JPH0929100A - エンジンの排気ガス浄化用触媒およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多孔質材層の細孔が閉塞されるコーキング現
象の発生を効果的に防止し、排気ガス中に含まれたＨＣ
成分等の未燃成分を吸着する多孔質材層の吸着機能を長
期間に亘り良好状態に維持する。 【解決手段】 エンジンの排気系に設置される排気ガス
浄化用触媒において、モノリス型担体１等からなる触媒
担体にゼオライト結晶等からなる多孔質材層３を担持さ
せ、この多孔質材層３に形成された細孔４の内部に、パ
ラジウム等の貴金属または酸化パラジウム等の貴金属酸
化物からなる触媒活性種６を担持させたエンジンの排気
ガス浄化用触媒およびその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気ガ
ス中に含まれる未燃成分等を浄化するエンジンの排気ガ
ス浄化用触媒およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来例】一般に、自動車等に搭載されたエンジンの排
気ガス中には、ＨＣ（炭化水素）およびＣＯ（一酸化炭
素）等の未燃成分が含まれているので、エンジンの排気
通路に貴金属等の触媒活性種を有する排気ガス浄化用触
媒を設置し、この排気ガス浄化用触媒によって上記未燃
成分の燃焼を促進させることにより、排気ガスを浄化さ
せることが行われているが、上記排気ガス浄化用触媒
は、排気ガス等により加熱されて所定の活性化温度、例
えば２５０°Ｃ以上にならないと、十分な触媒機能が得
られないという問題がある。特に、エンジンの始動直後
においては、排気ガス中のＨＣ濃度が高いので、このＨ
Ｃ成分を効果的に燃焼させて浄化することが望まれてい
る。

【０００３】このため、例えば特開平３−２６２５４１
号公報に示されるように、モノリス型の担体にゼオライ
ト層からなる多孔質材層を形成するとともに、プラチ
ナ、パラジウムおよびロジウム等からなる触媒活性種に
よって構成された酸化触媒を上記ＨＣ吸着材層に担持さ
せてなるエンジンの排気ガス浄化用触媒が提案されてい
る。

【０００４】上記排気ガス浄化用触媒は、図７に示すよ
うに、ゼオライト結晶からなる多孔質材層３の表面に触
媒活性種６の粉末を担持させることによって構成され、
エンジンの始動直後において触媒活性種が十分に加熱さ
れていない不活性状態にある場合に、エンジンの排気ガ
ス中に含まれた未燃成分を上記多孔質材層３の細孔４内
に吸着させることにより、大気中への未燃成分の放出を
防止し、かつ上記触媒活性種６が排気ガスにより加熱さ
れて活性化した後に、その触媒作用により多孔質材層３
の細孔４内から離脱した未燃成分を燃焼させて排気ガス
を浄化するように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記排気ガス浄化用触
媒は、多孔質材層３に形成された細孔４の奥深い位置に
ＨＣ等の未燃成分７が侵入すると、これを上記触媒活性
種６によって燃焼させることができないので、上記細孔
４が閉塞されるコーキング現象が発生して多孔質材層３
が有する未燃成分の吸着機能が損なわれ、長年の使用に
より排気ガスの浄化性能が低下することが避けられない
という問題がある。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、多孔質材層の細孔が閉塞されるコー
キング現象の発生を効果的に防止し、排気ガス中に含ま
れたＨＣ成分等の未燃成分を吸着する多孔質材層の吸着
機能を長期間に亘り良好状態に維持することができるエ
ンジンの排気ガス浄化用触媒およびその製造方法を提供
することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
エンジンの排気系に設置される排気ガス浄化用触媒であ
って、触媒担体に多孔質材層を担持させるとともに、こ
の多孔質材層に形成された細孔の内部に触媒活性種を担
持させたものである。

【０００８】この構成によれば、排気ガス中に含まれた
ＨＣ成分等の未燃成分が多孔質材層の細孔内に吸着され
た後、この細孔の内部に担持された触媒活性種が活性化
した時点で、上記未燃成分の燃焼が促進され、上記多孔
質材層の細孔が未燃成分によって閉塞されるコーキング
現象の発生が抑制されることになる。

【０００９】請求項２に係る発明は、上記請求項１記載
のエンジンの排気ガス浄化用触媒において、ＨＣ成分を
吸着する細孔が形成された多孔質材層を触媒担体に担持
させるとともに、ＨＣ成分を酸化する触媒活性種を多孔
質材層の細孔内に担持させたものである。

【００１０】この構成によれば、排気ガス中のＨＣ成分
が多孔質材層の細孔内に吸着された後、この細孔の内部
に担持された触媒活性種が活性化した時点で、上記ＨＣ
成分の燃焼が促進され、上記細孔がＨＣ成分によって閉
塞されるコーキング現象の発生が抑制されることにな
る。

【００１１】請求項３に係る発明は、上記請求項１また
は２記載のエンジンの排気ガス浄化用触媒において、ゼ
オライト結晶からなる多孔質材層を触媒担体に担持させ
たものである。

【００１２】この構成によれば、耐熱性および未燃成分
の吸着性が優れた上記ゼオライト結晶によって多孔質材
層が形成されているため、この多孔質材層が熱劣化する
ことに起因して未燃成分の吸着性能が低下することが効
果的に防止されつつ、エンジンの始動直後に多量に排出
されたＨＣ成分等の未燃成分が効果的に上記多孔質材層
に吸着されることになる。

【００１３】請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３
のいずれかに記載のエンジンの排気ガス浄化用触媒にお
いて、パラジウム、ロジウムまたはプラチナの少なくと
も一種もしくはその酸化物からなる触媒活性種を多孔質
材層の細孔内に担持させたものである。

【００１４】この構成によれば、上記パラジウム等から
なる触媒活性種の触媒作用により、多孔質材層の細孔内
に吸着されたＨＣ成分等の未燃成分が効果的に燃焼させ
られ、上記多孔質材層の細孔が未燃成分によって閉塞さ
れることが確実に防止されることになる。

【００１５】請求項５に係る発明は、エンジンの排気系
に設置される排気ガス浄化用触媒の製造方法であって、
多孔質材層を構成するゼオライト結晶と、触媒活性種を
構成する貴金属化合物とを含有する溶液を減圧下で撹拌
した後、この溶液を乾燥させてゼオライト結晶と貴金属
化合物とからなる触媒粉末を生成し、この触媒粉末にバ
インダーを加えることにより生成したスラリーを触媒担
体に付着させて焼成することにより、上記ゼオライト結
晶からなる多孔質材層を触媒担体に担持させるととも
に、貴金属からなる触媒活性種を多孔質材層の細孔内に
担持させるように構成したものである。

【００１６】この請求項５記載の発明によれば、ゼオラ
イト結晶と貴金属化合物とを含有する溶液が減圧下で撹
拌されることにより、上記ゼオライト結晶の空洞部内等
に保持された空気が外部に導出されてこの空洞部内等に
上記溶液が浸透し、この溶液中の貴金属化合物が焼成さ
れることにより生成される貴金属が均一に分散した状態
で多孔質材層の細孔内に担持されることになる。

【００１７】請求項６に係る発明は、上記請求項５記載
のエンジンの排気ガス浄化用触媒の製造方法において、
ゼオライト結晶と貴金属化合物とを含有する溶液を２０
トール以下の減圧下で３０分間以上に亘って撹拌するよ
うに構成したものである。

【００１８】この請求項６記載の発明によれば、ゼオラ
イト結晶と貴金属化合物とを含有する溶液が上記減圧下
で撹拌されることにより、上記ゼオライト結晶の空洞部
内等に保持された空気が確実に外部に導出され、この空
洞部内等に上記溶液が効果的に浸透してこの溶液中の貴
金属化合物が均一に分散した状態で上記ゼオライト結晶
に担持されることになる。

【００１９】請求項７に係る発明は、エンジンの排気系
に設置される排気ガス浄化用触媒の製造方法であって、
触媒担体にゼオライト結晶からなる多孔質材層を担持さ
せた後、この触媒担体を貴金属化合物溶液に浸漬して減
圧状態とすることにより、この貴金属化合物溶液を上記
多孔質材層の細孔内に拡散させて付着させた後、上記貴
金属化合物を焼成して貴金属からなる触媒活性種を上記
細孔の内部に担持させるように構成したものである。

【００２０】この請求項７記載の発明によれば、ゼオラ
イト結晶からなる多孔質材層が担持された触媒担体を貴
金属化合物を含有する溶液中に含浸して減圧状態とする
ことにより、多孔質材層の細孔中に保持された空気が外
部に導出されてこの細孔内に上記溶液が確実に浸透し、
上記貴金属化合物を焼成することによって生成される貴
金属が均一に分散した状態で上記細孔の内部に担持され
ることになる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明に係る
エンジンの排気ガス浄化用触媒の実施形態を示してい
る。この排気ガス浄化用触媒は、エンジンから排出され
た排気ガスが導入される複数の貫通孔２を有するモノリ
ス型担体１と、上記貫通孔２の内壁面に担持された多孔
質材層３とを有し、この多孔質材層３に形成された細孔
４の内部および多孔質材層３の表面には、助触媒５と、
触媒活性種６とが担持されている。

【００２２】上記多孔質材層３は、排気ガス中に含まれ
たＨＣ（炭化水素）またはＣＯ（一酸化炭素）等の未燃
成分が吸着される多数の細孔４を有し、かつ所定の耐熱
性を有する多孔質体であれば、その材質は問わない。こ
の多孔質材層３としてゼオライト結晶を使用する場合、
ケイバン比が任意の値のものを使用することができる
が、各種のＨＣ成分を効果的に吸着するためには、細孔
４の孔径が所定値以上に形成されたＦＡＵ型ゼオライト
（Ｙ型ゼオライト）、ＭＦＩ型ゼオライト（ＺＳＭ５）
またはβ型ゼオライトを使用することが望ましい。

【００２３】また、上記助触媒５は、酸素吸蔵能力を有
する酸化セリウム（ＣｅＯ₂）の粒子からなり、多孔質
材層３から離脱したＨＣ成分等および細孔４内に吸着さ
れたＨＣ成分等を酸化させるための酸素を供給するよう
に構成されている。

【００２４】上記触媒活性種６は、パラジウム（Ｐ
ｄ）、プラチナ（Ｐｔ）またはロジウム（Ｒｈ）等の貴
金属またはその酸化物の粒子からなり、これらの粒子が
単独または複合状態で、上記助触媒５とともに多孔質材
層３の細孔４の内部に担持されている。また、上記多孔
質材層３、助触媒５および触媒活性種６からなる触媒の
モノリス型担体１に対する担持量は、この担体１に対す
る上記触媒の重量比が３５〜４０重量％の範囲内となる
ように設定されている。

【００２５】上記排気ガス浄化用触媒の製造方法の実施
形態について以下に説明する。まず、上記多孔質材層３
を構成するゼオライト結晶と、助触媒５の原材料となる
硝酸セリウム（Ｃｅ（ＮＯ₃）₃）と、触媒活性種６の原
材料となる硝酸パラジウム（Ｐｄ（ＮＯ₃）₂）とを含有
する水溶液を密閉容器内に充填し、真空ポンプで容器内
の空気を外部に導出する等により、３０トール（Ｔｏｒ
ｒ）以下に減圧する。この状態で、上記水溶液を撹拌装
置で３０分間以上に亘り撹拌した後、この水溶液を濾過
して濾過物を乾燥させることにより、上記ゼオライト結
晶と、その空洞部内等に付着した硝酸セリウム粒子およ
び硝酸パラジウム粒子とからなる触媒粉末を形成する。

【００２６】そして、上記触媒粉末にバインダーとなる
２０ｗｔ％の水和アルミナまたはシリカゾルと、適量の
水とを加えることによってスラリーを調製した後、耐熱
製金属材またセラミックス材等によって形成されたモノ
リス型担体１を上記スラリーに浸漬し、モノリス担体１
の透孔２に上記スラリーを付着させる。

【００２７】そして、余分なスラリーをエアブローによ
って吹き飛ばした後、モノリス型担体１に付着したスラ
リーを５００°Ｃ程度の温度で約１時間に亘って焼成す
ることにより、モノリス型担体１に形成された各貫通孔
２の内壁面に、多数の細孔４を有するゼオライト結晶か
らなる多孔質材層３を担持させる。

【００２８】また、上記多孔質材層３の表面および上記
細孔４の内部、つまり上記ゼオライト結晶の表面および
空洞部の壁面等に付着した硝酸セリウム粒子および硝酸
パラジウム粒子を焼成することにより、粒径の小さい酸
化セリウム粒子からなる助触媒粒子５と、パラジウム粒
子からなる触媒活性種６とを上記多孔質材層３の表面お
よび細孔４の内部に担持させてなる排気ガス浄化装置を
製造する。

【００２９】以上のようにして製造された本発明に係る
排気ガス浄化用触媒に、模擬ガスを供給することによ
り、上記排気ガス浄化用触媒に設けられた多孔質材層３
の細孔４が、ＨＣ成分によって閉塞されるコーキング現
象の発生状態を確認する第１実験例について以下に説明
する。

【００３０】この実験には、２５ｍｇの容量を有するモ
ノリス型担体１に、ケイバン比が３０に設定されたＦＡ
Ｕ型ゼオライトと、硝酸セリウムと、硝酸パラジウムと
を含有する水溶液を、２０トールの減圧下で約４時間に
亘り撹拌した後、上記水溶液を濾過してその濾過物を乾
燥させることにより生成した触媒粉末を、ウォッシュコ
ート法でモノリス型担体１に担持させて焼成することに
より、上記ゼオライト結晶からなる多孔質材層３を形成
するとともに、上記多孔質材層３の細孔４内に酸化セリ
ウム粒子からなる助触媒５と、パラジウム粒子からなる
触媒活性種６とを担持させ、かつ上記モノリス型担体１
に対する触媒担持量を３５〜４０ｗｔ％に設定してなる
ものを使用した。

【００３１】また、上記第１実験例に使用する模擬ガス
は、１６５５ｐｐｍＣのトルエン（Ｃ₇Ｈ₈）と、０．２
％の水素（Ｈ₂）と、０．１％の窒素酸化物（ＮＯｘ）
と、０．６％の酸素（Ｏ₂）と、０．６％の一酸化酸素
（ＣＯ）と、１３．９％の二酸化炭素（ＣＯ₂）と、バ
ランス用の窒素ガス（Ｎ₂）とからなり、Ａ／Ｆが１
４．７の前後に設定されたものを使用した。なお、上記
模擬排気ガス中に含まれるＨＣ成分の濃度を示す単位ｐ
ｐｍＣは、各種のＨＣ成分を一価の炭素成分に換算した
値である。例えば上記模擬排気ガス中に２３６．４ｐｐ
ｍのトルエン（Ｃ₇H₈）が含まれている場合に、これを
上記単位で表すと、約１６５５ｐｐｍＣとなる。

【００３２】そして、上記のように構成された本発明の
実施例に係る排気ガス浄化用触媒を定圧固定床流通式反
応装置に設置し、上記模擬排気ガスを５５０００ｈ^-1の
空間速度（ＳＶ）で供給することにより、多孔質材層３
に吸着されたトルエンの吸着量を測定する実験を行った
ところ、以下のようなデータが得られた。

【００３３】すなわち、室温において上記模擬ガス中の
トルエンを多孔質材層３の細孔４に吸着させた後、雰囲
気温度を毎分１０°Ｃずつ上昇させて２００°Ｃまで昇
温し、上記細孔４から離脱したトルエン量を測定するこ
とにより、上記実施例のトルエンの吸着量を求めるとと
もに、この実施例に係る排気ガス浄化用触媒をＨＣ気流
中で約２時間処理した後、同様の実験を行ってトルエン
の吸着量を求めたところ、本発明の実施例では、下記の
表１に示すように、ＨＣ気流処理の前後でトルエンの吸
着量が１２１．３ｍｇから１１９．７ｍｇに僅かに低下
しただけであった。

【００３４】

【表１】

【００３５】これに対して、上記ゼオライト結晶と、硝
酸パラジウムと、硝酸セリウムとを含有する水溶液を減
圧することなく、常圧で撹拌した点を除いて上記実施例
と同様にして製造された比較例に対し、同様の実験を行
ったところ、表１に示すように、上記ＨＣ気流処理前
に、１０８．５ｍｇであったトルエンの吸着量が上記Ｈ
Ｃ気流処理後に、５２．６ｍｇとなり、トルエンの吸着
量が大幅に減少した。

【００３６】この第１実験例のデータから、減圧下で上
記水溶液の撹拌を行った本発明の実施例では、多孔質材
層３の細孔４内に触媒活性種６が担持されているため、
細孔４内に吸着されたＨＣ成分を効果的に燃焼させるこ
とができ、上記コーキング現象の発生を抑制してＨＣ成
分の吸着機能を良好状態に維持できるのに対し、常圧下
で上記水溶液の撹拌を行った比較例では、多孔質材層３
の細孔４内に触媒活性種６が担持されていないため、細
孔４内に吸着されたＨＣ成分を効果的に燃焼させること
ができず、コーキング現象が発生して多孔質材層３のＨ
Ｃ成分の吸着性能が大幅に低下するのを避けられないこ
とが確認された。

【００３７】また、排気ガス浄化用触媒の熱劣化状態を
確認する第２実験例について以下に説明する。すなわ
ち、上記実施例および比較例に係る排気ガス浄化用触媒
を９００°Ｃの温度で約５０時間に亘り大気中で加熱す
る熱処理を行い、その前後でＨＣ成分の吸着量がどのよ
うに変化したかを測定する実験を行ったところ、下記の
表２に示すようなデータが得られた。

【００３８】

【表２】

【００３９】このデータから、多孔質材層３の細孔４内
に触媒活性種６が担持された本発明の実施例では、トル
エンの吸着量が１２１．３ｍｇから１０５．０ｍｇに僅
かに低下しただけであり、排気ガス浄化用触媒が上記熱
処理によってほとんど劣化していないのに対し、多孔質
材層３の細孔４内に触媒活性種６が担持されていない上
記比較例では、トルエンの吸着量が１０８．５ｍｇから
８９．０ｍｇに低下し、排気ガス浄化用触媒が上記熱処
理によって顕著に劣化したことが確認された。

【００４０】また、ＨＣ成分の浄化率と温度との関係が
上記熱処理の前後でどのように変化するかを測定したと
ころ、図３および図４に示すようなデータが得られた。
このデータから上記熱処理の前および後のいずれにおい
ても、本発明の実施例では比較例に比べてＨＣ成分の浄
化性能が優れていることが確認された。特に、本発明の
実施例では、低温領域における浄化性能が比較的良好に
維持されているのに対し、比較例では、低温領域の浄化
性能が上記熱処理後に著しく悪化していることが確認さ
れた。

【００４１】例えば、本発明の実施例では、上記ＨＣ成
分の浄化率が５０％となる温度、つまりＨＣ成分の半減
化温度が熱処理前に１５９°Ｃであったのが熱処理後に
１８７°Ｃに上昇したにすぎないのに対し、比較例で
は、上記半減化温度が熱処理前に１７１°Ｃであったの
が熱処理後に２２７°Ｃに上昇し、ＨＣ成分の浄化率が
顕著に低下している。このことから、本発明の実施例で
は、比較例に比べて熱劣化を生じにくいことが分かる。

【００４２】上記のようにエンジンの排気ガス浄化用触
媒において、モノリス型担体１からなる触媒担体に担持
された多孔質材層３の細孔４内に、パラジウム粒子等の
貴金属またはその酸化物からなる触媒活性種６を担持さ
せるように構成したため、エンジンの冷間時に上記細孔
４に吸着されたＨＣ成分を、排気ガス等により加熱され
て活性化した上記触媒活性種６の触媒作用により、効果
的に酸化して燃焼させることができる。

【００４３】したがって、上記細孔４の奥深い位置に吸
着されたＨＣ成分によって細孔４が閉塞されるコーキン
グ現象の発生を効果的に防止することができるととも
に、上記排気ガス浄化用触媒の熱劣化を効果的に抑制
し、上記ＨＣ成分の吸着機能および排気ガスの浄化性能
を長期間に亘り良好状態に維持することができる。

【００４４】なお、本発明に係るエンジンの排気ガス浄
化用触媒は、トルエン等からなるＨＣ成分を浄化する排
気ガスの浄化装置に限られず、一酸化炭素またはＮＯｘ
等の浄化装置に適用可能であるが、上記ＨＣ成分の浄化
装置として使用した場合には、エンジンの冷間時に多量
に排出されたＨＣ成分を上記多孔質材層３の細孔４に吸
着させ、触媒活性種６の温度が上昇して活性化した時点
で、上記ＨＣ成分を燃焼させることにより、排気ガスを
効果的に浄化できるという利点がある。

【００４５】また、上記実施形態では、耐熱性およびＨ
Ｃ吸着性が優れたゼオライト結晶によって上記多孔質材
層３を形成したため、エンジンの始動直後に多量に排出
されたＨＣ成分を上記多孔質材層３の細孔４に効果的に
吸着させることができるとともに、この多孔質材層３の
熱劣化を効果的に防止して長期間に亘り上記ＨＣ成分の
吸着性能を良好状態に維持することができる。

【００４６】上記触媒活性種６は、上記実施形態に示さ
れた貴金属酸化物に限定されることなく、排気ガス中の
浄化成分に対応した種々のものを使用することが可能で
あるが、上記実施形態に示すようにパラジウム、プラチ
ナまたはロジウムを単独または複合したもの、もしくは
その酸化物を使用した場合には、優れた触媒機能を有し
ているために排気ガスを効果的に浄化することができ
る。また、上記パラジウム等は、その粒径が小さいため
にこれを上記細孔４内に均一に分散させた状態で担持さ
せることができる。

【００４７】さらに、上記実施例では、酸素吸蔵能力を
有する酸化セリウム粒子からなる助触媒５と、パラジウ
ム粒子等からなる触媒活性種６とを多孔質材層３の細孔
内に担持させたため、上記助触媒５から放出される酸素
と、触媒活性種６による触媒作用とにより、上記多孔質
材層３の細孔４内に吸着されたＨＣ成分を、より効果的
に燃焼させることができる。なお、上記排気ガス浄化装
置の浄化機能を長期間に亘り良好状態に維持するために
は、上記触媒活性種６の熱劣化を抑制する機能を有する
ネオジウム粒子を上記多孔質材層３の細孔４内に担持さ
せることが望ましい。

【００４８】また、上記実施形態では、排気ガスが導入
される複数の貫通孔２を有するモノリス型担体１からな
る触媒担体が設けられたモノリス型排気ガス浄化装置つ
いて説明したが、ペレット状の触媒担体に多孔質材層を
担持させてなるペット型排気ガス浄化装置においても本
発明を適用可能である。

【００４９】また、上記実施形態に係る排気ガス浄化装
置の製造方法によれば、上記ゼオライト結晶と、貴金属
化合物とを含有する水溶液を減圧下で撹拌するように構
成したため、大型の装置を使用することなく上記ゼオラ
イト結晶の空洞内等に保持された空気を効果的に外部に
導出させてこの空洞内等に上記水溶液を浸透させること
ができるとともに、上記水溶液を濾過してその濾過物を
乾燥させることにより、ゼオライト結晶の空洞内等に上
記水溶液中の貴金属化合物を付着させてなる触媒粉末を
容易に生成することができる。

【００５０】そして、上記触媒粉末にバインダーを加え
てなるスラリーをウォッシュコート法によりモノリス型
担体１の透孔２に含浸させた後、上記スラリーを焼成す
ることにより、上記ゼオライト結晶からなる多孔質材層
３をモノリス型担体に担持させるのと同時に、上記貴金
属化合物を還元して、貴金属酸化物からなる触媒活性種
６を多孔質材層３の細孔４内に均一に分散させた状態で
担持させることができる。したがって、上記触媒活性種
６が活性化した時点で、多孔質材層３の細孔４に吸着さ
れたＨＣ成分を効果的に燃焼させて外部に導出させ、上
記細孔４がＨＣ成分によって閉塞されるコーキングの発
生を効果的に防止できる排気ガス浄化装置を容易に製造
することができる。

【００５１】また、上記ゼオライト結晶と、貴金属化合
物とを含有する溶液の減圧状態および撹拌時間と、ＨＣ
成分の浄化性能との関係、つまり上記溶液の減圧状態ま
たは撹拌時間が変化すると、これに応じて上記多孔質材
層３に対する触媒活性種６の担持状態が変化して上記浄
化性能が変化するため、これらの関係を確認する第３，
第４実験例について以下に説明する。

【００５２】すなわち、上記溶液の撹拌時間を４時間に
設定するとともに、その減圧状態を種々に変化させて生
成した触媒粉末をそれぞれ触媒担体に担持させることに
より製造した排気ガス浄化装置の各実施例において、上
記ＨＣ成分の浄化率が５０％となる温度、つまりＨＣ成
分の半減化温度を測定する実験を行ったところ、図５に
示すようなデータが得られた。この第３実験例のデータ
から、上記撹拌時の圧力が３０トールを越えた場合に、
ＨＣ成分の半減化温度が急激に上昇してＨＣ成分の浄化
性能が顕著に低下することが確認された。したがって、
上記ＨＣ成分の半減化温度を適正温度に設定するために
は、上記溶液を３０トール以下の減圧下で撹拌すること
が望ましい。

【００５３】また、上記減圧状態を２０トールに設定す
るとともに、上記溶液の撹拌時間を種々変化させて生成
した種々の触媒粉末を触媒担体に担持させることにより
製造した排気ガス浄化装置の各実施例において、上記Ｈ
Ｃ成分の半減化温度を測定する実験を行ったところ、図
６に示すようなデータが得られた。この第４実験例のデ
ータから、上記撹拌時間を３０分未満に設定した場合
に、ＨＣ成分の半減化温度が急激に上昇してＨＣ成分の
浄化性能が顕著に低下すること確認された。したがっ
て、上記ＨＣ成分の半減化温度を適正温度に設定するた
めには、上記撹拌時間を３０分以上に設定することが望
ましい。

【００５４】なお、上記実施例では、ゼオライト結晶お
よび硝酸パラジウム粒子からなる貴金属化合物を水に溶
解させてなる溶液を減圧下で撹拌することにより、触媒
粉末を生成するようにしているが、この溶液の容質とし
て酢酸パラジウム等および硫酸酸パラジウム等の貴金属
化合物を使用し、あるいは上記溶液の容媒としてエタノ
ール、エーテル等を使用するように構成してもよい。

【００５５】また、上記排気ガス浄化用触媒の製造方法
の実施形態に代え、モノリス型担体１等からなる触媒担
体に、ゼオライト結晶からなる多孔質材層３を担持させ
た後、密閉容器内に充填された貴金属化合物溶液中に、
上記触媒担体を浸漬して２０トール程度の減圧状態とす
ることにより、この貴金属化合物溶液を上記多孔質材層
３の細孔４内に拡散させて付着させた後、上記貴金属化
合物することにより、この貴金属またはその酸化物から
なる触媒活性種６を上記細孔４の内部に担持させるよう
に構成してもよい。

【００５６】このように構成した場合には、コーキング
現象の発生し易い位置、つまり上記多孔質材層３の表面
部に位置する細孔４内に上記触媒活性種６を重点的に担
持させることができるため、この触媒活性種６の担持量
を必要以上に増大させることなく、上記細孔４内に吸着
されたＨＣ成分等を上記触媒活性種６により燃焼させて
コーキング現象の発生を抑制する効果が得られることな
る。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明は、触媒担体に担持された多孔質材層の細孔内に触媒
活性種を担持させるように構成したため、エンジンの冷
間時に上記細孔に吸着されたＨＣ成分等を、上記触媒活
性種が活性化した時点でその触媒作用により効果的に酸
化して燃焼させることができる。したがって、上記細孔
の奥深い位置に吸着されたＨＣ成分等によりこの細孔が
閉塞されるコーキング現象の発生を効果的に防止するこ
とができるとともに、上記排気ガス浄化用触媒の熱劣化
を効果的に抑制し、上記ＨＣ成分の吸着機能および排気
ガスの浄化性能を長期間に亘り良好状態に維持できると
いう利点がある。

【００５８】また、請求項２に係る発明は、ＨＣ成分を
吸着する細孔が形成された多孔質材層と、ＨＣ成分を酸
化する触媒活性種とを設けたため、エンジンの冷間時に
多量に排出されたＨＣ成分を上記多孔質材層の細孔に吸
着させて上記ＨＣ成分が外部に排出されるのを効果的に
防止できるとともに、上記触媒活性種が活性化した時点
で上記ＨＣ成分の燃焼を促進することにより、コーキン
グ現象の発生を確実に防止することができる。

【００５９】また、請求項３に係る発明は、耐熱性およ
びＨＣ吸着性等が優れたゼオライト結晶によって多孔質
材層を形成したため、エンジンの始動直後に多量に排出
されたＨＣ成分等を上記多孔質材層に効果的に吸着させ
ることができるとともに、このＨＣ吸着材層の熱劣化を
防止してＨＣ成分等の吸着性能を長期間に亘り良好状態
に維持することができる。

【００６０】また、請求項４に係る発明は、パラジウ
ム、プラチナまたはロジウムの少なくとも一種もしくは
その酸化物からなる触媒活性種を多孔質材層の細孔内に
担持させるように構成したため、上記触媒活性種を多孔
質材層の細孔内に均一に分散させた状態で担持させるこ
とができるとともに、排気ガス中のＨＣ成分等を上記触
媒活性種によって効果的に浄化できるという利点があ
る。

【００６１】また、請求項５に係る発明は、ゼオライト
結晶と、貴金属化合物とを含有する溶液を減圧下で撹拌
した後、この溶液を乾燥させることにより上記ゼオライ
ト結晶と貴金属化合物とからなる触媒粉末を生成し、こ
の触媒粉末にバインダーを加えることによって生成した
スラリーを触媒担体に付着させて焼成することにより、
上記ゼオライト結晶からなる多孔質材層を触媒担体に担
持させるとともに、貴金属からなる触媒活性種を多孔質
材層の細孔内に担持させるように構成したため、上記溶
液の撹拌時に、ゼオライト結晶の空洞内等に保持された
空気を効果的に外部に導出させてこの空洞内等に上記溶
液を浸透させることができる。

【００６２】したがって、上記多孔質材層の細孔内に触
媒活性種を均一に分散させた状態で担持させることがで
き、この触媒活性種により上記細孔に吸着されたＨＣ成
分等を確実に燃焼させて上記コーキング現象の発生を効
果的に防止できる排気ガス浄化装置を容易に製造できる
という利点がある。

【００６３】また、請求項６に係る発明は、上記ゼオラ
イト結晶と貴金属化合物とを含有する溶液を２０トール
以下の減圧下で３０分間以上に亘って撹拌するように構
成したため、上記ゼオライト結晶の空洞内等に保持され
た空気を確実に外部に導出させて上記空洞内等に上記溶
液を浸透させ、上記貴金属化合物を焼成することによっ
て生成される触媒活性種を、ゼオライト結晶からなる多
孔質材層の細孔内に均一に分散させた状態で担持させる
ことができる。

【００６４】また、請求項７に係る発明は、触媒担体に
ゼオライト結晶からなる多孔質材層を担持させた後、上
記触媒担体を貴金属化合物溶液に浸漬して減圧状態とす
ることにより、この貴金属化合物溶液を上記多孔質材層
の細孔内に拡散させて付着させた後、上記貴金属化合物
を焼成して貴金属からなる触媒活性種を上記細孔の内部
に担持させるように構成したため、多孔質材層の細孔に
ＨＣ成分等が吸着されてコーキング現象が発生し易い位
置に上記触媒活性種を担持させてなる排気ガス浄化装置
を容易に製造できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排気ガス浄化用触媒の実施例を示
す全体説明図である。

【図２】排気ガス浄化用触媒の要部を示す部分拡大図説
明図である。

【図３】排気ガス浄化用触媒を熱処理する前のＨＣ成分
の浄化率と温度との対応関係を示すグラフである。

【図４】排気ガス浄化用触媒を熱処理した後のＨＣ成分
の浄化率と温度との対応関係を示すグラフである。

【図５】溶液の減圧状態と排気ガスの浄化率との対応関
係を示すグラフである。

【図６】溶液の撹拌時間と排気ガスの浄化率との対応関
係を示すグラフである。

【図７】排気ガス浄化用触媒の従来例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ モノリス型担体（触媒担体） ３ 多孔質材層 ４ 細孔 ６ 触媒活性種

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 京極 誠 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの排気系に設置される排気ガス
   浄化用触媒であって、触媒担体に多孔質材層を担持させ
   るとともに、この多孔質材層に形成された細孔の内部に
   触媒活性種を担持させたことを特徴とするエンジンの排
   気ガス浄化用触媒。
2. 【請求項２】 ＨＣ成分を吸着する細孔が形成された多
   孔質材層を触媒担体に担持させるとともに、ＨＣ成分を
   酸化する触媒活性種を多孔質材層の細孔内に担持させた
   ことを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気ガス浄
   化用触媒。
3. 【請求項３】 ゼオライト結晶からなる多孔質材層を触
   媒担体に担持させたことを特徴とする請求項１または２
   記載のエンジンの排気ガス浄化用触媒。
4. 【請求項４】 パラジウム、ロジウムまたはプラチナの
   少なくとも一種もしくはその酸化物からなる触媒活性種
   を多孔質材層の細孔内に担持させたことを特徴とする請
   求項１〜３のいずれかに記載のエンジンの排気ガス浄化
   用触媒。
5. 【請求項５】 エンジンの排気系に設置される排気ガス
   浄化用触媒の製造方法であって、多孔質材層を構成する
   ゼオライト結晶と、触媒活性種を構成する貴金属化合物
   とを含有する溶液を減圧下で撹拌した後、この溶液を乾
   燥させてゼオライト結晶と貴金属化合物とからなる触媒
   粉末を生成し、この触媒粉末にバインダーを加えること
   により生成したスラリーを触媒担体に付着させて焼成す
   ることにより、上記ゼオライト結晶からなる多孔質材層
   を触媒担体に担持させるとともに、貴金属からなる触媒
   活性種を多孔質材層の細孔内に担持させるように構成し
   たことを特徴とするエンジンの排気ガス浄化用触媒の製
   造方法。
6. 【請求項６】 ゼオライト結晶と貴金属化合物とを含有
   する溶液を２０トール以下の減圧下で３０分間以上に亘
   って撹拌するように構成したことを特徴とする請求項５
   記載のエンジンの排気ガス浄化用触媒の製造方法。
7. 【請求項７】 エンジンの排気系に設置される排気ガス
   浄化用触媒の製造方法であって、触媒担体にゼオライト
   結晶からなる多孔質材層を担持させた後、この触媒担体
   を貴金属化合物溶液に浸漬して減圧状態とすることによ
   り、この貴金属化合物溶液を上記多孔質材層の細孔内に
   拡散させて付着させた後、上記貴金属化合物を焼成して
   貴金属からなる触媒活性種を上記細孔の内部に担持させ
   るように構成したことを特徴とするエンジンの排気ガス
   浄化用触媒の製造方法。