JPH10272357A - Catalyst for purifying exhaust gas - Google Patents

Catalyst for purifying exhaust gas

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JPH10272357A
JPH10272357A JP9078720A JP7872097A JPH10272357A JP H10272357 A JPH10272357 A JP H10272357A JP 9078720 A JP9078720 A JP 9078720A JP 7872097 A JP7872097 A JP 7872097A JP H10272357 A JPH10272357 A JP H10272357A
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Japan
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catalyst
catalyst component
exhaust gas
layer
palladium
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Japanese (ja)
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Yasunari Hanaki
保成 花木
Toru Sekiba
徹 関場
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Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst for purifying exhaust gas having excellent low temp. activity in all of exhaust compsn. atmospheres of car, and a method for producing the same. SOLUTION: The catalyst component layer of the catalyst for purifying exhaust gas has a multilayered structure wherein a first catalyst component layer composed of inorg. matter based on activated alumina is arranged and a second catalyst component layer containing palladium as a catalyst component is arranged on the first catalyst component layer and a third catalyst component layer containing rhodium as a catalyst component is arranged on the second catalyst component layer.

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、排気ガス浄化用触
媒及びその製造方法に関し、特に、自動車の内燃機関か
ら排出される排気ガス中の炭化水素(以下、「HC」と
称す)、一酸化炭素(以下、「CO」と称す)及び窒素
酸化物(以下、「NOx」と称す)を低温においても有
効に浄化することができる、低温活性に優れる排気ガス
浄化用触媒及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst and a method for producing the same, and more particularly, to hydrocarbons (hereinafter referred to as "HC") and monoxide in exhaust gas discharged from an internal combustion engine of an automobile. The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst excellent in low-temperature activity, capable of effectively purifying carbon (hereinafter, referred to as “CO”) and nitrogen oxides (hereinafter, referred to as “NOx”) even at low temperatures, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、内燃機関始動直後から触媒温
度が排気ガス浄化用反応温度に達するまでの低温期間
は、排気ガスの浄化能が十分でないため、低温から排気
ガス浄化反応を開始する排気ガス浄化用触媒の開発が期
待されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, during a low temperature period from the start of an internal combustion engine until the catalyst temperature reaches a reaction temperature for exhaust gas purification, the exhaust gas purification performance is not sufficient. The development of gas purification catalysts is expected.

【0003】かかる排気ガス浄化用触媒としては、例え
ば、特公昭58−20307号公報、特開平4−274
30号公報及び特開平6−378号公報に開示されてい
るようなものがある。
As such an exhaust gas purifying catalyst, for example, Japanese Patent Publication No. 58-20307 and Japanese Patent Laid-Open No. 4-274 are disclosed.
And Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-378.

【0004】特公昭58−20307号公報に記載され
た排気ガス浄化用触媒は、白金、ロジウム及びセリウム
から成る組成物を耐火性担体に担持させたものであり、
具体的には、アルミナや酸化セリウムなどに白金、パラ
ジウム及びロジウムなどの白金族元素を担持させ、これ
をモノリス担体にコーティングした構造のものである。
[0004] The catalyst for purifying exhaust gas described in Japanese Patent Publication No. 58-20307 has a composition comprising platinum, rhodium and cerium supported on a refractory carrier.
Specifically, it has a structure in which a platinum group element such as platinum, palladium, and rhodium is supported on alumina, cerium oxide, or the like, and this is coated on a monolithic carrier.

【0005】また、特開平4−27430号公報には、
触媒担体表面に、酸化セリウム層による中間層と、この
中間層の下層及び上層にそれぞれ異種の貴金属成分を担
持した排気ガス浄化用触媒が提案されている。具体的に
は、下層に触媒成分としてパラジウム、中層に酸化セリ
ウム、上層にロジウムを担持した構造である。
[0005] Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-27430 discloses that
There has been proposed an exhaust gas purifying catalyst in which an intermediate layer of a cerium oxide layer is provided on the surface of a catalyst carrier, and different noble metal components are respectively supported on a lower layer and an upper layer of the intermediate layer. Specifically, the lower layer has palladium as a catalyst component, the middle layer has cerium oxide, and the upper layer has rhodium.

【0006】特開平6−378号公報には、活性アルミ
ナと酸化セリウムに、触媒成分として白金とパラジウム
のうち少なくとも一種と、塩基性元素であるカリウム、
セシウム、ストロンチウム及びバリウムから成る群より
選ばれた少なくとも一種の金属の酸化物が担持された排
気ガス浄化用触媒が提案されている。換言すれば、当該
触媒は、白金族元素、活性アルミナ、酸化セリウム等、
従来から触媒成分として使用されているものに加え、塩
基性元素である、カリウム化合物、セシウム化合物、ス
トロンチウム化合物及びバリウム化合物のうち少なくと
も一種類を組み合わせてなるものである。
[0006] JP-A-6-378 discloses that activated alumina and cerium oxide are mixed with at least one of platinum and palladium as catalyst components and potassium as a basic element.
An exhaust gas purifying catalyst supporting an oxide of at least one metal selected from the group consisting of cesium, strontium and barium has been proposed. In other words, the catalyst is a platinum group element, activated alumina, cerium oxide, etc.
In addition to those conventionally used as catalyst components, at least one of potassium compounds, cesium compounds, strontium compounds and barium compounds, which are basic elements, is combined.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記公報中に
記載された従来の触媒は、低温から十分な触媒活性を得
るために、資源的に豊富でなく、価格も高価な貴金属を
多量に使用している。したがって、貴金属の中でも比較
的安価なパラジウムをベースに貴金属使用量が少なくて
も十分な浄化能力を有す触媒、あるいは、ロジウムを使
用する場合でも使用量を極力少なくした触媒の開発が期
待されている。ところが、パラジウムを単独で使用した
場合、パラジウム量を低減すると低温活性が悪化すると
いう問題点があった。
However, the conventional catalyst described in the above publication uses a large amount of precious metal which is not abundant in resources and expensive in order to obtain sufficient catalytic activity from a low temperature. doing. Therefore, it is expected to develop a catalyst that has a sufficient purification ability even with a small amount of precious metal based on palladium, which is relatively inexpensive among precious metals, or a catalyst that uses as little as possible even when rhodium is used. I have. However, when palladium is used alone, there is a problem that the low-temperature activity deteriorates when the amount of palladium is reduced.

【0008】したがって、本発明の目的は、従来の触媒
よりも貴金属使用量を大幅に低減しても、自動車の全て
の排気組成雰囲気下で優れた低温活性を有する排気ガス
浄化用触媒及びその製造方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying catalyst having excellent low-temperature activity in all exhaust composition atmospheres of automobiles and a production thereof, even if the amount of noble metal used is significantly reduced as compared with conventional catalysts. It is to provide a method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために研究した結果、上層にロジウムを含有
する触媒成分担持層を、中層にパラジウムと共にニッケ
ルを一定の組成比率で含むアルミナ系複合酸化物を含有
する触媒成分層を、下層に活性アルミナを主成分とした
無機物からなる触媒成分層を配置した多層構造触媒とす
ることにより、パラジウムの触媒性能を向上でき、低温
域での触媒活性が著しく向上することを見出し、本発明
に到達した。
The present inventors have conducted research to solve the above-mentioned problems. As a result, the present inventors have found that the upper layer contains a rhodium-containing catalyst component-supporting layer and the middle layer contains palladium and nickel at a fixed composition ratio. By using a catalyst component layer containing an alumina-based composite oxide as a multilayered catalyst in which a catalyst component layer composed of an inorganic substance containing activated alumina as a main component is arranged as a lower layer, the catalytic performance of palladium can be improved, and in a low temperature region It has been found that the catalytic activity of the compound of the present invention is significantly improved, and the present invention has been achieved.

【0010】請求項1に記載の排気ガス浄化用触媒は、
触媒成分担持層を有する一体構造型触媒において、排気
ガス浄化用触媒の触媒成分層の構造が、活性アルミナを
主成分とした無機物からなる第1触媒成分層を配置し、
第1触媒成分層の上側に触媒成分としてパラジウムを含
有する第2触媒成分層を配置し、第2触媒成分層の上側
に触媒成分としてロジウムを含有する第3触媒成分層を
配置した多層構造の触媒である。
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1 is
In a monolithic catalyst having a catalyst component supporting layer, the structure of the catalyst component layer of the exhaust gas purifying catalyst is such that a first catalyst component layer made of an inorganic material containing activated alumina as a main component is arranged,
A multilayer structure in which a second catalyst component layer containing palladium as a catalyst component is disposed above the first catalyst component layer, and a third catalyst component layer containing rhodium as a catalyst component is disposed above the second catalyst component layer. It is a catalyst.

【0011】請求項1に記載の排気ガス浄化用触媒にお
いて、第1触媒成分層は触媒1リットル容量中20〜1
00gであることを特徴とする。20g/l未満だと十
分な触媒性能改良効果が得られず、また、100g/l
を越えても触媒性能改良効果が飽和もしくは逆に触媒性
能の低下が見られる。
[0011] In the exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, the first catalyst component layer is 20 to 1 in 1 liter volume of the catalyst.
100 g. If the amount is less than 20 g / l, a sufficient effect of improving the catalyst performance cannot be obtained.
Even when the value exceeds, the effect of improving the catalyst performance is saturated, or conversely, the catalyst performance is reduced.

【0012】請求項2に記載の排気ガス浄化用触媒にお
いて、酸素不足雰囲気及び理論空燃比近傍でのパラジウ
ムの触媒性能を向上させるためにニッケルアルミネート
が含有される。
In the exhaust gas purifying catalyst according to the second aspect, nickel aluminate is contained in order to improve the catalytic performance of palladium in an oxygen-deficient atmosphere and near a stoichiometric air-fuel ratio.

【0013】さらに、請求項2に記載の排気ガス浄化用
触媒は、アルミナ系複合酸化物に担持したパラジウムの
シンタリング(粒子成長)を抑制するために、ランタ
ン、ネオジウム及びジルコニウムから成る群より選ばれ
た少なくとも一種を金属換算で1〜40モル%、セリウ
ムを60〜98モル%含むセリウム酸化物が含有され
る。
Further, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 2 is selected from the group consisting of lanthanum, neodymium and zirconium in order to suppress sintering (particle growth) of palladium carried on the alumina-based composite oxide. A cerium oxide containing 1 to 40 mol% of at least one of the above compounds in terms of metal and 60 to 98 mol% of cerium is contained.

【0014】請求項3に記載の排気ガス浄化用触媒は、
ロジウムの低温活性をさらに高めるために、ランタン、
ネオジウム及びセリウムから成る群より選ばれた少なく
とも一種を金属換算で1〜40モル%、ジルコニウムを
60〜98モル%含むジルコニウム酸化物が含有され
る。
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 3 is
To further increase the low-temperature activity of rhodium, lanthanum,
Zirconium oxide containing 1 to 40 mol% of at least one metal selected from the group consisting of neodymium and cerium in terms of metal and 60 to 98 mol% of zirconium is contained.

【0015】さらに、請求項1に記載の排気ガス浄化用
触媒の低温活性及び酸素不足(還元)雰囲気下における
触媒活性をさらに高めるために、請求項1に記載の排気
ガス浄化用触媒の第2触媒成分層に、さらにアルカル金
属及びアルカリ土類金属から成る群より選ばれた少なく
とも一種が含有される。
Furthermore, in order to further enhance the low-temperature activity of the exhaust gas purifying catalyst according to the first aspect and the catalytic activity in an oxygen-deficient (reducing) atmosphere, the second aspect of the exhaust gas purifying catalyst according to the first aspect. The catalyst component layer further contains at least one selected from the group consisting of an alkali metal and an alkaline earth metal.

【0016】本発明の排気ガス浄化用触媒の触媒成分担
持層に含有される貴金属としては、パラジウムとロジウ
ムが含有される。当該パラジウムの含有量は、触媒1リ
ットル容量中0.1〜20gである。0.1g/l未満
では低温活性や浄化性能が十分に発揮されず、逆に20
g/lを越えてもパラジウムの分散性が悪くなり、触媒
性能は顕著に向上せず、経済的にも有効でない。
The noble metals contained in the catalyst component-supporting layer of the exhaust gas purifying catalyst of the present invention include palladium and rhodium. The content of the palladium is 0.1 to 20 g per liter of the catalyst. If the amount is less than 0.1 g / l, the low-temperature activity and purification performance are not sufficiently exhibited.
If the amount exceeds g / l, the dispersibility of palladium becomes poor, the catalyst performance is not significantly improved, and it is not economically effective.

【0017】前記パラジウムが担持される基材として
は、パラジウムの触媒性能を向上させるために、アルミ
ナ系複合酸化物が適切である。特に、パラジウムの低温
活性と浄化性能(特に、酸素不足雰囲気及び理論空燃比
近傍でのNOx定常転換性能)を高めるために、ニッケ
ルアルミネートを含有する。かかるアルミナ系複合酸化
物の使用量は、触媒1リットル当たり10〜200gで
ある。10g/l未満だと十分な触媒性能改良効果が得
られず、また、200g/lを越えても触媒性能改良効
果が飽和もしくは逆に触媒性能の低下が見られる。
As the substrate on which the palladium is supported, an alumina-based composite oxide is suitable in order to improve the catalytic performance of palladium. In particular, nickel aluminate is contained in order to enhance the low-temperature activity and purification performance of palladium (particularly, NOx steady-state conversion performance in an oxygen-deficient atmosphere and near the stoichiometric air-fuel ratio). The amount of the alumina-based composite oxide used is 10 to 200 g per liter of the catalyst. If it is less than 10 g / l, a sufficient effect of improving the catalytic performance cannot be obtained, and if it exceeds 200 g / l, the effect of improving the catalytic performance is saturated or, conversely, the catalytic performance decreases.

【0018】また、請求項2に記載の排気ガス浄化用触
媒は、さらにセリウム酸化物を含有するものである。当
該セリウム酸化物は、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一種の元素を
金属換算で1〜40モル%、セリウムを60〜98モル
%含有するものである。1〜40モル%としたのは、セ
リウム酸化物(CeO2 )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一種の
元素を添加して、セリウム酸化物の酸素吸蔵能やBET
比表面積、熱安定性を顕著に改良するものである。1モ
ル%未満では、セリウム酸化物のみの場合と変わらず、
上記した元素の添加効果が現れず、40モル%を越える
と、この効果が飽和もしくは逆に低下する。
Further, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 2 further contains cerium oxide. The cerium oxide contains at least one element selected from the group consisting of lanthanum, neodymium and zirconium in an amount of 1 to 40 mol% in terms of metal and 60 to 98 mol% of cerium. The reason for setting the content to 1 to 40 mol% is that at least one element selected from the group consisting of lanthanum, neodymium and zirconium is added to cerium oxide (CeO 2 ) and the oxygen storage capacity of cerium oxide and BET
It significantly improves specific surface area and thermal stability. If it is less than 1 mol%, it is not different from the case of only cerium oxide,
The effect of adding the above-mentioned elements does not appear, and if it exceeds 40 mol%, this effect is saturated or conversely decreases.

【0019】また、使用されるアルカリ金属及び/又は
アルカリ土類金属には、リチウム、カリウム、セシウ
ム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム及びバ
リウムが含まれる。その含有量は触媒1リットル中1〜
40gである。1g/l未満では、炭化水素種の吸着被
毒やパラジウムのシンタリングを抑制することができ
ず、40g/lを越えても有為な増量効果が得られず逆
に性能を悪化させる。
The alkali metals and / or alkaline earth metals used include lithium, potassium, cesium, magnesium, calcium, strontium and barium. Its content is 1 to 1 liter of catalyst.
40 g. If it is less than 1 g / l, adsorption poisoning of hydrocarbon species and sintering of palladium cannot be suppressed, and if it exceeds 40 g / l, a significant effect of increasing the amount cannot be obtained, and consequently the performance is deteriorated.

【0020】また、請求項3に記載の排気ガス浄化用触
媒は、触媒成分担持層にロジウムとアルミナ粉末を含有
する。ロジウムの含有量は、触媒1リットル容量中0.
001〜5gであり、0.001g/l未満ではロジウ
ムによる低温活性改良効果が十分に発揮されず、逆に5
g/lを越えてもロジウムによる分散性が悪くなり、ロ
ジウムの低温活性性能は顕著に向上せず、有効ではな
い。
Further, in the catalyst for purifying exhaust gas according to the third aspect, the catalyst component-supporting layer contains rhodium and alumina powder. The content of rhodium is 0.1% in 1 liter volume of the catalyst.
When the amount is less than 0.001 g / l, the effect of rhodium on improving the low-temperature activity is not sufficiently exhibited.
If the amount exceeds g / l, the dispersibility of rhodium becomes poor, and the low-temperature activity performance of rhodium is not significantly improved and is not effective.

【0021】前記ロジウムが担持される基材としては、
ロジウムの分散性を高め、触媒性能を向上させるため、
ジルコニウムを含有するアルミナが適切である。特に、
高温下でロジウムがアルミナへ固溶するのを抑制し、耐
久性を高めるため、上記アルミナ粉末には、ジルコニウ
ムが金属換算で0.1〜10モル%含有される。ジルコ
ニウムが0.1モル%未満では、アルミナに添加してい
るジルコニウムの改良効果が得られず、アルミナ(Al
2 3 )と変わらず、また、10モル%を越えるとアル
ミナの比表面積等の物性が低下するため、貴金属の分散
性が悪くなり、十分な性能が得られなくなる。かかるア
ルミナ粉末の使用量は、触媒1リットル当たり1〜10
0gである。1g/l未満だと十分な貴金属の分散性が
得られず、100g/lより多くても顕著な性能向上は
見られない。
As the substrate on which the rhodium is supported,
In order to increase the dispersibility of rhodium and improve catalyst performance,
Alumina containing zirconium is suitable. Especially,
The alumina powder contains 0.1 to 10 mol% of zirconium in terms of metal in order to suppress rhodium from dissolving in alumina at high temperature and increase durability. If zirconium is less than 0.1 mol%, the effect of improving zirconium added to alumina cannot be obtained, and alumina (Al
2 O 3) and unchanged, also to lower the physical properties of the specific surface area of the alumina exceeds 10 mol%, the dispersibility of the noble metal is deteriorated, not sufficient performance can be obtained. The amount of the alumina powder used is 1 to 10 per liter of the catalyst.
0 g. If it is less than 1 g / l, no sufficient dispersibility of the noble metal can be obtained, and if it is more than 100 g / l, no remarkable improvement in performance is observed.

【0022】さらに、請求項3に記載の排気ガス浄化用
触媒は、ジルコニウム酸化物を含有するものである。当
該ジルコニウム酸化物は、ランタン、ネオジウム及びセ
リウムからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素を
金属換算で1〜40モル%、ジルコニウムを60〜98
モル%含有するものである。1〜40モル%としたの
は、ジルコニウム酸化物(ZrO2 )にランタン、ネオ
ジウム及びセリウムからなる群より選ばれた少なくとも
一種の元素を添加して、ジルコニウム酸化物の酸素吸蔵
能やBET比表面積、熱安定性を顕著に改良するためで
ある。1モル%未満では、ジルコニウム酸化物のみの場
合と変わらず、上記した元素の添加効果が現れず、40
モル%を越えると、この効果が飽和もしくは逆に低下す
る。
Further, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 3 contains zirconium oxide. The zirconium oxide contains at least one element selected from the group consisting of lanthanum, neodymium and cerium in an amount of 1 to 40 mol% in terms of metal, and zirconium in an amount of 60 to 98%.
Mol%. The content of 1 to 40 mol% is determined by adding at least one element selected from the group consisting of lanthanum, neodymium, and cerium to zirconium oxide (ZrO 2 ), and adding oxygen storage capacity and BET specific surface area of the zirconium oxide. , To significantly improve the thermal stability. If it is less than 1 mol%, the effect of adding the above-mentioned elements does not appear as in the case of zirconium oxide alone,
If it exceeds mol%, this effect is saturated or conversely decreases.

【0023】このようにして得られる本発明にかかる排
気ガス浄化用触媒は、無担体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、400〜900℃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、例えば耐火性材料からなる
モノリス担体やメタル担体等が挙げられる。
The exhaust gas purifying catalyst according to the present invention thus obtained can be effectively used without a carrier. However, the catalyst is pulverized and slurry, coated on the catalyst carrier and calcined at 400 to 900 ° C. It is preferable to use them. The catalyst carrier can be appropriately selected from known catalyst carriers and used, and examples thereof include a monolith carrier made of a refractory material and a metal carrier.

【0024】前記触媒担体の形状は、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
ニカム状の各種基材に触媒粉末を塗布して用いられる。
このハニカム材料としては、一般にセラミックス等のコ
ージェライト質のものが多く用いられるが、フェライト
系ステンレスなどの金属材料からなるハニカム材料を多
く用いることも可能であり、さらには触媒粉末そのもの
をハニカム形状にしても良い。触媒の形状をハニカム状
とすることにより、触媒と排気ガスとの接触面積が大き
くなり、圧力損失も抑制できるため、自動車用排気ガス
浄化用触媒として用いる場合に極めて有効である。
Although the shape of the catalyst carrier is not particularly limited, it is usually preferable to use the catalyst carrier in the form of a honeycomb, and the catalyst powder is applied to various honeycomb base materials.
As the honeycomb material, cordierite-based materials such as ceramics are generally used.However, it is also possible to use many honeycomb materials made of a metal material such as ferrite stainless steel, and further, the catalyst powder itself is formed into a honeycomb shape. May be. By making the shape of the catalyst into a honeycomb shape, the contact area between the catalyst and the exhaust gas is increased, and the pressure loss can be suppressed. Therefore, the catalyst is extremely effective when used as an exhaust gas purifying catalyst for automobiles.

【0025】ハニカム材料に付着させる触媒成分コート
層の量は、触媒成分全体のトータルで、触媒1リットル
当たり50〜400gが好ましい。触媒成分が多い程、
触媒活性や触媒寿命の面からは好ましいが、コート層が
厚くなりすぎると、HC、CO、NOx等の反応ガスが
拡散不良となるため、これらのガスが触媒に十分接触で
きなくなり、活性に対する増量効果が飽和し、さらには
ガスの通過抵抗も大きくなってしまう。したがって、コ
ート層量は、上記触媒1リットル当たり50〜400g
が好ましい。
The amount of the catalyst component coat layer adhered to the honeycomb material is preferably 50 to 400 g per liter of the catalyst in total of the entire catalyst components. The more catalyst components, the more
Although preferable in terms of catalyst activity and catalyst life, if the coating layer is too thick, reactive gases such as HC, CO, and NOx will be poorly diffused. The effect is saturated, and the gas passage resistance is increased. Therefore, the amount of the coating layer is 50 to 400 g per liter of the catalyst.
Is preferred.

【0026】さらに好ましくは、得られた前記排気ガス
浄化用触媒に、アルカリ金属及びアルカリ土類金属を含
浸担持させることができる。使用できるアルカリ金属及
びアルカリ土類金属としては、リチウム、ナトリウム、
カリウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、スト
ロンチウム及びバリウムからなる群より選ばれる一種以
上の元素である。
More preferably, the obtained exhaust gas purifying catalyst can be impregnated and supported with an alkali metal and an alkaline earth metal. Alkali metals and alkaline earth metals that can be used include lithium, sodium,
It is one or more elements selected from the group consisting of potassium, cesium, magnesium, calcium, strontium, and barium.

【0027】使用できるアルカリ金属及びアルカリ土類
金属の化合物は、酸化物、酢酸塩、水酸化物、硝酸塩、
炭酸塩等の水溶性のものである。これによりパラジウム
の近傍に塩基性元素であるアルカリ金属及び/又はアル
カリ土類金属を分散性良く担持することが可能となる。
この際、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の原料化合
物を同時に、あるいは別個に含有させてもよい。
The alkali metal and alkaline earth metal compounds which can be used include oxides, acetates, hydroxides, nitrates,
It is water-soluble such as carbonate. This makes it possible to carry the alkali metal and / or alkaline earth metal as a basic element in the vicinity of palladium with good dispersibility.
At this time, the starting compounds of the alkali metal and the alkaline earth metal may be contained simultaneously or separately.

【0028】即ち、アルカリ金属化合物及び/又はアル
カリ土類金属化合物からなる粉末の水溶液を、ウォッシ
ュコート成分を担持した上記担体に含浸し、乾燥し、次
いで空気中及び/又は空気流通下で200〜600℃焼
成するものである。これは、アルカリ金属及びアルカリ
土類金属の原料化合物を一度低温で熱処理し酸化物形態
でコート層中に含有させると、後に高温に曝されても複
合酸化物を形成し難くなるからである。かかる焼成温度
が、200℃未満だとアルカリ金属化合物及びアルカリ
土類金属化合物が十分に酸化物形態となることができ
ず、逆に600℃を越えると原料塩が急激に分解してし
まい、担体がひび割れてしまうことがあるので好ましく
ない。
That is, an aqueous solution of a powder comprising an alkali metal compound and / or an alkaline earth metal compound is impregnated into the above-mentioned carrier carrying a washcoat component, dried, and then dried under air and / or under a stream of air for 200 to 200 hours. It is baked at 600 ° C. This is because, once the alkali metal and alkaline earth metal raw material compounds are heat-treated at a low temperature and contained in the coat layer in the form of an oxide, it becomes difficult to form a composite oxide even when exposed to a high temperature later. If the calcination temperature is lower than 200 ° C., the alkali metal compound and the alkaline earth metal compound cannot be sufficiently converted into an oxide form. If the calcination temperature exceeds 600 ° C., the raw material salt is rapidly decomposed, and However, it is not preferable because it may crack.

【0029】[0029]

【作用】触媒成分担持層を有する一体構造型触媒におい
て、排気ガス浄化用触媒の触媒成分層の構造が、活性ア
ルミナを主成分とした無機物からなる第1触媒成分層を
配置し、第1触媒成分層の上側に触媒成分としてパラジ
ウムを含有する第2触媒成分層を配置し、第2触媒成分
層の上側に触媒成分としてロジウムを含有する第3触媒
成分層を配置した多層構造とすることにより、排気ガス
浄化用触媒であるパラジウムとニッケルアルミネート粉
末を含有する触媒成分層へのガス拡散性を維持し、か
つ、パラジウムとニッケルアルミネート粉末を含有する
触媒成分層にあたえられる熱量が緩和されるためパラジ
ウムのシンタリングが抑制され、パラジウムの耐久性が
向上することとなる。また、第1触媒成分層を活性アル
ミナを主成分とすることにより第1触媒成分層での酸化
反応による反応熱を抑えることができるため、その反応
熱による第2触媒成分層の触媒劣化の進行を抑えること
ができる。また、アルミナ層をロジウム層とパラジウム
層の中間に配置した場合、パラジウム層へのガスの拡散
性が損なわれるため触媒性能が低下する。
In an integrated structure type catalyst having a catalyst component supporting layer, the structure of the catalyst component layer of the exhaust gas purifying catalyst is such that a first catalyst component layer made of an inorganic material containing activated alumina as a main component is disposed. By forming a second catalyst component layer containing palladium as a catalyst component above the component layer and a third catalyst component layer containing rhodium as a catalyst component above the second catalyst component layer, to form a multilayer structure. In addition, the gas diffusion property to the catalyst component layer containing palladium and nickel aluminate powder, which is an exhaust gas purification catalyst, is maintained, and the amount of heat applied to the catalyst component layer containing palladium and nickel aluminate powder is reduced. Therefore, sintering of palladium is suppressed, and the durability of palladium is improved. In addition, since the first catalyst component layer contains activated alumina as a main component, the heat of reaction due to the oxidation reaction in the first catalyst component layer can be suppressed, so that the deterioration of the second catalyst component layer due to the heat of reaction proceeds. Can be suppressed. In addition, when the alumina layer is disposed between the rhodium layer and the palladium layer, the gas diffusion into the palladium layer is impaired, so that the catalytic performance is reduced.

【0030】また、請求項2に記載の排気ガス浄化用触
媒は、触媒成分担持層に、さらにランタン、ネオジウム
及びジルコニウムから成る群より選ばれた少なくとも一
種を含むセリウム酸化物が含有されることにより、酸素
吸蔵能の高いセリウム酸化物が酸素不足(還元)雰囲気
及び理論空燃比近傍で格子酸素や吸着酸素を放出し、パ
ラジウムの酸化状態を排気ガスの浄化に適したものとす
るため、パラジウムの還元に起因する触媒能の低下を抑
制できる。また、触媒成分担持層中で上記ニッケルアル
ミネートとも接触することにより、ニッケルアルミネー
トの還元に起因する触媒能の低下も抑制できる。
Further, the catalyst for purifying exhaust gas according to claim 2 is characterized in that the catalyst component supporting layer further contains cerium oxide containing at least one selected from the group consisting of lanthanum, neodymium and zirconium. In order to make the oxidation state of palladium suitable for exhaust gas purification, cerium oxide with high oxygen storage capacity releases lattice oxygen and adsorbed oxygen in an oxygen-deficient (reducing) atmosphere and near the stoichiometric air-fuel ratio. It is possible to suppress a decrease in catalytic ability due to reduction. In addition, by contacting the nickel aluminate in the catalyst component-supporting layer, it is possible to suppress a decrease in catalytic ability due to reduction of the nickel aluminate.

【0031】また、請求項2に記載の排気ガス浄化用触
媒は、ジルコニウムを含有するアルミナ粉末にロジウム
を担持した粉末を、前記パラジウム、ニッケルアルミネ
ート粉末、さらに必要に応じてセリウム酸化物を含む触
媒成分担持層に含有させることにより、低温活性と酸素
不足雰囲気での浄化性能をさらに向上させることができ
る。
Further, the exhaust gas purifying catalyst according to the second aspect of the present invention includes a powder in which rhodium is supported on zirconium-containing alumina powder, the palladium and nickel aluminate powders, and if necessary, cerium oxide. By containing the catalyst component in the catalyst component-supporting layer, the low-temperature activity and the purification performance in an oxygen-deficient atmosphere can be further improved.

【0032】また、請求項3に記載の排気ガス浄化用触
媒は、上記パラジウム、アルミナ系複合酸化物粉末、さ
らに必要に応じてセリウム酸化物と共にアルカリ金属及
び/又はアルカリ土類金属とも密に接触することによ
り、浄化性能向上効果が得られる。アルカリ金属及びア
ルカリ土類金属は、炭化水素の吸着被毒緩和能を有し、
これらを触媒成分担持層に含有させると、パラジウムの
シンタリングを抑制し、低温域及び酸素不足雰囲気での
活性をさらに向上させることができる。
Further, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 3 is in close contact with an alkali metal and / or an alkaline earth metal together with the palladium, alumina-based composite oxide powder and, if necessary, cerium oxide. By doing so, an effect of improving the purification performance can be obtained. Alkali metals and alkaline earth metals have the ability to mitigate the poisoning of hydrocarbons,
When these are contained in the catalyst component supporting layer, sintering of palladium can be suppressed, and the activity in a low-temperature region and an oxygen-deficient atmosphere can be further improved.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下、本発明による排気ガス浄化
用触媒の実施の形態を、実施例、比較例及び試験例を参
照しながら具体的に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of an exhaust gas purifying catalyst according to the present invention will be specifically described with reference to Examples, Comparative Examples and Test Examples.

【0034】(実施例1)硝酸ニッケル485部を純水
1000部に溶解した水溶液を、アルミナ(Al
2 3 )換算で20重量%のアルミナゾル1700部を
純水2500部に分散させた懸濁液に加えた後、攪拌し
ながら5%アンモニア水を加え、pHを8.0に調整し
た。この溶液を150℃で24時間乾燥した後、400
℃で2時間、600℃で2時間、次いで800℃で4時
間焼成し、Ni0.5 Al2.0 x (粉末A)を得た。こ
の粉末Aに硝酸パラジウム水溶液を含浸し、乾燥した
後、400℃で2時間焼成して、Pd担持ニッケルアル
ミネート粉末(粉末C)を得た。この粉末CのPd担持
濃度は2.0重量%であった。
Example 1 An aqueous solution obtained by dissolving 485 parts of nickel nitrate in 1000 parts of pure water was converted to alumina (Al).
After adding 1700 parts of alumina sol of 20% by weight in terms of 2 O 3 ) to a suspension in which 2500 parts of pure water was dispersed, 5% aqueous ammonia was added with stirring to adjust the pH to 8.0. After drying this solution at 150 ° C. for 24 hours, 400
The mixture was calcined at 2 ° C. for 2 hours, at 600 ° C. for 2 hours, and then at 800 ° C. for 4 hours to obtain Ni 0.5 Al 2.0 O x (powder A). This powder A was impregnated with an aqueous solution of palladium nitrate, dried, and calcined at 400 ° C. for 2 hours to obtain a Pd-supported nickel aluminate powder (powder C). The powder C had a Pd-supporting concentration of 2.0% by weight.

【0035】活性アルミナ粉末(粉末C)600部に、
硝酸水溶液600部を磁性ボールミルに投入し、混合粉
砕してスラリー液を得た。このスラリー液をコージェラ
イト質モノリス担体(1.3リットル、400セル)に
付着させ、400℃で1時間焼成し、コート層重量80
g/lの触媒(触媒1)を得た。
In 600 parts of activated alumina powder (powder C),
A nitric acid aqueous solution (600 parts) was charged into a magnetic ball mill and mixed and pulverized to obtain a slurry liquid. This slurry liquid was attached to a cordierite-based monolithic carrier (1.3 liter, 400 cells), baked at 400 ° C. for 1 hour, and a coating layer weight of 80
g / l of catalyst (catalyst 1) were obtained.

【0036】パラジウムを2.0重量%担持した粉末
(粉末D)350部とランタンを1モル%(La2 3
に換算して2重量%)とジルコニウムを32モル%(Z
rO2に換算して25重量%)を含むセリウム酸化物粉
末にパラジウム0.75重量部を担持した粉末(粉末
E)240部と活性アルミナ10部に、硝酸水溶液60
0部を磁性ボールミルに投入し、混合粉砕してスラリー
液を得た。このスラリー液を触媒1に付着させ、400
℃で1時間焼成し、総コート層重量160g/l、パラ
ジウム担持量40g/cf(1.41g/l)の触媒
(触媒2)を得た。
350 parts of powder (powder D) supporting 2.0% by weight of palladium and 1 mol% of lanthanum (La 2 O 3
2% by weight) and 32 mol% of zirconium (Z
A nitric acid aqueous solution was added to 240 parts of powder (powder E) in which 0.75 parts by weight of palladium was supported on a cerium oxide powder containing 25% by weight in terms of rO 2 and 10 parts of activated alumina.
0 parts were put into a magnetic ball mill and mixed and pulverized to obtain a slurry liquid. This slurry liquid is adhered to the catalyst 1 and 400
C. for 1 hour to obtain a catalyst (catalyst 2) having a total coat layer weight of 160 g / l and a palladium carrying amount of 40 g / cf (1.41 g / l).

【0037】次いで、上記触媒成分担持コージェライト
質モノリス担体(触媒2)に酢酸バリウム溶液を付着さ
せた後、400℃で1時間焼成し、BaO 15g/l
を含有させた(触媒3)。
Next, a barium acetate solution was adhered to the cordierite monolithic carrier (catalyst 2) supporting the catalyst component, and calcined at 400 ° C. for 1 hour to obtain BaO 15 g / l.
(Catalyst 3).

【0038】オキシ酢酸ジルコニウム137部を純水5
00部に溶解し、活性アルミナ1000部に含浸した。
これを150℃で24時間乾燥した後、400℃で2時
間、次いで1000℃で2時間焼成し、Zr 3モル%
添加アルミナ粉末(粉末F)を得た。このZr 3モル
%添加アルミナ粉末(粉末F)に硝酸ロジウム水溶液を
含浸し、乾燥後400℃で2時間焼成して、Rh担持Z
r 3モル%添加アルミナ粉末(粉末G)を得た。この
粉末FのRh担持濃度は、1.40重量%であった。
137 parts of zirconium oxyacetate was added to pure water 5
The resulting mixture was dissolved in 00 parts and impregnated into 1000 parts of activated alumina.
After drying this at 150 ° C. for 24 hours, it is baked at 400 ° C. for 2 hours, then at 1000 ° C. for 2 hours, and Zr 3 mol%
An added alumina powder (powder F) was obtained. A 3 mol% Zr-added alumina powder (powder F) is impregnated with an aqueous rhodium nitrate solution, dried and calcined at 400 ° C. for 2 hours to obtain a Rh-supported Z powder.
A 3 mol% added alumina powder (powder G) was obtained. The Rh-supporting concentration of the powder F was 1.40% by weight.

【0039】ロジウムを1.40重量%担持したZr
3モル%添加アルミナ粉末(粉末G)135部とZr
3モル%添加アルミナ粉末(粉末F)450部とランタ
ンを1モル%(La2 3 に換算して2重量%)とセリ
ウムを20モル%(CeO2に換算して13重量%)を
含むジルコニウム酸化物粉末(粉末H)400部と活性
アルミナ15部に、硝酸水溶液1000部を磁性ボール
ミルに投入し、混合粉砕してスラリー液を得た。これ
を、コート層重量175g/l(活性アルミナを主成分
とする無機物からなる層80g/l、パラジウム含有コ
ート層80g/l、パラジウム担持量40g/cf
(1.41g/l)、BaO 15g/l)を担持させ
た前記触媒1(1.3リットル、400セル)に、この
スラリー液を付着させ、400℃で1時間焼成し、総コ
ート層重量255g/l(ロジウム含有触媒成分担持層
50g/l)、パラジウム担持量40g/cf(1.4
1g/l)、ロジウム担持量2g/cf(0.071g
/l)の触媒(触媒4)を得た。
Zr carrying 1.40% by weight of rhodium
135 parts of 3 mol% added alumina powder (powder G) and Zr
Includes 450 parts of 3 mol% added alumina powder (powder F), 1 mol% of lanthanum (2 wt% in terms of La 2 O 3 ), and 20 mol% of cerium (13 wt% in terms of CeO 2 ). To 400 parts of zirconium oxide powder (powder H) and 15 parts of activated alumina, 1000 parts of a nitric acid aqueous solution was charged into a magnetic ball mill, and mixed and pulverized to obtain a slurry liquid. This was coated with a coat layer having a weight of 175 g / l (80 g / l of a layer composed of an inorganic material containing activated alumina as a main component, 80 g / l of a palladium-containing coat layer, and 40 g / cf of palladium carrying amount).
(1.41 g / l) and the catalyst 1 (1.3 liter, 400 cells) carrying BaO 15 g / l), this slurry liquid was adhered, and calcined at 400 ° C. for 1 hour to obtain a total coat layer weight. 255 g / l (rhodium-containing catalyst component supporting layer 50 g / l), palladium carrying amount 40 g / cf (1.4
1 g / l), rhodium carrying amount 2 g / cf (0.071 g)
/ L) of a catalyst (catalyst 4).

【0040】(実施例2)第1触媒成分層のコート量を
変え、20g/lを含有させた以外は、実施例1と同様
にして排気ガス浄化用触媒を得た。
Example 2 An exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating amount of the first catalyst component layer was changed to 20 g / l.

【0041】(実施例3)第1触媒成分層のコート量を
変え、100g/lを含有させた以外は、実施例1と同
様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
Example 3 An exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating amount of the first catalyst component layer was changed to 100 g / l.

【0042】(実施例4)酢酸バリウムの付着量を変
え、BaO 5g/lを含有させた以外は、実施例1と
同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
Example 4 An exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of barium acetate was changed and BaO was contained at 5 g / l.

【0043】(実施例5)酢酸バリウムの付着量を変
え、BaO 25g/lを含有させた以外は、実施例1
と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
Example 5 Example 1 was repeated except that the amount of barium acetate deposited was changed to contain 25 g / l of BaO.
An exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as described above.

【0044】(比較例1)第2触媒成分層中のニッケル
アルミネートの代わりに活性アルミナ(Al2 3 )を
用いた以外は、実施例1と同様にして排気ガス浄化用触
媒を得た。
Comparative Example 1 An exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that activated alumina (Al 2 O 3 ) was used instead of nickel aluminate in the second catalyst component layer. .

【0045】(比較例2)第1触媒成分層のコート量を
変え、10g/lを含有させた以外は、実施例1と同様
にして排気ガス浄化用触媒を得た。
Comparative Example 2 An exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as in Example 1, except that the coating amount of the first catalyst component layer was changed to 10 g / l.

【0046】(比較例3)第1触媒成分層のコート量を
変え、120g/lを含有させた以外は、実施例1と同
様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
Comparative Example 3 An exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of the first catalyst component layer was changed to 120 g / l.

【0047】(比較例4)パラジウムを2.0重量%担
持した粉末(粉末D)350部とランタンを1モル%
(La2 3 に換算して2重量%)とジルコニウムを3
2モル%(ZrO2に換算して25重量%)を含むセリ
ウム酸化物粉末にパラジウム0.75重量部を担持した
粉末(粉末E)240部と活性アルミナ10部に、硝酸
水溶液600部を磁性ボールミルに投入し、混合粉砕し
てスラリー液を得た。このスラリー液を触媒1に付着さ
せ、400℃で1時間焼成し、コート層重量80g/
l、パラジウム担持量40g/cf(1.41g/l)
の触媒を得た。
Comparative Example 4 350 parts of powder (powder D) supporting 2.0% by weight of palladium and 1 mol% of lanthanum
( 2 % by weight in terms of La 2 O 3 ) and zirconium
A cerium oxide powder containing 2 mol% (25 wt% in terms of ZrO 2 ), 240 parts of powder (powder E) carrying 0.75 parts by weight of palladium, 10 parts of activated alumina, and 600 parts of nitric acid aqueous solution It was put into a ball mill and mixed and pulverized to obtain a slurry liquid. This slurry liquid was adhered to the catalyst 1 and baked at 400 ° C. for 1 hour to obtain a coat layer weight of 80 g /
1, palladium carrying amount 40 g / cf (1.41 g / l)
Was obtained.

【0048】活性アルミナ粉末(粉末C)600部に、
硝酸水溶液600部を磁性ボールミルに投入し、混合粉
砕してスラリー液を得た。このスラリー液を上記触媒成
分担持コージェライト質モノリス担体(1.3リット
ル、400セル)に付着させ、400℃で1時間焼成
し、触媒を得た(コート層総重量160g/l、パラジ
ウム担持層80g/l)。
In 600 parts of activated alumina powder (powder C),
A nitric acid aqueous solution (600 parts) was charged into a magnetic ball mill and mixed and pulverized to obtain a slurry liquid. This slurry liquid was adhered to the above-mentioned catalyst component-carrying cordierite monolithic carrier (1.3 liter, 400 cells) and calcined at 400 ° C. for 1 hour to obtain a catalyst (total weight of coat layer: 160 g / l, palladium-carrying layer) 80 g / l).

【0049】次いで、上記触媒成分担持コージェライト
質モノリス担体に酢酸バリウム溶液を付着させた後、4
00℃で1時間焼成し、BaO 15g/lを含有させ
た。
Next, a barium acetate solution was adhered to the cordierite monolithic carrier carrying the catalyst component.
It was calcined at 00 ° C. for 1 hour and contained 15 g / l of BaO.

【0050】次いで、ロジウムを1.40重量%担持し
たZr 3モル%添加アルミナ粉末(粉末G)135部
とZr 3モル%添加アルミナ粉末(粉末F)450部
とランタンを1モル%(La2 3 に換算して2重量
%)とセリウムを20モル%(CeO2 に換算して13
重量%)を含むジルコニウム酸化物粉末(粉末H)40
0部と活性アルミナ15部に、硝酸水溶液1000部を
磁性ボールミルに投入し、混合粉砕してスラリー液を得
た。これを、コート層重量175g/l(活性アルミナ
を主成分とする無機物からなる層80g/l、パラジウ
ム含有コート層80g/l、パラジウム担持量40g/
cf(1.41g/l)、BaO 15g/l)を担持
させた前記触媒1(1.3リットル、400セル)に、
このスラリー液を付着させ、400℃で1時間焼成し、
総コート層重量225g/l(ロジウム含有触媒成分担
持層50g/l)、パラジウム担持量40g/cf
(1.41g/l)、ロジウム担持量2g/cf(0.
071g/l)の触媒を得た。
Next, 135 parts of Zr 3 mol% added alumina powder (powder G) carrying 1.40% by weight of rhodium, 450 parts of Zr 3 mol% added alumina powder (powder F) and 1 mol% of lanthanum (La 2 2% by weight in terms of O 3 and 20 mol% of cerium (13% in terms of CeO 2 )
Weight%) of zirconium oxide powder (powder H) 40
To 0 parts and 15 parts of activated alumina, 1000 parts of a nitric acid aqueous solution were charged into a magnetic ball mill, and mixed and pulverized to obtain a slurry liquid. This was coated with a coat layer weight of 175 g / l (80 g / l of a layer composed of an inorganic material containing activated alumina as a main component, 80 g / l of a palladium-containing coat layer, and 40 g / palladium carrying amount).
The catalyst 1 (1.3 liter, 400 cells) supporting cf (1.41 g / l) and BaO 15 g / l)
This slurry liquid is adhered and fired at 400 ° C. for 1 hour,
Total coat layer weight 225 g / l (rhodium-containing catalyst component support layer 50 g / l), palladium load 40 g / cf
(1.41 g / l), rhodium carrying amount 2 g / cf (0.
071 g / l) of the catalyst were obtained.

【0051】(比較例5)活性アルミナ粉末(粉末C)
600部に、硝酸水溶液600部を磁性ボールミルに投
入し、混合粉砕してスラリー液を得た。このスラリー液
を上記触媒成分担持コージェライト質モノリス担体
(1.3リットル、400セル)に付着させ、400℃
で1時間焼成し、触媒を得た(コート層重量80g/
l)。
Comparative Example 5 Activated Alumina Powder (Powder C)
To 600 parts, 600 parts of a nitric acid aqueous solution was charged into a magnetic ball mill, and mixed and pulverized to obtain a slurry liquid. This slurry liquid was adhered to the above-mentioned cordierite monolithic carrier (1.3 liter, 400 cells) carrying the catalyst component,
For 1 hour to obtain a catalyst (coat layer weight 80 g /
l).

【0052】次いで、ロジウムを1.40重量%担持し
たZr 3モル%添加アルミナ粉末(粉末G)135部
とZr 3モル%添加アルミナ粉末(粉末F)450部
とランタンを1モル%(La2 3 に換算して2重量
%)とセリウムを20モル%(CeO2 に換算して13
重量%)を含むジルコニウム酸化物粉末(粉末H)40
0部と活性アルミナ15部に、硝酸水溶液1000部を
磁性ボールミルに投入し、混合粉砕してスラリー液を得
た。これを、コート層重量175g/l(活性アルミナ
を主成分とする無機物からなる層80g/l、パラジウ
ム含有コート層80g/l、パラジウム担持量40g/
cf(1.41g/l)、BaO 15g/l)を担持
させた前記触媒1(1.3リットル、400セル)に、
このスラリー液を付着させ、400℃で1時間焼成し、
コート層総重量130g/l(活性アルミナ層80g/
l、ロジウム含有層50g/l)の触媒を得た。
Next, 135 parts of Zr 3 mol% added alumina powder (powder G) carrying 1.40 wt% of rhodium, 450 parts of Zr 3 mol% added alumina powder (powder F) and 1 mol% of lanthanum (La 2 2% by weight in terms of O 3 and 20 mol% of cerium (13% in terms of CeO 2 )
Weight%) of zirconium oxide powder (powder H) 40
To 0 parts and 15 parts of activated alumina, 1000 parts of a nitric acid aqueous solution were charged into a magnetic ball mill, and mixed and pulverized to obtain a slurry liquid. This was coated with a coat layer weight of 175 g / l (80 g / l of a layer composed of an inorganic material containing activated alumina as a main component, 80 g / l of a palladium-containing coat layer, and 40 g / palladium carrying amount).
The catalyst 1 (1.3 liter, 400 cells) supporting cf (1.41 g / l) and BaO 15 g / l)
This slurry liquid is adhered and fired at 400 ° C. for 1 hour,
Coating layer total weight 130 g / l (activated alumina layer 80 g /
1 and a rhodium-containing layer of 50 g / l) were obtained.

【0053】パラジウムを2.0重量%担持した粉末
(粉末D)350部とランタンを1モル%(La2 3
に換算して2重量%)とジルコニウムを32モル%(Z
rO2に換算して25重量%)を含むセリウム酸化物粉
末にパラジウム0.75重量部を担持した粉末(粉末
E)240部と活性アルミナ10部に、硝酸水溶液60
0部を磁性ボールミルに投入し、混合粉砕してスラリー
液を得た。このスラリー液を触媒1に付着させ、400
℃で1時間焼成し、コート層重量210g/l(活性ア
ルミナ層80g/l、ロジウム含有層50g/l、パラ
ジウム含有層80g/l)の触媒を得た。
350 parts of powder (powder D) supporting 2.0% by weight of palladium and 1 mol% of lanthanum (La 2 O 3
2% by weight) and 32 mol% of zirconium (Z
A nitric acid aqueous solution was added to 240 parts of powder (powder E) in which 0.75 parts by weight of palladium was supported on a cerium oxide powder containing 25% by weight in terms of rO 2 and 10 parts of activated alumina.
0 parts were put into a magnetic ball mill and mixed and pulverized to obtain a slurry liquid. This slurry liquid is adhered to the catalyst 1 and 400
C. for one hour to obtain a catalyst having a coat layer weight of 210 g / l (active alumina layer: 80 g / l, rhodium-containing layer: 50 g / l, palladium-containing layer: 80 g / l).

【0054】次いで、上記触媒成分担持コージェライト
質モノリス担体に酢酸バリウム溶液を付着させた後、4
00℃で1時間焼成し、BaO 15g/lを含有し、
総コート層重量225g/l(ロジウム含有触媒成分担
持層50g/l)、パラジウム担持量40g/cf
(1.41g/l)、ロジウム担持量2g/cf(0.
071g/l)の触媒を得た。
Next, a barium acetate solution was adhered to the cordierite monolithic carrier carrying the catalyst component,
Calcined at 00 ° C. for 1 hour, containing 15 g / l BaO,
Total coat layer weight 225 g / l (rhodium-containing catalyst component support layer 50 g / l), palladium load 40 g / cf
(1.41 g / l), rhodium carrying amount 2 g / cf (0.
071 g / l) of the catalyst were obtained.

【0055】(比較例6)実施例1において活性アルミ
ナを主成分とする触媒成分層を設けず、触媒層総コート
量を145g/lとした以外は実施例1に準ずる。
Comparative Example 6 The procedure of Example 1 was repeated except that the catalyst component layer mainly composed of activated alumina was not provided, and the total coating amount of the catalyst layer was 145 g / l.

【0056】(比較例7)BaO 30g/lとK2
30g/lを含有させた以外は、実施例1と同様にし
て排気ガス浄化用触媒を得た。
Comparative Example 7 BaO 30 g / l and K 2 O
Except for containing 30 g / l, an exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as in Example 1.

【0057】各実施例及び比較例で作製した触媒のコー
ト層構造と、Pd,Rh,BaOの担持量(g/l)
を、表1に示す。
The structure of the coat layer of the catalyst prepared in each of the examples and comparative examples, and the supported amounts (g / l) of Pd, Rh, and BaO
Is shown in Table 1.

【0058】[0058]

【表1】 [Table 1]

【0059】(試験例)前記実施例1〜5及び比較例1
〜7の排気ガス浄化用触媒について、以下の耐久条件に
より耐久を行った後、下記評価条件で触媒活性評価を行
った。
(Test Example) Examples 1 to 5 and Comparative Example 1
After endurance was performed on the exhaust gas purifying catalysts No. to No. 7 under the following durability conditions, the catalyst activity was evaluated under the following evaluation conditions.

【0060】 [0060]

【0061】評価条件:低温活性 エンジン排気量 2000cc 燃料 無鉛ガソリン 昇温速度 10℃/分 測定温度範囲 150〜500℃Evaluation conditions: low-temperature activity Engine displacement 2000 cc Fuel unleaded gasoline Heating rate 10 ° C./min Measurement temperature range 150-500 ° C.

【0062】耐久後の各排気ガス浄化用触媒の低温活性
を、HC、CO及びNOxの転化率が50%になったと
きの温度(T50/℃)で表し、その結果を表2に示
す。なお、転化率の算出法は以下の通りである。
The low-temperature activity of each exhaust gas purifying catalyst after endurance is represented by the temperature (T50 / ° C.) when the conversion of HC, CO and NOx reaches 50%, and the results are shown in Table 2. The method of calculating the conversion is as follows.

【0063】[0063]

【数1】 (Equation 1)

【0064】[0064]

【数2】 (Equation 2)

【0065】[0065]

【数3】 (Equation 3)

【0066】[0066]

【表2】 [Table 2]

【0067】[0067]

【発明の効果】以上、詳細に説明してきたように、本発
明による触媒は、排気ガス浄化用触媒の触媒成分層の構
造が、活性アルミナを主成分とした無機物からなる第1
触媒成分層を配置し、第1触媒成分層の上側に触媒成分
としてパラジウムを含有する第2触媒成分層を配置し、
第2触媒成分層の上側に触媒成分としてロジウムを含有
する第3触媒成分層を配置した多層構造の触媒とするこ
とにより、従来の触媒よりも低温活性が向上し、耐久後
も低温活性を維持できるものである。このため、エンジ
ン始動後により早く浄化反応を開始でき、有害物質の排
出を低く抑えることができるという効果が得られる。
As described above in detail, in the catalyst according to the present invention, the structure of the catalyst component layer of the exhaust gas purifying catalyst is such that the first component is made of an inorganic material mainly composed of activated alumina.
Disposing a catalyst component layer, disposing a second catalyst component layer containing palladium as a catalyst component above the first catalyst component layer,
By forming a catalyst having a multilayer structure in which a third catalyst component layer containing rhodium as a catalyst component is disposed above the second catalyst component layer, low-temperature activity is improved as compared with conventional catalysts, and low-temperature activity is maintained even after durability. You can do it. For this reason, the purification reaction can be started sooner after the engine is started, and the effect of reducing the emission of harmful substances can be obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01J 23/63 B01D 53/36 102B 23/89 104A B01J 23/56 301A ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI B01J 23/63 B01D 53/36 102B 23/89 104A B01J 23/56 301A

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 触媒成分担持層を有する一体構造型触媒
において、 排気ガス浄化用触媒の触媒成分層の構造が、活性アルミ
ナを主成分とした無機物からなる第1触媒成分層を配置
し、該第1触媒成分層の上側に触媒成分としてパラジウ
ムを含有する第2触媒成分層を配置し、該第2触媒成分
層の上側に触媒成分としてロジウムを含有する第3触媒
成分層を配置した多層構造の触媒であることを特徴とす
る排気ガス浄化用触媒。
1. An integrated catalyst having a catalyst component-supporting layer, wherein the structure of the catalyst component layer of the exhaust gas purifying catalyst is such that a first catalyst component layer made of an inorganic material containing activated alumina as a main component is disposed. Multilayer structure in which a second catalyst component layer containing palladium as a catalyst component is disposed above the first catalyst component layer, and a third catalyst component layer containing rhodium as a catalyst component is disposed above the second catalyst component layer An exhaust gas purifying catalyst characterized in that it is a catalyst of the type described above.
【請求項2】 請求項1に記載の排気ガス浄化用触媒に
おいて、 前記第2触媒成分層がパラジウム、ニッケルアルミネー
ト、さらにランタン、ネオジウム及びジルコニウムより
成る群より選ばれた少なくとも一種を金属換算で1〜4
0モル%含有し、セリウム酸化物を金属換算で60〜9
8モル%含有することを特徴とする排気ガス浄化用触
媒。
2. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein the second catalyst component layer is at least one metal selected from the group consisting of palladium, nickel aluminate, lanthanum, neodymium and zirconium in terms of metal. 1-4
0 mol%, and cerium oxide is 60 to 9 in terms of metal.
An exhaust gas purifying catalyst characterized by containing 8 mol%.
【請求項3】 請求項1に記載の排気ガス浄化用触媒に
おいて、 前記第3触媒成分層が、ランタン、ネオジウム及びセリ
ウムから成る群より選ばれた少なくとも一種を金属換算
で1〜40モル%、ジルコニウムを60〜98モル%含
む酸化ジルコニウムと、ロジウムとアルミナとを含有す
ることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
3. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein the third catalyst component layer contains at least one selected from the group consisting of lanthanum, neodymium and cerium in an amount of 1 to 40 mol% in terms of metal, An exhaust gas purifying catalyst comprising zirconium oxide containing 60 to 98 mol% of zirconium, rhodium and alumina.
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