JPH0657320B2 - 排気ガス浄化用触媒の製造法 - Google Patents

排気ガス浄化用触媒の製造法

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JPH0657320B2 JP62193519A JP19351987A JPH0657320B2 JP H0657320 B2 JPH0657320 B2 JP H0657320B2 JP 62193519 A JP62193519 A JP 62193519A JP 19351987 A JP19351987 A JP 19351987A JP H0657320 B2 JPH0657320 B2 JP H0657320B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、金属製担体に定着させたアルミナウオッシュ
コート層に触媒成分を含浸させた排気ガス浄化用触媒の
製造法に関するものである。
(従来技術) 従来、排気ガス浄化用触媒として、例えば特公昭58−
23138号公報に示されるように、金属製担体にアル
ミナウオッシュコートを定着させ、このアルミナウオッ
シュコートに触媒成分を含浸させたいわゆるメタル触媒
は知られている。この触媒は第6図に断面構造を拡大し
て示すように、金属製波板1と金属製平板2とを交互に
積層させた金属製担体に、γ−アルミナ等からなるアル
ミナウオッシュコート30を定着させ、このアルミナウ
オッシュコート30に白金、ロジウム等の触媒成分を含
浸させた構造となっている。
このような触媒を製造する場合は、通常、上記金属製担
体にアルミニウム皮膜を形成してから、アルミナスラリ
ーに上記担体を浸漬して上記スラリーを担体に付着さ
せ、これを焼成してアルミナウオッシュコート30を形
成したのち、これを、触媒成分の水溶液中に浸漬して触
媒成分を含浸させる。このような製造法において、アル
ミナウオッシュコートを定着させる際には、予めアルミ
ナスラリーの粘度をある程度高くしておくことにより、
適度の量の触媒成分を含浸させるに必要な所定量のアル
ミナスラリーを一度に付着させ、つまり1層のアルミナ
ウオッシュコート30を定着するようにしている。
しかし、このようにして一度にアルミナスラリーを付着
させると、全体としては所要量のアルミナウオッシュコ
ート30が定着されても、金属製担体のコーナー部分A
にアルミナスラリーが多く集まり、従ってコーナー部分
Aではアルミナウオッシュコート層が厚くなるが、相対
的に平面部分ではアルミナウオッシュコート層が薄くな
り、このため触媒成分を含浸させたとき、アルミナウオ
ッシュコート層が薄い平面部分では触媒成分の密度が高
くなる傾向がある。そして、触媒成分の密度が高くなる
と、高温時に互いに近接した触媒粒子がくっつき合って
シンタリング(凝集粗大化)が生じ、それに伴って表面
積が減少することにより、触媒活性が低下するという問
題があった。
(発明の目的) 本発明は上記の事情に鑑み、アルミナウオッシュコート
層に含浸される触媒成分の分布を均一化してシンタリン
グを防止し、触媒活性を向上することができる排気ガス
浄化用触媒の製造法を提供するものである。
(発明の構成) 本発明の排気ガス浄化用触媒の製造法は、金属製波板と
金属製平板とを交互に積層して金属製担体を形成し、こ
の金属製担体に、少なくとも2層のアルミナウオッシュ
コートを順次定着し、このときに、金属製担体に接する
最内層のアルミナウォッシュコート層の量を金属製担体
に対して7〜10wt%とし、次に、少なくとも最外層
のアルミナウオッシュコート層に触媒成分を含浸させる
ようにしたものである。
この構成により、アルミナウオッシュコートの厚さが金
属製担体コーナー部と平面部とで不均一になる傾向が是
正され、とくに、順次定着される少なくとも2層のアル
ミナウォッシュコートのうちの最内層の量を金属製担体
に対して7〜10wt%としていることにより、剥離が
抑制されつつ、最外層のアルミナウオッシュコート層の
厚さが充分に均一化され、これに伴い、主に最外層に含
浸される触媒成分の密度が均一化されることとなる。
(実施例) 第1図は、本発明の製造法で製造される排気ガス浄化用
触媒の一例について、その断面構造を拡大して示してい
る。この図において、金属製担体は金属製波板1と金属
製平板2とを交互に積層して形成され、この金属製担体
の各板1,2の表面に、ベースコート3およびオーバコ
ート4からなる2層のアルミナウオッシュコートが定着
されている。そして、主にそのオーバコート4に、白
金、ロジウム等からなる触媒成分が含浸されている。こ
のような構造の触媒の製造法の具体例(本発明の方法の
実施例と比較例とを含む)を以下に説明する。
具体例 先ず、予め上記波板1および平板2からなる金属製担体
を形成しておいて、これにベースコート3を定着させ
る。
この工程では、γ−アルミナ100g、ベーマイト10
0g、水250ccに硝酸1.2ccを加えて混合撹拌
することにより、アルミナスラリーを作る。このアルミ
ナスラリーに上記金属製担体を浸漬することにより金属
製担体にアルミナスラリーを付着させ、それから余分な
スラリーを高圧エアブローによって取除く。この際に、
上記金属製担体は予め1000゜Cの空気中で6時間焼
成しておく。その後、150゜Cで30分乾燥してか
ら、550゜Cで1.5時間焼成する。こうしてベース
コート3が定着される。
次に、オーバコート4を定着させる。
この工程では、γ−アルミナ80g、CeO20g、
ベーマイト100g、水240ccに硝酸1.6ccを
加えて混合撹拌することにより、アルミナスラリーを作
る。このアルミナスラリーに、ベースコートが定着され
た金属製担体を浸漬することにより、ベースコート上に
さらにアルミナスラリーを付着させる。それから、ベー
スコート定着工程と同様に、エアブロー後、150゜C
で30分乾燥し、550゜Cで1.5時間焼成する。こ
うしてオーバコート4が定着される。なお、この工程を
行なうときに、還元剤をベースコートに含浸させるよう
にすれば、後記の触媒成分含浸の際に、触媒成分がベー
スコート3まで浸透することを抑制することができる。
次に、触媒成分を含浸させる。
この工程では、塩化白金、塩化ロジウムを所定量溶解し
た水溶液中に、上記ベースコート3およびオーバコート
4が定着された担体を浸漬する。そして、150゜Cで
30分乾燥した後、500゜Cで2時間焼成する。こう
して触媒成分を主にオーバコート4に含浸させる。
以上のような製造法において、ベースコート3は担体に
対して7wt%、オーバコート4は担体とベースコート
3とを加えたものに対して14wt%、CeOはオー
バコートアルミナに対して10wt%とし、また触媒成
分は白金を1.33g/、ロジウムを0.27g/
とした。
この製造法によると、ベースコート定着工程で予めアル
ミナスラリーの粘土を比較的低くしておくことにより金
属製担体にベースコート3が比較的薄い層をなす状態に
定着されて、このベースコート3により金属製担体のコ
ーナー部Aがある程度埋められ、その上からオーバコー
ト4が定着されることにより、オーバコート4の層が均
一な厚さとなり、平面部Bでも適度の厚さのアルミナウ
オッシュコートが形成される。そして、触媒成分が主に
上記オーバコート4の層に含浸されることにより、触媒
成分の分布も均一化される。
性能確認テスト このような製造法によって得られる触媒と従来のこの種
触媒との性能を比較するため、第2図に示すようなテス
ト装置を用いてウォームアップ性能のテストを行なっ
た。この装置は、テストガスを650゜Cの電気炉11
に通し、これを予めバイパスしておき、これを触媒12
に通す状態に切替えてから、触媒12の入口温度を測定
しつつ、触媒を通過したガスを分析計に通すようにした
ものである。テスト条件としてはテストガスのボリュー
ムを24/min 、その空燃比を14.7、触媒12の
大きさを24mlとし、また触媒のエージング条件とし
て、900゜Cの空気中で50時間加熱した後の触媒を
用いた。
また、従来の触媒としては、γ−アルミナ80g、Ce
20g、ベーマイト100gに水240cc、硝酸
1.6ccを加えて混合したアルミナスラリーに、予め
1000゜Cの空気中で6時間焼成した金属製担体を浸
漬し、エアブロー後、150゜Cで30分乾燥、550
゜Cで1.5時間焼成を行なってから、塩化白金、塩化
ロジウムを所定量溶解した水溶液に浸漬し、150゜C
で30分乾燥、500゜Cで2時間焼成を行なったもの
を用い、担体に対するウオッシュコートアルミナ付着量
は14wt%、触媒成分の白金は1.33g/、ロジ
ウムは0.27g/とした。
そして本発明の上記具体例によって製造された触媒もの
と、従来例による触媒とにつき、HC、CO、NOxの
各浄化率を調べた結果は、第3図の(a)、(b)、
(c)にそれぞれ実線(本発明による触媒)と破線(従
来例による触媒)とで示すようになった。第3図(d)
は入口温度の変化を示している。このテスト結果から、
本発明によれば従来より触媒性能が改善されることがわ
かる。
他の具体例 ベースコート3の量を変えた他のいくつかの具体例を次
に示す。
γ−アルミナ100g、ベーマイト100g、水26
0ccに所定量の硝酸を加えて混合撹拌することにより
アルミナスラリーを作り、このアルミナスラリーに前記
金属製担体を浸漬することにより金属製担体にアルミナ
スラリーを付着させ、それから高圧エアブロー後に、1
50゜Cで30分乾燥、550゜Cで1.5時間焼成を
行なってベースコート3を定着する。次に、γ−アルミ
ナ80g、CeO20g、ベーマイト100g、水2
40ccに硝酸1.6ccを加えて混合撹拌したアルミ
ナスラリーに、ベースコート3が定着された金属製担体
を浸漬し、エアブロー後、150゜Cで30分乾燥、5
50゜Cで1.5時間焼成を行なってオーバコート4を
定着させる。そして、前記の第1の具体例と同様にして
触媒成分を含浸させる。
この具体例において、ベースコート3は担体に対して4
wt%、オーバコート4は担体とベースコート3とを加
えたものに対して14wt%、CeOはオーバコート
アルミナに対して10wt%とし、また触媒成分は白金
を1.33g/、ロジウムを0.27g/とした。
上記具体例と同様の方法で、ベースコート3を担体に
対して10%とした。
上記具体例と同様の方法でベースコート3を担体に対
して15%とした。
具体例の〜につき、浄化率および剥離性を調べる
と、第4図に白抜き丸印(浄化率)と黒丸印(剥離量)
とで示すようになった。つまり、ベースコート3の量を
種々変えた場合に、浄化率はベースコート3を7wt%
以上にすれば高くなり、一方、剥離はベースコート3を
10wt%以下とすれば充分小さく抑えられる。従っ
て、最内層のアルミナウォッシュコート層であるベース
コート3の量を、担体に対して7〜10wt%とするこ
とにより、剥離を抑制しつつ、浄化率を高くすることが
できる。
また、オーバコート4を種々変えた場合、ライトオフの
温度(50%浄化する温度)と剥離量は第5図に白抜き
丸印(ライトオフ)と黒丸印(剥離量)とで示すように
なった。この図において、横軸はオーバコート4のwt
%による値であり、またその下の括弧内の値は、担体を
650g/、ベースコート3を10wt%としたとき
のオーバコート4の厚さである。このグラフのように、
オーバコート4を厚くする程ライトオフの温度が低くな
り、つまり浄化性能が高められるが、30wt%(4
7.6μ)を越えると剥離が生じ易くなるので、それ以
下の値とすることが好ましい。
なお、本発明において、アルミナウオッシュコート、触
媒成分の組成、量等は上記実施例に示すものに限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して差支えな
い。また、アルミナウオッシュコートは3層以上にして
順次担体に定着させてもよい。
(発明の効果) 以上のように本発明は、金属製担体に、少なくとも2層
のアルミナウオッシュコートを順次定着させ、最内層の
アルミナウォッシュコート層の量を金属担体に対して7
〜10wt%とし、そして、少なくとも最外層に触媒成
分を含浸させているため、従来よりも触媒成分の分布が
均一になり、高温状態となっても触媒成分のシンタリン
グが防止され、触媒の浄化性能を大幅に向上することが
できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の製造法により製造される排気ガス浄化
用触媒の一例を示す拡大断面図、第2図は触媒性能につ
いてのテスト装置を示す概略図、第3図(a)〜(d)
は上記テスト装置を用いて本発明の製造法で得られる触
媒と従来の触媒とについて行なったテストの結果を示す
グラフ、第4図はベースコートの量を種々変えた場合の
浄化率および剥離量を示すグラフ、第5図はオーバコー
トの量を種々変えた場合のライトオフおよび剥離量を示
すグラフ、第6図は従来の触媒の拡大断面図である。 1……金属製波板、2……金属製平板、3……ベースコ
ート、4……オーバコート。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属製波板と金属製平板とを交互に積層し
    て金属製担体を形成し、この金属製担体に、少なくとも
    2層のアルミナウォッシュコートを順次定着し、このと
    きに、金属製担体に接する最内層のアルミナウォッシュ
    コート層の量を金属製担体に対して7〜10wt%と
    し、次に、少なくとも最外層のアルミナウォッシュコー
    ト層に触媒成分を含浸させることを特徴とする排気ガス
    浄化用触媒の製造法。
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