JPS6178438A - 排気ガス浄化用モノリス触媒 - Google Patents

排気ガス浄化用モノリス触媒

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JPS6178438A
JPS6178438A JP59199084A JP19908484A JPS6178438A JP S6178438 A JPS6178438 A JP S6178438A JP 59199084 A JP59199084 A JP 59199084A JP 19908484 A JP19908484 A JP 19908484A JP S6178438 A JPS6178438 A JP S6178438A
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JP
Japan
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catalyst
monolithic
exhaust gas
monolithic catalyst
palladium
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Pending
Application number
JP59199084A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Hirayama
平山 洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPS6178438A publication Critical patent/JPS6178438A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

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] 本発明は排気ガス浄化用モノリス触媒に関する。
ここでモノリス触媒とは、自動車の内燃機関などにおい
て、排気ガスを小化するベレット触媒に代わり近年利用
されるものである。このモノリス触媒にδ3いては、表
面積を大きくして浄化性能を向上すべく、排気ガスが通
過する貴通孔がicm当り例えば15〜100IIN形
成されている。そして、貫通孔を形成する璧面に、白金
やパラジウムなどの触媒層2を10持させ触媒層を形成
している。
[従来の技術1 従来の排気ガス浄化用モノリス触媒においては、q通孔
を形成する壁面に、白金やパラジウムなどの触媒金属が
、ガス流入口からガス流出口にか【りで均−濃度で担持
されている構成である。
[発明が解決しようとする問題点] lIF気ガス浄化用七ノリス触媒の現実の使用条件にお
いては、燃料中の[1(Pb)、Jイル中のリン(P)
等に基因する被mvA質(よ、貫通孔のうちガス流入口
側に付着する傾向がある。そのためガス流入口側の触媒
層は、長期間使用すると、被11カ質による劣化が茜し
い。
一方、IIF気ガス浄化用モノリス触媒の現実の使用条
件において番よ、n通孔のうちガス流出口側が高温にな
りからである。そのため、ガス流出口側の触媒層は、長
期間使用すると高熱による劣化が著しい。
以上のことから、白金やパラジウム等をガス流入口から
ガス流出口にか【)て均一111度で担持させている従
来のlJ1気ガス浄化用モノリス触媒においては、ガス
流入口側の触媒層は被l′fl物質による劣化が署しく
、ガス流出口側の触媒層は高熱による劣化が著しく、そ
のため、耐久性の面では必ずしも充分ではなかった。本
発明はこの問題点を解決するものである。
[問題点を解決するための手段1 本発明者は排気ガス浄化用モノリス触媒について鋭意研
究した結果本発明を完成した。本発明者は、白金(Pt
)は、耐熱性の面ではパラジウムより6劣るものの、被
毒物質に対しては強く、一方、パラジウム(Pd)は、
被jfJ物質に対しては白金よりも劣るものの、耐熱性
の面では優れていることに着目し、被毒物質による影響
を受けやすいガス流入口には、被毒物質に強い白金を担
持させ、一方、高熱の影響をうけやすいガス流出口には
、熱に強いパラジウムを担持させることにした。
即ら本発明の排気ガス浄化用モノリス触媒は、一端にガ
ス流入口J5よび他端にガス流出口を有づる貫通孔が多
数形成されたモノリス触媒担体と、該n通孔を形成する
壁面に担持された触W層とからなる排気ガス浄化用モノ
リス触媒においで、前記触媒層は、ガス流入口側の部分
においては白金(Pt)を主体とし、ガス流出口側の部
分においてtよパラジウム(Pd)を主体として構成さ
れていることを特徴とするしのである。
本発明の構成要素であるモノリス触媒担体は、触媒を1
■持するに能、及び自!lJ車などの排気系に設置され
るべく外形状を保持するR能を有する部材である。この
モノリス触媒18体は、多数のn通孔(通常15〜10
0 私1 、、/平方センチ)を有している。n通孔の
一端はガス流入口とされ、n通孔のl!!!喘はガス流
出口とされ℃いる。ここでガス流入口やガス流出口とは
、最も端側の間口部を意味する。
該担体の材質としては、従来と同様に熱衝撃性の強いコ
ージェライトが用いられるが、αアルミナやγアルミナ
などのアルミナ、ムライトあるいはアルミナ・マグネシ
ア・スピネル等を用いることもできる。アルミナ・マグ
ネシア・スピネルを用いた場合には、モノリス触媒IF
I体の礪械的強度が大きくなり、高温強度に優れた排気
ガス浄化用モノリス触媒を提供できる。
本発明の構成要素である触媒層は、ガス流入口側の部分
においては白金(Pt)を主体とし、ガス流出口側の部
分においてはパラジウム(Pd)を主体として構成され
ている。ここで主体とするとは、触媒層のうら1躾な部
分を占るという意味である。従って、ガス流入口側の部
分においては、触媒層の触媒金属のうち白金は、70〜
i oom■%とするのが好ましい。又、ガス流出口側
の部分においては、触媒層の触媒金属のうらlパラジウ
ムは、70〜100重量%とするのが好ましい。
ところで排気ガス浄化用モノリス触媒において)よ、被
毒物質がt=J着しやすい部分は、ガス流入口から、モ
ノリス触媒担体の全長の115〜1/2よでの部分であ
る。そのため、ガス流入口からモノリス触媒1■体の全
長の115〜1/2までの部分(よ、白金を主体として
触媒層を形成づるのが好ましい。又、^熱となりやすい
部分は、ガス流出口から、モノリス触媒10体の全長の
1/2〜415までの部分である。そのためガス流出口
からモノリス触媒担体の全長の1/2〜415までの部
分は、パラジウムを主体として形成するのが好ましい。
尚前記に述べた触媒は酸化触媒の場合であって、三元触
媒の場合は前記した白金やパラジウムの他に、ロジウム
(Rh)をモノリス触媒担体の貫通孔の壁面に担持させ
る。この場合、ガス流入口からガス流出口にかけてロジ
ワムを均一濃度で担持させることが望ましい。但し必要
に応じてi11度勾配をつけてロジウムを担持さVるこ
ともできる。
本発明の触媒層を形成するにあたっては、一般に、モノ
リス触媒担体の6通孔を形成する壁面にアルミナ層など
の触媒担持層をコーティングし、この触媒担持層に白金
やパラジウムの触媒金属を担持させることにする。触媒
担持層は一般にポーラスとする。この場合、触媒担持層
を、モノリス触媒担体側の内層と、その上のポーラスな
外層との二層に分け、内層を、塩基性金属酸化物を含む
層とし、主として該内層に白金等の触媒金属を担持する
ことにしてもよい。塩基性金属酸化物としてはネオジム
、サマリウム、ランタンなどの希土類金属の酸化物を用
いることができる。このようにすれば、外層によって、
鉛やリンなどの被毒物質から触媒層の触媒金武を保護づ
ることができるので、長期間使用下における排気ガス浄
化能力の低下を一居少なくすることができる。
尚触媒層の厚みは一般に、50〜150μ程度とする。
本発明の排気ガス浄化用モノリス触媒を製造するにあた
っては、ジニトロジアンミン白金、硝酸白金、塩化白金
酸等の溶液に、モノリス触媒担体のガス流入口側を浸漬
し、その後乾燥、焼成させる。次に該モノリス触媒担体
を上下逆にして、塩化パラジウムや硝酸パラジウム等の
溶液に該モノリス触媒担体のガス流出口側を浸漬し、そ
の後乾燥、焼成する。
〔光明の効果1 本発明の排気ガス浄化用モノリス触媒にJ3いては、被
毒物質の影響をうけやすいガス流入口側の触Wlffl
は、被毒に強い白金を主体として構成されている。又へ
1となりがらなガス流出口側の触媒層は、耐熱性に優れ
るパラジウムを主体として構成されている。従って被毒
、熱による触媒層の、劣化は従来技術に比して小さい。
よって長期間にわたって使用しても経時劣化しにくい耐
久性のある排気ガス浄化用モノリス触媒を提供すること
ができる。
〔実施例1] 活性アルミノ°粒状1g体を$j)砕し微扮化したもの
10009と、アルミナ含有fl110wt%のアルミ
ナシルア00Qと、4Qwt%硝酸アルミニウム水溶液
1509と、蒸溜水450m1とを加えよく撹拌してア
ルミナスラリーを調整した。一方コージエライト製のモ
ノリス触媒担体く1通孔数400ケ/平方in、断面1
110平方cm、長さ150mm>を水に浸漬して十分
吸水させた。そして、そのモノリス触媒担体の貫通孔を
形成する壁面に、前記アルミナスラリーを均一の厚さに
コーティングして付着させた。アルミナスラリーの付着
は、具体的にはモノリス触媒担体をアルミナスラリー中
へ浸漬した後、アルミナスラリーから取り出し貫通孔内
に詰まっているアルミナスラリーを空気流で吹き飛ばし
アルミナスラリーが均一の厚さに付着する。次に200
℃で1時間乾燥後700℃で2RfiSl焼成した。焼
成後ジニトロジアンミン白金溶液中に、モノリス触媒担
体をガス流入口から浸漬Qた。この場合、該モノリス触
媒担体の全長の1/3の部分を浸漬した。そして、3分
後に該液からモノリス触媒1u体を取り出し、再びモノ
リス触媒担体のガス流入口から全長の1/Sまで浸漬さ
せるサイクルを1時間繰り返した。
その後乾燥させた。次にモノリス触媒担体の上下を逆に
して塩化パラジウム溶液中にモノリス触媒10体のガス
流出口側から浸漬した。この場合、該モノリス触媒担体
の全長の2/3(白金が担持されていない部分)の部分
を浸漬した。そして、36後に液からモノリス触媒担体
を取り出し再び該担体の全長の2/3まで浸漬させるサ
イクルを1FR間繰り返した。その後乾燥させた。次に
塩化ロジウム溶液中にモノリス触媒担体全体を1時間浸
漬した。その後乾燥し、本実施例の排気ガス浄化用モノ
リス触媒を形成した。本実施例の排気ガス浄化用モノリ
ス触媒においてはガス流入口側から全長の173部分に
白金が担持されてJ3す、又、ガス流出口側から全長の
273の部分にパラジウムが担持されており、又、全体
にロジウムがそれぞれ担持された構成となっている。触
媒金属の担持量は、白金0.5o/l −触媒、パラジ
ウム0゜5g/l−触媒、ロジウム0.1g/l−触媒
となっている。
C比較Ps] 実施例と同様の方法で、モノリス触媒担体の貫通孔の壁
面にアルミナスラリーを均一の厚さにコーティングして
付着させ、そのm乾燥、焼成した。
そしてジニトロジアンミン白金溶液中にモノリス触媒担
体全体を1時間浸漬した後乾燥し、次に塩化パラジウム
溶液中にモノリス触媒担体全体を1時間浸漬した後乾燥
した。次に塩化ロジウム溶液中にモノリス触媒担体全体
を1vr間浸漬した後乾燥し、これにより比較例として
の排気ガス浄化用モノリス触媒を形成した。比較例の排
気ガス浄化用モノリス触媒においては、担体全体に白金
、パラジウム、ロジウムがそれぞれ均一に担持された構
造となっており、又各触媒金属の担持量は前記した実施
例の排気ガス浄化用モノリス触媒の場合と同一である。
前記した実施例の排気ガス浄化用モノリス触媒、比較例
の排気ガス浄化用モノリス触媒について、以下の(1)
〜(5)条件で耐久試験を行なった。
(1)燃料・・・鉛0.013111/1.:雲滌を含
むガソリン(2〉空燃比・・・14.6 (3)エンジン回転数・・・3300rl)m(4)排
気ガス温度・・・720℃ (5)運転時間・・・200時間 そして、50時間毎に)−1c、co、NOxを測定し
た。
第1図はHC,Co、NOxの測定結果を示すグラフで
ある。第1図において黒い印は本実施例の測定、結果を
示すものであり、そのうち、黒丸はHC1黒三角はCo
1黒ひし形はNOxの測定結果をそれぞれ示す。又白い
印は比較例の測定結果を示すものであり、そのうち、白
丸はHC1白三角はCo1白ひし形はNOxの測定結果
をそれぞれ示1゜第1図から明らかなように、運転時間
が長くなるにつれての浄化率の低下は、比較例の排気ガ
ス浄化用モノリス触媒の場合には大ぎく、特にHCにお
いて著しい。これに対して本実施例の排気ガス浄化用モ
ノリス触媒においては僅かの低下にとどまっている。
第2図〜第5図は実施例1〜実施例4の排気ガス浄化用
モノリス触媒の白金、パラジウム、ロジウムの濃度分布
を示したグラフである。
各図中、1は白金の濃度分布を示す曲線、2はパラジウ
ムの濃度分布を示す曲線、3はロジウムの濃度分布を示
す曲線である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、運転時間と浄化率との関係を示すグラフであ
る。第2図は、ガス流入口からガス流出口にかけての触
媒金属の濃度分布を示す実施例1のグラフである。第3
図はガス流入口からガス流出口にかけての触媒金属の濃
度分布を示す実施例2のグラフである。第4図は、ガス
流入口からガス流出口にかけての触媒金属の濃度分布を
示す実施例3のグラフである。第5図は、ガス流入口か
らガス流出口にかけての触媒金属の濃度分布を示す実施
例4のグラフである。 図中、1は白金の濃度分子liを示す曲線、2はパラジ
ウムのi度分布を示す曲線、3はロジウムの濃度分布を
示す曲線を示ず。 特許出願人   トヨタ自動車株式会社代理人    
 弁理士 大川 広 間      弁理士 膝谷 修 同      弁理士 丸山明夫 第1図 運転B8−閂(hr)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一端にガス流入口および他端にガス流出口を有す
    る貫通孔が多数形成されたモノリス触媒担体と、該貫通
    孔を形成する壁面に担持された触媒層とからなる排気ガ
    ス浄化用モノリス触媒において、前記触媒層は、ガス流
    入口側の部分においては白金(Pt)を主体とし、ガス
    流出口側の部分においてはパラジウム(Pd)を主体と
    して構成されていることを特徴とする排気ガス浄化用モ
    ノリス触媒。
  2. (2)触媒層は、ガス流入口からモノリス触媒担体の全
    長の1/5〜1/2の長さの範囲においては、白金を主
    体として構成され、ガス流出口からモノリス触媒担体の
    全長の1/2〜4/5の長さの範囲においては、パラジ
    ウムを主体として構成されている特許請求の範囲第1項
    記載の排気ガス浄化用モノリス触媒。
  3. (3)触媒層は、ガス流入口からガス流出口にかけて均
    一にロジウム(Rh)を有している特許請求の範囲第1
    項記載の排気ガス浄化用モノリス触媒。
  4. (4)モノリス触媒担体は、貫通孔が直状にのびるよう
    に、コージェライトを主体として構成されている特許請
    求の範囲第1項記載の排気ガス浄化用モノリス触媒。
  5. (5)触媒層は、壁面にコーティングされたポーラスな
    アルミナ層に白金やパラジウムを担持させることにより
    、形成されている特許請求の範囲第1項記載の排気ガス
    浄化用モノリス触媒。
JP59199084A 1984-09-21 1984-09-21 排気ガス浄化用モノリス触媒 Pending JPS6178438A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006075724A (ja) * 2004-09-09 2006-03-23 Toyota Motor Corp 排ガス浄化用触媒
WO2006080369A1 (en) * 2005-01-31 2006-08-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyst for purifying exhaust gases and exhaust-gas purification controller using the same
WO2007057981A1 (ja) 2004-05-28 2007-05-24 Cataler Corporation 排ガス浄化用触媒
JP2009226249A (ja) * 2008-03-19 2009-10-08 Cataler Corp 排ガス浄化用触媒
JP2012096201A (ja) * 2010-11-05 2012-05-24 Toyota Motor Corp 自動車排ガス浄化用触媒
JP2013024644A (ja) * 2011-07-19 2013-02-04 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 排ガス再結合器及びそれを備えた沸騰水型原子力発電所の気体廃棄物処理系

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007057981A1 (ja) 2004-05-28 2007-05-24 Cataler Corporation 排ガス浄化用触媒
US7759290B2 (en) 2004-05-28 2010-07-20 Cataler Corporation Exhaust gas purifying catalyst
JP2006075724A (ja) * 2004-09-09 2006-03-23 Toyota Motor Corp 排ガス浄化用触媒
WO2006080369A1 (en) * 2005-01-31 2006-08-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyst for purifying exhaust gases and exhaust-gas purification controller using the same
JP2006205134A (ja) * 2005-01-31 2006-08-10 Toyota Motor Corp 排ガス浄化用触媒及びそれを用いた排ガス浄化制御装置
JP4506487B2 (ja) * 2005-01-31 2010-07-21 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化用触媒及びそれを用いた排ガス浄化制御装置
JP2009226249A (ja) * 2008-03-19 2009-10-08 Cataler Corp 排ガス浄化用触媒
JP2012096201A (ja) * 2010-11-05 2012-05-24 Toyota Motor Corp 自動車排ガス浄化用触媒
US8603940B2 (en) 2010-11-05 2013-12-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Automobile exhaust gas catalytic converter
JP2013024644A (ja) * 2011-07-19 2013-02-04 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 排ガス再結合器及びそれを備えた沸騰水型原子力発電所の気体廃棄物処理系

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