JPH05277368A

JPH05277368A - エンジンの排気ガス浄化用触媒

Info

Publication number: JPH05277368A
Application number: JP4105705A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Murakami; 浩村上; Kazunori Ihara; 和則井原; Masako Yatani; 昌子八谷
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1993-10-26

Abstract

(57)【要約】【目的】ＮＯ_x 浄化性能が時間と共に低下することを
防止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上に該触媒担体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
れているエンジンの排気ガス浄化用触媒１を前提とす
る。この前提の下、第１又は第２触媒層３、４のいずれ
か一方の触媒層に、イリジウムが白金と共に分散含有さ
れている。

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、ＮＯ_X 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、ＮＯ_X を浄化
する排気浄化用触媒としては、特開昭６２−５７６５１
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、そ
のうちの一の触媒層に、貴金属触媒成分としてロジウム
を含有させ、そのロジウムによりＮＯ_X の低減を担わせ
ているものが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記排気ガス
浄化用触媒においては、各触媒層が主成分としてアルミ
ナを含有していることから、そのアルミナと前記ロジウ
ムとが酸化雰囲気で相互作用を起こし、ロジウムが劣化
する傾向にある。このため、ＮＯ_X の浄化性能が時間と
共に低下しがちとなっている。

【０００４】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ＮＯ_X 浄化性能が低下することを防止
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】

【課題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の触媒層に、イリジ
ウムが含有されている、構成としてある。上述の構成に
より、イリジウムが用いられ、そのイリジウムが、ＮＯ
_X 浄化性能を高め、しかも、アルミナとの相互作用がな
い性能を有していることから、ロジウムの機能を補うこ
とになる。その一方、イリジウムは熱に対して比較的弱
い性質を有しているが、イリジウムは、第３触媒層より
も内方側の触媒層に配設されて、該第３触媒層により熱
から保護されることになる。このため、ＮＯ_X の浄化性
能が時間と共に低下することを防止できることになる。

【０００６】

【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ロジウム（以下、
Ｒｈ）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の白金
（以下、Ｐｔ）とイリジウム（以下、Ｉｒ）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
れる層とされている。

【０００７】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
ｌ₂ Ｏ₃ ）粉末に硝酸ロ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Ｒｈが固定
化されたγ−Ａｌ₂ Ｏ₃ 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−Ａｌ₂ Ｏ₃ に塩化白金と塩化イリジウム
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、上記ＰｔとＩｒとを固定したγ−Ａｌ₂ Ｏ₃ ４８０
ｇ、ベ−マイト１２０ｇ、水１０００ｃｃ、硝酸１０ｃ
ｃ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、２５０℃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６０
０℃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０．
３２ｇ／ｌ、Ｒｈについては０．１６ｇ／ｌ、Ｐｄにつ
いては１．０ｇ／ｌ、Ｉｒについては１．１２ｇ／ｌに
なるように調整される。

【０００８】このような触媒においては、Ｒｈの機能を
ＮＯ_X の浄化性能が高く且つアルミナとの相互作用がな
いＩｒが補うことになる。しかも、そのＩｒは第２触媒
層４に配設され、該Ｉｒは第３触媒層５によって熱から
保護されることになる。このため、上記触媒１において
は、ＮＯ_X の浄化性能が時間と共に低下することが防止
できることになる。また、第２触媒層４において、Ｉｒ
と共にＰｔが分散含有されていることから、Ｐｔのシン
タリング（凝集粗大化）が防止されることになる。しか
も、最外表面層となる第３触媒層５に、高い耐熱性を有
するＰｄを配すると共にＣｅＯ₂をも含有させることか
ら、ＣｅＯ₂ の酸素貯蔵能効果（酸素Ｏ₂ 濃度が高いと
きＯ₂ を吸着し、Ｏ₂ 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５
のＰｄ０が（焼成等によりＰｄが酸化物として存在す
る）がＰｄに解離する温度を高めて、該Ｐｄが低い温度
でシンタリングすることを抑えることができることにな
る。このため、この触媒１の耐熱性が向上し、触媒の低
温活性の安定化を十分に図ることができることになる。

【０００９】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と上記触媒１とを比較しつつ、下記試験条件の
下、ＮＯ_X 浄化性能試験を行なった。

【００１０】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（ＮＨ₃）₂ （ＮＯ₂ ）₂ ）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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】上記ＮＯ_x 浄化性能試験の結果、図４に示
す内容を得た。この図４によれば、この第１実施例に係
る触媒１は、Ｐｔなどの貴金属を増加させることなく、
比較例１、２と同等の高いＮＯ_X 浄化率を示した。

【００１４】次に、第２触媒層４のＰｔとＩｒとの重量
比率が耐熱性（低温活性の安定性）に及ぼす影響につい
て調べるために、触媒１において、第２触媒層４のＰｔ
とＩｒとの比率のみを変化させ、ＮＯ_X ５０％浄化温度
を調べた。試験条件は、前記ＮＯ_x 浄化性能試験の試験
条件と同じである。この結果、図５に示す内容を得た。
この内容によれば、Ｐｔ／Ｉｒの比率が小さくなるほ
ど、ＮＯ_X ５０％浄化温度も低くなり、ＩｒがＰｔのシ
ンタリングを抑制して、耐熱性を上げていることを示し
た。

【００１５】図６は、第２実施例を示すものである。こ
の第２実施例に係る触媒１は、基本的には前記第１実施
例に係る触媒と同様の構成とされ、第１、第２触媒層
３、４の中身だけが該第１実施例に係る触媒に対して入
替えられた内容となっている。上記触媒についても、前
述のＮＯ_X 浄化性能試験と同様の試験条件で、ＮＯ_X浄
化性能試験を行なったところ、前記図４に示す特性線を
得た。

【００１６】

【発明の効果】本発明は以上述べたように、ＮＯ_X の浄
化性能が時間と共に低下することを防止できる。

【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】第１、第２実施例に係る触媒、比較例１、２の
ＮＯ_X 浄化性能試験の結果を示す特性線図。

【図５】第２触媒層のＰｔとＩｒとの重量比率がＮＯ_X
５０％浄化温度に及ぼす影響を示す図。

【図６】第２実施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

【特許請求の範囲】

【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の触媒層に、イ
リジウムが含有されている、ことを特徴とするエンジン
の排気ガス浄化用触媒。
【請求項２】請求項１において、前記第１又は第２触媒層のいずれか一方の触媒層に、前
記イリジウムと共に白金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。
【請求項３】請求項２において、前記イリジウム及び
白金が、触媒層の主成分をなすアルミナ粒子に担持され
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。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかにおいて、前記第１又は前記第２触媒層のうちの他方の触媒層がロ
ジウムを分散含有したアルミナ層とされている、ことを
特徴とするエンジンの排気ガス浄化用触媒。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかにおいて、前記第３触媒層が酸化セリウムとアルミナとパラジウム
とからなっている、ことを特徴とするエンジンの排気ガ
ス浄化用触媒。