JPH0724333A - 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 - Google Patents
排気ガス浄化用触媒及びその製造方法Info
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- JPH0724333A JPH0724333A JP5167898A JP16789893A JPH0724333A JP H0724333 A JPH0724333 A JP H0724333A JP 5167898 A JP5167898 A JP 5167898A JP 16789893 A JP16789893 A JP 16789893A JP H0724333 A JPH0724333 A JP H0724333A
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Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】貴金属を活性種とするＮＯｘ浄化用触媒の排気
ガス高温時における活性の向上を図る。 【構成】触媒担体１に、金属含有シリケートに貴金属を
担持させた触媒よりなる下触媒層２と、金属含有シリケ
ートと金属酸化物との混合物に貴金属を担持させてなる
上触媒層３とを形成する。 【効果】上触媒層３のＨＣ酸化能が上記金属酸化物の存
在によって弱められ、排気ガスの高温時に、該上触媒層
３においてＮＯｘの還元分解に有効なＨＣの不完全燃焼
生成物が得られる。
ガス高温時における活性の向上を図る。 【構成】触媒担体１に、金属含有シリケートに貴金属を
担持させた触媒よりなる下触媒層２と、金属含有シリケ
ートと金属酸化物との混合物に貴金属を担持させてなる
上触媒層３とを形成する。 【効果】上触媒層３のＨＣ酸化能が上記金属酸化物の存
在によって弱められ、排気ガスの高温時に、該上触媒層
３においてＮＯｘの還元分解に有効なＨＣの不完全燃焼
生成物が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は排気ガス浄化用触媒及び
その製造方法に関する。
そ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、ゼオライトに活性種としてＰｔ及びＲｈ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。
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、ゼオライトに活性種としてＰｔ及びＲｈ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】このような触媒は、上記排気ガス中のＨＣ
を燃焼させるとともに、その過程で生ずるＨＣ燃焼中間
生成物（不完全燃焼生成物）とＮＯｘとの反応によって
該ＮＯｘを還元分解させると考えられる。
を燃焼させるとともに、その過程で生ずるＨＣ燃焼中間
生成物（不完全燃焼生成物）とＮＯｘとの反応によって
該ＮＯｘを還元分解させると考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ゼオライトの
ような金属含有シリケートにＰｔ等の貴金属を担持させ
た触媒の場合、排気ガス温度が高くなるとＮＯｘ浄化率
が低くなる。これは、高温では触媒活性点において次の
酸化反応が独立して起こり（ＨＣがＮＯｘと反応するこ
となく完全に酸化され）、該ＨＣによるＮＯｘの選択的
な還元が起こり難くなるためと考えられる。
ような金属含有シリケートにＰｔ等の貴金属を担持させ
た触媒の場合、排気ガス温度が高くなるとＮＯｘ浄化率
が低くなる。これは、高温では触媒活性点において次の
酸化反応が独立して起こり（ＨＣがＮＯｘと反応するこ
となく完全に酸化され）、該ＨＣによるＮＯｘの選択的
な還元が起こり難くなるためと考えられる。
【０００５】ＮＯ＋1/2 Ｏ2 →ＮＯ2 Ｃn Ｈm ＋(n+m/4) Ｏ2 →n ＣＯ2 ＋m/2 Ｈ2 Ｏ
【０００６】
【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、ＨＣの酸化を抑制してＨＣ燃
焼中間生成物を得ることができるようにして、ＨＣがＮ
Ｏｘの分解に有効に寄与するようにするものである。
このような課題に対して、ＨＣの酸化を抑制してＨＣ燃
焼中間生成物を得ることができるようにして、ＨＣがＮ
Ｏｘの分解に有効に寄与するようにするものである。
【０００７】すなわち、上記課題を解決する第１の手段
（請求項１記載の発明）は、触媒担体の上に上下２層の
触媒層を備えていて、排気ガス中のＮＯｘをＨＣの存在
下で分解する排気ガス浄化用触媒であって、上記上層が
下層に比べてＨＣ酸化能が低い触媒によって形成されて
いることを特徴とする排気ガス浄化用触媒である。
（請求項１記載の発明）は、触媒担体の上に上下２層の
触媒層を備えていて、排気ガス中のＮＯｘをＨＣの存在
下で分解する排気ガス浄化用触媒であって、上記上層が
下層に比べてＨＣ酸化能が低い触媒によって形成されて
いることを特徴とする排気ガス浄化用触媒である。
【０００８】当手段の場合、下層を従来の金属含有シリ
ケートに貴金属を担持させた酸化能が高い触媒として
も、上層の酸化能が低いから高温の排気ガス中のＨＣが
当該触媒との接触によって直ちに完全酸化されることを
抑えることができる。よって、この上層によって得られ
たＨＣ燃焼中間生成物を利用してＮＯｘを還元分解する
ことが可能になる。また、下層の触媒のＨＣ酸化能が高
いから、排気ガス温度が低い場合のＮＯｘの分解にも支
障はない。
ケートに貴金属を担持させた酸化能が高い触媒として
も、上層の酸化能が低いから高温の排気ガス中のＨＣが
当該触媒との接触によって直ちに完全酸化されることを
抑えることができる。よって、この上層によって得られ
たＨＣ燃焼中間生成物を利用してＮＯｘを還元分解する
ことが可能になる。また、下層の触媒のＨＣ酸化能が高
いから、排気ガス温度が低い場合のＮＯｘの分解にも支
障はない。
【０００９】上記課題を解決する第２の手段（請求項２
に記載の発明）は、上記第１の手段において、上記上層
が活性種として貴金属を有し、且つ金属酸化物が混合さ
れてなる触媒によって形成され、上記下層が金属含有シ
リケートに貴金属を活性種として担持させた触媒によっ
て形成されている点に特徴がある。
に記載の発明）は、上記第１の手段において、上記上層
が活性種として貴金属を有し、且つ金属酸化物が混合さ
れてなる触媒によって形成され、上記下層が金属含有シ
リケートに貴金属を活性種として担持させた触媒によっ
て形成されている点に特徴がある。
【００１０】ここに、上記金属含有シリケートとは、結
晶の骨格の一部を金属原子が構成していて、ミクロの細
孔を有する結晶質多孔のシリケートを意味し、ゼオライ
トがその代表的な例である。金属としてＡｌに代えて、
あるいはＡｌと共に、Ｂ、Ｇａ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃ
ｏ、Ｖ、Ｗ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉ
ｒ、Ｃｅ、Ｔｂ等を用いてなる金属含有シリケートであ
ってもよい。
晶の骨格の一部を金属原子が構成していて、ミクロの細
孔を有する結晶質多孔のシリケートを意味し、ゼオライ
トがその代表的な例である。金属としてＡｌに代えて、
あるいはＡｌと共に、Ｂ、Ｇａ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃ
ｏ、Ｖ、Ｗ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉ
ｒ、Ｃｅ、Ｔｂ等を用いてなる金属含有シリケートであ
ってもよい。
【００１１】当手段の場合、上層及び下層に活性種とし
てＨＣ酸化能が比較的高い貴金属を用いているが、上層
は金属酸化物が混合されてなるから、該金属酸化物によ
って貴金属の反応性が低下し、上記ＨＣ酸化能が低くな
る。
てＨＣ酸化能が比較的高い貴金属を用いているが、上層
は金属酸化物が混合されてなるから、該金属酸化物によ
って貴金属の反応性が低下し、上記ＨＣ酸化能が低くな
る。
【００１２】上記課題を解決する第３の手段（請求項３
に記載の発明）は、上記第２の手段において、上記上層
が金属酸化物とＨ型金属含有シリケートとの混合物に上
記貴金属を担持させてなる触媒によって形成されている
点に特徴がある。
に記載の発明）は、上記第２の手段において、上記上層
が金属酸化物とＨ型金属含有シリケートとの混合物に上
記貴金属を担持させてなる触媒によって形成されている
点に特徴がある。
【００１３】当手段の場合、上層のＨ型金属含有シリケ
ートが排気ガス中のＨＣを捕らえるトラップとして機能
し、ＮＯｘの浄化に有利になる。Ｈ型金属含有シリケー
トとしてはＨ型ＺＳＭ−５が好適であり、その場合の該
Ｈ型ＺＳＭ−５の最適な混合量は金属酸化物の種類によ
って異なるが、Ｈ型ＺＳＭ−５及び金属酸化物の総量の
７０wt％以下とすることが好適である。それよりも多い
場合は、相対的に金属酸化物の量が不足し、所期の効果
を得ることができないからである。
ートが排気ガス中のＨＣを捕らえるトラップとして機能
し、ＮＯｘの浄化に有利になる。Ｈ型金属含有シリケー
トとしてはＨ型ＺＳＭ−５が好適であり、その場合の該
Ｈ型ＺＳＭ−５の最適な混合量は金属酸化物の種類によ
って異なるが、Ｈ型ＺＳＭ−５及び金属酸化物の総量の
７０wt％以下とすることが好適である。それよりも多い
場合は、相対的に金属酸化物の量が不足し、所期の効果
を得ることができないからである。
【００１４】上記課題を解決する第４の手段（請求項４
に記載の発明）は、上記第２及び第３の各手段におい
て、上記上層及び下層の各触媒が活性種としてＰｔを含
み、上記下層の金属酸化物がＮｉＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｃｅ
Ｏ、Ｆｅ2 Ｏ3 及びＴｉＯ2 のうちから選ばれた１種以
上の金属酸化物よりなる点に特徴がある。
に記載の発明）は、上記第２及び第３の各手段におい
て、上記上層及び下層の各触媒が活性種としてＰｔを含
み、上記下層の金属酸化物がＮｉＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｃｅ
Ｏ、Ｆｅ2 Ｏ3 及びＴｉＯ2 のうちから選ばれた１種以
上の金属酸化物よりなる点に特徴がある。
【００１５】当手段の場合、活性種としてのＰｔはＨＣ
の酸化に有効であり、また、当該列挙の各金属酸化物は
いずれもＰｔによるＨＣの酸化力の抑制に効果がある。
の酸化に有効であり、また、当該列挙の各金属酸化物は
いずれもＰｔによるＨＣの酸化力の抑制に効果がある。
【００１６】上記課題を解決する第５の手段（請求項５
に記載の発明）は、上記第２の手段に係る排気ガス浄化
用触媒の製造方法であって、金属含有シリケートに貴金
属を担持させてなる触媒を触媒担体の表面にコーティン
グすることによって下層を形成した後、該下層の上に金
属酸化物とＨ型金属含有シリケートとの混合物をコーテ
ィングし、該コーティング層に貴金属を含浸によって担
持させることを特徴とする。
に記載の発明）は、上記第２の手段に係る排気ガス浄化
用触媒の製造方法であって、金属含有シリケートに貴金
属を担持させてなる触媒を触媒担体の表面にコーティン
グすることによって下層を形成した後、該下層の上に金
属酸化物とＨ型金属含有シリケートとの混合物をコーテ
ィングし、該コーティング層に貴金属を含浸によって担
持させることを特徴とする。
【００１７】当手段の場合、上層においては、金属含有
シリケートと金属酸化物との混合物をコーティングした
後に貴金属の含浸担持を行なうから、該貴金属が金属酸
化物に接触配置され易くなり、金属酸化物を貴金属によ
るＨＣ酸化の抑制に寄与させる上で有利になる。
シリケートと金属酸化物との混合物をコーティングした
後に貴金属の含浸担持を行なうから、該貴金属が金属酸
化物に接触配置され易くなり、金属酸化物を貴金属によ
るＨＣ酸化の抑制に寄与させる上で有利になる。
【００１８】
【発明の効果】上記第１の手段によれば、触媒担体上に
上下２層の触媒層のうち上層が下層に比べてＨＣ酸化能
が低い触媒によって形成されているから、下層に酸化能
が高い触媒を採用して排気ガス温度が低い場合のＮＯｘ
浄化率の向上を図りながら、排気ガス温度が高いときに
は上層によるＨＣの酸化の抑制によってＮＯｘの浄化を
確保することができる。
上下２層の触媒層のうち上層が下層に比べてＨＣ酸化能
が低い触媒によって形成されているから、下層に酸化能
が高い触媒を採用して排気ガス温度が低い場合のＮＯｘ
浄化率の向上を図りながら、排気ガス温度が高いときに
は上層によるＨＣの酸化の抑制によってＮＯｘの浄化を
確保することができる。
【００１９】上記第２の手段によれば、上層が活性種と
して貴金属を有し且つ金属酸化物が混合されてなる触媒
によって形成され、下層が金属含有シリケートに貴金属
を活性種として担持させた触媒によって形成されている
から、排気ガス温度が低いときに所期のＮＯｘ浄化率を
確保しながら、排気ガス温度が高いときのＨＣの酸化抑
制に有利になる。
して貴金属を有し且つ金属酸化物が混合されてなる触媒
によって形成され、下層が金属含有シリケートに貴金属
を活性種として担持させた触媒によって形成されている
から、排気ガス温度が低いときに所期のＮＯｘ浄化率を
確保しながら、排気ガス温度が高いときのＨＣの酸化抑
制に有利になる。
【００２０】上記第３の手段によれば、上層が金属酸化
物とＨ型金属含有シリケートとの混合物に上記貴金属を
担持させてなる触媒によって形成されているから、当該
上層のＨ型金属含有シリケートによって排気ガス中のＨ
Ｃを捕らえて不完全燃焼させＮＯｘの浄化率を高める上
で有利になる。
物とＨ型金属含有シリケートとの混合物に上記貴金属を
担持させてなる触媒によって形成されているから、当該
上層のＨ型金属含有シリケートによって排気ガス中のＨ
Ｃを捕らえて不完全燃焼させＮＯｘの浄化率を高める上
で有利になる。
【００２１】上記第４の手段によれば、上層及び下層の
各触媒が活性種としてＰｔを含み、上記下層の金属酸化
物がＮｉＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＣｅＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 及びＴｉ
Ｏ2のうちから選ばれた１種以上の金属酸化物よりなる
から、上記第２及び第３の各手段を実施する有力な手段
となる。
各触媒が活性種としてＰｔを含み、上記下層の金属酸化
物がＮｉＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＣｅＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 及びＴｉ
Ｏ2のうちから選ばれた１種以上の金属酸化物よりなる
から、上記第２及び第３の各手段を実施する有力な手段
となる。
【００２２】上記第５の手段によれば、金属含有シリケ
ートに貴金属を担持させてなる触媒を触媒担体の表面に
コーティングすることによって下層を形成した後、該下
層の上に金属酸化物とＨ型金属含有シリケートとの混合
物をコーティングし、該コーティング層に貴金属を含浸
によって担持させるようにしたから、貴金属を金属酸化
物に接触配置して該貴金属によるＨＣ酸化を抑制する上
で有利になる。
ートに貴金属を担持させてなる触媒を触媒担体の表面に
コーティングすることによって下層を形成した後、該下
層の上に金属酸化物とＨ型金属含有シリケートとの混合
物をコーティングし、該コーティング層に貴金属を含浸
によって担持させるようにしたから、貴金属を金属酸化
物に接触配置して該貴金属によるＨＣ酸化を抑制する上
で有利になる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００２４】＜触媒構造＞図１に示す排気ガス浄化用触
媒において、１は触媒担体、２は下触媒層、３は上触媒
層である。触媒担体１はコーディエライト製のハニカム
担体によって構成されている。下触媒層２は、金属含有
シリケートとしてのＨ型ＺＳＭ−５（ケイバン比＝７
０）を母材とし該母材に活性種としてＰｔ、Ｉｒ及びＲ
ｈを担持させてなる触媒によって構成されている。上触
媒層３は、Ｈ型ＺＳＭ−５と金属酸化物粉との混合物を
母材とし該母材にＰｔ、Ｉｒ及びＲｈを担持させてなる
触媒によって構成されている。
媒において、１は触媒担体、２は下触媒層、３は上触媒
層である。触媒担体１はコーディエライト製のハニカム
担体によって構成されている。下触媒層２は、金属含有
シリケートとしてのＨ型ＺＳＭ−５（ケイバン比＝７
０）を母材とし該母材に活性種としてＰｔ、Ｉｒ及びＲ
ｈを担持させてなる触媒によって構成されている。上触
媒層３は、Ｈ型ＺＳＭ−５と金属酸化物粉との混合物を
母材とし該母材にＰｔ、Ｉｒ及びＲｈを担持させてなる
触媒によって構成されている。
【００２５】＜実施例１〜１１，比較例１，２について
＞ （実施例１）上記排気ガス浄化用触媒は以下の方法によ
って製造した。
＞ （実施例１）上記排気ガス浄化用触媒は以下の方法によ
って製造した。
【００２６】−下触媒層の形成− ２価ジアミン白金、硝酸ロジウム及び塩化イリジウムを
前二者についてはイオン交換水に、後者についてはエタ
ノールにそれぞれ溶解し、Ｈ型ＺＳＭ−５（ケイバン比
＝７０）とを混合し、均一に混練した後、乾燥させ
た。、このとき、Ｐｔ、Ｉｒ及びＲｈは各々３．３wt
％、１．１wt％、０．０５wt％となるようにした。得ら
れた触媒パウダをアルミナバインダ及び水と混合してス
ラリーを形成し、コーディエライト製ハニカム担体（４
００セル／inch2 ）にウォッシュコートした。ウォッシ
ュコート量はハニカム担体に対して１５重量％（バイン
ダ量も含む）である。
前二者についてはイオン交換水に、後者についてはエタ
ノールにそれぞれ溶解し、Ｈ型ＺＳＭ−５（ケイバン比
＝７０）とを混合し、均一に混練した後、乾燥させ
た。、このとき、Ｐｔ、Ｉｒ及びＲｈは各々３．３wt
％、１．１wt％、０．０５wt％となるようにした。得ら
れた触媒パウダをアルミナバインダ及び水と混合してス
ラリーを形成し、コーディエライト製ハニカム担体（４
００セル／inch2 ）にウォッシュコートした。ウォッシ
ュコート量はハニカム担体に対して１５重量％（バイン
ダ量も含む）である。
【００２７】当該コート後には焼成を行なわなくとも乾
燥（２００℃×３時間）だけでもよいが、本実施例では
乾燥後に４００℃で焼成を行なった。
燥（２００℃×３時間）だけでもよいが、本実施例では
乾燥後に４００℃で焼成を行なった。
【００２８】−上触媒層の形成− Ｐｔ、Ｉｒ及びＲｈの各々を２wt％、０．３wt％、０．
０２wt％にするとともに、Ｈ型ＺＳＭ−５のケイバン比
を３０とする他は上記下触媒層の場合と同様にして触媒
パウダを調製し、該パウダと金属酸化物としてのＣｅＯ
2 とを後者が４０wt％となる量比で混合し、下触媒層の
場合と同様の方法で該下触媒層の上にウォッシュコート
し、同様の乾燥及び焼成を行なった。
０２wt％にするとともに、Ｈ型ＺＳＭ−５のケイバン比
を３０とする他は上記下触媒層の場合と同様にして触媒
パウダを調製し、該パウダと金属酸化物としてのＣｅＯ
2 とを後者が４０wt％となる量比で混合し、下触媒層の
場合と同様の方法で該下触媒層の上にウォッシュコート
し、同様の乾燥及び焼成を行なった。
【００２９】（実施例２〜１１）実施例２として、上触
媒層の母材にＮａ型ＺＳＭ−５（ケイバン比３０）を用
いる他は実施例１と同じ条件で排気ガス浄化用触媒を製
造した。
媒層の母材にＮａ型ＺＳＭ−５（ケイバン比３０）を用
いる他は実施例１と同じ条件で排気ガス浄化用触媒を製
造した。
【００３０】実施例３として、上触媒層の母材にＨ型Ｚ
ＳＭ−５（ケイバン比２００）を用いる他は実施例１と
同じ条件で排気ガス浄化用触媒を製造した。
ＳＭ−５（ケイバン比２００）を用いる他は実施例１と
同じ条件で排気ガス浄化用触媒を製造した。
【００３１】実施例４として、上触媒層の母材にＨ型Ｚ
ＳＭ−５（ケイバン比７０）を用い、下触媒層にＡｌ2
Ｏ3 を２０wt％となる量比で混入した他は実施例１と同
じ条件で排気ガス浄化用触媒を製造した。
ＳＭ−５（ケイバン比７０）を用い、下触媒層にＡｌ2
Ｏ3 を２０wt％となる量比で混入した他は実施例１と同
じ条件で排気ガス浄化用触媒を製造した。
【００３２】実施例５では、下触媒層の母材にＨ型ＺＳ
Ｍ−５（ケイバン比７０）を用いる一方、上触媒層につ
いては、ＣｅＯ2 とＨ型ＺＳＭ−５とを混合してから、
これらに活性種を蒸発乾固法よって担持させるようにし
た。他は実施例１と同じ条件で排気ガス浄化用触媒を製
造した。
Ｍ−５（ケイバン比７０）を用いる一方、上触媒層につ
いては、ＣｅＯ2 とＨ型ＺＳＭ−５とを混合してから、
これらに活性種を蒸発乾固法よって担持させるようにし
た。他は実施例１と同じ条件で排気ガス浄化用触媒を製
造した。
【００３３】実施例６として、上触媒層の母材にＨ型Ｚ
ＳＭ−５（ケイバン比７０）を用いる一方、下触媒層の
活性種としてＰｔ及びＩｒを用い各々を３．３wt％、
１．１wt％とする他は実施例１と同じ条件で排気ガス浄
化用触媒を製造した。
ＳＭ−５（ケイバン比７０）を用いる一方、下触媒層の
活性種としてＰｔ及びＩｒを用い各々を３．３wt％、
１．１wt％とする他は実施例１と同じ条件で排気ガス浄
化用触媒を製造した。
【００３４】実施例７として、上触媒層の母材にＨ型Ｚ
ＳＭ−５（ケイバン比７０）を用いる一方、下触媒層の
母材にＮａ型ＺＳＭ−５（ケイバン比３０）を用いる他
は実施例１と同じ条件で排気ガス浄化用触媒を製造し
た。
ＳＭ−５（ケイバン比７０）を用いる一方、下触媒層の
母材にＮａ型ＺＳＭ−５（ケイバン比３０）を用いる他
は実施例１と同じ条件で排気ガス浄化用触媒を製造し
た。
【００３５】実施例８では、上触媒層の母材にＨ型ＺＳ
Ｍ−５（ケイバン比７０）を用いるとともに、該母材と
ＣｅＯ2 との混合物を下触媒層の上にウォッシュコート
した後、Ｐｔ、Ｉｒ及びＲｈの溶液に当該ハニカム触媒
を所定時間浸漬して引上げ、大気中で乾燥させた後に焼
成を行なうことにより、当該上触媒層を形成した。他は
実施例１と同じ条件で排気ガス浄化用触媒を製造した。
Ｍ−５（ケイバン比７０）を用いるとともに、該母材と
ＣｅＯ2 との混合物を下触媒層の上にウォッシュコート
した後、Ｐｔ、Ｉｒ及びＲｈの溶液に当該ハニカム触媒
を所定時間浸漬して引上げ、大気中で乾燥させた後に焼
成を行なうことにより、当該上触媒層を形成した。他は
実施例１と同じ条件で排気ガス浄化用触媒を製造した。
【００３６】実施例９として、上触媒層の母材にＨ型Ｚ
ＳＭ−５（ケイバン比７０）を用いるとともに、金属酸
化物としてＡｌ2 Ｏ3 を用いる他は実施例１と同じ条件
で排気ガス浄化用触媒を製造した。
ＳＭ−５（ケイバン比７０）を用いるとともに、金属酸
化物としてＡｌ2 Ｏ3 を用いる他は実施例１と同じ条件
で排気ガス浄化用触媒を製造した。
【００３７】実施例１０として、実施例９と同じ条件で
製造した排気ガス浄化用触媒にエージング（８００℃×
８時間の熱処理）を行なったものを得た。
製造した排気ガス浄化用触媒にエージング（８００℃×
８時間の熱処理）を行なったものを得た。
【００３８】実施例１１として、実施例８と同じ条件で
製造した排気ガス浄化用触媒にエージング（８００℃×
８時間の熱処理）を行なったものを得た。
製造した排気ガス浄化用触媒にエージング（８００℃×
８時間の熱処理）を行なったものを得た。
【００３９】（比較例１，２）比較例１として、実施例
１における下触媒層と同じ触媒層１層のみ（但しウォッ
シュコート量３５wt％）とした排気ガス浄化用触媒を製
造した。
１における下触媒層と同じ触媒層１層のみ（但しウォッ
シュコート量３５wt％）とした排気ガス浄化用触媒を製
造した。
【００４０】比較例２として、上記比較例１と同じ条件
で製造した排気ガス浄化用触媒にエージング（８００℃
×８時間の熱処理）を行なったものを得た。
で製造した排気ガス浄化用触媒にエージング（８００℃
×８時間の熱処理）を行なったものを得た。
【００４１】（触媒の評価）上記各例の触媒につき、こ
れらにＡ／Ｆ＝２２相当の模擬排気ガスをＳＶ＝５５０
００ｈ-1で流して、ＮＯｘ浄化率を測定した。
れらにＡ／Ｆ＝２２相当の模擬排気ガスをＳＶ＝５５０
００ｈ-1で流して、ＮＯｘ浄化率を測定した。
【００４２】表１は排気ガス温度３００℃でのＮＯｘ浄
化率の測定結果を示す。なお、表１において、記号Ｈ−
ＺはＨ型ＺＳＭ−５、Ｎａ−ＺはＮａ型ＺＳＭ−５、当
該記号に続く括弧書きの数値はケイバン比を表わす。ま
た、Ｗ／Ｃ量とはウォッシュコート量のことである。さ
らに、実施例５の下触媒層のＣｅＯ2 ＊は先に述べた通
り製法が異なることを意味する。
化率の測定結果を示す。なお、表１において、記号Ｈ−
ＺはＨ型ＺＳＭ−５、Ｎａ−ＺはＮａ型ＺＳＭ−５、当
該記号に続く括弧書きの数値はケイバン比を表わす。ま
た、Ｗ／Ｃ量とはウォッシュコート量のことである。さ
らに、実施例５の下触媒層のＣｅＯ2 ＊は先に述べた通
り製法が異なることを意味する。
【００４３】
【表１】
【００４４】表１によれば、実施例１〜９はいずれも比
較例１のものより、高いＮＯｘ浄化率を示しており、金
属酸化物を有する上触媒層の形成がＮＯｘ浄化率の向上
に効を奏することがわかる。また、実施例１０，１１の
ようにエージングを施した場合でも、同じくエージング
を施した比較例２よりもＮＯｘ浄化率が高くなってお
り、実施例のものはエージングにも耐え得ることがわか
る。
較例１のものより、高いＮＯｘ浄化率を示しており、金
属酸化物を有する上触媒層の形成がＮＯｘ浄化率の向上
に効を奏することがわかる。また、実施例１０，１１の
ようにエージングを施した場合でも、同じくエージング
を施した比較例２よりもＮＯｘ浄化率が高くなってお
り、実施例のものはエージングにも耐え得ることがわか
る。
【００４５】＜上下の触媒層における上触媒層の比率に
ついて＞次の触媒材料を用い、上触媒層の割合を互いに
異なるものにした各排気ガス浄化用触媒を実施例１と同
様の方法によって製造し、触媒入口の排気ガス温度３０
０℃でのＮＯｘ浄化率を先の場合と同様の方法によって
求めた。この場合、ハニカムへの触媒材料の全ウォッシ
ュコート量は１５重量％、３０重量％及び４５重量％の
３種類とした。
ついて＞次の触媒材料を用い、上触媒層の割合を互いに
異なるものにした各排気ガス浄化用触媒を実施例１と同
様の方法によって製造し、触媒入口の排気ガス温度３０
０℃でのＮＯｘ浄化率を先の場合と同様の方法によって
求めた。この場合、ハニカムへの触媒材料の全ウォッシ
ュコート量は１５重量％、３０重量％及び４５重量％の
３種類とした。
【００４６】−下触媒層材料− 母 材；Ｈ型ＺＳＭ−５（ケイバン比７０） 活性種；Ｐｔ：Ｉｒ：Ｒｈ＝３．３wt％：０．５５wt
％：０．０５wt％ −上触媒層材料− 母 材；Ｈ型ＺＳＭ−５（ケイバン比７０） 活性種；Ｐｔ：Ｉｒ：Ｒｈ＝１．７wt％：０．２７wt
％：０．０２５wt％ 酸化物；ＣｅＯ2 （５０wt％）
％：０．０５wt％ −上触媒層材料− 母 材；Ｈ型ＺＳＭ−５（ケイバン比７０） 活性種；Ｐｔ：Ｉｒ：Ｒｈ＝１．７wt％：０．２７wt
％：０．０２５wt％ 酸化物；ＣｅＯ2 （５０wt％）
【００４７】結果は、ウォッシュコート量１５重量％の
ものが図２に、３０重量％のものが図３に、４５重量％
のものが図４にそれぞれ示されている。これらによれ
ば、上触媒層の比率は１５〜８５重量％が好ましいこと
がわかる。なお、全ウォッシュコート量は１５〜５０重
量％が好ましい。
ものが図２に、３０重量％のものが図３に、４５重量％
のものが図４にそれぞれ示されている。これらによれ
ば、上触媒層の比率は１５〜８５重量％が好ましいこと
がわかる。なお、全ウォッシュコート量は１５〜５０重
量％が好ましい。
【００４８】＜貴金属の担持量について＞次の触媒材料
を用い、上触媒層における貴金属（活性種）の総量を３
ｇ／ｌとし、下触媒層における貴金属担持量を互いに異
なるものにした各排気ガス浄化用触媒を実施例１と同様
の方法によって製造し、触媒入口の排気ガス温度３００
℃でのＮＯｘ浄化率を先の場合と同様の方法によって求
めた。この場合、上下の触媒層における上触媒層の比率
は６０重量％とした。
を用い、上触媒層における貴金属（活性種）の総量を３
ｇ／ｌとし、下触媒層における貴金属担持量を互いに異
なるものにした各排気ガス浄化用触媒を実施例１と同様
の方法によって製造し、触媒入口の排気ガス温度３００
℃でのＮＯｘ浄化率を先の場合と同様の方法によって求
めた。この場合、上下の触媒層における上触媒層の比率
は６０重量％とした。
【００４９】−下触媒層材料− 母 材；Ｈ型ＺＳＭ−５（ケイバン比７０） 貴金属；Ｐｔ：Ｉｒ：Ｒｈ＝３．３wt％：０．５５wt
％：０．０５wt％ −上触媒層材料− 母 材；Ｈ型ＺＳＭ−５（ケイバン比７０） 貴金属；Ｐｔ：Ｉｒ：Ｒｈ＝１．７wt％：０．２７wt
％：０．０２５wt％ 酸化物；ＣｅＯ2 （４０wt％）
％：０．０５wt％ −上触媒層材料− 母 材；Ｈ型ＺＳＭ−５（ケイバン比７０） 貴金属；Ｐｔ：Ｉｒ：Ｒｈ＝１．７wt％：０．２７wt
％：０．０２５wt％ 酸化物；ＣｅＯ2 （４０wt％）
【００５０】結果は図５に示されている。同図によれ
ば、下触媒層における貴金属担持量は１〜８ｇ／ｌが好
ましいことがわかる。
ば、下触媒層における貴金属担持量は１〜８ｇ／ｌが好
ましいことがわかる。
【００５１】次に上記触媒材料を用い、下触媒層におけ
る貴金属の総量を４．５ｇ／ｌとし、上触媒層における
貴金属担持量を互いに異なるものにした各排気ガス浄化
用触媒を実施例１と同様の方法によって製造し、触媒入
口の排気ガス温度３００℃でのＮＯｘ浄化率を先の場合
と同様の方法によって求めた。この場合、上下の触媒層
における上触媒層の比率は６０重量％とした。結果は図
６に示されている。同図によれば、上触媒層における貴
金属担持量は０．５〜６ｇ／ｌが好ましいことがわか
る。
る貴金属の総量を４．５ｇ／ｌとし、上触媒層における
貴金属担持量を互いに異なるものにした各排気ガス浄化
用触媒を実施例１と同様の方法によって製造し、触媒入
口の排気ガス温度３００℃でのＮＯｘ浄化率を先の場合
と同様の方法によって求めた。この場合、上下の触媒層
における上触媒層の比率は６０重量％とした。結果は図
６に示されている。同図によれば、上触媒層における貴
金属担持量は０．５〜６ｇ／ｌが好ましいことがわか
る。
【００５２】次に上記触媒材料を用い、上触媒層におけ
る貴金属担持量と下触媒層における貴金属担持量との比
率を１：１として、上下の触媒層合わせた貴金属の総量
を互いに異なるものにした各排気ガス浄化用触媒を実施
例１と同様の方法によって製造し、触媒入口の排気ガス
温度３００℃でのＮＯｘ浄化率を先の場合と同様の方法
によって求めた。上下の触媒層における上触媒層の比率
は６０重量％である。結果は図７に示されている。同図
によれば、上触媒層における貴金属担持量は０．５〜６
ｇ／ｌが好ましいことがわかる。
る貴金属担持量と下触媒層における貴金属担持量との比
率を１：１として、上下の触媒層合わせた貴金属の総量
を互いに異なるものにした各排気ガス浄化用触媒を実施
例１と同様の方法によって製造し、触媒入口の排気ガス
温度３００℃でのＮＯｘ浄化率を先の場合と同様の方法
によって求めた。上下の触媒層における上触媒層の比率
は６０重量％である。結果は図７に示されている。同図
によれば、上触媒層における貴金属担持量は０．５〜６
ｇ／ｌが好ましいことがわかる。
【００５３】＜上触媒層における金属酸化物量について
＞次の触媒材料を用い、上触媒層における金属酸化物の
種類及び比率を互いに異なるものにした各排気ガス浄化
用触媒を実施例１と同様の方法によって製造し、触媒入
口の排気ガス温度３００℃でのＮＯｘ浄化率を先の場合
と同様の方法によって求めた。この場合、上下の触媒層
における上触媒層の比率は６０重量％と８０重量％の２
種類とした。
＞次の触媒材料を用い、上触媒層における金属酸化物の
種類及び比率を互いに異なるものにした各排気ガス浄化
用触媒を実施例１と同様の方法によって製造し、触媒入
口の排気ガス温度３００℃でのＮＯｘ浄化率を先の場合
と同様の方法によって求めた。この場合、上下の触媒層
における上触媒層の比率は６０重量％と８０重量％の２
種類とした。
【００５４】−下触媒層材料− 母 材；Ｈ型ＺＳＭ−５（ケイバン比７０） 貴金属；Ｐｔ：Ｉｒ：Ｒｈ＝３．３wt％：０．５５wt
％：０．０５wt％ −上触媒層材料− 母 材；Ｈ型ＺＳＭ−５（ケイバン比７０） 貴金属；Ｐｔ：Ｉｒ：Ｒｈ＝１．７wt％：０．２７wt
％：０．０２５wt％ 酸化物；ＣｅＯ2 又はＡｌ2 Ｏ3 又はＴｉＯ2 （４０wt
％）
％：０．０５wt％ −上触媒層材料− 母 材；Ｈ型ＺＳＭ−５（ケイバン比７０） 貴金属；Ｐｔ：Ｉｒ：Ｒｈ＝１．７wt％：０．２７wt
％：０．０２５wt％ 酸化物；ＣｅＯ2 又はＡｌ2 Ｏ3 又はＴｉＯ2 （４０wt
％）
【００５５】結果は、上触媒層の比率は６０重量％のも
のが図８に、８０重量％のものが図９にそれぞれ示され
ている。同図によれば、金属酸化物としてはＣｅＯ2 が
最も良いこと、金属酸化物の比率としては５〜９０重量
％の範囲で適宜設定できることがわかる。
のが図８に、８０重量％のものが図９にそれぞれ示され
ている。同図によれば、金属酸化物としてはＣｅＯ2 が
最も良いこと、金属酸化物の比率としては５〜９０重量
％の範囲で適宜設定できることがわかる。
【００５６】＜上触媒層における活性種担持量と金属酸
化物量との関係＞次の触媒材料を用い、上触媒層におけ
る活性種担持量及びＣｅＯ2 の比率を互いに異なるもの
にした各排気ガス浄化用触媒を実施例１と同様の方法に
よって製造し、触媒入口の排気ガス温度３００℃でのＮ
Ｏｘ浄化率を先の場合と同様の方法によって求めた。こ
の場合、上下の触媒層における上触媒層の比率は６０重
量％とし、下触媒層における活性種担持量は４．５ｇ／
ｌとした。
化物量との関係＞次の触媒材料を用い、上触媒層におけ
る活性種担持量及びＣｅＯ2 の比率を互いに異なるもの
にした各排気ガス浄化用触媒を実施例１と同様の方法に
よって製造し、触媒入口の排気ガス温度３００℃でのＮ
Ｏｘ浄化率を先の場合と同様の方法によって求めた。こ
の場合、上下の触媒層における上触媒層の比率は６０重
量％とし、下触媒層における活性種担持量は４．５ｇ／
ｌとした。
【００５７】−下触媒層材料− 母 材；Ｈ型ＺＳＭ−５（ケイバン比７０） 貴金属；Ｐｔ：Ｉｒ：Ｒｈ＝３．３wt％：０．５５wt
％：０．０５wt％ −上触媒層材料− 母 材；Ｈ型ＺＳＭ−５（ケイバン比７０） 貴金属；Ｐｔ：Ｉｒ：Ｒｈ＝１．７wt％：０．２７wt
％：０．０２５wt％ 酸化物；ＣｅＯ2 （４０wt％）
％：０．０５wt％ −上触媒層材料− 母 材；Ｈ型ＺＳＭ−５（ケイバン比７０） 貴金属；Ｐｔ：Ｉｒ：Ｒｈ＝１．７wt％：０．２７wt
％：０．０２５wt％ 酸化物；ＣｅＯ2 （４０wt％）
【００５８】結果は図１０に示されている。同図によれ
ば、上触媒層における活性種担持量が少ないときには金
属酸化物量も少なくする方が良いこと、但し、活性種担
持量３ｇ／ｌの場合は、金属酸化物量の多少にあまり影
響されないことがわかる。
ば、上触媒層における活性種担持量が少ないときには金
属酸化物量も少なくする方が良いこと、但し、活性種担
持量３ｇ／ｌの場合は、金属酸化物量の多少にあまり影
響されないことがわかる。
【００５９】＜排気ガス浄化率の温度特性（従来例との
比較）＞次の構成の実施例触媒と比較例触媒とを先
の実施例１に記載の製法に倣って製造し、各触媒入口温
度でのＮＯｘ浄化率及びＨＣ浄化率を先の場合と同様の
方法によって求めた。
比較）＞次の構成の実施例触媒と比較例触媒とを先
の実施例１に記載の製法に倣って製造し、各触媒入口温
度でのＮＯｘ浄化率及びＨＣ浄化率を先の場合と同様の
方法によって求めた。
【００６０】（実施例触媒） −下触媒層− 母 材；Ｈ型ＺＳＭ−５（ケイバン比７０） 貴金属；Ｐｔ：Ｉｒ：Ｒｈ＝３．３wt％：０．５５wt
％：０．０５wt％ −上触媒層材料− 母 材；Ｈ型ＺＳＭ−５（ケイバン比７０） 貴金属；Ｐｔ：Ｉｒ：Ｒｈ＝２．２wt％：０．３６wt
％：０．０３wt％ 酸化物；ＣｅＯ2 （４０wt％） −上触媒層と下触媒層との比率− 上触媒層：下触媒層＝１：１ 結果は図１１に示されている。実施例触媒ではＮＯｘ
浄化活性及びＨＣ浄化活性が共に比較例触媒よりも高
温側に現れている。これは、上触媒層に混入されている
ＣｅＯ2 がＨＣの完全酸化を抑制し、ＮＯｘの分解に有
効なＨＣ燃焼中間体の生成に寄与したためと認められ
る。
％：０．０５wt％ −上触媒層材料− 母 材；Ｈ型ＺＳＭ−５（ケイバン比７０） 貴金属；Ｐｔ：Ｉｒ：Ｒｈ＝２．２wt％：０．３６wt
％：０．０３wt％ 酸化物；ＣｅＯ2 （４０wt％） −上触媒層と下触媒層との比率− 上触媒層：下触媒層＝１：１ 結果は図１１に示されている。実施例触媒ではＮＯｘ
浄化活性及びＨＣ浄化活性が共に比較例触媒よりも高
温側に現れている。これは、上触媒層に混入されている
ＣｅＯ2 がＨＣの完全酸化を抑制し、ＮＯｘの分解に有
効なＨＣ燃焼中間体の生成に寄与したためと認められ
る。
【図１】排気ガス浄化用触媒の構造を示す断面図
【図２】ウォッシュコート１５重量％の場合における上
触媒層の比率とＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフ図
触媒層の比率とＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフ図
【図３】ウォッシュコート３０重量％の場合における上
触媒層の比率とＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフ図
触媒層の比率とＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフ図
【図４】ウォッシュコート４５重量％の場合における上
触媒層の比率とＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフ図
触媒層の比率とＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフ図
【図５】下触媒層の貴金属担持量とＮＯｘ浄化率との関
係を示すグラフ図
係を示すグラフ図
【図６】上触媒層の貴金属担持量とＮＯｘ浄化率との関
係を示すグラフ図
係を示すグラフ図
【図７】貴金属総担持量とＮＯｘ浄化率との関係を示す
グラフ図
グラフ図
【図８】上触媒層の比率が６０重量％のときの金属酸化
物量とＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフ図
物量とＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフ図
【図９】上触媒層の比率が８０重量％のときの金属酸化
物量とＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフ図
物量とＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフ図
【図１０】上触媒層における活性種担持量と金属酸化物
量との関係をＮＯｘ浄化率についてみたグラフ図
量との関係をＮＯｘ浄化率についてみたグラフ図
【図１１】実施例触媒及び比較例触媒の排気ガス浄化率
の温度特性を示すグラフ図
の温度特性を示すグラフ図
１ 触媒担体 ２ 下触媒層 ３ 上触媒層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 53/94 Ｂ０１Ｊ 35/04 ＺＡＢ 8017−4Ｇ ３０１ Ｌ 8017−4Ｇ (72)発明者 市川 智士 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 触媒担体の上に上下２層の触媒層を備え
ていて、排気ガス中のＮＯｘをＨＣの存在下で分解する
排気ガス浄化用触媒であって、 上記上層が下層に比べてＨＣ酸化能が低い触媒によって
形成されていることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。 - 【請求項２】 請求項１に記載の排気ガス浄化用触媒に
おいて、 上記上層が活性種として貴金属を有し、且つ金属酸化物
が混合されてなる触媒によって形成され、 上記下層が金属含有シリケートに貴金属を活性種として
担持させた触媒によって形成されているもの。 - 【請求項３】 請求項２に記載の排気ガス浄化用触媒に
おいて、 上記上層が金属酸化物とＨ型金属含有シリケートとの混
合物に上記貴金属を担持させてなる触媒によって形成さ
れているもの。 - 【請求項４】 請求項２または請求項３に記載の排気ガ
ス浄化用触媒において、 上記上層及び下層の各触媒が活性種としてＰｔを含み、
上記下層の金属酸化物がＮｉＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｃｅ
Ｏ2 、Ｆｅ2 Ｏ3 及びＴｉＯ2 のうちから選ばれた１種
以上の金属酸化物よりなるもの。 - 【請求項５】 請求項２に記載の排気ガス浄化用触媒の
製造方法であって、 金属含有シリケートに貴金属を担持させてなる触媒を触
媒担体の表面にコーティングすることによって下層を形
成した後、該下層の上に金属酸化物とＨ型金属含有シリ
ケートとの混合物をコーティングし、該コーティング層
に貴金属を含浸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。
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| JP16789893A JP3427422B2 (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
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|---|---|
| JPH0724333A true JPH0724333A (ja) | 1995-01-27 |
| JP3427422B2 JP3427422B2 (ja) | 2003-07-14 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16789893A Expired - Fee Related JP3427422B2 (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3427422B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6066587A (en) * | 1996-09-26 | 2000-05-23 | Mazda Motor Corporation | Catalyst for purifying exhaust gas |
| EP2692436A1 (en) * | 2011-03-29 | 2014-02-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification catalyst |
-
1993
- 1993-07-07 JP JP16789893A patent/JP3427422B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6066587A (en) * | 1996-09-26 | 2000-05-23 | Mazda Motor Corporation | Catalyst for purifying exhaust gas |
| EP2692436A1 (en) * | 2011-03-29 | 2014-02-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification catalyst |
| EP2692436A4 (en) * | 2011-03-29 | 2014-10-01 | Toyota Motor Co Ltd | EMISSION CONTROL CATALYST |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3427422B2 (ja) | 2003-07-14 |
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