JPH11226405A - Catalyst for purification of exhaust gas and its production - Google Patents

Catalyst for purification of exhaust gas and its production

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JPH11226405A
JPH11226405A JP10029822A JP2982298A JPH11226405A JP H11226405 A JPH11226405 A JP H11226405A JP 10029822 A JP10029822 A JP 10029822A JP 2982298 A JP2982298 A JP 2982298A JP H11226405 A JPH11226405 A JP H11226405A
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JP
Japan
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exhaust gas
catalyst
gas purifying
alumina
purifying catalyst
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JP10029822A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Yamamoto
伸司 山本
Tsuguhiro Oonuma
継浩 大沼
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a catalyst for purification of exhaust gas having enhanced durability as compared with a conventional catalyst and having excellent low temp. activity and purifying performance even after use over a long period of time. SOLUTION: The catalyst is a monolithic catalyst with a layer that carries catalyst components including at least palladium and a powdery metallic aluminate. This metallic aluminate is an alumina-base multiple oxide represented by the formula [Y]d Zna Alb Oc [where Y is cerium and/or zirconium, (a), (b), (c) and (d) show the atomic ratio among the elements, in the case of b=2.0, 0.1<=a<=0.6 and 0.01<=d<=0.3, and (c) is the number of oxygen atoms required to satisfy the valences of the other components].

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス浄化用触
媒及びその製造方法に関し、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)を効率的に浄化す
ることができ、しかも耐久後も浄化性能に優れる排気ガ
ス浄化用触媒及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst and a method for producing the same, and more particularly to a hydrocarbon (hereinafter referred to as "HC") in exhaust gas discharged from an internal combustion engine of an automobile or the like.
Exhaust gas that can efficiently purify carbon monoxide (hereinafter, referred to as “CO”) and nitrogen oxides (hereinafter, referred to as “NO x ”), and has excellent purification performance even after durability. The present invention relates to a purification catalyst and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、自動車用の排気ガス浄化用触
媒は、炭化水素を含む還元性成分と酸素(以下、
「O2 」と称す)及びNOx を含む酸化性成分とが化学
量論比に近い割合で含まれる排気ガスに対して高い浄化
性能を有するが、耐久後は浄化性能が著しく低下するた
め、初期から耐久後まで高い浄化性能を維持できるよう
に貴金属を多量に使用している。
2. Description of the Related Art Conventionally, exhaust gas purifying catalysts for automobiles are composed of a reducing component containing hydrocarbons and oxygen (hereinafter referred to as oxygen).
(Hereinafter referred to as “O 2 ”) and oxidizing components including NO x have a high purification performance for exhaust gas containing a ratio close to the stoichiometric ratio, but after endurance, the purification performance is significantly reduced. A large amount of precious metal is used so that high purification performance can be maintained from the beginning to the end of durability.

【0003】かかる排気ガス浄化用触媒としては、例え
ば特開昭62−282641号公報、特開平4−284
847号公報、特開平6−378号公報及び特開平7−
60118号公報に開示されているものがある。
[0003] Such exhaust gas purifying catalysts are disclosed, for example, in JP-A-62-262841 and JP-A-4-284.
847, JP-A-6-378 and JP-A-7-378
There is one disclosed in Japanese Patent No. 60118.

【0004】特開昭62−282641号公報には、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。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 62-282641 discloses an exhaust gas purifying catalyst in which rhodium is supported on zirconium oxide. Specifically, zirconium oxide containing rhodium, activated alumina, cerium oxide Is obtained by attaching, drying and calcining a slurry containing silica and alumina sol, and then supporting platinum.

【0005】特開平4−284847号公報には、白
金、ロジウム、活性アルミナ及び酸化セリウム等の、従
来から触媒成分として使用されているものに加え、酸化
セリウムと、ランタン、プラセオジウム、イットリウ
ム、ネオジウム、2A族及び3B族から成る群より選ば
れた一種以上の金属酸化物により安定化されたジルコニ
ウム化合物とを組み合わせた排気ガス浄化用触媒が開示
されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-284847 discloses that in addition to those conventionally used as catalyst components, such as platinum, rhodium, activated alumina and cerium oxide, cerium oxide, lanthanum, praseodymium, yttrium, neodymium, An exhaust gas purifying catalyst is disclosed, which is combined with a zirconium compound stabilized by one or more metal oxides selected from the group consisting of Group 2A and Group 3B.

【0006】特開平6−378号公報には、活性アルミ
ナと酸化セリウムとに、触媒成分として白金とパラジウ
ムのうち少なくとも一種と、塩基性元素であるカリウ
ム、セシウム、ストロンチウム及びバリウムから成る群
より選ばれた少なくとも一種の金属の酸化物が担持され
た排気ガス浄化用触媒が提案されている。即ち、当該触
媒は、白金族元素、活性アルミナ、酸化セリウム等の、
従来から触媒成分として使用されているものに加え、塩
基性元素である、カリウム化合物、セシウム化合物、ス
トロンチウム化合物及びバリウム化合物のうち少なくと
も一種類を組み合わせてなるものである。
JP-A-6-378 discloses that activated alumina and cerium oxide are selected from the group consisting of at least one of platinum and palladium as catalyst components and potassium, cesium, strontium and barium as basic elements. There has been proposed an exhaust gas purifying catalyst in which at least one kind of metal oxide is supported. That is, the catalyst is a platinum group element, activated alumina, cerium oxide or the like,
In addition to those conventionally used as catalyst components, at least one of potassium compounds, cesium compounds, strontium compounds and barium compounds, which are basic elements, is combined.

【0007】特開平7−60118号公報には、イット
リア、カルシア、マグネシア又はスカンジアで安定化さ
れたジルコニウム酸化物と40〜95重量%のアルミナ
又はチタニアとからなり、30〜300m2/gの表面積
を有する酸素イオン伝導性複合体をロジウム/白金又は
ロジウム/パラジウムの担持基材として用いる貴金属触
媒が提案されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-60118 discloses a zirconium oxide stabilized with yttria, calcia, magnesia or scandia and 40 to 95% by weight of alumina or titania, and a surface area of 30 to 300 m 2 / g. Noble metal catalysts using an oxygen ion conductive composite having the above as a supporting substrate of rhodium / platinum or rhodium / palladium have been proposed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記公報中に
記載された従来の触媒は、初期から耐久後まで高い浄化
性能を維持するため、貴金属を多量に使用している。こ
のため、排気ガス浄化を目的とする三元触媒として、使
用する貴金属量が少なくても高い浄化性能が得られる触
媒が望まれている。ところが、貴金属量を低減した場
合、高温下における耐久性が不十分で、耐久後は低温域
での触媒活性や浄化性能が悪化するという問題点があっ
た。
However, the conventional catalyst described in the above publication uses a large amount of a noble metal in order to maintain high purification performance from the initial stage to the end of the durability. For this reason, as a three-way catalyst for purifying exhaust gas, a catalyst that can obtain high purification performance even when the amount of noble metal used is small is desired. However, when the amount of the noble metal is reduced, there is a problem that the durability at high temperatures is insufficient, and after the durability, the catalytic activity and purification performance in a low temperature region are deteriorated.

【0009】これは理論空燃比(以下、「ストイキ」と
称す)を中心に酸素濃度が不十分な還元雰囲気(以下、
「リッチ」と称す)から酸素濃度が過剰な酸化雰囲気
(以下、「リーン」と称す)まで幅広く組成が変化する
自動車の排気ガス雰囲気下では、貴金属種の劣化(シン
タリング)が促進され、その結果浄化性能が低下するた
めと考えられる。特に、貴金属量を低減する場合には、
上記の影響が顕著に現れ、さらに浄化性能が低下すると
いう問題があった。
This is based on a stoichiometric air-fuel ratio (hereinafter referred to as "stoichiometric") and a reducing atmosphere (hereinafter, referred to as "stoichiometric") having an insufficient oxygen concentration.
Under the exhaust gas atmosphere of automobiles whose composition changes widely from an oxidizing atmosphere (hereinafter referred to as "lean") to an oxidizing atmosphere having an excessively high oxygen concentration (hereinafter referred to as "lean"), deterioration (sintering) of noble metal species is promoted. As a result, it is considered that the purification performance is reduced. In particular, when reducing the amount of precious metals,
There has been a problem that the above-mentioned effects appear remarkably and the purification performance is further reduced.

【0010】また、アルミナは熱安定性が不十分であ
り、高温下では結晶構造が変化し、BET比表面積が著
しく小さなα−アルミナへ相転移を起こす。この際に、
貴金属のシンタリングが促進され、アルミナが貴金属と
固相反応を起こし不活性な化合物が形成され、その結果
浄化性能が大きく低下する。一方、酸化ジルコニウムは
構造安定性に優れるが、BET比表面積が小さいため貴
金属種の分散性が悪く、初期から耐久後まで充分な低温
活性や浄化性能を得ることが難しいという欠点があっ
た。
Alumina has insufficient thermal stability, changes its crystal structure at high temperatures, and causes a phase transition to α-alumina having a very small BET specific surface area. At this time,
Sintering of the noble metal is promoted, and alumina causes a solid phase reaction with the noble metal to form an inactive compound. As a result, purification performance is greatly reduced. On the other hand, zirconium oxide is excellent in structural stability, but has a drawback that it is difficult to obtain sufficient low-temperature activity and purification performance from the initial stage to the end of durability due to poor dispersibility of noble metal species due to a small BET specific surface area.

【0011】従って、本発明の目的は、従来の触媒より
も耐久性が向上し、耐久後においても優れた低温活性と
浄化性能を有する排気ガス浄化用触媒及びその製造方法
を提供することにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a catalyst for purifying exhaust gas, which has higher durability than conventional catalysts and has excellent low-temperature activity and purification performance even after durability, and a method for producing the same. .

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明らは、上記課題を
解決するために研究した結果、触媒成分担持層中にパラ
ジウムと共に、遷移金属元素を一定の組成比率で含むア
ルミナ系複合酸化物を含有させることにより、耐久後の
低温活性や浄化性能が著しく向上・維持されることを見
出し、本発明に到達した。
Means for Solving the Problems As a result of research for solving the above problems, the present inventors have found that an alumina-based composite oxide containing a transition metal element in a fixed composition ratio together with palladium in a catalyst component-supporting layer is obtained. The present inventors have found that the low-temperature activity and the purification performance after durability are remarkably improved / maintained by the addition, and have reached the present invention.

【0013】本発明の請求項1記載の排気ガス浄化用触
媒は、触媒成分担持層を有する一体構造型触媒におい
て、触媒成分として少なくともパラジウムと金属アルミ
ネート粉末とを含み、該金属アルミネート粉末が、次の
一般式;
The exhaust gas purifying catalyst according to the first aspect of the present invention is an integrated catalyst having a catalyst component-supporting layer, wherein at least palladium and a metal aluminate powder are contained as catalyst components, and the metal aluminate powder is used as a catalyst. , The following general formula:

【数2】〔Y〕d Zna Alb c (式中、Yは、セリウム及び/又はジルコニウムであ
り、a,b,c及びdは、各元素の原子比率を表し、b
=2.0の時、a=0.1〜0.6、d=0.01〜
0.3、cは上記各成分の原子価を満足するのに必要な
酸素原子数である)で表されるアルミナ系複合酸化物で
あることを特徴とする。
[Y] d Zn a Al b O c (wherein Y is cerium and / or zirconium, a, b, c and d represent the atomic ratio of each element, and b
= 2.0, a = 0.1-0.6, d = 0.01-
0.3 and c are the number of oxygen atoms necessary to satisfy the valence of each component described above).

【0014】更に、請求項1記載の排気ガス浄化用触媒
の耐久性と触媒活性をより高めるために、請求項2記載
の排気ガス浄化用触媒は、更にランタン、ネオジウム及
びジルコニウムからなる群より選ばれた少なくとも一種
を金属換算で1〜40モル%、セリウムを金属換算で6
0〜98モル%含むセリウム酸化物が上記排気ガス浄化
用触媒中に含有されることを特徴とする。
In order to further enhance the durability and catalytic activity of the exhaust gas purifying catalyst according to the first aspect, the exhaust gas purifying catalyst according to the second aspect is further selected from the group consisting of lanthanum, neodymium and zirconium. 1 to 40 mol% of at least one metal in terms of metal;
Cerium oxide containing 0 to 98 mol% is contained in the exhaust gas purifying catalyst.

【0015】更に、請求項1又は2記載の排気ガス浄化
用触媒の低温活性を更に高めるために、請求項3の排気
ガス浄化用触媒は、触媒成分担持層中に含まれる全パラ
ジウム量のうち金属換算で30重量%〜80重量%のパ
ラジウムが、アルミナ系複合酸化物に含有されることを
特徴とする。
Further, in order to further enhance the low-temperature activity of the exhaust gas purifying catalyst according to the first or second aspect, the exhaust gas purifying catalyst according to the third aspect includes the total amount of palladium contained in the catalyst component supporting layer. 30% to 80% by weight of palladium in terms of metal is contained in the alumina-based composite oxide.

【0016】更に、請求項1〜3いずれかの項記載の排
気ガス浄化用触媒のリッチ域でのHC浄化性能を更に高
めるために、請求項4記載の排気ガス浄化用触媒は、更
にロジウムが上記排気ガス触媒中に含有されることが好
ましい。
Further, in order to further enhance the HC purifying performance of the exhaust gas purifying catalyst according to any one of claims 1 to 3 in a rich region, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 4 further comprises rhodium. Preferably, it is contained in the exhaust gas catalyst.

【0017】更に、請求項4記載の排気ガス浄化用触媒
の耐久性と触媒活性を更に高めるために、請求項5記載
の排気ガス浄化用触媒は、更にランタン、ネオジウム及
びセリウムからなる群より選ばれた少なくとも一種を金
属換算で1〜40モル%、ジルコニウムを金属換算で6
0〜98モル%含むジルコニウム酸化物が上記排気ガス
触媒中に含有されることが好ましい。
Furthermore, in order to further enhance the durability and catalytic activity of the exhaust gas purifying catalyst according to claim 4, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 5 is further selected from the group consisting of lanthanum, neodymium and cerium. 1 to 40 mol% of at least one metal in terms of metal, and 6% in terms of metal in zirconium.
It is preferable that zirconium oxide containing 0 to 98 mol% is contained in the exhaust gas catalyst.

【0018】更に、請求項4又は5記載の排気ガス浄化
用触媒において、リッチ域でのNO x 浄化性能を更に高
めるために、請求項6記載の排気ガス浄化用触媒は、更
にロジウム含有層を、パラジウムと同一層及び/又はパ
ラジウム含有層の上部に配置することを特徴とする。
Furthermore, exhaust gas purification according to claim 4 or 5
NO in rich region xHigher purification performance
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 6 is
The rhodium-containing layer is the same layer and / or
It is characterized in that it is arranged above the radium-containing layer.

【0019】更に、請求項1〜6いずれかの項記載の排
気ガス浄化用触媒の低温活性とリッチ域でのNOx 浄化
性能を向上するために、請求項7記載の排気ガス浄化用
触媒は、更にアルカリ金属及びアルカリ土類金属からな
る群より選ばれた少なくとも一種が上記排気ガス触媒中
に含有されることを特徴とする。
Furthermore, in order to improve the NO x purification performance at low temperature activity and a rich range of an exhaust gas purifying catalyst of claims 1 to 6, wherein any one of claims, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 7, wherein the And at least one selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals is contained in the exhaust gas catalyst.

【0020】更に、請求項8記載の排気ガス浄化用触媒
の製造方法は、請求項1〜7いずれかの項記載のアルミ
ナ系複合酸化物を製造するにあたり、微粒子アルミナ水
和物コロイドと、亜鉛と、セリウム及び/又はジルコニ
ウムの水溶性塩を水に溶解又は分散させた後、1〜10
気圧に加圧して50〜200℃に加熱した後水分を除去
して乾燥し、次いで焼成して得ることを特徴とする。
Further, in the method for producing an exhaust gas purifying catalyst according to the present invention, in producing the alumina-based composite oxide according to any one of claims 1 to 7, fine particle alumina hydrate colloid and zinc And after dissolving or dispersing a water-soluble salt of cerium and / or zirconium in water, 1 to 10
It is characterized in that it is obtained by heating to 50 to 200 ° C. by pressurizing to atmospheric pressure, removing moisture, drying and then firing.

【0021】更に、請求項9記載の排気ガス浄化用触媒
の製造方法は、請求項1〜7いずれかの項記載のアルミ
ナ系複合酸化物を製造するにあたり、ベーマイトアルミ
ナと、亜鉛と、セリウム及び/又はジルコニウムの水溶
性塩を水に溶解又は分散させた混合液に、蟻酸、酢酸及
びコハク酸からなる群より選ばれた少なくとも一種の水
溶液を加えて、pHを3.0〜7.0の範囲になるよう
に調整し、1〜10気圧に加圧して50〜200℃に加
熱した後、水分を除去して乾燥し、次いで焼成して得る
ことを特徴とする。
Further, in the method for producing an exhaust gas purifying catalyst according to the ninth aspect, in producing the alumina-based composite oxide according to any one of the first to seventh aspects, boehmite alumina, zinc, cerium and At least one aqueous solution selected from the group consisting of formic acid, acetic acid, and succinic acid is added to a mixed solution obtained by dissolving or dispersing a water-soluble salt of zirconium in water to adjust the pH to 3.0 to 7.0. It is characterized by being obtained by adjusting the pressure to a range, heating to 50 to 200 ° C. by pressurizing to 1 to 10 atm, removing moisture, drying, and then firing.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明の排気ガス浄化用触媒の触
媒成分担持層に少なくとも含有される貴金属は、パラジ
ウムである。当該パラジウムの含有量は、触媒1L容量
中0.01〜10g/Lである。0.01g未満では低
温活性や浄化性能が十分に発揮されず、逆に10gを越
えてもパラジウムの分散性が悪くなり、触媒性能は顕著
に向上せず、経済的にも有効でない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The noble metal contained at least in the catalyst component supporting layer of the exhaust gas purifying catalyst of the present invention is palladium. The content of the palladium is 0.01 to 10 g / L in 1 L of the catalyst. If the amount is less than 0.01 g, the low-temperature activity and the purification performance are not sufficiently exhibited. Conversely, if the amount exceeds 10 g, the dispersibility of palladium is deteriorated, the catalyst performance is not significantly improved, and it is not economically effective.

【0023】当該触媒成分中の金属アルミネートの組成
は、次の一般式
The composition of the metal aluminate in the catalyst component is represented by the following general formula:

【数3】〔Y〕d Zna Alb c (式中、Yは、セリウム及び/又はジルコニウムであ
り、a,b,c及びdは、各元素の原子比率を表し、b
=2.0の時、a=0.1〜0.6、d=0.01〜
0.3、cは上記各成分の原子価を満足するのに必要な
酸素原子数である)で表される。
[Y] d Zn a Al b O c (where Y is cerium and / or zirconium, a, b, c and d represent the atomic ratio of each element, b
= 2.0, a = 0.1-0.6, d = 0.01-
0.3 and c are the number of oxygen atoms necessary to satisfy the valence of each of the above components).

【0024】パラジウムの低温活性と浄化性能を高める
ために、上記アルミナ系複合酸化物にはセリウム及び/
又はジルコニウムが含有される。かかるアルミナ系複合
酸化物の使用量は、触媒1Lあたり、10〜200gで
ある。10g未満だとアルミナ系複合酸化物がパラジウ
ムを活性化するという充分な触媒性能改良効果が得られ
ず、また、200gを越えても前記触媒性能改良効果が
飽和若しくは逆に触媒性能の低下が見られる。
In order to enhance the low-temperature activity and purification performance of palladium, cerium and / or
Or zirconium is contained. The amount of the alumina-based composite oxide used is 10 to 200 g per liter of the catalyst. If the amount is less than 10 g, a sufficient effect of improving the catalytic performance that the alumina-based composite oxide activates palladium cannot be obtained, and even if the amount exceeds 200 g, the effect of improving the catalytic performance is saturated or, conversely, the catalytic performance decreases. Can be

【0025】a=0.1未満では、アルミナ系複合酸化
物に添加しているZnの作用が小さく、充分な改良効果
が得られず、アルミナ(Al2 3 )と変わらない。ま
た、a=0.6を越えると、Znがアルミナ系複合酸化
物に完全に固溶した複合酸化物を形成し難くなり、熱安
定性等の物性が低下するため、パラジウムの分散性が悪
く初期において充分な性能が得られない。
When a is less than 0.1, the effect of Zn added to the alumina-based composite oxide is small, so that a sufficient improvement effect cannot be obtained, and it is not different from alumina (Al 2 O 3 ). On the other hand, if a exceeds 0.6, it becomes difficult to form a composite oxide in which Zn is completely dissolved in the alumina-based composite oxide, and physical properties such as thermal stability are deteriorated. Sufficient performance cannot be obtained in the early stage.

【0026】d=0.01未満では、アルミナ系複合酸
化物に添加しているセリウム及び/又はジルコニウムの
作用が小さく充分な改良効果が得られず、アルミナ系複
合酸化物(Zna Al2 c )と変わらない。また、d
=0.3を越えると、セリウム及び/又はジルコニウム
が固溶したアルミナ系複合酸化物を形成し難くなり、B
ET比表面積等の物性が低下するため、耐久中にパラジ
ウムのシンタリングを抑制できず、耐久後の性能が悪化
する。
If d is less than 0.01, the effect of cerium and / or zirconium added to the alumina-based composite oxide is small and a sufficient improvement effect cannot be obtained, and the alumina-based composite oxide (Zn a Al 2 O) Same as c ). Also, d
= 0.3, it becomes difficult to form an alumina-based composite oxide in which cerium and / or zirconium is dissolved, and B
Since physical properties such as the ET specific surface area are reduced, sintering of palladium cannot be suppressed during durability, and performance after durability deteriorates.

【0027】このように、特定の組成比のアルミナ系複
合酸化物とすることにより、量論比の金属アルミネート
と比べて高温での構造安定性や比表面積が充分であり、
添加した元素のアルミナの結晶構造中に固溶し、表面に
酸化物として存在せず、充分な性能を得ることができ
る。
As described above, by using an alumina-based composite oxide having a specific composition ratio, structural stability and specific surface area at a high temperature are sufficient as compared with stoichiometric metal aluminate.
The added element forms a solid solution in the crystal structure of alumina and does not exist as an oxide on the surface, so that sufficient performance can be obtained.

【0028】また、請求項2記載の排気ガス浄化用触媒
は、請求項1記載の排気ガス浄化用触媒中の触媒成分に
加えて、更にセリウム酸化物を含有するものである。当
該セリウム酸化物は、ランタン、ネオジウム及びジルコ
ニウムからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素を
金属換算で1〜40モル%、セリウムを60〜98モル
%含有するものである。1〜40モル%としたのは、セ
リウム酸化物(CeO2 )にランタン、ネオジウム及び
ジルコニウムからなる群より選ばれた少なくとも一種の
元素を添加して、セリウム酸化物の酸素放出能やBET
比表面積、熱安定性を顕著に改良するためである。1モ
ル%未満では、セリウム酸化物のみの場合と変わらず、
上記ランタン及び/又はネオジウム及び/又はジルコニ
ウム元素の添加効果が現れず、40モル%を越えるとこ
の効果が飽和もしくは逆に低下する。
The exhaust gas purifying catalyst according to the second aspect further includes cerium oxide in addition to the catalyst components in the exhaust gas purifying catalyst according to the first aspect. The cerium oxide contains at least one element selected from the group consisting of lanthanum, neodymium, and zirconium in an amount of 1 to 40 mol% in terms of metal and 60 to 98 mol% of cerium. The reason for setting the content to 1 to 40 mol% is that at least one element selected from the group consisting of lanthanum, neodymium and zirconium is added to cerium oxide (CeO 2 ), and the oxygen releasing ability of cerium oxide and BET
This is for remarkably improving the specific surface area and the thermal stability. If it is less than 1 mol%, it is not different from the case of only cerium oxide,
The effect of adding the lanthanum and / or neodymium and / or zirconium elements does not appear, and if it exceeds 40 mol%, this effect is saturated or conversely decreases.

【0029】このように、触媒成分担持層に、更にラン
タン、ネオジウム及びジルコニウムからなる群より選ば
れた少なくとも一種を含むセリウム酸化物が含有される
ことにより、酸素吸蔵能の高いセリウム酸化物が還元
(酸素不足)雰囲気及び理論空燃比近傍で格子酸素や吸
着酸素を放出し、パラジウムの酸化状態を排気ガスの浄
化に適したものとするため、パラジウムの還元に起因す
る触媒能の低下を抑制できる。また、触媒成分担持層中
で上記アルミナ系複合酸化物とも接触することにより、
アルミナ系複合酸化物の還元に起因する触媒能の低下も
抑制できる。
As described above, since the cerium oxide containing at least one selected from the group consisting of lanthanum, neodymium and zirconium is further contained in the catalyst component supporting layer, the cerium oxide having a high oxygen storage capacity is reduced. (Oxygen deficiency) Since lattice oxygen and adsorbed oxygen are released in the atmosphere and near the stoichiometric air-fuel ratio to make the oxidation state of palladium suitable for purifying exhaust gas, it is possible to suppress a decrease in catalytic ability due to reduction of palladium. . Further, by contact with the alumina-based composite oxide in the catalyst component supporting layer,
It is also possible to suppress a decrease in catalytic ability due to the reduction of the alumina-based composite oxide.

【0030】また、請求項3記載の排気ガス浄化用触媒
は、請求項1又は2記載の排気ガス浄化用触媒中の触媒
成分において、全パラジウム量のうち金属換算で30〜
80重量%のパラジウムを、セリウム及び/又はジルコ
ニウムを含有したアルミナ系複合酸化物粉末に担持する
ものである。
Further, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 3 is the catalyst component in the exhaust gas purifying catalyst according to claim 1 or 2, wherein the total palladium amount is from 30 to 30 in terms of metal.
80% by weight of palladium is supported on an alumina-based composite oxide powder containing cerium and / or zirconium.

【0031】パラジウムが担持される基材としては、パ
ラジウムの分散性を高め触媒性能を向上させるために、
金属アルミネート、特にアルミナ系複合酸化物が適切で
ある。特に、高温耐久後のアルミナの構造安定性を高
め、α−アルミナへの相転移やBET比表面積の低下が
抑制されるために、パラジウムのシンタリングを抑制で
きる。
As a substrate on which palladium is supported, in order to increase the dispersibility of palladium and improve the catalytic performance,
Metal aluminates, especially alumina-based composite oxides, are suitable. In particular, palladium sintering can be suppressed because the structural stability of alumina after high-temperature durability is enhanced and the phase transition to α-alumina and a decrease in the BET specific surface area are suppressed.

【0032】アルミナ系複合酸化物粉末にパラジウムを
担持させることにより、セリウム及び/又はジルコニウ
ムを含有するアルミナ系複合酸化物粉末とパラジウムが
密に接し、アルミナ系複合酸化物中の格子酸素や表面の
吸着酸素がパラジウムを介して移動・放出され易くな
り、パラジウムの低温活性を向上させることとなり、初
期から耐久後までの浄化性能を向上できる。また、アル
ミナ系複合酸化物に固溶しているセリウム及び/又はジ
ルコニウムが、NOx 等の吸着活性点として有効に機能
し、酸素不足雰囲気及び理論空燃比近傍でのパラジウム
の触媒性能を向上させることとなる。
By supporting palladium on the alumina-based composite oxide powder, the alumina-based composite oxide powder containing cerium and / or zirconium and the palladium come into close contact with each other, and the lattice oxygen in the alumina-based composite oxide and the surface Adsorbed oxygen is easily transferred and released via palladium, which improves the low-temperature activity of palladium, and improves the purification performance from the initial stage to after the endurance. Also, cerium and / or zirconium are dissolved in the alumina-based composite oxide, effectively function as adsorption active points such as NO x, to improve the catalytic performance of the palladium in an oxygen deficient atmosphere and near stoichiometric air-fuel ratio It will be.

【0033】当該セリウム及び/又はジルコニウムを含
有したアルミナ系複合酸化物粉末に担持されるパラジウ
ム量が30重量%未満では、低温活性改良効果等が充分
発現せず、逆に80重量%を越えても、NOx 定常転換
性能改良効果が飽和し有効でない。
When the amount of palladium supported on the alumina-based composite oxide powder containing cerium and / or zirconium is less than 30% by weight, the effect of improving the low-temperature activity is not sufficiently exhibited, and conversely, the amount exceeds 80% by weight. In addition, the effect of improving the NO x steady conversion performance is saturated and is not effective.

【0034】このように上記触媒成分担持層中に含有さ
れる全パラジウム量のうち、金属換算で30〜80重量
%のパラジウムをアルミナ系複合酸化物に担持させるこ
とにより、パラジウムの低温活性改良効果とNOx 定常
転換性能改良効果を充分に得ることができる。
As described above, by supporting 30 to 80% by weight of palladium in terms of metal in the total amount of palladium contained in the catalyst component-supporting layer on the alumina-based composite oxide, the effect of improving the low-temperature activity of palladium is improved. NO x steady turning performance improving effect and can be obtained sufficiently.

【0035】また、請求項4記載の排気ガス浄化用触媒
は、触媒成分担持層中に更にロジウムを含有することが
できるものである。ロジウムの含有量は、触媒1L容量
中0.01〜5gであり、0.01g未満では耐被毒性
やリッチ域での浄化性能が充分に発揮されず、逆に5g
を越えてもロジウムの触媒活性が飽和し、経済的にも有
効でない。
The catalyst for purifying exhaust gas according to claim 4 can further contain rhodium in the catalyst component supporting layer. The content of rhodium is 0.01 to 5 g per 1 L of the catalyst. If the content is less than 0.01 g, the poisoning resistance and the purification performance in the rich region are not sufficiently exhibited.
If the temperature exceeds the limit, the catalytic activity of rhodium is saturated, and it is not economically effective.

【0036】前記ロジウムが担持される基材としては、
ロジウムの分散性を高め、触媒性能を向上させるため、
ジルコニウム酸化物を含有するアルミナが適切である。
特に、高温耐久後のロジウムの分散性を高め、ロジウム
とアルミナとが化合物を形成するのを抑制できるため
に、ロジウムの性能低下を抑制できる。
As the substrate on which the rhodium is supported,
In order to increase the dispersibility of rhodium and improve catalyst performance,
Alumina containing zirconium oxide is suitable.
In particular, since the dispersibility of rhodium after high-temperature durability can be enhanced and the formation of a compound between rhodium and alumina can be suppressed, a decrease in rhodium performance can be suppressed.

【0037】かかるロジウムを担持した粉末を、前記パ
ラジウム、アルミナ系複合酸化物粉末、更に必要に応じ
てセリウム酸化物を含む触媒成分担持層に含有させるこ
とにより、低温活性と酸素不足雰囲気での浄化性能を更
に向上させることができる。
The rhodium-supported powder is contained in the palladium / alumina-based composite oxide powder and, if necessary, a catalyst component-supporting layer containing cerium oxide to purify the catalyst at low temperature activity and in an oxygen-deficient atmosphere. The performance can be further improved.

【0038】更に、請求項5記載の排気ガス浄化用触媒
は、請求項4記載の排気ガス浄化用触媒中の触媒成分に
加えて、更にジルコニウム酸化物を含有するものであ
る。当該ジルコニウム酸化物は、ランタン、ネオジウム
及びセリウムからなる群より選ばれた少なくとも一種の
元素を金属換算で1〜40モル%、ジルコニウムを60
〜98モル%含有するものである。1〜40モル%とし
たのは、ジルコニウム酸化物(ZrO2 )にランタン、
ネオジウム及びセリウムからなる群より選ばれた少なく
とも一種の元素を添加して、ジルコニウム酸化物の酸素
吸蔵能やBET比表面積、熱安定性を顕著に改良するた
めである。1モル%未満ではジルコニウム酸化物のみの
場合と変わらず、上記ランタン及び/又はネオジウム及
び/又はセリウム元素の添加効果が現れず、40モル%
を越えると添加した元素がジルコニウム酸化物に完全に
固溶した複合酸化物を形成し難くなり、熱安定性等のジ
ルコニア酸化物の物性が低下する。
Further, the exhaust gas purifying catalyst according to the fifth aspect further comprises a zirconium oxide in addition to the catalyst components in the exhaust gas purifying catalyst according to the fourth aspect. The zirconium oxide contains at least one element selected from the group consisting of lanthanum, neodymium and cerium in an amount of 1 to 40 mol% in terms of metal, and zirconium as 60%.
9898 mol%. The reason for setting the content to 1 to 40 mol% is that zirconium oxide (ZrO 2 ) contains lanthanum,
This is because at least one element selected from the group consisting of neodymium and cerium is added to remarkably improve the oxygen storage capacity, BET specific surface area, and thermal stability of zirconium oxide. If it is less than 1 mol%, the effect of adding the lanthanum and / or neodymium and / or cerium elements does not appear as in the case of only zirconium oxide, and 40 mol%
If it exceeds 3, it becomes difficult to form a composite oxide in which the added element is completely dissolved in the zirconium oxide, and the physical properties of the zirconia oxide such as thermal stability deteriorate.

【0039】このように上記ジルコニウムを含有するア
ルミナ粉末にロジウムを担持した粉末と、更に必要に応
じてジルコニウムを含有するアルミナ粉末を含む触媒成
分担持層に、更にランタン、ネオジウム及びセリウムか
らなる群より選ばれた少なくとも一種を含むジルコニウ
ム酸化物を含有されることにより、ロジウムの酸化状態
を排気ガスの浄化に適したものとするため、ロジウムの
還元に起因する触媒能の低下を抑制できる。
As described above, the zirconium-containing alumina powder supporting rhodium and, if necessary, the zirconium-containing alumina powder-containing catalyst component-supporting layer further include lanthanum, neodymium and cerium. By containing the zirconium oxide containing at least one selected element, the oxidation state of rhodium is made suitable for purifying exhaust gas, and therefore, a decrease in catalytic ability due to reduction of rhodium can be suppressed.

【0040】更に、請求項6記載の排気ガス浄化用触媒
は、パラジウムとロジウムとの相乗作用を効率よく発現
させるために、ロジウム含有触媒成分層を、パラジウム
含有層と同一層及び/又はパラジウム含有触媒成分層の
上部に配置する。これにより鉛やイオウ等の被毒物質に
対する耐被毒性とリッチ域での浄化性能を充分に確保す
ることができる。
Further, in the exhaust gas purifying catalyst according to the present invention, the rhodium-containing catalyst component layer is formed of the same layer as the palladium-containing layer and / or the palladium-containing catalyst in order to efficiently exhibit the synergistic action of palladium and rhodium. It is arranged above the catalyst component layer. As a result, it is possible to sufficiently secure the poisoning resistance to poisonous substances such as lead and sulfur and the purification performance in a rich region.

【0041】また、請求項7記載の排気ガス浄化用触媒
は、更にアルカリ及びアルカリ土類金属から成る群より
選ばれる少なくとも1種が含有される。使用されるアル
カリ金属及びアルカリ土類金属には、リチウム、カリウ
ム、セリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチ
ウム及びバリウムが含まれる。その含有量は触媒1L中
2〜30gである。2g未満では、耐被毒性やリッチ域
での浄化性能が充分に発現せず、30gを越えて添加効
果は飽和し、経済的にも有効でない。
Further, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 7 further contains at least one selected from the group consisting of alkali and alkaline earth metals. The alkali and alkaline earth metals used include lithium, potassium, cerium, magnesium, calcium, strontium and barium. Its content is 2 to 30 g per liter of catalyst. If the amount is less than 2 g, the poisoning resistance and the purification performance in the rich region are not sufficiently exhibited, and if it exceeds 30 g, the effect of addition is saturated and is not economically effective.

【0042】上記パラジウム、アルミナ系複合酸化物粉
末、更に必要に応じて添加したセリウム酸化物、ジルコ
ニウム酸化物と、アルカリ金属及び/又はアルカリ土類
金属が密に接触することにより、浄化性能向上効果が得
られる。アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、リッチ
雰囲気下での炭化水素の吸着被毒緩和能を有し、これら
を触媒成分担持層に含有させると、パラジウムとシンタ
リングを抑制し、低温域及び酸素不足雰囲気での活性を
さらに向上させることができる。
The palladium, alumina-based composite oxide powder, and cerium oxide and zirconium oxide, which are added as required, are brought into close contact with the alkali metal and / or alkaline earth metal, thereby improving the purification performance. Is obtained. Alkali metals and alkaline earth metals have the ability to reduce the adsorption and poisoning of hydrocarbons in a rich atmosphere. When they are contained in the catalyst component-supporting layer, palladium and sintering are suppressed, and the low-temperature region and lack of oxygen The activity in the atmosphere can be further improved.

【0043】更に、請求項8記載の排気ガス浄化用触媒
は、請求項1〜7いずれかの項記載のアルミナ系複合酸
化物を製造するにあたり、微粒子アルミナ水和物コロイ
ド(以下、「アルミナゾル」と称す)と、亜鉛と、セリ
ウム及び/又はジルコニウムの水溶性塩を水に溶解又は
分散させ攪拌・混合する。この際、各触媒原料を同時に
又は別個に溶解した液を加えてもよい。次いで、この触
媒原料を加えた混合溶液をオートクレーブに移した後、
1〜10気圧に加圧し、50℃から200℃に加熱し、
1時間から12時間煮沸する。降温後、この混合溶液を
スプレードライヤーを用いて水分を除去した後、次いで
焼成して得る。
Further, the catalyst for purifying exhaust gas according to claim 8 is suitable for producing the alumina-based composite oxide according to any one of claims 1 to 7 by using a fine particle alumina hydrate colloid (hereinafter referred to as “alumina sol”). ), Zinc and a water-soluble salt of cerium and / or zirconium are dissolved or dispersed in water and stirred and mixed. At this time, a liquid in which each catalyst material is dissolved simultaneously or separately may be added. Next, after transferring the mixed solution to which the catalyst material was added to an autoclave,
Pressurized to 1-10 atm, heated from 50 ° C to 200 ° C,
Boil for 1 to 12 hours. After cooling, the mixed solution is obtained by removing water with a spray drier and then firing.

【0044】更に、請求項9記載の排気ガス浄化用触媒
は、請求項1〜7いずれかの項記載のアルミナ系複合酸
化物を製造するにあたり、ベーマイトアルミナと、亜鉛
と、セリウム及び/又はジルコニウムの水溶性塩を水に
溶解又は分散させ攪拌・混合する。この際、各触媒原料
を同時に又は別個に溶解した液を加えてもよい。次い
で、この混合液に、蟻酸、酢酸、コハク酸からなる群よ
り選ばれた少なくとも一種を徐々に加え、pHを3.0
〜7.0の範囲になるように調整した後、オートクレー
ブにて、1から10気圧に加圧し、50℃から200℃
に加熱し、1時間から12時間煮沸する。降温後、この
混合溶液をスプレードライヤーを用いて水分を除去した
後、次いで焼成して得る。
Further, the exhaust gas purifying catalyst according to the ninth aspect is useful for producing the alumina-based composite oxide according to any one of the first to seventh aspects, with boehmite alumina, zinc, cerium and / or zirconium. Is dissolved or dispersed in water and stirred and mixed. At this time, a liquid in which each catalyst material is dissolved simultaneously or separately may be added. Next, at least one member selected from the group consisting of formic acid, acetic acid, and succinic acid is gradually added to the mixture to adjust the pH to 3.0.
After adjusting so as to be in the range of 7.0 to 7.0, the pressure was increased to 1 to 10 atm by an autoclave, and the temperature was increased from 50 ° C to 200 ° C.
And boil for 1 to 12 hours. After cooling, the mixed solution is obtained by removing water with a spray drier and then firing.

【0045】触媒原料の混合溶液のpHを3.0〜7.
0の範囲に調整することにより、ベーマイトアルミナが
有機塩錯体を形成し、他の添加元素と反応し複合酸化物
を形成することができる。pHが3.0より低いとベー
マイトアルミナが有機塩錯体を形成せず、逆にpHが
7.0より高いとベーマイトアルミナの有機塩錯体の一
部が水酸化物を形成し、ベーマイトアルミナが他の元素
と反応し難くなることがある。
The pH of the mixed solution of the catalyst raw materials is adjusted to 3.0 to 7.0.
By adjusting the range to 0, the boehmite alumina forms an organic salt complex and reacts with other additional elements to form a composite oxide. When the pH is lower than 3.0, boehmite alumina does not form an organic salt complex, and when the pH is higher than 7.0, a part of the boehmite alumina organic salt complex forms a hydroxide, May be difficult to react with other elements.

【0046】PHの調整に、蟻酸、酢酸、コハク酸等を
使用することにより、沈殿ケーキの清浄が不十分でも金
属元素は残留せず、またこれらの酸が残留しても後の焼
成で容易に分解除去することができる。
By using formic acid, acetic acid, succinic acid or the like for adjusting the pH, even if the precipitation cake is not sufficiently cleaned, no metal element remains. Can be decomposed and removed.

【0047】得られた混合溶液を1〜10気圧に加圧
し、50〜200℃に加熱して、1〜12時間煮沸す
る。このようにするのは、結晶性の高いベーマイトアル
ミナを解膠し、有機塩錯体の形成を促進し、また、この
有機塩錯体と他の添加元素を反応させるためである。
The obtained mixed solution is pressurized to 1 to 10 atm, heated to 50 to 200 ° C., and boiled for 1 to 12 hours. The reason for this is to peptize boehmite alumina having high crystallinity, to promote the formation of an organic salt complex, and to react this organic salt complex with other additional elements.

【0048】このようなアルミナ系複合酸化物を製造す
ることにより、アルミナ系複合酸化物のBET比表面積
を高くし、添加元素を結晶構造(スピネル型構造)中に
均一に分散・固溶させることができる。
By producing such an alumina-based composite oxide, the BET specific surface area of the alumina-based composite oxide is increased, and the additive element is uniformly dispersed and dissolved in a crystal structure (spinel type structure). Can be.

【0049】本発明の排気ガス浄化用触媒に用いる、各
元素の原料としては、前記各元素の硝酸塩、炭酸塩、酢
酸塩及び酸化物等を任意に組み合わせて製造することが
できる。
The raw material of each element used in the exhaust gas purifying catalyst of the present invention can be produced by arbitrarily combining nitrate, carbonate, acetate, oxide and the like of each element.

【0050】本発明の排気ガス浄化用触媒の製造に用い
る亜鉛、セリウム及び/又はジルコニウムとアルミニウ
ムとを含有するアルミナ系複合酸化物は、前記各元素の
硝酸塩、炭酸塩、アンモニウム塩、酢酸塩等とアルミナ
ゾル又はベーマイトアルミナとを任意に組み合わせて、
まず混合溶液を製造することにより調製される。特に水
溶性塩とアルミナゾル又はベーマイトアルミナを使用す
ることが触媒性能を向上させる点から好ましい。硝酸ア
ルミニウムと異なり、アルミナゾル又はベーマイトアル
ミナを使用するため、沈殿を乾燥・焼成する際に、原料
由来のNOx や硝酸アンモニウムに対する排ガス・排水
処理が著しく軽減される。
Alumina-based composite oxides containing zinc, cerium and / or zirconium and aluminum used in the production of the exhaust gas purifying catalyst of the present invention include nitrates, carbonates, ammonium salts, acetates and the like of the above-mentioned elements. And any combination of alumina sol or boehmite alumina,
It is prepared by first preparing a mixed solution. It is particularly preferable to use a water-soluble salt and alumina sol or boehmite alumina from the viewpoint of improving the catalytic performance. Unlike aluminum nitrate, since alumina sol or boehmite alumina is used, exhaust gas and wastewater treatment for NO x and ammonium nitrate derived from the raw material are significantly reduced when the precipitate is dried and calcined.

【0051】水の除去は、例えば、蒸発乾固法やスプレ
ードライヤー法等の公知の方法の中から適宜選択して行
うことができる。本発明に用いるアルミナ系複合酸化物
を得るためには、特に制限されないが、添加した元素が
固溶したアルミナ系複合酸化物を形成し、また、パラジ
ウムを分散性よく担持するための大きな比表面積を得る
ため、スプレードライヤーで行うことが好ましい。更
に、焼成は、添加した元素が固溶したアルミナ系複合酸
化物を形成し、また、大きな比表面積を得るため、例え
ば、600℃〜900℃で空気中及び/又は空気流通下
で行うことが好ましい。
The removal of water can be appropriately selected from known methods such as an evaporation to dryness method and a spray drier method. In order to obtain the alumina-based composite oxide used in the present invention, the alumina-based composite oxide is not particularly limited, but forms an alumina-based composite oxide in which the added element is dissolved, and has a large specific surface area for supporting palladium with good dispersibility. In order to obtain, it is preferable to use a spray dryer. Furthermore, in order to form an alumina-based composite oxide in which the added element forms a solid solution and obtain a large specific surface area, the calcination may be performed, for example, at 600 ° C. to 900 ° C. in the air and / or under the flow of air. preferable.

【0052】前記アルミナ系複合酸化物にパラジウムを
担持する方法としては、例えば含浸法や混練法等の公知
の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。パラジウムの原料
化合物としては、アンミン酸塩、塩化物、硝酸塩等の水
溶性のものであれば任意のものが使用できる。
The method of supporting palladium on the alumina-based composite oxide can be appropriately selected from known methods such as, for example, an impregnation method and a kneading method. preferable. As a raw material compound of palladium, any compound can be used as long as it is a water-soluble compound such as an ammonium salt, a chloride or a nitrate.

【0053】本発明のパラジウムを担持したアルミナ系
複合酸化物の熱処理は、特に制限されないが、含浸・乾
燥後、例えば400℃〜700℃の範囲の温度で空気中
及び/又は空気気流下で行うことが好ましい。
The heat treatment of the palladium-supported alumina-based composite oxide of the present invention is not particularly limited, but is performed after impregnation and drying, for example, at a temperature in the range of 400 ° C. to 700 ° C. in air and / or under an air stream. Is preferred.

【0054】好ましくは、前記アルミナ粉末に、セリウ
ム酸化物粉末を加えることにより、請求項2記載の排気
ガス浄化用触媒が得られる。セリウム酸化物粉末は、ラ
ンタン、ネオジウム及びジルコニウムからなる群より選
ばれた少なくとも一種を含有する。
Preferably, a catalyst for purifying exhaust gas according to claim 2 is obtained by adding cerium oxide powder to said alumina powder. The cerium oxide powder contains at least one selected from the group consisting of lanthanum, neodymium, and zirconium.

【0055】更に、ロジウムを含有させることにより請
求項4記載の排気ガス浄化用触媒が得られる。ロジウム
の原料化合物としては、硝酸塩、ハロゲン化物、酢酸塩
等の水溶性のものであれば任意のものが使用できる。
Further, the catalyst for purifying exhaust gas according to claim 4 is obtained by adding rhodium. As the raw material compound of rhodium, any compound can be used as long as it is water-soluble, such as nitrate, halide, acetate and the like.

【0056】前記アルミナにロジウムを担持する方法と
しては、例えば含浸法や混練法等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。次いで実施する水の除去は、例えば蒸発乾固法等の
公知の方法の中から適宜選択して行うことができる。本
発明に用いるロジウム担持アルミナ粉末の熱処理は、特
に制限されないが、含浸・乾燥後、例えば400℃〜7
00℃の範囲の温度で空気中及び/又は空気流通下で行
うことが好ましい。
The method of supporting rhodium on the alumina can be appropriately selected from, for example, an impregnation method and a kneading method, but it is particularly preferable to use the impregnation method. The subsequent removal of water can be appropriately selected from known methods such as an evaporation to dryness method. The heat treatment of the rhodium-supported alumina powder used in the present invention is not particularly limited.
It is preferable to carry out at a temperature in the range of 00 ° C. in air and / or under air flow.

【0057】好ましくは、前記ロジウム担持アルミナ粉
末に、ジルコニウム酸化物粉末を加えることにより、請
求項5記載の排気ガス浄化用触媒が得られる。ジルコニ
ウム酸化物粉末は、ランタン、ネオジウム及びセリウム
からなる群より選ばれた少なくとも一種を含有する。請
求項4記載の排気ガス浄化用触媒にセリウム酸化物粉末
を添加した場合には、セリウム酸化物がロジウムを酸化
状態に強く保持するため、逆に浄化性能が低下する。こ
れに対して、かかるジルコニウム酸化物粉末を添加する
ことにより、ロジウムを排気ガス浄化に適した酸化状態
に、より有効に維持することができる。
Preferably, an exhaust gas purifying catalyst according to claim 5 is obtained by adding zirconium oxide powder to said rhodium-supported alumina powder. The zirconium oxide powder contains at least one selected from the group consisting of lanthanum, neodymium and cerium. When cerium oxide powder is added to the exhaust gas purifying catalyst according to the fourth aspect, the cerium oxide strongly holds rhodium in an oxidized state, and consequently the purification performance is reduced. In contrast, by adding such zirconium oxide powder, rhodium can be more effectively maintained in an oxidation state suitable for exhaust gas purification.

【0058】水の除去は、例えば、蒸発乾固法やスプレ
ードライヤー法等の公知の方法の中から適宜選択して行
うことができる。本発明に用いるアルミナ系複合酸化物
を得るためには、特に制限されないが、添加した元素が
固溶したアルミナ系複合酸化物を形成し、また、パラジ
ウムを分散性良く担持するための大きな比表面積を得る
ため、スプレードライヤーで行うことが好ましい。更
に、焼成は、添加した元素が固溶したアルミナ系複合酸
化物を形成し、また、大きな比表面積を得るため、例え
ば、600℃〜900℃で空気中及び/又は空気流通下
で行うことが好ましい。
The removal of water can be appropriately selected from known methods such as an evaporation to dryness method and a spray drier method. In order to obtain the alumina-based composite oxide used in the present invention, although not particularly limited, a large specific surface area for forming an alumina-based composite oxide in which the added element forms a solid solution, and for supporting palladium with good dispersibility. In order to obtain, it is preferable to use a spray dryer. Furthermore, in order to form an alumina-based composite oxide in which the added element forms a solid solution and obtain a large specific surface area, the calcination may be performed, for example, at 600 ° C. to 900 ° C. in the air and / or under the flow of air. preferable.

【0059】このようにして得られる本発明にかかる排
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。
The exhaust gas purifying catalyst according to the present invention thus obtained can be effectively used without a carrier. However, the catalyst can be pulverized / slurried, coated on a catalyst carrier, and heated at 400 to 900 ° C. It is preferable to use it after firing. The catalyst carrier can be appropriately selected from known catalyst carriers and used, and examples thereof include a monolith carrier made of a refractory material and a metal carrier.

【0060】前記触媒担体の形状は、特に制限されない
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、一般にセラミックス等のコ
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多く
用いることも可能であり、更には触媒粉末そのものをハ
ニカム形状にしても良い。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て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。
The shape of the catalyst carrier is not particularly limited, but it is usually preferable to use it in a honeycomb shape, and the catalyst powder is applied to various honeycomb base materials.
As the honeycomb material, cordierite materials such as ceramics are generally used in general, but it is also possible to use many honeycomb materials made of a metal material such as ferrite stainless steel, and further, the catalyst powder itself is formed into a honeycomb shape. May be. By making the shape of the catalyst into a honeycomb shape, the contact area between the catalyst and the exhaust gas is increased and the pressure loss can be suppressed, which is extremely effective when used as an exhaust gas purifying catalyst for automobiles.

【0061】ハニカム材料に付着させる触媒成分コート
層の量は、触媒成分全体のトータルで、触媒1L当り、
50〜400gが好ましい。触媒成分が多い程、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、HC,CO,NOx 等の反応ガスが拡散不
良となるため、これらのガスが触媒に充分接触できなく
なり、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。従って、コート層量は、
上記触媒1L当り50g〜400gが好ましい。
The amount of the catalyst component coat layer adhered to the honeycomb material depends on the total amount of the catalyst components per liter of the catalyst.
50-400 g is preferred. The more catalyst components is preferable from the viewpoint of catalytic activity and catalyst life, when the coating layer becomes too thick, HC, CO, since the reaction gas such as NO x becomes poor diffusion, these gases sufficiently catalyst Contact cannot be achieved, and the effect of increasing the amount of activity is saturated, and further, the gas passage resistance increases. Therefore, the coat layer amount is
The amount is preferably 50 g to 400 g per liter of the catalyst.

【0062】更に好ましくは、得られた前記排気ガス浄
化用触媒に、アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属
を含浸担持させることができる。使用できるアルカリ金
属及びアルカリ土類金属としては、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、
ストロンチウム及びバリウムからなる群より選ばれる一
種以上の元素である。
More preferably, the obtained exhaust gas purifying catalyst can be impregnated and supported with an alkali metal and / or an alkaline earth metal. Alkali metals and alkaline earth metals that can be used include lithium, sodium, potassium, cesium, magnesium, calcium,
At least one element selected from the group consisting of strontium and barium.

【0063】使用できるアルカリ金属及びアルカリ土類
金属の化合物は、酸化物、酢酸塩、水酸化物、硝酸塩、
炭酸塩等の水溶性のものである。これによりパラジウム
の近傍に塩基性元素であるアルカリ金属及び/又はアル
カリ土類金属を分散性良く担持することが可能となる。
この際、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の原料化合
物を同時に、あるいは別個に含有させてもよい。
The alkali metal and alkaline earth metal compounds that can be used include oxides, acetates, hydroxides, nitrates,
It is water-soluble such as carbonate. This makes it possible to carry the alkali metal and / or alkaline earth metal as a basic element in the vicinity of palladium with good dispersibility.
At this time, the starting compounds of the alkali metal and the alkaline earth metal may be contained simultaneously or separately.

【0064】即ち、アルカリ金属化合物及び/又はアル
カリ土類金属化合物からなる粉末の水溶液を、ウオッシ
ュコート成分を担持した上記担体に含浸し、乾燥し、次
いで、空気中及び/又は空気流通下で200℃〜600
℃焼成するものである。これは、アルカリ金属及びアル
カリ土類金属の原料化合物を一度低温で熱処理し酸化物
形態でコート層中に含有させると、後に高温に曝されて
も複合酸化物を形成し難くなるからである。かかる焼成
温度が、200℃未満だとアルカリ金属化合物及びアル
カリ土類金属化合物が充分に酸化物形態となることがで
きず、逆に600℃を越えても焼成温度の効果が飽和
し、顕著な差異は得られない。
That is, an aqueous solution of a powder comprising an alkali metal compound and / or an alkaline earth metal compound is impregnated into the above-mentioned carrier carrying a washcoat component, dried, and then dried in air and / or under a stream of air. ° C to 600
It is baked at ℃. This is because, once the alkali metal and alkaline earth metal raw material compounds are heat-treated at a low temperature and contained in the coat layer in the form of an oxide, it becomes difficult to form a composite oxide even when exposed to a high temperature later. If the calcination temperature is less than 200 ° C., the alkali metal compound and the alkaline earth metal compound cannot be sufficiently in the form of an oxide. No difference is obtained.

【0065】[0065]

【実施例】本発明を次の実施例及び比較例により説明す
る。特記しない限り、「部」とは「重量部」を示す。
The present invention will be described with reference to the following examples and comparative examples. Unless otherwise specified, “parts” means “parts by weight”.

【0066】実施例1 微粒子アルミナ水和物コロイド(Al2 3 として20
重量%)5000gと、硝酸亜鉛875g及び酢酸セリ
ウム426gを水に溶解させた後、2気圧に加圧し、1
50℃で5時間加熱した後、スプレードライヤーで水分
を除去して乾燥し、次いで750℃で2時間焼成して、
Ce0.1 Zn0.3 Al2.0 Ox粉末を得た。このCe
0.1 Zn0.3 Al2.0 x 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担持アルミナ粉末(粉末A)を得
た。この粉末AのPd濃度は1.27重量%であった。
Example 1 Fine particle alumina hydrate colloid (Al 2 O 3 as 20
Weight%), 875 g of zinc nitrate and 426 g of cerium acetate were dissolved in water, and then pressurized to 2 atm.
After heating at 50 ° C. for 5 hours, moisture was removed with a spray drier and dried, followed by baking at 750 ° C. for 2 hours.
Ce 0.1 Zn 0.3 Al 2.0 Ox powder was obtained. This Ce
0.1 Zn 0.3 Al 2.0 O x powder was impregnated with an aqueous solution of palladium nitrate, dried at 150 ° C. for 12 hours, and calcined at 400 ° C. for 1 hour to obtain Pd-supported alumina powder (powder A). The Pd concentration of this powder A was 1.27% by weight.

【0067】ランタン1モル%(La2 3 に換算して
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(粉末B)
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C)
を得た。この粉末CのPd濃度は1.07重量%であっ
た。
Cerium oxide powder (powder B) containing 1 mol% of lanthanum (2 wt% in terms of La 2 O 3 ) and 32 mol% of zirconium (25 wt% in terms of ZrO 2 )
Is impregnated with an aqueous solution of palladium nitrate, dried at 150 ° C. for 12 hours, and calcined at 400 ° C. for 1 hour to obtain Pd-supported cerium oxide (La 0.01 Zr 0.32 Ce 0.67 Ox) powder C)
I got The Pd concentration of this powder C was 1.07% by weight.

【0068】上記粉末A970g、粉末C500g、活
性アルミナ30g及び硝酸水溶液1500gを磁性ボー
ルミルに投入し、混合・粉末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(1.3
L、400セル)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。この作業を2度行い、コート量重量150g/L−
担体の触媒成分担持コージェライト質モノリス担体を得
た。パラジウム担持量は50g/cf(1.77g/
L)であった。
970 g of powder A, 500 g of powder C, 30 g of activated alumina and 1500 g of nitric acid aqueous solution were charged into a magnetic ball mill, mixed and powdered to obtain a slurry. This slurry liquid is applied to a cordierite-based monolithic carrier (1.3).
L, 400 cells), and the excess slurry in the cells was removed by air flow, dried, and fired at 400 ° C. for 1 hour. This operation was performed twice, and the coat weight 150 g / L-
A cordierite monolithic carrier carrying a catalyst component as a carrier was obtained. The supported amount of palladium was 50 g / cf (1.77 g /
L).

【0069】次いで、上記触媒成分担持コージェライト
質モノリス担体に酢酸バリウム溶液を付着させた後、4
00℃で1時間焼成し、BaOとして10g/Lを含有
させて、排気ガス浄化用触媒を得た。
Next, a barium acetate solution was adhered to the cordierite monolithic carrier carrying the catalyst component.
It was calcined at 00 ° C. for 1 hour, and contained 10 g / L of BaO to obtain an exhaust gas purifying catalyst.

【0070】実施例2 Ce0.1 Zn0.3 Al2.0 x 粉末の代わりにZr0.1
Zn0.3 Al2.0 x粉末を用いた以外は、実施例1と
同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
Example 2 Instead of Ce 0.1 Zn 0.3 Al 2.0 O x powder, Zr 0.1
An exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as in Example 1, except that Zn 0.3 Al 2.0 O x powder was used.

【0071】実施例3 Ce0.1 Zn0.3 Al2.0 x 粉末の代わりにCe0.05
Zr0.05Zn0.3 Al 2.0 x 粉末を用いた以外は、実
施例1と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
[0071]Example 3 Ce0.1Zn0.3Al2.0OxCe instead of powder0.05
Zr0.05Zn0.3Al 2.0OxExcept for using powder,
An exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as in Example 1.

【0072】実施例4 Ce0.1 Zn0.3 Al2.0 x 粉末の代わりにCe0.05
Zr0.05Zn0.5 Al 2.0 x 粉末を用いた以外は、実
施例1と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
[0072]Example 4 Ce0.1Zn0.3Al2.0OxCe instead of powder0.05
Zr0.05Zn0.5Al 2.0OxExcept for using powder,
An exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as in Example 1.

【0073】実施例5 Ce0.1 Zn0.3 Al2.0 x 粉末の代わりにCe0.1
Zr0.1 Zn0.3 Al 2.0 x 粉末を用いた以外は、実
施例1と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
[0073]Example 5 Ce0.1Zn0.3Al2.0OxCe instead of powder0.1
Zr0.1Zn0.3Al 2.0OxExcept for using powder,
An exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as in Example 1.

【0074】実施例6 粉末Aと粉末Cの代わりに、各々Pd0.73重量%を
担持したCe0.1 Zn 0.3 Al2.0 x 粉末と、粉末B
にPd2.12重量%を担持した粉末とを用いた以外
は、実施例1と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。
[0074]Example 6 Instead of powder A and powder C, 0.73% by weight of Pd
Ce supported0.1Zn 0.3Al2.0OxPowder and powder B
Except that a powder carrying 2.12% by weight of Pd was used.
In the same manner as in Example 1, an exhaust gas purifying catalyst was obtained.

【0075】実施例7 ベーマイトアルミナ(Al2 3 として80重量%)5
000g、硝酸亜鉛875g、硝酸セリウム213g及
び硝酸ジルコニウム211gを水に溶解した混合液に、
10%−酢酸水溶液1000gを加え、pHを4.0付
近に調整した後、2気圧に加圧し、150℃で5時間加
熱した後、スプレードライヤーで水分を除去して乾燥
し、次いで750℃で2時間焼成して、Ce0.05Zr
0.05Zn0.3Al2.0 x 粉末を得た。このCe0.05
0.05Zn0.3 Al2.0 x 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担持アルミナ粉末(粉末D)を
得た。この粉末DのPd濃度は1.12重量%であっ
た。
Example 7 Boehmite alumina (80% by weight as Al 2 O 3 ) 5
2,000 g, 875 g of zinc nitrate, 213 g of cerium nitrate, and 211 g of zirconium nitrate dissolved in water,
After adding 1000 g of 10% -acetic acid aqueous solution and adjusting the pH to about 4.0, pressurizing to 2 atm, heating at 150 ° C. for 5 hours, removing water by a spray drier, drying, and then heating at 750 ° C. Bake for 2 hours, Ce 0.05 Zr
A 0.05 Zn 0.3 Al 2.0 O x powder was obtained. This Ce 0.05 Z
r 0.05 Zn 0.3 Al 2.0 O x powder impregnated with an aqueous solution of palladium nitrate, dried at 150 ° C. for 12 hours, and then dried at 400 ° C.
For 1 hour to obtain Pd-supported alumina powder (powder D). The Pd concentration of this powder D was 1.12% by weight.

【0076】上記粉末D970g、実施例1で得られた
粉末C500g、活性アルミナ30g及び硝酸水溶液1
500g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(1.3L、400セル)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。この作業を2度行い、コート量重量
150g/L−担体の触媒成分担持コージェライト質モ
ノリス担体を得た。パラジウム担持量は45.8g/
cf(1.62g/L)であった。
970 g of the powder D, 500 g of the powder C obtained in Example 1, 30 g of activated alumina, and 1 part of an aqueous nitric acid solution
500 g was charged into a magnetic ball mill, mixed and pulverized to obtain a slurry. This slurry liquid was adhered to a cordierite-based monolithic carrier (1.3 L, 400 cells), and excess slurry in the cells was removed by an air stream and dried, and then dried at 400 ° C.
For 1 hour. This operation was performed twice to obtain a catalyst component-carrying cordierite monolith carrier having a coat weight of 150 g / L-carrier. The supported amount of palladium is 45.8 g /
cf (1.62 g / L).

【0077】ジルコニウム3モル%(ZrO2 に換算し
て6.3重量%)を含むアルミナ粉末(粉末E)に硝酸
ロ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、Rh担持アルミナ粉末
(粉末F)を得た。この粉末FのRh濃度は0.74重
量%であった。
An alumina powder (powder E) containing 3 mol% of zirconium (6.3% by weight in terms of ZrO 2 ) is impregnated with an aqueous rhodium nitrate solution, dried at 150 ° C. for 12 hours, and then at 400 ° C. for 1 hour. By baking, Rh-supported alumina powder (powder F) was obtained. The Rh concentration of this powder F was 0.74% by weight.

【0078】上記粉末F200g、La1モル%Ce2
0モル%Zr79モル%のジルコニウム酸化物粉末(粉
末G)180g、活性アルミナ20g、硝酸水溶液10
00g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。
Powder F 200 g, La 1 mol% Ce 2
180 g of zirconium oxide powder (powder G) of 0 mol% Zr 79 mol%, activated alumina 20 g, aqueous nitric acid solution 10
00g was charged into a magnetic ball mill, mixed and pulverized to obtain a slurry.

【0079】このスラリー液をコージェライト質モノリ
ス担体(1.3L、400セル)にパラジウム含有触媒
成分層を付着させた上記触媒成分担持コージェライト質
モノリス担体に付着させ、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。
この作業を1度行い、ロジウム含有触媒成分層コート量
重量40g/L(総コート量重量190g/L、内層1
50g/L、表層40g/L)−担体の触媒を得た。ロ
ジウム担持量は4.2g/cf(0.15g/L)であ
った。
This slurry liquid was adhered to the above-mentioned cordierite-based monolith carrier having a catalyst component-supported layer in which a palladium-containing catalyst component layer was adhered to a cordierite-based monolith carrier (1.3 L, 400 cells), and the air in the cell was flown by air. Excess slurry was removed, dried and calcined at 400 ° C. for 1 hour.
This operation was performed once, and the coating amount of the rhodium-containing catalyst component layer was 40 g / L (the total coating amount was 190 g / L,
(50 g / L, surface layer: 40 g / L) -a catalyst was obtained. The amount of rhodium supported was 4.2 g / cf (0.15 g / L).

【0080】次いで、上記触媒成分担持コージェライト
質モノリス担体に酢酸バリウム溶液を付着させた後、
400℃で1時間焼成し、BaOとして10g/Lを含
有させて、排気ガス浄化用触媒を得た。
Next, a barium acetate solution was adhered to the cordierite monolithic carrier carrying the catalyst component.
It was calcined at 400 ° C. for 1 hour, and contained 10 g / L of BaO to obtain an exhaust gas purifying catalyst.

【0081】実施例8 実施例1で得られた粉末C500gと、実施例7で得ら
れた粉末D及び粉末F及び粉末Gと、活性アルミナ50
g、硝酸水溶液2500gと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(1.3L、400セ
ル)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。この作業を
2度行い、コート量重量190g/L−担体の触媒成分
担持コージェライト質モノリス担体を得た。パラジウム
担持量は45.8g/cf(1.62g/L)、ロジウ
ム担持量4.2g/cf(0.15g/L)であった。
Example 8 500 g of powder C obtained in Example 1, powder D, powder F and powder G obtained in Example 7, and activated alumina 50 g
g and 2500 g of a nitric acid aqueous solution were charged into a magnetic ball mill, mixed and pulverized to obtain a slurry. This slurry liquid was adhered to a cordierite-based monolithic carrier (1.3 L, 400 cells), excess slurry in the cells was removed by air flow, dried, and calcined at 400 ° C. for 1 hour. This operation was performed twice to obtain a cordierite-type monolithic carrier carrying a catalyst component having a coat weight of 190 g / L-carrier. The supported amount of palladium was 45.8 g / cf (1.62 g / L), and the supported amount of rhodium was 4.2 g / cf (0.15 g / L).

【0082】次いで、上記触媒成分担持コージェライト
質モノリス担体に酢酸バリウム溶液を付着させた後、4
00度で1時間焼成し、BaOとして10g/Lを含有
させて、排気ガス浄化用触媒を得た。
Next, a barium acetate solution was adhered to the cordierite monolithic carrier supporting the catalyst component.
It was calcined at 00 degrees for 1 hour, and contained 10 g / L of BaO to obtain an exhaust gas purifying catalyst.

【0083】比較例1 Ce0.1 Zn0.3 Al2.0 x の代わりにZn0.3 Al
2.0 x を用いた以外は実施例1と同様にして、排気ガ
ス浄化用触媒を得た。
Comparative Example 1 Instead of Ce 0.1 Zn 0.3 Al 2.0 O x , Zn 0.3 Al
An exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that 2.0 O x was used.

【0084】比較例2 Ce0.1 Zn0.3 Al2.0 x の代わりにCe0.1 Zn
1 Al2.0 x 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を得た。
[0084] Alternatively Ce 0.1 Zn Comparative Example 2 Ce 0.1 Zn 0.3 Al 2.0 O x
Except for using 1 Al 2.0 O x ,
An exhaust gas purifying catalyst was obtained.

【0085】比較例3 実施例1と同様にして得たCe0.1 Zn0.3 Al2.0
x 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濃度が
0.18重量%の粉末Hを得た。粉末B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、4
00℃で1時間焼成して、Pd担持セリウム酸化物(L
0.01Zr0.32Ce0.67x )粉末(粉末I)を得た。
この粉末IのPd濃度は3.18重量%であった。
Comparative Example 3 Ce 0.1 Zn 0.3 Al 2.0 O obtained in the same manner as in Example 1.
x was impregnated with an aqueous solution of palladium nitrate, dried at 150 ° C. for 12 hours, and calcined at 400 ° C. for 1 hour to obtain powder H having a Pd concentration of 0.18% by weight. Powder B was impregnated with an aqueous solution of palladium nitrate and dried at 150 ° C. for 12 hours.
Baking at 00 ° C. for 1 hour to obtain Pd-supported cerium oxide (L
a 0.01 Zr 0.32 Ce 0.67 O x ) powder (powder I) was obtained.
The Pd concentration of this powder I was 3.18% by weight.

【0086】上記粉末H970g、粉末I500g、活
性アルミナ30g、硝酸水溶液1500g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(1.3L、
400セル)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。こ
の作業を2度行い、コート量重量150g/L−担体の
触媒成分担持コージェライト質モノリス担体を得た。パ
ラジウム担持量は50g/cf(1.77g/L)であ
った。
[0086] 970 g of the powder H, 500 g of powder I, 30 g of activated alumina and 1500 g of an aqueous nitric acid solution were charged into a magnetic ball mill, mixed and pulverized to obtain a slurry. This slurry liquid is applied to a cordierite-based monolithic carrier (1.3 L,
(400 cells), the excess slurry in the cells was removed by an air stream, dried, and fired at 400 ° C. for 1 hour. This operation was performed twice to obtain a catalyst component-carrying cordierite monolith carrier having a coat weight of 150 g / L-carrier. The supported amount of palladium was 50 g / cf (1.77 g / L).

【0087】次いで、上記触媒成分担持コージェライト
質モノリス担体に酢酸バリウム溶液を付着させた後、4
00℃で1時間焼成し、BaOとして10g/Lを含有
させて排気ガス浄化用触媒を得た。
Then, a barium acetate solution was adhered to the cordierite monolithic carrier carrying the catalyst component.
The mixture was calcined at 00 ° C. for 1 hour to obtain an exhaust gas purifying catalyst containing 10 g / L of BaO.

【0088】比較例4 実施例7で得られた粉末F200g及び粉末G180
g、活性アルミナ20g及び硝酸水溶液1000g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
(1.3L、400セル)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。この作業を1度行い、ロジウム含有触媒成分
層コート量重量40g/L−担体の触媒成分担持コージ
ェライト質モノリス担体aを得た。ロジウム担持量は
4.2g/cf(0.15g/L)であった。
Comparative Example 4 200 g of powder F and G180 obtained in Example 7
g, activated alumina 20 g and nitric acid aqueous solution 1000 g were put into a magnetic ball mill, mixed and pulverized to obtain a slurry. This slurry liquid was adhered to a cordierite-based monolithic carrier (1.3 L, 400 cells), excess slurry in the cells was removed by air flow, dried, and calcined at 400 ° C. for 1 hour. This operation was performed once to obtain a cordierite-based monolithic carrier a carrying a catalyst component having a coating weight of 40 g / L-rhodium-containing catalyst component layer. The amount of rhodium supported was 4.2 g / cf (0.15 g / L).

【0089】実施例7で得られた粉末D970g、実施
例1で得られた粉末C500g、活性アルミナ30g及
び硝酸水溶液1500g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(1.3L、400セル)にロ
ジウム含有触媒成分層を付着させた上記触媒成分担持コ
ージェライト質モノリス担体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、400℃で1
時間焼成した。この作業を2度行い、コート量重量15
0g/L(総コート量重量190g/L、内総40g/
L、表層150g/L)−担体の触媒成分担持コージェ
ライト質モノリス担体bを得た。パラジウム担持量は4
5.8g/cf(1.62g/L)であった。
970 g of the powder D obtained in Example 7, 500 g of the powder C obtained in Example 1, 30 g of activated alumina, and 1500 g of an aqueous nitric acid solution were charged into a magnetic ball mill, mixed and pulverized to obtain a slurry. The slurry liquid is adhered to the catalyst component-carrying cordierite monolithic carrier a in which a rhodium-containing catalyst component layer is adhered to a cordierite monolithic carrier (1.3 L, 400 cells), and excess air in the cells is flowed by air. The slurry is removed and dried.
Fired for hours. This operation was performed twice, and the coat weight 15
0 g / L (total coating weight 190 g / L, total 40 g / L
L, surface layer 150 g / L)-a cordierite monolithic carrier b carrying a catalyst component as a carrier was obtained. Palladium loading is 4
It was 5.8 g / cf (1.62 g / L).

【0090】次いで、上記触媒成分担持コージェライト
質モノリス担体bに酢酸バリウム溶液を付着させた後、
400℃で1時間焼成し、BaOとして10g/Lを含
有させて排気ガス浄化用触媒を得た。
Next, a barium acetate solution was adhered to the catalyst component-carrying cordierite monolithic carrier b,
It was calcined at 400 ° C. for 1 hour to obtain an exhaust gas purifying catalyst containing 10 g / L of BaO.

【0091】比較例5 実施例1におけるCe0.1 Zn0.3 Al2.0 x の代わ
りに、硝酸亜鉛875g及び硝酸セリウム426gを純
水1000gに溶解した水溶液を、アルミナ粉末100
0gに含浸した後、150℃で12時間乾燥した後、8
00℃で2時間焼成して得たCe0.1 Zn0.3 Al2.0
x 粉末(粉末J)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を得た。
Comparative Example 5 Instead of Ce 0.1 Zn 0.3 Al 2.0 O x in Example 1, an aqueous solution in which 875 g of zinc nitrate and 426 g of cerium nitrate were dissolved in 1000 g of pure water was used to prepare an alumina powder 100
0 g, dried at 150 ° C. for 12 hours,
Ce 0.1 Zn 0.3 Al 2.0 obtained by baking at 00 ° C. for 2 hours
An exhaust gas purifying catalyst was obtained in the same manner as in Example 1, except that Ox powder (powder J) was used.

【0092】前記実施例1〜8及び比較例1〜5の排気
ガス浄化用触媒の組成を表1に示す。
The compositions of the exhaust gas purifying catalysts of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 are shown in Table 1.

【0093】[0093]

【表1】 [Table 1]

【0094】試験例 前記実施例1〜8及び比較例1〜5の排気ガス浄化用触
媒について、以下の耐久条件により耐久を行った後、下
記評価条件で触媒活性評価を行った。
Test Examples The exhaust gas purifying catalysts of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 were durable under the following durability conditions, and then were evaluated for catalytic activity under the following evaluation conditions.

【0095】 耐久条件 エンジン排気量 4400cc 燃料 無鉛ガソリン 触媒入口ガス温度 700℃ 耐久時間 100時間 入口ガス組成 CO 0.5±0.1% O2 0.5±0.1% HC 約1100ppm NO 1300ppm CO2 15% A/F変動 5500回(周期65秒/回) 周期:A/F=14.6 55秒 燃料カット 5秒 リッチスパイク 5秒Endurance conditions Engine displacement 4400cc Fuel unleaded gasoline Catalyst inlet gas temperature 700 ° C Endurance time 100 hours Inlet gas composition CO 0.5 ± 0.1% O 2 0.5 ± 0.1% HC About 1100ppm NO 1300ppm CO 2 15% A / F fluctuation 5500 times (cycle 65 seconds / time) Cycle: A / F = 14.655 seconds Fuel cut 5 seconds Rich spike 5 seconds

【0096】評価条件1:低温活性 エンジン排気量 2000cc 燃料 無鉛ガソリン 昇温速度 10℃/分 測定温度範囲 150〜500℃ 耐久後の各排気ガス浄化用触媒の低温活性を、HC,C
O及びNOx の転化率が50%になった時の温度(T5
0/℃)で表し、その結果を表2に示す。
Evaluation condition 1: Low-temperature active engine displacement : 2000 cc fuel Unleaded gasoline Heating rate: 10 ° C./min Measurement temperature range: 150 to 500 ° C. The low-temperature activity of each exhaust gas purifying catalyst after endurance was measured by HC, C
O and NO x temperature when the conversion reached 50% (T5
0 / ° C.), and the results are shown in Table 2.

【0097】評価条件2:浄化性能 エンジン排気量 2000cc 燃料 無鉛ガソリン 触媒入口排ガス温度 500℃ 耐久後の各排気ガス浄化用触媒の浄化性能を、ストイキ
雰囲気におけるHC,CO及びNOx の平均転化率
(%)を以下の式により決定し、その結果を表3に示
す。
Evaluation condition 2: Purification performance Engine displacement 2000 cc Fuel Unleaded gasoline Catalyst inlet exhaust gas temperature 500 ° C. The purifying performance of the exhaust gas purifying catalyst after the durability test was determined HC, the average conversion rate (%) The following equation for CO and NO x at stoichiometric atmosphere, and the results are shown in Table 3.

【0098】[0098]

【数4】 (Equation 4)

【数5】 (Equation 5)

【数6】 (Equation 6)

【0099】[0099]

【表2】 [Table 2]

【0100】[0100]

【発明の効果】請求項1記載の排気ガス浄化用触媒は、
耐久性と浄化性能に優れ、耐久後の低温活性及びストイ
キ転化率等の排気ガス浄化性能を向上させることができ
る。
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1 is
It is excellent in durability and purification performance, and can improve exhaust gas purification performance such as low-temperature activity and stoichiometric conversion after durability.

【0101】請求項2記載の排気ガス浄化用触媒は、上
記効果に加えて、更にパラジウムの不活性化を抑制し、
耐久後の触媒性能を向上させることができる。
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 2 further suppresses the inactivation of palladium, in addition to the above effects,
The catalyst performance after durability can be improved.

【0102】請求項3記載の排気ガス浄化用触媒は、上
記効果に加えて、パラジウムの分散性を高め、初期から
耐久後の低温活性を向上させることができる。
The exhaust gas purifying catalyst according to the third aspect, in addition to the above-mentioned effects, can enhance the dispersibility of palladium and improve the low-temperature activity from the initial stage to the endurance.

【0103】請求項4記載の排気ガス浄化用触媒は、上
記効果に加えて、更にリッチ域での浄化性能を向上させ
ることができる。
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 4 can further improve the purifying performance in a rich region in addition to the above effects.

【0104】請求項5記載の排気ガス浄化用触媒は、上
記効果に加えて、触媒成分中のロジウムの還元による劣
化を抑制して、更に低温活性や浄化性能を向上させるこ
とができる。
In the exhaust gas purifying catalyst according to the fifth aspect, in addition to the above-described effects, deterioration due to reduction of rhodium in the catalyst component can be suppressed, and the low-temperature activity and the purifying performance can be further improved.

【0105】請求項6記載の排気ガス浄化用触媒は、上
記効果に加えて、パラジウムとロジウムを組み合わせる
ことにより、更に低温活性や浄化性能を向上させること
ができる。
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 6 can further improve low-temperature activity and purifying performance by combining palladium and rhodium in addition to the above effects.

【0106】請求項7記載の排気ガス浄化用触媒は、上
記効果に加えて、リッチ雰囲気下でのHC吸着被毒作用
を緩和し、また、パラジウムのシンタリングを抑制し、
低温活性や還元雰囲気でのNOx 浄化能を向上させるこ
とができる。
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 7, in addition to the above-mentioned effects, reduces the HC adsorption poisoning action in a rich atmosphere and suppresses the sintering of palladium.
It is possible to improve the low-temperature activity and the NO x purification ability in a reducing atmosphere.

【0107】請求項8及び9記載の排気ガス浄化用触媒
は、本発明の排気ガス浄化用触媒を効率良く製造するこ
とができ、特に添加した元素が固溶したアルミナ系複合
酸化物が形成でき、また、パラジウムを分散性良く担持
するための大きな比表面積を有する排気ガス浄化用触媒
を得ることができる。
According to the exhaust gas purifying catalysts of the eighth and ninth aspects, the exhaust gas purifying catalyst of the present invention can be efficiently produced, and in particular, an alumina-based composite oxide in which the added element is dissolved in solid form can be formed. Further, an exhaust gas purifying catalyst having a large specific surface area for supporting palladium with good dispersibility can be obtained.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 触媒成分担持層を有する一体構造型触媒
において、触媒成分として少なくともパラジウムと金属
アルミネート粉末とを含み、該金属アルミネート粉末
が、次の一般式; 【数1】〔Y〕d Zna Alb c (式中、Yは、セリウム及び/又はジルコニウムであ
り、a,b,c及びdは、各元素の原子比率を表し、b
=2.0の時、a=0.1〜0.6、d=0.01〜
0.3、cは上記各成分の原子価を満足するのに必要な
酸素原子数である)で表されるアルミナ系複合酸化物で
あることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
1. A monolithic catalyst having a catalyst component-supporting layer, comprising at least palladium as a catalyst component and a metal aluminate powder, wherein the metal aluminate powder has the following general formula: d Zn a Al b O c (where Y is cerium and / or zirconium, a, b, c and d represent the atomic ratio of each element, and b
= 2.0, a = 0.1-0.6, d = 0.01-
0.3, c is the number of oxygen atoms required to satisfy the valence of each of the above-mentioned components).
【請求項2】 請求項1記載の排気ガス浄化用触媒に、
更にランタン、ネオジウム及びジルコニウムからなる群
より選ばれた少なくとも一種を金属換算で1〜40モル
%、セリウムを60〜98モル%含むセリウム酸化物が
含有されることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
2. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1,
A catalyst for purifying exhaust gas, further comprising a cerium oxide containing at least one selected from the group consisting of lanthanum, neodymium and zirconium in terms of metal at 1 to 40 mol% and cerium at 60 to 98 mol%. .
【請求項3】 請求項1又は2記載の排気ガス浄化用触
媒において、全パラジウム量のうち金属換算で30〜8
0重量%のパラジウムが、アルミナ系複合酸化物に含有
されることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
3. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein the total palladium amount is 30 to 8 in terms of metal.
An exhaust gas purifying catalyst, wherein 0% by weight of palladium is contained in an alumina-based composite oxide.
【請求項4】 請求項1から3いずれかの項記載の排気
ガス浄化用触媒に、更にロジウムが含有されることを特
徴とする排気ガス浄化用触媒。
4. An exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein the exhaust gas purifying catalyst further comprises rhodium.
【請求項5】 請求項4記載の排気ガス浄化用触媒に、
更にランタン、ネオジウム及びセリウムからなる群より
選ばれた少なくとも一種を金属換算で1〜40モル%、
ジルコニウムを60〜98モル%含むジルコニウム酸化
物が含有されることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
5. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 4,
Further, at least one selected from the group consisting of lanthanum, neodymium and cerium is 1 to 40 mol% in terms of metal,
An exhaust gas purifying catalyst comprising a zirconium oxide containing 60 to 98 mol% of zirconium.
【請求項6】 請求項4又は5記載の排気ガス浄化用触
媒において、ロジウム含有層を、パラジウムと同一層及
び/又はパラジウム含有層の上側に配置することを特徴
とする排気ガス浄化用触媒。
6. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 4, wherein the rhodium-containing layer is arranged on the same layer as palladium and / or above the palladium-containing layer.
【請求項7】 請求項1から6いずれかの項記載の排気
ガス浄化用触媒に、更にアルカリ金属及びアルカリ土類
金属からなる群より選ばれた少なくとも一種が含有され
ることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
7. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, further comprising at least one selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals. Gas purification catalyst.
【請求項8】 請求項1〜7いずれかの項記載のアルミ
ナ系複合酸化物を製造するにあたり、微粒子アルミナ水
和物コロイドと、亜鉛と、セリウム及び/又はジルコニ
ウムの水溶性塩を水に溶解又は分散させた後、1〜10
気圧に加圧して50〜200℃に加熱した後水分を除去
して乾燥し、次いで焼成して得ることを特徴とする排気
ガス浄化用触媒の製造方法。
8. In producing the alumina-based composite oxide according to claim 1, a water-soluble salt of fine-particle alumina hydrate, zinc, and cerium and / or zirconium is dissolved in water. Or after dispersing, 1-10
A method for producing an exhaust gas purifying catalyst, characterized in that the catalyst is heated to 50 to 200 ° C. under pressure, dried, dried and calcined.
【請求項9】 請求項1〜7いずれかの項記載のアルミ
ナ系複合酸化物を製造するにあたり、ベーマイトアルミ
ナと、亜鉛と、セリウム及び/又はジルコニウムの水溶
性塩を水に溶解又は分散させた混合液に、蟻酸、酢酸及
びコハク酸からなる群より選ばれた少なくとも一種の水
溶液を加えて、pHを3.0〜7.0の範囲になるよう
に調整し、1〜10気圧に加圧して50〜200℃に加
熱した後、水分を除去して乾燥し、次いで焼成して得る
ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒の製造方法。
9. In producing the alumina-based composite oxide according to any one of claims 1 to 7, boehmite alumina, zinc, and a water-soluble salt of cerium and / or zirconium are dissolved or dispersed in water. At least one aqueous solution selected from the group consisting of formic acid, acetic acid, and succinic acid is added to the mixture, and the pH is adjusted to be in the range of 3.0 to 7.0, and the pressure is increased to 1 to 10 atm. A method for producing an exhaust gas purifying catalyst, comprising heating to 50 to 200 ° C., drying after removing moisture, and then calcining.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009507750A (en) * 2005-09-08 2009-02-26 ハンファ ケミカル コーポレーション Metal oxide excellent in heat resistance and method for producing the same
JP2011131136A (en) * 2009-12-22 2011-07-07 Honda Motor Co Ltd Exhaust gas purifying catalyst
JP2013208547A (en) * 2012-03-30 2013-10-10 Honda Motor Co Ltd Exhaust gas cleaning catalyst
JP2014534938A (en) * 2011-07-14 2014-12-25 サゾル ジャーマニー ゲーエムベーハー Method for producing composite of aluminum oxide and cerium / zirconium composite oxide

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