JPH10180098A - 排気ガス浄化用触媒の製造方法および製造装置 - Google Patents
排気ガス浄化用触媒の製造方法および製造装置Info
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- JPH10180098A JPH10180098A JP8345997A JP34599796A JPH10180098A JP H10180098 A JPH10180098 A JP H10180098A JP 8345997 A JP8345997 A JP 8345997A JP 34599796 A JP34599796 A JP 34599796A JP H10180098 A JPH10180098 A JP H10180098A
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Landscapes
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- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の白金、ロジウムの合金被膜を担持した
排気ガス浄化用触媒に比して、優れた耐熱性と、それに
伴う高温雰囲気下における優れた触媒機能を有し、排気
ガスの浄化率の向上した排気ガス浄化用触媒の提供。 【解決手段】 真空容器内でスパッタリング法または真
空蒸着法によりメタル基体表面に触媒金属材を蒸着させ
て触媒金属被膜を形成担持する排気ガス浄化用触媒の製
造方法において、前記触媒金属材として酸化触媒金属材
と、還元触媒金属材を用い、メタル基体表面の異なる位
置に酸化触媒金属被膜と還元触媒金属被膜とを分散させ
て形成担持させて排気ガス浄化用触媒を製造する。
排気ガス浄化用触媒に比して、優れた耐熱性と、それに
伴う高温雰囲気下における優れた触媒機能を有し、排気
ガスの浄化率の向上した排気ガス浄化用触媒の提供。 【解決手段】 真空容器内でスパッタリング法または真
空蒸着法によりメタル基体表面に触媒金属材を蒸着させ
て触媒金属被膜を形成担持する排気ガス浄化用触媒の製
造方法において、前記触媒金属材として酸化触媒金属材
と、還元触媒金属材を用い、メタル基体表面の異なる位
置に酸化触媒金属被膜と還元触媒金属被膜とを分散させ
て形成担持させて排気ガス浄化用触媒を製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は排気ガス浄化用触媒
の製造方法および製造装置に関し、更に詳しくは、自動
車等の排気ガス浄化に用いる高温雰囲気下において優れ
た浄化率を有する排気ガス浄化用触媒の製造方法、およ
び排気ガス浄化用触媒の製造装置に関する。
の製造方法および製造装置に関し、更に詳しくは、自動
車等の排気ガス浄化に用いる高温雰囲気下において優れ
た浄化率を有する排気ガス浄化用触媒の製造方法、およ
び排気ガス浄化用触媒の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車等の排気ガス浄化のための３元触
媒被膜、例えば白金・ロジウムから成る合金の触媒金属
被膜の形成、即ちメタル基体への担持方法としては近年
になり乾式法で作製（担持）する方法が開示されてい
る。この場合、メタル基体表面への合金の触媒金属被膜
の作製（担持）する方法としてはスパッタリング法、真
空蒸着法が用いられている。
媒被膜、例えば白金・ロジウムから成る合金の触媒金属
被膜の形成、即ちメタル基体への担持方法としては近年
になり乾式法で作製（担持）する方法が開示されてい
る。この場合、メタル基体表面への合金の触媒金属被膜
の作製（担持）する方法としてはスパッタリング法、真
空蒸着法が用いられている。
【０００３】また、乾式法によるメタル基体への触媒金
属被膜の担持方法としては、例えば特開平2-207842号公
報で、フッ化白金およびフッ化ロジウムの混合気体を用
いて、活性アルミナをコートした担体に、白金およびロ
ジウムを担持させる方法、また、特開平4-187247号公報
で、活性アルミナをコートしたメタル担体を1000℃以上
に加熱し、物理的蒸着法（ＰＶＤ法）または化学的蒸着
法（ＣＶＤ法）によりメタル担体に触媒金属を担持させ
る方法、また、特開平5-154381号公報で、金属帯基体の
表面に、真空成膜法により0.2μｍ以上、2μｍ以下の貴
金属触媒の混合層を設ける方法、が夫々提案されてい
る。
属被膜の担持方法としては、例えば特開平2-207842号公
報で、フッ化白金およびフッ化ロジウムの混合気体を用
いて、活性アルミナをコートした担体に、白金およびロ
ジウムを担持させる方法、また、特開平4-187247号公報
で、活性アルミナをコートしたメタル担体を1000℃以上
に加熱し、物理的蒸着法（ＰＶＤ法）または化学的蒸着
法（ＣＶＤ法）によりメタル担体に触媒金属を担持させ
る方法、また、特開平5-154381号公報で、金属帯基体の
表面に、真空成膜法により0.2μｍ以上、2μｍ以下の貴
金属触媒の混合層を設ける方法、が夫々提案されてい
る。
【０００４】また、近年、表面に触媒金属被膜を担持し
た平板状のメタル基体と、表面に触媒金属被膜を担持し
た波形状のメタル基体とを交互に重ね合わせ、これらを
多重に巻き付けたハニカム構造の触媒管から成る排気ガ
ス浄化用触媒はエンジン発動直後の排気ガスの浄化率向
上を図るため、触媒管をエンジン直下に据え置く傾向に
ある。
た平板状のメタル基体と、表面に触媒金属被膜を担持し
た波形状のメタル基体とを交互に重ね合わせ、これらを
多重に巻き付けたハニカム構造の触媒管から成る排気ガ
ス浄化用触媒はエンジン発動直後の排気ガスの浄化率向
上を図るため、触媒管をエンジン直下に据え置く傾向に
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】エンジン発動直後の排
気ガスの浄化率向上を図るために、エンジン直下に据え
置かれた触媒管は、燃料ガスの燃焼直後による排気ガス
により加熱されるが、その温度は700〜800℃に達すると
言われている。このため触媒金属被膜には高温度条件下
に伴う耐熱性が要求されている。ところでロジウムを含
有する合金の触媒被膜を600℃以上の大気雰囲気下に保
持すると、合金の触媒被膜の表面に安定な酸化ロジウム
が被覆されることが報告されている（触媒討論会講演予
稿集 第56巻 第106頁 1985年）。
気ガスの浄化率向上を図るために、エンジン直下に据え
置かれた触媒管は、燃料ガスの燃焼直後による排気ガス
により加熱されるが、その温度は700〜800℃に達すると
言われている。このため触媒金属被膜には高温度条件下
に伴う耐熱性が要求されている。ところでロジウムを含
有する合金の触媒被膜を600℃以上の大気雰囲気下に保
持すると、合金の触媒被膜の表面に安定な酸化ロジウム
が被覆されることが報告されている（触媒討論会講演予
稿集 第56巻 第106頁 1985年）。
【０００６】従って、従来の合金から成る触媒金属被膜
においては、高温条件下において白金、パラジウムが関
与する酸化触媒の触媒性能が劣化することが問題となっ
ていた。
においては、高温条件下において白金、パラジウムが関
与する酸化触媒の触媒性能が劣化することが問題となっ
ていた。
【０００７】本発明は前記問題点を解消する排気ガス浄
化用触媒の製造方法、および製造装置を提供することで
ある。
化用触媒の製造方法、および製造装置を提供することで
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は温度600℃以上
の高温酸化雰囲気下において白金・ロジウム合金膜上に
生成する酸化ロジウム被覆層による酸化触媒の特性劣化
を防止することを目的とする。
の高温酸化雰囲気下において白金・ロジウム合金膜上に
生成する酸化ロジウム被覆層による酸化触媒の特性劣化
を防止することを目的とする。
【０００９】上記課題を解決するための具体的な手段を
以下に記述する。
以下に記述する。
【００１０】本発明の排気ガス浄化用触媒の製造方法
は、真空容器内でスパッタリング法または真空蒸着法に
よりメタル基体表面に触媒金属材を蒸着させて触媒金属
被膜を形成担持する排気ガス浄化用触媒の製造方法にお
いて、前記触媒金属材として酸化触媒金属材と、還元触
媒金属材を用い、メタル基体表面の異なる位置に酸化触
媒金属被膜と還元触媒金属被膜とを分散させて形成担持
させることを特徴とする。
は、真空容器内でスパッタリング法または真空蒸着法に
よりメタル基体表面に触媒金属材を蒸着させて触媒金属
被膜を形成担持する排気ガス浄化用触媒の製造方法にお
いて、前記触媒金属材として酸化触媒金属材と、還元触
媒金属材を用い、メタル基体表面の異なる位置に酸化触
媒金属被膜と還元触媒金属被膜とを分散させて形成担持
させることを特徴とする。
【００１１】本発明の排気ガス浄化用触媒の製造装置
は、真空容器内でスパッタリング法または真空蒸着法に
よりメタル基体表面に触媒金属材を蒸着させて触媒金属
被膜を形成担持した排気ガス浄化用触媒を製造する装置
において、真空容器内にメタル基体を配置し、該メタル
基体の対向する位置に酸化触媒金属材と、還元触媒金属
材を配置し、該メタル基体の前方に酸化触媒金属被膜
と、還元触媒金属被膜とをメタル基体表面の異なる位置
に分散させて形成担持するマスキング板を配置したこと
を特徴とする。
は、真空容器内でスパッタリング法または真空蒸着法に
よりメタル基体表面に触媒金属材を蒸着させて触媒金属
被膜を形成担持した排気ガス浄化用触媒を製造する装置
において、真空容器内にメタル基体を配置し、該メタル
基体の対向する位置に酸化触媒金属材と、還元触媒金属
材を配置し、該メタル基体の前方に酸化触媒金属被膜
と、還元触媒金属被膜とをメタル基体表面の異なる位置
に分散させて形成担持するマスキング板を配置したこと
を特徴とする。
【００１２】もう一つの排気ガス浄化用触媒の製造装置
は、真空容器内でスパッタリング法または真空蒸着法に
よりメタル基体表面に触媒金属材を蒸着させて触媒金属
被膜を形成担持した排気ガス浄化用触媒を製造する装置
において、真空容器内にメタル基体を配置し、該メタル
基体の対向する位置に酸化触媒金属材の蒸発物と、還元
触媒金属材の蒸発物のメタル基体への入射方向が夫々異
なる方向に配向するように酸化触媒金属材と、還元触媒
金属材を配置したことを特徴とする。
は、真空容器内でスパッタリング法または真空蒸着法に
よりメタル基体表面に触媒金属材を蒸着させて触媒金属
被膜を形成担持した排気ガス浄化用触媒を製造する装置
において、真空容器内にメタル基体を配置し、該メタル
基体の対向する位置に酸化触媒金属材の蒸発物と、還元
触媒金属材の蒸発物のメタル基体への入射方向が夫々異
なる方向に配向するように酸化触媒金属材と、還元触媒
金属材を配置したことを特徴とする。
【００１３】本発明は白金のような酸化触媒金属材と、
ロジウムのような還元触媒金属材をスパッタリング法、
または真空蒸着法により個々に蒸発させ、メタル基体表
面の異なった位置に酸化触媒金属被膜と還元触媒金属被
膜を分散させて形成担持する。湿式法ではこれら貴金属
の触媒金属被膜を容易に分散できない難点があったが、
本発明方法における触媒金属被膜の形成担持は乾式法な
ので、酸化触媒金属と還元触媒金属の夫々の分散担持を
容易に行なえる。
ロジウムのような還元触媒金属材をスパッタリング法、
または真空蒸着法により個々に蒸発させ、メタル基体表
面の異なった位置に酸化触媒金属被膜と還元触媒金属被
膜を分散させて形成担持する。湿式法ではこれら貴金属
の触媒金属被膜を容易に分散できない難点があったが、
本発明方法における触媒金属被膜の形成担持は乾式法な
ので、酸化触媒金属と還元触媒金属の夫々の分散担持を
容易に行なえる。
【００１４】また、600℃以上の高温雰囲気下において
も、ロジウム層に酸化ロジウム膜が被覆されるのみで、
酸化触媒被膜に関する浄化率特性が損なわれることはな
い。また、酸化触媒金属被膜と還元触媒金属被膜との面
積比を調節することで、酸化触媒金属の特性、還元触媒
金属の特性、或いは３元触媒の特性の各特性を優先的か
つ選択的に引き出すことが可能となる。
も、ロジウム層に酸化ロジウム膜が被覆されるのみで、
酸化触媒被膜に関する浄化率特性が損なわれることはな
い。また、酸化触媒金属被膜と還元触媒金属被膜との面
積比を調節することで、酸化触媒金属の特性、還元触媒
金属の特性、或いは３元触媒の特性の各特性を優先的か
つ選択的に引き出すことが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明は白金のような酸化触媒金
属材と、ロジウムのような還元触媒金属材をスパッタリ
ング法、または真空蒸着法により個々に蒸発させ、メタ
ル基体表面の異なった位置に酸化触媒金属被膜と還元触
媒金属被膜を分散させて形成担持する。
属材と、ロジウムのような還元触媒金属材をスパッタリ
ング法、または真空蒸着法により個々に蒸発させ、メタ
ル基体表面の異なった位置に酸化触媒金属被膜と還元触
媒金属被膜を分散させて形成担持する。
【００１６】分散担持する方法として以下に３つの手段
を述べる。 真空容器内において、スパッタリング法、または真
空蒸着法によりメタル基体に触媒金属被膜を成膜担持す
る場合、マスキング板による酸化触媒被膜と還元触媒被
膜の分散パターンを形成する。 真空容器内において真空蒸着法により、波形状のメ
タル基体に触媒金属被膜を形成担持する場合、酸化触媒
金属材と還元触媒金属材の各々の蒸発物質の入射角度に
方向性をもたせ、波形状のメタル基体表面の左右側部に
酸化触媒被膜と還元触媒被膜を夫々分散担持させる方
法。 ハニカム構造の排気ガス浄化用触媒において、波形
状のメタル基体に酸化触媒被膜を形成担持し、平型状の
メタル基体に還元触媒被膜を形成担持する。
を述べる。 真空容器内において、スパッタリング法、または真
空蒸着法によりメタル基体に触媒金属被膜を成膜担持す
る場合、マスキング板による酸化触媒被膜と還元触媒被
膜の分散パターンを形成する。 真空容器内において真空蒸着法により、波形状のメ
タル基体に触媒金属被膜を形成担持する場合、酸化触媒
金属材と還元触媒金属材の各々の蒸発物質の入射角度に
方向性をもたせ、波形状のメタル基体表面の左右側部に
酸化触媒被膜と還元触媒被膜を夫々分散担持させる方
法。 ハニカム構造の排気ガス浄化用触媒において、波形
状のメタル基体に酸化触媒被膜を形成担持し、平型状の
メタル基体に還元触媒被膜を形成担持する。
【００１７】湿式法ではこれら貴金属の触媒金属被膜を
容易に分散できない難点があったが、本発明方法におけ
る触媒金属被膜の形成担持は乾式法なので、酸化触媒金
属と還元触媒金属の夫々の分散担持を容易に行なえるこ
とが出来る。
容易に分散できない難点があったが、本発明方法におけ
る触媒金属被膜の形成担持は乾式法なので、酸化触媒金
属と還元触媒金属の夫々の分散担持を容易に行なえるこ
とが出来る。
【００１８】
【実施例】先ず、本発明の排気ガス浄化用触媒の製造装
置について説明する。
置について説明する。
【００１９】実施例１ 図１は本発明の排気ガス浄化用触媒の製造装置の１実施
例を示すものであり、平板状のメタル基体の表面の異な
る位置に酸化触媒金属被膜と還元触媒金属被膜とを分散
して形成担持させる際に用いる製造装置である。
例を示すものであり、平板状のメタル基体の表面の異な
る位置に酸化触媒金属被膜と還元触媒金属被膜とを分散
して形成担持させる際に用いる製造装置である。
【００２０】図中、１は真空容器を示し、該真空容器１
内を真空ポンプ等の真空排気系２にバルブ３を介して接
続し、真空容器１内を所定の圧力に設定出来るようにす
ると共に、該真空容器１内にガス導入系４を介してガス
供給源５を接続し、該ガス導入系４より希ガス、例えば
アルゴンガスを導入出来るようにした。
内を真空ポンプ等の真空排気系２にバルブ３を介して接
続し、真空容器１内を所定の圧力に設定出来るようにす
ると共に、該真空容器１内にガス導入系４を介してガス
供給源５を接続し、該ガス導入系４より希ガス、例えば
アルゴンガスを導入出来るようにした。
【００２１】また、真空容器１内の上方に触媒金属被膜
を担持すべきメタル基体６を基体保持装置７により保持
するようにし、メタル基体６の裏面側にメタル基体６を
所定温度に加熱する赤外線ヒーター８を配置した。
を担持すべきメタル基体６を基体保持装置７により保持
するようにし、メタル基体６の裏面側にメタル基体６を
所定温度に加熱する赤外線ヒーター８を配置した。
【００２２】また、真空容器１内の下方であってメタル
基体６に対向する位置に、酸化触媒金属材９、例えば白
金ターゲット備えた電極９ａと、還元触媒金属材１０、
例えばロジウムターゲットを備えた電極１０ａとを間隔
を存して配置すると共に、酸化触媒金属材９と還元触媒
金属材１０とが夫々メタル基体６に指向するようした。
また、電極９ａと電極１０ａとに所定の高周波電力を印
加してスパッタリングを行なうためのＲＦ電源１１をロ
ーパスフィルター１２を介して接続した。
基体６に対向する位置に、酸化触媒金属材９、例えば白
金ターゲット備えた電極９ａと、還元触媒金属材１０、
例えばロジウムターゲットを備えた電極１０ａとを間隔
を存して配置すると共に、酸化触媒金属材９と還元触媒
金属材１０とが夫々メタル基体６に指向するようした。
また、電極９ａと電極１０ａとに所定の高周波電力を印
加してスパッタリングを行なうためのＲＦ電源１１をロ
ーパスフィルター１２を介して接続した。
【００２３】また、メタル基体６の前方に酸化触媒金属
被膜と還元触媒金属被膜とをメタル基体６表面の異なる
位置に分散させて形成担持させるマスキング板１３を可
動可能に配置した。
被膜と還元触媒金属被膜とをメタル基体６表面の異なる
位置に分散させて形成担持させるマスキング板１３を可
動可能に配置した。
【００２４】尚、図中、１１ａはアース、１４は赤外線
ヒーター８の加熱電源、１５はＲＦ電源１１から各電極
９ａ、１０ａに高周波電力を印加する際の切換えスイッ
チを示す。
ヒーター８の加熱電源、１５はＲＦ電源１１から各電極
９ａ、１０ａに高周波電力を印加する際の切換えスイッ
チを示す。
【００２５】実施例２ 図４は本発明の排気ガス浄化用触媒の製造装置の他の実
施例を示すものであり、コルゲート加工した波形状のメ
タル基体の波形表面の異なる位置に酸化触媒金属被膜と
還元触媒金属被膜とを分散担持させる際に用いる製造装
置である。
施例を示すものであり、コルゲート加工した波形状のメ
タル基体の波形表面の異なる位置に酸化触媒金属被膜と
還元触媒金属被膜とを分散担持させる際に用いる製造装
置である。
【００２６】図中、２１は真空容器を示し、該真空容器
２１内を真空ポンプなどの真空排気系２２にバルブ２３
を介して接続した。
２１内を真空ポンプなどの真空排気系２２にバルブ２３
を介して接続した。
【００２７】また、真空容器２１内に触媒金属被膜を担
持すべき連続した波形状のメタル基体２６の送出ローラ
ー２７と、表面に触媒金属被膜が担持されたメタル基体
２６の巻取ローラー２８から成る１対のローラー（２
７、２８）を配置した。
持すべき連続した波形状のメタル基体２６の送出ローラ
ー２７と、表面に触媒金属被膜が担持されたメタル基体
２６の巻取ローラー２８から成る１対のローラー（２
７、２８）を配置した。
【００２８】また、送出ローラー２７と、巻取ローラー
２８との間であって、両ローラー２７、２８に対向する
位置にメタル基体２６表面の波形形状に対応する凹凸を
表面に備えるガイドローラー２９を配置した。
２８との間であって、両ローラー２７、２８に対向する
位置にメタル基体２６表面の波形形状に対応する凹凸を
表面に備えるガイドローラー２９を配置した。
【００２９】また、ガイドローラー２９の近傍に例えば
白金から成る酸化触媒金属材３０の蒸発源３０ａを波形
状のメタル基体２６表面の一方の波形面２６ａに酸化触
媒金属被膜が形成担持されるように配置すると共に、例
えばロジウムから成る還元触媒金属材３１の蒸発源３１
を波形状のメタル基体２６表面の他方の波形面２６ｂに
還元触媒金属被膜が形成担持されるように配置した。ま
た、両蒸発源３０ａ、３１ａの間に仕切り板３２を配置
した。
白金から成る酸化触媒金属材３０の蒸発源３０ａを波形
状のメタル基体２６表面の一方の波形面２６ａに酸化触
媒金属被膜が形成担持されるように配置すると共に、例
えばロジウムから成る還元触媒金属材３１の蒸発源３１
を波形状のメタル基体２６表面の他方の波形面２６ｂに
還元触媒金属被膜が形成担持されるように配置した。ま
た、両蒸発源３０ａ、３１ａの間に仕切り板３２を配置
した。
【００３０】次に、前記製造装置を用いて製造する排気
ガス浄化用触媒の具体的実施例を比較例と共に説明す
る。
ガス浄化用触媒の具体的実施例を比較例と共に説明す
る。
【００３１】実施例３ 本実施例は前記図１に示す製造装置を用いて、図２に示
すメタル基体表面の異なる位置に酸化触媒金属被膜と、
還元触媒金属被膜とを分散担持した排気ガス浄化用触媒
を製造する１例である。
すメタル基体表面の異なる位置に酸化触媒金属被膜と、
還元触媒金属被膜とを分散担持した排気ガス浄化用触媒
を製造する１例である。
【００３２】先ず、メタル基体６として市販の幅100m
m、厚さ0.05〜0.1mmの巻状のステンレス板R20-5SRを大
気雰囲気炉内に設置し、温度1000℃で、1時間加熱し、
メタル基体６の表面にα型アルミナの針状結晶から成る
セラミック層を形成した。
m、厚さ0.05〜0.1mmの巻状のステンレス板R20-5SRを大
気雰囲気炉内に設置し、温度1000℃で、1時間加熱し、
メタル基体６の表面にα型アルミナの針状結晶から成る
セラミック層を形成した。
【００３３】次に、この熱処理を施した巻状のメタル基
体６（セラミック層を備えるステンレス板）を幅100m
m、長さ100mmに切断し、これを真空容器１内の基体保持
装置７に設置した後、メタル基体６の基体保持装置７の
前方にステンレス製の縦、横各3mmの方形状の開口部を
縦、横夫々40個つづ備えるマスキング板１３を配置し
た。
体６（セラミック層を備えるステンレス板）を幅100m
m、長さ100mmに切断し、これを真空容器１内の基体保持
装置７に設置した後、メタル基体６の基体保持装置７の
前方にステンレス製の縦、横各3mmの方形状の開口部を
縦、横夫々40個つづ備えるマスキング板１３を配置し
た。
【００３４】また、真空容器１内の電極９ａに酸化触媒
金属材９として直径150mm、厚さ2.0mmの白金ターゲット
を取り付け、また、電極１０ａに還元触媒金属材１０と
して直径150mm、厚さ2.0mmのロジウムターゲットを取り
付けた。
金属材９として直径150mm、厚さ2.0mmの白金ターゲット
を取り付け、また、電極１０ａに還元触媒金属材１０と
して直径150mm、厚さ2.0mmのロジウムターゲットを取り
付けた。
【００３５】続いて、真空容器１内の圧力を真空排気系
２により0.13Pa(1.0mTorr)に設定すると共に、ガス供給
源５よりガス導入系４を介して真空容器１内にアルゴン
ガスを導入した。
２により0.13Pa(1.0mTorr)に設定すると共に、ガス供給
源５よりガス導入系４を介して真空容器１内にアルゴン
ガスを導入した。
【００３６】そして、赤外線ヒーター８によりメタル基
体６を温度300℃に維持した状態で、電極９ａにＲＦ電
源１２より周波数13.56MHzを発振させて電極９ａの周囲
にアルゴンプラズマを発生させ、スパッタリング法によ
り白金ターゲットにスパッタリングして、図２に示すよ
うなメタル基体６表面の一部に膜厚0.01μm(100Å)の酸
化触媒金属被膜（白金膜）１６を形成、担持した後、マ
スキング板１３を移動させた。次に、電極１０ａにＲＦ
電源１２より周波数13.56MHzを発振させて電極１０ａの
周囲にアルゴンプラズマを発生させ、スパッタリング法
によりロジウムターゲットにスパッタリングして、図２
に示すようなメタル基体６表面の酸化触媒金属被膜（白
金膜）１６とは異なる位置に膜厚0.01μm(100Å)の還元
触媒金属被膜（ロジウム膜）１７を形成、担持した。
体６を温度300℃に維持した状態で、電極９ａにＲＦ電
源１２より周波数13.56MHzを発振させて電極９ａの周囲
にアルゴンプラズマを発生させ、スパッタリング法によ
り白金ターゲットにスパッタリングして、図２に示すよ
うなメタル基体６表面の一部に膜厚0.01μm(100Å)の酸
化触媒金属被膜（白金膜）１６を形成、担持した後、マ
スキング板１３を移動させた。次に、電極１０ａにＲＦ
電源１２より周波数13.56MHzを発振させて電極１０ａの
周囲にアルゴンプラズマを発生させ、スパッタリング法
によりロジウムターゲットにスパッタリングして、図２
に示すようなメタル基体６表面の酸化触媒金属被膜（白
金膜）１６とは異なる位置に膜厚0.01μm(100Å)の還元
触媒金属被膜（ロジウム膜）１７を形成、担持した。
【００３７】このようにして図２に示すようにメタル基
体６表面の異なる位置に酸化触媒金属被膜（白金膜）１
６と、還元触媒金属被膜（ロジウム膜）１７とを格子縞
状に分散し、形成担持した排気ガス浄化用触媒Ａを製造
した。
体６表面の異なる位置に酸化触媒金属被膜（白金膜）１
６と、還元触媒金属被膜（ロジウム膜）１７とを格子縞
状に分散し、形成担持した排気ガス浄化用触媒Ａを製造
した。
【００３８】また、マスキング板１３を酸化触媒金属被
膜と還元触媒金属被膜の面積比を可変出来るように構成
することにより、メタル基体６表面に酸化触媒金属被膜
１６と、還元触媒金属被膜１７の担持面積比が異なった
各種の排気ガス浄化用触媒Ａが容易に製造することが出
来る。
膜と還元触媒金属被膜の面積比を可変出来るように構成
することにより、メタル基体６表面に酸化触媒金属被膜
１６と、還元触媒金属被膜１７の担持面積比が異なった
各種の排気ガス浄化用触媒Ａが容易に製造することが出
来る。
【００３９】実施例４ 本実施例は前記実施例３にて作製されたメタル基体６表
面に酸化触媒金属被膜１６と、還元触媒金属被膜１７と
が格子縞状に分散担持された排気ガス浄化用触媒Ａを用
い、図３に示すハニカム構造の触媒管を作製し、排気ガ
スの浄化率を調べることとした。
面に酸化触媒金属被膜１６と、還元触媒金属被膜１７と
が格子縞状に分散担持された排気ガス浄化用触媒Ａを用
い、図３に示すハニカム構造の触媒管を作製し、排気ガ
スの浄化率を調べることとした。
【００４０】先ず、図２に示す排気ガス浄化用触媒Ａを
そのまま平板状のメタル基体１８とし、これとは別に排
気ガス浄化用触媒Ａをコルゲート加工により波形状のメ
タル基体１９に加工した。
そのまま平板状のメタル基体１８とし、これとは別に排
気ガス浄化用触媒Ａをコルゲート加工により波形状のメ
タル基体１９に加工した。
【００４１】次に、平板状のメタル基体１８と、波形状
のメタル基体１９とを交互に重ね合わせ、これらを多重
に巻き付け、組み合わせし、接合部分を溶接により接合
して、図３に示す外径60mm、長さ100mmのハニカム構造
の触媒管２０を作製した。
のメタル基体１９とを交互に重ね合わせ、これらを多重
に巻き付け、組み合わせし、接合部分を溶接により接合
して、図３に示す外径60mm、長さ100mmのハニカム構造
の触媒管２０を作製した。
【００４２】このハニカム構造の触媒管２０の排気ガス
（炭化水素：ＣＨ、一酸化炭素：ＣＯ、酸化窒素：ＮＯ
x）の浄化率を浄化前後の各ガスの赤外線吸収スペクト
ル強度の差から換算して求めた。その結果を表１に示
す。
（炭化水素：ＣＨ、一酸化炭素：ＣＯ、酸化窒素：ＮＯ
x）の浄化率を浄化前後の各ガスの赤外線吸収スペクト
ル強度の差から換算して求めた。その結果を表１に示
す。
【００４３】比較例１ 上記実施例の如く、酸化触媒金属材と還元触媒金属材を
分散せず、担体表面に白金・ロジウム合金（組成5:1wt
％）を同様にスパッタリング法により100Å担持させた
ハニカム構造から成る触媒管を作製した。
分散せず、担体表面に白金・ロジウム合金（組成5:1wt
％）を同様にスパッタリング法により100Å担持させた
ハニカム構造から成る触媒管を作製した。
【００４４】このハニカム構造の触媒管の排気ガス（炭
化水素：ＣＨ、一酸化炭素：ＣＯ、酸化窒素：ＮＯx）
の浄化率を前記実施例４と同様の方法で調べ、その結果
を表１に示す。
化水素：ＣＨ、一酸化炭素：ＣＯ、酸化窒素：ＮＯx）
の浄化率を前記実施例４と同様の方法で調べ、その結果
を表１に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】表１から明らかなように、600℃以上とい
う高温使用時において本発明の実施例４（分散型）は、
従来の比較例１（合金被膜）に比して浄化率が向上して
いることが分かる。
う高温使用時において本発明の実施例４（分散型）は、
従来の比較例１（合金被膜）に比して浄化率が向上して
いることが分かる。
【００４７】実施例５ 本実施例は前記図４に示す製造装置を用いて、図５に示
すメタル基体がコルゲート加工された波形状のメタル基
体表面の異なる位置に酸化触媒金属被膜と、還元触媒金
属被膜とを分散担持した排気ガス浄化用触媒を製造する
１例である。
すメタル基体がコルゲート加工された波形状のメタル基
体表面の異なる位置に酸化触媒金属被膜と、還元触媒金
属被膜とを分散担持した排気ガス浄化用触媒を製造する
１例である。
【００４８】先ず、メタル基体２６として市販の幅100m
m、厚さ0.05〜0.1mmの巻状のステンレス板R20-5SRを大
気雰囲気炉内に設置し、温度1000℃で、1時間加熱し、
メタル基体２６の表面にα型アルミナの針状結晶から成
るセラミック層を形成した。
m、厚さ0.05〜0.1mmの巻状のステンレス板R20-5SRを大
気雰囲気炉内に設置し、温度1000℃で、1時間加熱し、
メタル基体２６の表面にα型アルミナの針状結晶から成
るセラミック層を形成した。
【００４９】次に、この熱処理を施した巻状のメタル基
体２６（セラミック層を備えるステンレス板）をコルゲ
ート加工して波形状のメタル基体３３（２６）を作製し
た。
体２６（セラミック層を備えるステンレス板）をコルゲ
ート加工して波形状のメタル基体３３（２６）を作製し
た。
【００５０】このコルゲート加工を施した波形状のメタ
ル基体３３を真空容器２１内の送出ローラー２７に取り
付けると共に、該メタル基体３３をガイドローラー２９
を経て巻取ローラー２８側に搬送出来るようにした。
ル基体３３を真空容器２１内の送出ローラー２７に取り
付けると共に、該メタル基体３３をガイドローラー２９
を経て巻取ローラー２８側に搬送出来るようにした。
【００５１】また、蒸発源３０ａ内の酸化触媒金属材
（白金）３０、並びに蒸発源３１ａ内の還元触媒金属材
（ロジウム）３１に電子ビームを照射し、夫々の金属材
を蒸発させた。
（白金）３０、並びに蒸発源３１ａ内の還元触媒金属材
（ロジウム）３１に電子ビームを照射し、夫々の金属材
を蒸発させた。
【００５２】この時、メタル基体を送出ローラー２７よ
りガイドローラー２９側に搬送させながら、波形状のメ
タル基体３３がガイドローラー２９に到達した際（図示
例ではガイドローラー２９の左側）に、メタル基体３３
の一方の波形面３３ａ（２６ａ）に酸化触媒金属材３０
を蒸着させて膜厚0.01μm（100Å）の酸化触媒金属被膜
（白金）３４を形成担持した後、更にメタル基体３３を
巻取ローラー２８側に搬送させながら、波形状のメタル
基体３３が巻取ローラー２８側に搬送され始めた際（図
示例ではガイドローラー２９の右側）に、メタル基体３
３の他方の波形面３３ｂ（２６ｂ）に還元触媒金属材３
１を蒸着させて膜厚0.01μm（100Å）の還元触媒金属被
膜（ロジウム）３５を形成担持した。
りガイドローラー２９側に搬送させながら、波形状のメ
タル基体３３がガイドローラー２９に到達した際（図示
例ではガイドローラー２９の左側）に、メタル基体３３
の一方の波形面３３ａ（２６ａ）に酸化触媒金属材３０
を蒸着させて膜厚0.01μm（100Å）の酸化触媒金属被膜
（白金）３４を形成担持した後、更にメタル基体３３を
巻取ローラー２８側に搬送させながら、波形状のメタル
基体３３が巻取ローラー２８側に搬送され始めた際（図
示例ではガイドローラー２９の右側）に、メタル基体３
３の他方の波形面３３ｂ（２６ｂ）に還元触媒金属材３
１を蒸着させて膜厚0.01μm（100Å）の還元触媒金属被
膜（ロジウム）３５を形成担持した。
【００５３】このようにして酸化触媒金属材３０と、還
元触媒金属材３１のメタル基体への蒸着入射方向を変
え、波形（凹凸）形状のメタル基体自身による蒸着の遮
蔽効果を利用することにより、図５に示すような波形状
のメタル基体３３の異なる位置に酸化触媒金属被膜３４
と、還元触媒金属被膜３５とを横縞状に分散して担持し
た波形状のメタル基体３３から成る排気ガス浄化用触媒
Ｂを製造することが出来る。
元触媒金属材３１のメタル基体への蒸着入射方向を変
え、波形（凹凸）形状のメタル基体自身による蒸着の遮
蔽効果を利用することにより、図５に示すような波形状
のメタル基体３３の異なる位置に酸化触媒金属被膜３４
と、還元触媒金属被膜３５とを横縞状に分散して担持し
た波形状のメタル基体３３から成る排気ガス浄化用触媒
Ｂを製造することが出来る。
【００５４】また、前記実施例４では平板状のメタル基
体と波形状のメタル基体とに酸化触媒金属被膜と、還元
触媒金属被膜とを格子縞状に担持した排気ガス浄化用触
媒Ａを用い、これらを交互に重ね合わせ、多重に巻き付
け、組み合わせて図３に示すようなハニカム構造の触媒
管を作製したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、平板状のメタル基体に表面に還元触媒金属被膜（ロ
ジウム被膜）のみを形成担持した排気ガス浄化用触媒を
用い、波形状メタル基体に表面に酸化触媒金属被膜（白
金被膜）のみを担持した排気ガス浄化用触媒を用い、こ
れらを交互に重ね合わせ、多重に巻き付け、組み合わせ
て図３に示すようなハニカム構造の触媒管を作製しても
よい。また、平板状のメタル基体に酸化触媒金属被膜
と、還元触媒金属被膜とを格子縞状に担持した排気ガス
浄化用触媒を用い、波形状のメタル基体に酸化触媒金属
被膜と、還元触媒金属被膜とを横縞状に担持した排気ガ
ス浄化用触媒を用いこれらを交互に重ね合わせ、多重に
巻き付け、組み合わせて図３に示すようなハニカム構造
の触媒管を作製してもよい。
体と波形状のメタル基体とに酸化触媒金属被膜と、還元
触媒金属被膜とを格子縞状に担持した排気ガス浄化用触
媒Ａを用い、これらを交互に重ね合わせ、多重に巻き付
け、組み合わせて図３に示すようなハニカム構造の触媒
管を作製したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、平板状のメタル基体に表面に還元触媒金属被膜（ロ
ジウム被膜）のみを形成担持した排気ガス浄化用触媒を
用い、波形状メタル基体に表面に酸化触媒金属被膜（白
金被膜）のみを担持した排気ガス浄化用触媒を用い、こ
れらを交互に重ね合わせ、多重に巻き付け、組み合わせ
て図３に示すようなハニカム構造の触媒管を作製しても
よい。また、平板状のメタル基体に酸化触媒金属被膜
と、還元触媒金属被膜とを格子縞状に担持した排気ガス
浄化用触媒を用い、波形状のメタル基体に酸化触媒金属
被膜と、還元触媒金属被膜とを横縞状に担持した排気ガ
ス浄化用触媒を用いこれらを交互に重ね合わせ、多重に
巻き付け、組み合わせて図３に示すようなハニカム構造
の触媒管を作製してもよい。
【００５５】また、酸化触媒金属被膜と還元触媒金属被
膜との面積比を調節することで、酸化触媒金属の特性、
還元触媒金属の特性、或いは３元触媒の特性の各特性を
優先的かつ選択的に引き出すことが可能となる。
膜との面積比を調節することで、酸化触媒金属の特性、
還元触媒金属の特性、或いは３元触媒の特性の各特性を
優先的かつ選択的に引き出すことが可能となる。
【００５６】
【発明の効果】本発明の製造方法によるときは、メタル
基体表面の異なる位置に酸化触媒金属被膜と、還元触媒
金属被膜を分散させて担持するようにしたので、従来の
白金・ロジウムの合金被膜を担持した排気ガス浄化用触
媒に比して、優れた耐熱性と、それに伴う高温雰囲気下
における優れた触媒機能を有し、排気ガスの浄化率の向
上した排気ガス浄化用触媒を容易に製造することが出来
る効果がある。
基体表面の異なる位置に酸化触媒金属被膜と、還元触媒
金属被膜を分散させて担持するようにしたので、従来の
白金・ロジウムの合金被膜を担持した排気ガス浄化用触
媒に比して、優れた耐熱性と、それに伴う高温雰囲気下
における優れた触媒機能を有し、排気ガスの浄化率の向
上した排気ガス浄化用触媒を容易に製造することが出来
る効果がある。
【００５７】また、本発明の製造装置によるときは、従
来の白金・ロジウムの合金被膜を担持した排気ガス浄化
用触媒に比して、優れた耐熱性と、それに伴う高温雰囲
気下における優れた触媒機能を有し、排気ガスの浄化率
が向上したメタル基体表面の異なる位置に酸化触媒金属
被膜と、還元触媒金属被膜を分散担持した排気ガス浄化
用触媒を容易に製造することが出来る製造装置を提供す
ることが出来る効果がある。
来の白金・ロジウムの合金被膜を担持した排気ガス浄化
用触媒に比して、優れた耐熱性と、それに伴う高温雰囲
気下における優れた触媒機能を有し、排気ガスの浄化率
が向上したメタル基体表面の異なる位置に酸化触媒金属
被膜と、還元触媒金属被膜を分散担持した排気ガス浄化
用触媒を容易に製造することが出来る製造装置を提供す
ることが出来る効果がある。
【図１】 本発明の排気ガス浄化用触媒の製造装置の１
実施例の概略截断面図、
実施例の概略截断面図、
【図２】 本発明の排気ガス浄化用触媒の１実施例の斜
視図、
視図、
【図３】 本発明の排気ガス浄化用触媒を用いて作製し
たハニカム構造の触媒管の斜視図、
たハニカム構造の触媒管の斜視図、
【図４】 本発明の排気ガス浄化用触媒の製造装置の他
の実施例の概略截断面図、
の実施例の概略截断面図、
【図５】 本発明の排気ガス浄化用触媒の他の実施例の
斜視図。
斜視図。
１、２１ 真空容器、 ２、２２ 真空排気系、
４、２４ ガス導入系、 ６、２６ メタル基
体、９、３０ 酸化触媒金属材、 １０、３１ 還
元触媒金属材、１３ マスキング板、 １６、３４
酸化触媒金属被膜、１７、３５ 還元触媒金属被
膜、 １８ 平板状のメタル基体、１９、３３
波形状のメタル基体、 ２０ 触媒管、２７、２８
ローラー、 ２９ ガイドローラー、Ａ、Ｂ
排気ガス浄化用触媒。
４、２４ ガス導入系、 ６、２６ メタル基
体、９、３０ 酸化触媒金属材、 １０、３１ 還
元触媒金属材、１３ マスキング板、 １６、３４
酸化触媒金属被膜、１７、３５ 還元触媒金属被
膜、 １８ 平板状のメタル基体、１９、３３
波形状のメタル基体、 ２０ 触媒管、２７、２８
ローラー、 ２９ ガイドローラー、Ａ、Ｂ
排気ガス浄化用触媒。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浦 正道 茨城県つくば市東光台５−９−７ 日本真 空技術株式会社筑波超材料研究所内 (72)発明者 宮崎 総一郎 東京都渋谷区代々木３丁目25番３号 東洋 ラジエーター株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 真空容器内でスパッタリング法または真
空蒸着法によりメタル基体表面に触媒金属材を蒸着させ
て触媒金属被膜を形成担持する排気ガス浄化用触媒の製
造方法において、前記触媒金属材として酸化触媒金属材
と、還元触媒金属材を用い、メタル基体表面の異なる位
置に酸化触媒金属被膜と還元触媒金属被膜とを分散させ
て形成担持させることを特徴とする排気ガス浄化用触媒
の製造方法。 - 【請求項２】 真空容器内でスパッタリング法または真
空蒸着法によりメタル基体表面に触媒金属材を蒸着させ
て触媒金属被膜を形成担持した排気ガス浄化用触媒を製
造する装置において、真空容器内にメタル基体を配置
し、該メタル基体の対向する位置に酸化触媒金属材と、
還元触媒金属材を配置し、該メタル基体の前方に酸化触
媒金属被膜と、還元触媒金属被膜とをメタル基体表面の
異なる位置に分散させて形成担持するマスキング板を配
置したことを特徴とする排気ガス浄化用触媒の製造装
置。 - 【請求項３】 真空容器内でスパッタリング法または真
空蒸着法によりメタル基体表面に触媒金属材を蒸着させ
て触媒金属被膜を形成担持した排気ガス浄化用触媒を製
造する装置において、真空容器内にメタル基体を配置
し、該メタル基体の対向する位置に酸化触媒金属材の蒸
発物と、還元触媒金属材の蒸発物のメタル基体への入射
方向が夫々異なる方向に配向するように酸化触媒金属材
と、還元触媒金属材を配置したことを特徴とする排気ガ
ス浄化用触媒の製造装置。
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Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2006326476A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒 |
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1996
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| US7719044B2 (en) | 1998-08-27 | 2010-05-18 | Micron Technology, Inc. | Platinum-containing integrated circuits and capacitor constructions |
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