JPH10128068A - Catalyst for purifying exhaust gas - Google Patents

Catalyst for purifying exhaust gas

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Publication number
JPH10128068A
JPH10128068A JP8284078A JP28407896A JPH10128068A JP H10128068 A JPH10128068 A JP H10128068A JP 8284078 A JP8284078 A JP 8284078A JP 28407896 A JP28407896 A JP 28407896A JP H10128068 A JPH10128068 A JP H10128068A
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JP
Japan
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catalyst
exhaust gas
purifying
heat
purification
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Application number
JP8284078A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Sakakibara
雄二 榊原
Akihiko Asano
明彦 浅野
Teruaki Kondo
照明 近藤
Koji Yokota
幸治 横田
Yasuo Takada
保夫 高田
Masao Kataoka
匡男 片岡
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Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
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Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To exhibit high NOx purifying performance even in a low temp. region by forming an exhaust gas purifying catalyst used for reducing and purifying nitrogen oxide in an excess oxygen containing exhaust gas from a 1st and a 2nd catalyst each obtained by carrying a catalyst noble metal on a porous carrier, and heat treating. SOLUTION: As the exhaust gas purifying catalyst purifying the exhaust gas, the 1st and the 2nd catalyst each obtained by carrying the catalyst noble metal on the porous carrier and heat treating are used. The 1st porous carrier of the 1st catalyst is composed of one kind selected from alumina and silica based porous body and, as the 1st catalyst carried thereon, one kind of platinum, palladium, rhodium is used. On the other hand, as the 2nd porous carrier of the 2nd catalyst, zirconium oxide, titanium oxide or the like is used and, as the 2nd catalyst carried thereon, the same one as the 1st catalyst is used. The 1st catalyst is heat treated in a oxidizing atmosphere and the 2nd catalyst is heat treated in a non-oxidizing atmosphere.

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、ディーゼルエンジ
ンあるいはリーンバーンエンジンなどの内燃機関から排
出される排ガスを浄化する排ガス浄化用触媒法に関し、
さらに詳しくは、酸素過剰の排ガス、すなわち排ガス中
に含まれる一酸化炭素(CO)、水素(H 2 )及び炭化
水素(HC)等の還元性成分を完全に酸化するのに必要
な酸素量より過剰の酸素を含む排ガス中の、窒素酸化物
(NOx)を低温域から高温域まで効率よく還元浄化で
きる排ガス浄化用触媒に関する。
The present invention relates to a diesel engine.
Emissions from internal combustion engines such as
Regarding the exhaust gas purifying catalyst method for purifying the emitted exhaust gas,
More specifically, exhaust gas with excess oxygen,
Carbon monoxide (CO) and hydrogen (H Two) And carbonized
Required to completely oxidize reducing components such as hydrogen (HC)
Nitrogen oxides in exhaust gas containing excess oxygen
(NOx) For efficient reduction and purification from low to high temperatures
And a catalyst for purifying exhaust gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、自動車の排ガス浄化用触媒と
して、CO及びHCの酸化とNOx の還元とを同時に行
って排ガスを浄化する三元触媒が用いられている。この
ような三元触媒としては、例えばコーディエライトなど
からなる耐熱性基材にγ−アルミナからなる多孔質担体
層を形成し、その多孔質担体層に白金(Pt)、ロジウ
ム(Rh)などの触媒貴金属を担持させたものが広く知
られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a three-way catalyst for purifying exhaust gas by simultaneously oxidizing CO and HC and reducing NO x has been used as a catalyst for purifying exhaust gas of automobiles. As such a three-way catalyst, for example, a porous carrier layer made of γ-alumina is formed on a heat-resistant substrate made of cordierite or the like, and platinum (Pt), rhodium (Rh), or the like is formed on the porous carrier layer. What carried the catalyst noble metal is widely known.

【0003】一方、近年、地球環境保護の観点から、自
動車などの内燃機関から排出される排ガス中の二酸化炭
素(CO2 )が問題とされ、その解決策として空燃比
(A/F)が24以上まで拡大された酸素過剰雰囲気に
おいて希薄燃焼させる、いわゆるリーンバーンが採用さ
れている。このリーンバーンにおいては、燃費が向上す
るために燃料の使用が低減され、その燃焼排ガスである
CO2 の発生を抑制することができる。
On the other hand, in recent years, carbon dioxide (CO 2 ) in exhaust gas discharged from internal combustion engines such as automobiles has become a problem from the viewpoint of protection of the global environment, and an air-fuel ratio (A / F) of 24 has been solved as a solution. So-called lean burn, in which lean combustion is performed in an oxygen-excess atmosphere expanded as described above, is employed. In this lean burn, the use of fuel is reduced to improve fuel efficiency, and the generation of CO 2 , which is the combustion exhaust gas, can be suppressed.

【0004】しかしながら従来の三元触媒は、空燃比が
理論空燃比(ストイキ)近傍において排ガス中のCO,
HC,NOx を同時に酸化・還元し、浄化するものであ
って、前記三元触媒はリーンバーン時の排ガスの酸素過
剰雰囲気下においてはNOxの還元除去に対しては充分
な浄化性能を示さない。このため、酸素過剰雰囲気下に
おいてもNOx を浄化しうる触媒及び浄化システムの開
発が望まれていた。
However, in the conventional three-way catalyst, when the air-fuel ratio is near the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric), CO,
HC, simultaneously oxidizing and reducing NO x, be those for purifying, the three-way catalyst exhibit sufficient purification performance for reduction and removal of the NO x in an oxygen excess atmosphere in the exhaust gas during the lean-burn Absent. Therefore, development of a catalyst and purification system has been desired can purify NO x even in an oxygen rich atmosphere.

【0005】ところで、触媒反応には最適な温度域が存
在し、その温度域を外れると活性が低下する。排ガス浄
化用触媒によるNOx 還元反応も例外ではなく、また自
動車の排ガス温度は大きく変動するので、NOx を還元
する触媒反応が生じる温度範囲はできるだけ広い方が好
ましい。そこで酸素過剰雰囲気下において、広い温度範
囲でNOx を浄化する排ガス浄化方法として、例えば特
開平8−57259号公報に開示されたように、異なる
2種類の触媒に排ガスを接触させる方法が開示されてい
る。
[0005] By the way, there is an optimum temperature range for the catalytic reaction, and when the temperature is outside the temperature range, the activity decreases. The NO x reduction reaction by the exhaust gas purifying catalyst is no exception, and the exhaust gas temperature of the automobile greatly varies. Therefore, the temperature range in which the catalytic reaction for reducing NO x occurs is preferably as wide as possible. Therefore in an oxygen-rich atmosphere, as an exhaust gas purification method for purifying the NO x over a wide temperature range, for example, as disclosed in JP-A 8-57259 and JP is a method of contacting the exhaust gas to two different types of catalysts are disclosed ing.

【0006】上記公報に開示された技術では、ゼオライ
トに主としてコバルトを担持した反応温度の高い触媒を
排ガス流路の上流側に配置し、ゼオライトに主として銅
を担持した反応温度の低い触媒(Cu/ゼオライト触
媒)を下流側に配置している。そして還元剤を排ガス中
に供給することにより、高温域では主として上流側の触
媒で還元剤とNOx が反応してNOx が還元浄化され
る。一方低温域では、上流側の触媒で還元剤が部分的に
分解されてNOx 還元に有利な活性種が生成し、それに
より下流側の触媒でNOx が効率よく還元される。した
がって、200〜600℃の温度範囲で、高いNOx
化活性が得られる。
In the technique disclosed in the above publication, a high reaction temperature catalyst mainly supporting cobalt on zeolite is arranged on the upstream side of an exhaust gas flow path, and a low reaction temperature catalyst mainly supporting copper on zeolite (Cu / (Zeolite catalyst) is disposed downstream. And by supplying the reducing agent into the exhaust gas, NO x is reduced and purified primarily reacting the reducing agent and NO x at the upstream side of the catalyst at high temperatures. On the other hand, in the low temperature range, the reducing agent is partially decomposed by the upstream catalyst to generate active species that are advantageous for NO x reduction, whereby NO x is efficiently reduced by the downstream catalyst. Therefore, high NO x purification activity is obtained in the temperature range of 200 to 600 ° C.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが上記公報に開
示された反応温度の低い触媒であるCu/ゼオライト触
媒、例えばCu/ZSM−5触媒では、図1の触媒Cに
示されるように、NOx浄化温度ウインドウが300℃
以上であり、約300℃以下の低温域ではNOx浄化率
が低いという問題がある。
[0005] However Cu / zeolite catalyst having a low catalytic reactivity temperature disclosed in the above publication, in the example Cu / ZSM-5 catalyst, as shown in the catalyst C of FIG. 1, NO x Purification temperature window is 300 ℃
As described above, there is a problem that the NO x purification rate is low in a low temperature range of about 300 ° C. or less.

【0008】また例えばCu/ZSM−5触媒は、水蒸
気を含む雰囲気中で600℃以上の熱が加わると、ゼオ
ライト中のAlが脱離しCuイオンが移動するという現
象がある。この配位状態の変化に伴い、Cu/ZSM−
5触媒は化学的に反応性の低い状態に変化してしまうた
め、600℃以上の高温が作用する雰囲気下で使用する
とNOx 浄化率が低下するという不具合がある。
[0008] Further, for example, the Cu / ZSM-5 catalyst has a phenomenon that when heat of 600 ° C. or more is applied in an atmosphere containing water vapor, Al in the zeolite is desorbed and Cu ions move. With this change in coordination state, Cu / ZSM-
Since the catalyst No. 5 changes to a state of low chemical reactivity, there is a problem that the NO x purification rate decreases when used in an atmosphere where a high temperature of 600 ° C. or more acts.

【0009】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、300℃未満の低温域であっても高いNO
x 浄化性能を示し、かつ耐熱性に優れた排ガス浄化用触
媒を提供することを目的とする。またもう一つの目的
は、NOx 浄化温度域が従来のように狭い場合であって
も、その温度範囲において従来よりさらに高いNOx
化性能を示す排ガス浄化用触媒とすることにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and has a high NO even in a low temperature range of less than 300 ° C.
x It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying catalyst exhibiting purification performance and having excellent heat resistance. Further another object, the NO x purification temperature range even when narrow as in the prior art, is to the exhaust gas purification catalyst showing a higher the NO x purification performance than conventional in temperature range.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項1に記載の排ガス浄化用触媒の特徴は、酸素を過剰に
含む排ガス中に還元剤を供給して排ガス中に含まれる窒
素酸化物を還元浄化するのに用いられる排ガス浄化用触
媒であって、第1多孔質担体と第1多孔質担体に担持さ
れた第1触媒貴金属とを含んでなり熱処理された第1触
媒と、第2多孔質担体と第2多孔質担体に担持された第
2触媒貴金属とを含んでなり熱処理された第2触媒と、
よりなることにある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a catalyst for purifying exhaust gas, which comprises supplying a reducing agent to an exhaust gas containing an excessive amount of oxygen to reduce a nitrogen oxide contained in the exhaust gas. An exhaust gas purifying catalyst used for reducing and purifying an exhaust gas, comprising: a first catalyst heat-treated comprising a first porous carrier and a first catalytic noble metal supported on the first porous carrier; A heat-treated second catalyst comprising a porous carrier and a second catalytic noble metal supported on the second porous carrier,
Is to become.

【0011】請求項1に記載の排ガス浄化用触媒におい
て、第1触媒は酸化雰囲気中で600〜1200℃の範
囲で熱処理され、第2触媒は非酸化雰囲気中で600〜
1200℃の範囲で熱処理されていることが望ましい。
また請求項1に記載の排ガス浄化用触媒において、第1
触媒及び第2触媒は排ガス流路の上流から下流に第1触
媒及び第2触媒の順に配置されていることが望ましい。
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein the first catalyst is heat-treated in an oxidizing atmosphere at a temperature in the range of 600 to 1200 ° C, and the second catalyst is heat-treated in a non-oxidizing atmosphere at 600 to 1200 ° C.
It is desirable that the heat treatment be performed at a temperature of 1200 ° C.
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein
It is desirable that the catalyst and the second catalyst are arranged in the order of the first catalyst and the second catalyst from upstream to downstream of the exhaust gas channel.

【0012】さらに請求項1に記載の排ガス浄化用触媒
において、第1触媒及び第2触媒は排ガス流路の上流か
ら下流に第2触媒及び第1触媒の順に配置されていても
よい。
Further, in the exhaust gas purifying catalyst according to the first aspect, the first catalyst and the second catalyst may be arranged in the order of the second catalyst and the first catalyst from upstream to downstream of the exhaust gas passage.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】第1触媒の第1多孔質担体は、ア
ルミナ、シリカ系多孔体、セピオライト及びゼオライト
から選ばれる少なくとも一種からなる。これらの担体
は、還元剤である炭化水素化合物の吸着性に優れている
ため好ましく用いられる。アルミナにはα−アルミナ、
γ−アルミナなどを用いることができるが、活性の高い
γ−アルミナを用いることが望ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The first porous support of the first catalyst comprises at least one selected from alumina, porous silica, sepiolite and zeolite. These carriers are preferably used because they have excellent adsorptivity for the hydrocarbon compound as a reducing agent. Alumina is α-alumina,
Although γ-alumina can be used, it is preferable to use γ-alumina having high activity.

【0014】シリカ系多孔体としては、多孔質シリカを
始めとして、FSM、MCM−41のような層状シリカ
多孔体、シリカゲルなどを用いることができる。またゼ
オライトとしては、モルデナイト、ZSM−5、ホージ
ャサイト、X型ゼオライト、Y型ゼオライト(X型及び
Y型ゼオライトはフォージャサイト型ゼオライト)など
を用いることができるが、炭化水素のクラッキング作用
に優れたモルデナイト、ZSM−5、超安定Y型ゼオラ
イト(US−Y)が特に好ましい。
As the silica-based porous material, porous silica, a layered silica porous material such as FSM and MCM-41, silica gel, and the like can be used. As the zeolite, mordenite, ZSM-5, faujasite, X-type zeolite, Y-type zeolite (X-type and Y-type zeolites are faujasite-type zeolites) and the like can be used. Mordenite, ZSM-5, and ultrastable Y-type zeolite (US-Y) are particularly preferred.

【0015】第1多孔質担体に担持される第1触媒貴金
属としては、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジ
ウム(Rh)の少なくとも一種を用いることができる。
なかでもPtあるいはPtよりも高温域で活性の高いR
hの少なくとも一種を用いることが好ましい。もちろん
PtとRhの両方を用いてもよい。なお、第1触媒貴金
属の担持量は、第1触媒1リットルに対して0.5〜3
0gの範囲が望ましい。0.5g未満ではNOx をほと
んど浄化できず、30gより多く担持してもNOx 浄化
活性が飽和するため、それ以上の担持はコストの増大を
招くだけである。
As the first catalytic noble metal supported on the first porous carrier, at least one of platinum (Pt), palladium (Pd) and rhodium (Rh) can be used.
Among them, Pt or R having higher activity in the high temperature region than Pt
It is preferable to use at least one of h. Of course, both Pt and Rh may be used. The amount of the first catalyst noble metal carried is 0.5 to 3 per liter of the first catalyst.
A range of 0 g is desirable. If the amount is less than 0.5 g, NO x can hardly be purified, and if the amount is more than 30 g, the NO x purification activity is saturated.

【0016】第2触媒の第2多孔質担体は、第1多孔質
担体と同様にアルミナ、シリカ系多孔体、セピオライト
及びゼオライトから選ばれる少なくとも一種から構成し
てもよいし、炭化水素の吸着性の低い酸化ジルコニウム
(ジルコニア)、酸化チタン(チタニア)などを用いる
こともできる。第2多孔質担体に担持される第2触媒貴
金属としては、第1触媒貴金属と同様にPt、Pd、R
hの少なくとも一種を用いることができる。中でも低温
活性の高いPtが特に好ましい。
The second porous carrier of the second catalyst may be composed of at least one selected from the group consisting of alumina, silica-based porous material, sepiolite and zeolite, as in the case of the first porous carrier. For example, zirconium oxide (zirconia), titanium oxide (titania), or the like having a low content can be used. As the second catalytic noble metal supported on the second porous carrier, Pt, Pd, R
At least one of h can be used. Among them, Pt having high low-temperature activity is particularly preferable.

【0017】なお、第2触媒貴金属の担持量も、第2触
媒1リットルに対して0.5〜30gの範囲が望まし
い。0.5g未満ではNOx をほとんど浄化できず、3
0gより多く担持してもNOx 浄化活性が飽和するた
め、それ以上の担持はコストの増大を招くだけである。
第1触媒及び第2触媒は、そのまま用いると耐久性が低
く、初期活性は高いものの使用していくうちに徐々に活
性が低下する。このため第1触媒及び第2触媒は、とも
に熱処理されて用いられる。つまり実際に使用する温度
より高い温度で熱処理すれば、熱処理時に触媒貴金属の
粒成長が生じても使用時の粒成長は生じないので、活性
が安定する。
The amount of the noble metal carried by the second catalyst is preferably in the range of 0.5 to 30 g per liter of the second catalyst. If less than 0.5 g, NO x can hardly be purified,
The NO x purification activity is saturated even if more than 0 g is loaded, so that more loading only causes an increase in cost.
When the first catalyst and the second catalyst are used as they are, their durability is low and their initial activities are high, but their activities gradually decrease as they are used. Therefore, the first catalyst and the second catalyst are both used after being heat-treated. In other words, if the heat treatment is performed at a temperature higher than the temperature actually used, the activity is stabilized because the catalyst noble metal does not grow during use even if the catalyst noble metal grows during the heat treatment.

【0018】この熱処理温度は、ディーゼルエンジンの
排ガス温度はおおよそ600℃以下であるため、600
〜1200℃の範囲が好ましい。600℃より低い温度
では熱処理の効果が得られにくく使用時に触媒貴金属の
粒成長が生じ、初期活性の維持が困難となる。また12
00℃より高くなると、多孔質担体の構造変化が生じる
ため好ましくない。
Since the temperature of the exhaust gas from the diesel engine is approximately 600 ° C. or less,
The range of -1200 degreeC is preferable. If the temperature is lower than 600 ° C., the effect of the heat treatment is hardly obtained, and the noble metal catalyst grows during use, making it difficult to maintain the initial activity. Also 12
If the temperature is higher than 00 ° C., the structure of the porous carrier changes, which is not preferable.

【0019】第1触媒は大気中など酸素の存在する酸化
雰囲気中で熱処理することが望ましい。酸化雰囲気中で
の熱処理により、触媒貴金属の粒成長は不均一となり活
性が高温側へシフトするため、第1触媒は200〜40
0℃の高温域で活性の高い触媒となる。一方、第2触媒
の熱処理は、不活性ガス中、窒素ガス中、あるいは真空
中などの非酸化雰囲気中で行うことが望ましい。これに
より触媒貴金属は均一な粒径で成長して安定化するた
め、熱処理前の活性が比較的維持され、第2触媒は15
0〜350℃の低温域で活性の高い触媒となる。
The first catalyst is desirably heat-treated in an oxidizing atmosphere containing oxygen, such as in the air. Due to the heat treatment in an oxidizing atmosphere, the grain growth of the catalytic noble metal becomes non-uniform and the activity shifts to a high temperature side.
The catalyst becomes highly active in a high temperature range of 0 ° C. On the other hand, the heat treatment of the second catalyst is preferably performed in a non-oxidizing atmosphere such as an inert gas, a nitrogen gas, or a vacuum. As a result, the catalytic noble metal grows with a uniform particle size and is stabilized, so that the activity before the heat treatment is relatively maintained, and the second catalyst has a catalytic activity of 15%.
The catalyst becomes highly active in a low temperature range of 0 to 350 ° C.

【0020】酸化雰囲気と非酸化雰囲気での熱処理時の
触媒貴金属の挙動は、以下のように説明される。まず、
担体上における貴金属の凝集は、貴金属どうしの衝突に
よって起こることが知られている。そして例えばPt
は、非酸化雰囲気よりも酸化雰囲気の方が凝集しやすい
ことが知られている。これは、Ptの酸化物の蒸気圧が
金属Ptのそれよりも高いことから予想されるように、
酸化雰囲気下では気相や担体表面を伝わってPt酸化物
が移動しやすくなり、Pt粒子どうしの衝突が生じるた
めである。ただし、担体上のすべてのPt粒子が同じ速
度で移動するわけではなく、担体の状態は不均一である
から、担体上での位置の違いによりPtと担体の相互作
用が異なるなどの原因で、移動しやすいPtと移動しに
くいPtとが存在する。したがって酸化雰囲気で熱処理
すると、Pt粒子どうしの衝突が不均一に生じるため、
Ptの粒径分布はきわめて広くなり、活性が高温側にシ
フトする。
The behavior of the catalytic noble metal during heat treatment in an oxidizing atmosphere and a non-oxidizing atmosphere is explained as follows. First,
It is known that agglomeration of precious metals on a carrier occurs by collision of precious metals. And for example Pt
It is known that oxidized atmosphere is easier to aggregate than non-oxidized atmosphere. This is because, as expected, the vapor pressure of the oxide of Pt is higher than that of metal Pt,
This is because in an oxidizing atmosphere, the Pt oxide easily moves along the gas phase or the surface of the carrier, and Pt particles collide with each other. However, not all Pt particles on the carrier move at the same speed, and the state of the carrier is non-uniform. For example, the interaction between Pt and the carrier is different due to the difference in position on the carrier, There are Pt that is easy to move and Pt that is difficult to move. Therefore, when heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere, collision between Pt particles occurs unevenly.
The particle size distribution of Pt becomes extremely wide, and the activity shifts to a higher temperature side.

【0021】このような挙動により粒成長が不均一とな
るのであるから、酸化雰囲気下での熱処理は触媒貴金属
の担持量が多い方が効果的である。一方、非酸化雰囲気
では、Ptは金属Ptとして存在しているため、担体と
の相互作用が小さく、Pt粒子それぞれの移動速度はほ
ぼ同一となる。したがって、Ptの粒径は比較的均一と
なる。ただし、金属PtはPt酸化物に比べて移動しに
くいので、粒径の成長速度はきわめて小さい。したがっ
て、Ptは熱処理を施さないときの活性を比較的維持
し、活性が高温側にシフトすることはない。
Since the grain growth becomes non-uniform due to such a behavior, the heat treatment in an oxidizing atmosphere is more effective when the supported amount of the catalytic noble metal is larger. On the other hand, in a non-oxidizing atmosphere, since Pt exists as metal Pt, the interaction with the carrier is small, and the moving speed of each Pt particle is almost the same. Therefore, the particle size of Pt becomes relatively uniform. However, since metal Pt is harder to move than Pt oxide, the growth rate of the particle size is extremely low. Therefore, Pt relatively maintains the activity when no heat treatment is performed, and the activity does not shift to the high temperature side.

【0022】以上、Ptの場合について説明したが、こ
のような挙動はPdやRhでも同様である。還元剤とし
ては、炭化水素化合物が用いられる。その種類は特に制
限されないが、炭素数の多いパラフィン系炭化水素が含
まれているものを用いると、NOxを効果的に浄化する
ことができる。このような炭化水素化合物としては、軽
油や灯油が代表的に例示される。
Although the case of Pt has been described above, such a behavior is the same for Pd and Rh. As the reducing agent, a hydrocarbon compound is used. The type is not particularly limited, but if a substance containing a paraffinic hydrocarbon having a large number of carbon atoms is used, NO x can be effectively purified. Representative examples of such hydrocarbon compounds include light oil and kerosene.

【0023】還元剤の添加量は、ディーゼルエンジンの
場合、排ガス中に100〜10000ppmCの範囲が
好ましい。100ppmCより少ないとNOx の浄化が
困難となり、10000ppmC以上添加してもNOx
浄化能が飽和する。なお、還元剤は排ガス中に直接添加
してもよいし、空燃比(A/F)を時々リッチとするこ
とにより排ガス中に炭化水素が多い状態として、炭化水
素を直接添加したと同じ条件とすることもできる。
In the case of a diesel engine, the amount of the reducing agent added is preferably in the range of 100 to 10000 ppmC in the exhaust gas. Purifying less than 100ppmC of the NO x becomes difficult, NOx be added over 10000ppmC
Purification ability is saturated. The reducing agent may be directly added to the exhaust gas, or the air-fuel ratio (A / F) is sometimes made rich so that the exhaust gas contains a large amount of hydrocarbons. You can also.

【0024】上記のように熱処理された第1触媒及び第
2触媒を用いる場合には、排ガス流路内の第1触媒と第
2触媒の配置順序によって、浄化作用が異なる。まず酸
化雰囲気中で熱処理された第1触媒を上流側に、非酸化
雰囲気中で熱処理された第2触媒を下流側に配置した場
合を説明すると、酸化雰囲気中で熱処理された第1触媒
は低温域では活性が低いため、還元剤は低温時に第1触
媒に吸着され、昇温時に脱離して低温域で活性の高い第
2触媒においてNOx の還元に消費される。また、吸着
された還元剤は、離脱するときにクラッキングされ、よ
り還元剤として有効な低分子の炭化水素に改質されるた
め、NOx 浄化率が向上する。
When the first catalyst and the second catalyst that have been heat-treated as described above are used, the purifying action differs depending on the arrangement order of the first catalyst and the second catalyst in the exhaust gas passage. First, the case where the first catalyst heat-treated in the oxidizing atmosphere is disposed on the upstream side and the second catalyst heat-treated in the non-oxidizing atmosphere is disposed on the downstream side will be described. because of low activity in the range, the reducing agent is adsorbed to the first catalyst at low temperatures, is consumed in the reduction of the NO x in the second catalyst having high activity at low temperature range desorbed at Atsushi Nobori. Further, the adsorbed reducing agent is cracked when it is desorbed, and is reformed into a low-molecular hydrocarbon that is more effective as a reducing agent, so that the NO x purification rate is improved.

【0025】1種類の触媒では、広範囲の排ガス温度域
においてNOx を浄化することは困難であるが、上記し
たように高温域で活性の高い酸化雰囲気中で熱処理され
た第1触媒を上流側に、低温域で活性の高い非酸化雰囲
気中で熱処理された第2触媒を下流側に配置することに
より、低温域から高温域までの広い温度範囲でNOx
浄化することができる。
The one in the catalyst, it is difficult to purify NO x in a wide range of exhaust gas temperature region, the upstream side of the first catalyst has been heat treated in a highly active oxidizing atmosphere at high temperatures as described above , placing a second catalyst which is heat-treated at high activity in a non-oxidizing atmosphere at a low temperature range on the downstream side, it is possible to purify NO x over a wide temperature range from low temperature region to high temperature region.

【0026】一方、低温域で活性の高い非酸化雰囲気中
で熱処理された第2触媒を上流側に、高温域で活性の高
い酸化雰囲気中で熱処理された第1触媒を下流側に配置
した場合は、排ガス温度が低温域において、上流側の第
2触媒で還元剤が燃焼するとともにNOx と反応するこ
とにより排ガス温度が上昇する。こうして排ガスが第1
触媒の活性温度域に達すると、下流側の第1触媒でもさ
らにNOx が浄化され、結果的に高いNOx 浄化率が得
られる。つまり第1触媒と第2触媒のNOx 浄化温度の
差が小さくても、その温度範囲において高いNOx 浄化
率を得ることができる。なお第1触媒に到達する際の排
ガス温度は、還元剤の供給量により制御することができ
る。
On the other hand, when the second catalyst heat-treated in a non-oxidizing atmosphere having a high activity in a low temperature range is disposed on the upstream side, and the first catalyst heat-treated in an oxidizing atmosphere having a high activity in a high temperature range is disposed on the downstream side. When the exhaust gas temperature is in a low temperature range, the reducing agent burns on the second catalyst on the upstream side and reacts with NO x to increase the exhaust gas temperature. The exhaust gas is thus the first
Upon reaching the activation temperature range of the catalyst, being purified further NO x even is in the first catalyst downstream, resulting in high NO x purification rate is obtained. That even small differences in the NO x purification temperature of the first catalyst and the second catalyst, it is possible to obtain a high the NO x purification rate at the temperature range. Note that the temperature of the exhaust gas when reaching the first catalyst can be controlled by the supply amount of the reducing agent.

【0027】さらに、酸化雰囲気中で熱処理された第1
触媒を上流側に、非酸化雰囲気中で熱処理された第2触
媒を下流側に配置した場合には、そのさらに下流側に酸
化雰囲気中で熱処理された第1触媒を配置することも好
ましい。このようにすれば、上記した2種類の配置順序
の両方の特性が現れ、例えば300℃より低い温度での
NOx 浄化温度域が広くなるとともに、特定の狭い温度
域でさらにNOx 浄化活性を高めることができる。な
お、このとき、必要に応じて最下流の第1触媒の上流側
にも還元剤を供給することが好ましい。
Further, the first heat-treated in an oxidizing atmosphere
When the catalyst is arranged on the upstream side and the second catalyst heat-treated in the non-oxidizing atmosphere is arranged on the downstream side, it is also preferable to arrange the first catalyst heat-treated in the oxidizing atmosphere on the further downstream side. In this way, both characteristics of the above two types of arrangement order appear, and for example, the NO x purification temperature range at a temperature lower than 300 ° C. is widened, and the NO x purification activity is further increased in a specific narrow temperature range. Can be enhanced. At this time, it is preferable to supply the reducing agent also to the upstream side of the most downstream first catalyst as necessary.

【0028】また場合によっては、非酸化雰囲気中で熱
処理された第1触媒を上流側に配置し、酸化雰囲気中で
処理された第2触媒を下流側に配置することもできる。
なお、上流側に配置する触媒の多孔質担体は、アルミ
ナ、シリカ系多孔体、セピオライト及びゼオライトのよ
うに、吸着作用をもつものを用いることが好ましい。こ
れにより排ガス中の未燃焼高沸点炭化水素が上流側の触
媒に吸着されるため、下流側に配置された触媒によるN
x 浄化活性が未燃焼高沸点炭化水素により損なわれる
のが防止される。
In some cases, the first catalyst heat-treated in a non-oxidizing atmosphere may be arranged on the upstream side, and the second catalyst treated in an oxidizing atmosphere may be arranged on the downstream side.
As the porous carrier of the catalyst disposed on the upstream side, it is preferable to use one having an adsorbing action, such as alumina, a silica-based porous material, sepiolite and zeolite. As a result, unburned high-boiling hydrocarbons in the exhaust gas are adsorbed by the upstream catalyst, so that N
Ox purification activity is prevented from being impaired by unburned high boiling hydrocarbons.

【0029】第1触媒及び第2触媒の形状は、ハニカム
形状、ペレット形状など特に制限されない。またその製
造方法も、従来の製造方法を用いることができる。そし
て排ガス流路に第1触媒と第2触媒を配置する場合、第
1触媒と第2触媒を一体としてもよいし、別体の第1触
媒と第2触媒を直列に配置することもできる。後者の場
合、第1触媒と第2触媒の間に間隔があってもよいし、
間隔なしに当接させた状態で配置してもよい。
The shapes of the first catalyst and the second catalyst are not particularly limited, such as a honeycomb shape and a pellet shape. Also, as the manufacturing method, a conventional manufacturing method can be used. When the first catalyst and the second catalyst are arranged in the exhaust gas passage, the first catalyst and the second catalyst may be integrated, or the separate first and second catalysts may be arranged in series. In the latter case, there may be an interval between the first catalyst and the second catalyst,
You may arrange | position in the state which contact | abutted without an interval.

【0030】なお、触媒の大きさを調整することによ
り、還元剤をより有効に利用することができ、燃費の悪
化率を低減することができる。また、触媒内に常時炭化
水素が存在していると、排ガス中のSO2 の酸化も抑制
される。そこで、触媒内に常時炭化水素が存在するよう
な長さの触媒とすることにより、サルフェートの生成を
抑制することができる。
By adjusting the size of the catalyst, the reducing agent can be used more effectively, and the rate of deterioration of fuel efficiency can be reduced. Further, if hydrocarbons are always present in the catalyst, the oxidation of SO 2 in the exhaust gas is also suppressed. Therefore, by using a catalyst having a length such that hydrocarbons are always present in the catalyst, the production of sulfate can be suppressed.

【0031】また還元剤の供給位置は、第1触媒及び第
2触媒の上流側にのみ供給してもよいし、さらに第1触
媒と第2触媒の間にも供給することもできる。なお、第
1触媒と第2触媒の間にも供給する場合、第1触媒及び
第2触媒の上流側に供給する還元剤と同じものを供給し
てもよいし、異なる種類の還元剤を供給することもでき
る。
The supply position of the reducing agent may be supplied only to the upstream side of the first catalyst and the second catalyst, or may be supplied also between the first catalyst and the second catalyst. In addition, when supplying also between the first catalyst and the second catalyst, the same reducing agent that is supplied to the upstream side of the first catalyst and the second catalyst may be supplied, or a different type of reducing agent may be supplied. You can also.

【0032】[0032]

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明する。 (1)触媒A−1の調製 モルデナイト(SiO2 /Al2 3 =30)粉末10
0重量部、シリカゾル(シリカ20重量%)35重量
部、水135重量部を攪拌混合し、スラリーを調製し
た。次にコーディエライト製のハニカム担体基材(40
0セル/in2 、直径30mm、長さ25mm)を用意
し、このスラリーに浸漬後引き上げて余分なスラリーを
吹き払い、250℃で乾燥後650℃で焼成してモルデ
ナイト層を形成した。モルデナイトのコート量は、ハニ
カム担体基材1リットル当たり120gである。
The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples. (1) Preparation of Catalyst A-1 Mordenite (SiO 2 / Al 2 O 3 = 30) Powder 10
0 parts by weight, 35 parts by weight of silica sol (20% by weight of silica), and 135 parts by weight of water were stirred and mixed to prepare a slurry. Next, a cordierite honeycomb carrier substrate (40
(0 cell / in 2 , diameter 30 mm, length 25 mm) was prepared, immersed in the slurry, pulled up and blow off excess slurry, dried at 250 ° C., and fired at 650 ° C. to form a mordenite layer. The coating amount of the mordenite is 120 g per liter of the honeycomb carrier substrate.

【0033】次に、モルデナイト層を持つハニカム担体
基材に所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶液の所定
量を含浸させ、水分を乾燥させた後300℃で1時間焼
成して、ハニカム担体基材1リットル当たりPtを10
g担持させ、触媒A−1を得た。 (2)触媒A−2の調製 触媒A−1を窒素ガス雰囲気中において800℃で3時
間焼成し、触媒A−2を調製した。 (3)触媒A−3の調製 触媒A−1を大気中において800℃で3時間焼成し、
触媒A−3を調製した。 (4)触媒B−1の調製 γ−アルミナ粉末100重量部、アルミナゾル(アルミ
ナ40重量%)20重量部、水140重量部を攪拌混合
し、スラリーを調製した。次に触媒A−1と同様のハニ
カム担体基材を用意し、このスラリーに浸漬後引き上げ
て余分なスラリーを吹き払い、250℃で乾燥後500
℃で焼成してγ−アルミナ層を形成した。γ−アルミナ
のコート量は、ハニカム担体基材1リットル当たり12
0gである。
Next, a honeycomb carrier substrate having a mordenite layer is impregnated with a predetermined amount of a dinitrodiammineplatinum aqueous solution having a predetermined concentration, and after drying the water, it is baked at 300 ° C. for 1 hour to obtain 1 liter of the honeycomb carrier substrate. Pt per 10
g was carried to obtain Catalyst A-1. (2) Preparation of Catalyst A-2 Catalyst A-1 was calcined at 800 ° C. for 3 hours in a nitrogen gas atmosphere to prepare Catalyst A-2. (3) Preparation of Catalyst A-3 The catalyst A-1 was calcined in the air at 800 ° C. for 3 hours,
Catalyst A-3 was prepared. (4) Preparation of Catalyst B-1 100 parts by weight of γ-alumina powder, 20 parts by weight of alumina sol (40% by weight of alumina), and 140 parts by weight of water were mixed by stirring to prepare a slurry. Next, the same honeycomb carrier base material as the catalyst A-1 was prepared, immersed in the slurry, pulled up, and blown off excess slurry.
C. to form a gamma-alumina layer. The coating amount of γ-alumina is 12 per liter of the honeycomb support substrate.
0 g.

【0034】次に、γ−アルミナ層を持つハニカム担体
基材を所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶液中に浸
漬してPtを選択吸着させ、水分を乾燥させた後300
℃で1時間焼成して、ハニカム担体基材1リットル当た
りPtを20g担持させ、触媒B−1を調製した。 (5)触媒B−2の調製 触媒B−1を窒素ガス雰囲気中において800℃で3時
間焼成し、触媒B−2を調製した。 (6)触媒B−3の調製 触媒B−1を大気中において800℃で3時間焼成し、
触媒B−3を調製した。 (7)触媒Cの調製 ZSM−5粉末を所定濃度の酢酸銅水溶液中に加えて6
0℃で24時間攪拌し、銅イオンによるイオン交換を行
った。その後濾過、洗浄、蒸発乾固後500℃で1時間
焼成してCu/ZSM−5触媒粉末を調製した。
Next, the honeycomb carrier substrate having the γ-alumina layer is immersed in an aqueous solution of dinitrodiammine platinum having a predetermined concentration to selectively adsorb Pt, and after drying the water, the substrate is dried.
C. for 1 hour to carry 20 g of Pt per liter of the honeycomb carrier substrate to prepare a catalyst B-1. (5) Preparation of Catalyst B-2 Catalyst B-1 was calcined at 800 ° C. for 3 hours in a nitrogen gas atmosphere to prepare Catalyst B-2. (6) Preparation of catalyst B-3 The catalyst B-1 was calcined at 800 ° C for 3 hours in the air.
Catalyst B-3 was prepared. (7) Preparation of Catalyst C ZSM-5 powder was added to an aqueous copper acetate solution having a predetermined concentration,
After stirring at 0 ° C. for 24 hours, ion exchange with copper ions was performed. Thereafter, the mixture was filtered, washed, evaporated to dryness, and then calcined at 500 ° C. for 1 hour to prepare a Cu / ZSM-5 catalyst powder.

【0035】次に、このCu/ZSM−5触媒粉末10
0重量部と、シリカゾル(シリカ20重量%)40重量
部、水140重量部を攪拌混合し、スラリーを調製し
た。そして触媒A−1と同様のハニカム担体基材を用意
し、このスラリーに浸漬後引き上げて余分なスラリーを
吹き払い、250℃で乾燥後500℃で焼成してCu/
ZSM−5触媒層を形成した。Cu/ZSM−5触媒の
コート量は、ハニカム担体基材1リットル当たり120
gであり、このときのCuの担持量はハニカム担体基材
1リットルあたり2gである。
Next, the Cu / ZSM-5 catalyst powder 10
0 parts by weight, 40 parts by weight of silica sol (20% by weight of silica), and 140 parts by weight of water were stirred and mixed to prepare a slurry. Then, a honeycomb carrier base material similar to that of the catalyst A-1 was prepared, dipped in this slurry, pulled up and blow off excess slurry, dried at 250 ° C., fired at 500 ° C., and
A ZSM-5 catalyst layer was formed. The coating amount of the Cu / ZSM-5 catalyst was 120 per liter of the honeycomb support substrate.
g, and the supported amount of Cu at this time is 2 g per liter of the honeycomb carrier base material.

【0036】上記の各触媒の構成を表1にまとめて示
す。
Table 1 summarizes the structure of each of the above catalysts.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】(8)各触媒のNOx 浄化活性評価 上記の各触媒に対し、表2に示す組成のモデルガスを3
0L/min(0℃、1atm)流し、入りガス温度を
100〜450℃まで15℃/minの速度で昇温させ
たときのNOx 浄化率を測定した。結果を図1及び図2
に示す。
(8) Evaluation of NO x purification activity of each catalyst For each of the above catalysts, a model gas having the composition shown in Table 2 was used.
At a flow rate of 0 L / min (0 ° C., 1 atm), the NO x purification rate was measured when the incoming gas temperature was raised from 100 to 450 ° C. at a rate of 15 ° C./min. 1 and 2 show the results.
Shown in

【0039】[0039]

【表2】 図1及び図2からわかるように、触媒A−1〜3及び触
媒B−1〜3は、触媒Cに比べて低温域でNOx を浄化
することができることが明らかである。また触媒A−1
〜3の方が触媒B−1〜3より最高NOx 浄化率が高
く、担体としてはモルデナイトの方が好ましいこともわ
かる。
[Table 2] As it can be seen from FIGS. 1 and 2, catalyst A-1 to 3 and the catalyst B-1 to 3, it is apparent that it is possible to purify NO x in the low temperature range as compared with the catalyst C. Catalyst A-1
3 shows that the highest NO x purification rate is higher than that of the catalysts B-1 to B-3, and it is also understood that mordenite is more preferable as the carrier.

【0040】また熱処理することにより最高NOx 浄化
率はやや低下するものの、窒素ガス雰囲気下で熱処理し
た触媒(A−2、B−2)はNOx 浄化温度範囲が熱処
理しない触媒(A−1、B−1)とNOx 浄化温度域が
同等であり、大気中で熱処理した触媒(A−3、B−
3)ではNOx 浄化温度域が約30℃高温側へシフトし
ている。つまり、窒素ガス雰囲気下で熱処理した触媒
(A−2、B−2)は低温域において性能を発揮し、大
気中で熱処理した触媒(A−3、B−3)は高温域で性
能を発揮することがわかる。 (9)触媒B−4の調製 担体基材1リットル当たりPtを10g担持したこと以
外は触媒B−1と同様にして、触媒B−4を調製した。 (10)触媒B−5の調製 触媒B−4を窒素ガス雰囲気中において800℃で3時
間焼成し、触媒B−5を調製した。 (11)触媒B−6の調製 触媒B−4を窒素ガス雰囲気中において800℃で10
時間焼成し、触媒B−6を調製した。 (12)触媒B−7の調製 触媒B−4を大気中において800℃で3時間焼成し、
触媒B−7を調製した。 (13)触媒B−8の調製 触媒B−4を大気中において800℃で10時間焼成
し、触媒B−8を調製した。
Further although the best the NO x purification rate is slightly reduced by heat treatment, the catalyst was heat-treated in a nitrogen gas atmosphere (A-2, B-2 ) catalyst without heat treatment the NO x purification temperature range (A-1 , B-1) and the NO x purification temperature region is equal, the catalyst was heat-treated in the atmosphere (a-3, B-
In 3), the NO x purification temperature range shifts to a high temperature side of about 30 ° C. That is, the catalysts (A-2, B-2) heat-treated in a nitrogen gas atmosphere exhibit performance in a low temperature range, and the catalysts (A-3, B-3) heat-treated in the atmosphere exhibit performance in a high temperature range. You can see that (9) Preparation of Catalyst B-4 A catalyst B-4 was prepared in the same manner as the catalyst B-1, except that 10 g of Pt was supported per liter of the carrier substrate. (10) Preparation of Catalyst B-5 Catalyst B-4 was calcined at 800 ° C. for 3 hours in a nitrogen gas atmosphere to prepare Catalyst B-5. (11) Preparation of Catalyst B-6 Catalyst B-4 was treated at 800 ° C. in a nitrogen gas atmosphere for 10 minutes.
The mixture was calcined for a time to prepare a catalyst B-6. (12) Preparation of Catalyst B-7 Catalyst B-4 was calcined at 800 ° C. for 3 hours in the air,
Catalyst B-7 was prepared. (13) Preparation of Catalyst B-8 Catalyst B-4 was calcined in the air at 800 ° C. for 10 hours to prepare Catalyst B-8.

【0041】これらの各触媒の構成を表1にまとめて示
す。 (14)熱処理の影響の調査 まず触媒Cについて、表2に示すモデルガス中にて70
0℃及び800℃でそれぞれ5時間加熱する熱処理を行
い、熱処理前後のNOx 浄化率を測定した。結果を図3
に示す。
Table 1 summarizes the constitution of each of these catalysts. (14) Investigation of the effect of heat treatment First, catalyst C was tested in a model gas shown in Table 2 for 70 days.
Heat treatment was performed by heating at 0 ° C. and 800 ° C. for 5 hours, respectively, and the NO x purification rates before and after the heat treatment were measured. Fig. 3 shows the results.
Shown in

【0042】図3に示すように、触媒Cは700℃及び
800℃の熱処理によりNOx 浄化率が大きく低減し、
耐久性に乏しいことがわかる。次に、触媒B−4、B−
5、B−6、B−7及びB−8について、表2に示す組
成のモデルガスを30L/min(0℃、1atm)流
し、入りガス温度を100〜450℃まで15℃/mi
nの速度で昇温させたときのNOx 浄化率を測定した。
結果を図4に示す。
[0042] As shown in FIG. 3, the catalyst C is the NO x purification rate is greatly reduced by heat treatment at 700 ° C. and 800 ° C.,
It turns out that durability is poor. Next, catalysts B-4 and B-
5, B-6, B-7, and B-8 were supplied with a model gas having a composition shown in Table 2 at a flow rate of 30 L / min (0 ° C., 1 atm), and the inlet gas temperature was increased to 15 ° C./mi from 100 to 450 ° C.
The NO x purification rate when the temperature was raised at the rate of n was measured.
FIG. 4 shows the results.

【0043】図4より、触媒B−4は窒素ガス雰囲気中
及び大気中のどちらで熱処理しても、NOx 浄化率の変
化量が触媒Cに比べて小さく、耐久性に優れていること
がわかる。つまり触媒CについてはNOx 浄化活性の劣
化なしの熱処理が困難であるが、本発明に関わる触媒B
−4は熱処理によるNOx 浄化活性の低下が少なく、か
つ窒素ガス雰囲気中及び大気中での熱処理によりNOx
浄化温度域が異なるようになるので、排ガス流路中に最
適に配置することが可能である。 (15)実施例1 排気量2.4Lのディーゼルエンジンの排気系に、図5
に示すように触媒A−3が上流側、触媒A−2が下流側
となるように直列に配置し、これらのそれぞれ上流側で
排ガス中に軽油を3000ppmCの量となるように添
加しながら、各排ガス温度におけるNOx 浄化率を測定
した。結果を図6に示す。 (16)実施例2 触媒A−2が上流側、触媒A−3が下流側となるように
直列に配置したこと以外は実施例1と同様に試験し、結
果を図6に示す。 (17)実施例3 触媒B−3が上流側、触媒B−2が下流側となるように
直列に配置したこと以外は実施例1と同様に試験し、結
果を図7に示す。 (18)実施例4 触媒B−2が上流側、触媒B−3が下流側となるように
直列に配置したこと以外は実施例1と同様に試験し、結
果を図7に示す。 (19)評価 図6及び図7より、排ガス流路の上流側に大気中で熱処
理した触媒(A−3、B−3)を配置し、下流側に窒素
ガス雰囲気下で熱処理した触媒(A−2、B−2)を配
置すること(実施例1及び実施例3)により、300℃
以下の低温域において広い温度範囲で高いNOx 浄化率
が得られることがわかる。
FIG. 4 shows that the catalyst B-4 has a smaller change in the NO x purification rate than the catalyst C and has excellent durability even when subjected to heat treatment in a nitrogen gas atmosphere or in the air. Recognize. That is, it is difficult to perform the heat treatment on the catalyst C without deteriorating the NO x purification activity.
-4 small reduction of the NO x purification activity by heat treatment, and NO x by a heat treatment in a nitrogen gas atmosphere and the atmosphere
Since the purification temperature ranges are different, it is possible to optimally arrange the temperature in the exhaust gas flow path. (15) Example 1 The exhaust system of a 2.4-liter diesel engine is shown in FIG.
As shown in the figure, the catalyst A-3 is arranged in series such that the catalyst A-2 is on the downstream side, and the diesel oil is added to the exhaust gas in the amount of 3000 ppmC on each of the upstream sides while the catalyst A-2 is on the downstream side. The NO x purification rate at each exhaust gas temperature was measured. FIG. 6 shows the results. (16) Example 2 A test was conducted in the same manner as in Example 1, except that the catalyst A-2 was arranged in the upstream side and the catalyst A-3 was arranged in the downstream side, and the results are shown in FIG. (17) Example 3 A test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the catalyst B-3 was arranged in series with the upstream side and the catalyst B-2 was arranged on the downstream side, and the results are shown in FIG. (18) Example 4 A test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the catalyst B-2 was arranged in series with the upstream side and the catalyst B-3 was arranged with the downstream side, and the results are shown in FIG. (19) Evaluation From FIG. 6 and FIG. 7, the catalysts (A-3, B-3) heat-treated in the air are arranged on the upstream side of the exhaust gas flow path, and the catalysts (A) heat-treated in the nitrogen gas atmosphere are arranged on the downstream side. -2, B-2) (Examples 1 and 3), 300 ° C.
It can be seen that a high NO x purification rate can be obtained in a wide temperature range in the following low temperature range.

【0044】また上流側に窒素ガス雰囲気下で熱処理し
た触媒(A−2、B−2)を配置し、下流側に大気中で
熱処理した触媒(A−3、B−3)を配置すれば(実施
例2及び実施例4)、200℃近傍の温度で高いNOx
浄化率を示すことがわかる。 (20)還元剤の影響 触媒A−3を用い、排気量2.4Lのディーゼルエンジ
ンの排気系に配置して、その上流側にオレフィン系炭化
水素であるプロピレン(C3 6 )とパラフィン系炭化
水素であるデカン(C1022)をそれぞれ用い、300
0ppmCの量となるように排ガス中に添加しながら、
各排ガス温度におけるNOx 浄化率を測定した。結果を
図8に示す。
The catalysts (A-2, B-2) heat-treated in a nitrogen gas atmosphere are arranged on the upstream side, and the catalysts (A-3, B-3) heat-treated in the atmosphere are arranged on the downstream side. (Examples 2 and 4), high NO x at a temperature near 200 ° C.
It turns out that it shows a purification rate. (20) Influence of reducing agent Using catalyst A-3, it is arranged in the exhaust system of a 2.4-liter diesel engine, and propylene (C 3 H 6 ), which is an olefinic hydrocarbon, and paraffinic Decane (C 10 H 22 ), which is a hydrocarbon, is used, and 300
While adding to the exhaust gas so that the amount of 0ppmC,
The NO x purification rate at each exhaust gas temperature was measured. FIG. 8 shows the results.

【0045】図8より、プロピレンと比較してデカンを
用いることによりNOx 浄化率が向上していることが明
らかであり、還元剤として炭素数の多いパラフィン系炭
化水素を用いることが好ましいことが明らかである。
From FIG. 8, it is clear that the NO x purification rate is improved by using decane as compared with propylene, and it is preferable to use a paraffinic hydrocarbon having a large number of carbons as the reducing agent. it is obvious.

【0046】[0046]

【発明の効果】すなわち請求項1に記載の排ガス浄化用
触媒によれば、熱処理によるNOx 浄化活性の低下度合
いが小さく、熱処理により耐久性に優れた触媒となって
いる。したがって2種類の触媒を排ガス流路内に最適に
配置することにより、300℃以下の低温域においてN
x を効率よく浄化することができ、また特定温度範囲
においてさらに高いNOx 浄化率を確保することもでき
る。
Effects of the Invention] That is, according to the catalyst for purification of exhaust gas according to claim 1, small degree of decrease of the NO x purifying activity by heat treatment, it has a good catalyst durability by heat treatment. Therefore, by optimally arranging the two types of catalysts in the exhaust gas flow path, the N 2 catalyst can be used in a low temperature range of 300 ° C. or less.
O x can be purified efficiently, or can be secured even higher the NO x purification rate in a specific temperature range.

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

【図1】触媒入りガス温度とNOx 浄化率の関係を示す
グラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the temperature of a gas containing a catalyst and the NO x purification rate.

【図2】触媒入りガス温度とNOx 浄化率の関係を示す
グラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the temperature of a gas containing a catalyst and the NO x purification rate.

【図3】従来の排ガス浄化用触媒の熱処理前後のNOx
浄化率を示す棒グラフである。
FIG. 3 shows NO x before and after heat treatment of a conventional exhaust gas purifying catalyst.
It is a bar graph which shows a purification rate.

【図4】触媒入りガス温度とNOx 浄化率の関係を示す
グラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a temperature of a gas containing a catalyst and a NO x purification rate.

【図5】本発明の一実施例の排ガス浄化用触媒の構成を
示す概略説明図である。
FIG. 5 is a schematic explanatory view showing a configuration of an exhaust gas purifying catalyst according to one embodiment of the present invention.

【図6】触媒入りガス温度とNOx 浄化率の関係を示す
グラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the temperature of a gas containing a catalyst and the NO x purification rate.

【図7】触媒入りガス温度とNOx 浄化率の関係を示す
グラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the temperature of the gas containing a catalyst and the NO x purification rate.

【図8】触媒入りガス温度とNOx 浄化率の関係を示す
グラフである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the temperature of the gas containing a catalyst and the NO x purification rate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 照明 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 横田 幸治 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 高田 保夫 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 片岡 匡男 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1株式会社豊田中央研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Illumination Kondo 41-Cho, Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside Toyota Central Research Institute, Inc. (72) Inventor Koji Yokota 41, Yokomichi, Toyota Central Research Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Yasuo Takada Ochi-cho, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture 41, Toyoda Central Research Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Masao Kataoka Aichi 41 Toyota Chuo R & D Laboratories Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸素を過剰に含む排ガス中に還元剤を供
給して該排ガス中に含まれる窒素酸化物を還元浄化する
のに用いられる排ガス浄化用触媒であって、 第1多孔質担体と、該第1多孔質担体に担持された第1
触媒貴金属とを含んでなり熱処理された第1触媒と、 第2多孔質担体と、該第2多孔質担体に担持された第2
触媒貴金属とを含んでなり熱処理された第2触媒と、よ
りなることを特徴とする排ガス浄化用触媒。
An exhaust gas purifying catalyst used for supplying a reducing agent to an exhaust gas containing an excessive amount of oxygen to reduce and purify nitrogen oxides contained in the exhaust gas, comprising: a first porous carrier; The first porous carrier supported on the first porous carrier.
A first catalyst containing a catalytic noble metal and heat-treated; a second porous support; and a second support supported on the second porous support.
An exhaust gas purifying catalyst, comprising: a second catalyst containing a catalytic noble metal and heat-treated.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012011195A1 (en) * 2010-07-21 2012-01-26 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine

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