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
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- 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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