JPH05246A - 排気ガス浄化用触媒装置 - Google Patents
排気ガス浄化用触媒装置Info
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- JPH05246A JPH05246A JP3152710A JP15271091A JPH05246A JP H05246 A JPH05246 A JP H05246A JP 3152710 A JP3152710 A JP 3152710A JP 15271091 A JP15271091 A JP 15271091A JP H05246 A JPH05246 A JP H05246A
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Landscapes
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- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸素過剰の排気ガス中からＮＯX を浄化する
触媒において、幅広い範囲でのＮＯX の浄化を可能とす
ることを目的とする。 【構成】 活性アルミナ層が設けられた触媒担体に白金
が担持された触媒を異なった温度で焼成し、焼成温度の
異なる２種類以上の触媒を調製する。これらの焼成温度
の異なる触媒を反応容器内に入れ同時に使用する。
触媒において、幅広い範囲でのＮＯX の浄化を可能とす
ることを目的とする。 【構成】 活性アルミナ層が設けられた触媒担体に白金
が担持された触媒を異なった温度で焼成し、焼成温度の
異なる２種類以上の触媒を調製する。これらの焼成温度
の異なる触媒を反応容器内に入れ同時に使用する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車などの内燃機関
の排気ガス浄化用触媒装置に関し、更に詳しくは、酸素
過剰の排気ガス、即ち、排気ガス中に含まれる一酸化炭
素、水素及び炭化水素等の還元性物質を完全に酸化させ
るのに必要な酸素量よりも過剰な量の酸素が含まれてい
る排気ガス中で窒素酸化物（ＮＯx ）を効率良く浄化す
る排気ガス浄化用触媒装置に関する。
の排気ガス浄化用触媒装置に関し、更に詳しくは、酸素
過剰の排気ガス、即ち、排気ガス中に含まれる一酸化炭
素、水素及び炭化水素等の還元性物質を完全に酸化させ
るのに必要な酸素量よりも過剰な量の酸素が含まれてい
る排気ガス中で窒素酸化物（ＮＯx ）を効率良く浄化す
る排気ガス浄化用触媒装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年自動車の低燃費化の要請に応えて通
常走行時に、なるべく酸素過剰の混合気で燃焼させるリ
ーン側での運転が行われている。ところが、かかるリー
ン状態では、酸素過剰のため通常酸化は起こり易いもの
の還元は起こり難く、ＮＯX の浄化が極めて困難である
という問題があった。そこで、リーン側でも充分にＮＯ
X を浄化できる触媒の開発が行われてきたが、従来用い
られていたコージェライトからなるモノリス担体に活性
アルミナ層を設けて白金を担持させた触媒がリーン側で
も効果を示すということが分かり、現在研究開発が盛ん
に行われている（１９９１，４，１１日付、日本工業新
聞）。
常走行時に、なるべく酸素過剰の混合気で燃焼させるリ
ーン側での運転が行われている。ところが、かかるリー
ン状態では、酸素過剰のため通常酸化は起こり易いもの
の還元は起こり難く、ＮＯX の浄化が極めて困難である
という問題があった。そこで、リーン側でも充分にＮＯ
X を浄化できる触媒の開発が行われてきたが、従来用い
られていたコージェライトからなるモノリス担体に活性
アルミナ層を設けて白金を担持させた触媒がリーン側で
も効果を示すということが分かり、現在研究開発が盛ん
に行われている（１９９１，４，１１日付、日本工業新
聞）。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】ところで、酸化アル
ミニウム担体に白金を担持させた触媒は、ジニトロジア
ミン白金水溶液に担体を浸漬し取り出した後、乾燥し、
約７００℃で焼成して得られるが、排気ガス温度が４０
０℃前後まではＮＯX の浄化率は増加するものの５００
℃以上になると低下するため、高効率浄化温度幅が狭い
という問題があった。そこで、本発明者らは、ＮＯX の
高効率温度幅をどのようにして広げていくかを検討した
ところ、白金を担持させた後に焼成させる際の焼成温度
によってＮＯ X の高効率温度が異なるということを見出
した。例えば、３００℃で焼成したものは排気ガス温度
が約３００℃で高い浄化率を示すが、その後、排気ガス
温度が高くなるに従って浄化率は低下する。同様に、５
００℃で焼成したものは、排気ガス温度が３００〜４０
０℃の時高い浄化率を示すが、それ以上温度が上昇する
と浄化率は低下する。また、７００℃、９００℃で焼成
したものは、排気ガス温度が約５００℃で高い浄化率を
示し、それ以上高温になると浄化率は低下する。即ち、
いずれの焼成温度で焼成した触媒もＮＯ X の高効率温度
に幅がなく、ある温度付近でしか高効率でＮＯx の浄化
を行うことができないということがわかった。
ミニウム担体に白金を担持させた触媒は、ジニトロジア
ミン白金水溶液に担体を浸漬し取り出した後、乾燥し、
約７００℃で焼成して得られるが、排気ガス温度が４０
０℃前後まではＮＯX の浄化率は増加するものの５００
℃以上になると低下するため、高効率浄化温度幅が狭い
という問題があった。そこで、本発明者らは、ＮＯX の
高効率温度幅をどのようにして広げていくかを検討した
ところ、白金を担持させた後に焼成させる際の焼成温度
によってＮＯ X の高効率温度が異なるということを見出
した。例えば、３００℃で焼成したものは排気ガス温度
が約３００℃で高い浄化率を示すが、その後、排気ガス
温度が高くなるに従って浄化率は低下する。同様に、５
００℃で焼成したものは、排気ガス温度が３００〜４０
０℃の時高い浄化率を示すが、それ以上温度が上昇する
と浄化率は低下する。また、７００℃、９００℃で焼成
したものは、排気ガス温度が約５００℃で高い浄化率を
示し、それ以上高温になると浄化率は低下する。即ち、
いずれの焼成温度で焼成した触媒もＮＯ X の高効率温度
に幅がなく、ある温度付近でしか高効率でＮＯx の浄化
を行うことができないということがわかった。
【０００４】そこで本発明は、単一の触媒を用いた時に
浄化率が低下する温度領域については、当該温度領域に
おいて高温活性な他の触媒を用いることにより高効率浄
化温度幅を広げ、その結果、リーン状態でＮＯX を効率
良く浄化することを目的とする。
浄化率が低下する温度領域については、当該温度領域に
おいて高温活性な他の触媒を用いることにより高効率浄
化温度幅を広げ、その結果、リーン状態でＮＯX を効率
良く浄化することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明の排気ガス浄化用触媒装置は、所定形状の触媒
担体に白金が担持された触媒を排気ガスの流れの中に配
置して、酸素過剰の排気ガスからＮＯX を浄化する触媒
装置であって、この触媒は白金担持後の焼成温度が異な
る複数の触媒からなることを特徴とする。
め本発明の排気ガス浄化用触媒装置は、所定形状の触媒
担体に白金が担持された触媒を排気ガスの流れの中に配
置して、酸素過剰の排気ガスからＮＯX を浄化する触媒
装置であって、この触媒は白金担持後の焼成温度が異な
る複数の触媒からなることを特徴とする。
【０００６】触媒担体としては、通常メタル又はコージ
ェライト等のセラミックスからなるモノリス担体に、γ
−アルミナ等の活性アルミナ層をコーティングしたも
の、またアルミナ等のセラミックスをペレット状にした
ものを用いることができる。白金担持後の焼成温度とし
ては、３００〜９００℃が望ましい。触媒を配置する方
法としては、焼成温度の異なるペレット状の触媒を反応
容器内に混合して充填しても良いし、単一の反応容器内
を仕切り、焼成温度の異なる触媒を混合しないように充
填しても良い。または、焼成温度の異なるモノリス担体
を複数個、直列に配列しても良い。
ェライト等のセラミックスからなるモノリス担体に、γ
−アルミナ等の活性アルミナ層をコーティングしたも
の、またアルミナ等のセラミックスをペレット状にした
ものを用いることができる。白金担持後の焼成温度とし
ては、３００〜９００℃が望ましい。触媒を配置する方
法としては、焼成温度の異なるペレット状の触媒を反応
容器内に混合して充填しても良いし、単一の反応容器内
を仕切り、焼成温度の異なる触媒を混合しないように充
填しても良い。または、焼成温度の異なるモノリス担体
を複数個、直列に配列しても良い。
【０００７】
【作用】焼成温度の低い触媒は、担持した白金が高分散
状態に維持されているため触媒活性が高く、排気ガスの
温度が低い場合でも比較的高効率でＮＯx を浄化するこ
とが可能である。ところが、排気ガス温度が高くなるに
従って触媒の活性が更に高くなると、次の反応が促進さ
れる。 ２ＨＣ→Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ2 即ち、まだ正確な反応機構は不明であるが、リーン側で
ＮＯx の還元に必要であると推測されているＨＣの酸化
が促進されるためＨＣが不足し、逆にＮＯx の浄化率は
低下する。従って、低温焼成した触媒は、比較的低温側
で効率良くＮＯ X を浄化するものの、高温側では浄化率
は低下する。一方、焼成温度の高い触媒は担持した白金
の凝集が起こり触媒自身の活性は低下するが、排気ガス
の温度が高くなるとＮＯx の還元反応が促進され、高効
率でＮＯx を浄化することが可能となる。従って、高温
焼成した触媒は、比較的高温側で効率良くＮＯX を浄化
するものの、低温側では浄化率は低下する。よって、本
発明に従って焼成温度の異なる触媒担体に白金を担持し
た触媒を排気ガスの流れ方向上流側から下流側に向けて
配置することにより、高いＮＯX の浄化率を示す温度範
囲を広げることができ、低温から高温まで広い範囲でＮ
Ｏx を浄化することができる。
状態に維持されているため触媒活性が高く、排気ガスの
温度が低い場合でも比較的高効率でＮＯx を浄化するこ
とが可能である。ところが、排気ガス温度が高くなるに
従って触媒の活性が更に高くなると、次の反応が促進さ
れる。 ２ＨＣ→Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ2 即ち、まだ正確な反応機構は不明であるが、リーン側で
ＮＯx の還元に必要であると推測されているＨＣの酸化
が促進されるためＨＣが不足し、逆にＮＯx の浄化率は
低下する。従って、低温焼成した触媒は、比較的低温側
で効率良くＮＯ X を浄化するものの、高温側では浄化率
は低下する。一方、焼成温度の高い触媒は担持した白金
の凝集が起こり触媒自身の活性は低下するが、排気ガス
の温度が高くなるとＮＯx の還元反応が促進され、高効
率でＮＯx を浄化することが可能となる。従って、高温
焼成した触媒は、比較的高温側で効率良くＮＯX を浄化
するものの、低温側では浄化率は低下する。よって、本
発明に従って焼成温度の異なる触媒担体に白金を担持し
た触媒を排気ガスの流れ方向上流側から下流側に向けて
配置することにより、高いＮＯX の浄化率を示す温度範
囲を広げることができ、低温から高温まで広い範囲でＮ
Ｏx を浄化することができる。
【０００８】
【実施例】以下、実施例に従って本発明を詳細に説明す
る。又、以下の例において「部」は特に断らない限り
「重量％」を示す。実施例の触媒の調製 γ−アルミナのペレット１００ｇを１ｌ当たり１０ｇの
白金を含むように調製したジニトロジアミン白金の水溶
液に浸漬し、２４時間攪拌する。次にペレットを取り出
した後、ろ過、洗浄を行い１１０℃で１０時間乾燥し、
５００℃で３時間焼成して白金が担持された触媒を得
た。そして、得られた触媒を容積が１ｌの反応容器１内
に充填した。この触媒は０．５ｇ／ｌの白金を含有して
いる。同様にして、７００℃、９００℃で焼成した触媒
を調製し、各々１ｌの反応容器１内に充填した。いずれ
も白金の担持量は０．５ｇ／ｌである。
る。又、以下の例において「部」は特に断らない限り
「重量％」を示す。実施例の触媒の調製 γ−アルミナのペレット１００ｇを１ｌ当たり１０ｇの
白金を含むように調製したジニトロジアミン白金の水溶
液に浸漬し、２４時間攪拌する。次にペレットを取り出
した後、ろ過、洗浄を行い１１０℃で１０時間乾燥し、
５００℃で３時間焼成して白金が担持された触媒を得
た。そして、得られた触媒を容積が１ｌの反応容器１内
に充填した。この触媒は０．５ｇ／ｌの白金を含有して
いる。同様にして、７００℃、９００℃で焼成した触媒
を調製し、各々１ｌの反応容器１内に充填した。いずれ
も白金の担持量は０．５ｇ／ｌである。
【０００９】次に、図１に示すようにこれらの触媒２が
充填された反応容器１を直列に組み合わせて実施例の各
々の触媒装置とした。触媒２の組み合わせを以下に示
す。５００℃で焼成した触媒を排気ガスの流れ方向上流
側に、７００℃で焼成した触媒を下流側に直列に配置し
たものを触媒装置Ａとする。７００℃で焼成した触媒を
排気ガスの流れ方向上流側に、５００℃で焼成した触媒
を下流側に直列に配置したものを触媒装置Ｂとする。５
００℃で焼成した触媒を排気ガスの流れ方向上流側に、
９００℃で焼成した触媒を下流側に直列に配置したもの
を触媒装置Ｃとする。９００℃で焼成した触媒を排気ガ
スの流れ方向上流側に、５００℃で焼成した触媒を下流
側に直列に配置したものを触媒装置Ｄとする。
充填された反応容器１を直列に組み合わせて実施例の各
々の触媒装置とした。触媒２の組み合わせを以下に示
す。５００℃で焼成した触媒を排気ガスの流れ方向上流
側に、７００℃で焼成した触媒を下流側に直列に配置し
たものを触媒装置Ａとする。７００℃で焼成した触媒を
排気ガスの流れ方向上流側に、５００℃で焼成した触媒
を下流側に直列に配置したものを触媒装置Ｂとする。５
００℃で焼成した触媒を排気ガスの流れ方向上流側に、
９００℃で焼成した触媒を下流側に直列に配置したもの
を触媒装置Ｃとする。９００℃で焼成した触媒を排気ガ
スの流れ方向上流側に、５００℃で焼成した触媒を下流
側に直列に配置したものを触媒装置Ｄとする。
【００１０】比較例の触媒の調製 実施例の触媒と同様にして白金が１ｇ／ｌ担持された触
媒を得た。そして、得られた触媒を容積が１ｌの反応容
器１内に充填した。得られた触媒を次のように設定す
る。５００℃で焼成した触媒を触媒装置Ｅ、７００℃で
焼成した触媒を触媒装置Ｆ、９００℃で焼成した触媒を
触媒装置Ｇとする。
媒を得た。そして、得られた触媒を容積が１ｌの反応容
器１内に充填した。得られた触媒を次のように設定す
る。５００℃で焼成した触媒を触媒装置Ｅ、７００℃で
焼成した触媒を触媒装置Ｆ、９００℃で焼成した触媒を
触媒装置Ｇとする。
【００１１】評価 モデルガス組成（％）： Co2 ＝11.9, Co＝0.11,
H2 ＝0.03,NO ＝0.10, THC(C3H6)＝0.24, O2 ＝4.3,
H2O ＝2.3 昇温速度：５℃／分 A/F ＝18相当のモデルガスを用いてSV＝420,000／時間
で耐久処理後のＮＯX 浄化率を測定し、上記各触媒の浄
化性能を評価した。ここで、耐久処理とは空燃比１８の
モデルガス雰囲気で６００℃にて５時間晒すことであ
る。この結果を表１に示す。
H2 ＝0.03,NO ＝0.10, THC(C3H6)＝0.24, O2 ＝4.3,
H2O ＝2.3 昇温速度：５℃／分 A/F ＝18相当のモデルガスを用いてSV＝420,000／時間
で耐久処理後のＮＯX 浄化率を測定し、上記各触媒の浄
化性能を評価した。ここで、耐久処理とは空燃比１８の
モデルガス雰囲気で６００℃にて５時間晒すことであ
る。この結果を表１に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】焼成温度が５００℃の単一の触媒を用いた
触媒装置Ｆは５００℃での浄化率が低く、焼成温度が７
００℃の単一の触媒を用いた触媒装置Ｇは３００℃での
浄化率が各々低いのに対して、これらを組み合わせた実
施例の触媒装置Ａおよび触媒装置Ｂは、３００〜５００
℃の範囲で高い浄化率が得られた。一方、焼成温度が９
００℃の単一の触媒を用いた触媒装置Ｈは３００℃での
浄化率が低いのに対して、５００℃および９００℃の触
媒を組み合わせた触媒装置Ｃおよび触媒装置Ｄは前記触
媒装置ＡおよびＢと同様に３００〜５００℃の広い範囲
で高い浄化率が得られた。なお、実施例の結果からも分
かるように、触媒の配置については焼成温度の高い方の
触媒を排気ガスの流れ方向上流側に、低い方を下流側に
配置しても良く、或いはその逆でも良い。また、本実施
例では焼成温度の異なる触媒を各々別の容器内に充填し
て用いたが、単一の反応容器内に混合して用いても良
い。更に、担体として焼成温度の異なるモノリス担体用
基材を組み合わせて用いても良い。
触媒装置Ｆは５００℃での浄化率が低く、焼成温度が７
００℃の単一の触媒を用いた触媒装置Ｇは３００℃での
浄化率が各々低いのに対して、これらを組み合わせた実
施例の触媒装置Ａおよび触媒装置Ｂは、３００〜５００
℃の範囲で高い浄化率が得られた。一方、焼成温度が９
００℃の単一の触媒を用いた触媒装置Ｈは３００℃での
浄化率が低いのに対して、５００℃および９００℃の触
媒を組み合わせた触媒装置Ｃおよび触媒装置Ｄは前記触
媒装置ＡおよびＢと同様に３００〜５００℃の広い範囲
で高い浄化率が得られた。なお、実施例の結果からも分
かるように、触媒の配置については焼成温度の高い方の
触媒を排気ガスの流れ方向上流側に、低い方を下流側に
配置しても良く、或いはその逆でも良い。また、本実施
例では焼成温度の異なる触媒を各々別の容器内に充填し
て用いたが、単一の反応容器内に混合して用いても良
い。更に、担体として焼成温度の異なるモノリス担体用
基材を組み合わせて用いても良い。
【００１４】
【発明の効果】本発明の排気ガス浄化用触媒装置によれ
ば、単一の触媒で浄化できない温度領域においては焼成
温度の異なる他の触媒で浄化することができるため、広
い温度範囲でＮＯx を浄化することが可能となる。
ば、単一の触媒で浄化できない温度領域においては焼成
温度の異なる他の触媒で浄化することができるため、広
い温度範囲でＮＯx を浄化することが可能となる。
【図１】本発明の触媒装置の一実施例を示す断面図であ
る。
る。
１ ・・・ 反応容器 ２ ・・・ 触媒
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 所定形状の触媒担体に白金が担持された
触媒を排気ガスの流れの中に配置して、酸素過剰の排気
ガスからＮＯX を浄化する触媒装置であって、前記触媒
は白金担持後の焼成温度が異なる複数の触媒からなるこ
とを特徴とする排気ガス浄化用触媒装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3152710A JPH05246A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 排気ガス浄化用触媒装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3152710A JPH05246A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 排気ガス浄化用触媒装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05246A true JPH05246A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=15546463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3152710A Pending JPH05246A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 排気ガス浄化用触媒装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05246A (ja) |
-
1991
- 1991-06-25 JP JP3152710A patent/JPH05246A/ja active Pending
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