JPH09206599A - Catalyst for purification of exhaust gas - Google Patents

Catalyst for purification of exhaust gas

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Publication number
JPH09206599A
JPH09206599A JP8019860A JP1986096A JPH09206599A JP H09206599 A JPH09206599 A JP H09206599A JP 8019860 A JP8019860 A JP 8019860A JP 1986096 A JP1986096 A JP 1986096A JP H09206599 A JPH09206599 A JP H09206599A
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JP
Japan
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catalyst
exhaust gas
powder
gas purifying
alumina
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Application number
JP8019860A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Moriguchi
武司 守口
Hiroshi Nishikawa
洋 西川
Tomomi Eto
智美 江藤
Shinji Yamamoto
伸司 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denka Co Ltd
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Denki Kagaku Kogyo KK
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09206599A publication Critical patent/JPH09206599A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a catalyst for purification of exhaust gas having excellent heat resistance and improved purifying performance after the catalyst is used for a long time by incorporating silicon nitride or baron nitride, and rhodium, and platinum or palladium as the catalyst component in a monolithic catalyst having a layer which carries the catalyst component. SOLUTION: This catalyst for purification of exhaust gas has a monolithic structure having a layer which carries the catalyst component, and the catalyst contains at least one ceramic component selected from silicon nitride and baron nitride and at least one noble metal selected from rhodium, platinum and palladium as the catalyst component. The amt. of noble metals is about 0.1 to 15 g in 11 volume of the catalyst. The ceramic component sufficiently develops the catalytic activity of the noble metals as radicals. Moreover, it suppresses growing of grains of the base body and noble metals after the catalyst is used at high temp. for a long time and maintains dispersibility of these. Thereby, the catalyst has improved durability and shows excellent purifying performance in the initial stage and after long-term use at high a temp.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス浄化用触
媒に関し、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) および窒素酸化物 (以下、
「NOx 」と称す) を効率良く浄化することができ、し
かも、高温耐久後も浄化性能に優れる排気ガス浄化用触
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 hydrocarbons (hereinafter referred to as "HC") and carbon monoxide (hereinafter referred to as "HC") in exhaust gas discharged from an internal combustion engine of an automobile or the like. "CO") and nitrogen oxides (hereinafter referred to as "CO")
The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst capable of efficiently purifying (NOx)) and having excellent purifying performance even after high temperature durability.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、排気ガス浄化用触媒は高温下
での耐久性が十分でなく、高温耐久後においては触媒が
劣化し浄化性能が著しく低下するため、高温耐久後も低
温活性と定常転換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。
2. Description of the Related Art Conventionally, exhaust gas purifying catalysts have not been sufficiently durable at high temperatures, and the catalyst deteriorates after high temperature durability, resulting in a marked reduction in purification performance. Development of an exhaust gas purification catalyst with excellent conversion performance is expected.

【0003】従来、自動車の排気ガス浄化用触媒の活性
種として、白金、ロジウム、パラジウムのうち少なくと
も一種が用いられ、該活性種の担体としては比表面積の
高い活性アルミナ等が広く用いられていた。しかしなが
ら、従来使用されている活性アルミナは、熱安定性が不
十分で、高温下では結晶構造が変化し、BET 比表面積が
著しく小さなα−アルミナへの相転移を起こし、その際
に貴金属のシンタリングや凝集を促進したり、また、ア
ルミナが貴金属と固相反応を起こして不活性な化合物を
形成するため、活性低下が否めないという問題があっ
た。この点を鑑みて、近年では、貴金属と反応し、不活
性な化合物を形成せず、しかも耐熱性の高いセラミック
材料を触媒中に含有させることにより、触媒の耐久性を
向上させる工夫が行なわれてきた。
Conventionally, at least one of platinum, rhodium and palladium has been used as an active species of an automobile exhaust gas purification catalyst, and activated alumina having a high specific surface area has been widely used as a carrier for the active species. . However, conventionally used activated alumina has insufficient thermal stability, its crystal structure changes at high temperature, and a phase transition to α-alumina having a remarkably small BET specific surface area occurs. There is a problem in that the activity is unavoidable because the ring and aggregation are promoted, and the alumina undergoes a solid phase reaction with the noble metal to form an inactive compound. In view of this point, in recent years, measures have been taken to improve the durability of the catalyst by including in the catalyst a ceramic material that does not react with a noble metal to form an inactive compound and has high heat resistance. Came.

【0004】セラミック材料を触媒中に含有させる技術
としては、例えば、特開昭59−52529号公報およ
び、特開平2−233146号公報に開示されているも
のがある。
Techniques for incorporating a ceramic material into a catalyst include those disclosed in JP-A-59-52529 and JP-A-2-233146.

【0005】特開昭59−52529号公報には、γ−
アルミナに金属並びにセラミックウイスカーを添加する
ことで触媒コート層の密着性を向上させ、クラックの発
生を抑制する、高温下でも高活性な排気ガス浄化用触媒
が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-52529 discloses that γ-
There is disclosed a catalyst for purifying exhaust gas, which is highly active even at high temperatures, in which adhesion of the catalyst coating layer is improved by adding a metal and a ceramic whisker to alumina and the occurrence of cracks is suppressed.

【0006】特開平2−233146号公報には、バイ
ンダとして、Si3 4 またはSiCをケイ素の有機金属
化合物とともに使用することで、ゼオライト粒子の再配
列および緻密化を抑制する、高温下でも高活性な排気ガ
ス浄化用触媒が開示されている。
JP-A-2-233146 discloses that by using Si 3 N 4 or SiC as a binder together with an organometallic compound of silicon, it is possible to suppress rearrangement and densification of zeolite particles, and to improve the high temperature even at high temperature. An active exhaust gas purification catalyst is disclosed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特開昭5
9−52529号公報および特開平2−233146号
公報に記載された触媒は、耐熱性に優れるSi3 4
たはSiC等のセラミックスを触媒中に添加することで
クラックの発生およびゼオライト粒子の緻密化抑制を図
っているが、触媒活性種である貴金属自身の安定化や耐
久性向上が図られていないため、十分な耐熱性および浄
化性能が得られないという問題があった。
However, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No.
In the catalysts described in JP-A 9-52529 and JP-A-2-233146, generation of cracks and densification of zeolite particles by adding ceramics such as Si 3 N 4 or SiC having excellent heat resistance to the catalyst. Although the suppression is attempted, there is a problem that sufficient heat resistance and purification performance cannot be obtained because the noble metal itself, which is a catalytically active species, is not stabilized or improved in durability.

【0008】また、三元触媒においては、従来のコージ
エライトハニカム担体に代わり耐熱性に優れた担体とし
てSiC担体を用いたり、アルミナとSiCとの熱伝導
率の差を利用し触媒層中からの除熱促進を図っている
が、耐熱性や触媒性能に十分な改良効果は得られていな
い。従って、本発明の目的は、従来の触媒よりも耐久性
が向上し、初期および高温耐久後においても優れた浄化
性能を有する排気ガス浄化用触媒を提供することにあ
る。
Further, in the three-way catalyst, a SiC carrier is used as a carrier having excellent heat resistance instead of the conventional cordierite honeycomb carrier, or the difference in thermal conductivity between alumina and SiC is utilized to remove the catalyst from the catalyst layer. However, the heat resistance and catalyst performance have not been sufficiently improved. Therefore, an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying catalyst that has improved durability as compared with conventional catalysts and that has excellent purification performance even at the initial stage and after high temperature durability.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために研究した結果、触媒成分として窒化ケ
イ素(Si3 4 ) および窒化ホウ素(BN)からなる
群より選ばれた少なくとも一種と、ロジウム、白金およ
びパラジウムからなる群より選ばれた少なくとも一種
と、アルミナ粉末とを含有させることにより、初期およ
び高温耐久後においても優れた浄化性能を有する触媒が
得られることを見出し、本発明に到達した。
Means for Solving the Problems As a result of research to solve the above problems, the present inventors have selected from the group consisting of silicon nitride (Si 3 N 4 ) and boron nitride (BN) as a catalyst component. By containing at least one, at least one selected from the group consisting of rhodium, platinum and palladium, and alumina powder, it was found that a catalyst having excellent purification performance even in the initial stage and after high temperature durability can be obtained, The present invention has been reached.

【0010】本発明に係る請求項1記載の排気ガス浄化
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、触媒成分として窒化ケイ素(Si3 4 )および
窒化ホウ素(BN) からなる群より選ばれた少なくとも
一種と、ロジウム、白金およびパラジウムからなる群よ
り選ばれた少なくとも一種とを含有することを特徴とす
る。
An exhaust gas purifying catalyst according to a first aspect of the present invention is an integral structure type catalyst having a catalyst component supporting layer, which comprises silicon nitride (Si 3 N 4 ) and boron nitride (BN) as catalyst components. It is characterized by containing at least one selected from the group and at least one selected from the group consisting of rhodium, platinum and palladium.

【0011】更に、請求項1記載の排気ガス浄化用触媒
の初期性能を向上させるため、請求項2記載の排気ガス
浄化用触媒は、該窒化物粉末と、該ロジウム、白金およ
びパラジウムからなる群より選ばれた少なくとも一種
と、アルミナ粉末とを含有することを特徴とする。
Further, in order to improve the initial performance of the exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 2 has the group consisting of the nitride powder and the rhodium, platinum and palladium. At least one selected from the above and alumina powder are contained.

【0012】更に、請求項1又は2記載の排気ガス浄化
用触媒の触媒コート層の剥離を防ぐために、請求項3記
載の排気ガス浄化用触媒は、該窒化物粉末と該アルミナ
粉末との含有比率が、粉末重量比率で3/7〜8/2で
あることを特徴とする。
Further, in order to prevent peeling of the catalyst coat layer of the exhaust gas purifying catalyst according to claim 1 or 2, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 3 contains the nitride powder and the alumina powder. The ratio is 3/7 to 8/2 in powder weight ratio.

【0013】更に、請求項1〜3いずれかの項記載の排
気ガス浄化用触媒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4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
ムおよびランタンからなる群より選ばれた一種を金属換
算で1〜40モル%、その残部としてジルコニウムを金
属換算で60〜99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。
Furthermore, in order to further improve the catalytic activity of the exhaust gas purifying catalyst according to any one of claims 1 to 3 in a rich atmosphere, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 4 further comprises oxygen. As an occlusion material, a zirconium oxide containing 1 to 40 mol% of metal selected from the group consisting of cerium, neodymium and lanthanum in terms of metal, and the balance of zirconium oxide containing 60 to 99 mol% of zirconium in terms of metal. Characterize.

【0014】更に、請求項1〜4いずれかの項記載の排
気ガス浄化用触媒の低温活性およ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5記
載の排気ガス浄化用触媒は、さらに、セリウム、ジルコ
ニウムおよ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、ネオジウムおよびランタンからなる群より
選ばれた一種を金属換算で1〜40モル%、その残部と
してセリウムを金属換算で60〜99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。
Further, the exhaust gas purifying catalyst according to any one of claims 1 to 4 has low temperature activity and durability in a stoichiometric atmosphere and durability against poisonous substances such as lead (hereinafter referred to as "poisoning resistance"). The catalyst for purifying exhaust gas according to claim 5 further comprises an alumina containing 1 to 10 mol% of at least one selected from the group consisting of cerium, zirconium and lanthanum in terms of metal, and zirconium. A cerium oxide containing 1 to 40 mol% of metal selected from the group consisting of neodymium and lanthanum in terms of metal and 60 to 99 mol% of cerium in terms of metal as the balance thereof is contained.

【0015】更に、請求項5記載の排気ガス浄化用触媒
の低温活性および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6記載の排気ガス浄化用触媒
は、更に、アルカリ金属およ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。
Further, in order to improve the low temperature activity of the exhaust gas purifying catalyst according to claim 5 and the catalytic activity in a rich atmosphere, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 6 further comprises an alkali metal and an alkaline earth. At least one selected from the group consisting of metal groups is contained.

【0016】本発明の排気ガス浄化用触媒に含有される
セラミックス成分としては、活性種である貴金属の触媒
活性を十分に発揮し、しかも、高温耐久後の基材及び貴
金属の粒成長を抑制しこれらの分散性を維持するため
に、耐熱性に優れる窒化ケイ素(Si3 4 )および窒
化ホウ素(BN) が適切である。
As the ceramic component contained in the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, the catalytic activity of the noble metal which is an active species is sufficiently exhibited, and further, the grain growth of the base material and the noble metal after high temperature durability is suppressed. In order to maintain these dispersibility, silicon nitride (Si 3 N 4 ) and boron nitride (BN), which have excellent heat resistance, are suitable.

【0017】本発明の排気ガス浄化用触媒の触媒成分担
持層に含有される貴金属としては、ロジウム、白金およ
びパラジウムからなる群より選ばれた少なくとも一種が
ある。これら貴金属の含有量は触媒1L容量中0.1〜
15gである。貴金属含有量が該規定値より少ないと低
温活性や浄化性能が十分に発現せず、逆に多くても貴金
属の触媒活性は飽和し、経済的にも有効でない。
The noble metal contained in the catalyst component supporting layer of the exhaust gas purifying catalyst of the present invention is at least one selected from the group consisting of rhodium, platinum and palladium. The content of these noble metals is 0.1 to 1 L of the catalyst.
It is 15 g. If the content of the noble metal is less than the specified value, low-temperature activity and purification performance are not sufficiently exhibited, and conversely, if it is more than that, the catalytic activity of the noble metal is saturated, which is not economically effective.

【0018】請求項2記載の排気ガス浄化用触媒は、請
求項1記載の排気ガス浄化用触媒の触媒成分である窒化
ケイ素(Si3 4 )および/または窒化ホウ素(B
N) と、ロジウム、白金およびパラジウムからなる群よ
り選ばれた少なくとも一種とに加えて、更にアルミナ成
分が含有される。活性アルミナに比べ、窒化ケイ素(S
3 4 )および/または窒化ホウ素(BN) は比表面
積が小さく、初期の貴金属の分散性が悪いため、充分な
触媒性能が得られない。従って、触媒成分層中に比表面
積の大きい活性アルミナを含有させることによって、初
期の貴金属の分散性やガスの拡散性を高め、低温活性及
び触媒性能を向上させている。また、耐熱性に優れたS
3 4 ,BNを含有させることにより、高温耐久後の
基材及び貴金属の粒成長を抑制し、これらの分散性を維
持することで耐久後性能を向上させている。
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 2 is a catalyst component of the exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, which is silicon nitride (Si 3 N 4 ) and / or boron nitride (B).
N) and at least one selected from the group consisting of rhodium, platinum and palladium, and further contains an alumina component. Compared to activated alumina, silicon nitride (S
Since i 3 N 4 ) and / or boron nitride (BN) have a small specific surface area and poor dispersibility of the noble metal at the initial stage, sufficient catalytic performance cannot be obtained. Therefore, by including activated alumina having a large specific surface area in the catalyst component layer, the dispersibility of noble metal and the diffusibility of gas at the initial stage are enhanced, and the low temperature activity and the catalyst performance are improved. Also, S, which has excellent heat resistance
By incorporating i 3 N 4 and BN, the grain growth of the base material and the noble metal after high temperature durability is suppressed, and the dispersibility of these is maintained to improve the performance after durability.

【0019】また、請求項3記載の排気ガス浄化用触媒
は、請求項1又は2記載の排気ガス浄化用触媒の該窒化
物粉末と該アルミナ粉末との含有比率が、粉末重量比率
で3/7〜8/2としたものである。当該規定値よりも
アルミナが多くなると、Si3 4 及び/またはBNが
少ないため、これによる高温耐久性能向上効果が充分に
得られない。当該規定値よりもアルミナが少なくなる
と、初期性能が充分に得られなくなり、更に、Si3
4 および/またはBNの触媒スラリーが触媒担体との密
着性に欠けるため、触媒コート層の剥離が起こりやすく
なる。
Further, in the exhaust gas purifying catalyst according to claim 3, the content ratio of the nitride powder and the alumina powder of the exhaust gas purifying catalyst according to claim 1 or 2 is 3 / in powder weight ratio. It is set to 7 to 8/2. If the amount of alumina is more than the specified value, the amount of Si 3 N 4 and / or BN is small, so that the effect of improving high temperature durability performance cannot be sufficiently obtained. When the amount of alumina is less than the specified value, the initial performance cannot be sufficiently obtained, and further, Si 3 N
Since the catalyst slurry of 4 and / or BN lacks adhesion to the catalyst carrier, the catalyst coat layer is easily peeled off.

【0020】更に、請求項4記載の排気ガス浄化用触媒
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一種を含むジルコニウ
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
り選ばれた一種の元素を金属換算で1〜40モル%、そ
の残部としてジルコニウムを金属換算で60〜99モル
%含むジルコニウム酸化物が含有されるものである。1
〜40モル%としたのは、ジルコニウム酸化物(ZrO
2 )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、更には熱安定性を顕著
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低下す
る。
Further, an exhaust gas purifying catalyst according to a fourth aspect is a catalyst selected from the group consisting of cerium, neodymium and lanthanum, in addition to the catalyst component of the exhaust gas purifying catalyst according to any one of the first to third aspects. It contains zirconium oxide containing one selected. The zirconium oxide contains a zirconium oxide containing one element selected from the group consisting of cerium, neodymium, and lanthanum in an amount of 1 to 40 mol% in terms of metal, and the balance of 60 to 99 mol% in terms of zirconium in terms of metal. It is what is done. 1
-40 mol% is the zirconium oxide (ZrO
2 ) is added with at least one element selected from the group consisting of cerium, neodymium and lanthanum, and ZrO 2
This is to significantly improve the oxygen releasing ability, the BET specific surface area, and the thermal stability. When it is less than 1 mol%, it is the same as the case of only ZrO 2 , and the effect of adding the above elements does not appear,
If it exceeds 40 mol%, this effect is saturated or diminished.

【0021】触媒成分担持層に、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
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、貴
金属の酸化状態を排気ガスの浄化に適したものとするた
め、貴金属の触媒性能の低下を抑制できる。
By containing the zirconium oxide powder containing at least one selected from the group consisting of cerium, neodymium and lanthanum in the catalyst component supporting layer, zirconium oxide having a high oxygen storage capacity can be obtained in a rich atmosphere and near stoichiometry. Since the lattice oxygen and the adsorbed oxygen are released to make the oxidation state of the noble metal suitable for purifying the exhaust gas, it is possible to suppress deterioration of the catalytic performance of the noble metal.

【0022】また、請求項5記載の排気ガス浄化用触媒
は、請求項1〜4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、アルミナを含有するもの
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
満では十分な添加効果が得られず、10モル%を越える
と添加効果は飽和してしまう。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
だと十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。
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 5 further contains alumina in addition to the catalyst component of the exhaust gas purifying catalyst according to any one of claims 1 to 4. In particular, in order to enhance the structural stability of alumina after high-temperature durability and suppress the phase transition to α-alumina and the decrease in BET specific surface area, the alumina is at least selected from the group consisting of cerium, zirconium and lanthanum. One kind is contained at 1 to 10 mol% in terms of metal. If it is less than 1 mol%, a sufficient addition effect cannot be obtained, and if it exceeds 10 mol%, the addition effect is saturated. The amount of such alumina used is 10 to 200 g per 1 L of the catalyst. If the amount is less than 10 g, sufficient dispersibility of the noble metal cannot be obtained, and if the amount is more than 200 g, the catalytic performance is saturated, and no remarkable improvement effect is obtained.

【0023】更に、請求項5記載の排気ガス浄化用触媒
は、上記触媒成分に加え、セリウム酸化物を含有するも
のである。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一種を金属
換算で1〜40モル%、その残部としてセリウムを金属
換算で60〜99モル%含むセリウム酸化物を含有する
ものである。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、貴金属の酸
化状態を排気ガスの浄化に適したものとし、触媒性能の
低下を抑制できる。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。
Furthermore, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 5 contains cerium oxide in addition to the above catalyst components. The cerium oxide contains 1 to 40 mol% of metal selected from the group consisting of zirconium, neodymium and lanthanum in terms of metal, and the balance thereof contains cerium oxide containing 60 to 99 mol% of cerium in terms of metal. Is. By containing cerium oxide,
The cerium oxide, which has a high oxygen storage capacity, releases lattice oxygen and adsorbed oxygen in a rich atmosphere and in the vicinity of stoichiometry, making the oxidation state of the noble metal suitable for purifying exhaust gas and suppressing deterioration of catalyst performance. The amount of 1 to 40 mol% is determined by adding at least one element selected from the group consisting of zirconium, neodymium and lanthanum to cerium oxide (CeO 2 ), and thereby the oxygen releasing ability of CeO 2 and the BET specific surface area. ,
This is to significantly improve the thermal stability. If it is less than 1 mol%, the effect of adding the above-mentioned elements does not appear as in the case of only CeO 2 , and if it exceeds 40 mol%, this effect is saturated or conversely decreases.

【0024】また、請求項6記載の排気ガス浄化用触媒
において、使用されるアルカリ金属及び/又はアルカリ
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、ストロンチウム及び
バリウムが含まれる。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、また貴金属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更に向上させることができ
る。その含有量は触媒1L中1〜40gである。1g未
満では、炭化水素類の吸着被毒や貴金属のシンタリング
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。
Further, in the exhaust gas purifying catalyst according to claim 6, the alkali metal and / or alkaline earth metal used include lithium, sodium, potassium, cesium, magnesium, calcium, strontium and barium. . When these are contained in the catalyst component-supporting layer, the action of poisoning by HC adsorption under a rich atmosphere is reduced, and the sintering of noble metals is suppressed, so that the activity at a low temperature or in a reducing atmosphere can be further improved. . The content is 1 to 40 g in 1 L of the catalyst. If the amount is less than 1 g, adsorption poisoning of hydrocarbons and sintering of a noble metal cannot be suppressed, and even if the amount exceeds 40 g, a significant effect of increasing the amount cannot be obtained, and conversely, the performance is reduced.

【0025】本発明の排気ガス浄化用触媒を製造するに
あたり、ロジウム、白金およびパラジウムからなる群よ
り選ばれた少なくとも一種をSi3 4 及び/またはB
N及び/またはアルミナに担持する方法としては、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
行うことができる。
In producing the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, at least one selected from the group consisting of rhodium, platinum and palladium is used as Si 3 N 4 and / or B.
The method of supporting N and / or alumina can be appropriately selected from known methods such as an impregnation method and a kneading method.

【0026】該貴金属の原料化合物としては、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。
As the raw material compound of the noble metal, any compound can be used as long as it is a water-soluble compound such as dinitrodiammine acid salt, chloride and nitrate.

【0027】水の除去は、例えば濾過法や蒸発乾固法等
の公知の方法の中から適宜選択して行うことができる。
本発明に用いる貴金属担持アルミナ、並びに貴金属担持
Si 3 4 及び/またはBNを得るための最初の熱処理
は、特に制限されないが、添加した貴金属を分散性良く
担持するため、例えば400℃〜800℃の比較的低温
で空気中及び/または空気流通下で焼成を行うことが好
ましい。
Water can be removed by, for example, a filtration method or an evaporation dryness method.
It can be performed by appropriately selecting from among known methods.
Noble metal-supported alumina used in the present invention, and noble metal-supported alumina
Si ThreeNFourAnd / or first heat treatment to obtain BN
Is not particularly limited, but the added precious metal has good dispersibility.
In order to support, relatively low temperature of 400 ℃ ~ 800 ℃
It is preferable to carry out firing in air and / or under air circulation.
Good.

【0028】更には、Si3 4 及び/またはBN及び
/またはアルミナ粉末を、貴金属を担持することなく単
味で加えることもできる。また、好ましくは、該触媒粉
末に、セリウム、ネオジウム及びランタンからなる群よ
り選ばれる少なくとも一種を含むジルコニウム酸化物粉
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
む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、貴金属の酸化状態を、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。
Furthermore, Si 3 N 4 and / or BN and / or alumina powder may be added as a plain substance without supporting a noble metal. Further, preferably, zirconium oxide powder containing at least one selected from the group consisting of cerium, neodymium and lanthanum can be added to the catalyst powder. By adding a zirconium oxide powder containing at least one selected from the group consisting of cerium, neodymium and lanthanum, under a reducing atmosphere, the oxidation state of the noble metal is more effectively maintained in a state suitable for exhaust gas purification. can do.

【0029】更に好ましくは、アルミナ粉末やジルコニ
ウム酸化物粉末に、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、貴金属の酸化状態を、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。
More preferably, by adding cerium oxide containing at least one selected from the group consisting of zirconium, neodymium and lanthanum to alumina powder or zirconium oxide powder, the oxidation state of the noble metal in a reducing atmosphere. Can be more effectively maintained in a state suitable for exhaust gas purification.

【0030】このようにして得られる本発明にかかる排
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。
The exhaust gas-purifying catalyst according to the present invention thus obtained can be effectively used without a carrier, but it is pulverized and slurried, coated on a catalyst carrier, and calcined at 400 to 900 ° C. It is preferable to use.

【0031】具体的には上記Si3 4 およびBNのう
ち少なくとも一種と、ロジウム、白金およびパラジウム
からなる群より選ばれた少なくとも一種と、アルミナ粉
末と、上記ジルコニウム酸化物粉末と、上記セリウム酸
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、400〜650℃の
範囲の温度で空気中及び/または空気流通下で焼成を行
う。
Specifically, at least one of Si 3 N 4 and BN, at least one selected from the group consisting of rhodium, platinum and palladium, alumina powder, zirconium oxide powder, and cerium oxide. Alumina sol is added to the product powder and wet pulverized to form a slurry, which is adhered to a catalyst carrier and calcined at a temperature in the range of 400 to 650 ° C. in the air and / or under the air flow.

【0032】触媒担体としては、公知の触媒担体の中か
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等が挙げられる。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。
The catalyst carrier can be appropriately selected and used from known catalyst carriers, and examples thereof include a monolith carrier and a metal carrier made of a refractory material. Although the shape of the catalyst carrier is not particularly limited, it is generally preferable to use the catalyst carrier in a honeycomb shape. The catalyst powder is applied to various honeycomb base materials.

【0033】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成形しても良い。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。
As the honeycomb material, a cordierite material such as ceramic is generally used,
It is also possible to use a honeycomb material made of a metal material such as ferrite stainless steel, and further, the catalyst component powder itself may be formed into a honeycomb shape. By making the shape of the catalyst into a honeycomb shape, the contact area between the catalyst and the exhaust gas is increased and the pressure loss can be suppressed, so that it is extremely effective when used as an exhaust gas purifying catalyst for automobiles.

【0034】ハニカム材料に付着させる触媒成分コート
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いため、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。
The total amount of the catalyst component coating layer adhered to the honeycomb material is preferably 50 g to 400 g per 1 L of the catalyst as a total amount of the catalyst components. The larger the number of catalyst component supporting layers, the more preferable in terms of catalyst activity and catalyst life.However, if the coating layer is too thick, the reaction gas will be insufficiently diffused inside the catalyst component supporting layer and cannot be sufficiently contacted with the catalyst. The effect of increasing the volume is saturated, and the gas passage resistance is increased. Therefore, the amount of the coat layer is preferably 50 g to 400 g per liter of the catalyst.

【0035】更に、ロジウムと白金及び/またはパラジ
ウムの相乗作用を効率よく発現させるために、白金及び
/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)に配置してもよい。
Further, in order to efficiently develop the synergistic effect of rhodium and platinum and / or palladium, the catalyst component layer containing platinum and / or palladium is arranged under the coat layer (inner layer side), and rhodium is added. The contained catalyst component layer is arranged on the upper side (surface layer side) of the coat layer. Platinum may be contained in the same catalyst component layer as rhodium, and may be arranged above the coating layer (surface layer side).

【0036】更に好ましくは、得られた排気ガス浄化用
触媒に、アルカリ金属及び/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、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。
More preferably, the obtained exhaust gas purifying catalyst may be impregnated with an alkali metal and / or an alkaline earth metal. Alkali metals and alkaline earth metals that can be used include lithium, sodium, potassium, cesium, magnesium, calcium,
It is at least one element selected from the group consisting of strontium and barium.

【0037】使用できるアルカリ金属及びアルカリ土類
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、貴金属の近傍に塩基性元
素であるアルカリ金属及び/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。
The alkali metal and alkaline earth metal compounds that can be used are water-soluble compounds such as oxides, acetates and hydroxides. This makes it possible to support the alkali metal and / or alkaline earth metal, which is a basic element, in the vicinity of the noble metal with good dispersibility.

【0038】即ち、アルカリ金属及び/またはアルカリ
土類金属化合物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/または空気流通下で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。
That is, an aqueous solution of a powder of an alkali metal and / or alkaline earth metal compound is impregnated into the above carrier carrying a washcoat component, dried, and then dried in air and / or under air flow to 200-600. It is baked at a relatively low temperature of ℃. When the firing temperature is 20
If the temperature is lower than 0 ° C, the alkali metal and alkaline earth metal compounds cannot be sufficiently converted into the oxide form, and conversely 600 ° C.
Even if it exceeds, the effect of the firing temperature is saturated, and a significant difference cannot be obtained.

【0039】[0039]

【実施例】本発明を次の実施例及び比較例により説明す
る。
The present invention will be described with reference to the following examples and comparative examples.

【0040】実施例1 Ceを3モル%含むアルミナ粉末に、ジニトロジアミン
白金水溶液を含浸或いは高速攪拌中で噴霧し、150℃
で24時間乾燥した後、400℃で1時間、次いで60
0℃で1時間焼成し、Pt担持アルミナ粉末(粉末A)
を得た。この粉末AのPt濃度は1.1重量%であっ
た。Zrを3重量%含むアルミナ粉末に、硝酸ロジウム
水溶液を含浸或いは高速攪拌中で噴霧し、150℃で2
4時間乾燥した後、400℃で1時間、次いで600℃
で1時間焼成し、Rh担持アルミナ粉末(粉末B)を得
た。この粉末BのRh濃度は1.7重量%であった。S
3 4 粉末に、硝酸ロジウム水溶液を含浸或いは高速
攪拌中で噴霧し、150℃で24時間乾燥した後、40
0℃で1時間、次いで600℃で1時間焼成し、Rh担持
Si3 4 粉末(粉末C)を得た。この粉末CのRh濃
度は1.0重量%であった。
Example 1 Alumina powder containing 3 mol% of Ce was impregnated with an aqueous solution of dinitrodiamine platinum or sprayed under high-speed stirring to obtain 150 ° C.
After drying for 24 hours at 400 ° C for 1 hour, then 60
Pt-supported alumina powder (powder A) after firing at 0 ° C for 1 hour
I got The Pt concentration of this powder A was 1.1% by weight. Alumina powder containing 3% by weight of Zr was impregnated with an aqueous solution of rhodium nitrate or sprayed under high-speed agitation, and the temperature was adjusted to 2 at 150 ° C.
After drying for 4 hours, 400 ℃ for 1 hour, then 600 ℃
Then, it was calcined for 1 hour to obtain Rh-supported alumina powder (powder B). The Rh concentration of this powder B was 1.7% by weight. S
The i 3 N 4 powder was impregnated with a rhodium nitrate aqueous solution or sprayed under high-speed stirring and dried at 150 ° C. for 24 hours, and then 40
Firing was performed at 0 ° C. for 1 hour and then at 600 ° C. for 1 hour to obtain Rh-supported Si 3 N 4 powder (powder C). The Rh concentration of this powder C was 1.0% by weight.

【0041】上記Pt担持アルミナ粉末A147g、Z
r30重量%担持セリウム酸化物粉末124g、および
硝酸酸性アルミナゾル229g(ベーマイトアルミナ1
0重量%に10重量%の硝酸を添加することによって得
られたゾル)を磁性ボールミルに投入し、混合粉砕して
スラリー液を得た。このスラリー液をコージェライト質
モノリス担体に付着させ、空気流にてセル内の余剰のス
ラリーを取り除いて乾燥し、400℃で1時間焼成し
た。この作業を2度行ない、コート層重量200g/L
−担体の触媒−Aを得た。上記Rh担持Si3 4 粉末C
67g、上記Rh担持アルミナ粉末B38g、Ce30重
量%含むジルコニウム酸化物粉末111g、Zrを3重
量%含むアルミナ粉末28g、および硝酸酸性アルミナ
ゾル256gを磁性ボールミルに投入し、混合粉砕し
て、Rh担持Si3 4 粉末Cとアルミナ系粉末との含有
比率が、重量比率で1/1となるスラリー液を得た。こ
のスラリー液を上記コート触媒−Aに付着させ、空気流
にてセル内の余剰のスラリーを取り除いて乾燥し、40
0℃で1時間焼成し、コート層重量45g/Lを塗布
し、触媒を得た。上記セリウム酸化物粉末およびアルミ
ナ粉末にはランタン、ネオジウム等が含まれてもよい。
次いで、上記触媒成分担持コージェライト質モノリス担
体に酢酸バリウム溶液を付着させた後、400℃で1時
間焼成し、BaOとして20g/Lを含有させた。さら
に、同様の手順で酢酸カリウム溶液を付着させた後、4
00℃で1時間焼成し、K2 Oとして1g/Lを含有さ
せた。
Pt-supported alumina powder A147 g, Z
124 g of cerium oxide powder carrying 30% by weight of r, and 229 g of nitric acid acidic alumina sol (boehmite alumina 1
The sol obtained by adding 10 wt% nitric acid to 0 wt% was put into a magnetic ball mill, and mixed and pulverized to obtain a slurry liquid. This slurry liquid was adhered to a cordierite-based monolith carrier, excess slurry in the cell was removed with an air stream, dried, and calcined at 400 ° C. for 1 hour. Do this work twice, coat layer weight 200g / L
-Support catalyst-A was obtained. Rh-supported Si 3 N 4 powder C
67 g, the above Rh-supported alumina powder B 38 g, 111 g of zirconium oxide powder containing 30% by weight of Ce, 28 g of alumina powder containing 3% by weight of Zr, and 256 g of nitric acid-acidified alumina sol were charged into a magnetic ball mill, mixed and pulverized, and Rh-supported Si 3 A slurry liquid was obtained in which the content ratio of the N 4 powder C and the alumina-based powder was 1/1 by weight. This slurry liquid was adhered to the above-mentioned coated catalyst-A, and the excess slurry in the cell was removed by an air stream and dried.
The catalyst was obtained by baking at 0 ° C. for 1 hour and applying a coat layer weight of 45 g / L. The cerium oxide powder and the alumina powder may contain lanthanum, neodymium and the like.
Then, a barium acetate solution was adhered to the above-mentioned catalyst component-supporting cordierite monolithic carrier, followed by firing at 400 ° C. for 1 hour to contain BaO in an amount of 20 g / L. Further, after applying a potassium acetate solution by the same procedure, 4
It was calcined at 00 ° C. for 1 hour to contain 1 g / L as K 2 O.

【0042】実施例2 BN粉末を用いて、粉末Cと同様にRh担持BN粉末(粉
末D)を調製し、触媒製造において粉末Cの代わりに、
粉末D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。
Example 2 Using the BN powder, an Rh-supporting BN powder (powder D) was prepared in the same manner as the powder C, and instead of the powder C in the catalyst production,
An exhaust gas purification catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the powder D was used.

【0043】実施例3 粉末Bと同様の方法でRhを1.96重量%担持したアル
ミナ粉末(粉末E)を調製し、このRh担持アルミナ粉末
E67g、Si3 4 粉末67g、Ceを30重量%含
むジルコニウム酸化物粉末111g、および硝酸酸性ア
ルミナゾル256gを磁性ボールミルに投入し、混合粉
砕して、Si3 4 粉末とアルミナ系粉末との含有比率
が、重量比率で1/1となるスラリー液を得た。このス
ラリー液を上記コート触媒−Aに付着させること以外
は、実施例1と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
Example 3 An alumina powder carrying 1.96% by weight of Rh (powder E) was prepared in the same manner as the powder B, and 67 g of this Rh-supporting alumina powder E, 67 g of Si 3 N 4 powder, and 30% of Ce were added. % Of zirconium oxide powder and 256 g of nitric acid-acidified alumina sol are put into a magnetic ball mill, mixed and pulverized, and the content ratio of Si 3 N 4 powder and alumina-based powder is 1/1 by weight. Got An exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that this slurry liquid was attached to the above coated catalyst-A.

【0044】実施例4 Si3 4 粉末の代わりにBN粉末を用いること以外
は、実施例3と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
Example 4 An exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as in Example 3 except that BN powder was used instead of Si 3 N 4 powder.

【0045】実施例5 Ceを3モル%を含むアルミナ粉末に、ジニトロジアミ
ンパラジウム水溶液を含浸或いは高速攪拌中で噴霧し、
150℃で24時間乾燥した後、400℃で1時間、次
いで600℃で1時間焼成し、Pd担持アルミナ粉末
(粉末F)を得た。この粉末FのPd濃度は1.7重量
%であった。粉末Fには、ランタン、ジルコニウム、ネ
オジウム等が含まれていてもよい。Si3 4 粉末に、
ジニトロジアミンパラジウム水溶液を含浸或いは高速攪
拌中で噴霧し、150℃で24時間乾燥した後、400
℃で1時間、次いで600℃で1時間焼成し、Pd担持
Si3 4 粉末(粉末G)を得た。この粉末GのPd濃
度は1.7重量%であった。Zrを30重量%担持セリ
ウム酸化物粉末に、ジニトロジアミンパラジウム水溶液
を含浸或いは高速攪拌中で噴霧し、150℃で24時間
乾燥した後、400℃で1時間、次いで600℃で1時
間焼成し、Pd担持セリウム酸化物粉末(粉末H)を得
た。この粉末HのPd濃度は0.75重量%であった。
Example 5 Alumina powder containing 3 mol% of Ce was impregnated with an aqueous solution of dinitrodiaminepalladium or sprayed under high-speed stirring,
After drying at 150 ° C. for 24 hours, it was baked at 400 ° C. for 1 hour and then at 600 ° C. for 1 hour to obtain a Pd-supported alumina powder (powder F). The Pd concentration of this powder F was 1.7% by weight. The powder F may contain lanthanum, zirconium, neodymium, or the like. Si 3 N 4 powder,
Dinitrodiamine palladium aqueous solution is impregnated or sprayed under high speed stirring and dried at 150 ° C for 24 hours, then 400
Firing at 1 ° C. for 1 hour and then at 600 ° C. for 1 hour gave Pd-supported Si 3 N 4 powder (powder G). The Pd concentration of this powder G was 1.7% by weight. Zr was added to a cerium oxide powder supporting 30% by weight of an aqueous dinitrodiaminepalladium solution or sprayed under high-speed stirring, dried at 150 ° C. for 24 hours, and then calcined at 400 ° C. for 1 hour and then at 600 ° C. for 1 hour, A Pd-supporting cerium oxide powder (powder H) was obtained. The Pd concentration of this powder H was 0.75% by weight.

【0046】上記Pd担持アルミナ粉末F73g、上記
Pd担持Si3 4 粉末G73g、上記Pd担持セリウ
ム酸化物粉末H100g、および硝酸酸性アルミナゾル
254g(ベーマイトアルミナ10重量%に10重量%
の硝酸を添加することにより得られたゾル)を磁性ボー
ルミルに投入し、混合粉砕してスラリー液を得た。この
スラリー液をコージェライト質モノリス担体に付着さ
せ、空気流にてセル内の余剰のスラリーを取り除いて乾
燥し、400℃で1時間焼成した。この作業を2度行な
い、コート層重量200g/L−担体の触媒−Bを得
た。Rh担持Si3 4 粉末Cの代わりに、Rh担持ア
ルミナ粉末Bを用い、触媒スラリー中にSi3 4 を用
いないこととし、このスラリーを触媒Aの代わりに上記
触媒Bに付着させること以外は、実施例1と同様にして
排気ガス浄化用触媒を得た。
Pd-supported alumina powder F73 g, Pd-supported Si 3 N 4 powder G73 g, Pd-supported cerium oxide powder H100 g, and nitric acid-acidified alumina sol 254 g (10% by weight of boehmite alumina 10% by weight).
The sol obtained by adding the nitric acid was added to a magnetic ball mill and mixed and pulverized to obtain a slurry liquid. This slurry liquid was adhered to a cordierite-based monolith carrier, excess slurry in the cell was removed with an air stream, dried, and calcined at 400 ° C. for 1 hour. This operation was performed twice to obtain catalyst B having a coat layer weight of 200 g / L and a carrier. Rh-supported alumina powder B was used in place of Rh-supported Si 3 N 4 powder C, Si 3 N 4 was not used in the catalyst slurry, and this slurry was attached to the catalyst B instead of catalyst A. In the same manner as in Example 1, an exhaust gas purification catalyst was obtained.

【0047】実施例6 BN粉末に、ジニトロジアミンパラジウム水溶液を含浸
或いは高速攪拌中で噴霧し、150℃で24時間乾燥し
た後、400℃で1時間、次いで600℃で1時間焼成
し、Pd担持BN粉末(粉末I)を得た。この粉末Iの
Pd濃度は1.7重量%であった。粉末Gの代わりに、
Pd担持BN粉末Iを用いた以外は、実施例5と同様に
して排気ガス浄化用触媒を得た。
Example 6 BN powder was impregnated with an aqueous dinitrodiaminepalladium solution or sprayed under high-speed stirring, dried at 150 ° C. for 24 hours, and then calcined at 400 ° C. for 1 hour and then at 600 ° C. for 1 hour to support Pd. BN powder (powder I) was obtained. The Pd concentration of this powder I was 1.7% by weight. Instead of powder G,
An exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as in Example 5, except that the Pd-supported BN powder I was used.

【0048】実施例7 粉末Fと同様の方法でPdを3.4重量%担持したアル
ミナ粉末(粉末J)を調製し、このPd担持アルミナ粉
末J73g、Si3 4 粉末73g、Ceを30重量%
含むジルコニウム酸化物粉末100g、および硝酸酸性
アルミナゾル254gを磁性ボールミルに投入し、混合
粉砕して、Si3 4 粉末とアルミナ系粉末との含有比
率が、重量比率で1/1となるスラリー液を得た。この
スラリー液を用いてコート層重量200g/L−担体の
触媒を得ること以外は、実施例5と同様にして排気ガス
浄化用触媒を得た。
Example 7 An alumina powder (powder J) carrying 3.4% by weight of Pd was prepared in the same manner as the powder F, and 73 g of this Pd-supporting alumina powder J, 73 g of Si 3 N 4 powder, and 30 weight of Ce were prepared. %
100 g of zirconium oxide powder containing and 254 g of nitric acid acidic alumina sol were put into a magnetic ball mill, mixed and pulverized, and a slurry liquid in which the content ratio of Si 3 N 4 powder and alumina-based powder was 1/1 by weight ratio was obtained. Obtained. An exhaust gas purification catalyst was obtained in the same manner as in Example 5, except that a catalyst having a coat layer weight of 200 g / L-support was obtained using this slurry liquid.

【0049】実施例8 Si3 4 粉末の代わりに、BN粉末を用いること以外
は、実施例7と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
Example 8 An exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as in Example 7, except that BN powder was used instead of Si 3 N 4 powder.

【0050】実施例9 前記Pd担持アルミナ粉末F146g、前記Pd担持セ
リウム酸化物粉末H100g、および硝酸酸性アルミナ
ゾル254g(ベーマイトアルミナ10重量%に10重
量%の硝酸を添加することにより得られたゾル)を磁性
ボールミルに投入し、混合粉砕してスラリー液を得た。
このスラリー液をコージェライト質モノリス担体に付着
させ、空気流にてセル内の余剰のスラリーを取り除いて
乾燥し、400℃で1時間焼成した。この作業を2度行
ない、コート層重量200g/L−担体の触媒−Cを得
た。
Example 9 Pd-supported alumina powder F146g, Pd-supported cerium oxide powder H100g, and nitric acid-acidified alumina sol 254g (sol obtained by adding 10 wt% nitric acid to 10 wt% boehmite alumina) The mixture was put into a magnetic ball mill, mixed and pulverized to obtain a slurry liquid.
This slurry liquid was adhered to a cordierite-based monolith carrier, excess slurry in the cell was removed with an air stream, dried, and calcined at 400 ° C. for 1 hour. This operation was performed twice to obtain catalyst-C having a coat layer weight of 200 g / L and a carrier.

【0051】前記Rh担持Si3 4 粉末C67g、前
記Rh担持アルミナ粉末B38g、Ceを30重量%含
むジルコニウム酸化物粉末111g、Zrを3重量%含
むアルミナ粉末29g、および硝酸酸性アルミナゾル2
56gを磁性ボールミルに投入し、混合粉砕して、Rh
担持Si3 4 粉末Cとアルミナ系粉末との含有比率
が、重量比率で1/1となるスラリー液を得た。このス
ラリー液を上記コート触媒−Cに付着させ、空気流にて
セル内の余剰のスラリーを取り除いて乾燥し、400℃
で1時間焼成し、コート層重量45g/Lを塗布し、触
媒を得た。上記セリウム酸化物粉末及びアルミナ粉末に
はランタン、ネオジウム等が含まれてもよい。次いで、
上記触媒成分担持コージェライト質モノリス担体に酢酸
バリウム溶液を付着させた後、400℃で1時間焼成
し、BaOとして20g/Lを含有させた。さらに、同
様の手順で酢酸カリウム溶液を付着させた後、400℃
で1時間焼成し、K2 Oとして1g/Lを含有させた。
67 g of Rh-supported Si 3 N 4 powder C, 38 g of Rh-supported alumina powder B, 111 g of zirconium oxide powder containing 30% by weight of Ce, 29 g of alumina powder containing 3% by weight of Zr, and nitric acid-acidified alumina sol 2
56g is put into a magnetic ball mill, mixed and pulverized, and Rh
A slurry liquid was obtained in which the content ratio of the supported Si 3 N 4 powder C and the alumina powder was 1/1 by weight. This slurry liquid is attached to the above-mentioned coated catalyst-C, the excess slurry in the cell is removed by an air flow and dried, and the temperature is 400 ° C.
The coating layer was baked for 1 hour at a coating layer weight of 45 g / L to obtain a catalyst. The cerium oxide powder and the alumina powder may contain lanthanum, neodymium and the like. Then
After the barium acetate solution was attached to the above-mentioned catalyst component-supporting cordierite monolithic carrier, it was baked at 400 ° C. for 1 hour to contain BaO in an amount of 20 g / L. Furthermore, after adhering the potassium acetate solution by the same procedure, 400 ° C
Calcination was carried out for 1 hour to contain 1 g / L as K 2 O.

【0052】実施例10 触媒製造においてRh担持Si3 4 粉末Cの代わり
に、Rh担持BN粉末Dを用いた以外は、実施例9と同
様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
Example 10 An exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as in Example 9 except that Rh-supporting BN powder D was used instead of Rh-supporting Si 3 N 4 powder C in the catalyst production.

【0053】実施例11 前記Rh担持アルミナ粉末E67g、Si3 4 粉末6
7g、Ceを30重量%含むジルコニウム酸化物粉末1
11g、および硝酸酸性アルミナゾル256gを磁性ボ
ールミルに投入し、混合粉砕して、Si3 4 粉末とア
ルミナ系粉末との含有比率が、重量比率で1/1となる
スラリー液を得た。このスラリー液を上記コート触媒−
Cに付着させること以外は、実施例9と同様にして排気
ガス浄化用触媒を得た。
Example 11 67 g of the above Rh-supported alumina powder E, 6 Si 3 N 4 powder 6
Zirconium oxide powder 1 containing 7 g and 30 wt% Ce
11 g and 256 g of nitric acid-acidified alumina sol were put into a magnetic ball mill and mixed and pulverized to obtain a slurry liquid in which the content ratio of Si 3 N 4 powder and alumina-based powder was 1/1 by weight ratio. The slurry liquid is used as the above-mentioned catalyst-
An exhaust gas purification catalyst was obtained in the same manner as in Example 9 except that the catalyst was attached to C.

【0054】実施例12 Si3 4 粉末の代わりにBN粉末を用いること以外
は、実施例9と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
Example 12 An exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as in Example 9 except that BN powder was used instead of Si 3 N 4 powder.

【0055】比較例1 Rh担持Si3 4 粉末Cの代わりに、Rh担持アルミ
ナ粉末Bを用いて、触媒スラリー中にSi3 4 を用い
ないこととした以外は、実施例1と同様にして排気ガス
浄化用触媒を得た。
Comparative Example 1 The same as Example 1 except that Rh-supported alumina powder B was used instead of Rh-supported Si 3 N 4 powder C and that Si 3 N 4 was not used in the catalyst slurry. As a result, an exhaust gas purifying catalyst was obtained.

【0056】比較例2 Rh担持Si3 4 粉末Cとアルミナ系粉末との含有比
率が、重量比率で3/7となるスラリー液を得ること以
外は、実施例1と同様にして排気ガス浄化用触媒を得
た。
Comparative Example 2 Exhaust gas purification in the same manner as in Example 1 except that a slurry liquid in which the content ratio of Rh-supported Si 3 N 4 powder C and alumina-based powder was 3/7 by weight ratio was obtained. A catalyst for use was obtained.

【0057】比較例3 Rh担持Si3 4 粉末Cとアルミナ系粉末との含有比
率が、重量比率で8/2となるスラリー液を得ること以
外は、実施例1と同様にして排気ガス浄化用触媒を得
た。
Comparative Example 3 Exhaust gas purification in the same manner as in Example 1 except that a slurry liquid in which the content ratio of the Rh-supported Si 3 N 4 powder C and the alumina-based powder was 8/2 by weight ratio was obtained. A catalyst for use was obtained.

【0058】比較例4 Pd担持Si3 4 粉末Gの代わりに、Pd担持アルミ
ナ粉末Fを用い、触媒スラリー中にSi3 4 を用いな
いこととした以外は、実施例5と同様にして排気ガス浄
化用触媒を得た。
Comparative Example 4 The procedure of Example 5 was repeated, except that the Pd-supported alumina powder F was used in place of the Pd-supported Si 3 N 4 powder G and that Si 3 N 4 was not used in the catalyst slurry. An exhaust gas purification catalyst was obtained.

【0059】前記実施例1〜12および比較例1〜4で
得られた排気ガス浄化用触媒中における各種貴金属、各
種基材、窒化物とアルミナとの重量比率並びにアルカリ
土類金属およびアルカリ金属の含有量を表1に示す。
In the exhaust gas purifying catalysts obtained in Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 4, various noble metals, various base materials, weight ratios of nitride and alumina, and alkaline earth metals and alkali metals. The content is shown in Table 1.

【0060】[0060]

【表1】 [Table 1]

【0061】試験例 前記実施例1〜12および比較例1〜4の排気ガス浄化
用触媒については、以下の評価条件で触媒活性評価を行
った。活性評価は、日産自動車(株)製4500ccエ
ンジンに触媒をとりつけ、下記耐久条件により耐久を行
った後、下記活性評価条件にて活性を評価した。
Test Examples The exhaust gas purifying catalysts of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 4 were evaluated for catalytic activity under the following evaluation conditions. For the activity evaluation, a catalyst was attached to a 4500 cc engine manufactured by Nissan Motor Co., Ltd., the durability was evaluated under the following durability conditions, and then the activity was evaluated under the following activity evaluation conditions.

【0062】 [0062]

【0063】 [0063]

【0064】初期および耐久後の各排気ガス浄化用触媒
の浄化性能を、以下の数1〜3により決定されるストイ
キにおける各HC、CO及びNOx の平均転化率(%)
で表し、その結果を表2で示す。
The conversion performance (%) of each HC, CO and NO x in stoichiometry determined by the following equations 1 to 3 is used to determine the purifying performance of each exhaust gas purifying catalyst at the initial stage and after endurance.
And the results are shown in Table 2.

【0065】[0065]

【数1】 [Equation 1]

【数2】 [Equation 2]

【数3】 (Equation 3)

【0066】[0066]

【表2】 [Table 2]

【0067】比較例に比べて実施例は、触媒活性が高
く、後述する本発明の効果を確認することができた。
In Examples, compared with Comparative Examples, the catalytic activity was higher, and the effects of the present invention described later could be confirmed.

【0068】[0068]

【発明の効果】請求項1記載の排気ガス浄化用触媒は、
耐熱性に優れ、耐久後の排気ガス浄化性能を向上させる
ことができる。
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1 is
It has excellent heat resistance and can improve exhaust gas purification performance after durability.

【0069】請求項2記載の排気ガス浄化用触媒は、上
記効果に加えて、初期性能を向上させることができる。
In addition to the above effects, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 2 can improve the initial performance.

【0070】請求項3記載の排気ガス浄化用触媒は、上
記効果に加えて、初期性能と高温耐久性能をより有効に
発現し、触媒コート層の剥離の問題もない。
In addition to the above effects, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 3 more effectively exhibits initial performance and high temperature durability performance, and there is no problem of peeling of the catalyst coating layer.

【0071】請求項4記載の排気ガス浄化用触媒は、上
記効果に加えて、貴金属の酸化状態を排気ガスの浄化に
適したものとするため、ロジウムの触媒能の低下を抑制
できる。
In addition to the above effects, the catalyst for purifying exhaust gas according to claim 4 makes the oxidation state of the noble metal suitable for purifying exhaust gas, so that the reduction of the catalytic activity of rhodium can be suppressed.

【0072】請求項5記載の排気ガス浄化用触媒は、上
記効果に加えて、高温耐久後の低温活性、浄化性能が向
上できる。更に、貴金属の酸化状態を排気ガスの浄化に
適したものとするため、触媒性能の低下を抑制できる。
In addition to the above effects, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 5 can improve low temperature activity and purification performance after high temperature endurance. Furthermore, since the oxidation state of the noble metal is suitable for purification of exhaust gas, it is possible to suppress deterioration of catalyst performance.

【0073】請求項6記載の排気ガス浄化用触媒は、上
記効果に加えて、リッチ雰囲気下でのHC吸着被毒作用
を緩和し、また、貴金属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。
In addition to the above effects, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 6 mitigates the HC adsorption poisoning effect in a rich atmosphere, and suppresses sintering of noble metals, so that it has low temperature activity and reduction. The activity in the atmosphere can be further improved.

【0074】また、SiN,BNにはα型、β型、六方
晶、正方晶等、結晶構造が多種存在するが、これら結晶
構造に関係なく本発明では上記効果が得られることを確
認した。
Further, SiN and BN have various crystal structures such as α-type, β-type, hexagonal crystal and tetragonal crystal. It was confirmed that the present invention can obtain the above effects regardless of the crystal structure.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江藤 智美 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 山本 伸司 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Tomomi Eto 2 Nissan Motor Co., Ltd., 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Shinji Yamamoto 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Nissan

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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、窒化ケイ素(Si3 4)お
よび窒化ホウ素(BN) からなる群より選ばれた少なく
とも一種と、ロジウム、白金およびパラジウムからなる
群より選ばれた少なくとも一種とを含有することを特徴
とする排気ガス浄化用触媒。
1. A monolithic structure type catalyst having a catalyst component supporting layer, wherein at least one selected from the group consisting of silicon nitride (Si 3 N 4 ) and boron nitride (BN) is used as a catalyst component, rhodium, platinum and An exhaust gas purifying catalyst comprising at least one selected from the group consisting of palladium.
【請求項2】 請求項1記載の排気ガス浄化用触媒にお
いて、該窒化物粉末と、ロジウム、白金およびパラジウ
ムからなる群より選ばれた少なくとも一種と、アルミナ
粉末とを含有することを特徴とする排気ガス浄化用触
媒。
2. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, containing the nitride powder, at least one selected from the group consisting of rhodium, platinum and palladium, and alumina powder. Exhaust gas purification catalyst.
【請求項3】 請求項1又は2記載の排気ガス浄化用触
媒において、該窒化物粉末と該アルミナ粉末との含有比
率が、粉末重量比率で3/7〜8/2の範囲であること
を特徴とする排気ガス浄化用触媒。
3. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1 or 2, wherein the content ratio of the nitride powder and the alumina powder is in the range of 3/7 to 8/2 in powder weight ratio. A characteristic exhaust gas purification catalyst.
【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、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一種を金属換算で1〜40
モル%、その残部としてジルコニウムを金属換算で60
〜99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。
4. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, further comprising 1 to 40 in terms of metal of one selected from the group consisting of cerium, neodymium and lanthanum.
Mol%, zirconium as the balance 60% in terms of metal
An exhaust gas purifying catalyst, which contains zirconium oxide in an amount of about 99 mol%.
【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、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一種を金
属換算で1〜40モル%、その残部としてセリウムを金
属換算で60〜99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。
5. An alumina containing the exhaust gas purifying catalyst according to claim 1 and further containing at least one selected from the group consisting of cerium, zirconium and lanthanum in a metal amount of 1 to 10 mol%. And 1 to 40 mol% of metal selected from the group consisting of zirconium, neodymium and lanthanum in terms of metal, and the balance thereof contains cerium oxide containing 60 to 99 mol% of cerium in terms of metal. Exhaust gas purification catalyst.
【請求項6】 請求項5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。
6. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 5,
Further, the exhaust gas purifying catalyst is characterized by containing at least one selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals.
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