JPH08281105A - 燃焼排ガス浄化触媒 - Google Patents
燃焼排ガス浄化触媒Info
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- JPH08281105A JPH08281105A JP7092182A JP9218295A JPH08281105A JP H08281105 A JPH08281105 A JP H08281105A JP 7092182 A JP7092182 A JP 7092182A JP 9218295 A JP9218295 A JP 9218295A JP H08281105 A JPH08281105 A JP H08281105A
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- Japan
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- exhaust gas
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- alkali metal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】窒素酸化物を高効率に浄化するための排ガス浄
化方法を提供する。 【構成】無機物担体上にＰｔを含む貴金属と一種以上の
希土類金属及びＬｉを含むアルカリ金属を担持した内燃
機関の酸素を含む燃焼排気ガス浄化触媒およびその製造
方法。
化方法を提供する。 【構成】無機物担体上にＰｔを含む貴金属と一種以上の
希土類金属及びＬｉを含むアルカリ金属を担持した内燃
機関の酸素を含む燃焼排気ガス浄化触媒およびその製造
方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸素を含む燃焼排ガス
の浄化触媒及び浄化方法に係り、特に、窒素酸化物を効
果的に還元浄化する触媒及び方法に関する。
の浄化触媒及び浄化方法に係り、特に、窒素酸化物を効
果的に還元浄化する触媒及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車等の内燃機関から排出される排気
ガスには、窒素酸化物等が含まれ、それらは人体に有害
であるに加え酸性雨など地球環境破壊の原因となる。そ
こで、排ガス中の窒素酸化物を浄化する方法について種
々検討がなされている。
ガスには、窒素酸化物等が含まれ、それらは人体に有害
であるに加え酸性雨など地球環境破壊の原因となる。そ
こで、排ガス中の窒素酸化物を浄化する方法について種
々検討がなされている。
【０００３】現在、自動車ではエンジンの空燃比はスト
イキつまり理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４.７ ：空気Ａと燃
料Ｆの重量比）付近に設定され、生成する排ガスは貴金
属（ロジウム，パラジウム，白金）を主体とした三元触
媒で窒素酸化物を窒素に還元、炭化水素，一酸化炭素は
酸化することにより浄化している。
イキつまり理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４.７ ：空気Ａと燃
料Ｆの重量比）付近に設定され、生成する排ガスは貴金
属（ロジウム，パラジウム，白金）を主体とした三元触
媒で窒素酸化物を窒素に還元、炭化水素，一酸化炭素は
酸化することにより浄化している。
【０００４】ところで、自動車については、近年、燃料
消費率低減の観点から、空燃比を理論空燃比（１４.７
）以上とする希薄燃焼（リーンバーン）エンジンの開
発が進められ、その普及が期待されている。しかし、リ
ーンバーンエンジンでは、理論空燃比に比べ排ガス中に
酸素が（０.５％ 以上）含まれるため、現用の三元触媒
では炭化水素と一酸化炭素の酸化が主として進行し、窒
素酸化物の還元を効果的に行うことができない。
消費率低減の観点から、空燃比を理論空燃比（１４.７
）以上とする希薄燃焼（リーンバーン）エンジンの開
発が進められ、その普及が期待されている。しかし、リ
ーンバーンエンジンでは、理論空燃比に比べ排ガス中に
酸素が（０.５％ 以上）含まれるため、現用の三元触媒
では炭化水素と一酸化炭素の酸化が主として進行し、窒
素酸化物の還元を効果的に行うことができない。
【０００５】一方、ディーゼル自動車等のディーゼルエ
ンジンは従来より酸素過剰の高空燃比で運転されてい
る。従って、三元触媒の適用が出来ず、有効な窒素酸化
物の低減法を見出せないでいる。
ンジンは従来より酸素過剰の高空燃比で運転されてい
る。従って、三元触媒の適用が出来ず、有効な窒素酸化
物の低減法を見出せないでいる。
【０００６】現在実用化されている窒素酸化物の除去方
法の一つに、Ｖ2Ｏ3−ＴｉＯ2 触媒を用いたＮＨ3 還元
法がある。この方法は、排ガス中に多量の酸素が共存し
ても窒素酸化物を除去できる特徴がある。しかし、この
方法は有害物質であるＮＨ3を使用すること、及びＮＨ
3 供給タンクを必要とするため自動車等の移動式小型内
燃機関には利用されにくい。
法の一つに、Ｖ2Ｏ3−ＴｉＯ2 触媒を用いたＮＨ3 還元
法がある。この方法は、排ガス中に多量の酸素が共存し
ても窒素酸化物を除去できる特徴がある。しかし、この
方法は有害物質であるＮＨ3を使用すること、及びＮＨ
3 供給タンクを必要とするため自動車等の移動式小型内
燃機関には利用されにくい。
【０００７】そこで、近年、酸素過剰共存下の酸化雰囲
気で、ＮＨ3 を使わずに窒素酸化物を浄化する触媒の研
究が盛んに行われている。その中でも、排ガス中に含ま
れる炭化水素と酸素を利用して窒素酸化物を除去する方
法が注目されている。
気で、ＮＨ3 を使わずに窒素酸化物を浄化する触媒の研
究が盛んに行われている。その中でも、排ガス中に含ま
れる炭化水素と酸素を利用して窒素酸化物を除去する方
法が注目されている。
【０００８】現在、そのような触媒として、ゼオライト
に銅を担持した触媒（特開平4−219141号公報，第６９
回触媒討論会予行集３Ｆ１０８（１９９２））やゼオラ
イトにコバルト，希土類，銅およびまたはロジウムを含
む触媒（特開平4−219147号公報）また、バリウム酸化
物，ランタン酸化物および白金からなる触媒（特開平5
−261287 号公報）が報告されている。
に銅を担持した触媒（特開平4−219141号公報，第６９
回触媒討論会予行集３Ｆ１０８（１９９２））やゼオラ
イトにコバルト，希土類，銅およびまたはロジウムを含
む触媒（特開平4−219147号公報）また、バリウム酸化
物，ランタン酸化物および白金からなる触媒（特開平5
−261287 号公報）が報告されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記の触媒およ
びそれらを用いた排ガス浄化方法は以下の問題点があ
る。
びそれらを用いた排ガス浄化方法は以下の問題点があ
る。
【００１０】ゼオライトに銅を担持した触媒（特開平1
−151706 号公報）は、銅の窒素酸化物に対する特異な
吸着特性から比較的低温度域で高い性能を示すが、触媒
作用を示す温度域（温度ウインドウ）が狭い。そこで、
温度ウインドウの拡大の検討が進められ、例えば、ゼオ
ライトにコバルト，希土類，銅，ロジウムを含む触媒
（特開平4−219147 号公報）が提案されている。しか
し、ゼオライト系の触媒は多量の水が共存すると触媒活
性が低下するという問題がある（第６９回触媒討論会予
行集３Ｆ１０８（１９９２））。この問題についても鋭
意検討が進められているが、担体であるゼオライトの水
熱耐久性を大幅に改善することは現在まで成功していな
い。リーンバーン自動車用をはじめとする高空燃費で運
転される内燃機関触媒の排ガス浄化には、広温度域での
高窒素酸化物浄化性能と高耐久性が具備されなければな
らない。
−151706 号公報）は、銅の窒素酸化物に対する特異な
吸着特性から比較的低温度域で高い性能を示すが、触媒
作用を示す温度域（温度ウインドウ）が狭い。そこで、
温度ウインドウの拡大の検討が進められ、例えば、ゼオ
ライトにコバルト，希土類，銅，ロジウムを含む触媒
（特開平4−219147 号公報）が提案されている。しか
し、ゼオライト系の触媒は多量の水が共存すると触媒活
性が低下するという問題がある（第６９回触媒討論会予
行集３Ｆ１０８（１９９２））。この問題についても鋭
意検討が進められているが、担体であるゼオライトの水
熱耐久性を大幅に改善することは現在まで成功していな
い。リーンバーン自動車用をはじめとする高空燃費で運
転される内燃機関触媒の排ガス浄化には、広温度域での
高窒素酸化物浄化性能と高耐久性が具備されなければな
らない。
【００１１】一方、バリウム酸化物，ランタン酸化物お
よび白金からなる触媒（特開平5−261287号公報）は、
自動車のリーン運転時に窒素酸化物を吸蔵し理論空燃費
（酸素濃度０.５％ 以下）運転時に放出して還元するも
のである。本触媒は巧妙な着想により得られたものであ
るが、酸素共存下で窒素酸化物を還元浄化する触媒に対
する要求をいささかも軽減するものではない。
よび白金からなる触媒（特開平5−261287号公報）は、
自動車のリーン運転時に窒素酸化物を吸蔵し理論空燃費
（酸素濃度０.５％ 以下）運転時に放出して還元するも
のである。本触媒は巧妙な着想により得られたものであ
るが、酸素共存下で窒素酸化物を還元浄化する触媒に対
する要求をいささかも軽減するものではない。
【００１２】本発明の目的は、酸素を含む燃焼排ガスの
浄化触媒及び浄化方法であって、特に窒素酸化物を効果
的に還元浄化する触媒及び方法を提供することにある。
浄化触媒及び浄化方法であって、特に窒素酸化物を効果
的に還元浄化する触媒及び方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的の
達成を可能ならしめる触媒について鋭意検討を進めた結
果、無機物担体上にＰｔを含む貴金属と一種以上の希土
類金属とＬｉを含むアルカリ金属を担持した触媒が有効
であることを見出した。
達成を可能ならしめる触媒について鋭意検討を進めた結
果、無機物担体上にＰｔを含む貴金属と一種以上の希土
類金属とＬｉを含むアルカリ金属を担持した触媒が有効
であることを見出した。
【００１４】本発明は、内燃機関から排出される酸素を
含む排ガス中の窒素酸化物を浄化する排ガス浄化触媒で
あって、無機物担体上にＰｔを含む貴金属と一種以上の
希土類金属とＬｉを含むアルカリ金属を担持した。
含む排ガス中の窒素酸化物を浄化する排ガス浄化触媒で
あって、無機物担体上にＰｔを含む貴金属と一種以上の
希土類金属とＬｉを含むアルカリ金属を担持した。
【００１５】上記無機物担体は、Ａｌ2Ｏ3，ＴｉＯ2，
ＳｉＯ2,ＺｒＯ2，ＭｇＯ等の多孔質金属酸化物が適用
できるが、Ａｌ2Ｏ3で良好な窒素酸化物浄化性能と比較
的高い耐熱性が両立する。また、Ａｌ2Ｏ3はその構造に
より、α，γ，θ等に分類され、いずれの構造も本発明
に適用可能であるが、γ型が特に好適に適用できる。
ＳｉＯ2,ＺｒＯ2，ＭｇＯ等の多孔質金属酸化物が適用
できるが、Ａｌ2Ｏ3で良好な窒素酸化物浄化性能と比較
的高い耐熱性が両立する。また、Ａｌ2Ｏ3はその構造に
より、α，γ，θ等に分類され、いずれの構造も本発明
に適用可能であるが、γ型が特に好適に適用できる。
【００１６】また、前記希土類金属は、Ｌａ，Ｃｅ，
Ｙ，Ｐｒ，Ｎｄ等が好結果を与えるが、Ｃｅが特に好適
であり、前記貴金属は、Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄ等が適用でき
るが、ＰｔとＲｈの組合せが特に好適であり、前記アル
カリ金属は、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ等が適用できるが、Ｌｉが
特に好適である。
Ｙ，Ｐｒ，Ｎｄ等が好結果を与えるが、Ｃｅが特に好適
であり、前記貴金属は、Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄ等が適用でき
るが、ＰｔとＲｈの組合せが特に好適であり、前記アル
カリ金属は、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ等が適用できるが、Ｌｉが
特に好適である。
【００１７】本発明は、内燃機関から排出される酸素を
含む排ガス中の窒素酸化物を浄化する排ガス浄化触媒で
あって、無機物担体上にＰｔおよびＲｈと、Ｃｅを含む
希土類金属と、Ｌｉを含むアルカリ金属を、担持した。
含む排ガス中の窒素酸化物を浄化する排ガス浄化触媒で
あって、無機物担体上にＰｔおよびＲｈと、Ｃｅを含む
希土類金属と、Ｌｉを含むアルカリ金属を、担持した。
【００１８】また、より好ましくは、前記無機物担体上
にＰｔおよびＲｈと、Ｃｅと、Ｌｉを、担持した。
にＰｔおよびＲｈと、Ｃｅと、Ｌｉを、担持した。
【００１９】本発明の燃焼排ガス浄化触媒を製造するた
めに用いる金属化合物は、金属の硝酸塩，酢酸塩，塩化
物，硫酸塩，炭酸塩等であるが、本発明はこれらの金属
塩の種類に限定されるものではない。
めに用いる金属化合物は、金属の硝酸塩，酢酸塩，塩化
物，硫酸塩，炭酸塩等であるが、本発明はこれらの金属
塩の種類に限定されるものではない。
【００２０】前記触媒の製造にあたっては、前記無機物
担体上に、先ず、一種以上の希土類金属を担持し、続い
てＰｔを含む貴金属を担持し、さらに続いてＬｉを含む
アルカリ金属を担持した場合特に高い窒素酸化物浄化性
能が得られる。また、前述のように貴金属はＰｔとＲｈ
の組合せが好適であるが、この場合、ＰｔとＲｈの間で
はＰｔを担持した後Ｒｈを担持した方が高い窒素酸化物
浄化性能が得られる。従って、本発明は、本発明による
触媒を製造するにあたり、前記無機物担体上に、先ず、
一種以上の希土類金属を担持し、続いてＰｔを含む貴金
属を担持し、さらに続いてＬｉを含むアルカリ金属を担
持する。また、本発明は、前記無機物担体上に、先ず、
一種以上の希土類金属を担持し、続いてＰｔを担持し、
さらに続いてＲｈを担持し、さらに続いてＬｉを含むア
ルカリ金属を担持する。
担体上に、先ず、一種以上の希土類金属を担持し、続い
てＰｔを含む貴金属を担持し、さらに続いてＬｉを含む
アルカリ金属を担持した場合特に高い窒素酸化物浄化性
能が得られる。また、前述のように貴金属はＰｔとＲｈ
の組合せが好適であるが、この場合、ＰｔとＲｈの間で
はＰｔを担持した後Ｒｈを担持した方が高い窒素酸化物
浄化性能が得られる。従って、本発明は、本発明による
触媒を製造するにあたり、前記無機物担体上に、先ず、
一種以上の希土類金属を担持し、続いてＰｔを含む貴金
属を担持し、さらに続いてＬｉを含むアルカリ金属を担
持する。また、本発明は、前記無機物担体上に、先ず、
一種以上の希土類金属を担持し、続いてＰｔを担持し、
さらに続いてＲｈを担持し、さらに続いてＬｉを含むア
ルカリ金属を担持する。
【００２１】前記触媒製造で、貴金属，希土類金属やア
ルカリ金属を担持する方法には、含浸法，湿式あるいは
乾式の混練法等の従来公知の方法が適用できる。また、
共沈法，ゾルゲル法等を用いて無機物担体に触媒活性成
分を担持あるいは含ませることもできる。
ルカリ金属を担持する方法には、含浸法，湿式あるいは
乾式の混練法等の従来公知の方法が適用できる。また、
共沈法，ゾルゲル法等を用いて無機物担体に触媒活性成
分を担持あるいは含ませることもできる。
【００２２】また、本発明の触媒製造にあたっては、無
機物担体に、希土類化合物の溶液を含浸すること、前記
希土類化合物が分解する温度で該希土類含浸物を焼成す
ること、貴金属化合物の溶液を該希土類含有焼成物に含
浸すること、該貴金属化合物が分解する温度で該貴金属
含浸物を焼成すること、アルカリ金属の化合物の溶液を
該希土類および貴金属含有焼成物に含浸すること、該ア
ルカリ金属化合物が分解する温度で該アルカリ金属含浸
物を焼成すること、の各工程を含むことができる。
機物担体に、希土類化合物の溶液を含浸すること、前記
希土類化合物が分解する温度で該希土類含浸物を焼成す
ること、貴金属化合物の溶液を該希土類含有焼成物に含
浸すること、該貴金属化合物が分解する温度で該貴金属
含浸物を焼成すること、アルカリ金属の化合物の溶液を
該希土類および貴金属含有焼成物に含浸すること、該ア
ルカリ金属化合物が分解する温度で該アルカリ金属含浸
物を焼成すること、の各工程を含むことができる。
【００２３】さらに、前記触媒における各担持成分の組
成比は、無機物担体１００重量部に対し、貴金属を０〜
３重量部，希土類金属を３〜３０重量部，アルカリ金属
を０〜５重量部担持するときに良好な窒素酸化物浄化性
能が得られる。従って、本発明の方法による触媒では、
貴金属がＲｈとＰｔであり、希土類金属がＣｅであり、
かつアルカリ金属がＬｉであり、Ｒｈが０〜０.５重量
％ ，Ｐｔが０〜３重量％，Ｃｅが０〜２３重量％，Ｌ
ｉが０〜５重量％担持されるとき、特に良好な窒素酸化
物浄化性能が得られる。
成比は、無機物担体１００重量部に対し、貴金属を０〜
３重量部，希土類金属を３〜３０重量部，アルカリ金属
を０〜５重量部担持するときに良好な窒素酸化物浄化性
能が得られる。従って、本発明の方法による触媒では、
貴金属がＲｈとＰｔであり、希土類金属がＣｅであり、
かつアルカリ金属がＬｉであり、Ｒｈが０〜０.５重量
％ ，Ｐｔが０〜３重量％，Ｃｅが０〜２３重量％，Ｌ
ｉが０〜５重量％担持されるとき、特に良好な窒素酸化
物浄化性能が得られる。
【００２４】本発明の方法による触媒は、無機物担体１
００重量部に対し、Ｒｈを０〜0.5重量％，Ｐｔを０〜
３重量％，Ｃｅを０〜２３重量％，Ｌｉを０〜５重量％
担持した。
００重量部に対し、Ｒｈを０〜0.5重量％，Ｐｔを０〜
３重量％，Ｃｅを０〜２３重量％，Ｌｉを０〜５重量％
担持した。
【００２５】また、本発明による触媒は、粉末，粒状，
ペレット状，ハニカム状等の各種形状で使用することが
できる。
ペレット状，ハニカム状等の各種形状で使用することが
できる。
【００２６】本発明の触媒をハニカム状で使用するにあ
たっては、コーディエライト製等のハニカム状触媒基体
に先ず無機物担体をコートし、続いて該無機物担体上に
希土類金属を担持し、続いてＰｔを含む貴金属を担持
し、さらに続いてＬｉを含むアルカリ金属を担持する方
法に加え、先ず無機物担体上に希土類金属を担持し、続
いてＰｔを含む貴金属を担持し、さらに続いてＬｉを含
むアルカリ金属を担持して得た触媒粉末を、コーディエ
ライト製あるいはメタル製のハニカム触媒基体にコート
する方法が適用でき、後者でより高い窒素酸化物浄化性
能を得ることが出来る。
たっては、コーディエライト製等のハニカム状触媒基体
に先ず無機物担体をコートし、続いて該無機物担体上に
希土類金属を担持し、続いてＰｔを含む貴金属を担持
し、さらに続いてＬｉを含むアルカリ金属を担持する方
法に加え、先ず無機物担体上に希土類金属を担持し、続
いてＰｔを含む貴金属を担持し、さらに続いてＬｉを含
むアルカリ金属を担持して得た触媒粉末を、コーディエ
ライト製あるいはメタル製のハニカム触媒基体にコート
する方法が適用でき、後者でより高い窒素酸化物浄化性
能を得ることが出来る。
【００２７】酸素を含む排ガス中の窒素酸化物を浄化す
る触媒の製造方法であって、コーディエライト製ハニカ
ム等の触媒基体に触媒をコーティングして排気浄化に供
するにあたり、前記無機物担体上に、先ず、希土類金属
を担持し、続いてＰｔを含む貴金属を担持し、さらに続
いてＬｉを含むアルカリ金属を担持して調製した触媒粉
末を、前記触媒基体にコートするハニカム状触媒の製造
法も本発明の範疇にある。
る触媒の製造方法であって、コーディエライト製ハニカ
ム等の触媒基体に触媒をコーティングして排気浄化に供
するにあたり、前記無機物担体上に、先ず、希土類金属
を担持し、続いてＰｔを含む貴金属を担持し、さらに続
いてＬｉを含むアルカリ金属を担持して調製した触媒粉
末を、前記触媒基体にコートするハニカム状触媒の製造
法も本発明の範疇にある。
【００２８】
【作用】酸素過剰及び炭化水素共存下で窒素酸化物が還
元浄化する反応機構は明かではないが、無機物担体とア
ルカリ金属と貴金属及び希土類金属との組合せについて
鋭意検討した結果、無機物担体上にＰｔを含む貴金属と
一種以上の希土類金属とＬｉを含むアルカリ金属を担持
した排ガス浄化触媒は燃焼排ガス２５０℃〜400℃で高
い窒素酸化物浄化能力を示すことを見出した。
元浄化する反応機構は明かではないが、無機物担体とア
ルカリ金属と貴金属及び希土類金属との組合せについて
鋭意検討した結果、無機物担体上にＰｔを含む貴金属と
一種以上の希土類金属とＬｉを含むアルカリ金属を担持
した排ガス浄化触媒は燃焼排ガス２５０℃〜400℃で高
い窒素酸化物浄化能力を示すことを見出した。
【００２９】Ｐｔ，Ｒｈ等を活性成分とするいわゆる三
元触媒に相当する触媒成分は、窒素酸化物と炭化水素と
からＮ2 を生成させる反応場となる。アルカリ金属や希
土類金属を貴金属成分に添加することで、ＮＯｘの吸着
状態は貴金属単身のときに比べて変化し、また、アルカ
リ金属は窒素酸化物の吸着能力を有することから、これ
が貴金属と近接することで、窒素酸化物を効率良く貴金
属へ供給できるようになるものと推測できる。
元触媒に相当する触媒成分は、窒素酸化物と炭化水素と
からＮ2 を生成させる反応場となる。アルカリ金属や希
土類金属を貴金属成分に添加することで、ＮＯｘの吸着
状態は貴金属単身のときに比べて変化し、また、アルカ
リ金属は窒素酸化物の吸着能力を有することから、これ
が貴金属と近接することで、窒素酸化物を効率良く貴金
属へ供給できるようになるものと推測できる。
【００３０】希土類金属は担体の耐久性を向上させるこ
とが知られている。しかし、活性金属との組合せが触媒
活性に大きく影響することから、組合せ方を検討するこ
とが重要となる。希土類金属の中ではＣｅがＬｉ，Ｒｈ
及びＰｔとの組合せに好適であった。
とが知られている。しかし、活性金属との組合せが触媒
活性に大きく影響することから、組合せ方を検討するこ
とが重要となる。希土類金属の中ではＣｅがＬｉ，Ｒｈ
及びＰｔとの組合せに好適であった。
【００３１】
【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
する。
する。
【００３２】粒径１mm以上２mm未満のγ−Ａｌ2Ｏ3に硝
酸Ｃｅ水溶液を含浸し、約１００℃で約２時間乾燥後、
約６００℃で２時間焼成した。続いて、硝酸Ｒｈ溶液，
ジニトロジアンミンＰｔ硝酸水溶液，硝酸Ｌｉ水溶液の
順で同様に水溶液の含浸，乾燥，焼成を行なった。以上
により、γ−Ａｌ2Ｏ3１００に対して、Ｃｅ１２wt％，
Ｒｈ０.３ｗｔ％，Ｐｔ１.６ｗｔ％，Ｌｉ０.５ｗｔ％
を含有する実施例触媒１を得た。
酸Ｃｅ水溶液を含浸し、約１００℃で約２時間乾燥後、
約６００℃で２時間焼成した。続いて、硝酸Ｒｈ溶液，
ジニトロジアンミンＰｔ硝酸水溶液，硝酸Ｌｉ水溶液の
順で同様に水溶液の含浸，乾燥，焼成を行なった。以上
により、γ−Ａｌ2Ｏ3１００に対して、Ｃｅ１２wt％，
Ｒｈ０.３ｗｔ％，Ｐｔ１.６ｗｔ％，Ｌｉ０.５ｗｔ％
を含有する実施例触媒１を得た。
【００３３】同様の方法で、Ｌｉを他のアルカリ金属に
置き換え、Ｃｅを他の希土類金属に置き換えた実施例触
媒２〜６を得た。アルカリ土類金属および希土類金属の
担持量はそれぞれ０.５ｗｔ％ および１２ｗｔ％とし
た。また、Ｐｄは１ｗｔ％とした。
置き換え、Ｃｅを他の希土類金属に置き換えた実施例触
媒２〜６を得た。アルカリ土類金属および希土類金属の
担持量はそれぞれ０.５ｗｔ％ および１２ｗｔ％とし
た。また、Ｐｄは１ｗｔ％とした。
【００３４】調製した触媒の組成をまとめて表１に示
す。
す。
【００３５】
【表１】
【００３６】（実験例１）実施例触媒について次の条件
で窒素酸化物の浄化性能試験を行った。
で窒素酸化物の浄化性能試験を行った。
【００３７】触媒３cm3 を、パイレックス製反応管に充
填した。これを、電気炉により外から加熱し、１５０℃
にした後、酸素をほとんど含まない排ガスのモデルガス
(ＮＯ：０.１vol％，Ｃ3Ｈ6：０.０５vol％，ＣＯ：０.
６vol％，Ｏ2：０.６vol％，水蒸気１０vol％，残部窒
素；以下、ストイキモデル排ガス)を空間速度６０,００
０ｈ-1 で流通させつつ、１０℃／ｍの速度で５５０℃
まで昇温して、ストイキ排ガスの昇温法による反応を行
わせた。室温まで冷却後、再び、電気炉により外部から
加熱して３００℃にした後、酸素を過剰に含む排ガスの
モデルガス（ＮＯ：０.０６vol％，Ｃ3Ｈ6：０.０４vol
％，ＣＯ：０.１vol％，ＣＯ2 ：１０vol％，Ｏ2：４vo
l％，水蒸気１０vol％，残部窒素；以下リーンモデル排
ガス)を空間速度６０,０００ｈ-1で流通させて、リーン
排ガスの定常反応（３００℃一定）を行わせた。
填した。これを、電気炉により外から加熱し、１５０℃
にした後、酸素をほとんど含まない排ガスのモデルガス
(ＮＯ：０.１vol％，Ｃ3Ｈ6：０.０５vol％，ＣＯ：０.
６vol％，Ｏ2：０.６vol％，水蒸気１０vol％，残部窒
素；以下、ストイキモデル排ガス)を空間速度６０,００
０ｈ-1 で流通させつつ、１０℃／ｍの速度で５５０℃
まで昇温して、ストイキ排ガスの昇温法による反応を行
わせた。室温まで冷却後、再び、電気炉により外部から
加熱して３００℃にした後、酸素を過剰に含む排ガスの
モデルガス（ＮＯ：０.０６vol％，Ｃ3Ｈ6：０.０４vol
％，ＣＯ：０.１vol％，ＣＯ2 ：１０vol％，Ｏ2：４vo
l％，水蒸気１０vol％，残部窒素；以下リーンモデル排
ガス)を空間速度６０,０００ｈ-1で流通させて、リーン
排ガスの定常反応（３００℃一定）を行わせた。
【００３８】以上の操作により浄化された窒素酸化物の
濃度を、化学発光法で測定し、NOx浄化率を求めた。Ｎ
Ｏｘ浄化率は触媒層入口に対する出口での窒素酸化物の
除去率で定義し、次式で算出した。
濃度を、化学発光法で測定し、NOx浄化率を求めた。Ｎ
Ｏｘ浄化率は触媒層入口に対する出口での窒素酸化物の
除去率で定義し、次式で算出した。
【００３９】
【数１】
【００４０】実施例触媒１から１８について、リーンモ
デル排ガスの定常反応（温度３００℃一定）を行わせ、
得られたＮＯｘ浄化率を表２に示した。
デル排ガスの定常反応（温度３００℃一定）を行わせ、
得られたＮＯｘ浄化率を表２に示した。
【００４１】
【表２】
【００４２】（実験例２）また、実施例触媒について次
の条件で窒素酸化物の浄化性能試験を行った。触媒３cm
3 を、パイレックス製反応管に充填した。これを、電気
炉で外部から加熱し、１５０℃にした後、酸素をほとん
ど含まない排ガスのモデルガス（ストイキモデル排ガ
ス）を空間速度６０,０００ｈ-1 で流通させつつ１０℃
／ｍの速度で５５０℃まで昇温して、ストイキ排ガスの
昇温法による反応を行わせた。続いて、触媒温度を１５
０℃まで冷却した後、酸素を過剰に含む排ガスのモデル
ガス（リーンモデル排ガス）を空間速度６０,０００ｈ
-1で流通させつつ１０℃／ｍｉｎの速度で５５０℃まで
昇温して、リーン排ガスの昇温法による反応を行わせ
た。窒素酸化物濃度の測定法，除去率算出法は実験例１
と同様とした。
の条件で窒素酸化物の浄化性能試験を行った。触媒３cm
3 を、パイレックス製反応管に充填した。これを、電気
炉で外部から加熱し、１５０℃にした後、酸素をほとん
ど含まない排ガスのモデルガス（ストイキモデル排ガ
ス）を空間速度６０,０００ｈ-1 で流通させつつ１０℃
／ｍの速度で５５０℃まで昇温して、ストイキ排ガスの
昇温法による反応を行わせた。続いて、触媒温度を１５
０℃まで冷却した後、酸素を過剰に含む排ガスのモデル
ガス（リーンモデル排ガス）を空間速度６０,０００ｈ
-1で流通させつつ１０℃／ｍｉｎの速度で５５０℃まで
昇温して、リーン排ガスの昇温法による反応を行わせ
た。窒素酸化物濃度の測定法，除去率算出法は実験例１
と同様とした。
【００４３】得られたＮＯｘ浄化率を表３に示した。
【００４４】
【表３】
【００４５】「実施例２」実施例触媒１の、Ｃｅ，Ｒ
ｈ，ＰｔおよびＬｉの含有量をそれぞれ、γ−Ａｌ２Ｏ
3１００に対して、Ｃｅについて０〜３０ｗｔ％の範囲
で、Ｌｉについて０〜０.７ｗｔ％ の範囲で、Ｐｔにつ
いて０〜４ｗｔ％の範囲で、Ｒｈについて０〜０.７ｗ
ｔ％ の範囲で変化させた触媒を調製し、実験例１の方
法により、３００℃一定における定常反応性能を評価し
た。結果を表４に示した。
ｈ，ＰｔおよびＬｉの含有量をそれぞれ、γ−Ａｌ２Ｏ
3１００に対して、Ｃｅについて０〜３０ｗｔ％の範囲
で、Ｌｉについて０〜０.７ｗｔ％ の範囲で、Ｐｔにつ
いて０〜４ｗｔ％の範囲で、Ｒｈについて０〜０.７ｗ
ｔ％ の範囲で変化させた触媒を調製し、実験例１の方
法により、３００℃一定における定常反応性能を評価し
た。結果を表４に示した。
【００４６】
【表４】
【００４７】「実施例３」実施例触媒１と同様の触媒組
成及び調製方法であるが、活性成分の担持順序を、Ｌ
ｉ，Ｐｔ，Ｒｈそして最後にＣｅの順として、実施例触
媒１９を調製した。同様に、活性成分の担持順序を、Ｃ
ｅ，Ｌｉ，Ｐｔそして最後にＲｈの順として、実施例触
媒２０を調製した。
成及び調製方法であるが、活性成分の担持順序を、Ｌ
ｉ，Ｐｔ，Ｒｈそして最後にＣｅの順として、実施例触
媒１９を調製した。同様に、活性成分の担持順序を、Ｃ
ｅ，Ｌｉ，Ｐｔそして最後にＲｈの順として、実施例触
媒２０を調製した。
【００４８】同様に、活性成分の担持順序を、Ｃｅ，Ｒ
ｈ，Ｐｔそして最後にＬｉの順として、実施例触媒２１
を調製した。
ｈ，Ｐｔそして最後にＬｉの順として、実施例触媒２１
を調製した。
【００４９】実施例触媒１９〜２１について、実験例１
にしたがってリーンガスの定常反応におけるＮＯｘ浄化
率を測定し、表５を得た。
にしたがってリーンガスの定常反応におけるＮＯｘ浄化
率を測定し、表５を得た。
【００５０】
【表５】
【００５１】「実施例４」実施例触媒１を体積６ccの４
００セル／in2 のセル数を有するコージェライト製ハニ
カムにコーティング（１８０ｇ−触媒／Ｌ−ハニカム）
して実施例触媒２２を得た。このハニカム触媒を実験例
１にしたがって、リーンガスの定常反応におけるＮＯｘ
浄化率を測定し、３０％のＮＯｘ浄化率を得た。
００セル／in2 のセル数を有するコージェライト製ハニ
カムにコーティング（１８０ｇ−触媒／Ｌ−ハニカム）
して実施例触媒２２を得た。このハニカム触媒を実験例
１にしたがって、リーンガスの定常反応におけるＮＯｘ
浄化率を測定し、３０％のＮＯｘ浄化率を得た。
【００５２】「実施例５」実施例触媒２２に、実験例１
に記載の実験装置を用い、反応温度３００℃一定の条件
で実験例１に記載のリーンモデル排ガスとストイキモデ
ル排ガスを３分間毎に交互に切り替えて流通させ、ＮＯ
ｘ浄化率を求めた。
に記載の実験装置を用い、反応温度３００℃一定の条件
で実験例１に記載のリーンモデル排ガスとストイキモデ
ル排ガスを３分間毎に交互に切り替えて流通させ、ＮＯ
ｘ浄化率を求めた。
【００５３】ＮＯｘ浄化率はストイキ時はほぼ１００
％、リーン時は３０％〜１００％（リーン切替え直後）
〜３０％（リーン切替え３分後）であり、この性能は繰
り返し再現した。
％、リーン時は３０％〜１００％（リーン切替え直後）
〜３０％（リーン切替え３分後）であり、この性能は繰
り返し再現した。
【００５４】「実施例６」実施例触媒２２を空気中７０
０℃で５０時間熱処理し、さらに３００℃でストイキモ
デル排ガスに２０分間さらした後、実験例１に従って反
応温度３００℃一定におけるリーンモデル排ガスのＮＯ
ｘ浄化率を測定した。その結果結果、NOx浄化率３０％
を得、耐熱性は良好であった。
０℃で５０時間熱処理し、さらに３００℃でストイキモ
デル排ガスに２０分間さらした後、実験例１に従って反
応温度３００℃一定におけるリーンモデル排ガスのＮＯ
ｘ浄化率を測定した。その結果結果、NOx浄化率３０％
を得、耐熱性は良好であった。
【００５５】
【発明の効果】本発明によれば、酸素を含む排ガスか
ら、窒素酸化物を高効率で浄化することができる。
ら、窒素酸化物を高効率で浄化することができる。
【００５６】本発明により、リーン燃焼排ガス中の窒素
酸化物を高効率で浄化することが可能となり、自動車エ
ンジン等の内燃機関からの燃焼排ガスや調理器具などの
民生用製品からの燃焼排ガスや、工場や火力発電所のボ
イラーなどから排出される燃焼排ガスなど、広範囲の排
ガス中の窒素酸化物を効率よく浄化することが可能にな
る。
酸化物を高効率で浄化することが可能となり、自動車エ
ンジン等の内燃機関からの燃焼排ガスや調理器具などの
民生用製品からの燃焼排ガスや、工場や火力発電所のボ
イラーなどから排出される燃焼排ガスなど、広範囲の排
ガス中の窒素酸化物を効率よく浄化することが可能にな
る。
【図１】本発明の一実施例の排気ガス浄化触媒のハニカ
ムコートの説明図。
ムコートの説明図。
１…ハニカム触媒、２…ハニカム部、３…触媒部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飛田 紘 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 市川 伸一 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 山下 寿生 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】内燃機関から排出される排ガス中の窒素酸
化物を浄化する排ガス浄化触媒であって、無機物担体上
にＰｔを含む貴金属と一種以上の希土類金属とＬｉを含
むアルカリ金属を担持したことを特徴とする燃焼排ガス
浄化触媒。 - 【請求項２】請求項１において、前記貴金属はＲｈとＰ
ｔからなり、前記希土類金属はＣｅを含み、前記アルカ
リ金属はＬｉを含む排ガス浄化触媒。 - 【請求項３】請求項１において、前記貴金属はＲｈ及び
Ｐｔからなり、前記希土類金属はＣｅであり、前記アル
カリ金属はＬｉである排ガス浄化触媒。 - 【請求項４】請求項１において、前記無機物担体上に、
先ず、一種以上の希土類金属を担持し、続いてＰｔを含
む貴金属を担持し、さらに続いてＬｉを含むアルカリ金
属を担持する排ガス浄化触媒及び触媒製造方法。 - 【請求項５】請求項４において、前記貴金属はＲｈとＰ
ｔであり、Ｐｔが担持された後にＲｈが担持された排ガ
ス浄化触媒及び触媒製造方法。 - 【請求項６】請求項３において、前記無機物担体１００
重量部に対し、Ｒｈを０〜０.５ 重量％，Ｐｔを０〜３
重量％，Ｃｅを０〜２３重量％，Ｌｉを０〜５重量％担
持した排ガス浄化触媒。 - 【請求項７】酸素を含む排ガス中の窒素酸化物を浄化す
る触媒の製造方法であって、コーディエライト製ハニカ
ム等の触媒基体に触媒をコーティングして排気浄化に供
するにあたり、前記無機物担体上に、先ず、希土類金属
を担持し、続いてＰｔを含む貴金属を担持し、続いてＬ
ｉを含むアルカリ金属を担持して調製した触媒粉末を、
前記触媒基体にコートする燃焼排ガスの浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7092182A JPH08281105A (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 燃焼排ガス浄化触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7092182A JPH08281105A (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 燃焼排ガス浄化触媒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08281105A true JPH08281105A (ja) | 1996-10-29 |
Family
ID=14047301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7092182A Pending JPH08281105A (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 燃焼排ガス浄化触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08281105A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006068722A (ja) * | 2004-03-22 | 2006-03-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法及び排ガス浄化材及び排ガス浄化システム |
| JP2006192376A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Hino Motors Ltd | 排ガス浄化触媒 |
-
1995
- 1995-04-18 JP JP7092182A patent/JPH08281105A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006068722A (ja) * | 2004-03-22 | 2006-03-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法及び排ガス浄化材及び排ガス浄化システム |
| JP4556716B2 (ja) * | 2004-03-22 | 2010-10-06 | パナソニック株式会社 | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法及び排ガス浄化材及び排ガス浄化システム |
| JP2006192376A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Hino Motors Ltd | 排ガス浄化触媒 |
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