JPS60110334A - 排ガス浄化用触媒の製造方法 - Google Patents

排ガス浄化用触媒の製造方法

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JPS60110334A
JPS60110334A JP58217687A JP21768783A JPS60110334A JP S60110334 A JPS60110334 A JP S60110334A JP 58217687 A JP58217687 A JP 58217687A JP 21768783 A JP21768783 A JP 21768783A JP S60110334 A JPS60110334 A JP S60110334A
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江渡 義行
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    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/945Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific catalyst
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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】 (発明の関連する技術分野〕 この発明は、車両の機関等、特に自動車の機関から排出
される排ガス中の窒素酸化物(NOx)、炭化水素(H
O)および−酸化炭素(CO)を効率よく低減させる排
ガス浄化用触媒の製造方法に関するものである。
(従来技術) 従来、車両の機関等から排出される排ガス中のN0xH
OおよびCOを無害化するための触媒は多数知られてお
シ、その製造方法も種々提案されている。この内、あら
かじめセリウムを含有させた活性アルミナ粉末をモノリ
ス担体基材の表面に付着させた後、白金、ロジウム、パ
ラジウム等の触媒金属をそれぞれ単独あるいは組合わせ
て担持させ触媒を製造する方法が、特開昭52−’11
6.779号、同54−159.891号公報などで提
案されている。
しかしながら、このような方法によって得られた排ガス
浄化用触媒にあっては、触媒成分である高価な白金、ロ
ジウム、パラジウム等の貴金属を多量に担持させていた
にもかかわらず製造工程において、活性アルミナに多量
のセリウムを担持させるので、活性アルミナの表面積が
減少し、貴金属の分散が悪くなり、低温活性が低下する
という問題点があった。
(発明の開示) この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、あらかじめセリウムを含有させた活性アルミ
ナ粉末に、セリア粉末を配合したものをモノリス担体基
材の異面に付着させた後、白金、ロジウムおよびパラジ
ウムから成る群から選ばれた少くとも1種の貴金属成分
を担持させ、排ガスの浄化性能を維持させつつセリアの
酸素(02)ストレージ効果を充分に出させ貴金属量を
低減することによシ上記問題点を解決することを目的と
している。
ここで「セリアの02ストレージ効果」とは、セリアが
酸化雰囲気側の状態で酸素を取込んで完全!・・にce
o 、となり、還元雰囲気即ち燃料過剰領域で酸素を放
出して酸素欠損構造となるあたかも酸素を貯える効果を
いう。
一般にγ−アルミナ、δ−アルミナ等の活性アルミナは
高温にさらされると安定なα−アルミナナをそのまま触
媒用担体として使用し、その上に白金、パラジウム、ロ
ジウム等の貴金属担持量5 た貴金属がシンタリングしてしまい活性を失なってしま
う。
しかしながら活性アルミナに金属換算でアルミナに対し
て1重量%以上のセリウム酸化物を担持させると、活性
アルミナの耐熱性が向上し、高温にさらされてもα−ア
ルミナに変化しにくくなる。
セリウム醸化物の担持量が金属換算で対アルミナ5重量
%を越えると耐熱性は向上するが相対的に活性アルミナ
の比表面積を低下させることにナシ好′ましくlい。
この発明はこれらの作用を十分考慮に入れさらには酸化
セリウムの0.ストレージ効果を発揮させるべく、アら
かじめセリウムを含有させた活性アルミナ粉末にセリア
粉末を配合しテコ−ティング液をつくシ、次いでこのコ
ーテイング液によりモノリス担体基材の異面に付着させ
た後、貴金属成分を担持させる。この結果書られる触媒
の浄化性能は貴金属担持量を少なくしても性能は逆に向
上し、自動車用として用いた場合の耐久性も十分でらる
。なお以上の説明でも一部述べたように、活性アルミナ
粉末にセリウムを含有させる量が5重量%(金属換算)
を越え、配合するセリア粉末50重量%(金属換算)を
越えるとその増量効果は殆んどなく、逆に活性アルミナ
粉末にセリウムを含有させる量が、セリウムで1重量%
(金属換算)未満、配合するセリア粉末5重量%(金属
換算)未満の場合はそれらの添加効果は発明者らの要求
性能と比較して不十分である。
(発明の実施例) 次にこの発明−を実施例、比較例および試験例により説
明する。
実施例 1 ガンマアルミナ金主成分とする粒状担体(粒径2〜4 
mm ) f 、硝酸セリウム水溶液に含浸後、乾燥し
、6tlO℃の空気中で1時間焼成し、アルミナに対し
てセリウム酸化物を金属換算で1重量%含む担体を得た
。次にアルミナゾル(ベーマイトアルミナIO重量優懸
濁液に10重量%のHNO3を添加することによって得
られたゾル) 2478.l−セリウムを含む活性アル
ミナ粒状担体1419 f 。
市販セリア粉末108.2 t fボールミルに混ぜ込
み、6時間粉砕したのち、このアルミナを含む液(以下
コーテイング液と呼ぶ)′(il−モノリス担体基材(
1,77、400セル)に付着させ、6I)0で2時間
焼成した。この場合の付着量は4Z5f/個に設定した
更に為この付着した担体に、白金0.77f、 ロジウ
ム0.18 f Kなるように担持させた後、600℃
で2時間焼成し、触媒1を得た。
実施例 2 実施例1において、セリウムを含む活性アルミナ粒状担
体908 f 、市販セリア粉末619 fに変えた以
外は同様にして触媒2を得た。
実施例 8 実施例1において、セリウムを含む活性アルミナ粒状担
体491 F 、市販セリア粉末1082 fに変えた
以外は同様にして触媒8を得た。
実施例 会 実施例1において、セリウム7含む活性アルミナ粒状担
体(セリウム金属換算8重量%)108F。
市販セリア粉末1419 Fに変えた以外は同様にして
触媒4を得た。
実施例 5 実施例】において、セリウムを含む活性アルミナ粒状担
体(セリウム金属換算8M量% ) 1007fs市販
セリア粉末5162に変えた以外は同様にして触媒5を
得た。
実施例 6 実施例1において、セリウムを含む活性アルミナ粒状担
体(セリウム金属換算8重量%)4914゜市販セリア
粉末1082りに変えた以外は同様にして触媒6を得た
実施例 7 実施例1において、セリウムを含む活性アルミナ粒状担
体(セリウム金属換算5重41% ) L4IQ?、市
販セリア粉末1081に変えた以外は同様にして触媒?
を得た。
実施例 8 実施例1において、セリウムを含む活性アルミナ粒状担
体(セリウム金属換算5重量tI)) 1007?、市
販セリア粉末516tに変えた以外は同様にして触媒8
を得た。
実施例 9 実施例1において、セリアを含む活性アルミナ粒状担体
(セリウム金属換算5重量%) 491 f 。
市販セリア粉末10B2 fに変えた以外は1同様にし
て触媒9を得た。
比較例 1 アルミナゾル256LOf 、活性アルミナ粒状担体1
487、Of fボールミルに混ぜ込み、6時間粉砕し
た後、コーティング担体基材(1,7/、 400セル
)に付着させ、650℃で2時間焼成した。この場合の
付着量は84097個に設定した。
さらに、この付着した担体を塩化白金酸と塩化ロジウム
の混合水溶液に浸漬し、白金、ロジウムの付着量が白金
1.Gl、ロジウム0.19 fになるように担持した
後、600℃で2時間焼成し、触媒Aを得た。
比較例 2 アルミナゾル2568.Of 、セリウムを含む活性ア
fミナ粒状担体(セリウム金属換算5重量%)1487
、Ofに変えた以外は比較例1と同様にして触媒Bを得
た。ただし、白金およびロジウムの付着量F′11個当
りそれぞれ白金l?、ロジウムO,L1fに設定した。
比較例 8 アルミナゾル2478 f 、市販セリア粉末1522
 fに変えた以外は、比較例1と同様にして触媒cft
得た、但し白金およびロジウムの付着量は、1個当りそ
れぞれ白金1.9 f 、ロジウム0.19 rに設定
した。
比較例 4 アルミナゾル256B、Of 、セリウムを含む活性ア
ルミナ粒状担体(セリウム金属換算0.5重量%)18
67.2 f、市販セリア粉末69.8 tに変えた以
外は実施例1と同様にして触媒りを得た。ただし、白金
およびロジウムの付着量は1個当シそれぞれ白金0.7
7 f 、ロジウム0.18 fに設定した。
比較例 5 アルミナゾル2668 f 、セリウムを含む活性アル
ミナ粒状担体(セリウム金属換算10重量%) 81.
92、市販セリア粉末1405 fに変えた以外は実施
例1と同様にして触媒Eを得た。ただし白金およびロジ
ウムの付着量は1側御りそれぞれ白金0.77f。
ロジウムO,18fに設定した。
実施例 10 実施例1において、モノリス担体基材を1.71.40
0セルからo、or、aooセルに変えた以外は同様に
して触媒lOを得た。ただし白金および口ジウムの付着
量は1個当りそれぞれ白金0.95り、ロジウム0.1
6 Fに設定した。
比較例 6 比較例1においてモノリス担体基材’e 1.7 l!
、400セルから0.Gl/、800セルに変えた以外
は同様にして触媒F’r得た。ただし白金およびロジウ
ムの付着量は1個当りそれぞれ白金0.95り、ロジウ
ム0.169に設定した。
比較例 7 シリカ2568.0 ? 、セリウムを含む活性アルミ
ナ粒状担体(セリウム金属換算8重量%) 1487.
02をボールミルに混ぜ込み、6時間粉砕した後コーテ
ィング担体基材(1,7/5400セル)ニ付着させ、
650℃で2時間焼成した。この場合の付着量は840
f/個に設定した。更に、この付着した担体を塩化白金
酸と塩化ロジウムの混合水溶液に浸漬し、次いでH2/
Hの流れの中で還元した。白し1触媒Gを得た。
比ゝ較例 8 アルミナゾル256B、Of 、活性アルミナ粒状担体
1437、Of fボールミルに混ぜ込み、6時間粉砕
した後、コーティング担体基材(1,77、400セル
)に付着させ、650℃で2時間焼成した。この場合の
付着量は840−に設定した。次いで硝酸セリウム(0
e(No8)8)の水溶液で282(セリウム換算)の
セリウムを付着させた。次いで120℃で8時間乾燥し
、空気中600℃で2時間焼成した。更にこの付着した
担体を塩化白金酸と塩化ロジウムの混合水溶液に浸漬し
、白金およびロジウムの付着量がそれぞれ白金1.9 
f 、ロジウム0.199になるように担持した後、焼
成し、触媒Hを得た。
実施例 11 実施例1において、白金の代りにパラジウムを用い、パ
ラジウムおよびロジウムの付着量ヲそれぞれパラジウム
0.77F、ロジウム0.18 f Kfi ルように
担持させた以外は同様にして触媒11を得た。
実施例 12 実施例5において、白金の代シにパラジウムを用い、パ
ラジウムおよびロジウムの付着量をそれぞれパラジウム
0.77 f %ロジウム0.18 rになるように担
持させた以外は同様にして触媒12ヲ得た。
比較例 9 比較例1において、白金の代りにパラジウムを用い、パ
ラジウムおよびロジウムの付着量をそれぞれパラジウム
1.9 t 、ロジウム0.19rになるように担持さ
せた以外は同様にして触媒Ii得た。
試験例 実施例1〜1zより得た触媒1〜12、比較例1〜9よ
り得た触媒A〜工につき下記の条件で耐久試験を行い、
日産自動車(株)製、乗用車セドリツク(商品名)排気
量2009ccエンジン塔載、但し実施例1Oと比較例
6の触媒IOとFについては日産自動車(株)製乗用車
スタンザ(商品名)排気i 1800 cc xンジン
塔載で、lOモードエミッションの浄化率〔ガス中の炭
化水素(He) 、−酸化炭素(CO)、窒素酸化物(
NO)の転化率〕を測定し、得た結果を第1表に示す。
触 媒 モノリス型貴金属触媒 エンジン 排気量2200cc 力ス組成 Co ’ 0.4〜0.6% 0.0.4〜0.6% No 25001)pm He 1000 ppm C0□ 14.9±0.1% N2 残部 (発明の効果〕 以上説明してきたように、この発明の触媒の製造方法は
あらかじめセリウムを含有させた活性アルミナ粉末に、
セリア粉末を配合して形成したコーテイング液をモノリ
ス担体基材の表面に付着させた後、触媒金属成分を担持
させる構成としたため、得られる触媒は試駆例の結果か
ら明らかなように、比較例(比較例7は特開昭52−1
1677号の方法、比較例8は特開昭54−15989
1号の方法に準した方法)の触媒に比し、貴金属成分が
少くても高い排ガス浄化性能を維持し、貴金属を低減し
得るという顕著な効果が得られる。
特許出願人 日産自動車株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L あらかじめセリウムを含有させた活性アルミナ粉末
    に、セリア粉末を配合してコーテイング液をククシ、次
    いでこのコーテイング液をモノリス担体基材の表面に付
    着させた後、白金、ロジウムおよびパラジウムから成る
    群から選ばれた少くとも1種の貴金属成分を担持させる
    ことを特徴とする排ガス浄化用触媒の製造方法。 λ 活性アルミナ粉末にセリウムを含有させる量が金属
    換算でモノリス担体基材に付着させたアルミナ層に対し
    て1〜5重量%である特許請求の範囲第1項記載の排ガ
    ス浄化用触媒の製造方法。 & 配合するセリア粉末の量が、金属換算でモノリス担
    体基材に付着させたアルミナ漕に対してセリア粉末5〜
    50重量係である特許請求の範囲第1項記載の排ガス浄
    化用触媒の製造方法。
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