JPH05277373A - Exhaust gas purifying catalyst and purifying system using the catalyst - Google Patents

Exhaust gas purifying catalyst and purifying system using the catalyst

Info

Publication number
JPH05277373A
JPH05277373A JP4082311A JP8231192A JPH05277373A JP H05277373 A JPH05277373 A JP H05277373A JP 4082311 A JP4082311 A JP 4082311A JP 8231192 A JP8231192 A JP 8231192A JP H05277373 A JPH05277373 A JP H05277373A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
exhaust gas
oxide
palladium
cerium oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP4082311A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2690654B2 (en
Inventor
Eiichi Shiraishi
英市 白石
Hideyuki Baba
英幸 馬場
Kazuo Tsuchiya
一雄 土谷
Tomohisa Ohata
知久 大幡
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.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
Publication of JPH05277373A publication Critical patent/JPH05277373A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2690654B2 publication Critical patent/JP2690654B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y02T10/22

Landscapes

  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simultaneously remove CO, HC and NOx with a smaller amt. of catalyst than before and without using rhodium. CONSTITUTION:A mixture of the catalytic component consisting of 0.5-30g of palladium, 0.1-50g of an alkaline-earth metal oxide, 10-150g of cerium oxide and 0.1-50g of zirconium oxide per liter of catalyst and 100-300g of activated alumina is deposited on a monolithic carrier to constitute the exhaust gas purifying catalyst. The efficiency of the catalyst in removing NO is remarkably improved even if the exhaust gas is in a enriched state in an engine exhaust gas, and the efficiency in removing CO, HC and NOx is improved even when the composition of the gaseous fuel is close to stoichiometry.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス浄化用触媒お
よび排気ガス浄化システムに関するものである。詳しく
述べると、本発明は、自動車などの内燃機関からの排気
ガス中に含まれる有害成分である一酸化炭素(CO)、
炭化水素(HC)および窒素酸化物(NOх)を同時に
除去する排気ガス浄化用触媒および排気ガス浄化システ
ムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst and an exhaust gas purifying system. More specifically, the present invention relates to carbon monoxide (CO), which is a harmful component contained in exhaust gas from an internal combustion engine such as an automobile,
The present invention relates to an exhaust gas purification catalyst and an exhaust gas purification system that simultaneously remove hydrocarbons (HC) and nitrogen oxides (NOx).

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関から排出される排気ガス中の有
害成分を除去する排気ガス浄化用触媒に関して種々なも
のが提案されている。
2. Description of the Related Art Various catalysts for purifying exhaust gas which remove harmful components in exhaust gas discharged from an internal combustion engine have been proposed.

【0003】従来パラジウム触媒は高い耐熱性を有して
いることやエンジン排気ガスの酸化雰囲気(いわゆるリ
ーン;空気/燃料(A/F)が空気側大)におけるC
O、HCの高い浄化能を有することは、一般に知られて
いた。一方、問題点として、エンジン排気ガスが還元雰
囲気(いわゆるリッチ;空気/燃料(A/F)が燃料側
大)の場合、NOx浄化能が低いことが挙げられる。そ
のためリーン側のみでの使用、例えば、いわゆる酸化触
媒として使用、または高いNOx浄化能を有するロジウ
ムを上記パラジウムと組み合わせて、CO、HCおよび
NOxを同時に浄化する三元触媒として用いられる。
Conventional palladium catalysts have high heat resistance and C in the oxidizing atmosphere of engine exhaust gas (so-called lean; air / fuel (A / F) is on the air side).
It was generally known that O and HC have high purification ability. On the other hand, as a problem, when the engine exhaust gas is in a reducing atmosphere (so-called rich; air / fuel (A / F) is on the fuel side), the NOx purification capacity is low. Therefore, it is used only on the lean side, for example, as a so-called oxidation catalyst, or by combining rhodium having a high NOx purification capacity with the above palladium, it is used as a three-way catalyst for simultaneously purifying CO, HC and NOx.

【0004】しかしながら、ロジウムは、非常に高価で
あるために、触媒成分中の使用量の減少、または使用し
ないことが望まれているが、高いNOx浄化能を有する
という特徴を有するために、一酸化炭素(CO)、炭化
水素(HC)および窒素酸化物(NOх)を同時に除去
する排気ガス浄化用触媒の成分としては、必須成分とし
て不可欠である。
However, since rhodium is extremely expensive, it is desirable to reduce the amount of the rhodium used in the catalyst component or not to use it. It is indispensable as an essential component as a component of an exhaust gas purification catalyst that simultaneously removes carbon oxide (CO), hydrocarbon (HC) and nitrogen oxide (NOx).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、新規な排気ガス浄化用触媒および排気ガス浄化
システムを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a novel exhaust gas purification catalyst and an exhaust gas purification system.

【0006】本発明の他の目的は、ロジウムを使用する
ことなく、かつ従来より極めて少量でCO、HCおよび
NOxの三成分を同時に除去することができる排気ガス
浄化用触媒および排気ガス浄化システムを提供すること
にある。
Another object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying catalyst and an exhaust gas purifying system capable of simultaneously removing three components of CO, HC and NOx without using rhodium and in an extremely small amount as compared with the prior art. To provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】これらの諸目的は、アル
カリ土類金属酸化物、セリウム酸化物およびジルコニウ
ム酸化物をパラジウムと組合わせることにより、パラジ
ウム触媒の問題点であるエンジン排気ガスがリッチでN
Ox浄化能を著しく向上させたものであることのみなら
ず、燃料ガス組成が化学量論比(燃料ガスを完全燃焼さ
せるのに必要な空気量)近傍でもCO、HCおよびNO
x浄化能を向上させることを見出し、この知見に基づき
本発明を完成するに至った。
These objects are achieved by combining alkaline earth metal oxides, cerium oxides and zirconium oxides with palladium so that engine exhaust gas, which is a problem of palladium catalysts, is rich. N
Not only is the Ox purification performance remarkably improved, but CO, HC and NO are also present even when the fuel gas composition is near the stoichiometric ratio (the amount of air required to completely burn the fuel gas).
It was found that the x purification capacity was improved, and the present invention was completed based on this finding.

【0008】すなわち本発明の諸目的は、触媒1リット
ルに対して、パラジウム0.5〜30g、アルカリ土類
金属酸化物0.1〜50g、セリウム酸化物10〜15
0gおよびジルコニウム酸化物0.1〜50gよりなる
触媒活性成分および活性アルミナ10〜300gよりな
る混合物を、モノリス構造担体に担持してなる内燃機関
の排気ガスから一酸化炭素、炭化水素類および窒素酸化
物を同時に除去するための排気ガス浄化用触媒により達
成される。
That is, various objects of the present invention are as follows: 0.5 to 30 g of palladium, 0.1 to 50 g of alkaline earth metal oxide, and 10 to 15 of cerium oxide per 1 liter of catalyst.
Carbon monoxide, hydrocarbons and nitrogen oxidation from the exhaust gas of an internal combustion engine in which a catalytically active component of 0 g and zirconium oxide of 0.1 to 50 g and activated alumina of 10 to 300 g are supported on a monolith structure carrier. This is achieved by an exhaust gas purifying catalyst for simultaneously removing substances.

【0009】本発明の他の諸目的は、排気ガス流入側の
触媒として触媒1リットルに対して、パラジウム0.5
〜30g、アルカリ土類金属酸化物0.1〜50g、セ
リウム酸化物10〜150gおよびジルコニウム酸化物
0.1〜50gよりなる触媒活性成分および活性アルミ
ナ10〜250gよりなる混合物を、モノリス構造を有
する担体に担持してなる触媒を、また排気ガス流出側の
触媒として(a)ロジウムおよび白金または(b)ロジ
ウム、白金およびパラジウムよりなる触媒活性成分およ
び耐火性無機酸化物よりなる混合物をモノリス構造担体
に担持してなる触媒を配置してなる排気ガス浄化システ
ムによっても達成される。
Another object of the present invention is to use 0.5 g of palladium as a catalyst on the exhaust gas inflow side for 1 liter of the catalyst.
To 30 g, 0.1 to 50 g of alkaline earth metal oxide, 10 to 150 g of cerium oxide, and 0.1 to 50 g of zirconium oxide, and a mixture of 10 to 250 g of activated alumina and a monolith structure. The catalyst formed on the carrier is used as a catalyst on the exhaust gas outflow side, and a mixture of (a) rhodium and platinum or (b) a catalytically active component of rhodium, platinum and palladium and a refractory inorganic oxide is used as a monolith structure carrier It can also be achieved by an exhaust gas purification system in which a catalyst supported on is disposed.

【0010】本発明の他の諸目的は、排気ガス流入側の
触媒として、(a)ロジウムおよび白金または(b)ロ
ジウム、白金およびパラジウムよりなる触媒活性成分お
よび耐火性無機酸化物よりなる混合物をモノリス構造担
体に担持してなる触媒を、また排気ガス流出側の触媒と
して、触媒1リットルに対して、パラジウム0.5〜3
0g、アルカリ土類金属0.1〜50g、セリウム酸化
物10〜150gおよびジルコニウム酸化物酸化物0.
1〜50gよりなる触媒活性成分および活性アルミナ1
0〜300gよりなる混合物をモノリス構造を有する担
体に担持してなる触媒を配置してなる排気ガス浄化シス
テムによっても達成される。
Another object of the present invention is to use a mixture of (a) rhodium and platinum or (b) a catalytically active component of rhodium, platinum and palladium and a refractory inorganic oxide as a catalyst on the exhaust gas inflow side. The catalyst supported on the monolith structure carrier was used as the catalyst on the exhaust gas outflow side, and 0.5 to 3 of palladium was added to 1 liter of the catalyst.
0 g, alkaline earth metal 0.1 to 50 g, cerium oxide 10 to 150 g and zirconium oxide oxide 0.
1-50 g of catalytically active component and activated alumina 1
It can also be achieved by an exhaust gas purification system in which a catalyst having a carrier having a monolith structure carrying a mixture of 0 to 300 g is arranged.

【0011】[0011]

【作用】本発明による排気ガス浄化用触媒は、パラジウ
ム、アルカリ土類金属酸化物、セリウム酸化物およびジ
ルコニウム酸化物よりなる触媒活性成分および耐火性無
機酸化物よりなる混合物を、モノリス構造を有するハニ
カム担体に担持してなるものである。
The exhaust gas purifying catalyst according to the present invention is a honeycomb having a monolith structure of a mixture of a catalytically active component of palladium, an alkaline earth metal oxide, cerium oxide and zirconium oxide and a refractory inorganic oxide. It is carried on a carrier.

【0012】まず、本発明に係るパラジウムの使用量
は、触媒の使用条件によって異なるが、通常触媒1リッ
トル当り0.5〜30g、好ましくは0.5〜25gで
ある。パラジウムの量が0.5g未満である場合は、浄
化能が低く、また、30gを越える場合は、添加量に見
合う性能の向上は見られないものである。
First, the amount of palladium used in the present invention varies depending on the conditions under which the catalyst is used, but is usually 0.5 to 30 g, preferably 0.5 to 25 g per liter of the catalyst. If the amount of palladium is less than 0.5 g, the purifying ability is low, and if it exceeds 30 g, no improvement in performance commensurate with the amount added is seen.

【0013】パラジウムの担持される位置は、その使用
量および使用条件により異なるが、ジルコニウム酸化
物、セリウム酸化物または活性アルミナに単独に、また
はまたがって担持されてなる。
The position on which palladium is supported varies depending on the amount used and the conditions under which it is used, but it may be supported on zirconium oxide, cerium oxide, or activated alumina alone or straddling it.

【0014】次に、アルカリ土類金属としては、ベリリ
ウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよ
びバリウムが挙げられるが、特にカルシウム、ストロン
チウムおよびバリウムよりなる群から選ばれた少なくと
も1種が好ましい。アルカリ土類金属酸化物の使用量
は、触媒1リットル当り0.1〜50g、好ましくは
0.5〜40gである。アルカリ土類金属酸化物は、セ
リウム酸化物、ジルコニウム酸化物またはそれらの複合
物、固溶体あるいは活性アルミナのいずれかに担持され
てもよいため、調製方法は、特に限定されない。
Next, examples of the alkaline earth metal include beryllium, magnesium, calcium, strontium and barium, and at least one selected from the group consisting of calcium, strontium and barium is particularly preferable. The amount of the alkaline earth metal oxide used is 0.1 to 50 g, preferably 0.5 to 40 g, per liter of the catalyst. The alkaline earth metal oxide may be supported on any of cerium oxide, zirconium oxide or their composites, solid solution or activated alumina, and therefore the preparation method is not particularly limited.

【0015】また、アルカリ土類金属の前駆体として
は、酸化物、有機塩、および無機塩のいずれでもよく、
特に限定されるものでない。例えば、酢酸バリウム、シ
ュウ酸バリウム、硝酸バリウム、硫酸バリウム、水酸化
バリウム、炭酸バリウムなどがある。その状態について
は、水溶液、ゲル状物、懸濁状物および固体のいずれで
あってもよい。
The alkaline earth metal precursor may be any of oxides, organic salts and inorganic salts,
It is not particularly limited. For example, there are barium acetate, barium oxalate, barium nitrate, barium sulfate, barium hydroxide, barium carbonate and the like. The state may be any of an aqueous solution, a gel, a suspension and a solid.

【0016】アルカリ土類金属酸化物とパラジウムの関
係は、それらの重量比(アルカリ土類金属酸化物/パラ
ジウム)で、1:100〜150:1、好ましくは、
1:100〜100:1である。1:100よりアルカ
リ土類金属酸化物の量が少なくなると、三元性能が悪く
なり、特に、NOx浄化率が劣り、150:1よりアル
カリ土類金属酸化物の量が多くなると添加効果は向上す
るが、その他の酸化物等の担持量および触媒の強度の関
係により、担持比率および担持量が制限される。
The relation between the alkaline earth metal oxide and the palladium is 1: 100 to 150: 1, preferably by weight ratio (alkaline earth metal oxide / palladium).
It is 1: 100 to 100: 1. When the amount of the alkaline earth metal oxide is less than 1: 100, the ternary performance is poor, and in particular, the NOx purification rate is poor, and when the amount of the alkaline earth metal oxide is more than 150: 1, the addition effect is improved. However, the loading ratio and loading amount are limited by the relationship between the loading amount of other oxides and the strength of the catalyst.

【0017】セリウム酸化物としては、特に限定される
ものではないが、酸化物のまま、または種々の水溶性の
塩等を焼成することによりセリウム酸化物として用いる
ことができる。セリウム酸化物の使用量は、触媒1リッ
トル当り10〜150g、特に20〜140gが好まし
く、10g未満である場合は、浄化能が低く、また、1
50gを越える場合は、それ以上加えても大きな効果は
見られない。
The cerium oxide is not particularly limited, but it can be used as the cerium oxide as it is or by firing various water-soluble salts or the like. The amount of cerium oxide used is preferably 10 to 150 g, and particularly preferably 20 to 140 g per liter of the catalyst, and when it is less than 10 g, the purifying ability is low, and 1
When the amount exceeds 50 g, no significant effect can be seen even if the amount exceeds 50 g.

【0018】本発明に使用されるセリウム酸化物源とし
ては、触媒中で二酸化セリウム(CeO2 )として存在
しうるものであれば、出発物質は特に限定されない。例
えば市販のCeO2 、炭酸セリウム、水酸化セリウム等
が使用可能である。また、セリウム塩の溶液、例えば硝
酸セリウム溶液を活性アルミナに含浸担持させてもよ
い。
The cerium oxide source used in the present invention is not particularly limited as long as it can exist as cerium dioxide (CeO 2 ) in the catalyst. For example, commercially available CeO 2 , cerium carbonate, cerium hydroxide and the like can be used. Alternatively, a solution of a cerium salt, for example, a cerium nitrate solution may be impregnated and supported on activated alumina.

【0019】水不溶性セリウム化合物としては、酸化セ
リウム、水酸化セリウム、炭酸セリウム等が挙げられ
る。この水不溶性セリウム化合物は、微粉末状で使用さ
れる。
Examples of the water-insoluble cerium compound include cerium oxide, cerium hydroxide and cerium carbonate. This water-insoluble cerium compound is used in the form of fine powder.

【0020】ジルコニウム酸化物としては、特に限定さ
れるものではないが、酸化物のまま、または種々の水溶
性の塩等を焼成することによりジルコニウム酸化物とし
て用いることができる。ジルコニウム酸化物の使用量
は、触媒1リットル当り0.1〜50g、特に1〜50
gが好ましく、0.1g未満である場合は、効果が少な
く、50gを越える場合は、浄化性能が低下する。
The zirconium oxide is not particularly limited, but it can be used as the zirconium oxide as it is or by firing various water-soluble salts or the like. The amount of zirconium oxide used is 0.1 to 50 g, especially 1 to 50 g per liter of the catalyst.
If g is less than 0.1 g, the effect is small, and if it exceeds 50 g, the purification performance is deteriorated.

【0021】セリウム酸化物とジルコニウム酸化物は、
少なくともその1部が複合物または固溶体として存在し
てなることが好ましい。さらに好ましくは、このセリウ
ム酸化物とジルコニウム酸化物の比(酸化物換算重量
比)が100:2〜100:60であり、好ましくは、
100:4〜100:40である。この比が100:2
よりセリウム酸化物が多くなる場合、または100:6
0よりジルコニウム酸化物が多くなる場合には触媒性能
が低くなる傾向となるものである。
Cerium oxide and zirconium oxide are
At least a part thereof is preferably present as a composite or solid solution. More preferably, the ratio of the cerium oxide and the zirconium oxide (weight ratio in terms of oxide) is 100: 2 to 100: 60, and preferably,
It is 100: 4 to 100: 40. This ratio is 100: 2
More cerium oxide, or 100: 6
When the amount of zirconium oxide is larger than 0, the catalytic performance tends to be low.

【0022】セリウム酸化物とジルコニウム酸化物の複
合物または固溶体の調製方法を以下に示すが、これらの
酸化物の少なくとも1部が複合物または固溶体として存
在してなるものであれば、特に限定されることはない
が、上記の比の範囲内にあることが好ましい。
A method for preparing a composite or solid solution of cerium oxide and zirconium oxide is shown below, but is not particularly limited as long as at least a part of these oxides exists as a composite or solid solution. However, it is preferably within the above range.

【0023】(1)水に溶解性のあるセリウム塩とジル
コニウム塩の水溶液を乾燥、焼成する方法、(2)セリ
ウム酸化物とジルコニウム酸化物とを固相反応させる方
法、(3)セリウム酸化物に水溶性ジルコニウム塩の水
溶液を浸し乾燥、焼成する方法、(4)活性アルミナに
水に溶解性のあるセリウム塩とジルコニウム塩の水溶液
を含浸後、乾燥、焼成する方法、または(5)一体構造
体担体に活性アルミナを被覆した後に水に溶解性のある
セリウム塩とジルコニウム塩の水溶液を乾燥、焼成する
方法等、触媒の調製に応じて種々の方法を適宜用いるこ
とができる。
(1) A method of drying and calcining an aqueous solution of cerium salt and zirconium salt which are soluble in water, (2) a method of solid-phase reaction of cerium oxide and zirconium oxide, (3) cerium oxide A method of immersing in an aqueous solution of a water-soluble zirconium salt and drying and firing, (4) a method of impregnating activated alumina with an aqueous solution of water-soluble cerium salt and zirconium salt, and then drying and firing, or (5) an integral structure Various methods can be appropriately used according to the preparation of the catalyst, such as a method in which a body carrier is coated with activated alumina and then an aqueous solution of a cerium salt and a zirconium salt which is soluble in water is dried and calcined.

【0024】本発明で使用されるセリウム酸化物は、空
気中で900℃、10時間の焼成後に、その結晶子径が
250オングストローム以下であることが好ましく、こ
の範囲のセリウム酸化物は、熱安定性を有し、触媒の耐
久性を向上させるものである。また、結晶子径が250
オングストロームを越える場合は、熱安定性が劣り好ま
しくないものである。この結晶子径の測定は、セリウム
酸化物とジルコニウム酸化物が、少なくとも1部が複合
物または固溶体である粉体を調製後または場合によって
は触媒調製後に、空気中で900℃、10時間の焼成
後、X線回折法により得られたX線回折チャートの半値
幅により、計算で測定し求めた。
The cerium oxide used in the present invention preferably has a crystallite size of 250 angstroms or less after firing in air at 900 ° C. for 10 hours, and the cerium oxide in this range has a thermal stability. It has properties and improves the durability of the catalyst. Also, the crystallite size is 250
When it exceeds angstrom, the thermal stability is poor and it is not preferable. The crystallite size is measured by calcination in air at 900 ° C. for 10 hours after preparing a powder of cerium oxide and zirconium oxide, at least a part of which is a composite or solid solution, or in some cases after preparing a catalyst. After that, it was measured and calculated by the half width of the X-ray diffraction chart obtained by the X-ray diffraction method.

【0025】また、少なくとも1部が複合物または固溶
体であるセリウム酸化物とジルコニウム酸化物は、空気
中で900℃、10時間の焼成後に、500℃で30分
間の水素還元後の400℃での酸素消費量が、セリウム
酸化物1g当り、5×10-5モル(O2 換算)以上であ
ることが好ましい。酸素消費量が、セリウム酸化物1g
当り、5×10-5モル(O2 換算)未満である場合は、
触媒の耐久性が低いものである。
Cerium oxide and zirconium oxide, at least a part of which is a composite or a solid solution, are heated at 900 ° C. in air for 10 hours, and after hydrogen reduction at 500 ° C. for 30 minutes at 400 ° C. The oxygen consumption is preferably 5 × 10 −5 mol (O 2 conversion) or more per 1 g of cerium oxide. Oxygen consumption is 1g of cerium oxide
When the amount is less than 5 × 10 −5 mol (O 2 conversion),
The durability of the catalyst is low.

【0026】酸素消費量の測定は、通常の流通系パルス
型反応装置を用いて行った。少なくとも1部が複合物ま
たは固溶体であるセリウム酸化物とジルコニウム酸化物
を、空気中で900℃、10時間の焼成後、該反応装置
に所定量の粉体を充填し、次いで、不活性ガスを通した
後、500℃で水素で30分間還元した後、再度不活性
ガスを通過させ、400℃まで降温し、酸素のパルスを
通過させ、その時の酸素の消費量を測定し、セリウム酸
化物1g当りの酸素消費量を求めた。
The measurement of oxygen consumption was carried out by using an ordinary flow pulse reactor. After firing cerium oxide and zirconium oxide, at least a part of which is a composite or solid solution, in air at 900 ° C. for 10 hours, the reactor is filled with a predetermined amount of powder, and then an inert gas is added. After passing through it, it was reduced with hydrogen at 500 ° C for 30 minutes, then an inert gas was passed again, the temperature was lowered to 400 ° C, an oxygen pulse was passed, the oxygen consumption at that time was measured, and 1 g of cerium oxide was passed. The oxygen consumption per unit was calculated.

【0027】活性アルミナは、通常粉末状であり、その
比表面積は10〜400m2 /g、好ましくは50〜3
00m2 /gである。その使用量は、触媒1リットル当
り10〜300g、好ましくは10〜250gである。
すなわち、10g未満であると浄化性能が低く、一方、
300gを越えると触媒の背圧が上昇し好ましくない。
活性アルミナとは、その結晶形が、χ、ρ、κ、γ、
δ、η、θ等の不定形アルミナをいう。
The activated alumina is usually in the form of powder and has a specific surface area of 10 to 400 m 2 / g, preferably 50 to 3.
It is 00 m 2 / g. The amount used is 10 to 300 g, preferably 10 to 250 g, per liter of the catalyst.
That is, if it is less than 10 g, the purification performance is low, while
If it exceeds 300 g, the back pressure of the catalyst increases, which is not preferable.
Activated alumina has a crystal form of χ, ρ, κ, γ,
It refers to amorphous alumina such as δ, η, and θ.

【0028】触媒を調製する方法としては、例えば
(1)上記した触媒活性成分および活性アルミナを一括
し、ボールミル等を用いて水性スラリーとし、一体構造
担体に被覆し、その後乾燥し、必要により焼成して完成
触媒とする方法、(2)活性アルミナを予め一体構造担
体に被覆した後、水に溶解性のあるセリウム塩、ジルコ
ニウム塩の水溶液に該一体構造担体を浸漬し、乾燥、焼
成し、次いで残りの触媒活性成分を同様な手順で担持す
る方法、(3)上記の複合酸化物および各成分を担持し
た活性アルミナをボールミル等により水性スラリーと
し、一体構造担体に被覆し、その後乾燥し、必要により
焼成して完成触媒とする方法などがあるが、これらの方
法は作業手順の便により適宜変更し使用される。
As a method for preparing the catalyst, for example, (1) the above-mentioned catalytically active component and activated alumina are put together, made into an aqueous slurry using a ball mill or the like, coated on a monolithic support, then dried and, if necessary, calcined. (2) After coating the activated alumina on the monolithic structure carrier in advance, the monolithic structure carrier is immersed in an aqueous solution of a cerium salt or zirconium salt, which is soluble in water, dried, and calcined, Then, a method of supporting the rest of the catalytically active component in the same manner, (3) the above composite oxide and the activated alumina supporting each component are made into an aqueous slurry by a ball mill or the like, coated on a monolithic structure carrier, and then dried. If necessary, there are methods such as firing to obtain a finished catalyst, and these methods are appropriately changed and used depending on the convenience of the work procedure.

【0029】一体構造担体1リットルに対する触媒活性
成分は、50〜400g、好ましくは100〜350g
である。50g未満である場合は、浄化性能が低く、4
00gを越える量を一体成形体に触媒活性成分を被覆し
た場合は、その背圧が上昇し好ましくないものである。
The catalytically active component per liter of the monolithic support is 50 to 400 g, preferably 100 to 350 g.
Is. If it is less than 50 g, the purification performance is low and 4
When the amount of more than 00 g is coated on the integrally molded body with the catalytically active component, the back pressure increases, which is not preferable.

【0030】本発明に使用される一体構造担体(以下、
単にモノリス担体ともいう)は、通常、セラミックハニ
カム担体と称されるものであればよく、特にコージェラ
イト、ムライト、α−アルミナ、ジルコニア、チタニ
ア、リン酸チタン、アルミニウムチタネート、ペタライ
ト、スポジュメン、アルミノ−シリケート、珪酸マグネ
シウムなどを材料とするハニカム担体が好ましく、中で
もコージェライト質のものがとくに内燃機関用として好
ましい。その他、ステンレスまたはFe−Cr−Al合
金などの如き酸化抵抗性の耐熱金属を用いて一体構造担
体としたものも使用される。これらモノリス担体は、押
出成型法や、シート状素子を巻き固める方法などで製造
される。そのガス通過口(セル型状)の形は、6角形、
4角形、3角形またはコルゲーション型のいずれであっ
てもよい。セル密度(セル数/単位断面積)は、150
〜600セル/平方インチであれば十分に使用可能で、
好結果を与える。
The monolithic structure carrier used in the present invention (hereinafter,
(Also referred to simply as a monolith carrier) may be one that is usually called a ceramic honeycomb carrier, and particularly cordierite, mullite, α-alumina, zirconia, titania, titanium phosphate, aluminum titanate, petalite, spodumene, alumino-. Honeycomb carriers made of silicate, magnesium silicate or the like are preferable, and cordierite type is particularly preferable for internal combustion engines. In addition, an integrated structure carrier made of an oxidation resistant heat resistant metal such as stainless steel or Fe—Cr—Al alloy may be used. These monolith carriers are manufactured by an extrusion molding method, a method of winding and solidifying a sheet-shaped element, or the like. The shape of the gas passage (cell type) is a hexagon,
It may be a quadrangle, a triangle or a corrugation type. Cell density (number of cells / unit cross-sectional area) is 150
~ 600 cells / square inch is fully usable,
Give good results.

【0031】触媒活性成分および耐火性無機担体を被覆
した一体構造担体は、乾燥後、200〜800℃、好ま
しくは300〜700℃の温度で、0.1〜5時間、好
ましくは0.2〜3時間焼成されて完成触媒を得る。
The monolithic support coated with the catalytically active component and the refractory inorganic support is dried to a temperature of 200 to 800 ° C., preferably 300 to 700 ° C. for 0.1 to 5 hours, preferably 0.2 to It is calcined for 3 hours to obtain a finished catalyst.

【0032】このようにして得られる触媒は、コンバー
タに挿入されて、自動車等の内燃機関からの排気ガスの
浄化に使用される。
The catalyst thus obtained is inserted into a converter and used for purifying exhaust gas from an internal combustion engine of an automobile or the like.

【0033】また、この触媒は、排気ガス流入側の触媒
として使用し、一方(a)ロジウムおよび白金または
(b)ロジウム、白金およびパラジウムよりなる触媒活
性成分および耐火性無機酸化物よりなる混合物をモノリ
ス構造を有する担体に担持してなる触媒を排気ガス流出
側に配置して排気ガス浄化システムにしてもよい。
This catalyst is also used as a catalyst on the exhaust gas inflow side, while (a) rhodium and platinum or (b) a catalytically active component of rhodium, platinum and palladium and a mixture of refractory inorganic oxides. An exhaust gas purification system may be constructed by arranging a catalyst supported on a carrier having a monolith structure on the exhaust gas outflow side.

【0034】さらに、逆に(a)ロジウムおよび白金ま
たは(b)ロジウム、白金およびパラジウムよりなる触
媒活性成分および耐火性無機酸化物よりなる混合物をモ
ノリス構造を有する担体に担持してなる触媒を排気ガス
流入側に、かつ前記本発明による触媒を排気ガス流出側
に配置して排気ガス浄化システムにしてもよい。
Further, on the contrary, the catalyst prepared by supporting a mixture having a monolith structure with a mixture of (a) rhodium and platinum or (b) rhodium, a catalytically active component of platinum and palladium and a refractory inorganic oxide is exhausted. An exhaust gas purification system may be provided by arranging the catalyst according to the present invention on the gas inflow side and on the exhaust gas outflow side.

【0035】上記排気ガス浄化システムにおける貴金属
触媒で用いられる貴金属としては、(a)ロジウムおよ
び白金または(b)ロジウム、白金およびパラジウムで
あり、これらの使用量は触媒1リットル当り0.1〜1
0g、好ましくは0.3〜5gである。0.1g未満で
ある場合は、浄化能が低く、10gを越える場合は、添
加量に見合う効果が少ない。
The noble metal used in the noble metal catalyst in the above exhaust gas purification system is (a) rhodium and platinum or (b) rhodium, platinum and palladium, and the amount of these used is 0.1 to 1 per liter of catalyst.
It is 0 g, preferably 0.3 to 5 g. If it is less than 0.1 g, the purifying ability is low, and if it exceeds 10 g, the effect corresponding to the added amount is small.

【0036】耐火性無機酸化物としては、活性アルミ
ナ、シリカ、チタニア、セリウム酸化物、ジルコニウム
酸化物、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金
属、鉄、コバルト、ニッケル等の添加物を金属、金属酸
化物等の形態で加えることができる。これらの添加物の
うち好ましくは活性アルミナ、セリウム酸化物、ジルコ
ニウム酸化物である。使用される耐火性無機酸化物の量
は、触媒1リットル当り10〜300g、好ましくは1
0〜250gである。
Examples of the refractory inorganic oxide include additives such as activated alumina, silica, titania, cerium oxide, zirconium oxide, alkali metal, alkaline earth metal, rare earth metal, iron, cobalt and nickel. It can be added in the form of an oxide or the like. Of these additives, activated alumina, cerium oxide and zirconium oxide are preferable. The amount of refractory inorganic oxide used is from 10 to 300 g, preferably 1 per liter of catalyst.
It is 0 to 250 g.

【0037】排気ガス流入側の触媒および排気ガス流出
側の触媒に使用される一体構造担体としては、通常、排
気ガス浄化用触媒に使用される一体構造担体であればい
ずれのものでもよく、例えばハニカム型、コルゲート型
等の一体構造担体が用いられ、その材質は、耐火性を有
するものであればいずれのものであってもよく、例えば
コージェライト等の耐火性を有するセラミック製、フェ
ライト系ステンレス等金属製の一体構造担体が用いられ
る。
The monolithic support used for the exhaust gas inflow side catalyst and the exhaust gas outflow side catalyst may be any one as long as it is a monolithic support commonly used for exhaust gas purifying catalysts. A monolithic carrier such as a honeycomb type or a corrugated type is used, and the material thereof may be any as long as it has a fire resistance, for example, a fire-resistant ceramic such as cordierite or a ferritic stainless steel. A monolithic monolithic carrier is used.

【0038】排気ガス流入側の触媒と排気ガス流出側の
触媒との体積比は100:1〜1:100、好ましくは
50:1〜1:50である。100:1未満である場合
および1:100を越える場合は、組み合わせによる性
能向上は示されない。
The volume ratio of the exhaust gas inflow side catalyst to the exhaust gas outflow side catalyst is 100: 1 to 1: 100, preferably 50: 1 to 1:50. When it is less than 100: 1 and when it exceeds 1: 100, the performance improvement due to the combination is not shown.

【0039】排気ガス流入側の触媒と排気ガス流出側の
触媒は、同一の触媒コンバータ内に設置することができ
るし、また排気管の形状、触媒の形状などにより適宜、
各々分離して放置することもできる。
The catalyst on the exhaust gas inflow side and the catalyst on the exhaust gas outflow side can be installed in the same catalytic converter, and depending on the shape of the exhaust pipe, the shape of the catalyst, etc.
Each can be separated and left alone.

【0040】排気ガス流入側の触媒および排気ガス流出
側の触媒とも各々1個である必要はなく、排気管の形
状、触媒の設置する場所、排気ガスの背圧の上昇等に支
障がないかぎり、排気ガス流入側の触媒および排気ガス
流出側の触媒とも各々複数個の触媒に分割し使用するこ
ともできる。
The exhaust gas inflow side catalyst and the exhaust gas outflow side catalyst do not have to be one in number, respectively, as long as there is no hindrance to the shape of the exhaust pipe, the place where the catalyst is installed, the back pressure of exhaust gas, etc. The catalyst on the exhaust gas inflow side and the catalyst on the exhaust gas outflow side can each be divided into a plurality of catalysts for use.

【0041】[0041]

【実施例】以下に実施例により具体的に説明するが、本
発明の趣旨に反しない限り、これらの実施例に限定され
るものでない。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the invention is not limited to these examples unless it goes against the gist of the present invention.

【0042】実施例1 市販の酸化セリウム(CeO2 、比表面積149m2
g)にオキシ硝酸ジルコニル水溶液をCeO2 /ZrO
2 の比で10/1(CeO2 とZrO2 の合計が100
g)となるように混合し、乾燥後、500℃で1時間焼
成して得た粉体100gと活性アルミナ(γ−Al2
3 、平均粒径45μm、比表面積155m2 /g)20
0g、酢酸バリウム16.7gおよびパラジウム4g含
有する硝酸パラジウム水溶液を加え、ボールミルで湿式
粉砕することにより水性スラリーを調製した。このスラ
リーに断面積1インチ平方当り400個のセルを有する
コージェライト製モノリス担体(外径33mm×長さ7
6mm)を浸漬し、取り出した後、セル内の過剰スラリ
ーを圧縮空気で吹き飛ばした後乾燥、焼成し、完成触媒
を得た。
Example 1 Commercially available cerium oxide (CeO 2 , specific surface area 149 m 2 /
g) with an aqueous zirconyl oxynitrate solution in CeO 2 / ZrO
Total 10/1 (CeO 2 and ZrO 2 in 2 ratio of 100
g), dried, and then calcined at 500 ° C. for 1 hour to obtain 100 g of powder and activated alumina (γ-Al 2 O).
3 , average particle diameter 45 μm, specific surface area 155 m 2 / g) 20
An aqueous slurry was prepared by adding an aqueous palladium nitrate solution containing 0 g, 16.7 g of barium acetate and 4 g of palladium and wet pulverizing with a ball mill. A cordierite monolithic carrier (outer diameter 33 mm × length 7) having 400 cells per 1 inch square in this slurry was prepared.
(6 mm) was dipped and taken out, and the excess slurry in the cell was blown off with compressed air, followed by drying and firing to obtain a finished catalyst.

【0043】実施例2 実施例1において、酢酸バリウム16.7gを50.1
gに変えた以外は実施例1と同様にして完成触媒を得
た。
Example 2 In Example 1, 16.7 g of barium acetate was added to 50.1
A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that g was changed.

【0044】実施例3 実施例1において、酢酸バリウム16.7gを0.83
gに変えた以外は実施例1と同様にして完成触媒を得
た。
Example 3 In Example 1, 16.7 g of barium acetate was added to 0.83
A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that g was changed.

【0045】実施例4 実施例1において、酢酸バリウム16.7gを酢酸カル
シウム28.2gに変えた以外は実施例1と同様にして
完成触媒を得た。
Example 4 A finished catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that 16.7 g of barium acetate was changed to 28.2 g of calcium acetate.

【0046】実施例5 実施例1において、酢酸バリウム16.7gを酢酸スト
ロンチウム19.8gに変えた以外は実施例1と同様に
して完成触媒を得た。
Example 5 A finished catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that 16.7 g of barium acetate was changed to 19.8 g of strontium acetate.

【0047】実施例6 実施例1において、CeO2 /ZrO2 の比を10/1
(CeO2 とZrO2 の合計が30g)、かつ活性アル
ミナ270gに変えた以外は実施例1と同様にして完成
触媒を得た。
Example 6 In Example 1, the CeO 2 / ZrO 2 ratio was 10/1.
A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the total amount of CeO 2 and ZrO 2 was 30 g, and the amount of activated alumina was changed to 270 g.

【0048】実施例7 実施例1において、CeO2 /ZrO2 の比を10/1
(CeO2 とZrO2 の合計が160g)、かつ活性ア
ルミナ140gに変えた以外は実施例1と同様にして完
成触媒を得た。
Example 7 In Example 1, the CeO 2 / ZrO 2 ratio was 10/1.
A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the total amount of CeO 2 and ZrO 2 was 160 g, and the amount of activated alumina was changed to 140 g.

【0049】実施例8 実施例1において、CeO2 /ZrO2 の比を10/3
(CeO2 とZrO2 の合計が100g)に変えた以外
は実施例1と同様にして完成触媒を得た。
Example 8 In Example 1, the CeO 2 / ZrO 2 ratio was set to 10/3.
A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the total amount of CeO 2 and ZrO 2 was changed to 100 g.

【0050】実施例9 実施例1において、CeO2 /ZrO2 の比を25/1
(CeO2 とZrO2 の合計が100g)に変えた以外
は実施例1と同様にして完成触媒を得た。
Example 9 In Example 1, the CeO 2 / ZrO 2 ratio was 25/1.
A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the total amount of CeO 2 and ZrO 2 was changed to 100 g.

【0051】実施例10 実施例1において、酢酸バリウム16.7gを酢酸マグ
ネシウム35.3gに変えた以外は実施例1と同様にし
て完成触媒を得た。
Example 10 A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that 16.7 g of barium acetate was changed to 35.3 g of magnesium acetate.

【0052】実施例11 実施例1において、パラジウム4g含有する硝酸パラジ
ウム水溶液をパラジウム2g含有する硝酸パラジウム水
溶液に変更する以外は実施例1と同様にして完成触媒を
得た。
Example 11 A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the palladium nitrate aqueous solution containing 4 g of palladium was changed to the palladium nitrate aqueous solution containing 2 g of palladium.

【0053】実施例12 実施例1において、パラジウム4g含有する硝酸パラジ
ウム水溶液をパラジウム8g含有する硝酸パラジウム水
溶液に変更する以外は実施例1と同様にして完成触媒を
得た。
Example 12 A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the palladium nitrate aqueous solution containing 4 g of palladium was changed to the palladium nitrate aqueous solution containing 8 g of palladium.

【0054】実施例13 実施例1において、パラジウム4g含有する硝酸パラジ
ウム水溶液をパラジウム16g含有する硝酸パラジウム
水溶液に変更する以外は実施例1と同様にして完成触媒
を得た。
Example 13 A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the palladium nitrate aqueous solution containing 4 g of palladium was changed to the palladium nitrate aqueous solution containing 16 g of palladium.

【0055】実施例14 実施例1において、パラジウム4g含有する硝酸パラジ
ウム水溶液をパラジウム40g含有する硝酸パラジウム
水溶液に変更する以外は実施例1と同様にして完成触媒
を得た。
Example 14 A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the palladium nitrate aqueous solution containing 4 g of palladium was changed to the palladium nitrate aqueous solution containing 40 g of palladium.

【0056】実施例15 実施例1において、酢酸バリウム16.7gを133.
6gに変えた以外は実施例1と同様にして完成触媒を得
た。
Example 15 In Example 1, 16.7 g of barium acetate was added to 133.
A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount was changed to 6 g.

【0057】実施例16 実施例1において、CeO2 /ZrO2 の比を10/1
(CeO2 とZrO2 の合計が200g)、かつ活性ア
ルミナ100gに変えた以外は実施例1と同様にして完
成触媒を得た。
Example 16 In Example 1, the CeO 2 / ZrO 2 ratio was 10/1.
A finished catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the total amount of CeO 2 and ZrO 2 was 200 g, and the amount of activated alumina was changed to 100 g.

【0058】実施例17 実施例1において、CeO2 /ZrO2 の比を10/1
(CeO2 とZrO 2 の合計が260g)、かつ活性ア
ルミナ40gに変えた以外は実施例1と同様にして完成
触媒を得た。
Example 17 In Example 1, CeO2/ ZrO2The ratio of 10/1
(CeO2And ZrO 2Total of 260g) and active
Completed in the same manner as in Example 1 except that Lumina 40g was used.
A catalyst was obtained.

【0059】比較例1 実施例1において、酢酸バリウムを除いた以外は実施例
1と同様にして完成触媒を得た。
Comparative Example 1 A finished catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that barium acetate was omitted.

【0060】比較例2 実施例1において、オキシ硝酸ジルコニルを除いた以外
は実施例1と同様にして完成触媒を得た。
Comparative Example 2 A finished catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that zirconyl oxynitrate was omitted.

【0061】比較例3 実施例1において、オキシ硝酸ジルコニルおよび酢酸バ
リウムを除いた以外は実施例1と同様にして完成触媒を
得た。
Comparative Example 3 A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that zirconyl oxynitrate and barium acetate were omitted.

【0062】比較例4 白金を2.25g含有するジニトロジアミン白金水溶液
とロジウムを0.22g含有する硝酸ロジウム水溶液を
混合した溶液に実施例1で用いた活性アルミナ200g
を含浸担持した粉体と実施例1で用いた酸化セリウム1
00gをボールミルで湿式粉砕後、実施例1と同様にし
て完成触媒を得た。
Comparative Example 4 200 g of activated alumina used in Example 1 was mixed with a solution of a dinitrodiamine platinum aqueous solution containing 2.25 g of platinum and a rhodium nitrate aqueous solution containing 0.22 g of rhodium.
Powder impregnated with and cerium oxide 1 used in Example 1
After wet-milling 00 g with a ball mill, a finished catalyst was obtained in the same manner as in Example 1.

【0063】比較例5 パラジウムを2.25g含有する硝酸パラジウム水溶液
とロジウムを0.22g含有する硝酸ロジウム水溶液の
混合溶液を実施例1で用いた活性アルミナ200gに含
浸、乾燥、焼成して得られた粉体と実施例1で用いた酸
化セリウム100gをボールミルで湿式粉砕後、実施例
1と同様にして完成触媒を得た。
Comparative Example 5 Obtained by impregnating 200 g of activated alumina used in Example 1 with a mixed solution of an aqueous palladium nitrate solution containing 2.25 g of palladium and an aqueous rhodium nitrate solution containing 0.22 g of rhodium, drying and firing. The obtained powder and 100 g of cerium oxide used in Example 1 were wet pulverized with a ball mill, and a finished catalyst was obtained in the same manner as in Example 1.

【0064】比較例6 白金を2.25g含有するジニトロジアミン白金水溶
液、ロジウムを0.22g含有する硝酸ロジウム水溶液
を混合した溶液、酢酸バリウム16.7gに実施例1で
用いた活性アルミナ200gを含浸担持した粉体および
実施例1で用いた酸化セリウムとオキシ硝酸ジルコニル
水溶液をCeO2 /ZrO2 の比で10/1(CeO2
とZrO2 の合計が100g)となるように混合し、乾
燥後、500℃で1時間焼成して得た粉体100gを加
え、ボールミルで湿式粉砕後、実施例1と同様にして完
成触媒を得た。
Comparative Example 6 A solution of a dinitrodiamine platinum aqueous solution containing 2.25 g of platinum and a rhodium nitrate aqueous solution containing 0.22 g of rhodium, and 16.7 g of barium acetate were impregnated with 200 g of the activated alumina used in Example 1. The supported powder and the cerium oxide and the zirconyl oxynitrate aqueous solution used in Example 1 were mixed at a CeO 2 / ZrO 2 ratio of 10/1 (CeO 2
And ZrO 2 are mixed so that the total is 100 g), dried, and then calcined at 500 ° C. for 1 hour to obtain 100 g of a powder, which is then wet pulverized with a ball mill to prepare a finished catalyst in the same manner as in Example 1. Obtained.

【0065】比較例7 実施例1において、酸化セリウムとジルコニウム酸化物
にかえて、ジルコニウム酸化物100gを用いた以外
は、実施例1と同様にして完成触媒を得た。
Comparative Example 7 A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that 100 g of zirconium oxide was used instead of cerium oxide and zirconium oxide.

【0066】このようにして得られた実施例と比較例の
触媒の1リットル当りの各触媒成分の担持量を表1に示
した。
Table 1 shows the supported amounts of each catalyst component per liter of the catalysts of Examples and Comparative Examples thus obtained.

【0067】[0067]

【表1】 [Table 1]

【0068】実施例18 次に、実施例1〜17の触媒と、比較例1〜7の触媒の
エンジン耐久走行後の触媒活性を調べた。
Example 18 Next, the catalyst activity of the catalysts of Examples 1 to 17 and the catalysts of Comparative Examples 1 to 7 after the running of the engine was examined.

【0069】市販の電子制御方式のエンジン(8気筒4
400cc)を使用し、各触媒を充填したマルチコンバ
ーターをエンジンの排気系に連設して耐久テストを行っ
た。エンジンは、定常運転60秒、減速6秒(減速時に
燃料がカットされて、触媒は、高温酸化雰囲気の厳しい
条件にさらされる。)というモード運転で運転し触媒入
口ガス温度が定常運転時850℃となる条件で50時間
触媒をエージングした。
Commercially available electronically controlled engine (8 cylinders 4
Using 400 cc), a multi-converter filled with each catalyst was connected to the exhaust system of the engine and a durability test was conducted. The engine operates in a mode operation of 60 seconds of steady operation and 6 seconds of deceleration (fuel is cut during deceleration, and the catalyst is exposed to severe conditions of high temperature oxidizing atmosphere), and the gas temperature at the catalyst inlet is 850 ° C during steady operation. The catalyst was aged for 50 hours under the following conditions.

【0070】エージング後の触媒性能の評価は、市販の
電子制御方式のエンジン(4気筒1800cc)を使用
し、各触媒を充填したマルチコンバータを、エンジンの
排気系に連設して行った。触媒の三元性能は触媒入口ガ
ス温度400℃、空間速度90,000hr-1の条件で
評価した。この際、外部発振器より1Hzサイン波型シ
グナルをエンジンのコントロールユニットに導入して、
空燃比(A/F)を±1.0A/F、1Hzで振動させ
ながら平均空燃比を連続的に変化させ、この時の触媒入
口および出口ガス組成を同時に分析して、平均空燃比
が、A/Fが15.1から14.1までのCO、HCお
よびNOの浄化率を求めた。
The catalyst performance after aging was evaluated by using a commercially available electronically controlled engine (1800 cc with 4 cylinders) and connecting a multi-converter filled with each catalyst to the exhaust system of the engine. The three-way performance of the catalyst was evaluated under the conditions of a catalyst inlet gas temperature of 400 ° C. and a space velocity of 90,000 hr −1 . At this time, introduce a 1Hz sine wave type signal from an external oscillator into the control unit of the engine,
While oscillating the air-fuel ratio (A / F) at ± 1.0 A / F and 1 Hz, the average air-fuel ratio is continuously changed, and the catalyst inlet and outlet gas compositions at this time are simultaneously analyzed, and the average air-fuel ratio is The purification rates of CO, HC and NO from A / F 15.1 to 14.1 were obtained.

【0071】上記のようにして求めたCO、HCおよび
NOの浄化率対入口空燃比をグラフにプロットして、三
元特性曲線を作成し、COおよびNOの浄化率曲線の交
点(クロスオーバーポイントと呼ぶ)の浄化率と、その
交点のA/F値におけるHC浄化率、さらに、A/Fが
14.2(エンジン排気ガスがリッチ)でのCO、HC
およびNOの浄化能を表2に示した。
The CO, HC, and NO purification rates versus inlet air-fuel ratios obtained as described above are plotted on a graph to create a ternary characteristic curve, and the intersection point of the CO and NO purification rate curves (crossover point (Referred to as)) and the HC purification rate at the A / F value at the intersection, and the CO and HC when the A / F is 14.2 (engine exhaust gas is rich).
The purifying ability of NO and NO is shown in Table 2.

【0072】[0072]

【表2】 [Table 2]

【0073】表2より、本発明に開示される触媒は、貴
金属として、ロジウムを含まずパラジウムのみで、C
O、HCおよびNOxの三成分を同時に除去できること
がわかった。
From Table 2, the catalyst disclosed in the present invention contains no palladium as the noble metal, only palladium and no C
It was found that the three components of O, HC and NOx can be removed simultaneously.

【0074】また、触媒の低温での浄化性能は、空燃比
が±0.5A/F(1Hz)の条件で振動させながら、
平均空燃比を、A/Fを14.6に固定してエンジンを
運転し、エンジン排気系の触媒コンバーターの前に熱交
換器を取り付けて、触媒入口ガス温度を200℃〜50
0℃まで連続的に変化させ、触媒入口および出口ガス組
成を分析して、CO、HCおよびNOの浄化率を求める
ことにより評価した。上記のようにして求めた、CO、
HCおよびNOの浄化率50%での温度(ライトオフ温
度)を測定して表3に示した。
As for the purification performance of the catalyst at low temperature, while vibrating under the condition that the air-fuel ratio is ± 0.5 A / F (1 Hz),
The engine is operated with the average air-fuel ratio fixed at A / F of 14.6, a heat exchanger is installed in front of the catalytic converter of the engine exhaust system, and the catalyst inlet gas temperature is 200 ° C to 50 ° C.
It was evaluated by continuously changing the temperature to 0 ° C., analyzing the catalyst inlet and outlet gas compositions, and determining the purification rates of CO, HC and NO. CO, obtained as described above,
The temperature (light-off temperature) at a purification rate of HC and NO of 50% was measured and is shown in Table 3.

【0075】[0075]

【表3】 [Table 3]

【0076】実施例19 以下の手順で、CeO2 の結晶子径、酸素消費量を測定
した。
Example 19 CeO 2 crystallite diameter and oxygen consumption were measured by the following procedure.

【0077】実施例19A 実施例1で用いたセリウム酸化物にオキシ硝酸ジルコニ
ル水溶液をCeO2 /ZrO2 の比でそれぞれ100/
4(試料NO.a)、100/10(試料NO.b)、
100/30(試料NO.c)、100/50(試料N
O.d)となるように混合し、乾燥後に500℃で焼成
し、その後、空気中で、900℃で10時間焼成した。
なお、これらはCeO2 とZrO2 の合計は、20gで
ある。
Example 19A The zirconyl oxynitrate aqueous solution was added to the cerium oxide used in Example 1 at a CeO 2 / ZrO 2 ratio of 100/100, respectively.
4 (sample NO.a), 100/10 (sample NO.b),
100/30 (Sample NO.c), 100/50 (Sample N
O. d), the mixture was dried and then baked at 500 ° C., and then, in air, at 900 ° C. for 10 hours.
The total of CeO 2 and ZrO 2 is 20 g.

【0078】実施例19B 硝酸セリウム水溶液とオキシ硝酸ジルコニル水溶液をC
eO2 /ZrO2 の比で100/10(試料NO.e)
となるように混合し、乾燥し、500℃で1時間焼成し
た。その後、空気中で、900℃で10時間焼成した。
Example 19B A cerium nitrate aqueous solution and a zirconyl oxynitrate aqueous solution were mixed with C
eO 2 / ZrO 2 ratio of 100/10 (sample NO.e)
Were mixed, dried and calcined at 500 ° C. for 1 hour. Then, it baked at 900 degreeC in air for 10 hours.

【0079】実施例19C 実施例1で用いたセリウム酸化物20gを空気中で、9
00℃で10時間焼成した(比較試料f)。
Example 19C 20 g of the cerium oxide used in Example 1 was mixed with 9% in air.
It was baked at 00 ° C. for 10 hours (Comparative sample f).

【0080】結晶子径の測定 実施例19A、19Bおよび19Cで得られた試料のX
線回折を測定し、セリウム酸化物の結晶子径を求めた。
結果を表4に示した。この結晶子径の測定の目的は、触
媒は、通常、高温耐久性が要求されるが、常温処理だけ
では、高温耐久性の有無が評価し難いため、高温時での
セリウム酸化物とジルコニウム酸化物の複合物等が効果
的であるか否かの評価のために行なうものである。その
条件として、空気中で900℃、10時間の焼成を行な
ったものである。
Measurement of Crystallite Size X of the samples obtained in Examples 19A, 19B and 19C
The line diffraction was measured to determine the crystallite size of the cerium oxide.
The results are shown in Table 4. The purpose of this measurement of the crystallite size is that the catalyst is usually required to have high temperature durability, but it is difficult to evaluate the presence or absence of high temperature durability only at room temperature treatment, so cerium oxide and zirconium oxide at high temperature cannot be evaluated. This is to evaluate whether or not a compound of things is effective. The condition is that firing is performed in air at 900 ° C. for 10 hours.

【0081】酸素消費の測定 実施例19A、19Bおよび19Cで得られた試料を通
常の流通系パルス型反応装置に充填し、次いで、ヘリウ
ムガスを通した後、500℃で水素で30分間還元処理
した後、再度ヘリウムガスを15分間通過させ、次いで
同雰囲気下で400℃まで降温した後、所定量の酸素の
パルスを通過させ、その時の酸素の消費量を測定し、セ
リウム酸化物の1グラム当りの酸素消費量を求めた。こ
の結果を表4に示した。
Measurement of Oxygen Consumption The samples obtained in Examples 19A, 19B and 19C were filled in a normal flow type pulse reactor, then, after passing helium gas, reduction treatment with hydrogen at 500 ° C. for 30 minutes. After that, helium gas is again passed for 15 minutes, then the temperature is lowered to 400 ° C. in the same atmosphere, and then a pulse of a predetermined amount of oxygen is passed, and the oxygen consumption at that time is measured, and 1 g of cerium oxide is measured. The oxygen consumption per unit was calculated. The results are shown in Table 4.

【0082】[0082]

【表4】 [Table 4]

【0083】この酸素消費量の測定に用いた触媒は、実
施例1、8および9、および比較例2であり、これらの
触媒について、触媒性能を比較すると表2および3よ
り、本発明に係る耐久性を有するセリウム酸化物を用い
ると、優れた排気ガス浄化能を示すことがわかる。
The catalysts used for measuring the oxygen consumption were Examples 1, 8 and 9 and Comparative Example 2. The catalyst performances of these catalysts were compared, and Tables 2 and 3 show that the present invention was performed. It can be seen that the use of durable cerium oxide shows excellent exhaust gas purification ability.

【0084】さらに、表4からわかるように、900℃
酸素雰囲気において、セリウム酸化物は、ジルコニウム
酸化物により安定化されていることがわかる。
Further, as can be seen from Table 4, 900 ° C.
It can be seen that the cerium oxide is stabilized by the zirconium oxide in the oxygen atmosphere.

【0085】触媒の調製 実施例1で得られた触媒を完成触媒(I)とした。Preparation of catalyst The catalyst obtained in Example 1 was used as a finished catalyst (I).

【0086】次いで、白金を1.67g含有するジニト
ロジアミン白金水溶液、ロジウムを0.33g含有する
硝酸ロジウム水溶液を混合した溶液に実施例1で用いた
活性アルミナ200gを含浸担持した粉体、および実施
例1で用いたセリウム酸化物100gを加え、ボールミ
ルで湿式粉砕後、上記の手順と同様にして完成触媒(I
I)を得た。
Next, a powder prepared by impregnating and supporting 200 g of activated alumina used in Example 1 in a solution prepared by mixing an aqueous dinitrodiamine platinum solution containing 1.67 g of platinum and an aqueous rhodium nitrate solution containing 0.33 g of rhodium, and 100 g of the cerium oxide used in Example 1 was added, and after wet grinding with a ball mill, the finished catalyst (I
I) got.

【0087】実施例20 上記の触媒調製で得られた完成触媒(I)および(II)
を組み合わせて実施例に該当する触媒、すなわち、実施
例の組み合わせ(1)である前段触媒(I)および後段
触媒(II)および組み合わせ(2)である前段触媒(I
I)および後段触媒(I)並びに比較例の組み合わせ
(3)である前段触媒(II)および後段触媒(II)の3
種類の組み合わせについて、実施例19と同様の評価方
法により、CO、HCおよびNOに浄化率を求めた結果
を表5に示した。
Example 20 Complete catalysts (I) and (II) obtained in the above catalyst preparation
And the catalyst corresponding to the example, that is, the combination of the example (1) of the pre-stage catalyst (I) and the post-stage catalyst (II) and the combination (2) of the pre-stage catalyst (I).
I) and post-catalyst (I) and 3 of pre-catalyst (II) and post-catalyst (II) which are combinations (3) of comparative examples.
Table 5 shows the results of obtaining the purification rates of CO, HC and NO for the combination of types by the same evaluation method as in Example 19.

【0088】[0088]

【表5】 [Table 5]

【0089】[0089]

【発明の効果】本発明による排気ガス浄化用触媒は、パ
ラジウム、アルカリ土類金属酸化物、セリウム酸化物お
よびジルコニウム酸化物よりなる触媒活性成分および活
性アルミナよりなる混合物を、一体構造担体に担持して
なるものであり、アルカリ土類金属酸化物の添加効果
は、パラジウムに直接作用し、その電荷状態を変化させ
ることにより、反応性を高めるものと推察され、さら
に、セリウム酸化物およびジルコニウム酸化物を用いる
ことにより前記の効果をさらに向上することができるも
のである。
The exhaust gas purifying catalyst according to the present invention has a monolithic support carrying a mixture of a catalytically active component of palladium, an alkaline earth metal oxide, cerium oxide and zirconium oxide and activated alumina. It is presumed that the effect of adding the alkaline earth metal oxide is to directly react with palladium and change its charge state to enhance the reactivity. Furthermore, cerium oxide and zirconium oxide are added. By using, the above-mentioned effect can be further improved.

【0090】すなわち本発明による排気ガス浄化用触媒
およびこれを用いてなる浄化シムテムは、アルカリ土類
金属酸化物、セリウム酸化物およびジルコニウム酸化物
をパラジウムと組合わせることにより、パラジウム触媒
の問題点であるエンジン排気ガスがリッチな状態でもN
Ox浄化能を著しく向上させることができ、さらに燃料
ガス組成が化学量論比(燃料ガスを完全燃焼させるのに
必要な空気量)近傍でもCO、HCおよびNOx浄化能
を向上させることができる点においても優れたものであ
るといえる。
That is, the exhaust gas purifying catalyst according to the present invention and the purifying shimtem using the same have the problems of the palladium catalyst by combining the alkaline earth metal oxide, the cerium oxide and the zirconium oxide with palladium. Even if the engine exhaust gas is rich, N
Ox purification ability can be remarkably improved, and further CO, HC and NOx purification ability can be improved even when the fuel gas composition is near the stoichiometric ratio (the amount of air required to completely burn the fuel gas). It can be said that it is excellent in.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大幡 知久 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の 1 株式会社日本触媒触媒研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tomohisa Ohata 1 992 Nishikioki, Kamahama, Aboshi-ku, Himeji-shi, Hyogo 1

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 触媒1リットルに対して、パラジウム
0.5〜30g、アルカリ土類金属酸化物0.1〜50
g、セリウム酸化物10〜150gおよびジルコニウム
酸化物0.1〜50gよりなる触媒活性成分および活性
アルミナ10〜300gよりなる混合物を、モノリス構
造担体に担持してなる内燃機関の排気ガスから一酸化炭
素、炭化水素類および窒素酸化物を同時に除去するため
の排気ガス浄化用触媒。
1. 0.5 to 30 g of palladium and 0.1 to 50 of alkaline earth metal oxide per 1 liter of catalyst.
g, 10 to 150 g of cerium oxide and 0.1 to 50 g of zirconium oxide, and a mixture of 10 to 300 g of activated alumina on a monolithic structure support, and carbon monoxide from exhaust gas of an internal combustion engine. , An exhaust gas purifying catalyst for simultaneously removing hydrocarbons and nitrogen oxides.
【請求項2】 該セリウム酸化物と該ジルコニウム酸化
物とは、少なくとも一部が複合物または固溶体として存
在してなる請求項1に記載の排気ガス浄化用触媒。
2. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein at least a part of the cerium oxide and the zirconium oxide is present as a composite or solid solution.
【請求項3】 該セリウム酸化物と該ジルコニウム酸化
物の比(酸化物換算重量比)が100:2〜100:6
0である請求項1に記載の排気ガス浄化用触媒。
3. The ratio of the cerium oxide to the zirconium oxide (weight ratio in terms of oxide) is 100: 2 to 100: 6.
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, which is 0.
【請求項4】 該セリウム酸化物と該ジルコニウム酸化
物との少なくとも一部の複合物または固溶体は、900
℃の温度で空気中で10時間焼成した後に、その結晶子
径が250オングストローム以下である請求項2に記載
の排気ガス浄化用触媒。
4. The composite or solid solution of at least a part of the cerium oxide and the zirconium oxide is 900
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 2, which has a crystallite size of 250 angstroms or less after calcination in air at a temperature of ℃ for 10 hours.
【請求項5】 該セリウム酸化物と該ジルコニウム酸化
物との少なくとも一部の複合物または固溶体は、900
℃の温度で空気中で10時間焼成した後に、500℃で
30分間の水素還元後の400℃での酸素消費量が、該
セリウム酸化物1g当り5×10-5モル(O2 換算)以
上である請求項2に記載の排気ガス浄化用触媒。
5. The composite or solid solution of at least a portion of the cerium oxide and the zirconium oxide is 900
After calcination in air at a temperature of 10 ° C. for 10 hours, the oxygen consumption at 400 ° C. after hydrogen reduction at 500 ° C. for 30 minutes is 5 × 10 −5 mol (O 2 conversion) or more per 1 g of the cerium oxide. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 2.
【請求項6】 排気ガス流入側の触媒として請求項1〜
5のいずれかに記載の触媒を、また排気ガス流出側の触
媒として(a)ロジウムおよび白金または(b)ロジウ
ム、白金およびパラジウムよりなる触媒活性成分および
耐火性無機酸化物よりなる混合物をモノリス構造担体に
担持してなる触媒を配置してなる排気ガス浄化システ
ム。
6. The catalyst as claimed in claim 1 as an exhaust gas inflow side.
The catalyst according to any one of 5 and a mixture of (a) rhodium and platinum or (b) a catalytically active component consisting of rhodium, platinum and palladium and a refractory inorganic oxide as a catalyst on the exhaust gas outflow side is a monolith structure. An exhaust gas purification system in which a catalyst supported on a carrier is arranged.
【請求項7】 排気ガス流入側の触媒として(a)ロジ
ウムおよび白金または(b)ロジウム、白金およびパラ
ジウムよりなる触媒活性成分および耐火性無機酸化物よ
りなる混合物をモノリス構造担体に担持してなる触媒
を、また排気ガス流出側の触媒として請求項1〜5のい
ずれかに記載の触媒を配置してなる排気ガス浄化システ
ム。
7. A monolith structure carrier carrying a mixture of (a) rhodium and platinum or (b) a catalytically active component of rhodium, platinum and palladium and a refractory inorganic oxide as a catalyst on the exhaust gas inflow side. An exhaust gas purification system comprising the catalyst and the catalyst according to any one of claims 1 to 5 as an exhaust gas outflow side catalyst.
JP4082311A 1991-04-05 1992-04-03 Exhaust gas purification catalyst and purification system using the same Expired - Lifetime JP2690654B2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7297891 1991-04-05
JP3-72978 1992-02-04
JP1875492 1992-02-04
JP4-18754 1992-02-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05277373A true JPH05277373A (en) 1993-10-26
JP2690654B2 JP2690654B2 (en) 1997-12-10

Family

ID=26355480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4082311A Expired - Lifetime JP2690654B2 (en) 1991-04-05 1992-04-03 Exhaust gas purification catalyst and purification system using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2690654B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6823662B1 (en) 1999-10-21 2004-11-30 Nissan Motor Co., Ltd. Exhaust gas purifying system
WO2006134976A1 (en) * 2005-06-16 2006-12-21 Cataler Corporation Catalyst for exhaust gas purification
JP2007117954A (en) * 2005-10-31 2007-05-17 Toyota Motor Corp Catalyst for cleaning exhaust gas from diesel engine
WO2013145375A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 本田技研工業株式会社 Exhaust gas purification palladium monolayer catalyst for saddle-riding-type vehicle
JP2022042673A (en) * 2020-09-03 2022-03-15 日本碍子株式会社 Porous ceramic structure

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61238341A (en) * 1985-04-12 1986-10-23 エンゲルハード・コーポレーシヨン High temperature catalyst composition for internal combustion engine

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61238341A (en) * 1985-04-12 1986-10-23 エンゲルハード・コーポレーシヨン High temperature catalyst composition for internal combustion engine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6823662B1 (en) 1999-10-21 2004-11-30 Nissan Motor Co., Ltd. Exhaust gas purifying system
WO2006134976A1 (en) * 2005-06-16 2006-12-21 Cataler Corporation Catalyst for exhaust gas purification
JP2007117954A (en) * 2005-10-31 2007-05-17 Toyota Motor Corp Catalyst for cleaning exhaust gas from diesel engine
WO2013145375A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 本田技研工業株式会社 Exhaust gas purification palladium monolayer catalyst for saddle-riding-type vehicle
JP2013208578A (en) * 2012-03-30 2013-10-10 Honda Motor Co Ltd Exhaust gas-purifying palladium single layer catalyst for saddle-riding type vehicle
US9737850B2 (en) 2012-03-30 2017-08-22 Honda Motor Co., Ltd. Exhaust gas purification palladium monolayer catalyst for saddle-riding-type vehicle
JP2022042673A (en) * 2020-09-03 2022-03-15 日本碍子株式会社 Porous ceramic structure

Also Published As

Publication number Publication date
JP2690654B2 (en) 1997-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2659796B2 (en) Exhaust gas purification catalyst and method for producing the same
EP0507590B1 (en) Catalyst for purifying exhaust gas
JP5119178B2 (en) Engine exhaust treatment device and method of use
JP3235640B2 (en) Internal combustion engine exhaust gas purification catalyst
JP6907890B2 (en) Exhaust gas purification catalyst
JP3817443B2 (en) Exhaust gas purification catalyst
JP4633509B2 (en) Exhaust gas purification catalyst
JP3264697B2 (en) Exhaust gas purification catalyst and purification system using the same
US20210299637A1 (en) Oxygen storage capacity material
JPH0547263B2 (en)
JP2698302B2 (en) Exhaust gas purification catalyst
JP2690654B2 (en) Exhaust gas purification catalyst and purification system using the same
JP2690661B2 (en) Exhaust gas purification catalyst and purification system using the same
JP2698284B2 (en) Exhaust gas purification catalyst
JP3272015B2 (en) Exhaust gas purification catalyst
JP2755513B2 (en) Exhaust gas purification catalyst
JPH0523593A (en) Exhaust emission control system
JPS6214338B2 (en)
JP4749608B2 (en) Exhaust gas purification catalyst
JP3264696B2 (en) Exhaust gas purification catalyst and purification system using the same
JPS6214337B2 (en)
JPH05200287A (en) Catalyst for purifying exhaust gas and purifying system constituted by using it
JPH0549940A (en) Exhaust gas purifying device
JP3280277B2 (en) Exhaust gas purification catalyst
JP2001009271A (en) Nitrogen oxides absorbent material and catalyst for purification of exhaust gas using the same

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070829

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080829

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090829

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100829

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100829

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110829

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120829

Year of fee payment: 15

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120829

Year of fee payment: 15