JP2010227739A - 内燃機関排気ガス浄化用触媒材料及び内燃機関排気ガス浄化用触媒 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】CeO2の量が45〜70質量%であり、ZrO2の量が20〜45質量%であり、Nd2O3量が2〜20質量%であり、La2O3量が1〜10質量%であるセリウム−ジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアと、該キャリアに担持された金属Pd又はPd酸化物からなる触媒成分とを有する内燃機関排気ガス浄化用触媒材料及び担体に担持された該内燃機関排気ガス浄化用触媒材料からなる内燃機関排気ガス浄化用触媒。
【選択図】 なし
Description
(1)CeO2の量が45〜70質量%であり、ZrO2の量が20〜45質量%であり、Nd2O3量が2〜20質量%であり、La2O3量が1〜10質量%であるセリウム−ジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアと、該キャリアに担持された金属Pd又はPd酸化物からなる触媒成分とを有する内燃機関排気ガス浄化用触媒材料と、
(2)ZrO2の量が50〜95質量%であり、CeO2の量が0〜40質量%であり、Nd2O3量が2〜20質量%であり、La2O3量が1〜10質量%であるセリウム−ジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアと、該キャリアに担持された
(2−1)金属Rh又はRh酸化物からなる触媒成分とを有し、Pdの量とRhの量との質量比が金属換算でPd/Rh=1/1〜20/1である内燃機関排気ガス浄化用触媒材料、又は
(2−2)金属Rh又はRh酸化物からなる触媒成分及び金属Pt又はPt酸化物からなる触媒成分とを有し、Pdの量とRhの量とPtの量との質量比が金属換算で(Pt+Pd)/Rh=1/1〜20/1である内燃機関排気ガス浄化用触媒材料、
とを含むことを特徴とする。
本発明の第一の態様の内燃機関排気ガス浄化用触媒材料はCeO2の量が45〜70質量%であり、ZrO2の量が20〜45質量%であり、Nd2O3量が2〜20質量%であり、La2O3量が1〜10質量%であるセリウム−ジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアと、該キャリアに担持された金属Pd又はPd酸化物からなる触媒成分とを含有する。このようなキャリアは、焼成によりCeO2に変化し得るCe化合物、焼成によりZrO2に変化し得るZr化合物、焼成によりNd2O3に変化し得るNd化合物、及び焼成によりLa2O3に変化し得るLa化合物を含有する溶液のpHを6.0〜8.0程度に調整し、得られた沈殿物をろ過し、洗浄し、十分に乾燥させ、その後焼成することにより、例えば1000℃で3時間焼成することにより得ることができる。
(1)上記の第一の態様の内燃機関排気ガス浄化用触媒材料、即ちCeO2の量が45〜70質量%であり、ZrO2の量が20〜45質量%であり、Nd2O3量が2〜20質量%であり、La2O3量が1〜10質量%であるセリウム−ジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアと、該キャリアに担持された金属Pd又はPd酸化物からなる触媒成分とを有する内燃機関排気ガス浄化用触媒材料と、
(2)ZrO2の量が50〜95質量%であり、CeO2の量が0〜40質量%であり、Nd2O3量が2〜20質量%であり、La2O3量が1〜10質量%であるセリウム−ジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアと、該キャリアに担持された
(2−1)金属Rh又はRh酸化物からなる触媒成分とを有し、Pdの量とRhの量との質量比が金属換算でPd/Rh=1/1〜20/1である内燃機関排気ガス浄化用触媒材料、又は
(2−2)金属Rh又はRh酸化物からなる触媒成分及び金属Pt又はPt酸化物からなる触媒成分とを有し、Pdの量とRhの量とPtの量との質量比が金属換算で(Pt+Pd)/Rh=1/1〜20/1である内燃機関排気ガス浄化用触媒材料
とを含み、一層良好な内燃機関排気ガス浄化用触媒材料である。
硝酸セリウム(CeO2換算量で)48質量部、硝酸ジルコニウム(ZrO2換算量で)44質量部、硝酸ネオジム(Nd2O3換算量で)6質量部及び硝酸ランタン(La2O3換算量で)2質量部を5Lのフラスコに入れ、2000mLの純水を加え、1時間を撹拌して均一な溶液を調製した。
硝酸セリウム(CeO2換算量で)46質量部、硝酸ジルコニウム(ZrO2換算量で)36質量部、硝酸ネオジム(Nd2O3換算量で)16質量部及び硝酸ランタン(La2O3換算量で)2質量部を使用した以外は実施例1に記載の方法と同様にして46CeO2−36ZrO2−16Nd2O3−2La2O3複合酸化物を調製した。また、実施例1に記載の方法と同様にして2質量%Pd担持46CeO2−36ZrO2−16Nd2O3−2La2O3触媒材料粉末を得た。更に、実施例1に記載の方法と同様にしてステンレス製メタルハニカム担体に担持させた。この触媒のウォシュコート量は完成触媒1L当り110gであり、Pdの担持量に換算して1L当り1.32gの触媒を得た。
硝酸セリウム(CeO2換算量で)46質量部、硝酸ジルコニウム(ZrO2換算量で)49質量部及び硝酸ランタン(La2O3換算量で)5質量部を使用し、硝酸ネオジムは使用しなかった以外は実施例1に記載の方法と同様にして46CeO2−49ZrO2−5La2O3複合酸化物を調製した。また、実施例1に記載の方法と同様にして2質量%Pd担持46CeO2−49ZrO2−5La2O3触媒材料粉末を得た。更に、実施例1に記載の方法と同様にしてステンレス製メタルハニカム担体に担持させた。この触媒のウォシュコート量は完成触媒1L当り110gであり、Pdの担持量に換算して1L当り1.32gの触媒を得た。
硝酸セリウム(CeO2換算量で)46質量部、硝酸ジルコニウム(ZrO2換算量で)28質量部、硝酸ネオジム(Nd2O3換算量で)24質量部及び硝酸ランタン(La2O3換算量で)2質量部を使用した以外は実施例1に記載の方法と同様にして46CeO2−28ZrO2−24Nd2O3−2La2O3複合酸化物を調製した。また、実施例1に記載の方法と同様にして2質量%Pd担持46CeO2−28ZrO2−24Nd2O3−2La2O3触媒材料粉末を得た。更に、実施例1に記載の方法と同様にしてステンレス製メタルハニカム担体に担持させた。この触媒のウォシュコート量は完成触媒1L当り110gであり、Pdの担持量に換算して1L当り1.32gの触媒を得た。
硝酸セリウム(CeO2換算量で)30質量部、硝酸ジルコニウム(ZrO2換算量で)60質量部、硝酸ネオジム(Nd2O3換算量で)8質量部及び硝酸ランタン(La2O3換算量で)2質量部を使用した以外は実施例1に記載の方法と同様にして30CeO2−60ZrO2−8Nd2O3−2La2O3複合酸化物を調製した。また、実施例1に記載の方法と同様にして2質量%Pd担持30CeO2−60ZrO2−8Nd2O3−2La2O3触媒材料粉末を得た。更に、実施例1に記載の方法と同様にしてステンレス製メタルハニカム担体に担持させた。この触媒のウォシュコート量は完成触媒1L当り110gであり、Pdの担持量に換算して1L当り1.32gの触媒を得た。
硝酸セリウム(CeO2換算量で)46質量部及び硝酸ジルコニウム(ZrO2換算量で)54質量部を使用し、硝酸ネオジム及び硝酸ランタンを使用しなかった以外は実施例1に記載の方法と同様にして46CeO2−54ZrO2複合酸化物を調製した。また、実施例1に記載の方法と同様にして2質量%Pd担持46CeO2−54ZrO2触媒材料粉末を得た。更に、実施例1に記載の方法と同様にしてステンレス製メタルハニカム担体に担持させた。この触媒のウォシュコート量は完成触媒1L当り110gであり、Pdの担持量に換算して1L当り1.32gの触媒を得た。
硝酸セリウム(CeO2換算量で)30質量部、硝酸ジルコニウム(ZrO2換算量で)60質量部、硝酸ネオジム(Nd2O3換算量で)8質量部及び硝酸ランタン(La2O3換算量で)2質量部を使用した以外は実施例1に記載の方法と同様にして30CeO2−60ZrO2−8Nd2O3−2La2O3複合酸化物を調製した。
硝酸ジルコニウム(ZrO2換算量で)88.5質量部、硝酸ネオジム(Nd2O3換算量で)10質量部及び硝酸ランタン(La2O3換算量で)1.5質量部を使用し、硝酸セリウムを使用しなかった以外は実施例1に記載の方法と同様にして88.5ZrO2−10Nd2O3−1.5La2O3複合酸化物を調製した。
硝酸ロジウム溶液(Rh換算量で)0.6質量部の代わりに硝酸ロジウム溶液(Rh換算量で)0.6質量部及び白金の硝酸溶液(Pt換算量で)1.2質量部を用いた以外は実施例3に記載の方法と同様にして0.6質量%Rh且つ1.2質量%Pt担持30CeO2−60ZrO2−8Nd2O3−2La2O3触媒材料粉末を得た。
硝酸ロジウム溶液(Rh換算量で)0.6質量部の代わりに硝酸ロジウム溶液(Rh換算量で)0.6質量部及び白金の硝酸溶液(Pt換算量で)1.2質量部を用いた以外は実施例4に記載の方法と同様にして0.6質量%Rh且つ1.2質量%Pt担持88.5ZrO2−10Nd2O3−1.5La2O3触媒材料粉末を得た。
実施例1〜6及び比較例1〜4で調製したそれぞれの触媒を900℃に保持した電気炉に入れ、1体積%CO−N2混合ガスを20L/minで流して24時間熱処理し、その後室温まで冷却した。次いで、モデルガス中のHC、CO及びNO(酸化窒素が400℃で低減される割合(浄化率)及び50%浄化率に到達する温度〔T−50(℃)〕を測定して、各々の触媒の三元浄化性能を評価した。評価条件は下記の通りであった。それらの結果は第1表に示す通りであった。
A/F=14.6、
空間速度:72,000/h、
評価温度:100〜500℃、
昇温:10℃/min。
Claims (5)
- CeO2の量が45〜70質量%であり、ZrO2の量が20〜45質量%であり、Nd2O3量が2〜20質量%であり、La2O3量が1〜10質量%であるセリウム−ジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアと、該キャリアに担持された金属Pd又はPd酸化物からなる触媒成分とを有することを特徴とする内燃機関排気ガス浄化用触媒材料。
- 金属Pd又はPd酸化物からなる触媒成分の量が、キャリアの質量を基準として金属Pd換算で0.3〜5質量%である請求項1記載の内燃機関排気ガス浄化用触媒材料。
- セラミックス又は金属材料からなる担体の表面に形成された、請求項1又は2記載の内燃機関排気ガス浄化用触媒材料50〜80質量%と、耐熱性アルミナ系成分10〜40質量%と、バインダ材固形分5〜20質量%とで構成されている触媒被覆層を有し、Pdの担持量が金属換算で触媒1L当り0.7〜5.5gであることを特徴とする内燃機関排気ガス浄化用触媒。
- (1)請求項1又は2記載の内燃機関排気ガス浄化用触媒材料と、
(2)ZrO2の量が50〜95質量%であり、CeO2の量が0〜40質量%であり、Nd2O3量が2〜20質量%であり、La2O3量が1〜10質量%であるセリウム−ジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアと、該キャリアに担持された
(2−1)金属Rh又はRh酸化物からなる触媒成分とを有し、Pdの量とRhの量との質量比が金属換算でPd/Rh=1/1〜20/1である内燃機関排気ガス浄化用触媒材料、又は
(2−2)金属Rh又はRh酸化物からなる触媒成分及び金属Pt又はPt酸化物からなる触媒成分とを有し、Pdの量とRhの量とPtの量との質量比が金属換算で(Pt+Pd)/Rh=1/1〜20/1である内燃機関排気ガス浄化用触媒材料
とを含むことを特徴とする内燃機関排気ガス浄化用触媒材料。 - セラミックス又は金属材料からなる担体の表面に形成された、請求項4記載の内燃機関排気ガス浄化用触媒材料50〜80質量%と、耐熱性アルミナ系成分10〜40質量%と、バインダ材固形分5〜20質量%とで構成されている触媒被覆層を有し、Pd、Rh及びPtの合計担持量が金属換算で触媒1L当り0.7〜6.5gであることを特徴とする内燃機関排気ガス浄化用触媒。
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