JPH0788364A - 排気ガス浄化用耐熱性hc吸着部材 - Google Patents

排気ガス浄化用耐熱性hc吸着部材

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JPH0788364A
JPH0788364A JP5234463A JP23446393A JPH0788364A JP H0788364 A JPH0788364 A JP H0788364A JP 5234463 A JP5234463 A JP 5234463A JP 23446393 A JP23446393 A JP 23446393A JP H0788364 A JPH0788364 A JP H0788364A
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JP
Japan
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zeolite
adsorbent
zsm
heat
exhaust gas
Prior art date
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Pending
Application number
JP5234463A
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English (en)
Inventor
Takahiro Naka
貴弘 中
Naohiro Sato
尚宏 佐藤
Tetsuo Endo
哲雄 遠藤
Haruhiko Shimizu
治彦 清水
Yoshikazu Fujisawa
義和 藤澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性を有し、HC吸着能の高いHC吸着部
材を提供する。 【構成】 HC吸着部材は、Naを含む未改質ZSM−
5ゼオライトに、酸を用いた脱Al処理を施して得られ
た耐熱性改質ZSM−5ゼオライトと、それにイオン交
換法により担持されたAgとからなる。Agの担持量C
は0.5重量%≦C≦11重量%に設定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の排気系統に
用いられる排気ガス浄化用耐熱性HC(炭化水素)吸着
部材に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の排気系統に配設される排気ガス
浄化用触媒としては種々の構成を有するものが知られて
いる。しかしながら、一般の排気ガス浄化用触媒は排気
ガスの温度が高い領域、例えば約200℃以上において
酸化による浄化能を発揮するものであるから、エンジン
始動直後の低温で、且つHCを高濃度に含む排気ガスに
対しては浄化能が極めて低い。
【0003】そこで、低温排気ガス中のHCを捕らえる
べく、ゼオライトよりなるHC吸着部材を触媒よりも排
気系統の上流側に配設したものが知られている(例え
ば、特開平2−25327号公報参照)。
【0004】ところが、ゼオライト単体ではHC吸着能
が低いため所期の目的を達成することができず、この点
を改良するためゼオライトにHC吸着能を有する金属元
素を担持させたHC吸着部材が開発されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記金属元素の担持法
としては、一般にイオン交換法が適用されているが、合
成後の未改質ゼオライトにおいては、2個のO原子に結
合した1個のAl原子と、例えばアルカリ金属である1
個のNa原子とが存在しており、そのNa原子と前記金
属元素との間にイオン交換反応がNa:金属元素=1:
1の割合で発生するので、その金属元素の担持量が見掛
上多くても、HC吸着に寄与するイオン交換された金属
元素の量、つまり金属元素のイオン交換量が少なく、し
たがって前記HC吸着部材によっても、未だ十分にHC
の吸着を行うことができない、という問題がある。
【0006】また前記HC吸着部材は、触媒がHC浄化
能を発揮する以前の排気ガス温度、例えば160℃程度
でHCの離脱を発生する、といった不具合もある。
【0007】一方、排気系統を流れる排気ガスの温度
は、一般に1000℃程度となるため、HC吸着部材に
は前記温度に対応し得る耐熱性が要求される。
【0008】しかしながら、未改質ゼオライトの耐熱温
度は700℃程度であり、したがって従来のHC吸着部
材は、前記排気ガス温度下では極めて耐久性が乏しく、
実用性に欠ける、といった問題がある。
【0009】本発明は前記に鑑み、優れたHC吸着能を
有し、またHC離脱温度が高く、その上高温排気ガスに
曝されても十分な耐久性を発揮することのできる前記H
C吸着部材を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係る排気ガス浄
化用耐熱性HC吸着部材は、アルカリ金属またはアルカ
リ土類金属の一方を含む未改質ゼオライトに、酸、スチ
ームまたは沸騰水の少なくとも1つを用いた脱Al処理
を施して得られた耐熱性改質ゼオライトと、その耐熱性
改質ゼオライトにイオン交換法により担持された、Ag
およびCdから選択される少なくとも一種の金属元素と
よりなり、その金属元素の担持量Cを0.5重量%≦C
≦11重量%に設定したことを特徴とする。
【0011】
【作用】未改質ゼオライトに脱Al処理を行うと、改質
ゼオライトの結晶性を向上させ、また熱分解生成物の核
の発生を抑制し得るので、その耐熱温度を1000℃程
度に高めることができる。
【0012】また前記脱Al処理によって、Alおよび
アルカリ金属等が除去されると共にAl原子と結合して
いた2個のO原子にそれぞれH原子が結合し、各H原子
と前記金属元素との間にイオン交換反応が生じるので、
1個のAl原子の除去に伴い2個の金属元素が担持さ
れ、これにより改質ゼオライトにおける金属元素のイオ
ン交換量を増加させることができる。このようなHC吸
着部材は優れたHC吸着能を発揮する。その上、HC離
脱温度も約200℃程度に向上する。
【0013】ただし、金属元素の担持量CがC<0.5
重量%ではHC吸着能が低く、一方、C>10重量%に
なると、HC吸着能が低下傾向となる。
【0014】
【実施例】
A.改質ZSM−5ゼオライトの製造およびその耐熱性
について 改質ゼオライトとしての改質ZSM−5ゼオライトは、
アルカリ金属であるNaを含む未改質ZSM−5ゼオラ
イトに酸を用いた脱Al処理を施して製造され、この処
理中にAlと共にNaが除去される。即ち、図1(a)
に示すように2個のO原子に結合した1個のAl原子や
Na原子を含む未改質ZSM−5ゼオライトに、酸を用
いた脱Al処理を施すと、同図(b)に示すようにAl
と共にNaが除去され、同図(c)に示すように各O原
子にH原子が結合した改質ZSM−5ゼオライトが得ら
れる。
【0015】脱Al処理は次のような手順で行われた。
(a)50gの未改質ZSM−5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、また溶液を加熱して90℃で、且つ5規定のHCl
溶液にした。(b)この温度下に未改質ZSM−5ゼオ
ライトを20時間保持し、同時にHCl溶液を攪拌し
た。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した。(c)5規定のHCl溶
液を室温まで冷却した。(d)このようにして得られた
改質ZSM−5ゼオライトを濾別して、pH4以上にな
るまで純水で洗浄し、次いで乾燥した。この処理による
脱Al率は12%であった。
【0016】図2は未改質ZSM−5ゼオライト、図3
は改質ZSM−5ゼオライトに関するX線回折結果をそ
れぞれ示す。
【0017】図2と図3とを比較すると、各結晶面にお
けるX線反射強度I(cps)は、両図について略同一
であり、したがって前記脱Al処理は、ZSM−5ゼオ
ライトの基本骨格構造を破壊することなく、Alの離脱
について進行した、といえる。 改質および未改質ZS
M−5ゼオライトについて、大気中、加熱温度600、
700、800、1000、1100℃、加熱時間 1
8時間の条件で熱劣化テストを行い、次いで、それ等に
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(200)面/(020)面に関し
観察した。その結果、改質ZSM−5ゼオライトの場
合、加熱温度1000℃のテスト後においてもX線反射
強度に変化がなく、したがって、1000℃の耐熱温度
を有することが判明した。未改質ZSM−5ゼオライト
の場合、加熱温度800℃のテスト後におけるX線反射
強度の低下率が10%未満であったが、結晶の破壊は確
実に進行しており、したがって耐熱温度は700℃であ
る、と判定した。
【0018】 B.HC吸着部材の調製およびそのHC吸着能について 50gの改質ZSM−5ゼオライトを1%AgNO3
液中に投入して90℃、20時間の還流処理を行い、こ
れにより、図1(c)における改質ZSM−5ゼオライ
トの各H原子とAgNO3 溶液のAgイオンとの間にイ
オン交換反応を生じさせて、改質ZSM−5ゼオライト
と、それに担持されたAgとよりなるHC吸着部材を得
た。次いで、HC吸着部材とAgNO3 溶液とを濾別
し、その後、水洗、乾燥、400℃で、20時間の焼成
を順次行った。このHC吸着部材におけるAg担持量C
はC=1重量%であった。
【0019】またAgNO3 溶液の濃度を変えて、前記
同様の方法を用いることにより、Ag担持量を異にする
各種HC吸着部材を調製した。さらに比較のため、未改
質ZSM−5ゼオライトを用い、同様の方法で各種HC
吸着部材を調製した。
【0020】さらにまた、前記同様の方法で得られた各
種HC吸着部材を大気中、900℃に20時間保持し
た。
【0021】テスト用ガスとして、体積比率で、10%
2 O、400ppm C3 6 、0.5%CO、500pp
m NO、0.17%H2 、14%CO2 、0.5%O2
および残部N2 よりなるガスを調製した。
【0022】各HC吸着部材およびテスト用ガスを用い
て次のような浄化テストを行ったところ、図4の結果を
得た。
【0023】浄化テストは、テスト用ガスを、10gの
HC吸着部材を充填した常圧固定床反応管内に流量 2
5000ml/min で流通させ、HC吸着部材の温度45
〜50℃において、ガス流通開始後60秒間のHC吸着
率を測定することによって行われた。
【0024】図4において、HC吸着部材(1)は改質
ZSM−5ゼオライトとAgとよりなり、HC吸着部材
(1a)はHC吸着部材(1)を900℃に20時間保
持したものである。またHC吸着部材(2)は未改質Z
SM−5ゼオライトとAgとよりなり、HC吸着部材
(2a)はHC吸着部材(2)を900℃に20時間保
持したものである。
【0025】図4において、HC吸着部材(1)と
(2)とを比較すると、同一Ag担持量において、HC
吸着部材(1)の方が(2)よりもHC吸着率が大幅に
向上しており、また最大HC吸着率を得るためのAg担
持量は、HC吸着部材(1)の方が(2)よりも少なく
てよいことが判る。これは、HC吸着部材(1)は
(2)に比べてAgイオン交換量が多いことに起因す
る。
【0026】またHC吸着部材(1)は、優れた耐熱性
を有することから900℃、20時間保持後において
も、HC吸着部材(1a)で示すように高いHC吸着率
を有するが、HC吸着部材(2a)はそのHC吸着率が
極端に低下する。
【0027】HC吸着部材(1),(1a)において、
Ag担持量Cは、そのHC浄化率から0.5重量%≦C
≦11重量%に設定され、好ましくは1重量%≦C≦8
重量%である。
【0028】前記浄化テストにおいて、テスト用ガス温
度を、常温〜400℃まで昇温速度12〜12.5℃/
sec で昇温させ、HC離脱温度を測定したところ、HC
吸着部材(2)の場合約160℃であったが、HC吸着
部材(1)の場合約200℃であって約40℃の向上が
認められた。これにより、次段階においてHCを触媒に
よって確実に浄化し、未浄化HCの排出量を大幅に低減
することができる。
【0029】なお、金属元素として、Agの代わりにC
dを用いるか、それらAgおよびCdを併用しても前記
同様の効果を得ることができる。またゼオライトとして
はモルデナイト等各種構成のものが用いられる。さらに
脱Al処理にはスチーム処理、沸騰水処理も適用され
る。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、耐熱性改質ゼオライト
と特定の金属元素とよりなり、優れたHC吸着能を有
し、またHC離脱温度が高く、その上高温排気ガスに対
して十分な耐久性を発揮するHC吸着部材を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】脱Al処理の説明図である。
【図2】未改質ZSM−5ゼオライトのX線回折図であ
る。
【図3】改質ZSM−5ゼオライトのX線回折図であ
る。
【図4】Ag担持量とHC吸着率との関係を示すグラフ
である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年10月12日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】
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 53/86 ZAB 53/94 B01D 53/36 104 Z (72)発明者 清水 治彦 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

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルカリ金属またはアルカリ土類金属の
    一方を含む未改質ゼオライトに、酸、スチームまたは沸
    騰水の少なくとも1つを用いた脱Al処理を施して得ら
    れた耐熱性改質ゼオライトと、その耐熱性改質ゼオライ
    トにイオン交換法により担持された、AgおよびCdか
    ら選択される少なくとも一種の金属元素とよりなり、そ
    の金属元素の担持量Cを0.5重量%≦C≦11重量%
    に設定したことを特徴とする排気ガス浄化用耐熱性HC
    吸着部材。
  2. 【請求項2】 前記金属元素の担持量Cを1重量%≦C
    ≦8重量%に設定した、請求項1記載の排気ガス浄化用
    耐熱性HC吸着部材。
JP5234463A 1993-09-21 1993-09-21 排気ガス浄化用耐熱性hc吸着部材 Pending JPH0788364A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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