JP2910278B2 - 排気ガス浄化方法 - Google Patents
排気ガス浄化方法Info
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- JP2910278B2 JP2910278B2 JP3049725A JP4972591A JP2910278B2 JP 2910278 B2 JP2910278 B2 JP 2910278B2 JP 3049725 A JP3049725 A JP 3049725A JP 4972591 A JP4972591 A JP 4972591A JP 2910278 B2 JP2910278 B2 JP 2910278B2
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の内燃機関な
どから排出される排気ガス中の窒素酸化物(NOx) を浄化
する方法に関し、更に詳しくは酸素過剰雰囲気下、 300
〜 500℃という実用温度域で排気ガス中の NOxを浄化す
る排気ガス浄化方法に関する。
どから排出される排気ガス中の窒素酸化物(NOx) を浄化
する方法に関し、更に詳しくは酸素過剰雰囲気下、 300
〜 500℃という実用温度域で排気ガス中の NOxを浄化す
る排気ガス浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車等の内燃機関などから排出される
排気ガス中には窒素酸化物等が含まれているため、近
年、排気ガス中の窒素酸化物の浄化について種々の検討
がなされている。
排気ガス中には窒素酸化物等が含まれているため、近
年、排気ガス中の窒素酸化物の浄化について種々の検討
がなされている。
【０００３】従来、窒素酸化物の浄化には還元性ガスの
存在下に貴金属や金属の還元性触媒を用いるのが主体で
あったが、近年、窒素酸化物を酸化性ガスの存在下で浄
化する触媒について種々研究されている。そのような触
媒、特に空燃比の大きいリーン側で燃焼させた希薄燃焼
エンジンからの排気のような過剰酸素雰囲気下で NOxを
浄化するリーン NOx触媒として、Cu／ゼオライト触媒、
Pt／Al2O3 触媒等が知られている。しかしながら、これ
らの触媒のうち、Cu／ゼオライト触媒は高効率で NOxを
浄化できる温度が 450〜 550℃であり、また、Pt／Al2O
3 触媒は 350〜450 ℃であり、高効率で NOxを浄化でき
る温度幅の広い (例えば、 300〜 500℃) 触媒は知られ
ていなかった。
存在下に貴金属や金属の還元性触媒を用いるのが主体で
あったが、近年、窒素酸化物を酸化性ガスの存在下で浄
化する触媒について種々研究されている。そのような触
媒、特に空燃比の大きいリーン側で燃焼させた希薄燃焼
エンジンからの排気のような過剰酸素雰囲気下で NOxを
浄化するリーン NOx触媒として、Cu／ゼオライト触媒、
Pt／Al2O3 触媒等が知られている。しかしながら、これ
らの触媒のうち、Cu／ゼオライト触媒は高効率で NOxを
浄化できる温度が 450〜 550℃であり、また、Pt／Al2O
3 触媒は 350〜450 ℃であり、高効率で NOxを浄化でき
る温度幅の広い (例えば、 300〜 500℃) 触媒は知られ
ていなかった。
【０００４】即ち、ゼオライトは別名分子ふるいとも称
せられるように、種々の分子の大きさに匹敵する細孔を
有し、触媒として多くの反応に利用されており、また、
ゼオライトはその構成成分の一つである Al2O3の負電荷
を中和するために陽イオンを含み、この陽イオンは水溶
液中で他の陽イオンと容易に交換されるため、イオン交
換体としても利用されていることは周知の通りである。
この様な特徴を生かして、ゼオライトは近年、排気ガス
浄化用触媒への利用も検討されており、例えば特開平１
−135541号公報には、ゼオライトにPt，Pd，Rh，Ir及び
Ruから選ばれた貴金属をイオン交換により担持させた排
気ガス浄化用触媒が開示されており、この触媒は、燃料
に対して酸素が過剰状態で燃焼させた排気ガスのような
リーン雰囲気下においても優れた NOx浄化性能を示す旨
記載されている。
せられるように、種々の分子の大きさに匹敵する細孔を
有し、触媒として多くの反応に利用されており、また、
ゼオライトはその構成成分の一つである Al2O3の負電荷
を中和するために陽イオンを含み、この陽イオンは水溶
液中で他の陽イオンと容易に交換されるため、イオン交
換体としても利用されていることは周知の通りである。
この様な特徴を生かして、ゼオライトは近年、排気ガス
浄化用触媒への利用も検討されており、例えば特開平１
−135541号公報には、ゼオライトにPt，Pd，Rh，Ir及び
Ruから選ばれた貴金属をイオン交換により担持させた排
気ガス浄化用触媒が開示されており、この触媒は、燃料
に対して酸素が過剰状態で燃焼させた排気ガスのような
リーン雰囲気下においても優れた NOx浄化性能を示す旨
記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記したゼオライトに
陽イオンとしてCuを担持したCu／ゼオライト触媒は、Cu
がNOx に対する高い吸着能を有するため、初期の触媒活
性は優れているが、耐久後の劣化が大きく、高い NOx浄
化能を示す温度が 450〜 550℃付近の狭い範囲に限られ
るという問題がある。また、貴金属担持触媒の典型例で
あるPt／Al2O3 も同様に高い NOx浄化能を示す温度が35
0〜 450℃付近の比較的狭い温度範囲である。
陽イオンとしてCuを担持したCu／ゼオライト触媒は、Cu
がNOx に対する高い吸着能を有するため、初期の触媒活
性は優れているが、耐久後の劣化が大きく、高い NOx浄
化能を示す温度が 450〜 550℃付近の狭い範囲に限られ
るという問題がある。また、貴金属担持触媒の典型例で
あるPt／Al2O3 も同様に高い NOx浄化能を示す温度が35
0〜 450℃付近の比較的狭い温度範囲である。
【０００６】従って、本発明は、前記した従来技術の問
題を解決して、酸素過剰雰囲気下、300 〜 500℃という
広い実用温度域で排気ガス中の NOxを効率良く浄化する
方法を開発することを目的とする。
題を解決して、酸素過剰雰囲気下、300 〜 500℃という
広い実用温度域で排気ガス中の NOxを効率良く浄化する
方法を開発することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、アルミ
ナ担体に、アルミナ担体重量基準で０．５〜２重量％の
白金と白金重量基準で５〜２０重量％のストロンチウム
とを担持してなる排気ガス浄化用触媒を空燃比（Ａ／
Ｆ）が１８以上の酸素過剰の排気ガス中に配置して、排
気ガス中の窒素酸化物（ＮＯX ）を浄化する方法が提供
される。
ナ担体に、アルミナ担体重量基準で０．５〜２重量％の
白金と白金重量基準で５〜２０重量％のストロンチウム
とを担持してなる排気ガス浄化用触媒を空燃比（Ａ／
Ｆ）が１８以上の酸素過剰の排気ガス中に配置して、排
気ガス中の窒素酸化物（ＮＯX ）を浄化する方法が提供
される。
【０００８】本発明に係る排気ガス浄化方法に使用する
触媒は、γ−Al2O3 にPtと、第二成分元素としてSrを、
例えば含浸法で担持したもので、前記したCu担持ゼオラ
イト触媒と比較すると、初期の触媒活性においては劣る
ものの（温度域 400〜 550℃）、耐久後の劣化が小さ
く、従って NOx浄化活性の低下が小さく、また耐久後の
450 ℃以下での活性ではCu／ゼオライト触媒の活性を遙
かに上回っている。
触媒は、γ−Al2O3 にPtと、第二成分元素としてSrを、
例えば含浸法で担持したもので、前記したCu担持ゼオラ
イト触媒と比較すると、初期の触媒活性においては劣る
ものの（温度域 400〜 550℃）、耐久後の劣化が小さ
く、従って NOx浄化活性の低下が小さく、また耐久後の
450 ℃以下での活性ではCu／ゼオライト触媒の活性を遙
かに上回っている。
【０００９】本発明の最大の特徴は、Ptを担持したγ−
Al2O3 にSrを担持することにより高い NOx浄化活性を示
す温度域が拡大することにある。本発明者らは、これま
でPt担持ゼオライト触媒をはじめとするPt担持酸化物触
媒の調製を行ってきた。しかしながら、これらの触媒
は、高い NOx浄化活性を示す温度域が狭いという問題が
あり、かかる問題を如何に解決して高い NOx浄化活性を
示す温度域をどのようにして拡大させるかを検討してい
たが、第二成分元素としてSrを少量添加することによっ
て温度域の拡大に成功した。
Al2O3 にSrを担持することにより高い NOx浄化活性を示
す温度域が拡大することにある。本発明者らは、これま
でPt担持ゼオライト触媒をはじめとするPt担持酸化物触
媒の調製を行ってきた。しかしながら、これらの触媒
は、高い NOx浄化活性を示す温度域が狭いという問題が
あり、かかる問題を如何に解決して高い NOx浄化活性を
示す温度域をどのようにして拡大させるかを検討してい
たが、第二成分元素としてSrを少量添加することによっ
て温度域の拡大に成功した。
【００１０】本発明において担体に使用する酸化物はγ
−Al2O3 を主体とするものであり、γ−Al2O3 のみでも
良いが、高温での一層の耐久性を確保するためにはLaを
添加したLa添加γ−Al2O3 の使用が好ましい。また、ス
トロンチウムの添加量は担持Pt量の５〜20重量％程度が
よく、担体アルミナに対するPtの担持量は 0.5〜２重量
％が好ましい。
−Al2O3 を主体とするものであり、γ−Al2O3 のみでも
良いが、高温での一層の耐久性を確保するためにはLaを
添加したLa添加γ−Al2O3 の使用が好ましい。また、ス
トロンチウムの添加量は担持Pt量の５〜20重量％程度が
よく、担体アルミナに対するPtの担持量は 0.5〜２重量
％が好ましい。
【００１１】アルミナに対するPt及びSrの担持は例えば
通常の含浸法で行うことができる。含浸法による担持の
一例を説明すれば、Pt及びSrの担持金属成分を含有する
溶液の中にアルミナ担体を常温で24〜48時間浸漬し（浸
漬工程）、次に例えば温度 100〜 110℃で約10時間乾燥
し（乾燥工程）、最後に温度 400〜 800℃で数時間保持
して焼成する（焼成工程）ことからなる。被含浸液に含
有させる白金化合物としては例えば、ジニトロジアミン
白金硝酸塩溶液、塩化白金酸溶液などを用いることがで
き、ストロンチウム化合物としては、硝酸ストロンチウ
ム、酢酸ストロンチウムなどを用いることができる。
通常の含浸法で行うことができる。含浸法による担持の
一例を説明すれば、Pt及びSrの担持金属成分を含有する
溶液の中にアルミナ担体を常温で24〜48時間浸漬し（浸
漬工程）、次に例えば温度 100〜 110℃で約10時間乾燥
し（乾燥工程）、最後に温度 400〜 800℃で数時間保持
して焼成する（焼成工程）ことからなる。被含浸液に含
有させる白金化合物としては例えば、ジニトロジアミン
白金硝酸塩溶液、塩化白金酸溶液などを用いることがで
き、ストロンチウム化合物としては、硝酸ストロンチウ
ム、酢酸ストロンチウムなどを用いることができる。
【００１２】
【作用】本発明に従えば、理由は不明であるが、Pt／ア
ルミナ触媒に第二成分元素としてSrを添加することによ
り、表１及び図１に示すように、300〜 500℃の広い温
度範囲で酸素過剰雰囲気下で耐久試験後において高い浄
化率で NOxを浄化することができる。
ルミナ触媒に第二成分元素としてSrを添加することによ
り、表１及び図１に示すように、300〜 500℃の広い温
度範囲で酸素過剰雰囲気下で耐久試験後において高い浄
化率で NOxを浄化することができる。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明にかかる触媒及び比較例触媒
の調製例並びに酸素過剰状態のモデルガスを用いた NOx
に対する該触媒の浄化活性の評価例を説明するが、本発
明の技術的範囲を以下の実施例に限定するものではない
ことはいうまでもない。
の調製例並びに酸素過剰状態のモデルガスを用いた NOx
に対する該触媒の浄化活性の評価例を説明するが、本発
明の技術的範囲を以下の実施例に限定するものではない
ことはいうまでもない。
【００１４】触媒の調製 市販のγ−アルミナ、ジニトロジアミンPt硝酸塩溶液及
びSr，Ca，ＫもしくはBaの硝酸塩又はMgの硫酸塩を出発
物質として用いた。先ず、市販のLa添加γ−アルミナ
（W.R. GRACE製MI-386) を0.1mol％ジニトロジアミン白
金硝酸塩水溶液中に浸漬し、常温で24時間攪拌下に保持
した。次にろ過及び洗浄を行い、温度 110℃で10時間乾
燥し、更に温度 500℃で３時間焼成した。このようにし
て得られた触媒を触媒Ａとする。更に触媒Ａと同様の手
順で触媒Ａに更にSr，Ca，Ｋ，Ba又はMgを担持した触媒
Ｂ〜Ｆをそれぞれ調製した。
びSr，Ca，ＫもしくはBaの硝酸塩又はMgの硫酸塩を出発
物質として用いた。先ず、市販のLa添加γ−アルミナ
（W.R. GRACE製MI-386) を0.1mol％ジニトロジアミン白
金硝酸塩水溶液中に浸漬し、常温で24時間攪拌下に保持
した。次にろ過及び洗浄を行い、温度 110℃で10時間乾
燥し、更に温度 500℃で３時間焼成した。このようにし
て得られた触媒を触媒Ａとする。更に触媒Ａと同様の手
順で触媒Ａに更にSr，Ca，Ｋ，Ba又はMgを担持した触媒
Ｂ〜Ｆをそれぞれ調製した。
【００１５】担持量分析 得られた排気ガス浄化用触媒を原子吸光分析により分析
した。結果は表１に示す。表示値は触媒 100重量部に対
する担持金属の量である。
した。結果は表１に示す。表示値は触媒 100重量部に対
する担持金属の量である。
【００１６】活性評価条件 得られた各触媒について耐久処理後の NOx転化率を空燃
比 (Ａ／Ｆ）＝18のモデルガスを用い、触媒温度 300〜
500℃の範囲で50℃ごとに定常評価を行った。触媒はペ
レット状のもの 0.5ｇを使用した。なお耐久処理は、空
燃比 (Ａ／Ｆ）＝18相当のモデルガス（水蒸気10％を含
む）雰囲気下で温度 600℃に５時間曝すことによって行
った。
比 (Ａ／Ｆ）＝18のモデルガスを用い、触媒温度 300〜
500℃の範囲で50℃ごとに定常評価を行った。触媒はペ
レット状のもの 0.5ｇを使用した。なお耐久処理は、空
燃比 (Ａ／Ｆ）＝18相当のモデルガス（水蒸気10％を含
む）雰囲気下で温度 600℃に５時間曝すことによって行
った。
【００１７】実験結果 各触媒の担持量と NOx転化率の結果を表１及び図１に示
す。なおCu担持触媒はゼオライト（ZSM-５）に 2.6％の
Cuを常法により担持して調製した。
す。なおCu担持触媒はゼオライト（ZSM-５）に 2.6％の
Cuを常法により担持して調製した。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【発明の効果】表１及び図１の結果からも明らかなよう
に、Pt担持アルミナ触媒にCa，Mg，Ｋ又はBaを第二成分
元素として添加した場合にも低温活性の向上するものも
あるが、 400℃以上では逆に NOx転化率が低下するのに
対し、第二成分元素としてPtにSrを添加した触媒では、
300℃での活性が向上するのみでなく、高温側でもほと
んど NOx転化率の低下がみられない。即ち、Pt／アルミ
ナ触媒にSrを添加することにより酸素過剰雰囲気下にお
いて耐久後も NOx転化率の高い温度域を広げることがで
きる。
に、Pt担持アルミナ触媒にCa，Mg，Ｋ又はBaを第二成分
元素として添加した場合にも低温活性の向上するものも
あるが、 400℃以上では逆に NOx転化率が低下するのに
対し、第二成分元素としてPtにSrを添加した触媒では、
300℃での活性が向上するのみでなく、高温側でもほと
んど NOx転化率の低下がみられない。即ち、Pt／アルミ
ナ触媒にSrを添加することにより酸素過剰雰囲気下にお
いて耐久後も NOx転化率の高い温度域を広げることがで
きる。
【図１】本発明に従ったPt＋Sr／アルミナ触媒並びにア
ルミナにPt、Pt＋Ca、Pt＋Mg、Pt＋Ｋ及びPt＋Baを担持
した触媒並びにCu／ゼオライト触媒の 300〜 500℃にお
ける NOx転化率を示すグラフ図である。
ルミナにPt、Pt＋Ca、Pt＋Mg、Pt＋Ｋ及びPt＋Baを担持
した触媒並びにCu／ゼオライト触媒の 300〜 500℃にお
ける NOx転化率を示すグラフ図である。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01D 53/94 B01J 23/58
Claims (1)
- 【請求項１】 アルミナ担体に、アルミナ担体重量基準
で０．５〜２重量％の白金と白金重量基準で５〜２０重
量％のストロンチウムとを担持してなる排気ガス浄化用
触媒を空燃比（Ａ／Ｆ）が１８以上の酸素過剰の排気ガ
ス中に配置して、排気ガス中の窒素酸化物を浄化するこ
とを特徴とする排気ガス浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3049725A JP2910278B2 (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 排気ガス浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3049725A JP2910278B2 (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 排気ガス浄化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04284824A JPH04284824A (ja) | 1992-10-09 |
| JP2910278B2 true JP2910278B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=12839165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3049725A Expired - Fee Related JP2910278B2 (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 排気ガス浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2910278B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69218183T2 (de) * | 1991-12-27 | 1997-07-31 | Toyoda Chuo Kenkyusho Kk | Vorrichtung zur emissionsregelung in einem verbrennungsmotor |
| EP0666099B1 (en) * | 1993-04-28 | 2001-07-18 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Method of removing nitrogen oxides contained in exhaust gas |
| US5753192A (en) * | 1996-11-29 | 1998-05-19 | Ford Global Technologies, Inc. | Zirconia and sulfate in NOx traps to improved trapping and sulfur tolerance |
| JP3903598B2 (ja) * | 1997-09-24 | 2007-04-11 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化用触媒およびその製造方法 |
| WO2024014409A1 (ja) * | 2022-07-13 | 2024-01-18 | 三井金属鉱業株式会社 | 排ガス浄化用触媒組成物、排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化システム |
-
1991
- 1991-03-14 JP JP3049725A patent/JP2910278B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04284824A (ja) | 1992-10-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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