JPS5836634A - 排気ガス浄化用三元触媒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関等から排出される排気ガス中の有害
成分である窒素酸化物６−酸化炭素及び炭化水素を高能
率で浄化する事ができる排気ガス浄化用触媒に関するも
のである。

上記の如き排気ガス中の′；Ｍ害成分成分化用触媒とし
ては、現在−々のものが提案されており、そのうちアル
ｉす担体に担持させる触媒成分として白会、パラジウム
、ロジウムを用いたものが比較的優れた浄化活性を有す
るとされている。

とζろが、白金或いはパラジウムのみから成る単体触媒
では・特に窒素酸化物の浄化率が低い。

そこで、白金とロジウム、パラジウムとロジウムとから
成る複合触媒が実用に供されている。しかし、ロジウム
はクラーク数Ｉ　Ｘ　１０−’で地球上の存在量が白金
の６分の１ないし１０分の１とされておシ、その使用量
は極力少なくする必要がある。

また、その使用量が大量でちる場合には、経済性。

量的確保の面で大きな障害と成る。

この様に０種々の提案が成されている従来の触媒は、自
動車排気ガスの浄化に要求される。上記有害成分である
三成分を高能率で浄化すること・経済的に安価であると
いう要求を未だ満足させることができない。

本発明は、かかる問題点を克服することを目的として成
されたものである。

即ち０本願の第一の発明は、アルミナ等の多孔質体を担
体とし、該担体に酸化ネオジム（Ｎ（１１０１）を担持
させると共に白金（ｐｔ　）　、パラジウム（ｐａ　）
の一方又は双方を担持させてなることを！黴とする排気
ガス浄化用触媒にある（以下、これを第一発明という）
。

本第−発明に依れば、前記有害成分である窒素酸化物（
Ｎｏ工）、−酸化択素（００）及び膨化水素（ＥＯ）を
高能率で浄化することができる触媒を提供することがで
きる。該触媒は、特に、空燃比（内燃機関へ送入するガ
ソリンに対する空気の重量比）が１４．０ないし１６０
の範−内で運転される内燃機関からの排気ガスの前記有
害成分の同時浄化に優れた効果を発揮する。

更に２本第一発明の触媒は、その触媒成分として、酸化
ネオジムと白金或いはパラジウム又はこの両者を使用す
るものである故、前記の如くロジウムを使用する触媒に
比して安価である。

又９本願の第二の発明は、上記第−発明に於ける触媒に
、触媒成分として酸化セリウム（ＣＯＯ，）を添加した
もので、セラミックスの多孔質体に酸化ネオジムと酸化
セリウム、及び白金又はバラ゛ジウムの一方又は双方を
担持させて成る排気ガス浄化用触媒にある（以下、これ
を第二発明という）。

本第二発明に依れば、上記第一発明と同様の効果が得ら
れる上に、酸化セリウムの存在に依って１１ＬＩ−ない
し１５１器という空燃比の広い範囲に渡って―高い浄化
能力を発揮させることができる。

本発明（特記ない限り第一発明、第二・発明の両者をい
う）に於いて、担体としてのセラｔフクス多孔質体は、
−−アルンナ、Ｊ−アルずす等のアル電す、或いは、ア
ルミナ・マグネシア・スピネル等を用いる。

次に、上配多孔質体に触媒成分を担持させる方法につい
て述べる。

先ず、酸化ネオジム杜、担体１１に対してＬＱないし１
００ｇ、酸化セリウムは、同様にＬＱないし１００ｇと
することが好ましい、上記の量以下では浄化活性が低く
なシ、上記以上ではそれ以上担持させてもそれに見合う
丈の活性向上が見られない。

１号上記の担体、ｌは、ペレ・ト状頗では約７００ない
し９００ｆ・ハニカム状部では約６００ないし８００ｇ
である。

又、白金とパラジウムに関しては、担体ｘｉに対するこ
れらの一方又は双方の重量（のがα０１ないし６０ｆで
ある事が好ましい、α０１　ｆ、ｌ’ｌ以下では・前記
浄化活性が低くなｐ、６０ｆ７ｇ以上では、それ以上担
持させてもそれに見合う丈の活性の向上が見られない。

次に、上記触媒成分を担持するに当っては、実施例に示
す如く各触媒成分の原料９例えば硝酸ネオジム（Ｎｄ（
ＮＯｓ　）ＩＩＴｏＯ）　、’１化ネオジム〔Ｎｄ０１
ｓ　”ｌＴｉ５Ｏ）　ａ硝酸第一セリウム〔０・（Ｎｏ
ｓ）ｍｅ６ＨｊＯ）；塩化第−セリウム〔０・０１魯・
マＨ雪０〕。

硝酸パラジウム（Ｐｄ（ＮＯｓ　）ｍ　）　、塩化パラ
ジウム（Ｐ（ｌＱｌｍ　）−硝酸白金（ｐｔ　（ＮＯ・
）４〕、種化白金酸（Ｈ，Ｐｔ０１・・１８Ｈ，Ｏ）等
の溶液を用い、これらの溶液中に多孔質体を浸漬し、乾
燥・焼成する。

との焼成に依って、上記原料はそれぞれ相当する酸化ネ
オジム、酸化セリウム、白金、パラジウムに質化し担体
上に含浸担持される。

なお、前記担体の形状は０粒状、柱状、ハニカム状等そ
の１１類は問わない、又１本発明に於いては・前記の如
き担体の構成原料であるアルミナ。

或いはアル電すとマグネシア等を節約する為に。

本発明とは別に作成したコージェライト等の粒状体、ハ
ニカム状体等の骨格を母体とし、これに前記担体材料を
被覆、焼結して多孔質体とし、該多孔質体に前期の触媒
成分を担持させ触媒を構成することもできる。

実施例を 多孔質担体としてのアルミナ・マグネシア・スピネル焼
結体に１本発明にかかる触媒成分を担持させた触媒を調
製し、その浄化活性を測定した。

即ち、平拘粒径−ａｂ−のｒ−アルミナ粉末１．５０ｆ
ｆと、平均粒径ｌ＃のマグネシア粉末５２７ｆとを混合
し、これに少量の水を加えて十分に混会し、マルメライ
ザー（錠剤成形機）によｐ約８麿の直径を有する球状ベ
レットを作製し丸１次に。

これを１．８５０’Ｃで６時間加熱燗結し、アルミナ・
マグネシア・スピネルの球状焼結体を得た。次いで、該
球状焼結体を下記に示す触Ｖ＆成分原料の水溶液中に浸
漬し、乾燥させ、６００°Ｃ空気中で８時間焼成して、
前記触媒成分を含有させて成る各種触媒（第１表）を調
製した。

上記の球状焼結体の組成は−ＭＰＡｌｓ　０４スピネル
５１９６（重量比、以下同じ）　、Ａｌ！ｌＯｓ　９％
でＭｆＯは存在していなかった。又、該焼結体は比表面
積９イ／ｆであった。

次に、上記の触媒成分を担体に担持させる場合に用いた
水溶液は、酸化ネオジム（Ｎ６ｓ　Ｏｓ　）を含有させ
る場合には硝酸ネオジムの、酸化セリウム（０ｓｅｓ　
）の場合には硝酸第一七リウムの、白金Ｏ場合には硝酸
白金の各水溶液を用い九、又、上記触媒成分を担持させ
る場合には、上記の如く−Ｈ酸化ネオジムを担持させた
後、必要に応じ上記と同様にして酸化セリウムを、更に
は白金、パラジウムの一方又は双方を順次担持させる手
段を取つして、上記の各触媒成分となり担体中に担持さ
れる。

次に・これらの触媒の耐久性を評価する為、これら・触
媒を、理論空燃比（Ａ／Ｆ−ｔｔｓ）を中心にその上下
に空燃比α８ずつ（ＬＩＳ秒の周期で変化させながら運
転した内燃機関からの排気ガス中に、８・Ｏ″Ｃで１０
０時間放置した。又、この際触媒層を通過する排気ガス
の空間連座はシ５，００　Ｑ／ｈｒとし九。

次いで、上記耐久テストを終えた触媒についてそＯ浄化
活性を評価した。

即ち・上記触媒を石英管に充填し、８５０°Ｃに加熱保
持しておき、これに自動車の内燃機関からの排気ガスを
空間適度８０．０００／ｈｒで導入し九。

上記排気ガスは、内燃機関を、理論空燃比を中心に、そ
の上下に空燃比α４ずつ、１秒の周期で変化させつつ運
転した場合のものであっ九、この空燃比の変化は０幅が
広くかつ周期も長いので、触媒活性Ｏ測定としては、よ
シ過酷な条件である。

なお、上記運転時に於ける排気ガス中の各成分の平均濃
度は・容量比で、大体、窒素酸化物（ＮＯｘ）がα１％
、−酸化炭素（００）α８優、膨化水素（ＨＯ）α１２
％、二酸化炭素（ＣＯＩ）１２％・水素（ＴＩ、）（ｌ
ｘ％０酸素（０１）α６８９６．水（Ｈｉ＊Ｏ）１１％
６残部窒素（Ｎ１）であった。

上記の浄化活性は、浄化率、即ち上記有害成分が除去さ
れた割合により評価した。その結果を第２表に示す。

又、比較の為に、前記と同様にして得九アル電す・マグ
ネシア・スピネルの球状焼結体を担体として用い、酸化
ネオジム、酸化セリウムは担持することなく、他は上記
と同様にして調製した触媒（触媒−ＢＳ　＋　Ｓｓ　＊
　８＝　）に対しても上記と同様に評価を行なった。こ
れらについても第１表及び第２表に併示した。

第　　　　１　　　　表 第　　　２　　　表 上記より知られる如く０本発明に力り力島る触媒は、・
ａｍ　ｅ　１５ｓ　）に比して著しく高い浄化活性を有
している事が分る。この事は、特にＭｏｘの浄化に於い
て著しい。

実施例２ 一一アル電すの雌状多孔質を担体として１本発明にかか
る触媒を調製し２次いで実施例１と同様に耐久性テスト
を行なった後その浄化活性を測定した。上記−一アルき
す担体は、市販の１−アルＺす担体（粒径口１を電気炉
にて１２００°Ｃで８時間焼成して作製し丸もので、比
表面積は２０＃／／ｆであっ九。

上記触媒の組成について第８表に、浄化活性について第
４表に示す、これら各表には、比較の為に膚〜アル電す
の球状多孔質体を担体として用い。

酸化ネオジム、酸化セリウムを担持する事表＜。

他は上記と同様にして調製した場合についても示す（触
媒＆　８４　＋　ｓｓ　＠　８６　）　＠第　　　８　
　　表 第　　　４　　　表 吹釦：純０ 上表よシ知られる如く、＃−アル２す担体を用いた場合
にも、実施例１に示したと同様に本発明にかかる触媒は
高い浄化活性を有することが分る。

実施例ａ 本発明にかかる触媒について、空燃比の焚動輻を更に広
くして、耐久性テスト、浄化活性測定を行なった。この
テスト測定は、実施例１．２よりも過−な条件で行なう
ものである。

即ち、耐久性テストに於いては空燃比を理論空燃比を中
心にａ８ずつ１秒の周期で・浄化活性測定では同じ（６
Ｂずつ２秒の周期で、それぞれ変化堪せ、その他は実施
例１と同様の条件で行なつた。

浄化率の測定結果を第６表に示す、対敵とした触媒は・
実施例ＩＩ２に示し九もので、その触媒−を第６表に示
す。

第　　　５　　　表 第６表よシ知られる如く、酸化セリウムを触媒液分とす
る触媒（第二発明）は、そうでない触媒（第一発明）に
比して、空燃比の髪動輻が広い範囲に渡っても高い浄化
率を発揮している事が分る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　セラミックスの多孔質体を担体とし・該担体
   に酸化ネオジムを担持させると共に、白金。 パラジウムの一方又は双方を担持させてなることを特徴
   とする排気ガス浄化用触媒。
2. （２）セラミックスの多孔質体を担体とし、該担体に酸
   化ネオジム及び酸化セリウムを担持させると共に、白金
   、パラジウムの一方又は双方を担持させてなることを特
   徴とする排気ガス浄化用触媒。