JPH1176819A - Catalyst for cleaning of exhaust gas - Google Patents

Catalyst for cleaning of exhaust gas

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JPH1176819A
JPH1176819A JP9244221A JP24422197A JPH1176819A JP H1176819 A JPH1176819 A JP H1176819A JP 9244221 A JP9244221 A JP 9244221A JP 24422197 A JP24422197 A JP 24422197A JP H1176819 A JPH1176819 A JP H1176819A
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JP
Japan
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catalyst
rhodium
palladium
exhaust gas
nitrogen oxides
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JP9244221A
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Junji Ito
淳二 伊藤
Katsuo Suga
克雄 菅
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas cleaning catalyst which is excellent in cleaning performance of nitrogen oxides under an excess oxygen atmosphere (lean atmosphere) of exhaust gas. SOLUTION: This catalyst removes nitrogen oxides from combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and more oxygen than a theoretical reaction amount to a coexisting unburned constituent. In this case, the catalyst is provided wherein rhodium and palladium are contained, respective one parts are combined, a content ratio of rhodium: palladium is 1 : 0.1 to 0.5, and total content of rhodium and palladium is 15 to 200 g/cf. In order to manufacture such the catalyst, rhodium and palladium powders which are supported with a catalyst support are lastly burnt containing reducing gas and/or steam at 400 deg.C or higher.

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】本発明は排ガス浄化触媒およ
びその製造方法に関し、特に化学量論比雰囲気(以下、
「ストイキ雰囲気」と称す)通過後の酸素過剰雰囲気
(以下、「リーン雰囲気」と称す)下における窒素酸化
物(以下、NOx と称す)の浄化性能に優れる排ガス浄
化触媒およ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 stoichiometric atmosphere (hereinafter referred to as stoichiometric atmosphere).
It referred to as "stoichiometric atmosphere") excess oxygen atmosphere after passing (hereinafter, "lean atmosphere" hereinafter) nitrogen oxides under (hereinafter referred to as NO x) an exhaust gas purifying catalyst and a manufacturing method thereof excellent in purification performance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、自動車などの内燃機関から排出さ
れる排気ガスの浄化用触媒としては、アルミナや酸化セ
リウムなどに白金(Pt)、パラジウム(Pd)及びロ
ジウム(Rh)などの貴金属を担持させ、これをモノリ
ス担体にコーティングした構造のものが使われている。
この触媒は主としてストイキ雰囲気における排気ガス浄
化能を向上させることを主目的とするため、リーン雰囲
気におけるNOx 除去用として使用した場合、充分な性
能が得られなかった。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a catalyst for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an automobile, a noble metal such as platinum (Pt), palladium (Pd) and rhodium (Rh) is supported on alumina or cerium oxide. A monolithic carrier coated with this is used.
The catalyst for mainly primary purpose of improving the exhaust gas purification performance in the stoichiometric atmosphere, when used as a NO x removal in the lean atmosphere, sufficient performance is not obtained.

【0003】近年、リーン雰囲気におけるNOx 浄化性
能を向上させる触媒が、数多く報告されている。一例を
挙げると、アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属を
担持したゼオライト触媒、並びにコバルトを担持したゼ
オライト触媒や銅イオン交換ゼオライトがある。
Recently, a catalyst to improve the NO x purification performance in the lean atmosphere, have been reported. Examples include zeolite catalysts supporting alkali metals and / or alkaline earth metals, zeolite catalysts supporting cobalt and copper ion exchanged zeolites.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のようにリーン雰
囲気下で用いられる浄化触媒については、既に多くの提
案がなされているが、NOx 除去率が未だ十分ではな
い。したがってNOx 除去率を向上することのできる触
媒の開発が大きな問題となっていた。
For purifying catalyst used INVENTION to be solved challenges] lean atmosphere as described above, has already many proposals have been made, NO x removal rate is not yet sufficient. Therefore, the development of a catalyst capable of improving the NO x removal rate has been a major problem.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決すべくなされた鋭意検討の結果により完成されたもの
であって、上記の目的は、以下に示す本発明によって達
成される。すなわち、本発明は窒素酸化物と共存する未
燃焼成分に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼
排ガスから、窒素酸化物を除去する排ガス浄化触媒であ
って、該触媒がロジウムとパラジウムを含んでなり、か
つそれぞれの一部が複合してなり、ロジウム:パラジウ
ムの含有比率は1:0.1〜1:0.5であり、ロジウ
ムとパラジウムの合計含有量が15〜200g/cfで
あることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been completed as a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, and the above-mentioned object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention is an exhaust gas purifying catalyst for removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing a larger amount of oxygen than a theoretical reaction amount with respect to unburned components coexisting with nitrogen oxides, wherein the catalyst contains rhodium and palladium. And a part of each is composited, the content ratio of rhodium: palladium is 1: 0.1 to 1: 0.5, and the total content of rhodium and palladium is 15 to 200 g / cf. It is characterized by.

【0006】本発明はまた窒素酸化物と共存する未燃焼
成分に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガ
スから、窒素酸化物を除去する排ガス触媒の製造方法で
あって、次の(1)〜(5)の工程: (1)ロジウム対パラジウムのイオン(1対0.1〜
0.5のモル比)を含有する水溶液を、多孔質担体と混
合してスラリーを調製する工程と、(2)得られたスラ
リーを乾燥し、ロジウムとパラジウムを含有する金属粉
末を調製する工程と、(3)工程(2)で得られた金属
粉末を無機鉱石ゾルと混合してスラリーを調製する工程
と、(4)工程(3)で得られたスラリーを触媒担体に
塗布し、乾燥して触媒担体に担持したロジウム・パラジ
ウム粉末を得る工程と、(5)得られた触媒担体に担持
したロジウム・パラジウム粉末を、400℃以上の還元
ガス及び/又は水蒸気雰囲気中で焼成し、ロジウム対パ
ラジウムの含有比率が1:0.1〜0.5であり、そし
てロジウムとパラジウムの合計含有量が15〜200g
/cfであるロジウム−パラジウム複合化触媒を得る工
程を順次行うことを特徴とする。
The present invention also relates to a method for producing an exhaust gas catalyst for removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing a larger amount of oxygen than a theoretical reaction amount of unburned components coexisting with the nitrogen oxides. Steps to (5): (1) Rhodium to palladium ion (1: 0.1 to
(A molar ratio of 0.5) with an aqueous solution containing a porous carrier, and (2) drying the obtained slurry to prepare a metal powder containing rhodium and palladium. And (3) a step of preparing a slurry by mixing the metal powder obtained in the step (2) with an inorganic ore sol; and (4) applying the slurry obtained in the step (3) to a catalyst carrier and drying the slurry. (5) obtaining the rhodium / palladium powder supported on the catalyst carrier by calcining the obtained rhodium / palladium powder on the catalyst carrier in a reducing gas and / or steam atmosphere at 400 ° C. or higher; The content ratio of palladium to 1: 0.1-0.5, and the total content of rhodium and palladium is 15-200 g.
The step of obtaining a rhodium-palladium composite catalyst of / cf is sequentially performed.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明にける排ガス浄化用触媒は、ロジウムとパラジウ
ムを含み、それぞれの一部が複合してなる。本発明にお
ける複合とはロジウム原子とパラジウム原子がお互いに
溶けあった(分散した)状態即ち、合金化を意味する。 ロジウム:パラジウムの含有比率は、1:0.1〜1:
0.5であり、かつロジウムとパラジウムの合計含有量
が、15〜200g/cfである。ロジウム:パラジウ
ムの含有比率が、1:0.1より低いと複合化の度合い
が小さくNOx浄化能が極めて低い。一方、1:0.5
を超えると一方の金属の特性に反応が支配されることに
より、NOx 浄化能は向上しない。また前記割合の範囲
内であっても、ロジウムとパラジウムの合計含有量が1
5g/cf未満では、複合化した活性の数が少なすぎ、
200g/cfを超えると相対的に含有量の多い金属の
特性に反応が支配されることにより、NOx 浄化能は向
上しない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
The exhaust gas purifying catalyst according to the present invention contains rhodium and palladium, and a part of each of them is combined. The composite in the present invention means a state in which rhodium atoms and palladium atoms are mutually dissolved (dispersed), that is, alloying. The content ratio of rhodium: palladium is 1: 0.1 to 1:
0.5, and the total content of rhodium and palladium is 15 to 200 g / cf. If the rhodium: palladium content ratio is lower than 1: 0.1, the degree of composite is small and the NO x purification ability is extremely low. On the other hand, 1: 0.5
If it exceeds, the reaction is dominated by the properties of one of the metals, so that the NO x purification ability is not improved. Further, even within the above range, the total content of rhodium and palladium is 1
If it is less than 5 g / cf, the number of complexed activities is too small,
By the reaction is dominated by large metal properties relatively content exceeds 200g / cf, NO x purification performance is not improved.

【0008】ロジウムとパラジウムを担持する担体は、
排ガスの接触面積増加効果を得られるので、高比表面積
の酸化物、非酸化物などの担体に担持することが望まし
い。担体としては、ロジウムとパラジウムが、長期にわ
たり安定的に担持され得るとの条件を満たすものであれ
ば如何なる成分であってもよい。
The carrier carrying rhodium and palladium is
Since the effect of increasing the contact area of the exhaust gas can be obtained, it is desirable to support the oxide or non-oxide carrier having a high specific surface area. The carrier may be any component as long as it satisfies the condition that rhodium and palladium can be stably supported for a long time.

【0009】このような担体成分としては、例えば、一
般的に使用されているγ−アルミナの他、シリカ−アル
ミナ系、及びβ−アルミナ等のアルミナ系酸化物の多孔
質担体が用いられる。また助触媒成分や酸化ランタン等
のアルミナ系酸化物を安定化されるのに有効な成分とし
て含有させることができる。また非酸化物として、窒化
珪素、窒化アルミ、炭化珪素、窒化チタン等も長期にわ
たり安定であるので、担体として好ましく用いることが
可能である。
As such a carrier component, for example, in addition to commonly used γ-alumina, a porous carrier of an alumina-based oxide such as silica-alumina and β-alumina is used. Further, a cocatalyst component or an alumina-based oxide such as lanthanum oxide can be contained as a component effective for stabilization. In addition, as a non-oxide, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, titanium nitride, and the like are stable for a long time, and thus can be preferably used as a carrier.

【0010】本発明におけるロジウムとパラジウムの複
合化の方法においては、含浸の段階でロジウムとパラジ
ウムの塩(例えば硝酸塩)または有機金属(例えば金属
アルコキシド)を溶媒中に共存させたのち、この溶液を
担体に含浸することが望ましい。含浸方法として浸漬
法、イオン交換法、アルコキシド法など種々の方法を用
いることができる。焼成の段階では、仮焼成ではいかな
る雰囲気でもかまわないが、最終焼成では400℃以上
の還元ガス及び/又は水蒸気を含んで焼成し複合化させ
る。400℃以上の高温であるほうが、複合化の速度が
早く好ましいが、400℃以下では、調製時に使用した
酸(例えば硝酸)が分解しがたく、複合化を妨げるので
好ましくない。
In the method of combining rhodium and palladium in the present invention, a salt (for example, nitrate) or an organic metal (for example, metal alkoxide) of rhodium and palladium is allowed to coexist in a solvent at the impregnation step, and this solution is then used. It is desirable to impregnate the carrier. Various methods such as an immersion method, an ion exchange method, and an alkoxide method can be used as the impregnation method. In the firing step, any atmosphere may be used in the preliminary firing, but in the final firing, the composite is fired by containing a reducing gas and / or steam at 400 ° C. or higher. A high temperature of 400 ° C. or higher is preferable because the compounding speed is high, but a temperature of 400 ° C. or lower is not preferable because the acid (eg, nitric acid) used in the preparation is difficult to decompose and hinders the compounding.

【0011】還元ガスとしては、炭化水素、一酸化炭
素、水素、窒素又はエンジン排ガスなどを用いることが
できる。さらに水蒸気を混合ガスとすることでより複合
化の速度が加速されるので、還元ガスにプラスして使用
することが好ましい。
As the reducing gas, hydrocarbon, carbon monoxide, hydrogen, nitrogen, engine exhaust gas and the like can be used. Further, since the rate of compounding is further accelerated by using steam as a mixed gas, it is preferable to use the mixed gas in addition to the reducing gas.

【0012】本発明における触媒並びに本発明の得られ
た触媒について、ロジウムとパラジウムの複合化の程度
は、X線回折により測定できる。そのX線回折によれば
格子定数aは3.820〜3.875であった。格子定
数aが、3.820より小さい場合および3.875よ
り大きい場合は、ロジウムとパラジウムとの複合化が十
分ではなく、ロジウムまたはパラジウムのみの性質を有
することとなると推定される。
For the catalyst of the present invention and the obtained catalyst of the present invention, the degree of rhodium and palladium complexation can be measured by X-ray diffraction. According to the X-ray diffraction, the lattice constant a was 3.820 to 3.875. When the lattice constant a is smaller than 3.820 or larger than 3.875, it is presumed that the composite of rhodium and palladium is not sufficient, and that rhodium or palladium alone has properties.

【0013】本発明における触媒担体の形状は、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コートして
用いられる。
Although the shape of the catalyst carrier in the present invention is not particularly limited, it is usually preferable to use it in a honeycomb shape, and various honeycomb substrates are coated with a catalyst powder.

【0014】このハニカム材料としては、例えばコージ
ェライト、ムライト、アルミナ、マグネシア、スピネル
等のセラミックが使用でき、好ましくはコージェライト
質のものが広く用いられる。一方、例えばフェライト鋼
等の金属材料からなるハニカムを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
媒と排気ガスの接触面積が大きくなり、圧力損失も抑え
られるため自動車用として用いる場合に極めて有効であ
る。
As the honeycomb material, for example, ceramics such as cordierite, mullite, alumina, magnesia, and spinel can be used, and cordierite-based materials are preferably used. On the other hand, for example, a honeycomb made of a metal material such as ferrite steel can be used, and the catalyst powder itself may be formed into a honeycomb shape. 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 is suppressed, so that it is extremely effective when used for automobiles.

【0015】以下に、本発明の作用効果を説明する。酸
化雰囲気下で窒素酸化物を浄化するためには、まず第1
段階である金属への酸素吸着を抑制し、窒素酸化物の吸
着を容易にすることが重要である。ロジウムのみでは窒
素酸化物よりも酸素の吸着が容易である。ロジウム上の
吸着酸素を取り除くためにロジウムよりも低温で酸素を
消費するパラジウムを用いることにより、結果としてロ
ジウムには窒素酸化物が吸着しやすくなり、NOx 転化
率が向上したと考えられる。ただし、X線回折による格
子定数aが3.820〜3.875でなければならな
い。パラジウムとロジウムは、単に共存しているのみで
は上記効果は得られず、後で述べるような製造方法によ
り合金化させ、お互いの位置が原子レベルで近傍に存在
していなければ上記効果は得られない。
The operation and effect of the present invention will be described below. To purify nitrogen oxides in an oxidizing atmosphere, first,
It is important to suppress the oxygen adsorption to the metal, which is the stage, and to facilitate the adsorption of nitrogen oxides. Rhodium alone is easier to adsorb oxygen than nitrogen oxides. It is considered that by using palladium, which consumes oxygen at a lower temperature than rhodium, to remove oxygen adsorbed on rhodium, nitrogen oxides are more likely to be adsorbed on rhodium and NO x conversion is improved. However, the lattice constant a by X-ray diffraction must be 3.820 to 3.875. Palladium and rhodium do not achieve the above-mentioned effects merely by coexistence, but are alloyed by a production method described later, and the above-mentioned effects can be obtained unless their positions are close to each other at the atomic level. Absent.

【0016】この複合化をするために、製造方法におい
て最終的に400℃以上の還元ガスおよびまたは水蒸気
を含んでいなければならない。酸化性ガスではパラジウ
ム・ロジウムは独立した酸化物を形成しやすいので、還
元性ガスにより金属表面の酸素をとり、金属状態にする
ことで、与えられている熱によりパラジウム、ロジウム
を合金化するからである。焼成温度が400℃以上であ
るのは、硝酸などが分解しやすい温度であり、合金化を
妨げる要素が取り除かれるので合金化が促進されると考
えている。さらに水蒸気を用いるとNOx 浄化能が高い
が、これも触媒調製に用いた酸(例えば硝酸など)の分
解が水蒸気によって補助されていると考えている。
In order to make this complex, the production method must finally contain a reducing gas and / or steam at 400 ° C. or higher. Since palladium and rhodium easily form independent oxides in an oxidizing gas, oxygen on the surface of the metal is removed using a reducing gas and the metal is turned into a metal state, so that palladium and rhodium are alloyed by the applied heat. It is. The firing temperature of 400 ° C. or higher is a temperature at which nitric acid and the like are easily decomposed, and it is considered that alloying is promoted because elements that hinder alloying are removed. Further, when steam is used, the NO x purification ability is high, but it is considered that the decomposition of the acid (for example, nitric acid or the like) used in the catalyst preparation is assisted by the steam.

【0017】以下本発明を、実施例および比較例をもっ
て説明する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples.

【0018】[0018]

【実施例】実施例1 市販のγ−アルミナ粉末(BET表面積約200m2
g)(1000g)に8.5重量%Rh含有硝酸ロジウ
ムの硝酸溶液(30ml)と、8.5重量%Pd含有ジニ
トロジアミノパラジウムの硝酸溶液(38ml)と水とを
混合し、含浸担持させた。その後乾燥し、400〜45
0度の温度で焼成して粉末を得た。この粉末を硝酸(3
0ml)とベーマイトゾルを混合してスラリーとし、コー
ジェライト製ハニカム(0.12L、400セル)にコ
ート後、乾燥し、400℃で空気中30分仮焼成した。
次に最終焼成として1%のプロピレンを含む窒素気流中
で400℃で5時間保持し、触媒を得た。このように
して得られた触媒A中のパラジウムとロジウムとの含有
量は触媒1cf(=28.3L)あたり、パラジウムが
15g/cf、ロジウムが12g/cfである。たま、
得られた触媒の格子定数aは、後記表1に示す如く
3.820であった。
EXAMPLE 1 Commercially available γ-alumina powder (BET surface area: about 200 m 2 /
g) (1000 g), a nitric acid solution of rhodium nitrate containing 8.5% by weight of Rh (30 ml), a nitric acid solution of dinitrodiaminopalladium containing 8.5% by weight of Pd (38 ml), and water were mixed and impregnated. . Then dried, 400-45
The powder was obtained by firing at a temperature of 0 degrees. This powder is mixed with nitric acid (3
0 ml) and boehmite sol were mixed to form a slurry, coated on a cordierite honeycomb (0.12 L, 400 cells), dried, and calcined at 400 ° C for 30 minutes in air.
Next, as a final calcination, the mixture was kept at 400 ° C. for 5 hours in a nitrogen gas stream containing 1% of propylene to obtain a catalyst A. The contents of palladium and rhodium in Catalyst A thus obtained are 15 g / cf palladium and 12 g / cf rhodium per 1 cf (= 28.3 L) of catalyst. Marble,
The lattice constant a of the obtained catalyst A was 3.820 as shown in Table 1 below.

【0019】実施例2 実施例1のパラジウムとロジウムとの含有量を触媒1c
f(=28.3L)あたり、パラジウムを25g/c
f、ロジウムが120g/cfとし、最終焼成の工程を
窒素気流中で800℃で5時間保持したこと以外は実施
例1と同様にして触媒を得た。得られた触媒の格子
定数aは、後記表1に示す如く3.823であった。
Example 2 The content of palladium and rhodium in Example 1 was
25 g / c of palladium per f (= 28.3 L)
Catalyst B was obtained in the same manner as in Example 1 except that f and rhodium were set to 120 g / cf and the final firing step was maintained at 800 ° C. for 5 hours in a nitrogen stream. The lattice constant a of the obtained catalyst B was 3.823 as shown in Table 1 below.

【0020】実施例3 実施例1のパラジウムとロジウムとの含有量を触媒1c
f(=28.3L)あたり、パラジウムを60g/c
f、ロジウムが120g/cfとし、最終焼成の工程を
ストイキエンジン排ガスで400℃で1時間保持したこ
と以外は実施例1と同様にして触媒を得た。得られた
触媒の格子定数aは、後記表1に示す如く3.861
であった。
Example 3 The content of palladium and rhodium in Example 1 was measured using catalyst 1c.
60 g / c of palladium per f (= 28.3 L)
Catalyst C was obtained in the same manner as in Example 1 except that f and rhodium were set to 120 g / cf and the final firing step was maintained at 400 ° C. for 1 hour with exhaust gas from a stoichiometric engine. The lattice constant a of the obtained catalyst C was 3.861 as shown in Table 1 below.
Met.

【0021】実施例4 実施例1のパラジウムとロジウムとの含有量を触媒1c
f(=28.3L)あたり、パラジウムを10g/c
f、ロジウムが60g/cfとし、最終焼成の工程をス
トイキエンジン排ガスで400℃で1時間保持したこと
以外は実施例1と同様にして触媒を得た。得られた触
の格子定数aは、後記表1に示す如く3.819で
あった。
Example 4 The content of palladium and rhodium in Example 1 was measured using catalyst 1c.
10 g / c of palladium per f (= 28.3 L)
Catalyst D was obtained in the same manner as in Example 1 except that f and rhodium were set to 60 g / cf, and the final firing step was maintained at 400 ° C. for 1 hour with stoichiometric engine exhaust gas. The lattice constant a of the obtained catalyst D was 3.819 as shown in Table 1 below.

【0022】実施例5 実施例1のパラジウムとロジウムとの含有量を触媒1c
f(=28.3L)あたり、パラジウムを20g/c
f、ロジウムが60g/cfとし、最終焼成の工程を水
蒸気10%を含む窒素気流中で800℃で5時間保持し
たこと以外は実施例1と同様にして触媒を得た。得ら
れた触媒の格子定数aは、後記表1に示す如く3.8
32であった。
Example 5 The content of palladium and rhodium of Example 1 was measured using catalyst 1c.
20 g / c of palladium per f (= 28.3 L)
Catalyst E was obtained in the same manner as in Example 1 except that f and rhodium were 60 g / cf and the final calcination step was maintained at 800 ° C. for 5 hours in a nitrogen stream containing 10% of steam. The lattice constant a of the obtained catalyst E was 3.8 as shown in Table 1 below.
32.

【0023】実施例6 実施例1のパラジウムとロジウムとの含有量を触媒1c
f(=28.3L)あたり、パラジウムを40g/c
f、ロジウムが60g/cfとし、最終焼成の工程を水
蒸気10%を含む窒素気流中で800℃で5時間保持し
たこと以外は実施例1と同様にして触媒を得た。得ら
れた触媒の格子定数aは、後記表1に示す如く3.8
57であった。
EXAMPLE 6 The content of palladium and rhodium of Example 1 was
40 g / c of palladium per f (= 28.3 L)
Catalyst F was obtained in the same manner as in Example 1 except that f and rhodium were 60 g / cf, and the final calcination step was maintained at 800 ° C. for 5 hours in a nitrogen stream containing 10% of steam. The lattice constant a of the obtained catalyst F was 3.8 as shown in Table 1 below.
57.

【0024】実施例7 実施例1のパラジウムとロジウムとの含有量を触媒1c
f(=28.3L)あたり、パラジウムを5g/cf、
ロジウムが10g/cfとし、最終焼成の工程をストイ
キエンジン排ガスで400℃で1時間保持したこと以外
は実施例1と同様にして触媒を得た。得られた触媒
の格子定数aは、後記表1に示す如く3.826であっ
た。
Example 7 The content of palladium and rhodium in Example 1 was measured using catalyst 1c.
5 g / cf palladium per f (= 28.3 L),
Catalyst G was obtained in the same manner as in Example 1 except that the rhodium content was 10 g / cf and the final firing step was maintained at 400 ° C. for 1 hour with exhaust gas from a stoichiometric engine. Catalyst G obtained
Was 3.826 as shown in Table 1 below.

【0025】比較例1 実施例1のパラジウムとロジウムとの含有量を触媒1c
f(=28.3L)あたり、パラジウムを60g/c
f、ロジウムが0g/cfとし、最終焼成の工程を水蒸
気10%を含む窒素気流中で800℃で5時間保持した
こと以外は実施例1と同様にして触媒を得た。得られ
た触媒の格子定数aは、後記表1に示す如く3.89
0であった。
Comparative Example 1 The content of palladium and rhodium of Example 1 was
60 g / c of palladium per f (= 28.3 L)
f, rhodium and 0 g / cf, the final baking step, except that it has held for 5 hours at 800 ° C. in a stream of nitrogen containing 10% steam in the same manner as in Example 1 to obtain a catalyst b. Lattice constant a of the resulting catalyst i, as shown in the following Table 1 3.89
It was 0.

【0026】比較例2 実施例1のパラジウムとロジウムとの含有量を触媒1c
f(=28.3L)あたり、パラジウムを60g/c
f、ロジウムが5g/cfとし、最終焼成の工程を水蒸
気10%を含む窒素気流中で800℃で5時間保持した
こと以外は実施例1と同様にして触媒を得た。得られ
た触媒の格子定数aは、後記表1に示す如く3.88
9であった。
Comparative Example 2 The content of palladium and rhodium of Example 1 was
60 g / c of palladium per f (= 28.3 L)
A catalyst b was obtained in the same manner as in Example 1 except that f and rhodium were 5 g / cf and the final baking step was maintained at 800 ° C. for 5 hours in a nitrogen stream containing 10% of steam. The lattice constant a of the obtained catalyst b was 3.88 as shown in Table 1 below.
Nine.

【0027】比較例3 実施例1のパラジウムとロジウムとの含有量を触媒1c
f(=28.3L)あたり、パラジウムを0g/cf、
ロジウムが120g/cfとし、最終焼成の工程をスト
イキエンジン排ガスで400℃で1時間保持したこと以
外は実施例1と同様にして触媒を得た。得られた触媒
の格子定数aは、後記表1に示す如く3.803であ
った。
Comparative Example 3 The content of palladium and rhodium of Example 1 was
0 g / cf palladium per f (= 28.3 L),
A catalyst C was obtained in the same manner as in Example 1, except that the rhodium content was 120 g / cf and the final firing step was maintained at 400 ° C. for 1 hour with exhaust gas from a stoichiometric engine. The resulting catalyst
The lattice constant a of C was 3.803 as shown in Table 1 below.

【0028】比較例4 実施例1のパラジウムとロジウムとの含有量を触媒1c
f(=28.3L)あたり、パラジウムを5g/cf、
ロジウムが60g/cfとし、最終焼成の工程をストイ
キエンジン排ガスで400℃で1時間保持したこと以外
は実施例1と同様にして触媒を得た。得られた触媒
の格子定数aは、後記表1に示す如く3.807であっ
た。
COMPARATIVE EXAMPLE 4 The content of palladium and rhodium in Example 1 was
5 g / cf palladium per f (= 28.3 L),
A catalyst d was obtained in the same manner as in Example 1 except that the rhodium content was 60 g / cf and the final firing step was maintained at 400 ° C. for 1 hour with exhaust gas from a stoichiometric engine. The lattice constant a of the obtained catalyst D was 3.807 as shown in Table 1 below.

【0029】比較例5 実施例1のパラジウムとロジウムとの含有量を触媒1c
f(=28.3L)あたり、パラジウムを5g/cf、
ロジウムが120g/cfとし、最終焼成の工程を窒素
気流中で800℃で5時間保持したこと以外は実施例1
と同様にして触媒を得た。得られた触媒の格子定数
aは、後記表1に示す如く3.803であった。
Comparative Example 5 The content of palladium and rhodium in Example 1 was
5 g / cf palladium per f (= 28.3 L),
Example 1 except that the rhodium content was 120 g / cf and the final baking step was maintained at 800 ° C. for 5 hours in a nitrogen stream.
Catalyst e was obtained in the same manner as described above. The lattice constant a of the obtained catalyst E was 3.803 as shown in Table 1 below.

【0030】以下、前記実施例及び比較例で得られた触
媒について、以下の条件で触媒活性評価を行った。活性
評価には、自動車の排気ガスを模したモデルガスを用い
て、プロピレン及びブロパンと、窒素酸化物を反応させ
て、化学発光式窒素酸化物分析計を備えた自動評価装置
を用いた。また、ここで用いたL値は、酸化性ガス(N
O,O2 )と還元性ガス(CO,C3 6 ,C3 8
との量論比率を表し、下式で定義される。
The catalysts obtained in the above Examples and Comparative Examples were evaluated for catalytic activity under the following conditions. In the activity evaluation, propylene and propane were reacted with nitrogen oxide using a model gas simulating exhaust gas from an automobile, and an automatic evaluation device equipped with a chemiluminescent nitrogen oxide analyzer was used. In addition, the L value used here is an oxidizing gas (N
O, O 2 ) and reducing gas (CO, C 3 H 6 , C 3 H 8 )
And is defined by the following equation.

【数1】 (Equation 1)

【0031】 活性試験条件 触媒 0.05Lハニカムコート触媒 総ガス流量 50L/分 触媒入口ガス温度 250〜350℃ 入口ガス組成 平均空燃比21.0相当のモデルガス組成 (L=10.3) HC 2500ppm C(C3 6 +C3 8 ) NO 500ppm O2 4.00% CO2 10.0% H2 O 10.0% N2 バランス A/F振幅 なしActivity Test Conditions Catalyst 0.05 L honeycomb coated catalyst Total gas flow rate 50 L / min Catalyst inlet gas temperature 250-350 ° C. Inlet gas composition Model gas composition equivalent to average air-fuel ratio 21.0 (L = 10.3) HC 2500 ppm C (C 3 H 6 + C 3 H 8) NO 500ppm O 2 4.00% CO 2 10.0% H 2 O 10.0% N 2 balance A / F without amplitude

【0032】触媒活性評価値を以下の式により決定し
た。
The catalyst activity evaluation value was determined by the following equation.

【数2】 得られた触媒活性評価結果を表1に示す。(Equation 2) Table 1 shows the obtained catalyst activity evaluation results.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】実施例および比較例で用いた触媒の一部を
X線回折測定から格子定数aを算出した。用いた装置
は、理学電器製RAD−Bを用い、X線源はCu、加速
電圧および電流はそれぞれ50kv・180mAである。
表1の触媒活性評価結果とともに格子定数aの値を示
す。格子定数aは、式1のように(111)面の測定値
2θからd(面間隔)を求め、このdを単位格子あたり
の大きさに変換して求めた。尚、式1中、lは結晶の単
位格子の一辺あたりの長さを表わす。
For some of the catalysts used in Examples and Comparative Examples, the lattice constant a was calculated from X-ray diffraction measurement. The device used was RAD-B manufactured by Rigaku Denki, the X-ray source was Cu, and the acceleration voltage and current were 50 kv and 180 mA, respectively.
The value of the lattice constant a is shown together with the evaluation results of the catalyst activity in Table 1. The lattice constant a was obtained by calculating d (plane interval) from the measured value 2θ of the (111) plane as in Equation 1, and converting this d into a size per unit cell. In Expression 1, l represents the length per side of the unit cell of the crystal.

【0035】[0035]

【数3】 (Equation 3)

【0036】上記の触媒は、ロジウム:パラジウ
ムの含有比率は1:0.1〜0.5、ロジウムとパラジ
ウムの合計含有量が15〜200g/cfであり、製造
方法が、最終的に400℃以上の還元ガス及び/又は水
蒸気を含んで焼成したものであり、この範囲外である比
較触媒よりもNOx 転化率が高い。特に高温にお
けるNOx 転化率は高いものである。このような本発明
の効果は、本発明の触媒を構成するロジウムとパラジウ
ムのそれぞれの一部が複合化しており、その複合化にり
もたらされるものである。また、上記の触媒は、
ロジウムとパラジウムの複合化の程度は、X線回折によ
り測定でき、格子定数aは3.820〜3.875であ
り、この範囲外である比較触媒よりもNOx 転化
率が高い。
The above-mentioned catalysts A to G have a rhodium: palladium content ratio of 1: 0.1 to 0.5, a total content of rhodium and palladium of 15 to 200 g / cf, and a final production method. a is obtained by sintering comprise 400 ° C. or more reducing gases and / or steam, a high NO x conversion than the comparative catalyst b ~ e is outside this range. In particular, the NO x conversion at high temperatures is high. Such an effect of the present invention is brought about by the composite of a part of each of rhodium and palladium constituting the catalyst of the present invention. Further, the above catalysts A to G are:
The extent of conjugation of rhodium and palladium, can be measured by X-ray diffraction, the lattice constant a is from 3.820 to 3.875, a high NO x conversion than the comparative catalyst b ~ e is outside this range.

【0037】[0037]

【発明の効果】上記のように本発明の触媒はロジウムと
パラジウムを含んでなり、かつそれぞれの一部が複合化
しており、ロジウム:パラジウムの含有比率は1:0.
1〜0.5であり、ロジウムとパラジウムの合計含有量
が15〜200g/cfである。本発明の触媒の製造方
法は、最終的に400℃以上の還元ガス及び/又は水蒸
気を含んで焼成することを特徴とする。本発明の触媒お
よび本発明方法が、上記のように構成されるため、窒素
酸化物と共存する未燃焼成分に対する理論反応量より多
い酸素とを含む燃焼排ガスから、窒素酸化物を極めて効
率よく除去するという効果が奏される。
As described above, the catalyst of the present invention contains rhodium and palladium, and a part of each of them is complexed, and the content ratio of rhodium: palladium is 1: 0.
1 to 0.5, and the total content of rhodium and palladium is 15 to 200 g / cf. The method for producing a catalyst according to the present invention is characterized in that the catalyst is finally calcined with a reducing gas and / or steam at 400 ° C. or higher. Since the catalyst of the present invention and the method of the present invention are configured as described above, nitrogen oxides are extremely efficiently removed from combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen in excess of the theoretical reaction amount for unburned components coexisting. This has the effect of doing so.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 窒素酸化物と共存する未燃焼成分に対す
る理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから、窒
素酸化物を除去する排ガス浄化触媒であって、 該触媒がロジウムとパラジウムを含んでなり、かつそれ
ぞれの一部が複合してなり、ロジウム:バリウムの含有
比率が1:0.1〜1:0.5であり、そしてロジウム
とパラジウムの合計含有量が15〜200g/cfであ
ることを特徴とする、前記排ガス浄化触媒。
1. An exhaust gas purifying catalyst for removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing a larger amount of oxygen than a theoretical reaction amount of unburned components coexisting with the nitrogen oxides, the catalyst comprising rhodium and palladium. And a part of each is complexed, the rhodium: barium content ratio is 1: 0.1 to 1: 0.5, and the total content of rhodium and palladium is 15 to 200 g / cf. The exhaust gas purifying catalyst described above.
【請求項2】 請求項1に記載の触媒を、触媒担体にコ
ート層として備えたことを特徴とする排ガス浄化触媒。
2. An exhaust gas purifying catalyst comprising the catalyst according to claim 1 provided as a coat layer on a catalyst carrier.
【請求項3】 請求項2に記載の触媒担体が、ハニカム
状モノリス担体基材であることを特徴とする排ガス浄化
触媒。
3. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 2, wherein the catalyst carrier is a honeycomb monolith carrier substrate.
【請求項4】 X線回折により測定した結晶格子aが、
3.820〜3.875である、請求項1〜3のいずれ
かに記載の排ガス浄化触媒。
4. A crystal lattice a measured by X-ray diffraction,
The exhaust gas purifying catalyst according to any one of claims 1 to 3, wherein the catalyst has a particle size of 3.820 to 3.875.
【請求項5】 窒素酸化物と共存する未燃焼成分に対す
る理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから、窒
素酸化物を除去する排ガス触媒の製造方法であって、次
の(1)〜(5)の工程: (1)ロジウム対パラジウムのイオン(1対0.1〜
0.5のモル比)を含有する水溶液を、多孔質担体と混
合してスラリーを調製する工程と、(2)得られたスラ
リーを乾燥し、ロジウムとパラジウムを含有する金属粉
末を調製する工程と、(3)工程(2)で得られた金属
粉末を無機鉱石ゾルと混合してスラリーを調製する工程
と、(4)工程(3)で得られたスラリーを触媒担体に
塗布し、乾燥して触媒担体に担持したロジウム・パラジ
ウム粉末を得る工程と、(5)得られた触媒担体に担持
したロジウム・パラジウム粉末を、400℃以上の還元
ガス及び/又は水蒸気雰囲気中で焼成し、ロジウム対パ
ラジウムの含有比率が1:0.1〜0.5であり、そし
てロジウムとパラジウムの合計含有量が15〜200g
/cfであるロジウム−パラジウム複合化触媒を得る工
程を順次行うことを特徴とする、前記排ガスの触媒の製
造方法。
5. A method for producing an exhaust gas catalyst for removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing a larger amount of oxygen than a theoretical reaction amount of unburned components coexisting with the nitrogen oxides, comprising the following (1) to ( Step 5): (1) Rhodium to palladium ion (1: 0.1 to 0.1)
(A molar ratio of 0.5) with an aqueous solution containing a porous carrier, and (2) drying the obtained slurry to prepare a metal powder containing rhodium and palladium. And (3) a step of preparing a slurry by mixing the metal powder obtained in the step (2) with an inorganic ore sol; and (4) applying the slurry obtained in the step (3) to a catalyst carrier and drying the slurry. (5) sintering the obtained rhodium / palladium powder supported on the catalyst carrier in a reducing gas and / or steam atmosphere at 400 ° C. or higher to obtain rhodium / palladium powder; The content ratio of palladium to 1: 0.1-0.5, and the total content of rhodium and palladium is 15-200 g.
Wherein the step of obtaining a rhodium-palladium composite catalyst of / cf is sequentially performed.
【請求項6】 前記工程(4)の後で、工程(5)の前
に、乾燥した触媒担体に担持したロジウム・パラジウム
粉末を、400℃で30分間空気中で仮焼成する、請求
項4記載の製造方法。
6. After the step (4) and before the step (5), the rhodium-palladium powder supported on the dried catalyst carrier is calcined in air at 400 ° C. for 30 minutes. The manufacturing method as described.
【請求項7】 触媒担体が、ハニカム状モノリス担体基
材である、請求項4記載の方法。
7. The method according to claim 4, wherein the catalyst carrier is a honeycomb monolith carrier substrate.
【請求項8】 還元ガスが、炭化水素、水素、窒素およ
びエンジン排ガスからなる群から選ばれる少なくとも1
種である、請求項4又は5記載の方法。
8. The method according to claim 1, wherein the reducing gas is at least one selected from the group consisting of hydrocarbons, hydrogen, nitrogen, and engine exhaust gas.
6. The method of claim 4 or 5, which is a species.
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