JPH0871427A - Catalyst for purification of exhaust gas - Google Patents

Catalyst for purification of exhaust gas

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JPH0871427A
JPH0871427A JP6195255A JP19525594A JPH0871427A JP H0871427 A JPH0871427 A JP H0871427A JP 6195255 A JP6195255 A JP 6195255A JP 19525594 A JP19525594 A JP 19525594A JP H0871427 A JPH0871427 A JP H0871427A
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一秀 寺田
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尚宏 佐藤
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貴弘 中
Kaoru Fukuda
薫 福田
Tetsuo Endo
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Abstract

PURPOSE: To obtain a catalyst having superior high-temp. durability. CONSTITUTION: A catalyst 11 made of a mixture of a crystalline aluminosilicate with a catalytic element is carried on a honeycomb body 2. The crystalline aluminosilicate has an irregular crystal structure formed by lacking part of the constituent elements of a crystalline aluminosilicate having a regular crystal structure and the single lattice volume (V1 ) of the irregular crystal structure calculated from the crystal lattice constant by an X-dry diffraction method is made smaller than the single lattice volume (V1 ) of the regular crystal structure calculated from the crystal lattice constant by an X-ray diffraction method (V1 <V2 ). The crystalline aluminosilicate of the catalyst 11 withstands 1,000 deg.C and has function to adsorb hydrocarbons at low temp. as well as superior heat resistance. The catalytic element consists of Al2 O3 particles and Pd carried on the particles.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は排気ガス浄化用触媒、特
に、結晶性アルミノケイ酸塩と触媒素子とより構成され
る触媒に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst, and more particularly to a catalyst composed of a crystalline aluminosilicate and a catalytic element.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、エンジン始動直後の低温排気ガス
中に存するHCの浄化率向上を狙って、排気系の排気ガ
ス浄化用触媒よりも上流側に、ゼオライトを有するHC
用吸着器を配設した排気ガス浄化装置が知られている
(特開平2−75327号公報参照)。また酸素過剰状
態にある希薄混合気の燃焼に伴うNOxの浄化率向上を
狙って、Cu等の金属をゼオライトにイオン交換法によ
り担持させたゼオライト触媒も公知である(特開昭63
−283727号公報参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to improve the purification rate of HC existing in low-temperature exhaust gas immediately after the engine is started, HC containing zeolite is provided upstream of the exhaust gas purification catalyst of the exhaust system.
There is known an exhaust gas purifying device provided with a suction adsorber (see Japanese Patent Laid-Open No. 2-75327). Further, a zeolite catalyst in which a metal such as Cu is supported on a zeolite by an ion exchange method is also known in order to improve the purification rate of NOx associated with the combustion of a lean air-fuel mixture in an oxygen excess state (JP-A-63).
(See Japanese Patent Publication No. 283727).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】エンジンにおける排気
ガス浄化用触媒の構成要素には900〜1000℃の耐
熱性が要求されるが、従来の装置および触媒におけるゼ
オライトはその耐熱温度が700℃程度であるため、吸
着器および触媒の高温耐久性が乏しく、短時間のうちに
性能劣化を招く、という問題があった。また従来の装置
は、排気ガス浄化用触媒と吸着器とを必要とするので、
装置の構成が煩雑化する、といった問題もある。
Although the components of the exhaust gas purifying catalyst in the engine are required to have a heat resistance of 900 to 1000 ° C., the zeolite in the conventional apparatus and catalyst has a heat resistant temperature of about 700 ° C. Therefore, there is a problem that the high temperature durability of the adsorber and the catalyst is poor, and the performance is deteriorated in a short time. Further, since the conventional device requires an exhaust gas purifying catalyst and an adsorber,
There is also a problem that the configuration of the device becomes complicated.

【0004】本発明は前記に鑑み、エンジン始動直後に
おける低温排気ガス中のHCを吸着する機能を備え、ま
た排気ガスによる触媒素子の温度上昇に伴い吸着したH
Cおよび新たなHCを直ちに浄化することができ、その
上、酸素過剰状態にある希薄混合気の燃焼に伴うNOx
をも浄化することのできる、高温耐久性に優れると共に
構成の簡素化を達成された前記排気ガス浄化用触媒を提
供することを目的とする。
In view of the above, the present invention has a function of adsorbing HC in the low temperature exhaust gas immediately after the engine is started, and H adsorbed as the temperature of the catalytic element rises due to the exhaust gas.
C and fresh HC can be immediately purified, and moreover, NOx accompanying combustion of a lean air-fuel mixture in an excess oxygen state.
It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying catalyst which is capable of purifying exhaust gas, has excellent high-temperature durability, and has a simplified structure.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明に係る排気ガス浄
化用触媒は、結晶性アルミノケイ酸塩と触媒素子との混
合物より構成され、前記結晶性アルミノケイ酸塩は、正
則結晶構造を備えた結晶性アルミノケイ酸塩における構
成元素の一部が欠如した変則結晶構造を有すると共に、
その変則結晶構造におけるX線回折法による結晶格子定
数から求められた単一格子体積V1 を、前記正則結晶構
造におけるX線回折法による結晶格子定数から求められ
た単一格子体積V2 よりも小(V1 <V2 )に設定さ
れ、前記触媒素子は、セラミックス製担体と、その担体
に担持された触媒用金属および触媒用金属酸化物の少な
くとも一方とよりなり、前記触媒用金属および金属酸化
物を構成する金属は周期表第Ib族、周期表第VIIa
族、鉄族および白金族の少なくとも1つの族から選択さ
れる少なくとも一種の金属であることを特徴とする。
An exhaust gas purifying catalyst according to the present invention comprises a mixture of a crystalline aluminosilicate and a catalytic element, and the crystalline aluminosilicate is a crystal having a regular crystal structure. In addition to having an anomalous crystal structure lacking some of the constituent elements of the basic aluminosilicate,
The single lattice volume V 1 obtained from the crystal lattice constant of the irregular crystal structure by the X-ray diffraction method is smaller than the single lattice volume V 2 obtained from the crystal lattice constant of the regular crystal structure by the X-ray diffraction method. The catalyst element is set to a small value (V 1 <V 2 ), and the catalyst element comprises a ceramic carrier and at least one of a catalyst metal and a catalyst metal oxide supported on the carrier. The metals forming the oxides are group Ib of the periodic table and group VIIa of the periodic table.
It is characterized in that it is at least one metal selected from at least one group selected from the group consisting of iron, iron and platinum.

【0006】本発明に係る排気ガス浄化用触媒は、結晶
性アルミノケイ酸塩よりなる少なくとも1つの層と、触
媒素子よりなる少なくとも1つの層とから多層構造に構
成され、前記結晶性アルミノケイ酸塩は、正則結晶構造
を備えた結晶性アルミノケイ酸塩における構成元素の一
部が欠如した変則結晶構造を有すると共に、その変則結
晶構造におけるX線回折法による結晶格子定数から求め
られた単一格子体積V 1 を、前記正則結晶構造における
X線回折法による結晶格子定数から求められた単一格子
体積V2 よりも小(V1 <V2 )に設定され、前記触媒
素子は、セラミックス製担体と、その担体に担持された
触媒用金属および触媒用金属酸化物の少なくとも一方と
よりなり、前記触媒用金属および金属酸化物を構成する
金属は周期表第Ib族、周期表第VIIa族、鉄族および
白金族の少なくとも1つの族から選択される少なくとも
一種の金属であることを特徴とする。
The exhaust gas purifying catalyst according to the present invention is a crystal.
At least one layer of a hydrophobic aluminosilicate, and
A multilayer structure composed of at least one layer of a medium element.
And said crystalline aluminosilicate has a regular crystal structure
Of the constituent elements in crystalline aluminosilicates with
It has an anomalous crystal structure lacking parts, and its anomalous consequences.
Obtained from the crystal lattice constant by the X-ray diffraction method in the crystal structure
Single lattice volume V 1In the regular crystal structure
Single lattice obtained from crystal lattice constant by X-ray diffraction method
Volume V2Less than (V1<V2) Set to the catalyst
The element is a carrier made of ceramics and supported on the carrier.
At least one of a catalyst metal and a catalyst metal oxide
And constitutes the catalyst metal and metal oxide.
The metals are group Ib, group VIIa, iron and
At least selected from at least one group of the platinum group
It is a kind of metal.

【0007】[0007]

【作用】結晶性アルミノケイ酸塩に、前記のように変則
的な結晶構造を具備させると、耐熱温度が900〜10
00℃に上昇し、これを用いた触媒は優れた高温耐久性
を発揮する。
When the crystalline aluminosilicate is provided with the irregular crystal structure as described above, the heat resistance temperature is 900 to 10
The temperature rises to 00 ° C, and the catalyst using the same exhibits excellent high temperature durability.

【0008】また前記結晶性アルミノケイ酸塩は高活性
化されているので、エンジン始動直後における低温排気
ガス中のHCを高捕集率で吸着する機能を備えている。
そして、排気ガスの温度上昇に伴い、吸着したHCを放
出するので、そのHCおよび新たなHCは、昇温した触
媒素子によって直ちに浄化される。その上、前記結晶性
アルミノケイ酸塩を用いた触媒は、酸素過剰状態にある
希薄混合気の燃焼に伴うNOxに対しても浄化能を発揮
する。
Further, since the crystalline aluminosilicate is highly activated, it has a function of adsorbing HC in the low temperature exhaust gas at a high collection rate immediately after the engine is started.
Then, as the temperature of the exhaust gas rises, the adsorbed HC is released, so that the HC and new HC are immediately purified by the heated catalyst element. In addition, the catalyst using the crystalline aluminosilicate also exhibits a purifying ability for NOx accompanying the combustion of a lean air-fuel mixture in an oxygen excess state.

【0009】この場合、触媒用金属等を結晶性アルミノ
ケイ酸塩に直接担持させると、その触媒用金属等の多く
が微細孔内に存することになるため、微細孔内の活性化
雰囲気中で触媒用金属等が焼結して触媒の熱劣化を招く
おそれがあるが、前記のように触媒用金属等をセラミッ
クス製担体に担持させて結晶性アルミノケイ酸塩と混合
するか、またはそれと積層構造にすると、前記熱劣化の
問題を回避することができる。
In this case, when the catalyst metal or the like is directly supported on the crystalline aluminosilicate, most of the catalyst metal or the like will be present in the fine pores, so that the catalyst is activated in the activated atmosphere in the fine pores. There is a risk that the metal for use in sintering will cause thermal deterioration of the catalyst, but as described above, the metal for catalyst is supported on the ceramic carrier and mixed with the crystalline aluminosilicate, or in a laminated structure with it. Then, the problem of thermal deterioration can be avoided.

【0010】また結晶性アルミノケイ酸塩と触媒素子と
は混合または積層状態で存在するので、従来装置に比べ
て構成が簡素化されている。
Further, since the crystalline aluminosilicate and the catalyst element exist in a mixed or laminated state, the structure is simplified as compared with the conventional device.

【0011】[0011]

【実施例】図1は低活性なアルミノケイ酸塩としての低
活性ZSM−5ゼオライトが持つ正則ZSM−5型結晶
構造の一例を示す。この結晶構造においては、10個の
酸素からなる酸素環に、Siならびに周期律表第IIIa族
および/または第IIIb族に属する元素E(例えば、B、
Al、Sc、Ga、Y、In等)が結合している。
EXAMPLE FIG. 1 shows an example of a regular ZSM-5 type crystal structure possessed by a low activity ZSM-5 zeolite as a low activity aluminosilicate. In this crystal structure, Si and an element E (for example, B, which belongs to Group IIIa and / or Group IIIb of the periodic table) are included in an oxygen ring composed of 10 oxygens.
Al, Sc, Ga, Y, In, etc.) are bonded.

【0012】このような結晶構造を有する低活性ZSM
−5ゼオライトに活性化処理を施して元素Eを除去する
と、図2に示すように、酸素環の周囲に在るケイ素環
が、元素Eが欠如した空孔を埋めるべく収縮する。それ
に伴いSi−O−Si結合角が図1のαからβへと拡大
し(β>α)、その結果酸素環も収縮する。
Low activity ZSM having such a crystal structure
When the -5 zeolite is activated to remove the element E, the silicon ring existing around the oxygen ring shrinks to fill the void lacking the element E, as shown in FIG. Along with this, the Si—O—Si bond angle expands from α in FIG. 1 to β (β> α), and as a result, the oxygen ring also contracts.

【0013】このような現象が発生することから、本発
明における結晶性アルミノケイ酸塩である高活性ZSM
−5ゼオライトは変則ZSM−5型結晶構造(図2)を
備え、また酸素環およびケイ素環の収縮に伴い、X線回
折による格子定数a,b,cの積a×b×cとして求め
られた単一格子体積V1 が、正則ZSM−5型結晶構造
における同様の単一格子体積V2 に比べて縮小される
(即ち、V1 <V2 )。
Since such a phenomenon occurs, the highly active ZSM which is the crystalline aluminosilicate according to the present invention.
-5 zeolite has an anomalous ZSM-5 type crystal structure (Fig. 2), and is determined as the product axbxc of lattice constants a, b, and c by X-ray diffraction due to contraction of oxygen ring and silicon ring. The single lattice volume V 1 is reduced compared to a similar single lattice volume V 2 in the regular ZSM-5 type crystal structure (ie, V 1 <V 2 ).

【0014】前記酸素環の収縮は、その環内部の表面エ
ネルギを高めるので、活性化処理後のZSM−5ゼオラ
イトは高活性化され、また耐熱性も向上する。
Since the contraction of the oxygen ring increases the surface energy inside the ring, the ZSM-5 zeolite after the activation treatment is highly activated and the heat resistance is also improved.

【0015】変則ZSM−5型結晶構造における単一格
子体積V1 はV1 ≦5373Å3 であることが望まし
い。V1 >5373Å3 になると、高活性ZSM−5ゼ
オライトの活性が低下傾向となる。
The single lattice volume V 1 in the anomalous ZSM-5 type crystal structure is preferably V 1 ≤5373Å 3 . When V 1 > 5373Å 3 , the activity of the highly active ZSM-5 zeolite tends to decrease.

【0016】低活性ZSM−5ゼオライトは、その合成
原料に起因して、アルカリ金属から選択される一種以上
の金属、例えばNa、K、またはアルカリ土類金属から
選択される一種以上の金属、例えばCa、Mgの少なく
とも一方の金属を含有している。高活性ZSM−5ゼオ
ライトにおいては、活性向上のため、その金属の含有率
1 はC1 ≦450ppm であることが望ましい。
The low activity ZSM-5 zeolite is, due to its synthetic raw material, one or more metals selected from alkali metals, such as one or more metals selected from Na, K, or alkaline earth metals, such as, for example, It contains at least one metal of Ca and Mg. In the highly active ZSM-5 zeolite, the metal content C 1 is preferably C 1 ≦ 450 ppm in order to improve the activity.

【0017】また低活性ZSM−5ゼオライトは、その
耐熱性に悪影響を与えるFe、Cu、NiまたはCrの
少なくとも一種である不純物を含有することがあり、こ
の場合、その不純物の含有率C2 は、耐熱性向上のため
にC2 ≦200ppm であることが望ましい。
Further, the low activity ZSM-5 zeolite may contain impurities which are at least one of Fe, Cu, Ni or Cr, which adversely affects the heat resistance thereof. In this case, the content ratio C 2 of the impurities is C 2. In order to improve heat resistance, it is desirable that C 2 ≦ 200 ppm.

【0018】前記活性化処理としては、低活性ZSM−
5ゼオライトに酸処理、スチーム処理または沸騰水処理
の少なくとも一つの処理を施す、といった方法が採用さ
れる。この活性化処理中にNa等のアルカリ金属、Ca
等のアルカリ土類金属、Fe等の不純物を前記含有率C
1 ,C2 に収まるように除去することができる。またア
ルカリ金属、アルカリ土類金属の除去は水素との置換に
よるものであるから、高活性ZSM−5ゼオライトの細
孔内における吸着活性サイトが増加し、またその増加は
細孔内全体に均一に生じるので、高活性ZSM−5ゼオ
ライトの吸着能が向上する。
As the activation treatment, low activity ZSM-
The method of applying at least one treatment of acid treatment, steam treatment or boiling water treatment to 5 zeolite is adopted. During this activation treatment, alkali metals such as Na, Ca
Alkaline earth metals such as Fe, impurities such as Fe, etc.
It can be removed so that it fits in 1 , C 2 . Further, since the removal of alkali metal and alkaline earth metal is due to the replacement with hydrogen, the number of adsorption active sites in the pores of the highly active ZSM-5 zeolite increases, and the increase is evenly distributed throughout the pores. As a result, the adsorption capacity of the highly active ZSM-5 zeolite is improved.

【0019】酸処理としては、0.5〜5NのHCl溶
液を70〜90℃に昇温し、そのHCl溶液中に低活性
ZSM−5ゼオライトを5〜20時間浸漬する、といっ
た方法が採用される。
As the acid treatment, a method of raising the temperature of a 0.5 to 5 N HCl solution to 70 to 90 ° C. and immersing the low activity ZSM-5 zeolite in the HCl solution for 5 to 20 hours is adopted. It

【0020】また沸騰水処理としては、低活性ZSM−
5ゼオライトに含水処理を施し、その含水状態の低活性
ZSM−5ゼオライト周りの雰囲気温度を550〜60
0℃まで昇温し、その高温雰囲気下に4時間程度保持す
る、といった方法が採用される。
For boiling water treatment, low activity ZSM-
5 zeolite is treated with water, and the ambient temperature around the low activity ZSM-5 zeolite in the water containing state is 550 to 60.
A method of raising the temperature to 0 ° C. and holding it in the high temperature atmosphere for about 4 hours is adopted.

【0021】さらにスチーム処理としては、低活性ZS
M−5ゼオライトを、10%程度の水分を含む600〜
900℃の雰囲気下に10〜20時間保持する、といっ
た方法が採用される。
Further, for steam treatment, low activity ZS
M-5 zeolite containing about 10% water content 600-
A method of holding in an atmosphere of 900 ° C. for 10 to 20 hours is adopted.

【0022】これら酸処理、沸騰水処理およびスチーム
処理は、単独または2以上を組合わせて適用され、また
必要に応じて繰返される。
These acid treatment, boiling water treatment and steam treatment are applied singly or in combination of two or more, and are repeated as necessary.

【0023】次に具体例について説明する。Next, a specific example will be described.

【0024】A.高活性ZSM−5ゼオライトについて 表1は、低活性ZSM−5ゼオライトおよびそれから得
られた高活性ZSM−5ゼオライトの例1〜5に関する
結晶格子定数a,b,cおよび単一格子体積V 1 ,V2
をそれぞれ示し、また表2は、低活性ZSM−5ゼオラ
イトの例1〜5に対する活性化処理条件を示し、さらに
表3は、低活性ZSM−5ゼオライトおよび高活性ZS
M−5ゼオライトの例1〜5におけるアルカリ金属Na
の含有量C1 、不純物Feの含有量C2 および耐熱温度
ならびに高活性ZSM−5ゼオライトの例1〜5におけ
るSiO2 /Al2 3 モル比をそれぞれ示す。
A. For high activity ZSM-5 zeolites Table 1 shows low activity ZSM-5 zeolites and
Related Examples 1-5 of Highly Active ZSM-5 Zeolites
Crystal lattice constants a, b, c and single lattice volume V 1, V2
Table 2 shows low activity ZSM-5 Zeola.
Ito Example 1 to 5 shows the activation treatment conditions,
Table 3 shows low activity ZSM-5 zeolite and high activity ZS.
Alkali metal Na in Examples 1-5 of M-5 zeolite
Content C1, Impurity Fe content C2And heat resistant temperature
And Examples 1 to 5 of highly active ZSM-5 zeolite
SiO2/ Al2O3The molar ratios are shown.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】[0026]

【表2】 [Table 2]

【0027】[0027]

【表3】 図3は、Si固体NMR(核磁気共鳴)法で測定した、
低活性および高活性ZSM−5ゼオライトの例1に関す
るSi化学シフト,δ(ppm )を示す。高活性ZSM−
5ゼオライトの例1のSi化学シフト,δ1 はδ1 =−
112.43ppm であり、また低活性ZSM−5ゼオラ
イトの例1のSi化学シフト,δ2 はδ 2 =−112.
31である。
[Table 3]FIG. 3 shows the results of measurement by Si solid state NMR (nuclear magnetic resonance) method,
Example 1 of low activity and high activity ZSM-5 zeolite
Si chemical shift, δ (ppm) is shown. Highly active ZSM-
Si chemical shift of Example 1 of 5 zeolite, δ1Is δ1=-
112.43 ppm and low activity ZSM-5 Zeora
Si chemical shift of Example 1, δ2Is δ 2= -112.
31.

【0028】ここでジェイ.エム.トーマス(J.M.
Thomas)の式、α(またはβ)=(−25.44
−δ)/0.5793から、低活性および高活性ZSM
−5ゼオライトの例1におけるSi−O−Si結合角α
およびβを求めたところ、α=149.96°、β=1
50.16°であり、したがって、β>αであることが
判明した。故に、両単一格子体積V1 ,V2 の間にはV
1 <V2の関係が成立する。この場合、除去された元素
EはAlである。
Here, Jay. M. Thomas (JM
Thomas' formula, α (or β) = (− 25.44)
-Δ) /0.5793, low and high activity ZSM
-5 Si-O-Si bond angle α in Example 1 of zeolite
And β were found, α = 149.96 °, β = 1
It was found to be 50.16 ° and therefore β> α. Therefore, V is between the two single lattice volumes V 1 and V 2.
The relationship of 1 <V 2 is established. In this case, the removed element E is Al.

【0029】低活性および高活性ZSM−5ゼオライト
の例1〜5の耐熱温度測定は以下に述べる方法で行われ
た。先ず、各例1〜5のBET比表面積、即ちイニシャ
ルBET比表面積を測定し、次いで、各例1〜5を10
%の水分を含む空気雰囲気中で20時間昇温加熱し、そ
の際、25℃毎に加熱後のBET比表面積を測定した。
そして、加熱後のBET比表面積がイニシャルBET比
表面積の95%を維持しているときの温度を各例1〜5
の耐熱温度とした。
The heat resistant temperature measurements of Examples 1 to 5 of low activity and high activity ZSM-5 zeolites were carried out by the method described below. First, the BET specific surface area of each of Examples 1 to 5, that is, the initial BET specific surface area was measured, and then each of Examples 1 to 5 was measured to be 10
The sample was heated and heated in an air atmosphere containing 10% of water for 20 hours, and the BET specific surface area after heating was measured at every 25 ° C.
Then, the temperature when the BET specific surface area after heating maintains 95% of the initial BET specific surface area is set in each of Examples 1 to 5
The heat resistant temperature of

【0030】このような方法で測定された高活性ZSM
−5ゼオライトの例1〜5における耐熱温度は1000
℃であり、一方、同様の方法で測定された低活性ZSM
−5ゼオライトの例1〜5(ただし、例1と4および2
と5は同じもの)における耐熱温度は725℃であっ
て、275℃の向上が認められた。
Highly active ZSM measured by such a method
The heat-resistant temperature in Examples 1 to 5 of -5 zeolite is 1000
° C, while low activity ZSM measured in a similar manner
-5 Zeolites Examples 1-5 (however, Examples 1 and 4 and 2
And 5 are the same), the heat resistant temperature was 725 ° C, and an improvement of 275 ° C was observed.

【0031】B.排気ガス浄化用触媒について 図4に示す単層構造の触媒11 は、微細粒状高活性ZS
M−5ゼオライトと、微細粒状触媒素子とを混合したも
ので、その触媒11 はハニカム体2に担持される。
B. Catalyst 1 1 having a single-layer structure shown in FIG. 4 for an exhaust gas purifying catalyst, the fine particulate high activity ZS
A mixture of M-5 zeolite and a fine granular catalyst element, the catalyst 11 of which is supported on the honeycomb body 2.

【0032】触媒素子は、微細粒状セラミックス製担体
と、その担体に担持された触媒用金属および触媒用金属
酸化物の少なくとも一方とよりなる。セラミックス製担
体としては化学的に活性なγ−Al2 3 、ZrO2
TiO2 、SiO2 、MgO、CeO2 等の微細粒が用
いられる。また触媒用金属および触媒用金属酸化物にお
ける金属は、周期表第Ib族、周期表第VIIa族、鉄族
および白金族の少なくとも一つの族から選択される少な
くとも一種の金属が該当する。周期表第Ib族にはC
u、Ag、Auが含まれ、また周期表第VIIa族にはM
n、Te、Reが含まれ、さらに鉄族にはFe、Co、
Niが含まれ、さらにまた白金族にはRu、Rh、P
d、Os、Ir、Ptが含まれる。必要に応じて、C
e、Ba、La、Y、Nd、Sm、Gd、Nb、Zr、
Ni、Feおよびそれらの酸化物等の助触媒が併用され
る。
The catalyst element comprises a fine granular ceramics carrier and at least one of a catalyst metal and a catalyst metal oxide supported on the carrier. As a ceramic carrier, chemically active γ-Al 2 O 3 , ZrO 2 ,
Fine particles such as TiO 2 , SiO 2 , MgO and CeO 2 are used. Further, the metal in the catalyst metal and the metal oxide for catalyst corresponds to at least one metal selected from at least one group selected from the group Ib of the periodic table, the group VIIa of the periodic table, the iron group and the platinum group. C in Ib group of the periodic table
u, Ag, Au are included, and M is included in Group VIIa of the periodic table.
n, Te, Re are included, and Fe, Co,
Ni is included, and the platinum group includes Ru, Rh, and P.
d, Os, Ir, Pt are included. C as required
e, Ba, La, Y, Nd, Sm, Gd, Nb, Zr,
Co-catalysts such as Ni, Fe and their oxides are used together.

【0033】前記触媒11 の製造に当っては、先ず、例
えば触媒用金属を溶解している溶液中にセラミックス製
担体を投入し、その担体表面に触媒用金属を担持させて
触媒素子を製造する。次いで、高活性ZSM−5ゼオラ
イトと触媒素子とを混合してスラリ状混合物を調製し、
そのスラリ状混合物中にハニカム体2を浸漬し、引上げ
た後ハニカム体2に付着したスラリ状混合物を乾燥して
触媒11 を得る。
[0033] The hitting the preparation of the catalyst 1 1, first, for example a ceramic support was placed in a solution that dissolves the catalytic metal, produce a catalyst element by loading a catalyst metal on the support surface To do. Then, the highly active ZSM-5 zeolite and the catalyst element are mixed to prepare a slurry-like mixture,
The honeycomb body 2 is immersed in the slurry-like mixture, pulled up, and then the slurry-like mixture adhering to the honeycomb body 2 is dried to obtain the catalyst 11 1 .

【0034】図5に示す多層構造、図示例では二層構造
の触媒12 は、高活性ZSM−5ゼオライトよりなる少
なくとも1つの層、つまり下層31 と、前記同様の触媒
素子よりなる少なくとも1つの層、つまり上層32 とか
ら構成され、その触媒12 はハニカム体2に担持され
る。
FIG. Multilayer structure shown in 5, the catalyst 1 2 having a two-layer structure in the illustrated example, at least one layer made of a high activity ZSM-5 zeolite, that is the lower layer 3 1, at least consisting of the same catalyst element It is composed of two layers, that is, the upper layer 3 2, and the catalyst 1 2 is supported on the honeycomb body 2.

【0035】このような触媒12 の製造に当っては、先
ず、高活性ZSM−5ゼオライトを含むスラリ状物を調
製し、そのスラリ状物中にハニカム体2を浸漬し、引上
げた後ハニカム体2に付着したスラリ状物を乾燥して下
層31 を形成する。次いで、触媒素子を含む前記同様の
スラリ状物にハニカム体2を浸漬し、引上げた後下層3
1 に付着したスラリ状物を乾燥して上層32 を形成す
る。上層32 を高活性ZSM−5ゼオライトより構成
し、下層31 を触媒素子より構成する場合には、前記作
業において、ハニカム体2の浸漬順序を前記と逆にすれ
ばよい。
[0035] The hitting the preparation of such catalysts 1 2, first, a slurry-like material containing a highly active ZSM-5 zeolite was prepared, the honeycomb body 2 was immersed into the slurry-like material, honeycomb After pulled up The slurry attached to the body 2 is dried to form the lower layer 3 1 . Then, the honeycomb body 2 is dipped in the same slurry-like material containing a catalyst element and pulled up, and then the lower layer 3
The slurry attached to 1 is dried to form the upper layer 3 2 . When the upper layer 3 2 is composed of highly active ZSM-5 zeolite and the lower layer 3 1 is composed of a catalyst element, the dipping order of the honeycomb body 2 may be reversed in the above operation.

【0036】前記触媒11 ,12 において、触媒素子の
粒径は、0.05μm以上、50μm以下である。粒径
が0.05μm未満では、触媒素子の粒径が小さすぎる
ため排気ガスの流通性が悪化し、一方、50μmを超え
るということは担体の粒径が大きくなることを意味する
ので、その担体の比表面積が小さくなって触媒用金属等
の担持量が減少し、触媒活性が低下する。好ましくは、
触媒素子の粒径は0.1μm以上、25μm以下であ
る。
In the catalysts 1 1 and 1 2 , the particle size of the catalyst element is 0.05 μm or more and 50 μm or less. If the particle size is less than 0.05 μm, the flowability of exhaust gas deteriorates because the particle size of the catalyst element is too small. On the other hand, if the particle size exceeds 50 μm, the particle size of the carrier becomes large. The specific surface area of is reduced, the amount of the catalyst metal supported and the like is reduced, and the catalytic activity is reduced. Preferably,
The particle size of the catalyst element is 0.1 μm or more and 25 μm or less.

【0037】〔I〕高活性ZSM−5ゼオライトを用い
たHC浄化用触媒について 表4は、実施例1,2および比較例1〜6の触媒の構成
を示す。表中、ゼオライトは高活性ZSM−5ゼオライ
トを、また低活性は低活性ZSM−5ゼオライトをそれ
ぞれ意味する。助触媒としてはCeO、BaO、ZrO
2 が用いられた。また実施例1,2および比較例1,3
〜6の触媒を担持するハニカム体としては、直径25m
m、長さ60mmの円筒形をなし、300セル/in2
ものが用いられた。
[I] HC Purifying Catalyst Using Highly Active ZSM-5 Zeolite Table 4 shows the structures of the catalysts of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 6. In the table, zeolite means high activity ZSM-5 zeolite, and low activity means low activity ZSM-5 zeolite. CeO, BaO, ZrO as the co-catalyst
2 was used. In addition, Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 3
A honeycomb body carrying up to 6 catalysts has a diameter of 25 m.
A cylindrical shape having a length of m and a length of 60 mm and having 300 cells / in 2 was used.

【0038】[0038]

【表4】 実施例1の触媒は、高活性ZSM−5ゼオライトと触媒
素子との混合物より単層構造に構成され、また実施例2
の触媒は、高活性ZSM−5ゼオライトよりなる下層と
触媒素子よりなる上層とから二層構造に構成されてい
る。比較例1の触媒は、高活性ZSM−5ゼオライトに
触媒用金属をイオン交換法により担持させて構成され、
また比較例3,4の触媒は触媒素子のみから構成され、
さらに比較例5の触媒は、低活性ZSM−5ゼオライト
と触媒素子との混合物より単層構造に構成され、さらに
また比較例6の触媒は、低活性ZSM−5ゼオライトよ
りなる下層と触媒素子よりなる上層とから二層構造に構
成されている。
[Table 4] The catalyst of Example 1 was composed of a mixture of highly active ZSM-5 zeolite and a catalytic element in a single layer structure, and Example 2
The catalyst of (1) has a two-layer structure composed of a lower layer made of highly active ZSM-5 zeolite and an upper layer made of a catalytic element. The catalyst of Comparative Example 1 is composed of a highly active ZSM-5 zeolite carrying a catalytic metal by an ion exchange method,
Further, the catalysts of Comparative Examples 3 and 4 were composed of only catalytic elements,
Furthermore, the catalyst of Comparative Example 5 is composed of a mixture of low activity ZSM-5 zeolite and a catalytic element in a single layer structure, and further, the catalyst of Comparative Example 6 is composed of a lower layer of low activity ZSM-5 zeolite and a catalytic element. It has a two-layer structure consisting of the upper layer and the upper layer.

【0039】比較例2の触媒は、第1ハニカム体に担持
された高活性ZSM−5ゼオライトと第2ハニカム体に
担持された触媒素子とより構成され、第1ハニカム体は
排気系の上流側に、また第2ハニカム体はその下流側に
それぞれ配設される。両ハニカム体間の間隔は5mmに設
定された。それらハニカム体は、長さが30mmであるこ
とを除いて、前記のものと同一構造を有する。
The catalyst of Comparative Example 2 is composed of highly active ZSM-5 zeolite supported on the first honeycomb body and catalyst elements supported on the second honeycomb body, and the first honeycomb body is located on the upstream side of the exhaust system. And the second honeycomb body is arranged on the downstream side thereof. The spacing between both honeycomb bodies was set to 5 mm. The honeycomb bodies have the same structure as described above, except that the length is 30 mm.

【0040】実施例1および比較例1〜4の触媒につい
て、それらの初期性能を調べるため、次のようなHC浄
化テストを行い、各触媒によるHC浄化率を測定したと
ころ、図6の結果を得た。
In order to investigate the initial performance of the catalysts of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4, the following HC purification test was conducted and the HC purification rate by each catalyst was measured. Obtained.

【0041】前記テストは、組成が、0.5体積%
2 、400ppm HC(C3 6 )、500ppm NO、
5000ppm CO、14体積%CO2 、1700ppm H
2 、10体積%H2 Oおよび残部N2 であるテスト用ガ
スを、各ハニカム体(比較例2では第1,第2ハニカム
体)内に空間速度(S.V.)20000h-1で流通さ
せると共にテスト用ガスの温度を50〜350℃まで昇
温速度3〜15℃/sec で昇温させ、この間のHC浄化
率を測定することによって行われた。
The test shows that the composition is 0.5% by volume.
O 2 , 400 ppm HC (C 3 H 6 ), 500 ppm NO,
5000ppm CO, 14vol% CO 2 , 1700ppm H
2 , 10% by volume H 2 O and the balance N 2 were passed through the test gas at a space velocity (SV) of 20000 h −1 in each honeycomb body (first and second honeycomb bodies in Comparative Example 2). The temperature of the test gas was raised to 50 to 350 ° C. at a heating rate of 3 to 15 ° C./sec, and the HC purification rate was measured during this period.

【0042】図6において、線aが実施例1の触媒に、
また線b〜eが比較例1〜4の触媒にそれぞれ該当す
る。線fはガス温度を示す。図6より、線aで示す実施
例1および線bで示す比較例1の両触媒は、ガス温度の
低い領域から高い領域に亘って高いHC浄化率を有する
ことが判る。これは、ガス温度の低い領域では高活性Z
SM−5ゼオライトが高捕集率で低温のHCを吸着する
機能を発揮し、またガス温度の高い領域では触媒素子が
高いHC浄化能を発揮することに起因する。
In FIG. 6, the line a indicates the catalyst of Example 1,
Lines b to e correspond to the catalysts of Comparative Examples 1 to 4, respectively. Line f shows the gas temperature. From FIG. 6, it can be seen that both the catalysts of Example 1 shown by line a and Comparative example 1 shown by line b have a high HC purification rate from a low gas temperature region to a high gas temperature region. This is due to the high activity Z in the region where the gas temperature is low.
This is because the SM-5 zeolite exerts a function of adsorbing low-temperature HC with a high collection rate, and the catalytic element exerts high HC purifying ability in a region where the gas temperature is high.

【0043】線cで示す比較例2の触媒の場合、ガス温
度の低い領域ではHC浄化率が高いが、ガス温度の高い
領域では第2ハニカム体に担持された触媒素子の温度上
昇が第1ハニカム体によって妨げられるためHC浄化率
が低い。線d,eで示す比較例3,4の触媒は、ガス温
度の低い領域においてHC吸着能を持たないので、HC
浄化率が低い。
In the case of the catalyst of Comparative Example 2 shown by the line c, the HC purification rate is high in the region where the gas temperature is low, but in the region where the gas temperature is high, the temperature rise of the catalyst element carried by the second honeycomb body is the first. Since it is hindered by the honeycomb body, the HC purification rate is low. Since the catalysts of Comparative Examples 3 and 4 indicated by the lines d and e have no HC adsorption ability in the region where the gas temperature is low,
The purification rate is low.

【0044】次に、実施例1,2および比較例1,3〜
6の触媒をエンジンの排気系に配設して、900℃の高
温下に20時間保持し、その後、各触媒の耐久テスト後
の性能を調べるため、前記同様のHC浄化テストを行
い、各触媒によるHC浄化率を測定したところ、図7の
結果を得た。
Next, Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 3 to
The catalyst No. 6 was placed in the exhaust system of the engine and kept at a high temperature of 900 ° C. for 20 hours, and thereafter, in order to examine the performance after the durability test of each catalyst, the same HC purification test as described above was conducted. When the HC purification rate was measured by the method, the results shown in FIG. 7 were obtained.

【0045】図7における各線と各触媒との関係は表5
の通りである。線fは前記同様にガス温度を示す。
The relationship between each line in FIG. 7 and each catalyst is shown in Table 5.
It is as follows. The line f shows the gas temperature as described above.

【0046】[0046]

【表5】 図7より、線a1 ,g1 で示す実施例1,2の触媒は線
1 ,e1 ,d1 ,h 1 ,k1 で示す比較例1,3〜6
の触媒に比べて耐久テスト後のHC浄化率が高い。これ
は、実施例1,2における高活性ZSM−5ゼオライト
の耐熱性が良好であることから、両触媒が優れた高温耐
久性を有することに他ならない。特に、線g1 で示す実
施例2の二層構造触媒の方が、線a1 で示す実施例1の
単層構造触媒よりも高い触媒活性を備えている。
[Table 5]From FIG. 7, line a1, G1The catalyst of Examples 1 and 2 shown in
b1, E1, D1, H 1, K1Comparative Examples 1, 3 to 6
The HC purification rate after the durability test is higher than that of the above catalyst. this
Is a highly active ZSM-5 zeolite in Examples 1 and 2.
Both catalysts have excellent high temperature resistance
It has nothing to do with longevity. Especially the line g1Shown by
The double-layered catalyst of Example 2 has a line a1Of Example 1 shown in
It has a higher catalytic activity than the single layer structure catalyst.

【0047】線b1 で示す比較例1の触媒の場合、前記
耐久テストにおいて高活性ZSM−5ゼオライトが耐熱
性を発揮するため、ガス温度の低い領域では高活性ZS
M−5ゼオライトのHC吸着能を得て高いHC浄化率を
示すが、前記耐久テストにおいて触媒用金属であるPd
の焼結が発生していることに起因して、ガス温度の高い
領域ではHC浄化率が低い。線d1 で示す比較例3の触
媒の場合、もともと触媒用金属であるPt,Rhの担持
量が少ない上に、前記耐久テストにより熱劣化している
ため耐久テスト前に比べてHC浄化率が大幅に低下す
る。線e1 で示す比較例4の触媒の場合、前記耐久テス
トによる熱劣化の程度が比較的小さいため、HC浄化率
の低下は小幅である。線h1 ,k1 で示す比較例5,6
の触媒の場合、前記耐熱テストによって低活性ZSM−
5ゼオライトが熱劣化するため、HC浄化率が低い。
In the case of the catalyst of Comparative Example 1 shown by the line b 1 , since the highly active ZSM-5 zeolite exhibits heat resistance in the durability test, the highly active ZS-5 is used in the low gas temperature region.
The HC adsorption capacity of M-5 zeolite is obtained to show a high HC purification rate, but in the durability test, Pd which is a metal for a catalyst is used.
Due to the occurrence of sintering, the HC purification rate is low in a region where the gas temperature is high. In the case of the catalyst of Comparative Example 3 shown by the line d 1 , the amount of Pt and Rh, which are the metal for the catalyst, was originally small, and since it was thermally deteriorated by the durability test, the HC purification rate was higher than that before the durability test. Drastically reduced. In the case of the catalyst of Comparative Example 4 shown by the line e 1 , the degree of heat deterioration due to the durability test is relatively small, and therefore the decrease in the HC purification rate is small. Comparative Examples 5 and 6 indicated by lines h 1 and k 1
In the case of the above catalyst, low activity ZSM-
5 Zeolite is thermally deteriorated, so the HC purification rate is low.

【0048】図8は、FTP LA−4モードにおける
エンジン(排気量2000cc)始動後の経過時間とH
Cの排出レベルとの関係を示す。図中、線m,a2 ,d
2 はエンジンから排出されるHC成分の変化を示し、線
mが触媒を用いなかった場合に、線a2 が前記耐久テス
ト後の実施例1の触媒を用いた場合に、線d2 が前記耐
久テスト後の比較例3の触媒を用いた場合にそれぞれ該
当する。
FIG. 8 shows the elapsed time and H after the engine (displacement of 2000 cc) is started in the FTP LA-4 mode.
The relationship with the emission level of C is shown. In the figure, lines m, a 2 , d
2 shows the change of the HC component discharged from the engine. When the line m does not use a catalyst, the line a 2 uses the catalyst of Example 1 after the durability test, and the line d 2 shows the above. This is the case when the catalyst of Comparative Example 3 after the durability test was used.

【0049】図8から明らかなように、線a2 で示すよ
うに実施例1の触媒を用いると、線d2 で示す比較例3
の触媒を用いた場合に比べて、HCの排出レベルを50
%以上低減することができる。
As is apparent from FIG. 8, when the catalyst of Example 1 is used as shown by the line a 2 , Comparative Example 3 shown by the line d 2 is obtained.
Compared with the case where the catalyst of
% Or more.

【0050】〔II〕高活性ZSM−5ゼオライトを用い
たNOx浄化用触媒について 表6は、実施例3〜7および比較例7,8の触媒の構成
を示す。表中、ゼオライトは、高活性ZSM−5ゼオラ
イトを意味し、また低活性は低活性ZSM−5ゼオライ
トを意味する。各触媒を担持するハニカム体としては、
前記同様に直径25mm、長さ60mmの円筒形をなし、3
00セル/in2 のものが用いられた。
[II] NOx Purifying Catalyst Using Highly Active ZSM-5 Zeolite Table 6 shows the structures of the catalysts of Examples 3 to 7 and Comparative Examples 7 and 8. In the table, zeolite means high activity ZSM-5 zeolite, and low activity means low activity ZSM-5 zeolite. As a honeycomb body carrying each catalyst,
A cylindrical shape with a diameter of 25 mm and a length of 60 mm is formed in the same manner as above.
A cell of 00 cells / in 2 was used.

【0051】[0051]

【表6】 実施例3〜5の触媒は、高活性ZSM−5ゼオライトと
触媒素子との混合物より単層構造に構成され、また実施
例6の触媒は、高活性ZSM−5ゼオライトよりなる下
層と触媒素子よりなる上層とから二層構造に構成され、
さらに実施例7の触媒は、触媒素子よりなる下層と高活
性ZSM−5ゼオライトよりなる上層とから二層構造に
構成されている。
[Table 6] The catalysts of Examples 3 to 5 were composed of a mixture of high activity ZSM-5 zeolite and a catalytic element in a single layer structure, and the catalyst of Example 6 was composed of a lower layer of high activity ZSM-5 zeolite and a catalytic element. Consists of a two-layer structure consisting of
Furthermore, the catalyst of Example 7 has a two-layer structure composed of a lower layer made of a catalytic element and an upper layer made of highly active ZSM-5 zeolite.

【0052】比較例7の触媒は、低活性ZSM−5ゼオ
ライトに触媒用金属をイオン交換法により担持させて構
成され、また比較例8の触媒は、低活性ZSM−5ゼオ
ライトと触媒素子との混合物より単層構造に構成されて
いる。
The catalyst of Comparative Example 7 is constituted by supporting a metal for catalyst on the low activity ZSM-5 zeolite by the ion exchange method, and the catalyst of Comparative Example 8 is composed of the low activity ZSM-5 zeolite and the catalyst element. It is composed of a mixture into a single layer structure.

【0053】実施例5〜7および比較例7,8の触媒に
ついて、それらの初期性能を調べるため、次のような希
薄混合気の燃焼を想定したNOx浄化テストを行い、各
触媒におけるガス温度とNOx浄化率との関係を調べた
ところ、図9の結果を得た。
In order to examine the initial performance of the catalysts of Examples 5 to 7 and Comparative Examples 7 and 8, the following NOx purification test assuming combustion of a lean air-fuel mixture was conducted. When the relationship with the NOx purification rate was investigated, the results shown in FIG. 9 were obtained.

【0054】前記テストは、組成が、10体積%O2
800ppm HC(C3 6 )、800ppm NO、0.1
体積%CO、10体積%CO2 、500ppm H2 、10
体積%H2 Oおよび残部N2 であるテスト用ガスを、各
ハニカム体内に空間速度(S.V.)20000h-1
流通させると共にテスト用ガスの温度を25〜400℃
まで昇温速度10〜40℃/min で昇温させ、この間の
NOx浄化率を測定することによって行われた。
The above test was conducted with the composition of 10% by volume O 2 .
800ppm HC (C 3 H 6) , 800ppm NO, 0.1
Volume% CO, 10 volume% CO 2 , 500 ppm H 2 , 10
A test gas of volume% H 2 O and the balance of N 2 was passed through each honeycomb body at a space velocity (SV) of 20000 h −1 and the temperature of the test gas was 25 to 400 ° C.
The temperature was raised at a heating rate of 10 to 40 ° C./min and the NOx purification rate was measured during this period.

【0055】図9において、線n,o,uは実施例5,
6,7の触媒にそれぞれ該当し、また線p,qは比較例
7,8の触媒にそれぞれ該当する。図9から明らかなよ
うに、各触媒は比較的良好な初期性能を有する。
In FIG. 9, lines n, o, and u represent the fifth embodiment.
6 and 7, respectively, and lines p and q correspond to the catalysts of Comparative Examples 7 and 8, respectively. As is clear from FIG. 9, each catalyst has a relatively good initial performance.

【0056】次に実施例3〜7および比較例7,8の触
媒をエンジンの排気系に配設して、700℃の高温下に
20時間保持し、その後、各触媒の耐久テスト後の性能
を調べるため、前記同様のNOx浄化テストを行い、各
触媒によるNOx浄化率を測定したところ、図10の結
果を得た。
Next, the catalysts of Examples 3 to 7 and Comparative Examples 7 and 8 were placed in the exhaust system of the engine and kept at a high temperature of 700 ° C. for 20 hours, after which the performance of each catalyst after a durability test. In order to investigate the above, a NOx purification test similar to the above was conducted, and the NOx purification rate by each catalyst was measured, and the results in FIG. 10 were obtained.

【0057】図10における各線と各触媒との関係は表
7の通りである。
Table 7 shows the relationship between each line in FIG. 10 and each catalyst.

【0058】[0058]

【表7】 図10から明らかなように、線r1 ,s1 ,n1
1 ,u1 で示す実施例3〜7の触媒は、線p1 ,q1
で示す比較例7,8の触媒に比べて耐久テスト後のNO
x浄化率が高い。これは、実施例3〜7における高活性
ZSM−5ゼオライトの耐熱性が良好であることから、
各触媒が優れた高温耐久性を有することに他ならない。
また前記同様に、線o1 ,u1 で示す実施例6,7の二
層構造触媒は、線r1 等で示す実施例3等の単層構造触
媒よりも高い触媒活性を備えている。この場合、両実施
例6,7の触媒活性は殆ど同じである。
[Table 7] As is clear from FIG. 10, the lines r 1 , s 1 , n 1 ,
The catalysts of Examples 3 to 7 indicated by o 1 and u 1 have the lines p 1 and q 1.
NO after the durability test compared with the catalysts of Comparative Examples 7 and 8 shown in
x High purification rate. This is because the heat resistance of the highly active ZSM-5 zeolite in Examples 3 to 7 is good,
Each catalyst has excellent high temperature durability.
Further, similarly to the above, the two-layer structure catalysts of Examples 6 and 7 indicated by lines o 1 and u 1 have higher catalytic activity than the single-layer structure catalysts of Example 3 and the like indicated by lines r 1 and the like. In this case, the catalytic activities of both Examples 6 and 7 are almost the same.

【0059】なお、触媒は、高活性ZSM−5ゼオライ
トよりなる層と触媒素子よりなる層を、例えば交互に積
層する、というように、両層を2以上備えることもあ
る。
The catalyst may be provided with two or more layers, such as a layer made of highly active ZSM-5 zeolite and a layer made of a catalyst element, which are alternately laminated.

【0060】[0060]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、エンジン
始動直後から高いHC浄化能を発揮し、また酸素過剰状
態にある希薄混合気の燃焼に伴うNOxに対する浄化能
も高く、さらに優れた高温耐久性を有すると共に構成の
簡素化を達成された排気ガス浄化用触媒を提供すること
ができる。
According to the first aspect of the present invention, a high HC purifying ability is exhibited immediately after the engine is started, and the NOx purifying ability due to the combustion of the lean air-fuel mixture in the oxygen excess state is also high, which is further excellent. It is possible to provide an exhaust gas purifying catalyst that has high temperature durability and has a simplified structure.

【0061】請求項2記載の発明によれば、前記の場合
よりも高い触媒活性を有する排気ガス浄化用触媒を提供
することができる。
According to the second aspect of the present invention, it is possible to provide an exhaust gas purifying catalyst having a higher catalytic activity than the above case.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】正則ZSM−5型結晶構造を示す説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a regular ZSM-5 type crystal structure.

【図2】変則ZSM−5型結晶構造を示す説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an anomalous ZSM-5 type crystal structure.

【図3】高活性および低活性ZSM−5ゼオライトに関
するSi化学シフトを示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing Si chemical shifts for high activity and low activity ZSM-5 zeolites.

【図4】単層構造の触媒を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a catalyst having a single layer structure.

【図5】二層構造の触媒を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a catalyst having a two-layer structure.

【図6】各触媒の初期性能テストにおけるガス流通開始
後の経過時間とHC浄化率との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the elapsed time after the start of gas flow and the HC purification rate in the initial performance test of each catalyst.

【図7】各触媒の耐久テスト後におけるガス流通開始後
の経過時間とHC浄化率との関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the elapsed time after the start of gas flow and the HC purification rate after the durability test of each catalyst.

【図8】FTP LA−4モードにおけるエンジン始動
後の経過時間とHCの排出レベルとの関係を示すグラフ
である。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the elapsed time after engine start and the HC emission level in the FTP LA-4 mode.

【図9】各触媒の初期性能テストにおけるガス温度とN
Ox浄化率との関係を示すグラフである。
FIG. 9: Gas temperature and N in initial performance test of each catalyst
It is a graph which shows the relationship with Ox purification rate.

【図10】各触媒の耐久テスト後におけるガス温度とN
Ox浄化率との関係を示すグラフである。
FIG. 10: Gas temperature and N after durability test of each catalyst
It is a graph which shows the relationship with Ox purification rate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ,12 触媒 2 ハニカム体 31 下層 32 上層1 1 , 1 2 catalyst 2 honeycomb body 3 1 lower layer 3 2 upper layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中 貴弘 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 福田 薫 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 遠藤 哲雄 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Takahiro Naka Naka, 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama, Ltd., Honda R & D Co., Ltd. (72) Kaoru Fukuda 1-4-1 Chuo, Wako, Saitama Incorporated in Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Tetsuo Endo 1-4-1 Chuo, Wako, Saitama Incorporated in R & D Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 結晶性アルミノケイ酸塩と触媒素子との
混合物より構成され、前記結晶性アルミノケイ酸塩は、
正則結晶構造を備えた結晶性アルミノケイ酸塩における
構成元素の一部が欠如した変則結晶構造を有すると共
に、その変則結晶構造におけるX線回折法による結晶格
子定数から求められた単一格子体積V1を、前記正則結
晶構造におけるX線回折法による結晶格子定数から求め
られた単一格子体積V2 よりも小(V1 <V2 )に設定
され、前記触媒素子は、セラミックス製担体と、その担
体に担持された触媒用金属および触媒用金属酸化物の少
なくとも一方とよりなり、前記触媒用金属および金属酸
化物を構成する金属は周期表第Ib族、周期表第VIIa
族、鉄族および白金族の少なくとも1つの族から選択さ
れる少なくとも一種の金属であることを特徴とする排気
ガス浄化用触媒。
1. A mixture of a crystalline aluminosilicate and a catalytic element, wherein the crystalline aluminosilicate comprises:
A crystalline aluminosilicate having a regular crystal structure has an irregular crystal structure in which some of the constituent elements are absent, and the single lattice volume V 1 obtained from the crystal lattice constant by the X-ray diffraction method in the irregular crystal structure Is set to be smaller than the single lattice volume V 2 (V 1 <V 2 ) obtained from the crystal lattice constant by the X-ray diffraction method in the regular crystal structure, and the catalyst element is a ceramic carrier and The catalyst metal and the metal oxide, which are composed of at least one of a catalyst metal and a catalyst metal oxide supported on a carrier, are metals of Group Ib and VIIa of the Periodic Table.
An exhaust gas purifying catalyst comprising at least one metal selected from at least one group selected from the group consisting of iron, iron and platinum.
【請求項2】 結晶性アルミノケイ酸塩よりなる少なく
とも1つの層と、触媒素子よりなる少なくとも1つの層
とから多層構造に構成され、前記結晶性アルミノケイ酸
塩は、正則結晶構造を備えた結晶性アルミノケイ酸塩に
おける構成元素の一部が欠如した変則結晶構造を有する
と共に、その変則結晶構造におけるX線回折法による結
晶格子定数から求められた単一格子体積V1 を、前記正
則結晶構造におけるX線回折法による結晶格子定数から
求められた単一格子体積V2 よりも小(V1 <V2 )に
設定され、前記触媒素子は、セラミックス製担体と、そ
の担体に担持された触媒用金属および触媒用金属酸化物
の少なくとも一方とよりなり、前記触媒用金属および金
属酸化物を構成する金属は周期表第Ib族、周期表第V
IIa族、鉄族および白金族の少なくとも1つの族から選
択される少なくとも一種の金属であることを特徴とする
排気ガス浄化用触媒。
2. A multi-layer structure comprising at least one layer made of crystalline aluminosilicate and at least one layer made of catalyst element, wherein the crystalline aluminosilicate has a regular crystalline structure. The aluminosilicate has an anomalous crystal structure lacking some of the constituent elements, and the single lattice volume V 1 obtained from the crystal lattice constant by the X-ray diffraction method in the anomalous crystal structure is expressed as X The catalyst element is set to be smaller than the single lattice volume V 2 (V 1 <V 2 ) determined from the crystal lattice constant by the line diffraction method, and the catalyst element is a ceramic carrier and a catalyst metal supported on the carrier. And at least one of the metal oxide for catalyst, and the metal constituting the metal for catalyst and the metal oxide are Group Ib and Group V of the Periodic Table.
An exhaust gas purifying catalyst, which is at least one metal selected from at least one group of the IIa group, the iron group, and the platinum group.
【請求項3】 上層が前記触媒素子よりなり、下層が前
記結晶性アルミノケイ酸塩よりなる、請求項2記載の排
気ガス浄化用触媒。
3. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 2, wherein an upper layer is made of the catalyst element and a lower layer is made of the crystalline aluminosilicate.
【請求項4】 上層が前記結晶性アルミノケイ酸塩より
なり、下層が前記触媒素子よりなる、請求項2記載の排
気ガス浄化用触媒。
4. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 2, wherein the upper layer is made of the crystalline aluminosilicate and the lower layer is made of the catalyst element.
【請求項5】 前記変則結晶構造における前記単一格子
体積V1 がV1 ≦5373Å3 である、請求項1,2,
3または4記載の排気ガス浄化用触媒。
5. The single lattice volume V 1 in the irregular crystal structure is V 1 ≦ 5373Å 3 ,
The exhaust gas purifying catalyst as described in 3 or 4.
【請求項6】 アルカリ金属から選択される一種以上の
金属またはアルカリ土類金属から選択される一種以上の
金属の少なくとも一方の金属を含有し、その金属の含有
率C1 がC1 ≦450ppm である、請求項1,2,3,
4または5記載の排気ガス浄化用触媒。
6. At least one metal selected from the group consisting of one or more metals selected from alkali metals and one or more metals selected from alkaline earth metals, wherein the content C 1 of the metals is C 1 ≦ 450 ppm. There are claims 1, 2, 3,
The exhaust gas purifying catalyst according to 4 or 5.
【請求項7】 前記触媒素子は微細粒状をなし、その粒
径は0.05μm以上、50μm以下である、請求項
1,2,3,4,5または6記載の排気ガス浄化用触
媒。
7. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein the catalyst element is in the form of fine particles, and the particle size is 0.05 μm or more and 50 μm or less.
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