JPS6268543A - 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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JPS6268543A
JPS6268543A JP60209555A JP20955585A JPS6268543A JP S6268543 A JPS6268543 A JP S6268543A JP 60209555 A JP60209555 A JP 60209555A JP 20955585 A JP20955585 A JP 20955585A JP S6268543 A JPS6268543 A JP S6268543A
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alumina layer
catalyst
exhaust gas
layer
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Akiko Naito
明子 内藤
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    • 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
    • F01N3/2825Ceramics
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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、内燃機関の排気ガス浄化用モノリス触媒の改
良に関する。
[従来の技術] 自vJ巾排ガス浄化用触媒には一般に白金(Pt)、パ
ラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等の負金属が単独
または組合されて用いられている。ま1ζ触媒作用を効
果的に発揮させる為に、助触媒として、鉄、ニッケル等
の遷移金属、ランタン(La)、セリウム(Ce)、ネ
オジム(N d )等の希土類金属などの種々の添加物
が提案されている。
しかし上記の従来の触媒では、貴金属は、一様に担持さ
れてしまい、Pdは相性が悪いといわれているPt 、
Rhと合金化したりして触媒性能を十分に発揮しないと
いう欠点を有する。
そこで本願の出願人は、PtおよびRhの少なくとも1
つを含む触媒層を上層とし、Pdを含む触媒層を下層と
し、Pdと、PtおよびRhと、を完全に分離した構成
を持つ触媒を提供しているく特開昭85−170540
) 、L、かしこの触媒についても、触媒活性は必ずし
も十分でないし、またぎら1.:高活性な触媒の出現も
望まれている。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、−り記欠点を克服するのであり、さらに高活
性な、かつ排ガスをどららの方向から流しても使用可能
な排気ガス浄化用モノリス触媒を提供することを目的と
する。
L問題点を解決するための手段〕 本発明の排気ガス浄化用モノリス触媒(以下単に本触媒
という。)は、一端にガス流入口及び他端にガス流出口
を有する細孔が多数形成されたモノリス触媒担体と、該
細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、 該触媒層は、パラジウム(Pd)およびネオジム(Nd
)を含む第1アルミナ層と、白金(Pt)およびロジウ
ム(Rh )の少なくともRhと、ランタン(La)お
よびセリウム(Ce)の少なくとも1つと、を含む第2
アルミナ層と、から成り、該第1アルミナ層および該第
2アルミナ層は、該モノリス触媒担体の軸方向に沿って
分離された構成をもつことを特徴とする。
本触媒において、第2アルミナ層は、内金属としては、
P[およびRhの少なくともRhを含むもの、即ちpt
およびRhを含むもの、又はRhのみを含むものであり
、希土類金属としては、LaおよびCeの少なくとも1
つを含むもの、即ちLaのみ、Ceのみ又はlaおよび
Ceの両方を含むものである。
本触媒において、触媒層は、上記第1アルミナIi1お
よび上記第2アルミナ層が該触媒担体の軸方向に沿って
分離された構成をもつものであり、例えば第1図に示す
ようにほぼ4等分された担体(IA、1811Cおよび
1D)のうち一端部分1A及び該一端部分1Aから1つ
飛び離れた中間部分1Cには第1アルミナ層が形成され
、他の部分1B、10には第2アルミナ層が形成された
ものとすることができる。
また本触媒において、触媒層は、モノリス触媒担体を、
該モノリス触媒担体の軸方向に沿って部分して、一方は
第1アルミナ層から成り、他方は第2アルミナ層から成
るものとすることもできる。
さらに、この場合において、第2図に示すように、該一
方はモノリス触媒担体の上流側の部分1Eであって、こ
の部分1Eには第1アルミナ1ti2Aが形成され、該
他方は該モノリス触媒担体の下流側の部分1Fであ一す
、この部分1Fには第2アルミナ層2Bが形成される構
成とすることもできるし、またこれと逆方向とすること
もできる。
本触媒において、上記第1アルミナ層は、Ndを含むア
ルミナ層と、該アルミナ層に含浸担持させたPdと、か
ら成り、上記第2アルミナ層は、1−aおよびCeの少
なくとも1つを含むアルミナ層と、該アルミナ層に含浸
担持させたptおよびRhの少なくともRhと、から成
るものとすることができる。
本排気ガス浄化用モノリス触媒の製造方法は、例えば、
まずモノリス触媒担体の軸方向に沿って部分された一方
にNdを含むアルミナコーティングを行ない、次いでこ
のアルミナ層にPdを含浸担持させて第1アルミナ層を
形成し、また該モノリス触媒担体の他方にLaおよびC
eの少なくとも1つを含むアルミナコーティングを行な
い、次いで該アルミナ層にRh、又は、PtおよびRh
を含浸担持させて第2アルミナ層を形成させるものとす
ることができる。
[発明の効果] 本触媒において、触媒層は、PdおよびNdを含む第1
アルミナ層と、ptおよびRhの少なくともRhと、L
aおよびCeの少なくとも1つと、を含む第2アルミナ
層と、から成り、該第1アルミナ層および該第2アルミ
ナ層は、該モノリス触媒担体の軸方向に沿って分離され
た構成をもつことを特徴とする。従って本排気ガス浄化
用モノリス触媒は、Pdと、ptおよびRhの少なくと
もRhとを別々に含有させる構成のため、PdとRh等
との相性の悪さに起因する触媒活性の低下を招くことも
ないので、高活性である。
また本触媒においては、PdとRhの分離がより完全に
なることの他にPdは一酸化炭素(Co)、炭化水素(
HC)の酸化反応の触媒作用に優れ、また、それ自身、
たやすく酸素(02)により酸化される性質があり、R
hG、を酸化窒素(NOx)の還元反応に優れるという
PdとRhの反応特性の相違により、たとえばPdを前
置することにより02が少し理論空燃比より余分に消費
され、後茸されたRhによるNOX還元をより完全に行
える様になる。また逆の配置の場合にも同様のことがあ
るというメリットが生じる。従って本触媒は、排気ガス
の浄化に対する触媒活性に優れる。 本触媒において、
PdはNdの添加により粒成長が抑制され、RhL、t
La、Ceの添加により、固溶防止されているので、本
触媒は、従来の触媒に比してさらに高活性である。即ち
、本触媒は、la。
NdおよびCeの各希土類金属が所定の各負金属(Pd
 、PtおよびRh)と最適な組合せで使用されている
ので、高活性な触媒作用を示す。
[実施例] 以下、実施例により本発明を説明する。
(実施例) 本実施例に係わる排気ガス浄化用モノリス触媒の構成は
、第2図に示すように、一端にガス流入口3および他端
にガス流出口4を有する細孔5が多数形成されたモノリ
ス触媒担体1と、該細孔5を形成する壁面に担持された
触媒層2とからなる触媒であって、 該触媒層2は、該モノリス触媒担体1の排気ガス6の流
れ方向に見て、該モノリス触媒担体1の上流側の部分1
Eにおいては、PdおよびNdを含む第1アルミナ層2
△から成り、 該モノリス触媒担体1の下流側の部分1Fにおいては、
Rh、l−aおよびCCを含む第2アルミナ層2Bから
成る。
本排気ガス浄化用モノリス触媒の製造方法は以下の通り
である。
Nd 、la 、Qeの各硝酸塩をアルミナ粉末にそれ
ぞれ吸水させ、乾燥させ、700’Cで2時間焼成し、
Nd、la、Ceをそれぞれ含有するアルミナ粉末を調
製する。含有量は各0.1mol/夕になるように調整
した。
Ndを含有するアルミナ粉末を1oooa、硝酸アルミ
ニウム水溶液(23wt%) 150c+ 、アルミナ
シルア00Q 、及び水300gを混合撹拌してアルミ
ナスラリー1を111Mした。このスラリー1中にコー
ジェライト質ハニカム型モノリス触媒担体(容積1.7
文)をガス流路方向に1/2含浸し、1分後−引上げ、
空気流によりセール内の余分なスラリーを吹き飛ばし、
200℃で1時間乾燥した。
次に、la、Qeをそれぞれ含有するアルミナ粉末を5
00gずつ用いて同様の方法でアルミナスラリー2を¥
[Jした。このスラリー2中に上記担体のコーティング
が施されていない部分(全体の1/2)にコーティング
を施し200℃で1時間乾燥後700℃で2時間焼成し
た。ここまでの操作で流路方向1/2にNdが含有され
たアルミナがコートされ、残り1/2に(−a、Qeが
含有されたアルミナがコートとされた担体がSINでき
た。
この後、Ndを含有したコート層を塩化パラジウム(P
dCit)水溶液(1,0(+ /i : Pd換R)
2.e中に2時間浸漬してPdを担持した。次にLa 
SCeを含有したコート層を塩化ロジウム(Rhaλ3
)水溶液(0,2++/λ:Rh換算)2λ中に2時間
浸漬してRhを担持して、Pd/Rh =1.010.
 2!J /夕から成る触媒を11だ。
ここでは上流側をNd /Pdとしたものを触媒「a」
、上流側をLa /Ce /RhとしたものをrbJと
した。この触媒の仕様を第1表に示した。
(比較例) Nd 、 I−a 、 Ceをそれぞれ含有するアルミ
ナ粉末を各3339ずつ用いてアルミナスラリー3を調
製した。このスラリー3中にハニカム型触媒担体く容積
1.71>を浸漬し、引き上げた後気流により余分なス
ラリーを吹き払い200℃で1時間乾燥後700℃で2
時間焼成し、Nd 、 la 。
およびCeを含有するアルミナコート層を形成した。次
に塩化パラジウム(pdc夕2)水溶液(1゜○v/f
fi:Pdel)、塩化ロジウム(RhC,23>水溶
液(0,213/λ:Rh換算)に浸漬し、触媒rcJ
を19だ。この触媒の仕様を第1表に示した。
(実施例および比較例の性能評#J) 第1表 上記3種の触媒は、以下の方法により耐久試験を実施し
、浄化性能を評価した。
耐久試験は2.81エンジンの排気系に触媒を設置する
方法で実施し△/F=14.6.空間速度(S、V)=
60.0001−(r −’ 、触媒床温度720℃で
運転し、300時間時間上デルガスのHC,Goおよび
NOxに対する浄化率を測定した。測定はA/F=14
.6で温度特性により行なった。この結果を第3図に示
す。
この結果によれば、触媒ra JおよびrbJはrcJ
に比り、T高活性を示し1、Nd 、 La 、 Ce
をPd −Nd 、Rh −La−Ccと分ける効果を
示している。
さらに流路方向を反対にした触媒raJおよび「b」と
もに高活性を丞すので、本発明の希土類と貴金属を適当
に組合せ、しかも分離して担持することにより、Pdを
前側にRhを後側にしなければならないという欠点も解
消し、前後どちらの方向でも使える利点も生じた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わる排気ガス浄化用モノリス触媒で
あってモノリス触媒担体をほぼ4等分したものの全体斜
視図である。第2図は本実施例に係わる排気ガス浄化用
モノリス触媒であってモノリス触媒担体を2等分したも
のの全体斜視図である。第3図は実施例における各触媒
raJおよび「b」、ならびに比較例における各触媒I
’CJの触媒活性を示すグラフである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一端にガス流入口及び他端にガス流出口を有する
    細孔が多数形成されモノリス触媒担体と、該細孔を形成
    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、該触媒層は、パラジウム(Pd
    )およびネオジム(Nd)を含む第1アルミナ層と、白
    金(Pt)およびロジウム(Rh)の少なくともロジウ
    ム(Rh)と、ランタン(La)およびセリウム(Ce
    )の少なくとも1つと、を含む第2アルミナ層と、から
    成り、 該第1アルミナ層および該第2アルミナ層は、該モノリ
    ス触媒担体の軸方向に沿って分離された構成をもつこと
    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、モノリス触媒担体を、該モノリス触媒
    担体の軸方向に沿って二分して、一方は第1アルミナ層
    から成り、他方は第2アルミナ層から成る特許請求の範
    囲第1項記載の排気ガス浄化用モノリス触媒。
  3. (3)上記一方はモノリス触媒担体の上流側の部分であ
    り、上記他方は該モノリス触媒担体の下流側の部分であ
    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)第1アルミナ層は、ネオジム(Nd)を含むアル
    ミナ層と、該アルミナ層に含浸担持させたパラジウム(
    Pd)と、から成り、 第2アルミナ層は、ランタン(La)およびセリウム(
    Ce)の少なくとも1つを含むアルミナ層と、該アルミ
    ナ層に含浸担持させた白金(Pt)およびロジウム(R
    h)の少なくともロジウム(Rh)と、から成る特許請
    求の範囲第1項記載の排気ガス浄化用モノリス触媒。
JP60209555A 1985-09-21 1985-09-21 排気ガス浄化用モノリス触媒 Granted JPS6268543A (ja)

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