JPH078028Y2 - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents

排ガス浄化用触媒

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JPH078028Y2
JPH078028Y2 JP4877489U JP4877489U JPH078028Y2 JP H078028 Y2 JPH078028 Y2 JP H078028Y2 JP 4877489 U JP4877489 U JP 4877489U JP 4877489 U JP4877489 U JP 4877489U JP H078028 Y2 JPH078028 Y2 JP H078028Y2
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catalyst
exhaust gas
cerium oxide
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康行 室伏
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この考案は、自動車等の内燃機関から排出される排ガス
中の炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)および窒素酸化
物(NOx)を浄化する。Pdを使った排ガス浄化用触媒に
関する。
(従来の技術) 従来の排ガス浄化用触媒としては、アルミナや酸化セリ
ウムなどに白金(Pt)やパラジウム(Pd)、ロジウム
(Rh)などを担持し、これをモノリス担体にコーティン
グした構造のものが使われている。なかでもPdは低温で
の触媒活性に優れかつ安価なため、Pdを触媒活性種とす
る排ガス浄化用触媒がいろいろ試みられている。
(考案が解決しようとする課題) しかしながら、Pdを使った触媒活性層を備える従来の排
ガス浄化用触媒では、還元性から酸化性まで幅広く組成
が変動する排ガスをそのまま触媒に導入して有害成分を
浄化するため、還元性の排ガスが流入したときにPd粒子
の凝集が著しく促進され、触媒性能が急激に低下すると
いう問題点があった。
(課題を解決するための手段) この考案は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、排ガス流入側に排ガス組成を緩和する部分を
設けた構造とすることにより、上記問題点を解決し得る
ことを知見したことに基づくものである。
即ちこの考案の排ガス浄化用触媒は、触媒活性成分担持
層を有する一体構造型触媒において、触媒への排ガス流
入側に配置するPd担持酸化セリウム粉末をアルミナと共
にコーティングした排ガス組成緩和部分と、アルミナと
酸化セリウムにPdとRhまたはPdとRhとPtを担持した下流
側の触媒活性部分を、一つのモノリス担体または別々の
モノリス担体に備えてなることを特徴とする。
この考案では、上記のように排ガス組成を緩和する部分
として、酸化セリウムに微量のPdを担持したものを使用
する。
酸化セリウムは雰囲気や温度の変動により、3価と4価
の酸化状態の間を連続的に変化することができ、このと
きに酸素を放出したり吸収する能力(酸素ストレージ
能)を持っている。しかしこの酸素の吸収・放出する速
度は排ガス組成の変動と較べると非常に遅く、酸化セリ
ウム単独では排ガス組成の変動を充分に緩和することが
できない。そこで酸化セリウムに微量のPdを担持するこ
とにより、酸素の吸収・放出速度を向上し酸素ストレー
ジ能を高め、排ガス組成の変動を緩和するのに利用す
る。
Pd担持酸化セリウムは、CO酸化活性は高いが還元活性な
どは劣るため、三元反応を効率よく行わせるには、アル
ミナおよび酸化セリウムにPdとPhまたはPdとRhとPtを組
み合せて担持させる必要がある。排ガス組成緩和部分
は、触媒活性は犠牲にして酸化セリウムの酸素ストレー
ジ能を向上することを目指し、下流側に配置したPdとRh
またはRhとPtを含む触媒活性部分を排ガス組成の変動か
ら保護して耐久性を向上することを目的としている。
また、触媒活性部分に流入する排ガス組成が化学量論比
近傍に安定化されるので、転化率の向上という付加的な
効果も期待できる。
酸化セリウムの酸素ストレージ能向上のためには、極微
量のPdを担持するだけで充分である。この考案では排ガ
ス組成緩和部分は、モノリス担体にコーティングする前
の組成として、酸化セリウム粉末にPdを1重量%以下、
好ましくは0.05〜1.0重量%の分量で担持させる。
この考案の触媒には、排ガス組成緩和部分と触媒活性部
分をひとつのモノリス担体上に形成したものまたは排ガ
ス組成緩和部分と触媒活性部分を別々のモノリス担体に
形成して組合せたものが含まれる。触媒を使用するに当
っては、排ガス組成緩和部分を触媒活性部分の上流側、
即ち触媒の排ガス流入側に排ガス組成緩和部分が存在す
るように配置して使用する。
第1図(a)に本考案の一例の触媒を示す。図面中1は
Pd担持酸化セリウム層を有するモノリス担体から成る排
ガス組成緩和部分、2はPd担持アルミナ層を有するモノ
リス担体から成る触媒活性部分を示す。
(実施例) この考案を次の実施例、比較例および試験例により説明
する。
実施例1 酸化セリウム粉末にPd(NO2)2(NH3)2のPd水溶液を含浸
し、乾燥した後400℃で2時間焼成して、Pd担持酸化セ
リウム粉末(イ)を得た(このときのPd量は0.1重量
%)。
この粉末(イ)にアルミナゾルを混ぜ、直径36mm、長さ
20mm、セル密度300セル/in2のモノリス担体にコーティ
ングし、乾燥、焼成(400℃)を行い触媒{A}を得
た。このとき触媒{A}における酸化セリウム量は3g/
個であり、Pd量は0.003g/個となっていた。
一方、予め酸化セリウムを付着した活性アルミナに、Pd
(NO2)2(NH3)2のPd水溶液を含浸し、乾燥した後400℃
で2時間焼成してPd触媒粉末(ロ)を得た(このときの
Pd担持量は1重量%)。この粉末(ロ)に、酸化セリウ
ム粉末とアルミナゾルを混ぜ、直径36mm、長さ40mm、セ
ル密度300セル/in2のモノリス担体にコーティングし、
乾燥、焼成(400℃)を行い触媒{B}を得た。また別
に酸化セリウムを予め付着した活性アルミナに、Rh(NO
3)3のRh水溶液を含浸し、乾燥後400℃で2時間焼成して
Rh触媒粉末(ハ)を得た。この触媒粉末(ハ)にアルミ
ナゾルを混ぜて、先にPd触媒を担持した触媒{B}にコ
ーティングし、乾燥、焼成(400℃)を行い触媒{C}
を得た。この時触媒{C}における全Pd量は0.0674g/個
でり、全Rh量は0.00674g/個となっていた。
そして触媒{A}を排ガス流入側に、触媒{C}を触媒
{A}から約5mm離れた下流側に配置して触媒{D}と
した。
実施例2 酸化セリウム粉末にPd(NO2)2(NH3)2のPd水溶液を含浸
し、乾燥した後400℃で2時間焼成して、Pd担持酸化セ
リウム粉末(ニ)を得た(このときのPd量は1.0重量
%)。
この粉末(ニ)にアルミナゾルを混ぜ、直径36mm、長さ
10mm、セル密度300セル/in2のモノリス担体にコーティ
ングし、乾燥、焼成(400℃)を行い触媒{E}を得
た。このとき触媒{E}における酸化セリウム量は1.5g
/個であり、Pd量は0.15g/個となっていた。
一方、実施例1と同じ粉末(ロ)に酸化セリウム粉末と
アルミナゾルを混ぜ、直径36mm、長さ50mm、セル密度30
0セル/in2のモノリス担体にコーティングし、乾燥、焼
成(400℃)を行い触媒{F}を得た。これに実施例1
と同じRh触媒粉末(ハ)にアルミナゾルを混ぜて、先に
Pd触媒を担持した触媒{F}にコーティングし、乾燥、
焼成(400℃)を行い触媒{G}を得た。このとき触媒
{G}における全Pd量は0.0524g/個であり、全Rh量は0.
00674g/個となっていた。
そして触媒{E}を排ガス流入側に、触媒{G}を触媒
{E}から約5mm離れた下流側に配置して触媒{H}と
した。
実施例3 酸化セリウム粉末にPd(NO2)2(NH3)2のPd水溶液を含浸
し、乾燥した後400℃で2時間焼成して、Pd担持酸化セ
リウム粉末(ホ)を得た(このときのPd量は0.05重量
%)。
この粉末(ホ)にアルミナゾルを混ぜ、直径36mm、長さ
20mm、セル密度300セル/in2のモノリス担体にコーティ
ングし、乾燥、焼成(400℃)を行い触媒{I}を得
た。このとき触媒{I}における酸化セリウム量は3g/
個であり、Pd量は0.0015g/個となっていた。
一方、実施例1と同じ粉末(ロ)に酸化セリウム粉末と
アルミナゾルを混ぜ、直径36mm、長さ40mm、セル密度30
0セル/in2のモノリス担体にコーティングし、乾燥、焼
成(400℃)を行い触媒{J}を得た。これに実施例1
と同じRh触媒粉末(ハ)にアルミナゾルを混ぜて、先に
Pd触媒を担持した触媒{J}にコーティングし、乾燥、
焼成(400℃)を行い触媒{K}を得た。このとき触媒
{K}における全Pd量は0.0659g/個であり、全Rh量は0.
00674g/個となっていた。
そして触媒{I}を排ガス流入側に、触媒{K}を触媒
{I}から約5mm離れた下流側に配置して触媒{L}と
した。
実施例4 酸化セリウム粉末にPd(NO2)2(NH3)2のPd水溶液を含浸
し、乾燥した後400℃で2時間焼成して、酸化セリウム
担持Pd未粉末(イ)を得た(このときのPd量は0.1重量
%)。
この粉末(イ)にアルミナゾルを混ぜ、直径36mm、長さ
20mm、セル密度300セル/in2のモノリス担体にコーティ
ングし、乾燥、焼成(400℃)を行い触媒{A}を得
た。このとき触媒{A}における酸化セリウム量は3g/
個であり、Pd量は0.003g/個となっていた。
一方、予め酸化セリウムを付着した活性アルミナに、Pd
(NO2)2(NH3)2などのPd水溶液とPt(NO2)2(NH3)2など
のPt水溶液を同時に含浸し、乾燥後400℃で2時間焼成
してPd−Pt触媒粉末(ヘ)を得た(このときのPdとPtの
担持量はどちらも0.5重量%)。
この粉末(ヘ)に酸化セリウム粉末とアルミナゾルを混
ぜ、直径36mm、長さ40mm、セル密度300セル/in2のモノ
リス担体にコーティングし、乾燥、焼成(400℃)を行
い触媒{P}を得た。また別に酸化セリウムを予め付着
した活性アルミナに、Rh(NO3)3のRh水溶液を含浸し、
乾燥後400℃で2時間焼成してRh触媒粉末(ハ)を得
た。この触媒粉末(ハ)にアルミナゾルを混ぜて、あら
かじめPdとPtを担持した触媒{P}にコーティングし、
乾燥、焼成(400℃)して触媒{Q}を得た。このとき
触媒{Q}における全Pd量と全Pt量はどちらもは0.0322
g/個であり、全Rh量は0.00674g/個となっていた。
そして触媒{A}を排ガス流入側に、触媒{Q}を
{A}から約5mm離れた下流側に配置して触媒{R}と
した。
比較例 実施例1と同じ粉末(ロ)に、酸化セリウムとアルミナ
ゾル粉末とアルミナゾルを混ぜ、直径36mm、長さ60mm、
セル密度300セル/in2のモノリス担体にコーティング
し、乾燥.焼成(400℃)を行い触媒{M}を得た。こ
れに実施例1と同じRh触媒粉末(ハ)にアルミナゾルを
混ぜて、先にPd触媒を担持した触媒{M}にコーティン
グし、乾燥、焼成(400℃)を行い触媒{N}を得た。
このとき触媒{N}における全Pd量は0.0674g/個であ
り、全Rh量は0.00674g/個となった。
以上の実施例および比較例では、触媒活性部分の触媒粉
末とアルミナゾルとの配合比を調整することにより、排
ガス組成緩和部分も含めたトータルの貴金属量で同じ担
持量になっていた。
試験例 前記実施例1〜4および比較例の触媒について、以下の
条件で耐久後活性評価を行った。
ガス組成:(耐久条件;リッチ) HC=1820ppm,CO=1.45% NO=550ppm,O2=0.60% H2=0.483%,CO2=14.1% N2=残部 ガス温度=600℃ (評価条件;ストイキ) HC=1480ppm,CO=1.10% NO=550ppm,O2=0.93% H2=0.367%,CO2=14.1% N2=残部 ガス流量=27.5l/min 試験方法:30分間リッチガス組成で耐久した後直ちに冷
却して、ストイキ組成に切り換えて、CO,NO,HCが50%転
化する温度(T50)を測定した。
評価結果は第1表に示した。比較例に較べて各実施例と
もT50が低く、劣化が抑えられており、その効果が確認
できた。
(考案の効果) 以上説明してきたようにこの考案の触媒はPd,PtおよびR
hのうち、少なくともPdを含む触媒活性成分担持層を有
する一体構造型触媒において、触媒への排ガス流入側へ
配置する排ガス組成緩和部分と、下流側の触媒活性部分
を備えている構成としたことにより、還元性から酸化性
まで幅広く組成が変動する排ガスを、触媒性能の急激な
低下を伴うことなく処理することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)はこの考案の一例の触媒の斜視図、 第1図(b)は第1図(a)のA部分の拡大正面図、 第1図(c)は第1図(a)のB部分の拡大正面図であ
る。 1…排ガス組成緩和部 2…触媒活性部分
───────────────────────────────────────────────────── 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 B01J 23/63 ZAB 35/02 ZAB P 8017−4G 35/04 ZAB 8017−4G 301 L 8017−4G B01D 53/36 104 A ZAB

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】触媒活性成分担持層を有する一体構造型触
    媒において、触媒への排ガス流入側に配置するPd担持酸
    化セリウム粉末をアルミナと共にコーティングした排ガ
    ス組成緩和部分と、アルミナと酸化セリウムにPdとRhま
    たはPdとRhとPtを担持した下流側の触媒活性部分を、一
    つのモノリス担体または別々のモノリス担体に備えてな
    ることを特徴とする排ガス浄化用触媒。
JP4877489U 1989-04-27 1989-04-27 排ガス浄化用触媒 Expired - Lifetime JPH078028Y2 (ja)

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