JPH11137999A - 排ガス浄化触媒およびその製造方法 - Google Patents
排ガス浄化触媒およびその製造方法Info
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- JPH11137999A JPH11137999A JP9310498A JP31049897A JPH11137999A JP H11137999 A JPH11137999 A JP H11137999A JP 9310498 A JP9310498 A JP 9310498A JP 31049897 A JP31049897 A JP 31049897A JP H11137999 A JPH11137999 A JP H11137999A
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 触媒を製造する際に、触媒前駆体を得るため
に使用するアルカリ性化合物の使用量を低減することに
よって、コストダウンと製造工程の短縮化を図る。 【解決手段】 ロジウム,アルミニウム,ジルコニウム
および亜鉛を含んでなり、かつ前記ロジウムが触媒中に
難還元性の酸化物として存在していることを特徴とする
排ガス浄化触媒。
に使用するアルカリ性化合物の使用量を低減することに
よって、コストダウンと製造工程の短縮化を図る。 【解決手段】 ロジウム,アルミニウム,ジルコニウム
および亜鉛を含んでなり、かつ前記ロジウムが触媒中に
難還元性の酸化物として存在していることを特徴とする
排ガス浄化触媒。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、酸素過剰存在下
においても窒素酸化物を選択的に除去することができる
排ガス浄化触媒およびその製造方法に関するものであ
る。
においても窒素酸化物を選択的に除去することができる
排ガス浄化触媒およびその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来よりアルミナに代表される金属酸化
物担体にロジウムを分散担持した触媒が、酸素過剰存在
下においても、窒素酸化物を除去することができること
は知られている。しかし、このタイプの触媒の窒素酸化
物の除去性能には限界があった。窒素酸化物の除去性能
に限界があるのは、窒素酸化物を還元除去するのに必要
な排ガス中の炭化水素が、過剰に存在する酸素によって
燃焼して消費されてしまい、窒素酸化物の還元除去に寄
与する炭化水素が減少するためである。
物担体にロジウムを分散担持した触媒が、酸素過剰存在
下においても、窒素酸化物を除去することができること
は知られている。しかし、このタイプの触媒の窒素酸化
物の除去性能には限界があった。窒素酸化物の除去性能
に限界があるのは、窒素酸化物を還元除去するのに必要
な排ガス中の炭化水素が、過剰に存在する酸素によって
燃焼して消費されてしまい、窒素酸化物の還元除去に寄
与する炭化水素が減少するためである。
【0003】この問題を解決するためには、すなわち、
窒素酸化物の除去性能の向上を図るためには、酸化物担
体上にロジウムを保持するのではなく、特定の酸化物中
にロジウムを安定に固定することにより、通常のロジウ
ム触媒では実現することが困難な難還元性の酸化ロジウ
ムを形成させ、酸化ロジウムと金属ロジウムの間の酸化
−還元反応を経由した炭化水素の酸素による酸化反応を
抑制する必要がある。このようにすれば、炭化水素を窒
素酸化物の還元除去に有効に利用することができ、従っ
て、窒素酸化物の除去効率を向上させることができる触
媒を得ることができる。
窒素酸化物の除去性能の向上を図るためには、酸化物担
体上にロジウムを保持するのではなく、特定の酸化物中
にロジウムを安定に固定することにより、通常のロジウ
ム触媒では実現することが困難な難還元性の酸化ロジウ
ムを形成させ、酸化ロジウムと金属ロジウムの間の酸化
−還元反応を経由した炭化水素の酸素による酸化反応を
抑制する必要がある。このようにすれば、炭化水素を窒
素酸化物の還元除去に有効に利用することができ、従っ
て、窒素酸化物の除去効率を向上させることができる触
媒を得ることができる。
【0004】このような特徴を持った触媒として本発明
者は、先にロジウム,アルミニウムおよびジルコニウム
を含んでなる触媒とその製造方法を提案した(特願平9
−164386号参照)。
者は、先にロジウム,アルミニウムおよびジルコニウム
を含んでなる触媒とその製造方法を提案した(特願平9
−164386号参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この触媒は触媒性能と
しては優れたものであるが、生産コスト,製造工程の簡
略化の面の考慮が十分ではなかった。本発明は、このよ
うな問題を解決するためになされたもので、その目的と
するところは、触媒を製造する際に、触媒前駆体を得る
ために使用するアルカリ性化合物の使用量を低減するこ
とによって、コストダウンを図るとともに製造工程を短
縮化することにある。
しては優れたものであるが、生産コスト,製造工程の簡
略化の面の考慮が十分ではなかった。本発明は、このよ
うな問題を解決するためになされたもので、その目的と
するところは、触媒を製造する際に、触媒前駆体を得る
ために使用するアルカリ性化合物の使用量を低減するこ
とによって、コストダウンを図るとともに製造工程を短
縮化することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明が提供する排ガス
浄化触媒は、ロジウム,アルミニウム,ジルコニウムお
よび亜鉛を含んでなる触媒であって、ロジウムが触媒中
に難還元性の酸化物として存在していることを特徴とす
るものである。この触媒は、特願平9−164386号
において提案した触媒に亜鉛を添加することによって、
アルカリ性化合物の使用量の低減を可能にしたものであ
る。
浄化触媒は、ロジウム,アルミニウム,ジルコニウムお
よび亜鉛を含んでなる触媒であって、ロジウムが触媒中
に難還元性の酸化物として存在していることを特徴とす
るものである。この触媒は、特願平9−164386号
において提案した触媒に亜鉛を添加することによって、
アルカリ性化合物の使用量の低減を可能にしたものであ
る。
【0007】また、本発明が提供する排ガス浄化触媒の
製造方法は、ロジウム,アルミニウム,ジルコニウムお
よび亜鉛を含む溶液にアルカリ性化合物を添加する共沈
法により得た沈殿を熱処理する方法である。
製造方法は、ロジウム,アルミニウム,ジルコニウムお
よび亜鉛を含む溶液にアルカリ性化合物を添加する共沈
法により得た沈殿を熱処理する方法である。
【0008】
【作用】この発明においては、酸化物の特定のサイトに
ロジウムを固定することにより、通常の担持ロジウム触
媒では得られない難還元性の酸化ロジウムを生成する。
そのためには、母体となる酸化物を好ましい状態、すな
わち結晶化度の良い状態にする必要がある。そのための
方法の一つに、多量のアルカリを用いてアルカリ性の強
い溶液中で触媒の前駆体を熟成する方法がある。
ロジウムを固定することにより、通常の担持ロジウム触
媒では得られない難還元性の酸化ロジウムを生成する。
そのためには、母体となる酸化物を好ましい状態、すな
わち結晶化度の良い状態にする必要がある。そのための
方法の一つに、多量のアルカリを用いてアルカリ性の強
い溶液中で触媒の前駆体を熟成する方法がある。
【0009】しかし、本発明の目的であるアルカリの使
用量の低減を行うためには、アルカリ以外の他の物質で
酸化物の結晶化度の向上を果たさなければならない。こ
こにいう他の物質として有効なのが、亜鉛である。触媒
の原料に亜鉛を添加すれば、少ないアルカリの使用で
も、多量のアルカリを使用した場合と同様に、酸化物の
結晶化度が向上する。
用量の低減を行うためには、アルカリ以外の他の物質で
酸化物の結晶化度の向上を果たさなければならない。こ
こにいう他の物質として有効なのが、亜鉛である。触媒
の原料に亜鉛を添加すれば、少ないアルカリの使用で
も、多量のアルカリを使用した場合と同様に、酸化物の
結晶化度が向上する。
【0010】本発明では、原料の1つに亜鉛を使用する
ので、触媒を製造する際に触媒前駆体を得るために使用
するアルカリ性化合物の使用量を低減することができ、
コストダウンを図れるとともに、製造工程を短縮化する
ことができる。
ので、触媒を製造する際に触媒前駆体を得るために使用
するアルカリ性化合物の使用量を低減することができ、
コストダウンを図れるとともに、製造工程を短縮化する
ことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を実
施例により詳細に説明する。
施例により詳細に説明する。
【0012】(実施例1)(Rh−Zn−Zr−Al酸
化物触媒の合成) ロジウムと亜鉛とジルコニウムとアルミニウムの原子数
比が1:10:70:80となるように硝酸ロジウムと
硝酸亜鉛と硝酸ジルコニルと硝酸アルミニウムを混合し
た水溶液を作成した。この水溶液を撹拌しながらアンモ
ニア水を滴下した。アンモニア水の滴下は水溶液のpH
を測定しながら行い、pHが7.0となったところで滴
下を停止した。このとき生成したロジウムと亜鉛とアル
ミニウムとジルコニウムの共沈物を含む水溶液を室温で
17時間放置した。
化物触媒の合成) ロジウムと亜鉛とジルコニウムとアルミニウムの原子数
比が1:10:70:80となるように硝酸ロジウムと
硝酸亜鉛と硝酸ジルコニルと硝酸アルミニウムを混合し
た水溶液を作成した。この水溶液を撹拌しながらアンモ
ニア水を滴下した。アンモニア水の滴下は水溶液のpH
を測定しながら行い、pHが7.0となったところで滴
下を停止した。このとき生成したロジウムと亜鉛とアル
ミニウムとジルコニウムの共沈物を含む水溶液を室温で
17時間放置した。
【0013】その後、その水溶液を80℃に加熱して撹
拌しながら5時間の温熱処理を行った。ここで得られた
溶液を吸引ろ過することにより、ゲル状の共沈物質を得
た。このゲルを2リットルの純水で洗浄した後、110
℃で17時間乾燥し、乳鉢で粉砕することにより微粉末
を得た。この粉末を800℃で5時間焼成することによ
り求めるロジウム・亜鉛・ジルコニウム・アルミニウム
酸化物触媒を合成した。
拌しながら5時間の温熱処理を行った。ここで得られた
溶液を吸引ろ過することにより、ゲル状の共沈物質を得
た。このゲルを2リットルの純水で洗浄した後、110
℃で17時間乾燥し、乳鉢で粉砕することにより微粉末
を得た。この粉末を800℃で5時間焼成することによ
り求めるロジウム・亜鉛・ジルコニウム・アルミニウム
酸化物触媒を合成した。
【0014】(実施例2〜4)(Rh−Zn−Zr−A
l酸化物触媒の合成;ロジウム量の影響の検討) 実施例1と同様の方法で、ロジウム・亜鉛・ジルコニウ
ム・アルミニウム酸化物触媒を、ロジウム量を以下のよ
うな原子比で変化させて合成した。
l酸化物触媒の合成;ロジウム量の影響の検討) 実施例1と同様の方法で、ロジウム・亜鉛・ジルコニウ
ム・アルミニウム酸化物触媒を、ロジウム量を以下のよ
うな原子比で変化させて合成した。
【0015】 実施例2 Rh/Zn/Zr/Al=0.5/10/70/80 実施例3 Rh/Zn/Zr/Al=2/10/70/80 実施例4 Rh/Zn/Zr/Al=4/10/70/80 (実施例5〜7)(Rh−Zn−Zr−Al酸化物触媒
の合成;ジルコニウム量の影響の検討) 実施例1と同様の方法で、ロジウム・亜鉛・ジルコニウ
ム・アルミニウム酸化物触媒を、ジルコニウム量を以下
のような原子比で変化させて合成した。
の合成;ジルコニウム量の影響の検討) 実施例1と同様の方法で、ロジウム・亜鉛・ジルコニウ
ム・アルミニウム酸化物触媒を、ジルコニウム量を以下
のような原子比で変化させて合成した。
【0016】 実施例5 Rh/Zn/Zr/Al=1/10/10/140 実施例6 Rh/Zn/Zr/Al=1/10/40/110 実施例7 Rh/Zn/Zr/Al=1/10/110/40 (実施例8〜10)(Rh−Zn−Zr−Al酸化物触
媒の合成;亜鉛量の影響の検討) 実施例1と同様の方法で、ロジウム・亜鉛・ジルコニウ
ム・アルミニウム酸化物触媒を、亜鉛を以下のような原
子比で変化させて合成した。
媒の合成;亜鉛量の影響の検討) 実施例1と同様の方法で、ロジウム・亜鉛・ジルコニウ
ム・アルミニウム酸化物触媒を、亜鉛を以下のような原
子比で変化させて合成した。
【0017】 実施例8 Rh/Zn/Zr/Al=1/20/40/100 実施例9 Rh/Zn/Zr/Al=1/40/40/80 実施例10 Rh/Zn/Zr/Al=1/80/40/40 (比較例1〜3)(アルミナ担持ロジウム触媒の合成) 比較例として、従来の一般的な触媒担体であるγ・アル
ミナを担体とした担持ロジウム触媒を合成した。γ・ア
ルミナを、ロジウム量を以下のような原子比になるよう
に濃度を調整した硝酸ロジウム水溶液に浸した後、蒸発
乾固して得た粉末を、800℃で5時間焼成してアルミ
ナ担持ロジウム触媒を合成した。
ミナを担体とした担持ロジウム触媒を合成した。γ・ア
ルミナを、ロジウム量を以下のような原子比になるよう
に濃度を調整した硝酸ロジウム水溶液に浸した後、蒸発
乾固して得た粉末を、800℃で5時間焼成してアルミ
ナ担持ロジウム触媒を合成した。
【0018】比較例1 Rh/Al=1/320 比較例2 Rh/Al=1/160 比較例3 Rh/Al=1/40 (比較例4)(Rh−Zr−Al酸化物触媒の合成) 実施例1において、ロジウムとジルコニウムとアルミニ
ウムの原子数比が1:80:80(すなわち亜鉛を含ま
ない)とした他は、実施例1と全く同様の方法で、ロジ
ウム・ジルコニウム・アルミニウム複合酸化物触媒を合
成した。
ウムの原子数比が1:80:80(すなわち亜鉛を含ま
ない)とした他は、実施例1と全く同様の方法で、ロジ
ウム・ジルコニウム・アルミニウム複合酸化物触媒を合
成した。
【0019】(比較例5)(Rh−Zr−Al酸化物触
媒の合成;特願平9−164386号において提案した
触媒) 比較例4において、アンモニア水の滴下をpH=9.0
まで行った他は、比較例4と全く同様の方法で、ロジウ
ム・ジルコニウム・アルミニウム複合酸化物触媒を合成
した。
媒の合成;特願平9−164386号において提案した
触媒) 比較例4において、アンモニア水の滴下をpH=9.0
まで行った他は、比較例4と全く同様の方法で、ロジウ
ム・ジルコニウム・アルミニウム複合酸化物触媒を合成
した。
【0020】以上の合成された触媒の性能試験は常圧固
定床流通式反応装置で行った。
定床流通式反応装置で行った。
【0021】反応ガスは、NO:1000ppm,C3
H6 :1000ppm,CO:1200ppm,H2 :
400ppm,O2 :6%,CO2 :10%,H2 O:
10%の組成を持つN2 希釈のガスを用いた。このガス
を2.5リットル/minの流速で顆粒状(0.5mm
〜1mm)の触媒で構成される体積1.5mlの触媒層
に供給した。このときの空間速度は100,000h-1
である。この組成の反応ガス流通下、650℃において
熱処理を行った後、反応温度を段階的に変化させながら
性能評価を行った。表1は、その評価結果であって、各
触媒のNOX の最大浄化率を示す。なお、NOX 浄化率
は、以下の式によって定義される値である。
H6 :1000ppm,CO:1200ppm,H2 :
400ppm,O2 :6%,CO2 :10%,H2 O:
10%の組成を持つN2 希釈のガスを用いた。このガス
を2.5リットル/minの流速で顆粒状(0.5mm
〜1mm)の触媒で構成される体積1.5mlの触媒層
に供給した。このときの空間速度は100,000h-1
である。この組成の反応ガス流通下、650℃において
熱処理を行った後、反応温度を段階的に変化させながら
性能評価を行った。表1は、その評価結果であって、各
触媒のNOX の最大浄化率を示す。なお、NOX 浄化率
は、以下の式によって定義される値である。
【0022】
【数1】
【0023】
【表1】
【0024】表1から明らかなように、実施例1〜10
は、典型的なロジウム触媒であるアルミナ担持触媒に比
較してNOX 浄化性能が圧倒的に高いことが分かる。さ
らに、実施例1のNOX 浄化性能は、全く同じ製法で得
た亜鉛を含まない触媒である比較例4に比べるとNOX
浄化性能が圧倒的に高いことが分かる。その性能は、亜
鉛を含まない代わりに多量のアルカリを使用して作られ
た比較例5の触媒と同等かそれ以上であることが分か
る。その効果は、図1に示したX線回折測定により説明
できる。
は、典型的なロジウム触媒であるアルミナ担持触媒に比
較してNOX 浄化性能が圧倒的に高いことが分かる。さ
らに、実施例1のNOX 浄化性能は、全く同じ製法で得
た亜鉛を含まない触媒である比較例4に比べるとNOX
浄化性能が圧倒的に高いことが分かる。その性能は、亜
鉛を含まない代わりに多量のアルカリを使用して作られ
た比較例5の触媒と同等かそれ以上であることが分か
る。その効果は、図1に示したX線回折測定により説明
できる。
【0025】図1は、Cu−Kαを用いた実施例1と比
較例4,5のX線回折測定の結果を示す。図中に示した
▼印は、遷移アルミナあるいはαアルミナに起因する回
折ピークを示す。図から分かるように、触媒活性に影響
を与えるアルミナの結晶化度は、活性の低かった比較例
4では非常に悪く、比較例5と実施例1では良いことが
分かる。すなわち、アルカリ使用量を増やすことで調製
することができた比較例5の効果は、実施例1のよう
に、亜鉛添加によっても達成できたことを意味してい
る。
較例4,5のX線回折測定の結果を示す。図中に示した
▼印は、遷移アルミナあるいはαアルミナに起因する回
折ピークを示す。図から分かるように、触媒活性に影響
を与えるアルミナの結晶化度は、活性の低かった比較例
4では非常に悪く、比較例5と実施例1では良いことが
分かる。すなわち、アルカリ使用量を増やすことで調製
することができた比較例5の効果は、実施例1のよう
に、亜鉛添加によっても達成できたことを意味してい
る。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、上述のように、これまでアルカリを多量に使用する
ことで調製していた触媒に、亜鉛を成分として加えるよ
うにしたので、製造する際に使用するアルカリ性化合物
の使用量を低減することができ、優れた排ガス浄化触媒
を提供できると同時に、コストダウンを図り、製造工程
を短縮化することができる。
ば、上述のように、これまでアルカリを多量に使用する
ことで調製していた触媒に、亜鉛を成分として加えるよ
うにしたので、製造する際に使用するアルカリ性化合物
の使用量を低減することができ、優れた排ガス浄化触媒
を提供できると同時に、コストダウンを図り、製造工程
を短縮化することができる。
【図1】 実施例1と比較例4,5のX線回折測定の結
果を示すグラフである。
果を示すグラフである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01J 37/08 B01D 53/36 102H
Claims (5)
- 【請求項1】 ロジウム,アルミニウム,ジルコニウム
および亜鉛を含んでなり、かつ前記ロジウムが触媒中に
難還元性の酸化物として存在していることを特徴とする
排ガス浄化触媒。 - 【請求項2】 ロジウム/(アルミニウム+ジルコニウ
ム+亜鉛)が原子比で1/40以下である請求項1記載
の排ガス浄化触媒。 - 【請求項3】 ジルコニウム/(アルミニウム+ジルコ
ニウム+亜鉛)が原子比で11/16以下である請求項
1記載の排ガス浄化触媒。 - 【請求項4】 ガリウム/(アルミニウム+ジルコニウ
ム+亜鉛)が原子比で1/2以下である請求項1記載の
排ガス浄化触媒。 - 【請求項5】 ロジウム,アルミニウム,ジルコニウム
および亜鉛を含む溶液にアルカリ性化合物を添加する共
沈法により得た沈殿を熱処理することを特徴とする排ガ
ス浄化触媒の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31049897A JP3239156B2 (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 排ガス浄化触媒およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31049897A JP3239156B2 (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 排ガス浄化触媒およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11137999A true JPH11137999A (ja) | 1999-05-25 |
JP3239156B2 JP3239156B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=18005959
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31049897A Expired - Fee Related JP3239156B2 (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 排ガス浄化触媒およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3239156B2 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02102735A (ja) * | 1988-10-11 | 1990-04-16 | Toyota Motor Corp | 排気ガス浄化用触媒 |
JPH02111441A (ja) * | 1988-09-07 | 1990-04-24 | Degussa Ag | 内燃機関からの廃ガスを清浄化するための触媒、触媒の製法および廃ガス清浄化法 |
JPH09122492A (ja) * | 1995-11-07 | 1997-05-13 | Nissan Motor Co Ltd | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
JPH1080633A (ja) * | 1996-09-06 | 1998-03-31 | Agency Of Ind Science & Technol | 亜酸化窒素分解用触媒及び亜酸化窒素の除去方法 |
JPH10165818A (ja) * | 1996-12-11 | 1998-06-23 | Agency Of Ind Science & Technol | 亜酸化窒素分解用触媒及び亜酸化窒素の除去方法 |
-
1997
- 1997-11-12 JP JP31049897A patent/JP3239156B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02111441A (ja) * | 1988-09-07 | 1990-04-24 | Degussa Ag | 内燃機関からの廃ガスを清浄化するための触媒、触媒の製法および廃ガス清浄化法 |
JPH02102735A (ja) * | 1988-10-11 | 1990-04-16 | Toyota Motor Corp | 排気ガス浄化用触媒 |
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JPH10165818A (ja) * | 1996-12-11 | 1998-06-23 | Agency Of Ind Science & Technol | 亜酸化窒素分解用触媒及び亜酸化窒素の除去方法 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3239156B2 (ja) | 2001-12-17 |
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