JPH0554381B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0554381B2 JPH0554381B2 JP60048118A JP4811885A JPH0554381B2 JP H0554381 B2 JPH0554381 B2 JP H0554381B2 JP 60048118 A JP60048118 A JP 60048118A JP 4811885 A JP4811885 A JP 4811885A JP H0554381 B2 JPH0554381 B2 JP H0554381B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- platinum
- alumina
- rhodium
- carrier
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 55
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 50
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 24
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 24
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 12
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 claims description 9
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 7
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N neodymium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Nd+3].[Nd+3] PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 7
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M aluminum;oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Al+3] VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L palladium(II) chloride Chemical compound Cl[Pd]Cl PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- SONJTKJMTWTJCT-UHFFFAOYSA-K rhodium(iii) chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Rh+3] SONJTKJMTWTJCT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- -1 lanthanide metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical class [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
この発明は排ガス、特に自動車の内燃機関のよ
うな車輌の内燃機関等から排出される排ガス中の
窒素酸化物(NOX)、炭化水素(HC)および一
酸化炭素(CO)を同時に効率よく浄化低減させ
る排ガス浄化用触媒に関するものである。 (従来の技術) 従来のこの種排ガス浄化用触媒としては、例え
ば特開昭52−116779号、同54−159391号公報等に
より提案されているものがある。 (発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来の排ガス浄化用
触媒にあつては、触媒成分である白金(Pt)、ロ
ジウム(Rh)、パラジウム(Pd)等の貴金属の
内特に高価な白金、ロジウムを多量に担持させて
いたにも拘らず、希薄燃焼エンジンおよび高速走
行車輌等に用いられた場合、前記貴金属成分が分
散担持されている活性アルミナ層の熱劣化および
貴金属成分自身の酸化劣化等により貴金属成分の
分散状態が悪化し、また酸化物化することによる
触媒活性の失活により、浄化効率、特にリーン側
(空気過剰側)でのNOX、リツチ側(燃料過剰
側)でのHCに対する浄化率が低下するという問
題点があつた。 (問題点を解決するための手段) この発明は一般式Ln2O3(但しLnはランタニド
金属を示す)で表わされるランタニド金属のセス
キ酸化物とPd金属とから成る一般式Ln2PdO4で
表わされる複合酸化物と白金または白金とロジウ
ムを、あらかじめセリウムを担持した活性アルミ
ナとセリアを含むアルミナコート層上に分散担持
させることにより従来の触媒の問題点を解決した
ものである。 この発明の好適例の触媒にあつては、モノリス
担体基材表面にあらかじめセリウムを担持した活
性アルミナとセリアを含むアルミナ層と、このア
ルミナ層上に一般式Ln2O3で表わされるランタニ
ド金属のセスキ酸化物とPd金属とから成る一般
式Ln2PdO4で表わされる複合酸化物と、白金また
は白金とロジウムが分散担持されて構成されてい
る。 次にこの発明の触媒の製造方法を、ランタニド
金属としてランタンおよびネオジムを用いて説明
する。先ずγ−アルミナ、δ−アルミナのような
活性アルミナの粒状担体にあらかじめ硝酸セリウ
ム等の水溶液を用い、浸漬法等で所定のセリウム
を担持し、焼成して得られるあらかじめセリウム
を含む活性アルミナと、市販セリアおよび酸化ラ
ンタンまたは酸化ネオジム等に所定量の塩化パラ
ジウムを含浸担持した後、600℃以上の温度で焼
成して得られる一般式Ln2PdO4で表わされる複合
酸化物粉末とを、硝酸ベーマイトアルミナゾルの
如きアルミナゾルと混合粉砕して得られるスラリ
ーを、コーデイエライト質を主成分とするモノリ
ス担体基材表面に塗布した後、乾燥し、焼成して
触媒担体を得る。得られた触媒担体に、塩化白金
酸、塩化ロジウムの如き白金、ロジウムの水溶性
塩の水溶液を用い、浸漬法等で白金または白金と
ロジウムを担持させ、乾燥した後、燃焼ガス気流
中で550℃〜750℃の温度で、0.5時間〜2時間焼
成して触媒を得る。尚焼成は昇温徐冷パターンを
用いるのが望ましい。 (作用) 一般にγ−アルミナ、δ−アルミナ等の活性ア
ルミナは高温下では安定なα−アルミナと称する
不活性アルミナに変化し、比表面積を1〜2m2/
gしか有しなくなる。従つて活性アルミナ担体を
そのまま触媒用担体として使用し、その上に白
金、ロジウム等の貴金属成分を担持させて触媒に
すると、高温下では担持された貴金属成分がシン
タリングを起し活性を失う。しかしながら活性ア
ルミナにセリウムを担持させると活性アルミナの
耐熱性は著しく向上し、高温下で使用されても、
α−アルミナに変化しにくくなる。活性アルミナ
へのセリウムの担持量は金属換算で対アルミナ比
1重量%以下では耐熱性向上効果が少なく、また
5重量%以上では耐熱性は向上するが、相対的に
活性アルミナの比表面積を低下させることになり
好ましくない。従つて望ましくはセリウムを金属
換算で対アルミナ比2〜3重量%担持させて、上
記耐熱性の向上をはたす。この発明においては、
さらにセリアをセリアの持つ酸素(O2)ストレ
ージ効果を触媒担体に付与する目的で添加する。
この結果、活性アルミナの高比表面積とセリアの
持つO2ストレージ効果とが、触媒化後の排ガス
浄化性能向上に寄与する効果は大であり、特に自
動車の内燃機関がリツチ側(燃料過剰側)となつ
た場合でも、セリアの持つO2ストレージ効果に
より安定した高浄化性能を示すようになる。なお
活性アルミナと混合するセリア粉末は、金属換算
50重量%より多くしても、これによる性能向上効
果は殆んどなく、また5重量%未満ではO2スト
レージ効果が発明者の要求性能と比較して不十分
であるので、5〜50重量%の範囲とするのが好ま
しい。以上の効果を持つ触媒担体基材に酸化ラン
タンとPdより成るLa2PdO4または酸化ネオジム
とPdより成るNd2PdO4を添加する。Pdはそれ自
体有効な触媒成分であり、特に高温下での熱安定
性に優れるものであるが、その反応機構は主に酸
化反応種であり、ロジウムのようなNOXの還元
反応に対する活性は、殆んど持つていない。しか
るにランタニド金属のセスキ酸化物(Ln2O3)と
の複合酸化物であるLa2PdO4およびNd2PdO4は
岩塩構造とペロブスカイト型構造の積層構造を持
ち、Pd単独では示さない還元触媒作用を示すよ
うになる。 この性質はペロブスカイト構造体中のペロブス
カイト格子が二次元方向に拡がつているために起
るO2捕促性によるものと考えられ、特にリーン
側(空気過剰側)でのNOX還元反応性に対する
効果が大きい。すなわち本触媒は比較的安価なパ
ラジウムをランタニド金属との複合酸化物として
用いることで、高価なロジウムの代用ならびにロ
ジウム金属が酸化物化され、その触媒活性を低下
させてしまうリーン側(空気過剰側)でのNOX
浄化効率を向上させることにより、広範囲の排ガ
ス雰囲気中での浄化率の安定向上を計るものであ
る。 (実施例) 以下この発明を、実施例、比較例および試験例
により説明する。 実施例 1 γ−アルミナまたはδ−アルミナを主成分とす
る粒状担体(粒径2〜4mm)を硝酸セリウム水溶
液に含浸し乾燥した後、空気雰囲気中600℃で1
時間焼成し、アルミナに対してセリウムを金属換
算で3重量%含む粒状担体を得た。次に市販酸化
ランタン粉末59g当りPd3.95gを塩化パラジウム
水溶液を用いて担持し、乾燥した後、空気気流中
750℃で2時間焼成して得たパラジウム−ランタ
ン複合酸化物粉末63gと、市販セリア粉末454g
と、セリウムを含む活性アルミナ粒状担体1006g
と、硝酸酸性ベーマイトアルミナゾル(ベーマイ
トアルミナ10重量%懸濁液に10重量%HNO3を添
加することにより得たゾル)2478gをボールミル
ポツトに投入し、6時間粉砕した後、得られたス
ラリーをモノリス担体基材(1.7、400セル)に
塗布し、100〜130℃で1時間乾燥した後、650℃
で2時間燃焼ガス気流中で焼成した。この場合の
塗布量は340g/個に設定した。さらにこの担体
に担体1個当り白金を1.6g、塩化白金酸水溶液
を用い含浸担持した後、マイクロ波乾燥装置を用
いて急速乾燥し、その後燃焼ガス雰囲気中600℃
で2時間焼成して触媒1を得た。 実施例 2 実施例1において得られたセリウムを含む活性
アルミナ粒状担体1006gと、市販酸化ネオジム粉
末19.6g当りPdを3.95g塩化パラジウム水溶液を
用いて担持し、乾燥した後、空気気流中750℃で
2時間焼成して得たパラジウム−ネオジム複合酸
化物粉末23.6gと、市販セリア495gと、硝酸酸
性ベーマイトアルミナゾル2478gをボールミルポ
ツトへ投入した以外は実施例1と同様にして触媒
2を得た。 実施例 3 実施例1において、市販酸化ランタン59g当り
Pd2.47gを担持して得たパラジウム−ランタン複
合酸化物粉末61.5gを用いた以外は同様にして触
媒担体を得たのち、担体1個(400セル、1.7)
当り白金1.0g担持して触媒3を得た。 実施例 4 実施例2において、市販酸化ネオジム19.6g当
り、Pdを2.47g担持して得たパラジウム−ネオジ
ム複合酸化物22.1gを用いた以外は同様にして触
媒担体を得た後、担体1個(400セル、1.7)当
り白金1.0gを担持して触媒4を得た。 実施例 5 実施例1において、市販酸化ランタン59g当
り、Pdを2.47gを担持して得たパラジウム−ラン
タン複合酸化物61.5gを用いた以外は同様にして
触媒担体を得たのち、担体1個(400セル、1.7
)当り白金0.90g、ロジウム0.10gを担持して
触媒5を得た。 実施例 6 実施例2において、市販酸化ネオジム19.6g当
りPdを2.47g担持して得たパラジウム−ネオジム
複合酸化物22.1gを用いた以外は同様にして触媒
担体を得たのち、担体1個(400セル、1.7)当
り白金0.90g、ロジウム0.10gを担持して触媒6
を得た。 実施例 7 実施例1において、市販酸化ランタン59g当り
Pdを1.73g担持して得たパラジウム−ランタン複
合酸化物60.7gを用いた以外は同様にして触媒担
体を得たのち、担体1個(400セル、1.7)当り
白金1.59g、ロジウム0.159gを担持して触媒7
を得た。 実施例 8 実施例2において、市販酸化ネオジム19.6g当
り、Pd1.73gを担持して得たパラジウム−ネオジ
ム複合酸化物21.3gを用いた以外は同様にして触
媒担体を得たのち、担体1個(400セル、1.7)
当り、白金1.59g、ロジウム0.159gを担持して
触媒8を得た。 比較例 1 アルミナ・ゾル2563g、活性アルミナ粒状担体
1437gをボールミルに投入し、6時間粉砕したの
ち、コーテイング担体基材(400セル、1.7)に
付着させ、650℃で2時間焼成した。この場合の
付着量は340g/個に設定した。さらにこの担体
を白金とロジウムの塩酸酸性溶液に浸漬し、白金
1.9g/個、ロジウム0.19g/個になるように担
持させた後、600℃で2時間焼成して触媒Aを得
た。 比較例 2 比較例1において、白金、ロジウムの担持量
を、白金2.5g/個、ロジウム0.50g/個として
触媒Bを得た。 比較例 3 アルミナ・ゾル2563g、セリウムを金属換算5
重量%含む活性アルミナ担体1437gを用いた以外
は比較例1と同様にして触媒Cを得た。 比較例 4 アルミナ・ゾル2563g、セリウムを金属換算
0.5重量%含む活性アルミナ粒状担体1362.7g、
市販セリア69.8gを用いた以外は比較例1と同様
にして触媒Dを得た。 比較例 5 特開昭52−116779号公報に記載された方法に従
つて、シリカ・ゾル2563g、セリウムを金属換算
3重量%含む活性アルミナ粒状担体1437gをボー
ルミルに混ぜ込み、6時間粉砕した後、コーテイ
ング担体基材(400セル、1.7)に付着し、650
℃で2時間焼成した。この場合の付着量は340
g/個に設定した。さらにこの担体を塩化白金酸
と塩化ロジウムの混合水溶液に浸漬し、白金1.9
g/個、ロジウム0.19g/個付着させた後、
H2/N2気流中で還元した。その後600℃で2時
間焼成して触媒Eを得た。 比較例 6 特開昭54−159391号公報に記載された方法に従
つて、アルミナ・ゾル2563g、活性アルミナ粒状
担体1437gをボールミルに混ぜ込み、6時間粉砕
した後、コーテイング担体基材(400セル、1.7
)に付着し、650℃で2時間焼成した。この場
合の付着量は340g/個に設定した。次いでCe
(NO3)3水溶液を用い、セリウムを金属換算で28
g付着させた。この後120℃で3時間乾燥し、空
気中600℃で2時間焼成した。その後、塩化白金
酸と塩化ロジウムの混合水溶液中に浸漬し、白金
1.9g/個、ロジウム0.19g/個担持した後、焼
成して触媒Fを得た。 試験例 実施例1〜8より得た触媒1〜8、比較例1〜
6より得た触媒A〜Fにつき、下記条件で耐久試
験を行つたのち、触媒出口温度390℃におけるZ
特性評価を行、得た結果を第1表に示す。 耐久試験条件 触 媒 モノリス型貴金属触媒 排気ガス触媒出口温度 750℃ 空間速度 約7万Hr-1 耐久時間 100時間 エンジン 排気量2200c.c. 燃 料 無鉛ガソリン 耐久中入口エミツシヨン CO 0.4〜0.6% O2 0.5±0.1% NO 1000ppm HC 2500ppm CO2 14.9±0.1% Z特性評価 触媒出口ガス温度 390℃ エンジン 2000c.c.(日産自動車株式会社製) Z値計算例Z=O2+0.5〔NO〕/0.5〔CO〕+0.5〔H2
〕+1.5〔HC〕
うな車輌の内燃機関等から排出される排ガス中の
窒素酸化物(NOX)、炭化水素(HC)および一
酸化炭素(CO)を同時に効率よく浄化低減させ
る排ガス浄化用触媒に関するものである。 (従来の技術) 従来のこの種排ガス浄化用触媒としては、例え
ば特開昭52−116779号、同54−159391号公報等に
より提案されているものがある。 (発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来の排ガス浄化用
触媒にあつては、触媒成分である白金(Pt)、ロ
ジウム(Rh)、パラジウム(Pd)等の貴金属の
内特に高価な白金、ロジウムを多量に担持させて
いたにも拘らず、希薄燃焼エンジンおよび高速走
行車輌等に用いられた場合、前記貴金属成分が分
散担持されている活性アルミナ層の熱劣化および
貴金属成分自身の酸化劣化等により貴金属成分の
分散状態が悪化し、また酸化物化することによる
触媒活性の失活により、浄化効率、特にリーン側
(空気過剰側)でのNOX、リツチ側(燃料過剰
側)でのHCに対する浄化率が低下するという問
題点があつた。 (問題点を解決するための手段) この発明は一般式Ln2O3(但しLnはランタニド
金属を示す)で表わされるランタニド金属のセス
キ酸化物とPd金属とから成る一般式Ln2PdO4で
表わされる複合酸化物と白金または白金とロジウ
ムを、あらかじめセリウムを担持した活性アルミ
ナとセリアを含むアルミナコート層上に分散担持
させることにより従来の触媒の問題点を解決した
ものである。 この発明の好適例の触媒にあつては、モノリス
担体基材表面にあらかじめセリウムを担持した活
性アルミナとセリアを含むアルミナ層と、このア
ルミナ層上に一般式Ln2O3で表わされるランタニ
ド金属のセスキ酸化物とPd金属とから成る一般
式Ln2PdO4で表わされる複合酸化物と、白金また
は白金とロジウムが分散担持されて構成されてい
る。 次にこの発明の触媒の製造方法を、ランタニド
金属としてランタンおよびネオジムを用いて説明
する。先ずγ−アルミナ、δ−アルミナのような
活性アルミナの粒状担体にあらかじめ硝酸セリウ
ム等の水溶液を用い、浸漬法等で所定のセリウム
を担持し、焼成して得られるあらかじめセリウム
を含む活性アルミナと、市販セリアおよび酸化ラ
ンタンまたは酸化ネオジム等に所定量の塩化パラ
ジウムを含浸担持した後、600℃以上の温度で焼
成して得られる一般式Ln2PdO4で表わされる複合
酸化物粉末とを、硝酸ベーマイトアルミナゾルの
如きアルミナゾルと混合粉砕して得られるスラリ
ーを、コーデイエライト質を主成分とするモノリ
ス担体基材表面に塗布した後、乾燥し、焼成して
触媒担体を得る。得られた触媒担体に、塩化白金
酸、塩化ロジウムの如き白金、ロジウムの水溶性
塩の水溶液を用い、浸漬法等で白金または白金と
ロジウムを担持させ、乾燥した後、燃焼ガス気流
中で550℃〜750℃の温度で、0.5時間〜2時間焼
成して触媒を得る。尚焼成は昇温徐冷パターンを
用いるのが望ましい。 (作用) 一般にγ−アルミナ、δ−アルミナ等の活性ア
ルミナは高温下では安定なα−アルミナと称する
不活性アルミナに変化し、比表面積を1〜2m2/
gしか有しなくなる。従つて活性アルミナ担体を
そのまま触媒用担体として使用し、その上に白
金、ロジウム等の貴金属成分を担持させて触媒に
すると、高温下では担持された貴金属成分がシン
タリングを起し活性を失う。しかしながら活性ア
ルミナにセリウムを担持させると活性アルミナの
耐熱性は著しく向上し、高温下で使用されても、
α−アルミナに変化しにくくなる。活性アルミナ
へのセリウムの担持量は金属換算で対アルミナ比
1重量%以下では耐熱性向上効果が少なく、また
5重量%以上では耐熱性は向上するが、相対的に
活性アルミナの比表面積を低下させることになり
好ましくない。従つて望ましくはセリウムを金属
換算で対アルミナ比2〜3重量%担持させて、上
記耐熱性の向上をはたす。この発明においては、
さらにセリアをセリアの持つ酸素(O2)ストレ
ージ効果を触媒担体に付与する目的で添加する。
この結果、活性アルミナの高比表面積とセリアの
持つO2ストレージ効果とが、触媒化後の排ガス
浄化性能向上に寄与する効果は大であり、特に自
動車の内燃機関がリツチ側(燃料過剰側)となつ
た場合でも、セリアの持つO2ストレージ効果に
より安定した高浄化性能を示すようになる。なお
活性アルミナと混合するセリア粉末は、金属換算
50重量%より多くしても、これによる性能向上効
果は殆んどなく、また5重量%未満ではO2スト
レージ効果が発明者の要求性能と比較して不十分
であるので、5〜50重量%の範囲とするのが好ま
しい。以上の効果を持つ触媒担体基材に酸化ラン
タンとPdより成るLa2PdO4または酸化ネオジム
とPdより成るNd2PdO4を添加する。Pdはそれ自
体有効な触媒成分であり、特に高温下での熱安定
性に優れるものであるが、その反応機構は主に酸
化反応種であり、ロジウムのようなNOXの還元
反応に対する活性は、殆んど持つていない。しか
るにランタニド金属のセスキ酸化物(Ln2O3)と
の複合酸化物であるLa2PdO4およびNd2PdO4は
岩塩構造とペロブスカイト型構造の積層構造を持
ち、Pd単独では示さない還元触媒作用を示すよ
うになる。 この性質はペロブスカイト構造体中のペロブス
カイト格子が二次元方向に拡がつているために起
るO2捕促性によるものと考えられ、特にリーン
側(空気過剰側)でのNOX還元反応性に対する
効果が大きい。すなわち本触媒は比較的安価なパ
ラジウムをランタニド金属との複合酸化物として
用いることで、高価なロジウムの代用ならびにロ
ジウム金属が酸化物化され、その触媒活性を低下
させてしまうリーン側(空気過剰側)でのNOX
浄化効率を向上させることにより、広範囲の排ガ
ス雰囲気中での浄化率の安定向上を計るものであ
る。 (実施例) 以下この発明を、実施例、比較例および試験例
により説明する。 実施例 1 γ−アルミナまたはδ−アルミナを主成分とす
る粒状担体(粒径2〜4mm)を硝酸セリウム水溶
液に含浸し乾燥した後、空気雰囲気中600℃で1
時間焼成し、アルミナに対してセリウムを金属換
算で3重量%含む粒状担体を得た。次に市販酸化
ランタン粉末59g当りPd3.95gを塩化パラジウム
水溶液を用いて担持し、乾燥した後、空気気流中
750℃で2時間焼成して得たパラジウム−ランタ
ン複合酸化物粉末63gと、市販セリア粉末454g
と、セリウムを含む活性アルミナ粒状担体1006g
と、硝酸酸性ベーマイトアルミナゾル(ベーマイ
トアルミナ10重量%懸濁液に10重量%HNO3を添
加することにより得たゾル)2478gをボールミル
ポツトに投入し、6時間粉砕した後、得られたス
ラリーをモノリス担体基材(1.7、400セル)に
塗布し、100〜130℃で1時間乾燥した後、650℃
で2時間燃焼ガス気流中で焼成した。この場合の
塗布量は340g/個に設定した。さらにこの担体
に担体1個当り白金を1.6g、塩化白金酸水溶液
を用い含浸担持した後、マイクロ波乾燥装置を用
いて急速乾燥し、その後燃焼ガス雰囲気中600℃
で2時間焼成して触媒1を得た。 実施例 2 実施例1において得られたセリウムを含む活性
アルミナ粒状担体1006gと、市販酸化ネオジム粉
末19.6g当りPdを3.95g塩化パラジウム水溶液を
用いて担持し、乾燥した後、空気気流中750℃で
2時間焼成して得たパラジウム−ネオジム複合酸
化物粉末23.6gと、市販セリア495gと、硝酸酸
性ベーマイトアルミナゾル2478gをボールミルポ
ツトへ投入した以外は実施例1と同様にして触媒
2を得た。 実施例 3 実施例1において、市販酸化ランタン59g当り
Pd2.47gを担持して得たパラジウム−ランタン複
合酸化物粉末61.5gを用いた以外は同様にして触
媒担体を得たのち、担体1個(400セル、1.7)
当り白金1.0g担持して触媒3を得た。 実施例 4 実施例2において、市販酸化ネオジム19.6g当
り、Pdを2.47g担持して得たパラジウム−ネオジ
ム複合酸化物22.1gを用いた以外は同様にして触
媒担体を得た後、担体1個(400セル、1.7)当
り白金1.0gを担持して触媒4を得た。 実施例 5 実施例1において、市販酸化ランタン59g当
り、Pdを2.47gを担持して得たパラジウム−ラン
タン複合酸化物61.5gを用いた以外は同様にして
触媒担体を得たのち、担体1個(400セル、1.7
)当り白金0.90g、ロジウム0.10gを担持して
触媒5を得た。 実施例 6 実施例2において、市販酸化ネオジム19.6g当
りPdを2.47g担持して得たパラジウム−ネオジム
複合酸化物22.1gを用いた以外は同様にして触媒
担体を得たのち、担体1個(400セル、1.7)当
り白金0.90g、ロジウム0.10gを担持して触媒6
を得た。 実施例 7 実施例1において、市販酸化ランタン59g当り
Pdを1.73g担持して得たパラジウム−ランタン複
合酸化物60.7gを用いた以外は同様にして触媒担
体を得たのち、担体1個(400セル、1.7)当り
白金1.59g、ロジウム0.159gを担持して触媒7
を得た。 実施例 8 実施例2において、市販酸化ネオジム19.6g当
り、Pd1.73gを担持して得たパラジウム−ネオジ
ム複合酸化物21.3gを用いた以外は同様にして触
媒担体を得たのち、担体1個(400セル、1.7)
当り、白金1.59g、ロジウム0.159gを担持して
触媒8を得た。 比較例 1 アルミナ・ゾル2563g、活性アルミナ粒状担体
1437gをボールミルに投入し、6時間粉砕したの
ち、コーテイング担体基材(400セル、1.7)に
付着させ、650℃で2時間焼成した。この場合の
付着量は340g/個に設定した。さらにこの担体
を白金とロジウムの塩酸酸性溶液に浸漬し、白金
1.9g/個、ロジウム0.19g/個になるように担
持させた後、600℃で2時間焼成して触媒Aを得
た。 比較例 2 比較例1において、白金、ロジウムの担持量
を、白金2.5g/個、ロジウム0.50g/個として
触媒Bを得た。 比較例 3 アルミナ・ゾル2563g、セリウムを金属換算5
重量%含む活性アルミナ担体1437gを用いた以外
は比較例1と同様にして触媒Cを得た。 比較例 4 アルミナ・ゾル2563g、セリウムを金属換算
0.5重量%含む活性アルミナ粒状担体1362.7g、
市販セリア69.8gを用いた以外は比較例1と同様
にして触媒Dを得た。 比較例 5 特開昭52−116779号公報に記載された方法に従
つて、シリカ・ゾル2563g、セリウムを金属換算
3重量%含む活性アルミナ粒状担体1437gをボー
ルミルに混ぜ込み、6時間粉砕した後、コーテイ
ング担体基材(400セル、1.7)に付着し、650
℃で2時間焼成した。この場合の付着量は340
g/個に設定した。さらにこの担体を塩化白金酸
と塩化ロジウムの混合水溶液に浸漬し、白金1.9
g/個、ロジウム0.19g/個付着させた後、
H2/N2気流中で還元した。その後600℃で2時
間焼成して触媒Eを得た。 比較例 6 特開昭54−159391号公報に記載された方法に従
つて、アルミナ・ゾル2563g、活性アルミナ粒状
担体1437gをボールミルに混ぜ込み、6時間粉砕
した後、コーテイング担体基材(400セル、1.7
)に付着し、650℃で2時間焼成した。この場
合の付着量は340g/個に設定した。次いでCe
(NO3)3水溶液を用い、セリウムを金属換算で28
g付着させた。この後120℃で3時間乾燥し、空
気中600℃で2時間焼成した。その後、塩化白金
酸と塩化ロジウムの混合水溶液中に浸漬し、白金
1.9g/個、ロジウム0.19g/個担持した後、焼
成して触媒Fを得た。 試験例 実施例1〜8より得た触媒1〜8、比較例1〜
6より得た触媒A〜Fにつき、下記条件で耐久試
験を行つたのち、触媒出口温度390℃におけるZ
特性評価を行、得た結果を第1表に示す。 耐久試験条件 触 媒 モノリス型貴金属触媒 排気ガス触媒出口温度 750℃ 空間速度 約7万Hr-1 耐久時間 100時間 エンジン 排気量2200c.c. 燃 料 無鉛ガソリン 耐久中入口エミツシヨン CO 0.4〜0.6% O2 0.5±0.1% NO 1000ppm HC 2500ppm CO2 14.9±0.1% Z特性評価 触媒出口ガス温度 390℃ エンジン 2000c.c.(日産自動車株式会社製) Z値計算例Z=O2+0.5〔NO〕/0.5〔CO〕+0.5〔H2
〕+1.5〔HC〕
【表】
(発明の効果)
以上説明してきたように、この発明の触媒は、
白金または白金とロジウムを、一般式Ln2O3(但
しLnはランタニド金属を示す)で表わされるラ
ンタニド金属のセスキ酸化物とパラジウム金属と
から成る一般式Ln2PdO4で表わされる複合酸化物
と、あらかじめセリウムを担持した活性アルミナ
とセリアを含むアルミナコート層上に分散担持し
た構成としたため、排ガス雰囲気がリーン側(空
気過剰側)となつた場合またはリツチ側(燃料過
剰側)となつた場合でも、高効率でHC,CO,
NOXの3成分を同時に除去できることから高耐
熱性を持ち、しかも広範囲のエンジン排気システ
ムに対応して浄化性能の安定向上を計ることがで
きるという効果が得られる。
白金または白金とロジウムを、一般式Ln2O3(但
しLnはランタニド金属を示す)で表わされるラ
ンタニド金属のセスキ酸化物とパラジウム金属と
から成る一般式Ln2PdO4で表わされる複合酸化物
と、あらかじめセリウムを担持した活性アルミナ
とセリアを含むアルミナコート層上に分散担持し
た構成としたため、排ガス雰囲気がリーン側(空
気過剰側)となつた場合またはリツチ側(燃料過
剰側)となつた場合でも、高効率でHC,CO,
NOXの3成分を同時に除去できることから高耐
熱性を持ち、しかも広範囲のエンジン排気システ
ムに対応して浄化性能の安定向上を計ることがで
きるという効果が得られる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 排ガス中の窒素酸化物、炭化水素および一酸
化炭素を同時に効率よく浄化低減させる排ガス浄
化用触媒であつて、白金または白金とロジウム
を、一般式Ln2O3(但しLnはランタニド金属を示
す)で表わされるランタニド金属のセスキ酸化物
とパラジウム金属とから成る一般式Ln2PdO4で表
わされる複合酸化物と、あらかじめセリウムを担
持した活性アルミナとセリアを含むアルミナコー
ト層上に分散担持したことを特徴とする排ガス浄
化用触媒。 2 一般式Ln2O3のランタニド金属がランタンま
たはネオジムである特許請求の範囲第1項記載の
排ガス浄化用触媒。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60048118A JPS61209045A (ja) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | 排ガス浄化用触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60048118A JPS61209045A (ja) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | 排ガス浄化用触媒 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61209045A JPS61209045A (ja) | 1986-09-17 |
JPH0554381B2 true JPH0554381B2 (ja) | 1993-08-12 |
Family
ID=12794406
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60048118A Granted JPS61209045A (ja) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | 排ガス浄化用触媒 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61209045A (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5234881A (en) * | 1992-06-05 | 1993-08-10 | Ford Motor Company | Binary LA-PA oxide catalyst and method of making the catalyst |
US5391533A (en) * | 1993-02-19 | 1995-02-21 | Amtx, Inc. | Catalyst system for producing chlorine dioxide |
JP3843091B2 (ja) | 2003-08-25 | 2006-11-08 | 本田技研工業株式会社 | 排ガス浄化触媒およびその製造方法、ならびに車用排ガス浄化触媒装置 |
JP3843090B2 (ja) | 2003-09-12 | 2006-11-08 | 本田技研工業株式会社 | 排ガス浄化触媒およびその製造方法、ならびに車用排ガス浄化触媒装置 |
EP1806179A4 (en) | 2004-09-24 | 2010-01-27 | Honda Motor Co Ltd | CATALYST FOR EXHAUST GAS PURIFICATION AND EXHAUST GAS PURIFICATION APPARATUS |
CN100391599C (zh) * | 2005-07-31 | 2008-06-04 | 浙江师范大学 | CeO2基复合氧化物涂层负载Pd催化剂及其制备方法 |
-
1985
- 1985-03-13 JP JP60048118A patent/JPS61209045A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61209045A (ja) | 1986-09-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4292005B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒組成物 | |
JP3185448B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JPH05184876A (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
JPS60110334A (ja) | 排ガス浄化用触媒の製造方法 | |
JPH0644999B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JPH08281107A (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JP3297825B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JPS60110335A (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
JP2578219B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒の製造方法 | |
JPS59127649A (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JPH0699069A (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JPH0547263B2 (ja) | ||
JP5794908B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒及び排気ガス浄化用触媒構成体 | |
JPH0554381B2 (ja) | ||
JPS62282641A (ja) | 排ガス浄化用触媒の製造方法 | |
JPH09248462A (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JP3624277B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
JPH0578378B2 (ja) | ||
JP4382180B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
JPH10216514A (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
JP4503314B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
JPS6320036A (ja) | 排ガス浄化用触媒の製造方法 | |
JPH0361492B2 (ja) | ||
JPS6054730A (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
JP2948232B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒 |