JP2001162166A - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents
排ガス浄化用触媒Info
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Abstract
提供すること。 【解決手段】 本発明の排ガス浄化用触媒は、軸方向に
排ガスが通過する管状通路を有する触媒担体基材と、排
ガスの上流側の触媒担体基材の表面にAl2O3から成る
ウォッシュコートスラリーを10〜150g/Lでコー
トして形成されたフロント側担持層と、フロント側担持
層上に担持されたPdと、からなるフロント部と、排ガ
スの下流側の触媒担体基材の表面にAl2O3とCe酸化
物とを有するウォッシュコートスラリーを150〜25
0g/Lでコートして形成されたリア側担持層と、リア
側担持層上に担持された触媒貴金属と、からなるリア部
と、からなることを特徴とする。本発明の排ガス浄化用
触媒は、低温での活性に優れたPdを有するフロント部
が、低コート量化により触媒熱容量を小さくすること
で、ライトオフ性能に優れた排ガス浄化用触媒となって
いる。
Description
る排ガス浄化用触媒に関する。
される排気ガスは、炭化水素(HC)、一酸化炭素(C
O)、窒素酸化物(NOx)等の有害成分を含有してい
る。この排気ガスをそのまま排出することは、公害や環
境の悪化を引き起こす。このため、これらの成分を含む
排気ガスは、排ガス浄化用触媒等を用いて浄化された後
に大気中に排出されている。
にアルミナ等からなる担持層をもうけ、この担持層に触
媒貴金属を担持させた構成を有している。また、この排
ガス浄化用触媒は、触媒担体基材の形状により、モノリ
ス形状、粒状、あるいはパイプ状等に分類される。さら
に、触媒担体基材の材質としては、高温の排気ガスに曝
されることから、耐熱性材料が用いられ、このような材
質として、たとえば、コーディエライト等のセラミック
ス、ステンレス等の耐熱性金属等をあげることができ
る。
NOx、HCおよびCOを、担持層に担持された触媒貴
金属により無害な窒素、二酸化炭素、水に変換すること
で排ガスの浄化を行っている。ここで、排ガス浄化用触
媒による排ガスの浄化において、HCの浄化は、排気ガ
ス温度の影響を強く受け、一般に300℃以上の温度に
おいておこなわれる。このため、エンジン始動直後にお
けるような、排気ガス温度が低い時には、排気ガス中の
HCは、貴金属触媒の触媒活性が低く浄化がむずかしか
った。
Cが排出されている。さらに、HCがエミッション中に
占める割合も大きくなっており、低温時のHCの排出を
抑制することが排気ガス浄化において重要な問題となっ
ていた。
媒としては、触媒担体基材の表面にアルミナ等よりなる
担持層を形成し、この担持層上に、HC浄化をになう触
媒貴金属とNOxおよびCOの浄化をになう触媒貴金属
とを触媒担体の軸方向にわけて担持させた排ガス浄化用
触媒や、HC浄化をになう触媒貴金属とNOxおよびC
Oの浄化をになう触媒貴金属とが、積層した構造に形成
された排ガス浄化用触媒があった。
浄化をになう触媒とを、別々の触媒として形成し、排ガ
スの流れる方向にそって配置した排ガス浄化用触媒があ
った。このような排ガス浄化用触媒は、エンジン始動時
のような低温での排ガス浄化性能を向上させようとする
と、それぞれ機能の異なる触媒が必要となり、触媒シス
テムとしてのコストが上昇するという問題を有してい
た。さらに、触媒数が増えることにより排気システムの
圧力損失が大きくなり、エンジンの負担が大きくなると
ともに、担持される触媒貴金属の担持量が増大すること
によるコストの上昇を招くためである。
みてなされたものであり、エンジン始動直後のような低
温域においても有効な浄化特性を示す、すなわち、ライ
トオフ性能に優れた排ガス浄化用触媒を提供することを
課題とする。
に本発明者等は検討を重ねた結果、排ガス流入口側のP
dを担持したフロント部と、排ガス流出口側の触媒貴金
属を担持したリア部と、が一体に形成された排ガス浄化
用触媒において、フロント部の触媒担持層を形成するた
めのウォッシュコートスラリーのコート量を低減させる
ことで上記課題を解決できることを見出した。なお、本
発明において、ウォッシュコートスラリーのコート量と
は、ウォッシュコートスラリーが触媒担体基材表面で乾
燥した状態にあるときの量を示している。
軸方向に排ガスが通過する管状通路を有する触媒担体基
材と、排ガスの上流側の触媒担体基材の表面にAl2O3
からなるウォッシュコートスラリーを10〜150g/
Lでコートして形成されたフロント側担持層と、フロン
ト側担持層上に1〜20g/Lで担持されたPdと、か
らなるフロント部と、排ガスの下流側の触媒担体基材の
表面にAl2O3とCe酸化物とを重量比で1:1〜2
0:1の割合で有するウォッシュコートスラリーを15
0〜250g/Lでコートして形成されたリア側担持層
と、リア側担持層上に担持された触媒貴金属と、からな
るリア部と、からなることを特徴とする。
担持層のウォッシュコートスラリーのコート量がリア側
担持層のウォッシュコートスラリーのコート量より少な
いことから、フロント部の触媒熱容量がリア部より小さ
くなっている。このため、フロント部は、排ガスにより
加熱されることで、Pdが触媒活性を発揮する温度にま
ですみやかに到達し、排ガスの浄化を行うことができ
る。また、Pd自身も低温での触媒活性に優れているた
め、ライトオフ性能に優れた排ガス浄化用触媒となって
いる。
媒担体基材と、フロント部と、リア部と、からなる。
る管状通路を有する部材である。すなわち、その内部を
排ガスが通過する管状通路を有する構造とすることで、
排ガス浄化用触媒は排ガスとの接触面積を大きくするこ
とができ、排ガスの浄化能を向上させる。このような排
ガス浄化用触媒としては、たとえば、モノリスハニカム
担体等の触媒担体基材をあげることができる。また、触
媒担体基材は、従来の排ガス浄化用触媒に用いられる材
質を用いられることができ、たとえば、コーディエライ
トなどの耐熱性セラミックス、耐熱性金属等の材質を用
いることができる。
基材の表面にAl2O3からなるウォッシュコートスラリ
ーを10〜150g/Lでコートして形成されたフロン
ト側担持層と、フロント側担持層上に1〜20g/Lで
担持されたPdと、からなる。ここで、フロント部の排
ガスの上流側とは、詳しくは、排ガス浄化用触媒として
用いられたときに、排ガスが管状通路を通るときに、排
ガスが管状通路に供給される側を示す。
媒担体基材の表面に形成され、Al 2O3からなるウォッ
シュコートスラリーを10〜150g/Lでコートして
形成される。すなわち、フロント側担持層のウォッシュ
コートスラリーのコート量を10〜150g/Lとする
ことで、フロント部における熱容量を低減させている。
フロント側担持層のウォッシュコートスラリーのコート
量が10g/L未満では、触媒貴金属(Pd)を所定量
担持することができなくなるとともに、排ガスの接触面
積が低減して十分な触媒浄化能が得られなくなり、15
0g/Lを超えてコートするとフロント部の熱容量が大
きくなり、触媒活性を示す温度にまで触媒床温が上昇す
る時間がかかり、ライトオフ性能が向上しなくなる。
リーは、BaOを有していることが好ましい。フロント
側担持層のウォッシュコートスラリーがBaOを有する
ことで、フロント部に担持されたPdのHC被毒を抑え
ることで、HC分解能の低下を抑えることができる。
1:20〜2:3の割合でウォッシュコートスラリーに
含まれることが好ましい。ウォッシュコートスラリーの
BaOとAl2O3との重量比が1:20より小さくなる
とBaO添加の効果が見られず、2:3より大きくなっ
ても添加の効果の上昇が見られなくなる。
/Lで担持される。Pdは、HC分解を行うとともに低
温での触媒活性に優れているため、低温時においても、
排ガス中のHCを十分に分解することができる。
の表面にAl2O3とCe酸化物とを重量比で1:1〜2
0:1の割合で有するウォッシュコートスラリーを15
0〜250g/Lでコートして形成されたリア側担持層
と、リア側担持層上に担持された触媒貴金属と、からな
る。ここで、リア部の排ガスの下流側とは、詳しくは、
排ガス浄化用触媒として用いられたときに、排ガスが管
状通路を通るときに、排ガスが管状通路から排出される
端部側を示す。
体基材の表面にAl2O3とCe酸化物とを重量比で1:
1〜20:1の割合で有するウォッシュコートスラリー
を150〜250g/Lでコートして形成される。すな
わち、リア側担持層のウォッシュコートスラリーのコー
ト量をフロント側担持層のコート量より多くすること
で、十分な量の触媒貴金属を担持させることができる。
コートスラリーは、Al2O3とCe酸化物とを重量比で
1:1〜20:1の割合で有する。ウォッシュコートス
ラリーがCe酸化物を有することで、リア側担持層にC
e酸化物を含有させることができ、排ガス浄化用触媒の
浄化性能を向上させる。すなわち、Ce酸化物を担持層
に含有させることで、担持層の熱安定性が向上するとと
もに、三元触媒における酸素の貯蔵、放出を行い理論空
燃比から外れたときの浄化性能の低下を小さくする。
酸化物がAl2O3との重量比で20分の1より小さくな
ると、Ce酸化物の添加の効果が見られなくなり、1よ
り大きくなると接触面積が小さくなり、触媒性能が低下
する。
みでなく、他の元素との複合酸化物をも含む。このよう
なCe酸化物としては、Ce−Zr複合酸化物、Al−
Ce−Zr複合酸化物、Y−Ce−Zr複合酸化物等の
酸化物をあげることができる。
常の排ガス浄化用触媒の担持層に含まれる添加剤を含有
していてもよい。このような添加剤としては、La塩等
の添加剤をあげることができる。
ント部のコート量に対して1.3〜25倍であることが
好ましい。
倍であることが好ましい。リア部は、排ガス浄化用触媒
に三元性の浄化性能を付与する部分であり、リア部の体
積がフロント部の体積の1〜15倍とすることで十分な
浄化性能を発揮することができる。ここで、リア部とフ
ロント部の体積比は、触媒担体はその形状が同一径の棒
状であるときには、リア部およびフロント部の軸方向の
長さの比をとることで求めることができる。
なくとも一種であることが好ましい。すなわち、リア部
に触媒活性を付与するための触媒貴金属をPt、Pdお
よびRhの少なくとも一種とすることで、リア部に三元
性の触媒性能を付与できる。
ォッシュコートスラリーのコート量を少なくすることで
触媒の熱容量が小さくなり、触媒活性温度に素早く到達
するようになることを、フロント部のウォッシュコート
スラリーのコート量を変化させた排ガス浄化用触媒を用
いて、触媒床温の上昇のしやすさを測定し、測定結果を
図1に示した。
ッシュコートスラリーのコート量が異なる排ガス浄化用
触媒を作製し、それぞれの触媒を用いて入ガス温度と触
媒床温の関係を測定した。
が50g/L、150g/Lおよび250g/Lでウォ
ッシュコートスラリーがコートされて形成された3種類
の排ガス浄化用触媒を作製し、これらの排ガス浄化用触
媒にエンジンからの排ガスを導入したときの触媒床温を
測定した。
媒は、軸方向の長さが100mmのモノリス型の触媒で
あり、フロント部とリア部とが体積比で1:4で形成さ
れていた。すなわち、排ガス浄化用触媒の上流側の20
mmにフロント部が、下流側の80mmにリア部が形成
されていた。なお、フロント部は、Al2O3からなるス
ラリーを50g/L、150g/Lおよび250g/L
でコートしたフロント側担持層と、フロント側担持層に
上に10g/Lで担持されたPdと、からなり、リア部
は、Al2O3とCe酸化物とを重量比で8:5の割合で
有するスラリーを195g/Lでコートしたリア側担持
層と、リア側担持層にそれぞれ1.5g/Lおよび0.
3g/Lで担持されたPtおよびRhとから形成されて
いた。
ュコートスラリーのコート量が異なる排ガス浄化用触媒
を、実車試験機(排気量:2.2l)に搭載して試験機
を稼働させ、入ガス温度と触媒床温との関係を測定し
た。この測定結果を図1に示した。ここで、触媒床温の
測定部位は、排ガス浄化用触媒の軸方向の中心部におけ
る温度であった。
時から22〜23秒がアイドリング状態であり、その後
の車速で示される走行状態は、LA#4モードに規定さ
れた走行状態であった。
スラリーのコート量が小さいほど、触媒床温は高くなっ
ていることがわかる。すなわち、ウォッシュコートスラ
リーのコート量が小さいほど、触媒の熱容量が減少して
いることから、触媒活性温度にまで素早く到達できるこ
とがわかる。
エンジン始動時のような排ガス温度が低温の場合におい
ても、触媒活性温度に素早く到達することで、HC等の
成分を浄化することができる。
ス浄化用触媒は、たとえば、以下の製造方法により作製
することができる。このとき、本発明の排ガス浄化用触
媒の製造方法は、以下の方法に限定されるものではな
い。
材の表面に一方の端面側からフロント部を、他方の端面
側からリア部を形成することで作製することができる。
めのAl2O3を有するウォッシュコートスラリーを触媒
担体基材の一方の端面側から所定のコート量でコートし
た後に、乾燥、焼成し、乾燥後のフロント側担持層にP
d溶液を含浸させる等の方法を用いて、Pdをフロント
側担持層上に配置し、乾燥、焼成させることでフロント
部を形成する。
るウォッシュコートスラリーを、フロント側担持層が形
成されていない端部側からモノリスハニカム担体にコー
トし、乾燥、焼成させてリア側担持層を形成した後に、
触媒貴金属溶液にリア側担持層を接触、含浸させる等の
方法を用いてリア側担持層上に触媒貴金属を配置し、乾
燥、焼成させることでリア部を形成して、本発明の排ガ
ス浄化用触媒は、製造できる。
触媒貴金属の混合溶液にリア側担持層を含浸させる方法
でも、触媒貴金属ごとに別々に担持させる方法として
も、どちらでもよい。
の熱容量がリア部の熱容量に比べて小さく形成されてい
るため、フロント部において、触媒活性を発揮する温度
に素早く昇温できる。さらに、フロント部には、比較的
低温でも触媒活性を示すPdを用いているため、エンジ
ン始動時のように触媒の温度が低温の場合においても十
分に排ガスの浄化を行うことができる。
を作製した。
は、モノリスハニカム担体と、モノリスハニカム担体の
一方の端部側にフロント部を、他方の端部側にリア部を
形成した触媒である。また、モノリスハニカム担体の内
部でのフロント部とリア部は、お互いの端部が接触して
形成されている。この排ガス浄化用触媒を図2に示し
た。
の一方の端面から20mmの幅で形成されたフロント部
と、他方の端面から80mmの幅で形成されたリア部
と、から構成されている。このとき、リア部の体積は、
フロント部の体積の4倍であった。
トにより形成されたφ93mm、長さ100mm、容量
0.679Lの円柱状の触媒担体基材である。
方の端面から20mmの幅で形成されたフロント側担持
層と、フロント側担持層上に10g/Lで担持されたP
dからなっている。
ォッシュコートスラリーを50g/Lでコートして形成
された。
端面から80mmの幅で形成されたリア側担持層と、リ
ア側担持層上に担持された触媒貴金属とから構成され
る。
を重量比で8:5の割合で混合したリア側ウォッシュコ
ートスラリーを195g/Lでコートして形成された。
順により作製された。
ント側担持層を形成したのちに、Pdを担持させること
でフロント部を形成した。
ーマイト粉末3g、硝酸アルミニウム9水塩40%を4
5g、純水110gの割合で混合させたフロント側ウォ
ッシュコートスラリーを調整し、このスラリーをモノリ
スハニカム担体の表面の一方の端部側に端面から20m
mの幅でアルミナで50g/Lとなるようにコートした
後に、乾燥させ、焼成させることでフロント側担持層が
形成された。
させた。Pdの担持は、フロント側担持層をPd溶液に
接触、含浸させることで行われた。詳しくは、85g/
LのPd水溶液にフロント側担持層を接触含浸させた後
に、乾燥、焼成させることでフロント部に10g/Lの
割合でPdを担持させた。
他方の端部にリア部を形成した。リア部の形成は、リア
側担持層を形成した後に、リア側担持層にPtおよびR
hを担持させることで行われた。
ーマイト粉末3g、硝酸アルミニウム9水塩40%65
g、Ce−Zr複合酸化物65g、炭酸La結晶30g
および純水110gの割合で混合させたリア側ウォッシ
ュコートスラリーを調整し、このスラリーをフロント部
が形成されたモノリスハニカム担体の他方の端面からフ
ロント部と重複しないように195g/Lでコートした
後に、乾燥させ、焼成することでリア側担持層が形成さ
れた。
を担持させた。PtおよびRhの担持は、リア側担持層
をPtを担持させた後に、Rhを担持させることで行わ
れた。詳しくは、0.76g/LのPt溶液にリア側担
持層を接触、含浸させた後に、乾燥、焼成させる。つづ
いて、0.15g/LのRh溶液にリア側担持層を接
触、含浸させた後に、乾燥、焼成させることでリア部に
1.5g/Lの割合でPtを、0.4g/Lの割合でR
hを担持させた。
層のフロント側ウォッシュコートスラリーのコート量が
リア側担持層のリア側ウォッシュコートスラリーのコー
ト量と同じコート量でコートされた以外は実施例1と同
様な排ガス浄化用触媒である。このとき、リア側担持層
のリア側ウォッシュコートスラリーのコート量、フロン
ト側担持層に担持されるPdおよびリア側担持層に担持
されるPtおよびRhの担持量は、実施例1の排ガス浄
化用触媒と同じ量であった。
担体表面に195g/Lでフロント側ウォッシュコート
スラリーをコートして形成されたフロント側担持層と、
フロント側担持層に10g/Lで担持されたPdと、1
95g/Lでリア側ウォッシュコートスラリーをコート
して形成されたリア側担持層と、リア側担持層に1.5
g/Lの担持量で担持されたPtおよび0.3g/Lの
担持量で担持されたRhと、からなる排ガス浄化用触媒
である。
の排ガス浄化用触媒の作製に用いられたものと同じ材料
が用いられて作製された。
の表面に、195g/Lでフロント側ウォッシュコート
スラリーをコートしてフロント側担持層を形成した後
に、Pdを10g/Lの担持量で担持させることで行わ
れた。このフロント側ウォッシュコートスラリーのコー
トおよびPdの担持は、実施例1の排ガス浄化用触媒の
製造方法と同様にしてなされた。
成した。すなわち、リア側ウォッシュコートスラリーの
コート量およびPt、Rhの担持量は、実施例1の排ガ
ス浄化用触媒と同じ値となるように形成された。
用触媒が作製された。
ウォッシュコートスラリーのコート量がフロント側担持
層のコート量と同じ量でコートされた以外は実施例1と
同様な排ガス浄化用触媒である。このとき、フロント側
担持層のウォッシュコートスラリーのコート量、フロン
ト側担持層に担持されるPdおよびリア側担持層に担持
されるPtおよびRhの担持量は、実施例1の排ガス浄
化用触媒と同じ量であった。
担体表面に50g/Lでフロント側ウォッシュコートス
ラリーがコートされたフロント側担持層と、フロント側
担持層に10g/Lで担持されたPdと、50g/Lで
リア側ウォッシュコートスラリーがコートされたリア側
担持層と、リア側担持層に1.5g/Lの担持量で担持
されたPtおよび0.3g/Lの担持量で担持されたR
hと、からなる排ガス浄化用触媒である。
の排ガス浄化用触媒の作製に用いられたものと同じ材料
が用いられて作製された。
施例1と同様の手段でフロント部を形成した後に、リア
側ウォッシュコートスラリーのコート量を少なくしたリ
ア部を形成することで行われた。
部の形成方法を用いて行われた。すなわち、フロント側
ウォッシュコートスラリーのコート量が50g/L、P
dの担持量が10g/Lで形成された。
フロント部の形成されていない端部側にリア側ウォッシ
ュコートスラリーを50g/Lでコートしてリア側担持
層を形成した後に、PtおよびRhを1.5g/L、
0.3g/Lの担持量で担持させることで行われた。
用触媒は作製された。
れたPtの担持量を1.5g/Lとするとともに、Pd
を0.5g/Lの担持量で担持させた以外は実施例1と
同様な排ガス浄化用触媒である。
担体表面に50g/Lでフロント側ウォッシュコートス
ラリーがコートされたフロント側担持層と、フロント側
担持層に10g/Lで担持されたPdと、195g/L
でリア側ウォッシュコートスラリーがコートされたリア
側担持層と、リア側担持層に1.0g/Lの担持量で担
持されたPt、0.3g/Lの担持量で担持されたRh
および0.5g/Lの担持量で担持されたPdと、から
なる排ガス浄化用触媒である。
の排ガス浄化用触媒の作製に用いられたものと同じ材料
が用いられて作製された。
施例1と同様の手段でフロント部を形成した後に、リア
側担持層上にPt、RhおよびPdを担持させたリア部
を形成することで行われた。
部の形成方法を用いて行われた。すなわち、フロント側
ウォッシュコートスラリーのコート量が50g/L、P
dの担持量が10g/Lで形成された。
フロント部の形成されていない端部側にリア側ウォッシ
ュコートスラリーを195g/Lでコートしてリア側担
持層を形成した後に、Pt、RhおよびPdを1.0g
/L、0.3g/L、0.5g/Lの担持量で担持させ
ることで行われた。このPt、RhおよびPdの担持
は、リア側担持層に、Pt、Rh、Pdの順序でそれぞ
れを別々に担持させることで行われた。詳しくは、Pt
溶液にリア側担持層を接触、含浸させた後に、乾燥、焼
成させる。つづいて、Rh溶液にリア側担持層を接触、
含浸させた後に、乾燥、焼成させ、その後、Pd溶液に
リア側担持層を接触、含浸させた後に、乾燥、焼成させ
ることで、リア部にPt、RhおよびPdを担持させ
た。
用触媒は作製された。
層のウォッシュコートスラリーのコート量がリア側担持
層のコート量と同じ量でコートされた以外は実施例2と
同様な排ガス浄化用触媒である。
担体表面に195g/Lでフロント側ウォッシュコート
スラリーがコートされたフロント側担持層と、フロント
側担持層に10g/Lで担持されたPdと、195g/
Lでリア側ウォッシュコートスラリーがコートされたリ
ア側担持層と、リア側担持層に1.0g/Lの担持量で
担持されたPt、0.3g/Lの担持量で担持されたR
hおよび0.5g/Lの担持量で担持されたPdと、か
らなる排ガス浄化用触媒である。
ロント側ウォッシュコートスラリーのコート量を195
g/Lとした以外は、実施例2と同様にして作製され
た。このとき、比較例3の排ガス浄化用触媒は、実施例
2の排ガス浄化用触媒の作製に用いられたものと同じ材
料が用いられて作製された。
層のウォッシュコートスラリーのコート量が20g/
L、リア側担持層のウォッシュコートスラリーのコート
量が215g/Lである以外は、実施例1と同様な排ガ
ス浄化用触媒である。
担体表面に50g/Lでフロント側ウォッシュコートス
ラリーをコートして形成されたフロント側担持層と、フ
ロント側担持層に10g/Lで担持されたPdと、21
5g/Lでリア側ウォッシュコートスラリーをコートし
て形成されたリア側担持層と、リア側担持層に1.5g
/Lの担持量で担持されたPtおよび0.3g/Lの担
持量で担持されたRhと、からなる排ガス浄化用触媒で
ある。
ロント側担持層のフロント側ウォッシュコートスラリー
のコート量を20g/Lに、リア側担持層のリア側ウォ
ッシュコートスラリーのコート量を215g/Lとした
以外は、実施例1と同様にして作製された。このとき、
実施例3の排ガス浄化用触媒は、実施例1の排ガス浄化
用触媒の作製に用いられたものと同じ材料が用いられて
作製された。
層のフロント側ウォッシュコートスラリーのコート量が
リア側担持層のリア側ウォッシュコートスラリーのコー
ト量と同じコート量でコートされた以外は実施例3と同
様な排ガス浄化用触媒である。
担体表面に215g/Lでフロント側ウォッシュコート
スラリーをコートして形成されたフロント側担持層と、
フロント側担持層に10g/Lで担持されたPdと、2
15g/Lでリア側ウォッシュコートスラリーをコート
して形成されたリア側担持層と、リア側担持層に1.5
g/Lの担持量で担持されたPtおよび0.3g/Lの
担持量で担持されたRhと、からなる排ガス浄化用触媒
である。
ロント側担持層のフロント側ウォッシュコートスラリー
のコート量を215g/Lとした以外は、実施例3と同
様にして作製された。このとき、比較例4の排ガス浄化
用触媒は、実施例3の排ガス浄化用触媒の作製に用いら
れたものと同じ材料が用いられて作製された。
ウォッシュコートスラリーのコート量がフロント側担持
層のコート量と同じ量でコートされた以外は実施例3と
同様な排ガス浄化用触媒である。
担体表面に20g/Lでフロント側ウォッシュコートス
ラリーがコートされたフロント側担持層と、フロント側
担持層に10g/Lで担持されたPdと、20g/Lで
リア側ウォッシュコートスラリーがコートされたリア側
担持層と、リア側担持層に1.5g/Lの担持量で担持
されたPtおよび0.3g/Lの担持量で担持されたR
hと、からなる排ガス浄化用触媒である。
ア側担持層のリア側ウォッシュコートスラリーのコート
量を20g/Lとした以外は、実施例3と同様にして作
製された。このとき、比較例5の排ガス浄化用触媒は、
実施例3の排ガス浄化用触媒の作製に用いられたものと
同じ材料が用いられて作製された。
層のウォッシュコートスラリーのコート量を150g/
Lとした以外は、実施例1と同様な排ガス浄化用触媒で
ある。
担体表面に150g/Lでフロント側ウォッシュコート
スラリーがコートされたフロント側担持層と、フロント
側担持層に10g/Lで担持されたPdと、195g/
Lでリア側ウォッシュコートスラリーがコートされたリ
ア側担持層と、リア側担持層に1.5g/Lの担持量で
担持されたPtおよび0.3g/Lの担持量で担持され
たRhと、からなる排ガス浄化用触媒である。
ア側担持層のリア側ウォッシュコートスラリーのコート
量を195g/Lとした以外は、実施例1と同様にして
作製された。このとき、実施例4の排ガス浄化用触媒
は、実施例1の排ガス浄化用触媒の作製に用いられたも
のと同じ材料が用いられて作製された。
層のフロント側ウォッシュコートスラリーのコート量が
リア側担持層のリア側ウォッシュコートスラリーのコー
ト量と同じコート量でコートされた以外は実施例4と同
様な排ガス浄化用触媒である。
担体表面に195g/Lでフロント側ウォッシュコート
スラリーをコートして形成されたフロント側担持層と、
フロント側担持層に10g/Lで担持されたPdと、1
95g/Lでリア側ウォッシュコートスラリーをコート
して形成されたリア側担持層と、リア側担持層に1.5
g/Lの担持量で担持されたPtおよび0.3g/Lの
担持量で担持されたRhと、からなる排ガス浄化用触媒
である。
ロント側担持層のフロント側ウォッシュコートスラリー
のコート量を195g/Lとした以外は、実施例4と同
様にして作製された。このとき、比較例6の排ガス浄化
用触媒は、実施例4の排ガス浄化用触媒の作製に用いら
れたものと同じ材料が用いられて作製された。
ウォッシュコートスラリーのコート量とフロント側担持
層のコート量とがともに150g/Lでコートされた排
ガス浄化用触媒である。
担体表面に150g/Lでフロント側ウォッシュコート
スラリーがコートされたフロント側担持層と、フロント
側担持層に10g/Lで担持されたPdと、150g/
Lでリア側ウォッシュコートスラリーがコートされたリ
ア側担持層と、リア側担持層に1.5g/Lの担持量で
担持されたPtおよび0.3g/Lの担持量で担持され
たRhと、からなる排ガス浄化用触媒である。
ア側担持層のリア側ウォッシュコートスラリーのコート
量を150g/Lとした以外は、実施例4と同様にして
作製された。このとき、実施例5の排ガス浄化用触媒
は、実施例4の排ガス浄化用触媒の作製に用いられたも
のと同じ材料が用いられて作製された。
ア部との体積比を1:9とした以外は、実施例1と同様
な排ガス浄化用触媒である。
00mmの円柱状のモノリスハニカム担体の一方の端面
から10mmの幅で形成されたフロント部と、他方の端
面から90mmの幅で形成されたリア部と、から構成さ
れた排ガス浄化用触媒である。このとき、フロント部
は、モノリスハニカム担体表面に50g/Lでフロント
側ウォッシュコートスラリーがコートされたフロント側
担持層と、フロント側担持層に10g/Lで担持された
Pdと、からなり、リア部は、150g/Lでリア側ウ
ォッシュコートスラリーがコートされたリア側担持層
と、リア側担持層に1.5g/Lの担持量で担持された
Ptおよび0.3g/Lの担持量で担持されたRhと、
からなる。
ロント部を端面からの長さが10mmに、リア部を端面
からの長さが90mmとなるように形成した以外は、実
施例1と同様にして行われた。
ラリーをモノリスハニカム担体の表面の一方の端部側に
端面から10mmの幅でアルミナで50g/Lとなるよ
うにコートした後に、乾燥させ、焼成させることでフロ
ント側担持層が形成された。
させた。Pdの担持は、フロント側担持層をPd溶液に
接触、含浸させることで行われた。
方の端部にリア部を形成した。リア部の形成は、リア側
担持層を形成した後に、リア側担持層にPtおよびRh
を担持させることで行われた。
ーをフロント部が形成されたモノリスハニカム担体の他
方の端面からフロント部と重複しないように195g/
Lでコートした後に、乾燥させ、焼成することでリア側
担持層が形成された。
を担持させた。PtおよびRhの担持は、実施例1と同
様な手段により行われた。
用触媒は作製された。
層のフロント側ウォッシュコートスラリーのコート量が
リア側担持層のリア側ウォッシュコートスラリーのコー
ト量と同じコート量でコートされた以外は実施例6と同
様な排ガス浄化用触媒である。
担体表面に軸方向のコート長さが10mm、かつフロン
ト側ウォッシュコートスラリーを195g/Lでコート
して形成されたフロント側担持層と、フロント側担持層
に10g/Lで担持されたPdと、軸方向のコート長さ
が90mm、かつリア側ウォッシュコートスラリーを1
95g/Lでコートして形成されたリア側担持層と、リ
ア側担持層に1.5g/Lの担持量で担持されたPtお
よび0.3g/Lの担持量で担持されたRhと、からな
る排ガス浄化用触媒である。
ロント側担持層のフロント側ウォッシュコートスラリー
のコート量を195g/Lとした以外は、実施例6と同
様にして作製された。このとき、比較例6の排ガス浄化
用触媒は、実施例6の排ガス浄化用触媒の作製に用いら
れたものと同じ材料が用いられて作製された。
浄化用触媒の種類を表1に示した。
に車両に搭載した状態でエンジンを稼働させ、エンジン
から排出される排ガスを浄化させることで評価を行っ
た。
排ガス浄化用触媒に、900℃の試験ガスを50時間で
流通させる耐久試験を行った。この試験ガスは、実際の
車両に搭載されたエンジンを3000rpmで稼働した
ときの排気ガスであった。
機車両(排気量:2.2l)にフロント部が排ガスの上
流側、すなわち、エンジン側となるように搭載した。そ
の後、この実機車両のエンジンを稼働させて、エンジン
から排出される排ガスを浄化させて、排ガス浄化用触媒
から排出された排出ガスに含まれるHC成分量およびN
Ox成分量を測定することで評価を行った。
x成分量の測定は、シャシーダイナモを用いて、テール
パイプからのサンプリングを行い、自動車排ガス用分析
装置により計測を行うことで行われた。また、実機車両
の試験条件は、LA#4モードで行われた。
た。ここで、図3は排出ガス中のHCの測定量を、図4
はNOxの測定量を示した。また、具体的な測定値を表
2に示した。なお、表2には、測定されたHC成分量お
よびNOx成分量を示したが、LA#4モード(米国で
の認証モード)であるためg/mileの値を参考値と
して併記した。
ガス浄化用触媒のHCおよびNOxの測定値は、ともに
低く、HCおよびNOxの浄化能にすぐれていることが
わかる。
ュコートスラリーのコート量が過剰な比較例1の排ガス
浄化用触媒は、NOx浄化能には優れているがHCの測
定値が0.027g/km(0.043g/mile)
と高くなっている。さらに、フロント側およびリア側の
ウォッシュコートスラリーのコート量が少ない比較例2
の排ガス浄化用触媒は、HC浄化能は高くなっている
が、NOx浄化能が低下している。
RhおよびPdとした排ガス浄化触媒であり、Pdを加
えても、HCおよびNOxの測定値は、ともに低く、H
CおよびNOxの浄化能にすぐれていることがわかる。
ォッシュコートスラリーのコート量が過剰となっている
ため、NOx浄化能には優れているがHCの測定値が高
くなっている。
くするとともに、リア部のコート量を増加させた排ガス
浄化用触媒であり、フロント部のコート量が少なくなっ
ていてもHCおよびNOxの測定値は、ともに低く、H
CおよびNOxの浄化能にすぐれていることがわかる。
なり、HC浄化能が低下し、比較例5は、リア部のコー
ト量が少ないことからNOx浄化能が低下している。
した排ガス浄化用触媒であり、フロント部のコート量が
増加してもHCおよびNOxの浄化能にすぐれているこ
とがわかる。
が過剰となっているため、NOx浄化能には優れている
がHC浄化能が低下している。
ート量がともに150g/Lである排ガス浄化用触媒で
あり、HCおよびNOxの浄化能にすぐれていることが
わかる。
比を変化させてフロント部の体積比を小さくした排ガス
浄化用触媒であるが、フロント部の体積比が小さくなっ
ても、HCおよびNOx浄化能にすぐれていることがわ
かる。
のフロント部のコート量を過剰としているため、NOx
浄化能は優れているがHC浄化能は低下している。
が同じであるならば、フロント側のウォッシュコートス
ラリーのコート量を少なくすることでHC浄化能が向上
し、リア側のウォッシュコートスラリーのコート量を多
くすることでNOx浄化能が優れるようになる。
のフロント側担持層を形成するためのフロント側ウォッ
シュコートスラリーのコート量が少なくなっているとと
もに、フロント部には低温での触媒活性に優れたPdを
担持していることから、ライトオフ性能に優れている。
また、リア部のリア側担持層が、十分なコート量のリア
側ウォッシュコートスラリーにより形成されているた
め、触媒貴金属が十分に担持され、高いNOx浄化能を
保っている。
とリア部が一体的に形成された構造であることから、実
際に車両に搭載するときにおいても、エンジンの負担が
増えることなく、ライトオフ性能に優れた排ガス浄化用
触媒となっている。
量が小さい低コート量のフロント部を有している。この
ため、エンジン始動時等のような排ガス温度が低温の場
合においても、フロント部が容易に昇温し触媒活性温度
にまですみやかに上昇することで、ライトオフ性能を向
上させている。さらに、フロント部に担持されているP
dが低温での触媒活性に優れていることからも、ライト
オフ性能が向上されている。このライトオフ性能の向上
により、低温時に多量に発生するHC成分を十分に浄化
することが可能となっている。
ント部とリア部が一体的に形成された構造であるため、
車両に搭載したときにエンジンの負担を増加させること
がない。また、高価な触媒貴金属の増量を必要としてい
ないため、排ガス浄化用触媒におけるコストの増加が抑
えられている。
のしやすさを測定した結果を示した図である。
る。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 軸方向に排ガスが通過する管状通路を有
する触媒担体基材と、 該排ガスの上流側の該触媒担体基材の表面にAl2O3か
らなるウォッシュコートスラリーを10〜150g/L
でコートして形成されたフロント側担持層と、該フロン
ト側担持層上に1〜20g/Lで担持されたPdと、か
らなるフロント部と、 該排ガスの下流側の該触媒担体基材の表面にAl2O3と
Ce酸化物とを重量比で1:1〜20:1の割合で有す
るウォッシュコートスラリーを150〜250g/Lで
コートして形成されたリア側担持層と、該リア側担持層
上に担持された触媒貴金属と、からなるリア部と、から
なることを特徴とする排ガス浄化用触媒。 - 【請求項2】 前記リア部は、前記フロント部と体積比
で1〜15倍である請求項1記載の排ガス浄化用触媒。 - 【請求項3】 前記触媒貴金属は、Pt、PdおよびR
hの少なくとも一種である請求項1記載の排ガス浄化用
触媒。
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1999
- 1999-12-09 JP JP34994399A patent/JP4459346B2/ja not_active Expired - Lifetime
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