JPH06327978A - Catalyst for purifying waste gas - Google Patents

Catalyst for purifying waste gas

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JPH06327978A
JPH06327978A JP5124490A JP12449093A JPH06327978A JP H06327978 A JPH06327978 A JP H06327978A JP 5124490 A JP5124490 A JP 5124490A JP 12449093 A JP12449093 A JP 12449093A JP H06327978 A JPH06327978 A JP H06327978A
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JP
Japan
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catalyst
group
metal
crystal plane
plane
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Application number
JP5124490A
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Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Naka
貴弘 中
Takashi Honda
崇 本多
Tetsuo Endo
哲雄 遠藤
Kazuhide Terada
一秀 寺田
Yoshikazu Fujisawa
義和 藤澤
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a catalyst for purifying a waste gas having excellent high temp. durability by using a mixture of a modified crystalline aluminosilicate having specific crystal structure with a catalyst element. CONSTITUTION:The properties of the modified crystalline aluminosilcate used is such that alphax-ray reflecting intensity of at least one crystal plane (f) in plural crystal planes CF1<=2 in Miller index of (h), (k), (l) in a 1st crystal surface group >=40Angstrom in spacing of lattice plane is increased by >=4% than the X-ray reflecting intensity of the same crystal plane (f) in the unmodified one. The catalytic element is composed of a ceramic made carrier, a metal for catalyst carried on the carrier and/or a metal oxide for catalyst and the metal is selected from group Ib, group VII a, iron group and platinum group in periodical table. The heat resistance due to the crystal structure of the crystalline aluminosilicate is improved by producing the catalyst by mixing the aliminosilicate with the catalytic element or laminating both.

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、特
に、改質処理を施された改質結晶性アルミノケイ酸塩と
触媒素子とより構成される触媒に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst, and more particularly to a catalyst composed of a reformed modified crystalline aluminosilicate and a catalytic element.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、エンジン始動直後における低温排
気ガスの浄化率向上を狙って、排気系の排気ガス浄化用
触媒よりも上流側に、ゼオライトを有する排気ガス成分
用吸着器を配設した排気ガス浄化装置が知られている
(特開平2−75327号公報参照)。
2. Description of the Related Art In the past, an exhaust gas component adsorber having zeolite was disposed upstream of an exhaust gas purification catalyst in an exhaust system in order to improve the purification rate of low-temperature exhaust gas immediately after engine startup. A gas purification device is known (see Japanese Patent Laid-Open No. 2-75327).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】エンジンにおける排気
ガス浄化用触媒の構成要素には900〜1000℃の耐
熱性が要求されるが、従来装置におけるゼオライトはそ
の耐熱温度が700℃程度であるため、吸着器の高温耐
久性が乏しく、短時間のうちに性能劣化を招く、という
問題があった。また従来装置は、排気ガス浄化用触媒と
吸着器とを必要とするので、装置の構成が煩雑化する、
といった問題もある。
The heat resistance of 900 to 1000 ° C. is required for the constituent elements of the exhaust gas purifying catalyst in the engine, but since the heat resistance temperature of zeolite in the conventional device is about 700 ° C., There is a problem that the high temperature durability of the adsorber is poor and the performance is deteriorated in a short time. Further, the conventional device requires an exhaust gas purifying catalyst and an adsorber, which complicates the configuration of the device.
There is also a problem.

【0004】本発明は前記に鑑み、エンジン始動直後に
おける低温の排気ガス成分を吸着する機能を備え、また
排気ガスによる触媒素子の温度上昇に伴い吸着した排気
ガス成分および新たな排気ガスを直ちに浄化することが
でき、優れた高温耐久性を有すると共に構成の簡素化を
達成した前記排気ガス浄化用触媒を提供することを目的
とする。
In view of the above, the present invention has a function of adsorbing a low-temperature exhaust gas component immediately after the engine is started, and immediately purifies the adsorbed exhaust gas component and new exhaust gas as the temperature of the catalytic element rises due to the exhaust gas. It is an object of the present invention to provide the above exhaust gas purifying catalyst that is capable of achieving high temperature durability and has a simplified structure.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明に係る排気ガス浄
化用触媒は、改質結晶性アルミノケイ酸塩と触媒素子と
の混合物より構成され、前記改質結晶性アルミノケイ酸
塩は、格子面間隔が4.0Å以上である第1の結晶面群
において、ミラー指数h,k,lがそれぞれ2以下であ
る複数の結晶面CF1 のうち少なくとも1つの結晶面f
のX線反射強度が、未改質の結晶性アルミノケイ酸塩に
おける前記結晶面fと同一の結晶面fのX線反射強度よ
りも4%以上増加するように改質処理を施されており、
前記触媒素子は、セラミックス製担体と、その担体に担
持された触媒用金属および触媒用金属酸化物の少なくと
も一方とよりなり、前記触媒用金属および金属酸化物を
構成する金属は周期表第Ib族、周期表第VIIa族、鉄
族および白金族の少なくとも1つの族から選択される少
なくとも一種の金属であることを特徴とする。
An exhaust gas purifying catalyst according to the present invention comprises a mixture of a modified crystalline aluminosilicate and a catalyst element, and the modified crystalline aluminosilicate has a lattice spacing. In the first crystal plane group having a mirror index of 4.0 Å or more, at least one crystal plane f of a plurality of crystal planes CF 1 having Miller indices h, k, and 1 of 2 or less.
Is subjected to a modification treatment so that the X-ray reflection intensity thereof is 4% or more than the X-ray reflection intensity of the same crystal plane f as the crystal plane f in the unmodified crystalline aluminosilicate,
The catalyst element comprises a ceramic carrier and at least one of a catalyst metal and a catalyst metal oxide supported on the carrier, and the metal constituting the catalyst metal and the metal oxide is a Group Ib group in the periodic table. , Group VIIa of the periodic table, at least one metal selected from the group consisting of the iron group and the platinum group.

【0006】本発明に係る排気ガス浄化用触媒は、改質
結晶性アルミノケイ酸塩よりなる下層と、その下層に積
層された触媒素子よりなる上層とから構成され、前記改
質結晶性アルミノケイ酸塩は、格子面間隔が4.0Å以
上である第1の結晶面群において、ミラー指数h,k,
lがそれぞれ2以下である複数の結晶面CF1 のうち少
なくとも1つの結晶面fのX線反射強度が、未改質の結
晶性アルミノケイ酸塩における前記結晶面fと同一の結
晶面fのX線反射強度よりも4%以上増加するように改
質処理を施されており、前記触媒素子は、セラミックス
製担体と、その担体に担持された触媒用金属および触媒
用金属酸化物の少なくとも一方とよりなり、前記触媒用
金属および金属酸化物を構成する金属は周期表第Ib
族、周期表第VIIa族、鉄族および白金族の少なくとも
1つの族から選択される少なくとも一種の金属であるこ
とを特徴とする。
The exhaust gas purifying catalyst according to the present invention comprises a lower layer made of a modified crystalline aluminosilicate and an upper layer made of a catalyst element laminated on the lower layer, and the modified crystalline aluminosilicate is used. In the first crystal plane group having a lattice spacing of 4.0 Å or more, Miller indices h, k,
The X-ray reflection intensity of at least one crystal plane f out of the plurality of crystal planes CF 1 in which l is 2 or less is the same as that of the crystal plane f in the unmodified crystalline aluminosilicate. The catalyst element is subjected to a modification treatment so as to increase the line reflection intensity by 4% or more, and the catalyst element comprises a ceramic carrier and at least one of a catalyst metal and a catalyst metal oxide carried on the carrier. The metal for the catalyst and the metal constituting the metal oxide are Ib of the periodic table.
It is characterized in that it is at least one metal selected from at least one group selected from Group VIIa, Periodic Table Group VIIa, Iron Group and Platinum Group.

【0007】[0007]

【作用】結晶性アルミノケイ酸塩において、その結晶構
造を前記のように特定すると、耐熱温度が900〜10
00℃に上昇し、これを用いた触媒は優れた高温耐久性
を発揮する。
When the crystal structure of the crystalline aluminosilicate is specified as described above, the heat resistance temperature is 900 to 10
The temperature rises to 00 ° C, and the catalyst using the same exhibits excellent high temperature durability.

【0008】このように耐熱性が向上する理由は次のよ
うに考えられる。即ち、前記結晶面CF1 は、分子レベ
ルの微細孔を持つ結晶性アルミノケイ酸塩特有の空洞構
造の周期性に起因する結晶面であり、この結晶面CF1
のX線反射強度が前記のように増加する、ということは
その結晶面CF1 の結晶性が向上したことを意味し、こ
れが耐熱性向上の要因となっている。
The reason why the heat resistance is improved is considered as follows. That is, the crystal face CF 1 is a crystal plane due to the periodicity of the crystalline aluminosilicate unique cavity structure having a molecular micropores, the crystal plane CF 1
The increase in the X-ray reflection intensity as described above means that the crystallinity of the crystal plane CF 1 thereof is improved, which is a factor for improving the heat resistance.

【0009】また水を含む高温環境においては、未改質
の結晶性アルミノケイ酸塩は高活性な高温水によって構
造破壊を生じるが、改質結晶性アルミノケイ酸塩は優れ
た耐熱性を有するので、前記のような過酷な環境下でも
安定している。
Further, in a high temperature environment containing water, unmodified crystalline aluminosilicate causes structural destruction due to highly active high temperature water, but the modified crystalline aluminosilicate has excellent heat resistance. It is stable even under the harsh environment described above.

【0010】一般に、特定の結晶面のX線反射強度が向
上した場合には、その結晶における配向性の変化(モル
フォロジの変化)と捉えられるが、改質結晶性アルミノ
ケイ酸塩においてはSEM観察等によってもモルフォロ
ジの変化は認められず、また配向性が変化したときに見
られる補完的な他の結晶面のX線反射強度の低下等も生
じることはなく、したがって改質結晶性アルミノケイ酸
塩の結晶面におけるX線反射強度の変化は、配向性の変
化によるものではなく、結晶性アルミノケイ酸塩特有の
空洞構造の周期性に起因したものである。
Generally, when the X-ray reflection intensity of a specific crystal plane is improved, it can be regarded as a change in orientation of the crystal (change in morphology), but in the case of the modified crystalline aluminosilicate, SEM observation, etc. Does not cause any change in morphology, and does not cause a decrease in the X-ray reflection intensity of the other complementary crystal faces that is observed when the orientation changes. Therefore, the modified crystalline aluminosilicate The change in the X-ray reflection intensity on the crystal plane is not due to the change in orientation, but is due to the periodicity of the cavity structure peculiar to the crystalline aluminosilicate.

【0011】このような改質結晶性アルミノケイ酸塩
は、エンジン始動直後における低温の排気ガス成分を高
捕集率で吸着する機能を備えている。そして、排気ガス
の温度上昇に伴い、吸着した排気ガス成分を放出するの
で、その排気ガス成分および新たな排気ガスは、昇温し
た触媒素子によって直ちに浄化される。
Such a modified crystalline aluminosilicate has a function of adsorbing a low temperature exhaust gas component immediately after the engine is started with a high collection rate. Then, since the adsorbed exhaust gas component is released as the temperature of the exhaust gas rises, the exhaust gas component and new exhaust gas are immediately purified by the heated catalyst element.

【0012】この場合、触媒用金属等を改質結晶性アル
ミノケイ酸塩に直接担持させると、その触媒用金属等の
多くが微細孔内に存することになるため、微細孔内の活
性化雰囲気中で触媒用金属等が焼結して触媒の熱劣化を
招くおそれがあるが、前記のように触媒用金属等をセラ
ミックス製担体に担持させて改質結晶性アルミノケイ酸
塩と混合するか、またはそれと積層構造にすると、前記
熱劣化の問題を回避することができる。
In this case, if the catalytic metal or the like is directly supported on the modified crystalline aluminosilicate, most of the catalytic metal or the like will be present in the fine pores, so that in the activated atmosphere in the fine pores. However, the catalyst metal or the like may sinter to cause thermal deterioration of the catalyst, but as described above, the catalyst metal or the like is supported on the ceramic carrier and mixed with the modified crystalline aluminosilicate, or With the laminated structure, the problem of heat deterioration can be avoided.

【0013】また改質結晶性アルミノケイ酸塩と触媒素
子とは混合または積層状態で存在するので、従来装置に
比べて構成が簡素化されている。
Further, since the modified crystalline aluminosilicate and the catalyst element exist in a mixed or laminated state, the structure is simplified as compared with the conventional device.

【0014】[0014]

【実施例】 A.改質結晶性アルミノケイ酸塩について 改質結晶性アルミノケイ酸塩は、未改質ゼオライトとし
ての未改質モルデナイト、未改質ZSM−5ゼオライト
等に所定の改質処理を施して製造された改質モルデナイ
ト、改質ZSM−5ゼオライト等が該当し、その改質モ
ルデナイト等は微細粒状をなす。
EXAMPLES A. About modified crystalline aluminosilicate Modified crystalline aluminosilicate is a modified crystalline aluminosilicate produced by subjecting unmodified mordenite as unmodified zeolite, unmodified ZSM-5 zeolite and the like to a predetermined modification treatment. Mordenite, modified ZSM-5 zeolite, and the like are applicable, and the modified mordenite and the like form fine particles.

【0015】改質処理は次のような手順で行われる。
(a)微細粒状未改質ゼオライトを、水を入れた処理槽
中に投入して12規定のHClを徐々に加え、また昇温
速度1.5℃/min の条件で加熱して1時間後に90℃
で、且つ所定規定度のHCl溶液にする。(b)この温
度下に未改質ゼオライトを所定時間保持し、同時にHC
l溶液を攪拌する。この場合処理槽に冷却塔を付設して
HCl溶液の濃度を前記規定度に維持する。(c)所定
規定度のHCl溶液を降温速度3℃/min の条件で室温
まで冷却する。(d)改質ゼオライトを処理槽中より取
出して、pH5以上になるまで純水で洗浄し、次いで乾
燥する。この改質処理中に不純物が除去されると共に脱
Al化が発生する。 〔例−I〕この例では、未改質ゼオライトとして、次の
ような方法で製造される未改質ZSM−5ゼオライトを
用いた。
The reforming process is performed in the following procedure.
(A) The fine granular unmodified zeolite was put into a treatment tank containing water, 12N HCl was gradually added, and the mixture was heated at a heating rate of 1.5 ° C / min for 1 hour. 90 ° C
And a HCl solution having a predetermined normality. (B) The unmodified zeolite is kept at this temperature for a predetermined time, and at the same time HC
l Stir the solution. In this case, a cooling tower is attached to the treatment tank to maintain the concentration of the HCl solution at the specified level. (C) Cool the HCl solution having a predetermined normality to room temperature under the condition of the temperature decreasing rate of 3 ° C./min. (D) The modified zeolite is taken out of the treatment tank, washed with pure water until pH 5 or more, and then dried. Impurities are removed during this modification process, and de-Alization occurs. [Example-I] In this example, unmodified ZSM-5 zeolite manufactured by the following method was used as the unmodified zeolite.

【0016】先ず、コロイダルシリカと硝酸アルミニウ
ムをSiO2 /Al2 3 モル比で35.2となるよう
に混合し、その混合液中にテトラプロピルアンモニウム
(TPA)を、SiO2 /TPAモル比で10となるよ
うに混合して水性ゲルを得た。次いで、水性ゲルを用い
て、10気圧、150℃、350時間の条件で水熱合成
を行い、その後合成物に焼成処理を施してTPAを除去
し、微細粒状ZSM−5ゼオライトを得た。このZSM
−5ゼオライトのSiO2 /Al2 3 モル比は35.
2であった。
First, colloidal silica and aluminum nitrate are mixed so as to have a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 35.2, and tetrapropylammonium (TPA) is added to the mixed solution in a SiO 2 / TPA molar ratio. To obtain an aqueous gel. Next, hydrothermal synthesis was carried out using an aqueous gel under the conditions of 10 atm, 150 ° C. and 350 hours, and then the synthetic product was subjected to a calcination treatment to remove TPA to obtain fine granular ZSM-5 zeolite. This ZSM
-5 zeolite SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is 35.
It was 2.

【0017】未改質ZSM−5ゼオライトに、次のよう
な処理を施して、例1,2の改質ZSM−5ゼオライト
を得た。
The unmodified ZSM-5 zeolite was treated as follows to obtain the modified ZSM-5 zeolites of Examples 1 and 2.

【0018】例1の改質ZSM−5ゼオライトは、未改
質ZSM−5ゼオライトに、それと同量の純水を加えて
得られた湿潤ZSM−5ゼオライトを、800℃の雰囲
気に3時間保持し、次いで90℃HCl溶液の規定度
5N、90℃恒温保持時間20時間の条件下で改質処理
を行ったものである。例1の粒径は1〜3μmである。
The modified ZSM-5 zeolite of Example 1 was prepared by adding the same amount of pure water to the unmodified ZSM-5 zeolite and maintaining the wet ZSM-5 zeolite in an atmosphere of 800 ° C. for 3 hours. Then 90 ° C HCl solution normality
The modification treatment was performed under the conditions of a 5 N, 90 ° C. constant temperature holding time of 20 hours. The particle size of Example 1 is 1-3 μm.

【0019】例2の改質ZSM−5ゼオライトは、未改
質ZSM−5ゼオライトに、それと同量の純水を加えて
得られた湿潤ZSM−5ゼオライトを、500℃の雰囲
気に3時間保持し、次いで例1と同様の改質処理を行
い、その後前記雰囲気保持および改質処理を2回繰返し
たものである。例2の粒径は4〜7μmである。
The modified ZSM-5 zeolite of Example 2 was prepared by adding the same amount of pure water to the unmodified ZSM-5 zeolite and maintaining the wet ZSM-5 zeolite in an atmosphere of 500 ° C. for 3 hours. Then, the same modification treatment as in Example 1 was performed, and then the atmosphere holding and the modification treatment were repeated twice. The particle size of Example 2 is 4-7 μm.

【0020】図1は、未改質ZSM−5ゼオライトのX
線回折結果を示す。
FIG. 1 shows the X of unmodified ZSM-5 zeolite.
The line diffraction result is shown.

【0021】格子面間隔が4.0Å以上である第1の結
晶面群の各ピークは角2θが2θ≦22°に現われ、し
たがって第1の結晶面群には、(101)面/(01
1)面、(200)面/(020)面、(102)面、
(301)面、(202)面、(232)面が含まれ
る。ここで、ミラー指数h,k,lがそれぞれ2以下で
ある複数の結晶面CF1 には(101)面/(011)
面、(200)面/(020)面、(102)面、(2
02)面が該当する。これらの結晶面CF1 はZSM−
5ゼオライト特有の空洞構造の周期性に起因する結晶面
である。
Each peak of the first crystal plane group having a lattice spacing of 4.0 Å or more appears at an angle 2θ of 2θ ≦ 22 °. Therefore, in the first crystal plane group, (101) plane / (01
1) plane, (200) plane / (020) plane, (102) plane,
The (301) plane, the (202) plane, and the (232) plane are included. Here, a plurality of crystal planes CF 1 having Miller indices h, k, and 1 of 2 or less are (101) plane / (011)
Plane, (200) plane / (020) plane, (102) plane, (2
02) surface is applicable. These crystal planes CF 1 are ZSM-
5 This is a crystal plane due to the periodicity of the cavity structure peculiar to zeolite.

【0022】格子面間隔が3Å以上、4Å未満である第
2の結晶面群の各ピークは角2θが22°<2θ≦30
°に現われ、したがって第2の結晶面群には(501)
面、(303)面、(133)面が含まれる。この第2
の結晶面群のうち、最大X線反射強度を示す結晶面CF
2 には(501)面が該当する。この(501)面はZ
SM−5ゼオライトの基本骨格構造に起因する結晶面で
ある。
Each peak of the second crystal plane group having a lattice plane spacing of 3 Å or more and less than 4 Å has an angle 2θ of 22 ° <2θ ≦ 30.
Appearing in °, and therefore the second crystallographic group is (501)
Planes, (303) planes, and (133) planes are included. This second
Out of the crystal plane group, the crystal plane CF showing the maximum X-ray reflection intensity
The (501) plane corresponds to 2. This (501) plane is Z
It is a crystal plane resulting from the basic skeleton structure of SM-5 zeolite.

【0023】図2,3は、例1,2の改質ZSM−5ゼ
オライトのX線回折結果をそれぞれ示す。図1と図2お
よび図3とを比較すると、前記結晶面CF1 のX線反射
強度I(cps)は、未改質ZSM−5ゼオライトの結
晶面CF1 のX線反射強度I 0 (cps)よりも増加し
ていることが判る。
FIGS. 2 and 3 show the modified ZSM-5 Ze of Examples 1 and 2.
The X-ray diffraction results of olite are shown respectively. 1 and 2
3 and FIG. 3, the crystal plane CF1X-ray reflection
The strength I (cps) is the binding of unmodified ZSM-5 zeolite.
Crystal face CF1X-ray reflection intensity I 0More than (cps)
You can see that

【0024】表1は、例1,例2の改質ZSM−5ゼオ
ライトの結晶面CF1 、したがって(101)/(01
1)面等におけるX線反射強度の増加率および結晶面C
2、したがって(501)面のX線反射強度の変化率
を示す。これら増加率および変化率は{(I−I0 )×
0 }×100(%)として求められた。
Table 1 shows the crystal plane CF 1 of the modified ZSM-5 zeolites of Examples 1 and 2, thus (101) / (01
1) Increasing rate of X-ray reflection intensity on crystal planes and crystal plane C
The change rate of the X-ray reflection intensity of F 2 and thus the (501) plane is shown. The rate of increase and the rate of change are {(I−I 0 ) ×
It was calculated | required as I0 } * 100 (%).

【0025】[0025]

【表1】 例1,2の改質ZSM−5ゼオライトおよび未改質ZS
M−5ゼオライトについて、大気中、加熱温度 600
〜1100℃、加熱時間 18時間の条件で熱劣化テス
トを行い、次いで、例1等についてCu−Kα線による
粉末X線回折を行って熱による結晶の破壊状態を観察し
たところ、表2の結果を得た。
[Table 1] Modified ZSM-5 zeolites of Examples 1 and 2 and unmodified ZS
Regarding M-5 zeolite, heating temperature 600 in air
The heat deterioration test was conducted under the conditions of ˜1100 ° C. and heating time of 18 hours, and then powder X-ray diffraction by Cu—Kα ray was carried out for Example 1 and the like to observe the state of crystal destruction by heat. Got

【0026】表2において、「○」印は、テスト後にお
いてもX線反射強度に変化がなかった場合を示し、また
「△」印はテスト後におけるX線反射強度の低下率が1
0%未満である場合を示し、さらに「×」印はテスト後
におけるX線反射強度の低下率が10%以上である場合
を示す。
In Table 2, "○" indicates that the X-ray reflection intensity did not change even after the test, and "△" indicates that the decrease rate of the X-ray reflection intensity after the test was 1.
It shows the case where it is less than 0%, and the mark "x" shows the case where the reduction rate of the X-ray reflection intensity after the test is 10% or more.

【0027】[0027]

【表2】 表1,2から明らかなように、例1,2の改質ZSM−
5ゼオライトにおいては、複数の結晶面CF1 の少なく
とも1つの結晶面f、これらの例では全結晶面、即ち、
(101)面、(200)面、(102)面および(2
02)面におけるX線反射強度の増加率が4%以上であ
ることに起因して、耐熱温度は1000℃に向上してい
る。
[Table 2] As is clear from Tables 1 and 2, the modified ZSM-of Examples 1 and 2
In 5 zeolite, at least one crystal face f of the plurality of crystal faces CF 1 , in these examples all crystal faces, that is,
(101) plane, (200) plane, (102) plane and (2
Due to the fact that the increase rate of the X-ray reflection intensity on the (02) plane is 4% or more, the heat resistant temperature is improved to 1000 ° C.

【0028】また例1,2の改質ZSM−5ゼオライト
においては、結晶面CF2 、したがって(501)面に
おけるX線反射強度の変化率は僅少であって、そのX線
反射強度は未改質ZSM−5ゼオライトのそれに略等し
い。これにより、前記熱劣化テストによっても、100
0℃以下の温度範囲ではZSM−5ゼオライトの基本骨
格構造が殆ど破壊されていないことが判る。
Further, in the modified ZSM-5 zeolites of Examples 1 and 2 , the change rate of the X-ray reflection intensity on the crystal plane CF 2 and hence on the (501) plane was small, and the X-ray reflection intensity was not modified. Quality ZSM-5 zeolite. As a result, 100
It can be seen that the basic skeleton structure of ZSM-5 zeolite is hardly destroyed in the temperature range of 0 ° C or lower.

【0029】以上の事実から、例1,2の耐熱性改質ゼ
オライトは、ZSM−5ゼオライト、したがってゼオラ
イトの基本骨格構造には影響を与えずに、ゼオライト特
有の空洞構造の周期性に起因した結晶面CF1 のみに変
化を与えたものであるといえる。それ故に、改質処理に
より結晶面CF1 のX線反射強度が向上しても、結晶面
CF2 のX線反射強度が低下する場合には、改質ゼオラ
イトの耐熱性は低下する。 〔例−II〕この例では、未改質ゼオライトとして、市販
の粉末状Na型未改質モルデナイト(SiO2 /Al2
3 モル比=16.6)を用いた。表3は、例3,4の
改質モルデナイトの、改質処理における90℃HCl溶
液の規定度および90℃恒温保持時間を示す。例3,4
の粒径は4〜7μmである。
From the above facts, the heat-resistant modified zeolites of Examples 1 and 2 were caused by the periodicity of the cavity structure peculiar to zeolite, without affecting the ZSM-5 zeolite and therefore the basic skeleton structure of the zeolite. It can be said that only the crystal plane CF 1 is changed. Therefore, even if the X-ray reflection intensity of the crystal plane CF 1 is improved by the modification treatment, if the X-ray reflection intensity of the crystal plane CF 2 is decreased, the heat resistance of the modified zeolite is decreased. EXAMPLE -II] In this example, as the non-modified zeolite, a commercially available powdered Na-type unmodified mordenite (SiO 2 / Al 2
O 3 molar ratio = 16.6) was used. Table 3 shows the normality of the 90 ° C. HCl solution and the 90 ° C. constant temperature holding time in the modifying treatment of the modified mordenites of Examples 3 and 4. Examples 3, 4
Has a particle size of 4 to 7 μm.

【0030】[0030]

【表3】 図4は、未改質モルデナイトのX線回折結果を示す。[Table 3] FIG. 4 shows the X-ray diffraction results of unmodified mordenite.

【0031】格子面間隔が4.0Å以上である第1の結
晶面群の各ピークは角2θが2θ≦22°に現われ、し
たがって第1の結晶面群には、ミラー指数(以下、同
じ)で(110)面、(020)面、(200)面、
(111)面、(130)面、(310)面、(33
0)面/(400)面が含まれる。ここで、ミラー指数
h,k,lがそれぞれ2以下である複数の結晶面CF1
には(110)面、(020)面、(200)面、(1
11)面が該当する。これら結晶面CF1 はモルデナイ
ト特有の空洞構造の周期性に起因する結晶面である。
Each peak of the first crystal plane group having a lattice spacing of 4.0 Å or more appears at an angle 2θ of 2θ ≦ 22 °. Therefore, the first crystal plane group has a Miller index (hereinafter the same). And (110) plane, (020) plane, (200) plane,
(111) plane, (130) plane, (310) plane, (33
0) plane / (400) plane are included. Here, a plurality of crystal planes CF 1 whose Miller indices h, k, and l are 2 or less, respectively.
Has (110) plane, (020) plane, (200) plane, (1
11) Face is applicable. These crystal planes CF 1 are crystal planes due to the periodicity of the cavity structure peculiar to mordenite.

【0032】格子面間隔が3Å以上、4Å未満である第
2の結晶面群の各ピークは角2θが22°<2θ≦30
°に現われ、したがって第2の結晶面群には(150)
面、(241)面、(002)面、(202)面、(3
50)面、(132)面/(511)面/(530)面
が含まれる。この第2の結晶面群のうち最大X線反射強
度を示す結晶面CF2 には(202)面が該当する。こ
の(202)面は、主としてSiO4 四面体より構成さ
れるモルデナイトの基本骨格構造に起因する結晶面であ
る。
Each peak of the second crystal plane group having a lattice plane spacing of 3 Å or more and less than 4 Å has an angle 2θ of 22 ° <2θ ≦ 30.
Appear in °, and therefore the second group of crystal planes is (150)
Plane, (241) plane, (002) plane, (202) plane, (3
The (50) plane and the (132) plane / (511) plane / (530) plane are included. The (202) plane corresponds to the crystal plane CF 2 showing the maximum X-ray reflection intensity in the second crystal plane group. The (202) plane is a crystal plane mainly due to the basic skeleton structure of mordenite composed of SiO 4 tetrahedra.

【0033】図5,6は、例3,4の改質モルデナイト
のX線回折結果をそれぞれ示す。図4と図5および図6
とを比較すると、前記結晶面CF1 のX線反射強度I
(cps)は、未改質モルデナイトの結晶面CF1 のX
線反射強度I0 (cps)よりも増加していることが判
る。
5 and 6 show the X-ray diffraction results of the modified mordenites of Examples 3 and 4, respectively. 4 and 5 and 6
When compared with, the X-ray reflection intensity I of the crystal plane CF 1
(Cps) is X of the crystal plane CF 1 of unmodified mordenite
It can be seen that the line reflection intensity is higher than I 0 (cps).

【0034】表4は、例3,4の改質モルデナイトの結
晶面CF1 、したがって(110)面、(020)面、
(200)面等におけるX線反射強度の増加率および結
晶面CF2 、したがって(202)面のX線反射強度の
変化率を示す。これら増加率および変化率は{(I−I
0 )/I0 }×100(%)として求められた。
Table 4 shows the crystal planes CF 1 of the modified mordenites of Examples 3 and 4, and thus the (110) plane, the (020) plane,
The rate of increase in X-ray reflection intensity on the (200) plane and the like, and the rate of change in crystal plane CF 2 , and thus the X-ray reflection intensity of the (202) plane, are shown. These rate of increase and rate of change are {(II
0 ) / I 0 } × 100 (%).

【0035】[0035]

【表4】 例3,4の改質モルデナイトならびに未改質モルデナイ
トについて、大気中、加熱温度 600〜1100℃、
加熱時間 18時間の条件で熱劣化テストを行い、次い
で例3等についてCu−Kα線による粉末X線回折を行
って熱による結晶の破壊状態を観察したところ、表5の
結果を得た。
[Table 4] The modified mordenite and the unmodified mordenite of Examples 3 and 4 were heated in the air at a heating temperature of 600 to 1100 ° C.
A heat deterioration test was performed under the condition of heating time of 18 hours, and then powder X-ray diffraction by Cu-Kα ray was performed on Example 3 and the like to observe the state of crystal breakdown by heat, and the results in Table 5 were obtained.

【0036】表5において、「○」印は、テスト後にお
いてもX線反射強度に変化がなかった場合を示し、また
「△」印はテスト後におけるX線反射強度の低下率が1
0%未満である場合を示し、さらに「×」印はテスト後
におけるX線反射強度の低下率が10%以上である場合
を示す。
In Table 5, “◯” indicates that the X-ray reflection intensity did not change after the test, and “Δ” indicates that the decrease rate of the X-ray reflection intensity after the test was 1.
It shows the case where it is less than 0%, and the mark "x" shows the case where the reduction rate of the X-ray reflection intensity after the test is 10% or more.

【0037】[0037]

【表5】 表4,5から明らかなように、例3,4の改質モルデナ
イトにおいては、複数の結晶面CF1 の少なくとも1つ
の結晶面f、これらの例では全結晶面、即ち、(11
0)面、(020)面、(200)面および(111)
面におけるX線反射強度の増加率が4%以上であること
に起因して、耐熱温度は900〜1000℃に向上して
いる。
[Table 5] As is clear from Tables 4 and 5, in the modified mordenites of Examples 3 and 4, at least one crystal plane f of the plurality of crystal planes CF 1 , and in all of these examples, (11)
0) plane, (020) plane, (200) plane and (111) plane
Due to the fact that the increase rate of the X-ray reflection intensity on the surface is 4% or more, the heat resistant temperature is improved to 900 to 1000 ° C.

【0038】また例3,4の改質モルデナイトにおいて
は、結晶面CF2 、したがって(202)面におけるX
線反射強度の変化率は僅少であって、そのX線反射強度
は未改質モルデナイトのそれに略等しい。これにより、
前記熱劣化テストによっても、900〜1000℃以下
の温度範囲ではモルデナイトの基本骨格構造が殆ど破壊
されていないことが判る。
In the modified mordenites of Examples 3 and 4, the crystal plane CF 2 and therefore the X in the (202) plane were used.
The change rate of the line reflection intensity is small, and the X-ray reflection intensity is almost equal to that of the unmodified mordenite. This allows
The thermal deterioration test also shows that the basic skeleton structure of mordenite is hardly destroyed in the temperature range of 900 to 1000 ° C. or less.

【0039】B.排気ガス浄化用触媒について 図7に示す単層構造の触媒11 は、微細粒状改質ZSM
−5ゼオライトまたは改質モルデナイトと、微細粒状触
媒素子とを混合したもので、その触媒11 はハニカム体
2に担持される。
B. Catalyst 1 1 having a single-layer structure shown in FIG. 7 for the exhaust gas purifying catalyst, the fine particulate modified ZSM
-5 Zeolite or modified mordenite is mixed with fine granular catalyst elements, and the catalyst 11 is supported on the honeycomb body 2.

【0040】触媒素子は、微細粒状セラミックス製担体
と、その担体に担持された触媒用金属および触媒用金属
酸化物の少なくとも一方とよりなる。
The catalyst element comprises a fine granular ceramic carrier and at least one of a catalyst metal and a catalyst metal oxide carried on the carrier.

【0041】セラミックス製担体としては化学的に活性
なγ−Al2 3 、ZrO2 、TiO2 、SiO2 、M
gO、CeO2 等の微細粒が用いられ、また触媒用金属
および触媒用金属酸化物における金属は、周期表第Ib
族、周期表第VIIa族、鉄族および白金族の少なくとも
一つの族から選択される少なくとも一種の金属が該当す
る。周期表第Ib族にはCu、Ag、Auが含まれ、ま
た周期表第VIIa族にはMn、Te、Reが含まれ、さ
らに鉄族にはFe、Co、Niが含まれ、さらにまた白
金族にはRu、Rh、Pd、Os、Ir、Ptが含まれ
る。必要に応じて、Ce、B、La、Y、Nd、Sm、
Gd、Nb、Zr、Ni、Feおよびそれらの酸化物等
の助触媒が併用される。
As the ceramic carrier, chemically active γ-Al 2 O 3 , ZrO 2 , TiO 2 , SiO 2 and M are used.
Fine particles such as gO and CeO 2 are used, and the metal in the catalyst metal and the metal oxide for the catalyst is Ib of the periodic table.
At least one metal selected from the group, at least one group from Group VIIa of the Periodic Table, the iron group and the platinum group is applicable. The group Ib of the periodic table contains Cu, Ag and Au, the group VIIa of the periodic table contains Mn, Te and Re, and the iron group contains Fe, Co and Ni, and also platinum. The group includes Ru, Rh, Pd, Os, Ir and Pt. If necessary, Ce, B, La, Y, Nd, Sm,
A cocatalyst such as Gd, Nb, Zr, Ni, Fe and their oxides is used in combination.

【0042】前記触媒11 の製造に当っては、先ず、例
えば触媒用金属を溶解している溶液中にセラミックス製
担体を投入し、その担体表面に、主としてイオン結合に
より触媒用金属を担持させて触媒素子を製造する。次い
で、例えば改質ZSM−5ゼオライトと触媒素子とを混
合してスラリ状混合物を調製し、そのスラリ状混合物中
にハニカム体2を浸漬し、引上げた後ハニカム体2に付
着したスラリ状混合物を乾燥して触媒11 を得るもので
ある。
The hitting the preparation of the catalyst 1 1, first, for example, by dissolving a catalyst metal to ceramic carrier was introduced into the solution and, on the carrier surface, by supporting the catalyst metal mainly by ionic bonds To produce a catalytic element. Then, for example, the modified ZSM-5 zeolite and the catalyst element are mixed to prepare a slurry-like mixture, the honeycomb body 2 is immersed in the slurry-like mixture, and the slurry-like mixture adhered to the honeycomb body 2 after being pulled up is removed. The catalyst 1 1 is obtained by drying.

【0043】図8に示す二層構造の触媒12 は、例えば
改質ZSM−5ゼオライトよりなる下層31 と、その下
層31 に積層された前記同様の触媒素子よりなる上層3
2 とから構成され、その触媒12 はハニカム体2に担持
される。
[0043] Catalyst 1 2 having a two-layer structure shown in FIG. 8, for example, the lower layer 3 1 made of modified ZSM-5 zeolite, the upper layer 3 made of the same catalyst element are stacked on the lower layer 3 1
2 and the catalyst 1 2 is supported on the honeycomb body 2.

【0044】このような触媒12 の製造に当っては、先
ず、改質ZSM−5ゼオライトを含むスラリ状物を調製
し、そのスラリ状物中にハニカム体2を浸漬し、引上げ
た後ハニカム体2に付着したスラリ状物を乾燥して下層
1 を形成する。次いで、前記同様の触媒素子を含むス
ラリ状物にハニカム体2を浸漬し、引上げた後下層3 1
に付着したスラリ状物を乾燥して上層32 を形成する。
Such a catalyst 12When manufacturing
First, a slurry-like material containing modified ZSM-5 zeolite was prepared.
Then, immerse the honeycomb body 2 in the slurry and pull it up.
After that, the slurry-like material adhered to the honeycomb body 2 is dried to form a lower layer.
Three1To form. Then, a catalyst containing a catalyst element similar to the above.
After immersing the honeycomb body 2 in the slurry and pulling it up, the lower layer 3 1
The slurry-like material adhered to is dried to form the upper layer 32To form.

【0045】前記触媒11 ,12 において、触媒素子の
粒径は、0.05μm以上、5μm以下である。粒径が
0.05μm未満では、触媒素子の粒径が小さすぎるた
め排気ガスの流通性が悪化し、一方、5μmを超えると
いうことは担体の粒径が大きくなることを意味するの
で、その担体の比表面積が小さくなって触媒用金属等の
担持量が減少し、触媒活性が低下する。好ましくは、触
媒素子の粒径は0.1μm以上、2μm以下である。
In the catalysts 1 1 and 1 2 , the catalyst element has a particle size of 0.05 μm or more and 5 μm or less. If the particle size is less than 0.05 μm, the particle size of the catalyst element is too small, so that the flowability of exhaust gas deteriorates, while if it exceeds 5 μm, the particle size of the carrier becomes large. The specific surface area of is reduced, the amount of the catalyst metal supported and the like is reduced, and the catalytic activity is reduced. Preferably, the particle size of the catalyst element is 0.1 μm or more and 2 μm or less.

【0046】〔I〕改質ZSM−5ゼオライトを用いた
HC浄化用触媒について 表6は、実施例1,2および比較例1〜6の触媒の構成
を示す。表中、改質ゼオライトは改質ZSM−5ゼオラ
イトを、また未改質は未改質ZSM−5ゼオライトをそ
れぞれ意味する。助触媒としてはCeO、BaO、Zr
2 が用いられた。また実施例1,2および比較例1,
3〜6の触媒を担持するハニカム体としては、直径25
mm、長さ60mmの円筒形をなし、300セル/in3
ものが用いられた。
[I] Regarding HC Purifying Catalyst Using Modified ZSM-5 Zeolite Table 6 shows the structures of the catalysts of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 6. In the table, modified zeolite means modified ZSM-5 zeolite, and unmodified means unmodified ZSM-5 zeolite. CeO, BaO, Zr as a co-catalyst
O 2 was used. In addition, Examples 1 and 2 and Comparative Example 1,
A honeycomb body carrying 3 to 6 catalysts has a diameter of 25.
A cylindrical shape having a length of 60 mm and a size of 300 cells / in 3 was used.

【0047】[0047]

【表6】 実施例1の触媒は、改質ZSM−5ゼオライトと触媒素
子との混合物より単層構造に構成され、また実施例2の
触媒は、改質ZSM−5ゼオライトよりなる下層と触媒
素子よりなる上層とから二層構造に構成されている。比
較例1の触媒は、改質ZSM−5ゼオライトに触媒用金
属をイオン交換法により担持させて構成され、また比較
例3,4の触媒は触媒素子のみから構成され、さらに比
較例5の触媒は、未改質ZSM−5ゼオライトと触媒素
子との混合物より単層構造に構成され、さらにまた比較
例6の触媒は、未改質ZSM−5ゼオライトよりなる下
層と触媒素子よりなる上層とから二層構造に構成されて
いる。
[Table 6] The catalyst of Example 1 is composed of a mixture of modified ZSM-5 zeolite and a catalytic element in a single layer structure, and the catalyst of Example 2 is a lower layer of modified ZSM-5 zeolite and an upper layer of catalytic element. It is composed of two layers. The catalyst of Comparative Example 1 is constituted by supporting a modified ZSM-5 zeolite with a metal for catalyst by an ion exchange method, and the catalysts of Comparative Examples 3 and 4 are constituted by only catalytic elements. Is composed of a mixture of unmodified ZSM-5 zeolite and a catalytic element in a single layer structure, and the catalyst of Comparative Example 6 is composed of a lower layer composed of unmodified ZSM-5 zeolite and an upper layer composed of a catalytic element. It has a two-layer structure.

【0048】比較例2の触媒は、第1ハニカム体に担持
された改質ZSM−5ゼオライトと第2ハニカム体に担
持された触媒素子とより構成され、第1ハニカム体は排
気系の上流側に、また第2ハニカム体はその下流側にそ
れぞれ配設される。両ハニカム体間の間隔は5mmに設定
された。それらハニカム体は、長さが30mmであること
を除いて、前記のものと同一構造を有する。
The catalyst of Comparative Example 2 is composed of the modified ZSM-5 zeolite supported on the first honeycomb body and the catalyst element supported on the second honeycomb body, and the first honeycomb body is on the upstream side of the exhaust system. And the second honeycomb body is arranged on the downstream side thereof. The spacing between both honeycomb bodies was set to 5 mm. The honeycomb bodies have the same structure as described above, except that the length is 30 mm.

【0049】実施例1および比較例1〜4の触媒につい
て、それらの初期性能を調べるため、次のようなHC浄
化テストを行い、各触媒によるHC浄化率を測定したと
ころ、図9の結果を得た。
In order to investigate the initial performance of the catalysts of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4, the following HC purification test was conducted and the HC purification rate by each catalyst was measured. Obtained.

【0050】前記テストは、組成が、0.5体積%
2 、400ppm HC(C3 6 )、500ppm NO、
5000ppm CO、14体積%CO2 、1700ppm H
2 、10体積%H2 Oおよび残部N2 であるテスト用ガ
スを、各ハニカム体(比較例2では第1,第2ハニカム
体)内に空間速度(S.V.)20000h-1で流通さ
せると共にテスト用ガスの温度を50〜350℃まで昇
温速度3〜15℃/sec で昇温させ、この間のHC浄化
率を測定することによって行われた。
The above test shows that the composition is 0.5% by volume.
O 2 , 400 ppm HC (C 3 H 6 ), 500 ppm NO,
5000ppm CO, 14vol% CO 2 , 1700ppm H
2 , 10% by volume H 2 O and the balance N 2 were passed through each honeycomb body (first and second honeycomb bodies in Comparative Example 2) at a space velocity (S.V.) of 20000 h −1 . The temperature of the test gas was raised to 50 to 350 ° C. at a heating rate of 3 to 15 ° C./sec, and the HC purification rate was measured during this period.

【0051】図9において、線aが実施例1の触媒に、
また線b〜eが比較例1〜4の触媒にそれぞれ該当す
る。線fはガス温度を示す。図9より、線aで示す実施
例1および線bで示す比較例1の両触媒は、ガス温度の
低い領域から高い領域に亘って高いHC浄化率を有する
ことが判る。これは、ガス温度の低い領域では改質ZS
M−5ゼオライトが高捕集率で低温のHCを吸着する機
能を発揮し、またガス温度の高い領域では触媒素子が高
いHC浄化能を発揮することに起因する。
In FIG. 9, the line a indicates the catalyst of Example 1,
Lines b to e correspond to the catalysts of Comparative Examples 1 to 4, respectively. Line f shows the gas temperature. From FIG. 9, it can be seen that both the catalysts of Example 1 shown by line a and Comparative example 1 shown by line b have a high HC purification rate from a low gas temperature region to a high gas temperature region. This is because the reformed ZS is used in the region where the gas temperature is low.
This is because the M-5 zeolite exhibits a function of adsorbing low-temperature HC with a high collection rate, and that the catalyst element exhibits a high HC purification ability in a region where the gas temperature is high.

【0052】線cで示す比較例2の触媒の場合、ガス温
度の低い領域ではHC浄化率が高いが、ガス温度の高い
領域では第2ハニカム体に担持された触媒素子の温度上
昇が第1ハニカム体によって妨げられるためHC浄化率
が低い。線d,eで示す比較例3,4の触媒は、ガス温
度の低い領域においてHC吸着能を持たないので、HC
浄化率が低い。
In the case of the catalyst of Comparative Example 2 indicated by the line c, the HC purification rate is high in the region where the gas temperature is low, but in the region where the gas temperature is high, the temperature rise of the catalyst element carried by the second honeycomb body is the first. Since it is hindered by the honeycomb body, the HC purification rate is low. Since the catalysts of Comparative Examples 3 and 4 indicated by the lines d and e have no HC adsorption ability in the region where the gas temperature is low,
The purification rate is low.

【0053】次に、実施例1,2および比較例1,3〜
6の触媒をエンジンの排気系に配設して、900℃の高
温下に20時間保持し、その後、各触媒の耐久テスト後
の性能を調べるため、前記同様のHC浄化テストを行
い、各触媒によるHC浄化率を測定したところ、図10
の結果を得た。
Next, Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 3 to
The catalyst No. 6 was placed in the exhaust system of the engine and kept at a high temperature of 900 ° C. for 20 hours, and thereafter, in order to examine the performance after the durability test of each catalyst, the same HC purification test as described above was conducted. When the HC purification rate was measured by
Got the result.

【0054】図10における各線と各触媒との関係は表
7の通りである。線fは前記同様にガス温度を示す。
Table 7 shows the relationship between each line in FIG. 10 and each catalyst. The line f shows the gas temperature as described above.

【0055】[0055]

【表7】 図10より、線a1 ,g1 で示す実施例1,2の触媒は
線b1 ,e1 ,d1 ,h1 ,k1 で示す比較例1,3〜
6の触媒に比べて耐久テスト後のHC浄化率が高い。こ
れは、実施例1,2における改質ZSM−5ゼオライト
の耐熱性が良好であることから、両触媒が優れた高温耐
久性を有することに他ならない。特に、線g1 で示す実
施例2の二層構造触媒の方が、線a1 で示す実施例1の
単層構造触媒よりも高い触媒活性を備えている。
[Table 7] From FIG. 10, the catalysts of Examples 1 and 2 shown by lines a 1 and g 1 are comparative examples 1 and 3 shown by lines b 1 , e 1 , d 1 , h 1 and k 1 respectively.
The HC purification rate after the durability test is higher than that of the catalyst of No. 6. This is nothing but that both catalysts have excellent high-temperature durability because the modified ZSM-5 zeolites of Examples 1 and 2 have good heat resistance. In particular, the two-layer structure catalyst of Example 2 shown by the line g 1 has higher catalytic activity than the single-layer structure catalyst of Example 1 shown by the line a 1 .

【0056】線b1 で示す比較例1の触媒の場合、前記
耐久テストにおいて改質ZSM−5ゼオライトが耐熱性
を発揮するため、ガス温度の低い領域では改質ZSM−
5ゼオライトのHC吸着能を得て高いHC浄化率を示す
が、前記耐久テストにおいて触媒用金属であるPdの焼
結が発生していることに起因して、ガス温度の高い領域
ではHC浄化率が低い。線d1 で示す比較例3の触媒の
場合、もともと触媒用金属であるPt,Rhの担持量が
少ない上に、前記耐久テストにより熱劣化しているため
耐久テスト前に比べてHC浄化率が大幅に低下する。線
1 で示す比較例4の触媒の場合、前記耐久テストによ
る熱劣化の程度が比較的小さいため、HC浄化率の低下
は小幅である。線h1 ,k1 で示す比較例5,6の触媒
の場合、前記耐熱テストによって未改質ZSM−5ゼオ
ライトが熱劣化するため、HC浄化率が低い。
In the case of the catalyst of Comparative Example 1 shown by the line b 1 , the modified ZSM-5 zeolite exhibits heat resistance in the above durability test, so that the modified ZSM-zeolite is used in the low gas temperature region.
5 shows high HC purification rate by obtaining HC adsorption capacity of zeolite, but due to sintering of Pd, which is a metal for catalyst, in the durability test, HC purification rate in high gas temperature region Is low. In the case of the catalyst of Comparative Example 3 shown by the line d 1 , the amount of Pt and Rh that are catalyst metals was originally small, and the HC purification rate was higher than that before the durability test because it was thermally deteriorated by the durability test. Drastically reduced. In the case of the catalyst of Comparative Example 4 shown by the line e 1 , the degree of heat deterioration due to the durability test is relatively small, and therefore the decrease in the HC purification rate is small. In the case of the catalysts of Comparative Examples 5 and 6 indicated by the lines h 1 and k 1 , the unmodified ZSM-5 zeolite is thermally deteriorated by the heat resistance test, so that the HC purification rate is low.

【0057】図11は、FTP LA−4モードにおけ
るエンジン(排気量2000cc)始動後の経過時間と
HCの排出レベルとの関係を示す。図中、線m,a2
2はエンジンから排出されるHC成分の変化を示し、
線mが触媒を用いなかった場合に、線a2 が前記耐久テ
スト後の実施例1の触媒を用いた場合に、線d2 が前記
耐久テスト後の比較例3の触媒を用いた場合にそれぞれ
該当する。
FIG. 11 shows the relationship between the elapsed time after starting the engine (displacement of 2000 cc) and the emission level of HC in the FTP LA-4 mode. In the figure, lines m, a 2 ,
d 2 represents the change of the HC component discharged from the engine,
When the line a 2 uses the catalyst of Example 1 after the durability test, the line m 2 does not use the catalyst, and the line d 2 uses the catalyst of Comparative Example 3 after the durability test. Applicable to each

【0058】図11から明らかなように、線a2 で示す
ように実施例1の触媒を用いると、線d2 で示す比較例
3の触媒を用いた場合に比べて、HCの排出レベルを5
0%以上低減することができる。
As is apparent from FIG. 11, when the catalyst of Example 1 shown by line a 2 is used, the emission level of HC is higher than that when the catalyst of Comparative Example 3 shown by line d 2 is used. 5
It can be reduced by 0% or more.

【0059】〔II〕改質ゼオライトを用いたNOx浄化
用触媒について 表8は、実施例3〜7および比較例7,8の触媒の構成
を示す。表中、改質ゼオライトは、改質ZSM−5ゼオ
ライト(例1)または改質モルデナイト(例3)を意味
し、また未改質は未改質ZSM−5ゼオライトを意味す
る。各触媒を担持するハニカム体としては、前記同様に
直径25mm、長さ60mmの円筒形をなし、300セル/
in3 のものが用いられた。
[II] NOx Purifying Catalyst Using Modified Zeolite Table 8 shows the structures of the catalysts of Examples 3 to 7 and Comparative Examples 7 and 8. In the table, modified zeolite means modified ZSM-5 zeolite (Example 1) or modified mordenite (Example 3), and unmodified means unmodified ZSM-5 zeolite. As a honeycomb body supporting each catalyst, a cylindrical shape having a diameter of 25 mm and a length of 60 mm was formed in the same manner as described above, and 300 cells /
in 3 was used.

【0060】[0060]

【表8】 実施例3〜5の触媒は、改質ZSM−5ゼオライトと触
媒素子との混合物より単層構造に構成され、また実施例
6の触媒は、ZSM−5ゼオライトよりなる下層と触媒
素子よりなる上層とから二層構造に構成され、さらに実
施例7の触媒は、改質モルデナイトと触媒素子との混合
物より単層構造に構成されている。
[Table 8] The catalysts of Examples 3 to 5 are composed of a mixture of the modified ZSM-5 zeolite and the catalyst element in a single layer structure, and the catalyst of Example 6 is the lower layer of ZSM-5 zeolite and the upper layer of the catalyst element. And a two-layer structure, and the catalyst of Example 7 has a single-layer structure of a mixture of modified mordenite and a catalytic element.

【0061】比較例7の触媒は、未改質ZSM−5ゼオ
ライトに触媒用金属をイオン交換法により担持させて構
成され、また比較例8の触媒は、未改質ZSM−5ゼオ
ライトと触媒素子との混合物より単層構造に構成されて
いる。
The catalyst of Comparative Example 7 was constituted by supporting a catalytic metal on unmodified ZSM-5 zeolite by an ion exchange method, and the catalyst of Comparative Example 8 was composed of unmodified ZSM-5 zeolite and a catalytic element. It is composed of a mixture of a single layer structure.

【0062】実施例5,6および比較例7,8の触媒に
ついて、それらの初期性能を調べるため、次のような希
薄NOx浄化テストを行い、各触媒におけるガス温度と
NOx浄化率との関係を調べたところ、図12の結果を
得た。
In order to examine the initial performance of the catalysts of Examples 5 and 6 and Comparative Examples 7 and 8, the following lean NOx purification test was conducted, and the relationship between the gas temperature and the NOx purification rate of each catalyst was determined. Upon examination, the results shown in FIG. 12 were obtained.

【0063】前記テストは、組成が、10体積%O2
800ppm HC(C3 6 )、800ppm NO、0.1
体積%CO、10体積%CO2 、500ppm H2 、10
体積%H2 Oおよび残部N2 であるテスト用ガスを、各
ハニカム体内に空間速度(S.V.)20000h-1
流通させると共にテスト用ガスの温度を25〜400℃
まで昇温速度10〜40℃/min で昇温させ、この間の
NOx浄化率を測定することによって行われた。
The above test was conducted with the composition of 10% by volume O 2 .
800ppm HC (C 3 H 6) , 800ppm NO, 0.1
Volume% CO, 10 volume% CO 2 , 500 ppm H 2 , 10
A test gas of volume% H 2 O and the balance of N 2 was passed through each honeycomb body at a space velocity (SV) of 20000 h −1 and the temperature of the test gas was 25 to 400 ° C.
The temperature was raised at a heating rate of 10 to 40 ° C./min and the NOx purification rate was measured during this period.

【0064】図12において、線n,oは実施例5,6
の触媒にそれぞれ該当し、また線p,qは比較例7,8
の触媒にそれぞれ該当する。図12から明らかなよう
に、各触媒は比較的良好な初期性能を有する。
In FIG. 12, lines n and o represent the fifth and sixth embodiments.
And the lines p and q correspond to Comparative Examples 7 and 8, respectively.
Of the catalysts. As is apparent from FIG. 12, each catalyst has relatively good initial performance.

【0065】次に実施例3〜7および比較例7,8の触
媒をエンジンの排気系に配設して、700℃の高温下に
20時間保持し、その後、各触媒の耐久テスト後の性能
を調べるため、前記同様のNOx浄化テストを行い、各
触媒によるNOx浄化率を測定したところ、図13の結
果を得た。
Next, the catalysts of Examples 3 to 7 and Comparative Examples 7 and 8 were placed in the exhaust system of the engine and kept at a high temperature of 700 ° C. for 20 hours, after which the performance of each catalyst after a durability test. In order to investigate the above, a NOx purification test similar to the above was conducted, and the NOx purification rate by each catalyst was measured, and the results in FIG. 13 were obtained.

【0066】図13における各線と各触媒との関係は表
9の通りである。
Table 9 shows the relationship between each line in FIG. 13 and each catalyst.

【0067】[0067]

【表9】 図13から明らかなように、線r1 ,s1 ,n1
1 ,t1 で示す実施例3〜7の触媒は、線p1 ,q1
で示す比較例7,8の触媒に比べて耐久テスト後のNO
x浄化率が高い。これは、実施例3〜7における改質Z
SM−5ゼオライトおよび改質モルデナイトの耐熱性が
良好であることから、各触媒が優れた高温耐久性を有す
ることに他ならない。また前記同様に、線o1 で示す実
施例6の二層構造触媒は、線r1 等で示す実施例3等の
単層構造触媒よりも高い触媒活性を備えている。
[Table 9] As is clear from FIG. 13, the lines r 1 , s 1 , n 1 ,
The catalysts of Examples 3 to 7 indicated by o 1 and t 1 have the lines p 1 and q 1.
NO after the durability test compared with the catalysts of Comparative Examples 7 and 8 shown in
x High purification rate. This is the modified Z in Examples 3-7.
Since the SM-5 zeolite and the modified mordenite have good heat resistance, each catalyst has excellent high temperature durability. Further, similarly to the above, the two-layer structure catalyst of Example 6 shown by the line o 1 has higher catalytic activity than the single-layer structure catalyst of Example 3 shown by the line r 1 etc.

【0068】[0068]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、エンジン
始動直後から高い排気ガス浄化能を発揮し、また優れた
高温耐久性を有すると共に構成の簡素化を達成した排気
ガス浄化用触媒を提供することができる。
According to the invention described in claim 1, there is provided an exhaust gas purifying catalyst which exhibits a high exhaust gas purifying ability immediately after the engine is started, has an excellent high temperature durability and has a simplified structure. Can be provided.

【0069】請求項2記載の発明によれば、前記の場合
よりも高い触媒活性を有する排気ガス浄化用触媒を提供
することができる。
According to the second aspect of the present invention, it is possible to provide an exhaust gas purifying catalyst having a higher catalytic activity than the above case.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】未改質ZSM−5ゼオライトのX線回折図であ
る。
FIG. 1 is an X-ray diffraction pattern of unmodified ZSM-5 zeolite.

【図2】例1の改質ZSM−5ゼオライトのX線回折図
である。
2 is an X-ray diffractogram of the modified ZSM-5 zeolite of Example 1. FIG.

【図3】例2の改質ZSM−5ゼオライトのX線回折図
である。
FIG. 3 is an X-ray diffraction pattern of the modified ZSM-5 zeolite of Example 2.

【図4】未改質モルデナイトのX線回折図である。FIG. 4 is an X-ray diffraction pattern of unmodified mordenite.

【図5】例3の改質モルデナイトのX線回折図である。5 is an X-ray diffraction diagram of modified mordenite of Example 3. FIG.

【図6】例4の改質モルデナイトのX線回折図である。6 is an X-ray diffraction pattern of modified mordenite of Example 4. FIG.

【図7】単層構造の触媒を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a catalyst having a single layer structure.

【図8】二層構造の触媒を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a catalyst having a two-layer structure.

【図9】各触媒の初期性能テストにおけるガス流通開始
後の経過時間とHC浄化率との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the elapsed time after the start of gas distribution and the HC purification rate in the initial performance test of each catalyst.

【図10】各触媒の耐久テスト後におけるガス流通開始
後の経過時間とHC浄化率との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the elapsed time after the start of gas distribution and the HC purification rate after the durability test of each catalyst.

【図11】FTP LA−4モードにおけるエンジン始
動後の経過時間とHCの排出レベルとの関係を示すグラ
フである。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the elapsed time after the engine is started and the HC emission level in the FTP LA-4 mode.

【図12】各触媒の初期性能テストにおけるガス温度と
NOx浄化率との関係を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the gas temperature and the NOx purification rate in the initial performance test of each catalyst.

【図13】各触媒の耐久テスト後におけるガス温度とN
Ox浄化率との関係を示すグラフである。
FIG. 13: Gas temperature and N after durability test of each catalyst
It is a graph which shows the relationship with Ox purification rate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ,12 触媒 2 ハニカム体 31 下層 32 上層1 1 , 1 2 catalyst 2 honeycomb body 3 1 lower layer 3 2 upper layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 一秀 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 藤澤 義和 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuhide Terada 1-4-1, Chuo, Wako-shi, Saitama, Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Yoshikazu Fujisawa 1-4-1, Chuo, Wako-shi, Saitama No. Stock Company Honda Technical Research Institute

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 改質結晶性アルミノケイ酸塩と触媒素子
との混合物より構成され、前記改質結晶性アルミノケイ
酸塩は、格子面間隔が4.0Å以上である第1の結晶面
群において、ミラー指数h,k,lがそれぞれ2以下で
ある複数の結晶面CF1 のうち少なくとも1つの結晶面
fのX線反射強度が、未改質の結晶性アルミノケイ酸塩
における前記結晶面fと同一の結晶面fのX線反射強度
よりも4%以上増加するように改質処理を施されてお
り、前記触媒素子は、セラミックス製担体と、その担体
に担持された触媒用金属および触媒用金属酸化物の少な
くとも一方とよりなり、前記触媒用金属および金属酸化
物を構成する金属は周期表第Ib族、周期表第VIIa
族、鉄族および白金族の少なくとも1つの族から選択さ
れる少なくとも一種の金属であることを特徴とする排気
ガス浄化用触媒。
1. A mixture of a modified crystalline aluminosilicate and a catalytic element, wherein the modified crystalline aluminosilicate has a lattice spacing of 4.0 Å or more in a first crystal plane group, The X-ray reflection intensity of at least one crystal plane f of the plurality of crystal planes CF 1 having Miller indices h, k, and 1 of 2 or less is the same as the crystal plane f of the unmodified crystalline aluminosilicate. Is subjected to a modification treatment so as to increase by 4% or more than the X-ray reflection intensity of the crystal plane f of the catalyst element, and the catalyst element is a ceramic carrier, and the catalyst metal and the catalyst metal carried on the carrier. The metal for at least one of the oxides, which constitutes the metal for the catalyst and the metal oxide, is Group Ib of the Periodic Table, VIIa of the Periodic Table.
An exhaust gas purifying catalyst comprising at least one metal selected from at least one group selected from the group consisting of iron, iron and platinum.
【請求項2】 改質結晶性アルミノケイ酸塩よりなる下
層と、その下層に積層された触媒素子よりなる上層とか
ら構成され、前記改質結晶性アルミノケイ酸塩は、格子
面間隔が4.0Å以上である第1の結晶面群において、
ミラー指数h,k,lがそれぞれ2以下である複数の結
晶面CF1 のうち少なくとも1つの結晶面fのX線反射
強度が、未改質の結晶性アルミノケイ酸塩における前記
結晶面fと同一の結晶面fのX線反射強度よりも4%以
上増加するように改質処理を施されており、前記触媒素
子は、セラミックス製担体と、その担体に担持された触
媒用金属および触媒用金属酸化物の少なくとも一方とよ
りなり、前記触媒用金属および金属酸化物を構成する金
属は周期表第Ib族、周期表第VIIa族、鉄族および白
金族の少なくとも1つの族から選択される少なくとも一
種の金属であることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
2. A lower layer made of a modified crystalline aluminosilicate and an upper layer made of a catalyst element laminated on the lower layer, wherein the modified crystalline aluminosilicate has a lattice spacing of 4.0Å. In the above first crystal plane group,
The X-ray reflection intensity of at least one crystal plane f of the plurality of crystal planes CF 1 having Miller indices h, k, and 1 of 2 or less is the same as the crystal plane f of the unmodified crystalline aluminosilicate. Is subjected to a modification treatment so as to increase by 4% or more than the X-ray reflection intensity of the crystal plane f of the catalyst element, and the catalyst element is a ceramic carrier, and the catalyst metal and the catalyst metal carried on the carrier. The metal for the catalyst and the metal constituting the metal oxide, which is composed of at least one of oxides, is at least one selected from at least one group of Ib group, VIIa group, iron group and platinum group of the periodic table. An exhaust gas purifying catalyst characterized by being a metal of
【請求項3】 前記改質結晶性アルミノケイ酸塩とし
て、格子面間隔が3Å以上、4Å未満である第2の結晶
面群のうち、最大X線反射強度を示す結晶面CF2 のX
線反射強度が、未改質の結晶性アルミノケイ酸塩におけ
る前記結晶面CF2 と同一の結晶面CF2 のX線反射強
度に略等しいものを用いる、請求項1または2記載の排
気ガス浄化用触媒。
3. As the modified crystalline aluminosilicate, a second crystal plane group having a lattice spacing of 3 Å or more and less than 4 Å has a maximum X-ray reflection intensity of X 2 of a crystal plane CF 2 .
Line reflection intensity is used substantially equal to the X-ray reflection intensity of crystal face CF 2 identical to the crystal plane CF 2 in the crystalline aluminosilicate unmodified, for purifying exhaust gases according to claim 1 or 2, wherein catalyst.
【請求項4】 前記改質結晶性アルミノケイ酸塩は、改
質モルデナイトおよび改質ZSM−5ゼオライトの一方
である、請求項1,2または3記載の排気ガス浄化用触
媒。
4. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein the modified crystalline aluminosilicate is one of modified mordenite and modified ZSM-5 zeolite.
【請求項5】 前記触媒素子は微細粒状をなし、その粒
径は0.05μm以上、5μm以下である、請求項1,
2,3または4記載の排気ガス浄化用触媒。
5. The catalyst element is in the form of fine particles, and the particle size is 0.05 μm or more and 5 μm or less.
The exhaust gas purifying catalyst according to 2, 3, or 4.
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