JPS60248221A - 触媒装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明はモノリス型の担体を用いた、特に自動車の排
ガス浄化用の触媒装置に関する。

（従来の技術） 従来のモノリス型担体を用いた触媒装置としては、断面
が円形型又はダ円型モノリス型担体、たとえばハニカム
担体をチクソトロピー性をもつ活性アルミナ質スラリー
に浸漬し、しかる後担体を引き上げ余剰のスラリーを空
気で吹き飛ばし乾燥し必要ならばこの工程をくシ返し必
要量の活性アルミナ質を被覆し、しかる後焼成しアルミ
ナ付ハニカム相体とし触媒成分を付けて触媒とした後、
容器内に収納し、触媒装置としていた。

ところで自動車用触媒装置として用いる時スペース上の
制約からその型状はおのずと決まってくる。現在使用さ
れている耐火性酸化物であるセラミックスハニカム担体
の型状は自動車の床下積付は用としては長径１７０％×
嫂径８１％×長さ１４４％、長径１４７％×短径７８％
×長さ１４３％。

長径１２１％×短径８６％区長さ１５３￥ｎなどがある
。

又エキゾーストマニホールド取付用のハニカム担体とし
ては直径１０１％×長さ１１１１Ａ、直径９３％×長さ
１０２Ｘなどがある。

この径と長さの関係は自動車への取り付は時の制約上径
を大巾に増加させ長さを減少させるわけにはいかない。

又同一容積の触媒では長さ方向を長くすればする程排ガ
ス転化性能は同上するとの報告もあり長さ方向はあまり
短かくしない方が好ましい。

さて、長期的な石油資源への見通しから特に自動車にり
っては省燃費が強く要求されておシ、エネルギー効率の
高いエンジンが次々と世に出ている。ところが工坏ルギ
ー効率が向上すればする程排ガス中へのエネルギーすな
わち排ガスの温度は低下することとなる。特に触媒を自
動車の車体床下へ取り付ける場合、触媒人口でのガス温
度は２５０℃を割るようなケースもあり低温活性の高い
触媒の開発が急がれている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、従来の触媒装置に６つては、普通の排気温度で
は問題ないが、特に低温における触媒活性が充分でない
という問題点があった。

（問題点を解決するだめの手段） 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、相体を複数の担体片から構成し、各相体片に
各別に活性アルミナ質を被覆あるいは付着し、触媒金属
である貴金属を担持させてものを容器内に収納すること
によシ、各相体片の長さを短かくして担体片の単位長さ
当りの活性アルミナの被覆量を多くし、上記問題点を解
決することを目的としている。

（作　用） ところで本発明者等の研究によれば第１図に示すように
同一形状のモノリス型担体の場合活性アルミナ質を均一
にかつ多量に付着させればする程低温活性は向上する傾
向にある。第１図には炭化水素Ｈ，Ｃ転化率のみ示しで
あるが、−酸化炭素ＣＯ９窒素酸化物ＮＯＸ共はぼ同じ
であるので省略した。

又本発明者の実験によれば第２図に示すようにハニカム
担体へのアルミナ質の付着量は長さ方向によシ均一に付
着できる上限量が異なシ、長さが短かくなればなる程そ
の量（単位長さ当シの付着量）は多くなる傾向にある。

同、第１図に示す実験結果は次の実験条件で行った。担
体は直径３６ｍｍ長さ６０＋＋＋ｍの円筒上のコーチイ
エライト製担体（セル数４００７ｉｎ２）を用い、活性
アルミナ質として、セリアをセリウム換算３重量％相持
させた活性アルミナ１００６．５　？アルミナ固形分と
して６．３４重量％を含む硝酸酸性ベーマイトアルミナ
ゾル２４７７．６ｇｒ、　セリア粉末５１５．９　ｇｒ
をボールミルに取り８時間粉砕して得たアルミナスリッ
プを用いた付着量は当該スリップを水で希釈したシ、付
着回数を１回〜３回と変えて変化させた。触媒金属とし
ては、担体容積１１当りＰｔ　１．０５　ｇｒ　、　Ｒ
ｈ　０．１８　ｇｒの割合で付着した、この触媒をエン
ジンの排気管に取付け、エンジンを車両に塔載した場合
時速１１００ｋとなるようにエンジン回転数を定め、こ
の状態で２００時間運転して耐久試験を行ない、この耐
久試験後に１（、Ｃの転化率を測定した、測定は次の条
件で行った。

触媒に通すガス組成 ＣＯ１，１０チ Ｎ２０．３６７チ Ｈ，Ｃ１４８０ｐｐｍｃ　（エチレン：プロパ７＝３　
＋　２）Ｎｏ　５００　ｐｐｍ ０２０．９３　％ Ｃｏ２１４．１１　％ （５） Ｎ２０　１０　％ Ｎ２　バランス 触媒に通すガス流量 ２７．５石／ｍｉｎ 第２図の実験は、第１図の実験と同様に、セリアを相持
させた活性アルミナ、セリア粉末、硝酸酸性ベーマイト
アルミナゾルを混合して８時間ボールミルで粉砕して作
成したアルミナスリップを用いて行った。

以上の実験からも明らかな・ように、本発明は担体とし
て短かい担体を各々活性アルミナ質を付けたものを所定
の長さに組合せて用いるので、各相体は、−個の単体を
用いるよシは活性アルミナを多量に付着することができ
る（第２図）。ゝこの結果、第１図に示すように、活性
アルミナ質を付着した各短かい担体に、所定割合で触媒
金属を付着した後容器内に収納してなる触媒装置は、低
温活性に優れたものとなる。

本発明の活性アルミナ質とは、γアルミナ、ρ−アルミ
ナ、δ−アルミナ等の活性アルミナ単独（６） あるいは混合物が好ましく用いられる。活性アルミナの
一部は、シリカと置かえても良く、又、セリア、ランタ
ナ等の希土類金属の酸化物と置換でも良い。

担体片に活性アルミナを被覆するには、好ましくはベー
マイトを酸性水溶液に混入攪拌して得られるアルミナゾ
ル単独またはアルミナ粉末、さらにはセリア粉末等を加
えたスラリに浸漬し、引上げた後に乾燥し、そのままあ
るいは浸漬、乾燥を２〜４回繰返して３００〜６００℃
で焼成しする。

本発明に用いる触媒金属としては、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ■
ｒ等の貴金属の１種または２種以上が用いられる。特に
好ましい触媒は、３元触媒としては、Ｐｔ−４ｈの組合
せが特に好ましい。

これらの触媒金属を担体片に担持させるには、触媒金属
の水溶性の化合物、例えば白金ならば塩化白金酸、ロジ
ウムならば塩化ロジウム等を水に溶かし、この液に活性
アルミナを付着した担体片を浸漬する。次いで、引上げ
た後乾燥し、４００°Ｃ〜ｓ　ｏ　ｏ　’ｃで焼成すれ
ば良い。

担体片は、α−アルミナ、コーディエライト、シリカ等
の耐火性酸化物で作成する。担体片の寸法は従来の１個
の長さの２等分又は３等分の長さで、各相体片の断面形
状は同じにすることが好ましい。

各相体片を容器内に収納するには、各相体片の排ガスを
通す孔、すなわちセルを一直線状になるようにすること
が好ましい。そのためには、特に断面形状が円形の場合
には、外周部にマークを印しておき、マークを合せるこ
とによってセルを一直線状になるようにしても良い。ま
た、担体片と担体片との間は若干間をあければセルが一
直線状にならなくても良い。

担体片の数は、コストの面から考えて２個にすることが
好ましい。

（実施例） 以下実施例で本発明を詳述する。

実施例１ 長径１７０％、短径８１％、長さ１４４％のコーディエ
ライト製ハニカム担体（セルａ　４００／　１ｎ２）を
長さ方向に２等分割し長さ７２％の相体片２個を用意す
る。

あらかじめセリウム塩水溶液に含浸した後焼成し、酸化
セリウムをセリウムとして３ｗｔ％相持させたイムロー
ヌブーラン社製活性アルミナ（ＳＣ８−７９）　１００
６．５　ｇｒ、アルミナ固形分として６．３４ｗｔ％含
む硝酸酸性ベーマイトアルミナゾル２４７７．６ｇｒ、
セリア粉末５１５．９ｇｒをボールミルに取り８時間粉
砕しアルミナスリップとする。

２個のノ・ニカム担体片をそれぞれスリップ中に浸漬し
、引き上げ余剰のスリップを空気気流で吹き飛ばし乾燥
する。本工程を３回くシ返し、空気中６５０℃で２時間
焼成した。各ノ・ニカム担体片にはセリウム入シ活性ア
ルミナが被覆されそれぞれ３０５　ｇｒ／−ｅづつ付着
した。

次いで、塩化白金酸と塩化ロジウムの混合水溶液に２個
の担体片を浸漬し、乾燥し、空気中で６００℃で１時間
焼成した。各担体片には担体片１．．ｅ当り、白金を０
．４５ｇｒｏジウムを０．０８　ｇｒ　の割合で付着さ
せた。得られた２個の触媒をステンレ（９） ス製コンバータに入れて触媒装置とする。

実施例２ 実施例１においてスリップ中にセリア粉末の代シに同量
のランタナ粉末を加え、さらに浸漬後の乾燥を省略して
３回くり返し、以下同様にしてセリアランタナ人活性ア
ルミナを付着させた。各相体片にはセリウム、ランタン
人活性アルミナがそれぞれ３１０　ｇｒ／４３づつ付着
した。

次いで、実施例１と同様に白金、ロジウムを付着シテコ
ンバータに入れ、触媒装置を作成した。

比較例１ 実施例１で用いた担体を分割せず長さ１４４′Ｘのまま
の担体１個を実施例１と同じスリップを用いてセリウム
人活性アルミナを付着させた所３回目のくり返し時目づ
まりが多数発生し均一コートができなかった。

比較例２ 実施例１のスリップに純水３００　ｇｒ　を加えスリッ
プをうすめ、比較例１で用いた担体１個に比較例１と同
様にしてセリウム人活性アルミナを付（１０） 着させに二。担体にはセリウム人活性アルミナが２１５
ｇｒ／β付着した。

次いで、実施例１と同様に白金とロジウムとを付着して
コンバータに人え［触媒装置とした。

比較例３ 比較例１で用いた担体１個を用いて実施例２と同じスリ
ップを用いて同じ操作を行なった所目づまりが多舷発生
し均一コートができなかった。

比較例４ 実施例２のスリップに純水４００　ｇｒ　を加えスリッ
プをうすめ比較例３で用いた担体１個に比較例３と同様
にしてセリウム、ランタン人活性アルミナを付着させた
。担体にはセリウム、ランタン人活性アルミナが２０５
　ｇｒ／Ｊ）付着した。

次いで比較例２と同様に白金、ロジウムを付着してから
コンバータに入れ触媒装置とした。

試験例 実施例１，２および比較例１，２で得られた４種類の触
媒装置を、自動車用ガソリンエンジンの排気管に取付け
てエンジンを運転し、排ガスの触媒人口での温度を７５
０℃に保ち、２００時間の耐久試験を行った。耐久試験
後の触媒を、触媒入口ガス温度の異なる２種類の２００
０　ｅｅ　６　気筒エンジン屯で１０モ一ド評価を行な
った。

高温評価車の１０モード中の触媒入口ガス温度は３００
〜３５０℃であり、低温評価車の１０モード中の触媒入
口ガス温度は２３０〜２７０℃である。

評価結果を第１表に示す。

第１表よシ高温評価車でも本発明による触媒が優れてい
るが、特に低温評価車ではこの傾向がさらに明確になっ
ていることがわかる。

（発明の効果） 以上述べて来たように、本発明はその構成を、耐火性酸
化物からなるモノリス型担体に活性アルミナ質を被覆し
、該被覆層に貴金属を担持せしめてなる触媒を容器内に
収納した触媒装置において、担体が複数個の担体片から
なり、各担体片が各別に活性アルミナ質が被覆され、各
別に貴金属が担持されて容器内に収納されていることと
したため、低臨時の排ガス転換率が高いという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、担体上の活性アルミナ付着量のちがいによる
触媒入口ガス温度とＨ，Ｃ・転化率との関係を示すグラ
フ、第２図は担体長さと活性アルミナ質付着可能量との
関係を示すグラフである。 （１４）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 耐火性酸化物からなるモノリス型担体に活性アルミナ質
   を被覆し、該被覆層に貴金属を相持せしめてなる触媒を
   容器内に収納した触媒装置において、担体が複数個の担
   体片からなυ、各相体片が各別に活性アルミナ質が被覆
   され、各別に貴金属が担持されて容器内に収納されてい
   ることを特徴とする触媒装置。