WO2015125417A1 - Catalytic device for exhaust gas purification, and method for exhaust gas purification - Google Patents
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Abstract
This method includes: disposing, in the exhaust gas passage (2) of an engine, an NOx trap (3) that includes an NOx adsorption/occlusion material which is capable of adsorbing NOx when the temperature of the exhaust gas is 100-200°C and which is capable of occluding NOx when the temperature of the exhaust gas is 350-450°C; and disposing an NOx occlusion/reduction catalyst (4) downstream from the NOx trap in the flow direction of the exhaust gas, the catalyst (4) being capable of occluding NOx when the air/fuel ratio of the exhaust gas is lean and being capable of reducing NOx when the air/fuel ratio of the exhaust gas is rich.
Description
本発明は、排気ガス浄化触媒装置及び排気ガス浄化方法に関する。
The present invention relates to an exhaust gas purification catalyst device and an exhaust gas purification method.
従来、エンジンの排気ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)の浄化のために、特にリーンバーンガソリンエンジンやディーゼルエンジンでは、リーンNOxトラップ触媒(LNT触媒)を利用することが知られている。このLNT触媒は、NOx吸蔵材によって排気ガスの空燃比がリーンであるときにNOxを吸蔵する。そして、エンジンの空燃比をリッチに変調するリッチパージにより、NOx吸蔵材からのNOxの放出、及び未燃ガスや触媒金属によるNOxの還元が行われる。NOx吸蔵材としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属を利用することが知られている。但し、アルカリ金属は触媒担体を形成するコージェライトの粒界にガラス相を形成して担体強度を低下させることから、実際にはそのような問題がない、例えばバリウム(Ba)、ストロンチウム(Sr)及びマグネシウム(Mg)等のアルカリ土類金属が一般に採用されている。
Conventionally, it is known to use a lean NO x trap catalyst (LNT catalyst) for purifying nitrogen oxides (NO x ) contained in engine exhaust gas, particularly in lean burn gasoline engines and diesel engines. . The LNT catalyst occludes NO x when the air-fuel ratio of the exhaust gas by the NO x storage material is lean. By rich purge modulating the air-fuel ratio of the engine to rich, NO x emissions from the NO x storage materials, and reduction of unburnt gas and catalyst metal due to NO x is carried out. It is known to use an alkali metal or an alkaline earth metal as the NO x storage material. However, the alkali metal forms a glass phase at the cordierite grain boundary forming the catalyst carrier and lowers the strength of the carrier, so there is actually no such problem, for example, barium (Ba), strontium (Sr). Alkaline earth metals such as magnesium (Mg) are generally employed.
例えば、特許文献1には、下層にCePr複合酸化物とアルミナとを含み、上層にRhドープCeZr材とアルミナとを含み、両層にRh、Pt及びNOx吸蔵材を含むリーンNOx吸蔵触媒が開示されている。特許文献1では、NOx吸蔵材として、Ba、K、Sr及びMgが例示されている。
For example, Patent Document 1 discloses a lean NO x storage catalyst that includes a CePr composite oxide and alumina in a lower layer, an Rh-doped CeZr material and alumina in an upper layer, and includes Rh, Pt, and NO x storage materials in both layers. Is disclosed. In Patent Document 1, Ba, K, Sr, and Mg are exemplified as the NO x storage material.
特許文献2には、排気ガス流れ方向上流側にNOx吸着材を配置し、下流側にNOx浄化触媒を配置した排気ガス浄化システムが開示されている。特許文献2では、NOx吸着材として、上記アルカリ土類金属ではなく、アルミナに担持されたセリア等が例示されている。
Patent Document 2 discloses an exhaust gas purification system in which a NO x adsorbent is disposed on the upstream side in the exhaust gas flow direction and a NO x purification catalyst is disposed on the downstream side. Patent Document 2 exemplifies ceria supported on alumina instead of the alkaline earth metal as the NO x adsorbent.
特許文献3には、NOx吸着材を含む下層と、NOx還元用の触媒を含む上層と、それらの間に設けられた下層から上層へのNOxの拡散を遅延させる隔離層とを含む触媒が開示されている。特許文献3では、隔離層が多孔性無機材料からなり、これが上層と下層との間に設けられることで隔離層の細孔内で反応ガス拡散が生じやすくなり、いわゆるバッファーの役割を果たすとしている。従って、排気ガスの条件が急激に変化する場合、下層のNOx吸着材に吸着したNOxが脱離し、NOx還元用の触媒を含む上層に拡散していく際、この隔離層により、NOxの拡散速度が緩やかなものとなり、還元反応速度が大きくない低温域においても高いNOx浄化性能を保持できるとしている。
Patent Document 3 includes a lower layer containing a NO x adsorbent, an upper layer containing a catalyst for NO x reduction, and an isolation layer that is provided between them and delays diffusion of NO x from the lower layer to the upper layer. A catalyst is disclosed. In Patent Document 3, the isolation layer is made of a porous inorganic material, and this is provided between the upper layer and the lower layer, so that reaction gas diffusion is likely to occur in the pores of the isolation layer and plays a role of a so-called buffer. . Therefore, when the exhaust gas conditions change rapidly, when the NO x adsorbed on the lower NO x adsorbent is desorbed and diffuses into the upper layer containing the NO x reduction catalyst, this isolation layer causes the NO x to be absorbed. The diffusion rate of x is moderate, and high NO x purification performance can be maintained even in a low temperature range where the reduction reaction rate is not large.
特許文献4には、下層にCePr複合酸化物とアルミナとを含み、下層及び上層の少なくとも一方にZrW複合酸化物を含み、両層にPt、Rh、Pd等の触媒金属、及びBa、Sr等のNOx吸蔵材を含むリーンNOx吸蔵触媒が開示されている。
In Patent Document 4, CePr composite oxide and alumina are included in the lower layer, ZrW composite oxide is included in at least one of the lower layer and the upper layer, catalyst metals such as Pt, Rh, and Pd are included in both layers, and Ba, Sr, and the like. A lean NO x storage catalyst containing the NO x storage material is disclosed.
特許文献5には、下層にセリア等のNOx吸着材を含有し、上層にアルカリ土類金属であるNOx吸蔵材、及びPtやRhといった貴金属である触媒金属を含有する触媒が開示されている。
Patent Document 5, containing the NO x adsorption materials such as ceria in the lower layer, NO x storage material is an alkaline earth metal in the upper layer, and the catalyst is disclosed containing the catalyst metal is a noble metal such as Pt or Rh Yes.
特許文献1においては、該文献の図8や図10に示されているように、排気ガス温度が250℃以上の温度域になったときにNOx浄化性能を発揮するものの、それよりも低い温度におけるNOx浄化性能が明らかでない。一般に、NOx吸蔵材として用いられているアルカリ土類金属は、100℃~150℃程度の排気ガス温度が低温時の場合、NOxの吸蔵効果を発揮しないことが知られており、すなわち、特許文献1の触媒では、エンジン始動直後から排気ガス温度が100℃~150℃程度の低温域においては、NOxの吸蔵ができず、その結果、排気ガス成分であるNOxの多くが外部に放出されるおそれがあると考えられる。
In Patent Document 1, as shown in FIGS. 8 and 10 of the document, although the NO x purification performance is exhibited when the exhaust gas temperature is in a temperature range of 250 ° C. or higher, it is lower than that. it is not clear the nO x purification performance at temperature. In general, it is known that alkaline earth metals used as NO x storage materials do not exhibit NO x storage effects when the exhaust gas temperature of about 100 ° C. to 150 ° C. is low. In the catalyst of Patent Document 1, NO x cannot be occluded in the low temperature range where the exhaust gas temperature is about 100 ° C. to 150 ° C. immediately after the engine is started, and as a result, most of the NO x that is an exhaust gas component is externally released. May be released.
特許文献2においても、該文献の実施例1として、セリア材をNOx吸着材に用いた場合に250℃におけるNOx浄化率が高いことが示されているものの(特許文献2の図5及び図6)、それよりも低い温度におけるNOx浄化性能が明らかでない。
Patent Document 2 also shows that, as Example 1 of this document, when a ceria material is used as the NO x adsorbent, the NO x purification rate at 250 ° C. is high (see FIG. 5 and FIG. 5 of Patent Document 2). FIG. 6), the NO x purification performance at lower temperatures is not clear.
特許文献3においても、該文献の実施例の触媒が200℃の条件下で高いNOx浄化率が得られることを示しているが、それよりも低い温度におけるNOx浄化性能は明らかでない。
Patent Document 3 also shows that the catalyst of the example of this document can obtain a high NO x purification rate under the condition of 200 ° C., but the NO x purification performance at a lower temperature is not clear.
特許文献4では、ZrW複合酸化物を含有させることにより、NOx吸蔵材によるNOxの吸蔵、及び放出されたNOxの浄化を促進することできるとしているが、該文献の図2や図3に示されているように、200℃よりも低い低温域においては、NOx浄化効果が極めて低くなる。すなわち、上記特許文献1と同様に、低温域においては、NOxの吸蔵ができず、その結果、排気ガス成分であるNOxの多くが外部に放出されるおそれがあると考えられる。
Patent Document 4, by containing ZrW composite oxide, NO occlusion of the NO x by x storage material, and is set to be able to promote the purification of the released NO x, FIG. 2 and FIG. 3 of the document As shown in FIG. 2, the NO x purification effect is extremely low in a low temperature range lower than 200 ° C. That is, similarly to Patent Document 1, it is considered that NO x cannot be occluded in a low temperature range, and as a result, much of the NO x that is an exhaust gas component may be released to the outside.
特許文献5では、200℃程度の低温域であってもNOxを吸着できるセリアをNOx吸着材として触媒に含有させているが、該文献の図2に示されているように、200℃よりも低い低温域においてはNOx吸着量が低下してしまう。
In Patent Document 5, ceria capable of adsorbing NO x even in a low temperature range of about 200 ° C. is contained in the catalyst as a NO x adsorbent. However, as shown in FIG. the NO x adsorption amount at low low-temperature region than decreases.
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、100℃程度の低温域から450℃程度の高温域までの幅広い排気ガスの温度範囲において、NOxの浄化を効率良く行うことができるようにすることにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to efficiently purify NO x in a wide exhaust gas temperature range from a low temperature range of about 100 ° C. to a high temperature range of about 450 ° C. Is to be able to do.
前記の目的を達成するために、本発明は、エンジンの排気ガス通路に、排気ガス温度が100℃程度の低温域であってもNOxを吸着できるNOx吸着/吸蔵材と、リーン雰囲気下でNOxを吸蔵できて且つリッチ雰囲気下でNOxの還元浄化をできるNOx吸蔵還元触媒を設けてNOxの浄化をするようにした。
To achieve the above object, the present invention is an exhaust gas passage of an engine, and the NO x adsorption / storage material exhaust gas temperature is capable of adsorbing NO x even at a low temperature range of about 100 ° C., under a lean atmosphere Thus, a NO x storage reduction catalyst capable of storing NO x and capable of reducing and purifying NO x in a rich atmosphere is provided to purify NO x .
本発明に係る排気ガス浄化方法は、リーン燃焼可能なエンジンから排出されるNOxを含む排気ガスを浄化する排気ガス浄化方法であって、
エンジンの排気ガス通路に、排気ガス温度が100℃以上200℃以下のときにNOxを吸着可能で且つ排気ガス温度が350℃以上450℃以下のときにNOxを吸蔵可能であるNOx吸着/吸蔵材を含むNOxトラップと、排気ガスの空燃比がリーンのときにNOxを吸蔵可能で且つ排気ガスの空燃比がリッチのときにNOxを還元可能なNOx吸蔵還元触媒とを配置するステップと、
エンジン始動直後から排気ガス温度が200℃以下となるまでの間に、NOxトラップに排気ガス中のNOxを吸着させるステップと、
排気ガス温度が200℃を超えて350℃未満までの間に、排気ガスの空燃比をリーンに維持して、NOx吸蔵還元触媒に排気ガス中のNOxを吸蔵させるステップと、
排気ガス温度が350℃以上450℃以下の間に、NOxトラップ及びNOx吸蔵還元触媒に排気ガス中のNOxを吸蔵させるステップと、
エンジンの燃焼室に圧縮行程上死点付近で燃料を噴射供給する主噴射後に、膨張行程又は排気行程において燃料を噴射供給する後噴射させて排気ガス中へHCを含ませて、排気ガスの空燃比がリッチ状態になるように制御して、NOx吸蔵還元触媒によりNOxトラップ及びNOx吸蔵還元触媒から脱離したNOxを還元浄化して放出するステップとを備えていることを特徴とする。 An exhaust gas purification method according to the present invention is an exhaust gas purification method for purifying exhaust gas containing NO x discharged from an engine capable of lean combustion,
The exhaust gas passage of the engine, NO x adsorbs NO x when and exhaust gas temperature can adsorb NO x is 350 ° C. or higher 450 ° C. or less when the exhaust gas temperature is below 200 ° C. 100 ° C. or higher is capable of occluding / a NO x trap containing storage material, the air-fuel ratio of the exhaust gas is a reducible NO x storage-and-reduction catalyst for NO x when the air-fuel ratio of and the exhaust gas can occlude NO x is rich when the lean Placing step;
A step of adsorbing NO x in the exhaust gas to the NO x trap immediately after the engine is started until the exhaust gas temperature becomes 200 ° C. or less;
Until less than the exhaust gas temperature exceeds the 200 ° C. 350 ° C., a step of maintaining the air-fuel ratio of the exhaust gas lean, allowed to absorb the NO x storage reduction catalyst NO x in the exhaust gas,
Storing the NO x in the exhaust gas in the NO x trap and the NO x storage reduction catalyst while the exhaust gas temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower;
After the main injection in which fuel is injected into the combustion chamber of the engine near the top dead center of the compression stroke, the fuel is injected and supplied in the expansion stroke or the exhaust stroke, and then injected to include HC in the exhaust gas. And a step of reducing the NO x desorbed from the NO x storage-reduction catalyst by the NO x storage-reduction catalyst and reducing NO x by the NO x storage-reduction catalyst and releasing it. To do.
エンジンの排気ガス通路に、排気ガス温度が100℃以上200℃以下のときにNOxを吸着可能で且つ排気ガス温度が350℃以上450℃以下のときにNOxを吸蔵可能であるNOx吸着/吸蔵材を含むNOxトラップと、排気ガスの空燃比がリーンのときにNOxを吸蔵可能で且つ排気ガスの空燃比がリッチのときにNOxを還元可能なNOx吸蔵還元触媒とを配置するステップと、
エンジン始動直後から排気ガス温度が200℃以下となるまでの間に、NOxトラップに排気ガス中のNOxを吸着させるステップと、
排気ガス温度が200℃を超えて350℃未満までの間に、排気ガスの空燃比をリーンに維持して、NOx吸蔵還元触媒に排気ガス中のNOxを吸蔵させるステップと、
排気ガス温度が350℃以上450℃以下の間に、NOxトラップ及びNOx吸蔵還元触媒に排気ガス中のNOxを吸蔵させるステップと、
エンジンの燃焼室に圧縮行程上死点付近で燃料を噴射供給する主噴射後に、膨張行程又は排気行程において燃料を噴射供給する後噴射させて排気ガス中へHCを含ませて、排気ガスの空燃比がリッチ状態になるように制御して、NOx吸蔵還元触媒によりNOxトラップ及びNOx吸蔵還元触媒から脱離したNOxを還元浄化して放出するステップとを備えていることを特徴とする。 An exhaust gas purification method according to the present invention is an exhaust gas purification method for purifying exhaust gas containing NO x discharged from an engine capable of lean combustion,
The exhaust gas passage of the engine, NO x adsorbs NO x when and exhaust gas temperature can adsorb NO x is 350 ° C. or higher 450 ° C. or less when the exhaust gas temperature is below 200 ° C. 100 ° C. or higher is capable of occluding / a NO x trap containing storage material, the air-fuel ratio of the exhaust gas is a reducible NO x storage-and-reduction catalyst for NO x when the air-fuel ratio of and the exhaust gas can occlude NO x is rich when the lean Placing step;
A step of adsorbing NO x in the exhaust gas to the NO x trap immediately after the engine is started until the exhaust gas temperature becomes 200 ° C. or less;
Until less than the exhaust gas temperature exceeds the 200 ° C. 350 ° C., a step of maintaining the air-fuel ratio of the exhaust gas lean, allowed to absorb the NO x storage reduction catalyst NO x in the exhaust gas,
Storing the NO x in the exhaust gas in the NO x trap and the NO x storage reduction catalyst while the exhaust gas temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower;
After the main injection in which fuel is injected into the combustion chamber of the engine near the top dead center of the compression stroke, the fuel is injected and supplied in the expansion stroke or the exhaust stroke, and then injected to include HC in the exhaust gas. And a step of reducing the NO x desorbed from the NO x storage-reduction catalyst by the NO x storage-reduction catalyst and reducing NO x by the NO x storage-reduction catalyst and releasing it. To do.
本発明に係る排気ガス浄化方法によると、排気ガス温度が100℃以上200℃以下のときにNOxを吸着可能なNOx吸着/吸蔵材を含むNOxトラップをエンジンの排気ガス通路に設けるため、アルカリ土類であるNOx吸蔵材がNOxを吸蔵できない温度域であっても排気ガス中のNOxをトラップすることができ、外部にNOxが放出されることを防止できる。排気ガス温度がエンジン始動直後から上昇して200℃程度を超えると、排気ガスの空燃比がリーンのときにNOxをNOx吸蔵還元触媒に吸蔵することができ、さらに排気ガスの空燃比がリッチになるように制御することにより、NOxトラップ及びNOx吸蔵還元触媒から脱離されたNOxを還元浄化することができる。このようにして、幅広い排気ガス温度域において、効率良くNOxを浄化することが可能となる。
According to the exhaust gas purification method according to the present invention, since the exhaust gas temperature is provided NO x trap containing adsorbable the NO x adsorption / storage material of NO x in an exhaust gas passage of the engine when the following 200 ° C. 100 ° C. or higher , even at a temperature range where the nO x storage material can not absorb nO x is an alkaline-earth can trap nO x in the exhaust gas, it is possible to prevent the outside nO x is released. When the exhaust gas temperature rises immediately after the engine starts and exceeds about 200 ° C., NO x can be stored in the NO x storage reduction catalyst when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, and the air-fuel ratio of the exhaust gas further increases by controlling so rich, it is possible to reduce and purify NO x trap and the NO x storage desorbed from the reduced catalyst was NO x. In this way, it is possible to efficiently purify NO x in a wide exhaust gas temperature range.
また、本方法において、NOx吸着/吸蔵材としては、ジルコニア(ZrO2)を好適に用いることができ、NOx吸蔵還元触媒に含有されるNOx吸蔵材としては、好適にバリウム(Ba)、ストロンチウム(Sr)及びマグネシウム(Mg)を用いることができる。
In this method, zirconia (ZrO 2 ) can be preferably used as the NO x adsorption / occlusion material, and barium (Ba) is preferably used as the NO x occlusion material contained in the NO x storage reduction catalyst. Strontium (Sr) and magnesium (Mg) can be used.
NOx吸着/吸蔵材としては、特にイットリウム(Y)が固溶されたジルコニアを含むことが好ましい。ジルコニアにイットリウムを固溶させることにより、ジルコニアの塩基性が増大し、ジルコニア表面におけるNOxを引きつける力が強くなり、その結果、高効率でNOxを吸着できる。
The NO x adsorption / occlusion material preferably contains zirconia in which yttrium (Y) is dissolved. By dissolving yttrium in zirconia, the basicity of zirconia increases, and the power to attract NO x on the zirconia surface increases, and as a result, NO x can be adsorbed with high efficiency.
好適な実施形態では、前記NOx吸蔵還元触媒が前記NOxトラップよりも排気ガス流れ方向下流側に配置される。これにより、前記NOxトラップをスリップするNOxが前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されて還元浄化されるため、外部へのNOx排出防止に有利になる。
In a preferred embodiment, the NO x storage reduction catalyst is disposed downstream of the NO x trap in the exhaust gas flow direction. Thereby, the NOx slipping the NO x trap is reduced and purified is occluded in the NO x storage-and-reduction catalysts, which is advantageous in NOx emissions prevention to the outside.
このように、前記NOx吸蔵還元触媒が前記NOxトラップよりも排気ガス流れ方向下流側に配置される場合、前記NOx吸蔵還元触媒は、Ce含有酸化物を含む下層と活性アルミナを含む上層との積層構造であり、前記上層及び下層は、Ba、Sr及びMgを含むNOx吸蔵材とRh及びPtを含む触媒金属とを備えている構成とすることが好ましい。
As described above, when the NO x storage reduction catalyst is disposed downstream of the NO x trap in the exhaust gas flow direction, the NO x storage reduction catalyst includes a lower layer containing a Ce-containing oxide and an upper layer containing activated alumina. It is preferable that the upper layer and the lower layer include a NO x storage material containing Ba, Sr, and Mg and a catalyst metal containing Rh and Pt.
触媒金属としてNOx吸蔵還元触媒に含有されるRhは、スチームリフォーミング反応に寄与し、この反応によりH2が生成されるため、NOxの還元浄化を促進することができる。このため、Rhを含有させることでNOx還元浄化性能が高い触媒を得ることができる。また、NOx吸蔵材となるアルカリ土類金属が含有されているため、リーン雰囲気下で排気ガス中のNOxを吸蔵でき、また、リッチ雰囲気下において吸蔵したNOxを脱離し、上記Rh等により効率良く還元浄化することができる。
Rh contained in the NO x storage reduction catalyst as a catalyst metal contributes to the steam reforming reaction, and H 2 is generated by this reaction. Therefore, reduction and purification of NO x can be promoted. Therefore, it is possible to obtain the NO x reduction purification performance high catalyst by the inclusion of Rh. Also, since the alkaline earth metal to be the NO x storage material is contained, can occlude NO x in the exhaust gas in the lean atmosphere, also eliminated the NO x occluding under a rich atmosphere, the Rh etc. Thus, reduction and purification can be performed efficiently.
別の好適な実施形態では、前記NOxトラップは、担体基材上に形成され且つ活性アルミナとCe含有酸化物とを含む下層と、該下層の上に形成された活性アルミナを含む上層との間の中間層に設けられ、前記下層、上層及び中間層にPt(白金)及びRh(ロジウム)のうちの少なくとも1つの触媒金属とNOx吸蔵材とが担持される。この場合、前記下層及び前記上層が前記NOx吸蔵還元触媒を構成する。前記中間層も触媒金属とNOx吸蔵材を含有するからNOx吸蔵還元触媒として機能する。
In another preferred embodiment, the NOx trap is formed between a lower layer formed on a support substrate and including activated alumina and a Ce-containing oxide, and an upper layer including activated alumina formed on the lower layer. At least one catalyst metal of Pt (platinum) and Rh (rhodium) and a NO x storage material are supported on the lower layer, the upper layer, and the intermediate layer. In this case, the lower layer and the upper layer constitute the NOx storage reduction catalyst. Since the intermediate layer also contains the catalyst metal and the NO x storage material, it functions as a NO x storage reduction catalyst.
さらに別の好適な実施形態では、担体基材に形成され、前記NOx吸着/吸蔵材としての無機酸化物を含み、更にCe含有酸化物を含む下層と、該下層の上に形成され且つ活性アルミナを含む上層とを備え、前記下層及び上層にPt及びRhのうちの少なくとも1つの触媒金属とNOx吸蔵材が担持されている積層触媒が前記排気ガス通路に配置される。この場合、前記積層触媒の前記下層が前記NOxトラップを構成し、前記上層が前記NOx吸蔵還元触媒を構成する。前記下層も触媒金属とNOx吸蔵材を含有するからNOx吸蔵還元触媒として機能する。
In yet another preferred embodiment, a lower layer formed on a support substrate, containing an inorganic oxide as the NOx adsorption / occlusion material, further containing a Ce-containing oxide, and formed on the lower layer and activated alumina And a laminated catalyst in which at least one catalyst metal of Pt and Rh and a NO x storage material are supported on the lower layer and the upper layer are disposed in the exhaust gas passage. In this case, the lower layer of the stacked catalyst constitutes the NOx trap, and the upper layer constitutes the NOx occlusion reduction catalyst. Since the lower layer also contains the catalyst metal and the NO x storage material, it functions as a NO x storage reduction catalyst.
本発明に係る排気ガス浄化触媒装置は、リーン燃焼可能なエンジンから排出されるNOxを含む排気ガスを浄化する排気ガス浄化触媒装置であって、
エンジンの排気ガス通路に設けられ、排気ガス温度が100℃以上200℃以下のときにNOxを吸着可能で且つ排気ガス温度が350℃以上450℃以下のときにNOxを吸蔵可能であるNOx吸着/吸蔵材を含むNOxトラップと、
エンジンの排気ガス通路に設けられ、排気ガスの空燃比がリーンのときにNOxを吸蔵可能で且つ排気ガスの空燃比がリッチのときにNOxを還元可能なNOx吸蔵還元触媒とを備えていることを特徴とする。 An exhaust gas purification catalyst device according to the present invention is an exhaust gas purification catalyst device that purifies exhaust gas containing NO x discharged from an engine capable of lean combustion,
NO provided in the exhaust gas passage of the engine and capable of adsorbing NO x when the exhaust gas temperature is 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower and capable of storing NO x when the exhaust gas temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower. a NO x trap containing x adsorption / occlusion material;
Provided in an exhaust gas passage of an engine, and a reducible NO x storage-and-reduction catalyst for NO x when the air-fuel ratio of the exhaust gas air-fuel ratio of and the exhaust gas can occlude NO x when the lean rich It is characterized by.
エンジンの排気ガス通路に設けられ、排気ガス温度が100℃以上200℃以下のときにNOxを吸着可能で且つ排気ガス温度が350℃以上450℃以下のときにNOxを吸蔵可能であるNOx吸着/吸蔵材を含むNOxトラップと、
エンジンの排気ガス通路に設けられ、排気ガスの空燃比がリーンのときにNOxを吸蔵可能で且つ排気ガスの空燃比がリッチのときにNOxを還元可能なNOx吸蔵還元触媒とを備えていることを特徴とする。 An exhaust gas purification catalyst device according to the present invention is an exhaust gas purification catalyst device that purifies exhaust gas containing NO x discharged from an engine capable of lean combustion,
NO provided in the exhaust gas passage of the engine and capable of adsorbing NO x when the exhaust gas temperature is 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower and capable of storing NO x when the exhaust gas temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower. a NO x trap containing x adsorption / occlusion material;
Provided in an exhaust gas passage of an engine, and a reducible NO x storage-and-reduction catalyst for NO x when the air-fuel ratio of the exhaust gas air-fuel ratio of and the exhaust gas can occlude NO x when the lean rich It is characterized by.
本発明に係る排気ガス浄化触媒装置によると、排気ガス温度が100℃以上200℃以下のときにNOxを吸着可能なNOx吸着/吸蔵材を含むNOxトラップがエンジンの排気ガス通路に設けられているため、アルカリ土類であるNOx吸蔵材がNOxを吸蔵できない温度域であっても排気ガス中のNOxをトラップすることができ、外部にNOxが放出されることを防止できる。排気ガス温度がエンジン始動直後から上昇して200℃程度を超えると、排気ガスの空燃比がリーンのときにNOxをNOx吸蔵還元触媒に吸蔵することができ、さらに排気ガスの空燃比がリッチのときに、NOxトラップ及びNOx吸蔵還元触媒から脱離されたNOxを還元浄化することができる。よって、幅広い排気ガス温度域において、効率良くNOxを浄化することが可能となる。
According to the exhaust gas purifying catalyst device according to the present invention, provided in an exhaust gas passage of the NO x trap exhaust gas temperature comprises the NO x adsorption / storage material capable adsorbing NO x at below 200 ° C. 100 ° C. or higher engine because it is, to prevent the the nO x storage material is an alkaline earth is even at a temperature range which can not occlude nO x can trap nO x in the exhaust gas, outside nO x is released it can. When the exhaust gas temperature rises immediately after the engine starts and exceeds about 200 ° C., NO x can be stored in the NO x storage reduction catalyst when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, and the air-fuel ratio of the exhaust gas further increases when the rich, it is possible to reduce and purify NO x trap and the NO x storage-reduction catalyst from the desorbed NO x. Thus, a wide range of exhaust gas temperature range, it is possible to purify efficiently NO x.
前記NOx吸着/吸蔵材としては、ジルコニアを好適に用いることができ、特にイットリウムが固溶されたジルコニアを含むことが好ましい。NOx吸蔵還元触媒に含有されるNOx吸蔵材としては、好適にBa、Sr及びMgを用いることができる。
As the NO x adsorption / occlusion material, zirconia can be suitably used, and it is particularly preferable to contain zirconia in which yttrium is dissolved. The the NO x storage material contained in the NO x storage-reduction catalyst, can be used suitably Ba, Sr and Mg.
NOx吸着/吸蔵材には、白金(Pt)、パラジウム(Pd)及びロジウム(Rh)のうちの少なくとも1つの触媒金属が担持されていることが好ましい。このようにすると、NOx吸着/吸蔵材が含まれるNOxトラップにも排気ガス浄化のための触媒活性を付与することができ、排気ガス浄化能を向上することができる。
The NO x adsorption / occlusion material preferably carries at least one catalyst metal of platinum (Pt), palladium (Pd), and rhodium (Rh). In this way, also it is possible to impart catalytic activity for exhaust gas purification in NO x trap contains the NO x adsorption / storage material, it is possible to improve the exhaust gas purification performance.
NOxトラップは、活性アルミナ(Al2O3)にPtを担持させてなるPt担持アルミナを含むことが好ましい。活性アルミナは比表面積が高いため、Ptの分散性を向上することができて、触媒金属であるPtと排気ガスとの接触性が向上し、排気ガスの浄化に有利となる。
The NO x trap preferably includes Pt-supported alumina obtained by supporting Pt on activated alumina (Al 2 O 3 ). Since activated alumina has a high specific surface area, the dispersibility of Pt can be improved, and the contact property between Pt, which is a catalytic metal, and exhaust gas is improved, which is advantageous for purification of exhaust gas.
排気ガス浄化触媒層に関する好適な実施形態では、前記NOx吸蔵還元触媒が前記NOxトラップよりも排気ガス流れ方向下流側に配置される。これにより、前記NOxトラップをスリップするNOxが前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されて還元浄化されるため、外部へのNOx排出防止に有利になる。
In a preferred embodiment relating to the exhaust gas purification catalyst layer, the NO x storage reduction catalyst is disposed downstream of the NO x trap in the exhaust gas flow direction. Thereby, the NOx slipping the NO x trap is reduced and purified is occluded in the NO x storage-and-reduction catalysts, which is advantageous in NOx emissions prevention to the outside.
このように、前記NOx吸蔵還元触媒が前記NOxトラップよりも排気ガス流れ方向下流側に配置される場合、前記NOx吸蔵還元触媒は、Ce含有酸化物を含む下層と活性アルミナを含む上層との積層構造であり、前記上層及び下層は、Ba、Sr及びMgを含むNOx吸蔵材とRh及びPtを含む触媒金属とを備えている構成とすることが好ましい。
As described above, when the NO x storage reduction catalyst is disposed downstream of the NO x trap in the exhaust gas flow direction, the NO x storage reduction catalyst includes a lower layer containing a Ce-containing oxide and an upper layer containing activated alumina. It is preferable that the upper layer and the lower layer include a NO x storage material containing Ba, Sr, and Mg and a catalyst metal containing Rh and Pt.
排気ガス浄化触媒装置に関する別の好適な実施形態では、前記NOxトラップは、担体基材上に形成され且つ活性アルミナとCe含有酸化物とを含む下層と、該下層の上に形成された活性アルミナを含む上層との間の中間層に設けられ、前記下層、上層及び中間層にPt及びRhのうちの少なくとも1つの触媒金属とNOx吸蔵材とが担持される。この場合、前記下層及び前記上層が前記NOx吸蔵還元触媒を構成する。前記中間層も触媒金属とNOx吸蔵材を含有するからNOx吸蔵還元触媒として機能する。
In another preferred embodiment relating to an exhaust gas purification catalyst device, the NOx trap is formed on a support substrate and includes a lower layer including activated alumina and a Ce-containing oxide, and activated alumina formed on the lower layer. And the lower layer, the upper layer, and the intermediate layer support at least one catalyst metal of Pt and Rh and a NO x storage material. In this case, the lower layer and the upper layer constitute the NOx storage reduction catalyst. Since the intermediate layer also contains the catalyst metal and the NO x storage material, it functions as a NO x storage reduction catalyst.
この実施形態において、好ましいのは、前記中間層が活性アルミナを含むことである。活性アルミナは比表面積が高く、NOx吸蔵材の分散性を向上することができて、NOx吸蔵材によるNOxの吸蔵を効率良く行うことができる。
In this embodiment, it is preferable that the intermediate layer contains activated alumina. Activated alumina has a high specific surface area, and can improve the dispersibility of the NO x storage material, the storage of the NO x by the NO x storage material can be efficiently performed.
前記NOx吸着/吸蔵材としてジルコニアを採用する場合、中間層におけるジルコニアとアルミナとの合計質量に対するジルコニアの質量割合は、33質量%以上であることが好ましい。このような質量割合にすることで、ジルコニアによるNOxの吸着と上記アルミナに担持されたNOx吸蔵材によるNOxの吸蔵とがバランス良く作用してNOxの浄化を効率良く行うことができる。
When zirconia is employed as the NO x adsorption / occlusion material, the mass ratio of zirconia to the total mass of zirconia and alumina in the intermediate layer is preferably 33% by mass or more. With such a weight ratio, it is possible to efficiently perform purification of the NO x and the storage of the NO x by the NO x storage material carried on the adsorption and the alumina of the NO x acts good balance with zirconia .
また、NOx吸蔵材としては、Ba、Sr及びMgを好適に用いることができる。
Moreover, Ba, Sr, and Mg can be suitably used as the NO x storage material.
排気ガス浄化触媒装置に関するさらに別の好適な実施形態では、担体基材に形成され、前記NOx吸着/吸蔵材としての無機酸化物を含み、更にCe含有酸化物を含む下層と、該下層の上に形成され且つ活性アルミナを含む上層とを備え、前記下層及び上層にPt及びRhのうちの少なくとも1つの触媒金属とNOx吸蔵材が担持されている積層触媒が前記排気ガス通路に配置される。この場合、前記積層触媒の前記下層が前記NOxトラップを構成し、前記上層が前記NOx吸蔵還元触媒を構成する。前記下層も触媒金属とNOx吸蔵材を含有するからNOx吸蔵還元触媒として機能する。
In still another preferred embodiment related to the exhaust gas purification catalyst device, a lower layer formed on a support substrate, containing an inorganic oxide as the NOx adsorption / occlusion material, and further containing a Ce-containing oxide, And a laminated catalyst in which at least one catalyst metal of Pt and Rh and an NO x storage material are supported on the lower layer and the upper layer are disposed in the exhaust gas passage. . In this case, the lower layer of the stacked catalyst constitutes the NOx trap, and the upper layer constitutes the NOx occlusion reduction catalyst. Since the lower layer also contains the catalyst metal and the NO x storage material, it functions as a NO x storage reduction catalyst.
この実施形態において、下層は、Pt及びRhのうちの少なくとも1つの触媒金属と、NOx吸蔵材とが担持された活性アルミナを含むことが好ましい。
In this embodiment, the lower layer preferably includes activated alumina on which at least one catalyst metal of Pt and Rh and a NO x storage material are supported.
このようにすると、アルミナは比表面積が高く、NOx吸蔵材及び触媒金属の分散性を向上することができて、NOx吸蔵材によるNOxの吸蔵及び浄化を効率良く行うことができる。
In this way, alumina has a high specific surface area, can improve the dispersibility of the NO x storage material and the catalyst metal, and can efficiently store and purify NO x by the NO x storage material.
前記NOx吸着/吸蔵材としてジルコニアを用いる場合、下層におけるジルコニアとアルミナとの合計質量に対するジルコニアの質量割合は、5質量%以上であることが好ましく、35質量%以上65質量%以下であることがより好ましい。このような質量割合にすることで、ジルコニアによるNOxの吸着をより効率良く行うことができる。
When zirconia is used as the NO x adsorption / occlusion material, the mass ratio of zirconia to the total mass of zirconia and alumina in the lower layer is preferably 5% by mass or more, and 35% by mass or more and 65% by mass or less. Is more preferable. With such a weight ratio, it is possible to efficiently adsorb of the NO x with zirconia.
本発明に係る排気ガス浄化触媒装置及び排気ガス浄化方法によると、100℃程度の低温域から450℃程度の高温域までの幅広い排気ガスの温度範囲において、NOxの浄化を効率良く行うことが可能となる。
According to the exhaust gas purification catalyst device and the exhaust gas purification method of the present invention, NO x can be efficiently purified in a wide exhaust gas temperature range from a low temperature range of about 100 ° C. to a high temperature range of about 450 ° C. It becomes possible.
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでない。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiments is merely exemplary in nature and is not intended to limit the invention, its application, or its application.
<実施形態1>
(排気ガス浄化触媒装置の構成)
図1は、本発明の実施形態1に係る排気ガス浄化触媒装置1の構成を示しており、符号2はエンジンの排気ガス通路、符号3はNOxトラップ、符号4はNOx吸蔵還元触媒であるリーンNOxトラップ触媒(LNT触媒)を示している。具体的に、図1に示すように、排気ガス浄化触媒装置1は、エンジン燃焼室(図示せず)から排出された排気ガスが通る排気ガス通路2に配設されたNOxトラップ3と、その排気ガス下流側(図1では右側)に配設されたLNT触媒4とを備えている。 <Embodiment 1>
(Configuration of exhaust gas purification catalyst device)
Figure 1 shows the structure ofEmbodiment 1 exhaust gas purifying catalyst device according to 1 of the present invention, reference numeral 2 denotes an exhaust gas passage of an engine, reference numeral 3 NO x trap, reference numeral 4 in the NO x storage-reduction catalyst A lean NO x trap catalyst (LNT catalyst) is shown. Specifically, as shown in FIG. 1, the exhaust gas purification catalyst device 1 includes a NO x trap 3 disposed in an exhaust gas passage 2 through which exhaust gas discharged from an engine combustion chamber (not shown) passes, And an LNT catalyst 4 disposed on the exhaust gas downstream side (right side in FIG. 1).
(排気ガス浄化触媒装置の構成)
図1は、本発明の実施形態1に係る排気ガス浄化触媒装置1の構成を示しており、符号2はエンジンの排気ガス通路、符号3はNOxトラップ、符号4はNOx吸蔵還元触媒であるリーンNOxトラップ触媒(LNT触媒)を示している。具体的に、図1に示すように、排気ガス浄化触媒装置1は、エンジン燃焼室(図示せず)から排出された排気ガスが通る排気ガス通路2に配設されたNOxトラップ3と、その排気ガス下流側(図1では右側)に配設されたLNT触媒4とを備えている。 <
(Configuration of exhaust gas purification catalyst device)
Figure 1 shows the structure of
図2は、NOxトラップ3の排気ガス流れ方向に垂直な断面の一部を示す図である。図2に示すように、NOxトラップ3は、コージェライト製のハニカム担体30の排気ガス通路壁に、NOx吸着/吸蔵材(NOx吸着/吸蔵能を有する無機酸化物)としてのジルコニア(ZrO2)を含むZrO2層31が配設されて構成されており、ZrO2層31の内側の空間が排気ガス通路となっている。ハニカム担体30は、そのセル断面形状が六角形である六角セルハニカム構造となっている。図2では、図の簡略化のため、1つのセルにのみ上記ZrO2層31を描いているが、全てのセルに上記ZrO2層31が形成されている。上記ZrO2層31は、ZrO2のみで構成されていてもよいが、NOxトラップ3に触媒性能を付与するために、ZrO2にPt、Pd及びRhのうちの少なくとも1つの触媒金属が担持されていてもよい。また、上記ZrO2層31は、活性アルミナ(Al2O3)を含んでいてもよく、そのアルミナにPtが担持されていてもよい。また、ZrO2としてはイットリウム(Y)が固溶されているY含有ZrO2が用いられていても構わない。このようにすると、ZrO2の塩基性が増大し、ZrO2におけるNOxトラップ性を向上できる。NOxトラップ3に含まれるZrO2の機能については後に説明する。
FIG. 2 is a view showing a part of a cross section perpendicular to the exhaust gas flow direction of the NO x trap 3. As shown in FIG. 2, the NO x trap 3 has zirconia (ZrO 2 ) as a NO x adsorption / occlusion material (inorganic oxide having NO x adsorption / occlusion ability) on the exhaust gas passage wall of the honeycomb carrier 30 made of cordierite. ) Including the ZrO 2 layer 31 is provided, and the space inside the ZrO 2 layer 31 is an exhaust gas passage. The honeycomb carrier 30 has a hexagonal cell honeycomb structure whose cell cross-sectional shape is a hexagon. In FIG. 2, for simplification of the drawing, the ZrO 2 layer 31 is drawn only in one cell, but the ZrO 2 layer 31 is formed in all the cells. The ZrO 2 layer 31 may be composed of only ZrO 2, but at least one catalyst metal of Pt, Pd and Rh is supported on ZrO 2 in order to impart catalytic performance to the NO x trap 3. May be. The ZrO 2 layer 31 may contain activated alumina (Al 2 O 3 ), and Pt may be supported on the alumina. Further, as ZrO 2 , Y-containing ZrO 2 in which yttrium (Y) is dissolved may be used. In this way, basic ZrO 2 is increased, thereby improving the NO x trapping property in ZrO 2. The function of ZrO 2 contained in the NO x trap 3 will be described later.
図3は、LNT触媒4の排気ガス流れ方向に垂直な断面の一部を示す図である。図3に示すように、LNT触媒4は、コージェライト製のハニカム担体40の排気ガス通路壁に、二層の触媒層が積層されて構成されている。なお、LNT触媒4におけるハニカム担体40も、そのセル断面形状が六角形である六角セルハニカム構造となっており、図3においても、図の簡略化のため、1つのセルにのみ上記触媒層を描いているが、全てのセルに上記触媒層が形成されている。具体的には、LNT触媒4において、排気ガス通路壁と接するように形成された下層触媒層41は活性アルミナとCe含有酸化物、例えば、セリアとを含み、下層触媒層41の上に形成された上層触媒層42は活性アルミナを含み、下層触媒層41及び上層触媒層42には、触媒金属であるPt及びRhと、NOx吸蔵材であるBa、Sr及びMgが含浸担持されている。このような構成により、LNT触媒4は、排気ガス温度が約250℃以上のリーン雰囲気の際に上記NOx吸蔵材によりNOxを吸蔵できると共に、リッチ雰囲気において上記触媒金属によりNOxの還元に作用することができる。なお、LNT触媒4におけるハニカム担体40も、そのセル断面形状が六角形である六角セルハニカム構造となっている。図3においても、図の簡略化のため、1つのセルにのみ上記触媒層を描いているが、全てのセルに上記触媒層が形成されている。
FIG. 3 is a diagram showing a part of a cross section perpendicular to the exhaust gas flow direction of the LNT catalyst 4. As shown in FIG. 3, the LNT catalyst 4 is configured by laminating two catalyst layers on the exhaust gas passage wall of a honeycomb carrier 40 made of cordierite. Note that the honeycomb carrier 40 in the LNT catalyst 4 also has a hexagonal cell honeycomb structure in which the cell cross-sectional shape is a hexagonal shape. Also in FIG. 3, the catalyst layer is applied to only one cell in order to simplify the drawing. As shown, the catalyst layer is formed in all cells. Specifically, in the LNT catalyst 4, the lower catalyst layer 41 formed so as to be in contact with the exhaust gas passage wall includes activated alumina and a Ce-containing oxide, for example, ceria, and is formed on the lower catalyst layer 41. The upper catalyst layer 42 contains activated alumina, and the lower catalyst layer 41 and the upper catalyst layer 42 are impregnated and supported with catalyst metals Pt and Rh and NO x storage materials Ba, Sr and Mg. With this configuration, LNT catalyst 4, it is possible to absorb NO x by the the NO x storage material in the exhaust gas temperature is lean atmosphere above about 250 ° C., the reduction of the NO x by the catalyst metal in the rich atmosphere Can act. Note that the honeycomb carrier 40 in the LNT catalyst 4 also has a hexagonal cell honeycomb structure whose cell cross-sectional shape is a hexagon. Also in FIG. 3, for simplification of the drawing, the catalyst layer is drawn only in one cell, but the catalyst layer is formed in all cells.
(ZrO2について)
次に、NOxトラップに含まれるZrO2の機能、特にNOx吸着能及びNOx吸蔵能について説明する。 (About ZrO 2 )
Next, the function of ZrO 2 contained in the NO x trap, particularly the NO x adsorption capacity and NO x storage capacity will be described.
次に、NOxトラップに含まれるZrO2の機能、特にNOx吸着能及びNOx吸蔵能について説明する。 (About ZrO 2 )
Next, the function of ZrO 2 contained in the NO x trap, particularly the NO x adsorption capacity and NO x storage capacity will be described.
まず、排気ガス温度を100℃から漸次昇温したときの、各温度時におけるZrO2のNOxをトラップする性能について検討した。そのために、ZrO2に対して、周知の方法である昇温脱離ガス分析法(TPD法)を用いてZrO2の各温度におけるNOトラップ量及び脱離量を測定した。本測定のために、まず、担体上に形成したZrO2層に対して、He雰囲気で600℃、10分間の前処理を行った。その後、NOを含むガスを導入した。具体的に、評価ガスの組成は、NOが1000ppmであり、O2が10%であり、残部がN2である。評価ガス温度を100℃にして30分間維持した後、ガス温度を17℃/minで昇温した。その測定結果を図4に示す。
First, the performance of trapping NO x of ZrO 2 at each temperature when the exhaust gas temperature was gradually raised from 100 ° C. was examined. Therefore, for ZrO 2, it was measured NO trap amount and desorption amount at each temperature of ZrO 2 using a well-known method Atsushi Nobori spectroscopy (TPD method). For this measurement, first, the ZrO 2 layer formed on the support was pretreated at 600 ° C. for 10 minutes in a He atmosphere. Thereafter, a gas containing NO was introduced. Specifically, the composition of the evaluation gas is 1000 ppm for NO, 10% for O 2 , and the balance for N 2 . After the evaluation gas temperature was maintained at 100 ° C. for 30 minutes, the gas temperature was increased at 17 ° C./min. The measurement results are shown in FIG.
図4に示すように、ガス温度が100℃の際は、約20分の間、NOの流入濃度である1000ppmよりもNO流出濃度が小さくなっていることから、ZrO2はNOをトラップすることがわかる。その後、ガス温度を上げて、約200℃においてZrO2からのNOの脱離がピークとなった。その後、ガス温度が上がるに従って、NOの脱離量が小さくなり、再び、NOの流入濃度である1000ppmよりもNO排出濃度が小さくなり、約350℃まで低減し続けた。その後、再びNOの脱離量が増大し、約500℃でZrO2からのNOの脱離がピークとなった。この結果から、ZrO2は、昇温過程において2つの脱離ピークが見られ、低温でNOが脱離する弱いトラップの形態と、高温まで保持する強いトラップの形態とがあることが示唆された。
As shown in FIG. 4, when the gas temperature is 100 ° C., the NO outflow concentration is lower than 1000 ppm, which is the inflow concentration of NO, for about 20 minutes, so ZrO 2 traps NO. I understand. Thereafter, the gas temperature was raised, and NO desorption from ZrO 2 peaked at about 200 ° C. Thereafter, as the gas temperature increased, the NO desorption amount decreased, and again the NO exhaust concentration became lower than the inflow concentration of 1000 ppm, which continued to decrease to about 350 ° C. Thereafter, the desorption amount of NO increased again, and NO desorption from ZrO 2 peaked at about 500 ° C. From this result, it was suggested that ZrO 2 has two desorption peaks in the temperature rising process, and there are a weak trap form in which NO is desorbed at a low temperature and a strong trap form that keeps up to a high temperature. .
次に、上記2種のNOトラップの形態がどのような形態であるか検討するために、周知の方法であるin-situフーリエ変換赤外分光(FT-IR)を用いて、100℃から450℃におけるZrO2にトラップされたNOxの状態について調べた。具体的に、まず、担体に形成されたZrO2層に対して、He雰囲気で600℃、10分間の前処理を行った。その後、評価ガスの組成を、NOが1000ppm、O2が2.5%、残部がN2とし、100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃、400℃及び450℃を評価温度としてFT-IRの測定を行った。測定結果を図5に示す。
Next, in order to examine what the two types of NO traps are, the in-situ Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) which is a well-known method is used. The state of NO x trapped in ZrO 2 at 0 ° C. was examined. Specifically, first, the ZrO 2 layer formed on the carrier was pretreated at 600 ° C. for 10 minutes in a He atmosphere. Thereafter, the composition of the evaluation gas is set to 1000 ppm for NO, 2.5% for O 2 and N 2 for the balance, and 100 ° C., 150 ° C., 200 ° C., 250 ° C., 300 ° C., 350 ° C., 400 ° C. and 450 ° C. FT-IR was measured as the evaluation temperature. The measurement results are shown in FIG.
図5に示すように、100℃~300℃においては、波数が約1200cm-1と約1330cm-1の位置にピークが見られ、これはNO2に特有なピークである。すなわち、100℃~300℃においては、NOが酸素存在下でZrO2の表面にNO2の形態でトラップ(吸着)されていると考えられる。また、ピーク強度は、100℃で最も強く、温度が上がるに従ってピークが弱くなることから、この吸着においては、熱振動の影響により、温度上昇に伴ってNOがZrO2の表面に存在することが困難となると考えられる。
As shown in FIG. 5, in the 100 ° C. ~ 300 ° C., it wavenumber show a peak at about 1200 cm -1 to about 1330 cm -1, which is characteristic peak in NO 2. That is, at 100 ° C. to 300 ° C., it is considered that NO is trapped (adsorbed) in the form of NO 2 on the surface of ZrO 2 in the presence of oxygen. In addition, since the peak intensity is strongest at 100 ° C. and the peak becomes weaker as the temperature rises, in this adsorption, NO may be present on the surface of ZrO 2 as the temperature rises due to the influence of thermal vibration. It will be difficult.
一方、300℃~450℃においては、波数が約1250cm-1と約1590cm-1の位置にピークが見られ、これはNO3
-に特有のピークである。すなわち、300℃~450℃においては、NOはZrに対してNO3
-の形態で化学的にトラップ(吸蔵)されていると考えられる。
On the other hand, in the 300 ° C. ~ 450 ° C., wavenumber peak is observed at a position of about 1250 cm -1 to about 1590 cm -1, which is NO 3 - is the peak peculiar to. That is, at 300 ° C. to 450 ° C., NO is considered to be chemically trapped (occluded) in the form of NO 3 − with respect to Zr.
以上の結果から、ZrO2は、低温域ではNOをNO2としての吸着によりトラップし、温度が上がるに従って上記吸着の影響が小さくなると共に、NOをNO3
-としての化学的な吸蔵によりトラップすると考えられる。図5のグラフから、特に、ZrO2は、100℃~200℃程度の温度域においてNOを高効率で吸着することができ、350℃~450℃程度の温度域においてNOを高効率で吸蔵することができると考えられる。
These results, ZrO 2 is a NO at low temperature range trapped by adsorption as NO 2, together with the influence of the adsorption decreases as the temperature rises, the NO NO 3 - when trapped by chemical occlusion of the Conceivable. From the graph of FIG. 5, in particular, ZrO 2 can adsorb NO with high efficiency in the temperature range of about 100 ° C. to 200 ° C., and absorbs NO with high efficiency in the temperature range of about 350 ° C. to 450 ° C. It is considered possible.
次に、ZrO2に触媒金属となるPtを担持した場合も上記と同様の傾向が見られるかどうか検討するために、Pt担持ZrO2をハニカム担体に形成し、モデルガス流通反応装置に取り付けて、該担体のガス入口及び出口におけるNO濃度を検出し、その値に基づいてPt担持ZrO2のNOのトラップ量を測定した。ハニカム担体は、セル壁の厚さが4.5milであり、1平方インチ当たりのセル数が400である担体容量25mlのコージェライト製六角セルハニカム担体(直径25.4mm、長さ50mm)を用いて、ZrO2の量は100g/L(担体1L当たりの担持量)とし、該ZrO2にPtを0.5g/L担持した。ZrO2へのPtの担持方法、及び担体へのPt担持ZrO2の形成方法については後に説明する。
Next, in order also carrying Pt as a catalytic metal ZrO 2 to examine whether similar tendency to the above can be seen, the Pt-supported ZrO 2 was formed on the honeycomb support, it is attached to a model gas flow reactor The NO concentration at the gas inlet and outlet of the carrier was detected, and the NO trap amount of Pt-supported ZrO 2 was measured based on the detected concentrations. As the honeycomb carrier, a cordierite hexagonal cell honeycomb carrier (diameter: 25.4 mm, length: 50 mm) having a cell wall thickness of 4.5 mil and a carrier capacity of 25 ml with 400 cells per square inch is used. The amount of ZrO 2 was 100 g / L (supported amount per liter of support), and 0.5 g / L of Pt was supported on the ZrO 2 . Method for supporting Pt to ZrO 2, and will be described later Pt supported ZrO 2 of a method of forming the carrier.
本測定の前に、まず、リーン雰囲気とリッチ雰囲気とを1分毎に切り替えて600℃、10分間の前処理を行った。その後、NOを含むモデルガスを導入した。測定をする際のガス温度は、100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃及び400℃とし、各温度においてリッチ雰囲気で安定させた後にリーン雰囲気に切り替えてから300秒間のNOトラップ量を測定した。なお、リーン雰囲気のガス組成は、NOが220ppmであり、HCが400ppmであり、COが0.15%であり、O2が10%であり、CO2が6%であり、H2Oが10%であり、残部がN2である。一方、リッチ雰囲気のガス組成は、NOが220ppmであり、HCが3400ppmであり、COが1.0%であり、O2が0.5%であり、CO2が6%であり、H2Oが10%であり、残部がN2である。上記条件で測定を行った結果を図6に示す。
Before this measurement, first, a lean atmosphere and a rich atmosphere were switched every minute, and a pretreatment was performed at 600 ° C. for 10 minutes. Thereafter, model gas containing NO was introduced. The gas temperatures at the time of measurement were 100 ° C., 150 ° C., 200 ° C., 250 ° C., 300 ° C., 350 ° C. and 400 ° C., and after stabilizing in a rich atmosphere at each temperature, switching to a lean atmosphere for 300 seconds. The amount of NO trap was measured. The gas composition of the lean atmosphere is 220 ppm NO, 400 ppm HC, 0.15% CO, 10% O 2 , 6% CO 2 , and H 2 O 10% with the balance being N 2 . On the other hand, the gas composition of the rich atmosphere is 220 ppm NO, 3400 ppm HC, 1.0% CO, 0.5% O 2 , 6% CO 2 , H 2 O is 10%, the remainder being N 2. The results of measurement under the above conditions are shown in FIG.
図6に示すように、NOのトラップ量は、200℃と350℃とにおいてピークが見られる。これは、上記の2つの試験結果とほぼ相関があり、Pt担持ZrO2に対しても、ZrO2の場合と同様に、NOは、低温域では物理的に吸着され、高温域では化学的に吸蔵されると考えられる。
As shown in FIG. 6, the NO trap amount shows peaks at 200 ° C. and 350 ° C. This substantially correlates with the above two test results. Similarly to ZrO 2 , NO is physically adsorbed to Pt-supported ZrO 2 and is chemically adsorbed in the low temperature range. It is thought to be occluded.
(NOxトラップ及びLNT触媒の製造方法)
次に、本実施形態に係る触媒装置におけるNOxトラップ及びLNT触媒の製造方法について説明する。まず、NOxトラップについて、特にPt担持ZrO2を含むNOxトラップの製造方法について説明する。 (NO x trap and LNT catalyst production method)
Next, a method for manufacturing the NO x trap and the LNT catalyst in the catalyst device according to the present embodiment will be described. First, the NO x trap, in particular a method for manufacturing of the NO x trap containing Pt supported ZrO 2 will be described.
次に、本実施形態に係る触媒装置におけるNOxトラップ及びLNT触媒の製造方法について説明する。まず、NOxトラップについて、特にPt担持ZrO2を含むNOxトラップの製造方法について説明する。 (NO x trap and LNT catalyst production method)
Next, a method for manufacturing the NO x trap and the LNT catalyst in the catalyst device according to the present embodiment will be described. First, the NO x trap, in particular a method for manufacturing of the NO x trap containing Pt supported ZrO 2 will be described.
Pt担持ZrO2は、ZrO2に対してジニトロジアミンPt硝酸溶液を用いた蒸発乾固法を行うことによって得られる。具体的に、ZrO2粒子材にイオン交換水を加えてスラリー状にし、それをスターラー等により十分に撹拌する。続いて、撹拌しながらそのスラリーに所定量のジニトロジアミンPt硝酸溶液を滴下し、十分に撹拌する。その後、加熱しながらさらに撹拌を続けて、水分を完全に蒸発させる。蒸発後、大気中において500℃程度で2時間焼成することにより、Pt担持ZrO2が得られる。
Pt-supported ZrO 2 can be obtained by subjecting ZrO 2 to an evaporation to dryness method using a dinitrodiamine Pt nitric acid solution. Specifically, ion exchange water is added to the ZrO 2 particle material to form a slurry, which is sufficiently stirred by a stirrer or the like. Subsequently, a predetermined amount of dinitrodiamine Pt nitric acid solution is dropped into the slurry while stirring, and sufficiently stirred. Thereafter, stirring is continued while heating to completely evaporate water. After evaporation, Pt-supported ZrO 2 is obtained by baking in the atmosphere at about 500 ° C. for 2 hours.
続いて、得られたPt担持ZrO2に硝酸ジルコニル等のバインダー及びイオン交換水を加え、混合してスラリー状にする。このスラリーを担体上にコーティングし、150℃程度で乾燥させた後、500℃程度で2時間焼成することにより、担体上にPt担持ZrO2を形成することができて、NOxトラップを得ることができる。
Subsequently, a binder such as zirconyl nitrate and ion exchange water are added to the obtained Pt-supported ZrO 2 and mixed to form a slurry. The slurry is coated on a support, dried at about 150 ° C., and then fired at about 500 ° C. for 2 hours, whereby Pt-supported ZrO 2 can be formed on the support and an NO x trap can be obtained. Can do.
次に、LNT触媒の製造方法について説明する。ここでは、特に、上記の二層構造の触媒層を含むLNT触媒の製造方法について説明する。
Next, a method for producing an LNT catalyst will be described. Here, in particular, a method for producing an LNT catalyst including the catalyst layer having the above two-layer structure will be described.
まず、下層触媒層の構成成分となるAl2O3粒子材とCeO2粒子材とを混合し、混合物に硝酸ジルコニル等のバインダーと水とを加え、撹拌してスラリー状にする。なお、CeO2に代えて、例えばプラセオジム等を含む複合酸化物の形態(CePrOx)のものを用いても構わない。このスラリーをハニカム担体のセル壁の上にコーティングし、150℃程度で乾燥させた後、500℃程度で2時間焼成する。これにより、下層触媒層の前駆層を得ることができる。
First, an Al 2 O 3 particle material and a CeO 2 particle material, which are constituent components of the lower catalyst layer, are mixed, and a binder such as zirconyl nitrate and water are added to the mixture and stirred to form a slurry. Instead of CeO 2 , for example, a complex oxide (CePrO x ) in the form of praseodymium or the like may be used. This slurry is coated on the cell walls of the honeycomb carrier, dried at about 150 ° C., and then fired at about 500 ° C. for 2 hours. Thereby, the precursor layer of a lower catalyst layer can be obtained.
続いて、活性アルミナを用いて上層触媒層の前駆層を形成する。ここで、活性アルミナにRh等の触媒金属を担持してもよく、このようにすると、下層で吸蔵されたNOxが脱離する際に、上層を通って排気ガス通路に放出されるため、上層に多くの触媒金属を担持しておくことで、効率良くNOxを浄化することができる。この場合、上層触媒層の構成成分となるAl2O3粒子材に硝酸ロジウム水溶液を用いて蒸発乾固法を行うことでAl2O3にRhを担持する。このようにして得られたRh担持Al2O3に硝酸ジルコニル等のバインダーと水とを加え、撹拌してスラリー状にする。このスラリーを上記下層触媒層の前駆層の上にコーティングし、150℃程度で乾燥させた後、500℃程度で2時間焼成する。これにより、上層触媒層の前駆層を得ることができる。
Subsequently, a precursor layer of the upper catalyst layer is formed using activated alumina. Here, it may carry a catalytic metal Rh such as activated alumina, in this case, when the NO x occluded in the lower layer is eliminated, since it is released into the exhaust gas passage through the upper layer, By supporting a large amount of catalyst metal on the upper layer, NO x can be efficiently purified. In this case, Rh is supported on Al 2 O 3 by performing evaporation to dryness using an aqueous rhodium nitrate solution on the Al 2 O 3 particulate material that is a constituent component of the upper catalyst layer. A binder such as zirconyl nitrate and water are added to the Rh-supported Al 2 O 3 thus obtained, and the mixture is stirred to form a slurry. This slurry is coated on the precursor layer of the lower catalyst layer, dried at about 150 ° C., and then fired at about 500 ° C. for 2 hours. Thereby, the precursor layer of an upper catalyst layer can be obtained.
その後、上記下層触媒層及び上層触媒層のそれぞれの前駆層に対して、触媒金属であるPt及びRh、並びにNOx吸蔵材であるBa、Sr及びMgとの混合溶液を含浸させる。含浸後、上記前駆層が設けられたハニカム担体を乾燥し、焼成する。これにより、上記前駆層に触媒金属及びNOx吸蔵材が含浸担持された下層触媒層及び上層触媒層を含むLNT触媒が得られる。なお、このとき、NOx吸蔵材には、上記アルカリ土類金属の酢酸塩又は硝酸塩の水溶液を用いる。また、乾燥は、例えば大気雰囲気において100℃~250℃程度の温度に所定時間保持することによって行うことができ、焼成は、例えば大気雰囲気において400℃~600℃程度の温度に数時間保持することによって行うことができる。
Thereafter, the precursor layers of the lower catalyst layer and the upper catalyst layer are impregnated with a mixed solution of Pt and Rh, which are catalyst metals, and Ba, Sr, and Mg, which are NO x storage materials. After impregnation, the honeycomb carrier provided with the precursor layer is dried and fired. As a result, an LNT catalyst including a lower catalyst layer and an upper catalyst layer in which the catalyst layer and the NO x storage material are impregnated and supported on the precursor layer is obtained. At this time, an aqueous solution of the alkaline earth metal acetate or nitrate is used as the NO x storage material. In addition, drying can be performed, for example, by holding at a temperature of about 100 ° C. to 250 ° C. for a predetermined time in an air atmosphere, and baking is performed, for example, at a temperature of about 400 ° C. to 600 ° C. for several hours in an air atmosphere. Can be done by.
上記のようにして得られたNOxトラップを排気ガス通路の上流側に設け、また、上記のようにして得られたLNT触媒をその下流側に設けることにより、本実施形態に係る排気ガス浄化触媒装置を得ることができる。
The NO x trap obtained as described above is provided on the upstream side of the exhaust gas passage, and the LNT catalyst obtained as described above is provided on the downstream side thereof, whereby the exhaust gas purification according to this embodiment is performed. A catalytic device can be obtained.
(排気ガス浄化方法)
次に、上記排気ガス浄化触媒装置を用いて、排気ガスを浄化する方法について説明する。本方法では、まず、上述のように、NOxトラップを排気ガス通路の上流側に設け、また、LNT触媒をその下流側に設け、エンジンの始動直後において、排気ガス温度が200℃以下となるまでの間に、NOxトラップのZrO2に排気ガス中のNOxを吸着させる。その後、排気ガス温度が200℃を超えて350℃未満までの間に、排気ガスの空燃比をリーンに維持して、排気ガス中のNOxをLNT触媒に吸蔵させる。その後、排気ガス温度が350℃以上450℃以下の間に、NOxトラップのZrO2及びLNT触媒に排気ガス中のNOxを吸蔵させる。そして、エンジンの燃焼室に圧縮行程上死点付近で燃料を噴射供給する主噴射後に、膨張行程又は排気行程において燃料を噴射供給する後噴射(リッチパージ)させて排気ガス中へHCを含ませて、排気ガスの空燃比がリッチ状態になるように制御して、LNT触媒により、NOxトラップ及びLNT触媒から脱離したNOxを還元浄化して放出する。 (Exhaust gas purification method)
Next, a method for purifying exhaust gas using the exhaust gas purification catalyst device will be described. In this method, as described above, provided the NO x trap upstream of the exhaust gas passage, also provided LNT catalyst downstream thereof, immediately after starting the engine, the exhaust gas temperature is 200 ° C. or less until, adsorbing NO x in the exhaust gas to ZrO 2 of the NO x trap. Thereafter, while the exhaust gas temperature exceeds 200 ° C. and below 350 ° C., the air-fuel ratio of the exhaust gas is maintained lean, and NO x in the exhaust gas is stored in the LNT catalyst. Thereafter, while the exhaust gas temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, the NO x trap ZrO 2 and the LNT catalyst store NO x in the exhaust gas. Then, after the main injection in which fuel is injected into the combustion chamber of the engine near the top dead center of the compression stroke, the fuel is injected and supplied in the expansion stroke or the exhaust stroke (rich purge) to include HC in the exhaust gas. Te, the air-fuel ratio of the exhaust gas is controlled to be in a rich state, the LNT catalyst, reduces and discharges purify NO x desorbed from the NO x trap and LNT catalyst.
次に、上記排気ガス浄化触媒装置を用いて、排気ガスを浄化する方法について説明する。本方法では、まず、上述のように、NOxトラップを排気ガス通路の上流側に設け、また、LNT触媒をその下流側に設け、エンジンの始動直後において、排気ガス温度が200℃以下となるまでの間に、NOxトラップのZrO2に排気ガス中のNOxを吸着させる。その後、排気ガス温度が200℃を超えて350℃未満までの間に、排気ガスの空燃比をリーンに維持して、排気ガス中のNOxをLNT触媒に吸蔵させる。その後、排気ガス温度が350℃以上450℃以下の間に、NOxトラップのZrO2及びLNT触媒に排気ガス中のNOxを吸蔵させる。そして、エンジンの燃焼室に圧縮行程上死点付近で燃料を噴射供給する主噴射後に、膨張行程又は排気行程において燃料を噴射供給する後噴射(リッチパージ)させて排気ガス中へHCを含ませて、排気ガスの空燃比がリッチ状態になるように制御して、LNT触媒により、NOxトラップ及びLNT触媒から脱離したNOxを還元浄化して放出する。 (Exhaust gas purification method)
Next, a method for purifying exhaust gas using the exhaust gas purification catalyst device will be described. In this method, as described above, provided the NO x trap upstream of the exhaust gas passage, also provided LNT catalyst downstream thereof, immediately after starting the engine, the exhaust gas temperature is 200 ° C. or less until, adsorbing NO x in the exhaust gas to ZrO 2 of the NO x trap. Thereafter, while the exhaust gas temperature exceeds 200 ° C. and below 350 ° C., the air-fuel ratio of the exhaust gas is maintained lean, and NO x in the exhaust gas is stored in the LNT catalyst. Thereafter, while the exhaust gas temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, the NO x trap ZrO 2 and the LNT catalyst store NO x in the exhaust gas. Then, after the main injection in which fuel is injected into the combustion chamber of the engine near the top dead center of the compression stroke, the fuel is injected and supplied in the expansion stroke or the exhaust stroke (rich purge) to include HC in the exhaust gas. Te, the air-fuel ratio of the exhaust gas is controlled to be in a rich state, the LNT catalyst, reduces and discharges purify NO x desorbed from the NO x trap and LNT catalyst.
このような排気ガス浄化方法によると、エンジン始動直後における排気ガス温度が低温域にあるときであっても、NOxトラップのZrO2によりNOxをトラップ可能であるためNOxを外部に放出することを防止できる。また、排気ガス温度が上がるに従って、LNT触媒の活性が向上し、このタイミングで上記トラップされていたNOxが脱離して、リーン雰囲気においてはLNT触媒に吸蔵され、リッチ雰囲気においては還元浄化される。さらに排気ガス温度が上がると、NOxトラップにおいてNOxを吸蔵することができる。このように、排気ガス温度の幅広い温度領域において、効率良く排気ガス中のNOxを還元浄化できて、外部に放出されるNOx量を低減することができる。
[実施例]
以下に、本発明に係る排気ガス浄化触媒装置を詳細に説明するための実施例を説明する。本実施例では、Pt担持ZrO2を含むNOxトラップの下流側にLNT触媒が配設された排気ガス浄化触媒装置のNOxトラップ量を測定した。また、比較例として、Pt担持Al2O3を含むNOxトラップの下流側にLNT触媒が配設された排気ガス浄化触媒装置のNOxトラップ率を測定した。 According to such an exhaust gas purification method, even when the exhaust gas temperature immediately after engine startup is in a low temperature range, NO x can be trapped by ZrO 2 of the NO x trap, so NO x is released to the outside. Can be prevented. Further, according to the exhaust gas temperature increases, to improve the activity of the LNT catalyst, release NO x, which have been the trapped at this timing de, in the lean atmosphere is occluded into LNT catalyst is reduced and purified in a rich atmosphere . Further the exhaust gas temperature is increased, it is possible to absorb NO x in the NO x trap. In this manner, NO x in the exhaust gas can be efficiently reduced and purified in a wide temperature range of the exhaust gas temperature, and the amount of NO x released to the outside can be reduced.
[Example]
Hereinafter, embodiments for explaining the exhaust gas purifying catalyst device according to the present invention in detail will be described. In this example, the amount of NO x trap of the exhaust gas purification catalyst device in which the LNT catalyst is disposed downstream of the NO x trap containing Pt-supported ZrO 2 was measured. Further, as a comparative example, the NO x trap rate of an exhaust gas purification catalyst device in which an LNT catalyst is disposed downstream of a NO x trap containing Pt-supported Al 2 O 3 was measured.
[実施例]
以下に、本発明に係る排気ガス浄化触媒装置を詳細に説明するための実施例を説明する。本実施例では、Pt担持ZrO2を含むNOxトラップの下流側にLNT触媒が配設された排気ガス浄化触媒装置のNOxトラップ量を測定した。また、比較例として、Pt担持Al2O3を含むNOxトラップの下流側にLNT触媒が配設された排気ガス浄化触媒装置のNOxトラップ率を測定した。 According to such an exhaust gas purification method, even when the exhaust gas temperature immediately after engine startup is in a low temperature range, NO x can be trapped by ZrO 2 of the NO x trap, so NO x is released to the outside. Can be prevented. Further, according to the exhaust gas temperature increases, to improve the activity of the LNT catalyst, release NO x, which have been the trapped at this timing de, in the lean atmosphere is occluded into LNT catalyst is reduced and purified in a rich atmosphere . Further the exhaust gas temperature is increased, it is possible to absorb NO x in the NO x trap. In this manner, NO x in the exhaust gas can be efficiently reduced and purified in a wide temperature range of the exhaust gas temperature, and the amount of NO x released to the outside can be reduced.
[Example]
Hereinafter, embodiments for explaining the exhaust gas purifying catalyst device according to the present invention in detail will be described. In this example, the amount of NO x trap of the exhaust gas purification catalyst device in which the LNT catalyst is disposed downstream of the NO x trap containing Pt-supported ZrO 2 was measured. Further, as a comparative example, the NO x trap rate of an exhaust gas purification catalyst device in which an LNT catalyst is disposed downstream of a NO x trap containing Pt-supported Al 2 O 3 was measured.
実施例1では、セル壁の厚さが4.5milであり、1平方インチ当たりのセル数が400である担体容量25mlのコージェライト製六角セルハニカム担体(直径25.4mm、長さ50mm)に、上記方法に従ってPt担持ZrO2を設けてNOxトラップを得た。ここで、ZrO2の量は100g/L(担体1L当たりの担持量)とし、該ZrO2にPtを0.5g/L担持した。また、上記と同一のサイズのコージェライト製六角セルハニカム担体に、上記方法に従って上層触媒層及び下層触媒層により構成されるLNT触媒を得た。ここで、下層触媒層には、200g/LのAl2O3と70g/LのCePrOx(CeO:Pr2O3=9:1、質量比)とが含まれており、上層触媒層には50g/LのAl2O3に0.4g/LのRhが担持されている。また、下層触媒層及び上層触媒層には、4.3g/LのPt、0.1g/LのRh、25g/LのBa、10g/LのSr及び5g/LのMgを含む混合溶液を用いて、それら触媒金属及びNOx吸蔵材が含浸担持されている。
In Example 1, a cordierite hexagonal cell honeycomb carrier (diameter 25.4 mm, length 50 mm) having a cell wall thickness of 4.5 mil and a carrier capacity of 25 ml with 400 cells per square inch was used. According to the above method, Pt-supported ZrO 2 was provided to obtain a NO x trap. Here, the amount of ZrO 2 was 100 g / L (supported amount per 1 L of carrier), and 0.5 g / L of Pt was supported on the ZrO 2 . Further, an LNT catalyst composed of an upper catalyst layer and a lower catalyst layer was obtained on a cordierite hexagonal cell honeycomb carrier having the same size as described above according to the above method. Here, the lower catalyst layer contains 200 g / L of Al 2 O 3 and 70 g / L of CePrO x (CeO: Pr 2 O 3 = 9: 1, mass ratio). In which 0.4 g / L of Rh is supported on 50 g / L of Al 2 O 3 . Further, a mixed solution containing 4.3 g / L Pt, 0.1 g / L Rh, 25 g / L Ba, 10 g / L Sr and 5 g / L Mg is used for the lower catalyst layer and the upper catalyst layer. In use, the catalytic metal and the NO x storage material are impregnated and supported.
また、実施例2は、実施例1と比較してNOxトラップに含まれる成分のみが異なる。具体的に、実施例2では、ZrO2とAl2O3とが質量比1:1で混合された混合物にPtが担持されたものを用いている。なお、上記混合物の量は100g/Lであり、Ptの担持量は0.5g/Lである。
Also, Example 2 differs from Example 1 only in the components contained in the NO x trap. Specifically, in Example 2, a mixture in which Pt is supported on a mixture in which ZrO 2 and Al 2 O 3 are mixed at a mass ratio of 1: 1 is used. The amount of the mixture is 100 g / L, and the supported amount of Pt is 0.5 g / L.
また、実施例3は、実施例1と比較して、NOxトラップにおけるPtが担持されるZrO2として、イットリウム(Y)が含有されたZrO2を用いていることのみが異なる。なお、ZrO2:Y2O3=9:1(質量比)となるようにY含有ZrO2を調製した。
Further, Example 3 differs from Example 1 only in that ZrO 2 containing yttrium (Y) is used as ZrO 2 on which Pt is supported in the NO x trap. Y-containing ZrO 2 was prepared so that ZrO 2 : Y 2 O 3 = 9: 1 (mass ratio).
一方、比較例1は、実施例1と比較して、NOxトラップにおいてPtが担持されたZrO2ではなく、Ptが担持されたAl2O3を用いたことのみが異なる。
On the other hand, Comparative Example 1 differs from Example 1 only in using Al 2 O 3 carrying Pt, not ZrO 2 carrying Pt in the NO x trap.
上記実施例1~3及び比較例1のそれぞれのNOxトラップ及びLNT触媒をモデルガス流通反応装置に取り付け、NOx成分を含むモデルガスを流して、NOxトラップ率を測定した。なお、NOxトラップ及びLNT触媒は、NOxトラップの排気ガス流れ方向下流側にLNT触媒が位置するようにモデルガス流通反応装置に取り付けた。それらの触媒に対して予め、O2が2%、H2Oが10%の雰囲気下において750℃で24時間のエージング処理を行った。その後、リッチ雰囲気下で100℃に温度を維持し、モデルガスを触媒に導入して5分後にモデルガス温度を100℃から30℃/分で上昇させ、200℃又は300℃に維持した後、モデルガスをリーン雰囲気に切り替え、LNT触媒の出口におけるNOx濃度を120秒間測定し、その測定値とNOの導入量(220ppm)に基づいて、120秒間のNOxトラップ率を算出した。
The NO x traps and LNT catalysts of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were attached to a model gas flow reactor, and a model gas containing NO x components was flowed to measure the NO x trap rate. The NO x trap and the LNT catalyst were attached to the model gas flow reactor so that the LNT catalyst was located downstream of the NO x trap in the exhaust gas flow direction. These catalysts were previously subjected to an aging treatment at 750 ° C. for 24 hours in an atmosphere of 2% O 2 and 10% H 2 O. Thereafter, the temperature is maintained at 100 ° C. in a rich atmosphere, the model gas is introduced into the catalyst, and after 5 minutes, the model gas temperature is increased from 100 ° C. at 30 ° C./min and maintained at 200 ° C. or 300 ° C. switching the model gas in a lean atmosphere, the NOx concentration at the outlet of the LNT catalyst was measured for 120 seconds, based on the introduction amount of the measured values and NO (220 ppm), were calculated NO x trap rate of 120 seconds.
なお、リーン雰囲気のモデルガスの組成は、NOが220ppm、HCが400ppmC、COが0.15%、O2が10%、CO2が6%、H2Oが10%、残部がN2である。リッチ雰囲気のモデルガスの組成は、NOが220ppm、HCが3400ppmC、COが1.0%、O2が0.5%、CO2が6%、H2Oが10%、残部がN2である。また、ガスの流量を30L/min(空間速度SV=72000h-1)とした。実施例1~3及び比較例1の200℃及び300℃におけるNOxトラップ率の測定結果を図7に示す。
The composition of the model gas in the lean atmosphere is 220 ppm NO, 400 ppm HC, 0.15% CO, 10% O 2 , 6% CO 2 , 10% H 2 O, and the balance N 2 is there. The composition of the rich atmosphere model gas is 220 ppm NO, 3400 ppm HC, 1.0% CO, 0.5% O 2 , 6% CO 2 , 10% H 2 O and the balance N 2 is there. The gas flow rate was 30 L / min (space velocity SV = 72000 h −1 ). The measurement results of the NO x trap rate at 200 ° C. and 300 ° C. in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 are shown in FIG.
図7に示すように、実施例1~3の触媒装置と比較例の触媒装置とのNOxトラップ率を比較すると、実施例1~3の触媒装置の方が、モデルガス温度が200℃及び300℃の際のNOxトラップ率が大きいことがわかる。これは、実施例1~3では、NOxトラップにZrO2が含まれており、上述の通り、ZrO2のNOx吸着/吸蔵能により、触媒装置全体としてのNOxトラップ率が増大したためと考えられる。また、実施例1と実施例2とを比較すると、実施例2の方が、NOxトラップ率が大きいことがわかる。これは、アルミナは比表面積が高いため、Ptの分散性を向上することができて、触媒金属であるPtとNOxとの接触性が向上し、吸着しやすいNO2への酸化が促進されるためと考えられる。また、実施例1と実施例3とを比較すると、実施例3の方が、NOxトラップ率が大きいことがわかる。これは、実施例3では、NOxトラップにおけるZrO2にYを含有させており、Yを含むことによりZrO2の塩基性が増大し、排気ガス中のNOを引きつける力が強くなったためであると考えられる。
As shown in FIG. 7, when comparing the NO x trap rates of the catalyst devices of Examples 1 to 3 and the catalyst device of the comparative example, the model gas temperature of the catalyst devices of Examples 1 to 3 is 200 ° C. and It can be seen that the NO x trap rate at 300 ° C. is large. This is because in Examples 1 to 3, the NO x trap contains ZrO 2 , and as described above, the NO x trap rate of the entire catalytic device is increased by the NO x adsorption / storage capacity of ZrO 2. Conceivable. Further, comparing Example 1 and Example 2, it can be seen that Example 2 has a higher NO x trap rate. This is because alumina has a high specific surface area, so the dispersibility of Pt can be improved, the contact property between Pt, which is a catalytic metal, and NO x is improved, and oxidation to NO 2 that is easily adsorbed is promoted. It is thought to be for this purpose. Further, comparing Example 1 and Example 3, it can be seen that Example 3 has a higher NO x trap rate. This is because in Example 3, Y was contained in ZrO 2 in the NO x trap, and the inclusion of Y increased the basicity of ZrO 2 and increased the ability to attract NO in the exhaust gas. it is conceivable that.
<実施形態2>
(排気ガス浄化触媒の構成)
図8は、本発明の実施形態2に係る排気ガス浄化触媒11を示す。排気ガス浄化用触媒11はエンジンの排気ガス通路に配置されるものであり、コージェライト製のハニカム担体12の排気ガス通路壁に触媒層13が形成されている。図8では、ハニカム担体12のセル断面形状を矩形状に示しているが、これに限られず、例えば六角形状の六角セルハニカム構造であってもよい。 <Embodiment 2>
(Configuration of exhaust gas purification catalyst)
FIG. 8 shows an exhaustgas purification catalyst 11 according to Embodiment 2 of the present invention. The exhaust gas purifying catalyst 11 is disposed in the exhaust gas passage of the engine, and a catalyst layer 13 is formed on the exhaust gas passage wall of a cordierite honeycomb carrier 12. In FIG. 8, the cell cross-sectional shape of the honeycomb carrier 12 is shown as a rectangular shape, but is not limited thereto, and may be a hexagonal hexagonal cell honeycomb structure, for example.
(排気ガス浄化触媒の構成)
図8は、本発明の実施形態2に係る排気ガス浄化触媒11を示す。排気ガス浄化用触媒11はエンジンの排気ガス通路に配置されるものであり、コージェライト製のハニカム担体12の排気ガス通路壁に触媒層13が形成されている。図8では、ハニカム担体12のセル断面形状を矩形状に示しているが、これに限られず、例えば六角形状の六角セルハニカム構造であってもよい。 <
(Configuration of exhaust gas purification catalyst)
FIG. 8 shows an exhaust
図9に示すように、触媒層13は3層の積層構造である。具体的に、ハニカム担体12の基材(排気ガス通路壁)上に活性アルミナとCe含有酸化物とを含む下層13aが設けられている。下層13aの上(排気ガス通路側)には、NOx吸着/吸蔵材としてのジルコニア(ZrO2)を含む中間層13bが設けられている。なお、ZrO2としてはイットリウム(Y)が固溶されているY含有ZrO2が用いられていても構わない。また、中間層13bには、活性アルミナ(Al2O3)が含まれていてもよい。中間層13bの上(排気ガス通路側)には、活性アルミナを含む上層13cが設けられている。また、下層13a、中間層13b及び上層13cには、触媒金属としてのPt及びRh、並びにNOx吸蔵材としてのBa、Sr及びMgが含浸担持されている。これら3層により触媒層13が構成されている。
As shown in FIG. 9, the catalyst layer 13 has a three-layer structure. Specifically, a lower layer 13 a containing activated alumina and a Ce-containing oxide is provided on the base material (exhaust gas passage wall) of the honeycomb carrier 12. An intermediate layer 13b containing zirconia (ZrO 2 ) as a NOx adsorption / occlusion material is provided on the lower layer 13a (exhaust gas passage side). As ZrO 2 , Y-containing ZrO 2 in which yttrium (Y) is dissolved may be used. The intermediate layer 13b may contain activated alumina (Al 2 O 3 ). On the intermediate layer 13b (exhaust gas passage side), an upper layer 13c containing activated alumina is provided. The lower 13a, the intermediate layer 13b and the upper layer 13c is, Pt and Rh as a catalytic metal, and Ba as the NO x storage material, the Sr and Mg are impregnated carrier. The catalyst layer 13 is constituted by these three layers.
中間層13bは、NOx吸着/吸蔵材としてのジルコニアを含むからNOxトラップを構成している。下層13a及び上層13cは、触媒金属及びNOx吸蔵材を含有するからNOx吸蔵還元触媒を構成している。ここに、中間層13bも、触媒金属及びNOx吸蔵材を含有するからNOx吸蔵還元触媒としても機能する。特に、上記アルカリ土類金属であるNOx吸蔵材は、排気ガスが約250℃以上のリーン雰囲気下でNOxを効率良く吸蔵することができ、上記触媒金属はリッチ雰囲気下においてNOxの還元に作用する。これらによって、NOxを還元浄化することができる。
Since the intermediate layer 13b contains zirconia as a NOx adsorption / occlusion material, it constitutes a NOx trap. Since the lower layer 13a and the upper layer 13c contain a catalyst metal and a NO x storage material, they constitute a NO x storage reduction catalyst. Here, the intermediate layer 13b also contains a catalyst metal and a NO x storage material, and therefore functions as a NO x storage reduction catalyst. In particular, NO x storage material is the alkaline earth metal may be an exhaust gas to efficiently occlude NO x in lean atmosphere above about 250 ° C., reducing the catalytic metal of the NO x under a rich atmosphere Act on. By these, NO x can be reduced and purified.
(触媒層の製造方法)
次に、実施形態2に係る上記触媒層の製造方法について説明する。 (Method for producing catalyst layer)
Next, a method for manufacturing the catalyst layer according toEmbodiment 2 will be described.
次に、実施形態2に係る上記触媒層の製造方法について説明する。 (Method for producing catalyst layer)
Next, a method for manufacturing the catalyst layer according to
まず、下層を構成する活性アルミナとCe含有酸化物とを混合し、その混合物に、例えば硝酸ジルコニル等のバインダ材及びイオン交換水を加え、混合してスラリー状にする。このスラリーを担体上にコーティングし、150℃程度で乾燥させた後、500℃程度で2時間焼成することにより、担体上に下層前駆層を形成することができる。ここで用いられるセリアは、例えばプラセオジム(Pr)等を含む複合酸化物の形態(CePrOx)のものを用いても構わない。
First, the activated alumina constituting the lower layer and the Ce-containing oxide are mixed, and a binder material such as zirconyl nitrate and ion-exchanged water are added to the mixture and mixed to form a slurry. The slurry is coated on a support, dried at about 150 ° C., and then fired at about 500 ° C. for 2 hours, whereby a lower layer precursor layer can be formed on the support. The ceria used here may be in the form of a complex oxide (CePrO x ) containing praseodymium (Pr) or the like, for example.
次に、中間層を構成するジルコニアに、例えば硝酸ジルコニル等のバインダ材及びイオン交換水を加え、混合してスラリー状にする。このスラリーを上記下層前駆層の上にコーティングし、150℃程度で乾燥させた後、500℃程度で2時間焼成することにより、下層前駆層上に中間層前駆層を形成することができる。
Next, a binder material such as zirconyl nitrate and ion-exchanged water are added to zirconia constituting the intermediate layer and mixed to form a slurry. The slurry is coated on the lower precursor layer, dried at about 150 ° C., and then fired at about 500 ° C. for 2 hours, whereby an intermediate layer precursor layer can be formed on the lower precursor layer.
次に、活性アルミナを用いて上層を形成する。ここで、活性アルミナにRh等の触媒金属を担持してもよく、このようにすると、下層及び中間層で吸着及び吸蔵されたNOxが脱離する際に、上層を通って排気ガス通路に放出されるため、上層に多くの触媒金属を担持しておくことで、効率良くNOxを浄化することができる。この場合、上層を構成する活性アルミナに硝酸ロジウム水溶液を用いて蒸発乾固法を行うことで活性アルミナにRhを担持する。具体的には、活性アルミナにイオン交換水を加えてスラリー状にし、それをスターラー等により十分に撹拌する。続いて、撹拌しながらそのスラリーに所定量の硝酸ロジウム水溶液を滴下し、十分に撹拌する。その後、加熱しながらさらに撹拌を続けて、水分を完全に蒸発させる。蒸発後、大気中において500℃程度で2時間焼成することにより、活性アルミナにRhを担持することができる。このようにして得られたRh担持アルミナに、例えば硝酸ジルコニル等のバインダ材及びイオン交換水を加え、混合してスラリー状にする。このスラリーを上記中間層前駆層の上にコーティングし、150℃程度で乾燥させた後、500℃程度で2時間焼成することにより、中間層前駆層上に上層前駆層を形成することができる。
Next, an upper layer is formed using activated alumina. Here, may carry a catalytic metal Rh such as activated alumina, in this case, when the adsorption and occluded NO x in the lower layer and the intermediate layer is eliminated, the exhaust gas passage through the upper Since it is released, it is possible to efficiently purify NO x by supporting a large amount of catalyst metal in the upper layer. In this case, Rh is supported on the activated alumina by evaporating to dryness using an aqueous rhodium nitrate solution on the activated alumina constituting the upper layer. Specifically, ion-exchanged water is added to activated alumina to form a slurry, which is sufficiently stirred with a stirrer or the like. Subsequently, a predetermined amount of an aqueous rhodium nitrate solution is dropped into the slurry while stirring, and the mixture is sufficiently stirred. Thereafter, stirring is continued while heating to completely evaporate water. After evaporation, the activated alumina can be loaded with Rh by firing at about 500 ° C. for 2 hours in the air. A binder material such as zirconyl nitrate and ion-exchanged water are added to the Rh-supported alumina thus obtained and mixed to form a slurry. The slurry is coated on the intermediate layer precursor layer, dried at about 150 ° C., and then baked at about 500 ° C. for 2 hours, whereby an upper layer precursor layer can be formed on the intermediate layer precursor layer.
次に、下層前駆層、中間層前駆層及び上層前駆層が設けられた担体に、触媒金属であるPt及びRh、並びにNOx吸蔵材であるBa、Sr及びMgとの混合溶液を含浸させる。含浸後、上記前駆層が設けられたハニカム担体を乾燥し、焼成する。これにより、上記前駆層に触媒金属及びNOx吸蔵材が含浸担持された下層、中間層及び上層を含む触媒が得られる。なお、このとき、NOx吸蔵材には、上記アルカリ土類金属の酢酸塩又は硝酸塩の水溶液を用いる。また、乾燥は、例えば大気雰囲気において100℃~250℃程度の温度に所定時間保持することによって行うことができ、焼成は、例えば大気雰囲気において400℃~600℃程度の温度に数時間保持することによって行うことができる。
Next, the support on which the lower layer precursor layer, the intermediate layer precursor layer, and the upper layer precursor layer are provided is impregnated with a mixed solution of Pt and Rh, which are catalytic metals, and Ba, Sr, and Mg, which are NO x storage materials. After impregnation, the honeycomb carrier provided with the precursor layer is dried and fired. As a result, a catalyst including a lower layer, an intermediate layer, and an upper layer in which the catalyst layer and the NO x storage material are impregnated and supported on the precursor layer is obtained. At this time, an aqueous solution of the alkaline earth metal acetate or nitrate is used as the NO x storage material. In addition, drying can be performed, for example, by holding at a temperature of about 100 ° C. to 250 ° C. for a predetermined time in an air atmosphere, and baking is performed, for example, at a temperature of about 400 ° C. to 600 ° C. for several hours in an air atmosphere. Can be done by.
(排気ガス浄化方法)
次に、上記排気ガス浄化触媒装置を用いて、排気ガスを浄化する方法について説明する。本方法では、まず、エンジンの排気ガス通路に、上記のようにして得られた触媒を配置する。そしてエンジンの始動直後において、排気ガス温度が200℃以下となるまでの間に、触媒の中間層に含まれるZrO2に排気ガス中のNOxを吸着させる。その後、排気ガス温度が200℃を超えて350℃未満までの間に、排気ガスの空燃比をリーンに維持して、排気ガス中のNOxを触媒層に含浸担持されたNOx吸蔵材に吸蔵させる。その後、排気ガス温度が350℃以上450℃以下の間に、中間層のZrO2、及び触媒層に含浸担持されたNOx吸蔵材にNOxを吸蔵させる。そして、実施形態1と同じく、リッチパージによって排気ガスへHCを多く含ませることにより、排気ガスの空燃比がリッチ状態になるように制御して、触媒層に担持された触媒金属により、ZrO2及びNOx吸蔵材から脱離したNOxを還元浄化して放出する。 (Exhaust gas purification method)
Next, a method for purifying exhaust gas using the exhaust gas purification catalyst device will be described. In this method, first, the catalyst obtained as described above is disposed in the exhaust gas passage of the engine. Then, immediately after the engine is started, until the exhaust gas temperature becomes 200 ° C. or lower, NO x in the exhaust gas is adsorbed by ZrO 2 contained in the intermediate layer of the catalyst. Thereafter, while the exhaust gas temperature exceeds 200 ° C. and below 350 ° C., the air-fuel ratio of the exhaust gas is maintained lean, and the NO x storage material impregnated and supported with NO x in the exhaust gas is applied to the catalyst layer. Occlude. Thereafter, while the exhaust gas temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, the intermediate layer ZrO 2 and the NO x storage material impregnated and supported on the catalyst layer are stored with NO x . Then, as in the first embodiment, the exhaust gas is made to contain a lot of HC by rich purge, so that the air-fuel ratio of the exhaust gas is controlled to be in a rich state, and the ZrO 2 is controlled by the catalyst metal supported on the catalyst layer. and the NO x storage desorbed NO x from material reduces and purifies to release.
次に、上記排気ガス浄化触媒装置を用いて、排気ガスを浄化する方法について説明する。本方法では、まず、エンジンの排気ガス通路に、上記のようにして得られた触媒を配置する。そしてエンジンの始動直後において、排気ガス温度が200℃以下となるまでの間に、触媒の中間層に含まれるZrO2に排気ガス中のNOxを吸着させる。その後、排気ガス温度が200℃を超えて350℃未満までの間に、排気ガスの空燃比をリーンに維持して、排気ガス中のNOxを触媒層に含浸担持されたNOx吸蔵材に吸蔵させる。その後、排気ガス温度が350℃以上450℃以下の間に、中間層のZrO2、及び触媒層に含浸担持されたNOx吸蔵材にNOxを吸蔵させる。そして、実施形態1と同じく、リッチパージによって排気ガスへHCを多く含ませることにより、排気ガスの空燃比がリッチ状態になるように制御して、触媒層に担持された触媒金属により、ZrO2及びNOx吸蔵材から脱離したNOxを還元浄化して放出する。 (Exhaust gas purification method)
Next, a method for purifying exhaust gas using the exhaust gas purification catalyst device will be described. In this method, first, the catalyst obtained as described above is disposed in the exhaust gas passage of the engine. Then, immediately after the engine is started, until the exhaust gas temperature becomes 200 ° C. or lower, NO x in the exhaust gas is adsorbed by ZrO 2 contained in the intermediate layer of the catalyst. Thereafter, while the exhaust gas temperature exceeds 200 ° C. and below 350 ° C., the air-fuel ratio of the exhaust gas is maintained lean, and the NO x storage material impregnated and supported with NO x in the exhaust gas is applied to the catalyst layer. Occlude. Thereafter, while the exhaust gas temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, the intermediate layer ZrO 2 and the NO x storage material impregnated and supported on the catalyst layer are stored with NO x . Then, as in the first embodiment, the exhaust gas is made to contain a lot of HC by rich purge, so that the air-fuel ratio of the exhaust gas is controlled to be in a rich state, and the ZrO 2 is controlled by the catalyst metal supported on the catalyst layer. and the NO x storage desorbed NO x from material reduces and purifies to release.
このような排気ガス浄化方法によると、実施形態1と同じく、排気ガス温度の幅広い温度領域において、効率良く排気ガス中のNOxを還元浄化できて、外部に放出されるNOx量を低減することができる。
[実施例]
次に実施形態2の実施例及び比較例を説明する。実施例では、上記のようなZrO2を含む中間層を有する3層構造の触媒のNOxトラップ率を測定した。また、比較例として、ZrO2を含む中間層を有さない2層構造の触媒のNOxトラップ率を測定した。以下、具体的に説明する。 According to such an exhaust gas purification method, as in the first embodiment, NO x in the exhaust gas can be efficiently reduced and purified in a wide temperature range of the exhaust gas temperature, and the amount of NO x released to the outside is reduced. be able to.
[Example]
Next, examples and comparative examples of the second embodiment will be described. In the examples, the NO x trap rate of a three-layered catalyst having an intermediate layer containing ZrO 2 as described above was measured. In addition, as a comparative example, the NO x trap rate of a two-layered catalyst not having an intermediate layer containing ZrO 2 was measured. This will be specifically described below.
[実施例]
次に実施形態2の実施例及び比較例を説明する。実施例では、上記のようなZrO2を含む中間層を有する3層構造の触媒のNOxトラップ率を測定した。また、比較例として、ZrO2を含む中間層を有さない2層構造の触媒のNOxトラップ率を測定した。以下、具体的に説明する。 According to such an exhaust gas purification method, as in the first embodiment, NO x in the exhaust gas can be efficiently reduced and purified in a wide temperature range of the exhaust gas temperature, and the amount of NO x released to the outside is reduced. be able to.
[Example]
Next, examples and comparative examples of the second embodiment will be described. In the examples, the NO x trap rate of a three-layered catalyst having an intermediate layer containing ZrO 2 as described above was measured. In addition, as a comparative example, the NO x trap rate of a two-layered catalyst not having an intermediate layer containing ZrO 2 was measured. This will be specifically described below.
実施例4では、実施形態1の実施例と同様の六角セルハニカム担体に、上記方法に従って下層、中間層及び上層で構成された3層構造の触媒を得た。下層には100g/L(担体1L当たりの担持量、以下同じ。)のAl2O3と70g/LのCePrOx(CeO:Pr2O3=9:1、質量比)が含まれており、中間層には100g/LのZrO2が含まれており、上層には、50g/LのAl2O3が含まれ、Al2O3に0.4g/LのRhが担持されている。また、下層、中間層及び上層には、触媒金属として4.3g/LのPt及び0.1g/LのRhと、NOx吸蔵材として25g/LのBa、10g/LのSr及び5g/LのMgが含浸担持されている。
In Example 4, a three-layered catalyst composed of a lower layer, an intermediate layer, and an upper layer was obtained on the same hexagonal cell honeycomb carrier as in the example of Embodiment 1 according to the above method. The lower layer contains 100 g / L of Al 2 O 3 (supported amount per 1 L of support, the same applies hereinafter) and 70 g / L of CePrO x (CeO: Pr 2 O 3 = 9: 1, mass ratio). , the intermediate layer includes a ZrO 2 of 100 g / L, the upper layer, contains Al 2 O 3 of 50 g / L, Rh of 0.4 g / L is supported on Al 2 O 3 . The lower, the intermediate layer and the upper layer, and Rh of Pt and 0.1 g / L of 4.3 g / L as a catalyst metal, NO x as storage material 25g / L Ba, 10g / L of Sr and 5 g / L Mg is impregnated and supported.
また、実施例5は、実施例4と比較して、中間層のZrO2として、Yが含有されたZrO2を用いていることのみが異なる。なお、ZrO2:Y2O3=9:1(質量比)となるようにY含有ZrO2を調製した。
Further, Example 5 differs from Example 4 only in that ZrO 2 containing Y is used as ZrO 2 of the intermediate layer. Y-containing ZrO 2 was prepared so that ZrO 2 : Y 2 O 3 = 9: 1 (mass ratio).
一方、比較例2は、実施例4と比較して、中間層を有さず、下層に200g/LのAl2O3と70g/LのCePrOx(CeO:Pr2O3=9:1、質量比)とを含むことが異なる。
On the other hand, Comparative Example 2, as compared with Example 4, without a middle layer, lower layer 200 g / L of Al 2 O 3 and 70 g / L of CePrO x (CeO: Pr 2 O 3 = 9: 1 , Mass ratio).
上記実施例4,5及び比較例2のそれぞれの触媒をモデルガス流通反応装置に取り付け、NOx成分を含むモデルガスを流して、NOxトラップ率を測定した。それらの触媒に対して予め、O2が2%、H2Oが10%の雰囲気下において750℃で24時間のエージング処理を行った。その後、リッチ雰囲気下で100℃に温度を維持し、モデルガスを触媒に導入して5分後にモデルガス温度を100℃から30℃/分で上昇させ、175℃又は300℃に維持した後、モデルガスをリーン雰囲気に切り替え、触媒の出口におけるNOx濃度を120秒間測定し、その測定値とNOの導入量(220ppm)に基づいて、120秒間のNOxトラップ率を算出した。
The catalysts of Examples 4 and 5 and Comparative Example 2 were attached to a model gas flow reactor, and a model gas containing NO x component was flowed to measure the NO x trap rate. These catalysts were previously subjected to an aging treatment at 750 ° C. for 24 hours in an atmosphere of 2% O 2 and 10% H 2 O. Thereafter, the temperature is maintained at 100 ° C. in a rich atmosphere, the model gas is introduced into the catalyst, and after 5 minutes, the model gas temperature is increased from 100 ° C. at 30 ° C./min and maintained at 175 ° C. or 300 ° C. The model gas was switched to a lean atmosphere, the NO x concentration at the catalyst outlet was measured for 120 seconds, and the NO x trap rate for 120 seconds was calculated based on the measured value and the amount of NO introduced (220 ppm).
[規則91に基づく訂正 04.02.2015]
なお、リーン雰囲気及びリッチ雰囲気各々のモデルガスの組成及びガス流量は実施形態1の場合と同じである。実施例4,5及び比較例2の175℃及び300℃におけるNOxトラップ率の測定結果を図10に示す。[Correction 04.02.2015 based on Rule 91]
Note that the composition and gas flow rate of the model gas in each of the lean atmosphere and the rich atmosphere are the same as those in the first embodiment. The measurement results of the NO x trap rate at 175 ° C. and 300 ° C. in Examples 4 and 5 and Comparative Example 2 are shown in FIG.
なお、リーン雰囲気及びリッチ雰囲気各々のモデルガスの組成及びガス流量は実施形態1の場合と同じである。実施例4,5及び比較例2の175℃及び300℃におけるNOxトラップ率の測定結果を図10に示す。[Correction 04.02.2015 based on Rule 91]
Note that the composition and gas flow rate of the model gas in each of the lean atmosphere and the rich atmosphere are the same as those in the first embodiment. The measurement results of the NO x trap rate at 175 ° C. and 300 ° C. in Examples 4 and 5 and Comparative Example 2 are shown in FIG.
図10に示すように、実施例4,5の触媒と比較例2の触媒とのNOxトラップ率を比較すると、実施例4,5の触媒の方が、モデルガス温度が175℃及び300℃の際のNOxトラップ率が大きいことがわかる。これは、実施例4,5がZrO2を含む中間層を有しており、上述の通り、ZrO2のNOx吸着/吸蔵能により、触媒全体としてのNOxトラップ率が増大したためと考えられる。また、実施例4と実施例5とを比較すると、実施例5の方が、NOxトラップ率が大きいことがわかる。これは、実施例5では、ZrO2にYを含有させており、Yを含むことによりZrO2の塩基性が増大し、排気ガス中のNOを引きつける力が強くなったためであると考えられる。
Fig As shown in 10, when comparing the NO x trap rate of the catalyst and of Comparative Example 2 catalysts of Examples 4 and 5, towards the catalyst of Example 4 and 5, the model gas temperature is 175 ° C. and 300 ° C. It can be seen that the NO x trap rate is large. This is considered because Examples 4 and 5 have an intermediate layer containing ZrO 2 , and as described above, the NO x trap rate as a whole catalyst increased due to the NO x adsorption / storage capacity of ZrO 2. . Further, comparing Example 4 and Example 5, it can be seen that Example 5 has a higher NO x trap rate. This is presumably because, in Example 5, ZrO 2 contained Y, and the inclusion of Y increased the basicity of ZrO 2 and increased the ability to attract NO in the exhaust gas.
次に、上記触媒の中間層にZrO2とAl2O3とを含有させた場合のNOxトラップ率について検討した。そのために、上記方法に従って、実施例6として中間層にZrO2のみを含む触媒、実施例7,8として中間層にZrO2及びAl2O3を含む触媒を作製した。
Next, the NO x trap rate when ZrO 2 and Al 2 O 3 were contained in the intermediate layer of the catalyst was examined. Therefore, according to the above method, the catalyst containing only ZrO 2 in the intermediate layer as in Example 6 to prepare a catalyst comprising ZrO 2 and Al 2 O 3 in the intermediate layer as in Example 7,8.
具体的には、実施例6の触媒は下層に67g/LのAl2O3と70g/LのCePrOx(CeO:Pr2O3=9:1、質量比)とを含み、中間層に123g/LのZrO2を含み、上層に50g/LのAl2O3を含み、該Al2O3に0.4g/LのRhが担持されている。また、下層、中間層及び上層には、触媒金属として4.3g/LのPt及び0.1g/LのRhと、NOx吸蔵材として25g/LのBa、10g/LのSr及び5g/LのMgが含浸担持されている。
Specifically, the catalyst of Example 6 includes 67 g / L of Al 2 O 3 and 70 g / L of CePrO x (CeO: Pr 2 O 3 = 9: 1, mass ratio) in the lower layer, and the intermediate layer. 123 g / L of ZrO 2 is contained, 50 g / L of Al 2 O 3 is contained in the upper layer, and 0.4 g / L of Rh is supported on the Al 2 O 3 . The lower, the intermediate layer and the upper layer, and Rh of Pt and 0.1 g / L of 4.3 g / L as a catalyst metal, NO x as storage material 25g / L Ba, 10g / L of Sr and 5 g / L Mg is impregnated and supported.
また、実施例7は、実施例6と比較して、中間層に89g/LのZrO2と44g/LのAl2O3とを含むことが異なる。すなわち、中間層におけるZrO2とAl2O3との合計質量に対するZrO2の質量割合を67質量%とした。
Further, Example 7 is different from Example 6 in that the intermediate layer contains 89 g / L of ZrO 2 and 44 g / L of Al 2 O 3 . That is, the mass ratio of ZrO 2 to the total mass of ZrO 2 and Al 2 O 3 in the intermediate layer was 67% by mass.
また、実施例8は、実施例6と比較して、中間層に44g/LのZrO2と89g/Lのアルミナとを含むことが異なる。すなわち、中間層におけるZrO2とAl2O3との合計質量に対するZrO2の質量割合を33質量%とした。
Also, Example 8 differs from Example 6 in that the intermediate layer contains 44 g / L ZrO 2 and 89 g / L alumina. That is, the mass ratio of ZrO 2 to the total mass of ZrO 2 and Al 2 O 3 in the intermediate layer was 33% by mass.
上記実施例6~8と上記比較例2とを用いて、上記と同一の方法でNOxトラップ率を測定した結果について図11に示す。
FIG. 11 shows the results of measuring the NO x trap rate using Examples 6 to 8 and Comparative Example 2 in the same manner as described above.
図11に示すように、実施例6~8の触媒と比較例2の触媒とのNOxトラップ率を比較すると、実施例6~8の触媒の方が、モデルガス温度が175℃及び300℃の際のNOxトラップ率が大きいことがわかる。これは、上述の通り、ZrO2のNOx吸着/吸蔵能により、触媒全体としてのNOxトラップ率が増大したためと考えられる。
As shown in FIG. 11, when comparing the NO x trap rates of the catalysts of Examples 6 to 8 and the catalyst of Comparative Example 2, the catalysts of Examples 6 to 8 have model gas temperatures of 175 ° C. and 300 ° C. It can be seen that the NO x trap rate is large. This, as described above, by the NO x adsorption / storage capacity of ZrO 2, presumably because NO x trap rate of the entire catalyst is increased.
また、実施例6と実施例7とを比較すると、実施例7の方が、NOxトラップ率が大きいことがわかる。これは、実施例7では、中間層においてZrO2とAl2O3との混合物に上記触媒金属やNOx吸蔵材が含浸担持されており、このようにZrO2に加えて比表面積が大きいAl2O3を含むことにより、NOx吸蔵材の分散性が向上して、NOx吸蔵材とNOxとの接触性が向上することにより、NOxトラップ率が増大したと考えられる。また、実施例6と実施例8とを比較すると、実施例8の方が、NOxトラップ率が小さいことがわかる。これは、中間層におけるZrO2の含有割合が小さくなり、ZrO2のNOx吸着/吸蔵効果が小さくなったためであると考えられる。
Further, comparing Example 6 and Example 7, it can be seen that Example 7 has a higher NO x trap rate. In Example 7, in the intermediate layer, a mixture of ZrO 2 and Al 2 O 3 is impregnated with the catalyst metal and the NO x storage material. Thus, Al having a large specific surface area in addition to ZrO 2 is used. by including 2 O 3, and improves the dispersibility of the NO x storage material, by contact between the NO x storage material and NO x can be improved is considered that NO x trap rate is increased. Moreover, when Example 6 and Example 8 are compared, it can be seen that Example 8 has a smaller NO x trap rate. This is presumably because the content ratio of ZrO 2 in the intermediate layer was reduced and the NO x adsorption / occlusion effect of ZrO 2 was reduced.
<実施形態3>
本実施形態は実施形態2の変形例であり、図12に示すように、触媒層13は2層構造である。具体的には、ハニカム担体12の基材(排気ガス通路壁)上にNOx吸着/吸蔵材としてのジルコニア(ZrO2)とCe含有酸化物とを含む下層13dが設けられている。なお、下層13dには、さらに活性アルミナ(Al2O3)が含有されていてもよい。また、ZrO2としてはイットリウム(Y)が固溶されているY含有ZrO2が用いられていても構わない。下層13dの上(排気ガス通路側)には、活性アルミナを含む上層13eが設けられている。下層13d及び上層13eには、触媒金属としてのPt及びRh、並びにNOx吸蔵材としてのBa、Sr及びMgが含浸担持されている。これら2層により触媒層13が構成されている。 <Embodiment 3>
The present embodiment is a modification of the second embodiment, and as shown in FIG. 12, thecatalyst layer 13 has a two-layer structure. Specifically, a lower layer 13 d containing zirconia (ZrO 2 ) as a NOx adsorption / occlusion material and a Ce-containing oxide is provided on the base material (exhaust gas passage wall) of the honeycomb carrier 12. The lower layer 13d may further contain activated alumina (Al 2 O 3 ). Further, as ZrO 2 , Y-containing ZrO 2 in which yttrium (Y) is dissolved may be used. On the lower layer 13d (exhaust gas passage side), an upper layer 13e containing activated alumina is provided. The lower layer 13d and the upper layer 13e, Pt and Rh as the catalyst metal and NO x Ba as storage material, the Sr and Mg are impregnated carrier. The catalyst layer 13 is constituted by these two layers.
本実施形態は実施形態2の変形例であり、図12に示すように、触媒層13は2層構造である。具体的には、ハニカム担体12の基材(排気ガス通路壁)上にNOx吸着/吸蔵材としてのジルコニア(ZrO2)とCe含有酸化物とを含む下層13dが設けられている。なお、下層13dには、さらに活性アルミナ(Al2O3)が含有されていてもよい。また、ZrO2としてはイットリウム(Y)が固溶されているY含有ZrO2が用いられていても構わない。下層13dの上(排気ガス通路側)には、活性アルミナを含む上層13eが設けられている。下層13d及び上層13eには、触媒金属としてのPt及びRh、並びにNOx吸蔵材としてのBa、Sr及びMgが含浸担持されている。これら2層により触媒層13が構成されている。 <
The present embodiment is a modification of the second embodiment, and as shown in FIG. 12, the
下層13dは、NOx吸着/吸蔵材としてのジルコニアを含むからNOxトラップを構成している。上層13eには、触媒金属及びNOx吸蔵材を含有するため、NOx吸蔵還元触媒を構成している。下層13dも触媒金属及びNOx吸蔵材を含有するからNOx吸蔵還元触媒能を有する。特に、上記アルカリ土類金属であるNOx吸蔵材は、排気ガスが約250℃以上のリーン雰囲気下でNOxを吸蔵することができ、上記触媒金属はリッチ雰囲気下においてNOxの還元に作用する。これらによって、NOxを還元浄化することができる。
Since the lower layer 13d contains zirconia as a NOx adsorption / occlusion material, it constitutes a NOx trap. Since the upper layer 13e contains the catalyst metal and the NO x storage material, the NO x storage reduction catalyst is configured. Since the lower layer 13d also contains the catalyst metal and the NO x storage material, it has NO x storage reduction catalytic ability. In particular, NO x storage material is the alkaline earth metal may be an exhaust gas absorbs NO x in lean atmosphere above about 250 ° C., the catalyst metal acts on the reduction of the NO x under a rich atmosphere To do. By these, NO x can be reduced and purified.
(触媒層の製造方法)
次に、本実施形態3の触媒層の製造方法について説明する。 (Method for producing catalyst layer)
Next, the manufacturing method of the catalyst layer of thisEmbodiment 3 is demonstrated.
次に、本実施形態3の触媒層の製造方法について説明する。 (Method for producing catalyst layer)
Next, the manufacturing method of the catalyst layer of this
まず、下層を構成するジルコニアとセリアとを混合し、その混合物に、例えば硝酸ジルコニル等のバインダ材及びイオン交換水を加え、混合してスラリー状にする。このスラリーを担体上にコーティングし、150℃程度で乾燥させた後、500℃程度で2時間焼成することにより、担体上に下層前駆層を形成することができる。ここで用いられるセリアは、例えばプラセオジム(Pr)等を含む複合酸化物の形態(CePrOx)のものを用いても構わない。
First, zirconia and ceria constituting the lower layer are mixed, and a binder material such as zirconyl nitrate and ion-exchanged water are added to the mixture and mixed to form a slurry. The slurry is coated on a support, dried at about 150 ° C., and then fired at about 500 ° C. for 2 hours, whereby a lower layer precursor layer can be formed on the support. The ceria used here may be in the form of a complex oxide (CePrO x ) containing praseodymium (Pr) or the like, for example.
次に、活性アルミナを用いて上層を形成する。ここで、活性アルミナにRh等の触媒金属を担持してもよく、このようにすると、下層で吸着及び吸蔵されたNOxが脱離する際に、上層を通って排気ガス通路に放出されるため、上層に多くの触媒金属を担持しておくことで、効率良くNOxを浄化することができる。この場合、上層を構成する活性アルミナに硝酸ロジウム水溶液を用いて蒸発乾固法を行うことで活性アルミナにRhを担持する。具体的に、活性アルミナにイオン交換水を加えてスラリー状にし、それをスターラー等により十分に撹拌する。続いて、撹拌しながらそのスラリーに所定量の硝酸ロジウム水溶液を滴下し、十分に撹拌する。その後、加熱しながらさらに撹拌を続けて、水分を完全に蒸発させる。蒸発後、大気中において500℃程度で2時間焼成することにより、活性アルミナにRhを担持することができる。このようにして得られたRh担持アルミナに、例えば硝酸ジルコニル等のバインダ材及びイオン交換水を加え、混合してスラリー状にする。このスラリーを上記下層前駆層の上にコーティングし、150℃程度で乾燥させた後、500℃程度で2時間焼成することにより、下層前駆層上に上層前駆層を形成することができる。
Next, an upper layer is formed using activated alumina. Here, may carry a catalytic metal Rh such as activated alumina, in this case, when the lower layer by adsorption and occluded NO x is desorbed, is the discharged into the exhaust gas passage through the upper Therefore, by keeping carries many catalytic metal layer, it can be purified efficiently NO x. In this case, Rh is supported on the activated alumina by evaporating to dryness using an aqueous rhodium nitrate solution on the activated alumina constituting the upper layer. Specifically, ion-exchanged water is added to activated alumina to form a slurry, which is sufficiently stirred with a stirrer or the like. Subsequently, a predetermined amount of an aqueous rhodium nitrate solution is dropped into the slurry while stirring, and the mixture is sufficiently stirred. Thereafter, stirring is continued while heating to completely evaporate water. After evaporation, the activated alumina can be loaded with Rh by firing at about 500 ° C. for 2 hours in the air. A binder material such as zirconyl nitrate and ion-exchanged water are added to the Rh-supported alumina thus obtained and mixed to form a slurry. This slurry is coated on the lower precursor layer, dried at about 150 ° C., and then fired at about 500 ° C. for 2 hours, whereby an upper precursor layer can be formed on the lower precursor layer.
次に、下層前駆層及び上層前駆層が設けられた担体に、触媒金属であるPt及びRh、並びにNOx吸蔵材であるBa、Sr及びMgとの混合溶液を含浸させる。含浸後、上記前駆層が設けられたハニカム担体を乾燥し、焼成する。これにより、上記前駆層に触媒金属及びNOx吸蔵材が含浸担持された下層及び上層を含む触媒が得られる。なお、このとき、NOx吸蔵材には、上記アルカリ土類金属の酢酸塩又は硝酸塩の水溶液を用いる。また、乾燥は、例えば大気雰囲気において100℃~250℃程度の温度に所定時間保持することによって行うことができ、焼成は、例えば大気雰囲気において400℃~600℃程度の温度に数時間保持することによって行うことができる。
Next, the carrier on which the lower precursor layer and the upper precursor layer are provided is impregnated with a mixed solution of Pt and Rh, which are catalytic metals, and Ba, Sr, and Mg, which are NO x storage materials. After impregnation, the honeycomb carrier provided with the precursor layer is dried and fired. Thereby, a catalyst including a lower layer and an upper layer in which the catalyst layer and the NO x storage material are impregnated and supported on the precursor layer is obtained. At this time, an aqueous solution of the alkaline earth metal acetate or nitrate is used as the NO x storage material. In addition, drying can be performed, for example, by holding at a temperature of about 100 ° C. to 250 ° C. for a predetermined time in an air atmosphere, and baking is performed, for example, at a temperature of about 400 ° C. to 600 ° C. for several hours in an air atmosphere. Can be done by.
(排気ガス浄化方法)
次に、上記排気ガス浄化触媒装置を用いて、排気ガスを浄化する方法について説明する。本方法では、まず、エンジンの排気ガス通路に、上記のようにして得られた触媒を配置する。そしてエンジンの始動直後において、排気ガス温度が200℃以下となるまでの間に、触媒の下層に含まれるZrO2に排気ガス中のNOxを吸着させる。その後、排気ガス温度が200℃を超えて350℃未満までの間に、排気ガスの空燃比をリーンに維持して、排気ガス中のNOxを触媒層に含浸担持されたNOx吸蔵材に吸蔵させる。その後、排気ガス温度が350℃以上450℃以下の間に、ZrO2及び触媒層に含浸担持されたNOx吸蔵材にNOxを吸蔵させる。そして、エンジンの燃焼室に圧縮行程上死点付近で燃料を噴射供給する主噴射後に、膨張行程又は排気行程において燃料を噴射供給する後噴射(リッチパージ)させて排気ガス中へHCを含ませて、排気ガスの空燃比がリッチ状態になるように制御して、触媒層に担持された触媒金属により、ZrO2及びNOx吸蔵材から脱離したNOxを還元浄化して放出する。 (Exhaust gas purification method)
Next, a method for purifying exhaust gas using the exhaust gas purification catalyst device will be described. In this method, first, the catalyst obtained as described above is disposed in the exhaust gas passage of the engine. Then, immediately after the engine is started, until the exhaust gas temperature becomes 200 ° C. or lower, NO x in the exhaust gas is adsorbed by ZrO 2 contained in the lower layer of the catalyst. Thereafter, while the exhaust gas temperature exceeds 200 ° C. and below 350 ° C., the air-fuel ratio of the exhaust gas is maintained lean, and the NO x storage material impregnated and supported with NO x in the exhaust gas is applied to the catalyst layer. Occlude. Thereafter, while the exhaust gas temperature is between 350 ° C. and 450 ° C., NO x is occluded in ZrO 2 and the NO x occlusion material impregnated and supported in the catalyst layer. Then, after the main injection in which fuel is injected into the combustion chamber of the engine near the top dead center of the compression stroke, the fuel is injected and supplied in the expansion stroke or the exhaust stroke (rich purge) to include HC in the exhaust gas. Te, the air-fuel ratio of the exhaust gas is controlled to be in a rich state, by the catalyst metal supported on the catalyst layer, release and reduction purification of NO x desorbed from ZrO 2 and NO x storage material.
次に、上記排気ガス浄化触媒装置を用いて、排気ガスを浄化する方法について説明する。本方法では、まず、エンジンの排気ガス通路に、上記のようにして得られた触媒を配置する。そしてエンジンの始動直後において、排気ガス温度が200℃以下となるまでの間に、触媒の下層に含まれるZrO2に排気ガス中のNOxを吸着させる。その後、排気ガス温度が200℃を超えて350℃未満までの間に、排気ガスの空燃比をリーンに維持して、排気ガス中のNOxを触媒層に含浸担持されたNOx吸蔵材に吸蔵させる。その後、排気ガス温度が350℃以上450℃以下の間に、ZrO2及び触媒層に含浸担持されたNOx吸蔵材にNOxを吸蔵させる。そして、エンジンの燃焼室に圧縮行程上死点付近で燃料を噴射供給する主噴射後に、膨張行程又は排気行程において燃料を噴射供給する後噴射(リッチパージ)させて排気ガス中へHCを含ませて、排気ガスの空燃比がリッチ状態になるように制御して、触媒層に担持された触媒金属により、ZrO2及びNOx吸蔵材から脱離したNOxを還元浄化して放出する。 (Exhaust gas purification method)
Next, a method for purifying exhaust gas using the exhaust gas purification catalyst device will be described. In this method, first, the catalyst obtained as described above is disposed in the exhaust gas passage of the engine. Then, immediately after the engine is started, until the exhaust gas temperature becomes 200 ° C. or lower, NO x in the exhaust gas is adsorbed by ZrO 2 contained in the lower layer of the catalyst. Thereafter, while the exhaust gas temperature exceeds 200 ° C. and below 350 ° C., the air-fuel ratio of the exhaust gas is maintained lean, and the NO x storage material impregnated and supported with NO x in the exhaust gas is applied to the catalyst layer. Occlude. Thereafter, while the exhaust gas temperature is between 350 ° C. and 450 ° C., NO x is occluded in ZrO 2 and the NO x occlusion material impregnated and supported in the catalyst layer. Then, after the main injection in which fuel is injected into the combustion chamber of the engine near the top dead center of the compression stroke, the fuel is injected and supplied in the expansion stroke or the exhaust stroke (rich purge) to include HC in the exhaust gas. Te, the air-fuel ratio of the exhaust gas is controlled to be in a rich state, by the catalyst metal supported on the catalyst layer, release and reduction purification of NO x desorbed from ZrO 2 and NO x storage material.
このような排気ガス浄化方法によると、実施形態2と同じく、排気ガス温度の幅広い温度領域において、効率良く排気ガス中のNOxを還元浄化できて、外部に放出されるNOx量を低減することができる。
[実施例]
次に実施形態3の実施例及び比較例を説明する。実施例では、上記のようなZrO2を含む下層と活性アルミナを含む上層とを有する2層構造の触媒のNOxトラップ率を測定した。また、比較例として、下層にZrO2を含まない2層構造の触媒のNOxトラップ率を測定した。以下、具体的に説明する。 According to such an exhaust gas purification method, as in the second embodiment, NO x in the exhaust gas can be efficiently reduced and purified in a wide temperature range of the exhaust gas temperature, and the amount of NO x released to the outside is reduced. be able to.
[Example]
Next, examples and comparative examples of the third embodiment will be described. In Examples, the NO x trap rate of a two-layered catalyst having a lower layer containing ZrO 2 and an upper layer containing activated alumina was measured. As a comparative example, the NO x trap rate of a two-layered catalyst that does not contain ZrO 2 in the lower layer was measured. This will be specifically described below.
[実施例]
次に実施形態3の実施例及び比較例を説明する。実施例では、上記のようなZrO2を含む下層と活性アルミナを含む上層とを有する2層構造の触媒のNOxトラップ率を測定した。また、比較例として、下層にZrO2を含まない2層構造の触媒のNOxトラップ率を測定した。以下、具体的に説明する。 According to such an exhaust gas purification method, as in the second embodiment, NO x in the exhaust gas can be efficiently reduced and purified in a wide temperature range of the exhaust gas temperature, and the amount of NO x released to the outside is reduced. be able to.
[Example]
Next, examples and comparative examples of the third embodiment will be described. In Examples, the NO x trap rate of a two-layered catalyst having a lower layer containing ZrO 2 and an upper layer containing activated alumina was measured. As a comparative example, the NO x trap rate of a two-layered catalyst that does not contain ZrO 2 in the lower layer was measured. This will be specifically described below.
実施例では、実施形態1の実施例と同様の六角セルハニカム担体に、上記方法に従って下層及び上層で構成された2層構造の触媒を得た。下層には70g/L(担体1L当たりの担持量、以下同じ。)のCePrOx(CeO:Pr2O3=9:1、質量比)と、ZrO2及びAl2O3を含有させた。ここに、下層に含まれるZrO2とAl2O3との質量比がそれぞれ異なる実施例9-1~9-6の各触媒を作製した。実施例9-1~9-6における下層に含まれるZrO2とAl2O3との質量比を表1に示す。なお、下層においてZrO2とAl2O3とは、合計で200g/L含まれている。
In Examples, a catalyst having a two-layer structure composed of a lower layer and an upper layer was obtained on the same hexagonal cell honeycomb carrier as in the example of Embodiment 1 according to the above method. The lower layer contained 70 g / L of CePrO x (CeO: Pr 2 O 3 = 9: 1, mass ratio), ZrO 2 and Al 2 O 3 (supported amount per 1 L of support). Here, catalysts of Examples 9-1 to 9-6 having different mass ratios of ZrO 2 and Al 2 O 3 contained in the lower layer were prepared. Table 1 shows the mass ratio of ZrO 2 and Al 2 O 3 contained in the lower layer in Examples 9-1 to 9-6. In the lower layer, ZrO 2 and Al 2 O 3 are contained in a total of 200 g / L.
実施例9-1~9-6の触媒における上層には、50g/LのAl2O3が含まれ、Al2O3に0.4g/LのRhが担持されている。また、下層及び上層には、触媒金属として4.3g/LのPt及び0.1g/LのRhと、NOx吸蔵材として25g/LのBa、10g/LのSr及び5g/LのMgが含浸担持されている。
The upper layer in the catalysts of Examples 9-1 to 9-6, contains Al 2 O 3 of 50 g / L, Rh of 0.4 g / L is supported on Al 2 O 3. Further, the lower and upper, and Rh of Pt and 0.1 g / L of 4.3 g / L as a catalyst metal, NO x as storage material 25 g / L Ba, Mg and Sr and 5 g / L of 10 g / L Is impregnated.
一方、比較例の触媒は、上記各実施例の触媒と比較して、表1に示す通り、下層にZrO2が含まれていないことが異なる。
On the other hand, the catalyst of the comparative example is different from the catalyst of each of the above examples in that the lower layer does not contain ZrO 2 as shown in Table 1.
また、下層に含有されるZrO2として、Yが含有されたZrO2を用いた触媒を作製した。具体的には、下層におけるY含有ZrO2とAl2O3との質量比がそれぞれ上記実施例9-1~9-6と同様の質量比である実施例10-1~10-6の触媒を作製した。なお、ZrO2:Y2O3=9:1(質量比)となるようにY含有ZrO2を調製した。
Further, a catalyst using ZrO 2 containing Y as ZrO 2 contained in the lower layer was produced. Specifically, the catalysts of Examples 10-1 to 10-6 in which the mass ratio of Y-containing ZrO 2 and Al 2 O 3 in the lower layer is the same as that of Examples 9-1 to 9-6, respectively. Was made. Y-containing ZrO 2 was prepared so that ZrO 2 : Y 2 O 3 = 9: 1 (mass ratio).
上記各実施例及び比較例のそれぞれの触媒をモデルガス流通反応装置に取り付け、NOx成分を含むモデルガスを流して、NOxトラップ率を測定した。それらの触媒に対して予め、O2が2%、H2Oが10%の雰囲気下において750℃で24時間のエージング処理を行った。その後、リッチ雰囲気下で100℃に温度を維持し、モデルガスを触媒に導入して5分後にモデルガス温度を100℃から30℃/分で上昇させ、175℃又は300℃に維持した後、モデルガスをリーン雰囲気に切り替え、触媒の出口におけるNOx濃度を120秒間測定し、その測定値とNOの導入量(220ppm)に基づいて、120秒間のNOxトラップ率を算出した。
Each catalyst of each of the above Examples and Comparative Examples was attached to a model gas flow reactor, and a model gas containing a NO x component was flowed to measure the NO x trap rate. These catalysts were previously subjected to an aging treatment at 750 ° C. for 24 hours in an atmosphere of 2% O 2 and 10% H 2 O. Thereafter, the temperature is maintained at 100 ° C. in a rich atmosphere, the model gas is introduced into the catalyst, and after 5 minutes, the model gas temperature is increased from 100 ° C. at 30 ° C./min and maintained at 175 ° C. or 300 ° C. The model gas was switched to a lean atmosphere, the NO x concentration at the catalyst outlet was measured for 120 seconds, and the NO x trap rate for 120 seconds was calculated based on the measured value and the amount of NO introduced (220 ppm).
なお、リーン雰囲気及びリッチ雰囲気各々のモデルガスの組成及びガス流量は実施形態1の場合と同じである。実施例9-1~9-6、10-1~10-6及び比較例の175℃及び300℃におけるNOxトラップ率の測定結果を図13に示す。
Note that the composition and gas flow rate of the model gas in each of the lean atmosphere and the rich atmosphere are the same as those in the first embodiment. FIG. 13 shows the measurement results of the NO x trap rates at 175 ° C. and 300 ° C. of Examples 9-1 to 9-6, 10-1 to 10-6 and the comparative example.
図13に示すように、各実施例の触媒(すなわち、ZrO2/Al2O3が5/95~100/0の場合)と、比較例の触媒(すなわち、ZrO2/Al2O3が0/100の場合)とのNOxトラップ率を比較すると、実施例の触媒の方が、モデルガス温度が175℃及び300℃の際のNOxトラップ率が大きいことがわかる。これは、各実施例の触媒が、下層にZrO2を含むので、上述の通り、ZrO2のNOx吸着/吸蔵能により、触媒全体としてのNOxトラップ率が増大したためと考えられる。
As shown in FIG. 13, the catalyst of each example (that is, when ZrO 2 / Al 2 O 3 is 5/95 to 100/0) and the catalyst of the comparative example (that is, ZrO 2 / Al 2 O 3 are When the NO x trap rate is compared with the case of 0/100, it can be seen that the NO x trap rate is higher when the model gas temperatures are 175 ° C. and 300 ° C. in the catalyst of the example. This is presumably because the catalyst of each example contained ZrO 2 in the lower layer, and as described above, the NO x trap rate as a whole catalyst increased due to the NO x adsorption / storage capacity of ZrO 2 .
また、下層にZrO2を含む実施例9-1~9-6をそれぞれ比較すると、下層におけるZrO2とAl2O3との質量比を5:95(実施例9-1)から50:50(実施例9-4)まで変化させる、すなわちZrO2量を増大させるに従って、NOxトラップ率は増大した。また、下層におけるZrO2とAl2O3との質量比を50:50(実施例9-4)から95:5(実施例9-6)まで変化させる、すなわちZrO2量を増大させるに従って、NOxトラップ率は低減した。このように、ZrO2とAl2O3との質量比を50:50(実施例9-4)とすると、最も高いNOxトラップ率を得ることができた。これは、ZrO2のNOx吸着/吸蔵能とAl2O3の高い比表面積によるNOx吸蔵材の分散性の向上とがバランスよく作用するためであると考えられる。
Further, when Examples 9-1 to 9-6 containing ZrO 2 in the lower layer were compared, the mass ratio of ZrO 2 and Al 2 O 3 in the lower layer was changed from 5:95 (Example 9-1) to 50:50. As the amount of ZrO 2 was increased up to (Example 9-4), that is, the NO x trap rate increased. Further, as the mass ratio of ZrO 2 and Al 2 O 3 in the lower layer was changed from 50:50 (Example 9-4) to 95: 5 (Example 9-6), that is, as the amount of ZrO 2 was increased, NO x trap rate was reduced. Thus, when the mass ratio of ZrO 2 to Al 2 O 3 was 50:50 (Example 9-4), the highest NO x trap rate could be obtained. This is considered to be because the NO x adsorption / storage capacity of ZrO 2 and the improvement of the dispersibility of the NO x storage material due to the high specific surface area of Al 2 O 3 act in a balanced manner.
また、Y含有ZrO2を用いた実施例10-1~10-6(Zr-Y-O)と上記実施例9-1~9-6(ZrO2)とを比較すると、それぞれの175℃におけるNOxトラップ率はほぼ差がなかったが、300℃におけるNOxトラップ率は、実施例9-1~9-6よりもY含有ZrO2を用いた実施例10-1~10-6の方が高い結果となった。これは、Yを含むことによりZrO2の塩基性が増大し、排気ガス中のNOを引きつける力が強くなったためであると考えられる。
Further, when Examples 10-1 to 10-6 (Zr—Y—O) using Y-containing ZrO 2 and Examples 9-1 to 9-6 (ZrO 2 ) were compared, the results at 175 ° C. were compared. The NO x trap rate was almost the same, but the NO x trap rate at 300 ° C. was higher in Examples 10-1 to 10-6 using Y-containing ZrO 2 than in Examples 9-1 to 9-6. The result was high. This is presumably because the inclusion of Y increases the basicity of ZrO 2 and increases the ability to attract NO in the exhaust gas.
1 排気ガス浄化触媒装置
2 排気ガス通路
3 NOxトラップ
4 リーンNOxトラップ触媒(LNT触媒=NOx吸蔵還元触媒)
12 ハニカム担体
13 触媒層
13a 下層
13b 中間層
13c 上層
13d 下層
13e 上層
30,40 ハニカム担体
31 ZrO2層
41 下層触媒層
42 上層触媒層 1 Exhaust gaspurification catalyst device 2 Exhaust gas passage 3 NO x trap 4 Lean NO x trap catalyst (LNT catalyst = NO x storage reduction catalyst)
12honeycomb carrier 13 catalyst layer 13a lower layer 13b intermediate layer 13c upper layer 13d lower layer 13e upper layer 30, 40 honeycomb carrier 31 ZrO 2 layer 41 lower catalyst layer 42 upper catalyst layer
2 排気ガス通路
3 NOxトラップ
4 リーンNOxトラップ触媒(LNT触媒=NOx吸蔵還元触媒)
12 ハニカム担体
13 触媒層
13a 下層
13b 中間層
13c 上層
13d 下層
13e 上層
30,40 ハニカム担体
31 ZrO2層
41 下層触媒層
42 上層触媒層 1 Exhaust gas
12
Claims (20)
- リーン燃焼可能なエンジンから排出されるNOxを含む排気ガスを浄化する排気ガス浄化方法であって、
前記エンジンの排気ガス通路に、排気ガス温度が100℃以上200℃以下のときにNOxを吸着可能で且つ排気ガス温度が350℃以上450℃以下のときにNOxを吸蔵可能であるNOx吸着/吸蔵材を含むNOxトラップと、排気ガスの空燃比がリーンのときにNOxを吸蔵可能で且つ排気ガスの空燃比がリッチのときにNOxを還元可能なNOx吸蔵還元触媒とを配置するステップと、
前記エンジン始動直後から排気ガス温度が200℃以下となるまでの間に、NOxトラップに前記排気ガス中のNOxを吸着させるステップと、
前記排気ガス温度が200℃を超えて350℃未満までの間に、排気ガスの空燃比をリーンに維持して、前記NOx吸蔵還元触媒に前記排気ガス中のNOxを吸蔵させるステップと、
前記排気ガス温度が350℃以上450℃以下の間に、前記NOxトラップ及びNOx吸蔵還元触媒に前記排気ガス中のNOxを吸蔵させるステップと、
前記エンジンの燃焼室に圧縮行程上死点付近で燃料を噴射供給する主噴射後に、膨張行程又は排気行程において燃料を噴射供給する後噴射させて排気ガス中へHCを含ませて、排気ガスの空燃比がリッチ状態になるように制御して、前記NOx吸蔵還元触媒により前記NOxトラップ及びNOx吸蔵還元触媒から脱離したNOxを還元浄化して放出するステップとを備えていることを特徴とする排気ガス浄化方法。 An exhaust gas purification method for purifying exhaust gas containing NO x discharged from an engine capable of lean combustion,
The exhaust gas passage of the engine, the exhaust gas temperature is possible occlude NO x when and exhaust gas temperature can adsorb NO x is 350 ° C. or higher 450 ° C. or less when: 200 ° C. 100 ° C. or higher NO x and NO x trap containing adsorbent / occluding material, and the air-fuel ratio can reduce the NO x to NO x when the air-fuel ratio of the storable in and the exhaust gas is rich when is lean NO x storage-and-reduction catalyst in the exhaust gas Placing a step;
Between immediately after the engine start to the exhaust gas temperature is 200 ° C. or less, a step of adsorbing NO x in the exhaust gas to the NO x trap,
Between the to less than the exhaust gas temperature exceeds the 200 ° C. 350 ° C., a step of maintaining the air-fuel ratio of the exhaust gas lean, allowed to absorb NO x in the exhaust gas to the NO x storage-and-reduction catalysts,
Wherein between the exhaust gas temperature is 350 ° C. or higher 450 ° C. or less, and step of storing the NO x in the exhaust gas to the NO x trap and NO x storage-reduction catalyst,
After the main injection in which fuel is injected into the combustion chamber of the engine near the top dead center of the compression stroke, the fuel is injected and supplied in the expansion stroke or the exhaust stroke, and then injected to include HC in the exhaust gas. and controls so that the air-fuel ratio becomes rich state, it and a step of releasing the the NO x storage the reductive catalytic NO x trap and the NO x storage from the reduced catalyst desorbed the NO x reduction purification to An exhaust gas purification method characterized by the above. - 請求項1において、
前記NOx吸蔵還元触媒を前記NOxトラップよりも排気ガス流れ方向下流側に配置する。 In claim 1,
The NO x storage reduction catalyst is disposed downstream of the NO x trap in the exhaust gas flow direction. - 請求項1において、
前記NOxトラップは、担体基材上に形成され且つ活性アルミナとCe含有酸化物とを含む下層と、該下層の上に形成された活性アルミナを含む上層との間の中間層に設けられ、
前記下層、上層及び中間層にPt及びRhのうちの少なくとも1つの触媒金属とNOx吸蔵材とが担持され、
前記下層及び前記上層が前記NOx吸蔵還元触媒を構成し、前記中間層も前記触媒金属と前記NOx吸蔵材を含有するからNOx吸蔵還元触媒として機能する。 In claim 1,
The NOx trap is provided in an intermediate layer formed between a lower layer formed on a support substrate and containing activated alumina and a Ce-containing oxide, and an upper layer containing activated alumina formed on the lower layer,
At least one catalyst metal of Pt and Rh and NO x storage material are supported on the lower layer, the upper layer, and the intermediate layer,
It said lower layer and said upper layer constitutes the NOx storage reduction catalyst functions as a NOx storage reduction catalyst because also contains the the NO x storage material and the catalytic metal the intermediate layer. - 請求項1において、
前記NOxトラップと前記NOx吸蔵還元触媒を前記排気ガス通路に配置するステップでは、担体基材に形成され、前記NOx吸着/吸蔵材としての無機酸化物を含み、更にCe含有酸化物を含む下層と、該下層の上に形成され且つ活性アルミナを含む上層とを備え、前記下層及び上層にPt及びRhのうちの少なくとも1つの触媒金属とNOx吸蔵材が担持されている積層触媒を前記排気ガス通路に配置し、
前記積層触媒の前記下層が前記NOxトラップを構成し、前記上層が前記NOx吸蔵還元触媒を構成し、前記下層も前記触媒金属と前記NOx吸蔵材を含有するからNOx吸蔵還元触媒として機能する。 In claim 1,
In the step of disposing the NOx trap and the NOx occlusion reduction catalyst in the exhaust gas passage, a lower layer formed on a carrier base material, containing an inorganic oxide as the NOx adsorption / occlusion material, and further containing a Ce-containing oxide, A laminated catalyst formed on the lower layer and containing activated alumina, wherein the lower layer and the upper layer carry at least one catalyst metal of Pt and Rh and a NO x storage material. Placed in the aisle,
Wherein the lower layer of the multilayer catalyst constitutes the NOx trap, the upper layer constitutes the NOx storage reduction catalyst functions as a NOx storage reduction catalyst from the lower also contains the the NO x storage material and the catalytic metal. - 請求項1において、
前記NOx吸着/吸蔵材としてジルコニアを用いる。 In claim 1,
Zirconia is used as the NOx adsorption / occlusion material. - 請求項1において、
前記NOx吸蔵還元触媒のNOx吸蔵材として、Ba、Sr及びMgを用いる。 In claim 1,
As the NOx storage material of the NO x storage-and-reduction catalyst, Ba, use Sr and Mg. - リーン燃焼可能なエンジンから排出されるNOxを含む排気ガスを浄化する排気ガス浄化触媒装置であって、
前記エンジンの排気ガス通路に設けられ、排気ガス温度が100℃以上200℃以下のときにNOxを吸着可能で且つ排気ガス温度が350℃以上450℃以下のときにNOxを吸蔵可能であるNOx吸着/吸蔵材を含むNOxトラップと、
前記エンジンの排気ガス通路に設けられ、排気ガスの空燃比がリーンのときにNOxを吸蔵可能で且つ排気ガスの空燃比がリッチのときにNOxを還元可能なNOx吸蔵還元触媒とを備えていることを特徴とする排気ガス浄化触媒装置。 An exhaust gas purification catalyst device that purifies exhaust gas containing NO x discharged from a lean-combustible engine,
Provided in an exhaust gas passage of the engine, it is possible to occlude NO x when the exhaust gas temperature is below 450 ° C. possible and exhaust gas temperature is 350 ° C. or higher adsorbing NO x at below 200 ° C. 100 ° C. or higher and NO x trap containing the NO x adsorption / storage material,
An NO x storage reduction catalyst provided in the exhaust gas passage of the engine, capable of storing NO x when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, and capable of reducing NO x when the air-fuel ratio of the exhaust gas is rich An exhaust gas purifying catalyst device comprising: - 請求項7において、
前記NOx吸蔵還元触媒が前記NOxトラップよりも排気ガス流れ方向下流側に配置されている。 In claim 7,
The NO x storage-reduction catalyst is disposed downstream of the NO x trap in the exhaust gas flow direction. - 請求項8において、
前記NOx吸蔵還元触媒は、Ce含有酸化物を含む下層と活性アルミナを含む上層との積層構造であり、前記上層及び下層は、Ba、Sr及びMgを含むNOx吸蔵材とRh及びPtを含む触媒金属とを備えている。 In claim 8,
The NO x storage reduction catalyst has a laminated structure of a lower layer containing a Ce-containing oxide and an upper layer containing activated alumina, and the upper layer and the lower layer contain NO x storage material containing Ba, Sr and Mg, and Rh and Pt. Containing catalytic metal. - 請求項7において、
前記NOxトラップは、担体基材上に形成され且つ活性アルミナとCe含有酸化物とを含む下層と、該下層の上に形成された活性アルミナを含む上層との間の中間層に設けられ、
前記下層、上層及び中間層にPt及びRhのうちの少なくとも1つの触媒金属とNOx吸蔵材とが担持され、
前記下層及び前記上層が前記NOx吸蔵還元触媒を構成し、前記中間層も前記触媒金属と前記NOx吸蔵材を含有するからNOx吸蔵還元触媒として機能する。 In claim 7,
The NOx trap is provided in an intermediate layer formed between a lower layer formed on a support substrate and containing activated alumina and a Ce-containing oxide, and an upper layer containing activated alumina formed on the lower layer,
At least one catalyst metal of Pt and Rh and NO x storage material are supported on the lower layer, the upper layer, and the intermediate layer,
It said lower layer and said upper layer constitutes the NOx storage reduction catalyst functions as a NOx storage reduction catalyst because also contains the the NO x storage material and the catalytic metal the intermediate layer. - 請求項10において、
前記中間層は、活性アルミナを含む。 In claim 10,
The intermediate layer includes activated alumina. - 請求項11において、
前記中間層は、前記NOx吸着/吸蔵材としてジルコニアを含み、
前記中間層における前記ジルコニアと前記アルミナとの合計質量に対する前記ジルコニアの質量割合は33質量%以上である。 In claim 11,
The intermediate layer includes zirconia as the NO x adsorption / occlusion material,
The mass ratio of the zirconia to the total mass of the zirconia and the alumina in the intermediate layer is 33% by mass or more. - 請求項7において、
前記排気ガス通路に積層触媒が配置され、
前記積層触媒は、担体基材に形成され、前記NOx吸着/吸蔵材としての無機酸化物を含み、更にCe含有酸化物を含む下層と、該下層の上に形成され且つ活性アルミナを含む上層とを備え、前記下層及び上層にPt及びRhのうちの少なくとも1つの触媒金属とNOx吸蔵材が担持されており、
前記積層触媒の前記下層が前記NOxトラップを構成し、前記上層が前記NOx吸蔵還元触媒を構成し、前記下層も前記触媒金属と前記NOx吸蔵材を含有するからNOx吸蔵還元触媒として機能する。 In claim 7,
A laminated catalyst is disposed in the exhaust gas passage;
The laminated catalyst is formed on a support substrate, includes an inorganic oxide as the NOx adsorption / occlusion material, further includes a Ce-containing oxide, and an upper layer is formed on the lower layer and includes activated alumina. Comprising at least one catalyst metal of Pt and Rh and a NO x storage material supported on the lower layer and the upper layer,
Wherein the lower layer of the multilayer catalyst constitutes the NOx trap, the upper layer constitutes the NOx storage reduction catalyst functions as a NOx storage reduction catalyst from the lower also contains the the NO x storage material and the catalytic metal. - 請求項13において、
前記下層は、Pt及びRhのうちの少なくとも1つの触媒金属とNOx吸蔵材とが担持された活性アルミナを含む。 In claim 13,
The lower layer includes activated alumina on which at least one catalyst metal of Pt and Rh and a NO x storage material are supported. - 請求項14において、
前記下層は、前記NOx吸着/吸蔵材としてジルコニアを含み、
前記下層における前記ジルコニアと前記活性アルミナとの合計質量に対する前記ジルコニアの質量割合は、5質量%以上である。 In claim 14,
The lower layer includes zirconia as the NO x adsorption / occlusion material,
The mass ratio of the zirconia to the total mass of the zirconia and the activated alumina in the lower layer is 5% by mass or more. - 請求項14において、
前記下層は、前記NOx吸着/吸蔵材としてジルコニアを含み、
前記下層における前記ジルコニアと前記活性アルミナとの合計質量に対する前記ジルコニアの質量割合は35質量%以上65質量%以下である。 In claim 14,
The lower layer includes zirconia as the NO x adsorption / occlusion material,
The mass ratio of the zirconia to the total mass of the zirconia and the activated alumina in the lower layer is 35% by mass or more and 65% by mass or less. - 請求項7において、
前記NOx吸着/吸蔵材はジルコニアを含む。 In claim 7,
The NOx adsorption / occlusion material includes zirconia. - 請求項7において、
前記NOx吸着/吸蔵材はイットリウムが固溶されたジルコニアを含む。 In claim 7,
Wherein the NO x adsorption / storage material comprises zirconia yttrium is dissolved. - 請求項7において、
前記NOx吸着/吸蔵材には、Pt、Pd及びRhのうちの少なくとも1つの触媒金属が担持されている。 In claim 7,
Wherein the the NO x adsorption / storage material, Pt, at least one catalytic metal of Pd and Rh. - 請求項7において、
前記NOxトラップは、Pt担持アルミナを含む。 In claim 7,
The NO x trap includes Pt-supported alumina.
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