JPH11226400A - 排気ガス浄化用触媒装置及び浄化方法 - Google Patents
排気ガス浄化用触媒装置及び浄化方法Info
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- JPH11226400A JPH11226400A JP10264707A JP26470798A JPH11226400A JP H11226400 A JPH11226400 A JP H11226400A JP 10264707 A JP10264707 A JP 10264707A JP 26470798 A JP26470798 A JP 26470798A JP H11226400 A JPH11226400 A JP H11226400A
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Abstract
中の有害成分の内、特に難燃な炭化水素を浄化する排気
ガス浄化用触媒装置及び浄化方法を提供する。 【解決手段】 触媒成分として、Ptとジルコニア(Z
rO2 )を含み、Pt担持ZrO2 を燃焼排ガスに対し
下流側に配置し、更に触媒成分としてPd又は、Pdと
Rhを含む触媒を、上流側に配置する。更に、燃焼排ガ
スに対し、下流側から上流側に向かって、Pt担持Zr
O2 触媒を、触媒成分として、炭化水素吸着材と、P
t,Pd及びRhから成る群より選ばれる少なくとも一
種以上の貴金属とを含む触媒を、更に前記Pd又は,P
dとRhを含む触媒を、この順番に配置する。更に本発
明方法は、本発明の排気ガス浄化用触媒装置を、内燃機
関から排出される排気ガスと接触させ、その際所定域の
排気ガス雰囲気を、酸素過剰率で一定の値内に制御す
る。
Description
媒装置及び浄化方法に関し、特に自動車等の内燃機関か
ら排出される排気ガス中の有害成分である炭化水素(以
下、「HC」と称す)、一酸化炭素(以下、「CO」と
称す)及び窒素酸化物(以下、「NOx」と称す)を同
時に除去する三元触媒であって、特に難燃なHCを高効
率で浄化する排気ガス浄化用触媒装置及び浄化方法に関
する。
でHCを浄化するために多段配置された場合、未燃排ガ
ス中には難燃HC(例えば飽和炭化水素:パラフィン)
が増加するため、排気下流の触媒は上流触媒に比べて効
率が悪化する。その為、難燃HC浄化能に優れた排気ガ
ス浄化用触媒及び浄化方法の開発が期待されている。
ば、特開昭61−234935号公報、特開昭62−2
82641号公報、特開平5−200287号公報に開
示されているものがある。
れた排気ガス浄化用触媒は、白金、ロジウム及びジルコ
ニウムから成る組成物をガラス繊維担体に担持させたも
のであり、具体的にはシリカ等のガラス繊維担体にジル
コニアウォッシュコートを担持し、更にロジウム、白
金、及びパラジウムなどの白金族元素を含浸させた構造
のものである。
は、ロジウムを酸化ジルコニウムに担持させた排気ガス
浄化用触媒が開示されており、具体的にはロジウムを含
有させた酸化ジルコニウム、活性アルミナ、酸化セリウ
ムとアルミナゾルとを含むスラリーを、担体に付着・乾
燥・焼成した後、白金を担持させたものである。
ルミナからなる触媒担持層をもつ一体型構造体の排ガス
が流入する入口側にパラジウム及びロジウムが担持さ
れ、排ガスが流出する出口側に白金及びロジウムが担持
された触媒で、ロジウムの担持量が入口側より出口側に
多いことを特徴とする排気ガス浄化用触媒が開示されて
いる。
記載された従来の触媒及び浄化方法では、触媒容量を増
加させ、より一層排気成分残存率を低下させようとした
場合、排気ガス下流の触媒による浄化が進み、転化しに
くいHC成分割合が増加するため、排ガス雰囲気をHC
燃焼に適した酸化雰囲気にしても、浄化性能が悪化する
という問題点があった。
浄化用触媒及び触媒装置よりも、HC浄化性能が向上
し、特に、今まで未浄化だったHC成分に対して、高い
浄化性能を有する排気ガス浄化用触媒装置及びその浄化
方法を提供することに有る。
研究した結果、未浄化HCの主成分であるパラフィン系
の炭化水素の触媒活性を向上させるために、触媒成分担
持層中にPtとZrO2 を含有させ、ZrO2 上にのみ
Ptを存在させると共に、更に好適には、前記Pt担持
ZrO2 触媒をより有効に機能させるため、Pt表面上
のHC吸着被毒(主に芳香族系炭化水素による)を制御
するために当該Pt担持ZrO2 触媒の上流に芳香族炭
化水素を吸着する触媒を配置した上で、最適な雰囲気に
制御することにより、従来未浄化であったHC成分の浄
化性能が著しく向上・維持されることを見出し、本発明
を完成した。
浄化用触媒装置は、触媒成分担持層を有する一体構造型
触媒において、触媒成分として、Ptとジルコニア(Z
rO 2 )を含み、活性種であるPtがZrO2 に担持さ
れている触媒を含有することを特徴とする。
未浄化HC成分中の特に安定で燃焼しにくいパラフィン
を選択的に浄化する。これは、ZrO2 上のPt表面状
態が、パラフィン吸着に適した酸化状態に制御できるか
らである。
の前記排気ガス浄化用触媒のストイキからリーン雰囲気
下におけるパラフィン成分に対する触媒活性を更に向上
させるため、含有されるPtの量は、2g/L〜10g
/Lであり、ZrO2 へのPt担持濃度は、1.0重量
%〜5.0重量%である。また、Ptを担持するZrO
2 の初期表面積は、30m2 /g以上であることが好ま
しい。これにより、ZrO2 上のPt粒子状態が、パラ
フィン浄化に適した粒径分布にし、浄化性能をより高め
ることができる。
触媒装置は、触媒成分担持層を有する一体構造型触媒で
あって、触媒成分として、Ptとジルコニア(Zr
O2 )を含み、活性種であるPtがZrO2 にのみ担持
されてなる触媒(下流側触媒)を、燃焼排ガスに対し下
流側に配置し、更に触媒成分としてPd又は、PdとR
hを含んでなる触媒(上流側触媒)を、燃焼排ガスに対
し上流側に配置してなる。第2発明は、第1発明の触媒
装置のパラフィン成分に対する高い触媒活性を更に維持
・安定して発現させることを可能とする。即ち、比較的
燃えやすいHCの除去を予め行っておくことで、Pt担
持ZrO 2 触媒の難燃HC成分浄化率を更に向上するこ
とができる。
あるPd又は、PdとRhの含有量が、3g/L〜15
g/Lであることが好ましい。これは、未浄化成分を下
流側触媒の浄化性能に適した濃度とし、前記触媒装置の
パラフィン成分に対する高い触媒活性をより有効に活用
するためである。
用触媒装置は、触媒成分担持層を有する一体構造型触媒
であって、触媒成分として、Ptとジルコニア(ZrO
2 )を含み、活性種であるPtがZrO2 にのみ担持さ
れてなる触媒(最下流触媒)を、燃焼排ガスに対し最下
流側に配置し、更に触媒成分として、炭化水素吸着材
と、Pt,Pb及びRhから成る群より選ばれる少なく
とも一種以上の貴金属とを含む触媒(中間触媒)を前記
最下流触媒の上流に配置し、更に触媒成分としてPd又
は、PdとRhを含む触媒(最上流触媒)を前記中間触
媒の上流側に配置してなることを特徴とする。かかる第
3発明は、触媒のPt表面上のHC吸着被毒を更に有効
に抑制することを可能とする。
炭化水素吸着材が、MFIゼオライト、Yゼオライト、
βゼオライト、モルデナイト及びフェリエライトから成
る群より選ばれる少なくとも一種以上のゼオライトであ
り、その含有量は触媒容量1Lあたり50g/L〜30
0g/Lであることを特徴とする。これは、最下流触媒
中のPt系触媒のHC吸着被毒要因である主たるアロマ
系HCを更に効率良く吸着保持することができるからで
ある。その含有量が上記範囲内であると、経済的にも有
効で、かつその効果が有効に機能できる。
て、含有されるPt,Pd及びRhから成る群より選ば
れた少なくとも一種以上の貴金属の含有量が、触媒容量
1Lあたり、1.0g/L〜20g/Lであることを特
徴とする。これは、吸着保持したHCを充分浄化でき、
最下流触媒活性を更に有効に発揮させることができ、か
つ経済的にも有効だからである。
の一酸化炭素、炭化水素および窒素酸化物を同時に浄化
する排気ガス浄化方法であって、この方法は内燃機関か
ら排出される排気ガスを、触媒成分担持層を有する一体
構造型触媒であって、触媒成分として、Ptとジルコニ
ア(ZrO2 )を含み、活性種であるPtがZrO2に
のみ担持されてなる排気ガス浄化用触媒装置と接触させ
る排気ガス浄化方法において、触媒装置の入口手前で空
気又は酸素の酸素源を断続的に導入し、前記触媒装置の
入口の排気ガス雰囲気を、酸素過剰率(Z値)にして
1.0<Z<1.5の範囲で制御することを特徴とす
る。これは、パラフィン浄化活性を安定して発現させる
ためである。
の一酸化炭素、炭化水素および窒素酸化物を同時に浄化
する排気ガス浄化方法であって、内燃機関から排出され
る排気ガスを、触媒成分担持層を有する一体構造型触媒
であって、触媒成分として、Ptとジルコニア(ZrO
2 )を含み、活性種であるPtがZrO2 にのみ担持さ
れてなる触媒(下流側触媒)を、燃焼排ガスに対し下流
側に配置し、更に触媒成分としてPd又はPdとRhを
含んでなる触媒(上流側触媒)を、燃焼排ガスに対し上
流側に配置してなる排気ガス浄化用触媒装置と接触させ
る排気ガス浄化方法において、上流側触媒入口での排気
ガス雰囲気を、酸素過剰率(Z値)にして0.9<Z<
1.0の燃料過剰雰囲気に制御し、そして前記下流側触
媒の入口手前で空気又は酸素の酸素源を断続的に導入
し、前記下流側触媒入口の排気ガス雰囲気を、酸素過剰
率(Z値)にして1.0<Z<1.5の範囲で制御する
ことを特徴とする。
入口での排気ガス雰囲気を酸素過剰率(Z値)を、0.
9を超えて1.0未満の燃料過剰雰囲気に制御する。こ
れは、上流側に配置する触媒の活性主成分をPdとする
ことで、僅かに燃料過剰雰囲気とした時の活性が高くで
きるため、HC浄化特性をコントロールでき、下流側入
口雰囲気のHC成分を、下流側の優れたHC浄化活性を
有するPt担持ZrO 2 触媒の対象とすることができ
る。
酸素源を断続的に導入する。これは、下流側触媒におけ
るパラフィン浄化活性を、安定して発現させるためであ
る。即ち、定常的な酸素導入を行い雰囲気制御した場
合、下流のPt担持ZrO2触媒のPt表面状態が酸素
被毒を受け、HC浄化率の低下を引き起こす。その対策
として酸素源の断続的導入が必要となっている。
の排気ガス雰囲気を、酸素過剰率(Z値)にして1.0
<Z<1.5の範囲で制御する。これは、下流側触媒に
おけるパラフィン浄化活性を安定して発現させるためで
ある。前記排気ガス雰囲気を一定のZ値に制御する方法
としては、例えば前述の下流側触媒入口手前で空気又は
酸素の如き酸素源を導入する方法が採用できる。
される触媒の触媒成分担持層に含有される貴金属として
は、少なくとも白金(Pt)が含有される。当該Ptの
含有量は、触媒1L容量中2〜10gである。2g未満
では低温活性や浄化性能が十分に発現せず、逆に10g
を超えた場合、Ptの触媒活性は飽和し、添加量に見合
う性能向上は得られず経済性に乏しい。
のパラフィン転化性能を向上させるため、ZrO2 が適
切である。このPdを担持するZrO2 としては、バデ
レイ石型とジルコニア型のいずれも好ましく使用でき
る。特に、浄化性能を高めるために、上記酸化物(Zr
O2 )へのPt担持濃度は、1.0〜5.0重量%の範
囲が適切である。1.0重量%未満ではPtの熱耐久性
が低下する。一方、5.0重量%を超えた場合、高濃度
過ぎてPt粒子が成長するため有効でない。
は、触媒1Lあたり10〜300gである。10g未満
だと充分な貴金属の耐久性が得られず、300gより多
く使用しても改良効果は飽和し有効でない。更に好まし
くは、ZrO2 の初期表面積は1gあたり30m2 以上
のものが適切である。これは担持されたPtが活性を発
現するのに適切な粒径確保をするためで、1gあたり3
0m2 未満では、初期活性が低下し有効性が失われる。
1発明の排気ガス浄化用触媒装置中の上流側に更に、触
媒成分としてPd又は、PdとRhを含む排気ガス浄化
用触媒を配置したものである。これは、下流側の触媒が
未浄化HCの主成分である難燃HC(主としてパラフィ
ン)を効率良く浄化するために、予め、先述成分以外の
HCを浄化し、下流側触媒入口のガス濃度及び成分を最
適にするものである。
におけるPd又は、PdとRhの含有量は、触媒1L容
量中3〜20gである。3g未満では低温活性や浄化性
能が十分に発現せず、逆に20gを越えてもPd又は、
PdとRhの触媒活性は飽和し、添加量に見合う性能向
上は得られず経済性に乏しい。
1発明の排気ガス浄化用触媒装置中のPt担持ZrO2
触媒の上流に又は第2発明の排気ガス浄化用触媒装置中
のPt担持ZrO2 触媒と、Pd又は、PdとRhを含
む触媒との間に、触媒成分として、炭化水素吸着材と、
Pt,Pd及びRhから成る群より選ばれる少なくとも
一種の貴金属とを含む排気ガス浄化用触媒を配置したも
のである。これは、第1発明又は第2発明の排気ガス浄
化用触媒最下流触媒のPt系触媒のパラフィン系HC吸
着の阻害を緩和して浄化能を更に効率良く引き出すため
に、阻害要因である他のHCを予め吸着し、除去する機
能を付加するものである。
触媒のPt系触媒のHC吸着被毒要因である主にアロマ
系HCを更に効率良く吸着保持するため、MFI型ゼオ
ライト、Yゼオライト、βゼオライト、モルデナイト及
びフェリエライトから成る群より選ばれる少なくとも1
種が適切に用いられる。当該炭化水素吸着材の含有量は
触媒1L容量中50〜300gである。50g未満で
は、上記アロマ系HCの吸着保持効果が充分に発現せ
ず、逆に300gを超えた場合、炭化水素吸着材の触媒
活性は飽和し、添加量に見合う性能向上は得られず経済
性に乏しい。
より選ばれる少なくとも一種の貴金属の含有量は、触媒
1L容量中1.0〜20gである。このように貴金属を
含有することで、吸着材に保持していた主にアロマ系H
Cを浄化できるので、最下流触媒Pt系触媒の主にパラ
フィン系HC活性に悪影響を及ぼすことを防止する。ま
た、その含有量は、1.0g未満では、吸着保持したH
Cを十分浄化できず、最下流触媒の活性を補助する機能
が発揮できず、逆に20gを超えた場合、当該効果は飽
和し、添加量に見合う性能向上は得られず経済性に乏し
い。
たように、第1発明の排気ガス浄化用触媒装置の入口の
排気ガス雰囲気を、酸素過剰率にして1.0<Z<1.
5の範囲で制御するものである。これは、Pt担持Zr
O2 触媒が、この範囲内において最も高いレベルのパラ
フィン浄化性能を示すための制御である。
空気又は酸素の酸素源を断続的に添加する。添加タイミ
ングとしては、好ましくは1分間に30回〜60回の範
囲である。これは第1発明の触媒装置によるパラフィン
浄化活性を安定して発現させるためである。この方法に
おいて、定常的な酸素導入を行い排気ガス雰囲気を訂正
範囲内のZ値に制御するのは、Pt担持ZrO2 触媒の
Pt表面状態が酸素被毒を受けてHC浄化率の低下を招
くことを防止し、触媒装置におけるパラフィン浄化活性
を安定して発現させるためである。尚、空気を用い、添
加回数を30〜60回/分とした場合、添加量は1回当
たり約1〜5LがZ値を制御範囲内におさめる上で、好
ましい。添加方法は例えばエアポンプによる添加が、正
確な添加量を保つ上でより好ましい。
化方法では、第2発明の排気ガス浄化用触媒装置の触媒
群の入口、即ち排気上流側触媒の入口の排気ガス雰囲気
を、酸素過剰率(酸化成分濃度/還元成分濃度)にして
0.9<Z<1.0の若干還元成分過剰雰囲気に制御す
るものである。これにより、Pdを触媒活性種の主成分
とする上流側の触媒のHC浄化特性をコントロールし、
下流側入口雰囲気のHC成分について下流側Pt触媒が
優れた活性を有するパラフィン系HCにする効果を持た
せることが可能となる。
て、第2発明の排気ガス浄化用触媒装置の下流側触媒入
口手前での排気ガス雰囲気を制御するために、空気又は
酸素等の酸素源を断続的に添加する。添加タイミングと
して好ましくは1分間に30回〜60回の範囲が適切で
ある。30回未満では、下流側触媒の活性に有利な雰囲
気に維持することができず、60回を越えて定常的に酸
素を添加すると、逆にPt表面を活性な状態に維持でき
ないため効果的でない。尚、空気を用い、添加回数を3
0〜60回/分とした場合、添加量は1回当たり約1〜
5LがZ値を制御範囲内におさめる上で、好ましい。添
加方法は例えばエアポンプによる添加が、正確な添加量
を保つ上でより好ましい。
第2発明の排気ガス浄化用触媒装置の下流側の触媒入口
手前の排気ガス雰囲気を、酸素過剰率にして1.0<Z
<1.5の範囲で制御するものである。この範囲外の雰
囲気では、上記第4発明の場合と同様の理由から、Pt
表面を十分に活性な状態に維持できず、HC浄化率が低
下するためである。
式で示される。
発明に用いる排気ガス浄化用触媒を製造するに際して
は、まず、好ましくは30m2 /g以上の初期表面積を
有するZrO2 にPtを含浸担持して、更に熱処理する
ことにより、排気ガス浄化用触媒が得られる。排気ガス
浄化用触媒において、金属(Pt)の担体(ZrO2 )
への担持方法は特に限定されない。担持法としては金属
成分を含む溶液に担体を浸して担持する含浸法、担体成
分と金属成分の混合溶液に沈澱剤を加え、同時に両者の
沈澱物を作り、これを焼成する共沈法、担体を金属成分
に浸した後、攪拌しながら沈澱剤を加え、担体上に金属
成分の沈澱を沈着させる沈着法、金属成分の沈澱をあら
かじめ作った後、これと担体とをボールミルあるいは混
和機で混練する混練法などが挙げられる。このように公
知の担持方法の中から適宜選択して行うことができる
が、特に含浸法を用いることが好ましい。
合物としては、ジニトロジアンミン酸塩、硝酸塩および
塩化物等の水溶性のものであれば任意のものが使用でき
る。
化用触媒装置においては、上流側触媒として、Pdを担
持したアルミナと、Rhを担持したアルミナを使用する
のが好ましい。より好ましくは、Pdを担持したアルミ
ナとPdを担持したセリウム酸化物とを有効な範囲にP
dを分配した形で使用される。
ニトロジアンミン酸塩、塩化物、硝酸塩等水溶性のもの
であれば任意のものが使用できる。
化用触媒装置においては、中間触媒の触媒成分として、
まずジルコニウム酸化物(ジルコニア)、活性アルミ
ナ、シリカ、チタニア、セリウム酸化物(セリア)等の
担体に、Pt,Pd及びRhから成る群より選ばれる少
なくとも1種の貴金属を担持したものを使用するのが好
ましい。
ない。担持法としては金属成分を含む溶液に担体を浸し
て担持する含浸法、担体成分と金属成分の混合溶液に沈
殿剤を加え、同時に両者の沈殿物を作り、これを焼成す
る共沈法、担体を金属成分に浸した後、攪拌しながら沈
殿剤を加え、担体上に金属成分の沈殿を沈着させる沈着
法、金属成分の沈殿をあらかじめ作った後、これと担体
とをボールミルあるいは混和機で混練する混練法などが
挙げられる。このように公知の担持方法の中から適宜選
択して行うことができるが、特に含浸法を用いることが
好ましい。
物としては、ジニトロジアンミン酸塩、硝酸塩および塩
化物等の水溶性のものであれば任意のものが使用でき
る。
気ガス浄化用触媒装置中の貴金属触媒成分に加えて、担
体との密着性を高める為に、活性アルミナ、ベーマイト
アルミナ、アルミナゾルからなる群より選ばれた1種を
加えることが好ましい。また第3発明の排気ガス浄化溶
触媒装置中の炭化水素吸着材に加えて、担体との密着性
を高める為に、シリカを加えることが好ましい。
気ガス浄化用触媒は、無担体でも有効に使用することが
できるが、粉砕・スラリーとし、触媒担体にコートし
て、400〜900℃で焼成して用いることが好まし
い。触媒担体としては、公知の触媒担体の中から適宜選
択して使用することができ、例えば耐火性材料からなる
モノリス担体やメタル担体等が挙げられる。
末に、所望により活性アルミナ、ベーマイトアルミナお
よびアルミナゾルからなる群より選ばれた1種を加えて
湿式にて粉砕してスラリーとし、触媒担体に付着させ、
400〜650℃の範囲の温度で空気中及び/又は空気
流通下で焼成を行うことで、第1発明、第2発明及び第
3発明で用いる排気ガス浄化用触媒を、触媒コート層と
して備えた排気ガス浄化用触媒を得ることができる。
末、Pd担持セリウム酸化物粉末、Rh担持アルミナ粉
末からなる群より選ばれた一種に所望により、活性アル
ミナ、ベーマイトアルミナ、アルミナゾルからなる群よ
り選ばれた1種を加えて湿式に粉砕してスラリーとし、
触媒担体に付着させ、400〜650℃の範囲の温度で
空気中及び/又は空気流通下で焼成を行うことで、第2
発明で用いる排気ガス浄化用触媒を得ることができる。
用を効率よく発現させるために、パラジウムを含有する
触媒成分層はコート層の下側(内層側)に配置し、ロジ
ウムを含有する触媒成分層はコート層の上側(表層側)
に配置することが好ましい。このように、触媒成分をコ
ート層の下側とコート層の上側に配置する方法として、
例えば次の方法、逐次コーティング法、逐次含浸法等が
用いられる。
湿式粉砕してスラリーとし、このスラリーを触媒担体に
付着させ、更に、得られた前記Pt,Pd及びRhから
成る群より選ばれる少なくとも一種の貴金属担持ジルコ
ニア酸化物(ジルコニア)、活性アルミナ、シリカ、チ
タニア、セリウム酸化物(セリア)等の粉末に、活性ア
ルミナ、ベーマイトアルミナ、アルミナゾルから成る群
より選ばれた1種を加えて湿式に粉砕してスラリーと
し、このスラリーを前記炭化水素吸着材が既に付着され
た触媒担体に付着させ、400〜650℃の範囲の温度
で空気中及び/又は空気流通下で焼成を行うことで、第
3発明で用いる排気ガス浄化用触媒を得ることができ
る。
炭化水素吸着材を含有する触媒成分層はコート層の下側
(内層側)に配置し、貴金属を含有する触媒成分層はコ
ート層上側(表層側)に配置することが好ましい。この
ように、触媒成分をコート層の下側とコート層の上側に
配置する方法として、例えば次の方法、逐次コーティン
グ法、逐次含浸法等が用いられる。
が、通常はハニカム形状で使用することが好ましく、ハ
ニカム状の各種基材に触媒粉末を塗布して用いられる。
このハニカム材料としては、一般にセラミック等のコー
ジェライト質のものが多く用いられるが、フェライト系
ステンレス等の金属材料からなるハニカム材料を用いる
ことも可能であり、更には触媒成分粉末そのものをハニ
カム状に成形しても良い。触媒の形状をハニカム状とす
ることにより、触媒と排気ガスとの接触面積が大きくな
り、圧力損失も抑制できるため自動車用排気ガス浄化用
触媒として用いる場合に極めて有効である。
層の量は、触媒成分全体のトータルで、触媒1Lあた
り、50g〜400gが好ましい。触媒成分担持層が多
い程、触媒活性や触媒寿命の面からは好ましいが、コー
ト層が厚くなりすぎると、触媒成分担持層内部で反応ガ
スが拡散不良となり触媒と十分に接触できなくなるた
め、活性に対する増量効果が飽和し、更にはガスの通過
抵抗も大きくなってしまう。このため、コート層量は、
上記触媒1Lあたり50g〜400gが好ましい。
入口での排気ガス雰囲気を酸素過剰率(Z値)を、0.
9〜1.0未満の燃料過剰雰囲気に制御する。これは、
上流側に配置する触媒の活性主成分をPdとすること
で、僅かに燃料過剰雰囲気とした時の活性が高くできる
ため、HC浄化特性をコントロールでき、下流側入口雰
囲気のHC成分を、下流側の優れたHC浄化活性を有す
るPt担持ZrO2 触媒の対象とすることができる。
具体的に説明するが、本発明の趣旨に反しない限り、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
50℃で12時間乾燥した後、400℃で1時間焼成し
て、Pd担持アルミナ粉末(粉末A)を得た。この粉末
AのPd濃度は1.7重量%であった。
2重量%)とジルコニウム32モル%(ZrO2 に換算
して25重量%)を含むセリウム酸化物粉末に硝酸パラ
ジウム水溶液を含浸し、150℃で12時間乾燥した
後、400℃で1時間焼成して、Pd担持セリウム酸化
物(La0.01Zr0.32Ce0.67Ox)粉末
(粉末B)を得た。この粉末BのPd濃度は0.75重
量%であった。
硝酸水溶液254gを磁性ボールミルに投入し、混合・
粉砕してスラリーを得た。このスラリー液をコージェラ
イト質モノリス担体(1.7L、400セル/平方イン
チ)に付着させ、空気流にてセル内の余剰のスラリーを
除去・乾燥し、500℃で1時間焼成した。この作業を
2度行い、コート量重量200g/L−担体の触媒Aを
得た。パラジウム担持量は3.53g/L(100g/
cf)であった。
溶液を含浸し、150℃で12時間乾燥した後、400
℃で1時間焼成して、Pt担持ZrO2 粉末(粉末C)
を得た。この粉末CのPt濃度は1.5重量%であっ
た。
5gと硝酸水溶液295gを磁性ボールミルに投入し、
混合・粉砕してスラリーを得た。このスラリー液をコー
ジェライト質モノリス担体(1.7L、400セル/平
方インチ)に付着させ、空気流にてセル内の余剰のスラ
リーを除去・乾燥し、400℃で1時間焼成した。コー
ト層重量225g/L−担体の触媒Bを得た。Ptの担
持量は2.83g/L(80g/cf)であった。
上記触媒B(下流側触媒)を排気下流に配置し、触媒A
の入口を酸素過剰率Z=0.92とし、更に触媒Bの入
口において2次空気を断続的に加え、Z=1.2となる
ように制御した。
Pd/Rh触媒(Pd/Rh=5.3g/L)を用いた
以外は、実施例1と同様にして排気ガス浄化用触媒装置
を構成し、制御した。
末のPt濃度を1.5重量%から4.8重量%として用
いた以外は、実施例1と同様にして排気ガス浄化用触媒
装置を構成し、制御した。
をZ=0.98とし、実施例1で得られた下流触媒Bの
入口をZ=1.4とした以外は、実施例1と同様にして
排気ガス浄化用触媒装置を構成し、制御した。
担持量を2.83g/Lとした以外は、実施例1と同様
にして排気ガス浄化用触媒装置を構成し、制御した。
担持量を1.77g/Lに変更した以外は、実施例1と
同様にして排気ガス浄化用触媒装置を構成し、制御し
た。
担持量はそのままでPt担持濃度を0.5重量%に変更
した以外は、実施例1と同様にして排気ガス浄化用触媒
装置を構成し、制御した。
担持量はそのままでPt担持濃度を6.0重量%に変更
した以外は、実施例1と同様にして排気ガス浄化用触媒
装置を構成し、制御した。
L、Pt担持濃度を1.5重量%として、排気下流側に
配置し排気ガス浄化用触媒装置を構成し、制御した。
分20重量%)600g、水10gを磁性ボールミルに
投入し、混合・粉砕工程を経てスラリーを得た。このス
ラリー液をコージェライト質モノリス担体(0.7L、
400セル/平方インチ)に付着させ、空気流にてセル
内の余剰のスラリーを除去・乾燥し、500℃で1時間
焼成した。この作業を数回繰り返し、トータルコート量
重量100g/L−担体の触媒aを得た。
度3.4重量%)とPd担持セリウム酸化物粉末(Pd
担持濃度1.5重量%)をそれぞれ146g、100g
と、硝酸水溶液254gを磁性ボールミルに投入し、混
合・粉砕してスラリーを得た。このスラリー液を触媒a
に付着させ、空気流にてセル内の余剰のスラリーを除去
・乾燥し、500℃で1時間焼成した。この作業を2度
行い、Pd担持層のコート量重量100g/L−担体の
触媒Cを得た。パラジウム担持量は3.53g/L(1
00g/cf)であった。
媒Aを排気ガス最上流に、実施例1で得られた触媒Bを
排気最下流に、更に前記触媒Bの直前に触媒上記Cを配
置し、触媒Aの入口を酸素過剰率Z=0.92とし、更
に触媒Cの入口において2次空気を断続的に加え、Z=
1.2となるように制御した。
てZSM5ゼオライトの代わりにβゼオライト(H型、
Si/2Al=75)を用いた以外は、実施例10と同
様にして排気ガス浄化用触媒装置を構成し、制御した。
てZSM5ゼオライトに加えて、βゼオライト(H型、
Si/2Al=75)を更に100g/L加え、トータ
ルのゼオライト量を200g/Lとして用いた以外は実
施例10と同様にして排気ガス浄化溶触媒装置を構成
し、制御した。
のPdに加えて更にRhを添加した、Pd/Rh触媒層
(Pd/Rh=4.24g/L−5/1)を用いた以外
は、実施例10と同様にして排気ガス浄化用触媒装置を
構成し、制御した。
のPdをPtに変更し、Pt/Rh触媒層(Pt/Rh
=4.24g/L−5/1)を用いた以外は、実施例1
3と同様の排気ガス浄化用触媒装置を構成し、制御し
た。
媒(Pd=5.3g/L、Pd担持ZrO2 使用)とし
た以外は、実施例1と同様にして排気ガス浄化用触媒装
置を構成し、制御した。
持材をZrO2 からγ−アルミナに変更した以外は、実
施例1と同様にして排気ガス浄化用触媒装置を構成し、
制御した。
ガス雰囲気をZ=0.8とした以外は、実施例1と同様
にして排気ガス浄化用触媒装置を構成し、制御した。
ガス雰囲気をZ=1.2とした以外は、実施例1と同様
にして排気ガス浄化用触媒装置を構成し、制御した。
囲気をZ=0.95とした以外は、実施例1と同様にし
て排気ガス浄化用触媒装置を構成し、制御した。
囲気をZ=1.60とした以外は、実施例1と同様にし
て排気ガス浄化用触媒装置を構成し、制御した。
囲気で2次空気を連続的に添加すること以外は、実施例
1と同様にして排気ガス浄化用触媒装置を構成し、制御
した。
てZSM5ゼオライトの含有量を30g/Lに変更して
用いた以外は、実施例10と同様にして排気ガス浄化用
触媒装置を構成し、制御した。
において、貴金属コート層のPd量を0.8g/Lに変
更して用いた以外は、実施例10と同様にして排気ガス
浄化用触媒装置を構成し、制御した。
−1ないしY−5並びにZ−1ないしZ−2の排気ガス
浄化用触媒装置(図1)について、下記評価条件で触媒
活性評価を行った。
X−2、Y−1ないしY−5並びにZ−1ないしZ−2
で検討された排気ガス浄化用触媒装置の貴金属担持量
(触媒1L中におけるパラジウム、ロジウム、白金の含
有量)と制御方法及び触媒活性評価結果を排気ガス浄化
用触媒装置により構成されたシステムトータルのHC浄
化性能として、その平均転化率(%)を表1および表2
にまとめて示す。尚、表1は、本発明の触媒装置に着目
した試験結果であり、表2は、本発明の排ガス浄化方法
に注目した試験結果である。
は、HC浄化性能が向上し、特に従来未浄化であったH
C成分の浄化を著しく高める効果を奏する。
流側触媒入口の排気ガス雰囲気を、それぞれ適切な酸素
過剰率に制御するように構成したものであるから、HC
浄化性能が向上し、特に従来未浄化であったHC成分の
浄化を著しく向上させ、それを維持する効果を奏する。
を示す線図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 触媒成分担持層を有する一体構造型触媒
であって、触媒成分として、Ptとジルコニア(ZrO
2 )とを含み、活性種であるPtがZrO2にのみ担持
されている触媒を含有することを特徴とする排気ガス浄
化用触媒装置。 - 【請求項2】 含有されるPt量が、2g/L〜10g
/Lであり、ZrO 2 へのPt担持濃度が1.0重量%
〜5.0重量%であることを特徴とする、請求項1記載
の排気ガス浄化用触媒装置。 - 【請求項3】 触媒成分担持層を有する一体構造型触媒
であって、触媒成分として、Ptとジルコニア(ZrO
2 )を含み、活性種であるPtがZrO2 にのみ担持さ
れてなる触媒を、燃焼排ガスに対し下流側に配置し、更
に触媒成分としてPd又は、PdとRhを含む触媒を、
燃焼排ガスに対し上流側に配置してなることを特徴とす
る、排気ガス浄化用触媒装置。 - 【請求項4】 活性種であるPd又は、PdとRhの含
有量が、3g/L〜15g/Lであることを特徴とする
請求項3に記載の排気ガス浄化用触媒装置。 - 【請求項5】 触媒成分担持層を有する一体構造型触媒
であって、触媒成分として、Ptとジルコニア(ZrO
2 )を含み、活性種であるPtがZrO2 にのみ担持さ
れてなる触媒(最下流触媒)を、燃焼排ガスに対し最下
流側に配置し、更に触媒成分として、炭化水素吸着材
と、Pt,Pd及びRhから成る群より選ばれる少なく
とも一種以上の貴金属とを含む触媒(中間触媒)を前記
最下流触媒の上流に配置し、更に触媒成分としてPd又
は、PdとRhを含む触媒(最上流触媒)を前記中間触
媒の上流側に配置してなることを特徴とする、排気ガス
浄化用触媒装置。 - 【請求項6】 含有される炭化水素吸着材が、MFIゼ
オライト、Yゼオライト、βゼオライト、モルデナイト
及びフェリエライトから成る群より選ばれる少なくとも
一種以上のゼオライトであり、その含有量は触媒容量1
Lあたり50g/L〜300g/Lであることを特徴と
する、請求項5記載の排気ガス浄化用触媒装置。 - 【請求項7】 含有されるPt,Pd及びRhから成る
群より選ばれた少なくとも一種以上の貴金属の含有量
が、触媒容量1Lあたり、1.0g/L〜20g/Lで
あることを特徴とする、請求項5又は6記載の排気ガス
浄化用触媒装置。 - 【請求項8】 排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素およ
び窒素酸化物を同時に浄化する排気ガス浄化方法であっ
て、内燃機関から排出される排気ガスを、触媒成分担持
層を有する一体構造型触媒であって、触媒成分として、
Ptとジルコニア(ZrO2 )を含み、活性種であるP
tがZrO2 にのみ担持されている触媒を含有する排気
ガス浄化用触媒装置と接触させる排気ガス浄化方法にお
いて、前記触媒装置の入口手前で空気又は酸素の酸素源
を断続的に導入し、前記触媒装置の入口の排気ガス雰囲
気を、酸素過剰率(Z値)にして1.0<Z<1.5の
範囲で制御することを特徴とする、排気ガス浄化方法。 - 【請求項9】 排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素およ
び窒素酸化物を同時に浄化する排気ガス浄化方法であっ
て、内燃機関から排出される排気ガスを、触媒成分担持
層を有する一体構造型触媒であって、触媒成分として、
Ptとジルコニア(ZrO2 )を含み、活性種であるP
tがZrO2 にのみ担持されている触媒を、燃焼排ガス
に対し下流側に配置し、更に触媒成分としてPd又は、
PdとRhを含む触媒を、燃焼排ガスに対し上流側に配
置してなる排気ガス浄化用触媒装置と接触させる排気ガ
ス浄化方法において、上流側触媒入口での排気ガス雰囲
気を、酸素過剰率(Z値)にして0.9<Z<1.0の
燃料過剰雰囲気に制御し、そして前記下流側触媒の入口
手前で空気又は酸素の酸素源を断続的に導入し、前記下
流側触媒入口の排気ガス雰囲気を、酸素過剰率(Z値)
にして1.0<Z<1.5の範囲で制御することを特徴
とする、排気ガス浄化方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26470798A JP4106762B2 (ja) | 1997-12-12 | 1998-09-18 | 排気ガス浄化用触媒装置及び浄化方法 |
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---|---|---|---|
JP34291497 | 1997-12-12 | ||
JP9-342914 | 1997-12-12 | ||
JP26470798A JP4106762B2 (ja) | 1997-12-12 | 1998-09-18 | 排気ガス浄化用触媒装置及び浄化方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH11226400A true JPH11226400A (ja) | 1999-08-24 |
JP4106762B2 JP4106762B2 (ja) | 2008-06-25 |
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JP (1) | JP4106762B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009150279A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Hino Motors Ltd | 排気処理装置 |
JP2014089216A (ja) * | 2014-02-17 | 2014-05-15 | Sumitomo Metal Mining Engineering Co Ltd | 希釈用空気精製方法、希釈用空気精製装置、定容量サンプリング装置及び排ガスサンプリング分析システム |
JP2016180378A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | マツダ株式会社 | 排気ガス浄化触媒装置及び排気ガス浄化方法 |
-
1998
- 1998-09-18 JP JP26470798A patent/JP4106762B2/ja not_active Expired - Fee Related
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