JPS62125857A - 排気ガス浄化用触媒 - Google Patents
排気ガス浄化用触媒Info
- Publication number
- JPS62125857A JPS62125857A JP60265794A JP26579485A JPS62125857A JP S62125857 A JPS62125857 A JP S62125857A JP 60265794 A JP60265794 A JP 60265794A JP 26579485 A JP26579485 A JP 26579485A JP S62125857 A JPS62125857 A JP S62125857A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base material
- carrier base
- alumina
- aluminum
- activated alumina
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (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。
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、内燃機関の排気ガスを浄化するモノリス触媒
に関し、詳しくは七ノリスm;媒の担体基材を改良する
ものである。
に関し、詳しくは七ノリスm;媒の担体基材を改良する
ものである。
[従来技術]
内燃m II 、特に自動重用エンジンの打]気ガス浄
化用触媒として、モノリス触媒が広く用いられている。
化用触媒として、モノリス触媒が広く用いられている。
このモノリス触媒は、通常Uノリス担体基材の表面に、
多孔質で表面積の大きい活性アルミナの触媒担持層を形
成し、この坦持砦(活性アルミナFA)に触媒成分を担
持させたちのである。
多孔質で表面積の大きい活性アルミナの触媒担持層を形
成し、この坦持砦(活性アルミナFA)に触媒成分を担
持させたちのである。
このモノリス触媒の担体基材として耐熱性全屈を用いる
事が近時提案されている。
事が近時提案されている。
[発明が解決しようとする問題点]
しかし、かかる金属製担体基材では、通常表面層にα−
アルミナからなる膜が形成される。該被膜及び該被膜を
介して、定着させる活性アルミナ層とは、結晶形態が異
なる。そのため、活性アルミナ層と金属製担体基材の付
着強1aは十分で【よなく、使用中に活性アルミナ層が
βIFIlする欠点かあつ 1こ 。
アルミナからなる膜が形成される。該被膜及び該被膜を
介して、定着させる活性アルミナ層とは、結晶形態が異
なる。そのため、活性アルミナ層と金属製担体基材の付
着強1aは十分で【よなく、使用中に活性アルミナ層が
βIFIlする欠点かあつ 1こ 。
本発明tま、上記事情に篤みて完成されたものであり、
活性アルミナ層と金属担体基材との付着強度を向上させ
る事により活性アルミナ層が金属製111体塁材から剥
1!illする事を防止するものである。
活性アルミナ層と金属担体基材との付着強度を向上させ
る事により活性アルミナ層が金属製111体塁材から剥
1!illする事を防止するものである。
[問題+:、iを解決するための手段〕本発明に係る排
気ガス浄化用触媒は、金属製モノリス10係り材と、該
担体基材の表面に、該担体基材を熱処理して形成したア
ルミナ被膜と、該アルミナ被膜上に形成した活性アルミ
ニウムと、少なくとも該活性アルミナ層に担持された触
媒金属と、からなる排気ガス浄化用触媒において、1)
を記金屈製モノリス担体埴材は、クロム(Cr)5wt
%〜30wt%、アルミニウム(△又)1wt%〜10
wt%、ランクノイド元素0.01wt%〜Q、5wt
%、残部鉄(Fe)の組成からなる事を14徴とする。
気ガス浄化用触媒は、金属製モノリス10係り材と、該
担体基材の表面に、該担体基材を熱処理して形成したア
ルミナ被膜と、該アルミナ被膜上に形成した活性アルミ
ニウムと、少なくとも該活性アルミナ層に担持された触
媒金属と、からなる排気ガス浄化用触媒において、1)
を記金屈製モノリス担体埴材は、クロム(Cr)5wt
%〜30wt%、アルミニウム(△又)1wt%〜10
wt%、ランクノイド元素0.01wt%〜Q、5wt
%、残部鉄(Fe)の組成からなる事を14徴とする。
金属製触媒担体基材は、モノリス触媒の形状を規定する
。
。
該担体基材は、例えば金属薄板をロール状に巻く事にJ
: =yで成形され、一般に大さ゛な表面積を与えるよ
うに全屈薄板表面を波形形状にしたり、折り重ね、41
1み目をつ()たつする。
: =yで成形され、一般に大さ゛な表面積を与えるよ
うに全屈薄板表面を波形形状にしたり、折り重ね、41
1み目をつ()たつする。
本発明の特徴は、この金属製触媒担体基材の組成を小量
パーセン1〜で、クロム(Cr)5%〜30%、アルミ
ニウム(△又)1%〜10%、ランタノイド元素○、0
1%〜O15%、残部鉄(「e)とする事である。ラン
タンイド元素としては、ランタン(La)、セリウム(
Ce)、プラセオジム<Pr)、ネオジム(NcN、プ
ロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユウロピウ
ム(Eu)、ガドリニウム(G(j)、テルビウム<T
b)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(+−IQ
)、工/Lzビウム(Er)、ツリウム<Tm>、イッ
テルビウム(Yb)、ルテチウム(LLI)を挙げる事
ができる。又、ランタノイド元素は、アルミニウム1に
対して、モル比で0.001〜0.10、望まI、<は
0.002〜0.05添加すると本発明の効果を一層発
揮できる。
パーセン1〜で、クロム(Cr)5%〜30%、アルミ
ニウム(△又)1%〜10%、ランタノイド元素○、0
1%〜O15%、残部鉄(「e)とする事である。ラン
タンイド元素としては、ランタン(La)、セリウム(
Ce)、プラセオジム<Pr)、ネオジム(NcN、プ
ロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユウロピウ
ム(Eu)、ガドリニウム(G(j)、テルビウム<T
b)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(+−IQ
)、工/Lzビウム(Er)、ツリウム<Tm>、イッ
テルビウム(Yb)、ルテチウム(LLI)を挙げる事
ができる。又、ランタノイド元素は、アルミニウム1に
対して、モル比で0.001〜0.10、望まI、<は
0.002〜0.05添加すると本発明の効果を一層発
揮できる。
ランクノイド元素は、例えば、ランタン(La)のよう
に、そのイオン(L a 3 + )半径(0,110
6n>は、アルミニウムイオン(Al3+)の半径(0
,062nm)よりも大きいので、すきまの大きいγ−
アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ等活性アルミナ
の格子間に入り、その結品構造を安定化する。又、ラン
クノイド元素のうら、軽希土類元素(La、Ce、Pr
、Nd、Pm、3m)は、特に、右動である。
に、そのイオン(L a 3 + )半径(0,110
6n>は、アルミニウムイオン(Al3+)の半径(0
,062nm)よりも大きいので、すきまの大きいγ−
アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ等活性アルミナ
の格子間に入り、その結品構造を安定化する。又、ラン
クノイド元素のうら、軽希土類元素(La、Ce、Pr
、Nd、Pm、3m)は、特に、右動である。
アルミナ被膜は、金属製担体基材を酸化雰囲気中で熱処
理(800℃〜1200’C)する事によって、用体阜
材内のアルミニウムから形成したものである。
理(800℃〜1200’C)する事によって、用体阜
材内のアルミニウムから形成したものである。
この熱!51理の際、前記ランクノイド元素の作用によ
り、γ−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ等活性
アルミナがα〜アルミナへ転移する事が抑制され、α−
アルミナの析出をさまたげる。
り、γ−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ等活性
アルミナがα〜アルミナへ転移する事が抑制され、α−
アルミナの析出をさまたげる。
第3図は、アルミニウムに添加するランタンの割合を変
えた場合におけるθ−アルミナからα−アルミナへの転
移温度の変化を示ブ。図において横軸は、アルミニウム
に対するランタンのモル比であり、縦軸は、転換熱の測
定から求めた転換温度である。
えた場合におけるθ−アルミナからα−アルミナへの転
移温度の変化を示ブ。図において横軸は、アルミニウム
に対するランタンのモル比であり、縦軸は、転換熱の測
定から求めた転換温度である。
図示のように、セル比が0.002〜0.05の範囲で
、θ−アルミナがα−アルミナに転換する温度が120
0℃を越えてよタリ、前記熱処理の際にα−アルミナの
析出が抑制される事が裏付けられる1゜ 活性アルミナ層は、金属製担体基材に、前記アルミナ被
膜を介して前記担体基材上に定着させたものである。活
性アルミナ層は多孔質で表rfI積が大きく、触媒成分
は主として活性アルミナ層に担持される。
、θ−アルミナがα−アルミナに転換する温度が120
0℃を越えてよタリ、前記熱処理の際にα−アルミナの
析出が抑制される事が裏付けられる1゜ 活性アルミナ層は、金属製担体基材に、前記アルミナ被
膜を介して前記担体基材上に定着させたものである。活
性アルミナ層は多孔質で表rfI積が大きく、触媒成分
は主として活性アルミナ層に担持される。
1ifi竹アルミナ層等に担持させる触媒金属としては
、従来と同様のものを用いる事ができる。例えば、白金
(Pt)、パラジウム(Pd)、イリジウム(lr)、
ルテニウム(Ru)、オスミウム(O3>などの肖金屈
、あるいはり[」ム(Cr・)、ニラクル(N i )
、バナジウム(V)、銅(Cu)、コバル1〜(CO
)、マンガン(Mn)などの印金属などである。
、従来と同様のものを用いる事ができる。例えば、白金
(Pt)、パラジウム(Pd)、イリジウム(lr)、
ルテニウム(Ru)、オスミウム(O3>などの肖金屈
、あるいはり[」ム(Cr・)、ニラクル(N i )
、バナジウム(V)、銅(Cu)、コバル1〜(CO
)、マンガン(Mn)などの印金属などである。
[実施例]
(触媒の製造)
第1図は、実施例に係るDノリス触媒担体基材1の概略
斜視図である。第1図に示すように、厚さ0.05mm
の波板2と平板3の金ffl簿板を交互に巻いて円筒状
のモノリス担体基材1を成形した。
斜視図である。第1図に示すように、厚さ0.05mm
の波板2と平板3の金ffl簿板を交互に巻いて円筒状
のモノリス担体基材1を成形した。
なお担体基材1としては、金F4薄板が、以下の組成[
wt%1から成るモノリス担体基材を用意した。即ら、
■(第1実施例として)Cr15%、A文5%、Lad
、1%、残部Fe、■(第2実施例として)Cr13%
、A、e5%、Lad、5%、残部Fe、■(第3実施
例として)Cr14%、Aλ4%、Nd0.1%、残部
Fe、■(第4実施例として)Cr14%、A文5%、
smo。
wt%1から成るモノリス担体基材を用意した。即ら、
■(第1実施例として)Cr15%、A文5%、Lad
、1%、残部Fe、■(第2実施例として)Cr13%
、A、e5%、Lad、5%、残部Fe、■(第3実施
例として)Cr14%、Aλ4%、Nd0.1%、残部
Fe、■(第4実施例として)Cr14%、A文5%、
smo。
1%、残部F e 、 l、FQ (第5実施例として
)Cr15%、A文5%、Ce0.1%、残部Fe、及
び比較例サンプルとして、■(第1比較例として)Cr
15%、Affi5%、残部Fc、■(第2比較例とし
て)Cr13%、Δλ4%、残部Feを用意した。
)Cr15%、A文5%、Ce0.1%、残部Fe、及
び比較例サンプルとして、■(第1比較例として)Cr
15%、Affi5%、残部Fc、■(第2比較例とし
て)Cr13%、Δλ4%、残部Feを用意した。
これらのモノリス担体基材を空気中で800 ”010
時間焼成し、表面にアルミナ被膜4を形成した。次に、
活性アルミナ、アルミナ系バインダ、水をよく撹拌し、
スラリーを作り、このスラリーに1111記アルミナ被
膜4を形成したモノリス担体基材1を1分間浸石し、と
り出した後、空気流で余分のスラリーを吹き払い、20
0℃で1時間乾燥後、600℃で2時間焼成して活性ア
ルミナコーディング巧5を形成した。尚、第2図に活性
アルミナコーティング層5を形成した実施例に係るモノ
リス触媒担体基)4の部分縦断面図を示す。
時間焼成し、表面にアルミナ被膜4を形成した。次に、
活性アルミナ、アルミナ系バインダ、水をよく撹拌し、
スラリーを作り、このスラリーに1111記アルミナ被
膜4を形成したモノリス担体基材1を1分間浸石し、と
り出した後、空気流で余分のスラリーを吹き払い、20
0℃で1時間乾燥後、600℃で2時間焼成して活性ア
ルミナコーディング巧5を形成した。尚、第2図に活性
アルミナコーティング層5を形成した実施例に係るモノ
リス触媒担体基)4の部分縦断面図を示す。
これらの七ノリス担体をジニトロジアンミン白金水溶液
[P t (Nl−l 3 ) 2 (NO3)2コに
浸漬し、引き上げ、乾燥後、塩化ロジウム水溶液[Rh
C又3]に浸漬し、引き上げ乾燥した。この時プラチナ
の担持間は活性アルミナ層に対してQ、5wt%であり
、ロジウムの担持量は活性アルミナ層に対して0.05
wt%であった。
[P t (Nl−l 3 ) 2 (NO3)2コに
浸漬し、引き上げ、乾燥後、塩化ロジウム水溶液[Rh
C又3]に浸漬し、引き上げ乾燥した。この時プラチナ
の担持間は活性アルミナ層に対してQ、5wt%であり
、ロジウムの担持量は活性アルミナ層に対して0.05
wt%であった。
(耐久試験及び評価)
上記実施例サンプル、比較例11ンブルの触媒を各々、
同一の29エンジンの排気系に取付け、空燃比(△/F
)=14.6.触媒床温700℃で1時間、空燃比(△
/F)=14.0.触媒床温950℃で30分間を1す
゛イクルとして、計2゜Oサイクルの耐久試験を行った
。この耐久試験後、L記触媒サンプルを各々同一のエン
ジンの排気系に取付け、エンジン回転数2000rDm
、−360im)−1gの条件下で炭化水素(ト(C)
、−酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOX)について
の浄化率を3111定した。又、次の式によって、活性
アルミナの担持層が金属製10体基月から剥離する剥離
率を求めた。
同一の29エンジンの排気系に取付け、空燃比(△/F
)=14.6.触媒床温700℃で1時間、空燃比(△
/F)=14.0.触媒床温950℃で30分間を1す
゛イクルとして、計2゜Oサイクルの耐久試験を行った
。この耐久試験後、L記触媒サンプルを各々同一のエン
ジンの排気系に取付け、エンジン回転数2000rDm
、−360im)−1gの条件下で炭化水素(ト(C)
、−酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOX)について
の浄化率を3111定した。又、次の式によって、活性
アルミナの担持層が金属製10体基月から剥離する剥離
率を求めた。
剥離率[%]−1(耐久試@前の質m−耐久試験後のv
I聞)/#4久試験前の質問)x100結果を表に示す
。表から明らかなように実施例の剥離率は、比較例の剥
離率に比し低い。又、実施例の浄化率は、比較例の浄化
率に比して高い。
I聞)/#4久試験前の質問)x100結果を表に示す
。表から明らかなように実施例の剥離率は、比較例の剥
離率に比し低い。又、実施例の浄化率は、比較例の浄化
率に比して高い。
これは、活性アルミブ層の剥離が少ないため、触媒成分
であるロジウムやプラチナが有効に作用しているためと
考えられる。
であるロジウムやプラチナが有効に作用しているためと
考えられる。
[効果1
本発明にJ3いては、触媒担体基材の組成を重量バーヒ
ントでクロム5〜30%、アルミニウム1〜10%、ラ
ンタンイド元素0.001%〜0゜05%、残部鉄とし
ている。
ントでクロム5〜30%、アルミニウム1〜10%、ラ
ンタンイド元素0.001%〜0゜05%、残部鉄とし
ている。
ランタノイド元糸のイΔン半径は、アルミニウムイオン
の半径より大きいので、すきまの大きいγ−アルミナ、
δ−アルミブ、θ−アルミナ等の活性アルミナの格子間
に入り込み、その結晶構造を安定化づる。
の半径より大きいので、すきまの大きいγ−アルミナ、
δ−アルミブ、θ−アルミナ等の活性アルミナの格子間
に入り込み、その結晶構造を安定化づる。
また、ボj記担体基材を熱!2!l理して、表面にアル
ミナ被膜を形成する際、熱処理により活性アルミナがα
−アルミナへ転移する事を抑制し、α−アルミナの析出
を妨げる。従って、前記担体基材の熱処理により表面に
形成されるアルミナは略活性アルミナであり、その−に
に定着させる担持層の活性アルミナと同じ結晶形態であ
る。又、熱物性も同じなので、両者の付る゛強度は非常
に強固となり、実施例にも示すように企属製担体括材か
ら担持層が剥離づ−る事をイ1効に防止しつる。
ミナ被膜を形成する際、熱処理により活性アルミナがα
−アルミナへ転移する事を抑制し、α−アルミナの析出
を妨げる。従って、前記担体基材の熱処理により表面に
形成されるアルミナは略活性アルミナであり、その−に
に定着させる担持層の活性アルミナと同じ結晶形態であ
る。又、熱物性も同じなので、両者の付る゛強度は非常
に強固となり、実施例にも示すように企属製担体括材か
ら担持層が剥離づ−る事をイ1効に防止しつる。
第1図は、実施例に係るtノリス触媒担体基材の標略斜
祝図である。第2図は、活性アルミナコーティングを形
成した実施例に係るLノリス触媒11体塁材の部分縦断
面図を示す。第3図は、アルミニウムに添加プるランタ
ンの1.11合を変えた場合におけるθ−アルミナから
α−アルミナへの転移温度の変化を示すグラフである。
祝図である。第2図は、活性アルミナコーティングを形
成した実施例に係るLノリス触媒11体塁材の部分縦断
面図を示す。第3図は、アルミニウムに添加プるランタ
ンの1.11合を変えた場合におけるθ−アルミナから
α−アルミナへの転移温度の変化を示すグラフである。
Claims (2)
- (1)金属製モノリス担体基材と、 該担体基材の表面に、該担体基材を熱処理して形成した
アルミナ被膜と、 該アルミナ被膜上に形成した活性アルミナ層と、少なく
とも該活性アルミナ層に担持された触媒金属と、 からなる排気ガス浄化用触媒において、 前記金属製モノリス担体基材は、クロム(Cr)5wt
%〜30wt%、アルミニウム(Al)1wt%〜10
wt%、ランタノイド元素0.01wt%〜0.5wt
%、残部鉄(Fe)の組成からなる事を特徴とする排気
ガス浄化用触媒。 - (2)前記アルミニウム(Al)と前記ランタノイド元
素のモル比は、アルミニウム1に対してランタノイド元
素0.001〜0.05である特許請求の範囲第1項記
載の排気ガス浄化用触媒。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60265794A JPS62125857A (ja) | 1985-11-26 | 1985-11-26 | 排気ガス浄化用触媒 |
DE19863640025 DE3640025A1 (de) | 1985-11-26 | 1986-11-24 | Monolithischer katalysatortraeger und monolithischer katalysator fuer die verwendung zum reinigen von auspuffgasen |
US06/933,996 US4742038A (en) | 1985-11-26 | 1986-11-24 | Monolithic catalyst support and catalyst deposited on the support |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60265794A JPS62125857A (ja) | 1985-11-26 | 1985-11-26 | 排気ガス浄化用触媒 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62125857A true JPS62125857A (ja) | 1987-06-08 |
Family
ID=17422128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60265794A Pending JPS62125857A (ja) | 1985-11-26 | 1985-11-26 | 排気ガス浄化用触媒 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62125857A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6415140A (en) * | 1987-07-09 | 1989-01-19 | Toyota Motor Corp | Catalyst for purifying exhaust gas |
JP2009536873A (ja) * | 2006-05-12 | 2009-10-22 | エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 分散配置した触媒を有する、排出ガスを処理するための担体 |
-
1985
- 1985-11-26 JP JP60265794A patent/JPS62125857A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6415140A (en) * | 1987-07-09 | 1989-01-19 | Toyota Motor Corp | Catalyst for purifying exhaust gas |
JPH067922B2 (ja) * | 1987-07-09 | 1994-02-02 | トヨタ自動車株式会社 | 排気ガス浄化用触媒 |
JP2009536873A (ja) * | 2006-05-12 | 2009-10-22 | エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 分散配置した触媒を有する、排出ガスを処理するための担体 |
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