JPH0724326A - 排気ガス浄化用触媒の製造方法 - Google Patents

排気ガス浄化用触媒の製造方法

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JPH0724326A
JPH0724326A JP5153366A JP15336693A JPH0724326A JP H0724326 A JPH0724326 A JP H0724326A JP 5153366 A JP5153366 A JP 5153366A JP 15336693 A JP15336693 A JP 15336693A JP H0724326 A JPH0724326 A JP H0724326A
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JP
Japan
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metal
containing silicate
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ion exchange
supported
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JP5153366A
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English (en)
Inventor
Hideji Iwakuni
秀治 岩国
Tomoji Ichikawa
智士 市川
Sumio Ueda
純緒 上田
Masaru Takato
勝 高藤
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】金属含有シリケートに担持させた活性種のシン
タリング防止に有効な活性種担持方法を提供する。 【構成】金属含有シリケートに複数種類の活性種を担持
させるにあたり、該複数種類の活性種のうちの一部を当
該金属含有シリケートにイオン交換法によって担持さ
せ、該金属含有シリケートに焼成処理を施した後に、残
部を上記イオン交換法以外の方法によって担持させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【0002】
【従来の技術】自動車エンジンの排気ガス中に含まれる
NOx(窒素酸化物)を理論空燃比よりも酸素が過剰な
雰囲気で分解除去するに適した排気ガス浄化用触媒とし
て、ゼオライトに各種の触媒活性種を担持させたものは
一般に知られている。例えば、特開平4−243545
号公報には、ゼオライト担体に活性種としてPt及びR
hの二種をイオン交換法や含浸法によって担持させるこ
とが記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の如くゼ
オライトに代表されるような金属含有シリケートに複数
種類の活性種を担持させようとした場合、それらの間で
の担持性の差から所期の量比でこれらを担持させること
が難しい。特にイオン交換法の場合、2種類以上の活性
種を所望の量比で金属含有シリケートに担持させること
は難しい。また、例えば800℃程度の高温下に晒され
ると、活性種のシンタリングを招き、触媒活性が大きく
低下するという問題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段及びその作用】本発明は、
このような課題に対して、複数種類の活性種を金属含有
シリケートに担持させるにあたって、異なる担持方法を
組合わせて採用し、その解決を図るものである。
【0005】すなわち、上記課題を解決する手段は、金
属含有シリケートに複数種類の活性種が担持された排気
ガス浄化用触媒の製造方法であって、上記複数種類の活
性種のうちの一部を上記金属含有シリケートにイオン交
換法によって担持させ、該金属含有シリケートに焼成処
理を施した後に、残部を上記イオン交換法以外の方法に
よって担持させることを特徴とする。
【0006】ここに、上記金属含有シリケートは、ゼオ
ライト(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)のようなミクロの細孔を有する結
晶質の多孔体を意味する。もちろん、上記Alに変えて
あるいはAlと共にGa、Ce、Mn、Tb等の他の金
属を骨格形成材料とする金属含有シリケートを用いるこ
ともできる。上記ゼオライトとしては、A型、X型、Y
型、ZSM−5等が好適である。
【0007】また、上記活性種としては、遷移金属であ
っても典型元素であってもよいが、遷移金属としてはC
uやCo、あるいはPt、Rh、Irのような貴金属が
好適である。
【0008】上記一部の活性種のイオン交換法による金
属含有シリケートへの担持は、例えば、活性種の塩の溶
液にゼオライトを所定時間浸漬することによって行なう
ことができ、当該イオン交換後に洗浄及び乾燥を行えば
よい。このイオン交換により、当該活性種は金属含有シ
リケートの表面だけでなく、その細孔内にも担持される
ことになる。
【0009】上記焼成処理は、上記イオン交換後の金属
含有シリケートを例えば大気中で200〜400℃に加
熱することによって行なうことができる。この焼成処理
により、上記金属含有シリケートにイオン交換担持され
ている活性種は、該金属含有シリケートに強く固着され
て安定化する。
【0010】上記焼成処理後に300〜500℃で水素
還元処理を施した場合、上記金属含有シリケートに固着
担持され酸化している活性種の還元が図れるため、触媒
活性の向上の点で有利になるとともに、該活性種のメタ
ル化が図れて金属含有シリケートへの固着がより強固な
ものになる。また、当該水素還元処理において、300
℃未満では、水素還元の効果が充分に得られず、500
℃を越えるような温度では金属含有シリケートの固体酸
性が弱くなって触媒機能が低下する。また、上記水素還
元処理に代えて不活性ガス雰囲気において同様の熱処理
を行なった場合にも、当該水素還元処理と同様の効果が
得られる。
【0011】しかして、上記複数種類の活性種のうちの
残部の活性種の金属含有シリケートへの担持は、上記イ
オン交換法以外の方法によって行なうが、そのような方
法としては、蒸発乾固法、スプレードライ法、含浸法等
を選ぶことができる。
【0012】蒸発乾固法の場合は、当該活性種の溶液と
金属含有シリケート粉末とを混合することによってスラ
リーを調製し、該スラリーを沸点以下の温度に加熱して
液体分を蒸発させていけばよい。上記スプレードライ法
の場合は、上記スラリーを噴霧して熱風と接触させれば
よい。さらに、含浸法の場合は、当該活性種の溶液に金
属含有シリケートを数時間浸漬した後、大気中で乾燥さ
せればよい。
【0013】そして、このようなイオン交換法以外の方
法により、上記残部の活性種は当該金属含有シリケート
の主として表面に担持される。
【0014】この場合、金属含有シリケートへの担持に
上記イオン交換法を用いる活性種とそれ以外の方法を用
いる活性種とは、同じ種類の活性種であっても、異なる
種類の活性種であってもよい。すなわち、上記イオン交
換法による担持には複数種類の活性種のうちからそれに
適した活性種を選ぶことになるが、最も担持量が多い活
性種については、上記イオン交換法とそれ以外の方法の
両方によって金属含有シリケートに担持させることが好
適である。また、特定種類の活性種のみをイオン交換法
によって金属含有シリケートに担持させる場合、複数種
類の活性種のうちから、イオン交換による担持が最も適
したものを選べばよい。
【0015】従って、以上のような製造方法において
は、一部の活性種については先にイオン交換法によって
金属含有シリケートに担持させるから、該金属含有シリ
ケートの細孔内にも当該活性種が担持され、1個の金属
含有シリケート粒子に多量の活性種を担持させる上で有
利になる。そして、このイオン交換法によって担持され
た活性種は、焼成処理によって金属含有シリケートの細
孔内に強く固着されるから、その後の残部の活性種の担
持の際に金属含有シリケートから離脱することが防止さ
れるとともに、触媒として使用中に高温に晒されてもシ
ンタリングすることが少ない。
【0016】
【発明の効果】従って、本発明によれば、複数種類の活
性種のうちの一部を上記金属含有シリケートにイオン交
換法によって担持させ、該金属含有シリケートに焼成処
理を施した後に、残部を上記イオン交換法以外の方法に
よって担持させるようにしたから、上記複数種類の活性
種を所期の量比で金属含有シリケートに担持させること
が容易になるとともに、活性種のシンタリングを少なく
することができる。
【0017】また、上記焼成処理後に水素還元処理を施
すようにしたものによれば、触媒活性の向上及びシンタ
リング防止の上でより有利になる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例との比較にお
いて説明する。
【0019】−触媒の調製− (実施例1)金属含有シリケートとしてのH型ZSM−
5(ケイバン比70)粉末に重量比で20倍の純水を加
え、98〜100℃で2時間撹拌することにより、その
細孔内の空気を除去した。そして、これを90℃の温度
に保って撹拌しながら、そこに0.01Mの[Pt(N
3 4 ]Cl2 を所定量滴下し、滴下終了後も90℃
で撹拌を3時間以上続けることによって、当該H型ZS
M−5のプロトンをPtによってイオン交換した。しか
る後に、このイオン交換済みのZSM−5を純水で洗浄
した後、乾燥し、大気中で300℃×4時間の焼成処理
を施し、さらに水素気流中で400℃×4時間の還元処
理を施した。
【0020】次に、上記Ptを担持させたH型ZSM−
5に、Pt、Rh及びIrをそれらの担持量が重量比で
Pt:Ir:Rh=30:10:1(総量6g/l)と
なるように蒸発乾固法によって担持させた。この場合、
蒸発乾固法によって担持させるPt量は上記イオン交換
による担持量で不足する分である。
【0021】蒸発乾固にあたっては、Ptについては上
記錯塩を用い、Irについては三塩化イリジウムを用
い、Rhについては硝酸ロジウムを用いた。すなわち、
2価白金アンミン結晶と硝酸ロジウムとについては水
(イオン交換水)に溶解し、三塩化イリジウムについて
はエタノールに分散させ、しかる後に両者を混合し、さ
らにその中に上記Pt担持H型ZSM−5粉末を加え
た。そして、室温で2時間撹拌した後、80℃で3時間
程加熱して液体分を蒸発させ、さらに、150℃の恒温
器で約6時間乾燥させ、さらに、大気中で200℃×1
6時間の活性化処理を施して、Pt、Ir及びRhがZ
SM−5に担持されてなる触媒粉末を得た。
【0022】(実施例2)上記水素気流中での還元処理
を行わなかった点を除き実施例1と同様にしてPt、I
r及びRhがZSM−5に担持されてなる触媒粉末を得
た。
【0023】(実施例3)上記水素気流中での還元処理
を300℃×4時間にした点を除き実施例1と同様にし
てPt、Ir及びRhがZSM−5に担持されてなる触
媒粉末を得た。
【0024】(実施例4)上記水素気流中での還元処理
を500℃×4時間にした点を除き実施例1と同様にし
てPt、Ir及びRhがZSM−5に担持されてなる触
媒粉末を得た。
【0025】(実施例5)上記水素気流中での還元処理
を600℃×4時間にした点を除き実施例1と同様にし
てPt、Ir及びRhがZSM−5に担持されてなる触
媒粉末を得た。
【0026】(実施例6)上記大気中での焼成処理を5
00℃×2時間とした点、及び水素気流中での還元処理
を行わなかった点を除き実施例1と同様にしてPt、I
r及びRhがZSM−5に担持されてなる触媒粉末を得
た。
【0027】(実施例7)上記実施例1の場合と同様
に、H型ZSM−5(ケイバン比70)にPtをイオン
交換によって担持させ、洗浄、乾燥、焼成及び水素還元
処理を行なってPt担持H型ZSM−5を得た。
【0028】次に、上記Pt担持H型ZSM−5に、P
t、Rh及びIrをそれらの担持量が重量比でPt:I
r:Rh=30:6:1(総量4.5g/l)となるよ
うに並流式のスプレードライ法によって担持させた。こ
の場合、スプレードライ法によって担持させるPt量は
上記イオン交換による担持量で不足する分である。
【0029】上記スプレードライにあたっては、Ptに
ついては上記錯塩を用い、Irについては三塩化イリジ
ウムを用い、Rhについては硝酸ロジウムを用いた。す
なわち、2価白金アンミン結晶と硝酸ロジウムとについ
ては水(イオン交換水)に溶解し、三塩化イリジウムに
ついてはアルコールに分散させ、しかる後に両者を混合
し、さらにその中に上記Pt担持H型ZSM−5粉末を
加えた。そして、室温で一昼夜撹拌し、さらに、60℃
で6時間撹拌した後、160℃でスプレードライして粉
末を得た。さらに、大気中で200℃×14時間の活性
化処理を施して、Pt、Ir及びRhがZSM−5に担
持されてなる触媒粉末を得た。
【0030】(比較例1)H型ZSM−5(ケイバン比
70)粉末に、Pt、Rh及びIrをそれらの担持量が
重量比でPt:Ir:Rh=30:10:1となるよう
に実施例1と同様の蒸発乾固法によって担持させた(イ
オン交換なし)。そして、200℃×16時間の活性化
処理を施した。
【0031】(比較例2)H型ZSM−5(ケイバン比
70)粉末に、Pt、Rh及びIrをそれらの担持量が
重量比でPt:Ir:Rh=30:6:1となるように
上記実施例7に記載のスプレードライ法によって担持さ
せた(イオン交換なし)。そして、200℃×14時間
の活性化処理を施した。
【0032】−ウォッシュコート− 上記各例の触媒粉末につき、各々をバインダ(水和アル
ミナ)と共に、コーディエライト製ハニカム担体にウォ
ッシュコートし、大気中で500℃×2時間の焼成を施
すことにより、実施例1〜6及び比較例の各排気ガス浄
化用触媒を調製した。
【0033】−触媒活性の評価− 上記各排気ガス浄化用触媒につき、エージング処理を施
さないフレッシュ状態のものと、800℃×8時間のエ
ージング処理を施したものとの各々に、モデルガス(自
動車エンジンのA/F=22の排気ガスに相当する)を
通じ、各々最高NOx浄化率を求めた。結果は表1にN
Ox浄化率の低下率(フレッシュ状態のNOx浄化率と
エージング後の浄化率との差の前者のNOx浄化率に対
する百分率)と共に示されている。
【0034】
【表1】
【0035】実施例2,6と比較例1とを比べると、こ
れらはイオン交換によるPtの担持及びその後の焼成処
理を有するか否かで相違するが、NOx浄化率の低下率
は実施例2,6の方が低い。このことから、上記イオン
交換によるPtの担持及びその後の焼成処理が触媒の耐
熱性向上に寄与していることがわかり、活性種のシンタ
リングが防止されているものと認められる。実施例1と
実施例2とを比べると、これらは水素気流中での還元処
理の有無で相違するが、前者の方がフレッシュ状態のN
Ox浄化率、エージング後のNOx浄化率、及びNOx
浄化率の低下率のいずれにおいても好結果を示してお
り、このことから、当該還元処理がNOx浄化率の向上
及び触媒の耐熱性の向上に寄与していることがわかる。
【0036】また、水素気流中での還元処理の温度を互
いに異なるものにした実施例1,3〜5を比べると、フ
レッシュ状態及びエージング後の各NOx浄化率の点で
は当該温度が400℃の実施例1が最も良く、NOx浄
化率の低下率の点では当該温度及び500℃の実施例4
が最も良い。実施例3及び実施例5はNOx浄化率及び
その低下率に関する結果がこの順で悪くなっている。こ
のことから、当該還元処理の温度は300〜500℃が
良く、さらに良いのは400〜500℃であることがわ
かる。
【0037】次に、スプレードライ法を採用した実施例
7及び比較例2をみると、各々のフレッシュ状態及びエ
ージング後の各NOx浄化率は、対応する実施例1及び
比較例1のそれよりも高い。これは、スプレードライ法
の場合、H型ZSM−5粒子に活性種が均一に分散担持
されたためであると認められる。また、実施例7と比較
例2とを比べて明らかなように、スプレードライ法を採
用した場合でも実施例1の場合と同様に、イオン交換に
よるPtの担持及びその後の焼成処理の効果、並びに水
素還元処理の効果が認められる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高藤 勝 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属含有シリケートに複数種類の活性種
    が担持された排気ガス浄化用触媒の製造方法であって、 上記複数種類の活性種のうちの一部を上記金属含有シリ
    ケートにイオン交換法によって担持させ、該金属含有シ
    リケートに焼成処理を施した後に、残部を上記イオン交
    換法以外の方法によって担持させることを特徴とする排
    気ガス浄化用触媒の製造方法。
  2. 【請求項2】 上記イオン交換法以外の方法は、蒸発乾
    固法である請求項1に記載の排気ガス浄化用触媒の製造
    方法。
  3. 【請求項3】 上記イオン交換法以外の方法は、スプレ
    ードライ法である請求項1に記載の排気ガス浄化用触媒
    の製造方法。
  4. 【請求項4】 上記焼成処理後、上記残部の活性種の担
    持前に、当該金属含有シリケートに300〜500℃で
    水素還元処理を施す請求項1、請求項2又は請求項3に
    記載の排気ガス浄化用触媒の製造方法。
JP5153366A 1993-06-24 1993-06-24 排気ガス浄化用触媒の製造方法 Withdrawn JPH0724326A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012521876A (ja) * 2009-03-30 2012-09-20 ズード−ケミー アーゲー 排気中のnoからno2への酸化のための抗老化触媒

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012521876A (ja) * 2009-03-30 2012-09-20 ズード−ケミー アーゲー 排気中のnoからno2への酸化のための抗老化触媒

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