JP6540534B2 - 吸蔵還元型NOx触媒 - Google Patents
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Description
C浄化機能とはトレードオフの関係にある。
蔵触媒層3には、必ずしもPtおよびPdの両方が含まれている必要はなく、いずれか一方が含まれる構成を採用することもできる。また、NOx吸蔵材としては、バリウム(Ba)や、リチウム(Li)、およびカリウム(K)が用いられている。なお、NOx吸蔵触媒層3には、必ずしもBaおよびLiの両方が含まれている必要はなく、いずれか一方が含まれる構成を採用することもできる。
先ず、今回の評価試験の対象となった、本発明の実施例に係るNSR触媒1の製造方法について説明する。なお。本発明の実施例に係るNSR触媒1の概略構成は、上述した図1に示すとおりである。
スラリーを上層C3用スラリーと上層C4用スラリーとに分けた。そして、下層C1用スラリーおよび上層C3用スラリーには所定濃度の酢酸Baおよび酢酸Liの混合溶液を所定量加えた。また、下層C2用スラリーおよび上層C4用スラリーには所定濃度の酢酸Ba、酢酸Li、および酢酸Kの混合溶液を所定量加えた。
下層C1,上層C3(上流側触媒層3a):
Ba=0.2mol/L、Li=0.1mol/L
下層C2,上層C4(下流側触媒層3b):
Ba=0.2mol/L、Li=0.1mol/L、K=0.15mol/L
そして、本発明の各実施例に係るNSR触媒1においては、NOx吸蔵触媒層の全長に対する上流側触媒層の範囲の割合を規定するための上記Xの値がそれぞれ以下の値となっている。
(実施例1)X=12.5
(実施例2)X=25
(実施例3)X=50
(実施例4)X=75
(比較例1)X=87.5
担体2と同様の材質によって形成された担体にNOx吸蔵触媒層が担持された構成となっている。また、このNOx吸蔵触媒層も、複数種類の貴金属と複数種類のNOx吸蔵材とを含んで形成されている。さらに、このNOx吸蔵触媒層も、担体に接している下層C5と、該下層C5上に形成された上層C6と、による積層構造を有している。ただし、比較例2から4に係るNSR触媒のNOx吸蔵触媒層は、上述した本発明の実施形態に係るNSR触媒1のNOx吸蔵触媒層3とは異なり、下層C5および上層C6のそれぞれにおいて、各種のNOx吸蔵材が上流端から下流端まで略均一に含まれている(つまり、上流側触媒層と下流側触媒層とには区分けされていない。)。
(比較例2)Ba=0.2mol/L、Li=0.1mol/L、K0.150mol/L
(比較例3)Ba=0.2mol/L、Li=0.1mol/L、K0.075mol/L
(比較例4)Ba=0.2mol/L、Li=0.1mol/L
新品の状態ではなく、内燃機関の排気通路における実際の使用状況に晒された状態に近似した状態での機能を評価するために、評価対象品となる各実施例および各比較例に係るNSR触媒に対して、評価試験を実施する前に耐久試験を実施した。この耐久試験では、試験用内燃機関の排気通路に評価対象品となるNSR触媒を設置し、50時間の間、触媒温度を750℃に維持するとともに、基準となる排気空燃比をリーン空燃比としつつ、該排気空燃比を所定期間リッチ空燃比とするリッチスパイクを周期的に実行した。
今回の評価試験では、評価対象品となるNSR触媒(上記の耐久試験実施後のNSR触媒)を試験用内燃機関の排気通路に設置し、触媒温度を450℃に維持するとともに、基準となる排気空燃比をリーン空燃比としつつ、該排気空燃比を所定期間リッチ空燃比とするリッチスパイクを周期的に実行した。そして、排気空燃比がリーン空燃比である時であってNOx排出量が安定した後における、一燃焼サイクルあたりのNOx浄化率(NOx触媒に流入するNOx量に対する該NOx触媒において還元されるNOx量の割合)およびHC浄化率(NOx触媒に流入するHC量に対する該NOx触媒において酸化されるHC量の割合)を、評価指標として算出した。
以下、今回の評価試験の結果について、図3から5に基づいて説明する。図3は、評価対象品となった各NSR触媒の、NOx吸蔵触媒層におけるKの含有量とNOx浄化率と
の関係を示す図である。図3において、横軸はNOx吸蔵触媒層におけるKの含有量を示している。なお、ここでは、上記表1と同様、各NSR触媒のNOx吸蔵触媒層におけるKの含有量を、比較例2に係るNSR触媒のNOx吸蔵触媒層におけるKの含有量を仮に100%とした場合の割合で表している。また、図3において、縦軸はNOx浄化率を表している。
小さくなっている。これは、NOx吸蔵触媒層において、NOx吸蔵材としてKが含まれていない上流側触媒層では排気中のHCが酸化され易いため、上流側触媒層と下流側触媒層との範囲を規定するXの値が大きくなると、(すなわち、上流側触媒層の範囲が大きくなると)、HC浄化率はある程度まで上昇するが、該上流側触媒層がある程度の範囲まで拡がっていれば十分なHC酸化場が確保されることになる(つまり、上流側触媒層の範囲の増加に対してHC浄化率がサチレートすることになる)ためだと推測される。
価対象品となった各NSR触媒に対して耐久試験を実施した後に実施された評価試験によって得られたことからも明らかである。
図1に示すNSR触媒1では、NOx吸蔵触媒層3の構造として、下層C1,C2と上層C3,C4とによる積層構造を採用した。しかしながら、NSR触媒1におけるNOx吸蔵触媒層3は、必ずしも、このような積層構造を有するものでなくともよい。図6は、本発明の実施形態の変形例に係るNSR触媒の概略構成を示すイメージ図である。この図6においても、矢印は、NSR触媒1が内燃機関の排気通路に設けられた際の排気の流れ方向を示している。
2・・・担体
3・・・NOx吸蔵触媒層
3a・・上流側触媒層
3b・・下流側触媒層
Claims (1)
- 内燃機関の排気通路に設けられる吸蔵還元型NOx触媒であって、
担体と、
前記担体に担持されたNOx吸蔵触媒層であって、窒素酸化物(NOx)を吸蔵する機能を有する触媒成分である複数種類のNOx吸蔵材、および、貴金属を含んで形成され、前記担体に接している下層と該下層上に形成された上層とによる積層構造を有し、前記下層には貴金属としてロジウム(Rh)が含まれており前記上層には貴金属としてロジウム(Rh)が含まれていないNOx吸蔵触媒層と、を備え、
前記NOx吸蔵触媒層における、排気の流れに沿って、上流端から該NOx吸蔵触媒層の全長のX%(0<X≦75)までの部分を上流側触媒層とし、
前記NOx吸蔵触媒層における、排気の流れに沿って前記上流側触媒層よりも下流側の部分を下流側触媒層とし、
前記上流側触媒層にはNOx吸蔵材としてカリウム(K)が含まれておらず、前記下流側触媒層にはNOx吸蔵材としてカリウム(K)が含まれており、
前記上流側触媒層は、前記NOx吸蔵触媒層における、排気の流れに沿って、上流端から該NOx吸蔵触媒層の全長のY%(50≦Y≦75)までの部分である吸蔵還元型NOx触媒。
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