JPH0699072A - Catalyst for purification of exhaust gas - Google Patents

Catalyst for purification of exhaust gas

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JPH0699072A
JPH0699072A JP4253171A JP25317192A JPH0699072A JP H0699072 A JPH0699072 A JP H0699072A JP 4253171 A JP4253171 A JP 4253171A JP 25317192 A JP25317192 A JP 25317192A JP H0699072 A JPH0699072 A JP H0699072A
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JP
Japan
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exhaust gas
catalyst
noble metal
nox
purification
Prior art date
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Application number
JP4253171A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazunobu Ishibashi
一伸 石橋
Shinichi Matsumoto
伸一 松本
Satoyuki Inui
智行 乾
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH0699072A publication Critical patent/JPH0699072A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a catalyst for purification of exhaust gas capable of efficient removal of NOx in a relatively high temp. region in an excess oxygen- contg. atmosphere such as exhaust gas from a lean combustion engine. CONSTITUTION:This catalyst for purification of exhaust gas is made of a bimetallosilicate with at least one kind of noble metal selected among Pt, Rh, Pd, Ir and Ru and Al and/or Ga introduced into the crystal lattices. A transition metal such as Cu or Co may further be carried on the bimetallosilicate by ion exchange. This catalyst is used for removal of NOx from exhaust gas contg. oxygen in excess.

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、例えば自動車の内燃機
関などから排出される排気ガス中の窒素酸化物(NOx)を
浄化する排気ガス浄化用触媒に関し、更に詳しくは希薄
燃焼エンジンからの排気ガスのような過剰酸素雰囲気下
において比較的高い温度域でNOx を効率よく浄化するこ
とができる排気ガス浄化用触媒に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst for purifying nitrogen oxides (NOx) in exhaust gas discharged from, for example, an internal combustion engine of an automobile, and more particularly to exhaust gas from a lean burn engine. The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst capable of efficiently purifying NOx in a relatively high temperature range in an excess oxygen atmosphere such as gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関から排出される排気ガス中の有
害物質である窒素酸化物(NOx)、一酸化炭素(CO)及び
炭化水素(HC)は、白金、ロジウム、パラジウム等をア
ルミナ担体上に担持させた三元触媒により除去すること
が知られている。これは、排ガスが理論空燃比になるよ
うにエンジン制御を行っているものであり、ディーゼル
エンジンのような、排気ガスが酸化雰囲気になるような
場合は、窒素酸化物の除去ができなかった。
2. Description of the Related Art Nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC), which are harmful substances in exhaust gas discharged from an internal combustion engine, have platinum, rhodium, palladium, etc. on an alumina carrier. It is known to remove by a three-way catalyst supported on. This is because engine control is performed so that the exhaust gas has a stoichiometric air-fuel ratio, and nitrogen oxides could not be removed when the exhaust gas had an oxidizing atmosphere, such as in a diesel engine.

【0003】また近年のガソリンエンジンにおいては、
低燃費化や排出炭酸ガスの低減の目的で希薄燃焼させる
ことが必要となってきているが、この希薄燃焼ガソリン
エンジンの排気ガスは、酸素過剰雰囲気であるため、上
記した従来の三元触媒は有効ではなかった。
In recent gasoline engines,
Lean combustion has become necessary for the purpose of reducing fuel consumption and reducing carbon dioxide emissions, but since the exhaust gas of this lean burning gasoline engine is an oxygen excess atmosphere, the conventional three-way catalyst described above It wasn't valid.

【0004】かかる状況下に自動車の排気ガス浄化用触
媒として、一酸化炭素(CD)及び炭化水素(HC)の酸化
と、窒素酸化物(NOx)の還元を同時に行う触媒が種々提
案されている。このような触媒として、例えば、酸素過
剰雰囲気下でのNOx 浄化触媒として貴金属イオン交換ゼ
オライト触媒(例えば特開平1−135541号公報参照)が
公知である。これは、ZSM-5などのゼオライトにPt、R
h、Pd、Ir、Ruなどの貴金属をイオン交換して調製する
ものであり、従来の三元触媒に比べて、酸素過剰下での
NOx 除去能が大きいという特長を有している。
Under such circumstances, various catalysts for purifying exhaust gas of automobiles have been proposed which simultaneously oxidize carbon monoxide (CD) and hydrocarbons (HC) and reduce nitrogen oxides (NOx). . As such a catalyst, for example, a noble metal ion-exchanged zeolite catalyst (see, for example, JP-A-1-135541) is known as a NOx purification catalyst in an oxygen excess atmosphere. This is Pt, R for ZSM-5 and other zeolites.
It is prepared by ion-exchange of noble metals such as h, Pd, Ir, and Ru.
It has the feature of high NOx removal capacity.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た貴金属イオン交換ゼオライト触媒は、そのNOx 浄化作
用温度がかなり低温側にあるという問題がある。これ
は、ゼオライトに坦持された貴金属が触媒表面近傍に存
在しているために、その酸化活性が高すぎて 200℃程度
で、炭化水素(HC)が酸化除去されてしまうために、そ
れ以上の温度ではNOx 除去ができなくなるためである。
However, the above-mentioned noble metal ion-exchanged zeolite catalyst has a problem that its NOx purification action temperature is on a considerably low temperature side. This is because the noble metal supported on the zeolite is present near the catalyst surface, and its oxidation activity is too high, and hydrocarbons (HC) are oxidized and removed at about 200 ° C. This is because NOx cannot be removed at this temperature.

【0006】かかる問題を解決するために、本発明者ら
は先に結晶格子内に白金、ロジウム、パラジウム、イリ
ジウム及びルテニウムなどの貴金属をゼオライト結晶格
子内に取り込んだ貴金属シリケートからなる酸素過剰の
排気ガス中から比較的高い温度域で窒素酸化物を除去す
る排気ガス浄化用触媒を開発した(平成4年8月11日出
願の特願平4-214334号参照)。しかしながら、この触媒
は比較的高い温度域での浄化活性を有するが、固体酸点
の発現がないために炭化水素の吸着がなく、従って排気
ガス中に存在する炭化水素が十分有効に活用されず、NO
x 浄化率が必ずしも実用上満足し得る値まで向上しなか
った。
In order to solve such a problem, the present inventors previously evacuated an oxygen-rich exhaust gas composed of a noble metal silicate in which a noble metal such as platinum, rhodium, palladium, iridium and ruthenium was incorporated in the crystal lattice of the zeolite. We have developed an exhaust gas purification catalyst that removes nitrogen oxides from gas in a relatively high temperature range (see Japanese Patent Application No. 4-214334, filed on August 11, 1992). However, although this catalyst has purifying activity in a relatively high temperature range, it does not adsorb hydrocarbons due to the absence of solid acid sites, and therefore the hydrocarbons present in the exhaust gas are not utilized effectively. , NO
x The purification rate did not necessarily improve to a practically satisfactory value.

【0007】従って、本発明は、希薄燃焼エンジンから
の排気ガスのような酸素過剰雰囲気下において比較的高
い温度域でNOx を更に効率良く浄化することができる排
気ガス浄化用触媒を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides a catalyst for purifying exhaust gas which can purify NOx more efficiently in a relatively high temperature range in an oxygen excess atmosphere such as exhaust gas from a lean burn engine. To aim.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、白金、
ロジウム、パラジウム、イリジウム及びルテニウムの中
から選ばれた少なくとも一種の貴金属と、アルミニウム
及び/又はガリウムとを結晶格子内に取り込んだバイメ
タロシリケートからなる酸素過剰の排気ガス中から窒素
酸化物を除去する排気ガス浄化用触媒が提供される。
According to the present invention, platinum,
Removal of nitrogen oxides from oxygen-excess exhaust gas consisting of bimetallosilicate in which at least one noble metal selected from rhodium, palladium, iridium and ruthenium and aluminum and / or gallium are incorporated in the crystal lattice. An exhaust gas purification catalyst is provided.

【0009】本発明に従えば、前記貴金属と、アルミニ
ウム及び/又はガリウムとを結晶格子内に取り込んだバ
イメタロシリケートに更に遷移金属をイオン交換担持せ
しめてなる酸素過剰の排気ガス中から窒素酸化物を除去
する排気ガス浄化用触媒が提供される。
According to the present invention, nitrogen oxide is contained in exhaust gas in excess of oxygen, which is obtained by further carrying out ion exchange loading of a transition metal on a bimetallosilicate in which the noble metal and aluminum and / or gallium are incorporated in a crystal lattice. There is provided an exhaust gas purifying catalyst for removing.

【0010】本発明に係る排気ガス浄化用触媒は、前述
の如く、先ずシリケート結晶格子内に、白金(Pt)、ロ
ジウム(Ph)、パラジウム(Pd)、イリジウム(Ir)又
はルテニウム(Ru)などの貴金属と、アルミニウム(A
l)及び/又はガリウム(Ga)とを組み入れる。この貴
金属含有バイメタロシリケート中の貴金属含有量は、Si
/貴金属モル比で50〜600 が好ましく、70〜200 が更に
好ましい。この比が50未満では、貴金属量が多すぎてバ
イメタロシリケートの合成ができずに表面に貴金属が存
在してしまい前記問題点の解決ができない。また、前記
Si/貴金属モル比が 600を超えると貴金属量が少なすぎ
て、十分な触媒活性を得ることができない。
As described above, the exhaust gas purifying catalyst according to the present invention has platinum (Pt), rhodium (Ph), palladium (Pd), iridium (Ir) or ruthenium (Ru) in the silicate crystal lattice. Precious metals and aluminum (A
l) and / or gallium (Ga). The noble metal content in this noble metal-containing bimetallosilicate is Si
The molar ratio of / noble metal is preferably 50 to 600, more preferably 70 to 200. If this ratio is less than 50, the amount of the noble metal is too large to synthesize the bimetallosilicate, and the noble metal is present on the surface, so that the above problems cannot be solved. Also, the above
If the Si / noble metal molar ratio exceeds 600, the amount of noble metal is too small to obtain sufficient catalytic activity.

【0011】本発明の係る排気ガス浄化用触媒のシリケ
ート結晶格子内に取り込まれるアルミニウム(Al)及び
/又はガリウム(Ga)金属はSi/金属モル比で15〜200
が好ましく、20〜100 が更に好ましい。この比が15未満
では、バイメタロシリケートの合成が困難となり、 200
を超えると、固体酸点の発現が少なくなり、所望の効果
が充分に得られないという問題がある。また、Si/(貴
金属+Al及び/又はGa)は、10以上でないと合成がうま
くできない。
The aluminum (Al) and / or gallium (Ga) metal incorporated in the silicate crystal lattice of the exhaust gas purifying catalyst according to the present invention has a Si / metal molar ratio of 15 to 200.
Is preferred, and 20-100 is more preferred. If this ratio is less than 15, the synthesis of bimetallosilicate becomes difficult and
If it exceeds, the expression of solid acid points is reduced and the desired effect cannot be sufficiently obtained. In addition, Si / (noble metal + Al and / or Ga) cannot be successfully synthesized unless it is 10 or more.

【0012】本発明の別の態様によれば、酸素過剰の排
気ガス中から窒素酸化物を除去する排気ガス浄化用触媒
は、前記貴金属並びにAl及び/又はGaをシリケート結晶
格子内に取り込んだバイメタロシリケートに銅(Cu)、
コバルト(Co)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)などの遷移
金属をイオン交換担持せしめて成る。遷移金属のイオン
交換率は、40〜160 %が好ましく、80〜120 %が更に好
ましい。例えば銅の場合、Cu/Al2 = 1.0で 100%が好
ましい。この遷移金属のイオン交換により、 400℃以下
の高温でのNOx 分解活性が著るしく向上し、更に従来の
Cuイオン交換担持ゼオライト(ZSM-5)触媒に比較して 2
50〜350 ℃付近でのNOx 分解活性も向上する。イオン交
換率が少な過ぎればこれらの効果が十分に得られず、ま
た逆に多過ぎると、性能が低下してしまう。
According to another aspect of the present invention, an exhaust gas purifying catalyst for removing nitrogen oxides from an oxygen-excessive exhaust gas is provided with a noble metal and Al and / or Ga incorporated in a silicate crystal lattice. Copper (Cu) in metallosilicate,
It is formed by ion-exchange supporting transition metals such as cobalt (Co), iron (Fe), and nickel (Ni). The ion exchange rate of the transition metal is preferably 40 to 160%, more preferably 80 to 120%. For example, in the case of copper, Cu / Al 2 = 1.0 and 100% is preferable. By this ion exchange of transition metals, NOx decomposing activity at a high temperature of 400 ° C or less is remarkably improved.
Compared to Cu ion exchange supported zeolite (ZSM-5) catalyst 2
It also improves NOx decomposing activity at around 50-350 ℃. If the ion exchange rate is too low, these effects cannot be obtained sufficiently, and conversely, if too high, the performance deteriorates.

【0013】本発明に係る排気ガス浄化用触媒を用いる
浄化方法は、前記触媒と、NOx,CO及びHCを含む排気ガ
ス、特に酸素過剰排気ガス(即ち、自動車等の内燃機関
から排出される空燃比の大きい状態(いわゆるリーン領
域)での排気ガス)を常法により接触させることにより
行うことができる。本発明に係る浄化方法において、排
気ガスを触媒層に導入する空間速度(SV)には特に制限
はないが、例えば3万〜40万/時間の範囲が活性を維持
するために望ましい。
A purification method using an exhaust gas purifying catalyst according to the present invention is a catalyst and exhaust gas containing NOx, CO and HC, particularly oxygen excess exhaust gas (that is, air exhausted from an internal combustion engine such as an automobile). This can be performed by bringing the exhaust gas in a state of a large fuel ratio (so-called lean region) into contact with each other by a usual method. In the purification method according to the present invention, the space velocity (SV) of introducing the exhaust gas into the catalyst layer is not particularly limited, but a range of 30,000 to 400,000 / hour is desirable for maintaining the activity, for example.

【0014】[0014]

【作用】本発明に従えば、従来技術の問題点である貴金
属坦持ゼオライト触媒の酸化活性を抑制するために、貴
金属と、Al及び/又はGaとを合成時に、予じめ混合し
て、シリケート結晶格子内に取り込んだ貴金属含有バイ
メタロシリケートを用いることにより、貴金属の酸化活
性を抑制させ、Al及び/又はGaの存在によって固体酸点
を発現させることによって、排気ガス中の炭化水素を有
効に活用して、比較的高い温度域で、しかも実用上十分
に許容出来るNOx 浄化率を達成することができ、前記課
題を解決することができた。本発明の別の態様によれ
ば、上記貴金属と、Al及び/又はGaとを結晶格子内に取
り込んだ貴金属含有バイメタロシリケートに更にCu,Co
などの遷移金属をイオン交換坦持せしめることにより、
400℃以上でのNOx 分解活性を若しく向上させ、しかも
従来のCuイオン交換担持ゼオライト(ZSM-5)触媒に比較
して 250℃〜 350℃での活性も向上する。
According to the present invention, in order to suppress the oxidation activity of the noble metal-supported zeolite catalyst, which is a problem of the prior art, a noble metal and Al and / or Ga are preliminarily mixed at the time of synthesis, By using the noble metal-containing bimetallosilicate incorporated in the silicate crystal lattice, the oxidation activity of the noble metal is suppressed, and the solid acid points are expressed by the presence of Al and / or Ga, so that the hydrocarbons in the exhaust gas are effective. It was possible to achieve a NOx purification rate that is practically well tolerated in a relatively high temperature range by solving the above-mentioned problems. According to another aspect of the present invention, a noble metal-containing bimetallosilicate in which the above noble metal and Al and / or Ga are incorporated into a crystal lattice is further provided with Cu, Co.
By making the transition metal such as ion-exchange supported,
The NOx decomposing activity at 400 ℃ or higher is improved, and the activity at 250 ℃ to 350 ℃ is also improved compared with the conventional Cu ion exchange supported zeolite (ZSM-5) catalyst.

【0015】[0015]

【実施例】以下、実施例によって本発明を更に説明する
が、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでな
いことは言うまでもない。
EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to examples, but it goes without saying that the scope of the present invention is not limited to these examples.

【0016】例1 メタロシリケートの合成 貴金属塩としては、H2PtCl4, Pt(NH3)4Cl2, Rh(NO3)3,
Pd(NO3)2などを用い、またアルミニウム及びガリウム塩
としては、Al(NO3)3, Ga(NO3)3を用いた。代表例とし
て、Pt, Al- バイメタロシリケート(Si/Al モル比=2
0, Si/Pt モル比=600)をあげ、その他、貴金属塩の種
類と量を変えることにより種々のバイメタロシリケート
を合成した。
Example 1 Synthetic noble metal salts of metallosilicates include H 2 PtCl 4 , Pt (NH 3 ) 4 Cl 2 , Rh (NO 3 ) 3 ,
Pd (NO 3 ) 2 and the like were used, and Al (NO 3 ) 3 and Ga (NO 3 ) 3 were used as the aluminum and gallium salts. As a typical example, Pt, Al- bimetallosilicate (Si / Al molar ratio = 2
0, Si / Pt molar ratio = 600) and various bimetallosilicates were synthesized by changing the kind and amount of noble metal salt.

【0017】 表1(Si/Al モル比=20, Si/Pt モル比=600) ───────────────────────────── 液 試 薬 ゲル用 上澄み用 ───────────────────────────── A H2O 60ml 60ml H2PtCl4 3.062ml 3.062ml NaAlO2 1.656g 1.656g H2SO4 6.2g 6.2g Al(NO3)3 3.2g 3.2g TPAB *1 5.75g 7.53g NaCl 11.95g − ────────────────────────────── B H2O 45ml 45ml 水ガラス 69g 69g ────────────────────────────── C H2O 208ml 104ml NaCl 40.59g 26.27g H2SO4 2.85g − TPAB *1 2.16g − NaOH 2.39g − ────────────────────────────── *1:テトラプロピルアンモニウムブロマイドTable 1 (Si / Al molar ratio = 20, Si / Pt molar ratio = 600) ───────────────────────────── ─ Liquid reagent Reagent for gel Supernatant ───────────────────────────── A H 2 O 60ml 60ml H 2 PtCl 4 3.062ml 3.062 ml NaAlO 2 1.656g 1.656g H 2 SO 4 6.2g 6.2g Al (NO 3 ) 3 3.2g 3.2g TPAB * 1 5.75g 7.53g NaCl 11.95g − ─────────────── ──────────────── B H 2 O 45ml 45ml Water glass 69g 69g ──────────────────────── ────── CH 2 O 208ml 104ml NaCl 40.59g 26.27g H 2 SO 4 2.85g − TPAB * 1 2.16g − NaOH 2.39g − ───────────────── ────────────── * 1: Tetrapropylammonium bromide

【0018】表1のゲル用のA液、B液及びC液はそれ
ぞれ攪拌しながら混合し、それぞれの液が溶解した後、
C液をホモジナイザーで攪拌しながら、H2SO4 又はNaOH
を滴下して液のpHを10.0±0.5 に調整した。次にこのC
液に、pH=10±0.5 に保ちながら、A液とB液を同時に
滴下し、すべての滴下及び混合が完了した後、ゲル状の
生成物を得た。これを遠心分離器(3,500rpm/min)に15分
間かけ、その上澄み液を捨てた。この操作を3回繰り返
し、得られたゲルをゲルDとする。
The solutions A, B and C for gel in Table 1 were mixed with stirring, and after the respective solutions were dissolved,
While stirring Solution C with a homogenizer, H 2 SO 4 or NaOH
Was added dropwise to adjust the pH of the solution to 10.0 ± 0.5. Then this C
Solution A and solution B were simultaneously added dropwise to the solution while maintaining pH = 10 ± 0.5, and after completion of all dropping and mixing, a gel-like product was obtained. This was placed in a centrifuge (3,500 rpm / min) for 15 minutes, and the supernatant was discarded. This operation is repeated 3 times, and the obtained gel is designated as gel D.

【0019】一方、表1の上澄み用の溶液についても、
上と全く同様にして、A,B及びC液の混合を同じpH条
件下に行ない、得られたゲル状の生成物を遠心分離器
(3,500rpm/min)にかけ、その溶液部分を上澄み液Eとす
る。
On the other hand, regarding the supernatant solution in Table 1,
In exactly the same manner as above, mixing the solutions A, B and C under the same pH conditions, and the resulting gel product was centrifuged.
(3,500 rpm / min), and the solution portion is designated as supernatant E.

【0020】次に上で得たゲルDをアルミナ乳鉢で、儡
塊を15分間行い、水分を捨てた。この操作を3回繰り返
し、前記上澄み液Eを加え、これをF液とする。このF
液をオートクレープにいれて、攪拌しながら水熱合成を
行った。その温度パターンは、160 ℃まで1℃/min 、
210℃まで0.16℃/min で昇音させた。
Next, the gel D obtained above was lump-cast for 15 minutes in an alumina mortar to remove water. This operation is repeated 3 times, the supernatant E is added, and this is designated as solution F. This F
The solution was put into an autoclave and hydrothermal synthesis was performed with stirring. The temperature pattern is 1 ℃ / min up to 160 ℃,
The sound was raised to 210 ° C at 0.16 ° C / min.

【0021】上のようにして合成された生成物を水洗
し、温度 100℃で乾燥後、 540℃で3.5 時間焼成して、
テンプレートを除去し、次に1N-NH4NO3 水溶液を用い
て、イオン交換し、 540℃で3時間焼成して、H型とす
る。
The product synthesized as above was washed with water, dried at a temperature of 100 ° C., and calcined at 540 ° C. for 3.5 hours,
The template is removed, and then ion exchange is performed using a 1N-NH 4 NO 3 aqueous solution, followed by firing at 540 ° C. for 3 hours to obtain an H type.

【0022】上と同様の方法で、表2に示す貴金属シリ
ケート触媒を合成した。さらに、比較用触媒として、H-
ZSM-5 (Si/Al=20)ゼオライトに貴金属をイオン交換担
持した触媒も調製した。
Noble metal silicate catalysts shown in Table 2 were synthesized in the same manner as above. Furthermore, as a comparative catalyst, H-
ZSM-5 (Si / Al = 20) zeolite was also prepared as a catalyst with a noble metal supported by ion exchange.

【0023】 表2 ────────────────────────────────── 触媒 金属 Si/金属(モル比) 貴金属含量(重量%) 貴金属/Al又はGa 貴金属/Al又はGa ────────────────────────────────── 1 Pt / Al 40 / 20 7.5 2 Pt / Al 100 / 20 3.0 3 Pt / Al 600 / 20 0.5 4 Pt / Al 1000 / 20 0.3 5 Pt / Al 100 / 10 3.0 6 Pt / Al 100 / 40 3.0 7 Pt / Al 100 / 100 3.0 8 Pt / Al 100 / 400 3.0 9 Pt / Ga 100 / 40 3.0 10 Pd / Al 100 / 40 1.58 11 Rh / Al 100 / 40 1.64 12 Pd / Ga 100 / 40 1.58 13 Rh / Ga 100 / 40 1.64 ────────────────────────────────── A-1 − / Al − / 20 Pt(1.67) A-2 − / Al − / 20 Rh(1.67) A-3 − / Al − / 20 Pd(1.67) A-4 Pt /− − / 100 3.0 ────────────────────────────────── B-1 Pt /− Al2O3 1.67 ────────────────────────────────── Table 2 ────────────────────────────────── Catalyst metal Si / metal (molar ratio) Noble metal content (Wt%) Noble metal / Al or Ga Noble metal / Al or Ga ─────────────────────────────────── 1 Pt / Al 40/20 7.5 2 Pt / Al 100/20 3.0 3 Pt / Al 600/20 0.5 4 Pt / Al 1000/20 0.3 5 Pt / Al 100/10 3.0 6 Pt / Al 100/40 3.0 7 Pt / Al 100/100 3.0 8 Pt / Al 100/400 3.0 9 Pt / Ga 100/40 3.0 10 Pd / Al 100/40 1.58 11 Rh / Al 100/40 1.64 12 Pd / Ga 100/40 1.58 13 Rh / Ga 100 / 40 1.64 ────────────────────────────────── A-1 − / Al − / 20 Pt (1.67) A -2 − / Al − / 20 Rh (1.67) A-3 − / Al − / 20 Pd (1.67) A-4 Pt / − − / 100 3.0 ──────────────── ─────────────────── B-1 Pt / − Al 2 O 3 1.67 ──────────────────────────────────

【0024】自動車排ガスを模したモデルガスを用いて
上記触媒のNOx 浄化特性を評価した。使用したガスの組
成は、NOx(1,000ppm), C3H6(1,000ppm), O2 (4.0%) 及
びN2(残部)で空間速度(SV)15万/hrで実施した。結
果を図1〜図5に示す。
The NOx purification characteristics of the above catalyst were evaluated using a model gas simulating automobile exhaust gas. The composition of the gas used was NOx (1,000 ppm), C 3 H 6 (1,000 ppm), O 2 (4.0%) and N 2 (the balance) at a space velocity (SV) of 150,000 / hr. The results are shown in FIGS.

【0025】先ず、図1に示すように、Pt含有バイメタ
ロシリケートはPt/ZSM-5に比べると、 300℃以上での N
Ox浄化活性が高く、Pt−シリケートに比べると、低温で
のNOx 浄化活性が若干向上している。また、図2及び図
3の結果から、Rh及びPd含有バイメタロシリケートの場
合にも、低温では、イオン交換ZSM-5 に近い活性を示
し、 300℃以上では、より高活性であることがわかる。
さらに、図4の結果から、Pt含有量が Si/Pt=40(触媒
NO.1) のように高い場合には、イオン交換 ZSM-5と同等
の活性を示し、 Si/Pt=1000(触媒NO.4) のようにPt含
有量が少ないと活性が各温度域で低いことがわかる。
First, as shown in FIG. 1, when Pt-containing bimetallosilicate is compared with Pt / ZSM-5,
The Ox purification activity is high, and the NOx purification activity at low temperatures is slightly improved compared to Pt-silicate. Also, from the results of FIGS. 2 and 3, it can be seen that even in the case of the Rh- and Pd-containing bimetallosilicate, it exhibits an activity close to that of the ion-exchange ZSM-5 at low temperatures and higher activity at 300 ° C. or higher. .
Furthermore, from the results of FIG. 4, the Pt content is Si / Pt = 40 (catalyst
NO.1) shows high activity equivalent to ion-exchange ZSM-5, and Si / Pt = 1000 (catalyst NO.4) shows low activity in each temperature range when Pt content is low. It turns out to be low.

【0026】また、図1〜図5の結果からAl含有量につ
いても、Al含有量の小さい Si/Al=400(触媒NO.8) で
は、固体酸点がほとんど発現しないためにPt−シリケー
トとほとんど同じである。一方、Alが多い領域(Si/Al=
10)では、 XRDでの同定によると、シリケート構造とな
っておらず、ここには述べなかった。
Further, from the results of FIGS. 1 to 5, as for the Al content, Si / Al = 400 (catalyst NO.8) having a small Al content causes almost no solid acid point to appear, so that Pt-silicate is obtained. Almost the same. On the other hand, the area with much Al (Si / Al =
In 10), according to the identification by XRD, it does not have a silicate structure, so it is not mentioned here.

【0027】例2 水熱合成後、H型にした貴金属含有バイメタロシリケー
トに、酢酸銅や酢酸コバルト溶液を用いて、Cu又はCoを
イオン交換した触媒を調製した。
Example 2 After hydrothermal synthesis, a catalyst in which Cu or Co was ion-exchanged was prepared by using a noble metal-containing bimetallosilicate in H form with a copper acetate or cobalt acetate solution.

【0028】例えば、H-Pt(600)-Al(20)- シリケートに
対して銅をイオン交換した触媒についてその調製方法を
以下に説明する。まず、0.2mol/lの酢酸銅水溶液を調整
し、これにアンモニア水を滴下して液のpHを11にする。
そこに、H-Pt(600)-Al(20)-シリケート粉末を混合し、1
5時間攪拌し、2〜3回洗浄ろ過を行った。これを110
℃、空気中で、5時間乾燥し、次に 500℃、空気中で、
2時間焼成する。この際、仕込量に応じて、イオン交換
率の調節を行うことができる。
For example, a method for preparing a catalyst in which copper is ion-exchanged for H-Pt (600) -Al (20) -silicate will be described below. First, a 0.2 mol / l copper acetate aqueous solution is prepared, and aqueous ammonia is added dropwise thereto to adjust the pH of the solution to 11.
H-Pt (600) -Al (20) -silicate powder was mixed there, and 1
The mixture was stirred for 5 hours and washed and filtered 2-3 times. 110 this
Dry in air at 5 ° C for 5 hours, then at 500 ° C in air,
Bake for 2 hours. At this time, the ion exchange rate can be adjusted according to the charged amount.

【0029】同様にして表3に示す組成の触媒を調製
し、例1と同様にしてこれらの触媒のNOx 浄化特性を評
価した。結果を図6及び図7に示す。
Catalysts having the compositions shown in Table 3 were prepared in the same manner, and the NOx purification characteristics of these catalysts were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIGS. 6 and 7.

【0030】 表3 ─────────────────────────────────── 触媒 金属 Si/ 金属(モル比)貴金属含量 イオン交換金属 NO. 貴金属/Al 又はGa 貴金属/Al 又はGa (重量%) 及び交換率 ─────────────────────────────────── 14 Pt / Al 100 / 20 3.0 Cu(94) 15 Pt / Al 3.0 Co(92) 16 Pt / Al 600 / 20 0.5 Cu(104) 17 Pt / Al 600 / 20 0.5 Co(100) 18 Pt / Ga 100 / 40 3.0 Cu(105) 19 Pt / Al 600 / 20 0.5 Cu(35) 20 Pt / Al 600 / 20 0.5 Cu(64) 21 Pt / Al 600 / 20 0.5 Cu(82) 22 Pt / Al 600 / 20 0.5 Cu(125) 23 Pt / Al 600 / 20 0.5 Cu(166) ─────────────────────────────────── Table 3 ─────────────────────────────────── Catalyst metal Si / metal (molar ratio) Noble metal Content Ion exchange metal NO. Noble metal / Al or Ga Noble metal / Al or Ga (wt%) and exchange rate ──────────────────────────── ──────── 14 Pt / Al 100/20 3.0 Cu (94) 15 Pt / Al 3.0 Co (92) 16 Pt / Al 600/20 0.5 Cu (104) 17 Pt / Al 600/20 0.5 Co (100) 18 Pt / Ga 100/40 3.0 Cu (105) 19 Pt / Al 600/20 0.5 Cu (35) 20 Pt / Al 600/20 0.5 Cu (64) 21 Pt / Al 600/20 0.5 Cu (82 ) 22 Pt / Al 600/20 0.5 Cu (125) 23 Pt / Al 600/20 0.5 Cu (166) ────────────────────────── ──────────

【0031】図6及び図7の結果から明らかなようにC
u又はCoをイオン交換担持させることにより 350〜50
0 ℃の高温域でCu又はCoを担持していない触媒に比べて
NOx浄化率が著しく向上している。
As is clear from the results shown in FIGS. 6 and 7, C
350 to 50 by ion-exchange supporting u or Co
Compared to the catalyst that does not support Cu or Co at high temperature of 0 ℃
The NOx purification rate is significantly improved.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明の触媒を用いれば、以上説明した
ように、希薄燃焼エンジンからの排気ガスのような過剰
酸素雰囲気下において、 250℃以上、特に 250〜400 ℃
の温度域でNOx を効率よく浄化することができる。これ
は貴金属をシリケート格子中に取り込むことによって、
酸化力を意識的に低下させて、炭化水素の酸化を抑制
し、 NOx浄化により効果的に利用し、この貴金属シリケ
ートにも認められる効果に加えて、Al又はGaを合成時に
混合し、同時に結晶中に取り込むことにより、触媒中に
固体酸点を発現させて、ハイドロカーボンの吸着量を大
きくして、 NOxの分解効率を更に高めたからである。
As described above, when the catalyst of the present invention is used, in an excess oxygen atmosphere such as exhaust gas from a lean burn engine, the temperature is 250 ° C. or higher, particularly 250 to 400 ° C.
NOx can be efficiently purified in this temperature range. This is due to the inclusion of precious metals in the silicate lattice,
By intentionally reducing the oxidizing power, suppressing the oxidation of hydrocarbons and effectively using it for NOx purification.In addition to the effect found in this noble metal silicate, Al or Ga is mixed at the time of synthesis to simultaneously crystallize. By incorporating it into the catalyst, solid acid sites are expressed in the catalyst, the amount of hydrocarbon adsorbed is increased, and the decomposition efficiency of NOx is further enhanced.

【0033】更に本発明の別の触媒のように、前記貴金
属含有バイメタロシリケートに、Cu又はCoなどの遷
移金属をイオン交換坦持させることにより、高温(400℃
以上)での NOx分解活性が著しく向上し、しかも、従来
のCu/ZSM-5触媒に比べると、貴金属を格子中にとりこむ
ことにより、 250〜350 ℃での活性が更に向上する。
Further, as in another catalyst of the present invention, the noble metal-containing bimetallosilicate is ion-exchanged with a transition metal such as Cu or Co to carry out high temperature (400 ° C.)
In the above), the NOx decomposing activity is remarkably improved, and in comparison with the conventional Cu / ZSM-5 catalyst, by incorporating the noble metal in the lattice, the activity at 250 to 350 ° C is further improved.

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

【図1】本発明及び比較のPt含有触媒の NOx浄化活性の
温度特性を示す評価結果を示すグラフ図である。
FIG. 1 is a graph showing the evaluation results showing the temperature characteristics of NOx purification activity of the Pt-containing catalysts of the present invention and comparison.

【図2】本発明に係るRh含有触媒の NOx浄化活性の温度
特性を示す評価結果を示すグラフ図である。
FIG. 2 is a graph showing the evaluation results showing the temperature characteristics of NOx purification activity of the Rh-containing catalyst according to the present invention.

【図3】本発明及び比較のPd含有触媒の NOx浄化活性の
温度特性を示す評価結果を示すグラフ図である。
FIG. 3 is a graph showing the evaluation results showing the temperature characteristics of NOx purification activity of the Pd-containing catalysts of the present invention and comparison.

【図4】本発明に係るPt含有触媒の NOx浄化活性のPt含
有量と温度の影響を示す評価結果を示すグラフ図であ
る。
FIG. 4 is a graph showing the evaluation results showing the influence of Pt content and temperature on the NOx purification activity of the Pt-containing catalyst according to the present invention.

【図5】本発明に係るPt含有触媒の NOx浄化活性のAl含
有量と温度の影響を示す評価結果を示すグラフ図であ
る。
FIG. 5 is a graph showing the evaluation results showing the influence of Al content and temperature on the NOx purification activity of the Pt-containing catalyst according to the present invention.

【図6】本発明に係るCo又はCuイオン交換触媒の NOx浄
化活性の温度特性を示す評価結果を示すグラフ図であ
る。
FIG. 6 is a graph showing the evaluation results showing the temperature characteristics of NOx purification activity of the Co or Cu ion exchange catalyst according to the present invention.

【図7】本発明に係るCuイオン交換触媒の NOx浄化活性
のCuイオン交換率の影響を示す評価結果を示すグラフ図
である。
FIG. 7 is a graph showing the evaluation results showing the influence of the Cu ion exchange rate on the NOx purification activity of the Cu ion exchange catalyst according to the present invention.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 白金、ロジウム、パラジウム、イリジウ
ム及びルテニウムの中から選ばれた少なくとも一種の貴
金属と、アルミニウム及び/又はガリウムとを結晶格子
内に取り込んだバイメタロシリケートからなる酸素過剰
の排気ガス中から窒素酸化物を除去する排気ガス浄化用
触媒。
1. An oxygen-excess exhaust gas comprising a bimetallosilicate in which at least one noble metal selected from platinum, rhodium, palladium, iridium and ruthenium and aluminum and / or gallium are incorporated in a crystal lattice. An exhaust gas purifying catalyst that removes nitrogen oxides from exhaust gas.
【請求項2】 前記バイメタロシリケートに遷移金属を
イオン交換担持せしめてなる請求項1に記載の排気ガス
浄化用触媒。
2. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein a transition metal is carried on the bimetallosilicate by ion exchange.
JP4253171A 1992-09-22 1992-09-22 Catalyst for purification of exhaust gas Pending JPH0699072A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1108849C (en) * 1999-06-23 2003-05-21 中国石油化工集团公司 Process for removing nitrogen oxide

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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