JP6861067B2 - 希薄混合気燃焼エンジンからの排出ガス浄化用吸蔵還元型触媒 - Google Patents
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Description
(アルミナ)などが通常使用される。
吸蔵材とを含む吸蔵還元型触媒であって、
さらに、前記吸蔵材を、特定の基材上に担持または固定することなく、前記基材粒子間に独立して配置する構成であることを特徴とする、吸蔵還元型触媒に関する。なお、ここで、「基材」とは、金属を担持した材料を指す。
基材は、吸着や触媒活性を示し、他の物質を固定する土台となるものである。本願発明にかかる触媒における基材としては、アルミナ(Al2O3)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化ランタン(La2O3)、酸化セリウム(CeO2)、酸化ジルコニウム(ジルコニア、ZrO2)、酸化ネオジム(Nd2O3)、酸化イットリウム(Y2O3)などが挙げられ、特に、大きな表面積を有するアルミナ(Al2O3)が、また、後述の理由により、酸化マグネシウム(MgO)、および酸化セリウム(CeO2)が好ましく用いられる。
本願発明にかかる触媒における金属としては、白金(プラチナ)、パラジウム、ロジウムなどの白金族金属が、室温においても酸素などを解離吸着できることから、好ましく用いられる。
吸蔵材は、NOxを貯蔵するために用いられる。具体的には、背景技術の項で申し述べた公知の吸蔵材を使用することが可能であるが、好ましくはバリウムやストロンチウムの酸化物、炭酸塩、あるいは水酸化物が挙げられる。
本願発明の触媒においては、複数の触媒層を有するものであっても良い。
背景技術の項でも述べた通り、重量比で、空気14.7に対して燃料1の割合を、「理論空燃比(ストイキオメトリー)」と称し、これに対する燃料の割合の大小により、「濃厚混合気による燃焼(リッチバーン)」、「希薄混合気による燃焼(リーンバーン)」とそれぞれ称する。
(吸蔵材の調整)
(1)吸蔵材である炭酸バリウム濃度が35wt%になるよう、水とポリカルボン酸系分散剤とを加え、調整した。
(2)次に、これをボールミルにて、D50が250nm以下になるよう湿式粉砕し、35.92gの炭酸バリウムを得た。なお、wt%:重量%、D50:積算値が50%である粒度の粒径を表す(以下同じ)。
・Pt(1)パウダー
Al2O3/MgO=80/20 粉末158.28gにジニトロジアミンPt硝酸溶 液(Pt分1.72g)を噴霧した。
・Pt(2)パウダー
CeO2粉末79.56gにジニトロジアミンPt硝酸溶液(Pt分0.44g)を噴 霧した。
前記Pt(1)パウダーとPt(2)パウダーとを、混練した。
・Pdパウダー
Al2O3/La2O3=96/4 粉末49.76gに硝酸Pd溶液(Pd分0.24g)を噴霧し、混練した。
・Rhパウダー
CeO2/ZrO2/La2O3/Nd2O3/Y2O3=35/50/5/2/8 粉末29.88gに硝酸Rh溶液(Rh分0.12g)を噴霧し、混練した。
上記のように試作した各パウダーを、450℃、1.5時間大気雰囲気で焼成した。
上記のように作成した各貴金属担持パウダーと、水と、前記炭酸バリウムスラリーと、ポリカルボン酸系分散剤とを混合し、46%濃度でスラリー化した。スラリー化後、ボールミルにてD50が5μm以下になるよう粉砕した。このようにすることにより、吸蔵材である炭酸バリウムが、前記基材上に担持も固定もせず独立して配置されている状態となる。
(1)調整したスラリーをハニカム(日本ガイシ社製)にコーティングした。
(2)130℃で乾燥後、450℃、1.5h大気雰囲気下で焼成することにより、吸蔵還元型触媒を作製した。
(吸蔵材の調整)
実施例1と同様にして調整した。
・Ptパウダー
Al2O3/MgO/CeO2=64/16/20(重量比、以下同じ)粉末237.84gにジニトロジアミンPt硝酸溶液(Pt分2.16g)を噴霧し、混練した。
・Pdパウダー
Al2O3/MgO/CeO2=64/16/20(重量比、以下同じ)粉末49.76gに硝酸Pd溶液(Pd分0.24g)を噴霧し、混練した。
・Rhパウダー
ZrO2/La2O3/Nd2O3/Y2O3=73/2/5/20 粉末29.88gに硝酸Rh溶液(Rh分0.12g)を噴霧し、混練した。
上記のように試作した各パウダーを、450℃、1.5時間大気雰囲気で焼成した。
実施例1と同様にして調整した。
実施例1と同様にしてコーティングした。
(貴金属担持パウダーの調整)
実施例1と同様にして調整した。
上記のように作成した各貴金属担持パウダーと、水とを混合し、44%濃度でスラリー化した。なお、スラリーのpH=4.0〜4.5になるよう、硝酸を加えて調整した。スラリー化後、ボールミルにてD50が5μm以下になるよう粉砕した。
実施例1と同様にしてコーティングした。
(1)吸蔵材である酢酸バリウム25.00g(金属分)を、440gの水に溶解して含浸溶液を調整した。
(2)コーティング後の触媒に、含浸溶液し、450℃、1.5時間待機雰囲気で焼成した。
(貴金属担持パウダーの調整)
・Pt(1)パウダー
Al2O3/MgO=80/20 粉末158.28gにジニトロジアミンPt硝酸溶液(Pt分1.72g)を噴霧し、混練した。
・Pt(2)パウダー
純セリア(CeO2)材料に酢酸バリウム純水希釈溶液を、CeO2/酢酸バリウム=69/31 の割合で噴霧し、ダマがなくなるまで混練し、100℃の乾燥機で乾燥させた。上記で試作したパウダー115.48gにジニトロジアミンPt硝酸溶液(Pt分0.44g)を噴霧し、混練した。
・Pdパウダー
Al2O3/La2O3=96/4 粉末49.76gに硝酸Pd溶液(Pd分0.24g)を噴霧し、混練した。
・Rhパウダー
CeO2/ZrO2/La2O3/Nd2O3/Y2O3=35/50/5/2/8 粉末29.88gに硝酸Rh溶液(Rh分0.12g)を噴霧し、混練した。
上記のように試作した各パウダーを、450℃、1.5時間大気雰囲気で焼成した。
比較例1と同様にして調整した。
実施例1と同様にしてコーティングした。
得られた触媒を、700℃で100時間の耐久試験をした後、各温度(320℃および410℃)にて、リッチリーンサイクル試験後のNOx浄化量を下記の計算式にしたがって評価した。なお、「*」は、乗算を表す。
{1−(トータルのNOx排出量)/(トータルのNOx投入量)}*100 (%)
Claims (4)
- 酸化マグネシウムを含有する基材に白金族金属を担持した構成と、
吸蔵材とを含む吸蔵還元型触媒であって、
さらに、前記吸蔵材を、特定の基材上に担持または固定することなく、前記基材粒子間に独立して配置する構成であることを特徴とする、吸蔵還元型触媒。 - 吸蔵材が炭酸バリウムであることを特徴とする、請求項1記載の吸蔵還元型触媒。
- 希薄混合気燃焼エンジン(リーンバーンエンジン)からの排出ガスにおける窒素酸化物の量を低減するための触媒であることを特徴とする、請求項1または2に記載の吸蔵還元型触媒。
- 前記酸化マグネシウムを含有する基材に、前記白金族金属のパウダーと、前記吸蔵材と、水と、任意成分としての分散剤とを混ぜ合わせたスラリーを担体に塗布して製造することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の吸蔵還元型触媒の製造方法。
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