JPH03143548A - モノリシツクないしはハニカム形触媒 - Google Patents
モノリシツクないしはハニカム形触媒Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
クまたは金属担体、その上に配fItされた触媒反応促
進金sa!化物pよび並S戚化物により担持された触媒
活性M、分の層か&:)なる、殊に内燃機関の排ガス′
t#化するためのモノリシックないしはハニカム形触媒
に関する。該触媒は改善された反応開始特性を有する。
媒が処理丁べ@ll!II!lのガスで負荷された際に
作業温度に達する速度である。かかる触媒を、化学触媒
またはたとえば工場の廃ガスまたはエンジンの排ガスの
排ガス浄化触媒として使用するのは、この性質の改善に
よって著しく簡単にすることができる。
のかかる増加によるかまたは触媒ユニットの防熱手段に
よって達成することが試みられた。
の問題JkyIs決するための新規方法を提供すること
でらる。
内燃機関の排ガス金浄化するためのモノリシックないし
はハニカム形A!!煤でろって、触媒反応促進金属酸化
物の濃度が担体の周縁部から中心軸へ欠fgK増加する
ことをW倣とする。
r−Al2O3、CaO怠、Tie、、8102等から
なる触媒反応促進金属酸化物層の不発t#によるa度分
布によってなかんずく、モノリシックまたはハニカム、
むしろ空管上ガスが貫流する際の自然の速度分布(これ
は中心軸の萱わりでは周縁ゾーンよ夕も強く現われる〕
の補償が達成される。その結果は、触媒ユニット内での
ガス気流の均一な分布およびこれによる発熱反応が開始
および経過する際の平均した熱の発生である・ 触媒活性成分の担体物質として使用される金属酸化物の
本発明による分布は、本発明の非常に有効な実施形によ
れば、付加的に触媒活性成分の濃度を担体の中心軸から
周縁部へ次第に増加するようにすることによってさらに
高めることができる・ この望lしい実施形は、本発明の他の目8Aな対象によ
シ、触媒反応促進金属酸化物が担体の中心軸と周縁部と
の間で大体において等しい分布状態にとど1り、触媒活
性成分の濃度だけが担体の中心軸から周縁部へ?:に、
第に増加するように変更することもできる。本発明の主
対象に比して簡単にされたこのモノリシックないしはハ
ニカム触媒は、たとえば触媒に通じる流入路がモノリシ
ックないしはハニカムと同じF!fr面を有する、つ1
りはじめから流入面の均一なガス負荷が存在するような
場合に使用することができる。
が、モノリシックないしはハニカムが存在することによ
り、走行時に直入する風による有害物質変y&器の冷却
のため、外聞にるる七ノリシックないしはハニカム区域
にかげる変換の減少t−阻止する。
に対し不発11により通用される、段階的または連続的
に形成させる濃度分布は、たとえば端面を数工程で行な
われる被覆ないしは負荷の間、中心部または周縁部金種
う、たとえは円板ないしはリングの形のマスクによりそ
のつどの造布七防止し、未造布面t−Ifr望の濃度に
応じて1回または数回塗布すべき物質で負荷することに
よシ段階的に調節することができる。
シャッタの形式により無段式に開閉する羽根装置によっ
て達成することができ、この場合練羽根装置は所望の局
所的負荷に必要な滞留時間に応じ可変速度で開閉する。
しはハニカムの中心軸のlわDkらせん路で回転する、
同時に幾つかの通路km布することのできる噴射ノズル
金、所望の局15r的負荷に必要な運動速度で操作する
ことによって達成することもできる。供給管ないしは供
給ノズルは、モノリシックないしはハニカムの端直の上
方で回転する、連続的に長さ可変のスリットを有するス
リットプレートの形の回転スライダとして構成とれてい
てもよい。
き、この場合該局所的a度は一般にモノリシックないし
はハニカムの通路の通過iが増大すると増加する。
2図の略図と関連せる実施例にっきW¥1述する。
(11n)、If径11.8m (4,66in )
、長8 1 8.2 4 c!IL (6in )
、楯看 厚 0−1 5xm (1mLl)含有する
ハニカム体を有する4つの自動車排ガス用触媒(触UA
、 B、 C#よびDと記載)金a造した。
酸化物を含有する被覆@濁液の装造)は、4つの触媒全
部に対して同じであり、18022/1/の比表面aを
有する高純度のr−酸化アルミニウム粉末の水への分散
を包才する。この酸化アルミニウム分散液に、順欠に砿
しく攪拌しながら、炭酸セリウムシよび炭酸ジルコニウ
ムを添加した結果、AI、03100重量部に対しcs
o、、160X JiiiFIS > ヨびZrOs
31t部カ存在した。
、触媒人(比較触媒)において、ノにカム体七分散液中
へ徐々に&潰し、徐々に引上げ、ハニカム体の通路を空
気を吹込んで6げ、行なった。
An、O,層で被覆された乾燥ハニカム体に、60Q’
0で2時間空気上通して、R酸セリウムDよび炭酸ジル
コニウム會相応する酸化物に変換した。こうして被6[
された)1ニ力ム体は、ハニカム体体積11あたシ被膜
120g金含有していた。
3つの浸漬工程で行なった。
吹込んであけ、120℃で10分間空気で乾燥した後、
ハニカム体の両4簡に、第1図に示したように、同じ表
面積を有する6つの同心のゾーンを標識付けした。
ープを貼付けた。第2の&漬上程に引き続き空気の吹付
けにより通路會あけ、120’0で空気により10分間
乾燥した恢、両端直上のゾーン2に接着テープを貼付け
た。欠いで、第3浸漬工程、空気の吹付による通路の開
放、空気での乾燥上行なった。
00℃で空気を真流とぜて、炭酸セリウAj?よび炭酸
ジルコニウムt−aムロする酸化物にf換した。こうし
て被覆したハニカム体は、ゾーン1にハニカム体体積1
1めたD波展金6011グーン2に1QOθ、ゾーン3
ic 20υg倉含有していた。
ム体体積16あたり酸化物被膜1209紫言有していた
: ここでv1コv2−■3で6Dかつそれぞれハニカム体
体積の%である。
ム体の中心部(ゾーン3)に多量の酸化物被膜が存在し
、ハニカム体の外縁S(ゾーン1)の外縁に少量のウォ
ッシュ・コートがして小さく、周縁部(シー71)では
大きく、これが最終効果において触媒BおよびCにおけ
る排ガスの均一な流動分布を惹起する。
>けるように設けた。
金属の造布に関するものであった・このため、4つの触
媒A、B、C&よびDに対し、H2PtCl4シよびR
hCI 3の水浴版を使用した。4つの触媒上の貴金属
の全量は、xf比pt対Rh=5:1で触媒体m 11
67t 5 Ll、714gに相当する。
族でi榎されたハニカム体を貞雀属氷溶液に1回浸漬し
、引き続8250℃でg!気中600 ’0で2時間刃
部することによって行なった。触媒式は31合14t−
1八二力ム体の全所面ならびにハニカム体の全長にわた
って均一に分配して含有していた。
して含有していた。ct″L、は、触iAに相当する全
賞金S童を6エ程で設けることによって達成された。第
1工程で、両4面上のゾーン2および3に接着テープ金
貼付けた。第2工程で、両4面上のシー71および3に
接着テープを貼付けた。I5!漬工程後、25Q’0で
空気で4時間乾燥し、引き続き600°Cで空気中で2
時間刃部した。
分布して含有しているので、その周縁部(ゾーン1)に
はその中心部(ゾーン3)にかけるよ夕も多量の貴金属
が存在していた0これを達成するために、責並属含浸t
3工程で実施した。
属塩の水溶液中へ浸漬した。第2工程前に、ハニカム体
の両端面のゾーン3に接層テープ金貼付け、第3浸漬工
程前に1にカム体の両端面のシー72ならびにゾーン3
に接着テープ金貼付けた・ これら3つの浸漬工程後に、250℃で空気で4時間乾
燥し、引き続き60ロ゛Cで空気中で2時間刃部した。
縁部に、触媒体積11めたり貴金属0.832!I′f
t含有し、ゾーン2中に0.620 #が存在し、ゾー
ン3、つ筐シハニカム体の中心部には0.4361が、
それぞれ重量比pt対Rh=5:1で存在していたー 触媒D(2)場合、貴金属は触媒Cの場合と同様に設け
た。
50℃で8時間水素気流中で還元したー ハニカム体の全Mllifrにわたるウォッシュコート
量かLび賞金14童の分布は第2図に4つの触媒につき
示されている(R=中心軸と周縁部(矢印先端〕との間
の距離であり、1,2シよび3はゾーンt−浅わ丁ノ。
台で、新しい状態ならびrζエンジンの20時間運転後
に試験し、運転の際の排ガスの温度は触媒の入口で1o
oo℃に達した。
1.8jのオツトーエンジンを使用した。すべての試験
は無鉛スーパーベンジンを用いて実施した。
つまシ炭化水素、−酸化炭素および窒素酸化物の50優
が変換される@度を測定した。
[] 2、l1g酸化物ニ対してdλ=0.9840で
行なった。乙の試験にかける空間2!l!度は、触媒体
積11につき毎時排ガス600 Ll ONlであった
。
物のf:y&は、λ値に依存して触媒前方の排ガスm度
400℃、触媒体[11b次p毎新しい触媒A、B、C
!およびDの反応開始特性は表1に示されでいる。
15CJ* NOx 50%EC’ (’O] (’C) (’0) A(比軟) 312 313328B
295 296 310C299
3tJ1 328 D 306 306 3
37この結果から、−酸化炭素に換分よび炭化水素変換
に対する反応開始l1jA度は、ハニカム体全断面にわ
たる酸化物a繞の倉の目的とする分布によって約10℃
低下させることができることが明らかである。
特性はa2に示されている。
88B 33C1333345C32
0327564 D 326 551 34
7この結果から、ハニカム体の全所属にわたる酸化物塗
布および貴金属の目的とする位置定めによって、反応開
始fmK倉−酸化炭素シよび炭化水素に対しては約15
℃、N木酸化物に対しては約40〜50°C低下させる
ことができることがなか明瞭に認められる。さらに、こ
の結果は、ハニカム体断面の外縁部に多量の貴金属と少
量の酸化物被覆上官し、中心部に多量の酸化物被覆と少
量の賞金J4t−有するような触媒が最良であることを
示す。
カム体の概略斜視図でめり、m2図は4つの触媒A、
B、 Cj?よびDK対するハニカム体音@匣にわ
たるウォッシュコート勘よびlt金itの分布を示す衣
である。 R・・・中心軸と周縁部(矢印光りとの間の距離、1,
2釦よび3・・・ゾーン 図面の浄IM(内容に変更なし) 尭 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、平行な流動路が貫通している不活性のセラミックま
たは金属の担体、その上に配置された、触媒反応を促進
する金属酸化物の層および金属酸化物により担持された
触媒活性成分からなるモノリシックないしはハニカム形
触媒において、触媒反応促進金属酸化物の濃度が担体の
周縁部から中心軸へ次第に増加することを特徴とするモ
ノリシックないしはハニカム形触媒。 2、触媒活性成分の濃度が担体の中心軸から周縁部へ次
第に増加する、請求項1記載の触媒。 3、平行な流動路が貫通している不活性のセラミックま
たは金属担体、その上に配置された触媒反応促進金属酸
化物の層および金属酸化物により担持された触媒活性成
分からなるモノリシックないしはハニカム形触媒におい
て、触媒反応促進金属酸化物が担体の中心軸と周縁部と
の間で大体において等しく分布されているが、触媒活性
成分の濃度は担体の中心軸から周縁部へ次第に増加する
ことを特徴とするモノリシックないしはハニカム形触媒
。
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