JP5545175B2 - 排気ガス浄化用触媒 - Google Patents
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Description
上記Rhの少なくとも一部が上記ZrLa系複合酸化物に担持され、該ZrLa系複合酸化物が上記活性アルミナ粒子上に担持されてRh触媒材が構成され、該Rh触媒材を上記触媒層が含有しており、
上記ZrLa系複合酸化物は、さらにアルカリ土類金属M成分を含有することを特徴とする。
硝酸ジルコニウム、硝酸ランタン及びアルカリ土類金属Mの硝酸塩の混合溶液に活性アルミナ粉末を混合して分散させ、これにアンモニア水を加えて沈殿(ジルコニウム、ランタン、及びアルカリ土類金属Mを含む複合酸化物となる前駆体である水酸化物沈殿)を生成する。得られた沈殿物を濾過、洗浄し、200℃の温度に2時間保持する乾燥、並びに500℃の温度に2時間保持する焼成を行なう。これにより、活性アルミナ粒子にZrLaM複合酸化物が担持されてなるZrLaMO/Al2O3を得る。そうして、このZrLaMO/Al2O3にRhを蒸発乾固法によって担持することにより、上記Rh触媒材を得る。このRh触媒材においては、Rhの多くは活性アルミナ粒子上のZrLaM複合酸化物に担持され、少量のRhが活性アルミナ粒子に担持された状態になる。
アルカリ土類金属MとしてSrを採用し、ZrO2:La2O3:SrO:Al2O3=38:2:0.7:59.3(質量比)の組成のZrLaSrO/Al2O3を調製し、これにRhを約0.4質量%担持させたRh/ZrLaSrO/Al2O3サンプルを得た。このサンプルを用いてZrLaSrO/Al2O3の結晶構造をXRD(X線回折)にて調べた。結果を図1に示す。同図によれば、ペロブスカイト構造由来のピークは認められず、ZrLaSrO/Al2O3は非ペロブスカイト型結晶構造をとっていることがわかる。
表1に示す構成の実施例1〜4及び比較例に係る各排気ガス浄化用触媒を作製した。
上記Rh触媒材の製法により、アルカリ土類金属MとしてSrを採用したRh/ZrLaSrO/Al2O3を調製した。この触媒材をジルコニアバインダにてコージェライト製ハニカム担体に担持させて排気ガス浄化用触媒とした。ハニカム担体には他の触媒材及び酸素吸蔵材は担持していない。触媒材を構成するZrLaSrO/Al2O3の組成はZrO2:La2O3:SrO:Al2O3=38:2:0.7:59.3(質量比)であり、Rh量は約0.4質量%である。ハニカム担体1L当たりの担持量は、当該触媒材が73g/Lであり、Rhが0.3g/Lである。ZrLaSrO(ZrLaSr複合酸化物)におけるSrO割合(ZrO2とLa2O3とSrOとの総量に占めるSrO量の割合)は約1.7質量%である。
ZrLaSrO/Al2O3の組成をZrO2:La2O3:SrO:Al2O3=38:2:1.5:58.5(質量比)とする他は、実施例1と同じ構成の排気ガス浄化用触媒(触媒材担持量;73g/L,Rh担持量;0.3g/L)を作製した。ZrLaSrOにおけるSrO割合は約3.6質量%である。
ZrLaSrO/Al2O3の組成をZrO2:La2O3:SrO:Al2O3=38:2:3:57(質量比)とする他は、実施例1と同じ構成の排気ガス浄化用触媒(触媒材担持量;73g/L,Rh担持量;0.3g/L)を作製した。ZrLaSrOにおけるSrO割合は約7質量%である。
上記Rh触媒材の製法により、アルカリ土類金属MとしてCaを採用したRh/ZrLaCaO/Al2O3を調製した。これを触媒材として、他は実施例1と同じ構成の排気ガス浄化用触媒(触媒材担持量;73g/L,Rh担持量;0.3g/L)を作製した。ZrLaCaO/Al2O3の組成はZrO2:La2O3:CaO:Al2O3=38:2:0.7:59.3(質量比)であり、ZrLaCaOにおけるCaO割合は約1.7質量%である。
上記Rh触媒材の製法により、アルカリ土類金属Mを含有しないRh/ZrLaO/Al2O3を調製した。この触媒材を構成するZrLaO/Al2O3の組成はZrO2:La2O3:Al2O3=38:2:60(質量比)であり、Rh量は約0.4質量%である。この触媒材を用い、他は実施例1と同じ構成となるように、排気ガス浄化用触媒(触媒材担持量;73g/L,Rh担持量;0.3g/L)を作製した。
実施例1〜4及び比較例の排気ガス浄化用触媒にベンチエージング処理を施した。これは、各触媒をエンジン排気系に取り付け、触媒入口ガス温度が900℃となるようにエンジン回転数を設定し、合計50時間の運転をするものである。
実施例1の触媒材(Rh/ZrLaSrO/Al2O3)及び比較例触媒材(Rh/ZrLaO/Al2O3)それぞれについて、2%O2と10vol%H2Oとを含有する雰囲気中、900℃、24時間のエージング処理を行ない、CO2の吸着・脱離能を昇温脱離(TPD)試験によって調べた。すなわち、触媒材100mgに酸化性ガス(O2;5.0%,残He,流量;100mL/分)を供給しながら、そのガス温度を30℃/分の速度で50℃から上昇させていき、500℃の温度で10分間保持した。そして、触媒材を50℃まで冷却した。次に触媒材にCO2含有ガス(CO2;3.0%,残He,流量;100mL/分)を50℃の温度で15分間供給し、その後に、Heガス(流量;100mL/分)を供給しながら、ガス温度を20℃/分の速度で400℃まで上昇させ、触媒材から脱離するCO2量を測定した。
Claims (2)
- 担体上に、Zrを主成分とし且つLa成分を含有するZrLa系複合酸化物と、活性アルミナ粒子と、Rhとを含有する触媒層が設けられている排気ガス浄化用触媒であって、
上記Rhの少なくとも一部が上記ZrLa系複合酸化物に担持され、該ZrLa系複合酸化物が上記活性アルミナ粒子上に担持されてRh触媒材が構成され、該Rh触媒材を上記触媒層が含有しており、
上記ZrLa系複合酸化物は、さらにアルカリ土類金属M成分を含有することを特徴とする排気ガス浄化用触媒。 - 請求項1において、
上記ZrLa系複合酸化物は、上記アルカリ土類金属Mの酸化物をMOとするとき、ZrO2とLa2O3とMOとの総量に占めるMO量の割合が1.7質量%以上7質量%以下であることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
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