JPH05285387A - 排ガス浄化触媒及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 起動直後の排ガスに多量に含まれているＣＯ
と炭化水素を速やかに酸化する触媒及び排ガス浄化方法
を提供する。 【構成】 担体に担持され、活性成分としてパラジウム
をＰｄに換算して触媒全体容量に対し０．５〜１０ｇ／
ｌ含み、かつセリウムを酸化セリウム（ＣｅＯ₂）換算
して触媒全体容量に対し１０〜１５０ｇ／ｌ含む排ガス
浄化触媒であり、また、本触媒をエンジン排ガス２の上
流に設置３し、エンジン１起動直後の高濃度ＣＯ及び炭
化水素を含有する排ガスを低温で速やかに燃焼し、三元
触媒４を急速に加熱昇温する排ガス浄化方法とした。 【効果】 エンジン起動直後の高濃度ＣＯ及び炭化水素
を含有する排ガスのＣＯを低温で着火しＣＯ及び炭化水
素を低温で速やかに燃焼することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関等から排出さ
れる排気ガス中に含まれる燃料未燃分及び部分燃焼生成
物であるＣＯと炭化水素を酸化する触媒及び排気ガス浄
化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車エンジンの排気ガスは、燃料の未
燃分、燃料の燃焼生成物である炭化水素（ＨＣ），ＣＯ
及びＮＯｘ等を含む。これらは大気中に放出されると、
光化学スモッグの生成や酸性雨の原因となり、人体や生
態系に多大な悪影響を及ぼす。１９７０年代に入り排ガ
ス規制値が設けられるとともに、排気ガス中の有害物質
を除去する方法が自動車メーカー各社で鋭意研究され、
ＨＣ，ＣＯ及びＮＯｘを同時に処理する貴金属系三元触
媒が開発されるに至った。しかし、近年、オゾン層破
壊、地球温暖化、酸性雨等地球規模での環境問題がクロ
ーズアップされ、自動車排ガス規制値も更に強化される
動きにある。ＨＣ，ＣＯ及びＮＯｘの有害物質の中でも
特にＨＣについては、オゾン層破壊に大きく寄与するこ
とから、他の物質以上に規制が厳しくなる。自動車から
大気中に放出されるＨＣ総量のうちの約７０％近くは、
自動車エンジン起動開始から約２分間で排出される。こ
れは、エンジンが定常運転に至らないエンジン起動時に
おいては、排気ガス温度が低く三元触媒が働かないこと
に起因する。

【０００３】そこで、エンジン燃焼器及び燃焼状態の改
善だけでなく、浄化システムの面から改善策が検討され
ている。例えば、特開平１−２２７８１５号公報に代表
されるように、エンジン始動時から暖気状態に至る間、
三元触媒の排気ガス導入部に二次空気を供給し、三元触
媒上で燃焼反応を行なわせる方法が提案されている。し
かしながらこの方法では、排気ガス温度が三元触媒反応
開始温度に昇温されるのに時間がかかるため、顕著な効
果は期待できない。そこで、できるだけ触媒の機能を速
やかに引き出すために、三元触媒よりもエンジンに近い
位置に前触媒を設置し、エンジン排ガスがあまり冷却さ
れること無く前触媒に到達するように工夫する方法が提
案されている。例えば、前触媒の耐熱を考慮し起動時の
低温用触媒と定常運転時の高温用触媒の２個の排気ガス
浄化触媒を並列して設置する（特開昭６１−２００３１
６号公報）方法がある。しかしながらこれらの方法で
は、触媒が反応に活性な温度まで排気ガスの熱でのみ昇
温されるため、前触媒及び主触媒の急速な活性化には限
界がある。従って、より低い温度で排ガス浄化性能を示
す触媒、及び触媒を急速に活性化する方法が望まれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】排気ガス中の炭化水素
（ＨＣ），ＣＯ及びＮＯｘ濃度は、燃料である空気
（Ａ）とガソリン（Ｆ）の重量比である空燃比（Ａ／
Ｆ）及び燃焼温度で決定される。エンジン起動時はエン
ジン内部が温まっていないことから、定常運転時に比較
して高濃度の炭化水素とＣＯが排出される。特にエンジ
ン起動時のＣＯの濃度は炭化水素の濃度をはるかにしの
ぐ数％から十数％排出されている。一般的にＣＯは炭化
水素よりも低い温度で触媒により燃焼が開始することが
知られているので、エンジン起動時に生成するＣＯを速
やかにすべて燃焼すると、その燃焼熱により触媒を急速
に加熱することが可能で、その温度上昇で炭化水素も同
時に燃焼できる。さらに一歩進んで、起動時に空燃比を
燃料リッチ側に調節することにより、より高濃度のＣＯ
を排出させ、これを燃焼させて触媒をより急速に加熱す
ることもできる。従って、エンジン起動時の常温に近い
排ガス温度において、％オーダのＣＯを低温で着火し速
やかに燃焼する触媒が必須となる。

【０００５】従来、自動車排ガス浄化触媒に関しては精
力的に研究がなされて多くの有効な触媒、組成が提案さ
れ、例えば特開昭５６−２１６４６号公報において特定
割合のパラジウムとセリウムからなる触媒がＣＯ及び炭
化水素の燃焼に有効であることが示されているが、これ
は特に酸素不足の条件下で有効なものである他、低温着
火特性についてはなんら知見を得たものではない。本発
明は、上記の従来の方法の問題点に対処すべく、自動車
等の内燃機関から排出される排気ガス中に含まれる燃料
未燃分及び部分燃焼生成物を浄化するにあたり、特に起
動直後の排気ガスに多量に含まれるＣＯを低温で着火
し、ＣＯと炭化水素を速やかに酸化する触媒及び排気ガ
ス浄化方法を提供することを課題とする。本発明者ら
は、ＣＯ及びＣＯと炭化水素混合ガスの燃焼触媒、特に
その低温着火特性に関して鋭意検討を進めることにより
本発明に至った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の排ガス浄化触媒は、高濃度のＣＯと炭化水
素を含むガスを、酸化に必要な当量以上の酸素の存在下
で、低温で酸化開始する触媒であり、担体に活性成分が
担持され、該活性成分として、パラジウム（Ｐｄ）を触
媒全体容量に対し０．５〜１０ｇ／ｌと、セリウムを酸
化セリウム（ＣｅＯ₂ ）に換算して触媒全体容量に対し
１０〜１５０ｇ／ｌとを含むこととしたものである。

【０００７】上記排ガス浄化触媒において、担体として
は、アルミナ、ランタンアルミネート（ＬａＡｌ
Ｏ₃ ），ランタン・β・アルミナ（Ｌａ₂ Ｏ₃ ・１１〜
１４Ａｌ₂Ｏ₃ ）、ランタン・β・アルミナ前駆体、Ｔ
ｉＯ₂ 、ゼオライト、シリカ、シリカ−アルミナのよう
な多孔質担体が好適に使用できる。なぜならば、担体の
比表面積が小さいと担持したパラジウムが凝集してしま
い、有効に使われないからである。従って、耐熱性の高
い多孔質担体、好ましくはランタンアルミネート（Ｌａ
ＡｌＯ₃ ），ランタン・β・アルミナ（Ｌａ₂ Ｏ₃ ・１
１〜１４Ａｌ₂ Ｏ₃ ）、ランタン・β・アルミナ前駆体
を用いることが望ましい。ここでランタン・β・アルミ
ナとは、ランタンの酸化物を３〜１０ mol％有し残部は
アルミナであり、β・アルミナ構造を持つ複合酸化物で
ある（特願昭５９−１６２３２９号）。また、ランタン
・β・アルミナ前駆体とは、１０００℃２時間以内の加
熱でランタン・β・アルミナに変りえる組成の酸化物混
合物である。そして、ランタンとアルミニウムのモル比
がＬａ／Ａｌ＝１／９９から１０／９０の範囲にある多
孔質担体がよい。また、上記排ガス浄化触媒は、セラミ
ックスあるいは金属の基材上にコートして排ガス浄化触
媒構造体として使用でき、これらの基材としてはハニカ
ム形状、板状基材、金網形状等が用いられる。

【０００８】次に、本発明を詳細に説明する。本発明の
触媒は、上記担体に水溶性のパラジウム塩及びセリウム
塩の水溶液を含浸し、乾燥後、加熱酸化することにより
得られる。パラジウム塩としては、硝酸パラジウム、塩
化パラジウム、又は〔Ｐｄ（ＮＨ₃ ）₄ （ＯＨ）₂ 〕の
ような水溶性のパラジウム錯体塩を用いる。セリウム塩
としては、硝酸セリウム、硫酸セリウム、酢酸セリウム
等水溶性の塩を用いるのが一般的である。パラジウム塩
及びセリウム塩水溶液を担体に含浸する方法としては、
パラジウム塩とセリウム塩の混合水溶液で２成分を同時
に含浸しても良いし、パラジウム塩水溶液を含浸し加熱
酸化した後にセリウム塩水溶液を含浸しても良いし、セ
リウム塩水溶液を含浸し加熱酸化した後にパラジウム塩
水溶液を含浸しても良い。以上の含浸法の他、上記担体
にパラジウム塩水溶液を含浸し加熱酸化した後の粉末
と、酸化セリウム、酸化セリウム或いは水酸化セリウム
を含有するゾル、或いは炭酸セリウム等の不溶性のセリ
ウム塩を湿式混練し、乾燥後、加熱分解、酸化する方法
によっても得られる。又は、上記担体と酸化セリウム、
酸化セリウム或いは水酸化セリウムを含有するゾル、或
いは炭酸セリウム等の不溶性のセリウム塩を湿式混練
し、乾燥後、加熱酸化し、これにパラジウム塩水溶液を
含浸しても良い。この時の担体の形状は、粉末、ペレッ
ト状、ハニカム状等が可能である。

【０００９】これらの触媒は、最終的には原料の塩が分
解し加熱酸化される温度、すなわち２００℃以上１００
０℃以下、好ましくは５００℃から９００℃で大気中で
加熱処理して得られる。本発明の触媒は、活性成分とし
てパラジウム、第二成分としてセリウムを含有している
が、パラジウムの他に活性成分として白金、ロジウム等
の貴金属、銀、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、
銅、バナジウム、亜鉛などの中から１種以上を含むこと
も可能である。ただし、その含有量は活性成分の１atom
％以上１０atom％以下であることが望ましい。なぜなら
ば、例えば白金、ロジウム等の貴金属は、ＣＯや炭化水
素の燃焼触媒や自動車排ガス処理の三元触媒として用い
られているが、処理ガス中のＣＯが高濃度になると白金
やロジウム上に吸着して吸着被毒を起こすために活性が
著しく低下し、更にそれらの活性は排ガス中の酸素濃度
に大きく影響される様になる。この現象はパラジウムに
比べて白金やロジウムに顕著に現われる。従って、パラ
ジウムに対し白金やロジウムの貴金属を１０atom％以上
含有するとＣＯ燃焼に対する触媒活性を低下させること
になる。この時、白金やロジウムの貴金属はＰｔ，Ｒｈ
の形態で存在する。また、銀、マンガン、鉄、コバル
ト、ニッケル、銅、バナジウム、亜鉛等は、Ａｇ，Ａｇ
₂ Ｏ，Ｍｎ₂ Ｏ₃ ，Ｍｎ₃ Ｏ₄ ，Ｆｅ₂ Ｏ₃ ，ＣｏＯ，
Ｃｏ₃ Ｏ₄ ，ＮｉＯ，ＣｕＯ，Ｃｕ₂ Ｏ，Ｖ₂ Ｏ₅ ，Ｚ
ｎＯなどの形態で存在し、ＣＯや炭化水素に燃焼活性を
示すことが知られているが、貴金属よりは活性が劣る。
これらを、１０atom％以上含有すると分散性が悪くなり
本来の活性を十分発揮できない。

【００１０】本発明の触媒は、活性成分としてパラジウ
ム、第二成分としてセリウムを含有しているが、セリウ
ムにかわる第二成分として、あるいは第三成分として後
述するようにセリウムと同じような働き、即ち活性成分
であるパラジウムに酸素を提供しＣＯの酸化を促進する
働きをする酸化物、例えばＮｉＯ，ＣｕＯ，Ｍｎ
₂ Ｏ₃ ，ＺｒＯ₂ 等を同時に含有することも可能であ
る。このようにして製造した排ガス浄化触媒のパラジウ
ム元素はＰｄＯ又はＰｄの形態で存在する。ガス中のＣ
Ｏが高濃度になると貴金属上にＣＯが吸着し、酸化反応
に必要な酸素の吸着を阻害するため、活性が低下する傾
向が見られる。この時の触媒活性は排ガス中の酸素濃度
に大きく影響される。これまでのＰｔ，Ｒｈ触媒ではガ
ス中のＣＯが高濃度になるとこのような吸着被毒が起こ
り活性が不安定であったが、これに比較して本触媒で活
性成分として用いているパラジウムは、高濃度ＣＯに対
してＰｔ，Ｒｈ触媒に比べてより低い温度で活性を示
す。第二成分として触媒に含有されているセリウム元素
はＣｅＯ₂ の形態で存在する。ＣｅＯ₂ は活性成分のパ
ラジウムに酸素を供給し、パラジウム表面を酸素リッチ
な状態に保つとともに、活性成分を覆う高濃度のＣＯの
速やかな燃焼を促進する。これらの化合物状態は、粉末
Ｘ線回折（ＸＲＤ）等一般的な分析法で同定される。

【００１１】上記のパラジウムとセリウムを含有する排
ガス浄化触媒は、この触媒単独で使用することができる
が、この触媒の粉末をセラミックスあるいは金属の基材
上にコーティング等の方法で担持して、排ガス浄化触媒
構造体として使用するのも有効な方法である。これらの
基材としてはハニカム形状、板状基材、金網形状等が用
いられる。特に金属の基材を用いた場合はセラミックス
に比較して熱伝導が良いため、同じ排ガス温度でも金属
の方が触媒温度が速く上昇し、より速い時間に触媒が活
性化される。さらに、導電性材料の基材を用いた場合
は、通電端子を設け電気触媒化することによって、電気
で触媒を加熱することが可能であり、触媒の急速な加熱
及び活性化が可能となる。このとき触媒は、通電時の電
気抵抗が０．０１〜０．５０Ωであるのがよく、また、
触媒の下流よりも上流側を急速に昇温し、触媒の上流側
から下流にかけて温度勾配をつけた構造とするのがよ
い。

【００１２】これらの排ガス浄化触媒構造体の製造法
は、前述した方法で得られたパラジウムとセリウムを含
有する触媒粉末と、バインダ、水などを混合してスラリ
ー状にし、これをセラミックスあるいは金属の基材上に
塗布した後、乾燥、加熱処理する。また、予め前述のア
ルミナ、ランタンアルミネート（ＬａＡｌＯ₃ ），ラン
タン・β・アルミナ等の多孔質担体粉末を含んだスラリ
ーをセラミックスあるいは金属の基材上に塗布した後、
乾燥、加熱処理したものに、前述した方法でパラジウム
塩とセリウム塩の水溶液を含浸し、乾燥加熱処理する方
法でも製造することが可能である。この様に製造した触
媒においては、基体にウオッシュコートされた触媒の同
一コーティング層内にパラジウムとセリウムが存在する
ことが望ましい。なぜならば、前述のようにＣｅＯ₂ は
活性成分のパラジウムに酸素を供給し、パラジウム表面
を酸素リッチな状態に保つとともに、活性成分を覆う高
濃度のＣＯの速やかな燃焼を促進する働きをするため、
パラジウムと別の層内に或る場合はその効果が発揮でき
ない。

【００１３】本発明の触媒は、高濃度のＣＯと炭化水素
及びこれらを酸化するために必要な当量以上の酸素を含
むガスを、１００〜２００℃で、本発明の触媒に接触さ
せて、ＣＯをＣＯ₂ に、炭化水素をＣＯ₂ とＨ₂ Ｏに変
換する排ガス浄化方法として使用すると、触媒の性能を
有効に発揮する。本発明の触媒は、これまで述べてきた
ように、パラジウムとセリウムの作用により高濃度のＣ
Ｏを低温で速やかに燃焼し炭化水素も同時に燃焼する。
従って、本発明の触媒を用いた排ガス浄化方法では、触
媒の活性化温度すなわちＣＯの着火可能な温度の排ガス
を触媒に接触させるか、あるいは触媒の活性化温度すな
わちＣＯの着火可能な温度の本発明の触媒に排ガスを接
触させればよい。排ガスによってはこの温度に満たない
場合があるが、そのような場合にはヒータで加熱するこ
とにより触媒が有効に作用する温度に昇温する。又は、
触媒に通電、あるいはヒータで加熱することにより触媒
が有効に作用する温度に昇温する。

【００１４】本発明の触媒は、ＣＯと炭化水素及びこれ
らを酸化するために必要な当量以上の酸素を含む排ガス
であれば、その浄化方法に用いることで有効に作用す
る。特に自動車エンジン起動初期に排出されるＣＯをパ
ーセントオーダーで含む排ガスの燃焼に有効である。こ
の場合は、理論空燃比より燃料過剰の状態でエンジンを
操作して燃焼排ガス中のＣＯ濃度を３％以上に保ち、触
媒の前で排ガスに空気を添加し排ガス中の酸素濃度をＣ
Ｏと炭化水素の理論酸素消費量と当量以上に調製し、本
発明の触媒に接触させる。本発明の方法では、触媒をエ
ンジン排ガス流路のエンジン出口と従来の三元触媒の間
に設置することで、触媒によるＣＯ，炭化水素の燃焼熱
で後流の三元触媒を活性化する方法として有効に作用す
る。この時、本発明の触媒と三元触媒との距離は短いほ
どＣＯと炭化水素の燃焼熱がロスなく三元触媒へ伝わる
ために有効に作用する。従って本触媒と三元触媒を接触
させることも有効な手段の一つとなる。本発明の触媒
は、エンジン排ガス流路のエンジン出口後流に設置され
る。その位置はエンジン出口に近いほど、本触媒へ到達
する排ガス温度が高くなるため、ＣＯと炭化水素が燃焼
しやすい。従って触媒の耐熱性が許される範囲内でエン
ジン出口へ近い位置へ設置することが好ましい。

【００１５】またＮＯｘ分解触媒或いは炭化水素により
ＮＯｘを選択的に還元する触媒と組合せることによっ
て、浄化性能の高い排ガス浄化方法となる。この場合
は、ＮＯｘ分解触媒或いは炭化水素によりＮＯｘを選択
的に還元する触媒の後流に、本発明の触媒を設置するこ
とにより、ＮＯｘ処理後のＣＯと炭化水素を含む排ガス
の燃焼を行う。本発明の触媒は自動車エンジン排ガス浄
化だけでなく、産業用燃焼器、民生用燃焼器、化学工業
等の反応塔から排出されるＣＯと炭化水素を含む排ガス
の燃焼を行うにも有効である。この場合は、これら装置
の排気側に本発明の触媒を含む触媒層を備えた排ガス処
理装置を設置することが望ましい。本発明の触媒は、室
温以上１０００℃以下、好ましくは１００℃以上８００
℃以下の反応温度で有効に作用する。排ガスによっては
この温度に満たない場合があるが、そのような場合には
触媒に通電、又はヒータで加熱することにより触媒が有
効に作用する温度に昇温し、自己発熱及び排ガス温度で
燃焼反応が持続する様に操作することが望ましい。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例で具体的に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されない。 実施例１ 硝酸アルミニウムと硝酸ランタンをＡｌ／Ｌａ（モル
比）＝９５／５に調整した水溶液を５Ｍのアンモニア水
で中和し、ｐＨ＝８とした。生成した沈殿を水洗、ろ過
したケーキ状物質を、１８０℃で乾燥後９００℃２時間
焼成しランタン・β・アルミナ（Ｌａ₂ Ｏ₃ ・１１〜１
４Ａｌ₂ Ｏ₃ ）担体粉末を調整した。３００メッシュ以
下に分級したこのランタン・β・アルミナ担体と、上記
方法で生成したケーキ状物質と、水とを重量比で１：
１：１で混合しウオッシュコート用スラリー液を調整し
た。市販のコージェライトハニカム（３００メッシュ／
inch²）にこのスラリー液をコーティングし、１２０℃
で乾燥後５５０℃で２時間焼成し、ランタン・β・アル
ミナウオッシュコートハニカムを得た。この時ランタン
・β・アルミナ担体のウオッシュコート量は、９０ｇ／
ｌである。

【００１７】４７２．０ｇのＣｅ（ＮＯ₃ ）₃ ・６Ｈ₂
Ｏを蒸留水で溶解し体積１リットルとし硝酸セリウム水
溶液を調製した。これに、ランタン・β・アルミナウオ
ッシュコートハニカムを浸漬し、余分な溶液を除去して
から、１２０℃で乾燥後５００℃で２時間焼成すること
により、ＣｅＯ₂ を担持した。次にこのハニカムを、パ
ラジウムを原子の重量で５０ｇ／ｌ含有する硝酸パラジ
ウム液３３７．３ccを蒸留水で希釈し体積１リットルと
した硝酸パラジウム水溶液に浸漬し、余分な溶液を除去
してから、１２０℃で乾燥後８００℃で２時間焼成して
パラジウムを担持し、触媒Ａを調製した。触媒Ａは、１
リットル当りＰｄが４ｇ、ＣｅＯ₂ が４５ｇ担持されて
いた。

【００１８】実施例２ 実施例１において硝酸セリウム水溶液を含浸し焼成する
操作を２回繰り返し、硝酸パラジウム溶液１６８．７cc
を蒸留水で希釈し体積１リットルとする以外は実施例１
と同様な方法で、触媒Ｂを調製した。触媒Ｂは、１リッ
トル当りＰｄが２ｇ、ＣｅＯ₂ が９０ｇ担持されてい
た。

【００１９】比較例１ 実施例１において硝酸セリウム水溶液を含浸し焼成する
操作を行わず、硝酸パラジウム水溶液を含浸し焼成する
操作のみを行い、触媒Ｃを調製した。触媒Ｃは、１リッ
トル当りＰｄが４ｇ担持されていた。

【００２０】比較例２ 実施例１において硝酸セリウム水溶液を含浸し焼成する
操作を行わず、硝酸パラジウム溶液の代わりに白金を原
子の重量で５０ｇ／ｌ含有する塩化白金酸溶液３３７．
３ccを蒸留水で希釈し体積１リットルとした塩化白金酸
水溶液を含浸し焼成する以外は実施例１と同様の方法
で、触媒Ｄを調製した。触媒Ｄは、１リットル当りＰｔ
が４ｇ担持されていた。

【００２１】比較例３ 実施例１において、Ｃｅ（ＮＯ₃ ）₃ ・６Ｈ₂ Ｏのかわ
りにＣｏ（ＮＯ₃ ）₃・６Ｈ₂ Ｏ ６８０．０ｇを使用
する以外は実施例１と同様の方法で、触媒Ｅを調製し
た。触媒Ｅは、１リットル当りＰｄが４ｇ、Ｃｏ₃ Ｏ₄
が４５ｇ担持されていた。

【００２２】比較例４ 実施例１において、Ｃｅ（ＮＯ₃ ）₃ ・６Ｈ₂ Ｏのかわ
りにＭｎ（ＮＯ₃ ）₂・６Ｈ₂ Ｏ ６８１．６ｇを使用
する以外は実施例１と同様の方法で、触媒Ｆを調製し
た。触媒Ｆは、１リットル当りＰｄが４ｇ、Ｍｎ₂ Ｏ₃
が４５ｇ担持されていた。

【００２３】上記の触媒Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，ＦのＣＯ
着火温度及び炭化水素燃焼率を、常圧流通式反応装置で
下記評価条件１により評価した。ここでＣＯ着火温度
は、触媒層にガスを導入し、１分後にＣＯ燃焼率が１０
０％を示す入口ガス温度とした。また炭化水素燃料率
は、ＣＯ着火温度におけるガスの導入１分後の値を示し
た。評価結果を表１に示す。高濃度ＣＯを燃焼する場合
の活性成分としては、触媒Ｄの白金よりも触媒Ｃのパラ
ジウムの方が低温でＣＯを着火するが、さらに、パラジ
ウムのみを担持した触媒Ｃに比較して、パラジウムとセ
リウムを担持した触媒ＡとＢの方がより低い温度でＣＯ
を着火し、かつ炭化水素燃焼率も高い。また、パラジウ
ムに他の遷移金属酸化物を添加した触媒ＥとＦは、パラ
ジウムのみを担持した触媒Ｃよりも逆に活性が低下して
いる。以上の結果から、パラジウムとセリウムを担持し
た触媒が高濃度ＣＯ及び炭化水素を含むガスの燃焼に高
活性を示すことがわかる。

【００２４】〔評価条件１〕 空間速度（ＳＶ）・・・３００００ｈ^-1 ガス組成 ・・・ＣＯ ３．０ ％ プロパン ０．１ ％ Ｏ₂ ６．０ ％ Ｎ₂ バランス

【表１】

【００２５】上記の触媒ＢのＣＯ着火温度及び炭化水素
燃焼率を、常圧流通式反応装置で上記評価条件１及び下
記評価条件２により測定し、排ガス中のＣＯ濃度の影響
を評価した。表２に示す結果から、本発明の触媒はＣＯ
濃度が高くなっても安定したＣＯ燃焼活性を示し、ＣＯ
濃度が高くなれば炭化水素燃焼活性は高くなることがわ
かる。従って、本発明の触媒を使用した自動車排ガス浄
化システムは、エンジン起動時から主触媒がその機能を
十分発揮する温度に昇温するまでの間、理論空燃比より
燃料過剰の状態でエンジンを操作して燃料中のＣＯ濃度
を３％以上の高濃度に保つ運転方法は炭化水素浄化に対
し有効な方法である。

【００２６】〔評価条件２〕 空間速度（ＳＶ）・・・３００００ｈ^-1 ガス組成 ・・・ＣＯ ６．０ ％ プロパン ０．１ ％ Ｏ₂ ６．０ ％ Ｎ₂ バランス

【表２】

【００２７】実施例３ 実施例１において硝酸パラジウム液１６８．７ccを蒸留
水で希釈し体積１リットルとする以外は実施例１と同様
な方法で、触媒Ｇを調製した。触媒Ｇは、１リットル当
りＰｄが２ｇ、ＣｅＯ₂ が４５ｇ担持されていた。

【００２８】実施例４ 実施例１において２０９．８ｇのＣｅ（ＮＯ₃ ）₃ ・６
Ｈ₂ Ｏを用い、硝酸パラジウム液１６８．７ccを蒸留水
で希釈し体積１リットルとする以外は実施例１と同様な
方法で、触媒Ｈを調製した。触媒Ｈは、１リットル当り
Ｐｄが２ｇ、ＣｅＯ₂ が２０ｇ担持されていた。

【００２９】実施例５ 実施例１において硝酸セリウム水溶液を含浸し焼成する
操作を３回繰り返し、硝酸パラジウム溶液１６８．７cc
を蒸留水で希釈し体積１リットルとする以外は実施例１
と同様な方法で、触媒Ｉを調製した。触媒Ｉは、１リッ
トル当りＰｄが２ｇ、ＣｅＯ₂ が１３５ｇ担持されてい
た。

【００３０】比較例５ 実施例１において硝酸セリウム水溶液を含浸し焼成する
操作を行わず、硝酸パラジウム溶液１６８．７ccを蒸留
水で希釈し体積１リットルとする以外は実施例１と同様
な方法で、触媒Ｊを調製した。触媒Ｊは、１リットル当
りＰｄが２ｇ担持されていた。

【００３１】実施例６ 実施例１において硝酸セリウム水溶液を含浸し焼成する
操作を２回繰り返す以外は実施例１と同様な方法で、触
媒Ｋを調製した。触媒Ｋは、１リットル当りＰｄが４
ｇ、ＣｅＯ₂ が９０ｇ担持されていた。

【００３２】実施例７ 実施例１において硝酸セリウム水溶液を含浸し焼成する
操作を３回繰り返す以外は実施例１と同様な方法で、触
媒Ｌを調製した。触媒Ｌは、１リットル当りＰｄが４
ｇ、ＣｅＯ₂ が１３５ｇ担持されていた。

【００３３】上記触媒Ｂ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，ＪのＣＯ着火温
度を、常圧流通式反応装置で上記評価条件１により評価
した。図１に触媒のＣｅＯ₂ 担持量とＣＯ着火温度の関
係を示す。この時の触媒１リットル当りのＰｄ担持量は
２ｇである。上記触媒Ａ，Ｃ，Ｋ，ＬのＣＯ着火温度
を、常圧流通式反応装置で上記評価条件１により評価し
た。図２に触媒のＣｅＯ₂ 担持量とＣＯ着火温度の関係
を示す。この時の触媒１リットル当りのＰｄ担持量は４
ｇである。図１及び図２の結果より、パラジウムのみを
担持した触媒にセリウムを添加すると、ＣｅＯ₂ 担持量
の増大と共にＣＯ着火温度は低下していく。しかし、Ｃ
ｅＯ₂ 担持量１３５ｇ／ｌ以上添加しても、それ以上の
顕著なＣＯ着火温度の低下は認められない。従って、Ｃ
ｅＯ₂ の担持量は１０〜１５０ｇ／ｌの範囲にあること
が望ましい。セリウムの添加効果は特にパラジウム担持
量の少ない図１の場合に顕著に認められる。

【００３４】実施例８ パラジウムを原子の重量で５０ｇ／ｌ含有する硝酸パラ
ジウム液１６８．７ccを蒸留水で希釈し体積１リットル
とした硝酸パラジウム水溶液を調製した。実施例１と同
様に調製したランタン・β・アルミナウオッシュコート
ハニカムを浸漬し、余分な溶液を除去してから、１２０
℃で乾燥後５００℃で２時間焼成することにより、パラ
ジウムを担持した。次にこれを、４７２．０ｇのＣｅ
（ＮＯ₃ ）₃ ・６Ｈ₂ Ｏを蒸留水で溶解し体積１リット
ルとした硝酸セリウム水溶液に浸漬し、余分な溶液を除
去してから、１２０℃で乾燥後５００℃で２時間焼成し
ＣｅＯ₂ を担持した。このセリウムを担持する操作を２
回行い、８００℃で２時間焼成して触媒Ｍを調製した。
触媒Ｍは、１リットル当りＰｄが２ｇ、ＣｅＯ₂ が９０
ｇ担持されていた。

【００３５】実施例９ 市販のγ−アルミナ粉末（平均粒ランタン・β・アルミ
ナ径１μ）と、市販のアルミナゾルと、水とを重量比で
１：１：１で混合しコーティング用スラリー液を調製し
た。市販のコージェライトハニカム（３００メッシュ／
inch² ）にこのスラリー液をコーティングし、１２０℃
で乾燥後５５０℃で２時間焼成し、アルミナウオッシュ
コートハニカムを得た。この時アルミナ担体のウオッシ
ュコート量は、１００ｇ／ｌである。４７２．０ｇのＣ
ｅ（ＮＯ₃ ）₃ ・６Ｈ₂ Ｏを蒸留水で溶解し体積１リッ
トルとし硝酸セリウム水溶液を調製した。これに、アル
ミナウオッシュコートハニカムを浸漬し、余分な溶液を
除去してから、１２０℃で乾燥後５００℃で２時間焼成
することにより、ＣｅＯ₂ を担持した。この操作を２回
行った後このハニカムを、パラジウムを原子の重量で５
０ｇ／ｌ含有する硝酸パラジウム液１６８．７ccを蒸留
水で希釈し体積１リットルとした硝酸パラジウム水溶液
に浸漬し、余分な溶液を除去してから、１２０℃で乾燥
後８００℃で２時間焼成してパラジウムを担持し、触媒
Ｎを調製した。触媒Ｎは、１リットル当りＰｄが２ｇ、
ＣｅＯ₂ が９０ｇ担持されていた。

【００３６】実施例１０ 実施例１と同様の方法で調製したランタン・β・アルミ
ナ粉末１００ｇと、パラジウムを原子の重量で５０ｇ／
ｌ含有する硝酸パラジウム液８８ccと、Ｃｅ（ＮＯ₃ ）
₃ ・６Ｈ₂ Ｏ １２４．９ｇと、蒸留水２００ccを混合
した後、ライカイキで１時間湿式混練した。これを、１
２０℃で乾燥後８００℃で２時間焼成して触媒粉末を得
た。この触媒粉末と、実施例１と同様の方法で生成した
ケーキ状物質と、水とを重量比で１：１：１で混合しコ
ーティング用スラリー液を調整した。市販のコージェラ
イトハニカム（３００メッシュ／inch² ）にこのスラリ
ー液をコーティングし、１２０℃で乾燥後５５０℃で２
時間焼成し、触媒Ｏを調製した。触媒Ｏは、．１リット
ル当りＰｄが４ｇ、ＣｅＯ₂ が４５ｇ担持されていた。

【００３７】上記の触媒Ｍ，Ｎ，ＯのＣＯ着火温度及び
炭化水素燃焼率を、常圧流通式反応装置で上記評価条件
１により測定し、触媒活性を評価した。表３に示す結果
から、異なる方法によって触媒を調製しても、安定した
触媒性能が得られる。

【表３】

【００３８】実施例１１ アルミニウムを含まないフェライト系ステンレス鋼薄板
をエキスパンド加工した後アルミニウムを溶射した金属
基体と、これに波状の凹凸を付けた薄板金属基体とを重
ね合わせて円柱状に巻き込み金属ハニカム構造体を形成
した。実施例１と同様な方法でランタン・β・アルミナ
粉末を含有するウオッシュコート用スラリー液を調整
し、金属ハニカム構造体にこのスラリー液をコーティン
グし、１２０℃で乾燥後５００℃で２時間焼成する操作
を繰返し、ランタン・β・アルミナウオッシュコート金
属ハニカムを得た。この時の担体付着量は７０ｇ／ｌで
ある。次に、硝酸セリウム六水和物５０wt％溶液にこれ
を浸漬し１２０℃で乾燥後５００℃で焼成する操作を繰
返しＣｅＯ₂ を担持した。その後、Ｐｄ３．８wt％を含
む硝酸パラジウム水溶液を調製して、これにハニカムを
浸漬し１２０℃で乾燥後５００℃で焼成する操作を繰返
しパラジウムを担持し、触媒Ｐを調製した。触媒Ｐは、
１リットル当りＰｄが４．４ｇ、ＣｅＯ₂ が５７ｇ担持
されていた。

【００３９】上記触媒ＰのＣＯ着火温度及び炭化水素燃
焼率を、常圧流通式反応装置で下記評価条件３の模擬排
ガスにより測定し、触媒活性を評価した。触媒外周に密
着させたヒータで触媒を１２５℃まで加熱した後、模擬
排ガスを触媒層に導入した。この温度で、排ガス中のＣ
Ｏは１００％燃焼し、炭化水素の燃焼率は８１．１％以
上を示した。 〔評価条件３〕 空間速度（ＳＶ）・・・８０００ｈ^-1 ガス組成 ・・・ＣＯ ７．６ ％ ＴＨＣ＊ ５３０ ppm Ｏ₂ ５．８ ％ Ｎ₂ バランス ＊ＴＨＣ：トータルハイドロカーボン、ｎ−ヘキサン換
算

【００４０】実施例１２ 実施例１１と同様の方法で製造したランタン・β・アル
ミナウオッシュコート金属ハニカムの中心と外周に電極
を設けた。この金属ハニカムの斜視図を図１０に示す。
図において、２９が金属ハニカム、３０が通電端子であ
る。これに、実施例１１と同様の方法でＣｅＯ₂ 及びＰ
ｄを担持した。これを排ガスの導入口、排気口、及び熱
電対挿入口を設けた金属容器にケーシングし、触媒Ｑを
製造した。 上記触媒Ｑの排ガス浄化性能を、下記評価
条件４の模擬排ガスにより測定し、触媒活性を評価し
た。ガスを触媒層に導入すると同時に、２４Ｖの鉛バッ
テリで触媒Ｑに通電し触媒を昇温した。触媒温度１２０
℃になったところで通電を停止したが温度上昇は持続し
た。触媒温度が１５０℃に上昇した時のＣＯ燃焼率は９
６．０％、炭化水素燃焼率は８６．４％を示した。 〔評価条件４〕 空間速度（ＳＶ）・・・５０００ｈ^-1 ガス組成 ・・・ＣＯ ７．６ ％ ＴＨＣ＊ ５３０ ppm Ｏ₂ ５．５ ％ Ｎ₂ バランス

【００４１】実施例１３ 図３は本発明の一実施例の排ガス浄化装置を示す図であ
る。エンジン１の排気通路２に排気浄化触媒として通常
自動車に用いられる三元触媒４を配置し、三元触媒４の
上流側に酸化触媒３を取り付けた。酸化触媒は、パラジ
ウムとセリウムを含有する高濃度のＣＯと炭化水素に高
い活性を示す触媒であり、実施例２と同様の方法で製造
した。酸化触媒３の上流側には、制御弁６を介して空気
供給装置５を接続した。酸化触媒の出口に取付けた温度
センサ８と酸素センサ９からの信号、及びエンジンの回
転数から算出した排気流量が制御ユニット７に取り込ま
れ、これらをもとに空気供給装置を制御するようにし
た。また酸化触媒の温度、酸化触媒の出口ガス温度及び
触媒入口の空燃比を計測しその信号により、エンジン起
動開始から三元触媒が活性化されるまで理論空燃比より
燃料過剰の状態でエンジンを操作し排ガス中のＣＯ濃度
を３％以上に保つ運転を行う。三元触媒が活性化温度に
昇温した後には、空気供給装置は停止され、酸素センサ
の信号によりエンジンの空燃比を制御する。

【００４２】実施例１４ 図４は本発明の一実施例の排ガス浄化装置を示す図であ
る。エンジン１の排気通路２に排気浄化触媒として通常
自動車に用いられる三元触媒４を配置し、三元触媒４の
上流側に電気触媒１１を取り付けた。電気触媒は金属ハ
ニカム基体にパラジウムとセリウムを含有する触媒をウ
オッシュコートしたもので実施例１２と同様に製造し
た。エンジン起動と同時に送られる信号によってスイッ
チ１２を介してバッテリ１３より電気触媒に電流が流れ
電気触媒は加熱される。電気触媒の温度が活性化温度ま
で昇温されると、制御ユニットの信号によりバッテリか
らの通電は停止される。電気触媒の上流側には、制御弁
６を介して空気供給装置５を接続した。電気触媒の出口
に取付けた温度センサ８と酸素センサ９からの信号、及
びエンジンの回転数から算出した排気流量が制御ユニッ
ト７に取り込まれ、これらをもとに空気供給装置を制御
するようにした。また電気触媒の温度、出口ガス温度及
び触媒入口の空燃比を計測しその信号により、エンジン
起動開始から三元触媒が活性化されるまで理論空燃比よ
り燃料過剰の状態でエンジンを操作し排ガス中のＣＯ濃
度を３％以上に保つ運転を行う。三元触媒が活性化温度
に昇温した後には、空気供給装置は停止され、酸素セン
サの信号によりエンジンの空燃比を制御する。バッテリ
１３への充電は、定常走行中に発電機１４により発電さ
れた電気で行われる。

【００４３】図４の排ガス浄化装置を設置したガソリン
車を用い、シャシダイナモメータでＬＡ−４モード運転
をおこないトータルＨＣ，ＣＯ及びＮＯｘ排出量を測定
した。用いたガソリン車のエンジンは２０００cc、直列
４気筒ＤＯＨＣである。電気触媒は三元触媒上流に設置
されている。触媒の容量は電気触媒０．４リットル、三
元触媒１．３リットルである。電気触媒への通電は１kW
でＬＡ−４モードスタート時から４０秒間におこなっ
た。エンジンマニホールドへエアポンプで二次空気をＬ
Ａ−４モードスタート時から１１０リットル／min で２
分間注入した。表４にその結果を示す。表４において、
ＬＡ−４モード運転におけるＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの総排
出量をEmission（ｇ／mi）で、Ａ−Bag （ＬＡ−４モー
ドスタートから５０５秒間）の総排出量をＡ−Bag （ｇ
／ｐ）で示した。 ｇ／mi → ｇ／mile ｇ／ｐ → ｇ／phase

【００４４】比較例６ 図８に、三元触媒を用いた排ガス浄化装置を示す。図８
の排ガス浄化装置を設置したガソリン車を用い、シャシ
ダイナモメータでＬＡ−４モード運転をおこない、トー
タルＨＣ，ＣＯ及びＮＯｘの排出量を測定した。用いた
ガソリン車は上記実施例１４と同一である。三元触媒４
の設置位置は上記実施例１４と同一である。表４に結果
を示す。

【表４】 表４から本発明の電気触媒を三元触媒上流に設置するこ
とによって、ＨＣ排出量を１／２に低減できることがわ
かる。

【００４５】実施例１５ 図５は本発明の一実施例の排ガス浄化装置を示す図であ
る。エンジン１の排気通路２に排気浄化触媒としてＮＯ
ｘ分解触媒１５を配置し、ＮＯｘ分解触媒の下流に酸化
触媒３を取り付けた。ＮＯｘ分解触媒としては、コージ
ェライト製モノリス担体にＣｕ−ＺＳＭ５を２０wt％ウ
オッシュコートしたものである。酸化触媒は、パラジウ
ムとセリウムを含有するＣＯと炭化水素に高い活性を示
す触媒であり、実施例１と同様の方法で製造した。ＮＯ
ｘ分解触媒の下流で酸化触媒３の上流側には、制御弁６
を介して空気供給装置５を接続した。ＮＯｘ分解触媒と
酸化触媒の出口に取付けた酸素センサ９、９′、酸化触
媒の出口に取付けた温度センサ８からの信号、及びエン
ジンの回転数から算出した排気流量が制御ユニット７に
取り込まれ、これらをもとに空気供給装置を制御するよ
うにした。

【００４６】実施例１６ 図６は本発明の一実施例の排ガス浄化装置を示す図であ
る。エンジン１の排気通路２に排気浄化触媒として炭化
水素によりＮＯｘを選択的に還元する触媒１６を配置
し、炭化水素によりＮＯｘを選択的に還元する触媒の下
流に電気触媒１１を取り付けた。炭化水素によりＮＯｘ
を選択的に還元する触媒としては、コージェライト製モ
ノリス担体にγ−アルミナを２０wt％ウオッシュコート
したものである。電気触媒は金属ハニカム基体にパラジ
ウムとセリウムを含有する触媒をウオッシュコートした
もので実施例１２と同様に製造した。エンジン起動と同
時に送られる信号によってスイッチ１２を介してバッテ
リ１３より電気触媒に電流が流れ電気触媒は加熱され
る。電気触媒の温度が活性化温度まで昇温されると、制
御ユニットの信号によりバッテリからの通電は停止され
る。炭化水素によりＮＯｘを選択的に還元する触媒１６
の上流側には、制御弁６を介して空気供給装置５を接続
した。電気触媒の出口に取付けた温度センサ８と酸素セ
ンサ９′からの信号、及びエンジンの回転数から算出し
た排気流量が制御ユニット７に取り込まれ、これらをも
とに空気供給装置を制御するようにした。エンジンの運
転が定常状態に至った後は、触媒１６の下流側の酸素セ
ンサ９及び電気触媒の下流側の酸素センサ９′の信号に
より空気供給装置を制御するようにした。バッテリ１３
への充電は、定常走行中に発電機１４により発電された
電気で行われる。

【００４７】実施例１７ 図７は本発明の一実施例の産業排ガス浄化システムを示
す図である。プロパン、プロピレン、ＣＯ、酢酸等を主
成分とする副生ガスを発生する化学工業の反応塔２１の
排気側に設置されたブロア２４によって排ガスは熱交換
器２５に導入される。排ガスは、触媒燃焼炉２２出口か
ら熱交換器２５に導入される燃焼排ガスによって触媒の
活性化温度まで加熱され、触媒燃焼炉２２に導入され
る。触媒燃焼炉２２には、パラジウムとセリウムを含有
した触媒をコージェライト製モノリス担体にウオッシュ
コートしたもので実施例１と同様の方法で製造された触
媒が充填されている。空気供給装置２３によって排ガス
に燃焼用空気が混合され触媒燃焼炉で排ガスの燃焼が進
行する。燃焼排ガスは熱交換器で触媒燃焼炉に導入され
る排ガスを加熱し、その後廃熱回収ボイラ２６に導入さ
れさらに余剰の熱を回収した後、排気通路２７から大気
中へ放出される。

【００４８】実施例１８ 図９は本発明の一実施例の排ガス浄化装置を示す図であ
る。エンジン１の排気通路２に排気浄化触媒として通常
自動車に用いられる三元触媒４と電気触媒１１を一体化
したコンバータを取り付けた。電気触媒は金属ハニカム
基体にパラジウムとセリウムを含有する触媒をウオッシ
ュコートしたもので実施例１２と同様に製造した。一体
化したコンバータの電気触媒側をエンジン出口側へ設置
した。エンジン起動と同時に送られる信号によってスイ
ッチ１２を介してバッテリ１３より電気触媒に電流が流
れ電気触媒は加熱される。電気触媒の温度が活性化温度
まで昇温されると、制御ユニットの信号によりバッテリ
からの通電は停止される。電気触媒の上流側には、制御
弁６を介して空気供給装置５を接続した。三元触媒入口
側に取付けた温度センサ８と三元触媒出口側に取付けた
酸素センサ９からの信号、及びエンジンの回転数から算
出した排気流量が制御ユニット７に取り込まれ、これら
をもとに空気供給装置を制御するようにした。また電気
触媒の温度、出口ガス温度及び触媒入口の空燃比を計測
しその信号により、エンジン起動開始から三元触媒が活
性化されるまで理論空燃比より燃料過剰の状態でエンジ
ンを操作し排ガス中のＣＯ濃度を３％以上に保つ運転を
行う。三元触媒が活性化温度に昇温した後には、空気供
給装置は停止され、酸素センサの信号によりエンジンの
空燃比を制御する。バッテリ１３への充電は、定常走行
中に発電機１４により発電された電気で行われる。

【００４９】

【発明の効果】以上の本発明の触媒及び方法によれば、
高濃度のＣＯと炭化水素及びこれらを酸化するのに必要
な当量以上の酸素を含有する排ガスの燃焼、浄化、特に
自動車エンジン起動直後に排出される燃料の未燃分及び
部分燃焼生成物の浄化に当り、パラジウムにセリウムを
添加することでパラジウムのＣＯ及び炭化水素燃焼活性
を高めた触媒で、エンジン起動直後のＣＯを低温で着火
しＣＯと炭化水素を低温で速やかに燃焼することがで
き、かつその燃焼熱で三元触媒を急速に加熱することが
できるため、自動車エンジン起動直後に排出されるＣＯ
と炭化水素を効果的に浄化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】触媒のＣｅＯ₂ 担持量とＣＯ着火温度の関係を
示すグラフ。

【図２】触媒のＣｅＯ₂ 担持量とＣＯ着火温度の関係を
示すグラフ。

【図３】本発明の触媒を用いた排ガス浄化システムの一
例を示す構成図。

【図４】本発明の触媒を用いた排ガス浄化システムの一
例を示す構成図。

【図５】本発明の触媒を用いた排ガス浄化システムの一
例を示す構成図。

【図６】本発明の触媒を用いた排ガス浄化システムの一
例を示す構成図。

【図７】本発明の触媒を用いた排ガス浄化システムの一
例を示す構成図。

【図８】従来の触媒を用いた排ガス浄化システムの構成
図。

【図９】本発明の触媒を用いた排ガス浄化システムの一
例を示す構成図。

【図１０】通電端子を備えた金属ハニカムの斜視図。

【符号の説明】

１…エンジン、２…排気通路、３…酸化触媒、４…三元
触媒、５…空気供給装置、６…制御弁、７，１０…制御
ユニット、８…温度センサ、９，９′…酸素センサ、１
１…電気触媒、１２…スイッチ、１３…バッテリ、１４
…発電機、１５…ＮＯｘ分解触媒、１６…炭化水素によ
ってＮＯｘを選択的に還元する触媒、２１…反応塔、２
２…触媒燃焼炉、２３…空気供給装置、２４…ブロア、
２５…熱交換器、２６…廃熱回収ボイラ、２７…排気通
路、２９…金属ハニカム、３０…通電端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 寿生 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 本地 章夫 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 小川 敏雄 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 宮寺 博 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 阿田子 武士 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 浜田 幾久 広島県呉市宝町３番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 担体に活性成分が担持され、該活性成分
   としてパラジウム（Ｐｄ）を触媒全体容量に対し０．５
   〜１０ｇ／ｌと、セリウムを酸化セリウム（ＣｅＯ₂ ）
   に換算して触媒全体容量に対し１０〜１５０ｇ／ｌとを
   含み、高濃度のＣＯと炭化水素を含むガスを低温で酸化
   することを特徴とする排ガス浄化触媒。
2. 【請求項２】 担体が、ランタンアルミネート（ＬａＡ
   ｌＯ₃ ），ランタン・β・アルミナ（Ｌａ₂ Ｏ₃ ・１１
   〜１４Ａｌ₂ Ｏ₃ ）、ランタン・β・アルミナ前駆体か
   ら選ばれた１種以上であることを特徴とする請求項１記
   載の排ガス浄化触媒。
3. 【請求項３】 活性成分のパラジウムとセリウムが、触
   媒の同一被覆層内に担持されていることを特徴とする請
   求項１記載の排ガス浄化触媒。
4. 【請求項４】 担体は、ランタンとアルミニウムのモル
   比がＬａ／Ａｌ＝１／９９から１０／９０の範囲にある
   多孔質担体であることを特徴とする請求項２記載の排ガ
   ス浄化触媒。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項記載の排ガ
   ス浄化触媒において、該触媒がセラミックス又は金属よ
   りなりハニカム形状、板状形状又は金網形状を有する基
   材に保持されていることを特徴とする排ガス浄化触媒。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか１項記載の排ガ
   ス浄化触媒において、該触媒が導電性材料よりなるハニ
   カム形状、板状形状又は金網形状を有する基材に保持さ
   れ、その基材に通電端子を有することを特徴とする排ガ
   ス浄化触媒。
7. 【請求項７】 触媒は、通電時の電気抵抗が０．００５
   〜０．５０Ωであることを特徴とする請求項６記載の排
   ガス浄化触媒。
8. 【請求項８】 触媒は、通電時に触媒の下流よりも上流
   側を急速に昇温し、触媒の上流側から下流にかけて温度
   勾配をつけた構造とすることを特徴とする請求項６記載
   の排ガス浄化触媒。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１項記載の排ガ
   ス浄化触媒と、高濃度のＣＯと炭化水素及びこれらを酸
   化するために必要な当量以上の酸素を含むガスとを、１
   ００〜２００℃で接触させ燃焼を開始させることを特徴
   とする排ガス浄化方法。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の排ガス浄化方法におい
    て、理論空燃比より燃料過剰の状態でエンジンを操作し
    て燃焼排ガス中のＣＯ濃度を３％以上に保ち、触媒の前
    で排ガスに空気を添加し排ガス中の酸素濃度をＣＯと炭
    化水素の理論酸素消費量と当量以上にすることを特徴と
    する排ガス浄化方法。
11. 【請求項１１】 請求項９記載の排ガス浄化方法におい
    て、触媒の加熱は、触媒に通電し、触媒温度を１００〜
    ４００℃好ましくは１００〜２００℃に昇温することを
    特徴とする排ガス浄化方法。
12. 【請求項１２】 請求項１〜８のいずれか１項記載の排
    ガス浄化触媒と、ＣＯ濃度を３％以上に調整した炭化水
    素を含む自動車排ガスとを、１００〜２００℃の温度で
    接触させ燃焼を開始させることを特徴とする自動車排ガ
    ス浄化方法。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載の浄化方法において、
    前記触媒上でのＣＯと炭化水素の燃焼熱で、後流の三元
    触媒を加熱、活性化することを特徴とする自動車排ガス
    浄化方法。