JPH04122447A - 排気浄化用触媒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は内燃機関の排気中の有害成分を除去するための
排気浄化用触媒に関する。

従来の技術 近年、内燃機関、特に自動車用内燃機関の排気浄化用触
媒は、耐久性、浄化性能等につき高度な性能が要求され
ている。この排気浄化用触媒としてはモノリス↑旦体に
白金（Ｐｔ）、　　ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（＃
）等の貴金属の一種又は一種以上担持したものが用いら
れている。これらの触媒を充填した触媒コンバータに排
気を送入することにより、排気中の有害物質である炭化
水素（ＨＣ）、−酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（
ＮＯｘ）を酸化または還元して浄化する。排気中のこれ
らの３成分を一度に浄化処理できる触媒を三元触媒と呼
んでいる。従来、三元触媒としての触媒特性の向上を図
るために、酸化セリウム酸化ニッケル、酸化ジルコニウ
ムを単独あるいは複合して用いることが行われている。

特に酸化セリウムと酸化ジルコニウムを混合した系では
触媒としての耐熱性が向上されるとされている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の三元触媒においては、Ｐｔ、Ｐｄ
、Ｒｈ等の貴金属を用いるためコストが非常に高いとい
う課題がある。さらに安定供給の面からも課題がある。

このため貴金属以外のいわゆるヘースメタルを用いて触
媒を構成しようという努力がなされている。とりねりコ
バルト系のペロブスカイＩ・構造をもつ複合酸化物が白
金系触媒に匹敵するＣｏ、Ｉ（Ｃの酸化活性を示すこと
が報告されている。しかしながら、コバルト系のペロブ
スカイトは排気ガス中のＮＯｘについては浄化性能が従
来の貴金属に比較し、活性が低い欠点がある。ＮＯｘの
浄化にはＲｈが不可欠であるとされているが、Ｒｈは貴
金属の中でもとりわけコス化炭素及び窒素酸化物を浄化
するだめの触媒であって、担体上に酸化反応に有効な触
媒成分からなる第１触媒層を設け、更に該第１触媒層の
上に混合希土、マンガン、銅及びパラジウムからなる第
２触媒層を設けてなることを特徴とする排気浄化用触媒
にある。本発明にかかる触媒は、酸化反応に有効な触媒
成分からなる第１触媒層と混合希土マンガン、銅及びパ
ラジウムからなる第２触媒層を有する。そして、両触媒
層は、担体上に第１触媒層を、更にその上に第２触媒層
を設けるものである。しかして、上記第１触媒層に用い
る触媒成分としては、セリア、混合希土、コバルトから
なり、混合希土及びコバルトはペロブスカイト構造を有
している。

また上記第２触媒層は混合希土、マンガン、銅で構成さ
れるペロブスカイト型複合酸化物（ＲＭｎ、−ｙｃｕｙ
ｏ、−−δ）、あるいはＣｕＭｎ２０ａ、ＣｕＭｎ０ｚ
等の複合酸化物及びパラジウムで構成する。パラジウム
は硝酸パラジウム等の各種塩を出発物質とし、混合希土
、マンガン、銅で構成される複合酸化物に対し、０．０
１〜０．１重量パーセントの範囲で担持する。

次に、第１触媒層を担持させる担体としては、コーディ
エライト、アルミナ、シリカ等の多孔質焼結体等がある
。また担体の形状としては、排気との接触を向上させし
かも圧力損失を低くし、浄化率を向」ニさせるにはハニ
カム状体等の一体型担体とすることが好ましい。

また、担体上への第１触媒層の担持量は、担体１乏に対
して１０ｇ〜１００ｇとすることが好ましい。

１０ｇ未満では、本発明の効果を得難く、１００ｇを越
えても担持量に見合うだけの効果を得難い。

次に、前記第１触媒層の」−に第２触媒層を設ける方法
としては、例えば先ず前記第１触媒層を形成した担体上
にＲＭｎ、−ｙＣｕｙＯ＋−δ、ＣｕＭｎｚ　ｏ４．Ｃ
ｕＭｎ０ｚ等の複合酸化物の混合物にパラジウムを担持
したものをスラリーにし、コーティングすることにより
行う。しかして、（状体に対する第２触媒層の担持量と
しては、担体１１に対して１ｇ〜５０ｇとすることが好
ましい。１ｇ以下では本発明の効果は得難く、５０ｇを
越えてもそれに見合う効果を得難い。

なお、本発明にかかる排気浄化用触媒は２００〜８００
°Ｃにおいて用いることが好ましい。また触媒層へ導入
する排気の空間速度としては、Ｇ　ＨＳ　Ｖ１万〜１２
万／時とすることが好ましい。

作用 本発明においては、担体上に第１触媒層を設け、更にそ
の上に第２触媒層を設けて触媒を構成しているので、従
来困難であったＮＯｘの浄化も効率よく行うことができ
る。したがって、優れた三元触媒を提供することができ
る。本発明の触媒がかかる優れた効果を発揮する理由は
明らかでないが、大路次のようであると考えられる。即
ち、排気ガスが上記触媒と接触した時、ガス中のＮＯｘ
はＣＵとＭｎからなるペロブスカイト型等の複合酸化物
の混合物と接触した時、同じくガス中のＨＣと選択的に
反応し、ＮＯｘは還元される。これによりＮＯｘは無害
物質に浄化される。

また、上記ＮＯｘと反応しなかった残りのＨＣ。

及びＣＯは第１触媒層によって排気中の酸素と反応して
、Ｒ２０，Ｃｏ２となる。

実施例 以下本発明の排気ガス浄化触媒の実施例について述べる
。４００セル／　ｉ　ｎ　２のコーディエライト製１体
型担体をＲｏ、９　Ｃｅｏ、ｃＱｏ３１ｏｏ部とＣｅ０
２１００部、さらにアルミナゾル５０部を水と共にボー
ルミリングするごとにより作製したスラリー中に浸漬し
た。続いて、圧縮空気により過剰液を吹き去り、この一
体化物を乾燥して、遊離の水を除去した後、７００’Ｃ
で１時間焼成し、担体１４２当り２０ｇのコート層を担
持した。次にＸ線回折によるとＲＭｎａｂ、Ｃｕｏ、ａ
Ｏ３，ＣｕＭｎ２Ｏ３及び若干のＭｎＯ□等、単独の酸
化物が確認された複合酸化物の混合体１００部とアルミ
ナゾル５０部を水と共にボールミリングすることＱこよ
り作製したスラリー中に上記担持物を浸漬し、」二記第
１層と同様にして担体１ｆＶ、当り２０ｇのコーティン
グを行った。

続いて、該担体をジニトロジアンミンパラジウムの硝酸
酸性水溶液に浸漬し、乾燥後、４００’Ｃで１時間焼成
して担体上に担体Ｉ℃に対しｏ、３ｇ／ｆｆのＰｄを担
持した。

比較触媒として上記触媒と同様にして４００セル／ｉｎ
ｚのコーディエライト製担体にＲ８，ｑＣｅａ。

Ｃ，Ｏ，を担体］ｌ当り４０ｇコーティングした。

続いて該担体をジニトロジアンミンパラジウムの硝酸酸
性水溶液を用いて前記触媒と同様にして該担体上に担体
１！に対し０．３ｇ／ρのＰｄを担持した。

上記２種の触媒をエンジンの排気系に装着して触媒活性
を調べた。本発明による触媒をＮｏ、　１、比較触媒を
Ｎｏ、　２とする。結果を次表に示す。

表から明らかなように本発明による排気浄化用触媒はＲ
ｈを用いなくとも高いＮＯｘ浄化率を持っている。

発明の効果 」二記のごとく、本発明の排気浄化用触媒は優れた三元
触媒である。さらに高価なＲｈを用いていないのでコス
ト的にも大幅に下げることが出来た。

さらに供給の変動がなく、安定供給が可能となった。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）担体上に酸化反応に有効な触媒成分からなる第１
   触媒層を設け、この第１触媒層の上に混合希土，マンガ
   ン，銅及びパラジウムからなる第２触媒層を設けた排気
   浄化用触媒。
2. （２）第１触媒層はセリア，混合希土，コバルトからな
   る触媒である特許請求の範囲第１項記載の排気浄化用触
   媒。
3. （３）第１触媒層は、ペロブスカイト型複合酸化物を担
   持した触媒である特許請求の範囲第１項記載の排気浄化
   用触媒。
4. （４）第２触媒層は混合希土，マンガン，銅で構成した
   固溶休もしくは複合酸化物である特許請求の範囲第１項
   記載の排気浄化用触媒。
5. （５）混合希土は酸化セリウム，酸化ランタン，酸化ネ
   オジウムである特許請求の範囲第１項記載の排気浄化用
   触媒。
6. （６）担体は一体型担体である特許請求の範囲第１項記
   載の排気浄化用触媒。