JP2003062464A - 内燃機関用排ガス浄化触媒及び排ガス浄化装置並びに自動車 - Google Patents
内燃機関用排ガス浄化触媒及び排ガス浄化装置並びに自動車Info
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- JP2003062464A JP2003062464A JP2001258100A JP2001258100A JP2003062464A JP 2003062464 A JP2003062464 A JP 2003062464A JP 2001258100 A JP2001258100 A JP 2001258100A JP 2001258100 A JP2001258100 A JP 2001258100A JP 2003062464 A JP2003062464 A JP 2003062464A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】リーンＮＯｘ触媒において、高温に曝されたと
きのＮＯｘ捕捉成分の移動で貴金属の露出面積が減少す
ることを抑制し、ＮＯｘ等の高い浄化性能を保つことが
できるようにする。 【解決手段】リーンＮＯｘ触媒をＮＯｘ捕捉（アルカ
リ)層１とＮＯｘ反応(貴金属)層３に分け、ＮＯｘ捕捉
層とＮＯｘ反応層の間にＮＯｘ捕捉成分移動防止層２を
設ける。これによりＮＯｘ捕捉成分の熱による移動が抑
制され貴金属の露出面積低下を抑えることができ高い浄
化性能を保つことができる。
きのＮＯｘ捕捉成分の移動で貴金属の露出面積が減少す
ることを抑制し、ＮＯｘ等の高い浄化性能を保つことが
できるようにする。 【解決手段】リーンＮＯｘ触媒をＮＯｘ捕捉（アルカ
リ)層１とＮＯｘ反応(貴金属)層３に分け、ＮＯｘ捕捉
層とＮＯｘ反応層の間にＮＯｘ捕捉成分移動防止層２を
設ける。これによりＮＯｘ捕捉成分の熱による移動が抑
制され貴金属の露出面積低下を抑えることができ高い浄
化性能を保つことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の内燃機
関から排出されるガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯ
ｘ）をリーンバーン運転等で生じる酸素共存雰囲気下で
も効果的に浄化できる内燃機関用排ガス浄化触媒及びこ
れを用いた排ガス浄化装置並びにその排ガス浄化装置を
搭載した自動車に関する。
関から排出されるガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯ
ｘ）をリーンバーン運転等で生じる酸素共存雰囲気下で
も効果的に浄化できる内燃機関用排ガス浄化触媒及びこ
れを用いた排ガス浄化装置並びにその排ガス浄化装置を
搭載した自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、省資源・ＣＯ２排出量低減の流れ
の中で、低燃費自動車としてリーンバーン車、希薄燃焼
で運転されるＤＩ（Direct-Injection）車、ディーゼル
エンジン車等が期待されるが、これらは燃料より空気の
多い状態で運転されるため、排気ガス中には酸素が過剰
に含まれる。
の中で、低燃費自動車としてリーンバーン車、希薄燃焼
で運転されるＤＩ（Direct-Injection）車、ディーゼル
エンジン車等が期待されるが、これらは燃料より空気の
多い状態で運転されるため、排気ガス中には酸素が過剰
に含まれる。
【０００３】自動車用ガソリンエンジンで一般的に排気
ガス浄化に用いられる三元触媒では、リーンバーンエン
ジン、ＤＩエンジン及びディーゼルエンジンからの排気
ガス中に含まれるＨＣ及びＣＯは浄化できるが、ＮＯｘ
を浄化することはできない。
ガス浄化に用いられる三元触媒では、リーンバーンエン
ジン、ＤＩエンジン及びディーゼルエンジンからの排気
ガス中に含まれるＨＣ及びＣＯは浄化できるが、ＮＯｘ
を浄化することはできない。
【０００４】このため、酸素を含む排ガス中のＮＯｘを
効果的に浄化する触媒（リーンＮＯｘ触媒）の開発が進
められ、ＮＯｘを一旦捕捉剤等に捕捉した後、捕捉した
ＮＯｘを還元浄化する触媒の実用化が進んでいる。
効果的に浄化する触媒（リーンＮＯｘ触媒）の開発が進
められ、ＮＯｘを一旦捕捉剤等に捕捉した後、捕捉した
ＮＯｘを還元浄化する触媒の実用化が進んでいる。
【０００５】一般に三元触媒やリーンＮＯｘ触媒といっ
た自動車排ガス浄化用触媒では、主にモノリス構造を有
するハニカム状基体のセル内表面に、触媒活性成分の担
体層を構成し、該担体層中に触媒活性成分を分散させ
る。
た自動車排ガス浄化用触媒では、主にモノリス構造を有
するハニカム状基体のセル内表面に、触媒活性成分の担
体層を構成し、該担体層中に触媒活性成分を分散させ
る。
【０００６】ここで触媒活性成分とは、排ガス浄化に関
与する成分をいう。また、担体は触媒活性成分を分散保
持させるためのものであり、各種の金属酸化物か複合酸
化物が適用されるが、アルミナまたはアルミナを主成分
とする材料が多用される。モノリス構造体の材料には、
コージェライトが耐熱衝撃性に優れるために多用され
る。
与する成分をいう。また、担体は触媒活性成分を分散保
持させるためのものであり、各種の金属酸化物か複合酸
化物が適用されるが、アルミナまたはアルミナを主成分
とする材料が多用される。モノリス構造体の材料には、
コージェライトが耐熱衝撃性に優れるために多用され
る。
【０００７】リーンＮＯｘ触媒中には、Ｎａ，Ｋといっ
たアルカリ金属及びＳｒ，Ｂａといったアルカリ土類金
属を主成分として構成されるＮＯｘ捕捉成分とＰｔ，Ｒ
ｈ，Ｐｄといった貴金属を主成分とするＮＯｘの酸化と
還元及びＨＣ，ＣＯ等の酸化を行なわせる成分から構成
されるものが知られている（例えば特開平８−１４１３
９４号公報、特開平１１−１１４４２２号公報等）。ま
た、特開２００１−１２９４０２号公報には、吸蔵材と
してのカリウムやプラチナなどの貴金属を含む触媒層と
コージェライト担体（基体）との間に抑制層（シリカ層
またはチタニア層）を設け、触媒層の吸蔵材がコージェ
ライト担体に移動するのを抑制する触媒を開示してい
る。
たアルカリ金属及びＳｒ，Ｂａといったアルカリ土類金
属を主成分として構成されるＮＯｘ捕捉成分とＰｔ，Ｒ
ｈ，Ｐｄといった貴金属を主成分とするＮＯｘの酸化と
還元及びＨＣ，ＣＯ等の酸化を行なわせる成分から構成
されるものが知られている（例えば特開平８−１４１３
９４号公報、特開平１１−１１４４２２号公報等）。ま
た、特開２００１−１２９４０２号公報には、吸蔵材と
してのカリウムやプラチナなどの貴金属を含む触媒層と
コージェライト担体（基体）との間に抑制層（シリカ層
またはチタニア層）を設け、触媒層の吸蔵材がコージェ
ライト担体に移動するのを抑制する触媒を開示してい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】自動車触媒に要求され
る重要な性質の一つに熱耐久性がある。
る重要な性質の一つに熱耐久性がある。
【０００９】従来のリーンＮＯｘ触媒では、高温に曝さ
れると、ＮＯｘ捕捉成分が移動し、それがコージェライ
トと反応し、性能を低下させるという問題がある。ま
た、ＮＯｘ捕捉成分の移動は貴金属の露出面積を減少さ
せ、ＮＯｘ等の浄化性能を低下させるという問題があ
る。
れると、ＮＯｘ捕捉成分が移動し、それがコージェライ
トと反応し、性能を低下させるという問題がある。ま
た、ＮＯｘ捕捉成分の移動は貴金属の露出面積を減少さ
せ、ＮＯｘ等の浄化性能を低下させるという問題があ
る。
【００１０】特開２００１−１２９４０２号公報に記載
の触媒では、触媒層とコージェライト担体との間に抑制
層を配置することによりＮＯｘ捕捉成分がコージェライ
ト担体へと移動しそれと反応することを抑制できる。し
かし、ＮＯｘ捕捉成分の移動により貴金属の露出面積が
減少することは防止できず、貴金属の露出面積の減少に
よりＮＯｘ等の浄化性能を低下させるという問題が依然
として残る。
の触媒では、触媒層とコージェライト担体との間に抑制
層を配置することによりＮＯｘ捕捉成分がコージェライ
ト担体へと移動しそれと反応することを抑制できる。し
かし、ＮＯｘ捕捉成分の移動により貴金属の露出面積が
減少することは防止できず、貴金属の露出面積の減少に
よりＮＯｘ等の浄化性能を低下させるという問題が依然
として残る。
【００１１】本発明の目的は、高温に曝されたときのＮ
Ｏｘ捕捉成分の移動で貴金属の露出面積が減少すること
を抑制し、ＮＯｘ等の高い浄化性能を保つことができる
内燃機関用排ガス浄化触媒及び排ガス浄化装置並びに自
動車を提供することである。
Ｏｘ捕捉成分の移動で貴金属の露出面積が減少すること
を抑制し、ＮＯｘ等の高い浄化性能を保つことができる
内燃機関用排ガス浄化触媒及び排ガス浄化装置並びに自
動車を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明では、アルカリ金
属やアルカリ土類金属によるＮＯｘの捕捉性能と、貴金
属等によるＮＯｘの酸化と還元、更にはＨＣ，ＣＯ等の
酸化性能を両立させるため、リーンＮＯｘ触媒の基体上
の触媒層を、ＮＯｘ捕捉層（アルカリ金属及びアルカリ
土類金属等を少なくとも１種含む）とＮＯｘ反応層（貴
金属を少なくとも１種含み、ＮＯｘの酸化と還元、Ｈ
Ｃ，ＣＯ等の酸化を行う）に分け、かつ、これらの層の
間に、ＮＯｘ捕捉成分の移動防止層を設ける。この時、
ＮＯｘ反応層を表層に、ＮＯｘ捕捉層下層にすることに
より効率よく排気ガスを浄化する。
属やアルカリ土類金属によるＮＯｘの捕捉性能と、貴金
属等によるＮＯｘの酸化と還元、更にはＨＣ，ＣＯ等の
酸化性能を両立させるため、リーンＮＯｘ触媒の基体上
の触媒層を、ＮＯｘ捕捉層（アルカリ金属及びアルカリ
土類金属等を少なくとも１種含む）とＮＯｘ反応層（貴
金属を少なくとも１種含み、ＮＯｘの酸化と還元、Ｈ
Ｃ，ＣＯ等の酸化を行う）に分け、かつ、これらの層の
間に、ＮＯｘ捕捉成分の移動防止層を設ける。この時、
ＮＯｘ反応層を表層に、ＮＯｘ捕捉層下層にすることに
より効率よく排気ガスを浄化する。
【００１３】また、本発明は、次の手段を適宜組み合わ
せて実施される。
せて実施される。
【００１４】(1) ＮＯｘ捕捉成分を、塩基性が強いＮ
ａ，Ｋ等アルカリ金属とする。
ａ，Ｋ等アルカリ金属とする。
【００１５】(2) ＮＯｘの捕捉は、排気ガス中のＮＯが
酸化された状態の方が、より行われやすいため、ＮＯｘ
捕捉成分近傍に貴金属が存在するほうが良い。そのた
め、ＮＯｘ捕捉層にも貴金属を担持する。
酸化された状態の方が、より行われやすいため、ＮＯｘ
捕捉成分近傍に貴金属が存在するほうが良い。そのた
め、ＮＯｘ捕捉層にも貴金属を担持する。
【００１６】(3) ＮＯｘ捕捉成分移動防止には、熱に安
定な材料の方が良い。そのためＮＯｘ捕捉成分移動防止
層に用いる材料は、熱に安定な高融点材料とする。
定な材料の方が良い。そのためＮＯｘ捕捉成分移動防止
層に用いる材料は、熱に安定な高融点材料とする。
【００１７】(4) 上記(3) において高融点材料として、
ＺｒＯ２，ＭｇＯ，ＴｉＯ２等の金属酸化物をコートす
る。
ＺｒＯ２，ＭｇＯ，ＴｉＯ２等の金属酸化物をコートす
る。
【００１８】以上の方法により、ＮＯｘ捕捉成分が熱に
よりＮＯｘ反応層へ移動するのを抑制することで、高い
熱耐久性能を有するリーンＮＯｘ触媒及びこれを用いた
排気浄化装置が実現する。
よりＮＯｘ反応層へ移動するのを抑制することで、高い
熱耐久性能を有するリーンＮＯｘ触媒及びこれを用いた
排気浄化装置が実現する。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態をいく
つかの実施例と共に説明する。ただし、本発明はこれら
の実施の形態及び実施例に限定されるものではない。
つかの実施例と共に説明する。ただし、本発明はこれら
の実施の形態及び実施例に限定されるものではない。
【００２０】図１は、本発明の一実施の形態に係わる内
燃機関用排ガス浄化触媒の概念図を示すものである。
燃機関用排ガス浄化触媒の概念図を示すものである。
【００２１】図１において、本実施の形態に係わる内燃
機関用排ガス浄化触媒は、アルカリ金属及びアルカリ土
類金属等を少なくとも１種含みＮＯｘを捕捉するＮＯｘ
捕捉層１と、貴金属を少なくとも１種含みＮＯｘの酸化
・還元反応を行なわせるＮＯｘ反応層３と、ＮＯｘ捕捉
層１とＮＯｘ反応層３の間に設けられたＮＯｘ捕捉成分
の移動防止層２とで構成されている。
機関用排ガス浄化触媒は、アルカリ金属及びアルカリ土
類金属等を少なくとも１種含みＮＯｘを捕捉するＮＯｘ
捕捉層１と、貴金属を少なくとも１種含みＮＯｘの酸化
・還元反応を行なわせるＮＯｘ反応層３と、ＮＯｘ捕捉
層１とＮＯｘ反応層３の間に設けられたＮＯｘ捕捉成分
の移動防止層２とで構成されている。
【００２２】図２は比較例を示すものであり、この比較
例の触媒では、ＮＯｘ捕捉層１とＮＯｘ反応層３の間に
ＮＯｘ捕捉成分の移動防止層２は設けられていない。こ
のため比較例の触媒では、触媒が高温に曝されるとＮＯ
ｘ捕捉成分が容易に移動する。これに対し、図１の本実
施の形態に係わる触媒では、担持層２（ＮＯｘ捕捉成分
移動防止層）によりＮＯｘ捕捉成分の移動が抑制され
る。
例の触媒では、ＮＯｘ捕捉層１とＮＯｘ反応層３の間に
ＮＯｘ捕捉成分の移動防止層２は設けられていない。こ
のため比較例の触媒では、触媒が高温に曝されるとＮＯ
ｘ捕捉成分が容易に移動する。これに対し、図１の本実
施の形態に係わる触媒では、担持層２（ＮＯｘ捕捉成分
移動防止層）によりＮＯｘ捕捉成分の移動が抑制され
る。
【００２３】図３及び図４は、本実施の形態に係わる触
媒の自動車への搭載状態を示す図である。
媒の自動車への搭載状態を示す図である。
【００２４】図３において、エンジン１１の排気下流に
三元触媒１２があり、さらにその下流に本実施の形態に
係わるリーンＮＯｘ触媒１３が装着され、三元触媒１２
とリーンＮＯｘ触媒触媒１３とで排ガス浄化装置を構成
している。
三元触媒１２があり、さらにその下流に本実施の形態に
係わるリーンＮＯｘ触媒１３が装着され、三元触媒１２
とリーンＮＯｘ触媒触媒１３とで排ガス浄化装置を構成
している。
【００２５】図４において、エンジン１１の排気下流に
本実施の形態に係わるリーンＮＯｘ触媒１３が装着さ
れ、排ガス浄化装置を構成している。
本実施の形態に係わるリーンＮＯｘ触媒１３が装着さ
れ、排ガス浄化装置を構成している。
【００２６】本実施の形態に係わる触媒を更に実施例に
より説明する。
より説明する。
【００２７】
【実施例１】アルミナ粉末及びバインダーとしての硝酸
酸性アルミナからスラリーを調製した。そのスラリーを
コージェライト製ハニカムにコーティングし、ハニカム
の見かけ容積１リットルあたり１８０ｇのアルミナをコ
ーティングし、乾燥・焼成してアルミナコートハニカム
を得た。このハニカムに、硝酸Ｎａ、ジニトロジアンミ
ンＰｔ溶液の混合溶液を含浸し、１００℃で乾燥後、約
６００℃で１時間焼成して担持層１を得た。担持層１の
触媒成分量は、ハニカムの見かけ容積１リットルあた
り、Ｎａ：１８ｇ、Ｐｔ：０．４ｇである。
酸性アルミナからスラリーを調製した。そのスラリーを
コージェライト製ハニカムにコーティングし、ハニカム
の見かけ容積１リットルあたり１８０ｇのアルミナをコ
ーティングし、乾燥・焼成してアルミナコートハニカム
を得た。このハニカムに、硝酸Ｎａ、ジニトロジアンミ
ンＰｔ溶液の混合溶液を含浸し、１００℃で乾燥後、約
６００℃で１時間焼成して担持層１を得た。担持層１の
触媒成分量は、ハニカムの見かけ容積１リットルあた
り、Ｎａ：１８ｇ、Ｐｔ：０．４ｇである。
【００２８】この上に、ＮＯｘ捕捉成分移動防止層とし
て硝酸ジルコニウムを焼成して得たジルコニア粉末を上
記アルミナコーティングと同様の方法で、ハニカムの見
かけ容積１リットルあたり３０ｇコーティングし担持層
２を得た。
て硝酸ジルコニウムを焼成して得たジルコニア粉末を上
記アルミナコーティングと同様の方法で、ハニカムの見
かけ容積１リットルあたり３０ｇコーティングし担持層
２を得た。
【００２９】更にその上に、先に調製したアルミナスラ
リーにジニトロジアンミンＰｔ溶液、硝酸Ｒｈ溶液を混
合し、乾燥・焼成したものを、アルミナがハニカムの見
かけ容積１リットルあたり３０ｇとなるようにコーティ
ングし、乾燥・焼成して担持層３を得た。担持層３の触
媒成分量は、ハニカムの見かけ容積１リットルあたり、
Ｐｔ：１.８ｇ、Ｒｈ：０．６ｇである。
リーにジニトロジアンミンＰｔ溶液、硝酸Ｒｈ溶液を混
合し、乾燥・焼成したものを、アルミナがハニカムの見
かけ容積１リットルあたり３０ｇとなるようにコーティ
ングし、乾燥・焼成して担持層３を得た。担持層３の触
媒成分量は、ハニカムの見かけ容積１リットルあたり、
Ｐｔ：１.８ｇ、Ｒｈ：０．６ｇである。
【００３０】以上の手法で作成した触媒を「実施例１触
媒」とした。
媒」とした。
【００３１】
【実施例２】前記実施例１の担持層２として、ジルコニ
アの替わりにマグネシアを、ハニカムの見かけ容積１リ
ットルあたり３０ｇコーティングした。その他は実施例
１と同様とした。
アの替わりにマグネシアを、ハニカムの見かけ容積１リ
ットルあたり３０ｇコーティングした。その他は実施例
１と同様とした。
【００３２】以上の手法で作成した触媒を「実施例２触
媒」とした。
媒」とした。
【００３３】
【実施例３】前記実施例１の担持層２として、ジルコニ
アの替わりにチタニアを、ハニカムの見かけ容積１リッ
トルあたり３０ｇコーティングした。その他は実施例１
と同様とした。
アの替わりにチタニアを、ハニカムの見かけ容積１リッ
トルあたり３０ｇコーティングした。その他は実施例１
と同様とした。
【００３４】以上の手法で作成した触媒を「実施例３触
媒」とした。
媒」とした。
【００３５】
【実施例４】前記実施例１の担持層１で、製作時の混合
溶液に酢酸Ｋを加えて含浸し、乾燥・焼成した。担持層
１の触媒成分量は、ハニカムの見かけ容積１リットルあ
たり、Ｋ：１５ｇ、Ｎａ：１２ｇ、Ｐｔ：０．４ｇであ
る。その他は実施例１と同様とした。
溶液に酢酸Ｋを加えて含浸し、乾燥・焼成した。担持層
１の触媒成分量は、ハニカムの見かけ容積１リットルあ
たり、Ｋ：１５ｇ、Ｎａ：１２ｇ、Ｐｔ：０．４ｇであ
る。その他は実施例１と同様とした。
【００３６】以上の手法で作成した触媒を「実施例４触
媒」とした。
媒」とした。
【００３７】
【実施例５】前記実施例１の担持層１で、製作時の混合
溶液に酢酸Ｋを加えて含浸し、乾燥・焼成した。担持層
１の触媒成分量は、ハニカムの見かけ容積１リットルあ
たり、Ｋ：１５ｇ、Ｎａ：１２ｇ、Ｐｔ：０．４ｇであ
る。
溶液に酢酸Ｋを加えて含浸し、乾燥・焼成した。担持層
１の触媒成分量は、ハニカムの見かけ容積１リットルあ
たり、Ｋ：１５ｇ、Ｎａ：１２ｇ、Ｐｔ：０．４ｇであ
る。
【００３８】また、前記実施例１の担持層２として、ジ
ルコニアの替わりにマグネシアを、ハニカムの見かけ容
積１リットルあたり３０ｇコーティングした。
ルコニアの替わりにマグネシアを、ハニカムの見かけ容
積１リットルあたり３０ｇコーティングした。
【００３９】その他は実施例１と同様とした。
【００４０】以上の手法で作成した触媒を「実施例５触
媒」とした。
媒」とした。
【００４１】
【実施例６】前記実施例１の担持層１で、製作時の混合
溶液に酢酸Ｋを加えて含浸し、乾燥・焼成した。担持層
１の触媒成分量は、ハニカムの見かけ容積１リットルあ
たり、Ｋ：１５ｇ、Ｎａ：１２ｇ、Ｐｔ：０．４ｇであ
る。
溶液に酢酸Ｋを加えて含浸し、乾燥・焼成した。担持層
１の触媒成分量は、ハニカムの見かけ容積１リットルあ
たり、Ｋ：１５ｇ、Ｎａ：１２ｇ、Ｐｔ：０．４ｇであ
る。
【００４２】また、前記実施例１の担持層２として、ジ
ルコニアの替わりにチタニアを、ハニカムの見かけ容積
１リットルあたり３０ｇコーティングした。
ルコニアの替わりにチタニアを、ハニカムの見かけ容積
１リットルあたり３０ｇコーティングした。
【００４３】その他は実施例１と同様とした。
【００４４】以上の手法で作成した触媒を「実施例６触
媒」とした。
媒」とした。
【００４５】以上の実施例１〜６触媒のＮＯｘ浄化性能
を下記の比較例１及び２と試験例１〜３により評価し
た。 ＜比較例１＞前記実施例１〜３の担持層２をコーティン
グせずに，担持層１の上に直接担持層３をコーティング
した。その他は実施例１と同様である。
を下記の比較例１及び２と試験例１〜３により評価し
た。 ＜比較例１＞前記実施例１〜３の担持層２をコーティン
グせずに，担持層１の上に直接担持層３をコーティング
した。その他は実施例１と同様である。
【００４６】以上の方法で作成した触媒を「比較例１触
媒」とした。 ＜比較例２＞前記実施例４〜６の担持層２をコーティン
グせずに，担持層１の上に直接担持層３をコーティング
した。その他は実施例４と同様である。
媒」とした。 ＜比較例２＞前記実施例４〜６の担持層２をコーティン
グせずに，担持層１の上に直接担持層３をコーティング
した。その他は実施例４と同様である。
【００４７】以上の方法で作成した触媒を「比較例２触
媒」とした。 ＜試験例１＞上記で得たハニカム状触媒を、空気雰囲気
炉中で８３０℃×６０ｈｒ保持し熱耐久処理した。
媒」とした。 ＜試験例１＞上記で得たハニカム状触媒を、空気雰囲気
炉中で８３０℃×６０ｈｒ保持し熱耐久処理した。
【００４８】熱耐久後の触媒をモデルガス試験装置に
て、浄化性能の評価を行った。
て、浄化性能の評価を行った。
【００４９】触媒中に実車のストイキ燃焼排ガスを模擬
したストイキモデルガスを流通させ、次にリーンバーン
燃焼を模擬したリーンモデルガスに切り替えた。
したストイキモデルガスを流通させ、次にリーンバーン
燃焼を模擬したリーンモデルガスに切り替えた。
【００５０】ストイキモデルガスの組成は、ＮＯｘ：10
00ppm，Ｃ３Ｈ６：600ppm，ＣＯ：0.6%，ＣＯ２：12%，
Ｏ２：0.5%，Ｈ２：0.3%，Ｈ２Ｏ：10%，Ｎ２：残部と
した。
00ppm，Ｃ３Ｈ６：600ppm，ＣＯ：0.6%，ＣＯ２：12%，
Ｏ２：0.5%，Ｈ２：0.3%，Ｈ２Ｏ：10%，Ｎ２：残部と
した。
【００５１】リーンモデルガスの組成は、ＮＯｘ：600p
pm，Ｃ３Ｈ６：500ppm，ＣＯ：0.1%，ＣＯ２：10%，Ｏ
２：5%，Ｈ２Ｏ：10%，Ｎ２：残部とした。
pm，Ｃ３Ｈ６：500ppm，ＣＯ：0.1%，ＣＯ２：10%，Ｏ
２：5%，Ｈ２Ｏ：10%，Ｎ２：残部とした。
【００５２】ストイキガスからリーンガスへ切替え後、
１分後における触媒のＮＯｘ浄化率を下式にて算出し
た。
１分後における触媒のＮＯｘ浄化率を下式にて算出し
た。
【００５３】
【数１】
この時、触媒入口ガス温度を３００，４００℃に変化さ
せ、触媒性能の温度依存性について評価した。その評価
結果をＮＯｘ捕捉成分がＮａのものを表１、ＮＯｘ捕捉
成分がＮａ、Ｋのものを表２に示す。
せ、触媒性能の温度依存性について評価した。その評価
結果をＮＯｘ捕捉成分がＮａのものを表１、ＮＯｘ捕捉
成分がＮａ、Ｋのものを表２に示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
【表２】
表１、２から明らかなように、それぞれ、実施例触媒の
ＮＯｘ浄化性能は、３００，４００℃とも、比較例触媒
を上回った。 ＜試験例２＞実施例１〜６で得た容量０．７リットルの
ハニカム状触媒を、空気雰囲気炉中で８３０℃×６０ｈ
ｒ保持し熱耐久処理した。そのハニカム状触媒をステン
レス製容器に固定し、この容器を図３に示したように１
０００ｃｃリーンバーン試験車に装着した。図３中、リ
ーンＮＯｘ触媒１３がそれであり、前述したようにエン
ジン１１の排気下流に三元触媒１２があり、さらにその
下流にリーンＮＯｘ触媒１３が装着されている。
ＮＯｘ浄化性能は、３００，４００℃とも、比較例触媒
を上回った。 ＜試験例２＞実施例１〜６で得た容量０．７リットルの
ハニカム状触媒を、空気雰囲気炉中で８３０℃×６０ｈ
ｒ保持し熱耐久処理した。そのハニカム状触媒をステン
レス製容器に固定し、この容器を図３に示したように１
０００ｃｃリーンバーン試験車に装着した。図３中、リ
ーンＮＯｘ触媒１３がそれであり、前述したようにエン
ジン１１の排気下流に三元触媒１２があり、さらにその
下流にリーンＮＯｘ触媒１３が装着されている。
【００５６】比較例１〜２についても、同様に処理した
ハニカム状触媒をステンレス製容器に固定し、この容器
を図３のものと同様に１０００ｃｃリーンバーン試験車
に装着した。
ハニカム状触媒をステンレス製容器に固定し、この容器
を図３のものと同様に１０００ｃｃリーンバーン試験車
に装着した。
【００５７】試験は、試験車をシャーシダイナモ上に固
定し、４０ｋｍ／ｈ（リーンＮＯｘ触媒入口排気温度３
５０℃）、７０ｋｍ／ｈ（リーンＮＯｘ触媒入口排気温
度４５０℃）の速度で定速走行させた。走行中の試験車
の運転状態をＡ／Ｆ＝２０のリーンバーン運転とリッチ
運転の間で切り替え、排ガス中のＮＯｘ濃度を測定し
た。この時、リーンＮＯｘ触媒前後におけるＮＯｘ濃度
から前記の式（１）によりＮＯｘ浄化率を算出し、リッ
チからリーンバーンヘ切り替え１分後のＮＯｘ浄化率を
ＮＯｘ浄化性能の指標とした。
定し、４０ｋｍ／ｈ（リーンＮＯｘ触媒入口排気温度３
５０℃）、７０ｋｍ／ｈ（リーンＮＯｘ触媒入口排気温
度４５０℃）の速度で定速走行させた。走行中の試験車
の運転状態をＡ／Ｆ＝２０のリーンバーン運転とリッチ
運転の間で切り替え、排ガス中のＮＯｘ濃度を測定し
た。この時、リーンＮＯｘ触媒前後におけるＮＯｘ濃度
から前記の式（１）によりＮＯｘ浄化率を算出し、リッ
チからリーンバーンヘ切り替え１分後のＮＯｘ浄化率を
ＮＯｘ浄化性能の指標とした。
【００５８】評価結果をＮＯｘ捕捉成分がＮａのものを
表３、ＮＯｘ捕捉成分がＮａ，Ｋのものを表４に示す。
表３、ＮＯｘ捕捉成分がＮａ，Ｋのものを表４に示す。
【００５９】
【表３】
【００６０】
【表４】
表３及び表４から明らかなように、それぞれ、実施例触
媒のＮＯｘ浄化性能は、４０ｋｍ／ｈ、７０ｋｍ／ｈと
も、比較例触媒を上回った。 ＜試験例３＞実施例１〜６で得た容量０．７リツトルの
ハニカム状触煤を、空気雰囲気炉中で８３０℃×６０ｈ
ｒ保持し熱耐久処理した。そのハニカム状触媒をステン
レス製容器に固定し、この容器を図４に示したように１
０００ｃｃリーンバーン試験車に装着した。図３中、リ
ーンＮＯｘ触媒１３がそれであり、前述したようにエン
ジン１１の排気下流にリーンＮＯｘ触媒１３が装着され
ている。
媒のＮＯｘ浄化性能は、４０ｋｍ／ｈ、７０ｋｍ／ｈと
も、比較例触媒を上回った。 ＜試験例３＞実施例１〜６で得た容量０．７リツトルの
ハニカム状触煤を、空気雰囲気炉中で８３０℃×６０ｈ
ｒ保持し熱耐久処理した。そのハニカム状触媒をステン
レス製容器に固定し、この容器を図４に示したように１
０００ｃｃリーンバーン試験車に装着した。図３中、リ
ーンＮＯｘ触媒１３がそれであり、前述したようにエン
ジン１１の排気下流にリーンＮＯｘ触媒１３が装着され
ている。
【００６１】比較例１〜２についても、同様に処理した
ハニカム状触媒をステンレス製容器に固定し、この容器
を図４のものと同様に１０００ｃｃリーンバーン試験車
に装着した。
ハニカム状触媒をステンレス製容器に固定し、この容器
を図４のものと同様に１０００ｃｃリーンバーン試験車
に装着した。
【００６２】試験は、試験車をシャーシダイナモ上に固
定し、４０ｋｍ／ｈ（リーンＮＯｘ触媒入口排気温度３
００℃）、７０ｋｍ／ｈ（リーンＮＯｘ触媒入口排気温
度４００℃）の速度で定速走行させた。走行中の試験車
の運転状態をＡ／Ｆ＝２０のリーンバーン運転とリッチ
運転の間で切り替え、排ガス中のＮＯｘ濃度を測定し
た。この時、リーンＮＯｘ触媒前後におけるＮＯｘ濃度
から前記の式（１）によりＮＯｘ浄化率を算出し、リッ
チからリーンバーンヘ切り替え１分後のＮＯｘ浄化率を
ＮＯｘ浄化性能の指標とした。
定し、４０ｋｍ／ｈ（リーンＮＯｘ触媒入口排気温度３
００℃）、７０ｋｍ／ｈ（リーンＮＯｘ触媒入口排気温
度４００℃）の速度で定速走行させた。走行中の試験車
の運転状態をＡ／Ｆ＝２０のリーンバーン運転とリッチ
運転の間で切り替え、排ガス中のＮＯｘ濃度を測定し
た。この時、リーンＮＯｘ触媒前後におけるＮＯｘ濃度
から前記の式（１）によりＮＯｘ浄化率を算出し、リッ
チからリーンバーンヘ切り替え１分後のＮＯｘ浄化率を
ＮＯｘ浄化性能の指標とした。
【００６３】評価結果をＮＯｘ補足成分がＮａのものを
表５、ＮＯｘ補足成分がＮａ，Ｋのものを表６に示す。
表５、ＮＯｘ補足成分がＮａ，Ｋのものを表６に示す。
【００６４】
【表５】
【００６５】
【表６】
【００６６】表５、６から明らかなように、それぞれ、
実施例触媒のＮＯｘ浄化性能は、４０ｋｍ／ｈ、７０ｋ
ｍ／ｈとも、比較例触媒を上回った。
実施例触媒のＮＯｘ浄化性能は、４０ｋｍ／ｈ、７０ｋ
ｍ／ｈとも、比較例触媒を上回った。
【００６７】
【発明の効果】本発明によれば、高温に曝されたときの
ＮＯｘ捕捉成分の貴金属への移動が抑制され、貴金属の
露出面積低下を押さえることができ、高い浄化性能を保
つことができる。その結果、リーンＮＯｘ触媒の耐熱性
能を向上することができる。
ＮＯｘ捕捉成分の貴金属への移動が抑制され、貴金属の
露出面積低下を押さえることができ、高い浄化性能を保
つことができる。その結果、リーンＮＯｘ触媒の耐熱性
能を向上することができる。
【図１】本発明の一実施の形態に係わるリーンＮＯｘ触
媒の層構造を示す概念図である。
媒の層構造を示す概念図である。
【図２】比較例によるリーンＮＯｘ触媒の層構造を示す
概念図である。
概念図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係わる排ガス浄化装置
及びそれを搭載した自動車を示す図である。
及びそれを搭載した自動車を示す図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係わる排ガス浄化装
置及びそれを搭載した自動車を示す図である。
置及びそれを搭載した自動車を示す図である。
１ ＮＯｘ捕捉層
２ ＮＯｘ捕捉成分移動防止層
３ ＮＯｘ反応層
１１ エンジン
１２ 三元触媒
１３ リーンＮＯｘ触媒
フロントページの続き
(72)発明者 黒田 修
茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株
式会社日立製作所自動車機器グループ内
(72)発明者 篠塚 教広
茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株
式会社日立製作所自動車機器グループ内
(72)発明者 土井 良太
茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会
社日立カーエンジニアリング内
(72)発明者 北原 雄一
茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株
式会社日立製作所自動車機器グループ内
(72)発明者 井上 猛
茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会
社日立カーエンジニアリング内
(72)発明者 奥出 幸二郎
茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株
式会社日立製作所電力・電機開発研究所内
(72)発明者 飯塚 秀宏
茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株
式会社日立製作所電力・電機開発研究所内
(72)発明者 山下 寿生
茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株
式会社日立製作所電力・電機開発研究所内
(72)発明者 金枝 雅人
茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株
式会社日立製作所電力・電機開発研究所内
Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AB05 BA07 BA14 GA06
GB02W GB03W GB05W
4D048 AA06 AB02 BA01X BA03X
BA07X BA08X BA14X BA30X
BA33X BA41X BB02 BC07
EA04
4G069 AA03 AA08 BA01B BA04B
BA05B BA06B BA13B BC71B
BC75B CA03 CA08 CA13
DA06 EA19 ED06 EE06 EE09
FA02 FA03 FA06 FB14
Claims (8)
- 【請求項１】希薄燃焼排ガス中の窒素酸化物であるＮＯ
ｘを浄化する内燃機関用排ガス浄化触媒において、 アルカリ金属及びアルカリ土類金属等を少なくとも１種
含みＮＯｘを捕捉するＮＯｘ捕捉層と、 貴金属を少なくとも１種含みＮＯｘの酸化・還元反応を
行なわせるＮＯｘ反応層と、 前記ＮＯｘ捕捉層とＮＯｘ反応層の間に設けられたＮＯ
ｘ捕捉成分の移動防止層を有することを特徴とする内燃
機関用排ガス浄化触媒。 - 【請求項２】請求項１記載の内燃機関用排ガス浄化触媒
において、ハニカム状の多数の排ガス流通セルを有する
基体のセル内表面上に前記ＮＯｘ捕捉層を設け、その上
に前記ＮＯｘ捕捉成分の移動防止層を設け、更にその上
に前記ＮＯｘ反応層を設けたことを特徴とする内燃機関
用排ガス浄化触媒。 - 【請求項３】請求項１記載の内燃機関用排ガス浄化触媒
において、前記ＮＯｘ捕捉層に貴金属が含まれることを
特徴とする内燃機関用排ガス浄化触媒。 - 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項記載の内燃機
関用排ガス浄化触媒において、前記ＮＯｘ捕捉成分をＮ
ａ、Ｋ等のアルカリ金属とすることを特徴とする内燃機
関用排ガス浄化触媒。 - 【請求項５】請求項１記載の内燃機関用排ガス浄化触媒
において、前記ＮＯｘ捕捉成分移動防止層に高融点材料
を用いることを特徴とする内燃機関用排ガス浄化触媒。 - 【請求項６】請求項５記載の内燃機関用排ガス浄化触媒
において、前記高融点材料としてＺｒＯ２，ＭｇＯ，Ｔ
ｉＯ２等の金属酸化物を用いることを特徴とする内燃機
関用排ガス浄化触媒。 - 【請求項７】請求項１〜６のいずれか１項記載の触媒を
用いたことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 - 【請求項８】請求項１〜６のいずれか１項記載の触媒又
は請求項７記載の排ガス浄化装置を搭載したことを特徴
とする自動車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001258100A JP2003062464A (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 内燃機関用排ガス浄化触媒及び排ガス浄化装置並びに自動車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001258100A JP2003062464A (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 内燃機関用排ガス浄化触媒及び排ガス浄化装置並びに自動車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003062464A true JP2003062464A (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=19085675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001258100A Pending JP2003062464A (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 内燃機関用排ガス浄化触媒及び排ガス浄化装置並びに自動車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003062464A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2116299A4 (en) * | 2007-01-26 | 2011-09-14 | Cataler Corp | EMISSION CONTROL CATALYST |
| US8938953B2 (en) | 2008-10-29 | 2015-01-27 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifying method |
-
2001
- 2001-08-28 JP JP2001258100A patent/JP2003062464A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2116299A4 (en) * | 2007-01-26 | 2011-09-14 | Cataler Corp | EMISSION CONTROL CATALYST |
| US8938953B2 (en) | 2008-10-29 | 2015-01-27 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifying method |
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