JP2004298813A - 層状触媒 - Google Patents
層状触媒 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004298813A JP2004298813A JP2003097326A JP2003097326A JP2004298813A JP 2004298813 A JP2004298813 A JP 2004298813A JP 2003097326 A JP2003097326 A JP 2003097326A JP 2003097326 A JP2003097326 A JP 2003097326A JP 2004298813 A JP2004298813 A JP 2004298813A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- ceria
- composite oxide
- catalyst layer
- zirconia composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
【解決手段】セラミックス又は金属材料からなる担体11と、該担体11上に形成される第一の触媒層12と、該第一の触媒層12上に形成される第二の触媒層13とを有する層状触媒10において、前記第一の触媒層12は、多孔質アルミナに白金成分を担持してなる白金担持アルミナと、酸素貯蔵性セリア−ジルコニア複合酸化物とを含有する複合セラミックスからなり、前記第二の触媒層13は、低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物又は多孔質アルミナにロジウム成分を担持してなるロジウム担持アルミナ及びロジウム担持セリア−ジルコニア複合酸化物の少なくとも一方と、多孔質アルミナ及び低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物の少なくとも一方とを含有する複合セラミックスからなる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車等の内燃機関から排出される排気ガスに含まれる有害成分を浄化する層状触媒に関する。
【0002】
【従来技術】
例えば、自動車等の内燃機関から排出される排気ガスには、炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)等の有害成分が含まれている。そこで、従来から、これら有害成分を浄化して無害化する三元触媒(Three−Way Catalysts)が用いられている。
【0003】
ここで、このような三元触媒としては、第一層及び第二層からなる層状触媒(層状触媒複合体)が知られている(例えば、特許文献1参照)。この層状触媒は、まず、パラジウム成分をガンマアルミナ(多孔質アルミナ)に担持してなるパラジウム担持アルミナ、セリア−ジルコニア粉末等をボールミルにより混合して得たスラリーを、支持体に浸漬・塗布した後、乾燥・焼成することで第一層を形成する。次に、支持体の第一層上に、ロジウム及び白金の混合成分をガンマアルミナに担持してなるロジウム白金担持アルミナ、酢酸ジルコニウム等をボールミルにより混合して得たスラリーを浸漬・塗布した後、乾燥・焼成して第二層を形成することで、層状触媒が製造される。
【0004】
そして、このような層状触媒等の三元触媒は、内燃機関始動直後の低温域(室温)から連続動作時の高温域(約1000℃)という広範囲において使用されることで、例えば、ガソリンエンジン内から排出される排気ガスに含まれる有害成分を貴金属の触媒作用である酸化・還元反応により無害なCO2、H2O、N2に浄化することができる。
【0005】
【特許文献1】
特表平10−501737号公報(第39項−第40項)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した層状触媒等の三元触媒は、熱による貴金属同士の凝集、異種金属同士の合金化、多孔質アルミナのミクロ孔及びメソ孔の死滅に伴う貴金属の埋没、無機化合物の焼結等による浄化性能の低下や始動直後の低温域における排ガス浄化性能の低さが問題となっている。特に、最近では、超低排出ガス基準等の導入に伴って、より高い排ガス浄化性能を有する三元触媒が益々要求されている。
【0007】
本発明は、このような事情に鑑み、低温活性が高く、安定した排ガス浄化性能を得ることができる層状触媒を提供することを課題とする。
【0008】
【発明が解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、セラミックス又は金属材料からなる担体と、該担体上に形成される第一の触媒層と、該第一の触媒層上に形成される第二の触媒層とを有する層状触媒において、前記第一の触媒層は、多孔質アルミナに白金成分を担持してなる白金担持アルミナと、酸素貯蔵性セリア−ジルコニア複合酸化物とを含有する複合セラミックスからなり、前記第二の触媒層は、低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物又は多孔質アルミナにロジウム成分を担持してなるロジウム担持セリア−ジルコニア複合酸化物及びロジウム担持アルミナの少なくとも一方と、多孔質アルミナ及び低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物の少なくとも一方とを含有する複合セラミックスからなることを特徴とする層状触媒にある。
【0009】
かかる第1の態様では、第一の触媒層では、熱劣化の小さく比較的分散性のよい多孔質アルミナに白金成分を担持させると共に酸素貯蔵能力が高い酸素貯蔵性セリア−ジルコニア複合酸化物を近接するように設け、第二の触媒層では、ロジウム成分を熱劣化の小さい低熱劣化セリア−ジルコニア複合酸化物若しくは多孔質アルミナに担持すると共に熱劣化の小さい多孔質アルミナ若しくは低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物を近接して設けることにより、低温活性が高いと共に排ガス浄化率が高く、耐久性も高いという安定した排ガス浄化性能を得ることができる。
【0010】
本発明の第2の態様は、第1の態様において、前記酸素貯蔵性セリア−ジルコニア複合酸化物は、セリアとジルコニアとの重量比が1:1近傍であるセリア−ジルコニア複合酸化物であることを特徴とする層状触媒にある。
【0011】
かかる第2の態様では、セリア−ジルコニア複合酸化物のセリアとジルコニアとの重量比(CZ比率)を調整して重量比が1:1近傍とすることのより、酸素貯蔵能力(Oxygen Strage Capacity:OSC)の高いか熱劣化もほどほどに小さい酸素貯蔵性セリア−ジルコニア複合酸化物を用い、酸素貯蔵能力と耐久性とのバランスをとり、より安定した排ガス浄化性能を得ることができる。
【0012】
本発明の第3の態様は、第1又は2の態様において、前記低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物が、セリアとジルコニアとの重量比が3:7近傍であるセリア−ジルコニア複合酸化物であることを特徴とする層状触媒にある。
【0013】
かかる第3の態様では、酸素貯蔵能力はほどほどであるが、熱劣化性の小さい低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物を用い、より安定した排ガス浄化性能を得ることができる。
【0014】
本発明の第4の態様は、第1〜3の何れかの態様において、前記第一の触媒層は、前記酸素貯蔵性セリア−ジルコニア複合酸化物を50〜70重量%含有していることを特徴とする層状触媒にある。
【0015】
かかる第4の態様では、CO及びHCに対する低温活性が高く、安定した排ガス浄化性能を維持することができる。
【0016】
本発明の第5の態様は、第1〜4の何れかの態様において、前記第二の触媒層は、前記低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物を50〜70重量%含有していることを特徴とする層状触媒にある。
【0017】
かかる第5の態様では、CO,HC及びNOxに対する低温活性が高く、NOxの浄化率も高いという排ガス浄化性能が確保できる。
【0018】
本発明の第6の態様は、第1〜5の何れかの態様において、前記第一の触媒層は、アルカリ土類金属及び希土類金属を含有することを特徴とする層状触媒にある。
【0019】
かかる第6の態様では、層状触媒が熱により劣化するのを防止して、安定した排ガス浄化性能を確保することができる。
【0020】
本発明の第7の態様は、第1〜6の何れかの態様において、前記第二の触媒層は、アルカリ土類金属及び希土類金属を含有することを特徴とする層状触媒にある。
【0021】
かかる第7の態様では、層状触媒が熱により劣化するのを防止して、安定した排ガス浄化性能を確保することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【0023】
図1は、本発明の一実施形態に係る層状触媒の要部拡大一部断面図である。
図1に示すように、本実施形態の層状触媒10は、セラミックス又は金属材料からなる担体11の面上に形成される第一の触媒層12と、この第一の触媒層12上に形成される第二の触媒層13とを有する。そして、この層状触媒10は、自動車等の内燃機関始動直後の低温域(常温)から連続動作時の高温域(約1000℃)の広範囲において、その内燃機関から排出される排ガスを浄化するのに使用される。なお、層状触媒10を構成する担体11の形状は、特に限定されるものではないが、ハニカム、板、ペレット等が挙げられ、例えば、本実施形態では、ハニカム形状とした。
【0024】
ここで、第一の触媒層12は、多孔質アルミナ(Al2O3)に白金成分を担持してなる白金担持アルミナ(Pt/Al2O3)と、酸素貯蔵性セリア−ジルコニア複合酸化物とからなる複合セラミックスからなる。
【0025】
かかる複合セラミックスとは、例えば、粉末状の白金担持アルミナ(Pt/Al2O3)と、粉末状の酸素貯蔵性セリア−ジルコニア複合酸化物とを混合したスラリーを塗布・焼成して形成されるものであり、詳細は後述する通りである。
【0026】
また、白金担持アルミナ(Pt/Al2O3)は、例えば、粉末の多孔質アルミナに白金成分を含浸担持させたものであり、詳細は後述する通りである。
【0027】
一方、酸素貯蔵性セリア−ジルコニア複合酸化物とは、セリア(CeO2)とジルコニア(ZrO2)とが同等かセリアの重量が大きい複合酸化物である。セリアが増大すると酸素貯蔵能力が大きくなるが熱劣化度合いが増大する。具体的には、セリアは、高温において酸素圧が小さくなると、結合酸素の一部が欠損して不定比性酸化物(CeO2−x)となり、内燃機関から排出される高温ガスに長時間曝されると熱劣化し易いので、両者の重量比が1:1程度のものを用い、酸素貯蔵性と所望の耐熱性とを確保するのが好ましい。本実施形態では、この酸素貯蔵性セリア−ジルコニア複合酸化物として、セリアとジルコニアとの重量比(CZ比率)が1:1であるセリア−ジルコニア複合酸化物(以下、C1Z1と略す)を用いた。
【0028】
このような酸素貯蔵性セリア−ジルコニア複合酸化物は、排ガスの酸化性、還元性の変化を小さくする緩衝剤としての機能を有し、触媒の排ガス浄化性能を維持する助触媒として機能する。
【0029】
また、第一の触媒層12は、酸素貯蔵性セリア−ジルコニア複合酸化物を50〜70重量%含有し、残りが多孔質アルミナとするのが好ましい。CO及びHCに対する低温活性が高く、安定した排ガス浄化性能を維持するためである。
【0030】
一方、第二の触媒層13は、低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物又は多孔質アルミナにロジウム成分を担持してなるロジウム担持アルミナ(Rh/Al2O3)及びロジウム担持セリアジルコニア複合酸化物(Rh/CZ)の少なくとも一種と、多孔質アルミナ及び低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物の少なくとも一種とを含有する複合セラミックスからなる。すなわち、好適には、熱劣化性の小さい低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物又は多孔質アルミナの何れか一方の成分にロジウム成分を担持させる一方、他方の成分を近接配置するようにしたものであるが、例えば、他方の成分にロジウム成分を担持させたものが混合されていてもよく、また、一方の成分にロジウム成分が担持されていないものが含まれていてもよく、何れにしても、熱劣化性の低い成分の一部にロジウム成分を担持させ且つロジウム成分を担持しない成分を近接させた構造としている。
【0031】
かかる複合セラミックスは上述した通り、例えば、粉末状成分を混合したスラリーを塗布・焼成して形成されるものであり、詳細は後述する通りである。
【0032】
ここで、低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物とは、セリアよりジルコニアの重量が大きく熱劣化性が小さいセリア−ジルコニア複合酸化物であり、好ましくは、セリアを30重量%近傍としたものの熱劣化性が最も小さい。したがって、本実施形態では、低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物として、CZ比率が3:7のセリア−ジルコニア複合酸化物(以下、C3Z7と略す)を用いた。
【0033】
また、第二の触媒層13は、低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物を50〜70重量%含有し、残りを多孔質アルミナとするのが好ましい。CO,HC及びNOxに対する低温活性が高く、NOxの浄化率も高いという排ガス浄化性能が確保できるからである。
【0034】
さらに、第一の触媒層12及び第二の触媒層13、すなわち、C1Z1、C3Z7や多孔質アルミナ等のそれぞれは、アルカリ土類金属及び希土類金属を含有しているのが好ましい。これは、層状触媒10が熱により劣化するのを防止して、安定した排ガス浄化性能を確保するためである。
【0035】
なお、本発明では、第一の触媒層及び第二の触媒層を形成する複合セラミックスに、さらに従来公知の添加物を含有させてもよい。
【0036】
ここで、アルカリ土類金属及び希土類金属などの他の成分は複合セラミックスを構成する各成分にそれぞれ含浸させてもよいし、第一の触媒層12又は第二の触媒層13を形成した後に含浸させるようにしてもよい。
【0037】
このように、本発明では、第一の触媒層12と第二の触媒層13との各複合セラミックス組成に含まれるセリア−ジルコニア複合酸化物のCZ比率を調整し、第一の触媒層12では、酸素貯蔵性の高いものを使用する一方、第二の触媒層13では熱劣化性の小さいものを使用し、且つ第一の触媒層12には触媒成分として白金成分を用い且つ熱劣化性の小さい多孔質アルミナに担持させて用いると共に第二の触媒層13には触媒成分としてはロジウム成分を用いることで、所望の耐熱性を確保して、触媒活性の低下を防ぐことができ、低温活性に優れ且つ安定した排ガス浄化性能を確保するようにしている。
【0038】
(組成の検討)
ここで、セリア−ジルコニア複合酸化物のCZ比率等に基づき、本発明の層状触媒における第一の触媒層12及び第二の触媒層13の最適な組成について検討する。
【0039】
具体的には、セリア−ジルコニア複合酸化物に含まれるセリア量を変化させたときの1000℃の加熱条件下でエージングした比表面積減少率(%)及びOSC能力(μmol−O2/g)を測定した。同時に、多孔質アルミナについても、比表面積減少率を測定した。その結果を図2及び図3に示す。なお、図2は、CZ比率の違いによる比表面積減少率と多孔質アルミナの比表面積減少率とを示すグラフである。また、図3は、CZ比率の違いによるOSC能力を示す図である。
【0040】
図2及び図3に示すように、OSC能力は、セリア量50重量%であるC1Z1が一番高いことが分かった。また、比表面積劣化率は、セリア量30重量%であるC3Z7が一番低く、多孔質アルミナが二番目に低いことが分かった。
【0041】
そして、この結果に基づいて、セリア−ジルコニア複合酸化物のCZ比率を調整し、安定した排ガス浄化性能が得られる最適な条件を検討した。すなわち、セリア量を30,50重量%としたC3Z5,C1Z1を用いて、以下に挙げた触媒A〜Kを作製した。
【0042】
(触媒A)
白金塩水溶液を多孔質アルミナに含浸させた後に、乾燥・焼成して、白金担持アルミナ(以下、Pt/Al2O3)粉末を得た。このPt/Al2O3粉末30重量%と、C1Z1粉末60重量%と、ベーマイト(AlO(OH))10重量%と、純水とをボールミルにより混合してスラリーAを得た。このスラリーAをセラミックス基材に塗布した後、乾燥・焼成して、触媒Aを得た。
【0043】
(触媒B)
上述したスラリーAの調整の際に用いたC1Z1粉末の代わりにC3Z7粉末を用いた以外は同様にしてスラリーBを得た。このスラリーBをセラミックス基材に塗布した後、乾燥・焼成して、触媒Bを得た。
【0044】
(触媒C)
白金塩水溶液をC3Z7粉末に含浸させた後に、乾燥・焼成して、白金担持セリア−ジルコニア複合酸化物(以下、Pt/C3Z7)粉末を得た。このPt/C3Z7粉末60重量%と、多孔質アルミナ30重量%と、ベーマイト(AlO(OH))10重量%と、純水とをボールミルにより混合してスラリーCを得た。このスラリーCをセラミックス基材に塗布した後、乾燥・焼成して、触媒Cを得た。
【0045】
(触媒D)
上述したスラリーCの調整の際に用いたC3Z7粉末の代わりにC1Z1粉末を用いた以外は同様にしてスラリーDを得た。そして、このスラリーDをセラミックス基材に塗布した後、乾燥・焼成して、触媒Dを得た。
【0046】
(触媒E)
ロジウム塩水溶液を多孔質アルミナ粉末に含浸させた後に、乾燥・焼成して、ロジウム担持アルミナ(以下、Rh/Al2O3)粉末を得た。このRh/Al2O3粉末30重量%、C1Z1粉末60重量%、ベーマイト10重量%および純水をボールミルにより混合してスラリーEを得た。このスラリーEをセラミックス基材に塗布した後、乾燥・焼成して触媒Eを得た。
【0047】
(触媒F)
上述したスラリーEの調整の際に用いたC1Z1粉末の代わりにC3Z7粉末を用いた以外は同様にしてスラリーFを得た。このスラリーFをセラミックス基材に塗布した後、乾燥・焼成して、触媒Fを得た。
【0048】
(触媒G)
ロジウム塩水溶液をC3Z7粉末に含浸させた後に、乾燥・焼成して、ロジウム担持セリウム−ジルコニア複合酸化物(以下、Rh/C3Z7)粉末を得た。このRh/C3Z7粉末60重量%と多孔質アルミナ粉末30重量%、ベーマイト10重量%および純水をボールミルにより混合してスラリーGを得た。このスラリーGをセラミックス基材に塗布した後、乾燥・焼成して触媒Gを得た。
【0049】
(触媒H)
上述したスラリーGの調整の際に用いたC3Z7粉末の代わりにC1Z1粉末を用いた以外は同様にしてスラリーHを得た。このスラリーHをセラミックス基材に塗布した後、乾燥・焼成して触媒Hを得た。
【0050】
(実施例1)
スラリーAをセラミックス基材上に塗布した後、乾燥・焼成して、触媒Aからなる第一の触媒層を形成した。その後、この第一の触媒層上に、スラリーGを塗布した後、乾燥・焼成して、触媒Gからなる第二の触媒層を形成し、実施例1の層状触媒Iを得た。
【0051】
(比較例1)
白金塩水溶液とロジウム塩水溶液とを混ぜた混合液を多孔質アルミナに含浸させた後に、乾燥・焼成して、白金−ロジウム担持アルミナ(以下、Pt−Rh/Al2O3)粉末を得た。このPt−Rh/Al2O3粉末30重量%、C1Z1粉末30重量%、ベーマイト10重量%、純水をボールミルにより混合してスラリーJを得た。このスラリーJをセラミックス基材上に塗布した後、乾燥・焼成して、比較例1の触媒Jを得た。
【0052】
(比較例2)
上述した実施例1の第一の触媒層と第二の触媒層との層構造を逆にして積層することで比較例2の層状触媒Kを得た。
【0053】
(試験例1)
上述した各触媒A〜Kを2000ccのエンジンベンチに装着し、空燃比A/F(Air/Fuel)を以下に示す条件に設定して、30時間の耐久試験を行った。空燃比A/Fの設定は、理論空燃比(A/F=14.6)より燃料を過剰に噴射した「燃料リッチ状態」(A/F=13.5)を5秒間、空気を過剰に供給した「燃料リーン状態」(A/F=15.5)を5秒間とし、これを1サイクルとして30時間繰り返し行った。
【0054】
そして、耐久試験後、各触媒A〜Kを2700ccのエンジンベンチに装着し、A/FをA/F=14.6±1.0で振幅させながら20℃/minの条件下で、常温から400℃まで昇温して排ガス浄化率を測定した。その結果を下記表1〜表3に示す。なお、ここで、表1〜表3に示す測定結果については、400℃における排ガス浄化率をη400(%)として表し、排ガス(CO、HC、NOx)が50%浄化される温度をT50として表した。
【0055】
【表1】
【0056】
上記表1に示すように、触媒Bは、助触媒としてC3Z7粉末を用いているので、酸素貯蔵能力OSC及び熱劣化減少率(図2及び図3参照)が低いためか、触媒Aと比べて、排ガスを50%浄化するまでの温度が高く、排ガス浄化率が低いことが分かった。また、触媒Cは、担体にC3Z7粉末を用いているので、触媒Bと同様に酸素貯蔵能力OSC及び熱劣化減少率が低いためか、触媒Aと比べて、排ガスを50%浄化するまでの温度が高く、排ガス浄化率が低いことが分かった。さらに、触媒Dは、担体にC1Z1粉末を用い、助触媒として多孔質アルミナを用いたが、触媒Aと比べて、排ガス浄化性能が著しく低いことが分かった。なお、触媒Dは、400℃でも排ガスを50%浄化することができなかった。
【0057】
これに対し、触媒Aは、CZ比率を1:1、すなわち、セリア−ジルコニア複合酸化物に含まれるセリアとジルコニアとの重量比を等しくすることで、排ガスを50%浄化するまでの温度を低くすることができ、安定した高い排ガス浄化性能を有することが分かった。また、触媒A〜Dを相対的に比較すると、T50の温度が低いほど排ガス浄化率η400が大きいことから、触媒Aは、触媒B〜Dと比べて、低温域での触媒活性が高いことが分かった。
【0058】
この結果から、白金成分を熱劣化が小さく且つ比較的分散性に優れた多孔質アルミナに担持させて得たPt/Al2O3成分に対して、助触媒としてOSC能力の高いC1Z1成分を近接させることにより、CO及びHCの低温活性を高めて、CO及びHCの浄化率を高めることができることが分かった。
【0059】
【表2】
【0060】
次に、上記表2に示すように、触媒Eは、触媒Gと比べて、排ガス浄化率はほぼ同じであるが、排ガスを50%浄化するまでの温度が高いことが分かった。また、触媒Fは、助触媒としてC3Z7粉末を用いているので、上述した触媒Bと同様に酸素貯蔵能力OSC及び熱劣化減少率が低いためか、触媒Gと比べて、排ガス浄化率はほぼ同じであるにも関わらず、排ガスを50%浄化するまでの温度が高いことが分かった。さらに、触媒Hは、担体にC1Z1粉末を用い、助触媒として多孔質アルミナを用いたが、触媒Gと比べて、排ガスを50%浄化するまでの温度が非常に高いことが分かった。
【0061】
これに対し、触媒Gは、ロジウム成分をC3Z7粉末に担持させて得たRh/C3Z7粉末を含有させることで、排ガスの浄化率が88〜99%と高く、触媒E,F及びHと比べて、排ガスを50%浄化するまでの温度が低いことが分かった。
【0062】
この結果から、ロジウム成分を熱劣化が小さいC3Z7粉末に担持させて得たRh/C3Z7成分を含有させることにより、CO、HC、NOxの低温活性を高めて、NOxの浄化率を高めることができることが分かった。
【0063】
【表3】
【0064】
次いで、上記表3に示すように、比較例1は、白金成分とロジウム成分とが単に混在しているだけであるためか、実施例1と比べて、排ガス浄化率は低く、排ガスを50%浄化するまでの温度は高いことが分かった。また、比較例2は、実施例1と比べて、排ガス浄化率は低く、排ガスを50%浄化するまでの温度は高いことが分かった。これは、第二の触媒層に含有させたセリア−ジルコニア複合酸化物のセリア量がジルコニア量よりも多いことから、層状触媒Kが高温ガスにより熱劣化して、触媒活性が実質的に低下し、排ガス浄化性能が低下したためと考えられる。
【0065】
この結果から、実施例1の層状触媒Iのように、第一の触媒層では、白金成分を多孔質アルミナに担持させて得たPt/Al2O3成分に対して、助触媒としてOSC能力の高いC1Z1成分を近接させ、第二の触媒層では、ロジウム成分を熱劣化が小さいC3Z7粉末に担持させて得たRh/C3Z7成分を含有させることにより、排ガスに含まれるCO、HC、NOxの有害成分の浄化率を96〜99%と高くすることができ、排ガスを50%浄化するまでの温度を低くすることができることが確認された。
【0066】
そして、層状触媒Iは、Pt/Al2O3成分を第一の触媒層に含有させ、Rh/C3Z7成分を第二の触媒層に含有させることで、所望の熱安定性が確保できて触媒活性の低下を防ぐことができたためか、安定した排ガス浄化性能を得ることができることが確認された。
【0067】
以上の結果から、本発明の層状触媒では、第一の触媒層に、ジルコニアよりセリアの重量が同等若しくはそれより大きい酸素貯蔵性セリア−ジルコニア複合酸化物を含有させ、第二の触媒層に、セリアよりジルコニアの重量が大きい低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物を含有させることにより、安定した排気ガス浄化性能が得られることが確認された。特に、第一の触媒層にCZ比率が1:1のC1Z1を含有させ、且つ、第二の触媒層にCZ比率が3:7のC3Z7を含有させることが有効であることが確認された。
【0068】
また、上述した実施例1では、第二の触媒層にRh/C3Z7成分を含有させるようにしたが、これに限定されず、図2に示すように、C3Z7には劣るものの、高い熱耐久性を有している多孔質アルミナを用いて、第二の触媒層にロジウム成分を多孔質アルミナに担持させて得たRh/Al2O3成分を含有させるようにしてもよい。
【0069】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の層状触媒によれば、第一の触媒層では、熱劣化の小さく比較的分散性のよい多孔質アルミナに白金成分を担持させると共に酸素貯蔵能力が高い酸素貯蔵性セリア−ジルコニア複合酸化物を近接するように設け、第二の触媒層では、ロジウム成分を熱劣化の小さい低熱劣化セリア−ジルコニア複合酸化物若しくは多孔質アルミナに担持すると共に熱劣化の小さい多孔質アルミナ若しくは低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物を近接して設けるようにしたので、低温活性が高いと共に排ガス浄化率が高く、耐久性も高いという安定した排ガス浄化性能を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る層状触媒の要部拡大一部断面図である。
【図2】CZ比率の違いによる比表面積減少率と多孔質アルミナの比表面積減少率とを示すグラフである。
【図3】CZ比率の違いによるOSC能力を示す図である。
【符号の説明】
10 層状触媒
11 担体
12 第一の触媒層
13 第二の触媒層
Claims (7)
- セラミックス又は金属材料からなる担体と、該担体上に形成される第一の触媒層と、該第一の触媒層上に形成される第二の触媒層とを有する層状触媒において、
前記第一の触媒層は、多孔質アルミナに白金成分を担持してなる白金担持アルミナと、酸素貯蔵性セリア−ジルコニア複合酸化物とを含有する複合セラミックスからなり、前記第二の触媒層は、低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物又は多孔質アルミナにロジウム成分を担持してなるロジウム担持セリア−ジルコニア複合酸化物及びロジウム担持アルミナの少なくとも一方と、多孔質アルミナ及び低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物の少なくとも一方とを含有する複合セラミックスからなることを特徴とする層状触媒。 - 請求項1において、前記酸素貯蔵性セリア−ジルコニア複合酸化物は、セリアとジルコニアとの重量比が1:1近傍であるセリア−ジルコニア複合酸化物であることを特徴とする層状触媒。
- 請求項1又は2において、前記低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物が、セリアとジルコニアとの重量比が3:7近傍であるセリア−ジルコニア複合酸化物であることを特徴とする層状触媒。
- 請求項1〜3の何れかにおいて、前記第一の触媒層は、前記酸素貯蔵性セリア−ジルコニア複合酸化物を50〜70重量%含有していることを特徴とする層状触媒。
- 請求項1〜4の何れかにおいて、前記第二の触媒層は、前記低熱劣化性セリア−ジルコニア複合酸化物を50〜70重量%含有していることを特徴とする層状触媒。
- 請求項1〜5の何れかにおいて、前記第一の触媒層は、アルカリ土類金属及び希土類金属を含有することを特徴とする層状触媒。
- 請求項1〜6の何れかにおいて、前記第二の触媒層は、アルカリ土類金属及び希土類金属を含有することを特徴とする層状触媒。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003097326A JP4238056B2 (ja) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | 排ガス浄化用層状触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003097326A JP4238056B2 (ja) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | 排ガス浄化用層状触媒 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004298813A true JP2004298813A (ja) | 2004-10-28 |
JP4238056B2 JP4238056B2 (ja) | 2009-03-11 |
Family
ID=33409138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003097326A Expired - Lifetime JP4238056B2 (ja) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | 排ガス浄化用層状触媒 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4238056B2 (ja) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007010899A1 (ja) * | 2005-07-21 | 2007-01-25 | Cataler Corporation | 排ガス浄化用触媒 |
WO2007015387A1 (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-08 | Cataler Corporation | 排ガス浄化用触媒 |
JP2007117852A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
WO2007119658A1 (ja) | 2006-04-03 | 2007-10-25 | Nissan Motor Co., Ltd. | 排ガス浄化触媒及びその製造方法 |
JP2007330863A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Nissan Motor Co Ltd | 排ガス浄化触媒、その製造方法及び使用方法 |
WO2008004588A1 (fr) * | 2006-07-04 | 2008-01-10 | Cataler Corporation | Catalyseur de purification de gaz d'échappement |
WO2008126662A1 (ja) * | 2007-04-05 | 2008-10-23 | Cataler Corporation | 排ガス浄化用触媒 |
JP2009285606A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒 |
JP2010005590A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒 |
JP2010005587A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒 |
JP2010188224A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Mazda Motor Corp | 排気ガス浄化用触媒 |
WO2011089500A2 (en) | 2010-01-22 | 2011-07-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifying catalyst |
WO2013118425A1 (ja) | 2012-02-07 | 2013-08-15 | 本田技研工業株式会社 | 排気ガス処理用触媒構造体 |
WO2014156676A1 (ja) | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 三井金属鉱業株式会社 | 排気ガス処理用触媒構造体 |
CN104772155A (zh) * | 2014-01-15 | 2015-07-15 | 丰田自动车株式会社 | 废气净化催化剂 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05212283A (ja) * | 1992-02-03 | 1993-08-24 | Nissan Motor Co Ltd | 排ガス浄化用触媒 |
JPH0663403A (ja) * | 1992-08-24 | 1994-03-08 | Nissan Motor Co Ltd | 排ガス浄化用触媒 |
JPH09131530A (ja) * | 1995-11-09 | 1997-05-20 | Ict:Kk | 内燃機関排ガス浄化用触媒 |
JPH10501737A (ja) * | 1994-06-17 | 1998-02-17 | エンゲルハード・コーポレーシヨン | 層状触媒複合体 |
JPH11169712A (ja) * | 1997-12-17 | 1999-06-29 | Johnson Massey Japan Kk | 排ガス浄化用触媒 |
JP2000312825A (ja) * | 1999-04-23 | 2000-11-14 | Degussa Huels Ag | 貴金属含有高性能触媒及びその製法 |
JP2002361089A (ja) * | 2000-11-29 | 2002-12-17 | Nissan Motor Co Ltd | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
-
2003
- 2003-03-31 JP JP2003097326A patent/JP4238056B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05212283A (ja) * | 1992-02-03 | 1993-08-24 | Nissan Motor Co Ltd | 排ガス浄化用触媒 |
JPH0663403A (ja) * | 1992-08-24 | 1994-03-08 | Nissan Motor Co Ltd | 排ガス浄化用触媒 |
JPH10501737A (ja) * | 1994-06-17 | 1998-02-17 | エンゲルハード・コーポレーシヨン | 層状触媒複合体 |
JPH09131530A (ja) * | 1995-11-09 | 1997-05-20 | Ict:Kk | 内燃機関排ガス浄化用触媒 |
JPH11169712A (ja) * | 1997-12-17 | 1999-06-29 | Johnson Massey Japan Kk | 排ガス浄化用触媒 |
JP2000312825A (ja) * | 1999-04-23 | 2000-11-14 | Degussa Huels Ag | 貴金属含有高性能触媒及びその製法 |
JP2002361089A (ja) * | 2000-11-29 | 2002-12-17 | Nissan Motor Co Ltd | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
Cited By (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007010899A1 (ja) * | 2005-07-21 | 2007-01-25 | Cataler Corporation | 排ガス浄化用触媒 |
US8309488B2 (en) | 2005-07-21 | 2012-11-13 | Cataler Corporation | Exhaust gas purifying catalyst |
WO2007015387A1 (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-08 | Cataler Corporation | 排ガス浄化用触媒 |
JP2007038072A (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Cataler Corp | 排ガス浄化用触媒 |
US7998896B2 (en) | 2005-08-01 | 2011-08-16 | Cataler Corporation | Exhaust gas purifying catalyst |
JP2007117852A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
US7759279B2 (en) | 2006-04-03 | 2010-07-20 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purifying catalyst and production method thereof |
WO2007119658A1 (ja) | 2006-04-03 | 2007-10-25 | Nissan Motor Co., Ltd. | 排ガス浄化触媒及びその製造方法 |
JP2007330863A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Nissan Motor Co Ltd | 排ガス浄化触媒、その製造方法及び使用方法 |
WO2008004588A1 (fr) * | 2006-07-04 | 2008-01-10 | Cataler Corporation | Catalyseur de purification de gaz d'échappement |
US8158552B2 (en) | 2006-07-04 | 2012-04-17 | Cataler Corporation | Exhaust gas purifying catalyst |
WO2008126662A1 (ja) * | 2007-04-05 | 2008-10-23 | Cataler Corporation | 排ガス浄化用触媒 |
CN101652175B (zh) * | 2007-04-05 | 2013-05-08 | 株式会社科特拉 | 废气净化用催化剂 |
JP2009285606A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒 |
US8551908B2 (en) | 2008-06-30 | 2013-10-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification catalyst |
WO2010001215A3 (en) * | 2008-06-30 | 2010-02-25 | Toyota Jidosha Kaubushiki Kaisha | Exhaust gas purification catalyst |
JP2010005590A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒 |
JP2010005587A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒 |
JP2010188224A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Mazda Motor Corp | 排気ガス浄化用触媒 |
WO2011089500A2 (en) | 2010-01-22 | 2011-07-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifying catalyst |
WO2013118425A1 (ja) | 2012-02-07 | 2013-08-15 | 本田技研工業株式会社 | 排気ガス処理用触媒構造体 |
US9358524B2 (en) | 2012-02-07 | 2016-06-07 | Honda Motor Co., Ltd. | Catalyst structure for treating exhaust gas |
WO2014156676A1 (ja) | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 三井金属鉱業株式会社 | 排気ガス処理用触媒構造体 |
US20160045896A1 (en) * | 2013-03-29 | 2016-02-18 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Catalyst structure for exhaust gas treatment |
US10576458B2 (en) | 2013-03-29 | 2020-03-03 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Catalyst structure for exhaust gas treatment |
CN104772155A (zh) * | 2014-01-15 | 2015-07-15 | 丰田自动车株式会社 | 废气净化催化剂 |
DE102015100145A1 (de) | 2014-01-15 | 2015-07-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Abgasreinigungskatalysator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4238056B2 (ja) | 2009-03-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4752977B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 | |
JP4238056B2 (ja) | 排ガス浄化用層状触媒 | |
US20060245985A1 (en) | Diesel particulate filter | |
JP5709005B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法 | |
JPWO2017213105A1 (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
EP1776186A1 (en) | Exhaust gas purifying catalyst and production process thereof | |
JP6415738B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒、その製造方法、及びその触媒を含む排ガス浄化装置 | |
JP2015093267A (ja) | 排ガス浄化触媒 | |
EP3730203A1 (en) | Exhaust gas purification catalyst | |
JPH10286462A (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JP2006263583A (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JP3297825B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JP2006051431A (ja) | 排気ガス浄化用三元触媒及びその製造方法 | |
JPH0547263B2 (ja) | ||
JP2005066482A (ja) | 排ガス浄化用触媒とその低温浄化能の評価方法 | |
JPH09313938A (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
WO2014171443A1 (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JP2007105632A (ja) | 排ガス浄化触媒 | |
JP4835028B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JPS6271538A (ja) | エンジンの排気ガス浄化用触媒 | |
JPWO2014175349A1 (ja) | 排気ガス浄化触媒用担体、排気ガス浄化用触媒及び排気ガス浄化用触媒構成体 | |
JPH09248462A (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JP2003245553A (ja) | 触媒粉末及び排気ガス浄化触媒 | |
JP4382180B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
JP2007105633A (ja) | 排ガス浄化触媒 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20051220 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051220 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080910 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080917 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081113 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081210 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081219 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4238056 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111226 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111226 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121226 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121226 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131226 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |