JPH08155301A - 排気ガス浄化用触媒 - Google Patents

排気ガス浄化用触媒

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JPH08155301A
JPH08155301A JP6306247A JP30624794A JPH08155301A JP H08155301 A JPH08155301 A JP H08155301A JP 6306247 A JP6306247 A JP 6306247A JP 30624794 A JP30624794 A JP 30624794A JP H08155301 A JPH08155301 A JP H08155301A
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JP
Japan
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catalyst
potassium
exhaust gas
supported
alumina
Prior art date
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Pending
Application number
JP6306247A
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English (en)
Inventor
Toru Sekiba
徹 関場
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車など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)及び窒素酸
化物(NOX )を浄化することのできる排気ガス浄化用
触媒を提供すること。 【構成】 触媒成分担持層を有する一体構造型触媒にお
いて、触媒成分として白金及び/又はパラジウムを触媒
担体に担持した粉末、及びカリウムを触媒担体に担持し
た粉末を含有することを特徴とする排気ガス浄化用触
媒。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は排気ガス浄化用触媒に関
し、特に自動車など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)及び窒素酸化
物(NOX )を浄化することのできる排気ガス浄化用触
媒に関する。
【0002】
【従来技術】従来、排気ガス浄化用触媒としては、例え
ば特公昭58−20307号公報に開示されている白
金、ロジウム及びセリウムから成る組成物を耐火性担体
に担持させた排気ガス浄化用触媒のように、アルミナや
酸化セリウムなどに白金、パラジウム及びロジウムなど
の白金属元素を担持させて、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用されている。
【0003】また、本発明者らは、炭化水素濃度が高く
酸素濃度の低い排気ガスに対しても高い浄化率を達成す
るために、アルミナや酸化セリウムなどに白金、パラジ
ウム及びロジウムなどの白金属元素と、カリウム、セシ
ウム、ストロンチウム及びバリウムから成る群から選ば
れた少なくとも1種とを担持させた排気ガス浄化用触媒
を提案した(特開平6−378号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載されたカリウム、セシウム、ストロンチウム及
びバリウムを担持した触媒は、その塩基性により炭化水
素の吸着被毒を抑制させる効果を持っているため、この
効果を得ようとして更に塩基性の強いカリウムを用いた
場合には、炭化水素濃度が高く酸素濃度の低い排気ガス
に対しては良い浄化率を示すものの、化学量論比のガス
については炭化水素の吸着が抑制されすぎた結果、特に
低温での反応が阻害され浄化率が低下するという問題点
があった。
【0005】従って本発明の目的は、塩基性の強いカリ
ウムを用いた場合であっても、低温での反応が阻害され
ず、排気ガス浄化率を向上させることのできる排気ガス
浄化用触媒を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、従来技術よ
り低温活性を改良すべく鋭意研究した結果、カリウムを
白金やパラジウムなどの貴金属成分に直接接触させず、
担体にカリウムを担持した粉末を触媒コート層中に配置
させることによって、貴金属活性成分に間接的に作用さ
せると、低温活性を大きく向上させることができること
を見い出し、本発明に到達した。
【0007】本発明の上記の目的は、触媒成分担持層を
有する一体構造型触媒において、触媒成分として白金及
び/又はパラジウムを触媒担体に担持した粉末、及びカ
リウムを触媒担体に担持した粉末を含有することを特徴
とする排気ガス浄化用触媒により達成された。
【0008】以下、本発明について更に詳細に説明す
る。本発明において、カリウムを担持させる触媒担体と
しては、比表面積が大きく耐熱性の高い、アルミナ、シ
リカ、セリア、ジルコニア及びチタニアから成る群から
選ばれた少なくとも1種を用いることが好ましく、特に
表面積が大きくカリウムを高分散状態で担持させること
ができ、使用中にカリウムと担体が反応して別の化合物
を生成することが少なく、カリウムの表面積が大きくで
きるため添加効果が発揮されやすい等の観点から、アル
ミナを用いることが最も好ましい。
【0009】また、本発明において使用されるカリウム
の含有量は完成触媒1リッター当たりのカリウムに換算
して1〜20gの範囲であることが好ましい。カリウム
量が完成触媒1リッター当たりカリウムに換算して1g
未満になると、高い低温活性を達成することができず、
逆に20gを超えてもそれ以上の効果は得られない。
【0010】次に、本発明の排気ガス浄化用触媒の製造
方法について説明する。まず、活性アルミナに白金及び
/又はパラジウムを含む水溶液を含浸し乾燥した後、例
えば400℃で1時間、空気中で焼成し活性アルミナに
貴金属を0.1〜3.0重量%の範囲で含む粉末(イ)
を得る。
【0011】この貴金属担持粉末は必要に応じて貴金属
種別に数種類用意しても良い。用いる貴金属塩は塩化
物、酢酸塩、テトラアンミンジクロライド錯体などの水
溶性のものであれば良い。活性アルミナにはジルコニウ
ム、ランタン、ネオジウム、セリウム、ストロンチウム
及びバリウムから成る群から選ばれた少なくとも1種を
添加することが好ましい。
【0012】次に、耐熱性担体としてはアルミナ、シリ
カ、セリア、ジルコニア及びチタニアから成る群から選
ばれた少なくとも1種にカリウム水溶液を含浸し乾燥し
た後、例えば800℃で4時間、空気中で焼成し、耐熱
性担体に対しカリウムを1〜40重量%の範囲で含む粉
末(ロ)を得る。用いるカリウム化合物は塩化物、酢酸
塩、水酸化物、炭酸塩及び硝酸塩などの水溶性のもので
あれば良い。
【0013】上記粉末(イ)と(ロ)を混合する。この
際、必要に応じてこの混合物に酸化セリウム粉末を加え
ても良い。更に、この混合粉末にアルミナゾルを加えて
粉砕してスラリーとし、触媒担体、例えばモノリス担体
基材に付着させ、例えば400〜700℃の範囲の温度
で焼成し、本発明の排気ガス浄化用触媒を得る。成分の
異なるスラリー数種を調製して担体基材に付着させても
良い。また、更に性能を向上させるためにロジウムを含
む触媒層を追加して設けても良い。
【0014】更に、本発明の作用を説明する。自動車の
排気ガス浄化用貴金属触媒にランタン、バリウム、スト
ロンチウム等の塩基性元素を添加すると低温での反応性
を向上させることができる。これは炭化水素と一酸化炭
素とが貴金属に強く吸着し、表面を被覆することで反応
を阻害することを、塩基性元素が電子を貴金属に供与す
ることによってこれらの吸着を抑制し、反応をスムース
に進行させるためである。
【0015】しかしながら、塩基性のより強いカリウム
を含浸等の手段で単純に貴金属に接触させると吸着抑制
効果が強く発現されすぎ、反応ガスの吸着量が少なくな
りすぎる結果、浄化率がかえって低下してしまうことが
判った。そこで、カリウムの添加方法について検討を行
い、カリウムを担体に担持し、貴金属を含む粉末と混合
してコート層を形成させる方法を考案した。この方法を
とることによってカリウムの強すぎる吸着抑制効果を緩
和し、低温での反応のための最適な表面ガス吸着状態を
達成することにより、高活性な触媒とすることができ
る。
【0016】
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
【0017】実施例1 活性アルミナに硝酸セリウム水溶液を含浸し、乾燥した
後600℃で1時間焼成した。このときのセリウムの担
持濃度は7重量%であった。こうして得られた粉末に硝
酸パラジウム水溶液を含浸し、乾燥した後400℃で1
時間焼成してパラジウム担持活性アルミナ粉末(イ)を
得た。パラジウムの担持濃度は1.4重量%であった。
【0018】次に、アルミナに炭酸カリウム水溶液を含
浸し、乾燥した後800℃で4時間焼成してカリウム担
持アルミナ粉末(ロ)を得た。このときのアルミナ粉末
へのカリウム担持濃度は25重量%であった。この粉末
(イ)500g、粉末(ロ)200g、酸化セリウム3
00g及びアルミナゾル1000gをボールミルで混
合、粉砕して得られたスラリーをモノリス担体基材
(1.3L、400セル/平方インチ)に付着させ焼成
(400℃、1時間)した。このときの付着量は200
g/Lに設定した。このようにして触媒(A)を得た。
このときのカリウム担持量は10g/触媒Lであった。
【0019】実施例2 カリウムを担持させるアルミナをシリカに代えた他は、
実施例1と全く同様にして触媒(B)を得た。
【0020】実施例3 カリウムを担持させるアルミナをセリアに代えた他は、
実施例1と全く同様にして触媒(C)を得た。
【0021】実施例4 カリウムを担持させるアルミナをジルコニアに代えた他
は、実施例1と全く同様にして触媒(D)を得た。
【0022】実施例5 カリウムを担持させるアルミナをチタニアに代えた他
は、実施例1と全く同様にして触媒(E)を得た。
【0023】実施例6 アルミナへのカリウムの担持濃度を25重量%から5重
量%に代えた他は、実施例1と全く同様にして触媒
(F)を得た。このときのカリウムの担持量は2g/触
媒Lであった。
【0024】実施例7 アルミナへのカリウムの担持濃度を25重量%から15
重量%に代えた他は、実施例1と全く同様にして触媒
(G)を得た。このときのカリウムの担持量は6g/触
媒Lであった。
【0025】実施例8 アルミナへのカリウムの担持濃度を25重量%から35
重量%に代えた他は、実施例1と全く同様にして触媒
(H)を得た。このときのカリウムの担持量は14g/
触媒Lであった。
【0026】比較例1 実施例1において使用した粉末(イ)500g、活性ア
ルミナ200g、酸化セリウム300g及びアルミナゾ
ル1000gをボールミルで混合、粉砕して得られたス
ラリーをモノリス担体基材(1.3L、400セル/平
方インチ)に付着させ焼成(400℃、1時間)した。
このときの付着量は200g/Lに設定した。このよう
にして触媒(I)を得た。
【0027】比較例2 比較例1で得た触媒(I)に炭酸カリウム水溶液を含浸
し、乾燥した後400℃で1時間焼成して触媒(J)を
得た。このときのカリウム担持量は10g/触媒Lであ
った。
【0028】実施例9 硝酸パラジウム溶液の代わりにジニトロジアンミン白金
溶液を用い、白金の担持濃度を1.4重量%にした他
は、実施例1と全く同様にして触媒(K)を得た。
【0029】実施例10 アルミナへのカリウムの担持濃度を25重量%から5重
量%に代えた他は、実施例9と全く同様な方法により、
触媒(L)を得た。このときのカリウムの担持量は2g
/触媒Lであった。
【0030】実施例11 アルミナへのカリウムの担持濃度を25重量%から15
重量%に代えた他は、実施例9と全く同様な方法によ
り、触媒(M)を得た。このときのカリウムの担持量は
6g/触媒Lであった。
【0031】実施例12 アルミナへのカリウムの担持濃度を25重量%から35
重量%に代えた他は、実施例9と全く同様な方法によ
り、触媒(N)を得た。このときのカリウムの担持量は
14g/触媒Lであった。
【0032】比較例3 実施例9において使用した白金担持アルミナ500g、
活性アルミナ200g、酸化セリウム300g及びアル
ミナゾル1000gをボールミルで混合、粉砕して得ら
れたスラリーをモノリス担体基材(1.3L、400セ
ル/平方インチ)に付着させ焼成(400℃、1時間)
した。このときの付着量は200g/Lに設定した。こ
のようにして触媒(O)を得た。
【0033】比較例4 比較例3で得た触媒(O)に炭酸カリウム水溶液を含浸
し、乾燥した後400℃で1時間焼成して触媒(P)を
得た。このときのカリウムの担持量は10g/触媒Lで
あった。
【0034】各触媒の構成を表1に示す。
【表1】
【0035】試験例 実施例1〜12及び比較例1〜4で得られた触媒につい
て、以下の条件で性能評価を行った。 評価条件 触媒 モノリス型貴金属触媒 エンジン排気量 2000cc 触媒入口ガス温度 100〜450℃ 空間速度 約50,000H−1 入口ガス組成 CO 0.72% O2 0.76% HC 2400ppmC NOX 1500ppm
【0036】触媒性能試験結果を表2に示した。
【表2】
【0037】表2に示すように、実施例は比較例に比べ
て低温活性が高く、本発明の効果を確認することができ
た。尚、実施例1〜8と比較例1、2は白金族元素とし
てパラジウムを用い、実施例9〜12と比較例3、4は
白金族元素として白金を用いた触媒の評価結果を示す。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の排気ガス
浄化用触媒は、触媒成分として白金及び/又はパラジウ
ムを触媒担体に担持した粉末、及びカリウム化合物を触
媒担体に担持した粉末を含有させることによって、従来
の触媒に比べて高い低温活性を示す。従って本発明の排
気ガス浄化用触媒によれば、エンジン始動後により早く
浄化反応を開始することができるので、排ガス中の炭化
水素(HC)、一酸化炭素(CO)及び窒素酸化物(N
X )などの有害物質の排出を低く抑えることができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── 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 53/36 104 A

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 触媒成分担持層を有する一体構造型触媒
    において、触媒成分として白金及び/又はパラジウムを
    触媒担体に担持した粉末、及びカリウムを触媒担体に担
    持した粉末を含有することを特徴とする排気ガス浄化用
    触媒。
  2. 【請求項2】 完成触媒1リッター当たりのカリウムの
    含有量がカリウムに換算して1〜20gの範囲であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の排気ガス浄化用触媒。
  3. 【請求項3】 カリウムを担持させる触媒担体として、
    アルミナ、シリカ、セリア、ジルコニア及びチタニアか
    ら成る群から選ばれた少なくとも1種を用いることを特
    徴とする請求項1又は2に記載の排気ガス浄化用触媒。
JP6306247A 1994-12-09 1994-12-09 排気ガス浄化用触媒 Pending JPH08155301A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002191989A (ja) * 2000-10-16 2002-07-10 Toyota Motor Corp 排ガス浄化用触媒及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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