JPS6128455A - 排ガス浄化用触媒およびその製造方法 - Google Patents

排ガス浄化用触媒およびその製造方法

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JPS6128455A
JPS6128455A JP59148551A JP14855184A JPS6128455A JP S6128455 A JPS6128455 A JP S6128455A JP 59148551 A JP59148551 A JP 59148551A JP 14855184 A JP14855184 A JP 14855184A JP S6128455 A JPS6128455 A JP S6128455A
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Japan
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catalyst
noble metal
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exhaust gas
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Koichi Matsuo
松尾 紘一
Shozo Naito
内藤 省三
Kazuo Kimura
和夫 木村
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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

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〉 本発明は排ガス浄化用触媒、詳しくは、排気ガス中に含
まれる有害物質である一酸化炭素(CO)、炭化水素(
HC)、窒素酸化物(NOx )を無害物質に転化する
のに極めて優れた分解性能を有する排ガス浄化用触媒と
その製造方法に関する。
く従゛来の技術〉 内燃機関から排出される三種の有害物質であるCO、H
C、NOxを同時に無害物質に転化する触媒として白金
(pt)−ロジウム(Rh)系などがいわゆる三元触媒
として実用化されている。この触媒を用いる除去方法は
空気と燃料の比率(A/F比)を理論中燃費近傍に制御
することによって排ガス中に含まれるCo 、 HC、
NOxの三成分を排ガスが触媒を通過する際同時に除去
するものである。この方式に用いられるA/Fのコント
ロールは通常排ガス中の酸素量を検知しコンピューター
を介して電子燃料噴射装置にフィードバックすることに
より燃料と空気の比率を精度よくコントロールさせるこ
とにより行われる。またこの方式に用いられる三元触媒
の触媒有効成分として主として、白金、ロジウム等の貴
金属が用いられその他動触媒的効果、耐熱性の向上を図
るため鉄、ニッケル、コバルト、セリウム、ランタンな
ど各種遷移金属等を添加したものが多く用いられている
。このような従来の触媒は主に次のような方法により製
造されている。例えば(イ)ウオツシュコーテイングし
た触媒担体にニッケル等の遷移金属をコーチ・インクし
、その後貴金属を含浸させる。(ロ)先づアルミナを主
成分とした溶液で触媒担体をウオツシュコーテイングし
、その後可溶性ニッケル塩の溶液を含浸させた後貴金属
成分を含浸させる。
〈本発明が解決しようとする問題点〉 従来の浄化用触媒は比較的低温、例えば500℃以下で
使用される場合は好適な耐久性を示すものの、高温、例
えば700℃以上で使用する場合には熱々化が大きい。
又触媒性能にも限界がある。更に製造工程が煩雑であシ
高価である。
く問題点を解決するための手段〉 本発明は上記問題点を解決し、高温下での耐久性および
触媒性能に優れ、かつ製造の容易な排ガス浄化用触媒と
その製造方法を提供するものであり、該排ガス浄化用触
媒の構成はハニカム構造の触媒担体に、白金、パラジウ
ム、ロジウムの貴金属成分のうち少なくとも一種を担持
してなる浄化用触媒において、前記貴金属成分の粒間に
微細な酸化ニッケル粒が分散されてなることを特徴とし
、又、その製造方法の構成は、ハニカム構造の触媒担体
に白金、パラジウム、ロジウムの貴金属成分のうち少な
くとも一種をを担持させる際、該貴金属成分を含む溶液
中に可溶性ニッケル塩を添加し1、前記触媒担体を鉄溶
液に接触させて溶液中の各成分を同時に含浸させ、熱処
理することを特徴とする。
このように本発明の触媒は触媒有効成分である白金(p
t) 、パラジウム(Pd) 、ロジウム(Rh)の貴
金属成分と可溶性ニッケル塩を同時に含浸担持し担持さ
れた貴金属成分の粒間に微細。
な酸化ニッケルを分散性よく担持するところに特徴があ
り、更に必要に応じて耐熱性を上げるため貴金属成分お
よび可溶性ニッケル塩の他可溶性セリウム塩も添加同時
含浸させるものである。
本発明は前述のように貴金属成分の白金、パラジウム、
ロジウムの貴金属成分粒間に微細な酸化ニッケルを分散
させるため、これら貴傘属成分を含む溶液中に可溶性N
i塩を添加した溶液を用いる。鉄溶液にウオツシュコー
テイングしたハニカム構造の触媒担体を浸漬させる等し
て接触させ、上記各成分を同時に含浸させる。
ここで前記可溶性ニッケル塩の添加量は酸化ニッケル(
NiO)換算量として、貴金属成分に対し、0.1〜5
倍モル量程度が好ましい。対貴金属モル比5倍以上のニ
ッケル添加はそれ以上の効果がみられず、逆に耐熱性の
面からは好ましくない。
又、0.1モル以下の場合には酸化ニッケルの量が少な
く所望の効果を充分には発揮しえない。
尚、更にこれら貴金属成分と可溶性ニッケル塩を含む溶
液中に貴金属と酸化ニッケル換算量の合計重量当、!l
) CeO,換算量として10〜150重量、−の可溶
性セリウム塩(硝酸セリウム、酢酸セリウムなど)を添
加して三成分と共に同時に含浸することによシ一段と耐
熱性を向上させることが可能である。
ここで製造方法の具体的な手順を説明すると、上記溶液
に触媒担体を接触させる時間は通常用いられる担体(ウ
オツシュコーテイング後の表面積tstr?/gr以上
、気孔率: 0.10 竹r以上)であれば3〜5時間
浸漬させれば良く、使用液の液温については特に制限は
なく、常温〜90℃の広い範囲で使用可能で例えば浸漬
開始時80℃であった液温か浸漬終了後常温に下がって
もよい。
次にこの触媒担体を上記溶液から取出し、水洗後100
〜450℃の温度で1〜3時間乾燥し、上記溶液中の貴
金属成分およびニッケルを触媒担体に固着させるため還
元熱処理を施す。
この処理は水素気流中で400〜600℃で30〜60
分間加熱すれはよい。以上の処理により所定の貴金属成
分とNiの担持された触媒体を得る。次に必要に応じ前
述の操作と同様にして他の貴金属成分とNiとを同時浸
漬させ、二元組成ないし三元組成の貴金属成分とNi 
を有する触媒体が得られる。また二元ないし三元の貴金
属成分およびニッケルを同時に含む含浸液を用いて上記
と同様の触媒体を得ることも可能である。
以上の製造方法によシ得られる本発明の触媒は、従来の
触媒に比べ初期活性が優れ、゛かつ耐熱性にも優れる。
この理由は概ね次のように考えられる。即ち本発明の触
媒を透過型電子顕微鏡写真より観察すると、貴金属成分
とニッケルを同時に含浸担持して得られた本発明の触媒
は。
一旦アルミナを主成分とした組成でウオツシュコーテイ
ングした担体に可溶性ニッケル塩を含浸処理後貴金属を
担持して得られた従来の触媒にくらべ、助触媒成分とし
ての酸化ニッケル粒子および貴金属粒子が、極めて微細
化され(20A以下)高分散化担持されていることが確
認される。
因に第1図体)(b)に従来の触媒の電子顕微鏡写真を
示し、第2図(a) (b)に本発明の触媒の電子顕微
″鏡写真を示す。
更に必要に応じて貴金属成分と酸化ニッケル粒間に酸化
セリウムCeO,を介在させることにょシ、高温下での
貴金属あるいは酸化ニッケル粒子の粒成長を防止するな
どの効果がある。このように貴金属成分の結晶粒子と酸
化ニッケル粒子とが極めて微細に分散して担持される結
果、排ガスとの接触面積が格段に増大し活性点の数が増
えるので触媒性能が大幅に向上する。
また高温下における耐熱性が向上する。これは、Niを
介在させることによシ貴金属成分の分散がよくなり、表
面積が増大し、活性点が増加するのに伴い比較的高温下
に曝された一合にも尚かなりの活性点を有するため耐熱
性を有するものと推定される。更にCeO,を介在させ
た、場合には貴金属成分どうしの粒成長も抑木られるこ
とにより一段と耐熱性が向上するものと考えられる。
〈実施例1〉 市販のコージライト系ハニカム担体〔日本碍子製〜90
%φ×110〜L(300セル/インチ)〕を6個準備
し、先ず表1のA二1〜A−6の各種ウオツシュコーテ
イング組成物を用いてコーティングを行い、コーテイン
グ後は約120℃で31時間乾燥し、次いで650℃で
3時間■焼した。以上のコーティング処理、乾燥、燻焼
を3回くり返し表1に示す各種ウオツシュコーテイング
量の担体を得だ。次いでこれらの担体を内径92%φX
 12 oXLサイズの塩ビ製の円筒、容器中に装填し
、続いてハニカムが浸る程度の量(約509y)の純水
中に塩化白金酸(HtPtCAa ・6H!o) 2−
97 gr  (担体容量当υpt担持量1.6 V1
3相当)を溶解したものを6コ準備しその内A−2〜A
−6には硝酸ニッケA/ (Ni (NO3)2・6鴇
O〕ヲハニカム担持後ノNi。
換算量としてptモル量の夫々、0.1 、1.15゜
5.10倍モル量となる様に添加し、A−1〜A−6の
夫々の相当の溶液を塩ビ製筒内のハニカムの上部より注
入した。その後5時用放置してpt、Ni等を吸着させ
た後ハニカムを筒から取り出し、水洗後、120℃で3
時間乾燥後、水素気流中で500℃で30分間還元処理
を行った。
次いでptを担持処理した操作と同様にして塩化ロジウ
ム、、(RhC65−aH,o ) 0.29 t (
m体容量当5 Rh担持量o、t6y−/−g相当)を
純水約5001に溶解した溶液6コを造りA−2〜、A
−6には塩化白金酸含浸時と同様硝酸ニッケルをハニカ
ム担持後のNiO換算量としてRhモル量に対して0.
1.1,2.5,5,10倍モル量となる様に添加し、
A−1〜A−6相当の夫々の溶液を前述の塩化白金酸溶
液を注いだのと同じ操作にて塩ビ製筒内に注入し、注入
後の後処理も塩化白金酸溶液の後処理と全く同様にして
pt −1,6t/−13、Rh−0,16t/J担持
されたA−1〜A−6の夫々の触媒を得た(A−2〜A
−6がPt、RhとNiの同時担持触媒)。
次に得られたA−1〜A−6の各種触媒について三元触
媒としての性能を調べるために2000代の電子制御燃
料噴射装置(ECI)付三元触媒仕様車にて10モード
によるCO,HC,NOxの転化性能測定を実施した。
主な測定条件は次の通りである。
使用車種:yJ産2000cc乗用車 供試触媒:A−1〜A−6 (90φXll0L〜0.7J3) 触媒取付位置:エキゾースト・マニホールド出口より約
IWt 尚A−1〜A−6各種触媒の性能は新品の性能を測定後
950℃にセットした電気炉中に8118FJ!熱処理
したものについての耐熱性能も測定した。尚結果の表示
(表1右端欄)は各々の触媒を試験車へ取付けた時のC
o、HC,NOx 10モード排出量(gr/km )
と触媒取付けなしくダミー)の場合の10モード排出量
(gr/km )よシ次式を用い転化率を算出した。
尚ダミーのCO、HC、NOxの10モード排出量値は
次の如くである。
〈実施例2〉 実施例1で使用したのと同じ種類のハニカム担体3個を
準備し、ウオツシュコーテイングは実施例1に示したも
のと全く同様な組成物を使用し、同様な操作方法で行い
、以下塩化白金酸の代わシに塩化パラジウム(PdC6
,>の溶液を等モル量使用する以外は実施例1の操作方
法に準じて表2に示す如きB−1〜B−3の各種Pd/
Rh系触媒を得た(B−2〜B−3がPd、RhとNi
 の同時含浸触媒)。またこれら各種触媒の三元触媒と
しての性能も実施例1に示したのと同じ測定条件、測定
方法にて実施した。以上の結果を表2に示す。
〈実施例3〉 実施例1で使用したのと同じ種類のハニカム担体7個を
準備し、実施例1に示すのと同様な操作にて表3に示す
ウオツシュコーテイング量の担体を得た。次いで塩化パ
ラジウムPdCg、 2.1?を18 t/13の尿素
溶液約500−に溶解したもの7個を準備した。(C−
1〜C−7:担体容量当りPd担持量1.8SIL/A
相当)次いでC−1〜C−7に塩化ニッケル(Ni(J
、・2H,O) 1.13 gr (Pdと等%/L/
量)添加り更KC−1〜C−7に酢酸セリウA (Ce
 (CH3COO)、H,0)をそれぞれ0゜21 、
0.42 、2.11 、4.21 。
6.32.8.42gr  (それぞれCeO,換算量
として(Pd+Ni0)重量に対して5,10,50゜
100.150,200wtチ相当〕を添加した。これ
ら7個の溶液をそれぞれ実施例1に示したと同様な方法
にて担持処理を行った。尚、500℃で30分還元処理
を行った後は650℃にて1時間電気炉にて■焼を行い
、それぞれの触媒を得た。尚性能測定は実施例1,2と
同じ測定条件、測定方法にて実施した。以上の結果を表
3に示す。
く比較例〉 実施例1〜3で使用したのと同じ種類のノ・ニカム担体
3個を準備し、表4に示すA−0,B−o、C−oの各
種ウオツシュコーテイング組成物を用いて実施例1〜3
の操作法と同様に行い、表4に示す各種ウオツシュコー
テイング量の担体を得た。次いでこれらの3個の担体に
それぞれ実施例1,2.3に示した貴金属の担持方法(
但し貴金属溶液中へのNi塩の添加は除く)に従って、
それぞれの貴金属を担持さぜ、Ni またはN 1 /
CeO!をウオツシュコーテイング組成物中に含ませて
調製したP t/Rh 、 P d/Rh 。
Pd系の触媒を得た。これらの触媒について実施例1に
示す方法にてCO,HC,NO転化性能を測定した。こ
の結果を表4に示す。
〈発明の効果〉 坩上説明した本発明の触媒は実施例および比較例の試験
結果から明らかなように高温下での触媒性能が大きい、
とくに実施例2,3では高温下のco、I(c転化率が
殆んど80%〜90チ以上であるのに対し、比較例では
60〜70チ前後のものが大部分であり、本発明の触媒
が高温下において優れた触媒性能を発揮することが判る
【図面の簡単な説明】
第1図(a) (b)は従来の収楳の電子顕微鏡写真、
第2図(a)(b)は本発明の触媒の電子顕微鏡写真で
ある。尚、各図(a)は2万倍、各図Φ)は15万倍の
拡大倍率による触媒の組繊状態を示すものである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ハニカム構造の触媒担体に白金、パラジウム、ロ
    ジウムの貴金属成分のうち少なくとも一種を担持してな
    る浄化用触媒において、前記貴金属成分の粒間に微細な
    酸化ニツケル粒が分散されてなることを特徴とする排ガ
    ス浄化用触媒
  2. (2)ハニカム構造の触媒担体に白金、パラジウム、ロ
    ジウムの貴金属成分のうち少なくとも一種を担持させる
    際、該貴金属成分を含む溶液中に可溶性ニツケル塩を添
    加し、前記触媒担体を該溶液に接触させて溶液中の各成
    分を同時に含浸させ、熱処理することを特徴とする排ガ
    ス浄化用触媒の製造方法
  3. (3)特許請求の範囲第2項において、可溶性ニツケル
    塩が酸化ニツケル(NiO)換算量として貴金属成分1
    モルに対し0.1〜5モル添加された溶液を用いること
    を特徴とする排ガス浄化用触媒の製造方法
  4. (4)特許請求の範囲第2項又は第3項において、貴金
    属成分量と、酸化ニツケル換算量との合計量に対し酸化
    セリウム(CeO_2)換算量として10〜150重量
    %の可溶性セリウム塩が含有されている溶液を用いるこ
    とを特徴とする排ガス浄化用触媒の製造方法
JP59148551A 1984-07-19 1984-07-19 排ガス浄化用触媒およびその製造方法 Granted JPS6128455A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112892530A (zh) * 2021-01-26 2021-06-04 昆明贵研催化剂有限责任公司 原子级分散贵金属三效催化剂及其制备方法

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