JPH0813333B2 - 排気ガス浄化用触媒 - Google Patents
排気ガス浄化用触媒Info
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- JPH0813333B2 JPH0813333B2 JP63254454A JP25445488A JPH0813333B2 JP H0813333 B2 JPH0813333 B2 JP H0813333B2 JP 63254454 A JP63254454 A JP 63254454A JP 25445488 A JP25445488 A JP 25445488A JP H0813333 B2 JPH0813333 B2 JP H0813333B2
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- catalyst
- rare earth
- exhaust gas
- carrier substrate
- oxide
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関等の排気ガス浄化用の触媒に関す
る。
る。
［従来の技術］ 従来モノリス担体触媒などは、担体基材の表面に多孔
質状に形成された酸化物の担持層を有する。この担持層
は主として活性アルミナで形成され、担持されている触
媒金属の作用を保持しかつ耐久性を付与させるために種
々の金属酸化物が配合されている。例えば特公昭60−50
491号公報には、活性アルミナ、水溶性アルミニウム塩
および少なくとも炭酸ランタンを含む希土類化合物から
なる水分散性組成物を調製し、これをモノリス担体基材
にコーティングして多孔性被膜を形成した担持層に白金
族元素の一種以上を担持してなる触媒の開示がある。
質状に形成された酸化物の担持層を有する。この担持層
は主として活性アルミナで形成され、担持されている触
媒金属の作用を保持しかつ耐久性を付与させるために種
々の金属酸化物が配合されている。例えば特公昭60−50
491号公報には、活性アルミナ、水溶性アルミニウム塩
および少なくとも炭酸ランタンを含む希土類化合物から
なる水分散性組成物を調製し、これをモノリス担体基材
にコーティングして多孔性被膜を形成した担持層に白金
族元素の一種以上を担持してなる触媒の開示がある。
一般に白金族元素は、セリウム、ランタン等の希土類
元素の酸化物との相互作用によりその触媒活性を増すこ
とが知られている。ところが白金族元素は、通常担持層
を形成する全ての酸化物粒子に付着している。一方、希
土類酸化物は担持層に特定の割合で分散されて存在して
いるため、水溶液から含浸担持される白金族元素は希土
類酸化物表面上だけでなく、大きな表面積を持つアルミ
ナの表面上にも広く分布担持されている。このため希土
類酸化物と白金族元素とが担持層中で接する確率はそれ
程高くない。したがって、希土類酸化物と白金族元素と
の間の相互作用はさほど大きくならず、希土類酸化物の
添加効果が充分に発揮されていないのが現状である。ま
た仮にその効果が発揮されている場合でもその触媒性能
が耐久性に欠け、長時間使用した場合には、触媒活性の
低下が著しい。
元素の酸化物との相互作用によりその触媒活性を増すこ
とが知られている。ところが白金族元素は、通常担持層
を形成する全ての酸化物粒子に付着している。一方、希
土類酸化物は担持層に特定の割合で分散されて存在して
いるため、水溶液から含浸担持される白金族元素は希土
類酸化物表面上だけでなく、大きな表面積を持つアルミ
ナの表面上にも広く分布担持されている。このため希土
類酸化物と白金族元素とが担持層中で接する確率はそれ
程高くない。したがって、希土類酸化物と白金族元素と
の間の相互作用はさほど大きくならず、希土類酸化物の
添加効果が充分に発揮されていないのが現状である。ま
た仮にその効果が発揮されている場合でもその触媒性能
が耐久性に欠け、長時間使用した場合には、触媒活性の
低下が著しい。
［発明が解決しようとする課題］ 上記の希土類酸化物と白金族元素との間の相互作用を
高めて、触媒の活性を高めかつ触媒性能の耐久性を向上
させることを技術課題とする。
高めて、触媒の活性を高めかつ触媒性能の耐久性を向上
させることを技術課題とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明の排気ガス浄化用触媒は、耐久性担体基材と、
該耐熱性担体基材の表面に形成された酸化物よりなる担
持層と、該担持層に担持された貴金属触媒とからなる排
気ガス浄化用触媒において、 前記酸化物は、ケイ素、希土類元素を金属元素として
含むゼオライト型ケイ酸塩を主成分として形成され、前
記貴金属触媒は、イオン交換担持により前記ゼオライト
型ケイ酸塩に担持されている白金族元素の少なくとも一
種からなることを特徴とする。
該耐熱性担体基材の表面に形成された酸化物よりなる担
持層と、該担持層に担持された貴金属触媒とからなる排
気ガス浄化用触媒において、 前記酸化物は、ケイ素、希土類元素を金属元素として
含むゼオライト型ケイ酸塩を主成分として形成され、前
記貴金属触媒は、イオン交換担持により前記ゼオライト
型ケイ酸塩に担持されている白金族元素の少なくとも一
種からなることを特徴とする。
耐熱性担体基材は、その材質としてはコージェライ
ト、ムライト、スピネルなどのセラミックスあるいは耐
熱性鋼板を用いることができる。この耐熱性担体基材は
排気ガスの流れ方向に延びる多数の細孔を有するハニカ
ム構造を有している。
ト、ムライト、スピネルなどのセラミックスあるいは耐
熱性鋼板を用いることができる。この耐熱性担体基材は
排気ガスの流れ方向に延びる多数の細孔を有するハニカ
ム構造を有している。
担持層は、前記耐熱性担体基材の表面に、担持層を形
状する酸化物粒子を含有するスラリーを付着させ、乾燥
した後焼成して形成する。酸化物粒子は、ケイ素、希土
類元素を金属元素として含むゼオライト型ケイ酸塩を主
成分として必要に応じて活性アルミナを配合して構成さ
れる。
状する酸化物粒子を含有するスラリーを付着させ、乾燥
した後焼成して形成する。酸化物粒子は、ケイ素、希土
類元素を金属元素として含むゼオライト型ケイ酸塩を主
成分として必要に応じて活性アルミナを配合して構成さ
れる。
ケイ素、希土類元素金属元素として含むゼオライト型
ケイ酸塩は、MmZnOx（Ｍはナトリウム、カリウム、Ｚは
ケイ素、希土類元素、Ｏは酸素とからなる）で表され、
Ｍがイオン交換により容易に他のカチオンに置換される
構造をもつ。
ケイ酸塩は、MmZnOx（Ｍはナトリウム、カリウム、Ｚは
ケイ素、希土類元素、Ｏは酸素とからなる）で表され、
Ｍがイオン交換により容易に他のカチオンに置換される
構造をもつ。
このゼオライト型ケイ酸塩は、通常のアルミナの代り
に希土類酸化物を用いて、その他酸化ナトリウム、シリ
カ、水、（TMA）2O［｛（CH3）4N｝2O］（ここでTMAは
テトラメチルアンモニウムイオンである）を特定の割合
で混合し、オートクレブ中で加熱することにより容易に
酸化物粒子として製造することができる。
に希土類酸化物を用いて、その他酸化ナトリウム、シリ
カ、水、（TMA）2O［｛（CH3）4N｝2O］（ここでTMAは
テトラメチルアンモニウムイオンである）を特定の割合
で混合し、オートクレブ中で加熱することにより容易に
酸化物粒子として製造することができる。
通常ゼオライト型の構造を持つケイ酸塩では、イオン
交換により新たにカチオンを導入できることが知られて
いる。したがって、このケイ素と希土類元素とを含むゼ
オライト型ケイ酸塩の場合でもイオン交換が可能であ
る。すなわち、希土類元素をもつゼオライト型ケイ酸塩
に、貴金属元素がカチオンとなってイオン交換によりケ
イ酸塩と結合して担持されることになり、貴金属元素と
希土類元素との相互作用が効率よく発揮され触媒活性も
高まると同時に触媒の耐久性も高めた排気ガス浄化用触
媒となる。また担持層をゼオライト型ケイ酸塩とアルミ
ナとの混合物で構成した場合でもイオン交換により貴金
属元素は優先的にゼオライト型ケイ酸塩とイオン結合を
形成すると考えられる。
交換により新たにカチオンを導入できることが知られて
いる。したがって、このケイ素と希土類元素とを含むゼ
オライト型ケイ酸塩の場合でもイオン交換が可能であ
る。すなわち、希土類元素をもつゼオライト型ケイ酸塩
に、貴金属元素がカチオンとなってイオン交換によりケ
イ酸塩と結合して担持されることになり、貴金属元素と
希土類元素との相互作用が効率よく発揮され触媒活性も
高まると同時に触媒の耐久性も高めた排気ガス浄化用触
媒となる。また担持層をゼオライト型ケイ酸塩とアルミ
ナとの混合物で構成した場合でもイオン交換により貴金
属元素は優先的にゼオライト型ケイ酸塩とイオン結合を
形成すると考えられる。
希土類酸化物としては、ランタン、セリウム、プラセ
オジウム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユー
ロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウ
ム、ホルミウム、エリビウム、ツリウム、イッテルビウ
ム、イットリウム、スカンジウム、ルテチウム等があげ
られる。なかでもセリウム、ランタン等が好ましい。
オジウム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユー
ロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウ
ム、ホルミウム、エリビウム、ツリウム、イッテルビウ
ム、イットリウム、スカンジウム、ルテチウム等があげ
られる。なかでもセリウム、ランタン等が好ましい。
貴金属触媒の白金族元素は、白金、パラジウム、ロジ
ウムの少なくとも一種が用いられる。この白金族元素
は、水に可溶な白金族化合物の水溶液を担持層に含浸さ
せることによりイオン交換されて担持層に担持される。
ウムの少なくとも一種が用いられる。この白金族元素
は、水に可溶な白金族化合物の水溶液を担持層に含浸さ
せることによりイオン交換されて担持層に担持される。
［発明の作用および効果］ 本発明の排気ガス浄化用触媒は、酸化物の担持層に、
ケイ素、希土類元素を金属元素として含むゼオライト型
ケイ酸塩を主成分として形成し、貴金属元素をイオン交
換担持することにより、ゼオライト型ケイ酸塩に白金族
元素がカチオンとしてイオン結合を形成して存在するこ
とになる。
ケイ素、希土類元素を金属元素として含むゼオライト型
ケイ酸塩を主成分として形成し、貴金属元素をイオン交
換担持することにより、ゼオライト型ケイ酸塩に白金族
元素がカチオンとしてイオン結合を形成して存在するこ
とになる。
したがって、ほとんどの白金族元素がイオン交換でゼ
オライト型ケイ酸塩に担持されているため、そのほとん
どの白金族元素が希土類酸化物と共存して担持されてい
る。このため白金族元素とゼオライト型ケイ酸塩とは互
いに相互作用を発揮して触媒活性を高めることができ
る。
オライト型ケイ酸塩に担持されているため、そのほとん
どの白金族元素が希土類酸化物と共存して担持されてい
る。このため白金族元素とゼオライト型ケイ酸塩とは互
いに相互作用を発揮して触媒活性を高めることができ
る。
また耐久試験後においても、貴金属元素と希土類元素
との相互作用が維持でき浄化性能の劣化の少ない触媒と
なる。さらに貴金属元素のシンタリング（粒生長）も抑
制でき触媒の高活性を保持できる。
との相互作用が維持でき浄化性能の劣化の少ない触媒と
なる。さらに貴金属元素のシンタリング（粒生長）も抑
制でき触媒の高活性を保持できる。
［実施例］ 以下実施例により本発明を説明する。
この排気ガス浄化用触媒は、耐熱性担体基材と、該耐
熱性担体基材の表面に形成した金属酸化物の担持層と、
該担持層に担持された貴金属触媒とからなる。
熱性担体基材の表面に形成した金属酸化物の担持層と、
該担持層に担持された貴金属触媒とからなる。
［実施例１］ ゼオライト型ケイ酸塩の合成 La2O3、Na2O、SiO2、H2O、［｛（CH3）4N｝2O］とを、
それぞれ1:1.5:25:100:2.5の重量部比の割合で混合して
から撹拌し、オートクレーブ中で130℃にて48時間加熱
してケイ素、ランタンを金属元素として含むゼオライト
型のケイ酸塩の粉末を得た。
それぞれ1:1.5:25:100:2.5の重量部比の割合で混合して
から撹拌し、オートクレーブ中で130℃にて48時間加熱
してケイ素、ランタンを金属元素として含むゼオライト
型のケイ酸塩の粉末を得た。
触媒の作製 このケイ酸塩粉末（粒径５μｍ）1000gに対しアルミ
ナゾル（アルミナ10重量％含有）700g、水500gを加えて
混合撹拌してスラリー状とし、更に硝酸アルミニウム水
溶液を加えてpHを４としたスラリーを調製した。
ナゾル（アルミナ10重量％含有）700g、水500gを加えて
混合撹拌してスラリー状とし、更に硝酸アルミニウム水
溶液を加えてpHを４としたスラリーを調製した。
前記スラリーに、コージェライト製のハニカム担体基
材を浸漬してから引上げ、余分なスラリーを吹き払い担
体基材を120℃で乾燥させ、担体基材１あたり100gの
ゼオライト型ケイ酸塩を主成分とする担持層を形成し
た。この担体基材を500℃で１時間焼成し酸化物の担持
層とした。次いでこの担持層を塩化ロジウム塩酸水溶液
に浸漬し担体基材１当たりロジウム0.5gをイオン交換
で担持した後、100℃にて乾燥して触媒Ａを調製した。
材を浸漬してから引上げ、余分なスラリーを吹き払い担
体基材を120℃で乾燥させ、担体基材１あたり100gの
ゼオライト型ケイ酸塩を主成分とする担持層を形成し
た。この担体基材を500℃で１時間焼成し酸化物の担持
層とした。次いでこの担持層を塩化ロジウム塩酸水溶液
に浸漬し担体基材１当たりロジウム0.5gをイオン交換
で担持した後、100℃にて乾燥して触媒Ａを調製した。
［実施例２］ 実施例１の方法で形成したケイ酸塩を主成分とする担
持層を形成した担体基材を用い、これを貴金属元素のジ
ニトロジアンミン白金硝酸水溶液に浸漬して担体基材１
当たり白金1.0gを担持し乾燥後、さらに塩化ロジウム
塩酸水溶液に浸漬して担体基材１当たり0.2gのロジウ
ムをイオン交換担持した後、100℃にて乾燥して触媒Ｂ
を調製した。
持層を形成した担体基材を用い、これを貴金属元素のジ
ニトロジアンミン白金硝酸水溶液に浸漬して担体基材１
当たり白金1.0gを担持し乾燥後、さらに塩化ロジウム
塩酸水溶液に浸漬して担体基材１当たり0.2gのロジウ
ムをイオン交換担持した後、100℃にて乾燥して触媒Ｂ
を調製した。
［実施例３］ 実施例１のケイ酸塩の合成においてLa2O3の代りにCe2
（CO3）３を用いて同様な方法で形成したゼオライト型
ケイ酸塩を合成した。このゼオライト型ケイ酸塩粒子を
用い実施例１と同様な方法により担持層を形成した。次
いで貴金属元素の担持は実施例２の白金、ロジウムの担
持法により触媒Ｃを調製した。
（CO3）３を用いて同様な方法で形成したゼオライト型
ケイ酸塩を合成した。このゼオライト型ケイ酸塩粒子を
用い実施例１と同様な方法により担持層を形成した。次
いで貴金属元素の担持は実施例２の白金、ロジウムの担
持法により触媒Ｃを調製した。
［実施例４］ 実施例３のケイ酸塩の合成において、Ce2（CO3）３の
代りにNd2O3を用いて実施例１と同様な方法で形成した
ゼオライト型ケイ酸塩を得た。このケイ酸塩を用い実施
例１と同様な方法で担持層を貴金属元素は実施例２の方
法により触媒Ｄを調製した。
代りにNd2O3を用いて実施例１と同様な方法で形成した
ゼオライト型ケイ酸塩を得た。このケイ酸塩を用い実施
例１と同様な方法で担持層を貴金属元素は実施例２の方
法により触媒Ｄを調製した。
［比較例１］ γ−アルミナであるアルミナ粉末100重量部に対しア
ルミナを10重量％含むアルミナゾル70重量部、水450重
量部を加えて混合撹拌してスラリーとし、更に硝酸アル
ミニウム水溶液を加えて液のpHを４としてスラリーを調
製した。
ルミナを10重量％含むアルミナゾル70重量部、水450重
量部を加えて混合撹拌してスラリーとし、更に硝酸アル
ミニウム水溶液を加えて液のpHを４としてスラリーを調
製した。
このスラリーに、コージェライト製のハニカム担体基
材を浸漬してから引上げ、余分なスラリーを吹き払い、
担体基材を120℃で乾燥させ担体基材１当たり95gの担
持層を形成した。
材を浸漬してから引上げ、余分なスラリーを吹き払い、
担体基材を120℃で乾燥させ担体基材１当たり95gの担
持層を形成した。
この担持層を硝酸ランタン水溶液に浸漬し担体基材１
当たり0.03モルのランタンを担持した。これを600℃
で１時間焼成した後、塩化ロジウム塩酸溶液に浸漬し、
担体基材１当たり0.5gのロジウムを担持して100℃に
て乾燥して触媒Ｅを調製した。
当たり0.03モルのランタンを担持した。これを600℃
で１時間焼成した後、塩化ロジウム塩酸溶液に浸漬し、
担体基材１当たり0.5gのロジウムを担持して100℃に
て乾燥して触媒Ｅを調製した。
［比較例２］ 比較例１において、貴金属元素としてロジウムのみを
担持する代りに、まずジニトロジアンミン白金硝酸水溶
液に浸漬して担体基材１当たり白金1.0gを担持し、次
ぎに塩化ロジウム塩酸水溶液に浸漬して担体基材１当
たりロジウム0.2gを担持して触媒Ｆを調製した。
担持する代りに、まずジニトロジアンミン白金硝酸水溶
液に浸漬して担体基材１当たり白金1.0gを担持し、次
ぎに塩化ロジウム塩酸水溶液に浸漬して担体基材１当
たりロジウム0.2gを担持して触媒Ｆを調製した。
［比較例３］ 比較例１において、酸化物の担持層にランタンの代り
にセリウムを担持し、これに比較例２と同様にして貴金
属元素として白金、ロジウムを担持して触媒Ｇを調製し
た。
にセリウムを担持し、これに比較例２と同様にして貴金
属元素として白金、ロジウムを担持して触媒Ｇを調製し
た。
［比較例４］ 比較例３において、酸化物の担持層にセリウムの代り
にネオジムを担持した他は同様な方法により触媒Ｈを調
製した。
にネオジムを担持した他は同様な方法により触媒Ｈを調
製した。
触媒性能の評価 前記の各触媒Ａ〜Ｈを２のエンジンの排気系に装着
し、入ガス温度700℃、SV＝6800h-1で200時間の耐久試
験をおこなつた後、同一条件（2000rpm、−360mmHg）で
触媒の浄化率の測定をおこなつた。結果を第１表に示
す。
し、入ガス温度700℃、SV＝6800h-1で200時間の耐久試
験をおこなつた後、同一条件（2000rpm、−360mmHg）で
触媒の浄化率の測定をおこなつた。結果を第１表に示
す。
ゼオライト型ケイ酸塩を担持層に用いた実施例１〜４
は、活性アルミナに希土類酸化物に担持した比較例１〜
４に比べて耐久試験後の浄化率が優れている。なお、実
施例１〜４と比較例１〜４との各ナンバーが対応する希
土類酸化物、貴金属元素を使用している。
は、活性アルミナに希土類酸化物に担持した比較例１〜
４に比べて耐久試験後の浄化率が優れている。なお、実
施例１〜４と比較例１〜４との各ナンバーが対応する希
土類酸化物、貴金属元素を使用している。
実施例１は対応する比較例１の浄化率に比べていずれ
もHC、CO、NOxの浄化率が約10％程度向上している。同
様に実施例２は比較例２に、実施例３は比較例３に、実
施例４は比較例４に比べてそれぞれ浄化率が向上してい
る。
もHC、CO、NOxの浄化率が約10％程度向上している。同
様に実施例２は比較例２に、実施例３は比較例３に、実
施例４は比較例４に比べてそれぞれ浄化率が向上してい
る。
フロントページの続き (72)発明者 立石 修士 静岡県小笠郡大須賀町横須賀353 キャタ ラー工業株式会社内 (56)参考文献 特公 昭60−50491（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】耐熱性担体基材と、該耐熱性担体基材の表
面に形成された酸化物いよりなる担持層と、該担持層に
担持された貴金属触媒とからなる排気ガス浄化用触媒に
おいて、 前記酸化物は、ケイ素、希土類元素を金属元素として含
むゼオライト型ケイ酸塩を主成分として形成され、前記
貴金属触媒は、イオン交換担持により前記ゼオライト型
ケイ酸塩に担持されている白金族元素の少なくとも一種
からなることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63254454A JPH0813333B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 排気ガス浄化用触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63254454A JPH0813333B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 排気ガス浄化用触媒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02102740A JPH02102740A (ja) | 1990-04-16 |
| JPH0813333B2 true JPH0813333B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=17265240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63254454A Expired - Lifetime JPH0813333B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 排気ガス浄化用触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0813333B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9468924B2 (en) | 2008-04-09 | 2016-10-18 | Asahi Kasei E-Materials Corporation | Dispersion composition of fluorine-containing ion exchange resin |
-
1988
- 1988-10-07 JP JP63254454A patent/JPH0813333B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9468924B2 (en) | 2008-04-09 | 2016-10-18 | Asahi Kasei E-Materials Corporation | Dispersion composition of fluorine-containing ion exchange resin |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02102740A (ja) | 1990-04-16 |
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