JPH1190226A - 排気ガス浄化用触媒 - Google Patents

排気ガス浄化用触媒

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JPH1190226A
JPH1190226A JP9253364A JP25336497A JPH1190226A JP H1190226 A JPH1190226 A JP H1190226A JP 9253364 A JP9253364 A JP 9253364A JP 25336497 A JP25336497 A JP 25336497A JP H1190226 A JPH1190226 A JP H1190226A
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JP
Japan
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catalyst
exhaust gas
zirconium
mol
gas purifying
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JP9253364A
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Shinji Yamamoto
伸司 山本
Tomomi Eto
智美 江藤
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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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  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車等の内燃機関からエンジン始動直後の
低温時に排出される排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素
及び窒素酸化物の内、特に炭化水素を効率良く浄化する
ことができ、しかも耐久後も低温活性と浄化性能に優れ
る排気ガス浄化用触媒を提供することを目的とする。 【解決手段】 前記課題は、内燃機関から排出されるエ
ンジン始動直後の低温排気ガスの浄化において、炭化水
素吸着材が、ケイリン酸ジルコニウムを主成分とした炭
化水素吸着材、又は5Å以上の細孔径/層間距離を有す
るリン酸ジルコニウムを主成分とした炭化水素吸着材又
はβ−ゼオライトとリン酸ジルコニウムを主成分とした
炭化水素吸着材であることを特徴とする排気ガス浄化用
触媒を提供することによって達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス浄化用触
媒に関し、特に自動車等の内燃機関からエンジン始動直
後の低温時に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)のう
ち、特にHCを効率良く浄化することができ、しかも、
耐久後も低温活性と浄化性能に優れる排気ガス浄化用触
媒に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、排気ガス浄化用触媒は高温下
での耐久性が十分でなく触媒が劣化し浄化能が著しく低
下する。このため、エンジン始動直後の低温時に排出さ
れる排気ガス中のHC(以下、コールドHC」と称
す。)の低減を目的に、ゼオライトを主成分とした吸着
材を用いてHCを一時的に貯蔵し、三元触媒が活性化し
た後脱離させ、三元触媒で浄化する方法も検討されてい
る。
【0003】かかるゼオライトを主成分としたHC吸着
材を用いた発明としては、例えば、特開平7−1441
19号公報、特開平7−96179号公報、特開平7−
88364号公報、等に開示されているものがある。ま
た、リン酸ジルコニウムを触媒成分の担体とした発明と
しては、例えば、特開平8−281116号公報、等に
開示されているものがある。
【0004】特開平8−24655号公報は、自動車内
燃機関の排気系の上流に三元触媒を、その下流に前段に
ゼオライトを主成分としたHC吸着材とその後段に三元
触媒を配置した複合触媒を配置し、コールドHC吸着を
除去するシステムを提案している。特開平7−9617
9号公報は、吸着性能と脱離性能に優れる吸着材とし
て、モルデナイトやY型ゼオライト及び両者を混合した
HC吸着材を提案している。特開平7−88364号公
報は、HC吸着として、耐熱性を改良したZSM5にA
gやCdを含有させたHC吸着触媒を提案している。特
開平8−281116号公報は、リン酸ジルコニウム担
体にアルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類元素
と、更に、貴金属を担持し、酸素過剰雰囲気において窒
素酸化物を浄化する排気ガス浄化触媒を提案している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記公報中に
記載されたゼオライトを主成分としたHC吸着材を用い
た触媒は、HC吸着材の耐熱性が不充分なため、耐久後
にはHCの脱離が速まり、脱離HCの浄化を担う三元触
媒が活性化する前にHCが脱離しエミッションを悪化さ
せてしまう。そこで、HC脱離の遅延化、あるいは、三
元触媒の早期活性化を図るため、高温ガスのバイパス法
や三元触媒暖機のための熱交換器等が使用されている。
しかし、このような従来装置は、システム構成が煩雑化
し、しかも、コストが上昇するという問題点があった。
また、リン酸ジルコニウムを担体とし、10から30重
量%のアルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類元素
から選ばれたNOx吸蔵材を担持すると、酸素過剰雰囲
気でNOX 吸蔵触媒として機能するものの、細孔や空隙
が小さくなりコールドHC吸着能がなくなる。このよう
な状況に鑑み、耐久性が優れ、吸着効率が高く、しか
も、三元触媒が活性化するまでCHを脱離しないHC吸
着材が望まれている。
【0006】本発明者らは、上記課題を解決するために
研究した結果、層状構造あるいは網目状構造を有するケ
イリン酸ジルコニウム、5Å以上の細孔径/層間距離を
有するリン酸ジルコニウム;又はβ−ゼオライトとリン
酸ジルコニウムをHC吸着材として用いることによっ
て、脱離HCの浄化を担う三元触媒が十分に活性化する
まで、エンジン始動直後のコールド域で吸着したHCの
脱離遅延化が図れることを見出し、本発明に到達した。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明(以下、第一の発
明という)の排気ガス浄化用触媒は、内燃機関から排出
されるエンジン始動直後の低温排気ガスの浄化におい
て、排気ガス中のHCの吸着効率を向上し、しかも、吸
着したHCの脱離を遅延化するため、炭化水素吸着材
が、ケイリン酸ジルコニウムを主成分とした炭化水素吸
着材であることを特徴とする。
【0008】第一の発明の好ましい実施態様は、ケイリ
ン酸ジルコニウムが、5Åから15Åの層間距離を有す
る層状構造のケイリン酸ジルコニウムであることを特徴
とする。
【0009】更に第一の発明の好ましい実施態様は、脱
離するHCの浄化を促進するため、ケイリン酸ジルコニ
ウムを主成分とした炭化水素吸着材層の上部に、パラジ
ウムを含有する触媒成分層を配置することを特徴とす
る。
【0010】更に第一の発明の好ましい実施態様は、更
に、脱離するHCの浄化を促進するため、更に、最上部
に、白金及びロジウムからなる群より選ばれた一種を含
有する触媒成分層を配置することを特徴とする。
【0011】更に第一の発明の好ましい実施態様は、パ
ラジウムの脱離HC浄化性能を向上するため、パラジウ
ム含有触媒成分層に、更に、ネオジウム、ランタン及び
ジルコニウムからなる群より選ばれた一種を金属換算で
1〜30モル%、セリウムを70〜98モル%含むセリ
ウム酸化物、及び活性アルミナが含有されることを特徴
とする。
【0012】更に第一の発明の好ましい実施態様は、白
金及びロジウムの脱離HC浄化性能を向上するため、白
金及びロジウムからなる群より選ばれた一種を含有する
触媒成分層に、更にセリウム、ネオジウム及びランタン
からなる群より選ばれた一種を金属換算で1〜30モル
%、ジルコニウムを70〜98モル%含むジルコニウム
酸化物、及び活性アルミナが含有されることを特徴とす
る。
【0013】更に第一の発明の好ましい実施態様は、三
元触媒の脱離HC浄化性能を向上するため、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。
【0014】上記のように第一の本発明の排気ガス浄化
用触媒としては、内燃機関から排出されるエンジン始動
直後の低温排気ガスの浄化において、炭化水素吸着材
が、ケイリン酸ジルコニウムを主成分とした炭化水素吸
着材であることを特徴とする。排気ガス中のコールドH
C成分の吸着に適した細孔径と複雑な結晶構造を有する
ケイリン酸ジルコニウムを用いると、HC吸着効率が向
上し、更に、脱離の遅延化が図れる。ケイリン酸ジルコ
ニウムの使用量は、触媒1Lあたり10gから300g
が好ましい。ケイリン酸ジルコニウムの使用量が10g
未満では吸着性能が充分に発現せず、逆に300重量%
を越えても吸着性能は飽和し、経済的にも有効でない。
【0015】また、エンジンから排出されるHC種の分
子径分布に適した細孔径分布と、HC保持力の高い細孔
構造を形成させるため、ケイリン酸ジルコニウムを、5
Åから15Åの層間距離を有する層状構造のケイリン酸
ジルコニウムとすることによって、排気ガスの中のHC
の吸着効率が向上し、しかも、吸着したHCの脱離を遅
延化することができる。
【0016】更に、排気ガス温度の上昇に伴いHCが脱
離する際に浄化を促進するため、ケイリン酸ジルコニウ
ムを主成分とした炭化水素吸着材層の上部に、パラジウ
ムを含有する触媒成分層を配置する。
【0017】更に、排気ガス温度の上昇に伴いHCが脱
離する際に浄化を促進するため、ケイリン酸ジルコニウ
ムを主成分とした炭化水素吸着材層の上部に、パラジウ
ムを含有する触媒成分層を配置し、更に、最上部に、白
金及びロジウムからなる群より選ばれた一種を含有する
触媒成分層を配置する。
【0018】また、上記パラジウムを含有する触媒成分
層の浄化性能と耐久性を向上し、パラジウムの脱離HC
浄化性能を向上するため、パラジウム含有触媒成分層
に、更に、ネオジウム、ランタン及びジルコニウムから
なる群より選ばれた一種を金属換算で1〜30モル%、
セリウムを70〜98モル%含むセリウム酸化物、及び
活性アルミナが含有される。セリウム酸化物を含有する
ことによって、酸素吸蔵能の高いセリウム酸化物が、リ
ッチ雰囲気及びストイキ近傍で格子酸素や吸着酸素を放
出し易くなるため、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し、パラジウムの触媒能の低下を抑
制できる。かかるセリウム酸化物の使用量は、触媒1L
あたり5〜100gである。5g未満だと充分なセリウ
ムの酸素吸蔵作用に起因する添加効果が得られず、10
0gより多く使用して添加効果は飽和し有効でない。
【0019】更に、パラジウムの耐被毒性や浄化性能を
向上するため、パラジウムを含有する触媒成分層の上部
に、白金、ロジウム、セリウム、ネオジウム及びランタ
ンからなる群より選ばれた一種を金属換算で1〜30モ
ル%、ジルコニウムを70〜98モル%含むジルコニウ
ム酸化物、及び活性アルミナを含有する触媒成分層が配
置される。前記白金が担持される基材としては、白金の
耐久性を向上させるため、ジルコニウム酸化物が適切で
ある。特に、酸素吸蔵能の高いセリウム含有ジルコニウ
ム酸化物が、リッチ雰囲気及びストイキ近傍で格子酸素
や吸着酸素を放出し易くなるため、ロジウムの酸化状態
を排気ガスの浄化に適したものとし、ロジウムの触媒能
の低下を抑制できる。セリウム含有量が0.01モル%
未満ではZrO2 のみの場合と変わらず、上記した元素
のZrO2 のセリウムの酸素吸蔵能による改良効果が現
れず、セリウム含有量が30モル%をこえるとこの効果
が飽和もしくは逆にBET比表面積や熱安定性が低下す
る。かかるジルコニウム酸化物の使用量は、触媒1Lあ
たり5〜100gである。5g未満だと充分な貴金属の
分散性が得られず、100gより多く使用しても改良効
果は飽和し有効でない。
【0020】前記ロジウムが担持される基材としては、
ロジウムの耐久性を向上させるため、ジルコニウム酸化
物が適切である。特に、耐久後の浄化性能を高めるため
に、上記ジルコニウム酸化物には、カルシウム及びネオ
ジウムからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素が
含有される。係る元素の含有量が0.01モル%未満で
はZrO2 のみの場合と変わらず、上記した元素のZr
2 のBET比表面積や熱安定性の改良効果が現れず、
逆に含有量が30モル%を越えるとこの効果が飽和もし
くは低下する。かかるジルコニウム酸化物の使用量は、
触媒1Lあたり5〜100gである。5g未満だと充分
な貴金属の分散性が得られず、100gより多く使用し
ても改良効果は飽和し有効でない。
【0021】また、パラジウムの低温活性を向上するた
め、カリウムやバリウムが含まれる。その含有量は触媒
1L中1〜40gである。1g未満では、炭化水素類の
吸着被毒やパラジウムのシンタリングを抑制できず、4
0gを越えても有為な増量効果が得られず逆に性能を低
下させる。
【0022】次に第二の発明について説明する。第二の
発明の排気ガス浄化用触媒は、内燃機関から排出される
エンジン始動直後の低温排気ガスの浄化において、排気
ガス中のHCの吸着効率を向上し、しかも、吸着したH
Cの脱離を遅延化するため、炭化水素吸着材が、5Å以
上の細孔径/層間距離を有するリン酸ジルコニウムを主
成分とした炭化水素吸着材であることを特徴とする。
【0023】第二の発明の好ましい実施態様は、内燃機
関から排出されるエンジン始動直後の低温排気ガスのH
Cの吸着効率を向上し、しかも、吸着したHCの脱離を
遅延化するため、リン酸ジルコニウムが、次の組成式: Zr(HPO4 2 ・mH2 O 0≦m≦8 で表され、5Åから30Åの層間距離を有する層状構造
のリン酸ジルコニウムであることを特徴とする。
【0024】更に第二の発明の好ましい実施態様は、内
燃機関から排出されるエンジン始動直後の低温排気ガス
のHCの吸着効率を向上し、しかも、吸着したHCの脱
離を遅延化するため、リン酸ジルコニウムが、次の組成
式: HZr2 (PO4 3 ・nH2 O 0≦n≦1.5 で表され、5Åから30Åの細孔径を有す三次元網目状
構造を有するリン酸ジルコニウムであることを特徴とす
る。
【0025】更に第二の発明の好ましい実施態様は、内
燃機関から排出されるエンジン始動直後の低温排気ガス
のHCの吸着効率を向上し、しかも、吸着したHCの脱
離を遅延化するため、リン酸ジルコニウムが、5Å以上
の細孔径を有し、P対Zrの割合が2.0以上の非晶質
ポリリンジルコニウムあることを特徴とする。
【0026】更に第二の発明の好ましい実施態様は、脱
離するHCの浄化を促進するため、リン酸ジルコニウム
を主成分とした炭化水素吸着材層の上部に、パラジウム
を含有する触媒成分層を配置することを特徴とする。
【0027】更に第二の発明の好ましい実施態様は、脱
離するHCの浄化を促進するため、リン酸ジルコニウム
を主成分とした炭化水素吸着材層の上部に、パラジウム
を含有する触媒成分層を配置し、更に、最上部に、白金
及びロジウムからなる群より選ばれた少なくとも一種を
含有する触媒成分層を配置することを特徴とする。
【0028】更に第二の発明の好ましい実施態様は、パ
ラジウムの脱離HC浄化性能を向上するため、パラジウ
ム含有触媒成分層に、更に、ネオジウム、ランタン及び
ジルコニウムからなる群より選ばれた一種を金属換算で
1〜30モル%、セリウム70〜98モル%含むセリウ
ム酸化物、活性アルミナが含有されることを特徴とす
る。
【0029】更に第二の発明の好ましい実施態様は、白
金及びロジウムの脱離HC浄化性能を向上するため、白
金及びロジウムからなる群より選ばれた一種を有する触
媒成分層に、更に、セリウム、ネオジウム及びランタン
からなる群より選ばれた一種を金属換算で1〜30モル
%、ジルコニウム70〜98モル%含むジルコニウム酸
化物、活性アルミナが含有されることを特徴とする。
【0030】更に第二の発明の好ましい実施態様は、三
元触媒の脱離HCの浄化性能を向上するため、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。
【0031】上記のように、第二の発明の排気ガス浄化
用触媒としては、内燃機関から排出されるエンジン始動
直後の低温排気ガスの浄化において、5Å以上の細孔径
/層間距離を有するリン酸ジルコニウムを主成分とした
炭化水素吸着材であることを特徴とする。排気ガス中の
コールドHC成分の吸着に適した細孔径と、複雑な結晶
構造を有するリン酸ジルコニウムを用いると、HC吸着
効率が向上し、更に、脱離の遅延化が図れる。リン酸ジ
ルコニウムの使用量は、触媒1Lあたり10gから30
0gが好ましい。リン酸ジルコニウムの含有量が、10
g未満では吸着性能が十分に発現せず、逆に300gを
越えても吸着性能は飽和し、経済的にも有効でない。
【0032】また、エンジンから排出されるHC種の分
子径分布に適した細孔径分布とHC保持力の高い細孔構
造を形成させるため、リン酸ジルコニウムが、次の組成
式: Zr(HPO4 2 ・mH2 O 0≦m≦8 で表され、5Åから30Åの層間距離を有する層状構造
のリン酸ジルコニウムとすることによって、排気ガスの
中のHCの吸着効率が向上し、しかも、吸着したHCの
脱離を遅延化することもできる。
【0033】また、エンジンから排出されるHC種の分
子径分布に適した細孔径分布と、HC保持力の高い細孔
構造を形成させるため、リン酸ジルコニウムが、次の組
成式: HZr2 (PO4 3 ・nH2 O 0≦n≦1.5 で表され、5Åから30Åの細孔径を有す三次元網目状
構造を有すのリン酸ジルコニウムとすることによって、
排気ガスの中のHCの吸着効率を向上し、しかも、吸着
したHCの脱離を遅延化することができる。
【0034】また、エンジンから排出されるHC種の分
子径分布に適した細孔径分布と、HC保持力の高い細孔
構造を形成させるため、リン酸ジルコニウムが、5Å以
上の細孔径を有し、P対Zrの割合が2.0以上の非晶
質ポリリン酸ジルコニウムとすることによって、排気ガ
スの中のHCの吸着効率を向上し、しかも、吸着したH
Cの脱離を遅延化することができる。
【0035】更に、排気ガス温度の上昇に伴いHCが脱
離する際に浄化を促進するため、リン酸ジルコニウムを
主成分とした炭化水素吸着材層の上部に、パラジウムを
含有する触媒成分層を配置する。
【0036】更に、排気ガス温度の上昇に伴いHCが脱
離する際に浄化を促進するため、リン酸ジルコニウムを
主成分とした炭化水素吸着材層の上部に、パラジウムを
含有する触媒成分層を配置し、更に、最上部に、白金及
びロジウムからなる群より選ばれた一種を含有する触媒
成分層を配置する。
【0037】また、上記パラジウムを含有する触媒成分
層の浄化性能と耐久性を向上し、パラジウムの脱離HC
浄化性能を向上するため、パラジウム含有触媒成分層
に、更に、ネオジウム、ランタン及びジルコニウムから
なる群より選ばれた一種を金属換算で1〜30モル%、
セリウムを70〜98モル%含むセリウム酸化物、活性
アルミナが含有される。セリウム酸化物を含有すること
によって、酸素吸蔵能の高いセリウム酸化物が、リッチ
雰囲気及びストイキ近傍で格子酸素や吸着酸素を放出し
易くなるため、パラジウムの酸化状態を排気ガスの浄化
に適したものとし、パラジウムの触媒能の低下を抑制で
きる。かかるセリウム酸化物の使用量は、触媒1Lあた
り5〜100gである。5g未満だと充分なセリウムの
酸素吸蔵作用に起因する添加効果が得られず、100g
より多く使用して添加効果は飽和し有効でない。
【0038】更に、パラジウムの耐被毒性や浄化性能を
向上するため、パラジウムを含有する触媒成分層の上部
に、白金、ロジウム、セリウム、ネオジウム及びランタ
ンからなる群より選ばれた一種を金属換算で1〜30モ
ル%、ジルコニウムを70〜98モル%含むジルコニウ
ム酸化物、及び活性アルミナを含有する触媒成分層が配
置される。前記白金が担持される基材としては、白金の
耐久性を向上させるため、ジルコニウム酸化物が適切で
ある。特に、酸素吸蔵能の高いセリウム含有ジルコニウ
ム酸化物が、リッチ雰囲気及びストイキ近傍で格子酸素
や吸着酸素を放出し易くなるため、ロジウムの酸化状態
を排気ガスの浄化に適したとし、ロジウムの触媒能の低
下を抑制できる。セリウム含有量が0.01モル%未満
ではZrO2 のみの場合と変わらず、上記した元素のZ
rO2 のセリウムの酸素吸蔵能による改良効果が現れ
ず、セリウム含有量が30モル%をこえるとこの効果が
飽和もしくは逆にBET比表面積や熱安定性が低下す
る。かかるジルコニウム酸化物の使用量は、触媒1Lあ
たり5〜100gである。5g未満だと充分な貴金属の
分散性が得られず、100gより多く使用しても改良効
果は飽和し有効でない。
【0039】前記ロジウムが担持される基材としては、
ロジウムの耐久性を向上させるため、ジルコニウム酸化
物が適切である。特に、耐久後の浄化性能を高めるため
に、上記ジルコニウム酸化物には、カルシウム及びネオ
ジウムからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素が
含有される。係る元素の含有量が0.01モル%未満で
はZrO2 のみの場合と変わらず、上記した元素のZr
2 のBET比表面積や熱安定性の改良効果が現れず、
逆に含有量が30モル%を越えるとこの効果が飽和もし
くは低下する。かかるジルコニウム酸化物の使用量は、
触媒1Lあたり5〜100gである。5g未満だと充分
な貴金属の分散性が得られず、100gより多く使用し
ても改良効果は飽和し有効でない。
【0040】また、パラジウムの低温活性を向上するた
め、カリウムやバリウムが含まれる。その含有量は触媒
1L中1〜40gである。1g未満では、炭化水素類の
吸着被毒やパラジウムのシンタリングを抑制できず、4
0gを越えても有意な増量効果が得られず逆に性能を低
下させる。
【0041】次に第三の発明について説明する。第三の
発明の排気ガス浄化用触媒は、内燃機関から排出される
エンジン始動直後の低温排気ガスの浄化において、排気
ガス中のHCの吸着効率を向上し、しかも、吸着したH
Cの脱離を遅延化するため、炭化水素吸着材が、β−ゼ
オライトとリン酸ジルコニウムを主成分とした炭化水素
吸着材であることを特徴とする。
【0042】第三の発明の好ましい実施態様は、脱離す
るHCの浄化用触媒を促進するため、β−ゼオライトと
リン酸ジルコニウムを主成分とした炭化水素吸着材層の
上部に、パラジウムを含有する触媒成分層を配置するこ
とを特徴とする。
【0043】更に第三の発明の好ましい実施態様は、脱
離するHCの浄化用触媒を促進するため、β−ゼオライ
トとリン酸ジルコニウムを主成分とした炭化水素吸着材
層の上部に、パラジウムを含有する触媒成分層を配置
し、更に、最上部に、白金及びロジウムからなる群より
選ばれた一種を含有する触媒成分層を配置することを特
徴とする。
【0044】更に第三の発明の好ましい実施態様は、パ
ラジウムの脱離HC浄化性能を向上するため、パラジウ
ム含有触媒成分層に、更に、ネオジウム、ランタン及び
ジルコニウムからなる群より選ばれた一種を金属換算で
1〜30モル%、セリウムを70〜98モル%含むセリ
ウム酸化物、及び活性アルミナが含有されることを特徴
とする。
【0045】更に第三の発明の好ましい実施態様は、白
金及びロジウムの脱離HC浄化性能を向上するため、白
金及びロジウムからなる群より選ばれた一種を含有する
触媒成分層に、更に、セリウム、ネオジウム及びランタ
ンからなる群より選ばれた一種を金属換算で1〜30モ
ル%、ジルコニウムを70〜98モル%含むジルコニウ
ム酸化物、及び活性アルミナが含有されることを特徴と
する。
【0046】更に第三の発明の好ましい実施態様は、三
元触媒の脱離HC浄化性能を向上するため、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。
【0047】上記のように、第三の発明の排気ガス浄化
用触媒は、内燃機関から排出されるエンジン始動直後の
低温排気ガスの浄化において、炭化水素吸着材が、β−
ゼオライトとリン酸ジルコニウムを主成分とした炭化水
素吸着材であることを特徴とする。細孔径と細孔構造の
異なるβ−ゼオライトとリン酸ジルコニウムを組み合わ
せることによって、排気ガス中のコールドHC成分の吸
着に適した細孔径分布を形成できるためHC吸着効率が
向上し、更に、吸着したHCが放出され難い複雑な細孔
構造を形成できるため脱離の遅延化が図れる。炭化水素
吸着材中のリン酸ジルコニウムの含有量は、β−ゼオラ
イトに対し5重量%から45重量%が好ましく、また、
β−ゼオライトとリン酸ジルコニウムの総使用量は、触
媒1Lあたり10gから300gが好ましい。β−ゼオ
ライトに対するリン酸ジルコニウムの含有量が、5重量
%未満では吸着性能が十分に発現せず、逆に45重量%
を越えても吸着性能は飽和し、経済的にも有効でない。
【0048】更に、排気ガス温度の上昇に伴いHCが脱
離する際に浄化を促進するため、β−ゼオライトとリン
酸ジルコニウムを主成分とした炭化水素吸着材層の上部
に、パラジウムを含有する触媒成分層を配置する。
【0049】更に、排気ガス温度の上昇に伴いHCが脱
離する際に浄化を促進するため、β−ゼオライトとリン
酸ジルコニウムを主成分とした炭化水素吸着材層の上部
に、パラジウムを含有する触媒成分層を配置し、更に、
最上部に、白金及びロジウムからなる群より選ばれた一
種を含有する触媒成分層を配置する。
【0050】また、上記パラジウムを含有する触媒成分
層の浄化性能と耐久性を向上し、パラジウムの脱離HC
浄化性能を向上するため、パラジウム含有触媒成分層
に、更に、ネオジウム、ランタン及びジルコニウムから
なる群より選ばれた一種を金属換算で1〜30モル%、
セリウムを70〜98モル%含むセリウム酸化物、活性
アルミナが含有される。セリウム酸化物を含有すること
によって、酸素吸蔵能の高いセリウム酸化物が、リッチ
雰囲気及びストイキ近傍で格子酸素や吸着酸素を放出し
易くなるため、パラジウムの酸化状態を排気ガスの浄化
に適したものとし、パラジウムの触媒能の低下を抑制で
きる。かかるセリウム酸化物の使用量は、触媒1Lあた
り5〜100gである。5g未満だと充分なセリウムの
酸素吸蔵作用に起因する添加効果が得られず、100g
より多く使用して添加効果は飽和し有効でない。
【0051】更に、パラジウムの耐被毒性や浄化性能を
向上するため、パラジウムを含有する触媒成分層の上部
に、白金、ロジウム、セリウム、ネオジウム及びランタ
ンからなる群より選ばれた一種を金属換算で1〜30モ
ル%、ジルコニウムを70〜98モル%含むジルコニウ
ム酸化物、及び活性アルミナを含有する触媒成分層を配
置することができる。前記白金が担持される基材として
は、白金の耐久性を向上させるため、ジルコニウム酸化
物が適切である。特に、酸素吸蔵能の高いセリウム含有
ジルコニウム酸化物が、リッチ雰囲気及びストイキ近傍
で格子酸素や吸着酸素を放出し易くなるため、ロジウム
の酸化状態を排気ガスの浄化に適したとし、ロジウムの
触媒能の低下を抑制できる。セリウム含有量が0.01
モル%未満ではZrO2 のみの場合と変わらず、上記し
た元素のZrO2 のセリウムの酸素吸蔵能による改良効
果が現れず、セリウム含有量が30モル%を超えるとこ
の効果が飽和するが、又は逆にBET比表面積や熱安定
性が低下する。かかるジルコニウム酸化物の使用量は、
触媒1Lあたり5〜100gである。5g未満だと充分
な貴金属の分散性が得られず、100gより多く使用し
ても改良効果は飽和し有効でない。
【0052】前記ロジウムが担持される基材としては、
ロジウムの耐久性を向上させるため、ジルコニウム酸化
物が適切である。特に、耐久後の浄化性能を高めるため
に、上記ジルコニウム酸化物は、カルシウム及びネオジ
ウムからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素が含
有される。係る元素の含有量が0.01モル%未満では
ZrO2 のみの場合と変わらず、上記した元素のZrO
2 のBET比表面積や熱安定性の改良効果が現れず、逆
に含有量が30モル%を越えるとこの効果が飽和もしく
は低下する。かかるジルコニウム酸化物の使用量は、触
媒1Lあたり5〜100gである。5g未満だと充分な
貴金属の分散性が得られず、100gより多く使用して
も改良効果は飽和し有効でない。
【0053】また、パラジウムの低温活性を向上するた
め、カリウムやバリウムが含まれる。その含有量は触媒
1L中1〜40gである。1g未満では、炭化水素類の
吸着被毒やパラジウムのシンタリングを抑制できず、4
0gを越えても有意な増量効果が得られず逆に性能を低
下させる。
【0054】
【実施例】第一の発明を次の実施例及び比較例により説
明する。
【0055】実施例A1 セリウム3モル%(CeO2 に換算して8.7重量
%)、ジルコニウム3モル%(ZrO2 に換算して6.
3重量%)とランタン2モル%(La2 3 に換算して
5.5重量%)を含有するアルミナ粉末(粉末A)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B)を得た。この粉末BのPd濃度は8重量
%であった。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C)
に硝酸パラジウム水溶液を含浸し、150℃で12時間
乾燥した後、400℃で1時間焼成して、Pd担持セリ
ウム酸化物(La0.01Zr0.32Ce0.67Ox)粉末(粉
末D)を得た。この粉末DのPd濃度は3.0重量%で
あった。上記粉末B1130g、粉末D753gと活性
アルミナ117g、硝酸水溶液2000g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ト質モノリス担体(1.0L、4
00セル)に付着させ、空気粒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、コート量重量を200g/L一担体の
触媒を得た。パラジウム担持量は320.0g/cf
(11.3g/L)であった(触媒X)。次いで、上記
触媒成分担持コージェラ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、Ba
Oとして10g/Lを含有させた(触媒Y)。
【0056】ケイリン酸ジルコニウム(層間距離:5〜
10Å)800g、シリカゾル200gと純水1000
g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。コート量重量150g/L−担体の触媒を得
た(触媒A)。上記粉末B568g、粉末D370g、
粉末A42gと活性アルミナ20g、硝酸水溶液100
0g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。このスラリー液を上記触媒Aに付着させ、空
気流にてセル内の余剰のスラリーを除去・乾燥し、40
0℃で1時間焼成した。この作業を2度行い、コート量
重量100g/L(総重量250g/L−担体)の触媒
Cを得た。触媒Cのパラジウム担持量は160.0g/
cf(5.65g/L)であった。次いで、上記触媒C
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を含有させた。
【0057】実施例A2 上記粉末B355g、粉末D231gと活性アルミナ1
4g、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
上記触媒Aに付着させ、空気流にてセル内の余剰のスラ
リーを除去・乾燥し、400℃で1時間焼成した。コー
ト量重量60g/L(総重量210g/L)−担体の触
媒を得た。触媒パラジウム担持量は100g/cf
(3.53g/L)であった(触媒D)。
【0058】Nd10モル%、Ca10モル%、Zr8
0モル%のジルコニウム酸化物粉末(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Nd0.1 Ca
0.1 Zr0.8 Ox粉末(粉末F)を得た。この粉末Fの
Rh濃度は2.1重量%であった。Lalモル%、Ce
20モル%、Zr79モル%のジルコニウム酸化物粉末
(粉末G)にジニトロジアンミン酸白金水溶液を含浸
し、150℃で12時間乾燥した後、400℃で1時間
焼成して、Rt担持アルミナ粉末(粉末H)を得た。こ
の粉末HのPt濃度は2.1重量%であった。Nd0.1
Ca0.1 Zr0.8 Ox粉末(粉末F)を得た。この粉末
FのRh濃度は2.1重量%であった。
【0059】上記粉末F167.5g、粉末H167.
5gと、ジルコニウム3モル%(ZrO2 に換算して
6.3重量%)とを含むアルミナ粉末(粉末I)55g
と活性アルミナ10g、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
のスラリー液を前記Pd含有触媒成分層を担持したコー
ジェラト質モノリス担体(1.0L、400セル)(触
媒D)に付着させ、空気流にてセル内の余剰のスラリー
を除去・乾燥し、400℃で1時間焼成した。コート量
重量40g/L(総コート層250g)一担体の触媒を
得た。Rhの担持量は10.0g/cf(0.35g/
L)、Ptの担持量は10.0g/cf(0.35g/
L)であった(触媒E)。次いで、上記触媒成分担持コ
ージェラ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を含有させ触媒Fを得た。
【0060】比較例A1 ケイリン酸ジルコニウム800gの代わりにZSM
5 (Si/2Al=30)800gを用いた以外は、実
施例1と同様にして触媒Kを得た。
【0061】比較例A2 細孔径3Å〜4Åのリン酸ジルコニウムに、バリウムを
30重量%と、白金を1重量%を担持とした以外は、実
施例A1と同様にして触媒Mを得た。
【0062】比較例A3 粉末A、粉末D、活性アルミナを用いない以外、実施例
A1と同様にして触媒Nを得た。
【0063】比較例A4 Pd含有触媒成分層中に粉末A、粉末D、活性アルミナ
を用いず、更に、粉末Iに白金を担持した粉末HHと粉
末Iにロジウムを担持した粉末FFを用いた以外、実施
例A2と同様にして触媒Oを得た。
【0064】上記実施例A1〜A2及び比較例A1〜A
4で得られた排気ガス浄化用触媒の仕様を表1に示す。
【0065】
【表1】
【0066】試験例 前記実施例A1〜A2及び比較例A1〜A4で得た排気
ガス浄化用触媒を、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。
【0067】 耐久条件 エンジン排気量 3000cc 燃料 無鉛ガソリン 触媒入口ガス温度 650℃ 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
【0068】上記条件で耐久した実施例A1〜A2及び
比較例A1〜A4の触媒を用い、図1に示す評価システ
ムで実施例A3〜A5及び比較例A5〜A8の触媒を評
価した結果を表2に示した。 車両評価 エンジン排気量 日産自動車株式会社製 V型6気筒3.3L 燃料 無鉛ガソリン 評価モード EC(ECE+EUDC) 各実施例、比較例について上記評価条件で測定した評価
結果(エミッション値)を表2に示す。
【0069】
【表2】
【0070】次に、第二の発明を以下の実施例及び比較
例により説明する。
【0071】実施例B1 セリウム3モル%(CeO2 に換算して8.7重量
%)、ジルコニウム3モル%(ZrO2 に換算して6.
3重量%)とランタン2モル%(La2 3 に換算して
5.5重量%)を含有するアルミナ粉末(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)を得た。この粉末BのPd濃度は8重量
%であった。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
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(La0.01Zr0.32Ce0.67X )粉末(粉
)を得た。この粉末のPd濃度は3.0重量%で
あった。上記粉末1130g、粉末753gと活性
アルミナ117g、硝酸水溶液2000g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ト質モノリス担体(1.0L、4
00セル)に付着させ、空気粒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、コート量重量を200g/L一担体の
触媒を得た。パラジウム担持量は320.0g/cf
(11.3g/L)であった(触媒)。次いで、上記
触媒成分担持コージェラ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、Ba
Oとして10g/Lを含有させた(触媒)。
【0072】リン酸ジルコニウム(Zr(HPO4 2
・mH2 O、m=2)800g、シリカゾル200gと
純水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、40
0℃で1時間焼成した。コート量重量150g/L−担
体の触媒を得た(触媒)。上記粉末568g、粉末
370g、粉末42gと活性アルミナ20g、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。このスラリー液を上記触媒
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100g/L(総重量250g/L−
担体)の触媒を得た。触媒のパラジウム担持量は1
60.0g/cf(5.65g/L)であった。次い
で、上記触媒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
させた。
【0073】実施例B2 リン酸ジルコニウム(HZr2 (PO4 3 ・nH
2 O、n=0.5)800g、を用いた以外は、実施例
B1と同様にして触媒を得た。
【0074】実施例B3 リン酸ジルコニウム(P/Zr=2.5のポリリン酸ジ
ルコニウム)800g、を用いた以外は、実施例B1と
同様にして触媒を得た。
【0075】実施例B4 Zr(HPO4 2 ・mH2 O、m=2を600g、H
Zr2 (PO4 3 ・nH2 O、n=0.5を200
g、を用いた以外は、実施例B1と同様にして触媒
得た。
【0076】実施例B5 Zr(HPO4 2 ・mH2 O、m=2を700g、P
/Zr=2.5のポリリン酸ジルコニウムを100g、
を用いた以外は、実施例B1と同様にして触媒を得
た。
【0077】実施例B6 Zr(HPO4 2 ・mH2 O、m=2を400g、H
Zr2 (PO4 3 ・nH2 O、n=0.5を200
g、P/Zr=2.5のポリリン酸ジルコニウムを20
0g、を用いた以外は、実施例B1と同様にして触媒
を得た。
【0078】実施例B7 上記粉末355g、粉末231gと活性アルミナ1
4g、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
触媒に付着させ、空気流にてセル内の余剰のスラリー
を除去・乾燥し、400℃で1時間焼成した。コート量
重量60g/L(総コート量210g)一担体の触媒を
得た。パラジウム担持量は100g/cf(3.53g
/L)であった(触媒)。
【0079】Nd10モル%、Ca10モル%、Zr8
0モル%のジルコニウム酸化物粉末(粉末)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Nd0.1 Ca
0.1 Zr0.8 Ox粉末(粉末()を得た。この粉末
のRh濃度は2.1重量%であった。La1モル%、C
e20モル%、Zr79モル%のジルコニウム酸化物粉
末(粉末)にジニトロジアンミン酸白金水溶液を含浸
し、150℃で12時間乾燥した後、400℃で1時間
焼成して、Pt担持アルミナ粉末(粉末)を得た。こ
の粉末のPt濃度は2.1重量%であった。
【0080】上記粉末167.5g、粉末167.
5gと、ジルコニウム3モル%(ZrO2 に換算して
6.3重量%)とを含むアルミナ粉末(粉末)55g
と活性アルミナ10g、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
のスラリー液を前記Pd含有触媒成分層を担持したコー
ジェラト質モノリス担体(1.0L、400セル)(触
)に付着させ、空気流にてセル内の余剰のスラリー
を除去・乾燥し、400℃で1時間焼成した。コート量
重量40g/L(総コート層250g)一担体の触媒を
得た。Rhの担持量は10.0g/cf(0.35g/
L)、Ptの担持量は10.0g/cf(0.35g/
L)であった。次いで、上記触媒成分担持コージェラト
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
させた(触媒)。
【0081】比較例B1 リン酸ジルコニウム800gの代わりにZSM5(Si
/2Al=30)800gを用いた以外は、実施例B1
と同様にして触媒を得た。
【0082】比較例B2 細孔径3Åから4Åリン酸ジルコニウムに、バリウムを
30重量%と、白金を1重量%を担持とした以外は、実
施例B1と同様にして触媒を得た。
【0083】比較例B3 粉末、粉末、及び活性アルミナを用いない以外、実
施例B1と同様にして触媒を得た。
【0084】比較例B4 Pd含有触媒成分中に粉末、粉末、活性アルミナを
用いず、更に、粉末に白金を担持した粉末HHと粉末
にロジウムを担持した粉末FFを用いた以外、実施例
7と同様にして触媒を得た。
【0085】上記実施例B1〜B7及び比較例B1〜B
4で得られた排気ガス浄化用触媒の仕様を表3に示す。
【0086】
【表3】
【0087】試験例 前記実施例B1〜B7及び比較例B1〜B4で得た排気
ガス浄化用触媒を、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。
【0088】 耐久条件 エンジン排気量 3000cc 燃料 無鉛ガソリン 触媒入口ガス温度 650℃ 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
【0089】上記条件で耐久した実施例B1〜B7及び
比較例B1〜B4の触媒を用い、図1のシステムで実施
例B8〜B15及び比較例B5〜B8の触媒を評価し
た。 車両評価 エンジン排気量 日産自動車株式会社製 V型6気筒3.3L 燃料 無鉛ガソリン 評価モード EC(ECE+EUDC) 各実施例、比較例について上記評価条件で測定した評価
結果(エミッション値)を表4に示す。
【0090】
【表4】
【0091】次に、第三の発明を以下の実施例及び比較
例により説明する。
【0092】実施例C1 セリウム3モル%(CeO2 に換算して8.7重量
%)、ジルコニウム3モル%(ZrO2 に換算して6.
3重量%)とランタン2モル%(La2 3 に換算して
5.5重量%)を含有するアルミナ粉末(粉末a)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b)を得た。この粉末bのPd濃度は8重量
%であった。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c)
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(La0.01Zr0.32Ce0.67X )粉末(粉
末d)を得た。この粉末DのPd濃度は3.0重量%で
あった。上記粉末b1130g、粉末d753gと活性
アルミナ117g、硝酸水溶液2000g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ト質モノリス担体(1.0L、4
00セル)に付着させ、空気粒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、コート量重量を200g/L一担体の
触媒を得た。パラジウム担持量は320.0g/cf
(11.3g/L)であった(触媒x)。次いで、上記
触媒成分担持コージェラ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、Ba
Oとして10g/Lを含有させた(触媒y)。
【0093】β−ゼオライト500g、リン酸ジルコニ
ウム(Zr(HPO4 2 ・mH2O、m=2)300
g、シリカゾル200gと純水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ト質モノリス担体(1.3L、4
00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。コー
ト量重量150g/L−担体の触媒を得た(触媒a)。
上記粉末b568g、粉末d370g、粉末a42gと
活性アルミナ20g、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
スラリー液を上記触媒aに付着させ、空気流にてセル内
の余剰のスラリーを除去・乾燥し、400℃で1時間焼
成した。この作業を2度行い、コート量重量100g/
L(総重量250g/L−担体)の触媒cを得た。触媒
cのパラジウム担持量は160.0g/cf(5.65
g/L)であった。次いで、上記触媒c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を含有させた。
【0094】実施例C2 β−ゼオライト500g、リン酸ジルコニウム(HZr
2 (PO4 3 ・nH 2 O、n=0.5)300g、を
用いた以外は、実施例C1と同様にして触媒dを得た。
【0095】実施例C3 β−ゼオライト500g、リン酸ジルコニウム(P/Z
r=2.5のポリリン酸ジルコニウム)300g、を用
いた以外は、実施例C1と同様にして触媒eを得た。
【0096】実施例C4 β−ゼオライト500g、Zr(HPO4 2 ・mH2
O、m=2を200g、HZr2 (PO4 3 ・nH2
O、n=0.5を100g、を用いた以外は、実施例C
1と同様にして触媒fを得た。
【0097】実施例C5 β−ゼオライト500g、Zr(HPO4 2 ・mH2
O(m=2)を200g、P対Zrの割合が2.5のポ
リリン酸ジルコニウムを100g、を用いた以外は、実
施例C1と同様にして触媒gを得た。
【0098】実施例C6 β−ゼオライト500g、Zr(HPO4 2 ・mH2
O(m=2)を100g、HZr2 (PO4 3 ・nH
2 O、n=0.5を100g、P対Zrの割合が2.5
のポリリン酸ジルコニウムを100g、を用いた以外
は、実施例C1と同様にして触媒hを得た。
【0099】実施例C7 β−ゼオライト500g、ケイリン酸ジルコニウムを3
00gを用いた以外は実施例C1と同様にして触媒iを
得た。上記粉末b355g、粉末d231gと活性アル
ミナ14g、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
液を触媒Iに付着させ、空気流にてセル内の余剰のスラ
リーを除去・乾燥し、400℃で1時間焼成した。コー
ト量重量60g/L(総コート量210g)一担体の触
媒を得た。パラジウム担持量は100g/cf(3.5
3g/L)であった(触媒j)。
【0100】Nd10モル%、Ca10モル%、Zr8
0モル%のジルコニウム酸化物粉末(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Nd0.1 Ca
0.1 Zr0.8 Ox粉末(粉末(f)を得た。この粉末F
のRh濃度は2.1重量%であった。La1モル%、C
e20モル%、Zr79モル%のジルコニウム酸化物粉
末(粉末g)にジニトロジアンミン酸白金水溶液を含浸
し、150℃で12時間乾燥した後、400℃で1時間
焼成して、Pt担持アルミナ粉末(粉末h)を得た。こ
の粉末hのPt濃度は2.1重量%であった。
【0101】上記粉末f167.5g、粉末h167.
5gと、ジルコニウム3モル%(ZrO2 に換算して
6.3重量%)とを含むアルミナ粉末(粉末i)55g
と活性アルミナ10g、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
のスラリー液を前記Pd含有触媒成分層を担持したコー
ジェラト質モノリス担体(1.0L、400セル)(触
媒j)に付着させ、空気流にてセル内の余剰のスラリー
を除去・乾燥し、400℃で1時間焼成した。コート量
重量40g/L(総コート層250g)一担体の触媒を
得た。Rhの担持量は10.0g/cf(0.35g/
L)、Ptの担持量は10.0g/cf(0.35g/
L)であった。次いで、上記触媒成分担持コージェラト
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
させた(触媒k)。
【0102】比較例C1 β−ゼオライト(SiO/2A1=25)800gを用
いた以外は、実施例1と同様にして触媒lを得た。
【0103】比較例C2 粉末a、粉末d、及び活性アルミナを用いない以外、実
施例C1と同様にして触媒nを得た。
【0104】比較例C3 Pd含有触媒成分中に粉末a、粉末d、及び活性アルミ
ナを用いず、更に、粉末iに白金を担持した粉末hhと
粉末iにロジウムを担持した粉末ffを用いた以外、実
施例C7と同様にして触媒oを得た。
【0105】比較例C4 3Å〜4Åの細孔径のリン酸ジルコニウム800gを用
いた以外は、実施例C1と同様にして触媒pを得た。
【0106】上記実施例C1〜C7及び比較例C1〜C
4で得られた排気ガス浄化用触媒の仕様を表5に示す。
【0107】
【表5】
【0108】試験例 前記実施例C1〜C7及び比較例C1〜C4で得た排気
ガス浄化用触媒を、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。
【0109】 耐久条件 エンジン排気量 3000cc 燃料 無鉛ガソリン 触媒入口ガス温度 650℃ 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
【0110】上記条件で耐久した実施例C1〜C7及び
比較例C1〜C4の触媒を用い、図1のシステムで実施
例C8〜C15及び比較例C5〜C7の触媒を評価し
た。 車両評価 エンジン排気量 日産自動車株式会社製 V型6気筒3.3L 燃料 無鉛ガソリン 評価モード EC(ECE+EUDC) 各実施例、比較例について上記評価条件で測定した評価
結果(エミッション値)を表6に示す。
【0111】
【表6】
【0112】
【発明の効果】請求項1記載の排気ガス浄化用触媒は、
内燃機関から排出されるエンジン始動直後の低温排気ガ
スの浄化性能に優れ、コールドHCを大幅に低減させる
ことができる。
【0113】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、HC吸着効率や脱離抑制効果を
向上し、ケイリン酸ジルコニウムの劣化に起因する触媒
性能の低下を抑制できる。
【0114】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、温度上昇に起因して脱離するHCを効
率良く浄化することができる。
【0115】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、温度上昇に起因して脱離するHCを更
に効率良く浄化することができる
【0116】請求項5記載の排気ガス浄化用触媒は、触
媒成分の還元に起因する触媒性能の低下を抑制できる。
【0117】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、触媒成分の被毒に起因する触媒性能の
低下を抑制できる。
【0118】請求項7記載の排気ガス浄化用触媒は、更
に低温活性ろ浄化性能を向上し、触媒成分の被毒に起因
する触媒性能の低下を抑制できる。
【0119】請求項8記載の排気ガス浄化用触媒は、内
燃機関から排出されるエンジン始動直後の低温排気ガス
の浄化性能に優れ、コールドHCを大幅に低減させるこ
とができる。
【0120】請求項9記載の排気ガス浄化用触媒は、上
記効果に加えて、更に、HC吸着効率や脱離抑制効果を
向上し、リン酸ジルコニウムの劣化に起因する触媒性能
の低下を抑制できる。
【0121】請求項10記載の排気ガス浄化用触媒は、
上記効果に加えて、更に、HC吸着効率や脱離抑制効果
を向上し、リン酸ジルコニウムの劣化に起因する触媒性
能の低下を抑制できる。
【0122】請求項11記載の排気ガス浄化用触媒は、
上記効果に加えて、更に、HC吸着効率や脱離抑制効果
を向上し、リン酸ジルコニウムの劣化に起因する触媒性
能の低下を抑制できる。
【0123】請求項12記載の排気ガス浄化用触媒は、
上記効果に加えて、温度上昇に起因するHCを効率良く
浄化することができる。
【0124】請求項13記載の排気ガス浄化用触媒は、
上記効果に加えて、温度上昇に起因するHCを効率良く
浄化することができる。
【0125】請求項14記載の排気ガス浄化用触媒は、
触媒成分の還元に起因する触媒性能の低下を抑制でき
る。
【0126】請求項15記載の排気ガス浄化用触媒は、
上記効果に加えて、触媒成分の被毒に起因する触媒性能
の低下を抑制できる。
【0127】請求項16記載の排気ガス浄化用触媒は、
更に低温活性や浄化性能を向上し、触媒成分の被毒に起
因する触媒性能の低下を抑制できる。
【0128】請求項17記載の排気ガス浄化用触媒は、
内燃機関から排出されるエンジン始動直後の低温排気ガ
スの浄化性能に優れ、コールドHCを大幅に低減させる
ことができる。
【0129】請求項18記載の排気ガス浄化用触媒は、
上記効果に加えて、温度上昇に起因して脱離するHCを
効率良く浄化させることができる。
【0130】請求項19記載の排気ガス浄化用触媒は、
上記効果に加えて、温度上昇に起因して脱離するHCを
効率良く浄化させることができる。
【0131】請求項20記載の排気ガス浄化用触媒は、
触媒成分の還元に起因する触媒性能の低下を抑制でき
る。
【0132】請求項21記載の排気ガス浄化用触媒は、
上記効果に加えて、触媒成分の被毒に起因する触媒性能
の低下を抑制できる。
【0133】請求項22記載の排気ガス浄化用触媒は、
更に低温活性や浄化性能を向上し、触媒成分の被毒に起
因する触媒性能の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の触媒を評価するために用いたエンジン
の排気系をシステム図である。
【符号の説明】
1 三元触媒 2 HC吸着触媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01J 23/58 B01D 53/36 102H 104Z

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関から排出されるエンジン始動直
    後の低温排気ガスの浄化において、炭化水素吸着材が、
    ケイリン酸ジルコニウムを主成分とした炭化水素吸着材
    であることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
  2. 【請求項2】 ケイリン酸ジルコニウムが、5Åから1
    5Åの層間距離を有する層状構造のケイリン酸ジルコニ
    ウムであることを特徴とする請求項1記載の排気ガス浄
    化用触媒。
  3. 【請求項3】 5Åから15Åの層間距離を有するケイ
    リン酸ジルコニウムを主成分とした炭化水素吸着材層の
    上部に、パラジウムを含有する触媒成分層を配置するこ
    とを特徴とする請求項1又は2記載の排気ガス浄化用触
    媒。
  4. 【請求項4】 更に、最上部に、白金及びロジウムから
    なる群より選ばれた一種を含有する触媒成分層を配置す
    ることを特徴とする請求項1〜3いずれか項記載の排気
    ガス浄化用触媒。
  5. 【請求項5】 パラジウム含有触媒成分層に、更に、ネ
    オジウム、ランタン及びジルコニウムからなる群より選
    ばれた一種を金属換算で1〜30モル%、セリウムを7
    0〜98モル%含むセリウム酸化物、及び活性アルミナ
    が含有されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか
    1項記載の排気ガス浄化用触媒。
  6. 【請求項6】 白金及びロジウムからなる群より選ばれ
    た一種を触媒成分層に、更に、セリウム、ネオジウム及
    びランタンからなる群より選ばれた一種を金属換算で1
    〜30モル%、ジルコニウムを70〜98モル%含むジ
    ルコニウム酸化物、及び活性アルミナが含有されること
    を特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の排気ガ
    ス浄化用触媒。
  7. 【請求項7】 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
    ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項項記載の
    排気ガス浄化用触媒。
  8. 【請求項8】 内燃機関から排出されるエンジン始動直
    後の低温排気ガスの浄化において、炭化水素吸着材が、
    5Å以上の細孔径/層間距離を有するリン酸ジルコニウ
    ムを主成分とした炭化水素吸着材であることを特徴とす
    る排気ガス浄化用触媒。
  9. 【請求項9】 リン酸ジルコニウムが、次の組成式: Zr(HPO4 2 ・mH2 O 0≦m≦8 で表され、5Åから30Åの層間距離を有する層状構造
    のリン酸ジルコニウムであることを特徴とする請求項8
    記載の排気ガス浄化用触媒。
  10. 【請求項10】 リン酸ジルコニウムが、次の組成式: HZr2 (PO4 3 ・nH2 O 0≦n≦1.5 で表され、5Åから30Åの細孔径を有する三次元網目
    状構造を有するリン酸ジルコニウムであることを特徴と
    する請求項8記載の排気ガス浄化用触媒。
  11. 【請求項11】 リン酸ジルコニウムが、5Å以上の細
    孔径を有し、P対Zrの割合が2.0以上の非晶質ポリ
    リン酸ジルコニウムあることを特徴とする請求項8の排
    気ガス浄化用触媒。
  12. 【請求項12】 リン酸ジルコニウムを主成分とした炭
    化水素吸着材層の上部に、パラジウムを含有する触媒成
    分層を配置することを特徴とする請求項8〜11のいず
    れか1項記載の排気ガス浄化用触媒。
  13. 【請求項13】 5Åから30Åの細孔径を有するリン
    酸ジルコニウムを主成分とした炭化水素吸着材層の上部
    に、パラジウムを含有する触媒成分層を配置し、更に、
    最上部に、白金及びロジ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触媒成分層を配置することを特
    徴とする請求項8〜12のいずれか1項記載の排気ガス
    浄化用触媒。
  14. 【請求項14】 パラジウム含有触媒成分層に、更に、
    ネオジウム、ランタン及びジルコニウムからなる群より
    選ばれた一種を金属換算で1〜30モル%、セリウム7
    0〜98モル%含むセリウム酸化物、及び活性アルミナ
    が含有されることを特徴とする請求項8〜13のいずれ
    か1項記載の排気ガス浄化用触媒。
  15. 【請求項15】 白金及びロジウムからなる群より選ば
    れた一種を有する触媒成分層に、更に、セリウム、ネオ
    ジウム及びランタンからなる群より選ばれた一種を金属
    換算で1〜30モル%、ジルコニウム70〜98モル%
    含むジルコニウム酸化物、及び活性アルミナが含有され
    ることを特徴とする請求項8〜13のいずれか1項記載
    の排気ガス浄化用触媒。
  16. 【請求項16】 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請求項8から15いずれか1項記載
    の排気ガス浄化用触媒。
  17. 【請求項17】 内燃機関から排出されるエンジン始動
    直後の低温排気ガスの浄化において、炭化水素吸着材
    が、β−ゼオライトとリン酸ジルコニウムを主成分とし
    た炭化水素吸着材であることを特徴とする排気ガス浄化
    用触媒。
  18. 【請求項18】 β−ゼオライトとリン酸ジルコニウム
    を主成分とした炭化水素吸着材層の上部に、パラジウム
    を含有する触媒成分層を配置することを特徴とする請求
    項17記載の排気ガス浄化用触媒。
  19. 【請求項19】 β−ゼオライトとリン酸ジルコニウム
    を主成分とした炭化水素吸着材層の上部に、パラジウム
    を含有する触媒成分層を配置し、更に、最上部に、白金
    及びロジウムからなる群より選ばれた一種を含有する触
    媒成分を配置することを特徴とする請求項17又は18
    記載の排気ガス浄化用触媒。
  20. 【請求項20】 パラジウム含有触媒成分層に、更に、
    ネオジウム、ランタン及びジルコニウムからなる群より
    選ばれた一種を金属換算で1〜30モル%、セリウムを
    70〜98モル%含むセリウム酸化物、及び活性アルミ
    ナが含有されることを特徴とする請求項17〜19いず
    れか1項記載の排気ガス浄化用触媒。
  21. 【請求項21】 白金及びロジウムからなる群より選ば
    れた一種を含有する触媒成分層に、更に、セリウム、ネ
    オジウム及びランタンからなる群より選ばれた一種を金
    属換算で1〜30モル%、ジルコニウムを70〜98モ
    ル%含むジルコニウム酸化物および活性アルミナが含有
    されることを特徴とする請求項17〜20いずれか1項
    記載の排気ガス浄化用触媒。
  22. 【請求項22】 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請求項17〜21いずれか1項記載
    の排気ガス浄化用触媒。
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