JPH04131137A - 排気浄化用触媒 - 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】 産業上の利用分野 本発明は内燃機関の排気中の有害成分を除去するための
排気浄化用触媒に関する。

従来の技術 近年、内燃機関、特に自動車用内燃機関の排気浄化用触
媒は、耐久性、浄化性能等につき高度な性能が要求され
ている。この排気浄化用触媒としてはモノリス担体に白
金（Ｐ　ｔ　）　、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐ
ｄ）等の貴金属の一種又は二種以上、アルミナ、セリア
等の助剤と共に担持じだものが用いられている。これら
の触媒を充填した触媒コンバータＯこ排気を送入するこ
とにより、排気中の有害物質である炭化水素（ＨＣ）、
−酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）を酸化
または還元して浄化する。排気中のこれらの３成分を一
度に浄化処理できる触媒を三元触媒と呼んでいる。

発明が解決しようとする課題 しかじながら、従来の三元触媒も触媒の温度が十分に高
くなったいわゆる定常運転時Ｃ：は有効に働くが、運転
始動時、時にコールＩ・スタート時には、課題か残る。

即ち、コールドスタート時には触媒温度は大気温度にな
っている。冬場では０゛Ｃ以下になっている二ともめす
らじくない。このような状態から触媒が有効乙二働き始
める２００〜３００°Ｃ迄昇温する乙こは、運転開始か
ら数分の時間を要する。この間に発生じた排気ガスは、
そのまま大気に放出されることＣ二なる。この排気ガス
にはガソリン成分以外ココ内燃機関立ち上り時に伴う空
気と燃ネ４のバランスがとれてないことに起因する中間
生成物が含まれる。

課題を解決するだめの手段 前記課題を解決するため、本発明の排気浄化用触媒は担
体上にマイクロ波で加熱可能な誘電体からなる第１コー
ト層を設け、この第１触媒層の上ム二酸化・還元反応に
有効な触媒成分からなる第２触媒層を設けたものである
。

作用 前記手段により、内燃機関の排気ガス通路に設けられた
マグ２ｈロンより発生するマイクロ波を利用し、第１コ
ート層を構成する誘電体を加熱源とし、触媒全体を加熱
するので、これにより触媒予熱を行うことが出来、コー
ルドスタート時に発生していた排気ガスのスリップとい
う課題を解決することが出来る。

実施例 以下、本発明の一実施例を説明する。

本発明にかかる触媒は、第１コート層として、ＢａＴｉ
Ｏ２、ＣａＴ　ｉ　０３　、Ｐ　ｂＴ　ｉ　Ｏ３等のペ
ロブスカイト型構造を有する誘電体をコーティングした
層と第２触媒層として白金、パラジウム、ロジウムの白
金族及びアルミナ、セリア、ジルコニア、酸化ニオブ等
の助剤、酸化コバルト、酸化マンガン等の遷移金属酸化
物あるいは該遷移金属酸化物で構成されるペロブスカイ
ト型複合酸化物から構成される触媒をコートする。そし
て、上記二層は、担体上に第１コート層を、更にその上
に第２触媒層を設けるものである。

第１コーｌ−層をコートする担体としては、コーディエ
ライト、アルミナ、ムライト　ノリ力等の多孔質焼結体
がある。また担体の形状としては、排気との触媒を向上
させしかも圧力損失を低くし、浄化率を向上させるには
ハニカム状体等の一体型担体とすることが好ましい。こ
のような担体上への第１コート層の担持量は、担体容積
１ｆに対しで１０ｇ〜１００ｇとすることが好ましい。

１０ｇ未満では本発明の効果を得難く、１００ｇを越え
ると、第２触媒層の担持が困難になる。更にこの第１コ
ート層を設ける方法としては、所定のペロブスカイ］構
造を有する誘電体の微粉末とアルミナ・、２′ル等のバ
インダを重量比で約１：１に調節し、所定の濃度に水で
うすめたスラリーに担体を含浸、乾燥、焼成を繰り返す
ことにより担持する。

次に前記第１コート層の上に第２触媒層を設ける方法と
しては、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化ニッケル、
酸化鉄等の遷移金属酸化物あるいはこれらを構成元素と
するペロブスカイト型複合酸化物の微粉末及びアルミナ
、セリア、ジルコニア等の触媒助剤の微粉末、さらにこ
れら微粉末の上に、白金、パラジウム、ロジうム等の白
金族を担持し、バインダであるアルミナゾル等のゾル、
及び水を混合し、均一なスラリーにし、このスラリーの
中に第１コート層を担持したものを含浸し、乾燥、焼成
を行う方法で担持する。所定量に達するまて繰返し行う
。最終的な焼成はバインダーが十分に効果を発する６０
０°Ｃ以上で行う。担体二二対する第２触媒層の担持量
とじては、担体容量Ｉｎに対しで１０ｇ〜１００ｇとす
ることが好ましい。１０ｇ以下では本発明の効果は得難
く、］Ｏ０ｇを越えて；二担持が困難である詐りでなく
、それ０二見合う効果を得難い。

なお、本発明にかかる排気浄化用触媒は２００〜８００
’Ｃ４二おいて用いることが好ましい６また触媒層へ導
入する排気の空間速度としては、Ｃ１（Ｓ〜′１万〜１
０万／時とすることが好ましい。

さらに詳説すると、排気ガス浄化触媒は、４００ｃｅｌ
ｌ／ｉｎ２のコーディエライト製一体成型担体をＢ　ａ
　Ｔ　１０３１０部万部とアルミナゾル１００部を水と
共にボールシリングすることにより作製したスラリー中
に浸漬した。続いて、圧縮空気ごこより過剰液を吹き去
り、この一体化物を乾燥して、遊離の水を除去した後、
６５０’Ｃで１時間焼成し、担体容量１１当り４０ｇの
コート層を担持した。次にＬ　ａＣｏ　０３１００部と
酸化セリウム１００　ｇ及びアルミナゾル１００部を水
と共にボールシリングすることにより作製したスラリー
中Ｃ二上記担持物を浸漬し、上記第１層と同様にして担
体容量ＩＡ当り５０ｇのコーティングを行った。続いて
該担体をジニトロノアンミンパラジウムの硝酸酸性水溶
液に浸漬し、乾燥後、４００°Ｃで１時間焼成して担体
上に担体容積ｉｘｘ二ｉし０．５８／１）Ｐｄを世」）
二一二。

上記触媒をエンノンの排気系に装着′−て３００■のマ
グ２）ロンで触媒の予熱を行ったところ３分間で２００
°Ｃ↓二達した。この状態でエンノンを始動したところ
、マイクロ波で予熱を行っていない触媒と比較したとこ
ろ、エンジン始動時から５分間での排気カスでＨＣはｌ
　／　、、ＣＯはｌ／、、ｈ　Ｏｘ　ｉよ／３に低下し
た。これから明らかなようご二触媒予熱を行うことは排
気ガス浄化に有効である。

発明の効果 上記のご止く本発明の排気浄化用触媒は内燃機関のコー
ルドスタート時の排気ガス浄化（二効果的であるが、本
発明の優位性は以下の点にある。

（１）電気ヒータ等の間接加熱でないのて昇温速度が早
く、又、複雑な構成を必要としない。

（２）触媒活性成分の下に第］コー）−層を設けている
為、触媒活性点を有効ムニ生かす二とが出来、活性を落
すことがなく、高い触媒活性を得ることが出来る。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）担体上にマイクロ波で加熱可能な誘電体からなる
   第１コート層を設け、この第１触媒層の上に三元触媒機
   能を有する酸化、還元反応に有効な触媒成分からなる第
   ２触媒層を設けた排気浄化用触媒。
2. （２）第１コート層はＢａＴｉＯ＿３、ＣａＴｉＯ＿３
   、ＰｂＴｉＯ＿３等のペロブスカイト型複合酸化物を担
   持したコート層である特許請求の範囲第１項記載の排気
   浄化用触媒。
3. （３）第２触媒層は白金、パラジウム、ロジウムの白金
   族、アルミナ、ジルコニア、酸化ニオブ等の耐熱助剤、
   酸化セリウム、酸化ランタン等の希土類元素及び酸化ニ
   ッケル、酸化コバルト、酸化マンガン等の遷移金属元素
   酸化物の内、少なくとも１種以上で構成される特許請求
   の範囲第１項記載の排気浄化用触媒。
4. （４）第２触媒層としてコバルト、マンガン、鉄等の遷
   移金属元素とランタン、セリウム、ネオジウム等の希土
   類元素あるいはストロンチウム、バリウム等のアルカリ
   土類元素の少なくとも１種以上で構成されるペロブスカ
   イト型複合酸化物を担持した触媒である特許請求の範囲
   第１項記載の排気浄化用触媒。
5. （５）担体は一体型担体である特許請求の範囲第１項記
   載の排気浄化用触媒。