JPS5998735A - 排気浄化用触媒 - 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】 本発明は自動車等から排出されるガスの浄イしに使用さ
れる排気浄化用９＄媒に関す−るものである０ 従来、自動車等の排気浄化用触媒には、γ−アルミナ、
０−アルミナ等からなる粒状担体又はハニカム状コージ
ェライト担体等の基材にアルミナ（ＡＪ２０３）　′ｆ
／：ｆＪ１覆したモノ１」ス担体に白金、パラジウム、
ロジウム等の触媒活性を有する貴金属を単独にあるいけ
これらの組み合わせたものを担持した＠煤が使用されて
いる。そしてこれらの触媒において担体が使用される１
由け、上記白金等の＠媒をそのままの形状で使用すると
きは単位重量当りの表面積が小さく、反応表面積が大き
くとれないこと、およびアルミナのような熱的、機械的
安定性が高く、その表面に多数の細孔があるものを担体
として選びその細孔を含む表面に触媒成分を付着させ乙
こ２＝により帥媒七して反応させる面積を拡大させるこ
とができること等である。従って、担体表面槽の影響は
大きく、触媒としての活性や耐久性を左右する。

本発明は粒状担体の細孔分布に着目し、その分布範囲を
触媒活性および耐久性にすぐれた範囲のものに調整する
ことによって浄化性能のすぐれた触媒を提供するもので
ある。

この触媒の特徴は孔径が５０ミクロンから５オングスト
ロームの範囲にある平均孔径ｒに対して、０．６５ｒふ
ら１．６ｒの範囲内にある孔径のもの力ｆ全孔数の７０
パ一セント以上ある粒状担体を基材にしなことである。

しＬド、本発明の実ｊｆｒａ例につき説明し、併わせで
、従来例と比較し浄化率の相違について述べる。

第１実嘩例でけ、細孔径が２００〜３００Ａの範囲に８
０％以ヒ外布するアルミナ粒状担体５ｎＯｍｌｌに硝酸
第一セリウム溶液を二酸化セリウム０．２　　／Ｊとな
るよう拒持し、次ｒＣ１白金Ｐソルト（肩化白金酸六水
唄吻）溶液を白金０．８匂となるように、そして塩化ロ
ジウム溶液をロジウムＱ、（１５騎となるように担持し
て触媒を作る。この触媒について後述する耐久試験を行
ない浄化率を測定する。

第１叱較例としては、何代径分布が１００Ａ以下の範囲
のものカ月Ｏ％、１００〜２０ＯＮの範囲内のものもの
が加％となる分布を持つアルミナ担体５１１１１　ｍｌ
！に実雀例１と同様の操作でセリウム、白金、ロジウム
を担持し、触媒化し、後述の耐久試験を行ない浄化率を
燗宝し、前記杭１実施例と比較する。

第２実嘩例では、酢酸で安ポ化したアルミナ含有率ｌＯ
％（１量含有率）のアルミナゾル３５０ｇに蒸留水１４
０ｇを加え、更に硝啼アルミニウム、！ＩＪｇを加えて
攪拌し、混合懸濁液を得る０次に、実雀例１で用いたア
ルミナ担体を平均粒径ｌＯμに粉砕したもの５００ｇを
混合懸濁液に加え１スラリー２すＺＯこのスラリー中に
直径３０　ｍｍｓ長さ５０ｍｍの円筒状をしたコージラ
イト質モノリス担体基材を２分間浸漬し、引き上げて担
体基材セル内のスラリーを空気流で吹さ払い、温度１５
０′″′Ｃで３時間乾燥した後に、温度６００ｕＣで３
時間焼成してモノリス触媒用担体を得る。

この担体に硝酸第一セリウム溶液を二岬化セリウムｏ、
ｎ　ｓ％′＞ｌとなるよう担持し、ついで白金Ｐソルト
溶液を白金１例となＺように、そして塩化ロジウム溶液
をロジウムｏ、１ＦＺｙ、）となるよう担持して触媒を
作る。この触媒についても後述の耐久試験を行ない浄化
率を測定する。

第２叱較例としてけ、スラリー組成は帖ｒｌ調整のため
若干の相異が生じるが、第２実施例と同様の操作で得ら
れた直径３０ｍｍ、長さ５０ｍｍの円筒状モノリス触媒
用担体に、第２実施例と同様の操作でセリウム、白金、
ロジウムを担持して触媒化し、後述の耐久試ｆＡを行な
い浄化率を測定し、前記第２実侑例と比較する。

触媒の耐久試験は、各触媒について空燃比８００°Ｃの
触媒床；ｌｉ　＆　、約６万Ｈｒ　　ｆ）空間速度の条
件下で５０時間試験する。

触媒の浄化性能明定吋、耐久試験終了後の各触媒に対し
て、ＣＯが０−８％、ＮＯｘが２２ｎＯｐｐｍ％０ｓＨ
ａが８４０ｐｐｍ、　０２が０．８４％、Ｎ２が０．１
７％、Ｎ２０が約３％、ＣＯ２が１０％残りがＮ２のモ
デルガスに、０．８％の過剰嗜素（０２１，１，６％の
過剰炭化水素（■）となるようにＩ　Ｈｚで交互に導入
した変動ガスを２００〜４５０°０にｍ熱し、空間速度
が約３万ｔ（ｒ　　の割合で触媒に通じ−ＣＮＯｘを還
元させ、Ｃ０１ＨＣを酢化させることによりＳＨｏ。

００、およびＮＯｘの浄化率を測定する。

Ｌ記の耐久試−後の浄化性能について、第１実棉例と笥
１比較−１との比軸結果を表１に、第２実鳩例と第２比
較例との比較結果を第１１１ないし２４３図に示す。

この比較結果により、第１実雀例は表１に示すように、 表−１ 排ガス中の有害成分であるＨｃ、ｃｏ＊よびＮ。

が初期間パーセント浄化（１（要する温度について第１
比較例のものに比べて著しく低い温度でよく、まな、耐
久試験後においても低温度で充分その目的を達成できる
ことが明らかにされた。

第２実施例でも哨１１ヅないし哨３１将に示すように、
第２比較例に比べて１″′（Ｃ，Ｃ０１ＮＯの浄化温度
が低温度で良いことを示している。

本発明において触媒の最終形状は特に限定する必要けな
く、粒状担体単独、又は粒状担体を彼覆しをモノリス担
体などの一体型に触媒活性を有する曖金属を単独まなは
組合わせて担持した触媒でちれば良いのである〇 担体構成物質として叶アルミナ、アルミナ系物質たとえ
ばスピネルなどが好ましい。この他チタニア、ジルコニ
ア等が使用できる。

本発１１）Ｊ　ｆむいて、担体の細孔径の分布範囲を上
記の如く平均細孔径ｒＫ対してＱ、６５ｒ、＄ら１．６
ｒの碌囲内に７０％あるように限ゼした理由は、７０％
以下でけ浄化率、耐久性等の顕著な向上が認められない
からでちる。

ｔＴｈｌ、１（Ｈ孔径ｒＫ対して０．６５ｒから１．６
ｒの範囲としたのけ％　　１．６ｒ以上でＩｆｉ担体の
密＋ｆが低下して耐久性が低くなり触媒毒に犯されやす
くなるなめであり、また０、６５ｒ　ＤＩ　Ｆとすると
表面積が小さくなって浄化率が低ドするなめである。

平均→１孔径け５μから５Ａの範囲が好ま・しく、この
値は水銀田入法、ガス吸着法等により測定される。

担体の冊孔径を本発明の叩く狭い、範囲にそろえるには
、たとえば、 ■　オイルドロ、プ法 ■　ペレット造粒後、焼成により大きい径にそろえる方
法 ■　ペレット成形特に醸・アルカリ処理を職こす方法 等の方法によって行なうことができる０本発明において
相持される触４′成分としては、白金、ロジウム、パラ
ジウム、ルテニウム等の白金属元素、ランタン、セリウ
ム等の希土類元素、および鉄族元素等が挙げられ、これ
らは単独またけ２坤以上組合わせて用い得るが、好まし
くは白金、ロジウム、セリウム、ランタンオキサイドで
ある。

触媒成分の相体への担持は常法によって行なうことがで
きる。たとえば、必要量の金属塩を含有した溶液中に担
体を浸漬し吸着させる方法、まなけ担体の吸水外だけの
水に金属塩を必・足置溶解し担体に吸収させる方法等で
行なえる。

本発明による融媒がこのように従来技術のものに比し、
浄化率、耐久性において優れているのけ、細孔分布を狭
い範囲に渕整した担体を基材としたことにより、担体上
に析出される峡媒唆分の金部に耐久性を低下させ人い範
囲で最大の表面積が与えられるためで、そのことにより
排ガス中の有害成分の浄化作用を最大眼に発揮させるこ
とができるようになるのである。また、鯖媒成分担持の
礫、細孔の大きさが触媒金属粒径に影響を与えるが、均
一な細孔を持つ担体でけ触媒成分も均一な粒径を成長さ
せるため、ガスとの反応時に、多くの細孔で同時に同じ
条件の反応が行なわれると考えられ、このなめに反応を
一層促進させ、浄化効率を高めることになるのである。

以上のように、本発明の触媒で岐、細孔分布を狭い範囲
に調整した担体を用いて触媒を作ることにより、より高
活性な触媒が得られる。また本発明の触媒は初期活性に
優れるとともに耐久性をも併せもつ。さらに本発明の触
媒＃ｔｇｔ金属量を増加させることなくすぐれた浄化性
能が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図叶第２実嘩例と第２比較例とのＨＣ浄化率の温度
特性、 第２図は竺２実権例と第２比較例との００浄化率の温度
特性、 第３図は臂２実施例と＠２比較例とのＮｏ浄化率の温度
特性である。 特許出願人　　　　トヨタ自動車株式会社第１図 入乃゛スラｌｊ％度（”Ｃ） 第３　必 入力゛ス温圧（°Ｃ） 麿′２　図 入り゛ス；：Ｌ皮ぐＣ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１１孔径が印ミクロンから５オンク°ストロームのイ
   厄囲にある平均孔径ｒに対して、０．６５ｒ力１ら１．
   ６ｒの範囲内にある孔径のもの力ぐ金子し数の７０パー
   セント以−トある粒状担体を基材にした排気浄化用触媒
   。