JPWO2010137657A1 - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents
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Abstract
Description
第2触媒層20Bは、ロジウムと、アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナとを含んでいる。
第2触媒層20Bが含んでいる全貴金属の合計質量に対する第2触媒層20Bが含んでいる全アルカリ土類金属元素の合計質量の比(以下、第2質量比ともいう)は、第1触媒層20Aが含んでいる全貴金属の合計質量に対する第1触媒層20Aが含んでいる全アルカリ土類金属元素の合計質量の比(以下、第1質量比ともいう)と比較してより小さい。このような構成を採用すると、優れた排ガス浄化性能を達成することができる。
以上のようにして、排ガス浄化用触媒1を得る。
10質量%のバリウムをドープしたアルミナを準備した。以下、これを「BaアルミナBA1」と呼ぶ。
45gのアルミナと、50gのCZ酸化物と、8.5gの硫酸バリウムと、0.5gのパラジウムを含んだ硝酸パラジウム水溶液と、2gのクエン酸とを混合し、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーS3」と呼ぶ。
49.5gのアルミナと、50gのZC酸化物と、0.93gの酢酸バリウムと、0.5gのロジウムを含んだ硝酸ロジウム水溶液と、2gのクエン酸とを混合し、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーS4」と呼ぶ。
49.5gのアルミナと、50gのZC酸化物と、0.85gの硫酸バリウムと、0.5gのロジウムを含んだ硝酸ロジウム水溶液と、2gのクエン酸とを混合し、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーS5」と呼ぶ。
触媒C1について、上述した相関係数ρAl,AE(AE=Ba)を、以下のようにして求めた。なお、相関係数ρAl,Baは、第1触媒層20A及び第2触媒層20Bの各々について求めた。
触媒C1乃至C4の各々について、排ガス浄化性能の評価を行った。
第1触媒層20Aの材料としてスラリーS1の代わりにスラリーS2を使用すると共に、第2触媒層20Bの材料としてスラリーS2の代わりにスラリーS1を使用したこと以外は、触媒C1と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C5」と呼ぶ。
0.5gのパラジウムを含んだ硝酸パラジウム水溶液の代わりに、0.5gの白金を含んだジニトロジアミン白金硝酸水溶液を使用したこと以外は、スラリーS1と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーS6」と呼ぶ。
0.5gのパラジウムを含んだ硝酸パラジウム水溶液の代わりに、0.25gのパラジウムを含んだ硝酸パラジウム水溶液と0.25gの白金を含んだジニトロジアミン白金硝酸水溶液との混合溶液を使用したこと以外は、スラリーS1と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーS7」と呼ぶ。
0.5gのロジウムを含んだ硝酸ロジウム水溶液の代わりに、0.25gのロジウムを含んだ硝酸ロジウム水溶液と0.25gの白金を含んだジニトロジアミン白金硝酸水溶液との混合溶液を使用したこと以外は、スラリーS2と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーS8」と呼ぶ。
20質量%のバリウムをドープしたアルミナを準備した。以下、これを「BaアルミナBA3」と呼ぶ。
50gのBaアルミナBA1の代わりに50gのBaアルミナBA3を使用したこと以外は、スラリーS1と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーS11」と呼ぶ。
スラリーS12の代わりにスラリーS2を使用したこと以外は、触媒C10と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C11」と呼ぶ。
50gのBaアルミナBA2の代わりに50gのBaアルミナBA1を使用したこと以外は、スラリーS2と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーS13」と呼ぶ。
21質量%のバリウムをドープしたアルミナを準備した。以下、これを「BaアルミナBA6」と呼ぶ。
10質量%のストロンチウムをドープしたアルミナを準備した。以下、これを「SrアルミナSA1」と呼ぶ。
10質量%のカルシウムをドープしたアルミナを準備した。以下、これを「CaアルミナCA1」と呼ぶ。
10質量%のマグネシウムをドープしたアルミナを準備した。以下、これを「MgアルミナMA1」と呼ぶ。
セリウム酸化物とジルコニウム酸化物とイットリウム酸化物とプラセオジム酸化物との複合酸化物を準備した。この複合酸化物では、セリウム元素とジルコニウム元素とイットリウム元素とプラセオジム元素とのモル比は、6:2:1:1とした。以下、この複合酸化物を「CZYP酸化物」と呼ぶ。
22質量%のバリウムをドープしたアルミナを準備した。以下、これを「BaアルミナBA8」と呼ぶ。
23質量%のバリウムをドープしたアルミナを準備した。以下、これを「BaアルミナBA9」と呼ぶ。
クエン酸の添加を省略したこと以外は、スラリーS1と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーS27」と呼ぶ。
触媒C5乃至C20の各々について、先に触媒C1乃至C4について述べたのと同様の方法により、触媒層におけるアルカリ土類金属元素の分散性の評価を行った。その結果を、上記表5及び表6に示す。
触媒C5乃至C20の各々について、先に触媒C1乃至C4について述べたのと同様の方法により、排ガス浄化性能の評価を行った。その結果を、触媒C1に関する結果と併せて、上記表2乃至表4及び表6並びに図3に示す。
表2乃至表6並びに図3に示すように、比率Rを1未満とすることにより、優れた排ガス浄化性能を達成することができた。また、比率Rを0.001以上且つ1未満とすることにより、特に優れた排ガス浄化性能を達成できることが分かった。加えて、触媒C1と触媒C17との比較により、セリウム以外の希土類元素を更に導入することにより、際立って優れた排ガス浄化性能を達成できることが明らかとなった。
Claims (10)
- 基材と、
前記基材と向き合い、パラジウム及び白金からなる群より選ばれる少なくとも1つの貴金属と、アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナとを含んだ第1触媒層であって、前記第1触媒層が含んでいる全貴金属の合計質量に対する前記第1触媒層が含んでいるパラジウム及び白金の合計質量の比は第1値であり、前記第1触媒層は、ロジウムを含んでいないか、又は、前記第1触媒層が含んでいる全貴金属の合計質量に対する前記第1触媒層が含んでいるロジウムの質量の比が第2値となるようにロジウムを更に含み、前記第1触媒層が含んでいる全貴金属の合計質量に対する前記第1触媒層が含んでいる全アルカリ土類金属元素の合計質量の比は第3値である第1触媒層と、
前記第1触媒層を間に挟んで前記基材と向き合っているか又は前記基材と前記第1触媒層との間に介在している第2触媒層であって、前記第2触媒層は、ロジウムと、アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナとを含み、前記第2触媒層が含んでいる全貴金属の合計質量に対する前記第2触媒層が含んでいるロジウムの質量の比は前記第2値よりも大きく、前記第2触媒層は、パラジウム及び白金を含んでいないか、又は、前記第2触媒層が含んでいる全貴金属の合計質量に対する前記貴金属が含んでいるパラジウム及び白金の合計質量の比が前記第1値よりも小さいようにパラジウム及び白金の少なくとも一方を更に含み、前記第2触媒層が含んでいる全貴金属の合計質量に対する前記第2触媒層が含んでいる全アルカリ土類金属元素の合計質量の比は前記第3値よりも小さい第2触媒層と
を具備した排ガス浄化用触媒。 - 前記第1及び第2触媒層の双方は、下記式(1)により表される相関係数ρAl,AEが0.61以上である請求項1に記載の排ガス浄化用触媒。
iは1乃至175の自然数であり、
IAl,iは、前記第1触媒層又は前記第2触媒層を厚み方向に175等分して得られる面と前記第1触媒層又は前記第2触媒層の主面に垂直な直線との175個の交点のうちi番目の交点において、電子線マイクロアナライザを用いて測定したアルミニウムの特性X線強度であり、
IAl,avは、下記式(5)により与えられる前記IAl,iの相加平均値であり、
IAE,avは、下記式(6)により与えられる前記IAE,iの相加平均値である。
- 前記第2触媒層は、前記第1触媒層を間に挟んで前記基材と向き合っている請求項1又は2に記載の排ガス浄化用触媒。
- 前記第2触媒層は、前記基材と前記第1触媒層との間に介在している請求項1又は2に記載の排ガス浄化用触媒。
- 前記第2触媒層は白金を更に含んでいる請求項1乃至4の何れか1項に記載の排ガス浄化用触媒。
- 前記第2触媒層が含んでいる全貴金属の合計質量に対する前記第2触媒層が含んでいる全アルカリ土類金属元素の合計質量の比は第4値であり、前記第4値の前記第3値に対する比率は0.001乃至0.9の範囲内にある請求項1乃至5の何れか1項に記載の排ガス浄化用触媒。
- 前記第1及び第2触媒層の各々において、前記アルカリ土類金属元素のドープ量は、前記アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナの質量を基準として0.1質量%乃至20質量%の範囲内にある請求項1乃至6の何れか1項に記載の排ガス浄化用触媒。
- 前記第1触媒層は、貴金属としてパラジウム及び白金の少なくとも一方のみを含み、前記第2触媒層は、貴金属としてロジウムのみ又はロジウム及び白金のみを含んだ請求項1乃至7の何れか1項に記載の排ガス浄化用触媒。
- 前記第1触媒層が含んでいる前記アルカリ土類金属元素及び前記第2触媒層が含んでいる前記アルカリ土類金属元素の少なくとも一方はバリウムである請求項1乃至8の何れか1項に記載の排ガス浄化用触媒。
- 前記第1触媒層は、パラジウム及び白金からなる群より選ばれる少なくとも1つの貴金属と、アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナと、クエン酸とを含んだ第1スラリーを用いて形成され、前記第2触媒層は、ロジウムと、アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナと、クエン酸とを含んだ第2スラリーを用いて形成される請求項1乃至9の何れか1項に記載の排ガス浄化用触媒。
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