JPH04166229A - 排ガス浄化用触媒 - 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、排気ガス浄化用触媒に関するものである。

従来の技術 従来、自動車の排ガス浄化用触媒あるいは、触媒燃焼用
の触媒等に用いられる触媒担持層には、主としてアルミ
ナが用いられている。アルミナは、１０００℃以上の高
温雰囲気にさらされるとα−アルミナに転移し、これに
伴って比表面積は、１０ｒｒ！／ｇ以下にまで低下する
。これによって、触媒担持層に担持された触媒成分例え
ば白金、パラジウム、ロジウム等はシンタリング等の変
化を起こし、触媒の排ガス浄化性能が劣化する。このこ
とを、一般に触媒の熱劣化と言う。

したがって、熱劣化の少ない触媒を得るためには、高温
雰囲気下にさらされても、高比表面積を維持する材料的
に安定な触媒担持層が必要である。

従来、アルミナの熱的な安定性を向上させる方法として
は、特開昭６１−２４５８４４号、特開昭６２．−１４
５４号等で提案されているバリウム化合物を添加する方
法や特開昭６１．−３８６２７号等で提案されているラ
ンタン化合物を添加する方法等がある。いずれもバリウ
ム化合物、ランタン化合物等を添加後、１２００〜１３
００℃で焼成することによって耐熱性の高いβ−アルミ
ナに転化さセるものである。これによって、高温雰囲気
にさらされても物性変化が小さく、比表面積変化も小さ
くなり、熱劣化の小さいアルミナが得られるものである
。

このアルミナを粉砕し、無機バインダーと共に水溶液に
分散さゼでハニカム状等のセラミック成形体を浸漬、乾
燥、熱処理することで、セラミック成形体上に触媒担持
層を形成し、触媒物質を担持して自動車用あるいは、触
媒燃焼用触媒等が製造されている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の従来技術においては、高温雰囲気
でも安定な触媒担持層が得られるものの、１２００℃〜
１３００℃の高温で焼成されるため、もともとの比表面
積が２０〜３０ｍ／ｇと小さく、このため、高価な貴金
属等の触媒活性成分を高分散状態で担持し難いと言う問
題点があった。

課題を解決するための手段 本発明は、上記した従来技術の課題は解決するものであ
り詳しくはセラミック成形体上に、貴金属触媒成分を担
持する触媒担持層が設けられた触媒において、上記触媒
担持層がアルミナゾルおよびシリカゾルの混合液を出発
物質として、セラミック成形体上に形成され、これに白
金、パラジウム、ロジウムからなる群より選ばれた少な
くとも１種以上の貴金属が担持されたことを特徴とする
排ガス浄化用触媒である。

作用 このような、アルミナゾルおよびシリカゾルの混合液を
出発物質として得られる触媒担持層は、熱劣化の小さい
、しかも比表面積が大きく、触媒物質を高分散させるこ
とが可能で、高活性な触媒を製造することができる。

純粋なアルミナは、高い温度領域で容易にα−アルミナ
に転移して比表面積が消滅する。これに対し従来技術で
示したバリウム、ランタン化合物等を添加し、１２００
℃−１３００℃の高温で焼成することで得られるアルミ
ナは、熱に対して安定なβ−アルミナを生成させる。し
かし、触媒担持層として用いるには比表面積が、２０〜
３０ｒｄ／ｇと小さく、触媒物質を高分散させることが
困難である。

そこで、本発明者らは、出発物質にゲル状のアルミナゾ
ルおよびシリカゾルを用いることで、微粒子のアルミナ
（Ｘ線解析では、δ−Ａ１２０３）を生成させ、さらに
は、シリカゾル（ＳｉＯ□）を添加することにより、高
温での安定性の良い触媒担持層が得られることを見いだ
した。

さらに、出発物質が液状であるため、これにセラミック
成形体を浸漬して焼成することにより、触媒担持層を容
易に形成することも可能である。

アルミナゾルおよびシリカゾルはコロイド液であり、粒
子表面の電荷と回りのイオンのバランスにより安定性を
保持している。一般的には、シリカ粒子は負に帯電し、
アルミナ粒子は正に帯電しでおり、アルミナゾルとシリ
カゾルとの混合安定性は大変に悪く単純に混合したので
は、１０〜１５分程度で程度に増粘してしまう。従って
、生産性を考慮した場合には、通常のアルミナゾル、シ
リカゾルのままでは量産工程にのせることが困難である
。

本発明者らはシリカゾルに硝酸アルミニウムを重量比で
数％添加してシリカ粒子をカチオン化することで、アル
ミナゾルとの混合安定性を良くできることを見いだした
。

このことにより、セラミック成形体への触媒担持層の均
一コートが可能となるものである。

本発明はまた、アルミナゾル、シリカゾルの混合液より
形成される触媒担持層を、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）ニジ
リカ（Ｓｉｎ、、）のモル比で８．５１．５〜９．５＋
０．５の範囲内とすることで排ガス浄化用触媒として、
特に高温劣化の小さい高活性な触媒の調整を可能とする
ものである。

実施例 以下、本発明の一実施例について説明する。

（実施例１） 第１図に示すような、コージライト質のハニカム状セラ
ミック成形体１（外形寸法：直径１００■×厚さ２０ｍ
ｍ、　セル密度、２１０セル／１ｎ）を、（ａ）アルミ
ナゾル（Ａｌ２Ｏ３分・２０％。

平均粒径　１０〜２０ｍμ：結晶形：ベーマイト系、粘
度：１５ｃ、ｐ（２５℃））溶液、（ｂ）シリカゾル（
８１０２分、２０％、平均粒径・１０〜２０ｎｍ、粘度
：５ｃ、ｐ（２５℃））溶液、および（Ｃ）上記のアル
ミナゾルとシリカゾルの混合溶液（ＡＩ。０３・５ｉＯ
２＝９：１）の３種類に、各々１０秒間浸漬して、ノ蔦
二カム状セラミ、ツク成形体のセル内にゾル溶液を含浸
させて、引き上げる。ついで余分なアルミナゾル溶液は
エアーで吹き払い、各々１１０℃で３０分間乾燥する。

その後、５００℃〜１２００℃まで１００℃刻みの温度
で、１時間熱処理を行い、冷却した。

次に、塩化白金酸溶液に浸漬し、乾燥、熱処理（５００
℃×１時間）を行い、白金を０．１５重量％担持させた
。

このようにして調製された排ガス浄化用触媒についてそ
れぞれ比表面積（ＴＩ！／ｇ）を測定した結果を表−１
に示す。

表−１より明らかなように、（ａ）のアルミナゾルのみ
と（ｂ）のシリカゾルのみより調製された触媒は、高温
域に移行するに従い比表面積が急激に減少し、大きな変
化を示した。これに対して（Ｃ）のアルミナゾルとシリ
カゾルの混合液より調製された触媒は、高温領域でも比
表面積の減少が極めて小さかった。

また、各々５００℃、７００℃、１０００℃で熱処理を
行って調製された触媒について、さらに１０００℃の雰
囲気に５００時間さらし、この前後のＣｏ浄化能を測定
した結果を第２図にそれぞれ示す。なお、測定条件はＣ
Ｏ入口濃度−１５０ｐｌ）ｍ％触媒温度−２００℃、Ｓ
Ｖ値−３０，０００ｈｒ’−’とした。

第２図より明らかなように、（ａ）のアルミナゾルのみ
、（ｂ）のシリカゾルのみより調製した触媒は、１００
０℃で１００時間経過後の浄化性能の低下が大きい。こ
れに対し、（Ｃ）のアルミナゾルとシリカゾルの混合液
より調製した触媒は極めて、高性能で、しかも変化が小
さく、熱劣化の非常に小さい優れた触媒であった。

（実施例２） 実施例１で使用したアルミナゾルおよびシリカゾルのモ
ル比で、アルミナ、シリカ＝９・１の混合液における硝
酸アルミニウムの添加があり（混合液に対し、ＡＩ（Ｎ
ｏ３）３として、２重量部添加）と、添加なしについて
、各々の経過時間に対する粘度（２５℃でのｃ、ｐ）の
変化を調べた結果を第３図に示す。

第３図より明らかなように、添加しない場合は約１０分
後より急激に増粘した。しかし、硝酸アルミニウムを添
加したものは、はとんど粘度変化をきたさなかった。

このことより、硝酸アルミニウムを添加し、シリカ粒子
をカチオン化することで、混合液の安定性を極めて向上
させることが可能で、品質の安定した触媒の調製を可能
とした。

（実施例３） 実施例１で使用したアルミナゾルおよびシリカゾルを用
い、アルミナゾルとシリカゾルの混合比を、１０　：　
４〜０，６まで変化さぜ、実施例１と同様にして、排ガ
ス浄化用触媒を調製した。各混合液には実施例２と同様
に硝酸アルミニウムを混合液に対し、ＡＩ（Ｎｏ３）３
とり、て、２重量部添加した。また、触媒担持層の形成
のための熱処理は１０００℃で、１時間行フた。これら
の触媒について、比表面積を測定した結果を、第４図に
示す。

この結果から比表面積は、アルミナゾル／シリカゾル比
で、８．５／１．５〜９．５１０．５の範囲で最も大き
な値を示した。さらに浄化性能でも、この範囲で調製し
た排ガス浄化用触媒が最も優れていた。

以上、本発明を実施例に従がい説明したが、特に担持体
については、これらの材料に限定されるものではない。

発明の効果 以上記述したごとく本発明によれば、高温領域でも比表
面積の低下の極めて小さい安定な触媒担持層が得られ、
触媒としても、熱劣化の小さい触媒が得られる。また、
生産を８慮しても品質の安定し、た触媒が得られるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるハニカム状のセラミッ
ク成形体を示す図、第２図、第３図、第４図は実施例の
特性結果を示す図である。 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ほか２名ピ　　　
　　＝蛸　ご トーー）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　セラミック成形体上に、貴金属触媒成分を担持
   する触媒担持層が設けられた排ガス浄化用触媒において
   、上記触媒担持層はアルミナゾルおよび、シリカゾルの
   混合液を出発物質としてセラミック成形体上に形成され
   、これに白金，パラジウム，ロジウムからなる群より選
   ばれた少なくとも１種以上の貴金属が担持されているこ
   とを特徴とする排ガス浄化用触媒。
2. （２）　触媒担持層を形成するアルミナゾルおよびシリ
   カゾルの混合液において、シリカゾルが硝酸アルミニウ
   ムによりカチオン化されたものであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の排ガス浄化用触媒。
3. （３）　アルミナゾルおよびシリカゾルの混合液より形
   成される触媒担持層が、アルミナ（Ａｌ＿２Ｏ＿３）お
   よび、シリカ（ＳｉＯ＿２）のモル比で９．５：０．５
   〜８．５〜１．５の範囲内であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の排ガス浄化用触媒
   。