JPH11138002A - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents
排ガス浄化用触媒Info
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- JPH11138002A JPH11138002A JP9312394A JP31239497A JPH11138002A JP H11138002 A JPH11138002 A JP H11138002A JP 9312394 A JP9312394 A JP 9312394A JP 31239497 A JP31239497 A JP 31239497A JP H11138002 A JPH11138002 A JP H11138002A
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- JP
- Japan
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- exhaust gas
- temperature
- adsorbent
- catalyst
- powder
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Abstract
(57)【要約】
【課題】広い温度範囲で高いHC吸着特性を示し、触媒活
性温度に達する前にHCが脱離するのを抑制するととも
に、耐熱性にも優れた排ガス浄化用触媒とする。 【解決手段】固体超強酸と、低温でHCを吸着可能なHC吸
着材と、触媒貴金属とを有する構成とした。室温程度の
低温域で排ガス中のHCがHC吸着材に吸着され、高温域に
おいてHC吸着材から脱離したHCは固体超強酸に吸着され
る。そして排ガス温度が触媒貴金属の活性温度に達する
と、固体超強酸から放出されたHCは触媒貴金属により酸
化浄化される。
性温度に達する前にHCが脱離するのを抑制するととも
に、耐熱性にも優れた排ガス浄化用触媒とする。 【解決手段】固体超強酸と、低温でHCを吸着可能なHC吸
着材と、触媒貴金属とを有する構成とした。室温程度の
低温域で排ガス中のHCがHC吸着材に吸着され、高温域に
おいてHC吸着材から脱離したHCは固体超強酸に吸着され
る。そして排ガス温度が触媒貴金属の活性温度に達する
と、固体超強酸から放出されたHCは触媒貴金属により酸
化浄化される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関から排出さ
れる排ガス中に含まれる炭化水素（以下HCという）を、
低温から高温まで安定して浄化できる排ガス浄化用触媒
に関する。
れる排ガス中に含まれる炭化水素（以下HCという）を、
低温から高温まで安定して浄化できる排ガス浄化用触媒
に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関からの排ガス中に含まれるHC、
一酸化炭素（CO）、窒素酸化物（NOx）などの有害成分
を浄化するために、排気系には排ガス浄化用触媒が用い
られている。例えば自動車エンジンの排気系には、耐熱
性のハニカム基材にアルミナからなるコート層を形成
し、そのコート層に白金（Pt)などの触媒貴金属を担持
したモノリス触媒が配置され、Ptの触媒作用によりHC及
びCOを酸化浄化するとともにNOx を還元浄化している。
一酸化炭素（CO）、窒素酸化物（NOx）などの有害成分
を浄化するために、排気系には排ガス浄化用触媒が用い
られている。例えば自動車エンジンの排気系には、耐熱
性のハニカム基材にアルミナからなるコート層を形成
し、そのコート層に白金（Pt)などの触媒貴金属を担持
したモノリス触媒が配置され、Ptの触媒作用によりHC及
びCOを酸化浄化するとともにNOx を還元浄化している。
【０００３】ところがPtなどの触媒貴金属の活性は温度
に大きく影響され、始動時あるいは厳寒時など排ガス温
度の低い場合には触媒貴金属の活性が低くなり、大量の
HCが排出されるという不具合があった。そこでゼオライ
トなど、排ガス中のHCを吸着する吸着材を用いることが
行われている。このような吸着材を用いることにより、
低温時には排ガス中のHCは吸着材に吸着されて排出が抑
制され、排ガス温度が上昇すると吸着材から吸着されて
いたHCが放出されるがそれは触媒貴金属により酸化浄化
される。したがって低温から高温までHCの排出を抑制す
ることができる。
に大きく影響され、始動時あるいは厳寒時など排ガス温
度の低い場合には触媒貴金属の活性が低くなり、大量の
HCが排出されるという不具合があった。そこでゼオライ
トなど、排ガス中のHCを吸着する吸着材を用いることが
行われている。このような吸着材を用いることにより、
低温時には排ガス中のHCは吸着材に吸着されて排出が抑
制され、排ガス温度が上昇すると吸着材から吸着されて
いたHCが放出されるがそれは触媒貴金属により酸化浄化
される。したがって低温から高温までHCの排出を抑制す
ることができる。
【０００４】例えば特開平4-293519号公報には、ZSM-5
ゼオライトにCu, Pdをそれぞれイオン交換担持した粉末
の混合物を吸着材として用いた排ガス浄化用装置が開示
されている。この装置によれば、吸着材は 100〜 300℃
の広い温度範囲において高いHC吸着能を示す。また特開
平6-182219号公報には、ゼオライトを吸着材として用い
たガス混合物の変性装置が開示され、吸着材は約 150℃
以下でHCを吸着し、約 150℃〜約 300℃でHCを放出する
ことが記載されている。
ゼオライトにCu, Pdをそれぞれイオン交換担持した粉末
の混合物を吸着材として用いた排ガス浄化用装置が開示
されている。この装置によれば、吸着材は 100〜 300℃
の広い温度範囲において高いHC吸着能を示す。また特開
平6-182219号公報には、ゼオライトを吸着材として用い
たガス混合物の変性装置が開示され、吸着材は約 150℃
以下でHCを吸着し、約 150℃〜約 300℃でHCを放出する
ことが記載されている。
【０００５】ところがゼオライトは耐熱性あるいは吸着
特性が十分ではなく、期待するほどの効果が得られてい
ない。特にインライン型の排ガス浄化システムにおいて
は、システムの構成要素が高温の排ガスにさらされるた
め、熱によるゼオライトの結晶構造の破壊などによっ
て、吸着特性の劣化を招きやすかった。そこで特開平9-
99217 号公報には、シリカ／アルミナ比が 100以上のＨ
型β−ゼオライトを含む吸着材を用いた排ガス浄化シス
テムが開示されている。このようにシリカ／アルミナ比
が大きなゼオライトを用いることにより吸着材の耐熱性
が向上し、750℃以上の排ガスにさらされても良好なHC
吸脱着特性が維持される。
特性が十分ではなく、期待するほどの効果が得られてい
ない。特にインライン型の排ガス浄化システムにおいて
は、システムの構成要素が高温の排ガスにさらされるた
め、熱によるゼオライトの結晶構造の破壊などによっ
て、吸着特性の劣化を招きやすかった。そこで特開平9-
99217 号公報には、シリカ／アルミナ比が 100以上のＨ
型β−ゼオライトを含む吸着材を用いた排ガス浄化シス
テムが開示されている。このようにシリカ／アルミナ比
が大きなゼオライトを用いることにより吸着材の耐熱性
が向上し、750℃以上の排ガスにさらされても良好なHC
吸脱着特性が維持される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】ところがエンジン性能の
向上、高速走行の増加、あるいは排ガス規制をクリアす
べく排ガス浄化用触媒をエンジン直下に設けたりするこ
となどにより、排ガス浄化用触媒に流入する排ガス温度
がますます上昇し、吸着材にはさらなる耐熱性の向上が
求められている。
向上、高速走行の増加、あるいは排ガス規制をクリアす
べく排ガス浄化用触媒をエンジン直下に設けたりするこ
となどにより、排ガス浄化用触媒に流入する排ガス温度
がますます上昇し、吸着材にはさらなる耐熱性の向上が
求められている。
【０００７】またゼオライト系の吸着材は、低温域でHC
を吸着するものの、低温域でゼオライト系吸着材から脱
離するHCも多いことが明らかとなった。例えば低級HC
は、数10℃の温度上昇でゼオライト系吸着材から脱離し
てしまう。したがってゼオライト系の吸着材を用いた排
ガス浄化用触媒では、低温域で吸着されたHCが触媒活性
温度に達する前に脱離しやすく、低温域におけるHCの排
出量の低減が十分でないという問題がある。そこでシリ
カ／アルミナ比が小さなゼオライトを用いれば、HCの吸
着能が向上し、触媒活性温度に達する前にゼオライトか
らHCが脱離してしまうのを抑制することができるが、上
記したように耐熱性が低下し吸着特性が低下してしま
う。
を吸着するものの、低温域でゼオライト系吸着材から脱
離するHCも多いことが明らかとなった。例えば低級HC
は、数10℃の温度上昇でゼオライト系吸着材から脱離し
てしまう。したがってゼオライト系の吸着材を用いた排
ガス浄化用触媒では、低温域で吸着されたHCが触媒活性
温度に達する前に脱離しやすく、低温域におけるHCの排
出量の低減が十分でないという問題がある。そこでシリ
カ／アルミナ比が小さなゼオライトを用いれば、HCの吸
着能が向上し、触媒活性温度に達する前にゼオライトか
らHCが脱離してしまうのを抑制することができるが、上
記したように耐熱性が低下し吸着特性が低下してしま
う。
【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、上記背反事象を両方とも満足するものであ
って、広い温度範囲で高いHC吸着特性を示し、触媒活性
温度に達する前にHCが脱離するのを抑制するとともに、
耐熱性にも優れた排ガス浄化用触媒とすることを目的と
する。
ものであり、上記背反事象を両方とも満足するものであ
って、広い温度範囲で高いHC吸着特性を示し、触媒活性
温度に達する前にHCが脱離するのを抑制するとともに、
耐熱性にも優れた排ガス浄化用触媒とすることを目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１に記載の排ガス浄化用触媒の特徴は、固体超強酸
と、低温でHCを吸着可能なHC吸着材と、触媒貴金属とを
有することにある。また請求項２に記載の排ガス浄化用
触媒の特徴は、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒にお
いて、下層に固体超強酸と炭化水素吸着材の混合物を含
み、下層の表面に形成された上層に触媒貴金属を含む二
層構造をなすことにある。
項１に記載の排ガス浄化用触媒の特徴は、固体超強酸
と、低温でHCを吸着可能なHC吸着材と、触媒貴金属とを
有することにある。また請求項２に記載の排ガス浄化用
触媒の特徴は、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒にお
いて、下層に固体超強酸と炭化水素吸着材の混合物を含
み、下層の表面に形成された上層に触媒貴金属を含む二
層構造をなすことにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の排ガス浄化用触媒では、
HC吸着材として固体超強酸とHC吸着材とを用いている。
このうち固体超強酸は室温程度の低温ではHC吸着能を示
さないが、約50℃以上の高温ではHCをよく吸着する。こ
の理由は、低温では吸着サイトである酸点に H2Oが吸着
してしまうためHCの吸着が阻害されるが、約50℃以上に
なると排ガス中のような水蒸気雰囲気下においても H2O
とHCの競争吸着反応が生じて、HCが優先的に酸点に吸着
されるためと考えられている。
HC吸着材として固体超強酸とHC吸着材とを用いている。
このうち固体超強酸は室温程度の低温ではHC吸着能を示
さないが、約50℃以上の高温ではHCをよく吸着する。こ
の理由は、低温では吸着サイトである酸点に H2Oが吸着
してしまうためHCの吸着が阻害されるが、約50℃以上に
なると排ガス中のような水蒸気雰囲気下においても H2O
とHCの競争吸着反応が生じて、HCが優先的に酸点に吸着
されるためと考えられている。
【００１１】一方、HC吸着材とはゼオライトなど従来用
いられている吸着材をいい、室温程度の低温においても
HCをよく吸着する。したがって上記２種類の吸着材を併
用した本発明の排ガス浄化用触媒では、室温程度の低温
域において排ガス中のHCがHC吸着材に吸着される。この
吸着されたHCは、特に低級HCは僅か数10℃の温度上昇で
HC吸着材から脱離するなど、高温域においてHC吸着材か
ら脱離しやすいが、脱離したHCは固体超強酸に吸着され
る。これにより広い温度範囲で高いHC吸着特性が得られ
る。
いられている吸着材をいい、室温程度の低温においても
HCをよく吸着する。したがって上記２種類の吸着材を併
用した本発明の排ガス浄化用触媒では、室温程度の低温
域において排ガス中のHCがHC吸着材に吸着される。この
吸着されたHCは、特に低級HCは僅か数10℃の温度上昇で
HC吸着材から脱離するなど、高温域においてHC吸着材か
ら脱離しやすいが、脱離したHCは固体超強酸に吸着され
る。これにより広い温度範囲で高いHC吸着特性が得られ
る。
【００１２】そして排ガス温度が触媒貴金属の活性温度
に達すると、固体超強酸から放出されたHCは触媒貴金属
の触媒作用により酸化浄化される。固体超強酸として
は、SO4-ZrO2超強酸、WO3-ZrO2超強酸、WO3-SnO2超強
酸、WO 3-TiO2超強酸、WO3-Fe2O3 超強酸、MoO3-ZrO2 超
強酸などの少なくとも一種あるいは二種以上の組み合わ
せを用いることができる。なかでもジルコニアにタング
ステン酸又はモリブデン酸を担持したWO3-ZrO2超強酸、
MoO3-ZrO2 超強酸が特に好ましい。
に達すると、固体超強酸から放出されたHCは触媒貴金属
の触媒作用により酸化浄化される。固体超強酸として
は、SO4-ZrO2超強酸、WO3-ZrO2超強酸、WO3-SnO2超強
酸、WO 3-TiO2超強酸、WO3-Fe2O3 超強酸、MoO3-ZrO2 超
強酸などの少なくとも一種あるいは二種以上の組み合わ
せを用いることができる。なかでもジルコニアにタング
ステン酸又はモリブデン酸を担持したWO3-ZrO2超強酸、
MoO3-ZrO2 超強酸が特に好ましい。
【００１３】HC吸着材としては、Ｙ型、Ａ型、Ｘ型、ZS
M-5 、シリカライト、モルデナイト、フェリエライトな
どのゼオライト、あるいは活性炭などが用いられる。シ
リカ／アルミナ比が 100以上のゼオライトを用いるのが
望ましい。シリカ／アルミナ比がこれより小さいと、耐
熱性が著しく低下するようになる。HC吸着材は、用いる
固体超強酸のHC吸着温度域より低いHC吸着温度域をもつ
ものが用いられる。したがって本発明にいう「低温」と
は用いられる固体超強酸のHC吸着温度より低温のことを
意味し、絶対的なものではなく相対的なものである。
M-5 、シリカライト、モルデナイト、フェリエライトな
どのゼオライト、あるいは活性炭などが用いられる。シ
リカ／アルミナ比が 100以上のゼオライトを用いるのが
望ましい。シリカ／アルミナ比がこれより小さいと、耐
熱性が著しく低下するようになる。HC吸着材は、用いる
固体超強酸のHC吸着温度域より低いHC吸着温度域をもつ
ものが用いられる。したがって本発明にいう「低温」と
は用いられる固体超強酸のHC吸着温度より低温のことを
意味し、絶対的なものではなく相対的なものである。
【００１４】固体超強酸とHC吸着材の比率は、重量比で
固体超強酸：HC吸着材＝１：10〜10：１の範囲とするこ
とが望ましい。固体超強酸がこの範囲より少なくなると
低温域のHC浄化率が低下するとともに耐熱性が低下し、
固体超強酸がこの範囲より多くなっても低温域のHC浄化
率が低下する。触媒貴金属としては、白金（Pt）、ロジ
ウム（Rh）、パラジウム（Pd）、イリジウム（Ir）、銀
（Ag）などの貴金属を用いることができる。また場合に
よっては、鉄、コバルト、ニッケルなどの卑金属を用い
ることもでき、貴金属と卑金属を併用してもよい。
固体超強酸：HC吸着材＝１：10〜10：１の範囲とするこ
とが望ましい。固体超強酸がこの範囲より少なくなると
低温域のHC浄化率が低下するとともに耐熱性が低下し、
固体超強酸がこの範囲より多くなっても低温域のHC浄化
率が低下する。触媒貴金属としては、白金（Pt）、ロジ
ウム（Rh）、パラジウム（Pd）、イリジウム（Ir）、銀
（Ag）などの貴金属を用いることができる。また場合に
よっては、鉄、コバルト、ニッケルなどの卑金属を用い
ることもでき、貴金属と卑金属を併用してもよい。
【００１５】なお本発明の排ガス浄化用触媒には、アル
ミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、シリカ−アルミ
ナなどの酸化物担体を混合することもできる。これによ
りHC吸着特性が改善されるとともに触媒貴金属の担持安
定性が向上し、耐熱性も向上する。またセリアあるいは
セリア−ジルコニア複合酸化物からなる酸素吸蔵材を混
合してもよい。これにより排ガス中の酸素濃度が変動し
てもHCを安定して酸化浄化することができる。
ミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、シリカ−アルミ
ナなどの酸化物担体を混合することもできる。これによ
りHC吸着特性が改善されるとともに触媒貴金属の担持安
定性が向上し、耐熱性も向上する。またセリアあるいは
セリア−ジルコニア複合酸化物からなる酸素吸蔵材を混
合してもよい。これにより排ガス中の酸素濃度が変動し
てもHCを安定して酸化浄化することができる。
【００１６】なお触媒貴金属は酸化物担体粉末に担持
し、その粉末と固体超強酸粉末及びHC吸着材粉末とを混
合することが好ましい。これにより触媒貴金属の担持安
定性が向上し、耐久性が向上する。本発明の排ガス浄化
用触媒は、上記構成要素を組み合わせて形成され、その
形態は種々選択できる。例えば固体超強酸粉末とHC吸着
材粉末を含む粉末に触媒貴金属を担持し、それをコージ
ェライト製やメタル製のモノリス担体にコートして形成
することができる。この場合、触媒貴金属は少なくとも
比較的担持安定性の高い固体超強酸粉末に担持するのが
好ましい。また上記した酸化物担体を混合すれば、触媒
貴金属の担持安定性は一層向上する。
し、その粉末と固体超強酸粉末及びHC吸着材粉末とを混
合することが好ましい。これにより触媒貴金属の担持安
定性が向上し、耐久性が向上する。本発明の排ガス浄化
用触媒は、上記構成要素を組み合わせて形成され、その
形態は種々選択できる。例えば固体超強酸粉末とHC吸着
材粉末を含む粉末に触媒貴金属を担持し、それをコージ
ェライト製やメタル製のモノリス担体にコートして形成
することができる。この場合、触媒貴金属は少なくとも
比較的担持安定性の高い固体超強酸粉末に担持するのが
好ましい。また上記した酸化物担体を混合すれば、触媒
貴金属の担持安定性は一層向上する。
【００１７】また本発明の排ガス浄化用触媒を二種類の
触媒から構成し、排ガス流路の上流側にHC吸着材を含む
触媒を配置するとともに、その下流側に固体超強酸を含
む触媒を配置することもできる。このようにすれば、低
温時にはHCがHC吸着材に吸着され、高温時にHC吸着材か
ら脱離したHCを下流側の固体超強酸で吸着することがで
きる。この場合、触媒貴金属は少なくとも下流側に担持
すればよい。
触媒から構成し、排ガス流路の上流側にHC吸着材を含む
触媒を配置するとともに、その下流側に固体超強酸を含
む触媒を配置することもできる。このようにすれば、低
温時にはHCがHC吸着材に吸着され、高温時にHC吸着材か
ら脱離したHCを下流側の固体超強酸で吸着することがで
きる。この場合、触媒貴金属は少なくとも下流側に担持
すればよい。
【００１８】さらに、触媒を二層構造とし、下層に固体
超強酸とHC吸着材を含んだ構成とすることも好ましい。
このようにすれば、触媒貴金属の活性温度以下の低温で
上層を通過した排ガス中のHCはHC吸着材又は固体超強酸
に吸着され、触媒貴金属の活性温度以上で下層から脱離
したHCは上層を通過する際に触媒貴金属で酸化浄化され
る。
超強酸とHC吸着材を含んだ構成とすることも好ましい。
このようにすれば、触媒貴金属の活性温度以下の低温で
上層を通過した排ガス中のHCはHC吸着材又は固体超強酸
に吸着され、触媒貴金属の活性温度以上で下層から脱離
したHCは上層を通過する際に触媒貴金属で酸化浄化され
る。
【００１９】触媒を二層構造とする場合、最表面に位置
する上層に固体超強酸を含み、その下層にHC吸着材を含
んだ構成とすることもできる。このようにすれば、低温
時にはHCが上層を通過して下層のHC吸着材に吸着され、
高温時にHC吸着材から脱離したHCを上層の固体超強酸で
吸着することができる。この場合、触媒貴金属は少なく
とも上層に担持すればよい。
する上層に固体超強酸を含み、その下層にHC吸着材を含
んだ構成とすることもできる。このようにすれば、低温
時にはHCが上層を通過して下層のHC吸着材に吸着され、
高温時にHC吸着材から脱離したHCを上層の固体超強酸で
吸着することができる。この場合、触媒貴金属は少なく
とも上層に担持すればよい。
【００２０】
【実施例】以下、試験例、実施例及び比較例により本発
明をさらに具体的に説明する。 （試験例１）タングステン（Ｗ）をそれぞれ５重量％、
10重量％及び20重量％担持したWO3-ZrO2超強酸粉末をそ
れぞれ調製した。調製は、蒸留水中にタングステン酸ア
ンモニウムとシュウ酸と水酸化ジルコニウムを溶解し、
それを蒸発乾固させた後 600℃、 700℃、 800℃及び 9
00℃の４水準で焼成することにより行い、合計12種類の
WO3-ZrO2超強酸粉末を調製した。
明をさらに具体的に説明する。 （試験例１）タングステン（Ｗ）をそれぞれ５重量％、
10重量％及び20重量％担持したWO3-ZrO2超強酸粉末をそ
れぞれ調製した。調製は、蒸留水中にタングステン酸ア
ンモニウムとシュウ酸と水酸化ジルコニウムを溶解し、
それを蒸発乾固させた後 600℃、 700℃、 800℃及び 9
00℃の４水準で焼成することにより行い、合計12種類の
WO3-ZrO2超強酸粉末を調製した。
【００２１】それぞれのWO3-ZrO2超強酸粉末に対して、
室温、水蒸気雰囲気下でC3H6を飽和吸着させ、それを 2
00℃まで昇温しながら追加吸着できるC3H6量を測定し
た。追加吸着できるC3H6量は、入りガスからの減少量を
測定した。結果を図１に示す。図１より、WO3-ZrO2超強
酸粉末は70℃以上においてHCを吸着できることがわか
る。またタングステンの担持量により最適焼成温度が異
なり、タングステンの担持量が少ない場合は焼成温度が
高い方がHC吸着量が多く、タングステンの担持量が多い
場合は焼成温度が高すぎるとHC吸着量が低下しているこ
とがわかる。この結果より、タングステンの担持量を10
重量％と前後し、焼成温度を 800℃前後とするのが最適
であることが明らかとなった。
室温、水蒸気雰囲気下でC3H6を飽和吸着させ、それを 2
00℃まで昇温しながら追加吸着できるC3H6量を測定し
た。追加吸着できるC3H6量は、入りガスからの減少量を
測定した。結果を図１に示す。図１より、WO3-ZrO2超強
酸粉末は70℃以上においてHCを吸着できることがわか
る。またタングステンの担持量により最適焼成温度が異
なり、タングステンの担持量が少ない場合は焼成温度が
高い方がHC吸着量が多く、タングステンの担持量が多い
場合は焼成温度が高すぎるとHC吸着量が低下しているこ
とがわかる。この結果より、タングステンの担持量を10
重量％と前後し、焼成温度を 800℃前後とするのが最適
であることが明らかとなった。
【００２２】（試験例２）Ｈ-ZSM-5ゼオライト粉末（Si
O2/Al2O3＝40）、タングステンを10重量％担持したWO3-
ZrO2超強酸粉末、及びモリブデンを10重量％担持したMo
O3-ZrO2 超強酸粉末からそれぞれ形成されたペレットを
用意し、C3H6を3000ppmCと H2O３％とを含む窒素ガス中
に配置して、室温で飽和吸着させた後、10℃／minで 30
0℃まで昇温して50℃以上におけるC3H6の初期吸着量を
それぞれ測定した。結果を図２に示す。なおWO3-ZrO2超
強酸粉末とMoO3-ZrO2 超強酸粉末は、それぞれ試験例１
と同様にして調製され、 800℃で焼成したものを用いて
いる。
O2/Al2O3＝40）、タングステンを10重量％担持したWO3-
ZrO2超強酸粉末、及びモリブデンを10重量％担持したMo
O3-ZrO2 超強酸粉末からそれぞれ形成されたペレットを
用意し、C3H6を3000ppmCと H2O３％とを含む窒素ガス中
に配置して、室温で飽和吸着させた後、10℃／minで 30
0℃まで昇温して50℃以上におけるC3H6の初期吸着量を
それぞれ測定した。結果を図２に示す。なおWO3-ZrO2超
強酸粉末とMoO3-ZrO2 超強酸粉末は、それぞれ試験例１
と同様にして調製され、 800℃で焼成したものを用いて
いる。
【００２３】またそれぞれの粉末に 800℃と 900℃のス
トイキモデルガスを５時間流通させる耐久試験を行った
後、C3H6を3000ppmCと H2O３％を含む窒素ガス中に配置
して、室温で飽和吸着させ、10℃／minで 300℃まで昇
温して50℃以上におけるC3H6の耐久後吸着量を測定し
た。結果を図２に示す。図２より、固体超強酸はゼオラ
イトに比べて耐久試験後の吸着量の低下度合いが著しく
小さいことがわかる。
トイキモデルガスを５時間流通させる耐久試験を行った
後、C3H6を3000ppmCと H2O３％を含む窒素ガス中に配置
して、室温で飽和吸着させ、10℃／minで 300℃まで昇
温して50℃以上におけるC3H6の耐久後吸着量を測定し
た。結果を図２に示す。図２より、固体超強酸はゼオラ
イトに比べて耐久試験後の吸着量の低下度合いが著しく
小さいことがわかる。
【００２４】（試験例３）タングステンとモリブデンの
担持量を２〜20重量％の間で５水準選び、試験例１と同
様にしてWO3-ZrO2超強酸粉末とMoO3-ZrO2 超強酸粉末を
調製した。それぞれ 800℃で焼成されている。それぞれ
の粉末について、試験例２と同様にして50℃以上におけ
るC3H6の初期吸着量を測定した。結果を図３に示す。
担持量を２〜20重量％の間で５水準選び、試験例１と同
様にしてWO3-ZrO2超強酸粉末とMoO3-ZrO2 超強酸粉末を
調製した。それぞれ 800℃で焼成されている。それぞれ
の粉末について、試験例２と同様にして50℃以上におけ
るC3H6の初期吸着量を測定した。結果を図３に示す。
【００２５】図３より、タングステンとモリブデンの担
持量によってHC吸着量が異なり、タングステンは10〜15
重量％が好ましく、モリブデンは５〜10重量％が好まし
いことがわかる。 （実施例１）先ず、γ−アルミナ粉末とセリア−ジルコ
ニア複合酸化物粉末（Ce：Zr＝１：１）とを重量比で
１：１の比率で混合し、ジニトロジアンミン白金水溶液
と塩化ロジウム水溶液を用いてPtとRhを担持（Pt/Rh=10
/1）して、触媒粉末を調製した。
持量によってHC吸着量が異なり、タングステンは10〜15
重量％が好ましく、モリブデンは５〜10重量％が好まし
いことがわかる。 （実施例１）先ず、γ−アルミナ粉末とセリア−ジルコ
ニア複合酸化物粉末（Ce：Zr＝１：１）とを重量比で
１：１の比率で混合し、ジニトロジアンミン白金水溶液
と塩化ロジウム水溶液を用いてPtとRhを担持（Pt/Rh=10
/1）して、触媒粉末を調製した。
【００２６】次に、ZSM-5 ゼオライト（SiO2/Al2O3＝19
00）とＨ−Ｙ型ゼオライト（SiO2/Al2O3＝ 400）とを重
量比で75：25の比率で混合したゼオライト粉末（HC吸着
材）を60重量部と、モリブデンを５重量％担持したMoO3
-ZrO2 超強酸粉末（固体超強酸）を 120重量部と、上記
触媒粉末 120重量部と、純水 120重量部と、シリカゾル
（固形分35％）40重量部とを混合し、攪拌してスラリー
を調製した。なおMoO3-ZrO2 超強酸粉末は 800℃で焼成
されたものを用いている。
00）とＨ−Ｙ型ゼオライト（SiO2/Al2O3＝ 400）とを重
量比で75：25の比率で混合したゼオライト粉末（HC吸着
材）を60重量部と、モリブデンを５重量％担持したMoO3
-ZrO2 超強酸粉末（固体超強酸）を 120重量部と、上記
触媒粉末 120重量部と、純水 120重量部と、シリカゾル
（固形分35％）40重量部とを混合し、攪拌してスラリー
を調製した。なおMoO3-ZrO2 超強酸粉末は 800℃で焼成
されたものを用いている。
【００２７】そしてコージェライト製のハニカム形状の
モノリス担体基材（容積 1.3Ｌ）を用意し、上記スラリ
ー中に浸漬後引き上げて余分なスラリーを吹き払い、 1
00℃で２時間乾燥後 500℃で２時間焼成して実施例１の
触媒を調製した。コート量は担体基材１Ｌ当たり 300ｇ
であり、Ptの担持量は担体基材１Ｌ当たり10ｇ、Rhの担
持量は担体基材１Ｌ当たり1ｇである。
モノリス担体基材（容積 1.3Ｌ）を用意し、上記スラリ
ー中に浸漬後引き上げて余分なスラリーを吹き払い、 1
00℃で２時間乾燥後 500℃で２時間焼成して実施例１の
触媒を調製した。コート量は担体基材１Ｌ当たり 300ｇ
であり、Ptの担持量は担体基材１Ｌ当たり10ｇ、Rhの担
持量は担体基材１Ｌ当たり1ｇである。
【００２８】（実施例２）MoO3-ZrO2 超強酸粉末に代え
てタングステンを10重量％担持し 800℃で焼成されたWO
3-ZrO2超強酸粉末（固体超強酸）を 120重量部用いたこ
と以外は実施例１と同様にしてスラリーを調製し、その
スラリーを用いて実施例１と同様にして実施例２の触媒
を調製した。Ptの担持量は担体基材１Ｌ当たり10ｇ、Rh
の担持量は担体基材１Ｌ当たり1ｇである。
てタングステンを10重量％担持し 800℃で焼成されたWO
3-ZrO2超強酸粉末（固体超強酸）を 120重量部用いたこ
と以外は実施例１と同様にしてスラリーを調製し、その
スラリーを用いて実施例１と同様にして実施例２の触媒
を調製した。Ptの担持量は担体基材１Ｌ当たり10ｇ、Rh
の担持量は担体基材１Ｌ当たり1ｇである。
【００２９】（実施例３）ZSM-5 ゼオライト（SiO2/Al2
O3＝1900）とＨ−Ｙ型ゼオライト（SiO2/Al2O3＝400）
とを重量比で75：25の比率で混合したゼオライト粉末
（HC吸着材）を60重量部と、モリブデンを５重量％担持
し 800℃で焼成されたMoO3-ZrO2 超強酸粉末（固体超強
酸）を 120重量部と、純水80重量部と、シリカゾル（固
形分35％）20重量部とを混合し、攪拌してスラリーを調
製した。
O3＝1900）とＨ−Ｙ型ゼオライト（SiO2/Al2O3＝400）
とを重量比で75：25の比率で混合したゼオライト粉末
（HC吸着材）を60重量部と、モリブデンを５重量％担持
し 800℃で焼成されたMoO3-ZrO2 超強酸粉末（固体超強
酸）を 120重量部と、純水80重量部と、シリカゾル（固
形分35％）20重量部とを混合し、攪拌してスラリーを調
製した。
【００３０】そしてコージェライト製のハニカム形状の
モノリス担体基材（容積１Ｌ）を用意し、上記スラリー
中に浸漬後引き上げて余分なスラリーを吹き払い、 100
℃で２時間乾燥後 500℃で２時間焼成してコート下層を
形成した。コート量は担体基材１Ｌ当たり 180ｇであ
る。次に、実施例１で調製された触媒粉末 120重量部
と、純水70重量部と、シリカゾル（固形分35％）20重量
部とを混合し、攪拌してスラリーを調製した。そしてコ
ート下層が形成された担体基材をこのスラリー中に浸漬
し、引き上げて余分なスラリーを吹き払い、 100℃で２
時間乾燥後 500℃で２時間焼成してコート下層表面にコ
ート上層を形成した。コート上層のコート量は担体基材
１Ｌ当たり 120ｇであり、Ptの担持量は担体基材１Ｌ当
たり10ｇ、Rhの担持量は担体基材１Ｌ当たり1ｇであ
る。
モノリス担体基材（容積１Ｌ）を用意し、上記スラリー
中に浸漬後引き上げて余分なスラリーを吹き払い、 100
℃で２時間乾燥後 500℃で２時間焼成してコート下層を
形成した。コート量は担体基材１Ｌ当たり 180ｇであ
る。次に、実施例１で調製された触媒粉末 120重量部
と、純水70重量部と、シリカゾル（固形分35％）20重量
部とを混合し、攪拌してスラリーを調製した。そしてコ
ート下層が形成された担体基材をこのスラリー中に浸漬
し、引き上げて余分なスラリーを吹き払い、 100℃で２
時間乾燥後 500℃で２時間焼成してコート下層表面にコ
ート上層を形成した。コート上層のコート量は担体基材
１Ｌ当たり 120ｇであり、Ptの担持量は担体基材１Ｌ当
たり10ｇ、Rhの担持量は担体基材１Ｌ当たり1ｇであ
る。
【００３１】（実施例４）MoO3-ZrO2 超強酸粉末に代え
てタングステンを10重量％担持し 800℃で焼成されたWO
3-ZrO2超強酸粉末（固体超強酸）を 120ｇ用いたこと以
外は実施例３と同様にしてスラリーを調製し、そのスラ
リーを用いて実施例３と同様にしてコート下層を形成し
た。さらに実施例３と同様にしてコート上層を形成し、
実施例４の触媒を調製した。Ptの担持量は担体基材１Ｌ
当たり10ｇ、Rhの担持量は担体基材１Ｌ当たり1ｇであ
る。
てタングステンを10重量％担持し 800℃で焼成されたWO
3-ZrO2超強酸粉末（固体超強酸）を 120ｇ用いたこと以
外は実施例３と同様にしてスラリーを調製し、そのスラ
リーを用いて実施例３と同様にしてコート下層を形成し
た。さらに実施例３と同様にしてコート上層を形成し、
実施例４の触媒を調製した。Ptの担持量は担体基材１Ｌ
当たり10ｇ、Rhの担持量は担体基材１Ｌ当たり1ｇであ
る。
【００３２】（比較例１）ZSM-5 ゼオライト（SiO2/Al2
O3＝1900）とＨ−Ｙ型ゼオライト（SiO2/Al2O3＝400）
とを重量比で75：25の比率で混合したゼオライト粉末
（HC吸着材）を60重量部と、実施例１で調製された触媒
粉末 120重量部と、純水 100重量部と、シリカゾル（固
形分35％）30重量部とを混合し、攪拌してスラリーを調
製した。
O3＝1900）とＨ−Ｙ型ゼオライト（SiO2/Al2O3＝400）
とを重量比で75：25の比率で混合したゼオライト粉末
（HC吸着材）を60重量部と、実施例１で調製された触媒
粉末 120重量部と、純水 100重量部と、シリカゾル（固
形分35％）30重量部とを混合し、攪拌してスラリーを調
製した。
【００３３】そしてコージェライト製のハニカム形状の
モノリス担体基材（容積１Ｌ）を用意し、上記スラリー
中に浸漬後引き上げて余分なスラリーを吹き払い、 100
℃で２時間乾燥後 500℃で２時間焼成してコート層を形
成し比較例１の触媒を調製した。た。コート量は担体基
材１Ｌ当たり 180ｇであり、Ptの担持量は担体基材１Ｌ
当たり10ｇ、Rhの担持量は担体基材１Ｌ当たり1ｇであ
る。
モノリス担体基材（容積１Ｌ）を用意し、上記スラリー
中に浸漬後引き上げて余分なスラリーを吹き払い、 100
℃で２時間乾燥後 500℃で２時間焼成してコート層を形
成し比較例１の触媒を調製した。た。コート量は担体基
材１Ｌ当たり 180ｇであり、Ptの担持量は担体基材１Ｌ
当たり10ｇ、Rhの担持量は担体基材１Ｌ当たり1ｇであ
る。
【００３４】（比較例２）実施例１で調製された触媒粉
末 120重量部と、純水70重量部と、シリカゾル（固形分
35％）20重量部とを混合し、攪拌してスラリーを調製し
た。そしてコージェライト製のハニカム形状のモノリス
担体基材（容積１Ｌ）を用意し、上記スラリー中に浸漬
後引き上げて余分なスラリーを吹き払い、 100℃で２時
間乾燥後 500℃で２時間焼成してコート層を形成し比較
例２の触媒を調製した。コート量は担体基材１Ｌ当たり
120ｇであり、Ptの担持量は担体基材１Ｌ当たり10ｇ、
Rhの担持量は担体基材１Ｌ当たり1ｇである。
末 120重量部と、純水70重量部と、シリカゾル（固形分
35％）20重量部とを混合し、攪拌してスラリーを調製し
た。そしてコージェライト製のハニカム形状のモノリス
担体基材（容積１Ｌ）を用意し、上記スラリー中に浸漬
後引き上げて余分なスラリーを吹き払い、 100℃で２時
間乾燥後 500℃で２時間焼成してコート層を形成し比較
例２の触媒を調製した。コート量は担体基材１Ｌ当たり
120ｇであり、Ptの担持量は担体基材１Ｌ当たり10ｇ、
Rhの担持量は担体基材１Ｌ当たり1ｇである。
【００３５】（試験・評価）上記したそれぞれの触媒を
1600cc直列４気筒のガソリンエンジンの排気系に装着
し、エンジン始動から触媒入りガス温度が 350℃となる
までのHC浄化率をそれぞれ測定した。結果を図４に示
す。比較例２の触媒は、固体超強酸及びHC吸着材を含ん
でいないために、約 150℃以下の低温域ではHCの浄化は
困難である。排ガス温度が約 250℃以上になれば、Ptの
活性が発現するためHCの浄化率は増大する。
1600cc直列４気筒のガソリンエンジンの排気系に装着
し、エンジン始動から触媒入りガス温度が 350℃となる
までのHC浄化率をそれぞれ測定した。結果を図４に示
す。比較例２の触媒は、固体超強酸及びHC吸着材を含ん
でいないために、約 150℃以下の低温域ではHCの浄化は
困難である。排ガス温度が約 250℃以上になれば、Ptの
活性が発現するためHCの浄化率は増大する。
【００３６】また比較例１の触媒は、HC吸着材を含むた
めエンジン始動直後はHCを吸着し、高いHC浄化率を示し
ている。しかしその後急激にHC浄化率が低下し、吸着し
たHCが脱離してしまうことがわかる。そして排ガス温度
が約 250℃以上になれば、Ptの活性が発現するためHCの
浄化率は再び増大している。一方、各実施例の触媒はそ
れぞれ低温から高温まで高いHC浄化率を示し、HCは低温
域でHC吸着材に吸着され、それが脱離して固体超強酸に
吸着されるため、Ptの活性化温度以下でも高いHC浄化率
を示している。すなわち各実施例の触媒では、低温域で
吸着されたHCを自己浄化していることがわかる。
めエンジン始動直後はHCを吸着し、高いHC浄化率を示し
ている。しかしその後急激にHC浄化率が低下し、吸着し
たHCが脱離してしまうことがわかる。そして排ガス温度
が約 250℃以上になれば、Ptの活性が発現するためHCの
浄化率は再び増大している。一方、各実施例の触媒はそ
れぞれ低温から高温まで高いHC浄化率を示し、HCは低温
域でHC吸着材に吸着され、それが脱離して固体超強酸に
吸着されるため、Ptの活性化温度以下でも高いHC浄化率
を示している。すなわち各実施例の触媒では、低温域で
吸着されたHCを自己浄化していることがわかる。
【００３７】また実施例１〜２より実施例３〜４の方が
高いHC浄化率を示し、コート層を二層構造とするととも
に固体超強酸及びHC吸着材を下層に混合し、触媒貴金属
を上層に担持する方が全部を混合するより好ましいこと
も明らかである。
高いHC浄化率を示し、コート層を二層構造とするととも
に固体超強酸及びHC吸着材を下層に混合し、触媒貴金属
を上層に担持する方が全部を混合するより好ましいこと
も明らかである。
【００３８】
【発明の効果】すなわち本発明の排ガス浄化用触媒によ
れば、始動時の低温から触媒貴金属の活性化温度を超え
る高温まで広い温度範囲で高いHC浄化能を示し、かつ耐
熱性にも優れている。
れば、始動時の低温から触媒貴金属の活性化温度を超え
る高温まで広い温度範囲で高いHC浄化能を示し、かつ耐
熱性にも優れている。
【図１】本発明の試験例の結果を示し、HC吸着挙動を示
す線図である。
す線図である。
【図２】本発明の試験例の結果を示し、各吸着材の初期
と耐久試験後のC3H6の吸着量の変化を示すグラフであ
る。
と耐久試験後のC3H6の吸着量の変化を示すグラフであ
る。
【図３】本発明の試験例の結果を示し、固体超強酸への
タングステン及びモリブデンの担持量とC3H6吸着量との
関係を示すグラフである。
タングステン及びモリブデンの担持量とC3H6吸着量との
関係を示すグラフである。
【図４】実施例及び比較例の触媒のエンジン始動からの
経過時間とHC浄化率との関係を示すグラフである。
経過時間とHC浄化率との関係を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】 固体超強酸と、低温で炭化水素を吸着可
能な炭化水素吸着材と、触媒貴金属とを有することを特
徴とする排ガス浄化用触媒。 - 【請求項２】 下層に前記固体超強酸と前記炭化水素吸
着材の混合物を含み、該下層の表面に形成された上層に
前記触媒貴金属を含む二層構造をなすことを特徴とする
請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9312394A JPH11138002A (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 排ガス浄化用触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9312394A JPH11138002A (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 排ガス浄化用触媒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11138002A true JPH11138002A (ja) | 1999-05-25 |
Family
ID=18028729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9312394A Withdrawn JPH11138002A (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 排ガス浄化用触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11138002A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001219060A (ja) * | 2000-02-14 | 2001-08-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 脱臭体 |
| JP2007007609A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Nissan Motor Co Ltd | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
| CN115773172A (zh) * | 2023-02-10 | 2023-03-10 | 潍柴动力股份有限公司 | Scr系统中hc中毒判断方法、装置、电子设备及介质 |
-
1997
- 1997-11-13 JP JP9312394A patent/JPH11138002A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001219060A (ja) * | 2000-02-14 | 2001-08-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 脱臭体 |
| JP2007007609A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Nissan Motor Co Ltd | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
| CN115773172A (zh) * | 2023-02-10 | 2023-03-10 | 潍柴动力股份有限公司 | Scr系统中hc中毒判断方法、装置、电子设备及介质 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20031201 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20040122 |