JPH10128123A - 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 - Google Patents

排気ガス浄化用触媒及びその製造方法

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JPH10128123A
JPH10128123A JP8291697A JP29169796A JPH10128123A JP H10128123 A JPH10128123 A JP H10128123A JP 8291697 A JP8291697 A JP 8291697A JP 29169796 A JP29169796 A JP 29169796A JP H10128123 A JPH10128123 A JP H10128123A
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exhaust gas
catalyst
rhodium
palladium
platinum
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JP8291697A
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Shinji Yamamoto
伸司 山本
Junji Ito
淳二 伊藤
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の触媒では活性を有さなかったリーン雰
囲気おけるNOx 浄化能を向上させ、低温域及びHC濃
度が低い時においても効率く排気ガス中のNOxを浄化
でき、高温耐久性に優れる排気ガス浄化用触媒及その製
造方法を提供する。 【解決手段】 触媒成分含有層を有する一体構造型触媒
は、次式: [X]a /ゼオライト (式中、Xは白金、ロジウム及びパラジウムから成り、
aは前記元素の金属換算総重量%で0.1〜5.0重量
%を示す)で表わされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス浄化用触
媒及びその製造方法に関し、特に、従来の触媒が活性を
有さない酸素過剰雰囲気(以下、「リーン雰囲気」と称
す)における窒素酸化物(以下、「NOx 」と称す)浄
化性能を向上させることができ、しかも低温域及び幅広
い炭化水素種濃度域において、排気ガス中のNOx に対
し高い浄化性能を維持することができる排気ガス浄化用
触媒及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車等の内燃機関から排出され
る排気ガス浄化用触媒としては、活性アルミナや酸化セ
リウムなどに白金(Pt)、パラジウム(Pd)及びロ
ジウム(Rh)などの貴金属を担持させ、これをモノリ
ス担体にコーティングした構造のものが使用されてい
る。かかる触媒は主として理論空燃比(以下「ストイ
キ」と称す)における排気ガス浄化性能を向上させるこ
とを重点とするため、リーン雰囲気におけるNOx 浄化
に対しては十分な性能が得られなかった。
【0003】一方、リーン雰囲気におけるNOx 浄化性
能を向上させる触媒やNOx 浄化方法が数多く報告され
ている。この中でも、特開平3−131345号公報、
特開平3−202157号公報、特開平3−13543
7号公報、特開平4−4045号公報等に、銅−ゼオラ
イトを用いた排気ガス浄化用触媒が提案されている。こ
れらの特許公報に記載された銅−ゼオライトを主成分と
する排気ガス浄化用触媒は、従前の触媒と比較すると、
リーン雰囲気下における排気ガス中のNOxを還元除去
する触媒性能を向上させるのみならず、NOx 、一酸化
炭素(以下、「CO」と称す)及び炭化水素種(以下、
「HC」と称す)を浄化することができるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た銅−ゼオライトを主成分とした触媒は、排気ガス中の
有害成分(HC,CO,NOx )浄化能のうち、特にN
Ox の触媒浄化能は排気ガス組成(HC種やHC濃度)
や温度の影響を強く受けるので、HC濃度(HC/NO
x 比)が高く、しかも350℃以上の温度域でなければ
十分なNOx 浄化性能を発現することができない。ま
た、銅−ゼオライトを主成分とした触媒は、水分(水蒸
気)を含有する600℃以上の高温下で、酸素過剰雰囲
気や酸素不足雰囲気(以下、「リッチ雰囲気」と称す)
に変動する排気ガスに長時間曝されると、ゼオライト中
にイオン状態で担持された活性成分である銅が、ゼオラ
イト中の担持サイトから抜けて移動し、シンタリングす
るため、浄化性能が経時的に低下し、長期使用に耐えら
れなかった。このため、300℃以下の低温域からの触
媒活性(NOx 転換活性)、HC濃度が低い時のNOx
浄化効率(NOx 転換効率)と高温耐久性の向上が大き
な課題となっていた。
【0005】従って、本発明の目的は、従来の触媒では
活性を有さなかったリーン雰囲気におけるNOx 浄化能
を向上させ、低温域及びHC濃度が低い時においても効
率良く排気ガス中のNOx を浄化でき、高温耐久性に優
れる排気ガス浄化用触媒及びその製造方法を提供するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
排気ガス浄化用触媒は、触媒成分含有層を有する一体構
造型触媒において、触媒成分として白金、ロジウム及び
パラジウムを含有するアルミノケイ酸塩(以下、「ゼオ
ライト」と称す)粉末を含み、組成が次の一般式: [X]a /ゼオライト (式中、Xは白金、ロジウム及びパラジウムからなる元
素であり、aは前記元素の金属換算重量%で0.1〜
5.0重量%を示す)で表わされることを特徴とする。
【0007】請求項1記載の排気ガス浄化用触媒の低温
域におけるN2 O生成を抑制するため、請求項2記載の
排気ガス浄化用触媒は、触媒成分として白金、ロジウ
ム、パラジウム及びモリブデンを含有するゼオライト粉
末を含み、組成が次の一般式: [X]a Mob /ゼオライト (式中、Xは白金、ロジウム及びパラジウムから成り、
a及びbは金属換算重量%で各々、a=0.1〜5.0
重量%、b=0.1〜10.0重量%を示す)で表わさ
れ、Moの担持量が、白金、ロジウム及びパラジウムの
総担持量に対しモル比で、Mo/[Pt+Pd+Rh]
=0.01〜25である)であることを特徴とする。
【0008】また、請求項2記載の排気ガス浄化用触媒
の低温域での触媒活性及びNOx をN2 へ転換する効率
(選択率)を高めるため、請求項3記載の排気ガス浄化
用触媒は、組成が次の一般式: [X]a Mob [Y]c /ゼオライト (式中、Xは白金、ロジウム及びパラジウムから成り、
Yはクロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅及
び亜鉛からなる群より選ばれた少なくとも1種であり、
a,b及びcは金属換算重量%で各々、a=0.1〜
5.0重量%、b=0.1〜10.0重量%、c=0.
01〜10.0重量%を示す)で表わされ、Moの担持
量が白金、ロジウム及びパラジウムの総担持量に対しモ
ル比で、Mo/[Pt+Pd+Rh]=0.01〜25
である)であることを特徴とする。
【0009】更に、請求項3記載の排気ガス浄化用触媒
の高温下での耐久性を高めるため、請求項4記載の排気
ガス浄化用触媒は、組成が次の一般式: [X]a Mob [Y]c [Z]d /ゼオライト (式中、Xは白金、ロジウム及びパラジウムから成り、
Yはクロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅及
び亜鉛からなる群より選ばれた少なくとも1種で、Zは
アルカリ金属及び又はアルカリ土類金属であり、a,
b,c及びdは金属換算重量%で各々、a=0.1〜
5.0重量%、b=0.1〜10.0重量%、c=0.
01〜10.0重量%、d=0.001〜10.0重量
%を示す)で表わされ、Moの担持量が白金、ロジウム
及びパラジウムの総担持量に対しモル比で、Mo/[P
t+Pd+Rh]=0.01〜25である)であること
を特徴とする。
【0010】また、請求項1〜4いずれかの項記載の排
気ガス浄化用触媒の、NOx からN 2 への転換効率を更
に高めるため、請求項5記載の排気ガス浄化用触媒は、
白金、ロジウム及びパラジウムの組成比率がモル比で、
Pt/(Ph+Pd)=1/1〜25/1であることを
特徴とする。
【0011】更に、請求項1〜5いずれかの項記載の排
気ガス浄化用触媒の低温活性及びリッチ雰囲気下におけ
る触媒活性を更に高めるため、請求項6記載の排気ガス
浄化用触媒は、請求項1〜5いずれかの項記載の排気ガ
ス浄化用触媒に、更に、ランタン、ネオジウム及びジル
コニウムからなる群より選ばれた少なくとも1種を金属
換算で1〜40モル%とセリウムを60〜98モル%含
むセリウム酸化物が含有されることを特徴とする。
【0012】更に、リッチ雰囲気から理論空燃比近傍に
おける広範なNOx浄化性能を付与するため、請求項7
記載の排気ガス浄化用触媒は、内層に白金、ロジウム及
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
アルミナとセリウム酸化物とを含む三元触媒成分層を配
し、表層に上記請求項1〜6いずれかの項記載の排気ガ
ス浄化用触媒成分を配して成ることを特徴とする。
【0013】本発明に使用されるゼオライトは、SiO
2 /Al2 3 モル比が20〜80のモルデナイトまた
はZSM5であることが望ましい。SiO2 /Al2
3 モル比が20未満では、イオン交換サイトの数が多く
なり貴金属成分担持量を増加できるが、ゼオライト構造
の安定性が低下する。一方、SiO2 /Al2 3 モル
比が80を越えると、貴金属成分担持量が減少し触媒活
性が低下する。ゼオラント粉末に含有される貴金属は、
白金、ロジウム及びパラジウムである。当該白金、ロジ
ウム及びパラジウムを全て金属換算した総含有量は、ゼ
オライト粉末に対し0.1〜5.0重量%である。0.
1重量%未満では十分な触媒活性が得られず、逆に5.
0重量%を越えても触媒活性は顕著に上がらず、経済的
にも有効でない。
【0014】更に、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に、Moを0.
1〜10.0重量%含有するものである。Moの担持量
は白金、ロジウム及びパラジウムの総担持量に対しモル
比で、Mo/[Pt+Pd+Rh]=0.01〜25で
あり、かかる比が0.01未満では十分なNOx浄化性
能が得られず、逆に25を越えてもNOx浄化性能は顕
著に上がらない。
【0015】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に、クロ
ム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅及び亜鉛か
らなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を0.01
〜10.0重量%含有するものである。0.01重量%
未満では添加しているクロム、マンガン、鉄、コバル
ト、ニッケル、銅及び亜鉛からなる群より選ばれる遷移
金属元素の作用が小さく、十分な改良効果が得られな
い。また、10重量%を越えると、余剰な添加元素の酸
化物がゼオライト細孔の入り口を閉塞したり、ゼオライ
ト細孔中の金属元素の分散性やゼオライトの骨格構造の
安定性等が低下するため、初期において十分な性能が得
られなかったり、逆に耐久性が悪化する。
【0016】また、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
媒に、アルカリ金属及び/又は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種の元素を0.001〜
10.0重量%含有するものである。アルカリ金属とし
ては、ナトリウムやカリウムが、アルカリ土類金属とし
ては、マグネシウム、ストロンチウム、カルシウムやバ
リウムが好ましく用いられる。かかる量が0.001重
量%未満では添加しているアルカリ金属及び/又はアル
カリ土類金属からなる群より選ばれる元素の作用が小さ
く、十分な改良効果が得られない。また、10重量%を
越えると、余剰な添加元素の酸化物がゼオライト細孔の
入り口を閉塞したり、初期において十分な性能が得られ
ない。
【0017】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
媒中の白金、ロジウム及びパラジウムの組成比率をモル
比で、Pt/(Rh+Pd)=1/1〜25/1とする
ものである。かかる比が1/1未満ではNOx からN2
への転換効率が十分でなく、十分なNOx浄化性能が得
られず、逆に25/1を越えてもかかる浄化性能は顕著
に上がらない。
【0018】また、請求項6記載の排気ガス浄化用触媒
は、請求項1〜5いずれかの項記載の排気ガス浄化用触
媒に、更に、ランタン、ネオジウム及びジルコニウムか
らなる群より選ばれた少なくとも1種を含むセリウム酸
化物を、触媒成分担持層中に1〜100g/L含有する
ものである。1g/L未満では、セリウム酸化物の作用
が小さく十分な改良効果が得られず、また、100g/
Lを越えてもNOx浄化性能は顕著に上がらない。
【0019】更に、請求項7記載の排気ガス浄化用触媒
は、内層に白金、ロジウム及びパラジウムからなる群よ
り選ばれた少なくとも1種とアルミナとセリウム酸化物
とを含む三元触媒成分層を配し、表層に請求項1〜6い
ずれかの項記載の排気ガス浄化用触媒成分層を配する。
【0020】内層に請求項1〜6いずれかの項記載の排
気ガス浄化用触媒成分層を配し、表層に白金、ロジウム
及びパラジウムからなる群より選ばれた少なくとも一種
とアルミナとセリウム酸化物とを含む従来の三元触媒成
分層を配した場合には、排気ガス成分が該ゼオライト触
媒層に到達する前に、NOx の還元剤であるHC種が表
層の三元触媒層で消費されてしまい、十分なNOx触媒
性能が得られない。また、請求項1〜6いずれかの項記
載の排気ガス触媒成分層と白金、ロジウム及びパラジウ
ムからなる群より選ばれた少なくとも一種とアルミナと
セリウム酸化物とを含む従来の三元触媒成分層を混合し
て同一層に配した場合にも、十分なNOx触媒性能が得
られない。
【0021】本発明に用いるゼオライト粉末の使用量
は、触媒1Lあたり10〜300gである。10g未満
では十分な触媒活性が得られず、逆に300gを越えて
も触媒活性は顕著に上がらず、また、排気ガス成分が触
媒成分担持層中を拡散するのを妨げたり、通過抵抗が悪
化(排圧の上昇)し好ましくない。
【0022】本発明の排気ガス浄化用触媒の製造方法を
以下に説明する。請求項1記載の排気ガス浄化用触媒を
製造するには、白金、ロジウム及びパラジウムを含有す
る水溶液と該ゼオライト粉末との混合溶液にアンモニア
水を加え、溶液のpHが7.0〜12.0の範囲になる
ように調整した後水分を除去し、残留物を熱処理する。
【0023】また、前記混合溶液に、更にモリブデンを
含有させることにより請求項2記載の排気ガス浄化用触
媒を、また、これに更にクロム、マンガン、鉄、コバル
ト、ニッケル、銅及び亜鉛から成る群より選ばれた少な
くとも1種を含有させることにより請求項3記載の触媒
を、また、これに更にアルカリ金属及び/又はアルカリ
土類金属を含有させることにより請求項4記載の触媒を
調製できる。
【0024】本発明の排気ガス浄化用触媒の製造に用い
る白金、ロジウム、パラジウムの原料化合物としては、
ハロゲン化物、酢酸塩、硝酸塩、ジニトロジアンミン塩
等の水溶性のものであれば任意のものが使用できる。
【0025】また、上記モリブデンの原料化合物として
は、ハロゲン化物、アンモニウム塩等の水溶性のもので
あれば任意のものが使用できる。
【0026】また、上記クロム、マンガン、鉄、コバル
ト、ニッケル、銅及び亜鉛からなる群より選ばれた少な
くとも1種の元素の原料としては、硝酸塩、炭酸塩、ア
ンモニウム塩、酢酸塩及びハロゲン化物を任意に組み合
わせることができるが、特に水溶性塩を使用することが
触媒性能を向上させる点から好ましい。
【0027】更に、上記アルカリ金属及び/又はアルカ
リ土類金属の原料としては、硝酸塩、炭酸塩、アンモニ
ウム塩、酢酸塩及びハロゲン化物を任意に組み合わせる
ことができるが、特に水溶性塩を使用することが触媒性
能を向上させる点から好ましい。
【0028】上記金属含有ゼオライト粉末の調製方法は
特別な方法に限定されず、成分の著しい偏在を伴わない
限り、公知の含浸法、イオン交換法等の種々の方法の中
から適宜選択して使用することができるが、上記各元素
の塩を水に溶解又は分散させた後、ゼオライト粉末を加
え、アンモニア水で溶液のpHを調整するイオン交換法
を用いることが、担持金属を均一に分散できるため好ま
しい。
【0029】具体的には、本発明の排気ガス浄化用触媒
を製造するに際し、白金、ロジウム及びパラジウムの水
溶性塩を純水に加えて攪拌する。この際、ゼオライト粉
末に白金、ロジウム及びパラジウム、更に必要に応じて
ゼオライトに担持させるモリブデンや金属を同時に又は
別個に溶解した液を加えても良い。次いで、この触媒原
料を加えた混合溶液にアンモニア水を徐々に加え、溶液
のpHを7.0〜12.0の範囲になるように調整した
後、水分を除去して乾燥し、残留物を熱処理する。
【0030】上記イオン交換法を実施するに際しては、
溶液のpHを7.0〜12.0の範囲に調整することに
より、ゼオライトに担持させる各種金属元素をゼオライ
トの交換サイトに担持させることができる。pHが7.
0より低いとゼオライトのイオン交換点に各種金属元素
を充分に交換できず、逆に12.0より高いと交換した
金属元素の一部が脱離することがある。
【0031】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。
本発明に用いる金属元素含有ゼオライト粉末を得るため
の最初の熱処理は、特に制限されないが、例えば400
〜650℃の範囲の温度で空気中及び/又は空気流通下
で行うことが好ましい。
【0032】こうして得られる本発明に係る排気ガス浄
化用触媒は、無担保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、40
0〜600℃で焼成して用いることが好ましい。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、例えばモノリス担体やメタル担体など
が挙げられる。
【0033】この触媒担体の形状は、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
ニカム材料としては、一般にコージェライト質のものが
よく用いられるが、金属材料からなるハニカムを用いる
ことも可能であり、更には触媒粉末そのものをハニカム
形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、触媒と排気ガスの接触面積が大きくなり、
圧力損失も押さえられるため自動車用として用いる場合
にきわめて有効である。
【0034】
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳述する
が、本発明はこれによって制限されるものではない。実
施例において特に断らない限り、部及び%はそれぞれ重
量部及び重量%を示す。
【0035】実施例1 金属換算でPtを8%含むジニトロジアンミン酸白金を
129部、金属換算でRhを6%含む硝酸ロジウムを1
7.2部、金属換算でPdを8%含む硝酸パラジウムを
12.9部純水に加え、攪拌・溶解した。更に攪拌しな
がらSiO2 /Al2 3 モル比が43のH−ZSM5
粉末1000部(乾燥重量)を加え、5%アンモニア水
を溶液のpHが9.0〜10.0の範囲になるように徐
々に滴下した後、24時間攪拌した。イオン交換したA
SM−5を濾過して取り出し、150℃で12時間乾燥
した後、空気中400℃で、2時間焼成して粉末Aを得
た。得られた粉末Aの酸素以外の成分の組成(重量%で
示す)は、 Pt1.0 Rh0.1 Pd0.1 /ZSM5 であった。こうして得られたA粉末1000部と純水1
000部とをボールミルで混合粉砕し、得られたスラリ
ーをモノリス担体基材に付着させ、150℃で1時間乾
燥した後、400℃で1時間焼成して排気ガス浄化用触
媒を得た。この時の触媒成分の付着量を200g/Lに
設定した。
【0036】実施例2 金属換算でPtを8%含むジニトロジアンミン酸白金を
129部、金属換算でRhを6%含む硝酸ロジウムを1
7.2部、金属換算でPdを8%含む硝酸パラジウムを
12.9部、モリブデン酸アンモニウムを38部用いて
得たPt1.0 Rh0.1 Pd0.1 Mo2.0 /ZSM5(粉
末B)を、粉末Aの代わりに使用した以外は、実施例1
と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
【0037】実施例3 金属換算でPtを8%含むジニトロジアンミン酸白金を
400部、金属換算でRhを6%含む硝酸ロジウムを1
7.8部、金属換算でPdを8%含む硝酸パラジウムを
13.3部、モリブデン酸アンモニウムを58.9部用
いて得たPt3. 0 Rh0.1 Pd0.1 Mo3.0 /ZSM5
(粉末C)を、粉末Aの代わりに使用した以外は、実施
例1と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
【0038】実施例4 金属換算でPtを8%含むジニトロジアンミン酸白金を
412部、金属換算でRhを6%含む硝酸ロジウムを9
1.6部、金属換算でPdを8%含む硝酸パラジウムを
68.7部、モリブデン酸アンモニウムを60.7部用
いて得たPt3. 0 Rh0.5 Pd0.5 Mo5.0 /ZSM5
(粉末D)を、粉末Aの代わりに使用した以外は、実施
例1と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
【0039】実施例5 金属換算でPtを8%含むジニトロジアンミン酸白金を
129.8部、金属換算でRhを6%含む硝酸ロジウム
を17.3部、金属換算でPdを8%含む硝酸パラジウ
ムを13.0部、モリブデン酸アンモニウムを38.2
部、酢酸ニッケルを22部用いて得たPt1.0 Rh0.1
Pd0.1 Mo2.0 Ni0.5 /ZSM5(粉末E)を、粉
末Aの代わりに使用した以外は、実施例1と同様にして
排気ガス浄化用触媒を得た。
【0040】実施例6 金属換算でPtを8%含むジニトロジアンミン酸白金を
131.9部、金属換算でRhを6%含む硝酸ロジウム
を17.6部、金属換算でPdを8%含む硝酸パラジウ
ムを13.2部、モリブデン酸アンモニウムを38.8
部、酢酸ニッケルを89.4部用いて得たPt1.0 Rh
0.1 Pd0.1 Mo2.0 Ni2.0 /ZSM5(粉末F)
を、粉末Aの代わりに使用した以外は、実施例1と同様
にして排気ガス浄化用触媒を得た。
【0041】実施例7 金属換算でPtを8%含むジニトロジアンミン酸白金を
129.8部、金属換算でRhを6%含む硝酸ロジウム
を17.3部、金属換算でPdを8%含む硝酸パラジウ
ムを13.0部、モリブデン酸アンモニウムを38.8
部、酢酸コバルトを43.9部用いて得たPt1.0 Rh
0.1 Pd0.1 Mo2.0 Co0.5 /ZSM5(粉末G)
を、粉末Aの代わりに使用した以外は、実施例1と同様
にして排気ガス浄化用触媒を得た。
【0042】実施例8 酢酸コバルトの代わりに、酢酸鉄35.5部を用いて得
たPt1.0 Rh0.1 Pd0.1 Mo2.0 Fe0.5 /ZSM
5(粉末H)を、粉末Aの代わりに使用した以外は、実
施例7と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
【0043】実施例9 酢酸コバルトの代わりに、酢酸クロム44.2部を用い
て得たPt1.0 Rh0. 1 Pd0.1 Mo2.0 Cr0.5 /Z
SM5(粉末I)を、粉末Aの代わりに使用した以外
は、実施例7と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
【0044】実施例10 酢酸コバルトの代わりに、酢酸マンガン46.3部を用
いて得たPt1.0 Rh 0.1 Pd0.1 Mo2.0 Mn0.5
ZSM5(粉末J)を、粉末Aの代わりに使用した以外
は、実施例7と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
【0045】実施例11 酢酸コバルトの代わりに、硝酸亜鉛34.9部を用いて
得たPt1.0 Rh0.1Pd0.1 Mo2.0 Zn0.5 /ZS
M5(粉末K)を、粉末Aの代わりに使用した以外は、
実施例7と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
【0046】実施例12 酢酸コバルトの代わりに、硝酸銅34.9部を用いて得
たPt1.0 Rh0.1 Pd0.1 Mo2.0 Cu0.5 /ZSM
5(粉末L)を、粉末Aの代わりに使用した以外は、実
施例7と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
【0047】実施例13 モリブデン酸アンモニウムを38.3部とし、酢酸コバ
ルトの代わりに酢酸ニッケル22部と酢酸バリウム1.
9部を用いて得たPt1.0 Rh0.1 Pd0.1 Mo2.0
0.5 Ba0.1 /ZSM5(粉末M)を、粉末Aの代わ
りに使用した以外は、実施例7と同様にして排気ガス浄
化用触媒を得た。
【0048】実施例14 モリブデン酸アンモニウムを38.2部とし、酢酸コバ
ルトの代わりに酢酸ニッケル22部と酢酸カリウム2.
6部を用いて得たPt1.0 Rh0.1 Pd0.1 Mo2.0
0.5 0.1 /ZSM5(粉末N)を、粉末Aの代わり
に使用した以外は、実施例7と同様にして排気ガス浄化
用触媒を得た。
【0049】実施例15 実施例1で得られた粉末A900部と、ネオジウム1モ
ル%(Nd2 3 として1重量%)及びジルコニウム3
2モル%(ZrO2 として25重量%)を含むセリウム
酸化物粉末(CeO2 として74重量%)100部と、
純水1000部とをボールミルで混合粉砕して得られた
スラリーをモノリス担体基材に付着させ、150℃で1
時間乾燥した後、400℃で1時間焼成して排気ガス浄
化用触媒を得た。この時の触媒成分の付着量を250g
/Lに設定した。
【0050】実施例16 実施例1で得られた粉末A750部と、ネオジウム1モ
ル%(Nd2 3 として1重量%)及びジルコニウム3
2モル%(ZrO2 として25重量%)を含むセリウム
酸化物粉末(CeO2 として74重量%)250部と、
純水1000部とをボールミルで混合粉砕して得られた
スラリーをモノリス担体基材に付着させ、150℃で1
時間乾燥した後、400℃で1時間焼成して排気ガス浄
化用触媒を得た。この時の触媒成分の付着量を300g
/Lに設定した。
【0051】実施例17 Ce3モル%、ジルコニア3モル%、ランタン2モル%
を含有するアルミナに金属換算でPdを4重量%担持し
た粉末Oと、ネオジウム1モル%(Nd2 3として1
重量%)及びジルコニウム32モル%(ZrO2 として
25重量%)を含むセリウム酸化物粉末(CeO2 とし
て74重量%)に金属換算でPdを1重量%担持した粉
末Pを得た。実施例1に準じて、粉末O1000部と粉
末P500部と純水1500部とをボールミルで混合粉
砕して得られたスラリーをモノリス担体基材に付着さ
せ、150℃で1時間乾燥した後、400℃で1時間焼
成して三元触媒Aを調製した。この時の触媒成分の付着
量を100g/Lに設定した。Pdの担持量は、3.0
g/Lであった。この三元触媒Aを内層とし、実施例1
で得られた粉末A200g/Lを表層としてモノリス担
体基材に同様に付着させて、400℃で1時間焼成する
ことにより排気ガス浄化用触媒を得た。
【0052】実施例18 実施例17で得られた三元触媒Aを内層とし、実施例1
3で得られた粉末Mとセリウム酸化物粉末を混合して得
られたスラリー200g/Lを表層としてモノリス担体
基材に付着させて排気ガス浄化用触媒を得た。
【0053】比較例1 金属換算でPtを8%含むジニトロジアンミン酸白金1
26.3部を活性アルミナ1000部に担持し、Pt
1.0 /活性アルミナ(Al2 3 )粉末(粉末Q)を、
粉末Aの代わりに使用した以外は、実施例1と同様な方
法で排気ガス浄化用触媒を得た。
【0054】比較例2 白金、ロジウム及びパラジウムを含有しないH型ZSM
5ゼオライトを用いた以外は、実施例1と同様な方法で
排気ガス浄化用触媒を得た。
【0055】比較例3 金属換算でモリブデン(Mo)のみを2%を含有するM
2.0 /ZSM5ゼオライト(粉末R)を、粉末Aの代
わりに使用した以外は、実施例1と同様な方法で排気ガ
ス浄化用触媒を得た。
【0056】比較例4 金属換算でPtを8%含むジニトロジアンミン酸白金を
14.2部、金属換算でRhを6%含む硝酸ロジウムを
948部、金属換算でPdを8%含む硝酸パラジウムを
711部、モリブデン酸アンモニウム41.9部を用い
て得たPt0.1Rh5.0 Pd5.0 Mo2.0 /ZSM5
(粉末S)を、粉末Aの代わりに使用した以外は、実施
例1と同様な方法で排気ガス浄化用触媒を得た。
【0057】比較例5 金属換算でPtを8%含むジニトロジアンミン酸白金を
2315部、金属換算でRhを6%含む硝酸ロジウムを
205.8部、金属換算でPdを8%含む硝酸パラジウ
ムを154.4部、モリブデン酸アンモニウム45.5
部を用いて得たPt15.0Rh1.0 Pd1.0 Mo2.0 /Z
SM5(粉末T)を、粉末Aの代わりに使用した以外
は、実施例1と同様な方法で排気ガス浄化用触媒を得
た。
【0058】比較例6 金属換算でPtを8%含むジニトロジアンミン酸白金を
84.1部、金属換算でRhを6%含む硝酸ロジウムを
22.4部、金属換算でPdを8%含む硝酸パラジウム
を16.8部、モリブデン酸アンモニウム619.2部
を用いて得たPt0.5 Rh0.1 Pd0.1 Mo25.0/ZS
M5(粉末U)を、粉末Aの代わりに使用した以外は実
施例1と同様な方法で排気ガス浄化用触媒を得た。
【0059】比較例7 金属換算でPtを8%含むジニトロジアンミン酸白金を
105.4部、金属換算でRhを6%含む硝酸ロジウム
を28.1部、金属換算でPdを8%含む硝酸パラジウ
ムを21部、モリブデン酸アンモニウム775.7部、
酢酸ニッケル357.3部、酢酸コバルト356.3
部、酢酸銅265部を用いて得たPt0.5Rh0.1 Pd
0.1 Mo25.0Ni5.0 Co5.0 Cu5.0 /ZSM5(粉
末V)を、粉末Aの代わりに使用した以外は、実施例1
と同様な方法で排気ガス浄化用触媒を得た。
【0060】比較例8 金属換算でPtを8%含むジニトロジアンミン酸白金を
141部、金属換算でRhを6%含む硝酸ロジウムを3
7.6部、金属換算でPdを8%含む硝酸パラジウムを
28.2部、モリブデン酸アンモニウム1038.36
部、酢酸ニッケル478部、酢酸コバルト477部、酢
酸銅354.6部、酢酸バリウム419.8部、酢酸カ
リウム283.2部を用いて得たPt0.5 Rh0.1 Pd
0.1 Mo 25.0Ni5.0 Co5.0 Cu5.0 Ba10.05.0
/ZSM5(粉末V)を、粉末Aの代わりに使用した以
外は、実施例1と同様な方法で排気ガス浄化用触媒を得
た。
【0061】比較例9 実施例17で得られた三元触媒A100g/L(Pd担
持量は3.0g/L)を表層とし、実施例1で得られた
粉末A200g/Lを内層としてモノリス担体基材に付
着させて排気ガス浄化用触媒を得た。
【0062】比較例10 実施例1で得られた粉末A1000部と実施例17で得
られた粉末O333部及び粉末P167部と、純水15
00部とをボールミルで混合し、粉砕して得られたスラ
リーをモノリス担体基材に付着させ、150℃で1時間
乾燥した後、400℃で1時間焼成して排気ガス浄化用
触媒を得た。この時の触媒成分の付着量を300g/L
に設定した。Pdの担持量は、3.0g/Lであった。
【0063】上記実施例1〜18及び比較例1〜10で
得られた排気ガス浄化用触媒の組成、貴金属含有量、P
t/(Rh+Pd)モル比、Mo/(Pt+Rh+P
d)モル比を表1に示す。
【0064】
【表1】 試験例1 前記実施例1〜18及び比較例1〜10で得られた排気
ガス浄化用触媒について、以下の条件で触媒活性評価を
行った。活性評価には、自動車の排気ガスを模したモデ
ルガスを用いる自動評価装置を用いた。
【0065】評価条件 触媒 モノリス型多成分系複合酸化物触媒 総ガス流量 40L/分 触媒層入口ガス温度 200℃ 保持時間 30分 空間速度 約20000H-1 入口ガス組成 平均空燃比20.0相当のモデルガス組成 CO 0.2% C3 6 3000ppmC NO 200ppm O2 4.5% CO2 10.0% H2 O 10.0% N2 バランス A/F振幅 なし 触媒活性評価値を、以下の式により決定して、得られた
評価結果を表2に示す。表2中、C200は200℃に
おけるNOx 転化率(%)、S200は200℃におけ
るN2 への選択率、C250は250℃におけるNOx
転化率(%)、S250は250℃におけるN2 への選
択率をそれぞれ示す。
【0066】
【数1】
【数2】
【0067】
【表2】 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。
【0068】
【発明の効果】本発明の請求項1記載の排気ガス浄化用
触媒は、白金、ロジウム、パラジウム及びアルミノケイ
酸塩(ゼオライト)を用いることによって、従来の触媒
には活性のなかった酸素過剰雰囲気におけるNOx 浄化
性能を向上でき、しかも低温域から幅広いHC濃度域に
おいて排気ガス中のNOx に対して高い浄化性能を維持
することができる。
【0069】本発明の請求項2記載の排気ガス浄化用触
媒は、上記効果に加えて更に、低温域におけるN2 Oの
生成を抑制することができる。
【0070】本発明の請求項3記載の排気ガス浄化用触
媒は、上記効果に加えて更に、低温域での触媒活性及び
NOxをN2 へ転換する効率を高めることができる。
【0071】本発明の請求項4記載の排気ガス浄化用触
媒は、上記効果に加えて更に、高温下の耐久性を高める
ことができる。
【0072】本発明の請求項5記載の排気ガス浄化用触
媒は、上記効果に加えて、NOxからN2 への転換効率
を更に高めることができる。
【0073】本発明の請求項6記載の排気ガス浄化用触
媒は、上記効果に加えて、低温活性及びリッチ雰囲気下
における触媒活性を更に高めることができる。
【0074】本発明の請求項7記載の排気ガス浄化用触
媒は、上記効果に加えて更に、リッチ雰囲気から理論空
燃比近傍における広範なNOx浄化性能を得ることがで
きる。
【0075】本発明の請求項8〜11記載の排気ガス浄
化用触媒の製造方法は、上記本発明の排気ガス浄化用触
媒を効率良く、経済的に製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01J 29/48 ZAB B01D 53/36 102H 102B

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 触媒成分含有層を有する一体構造型触媒
    において、次の一般式: [X]a /ゼオライト (式中、Xは白金、ロジウム及びパラジウムから成り、
    aは前記元素の金属換算総重量%で0.1〜5.0重量
    %を示す)で表わされることを特徴とする排気ガス浄化
    用触媒。
  2. 【請求項2】 触媒成分含有層を有する一体構造型触媒
    において、次の一般式: [X]a Mob /ゼオライト (式中、Xは白金、ロジウム及びパラジウムから成り、
    a及びbは金属換算重量%で各々、a=0.1〜5.0
    重量%、b=0.1〜10.0重量%を示す)で表わさ
    れ、Moの担持量が、白金、ロジウム及びパラジウムの
    総担持量に対しモル比で、Mo/[Pt+Pd+Rh]
    =0.01〜25であることを特徴とする排気ガス浄化
    用触媒。
  3. 【請求項3】 触媒成分含有層を有する一体構造型触媒
    において、次の一般式: [X]a Mob [Y]c /ゼオライト (式中、Xは白金、ロジウム及びパラジウムから成り、
    Yはクロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅及
    び亜鉛からなる群より選ばれた少なくとも1種であり、
    a,b及びcは金属換算重量%で各々、a=0.1〜
    5.0重量%、b=0.1〜10.0重量%及びc=
    0.01〜10.0重量%を示す)で表わされ、Moの
    担持量が、白金、ロジウム及びパラジウムの総担持量に
    対しモル比で、Mo/[Pt+Pd+Rh]=0.01
    〜25であることを特徴鵜とする排気ガス浄化用触媒。
  4. 【請求項4】 触媒成分含有層を有する一体構造型触媒
    において、次の一般式: [X]a Mob [Y]c [Z]d /ゼオライト (式中、Xは白金、ロジウム及びパラジウムから成り、
    Yはクロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅及
    び亜鉛からなる群より選ばれた少なくとも1種で、Zは
    アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属であり、a,
    b,c及びdは金属換算重量%で各々、a=0.1〜
    5.0重量%、b=0.1〜10.0重量%、c=0.
    01〜10.0重量%及びd=0.001〜10.0重
    量%を示す)で表わされ、Moの担持量が、白金ロジウ
    ム及びパラジウムの総担持量に対しモル比で、Mo/
    [Pt+Pd+Rh]=0.01〜25であることを特
    徴とする排気ガス浄化用触媒。
  5. 【請求項5】 白金、ロジウム及びパラジウムの組成比
    率がモル比で、Pt/(Ph+Pd)=1/1〜25/
    1であることを特徴とする請求項1〜4いずれかの項記
    載の排気ガス浄化用触媒。
  6. 【請求項6】 更にランタン、ネオジウム及びジルコニ
    ウムからなる群より選ばれた少なくとも1種を金属換算
    で1〜40モル%とセリウムを60〜98モル%含むセ
    リウム酸化物が含有されることを特徴とする請求項1〜
    5いずれかの項記載の排気ガス浄化用触媒。
  7. 【請求項7】 内層に白金、ロジウム及びパラジウムか
    らなる群より選ばれた少なくとも1種とアルミナとセリ
    ウム酸化物とを含む三元触媒成分層を配し、表層に請求
    項1〜6いずれかの項記載の排気ガス浄化用触媒成分層
    を配して成ることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
  8. 【請求項8】 白金、ロジウム及びパラジウムを含有す
    る水溶液と該ゼオライト粉末との混合溶液にアンモニア
    水を加え、溶液のpHが7.0〜12.0の範囲になる
    ように調整した後水分を除去し、残留物を熱処理するこ
    とを特徴とする排気ガス浄化用触媒の製造方法。
  9. 【請求項9】 前記混合溶液に更に、モリブデンを含有
    させることを特徴とする請求項8記載の排気ガス浄化用
    触媒の製造方法。
  10. 【請求項10】 前記混合溶液に更に、クロム、マンガ
    ン、鉄、コバルト、ニッケル、銅及び亜鉛からなる群よ
    り選ばれた少なくとも1種を含有せさることを特徴とす
    る請求項9記載の排気ガス浄化用触媒の製造方法。
  11. 【請求項11】 前記混合溶液に更に、アルカリ金属及
    び/又はアルカリ土類金属を含有させることを特徴とす
    る請求項10記載の排気ガス浄化用触媒の製造方法。
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