JP3505739B2 - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents

排ガス浄化用触媒

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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車などの内燃機
関から排出される排ガス中の炭化水素(HC),一酸化
炭素(CO),および窒素酸化物(NOx )を浄化する
排ガス浄化用触媒に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の排ガス浄化用触媒としては、アル
ミナや酸化セリウムなどに白金(Pt),パラジウム
(Pd),ロジウム(Rh)などの白金族金属成分を担
持し、これをモノリス担体にコーティングした構造のH
C,COおよびNOx を一度に除去する3元触媒と称せ
られる触媒が多用されてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
触媒は内燃機関をストイキ近傍の条件で運転した場合の
み有効であり、排ガス浄化用触媒は還元性から酸化性ま
で幅広く組成が変動する排ガスを処理することが要求さ
れ、特に炭化水素濃度が高く酸素濃度が十分でない条件
では炭化水素の強い吸着被毒が触媒活性金属に対して起
こることにより浄化反応が阻害され、有害成分の浄化率
が低くなってしまうという問題点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来の問題点に着目してなされたもので、白金族元素,活
性アルミナ,酸化セリウム等、従来から触媒成分として
使われるものに加えて、カリウム,セシウム,ストロン
チウムおよびバリウムのうち少なくとも1種類、コバル
トとマンガンのうち少なくとも1種類を組合わせること
により、炭化水素濃度が高く酸素濃度が低い排気ガスに
対しても高い浄化率を達成することができることを見い
だしたことに基づくものである。
【0005】従って、本発明の排ガス浄化用触媒は、触
媒成分担持層を有する一体構造型触媒において、該担持
層が触媒成分として白金とパラジウムのうち少なくとも
一種類、活性アルミナと酸化セリウムを加えて、カリウ
ム,セシウム,ストロンチウムおよびバリウムのうち少
なくとも1種類と、コバルトとマンガンのうち少なくと
も1種類を含むことを特徴とする。触媒成分の担持量、
即ち白金とパラジウムの担持量は、白金とパラジウムの
うち少なくとも1種が完成触媒1リットル当り0.1〜10
gであり、カリウム,セシウム,ストロンチウムおよび
バリウム担持量は、これらのうち少なくとも1種がそれ
ぞれ酸化カリウム,酸化セシウム,酸化ストロンチウ
ム,および酸化バリウムに換算して完成触媒1リットル
当り1〜30gであり、かつコバルトとマンガンの担持量
は、これらの少なくとも1種を酸化コバルトと酸化マン
ガンに換算して完成触媒1リットル当り1〜50g含む。
上記触媒成分の各担持量は、規定範囲未満では効果がな
く、一方規定範囲より多く担持させても得られる効果は
向上しない。
【0006】次にこの発明の触媒の製造方法を説明す
る。まず活性アルミナにカリウム,セシウム,ストロン
チウムおよびバリウムのうち少なくとも1種、コバルト
とマンガンのうち少なくとも1種を含む水溶液を含浸さ
せる。含浸処理に用いる塩は硝酸塩,塩化物,炭酸塩,
酢酸塩または水酸化物など水溶性のものであれば良い。
これを乾燥した後例えば 500℃で1時間、空気中で焼成
し、活性アルミナに対してこれら元素を1〜40重量%含
む粉末(イ)を得る。同時に活性アルミナにはジルコニ
ウム,セリウム,ランタンおよびネオジウムよりなる群
から選ばれた少なくとも1種が添加されていてよい。
【0007】次いでこの粉末(イ)に白金とパラジウム
のうち少なくとも1種の塩を含む水溶液を含浸し、乾燥
した後、例えば 400℃で1時間、空気中で焼成し、活性
アルミナに対し上記白金族元素を 0.1〜10重量%含む粉
末(ロ)を得る。上記粉末(ロ)とアルミナゾル、必要
に応じて酸化セリウムなどを混合,粉砕して、スラリー
とし、触媒担体、例えばモノリス担体基材に付着させ、
例えば 400〜650 ℃の温度で焼成し、排気ガス浄化用触
媒を得る。成分の異なるスラリー数種を調製して担体基
材に層状に付着させてもよい。また、更に性能を向上さ
せるためにロジウムを含む触媒層を追加して設けてもよ
い。
【0008】
【実施例】この発明を次の実施例,参考例、比較例およ
び試験例により説明する。尚例中の「%」は「重量%」
を示す。参考例1 活性アルミナに硝酸セリウム水溶液と硝酸カリウム水溶
液と硝酸コバルト水溶液を含浸し、乾燥した後 500℃で
1時間焼成した。このときのセリウムの担持濃度は7重
量%,カリウムの担持濃度は5重量%,コバルトの担持
濃度は10重量%。こうして得られた粉末に硝酸パラジウ
ム水溶液を含浸し、乾燥した後 400℃で1時間焼成し
て、パラジウム担持活性アルミナ粉末を得た。パラジウ
ムの担持濃度は1.00重量%。この粉末 700g,酸化セリ
ウム粉末 300g,アルミナゾル1000gをボールミルで混
合,粉砕して得られたスラリをモノリス担体基材( 1.3
L,400 セル)に付着させ焼成(400 ℃1時間)した。
この時の付着量は 200g/Lに設定した。このようにし
て触媒(A)を得た。触媒(A)におけるパラジウム量
は 1.8g/個になっていた。
【0009】実施例1 参考例1 において硝酸カリウムを硝酸セシウムに変えセ
シウムの担持濃度を5%にした以外は同様にして触媒
(B)を得た。
【0010】実施例2 参考例1 において硝酸カリウムを酢酸ストロンチウムに
変え、ストロンチウムの担持濃度を5%にした以外は同
様にして触媒(C)を得た。
【0011】実施例3 参考例1 において硝酸カリウムを酢酸バリウムに変え、
バリウムの担持濃度を5%にした以外は同様にして触媒
(D)を得た。
【0012】実施例 参考例1 において硝酸カリウムを硝酸カリウムと硝酸セ
シウムと酢酸バリウムに変え、カリウムの担持濃度を1
%,セシウムの担持濃度を2%,バリウムの担持濃度を
2%に、硝酸コバルトを硝酸コバルトと硝酸マンガンに
変え、コバルトの担持濃度を8%に、マンガンの担持濃
度を2%にした以外は同様にして触媒(E)を得た。
【0013】実施例 参考例1 において硝酸カリウムを硝酸セシウムと硝酸ス
トロンチウムと酢酸バリウムに変え、セシウムの担持濃
度を1%,ストロンチウムの担持濃度を2%,バリウム
の担持濃度を2%に、硝酸コバルトを硝酸コバルトと硝
酸マンガンに変え、コバルトの担持濃度を9%に、マン
ガンの担持濃度を2%にした以外は同様にして触媒
(F)を得た。
【0014】実施例 参考例1 において硝酸カリウムを硝酸セシウムと酢酸バ
リウムに変え、セシウムの担持濃度を2%,バリウムの
担持濃度を3%に、硝酸コバルトを硝酸コバルトと硝酸
マンガンに変え、コバルトの担持濃度を8%に、マンガ
ンの担持濃度を2%にした以外は同様にして触媒(G)
を得た。
【0015】参考例2 参考例1 において硝酸パラジウム溶液の代わりにジニト
ロジアンミン白金溶液を用い白金の担持濃度を1%にし
た以外は同様にして触媒(H)を得た。触媒(H)にお
ける白金量は 1.8g/個になっていた。
【0016】実施例 参考例2 において硝酸カリウムを硝酸セシウムに変えセ
シウムの担持濃度を5%にした以外は同様にして触媒
(I)を得た。
【0017】参考例3 参考例2 において硝酸カリウムを酢酸ストロンチウムに
変え、ストロンチウムの担持濃度を5%にした以外は同
様にして触媒(J)を得た。
【0018】参考例4 参考例2 において硝酸カリウムを酢酸バリウムに変え、
バリウムの担持濃度を5%にした以外は同様にして触媒
(K)を得た。
【0019】実施例 実施例において硝酸パラジウム溶液の代わりにジニト
ロジアンミン白金溶液を用い白金の担持濃度を1%にし
た以外は同様にして触媒(L)を得た。
【0020】実施例 実施例において硝酸パラジウム溶液の代わりにジニト
ロジアンミン白金溶液を用い白金の担持濃度を1%にし
た以外は同様にして触媒(M)を得た。
【0021】実施例10 実施例において硝酸パラジウム溶液の代わりにジニト
ロジアンミン白金溶液を用い白金の担持濃度を1%にし
た以外は同様にして触媒(N)を得た。
【0022】参考例5 参考例1 において、硝酸コバルトを硝酸マンガンに変え
マンガンの担持濃度を5%にした以外は同様にして触媒
(O)を得た。
【0023】実施例11 参考例5 において硝酸カリウムを硝酸セシウムに変えセ
シウムの担持濃度を5%にした以外は同様にして触媒
(P)を得た。
【0024】参考例6 参考例5 において硝酸カリウムを酢酸ストロンチウムに
変え、ストロンチウムの担持濃度を5%にした以外は同
様にして触媒(Q)を得た。
【0025】参考例7 参考例5 において硝酸カリウムを酢酸バリウムに変え、
バリウムの担持濃度を5%にした以外は同様にして触媒
(R)を得た。
【0026】参考例8 参考例5 において硝酸パラジウム溶液の代わりにジニト
ロジアンミン白金溶液を用い白金の担持濃度を1%にし
た以外は同様にして触媒(S)を得た。触媒(S)にお
ける白金量は 1.8g/個になっていた。
【0027】実施例12 参考例5 において硝酸カリウムを硝酸セシウムに変えセ
シウムの担持濃度を5%にした以外は同様にして触媒
(T)を得た。
【0028】参考例 9 参考例5 において硝酸カリウムを酢酸ストロンチウムに
変え、ストロンチウムの担持濃度を5%にした以外は同
様にして触媒(U)を得た。
【0029】参考例 10 参考例5 において硝酸カリウムを酢酸バリウムに変え、
バリウムの担持濃度を5%にした以外は同様にして触媒
(V)を得た。
【0030】比較例1参考例1 において硝酸カリウムを用いない以外は同様に
して触媒(W)を得た。
【0031】比較例2参考例1 において硝酸カリウムを用いず、硝酸パラジウ
ム溶液をジニトロジアンミン白金溶液に変え、白金担持
濃度を1%にした以外は同様にして触媒(X)を得た。
触媒(X)における白金量は 1.8g/個になっていた。
【0032】比較例3参考例1 において硝酸コバルトを用いない以外は同様に
して触媒(Y)を得た。
【0033】試験例前記実施例1〜 12 、前記参考例 1 10 および比較例1〜
3の触媒について、以下の条件で耐久後活性評価を行っ
た。
【0034】試験例 前記実施例1〜22および比較例1〜3の触媒について、
以下の条件で耐久後活性評価を行った。
【0035】
【表1】
【0036】
【表1】
【0037】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明の触媒は
白金、パラジウムのうち少なくとも1種を含む触媒活性
成分担持層を有する触媒組成中に、カリウム,セシウ
ム,ストロンチウムおよびバリウムのうち少なくとも1
種、コバルトとマンガンのうち少なくとも1種を含むこ
とにより、従来の触媒では吸着被毒を受けて浄化性能が
低下するようなガス雰囲気においても、この吸着被毒効
果を緩和しかつ酸化活性を向上し高い性能を維持でき
る。このため大きく組成が変動するエンジン排ガス浄化
に対して従来の触媒よりも高い活性を示すため、触媒性
能の向上あるいは触媒コストの低減が図れるという効果
が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 21/00 - 38/74 B01D 53/86,53/94

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 触媒成分担持層を有する一体構造型触媒
    において、触媒成分として白金とパラジウムのうち少な
    くとも一種類と、活性アルミナ及び酸化セリウム
    シウムと、コバルトとマンガンのうち少なくとも1種類
    と、を含むことを特徴とする排ガス浄化用触媒。
  2. 【請求項2】 さらに、カリウム、ストロンチウムおよ
    びバリウムのうち少なくとも1種類を含む請求項1記載
    の排ガス浄化用触媒。
  3. 【請求項3】 触媒成分として白金とパラジウムのうち
    少なくとも一種類が完成触媒1リットル当たり 0.1〜10
    gであり、カリウム,セシウム,ストロンチウムおよび
    バリウムのうち少なくとも1種類がそれぞれ酸化カリウ
    ム,酸化セシウム,酸化ストロンチウムおよび酸化バリ
    ウムに換算して完成触媒1リットル当たり1〜30gであ
    り、かつコバルトとマンガンのうち少なくとも1種類を
    酸化コバルトと酸化マンガンに換算して完成触媒1リッ
    トル当たり1〜50g含むことを特徴とする請求項1又は
    2記載の排ガス浄化用触媒。
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KR100368441B1 (ko) * 2000-01-17 2003-01-24 희성엥겔하드주식회사 휘발성 유기화합물 및 일산화탄소 제거용 산화촉매 조성물
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KR101189238B1 (ko) 2010-08-11 2012-10-09 기아자동차주식회사 질소산화물 흡장-환원 촉매, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 질소산화물의 정화 시스템
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