JPH04131127A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

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】

［０００１］

【産業上の利用分野】

本発明は、内燃機関排気ガスの浄化方法およびその装置
に関するものである。 詳しく述べると、低温においても排気ガスの浄化作用に
優れ、かつ背圧特性および耐久性に優れた内燃機関排気
ガスの浄化方法およびその装置に関するものである。 ［０００２］

【従来の技術】

自動車の排気ガス浄化において用いられる触媒は、通常
、炭化水素（ＨＣ）−酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化
物（ＮＯｘ）を同時に除去する（以下「三元性能」とい
う）三元触媒が用いられている。 ［０００３］ 近年、省燃費化エンジンの高出力化に伴い浄化性能に優
れた触媒が−強く求められている。また、現行よりさら
に強化された排気ガス規制、特に炭化水素規制が施行さ
れつつある。このような状況下において従来の三元触媒
では性能面で十分とは言い難い。 ［０００４］ 従来、排気ガスの浄化性能を目的として、複数個の触媒
を用いた触媒装置が開示されているが（実開昭５６−５
０，７１６）　　この発明に係る触媒装置には２つのノ
じカム触媒を必要とし、このうち排気ガス流入側に使用
されるノ１ニカムのセル密度を流出側の触媒に比べて、
こまかくすることを特徴としているものであるため、２
つの触媒の特別なスペースを必要とし、また、セル密度
の異なるものを設置しているため背圧が高くなる等の欠
点を有するものである。 ［０００５］ さらに、触媒の組成の異なる触媒体を前後段に分は設置
した触媒コンバータ（特開昭５５−１６４，７１５）が
開示されているが、前後の触媒体の間に拡散室を用いる
ことが必要であり、これを実施した場合に、触媒コンバ
ータ自体が巨大なものとなり、実用上適し難いものであ
る。 ［０００６］ また、一般的に用いられる触媒は耐火性酸化物を担体基
材とし、この担体上に触媒活性成分を被覆してなるもの
が多く、一部特殊なものには金属を担体として用いてい
る例があるが、いずれもノじカム状であり、いずれの触
媒を使用しても背圧が高くなることは避けられないもの
であった。 この使用時の背圧の増加は、エンジン自体の出力の低下
をきたし、自動車の走行に少なからざる弊害をおよぼす
ものである。 ［０００７］ 近年、エンジンの高出力化に伴い排気ガス中の炭化水素
、−酸化炭素および窒素酸化物量は、増加の方向に進み
、また現行より強化された排気ガス規制が施行されつつ
あり、これらの点を考慮した場合、触媒性能は、現行の
ものより一層の向上が望まれ、加えてエンジンの出力を
低下させないために、触媒装置の背圧は低く抑えること
が必要となる。 ［０００８］

【発明が解決しようとする課題】

したがって、本発明の目的は、内燃機関排気ガスの浄化
方法およびその装置を提供することにある。 本発明の他の目的は、背圧を上昇させることなく、また
エンジンスタート直後の排気ガス低温時からの触媒の性
能を発揮でき、設置のスペースの問題もなくかつコスト
の安価な内燃機関排気ガスの浄化方法およびその装置を
提供することにある。 ［０００９］

【課題を解決するための手段】

これらの諸口的は、排気ガス流入側に、金網およびパン
チングメタルよりなる群から選ばれた少なくとも１種の
金属性基材に触媒物質を担持してなる第１の触媒を、ま
た排気ガス流出側に、ハニカム状モノリス担体に触媒物
質を担持してなる第２の触媒を配置してなる触媒システ
ムに排気ガスを流通させることよりなる排気ガスの浄化
方法により達成される。 ［００１０１ これらの諸口的は、複数個の触媒を設置してなる触媒コ
ンバータ装置において、排気ガス流入側に、金網および
パンチングメタルよりなる群から選ばれた少なくとも１
種の金属性基材に触媒物質を担持してなる第１の触媒を
、また排気ガス流出側に、ハニカム状モノリス担体に触
媒物質を担持してなる第２の触媒を配置してなる排気ガ
スの浄化用装置によっても達成される。 ［００１１］

【作用】

排気ガス流入側の第１の触媒に用いられる金網および／
またはパンチングメタル担体の材質は、耐熱性の金属な
らいずれでも用いられるが、炭化水素または一酸化炭素
の燃焼により触媒表面カミ高温となるために、担体の材
質としては、アルミニウム（ＡＩ）およびクロム（Ｃｒ
）を含有するフェライト系ステンレスが好適に用いられ
る。アルミニウムおよびクロムの含有量は、それぞれ１
〜１０重量％および５〜３０重量％が好ましく、その他
イツトリウム（Ｙ）やセリウム（Ｃｅ）などの希土類元
素を０．０１〜１重量％含有しても良い。 ［００１２］ また、金網は、線径０．１〜２．０ｍｍ、好ましくは０
．１５〜１．８ｍｍ、目開きの間隔が０．３〜１０ｍｍ
、好ましくは０．３５〜９．１ｍｍ、であれば使用可能
であり、またパンチングメタルについては、空孔の形状
は問わないが、円形の空孔の場合、直径０．３〜１０ｍ
ｍ、好ましくは０．３５〜９．１ｍｍで１５〜０．４ｍ
ｍピッチ、好ましくは１３〜０．５ｍｍピッチであれば
良く、その板厚は強度および加工性の点から、０．０５
〜１．５ｍｍ、好ましくは０゜０７〜１．４ｍｍである
。 ［００１３］ 第１の触媒の開口率は８５％以上、好ましくは８５〜９
９．７％、最も好ましくは９０〜９９％である。すなわ
ち、開口率が８５％未満である場合には、背圧が高くな
り好ましくない。これに対し、開口率が８５％以上で、
かつ排気ガス流入側の触媒の担体である金網またはパン
チングメタルを所定の形状にしたときに空間に占める体
積を排気ガス流入側の第１の触媒の嵩体積とした場合、
排気ガス流入側の第１の触媒の排気ガス流出側の第２の
触媒に対する嵩体積比が０．１〜４である場合には、そ
の触媒の形状には特に規定はなく、管壁に沿ったもの、
六角形、星状等様々の形状を選択することができる。な
お、ここで開口率とは、第１の触媒を充填したコンバー
タ、例えば排気管の排気ガス流通断面積に対する触媒の
充填断面積をいう。 ［００１４］ 本発明に係る金網またはパンチングメタルの形状は、排
気ガス流入側の第１の触媒がエンジン等の排気管に内接
するように設置して使用されるために、排気管の形状に
合せた形状を有し、その形状は、円筒形、円錐台形、多
枝管形等が選ばれ、この形状物は、必ずしも一体物であ
る必要はなく、数個の部分より組み合された物であって
も良く、また、金網またはパンチングメタルは一層だけ
でなく多層にして用いることもできる。 ［００１５］ また、排気ガス流出側の第２の触媒には、ハニカム型の
モノリス担体が用いられ、その材質としては、コージェ
ライト、ムライト等の耐火物や金属性のものが用いられ
、そのハニカムの穴の大きさは、２００〜６００セル（
開口数／平方インチ）のものであり、その穴の形状は三
角形、四角形、六角形がある。 ［００１６］ この排気ガス流出側の第２の触媒に担持する触媒物質は
、排気ガス流入側の第１の触媒と同様なものが用いられ
、その被覆方法も同様な方法によりなされる。 排気ガス流入側に用いられる第１の触媒は、前記のごと
き金属性基材に触媒物質を担持させてなるものである。 この場合、担体となる金属性基材の表面をアルミナで被
覆することが好ましい。すなわち、金属性基材への触媒
物質の担持強度を上げるために以下の処理をすることが
好ましい。 ［００１７］ 排気ガス流入側の第４の触媒として、金属性基材の表面
にアルミナを形成し、次いで、触媒物質を被覆してなる
触媒を用いることができる。また、排気ガス流入側の第
１の触媒として、金属性基材を酸処理することにより表
面にマクロポア−を形成後、触媒物質を被覆してなる触
媒を用いることができる。 ［００１８］ また、上記排気ガス流入側の第１の触媒を製造する際、
その金属表面を酸により処理した後、触媒となすことが
でき、その酸源としては、硫酸、塩酸、硝酸等があり、
これら酸を水で希釈して用い、その酸濃度は０．０１〜
５モル％、特に０．０２〜４．５モル％の範囲が好まし
く、この処理により上記、金網およびパンチングメタル
担体上にマイクロポアーを形成することができる。 ［００１９］ このマイクロポアーの細孔径は５０μｍ〜０．１μｍで
あることが好ましい。 その処理時間は１分〜４時間の範囲である事が好ましく
、これにより安定した５０μｍ−０，１μｍのポアーを
作り、その上、基材の腐食を最少限に止めることができ
る。硫酸は最も侵食性が強いので、酸濃度を低くして時
間を掛けた方がよく、硝酸は逆に酸濃度を上げることに
より時間を短くすることが好ましい。塩酸はその中間位
の条件で所定のポアーを得る事が可能となる。 ［００２０１ また、金属性基材の表面にはアルミナを形成した後触媒
物質を被覆することもでき、そのアルミナを形成する方
法を以下に例示する。 ［００２１］ （１）気相成長法（ＣＤＶ法）により化学的にアルミナ
を基材上に被覆する方法（２）アルミニウムを基材上に
メツキした後、加熱することによりアルミニウムをアル
ミナにする方法 （３）ステンレス基材を加熱することにより基材に含ま
れるアルミニウムをアルミナとして基材の表面に形成す
る方法 等があげられる。 ［００２２］ さらに、上記酸処理とアルミナ形成処理を併用すること
もできる。 例えば、アルミニウム含有のステンレスを酸処理した後
、８００〜１０００℃で加熱処理した場合、その表面に
はアルミナのウィスカーまたは板状のアルミナカ形成さ
れ５０μｍ−０，１μｍの溝やマクロポア−も同時に形
成されているのが走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の表面分
析によりわかった。 ［００２３］ 第２の担持強度増強のための処理方法としては、以下の
ことが好ましい。すなわち、排気ガス流入側の第１の触
媒として、金属性基材を四価のセリウム塩溶液により表
面処理し、ついで触媒物質を被覆してなる触媒を用いる
ことができる。 四価のセリウム塩溶液は、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩、メ
タスルフォン酸塩等の溶液が使用できる。 ［００２４］ これらの塩は、表面処理をする基材の材質により若干の
変動があるが、本発明に用いる鉄を主成分とするステン
レスに対し、耐火性金属酸化物を被覆する場合その被覆
強度を向上させる塩としては、硫酸第２セリウムおよび
硝酸第２セリウムが好適に用いられる。 ［００２５］ また、これらの塩の濃度は、表面処理時間に応じて変り
うるものであり、濃い濃度の塩を用いた場合には、その
処理時間は短くなり、薄い濃度の塩を用いた場合は長く
なるものである。また、その溶液の温度によっても処理
時間とその塩の濃度が異なる。これらの条件は、使用す
る金属性基材の材質およびセリウム塩等により適宜調整
することができる。 ［００２６］ 処理方法の具体例を以下に示す力ξ本発明の趣旨に反し
ない限り、これらに限定されることはない。 ［００２７］ （１）金属性基材を脱脂後、四価の硫酸セリウム等の溶
液で表面処理して水洗した後、耐火性金属酸化物のスラ
リーまたはベーマイトゾル（場合により適当に混合して
得られるベーマイトジイル含有スラリー）に浸漬するか
、またはこれを金属性基村上に塗布した後、乾燥・焼成
することにより、金属性基材に耐火性金属酸化物を被覆
形成することが出来る。 更に、この被覆形成された金属性基材を触媒活性成分を
含有する溶液に浸漬し乾燥・焼成することにより、触媒
を得る。 ［００２８］ （２）金属性基材を脱脂後、四価の硫酸セリウム等の溶
液で表面処理して水洗した後、触媒活性成分を予め担持
固定した耐火性金属酸化物のスラリーに浸漬するか、ま
たはこのスラリーを塗布した後、乾燥・焼成することに
より、触媒を得る［００２９］ （３）金属性基材を脱脂後、四価の硫酸セリウム等の溶
液で表面処理して水洗した後、触媒活性成分を含有する
溶液と耐火性金属酸化物とを混合し、湿式法で微粉砕し
て得られたスラリーに、表面処理した金属性基材を浸漬
するか、またはこのスラリーを塗布した後、乾燥・焼成
することにより、触媒を得る。 さらに、前記のごとき処理を行ったのち、アルミナ形成
処理を併用することができる。この処理は、前記したと
おりである。 ［００３０］ 排気ガス流入側の第１の触媒物質には白金、ロジウムお
よびパラジウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種
の貴金属と、耐火性無機酸化物とからなる触媒物質を用
いることができる。この白金、ロジウムおよびパラジウ
ムよりなる群から選ばれた少なくとも１種の貴金属、好
ましくは白金および／またはパラジウムが使用され、通
常、耐火性無機酸化物に担持された状態で使用され、そ
の量は金網またはパンチングメタル１００ｃｍ２当り０
．１〜２．０ｇ、特に０．２〜１５ｇが好ましい。担持
量が０．１ｇ未満である場合、所定の触媒活性が得られ
ず、一方、２．０ｇを越える場合には、触媒活性は向上
するが、その担持量に見合うほどの向上はみられず、ま
た、第１および第２の触媒の貴金属の全使用量が多くな
り、好ましくないものである。 ［００３１］ 耐火性無機酸化物としては、アルミナ、シリカ、ジルコ
ニア等が上げられるが、本発明においては、γ、δまた
はθの結晶形をもつ活性アルミナが好ましい。 また、アルカリ土類金属または希土類金属によって安定
化された活性アルミナの使用、さらにニッケル、鉄、セ
リウム、ランタン、ジルコニウム等の助触媒成分の添加
により、本発明の触媒の性能は向上する。 ［，００３２］ これらの耐火性無機酸化物は金網またはパンチングメタ
ル１００ｃｍ２当り０１〜２．０ｇ、特に０．２〜１．
５ｇ被覆されることが好ましい。すなわち、被覆量が０
．１ｇ未満となる場合、触媒の耐火性無機金属酸化物の
担持量も減少することとなり、そのため触媒活性が低下
する。一方、被覆量が２６０ｇを越える場合、触媒活性
に関しては向上があるが、複数個の被覆工程を必要とす
る場合があり、不都合であり、さらには触媒物質が剥離
しやすくなる。 ［００３３］ 金属性基材に触媒物質を被覆する方法としては、通常用
いられる方法、例えば（１）耐火性無機酸化物のゾルま
たは耐火性無機酸化物を湿式粉砕して得られるコロイド
状のスラリーを金属性基材に被覆後、所定量の貴金属を
含有する溶液に浸漬したのち、乾燥かつ焼成する方法。 ［００３４］ （２）耐火性無機酸化物に予め貴金属を担持したのち、
湿式粉砕し、コロイド状シリカを得、これを金属性基材
に被覆する方法。 これらの貴金属と耐火性無機酸化物を金属性基材に被覆
する方法は、触媒調整工程の便宜を考慮し、適宜選択さ
れるべきものである。 ［００３５］ 排気ガス流出側の第２の触媒の触媒物質には白金、パラ
ジウムおよびロジウムからなる群から選ばれる少なくと
も１種の貴金属と耐火性無機酸化物とからなる触媒物質
を排気ガス流出側の触媒に用いることができる。 例えば、第２の触媒として使用される三元触媒の調整方
法としては、以下のものが挙げられる。 ［００３６］ （１）活性アルミナと酸化セリウムをを湿式粉砕し、得
られるスラリーをハニカム状モノリス担体に被覆し、つ
いで、前記貴金属化合物、例えば白金およびロジウムの
化合物の水溶液に含浸したのち、乾燥および焼成するこ
とにより得る方法［００３７］ （２）予め前記貴金属、例えばパラジウムおよびロジウ
ムを活性アルミナに担持したのち、酸化セリウムととも
に湿式粉砕してスラリーとし、これをノ入二カム状モノ
リス担体に被覆する方法等。 ［００３８］ しかし、本発明の趣旨に反しない限り、種々の調整方法
を採ることができる。 前記のように、この排気ガス流出側の第２の触媒に担持
する触媒物質は、排気ガス流入側の第１の触媒と同様な
ものが用いられ、その被覆方法も同様な方法によりなさ
れる。ただし、耐火性無機酸化物の担持量は、モノリス
担体に対して１０〜８０重量％、好ましくは１２〜７８
重量％であり、また貴金属の担持量はモノリス担体に対
して０．０２〜１．１１重量％、好ましくは０．０３〜
０．５６重量％である。酸化セリウムの担持量はモノリ
ス担体に対して０〜３２重量％、好ましくは１〜２７重
量％である。 ［００３９］ 炭化水素または一酸化炭素のみを除去するには、通常白
金またはパラジウム含有触媒が、また炭化水素、−酸化
炭素および窒素酸化物を同時に除去するには、通常、三
元触媒が好ましく用いられる。 ［００４０１ 排気ガス流入側の触媒の担体である金網又はパンチング
メタルを所定の形状にしたときに空間に占める体積を排
気ガス流入側の第１の触媒の嵩体積とした場合、排気ガ
ス流入側の第１の触媒の排気ガス流出側の第２の触媒に
対する嵩体積比は、０．１〜４．０で、好ましくは０．
１５〜３．８である。すなわち、０．　１未満である場
合は、低温時の炭化水素または一酸化炭素浄化能に乏し
く、炭化水素または一酸化炭素の燃焼熱が十分得ること
ができず排気ガス流出側の触媒の特性を充分発揮させる
ことができないものである。一方、その比が４．０を越
える場合には、触媒の特性は十分であるが、排気ガス流
入側の第１の触媒を設置する空間に制限があり、用いる
には不適当である。 ［００４１］ このような触媒システムは、例えば図１に示すように配
置された触媒コンバー夕として使用される。すなわち、
自動車１０のエンジン１２に連通ずる排気管１４内に第
１の触媒１６が充填され、該排気管に連通ずる主コンバ
ータ１８内に第２の触媒２０が充填されている。 ［００４２］ 第１の触媒の充填形状は、いかなるものでもよいカミー
例を挙げると、例えば排気管１４、この内面に沿って円
形状（図２Ａ）　　渦巻状（図２Ｂ）、六角形（図２０
）、四角形（図２Ｄ）、三角形（図２Ｅ）　　星形（図
２Ｆ）、円に−の字（図２Ｇ）　　円に十の字（図２Ｈ
）等の断面形状の第１の触媒が充填される。 ［００４３］

【実施例】

次に実施例により本発明を更に詳細に説明する力板本発
明はこれら実施例のみに限定されるものではない事は言
うまでもない。 ［００４４］ 実施例１ アルミニウム含有フェライトステンレス（図４）（５Ａ
ｌ　：　２０Ｃｒ　：　７５Ｆｅ）製金網（２００ｍｍ
　（幅）　、３００ｍｍ　（長）　２２メツシユ、線径
０．　３５ｍｍ）を硫酸０．１モル％、液温２５℃の水
溶液に１時間浸漬して酸処理した後、水洗し、乾燥した
。 このときの表面の金属組織を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ
）で測定すると長さ５０〜２μｍ、幅５〜１μｍの溝が
生じていることがわかった（図５）。 ［００４５］ 次いで、９３０℃で２時間空気中で焼成し、アルミナウ
ィスカーを発生させた。このときの表面の金属組織を走
査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で測定すると、上記の溝の周
囲にウィスカーが発生していることがわかった（図３）
。 ［００４６］ この金網担体を活性アルミナスラリー中（固形分濃度３
０％）に、１分間浸漬した後引き上げて余分なスラリー
を加圧空気により吹き飛ばした。次いで乾燥語中で２０
０℃で１０時間乾燥した後、６００℃で２時間焼成して
アルミナ担持担体を得た。そのアルミナ担持量は２．８
２ｇであった。 ［００４７］ 次に、硝酸パラジウム溶液（パラジウム＝１００ｇ／リ
ットル）に、前記アルミナ担持担体を１０秒間浸漬した
後、余分な液を加圧空気にて吹き飛ばした。次いで、乾
燥機中で２００℃で５時間乾燥した後、５００℃で２時
間焼成してパラジウムを担持固定した。その時のパラジ
ウム担持量は、０．３２ｇであった。 ［００４８］ 次に硝酸白金溶液（白金＝１００ｇ／リットル）に、前
記のパラジウムを担持固定したアルミナ担持担体を１０
秒間浸漬した後、余分な液を加圧空気にて吹き飛ばした
。次いで、乾燥機中で２００℃で５時間乾燥した後、６
００℃で２時間焼成して完成触媒を得た。その時の白金
担持量は、０．６４ｇであった。 ［００４９］ 実施例２ アルミニウム含有フェライトステンレス（５Ａｌ　：　
２０Ｃｒ　：　７５Ｆｅ）製板（２００ｍｍ（幅）　、
３００ｍｍ　（長）　、０．０５ｒｎｍ　（厚す））に
、直径２ｍｍ１ピツチ３ｍｍで穴を明けたパンチングメ
タルを硝酸１モル％、液温２５℃の水溶液に１時間浸漬
し酸処理した後水洗、乾燥した物を９３０℃で２時間空
気中で焼成し、アルミナウィスカーを発生させた。この
パンチングメタルを、予め、パラジウムの触媒成分を担
持した活性アルミナスラリー中（固形分濃度３０％）に
、１分間浸漬した後、引き上げて余分なスラリーを加圧
空気により吹き飛ばした。次いで乾燥機中で２００℃で
５時間乾燥した後、６００℃で２時間焼成して完成触媒
を得た。その時の触媒物質のトータル担持量は、３．ｌ
１ｇであった。 そのうち、パラジウム担持量は、０．８１ｇであった。 ［００５０］ 実施例３ 実施例１に於て、酸処理を除き、ウィスカーを発生させ
た（図６および図７）事態外は実施例１と同様にして触
媒を得た。この触媒には、アルミナ２．７３ｇパラジウ
ムが０．３１ｇ、白金が０．６３ｇ担持していた。 ［００５１］ 実施例４ 実施例２に於て、酸処理を除いた事態外は実施例２と同
様にして触媒を得た。 この触媒には、アルミナが２．１８ｇ、パラジウムが０
．７７ｇ担持していた。 ［００５２］ 実施例５ 実施例１において用いた金網と同様の金網を１．１．１
−）リクロロエタン溶媒に１分間浸漬し、脱脂した後、
液温５０℃に保持した硫酸第２セリウム溶液（セリウム
として０．１５モル／１モルの硫酸水溶液１リツトル）
に２時間浸漬し表面処理した。その後引き上げ、脱イオ
ン水で水洗し、２００℃で３時間乾燥した後、実施例１
と同様な手順により活性アルミナ、パラジウムおよび白
金を担持した。その担持量は、活性アルミナが２．８３
ｇ、パラジウムが０．３２ｇおよび゛白金が０．６５ｇ
であった。 ［００５３］ 比較例１ コージェライトのハニカム担体（直径７６ｍｍ、長さ８
８ｍｍ、４００セル、６ミル（インチ／１０００）、約
４００ｃｃ）を、予め、パラジウムを担持したアルミナ
スラリー中（固形分濃度３７％）に、１分間浸漬した後
引き上げて余分なスラリーを加圧空気により吹き飛ばし
た。次いで１２０℃の熱風で５時間通風乾燥した後、乾
燥機中で２００℃で５時間乾燥後、６００℃で２時間焼
成して完成触媒を得た。その時の触媒物質の全担持量は
４７．９ｇであった。そのうちパラジウム担持量は０．
９ｇであった。 ［００５４］ 比較例２ 実施例１において得られた触媒を外径が２５ｍｍ、長さ
２００ｍｍの円筒に成形した。その体積は０．０９８リ
ツトルであった。 ［００５５］ 実施例６ 排気ガス流入側の第１の触媒として実施例１〜５　（図
２Ａに示すように断面円形に成形）および比較例１およ
び２（断面円形に成形）で得られた触媒を用いた上記の
第１の触媒の取付は方法は、実施例１〜５および比較例
２で得られた金属担体を使用した触媒を、内径４８ｒｎ
ｍのエンジン排気口のマニフォールドパイプの内側に挿
入してスポット溶接により固定し、比較例１の触媒は、
コンバータに入れ、実施例１〜５および比較例２の触媒
と同じ位置になるように設置した。 排気ガス浄化性能測定条件 排気ガス流出側の第２の触媒：三元触媒セラミック触媒 貴金属担持量　１．４１ｇ／触媒１リットル、白金とロ
ジウムの比は５対１触媒容積　　　１．７リツトル セ　　　ル　　　　４００ 耐久条件　　　触媒出口　８５０℃、１００時間測定車
：エンジン１８０９ｃｃ 測定方法：ＬＡ−４モード により第２の触媒の出口での一酸化炭素（ＣＯ）、炭化
水素（ＨＣ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）のガス分析を
行い、排気ガス流入側、流出側の触媒の組み合せととも
に、分析の結果を表１に示した。 ［００５６］

【表１】 また、図８〜図１１では、触媒組合わせＮｏ、Ｉ、ＩＩ
、ｉ、ｉｉのＬＡ−４モードテストのエンジンスタート
時から１７０秒までの触媒入口のＡ／Ｆ　（空気／燃料
）値、触媒入口温度、炭化水素濃度と、第２の触媒の出
口での炭化水素転化率を示した。 ［００５７］ 実施例７ 実施例６で使用した触媒の組み合せにおいて下記の条件
下で背圧を測定した。 その結果を表２に示した。 ［００５８］

【表２】 風量：　２ＮＭ３／ｍｉｎ、２０℃ 実施例８ 実施例１においてパラジウムと白金の担持量を各々０．
１１ｇと０．２１ｇにした以外は、実施例１と同様にし
て完全触媒を３枚得た。これらの触媒を体積が１５リツ
トルとなるように成型した。この成型した触媒の貴金属
担持量はパラジウムが０．３３ｇおよび白金が０．６３
ｇであった。 ［００５９］ 実施例９ 実施例１においてパラジウムと白金の担持量を各々０．
０２５ｇと０．０４９ｇにした以外は、実施例１と同様
にして実施例１と同じ形状の完成触媒を１３枚得た。こ
れらの触媒を体積が６．３リツトルとなるように成型し
た。この成型した触媒の貴金属担持量はパラジウムが０
．３３ｇおよび白金が０．６４ｇであった。

【００６０】 比較例３ 実施例１において、金網の大きさを、幅２００ｍｍ、長
さ１５０ｍｍにした以外は、実施例１と同様にして完成
触媒を得た。これを外径４８ｍｍ、長さ５５ｍｍで体積
が０．１リツトルとなるように成型した。この成型した
触媒の貴金属担持量はパラジウムが０．３１ｇおよび白
金が０．６３ｇであった。

【００６月 実施例１０ 実施例１．８および９および比較例３で得られた成型触
媒と実施例６で用いた第２の触媒を実施例６と同様にエ
ンジン排気口の取り付け、排ガス浄化性能を測定した。 その結果を表３に示した。また、排気ガス流出側の第２
の触媒のみを用いて、同様の測定を行い、その結果を表
３に示した。 ［００６２］ 【表３】 ［００６３］

【発明の効果】

本発明によれば、セラミックスに比べ熱伝導率の高し）
金属を網状またはパンチング状とし、さらにこれらの材
料を排気管の形状に合わせ任意に成形してなる金属性基
材に触媒物質を担持して得られる第１の触媒を排気ガス
流入側に、またハニカム状モノリス担体に触媒物質を担
持してなる第２の触媒を排気ガス流出側に配置して使用
することにより排気ガスの浄化性能は向上し、背圧も低
いものとなり、かつエンジンスタート直後の排気ガスの
低温時でも浄化性能がみられ、従来方法に比較して優れ
たものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による内燃機関排気ガスの浄化用装置の概略断面
図である。

【図２】 本発明の第１の触媒の充填断面を示す概略図である。

【図３】 未処理の基材を０．１モル％の硫酸水溶液で１時間の処
理後、空気中において９３０℃で２時間焼成した後の基
材表面の金属組織を表わす電子顕微鏡写真である。

【図４】 未処理の基材表面の金属組織を表わす電子顕微鏡写真で
ある。

【図５】 基材を０．１モル％の硫酸水溶液で１時間処理後の基材
表面の金属組織の電子顕微鏡写真である。

【図６】 基材を空気中において９３０℃で２時間焼成後の基材表
面の金属組織の電子顕微鏡写真である。

【図７】 基材を空気中において９３０℃で２時間焼成後の基材表
面の金属組織の電子顕微鏡写真である。

【図８】 本発明方法による実験結果を示すモードの炭化水素浄化
パターンを示すグラフである。

【図９】 本発明方法による実験結果を示すモードの炭化水素浄化
パターンを示すグラフである。

【図１０１ 比較のための実、験結果を示すモードの炭化水素浄化パ
ターンを示すグラフである。 【図１１】 比較のための実験結果を示すモードの炭化水素浄化パタ
ーンを示すグラフである。

【符号の説明】

自動車 エンジン 排気管 第１の触媒 主コンバータ 第２の触媒

【書類芯】

【図１】 図面 ［図２１

【図３１ 【図４−１ 【図５】

【図６１ 【図７１ ［図８１ 項Ａ／■ ［図９１ ■Ａ／Ｖ 【図１０】

【図１１】 ＷＡ／Ｖ

【書類名】 【提出日】 【あて先】 【事件の表示】

［出願番号］

【発明の名称】 【補正をする者】 【事件との関係】 【識別番号】 【氏名又は名称】 【代表者】 【代理人】 【識別番号】 【弁理士】 【氏名又は名称】 【電話番号】

【手続補正　１】

【補正対象書類名】 【補正対象項目名】 【補正方法】 【補正の内容】

【手続補正　２】

【補正対象書類名】 【補正対象項目名】 【補正方法】 【補正の内容】

【手続補正　３】

【補正対象書類名】 【補正対象項目名】

手続補正書 平成３年３月１８日

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排気ガス流入側に、金網およびパンチング
   メタルよりなる群から選ばれた少なくとも１種の金属性
   基材に触媒物質を担持してなる第１の触媒を、また排気
   ガス流出側に、ハニカム状モノリス担体に触媒物質を担
   持してなる第２の触媒を配置してなる触媒システムに排
   気ガスを流通させることよりなる排気ガスの浄化方法。
2. 【請求項２】該第１の触媒の該第２の触媒に対する嵩体
   積比を０．１〜４．０に構成してなる請求項１記載の方
   法。
3. 【請求項３】該第１の触媒の開口率が８５％以上である
   請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】排気ガス流入側の第１の触媒として、金属
   性基材の表面にアルミナ層を形成し、ついで該アルミナ
   層に触媒物質を被覆してなる触媒を用いてなる請求項１
   記載の方法。
5. 【請求項５】該第１の触媒として、金属性基材を酸処理
   することにより表面にマクロポアーを形成したのち、触
   媒物質を担持してなる触媒を用いてなる請求項１記載の
   方法。
6. 【請求項６】該第１の触媒として、金属性基材を酸処理
   することによりマクロポアーを形成し、その表面にアル
   ミナ層を形成したのち、触媒物質を担持してなる触媒を
   用いてなる請求項１記載の方法。
7. 【請求項７】該マクロポアーの細孔径が５０〜０．１μ
   ｍである請求項５または６記載の方法。
8. 【請求項８】酸が硫酸、塩酸または硝酸の溶液であり、
   かつその濃度が０．０１〜５モル％の範囲である請求項
   ５または６記載の方法。
9. 【請求項９】表面に形成されるアルミナがウイスカー状
   である請求項４記載の方法。
10. 【請求項１０】該第１の触媒として、金属性基材を四価
    のセリウム塩溶液により表面処理したのち、該処理部に
    触媒物質を担持してなる触媒を用いてなる請求項１記載
    の方法。
11. 【請求項１１】該第１の触媒として、金属性基材を四価
    のセリウム塩溶液により表面処理したのち、その表面に
    アルミナ層を形成し、ついで該アルミナ層に触媒物質を
    担持してなる触媒を用いてなる請求項１記載の方法。
12. 【請求項１２】該四価のセリウム塩溶液が硫酸塩または
    硝酸塩の水溶液である請求項１０または１１記載の方法
    。
13. 【請求項１３】該第１の触媒の触媒物質が白金、パラジ
    ウムおよびロジウムよりなる群から選ばれた少なくとも
    １種の貴金属である請求項１記載の方法。
14. 【請求項１４】排気ガス流出側の第２の触媒の触媒物質
    が白金、パラジウムおよびロジウムよりなる群から選ば
    れた少なくとも１種の貴金属と耐火性無機酸化物とから
    なるものである請求項１記載の方法。
15. 【請求項１５】該第１の触媒の該第２の触媒に対する嵩
    体積比が０．１５〜３．８である請求項１記載の方法。
16. 【請求項１６】該第１の触媒の開口率が８５〜９９．７
    ％である請求項１５記載の方法。
17. 【請求項１７】複数個の触媒を設置してなる排気ガス浄
    化装置において、排気ガス流入側に、金網およびパンチ
    ングメタルよりなる群から選ばれた少なくとも１種の金
    属性基材に触媒物質を担持してなる第１の触媒を、また
    排気ガス流出側に、ハニカム状モノリス担体に触媒物質
    を担持してなる第２の触媒を配置してなる排気ガスの浄
    化装置。
18. 【請求項１８】該第１の触媒の該第２の触媒に対する嵩
    体積比が０．１〜４．０である請求項１７記載の方法。
19. 【請求項１９】該第１の触媒の開口率が８５％以上であ
    る請求項１７記載の装置。
20. 【請求項２０】該第１の触媒はエンジンの排気管に、ま
    た第２の触媒は主コンバータに充填されてなる請求項１
    ７記載の方法。
21. 【請求項２１】該第１の触媒の該第２の触媒に対する嵩
    体積比が０．１５〜３．８である請求項１８記載の装置
    。