JPH1094730A - 排気ガス浄化用触媒および排気ガスの浄化方法 - Google Patents

排気ガス浄化用触媒および排気ガスの浄化方法

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JPH1094730A
JPH1094730A JP8253958A JP25395896A JPH1094730A JP H1094730 A JPH1094730 A JP H1094730A JP 8253958 A JP8253958 A JP 8253958A JP 25395896 A JP25395896 A JP 25395896A JP H1094730 A JPH1094730 A JP H1094730A
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tio
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幸雄 小崎
Katsumi Kurabayashi
克己 倉林
Hiroo Seshimo
博夫 瀬下
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NE Chemcat Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭化水素と一酸化炭素を含む還元性成分と該
還元性成分を酸化するのに要する化学量論量より過剰
の、酸素および窒素酸化物とを含む排気ガスに対して、
高い窒素酸化物除去率が得られ、さらに、水分およびS
X共存下での高温耐久性に優れた排ガス浄化用触媒お
よびこれを用いた排気ガス浄化方法を提供する。 【解決手段】 チタン族から選ばれた少なくとも1種の
元素の酸化物に、(a)イリジウムと、(b)アルカリ
金属およびアルカリ土類金属よりなる群から選ばれた少
なくとも1種の元素と、(c)周期律表第 IIIA族元
素、周期律表第IVB族元素(炭素元素を除く)及び鉄族
元素からなる群より選ばれた少なくとも1種の元素とを
担持させてなる排気ガス浄化用触媒および前記触媒に排
気ガスを接触させる排気ガス浄化方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関、ボイラ
ー、ガスタービン等から排出される排気ガス、特に過剰
酸素が共存する排気ガス中の窒素酸化物(NOX)を有
効に除去しうる排気ガス浄化用触媒および排気ガスの浄
化方法に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関等から大気中に排出される窒素
酸化物(NOX)は、光化学スモッグや酸性雨の原因と
なる。従って、かかる窒素酸化物の排出を防止すること
が環境保全の点から緊急に求められている。近年、地球
温暖化防止に向け、二酸化炭素(CO2)の排出抑制が
求められている。そこで、化学量論量に相当する空燃比
(A/F=14.6)よりも大きな空燃比でガソリンを
燃焼させることにより、ガソリンの消費(即ち、CO2
の排出)を低減する希薄燃焼(リーンバーン)エンジン
が注目されている。また、ガスエンジンやガスタービン
等も希薄燃焼方式が採用されつつあり、さらにディーゼ
ルエンジンやボイラー等も希薄燃焼であって、これらに
おいても同様にNOXの除去が求められている。
【0003】しかし、このリーンバーンエンジンからの
排気ガスの処理には、従来のガソリン車の排気ガス処理
に用いられてきた空燃比を化学量論量付近に制御して、
Pt−Rh/Al23系触媒を用いてNOXと一酸化炭
素(CO)および炭化水素(HC)とを同時に除去する
三元触媒(TWC)法は有効ではない。
【0004】リーンバーンエンジンの排気ガス中のNO
Xを除去するための触媒として、銅イオン交換ゼオライ
ト触媒(例えば特開昭63−100919号公報)、貴
金属イオン交換ゼオライト触媒(例えば特開平1−13
5541号公報)、貴金属担持多孔質金属酸化物触媒
(例えば特開平3−221144号公報)等が提案され
ている。また、イリジウムとアルカリ金属がアルミナ等
の耐火性無機酸化物担体に担持された触媒も知られてい
る(特公昭56−54173号公報)。
【0005】本出願人は、先に、金属炭化物および金属
窒化物から選ばれる少なくとも1種からなる担体にイリ
ジウムを担持してなる触媒(特開平6−31173号公
報)およびイリジウムとアルカリ土類金属とを担持して
なる触媒(特開平7−31884号公報)が、過剰量の
酸素存在下でもNOXに対する炭化水素による選択還元
性を高めることを見い出した。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記各
方法にはそれぞれ問題がある。すなわち、銅イオン交換
ゼオライト触媒、貴金属イオン交換ゼオライト触媒は6
50〜700℃の高温では排気ガスに含まれている水蒸
気のために数時間で不可逆的な失活がおこり、実用に耐
えない。
【0007】また、貴金属担持多孔質金属酸化物触媒
も、貴金属の強い酸化触媒活性のためにNOXの還元剤
となるべき炭化水素(HC)〔本明細書において、「炭
化水素」の語は、狭義の炭化水素のみならず、その部分
酸化物である含酸素炭化水素、例えばアルコール類、エ
ーテル類、ケトン類等を含むものを意味する。〕が、過
剰に存在する酸素と優先的に反応し、NOX還元反応を
高められないという問題がある。
【0008】さらに、イリジウムとアルカリ金属がアル
ミナ等の耐火性無機酸化物担体に担持された触媒(特公
昭56−54173号公報)の実施例では、排気ガス中
の酸素濃度が1.5%以下、A/F換算で15前後と化
学量論比(A/F=14.6)近傍までの触媒性能しか
示されておらず、排気ガス中の酸素濃度が0.9%にお
いては高いNOX除去率も、酸素濃度が1.5%になる
と半減している。金属炭化物および金属窒化物から選ば
れる少なくとも1種からなる担体に、イリジウムを担持
してなる触媒や、イリジウムとアルカリ土類金属とを担
持してなる触媒は、高い酸素濃度の排気ガス中で高温に
晒されると活性が低下するという問題があり必ずしも十
分ではなかった。
【0009】本発明は前記の従来技術の課題を解決すべ
くなされたものであり、その目的は、炭化水素と一酸化
炭素を含む還元性成分と該還元性成分を酸化するのに要
する化学量論量より過剰の、酸素および窒素酸化物とを
含む排気ガスに対して、高い窒素酸化物除去率が得ら
れ、さらに水分およびSOX共存下での高温耐久性に優
れた排気ガス浄化用触媒およびこれを用いた排気ガス浄
化方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、チタン族
から選ばれた少なくとも1種の元素の酸化物に、(a)
イリジウムと、(b)アルカリ金属およびアルカリ土類
金属よりなる群から選ばれた少なくとも1種の元素と、
(c)周期律表第 IIIA族元素、周期律表第IVB族元素
(炭素元素を除く)及び鉄族元素からなる群より選ばれ
た少なくとも1種の元素とを担持させてなる触媒が、前
記の目的を達成し得ることを見い出した。
【0011】すなわち、本発明は、チタン族から選ばれ
た少なくとも1種の元素の酸化物に、(a)イリジウム
と、(b)アルカリ金属およびアルカリ土類金属よりな
る群から選ばれた少なくとも1種の元素と、(c)周期
律表第 IIIA族元素、周期律表第IVB族元素(炭素元素
を除く)及び鉄族元素からなる群より選ばれた少なくと
も1種の元素とを担持させてなる排気ガス浄化用触媒お
よび該触媒を用いた排気ガスの浄化方法を提供するもの
である。詳細には、本発明は、チタン族から選ばれた少
なくとも1種の元素の酸化物に、(a)イリジウムと、
(b)アルカリ金属およびアルカリ土類金属よりなる群
から選ばれた少なくとも1種の元素と、(c)イットリ
ウム、希土類、珪素、ゲルマニウム、錫、及び、ニッケ
ルからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素とを担
持させてなる排気ガス浄化用触媒および該触媒を用いた
排気ガスの浄化方法を提供するものである。より詳細に
は、本発明は、チタン族から選ばれた少なくとも1種の
元素の酸化物に、(a)イリジウムと、(b)アルカリ
金属およびアルカリ土類金属よりなる群から選ばれた少
なくとも1種の元素と、(c)イットリウム、ランタ
ン、セリウム、プラセオジウ、ネオジム、珪素、ゲルマ
ニウム、錫、及び、ニッケルからなる群より選ばれた少
なくとも1種の元素とを担持させてなる排気ガス浄化用
触媒および該触媒を用いた排気ガスの浄化方法を提供す
るものである。さらに詳細には、本発明は、炭化水素お
よび一酸化炭素を含む還元性成分と、該還元性成分を酸
化するのに要する化学量論量より過剰の酸素及び窒素酸
化物を含む排気ガスの浄化用である前記の排気ガス浄化
用触媒および該触媒を用いた排気ガスの浄化方法を提供
するものである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明において、チタン族から選ばれた少なくと
も1種の元素の酸化物は触媒の担体であるとともに助触
媒としての機能を有する。従来、担体として用いられて
いるアルミナや炭化珪素等は、酸素過剰の雰囲気下での
高温耐久において活性点が容易に劣化し、活性が低下す
る。これに対して、本発明の担体であるチタン族の酸化
物は、酸素過剰の雰囲気下での高温耐久において活性点
が保持されるとともに新たな活性点が生まれるので、高
温耐久後においても初期活性を上回る活性を発揮する。
チタン族元素の酸化物は1種単独で用いてもよいし、2
種以上混合して用いてもよい。チタン族元素の酸化物
は、BET比表面積が35m2/g以下であることが好
ましく、さらに好ましくは0.1〜30m2/gであ
る。チタン族の中では、チタン、ジルコニウムが好まし
く用いられ、その酸化物としては酸化チタンや酸化ジル
コニウムが好ましい。
【0013】担体に担持する活性成分の内、前記(b)
アルカリ金属およびアルカリ土類金属よりなる群から選
ばれた少なくとも1種の元素の例としては、リチウム、
ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、ス
トロンチウム、バリウム等が挙げられ、これらの元素の
1種又は2種以上を使用することができる。これらの元
素としては、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、バ
リウム等が好ましい。担体に担持する活性成分の内、前
記(c)周期律表第 IIIA族元素、周期律表第IVB族元
素(炭素元素を除く)及び鉄族元素からなる群より選ば
れた少なくとも1種の元素の例としては、スカンジウ
ム、イットリウム、希土類元素、珪素、ゲルマニウム、
錫、鉄、コバルト、ニッケル等が挙げられ、これらの元
素の1種又は2種以上を使用することができる。これら
の元素としては、イットリウム、ランタン、セリウム、
プラセオジム、ネオジム、珪素、ゲルマニウム、錫、ニ
ッケル等が好ましい。これらの元素を2種以上使用する
場合には、第2の成分として珪素元素やイットリウムや
希土類元素を使用することが好ましい。
【0014】本発明の触媒の活性成分(a)、(b)お
よび(c)の存在状態は特に限定されない。存在状態と
して例えば、金属状態、酸化物状態、それぞれの元素の
合金状態、それぞれの元素の複合酸化物状態、これらの
状態が混在した状態等が挙げられる。
【0015】担持されるイリジウムの量は特に限定され
るものではないが、触媒重量に対し、金属イリジウム換
算で0.1〜20重量%が好ましく、0.5〜15重量
%がより好ましい。アルカリ金属およびアルカリ土類金
属よりなる群から選ばれた少なくとも1種の元素の担持
量は特に限定されるものではないが、好ましくはイリジ
ウムに対し、原子比で0.05〜40倍、より好ましく
は0.1〜20倍である。 (c)成分の周期律表第 I
IIA族元素、周期律表第IVB族元素(炭素元素を除く)
及び鉄族元素からなる群より選ばれた少なくとも1種の
元素の担持量も特に限定されないが、好ましくはイリジ
ウムに対し、原子比で0.01〜120倍、より好まし
くは0.02〜60倍である。(c)成分が1種の元素
からなる場合には、その担持量は、イリジウムに対し、
原子比で好ましくは0.01〜80倍、より好ましくは
0.02〜40倍である。
【0016】本発明の触媒の(c)成分として2種以上
の元素を使用した場合には、触媒の活性成分(a)、
(b)および(c)の脱硝反応がよりスムーズに進行す
るので触媒の活性がさらに高められる。(c)成分とし
ての第2種目の元素としては、イットリウム、ランタ
ン、セリウム、プラセオジム、珪素が好ましく、これら
の元素の担持量は特に限定されるものではないが、好ま
しくはイリジウムに対し、原子比で0.05〜40倍、
より好ましくは0.1〜20倍である。
【0017】次に触媒の調製法について述べる。本発明
の触媒の調製法に制約はない。蒸発・乾固、スプレード
ライ、吸水、含浸等、公知の方法を適用することができ
る。例えば、活性成分(a)、(b)および(c)の各
々の原料塩の混合溶液または懸濁液を、担体粉末に加
え、蒸発・乾固後焼成する同時担持法で調製される。あ
るいは、まず、活性成分(a)の原料塩を担体粉末に加
え、蒸発・乾固後、焼成して活性成分(a)を不溶性化
合物または金属として該担体粉末に固定化した後、活性
成分(b)、(c)を順に活性成分(a)と同様な方法
で担持固定化させる。または、その逆に、まず活性成分
(c)を担持固定化した後、活性成分(b)、(a)を
順に担持固定化させる等の各種の逐次担持法で調製され
る。活性成分(c)として2種以上の元素を使用する場
合にも、上記した方法と同様な方法を適用すればよい。
【0018】本発明の触媒の調製において、活性成分
(a)、(b)、及び、(c)の出発原料に特に制約は
ない。活性成分(a)の出発原料としては、例えば、三
塩化イリジウム、(IrCl3)、塩化イリジウム酸
(H2IrCl6)、塩化イリジウム酸ナトリウム(Na
3IrCl6)、同(Na2IrCl6)、硝酸イリジウム
[Ir(NO34]、硫酸イリジウム[Ir(SO42]等
のイリジウムの水溶性塩が使用される。また、Ir
3(CO)12等のイリジウムの金属カルボニル、IrC
l(CO)(PPh32等のイリジウムの有機金属錯体
をヘキサン、アセトン、クロロホルム、エタノール等の
有機溶媒に溶かして用いてもよい。
【0019】活性成分(b)の内、アルカリ金属の1種
であるカリウムの出発原料としては、例えば、塩化カリ
ウム(KCl)、炭酸カリウム(K2CO3)、硝酸カリ
ウム(KNO3)、酢酸カリウム(CH3COOK)、硫
酸カリウム(K2SO4)、水酸化カリウム(KOH)等
が使用される。同じく、アルカリ土類金属の1種である
マグネシウムの出発原料としては、例えば、塩化マグネ
シウム(MgCl2)、塩基性炭酸マグネシウム、硝酸
マグネシウム六水和物[Mg(NO32・6H2O]、酢
酸マグネシウム四水和物[(CH3COO)2Mg・4H2
O]、硫酸マグネシウム(MgSO4)、水酸化マグネシ
ウム[Mg(OH)2)等が使用される。その他のアルカ
リ金属、アルカリ土類金属の出発原料についてもカリウ
ム、マグネシウムと同様、塩化物、炭酸塩、硝酸塩、酢
酸塩、硫酸塩、水酸化物等が使用される。
【0020】活性成分(c)についても、それらの元素
の塩化物、炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩、水酸化物
や複塩等が使用される。例えば、イットリウムの出発原
料としては、例えば、各種塩化イットリウム(YC
3、YCl3・6H2O)、硝酸イットリウム六水和物
[Y(NO33・6H2O]、硫酸イットリウム[Y2(S
43]等が使用される。ネオジムの出発原料として
は、例えば、硝酸ネオジム六水和物(Nd(NO33
6H2O)、酢酸ネオジム(Nd(CH3CO23)、塩
化ネオジム六水和物(NdCl3・6H2O)、硫酸ネオ
ジム八水和物(Nd2(SO43・8H2O)、炭酸ネオ
ジム八水和物(Nd2(CO33・8H2O)等が使用さ
れる。中でも、水溶媒への溶解度が大きい硝酸塩、酢酸
塩、塩化物が特に好ましい。
【0021】ランタンの出発原料としては、例えば、塩
化ランタン七水和物[LaCl3・7H2O]、炭酸ランタ
ンアンモニウム塩[(NH4)La(CO32]、硝酸ラ
ンタン六水和物[La(NO33・6H2O]、酢酸ラン
タン1.5水塩[La(CH3COO)3・1.5H
2O]、硫酸ランタン九水和物[La2(SO42・9H2
O]等が使用される。中でも、水溶媒への溶解度が大き
い硝酸塩、塩化物、酢酸塩が特に好ましい。その他のセ
リウム、プラセオジムの出発原料についてもランタンと
同様、塩化物、炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩が使用
される。
【0022】珪素の出発原料としては、例えば、四塩化
珪素(SiCl4)、四臭化珪素(SiBr4)の他、テ
トラメトキシシラン(Si(OCH34)、テトラエト
キシシラン(Si(OC254)等の各種アルコキシ
ドが使用される。錫の出発原料としては、例えば、各種
酸化物(SnO、SnO2)、塩化第一錫x水和物(S
nCl2・xH2O)、酢酸第一錫[Sn(CH3COO)
2]、各種硫酸錫[SnSO4、Sn(SO42]等が使用
される。また、ゲルマニウムの出発原料としては、例え
ば、各種酸化ゲルマニウム(GeO、GeO2)、各種
アルカリ金属ゲルマニウム塩(例えば、Na2GeO4
Na2GeO3、Na2GeO25など)の他、テトラメ
トキシゲルマニウム[Ge(OCH34]、テトラエトキ
シゲルマニウム[Ge(OC254]等の各種アルコキ
シドが使用される。その他、ニッケルの出発原料につい
ても、酸化物、塩化物、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩等が使
用される。
【0023】活性成分(b)及び/又は(c)を同時に
担持することもでき、この場合には、これらの両方の元
素を含有する出発原料を用いることができる。例えば、
(b)成分と珪素元素を同時に担持させる場合には、例
えば、各種珪酸カリウム(K2SiO3、K2OSi49
・H2O)、各種珪酸ナトリウム(m−Na2SiO3
o−Na4SiO4、Na2Si25、Na2Si49)、
各種珪酸マグネシウム(o−Mg2SiO4、m−MgS
iO3、Mg3Si411・H2O、2MgO・3SiO2
・nH2O)、各種珪酸バリウム(o−Ba2SiO4
m−BaSiO3、meso−BaSi25)等の珪酸
化合物を使用することができる。
【0024】上記の同時担持法あるいは逐次担持法にお
いて、担体上に触媒前駆体として担持された活性成分
(a)、(b)および(c)の焼成分解時の雰囲気は、
前駆体の種類によって、空気中、真空中、窒素等の不活
性ガス気流中あるいは水素気流中等適宜選択される。焼
成温度は300〜1,000℃が好ましく、600〜9
00℃がより好ましい。焼成時間は適宜選択すればよい
が、通常5分〜20時間程度でよく、好ましくは10分
〜5時間である。例えば、空気中600〜800℃で焼
成後、窒素気流中または水素気流中600〜900℃で
処理してもよい。
【0025】本発明の触媒を排気ガス浄化に使用する際
の形態は特に制限されない。例えば、前記の触媒を一定
空間内に充填した形態、触媒を所定の形状に成形した形
態等が挙げられる。所定の形状に成形する場合は、該触
媒を適当なバインダーと混合し、またはバインダーなし
で成形すればよい。活性成分の担持処理を行うに先立っ
て、担体を予め所定の形状に成形しておいてもよい。成
形する形状は特に制限されず、例えば、球状、ペレット
状、円筒状、ハニカム状、ラセン状、粒状、リング状等
が挙げられる。形状、大きさ等は使用条件に応じて適宜
選択することができる。
【0026】あるいは、触媒を耐火性材料からなる支持
基質の表面に被覆してなる触媒被覆構造体で構成しても
よい。耐火性支持基質としては、例えば、コージェライ
ト、ムライト等のセラミックスや、ステンレス等の金属
をハニカム状や発砲体に一体成形したもの等が挙げられ
る。
【0027】触媒被覆構造体の製造に際しては、上記の
支持基質の表面に本発明の触媒を適当なバインダーとと
もに、またはバインダー無しで被覆(例えば、ウォッシ
ュコート)すればよい。あるいは、まず担体のみを支持
基質に被覆し、次いで活性成分を担持して触媒被覆構造
体を製造してもよい。
【0028】バインダーとしては、例えば、アルミナゾ
ル、シリカゾル、チタニアゾル等の慣用の無機質バイン
ダーを使用することができる。支持基質への触媒粉末の
被覆は、例えば、触媒粉末にアルミナゾルと水とを加
え、混練してスラリーを形成し、この中へ支持基質を浸
漬した後、乾燥、焼成して行うことができる。
【0029】支持基質への触媒の被覆量は特に制約はな
いが、好ましくは支持基質単位体積当たり10〜200
g/l、より好ましくは50〜150g/lである。
【0030】次に排気ガスに浄化方法について説明す
る。本発明の浄化方法は、炭化水素と一酸化炭素を含む
還元性成分と、該還元性成分を酸化するのに要する化学
量論量より過剰の、酸素および窒素酸化物とを含む排気
ガスを、本発明の触媒と接触させる。触媒と接触する排
気ガスのガス空間速度には特に制限はなく、好ましくは
5,000〜200,000/hr、より好ましくは1
0,000〜150,000/hrである。また、NO
Xの選択的還元が起こるための排気ガスの触媒入り口温
度は、好ましくは100〜700℃であり、より好まし
くは200〜600℃である。
【0031】本発明の浄化方法が対象とする排気ガス
は、酸化性成分と還元性成分との重量比A/Fが化学量
論量(A/F=14.6、O2濃度=0.5%)よりも
還元性成分過小側(A/F>14.6)であることが好
ましい。本発明の触媒は化学量論量付近で優れたNOX
除去性能を有しているが、A/F>17の酸素過剰雰囲
気においても優れたNOX除去性能を有している。この
ような酸素過剰雰囲気では、従来の貴金属触媒はいずれ
も著しく不十分なNOX還元選択性しか示さなかった。
これに対し、本発明の触媒はリーンバーンエンジンの排
気ガスのようにA/F=22(酸素濃度7.5%)の領
域においても外部からの還元剤HCの添加無しで、排気
ガス中のHCおよびCOのみによって十分なNOX還元
能を示す。
【0032】
【実施例】以下に実施例を挙げ本発明をさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
【0033】実施例1 (1)市販のTiO2粉末(比表面積16m2/g)9
5.6gに脱イオン水2.0kgを加え、20分間攪拌
しTiO2粉末スラリーを得た。このスラリーに金属イ
リジウム1.2gに相当する塩化イリジウム酸(H2
rCl6)を含む脱イオン水160g、金属カリウム
0.8gに相当する塩化カリウム(KCl)を含む脱イ
オン水160g、金属ネオジム2.4gに相当する硝酸
ネオジム六水和物(Nd(NO33・6H2O)を含む
脱イオン水160gの混合溶液を添加した後、スチーム
ジャケット付きグラスライニングディッシュ上に移し、
攪拌しながら4時間に亘って水分を蒸発させた。
【0034】得られた固形物を電気乾燥機で105℃で
16時間乾燥した後、粉砕し、粉砕物を石英トレーに入
れ、電気炉で空気中、800℃で2時間焼成した。得ら
れた焼成粉末を100%窒素気流中、800℃で2時間
処理して、金属換算で1.2重量%Ir−0.8重量%
K−2.4重量%Nd〔Ir/K/Nd=1/3.3/
2.7(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を得た。
【0035】(2)(1)で得られた触媒粉末90gに
脱イオン水180gおよびアルミナゾル(アルミナ10
重量%)12gを加え、この混合物をボールミルで5時
間湿式粉砕し、触媒のスラリーを得た。このスラリー
に、市販の400セルコージェライトハニカムからくり
貫かれた直径1インチ×長さ5インチのコアピースを浸
漬した後、引き上げ、余分のスラリーを空気ブローで除
去した。
【0036】次いで、触媒が付着したコアピースを30
0℃で20分間乾燥し、次に、空気中、500℃で30
分間焼成して、ハニカム容積1l当たりドライ換算で1
00g被覆されたIr−K−Nd/TiO2触媒被覆ハ
ニカム(A−1)を得た。
【0037】実施例2 実施例1(1)において、TiO2粉末を市販のZrO2
粉末(比表面積21m2/g)に変えた以外は実施例1
と同様にして、1.2重量%Ir−0.8重量%K−
2.4重量%Nd〔Ir/K/Nd=1/3.3/2.
7(原子比)〕/ZrO2の触媒粉末を得、さらに、I
r−K−Nd/ZrO2触媒被覆ハニカム(A−2)を
得た。
【0038】実施例3 実施例1(1)において、TiO2粉末を87.2g
に、塩化イリジウム酸を金属イリジウム換算で9.6g
に変えた以外は実施例1と同様にして、9.6重量%I
r−0.8重量%K−2.4重量%Nd〔Ir/K/N
d=1/0.4/0.3(原子比)〕/TiO2の触媒
粉末を得、さらに、Ir−K−Nd/TiO2触媒被覆
ハニカム(A−3)を得た。
【0039】実施例4 実施例1(1)において、TiO2粉末を89.2g
に、塩化カリウムを金属カリウム換算で2.4gに、硝
酸ネオジム六水和物を金属ネオジム換算で7.2gに変
えた以外は実施例1と同様にして、1.2重量%Ir−
2.4重量%K−7.2重量%Nd〔Ir/K/Nd=
1/9.8/8.0(原子比)〕/TiO2の触媒粉末
を得、さらに、Ir−K−Nd/TiO2触媒被覆ハニ
カム(A−4)を得た。
【0040】実施例5 実施例1(1)において、塩化カリウムの代わりに金属
ナトリウム0.8gに相当する塩化ナトリウム(NaC
l)を用いた以外は実施例1と同様にして、1.2重量
%Ir−0.8重量%Na−2.4重量%Nd〔Ir/
Na/Nd=1/5.6/2.7(原子比)〕/TiO
2の触媒粉末を得、さらに、Ir−Na−Nd/TiO2
触媒被覆ハニカム(A−5)を得た。
【0041】実施例6 実施例1(1)において、塩化カリウムの代わりに金属
マグネシウム0.8gに相当する塩化マグネシウム(M
gCl2)を用いた以外は実施例1と同様にして、1.
2重量%Ir−0.8重量%Mg−2.4重量%Nd
〔Ir/Mg/Nd=1/5.3/2.7(原子比)〕
/TiO2の触媒粉末を得、さらに、Ir−Mg−Nd
/TiO2触媒被覆ハニカム(A−6)を得た。
【0042】実施例7 実施例1(1)において、塩化カリウムの代わりに金属
バリウム0.8gに相当する塩化バリウム(BaC
2)を用いた以外は実施例1と同様にして、1.2重
量%Ir−0.8重量%Ba−2.4重量%Nd〔Ir
/Ba/Nd=1/0.9/2.7(原子比)〕/Ti
2の触媒粉末を得、さらに、Ir−Ba−Nd/Ti
2触媒被覆ハニカム(A−7)を得た。
【0043】実施例8 実施例1(1)において、TiO2粉末を94.5g
に、塩化カリウムの代わりに金属カリウム0.8gおよ
び金属珪素1.1gに相当する珪酸カリウム(K2Si
3)を用いた以外は実施例1と同様にして、1.2重
量%Ir−0.8重量%K−2.4重量%Nd−1.1
重量%Si〔Ir/K/Nd/Si=1/3.3/2.
7/6.3(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さ
らに、Ir−K−Nd/Si/TiO2触媒被覆ハニカ
ム(A−8)を得た。
【0044】実施例9 実施例1(1)において、TiO2粉末を86.1g
に、塩化カリウムの代わりに金属カリウム0.8gおよ
び金属珪素1.1gに相当する珪酸カリウム(K2Si
3)を用いた以外は実施例1と同様にして、9.6重
量%Ir−0.8重量%K−2.4重量%Nd−1.1
重量%Si〔Ir/K/Nd/Si=1/0.4/0.
3/0.9(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さ
らに、Ir−K−Nd−Si/TiO2触媒被覆ハニカ
ム(A−9)を得た。
【0045】実施例10 実施例1(1)において、TiO2粉末を90.8gに
して、さらにZrO2粉末4.8g加えた以外は実施例
1と同様にして、1.2重量%Ir−0.8重量%K−
2.4重量%Nd〔Ir/K/Nd=1/3.3/2.
7(原子比)〕/TiO2−ZrO2の触媒粉末を得、さ
らに、Ir−K−Nd/TiO2−ZrO2触媒被覆ハニ
カム(A−10)を得た。
【0046】実施例11 実施例1(1)において、硝酸ネオジム六水和物にかえ
て、金属ランタン2.4gに相当する硝酸ランタン六水
和物[La(NO33・6H2O]を用いた以外は実施例
1と同様にして、1.2重量%Ir−0.8重量%K−
2.4重量%La〔Ir/K/La=1/3.3/2.
8(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さらに、I
r−K−La/TiO2触媒被覆ハニカム(A−11)
を得た。
【0047】実施例12 実施例11において、TiO2粉末を市販のZrO2粉末
(比表面積21m2/g)に変えた以外は実施例11と
同様にして、1.2重量%Ir−0.8重量%K−2.
4重量%La〔Ir/K/La=1/3.3/2.8
(原子比)〕/ZrO2の触媒粉末を得、さらに、Ir
−K−La/ZrO2触媒被覆ハニカム(A−12)を
得た。
【0048】実施例13 実施例11において、TiO2粉末を87.2gに、塩
化イリジウム酸を金属イリジウム換算で9.6gに変え
た以外は実施例11と同様にして、9.6重量%Ir−
0.8重量%K−2.4重量%La〔Ir/K/La=
1/0.4/0.3(原子比)〕/TiO2の触媒粉末
を得、さらに、Ir−K−La/TiO2触媒被覆ハニ
カム(A−13)を得た。
【0049】実施例14 実施例11において、TiO2粉末を89.2gに、塩
化カリウムを金属カリウム換算で2.4g、硝酸ランタ
ン六水和物を金属ランタン換算で7.2gに変えた以外
は実施例11と同様にして、1.2重量%Ir−2.4
重量%K−7.2重量%La〔Ir/K/La=1/
9.8/8.3(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を
得、さらに、Ir−K−La/TiO2触媒被覆ハニカ
ム(A−14)を得た。
【0050】実施例15 実施例11において、塩化カリウムの代わりに金属ナト
リウム0.8gに相当する塩化ナトリウム(NaCl)
を用いた以外は実施例11と同様にして、1.2重量%
Ir−0.8重量%Na−2.4重量%La〔Ir/N
a/La=1/5.6/2.8(原子比)〕/TiO2
の触媒粉末を得、さらに、Ir−Na−La/TiO2
触媒被覆ハニカム(A−15)を得た。
【0051】実施例16 実施例11において、塩化カリウムの代わりに金属マグ
ネシウム0.8gに相当する塩化マグネシウム(MgC
2)を用いた以外は実施例11と同様にして、1.2
重量%Ir−0.8重量%Mg−2.4重量%La〔I
r/Mg/La=1/5.3/2.8(原子比)〕/T
iO2の触媒粉末を得、さらに、Ir−Mg−La/T
iO2触媒被覆ハニカム(A−16)を得た。
【0052】実施例17 実施例11において、塩化カリウムの代わりに金属バリ
ウム0.8gに相当する塩化バリウム(BaCl2)を
用いた以外は実施例11と同様にして、1.2重量%I
r−0.8重量%Ba−2.4重量%La〔Ir/Ba
/La=1/0.9/2.8(原子比)〕/TiO2
触媒粉末を得、さらに、Ir−Ba−La/TiO2
媒被覆ハニカム(A−17)を得た。
【0053】実施例18 実施例11において、TiO2粉末を94.5gに、塩
化カリウムの代わりに金属カリウム0.8gおよび金属
珪素1.1gに相当する珪酸カリウム(K2SiO3)を
用いた以外は実施例11と同様にして、1.2重量%I
r−0.8重量%K−2.4重量%La−1.1重量%
Si〔Ir/K/La/Si=1/3.3/2.8/
6.3(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さら
に、Ir−K−La/Si/TiO2触媒被覆ハニカム
(A−18)を得た。
【0054】実施例19 実施例11において、TiO2粉末を86.1gに、塩
化カリウムの代わりに金属カリウム0.8gおよび金属
珪素1.1gに相当する珪酸カリウム(K2SiO3)を
用いた以外は実施例13と同様にして、9.6重量%I
r−0.8重量%K−2.4重量%La−1.1重量%
Si〔Ir/K/La/Si=1/0.4/0.3/
0.9(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さら
に、Ir−K−La−Si/TiO2触媒被覆ハニカム
(A−19)を得た。
【0055】実施例20 実施例11において、TiO2粉末を90.8gにし
て、さらにZrO2粉末4.8g加えた以外は実施例1
1と同様にして、1.2重量%Ir−0.8重量%K−
2.4重量%La〔Ir/K/La=1/3.3/2.
8(原子比)〕/TiO2−ZrO2の触媒粉末を得、さ
らに、Ir−K−La/TiO2−ZrO2触媒被覆ハニ
カム(A−20)を得た。
【0056】実施例21 実施例1において、硝酸ランタン六水和物の代わりに金
属セリウム2.4gに相当する硝酸セリウム六水和物
[Ce(NO33・6H2O]を用いた以外は実施例11
と同様にして、1.2重量%Ir−0.8重量%K−
2.4重量%Ce〔Ir/K/Ce=1/3.3/2.
7(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さらに、I
r−K−Ce/TiO2触媒被覆ハニカム(A−21)
を得た。
【0057】実施例22 実施例11において、塩化カリウムの代わりに金属カリ
ウム0.8gおよび金属珪素1.1gに相当する珪酸カ
リウムを、硝酸ランタン六水和物の代わりに金属セリウ
ム2.4gに相当する硝酸セリウム六水和物を用いた以
外は実施例18と同様にして、1.2重量%Ir−0.
8重量%K−2.4重量%Ce−1.1重量%Si〔I
r/K/Ce/Si=1/3.3/2.7/6.3(原
子比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さらに、Ir−K
−Ce−Si/TiO2触媒被覆ハニカム(A−22)
を得た。
【0058】実施例23 実施例11において、硝酸ランタンの代わりに金属プラ
セオジム2.4gに相当する金属プラセオジム六水和物
[Pr(NO33・6H2O]を用いた以外は実施例11
と同様にして、1.2重量%Ir−0.8重量%K−
2.4重量%Pr〔Ir/K/Pr=1/3.3/2.
7(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さらに、I
r−K−Pr/TiO2触媒被覆ハニカム(A−23)
を得た。
【0059】実施例24 実施例11において、塩化カリウムの代わりに金属カリ
ウム0.8gおよび金属珪素1.1gに相当する珪酸カ
リウムを、硝酸ランタン六水和物の代わりに金属プラセ
オジム2.4gに相当する硝酸プラセオジム六水和物を
用いた以外は実施例11と同様にして、1.2重量%I
r−0.8重量%K−2.4重量%Pr−1.1重量%
Si〔Ir/K/Pr/Si=1/3.3/2.7/
6.3(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さら
に、Ir−K−Pr−Si/TiO2触媒被覆ハニカム
(A−24)を得た。
【0060】実施例25 実施例11において、硝酸ランタン六水和物の代わりに
金属イットリウム2.4gに相当する硝酸イットリウム
六水和物[Y(NO33・6H2O]を用いた以外は実施
例11と同様にして、1.2重量%Ir−0.8重量%
K−2.4重量%Y〔Ir/K/Y=1/3.3/4.
3(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さらに、I
r−K−Y/TiO2触媒被覆ハニカム(A−25)を
得た。
【0061】実施例26 実施例11において、塩化カリウムの代わりに金属カリ
ウム0.8gおよび金属珪素1.1gに相当する珪酸カ
リウムを、硝酸ランタン六水和物の代わりに金属イット
リウム2.4gに相当する硝酸イットリウム六水和物を
を用いた以外は実施例24と同様にして、1.2重量%
Ir−0.8重量%K−2.4重量%Y−1.1重量%
Si〔Ir/K/Y/Si=1/3.3/4.3/6.
3(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さらに、I
r−K−Y−Si/TiO2触媒被覆ハニカム(A−2
6)を得た。
【0062】実施例27 (1)市販のTiO2粉末(比表面積16m2/g)9
6.9gに脱イオン水2.0kgを加え、20分間攪拌
しTiO2粉末スラリーを得た。このスラリーに金属イ
リジウム1.2gに相当する塩化イリジウム酸(H2
rCl6)を含む脱イオン水160g、金属カリウム
0.8gおよび金属珪素1.1gに相当する珪酸カリウ
ム(K2SiO3)を含む脱イオン水160gの混合溶液
を添加した後、スチームジャケット付きグラスライニン
グディッシュ上に移し、攪拌しながら4時間に亘って水
分を蒸発させた。
【0063】得られた固形物を電気乾燥機で105℃で
16時間乾燥した後、粉砕し、粉砕物を石英トレーに入
れ、電気炉で空気中、800℃で2時間焼成した。得ら
れた焼成粉末を100%窒素気流中、800℃で2時間
処理して、金属換算で1.2重量%Ir−0.8重量%
K−1.1重量%Si〔Ir/K/Si=1/3.3/
6.3(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を得た。
【0064】(2)(1)で得られた触媒粉末90gに
脱イオン水180gおよびアルミナゾル(Al2310
重量%)12gを加え、この混合物をボールミルで5時
間湿式粉砕し、触媒のスラリーを得た。このスラリー
に、市販の400セルコージェライトハニカムからくり
貫かれた直径1インチ×長さ5インチのコアピースを浸
漬した後、引き上げ、余分のスラリーを空気ブローで除
去した。
【0065】次いで、触媒が付着したコアピースを30
0℃で20分間乾燥し、さらに、空気中、500℃で3
0分間焼成して、ハニカム容積1l当たりドライ換算で
100g被覆されたIr−K−Si/TiO2触媒被覆
ハニカム(A−27)を得た。
【0066】実施例28 実施例27(1)において、TiO2粉末を市販のZr
2粉末(比表面積21m2/g)に変えた以外は実施例
27と同様にして、1.2重量%Ir−0.8重量%K
−1.1重量%Si〔Ir/K/Si=1/3.3/
6.3(原子比)〕/ZrO2の触媒粉末を得、さら
に、Ir−K−Si/ZrO2触媒被覆ハニカム(A−
28)を得た。
【0067】実施例29 実施例27(1)において、TiO2粉末を88.5g
に、塩化イリジウム酸を金属イリジウム換算で9.6g
に変えた以外は実施例27と同様にして、9.6重量%
Ir−0.8重量%K−1.1重量%Si〔Ir/K/
Si=1/0.4/0.8(原子比)〕/TiO2の触
媒粉末を得、さらに、Ir−K−Si/TiO2触媒被
覆ハニカム(A−29)を得た。
【0068】実施例30 実施例27(1)において、TiO2粉末を93.1g
に、珪酸カリウムを金属カリウム換算で2.4gおよび
金属珪素換算で3.3gに変えた以外は実施例27と同
様にして、1.2重量%Ir−2.4重量%K−3.3
重量%Si〔Ir/K/Si=1/9.8/18.8
(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さらに、Ir
−K−Si/TiO2触媒被覆ハニカム(A−30)を
得た。
【0069】実施例31 実施例27(1)において、塩化カリウムの代わりに金
属ナトリウム0.8gに相当する塩化ナトリウム(Na
Cl)と金属珪素1.1gに相当するテトラエトキシシ
ラン[Si(OC254]を用いた以外は実施例27と
同様にして、1.2重量%Ir−0.8重量%Na−
1.1重量%Si〔Ir/Na/Si=1/5.6/
6.3(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さら
に、Ir−Na−Si/TiO2触媒被覆ハニカム(A
−31)を得た。
【0070】実施例32 実施例27(1)において、珪酸カリウムの代わりに金
属マグネシウム0.8gに相当する塩化マグネシウム
(MgCl2)金属珪素1.1gに相当するテトラエト
キシシラン[Si(OC254]を用いた以外は実施例
27と同様にして、1.2重量%Ir−0.8重量%M
g−1.1重量%Si〔Ir/Mg/Si=1/5.3
/6.3(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さら
に、Ir−Mg−Si/TiO2触媒被覆ハニカム(A
−32)を得た。
【0071】実施例33 実施例27(1)において、塩化カリウムの代わりに金
属バリウム0.8gに相当する塩化バリウム(BaCl
2)金属珪素1.1gに相当するテトラエトキシシラン
[Si(OC254]を用いた以外は実施例27と同様
にして、1.2重量%Ir−0.8重量%Ba−1.1
重量%Si〔Ir/Ba/Si=1/0.9/6.3
(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さらに、Ir
−Ba−Si/TiO2触媒被覆ハニカム(A−33)
を得た。
【0072】実施例34 実施例27(1)において、TiO2粉末を92.1g
にして、さらにZrO2粉末4.8gを加えた以外は実
施例27と同様にして、1.2重量%Ir−0.8重量
%K−1.1重量%Si〔Ir/K/Si=1/3.3
/6.3(原子比)〕/TiO2−ZrO2の触媒粉末を
得、さらに、Ir−K−Si/TiO2−ZrO2触媒被
覆ハニカム(A−34)を得た。
【0073】実施例35 (1)市販のTiO2粉末(比表面積16m2/g)9
6.9gに脱イオン水2.0kgを加え、20分間攪拌
しTiO2粉末スラリーを得た。このスラリーに金属イ
リジウム1.2gに相当する塩化イリジウム酸(H2
rCl6)を含む脱イオン水160g、金属カリウム
0.8gに相当する塩化カリウム(KCl)を含む脱イ
オン水160g、金属錫1.1gに相当する塩化錫二水
和物(SnCl2・2H2O)を含む脱イオン水160g
の混合溶液を添加した後、スチームジャケット付きグラ
スライニングディッシュ上に移し、攪拌しながら4時間
に亘って水分を蒸発させた。
【0074】得られた固形物を電気乾燥機で105℃で
16時間乾燥した後、粉砕し、粉砕物を石英トレーに入
れ、電気炉で空気中、800℃で2時間焼成した。得ら
れた焼成粉末を100%窒素気流中、800℃で2時間
処理して、金属換算で1.2重量%Ir−0.8重量%
K−1.1重量%Sn〔Ir/K/Sn=1/3.3/
1.5(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を得た。
【0075】(2)(1)で得られた触媒粉末90gに
脱イオン水180gおよびアルミナゾル(アルミナ10
重量%)12gを加え、この混合物をボールミルで5時
間湿式粉砕し、触媒のスラリーを得た。このスラリー
に、市販の400セルコージェライトハニカムからくり
貫かれた直径1インチ×長さ5インチのコアピースを浸
漬した後、引き上げ、余分のスラリーを空気ブローで除
去した。
【0076】次いで、触媒が付着したコアピースを30
0℃で20分間乾燥し、さらに、空気中、500℃で3
0分間焼成して、ハニカム容積1l当たりドライ換算で
100g被覆されたIr−K−Sn/TiO2触媒被覆
ハニカム(A−35)を得た。
【0077】実施例36 実施例35(1)において、TiO2粉末を市販のZr
2粉末(比表面積21m2/g)に変えた以外は実施例
35と同様にして、1.2重量%Ir−0.8重量%K
−2.4重量%Sn〔Ir/K/Sn=1/3.3/
1.5(原子比)〕/ZrO2の触媒粉末を得、さら
に、Ir−K−Sn/ZrO2触媒被覆ハニカム(A−
36)を得た。
【0078】実施例37 実施例35(1)において、TiO2粉末を88.5g
に、塩化イリジウム酸を金属イリジウム換算で9.6g
に変えた以外は実施例35と同様にして、9.6重量%
Ir−0.8重量%K−1.1重量%Sn〔Ir/K/
Sn=1/0.4/0.2(原子比)〕/TiO2の触
媒粉末を得、さらに、Ir−K−Sn/TiO2触媒被
覆ハニカム(A−37)を得た。
【0079】実施例38 実施例35(1)において、TiO2粉末を90.9g
に、塩化カリウムを金属カリウム換算で2.4gに、塩
化錫二水和物を金属錫換算で5.5gに変えた以外は実
施例35と同様にして、1.2重量%Ir−2.4重量
%K−5.5重量%Sn〔Ir/K/Sn=1/9.8
/7.4(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さら
に、Ir−K−Sn/TiO2触媒被覆ハニカム(A−
38)を得た。
【0080】実施例39 実施例35(1)において、塩化錫二水和物の代わりに
金属ゲルマニウム1.1gに相当する二酸化ゲルマニウ
ム(GeO2)を用いた以外は実施例35と同様にし
て、1.2重量%Ir−0.8重量%K−1.1重量%
Ge〔Ir/K/Ge=1/3.3/2.4(原子
比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さらに、Ir−K−
Ge/TiO2触媒被覆ハニカム(A−39)を得た。
【0081】実施例40 実施例35(1)において、塩化錫二水和物の代わりに
金属ニッケル1.1gに相当する硝酸ニッケル六水和物
[Ni(NO32・6H2O]を用いた以外は実施例35
と同様にして、1.2重量%Ir−0.8重量%K−
1.1重量%Ni〔Ir/K/Ni=1/3.3/3.
0(原子比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さらに、I
r−K−Ni/TiO2触媒被覆ハニカム(A−40)
を得た。
【0082】実施例41 実施例35(1)において、塩化カリウムの代わりに金
属ナトリウム0.8gに相当する塩化ナトリウム(Na
Cl)を用いた以外は実施例35と同様にして、1.2
重量%Ir−0.8重量%Na−1.1重量%Sn〔I
r/Na/Sn=1/5.6/1.5(原子比)〕/T
iO2の触媒粉末を得、さらに、Ir−Na−Sn/T
iO2触媒被覆ハニカム(A−41)を得た。
【0083】実施例42 実施例35(1)において、塩化カリウムの代わりに金
属マグネシウム0.8gに相当する塩化マグネシウム
(MgCl2)を用いた以外は実施例35と同様にし
て、1.2重量%Ir−0.8重量%Mg−1.1重量
%Sn−〔Ir/Mg/Sn=1/5.3/1.5(原
子比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さらに、Ir−M
g/Sn/TiO2触媒被覆ハニカム(A−42)を得
た。
【0084】実施例43 実施例35(1)において、塩化カリウムの代わりに金
属バリウム0.8gに相当する塩化バリウム(BaCl
2)を用いた以外は実施例35と同様にして、1.2重
量%Ir−0.8重量%Ba−1.1重量%Sn〔Ir
/Ba/Sn=1/0.9/1.5(原子比)〕/Ti
2の触媒粉末を得、さらに、Ir−Ba−Sn/Ti
2触媒被覆ハニカム(A−43)を得た。
【0085】実施例44 実施例35(1)において、TiO2粉末を94.5g
にして、混合溶液にさらに金属イットリウム2.4gに
相当する硝酸イットリウム六水和物[Y(NO33・6
2O]を含む脱衣イオン水160gを加えた以外は実施
例35と同様にして、1.2重量%Ir−0.8重量%
K−1.1重量%Sn−2.4重量%Y〔Ir/K/S
n/Y=1/3.3/1.5/4.3(原子比)〕/T
iO2の触媒粉末を得、さらに、Ir−K−Sn−Y/
TiO2触媒被覆ハニカム(A−44)を得た。
【0086】実施例45 実施例35(1)において、TiO2粉末を94.5g
にして、混合溶液にさらに金属ランタン2.4gに相当
する硝酸ランタン六水和物[La(NO33・6H2O]
を含む脱衣イオン水160gを加えた以外は実施例35
と同様にして、1.2重量%Ir−0.8重量%K−
1.1重量%Sn−2.4重量%La〔Ir/K/Sn
/La=1/3.3/1.5/2.8(原子比)〕/T
iO2の触媒粉末を得、さらに、Ir−K−Sn−La
/TiO2触媒被覆ハニカム(A−45)を得た。
【0087】実施例46 実施例35(1)において、TiO2粉末を94.5g
にして、混合溶液にさらに金属セリウム2.4gに相当
する塩化セリウム六水和物(CeCl3・6H2O)を含
む脱衣イオン水160gを加えた以外は実施例35と同
様にして、1.2重量%Ir−0.8重量%K−1.1
重量%Sn−2.4重量%Ce〔Ir/K/Sn/Ce
=1/3.3/1.5/2.7(原子比)〕/TiO2
の触媒粉末を得、さらに、Ir−K−Sn−Ce/Ti
2触媒被覆ハニカム(A−46)を得た。
【0088】実施例47 実施例35(1)において、TiO2粉末を94.5g
にして、混合溶液にさらに金属プラセオジム2.4gに
相当する硝酸プラセオジム六水和物[Pr(NO33
6H2O]を含む脱衣イオン水160gを加えた以外は実
施例35と同様にして、1.2重量%Ir−0.8重量
%K−1.1重量%Sn−2.4重量%Pr〔Ir/K
/Sn/Pr=1/3.3/1.5/2.7(原子
比)〕/TiO2の触媒粉末を得、さらに、Ir−K−
Sn−Pr/TiO2触媒被覆ハニカム(A−47)を
得た。
【0089】実施例48 実施例35(1)において、TiO2粉末を92.1g
にして、さらにZrO2粉末4.8gを加えた以外は実
施例35と同様にして、1.2重量%Ir−0.8重量
%K−1.1重量%Sn〔Ir/K/Sn=1/3.3
/1.5(原子比)〕/TiO2−ZrO2の触媒粉末を
得、さらに、Ir−K−Sn/TiO2−ZrO2触媒被
覆ハニカム(A−48)を得た。
【0090】比較例1 実施例1(1)において、TiO2粉末の代わりに市販
のSiC粉末(比表面積15m2/g)98.8gを使
用し、塩化カリウムおよび硝酸ネオジム六水和物を使用
しなかった以外は実施例1と同様にして、1.2重量%
Ir/SiC触媒粉末を得、さらに、Ir/SiC触媒
被覆ハニカム(B−1)を得た。
【0091】比較例2 実施例1(1)において、TiO2粉末の代わりに比較
例1で使用したSiC粉末98.0gを、塩化カリウム
の代わりに金属マグネシウム0.8gに相当する塩化マ
グネシウムを使用し、硝酸ネオジム六水和物を使用しな
かった以外は実施例1と同様にして、1.2重量%Ir
−0.8重量%Mg〔Ir/Mg=1/5.3(原子
比)〕/SiC触媒粉末を得、さらに、Ir−Mg/S
iC触媒被覆ハニカム(B−2)を得た。
【0092】比較例3 実施例1(1)において、TiO2粉末を98.0gに
して、硝酸ネオジム六水和物を使用しなかった以外は実
施例1と同様にして、1.2重量%Ir−0.8重量%
K〔Ir/K=1/3.3(原子比)〕/TiO2触媒
粉末を得、さらに、Ir−K/TiO2触媒被覆ハニカ
ム(B−3)を得た。
【0093】比較例4 実施例1(1)において、TiO2粉末を96.4gに
して、塩化カリウムを使用しなかった以外は実施例1と
同様にして、1.2重量%Ir−2.4重量%Nd〔I
r/Nd=1/2.7(原子比)〕/TiO2の触媒粉
末を得、さらに、Ir−Nd/TiO2触媒被覆ハニカ
ム(B−4)を得た。
【0094】比較例5 実施例11において、TiO2粉末を96.4gにし
て、塩化カリウムを使用しなかった以外は実施例11と
同様にして、1.2重量%Ir−2.4重量%La〔I
r/La=1/2.8(原子比)〕/TiO2の触媒粉
末を得、さらに、Ir−La/TiO2触媒被覆ハニカ
ム(B−5)を得た。
【0095】比較例6 実施例35(1)において、TiO2粉末を98.0g
にして、塩化カリウムを使用しなかった以外は実施例3
5と同様にして、1.2重量%Ir−1.1重量%Sn
〔Ir/Sn=1/1.5(原子比)〕/TiO2の触
媒粉末を得、さらに、Ir−Sn/TiO2触媒被覆ハ
ニカム(B−6)を得た。
【0096】性能評価例1(ガソリンリーンバーンエン
ジンによる初期脱硝性能) 実施例1〜48の触媒被覆ハニカム(A−1〜A−4
8)および比較例1〜6の触媒被覆ハニカム(B−1〜
B−6)についてのNOX除去活性を評価した。ガソリ
ンリーンバーンエンジンを用い、A/F=22(O2
7.5%)の排気ガスをガス空間速度GHSV=40,
000/hrで流しながら、触媒被覆ハニカム入口温度
を350℃から450℃まで50℃毎に保持し、触媒被
覆ハニカム出口から流出するガス中のNOX濃度を化学
発光式NOX計で連続測定した。
【0097】NOX濃度が安定したときの値を読み取り
触媒被覆ハニカム入口から採取した排気ガス中のNOX
濃度とともに下記の式に基づいてNOX転化率を求め
た。結果を表1、表2、表3および表4に示す。 A:触媒被覆ハニカム入口NOX濃度 B:触媒被覆ハニカム出口NOX濃度
【0098】
【表1】
【0099】
【表2】
【0100】
【表3】
【0101】
【表4】
【0102】表1、2、3及び4より、本発明の触媒被
覆ハニカム(A−1〜A−48)は、比較例の触媒被覆
ハニカム(B−1〜B−6)のいずれと比較しても、A
/F=22(O2=7.5%)という化学量論量より大
過剰の酸素の存在下でもNOXの転化率が高く、脱硝性
能が優れていることがわかる。また、これらの実施例の
触媒を用いた浄化率を比較すると、活性成分(c)とし
て2種以上の元素を使用したほうがより浄化率が高く活
性が向上する場合が多く、特に希土類を含有した2成分
系に好ましい触媒活性がみうけられた。
【0103】性能評価例2(ガソリンリーンバーンエン
ジンによる耐久後の脱硝性能) 実施例1〜48の触媒被覆ハニカム(A−1〜A−4
8)および比較例1〜6の触媒被覆ハニカム(B−1〜
B−6)について、水蒸気およびSOXを含む排気ガス
で高温耐久を行った後のNOX除去活性を評価した。耐
久条件は以下の通りである。通常のガソリンエンジン排
気ガスに二次空気を加えてA/F=16.5(O2
4.2%)にした。この排気ガス中のSOX濃度は30
ppmであった。触媒被覆ハニカムの中心温度を700
℃に保持して、この排気ガスをガス空間速度GHSV=
250,000/hrで20時間流した。耐久後の触媒
被覆ハニカムについて、性能評価例1と同様の条件でN
X除去活性を評価した。結果を表5、表6、表7及び
表8に示す。
【0104】
【表5】
【0105】
【表6】
【0106】
【表7】
【0107】
【表8】
【0108】表より、本発明の触媒被覆ハニカム(A−
1〜A−48)は、水蒸気およびSOXを含む高温の排
気ガスで耐久試験を行った後であっても、NOX除去活
性は低下するどころか、逆に大幅に向上している。すな
わち、本発明の触媒は、水蒸気およびSOXを含む高温
の排気ガスに対して優れた耐久性を示すことがわかる。
また、性能評価例1と同様に、(c)成分として特に希
土類を含有した2成分系に好ましい触媒活性がみうけら
れた。
【0109】
【発明の効果】本発明の排気ガス浄化用触媒は、従来の
排気ガス浄化用触媒に比較して、化学量論量より過剰の
酸素を含有する排気ガス中の窒素酸化物を高い転化率で
還元除去することができる。さらに、この触媒は、水蒸
気およびSOXを含む高温の排気ガスに対して優れた耐
久性を有しており、窒素酸化物除去活性は耐久後、向上
するという優れた特徴を有する。従って、本発明の排気
ガス用触媒は、内燃機関、ボイラー、ガスタービン等か
らの排気ガス中の窒素酸化物を除去するのに実用上有用
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01D 53/36 102H

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チタン族から選ばれた少なくとも1種の
    元素の酸化物に、(a)イリジウムと、(b)アルカリ
    金属およびアルカリ土類金属よりなる群から選ばれた少
    なくとも1種の元素と、(c)周期律表第 IIIA族元
    素、周期律表第IVB族元素(炭素元素を除く)及び鉄族
    元素からなる群より選ばれた少なくとも1種の元素とを
    担持させてなる排気ガス浄化用触媒。
  2. 【請求項2】 周期律表第 IIIA族元素が、イットリウ
    ム又は希土類元素から選ばれた少なくとも1種の元素で
    ある請求項1に記載の排気ガス浄化用触媒。
  3. 【請求項3】 希土類元素が、ランタン、セリウム、プ
    ラセオジム又はネオジムである請求項2に記載の排気ガ
    ス浄化用触媒。
  4. 【請求項4】 周期律表第IVB族元素が、珪素、ゲルマ
    ニウム又は錫である請求項1〜3のいずれかに記載の排
    気ガス浄化用触媒。
  5. 【請求項5】 鉄族元素が、ニッケルである請求項1〜
    4のいずれかに記載の排気ガス浄化用触媒。
  6. 【請求項6】 (c)成分が、2種以上の元素からなる
    請求項1〜5のいずれかに記載の排気ガス浄化用触媒。
  7. 【請求項7】 炭化水素および一酸化炭素を含む還元性
    成分と、該還元性成分を酸化するのに要する化学量論量
    より過剰の酸素及び窒素酸化物を含む排気ガスの浄化用
    である請求項1〜6のいずれかに記載の排気ガス浄化用
    触媒。
  8. 【請求項8】 耐火性材料からなる支持基質と、該支持
    基質の表面に被覆された請求項1〜7のいずれかに記載
    の触媒とからなる排気ガス浄化用触媒被覆構造体。
  9. 【請求項9】 炭化水素および一酸化炭素を含む還元性
    成分と、該還元性成分を酸化するのに要する化学量論量
    より過剰の、酸素および窒素酸化物を含む排気ガスを、
    請求項1〜7のいずれか1項に記載の触媒と接触させる
    排気ガスの浄化方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001314763A (ja) * 2000-05-10 2001-11-13 Johnson Matthey Japan Inc NOx吸蔵還元型触媒用支持材とそれを用いたNOx吸蔵還元型触媒
US6559095B2 (en) 2000-04-07 2003-05-06 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying catalyst
US7160839B2 (en) 2001-01-11 2007-01-09 Ict Co., Ltd. Catalyst for purifying nitrogen oxides
JP2007175654A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 窒素酸化物の選択的還元触媒

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6221804B1 (en) * 1998-01-27 2001-04-24 Mazda Motor Corporation Catalyst for purifying exhaust gas and manufacturing method thereof
JP3849285B2 (ja) 1998-02-26 2006-11-22 マツダ株式会社 車両の後部車体構造

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0631173A (ja) * 1992-07-10 1994-02-08 N E Chemcat Corp 排気ガス浄化用触媒及び排気ガスの浄化方法
JP3300054B2 (ja) * 1992-09-30 2002-07-08 マツダ株式会社 排気ガス浄化用触媒
JPH0731884A (ja) * 1993-07-20 1995-02-03 N E Chemcat Corp 排気ガス浄化用触媒及び排気ガスの浄化方法
FR2730175B1 (fr) * 1995-02-03 1997-04-04 Inst Francais Du Petrole Catalyseurs de reduction des oxydes d'azote en azote moleculaire dans un milieu surstoechiometrique en composes oxydants, procede de preparation et utilisations
JPH08309185A (ja) * 1995-05-18 1996-11-26 N E Chemcat Corp 排気ガス浄化用触媒および排気ガスの浄化方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6559095B2 (en) 2000-04-07 2003-05-06 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying catalyst
JP2001314763A (ja) * 2000-05-10 2001-11-13 Johnson Matthey Japan Inc NOx吸蔵還元型触媒用支持材とそれを用いたNOx吸蔵還元型触媒
US7160839B2 (en) 2001-01-11 2007-01-09 Ict Co., Ltd. Catalyst for purifying nitrogen oxides
JP2007175654A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 窒素酸化物の選択的還元触媒

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