JPH01123636A - 排気ガス浄化用触媒の製造方法 - Google Patents

排気ガス浄化用触媒の製造方法

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JPH01123636A
JPH01123636A JP62278799A JP27879987A JPH01123636A JP H01123636 A JPH01123636 A JP H01123636A JP 62278799 A JP62278799 A JP 62278799A JP 27879987 A JP27879987 A JP 27879987A JP H01123636 A JPH01123636 A JP H01123636A
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JP
Japan
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catalyst
carbonate
cerium
support layer
zirconium
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Pending
Application number
JP62278799A
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English (en)
Inventor
Naoto Miyoshi
直人 三好
Shinichi Matsumoto
伸一 松本
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は内燃機関の排気ガス浄化用触媒の製造方法に関
し、詳しくはアルミナ等からなる触媒担持層の性状を改
良し、触媒の浄化性能の向上を図るものである。
[従来の技術l 近時、自動車用排気ガス浄化用触媒として、ハニカム形
状のモノリス触媒が、一般に用いられている。このモノ
リス触媒は、例えばハニカム構造のコージェライト1担
体積材表面に、比表面積の大きい活性アルミナの担持層
を形成し、該担持層に触媒金属を担持させることによっ
て製造される。
かかるモノリス触媒の製造工程において、前記活性アル
ミナ担持層の形成は、例えばモノリス担体基材をアルミ
ナスラリーに浸漬し付着させ、その後、乾燥、焼成する
ことにより行われている。
このアルミナ担持層の性状および触媒効率を高めるため
に上記のアルミナスラリー中に添加物が加えられる。特
公昭59−41775号公報には活性アルミナにセリウ
ム化合物を添加して触媒効率を向上させる触媒の製造方
法の開示がある。また特開昭59−230639号公報
には活性アルミナにセリウムとジルコニウムと、鉄およ
びニッケルよりなる群から選ばれた少なくとも1種と、
さらに必要によりネオジウム、ランタンおよびプラセオ
ジウムよりなる群から選ばれた少なくとも1種を含有す
るスラリーを付着させる触媒の製造方法の開示がある。
[発明が解決しようとする問題点] 前記アルミナを主成分とするスラリーを付着させ焼成し
て形成される担持層は、通常細孔を有する多孔質体とな
る。この多孔質体中に触媒金属を担持して触媒担体は、
触媒活性を付与される。
この際に添加される水溶性の希土類元素の塩、例えば硝
酸セリウム、オキシ硝酸ジルコニウム等は焼成時に生成
する酸化物がアルミナの細孔の入口を塞ぎ易く触媒金属
の付着空間を少なくし触媒の活性を低下させ、上記添加
物の効果がはかばかしくない。
本発明は上記の点に鑑みなされたもので担持層に細孔を
多数形成せしめて触媒性能を向上させることを目的とす
るものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明の排気ガス浄化用触媒の製造方法は、モノリス担
体基材の表面にアルミナを主成分とする担持層を形成す
る材料のスラリーを付着させ、焼成して該モノリス担体
基材の表面に触媒担持層を形成する担持層形成工程と、 前記担持層に触媒金属を担持させる触媒形成工程とから
なる排気ガス浄化用触媒の製造方法において、 前記担持層を形成する材料のスラリー中には、炭酸セリ
ウムと炭酸ジルコニウムとが含有されていることを特徴
とする。
担持目形成工程は、モノリス担体基材の表面に触媒担持
層を形成する工程である。通常担持層を形成する材料を
水中に分散して形成したスラリーにモノリス担体基材を
浸漬し乾燥焼成して形成される。
触媒形成工程は、触媒金属を溶解した溶液中に前記の担
持層を形成したモノリス担体基材を浸漬し、触媒金属を
担持層に吸着させる工程である。
モノリス担体基材は、その材質としては一般にコージェ
ライトが用いられるが、その他ムライト   あるいは
スピネルを用いることができる。このモノリス担体基材
は排気ガスの流れ方向に伸びる多数の細孔を有するハニ
カム構造、又は三次元網目構造の一体成形構造であり、
その外形は柱状を有する。
触媒担持層は、前記モノリス担体基材の表面に担持層を
形成する材料を含有するスラリーを付着させ、その後乾
燥し焼成して形成する。触媒担持層を形成する材料とし
ては、通常用いられるものでよく、アルミナ、チタニア
、スピネル等を単独で、または組み合せて用いることが
できる。ざらにLa1Nd等の希土類元素、Ca、 B
a等のアルカリ土類元素が安定化のため添加されている
安定化アルミナを用いることもできる。
本発明の特徴は、担持層形成工程で使用するアルミナを
主成分とする担持層形成する材料のスラリー中に、炭酸
セリウム、炭酸ジルコニウムを添加することにある。セ
リウム等の希土類台FR酸化物を添加するとアルミナを
不安定化させるα−アルミナへの転移を抑制する。この
セリウムを炭酸塩の形でスラリーに分散させてモノリス
担体基材に付着させることによって、焼成する際に炭酸
塩より発生する炭酸ガスにより担持層に直径0.1μm
以上のマクロ細孔を生ぜしめ、反応成分の拡散を容易に
して反応速度を速める効果があり、さらに焼成の際に担
持層の剥離の原因となるクラックが発生することを防止
するものである。ジルコニウムはセリウムと併用するこ
とにより担持層中で複合酸化物を形成しセリウムの酸素
ストレ°−ジ能を向上させる。従ってジルコニウムも炭
酸塩として添加することにより物性が類似し焼成時に複
合酸化物を形成しやすくなる。
前記炭酸セリウムと炭酸ジルコニウムの添加量は、スラ
リーの固形成分100重量%中、炭酸セリウムが酸化セ
リウムとして2〜45重量%、炭酸ジルコニウムが酸化
ジルコニウム1〜30重M%を用いることが好ましい。
炭酸セリウムが2重量%未満の場合はセリウムの効果が
不十分となり好ましくなく、45重品%を越えるとアル
ミナの担体としての働きが十分に発揮できないので好ま
しくない。また炭酸ジルコニウムが1重量%未満の場合
はジルコニウムの効果が不十分となり好ましくなく、3
0重間%を越えるとセリウムの働きがかえって十分に発
揮できず好ましくない。
また、これらの炭酸塩は水溶性の硝酸塩とは異なり比較
的溶は難くアルミナに吸着させるのではなく粒として担
持層に分散して存在している。従ってアルミナがもつ細
孔中に浸透して細孔を閉塞することはない。
[発明の作用と効果] 本発明の排気ガス浄化用触媒の製造方法は、担持層を形
成する材料のスラリー中に炭酸セリウムと炭酸ジルコニ
ウムとの非水溶性塩を使用することにより、スラリーよ
り形成された担持層の主成分のアルミナの細孔内に浸透
することを防ぎ、単独粒としてアルミナ中に存在し焼成
して酸化物となるとともに炭酸ガスを故山して細孔を形
成する。
従ってアルミナ担体の細孔の入口を閉塞することを防ぐ
ことができる。従って触媒金属の分散を均一に行うこと
ができる。
また炭酸塩の分解時に炭酸ガスが発生し触媒担持層内に
細孔を形成せしめ担持層でのガスを促進して触媒性能を
向上させていると推定される。
[実施例] 以下実施例により本発明を説明する。
(実施例) 担持層形成工程 アルミナ含有率10重量%のアルミナゾル500g、ア
ルミナ粉末1000Cl、蒸溜水500gを混合した。
これにジルコニウム含有率40%(ZrOz換算)の炭
酸ジルコニウム2859と、セリウム含有率50%(C
ent換算)の炭酸セリウム1020gを加えて1時間
撹拌してスラリーを形成した。このスラリーにコージェ
ライト質のモノリス担体基材を浸漬し、引き上げ、空気
流で余分なスラリーを吹き払い120℃で乾燥後、70
0℃で2時間焼成して触媒担持層を形成した。
触媒形成工程 上記の触媒担持層を白金アンミン水溶液ついで塩化ロジ
ウム溶液に浸漬して担持層に白金、ロジウムを担持し1
20℃で乾燥後400℃で焼成して触媒Aを得た。なお
貴金属の担持量は白金が1゜5Q/R,0ジウムが0.
2g1文である。
同様の方法で炭酸セリウムと炭酸ジルコニウムの使用量
をかえて触媒BとCを19だ組成は第1表に示す。すな
わち触媒Bはセリウムとジルコニウムが当モル最、触t
sCはセリウムとジルコニウムの添加量が触媒への逆に
なっている。
(比較例1) アルミナ含有率10111%のアルミナゾル500g、
アルミナ粉末1000g、蒸溜水500gを混合しこれ
にジルコニウム含有率40%(ZrO1換算)の炭酸ジ
ルコニウム285gを混合し1時間撹拌してスラリーを
形成した。このスラリーに実施例1と同様にモノリス担
体用基材を浸漬し、空気流で吹き払い、乾燥焼成してい
た。次に硝酸セリウム溶液にこの担体を浸漬120℃で
乾燥後700℃で焼成した。この後、実施例1と同様に
白金とロジウムを担持して触媒D@−得た。実施例1の
場合と同様に炭酸ジルコニウムと硝酸セリウムの使用量
を変えて触媒E1触媒Fを得た。
組成は第1表に示す。
(比較例2) アルミナ含有率10重M塊のアルミナゾル500g、ア
ルミナ粉末i ooo9、炭酸セリウム1020Q、蒸
溜水500gを混合撹拌してスラリーを形成した。この
スラリーにモノリス担体用基材を浸漬し、余分のスラリ
ーを空気流で吹き払い、乾燥、焼成して触媒担持層を形
成した。次にオキシ硝酸ジルコニウム水溶液にこの担体
を浸漬し、120℃で乾燥後700℃で焼成した。この
後実施例1と同様に白金とロジウムを担持して触媒Gを
得た。同様に炭酸セリウム、オキシ硝酸ジルコニウムの
添加層を変えて触11iH,Iを得た。組成は511表
に示す。
(比較例3) アルミナ含有率10重問%のアルミナゾル500q1ア
ルミナ粉末1000g、蒸溜水50C1より成るスラリ
ーにモノリス担体用I3材を浸漬し、余分なスラリーを
吹き払い乾燥、焼成して触媒担持層を形成した。次に硝
酸セリウム、オキシ硝酸ジルコニウムの混合水溶液に浸
漬し乾燥、焼成した。その後実施例1と同様に白金とロ
ジウムを担持して触*Jを得た。同様にして硝酸セリウ
ムと硝酸ジルコニウムの添加量を変えてセリウム、ジル
コニウムの添加量を変えて触媒に、Lを得た。
組成を第1表に示す。
[評価] 上記で得た12種の触媒について以下の方法で浄化率を
測定した。それぞれの触媒を31の直列6気筒エンジン
の排気系に取付は空燃費(A/F)14.6人カガス温
度880℃で200時間耐久試験を実施した。その後同
じエンジンを用い空燃費14.6、大カス温度400℃
でHCSCo。
NOxの浄化率を測定した。結果を第1表に示す。
浄化率の結果は第1表において実施例の触媒A1B、C
はHC,Go、NOxの浄化率が比較例のD−Lに比し
て優れている。特にNOxの浄化率は90%以上を示し
ているが比較例はいづれも90%に達しない。またCO
についても同様な傾向を示している。
この理由としてセリウム、ジルコニウムの両者の塩を共
に炭酸塩とした本実施例は、焼成時に炭酸塩が分解して
炭酸ガスと酸化物に変化しその炭酸ガスが担持層外に放
出される際に5邑の細孔を形成するためと考えられる。
しかも炭酸塩の分解温度が類似しているため両者が固溶
化しやすい。
また細孔により排気ガスとの接触面積が多くなっている
ためと考えられる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)モノリス担体基材の表面にアルミナを主成分とす
    る担持層を形成する材料のスラリーを付着させ、焼成し
    て該モノリス担体基材の表面に触媒担持層を形成する担
    持層形成工程と、 前記担持層に触媒金属を担持させる触媒形成工程とから
    なる排気ガス浄化用触媒の製造方法において、 前記担持層を形成する材料のスラリー中には、炭酸セリ
    ウムと炭酸ジルコニウムとが含有されていることを特徴
    とする排気ガス浄化用触媒の製造方法。
  2. (2)前記炭酸セリウムと炭酸ジルコニウムの量は、ス
    ラリーの固形分中に炭酸セリウムが(酸化セリウムとし
    て)2〜45重量%、炭酸ジルコニウム(酸化ジルコニ
    ウムとして)1〜30重量%である特許請求の範囲第1
    項記載の排気ガス浄化用触媒の製造方法。
  3. (3)前記炭酸セリウムと炭酸ジルコニウムは焼成によ
    り炭酸ガスを放出して酸化物を形成するとともに炭酸ガ
    スの逃散による細孔を形成する特許請求の範囲第1項記
    載の排気ガス浄化用触媒の製造方法。
JP62278799A 1987-11-04 1987-11-04 排気ガス浄化用触媒の製造方法 Pending JPH01123636A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5212142A (en) * 1991-11-04 1993-05-18 Engelhard Corporation High performance thermally stable catalyst
CN102019192A (zh) * 2010-10-28 2011-04-20 内蒙古包钢和发稀土有限公司 一种用于汽车尾气净化催化剂无油碳酸铈的工艺方法
WO2022137910A1 (ja) * 2020-12-24 2022-06-30 三井金属鉱業株式会社 複合酸化物及びその製造方法

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