JPH0334368B2

JPH0334368B2 -

Info

Publication number: JPH0334368B2
Application number: JP57060484A
Authority: JP
Inventors: Kazuko Yoshida; Shigenori Sakurai; Shinichi Matsumoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1982-04-12
Filing date: 1982-04-12
Publication date: 1991-05-22
Also published as: JPS58177146A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は内燃機関の排気ガス浄化用触媒に関す
るものである。排気ガス浄化用触媒（以下、単に触媒という）
は、アルミナ等セラミツク質の担体に、触媒活性
を有する貴金属たとえば白金、ロジウムまたはパ
ラジウム等を担持させることによつて構成される
ものであり、担持された上記貴金属が酸素または
水素を吸収し、これらを活性化することにより、
排気ガスを酸化・還元反応に供し、排気ガスを浄
化するというものである。ところで、自動車エンジン等の内燃機関におい
ては、始動運転から正常運転に至るまでの温度範
囲が広い。そのため、温度状況に拘らず触媒活性
の優れた触媒が必要となるが、一般に触媒の活性
化は温度が高くなるにつれて促進されるため、エ
ンジン始動期などの低温域においては、触媒があ
まり有効に働かず、不完全燃焼ガスを大気中に排
出する恐れがあつた。本発明の目的は、低温域においても優れた活性
を有するとともに耐久性を併せもつ触媒を提供す
ることにある。本発明者等は、この点を鑑みて種々研究を重ね
た結果、通常の担持金属すなわちロジウム、白
金、パラジウムのうちの少なくとも一種に加え
て、バナジウム、モリブデン、カリウムおよびセ
リウムを担持させれば、貴金属の触媒活性を広範
囲の温度域においても高めることができ、結果と
して低温域においても充分な触媒活性を発揮しう
ることを見出し、本発明を完成した。本発明においてロジウム、白金、パラジウムの
うち少なくとも一種と一緒に担持せしめる元素、
すなわち、パナジウム、モリブデン、カリウムお
よびセリウムロジウム、白金、パラジウムのうち
の少なくとも一種を担持させる方法と同様な方法
で担体に担持させることができる。一例を挙げれ
ば、上記元素をそれらの水溶性化合物とし、該化
合物の水溶液を担体に含浸させ、乾燥そして焼成
するという方法がある。この場合、使用される化
合物としては、バナジウムの場合、メタバナジン
酸アンモニウム、モリブデンの場合、モリブデン
酸アンモニウム、カリウムの場合、炭酸カリウ
ム、硝酸カリウム、セリウムの場合、硝酸セリウ
ムなどがあり、このほか二種の元素を同時に含む
化合物、たとえば、メタバナジン酸カリウム、モ
リブデン酸カリウムなども使用できる。また、上
記元素の担持量は各元素ともに、たとえば触媒１
に対して0.03〜0.3モルの範囲とされる。以下、本発明を実施例によつて詳細に説明す
る。実施例１比表面積50m²／ｇの球状アルミナ担体200c.c.に、
メタバナジン酸アンモニウム水溶液を含浸し、
120℃×２時間（以下hrで示す）乾燥した後、800
℃×2hr焼成した。次に、モリブデン酸カリウム
水溶液を含浸し、120℃×2hr乾燥後、800℃×2hr
焼成した。続いて、硝酸セリウム水溶液を含浸
し、120℃×2hr乾燥後、600℃×2hr焼成した。次
に、塩化ロジウム水溶液を含浸し、120℃×2hr乾
燥後、500℃×0.5hr焼成した。更に、塩化白金酸
水溶液を含浸し、120℃×2hr乾燥後、500℃×
0.5hr焼成して、触媒化した。各元素の担持量に
ついては下記表に示す。実施例２塩化ロジウム水溶液の代わりに硝酸ロジウム水
溶液を使用し、塩化白金酸水溶液の代わりに硝酸
パラジウム水溶液を使用したこと以外は実施例１
と同様にして、実施例２の触媒（触媒Ａ）を得
た。実施例３塩化白金酸水溶液のみを使用したこと以外は実
施例１と同様にして、実施例３の触媒（触媒Ｂ）
を得た。実施例４塩化ロジウム水溶液の代わりに硝酸ロジウム水
溶液を使用してロジウムを担持し、次いで塩化白
金酸水溶液を使用して白金を担持し、次いで硝酸
パラジウム水溶液を使用してパラジウムを担持し
たこと以外は実施例１と同様にして、実施例４の
触媒（触媒Ｃ）を得た。比較例１比表面積50m²／ｇの球状アルミナ担体200c.c.に、
実施例１と同様の操作でセリウム、ロジウムおよ
び白金を担持し、触媒化した。このとき、バナジ
ウム、モリブデンおよびカリウムの担持は行なわ
なかつた。比較例２−７比表面積50m²／ｇの球状アルミナ担体200c.c.に、
貴金属であるセリウム、ロジウムおよび白金のほ
か、バナジウム、モリブデンおよびカリウムの１
種または２種を、下記表の割合で担持させること
により、触媒化した。この場合、炭酸カリウム水
溶液、モリブデン酸アンモニウム水溶液およびメ
タバナジン酸アンモニウム水溶液を使用し、含浸
後における乾燥を120°×2hr、焼成を800℃×2hr
行なつた。また、セリウム、白金およびロジウム
の担持は、実施例１と同様の操作で行なつた。

【表】

【表】このように調整した各触媒について、下記モデ
ルガスを用いて、浄化性能の試験を行なつた。モデルガス成分 CO：0.8％、NOx：2200ppm、炭化水素
（C₃H₈）：840ppm、O₂：0.8％、H₂：0.17％、
H₂O：約３％、CO₂：10％、N₂：残部 () 初期（耐久試験前）活性上記組成よりなるモデルガスに、0.8％過剰
のO₂、1.6％過剰のCOとなるよう交互に１Hzで
導入した変動ガスを、200〜350℃（入ガス温
度）に加熱し、空間速度（SV）約３万Hr^-1の
割合で触媒に通過せしめることにより、一方に
おいて炭化水素（HC）およびCOを酸化させ、
他方においてNOxを還元させ、HC、COおよ
びNOxの浄化率を測定した。触媒No.１〜８に
ついての測定結果を第１図〜第３図に示す。 () 耐久試験後活性空燃比をほぼ16に制御した排気ガス中に30時
間触媒をさらすという方法で耐久試験を行つ
た。このとき、触媒床温度は約800℃、空間速
度は約６万Hr^-1とした。浄化率測定の条件は、
初期活性におけると同様とした。触媒No.１〜８
についての測定結果を第４図〜第６図に示す。これらの各図に示された結果からわかるよう
に、ロジウム、白金、パラジウムのうちの少なく
とも一種以外の成分としてバナジウム、モリブデ
ン、カリウムおよびセリウムを担持してなる触媒
は、初期および耐久後ともに優れた浄化性能を示
し、特に低温域における活性が高く、耐久後も入
ガス温度300℃で80％以上の浄化率が得られる。この場合、各元素の作用は次のように推測され
る：バナジウム：ロジウム、白金、パラジウムのうち
の少なくとも一種とともに、酸素および水素を
吸着することができ、ロジウム、白金、パラジ
ウムのうちの少なくとも一種の助触媒として働
く。そのために、触媒であるロジウム、白金、
パラジウムのうち少なくとも一種の触媒性能を
向上せしめるとともに、酸素等が消費されたロ
ジウム、白金、パラジウムのうちの少なくとも
一種にそれらを供給できるため、より長期にわ
たり、触媒活性を維持できる。こうしたこと
は、バナジウムが周囲の状況に応じてその原子
価を変化するに起因する。モリブデン：詳細は不明であるが、バナジウムの
原子価を変化させ易くするといわれる。カリウム：セラミツク質担体の結晶のα化を抑制
し、担体を安定化させる。セリウム：ロジウム、白金、パラジウムのうちの
少なくとも一種の助触媒として働く。第７図〜第９図に、実施例２〜４の触媒（触媒
Ａ〜Ｃ）についての耐久試験後活性を示す。図か
ら明らかなように、実施例２〜４の触媒も実施例
１の触媒（触媒No.１）と同様に耐久後も優れた浄
化性能を示す。以上の如く、本発明触媒は、ロジウム、白金、
パラジウムのうちの少なくとも一種とともにバナ
ジウム、モリブデン、カリウムおよびセリウムを
担持させてなることから、ロジウム、白金、パラ
ジウムのうちの少なくとも一種だけを担持してな
る触媒、さらにはロジウム、白金、パラジウムの
うちの少なくとも一種とともに上記元素の多くと
も２種を担持してなる触媒に比して、低温域
（200〜300℃）における浄化性能が格段に向上す
る。この浄化性能の向上は、有害ガスの種類に拘
らず、また耐久前後に拘らず、認められる。ま
た、こうしたことはロジウム、白金、パラジウム
のうちの少なくとも一種の担持量を増加すること
なく成し遂げられることから、コスト的には有利
である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、実施例１および比較例１〜
７の触媒の初期（耐久前）における入ガス温度に
対する浄化率の変化を示すグラフ、第４図〜第６
図は、耐久後における上記同様のグラフ、第７図
〜第９図は、実施例２〜４の触媒の耐久後におけ
る入ガス温度に対する浄化率の変化を示すグラフ
を表わす。

Claims

【特許請求の範囲】

１触媒担体にロジウム、白金、パラジウムのう
ちの少なくとも一種とともにバナジウム、モリブ
デン、カリウムおよびセリウムを担持せしめたこ
とを特徴とする排気ガス浄化用触媒。