JPS6260139B2 - - Google Patents

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JPS6260139B2
JPS6260139B2 JP52032892A JP3289277A JPS6260139B2 JP S6260139 B2 JPS6260139 B2 JP S6260139B2 JP 52032892 A JP52032892 A JP 52032892A JP 3289277 A JP3289277 A JP 3289277A JP S6260139 B2 JPS6260139 B2 JP S6260139B2
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JP
Japan
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catalyst
weight percent
alumina
aluminum oxide
calcium
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JP52032892A
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JPS53131270A (en
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Shichiro Adachi
Masaru Takayama
Takuo Sato
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TDK Corp
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TDK Corp
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Publication of JPS6260139B2 publication Critical patent/JPS6260139B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/945—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56—Platinum group metals
    • B01J23/58—Platinum group metals with alkali- or alkaline earth metals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関からの排気ガスを無害化処理
するのに好適な、排気ガス処理用触媒に関するも
のである。 最近、自動車等の排気ガスによる大気汚染が社
会上の大きな問題としてとり上げられ、これを解
決する為の効果的な手段の出現が要望されてい
る。 排気ガスの成分中、大気汚染に関し最も問題と
されているのは、一般化炭素、窒素酸化物及び未
燃炭化水素である。これらの成分を除去する方法
としては、エンジン等の改良による他に、アフタ
ーバーナーを用いて完成燃焼させる方法や触媒コ
ンバーターを用いて前記有害成分を無害成分に変
換する方法が多く提案されている。本発明はこの
触媒コンバーターに関するものである。 このコンバーターに用いられる触媒としては、
鉄、マンガン、銅、クロム、ニツケル等の金属の
酸化物あるいはそれらの混合物や、白金、パラジ
ウム等の貴金属をアルミナ、シリカ等の担体に担
持したものが知られている。 また、このコンバーター方式は大別して二種類
の方式がある。第一の方式は、排気ガスを先ず還
元用触媒と接触させてその中の窒素酸化物を還元
し、次にその処理生成物を必要に応じて二次空気
と混合したのち酸化用触媒と接触させて一酸化炭
素、および炭化水素類を酸化する二段階触媒シス
テムであり、第２の方式は、排気ガス中の酸素濃
度を適当に調整した後、触媒と接触させて窒素酸
化物の還元、一酸化炭素および炭化水素類の酸化
を同時に行ない、それらを除去する触媒システム
である。この内、第二の方式に用いられる触媒
は、触媒容器が１個で済み小型化でき、また発熱
および吸熱反応が同時に進行する為反応全体があ
る程度効率よく進行する等の利点があるが、反
面、酸化および還元という、本来逆の面を持つ反
応を同時に進行させる為に従来の触媒は酸素濃度
の好適な使用範囲が狭く、使用可能な触媒の効率
が悪いものであつた。 本発明は第二の方式に好適な排気ガス処理用触
媒に関するものである。すなわち、主として酸化
アルミニウムより成り酸化カルシウム及び白金族
元素から選ばれた少なくとも一種の元素を含み、
酸化アルミニウムの一部がコランダム構造である
触媒を使用する事により、排気ガス中の有害成分
を効果的に無害化しようとするものである。 なお酸化カルシウムを酸化ストロンチウムで置
換しても同様の効果が得られる。酸化カルシウム
は担体として用いる酸化アルミニウム中に初めか
ら含まれていても良いし、後に担持してもよい。
酸化カルシウムの含有量はCaOに換算して0.1〜
10.0重量パーセント、より好ましくは0.2〜5.0重
量パーセントである。 CaOの量は第４表に明らかなごとく0.25重量パ
ーセント以上で、例えば70％以上のCO浄化率を
示し、CaOが0.2重量パーセント以上での、触媒
特性が向上することは顕著である。 又CaOの量が10重量パーセント以上であればア
ルミナ成分の減少、若しくは空孔体積の減少をも
たらし、触媒の物理基本特性である、強度の低
下、ならびに有効表面積の減少を生じ好ましくな
い。また、担体として用いる酸化アルミニウム
は、少なくとも一部がコランダム構造を有する事
がより高い活性を得る為に好ましいが、その含有
割合は90重量パーセント以下が好ましい。コラン
ダム構造とは六方晶系の結晶構造を有するαアル
ミナのことである。更に含有される白金族元素は
白金、パラジウム、ロジウムから選ばれた少なく
とも一種から成る事が同様の理由からより好まし
い。含有される白金族元素が白金の場合、含有量
は0.001〜20重量パーセント、より好ましくは
0.005〜1.0重量パーセントであり、パラジウムの
場合、含有量は0.01〜2.0重量パーセント、より
好ましくは0.05〜1.0重量パーセントであり、ロ
ジウムの場合、含有量は0.0005〜2.0重量パーセ
ント、より好ましくは0.001〜1.0重量パーセント
である。 本発明触媒を充填したコンバーターを用いて排
気ガスを処理する場合、単に有害成分の無害成分
への転化率が高いだけではなく、有効に反応を行
なわせ得る酸素濃度の領域が広くとれ、従つて、
排気ガス中の酸素濃度の調整が容易となる。 本発明に使用する触媒を製造するに当り酸化カ
ルシウムを酸化アルミニウムに担持する場合、カ
ルシウムの酸化物あるいは水酸化物、塩化物、炭
酸塩、硝酸塩、酢酸塩等の焼成することによつて
酸化物となる化合物を酸化アルミニウムと混練
し、成型後400℃〜1100℃の温度で該化合物を酸
化物とするのに充分な時間焼成してもよいし、ま
たは、通常行なわれる様に、酸化アルミニウムの
成型物あるいはハニカム等に被覆された酸化アル
ミニウム担体上にカルシウムの可溶性の化合物を
用いて製造した含浸液を含浸し、乾燥後400℃〜
1100℃の温度で0.5時間〜10時間焼成してもよ
い。白金族元素の担持法も通常行なわれる様に該
元素の可溶性の化合物を用いて製造した含浸液を
含浸し、乾燥後、還元性雰囲気・中性雰囲気・酸
化性雰囲気のいずれかで300℃〜900℃に加熱し該
元素を固定する事によつて行なう事が出来る。 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明す
る。 実施例 １ 構造の異なる(a)，(b)二種類の球形多孔質アルミ
ナ（径4.0mm）を用意した。(a)は中間アルミナ100
％、(b)はαアルミナ50％、中間アルミナ50％から
なつていた。 中間アルミナとは、焼結が十分にすすんでいな
い状態のアルミナであつて、例えばρ，η，γ，
δアルミナ等がある。 アルフアアルミナは、このような中間アルミナ
を熱処理することにより得られる。 例えばγアルミナは約920℃で約１時間加熱す
るとαアルミナ50％になりγアルミナ50％にな
る。 (a)，(b)各々のアルミナに硝酸カルシウムの水溶
液を含浸し、乾燥後700℃で２時間空気中で焼成
した。この時カルシウムはCaOに換算して1.0重
量パーセント含有されていることが確認された。
このカルシウムを含有したアルミナ担体を塩化白
金酸の水溶液中に浸漬し、引き上げた後100℃で
７時間乾燥し、その後窒素気流中で600℃２時間
還元した。白金は、金属換算で0.04重量パーセン
ト担持されていた。 このようにして得た触媒40c.c.を石英ガラス製反
応管（内径34mm、長さ800mm）に詰めて300〜600
℃に維持し、この中に一酸化炭素1.2容量パーセ
ント、プロピレン0.1容量パーセント、一酸化窒
素0.1容量パーセント、酸素1.0容量パーセント、
水蒸気10容量パーセント、残部窒素から成る混合
ガスを空間速度20000時-1で通過させた。この間
処理温度は600℃に維持した。触媒層の前後での
ガス組成をガスクロマトグラフおよび化学発光型
NOx分析計で分析し、CO，C3H6，NOの浄化率
を求めた。その結果を第１表に示す。 第１表より、αアルミナ（コランダム）を含有
した触媒ｂの方が浄化率が優れていることがわか
る。
【表】 実施例 ２ 実施例１と同様の製法で、硝酸カルシウムおよ
び塩化パラジウムを用いて酸化カルシウムおよび
パラジウムを担持した触媒を試作し、実施例１と
同様の方法で浄化率を求めた。その結果を第２表
に示す。なお、酸化カルシウムはCaOに換算して
1.0重量パーセント、パラジウムは金属換算で0.1
重量パーセント担持されていた。
【表】 第２表より、αアルミナ（コランダム）を含有
した触媒ｂの方が浄化率が優れていることがわか
る。 実施例 ３ 実施例１と同様の製法で、硝酸カルシウムおよ
び塩化ロジウムを用いて酸化カルシウムおよびロ
ジウムを担持した触媒を試作し、実施例１と同じ
ガス条件で400℃に於ける浄化率を求めた。その
結果を第３表に示す。なお、酸化カルシウムは
CaOに換算して1.0重量パーセント、ロジウムは
金属換算で0.005重量パーセント担持されてい
た。
【表】 実施例 ４ 実施例１と同様の製法で実施例１の(b)の酸化ア
ルミニウムを用いてカルシウムの含有量の異なる
数種の触媒を試作し、実施例１と同様の方法で浄
化率を求めた。なお白金の担持量は金属換算で
0.04重量パーセント一定である。その結果を表４
に示す。 また、パラジウム、ロジウムを担持した場合も
同様の傾向がみられた。
【表】 実施例 ５ 実施例１と同様の製法で実施例１の(b)の酸化ア
ルミニウムを用いて白金担持量の異なる数種の触
媒を試作し実施例１と同様の方法で浄化率を求め
た。その結果を表５に示す。なおカルシウムの担
持量はCaOに換算で1.0重量パーセントで一定と
した。
【表】 実施例 ６ 実施例３と同様の製法で(b)の酸化アルミニウム
を用いてロジウムの担持量の異なる数種の触媒を
試作し実施例３と同様の方法で浄化率を求めた。
その結果を第６表に示す。なお担持されているカ
ルシウム量はCaOに換算して1.0重量パーセント
一定である。
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関からの排気ガスを浄化処理する触媒
    において、主として酸化アルミニウムより成り、
    0.2〜10.0重量パーセントの酸化カルシウム及び
    少なくとも一種の白金族元素を含むものであつ
    て、該酸化アルミニウムは少くとも一部がコラン
    ダム構造を有しており、該白金族元素は (a) 白金が0.001〜2.0重量パーセント (b) パラジウムが0.01〜2.0重量パーセント (c) ロジウムが0.0005〜2.0重量パーセント から選ばれたものであることを特徴とする排気ガ
    ス処理用触媒。
JP3289277A 1977-03-25 1977-03-25 Treating method for exhaust gas Granted JPS53131270A (en)

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JP3289277A JPS53131270A (en) 1977-03-25 1977-03-25 Treating method for exhaust gas
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JPS53131270A JPS53131270A (en) 1978-11-15
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