JPH08196870A - 排ガス浄化装置 - Google Patents
排ガス浄化装置Info
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- JPH08196870A JPH08196870A JP7011666A JP1166695A JPH08196870A JP H08196870 A JPH08196870 A JP H08196870A JP 7011666 A JP7011666 A JP 7011666A JP 1166695 A JP1166695 A JP 1166695A JP H08196870 A JPH08196870 A JP H08196870A
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- catalyst
- lean
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Abstract
(57)【要約】
【目的】空燃比がリーン側に振れた排ガス中のNO
x を、特に効率良く浄化できるようにする。 【構成】多孔質担体に触媒貴金属とNOx 吸蔵材とを担
持したリーンNOx 触媒(B)を排ガス流路の上流側に
配置し、多孔質担体に触媒貴金属を担持した三元触媒
(A)を排ガス流路の下流側に配置したことを特徴とす
る。排ガス中のNOは、上流側のリーンNOx 触媒上で
排ガス中に多量に含まれる酸素と反応してNO2 となり
NOx 吸蔵材に吸蔵される。NOの酸化反応は酸素量が
多いほど生じ易く、過渡域でリーン側に大きく振れた場
合にも好ましく生じる。そしてリッチ側ではNOx 吸蔵
材に吸蔵されていたNOx が放出され、リーンNOx 触
媒ばかりでなく三元触媒上でも還元浄化される。
x を、特に効率良く浄化できるようにする。 【構成】多孔質担体に触媒貴金属とNOx 吸蔵材とを担
持したリーンNOx 触媒(B)を排ガス流路の上流側に
配置し、多孔質担体に触媒貴金属を担持した三元触媒
(A)を排ガス流路の下流側に配置したことを特徴とす
る。排ガス中のNOは、上流側のリーンNOx 触媒上で
排ガス中に多量に含まれる酸素と反応してNO2 となり
NOx 吸蔵材に吸蔵される。NOの酸化反応は酸素量が
多いほど生じ易く、過渡域でリーン側に大きく振れた場
合にも好ましく生じる。そしてリッチ側ではNOx 吸蔵
材に吸蔵されていたNOx が放出され、リーンNOx 触
媒ばかりでなく三元触媒上でも還元浄化される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車エンジンなどの
内燃機関から排出される排ガス中の一酸化炭素(C
O)、炭化水素(HC)及び窒素酸化物(NOX )を効
率良く除去する排ガス浄化装置に関する。
内燃機関から排出される排ガス中の一酸化炭素(C
O)、炭化水素(HC)及び窒素酸化物(NOX )を効
率良く除去する排ガス浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、自動車の排ガス浄化用触媒と
して、CO及びHCの酸化とNOx の還元とを行って排
ガスを浄化する三元触媒が用いられている。このような
三元触媒としては、例えばコーディエライトなどからな
る耐熱性基材にγ−アルミナからなる多孔質担体層を形
成し、その多孔質担体層に白金(Pt)、ロジウム(R
h)などの触媒貴金属を担持させたものが広く知られて
いる。
して、CO及びHCの酸化とNOx の還元とを行って排
ガスを浄化する三元触媒が用いられている。このような
三元触媒としては、例えばコーディエライトなどからな
る耐熱性基材にγ−アルミナからなる多孔質担体層を形
成し、その多孔質担体層に白金(Pt)、ロジウム(R
h)などの触媒貴金属を担持させたものが広く知られて
いる。
【0003】この三元触媒によれば、空燃比(A/F)
の大きいリーン側では排ガス中の酸素量が多くなるため
酸化作用が活発になり、CO及びHCを効率良く除去で
きるもののNOX の還元浄化作用は不活発になる。また
空燃比の小さいリッチ側では、排ガス中の酸素量が少な
くなるため還元作用が活発となってNOx を効率良く除
去できるものの、CO及びHCの酸化作用は不活発とな
る。
の大きいリーン側では排ガス中の酸素量が多くなるため
酸化作用が活発になり、CO及びHCを効率良く除去で
きるもののNOX の還元浄化作用は不活発になる。また
空燃比の小さいリッチ側では、排ガス中の酸素量が少な
くなるため還元作用が活発となってNOx を効率良く除
去できるものの、CO及びHCの酸化作用は不活発とな
る。
【0004】近年ではキャブレターに代わってコンピュ
ータ制御による燃料噴射装置が用いられているため、空
燃比(A/F)を理論空燃比(ストイキ:A/F=1
4.6)に精密に制御できるようになっている。したが
って従来の三元触媒では、空燃比がストイキ近傍のとき
に高い浄化性能を示すように設計され、ストイキに制御
しやすい定常走行時等にはきわめて高い浄化性能が得ら
れている。
ータ制御による燃料噴射装置が用いられているため、空
燃比(A/F)を理論空燃比(ストイキ:A/F=1
4.6)に精密に制御できるようになっている。したが
って従来の三元触媒では、空燃比がストイキ近傍のとき
に高い浄化性能を示すように設計され、ストイキに制御
しやすい定常走行時等にはきわめて高い浄化性能が得ら
れている。
【0005】しかしながら現実の空燃比には、ストイキ
からずれた数秒オーダーの細かいリーンパルス又はリッ
チパルスが発生している。さらに市街地走行時には加速
・減速が頻繁に繰り返され、このような過渡域にはスト
イキからのずれが一層大きくなる。そして空燃比がこの
ように荒れた場合には従来の三元触媒では浄化能力が不
足し、浄化性能が不十分となるという不具合があった。
からずれた数秒オーダーの細かいリーンパルス又はリッ
チパルスが発生している。さらに市街地走行時には加速
・減速が頻繁に繰り返され、このような過渡域にはスト
イキからのずれが一層大きくなる。そして空燃比がこの
ように荒れた場合には従来の三元触媒では浄化能力が不
足し、浄化性能が不十分となるという不具合があった。
【0006】そこで特公平6−75675号公報などに
は、三元触媒にさらにセリウム酸化物を担持させ、その
酸素吸蔵・放出能を利用して排ガス中の酸素量の変動を
緩和することで過渡域における浄化性能を向上させた排
ガス浄化用触媒(酸素吸蔵触媒)が開示されている。こ
の触媒によれば、セリウム酸化物はリーン側で排ガス中
の酸素を吸蔵するため酸素量が低下し、リーン側におけ
るNOx の還元作用が活発となる。またセリウム酸化物
はリッチ側で酸素を放出するため酸素量が増大し、リッ
チ側におけるCO及びHCの酸化作用が活発となる。
は、三元触媒にさらにセリウム酸化物を担持させ、その
酸素吸蔵・放出能を利用して排ガス中の酸素量の変動を
緩和することで過渡域における浄化性能を向上させた排
ガス浄化用触媒(酸素吸蔵触媒)が開示されている。こ
の触媒によれば、セリウム酸化物はリーン側で排ガス中
の酸素を吸蔵するため酸素量が低下し、リーン側におけ
るNOx の還元作用が活発となる。またセリウム酸化物
はリッチ側で酸素を放出するため酸素量が増大し、リッ
チ側におけるCO及びHCの酸化作用が活発となる。
【0007】また、地球温暖化現象の原因となる二酸化
炭素(CO2 )の排出量を低減させるとともに燃費の低
減を図るために、近年では空燃比をリーン側に制御する
ことが行われている。このようなリーン側での燃焼(リ
ーンバーン)においては、過渡域でさらにリーン側へ振
れた場合など、排ガス中の酸素量が多くなってセリウム
酸化物の酸素吸蔵能を超えた酸素量となる場合がある。
そのような場合には、上記酸素吸蔵触媒を用いても過剰
の酸素によりNOx の還元作用が低くなり、NOx 浄化
率が低くなるという不具合がある。
炭素(CO2 )の排出量を低減させるとともに燃費の低
減を図るために、近年では空燃比をリーン側に制御する
ことが行われている。このようなリーン側での燃焼(リ
ーンバーン)においては、過渡域でさらにリーン側へ振
れた場合など、排ガス中の酸素量が多くなってセリウム
酸化物の酸素吸蔵能を超えた酸素量となる場合がある。
そのような場合には、上記酸素吸蔵触媒を用いても過剰
の酸素によりNOx の還元作用が低くなり、NOx 浄化
率が低くなるという不具合がある。
【0008】そこで例えば特開平5−317652号公
報、特開平5−168860号公報などには、アルカリ
土類金属やランタンなどをPtとともに多孔質担体に担
持した排ガス浄化用触媒(リーンNOx 触媒)が開示さ
れている。この排ガス浄化用触媒によれば、リーン側で
はNOx がアルカリ土類金属の酸化物やランタンの酸化
物(NOx 吸蔵材)に吸蔵され、それがストイキ又はリ
ッチ側で放出されてHCやCOなどの還元性成分と反応
するため、リーン側においてもNOx の排出が防止され
る。
報、特開平5−168860号公報などには、アルカリ
土類金属やランタンなどをPtとともに多孔質担体に担
持した排ガス浄化用触媒(リーンNOx 触媒)が開示さ
れている。この排ガス浄化用触媒によれば、リーン側で
はNOx がアルカリ土類金属の酸化物やランタンの酸化
物(NOx 吸蔵材)に吸蔵され、それがストイキ又はリ
ッチ側で放出されてHCやCOなどの還元性成分と反応
するため、リーン側においてもNOx の排出が防止され
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、酸素
吸蔵触媒では、セリウム酸化物の酸素吸蔵能を越える酸
素量をもつ排ガス中のNOx を浄化することは困難であ
る。またリーンNOx 触媒であっても、そのNOx 浄化
性能はまだ不十分であり、さらなるNOx 浄化性能の向
上が求められている。
吸蔵触媒では、セリウム酸化物の酸素吸蔵能を越える酸
素量をもつ排ガス中のNOx を浄化することは困難であ
る。またリーンNOx 触媒であっても、そのNOx 浄化
性能はまだ不十分であり、さらなるNOx 浄化性能の向
上が求められている。
【0010】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、リーン側に振れた排ガス中のNOx を特に
効率良く浄化できるようにすることを目的とする。
ものであり、リーン側に振れた排ガス中のNOx を特に
効率良く浄化できるようにすることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第1
発明の排ガス浄化装置は、多孔質担体に触媒貴金属とN
Ox 吸蔵材とを担持したリーンNOx 触媒を排ガス流路
の上流側に配置し、多孔質担体に触媒貴金属を担持した
三元触媒を排ガス流路の下流側に配置したことを特徴と
する。
発明の排ガス浄化装置は、多孔質担体に触媒貴金属とN
Ox 吸蔵材とを担持したリーンNOx 触媒を排ガス流路
の上流側に配置し、多孔質担体に触媒貴金属を担持した
三元触媒を排ガス流路の下流側に配置したことを特徴と
する。
【0012】また第2発明の排ガス浄化装置は、排ガス
流路の上流側から下流側に向かって、多孔質担体に触媒
貴金属を担持した第1三元触媒と、多孔質担体に触媒貴
金属とNOx 吸蔵材とを担持したリーンNOx 触媒と、
多孔質担体に触媒貴金属を担持した第2三元触媒と、を
この順に配置したことを特徴とする。
流路の上流側から下流側に向かって、多孔質担体に触媒
貴金属を担持した第1三元触媒と、多孔質担体に触媒貴
金属とNOx 吸蔵材とを担持したリーンNOx 触媒と、
多孔質担体に触媒貴金属を担持した第2三元触媒と、を
この順に配置したことを特徴とする。
【0013】
(1)第1発明の排ガス浄化装置 〔リーン側〕排ガス中のNOは、上流側のリーンNOx
触媒の触媒貴金属の触媒作用により排ガス中に多量に含
まれる酸素と反応してNO2 となり、最初から含まれる
NO 2 などとともにNOx 吸蔵材に吸蔵される。NOの
酸化反応は酸素量が多いほど生じ易く、過渡域でリーン
側に大きく振れた場合にも好ましく生じる。
触媒の触媒貴金属の触媒作用により排ガス中に多量に含
まれる酸素と反応してNO2 となり、最初から含まれる
NO 2 などとともにNOx 吸蔵材に吸蔵される。NOの
酸化反応は酸素量が多いほど生じ易く、過渡域でリーン
側に大きく振れた場合にも好ましく生じる。
【0014】そして残部の排ガス中のCO及びHCは、
リーンNOx 触媒と下流側の三元触媒とで酸化され、H
2 OとCO2 となって浄化される。 〔ストイキ〜リッチ側〕リーンNOx 触媒では、NOx
吸蔵材に吸蔵されていた主としてNO2 からなるNOx
が放出され、排ガス中のNOx とともに触媒貴金属の触
媒作用で排ガス中のCO及びHCにより還元されて浄化
される。この時CO及びHCは同時にNOx によって酸
化され、H2 OとCO2 となって浄化される。
リーンNOx 触媒と下流側の三元触媒とで酸化され、H
2 OとCO2 となって浄化される。 〔ストイキ〜リッチ側〕リーンNOx 触媒では、NOx
吸蔵材に吸蔵されていた主としてNO2 からなるNOx
が放出され、排ガス中のNOx とともに触媒貴金属の触
媒作用で排ガス中のCO及びHCにより還元されて浄化
される。この時CO及びHCは同時にNOx によって酸
化され、H2 OとCO2 となって浄化される。
【0015】そしてリーンNOx 触媒で還元除去されな
かった残部のNOx は、下流側の三元触媒上でも排ガス
中のCO及びHCにより還元されて浄化される。この時
残部のCO及びHCは同時にNOx によって酸化され、
H2 OとCO2 となって浄化される。なお、本触媒装置
において、三元触媒の代わりに酸素吸蔵触媒を用いれ
ば、空燃比の変動が吸収されることにより三元活性が一
層向上する。 (2)第2発明の排ガス浄化装置 〔リーン側〕リーンNOx 触媒に担持された触媒貴金属
だけでは、NOを酸化してNO2 とする作用が充分とは
言い難い。しかしこの排ガス浄化装置では排ガス中のN
Oは先ず第1三元触媒上で酸化されてNO2 となり、リ
ーンNOx 触媒のNOx 吸蔵材に吸蔵される。また第1
三元触媒を通り抜けたNOは、リーンNOx 触媒上で酸
化されてNO2 となりNOx 吸蔵材に吸蔵される。した
がって第1発明の排ガス浄化装置に比べて排ガス中のN
Ox を一層効率良く吸蔵することができる。
かった残部のNOx は、下流側の三元触媒上でも排ガス
中のCO及びHCにより還元されて浄化される。この時
残部のCO及びHCは同時にNOx によって酸化され、
H2 OとCO2 となって浄化される。なお、本触媒装置
において、三元触媒の代わりに酸素吸蔵触媒を用いれ
ば、空燃比の変動が吸収されることにより三元活性が一
層向上する。 (2)第2発明の排ガス浄化装置 〔リーン側〕リーンNOx 触媒に担持された触媒貴金属
だけでは、NOを酸化してNO2 とする作用が充分とは
言い難い。しかしこの排ガス浄化装置では排ガス中のN
Oは先ず第1三元触媒上で酸化されてNO2 となり、リ
ーンNOx 触媒のNOx 吸蔵材に吸蔵される。また第1
三元触媒を通り抜けたNOは、リーンNOx 触媒上で酸
化されてNO2 となりNOx 吸蔵材に吸蔵される。した
がって第1発明の排ガス浄化装置に比べて排ガス中のN
Ox を一層効率良く吸蔵することができる。
【0016】そして残部の排ガス中のCO及びHCは、
第1三元触媒とリーンNOx 触媒及び第2三元触媒とで
酸化され、H2 OとCO2 となって浄化される。 〔ストイキ〜リッチ側〕第1三元触媒上では、NOx の
還元とCO及びHCの酸化とが同時に生じる。リーンN
Ox 触媒では、NOx 吸蔵材に吸蔵されていた主として
NO2 からなるNOx が放出され、排ガス中のNOx と
ともに触媒貴金属の触媒作用で排ガス中のCO及びHC
により還元されて浄化される。この時CO及びHCは同
時にNOx によって酸化され、H2 OとCO2 となって
浄化される。
第1三元触媒とリーンNOx 触媒及び第2三元触媒とで
酸化され、H2 OとCO2 となって浄化される。 〔ストイキ〜リッチ側〕第1三元触媒上では、NOx の
還元とCO及びHCの酸化とが同時に生じる。リーンN
Ox 触媒では、NOx 吸蔵材に吸蔵されていた主として
NO2 からなるNOx が放出され、排ガス中のNOx と
ともに触媒貴金属の触媒作用で排ガス中のCO及びHC
により還元されて浄化される。この時CO及びHCは同
時にNOx によって酸化され、H2 OとCO2 となって
浄化される。
【0017】そしてリーンNOx 触媒で還元除去されな
かった残部のNOx は、下流側の第2三元触媒上で排ガ
ス中のCO及びHCにより還元されて浄化される。この
時残部のCO及びHCは同時にNOx によって酸化さ
れ、H2 OとCO2 となって浄化される。なお、本触媒
装置において、第2三元触媒の代わりに酸素吸蔵触媒を
用いれば、空燃比の変動が吸収されることにより三元活
性が一層向上する。
かった残部のNOx は、下流側の第2三元触媒上で排ガ
ス中のCO及びHCにより還元されて浄化される。この
時残部のCO及びHCは同時にNOx によって酸化さ
れ、H2 OとCO2 となって浄化される。なお、本触媒
装置において、第2三元触媒の代わりに酸素吸蔵触媒を
用いれば、空燃比の変動が吸収されることにより三元活
性が一層向上する。
【0018】
〔発明の具体例〕多孔質担体の材質は特に限定されず、
アルミナ、シリカ、シリカ・アルミナ、チタニアなどか
ら選択して用いることができる。中でも耐熱性及び貴金
属分散性に優れたアルミナを用いるのが特に好ましい。
この多孔質担体は、それ自体から担体基材を構成しても
よいし、モノリス担体基材表面にコートして用いること
もできる。
アルミナ、シリカ、シリカ・アルミナ、チタニアなどか
ら選択して用いることができる。中でも耐熱性及び貴金
属分散性に優れたアルミナを用いるのが特に好ましい。
この多孔質担体は、それ自体から担体基材を構成しても
よいし、モノリス担体基材表面にコートして用いること
もできる。
【0019】触媒貴金属としては、Pt、Rh及びPd
の1種又は複数種を用いることができる。その担持量
は、いずれの貴金属でも、多孔質担体の材料100gに
対して0.2〜40gが好ましく、1〜20gが特に好
ましい。触媒全体の体積1リットル当たりに換算すれ
ば、0.1〜20gが好ましく、0.5〜10gが特に
好ましい。
の1種又は複数種を用いることができる。その担持量
は、いずれの貴金属でも、多孔質担体の材料100gに
対して0.2〜40gが好ましく、1〜20gが特に好
ましい。触媒全体の体積1リットル当たりに換算すれ
ば、0.1〜20gが好ましく、0.5〜10gが特に
好ましい。
【0020】触媒貴金属の担持量をこれ以上増加させて
も活性は向上せず、その有効利用が図れない。また触媒
貴金属の担持量がこれより少ないと、実用上十分な活性
が得られない。なお、触媒貴金属を多孔質担体に担持さ
せるには、その塩化物や硝酸塩等を用いて、含浸法、噴
霧法、スラリー混合法などを利用して従来と同様に担持
させることができる。
も活性は向上せず、その有効利用が図れない。また触媒
貴金属の担持量がこれより少ないと、実用上十分な活性
が得られない。なお、触媒貴金属を多孔質担体に担持さ
せるには、その塩化物や硝酸塩等を用いて、含浸法、噴
霧法、スラリー混合法などを利用して従来と同様に担持
させることができる。
【0021】リーンNOx 触媒に担持されたNOx 吸蔵
材としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土
類元素から選ばれる少なくとも一種を用いることができ
る。アルカリ金属としてはリチウム、ナトリウム、カリ
ウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムが挙げられ
る。また、アルカリ土類金属とは周期表2A族元素をい
い、バリウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウ
ム、ストロンチウムが挙げられる。また希土類元素とし
ては、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウ
ム、プラセオジム、ネオジムなどが例示される。
材としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土
類元素から選ばれる少なくとも一種を用いることができ
る。アルカリ金属としてはリチウム、ナトリウム、カリ
ウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムが挙げられ
る。また、アルカリ土類金属とは周期表2A族元素をい
い、バリウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウ
ム、ストロンチウムが挙げられる。また希土類元素とし
ては、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウ
ム、プラセオジム、ネオジムなどが例示される。
【0022】NOx 吸蔵材の含有量は、多孔質担体の材
料100gに対して0.05〜1.0モルの範囲が望ま
しい。含有量が0.05モルより少ないとNOx 吸蔵能
力が小さくNOx 浄化性能が低下し、1.0モルを超え
て含有しても、NOx 吸蔵能力が飽和すると同時にHC
のエミッションが増加するなどの不具合が生じる。酸素
吸蔵放出金属としては、鉄、ニッケル、セリウムなどが
挙げられるが、これらのうち耐熱性が最も高いものとし
てセリウムが代表的に例示され、セリウム酸化物として
担持される。この成分の含有量は、多孔質担体の材料1
00gに対して0.05〜2.0モル、さらに好ましく
は0.1〜1.0モルとすることができる。触媒全体の
体積1リットル当たりに換算すれば、0.025〜1.
0モルが好ましく、特に望ましくは0.05〜0.5モ
ルである。この成分をこれ以上多く含有させても効果が
飽和し、これより少ない場合は実用上のその効果が十分
に得られない。
料100gに対して0.05〜1.0モルの範囲が望ま
しい。含有量が0.05モルより少ないとNOx 吸蔵能
力が小さくNOx 浄化性能が低下し、1.0モルを超え
て含有しても、NOx 吸蔵能力が飽和すると同時にHC
のエミッションが増加するなどの不具合が生じる。酸素
吸蔵放出金属としては、鉄、ニッケル、セリウムなどが
挙げられるが、これらのうち耐熱性が最も高いものとし
てセリウムが代表的に例示され、セリウム酸化物として
担持される。この成分の含有量は、多孔質担体の材料1
00gに対して0.05〜2.0モル、さらに好ましく
は0.1〜1.0モルとすることができる。触媒全体の
体積1リットル当たりに換算すれば、0.025〜1.
0モルが好ましく、特に望ましくは0.05〜0.5モ
ルである。この成分をこれ以上多く含有させても効果が
飽和し、これより少ない場合は実用上のその効果が十分
に得られない。
【0023】特に、セリウム酸化物は、ジルコニウム酸
化物との複合酸化物又は固溶体として存在していること
が好ましい。また、各触媒は密接して配置されていても
よいし、互いに離間して配置することもできる。 〔実施例〕以下、実施例により具体的に説明する。なお
「部」は「重量部」を意味する。 <三元触媒(A)の調製>アルミナ粉末100部、アル
ミナゾル(アルミナ含有率10重量%)70部、40重
量%硝酸アルミニウム水溶液15部、及び水30部を混
合し、攪拌してコーティング用スラリーを調製した。
化物との複合酸化物又は固溶体として存在していること
が好ましい。また、各触媒は密接して配置されていても
よいし、互いに離間して配置することもできる。 〔実施例〕以下、実施例により具体的に説明する。なお
「部」は「重量部」を意味する。 <三元触媒(A)の調製>アルミナ粉末100部、アル
ミナゾル(アルミナ含有率10重量%)70部、40重
量%硝酸アルミニウム水溶液15部、及び水30部を混
合し、攪拌してコーティング用スラリーを調製した。
【0024】コージェライト製ハニカム担体を水に浸漬
し、余分な水を吹き払った後、上記スラリーに浸漬し、
引き上げて余分な水分を吹き払い、80℃で20分乾燥
し600℃で1時間焼成してコート層を形成した。コー
ト層はハニカム担体1リットル当たり120g形成され
た。次に、コート層をもつハニカム担体に所定濃度のジ
ニトロジアンミン白金水溶液の所定量を含浸し250℃
で乾燥してPtを担持した。さらに所定濃度の硝酸ロジ
ウム水溶液の所定量を含浸し250℃で乾燥してRhを
担持した。それぞれの貴金属の担持量は、触媒1リット
ル当たりとして表1に示す。
し、余分な水を吹き払った後、上記スラリーに浸漬し、
引き上げて余分な水分を吹き払い、80℃で20分乾燥
し600℃で1時間焼成してコート層を形成した。コー
ト層はハニカム担体1リットル当たり120g形成され
た。次に、コート層をもつハニカム担体に所定濃度のジ
ニトロジアンミン白金水溶液の所定量を含浸し250℃
で乾燥してPtを担持した。さらに所定濃度の硝酸ロジ
ウム水溶液の所定量を含浸し250℃で乾燥してRhを
担持した。それぞれの貴金属の担持量は、触媒1リット
ル当たりとして表1に示す。
【0025】なお触媒貴金属の担持量は、後述の各浄化
装置において配置される複数の触媒に担持された合計が
同一となるように設定された。以下に述べる他の触媒も
同様である。 <リーンNOx 触媒(B)の調製><三元触媒の調製>
で調製された三元触媒に、さらに所定濃度の酢酸バリウ
ム水溶液を所定量含浸させ、600℃で1時間乾燥して
NOx 吸蔵材としてのBaを担持した。Baの担持量
は、金属Baとして触媒1リットル当たり0.3mol
である。 <酸素吸蔵触媒(C)の調製>硝酸セリウムと硝酸ジル
コニウムが所定比率で溶解した所定濃度の混合水溶液を
用意し、<三元触媒の調製>の途中で調製されたコート
層をもつハニカム担体に所定量含浸後500℃で乾燥し
て、セリアとジルコニアを複合酸化物として担持した。
このように含浸担持することで、粉末として担持するよ
り高分散担持となり耐久性が向上する。
装置において配置される複数の触媒に担持された合計が
同一となるように設定された。以下に述べる他の触媒も
同様である。 <リーンNOx 触媒(B)の調製><三元触媒の調製>
で調製された三元触媒に、さらに所定濃度の酢酸バリウ
ム水溶液を所定量含浸させ、600℃で1時間乾燥して
NOx 吸蔵材としてのBaを担持した。Baの担持量
は、金属Baとして触媒1リットル当たり0.3mol
である。 <酸素吸蔵触媒(C)の調製>硝酸セリウムと硝酸ジル
コニウムが所定比率で溶解した所定濃度の混合水溶液を
用意し、<三元触媒の調製>の途中で調製されたコート
層をもつハニカム担体に所定量含浸後500℃で乾燥し
て、セリアとジルコニアを複合酸化物として担持した。
このように含浸担持することで、粉末として担持するよ
り高分散担持となり耐久性が向上する。
【0026】次に、セリアとジルコニアを担持したコー
ト層をもつハニカム担体に所定濃度のジニトロジアンミ
ン白金水溶液の所定量を含浸し250℃で乾燥してPt
を担持した。さらに所定濃度の硝酸ロジウム水溶液の所
定量を含浸し250℃で乾燥してRhを担持した。それ
ぞれの貴金属の担持量は、触媒1リットル当たりとして
表1に示す。
ト層をもつハニカム担体に所定濃度のジニトロジアンミ
ン白金水溶液の所定量を含浸し250℃で乾燥してPt
を担持した。さらに所定濃度の硝酸ロジウム水溶液の所
定量を含浸し250℃で乾燥してRhを担持した。それ
ぞれの貴金属の担持量は、触媒1リットル当たりとして
表1に示す。
【0027】上記の各触媒を用い、以下のように実施例
及び比較例を構成した。 (実施例1)図1に示すように、排気量2Lのエンジン
の排気系に、排ガス流の上流側にリーンNOx 触媒
(B)を配置し、下流側に三元触媒(A)を配置して、
実施例1の排ガス浄化装置とした。
及び比較例を構成した。 (実施例1)図1に示すように、排気量2Lのエンジン
の排気系に、排ガス流の上流側にリーンNOx 触媒
(B)を配置し、下流側に三元触媒(A)を配置して、
実施例1の排ガス浄化装置とした。
【0028】そして排気温度800℃で、A/F=1
4.6(ストイキ)±1.0の振幅で一定周期の排ガス
を100時間通過させ、排ガス浄化装置の耐久を行った
後、市街地走行モードで走行し、耐久後のCO、HC及
びNOx の浄化率を測定した。結果を表1に示す。 (実施例2)図2に示すように、排気量2Lのエンジン
の排気系に、排ガス流の上流側にリーンNOx 触媒
(B)を配置し、下流側に酸素吸蔵触媒(C)を配置し
て、実施例2の排ガス浄化装置とした。
4.6(ストイキ)±1.0の振幅で一定周期の排ガス
を100時間通過させ、排ガス浄化装置の耐久を行った
後、市街地走行モードで走行し、耐久後のCO、HC及
びNOx の浄化率を測定した。結果を表1に示す。 (実施例2)図2に示すように、排気量2Lのエンジン
の排気系に、排ガス流の上流側にリーンNOx 触媒
(B)を配置し、下流側に酸素吸蔵触媒(C)を配置し
て、実施例2の排ガス浄化装置とした。
【0029】そして排気温度800℃で、A/F=1
4.6(ストイキ)±1.0の振幅で一定周期の排ガス
を100時間通過させ、排ガス浄化装置の耐久を行った
後、市街地走行モードで走行し、耐久後のCO、HC及
びNOx の浄化率を測定した。結果を表1に示す。 (実施例3)図3に示すように、排気量2Lのエンジン
の排気系に、排ガス流の上流側から順に三元触媒
(A)、リーンNOx 触媒(B)及び三元触媒(A)を
配置し、実施例3の排ガス浄化装置とした。
4.6(ストイキ)±1.0の振幅で一定周期の排ガス
を100時間通過させ、排ガス浄化装置の耐久を行った
後、市街地走行モードで走行し、耐久後のCO、HC及
びNOx の浄化率を測定した。結果を表1に示す。 (実施例3)図3に示すように、排気量2Lのエンジン
の排気系に、排ガス流の上流側から順に三元触媒
(A)、リーンNOx 触媒(B)及び三元触媒(A)を
配置し、実施例3の排ガス浄化装置とした。
【0030】そして排気温度800℃で、A/F=1
4.6(ストイキ)±1.0の振幅で一定周期の排ガス
を100時間通過させ、排ガス浄化装置の耐久を行った
後、市街地走行モードで走行し、耐久後のCO、HC及
びNOx の浄化率を測定した。結果を表1に示す。 (実施例4)図4に示すように、排気量2Lのエンジン
の排気系に、排ガス流の上流側から順に三元触媒
(A)、リーンNOx 触媒(B)及び酸素吸蔵触媒
(C)を配置し、実施例4の排ガス浄化装置とした。
4.6(ストイキ)±1.0の振幅で一定周期の排ガス
を100時間通過させ、排ガス浄化装置の耐久を行った
後、市街地走行モードで走行し、耐久後のCO、HC及
びNOx の浄化率を測定した。結果を表1に示す。 (実施例4)図4に示すように、排気量2Lのエンジン
の排気系に、排ガス流の上流側から順に三元触媒
(A)、リーンNOx 触媒(B)及び酸素吸蔵触媒
(C)を配置し、実施例4の排ガス浄化装置とした。
【0031】そして排気温度800℃で、A/F=1
4.6(ストイキ)±1.0の振幅で一定周期の排ガス
を100時間通過させ、排ガス浄化装置の耐久を行った
後、市街地走行モードで走行し、耐久後のCO、HC及
びNOx の浄化率を測定した。結果を表1に示す。 (比較例1)排気量2Lのエンジンの排気系に、排ガス
流の上流側及び下流側に2個の三元触媒(A)をそれぞ
れ配置し、比較例1の排ガス浄化装置とした。
4.6(ストイキ)±1.0の振幅で一定周期の排ガス
を100時間通過させ、排ガス浄化装置の耐久を行った
後、市街地走行モードで走行し、耐久後のCO、HC及
びNOx の浄化率を測定した。結果を表1に示す。 (比較例1)排気量2Lのエンジンの排気系に、排ガス
流の上流側及び下流側に2個の三元触媒(A)をそれぞ
れ配置し、比較例1の排ガス浄化装置とした。
【0032】そして排気温度800℃で、A/F=1
4.6(ストイキ)±1.0の振幅で一定周期の排ガス
を100時間通過させ、排ガス浄化装置の耐久を行った
後、市街地走行モードで走行し、耐久後のCO、HC及
びNOx の浄化率を測定した。結果を表1に示す。 (比較例2)排気量2Lのエンジンの排気系に、排ガス
流の上流側及び下流側に2個のリーンNOx 触媒(B)
をそれぞれ配置し、比較例2の排ガス浄化装置とした。
4.6(ストイキ)±1.0の振幅で一定周期の排ガス
を100時間通過させ、排ガス浄化装置の耐久を行った
後、市街地走行モードで走行し、耐久後のCO、HC及
びNOx の浄化率を測定した。結果を表1に示す。 (比較例2)排気量2Lのエンジンの排気系に、排ガス
流の上流側及び下流側に2個のリーンNOx 触媒(B)
をそれぞれ配置し、比較例2の排ガス浄化装置とした。
【0033】そして排気温度800℃で、A/F=1
4.6(ストイキ)±1.0の振幅で一定周期の排ガス
を100時間通過させ、排ガス浄化装置の耐久を行った
後、市街地走行モードで走行し、耐久後のCO、HC及
びNOx の浄化率を測定した。結果を表1に示す。 (比較例3)排気量2Lのエンジンの排気系に、排ガス
流の上流側及び下流側に2個の酸素吸蔵触媒(C)をそ
れぞれ配置し、比較例3の排ガス浄化装置とした。
4.6(ストイキ)±1.0の振幅で一定周期の排ガス
を100時間通過させ、排ガス浄化装置の耐久を行った
後、市街地走行モードで走行し、耐久後のCO、HC及
びNOx の浄化率を測定した。結果を表1に示す。 (比較例3)排気量2Lのエンジンの排気系に、排ガス
流の上流側及び下流側に2個の酸素吸蔵触媒(C)をそ
れぞれ配置し、比較例3の排ガス浄化装置とした。
【0034】そして排気温度800℃で、A/F=1
4.6(ストイキ)±1.0の振幅で一定周期の排ガス
を100時間通過させ、排ガス浄化装置の耐久を行った
後、市街地走行モードで走行し、耐久後のCO、HC及
びNOx の浄化率を測定した。結果を表1に示す。 (比較例4)排気量2Lのエンジンの排気系に、排ガス
流の上流側に三元触媒(A)を配置し、下流側にリーン
NOx 触媒(B)を配置して、比較例4の排ガス浄化装
置とした。
4.6(ストイキ)±1.0の振幅で一定周期の排ガス
を100時間通過させ、排ガス浄化装置の耐久を行った
後、市街地走行モードで走行し、耐久後のCO、HC及
びNOx の浄化率を測定した。結果を表1に示す。 (比較例4)排気量2Lのエンジンの排気系に、排ガス
流の上流側に三元触媒(A)を配置し、下流側にリーン
NOx 触媒(B)を配置して、比較例4の排ガス浄化装
置とした。
【0035】そして排気温度800℃で、A/F=1
4.6(ストイキ)±1.0の振幅で一定周期の排ガス
を100時間通過させ、排ガス浄化装置の耐久を行った
後、市街地走行モードで走行し、耐久後のCO、HC及
びNOx の浄化率を測定した。結果を表1に示す。 (比較例5)排気量2Lのエンジンの排気系に、排ガス
流の上流側に酸素吸蔵触媒(C)を配置し、下流側にリ
ーンNOx 触媒(B)を配置して、比較例5の排ガス浄
化装置とした。
4.6(ストイキ)±1.0の振幅で一定周期の排ガス
を100時間通過させ、排ガス浄化装置の耐久を行った
後、市街地走行モードで走行し、耐久後のCO、HC及
びNOx の浄化率を測定した。結果を表1に示す。 (比較例5)排気量2Lのエンジンの排気系に、排ガス
流の上流側に酸素吸蔵触媒(C)を配置し、下流側にリ
ーンNOx 触媒(B)を配置して、比較例5の排ガス浄
化装置とした。
【0036】そして排気温度800℃で、A/F=1
4.6(ストイキ)±1.0の振幅で一定周期の排ガス
を100時間通過させ、排ガス浄化装置の耐久を行った
後、市街地走行モードで走行し、耐久後のCO、HC及
びNOx の浄化率を測定した。結果を表1に示す。
4.6(ストイキ)±1.0の振幅で一定周期の排ガス
を100時間通過させ、排ガス浄化装置の耐久を行った
後、市街地走行モードで走行し、耐久後のCO、HC及
びNOx の浄化率を測定した。結果を表1に示す。
【0037】
【表1】
【0038】(評価)表1より、実施例の排ガス浄化装
置は比較例に比べてNOx 浄化率が向上していることが
明らかである。また実施例1より実施例2の方が三元活
性に優れ、実施例3より実施例4の方が三元活性に優れ
ているが、これは下流側に酸素吸蔵触媒(C)を配置し
たことによる効果であり、セリアの酸素吸蔵放出作用が
効果的に奏されていることがわかる。
置は比較例に比べてNOx 浄化率が向上していることが
明らかである。また実施例1より実施例2の方が三元活
性に優れ、実施例3より実施例4の方が三元活性に優れ
ているが、これは下流側に酸素吸蔵触媒(C)を配置し
たことによる効果であり、セリアの酸素吸蔵放出作用が
効果的に奏されていることがわかる。
【0039】また比較例4の排ガス浄化装置は、実施例
1よりNOx 浄化率が低い。これは比較例4ではリーン
NOx 触媒(B)を下流側に配置したために、ストイキ
〜リッチ時にリーンNOx 触媒(B)から放出されたN
Ox が充分還元されないまま排出されたものと考えられ
る。さらに、比較例5は比較例4よりNOx 浄化率が低
下している。これは、比較例5では上流側に酸素吸蔵触
媒(C)を配置したためリーン側において酸素がセリア
に吸蔵され、酸素の不足によりNOのNO2 への転化が
充分行われず、下流側のリーンNOx 触媒(B)へのN
Ox の吸蔵が不十分となったからと考えられる。
1よりNOx 浄化率が低い。これは比較例4ではリーン
NOx 触媒(B)を下流側に配置したために、ストイキ
〜リッチ時にリーンNOx 触媒(B)から放出されたN
Ox が充分還元されないまま排出されたものと考えられ
る。さらに、比較例5は比較例4よりNOx 浄化率が低
下している。これは、比較例5では上流側に酸素吸蔵触
媒(C)を配置したためリーン側において酸素がセリア
に吸蔵され、酸素の不足によりNOのNO2 への転化が
充分行われず、下流側のリーンNOx 触媒(B)へのN
Ox の吸蔵が不十分となったからと考えられる。
【0040】なお、本実施例では各触媒を図1〜図3の
ように密接して配置したが、各触媒の順番さえ同一であ
れば、互いに間隔を隔てて配置したり、上流側の触媒を
さらにエンジン寄りに配置したり、その配置位置は自由
に選択できる。上流側の触媒の搭載位置をさらにエンジ
ン寄りとすれば、エンジン始動時に排出される大量のH
Cを浄化することができ、暖機性能が向上する。
ように密接して配置したが、各触媒の順番さえ同一であ
れば、互いに間隔を隔てて配置したり、上流側の触媒を
さらにエンジン寄りに配置したり、その配置位置は自由
に選択できる。上流側の触媒の搭載位置をさらにエンジ
ン寄りとすれば、エンジン始動時に排出される大量のH
Cを浄化することができ、暖機性能が向上する。
【0041】
【発明の効果】すなわち本発明の排ガス浄化装置によれ
ば、加速時などの過渡域に空燃比がストイキから大きく
ずれた場合であっても、排ガス中のCO及びHCを従来
と同等以上に酸化浄化できるとともに、NOx をきわめ
て効率良く還元浄化することができる。
ば、加速時などの過渡域に空燃比がストイキから大きく
ずれた場合であっても、排ガス中のCO及びHCを従来
と同等以上に酸化浄化できるとともに、NOx をきわめ
て効率良く還元浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の排ガス浄化装置の概略
構成説明図である。
構成説明図である。
【図2】本発明の第2の実施例の排ガス浄化装置の概略
構成説明図である。
構成説明図である。
【図3】本発明の第3の実施例の排ガス浄化装置の概略
構成説明図である。
構成説明図である。
【図4】本発明の第4の実施例の排ガス浄化装置の概略
構成説明図である。
構成説明図である。
A:三元触媒 B:リーンNOx 触媒 C:
酸素吸蔵触媒
酸素吸蔵触媒
───────────────────────────────────────────────────── 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 53/36 102 B 102 H 104 A (72)発明者 松永 真一 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 横田 幸治 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内
Claims (2)
- 【請求項1】 多孔質担体に触媒貴金属とNOx 吸蔵材
とを担持したリーンNOx 触媒を排ガス流路の上流側に
配置し、多孔質担体に触媒貴金属を担持した三元触媒を
該排ガス流路の下流側に配置したことを特徴とする排ガ
ス浄化装置。 - 【請求項2】 排ガス流路の上流側から下流側に向かっ
て、多孔質担体に触媒貴金属を担持した第1三元触媒
と、多孔質担体に触媒貴金属とNOx 吸蔵材とを担持し
たリーンNOx 触媒と、多孔質担体に触媒貴金属を担持
した第2三元触媒と、をこの順に配置したことを特徴と
する排ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7011666A JPH08196870A (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7011666A JPH08196870A (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 排ガス浄化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08196870A true JPH08196870A (ja) | 1996-08-06 |
Family
ID=11784314
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7011666A Pending JPH08196870A (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08196870A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998010177A1 (de) * | 1996-09-05 | 1998-03-12 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Abgasreinigungsverfahren für eine brennkraftmaschine |
EP0829623A1 (de) * | 1996-09-11 | 1998-03-18 | Volkswagen Aktiengesellschaft | NOx-Abgasreinigungsverfahren |
JP2002224569A (ja) * | 2001-02-05 | 2002-08-13 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒 |
-
1995
- 1995-01-27 JP JP7011666A patent/JPH08196870A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998010177A1 (de) * | 1996-09-05 | 1998-03-12 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Abgasreinigungsverfahren für eine brennkraftmaschine |
EP0829623A1 (de) * | 1996-09-11 | 1998-03-18 | Volkswagen Aktiengesellschaft | NOx-Abgasreinigungsverfahren |
JP2002224569A (ja) * | 2001-02-05 | 2002-08-13 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒 |
JP4507413B2 (ja) * | 2001-02-05 | 2010-07-21 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化用触媒 |
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