JP2003010643A - 排ガス浄化方法 - Google Patents
排ガス浄化方法Info
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- JP2003010643A JP2003010643A JP2001200311A JP2001200311A JP2003010643A JP 2003010643 A JP2003010643 A JP 2003010643A JP 2001200311 A JP2001200311 A JP 2001200311A JP 2001200311 A JP2001200311 A JP 2001200311A JP 2003010643 A JP2003010643 A JP 2003010643A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸素過剰領域におけるＮＯＸ浄化触媒の浄化
効率をさらに向上させることができる排ガス浄化方法を
提供する。 【解決手段】 還元剤に対して酸化剤が多い状態でＮＯ
Ｘを化学吸着し、吸着したＮＯＸを酸化剤に対して還元
剤が同等以上の状態で接触還元するＮＯＸ吸着触媒を内
燃機関からの排気流路に設け、ＮＯＸ吸着触媒が吸着し
たＮＯＸを接触還元する際のＮＯＸ吸着触媒の入口温度
が１００〜２５０℃であるとき、当該ＮＯ Ｘ吸着触媒の
入口における雰囲気ガスがＯ２ガスおよび還元ガスを含
むようにする。
効率をさらに向上させることができる排ガス浄化方法を
提供する。 【解決手段】 還元剤に対して酸化剤が多い状態でＮＯ
Ｘを化学吸着し、吸着したＮＯＸを酸化剤に対して還元
剤が同等以上の状態で接触還元するＮＯＸ吸着触媒を内
燃機関からの排気流路に設け、ＮＯＸ吸着触媒が吸着し
たＮＯＸを接触還元する際のＮＯＸ吸着触媒の入口温度
が１００〜２５０℃であるとき、当該ＮＯ Ｘ吸着触媒の
入口における雰囲気ガスがＯ２ガスおよび還元ガスを含
むようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用内燃機関
（ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン）や、ボイラ
ーなどから排出される排ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一
酸化炭素（ＣＯ）、および窒素酸化物（ＮＯＸ）を浄化
する排ガス浄化用触媒システムに係わり、特に酸素過剰
領域でのＮＯＸ浄化方法に関するものである。
（ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン）や、ボイラ
ーなどから排出される排ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一
酸化炭素（ＣＯ）、および窒素酸化物（ＮＯＸ）を浄化
する排ガス浄化用触媒システムに係わり、特に酸素過剰
領域でのＮＯＸ浄化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、石油資源の枯渇問題、地球温暖化
問題から、低燃費自動車の要求が高まっており、ガソリ
ン自動車に対しては希薄燃焼自動車の開発が注目されて
いる。希薄燃焼自動車においては、希薄燃焼走行時、排
ガスの空燃比が理論空燃状態に比べ酸素過剰（リーン）
となるが、リーン域で通常の三元触媒を適用させた場
合、過剰な酸素の影響からＮＯＸ浄化作用が不十分とな
るという問題があった。このため酸素が過剰となっても
ＮＯＸを浄化できる触媒の開発が望まれており、従来か
らリーン域のＮＯＸを浄化する触媒が種々提案されてい
る。例えば特開平５−１６８８６０号公報には、Ｐｔと
ランタンを多孔質担体に担持した触媒を用い、リーン域
でＮＯＸを吸収し、ストイキ時にＮＯＸを放出させて浄
化する触媒が提案されている。
問題から、低燃費自動車の要求が高まっており、ガソリ
ン自動車に対しては希薄燃焼自動車の開発が注目されて
いる。希薄燃焼自動車においては、希薄燃焼走行時、排
ガスの空燃比が理論空燃状態に比べ酸素過剰（リーン）
となるが、リーン域で通常の三元触媒を適用させた場
合、過剰な酸素の影響からＮＯＸ浄化作用が不十分とな
るという問題があった。このため酸素が過剰となっても
ＮＯＸを浄化できる触媒の開発が望まれており、従来か
らリーン域のＮＯＸを浄化する触媒が種々提案されてい
る。例えば特開平５−１６８８６０号公報には、Ｐｔと
ランタンを多孔質担体に担持した触媒を用い、リーン域
でＮＯＸを吸収し、ストイキ時にＮＯＸを放出させて浄
化する触媒が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された触媒を用いてもなおＮＯＸ浄化性能が不
十分となる場合があり、触媒性能をさらに向上させるこ
とが課題となっていた。
報に記載された触媒を用いてもなおＮＯＸ浄化性能が不
十分となる場合があり、触媒性能をさらに向上させるこ
とが課題となっていた。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、従来のＮＯＸ浄化触媒におけ
る上記課題に鑑みてなされたものであって、ＮＯＸ浄化
触媒における浄化効率をさらに向上させることができる
排ガス浄化方法を提供することを目的としている。
る上記課題に鑑みてなされたものであって、ＮＯＸ浄化
触媒における浄化効率をさらに向上させることができる
排ガス浄化方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】発明者らは、上記目的の
達成に向けて、１００〜２５０℃の温度範囲で、酸化剤
に対して還元剤が同等以上の状態における吸着ＮＯＸの
Ｎ２への反応を詳細に検討した結果、この反応を最も効
率良く進める条件として、ガス雰囲気中にＯ２ガスと還
元ガスを含めることが極めて有効であることを見出すに
至った。すなわち触媒入口の還元剤濃度を確保しつつ、
同時にＯ２濃度をも保持することによってＮＯＸの浄化
効率が上がることを見出した。
達成に向けて、１００〜２５０℃の温度範囲で、酸化剤
に対して還元剤が同等以上の状態における吸着ＮＯＸの
Ｎ２への反応を詳細に検討した結果、この反応を最も効
率良く進める条件として、ガス雰囲気中にＯ２ガスと還
元ガスを含めることが極めて有効であることを見出すに
至った。すなわち触媒入口の還元剤濃度を確保しつつ、
同時にＯ２濃度をも保持することによってＮＯＸの浄化
効率が上がることを見出した。
【０００６】本発明はこのような知見に基づくものであ
って、本発明に係わる排ガス浄化方法は、各成分間の酸
化還元化学量論関係において還元剤に対して酸化剤が多
い状態でＮＯＸを化学吸着し、吸着したＮＯＸを酸化剤
に対して還元剤が同等以上の状態で接触還元するＮＯＸ
吸着触媒を内燃機関からの排気流路に設け、ＮＯＸ吸着
触媒が吸着したＮＯＸを接触還元する際のＮＯＸ吸着触
媒の入口温度が１００〜２５０℃であるとき、１２０〜
２３０℃であるとき、あるいは１５０〜２００℃である
とき、当該ＮＯＸ吸着触媒の入口における雰囲気がＯ２
ガスおよび還元ガスを含むようにする構成としており、
排ガス浄化方法におけるこのような構成を上記課題を解
決するための手段としたことを特徴としている。
って、本発明に係わる排ガス浄化方法は、各成分間の酸
化還元化学量論関係において還元剤に対して酸化剤が多
い状態でＮＯＸを化学吸着し、吸着したＮＯＸを酸化剤
に対して還元剤が同等以上の状態で接触還元するＮＯＸ
吸着触媒を内燃機関からの排気流路に設け、ＮＯＸ吸着
触媒が吸着したＮＯＸを接触還元する際のＮＯＸ吸着触
媒の入口温度が１００〜２５０℃であるとき、１２０〜
２３０℃であるとき、あるいは１５０〜２００℃である
とき、当該ＮＯＸ吸着触媒の入口における雰囲気がＯ２
ガスおよび還元ガスを含むようにする構成としており、
排ガス浄化方法におけるこのような構成を上記課題を解
決するための手段としたことを特徴としている。
【０００７】本発明に係わる排ガス浄化方法の好適形態
としては、上記Ｏ２濃度を０．０５％以上、さらには
０．１％以上とすることが好ましく、また、Ｏ２に対す
る還元ガスとしてのＣＯの比、すなわちＣＯ／Ｏ２比を
１００以下、さらには５０以下に維持することが望まし
い。
としては、上記Ｏ２濃度を０．０５％以上、さらには
０．１％以上とすることが好ましく、また、Ｏ２に対す
る還元ガスとしてのＣＯの比、すなわちＣＯ／Ｏ２比を
１００以下、さらには５０以下に維持することが望まし
い。
【０００８】本発明に係わる排ガス浄化方法の他の好適
形態としては、ＮＯＸ吸着触媒が少なくともＰｔと、Ｒ
ｈと、Ｃａ，Ｍｇ，Ｂａ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓから選ばれた
少なくとも１種を含み、前記ＰｔとＲｈの含有量の合計
が触媒１Ｌあたり０．５〜３ｇである構成としたことを
特徴としている。
形態としては、ＮＯＸ吸着触媒が少なくともＰｔと、Ｒ
ｈと、Ｃａ，Ｍｇ，Ｂａ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓから選ばれた
少なくとも１種を含み、前記ＰｔとＲｈの含有量の合計
が触媒１Ｌあたり０．５〜３ｇである構成としたことを
特徴としている。
【０００９】
【発明の作用】本発明に係わる排ガス浄化方法において
は、上記したように、ＮＯＸ吸着触媒による吸着ＮＯＸ
のＮ２への還元反応がガス雰囲気中にＯ２ガスと還元ガ
スが含まれている時に最も効率良く進行するという知見
に基づいて、内燃機関からの排気流路にＮＯＸ吸着触媒
を設け、該触媒が還元剤に対して酸化剤が多い状態で化
学吸着したＮＯＸを還元剤が酸化剤に対して同等以上の
状態で接触還元するときの触媒温度が１００〜２５０℃
である場合に、当該ＮＯＸ吸着触媒の入口における雰囲
気がＯ２ガスおよび還元ガスを含むようにしている。
は、上記したように、ＮＯＸ吸着触媒による吸着ＮＯＸ
のＮ２への還元反応がガス雰囲気中にＯ２ガスと還元ガ
スが含まれている時に最も効率良く進行するという知見
に基づいて、内燃機関からの排気流路にＮＯＸ吸着触媒
を設け、該触媒が還元剤に対して酸化剤が多い状態で化
学吸着したＮＯＸを還元剤が酸化剤に対して同等以上の
状態で接触還元するときの触媒温度が１００〜２５０℃
である場合に、当該ＮＯＸ吸着触媒の入口における雰囲
気がＯ２ガスおよび還元ガスを含むようにしている。
【００１０】ＮＯＸ吸着触媒入口の雰囲気中にＯ２ガス
と還元ガスを含むことによって吸着されたＮＯＸのＮ２
への還元反応が効率良く進む作用原理については、必ず
しもその詳細は明らかになっていない。しかしながら概
ね次の理由によるものと考えられる。
と還元ガスを含むことによって吸着されたＮＯＸのＮ２
への還元反応が効率良く進む作用原理については、必ず
しもその詳細は明らかになっていない。しかしながら概
ね次の理由によるものと考えられる。
【００１１】すなわち、通常運転時に、吸着したＮＯＸ
を酸化剤に対して還元剤が同等以上の状態で接触還元す
る際、排気中にはＣＯ、ＨＣが含まれる。また触媒貴金
属表面上には還元剤が触媒入口に流入することにより吸
着材から脱離してきたＮＯＸも存在している。この還元
剤によるＮＯＸ脱離時の触媒貴金属付近のＮＯＸ濃度は
非常に高くなることがわかっている。その結果脱離によ
り貴金属表面上に存在するＮＯＸは１００〜２５０℃の
温度域で貴金属表面上に付着し、Ｐｔ表面を覆い、ＮＯ
Ｘ吸着触媒のＮＯＸを接触還元する活性サイトやＮＯＸ
を酸化して吸着材に吸着しやすい状態にするサイトがつ
ぶれ、ＮＯＸの吸着脱離還元反応がうまく行かなくな
り、その結果ＮＯＸの還元効率が低下しＮＯＸが還元浄
化されずにそのまま排出されることになる。
を酸化剤に対して還元剤が同等以上の状態で接触還元す
る際、排気中にはＣＯ、ＨＣが含まれる。また触媒貴金
属表面上には還元剤が触媒入口に流入することにより吸
着材から脱離してきたＮＯＸも存在している。この還元
剤によるＮＯＸ脱離時の触媒貴金属付近のＮＯＸ濃度は
非常に高くなることがわかっている。その結果脱離によ
り貴金属表面上に存在するＮＯＸは１００〜２５０℃の
温度域で貴金属表面上に付着し、Ｐｔ表面を覆い、ＮＯ
Ｘ吸着触媒のＮＯＸを接触還元する活性サイトやＮＯＸ
を酸化して吸着材に吸着しやすい状態にするサイトがつ
ぶれ、ＮＯＸの吸着脱離還元反応がうまく行かなくな
り、その結果ＮＯＸの還元効率が低下しＮＯＸが還元浄
化されずにそのまま排出されることになる。
【００１２】一方、ＮＯＸ吸着触媒からＮＯＸを放出す
べく各気筒で燃焼せしめられる混合気の空燃比が酸化剤
に対して還元剤が同等以上の状態にされたときにＮＯＸ
吸着触媒内に酸素が存在すると、貴金属例えばＰｔの周
りに吸着したＮＯＸは反応しやすいラジカル状態にな
り、排気から触媒に流入してきた還元剤ＨＣやＣＯと反
応しやすくなり、貴金属表面から除去されやすくなる。
べく各気筒で燃焼せしめられる混合気の空燃比が酸化剤
に対して還元剤が同等以上の状態にされたときにＮＯＸ
吸着触媒内に酸素が存在すると、貴金属例えばＰｔの周
りに吸着したＮＯＸは反応しやすいラジカル状態にな
り、排気から触媒に流入してきた還元剤ＨＣやＣＯと反
応しやすくなり、貴金属表面から除去されやすくなる。
【００１３】その結果、ＮＯＸを接触還元する活性サイ
トやＮＯＸを酸化して吸着材に吸着しやすい状態にする
サイトが復活し、ＮＯＸ浄化特性が向上する。このよう
にしてＮＯＸ吸着触媒から放出された高濃度のＮＯＸを
還元剤により確実に還元浄化することが可能となる。
トやＮＯＸを酸化して吸着材に吸着しやすい状態にする
サイトが復活し、ＮＯＸ浄化特性が向上する。このよう
にしてＮＯＸ吸着触媒から放出された高濃度のＮＯＸを
還元剤により確実に還元浄化することが可能となる。
【００１４】ところが、２５０℃を超えた温度域では、
ＮＯＸ吸着触媒からＮＯＸを放出すべく各気筒で燃焼せ
しめられる混合気の空燃比が酸化剤に対し還元剤が同等
以上の状態にされたときに脱離したＮＯＸは、還元剤Ｃ
ＯやＨＣとの反応性が高く排気中にＯ２を共存させても
あまり効果がない。これはＮＯＸ吸着触媒が高温域では
ＮＯＸを貴金属表面上に長時間付着しにくく、ＮＯＸと
還元剤の反応速度が速いこと、および流入排気中の酸素
と還元剤としてのＨＣやＣＯとの反応が進み、還元剤と
してのＨＣやＣＯがＮＯＸの還元に使われる量が減少
し、ＮＯＸ還元浄化性能に悪影響が及ぶものと考えられ
る。
ＮＯＸ吸着触媒からＮＯＸを放出すべく各気筒で燃焼せ
しめられる混合気の空燃比が酸化剤に対し還元剤が同等
以上の状態にされたときに脱離したＮＯＸは、還元剤Ｃ
ＯやＨＣとの反応性が高く排気中にＯ２を共存させても
あまり効果がない。これはＮＯＸ吸着触媒が高温域では
ＮＯＸを貴金属表面上に長時間付着しにくく、ＮＯＸと
還元剤の反応速度が速いこと、および流入排気中の酸素
と還元剤としてのＨＣやＣＯとの反応が進み、還元剤と
してのＨＣやＣＯがＮＯＸの還元に使われる量が減少
し、ＮＯＸ還元浄化性能に悪影響が及ぶものと考えられ
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明は、上記したように、内燃
機関からの排気流路にＮＯＸ吸着触媒を設け、該触媒が
還元剤に対して酸化剤が多い状態で化学吸着したＮＯＸ
を還元剤が同等以上の状態で接触還元する際の当該触媒
の入口温度が１００〜２５０℃であるときに、当該入口
におけるガス雰囲気中にＯ２ガスおよび還元ガスを含む
ようにし、もって吸着されたＮＯＸのＮ２への還元反応
が効率的に進行するようにしたものであるが、このとき
の触媒入口における雰囲気中のＯ２ガスについては、そ
の濃度が０．０５％以上、特に０．１％以上とすること
が望ましく、ＣＯ／Ｏ２比については、１００以下、特
に５０以下にすることが好ましく、これによって上記反
応がより効率的なものとなる。
機関からの排気流路にＮＯＸ吸着触媒を設け、該触媒が
還元剤に対して酸化剤が多い状態で化学吸着したＮＯＸ
を還元剤が同等以上の状態で接触還元する際の当該触媒
の入口温度が１００〜２５０℃であるときに、当該入口
におけるガス雰囲気中にＯ２ガスおよび還元ガスを含む
ようにし、もって吸着されたＮＯＸのＮ２への還元反応
が効率的に進行するようにしたものであるが、このとき
の触媒入口における雰囲気中のＯ２ガスについては、そ
の濃度が０．０５％以上、特に０．１％以上とすること
が望ましく、ＣＯ／Ｏ２比については、１００以下、特
に５０以下にすることが好ましく、これによって上記反
応がより効率的なものとなる。
【００１６】また、ＮＯＸ吸着触媒については、Ｐｔ，
Ｐｄ，Ｒｈから選ばれた少なくとも一種の貴金属と、こ
れを担持するアルミナ等の多孔質担体と、Ｎａ，Ｋ，Ｒ
ｂ，Ｃｓ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａといったアルカリ金
属、アルカリ土類金属から選ばれた少なくとも一種とを
含むものが用いられる。
Ｐｄ，Ｒｈから選ばれた少なくとも一種の貴金属と、こ
れを担持するアルミナ等の多孔質担体と、Ｎａ，Ｋ，Ｒ
ｂ，Ｃｓ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａといったアルカリ金
属、アルカリ土類金属から選ばれた少なくとも一種とを
含むものが用いられる。
【００１７】また、加速時などの高負荷運転においては
ストイキに制御される状態が存在し得るため、この触媒
はストイキ時の通常の三元触媒としての機能も同時に持
つことが好ましく、三元触媒で通常用いられるセリア、
ジルコニア、ランタン等を同時に含んでもよい。
ストイキに制御される状態が存在し得るため、この触媒
はストイキ時の通常の三元触媒としての機能も同時に持
つことが好ましく、三元触媒で通常用いられるセリア、
ジルコニア、ランタン等を同時に含んでもよい。
【００１８】特に、ＮＯＸ吸着触媒が少なくともＰｔ
と、Ｒｈと、Ｃａ，Ｍｇ，Ｂａ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓから選
ばれた少なくとも１種を含み、前記ＰｔとＲｈの含有量
の合計が触媒１Ｌあたり０．５〜３ｇであるものを用い
ることによってさらに高い効果が得られる。このとき、
ＰｔとＲｈの含有量の合計が触媒１Ｌあたり０．５ｇに
満たない場合には、このような効果が得難く、また、Ｐ
ｔとＲｈ量が多くて触媒１Ｌあたり３ｇを越える範囲で
は、酸素共存によるＰｔやＲｈの酸化作用が強すぎ、Ｏ
２が還元剤の酸化に優先的に使われてしまいＮＯＸ還元
への効果が小さくなる傾向があるためと考えられる。
と、Ｒｈと、Ｃａ，Ｍｇ，Ｂａ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓから選
ばれた少なくとも１種を含み、前記ＰｔとＲｈの含有量
の合計が触媒１Ｌあたり０．５〜３ｇであるものを用い
ることによってさらに高い効果が得られる。このとき、
ＰｔとＲｈの含有量の合計が触媒１Ｌあたり０．５ｇに
満たない場合には、このような効果が得難く、また、Ｐ
ｔとＲｈ量が多くて触媒１Ｌあたり３ｇを越える範囲で
は、酸素共存によるＰｔやＲｈの酸化作用が強すぎ、Ｏ
２が還元剤の酸化に優先的に使われてしまいＮＯＸ還元
への効果が小さくなる傾向があるためと考えられる。
【００１９】一般に、自動車エンジンから排出される還
元剤とＯ２の濃度は、燃料噴射量と空気吸入量によって
決定される。多気筒式の内燃機関において、ＮＯＸ吸着
触媒が吸着したＮＯＸをＮ２に還元する際における当該
ＮＯＸ吸着触媒の入口条件として、入口における雰囲気
がＯ２および還元ガスを含むようにする手段としては、
例えば内燃機関の各気筒のうち、一部気筒を酸化剤に対
して還元剤がかなり多い状態にし、他の気筒については
酸化剤に対して還元剤が同等な状態にするようになすこ
とができる。
元剤とＯ２の濃度は、燃料噴射量と空気吸入量によって
決定される。多気筒式の内燃機関において、ＮＯＸ吸着
触媒が吸着したＮＯＸをＮ２に還元する際における当該
ＮＯＸ吸着触媒の入口条件として、入口における雰囲気
がＯ２および還元ガスを含むようにする手段としては、
例えば内燃機関の各気筒のうち、一部気筒を酸化剤に対
して還元剤がかなり多い状態にし、他の気筒については
酸化剤に対して還元剤が同等な状態にするようになすこ
とができる。
【００２０】すなわち、前記ＮＯＸ吸着触媒が吸着した
ＮＯＸをＮ２に還元する場合、内燃機関の一部の気筒に
関しては、深いリッチ運転が行われる一方、他の気筒に
ついてはストイキ運転が行われる。このとき、深いリッ
チ燃焼運転の気筒から排出される還元ガスとストイキ燃
焼運転の気筒から排出される残存酸素を含む空気とが、
同時にＮＯＸ吸着触媒に供給され、必要とされる条件を
作り出すことができる。
ＮＯＸをＮ２に還元する場合、内燃機関の一部の気筒に
関しては、深いリッチ運転が行われる一方、他の気筒に
ついてはストイキ運転が行われる。このとき、深いリッ
チ燃焼運転の気筒から排出される還元ガスとストイキ燃
焼運転の気筒から排出される残存酸素を含む空気とが、
同時にＮＯＸ吸着触媒に供給され、必要とされる条件を
作り出すことができる。
【００２１】また、ＮＯＸ吸着触媒が吸着したＮＯＸを
Ｎ２に還元する際の当該ＮＯＸ吸着触媒の入口条件に酸
素と還元剤が含むようにする手段として、エンジンへの
吸入空気量を多くし、かつ燃料供給量を多い状態で燃焼
させるようになすことによって、ＮＯＸ吸着触媒に流入
する排気中に上記範囲の酸素が含まれるようにしてもよ
い。さらには、排気空燃比がたとえばリッチ空燃比（１
３．５）で酸素を共存させるために、ＮＯＸ吸着触媒の
上流で２次エアを噴くようにすることもできる。
Ｎ２に還元する際の当該ＮＯＸ吸着触媒の入口条件に酸
素と還元剤が含むようにする手段として、エンジンへの
吸入空気量を多くし、かつ燃料供給量を多い状態で燃焼
させるようになすことによって、ＮＯＸ吸着触媒に流入
する排気中に上記範囲の酸素が含まれるようにしてもよ
い。さらには、排気空燃比がたとえばリッチ空燃比（１
３．５）で酸素を共存させるために、ＮＯＸ吸着触媒の
上流で２次エアを噴くようにすることもできる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の効果を実施例に基づいて具体
的に説明する。
的に説明する。
【００２３】硝酸セリウム溶液を活性アルミナ粉末に含
浸し、乾燥後、空気中６００℃で１時間焼成して、セリ
ウム担持アルミナ粉末（粉末Ａ）を得た。さらに、ジニ
トロジアンミンＰｔ溶液を上記粉末Ａに含浸し、乾燥
後、空気中４００℃で１時間焼成して、Ｐｔ−セリウム
担持アルミナ粉末(粉末Ｂ)を得た。この粉末のセリウム
濃度は５．０質量％、Ｐｔ濃度は２．０質量%であっ
た。
浸し、乾燥後、空気中６００℃で１時間焼成して、セリ
ウム担持アルミナ粉末（粉末Ａ）を得た。さらに、ジニ
トロジアンミンＰｔ溶液を上記粉末Ａに含浸し、乾燥
後、空気中４００℃で１時間焼成して、Ｐｔ−セリウム
担持アルミナ粉末(粉末Ｂ)を得た。この粉末のセリウム
濃度は５．０質量％、Ｐｔ濃度は２．０質量%であっ
た。
【００２４】一方、硝酸ロジウム水溶液を上記粉末Ａに
含浸し、乾燥後、空気中４００℃で１時間焼成して、Ｒ
ｈ−セリウム担持アルミナ粉末(粉末Ｃ)を得た。この粉
末のセリウム濃度は５．０質量%、Ｒｈ濃度は１．０質
量％であった。
含浸し、乾燥後、空気中４００℃で１時間焼成して、Ｒ
ｈ−セリウム担持アルミナ粉末(粉末Ｃ)を得た。この粉
末のセリウム濃度は５．０質量%、Ｒｈ濃度は１．０質
量％であった。
【００２５】次に、粉末Ｂを５７６ｇ、粉末Ｃを８６
ｇ、活性アルミナ粉末を２３８ｇ、水９００ｇを磁性ボ
ールミルに投入し、混合粉砕してスラリ液を得た。この
スラリ液をコーディライト質モノリス担体（１．３Ｌ，
４００セル）に付着させ、空気流にてセル内の余剰スラ
リを取り除いて、１３０℃で乾燥した後、４００℃で1
時間焼成し、コート層重量２００ｇ／Ｌの触媒を得た。
ｇ、活性アルミナ粉末を２３８ｇ、水９００ｇを磁性ボ
ールミルに投入し、混合粉砕してスラリ液を得た。この
スラリ液をコーディライト質モノリス担体（１．３Ｌ，
４００セル）に付着させ、空気流にてセル内の余剰スラ
リを取り除いて、１３０℃で乾燥した後、４００℃で1
時間焼成し、コート層重量２００ｇ／Ｌの触媒を得た。
【００２６】この触媒に、酢酸バリウム水溶液を含浸
し、乾燥後、空気中４００℃で１時間焼成して、コート
層重量２３０ｇ／Ｌの触媒Ａを得た。当該触媒ＡのＰｔ
含有量は２．５６ｇ／Ｌ、Ｒｈ含有量は０．１９ｇ／Ｌ
であった。
し、乾燥後、空気中４００℃で１時間焼成して、コート
層重量２３０ｇ／Ｌの触媒Ａを得た。当該触媒ＡのＰｔ
含有量は２．５６ｇ／Ｌ、Ｒｈ含有量は０．１９ｇ／Ｌ
であった。
【００２７】このようにして得られた触媒Ａを用いて、
あらかじめ燃料噴射量と空気吸入量によって決められる
Ｏ２濃度とＣＯ濃度から、各温度におけるのＮＯＸ浄化
性能を下記の条件のもとに、モデルガス評価装置を用い
て測定した。
あらかじめ燃料噴射量と空気吸入量によって決められる
Ｏ２濃度とＣＯ濃度から、各温度におけるのＮＯＸ浄化
性能を下記の条件のもとに、モデルガス評価装置を用い
て測定した。
【００２８】〈耐久方法〉排気量４４００ｃｃのエンジ
ンの排気系に触媒Ａを装着し、国内レギュラーガソリン
を使用して、触媒入口温度７５０℃で５０時間運転し
た。このように耐久を行った触媒Ａを下記方法で評価し
た。 評価装置：常圧固定床流通式反応装置 触媒容量：０．０４Ｌ ガス空間速度：約８０，０００ 排気モデルガス組成：リーン（３０秒）−リッチ（３
秒）の繰り返し評価を行い、この区間における排気浄化
率を求めた。 リーン時の組成：全炭化水素＝１００ｐｐｍ ＮＯ＝５００ｐｐｍ ＣＯ＝１００ｐｐｍ Ｏ２＝５％ ＣＯ２＝１４％ Ｈ２Ｏ＝１０％ Ｎ２＝残部 リッチ時の組成：全炭化水素＝２５００ｐｐｍ ＮＯ＝５００ｐｐｍ ＣＯ＝任意％ Ｏ２＝任意％ ＣＯ２＝１４％ Ｈ２Ｏ＝１０％ Ｎ２＝残部
ンの排気系に触媒Ａを装着し、国内レギュラーガソリン
を使用して、触媒入口温度７５０℃で５０時間運転し
た。このように耐久を行った触媒Ａを下記方法で評価し
た。 評価装置：常圧固定床流通式反応装置 触媒容量：０．０４Ｌ ガス空間速度：約８０，０００ 排気モデルガス組成：リーン（３０秒）−リッチ（３
秒）の繰り返し評価を行い、この区間における排気浄化
率を求めた。 リーン時の組成：全炭化水素＝１００ｐｐｍ ＮＯ＝５００ｐｐｍ ＣＯ＝１００ｐｐｍ Ｏ２＝５％ ＣＯ２＝１４％ Ｈ２Ｏ＝１０％ Ｎ２＝残部 リッチ時の組成：全炭化水素＝２５００ｐｐｍ ＮＯ＝５００ｐｐｍ ＣＯ＝任意％ Ｏ２＝任意％ ＣＯ２＝１４％ Ｈ２Ｏ＝１０％ Ｎ２＝残部
【００２９】なお、各排気ガス浄化用触媒の耐久後の触
媒活性評価値は、以下の式により決定した。 ＮＯＸ転化率（％）＝（触媒層入口ＮＯＸ濃度−触媒層
出口ＮＯＸ濃度）／（触媒層入口ＮＯＸ濃度）
媒活性評価値は、以下の式により決定した。 ＮＯＸ転化率（％）＝（触媒層入口ＮＯＸ濃度−触媒層
出口ＮＯＸ濃度）／（触媒層入口ＮＯＸ濃度）
【００３０】（試験１）触媒入口温度を１００〜３００
℃の間で変動させリッチ時のＣＯ濃度を１％とし、Ｏ２
濃度を０％および０．３％の各濃度に設定した場合のＮ
ＯＸ転化率をそれぞれ測定した。そして、Ｏ２濃度が
０．３％の場合のＮＯＸ転化率からＯ２濃度が０％の場
合のＮＯＸ転化率を差し引いた値をＯ２添加の効果とし
て縦軸にとり、横軸の触媒入口温度に対して整理した。
この結果を図１に示す。
℃の間で変動させリッチ時のＣＯ濃度を１％とし、Ｏ２
濃度を０％および０．３％の各濃度に設定した場合のＮ
ＯＸ転化率をそれぞれ測定した。そして、Ｏ２濃度が
０．３％の場合のＮＯＸ転化率からＯ２濃度が０％の場
合のＮＯＸ転化率を差し引いた値をＯ２添加の効果とし
て縦軸にとり、横軸の触媒入口温度に対して整理した。
この結果を図１に示す。
【００３１】図１の結果から明らかなように、ＮＯＸ転
化率向上に及ぼすＯ２添加の効果は、触媒入口温度が１
００〜２５０℃の範囲のときに確認され、１５０〜２０
０℃の範囲でピーク値に達し、触媒入口温度が２５０℃
を超えるとほとんど効果がなくなり、約２８０℃を超え
るとマイナス（Ｏ２添加しないほうがよい）に転ずるこ
とが判明した。
化率向上に及ぼすＯ２添加の効果は、触媒入口温度が１
００〜２５０℃の範囲のときに確認され、１５０〜２０
０℃の範囲でピーク値に達し、触媒入口温度が２５０℃
を超えるとほとんど効果がなくなり、約２８０℃を超え
るとマイナス（Ｏ２添加しないほうがよい）に転ずるこ
とが判明した。
【００３２】（試験２）触媒入口温度を２００℃とする
と共に、リッチ時のＣＯ濃度を１％に固定して、Ｏ２濃
度を０〜１．５％の濃度域で変動させた場合のＮＯＸ転
化率をそれぞれ測定し、この結果を図２に示す。
と共に、リッチ時のＣＯ濃度を１％に固定して、Ｏ２濃
度を０〜１．５％の濃度域で変動させた場合のＮＯＸ転
化率をそれぞれ測定し、この結果を図２に示す。
【００３３】この結果、触媒入口温度が２００℃の場
合、Ｏ２の添加に伴ってＮＯＸ転化率が向上し、０．０
５％、特に０１％の添加によってその効果が顕著なもの
となり、０．３〜０．５％においてピーク値を示したの
ち、Ｏ２濃度の上昇に伴って徐々に添加率が低下する傾
向が確認された。
合、Ｏ２の添加に伴ってＮＯＸ転化率が向上し、０．０
５％、特に０１％の添加によってその効果が顕著なもの
となり、０．３〜０．５％においてピーク値を示したの
ち、Ｏ２濃度の上昇に伴って徐々に添加率が低下する傾
向が確認された。
【００３４】（試験３）触媒入口温度を２００℃とする
と共に、リッチ時のＣＯ濃度を０．５％に固定して、Ｃ
Ｏ／Ｏ２比を１２５〜１０の間で変動させた場合のＮＯ
Ｘ転化率をそれぞれ測定した。この結果を図３に示す。
と共に、リッチ時のＣＯ濃度を０．５％に固定して、Ｃ
Ｏ／Ｏ２比を１２５〜１０の間で変動させた場合のＮＯ
Ｘ転化率をそれぞれ測定した。この結果を図３に示す。
【００３５】図３の結果から明らかなように、リッチ時
における排気ガス中のＣＯ／Ｏ２比の増加に伴って、Ｎ
ＯＸ転化率が緩やかに低下する傾向が確認され、ＣＯ／
Ｏ２比が１００以下、さらに望ましくはＣＯ／Ｏ２比が
５０以下において、高い転化率が確保できることが確認
された。
における排気ガス中のＣＯ／Ｏ２比の増加に伴って、Ｎ
ＯＸ転化率が緩やかに低下する傾向が確認され、ＣＯ／
Ｏ２比が１００以下、さらに望ましくはＣＯ／Ｏ２比が
５０以下において、高い転化率が確保できることが確認
された。
【００３６】（試験４）触媒Ａを得る際の粉末ＢのＰｔ
濃度を３．０質量％、粉末ＣのＲｈ濃度を２．０質量％
とすること以外は、上記同様の要領によって触媒Ｂを得
た。この触媒ＢのＰｔ含有量は３．８４ｇ／Ｌ、Ｒｈ含
有量は０．３８ｇ／Ｌであった。この触媒Ｂを用いて、
試験１と同様の評価を行った結果を図４に示す。
濃度を３．０質量％、粉末ＣのＲｈ濃度を２．０質量％
とすること以外は、上記同様の要領によって触媒Ｂを得
た。この触媒ＢのＰｔ含有量は３．８４ｇ／Ｌ、Ｒｈ含
有量は０．３８ｇ／Ｌであった。この触媒Ｂを用いて、
試験１と同様の評価を行った結果を図４に示す。
【００３７】この結果、触媒ＢのＰｔおよびＲｈ含有量
が多くなったことから、図１に示した触媒Ａによる試験
１の結果に比べて、Ｏ２添加の効果がやや少なくはなっ
たものの、同様に触媒入口温度が１００〜２５０℃の範
囲のときに、ＮＯＸ転化率向上に及ぼすＯ２添加の効果
が得られることが確認された。
が多くなったことから、図１に示した触媒Ａによる試験
１の結果に比べて、Ｏ２添加の効果がやや少なくはなっ
たものの、同様に触媒入口温度が１００〜２５０℃の範
囲のときに、ＮＯＸ転化率向上に及ぼすＯ２添加の効果
が得られることが確認された。
【００３８】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係わ
る排ガス浄化方法においては、還元剤に対して酸化剤が
多い状態でＮＯＸを化学吸着し、吸着したＮＯＸを酸化
剤に対して還元剤が同等以上の状態で接触還元するＮＯ
Ｘ吸着触媒を内燃機関からの排気流路に設け、ＮＯＸ吸
着触媒が吸着したＮＯＸを接触還元する際のＮＯＸ吸着
触媒の入口温度が１００〜２５０℃であるとき、当該Ｎ
ＯＸ吸着触媒の入口における雰囲気がＯ２ガスおよび還
元ガスを含むようにしているので、ＮＯＸ吸着触媒によ
るＮＯＸ転化率を向上させることができ、リーン状態に
おいても排気ガスの浄化効率を大幅に向上させることが
できるという極めて優れた効果がもたらされる。
る排ガス浄化方法においては、還元剤に対して酸化剤が
多い状態でＮＯＸを化学吸着し、吸着したＮＯＸを酸化
剤に対して還元剤が同等以上の状態で接触還元するＮＯ
Ｘ吸着触媒を内燃機関からの排気流路に設け、ＮＯＸ吸
着触媒が吸着したＮＯＸを接触還元する際のＮＯＸ吸着
触媒の入口温度が１００〜２５０℃であるとき、当該Ｎ
ＯＸ吸着触媒の入口における雰囲気がＯ２ガスおよび還
元ガスを含むようにしているので、ＮＯＸ吸着触媒によ
るＮＯＸ転化率を向上させることができ、リーン状態に
おいても排気ガスの浄化効率を大幅に向上させることが
できるという極めて優れた効果がもたらされる。
【図１】本発明に係わる排ガス浄化方法において、触媒
によるＮＯＸ転化率向上に対する酸素添加の効果と触媒
入口温度の関係を示すグラフである。
によるＮＯＸ転化率向上に対する酸素添加の効果と触媒
入口温度の関係を示すグラフである。
【図２】本発明に係わる排ガス浄化方法において、触媒
によるＮＯＸ転化率と排気ガス中の酸素濃度の関係を示
すグラフである。
によるＮＯＸ転化率と排気ガス中の酸素濃度の関係を示
すグラフである。
【図３】本発明に係わる排ガス浄化方法において、触媒
によるＮＯＸ転化率と排気ガス中のＣＯ／Ｏ２比の関係
を示すグラフである。
によるＮＯＸ転化率と排気ガス中のＣＯ／Ｏ２比の関係
を示すグラフである。
【図４】本発明に係わる排ガス浄化方法において、他の
触媒によるＮＯＸ転化率向上に対する酸素添加の効果と
触媒入口温度の関係を示すグラフである。
触媒によるＮＯＸ転化率向上に対する酸素添加の効果と
触媒入口温度の関係を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０３Ｂ
ＺＡＢ
１０２Ｂ
１０２Ｈ
Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AB06 BA14 CA18 CA22
EA18 FB10 FB11 FB12 GB02Y
GB03Y GB05W GB06W GB17X
4D048 AA06 AA13 AA18 AB02 AB07
BA01Y BA02Y BA03X BA14Y
BA15X BA19X BA30X BA33X
BA41X BB02 CC50 DA01
DA02 DA03 DA06 DA20 EA04
4G069 AA03 AA08 BA01B BC02A
BC03A BC06A BC09A BC10A
BC13A BC13B BC43B BC71A
BC71B BC75A BC75B CA03
CA08 CA13 CA14 CA15 DA06
EA19 EE08 FA01 FA02 FA03
FB07 FB14 FB23 FC08
Claims (8)
- 【請求項１】 各成分間の酸化還元化学量論関係におい
て還元剤に対して酸化剤が多い状態でＮＯＸを化学吸着
し、吸着したＮＯＸを酸化剤に対して還元剤が同等以上
の状態で接触還元するＮＯＸ吸着触媒を内燃機関からの
排気流路に設け、ＮＯＸ吸着触媒が吸着したＮＯＸを接
触還元する際のＮＯＸ吸着触媒の入口温度が１００〜２
５０℃であるとき、当該ＮＯＸ吸着触媒の入口における
雰囲気がＯ２ガスおよび還元ガスを含むようにすること
を特徴とする排ガス浄化方法。 - 【請求項２】 各成分間の酸化還元化学量論関係におい
て還元剤に対して酸化剤が多い状態でＮＯＸを化学吸着
し、吸着したＮＯＸを酸化剤に対して還元剤が同等以上
の状態で接触還元するＮＯＸ吸着触媒を内燃機関からの
排気流路に設け、ＮＯＸ吸着触媒が吸着したＮＯＸを接
触還元する際のＮＯＸ吸着触媒の入口温度が１２０〜２
３０℃であるとき、当該ＮＯＸ吸着触媒の入口における
雰囲気がＯ２ガスおよび還元ガスを含むようにすること
を特徴とする排ガス浄化方法。 - 【請求項３】 各成分間の酸化還元化学量論関係におい
て還元剤に対して酸化剤が多い状態でＮＯＸを化学吸着
し、吸着したＮＯＸを酸化剤に対して還元剤が同等以上
の状態で接触還元するＮＯＸ吸着触媒を内燃機関からの
排気流路に設け、ＮＯＸ吸着触媒が吸着したＮＯＸを接
触還元する際のＮＯＸ吸着触媒の入口温度が１５０〜２
００℃であるとき、当該ＮＯＸ吸着触媒の入口における
雰囲気がＯ２ガスおよび還元ガスを含むようにすること
を特徴とする排ガス浄化方法。 - 【請求項４】 Ｏ２濃度を０．０５％以上とすることを
特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の排ガス
浄化方法。 - 【請求項５】 Ｏ２濃度を０．１％以上とすることを特
徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の排ガス浄
化方法。 - 【請求項６】 ＣＯ／Ｏ２比を１００以下に維持するこ
とを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の排
ガス浄化方法。 - 【請求項７】 ＣＯ／Ｏ２比を５０以下に維持すること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の排ガ
ス浄化方法。 - 【請求項８】 ＮＯＸ吸着触媒が少なくともＰｔと、Ｒ
ｈと、Ｃａ，Ｍｇ，Ｂａ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓから選ばれた
少なくとも１種を含み、前記ＰｔとＲｈの含有量の合計
が触媒１Ｌあたり０．５〜３ｇであることを特徴とする
請求項１ないし７のいずれかに記載の排ガス浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001200311A JP2003010643A (ja) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | 排ガス浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001200311A JP2003010643A (ja) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | 排ガス浄化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003010643A true JP2003010643A (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=19037453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001200311A Pending JP2003010643A (ja) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | 排ガス浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003010643A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008069708A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Toyota Motor Corp | 排出ガスの状態推定装置 |
-
2001
- 2001-07-02 JP JP2001200311A patent/JP2003010643A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008069708A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Toyota Motor Corp | 排出ガスの状態推定装置 |
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