JPH11138007A - 排気ガス浄化用複合触媒 - Google Patents

排気ガス浄化用複合触媒

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JPH11138007A
JPH11138007A JP9304031A JP30403197A JPH11138007A JP H11138007 A JPH11138007 A JP H11138007A JP 9304031 A JP9304031 A JP 9304031A JP 30403197 A JP30403197 A JP 30403197A JP H11138007 A JPH11138007 A JP H11138007A
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JP
Japan
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catalyst
zeolite
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zeo
nox
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Application number
JP9304031A
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English (en)
Inventor
Naohiro Sato
尚宏 佐藤
Kazuhide Terada
一秀 寺田
Yoshiyuki Nakanishi
義幸 中西
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高いNOx浄化率を有する排気ガス浄化用複
合触媒を提供する。 【解決手段】 複合触媒は第1の触媒と第2の触媒とよ
り構成される。第1の触媒は、Ptを担持したゼオライ
トPt−ZeoとCeO2 とよりなりる。この第1の触
媒により、排気ガス中の不飽和HC(炭化水素)をNO
x還元剤として機能させる。第2の触媒は、H型ゼオラ
イトH−Zeo、Pd担持ゼオライトPd−Zeoおよ
びAu担持ゼオライトAu−Zeoの一種よりなる。こ
の第2の触媒により、排気ガス中の飽和HCをNOx還
元剤として機能させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は排気ガス浄化用複合
触媒に関する。
【0002】
【従来の技術】本出願人は、先に、NOx(窒素酸化
物)浄化能を向上させた排気ガス浄化用触媒として、P
tを担持したゼオライトと、CeO2 とよりなるものを
提案している(特開平8−131838号公報参照)。
【0003】この場合、Ptは、触媒用金属であって排
気ガスに対し酸化能および還元能を発揮する。Ptの酸
化能はHC(炭化水素)+O2 →H2 O+CO2 および
CO+O2 →CO2 といった酸化反応に寄与する。Pt
の還元能は、理論空燃比においてはNOxを吸着してN
Ox→N2 といった還元反応に寄与し、一方、酸素過剰
雰囲気においてはNOx+O2 →NO2 といった酸化反
応と、NO2 +HC+O2 →N2 +CO2 +H2 Oとい
った還元反応に寄与する。
【0004】ゼオライトは排気ガス中のHCを吸着して
濃縮し、そのHCをPtに供給する機能を有する。これ
により酸素過剰雰囲気におけるNOx浄化率を高めるこ
とが可能である。CeO2 は酸素過剰雰囲気においてN
Ox吸着能を発揮するので、Pt近傍のNOx濃度が高
められる。これによっても酸素過剰雰囲気におけるNO
x浄化率を向上させることが可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は前記触媒
について種々検討を加えたところ、前記酸素過剰雰囲気
中での還元反応において、NOx還元剤として機能する
HCは不飽和HCであって飽和HCではない、というこ
とを究明した。この場合、排気ガス中のHCにおいて、
その略3分の1は飽和HCであるから、HCの有効利用
率は略67%であって十分に高いとは言えない。
【0006】また前記触媒は、排気ガスの温度、つまり
ガス温度が150〜300℃といった低温領域にあると
き、比較的良好なNOx浄化能を示すが、ガス温度が3
00℃を超える高温領域ではNOxを排出する、といっ
た特性を示す。
【0007】このような現象が生じるのは次のような理
由によるものと考えられる。即ち、前記低温領域におけ
るNOxの浄化はNOxの吸着と、そのNOxの還元と
いうメカニズムに基づくものであるから、NOxの吸着
量がNOxの還元量を上回った場合にはその未還元NO
xは触媒に吸蔵されることとなり、その吸蔵NOxが前
記高温領域で排出されるのである。
【0008】このように前記高温領域にて吸蔵NOxが
排出されると、排気ガス中にはエンジンの運転に伴い本
来発生するNOxの外に余分のNOxが含まれることに
なり、またその量も不定であることから、NOxの浄化
制御が難しくなる、といった問題を生じた。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、酸素過剰雰囲
気におけるNOx還元剤として、排気ガス中の不飽和H
Cだけでなく、飽和HCをも有効に利用することがで
き、また前記低温領域におけるNOx吸着量を抑制する
と共にその吸着NOxを略完全に浄化し、これにより前
記高温領域においてNOxを排出することのない前記排
気ガス浄化用複合触媒を提供することを目的とする。
【0010】前記目的を達成するため本発明によれば、
第1の触媒と第2の触媒とより構成され、前記第1の触
媒は、Ptを担持したゼオライトPt−Zeoと、平均
結晶子径DがD≧13.0nmであるCeO2 とよりな
り、前記第1の触媒におけるPt担持ゼオライトPt−
Zeoの配合量は19重量%<Pt−Zeo<100重
量%であり、またPt担持ゼオライトPt−Zeoにお
けるPt担持量は3.5重量%<Pt<11重量%であ
り、前記第2の触媒は、H型ゼオライトH−Zeo、P
d担持ゼオライトPd−ZeoおよびAu担持ゼオライ
トAu−Zeoの少なくとも一種よりなり、前記H型ゼ
オライトH−ZeoにおけるSiO2 /Al2 3 モル
比はSiO2 /Al2 3 ≦300であり、また前記P
d担持ゼオライトPd−ZeoにおけるPd担持量は
0.1重量%≦Pd≦5重量%であり、さらに前記Au
担持ゼオライトAu−ZeoにおけるAu担持量は0.
1重量%≦Au≦5重量%である排気ガス浄化用複合触
媒が提供される。
【0011】前記第1の触媒において、Ptは、前記同
様に、触媒用金属であって排気ガスに対し酸化能および
還元能を発揮する。またゼオライトは、前記同様に、排
気ガス中のHCを吸着して濃縮し、そのHCをPtに供
給する機能を有する。
【0012】さらにCeO2 は、前記同様に、酸素過剰
雰囲気においてNOx吸着能を発揮する。この場合、N
Ox吸着量はCeO2 の平均結晶子径Dと相関する。そ
こで、平均結晶子径DがD≧13.0nmであるCeO2
を用いると、NOx吸着量はD<13.0nmのCeO2
を用いた場合よりも減少するが、その吸着NOxを略完
全に浄化することが可能となり、これによりNOxの吸
蔵を回避することができる。
【0013】この第1の触媒においては、不飽和HCが
NOx還元剤として機能する。前記第2の触媒であるH
型ゼオライトH−Zeo等は、それに飽和HCが接近す
ると、その飽和HCのC−C結合に関与している電子対
から少なくとも1つの電子を奪取するため、そのC−C
結合が略切断されたような状態になる。その結果、電子
を奪取されたC−C結合の両側の各C−C結合において
は、その結合の安定化を図るべく、各C−H結合からの
電子の供給が行われ、これにより電子の供給を受けた各
C−C結合が二重結合的状態に移行して擬似不飽和HC
が発生する。この擬似不飽和HCは活性であって酸素過
剰雰囲気において、NOx還元剤として機能する。
【0014】ただし、第1の触媒において、Pt担持ゼ
オライトPt−Zeoの配合量がPt−Zeo≦19重
量%ではPt担持ゼオライトのHC吸着能が減退するた
めNOx浄化率が低下し、一方、Pt−Zeo=100
%ではCeO2 によるNOx吸着能が得られないのでN
Ox浄化率が低下する。またPt担持量がPt≦3.5
重量%ではPt量が少ないためNOx浄化率が低下し、
一方、Pt≧11重量%に設定してもNOx浄化率は殆
ど変わらなくなる。
【0015】第2の触媒を構成するH型ゼオライトH−
ZeoにおけるSiO2 /Al2 3 モル比が前記上限
値を上回ったり、Pd担持ゼオライトPd−Zeoにお
けるPd担持量およびAu担持ゼオライトAu−Zeo
におけるAu担持量がそれぞれ前記下限値を下回ると、
それらが飽和HCに対して電子奪取作用を発揮せず、一
方、Pd担持量およびAu担持量が前記上限値を上回る
と、飽和HCに対するPd担持ゼオライトPd−Zeo
等の酸化作用が強くなるため、その飽和HCの完全酸化
が進行し、その結果、NOx浄化に活性な擬似不飽和H
Cの生成量が減少する。
【0016】
【発明の実施の形態】排気ガス浄化用複合触媒は、第1
の触媒と第2の触媒とよりなる。
【0017】第1の触媒は、触媒用金属であるPtを担
持したゼオライトPt−Zeoと、平均結晶子径DがD
≧13.0nmであるCeO2 とよりなる。第1の触媒に
おけるPt担持ゼオライトPt−Zeo配合量は19重
量%<Pt−Zeo<100重量%である。またPt担
持ゼオライトPt−ZeoにおけるPt担持は3.5重
量%<Pt<11重量%である。
【0018】Pt担持ゼオライトは、ゼオライトにPt
を、イオン交換法、真空メッキ法(PVD)、含浸法等
により担持させることによって製造される。この場合、
真空メッキ法を採用すると、Ptがゼオライト表面に担
持されてPtと排気ガスとの接触が良好となるので、N
Ox(主としてNO)浄化率を向上させる上で有効であ
る。
【0019】ゼオライトとしては、比較的良好な耐熱性
を持つMFI型ゼオライト、例えばZSM−5ゼオライ
トが用いられる。このZSM−5ゼオライトは未改質の
ものでもよいが、エンジン運転中の高温排気ガスに対す
る耐熱性を考慮すると、未改質のものに脱Al処理を施
して得られる改質ZSM−5ゼオライトが望ましい。
【0020】未改質ZSM−5ゼオライトに対する脱A
l処理としては、酸処理、スチーム処理または沸騰水処
理の少なくとも一つの処理が適用される。
【0021】酸処理としては、0.5〜5NのHCl溶
液を70〜90℃に昇温し、そのHCl溶液中に未改質
ZSM−5ゼオライトを投入して1〜20時間攪拌す
る、といった方法が採用される。
【0022】また沸騰水処理としては、未改質ZSM−
5ゼオライトに含水処理を施し、その含水状態の未改質
ZSM−5ゼオライト周りの雰囲気温度を550〜60
0℃まで昇温し、その高温雰囲気下に未改質ZSM−5
ゼオライトを4時間程度保持する、といった方法が採用
される。
【0023】さらにスチーム処理としては、未改質ZS
M−5ゼオライトを、10%程度の水分を含む750〜
900℃の雰囲気下に10〜20時間保持する、といっ
た方法が採用される。
【0024】これら酸処理、沸騰水処理およびスチーム
処理は、単独または2以上組合わせて適用され、また必
要に応じて繰返される。これにより改質ZSM−5ゼオ
ライトが得られ、そのSiO2 /Al2 3 モル比は2
5〜800である。
【0025】このような改質ZSM−5ゼオライトは脱
Al処理により結晶性の向上が図られ、また熱分解生成
物の核の発生が抑制されているので、その耐熱温度は1
000℃程度に高められる。
【0026】触媒用金属であるPtは、排気ガスに対し
て酸化能および還元能を発揮する。
【0027】Ptの酸化能はHC(炭化水素)+O2
2 O+CO2 およびCO+O2 →CO2 といった酸化
反応に寄与する。
【0028】Ptの還元能は、理論空燃比においてはN
Oxを吸着してNOx→N2 といった還元反応に寄与
し、一方、酸素過剰雰囲気においてはNOx+O2 →N
2 といった酸化反応と、NO2 +HC+O2 →N2
CO2 +H2 Oといった還元反応に寄与する。
【0029】改質ZSM−5ゼオライトは脱Al処理に
よってその疎水性が高められ、また未改質ZSM−5ゼ
オライトが持つ基本骨格構造を備えている上でAl離脱
による比表面積の拡張が図られていることから、その特
性である吸着能が増進される。このような改質ZSM−
5ゼオライトは、水分存在下においても排気ガス中のH
Cに対して良好な吸着能を発揮して濃縮し、そのHCを
Ptに供給する機能を発揮する。これにより酸素過剰雰
囲気におけるNOx浄化率を高めることが可能である。
【0030】CeO2 は、図1に示すように複数の結晶
子が集合した多結晶粒子であり、その平均結晶子径Dは
D≧13.0nmに設定される。平均結晶子径Dの制御
は、所定の平均結晶子径Dを有するCeO2 に大気下で
熱処理を施すことによって行われる。この場合、CeO
2 の平均結晶子径Dは、熱処理前よりも熱処理後の方が
大となる。
【0031】結晶子径D(hkl) の算出にはシュラー式、
即ち、D(hkl) =0.9λ/(β1/2 ・cos θ)を用い
た。ここで、hklはミラー指数、λは特性X線の波長
(Å)、β1/2 は(hkl)面の半価幅(ラジアン)、
θはX線反射角度である。したがって、CeO2 では、
X線回折図より(111)面の半価幅β1/2 を測定する
ことによって各結晶子のD(111) を算出し、それらから
平均結晶子径Dを求めた。
【0032】CeO2 は酸素過剰雰囲気においてNOx
吸着能を発揮するので、Pt近傍のNOx濃度が高めら
れる。これによっても酸素過剰雰囲気におけるNOx浄
化率を向上させることが可能である。
【0033】前記第2の触媒は、H型ゼオライトH−Z
eo、Pd担持ゼオライトPd−ZeoおよびAu担持
ゼオライトAu−Zeoの少なくとも一種よりなる。H
型ゼオライトH−ZeoにおけるSiO2 /Al2 3
モル比はSiO2 /Al2 3 ≦300であり、またP
d担持ゼオライトPd−ZeoにおけるPd担持量は
0.1重量%≦Pd≦5重量%であり、さらにAu担持
ゼオライトAu−ZeoにおけるAu担持量は0.1重
量%≦Au≦5重量%である。
【0034】第2の触媒におけるゼオライトとしては、
前記同様に改質ZSM−5ゼオライトが用いられる。こ
の場合、前記H型ゼオライトは、未改質のZSM−5ゼ
オライトに前記脱Al処理を施して得られる、つまり改
質ZSM−5ゼオライトそのものである。Pd担持ゼオ
ライトは、ZSM−5ゼオライトにPdをイオン交換法
により担持させることによって製造される。Au担持ゼ
オライトは、ZSM−5ゼオライトにAuを含浸法によ
り担持させることによって製造される。
【0035】図2に示すように、第2の触媒であるH型
ゼオライトH−Zeo等は、それに飽和HCが接近する
と、その飽和HCのC−C結合に関与している電子対か
ら少なくとも1つの電子を奪取するため、そのC−C結
合が略切断されたような状態になる。その結果、電子を
奪取されたC−C結合の両側の各C−C結合において
は、その結合の安定化を図るべく、各C−H結合からの
電子の供給が行われ、これにより電子の供給を受けた各
C−C結合は二重結合的状態に移行して擬似不飽和HC
が発生する。この擬似不飽和HCは活性であって酸素過
剰雰囲気において、NOx還元剤として機能する。この
第2の触媒は単体または2種以上の混合物として用いら
れる。
【0036】複合触媒は混合型、積層型および分離型の
三つの形態を持つ。
【0037】図3に示すように、混合型複合触媒は第1
および第2の触媒を混合したものであって、その混合型
複合触媒を有する層1がコージェライト型ハニカム2の
各セル3内面に保持される。これにより浄化器4が構成
される。
【0038】図4に示すように、積層型複合触媒は、下
層5に含まれる第2の触媒と、上層6に含まれる第1の
触媒とよりなり、両層5,6は前記と同材質のハニカム
2の各セル3内面に保持され、これにより浄化器4が構
成される。この場合、上層6が第2の触媒を含み、一
方、下層5が第1の触媒を含んでいてもよい。
【0039】図5〜8に示すように、分離型複合触媒
は、第1の触媒と第2の触媒とを分離したもので、第1
の触媒を有する層7が前記と同材質のハニカム2の各セ
ル3内面に保持され、これにより第1浄化器41 が構成
される。一方、第2の触媒を有する層8が前記と同材質
のハニカム2の各セル3内面に保持され、これにより第
2浄化器42 が構成される。そして、排気管9内におい
て、図7のごとく、第1浄化器41 が排気ガス流10の
上流側に、一方、第2浄化器42 がその下流側にそれぞ
れ配置されるか、または、図8のごとく、第2浄化器4
2 が排気ガス流10の上流側に、一方、第1浄化器41
がその下流側にそれぞれ配置される。
【0040】複合触媒における第1および第2の触媒の
配合比は前記何れの形態においても1対1が適当であ
る。 A.複合触媒の各種構成成分の製造 〔I〕改質ZSM−5ゼオライト (a) SiO2 /Al2 3 モル比40の未改質ZS
M−5ゼオライトを90℃の5N HCl溶液中に投入
し、次いで20時間攪拌を行ってスラリー状物を得た。 (b) スラリー状物から固形分を濾別し、その固形分
を純水にて、洗浄水のpHがpH≧4になるまで洗浄し
た。 (c) 固形分に、大気中、130℃、5時間の条件で
乾燥処理を施し、次いで乾燥後の固形分に、大気中、4
00℃、12時間の焼成処理を施して塊状の改質ZSM
−5ゼオライトを得た。 (d) 塊状改質ZSM−5ゼオライトに粉砕処理を施
して粉末状改質ZSM−5ゼオライトを得た。この改質
ZSM−5ゼオライトのSiO2 /Al2 3 モル比は
45であり、したがって脱Alが発生していることが判
る。また改質ZSM−5ゼオライトの耐熱温度は100
0℃であった。
【0041】この改質ZSM−5ゼオライトは、第2の
触媒であるH型ゼオライトH−Zeoとして用いられ
る。 〔II〕 Pt担持ゼオライトPt−Zeo (a) ジニトロジアンミン白金25gを25%アンモ
ニア水1000mlに加熱下で溶解して白金溶液(Pt濃
度1.5%)を得た。 (b) 白金溶液に改質ZSM−5ゼオライト100g
を加え、次いで、その溶液を90℃にて12時間攪拌し
た。このイオン交換法によって、改質ZSM−5ゼオラ
イトと、それに担持されたPtとよりなるPt担持ゼオ
ライトを得た。 (c) 冷却後、Pt担持ゼオライトを濾別し、次いで
純水により洗浄した。 (d) Pt担持ゼオライトに、大気中、120℃、3
時間の条件で乾燥処理を施し、次いで乾燥後のPt担持
ゼオライトに、大気中、400℃、12時間の焼成処理
を施した。このPt担持ゼオライトにおけるPt担持量
は8.0重量%であった。 〔III 〕CeO2 平均結晶子径Dが7.8nmである市販のCeO2 を用意
し、これに、大気下にて700℃、3時間の熱処理を施
した。熱処理後のCeO2 の平均結晶子径Dは13.3
nmであった。 〔IV〕Pd担持ゼオライトPd−Zeo(第2の触媒) (a) ジニトロジアンミンパラジウム6.6gを水5
00mlに加熱下で溶解してパラジウム溶液(Pd濃度
0.61%)を得た。 (b) パラジウム溶液に改質ZSM−5ゼオライト1
00gを加え、次いで、その溶液を90℃にて12時間
攪拌した。このイオン交換法によって、改質ZSM−5
ゼオライトと、それに担持されたPdとよりなるPd担
持ゼオライトを得た。 (c) 冷却後、Pd担持ゼオライトを濾別し、次いで
純水により洗浄した。 (d) Pd担持ゼオライトに、大気中、120℃、3
時間の条件で乾燥処理を施し、次いで乾燥後のPd担持
ゼオライトに、大気中、400℃、12時間の焼成処理
を施した。このPd担持ゼオライトにおけるPd担持量
は0.64重量%であった。 〔V〕 Au担持ゼオライトAu−Zeo(第2の触
媒) (a) クロロ金酸2.0gを水500mlに溶解して金
溶液(Au濃度0.23%)を得た。 (b) 金溶液に改質ZSM−5ゼオライト100gを
加え、これをロータリエバポレータに投入して攪拌しつ
つ乾燥させた。 (c) 得られた粉末に、大気中、130℃、5時間の
条件で乾燥処理を施し、次いで乾燥後の粉末に、大気
中、400℃、12時間の焼成処理を施して塊状のAu
担持ゼオライトを得た。 (d) 塊状Au担持ゼオライトに粉砕処理を施して粉
末状Au担持ゼオライトを得た。このAu担持ゼオライ
トにおけるAu担持量は0.68重量%であった。 B.複合触媒の製造 〔I〕 混合型複合触媒(図3) (1) Pt担持ゼオライト30gおよびCeO2 60
gよりなる第1の触媒と、第2の触媒であるPd担持ゼ
オライト90gと、20%シリカゾル50gおよび純水
360gと、直径5mmのアルミナボールとをポットに投
入して、12時間の湿式粉砕を行ってスラリー状物を調
製した。この場合、第1の触媒におけるPt担持ゼオラ
イトの配合量は約33重量%であり、一方、CeO2
配合量は約67重量%であった。
【0042】このスラリー状物に直径25.4mm、長さ
60mm、400セル/in2 .、6ミルのコージェライト
製ハニカム2を浸漬し、次いでそのハニカム2をスラリ
ー状物より取出して過剰分をエア噴射により除去し、そ
の後ハニカム2を150℃の加熱下に1時間保持してス
ラリー状物を乾燥し、さらにハニカム2に、大気中、4
00℃、12時間の条件で焼成処理を施して、固形物を
ハニカム2の各セル3内面に保持させた。この場合、ハ
ニカム2における固形物、即ち、第1,第2の触媒およ
びシリカを有する層1の保持量は200g/リットルで
あった。この混合型複合触媒を実施例1とする。 (2) 前記(1)における第2の触媒を、Au担持ゼ
オライト90gに代えた、ということ以外は前記(1)
と同様の方法で混合型複合触媒を得た。これを実施例2
とする。この場合、ハニカム2における前記層1の保持
量は前記同様に200g/リットルであった。 (3) 前記(1)における第2の触媒を、H型ゼオラ
イト(改質ZSM−5ゼオライト)90gに代えた、と
いうこと以外は前記(1)と同様の方法で、混合型複合
触媒を得た。これを実施例3とする。この場合、ハニカ
ム2における前記層1の保持量は前記同様に200g/
リットルであった。 〔II〕積層型複合触媒(図4) (1) 上層6用スラリー状物の調製 Pt担持ゼオライト30gおよびCeO2 60gよりな
る第1の触媒と、20%シリカゾル50gおよび純水1
80gと、直径5mmのアルミナボールとをポットに投入
して、12時間の湿式粉砕を行ってスラリー状物を調製
した。この場合、第1の触媒におけるPt担持ゼオライ
トの配合量は約33%重量%であり、一方、CeO2
配合量は約67重量%であった。 (2) 下層5用スラリー状物の調製 Pd担持ゼオライト90g、20%シリカゾル50
gおよび純水180gと、直径5mmのアルミナボールと
をポットに投入して、12時間の湿式粉砕を行ってスラ
リー状物を調製した。 前記におけるPd担持ゼオライト90gをAu担
持ゼオライト90gに代えた、ということ以外は前記
と同様の方法でスラリー状物を調製した。 前記におけるPd担持ゼオライト90gをH型ゼ
オライト90gに代えた、ということ以外は前記と同
様の方法でスラリー状物を調製した。 (3) 前記のPd担持ゼオライト(第2の触媒)を
含む下層5用スラリー状物に前記同様のハニカム2を浸
漬し、次いでそのハニカム2をスラリー状物より取出し
て過剰分をエア噴射により除去し、その後ハニカム2を
150℃の加熱下に1時間保持してスラリー状物を乾燥
し、さらにハニカム2に、大気中、400℃、12時間
の条件で焼成処理を施して、固形物をハニカム2の各セ
ル3内面に保持させた。この場合、ハニカム2における
固形物、即ち、Pd担持ゼオライトおよびシリカを含む
下層5の保持量は100g/リットルであった。
【0043】次いで、前記(1)の上層6用スラリー状
物に下層5を保持したハニカム2を浸漬し、次いでその
ハニカム2をスラリー状物より取出して過剰分をエア噴
射により除去し、その後ハニカム2を150℃の加熱下
に1時間保持してスラリー状物を乾燥し、さらにハニカ
ム2に、大気中400℃、12時間の条件で焼成処理を
施して、固形物を各下層5表面に保持させた。この場
合、ハニカム2における固形物、即ち、第1の触媒およ
びシリカを含む上層6の保持量は100g/リットルで
あった。この積層型複合触媒を実施例4とする。 (4) 前記(3)における下層5用スラリー状物を、
前記のAu担持ゼオライト(第2の触媒)を含む下層
5用スラリー状物に代えた、ということ以外は前記
(3)と同様の方法で、積層型複合触媒を得た。これを
実施例5とする。この場合、ハニカム2における前記
上、下層6,5の保持量はそれぞれ前記同様に100g
/リットルであった。 (5) 前記(3)における下層5用スラリー状物を、
前記のH型ゼオライト(第2の触媒)を含む下層5用
スラリー状物に代えた、ということ以外は前記(3)と
同様の方法で、積層型複合触媒を得た。これを実施例6
とする。この場合、ハニカム2における前記上、下層
6,5の保持量はそれぞれ前記同様に100g/リット
ルであった。 〔III 〕分離型複合触媒(図5〜8) (1) 第1浄化器41 (図5) 前記〔II〕、(1)の上層6用スラリー状物に直径2
5.4mm、長さ30mm、400セル/in2 .、6ミルの
コージェライト製ハニカム2を浸漬し、次いでそのハニ
カム2をスラリー状物より取出して過剰分をエア噴射に
より除去し、その後ハニカム2を150℃の加熱下に1
時間保持してスラリー状物を乾燥し、さらにハニカム2
に、大気中、400℃、12時間の条件で焼成処理を施
して、固形物をハニカム2の各セル3内面に保持させ
た。この場合、ハニカム2における固形物、即ち、第1
の触媒およびシリカを有する層7の保持量は100g/
リットルであった。 (2) 第2浄化器42 (図6) 前記〔II〕、(2),のPd担持ゼオライトを
含むスラリー状物に直径25.4mm、長さ30mm、40
0セル/in2 .、6ミルのコージェライト製ハニカム2
を浸漬し、次いでそのハニカム2をスラリー状物より取
出して過剰分をエア噴射により除去し、その後ハニカム
2を150℃の加熱下に1時間保持してスラリー状物を
乾燥し、さらにハニカム2に、大気中、400℃、12
時間の条件で焼成処理を施して、固形物をハニカム2の
各セル3内面に保持させ、これにより第2浄化器42
例1を得た。この場合、ハニカム2における固形物、即
ち、第2の触媒およびシリカを有する層8の保持量は1
00g/リットルであった。 前記における前記〔II〕、(2)、のPd担持
ゼオライトを含むスラリー状物に代えて、前記〔II〕、
(2),のAu担持ゼオライトを含むスラリー状物を
用いた、ということ以外は前記と同様の方法で、前記
同様の保持量を持つ第2浄化器42 の例2を得た。 前記における前記〔II〕、(2)、のPd担持
ゼオライトを含むスラリー状物に代えて、前記〔II〕、
(2),のH型ゼオライトを含むスラリー状物を用い
た、ということ以外は前記と同様の方法で、前記同様
の保持量を持つ第2浄化器42 の例3を得た。 (3) 図7に示すように、排気管9内において、第1
浄化器41 を排気ガス流10の上流側に、また前記の
第2浄化器42 の例1をその下流側にそれぞれ配設して
分離型複合触媒を得た。これを実施例7とする。
【0044】前記第2浄化器42 の例1に代え、前記
の第2浄化器42 の例2を用いて分離型複合触媒を得
た。これを実施例8とする。
【0045】前記第2浄化器42 の例1に代え、前記
の第2浄化器42 の例3を用いて分離型複合触媒を得
た。これを実施例9とする。 (4) 図8に示すように、排気管9内において、前記
の第2浄化器42 の例1を排気ガス流10の上流側
に、また第1浄化器41 を下流側にそれぞれ配設して分
離型複合触媒を得た。これを実施例10とする。
【0046】前記第2の浄化器42 の例1に代え、前記
の第2浄化器42 の例2を用いて分離型複合触媒を得
た。これを実施例11とする。
【0047】前記第2浄化器42 の例1に代え、前記
の第2浄化器42 の例3を用いて分離型複合触媒を得
た。これを実施例12とする。 C.比較例触媒の製造 前記B.〔II〕,(1)のPt担持ゼオライトおよびC
eO2 よりなる第1の触媒を含む上層6用スラリー状物
と、前記B.〔I〕,(1)のハニカム(長さ60mm)
2を用いて、前記B.〔III 〕,(1)と同様の方法
で、第1の触媒を有する層7をハニカム2の各セル3内
面に保持させた。この場合、ハニカム2における層7の
保持量は100g/リットルであった。この触媒を比較
例1とする。 D.排気ガス浄化テスト 表1は、エンジンから排出された排気ガスの組成を示
す。表1中、T−HCは全炭化水素量であり、この排気
ガス中には種々の飽和HCおよび不飽和HCが含まれて
いる。
【0048】
【表1】
【0049】表2は、前記排気ガスに似せて調製された
テスト用ガスの組成を示す。このテスト用ガスには、H
Cとして飽和HCであるイソペンタンのみが含まれてい
る。
【0050】
【表2】
【0051】先ず、第2の触媒の作用効果を確かめるべ
く、実施例1の触媒を固定床流通式反応装置に設置し、
次いでその装置内に表2組成のテスト用ガスを空間速度
S.V.=5×104 -1で流通させると共にテスト用
ガスの温度を常温より20℃/min で上昇させ、所定の
ガス温度にてNOx浄化率を測定した。同様のテストを
実施例2〜12の触媒および比較例1の触媒についても
行った。
【0052】表3は、実施例1〜12における第2の触
媒の種類ならびに実施例1〜12および比較例1に関す
る最大NOx浄化率、それを示すガス温度およびガス温
度300℃におけるNOx浄化率を示す。
【0053】
【表3】
【0054】表3から明らかなように、実施例1〜12
によるNOx浄化率は比較例1によるNOx浄化率に比
べて高い。この場合、比較例1が各実施例の第1の触媒
のみからなることから、比較例1によるNOx浄化率が
各実施例における第1の触媒によるNOx浄化率である
と言える。したがって、各実施例のNOx浄化率におい
て、比較例1を上回る分が第2の触媒によるNOx浄化
率である、と言える。
【0055】実施例7および10による300℃・NO
x浄化率は、他の実施例による場合に比べて低くなって
いるが、これは、第2の触媒であるPd−Zeoが、高
温域で比較的強い酸化作用を発揮し、且つ第1の触媒と
は分離していてテスト用ガス、つまりイソペンタンと十
分に接触することから、イソペンタンの不飽和化が不十
分となることに起因する。
【0056】次に、表1組成の排気ガスに対する複合触
媒のNOx浄化能を確かめるべく、実施例1の触媒を固
定床流通式反応装置に設置し、次いでその装置内に排気
ガスを空間速度S.V.=5×104 -1で流通させる
と共に排気ガスの温度を常温より20℃/min で上昇さ
せ、所定のガス温度にてNOx浄化率を測定した。同様
のテストを実施例2〜12の触媒および比較例1の触媒
についても行った。
【0057】
【表4】
【0058】表4は、実施例1〜12における第2の触
媒の種類ならびに実施例1〜12および比較例1に関す
る最大NOx浄化率、それを示すガス温度およびガス温
度300℃におけるNOx浄化率を示す。
【0059】表4から明らかなように、実施例1〜12
によるNOx浄化率は比較例1によるNOx浄化率に比
べて高い。第2の触媒による効果は、前記同様に、各実
施例によるNOx浄化率と比較例1によるNOx浄化率
とを比較することによって明らかとなる。
【0060】実施例7および10による300℃・NO
x浄化率は、前記テスト用ガスの場合と異なり、他の実
施例による場合と比べて遜色ない。これは、Pd担持ゼ
オライトPd−Zeo上においても一部不飽和HCによ
るNOx浄化が起きたことによる、と思われる。
【0061】図9は、排気ガスの浄化において、実施例
6と比較例1,2に関するガス温度とNOx浄化率との
関係を示す。比較例2はハニカム2における層7の保持
量を比較例1のそれの2倍、即ち、200g/リットル
に設定したものである。
【0062】図9より、実施例6は比較例1に比べてN
Ox浄化能が優れていることが判る。また実施例6の場
合は、比較例2に比べて、最大NOx浄化率を示す温度
が高温側へ変位すると共に300℃におけるNOx浄化
率が高く、また高温領域においてNOx浄化率がマイナ
ス値となっていない、つまりNOxの排出は生じていな
い。これはNOxの浄化を図る上で極めて有効な特性で
ある。
【0063】なお、実施例6において、平均結晶子径D
が8.7nmであるCeO2 を用いた場合、ガス温度33
0℃以上においてNOxの排出が認められた。
【0064】
【発明の効果】本発明によれば、前記のように構成する
ことによって、酸素過剰雰囲気下で、且つガス温度の高
い領域で、良好なNOx浄化率を示す排気ガス浄化用複
合触媒を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】CeO2 の説明図である。
【図2】飽和HCから擬似不飽和HCを生じる状態を示
す説明図である。
【図3】混合型複合触媒を有する浄化器の要部断面図で
ある。
【図4】積層型複合触媒を有する浄化器の要部断面図で
ある。
【図5】分離型複合触媒の第1の触媒を有する第1浄化
器の要部断面図である。
【図6】分離型複合触媒の第2の触媒を有する第2浄化
器の要部断面図である。
【図7】第1,第2浄化器の配列仕様の一例を示す説明
図である。
【図8】第1,第2浄化器の配列仕様の他例を示す説明
図である。
【図9】ガス温度とNOx浄化率との関係を示すグラフ
である。
【符号の説明】
1,7,8…層 2………ハニカム 3………セル 4………浄化器 41 ,42 …第1,第2浄化器 5………下層 6………上層 9………排気管 10………排気ガス流

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の触媒と第2の触媒とより構成さ
    れ、前記第1の触媒は、Ptを担持したゼオライトPt
    −Zeoと、平均結晶子径DがD≧13.0nmであるC
    eO2 とよりなり、前記第1の触媒におけるPt担持ゼ
    オライトPt−Zeoの配合量は19重量%<Pt−Z
    eo<100重量%であり、またPt担持ゼオライトP
    t−ZeoにおけるPt担持量は3.5重量%<Pt<
    11重量%であり、前記第2の触媒は、H型ゼオライト
    H−Zeo、Pd担持ゼオライトPd−ZeoおよびA
    u担持ゼオライトAu−Zeoの少なくとも一種よりな
    り、前記H型ゼオライトH−ZeoにおけるSiO2
    Al2 3 モル比は、SiO2 /Al2 3 ≦300で
    あり、また前記Pd担持ゼオライトPd−Zeoにおけ
    るPd担持量は0.1重量%≦Pd≦5重量%であり、
    さらに前記Au担持ゼオライトAu−ZeoにおけるA
    u担持量は0.1重量%≦Au≦5重量%であることを
    特徴とする排気ガス浄化用複合触媒。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1547682A1 (en) * 2003-12-26 2005-06-29 HONDA MOTOR CO., Ltd. Diesel engine exhaust emission control system
JP2008018374A (ja) * 2006-07-14 2008-01-31 Honda Motor Co Ltd 排ガス浄化触媒及び排ガス浄化装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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