JPS6384635A - 排気ガス浄化用触媒 - 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、内燃機関から排出される排気ガス中の窒素
酸化物（ＮＯｘ）　、炭化水素（ＨＣ）および−酸化炭
素（Ｃｏ）を効率よく、かつ低温（３００℃以下）から
高温まで効率よく排ガスを浄化できる排気ガス浄化用触
媒に関するものである。

（従来の技術） 従来の排気ガス浄化用触媒としては、貫通孔を形成する
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
らガス流出口にかけて均一濃度で担持された構成か、ま
たはガス流入口部分においては白金を主体とし、ガス流
出口部分においてはパラジウムを主体として構成されて
いるもの（特開昭６１−７８４．３８号公報）がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の排気ガス浄化用触媒に
あっては、触媒成分である高価な白金（Ｐｔ）、ロジウ
ム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｂ）等の貴金属を多量に担
持させていたにも拘わらず低温時における触媒活性が不
良であったため例えば車両のコールドスタート時のよう
な低温時の浄化効率、特にＮＯｘに対する浄化効率が低
いという問題点があった。

（問題点を解決するための手段） 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、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
化用触媒において、前記触媒層中、パラジウムはガス流
入口側から触媒担体の全長の１７１０〜２／５の長さの
範囲に担持され、白金はガス流出口側から触媒担体の全
長の３７５〜９／１０の長さの範囲に担持されているこ
とを特徴とする排気ガス浄化用触媒に関するものである
。

一般に、白金は低温時における浄化効率の面ではパラジ
ウムよりも劣るものの、高温時における浄化効率の面で
は優れている。一方、パラジウムは高温時における浄化
効率の面では白金よりも劣るものの低温時における浄化
効率の面では優れている。

発明者の研究によると、排気ガス浄化用触媒においては
、触媒に低温の排気ガスが流入すると直ちに触媒金属と
接触し、触媒反応が急激に起こり、反応熱により加熱さ
れつつ排出するまで触媒反応が引き続き行われる。かか
る触媒反応が急激に起こる部分、つまり発熱が急激に生
ずる部分はガス流入口から触媒担体の全長の１／１０〜
２／５までの部分である。そのためこの発明の触媒にお
いては、低温でガスが流入する入口から触媒担体全長の
１／１０〜２／５までの部分はパラジウムを主体として
触媒を形成する。またパラジウムの反応熱により高熱と
なりやすい部分はガス流出口から、触媒担体の全長の３
７５〜９／１０までの部分である。そのためガス流出口
から触媒担体の全長の３１５〜９／１ｏまでの部分は、
白金を主体として形成する。

なお、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）を触媒担体の貫通孔の壁面に担持
させる。

つまり、この発明の排気ガス浄化用触媒は、基本的には
低温の排気ガスが触媒層に流入してきた際に、ガス流入
口部のパラジウムにより接触反応を行わせ排気ガスを高
温にし、その高温になった排気ガスをガス流出口部の白
金による接触反応により高効率で浄化させるものである
。

この発明の排気ガス浄化用触媒を製造するにあたっては
、触媒担体の貫通孔を形成する壁面にアルミナコート層
の如き任意の触媒金属担持層をコーティングし、得られ
た触媒担体のガス流入口側を所定長さまで、塩化パラジ
ウムや硝酸パラジウム等の溶液に浸漬し、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、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該触媒担
体のガス流出口側を所定長さまで浸漬し、その後乾燥、
焼成する。

（実施例） この発明を次の実施例、比較例および試験例により説明
する。

夫上五上 粒状の活性アルミナ担体を硝酸セリウム水溶液に含浸、
乾燥後、空気気流中６００℃で１．５時間焼成し、アル
ミナに対しセリウムを金属換算で３．０重量％を含む活
性アルミナ担体を得た。次に硝酸ａ性ベーマイトゾル（
ベーマイトアルミナ１０重量％懸濁液に１０重量％ＨＮ
Ｏ３を添加することによって得られるゾル）２４７８ｇ
、上記活性アルミナ担体１００６ｇ、酸化セリウム粉末
５１６ｇをボールミルポットに投入し、８時間粉砕して
スラリーを得た。得られたスラリーをモノリス担体基材
（レーシングトラック型、容量１．７　Ａ）　ニ塗布し
、１００〜１３０℃で１時間乾燥した後、６５０℃で２
時間焼成した。

この場合の塗布量は２２０ｇ／個に設定した。焼成後、
塩化パラジウム溶液中に、モノリス触媒担体をガス流入
口から浸漬した。この場合、該モノリス触媒担体の全長
の１７１０の部分を浸漬した。

その後マイクロ波乾燥装置を用い、急速乾燥させた。次
にモノリス触媒担体の上下を逆にして塩化白金酸溶液中
にモノリス触媒担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９／１０　（パラジ
ウムが担持されていない部分）の部分を浸漬した。その
後、マイクロ波乾燥装置を用い、急速乾燥させた。

次に塩化ロジウム溶液中にモノリス触媒担体全体を浸漬
した。その後、マイクロ波乾燥装置を用い急速乾燥させ
たのち、６００℃で１時間燃焼ガス雰囲気中で焼成して
、本実施例１の排気ガス浄化モノリス触媒Ａを形成した
。本実施例１の排気ガス浄化用モノリス触媒Ａにおいて
は、ガス流入口側から全長の１／１０の部分に、パラジ
ウムが担持されており、また、ガス流出口側から全長の
９７１０の部分に白金が担持されており、また、全体に
ロジウムが担持された構成となっている。

触媒金属の担持量は白金０．９５ｇ／個、パラジウム０
．９５　ｇ　／個、ロジウム０．１９ｇ／個となってい
る。

実詣■１ 実施例１において、触媒金属の担持位置をガス流入口側
から全長の１７５の部分にパラジウム、ガス流出口側か
ら全長の４７５の部分に白金とした以外は同様にして本
実施例２の排気ガス浄化用モノリス触媒Ｂを形成した。

本実施例２の排気ガス浄化用モノリス触媒Ｂにおいては
ガス流入口側から全長の１７５の部分にパラジウムが担
持されており、またガス流出口側から全長の４７５の部
分に白金が担持されており、また全体にロジウムが担持
された構成となっている。

触媒金属の担持量は白金０．９５ｇ／個、パラジウム０
．９５　ｇ　／個、ロジウム０．１９ｇ／個となってい
る。

ＪＪＬ［ＬＬ 実施例１において、触媒金属の担持位置をガス流入口側
から全長の２７５の部分にパラジウム、ガス流出口側か
ら全長の３７５の部分に白金とした以外は同様にして本
実施例３の排気ガス浄化用モノリス触媒Ｃを形成した。

本実施例３の排気ガス浄化用モノリス触媒Ｃにおいては
ガス流入口側から全長の２７５の部分にパラジウムが担
持されており、またガス流出口側から全長の３７５の部
分に白金が担持されており、また全体にロジウムが担持
された構成となっている。

触媒金属の担持量は白金０．９５ｇ／個、パラジウム０
．９５　ｇ　／個、ロジウム０．１９ｇ／個となってい
る。

ル較■土 実施例１において、触媒金属の担持位置をガス流入口側
から全長の１７１５の部分にパラジウム、ガス流出口側
から全長の１４／１５の部分に白金とした以外は同様に
して本比較例１の排気ガス浄化用モノリス触媒１を形成
した。

本比較例１の排気ガス浄化用モノリス触媒１においては
ガス流入口側から全長の１７１５の部分にパラジウムが
担持されており、またガス流出口側から全長の１４／１
５の部分に白金が担持されており、また全体にロジウム
が担持された構成となっている。

触媒金属の担持量は白金０．９５　ｇ　／個、パラジウ
ム０．９５ｇ／個、ロジウム０．１９ｇ／個となってい
る。

ル較炎叉 実施例１において、触媒金属の担持位置をガス流入口側
から全長の１７２の部分にパラジウム、ガス流出口側か
ら全長の１７２の部分に白金とした以外は同様にして本
比較例２の排気ガス浄化用モノリス触媒２を形成した。

本比較例２の排気ガス浄化用モノリス触媒２においては
ガス流入口側から全長の１７２の部分にパラジウムが担
持されており、またガス流出口側から全長の１／２の部
分に白金が担持されており、また全体にロジウムが担持
された構成となっている。

触媒金属の担持量は白金０．９５　ｇ　／個、パラジウ
ム０．９５　ｇ　／個、ロジウム０．１９ｇ／個となっ
ている。

此１石辻１ 実施例１と同様の方法で、モノリス担体基材にアルミナ
スラリーを塗布し、１００〜１３０℃で１時間乾燥した
後、６５０℃で２時間焼成した。そして、塩化白金酸溶
液中にモノリス触媒担体全体を浸漬した。その後マイク
ロ波乾燥装置を用い、急速乾燥させた。

次に塩化ロジウム溶液中にモノリス触媒担体全体を浸漬
した。その後、マイクロ波乾燥装置を用い、急速乾燥さ
せたのち、６００℃で１時間燃焼ガス雰囲気中で焼成し
て比較例３の排気ガス浄化用モノリス触媒３を形成した
。

本比較例３の排気ガス浄化用モノリス触媒３においては
、担体全体に白金、ロジウムが担持された構成となって
いる。

触媒金属の担持量は白金１．９０’ｇ／個、ロジウム０
、１９　ｇ　／個となっている。

北較皿↓ 比較例３において、塩化白金酸溶液にかえて塩化パラジ
ウム溶液を用い、他は同様にして比較例４の排気ガス浄
化用モノリス触媒４を形成した。

本比較例４の排気ガス浄化用モノリス触媒４においては
、担体全体にパラジウム、ロジウムが担持された構成と
なっている。

触媒金属の担持量はパラジウム１．９０　ｇ　／個、ロ
ジウム０．１９ｇ／個となっている。

止較皿ｌ 比較例４において、モノリス触媒担体全体を塩化パラジ
ウム溶液中に浸漬、乾燥した後、さらに塩化白金酸溶液
中にモノリス触媒担体全体を浸漬、乾燥し、他は同様に
して比較例５の排気ガス浄化用モノリス触媒５を形成し
た。本比較例５の排気ガス浄化用モノリス触媒５におい
ては、担体全体に白金、パラジウム、ロジウムが担持さ
れた構成となっている。

触媒金属の担持量は白金０．９５　ｇ　／個、パラジウ
ム０．９５　ｇ　／個、ロジウム０．１９　ｇ　／個と
なっている。

止較狙工 実施例２において、ガス流入口、出口の触媒金属構成を
逆にした以外は同様にして比較例６の排気ガス浄化用モ
ノリス触媒６を形成した。

本比較例６の排気ガス浄化用モノリス触媒６においては
、ガス流入口から全長の１７５の部分に白金が担持され
ており、またガス流出口側から全長の４７５の部分にパ
ラジウムが担持されており、また、全体にロジウムが担
持された構成となっている。

触媒金属の担持量は白金０．９５ｇ／個、パラジウム０
．９５　ｇ　／個、ロジウム０．１９ｇ／個となってい
る。

拭敢■ 実施例より得た触媒Ａ−Ｃ１比較例より得た触媒１〜６
について下記条件で耐久試験を行い、昇温特性評価を行
った結果を第１図に示す。

耐久試験条件 （１）排ガス温度　　　７５０℃ （２）空間速度　　　　約４万Ｈｒす （３）耐久時間　　　　１００時間 （４）エンジン　　　　排気量２２００ｃｃ（５）燃料
　　　　　　無鉛ガソリン （６）耐久中の人ロエミソション　Ａ／Ｆ＝１４．６Ｃ
Ｏ０，５０％　　ＩＣＯ，１１％ ＣＯｚ　１４．３％　　ＮＯ０，２％ ｏｚ　　０．４０％ 第１図からこの発明の排ガス浄化用触媒（触媒Ａ−Ｃ）
は、比較例として示、した排ガス浄化用触媒よりも低温
域から高温域の全域にわたって高い浄化性能を示し、特
に低温域における浄化性能が著しく優れていることがわ
かる。

（発明の効果） 以上説明してきたように、この発明によれば、耐久性に
優れるとともに、低排温域から高排温域の全域にわたっ
て、特に低排気温域において高浄化性能を維持でき、特
にＮＯｘを大幅に低減できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１〜３および比較例１〜６の触媒の昇温
特性評価結果を示す曲線図である。

Claims (1)

【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触
   媒において、前記触媒層中、パラジウムはガス流入口側
   から触媒担体の全長の１／１０〜２／５の長さの範囲に
   担持され、白金はガス流出口側から触媒担体の全長の３
   ／５〜９／１０の長さの範囲に担持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。