JPH06190285A - Production of exhaust gas purifying catalyst - Google Patents

Production of exhaust gas purifying catalyst

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JPH06190285A
JPH06190285A JP4347471A JP34747192A JPH06190285A JP H06190285 A JPH06190285 A JP H06190285A JP 4347471 A JP4347471 A JP 4347471A JP 34747192 A JP34747192 A JP 34747192A JP H06190285 A JPH06190285 A JP H06190285A
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JP
Japan
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metal
catalyst
sulfuric acid
containing silicate
nox
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Withdrawn
Application number
JP4347471A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideji Iwakuni
秀治 岩国
Yasuto Watanabe
康人 渡辺
Akihide Takami
明秀 高見
Takashi Takemoto
崇 竹本
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To production an exhaust gas purifying catalyst imparted with superior NOx purification activity in a high oxygen concentration atmosphere and also improved in heat resistance. CONSTITUTION:In the production of a catalyst of a catalyst comprising a noble active seed supported on a metal-containing silicate, the above catalyst after supported is treated with sulfuric acid or the metal-containing silicate before the noble metal active seed being supported is treated with sulfuric acid. Thus since a new acid point is formed at the obtained catalyst device, the catalyst performance allowing HC to burn decompose NOx and the resistance are improved.

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の
製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an exhaust gas purifying catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジンの排気ガス浄化用触媒として、
CO(一酸化炭素)及びHC(炭化水素)の酸化と、N
Ox(窒素酸化物)の還元とを同時に行う三元触媒が知
られている。三元触媒は、γ−アルミナにPt(白
金)、Pd(パラジウム)、Rh(ロジウム)を担持さ
せてなるものが知られており、エンジンの空燃比(A/
F)が理論空燃比である14.7付近である場合に高い
浄化効率が得られる。
2. Description of the Related Art As a catalyst for purifying engine exhaust gas,
Oxidation of CO (carbon monoxide) and HC (hydrocarbons), N
A three-way catalyst that simultaneously performs reduction of Ox (nitrogen oxide) is known. A three-way catalyst is known in which Pt (platinum), Pd (palladium), and Rh (rhodium) are supported on γ-alumina, and the air-fuel ratio (A /
A high purification efficiency can be obtained when F) is near the stoichiometric air-fuel ratio of 14.7.

【0003】上記エンジンの排気ガスの中でもNOx
は、人体及び生態系に悪影響を及ぼす懸念が大きいため
大気中へ排出されることは極力防止されなければならな
い。その排出防止対策にはいくつかの方法があるが、移
動式エンジンの場合エンジン排気系に設置した触媒によ
って浄化することが現実的である。
NOx among the exhaust gas of the engine
Since there is a great concern that it will adversely affect the human body and the ecosystem, it must be prevented from being released into the atmosphere as much as possible. There are several methods for preventing the emission, but in the case of a mobile engine, it is realistic to purify with a catalyst installed in the engine exhaust system.

【0004】一方、自動車の分野ではエンジンに関して
の燃料規制に対応するため、希薄燃焼エンジン、いわゆ
るリーンバーンエンジンが実用化されている。しかし、
上記希薄燃焼エンジンの場合には空燃比が高いことによ
り排気ガスは酸素高濃度雰囲気となっているため、上記
したような三元触媒ではCO及びHCは酸化浄化するこ
とができても、NOxの還元浄化はできない。
On the other hand, in the field of automobiles, a lean burn engine, a so-called lean burn engine, has been put into practical use in order to comply with fuel regulations concerning the engine. But,
In the case of the lean burn engine, since the exhaust gas has a high oxygen concentration atmosphere due to the high air-fuel ratio, even if CO and HC can be oxidized and purified by the three-way catalyst as described above, NOx It cannot be reduced and purified.

【0005】そこで、排気ガスの酸素高濃度雰囲気下に
おいても、NOxを直接、或いは還元剤(例えば、C
O,HC等)の存在によってN2 とO2 とに接触分解さ
せることができる触媒として、遷移金属であるCuを例
えばイオン交換によって担持させたゼオライトよりなる
触媒が有望視されている。
Therefore, even in an atmosphere where the exhaust gas has a high oxygen concentration, NOx can be directly supplied or a reducing agent (for example, C
As a catalyst capable of catalytically decomposing N 2 and O 2 in the presence of (O, HC, etc.), a catalyst composed of a zeolite carrying a transition metal Cu, for example, by ion exchange is considered promising.

【0006】同時に、上記Cuイオン交換ゼオライト触
媒については、排気ガスの多様な状態に対応した優れた
NOx浄化特性を有する触媒とするために、ゼオライト
並びに当該ゼオライトに担持される活性種について種々
の対策が検討されている。
At the same time, regarding the Cu ion-exchanged zeolite catalyst, in order to obtain a catalyst having excellent NOx purification characteristics corresponding to various states of exhaust gas, various countermeasures are taken for zeolite and active species supported on the zeolite. Is being considered.

【0007】例えば特開平3−89942号公報には、
Cuと共に希土類元素をゼオライトに担持させることに
より、上記ゼオライト中にマイルドな酸点を形成させよ
うとする技術が記載されている。この技術は、上記酸点
の存在によりHC中の反応性の低いパラフィン系の炭化
水素を反応性の高いオレフィン系の炭化水素に転化さ
せ、これによりNOxの分解活性を向上させようとする
ものである。
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-89942 discloses that
A technique is disclosed in which a mild acid point is formed in the zeolite by supporting a rare earth element together with Cu on the zeolite. This technique is intended to convert paraffinic hydrocarbons having low reactivity in HC into olefinic hydrocarbons having high reactivity due to the presence of the above-mentioned acid sites, thereby improving NOx decomposition activity. is there.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、NOx
を効果的に除去するのに有効とされている上記Cuイオ
ン交換ゼオライト触媒は、実験室レベルでは80%を越
えるNOx浄化率を示すが、リーンバーン条件の実機運
転による酸素高濃度雰囲気下では、実機排気ガスの性状
に変動があることに起因してNOx浄化率の低下するこ
とが避けられない。
However, NOx
The above-mentioned Cu ion-exchanged zeolite catalyst, which is said to be effective for effectively removing NOx, exhibits a NOx purification rate of more than 80% at the laboratory level, but under an oxygen-rich atmosphere in an actual operation under lean burn conditions, It is inevitable that the NOx purification rate will decrease due to the change in the properties of the actual exhaust gas.

【0009】また、一般にNOx浄化用の触媒は、その
活性種担持母材が従来用いられているゼオライトのよう
なものであれば以下のような問題がある。すなわち、ケ
イバン比が小さいときは触媒の浄化活性は高くなるが高
温時には結晶格子の崩れなどに起因して活性は低下する
傾向があり、また、ケイバン比が大きいとき、又はカチ
オン種がプロトンとなされたH型のものであるときは触
媒の耐熱性は向上するが浄化活性は低くなる等の難点が
ある。
Further, in general, a catalyst for purifying NOx has the following problems if the active species-supporting base material is a conventionally used zeolite. That is, when the Cayvan ratio is small, the purification activity of the catalyst is high, but at a high temperature, the activity tends to decrease due to the collapse of the crystal lattice, and when the Cayvan ratio is large, or the cation species are protons. When the catalyst is H-type, heat resistance of the catalyst is improved but purification activity is lowered.

【0010】したがって、本発明者は、特に低温域にお
いて優れたNOx浄化特性を有すると共に耐熱性の向上
したNOx浄化用の触媒として、Pt−Ir系貴金属が
金属含有シリケートに担持されてなるものを開発した
が、かかる金属含有シリケート自体の特性が、触媒のフ
レッシュ状態時の活性を高めるような機能と耐熱性が向
上するような性状とを併せ有するものとなされることは
上記難点の解消のために望ましい。
Therefore, the inventor of the present invention, as a catalyst for NOx purification which has excellent NOx purification characteristics especially in a low temperature range and has improved heat resistance, is one in which a Pt-Ir noble metal is supported on a metal-containing silicate. Although developed, the characteristics of the metal-containing silicate itself are considered to have both a function of enhancing the activity of the catalyst in the fresh state of the catalyst and a property of improving heat resistance in order to solve the above-mentioned difficulties. Desirable for.

【0011】上記に鑑みて、本発明は、金属含有シリケ
ートに貴金属活性種が担持されてなる触媒において、当
該金属含有シリケートに上記したような機能及び性状を
付与することによって、酸素高濃度雰囲気のもとで触媒
のNOx浄化特性を向上させると共に耐熱性を改善した
触媒を得ることを課題とするものである。
In view of the above, the present invention provides a catalyst containing a metal-containing silicate on which a noble metal active species is supported, by imparting the above-mentioned function and properties to the metal-containing silicate to obtain a high oxygen concentration atmosphere. It is an object of the present invention to obtain a catalyst having improved heat resistance and improved NOx purification characteristics of the catalyst.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段及びその作用】活性種が金
属含有シリケートに担持されてなるNOx浄化用の触媒
が酸素高濃度雰囲気下でHCを燃焼させてNOxを分解
する挙動は、当該触媒上において活性種によってHCが
ラジカル化され、そのラジカル化されたHCがNOxを
アタックし当該HCの燃焼によってNOxはN2 とO2
とに還元浄化され、これにより、HCとNOxとは同時
に除去されるものであると考えられる。
[Means for Solving the Problem and Its Action] The behavior of a catalyst for NOx purification in which an active species is supported on a metal-containing silicate to decompose HC by burning HC in an oxygen-rich atmosphere is as follows. At this time, the active species radicalize HC, and the radicalized HC attacks NOx, and the combustion of the HC causes NOx to become N 2 and O 2.
It is conceivable that the HC and NOx are simultaneously removed by reducing and purifying.

【0013】ここにおいて、本発明者は、上記課題を解
決するために鋭意研究に努めた結果、排気ガス中のO2
の存在下、HCが活性種によって部分酸化されラジカル
化するに際し、上記活性種を担持する母材としての金属
含有シリケートによって当該HCが励起されるようにす
れば、上記HCのラジカル化反応においてHCは一層賦
活され、NOxを分解するのに適切なHCのラジカル化
反応が得られ易くなることに想到した。
[0013] Here, as a result of intensive research for solving the above-mentioned problems, the present inventor has found that O 2 in exhaust gas
In the presence of, when the HC is partially oxidized by the active species to be radicalized, if the HC is excited by the metal-containing silicate as a base material carrying the active species, the HC is radicalized in the radicalization reaction of the HC. Was further activated, and it became easier to obtain a radicalization reaction of HC suitable for decomposing NOx.

【0014】そして、上記HCのラジカル化が一層賦活
されるように、HCを励起させる特性を有する金属含有
シリケートとなすための方策について種々実験を重ねた
結果、例えばPt−Ir系活性種が担持される金属含有
シリケートに対し、当該金属含有シリケートにおける酸
点が新たに形成されるような酸特性を付与すれば、それ
らの新たに形成された酸点においてもHCが部分酸化さ
れるような現象を生じ、これにより、上記HCを励起さ
せることが可能になるとの知見を得た。
Then, as a result of various experiments conducted on various measures for forming a metal-containing silicate having a property of exciting HC so that radicalization of HC is further activated, for example, Pt-Ir active species are carried. A phenomenon in which HC is partially oxidized even at these newly formed acid points by imparting acid characteristics such that acid points in the metal-containing silicate are newly formed to the metal-containing silicate to be formed. It was found that this makes it possible to excite the HC.

【0015】同時に、上記新たに酸点が形成されるよう
な酸特性となされた金属含有シリケートは、触媒の耐熱
性の点でも有利なものになるとの知見を得た。
At the same time, it was found that the metal-containing silicate having the above-mentioned acid characteristic that an acid point is newly formed is advantageous in terms of heat resistance of the catalyst.

【0016】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
のであって、貴金属活性種が担持される金属含有シリケ
ートを硫酸処理することによって当該金属含有シリケー
トに新たな酸点を形成させ、このような酸点によってH
Cの励起を図り、触媒上でのHCのラジカル化反応を賦
活しようとするものである。
The present invention has been made on the basis of the above findings, in which a metal-containing silicate carrying a noble metal active species is treated with sulfuric acid to form new acid sites on the metal-containing silicate. H depending on the acid point
It is intended to excite C and activate the radicalization reaction of HC on the catalyst.

【0017】具体的に請求項1の発明の講じた解決手段
は、HCの存在下でNOxを除去する排気ガス浄化用触
媒の製造方法を対象とし、活性種担持母材としての金属
含有シリケートに、HCを燃焼させてNOxを分解する
貴金属活性種を担持させる工程と、上記工程において得
られる貴金属担持金属含有シリケートに当該貴金属担持
金属含有シリケートの酸特性を改質せしめる硫酸処理を
施す工程とを包含する構成とするものである。
Specifically, the solution means taken by the invention of claim 1 is directed to a method for producing an exhaust gas purifying catalyst for removing NOx in the presence of HC, and a metal-containing silicate as an active species-supporting base material. , A step of supporting an active noble metal species that decomposes NOx by burning HC, and a step of subjecting the noble metal-supporting metal-containing silicate obtained in the above step to a sulfuric acid treatment for modifying the acid characteristics of the noble metal-supporting metal-containing silicate. It is configured to include.

【0018】また、具体的に請求項2の発明の講じた解
決手段は、HCの存在下でNOxを除去する排気ガス浄
化用触媒の製造方法を対象とし、活性種担持母材として
の金属含有シリケートに当該金属含有シリケートの酸特
性を改質せしめる硫酸処理を施す工程と、上記硫酸処理
された金属含有シリケートに、HCを燃焼させてNOx
を分解する貴金属活性種を担持させる工程とを包含する
構成とするものである。
Further, specifically, the solution means taken by the invention of claim 2 is directed to a method for producing an exhaust gas purifying catalyst for removing NOx in the presence of HC, containing a metal as an active species supporting base material. A step of subjecting the silicate to a sulfuric acid treatment for modifying the acid characteristics of the metal-containing silicate; and burning HC on the sulfuric acid-treated metal-containing silicate to NOx.
And a step of supporting an active species of a noble metal that decomposes.

【0019】−金属含有シリケートについて− 本発明に係る排気ガス浄化用触媒の製造方法において使
用される金属含有シリケートは、結晶の骨格を形成する
金属としてAlを用いたアルミノシリケート(ゼオライ
ト)が好適であり、必要に応じて上記Alと共にGa,
Ce,Mn,Tb等の金属を骨格形成材料として用いた
Al含有金属含有シリケートも使用することができる。
-Metal-Containing Silicate- The metal-containing silicate used in the method for producing an exhaust gas purifying catalyst according to the present invention is preferably an aluminosilicate (zeolite) using Al as a metal forming a crystal skeleton. And, if necessary, Ga together with the above Al,
An Al-containing metal-containing silicate in which a metal such as Ce, Mn, or Tb is used as a skeleton-forming material can also be used.

【0020】上記金属含有シリケートとしてはA型,X
型,Y型,ZSM−5,モルデナイト等が好ましく用い
られる。
Examples of the metal-containing silicate are A type, X type
Type, Y type, ZSM-5, mordenite and the like are preferably used.

【0021】また、上記アルミノシリケートにおけるケ
イバン比は限定されるものではないが、触媒における耐
熱性を良好なものにするには、ケイバン比の大きなアル
ミノシリケートを使用することが有利である。
Although the cavern ratio in the aluminosilicate is not limited, it is advantageous to use an aluminosilicate having a large cavern ratio in order to improve the heat resistance of the catalyst.

【0022】さらに、上記アルミノシリケートに代表さ
れる金属含有シリケートに関しては、そのカチオン種が
NaとなされたNa型のものは上記硫酸処理によって上
記した望ましいHCの励起が生ずるような酸特性が得ら
れるので好ましく使用される。これに対し、カチオン種
がプロトンとなされたH型金属含有シリケートは、上記
したような酸特性の発現と異なる傾向を示すので、その
使用は余り好ましくはない。
Furthermore, regarding the metal-containing silicate represented by the aluminosilicate, the Na-type cation whose Na is the cation species has the acid characteristics such that the above-mentioned desirable excitation of HC occurs by the sulfuric acid treatment. Therefore, it is preferably used. On the other hand, the H-type metal-containing silicate in which the cation species is a proton shows a tendency different from the above-mentioned expression of the acid characteristic, and therefore its use is not very preferable.

【0023】−活性種について− 上記金属含有シリケートに担持される活性種は、HCを
燃焼させてNOxをN2 とO2 とに分解させるのに有効
な貴金属が用いられ、Pt及びPtを含む貴金属、例え
ばPt−Ir系及びPt−Ir−Rh系等の活性種が好
ましく用いられる。
-Regarding Active Species- As the active species supported on the metal-containing silicate, a noble metal effective for burning HC to decompose NOx into N 2 and O 2 is used, and contains Pt and Pt. Noble metals such as Pt-Ir-based and Pt-Ir-Rh-based active species are preferably used.

【0024】したがって、本発明の製造方法に係る触媒
の基本的な構成は、Na型金属含有シリケートにPt系
活性種が担持されてなるものが特に好ましいものであ
る。
Therefore, the basic structure of the catalyst according to the production method of the present invention is particularly preferably that in which the Pt-based active species is supported on the Na-type metal-containing silicate.

【0025】−硫酸処理について− 上記金属含有シリケートにおけるHCの好ましい励起を
生ずるような酸特性を得るために、上記貴金属活性種の
担持後又は担持前に上記触媒装置又は金属含有シリケー
トに施される硫酸処理は、当該被処理体を硫酸中に一定
時間浸漬するような簡便な手段を採用することができ
る。
-Regarding Sulfuric Acid Treatment- In order to obtain an acid property which causes preferable excitation of HC in the metal-containing silicate, the catalyst device or the metal-containing silicate is applied after or before the loading of the noble metal active species. The sulfuric acid treatment can employ a simple means of immersing the object to be treated in sulfuric acid for a certain period of time.

【0026】上記浸漬法による硫酸処理に用いられる硫
酸の濃度は、浸漬時間が30分程度とされるときは、
0.05Nないし12Nのものを用いることができ、
0.1〜1Nの濃度のものが好ましく用いられる。
The concentration of sulfuric acid used for the sulfuric acid treatment by the above-mentioned immersion method is such that when the immersion time is about 30 minutes,
0.05N to 12N can be used,
Those having a concentration of 0.1 to 1 N are preferably used.

【0027】上記硫酸の濃度が、0.05Nに満たない
ときは上記所要の酸特性を金属含有シリケートに付与す
ることが可能な硫酸処理が困難であり、逆に12Nを超
えると上記硫酸処理によって金属含有シリケートの構造
が崩壊することがあるので共に好ましくない。
When the concentration of the sulfuric acid is less than 0.05 N, it is difficult to perform the sulfuric acid treatment capable of imparting the required acid characteristics to the metal-containing silicate, and conversely, when it exceeds 12 N, the sulfuric acid treatment causes Both of them are not preferable because the structure of the metal-containing silicate may collapse.

【0028】また、金属含有シリケートの酸処理に際し
て塩酸を用いることは、塩酸中のClイオンが触媒毒と
なる懸念があり、さらに硝酸の使用は、これによってN
Oxが生成することになるので、これら塩酸及び硝酸に
よる酸処理は避けるべきである。
Further, when hydrochloric acid is used in the acid treatment of the metal-containing silicate, there is a concern that Cl ions in the hydrochloric acid may become a catalyst poison.
These acid treatments with hydrochloric acid and nitric acid should be avoided as they will form Ox.

【0029】本発明の構成により、金属含有シリケート
に、HCを燃焼させてNOxを分解する貴金属活性種が
担持されてなる触媒の製造時には、上記貴金属活性種が
担持された後の触媒装置に硫酸処理が施され、或いは貴
金属活性種が担持される前に上記金属含有シリケートに
予め硫酸処理が施されるので、得られる排気ガス浄化用
触媒には排気ガス中のHCの励起に有効な新たな酸点が
形成される。
According to the constitution of the present invention, in the production of a catalyst comprising a metal-containing silicate carrying a noble metal active species which decomposes NOx by burning HC, sulfuric acid is added to the catalyst device after carrying the above-mentioned noble metal active species. Since the above-mentioned metal-containing silicate is subjected to a sulfuric acid treatment before being treated or loaded with the noble metal active species, the obtained exhaust gas purifying catalyst is provided with a new effective catalyst for exciting HC in the exhaust gas. Acid points are formed.

【0030】上記酸点の形成される機構については、金
属含有シリケートに含まれる格子外のAlと上記硫酸と
が反応し硫酸アルミニウムを生成することにより酸点が
形成され、特に、貴金属活性種が担持された後に硫酸処
理が行われるときは当該硫酸処理によって金属含有シリ
ケート及び担持される貴金属活性種上に硫酸イオンが存
在することによっても酸点が形成されると考えられる。
Regarding the mechanism of formation of the above-mentioned acid points, Al outside the lattice contained in the metal-containing silicate reacts with the above sulfuric acid to form aluminum sulfate to form acid points, and in particular, noble metal active species are generated. When the sulfuric acid treatment is carried out after being supported, it is considered that the acid sites are also formed by the presence of sulfate ions on the metal-containing silicate and the noble metal active species to be supported by the sulfuric acid treatment.

【0031】[0031]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【0032】−各実施例及び比較例の触媒装置の製造− <実施例1>Pt材料としての二価白金アンミン結晶と
イリジウム材料としての三塩化イリジウムとを、Pt:
Ir=3:1で且つPtとIrとの担持量が触媒1リッ
トル当たり3gとなるようにそれぞれ秤量し、各秤量体
をイオン交換水とエタノールとの混合溶液中にて充分に
混合し分散させた。この分散溶液を所定量のNa型金属
含有シリケート(Na/ZSM−5,ケイバン比20
0)に加え、室温で充分攪拌した後蒸発乾固させた。さ
らに、150〜200℃で充分乾燥させてPt−Ir担
持金属含有シリケート触媒を調製した。
-Manufacture of Catalytic Devices of Examples and Comparative Examples- <Example 1> Pt: divalent platinum ammine crystal as a Pt material and iridium trichloride as an iridium material were mixed with Pt:
Ir = 3: 1, and weigh each so that the amount of Pt and Ir supported is 3 g per liter of catalyst, and each weigher is thoroughly mixed and dispersed in a mixed solution of ion-exchanged water and ethanol. It was A predetermined amount of the silicate containing Na-type metal (Na / ZSM-5, Caban ratio 20) was added to the dispersion solution.
0), and the mixture was thoroughly stirred at room temperature and then evaporated to dryness. Further, it was sufficiently dried at 150 to 200 ° C. to prepare a Pt—Ir-supporting metal-containing silicate catalyst.

【0033】当該Pt−Ir担持金属含有シリケート触
媒にバインダーとして水和アルミナを重量比で20%と
なるように添加した後、適量の水を加えてウオッシュコ
ート用スラリーを準備した。このスラリーにコージェラ
イト製ハニカム担体(1平方インチ当たり400セル)
を浸漬し、余分なスラリーをエアブローで吹き飛ばし、
乾燥後、500℃×2時間大気中で焼成することによっ
てウオッシュコート(ウオッシュコート量はハニカム担
体の30重量%)し、Pt−Ir担持金属含有シリケー
ト触媒装置を作成した。
After adding hydrated alumina as a binder to the Pt-Ir-supporting metal-containing silicate catalyst in a weight ratio of 20%, an appropriate amount of water was added to prepare a washcoat slurry. This slurry has cordierite honeycomb carrier (400 cells per square inch)
Dip, blow off excess slurry with air blow,
After drying, a Pt—Ir-supported metal-containing silicate catalyst device was prepared by performing a wash coat (the wash coat amount was 30% by weight of the honeycomb carrier) by baking in the air at 500 ° C. for 2 hours.

【0034】次に、上記Pt−Ir担持金属含有シリケ
ート触媒装置を、1N硫酸に30分間浸漬し、引き上げ
て余分の硫酸をエアブローにより吹き飛ばした後160
℃で乾燥させることによって硫酸処理を行い、NOx浄
化用の実施例1の触媒装置を得た。
Next, the Pt-Ir-supporting metal-containing silicate catalyst device was immersed in 1N sulfuric acid for 30 minutes, pulled up, and excess sulfuric acid was blown off by air blow, then 160
The catalyst device of Example 1 for purifying NOx was obtained by performing a sulfuric acid treatment by drying at 0 ° C.

【0035】<実施例2>上記実施例1における硫酸処
理において、1N硫酸に代えて0.5N硫酸を用いるこ
と以外は上記実施例1と同様にしてNOx浄化用の実施
例2の触媒装置を得た。
<Example 2> In the sulfuric acid treatment of Example 1, the catalyst device of Example 2 for purifying NOx was used in the same manner as in Example 1 except that 0.5N sulfuric acid was used instead of 1N sulfuric acid. Obtained.

【0036】<実施例3>上記実施例1における硫酸処
理において、1N硫酸に代えて0.1N硫酸を用いるこ
と以外は上記実施例1と同様にしてNOx浄化用の実施
例3の触媒装置を得た。
<Example 3> In the sulfuric acid treatment of Example 1, the catalyst device of Example 3 for purifying NOx was used in the same manner as in Example 1 except that 0.1N sulfuric acid was used instead of 1N sulfuric acid. Obtained.

【0037】<実施例4>上記実施例1における硫酸処
理において、1N硫酸に代えて0.05N硫酸を用いる
こと以外は上記実施例1と同様にしてNOx浄化用の実
施例4の触媒装置を得た。
<Example 4> In the sulfuric acid treatment of Example 1, the catalyst device of Example 4 for purifying NOx was used in the same manner as in Example 1 except that 0.05N sulfuric acid was used instead of 1N sulfuric acid. Obtained.

【0038】<実施例5>上記実施例1における硫酸処
理において、1N硫酸に代えて6N硫酸を用いること以
外は上記実施例1と同様にしてNOx浄化用の実施例5
の触媒装置を得た。
<Embodiment 5> In the sulfuric acid treatment in the above Embodiment 1, Embodiment 5 for NOx purification is carried out in the same manner as in Embodiment 1 except that 6N sulfuric acid is used instead of 1N sulfuric acid.
The catalyst device of

【0039】<実施例6>上記実施例1における硫酸処
理において、1N硫酸に代えて12N硫酸を用いること
以外は上記実施例1と同様にしてNOx浄化用の実施例
6の触媒装置を得た。
<Example 6> In the sulfuric acid treatment of Example 1, the catalyst device of Example 6 for purifying NOx was obtained in the same manner as in Example 1 except that 12N sulfuric acid was used instead of 1N sulfuric acid. .

【0040】<実施例7>上記実施例1における硫酸処
理において、1N硫酸に代えて18N硫酸を用いること
以外は上記実施例1と同様にしてNOx浄化用の実施例
7の触媒装置を得た。
<Example 7> In the sulfuric acid treatment of Example 1, the catalyst device of Example 7 for purifying NOx was obtained in the same manner as in Example 1 except that 18N sulfuric acid was used instead of 1N sulfuric acid. .

【0041】<実施例8>Na型金属含有シリケート
(Na/ZSM−5,ケイバン比200)を1N硫酸に
30分間浸漬した後瀘過し、160〜200℃で乾燥さ
せることによって硫酸処理を行い、硫酸処理Na型金属
含有シリケートを得た。
Example 8 A silicate containing Na-type metal (Na / ZSM-5, Caban ratio 200) was immersed in 1N sulfuric acid for 30 minutes, filtered, and dried at 160 to 200 ° C. for sulfuric acid treatment. A sulfuric acid-treated Na-type metal-containing silicate was obtained.

【0042】次に、Pt材料としての二価白金アンミン
結晶とイリジウム材料としての三塩化イリジウムとを、
Pt:Ir=3:1で且つPtとIrとの担持量が触媒
1リットル当たり3gとなるようにそれぞれ秤量し、各
秤量体をイオン交換水とエタノールとの混合溶液中にて
充分に混合し分散させた。この分散溶液を所定量の上記
硫酸処理Na型金属含有シリケートに加え、室温で充分
攪拌した後蒸発乾固させた。さらに、150〜200℃
で充分乾燥させてPt−Ir担持金属含有シリケート触
媒を調製した。
Next, a divalent platinum ammine crystal as a Pt material and iridium trichloride as an iridium material were added,
Pt: Ir = 3: 1 and Pt and Ir were weighed so that the supported amount was 3 g per 1 liter of the catalyst, and each weighed body was thoroughly mixed in a mixed solution of ion-exchanged water and ethanol. Dispersed. This dispersion solution was added to a predetermined amount of the sulfuric acid-treated Na-type metal-containing silicate, sufficiently stirred at room temperature, and then evaporated to dryness. Furthermore, 150-200 ℃
Was sufficiently dried in order to prepare a Pt-Ir-supporting metal-containing silicate catalyst.

【0043】当該Pt−Ir担持金属含有シリケート触
媒にバインダーとして水和アルミナを重量比で20%と
なるように添加した後、適量の水を加えてウオッシュコ
ート用スラリーを準備した。このスラリーにコージェラ
イト製ハニカム担体(1平方インチ当たり400セル)
を浸漬し、余分なスラリーをエアブローで吹き飛ばし、
乾燥後、500℃×2時間大気中で焼成することによっ
てウオッシュコート(ウオッシュコート量はハニカム担
体の30重量%)し、Pt−Ir担持金属含有シリケー
ト触媒装置を得た。この触媒装置を実施例8の触媒装置
とした。
After adding hydrated alumina as a binder to the Pt-Ir-supporting metal-containing silicate catalyst in a weight ratio of 20%, an appropriate amount of water was added to prepare a slurry for washcoating. This slurry has cordierite honeycomb carrier (400 cells per square inch)
Dip, blow off excess slurry with air blow,
After drying, wash coating was performed in the air at 500 ° C. for 2 hours (the amount of wash coating was 30% by weight of the honeycomb carrier) to obtain a Pt—Ir-supporting metal-containing silicate catalyst device. This catalyst device was used as the catalyst device of Example 8.

【0044】<実施例9>上記実施例8における硫酸処
理において、1N硫酸に代えて0.5N硫酸を用いるこ
と以外は上記実施例8と同様にしてNOx浄化用の実施
例9の触媒装置を得た。
<Example 9> In the sulfuric acid treatment of Example 8, the catalyst device of Example 9 for purifying NOx was used in the same manner as in Example 8 except that 0.5N sulfuric acid was used instead of 1N sulfuric acid. Obtained.

【0045】<実施例10>上記実施例8における硫酸
処理において、1N硫酸に代えて0.1N硫酸を用いる
こと以外は上記実施例8と同様にしてNOx浄化用の実
施例10の触媒装置を得た。
<Example 10> In the sulfuric acid treatment of Example 8, the catalyst device of Example 10 for purifying NOx was used in the same manner as in Example 8 except that 0.1N sulfuric acid was used instead of 1N sulfuric acid. Obtained.

【0046】<実施例11>上記実施例8における硫酸
処理において、1N硫酸に代えて0.05N硫酸を用い
ること以外は上記実施例8と同様にしてNOx浄化用の
実施例11の触媒装置を得た。
<Example 11> In the sulfuric acid treatment of Example 8, the catalyst device of Example 11 for purifying NOx was used in the same manner as in Example 8 except that 0.05N sulfuric acid was used instead of 1N sulfuric acid. Obtained.

【0047】<比較例>上記実施例1において、ハニカ
ム担体にPt−Ir担持金属含有シリケート触媒をウオ
ッシュコートしてなる触媒装置に対する硫酸処理工程を
行わないこと以外は上記実施例1と同様にしてNOx浄
化用の比較例の触媒装置を得た。
<Comparative Example> The same procedure as in Example 1 was repeated except that the sulfuric acid treatment step was not performed on the catalyst device obtained by wash-coating the Pt-Ir-supporting metal-containing silicate catalyst on the honeycomb carrier. A comparative catalyst device for purifying NOx was obtained.

【0048】−各触媒装置のNOx浄化活性の評価− 本発明方法により得られた上記実施例1〜11の各触媒
装置及び比較例の触媒装置における、フレッシュ状態時
及び大気下で加熱した後の各最高NOx浄化率とフレッ
シュ状態時に対する加熱後の最高NOx浄化率の劣化率
とを測定し各触媒装置のNOx浄化特性を評価した。
-Evaluation of NOx purification activity of each catalytic device-In each of the catalytic devices of Examples 1 to 11 and the catalytic device of the comparative examples obtained by the method of the present invention, in a fresh state and after heating in the atmosphere. The maximum NOx purification rate and the deterioration rate of the maximum NOx purification rate after heating in the fresh state were measured to evaluate the NOx purification characteristics of each catalyst device.

【0049】上記測定は、実施例1〜11及び比較例の
各触媒装置について常圧固定床流通式反応装置により、
A/F=22のリーンバーン条件の排気ガスにほぼ相当
するモデルガスを使用して行った。尚、上記モデルガス
の組成はNOx:2000ppm,HC:5500pp
mC,O2 :8%,H2 :650ppm,CO:0.2
%,CO2 :10%,N2 :バランスとし、またSV=
55000h-1とした。
The above-mentioned measurement was carried out by the atmospheric pressure fixed bed flow reactor for each of the catalyst devices of Examples 1 to 11 and Comparative Example.
A model gas almost equivalent to the exhaust gas under the lean burn condition of A / F = 22 was used. The composition of the model gas is NOx: 2000 ppm, HC: 5500 pp
mC, O 2 : 8%, H 2 : 650 ppm, CO: 0.2
%, CO 2 : 10%, N 2 : balance, and SV =
It was set to 55000 h -1 .

【0050】先ず、フレッシュ状態時のNOx浄化率を
上記方法により測定し、当該測定後の各触媒装置を大気
下で800℃×8時間加熱し、加熱後の各々についても
上記方法によりNOx浄化率を測定した。さらに、フレ
ッシュ状態時に対する加熱後のNOx浄化率の劣化率を
算出した。
First, the NOx purification rate in the fresh state was measured by the above method, each catalyst device after the measurement was heated in the atmosphere at 800 ° C. for 8 hours, and after heating, the NOx purification rate was also determined by the above method. Was measured. Further, the deterioration rate of the NOx purification rate after heating in the fresh state was calculated.

【0051】上記実施例1〜11及び比較例の各触媒装
置の測定結果を表1にそれぞれ示した。
Table 1 shows the measurement results of the catalyst devices of Examples 1 to 11 and Comparative Example.

【0052】[0052]

【表1】 [Table 1]

【0053】表1に示される結果によれば、本発明方法
により得られる実施例1〜6(金属含有シリケートに活
性種が担持された後に硫酸処理して得られるもの)及び
実施例8〜11(予め硫酸処理された金属含有シリケー
トに活性種が担持されて得られるもの)の各触媒装置の
NOx浄化特性は、比較例(硫酸処理工程を含まないも
の)の触媒装置のNOx浄化特性に対比してフレッシュ
状態時のNOx浄化率が向上しており、加熱後も優れた
NOx浄化率を保持している。これにより、本発明に係
る硫酸処理工程を含んで製造されるNOx浄化用の触媒
は、排気ガス中のNOxを効率よく分解するNOx浄化
活性及び耐熱性を有していることが明らかである。
According to the results shown in Table 1, Examples 1 to 6 (obtained by carrying out sulfuric acid treatment after supporting active species on a metal-containing silicate) and Examples 8 to 11 obtained by the method of the present invention. The NOx purification characteristics of each catalyst device (those obtained by supporting active species on the metal-containing silicate previously treated with sulfuric acid) are compared with the NOx purification characteristics of the catalyst device of the comparative example (those not including the sulfuric acid treatment step). As a result, the NOx purification rate in the fresh state is improved, and the excellent NOx purification rate is maintained even after heating. From this, it is clear that the catalyst for purifying NOx manufactured by including the sulfuric acid treatment step according to the present invention has NOx purifying activity and heat resistance for efficiently decomposing NOx in exhaust gas.

【0054】尚、実施例7の触媒装置が比較例の触媒装
置に対比してNOx浄化率及び耐熱性の低下したものと
なっているのは、濃度が12Nを上まわるような高濃度
の硫酸によって硫酸処理されたことによって金属含有シ
リケートの構造の破壊を生じ易くなっているためであ
る。したがって、過度に高濃度の硫酸を用いての硫酸処
理は、得られる触媒において、特に加熱後のNOx浄化
活性を低下させることがあるので好ましくない。
The catalyst device of Example 7 has a lower NOx purification rate and heat resistance than the catalyst device of the comparative example is that sulfuric acid having a high concentration exceeding 12N is used. This is because the sulfuric acid treatment facilitates the destruction of the structure of the metal-containing silicate. Therefore, the sulfuric acid treatment using an excessively high concentration of sulfuric acid may reduce the NOx purification activity of the resulting catalyst, especially after heating, which is not preferable.

【0055】−各触媒装置の固体酸特性について− 本発明に係る実施例の触媒装置のうち、金属含有シリケ
ートに活性種が担持された後に硫酸処理されてなる実施
例1〜7の各触媒装置の固体酸特性を測定した。同時
に、比較例の触媒装置についても固体酸特性を測定し
た。
-Solid acid characteristics of each catalyst device- Among the catalyst devices of the examples according to the present invention, each catalyst device of Examples 1 to 7 in which a metal-containing silicate is loaded with active species and then treated with sulfuric acid. Was measured for solid acid properties. At the same time, the solid acid characteristics of the catalyst device of the comparative example were measured.

【0056】これらの固体酸特性は、ハメット指示薬を
用いる酸強度及び当該酸強度領域の酸量の測定法、いわ
ゆるJohonson法により測定したもので、その測
定結果を表2に示した。
These solid acid characteristics were measured by the so-called Johnson method, which is a method for measuring the acid strength using a Hammett indicator and the acid amount in the acid strength region, and the measurement results are shown in Table 2.

【0057】[0057]

【表2】 [Table 2]

【0058】表2に示される結果によれば、酸強度Ho
が−5.6<Ho≦−3.0領域の酸量は、触媒製造時
の硫酸処理工程にて用いられる硫酸の濃度にほぼしたが
って増減するような酸量となっている。
According to the results shown in Table 2, the acid strength Ho
However, the acid amount in the range of −5.6 <Ho ≦ −3.0 is such that the acid amount increases / decreases almost according to the concentration of sulfuric acid used in the sulfuric acid treatment step during catalyst production.

【0059】そこで、表2に示される各実施例の触媒装
置の各酸量と上記表1に示されるNOx浄化活性の評価
結果とを対応させると、上記表2における実施例1〜6
の触媒装置の酸量は、NOx浄化用の触媒における活性
種によるHCのラジカル化を賦活するような好ましいH
Cの励起を生じさせる新たな酸点が形成され得るような
酸量になっていると判断される。
Therefore, by correlating each acid amount of the catalyst device of each example shown in Table 2 with the evaluation result of the NOx purification activity shown in Table 1 above, Examples 1 to 6 in Table 2 above are made to correspond.
The amount of acid in the catalyst device of No. 2 is preferably such that the radicalization of HC by active species in the NOx purification catalyst is activated.
It is judged that the acid amount is such that a new acid point that causes the excitation of C can be formed.

【0060】特に、実施例1〜3の触媒(濃度が1〜
0.1Nの硫酸によって硫酸処理された触媒)は、当該
触媒における適切なHCの励起、ラジカル化が生ずる酸
点が形成されるような固体酸特性が得られる酸量となっ
ており、その結果、優れたNOx浄化活性が得られると
共に耐熱性が向上しているものと考えられる。
In particular, the catalysts of Examples 1 to 3 (concentration of 1 to
The catalyst treated with sulfuric acid by 0.1 N sulfuric acid) has an acid amount that gives solid acid characteristics such that an acid site where appropriate HC excitation and radicalization occur in the catalyst is obtained. It is considered that the excellent NOx purification activity is obtained and the heat resistance is improved.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1及び2の
発明に係る排気ガス浄化用触媒の製造方法によると、金
属含有シリケートに、貴金属活性種が担持された後の触
媒装置に硫酸処理が施され、或いは貴金属活性種が担持
される前の上記金属含有シリケートに予め硫酸処理が施
されるため、得られる排気ガス浄化用触媒に排気ガス中
のHCの励起に有効な新たな酸点が形成されるので、排
気ガス浄化用触媒における優れたNOx浄化活性が得ら
れ、且つ耐熱性の向上が可能となる。また、上記硫酸処
理は適宜濃度の硫酸溶液に上記触媒装置又は金属含有シ
リケートを浸漬することによって行われるので、このよ
うな特性を有する排気ガス浄化用触媒の製造工程が著し
く省力化される。
As described above, according to the method for producing an exhaust gas purifying catalyst according to the first and second aspects of the present invention, a sulfuric acid treatment is applied to the catalyst device after supporting the noble metal active species on the metal-containing silicate. Since the above-mentioned metal-containing silicate before being subjected to the treatment or supporting the noble metal active species is subjected to a sulfuric acid treatment in advance, the obtained exhaust gas purifying catalyst has a new acid point effective for exciting HC in the exhaust gas. Thus, excellent NOx purification activity in the exhaust gas purification catalyst can be obtained, and heat resistance can be improved. Further, since the sulfuric acid treatment is performed by immersing the catalyst device or the metal-containing silicate in a sulfuric acid solution having an appropriate concentration, the manufacturing process of the exhaust gas purifying catalyst having such characteristics is remarkably labor-saving.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹本 崇 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takashi Takemoto 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Mazda Motor Corporation

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 HCの存在下でNOxを除去する排気ガ
ス浄化用触媒の製造方法であって、 活性種担持母材としての金属含有シリケートに、HCを
燃焼させてNOxを分解する貴金属活性種を担持させる
工程と、 上記工程において得られる貴金属担持金属含有シリケー
トに当該貴金属担持金属含有シリケートの酸特性を改質
せしめる硫酸処理を施す工程とを包含することを特徴と
する排気ガス浄化用触媒の製造方法。
1. A method for producing an exhaust gas purifying catalyst for removing NOx in the presence of HC, comprising a noble metal active species for decomposing NOx by burning HC on a metal-containing silicate as an active species-supporting base material. And a step of subjecting the noble metal-supported metal-containing silicate obtained in the above step to a sulfuric acid treatment for modifying the acid characteristics of the noble metal-supported metal-containing silicate, the exhaust gas purifying catalyst comprising: Production method.
【請求項2】 HCの存在下でNOxを除去する排気ガ
ス浄化用触媒の製造方法であって、 活性種担持母材としての金属含有シリケートに当該金属
含有シリケートの酸特性を改質せしめる硫酸処理を施す
工程と、 上記硫酸処理された金属含有シリケートに、HCを燃焼
させてNOxを分解する貴金属活性種を担持させる工程
とを包含することを特徴とする排気ガス浄化用触媒の製
造方法。
2. A method for producing an exhaust gas purifying catalyst for removing NOx in the presence of HC, which comprises treating a metal-containing silicate as an active species-supporting base material with a sulfuric acid treatment for modifying the acid characteristics of the metal-containing silicate. And a step of causing the sulfuric acid-treated metal-containing silicate to carry a precious metal active species that decomposes NOx by burning HC, the method for producing an exhaust gas purifying catalyst.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100392943B1 (en) * 2001-05-16 2003-07-28 (주)케이에이치 케미컬 Catalyst for purification of diesel engine exhaust gas
JP2007313474A (en) * 2006-05-29 2007-12-06 Nippon Shokubai Co Ltd Catalyst and method for treating exhaust gas

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