JP2823251B2 - Exhaust gas purifying catalyst and method for producing exhaust gas purifying catalyst - Google Patents
Exhaust gas purifying catalyst and method for producing exhaust gas purifying catalystInfo
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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、耐熱性に優れた排気ガス浄化用触媒及び排
気ガス浄化用触媒の製造方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst having excellent heat resistance and a method for producing the exhaust gas purifying catalyst.
(従来技術) 近時、エンジンの高出力化、燃料の改善及びエミッシ
ョンの向上のため、排気ガス浄化用触媒の耐熱性を向上
させることが望まれている。(Prior Art) Recently, it has been desired to improve the heat resistance of an exhaust gas purifying catalyst in order to increase the output of an engine, improve fuel, and improve emission.
このため、特公昭62−14338号公報に示すように、活
性アルミナに、セリウムと、ジルコニウムと、鉄及びニ
ッケルのうち少なくとも一種と、白金、パラジウム及び
ロジウムのうち少なくとも一種とを混合してなるスラリ
ー液を触媒担体表面にウオッシュコートして得た排気ガ
ス浄化用触媒が提案されている。Therefore, as shown in JP-B-62-14338, a slurry obtained by mixing activated alumina, cerium, zirconium, at least one of iron and nickel, and at least one of platinum, palladium and rhodium. There has been proposed an exhaust gas purifying catalyst obtained by wash-coating a liquid on the surface of a catalyst carrier.
一方、特開昭62−71536号公報に示すように、白金(P
t)及びロジウム(Rh)を含有するアルミナ層からなる
第1コート層を設け、該第1コート層上に酸化セリウム
(CeO2)とパラジウム(Pd)とを含有する第2コート層
を設けたものが知られている。On the other hand, as disclosed in JP-A-62-71536, platinum (P
a first coat layer made of an alumina layer containing t) and rhodium (Rh), and a second coat layer containing cerium oxide (CeO 2 ) and palladium (Pd) provided on the first coat layer. Things are known.
(発明が解決しようとする問題点) しかし、上記排気ガス浄化用触媒においては、アルミ
ナコート層(ウオッシュコート層)には白金(Pt)等の
貴金属触媒成分が担持されており、排気ガスの熱を受け
ると、貴金属触媒成分がシンタリング(凝集粗大化)を
起こして熱劣化する傾向にある。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the exhaust gas purifying catalyst, a noble metal catalyst component such as platinum (Pt) is supported on the alumina coat layer (wash coat layer), and the heat of the exhaust gas is reduced. Under such circumstances, the noble metal catalyst component tends to undergo sintering (coagulation and coarsening) and thermally deteriorate.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、その目
的は、貴金属の熱劣化を防止して耐熱性を向上させるこ
とにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to prevent heat deterioration of a noble metal and improve heat resistance.
(問題点を解決するための手段、作用) かかる目的を達成するために請求項1の発明にあって
は、 触媒担体表面に、貴金属触媒成分を含有するアルミナ
層が形成されている排気ガス浄化用触媒において、 前記アルミナ層の貴金属触媒成分は、酸化ランタン、
酸化バリウム粒子のうち少なくとも一種に固定化された
状態で前記アルミナ層に分散して含まれている、構成と
してある。(Means and Actions for Solving the Problems) In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purification method in which an alumina layer containing a noble metal catalyst component is formed on a surface of a catalyst carrier. In the catalyst for use, the noble metal catalyst component of the alumina layer is lanthanum oxide,
The alumina layer is dispersed and contained in the alumina layer while being fixed to at least one of the barium oxide particles.
上述の構成により、アルミナ層の貴金属触媒成分が、
酸化ランタン、酸化バリウム粒子のうち少なくとも一種
に固定化されることによって、該貴金属触媒成分と上記
酸化ランタン等の粒子とが互いに接した状態となり、酸
化ランタン等が熱安定成分として、貴金属触媒成分のシ
ンタリングを効果的に抑制すると共に該貴金属触媒成分
とアルミナ層のアルミナとの相互作用(特に高温下での
反応)も効果的に抑制することになる。このため、貴金
属の熱劣化を抑制して耐熱性を向上させることができる
ことになる。With the above configuration, the noble metal catalyst component of the alumina layer is
Lanthanum oxide, by being fixed to at least one of the barium oxide particles, the noble metal catalyst component and the particles of the lanthanum oxide and the like are in contact with each other, lanthanum oxide and the like as a heat stable component, the noble metal catalyst component The sintering is effectively suppressed, and the interaction between the noble metal catalyst component and the alumina of the alumina layer (particularly, the reaction at a high temperature) is also effectively suppressed. For this reason, heat deterioration of a noble metal can be suppressed and heat resistance can be improved.
また、上記目的を達成するために請求項2の発明にあ
っては、 請求項1において、 前記貴金属触媒成分は、白金である構成としてある。In order to achieve the above object, according to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the noble metal catalyst component is made of platinum.
上述の構成により、貴金属触媒成分が白金であって
も、前述の請求項1と同様の作用効果を生じることにな
る。According to the above configuration, even if the noble metal catalyst component is platinum, the same operation and effect as the above-described claim 1 are produced.
さらに、上記目的を達成するために請求項3の発明に
あっては、 請求項2において、 前記アルミナ層のアルミナ粒子にロジウムが固定化さ
れている構成としてある。Furthermore, in order to achieve the above object, according to the third aspect of the present invention, in the second aspect, rhodium is fixed to alumina particles of the alumina layer.
上述の構成により、ロジウム同士のシンタリング、ロ
ジウムと白金との合金化を抑制して、HC、NOx、COの浄
化性能を向上させることができることになる。With the above-described configuration, sintering between rhodiums and alloying of rhodium and platinum can be suppressed, and the purification performance of HC, NOx, and CO can be improved.
さらにまた、上記目的を達成するために請求項4の発
明にあっては、 触媒担体表面に貴金属触媒成分を含有するアルミナ層
からなる第1コート層が形成され、該第1コート層より
上に貴金属触媒成分と酸化セリウムおよびアルミナとか
らなる第2コート層が形成された排気ガス浄化用触媒に
おいて、 前記第1コート層の貴金属触媒成分は、酸化ランタ
ン、酸化バリウム粒子のうち少なくとも一種に固定化さ
れた状態で前記第1コート層に分散して含まれている構
成としてある。Furthermore, in order to achieve the above object, according to the invention of claim 4, a first coat layer made of an alumina layer containing a noble metal catalyst component is formed on the surface of the catalyst carrier, and the first coat layer is formed above the first coat layer. An exhaust gas purifying catalyst having a second coat layer formed of a noble metal catalyst component, cerium oxide and alumina, wherein the noble metal catalyst component of the first coat layer is fixed to at least one of lanthanum oxide and barium oxide particles. It is configured to be dispersed and contained in the first coat layer in the state of being performed.
上述の構成により、第1コート層の貴金属触媒成分
が、酸化ランタン、酸化バリウム粒子のうち少なくとも
一種に固定化されることによって、該貴金属触媒成分と
上記酸化ランタン等の粒子とが互いに接した状態とな
り、酸化ランタン等が熱安定成分として、貴金属触媒成
分のシンタリングを効果的に抑制すると共に該貴金属触
媒成分と第1コート層のアルミナとの相互作用(特に高
温下での反応)も効果的に抑制することになる。このた
め、第1、第2コート層を有している場合であっても、
貴金属の熱劣化を抑制して耐熱性を向上させることがで
きることになる。With the configuration described above, the noble metal catalyst component of the first coat layer is fixed to at least one of lanthanum oxide and barium oxide particles, so that the noble metal catalyst component and the particles of the lanthanum oxide and the like are in contact with each other. And lanthanum oxide or the like as a heat stable component effectively suppresses sintering of the noble metal catalyst component, and also effectively interacts with the noble metal catalyst component and the alumina of the first coat layer (particularly, reaction at high temperature). Will be suppressed. For this reason, even if it has the first and second coat layers,
The heat deterioration can be improved by suppressing the thermal deterioration of the noble metal.
また、上記目的を達成するために請求項5の発明にあ
っては、 触媒担体表面に、貴金属触媒成分を含有するアルミナ
層を形成する排気ガス浄化用触媒の製造方法において、 酸化ランタン、酸化バリウムのうちの少なくとも一種
と貴金属溶液とを混合し、その混合物を乾燥して、貴金
属触媒成分が酸化ランタン、酸化バリウムのうちの少な
くとも一種に固定化された生成物を生成する第1工程
と、 前記第1工程の生成物とアルミナとを混合して、その
混合物をもって前記触媒担体表面上にコート層を形成す
る第2工程と、を備えている構成としてある。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for producing an exhaust gas purifying catalyst comprising forming an alumina layer containing a noble metal catalyst component on a surface of a catalyst carrier, comprising the steps of: Mixing at least one of the noble metal solution and the noble metal solution, and drying the mixture to produce a product in which the noble metal catalyst component is immobilized on at least one of barium oxide, and A second step of mixing the product of the first step with alumina and forming a coat layer on the surface of the catalyst carrier with the mixture.
上述の構成により、第1工程において、酸化ランタ
ン、酸化バリウムのうちの少なくとも一種に対して、選
択的に、貴金属触媒成分を含浸固定化でき、そのような
生成物とアルミナとを、第2工程において用いることに
より、耐熱性を向上させた前述の請求項1に係る排気ガ
ス浄化用触媒を製造できることになる。According to the configuration described above, in the first step, the noble metal catalyst component can be selectively impregnated and fixed to at least one of lanthanum oxide and barium oxide, and such a product and alumina are mixed in the second step. By using this, it is possible to produce the exhaust gas purifying catalyst according to claim 1 having improved heat resistance.
さらに、上記目的を達成するために請求項6の発明に
あっては、 請求項5において、 酸化ランタン、酸化バリウムのうちの少なくとも一種
と貴金属溶液とを混合するに際して、該酸化ランタン、
酸化バリウムのうちの少なくとも一種を粉体状態として
用いる構成としてある。Furthermore, in order to achieve the above object, according to the invention of claim 6, in mixing at least one of lanthanum oxide and barium oxide with a noble metal solution,
At least one of barium oxides is used in a powder state.
上述の構成により、酸化ランタン、酸化バリウムのう
ちの少なくとも一種が粉体状態であっても、第1工程に
おいて、酸化ランタン、酸化バリウムのうちの少なくと
も一種に対して、選択的に、貴金属触媒成分を含浸固定
化できることになり、この場合にも、耐熱性を向上させ
た前述の請求項1に係る排気ガス浄化用触媒を製造でき
ることになる。According to the above configuration, even if at least one of lanthanum oxide and barium oxide is in a powder state, in the first step, the noble metal catalyst component is selectively added to at least one of lanthanum oxide and barium oxide. Can be impregnated and fixed, and also in this case, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 1 with improved heat resistance can be manufactured.
さらにまた、上記目的を達成するために請求項7の発
明にあっては、 請求項5において、 酸化ランタン、酸化バリウムのうちの少なくとも一種
と貴金属溶液とを混合するに際して、該酸化ランタン、
酸化バリウムのうちの少なくとも一種を溶液状態として
用いる構成としてある。Furthermore, in order to achieve the above object, according to the invention of claim 7, the method according to claim 5, wherein at least one of lanthanum oxide and barium oxide is mixed with the noble metal solution,
At least one of barium oxides is used in a solution state.
上述の構成により、酸化ランタン、酸化バリウムのう
ちの少なくとも一種が溶液状態であっても、第1工程に
おいて、酸化ランタン、酸化バリウムのうちの少なくと
も一種に対して、選択的に、貴金属触媒成分を含浸固定
化できることになり、この場合にも、耐熱性を向上させ
た前述の請求項1に係る排気ガス浄化用触媒を製造でき
ることになる。With the above configuration, even if at least one of lanthanum oxide and barium oxide is in a solution state, in the first step, the noble metal catalyst component is selectively added to at least one of lanthanum oxide and barium oxide. In this case, the catalyst can be impregnated and fixed, and also in this case, the exhaust gas purifying catalyst according to claim 1 having improved heat resistance can be manufactured.
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図〜第4図において、1は本発明の実施例に係る
排気ガス浄化用触媒で、該触媒1には、第3図の具体例
1、第4図の具体例2に示すようなものがあり、それら
は、触媒担体2に、アルミナコート層としての第1コー
ト層3と酸化セリウムを主成分とする第2コート層4が
順次設けられる構成となっている。1 to 4, reference numeral 1 denotes an exhaust gas purifying catalyst according to an embodiment of the present invention. The catalyst 1 has a structure as shown in the specific example 1 of FIG. 3 and the specific example 2 of FIG. They have a structure in which a first coat layer 3 as an alumina coat layer and a second coat layer 4 containing cerium oxide as a main component are sequentially provided on a catalyst carrier 2.
上記触媒担体2は、具体例1、2共、ハニカム構造に
形成されており、該触媒担体2にはコージライト等のセ
ラミックスが用いられている。このセラミックスに代え
て、耐熱金属、耐熱無機繊維等を用いてもよい。The catalyst carrier 2 is formed in a honeycomb structure in both the specific examples 1 and 2, and the catalyst carrier 2 is made of a ceramic such as cordierite. In place of this ceramic, a heat-resistant metal, a heat-resistant inorganic fiber, or the like may be used.
上記第1コート層3は、活性アルミナを主成分とし、
その活性アルミナ内に貴金属触媒成分が含有される構成
となっている。活性アルミナは、具体例1においては、
その各粒子表面に、ロジウム(Rh)が固定化され、具体
例2においては、そのアルミナ層にRhが単に分散されて
いる。貴金属成分には例えばPtが用いられる。このPtは
酸化ランタン(La2O3)、酸化バリウム(BaO)粒子の少
なくとも一種に分散状態をもって固定化され、このLa2O
3粒子等を介して該Ptは第1コート層3内に分散されて
いる。The first coat layer 3 contains activated alumina as a main component,
The active alumina contains a noble metal catalyst component. Activated alumina, in the specific example 1,
Rhodium (Rh) is immobilized on the surface of each particle, and in Example 2, Rh is simply dispersed in the alumina layer. For example, Pt is used as the noble metal component. The Pt is lanthanum oxide (La 2 O 3), is fixed with at least one in the dispersion state of the barium oxide (BaO) particles, the La 2 O
The Pt is dispersed in the first coat layer 3 via three particles or the like.
上記第2コート層4は、酸化セリウム(CeO2)と貴金
属触媒成分とアルミナとを含有する構成とされている。
具体例1においては、CeO2にジルコニウム(Zr)が固定
化され、貴金属触媒成分として例えばパラジウム(Pd)
が用いられており、具体例2においては、CeO2の各粒子
表面に貴金属触媒成分としてのPdが固定化されている。The second coat layer 4 is configured to contain cerium oxide (CeO 2 ), a noble metal catalyst component, and alumina.
In specific example 1, zirconium (Zr) is immobilized on CeO 2 , and as a noble metal catalyst component, for example, palladium (Pd)
In the specific example 2, Pd as a noble metal catalyst component is fixed on the surface of each particle of CeO 2 .
このような触媒1(具体例1、具体例2)は、次のよ
うにして製造される。Such a catalyst 1 (specific examples 1 and 2) is manufactured as follows.
(具体例1) 先ず、活性アルミナとしてのγ−Al2O3 100g及びベー
マイト100gに硝酸ロジウムの溶液を加えて混合し、その
混合物を乾燥して固体塊とし、それを粉砕して粉末Aを
得る。(Specific Example 1) First, a solution of rhodium nitrate was added to 100 g of γ-Al 2 O 3 as active alumina and 100 g of boehmite and mixed, and the mixture was dried to obtain a solid mass, which was pulverized to obtain powder A. obtain.
一方、BaO粒子とLa2O3粒子とにジントロジアミン白金
[Pt(NO2)2(NH3)2]の溶液を加えて混合し、その
混合物を乾燥して固体塊とし、それを粉砕して粉末Bを
得る。On the other hand, a solution of gintrodiamine platinum [Pt (NO 2 ) 2 (NH 3 ) 2 ] is added to BaO particles and La 2 O 3 particles and mixed, and the mixture is dried to form a solid mass, which is pulverized. To obtain powder B.
次に、粉末AとBと水240ccと硝酸1.0ccとを混合して
スラリー液を作り、そのスラリー液にハニカム構造の触
媒担体を浸漬し、その後引上げて、余分なスラリー液を
エアブローにより除去する。そして、スラリー液が付着
した触媒担体2を130℃の温度下で1時間乾燥し、その
後、550℃の温度下で1.5時間焼成して第1コート層3を
形成する。この場合、アルミナ量(ウォッシュコート
量)は触媒担体2に対して7重量%、総貴金属量は1.6g
/(但し、Pt:Rh=5:1)とする。Next, a slurry liquid is prepared by mixing powders A and B, 240 cc of water and 1.0 cc of nitric acid, and a catalyst carrier having a honeycomb structure is immersed in the slurry liquid, and then pulled up to remove excess slurry liquid by air blowing. . Then, the catalyst carrier 2 to which the slurry liquid has adhered is dried at a temperature of 130 ° C. for 1 hour, and then fired at a temperature of 550 ° C. for 1.5 hours to form a first coat layer 3. In this case, the alumina amount (wash coat amount) is 7% by weight based on the catalyst carrier 2, and the total noble metal amount is 1.6 g.
/ (However, Pt: Rh = 5: 1).
次に、CeO2 120g及びベーマイト50gに硝酸ジルコニウ
ム[Zr(NO3)2]の溶液を加えて混合し、その混合物
を乾燥して固体塊とし、それを粉砕して粉末Cを得る。Next, a solution of zirconium nitrate [Zr (NO 3 ) 2 ] is added to 120 g of CeO 2 and 50 g of boehmite and mixed, and the mixture is dried to obtain a solid mass, which is pulverized to obtain powder C.
次に、粉末Cに塩化パラジウムの溶液と水240ccとを
加えてスラリー液を作り、そのスラリー液に、第1コー
ト層3が形成された触媒担体2を浸漬し、その後、引上
げて、余分なスラリー液をエアブローにより除去する。
そして、このスラリー液が付着した触媒担体2を130℃
の温度下で1時間乾燥し、その後、550℃の温度下で1.5
時間焼成し、第1コート層3上に第2コート層4を形成
する。Next, a solution of palladium chloride and 240 cc of water are added to the powder C to form a slurry solution, and the catalyst carrier 2 on which the first coat layer 3 is formed is immersed in the slurry solution, and then pulled up to remove excess The slurry liquid is removed by air blow.
Then, the catalyst carrier 2 to which the slurry liquid has adhered is heated to 130 ° C.
At 550 ° C for 1.5 hours.
By firing for a time, the second coat layer 4 is formed on the first coat layer 3.
この場合、アルミナ量(ウォッシュコート量)は触媒
担体2に対して14重量%、Pd量は1.0g/とする。In this case, the alumina amount (wash coat amount) is 14% by weight with respect to the catalyst carrier 2, and the Pd amount is 1.0 g /.
そして、この具体例1に係る触媒1においては、La2O
3、BaOの添加量は、ウォッシュコート量100重量%に対
して各々5重量%、CeO2の添加量は、ウォッシュコート
量100重量%に対して14重量%とされる。In the catalyst 1 according to the specific example 1, La 2 O
3. The amount of BaO added is 5% by weight for 100% by weight of the wash coat, and the amount of CeO 2 is 14% by weight for 100% by weight of the wash coat.
(具体例2) BaOと、La2O3とジントロジアミン白金[Pt(NO2)(N
H3)2]の溶液とを混合し、その混合物を乾燥して固体
塊とし、それを粉砕して粉末Aを得る。(Specific Example 2) BaO, La 2 O 3 and gintrodiamine platinum [Pt (NO 2 ) (N
H 3 ) 2 ], and the mixture is dried to a solid mass, which is ground to obtain powder A.
次に、上記粉末Aと、活性アルミナ100gと、ベーマイ
ト100gと、水240ccと、硝酸1.0ccとを混合してスラリー
液を作り、そのスラリー液に触媒担体2を浸漬し、その
後、それを引上げて余分なスラリー液をエアブローによ
り除去する。そして、この触媒担体を130℃の温度下で
1時間乾燥し、550℃の温度下で1.5時間焼成してコート
層を形成する。次いで、この触媒担体2のコート層に硝
酸ロジウム溶液を含浸し、それを、130℃の温度下で1
時間乾燥し、550℃の温度下で1.5時間焼成して、第1コ
ート層3を形成する。この場合、アルミナ量(ウォッシ
ュコート量)は触媒担体2に対して7重量%、総貴金属
量は1.6g/(但し、Pt:Rh=5:1)とする。Next, the powder A, 100 g of activated alumina, 100 g of boehmite, 240 cc of water, and 1.0 cc of nitric acid were mixed to prepare a slurry, and the catalyst carrier 2 was immersed in the slurry, and then pulled up. The excess slurry liquid is removed by air blow. Then, the catalyst carrier is dried at a temperature of 130 ° C. for 1 hour, and calcined at a temperature of 550 ° C. for 1.5 hours to form a coat layer. Next, the coating layer of the catalyst carrier 2 was impregnated with a rhodium nitrate solution, and the solution was heated at 130 ° C. for 1 hour.
The first coat layer 3 is formed by drying for 1.5 hours and firing at a temperature of 550 ° C. for 1.5 hours. In this case, the alumina amount (wash coat amount) is 7% by weight based on the catalyst carrier 2, and the total noble metal amount is 1.6 g / (Pt: Rh = 5: 1).
次に、CeO2 120g及びベーマイト50gに塩化パラジウム
を加えて混合乾燥して固体塊とし、それを粉砕して粉末
を得る。その粉末に水240ccを加えてスラリー液を作
り、そのスラリー液に、第1コート層3が形成された触
媒担体を浸漬し、その後、それを引上げて余分なスラリ
ー液をエアブローにより除去する。そして、それを130
℃の温度下で1時間乾燥し、その後、550℃の温度下で
1.5時間焼成して、第1コート層3上に第2コート層4
を形成する。この場合、アルミナ量(ウォッシュコート
量)は触媒担体2に対して14重量%、Pd量は1.0g/と
する。Next, palladium chloride is added to 120 g of CeO 2 and 50 g of boehmite and mixed and dried to obtain a solid mass, which is pulverized to obtain a powder. 240 cc of water is added to the powder to form a slurry liquid, the catalyst carrier on which the first coat layer 3 is formed is immersed in the slurry liquid, and then it is pulled up to remove excess slurry liquid by air blowing. And 130
At 550 ℃ for 1 hour, then at 550 ℃
Baking for 1.5 hours, the second coat layer 4 on the first coat layer 3
To form In this case, the alumina amount (wash coat amount) is 14% by weight with respect to the catalyst carrier 2, and the Pd amount is 1.0 g /.
そして、この具体例2に係る触媒1においては、La2O
3、BaOの添加量は、ウォッシュコート量100重量%に対
して各々5重量%、CeO2の添加量は、ウォッシュコート
量に対して14重量%とされる。In the catalyst 1 according to the specific example 2, La 2 O
3, the added amount of BaO is, each 5% by weight with respect to the washcoat amount 100% by weight, the addition amount of CeO 2 is 14% by weight relative to the washcoat.
したがって、このような具体例1に係る触媒1につい
ては、第1コート層3の貴金属触媒成分としてのPtがLa
2O3、BaO粒子に固定化された状態で分散されていること
から、該Ptが上記La2O3等の粒子に互いに接した状態と
なり、La2O3等が、熱安定成分として、Ptのシンタリン
グを効果的に抑制すると共に、Ptと活性アルミナとの相
互作用(特に高温化での反応)も効果的に抑制すること
になる。このため、Ptの熱劣化を抑制して耐熱性を向上
させることができることになる。Therefore, in the catalyst 1 according to the specific example 1, Pt as the noble metal catalyst component of the first coat layer 3 is La.
Because it is dispersed in immobilized state 2 O 3, BaO particles, a state in which the Pt is in contact with each other in the particles such as the La 2 O 3, La 2 O 3 and the like, as a heat stabilizer component, In addition to effectively suppressing the sintering of Pt, the interaction between Pt and activated alumina (particularly, the reaction at a high temperature) is also effectively suppressed. For this reason, heat deterioration of Pt can be suppressed and heat resistance can be improved.
また、上記具体例1に係る触媒1においては、CeO2粒
子にZrが固定化されている。このため、ZrがCeO2の結晶
肥大化を抑えることができることになり、CeO2の熱劣化
を抑えることができることになる。これにより、CeO2 の酸素貯蔵効果を長期に亘って利用することが可能とな
る。Further, in the catalyst 1 according to the specific example 1, Zr is fixed to the CeO 2 particles. Therefore, Zr is that it is possible to suppress the crystallization enlargement of CeO 2, so that it is possible to suppress the thermal degradation of CeO 2. This makes it possible to utilize the oxygen storage effect of CeO 2 for a long time.
更に、上記具体例1に係る触媒1においては、表面積
の大きい活性アルミナ粒子にRhが固定されている。この
ため、HC、NOx、COの浄化性能を向上させることができ
ることになる。Furthermore, in the catalyst 1 according to the specific example 1, Rh is fixed to activated alumina particles having a large surface area. For this reason, the purification performance of HC, NOx, and CO can be improved.
一方、具体例2に係る触媒1においては、PtがLa
2O3、BaO粒子に固定化された状態で分散されていること
から、前記具体例1の場合同様、Ptの熱劣化を抑制して
耐熱性を向上させることができることになる。On the other hand, in the catalyst 1 according to the specific example 2, Pt is La.
Since it is dispersed in a state of being fixed to the 2 O 3 and BaO particles, the heat deterioration of Pt can be suppressed and the heat resistance can be improved as in the case of the specific example 1.
次に、上記実施例に係る具体例1、2の触媒の耐熱性
を裏付けるために、従来の排気ガス浄化用触媒である下
記比較例1、2と比較しつつ一定の試験条件の下で試験
を行った。Next, in order to confirm the heat resistance of the catalysts of the specific examples 1 and 2 according to the above-described example, a test was performed under certain test conditions while comparing with the following comparative examples 1 and 2 which are conventional exhaust gas purifying catalysts. Was done.
比較例1 先ず、γ−Al2O3 100g及びベーマイト100gに水240c
c、硝酸1ccを加えて混合してスラリー液を作り、そのス
ラリー液に、トータルウォッシュコート量が触媒担体
(ハニカム構造体)に対して21重量%になるようにウォ
ッシュコート量100重量%に対しZrを5重量%、Laを5
重量%、Baを5重量%加えて撹拌し、アルミナスラリー
液を得る。Comparative Example 1 First, 240 g of water was added to 100 g of γ-Al 2 O 3 and 100 g of boehmite.
c, 1 cc of nitric acid is added and mixed to form a slurry liquid, and the slurry liquid has a total wash coat amount of 21% by weight with respect to the catalyst carrier (honeycomb structure) and a wash coat amount of 100% by weight. 5% by weight of Zr, 5% of La
% By weight and 5% by weight of Ba are added and stirred to obtain an alumina slurry liquid.
次に、このアルミナスラリー液に触媒担体を浸漬し、
この後、引上げて余分なスラリー液をエアブローにより
除去する。Next, the catalyst carrier is immersed in this alumina slurry liquid,
Thereafter, the slurry is pulled up and excess slurry liquid is removed by air blow.
次に、アルミナスラリー液の付着した触媒担体を130
℃の温度下で1時間乾燥し、その後、550℃の温度下で
1.5時間焼成し、触媒担体の表面にコート層を形成す
る。Next, the catalyst carrier to which the alumina slurry was
At 550 ℃ for 1 hour, then at 550 ℃
Firing for 1.5 hours to form a coat layer on the surface of the catalyst carrier.
次いで、所定濃度のPt、Rh及びPdの溶液に、コート層
が形成された触媒担体を浸漬して、本実施例と同量のP
t、Rh及びPdを含浸させる。そして、この触媒担体を200
℃で1時間乾燥し、その後、600℃の温度下で2時間焼
成して比較例1に係る触媒を得る。Next, the catalyst carrier on which the coat layer was formed was immersed in a solution of Pt, Rh, and Pd at a predetermined concentration, and the same amount of P as in this example was used.
Impregnate t, Rh and Pd. Then, this catalyst carrier is
C. for 1 hour and then calcined at a temperature of 600.degree. C. for 2 hours to obtain a catalyst according to Comparative Example 1.
比較例2 先ず、γ−Al2O3 100g及びベーマイト100gに水240c
c、硝酸1ccを加えて混合してスラリー液を作り、そのス
ラリー液に、ハニカム構造の触媒担体を、浸漬し、この
後、引上げて、余分なスラリー液をエアブローにより除
去する。そして、それを、130℃の温度下で1時間乾燥
し、その後、550℃の温度下で1.5時間焼成し、触媒担体
の表面にコート層を形成する。Comparative Example 2 First, 100 g of γ-Al 2 O 3 and 100 g of boehmite were mixed with 240 c of water.
c, 1 cc of nitric acid is added and mixed to form a slurry liquid, and a catalyst carrier having a honeycomb structure is immersed in the slurry liquid, and then pulled up to remove excess slurry liquid by air blowing. Then, it is dried at a temperature of 130 ° C. for 1 hour, and then calcined at a temperature of 550 ° C. for 1.5 hours to form a coat layer on the surface of the catalyst carrier.
次いで、上記触媒担体のコート層に塩化白金と塩化ロ
ジウムをそれぞれ含浸し、それを200℃の温度下で1時
間乾燥、600℃で2時間焼成して、触媒担体上に第1コ
ート層を形成する。この場合、第1コート層のアルミナ
量(ウォッシュコート量)は触媒担体に対して7重量
%、総貴金属量は1.6g/(但し、Pt:Rh=5:1)とす
る。Next, the coat layer of the catalyst carrier is impregnated with platinum chloride and rhodium chloride, respectively, dried at a temperature of 200 ° C. for 1 hour, and calcined at 600 ° C. for 2 hours to form a first coat layer on the catalyst carrier. I do. In this case, the alumina amount (wash coat amount) of the first coat layer is 7% by weight with respect to the catalyst carrier, and the total noble metal amount is 1.6 g / (Pt: Rh = 5: 1).
次に、CeO2及びベーマイト50gに塩化パラジウムを加
えて混合乾燥して固体塊とし、それを粉砕して粉末を得
る。その粉末に水240ccを加えてスラリー液を作り、そ
のスラリー液に、第1コート層が形成された触媒担体を
浸漬し、その後、それを引上げて余分なスラリー液をエ
アブローにより除去する。そして、それを130℃の温度
下で1時間乾燥し、その後、550℃の温度下で1.5時間焼
成して、第1コート層上に第2コート層を形成する。こ
の場合、第2コート層のアルミナ量(ウォッシュコート
量)は触媒担体に対して14重量%、Pd量は1.0g/とす
る。Next, palladium chloride is added to 50 g of CeO 2 and boehmite and mixed and dried to obtain a solid mass, which is pulverized to obtain a powder. 240 cc of water is added to the powder to form a slurry liquid, and the catalyst carrier on which the first coat layer is formed is immersed in the slurry liquid, and then it is pulled up to remove excess slurry liquid by air blowing. Then, it is dried at a temperature of 130 ° C. for 1 hour, and then baked at a temperature of 550 ° C. for 1.5 hours to form a second coat layer on the first coat layer. In this case, the alumina amount (wash coat amount) of the second coat layer is 14% by weight based on the catalyst carrier, and the Pd amount is 1.0 g /.
試験条件 触媒容量はいずれも24mlとする。Test conditions The catalyst capacity is 24 ml for each case.
試験を行う前に、900℃の大気中で50時間過熱したエ
ージングを行う。Before the test, aging is performed by heating at 900 ° C for 50 hours.
空燃比A/F14.7の下、空間速度は60000H-1として、触
媒流入口での排気ガス温度を変化させてHC浄化率を調べ
る。Under the air-fuel ratio A / F of 14.7, the space velocity is set at 60,000H- 1 , and the HC purification rate is examined by changing the exhaust gas temperature at the catalyst inlet.
試験結果 このような試験の結果、第5図に示す内容を得た。こ
の内容によれば、本実施例の具体例1、2が比較例1、
2のものと比べて低い排気温度から浄化性能を示し、熱
劣化が抑えられて耐熱性が向上していることが理解でき
る。Test Results As a result of such a test, the contents shown in FIG. 5 were obtained. According to this content, specific examples 1 and 2 of the present embodiment are comparative examples 1 and 2.
It can be understood that the purification performance is exhibited from the exhaust temperature lower than that of the exhaust gas of Example 2, and the heat deterioration is suppressed and the heat resistance is improved.
次に、コート層におけるZr、La2O3、BaO、CeO2の添加
量について調べた。Next, the addition amounts of Zr, La 2 O 3 , BaO, and CeO 2 in the coat layer were examined.
Zrの添加量 La2O3、BaO各々1重量%、CeO2 14重量%の場合、La2
O3、BaO各々5重量%、CeO2 14重量%の場合、La2O3、B
aO各々10重量%、CeO2 14重量%の各場合について400℃
の温度下でZrの添加量を変化させてHCの浄化性能(A/F:
14.7)を調べた。The addition amount of Zr La 2 O 3, BaO, respectively 1 wt%, in the case of CeO 2 14 wt%, La 2
When O 3 and BaO are each 5% by weight and CeO 2 is 14% by weight, La 2 O 3 and B
400 ° C for each case of 10% by weight of aO and 14% by weight of CeO 2
HC purification performance (A / F:
14.7).
この結果、第6図に示す内容を得た。この内容によれ
ば、各場合共、Zrの添加量が1重量%未満および10重量
%超では浄化性能が低下した。Zrの添加量が10重量%を
越えると浄化性能が低下するのは、Zrが多すぎて他の成
分の機能を抑制するためであると考えられる。したがっ
て、Zrの添加については1〜10重量%が好ましい。As a result, the contents shown in FIG. 6 were obtained. According to this content, in each case, when the amount of Zr added was less than 1% by weight or more than 10% by weight, the purification performance was reduced. It is considered that the reason why the purification performance deteriorates when the added amount of Zr exceeds 10% by weight is that the amount of Zr is too large and the function of other components is suppressed. Therefore, the addition of Zr is preferably 1 to 10% by weight.
La2O3の添加量 Zr 1重量%、CeO2 14重量%の場合、Zr 5重量%、CeO
2 14重量%の場合、Zr 10重量%、CeO2 14重量%の各場
合について400℃の温度下でLa2O3の添加量を変化させて
HCの浄化性能(H/F:14.7)を調べた。Addition amount of La 2 O 3 1% by weight of Zr, 14% by weight of CeO 2 , 5% by weight of Zr, CeO
In the case of 2 14% by weight, Zr 10% by weight, and CeO 2 14% by weight, the amount of La 2 O 3 was changed at a temperature of 400 ° C. for each case.
The purification performance of HC (H / F: 14.7) was examined.
この結果、第7図に示す内容を得た。この内容によれ
ば、各場合共、La2O3の添加量が1重量%未満及び10重
量%超では浄化性能が低下した。このため、La2O3の添
加量については1〜10重量%が好ましい。As a result, the content shown in FIG. 7 was obtained. According to this content, in each case, when the added amount of La 2 O 3 was less than 1% by weight or more than 10% by weight, the purification performance was reduced. Therefore, the addition amount of La 2 O 3 is preferably 1 to 10% by weight.
BaOの添加量 Zr 1重量%、CeO2 14重量%の場合、Zr 5重量%、CeO
2 14重量%の場合、Zr 10重量%、CeO2 14重量%の場合
について400℃の温度下でBaOの添加量を変化させて浄化
性能(A/F:14.7)を調べた。Addition amount of BaO 1% by weight of Zr, 14% by weight of CeO 2 , 5% by weight of Zr, CeO
The purification performance (A / F: 14.7) was examined at a temperature of 400 ° C. for the case of 2 14% by weight, Zr 10% by weight, and CeO 2 14% by weight while changing the amount of BaO added.
この結果、第8図に示す内容を得た。この内容によれ
ば、各場合共、BaOの添加量が1重量%未満及び10重量
%超では浄化性能が低下した。BaOの添加量が10重量%
を越えると浄化性能が低下するのは、前記Zrの場合と同
様である。従って、BaOの添加量についても1〜10重量
%が好ましい。As a result, the contents shown in FIG. 8 were obtained. According to this content, in each case, when the added amount of BaO was less than 1% by weight or more than 10% by weight, the purification performance was reduced. 10% by weight of BaO added
The purification performance is reduced when the pressure exceeds the same as in the case of Zr. Therefore, the addition amount of BaO is also preferably 1 to 10% by weight.
CeO2の添加量 La2O3、BaOの各々1重量%、Zr 1重量%の場合、La2O
3、BaO各々5重量%、Zr 5重量%の場合、La2O3、BaO各
々1重量%、Zr 10重量%の場合の各場合について400℃
の温度下で、CeO2添加量を変化させて浄化性能(A/F:1
4.7)を調べた。Addition amount of CeO 2 La 2 O 3 , 1% by weight of BaO, Zr 1% by weight, La 2 O
3 , 5% by weight of BaO and 5% by weight of Zr, 400 ° C for each case of 1% by weight of La 2 O 3 and BaO and 10% by weight of Zr
Purification performance (A / F: 1) by changing the amount of CeO 2
4.7) was examined.
この結果、第9図に示す内容を得た。この内容によれ
ば、各場合共、CeO2の添加量が5重量%未満及び30重量
%超では浄化性能が低下した。このため、CeO2の添加量
については5〜30重量%が好ましい。As a result, the contents shown in FIG. 9 were obtained. According to the contents, in each case, when the added amount of CeO 2 was less than 5% by weight or more than 30% by weight, the purification performance was reduced. Therefore, the addition amount of CeO 2 is preferably 5 to 30% by weight.
(発明の効果) 本発明は以上述べたように、貴金属の熱劣化を防止し
て耐熱性を向上させることができる。これにより、低温
活性の安定化を図ることができる。(Effects of the Invention) As described above, the present invention can prevent heat deterioration of a noble metal and improve heat resistance. Thereby, the low-temperature activity can be stabilized.
第1図は本発明の実施例に係る排気ガス浄化用触媒を示
す概略断面図、 第2図は本発明の実施例に係る排気ガス浄化用触媒を示
す部分拡大断面図、 第3図は本発明の具体例iに係る触媒を概念的に示す
図、 第4図は本発明の具体例2に係る触媒を概念的に示す
図、 第5図はHC浄化率−触媒流入口での排気ガス温度の関係
を示す特性線図、 第6図はジルコニウムの添加量とHC浄化率との関係を示
す特性線図、 第7図は酸化ランタンの添加量とHC浄化率との関係を示
す特性線図、 第8図は酸化バリウムの添加量とHC浄化率との関係を示
す特性線図、 第9図は酸化セリウムの添加量とHC浄化率との関係を示
す特性線図である。 1:触媒 2:触媒担体 3:第1コート層 4:第2コート層FIG. 1 is a schematic sectional view showing an exhaust gas purifying catalyst according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged sectional view showing an exhaust gas purifying catalyst according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a diagram conceptually illustrating a catalyst according to a specific example i of the invention, FIG. 4 is a diagram conceptually illustrating a catalyst according to a specific example 2 of the present invention, and FIG. 5 is an HC purification rate-exhaust gas at a catalyst inlet. FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the addition amount of zirconium and the HC purification rate, and FIG. 7 is a characteristic line diagram showing the relationship between the addition amount of lanthanum oxide and the HC purification ratio. FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the added amount of barium oxide and the HC purification rate, and FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the added amount of cerium oxide and the HC purification ratio. 1: Catalyst 2: Catalyst carrier 3: First coat layer 4: Second coat layer
Claims (7)
るアルミナ層が形成されている排気ガス浄化用触媒にお
いて、 前記アルミナ層の貴金属触媒成分は、酸化ランタン、酸
化バリウム粒子のうち少なくとも一種に固定化された状
態で前記アルミナ層に分散して含まれている、 ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。1. An exhaust gas purifying catalyst in which an alumina layer containing a noble metal catalyst component is formed on the surface of a catalyst carrier, wherein the noble metal catalyst component of the alumina layer is at least one of lanthanum oxide and barium oxide particles. An exhaust gas purifying catalyst, which is dispersed and contained in the alumina layer in a fixed state.
ている、 ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。3. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 2, wherein rhodium is fixed to the alumina particles of the alumina layer.
アルミナ層からなる第1コート層が形成され、該第1コ
ート層より上に貴金属触媒成分と酸化セリウムおよびア
ルミナとからなる第2コート層が形成された排気ガス浄
化用触媒において、 前記第1コート層の貴金属触媒成分は、酸化ランタン、
酸化バリウム粒子のうち少なくとも一種に固定化された
状態で前記第1コート層に分散して含まれている、 ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。4. A first coat layer comprising an alumina layer containing a noble metal catalyst component is formed on the surface of a catalyst carrier, and a second coat layer comprising a noble metal catalyst component, cerium oxide and alumina is formed above the first coat layer. Wherein the noble metal catalyst component of the first coat layer is lanthanum oxide,
An exhaust gas purifying catalyst, which is dispersed and contained in the first coat layer while being fixed to at least one of barium oxide particles.
るアルミナ層を形成する排気ガス浄化用触媒の製造方法
において、 酸化ランタン、酸化バリウムのうちの少なくとも一種と
貴金属溶液とを混合し、その混合物を乾燥して、貴金属
触媒成分が酸化ランタン、酸化バリウムのうちの少なく
とも一種に固定化された生成物を生成する第1工程と、 前記第1工程の生成物とアルミナとを混合して、その混
合物をもって前記触媒担体表面上にコート層を形成する
第2工程と、を備えている、 ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒の製造方法。5. A method for producing an exhaust gas purifying catalyst wherein an alumina layer containing a noble metal catalyst component is formed on the surface of a catalyst carrier, comprising mixing at least one of lanthanum oxide and barium oxide with a noble metal solution. Drying the mixture, a first step of producing a product in which the noble metal catalyst component is immobilized on at least one of lanthanum oxide and barium oxide; mixing the product of the first step with alumina; A second step of forming a coating layer on the surface of the catalyst carrier using the mixture. 2. A method for producing an exhaust gas purifying catalyst, comprising:
貴金属溶液とを混合するに際して、該酸化ランタン、酸
化バリウムのうちの少なくとも一種を粉体状態として用
いる、 ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒の製造方法。6. The method according to claim 5, wherein at least one of lanthanum oxide and barium oxide is mixed with the noble metal solution, at least one of the lanthanum oxide and barium oxide is used in a powder state. A method for producing an exhaust gas purifying catalyst.
貴金属溶液とを混合するに際して、該酸化ランタン、酸
化バリウムのうちの少なくとも一種を溶液状態として用
いる、 ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒の製造方法。7. The method according to claim 5, wherein when mixing at least one of lanthanum oxide and barium oxide with the noble metal solution, at least one of the lanthanum oxide and barium oxide is used as a solution. Of producing exhaust gas purifying catalyst.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1174818A JP2823251B2 (en) | 1989-07-06 | 1989-07-06 | Exhaust gas purifying catalyst and method for producing exhaust gas purifying catalyst |
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1989
- 1989-07-06 JP JP1174818A patent/JP2823251B2/en not_active Expired - Fee Related
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