JPH0966223A - 排気ガス浄化用触媒システム及び排気ガスの浄化方法 - Google Patents
排気ガス浄化用触媒システム及び排気ガスの浄化方法Info
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- JPH0966223A JPH0966223A JP7248639A JP24863995A JPH0966223A JP H0966223 A JPH0966223 A JP H0966223A JP 7248639 A JP7248639 A JP 7248639A JP 24863995 A JP24863995 A JP 24863995A JP H0966223 A JPH0966223 A JP H0966223A
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- exhaust gas
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸素過剰条件下の排気ガス中の窒素酸化物
を、幅広い温度範囲にわたって有効に除去し、高温にお
いても優れた耐久性を有する触媒システム、及び該触媒
システムを利用する排気ガスの浄化方法を提供する。
【解決手段】 排気ガスの流路に配置される排気ガス浄
化用触媒システムであって、 金属炭化物及び金属窒化
物からなる群より選ばれた少なくとも1種よりなる担体
にイリジウム及びアルカリ金属等を担持させてなる触媒
を含有し、前記排気ガスの流路に配される触媒含有層
(A)と、 活性アルミナに銀含有活性成分を担持させ
てなる触媒を含有し、前記排気ガスの流路の前記触媒含
有層(A)の下流側に配される触媒含有層(B)と、の
少なくとも2段の触媒含有層を有する、排気ガス浄化用
触媒システム。
を、幅広い温度範囲にわたって有効に除去し、高温にお
いても優れた耐久性を有する触媒システム、及び該触媒
システムを利用する排気ガスの浄化方法を提供する。
【解決手段】 排気ガスの流路に配置される排気ガス浄
化用触媒システムであって、 金属炭化物及び金属窒化
物からなる群より選ばれた少なくとも1種よりなる担体
にイリジウム及びアルカリ金属等を担持させてなる触媒
を含有し、前記排気ガスの流路に配される触媒含有層
(A)と、 活性アルミナに銀含有活性成分を担持させ
てなる触媒を含有し、前記排気ガスの流路の前記触媒含
有層(A)の下流側に配される触媒含有層(B)と、の
少なくとも2段の触媒含有層を有する、排気ガス浄化用
触媒システム。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関、ボイラー、
ガスタービン等から排出される排気ガス、特に過剰酸素
が共存する排気ガス中の窒素酸化物(NOx)を有効に
除去し得る排気ガス浄化用触媒及び排気ガスの浄化方法
に関するものである。
ガスタービン等から排出される排気ガス、特に過剰酸素
が共存する排気ガス中の窒素酸化物(NOx)を有効に
除去し得る排気ガス浄化用触媒及び排気ガスの浄化方法
に関するものである。
【0002】
【発明の属する技術分野】内燃機関等から排出されるN
Oxは、光化学スモッグや酸性雨の原因となり、その発
生源からの除去が緊急の課題である。近年、地球温暖化
防止に向け、二酸化炭素(CO2 )の排出抑制が求めら
れている。そこで、化学量論量に相当する空燃比(A/
F=14.6)よりも大きな空燃比でガソリンを燃焼さ
せることによりガソリンの消費(すなわち、CO2 の排
出)を抑える稀薄燃焼(リーンバーン)エンジンが注目
されている。同様に、近年、ガスエンジンやガスタービ
ンなどにも稀薄燃焼方式が採用されつつある。また、デ
ィーゼルエンジンやボイラーなども稀薄燃焼である。
Oxは、光化学スモッグや酸性雨の原因となり、その発
生源からの除去が緊急の課題である。近年、地球温暖化
防止に向け、二酸化炭素(CO2 )の排出抑制が求めら
れている。そこで、化学量論量に相当する空燃比(A/
F=14.6)よりも大きな空燃比でガソリンを燃焼さ
せることによりガソリンの消費(すなわち、CO2 の排
出)を抑える稀薄燃焼(リーンバーン)エンジンが注目
されている。同様に、近年、ガスエンジンやガスタービ
ンなどにも稀薄燃焼方式が採用されつつある。また、デ
ィーゼルエンジンやボイラーなども稀薄燃焼である。
【0003】しかし、このような、稀薄燃焼方式の内燃
機関から排出される排気ガスは、含有される酸素(正確
には、酸素と酸化剤として作用する窒素酸化物との合
計)の量が含有される炭化水素等の還元性成分に対し化
学量論量より過剰に存在する。このように過剰酸素が存
在する排気ガス中のNOx の処理には従来の自動車排気
ガス処理用三元触媒(TWC)は有効ではない。
機関から排出される排気ガスは、含有される酸素(正確
には、酸素と酸化剤として作用する窒素酸化物との合
計)の量が含有される炭化水素等の還元性成分に対し化
学量論量より過剰に存在する。このように過剰酸素が存
在する排気ガス中のNOx の処理には従来の自動車排気
ガス処理用三元触媒(TWC)は有効ではない。
【0004】そこで、過剰酸素共存下の排気ガス中のN
Ox を除去するための触媒として、銅イオン交換ゼオラ
イト触媒(例えば特開昭63−100919号公報)、
貴金属イオン交換ゼオライト触媒(例えば特開平1−1
35541号公報)、貴金属担持多孔質金属酸化物触媒
(例えば特開平3−221144号公報)が報告されて
いる。
Ox を除去するための触媒として、銅イオン交換ゼオラ
イト触媒(例えば特開昭63−100919号公報)、
貴金属イオン交換ゼオライト触媒(例えば特開平1−1
35541号公報)、貴金属担持多孔質金属酸化物触媒
(例えば特開平3−221144号公報)が報告されて
いる。
【0005】本出願人の一方は先に、金属炭化物及び金
属窒化物から選ばれる少なくとも一種からなる担体にI
rを含有する触媒が、過剰酸素共存下でもNOxに対す
る炭化水素による還元選択性を高めることを見いだした
(特開平6−31173号公報)。また、本出願人の他
方も先に、酸素過剰雰囲気下で炭化水素を還元剤として
アルミナに銀を含有する触媒を用いるとNOx 還元反応
が選択的に進行することを見出した(特開平4−281
844号公報)。
属窒化物から選ばれる少なくとも一種からなる担体にI
rを含有する触媒が、過剰酸素共存下でもNOxに対す
る炭化水素による還元選択性を高めることを見いだした
(特開平6−31173号公報)。また、本出願人の他
方も先に、酸素過剰雰囲気下で炭化水素を還元剤として
アルミナに銀を含有する触媒を用いるとNOx 還元反応
が選択的に進行することを見出した(特開平4−281
844号公報)。
【0006】最近では、排気ガス流入側に多孔質の無機
酸化物に銀又は銀酸化物を担持した触媒を、排気ガス流
出側に多孔質の無機酸化物にPt、Rh、Irからなる
群より選ばれた少なくとも1種を担持した触媒を配置し
たり(特開平6−142523号公報)、排気ガス流入
側に結晶性シリケート又は多孔質物質にIrを含有した
触媒を、排気ガス流出側に高比表面積の材料にPt、P
d、Rh、Ruよりなる群から選ばれた1種以上を含有
する酸化触媒を配置したデュアルベットシステムが報告
されている(特開平7−136463号公報)。
酸化物に銀又は銀酸化物を担持した触媒を、排気ガス流
出側に多孔質の無機酸化物にPt、Rh、Irからなる
群より選ばれた少なくとも1種を担持した触媒を配置し
たり(特開平6−142523号公報)、排気ガス流入
側に結晶性シリケート又は多孔質物質にIrを含有した
触媒を、排気ガス流出側に高比表面積の材料にPt、P
d、Rh、Ruよりなる群から選ばれた1種以上を含有
する酸化触媒を配置したデュアルベットシステムが報告
されている(特開平7−136463号公報)。
【0007】
【発明の解決すベき課題】しかしながら、前記各浄化触
媒及び浄化方法には、それぞれ問題がある。すなわち、
銅イオン交換ゼオライト触媒、貴金属イオン交換ゼオラ
イト触媒は650〜700℃の高温では排気ガスに含ま
れている水蒸気のために数時間で不可逆的な失活がおこ
り、実用に耐えない。一方、貴金属担持多孔質金属酸化
物触媒も、貴金属の強い酸化触媒活性のためにNOx の
還元剤となるべき炭化水素(HC)〔本明細書におい
て、『炭化水素』の語は、狭義の炭化水素のみならず、
その部分酸化物である酸素化炭化水素、例えば、アルコ
ール類、ケトン類等を含む物を意味する〕が、過剰に存
在する酸素と優先的に反応し、NOx 還元反応の選択性
を高められないという問題がある。
媒及び浄化方法には、それぞれ問題がある。すなわち、
銅イオン交換ゼオライト触媒、貴金属イオン交換ゼオラ
イト触媒は650〜700℃の高温では排気ガスに含ま
れている水蒸気のために数時間で不可逆的な失活がおこ
り、実用に耐えない。一方、貴金属担持多孔質金属酸化
物触媒も、貴金属の強い酸化触媒活性のためにNOx の
還元剤となるべき炭化水素(HC)〔本明細書におい
て、『炭化水素』の語は、狭義の炭化水素のみならず、
その部分酸化物である酸素化炭化水素、例えば、アルコ
ール類、ケトン類等を含む物を意味する〕が、過剰に存
在する酸素と優先的に反応し、NOx 還元反応の選択性
を高められないという問題がある。
【0008】また、Ir担持金属炭化物又は金属窒化物
触媒、銀担持アルミナ触媒に関しても、NOx が有効に
除去される温度域が狭く、かつ耐久性に乏しいという問
題があった。排気ガス流入側に多孔質の無機酸化物に銀
又は/及び銀の酸化物が担持された触媒または、結晶性
シリケート又は多孔質物質にIrを含有した触媒を配
し、排気ガス流出側に酸化触媒を配置したデュアルベッ
トシステムも後段の酸化触媒はCO、HCの除去が主目
的であり、NOxの除去には有効ではない。
触媒、銀担持アルミナ触媒に関しても、NOx が有効に
除去される温度域が狭く、かつ耐久性に乏しいという問
題があった。排気ガス流入側に多孔質の無機酸化物に銀
又は/及び銀の酸化物が担持された触媒または、結晶性
シリケート又は多孔質物質にIrを含有した触媒を配
し、排気ガス流出側に酸化触媒を配置したデュアルベッ
トシステムも後段の酸化触媒はCO、HCの除去が主目
的であり、NOxの除去には有効ではない。
【0009】そこで、本発明は、上記従来の排気ガス処
理用触媒の課題を解決すべくなされたものであり、その
目的とするところは、炭化水素を含む還元性成分と該還
元性成分を酸化するのに要する化学量論量より過剰の、
酸素及び窒素酸化物とを含む排気ガス中の窒素酸化物を
より幅広い温度域で有効に除去し、高温での優れた耐久
性を有する排気ガス浄化用触媒システムおよび排気ガス
の浄化方法を提供することにある。
理用触媒の課題を解決すべくなされたものであり、その
目的とするところは、炭化水素を含む還元性成分と該還
元性成分を酸化するのに要する化学量論量より過剰の、
酸素及び窒素酸化物とを含む排気ガス中の窒素酸化物を
より幅広い温度域で有効に除去し、高温での優れた耐久
性を有する排気ガス浄化用触媒システムおよび排気ガス
の浄化方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために研究を重ねた結果、特定の二種の触媒
を含む複数種の触媒を排気ガス流路に多段に配置するこ
とにより、優れたNOx除去性能が得られることを見出
して本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、第一
に排気ガスの流路に配置される排気ガス浄化用触媒シス
テムであって、金属炭化物及び金属窒化物からなる群よ
り選ばれた少なくとも1種よりなる担体と、該担体に担
持されたイリジウム並びにアルカリ金属、アルカリ土類
金属、チタン族、希土類、ニッケル及び錫からなる群よ
り選ばれた少なくとも1種の元素を含有する活性成分と
からなる触媒を含有し、前記排気ガスの流路に配される
触媒含有層(A) と、活性アルミナと該活性アルミナに担
持された銀含有活性成分とからなる触媒を含有し、前記
排気ガスの流路の前記触媒含有層(A) の下流側に配され
る触媒含有層(B) と、の少なくとも2段の触媒含有層を
有する、排気ガス浄化用触媒システムを提供する。
を達成するために研究を重ねた結果、特定の二種の触媒
を含む複数種の触媒を排気ガス流路に多段に配置するこ
とにより、優れたNOx除去性能が得られることを見出
して本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、第一
に排気ガスの流路に配置される排気ガス浄化用触媒シス
テムであって、金属炭化物及び金属窒化物からなる群よ
り選ばれた少なくとも1種よりなる担体と、該担体に担
持されたイリジウム並びにアルカリ金属、アルカリ土類
金属、チタン族、希土類、ニッケル及び錫からなる群よ
り選ばれた少なくとも1種の元素を含有する活性成分と
からなる触媒を含有し、前記排気ガスの流路に配される
触媒含有層(A) と、活性アルミナと該活性アルミナに担
持された銀含有活性成分とからなる触媒を含有し、前記
排気ガスの流路の前記触媒含有層(A) の下流側に配され
る触媒含有層(B) と、の少なくとも2段の触媒含有層を
有する、排気ガス浄化用触媒システムを提供する。
【0011】また、本発明は、第二に、炭化水素を含む
還元性成分と、該還元性成分を酸化するのに要する化学
量論量より過剰の、酸素及び窒素酸化物を含む排気ガス
を、上記の触媒システムに触媒含有層(A) の側から流
し、接触させることを特徴とする排気ガスの浄化方法を
提供する。
還元性成分と、該還元性成分を酸化するのに要する化学
量論量より過剰の、酸素及び窒素酸化物を含む排気ガス
を、上記の触媒システムに触媒含有層(A) の側から流
し、接触させることを特徴とする排気ガスの浄化方法を
提供する。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の排気ガス浄化用触
媒について詳細に説明する。前段の触媒含有層(A) 触媒含有層(A) に含まれる触媒の担体として使用される
金属炭化物としては、例えば、炭化硅素、炭化チタン、
炭化硼素、炭化バナジウム、炭化タンタルなどが挙げら
れ、金属窒化物としては、例えば、窒化チタン、窒化ク
ロム、窒化ジルコニウムなどが挙げられる。これらは一
種単独で使用しても良いし、2種以上を組み合わせて使
用しても良い。上に例示の中でも、炭化硅素が特に好ま
しい。金属炭化物及び金属窒化物は、低比表面積、非多
孔質であることが好ましく、具体的には35m2 /g以
下(より好ましくは0.1〜30m2 /g)のBET表
面積と1.0cm3 /g以下(より好ましくは0.1〜
0.8cm3 /g)の細孔容積を有することが好まし
い。
媒について詳細に説明する。前段の触媒含有層(A) 触媒含有層(A) に含まれる触媒の担体として使用される
金属炭化物としては、例えば、炭化硅素、炭化チタン、
炭化硼素、炭化バナジウム、炭化タンタルなどが挙げら
れ、金属窒化物としては、例えば、窒化チタン、窒化ク
ロム、窒化ジルコニウムなどが挙げられる。これらは一
種単独で使用しても良いし、2種以上を組み合わせて使
用しても良い。上に例示の中でも、炭化硅素が特に好ま
しい。金属炭化物及び金属窒化物は、低比表面積、非多
孔質であることが好ましく、具体的には35m2 /g以
下(より好ましくは0.1〜30m2 /g)のBET表
面積と1.0cm3 /g以下(より好ましくは0.1〜
0.8cm3 /g)の細孔容積を有することが好まし
い。
【0013】また、該触媒において、金属炭化物及び金
属窒化物からなる群より選ばれた少なくと、も1種より
なる担体に、活性成分とし、イリジウムとともにリチウ
ム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、マグネシ
ウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等のアル
カリ土類金属、チタン、ジルコニウム等ののチタン族、
ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム等の希土
類、ニッケル、錫などからなる群より選ばれた少なくと
も1種の元素を加えても良い。上に例示の中でも、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1種の元素がNOx除去性能を向上させる
点で特に好ましい。
属窒化物からなる群より選ばれた少なくと、も1種より
なる担体に、活性成分とし、イリジウムとともにリチウ
ム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、マグネシ
ウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等のアル
カリ土類金属、チタン、ジルコニウム等ののチタン族、
ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム等の希土
類、ニッケル、錫などからなる群より選ばれた少なくと
も1種の元素を加えても良い。上に例示の中でも、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1種の元素がNOx除去性能を向上させる
点で特に好ましい。
【0014】担持された元素の存在状態は特に限定され
ない。存在状態としては、例えば、金属状態、酸化物状
態、合金状態、複合酸化物状態、これらの状態が混在し
た状態などが挙げられる。イリジウムの担体への担持量
は、触媒重量に対して、金属イリジウム換算で0.05
〜10.0重量%が好ましく、0.1〜5.0重量%が
より好ましい。また、アルカリ金属、アルカリ土類金
属、希土類、ニッケル、錫などからなる群より選ばれた
少なくとも1種の元素の担体への担持量は、好ましくは
イリジウムに対し、原子比で0.1〜40倍であり、よ
り好ましくは0.5〜20倍である。
ない。存在状態としては、例えば、金属状態、酸化物状
態、合金状態、複合酸化物状態、これらの状態が混在し
た状態などが挙げられる。イリジウムの担体への担持量
は、触媒重量に対して、金属イリジウム換算で0.05
〜10.0重量%が好ましく、0.1〜5.0重量%が
より好ましい。また、アルカリ金属、アルカリ土類金
属、希土類、ニッケル、錫などからなる群より選ばれた
少なくとも1種の元素の担体への担持量は、好ましくは
イリジウムに対し、原子比で0.1〜40倍であり、よ
り好ましくは0.5〜20倍である。
【0015】後段の触媒含有層(B) 触媒含有層(B) に含まれる触媒の担体として使用される
活性アルミナは、特に制限はないが、鉱物学上ジブサイ
ト、べーマイト、擬ベーマイト、バイアライト、あるい
はノルストランダイトに分類される水酸化アルミニウム
の粉末やゲル、あるいは有機アルミニウムを、そのま
ま、あるいは空気中又は真空中200〜800℃で加熱
して脱水することにより調製されることが好ましい。
活性アルミナは、特に制限はないが、鉱物学上ジブサイ
ト、べーマイト、擬ベーマイト、バイアライト、あるい
はノルストランダイトに分類される水酸化アルミニウム
の粉末やゲル、あるいは有機アルミニウムを、そのま
ま、あるいは空気中又は真空中200〜800℃で加熱
して脱水することにより調製されることが好ましい。
【0016】上記の活性アルミナ担体に、活性成分とし
て銀が担持されるが、その他に、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム等のアルカリ金属、マグネシウム、カルシ
ウム、ストロンチウム、バリウム等のアルカリ土類金
属、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム等の
希土類、亜鉛、鉄、コバルト、ニッケル、燐、錫、硼素
などからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を加
えても良い。中でも、亜鉛及びニッケルが触媒活性の耐
久性を向上させる点で特に好ましい。
て銀が担持されるが、その他に、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム等のアルカリ金属、マグネシウム、カルシ
ウム、ストロンチウム、バリウム等のアルカリ土類金
属、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム等の
希土類、亜鉛、鉄、コバルト、ニッケル、燐、錫、硼素
などからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を加
えても良い。中でも、亜鉛及びニッケルが触媒活性の耐
久性を向上させる点で特に好ましい。
【0017】担持された元素の存在状態は特に限定され
ない。存在状態としては、例えば、金属状態、酸化物状
態、合金状態、複合酸化物状態、これらの状態が混在し
た状態等が挙げられる。銀の担体への担持量は、触媒重
量に対して、金属銀換算で0.1〜10.0重量%が好
ましく、1.0〜6.0重量%がより好ましい。また、
アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類、亜鉛、鉄、
コバルト、ニッケル、燐、錫、硼素などからなる群より
選ばれた少なくとも1種の元素の担体への担持量は、好
ましくは銀に対し、原子比で0.01〜40倍であり、
より好ましくは0.05〜20倍である。
ない。存在状態としては、例えば、金属状態、酸化物状
態、合金状態、複合酸化物状態、これらの状態が混在し
た状態等が挙げられる。銀の担体への担持量は、触媒重
量に対して、金属銀換算で0.1〜10.0重量%が好
ましく、1.0〜6.0重量%がより好ましい。また、
アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類、亜鉛、鉄、
コバルト、ニッケル、燐、錫、硼素などからなる群より
選ばれた少なくとも1種の元素の担体への担持量は、好
ましくは銀に対し、原子比で0.01〜40倍であり、
より好ましくは0.05〜20倍である。
【0018】上述の触媒含有層(A) 及び(B) の他に、C
O及びHCの除去率をより向上させるために、触媒含有
層(B) のさらに下流側に、高比表面積、多孔質の無機酸
化物にPt,Pd,Rdからなる群から選ばれた少なく
とも一種を担持した触媒を含む触媒含有層を配置するこ
ともできる。
O及びHCの除去率をより向上させるために、触媒含有
層(B) のさらに下流側に、高比表面積、多孔質の無機酸
化物にPt,Pd,Rdからなる群から選ばれた少なく
とも一種を担持した触媒を含む触媒含有層を配置するこ
ともできる。
【0019】触媒含有層の調製及び形態 本発明に用いられる触媒の調製方法は特に限定されず、
従来公知の方法が適用される。前段及び後段の触媒とも
に公知の吸水、蒸発・乾固、スプレードライ、含浸など
の方法が挙げられる。触媒含有層の形態は特に制限され
ない。例えば、触媒を一定空間内に充填した形態、触媒
を所定の形状に成型した形態、触媒を一定形状の耐火性
支持基質に被覆してなる形態等が挙げられる。
従来公知の方法が適用される。前段及び後段の触媒とも
に公知の吸水、蒸発・乾固、スプレードライ、含浸など
の方法が挙げられる。触媒含有層の形態は特に制限され
ない。例えば、触媒を一定空間内に充填した形態、触媒
を所定の形状に成型した形態、触媒を一定形状の耐火性
支持基質に被覆してなる形態等が挙げられる。
【0020】触媒を一定の形状に成型する場合は、触媒
を適当なバインダーと混合し、あるいはバインダーなし
で成型するとよい。活性成分を担体に担持するに先立っ
て、担体を適当な形状に予め成型しておき、それに活性
成分を担持させたものでもよい。成型形状に特に制限は
なく、例えば球状、ペレット状、円筒状、ハニカム状、
ラセン状、粒状、リング状等が挙げられる。形状、大き
さなどは使用条件に応じて、任意に選択することができ
る。
を適当なバインダーと混合し、あるいはバインダーなし
で成型するとよい。活性成分を担体に担持するに先立っ
て、担体を適当な形状に予め成型しておき、それに活性
成分を担持させたものでもよい。成型形状に特に制限は
なく、例えば球状、ペレット状、円筒状、ハニカム状、
ラセン状、粒状、リング状等が挙げられる。形状、大き
さなどは使用条件に応じて、任意に選択することができ
る。
【0021】触媒含有層は触媒を耐火性支持基質に被覆
させた形態が好ましい。耐火性支持基質としては、例え
ば、コージェライト、ムライト等のセラミックスや、ス
テンレス等の金属をハニカム状や発泡体に成型したもの
等が挙げられる。
させた形態が好ましい。耐火性支持基質としては、例え
ば、コージェライト、ムライト等のセラミックスや、ス
テンレス等の金属をハニカム状や発泡体に成型したもの
等が挙げられる。
【0022】触媒を支持基質に被覆する方法としては、
上記の支持基質の表面に、触媒を適当なバインダーと共
に、またはバインダー無しで被覆(例えばウォッシュコ
ート)すればよい。また、上記の支持基質に、予め触媒
の担体のみを触媒を被覆する場合と同様な方法で被覆し
た後、活性成分を担持してもよい。バインダーとして
は、例えば、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル
等の慣用の無機質バインダーを使用することができる。
支持基質上への触媒粉末の被覆は、例えば、触媒粉末に
アルミナゾルと水とを加え、混練してスラリーを形成
し、この中へ支持基質を浸漬した後、乾燥・焼成して行
うことができる。支持基質上への触媒の被覆量は特に制
約はなく、好ましくは支持基質単位体積当たり10〜2
50g/リットル、より好ましくは50〜200g/リ
ットルである。
上記の支持基質の表面に、触媒を適当なバインダーと共
に、またはバインダー無しで被覆(例えばウォッシュコ
ート)すればよい。また、上記の支持基質に、予め触媒
の担体のみを触媒を被覆する場合と同様な方法で被覆し
た後、活性成分を担持してもよい。バインダーとして
は、例えば、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル
等の慣用の無機質バインダーを使用することができる。
支持基質上への触媒粉末の被覆は、例えば、触媒粉末に
アルミナゾルと水とを加え、混練してスラリーを形成
し、この中へ支持基質を浸漬した後、乾燥・焼成して行
うことができる。支持基質上への触媒の被覆量は特に制
約はなく、好ましくは支持基質単位体積当たり10〜2
50g/リットル、より好ましくは50〜200g/リ
ットルである。
【0023】前段(排気ガスの上流側)の触媒含有層と
後段(下流側)の触媒含有層の体積の比率は、必要な触
媒活性が得られる限り如何なる割合でも良いが、良好な
触媒活性を保持するため、通常、1:10〜10:1が
好ましく、より好ましくは1:5〜5:1である。
後段(下流側)の触媒含有層の体積の比率は、必要な触
媒活性が得られる限り如何なる割合でも良いが、良好な
触媒活性を保持するため、通常、1:10〜10:1が
好ましく、より好ましくは1:5〜5:1である。
【0024】排気ガス浄化方法 次に、排気ガス浄化方法について説明する。本発明の触
媒システムを排気ガス流路側に設置するに際し、前段側
触媒含有層と後段側触媒含有層の配置の仕方としては、
例えば、2個の円筒状又は楕円筒状の容器にそれぞれ1
個づつ詰めて直列に配してもよいし、1個の触媒容器の
中に2個の触媒含有層を直列に詰めてもよい。この際に
は、触媒含有層がハニカム状基質を支持体とするもので
ある場合にはそのまま容器内に詰めればよいし、その他
の場合には適宜容器の両端を例えばステンレス製金網な
どを設けて充填した触媒含有層を固定すればよい。2個
の触媒含有層の間に、空間が無くてもとくに問題はない
が、スペーサーを介在して前段と後段の触媒の間に5mm
〜5cmの空間を持たせた方が空間内で乱流を生じ、NO
xの浄化反応が起こりやすくなるのでより好ましい。
媒システムを排気ガス流路側に設置するに際し、前段側
触媒含有層と後段側触媒含有層の配置の仕方としては、
例えば、2個の円筒状又は楕円筒状の容器にそれぞれ1
個づつ詰めて直列に配してもよいし、1個の触媒容器の
中に2個の触媒含有層を直列に詰めてもよい。この際に
は、触媒含有層がハニカム状基質を支持体とするもので
ある場合にはそのまま容器内に詰めればよいし、その他
の場合には適宜容器の両端を例えばステンレス製金網な
どを設けて充填した触媒含有層を固定すればよい。2個
の触媒含有層の間に、空間が無くてもとくに問題はない
が、スペーサーを介在して前段と後段の触媒の間に5mm
〜5cmの空間を持たせた方が空間内で乱流を生じ、NO
xの浄化反応が起こりやすくなるのでより好ましい。
【0025】また、1個の耐火性支持基質の前部に前記
のイリジウム触媒を被覆し、後部に前記の銀触媒を被覆
しても良い。この場合、触媒含有層(A) と触媒含有層
(B) が一体の構造物として構成されていることになる。
触媒システムに流す排気ガスのガス空間速度には特に制
約はなく、好ましくは空間速度5,000〜200,0
00/hr、より好ましくは10,000〜150, 0
00/hrである。また、NOxの選択的還元が起こる
ための、排気ガスの触媒システム入口における温度は、
好ましくは100〜700℃であり、より好ましくは2
00〜600℃である。
のイリジウム触媒を被覆し、後部に前記の銀触媒を被覆
しても良い。この場合、触媒含有層(A) と触媒含有層
(B) が一体の構造物として構成されていることになる。
触媒システムに流す排気ガスのガス空間速度には特に制
約はなく、好ましくは空間速度5,000〜200,0
00/hr、より好ましくは10,000〜150, 0
00/hrである。また、NOxの選択的還元が起こる
ための、排気ガスの触媒システム入口における温度は、
好ましくは100〜700℃であり、より好ましくは2
00〜600℃である。
【0026】本発明の排気ガスの浄化方法が対象とする
排気ガスは、酸化性成分と還元性成分との重量比A/F
が化学量論量(A/F=14.6)よりも、還元性成分
過少側(A/F>14.6)であることが好ましい。本
発明の触媒は化学量論量付近で優れたNOx除去性能を
有しているが、A/F>17の酸素過剰雰囲気において
も優れたNOx除去性能を有している。このような酸素
過剰雰囲気では、従来の貴金属触媒はいずれも著しく不
十分なNOx還元選択性しか示さなかった。これに対
し、本発明の触媒システムによれば、例えばガソリンリ
ーンバーンエンジンの排気ガスのようにA/F=23
(O2 濃度=7.5%)の領域においても、外部からの
還元剤HCの添加無しで、排気ガス中のHCのみによっ
て十分なNOx還元能が得られる。
排気ガスは、酸化性成分と還元性成分との重量比A/F
が化学量論量(A/F=14.6)よりも、還元性成分
過少側(A/F>14.6)であることが好ましい。本
発明の触媒は化学量論量付近で優れたNOx除去性能を
有しているが、A/F>17の酸素過剰雰囲気において
も優れたNOx除去性能を有している。このような酸素
過剰雰囲気では、従来の貴金属触媒はいずれも著しく不
十分なNOx還元選択性しか示さなかった。これに対
し、本発明の触媒システムによれば、例えばガソリンリ
ーンバーンエンジンの排気ガスのようにA/F=23
(O2 濃度=7.5%)の領域においても、外部からの
還元剤HCの添加無しで、排気ガス中のHCのみによっ
て十分なNOx還元能が得られる。
【0027】また、本発明の触媒システムは灯油、軽
油、A重油等を燃料とするディーゼルエンジンの排気ガ
ス中のNOx浄化にも有効であり、排気ガス中に含まれ
るHCがNOxの選択還元に必要なHCの化学量論量よ
りも少なく、噴霧等による還元剤の添加が必要な場合に
おいても、少ないHCの添加量で優れたNOx還元能を
示す。
油、A重油等を燃料とするディーゼルエンジンの排気ガ
ス中のNOx浄化にも有効であり、排気ガス中に含まれ
るHCがNOxの選択還元に必要なHCの化学量論量よ
りも少なく、噴霧等による還元剤の添加が必要な場合に
おいても、少ないHCの添加量で優れたNOx還元能を
示す。
【0028】
【実施例】以下に本発明の実施例を記載するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。 実施例1 1)触媒被覆ハニカムA−1の調製:市販のSiC粉末
(比表面積15m2 /g、細孔容積0.54cm3 /g)9
9.2g に脱イオン水2.0kgを加え、20分間攪拌
し、SiC粉末スラリーを得た。このスラリーに、金属
イリジウム1.20gに相当する塩化イリジウム酸(H
2 IrCl6 )を含む脱イオン水溶液160g、金属カ
リウム0.80gに相当する塩化カリウム(KCl)を
含む脱イオン水溶液160gの混合溶液を添加した後、
スチームジャケット付きグラスライニングディッシュ上
に移し、攪拌しながら4時間に亘って水分を蒸発させ
た。得られた固形物を電気乾燥器により105℃で16
時間乾燥した後、粉砕し、得られた粉砕物を石英トレー
に入れ、電気炉で空気中、800℃で2時間焼成した。
得られた焼成粉末を100%窒素気流中、800℃で2
時間処理して金属換算で1.2重量%Ir−0.8重量
%K〔Ir/K=1/3.3(原子比)〕/SiC触媒
の粉末を得た。
はこれらの実施例に限定されるものではない。 実施例1 1)触媒被覆ハニカムA−1の調製:市販のSiC粉末
(比表面積15m2 /g、細孔容積0.54cm3 /g)9
9.2g に脱イオン水2.0kgを加え、20分間攪拌
し、SiC粉末スラリーを得た。このスラリーに、金属
イリジウム1.20gに相当する塩化イリジウム酸(H
2 IrCl6 )を含む脱イオン水溶液160g、金属カ
リウム0.80gに相当する塩化カリウム(KCl)を
含む脱イオン水溶液160gの混合溶液を添加した後、
スチームジャケット付きグラスライニングディッシュ上
に移し、攪拌しながら4時間に亘って水分を蒸発させ
た。得られた固形物を電気乾燥器により105℃で16
時間乾燥した後、粉砕し、得られた粉砕物を石英トレー
に入れ、電気炉で空気中、800℃で2時間焼成した。
得られた焼成粉末を100%窒素気流中、800℃で2
時間処理して金属換算で1.2重量%Ir−0.8重量
%K〔Ir/K=1/3.3(原子比)〕/SiC触媒
の粉末を得た。
【0029】上記触媒粉末90gに脱イオン水180g
及びアルミナゾル(Al2 O3 固形分10重量%含有)
12.0gを加え、得られた混合物をボールミルにて5
時間湿式粉砕し、触媒のスラリーを得た。このスラリー
に市販の400セルコージェライトハニカムからくり貫
かれた直径1.5インチ×長さ5.0インチのコアピー
スを浸漬した後、引上げ、余分のスラリーを空気ブロー
で除去した。その後、触媒が付着したコアピースを30
0℃で20分間乾燥し、さらに、500℃で30分間焼
成してハニカム容積1リットル当たりドライ換算で10
0g被覆されたIr−K/SiC触媒被覆ハニカム(A
ー1)を得た。
及びアルミナゾル(Al2 O3 固形分10重量%含有)
12.0gを加え、得られた混合物をボールミルにて5
時間湿式粉砕し、触媒のスラリーを得た。このスラリー
に市販の400セルコージェライトハニカムからくり貫
かれた直径1.5インチ×長さ5.0インチのコアピー
スを浸漬した後、引上げ、余分のスラリーを空気ブロー
で除去した。その後、触媒が付着したコアピースを30
0℃で20分間乾燥し、さらに、500℃で30分間焼
成してハニカム容積1リットル当たりドライ換算で10
0g被覆されたIr−K/SiC触媒被覆ハニカム(A
ー1)を得た。
【0030】2)触媒被覆ハニカムA−2の調製:市販
のベーマイト粉末(比表面積260m2 /g、細孔容積
0.47cm3 /g、構造水22.3%)117.1g に金
属銀3.0gに相当する硝酸銀(AgNO3 )を含む脱
イオン水溶液15gを少量づつ添加しながら、薬サジで
良く混合した。溶液を全量粉末に加えた後、電気乾燥器
により105℃で16時間乾燥した。その後、乳鉢と乳
棒で粉砕し、得られた粉砕物を石英トレーに入れ電気炉
で空気中、500℃で3時間焼成して金属換算で3.0
重量%Ag/Al2 O3 触媒の粉末を得た。
のベーマイト粉末(比表面積260m2 /g、細孔容積
0.47cm3 /g、構造水22.3%)117.1g に金
属銀3.0gに相当する硝酸銀(AgNO3 )を含む脱
イオン水溶液15gを少量づつ添加しながら、薬サジで
良く混合した。溶液を全量粉末に加えた後、電気乾燥器
により105℃で16時間乾燥した。その後、乳鉢と乳
棒で粉砕し、得られた粉砕物を石英トレーに入れ電気炉
で空気中、500℃で3時間焼成して金属換算で3.0
重量%Ag/Al2 O3 触媒の粉末を得た。
【0031】上記触媒粉末を触媒被覆ハニカムA−1の
調製法と同様な方法でハニカムコアピースにウォッシュ
コートし、ハニカム容積1リットル当たりドライ換算で
150g被覆されたAg/Al2 O3 触媒被覆ハニカム
(A−2)を得た。 3)二段触媒システムB−1の調製:触媒被覆ハニカム
A−1、触媒被覆ハニカムA−2をダイヤモンド・カッ
ターで各々半分に切断し、触媒容器内の前段に、長さ
2.5インチの触媒被覆ハニカムA−1を、後段に、長
さ2.5インチの触媒被覆ハニカムA−2を隙間無く配
し、二段触媒システムB−1を得た(触媒被覆ハニカム
A−1と触媒被覆ハニカムA−2の体積の比は1:
1)。
調製法と同様な方法でハニカムコアピースにウォッシュ
コートし、ハニカム容積1リットル当たりドライ換算で
150g被覆されたAg/Al2 O3 触媒被覆ハニカム
(A−2)を得た。 3)二段触媒システムB−1の調製:触媒被覆ハニカム
A−1、触媒被覆ハニカムA−2をダイヤモンド・カッ
ターで各々半分に切断し、触媒容器内の前段に、長さ
2.5インチの触媒被覆ハニカムA−1を、後段に、長
さ2.5インチの触媒被覆ハニカムA−2を隙間無く配
し、二段触媒システムB−1を得た(触媒被覆ハニカム
A−1と触媒被覆ハニカムA−2の体積の比は1:
1)。
【0032】4)性能評価試験1:二段触媒システムB
−1のNOx除去活性を評価するために、ガソリンリー
ンバーンエンジンを用い、A/F=23(O2 濃度=
7.5%)の排気ガスをガス空間速度GHSV36, 0
00/hrで流しながら、触媒システム入口温度を35
0℃から500℃まで50℃毎に固定し、触媒システム
出口から流出するガス中のNOx濃度を化学発光式NO
x計で連続測定した。NOx濃度が安定した後の値を読
み取り、触媒システム入口から採取した排気ガス中のN
Ox濃度の値と共に下記の式に基づきNOx転化率を求
めた。 得られた結果を表1に示す。
−1のNOx除去活性を評価するために、ガソリンリー
ンバーンエンジンを用い、A/F=23(O2 濃度=
7.5%)の排気ガスをガス空間速度GHSV36, 0
00/hrで流しながら、触媒システム入口温度を35
0℃から500℃まで50℃毎に固定し、触媒システム
出口から流出するガス中のNOx濃度を化学発光式NO
x計で連続測定した。NOx濃度が安定した後の値を読
み取り、触媒システム入口から採取した排気ガス中のN
Ox濃度の値と共に下記の式に基づきNOx転化率を求
めた。 得られた結果を表1に示す。
【0033】5)性能評価試験2:通常のガソリンエン
ジンを用いてA/F=14.6(O2濃度=0.5%)
の排気ガスをガス空間速度GHSV250,000/h
rで流しながら、触媒システム入口温度を600℃に固
定し、20時間保持した後、性能評価試験1と同様にし
てNOxの転化率を求めた。得られた結果を表2に示
す。
ジンを用いてA/F=14.6(O2濃度=0.5%)
の排気ガスをガス空間速度GHSV250,000/h
rで流しながら、触媒システム入口温度を600℃に固
定し、20時間保持した後、性能評価試験1と同様にし
てNOxの転化率を求めた。得られた結果を表2に示
す。
【0034】実施例2 1)二段触媒システムB−2の調製:ダイヤモンド・カ
ッターで触媒被覆ハニカムA−1を4分の1に、触媒被
覆ハニカムA−2を4分の3に切断し、触媒容器の前段
に、長さ1.25インチの触媒被覆ハニカムA−1を、
後段に、長さ3.75インチの触媒被覆ハニカムA−2
を配し、二段触媒システムB−2を得た(触媒被覆ハニ
カムA−1と触媒被覆ハニカムA−2の体積の比は1:
3)。 2)性能評価試験1、性能評価試験2を実施例1と同様
にして行い、その結果を表1、表2に示す。
ッターで触媒被覆ハニカムA−1を4分の1に、触媒被
覆ハニカムA−2を4分の3に切断し、触媒容器の前段
に、長さ1.25インチの触媒被覆ハニカムA−1を、
後段に、長さ3.75インチの触媒被覆ハニカムA−2
を配し、二段触媒システムB−2を得た(触媒被覆ハニ
カムA−1と触媒被覆ハニカムA−2の体積の比は1:
3)。 2)性能評価試験1、性能評価試験2を実施例1と同様
にして行い、その結果を表1、表2に示す。
【0035】実施例3 1) 触媒被覆ハニカムA−3の調製: 実施例1の
1)に記載の触媒被覆ハニカムA−1の調製において、
SiC粉末の使用量を98.8gにし、塩化カリウムの
代わりに金属マグネシウム1.20gに相当する塩化マ
グネシウム(MgCl2 )を用いた以外は触媒被覆ハニ
カムA−1の調製と同様にして、金属換算で1.2重量
%Ir−1.2重量%Mg〔Ir/Mg=1/7.9
(原子比)〕/SiC触媒の粉末を得た。上記触媒粉末
を触媒被覆ハニカムA−1の調製と同様な方法でハニカ
ムコアピースにウォッシュコートし、ハニカム容積1リ
ットル当たりドライ換算で100g被覆されたIr−M
g/SiC触媒被覆ハニカム(A−3)を得た。
1)に記載の触媒被覆ハニカムA−1の調製において、
SiC粉末の使用量を98.8gにし、塩化カリウムの
代わりに金属マグネシウム1.20gに相当する塩化マ
グネシウム(MgCl2 )を用いた以外は触媒被覆ハニ
カムA−1の調製と同様にして、金属換算で1.2重量
%Ir−1.2重量%Mg〔Ir/Mg=1/7.9
(原子比)〕/SiC触媒の粉末を得た。上記触媒粉末
を触媒被覆ハニカムA−1の調製と同様な方法でハニカ
ムコアピースにウォッシュコートし、ハニカム容積1リ
ットル当たりドライ換算で100g被覆されたIr−M
g/SiC触媒被覆ハニカム(A−3)を得た。
【0036】2)触媒B−3の調製:触媒被覆ハニカム
A−3、触媒被覆ハニカムA−2をダイヤモンド・カッ
ターで各々半分に切断し、触媒容器内の前段に、長さ
2.5インチの触媒被覆ハニカムA−3を、後段に、長
さ2.5インチの触媒被覆ハニカムA−2を配し、二段
触媒システムB−3を得た(触媒被覆ハニカムA−3と
触媒被覆ハニカムA−2の体積の比は1:1)。 3)性能評価試験1、性能評価試験2を実施例1と同様
にして行い、その結果を表1、表2に示す。
A−3、触媒被覆ハニカムA−2をダイヤモンド・カッ
ターで各々半分に切断し、触媒容器内の前段に、長さ
2.5インチの触媒被覆ハニカムA−3を、後段に、長
さ2.5インチの触媒被覆ハニカムA−2を配し、二段
触媒システムB−3を得た(触媒被覆ハニカムA−3と
触媒被覆ハニカムA−2の体積の比は1:1)。 3)性能評価試験1、性能評価試験2を実施例1と同様
にして行い、その結果を表1、表2に示す。
【0037】実施例4 1)触媒被覆ハニカムA−4の調製: 実施例1の1)
に記載の触媒被覆ハニカムA−1の調製において、Si
C粉末の量を98.0g にし、金属マグネシウム1.2
0gに相当する塩化マグネシウム(MgCl2 )を追加
した以外は触媒被覆ハニカムA−1の調製と同様にし
て、金属換算で1.2重量%Ir−0.8重量%K−
1.2重量%Mg〔Ir/K/Mg=1/3.3/7.
9(原子比)〕/SiC触媒の粉末を得た。
に記載の触媒被覆ハニカムA−1の調製において、Si
C粉末の量を98.0g にし、金属マグネシウム1.2
0gに相当する塩化マグネシウム(MgCl2 )を追加
した以外は触媒被覆ハニカムA−1の調製と同様にし
て、金属換算で1.2重量%Ir−0.8重量%K−
1.2重量%Mg〔Ir/K/Mg=1/3.3/7.
9(原子比)〕/SiC触媒の粉末を得た。
【0038】上記触媒粉末を触媒被覆ハニカムA−1の
調製と同様な方法でハニカムコアピースにウォッシュコ
ートし、ハニカム容積1リットル当たりドライ換算で1
00g被覆されたIr−K−Mg/SiC触媒被覆ハニ
カム(A−4)を得た。 2)二段触媒システムB−4の調製:触媒被覆ハニカム
A−4、触媒被覆ハニカムA−2をダイヤモンド・カッ
ターで各々半分に切断し、触媒容器内の前段に、長さ
2.5インチの触媒被覆ハニカムA−4を、後段に、長
さ2.5インチの触媒被覆ハニカムA−2を配し、二段
触媒システムB−4を得た(触媒被覆ハニカムA−4と
触媒被覆ハニカムA−2の体積の比は1:1)。 3)性能評価試験1、性能評価試験2を実施例1と同様
にして行い、その結果を表1、表2に示す。
調製と同様な方法でハニカムコアピースにウォッシュコ
ートし、ハニカム容積1リットル当たりドライ換算で1
00g被覆されたIr−K−Mg/SiC触媒被覆ハニ
カム(A−4)を得た。 2)二段触媒システムB−4の調製:触媒被覆ハニカム
A−4、触媒被覆ハニカムA−2をダイヤモンド・カッ
ターで各々半分に切断し、触媒容器内の前段に、長さ
2.5インチの触媒被覆ハニカムA−4を、後段に、長
さ2.5インチの触媒被覆ハニカムA−2を配し、二段
触媒システムB−4を得た(触媒被覆ハニカムA−4と
触媒被覆ハニカムA−2の体積の比は1:1)。 3)性能評価試験1、性能評価試験2を実施例1と同様
にして行い、その結果を表1、表2に示す。
【0039】比較例1 前段、後段ともに実施例1の1)で調製した長さ2.5
インチのIr−K/SiC触媒被覆ハニカム(A−1)
を配し、二段触媒システムC−1を得た。性能評価試験
1、性能評価試験2を実施例1と同様にして行い、その
結果を表1、表2に示す。
インチのIr−K/SiC触媒被覆ハニカム(A−1)
を配し、二段触媒システムC−1を得た。性能評価試験
1、性能評価試験2を実施例1と同様にして行い、その
結果を表1、表2に示す。
【0040】比較例2 触媒容器内の前段、後段ともに実施例1で調製した長さ
2.5インチのAg/Al2 O3 触媒被覆ハニカム(A
−2)を配し、二段触媒システムC−2を得た。性能評
価試験1、性能評価試験2を実施例1と同様にして行
い、その結果を表1、表2に示す。
2.5インチのAg/Al2 O3 触媒被覆ハニカム(A
−2)を配し、二段触媒システムC−2を得た。性能評
価試験1、性能評価試験2を実施例1と同様にして行
い、その結果を表1、表2に示す。
【0041】比較例3 実施例1の二段触媒システムB−1とは逆に、触媒容器
内の前段に、長さ2.5インチの触媒被覆ハニカムA−
2を配し、後段に、長さ2.5インチの触媒被覆ハニカ
ムA−1を配し、二段触媒システムC−3を得た(触媒
被覆ハニカムA−2と触媒被覆ハニカムA−1の体積の
比は1:1)。性能評価試験1、性能評価試験2を実施
例1と同様にして行い、その結果を表1、表2に示す。
内の前段に、長さ2.5インチの触媒被覆ハニカムA−
2を配し、後段に、長さ2.5インチの触媒被覆ハニカ
ムA−1を配し、二段触媒システムC−3を得た(触媒
被覆ハニカムA−2と触媒被覆ハニカムA−1の体積の
比は1:1)。性能評価試験1、性能評価試験2を実施
例1と同様にして行い、その結果を表1、表2に示す。
【0042】比較例4 1)触媒被覆ハニカムA−5の調製: 実施例1で調製
した1.2重量%Ir−0.8重量%K〔Ir/K=1
/3.3(原子比)〕/SiC触媒の粉末36gと、実
施例1で調製した3.0重量%Ag/Al2 O3 触媒の
粉末54gを、触媒被覆ハニカムA−1の調製において
触媒粉末をハニカムコアピースに被覆したのと同様にし
てウォッシュコートし、ハニカム容積1リットル当たり
ドライ換算で125g被覆された(Ir−K/SiC+
Ag/Al2 O3 )混合触媒被覆ハニカム(A−5)を
得た。 2)二段触媒システムC−4の調製:触媒容器内の前
段、後段ともに長さ2.5インチのA−5を配し、二段
触媒システムC−4を得た。 3)性能評価試験1、性能評価試験2を実施例1と同様
にして行い、その結果を表1、表2に示す。
した1.2重量%Ir−0.8重量%K〔Ir/K=1
/3.3(原子比)〕/SiC触媒の粉末36gと、実
施例1で調製した3.0重量%Ag/Al2 O3 触媒の
粉末54gを、触媒被覆ハニカムA−1の調製において
触媒粉末をハニカムコアピースに被覆したのと同様にし
てウォッシュコートし、ハニカム容積1リットル当たり
ドライ換算で125g被覆された(Ir−K/SiC+
Ag/Al2 O3 )混合触媒被覆ハニカム(A−5)を
得た。 2)二段触媒システムC−4の調製:触媒容器内の前
段、後段ともに長さ2.5インチのA−5を配し、二段
触媒システムC−4を得た。 3)性能評価試験1、性能評価試験2を実施例1と同様
にして行い、その結果を表1、表2に示す。
【0043】比較例5 1)触媒被覆ハニカムA−6の調製: 市販のAl2 O
3 粉末(比表面積150m2 /g、細孔容積0.80cm
3 /g)98.5gに、白金1.5gに相当する水酸化
白金酸のアミン溶液を含む脱イオン水溶液15gを少量
づつ添加しながら、薬サジで良く混合した。溶液を全量
粉末に加えた後、電気乾燥器により105℃で16時間
乾燥した。その後、乳鉢と乳棒で粉砕し、得られた粉砕
物を石英トレーに入れ電気炉で空気中、400℃で30
分間焼成して金属換算で1.5重量%Pt/Al2 O3
触媒の粉末を得た。上記触媒粉末を触媒被覆ハニカムA
−1の調製において触媒粉末をハニカムコアピースに被
覆したのと同様にしてウォッシュコートし、ハニカム容
積1リットル当たりドライ換算で100g被覆されたP
t/Al2 O3 触媒被覆ハニカム(A−6)を得た。
3 粉末(比表面積150m2 /g、細孔容積0.80cm
3 /g)98.5gに、白金1.5gに相当する水酸化
白金酸のアミン溶液を含む脱イオン水溶液15gを少量
づつ添加しながら、薬サジで良く混合した。溶液を全量
粉末に加えた後、電気乾燥器により105℃で16時間
乾燥した。その後、乳鉢と乳棒で粉砕し、得られた粉砕
物を石英トレーに入れ電気炉で空気中、400℃で30
分間焼成して金属換算で1.5重量%Pt/Al2 O3
触媒の粉末を得た。上記触媒粉末を触媒被覆ハニカムA
−1の調製において触媒粉末をハニカムコアピースに被
覆したのと同様にしてウォッシュコートし、ハニカム容
積1リットル当たりドライ換算で100g被覆されたP
t/Al2 O3 触媒被覆ハニカム(A−6)を得た。
【0044】2)二段触媒システムC−5の調製:触媒
被覆ハニカムA−1、触媒被覆ハニカムA−6をダイヤ
モンド・カッターで各々半分に切断し、触媒容器内の前
段に、長さ2.5インチの触媒被覆ハニカムA−1を、
後段に、長さ2.5インチの触媒被覆ハニカムA−6を
配し、二段触媒システムC−5を得た(触媒被覆ハニカ
ムA−1と触媒被覆ハニカムA−6の体積の比は1:
1)。 3)性能評価試験1、性能評価試験2を実施例1と同様
にして行い、その結果を表1、表2に示す。
被覆ハニカムA−1、触媒被覆ハニカムA−6をダイヤ
モンド・カッターで各々半分に切断し、触媒容器内の前
段に、長さ2.5インチの触媒被覆ハニカムA−1を、
後段に、長さ2.5インチの触媒被覆ハニカムA−6を
配し、二段触媒システムC−5を得た(触媒被覆ハニカ
ムA−1と触媒被覆ハニカムA−6の体積の比は1:
1)。 3)性能評価試験1、性能評価試験2を実施例1と同様
にして行い、その結果を表1、表2に示す。
【0045】比較例6 触媒被覆ハニカムA−2、触媒被覆ハニカムA−6をダ
イヤモンド・カッターで各々半分に切断し、触媒容器内
の前段に、長さ2.5インチの触媒被覆ハニカムA−2
を、後段に、長さ2.5インチの触媒被覆ハニカムA−
6を配し、触媒C−6を得た(触媒被覆ハニカムA−2
と触媒被覆ハニカムA−6の体積の比は1:1)。性能
評価試験1、性能評価試験2を実施例1と同様にして行
い、その結果を表1、表2に示す。
イヤモンド・カッターで各々半分に切断し、触媒容器内
の前段に、長さ2.5インチの触媒被覆ハニカムA−2
を、後段に、長さ2.5インチの触媒被覆ハニカムA−
6を配し、触媒C−6を得た(触媒被覆ハニカムA−2
と触媒被覆ハニカムA−6の体積の比は1:1)。性能
評価試験1、性能評価試験2を実施例1と同様にして行
い、その結果を表1、表2に示す。
【0046】表1から明らかなように、本発明の二段触
媒システムB−1〜B−4は、いずれも幅広い温度域に
おいて優れたNOx浄化活性を発揮した。一方、比較例
の二段触媒システムC−1は500℃でNOx除去活性
が激減し、二段触媒システムC−2も高温でしかNOx
除去活性が発現せず、二段触媒システムC−3、C−4
もNOx除去活性が低かった。また、後段に酸化触媒を
配した二段触媒システムC−5、C−6もそれぞれ後段
に酸化触媒を配していない二段触媒システムC−1、C
−2以下のNOx浄化活性しかなかった。
媒システムB−1〜B−4は、いずれも幅広い温度域に
おいて優れたNOx浄化活性を発揮した。一方、比較例
の二段触媒システムC−1は500℃でNOx除去活性
が激減し、二段触媒システムC−2も高温でしかNOx
除去活性が発現せず、二段触媒システムC−3、C−4
もNOx除去活性が低かった。また、後段に酸化触媒を
配した二段触媒システムC−5、C−6もそれぞれ後段
に酸化触媒を配していない二段触媒システムC−1、C
−2以下のNOx浄化活性しかなかった。
【0047】表2から明らかなように、エンジンを用い
た耐久試験により、比較例の二段触媒システムC−1〜
C−6のNOx除去活性はいずれも著しく低下したのに
対し、本発明の二段触媒システムB−1〜B−4はいず
れも幅広い温度域において優れたNOx除去活性を発揮
した。
た耐久試験により、比較例の二段触媒システムC−1〜
C−6のNOx除去活性はいずれも著しく低下したのに
対し、本発明の二段触媒システムB−1〜B−4はいず
れも幅広い温度域において優れたNOx除去活性を発揮
した。
【0048】
【表1】
【0049】
【表2】
【0050】
【発明の効果】本発明の触媒システムおよび該触媒シス
テムを用いた本発明の浄化方法によれば、排気ガス中の
水分の含有率が高い条件下であっても、幅広い温度範囲
にわたって高い窒素酸化物除去率を示し、さらに高温に
おいても優れた耐久性を有する。従って、内燃機関、ボ
イラー、ガスタービンなどから排出される排気ガスの浄
化に有用である。
テムを用いた本発明の浄化方法によれば、排気ガス中の
水分の含有率が高い条件下であっても、幅広い温度範囲
にわたって高い窒素酸化物除去率を示し、さらに高温に
おいても優れた耐久性を有する。従って、内燃機関、ボ
イラー、ガスタービンなどから排出される排気ガスの浄
化に有用である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年9月5日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項2
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために研究を重ねた結果、特定の二種の触媒
を含む複数種の触媒を排気ガス流路に多段に配置するこ
とにより、優れたNOx除去性能が得られることを見出
して本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、第一
に、排気ガスの流路に配置される排気ガス浄化用触媒シ
ステムであって、金属炭化物及び金属窒化物からなる群
より選ばれた少なくとも1種よりなる担体と、該担体に
担持されたイリジウム並びにアルカリ金属、アルカリ土
類金属、チタン族、希土類、ニッケル及び錫からなる群
より選ばれた少なくとも1種の元素を含有する活性成分
とからなる触媒を含有し、前記排気ガスの流路に配され
る触媒含有層(A)と、活性アルミナと該活性アルミナ
に担持された銀含有活性成分とからなる触媒を含有し、
前記排気ガスの流路の前記触媒含有層(A)の下流側に
配される触媒含有層(B)と、の少なくとも2段の触媒
含有層を有する、排気ガス浄化用触媒システムを提供す
る。
を達成するために研究を重ねた結果、特定の二種の触媒
を含む複数種の触媒を排気ガス流路に多段に配置するこ
とにより、優れたNOx除去性能が得られることを見出
して本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、第一
に、排気ガスの流路に配置される排気ガス浄化用触媒シ
ステムであって、金属炭化物及び金属窒化物からなる群
より選ばれた少なくとも1種よりなる担体と、該担体に
担持されたイリジウム並びにアルカリ金属、アルカリ土
類金属、チタン族、希土類、ニッケル及び錫からなる群
より選ばれた少なくとも1種の元素を含有する活性成分
とからなる触媒を含有し、前記排気ガスの流路に配され
る触媒含有層(A)と、活性アルミナと該活性アルミナ
に担持された銀含有活性成分とからなる触媒を含有し、
前記排気ガスの流路の前記触媒含有層(A)の下流側に
配される触媒含有層(B)と、の少なくとも2段の触媒
含有層を有する、排気ガス浄化用触媒システムを提供す
る。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】 また、該触媒において、金属炭化物及び
金属窒化物からなる群より選ばれた少なくとも1種より
なる担体に、活性成分として、イリジウムとともにリチ
ウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、マグネ
シウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等のア
ルカリ土類金属、チタン、ジルコニウム等のチタン族、
ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム等の希土
類、ニッケル、錫などからなる群より選ばれた少なくと
も1種の元素を加えても良い。上に例示の中でも、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1種の元素がNOx除去性能を向上させる
点で特に好ましい。
金属窒化物からなる群より選ばれた少なくとも1種より
なる担体に、活性成分として、イリジウムとともにリチ
ウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、マグネ
シウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等のア
ルカリ土類金属、チタン、ジルコニウム等のチタン族、
ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム等の希土
類、ニッケル、錫などからなる群より選ばれた少なくと
も1種の元素を加えても良い。上に例示の中でも、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1種の元素がNOx除去性能を向上させる
点で特に好ましい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 3/28 301 B01D 53/36 102A 102H B01J 23/56 301A (72)発明者 伊藤 賢 千葉県市川市南大野2−4 B507 (72)発明者 倉林 克巳 静岡県沼津市原1188−8 エヌ・イー ケ ムキャット株式会社駿河寮 (72)発明者 長南 武 千葉県市川市中国分3−18−5 住友金属 鉱山株式会社中央研究所内 (72)発明者 菅野 泰治 千葉県市川市中国分3−18−5 住友金属 鉱山株式会社中央研究所内 (72)発明者 池田 浩幸 千葉県市川市中国分3−18−5 住友金属 鉱山株式会社中央研究所内 (72)発明者 若林 正男 千葉県市川市中国分3−18−5 住友金属 鉱山株式会社中央研究所内
Claims (4)
- 【請求項1】 排気ガスの流路に配置される排気ガス浄
化用触媒システムであって、 金属炭化物及び金属窒化物からなる群より選ばれた少な
くとも1種よりなる担体と、該担体に担持されたイリジ
ウム並びにアルカリ金属、アルカリ土類金属、チタン
族、希土類、ニッケル及び錫からなる群より選ばれた少
なくとも1種の元素を含有する活性成分とからなる触媒
を含有し、前記排気ガスの流路に配される触媒含有層
(A) と、 活性アルミナと該活性アルミナに担持された銀含有活性
成分とからなる触媒を含有し、前記排気ガスの流路の前
記触媒含有層(A) の下流側に配される触媒含有層(B)
と、の少なくとも2段の触媒含有層を有する、排気ガス
浄化用触媒システム。 - 【請求項2】 触媒含有層(A) 及び触媒含有層(B) が、
一個の耐火性支持基質の前部及び後部にそれぞれの触媒
が被覆されてなるものである請求項1または2に記載の
排気ガス浄化用触媒システム。 - 【請求項3】 触媒含有層(A) 及び触媒含有層(B) が、
それぞれ、別の耐火性支持基質にそれぞれの触媒が被覆
されてなるものである請求項1に記載の排気ガス浄化用
触媒システム。 - 【請求項4】 炭化水素を含む還元性成分と、該還元性
成分を酸化するのに要する化学量論量より過剰の、酸素
及び窒素酸化物を含む排気ガスを、請求項1〜3のいず
れかに記載の触媒システムに触媒含有層(A) の側から流
し、接触させることを特徴とする排気ガスの浄化方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7248639A JPH0966223A (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 排気ガス浄化用触媒システム及び排気ガスの浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7248639A JPH0966223A (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 排気ガス浄化用触媒システム及び排気ガスの浄化方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0966223A true JPH0966223A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=17181110
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7248639A Pending JPH0966223A (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 排気ガス浄化用触媒システム及び排気ガスの浄化方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0966223A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004503375A (ja) * | 2000-07-13 | 2004-02-05 | ポール・コーポレーション | セラミックフィルタエレメント及びその製造方法 |
WO2006022214A1 (ja) * | 2004-08-23 | 2006-03-02 | Hino Motors, Ltd. | 排気浄化装置 |
JP4838997B2 (ja) * | 2002-11-27 | 2011-12-14 | ボルボ テクノロジー コーポレイション | Nox化合物の還元のための触媒ユニット |
-
1995
- 1995-09-01 JP JP7248639A patent/JPH0966223A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004503375A (ja) * | 2000-07-13 | 2004-02-05 | ポール・コーポレーション | セラミックフィルタエレメント及びその製造方法 |
JP4838997B2 (ja) * | 2002-11-27 | 2011-12-14 | ボルボ テクノロジー コーポレイション | Nox化合物の還元のための触媒ユニット |
WO2006022214A1 (ja) * | 2004-08-23 | 2006-03-02 | Hino Motors, Ltd. | 排気浄化装置 |
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