JPH05237383A - エンジンの排気ガス浄化用触媒 - Google Patents

エンジンの排気ガス浄化用触媒

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JPH05237383A
JPH05237383A JP4072909A JP7290992A JPH05237383A JP H05237383 A JPH05237383 A JP H05237383A JP 4072909 A JP4072909 A JP 4072909A JP 7290992 A JP7290992 A JP 7290992A JP H05237383 A JPH05237383 A JP H05237383A
Authority
JP
Japan
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catalyst
layer
palladium
catalyst layer
alumina
Prior art date
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Pending
Application number
JP4072909A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Murakami
浩 村上
Kazunori Ihara
和則 井原
Akemi Hasezaki
朱美 長谷崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パラジウムに対する耐被毒性だけでなく耐熱
性をも考慮し、全体として、浄化性能を向上させること
ができるエンジンの排気ガス浄化用触媒を提供する。 【構成】 触媒担体2上に、その触媒担体2から外方側
に向けて順に、第1、第2、第3触媒層3、4、5が設
けられ、そのうち、第1、第2触媒層3、4がアルミナ
層とされ、第3触媒層5が主成分の酸化セリウムとアル
ミナとからなっていることを前提とする。そして、その
前提の下、第1又は第2触媒層3、4のいずれか一方と
第3触媒層5とに対し、パラジウムを分けて含有させ、
その際、第3触媒層5のパラジウムと、第1又は第2触
媒層3、4のいずれか一方におけるパラジウムとの重量
比を、70:30〜90:10とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス中のCO、H
C、NOxを低減せしめるために用いられるエンジンの
排気ガス浄化用触媒に関する。
【0002】
【従来の技術】排気ガス中のCO、HC、NOxを浄化
する排気浄化用触媒としては、特開昭62ー57651
号公報に示すように、触媒担体上に、該触媒担体から外
方側に向けて順に、第1、第2、第3触媒層を設け、前
記第1触媒層を、アルミナ内にパラジウムが分散含有さ
れる層とし、第2触媒層を、アルミナ内にロジウムが分
散含有される層とし、第3触媒層を、セリウム及びアル
ミナ内に白金が分散含有される層としたものがある。こ
のものにおいては、エンジンオイル中のリン(P)、鉛
(Pb)等が排気ガス中に含まれて、それらが触媒に作
用するとしても、耐被毒性が悪いパラジウムについて
は、第1触媒層(最下層)にあることから、該パラジウ
ムは他の層(第2、第3触媒層)により保護され、パラ
ジウムの耐被毒性が向上されることになる。
【0003】しかし、上記排気ガス浄化用触媒において
は、第3触媒層に白金が含まれ、その白金が排気ガスの
熱を受けると、シンタリングを起こして、触媒が熱劣化
する傾向にあり、耐熱性が十分であるとは言えない。こ
のため、全体として、浄化性能を向上させることが困難
となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする問題点】本発明は上記実情に
鑑みてなされたもので、その目的は、パラジウムに対す
る耐被毒性だけでなく耐熱性をも考慮し、全体として浄
化性能を向上させることができるエンジンの排気ガス浄
化用触媒を提供することにある。
【0005】
【問題点を解決するための手段】かかる目的を達成する
ために本発明(第1発明)にあっては、触媒担体上に、
該触媒担体から外方側に向けて順に、第1、第2、第3
触媒層が設けられ、前記第1、第2触媒層がアルミナ層
とされ、前記第3触媒層が主成分の酸化セリウムとアル
ミナとからなっているエンジンの排気ガス浄化用触媒に
おいて、前記第1又は第2触媒層のいずれか一方と前記
第3触媒層とに対し、パラジウムが分けて含有されてい
る、構成としてある。上述の第1発明の構成により、パ
ラジウムが、第3触媒層と第1又は第2触媒層のいずれ
か一方とに対し、分けて含有されていることから、排気
ガス中のリン、鉛等が触媒に作用するとしても、第1又
は第2触媒層のいずれか一方におけるパラジウムは、少
なくとも第3触媒層により保護され、パラジウムの被毒
を極力抑えることができることになる。その一方、最外
表面層となる第3触媒層に、高い耐熱性を有するパラジ
ウムを含有させ、そのパラジウムと共に酸化セリウムを
も第3触媒層に含有させることから、酸化セリウムの酸
素貯蔵能効果(酸素O2 濃度が高いときO2 を吸着し、
2 濃度が低くなったときO2 を放出して触媒反応に寄
与する効果)に基づき、第3触媒層のパラジウム酸化物
(パラジウムが酸化物として存在する)がパラジウムに
解離する温度を高めることができることになり、第3触
媒層におけるパラジウムが低い温度でシンタリングする
ことが効果的に抑えられることになる。この結果、パラ
ジウムに対する耐被毒性だけでなく耐熱性をも考慮し、
浄化性能を向上させることができることになる。
【0006】また、前述の目的を達成するために本発明
(第2発明)にあっては、請求項1において、前記第1
又は第2触媒層の他方に、白金とロジウムとが分散含有
されている、構成としてある。
【0007】また、前述の目的を達成するために本発明
(第3発明)にあっては、請求項1又は2において、前
記第3触媒層のパラジウムと、前記第1又は第2触媒層
のいずれか一方におけるパラジウムとの重量比率が、7
0:30〜90:10である、構成としてある。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図1は、
実施例に係る触媒を示す模式拡大図で、この図1に示す
ように、触媒1は、触媒担体2上に、該触媒担体2から
外方側(図1中、上側)に向けて順に、第1、第2、第
3触媒層3、4、5、が設けられている。上記触媒担体
2は、その材質として、コ−ジライト等の公知のものが
用いられ、その形状は、ハニカム構造、ペレットタイプ
等の公知形状とされている。上記第1触媒層3は、本実
施例においては、貴金属触媒成分としてパラジウム(以
下、Pd)を含有するアルミナ層とされ、上記第2触媒
層4は、本実施例においては、貴金属触媒成分として白
金(以下、Pt)とロジウム(以下、Rh)とを含有す
るアルミナ層とされている。また、上記第3触媒層5
は、本実施例においては、主成分の酸化セリウム(以
下、CeO2 )及びアルミナの内部にPdが分散含有さ
れる層とされており、その第3触媒層5のPd量は、前
記第1触媒層3のPd量と併せて一般にPd量として用
いられる量となっている。
【0009】上記のような触媒1は、例えば、次のよう
にして製造される。すなわち、先ず、γ−アルミナ(A
23 )粉末にジントロジアミンパラジウム水溶液を
加えて混合撹拌し、それを、乾燥、焼成し、 その後、
ボ−ルミルで粉砕して微粒子状態の粉末とする。次に、
上記Pdが固定化されたγ−Al23 480g、ベ−
マイト(水和アルミナ)120g、水1000cc、硝
酸10ccをホモミキサにより混合撹拌し、アルミナス
ラリ−を得る。そして、このアルミナスラリ−にハニカ
ム構造の触媒担体2を浸漬して引き上げた後、余分のス
ラリ−を高圧エア−ブロ−で除去し、それを、250℃
で2時間乾燥してから600℃で2時間焼成し、触媒担
体2上に第1触媒層3を形成する。次に、前記第1触媒
層3の形成の場合同様に、γ−Al23 にジントロジ
アミン白金と硝酸ロジウム水溶液とを加えて混合撹拌
し、これを、乾燥焼成した後、ボ−ルミルで粉砕して微
粒子状の粉末とする。そして、この粉末に硝酸ジルコニ
ウム水溶液を加えて混合撹拌し、それを乾燥、焼成す
る。これにより、γ−Al23 には、そのアルミナ粒
子において、PtとRhとZrとが固定化されることに
なる。そして、上記PtとRhとZrとを固定したγ−
Al23 480g、ベ−マイト120g、水1000
cc、硝酸10ccをホモミキサにより混合撹拌し、ア
ルミナスラリ−を得、このアルミナに、第1触媒層3ま
で形成した触媒担体を浸漬して引き上げ、余分のスラリ
−を除去した後、それを、200℃で2時間乾燥してか
ら600℃で2時間焼成し、第1触媒層3上に第2触媒
層4を形成する。次に、CeO2 粉末にジントロジアミ
ンパラジウム水溶液を加えて混合撹拌し、それを、乾
燥、焼成し、その後、ボ−ルミルで粉砕して微粒子状態
の粉末とする。この粉末540g、ベ−マイト60g、
水1000cc、硝酸10ccを混合撹拌し、スラリ−
を得る。そして、そのスラリ−に、第1、第2触媒層
3、4まで形成した触媒担体2を浸漬して引き上げ、余
分のスラリ−を除去した後、それを、200℃で、2時
間乾燥してから600℃で2時間焼成し、第2触媒層4
上に第3触媒層5を形成する。そして、上記触媒1の製
造においては、前記各層3、4、5のウォッシュコ−ト
量は、触媒担体2の重量に対して各々14wt%になる
ように調整され、触媒成分としてのPt、Rh、Pd担
持量(製品での触媒層全容積に対する貴金属重量)は、
Ptについては1.33g/l、Rhについては0.2
7g/l、Pdについては1.0g/lになるように調
整される。特にPdについては、第3触媒層5のPdと
第1触媒層3のPdとの重量比率が70/30〜90/
10に調整される(全体としてのPd担持量は1.0g
/l)。また、Zrについては、第2触媒層4のウォッ
シュコート重量に対して25wt%となるように調整さ
れる。
【0010】このような触媒1においては、Pdに対す
る耐被毒性だけでなく耐熱性をも考慮し、全体として浄
化性能を向上させることができることになる。
【0011】次に、上記触媒1の性能を裏付けるために
各種試験を行なった。先ず、下記比較例1(図2参
照)、比較例2(図3参照)を用意し、その両比較例
1、2について、下記試験条件の下、耐熱性試験を行な
った。
【0012】比較例1 ネオジム(Nd)、ランタン(La)、セリウム(C
e)の各硝酸塩をそれぞれ活性アルミナ粉末に吸水させ
て乾燥した後、700°Cで2時間焼成し、Nd、La
もしくはCeを0.1mol/l含有するアルミナ粉末
をそれぞれ調整する。Ndを含有するアルミナ粉末10
0重量部と、アルミナ含有率10wt%のアルミナゾル
70重量部と水20重量部とを混合撹拌して、アルミナ
スラリーを製造する。このスラリー中に触媒担体を浸漬
し、これをスラリーから引き上げた後、気流でセル内の
スラリーを吹き飛ばし、250°Cで2時間乾燥後60
0°Cで2時間焼成し、第1のアルミナコート層を形成
した。この担体を塩化パラジウム(PdCl2 )水溶液
に浸漬し、このアルミナコート層にPdを担持させる。
次にLaを含有する活性アルミナ粉末を用い、同様にし
て、アルミナスラリーを調整し、このスラリー内に第1
層を形成した担体を浸漬し、上記と同様にして、第2層
を形成する。この後塩化ロジウム(RhCl3 )水溶液
に浸漬し、第2層にRhを担持させる。さらに、Ceを
含有する活性アルミナを用い、上記と同様にして第3層
を形成し、第1層および第2層を形成した担体をジニト
ロジアミン白金(Pt(NH32 (NO22 )水溶
液に浸漬し、この第3層にPtを担持させて、図2に示
すようなモノリス触媒を得た。このとき、貴金属触媒成
分担持量(製品での触媒層全容積に対する貴金属重量)
は、Ptについては1.33g/l、Rhについては
0.27g/l、Pdについては1g/lになるように
調整される。
【0013】比較例2 触媒担体上に、該触媒担体から外方側に向けて順に、第
1、第2触媒層が設けられ、第1触媒層においてはアル
ミナ内にPtとRhとが分散され、第2触媒層において
は、主成分のCeO2 及びアルミナの内部にPdが分散
含有されている。この場合、各層のウォッシュコート層
は、触媒担体の重量に対して各々14wt%になるよう
に調整され、第1触媒層における触媒担持量は1.6g
/l(Pt/Rh=5/1)、第2触媒層におけるPd
担持量は、1.0g/lとされる。
【0014】試験条件 (1)触媒容量:24ml (2)エージング条件:触媒を、1000℃の温度で5
0時間加熱する。 (3)空燃比14.5の下、空間速度を600000H
-1とする。
【0015】上記耐熱性試験の結果、図4に示す内容を
得た。この図4によれば、比較例2が、比較例1に対し
て低い温度から高いHC浄化率を示し、該比較例2は比
較例1よりも高い耐熱性を示した。この結果から、比較
例1では、期待している耐熱性に対して、得る耐熱性が
低過ぎることから、以後、この比較例1に係る触媒を比
較対象から省くこととした。
【0016】次に、比較例2に係る触媒と本案に係る触
媒1とについて、耐被毒性を含めた耐被毒、耐熱性試験
を行った。この耐被毒、耐熱性試験においては、エージ
ング条件として、触媒を1000℃の温度で50時間加
熱すると共に鉛Pb(触媒重量に対して0.5wt%)
により被毒させる他は、前述の耐熱性試験の試験条件と
同じある。
【0017】この耐被毒、耐熱性試験の結果、図5の結
果を得た。この図5によれば、本案に係る触媒1は、比
較例2に触媒に対して、高温領域で高いHC浄化率を示
して被毒による浄化性能の低下が少ないことを示すと共
に、低い温度から高いHC浄化率を示して熱劣化が小さ
いことを示した。
【0018】次に、第3触媒層のPdと第1触媒層のP
dとの比率が耐熱性(低温活性の安定性)及び耐被毒性
に及ぼす影響について調べるために触媒1において、第
3触媒層5のPdと第1触媒層3のPdとの比率を変化
させ、50%浄化温度を調べた。試験条件は、前記耐被
毒、耐熱性試験の試験条件と同じである。この結果、図
6に示す内容を得た。この内容によれば、第3触媒層の
Pd量/第1触媒層のPd量=70/30〜90/10
の範囲で最小値を示し、浄化性能に関し、好結果を示し
た。
【0019】さらに本案の変形例に係る触媒として、前
述の触媒1における第1触媒層3と第2触媒層4の内容
を入替えたもの、すなわち、第1触媒層3が、PtとR
hとZrを含有するアルミナ層とされ、第2触媒層4が
Pdを含有するアルミナ層とされたもの(図7参照)に
ついても、前述の耐被毒、耐熱性試験をおこなった。そ
して、この結果を前記図5においてプロットしたとこ
ろ、その変形例に係る触媒は、比較例2に係る触媒に対
しては耐熱、耐被毒性共に優れているものの、前記本案
に係る触媒1よりは、耐熱、耐被毒性共に劣ったものと
なった。
【0020】
【発明の効果】本発明は以上述べたように、パラジウム
に対する耐被毒性だけでなく耐熱性をも考慮し、全体と
して浄化性能を向上させることができるエンジンの排気
ガス浄化用触媒を提供できる。特に、第3発明にあって
は、上記効果を著しく高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る触媒を概念的に示す図。
【図2】比較例1に係る触媒を概念的に示す図。
【図3】比較例2に係る触媒を概念的に示す図。
【図4】比較例1と2の耐熱性試験の結果を示す特性線
図。
【図5】本案に係る触媒、本案の変形例に係る触媒、比
較例2に係る触媒耐被毒、耐熱性試験の結果を示す特性
線図。
【図6】第3触媒層のPdと第1触媒層のPdとの比率
が耐熱、耐被毒性に及ぼす影響を示す図。
【図7】本案の変形例に係る触媒を概念的に示す図。
【符号の説明】
1 触媒 2 触媒担体 3 第1触媒層 4 第2触媒層 5 第3触媒層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 触媒担体上に、該触媒担体から外方側に
    向けて順に、第1、第2、第3触媒層が設けられ、前記
    第1、第2触媒層がアルミナ層とされ、前記第3触媒層
    が主成分の酸化セリウムとアルミナとからなっているエ
    ンジンの排気ガス浄化用触媒において、 前記第1又は第2触媒層のいずれか一方と前記第3触媒
    層とに対し、パラジウムが分けて含有されている、こと
    を特徴とするエンジンの排気ガス浄化用触媒。
  2. 【請求項2】請求項1において、 前記第1又は第2触媒層の他方に、白金とロジウムとが
    分散含有されている、ことを特徴とするエンジンの排気
    ガス浄化用触媒。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、 前記第3触媒層のパラジウムと、前記第1又は第2触媒
    層のいずれか一方におけるパラジウムとの重量比率が、
    70:30〜90:10である、ことを特徴とするエン
    ジンの排気ガス浄化用触媒。
JP4072909A 1992-02-24 1992-02-24 エンジンの排気ガス浄化用触媒 Pending JPH05237383A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6143691A (en) * 1995-12-27 2000-11-07 Ict Co., Ltd Purifying catalyst for exhaust gas from internal combustion engine
US6165935A (en) * 1995-06-07 2000-12-26 Asec Manufacturing General Partnership Palladium catalyst washcoat supports for improved methane oxidation in natural gas automotive emission catalysts
WO2024084800A1 (ja) * 2022-10-18 2024-04-25 株式会社キャタラー 排ガス浄化用触媒およびこれを用いた触媒体

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