JPH11114420A - 排ガス浄化触媒及び方法 - Google Patents
排ガス浄化触媒及び方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】窒素酸化物吸蔵型触媒を用いる排ガス浄化にお
いて、排ガスが硫黄酸化物を含む場合においても、窒素
酸化物吸蔵型触媒の窒素酸化物の吸蔵機能が低下せず、
しかも、耐熱性にもすぐれ、従って、長期間にわたっ
て、排ガス中の窒素酸化物を安定して効率よく還元する
ことができる排ガス浄化触媒及び方法を提供することを
目的とする。 【解決手段】本発明によれは、(a) 銀及び銀化合物から
選ばれる少なくとも1種と、(b) ロジウムとからなる排
ガス浄化触媒が提供される。更に、本発明によれば、
(a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくとも1種と、
(b) ロジウムと、(c) 白金、パラジウム及びイリジウム
から選ばれる少なくとも1種とからなる排ガス浄化触媒
が提供される。また、本発明によれば、排ガスの処理雰
囲気を酸素過剰雰囲気と還元雰囲気との間で交互に振動
させることによって、排ガス中の窒素酸化物、炭化水素
及び一酸化炭素の三元成分を浄化する排ガス浄化方法に
おいて、排ガスを上記触媒に接触させることを特徴とす
る排ガス浄化方法が提供される。
いて、排ガスが硫黄酸化物を含む場合においても、窒素
酸化物吸蔵型触媒の窒素酸化物の吸蔵機能が低下せず、
しかも、耐熱性にもすぐれ、従って、長期間にわたっ
て、排ガス中の窒素酸化物を安定して効率よく還元する
ことができる排ガス浄化触媒及び方法を提供することを
目的とする。 【解決手段】本発明によれは、(a) 銀及び銀化合物から
選ばれる少なくとも1種と、(b) ロジウムとからなる排
ガス浄化触媒が提供される。更に、本発明によれば、
(a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくとも1種と、
(b) ロジウムと、(c) 白金、パラジウム及びイリジウム
から選ばれる少なくとも1種とからなる排ガス浄化触媒
が提供される。また、本発明によれば、排ガスの処理雰
囲気を酸素過剰雰囲気と還元雰囲気との間で交互に振動
させることによって、排ガス中の窒素酸化物、炭化水素
及び一酸化炭素の三元成分を浄化する排ガス浄化方法に
おいて、排ガスを上記触媒に接触させることを特徴とす
る排ガス浄化方法が提供される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒素酸化物と共に
炭化水素や一酸化炭素等を含む排ガスを酸素過剰雰囲気
下に処理して、これら窒素酸化物と共に炭化水素や一酸
化炭素等をも除去して浄化するための排ガス浄化触媒及
び方法に関する。詳しくは、本発明は、工場、自動車等
から排出される排ガス中の窒素酸化物を除去し、浄化す
るための触媒及び方法であって、酸素過剰雰囲気下にお
いて、排ガス中の一酸化窒素を触媒上で二酸化窒素に転
換し、次いで、当初から排ガス中に存在する二酸化窒素
と共に、これら二酸化窒素を触媒上に吸着させ、そこ
で、燃料等の還元剤を排ガス中に間欠的に短時間、即
ち、脈動的に加えて、排ガス雰囲気を周期的に還元雰囲
気とすることによって、窒素酸化物を接触還元すると共
に、上記炭化水素と一酸化炭素を酸化雰囲気下で酸化除
去する排ガス浄化触媒及び方法に関する。
炭化水素や一酸化炭素等を含む排ガスを酸素過剰雰囲気
下に処理して、これら窒素酸化物と共に炭化水素や一酸
化炭素等をも除去して浄化するための排ガス浄化触媒及
び方法に関する。詳しくは、本発明は、工場、自動車等
から排出される排ガス中の窒素酸化物を除去し、浄化す
るための触媒及び方法であって、酸素過剰雰囲気下にお
いて、排ガス中の一酸化窒素を触媒上で二酸化窒素に転
換し、次いで、当初から排ガス中に存在する二酸化窒素
と共に、これら二酸化窒素を触媒上に吸着させ、そこ
で、燃料等の還元剤を排ガス中に間欠的に短時間、即
ち、脈動的に加えて、排ガス雰囲気を周期的に還元雰囲
気とすることによって、窒素酸化物を接触還元すると共
に、上記炭化水素と一酸化炭素を酸化雰囲気下で酸化除
去する排ガス浄化触媒及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、工場、自動車等から排出される排
ガス中の窒素酸化物を除去する方法として、その窒素酸
化物を酸化した後、アルカリに吸収させる方法や、アン
モニア、水素、一酸化炭素、炭化水素等の還元剤を用い
て窒素に変換する方法等が知られている。しかしなが
ら、前者の方法によれば、生成するアルカリ廃液を処理
して、公害の発生を防止する方策が必要である。他方、
後者の方法によれば、還元剤としてアンモニアを用いる
ときは、これが排ガス中の硫黄酸化物と反応して塩類を
生成し、その結果、触媒の還元活性が低下する問題があ
る。また、水素、一酸化炭素、炭化水素等を還元剤とし
て用いる場合でも、これらが低濃度に存在する窒素酸化
物よりも高濃度に存在する酸素と反応するため、窒素酸
化物を低減するためには多量の還元剤を必要とするとい
う問題がある。
ガス中の窒素酸化物を除去する方法として、その窒素酸
化物を酸化した後、アルカリに吸収させる方法や、アン
モニア、水素、一酸化炭素、炭化水素等の還元剤を用い
て窒素に変換する方法等が知られている。しかしなが
ら、前者の方法によれば、生成するアルカリ廃液を処理
して、公害の発生を防止する方策が必要である。他方、
後者の方法によれば、還元剤としてアンモニアを用いる
ときは、これが排ガス中の硫黄酸化物と反応して塩類を
生成し、その結果、触媒の還元活性が低下する問題があ
る。また、水素、一酸化炭素、炭化水素等を還元剤とし
て用いる場合でも、これらが低濃度に存在する窒素酸化
物よりも高濃度に存在する酸素と反応するため、窒素酸
化物を低減するためには多量の還元剤を必要とするとい
う問題がある。
【0003】このため、最近では、還元剤の不存在下に
窒素酸化物を触媒にて直接分解する方法も提案されてい
るが、しかし、従来、知られているそのような触媒は、
窒素酸化物分解活性が低いために、実用に供し難いとい
う問題がある。
窒素酸化物を触媒にて直接分解する方法も提案されてい
るが、しかし、従来、知られているそのような触媒は、
窒素酸化物分解活性が低いために、実用に供し難いとい
う問題がある。
【0004】また、炭化水素や含酸素化合物を還元剤と
して用いる新たな窒素酸化物接触還元用触媒として、種
々のゼオライト等が提案されており、特に、Cu−ZS
M−5やH型ZSM−5(SiO2 /Al2 O3 モル比
=30〜40)が最適であるとされている。しかしなが
ら、このようなCu−ZSM−5やH型ZSM−5で
も、未だ十分な還元活性を有するものとはいい難く、特
に、排ガス中に水分が含まれるとき、ゼオライト構造体
中のアルミニウムが脱アルミニウムして、性能が急激に
低下するので、一層高い還元活性を有し、更に、排ガス
が水分を含有する場合にも、すぐれた耐久性を有する窒
素酸化物接触還元用触媒が要望されている。
して用いる新たな窒素酸化物接触還元用触媒として、種
々のゼオライト等が提案されており、特に、Cu−ZS
M−5やH型ZSM−5(SiO2 /Al2 O3 モル比
=30〜40)が最適であるとされている。しかしなが
ら、このようなCu−ZSM−5やH型ZSM−5で
も、未だ十分な還元活性を有するものとはいい難く、特
に、排ガス中に水分が含まれるとき、ゼオライト構造体
中のアルミニウムが脱アルミニウムして、性能が急激に
低下するので、一層高い還元活性を有し、更に、排ガス
が水分を含有する場合にも、すぐれた耐久性を有する窒
素酸化物接触還元用触媒が要望されている。
【0005】そこで、銀又は銀酸化物を無機酸化物に担
持させてなる触媒等、種々の触媒が提案されているが、
そのような触媒のうち、反応速度が速い触媒は、酸化活
性が高く、窒素酸化物に対する選択反応性が低いため
に、窒素酸化物の除去率が低く、他方、アルミナ等の反
応選択性の高い触媒は、反応速度が遅く、高SV(空間
速度)での使用が困難である等、実用上、大きい問題点
を有している。更に、硫黄酸化物の共存下での触媒活性
の劣化が著しいという問題もある(特開平5−3176
47号公報)。また、従来の窒素酸化物接触還元用触媒
は、耐熱性が十分ではなく、用途によっては、一層の耐
熱性が強く要望されている。
持させてなる触媒等、種々の触媒が提案されているが、
そのような触媒のうち、反応速度が速い触媒は、酸化活
性が高く、窒素酸化物に対する選択反応性が低いため
に、窒素酸化物の除去率が低く、他方、アルミナ等の反
応選択性の高い触媒は、反応速度が遅く、高SV(空間
速度)での使用が困難である等、実用上、大きい問題点
を有している。更に、硫黄酸化物の共存下での触媒活性
の劣化が著しいという問題もある(特開平5−3176
47号公報)。また、従来の窒素酸化物接触還元用触媒
は、耐熱性が十分ではなく、用途によっては、一層の耐
熱性が強く要望されている。
【0006】そこで、このような問題を解決する一つの
方法として、酸素過剰下(リーン条件下)に触媒上で一
酸化窒素(NO)を二酸化窒素(NO2 )に転換し、か
くして、生成した二酸化窒素を触媒上に吸着させ、これ
に還元剤、例えば、燃料等の炭化水素や含酸素有機化合
物を間欠的に短時間、即ち、脈動的に噴射して(以下、
「パルス的に」噴射して、という。)、還元雰囲気下
(リッチ条件下)で窒素酸化物を窒素に還元するという
窒素酸化物吸蔵型触媒が提案されている。
方法として、酸素過剰下(リーン条件下)に触媒上で一
酸化窒素(NO)を二酸化窒素(NO2 )に転換し、か
くして、生成した二酸化窒素を触媒上に吸着させ、これ
に還元剤、例えば、燃料等の炭化水素や含酸素有機化合
物を間欠的に短時間、即ち、脈動的に噴射して(以下、
「パルス的に」噴射して、という。)、還元雰囲気下
(リッチ条件下)で窒素酸化物を窒素に還元するという
窒素酸化物吸蔵型触媒が提案されている。
【0007】しかしながら、通常、排ガス中には、硫黄
酸化物が含まれているので、この方法によれば、窒素酸
化物の吸着点に硫黄酸化物が吸着し、従って、燃料等の
炭化水素類をパルス的に噴射して、排ガスの処理雰囲気
を還元雰囲気にしても、この硫黄酸化物が触媒上から脱
離せず、かくして、触媒上での窒素酸化物の吸着量が徐
々に低下し、窒素酸化物除去率が低下するという問題が
ある。
酸化物が含まれているので、この方法によれば、窒素酸
化物の吸着点に硫黄酸化物が吸着し、従って、燃料等の
炭化水素類をパルス的に噴射して、排ガスの処理雰囲気
を還元雰囲気にしても、この硫黄酸化物が触媒上から脱
離せず、かくして、触媒上での窒素酸化物の吸着量が徐
々に低下し、窒素酸化物除去率が低下するという問題が
ある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の窒素
酸化物吸蔵型排ガス浄化触媒を用いる排ガス浄化におけ
る上述したような問題を解決するためになされたもので
あって、その目的とするところは、酸素過剰下におい
て、触媒上にて一酸化窒素を二酸化窒素に高効率に転換
し、かくして、生成した二酸化窒素を触媒上に吸着さ
せ、これに還元剤をパルス的に噴射して、排ガス雰囲気
を還元雰囲気として、窒素酸化物を窒素に還元し、併せ
て、酸素過剰下に炭化水素や一酸化炭素をも酸化除去す
るという窒素酸化物吸蔵型触媒を用いる排ガス浄化にお
いて好適に用いることができる触媒と、そのような触媒
を用いる排ガス浄化方法を提供することを目的とする。
酸化物吸蔵型排ガス浄化触媒を用いる排ガス浄化におけ
る上述したような問題を解決するためになされたもので
あって、その目的とするところは、酸素過剰下におい
て、触媒上にて一酸化窒素を二酸化窒素に高効率に転換
し、かくして、生成した二酸化窒素を触媒上に吸着さ
せ、これに還元剤をパルス的に噴射して、排ガス雰囲気
を還元雰囲気として、窒素酸化物を窒素に還元し、併せ
て、酸素過剰下に炭化水素や一酸化炭素をも酸化除去す
るという窒素酸化物吸蔵型触媒を用いる排ガス浄化にお
いて好適に用いることができる触媒と、そのような触媒
を用いる排ガス浄化方法を提供することを目的とする。
【0009】特に、本発明は、上述したような窒素酸化
物吸蔵型触媒を用いる排ガス浄化において、排ガスが硫
黄酸化物を含む場合においても、窒素酸化物吸蔵型触媒
の上記窒素酸化物の吸蔵機能が低下せず、しかも、耐熱
性にもすぐれ、従って、長期間にわたって、排ガス中の
窒素酸化物を安定して効率よく還元することができる排
ガス浄化触媒及び方法を提供することを目的とする。
物吸蔵型触媒を用いる排ガス浄化において、排ガスが硫
黄酸化物を含む場合においても、窒素酸化物吸蔵型触媒
の上記窒素酸化物の吸蔵機能が低下せず、しかも、耐熱
性にもすぐれ、従って、長期間にわたって、排ガス中の
窒素酸化物を安定して効率よく還元することができる排
ガス浄化触媒及び方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によれは、(a) 銀
及び銀化合物から選ばれる少なくとも1種と、(b) ロジ
ウムとからなる排ガス浄化触媒が提供される。
及び銀化合物から選ばれる少なくとも1種と、(b) ロジ
ウムとからなる排ガス浄化触媒が提供される。
【0011】更に、本発明によれば、(a) 銀及び銀化合
物から選ばれる少なくとも1種と、(b) ロジウムと、
(c) 白金、パラジウム及びイリジウムから選ばれる少な
くとも1種とからなる排ガス浄化触媒が提供される。
物から選ばれる少なくとも1種と、(b) ロジウムと、
(c) 白金、パラジウム及びイリジウムから選ばれる少な
くとも1種とからなる排ガス浄化触媒が提供される。
【0012】また、本発明によれば、排ガスの処理雰囲
気を酸素過剰雰囲気と還元雰囲気との間で交互に振動さ
せることによって、排ガス中の窒素酸化物、炭化水素及
び一酸化炭素の三元成分を浄化する排ガス浄化方法にお
いて、排ガスを(a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なく
とも1種と、(b) ロジウムとからなる触媒に接触させる
ことを特徴とする排ガス浄化方法が提供される。
気を酸素過剰雰囲気と還元雰囲気との間で交互に振動さ
せることによって、排ガス中の窒素酸化物、炭化水素及
び一酸化炭素の三元成分を浄化する排ガス浄化方法にお
いて、排ガスを(a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なく
とも1種と、(b) ロジウムとからなる触媒に接触させる
ことを特徴とする排ガス浄化方法が提供される。
【0013】本発明によれば、上記方法において、好ま
しくは、(a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくとも1
種と、(b) ロジウムと、(c) 白金、パラジウム及びイリ
ジウムから選ばれる少なくとも1種とからなる触媒が用
いられる。
しくは、(a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくとも1
種と、(b) ロジウムと、(c) 白金、パラジウム及びイリ
ジウムから選ばれる少なくとも1種とからなる触媒が用
いられる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明による第1の排ガス浄化触
媒は、(a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくとも1種
と、(b) ロジウムとからなり、好ましい態様によれば、
(a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくとも1種と、
(b) ロジウムとを担体に0.1〜20重量%の範囲で担持
させてなり、(a) /(b) 重量比が金属換算にて1/0.0
1〜10の範囲にある。
媒は、(a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくとも1種
と、(b) ロジウムとからなり、好ましい態様によれば、
(a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくとも1種と、
(b) ロジウムとを担体に0.1〜20重量%の範囲で担持
させてなり、(a) /(b) 重量比が金属換算にて1/0.0
1〜10の範囲にある。
【0015】本発明による第2の排ガス浄化触媒は、
(a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくとも1種と、
(b) ロジウムと、(c) 白金、パラジウム及びイリジウム
から選ばれる少なくとも1種とからなり、好ましい態様
によれば、(a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくとも
1種と、(b) ロジウムと、(c) 白金、パラジウム及びイ
リジウムから選ばれる少なくとも1種とを担体に0.1〜
20重量%の範囲で担持させてなり、(a) /(b) /(c)
重量比が金属換算にて1/0.01〜10/0.01〜5の
範囲にある。
(a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくとも1種と、
(b) ロジウムと、(c) 白金、パラジウム及びイリジウム
から選ばれる少なくとも1種とからなり、好ましい態様
によれば、(a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくとも
1種と、(b) ロジウムと、(c) 白金、パラジウム及びイ
リジウムから選ばれる少なくとも1種とを担体に0.1〜
20重量%の範囲で担持させてなり、(a) /(b) /(c)
重量比が金属換算にて1/0.01〜10/0.01〜5の
範囲にある。
【0016】上記第1又は第2の触媒において、銀化合
物としては、塩化銀、硫酸銀、硝酸銀、酸化銀、アルミ
ン酸銀等を挙げることができるが、これらのなかでは、
特に、酸化銀又はアルミン酸銀が好ましい。
物としては、塩化銀、硫酸銀、硝酸銀、酸化銀、アルミ
ン酸銀等を挙げることができるが、これらのなかでは、
特に、酸化銀又はアルミン酸銀が好ましい。
【0017】アルミン酸銀(銀アルミネート)は、例え
ば、硝酸アルミニウムのような水溶性アルミニウム塩と
硝酸銀のような水溶性銀塩との混合水溶液にアルミナ、
好ましくは、水和アルミナを浸漬し、上記アルミニウム
塩と銀塩とをアルミナの細孔に含浸させた後、スプレー
ドライヤーのような適当な手段にて乾燥させ、この後、
これを酸化雰囲気下、水蒸気の存在下に、600〜90
0℃、好ましくは、700〜800℃程度の温度にて加
熱焼成する、即ち、水熱条件下に加熱焼成することによ
って、アルミン酸銀を担持したアルミナを得ることがで
きる。上記酸化性雰囲気における水蒸気の量は、通常、
3〜20重量%の範囲であり、好ましくは、5〜15重
量%の範囲である。
ば、硝酸アルミニウムのような水溶性アルミニウム塩と
硝酸銀のような水溶性銀塩との混合水溶液にアルミナ、
好ましくは、水和アルミナを浸漬し、上記アルミニウム
塩と銀塩とをアルミナの細孔に含浸させた後、スプレー
ドライヤーのような適当な手段にて乾燥させ、この後、
これを酸化雰囲気下、水蒸気の存在下に、600〜90
0℃、好ましくは、700〜800℃程度の温度にて加
熱焼成する、即ち、水熱条件下に加熱焼成することによ
って、アルミン酸銀を担持したアルミナを得ることがで
きる。上記酸化性雰囲気における水蒸気の量は、通常、
3〜20重量%の範囲であり、好ましくは、5〜15重
量%の範囲である。
【0018】本発明によれば、排ガスの処理雰囲気を酸
素過剰雰囲気と還元雰囲気との間で交互に振動させつ
つ、排ガスを触媒に接触させる排ガス浄化方法におい
て、排ガスを上記触媒に接触させることによって、排ガ
ス中の窒素酸化物、炭化水素及び一酸化炭素の三元成分
を浄化することができる。即ち、本発明によれば、窒素
酸化物、炭化水素及び一酸化炭素を含む排ガスを上記第
1又は第2の触媒に接触させることによって、酸素過剰
雰囲気下において、高い効率にて、窒素酸化物を還元
し、除去する、即ち、排ガスを浄化することができる。
素過剰雰囲気と還元雰囲気との間で交互に振動させつ
つ、排ガスを触媒に接触させる排ガス浄化方法におい
て、排ガスを上記触媒に接触させることによって、排ガ
ス中の窒素酸化物、炭化水素及び一酸化炭素の三元成分
を浄化することができる。即ち、本発明によれば、窒素
酸化物、炭化水素及び一酸化炭素を含む排ガスを上記第
1又は第2の触媒に接触させることによって、酸素過剰
雰囲気下において、高い効率にて、窒素酸化物を還元
し、除去する、即ち、排ガスを浄化することができる。
【0019】本発明による第1の方法は、排ガスの処理
雰囲気を酸素過剰雰囲気と還元雰囲気との間で交互に振
動させつつ、排ガスを触媒に接触させる排ガス浄化方法
において、排ガスを上記第1の触媒に接触させるもので
ある。
雰囲気を酸素過剰雰囲気と還元雰囲気との間で交互に振
動させつつ、排ガスを触媒に接触させる排ガス浄化方法
において、排ガスを上記第1の触媒に接触させるもので
ある。
【0020】本発明による第2の方法は、排ガスの処理
雰囲気を酸素過剰雰囲気と還元雰囲気との間で交互に振
動させつつ、排ガスを触媒に接触させる排ガス浄化方法
において、排ガスを上記第2の触媒に接触させるもので
ある。
雰囲気を酸素過剰雰囲気と還元雰囲気との間で交互に振
動させつつ、排ガスを触媒に接触させる排ガス浄化方法
において、排ガスを上記第2の触媒に接触させるもので
ある。
【0021】本発明による第1の触媒は、(a) 銀及び銀
化合物から選ばれる少なくとも1種と、(b) ロジウムと
がアルミナ、ジルコニア、シリカ、シリカ・アルミナ
等、従来より知られている任意の担体に、金属換算に
て、0.1〜20重量%の範囲で担持されてなるものであ
り、ここに、(a) 上記銀及び銀化合物から選ばれる少な
くとも1種/(b) ロジウムの重量比、即ち、(a) /(b)
重量比は、金属換算にて1/0.01〜10の範囲にあ
る。
化合物から選ばれる少なくとも1種と、(b) ロジウムと
がアルミナ、ジルコニア、シリカ、シリカ・アルミナ
等、従来より知られている任意の担体に、金属換算に
て、0.1〜20重量%の範囲で担持されてなるものであ
り、ここに、(a) 上記銀及び銀化合物から選ばれる少な
くとも1種/(b) ロジウムの重量比、即ち、(a) /(b)
重量比は、金属換算にて1/0.01〜10の範囲にあ
る。
【0022】本発明による第2の触媒も、(a) 銀及び銀
化合物から選ばれる少なくとも1種と、(b) ロジウム
と、(c) 白金、パラジウム及びイリジウムから選ばれる
少なくとも1種とがアルミナ、ジルコニア、シリカ、シ
リカ・アルミナ等、従来より知られている任意の担体
に、金属換算にて、0.1〜20重量%の範囲で担持され
てなるものであり、ここに、(a) 銀及び銀化合物から選
ばれる少なくとも1種/(b) ロジウム/(c) 白金、パラ
ジウム及びイリジウムから選ばれる少なくとも1種の重
量比、即ち、(a) /(b) /(c) 重量比は、金属換算にて
1/0.01〜10/0.01〜5の範囲にある。
化合物から選ばれる少なくとも1種と、(b) ロジウム
と、(c) 白金、パラジウム及びイリジウムから選ばれる
少なくとも1種とがアルミナ、ジルコニア、シリカ、シ
リカ・アルミナ等、従来より知られている任意の担体
に、金属換算にて、0.1〜20重量%の範囲で担持され
てなるものであり、ここに、(a) 銀及び銀化合物から選
ばれる少なくとも1種/(b) ロジウム/(c) 白金、パラ
ジウム及びイリジウムから選ばれる少なくとも1種の重
量比、即ち、(a) /(b) /(c) 重量比は、金属換算にて
1/0.01〜10/0.01〜5の範囲にある。
【0023】本発明による第1又は第2のいずれの排ガ
ス浄化方法においても、触媒中の(a) 成分、即ち、銀又
は銀化合物は、リーン時に排ガス中に含まれる硫黄酸化
物(SOx)及び二酸化窒素(NO2 )を吸着し、リッ
チ時にこの硫黄酸化物を触媒中に蓄積することなく、主
として二酸化硫黄(SO2 )又は硫化水素として脱着す
る。一方、(b) 成分であるロジウムは、リーン時に排ガ
ス中に含まれる一酸化窒素(NO)を酸化して、二酸化
窒素(NO2 )に転換し、リッチ時に銀又は銀化合物に
吸着された二酸化窒素(NO2 )を水素、一酸化炭素
(CO)、炭化水素等の還元剤にて無害な窒素に還元す
る役割を担う。
ス浄化方法においても、触媒中の(a) 成分、即ち、銀又
は銀化合物は、リーン時に排ガス中に含まれる硫黄酸化
物(SOx)及び二酸化窒素(NO2 )を吸着し、リッ
チ時にこの硫黄酸化物を触媒中に蓄積することなく、主
として二酸化硫黄(SO2 )又は硫化水素として脱着す
る。一方、(b) 成分であるロジウムは、リーン時に排ガ
ス中に含まれる一酸化窒素(NO)を酸化して、二酸化
窒素(NO2 )に転換し、リッチ時に銀又は銀化合物に
吸着された二酸化窒素(NO2 )を水素、一酸化炭素
(CO)、炭化水素等の還元剤にて無害な窒素に還元す
る役割を担う。
【0024】第2の排ガス浄化方法における(c) 成分、
即ち、白金、パラジウム及びイリジウムから選ばれる少
なくとも1種は、リーン時に排ガス中に含まれる一酸化
窒素(NO)を酸化して、二酸化窒素(NO2 )に転換
する前記ロジウムの触媒作用を高める役割を果たす。
即ち、白金、パラジウム及びイリジウムから選ばれる少
なくとも1種は、リーン時に排ガス中に含まれる一酸化
窒素(NO)を酸化して、二酸化窒素(NO2 )に転換
する前記ロジウムの触媒作用を高める役割を果たす。
【0025】このように、本発明によれば、触媒成分中
の銀又は銀化合物上にリーン時に吸着された硫黄酸化物
がリッチ時に簡単に上記銀又は銀化合物から脱離するの
で、排ガスが硫黄酸化物を含む場合であっても、触媒上
への硫黄酸化物の蓄積による二酸化窒素(NO2 )の吸
着サイトの喪失による窒素酸化物の接触還元活性の低下
をよく防止することができるのである。
の銀又は銀化合物上にリーン時に吸着された硫黄酸化物
がリッチ時に簡単に上記銀又は銀化合物から脱離するの
で、排ガスが硫黄酸化物を含む場合であっても、触媒上
への硫黄酸化物の蓄積による二酸化窒素(NO2 )の吸
着サイトの喪失による窒素酸化物の接触還元活性の低下
をよく防止することができるのである。
【0026】従って、本発明によれば、(a) 銀及び銀化
合物から選ばれる1種と(b) ロジウムとを担体に担持さ
せてなる第1の触媒において、これら(a) 成分と(b) 成
分との担持量が金属換算にて0.1重量%よりも少ないと
きは、リーン時に、排ガスに含まれる窒素酸化物が二酸
化窒素(NO2 )に酸化されて、触媒上に十分に吸着す
ることができない。その結果として、リッチ時には、窒
素酸化物が浄化されるものの、リーン時の窒素酸化物浄
化率が低くなる。また、吸着された二酸化窒素(N
O2 )を水素等の還元剤によって窒素に還元する能力も
低下する。更に、リーン時に吸着された硫黄酸化物が脱
離せず、触媒に徐々に蓄積されるので、その結果、二酸
化窒素の吸着能力が低下し、窒素酸化物還元能力が低下
する。
合物から選ばれる1種と(b) ロジウムとを担体に担持さ
せてなる第1の触媒において、これら(a) 成分と(b) 成
分との担持量が金属換算にて0.1重量%よりも少ないと
きは、リーン時に、排ガスに含まれる窒素酸化物が二酸
化窒素(NO2 )に酸化されて、触媒上に十分に吸着す
ることができない。その結果として、リッチ時には、窒
素酸化物が浄化されるものの、リーン時の窒素酸化物浄
化率が低くなる。また、吸着された二酸化窒素(N
O2 )を水素等の還元剤によって窒素に還元する能力も
低下する。更に、リーン時に吸着された硫黄酸化物が脱
離せず、触媒に徐々に蓄積されるので、その結果、二酸
化窒素の吸着能力が低下し、窒素酸化物還元能力が低下
する。
【0027】しかしながら、第1の触媒において、前記
(a) 成分と(b) 成分の担持量が金属換算にて20重量%
を越えても、得られる触媒のリーン時の窒素酸化物吸蔵
能とリッチ時の窒素酸化物浄化能がそれに見合って向上
せず、また、硫黄酸化物の脱離能もそれに見合って向上
しないので、触媒の製造費用を徒に高めることとなっ
て、不利である。
(a) 成分と(b) 成分の担持量が金属換算にて20重量%
を越えても、得られる触媒のリーン時の窒素酸化物吸蔵
能とリッチ時の窒素酸化物浄化能がそれに見合って向上
せず、また、硫黄酸化物の脱離能もそれに見合って向上
しないので、触媒の製造費用を徒に高めることとなっ
て、不利である。
【0028】更に、第1の触媒においては、好ましく
は、(a) /(b) 重量比は、金属重量基準にて、1/0.0
1〜10の範囲である。(a) /(b) 重量比が1/0.01
よりも大きいときは、リーン時の窒素酸化物の酸化能力
及びリッチ時の還元能力が大幅に低下し、他方、1/1
0よりも小さいときは、リーン時の二酸化窒素(N
O2)吸着能力が大きく低下する。
は、(a) /(b) 重量比は、金属重量基準にて、1/0.0
1〜10の範囲である。(a) /(b) 重量比が1/0.01
よりも大きいときは、リーン時の窒素酸化物の酸化能力
及びリッチ時の還元能力が大幅に低下し、他方、1/1
0よりも小さいときは、リーン時の二酸化窒素(N
O2)吸着能力が大きく低下する。
【0029】特に、本発明によれば、第1の触媒におい
ては、前記(a) 成分と(b) 成分の担持量は、金属換算に
て1〜10重量%の範囲が好ましく、(a) /(b) 重量比
は、金属重量基準にて、1/0.05〜5の範囲が好まし
く、特に、1/0.1〜2の範囲が好ましい。
ては、前記(a) 成分と(b) 成分の担持量は、金属換算に
て1〜10重量%の範囲が好ましく、(a) /(b) 重量比
は、金属重量基準にて、1/0.05〜5の範囲が好まし
く、特に、1/0.1〜2の範囲が好ましい。
【0030】同様に、(a) 銀及び銀化合物から選ばれる
少なくとも1種と(b) ロジウムと(c) 白金、パラジウム
及びイリジウムから選ばれる少なくとも1種とを担体に
担持させてなる第2の触媒において、これら(a) 成分と
(b) 成分と(c) 成分の担持量が0.1重量%よりも少ない
ときは、リーン時に、排ガスに含まれる窒素酸化物が二
酸化窒素(NO2 )に酸化されて、触媒上に十分に吸着
することができない。その結果として、リッチ時には、
窒素酸化物が浄化されるものの、リーン時の窒素酸化物
浄化率が低くなる。また、吸着された二酸化窒素(NO
2 )を水素等の還元剤によって窒素に還元する能力も低
下する。更に、リーン時に吸着された硫黄酸化物が脱離
せず、触媒に徐々に蓄積されるので、その結果、二酸化
窒素の吸着能力が低下し、窒素酸化物還元能力が低下す
る。
少なくとも1種と(b) ロジウムと(c) 白金、パラジウム
及びイリジウムから選ばれる少なくとも1種とを担体に
担持させてなる第2の触媒において、これら(a) 成分と
(b) 成分と(c) 成分の担持量が0.1重量%よりも少ない
ときは、リーン時に、排ガスに含まれる窒素酸化物が二
酸化窒素(NO2 )に酸化されて、触媒上に十分に吸着
することができない。その結果として、リッチ時には、
窒素酸化物が浄化されるものの、リーン時の窒素酸化物
浄化率が低くなる。また、吸着された二酸化窒素(NO
2 )を水素等の還元剤によって窒素に還元する能力も低
下する。更に、リーン時に吸着された硫黄酸化物が脱離
せず、触媒に徐々に蓄積されるので、その結果、二酸化
窒素の吸着能力が低下し、窒素酸化物還元能力が低下す
る。
【0031】しかしながら、第2の触媒において、前記
(a) 成分と(b) 成分と(c) 成分の担持量が金属換算にて
20重量%を越えても、得られる触媒のリーン時の窒素
酸化物吸蔵能とリッチ時の窒素酸化物浄化能がそれに見
合って向上せず、また、硫黄酸化物の脱離能もそれに見
合って向上しないので、触媒の製造費用を徒に高めるこ
ととなって、不利である。
(a) 成分と(b) 成分と(c) 成分の担持量が金属換算にて
20重量%を越えても、得られる触媒のリーン時の窒素
酸化物吸蔵能とリッチ時の窒素酸化物浄化能がそれに見
合って向上せず、また、硫黄酸化物の脱離能もそれに見
合って向上しないので、触媒の製造費用を徒に高めるこ
ととなって、不利である。
【0032】更に、第2の触媒においても、好ましく
は、(a) /(b) /(c) 重量比は、金属重量基準にて、1
/0.01〜10/0.01〜5の範囲である。(c) 成分の
割合が少なすぎるときは、リーン時の窒素酸化物の酸化
に対するロジウムへの助触媒効果が十分ではなく、他
方、(c) 成分の割合が多すぎるときは、リッチ時の窒素
酸化物の還元能力が大幅に下する。
は、(a) /(b) /(c) 重量比は、金属重量基準にて、1
/0.01〜10/0.01〜5の範囲である。(c) 成分の
割合が少なすぎるときは、リーン時の窒素酸化物の酸化
に対するロジウムへの助触媒効果が十分ではなく、他
方、(c) 成分の割合が多すぎるときは、リッチ時の窒素
酸化物の還元能力が大幅に下する。
【0033】特に、本発明によれば、第2の触媒におい
ては、前記(a) 成分と(b) 成分と(c) 成分の担持量は、
金属換算にて1〜10重量%の範囲が好ましく、(a) /
(b)/(c) 重量比は、金属重量基準にて、1/0.05〜
5/0.05〜5の範囲が好ましく、特に、1/0.1〜2
/0.1〜2の範囲が好ましい。
ては、前記(a) 成分と(b) 成分と(c) 成分の担持量は、
金属換算にて1〜10重量%の範囲が好ましく、(a) /
(b)/(c) 重量比は、金属重量基準にて、1/0.05〜
5/0.05〜5の範囲が好ましく、特に、1/0.1〜2
/0.1〜2の範囲が好ましい。
【0034】前述したように、本発明による第1及び第
2の触媒における担体は、アルミナ、ジルコニア、チタ
ニア、シリカ、シリカ・アルミナ等、従来より知られて
いる任意の担体であってよいが、これらのなかでは、耐
硫黄酸化物性の点からは、ジルコニア、チタニア又はシ
リカが好ましく、他方、汎用性の点からは、アルミナが
好ましく用いられる。
2の触媒における担体は、アルミナ、ジルコニア、チタ
ニア、シリカ、シリカ・アルミナ等、従来より知られて
いる任意の担体であってよいが、これらのなかでは、耐
硫黄酸化物性の点からは、ジルコニア、チタニア又はシ
リカが好ましく、他方、汎用性の点からは、アルミナが
好ましく用いられる。
【0035】本発明による第1又は第2の触媒は、以下
のようにして調製することができる。
のようにして調製することができる。
【0036】先ず、(a) 成分が銀アルミネートである触
媒は、例えば、アルミナ等の担体成分を硝酸アルミニウ
ムのような水溶性アルミニウム塩と硝酸銀のような水溶
性銀塩との混合水溶液に浸積し、付着している過剰の水
溶液を除去し、乾燥し、焼成し、更に、この後、水熱条
件下に、即ち、水蒸気の存在する高圧下に、600〜9
00℃の温度で熱処理することによって、アルミナに銀
アルミネートを担持させたアルミナを得ることができ
る。次いで、ロジウムの水溶性塩と、必要な場合には、
白金、パラジウム及びイリジウムから選ばれる少なくと
も1種の元素の水溶性塩とを含む水溶液を別に用意し、
これに上記銀アルミネートを担持させたアルミナを浸漬
し、乾燥させた後、酸化雰囲気中で焼成し、場合によっ
ては、更に、還元雰囲気中で焼成することによって、銀
アルミネートとロジウム(と白金、パラジウム及びイリ
ジウムから選ばれる少なくとも1種の元素)とからなる
触媒成分をアルミナに担持させてなる触媒を得ることが
できる。
媒は、例えば、アルミナ等の担体成分を硝酸アルミニウ
ムのような水溶性アルミニウム塩と硝酸銀のような水溶
性銀塩との混合水溶液に浸積し、付着している過剰の水
溶液を除去し、乾燥し、焼成し、更に、この後、水熱条
件下に、即ち、水蒸気の存在する高圧下に、600〜9
00℃の温度で熱処理することによって、アルミナに銀
アルミネートを担持させたアルミナを得ることができ
る。次いで、ロジウムの水溶性塩と、必要な場合には、
白金、パラジウム及びイリジウムから選ばれる少なくと
も1種の元素の水溶性塩とを含む水溶液を別に用意し、
これに上記銀アルミネートを担持させたアルミナを浸漬
し、乾燥させた後、酸化雰囲気中で焼成し、場合によっ
ては、更に、還元雰囲気中で焼成することによって、銀
アルミネートとロジウム(と白金、パラジウム及びイリ
ジウムから選ばれる少なくとも1種の元素)とからなる
触媒成分をアルミナに担持させてなる触媒を得ることが
できる。
【0037】次に、(a) 成分が銀又は酸化銀である触媒
は、例えば、アルミナ等の担体成分を硝酸銀のような水
溶性銀塩の水溶液に浸漬し、付着している過剰の水溶液
を除去した後、乾燥し、空気中で焼成することによっ
て、アルミナに金属銀(又は酸化銀)を担持させてなる
粉末を得ることができる。次いで、ロジウムの水溶性塩
と、必要な場合には、白金、パラジウム及びイリジウム
から選ばれる少なくとも1種の元素の水溶性塩とを含む
水溶液を別に用意し、これに上記金属銀(又は酸化銀)
を担持させてなる粉末を浸漬し、乾燥させた後、酸化雰
囲気中で焼成し、場合によっては、更に、還元雰囲気中
で焼成することによって、銀(又は酸化銀)とロジウム
(と白金、パラジウム及びイリジウムから選ばれる少な
くとも1種の元素)とからなる触媒成分をアルミナに担
持させてなる触媒を得ることができる。
は、例えば、アルミナ等の担体成分を硝酸銀のような水
溶性銀塩の水溶液に浸漬し、付着している過剰の水溶液
を除去した後、乾燥し、空気中で焼成することによっ
て、アルミナに金属銀(又は酸化銀)を担持させてなる
粉末を得ることができる。次いで、ロジウムの水溶性塩
と、必要な場合には、白金、パラジウム及びイリジウム
から選ばれる少なくとも1種の元素の水溶性塩とを含む
水溶液を別に用意し、これに上記金属銀(又は酸化銀)
を担持させてなる粉末を浸漬し、乾燥させた後、酸化雰
囲気中で焼成し、場合によっては、更に、還元雰囲気中
で焼成することによって、銀(又は酸化銀)とロジウム
(と白金、パラジウム及びイリジウムから選ばれる少な
くとも1種の元素)とからなる触媒成分をアルミナに担
持させてなる触媒を得ることができる。
【0038】このような第1又は第2の触媒を用いる本
発明による排ガスの浄化は、次のような機構によって行
なわれる。但し、本発明は、このような機構や理論によ
っては何ら制約を受けるものではない。即ち、先ず、酸
素過剰雰囲気(リーン条件)下に、窒素酸化物と共に硫
黄酸化物を含む排ガスを触媒に接触させて、ロジウム
(と白金、パラジウム及びイリジウムから選ばれる少な
くとも1種の元素と)からなる触媒上で窒素酸化物を二
酸化窒素(NO2 )に転換すると共に、二酸化窒素(N
O2 )を銀又は銀化合物からなる触媒成分上に吸着させ
ると同時に、銀又は銀化合物からなる触媒成分上に硫黄
酸化物を吸着させ、次いで、これに燃料過剰条件で燃焼
させたり、又は、還元剤を噴射する等の方法によって、
一定のサイクルで、排ガスを還元雰囲気(リッチ条件)
条件にし、触媒に吸着させた二酸化窒素(NO2 )を無
害な窒素に還元すると共に、吸着した硫黄酸化物を脱着
させて、二酸化窒素の吸着能の劣化を防止し、かくし
て、硫黄酸化物の共存下においても、触媒性能を低下さ
せることなく、排ガスから窒素酸化物を長期間にわたっ
て高効率に除去することができる。
発明による排ガスの浄化は、次のような機構によって行
なわれる。但し、本発明は、このような機構や理論によ
っては何ら制約を受けるものではない。即ち、先ず、酸
素過剰雰囲気(リーン条件)下に、窒素酸化物と共に硫
黄酸化物を含む排ガスを触媒に接触させて、ロジウム
(と白金、パラジウム及びイリジウムから選ばれる少な
くとも1種の元素と)からなる触媒上で窒素酸化物を二
酸化窒素(NO2 )に転換すると共に、二酸化窒素(N
O2 )を銀又は銀化合物からなる触媒成分上に吸着させ
ると同時に、銀又は銀化合物からなる触媒成分上に硫黄
酸化物を吸着させ、次いで、これに燃料過剰条件で燃焼
させたり、又は、還元剤を噴射する等の方法によって、
一定のサイクルで、排ガスを還元雰囲気(リッチ条件)
条件にし、触媒に吸着させた二酸化窒素(NO2 )を無
害な窒素に還元すると共に、吸着した硫黄酸化物を脱着
させて、二酸化窒素の吸着能の劣化を防止し、かくし
て、硫黄酸化物の共存下においても、触媒性能を低下さ
せることなく、排ガスから窒素酸化物を長期間にわたっ
て高効率に除去することができる。
【0039】本発明において、酸素過剰雰囲気(リーン
条件)とは、排ガスに含まれる炭化水素、一酸化炭素、
水素等の可燃成分が排ガスに含まれる酸素によって完全
燃焼するに足るよりも、酸素を多く含んでいる雰囲気条
件をいう。即ち、排ガスが理論空気燃料比条件(ストイ
キ条件)よりも多くの酸素を含んでいる雰囲気条件をい
う。これに対して、還元雰囲気(リッチ条件)とは、上
記リーン条件とは反対に、排ガスに含まれる炭化水素、
一酸化炭素、水素等の可燃成分が排ガスに含まれる酸素
によって完全燃焼するに足る量の酸素を含んでいない雰
囲気条件をいう。
条件)とは、排ガスに含まれる炭化水素、一酸化炭素、
水素等の可燃成分が排ガスに含まれる酸素によって完全
燃焼するに足るよりも、酸素を多く含んでいる雰囲気条
件をいう。即ち、排ガスが理論空気燃料比条件(ストイ
キ条件)よりも多くの酸素を含んでいる雰囲気条件をい
う。これに対して、還元雰囲気(リッチ条件)とは、上
記リーン条件とは反対に、排ガスに含まれる炭化水素、
一酸化炭素、水素等の可燃成分が排ガスに含まれる酸素
によって完全燃焼するに足る量の酸素を含んでいない雰
囲気条件をいう。
【0040】本発明による排ガス浄化方法によれば、こ
のようにして、窒素酸化物と共に硫黄酸化物を含む排ガ
ス中の窒素酸化物を窒素に接触還元して無害化する過程
において、上記硫黄酸化物はリーン条件下に触媒に吸着
されるが、しかし、リッチ条件下に上記硫黄酸化物を排
ガス中に簡単に脱離するため、二酸化窒素(NO2 )の
吸着サイト数の低下がない。かくして、本発明の方法に
よれば、排ガスが窒素酸化物と共に硫黄酸化物を含んで
いても、触媒の排ガス浄化能が低下せず、従って、長期
間にわたって安定に排ガスから窒素酸化物を接触還元除
去することができる。また、本発明による触媒は、耐熱
性にもすぐれている。それ故に、本発明による排ガス浄
化触媒及び方法は、例えば、酸素過剰雰囲気下に運転さ
れるリーンバーンガソリン、GDI(Gasoline Direct
Injection 、ガソリン直接噴射)車やディーゼルエンジ
ン車のエンジン排ガスの浄化に好適に適用することがで
きる。
のようにして、窒素酸化物と共に硫黄酸化物を含む排ガ
ス中の窒素酸化物を窒素に接触還元して無害化する過程
において、上記硫黄酸化物はリーン条件下に触媒に吸着
されるが、しかし、リッチ条件下に上記硫黄酸化物を排
ガス中に簡単に脱離するため、二酸化窒素(NO2 )の
吸着サイト数の低下がない。かくして、本発明の方法に
よれば、排ガスが窒素酸化物と共に硫黄酸化物を含んで
いても、触媒の排ガス浄化能が低下せず、従って、長期
間にわたって安定に排ガスから窒素酸化物を接触還元除
去することができる。また、本発明による触媒は、耐熱
性にもすぐれている。それ故に、本発明による排ガス浄
化触媒及び方法は、例えば、酸素過剰雰囲気下に運転さ
れるリーンバーンガソリン、GDI(Gasoline Direct
Injection 、ガソリン直接噴射)車やディーゼルエンジ
ン車のエンジン排ガスの浄化に好適に適用することがで
きる。
【0041】本発明による触媒は、いずれも、通常、前
述したように、粉末乃至粒状物として得ることができる
ので、それぞれの触媒を、従来、知られている通常の成
形方法によって、それ自体にて、ハニカム状、球状、環
状等の種々の構造体や形状に容易に成形することができ
る。それぞれの触媒を所要の構造体や形状に成形するに
際して、必要に応じて、従来より知られている種々の成
形助剤、成形体補強材、無機繊維、有機バインダー等を
適宜配合してもよい。
述したように、粉末乃至粒状物として得ることができる
ので、それぞれの触媒を、従来、知られている通常の成
形方法によって、それ自体にて、ハニカム状、球状、環
状等の種々の構造体や形状に容易に成形することができ
る。それぞれの触媒を所要の構造体や形状に成形するに
際して、必要に応じて、従来より知られている種々の成
形助剤、成形体補強材、無機繊維、有機バインダー等を
適宜配合してもよい。
【0042】それ自体が上述したような触媒からなるハ
ニカムや球状物等の構造体は、例えば、次のようにして
得ることができる。即ち、前述したようにして、それぞ
れの触媒を粉末として調製し、これを適宜の溶剤を用い
て有機バインダーと混練し、ハニカム構造体に成形し、
乾燥させた後、焼成すればよい。
ニカムや球状物等の構造体は、例えば、次のようにして
得ることができる。即ち、前述したようにして、それぞ
れの触媒を粉末として調製し、これを適宜の溶剤を用い
て有機バインダーと混練し、ハニカム構造体に成形し、
乾燥させた後、焼成すればよい。
【0043】また、本発明によれば、不活性な基材を予
め所要形状に成形し、これに粉末状のそれぞれの触媒を
ウォッシュ・コート法等の適宜の方法によって被覆担持
させ、かくして、それぞれ触媒構造体とすることもでき
る。上記不活性な基材からなる成形体としては、例え
ば、ステンレス箔からなるコルゲート状ハニカムや、コ
ージェライトのような鉱物物質からなるハニカム、球状
物、環状物等のような構造体を挙げることができ、これ
らに触媒を担持させて、三次元触媒構造体とすることが
できる。
め所要形状に成形し、これに粉末状のそれぞれの触媒を
ウォッシュ・コート法等の適宜の方法によって被覆担持
させ、かくして、それぞれ触媒構造体とすることもでき
る。上記不活性な基材からなる成形体としては、例え
ば、ステンレス箔からなるコルゲート状ハニカムや、コ
ージェライトのような鉱物物質からなるハニカム、球状
物、環状物等のような構造体を挙げることができ、これ
らに触媒を担持させて、三次元触媒構造体とすることが
できる。
【0044】本発明によれば、このように、不活性な基
材からなるハニカムや球状物や環状物等のような構造体
にウォッシュ・コート法等によって、その表面に触媒層
を形成して、触媒を担持させる場合、触媒層がその表面
から30μm以上にわたる厚み(以下、簡単のために、
触媒層厚みという。)を有するように構造体の表面に担
持させることが好ましい。このように構造体に担持され
ている触媒層をその表面から30μm以上の厚みにわた
るものとすることによって、窒素酸化物に対する反応
性、即ち、窒素酸化物の選択還元性の高い触媒構造体を
得ることができる。しかし、本発明によれば、触媒層厚
みは、通常、300μm以下であればよい。触媒層厚み
を300μmを越える厚みとしても、それに見合うよう
な選択還元性の改善を得ることができず、触媒構造の費
用面からも好ましくない。
材からなるハニカムや球状物や環状物等のような構造体
にウォッシュ・コート法等によって、その表面に触媒層
を形成して、触媒を担持させる場合、触媒層がその表面
から30μm以上にわたる厚み(以下、簡単のために、
触媒層厚みという。)を有するように構造体の表面に担
持させることが好ましい。このように構造体に担持され
ている触媒層をその表面から30μm以上の厚みにわた
るものとすることによって、窒素酸化物に対する反応
性、即ち、窒素酸化物の選択還元性の高い触媒構造体を
得ることができる。しかし、本発明によれば、触媒層厚
みは、通常、300μm以下であればよい。触媒層厚み
を300μmを越える厚みとしても、それに見合うよう
な選択還元性の改善を得ることができず、触媒構造の費
用面からも好ましくない。
【0045】前述したようなそれ自体が触媒成分からな
るハニカム触媒構造体においては、触媒層厚みは、ハニ
カム触媒構造体のセルの壁の厚さ方向に実質的に均一で
ある。従って、ハニカム構造体のセル壁が60μm以上
であれば、触媒は、セル壁の表面から30μm以上の厚
みにわたって担持されている。セル壁は、その両側の表
面において、排ガスと接触されるからである。
るハニカム触媒構造体においては、触媒層厚みは、ハニ
カム触媒構造体のセルの壁の厚さ方向に実質的に均一で
ある。従って、ハニカム構造体のセル壁が60μm以上
であれば、触媒は、セル壁の表面から30μm以上の厚
みにわたって担持されている。セル壁は、その両側の表
面において、排ガスと接触されるからである。
【0046】本発明において、排ガスをリッチ条件下に
置くための還元剤としては、好ましくは、水素、一酸化
炭素(CO)、炭化水素、種々の含酸素有機化合物等が
用いられる。このうち、炭化水素としては、例えば、気
体状のものとして、メタン、エタン、プロパン、エチレ
ン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン等の炭化水素
ガス、液体状のものとして、ペンタン、ヘキサン、オク
タン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の単
一成分系の炭化水素、ガソリン、灯油、軽油、重油等の
鉱油系炭化水素等を挙げることができる。特に、本発明
によれば、上記したなかでも、エチレン、プロピレン、
イソブチレン、1−ブテン、2−ブテン等の低級アルケ
ン、プロパン、ブタン等の低級アルカン、軽油等が好ま
しく用いられる。これら炭化水素は、単独で用いてもよ
く、また、必要に応じて2種類以上併用してもよい。
置くための還元剤としては、好ましくは、水素、一酸化
炭素(CO)、炭化水素、種々の含酸素有機化合物等が
用いられる。このうち、炭化水素としては、例えば、気
体状のものとして、メタン、エタン、プロパン、エチレ
ン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン等の炭化水素
ガス、液体状のものとして、ペンタン、ヘキサン、オク
タン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の単
一成分系の炭化水素、ガソリン、灯油、軽油、重油等の
鉱油系炭化水素等を挙げることができる。特に、本発明
によれば、上記したなかでも、エチレン、プロピレン、
イソブチレン、1−ブテン、2−ブテン等の低級アルケ
ン、プロパン、ブタン等の低級アルカン、軽油等が好ま
しく用いられる。これら炭化水素は、単独で用いてもよ
く、また、必要に応じて2種類以上併用してもよい。
【0047】特に、本発明によれば、自動車のエンジン
排ガスを浄化する場合、その燃料を還元剤として好適に
用いることができる。
排ガスを浄化する場合、その燃料を還元剤として好適に
用いることができる。
【0048】また、含酸素有機化合物としては、例え
ば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノー
ル、オクタノール等のアルコール類、例えば、ジメチル
エーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル等の
エーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、油脂類等のエス
テル類、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン等のケトン類、アセトアルデヒド、
プロピオンアルデヒド等のアルデヒド類等を挙げること
ができる。これら含酸素有機化合物も、単独で用いても
よく、また、必要に応じて2種類以上併用してもよい。
ば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノー
ル、オクタノール等のアルコール類、例えば、ジメチル
エーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル等の
エーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、油脂類等のエス
テル類、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン等のケトン類、アセトアルデヒド、
プロピオンアルデヒド等のアルデヒド類等を挙げること
ができる。これら含酸素有機化合物も、単独で用いても
よく、また、必要に応じて2種類以上併用してもよい。
【0049】更に、本発明においては、上記水素、一酸
化炭素(CO)、炭化水素、含酸素有機化合物の2種以
上の混合物を還元剤として用いることができる。従っ
て、エンジンの燃焼条件をリッチ条件とすることによっ
て生成する水素、一酸化炭素(CO)、炭化水素及び含
酸素有機化合物を含む混合排ガスを還元剤として用い
て、排ガスを浄化するのは、本発明による好ましい態様
の一つである。
化炭素(CO)、炭化水素、含酸素有機化合物の2種以
上の混合物を還元剤として用いることができる。従っ
て、エンジンの燃焼条件をリッチ条件とすることによっ
て生成する水素、一酸化炭素(CO)、炭化水素及び含
酸素有機化合物を含む混合排ガスを還元剤として用い
て、排ガスを浄化するのは、本発明による好ましい態様
の一つである。
【0050】本発明においては、上記還元剤は、用いる
具体的な炭化水素や含酸素有機化合物によっても異なる
が、通常、排ガス中の酸素が還元剤と反応して、酸素濃
度が0%となるに必要な最少の還元剤の量(即ち、化学
量論量)に対して、モル比で0.9〜10程度の範囲で用
いられる。還元剤の使用量が上記最少量(化学量論量)
に対するモル比にて0.9よりも少ないときは、窒素酸化
物が十分に還元されず、他方、上記モル比が10を越え
るときは、未反応の還元剤の排出量が多くなるために、
排ガス中の窒素酸化物の浄化処理の後に、これを除去す
るための後処理が必要となる。
具体的な炭化水素や含酸素有機化合物によっても異なる
が、通常、排ガス中の酸素が還元剤と反応して、酸素濃
度が0%となるに必要な最少の還元剤の量(即ち、化学
量論量)に対して、モル比で0.9〜10程度の範囲で用
いられる。還元剤の使用量が上記最少量(化学量論量)
に対するモル比にて0.9よりも少ないときは、窒素酸化
物が十分に還元されず、他方、上記モル比が10を越え
るときは、未反応の還元剤の排出量が多くなるために、
排ガス中の窒素酸化物の浄化処理の後に、これを除去す
るための後処理が必要となる。
【0051】本発明において、排ガス中の窒素酸化物を
酸化して、触媒上に吸着させるリーン条件と、吸着した
窒素酸化物を還元剤によって還元除去するリッチ条件と
のそれぞれの時間は、排ガス処理条件により適宜に定め
ることができるが、通常、リーン条件が30秒から1
分、リッチ条件が1秒から1分である。
酸化して、触媒上に吸着させるリーン条件と、吸着した
窒素酸化物を還元剤によって還元除去するリッチ条件と
のそれぞれの時間は、排ガス処理条件により適宜に定め
ることができるが、通常、リーン条件が30秒から1
分、リッチ条件が1秒から1分である。
【0052】本発明による触媒が窒素酸化物に対して還
元活性を示す最適の温度は、用いる還元剤や触媒種によ
り異なるが、通常、100〜800℃である。この温度
領域においては、空間速度(SV)5000〜1000
00hr-1程度で排ガスを流通させることが好ましい。
本発明において特に好適な反応温度領域は、150〜5
00℃の範囲である。
元活性を示す最適の温度は、用いる還元剤や触媒種によ
り異なるが、通常、100〜800℃である。この温度
領域においては、空間速度(SV)5000〜1000
00hr-1程度で排ガスを流通させることが好ましい。
本発明において特に好適な反応温度領域は、150〜5
00℃の範囲である。
【0053】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。
【0054】(1)触媒の調製 実施例1 (第1の触媒の調製)硝酸銀(AgNO3 )2.05gと
水和アルミナ(Al2 O3 ・nH2 O、水澤化学工業
(株)製GB−45)41.65g(アルミナとして38.
74g)をイオン交換水100mLに分散させた。この
スラリーをスプレードライヤーにて乾燥し、500℃に
て3時間焼成して、アルミナに銀2重量%を担持させて
なる粉末を得た。
水和アルミナ(Al2 O3 ・nH2 O、水澤化学工業
(株)製GB−45)41.65g(アルミナとして38.
74g)をイオン交換水100mLに分散させた。この
スラリーをスプレードライヤーにて乾燥し、500℃に
て3時間焼成して、アルミナに銀2重量%を担持させて
なる粉末を得た。
【0055】この粉末60gとシリカゾル(日産化学工
業(株)製スノーテックスN)6gとを適当量の水と混
和し、これをジルコニアボール100gを粉砕媒体とし
て遊星ミルで5分間湿式粉砕して、ウォッシュ・コート
用スラリーを調製した。このスラリーをセル数200/
平方インチのコージェライトからなるハニカム基材に塗
布して、銀/γ−アルミナを約150g/L(層厚み7
5μm)の割合で担持させ、更に、500℃にて3時間
焼成した。
業(株)製スノーテックスN)6gとを適当量の水と混
和し、これをジルコニアボール100gを粉砕媒体とし
て遊星ミルで5分間湿式粉砕して、ウォッシュ・コート
用スラリーを調製した。このスラリーをセル数200/
平方インチのコージェライトからなるハニカム基材に塗
布して、銀/γ−アルミナを約150g/L(層厚み7
5μm)の割合で担持させ、更に、500℃にて3時間
焼成した。
【0056】次いで、硝酸ロジウム水溶液(ロジウムと
して8.45重量%)2.80gをイオン交換水で30mL
とし、この水溶液中に上記銀/γ−アルミナを担持させ
たハニカム基材を浸漬した後、付着している過剰の水溶
液を除去し、100℃にて12時間乾燥し、更に、空気
中、600℃で3時間焼成して、ロジウム0.5重量%と
銀2重量%を担持させたγ−アルミナ触媒を得た。この
触媒をA−1という。この触媒の成分割合(重量比)
は、Ag/Rh/γ−アルミナ=2/0.5/97.5であ
った。また、Ag/Rhは、1/0.25(重量基準)で
あった。
して8.45重量%)2.80gをイオン交換水で30mL
とし、この水溶液中に上記銀/γ−アルミナを担持させ
たハニカム基材を浸漬した後、付着している過剰の水溶
液を除去し、100℃にて12時間乾燥し、更に、空気
中、600℃で3時間焼成して、ロジウム0.5重量%と
銀2重量%を担持させたγ−アルミナ触媒を得た。この
触媒をA−1という。この触媒の成分割合(重量比)
は、Ag/Rh/γ−アルミナ=2/0.5/97.5であ
った。また、Ag/Rhは、1/0.25(重量基準)で
あった。
【0057】実施例2 (第1の触媒の調製)硝酸銀(AgNO3 )2.05gと
水和アルミナ(Al2 O3 ・nH2 O、水澤化学工業
(株)製GB−45)41.65g(アルミナとして38.
74g)をイオン交換水100mLに分散させた。この
スラリーをスプレードライヤーにて乾燥し、500℃に
て3時間焼成し、更に、これを水分10%を含む空気雰
囲気中、800℃で18時間焼成して、アルミン酸銀を
γ−アルミナに銀換算で2重量%担持させてなる粉末を
得た。
水和アルミナ(Al2 O3 ・nH2 O、水澤化学工業
(株)製GB−45)41.65g(アルミナとして38.
74g)をイオン交換水100mLに分散させた。この
スラリーをスプレードライヤーにて乾燥し、500℃に
て3時間焼成し、更に、これを水分10%を含む空気雰
囲気中、800℃で18時間焼成して、アルミン酸銀を
γ−アルミナに銀換算で2重量%担持させてなる粉末を
得た。
【0058】このようにして、アルミン酸銀を担持させ
たγ−アルミナのX線回折図を図1に示し、γ−アルミ
ナのみのX線回折図を図2に示す。図1において、○は
アルミン酸銀によるピーク、×はアルミナによるピー
ク、△は銀によるピークを示す。
たγ−アルミナのX線回折図を図1に示し、γ−アルミ
ナのみのX線回折図を図2に示す。図1において、○は
アルミン酸銀によるピーク、×はアルミナによるピー
ク、△は銀によるピークを示す。
【0059】この粉末60gとシリカゾル(日産化学工
業(株)製スノーテックスN)6gとを適当量の水と混
和し、これをジルコニアボール100gを粉砕媒体とし
て遊星ミルで5分間湿式粉砕して、ウォッシュ・コート
用スラリーを調製した。このスラリーをセル数200/
平方インチのコージェライトからなるハニカム基材に塗
布して、銀アルミネート/γ−アルミナを約150g/
L(層厚み77μm)の割合で担持させた。
業(株)製スノーテックスN)6gとを適当量の水と混
和し、これをジルコニアボール100gを粉砕媒体とし
て遊星ミルで5分間湿式粉砕して、ウォッシュ・コート
用スラリーを調製した。このスラリーをセル数200/
平方インチのコージェライトからなるハニカム基材に塗
布して、銀アルミネート/γ−アルミナを約150g/
L(層厚み77μm)の割合で担持させた。
【0060】次に、硝酸ロジウム水溶液(ロジウムとし
て8.45重量%)5.61gを水で30mLとし、この水
溶液中に上記銀アルミネート/γ−アルミナ担持させた
ハニカム基材を浸漬し、付着している過剰の水溶液を除
去し、100℃にて12時間乾燥し、更に、空気中、6
00℃で3時間焼成して、アルミン酸銀2重量%(銀換
算)とロジウム1重量%を担持させたγ−アルミナ触媒
を得た。この触媒の成分割合(重量比)は、Ag/Rh
/γ−アルミナ=2/1/97であった。また、Ag/
Rh比は、1/0.5(重量基準)であった。
て8.45重量%)5.61gを水で30mLとし、この水
溶液中に上記銀アルミネート/γ−アルミナ担持させた
ハニカム基材を浸漬し、付着している過剰の水溶液を除
去し、100℃にて12時間乾燥し、更に、空気中、6
00℃で3時間焼成して、アルミン酸銀2重量%(銀換
算)とロジウム1重量%を担持させたγ−アルミナ触媒
を得た。この触媒の成分割合(重量比)は、Ag/Rh
/γ−アルミナ=2/1/97であった。また、Ag/
Rh比は、1/0.5(重量基準)であった。
【0061】実施例3 (第1の触媒の調製)硝酸銀(AgNO3 )4.10gと
水和アルミナ(Al2 O3 ・nH2 O、水澤化学工業
(株)製GB−45)41.65g(アルミナとして38.
74g)をイオン交換水100mLに分散させた。この
スラリーをスプレードライヤーにて乾燥し、500℃に
て3時間焼成し、銀をアルミナに4重量%担持させた粉
末を得た。
水和アルミナ(Al2 O3 ・nH2 O、水澤化学工業
(株)製GB−45)41.65g(アルミナとして38.
74g)をイオン交換水100mLに分散させた。この
スラリーをスプレードライヤーにて乾燥し、500℃に
て3時間焼成し、銀をアルミナに4重量%担持させた粉
末を得た。
【0062】この粉末60gとシリカゾル(日産化学工
業(株)製スノーテックスN)6gとを適当量の水と混
和し、これをジルコニアボール100gを粉砕媒体とし
て遊星ミルで5分間湿式粉砕して、ウォッシュ・コート
用スラリーを調製した。このスラリーをセル数200/
平方インチのコージェライトからなるハニカム基材に塗
布して、Ag/γ−アルミナを約150g/L(層厚み
77μm)の割合で担持させた。
業(株)製スノーテックスN)6gとを適当量の水と混
和し、これをジルコニアボール100gを粉砕媒体とし
て遊星ミルで5分間湿式粉砕して、ウォッシュ・コート
用スラリーを調製した。このスラリーをセル数200/
平方インチのコージェライトからなるハニカム基材に塗
布して、Ag/γ−アルミナを約150g/L(層厚み
77μm)の割合で担持させた。
【0063】次いで、硝酸ロジウム水溶液(ロジウムと
して8.45重量%)5.61gをイオン交換水で30mL
とし、この水溶液中に上記銀をアルミナに4重量%担持
させたハニカム基材を浸漬した後、付着している過剰の
水溶液を除去し、100℃にて12時間乾燥し、更に、
空気中、600℃で3時間焼成して、銀4重量%とロジ
ウム1重量%を担持させたγ−アルミナ触媒を得た。こ
の触媒の成分割合(重量比)は、Ag/Rh/γ−アル
ミナ/=4/1/95であった。また、Ag/Rh比
は、1/0.25(重量基準)であった。
して8.45重量%)5.61gをイオン交換水で30mL
とし、この水溶液中に上記銀をアルミナに4重量%担持
させたハニカム基材を浸漬した後、付着している過剰の
水溶液を除去し、100℃にて12時間乾燥し、更に、
空気中、600℃で3時間焼成して、銀4重量%とロジ
ウム1重量%を担持させたγ−アルミナ触媒を得た。こ
の触媒の成分割合(重量比)は、Ag/Rh/γ−アル
ミナ/=4/1/95であった。また、Ag/Rh比
は、1/0.25(重量基準)であった。
【0064】実施例4 (第2の触媒の調製)硝酸銀(AgNO3 )2.05gと
水和アルミナ(Al2 O3 ・nH2 O、水澤化学工業
(株)製GB−45)41.65g(アルミナとして38.
74g)をイオン交換水100mLに分散させた。この
スラリーをスプレードライヤーにて乾燥し、500℃に
て3時間焼成し、更に、これを水分10%を含む空気雰
囲気中、800℃にて18時間焼成して、アルミン酸銀
をアルミナに銀換算で2重量%担持させた粉末を得た。
水和アルミナ(Al2 O3 ・nH2 O、水澤化学工業
(株)製GB−45)41.65g(アルミナとして38.
74g)をイオン交換水100mLに分散させた。この
スラリーをスプレードライヤーにて乾燥し、500℃に
て3時間焼成し、更に、これを水分10%を含む空気雰
囲気中、800℃にて18時間焼成して、アルミン酸銀
をアルミナに銀換算で2重量%担持させた粉末を得た。
【0065】この粉末60gとシリカゾル(日産化学工
業(株)製スノーテックスN)6gとを適当量の水と混
和し、これをジルコニアボール100gを粉砕媒体とし
て遊星ミルで5分間湿式粉砕して、ウォッシュ・コート
用スラリーを調製した。このスラリーをセル数200/
平方インチのコージェライトからなるハニカム基材に塗
布して、アルミン酸銀/γ−アルミナを約150g/L
(層厚み77μm)の割合で担持させた。
業(株)製スノーテックスN)6gとを適当量の水と混
和し、これをジルコニアボール100gを粉砕媒体とし
て遊星ミルで5分間湿式粉砕して、ウォッシュ・コート
用スラリーを調製した。このスラリーをセル数200/
平方インチのコージェライトからなるハニカム基材に塗
布して、アルミン酸銀/γ−アルミナを約150g/L
(層厚み77μm)の割合で担持させた。
【0066】次いで、硝酸ロジウム水溶液(ロジウムと
して8.45重量%)5.61gとジニトロジアンミン白金
水溶液(Ptとして15.09重量%)1.55gをイオン
交換水で30mLとし、この水溶液中に上記アルミン酸
銀/γ−アルミナを担持させたハニカム基材を浸漬した
後、付着している過剰の水溶液を除去し、100℃にて
12時間乾燥し、更に、空気中、600℃で3時間焼成
して、アルミン酸銀2重量%とロジウム1重量%と白金
0.5重量%を担持させたγ−アルミナ触媒を得た。この
触媒の成分割合(重量比)は、Ag/Rh/Pt/γ−
アルミナ=2/1/0.5/96.5であった。また、Ag
/Rh/Pt比は、1/0.5/0.25(重量基準)であ
った。
して8.45重量%)5.61gとジニトロジアンミン白金
水溶液(Ptとして15.09重量%)1.55gをイオン
交換水で30mLとし、この水溶液中に上記アルミン酸
銀/γ−アルミナを担持させたハニカム基材を浸漬した
後、付着している過剰の水溶液を除去し、100℃にて
12時間乾燥し、更に、空気中、600℃で3時間焼成
して、アルミン酸銀2重量%とロジウム1重量%と白金
0.5重量%を担持させたγ−アルミナ触媒を得た。この
触媒の成分割合(重量比)は、Ag/Rh/Pt/γ−
アルミナ=2/1/0.5/96.5であった。また、Ag
/Rh/Pt比は、1/0.5/0.25(重量基準)であ
った。
【0067】実施例5 (第2の触媒の調製)実施例4において、ジニトロジア
ンミン白金水溶液(Ptとして15.09重量%)に代え
て、硝酸パラジウム水溶液(Pdとして4.37重量%)
5.43gを用いた以外は、実施例4と同様にして、アル
ミン酸銀2重量%とロジウム1重量%とパラジウム0.5
重量%を担持させたγ−アルミナ触媒を得た。上記触媒
の成分割合(重量比)は、アルミン酸銀/Rh/Pd/
γ−アルミナ=2/1/0.5/96.5であった。また、
Ag/Rh/Pd比は、1/0.5/0.25(重量基準)
であった。
ンミン白金水溶液(Ptとして15.09重量%)に代え
て、硝酸パラジウム水溶液(Pdとして4.37重量%)
5.43gを用いた以外は、実施例4と同様にして、アル
ミン酸銀2重量%とロジウム1重量%とパラジウム0.5
重量%を担持させたγ−アルミナ触媒を得た。上記触媒
の成分割合(重量比)は、アルミン酸銀/Rh/Pd/
γ−アルミナ=2/1/0.5/96.5であった。また、
Ag/Rh/Pd比は、1/0.5/0.25(重量基準)
であった。
【0068】実施例6 (第2の触媒の調製)実施例4において、ジニトロジア
ンミン白金水溶液(Ptとして15.09重量%)に代え
て、塩化イリジウム水溶液(イリジウムとして5.00重
量%)4.71gを用いた以外は、実施例4と同様にし
て、アルミン酸銀2重量%とロジウム1重量%とイリジ
ウム0.5重量%を担持させたγ−アルミナ触媒を得た。
上記触媒の成分割合(重量比)は、アルミン酸銀/Rh
/Ir/γ−アルミナ=2/1/0.5/96.5であっ
た。また、Ag/Rh/Ir比は、1/0.5/0.25
(重量基準)であった。
ンミン白金水溶液(Ptとして15.09重量%)に代え
て、塩化イリジウム水溶液(イリジウムとして5.00重
量%)4.71gを用いた以外は、実施例4と同様にし
て、アルミン酸銀2重量%とロジウム1重量%とイリジ
ウム0.5重量%を担持させたγ−アルミナ触媒を得た。
上記触媒の成分割合(重量比)は、アルミン酸銀/Rh
/Ir/γ−アルミナ=2/1/0.5/96.5であっ
た。また、Ag/Rh/Ir比は、1/0.5/0.25
(重量基準)であった。
【0069】実施例7 (第1の触媒の調製)硝酸銀(AgNO3 )5.13gと
水和アルミナ(Al2 O3 ・nH2 O、水澤化学工業
(株)製GB−45)41.65g(アルミナとして38.
74g)をイオン交換水100mLに分散させた。この
スラリーをスプレードライヤーにて乾燥し、500℃に
て3時間焼成して、アルミナに銀5重量%を担持させて
なる粉末を得た。
水和アルミナ(Al2 O3 ・nH2 O、水澤化学工業
(株)製GB−45)41.65g(アルミナとして38.
74g)をイオン交換水100mLに分散させた。この
スラリーをスプレードライヤーにて乾燥し、500℃に
て3時間焼成して、アルミナに銀5重量%を担持させて
なる粉末を得た。
【0070】この粉末60gとシリカゾル(日産化学工
業(株)製スノーテックスN)6gとを適当量の水と混
和し、これをジルコニアボール100gを粉砕媒体とし
て遊星ミルで5分間湿式粉砕して、ウォッシュ・コート
用スラリーを調製した。このスラリーをセル数200/
平方インチのコージェライトからなるハニカム基材に塗
布して、Ag/γ−アルミナを約150g/L(層厚み
75μm)の割合で担持させ、更に、500℃にて3時
間焼成した。
業(株)製スノーテックスN)6gとを適当量の水と混
和し、これをジルコニアボール100gを粉砕媒体とし
て遊星ミルで5分間湿式粉砕して、ウォッシュ・コート
用スラリーを調製した。このスラリーをセル数200/
平方インチのコージェライトからなるハニカム基材に塗
布して、Ag/γ−アルミナを約150g/L(層厚み
75μm)の割合で担持させ、更に、500℃にて3時
間焼成した。
【0071】次いで、硝酸ロジウム水溶液(ロジウムと
して8.45重量%)11.2gをイオン交換水で30mL
とし、この水溶液中に上記Ag/γ−アルミナを担持さ
せたハニカム基材を浸漬した後、付着している過剰の水
溶液を除去し、100℃にて12時間乾燥し、更に、空
気中、600℃で3時間焼成して、銀5重量%とロジウ
ム2.0重量%を担持させたγ−アルミナ触媒を得た。こ
の触媒をA−7という。この触媒の成分割合(重量比)
は、Ag/Rh/γ−アルミナ=5/2/93であっ
た。また、Ag/Rh比は、1/0.4(重量基準)であ
った。
して8.45重量%)11.2gをイオン交換水で30mL
とし、この水溶液中に上記Ag/γ−アルミナを担持さ
せたハニカム基材を浸漬した後、付着している過剰の水
溶液を除去し、100℃にて12時間乾燥し、更に、空
気中、600℃で3時間焼成して、銀5重量%とロジウ
ム2.0重量%を担持させたγ−アルミナ触媒を得た。こ
の触媒をA−7という。この触媒の成分割合(重量比)
は、Ag/Rh/γ−アルミナ=5/2/93であっ
た。また、Ag/Rh比は、1/0.4(重量基準)であ
った。
【0072】比較例1 炭酸バリウム(BaCO3 )20gとγ−アルミナ粉末
(住友化学工業(株)製AC11K)40gとシリカゾ
ル6gとを適当量の水と混和し、これをジルコニアボー
ル100gを粉砕媒体として、遊星ミルで5分間湿式粉
砕して、ウォッシュ・コート用スラリーを調製した。こ
のスラリーをセル数200/平方インチのコージェライ
トからなるハニカム基材に塗布して、炭酸バリウムとγ
−アルミナを約150g/L(層厚み79μm)の割合
で担持させた。
(住友化学工業(株)製AC11K)40gとシリカゾ
ル6gとを適当量の水と混和し、これをジルコニアボー
ル100gを粉砕媒体として、遊星ミルで5分間湿式粉
砕して、ウォッシュ・コート用スラリーを調製した。こ
のスラリーをセル数200/平方インチのコージェライ
トからなるハニカム基材に塗布して、炭酸バリウムとγ
−アルミナを約150g/L(層厚み79μm)の割合
で担持させた。
【0073】ジニトロジアンミン白金水溶液(白金とし
て15.09重量%)6.25gをイオン交換水で30mL
とし、この水溶液中に上記炭酸バリウムとγ−アルミナ
を担持させたハニカム基材を浸漬し、付着している過剰
の水溶液を除去し、100℃にて12時間乾燥し、更
に、空気中、600℃にて3時間焼成して、白金2重量
%を担持させた酸化バリウム/γ−アルミナ触媒を得
た。この触媒の成分割合(重量比)は、BaO/Pt/
γ−アルミナ=96.2/3.8/96.2であった。
て15.09重量%)6.25gをイオン交換水で30mL
とし、この水溶液中に上記炭酸バリウムとγ−アルミナ
を担持させたハニカム基材を浸漬し、付着している過剰
の水溶液を除去し、100℃にて12時間乾燥し、更
に、空気中、600℃にて3時間焼成して、白金2重量
%を担持させた酸化バリウム/γ−アルミナ触媒を得
た。この触媒の成分割合(重量比)は、BaO/Pt/
γ−アルミナ=96.2/3.8/96.2であった。
【0074】比較例2 炭酸バリウム(BaCO3 )75.00gとアルミナゾル
(日産化学工業(株)製A−20、アルミナ含量20重
量%)193.70g(アルミナとして38.74g)をイ
オン交換水200mLに分散させた。このスラリーに粉
砕媒体としてジルコニアボール100mLを加え、遊星
ミルで30分間、湿式粉砕した。このようにして得たス
ラリーを蒸発乾固さた後、空気中、600℃で3時間焼
成して、バリウムとアルミニウムの複合酸化物(BaO
・Al2 O3 )を得た。
(日産化学工業(株)製A−20、アルミナ含量20重
量%)193.70g(アルミナとして38.74g)をイ
オン交換水200mLに分散させた。このスラリーに粉
砕媒体としてジルコニアボール100mLを加え、遊星
ミルで30分間、湿式粉砕した。このようにして得たス
ラリーを蒸発乾固さた後、空気中、600℃で3時間焼
成して、バリウムとアルミニウムの複合酸化物(BaO
・Al2 O3 )を得た。
【0075】一方、硝酸アルミニウム(Al(NO3 )
3 ・9H2 O)275.96gと四塩化チタン(TiCl
4 )水溶液(チタンを酸化チタンとして10重量%含有
する。)125.01gをイオン交換水2Lに溶解させ
た。これに1/10規定のアンモニア水を、攪拌下、p
H8に設定したpHコントローラにてpHを調節しなが
ら滴下した。滴下終了後、1時間熟成して、水酸化アル
ミニウムと水酸化チタンの混合物のスラリーを得た。こ
のスラリーを濾過、水洗した後、700℃で3時間、空
気中で焼成して、アルミナとチタニアとの重量比75/
25の混合物を得た。
3 ・9H2 O)275.96gと四塩化チタン(TiCl
4 )水溶液(チタンを酸化チタンとして10重量%含有
する。)125.01gをイオン交換水2Lに溶解させ
た。これに1/10規定のアンモニア水を、攪拌下、p
H8に設定したpHコントローラにてpHを調節しなが
ら滴下した。滴下終了後、1時間熟成して、水酸化アル
ミニウムと水酸化チタンの混合物のスラリーを得た。こ
のスラリーを濾過、水洗した後、700℃で3時間、空
気中で焼成して、アルミナとチタニアとの重量比75/
25の混合物を得た。
【0076】次に、前記バリウムとアルミニウムの複合
酸化物粉末30gとγ−アルミナ/チタニア混合物粉末
30gとシリカゾル(日産化学工業(株)製スノーテッ
クスN)6gとを適当量の水と混和し、これをジルコニ
アボール100gを粉砕媒体として遊星ミルで5分間湿
式粉砕して、ウォッシュ・コート用スラリーを調製し
た。このスラリーをセル数200/平方インチのコージ
ェライトからなるハニカム基材に塗布して、バリウムと
アルミニウムの複合酸化物とγ−アルミナ/チタニアを
約150g/L(層厚み79μm)の割合で担持させ
た。
酸化物粉末30gとγ−アルミナ/チタニア混合物粉末
30gとシリカゾル(日産化学工業(株)製スノーテッ
クスN)6gとを適当量の水と混和し、これをジルコニ
アボール100gを粉砕媒体として遊星ミルで5分間湿
式粉砕して、ウォッシュ・コート用スラリーを調製し
た。このスラリーをセル数200/平方インチのコージ
ェライトからなるハニカム基材に塗布して、バリウムと
アルミニウムの複合酸化物とγ−アルミナ/チタニアを
約150g/L(層厚み79μm)の割合で担持させ
た。
【0077】次いで、ジニトロジアンミン白金水溶液
(白金として15.09重量%)6.25gをイオン交換水
で30mLとし、この水溶液中に上記バリウムとアルミ
ニウムの複合酸化物とγ−アルミナ/チタニアを担持さ
せたハニカム基材を浸漬した後、付着している過剰の水
溶液を除去し、100℃にて12時間乾燥し、更に、空
気中、600℃で3時間焼成して、白金2重量%を担持
させたバリウムとアルミニウムの複合酸化物/γ−アル
ミナ/チタニア触媒を得た。この触媒の成分割合(重量
比)は、BaO・Al2 O3 /Pt/γ−アルミナ/チ
タニア=96.2/3.8/72.1/24.0であった。
(白金として15.09重量%)6.25gをイオン交換水
で30mLとし、この水溶液中に上記バリウムとアルミ
ニウムの複合酸化物とγ−アルミナ/チタニアを担持さ
せたハニカム基材を浸漬した後、付着している過剰の水
溶液を除去し、100℃にて12時間乾燥し、更に、空
気中、600℃で3時間焼成して、白金2重量%を担持
させたバリウムとアルミニウムの複合酸化物/γ−アル
ミナ/チタニア触媒を得た。この触媒の成分割合(重量
比)は、BaO・Al2 O3 /Pt/γ−アルミナ/チ
タニア=96.2/3.8/72.1/24.0であった。
【0078】(2)評価試験 以上の実施例と比較例による触媒を用いて、下記の試験
条件にて、窒素酸化物を含む排ガスの浄化(窒素酸化物
の接触還元)を行なって、窒素酸化物の除去率をケミカ
ル・ルミネッセンス法にて求めた。この際、窒素酸化物
の除去率は、リッチ条件及びリーン条件での窒素酸化物
濃度の時間を関数とする積分値から求めた。
条件にて、窒素酸化物を含む排ガスの浄化(窒素酸化物
の接触還元)を行なって、窒素酸化物の除去率をケミカ
ル・ルミネッセンス法にて求めた。この際、窒素酸化物
の除去率は、リッチ条件及びリーン条件での窒素酸化物
濃度の時間を関数とする積分値から求めた。
【0079】(試験条件) (1)ガス組成 リッチ条件 NO 530ppm O2 0.3容量% 水素 2容量% CO 3容量% プロピレン 3000ppm SO2 42ppm 水 8.4容量% CO2 7.4容量% 窒素 残部
【0080】 リーン条件 NO 500ppm O2 10容量% 水素 2000ppm CO 0.5容量% プロピレン 2000ppm SO2 40ppm 水 8容量% CO2 7容量% 窒素 残部
【0081】上記リッチ条件とリーン条件を5秒、55
秒の間隔で交互に振動させた。
秒の間隔で交互に振動させた。
【0082】(2)空間速度 100000hr-1に
て排ガスを供給した。
て排ガスを供給した。
【0083】(3)反応温度 200℃、250℃、
300℃、350℃、400℃、450℃ 結果を表1に示す。
300℃、350℃、400℃、450℃ 結果を表1に示す。
【0084】
【表1】
【0085】次に実施例4、実施例7、比較例1及び比
較例2にて調製した触媒を用いて、反応温度を600℃
とした以外は、上記反応条件で3時間反応を行なった
後、上記反応条件下で排ガスの浄化を行なって、触媒の
耐熱性及び耐硫黄酸化物性を評価した。結果を表2に示
す。
較例2にて調製した触媒を用いて、反応温度を600℃
とした以外は、上記反応条件で3時間反応を行なった
後、上記反応条件下で排ガスの浄化を行なって、触媒の
耐熱性及び耐硫黄酸化物性を評価した。結果を表2に示
す。
【0086】
【表2】
【0087】
【発明の効果】表1及び表2に示す結果から明らかなよ
うに、本発明によれば、排ガスが硫黄酸化物を含む場合
であっても、用いる触媒の窒素酸化物の吸蔵機能が低下
せず、しかも、耐熱性にもすぐれるので、長期間にわた
って、排ガス中の窒素酸化物を安定して効率よく還元す
ることができる。これに対して、酸化バリウム/白金や
酸化バリウムと酸化アルミニウムとの複合酸化物/白金
を担体に担持させてなる触媒によれば、排ガスが硫黄酸
化物を含む場合、窒素酸化物の浄化性能の低下が著し
く、安定して窒素酸化物を除去することができない。
うに、本発明によれば、排ガスが硫黄酸化物を含む場合
であっても、用いる触媒の窒素酸化物の吸蔵機能が低下
せず、しかも、耐熱性にもすぐれるので、長期間にわた
って、排ガス中の窒素酸化物を安定して効率よく還元す
ることができる。これに対して、酸化バリウム/白金や
酸化バリウムと酸化アルミニウムとの複合酸化物/白金
を担体に担持させてなる触媒によれば、排ガスが硫黄酸
化物を含む場合、窒素酸化物の浄化性能の低下が著し
く、安定して窒素酸化物を除去することができない。
【図1】は、実施例2において調製した銀アルミネート
を担持させたγ−アルミナのX線回折図である。
を担持させたγ−アルミナのX線回折図である。
【図2】は、γ−アルミナのX線回折図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田畑 啓一 大阪府堺市戎島町5丁1番地 堺化学工業 株式会社中央研究所内 (72)発明者 植田 計幸 大阪府堺市戎島町5丁1番地 堺化学工業 株式会社中央研究所内
Claims (10)
- 【請求項1】(a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくと
も1種と、 (b) ロジウムとからなることを特徴とする排ガス浄化触
媒。 - 【請求項2】(a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくと
も1種と、 (b) ロジウムとを担体に0.1〜20重量%の範囲で担持
させてなり、(a) /(b) 重量比が金属換算にて1/0.0
1〜10の範囲である請求項1に記載の排ガス浄化触
媒。 - 【請求項3】(a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくと
も1種と、 (b) ロジウムと、 (c) 白金、パラジウム及びイリジウムから選ばれる少な
くとも1種とからなることを特徴とする排ガス浄化触
媒。 - 【請求項4】(a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくと
も1種と、 (b) ロジウムと、 (c) 白金、パラジウム及びイリジウムから選ばれる少な
くとも1種とを担体に0.1〜20重量%の範囲で担持さ
せてなり、(a) /(b) /(c) 重量比が金属換算にて1/
0.01〜10/0.01〜5の範囲である請求項3に記載
の排ガス浄化触媒。 - 【請求項5】銀化合物が酸化銀又はアルミン酸銀である
請求項1から4のいずれかに記載の排ガス浄化触媒。 - 【請求項6】排ガスの処理雰囲気を酸素過剰雰囲気と還
元雰囲気との間で交互に振動させることによって、排ガ
ス中の窒素酸化物、炭化水素及び一酸化炭素の三元成分
を浄化する排ガス浄化方法において、排ガスを (a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくとも1種と、 (b) ロジウムとからなる触媒に接触させることを特徴と
する排ガス浄化方法。 - 【請求項7】触媒が (a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくとも1種と、 (b) ロジウムとを担体に0.1〜20重量%の範囲で担持
させてなり、(a) /(b) 重量比が金属換算にて1/0.0
1〜10の範囲である請求項6に記載の排ガス浄化方
法。 - 【請求項8】排ガスの処理雰囲気を酸素過剰雰囲気と還
元雰囲気との間で交互に振動させることによって、排ガ
ス中の窒素酸化物、炭化水素及び一酸化炭素の三元成分
を浄化する排ガス浄化方法において、排ガスを (a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくとも1種と、 (b) ロジウムと、 (c) 白金、パラジウム及びイリジウムから選ばれる少な
くとも1種とからなる触媒に接触させることを特徴とす
る排ガス浄化方法。 - 【請求項9】触媒が (a) 銀及び銀化合物から選ばれる少なくとも1種と、 (b) ロジウムと、 (c) 白金、パラジウム及びイリジウムから選ばれる少な
くとも1種とを担体に0.1〜20重量%の範囲で担持さ
せてなり、(a) /(b) /(c) 重量比が金属換算にて1/
0.01〜10/0.01〜5の範囲である請求項8に記載
の排ガス浄化方法。 - 【請求項10】銀化合物が酸化銀又はアルミン酸銀であ
る請求項5から9のいずれかに記載の排ガス浄化方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9279193A JPH11114420A (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 排ガス浄化触媒及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9279193A JPH11114420A (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 排ガス浄化触媒及び方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11114420A true JPH11114420A (ja) | 1999-04-27 |
Family
ID=17607740
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9279193A Pending JPH11114420A (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 排ガス浄化触媒及び方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11114420A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009060822A1 (ja) * | 2007-11-08 | 2009-05-14 | Honda Motor Co., Ltd. | 内燃機関の排気浄化装置及び排気浄化方法 |
JP2009247975A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Toyota Motor Corp | 自動車排ガス浄化触媒 |
JP2010504205A (ja) * | 2006-09-20 | 2010-02-12 | ビーエーエスエフ、カタリスツ、エルエルシー | 排気ガス流中のNOxを減少させる触媒及び製造方法 |
JP2012239980A (ja) * | 2011-05-19 | 2012-12-10 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-10-13 JP JP9279193A patent/JPH11114420A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010504205A (ja) * | 2006-09-20 | 2010-02-12 | ビーエーエスエフ、カタリスツ、エルエルシー | 排気ガス流中のNOxを減少させる触媒及び製造方法 |
WO2009060822A1 (ja) * | 2007-11-08 | 2009-05-14 | Honda Motor Co., Ltd. | 内燃機関の排気浄化装置及び排気浄化方法 |
JP2009112967A (ja) * | 2007-11-08 | 2009-05-28 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置及び排気浄化方法 |
JP2009247975A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Toyota Motor Corp | 自動車排ガス浄化触媒 |
JP2012239980A (ja) * | 2011-05-19 | 2012-12-10 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
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