JP2005081250A - 排ガス浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】トラップHCを燃焼可能高温域に到達するまでゼオライト吸着サイトに留まらせ、燃焼可能高温域に到達した時点で十分な酸素の供給によりHCを燃焼浄化させることができる排ガス浄化装置を提供する。
【解決手段】自動車などのエンジン始動時に排出される排ガス中の炭化水素を吸着除去する触媒を備えた排ガス浄化装置であって、該排ガス浄化装置は、パラジウム、白金およびロジウムの少なくとも1種の貴金属触媒成分が担持された酸素放出材と耐火性無機酸化物とを備えた還元ガス燃焼触媒、およびAgを担持したゼオライトを主成分とする炭化水素吸着材層と該層上に担持されたパラジウム、白金およびロジウムの少なくとも1種の貴金属触媒成分および酸素放出材とを備えた炭化水素吸着燃焼触媒を有し、前記還元ガス燃焼触媒が、排ガス流れ方向の上流側に配置されていることを特徴とする排ガス浄化装置。
【選択図】 図1
【解決手段】自動車などのエンジン始動時に排出される排ガス中の炭化水素を吸着除去する触媒を備えた排ガス浄化装置であって、該排ガス浄化装置は、パラジウム、白金およびロジウムの少なくとも1種の貴金属触媒成分が担持された酸素放出材と耐火性無機酸化物とを備えた還元ガス燃焼触媒、およびAgを担持したゼオライトを主成分とする炭化水素吸着材層と該層上に担持されたパラジウム、白金およびロジウムの少なくとも1種の貴金属触媒成分および酸素放出材とを備えた炭化水素吸着燃焼触媒を有し、前記還元ガス燃焼触媒が、排ガス流れ方向の上流側に配置されていることを特徴とする排ガス浄化装置。
【選択図】 図1
Description
本発明は排ガス浄化装置に係り、特に自動車等の内燃機関から排出されるエンジン始動時の排気ガスを浄化するのに好適な排ガス浄化装置に関するものである。
自動車などの内燃機関から排出される排ガスの浄化触媒には、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)および窒素酸化物(NOx)の浄化を同時に行う三元触媒が用いられている。しかし、排ガス温度が低いエンジン始動直後に大量に排出されるHCについては、三元触媒が有効に働く温度である300℃近傍に到達していないため、浄化を十分に行うことができないという欠点があった。これに対し、HC吸着材を用いて一時的にHCを吸着し、三元触媒が活性化する温度に到達したところで、HCを脱離させて三元触媒で浄化するHC吸着燃焼触媒が提案されている。
例えば、エンジン排気ガスの浄化触媒の上流側のゼオライトをコートしたモノリス担体のガス流入端から1/3までは吸着材のみとし、それ以降に1種類以上の触媒貴金属を担持させた浄化装置を設けることにより、触媒活性を十分に発揮させることが提案されている(特許文献1等)。
またRh、Pt、Pd等の貴金属を同一層に共存させた触媒、各貴金属を単独層に塗り分けた触媒、ゼオライトを主成分とするHC吸着材としての第1層の上に、アルミナコート層に担持したPd、Pt、Rhからなる触媒層を設けた排ガスHC浄化触媒(特許文献2等)などが提案されている。
またRh、Pt、Pd等の貴金属を同一層に共存させた触媒、各貴金属を単独層に塗り分けた触媒、ゼオライトを主成分とするHC吸着材としての第1層の上に、アルミナコート層に担持したPd、Pt、Rhからなる触媒層を設けた排ガスHC浄化触媒(特許文献2等)などが提案されている。
しかし、車種や走行状態にもよるが、自動車排ガス中には、数千ppmの水素が含まれているため、脱離温度の高温化を目的にAgを担持したゼオライト吸着材を用いた触媒では、この水素の存在により、HC脱離温度が低温化するなどの影響を受け、また酸素放出材として触媒層に担持したセリアが燃焼時に酸素放出機能を十分に果たせなくなるという問題があった。
本発明の課題は、上記技術の問題を解決し、トラップHCを燃焼可能高温域に到達するまでゼオライト吸着サイトに留まらせ、燃焼可能高温域に到達した時点で十分な酸素の供給によりHCを選択的に脱離させ、燃焼浄化することができる排ガス浄化装置を提供することにある。
本発明の課題は、上記技術の問題を解決し、トラップHCを燃焼可能高温域に到達するまでゼオライト吸着サイトに留まらせ、燃焼可能高温域に到達した時点で十分な酸素の供給によりHCを選択的に脱離させ、燃焼浄化することができる排ガス浄化装置を提供することにある。
(1)自動車などのエンジン始動時に排出される排ガス中の炭化水素を吸着除去する触媒を備えた排ガス浄化装置であって、該排ガス浄化装置は、パラジウム、白金およびロジウムの少なくとも1種の貴金属触媒成分が担持された酸素放出材と耐火性無機酸化物とを備えた還元ガス燃焼触媒、およびAgを担持したゼオライトを主成分とする炭化水素吸着材層と該層上に担持されたパラジウム、白金およびロジウムの少なくとも1種の貴金属触媒成分および酸素放出材とを備えた炭化水素吸着燃焼触媒を有し、前記還元ガス燃焼触媒が、排ガス流れ方向の上流側に配置されていることを特徴とする排ガス浄化装置。
(2)前記還元ガス燃焼触媒と炭化水素吸着燃焼触媒の容積割合が1:9〜5:5であることを特徴とする(1)に記載の排ガス浄化装置。
(3)前記還元ガス燃焼触媒中のパラジウム、白金およびロジウムの少なくとも1種の貴金属触媒成分の担持量が0.5〜3g/Lであることを特徴とする(1)または(2)に記載の排ガス浄化装置。
(4)前記還元ガス燃焼触媒中の酸素放出材がCeO2 またはCeO2 にZrO2 を固溶させた複合酸化物であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(5)前記耐火性無機酸化物がアルミナ、アルミナ・シリカまたはシリカであることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(3)前記還元ガス燃焼触媒中のパラジウム、白金およびロジウムの少なくとも1種の貴金属触媒成分の担持量が0.5〜3g/Lであることを特徴とする(1)または(2)に記載の排ガス浄化装置。
(4)前記還元ガス燃焼触媒中の酸素放出材がCeO2 またはCeO2 にZrO2 を固溶させた複合酸化物であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(5)前記耐火性無機酸化物がアルミナ、アルミナ・シリカまたはシリカであることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(6)前記ゼオライトがH型モルデナイトおよび/またはH型β−ゼオライトを含むことを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(7)前記ゼオライトのシリカとアルミナのモル比(シリカ/アルミナ)が10〜500をであることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(8)前記炭化水素吸着燃焼触媒中のゼオライト量が50〜300g/Lであることを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(9)前記ゼオライトへのAg担持量がゼオライト量に対して0.5〜10重量%であることを特徴とする(1)〜(8)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(10)前記Agのゼオライトへの担持がイオン交換法または含浸法によって行われたことを特徴とする(1)〜(9)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(7)前記ゼオライトのシリカとアルミナのモル比(シリカ/アルミナ)が10〜500をであることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(8)前記炭化水素吸着燃焼触媒中のゼオライト量が50〜300g/Lであることを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(9)前記ゼオライトへのAg担持量がゼオライト量に対して0.5〜10重量%であることを特徴とする(1)〜(8)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(10)前記Agのゼオライトへの担持がイオン交換法または含浸法によって行われたことを特徴とする(1)〜(9)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(11)前記炭化水素吸着燃焼触媒中の酸素放出材がCeO2 であり、該CeO2 がCeとして10〜60g/Lの範囲で担持されていることを特徴とする(1)〜(10)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(12)前記炭化水素吸着燃焼触媒中の酸素放出材がジルコニウムと共存していることを特徴とする(1)〜(11)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(13)前記炭化水素吸着燃焼触媒中の酸素放出材がCeO2 またはCeO2 にZrO2 を固溶させた複合酸化物であることを特徴とする(1)〜(12)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(14)前記炭化水素吸着燃焼触媒中の貴金属触媒成分の担持量が、0.5〜3g/Lであることを特徴とする(1)〜(13)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(15)前記炭化水素吸着燃焼触媒中の貴金属触媒成分は、炭化水素吸着材層の表面に担持されて触媒層を形成していることを特徴とする(1)〜(14)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(12)前記炭化水素吸着燃焼触媒中の酸素放出材がジルコニウムと共存していることを特徴とする(1)〜(11)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(13)前記炭化水素吸着燃焼触媒中の酸素放出材がCeO2 またはCeO2 にZrO2 を固溶させた複合酸化物であることを特徴とする(1)〜(12)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(14)前記炭化水素吸着燃焼触媒中の貴金属触媒成分の担持量が、0.5〜3g/Lであることを特徴とする(1)〜(13)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
(15)前記炭化水素吸着燃焼触媒中の貴金属触媒成分は、炭化水素吸着材層の表面に担持されて触媒層を形成していることを特徴とする(1)〜(14)のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
本発明の排ガス浄化装置は、排ガス流れの上流側に、貴金属触媒成分を担持した酸素放出材を有する還元ガス燃焼触媒を配し、その下流側にAg担持ゼオライト吸着材を用いたHC吸着燃焼触媒を配置しているため、排ガスがH2 やCOを高濃度含有する還元雰囲気の場合でも、Agを担持したゼオライトのHC保持力を損なうことなく、排ガスの燃焼浄化が可能となり、排ガスの雰囲気を選ぶことなく、種々の自動車等の排ガス浄化に適用することができる。
図1は、本発明の一実施例を示す排ガス浄化装置の説明図である。この排ガス浄化装置1は、H2 燃焼触媒2とHC吸着燃焼触媒3とを備え、該H2 燃焼触媒2が排ガス流れ方向の上流側に配置されている。
上記H2 燃焼触媒2は、図2に示すように、パラジウム(Pd)、白金(Pt)およびロジウム(Rh)の少なくとも1種の貴金属触媒成分7が担持された酸素吸蔵放出材6と耐火性無機酸化物8とからなる触媒層5がハニカム基材4にコートされている。
またHC吸着燃焼触媒3は、図3に示すように、ハニカム基材4上にAgおよびCeを担持したゼオライトを主成分とするHC吸着材層9がコートされ、さらに該HC吸着材層9上にPd、PtおよびRhの少なくとも1種の貴金属触媒成分7と酸素吸蔵放出材6とからなる触媒層10が形成されている。
上記H2 燃焼触媒2は、図2に示すように、パラジウム(Pd)、白金(Pt)およびロジウム(Rh)の少なくとも1種の貴金属触媒成分7が担持された酸素吸蔵放出材6と耐火性無機酸化物8とからなる触媒層5がハニカム基材4にコートされている。
またHC吸着燃焼触媒3は、図3に示すように、ハニカム基材4上にAgおよびCeを担持したゼオライトを主成分とするHC吸着材層9がコートされ、さらに該HC吸着材層9上にPd、PtおよびRhの少なくとも1種の貴金属触媒成分7と酸素吸蔵放出材6とからなる触媒層10が形成されている。
図1〜図3において、自動車等のエンジン始動時に排出される排ガスは、まず、排ガス浄化装置1のH2 燃焼触媒2に導かれる。ここで排ガスに含まれるH2 などの還元ガスが、貴金属触媒成分7と酸素吸蔵放出材6を有する触媒層5と接触して効率よく燃焼、除去される。その後、排ガスは、後流に配置されたHC吸着燃焼触媒3に導かれ、ここで排ガス中のHCが、HC吸着材層9に吸着、捕捉される。排ガス温度が燃焼可能な高温域に達すると該HC吸着材層9から捕捉されたHCが脱離し、貴金属触媒成分7と酸素吸蔵放出材6からなる触媒層10と接触して燃焼し、浄化される。
本発明の排ガス浄化装置では、HC吸着燃焼触媒の前流に還元ガス燃焼触媒を配置しているため、水素などの還元ガスが、Ag担持吸着材層に到達する前の段階で除去することができ、該Ag担持吸着材層でのHC担持を還元ガスの存在で阻害されるのを防止することができる。
HC吸着燃焼触媒の前流に還元ガス燃焼触媒が配置されていない場合には、図4に示すように、HC保持力を高めるためにゼオライト吸着材にAgを担持させても、水素を含有する排ガス雰囲気により、その効果が低下し、低温域での脱離HC量が増加する。その結果、図5に示すように、Ag担持吸着材が燃焼触媒の着火温度までHCを保持できず、排ガスの燃焼浄化量が低下する。
HC吸着燃焼触媒の前流に還元ガス燃焼触媒が配置されていない場合には、図4に示すように、HC保持力を高めるためにゼオライト吸着材にAgを担持させても、水素を含有する排ガス雰囲気により、その効果が低下し、低温域での脱離HC量が増加する。その結果、図5に示すように、Ag担持吸着材が燃焼触媒の着火温度までHCを保持できず、排ガスの燃焼浄化量が低下する。
本発明において、HC吸収燃焼触媒の前流に設置する還元ガス燃焼触媒には、貴金属触媒成分を担持した酸素放出材が用いられているため、低温においても酸化反応が起こりやすくなり、水素などの還元ガスの燃焼を促進することができる。図6には、酸素放出材であるセリア・ジルコニア複合酸化物(CeZrOx)に貴金属触媒を担持させた場合と、LaAlOxに貴金属触媒を担持させた場合の燃焼性能を比較した結果を示したが、貴金属触媒を酸素放出材に担持させた場合の方が、排出されるH2 濃度が大幅に低減されており、後流に設けられたAg担持吸着材層のHC保持能力の低下を抑制することができることがわかる。すなわち、上流側において、還元ガス、例えばH2 は、酸化されてH2 Oとなり、下流側のゼオライトに担持した酸化状態にあるAgから酸素を奪うことがなくなるため、HC吸着燃焼触媒のAg担持吸着材は、依然、高いHC保持能力を維持することが可能となる。また貴金属触媒成分を酸素放出材に直接担持することにより、低温での燃焼活性化を促すとともに、同時に燃焼に必要な酸素の供給を行うことができるため、燃焼に有利な環境を保持することができる。
本発明の排ガス浄化装置において、還元ガス燃焼触媒とHC吸着燃焼触媒との容積割合は、還元ガスの酸化燃焼およびHC浄化効率の点から適宜選定されるが、特に1:9〜5:5の範囲とするのが好ましい。
還元ガス燃焼触媒には、貴金属触媒成分としてPd、PtおよびRhのうち少なくとも1種が用いられる。水素などの還元ガスを酸化燃焼させる点からはPdまたはPtの使用が特に好ましいが、排ガス中のHCガスも同時に浄化するの望ましいため、下流側に配置するHC吸着燃焼装置に用いる燃焼触媒と同一の組成としてもよい。還元ガス燃焼触媒中の貴金属触媒成分の担持量は0.5〜3g/Lとするのが好ましい。
還元ガス燃焼触媒には、貴金属触媒成分としてPd、PtおよびRhのうち少なくとも1種が用いられる。水素などの還元ガスを酸化燃焼させる点からはPdまたはPtの使用が特に好ましいが、排ガス中のHCガスも同時に浄化するの望ましいため、下流側に配置するHC吸着燃焼装置に用いる燃焼触媒と同一の組成としてもよい。還元ガス燃焼触媒中の貴金属触媒成分の担持量は0.5〜3g/Lとするのが好ましい。
上記貴金属触媒成分は、還元ガスの酸化燃焼を促進させ、その活性を高め、さらに耐久性を向上させる点から、酸素放出材に担持させて使用される。該酸素放出材には一般的にはCeOまたはCeO2 にZrO2 を固溶させた複合酸化物が用いられるが、特にセリア・ジルコニアの複合酸化物の使用が好ましい。
還元ガス燃焼触媒に用いられる耐火性無機酸化物としては、アルミナ、アルミナ・シリカまたはシリカなどが用いられるが、触媒成分等をハニカム基材にコートした際の分散性および耐熱性を向上させる点から、γアルミナの使用が特に好ましい。
還元ガス燃焼触媒に用いられる耐火性無機酸化物としては、アルミナ、アルミナ・シリカまたはシリカなどが用いられるが、触媒成分等をハニカム基材にコートした際の分散性および耐熱性を向上させる点から、γアルミナの使用が特に好ましい。
HC吸着燃焼触媒のHC吸着材層には、HCの吸着に有効なゼオライトが用いられるが、Agの担持によるHC保持力効果を最大限発揮揮させる点から、H型βゼオライトまたはH型モルデナイトの使用が特に好ましい。MFI型のゼオライト、Y型ゼオライトおよびフェリエライトなどを用いた場合にはHC保持力の効果は小さい。また水の吸着妨害を抑制し、耐熱性を得る点からは、H型βゼオライトまたはH型モルデナイト中にSiO2 成分が多く含有されているのが好ましく、具体的には、ゼオライト中のSiO2 /Al2 O3 比は10〜500であるのが好ましい。さらにゼオライトのハニカム基材へのコート量は50〜300g/Lとするのが好ましい。
ゼオライトへのAgの担持量は、HC保持力を十分に発揮させ、良好な分散性を得る点から、ゼオライトコート量に対して0.5〜10重量%であるのが好ましく、より好ましくは2〜7重量%である。Agの担持は、ゼオライトのスラリー化を行う前にイオン交換法などにより粉末の状態で行ってもよいし、ハニカム担体へのウォッシュコートによる担持後、含浸法により実施してもよい。
上記HC吸着材層上には貴金属触媒成分と酸素放出材とからなる触媒層が設けられる。該酸素放出材としては上記したCeO2 またはセレン・ジルコニウム複合酸化物(例えば、CeO2 にZrO2 を固溶させたもの)などが用いられる。これらの成分は助触媒として使用され、排ガスの雰囲気により酸素を放出したり、貯蔵する機能を有し、触媒の雰囲気を一定に保つため作用を有する。排ガス中のHCを十分に燃焼浄化し、耐熱性を確保する点から、その使用量は、ハニカム担体容積に対し、Ceとして10〜60g/Lとするのが好ましく、より好ましくは20〜50g/Lである。さらに耐熱性を高めるためにはジルコニウムと共存させて用いるのが好ましい。
HC吸着燃焼触媒には、燃焼触媒として、三元触媒に一般的に使用されている貴金属触媒成分Pd、Pt、Rhの少なくとも1種が用いられる。内燃機関の排ガス処理ではHCだけでなくCOやNOxを同時に処理する必要があるため、それぞれの浄化に適した貴金属比率や量が選定される。HC除去に注目した場合には、Pdが高級炭化水素の浄化に優れているため、貴金属組成としてはPd:Pt=2:1〜20:1(重量比)の範囲で選定するのが好ましい。これらの貴金属触媒成分はハニカム担体に対して0.5〜3g/Lの範囲で担持させるのが好ましい。さらに、これらの触媒成分は、燃焼効率を高めるためにHC吸着材層の表面に触媒層として担持されているのが好ましい。
上記還元ガス燃焼触媒およびHC吸着燃焼触媒の形状には特に制限はなく、粉末状、ペレット状などでもよいが、圧力損失を低減させるためにはモノリスなどの担体に被覆されているのがより好ましい。
以下、本発明を実施例により詳述するが、本発明はこれに限定されるものではない。
[実施例1]
図1〜図3に示した排ガス浄化装置を作製し、排ガス浄化の評価を行った。
H2 燃焼触媒には、ハニカム基材として、400cpsi(セル数:400/in2 )で1.7cm×1.7cm×1.0cmLのものを使用した。また酸素吸蔵放出材としてはCeO2 /ZrO2 の複合酸化物(Ce:Zrモル比=50:50)を用い、これに、Pd/Ptを重量比で2/1に混合した貴金属溶液を含浸して貴金属を担持させた後、600℃で焼成した。この調製貴金属粉末を担体としてのγアルミナと混合し、スラリーとした後、上記ハニカム基材にコートし、600℃で焼成してH2 燃焼触媒とした。
[実施例1]
図1〜図3に示した排ガス浄化装置を作製し、排ガス浄化の評価を行った。
H2 燃焼触媒には、ハニカム基材として、400cpsi(セル数:400/in2 )で1.7cm×1.7cm×1.0cmLのものを使用した。また酸素吸蔵放出材としてはCeO2 /ZrO2 の複合酸化物(Ce:Zrモル比=50:50)を用い、これに、Pd/Ptを重量比で2/1に混合した貴金属溶液を含浸して貴金属を担持させた後、600℃で焼成した。この調製貴金属粉末を担体としてのγアルミナと混合し、スラリーとした後、上記ハニカム基材にコートし、600℃で焼成してH2 燃焼触媒とした。
HC吸着燃焼触媒には、ハニカム基材として、400cpsi(セル数:400/in2 )で1.7cm×1.7cm×1.1cmLのものを使用した。またシリカ/アルミナ比240のH型モルデナイトの粉末とアルミナゾル200を固形分重量比100:10の割合で混合し、水分を添加してH型モルデナイト基準で30重量%相当になるように混ぜ合わせ、磁性ボールミルで粉砕を行った。粘性を高めるため、必要に応じて有機バインダを添加し、ウォッシュコート用スラリーとした。該スラリを上記ハニカム基材に対し、最終担持量120g/L(対ハニカム容積)となるようにウォッシュコートを行い、乾燥後、600℃、1時間の焼成処理を行ってハニカム基材上にゼオライト層を形成した。さらに該ゼオライト層に硝酸Ag水溶液を含浸させてゼオライトに対して3重量%のAgを修飾担持させ、焼成してHC吸着材層を形成した。
次に上記HC吸着材層にCeとして20g/LがとなるようにCe含有溶液を含浸させ、焼成した。さらにPd/Rhの重量比が10/1となるように混合された貴金属水溶液を含浸し、総貴金属担持量がハニカム容積に対して3g/Lとなるように担持し、600℃、1時間の焼成処理を行い、HC吸着燃焼触媒とした。
得られたH2 燃焼触媒をガス流路の上流側に、HC吸着燃焼触媒を下流側に配置して排ガス浄化装置とした。装置全体のサイズを1.7cm×1.7cm×2.1cmLとし、1800ppmC相当の表2に示す8種類の炭化水素と、酸素0.5容量%を含有する模擬ガスを、50℃、3L/minの割合で2分間流通吸着させ、その後、0.5%水素雰囲気中で30℃/minの昇温速度で昇温し、HCの脱離挙動と浄化性能を調べた。上記各触媒組成および評価結果を表1に示し、HC脱離挙動(脱離CH濃度と入口温度の関係)を図7に示した。
[実施例2]
実施例1において、H2 燃焼触媒の酸素吸蔵放出材としてCeO2 粉末を用いた以外は、実施例1と同様にして触媒調整を行って排ガス浄化装置を作製し、その性能評価を行った。その結果を表1および図7に示した。
実施例1において、H2 燃焼触媒の酸素吸蔵放出材としてCeO2 粉末を用いた以外は、実施例1と同様にして触媒調整を行って排ガス浄化装置を作製し、その性能評価を行った。その結果を表1および図7に示した。
[実施例3]
実施例1において、H2 燃焼触媒の酸素吸蔵放出材として、80/20(モル比)の割合で予め調製されたCeO2 /ZrO2 複合酸化物を用いた以外は、実施例1と同様にして触媒調製を行って排ガス浄化装置を作製し、その性能評価を行い、その結果を表1に示した。
実施例1において、H2 燃焼触媒の酸素吸蔵放出材として、80/20(モル比)の割合で予め調製されたCeO2 /ZrO2 複合酸化物を用いた以外は、実施例1と同様にして触媒調製を行って排ガス浄化装置を作製し、その性能評価を行い、その結果を表1に示した。
[実施例4]
実施例3において、H2 燃焼触媒の燃焼用貴金属触媒としてPdのみ用いた以外は、実施例3と同様にして触媒調製を行って排ガス浄化装置を作製し、その性能評価を行い、その結果を表1に示した。
実施例3において、H2 燃焼触媒の燃焼用貴金属触媒としてPdのみ用いた以外は、実施例3と同様にして触媒調製を行って排ガス浄化装置を作製し、その性能評価を行い、その結果を表1に示した。
[比較例1]
実施例1において、上流側に配したH2 燃焼触媒の代わりに、下流側に配置するHC吸着燃焼触媒と同仕様の触媒を設置した以外は、実施例1と同様にして触媒調整を行って排ガス浄化装置を作製し、その性能評価を行った。その結果を表1および図7に示した。
実施例1において、上流側に配したH2 燃焼触媒の代わりに、下流側に配置するHC吸着燃焼触媒と同仕様の触媒を設置した以外は、実施例1と同様にして触媒調整を行って排ガス浄化装置を作製し、その性能評価を行った。その結果を表1および図7に示した。
本発明の排ガス浄化装置を用いることにより、排ガス中にH2 などの還元ガスが含まれている場合でも、排ガス温度が高温域に達するまでHCを吸着材に吸着、捕捉させておくことができるため、自動車などの車種や走行状態にかかわらず、安定したHC燃焼浄化を効率よく行うことができる。
1…排ガス浄化装置、2…H2 燃焼触媒、3…HC吸着燃焼触媒、4…ハニカム基材、5…触媒層、6…酸素吸蔵放出材、7…Pt、PdまたはRh、8…耐火性無機酸化物、9…HC吸着材層(吸着材+Ag+Ce)、10…触媒層。
Claims (15)
- 自動車などのエンジン始動時に排出される排ガス中の炭化水素を吸着除去する触媒を備えた排ガス浄化装置であって、該排ガス浄化装置は、パラジウム、白金およびロジウムの少なくとも1種の貴金属触媒成分が担持された酸素放出材と耐火性無機酸化物とを備えた還元ガス燃焼触媒、およびAgを担持したゼオライトを主成分とする炭化水素吸着材層と該層上に担持されたパラジウム、白金およびロジウムの少なくとも1種の貴金属触媒成分および酸素放出材とを備えた炭化水素吸着燃焼触媒を有し、前記還元ガス燃焼触媒が、排ガス流れ方向の上流側に配置されていることを特徴とする排ガス浄化装置。
- 前記還元ガス燃焼触媒と炭化水素吸着燃焼触媒の容積割合が1:9〜5:5であることを特徴とする請求項1に記載の排ガス浄化装置。
- 前記還元ガス燃焼触媒中のパラジウム、白金およびロジウムの少なくとも1種の貴金属触媒成分の担持量が0.5〜3g/Lであることを特徴とする請求項1または2に記載の排ガス浄化装置。
- 前記還元ガス燃焼触媒中の酸素放出材がCeO2 またはCeO2 にZrO2 を固溶させた複合酸化物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
- 前記耐火性無機酸化物がアルミナ、アルミナ・シリカまたはシリカであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
- 前記ゼオライトがH型モルデナイトおよび/またはH型β−ゼオライトを含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
- 前記ゼオライトのシリカとアルミナのモル比(シリカ/アルミナ)が10〜500をであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
- 前記炭化水素吸着燃焼触媒中のゼオライト量が50〜300g/Lであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
- 前記ゼオライトへのAg担持量がゼオライト量に対して0.5〜10重量%であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
- 前記Agのゼオライトへの担持がイオン交換法または含浸法によって行われたことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
- 前記炭化水素吸着燃焼触媒中の酸素放出材がCeO2 であり、該CeO2 がCeとして10〜60g/Lの範囲で担持されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
- 前記炭化水素吸着燃焼触媒中の酸素放出材がジルコニウムと共存していることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
- 前記炭化水素吸着燃焼触媒中の酸素放出材がCeO2 またはCeO2 にZrO2 を固溶させた複合酸化物であることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
- 前記炭化水素吸着燃焼触媒中の貴金属触媒成分の担持量が0.5〜3g/Lであることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
- 前記炭化水素吸着燃焼触媒中の貴金属触媒成分は、炭化水素吸着材層の表面に担持され、触媒層を形成していることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
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