JPH0788372A - エンジンの排気ガス浄化用触媒およびその製造方法 - Google Patents

エンジンの排気ガス浄化用触媒およびその製造方法

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JPH0788372A
JPH0788372A JP5261736A JP26173693A JPH0788372A JP H0788372 A JPH0788372 A JP H0788372A JP 5261736 A JP5261736 A JP 5261736A JP 26173693 A JP26173693 A JP 26173693A JP H0788372 A JPH0788372 A JP H0788372A
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JP
Japan
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catalyst
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exhaust gas
base material
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JP5261736A
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Hiroshi Murakami
浩 村上
Hirosuke Sumita
弘▲祐▼ 住田
Yasuto Watanabe
康人 渡辺
Taeko Shimizu
多恵子 清水
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 PdのS被毒を抑制し、Pdを触媒成分とす
る低温HC活性に優れたエンジンの排気ガス浄化用触媒
を提供する。 【構成】 PdをBa等のアルカリ金属もしくはアルカ
リ土類金属(X,Y)との複合酸化物としてAl23
のコート層母材に担持させたウオッシコート液を使用し
て、あるいは、PdをGa等のメタロシリケートに担持
させた上でコート層母材に担持させたウオッシコート液
を使用して担体上に触媒層を形成する。 【効果】 SO2をアルカリ複合酸化物等に吸着させる
ことにより、あるいはメタロシリケート等の複合酸化物
の酸素をPd粒子の周りに存在させることによってPd
のS被毒を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンの排気ガス浄化
用触媒に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車等のエンジンの排気ガス浄化用触
媒としては、例えば、Pt(白金),Rh(ロジウム)
等の貴金属を触媒成分として担体に担持させたものが一
般的である。
【0003】ところが、このようなPt等を用いた従来
の触媒は低温時のHC(炭化水素)の浄化率が十分でな
い。そこで、低温時のHCの浄化性能を改善できる触媒
成分としてPd(パラジウム)が注目され、このPdを
触媒成分とする触媒の開発が行われている。特開昭62
−57651号公報には、このPdを用いた触媒の一例
が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】Pdは元来HCの酸化
能力に優れたものであり、これを触媒として用いること
により低温時のHC浄化率の改善が可能であると考えら
れている。しかしながら、PdはS(イオウ)等の被毒
成分に弱く、Pdが被毒を受けると排気ガス浄化性能が
低下し、特に低温域でのHC活性が低下する。そのた
め、PdのS被毒を抑制することが不可欠な技術的課題
となっている。
【0005】ところで、PdのS被毒の問題は、特に、
ガソリン中のS量が多い場合に顕著である。Pdは、P
dO(酸化パラジウム)がPdに、逆にPdがPdOに
なるというようなO2(酸素)の行き渡しによって触媒
反応を行うが、PdOがO2を放出してPdとなったと
きにガソリン中のSが燃焼してできたSO2(酸化イオ
ウ)等が多量に存在すると、空燃比が比較的リッチな状
態ではPdがPdS(硫化パラジウム)になりやすく、
このようにPdSとなることがS被毒の原因であること
が今回判明した。
【0006】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、PdのSによる被毒を抑制し、Pdを触媒成
分とする低温HC活性に優れたエンジンの排気ガス浄化
用触媒を提供できるようにすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のエンジンの排気
ガス浄化用触媒は、Pdを触媒成分とし、Pdが複合酸
化物とされて、もしくは複合酸化物に担持された上でコ
ート層母材に担持されたことを特徴とする。
【0008】また、本発明のエンジンの排気ガス浄化用
触媒の製造方法は、Pdを複合酸化物とし、もしくは複
合酸化物に担持させた上で分散してコート層母材に担持
させてなるウオッシュコート液を使用して触媒層を形成
することを特徴とする。このウオッシュコート液は、具
体的には、例えばPdをアルカリ金属もしくはアルカリ
土類金属の少なくとも1種との複合酸化物としてコート
層母材に担持させたものであり、また、Pdをメタロシ
リケートに担持させた上でコート層母材に担持させたも
のである。
【0009】
【作用】Pdがアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属
の少なくとも1種との複合酸化物とされ、あるいはPd
がメタロシリケート等の複合酸化物に担持された上で分
散してコート層母材に担持されたウオッシュコート液を
使用することにより、Pdが複合酸化物の形で、もしく
は複合酸化物に担持された形でコート層母材に担持され
てなる触媒が得られる。
【0010】このようにして製造された触媒において
は、Pdがアルカリ複合酸化物等の形で担持された場合
に酸化イオウ(SO2等)は複合酸化物に吸着されてP
d自体に吸着されにくくなり、また、Pdがメタロシリ
ケート等の複合酸化物に担持された上でコート層母材に
担持された場合には、該複合酸化物の細孔内等にPdが
存在し、Pd粒子の表面近傍に複合酸化物の酸素が存在
して、Pd表面へのSO2等被毒物の吸着が抑制され
る。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0012】実施例1.図1は本発明の実施例1の触媒
の模式構造図である。この実施例の触媒は、ハニカム状
の担体1の表面に、第1触媒層として、PdをBa(バ
リウム)との複合酸化物の形でAl23に担持させてな
るベースコート層2を形成し、その上に、第2触媒層と
して、CeO2にPdを担持させたオーバーコート層3
を形成したものである。
【0013】この触媒の製造方法はつぎのとおりであ
る。
【0014】(1)第1触媒層 アルコキシド法等により製造されたγ−Al23の粉末
480gに対して、ベーマイト(水和アルミナ)120
gと水1リットルとHNO3(硝酸)10ccを加えて
撹拌し、スラリーをつくる。そして、そのスラリーに、
アルミナ水和物ゲルとBa(NO32とジントロジアミ
ンPd水溶液とを2:0〜1:2の割合で調整したもの
を加える。そして、このスラリー(ウオッシュコート
液)に担体1を浸漬し、引き上げてエアブローをかけ、
250゜Cで2時間乾燥させた後、600゜Cで2時間焼
成する。これで、担体1の表面にベースコート層(第1
触媒層)2が形成される。このベースコート層2は、P
dの原子あるいは微結晶がBaOを含む複合酸化物構造
内に存在する形で、Al23粒子間に担持されたものと
なる。なお、上記複合酸化物は、PdとBaに加えて、
あるいはBaの代わりに他のアルカリ金属もしくはアル
カリ土類金属を含むものとすることもできる。
【0015】図2は上記複合酸化物の構造を示してい
る。図2でXおよびYはアルカリ金属もしくはアルカリ
土類金属である。Pdはこの図に示すように複合酸化物
構造内に存在する形となる。そして、SO2等は複合酸
化物に吸着され、Pd自体へは吸着されにくくなってS
被毒が抑制される。
【0016】(2)第2触媒層 CeO2540gに対して水1リットルを加えて撹拌
し、そのスラリーにジントロジアミンPd水溶液(任意
のPd担持量となるよう調整したもの)を加え、撹拌
し、乾燥させ、焼成した後、ボールミルで粉砕して、そ
の粉末にベーマイト60gおよびHNO310ccを加
え、撹拌して所定粘度のスラリーとする。そして、この
スラリー(ウオッシュコート液)に上記ベースコート層
2を形成した担体1を浸漬し、引き上げて200゜Cで
2時間乾燥させ、次いで600゜Cで2時間焼成する。
これで、ベースコート層2の上にオーバーコート層(第
2触媒層)3が形成される。
【0017】つぎに、この実施例1の触媒の排気ガス浄
化性能のテスト結果を説明する。
【0018】図3はテスト方法を示すタイムチャートで
あって、横軸に時間をとり、縦軸に触媒入口温度をとっ
ている。このテストは図に示すように〜のモードで
行った。
【0019】まず、モードでは、空燃比13.5の状
態(PdOがPdになりやすい比較的リッチな状態)
で、SO2濃度を50ppmとし、30゜C/minで触
媒入口温度を500゜Cまで上昇させた。そして、モー
ドでは、空燃比13.5、SO2濃度50ppm、触媒
入口温度500゜Cの安定状態を10分間続け、モード
で室温まで自然冷却させる。そして、モードで、空
燃比14.5の理論空燃比に近い状態にしてテストを開
始し、触媒入口温度の上昇とともに触媒の浄化性能がど
う変化するかを見た。
【0020】図4は、上記方法にて製造した触媒の排気
浄化性能のテスト結果であって、(a)は触媒入口温度
に対するHC浄化率の変化、(b)は同CO浄化率の変
化、(c)は同NOx浄化率の変化を示している。ま
た、図にはこの実施例の方法で製造した触媒のデータを
丸印でプロットして示すとともに、比較例のデータを×
印のプロットで示している。この比較例は、第1触媒層
をBaOを添加しない通常ウオッシュコート液を用いて
形成し、第2触媒層は上記と同じ方法にて形成したもの
である。
【0021】上記テスト結果からも判るように、この実
施例の触媒は、第1触媒層のPdがBaとの複合酸化物
構造内に存在することによって、PdのSO2による被
毒の影響が少なくなり、浄化率の高い状態が維持されて
いる。
【0022】図5は上記触媒のHC浄化率のBaO添加
量による変化(触媒入口温度250゜C)を示してい
る。HC浄化率はBaO添加量が20重量%以下の時に
特に高い。
【0023】また、この実施例の触媒は、上記のように
Al23にPdを複合酸化物の形で担持させてなるベー
スコート層(第1触媒層)2の上に、CeO2にPdを
担持させてなるオーバーコート層3(第2触媒層)を設
けたものであって、触媒層をこのように2相に分離した
ことで、つぎのような効果が生ずる。
【0024】(1)CeO2に担持されるPdを確保で
き、PdOがPdとO2になる解離反応をCeO2の作用
で抑制して高温側にシフトさせることができ、したがっ
て、PdOがPdとなることによる低温側でのシンタリ
ングや溶融を防止することができる。
【0025】そして、Pdが複合酸化物構造体内に存在
することによって、Pdの耐熱性が向上し、シンタリン
グ防止効果が一層高まる (2)CeO2にPdを担持させた触媒層がAl23
Pdを担持させた触媒層の上にあり、CeO2とPdと
がAl23とは分離されて共存することにより、Pdが
PdOになりPdOがPdになるというような酸素の行
き渡しがスムーズとなり、触媒の低温活性が向上する。
【0026】なお、この実施例1ではベースコート層の
み上記のようにPdを複合酸化物として担持させるもの
を説明したが、オーバーコート層も同様にPdを複合酸
化物としてコート層母材に担持させるものとすることが
できる。
【0027】実施例2.つぎに、Pdを細孔構造を有す
るGa(ガリウム),Ti(チタン)等のメタロシリケ
ート(固体酸)に担持させた上でAl23に担持させる
ようにした実施例2を説明する。
【0028】この実施例2の触媒は先の実施例1と同様
にハニカム状担体の表面に第1触媒層と第2触媒層を形
成するものであって、この場合の触媒の製造方法はつぎ
のとおりである。
【0029】(1)第1触媒層 GaとSiとの複合酸化物であるGaシリケート300
gと水1リットルにジントロジアミンPd(任意のPd
担持量となるよう調整したもの)を加えて、撹拌しなが
ら乾燥させたものを200゜Cで24時間乾固して粉末
とし、その粉末を等量に二分し、その二分したものの一
方をγ−Al23と混合する。そして、それにベーマイ
ト120gと水1リットルとHNO3(硝酸)10cc
を加えて撹拌し、スラリーをつくり、そのスラリー(ウ
オッシュコート液)に担体を浸漬し、引き上げてエアブ
ローをかけ、250゜Cで2時間乾燥させた後、600゜
Cで2時間焼成する。これで、担体の表面にベースコー
ト層(第1触媒層)が形成される。このベースコート層
は、Gaシリケートの細孔内や一次粒子間にPd粒子が
存在し、Pd表面近傍にGaシリケート構造内の酸素が
存在するものとなる。そのため、Pdの表面活性点が酸
化状態に維持され、PdがS被毒を受けるのが防止され
る。
【0030】(2)第2触媒層 上記粉末を二分したものの他方をCeOと混合する。そ
して、それにやはりベーマイト120gと水1リットル
とHNO3(硝酸)10ccを加えて撹拌し、スラリー
をつくり、そのスラリー(ウオッシュコート液)に上記
第1触媒層を形成した担体を浸漬し、引き上げてエアブ
ローをかけ、250゜Cで2時間乾燥させた後、600゜
Cで2時間焼成する。これで、ベースコート層(第1触
媒層)の上にオーバーコート層が形成される。このオー
バーコート層も、やはりGaシリケートの細孔内や一次
粒子間にPd粒子が存在し、Pd表面近傍にGaシリケ
ート構造内の酸素が存在するものとなる。そのため、や
はりPdの表面活性点が酸化状態に維持され、PdがS
被毒を受けるのが防止される。
【0031】なお、上記第1触媒層及び第2触媒層にお
いて、メタロシリケートはGaシリケート以外に例えば
Ti(チタン)を使用したTiシリケートとしてもよ
い。
【0032】図6はメタロシリケートの構造を示してい
る。Pdとシリケート中の酸素との間には図に点線で示
すように静電引力が作用する。図のXおよびYはアルカ
リ金属もしくはアルカリ土類金属である。
【0033】つぎに、この実施例2の触媒の排気ガス浄
化性能のテスト結果を説明する。このテストは先の実施
例1と同様の方法で行ったものであって、図7にそのテ
スト結果を示している。図7の(a)は触媒入口温度に
対するHC浄化率の変化、(b)は同CO浄化率の変
化、(c)は同NOx浄化率の変化である。また、図に
はこの実施例の方法で製造した触媒のデータを丸印でプ
ロットして示すとともに、比較例のデータを×印のプロ
ットで示している。この比較例は、メタロシリケートを
用いずPdをAl23に直接担持させた場合を示す。
【0034】この実施例2の触媒の場合、Pdがメタロ
シリケートの細孔内に存在するによって、PdのSO2
による被毒の影響が少なくなり、浄化率の高い状態が維
持されている。
【0035】また、この実施例2の触媒においても、触
媒層が2相に分離されていることによって先の実施例1
の場合と同様シンタリングや溶融を防止することがで
き、また、触媒の低温活性を向上させることができる。
【0036】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、Pdをアルカリ金属等との複合酸化物としてSO2
を複合酸化物に吸着させることにより、あるいはメタロ
シリケート等の複合酸化物構造内にPdを担持させてP
d粒子の周りに酸素を存在させることによって、Pdの
S被毒を抑制することができ、したがって、Pdを触媒
成分とする低温HC活性に優れた触媒を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の触媒の模式構造図
【図2】本発明の実施例1の触媒における複合酸化物の
構造図
【図3】本発明の実施例1の触媒のテスト方法を説明す
るタイムチャート
【図4】本発明の実施例1の触媒のテスト結果を示すグ
ラフ
【図5】本発明の実施例1の触媒のHC浄化率のBaO
依存性のテスト結果を示すグラフ
【図6】本発明の実施例2の触媒におけるメタロシリケ
ートによるPd担持状態の説明図
【図7】本発明の実施例2の触媒のテスト結果を示すグ
ラフ
【符号の説明】
1 担体 2 ベースコート層(第1触媒層) 3 オーバーコート層(第2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 B01J 33/00 B 8017−4G 37/02 ZAB 8017−4G 301 L 8017−4G // B01J 35/04 ZAB 8017−4G 301 L 8017−4G (72)発明者 清水 多恵子 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】 Pdを触媒成分とするエンジンの排気ガ
    ス浄化用触媒であって、Pdが複合酸化物とされ、もし
    くは複合酸化物に担持された上でコート層母材に担持さ
    れたことを特徴とするエンジンの排気ガス浄化用触媒。
  2. 【請求項2】 Pdを複合酸化物とし、もしくは複合酸
    化物に担持させた上で分散してコート層母材に担持させ
    てなるウオッシュコート液を使用して触媒層を形成する
    ことを特徴とするエンジンの排気ガス浄化用触媒の製造
    方法。
  3. 【請求項3】 ウオッシュコート液は、Pdをアルカリ
    金属もしくはアルカリ土類金属の少なくとも1種との複
    合酸化物としてコート層母材に担持させたものである請
    求項2記載のエンジンの排気ガス浄化用触媒の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 ウオッシュコート液は、Pdをメタロシ
    リケートに担持させた上でコート層母材に担持させたも
    のである請求項2記載のエンジンの排気ガス浄化用触媒
    の製造方法。
JP5261736A 1993-09-24 1993-09-24 エンジンの排気ガス浄化用触媒およびその製造方法 Pending JPH0788372A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100388394B1 (ko) * 1995-04-28 2003-09-19 마츠다 가부시키가이샤 배기가스정화용촉매및그제조방법
US7674746B2 (en) 2003-09-12 2010-03-09 Honda Motor Co., Ltd. Catalyst for clarifying exhaust gas and method for preparation thereof, and exhaust gas clarification catalyst device for vehicle
US7811960B2 (en) 2004-09-24 2010-10-12 Honda Motor Co., Ltd. Catalyst for exhaust gas purification and exhaust gas purification apparatus

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US7674746B2 (en) 2003-09-12 2010-03-09 Honda Motor Co., Ltd. Catalyst for clarifying exhaust gas and method for preparation thereof, and exhaust gas clarification catalyst device for vehicle
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Date Code Title Description
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Effective date: 20040330