JPH09141098A - 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 - Google Patents
排気ガス浄化用触媒及びその製造方法Info
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Abstract
後においても優れた低温活性と浄化性能を有する排気ガ
ス浄化用触媒及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 触媒成分担持層を有する一体構造型触媒
において、触媒成分として少なくともロジウムとジルコ
ニウム酸化物を含み、該ジルコニウム酸化物が、マグネ
シウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、イッ
トリウム及びランタンからなる群より選ばれた少なくと
も一種を含有する。また、ジルコニウム酸化物は、マグ
ネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、イ
ットリウム及びランタンからなる群より選ばれた少なく
とも一種とジルコニウムの各水溶性塩を水に溶解又は分
散させた後、アンモニア水あるいはアンモニウム化合物
の水溶液を加え、溶液のpHを6.0から10.0の範
囲になるように調整した後、水分を除去して乾燥し、次
いで焼成して得る。
Description
媒及びその製造方法に関し、特に自動車等の内燃機関か
ら排出される排気ガス中の炭化水素(以下、「HC」と
称す)、一酸化炭素(以下、「CO」と称す)及び窒素
酸化物(以下、「NOx 」と称す)を効率良く浄化する
ことができ、しかも、高温耐久後も低温活性と浄化性能
に優れる排気ガス浄化用触媒及びその製造方法に関す
る。
での耐久性が十分でなく触媒が劣化し浄化能が著しく低
下するため、高温耐久後も低温活性と浄化性能に優れる
排気ガス浄化用触媒の開発が期待されている。
ば、特公昭58−20307号公報、特開昭62−28
2641号公報、特開平4−284847号公報、特開
平6−378号公報及び特開平7−60118号公報に
開示されているものがある。特公昭58−20307号
公報に記載された排気ガス浄化用触媒は、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
たものであり、具体的には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族元素を担
持させ、これをモノリス担体にコーティングした構造の
ものである。
は、ロジウムを酸化ジルコニウムに担持させた排気ガス
浄化用触媒が開示されており、具体的にはロジウムを含
有させた酸化ジルコニウム、活性アルミナ、酸化セリウ
ムとアルミナゾルとを含むスラリーを、担体に付着・乾
燥・焼成した後、白金を担持させたものである。
金、ロジウム、活性アルミナ、酸化セリウム等、従来か
ら触媒成分として使用されているものに加え、酸化セリ
ウムとランタン、プラセオジウム、イットリウム、ネオ
ジウム、2A族及び3B族から選ばれた一種又は一種以
上の金属酸化物により安定化されたジルコニウム化合物
を組み合わせたものが開示されている。
ナと酸化セリウムに、触媒成分として白金とパラジウム
のうち少なくとも一種と、塩基性元素であるカリウム、
セシウム、ストロンチウム及びバリウムから成る群より
選ばれた少なくとも一種の金属の酸化物が担持された排
気ガス浄化用触媒が提案されている。換言すれば、当該
触媒は、白金族元素、活性アルミナ、酸化セリウム等、
従来から触媒成分として使用されているものに加え、塩
基性元素である、カリウム化合物、セシウム化合物、ス
トロンチウム化合物及びバリウム化合物のうち少なくと
も一種類を組み合わせてなるものである。
リア、カルシア、マグネシア又はスカンジアで安定化さ
れたジルコニウム酸化物と40〜95重量%のアルミナ
又はチタニアからなり、30〜300m2/gの表面積を
有する酸素イオン伝導性複合体をロジウム/白金、ロジ
ウム/パラジウムの担持基材として用いる貴金属触媒が
提案されている。
記載された従来の触媒は、初期から耐久後まで高い性能
を維持するため、貴金属を多量に使用している。このた
め、排気ガス浄化を目的とする三元触媒として、使用す
る貴金属量が少なくても高い性能が得られる触媒が望ま
れている。ところが、従来の触媒が貴金属量を低減した
場合、高温下における耐久性が不十分となり、高温耐久
後は低温域での触媒活性や浄化性能が悪化するという問
題点があった。
称す)を中心に酸素濃度が不十分な還元雰囲気(以下、
「リッチ」と称す)から酸素濃度が過剰な酸化雰囲気
(以下、「リーン」と称す)まで幅広く組成が変化する
自動車の排気ガス雰囲気下では、貴金属種の劣化(シン
タリング)が促進され、その結果浄化性能が低下するた
めと考えられる。特に、貴金属量を低減する場合には、
上記の影響が顕著に現れるので、さらに浄化性能を低下
するという問題があった。
温下では結晶構造が変化しBED比表面積が著しく小さ
なα−アルミナへ相転移を起こす。この際に、貴金属の
シンタリングを促進したり、また、アルミナが貴金属と
固相反応を起こし不活性な化合物を形成し、その結果浄
化性能が大きく低下すると考えられている。一方、酸化
ジルコニウムは構造安定性に優れるが、BED比表面積
が小さいため貴金属種の分散性が悪く、初期から耐久後
まで十分な低温活性や浄化性能を得ることが難しいとい
う欠点があった。
も耐久性が向上し、高温耐久後においても優れた低温活
性と浄化性能を有する排気ガス浄化用触媒及びその製造
方法を提供することにある。
媒活性を向上させるために、触媒成分担持層中にロジウ
ムとともに、2A族および/または3B族の元素を一定
の組成比率で含むジルコニウム酸化物を含有させること
により、高温耐久後の低温活性や浄化性能が著しく向上
し、維持されることを見出し、本発明に到達した。
用触媒は、触媒成分担持層を有する一体構造型触媒にお
いて、触媒成分として少なくともロジウムとジルコニウ
ム酸化物を含み、該ジルコニウム酸化物が、マグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、イットリ
ウム及びランタンからなる群より選ばれた少なくとも一
種を含有することを特徴とする。
の高温下での構造安定性及び比表面積を高めるため、請
求項2記載の排気ガス浄化用触媒は、ジルコニウム酸化
物が次の一般式; 〔X〕a Zrb Oc (式中、Xは、マグネシウム、カルシウム、ストロンチ
ウム、バリウム、イットリウム及びランタンからなる群
より選ばれた少なくとも一種の元素であり、a,b及び
cは、各元素の原子比率を表し、b=1.0の時、a=
0.01〜0.6、cは上記各成分の原子価を満足する
のに必要な酸素原子数である)で表されるジルコニウム
酸化物であることを特徴とする。
のリッチ雰囲気下における触媒活性を更に向上させるた
めに、請求項3記載の排気ガス浄化用触媒は、更に酸素
吸蔵材として、セリウム、ネオジウム及びランタンから
なる群より選ばれた少なくとも一種を金属換算で1〜4
0モル%、ジルコニウムを金属換算で60〜98モル%
含むジルコニウム酸化物が含有されることを特徴とす
る。
気ガス浄化用触媒の低温活性やリッチ及びストイキ雰囲
気下における触媒活性や鉛等の被毒物質に対する耐久性
(以下、「耐被毒性」と称す)を高めるために、請求項
4記載の排気ガス浄化用触媒は、白金および/またはパ
ラジウムと、活性アルミナと、セリウム、ジルコニウム
及びランタンからなる群より選ばれた少なくとも一種を
金属換算で1〜10モル%含むアルミナと、ジルコニウ
ム、ネオジウム及びランタンからなる群より選ばれた少
なくとも一種を金属換算で1〜40モル%、セリウムを
金属換算で60〜98モル%含むセリウム酸化物が含有
されることを特徴とする。
のリッチ雰囲気下における触媒活性を向上させるため
に、請求項5記載の排気ガス浄化用触媒は、アルカリ金
属及びアルカリ土類金属からなる群より選ばれた少なく
とも一種が含有されることを特徴とする。
持層に含有される貴金属としては、少なくともロジウム
が含有される。当該ロジウムの含有量は、触媒1L容量
中0.01〜3gである。0.01g未満では低温活性
や浄化性能が十分に発現せず、逆に3gを越えてもロジ
ウムの触媒活性は飽和し、経済的にも有効でない。
ロジウムの分散性を高め、ロジウムの高温耐久性を向上
させるため、ジルコニウム酸化物が適切である。特に、
低温活性や浄化性能を高めるために、上記ジルコニウム
酸化物には、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、バリウム、イットリウム及びランタンからなる群よ
り選ばれた少なくとも一種が含有される。かかるジルコ
ニウム酸化物の使用量は、触媒1Lあたり5〜100g
である。5g未満だと十分な貴金属の分散性が得られ
ず、100gより多く使用しても改良効果は飽和し有効
でない。
ム、バリウム、イットリウム及びランタンからなる群よ
り選ばれた少なくとも一種を含有するジルコニウム酸化
物にロジウムを担持することにより、高温下におけるロ
ジウムのシンタリングを抑制する。
は、請求項1記載の排気ガス浄化用触媒の触媒成分中の
ジルコニウム酸化物の組成が、上記式中、b=1.0の
時、a=0.01〜0.6のものである。a=0.01
未満では、ジルコニウム酸化物に添加しているマグネシ
ウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、イット
リウム及びランタンからなる群より選ばれる2A族およ
び/または3B族元素の作用が小さく充分な改良効果が
得られずジルコニア(ZrO2)と変わらない。また、a
=0.6を越えると、添加した元素がジルコニウム酸化
物に固溶した複合酸化物を形成し難くなり、熱安定性や
BET比表面積等のジルコニア酸化物の物性が低下する
ため、ロジウムの分散性が悪く初期において充分な性能
が得られなかったり、耐久中にロジウムのシンタリング
を促進し、逆に高温耐久後の性能が悪化する。
ことによって、添加した元素が完全にジルコニウム酸化
物の結晶構造中に固溶するため、表面に添加元素の酸化
物が存在せずロジウムと添加元素の酸化物とが不活性な
化合物を形成することがなく、また、高温下での構造安
定性が向上し、大きな比表面積のジルコニウム酸化物を
得ることができる。
は、請求項1又は2記載の排気ガス浄化用触媒の触媒成
分に加えて、更にセリウム、ネオジウム及びランタンか
ら成る群より選ばれた少なくとも一種の元素を含むジル
コニウム酸化物を含有するものである。当該ジルコニウ
ム酸化物は、セリウム、ネオジウム及びランタンからな
る群より選ばれた少なくとも一種の元素を金属換算で1
〜40モル%、ジルコニウムを金属換算で60〜98モ
ル%含有するものである。1〜40モル%としたのは、
ジルコニウム酸化物(ZrO2)にセリウム、ネオジウム
及びランタンからなる群より選ばれた少なくとも一種の
元素を添加して、ZrO2 の酸素放出能やBET比表面
積、熱安定性を顕著に改良するためである。1モル%未
満ではZrO2 のみの場合と変わらず、上記した元素の
添加効果が現れず、40モル%を越えるとこの効果が飽
和もしくは逆に低下する。
及びランタンからなる群より選ばれた少なくとも一種を
含有するジルコニウム酸化物粉末を含有させることによ
り、酸素吸蔵能の高いジルコニウム酸化物がリッチ雰囲
気及びストイキ近傍で格子酸素や吸着酸素を放出し、ロ
ジウムの酸化状態を排気ガスの浄化に適したものとする
ため、ロジウムの触媒性能の低下を抑制できる。
には、請求項1〜3いずれかの項記載の排気ガス浄化用
触媒の触媒成分に加えて、更に、白金とパラジウムのう
ちの少なくとも一種が含有される。当該白金および/ま
たはパラジウムの含有量は、触媒1L容量中0.1〜1
5gである。0.1g未満では低温活性や浄化性能が十
分に発現せず、逆に15gを越えても白金やパラジウム
の触媒活性は飽和し経済的にも有効でない。
される基材としては、白金やパラジウムの分散性を高
め、触媒性能を向上させるため、アルミナが適切であ
る。特に、高温耐久後のアルミナの構造安定性を高め、
α−アルミナへの相転移やBET比表面積の低下を抑制
するために、上記アルミナにはセリウム、ジルコニウム
及びランタンからなる群より選ばれた少なくとも一種が
金属換算で1〜10モル%含有される。1モル%未満で
はアルミナ中での分散性が劣るため、α−アルミナへの
相転移が生じて比表面積の低下を起こし、触媒としての
浄化性能が低下する。また10モル%を超えるとセリウ
ム、ジルコニウムおよびランタンが多すぎるため、これ
らの酸化物が生成し、結果としてアルミナの比表面積の
低下が生じ、同様に触媒の浄化性能が低下する。かかる
アルミナの使用量は、触媒1Lあたり10〜200gで
ある。10g未満だと充分な貴金属の分散性が得られ
ず、200gより多く使用しても触媒性能は飽和し、顕
著な改良効果は得られない。
ちの少なくとも一種を含有させることにより、ロジウム
と、白金および/またはパラジウムとの相乗作用によっ
て、高温耐久後の低温活性、浄化性能及び耐被毒性等を
向上させることとなる。
には、上記触媒成分に加え、セリウム酸化物が含有され
る。当該セリウム酸化物は、ジルコニウム、ネオジウム
及びランタンからなる群より選ばれた少なくとも一種を
金属換算で1〜40モル%、セリウムを金属換算で60
〜98モル%含有するものである。1〜40モル%とし
たのは、セリウム酸化物(CeO2 )にジルコニウム、
ネオジウム及びランタンからなる群より選ばれた少なく
とも一種の元素を添加して、CeO2 の酸素放出能やB
ET比表面積、熱安定性を顕著に改良するためである。
1モル%未満ではCeO2 のみの場合と変わらず、上記
した元素の添加効果が現れず、40モル%を越えるとこ
の効果が飽和もしくは逆に低下する。
ネオジウム及びランタンからなる群より選ばれた少なく
とも一種を金属換算で1〜40モル%、セリウムを金属
換算で60〜98モル%含むセリウム酸化物を含有させ
ることにより、酸素吸蔵能の高いセリウム酸化物がリッ
チ雰囲気及びストイキ近傍で格子酸素や吸着酸素を放出
し白金やパラジウムの酸化状態を排気ガスの浄化に適し
たものとし、触媒能の低下を抑制できる。
において、使用されるアルカリ金属およびアルカリ土類
金属には、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウ
ム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよび
バリウムが含まれる。その含有量は触媒1L中1〜40
gである。1g未満では、炭化水素類の吸着被毒やパラ
ジウムのシンタリングを抑制できず、40gを越えても
有為な増量効果が得られず逆に性能を低下させる。
る群より選ばれた少なくとも一種を含有させることによ
り浄化性能向上効果が得られる。これらを触媒成分担持
層に含有させると、リッチ雰囲気下でのHC吸着被毒作
用を緩和し、また、パラジウムのシンタリングを抑制す
るため、低温活性や還元雰囲気での活性をさらに向上さ
せることができる。
あたり、ジルコニウム酸化物は、マグネシウム、カルシ
ウム、ストロンチウム、バリウム、イットリウム及びラ
ンタンからなる群より選ばれた少なくとも一種とジルコ
ニウムの各水溶性塩を水に溶解又は分散させた後、アン
モニア水あるいはアンモニウム化合物の水溶液を加え、
溶液のpHを6.0から10.0の範囲になるように調
整した後、水分を除去して乾燥し、次いで焼成して得る
ことを特徴とする。
するに際しては、マグネシウム、カルシウム、ストロン
チウム、バリウム、イットリウム及びランタンからなる
群より選ばれた少なくとも一種以上の成分とジルコニウ
ム成分を含む触媒原料を純水に加えて攪拌する。この
際、各触媒原料を同時に又は別個に溶解した液を加えて
も良い。次いで、この触媒原料を加えた混合溶液にアン
モニア水及びアンモニウム化合物の水溶液を徐々に添加
し、溶液のpHを6.0〜10.0の範囲になるように
調整した後、水分を除去し、残留物を熱処理してジルコ
ニウム酸化物を得、これにロジウムを含浸担持してさら
に熱処理する。
するにあたり、予めジルコニウム酸化物の沈殿を生成し
た懸濁液に、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、バリウム、イットリウム及びランタンからなる群よ
り選ばれた少なくとも一種の水溶性塩を水に溶解又は分
散させた溶液を徐々に滴下した後、溶液のpHを6.0
から10.0の範囲になるように調整し、水分を除去し
て乾燥し、次いで焼成して得ることを特徴とする。
ネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、イ
ットリウム及びランタンからなる群より選ばれた少なく
とも一種とジルコニウムを含有するジルコニウム酸化物
は、前記各元素の硝酸塩、炭酸塩、酢酸塩及び酸化物な
ど任意に組み合わせて製造することができる。
は特別な方法に限定されず、成分の著しい偏在を伴わな
い限り、公知の沈殿法、含浸法、蒸発乾固法等の種々の
方法の中から適宜選択して使用することができるが、上
記各元素の塩を水に溶解又は分散させた後、アンモニア
水あるいはアンモニウム化合物の水溶液を沈殿剤として
加える沈殿法を用いることが、ジルコニウム酸化物の組
成・結晶構造を均一にし、また、表面積を十分に確保す
るために好ましい。
pHを6.0〜10.0の範囲に調製することにより、
各種金属塩の沈殿物を形成することができる。pHが
6.0より低いと各種元素が十分に沈殿を形成せず、逆
にpHが10.0より高いと沈殿した成分の一部が再溶
解することがある。
の公知の方法の中から適宜選択して行なうことができ
る。本発明に用いるジルコニウム酸化物を得るための最
初の熱処理は、特に制限されないが、添加した元素をジ
ルコニウム酸化物に固溶させた複合酸化物を形成し、ま
た、ロジウムを分散性良く担持するための大きな比表面
積を得るため、例えば400℃〜800℃の比較的低温
で空気中及び/又は空気流通下で焼成を行なうことが好
ましい。
する方法としては、例えば含浸法や混練法等の公知の方
法の中から適宜選択して行なうことができるが、特に含
浸法を用いることが好ましい。
硝酸塩等の水溶性のものであれば任意のものが使用でき
る。
殿法で得られたジルコニウム酸化物が有する微細な細孔
構造と大きなBET比表面積及び均一な結晶構造が、低
温におけるロジウムの触媒活性の発現に重要な役割を果
たしている。これに対し、上記沈殿法を用いずに得たジ
ルコニウム酸化物は反応に有効な比表面積が小さくな
り、また、添加した元素がジルコニウム酸化物に固溶し
た複合酸化物を形成せず担体表面に偏在し、ロジウムの
触媒活性や耐久後の浄化性能が低下する。
ウム酸化物粉末に、セリウム、ネオジウム及びランタン
から成る群より選ばれる少なくとも一種を含むジルコウ
ム酸化物粉末を加えることもできる。当該セリウム、ネ
オジウム及びランタンからなる群より選ばれる少なくと
も一種を含有するジルコニウム酸化物粉末を添加するこ
とにより、還元雰囲気下において、ロジウムの酸化状態
を、排気ガス浄化に適した状態に、より有効に維持する
ことができる。
リウム酸化物粉末に白金やパラジウムを含浸法で担持し
た粉末を加えることもできる。
ジニトロジアンミン酸塩、塩化物、硝酸塩等の水溶性の
ものであれば任意のものが使用できる。
粉末に白金やパラジウムを含浸法で担持した粉末に、ジ
ルコニウム、ネオジウム及びランタンから成る群より選
ばれる少なくとも一種を含有するセリウム酸化物粉末を
添加する。当該ジルコニウム、ネオジウム及びランタン
からなる群より選ばれる少なくとも一種を含有するセリ
ウム酸化物を添加することにより、還元雰囲気下におい
て、白金やパラジウムの酸化状態を、排気ガス浄化に適
した状態に、より有効に維持することができる。
気ガス浄化用触媒は、無担体でも有効に使用することが
できるが、粉砕・スラリーとし、触媒担体にコートし
て、400〜900℃で焼成して用いることが好まし
い。具体的には、得られた前記貴金属担持ジルコニウム
酸化物粉末、前記ジルコニウム酸化物粉末、上記貴金属
担持アルミナ酸化物粉末及び上記貴金属担持セリウム酸
化物粉末に、アルミナゾルを加えて湿式にて粉砕してス
ラリーとし、触媒担体に付着させ、好ましくは400〜
650℃の範囲の温度で空気中及び/又は空気流通下で
焼成を行なう。
ら適宜選択して使用することができ、例えば耐火性材料
からなるモノリス担体やメタル担体が挙げられる。前記
触媒担体の形状は、特に制限されないが、通常はハニカ
ム形状で使用することが好ましく、ハニカム状の各種基
材に触媒粉末を塗布して用いる。このハニカム材料とし
ては、一般にセラミック等のコージェライト質のものが
多く用いられるが、フェライト系ステンレス等の金属材
料からなるハニカム材料を用いることも可能であり、更
には触媒成分粉末そのものをハニカム状に形成しても良
い。触媒の形状をハニカム状とすることにより、触媒と
排気ガスとの接触面積が大きくなり、圧力損失も抑制で
きるため自動車用排気ガス浄化用触媒として用いる場合
に極めて有効である。
層の量は、触媒成分全体のトータルで、触媒1Lあた
り、50g〜400gが好ましい。触媒成分担持層が多
い程、触媒活性や触媒寿命の面からは好ましいが、コー
ト層が厚くなりすぎると、触媒成分担持層内部で反応ガ
スが拡散不良となり触媒と十分に接触できなくなるた
め、活性に対する増量効果が飽和し、更にはガスの通過
抵抗も大きくなってしまう。このため、コート層量は、
上記触媒1Lあたり50g〜400gが好ましい。
ラジウムの相乗作用を効率よく発現させるために、白金
および/またはパラジウムを含有する触媒成分層はコー
ト層の下側(内層側)に配置し、ロジウムを含有する触
媒成分層はコート層の上側(表層側)に配置する。白金
については、ロジウムと同一触媒成分層中に含有させコ
ート層の上側(表層側)配置することが好ましい。
触媒に、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属
を含浸担持させることもできる。使用できるアルカリ金
属及びアルカリ土類金属としては、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、
ストロンチウムおよびバリウムからなる群より選ばれる
少なくとも一種の元素である。
金属の化合物は、酸化物、酢酸塩及び水酸化物等の水溶
性のものである。これにより、パラジウムの近傍に塩基
性元素であるアルカリ金属および/またはアルカリ土類
金属を分散性良く担持することが可能となる。
アルカリ土類金属からなる粉末の水溶液を、ウオッシュ
コート成分を担持した上記担体に含浸し、乾燥し、次い
で空気中及び/又は空気流通下で200〜600℃の比
較的低温で焼成するものである。かかる焼成温度が20
0℃未満だとアルカリ金属及びアルカリ土類金属化合物
が酸化物形態になることが十分にできず、逆に600℃
を越えても焼成温度の効果は飽和し、顕著な差異は得ら
れない。
る。
%)、ジルコニウム3モル%(ZrO2 に換算して6.
3重量%)とランタン2モル%(La2 O3 に換算して
5.5重量%)を含有するアルミナ粉末(粉末A)に硝
酸パラジウム水溶液を含浸し、150℃で12時間乾燥
した後、空気中400℃で1時間焼成して、Pd担持ア
ルミナ粉末(粉末B)を得た。この粉末BのPd濃度は
1.7重量%であった。ランタン1モル%(La2 O3
に換算して2重量%)とジルコニウム32モル%(Zr
O2 に換算して25重量%)を含むセリウム酸化物粉末
(粉末C)に硝酸パラジウム水溶液を含浸し、150℃
で12時間乾燥した後、空気中400℃で1時間焼成し
て、Pd担持セリウム酸化物(La0.01Zr0.32Ce
0.67Ox )粉末(粉末D)を得た。この粉末DのPd濃
度は0.75重量%であった。上記粉末A54g、粉末
B426g、粉末C30g、粉末D290gと硝酸水溶
液1000gを磁性ボールミルに投入し、混合・粉砕し
てスラリーを得た。このスラリー液をコージェライト質
モノリス担体(1.7L、400セル)に付着させ、空
気流にてセル内の余剰のスラリーを除去した後乾燥し、
400℃で1時間焼成した。このスラリー液を付着させ
る作業を2度行い、コート層重量が200g/L−担体
の触媒Aを得た。パラジウムの担持量は66.7g/c
f(2.4g/L)であった。
酸ロジウム水溶液を含浸し、150℃で12時間乾燥し
た後、空気中400℃で1時間焼成して、Rh担持Ca
0.2Zr1.0 Ox 粉末(粉末F)を得た。この粉末Fの
Rh濃度は1.06重量%であった。粉末Aにジニトロ
ジアンミン酸白金水溶液を含浸し、150℃で12時間
乾燥した後、空気中400℃で1時間焼成して、Pt担
持アルミナ粉末(粉末G)を得た。この粉末GのPt濃
度は1.1重量%であった。上記粉末F223g、粉末
G214gと、ランタン1モル%(La2 O3 に換算し
て1.2重量%)及びセリウム20モル%(CeO2 に
換算して25.8重量%)を含むジルコニウム酸化物粉
末(粉末H)213gと硝酸水溶液1000gを磁性ボ
ールミルに投入し、混合・粉砕してスラリーを得た。こ
のスラリー液を前記触媒Aに付着させ、空気流にてセル
内の余剰のスラリーを除去した後乾燥し、400℃で1
時間焼成した。コート層重量65g/L−担体の触媒B
を得た。Rhの担持量は6.7g/cf(0.24g/
L)、Ptの担持量は6.7g/cf(0.24g/
L)であった。次いで、上記触媒Bに酢酸バリウム溶液
を付着させた後、空気中400℃で1時間焼成し、Ba
Oとして20g/Lを含有させた。
1.0 Ox を用いた以外は、実施例1と同様にして排気ガ
ス浄化用触媒を得た。
1.0 Ox を用いた以外は、実施例1と同様にして排気ガ
ス浄化用触媒を得た。
Ox を用いた以外は、実施例1と同様にして排気ガス浄
化用触媒を得た。
1.0 Ox を用いた以外は、実施例1と同様にして排気ガ
ス浄化用触媒を得た。
1.0 Ox を用いた以外は、実施例1と同様にして排気ガ
ス浄化用触媒を得た。
I)に硝酸ロジウム水溶液を含浸し、150℃で12時
間乾燥した後、空気中400℃で1時間焼成して、Rh
担持アルミナ粉末(粉末J)を得た。この粉末JのRh
濃度は2.25重量%であった。セリウム3モル%を含
有させたアルミナ粉末(粉末K)にジニトロジアンミン
酸白金水溶液を含浸し、150℃で12時間乾燥した
後、空気中400℃で1時間焼成して、Pt担持アルミ
ナ粉末(粉末L)を得た。この粉末LのPt濃度は2.
48重量%であった。上記粉末J105g、粉末L95
g、実施例1で調製した粉末H200g、粉末E(Ca
0.2 Zr1.0 Ox 粉末)200gと硝酸水溶液1000
gを磁性ボールミルに投入し、混合・粉砕してスラリー
を得た。このスラリー液を、実施例1で得られた触媒A
に付着させ、空気流にてセル内の余剰のスラリーを除去
した後乾燥し、400℃で1時間焼成した。コート層重
量60g/L−担体の触媒Cを得た。Rhの担持量は
6.7g/cf(0.24g/L)、Ptの担持量は
6.7g/cf(0.24g/L)であった。次いで、
上記触媒Cに酢酸バリウム溶液を付着させた後、空気中
400℃で1時間焼成し、BaOとして20g/Lを含
有させた。
1.0 Ox を用いた以外は、実施例7と同様にして排気ガ
ス浄化用触媒を得た。
1.0 Ox を用いた以外は、実施例7と同様にして排気ガ
ス浄化用触媒を得た。
Ox を用いた以外は、実施例7と同様にして排気ガス浄
化用触媒を得た。
1.0 Ox を用いた以外は、実施例7と同様にして排気ガ
ス浄化用触媒を得た。
1.0 Ox を用いた以外は、実施例7と同様にして排気ガ
ス浄化用触媒を得た。
用いた以外は、実施例1と同様にして排気ガス浄化用触
媒を得た。
た以外は、実施例1と同様にして排気ガス浄化用触媒を
得た。
1.0 Ox を用いた以外は、実施例1と同様にして排気ガ
ス浄化用触媒を得た。
用いた以外は、実施例7と同様にして排気ガス浄化用触
媒を得た。
た以外は、実施例7と同様にして排気ガス浄化用触媒を
得た。
1.0 Ox を用いた以外は、実施例7と同様にして排気ガ
ス浄化用触媒を得た。
られた排気ガス浄化用触媒中におけるロジウム、白金、
パラジウム、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の含有
量を表1に示す。
触媒について、以下の耐久条件により耐久を行った後、
下記評価条件で触媒活性評価を行った。
C、CO及びNOx の転化率が50%になった時の温度
(T50/℃)で表し、その結果を表2に示す。
雰囲気における以下の数1〜3により決定されるHC、
CO及びNOx の平均転化率(%)で表し、その結果を
表3に示す。
く、後述する本発明の効果を確認することができた。
高温下における耐久性に優れ、耐久後の低温活性及びス
トイキ転化率等の排気ガス浄化性能を向上させることが
できる。
記効果に加えて、更に高温での構造安定性を向上させる
ことができる。
記効果に加えて、触媒成分の還元に起因する触媒性能の
低下を抑制できる。
記効果に加えて、更に低温活性や浄化性能を向上させ、
触媒成分の還元に起因する触媒性能の低下を抑制でき
る。
記効果に加えて触媒成分中のパラジウムのシンタリング
を抑制し、更に低温活性や浄化性能を向上させることが
できる。
方法は、添加した元素をジルコニウム酸化物に容易に固
溶させ、組成、結晶構造が均一で表面積の大きな複合酸
化物を得ることができる。
方法は、上記効果に加えて、さらに添加した元素が固溶
したジルコニウム酸化物の結晶構造の熱安定性を向上さ
せることができる。
Claims (7)
- 【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、触媒成分として少なくともロジウムとジルコ
ニウム酸化物を含み、該ジルコニウム酸化物が、マグネ
シウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、イッ
トリウム及びランタンからなる群より選ばれた少なくと
も一種を含有することを特徴とする排気ガス浄化用触
媒。 - 【請求項2】 請求項1記載の排気ガス浄化用触媒にお
いて、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バ
リウム、イットリウム及びランタンからなる群より選ば
れた少なくとも一種を含有するジルコニウム酸化物が、
次の一般式; 〔X〕a Zrb Oc (式中、Xは、マグネシウム、カルシウム、ストロンチ
ウム、バリウム、イットリウム及びランタンからなる群
より選ばれた少なくとも一種の元素であり、a,b及び
cは、各元素の原子比率を表し、b=1.0の時、a=
0.01〜0.6、cは上記各成分の原子価を満足する
のに必要な酸素原子数である)で表されるジルコニウム
酸化物であることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載の排気ガス浄化用触
媒に、更にセリウム、ネオジウム及びランタンからなる
群より選ばれた少なくとも一種を金属換算で1〜40モ
ル%、ジルコニウムを金属換算で60〜98モル%含む
ジルコニウム酸化物が含有されることを特徴とする排気
ガス浄化用触媒。 - 【請求項4】 請求項1〜3いずれかの項記載の排気ガ
ス浄化用触媒に、更に、白金とパラジウムのうちの少な
くとも一種と、活性アルミナと、セリウム、ジルコニウ
ム及びランタンからなる群より選ばれた少なくとも一種
を金属換算で1〜10モル%含むアルミナと、ジルコニ
ウム、ネオジウム及びランタンからなる群より選ばれた
少なくとも一種を金属換算で1〜40モル%、セリウム
を金属換算で60〜98モル%含むセリウム酸化物が含
有されることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。 - 【請求項5】 請求項1〜4いずれかの項記載の排気ガ
ス浄化用触媒に、更に、アルカリ金属及びアルカリ土類
金属からなる群より選ばれた少なくとも一種が含有され
ることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。 - 【請求項6】 請求項1〜5記載の排気ガス浄化用触媒
を製造するにあたり、ジルコニウム酸化物は、マグネシ
ウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、イット
リウム及びランタンからなる群より選ばれた少なくとも
一種とジルコニウムの各水溶性塩を水に溶解又は分散さ
せた後、アンモニア水あるいはアンモニウム化合物の水
溶液を加え、溶液のpHを6.0から10.0の範囲に
なるように調整した後、水分を除去して乾燥し、次いで
焼成して得ることを特徴とする排気ガス浄化用触媒の製
造方法。 - 【請求項7】 請求項1〜5記載の排気ガス浄化用触媒
を製造するにあたり、予めジルコニウム酸化物の沈殿を
生成した懸濁液に、マグネシウム、カルシウム、ストロ
ンチウム、バリウム、イットリウム及びランタンからな
る群より選ばれた少なくとも一種の水溶性塩を水に溶解
又は分散させた溶液を徐々に滴下した後、溶液のpHを
6.0から10.0の範囲になるように調整し、水分を
除去して乾燥し、次いで焼成して得ることを特徴とする
排気ガス浄化用触媒の製造方法。
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