JP2010234309A - Exhaust gas purifying catalyst and method for manufacturing the same - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
本発明は、排ガス中に含まれるNOx等のガス浄化に好適な排ガス浄化触媒及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification catalyst suitable for purifying gas such as NO x contained in exhaust gas and a method for producing the same.
従来より、自動車等の内燃機関の排ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)を浄化するための排ガス浄化触媒として様々な触媒が提案されている。このような排ガス浄化触媒としては、コージェライトや金属等の各種基材にアルミナ、ジルコニア、セリア等の金属酸化物と白金(Pt)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)等の貴金属とを担持したもの等が、一般に使用されている。 Conventionally, various catalysts have been proposed as exhaust gas purifying catalysts for purifying nitrogen oxides (NO x ) contained in exhaust gas from internal combustion engines such as automobiles. As such an exhaust gas purification catalyst, various base materials such as cordierite and metal carry a metal oxide such as alumina, zirconia and ceria and a noble metal such as platinum (Pt), rhodium (Rh) and palladium (Pd). Those that have been used are generally used.
近年では、浄化触媒の構造として、これらの金属成分を単一の層中に存在させた単一層構造のみならず、2層以上の層構造を有する浄化触媒が提案されており、特にPtとRhは共存下で固溶体化して触媒活性が低下しNOx浄化能が著しく下がることから、PtとRhを異なる層に含ませた上下2層の触媒コート層を有する触媒が提案されている。そして、リーン雰囲気下では、基材に近い下側の触媒コート層にRh、上側の触媒コート層にPtを含有した構成が望ましいとされている。 In recent years, as a purification catalyst structure, not only a single layer structure in which these metal components are present in a single layer but also a purification catalyst having a layer structure of two or more layers has been proposed, and in particular, Pt and Rh. from the decrease significantly the NO x purification performance decreases the catalytic activity and a solid solution in the coexistence, a catalyst having a catalytic coating layer of the upper and lower layers which was included in different layers of Pt and Rh have been proposed. In a lean atmosphere, it is desirable that the lower catalyst coat layer close to the base material contains Rh and the upper catalyst coat layer contains Pt.
排ガス浄化用の単一層構造の触媒の例としては、アルミナや希土類金属酸化物等の金属酸化物を含み、金属酸化物が分散されている排ガス浄化触媒などが提案されてきている。 As an example of a catalyst having a single layer structure for exhaust gas purification, an exhaust gas purification catalyst in which a metal oxide such as alumina or rare earth metal oxide is dispersed and a metal oxide is dispersed has been proposed.
また、排ガス浄化触媒の材料としては、NOxの吸蔵及び/又は還元が可能な酸化物複合体も知られている。このような酸化物複合体としては、例えばバリウムとセリウムの酸化物複合体があり、単一層構造の触媒として、例えば、バリウムとセリウムとを担持した担体を含むNOx吸蔵還元型触媒が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Further, oxide composites capable of storing and / or reducing NO x are also known as materials for exhaust gas purification catalysts. As such an oxide composite, for example, there is an oxide composite of barium and cerium. As a catalyst having a single layer structure, for example, an NO x storage reduction catalyst including a carrier supporting barium and cerium is disclosed. (For example, refer to Patent Document 1).
また、Pt担持触媒に酸化物複合体を担持させた単一層構造の排ガス浄化用触媒に関する開示がある(例えば、特許文献2参照)。 Further, there is a disclosure relating to an exhaust gas purification catalyst having a single layer structure in which an oxide composite is supported on a Pt-supported catalyst (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、上記したバリウムとセリウムとを担持した担体を含む触媒では、バリウムの劣化は抑制できるがNOx吸蔵に必要な貴金属の性能が低いためNOx浄化性能としては不充分であり、また、バリウムとセリウムの酸化物複合体を担体に微細な状態で担持させることはできない。また、Pt担持触媒に酸化物複合体が担持された排ガス浄化用触媒は、リーン雰囲気下において高いNOx吸蔵性能を示すものの、リッチ雰囲気下におけるNOx還元性能の点を含めると、必ずしも充分な浄化性能は得られない。 However, the catalyst comprising a carrier carrying a barium and cerium as described above, degradation of barium is insufficient as the NO x purification performance is low performance of the precious metal required but the NO x storage can be suppressed. Further, barium And the oxide complex of cerium cannot be supported on the carrier in a fine state. Further, an exhaust gas purifying catalyst in which an oxide complex is supported on a Pt-supported catalyst exhibits high NO x storage performance in a lean atmosphere, but is not necessarily sufficient when including the point of NO x reduction performance in a rich atmosphere. Purification performance cannot be obtained.
また、近年の環境負荷軽減への対応から、リーンバーンエンジンのみならず、ディーゼルエンジンや、走行時エンジン停止によりリーン環境に曝されやすいハイブリッド車における更なる浄化能力の向上が望まれている。 In addition, in response to recent environmental load reduction, further improvement in purification capability is desired not only for lean burn engines, but also for diesel engines and hybrid vehicles that are easily exposed to lean environments due to engine stoppage during travel.
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、従来より2層構造等の多層型触媒の欠点であった、特に硫黄被毒を最も受ける最表層の硫黄脱離性が良好であると共に、リーン/リッチ変動雰囲気下で安定したNOx浄化性能を有する排ガス浄化触媒及びその製造方法を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above, and has been a defect of a multilayer catalyst having a two-layer structure or the like, and particularly has a good sulfur desorption property on the outermost layer that is most susceptible to sulfur poisoning, and is also lean. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying catalyst having a stable NO x purification performance under a rich fluctuation atmosphere and a method for producing the same, and to achieve the object.
本発明は、リーン/リッチ変動雰囲気でのNOx浄化のために触媒層として基材側からロジウム含有の下層と白金含有の上層とを重層した層構造にしたときに、排ガスと接しやすい少なくとも上層側に特定範囲の2種類以上の金属酸化物を(好ましくは小粒子にして均一状に)分散して存在させると、従来から例えば2層コート型の浄化触媒の欠点とされていた硫黄脱離能の改善効果が高まり、貴金属活性を安定的に高く維持できることに加え、リーン雰囲気でNOx吸蔵能を高く維持できる、さらに触媒層の総厚に占める下層の厚みの比率が拡がって浄化能の安定確保に寄与するとの知見を得、かかる知見に基づいて達成されたものである。 The present invention, when the layer structure overlaid with the upper layer of the lower layer and the platinum-containing rhodium-containing from the substrate side as a catalyst layer for the NO x purification at a lean / rich change atmosphere, at least the upper layer is easily in contact with the exhaust gas When two or more kinds of metal oxides in a specific range are dispersed and present on the side (preferably uniformly in the form of small particles), sulfur desorption, which has been regarded as a disadvantage of conventional two-layer coated purification catalysts, for example. enhanced effect of improving ability, in addition to the noble metal activity can be maintained stably high, it can be maintained high for the NO x storage ability in a lean atmosphere, yet lower purification performance ratio spread in thickness to the total thickness of the catalyst layer The knowledge that it contributes to ensuring stability was obtained, and it was achieved based on this knowledge.
前記目的を達成するために、第1の発明である排ガス浄化触媒は、基材上に該基材側から順に、ロジウム(Rh)を含む第1触媒層と、白金(Pt)を含む第2触媒層とを有し、少なくとも前記第2触媒層が、アルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群より選ばれる第1金属元素を含有する第1金属酸化物の少なくとも1種と、希土類金属の群より選ばれる第2金属元素を含有する第2金属酸化物の少なくとも1種とを担体に担持して含む構成としたものである。 In order to achieve the above object, an exhaust gas purifying catalyst according to the first invention comprises a first catalyst layer containing rhodium (Rh) and a second catalyst containing platinum (Pt) in this order from the substrate side. At least one first metal oxide containing a first metal element selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals, and a group of rare earth metals It is configured to include at least one second metal oxide containing a second metal element selected from a carrier supported on a carrier.
第1の発明においては、基材側の下層にRhを、その上層にPtを配し、その少なくとも上層側にアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属の金属酸化物と希土類金属の金属酸化物とを(好ましくは小粒径にして均一状に分散して)含有することで、排ガス中の硫黄がバリウム(Ba)等と反応したときの粗大な硫酸塩の形成を抑え、形成された硫酸塩の分解が容易になるので、従来から2層コート型などの多層構造の浄化触媒の欠点とされていた硫黄脱離能が大幅に向上し、貴金属活性を安定的に高く維持でき、ひいてはリーン雰囲気でNOx吸蔵性能を安定的に保持することが可能になる。加えて、高温域を含めたNOx浄化能が向上するので、下層の厚みが触媒層の総厚に占める割合のうち、NOx浄化能を高く維持できる下層の厚みの許容幅が拡大し、Rhを含む触媒層の厚みの影響で生じる浄化性能のバラツキが軽減される。 In the first invention, Rh is disposed in the lower layer on the base material side, Pt is disposed in the upper layer, and an alkali metal and / or alkaline earth metal metal oxide and a rare earth metal metal oxide are formed on at least the upper layer side. (Preferably with a small particle size and uniformly dispersed) to suppress the formation of coarse sulfate when sulfur in the exhaust gas reacts with barium (Ba) or the like, and the formed sulfate Since it is easy to decompose, the sulfur desorption ability, which has been regarded as a drawback of the purification catalyst with a multilayer structure such as the two-layer coat type, has been greatly improved, and the precious metal activity can be stably maintained at a high level. Thus, the NO x storage performance can be stably maintained. In addition, since the NO x purification ability including the high temperature region is improved, the allowable range of the lower layer thickness that can maintain the NO x purification ability high in the ratio of the lower layer thickness to the total thickness of the catalyst layer is expanded, The variation in purification performance caused by the influence of the thickness of the catalyst layer containing Rh is reduced.
第1の発明においては、第2触媒層中に担持されている金属酸化物の粒子を、平均粒子径で30nm以下の粒子サイズで含有する場合が好ましい。粒子サイズが30nm以下の小粒径で層中に(好ましくは均一状に)分散して存在していると、排ガス中の硫黄との反応で生成される硫黄塩の粗大化をより緩和して分解しやすくし、貴金属の耐久劣化で粒成長した際の粗大化も回避できる。更には、この粒子サイズは、同様の理由から、0.5〜10nmであることが望ましい。 In the first invention, it is preferable that the metal oxide particles supported in the second catalyst layer are contained in an average particle size of 30 nm or less. When the particle size is a small particle size of 30 nm or less and dispersed in the layer (preferably uniformly), the coarsening of the sulfur salt produced by the reaction with sulfur in the exhaust gas is further alleviated. It can be easily decomposed, and coarsening can be avoided when grains grow due to durability deterioration of precious metals. Furthermore, this particle size is desirably 0.5 to 10 nm for the same reason.
第1の発明である排ガス浄化触媒は、少なくとも第2触媒層における担体の表面上の10nm角の20点以上の測定点におけるTEM−EDX分析から求められる第1金属元素の強度比(第1金属元素のピーク面積)と前記第2金属元素の強度比(第2金属元素のピーク面積)との和に対する前記第1金属元素の強度比〔[第1金属元素のピーク面積]/[第1金属元素のピーク面積及び第2金属元素のピーク面積の和]〕の分布の標準偏差が10%以下であることが好ましい。 The exhaust gas purifying catalyst according to the first aspect of the present invention is the strength ratio of the first metal element (first metal) obtained from TEM-EDX analysis at least 20 measurement points of 10 nm square on the surface of the carrier in the second catalyst layer. The intensity ratio of the first metal element to the sum of the peak area of the element and the intensity ratio of the second metal element (peak area of the second metal element) [[peak area of the first metal element] / [first metal] The standard deviation of the distribution of the peak area of the element and the peak area of the second metal element]] is preferably 10% or less.
第1の発明においては、前記標準偏差が10%以下であるので、第1金属元素と第2金属元素とが均一に混合・分散された状態で担持されており、リーン雰囲気で高いNOx吸蔵性能を示すことが可能となる。 In the first invention, the so standard deviation is 10% or less, which is supported in a state where the first metal element and second metal element are uniformly mixed and dispersed, high the NO x storage in a lean atmosphere It becomes possible to show performance.
また、第1の発明の排ガス浄化触媒の第2触媒層は、更に、パラジウムを含むことが好ましい。Pdを更に含むことにより、より高い触媒活性が得られる。 Moreover, it is preferable that the 2nd catalyst layer of the exhaust gas purification catalyst of 1st invention contains palladium further. By further including Pd, higher catalytic activity can be obtained.
第1の発明の排ガス浄化触媒を構成する基材としては、モノリス基材を好適に用いることができる。 As the base material constituting the exhaust gas purification catalyst of the first invention, a monolith base material can be suitably used.
第2の発明である排ガス浄化触媒の製造方法は、ロジウムを含むスラリーを基材上に付与し、焼成して第1触媒層を形成する第1触媒層形成工程と、前記第1触媒層上に、白金を含む白金含有層を形成する白金含有層形成工程と、アルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群より選ばれる第1金属元素を含む第1金属化合物と、希土類金属の群より選ばれる第2金属元素を含む第2金属化合物と、多座配位子を有する化合物と、アンモニアとを混合し、前記第1金属元素及び前記第2金属元素を含む酸化物担持用水溶液を調製する溶液調製工程と、調製された前記酸化物担持用水溶液を少なくとも前記白金含有層に接触させた後、焼成し、少なくとも前記白金含有層に第1金属元素を含む第1金属酸化物と第2金属元素を含む第2金属酸化物とを担持することにより、白金を含む第2触媒層を形成する第2触媒層形成工程と、を設けて構成したものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for producing an exhaust gas purifying catalyst, comprising: applying a slurry containing rhodium on a substrate; calcining to form a first catalyst layer; and forming the first catalyst layer on the first catalyst layer. A platinum-containing layer forming step for forming a platinum-containing layer containing platinum, a first metal compound containing a first metal element selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals, and a group of rare earth metals A solution for preparing an oxide-supporting aqueous solution containing the first metal element and the second metal element by mixing a second metal compound containing the second metal element, a compound having a multidentate ligand, and ammonia. The preparation step and the prepared aqueous solution for supporting an oxide are brought into contact with at least the platinum-containing layer and then fired, and at least the first metal element and the second metal element containing the first metal element in the platinum-containing layer Second metal oxidation containing By carrying bets, and a second catalyst layer forming step of forming a second catalyst layer containing platinum, which is constituted by providing a.
第2の発明においては、基材上の下層にRhを、その上層にPtを配した少なくとも2層を含む重層構造を形成した後に、その少なくともPtを含む第2触媒層を酸化物担持用水溶液に含浸させる等により接触させ、層に全体的に酸化物複合体前駆体を付着させた状態を形成して焼成を行なうようにすることで、従来のように予め酸化物を作ってから担持するのではなく、金属成分を担持させてから吸蔵サイトとなる金属酸化物を形成するので、第1金属元素と第2金属元素を含む複数種の金属元素の酸化物粒子(酸化物複合体を含む。)を、小粒径としつつ第1金属元素と第2金属元素とを均一状に混合して層中に均一状の分散状態になるように担持させることができる。これより、従来から2層コート型などの多層構造の浄化触媒の欠点とされていた、Rhを主に含まない第2触媒層での硫黄脱離性能が大幅に向上し、貴金属活性を安定的に高く維持でき、ひいてはリーン雰囲気での高いNOx吸蔵性能とリッチ雰囲気での高いNOx還元性能とを両立することが可能な排ガス浄化触媒が得られる。加えて、得られた排ガス浄化触媒は、高温域を含めたNOx浄化能に優れるので、Rhを主に含む下側の第1触媒層の厚みが触媒層の総厚に占める割合のうち、NOx浄化能を高く維持できる厚みの許容幅が拡くなり、Rhを主に含む触媒層の厚みの影響で生じる浄化性能の変動が軽減される。 In the second invention, after forming a multilayer structure including at least two layers in which Rh is disposed on the lower layer on the substrate and Pt is disposed on the upper layer, the second catalyst layer including at least Pt is used as the aqueous solution for supporting oxide. It is made to contact by making it impregnated, etc., and a state in which the oxide composite precursor is entirely adhered to the layer is formed and fired, so that the oxide is previously formed and supported as before. Instead of forming a metal oxide which becomes an occlusion site after supporting a metal component, oxide particles of a plurality of kinds of metal elements including the first metal element and the second metal element (including the oxide complex) Can be supported in a uniform dispersed state in the layer by uniformly mixing the first metal element and the second metal element with a small particle size. As a result, the sulfur desorption performance of the second catalyst layer that mainly does not contain Rh, which has been regarded as a defect of the two-layer coated purification catalyst such as the two-layer coating type, has been greatly improved, and the precious metal activity is stable. Therefore, it is possible to obtain an exhaust gas purification catalyst that can achieve both high NO x storage performance in a lean atmosphere and high NO x reduction performance in a rich atmosphere. In addition, the obtained exhaust gas purifying catalyst, is excellent in the NO x purification performance, including high temperature region, among the thickness of the first catalyst layer of lower containing Rh mainly of percentage of the total thickness of the catalyst layer, tolerance of the NO x purifying capability of the high can be maintained thickness becomes拡Ku, variations of the purification performance caused by the effect of the thickness of the catalyst layer mainly containing the Rh can be reduced.
第2の発明においては、多座配位子を有する化合物として、カルボキシル基を有するものが、嵩高くより微細な酸化物粒子(酸化物複合体を含む。)が得られる点から、カルボン酸を好適に用いることができる。 In the second invention, as the compound having a polydentate ligand, a compound having a carboxyl group is a bulky and finer oxide particle (including an oxide complex). It can be used suitably.
また、第1金属化合物は第1金属元素の塩が好ましく、第2金属化合物は第2金属元素の塩が好ましい。これら塩は、塩基性を示し、酸化物を形成した際に高いNOx吸蔵能を得ることができる。 The first metal compound is preferably a salt of the first metal element, and the second metal compound is preferably a salt of the second metal element. These salts show basicity and can obtain a high NO x storage capacity when an oxide is formed.
第2の発明における白金含有層形成工程においては、金属元素の酸化物を含むスラリーを第1触媒層の上に付与し上層として金属酸化物層を設け、少なくともこの金属酸化物層を白金含有溶液に接触させた後、焼成することにより、白金含有層を形成し、その後の第2触媒層形成工程では、第1金属酸化物及び第2金属酸化物を前記金属元素の酸化物に担持することができる。これより、Ptを均一に担持することができ、NOx吸蔵能が向上する。 In the platinum-containing layer forming step of the second invention, a slurry containing a metal element oxide is applied on the first catalyst layer to provide a metal oxide layer as an upper layer, and at least the metal oxide layer is formed into a platinum-containing solution. And then firing to form a platinum-containing layer, and in the subsequent second catalyst layer forming step, the first metal oxide and the second metal oxide are supported on the metal element oxide. Can do. As a result, Pt can be uniformly supported, and the NO x storage capacity is improved.
本発明によれば、従来より2層構造等の多層型触媒の欠点であった、特に硫黄被毒を最も受ける最表層の硫黄脱離性が良好であると共に、リーン/リッチ変動雰囲気下で安定したNOx浄化性能を有する排ガス浄化触媒及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it has been a disadvantage of a multilayer catalyst such as a two-layer structure, and the sulfur desorption property of the outermost layer that is most susceptible to sulfur poisoning is good and stable under a lean / rich fluctuation atmosphere. it is possible to provide an exhaust gas purifying catalyst and a manufacturing method thereof were the NO x purification performance.
以下、本発明の排ガス浄化触媒及びその製造方法について詳細に説明する。
第1の発明である排ガス浄化触媒は、基材上に該基材側から順に、ロジウムを含む第1触媒層と、白金を含む第2触媒層とを少なくとも有し、少なくとも前記第2触媒層に、アルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群より選ばれる第1金属元素を含有する第1金属酸化物の少なくとも1種と、希土類金属の群より選ばれる第2金属元素を含有する第2金属酸化物の少なくとも1種とを設けて構成されている。
Hereinafter, the exhaust gas purification catalyst of the present invention and the production method thereof will be described in detail.
The exhaust gas purifying catalyst according to the first invention has at least a first catalyst layer containing rhodium and a second catalyst layer containing platinum in order from the substrate side on the substrate, and at least the second catalyst layer. And at least one first metal oxide containing a first metal element selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals, and a second metal containing a second metal element selected from the group of rare earth metals At least one kind of oxide is provided.
−第1触媒層−
第1触媒層は、ロジウム(Rh)を少なくとも含む。また、第1触媒層は、更に、アルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群より選ばれる第1金属元素を含有する第1金属酸化物と、希土類金属の群より選ばれる第2金属元素を含有する第2金属酸化物とを含む構成とすることができ、必要に応じて、さらに他の金属成分等を用いて構成することができる。
-First catalyst layer-
The first catalyst layer contains at least rhodium (Rh). The first catalyst layer further contains a first metal oxide containing a first metal element selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals, and a second metal element selected from the group of rare earth metals. The second metal oxide can be configured, and if necessary, it can be configured using other metal components.
Rhは、より細粒化された粒子の状態で含有されていることが好ましく、Rhが担体に担持されて含有されていることがより好ましい。Rhは、例えばRh担持ジルコニアなどのRh担持金属酸化物の粉末等の粒子を用いて含有されることができる。この場合、例えば、水等の媒体に二酸化ジルコニウム(ZrO2)と硝酸ロジウム溶液とを混合して撹拌し、乾燥、焼成することにより例えば粉末状のRh担持ジルコニアを得ることができる。 Rh is preferably contained in the form of finer particles, and more preferably Rh is supported on a carrier. Rh can be contained using particles such as a powder of Rh-supported metal oxide such as Rh-supported zirconia. In this case, for example, powdery Rh-supported zirconia can be obtained by mixing zirconium dioxide (ZrO 2 ) and a rhodium nitrate solution in a medium such as water, stirring, drying, and firing.
粒子の状態で含まれるRhの粒子径としては、1〜20nmの範囲が好ましく、1〜10nmの範囲がより好ましい。該粒子径は、1nm以上であると、酸化物化により失活しにくく、20nm以下であると、担持されたRhの多くが反応を促進でき、触媒活性が良好になる。 The particle diameter of Rh contained in the particle state is preferably in the range of 1 to 20 nm, and more preferably in the range of 1 to 10 nm. When the particle size is 1 nm or more, it is difficult to deactivate due to oxidation, and when it is 20 nm or less, most of the supported Rh can promote the reaction and the catalytic activity is improved.
Rhは、第1触媒層中の主な貴金属であり、高いNOx浄化能を有しており、硫黄被毒したときの硫黄脱離性の付与にも寄与する。Rhの第1触媒層中における含有濃度としては、触媒活性を保持する点で、0.01〜10g/L(リットル;以下同様)の範囲が好ましく、0.05〜5g/Lの範囲がより好ましい。 Rh is a main noble metal in the first catalyst layer, has a high NO x purification ability, and contributes to imparting sulfur detachability when sulfur is poisoned. The content concentration of Rh in the first catalyst layer is preferably in the range of 0.01 to 10 g / L (liters; the same applies hereinafter), more preferably in the range of 0.05 to 5 g / L in terms of maintaining the catalytic activity. preferable.
また、第1触媒層は、アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属(第1金属元素)の第1金属酸化物と、希土類金属(第2金属元素)の第2金属酸化物とを含むことができる。第1触媒層は、NOx浄化能を高める観点からは、前記第1金属酸化物及び/又は前記第2金属酸化物を含んでいることが好ましい。
なお、第1金属元素及び第2金属元素及びこれらの酸化物等については後述する。
The first catalyst layer may include a first metal oxide of an alkali metal and / or an alkaline earth metal (first metal element) and a second metal oxide of a rare earth metal (second metal element). it can. The first catalyst layer preferably contains the first metal oxide and / or the second metal oxide from the viewpoint of enhancing the NO x purification ability.
The first metal element, the second metal element, and their oxides will be described later.
第1触媒層は、例えば、水等の媒体中にRhを含む粒子(Rh担持金属粒子など)と必要に応じてアルミニウム、ジルコニウム、アルカリ土類金属、又は希土類金属の酸化物(例えばセリア)などの他の成分を加え、撹拌等してスラリーを調製し、得られたスラリーを所望の基材上に塗布、浸漬等して層状に付与し、焼成することにより形成することができる。 The first catalyst layer includes, for example, particles containing Rh in a medium such as water (such as Rh-supported metal particles) and, if necessary, an oxide of aluminum, zirconium, alkaline earth metal, or rare earth metal (such as ceria). Other components are added, and a slurry is prepared by stirring and the like, and the obtained slurry is applied and immersed on a desired base material to form a layer, followed by firing.
第1触媒層の厚みとしては、15〜130μmが好ましく、70〜120μmがより好ましい。第1触媒層の厚みが前記範囲内であると、高いNOx浄化性能を有するRhがコート層内に高分散して配置されているため、高い硫黄脱離性及びNOx浄化性能を有する点で有利である。 As thickness of a 1st catalyst layer, 15-130 micrometers is preferable and 70-120 micrometers is more preferable. When the thickness of the first catalyst layer is within the above range, Rh having a high NO x purification performance is disposed in a highly dispersed manner in the coat layer, and thus has a high sulfur desorption property and a NO x purification performance. Is advantageous.
−第2触媒層−
第2触媒層は、白金(Pt)と、アルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群より選ばれる第1金属元素を含有する第1金属酸化物及び希土類金属の群より選ばれる第2金属元素を含有する第2金属酸化物とを含み、必要に応じて、他の金属成分等を用いて構成することができる。
-Second catalyst layer-
The second catalyst layer comprises platinum (Pt) and a second metal element selected from the group of first metal oxides and rare earth metals containing a first metal element selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals. It contains the 2nd metal oxide to contain, and can be comprised using another metal component etc. as needed.
Ptは、第2触媒層中の主な貴金属である。Ptの第2触媒層中における含有濃度としては、触媒活性が高く、リーン定常雰囲気下でのNOx排出を抑制する点で、0.05〜10g/Lの範囲が好ましく、0.1〜5g/Lの範囲がより好ましい。 Pt is a main noble metal in the second catalyst layer. The content concentration in the second catalyst layer of Pt, high catalytic activity, in terms of suppressing NO x emissions under lean steady atmosphere is preferably in the range of 0.05 to 10 g / L, 0.1-5 g The range of / L is more preferable.
第2触媒層には、貴金属としてPtに加え、さらにパラジウム(Pd)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)、金(Au)などの他の貴金属を含んでもよく、より高い触媒活性を得る観点から、パラジウムが好ましい。 The second catalyst layer may contain other noble metals such as palladium (Pd), osmium (Os), iridium (Ir), and gold (Au) in addition to Pt as a noble metal, to obtain higher catalytic activity. Therefore, palladium is preferable.
前記アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等が挙げられ、また、前記アルカリ土類金属としては、例えば、バリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム等が挙げられる。中でも、高い塩基性を有し、酸化物を形成した際に高いNOx吸蔵性能を発揮できる観点から、カリウム、ルビジウム、セシウム、バリウムが好ましく、バリウムがより好ましい。 Examples of the alkali metal include lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium. Examples of the alkaline earth metal include barium, magnesium, calcium, and strontium. Among these, potassium, rubidium, cesium, and barium are preferable, and barium is more preferable from the viewpoint of having high basicity and exhibiting high NO x storage performance when an oxide is formed.
このような第1金属元素を含む第1金属酸化物の第1触媒層中における含有濃度としては、0.02〜2.0mol/Lの範囲が好ましく、0.1〜1.2mol/Lの範囲がより好ましい。第1金属酸化物の含有濃度は、0.02mol/L以上であると、NOx吸蔵に充分な量の吸蔵材が確保でき、高いNOx吸蔵性能を有する。また、2.0mol/L以下であると、担体の比表面積を低下させることがないため充分な吸蔵性能を確保できる。 The concentration of the first metal oxide containing the first metal element in the first catalyst layer is preferably in the range of 0.02 to 2.0 mol / L, preferably 0.1 to 1.2 mol / L. A range is more preferred. Concentration of the first metal oxide, if it is 0.02 mol / L or more, can be secured sufficient amount of storage material in the NO x storage, it has a higher the NO x storage performance. Moreover, since it is not reducing the specific surface area of a support | carrier as it is 2.0 mol / L or less, sufficient occlusion performance is securable.
前記希土類金属としては、例えば、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジウム、ネオジム等が挙げられる。中でも、酸化物を形成した際に、比較的高比表面積を有するという観点から、イットリウム、ランタン、セリウムが好ましく、セリウムがより好ましい。 Examples of the rare earth metal include scandium, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, and the like. Among these, yttrium, lanthanum, and cerium are preferable and cerium is more preferable from the viewpoint of having a relatively high specific surface area when the oxide is formed.
第2金属元素を含む第2金属酸化物の第2触媒層中における含有濃度としては、0.02〜2.0mol/Lの範囲が好ましく、0.1〜1.2mol/Lの範囲がより好ましい。第2金属酸化物の含有濃度は、0.02mol/L以上であると、濃度が足りて製造効率が良好であり、金属酸化物を均一に形成できる。また、2.0mol/L以下であると、濃度が高くなりすぎずに焼成時に均一に反応が進行し、金属酸化物を均一に形成できる。 The concentration of the second metal oxide containing the second metal element in the second catalyst layer is preferably in the range of 0.02 to 2.0 mol / L, more preferably in the range of 0.1 to 1.2 mol / L. preferable. When the content concentration of the second metal oxide is 0.02 mol / L or more, the concentration is sufficient, the production efficiency is good, and the metal oxide can be formed uniformly. In addition, when the concentration is 2.0 mol / L or less, the concentration does not become too high, and the reaction proceeds uniformly during firing, so that the metal oxide can be formed uniformly.
また、第1金属酸化物の第1金属元素と第2金属酸化物の第2金属元素との組み合わせ態様については、特に制限はなく、NOx吸蔵性能の点から適宜選択すればよいが、NOx吸蔵性能を高める観点からは、バリウム(Ba)とセリウム(Ce)との組み合わせが好ましい。 The first metal element of the first metal oxide and the combination mode between the second metallic element of the second metal oxide is not particularly limited and may be suitably selected in terms of the NO x storage performance, NO x From the viewpoint of enhancing the occlusion performance, a combination of barium (Ba) and cerium (Ce) is preferable.
第1金属元素と第2金属元素は、それぞれが酸化物を形成して単独粒子として存在している形態、又は第1金属元素と第2金属元素とを含む例えばBa化合物とCeO2の複合体などの酸化物複合体を形成して存在している形態であってもよい。 The first metal element and the second metal element each form an oxide and exist as single particles, or a composite of, for example, a Ba compound and CeO 2 containing the first metal element and the second metal element The form which exists and forms oxide composites, such as, may be sufficient.
本発明における第1金属元素及び第2金属元素の酸化物粒子(酸化物複合体を含む。)は、高いNOx浄化性能を保ったまま、硫黄脱離性能を発揮するためには、より微細化された粒子の状態でアルミナなどの多孔質酸化物材料の表層に均一にかつ高分散に担持されていることが好ましい。この点から、触媒層中に担持されている前記第1金属酸化物及び前記第2金属酸化物、あるいは第1金属元素及び第2金属元素を含む酸化物複合体の粒子サイズとしては、平均粒子径で30nm以下であることが好ましい。更には、この平均粒子径としては、0.5〜10nmの範囲が好ましく、より好ましくは0.5〜5nmの範囲である。粒子サイズは、0.5nm以上であるとより均一性の高い酸化物が得られ、30nm以下、好ましくは10nm以下であると、NOxやSOxの吸蔵に有効な表面サイト数を多く確保することができる。
この粒子サイズは、X線回折(X-ray diffraction;XRD)や透過型電子顕微鏡(TEM)観察により測定される。
The oxide particles (including the oxide composite) of the first metal element and the second metal element in the present invention are finer in order to exhibit sulfur desorption performance while maintaining high NO x purification performance. It is preferable that the particles are uniformly and highly dispersedly supported on the surface of a porous oxide material such as alumina in the form of particles. From this point, as the particle size of the first metal oxide and the second metal oxide supported in the catalyst layer, or the oxide composite containing the first metal element and the second metal element, the average particle The diameter is preferably 30 nm or less. Furthermore, the average particle diameter is preferably in the range of 0.5 to 10 nm, more preferably in the range of 0.5 to 5 nm. When the particle size is 0.5 nm or more, a more uniform oxide is obtained, and when it is 30 nm or less, preferably 10 nm or less, a large number of surface sites effective for NO x and SO x storage are secured. be able to.
The particle size is measured by observation with X-ray diffraction (XRD) or transmission electron microscope (TEM).
本発明においては、導入された全ての酸化物が微細化されて担持されている必要はなく、図1に示すように、第1金属元素(例:Ba)及び第2金属元素(例:Ce)の酸化物粒子を微細化してアルミナ等の担体表面に担持した構造とすることができる。 In the present invention, it is not necessary for all the introduced oxides to be supported by being refined, and as shown in FIG. 1, the first metal element (example: Ba) and the second metal element (example: Ce) ) Oxide particles can be made fine and supported on the surface of a carrier such as alumina.
第2触媒層及び場合により第1触媒層に含まれる第1金属酸化物及び第2金属酸化物において、第2金属元素の量は第1金属元素の量に対してモル換算で0.2〜5倍であることが好ましい。この比率が前記範囲内であると、形成される酸化物粒子の割合が大きくなり、より高いNOx吸蔵能が得られる。 In the first metal oxide and the second metal oxide included in the second catalyst layer and optionally the first catalyst layer, the amount of the second metal element is 0.2 to 0.2 in terms of mole relative to the amount of the first metal element. It is preferably 5 times. When this ratio is within the above range, the ratio of oxide particles formed is increased, and a higher NO x storage capacity is obtained.
第2触媒層は、あらかじめ形成した担体に第1金属酸化物及び第2金属酸化物あるいは第1金属元素及び第2金属元素を含む酸化物複合体を担持することが可能な方法により形成することができる。例えば、金属の酸化物と必要に応じて他の成分を混合し、撹拌等してスラリーを調製し、得られたスラリーを既述の第1触媒層の上に塗布、浸漬等して層状に付与して焼成し、担体をなす層を形成した後、第1金属酸化物及び第2金属酸化物あるいは第1金属元素及び第2金属元素を含む酸化物複合体を担持することにより形成することができる。中でも、後述する酸化物担持用水溶液を担体をなす層に含浸させて焼成する方法が好ましい。 The second catalyst layer is formed by a method capable of supporting the first metal oxide and the second metal oxide or the oxide complex containing the first metal element and the second metal element on a support formed in advance. Can do. For example, a metal oxide and other components as necessary are mixed, and a slurry is prepared by stirring and the like, and the obtained slurry is applied and immersed on the first catalyst layer described above to form a layer. After applying and firing to form a carrier layer, the first metal oxide and the second metal oxide or the oxide composite containing the first metal element and the second metal element is supported. Can do. Of these, a method of impregnating a layer constituting a carrier with an aqueous solution for supporting an oxide described later and baking it is preferable.
第2触媒層は、塩基性の担体に、前記第1金属酸化物及び前記第2金属酸化物が担持されている形態が好ましい。塩基性の担体は、酸化物粒子をより高度に分散した状態で担持することができる。このような塩基性の担体としては、アルミニウム、ジルコニウム、アルカリ土類金属、及び希土類金属からなる群から選択される1種又は2種以上の金属元素の酸化物を含有する担体など、特開2008−137886号公報の段落番号[0055]〜[0061]に記載の塩基性の担体を好ましいものとして挙げることができる。 The second catalyst layer preferably has a form in which the first metal oxide and the second metal oxide are supported on a basic support. The basic carrier can carry the oxide particles in a more highly dispersed state. Examples of such a basic carrier include a carrier containing an oxide of one or more metal elements selected from the group consisting of aluminum, zirconium, alkaline earth metals, and rare earth metals. The basic carrier described in paragraph Nos. [0055] to [0061] of JP-A-137886 can be mentioned as a preferable example.
これらの担体のうち、ジルコニア(ZrO2)、アルミナ(AlO3)、チタニア(TiO2)、セリア(CeO2)及びこれらの複合酸化物を含有する担体が好ましく、更に好ましくは、チタニアとジルコニアの複合酸化物、ジルコニアとセリアの複合酸化物を含有する担体である。 Of these carriers, zirconia (ZrO 2 ), alumina (AlO 3 ), titania (TiO 2 ), ceria (CeO 2 ) and a carrier containing these composite oxides are preferable, and more preferably, titania and zirconia. A support containing a composite oxide, a composite oxide of zirconia and ceria.
担体の形状については、特に制限されないが、比表面積が向上し、より高い触媒活性が得られる点で、粉体状であるのが好ましい。担体が粉体状のものである場合、担体の粒度(二次粒子径)としては、特に制限はなく、1〜100μmであることが好ましい。前記二次粒子径は、1μm以上であると担体の微細化にかかるコストを抑え得ると共に、その扱いが容易であり、100μm以下であると基材上に安定に層形成することができる。 The shape of the carrier is not particularly limited, but is preferably in the form of a powder in that the specific surface area is improved and higher catalytic activity can be obtained. When the carrier is in powder form, the particle size (secondary particle size) of the carrier is not particularly limited and is preferably 1 to 100 μm. When the secondary particle diameter is 1 μm or more, the cost for refining the carrier can be suppressed, and the handling thereof is easy, and when it is 100 μm or less, a stable layer can be formed on the substrate.
担体の比表面積としては、20m2/g以上が好ましく、50〜300m2/gがより好ましい。比表面積が20m2/g以上であると、リーン雰囲気下で安定したNOx浄化性能を発揮しうるのに妥当な量の第1金属酸化物及び第2金属酸化物を担持することができる。また、比表面積が300m2/g以下であると、熱劣化による比表面積の低下を抑制することができる。
なお、比表面積は、吸着等温線からBET等温吸着式を用いてBET比表面積として算出されるものである。
The specific surface area of the support, preferably at least 20m 2 / g, 50~300m 2 / g is more preferable. When the specific surface area is 20 m 2 / g or more, an appropriate amount of the first metal oxide and the second metal oxide can be supported so that stable NO x purification performance can be exhibited in a lean atmosphere. Further, the specific surface area is less than 300 meters 2 / g, it is possible to suppress a decrease in specific surface area due to thermal degradation.
The specific surface area is calculated as the BET specific surface area from the adsorption isotherm using the BET isotherm adsorption formula.
前記担体の作製は、公知の方法を適宜採用して行なうことができる。例えば、2種の金属元素を含有する担体を作製する場合、アルミニウム、ジルコニウム、アルカリ土類金属、及び希土類金属からなる群から選択される2種以上の金属元素の塩(例えば硝酸塩)を含有する水溶液を用い、アンモニアの存在下で前記金属元素の共沈殿物を生成させ、得られた共沈殿物を濾過、洗浄した後に乾燥し、更に焼成することによって金属元素の酸化物を含有する担体を得る方法が挙げられる。 The carrier can be produced by appropriately adopting known methods. For example, when preparing a support containing two kinds of metal elements, it contains a salt (for example, nitrate) of two or more kinds of metal elements selected from the group consisting of aluminum, zirconium, alkaline earth metals, and rare earth metals. Using an aqueous solution, a coprecipitate of the metal element is formed in the presence of ammonia, and the obtained coprecipitate is filtered, washed, dried, and further baked to obtain a support containing an oxide of the metal element. The method of obtaining is mentioned.
第2触媒層の厚みとしては、50〜120μmが好ましく、15〜65μmがより好ましい。第1触媒層の厚みが前記範囲内であると、リーン雰囲気で高いNOx浄化能を確保でき、また第2触媒層まで反応ガスが充分に拡散できるため、RhによるNOxやHCの浄化性能やリッチ時の硫黄脱離性能を充分に確保できる点で有利である。 The thickness of the second catalyst layer is preferably 50 to 120 μm, and more preferably 15 to 65 μm. When the thickness of first catalytic layer is within the range, the purification performance of the can secure high the NO x purification performance in a lean atmosphere, and because the reaction gas until the second catalyst layer can be sufficiently diffused, due to Rh NO x and HC It is advantageous in that it can sufficiently secure the sulfur desorption performance when rich.
本発明の排ガス浄化触媒は、例えば図2に示すように、基材11上に第1触媒層12と第2触媒層13とを積層した2層構造に構成した場合、第1触媒層12の厚み及び第2触媒層13の厚みの合計厚みAに対する第1触媒層12の厚みBの割合(%;第1触媒層の厚みの比率R)は広い範囲で選択できることが好ましい。
比率R=第1触媒層の厚みB/第1触媒層及び第2触媒層の合計厚みA×100
本発明の排ガス浄化触媒においては、この比率Rは、良好な硫黄脱離性及びNOx浄化能を得る点で、10%〜95%の範囲であるのが好ましい。さらに良好な硫黄脱離性及びNOx浄化能を得る点から、比率Rは50%〜90%の範囲であるのがより好ましい。比率Rの範囲が10%以上95%以下であると、安定的に良好な硫黄脱離性を保つことができると共に、リーン雰囲気下で安定したNOx浄化性能が得られる。これより、層厚変化に起因する硫黄脱離及び浄化効率に関わる性能変動が抑えられ安定化できると共に、NOx浄化能を安定的に高く維持できる層構成の選択性が拡がり、例えばRhを含む第1触媒層の比率を減らすことも可能である。本発明においては、第1触媒層の厚みBと第2触媒層の厚みCとの関係(C/B)としては、120/15〜5/130が好ましく、65/70〜15/120がより好ましい。
For example, as shown in FIG. 2, the exhaust gas purification catalyst of the present invention has a two-layer structure in which a first catalyst layer 12 and a second catalyst layer 13 are laminated on a base material 11. The ratio of the thickness B of the first catalyst layer 12 to the total thickness A of the thickness and the thickness of the second catalyst layer 13 (%; the ratio R of the thickness of the first catalyst layer) is preferably selected within a wide range.
Ratio R = thickness B of the first catalyst layer / total thickness A × 100 of the first catalyst layer and the second catalyst layer
In the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, the ratio R is, in terms of obtaining good sulfur leaving and NO x purification performance is preferably in the range of 10% to 95%. The ratio R is more preferably in the range of 50% to 90% from the viewpoint of obtaining better sulfur desorption and NO x purification ability. When the range of the ratio R is 10% or more and 95% or less, it is possible to stably maintain good sulfur desorption and to obtain stable NO x purification performance in a lean atmosphere. As a result, performance fluctuations related to sulfur desorption and purification efficiency due to layer thickness change can be suppressed and stabilized, and the selectivity of the layer configuration that can stably maintain NO x purification performance is expanded, including, for example, Rh It is also possible to reduce the ratio of the first catalyst layer. In the present invention, the relationship (C / B) between the thickness B of the first catalyst layer and the thickness C of the second catalyst layer is preferably 120/15 to 5/130, more preferably 65/70 to 15/120. preferable.
本発明の排ガス浄化触媒は、第1金属酸化物と第2金属酸化物とが分散性よく混ざり合って均一に担持されている状態であるのが好ましく、特に、第1金属及び第2金属を担持する担体表面上の10nm角の20点以上の測定点におけるTEM−EDX分析から求められる第1金属元素の強度比と第2金属元素の強度比との和に対する第1金属元素の強度比の分布の標準偏差が10%以下であることが好ましい。標準偏差が10%以下であると、第1金属元素と第2金属元素とが充分に均一に混合・分散した状態にあり、硫黄被毒に対する抑制効果が高まると共に、硫黄被毒後に再生処理を施した場合に硫黄成分の脱離性、特に脱離速度が良好になる。この標準偏差は、より好ましくは9%以下である。 The exhaust gas purifying catalyst of the present invention is preferably in a state where the first metal oxide and the second metal oxide are mixed with good dispersibility and are uniformly supported, and in particular, the first metal and the second metal are contained. The intensity ratio of the first metal element to the sum of the intensity ratio of the first metal element and the intensity ratio of the second metal element obtained from the TEM-EDX analysis at 20 or more measurement points of 10 nm square on the surface of the carrier to be supported It is preferable that the standard deviation of the distribution is 10% or less. When the standard deviation is 10% or less, the first metal element and the second metal element are in a sufficiently uniform mixed and dispersed state, and the suppression effect on sulfur poisoning is enhanced, and the regeneration treatment is performed after sulfur poisoning. When applied, the detachability of the sulfur component, particularly the detachment rate, is improved. This standard deviation is more preferably 9% or less.
TEM−EDX分析は、測定装置として、従来公知の透過型電子顕微鏡(TEM)に、従来公知のエネルギー分散型X線分光器(EDX分析装置)を装備したTEM−EDX装置を用いることができる。TEM−EDX分析においては、まず、TEM−EDX装置を用いて、第1金属及び第2金属を担持する担体表面上の任意の領域内において、10nm角の測定点内のエネルギー分散型の蛍光X線スペクトルを求める。次に、得られたエネルギー分散型の蛍光X線スペクトルから、第1金属元素に由来するピークの面積と、第2金属元素に由来するピークの面積を求め、第1金属元素のピーク面積と第2金属元素のピーク面積との和に対する第1金属元素のピーク面積の比(ピーク面積比)を求める。このピーク面積比は、下記式から算出される。標準偏差は、得られたピーク面積比から下記のように求められる。
ピーク面積比(%)=([第1金属元素のピーク面積]/[第1金属元素のピーク面積と第2金属元素のピーク面積の和])×100
ここで、「ピーク」とは、前記スペクトルのベースラインからピークトップまでの高さの強度が1cts以上のものをいう。このピークは、例えば、金属元素がバリウムである場合にはエネルギーが4.5KeVの位置(BaLα線)に現れ、金属元素がセリウムの場合には4.8KeVの位置(CeLα線)に現れる。
For TEM-EDX analysis, a TEM-EDX apparatus equipped with a conventionally known energy dispersive X-ray spectrometer (EDX analyzer) on a conventionally known transmission electron microscope (TEM) can be used. In the TEM-EDX analysis, first, using a TEM-EDX apparatus, in an arbitrary region on the surface of the carrier supporting the first metal and the second metal, an energy dispersive fluorescent X within a measurement point of 10 nm square. Determine the line spectrum. Next, from the obtained energy dispersive fluorescent X-ray spectrum, the peak area derived from the first metal element and the peak area derived from the second metal element are obtained, and the peak area of the first metal element and The ratio (peak area ratio) of the peak area of the first metal element to the sum of the peak areas of the two metal elements is obtained. This peak area ratio is calculated from the following equation. A standard deviation is calculated | required as follows from the obtained peak area ratio.
Peak area ratio (%) = ([peak area of first metal element] / [sum of peak area of first metal element and peak area of second metal element]) × 100
Here, the “peak” means that the intensity from the baseline of the spectrum to the peak top is 1 cts or more. For example, when the metal element is barium, this peak appears at a position of 4.5 KeV (BaLα line), and when the metal element is cerium, this peak appears at a position of 4.8 KeV (CeLα line).
また、ピーク面積比の分布の標準偏差は、任意の20点以上の測定点においてTEM−EDX分析を行なって、各測定点における前記ピーク面積比を求め、得られたピーク面積比の値に基づいて、ピーク面積比の分布の標準偏差(%)を算出することにより求められる。 The standard deviation of the distribution of the peak area ratio is based on the peak area ratio obtained by performing TEM-EDX analysis at any 20 or more measurement points to obtain the peak area ratio at each measurement point. Thus, it is obtained by calculating the standard deviation (%) of the distribution of the peak area ratio.
前記ピーク面積比の分布の標準偏差が10%以下にする確実な方法としては、後述するように、所望の金属成分を含有する酸化物担持用水溶液を用い、これを焼成して第1金属酸化物及び第2金属酸化物を形成する方法が好適である。この酸化物担持用水溶液は、その液中に第1金属元素を含む第1金属化合物と第2金属元素を含む第2金属化合物とが(好ましくは高濃度で)安定した状態で保持されているため、酸化物担持用水溶液を焼成して得られた酸化物粒子(酸化物複合体を含む。)は、第1金属元素と第2金属元素とが均一に混合され、しかも微細化されたものとなる。 As a reliable method of setting the standard deviation of the distribution of the peak area ratio to 10% or less, as will be described later, an oxide supporting aqueous solution containing a desired metal component is used, and this is fired to form the first metal oxide. The method of forming the product and the second metal oxide is preferred. In this aqueous solution for supporting an oxide, a first metal compound containing a first metal element and a second metal compound containing a second metal element are held in a stable state (preferably at a high concentration). Therefore, the oxide particles (including the oxide composite) obtained by firing the oxide-supporting aqueous solution are the ones in which the first metal element and the second metal element are uniformly mixed and refined. It becomes.
本発明の排ガス浄化触媒は、例えば、バリウム(第1金属元素)及びセリウム(第2金属元素)の酸化物粒子とした場合、自動車等の排ガスと接触させたときに、排ガス中のNOxをBa(NO3)2として吸蔵して除去し、排ガスを浄化することができると共に、硫黄被毒時の硫黄脱離性に優れている。したがって、この酸化物粒子を少なくともRhを主に含まない第2触媒層に担持することにより、長期にわたって高いNOx吸蔵性能を発揮することができる。 When the exhaust gas purifying catalyst of the present invention is, for example, oxide particles of barium (first metal element) and cerium (second metal element), NO x in the exhaust gas is reduced when it is brought into contact with the exhaust gas of an automobile or the like. It can be occluded and removed as Ba (NO 3 ) 2 to purify the exhaust gas, and is excellent in sulfur desorption at the time of sulfur poisoning. Therefore, by supporting the oxide particles on the second catalyst layer that mainly does not contain at least Rh, high NO x storage performance can be exhibited over a long period of time.
−基材−
基材としては、特に制限はなく、浄化触媒の用途等に応じて適宜選択されるが、DPF基材、モノリス状基材、ペレット状基材、プレート状基材等が好適である。また、基材の材質にも特に制限はなく、例えば、コーディエライト、炭化ケイ素、ムライト等のセラミックスからなる基材や、クロム及びアルミニウムを含むステンレススチール等の金属からなる基材が好適である。中でも、モノリス基材が好ましい。
-Base material-
There is no restriction | limiting in particular as a base material, Although it selects suitably according to the use etc. of a purification catalyst, A DPF base material, a monolithic base material, a pellet-shaped base material, a plate-shaped base material, etc. are suitable. The material of the base material is not particularly limited, and for example, a base material made of a ceramic such as cordierite, silicon carbide, mullite, or a base material made of a metal such as stainless steel including chromium and aluminum is preferable. . Among these, a monolith substrate is preferable.
前記モノリス基材としては、従来の排ガス浄化用触媒に用いられているものを用いることができ、例えば、セラミックスモノリス基材、例えばコージェライトモノリス基材、耐熱性金属モノリス担体、例えばアルミニウム含有フェライトモノリス担体等が挙げられる。 As the monolith substrate, those used in conventional exhaust gas purification catalysts can be used, for example, ceramic monolith substrates such as cordierite monolith substrates, refractory metal monolith carriers, such as aluminum-containing ferrite monoliths. Examples include carriers.
<排ガス浄化触媒の製造方法>
第2の発明である排ガス浄化触媒の製造方法は、ロジウムを含むスラリーを基材上に付与し、焼成して第1触媒層を形成する第1触媒層形成工程と、前記第1触媒層上に、白金を含む白金含有層を形成する白金含有層形成工程と、アルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群より選ばれる第1金属元素を含む第1金属化合物と、希土類金属の群より選ばれる第2金属元素を含む第2金属化合物と、多座配位子を有する化合物と、アンモニアとを混合し、前記第1金属元素及び前記第2金属元素を含む酸化物担持用水溶液を調製する溶液調製工程と、調製された前記酸化物担持用水溶液を少なくとも前記白金含有層に接触させた後、焼成し、少なくとも前記白金含有層に第1金属元素を含む第1金属酸化物と第2金属元素を含む第2金属酸化物とを担持することにより、白金を含む第2触媒層を形成する第2触媒層形成工程と、を設けて構成したものである。本発明の排ガス浄化触媒の製造方法は、必要に応じて、さらに他の構成を有していてもよい。
<Method for producing exhaust gas purification catalyst>
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for producing an exhaust gas purifying catalyst, comprising: applying a slurry containing rhodium on a substrate; calcining to form a first catalyst layer; and forming the first catalyst layer on the first catalyst layer. A platinum-containing layer forming step for forming a platinum-containing layer containing platinum, a first metal compound containing a first metal element selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals, and a group of rare earth metals A solution for preparing an oxide-supporting aqueous solution containing the first metal element and the second metal element by mixing a second metal compound containing the second metal element, a compound having a multidentate ligand, and ammonia. The preparation step and the prepared aqueous solution for supporting an oxide are brought into contact with at least the platinum-containing layer and then fired, and at least the first metal element and the second metal element containing the first metal element in the platinum-containing layer Second metal oxidation containing By carrying bets, and a second catalyst layer forming step of forming a second catalyst layer containing platinum, which is constituted by providing a. The manufacturing method of the exhaust gas purifying catalyst of the present invention may further have other configurations as necessary.
第2の発明においては、用いる酸化物担持用水溶液が、液中で多座配位子(例えばクエン酸)により各種金属イオンを互いに近接した状態で保持することができ、その後の担体担持後は、焼成により酸化分解して酸化物粒子(酸化物複合体を含む。)が形成されるが、これまでの2層構造等の多層触媒に比して良好な硫黄脱離性とリーン雰囲気下での安定したNOx浄化性能が得られるのは、少なくとも第2触媒層において第1金属元素及び第2金属元素の酸化物粒子が分散性よく混ざり合って均一性の高い状態で固定化されることによるものと推定される。 In the second invention, the aqueous solution for supporting an oxide to be used can hold various metal ions in a state of being close to each other by a polydentate ligand (for example, citric acid). The oxide particles (including oxide composites) are formed by oxidative decomposition by firing, but have better sulfur desorption and lean atmosphere than conventional multi-layer catalysts such as a two-layer structure. The stable NO x purification performance is obtained because the oxide particles of the first metal element and the second metal element are mixed with good dispersibility and fixed in a highly uniform state at least in the second catalyst layer. It is estimated that
−第1触媒層形成工程−
第1触媒層形成工程は、ロジウム(Rh)を含むスラリーを基材上に付与し、焼成して第1触媒層を形成する。
-First catalyst layer forming step-
In the first catalyst layer forming step, a slurry containing rhodium (Rh) is applied on a base material and fired to form a first catalyst layer.
スラリーは、例えば、水等の媒体中に例えばRh担持ジルコニアなどのRh担持金属酸化物の粉末等の粒子を用い、必要に応じてアルミニウム、ジルコニウム、アルカリ土類金属、又は希土類金属の酸化物(例えばアルミナ)などの他の成分を加え、撹拌等することにより調製することができる。具体的には、例えば、水等の媒体に二酸化ジルコニウム(ZrO2)と硝酸ロジウム溶液とを混合して撹拌し、乾燥、焼成することにより例えば粉末状のRh担持ジルコニアを得ることができる。 For example, the slurry uses particles such as Rh-supported metal oxide powder such as Rh-supported zirconia in a medium such as water, and an oxide of aluminum, zirconium, alkaline earth metal, or rare earth metal (if necessary) For example, it can be prepared by adding other components such as alumina and stirring. Specifically, for example, powdery Rh-supported zirconia can be obtained by mixing zirconium dioxide (ZrO 2 ) and a rhodium nitrate solution in a medium such as water, stirring, drying, and firing.
得られたスラリーは、所望の基材上に塗布、浸漬、噴出等されることにより層状の塗膜が形成され、焼成される。焼成の条件は、特に制限されないが、温度範囲としては、例えば、大気中において、300〜600℃の温度範囲での加熱が好ましく、300〜500℃の温度範囲での加熱がより好ましい。また、加熱時間としては、加熱温度により異なるため一概にはいえないが、1〜3時間程度が好ましい。 The obtained slurry is applied, dipped, jetted, etc. on a desired substrate to form a layered coating film and fired. The firing conditions are not particularly limited, but as the temperature range, for example, heating in the temperature range of 300 to 600 ° C. is preferable, and heating in the temperature range of 300 to 500 ° C. is more preferable. Further, the heating time varies depending on the heating temperature and cannot be generally specified, but is preferably about 1 to 3 hours.
Rhのスラリー中における含有濃度としては、0.01〜10g/Lの範囲が好ましく、0.1〜5g/Lの範囲がより好ましい。 The concentration of Rh in the slurry is preferably in the range of 0.01 to 10 g / L, more preferably in the range of 0.1 to 5 g / L.
−白金含有層形成工程−
白金含有層形成工程は、前記第1触媒層形成工程で形成された第1触媒層の上に、白金(Pt)を含む白金含有層を形成する。
-Platinum-containing layer formation process-
In the platinum-containing layer forming step, a platinum-containing layer containing platinum (Pt) is formed on the first catalyst layer formed in the first catalyst layer forming step.
白金含有層は、例えば、前記第1触媒層と同様に、水等の媒体中に例えばPt担持金属酸化物の粉末等の粒子を含むスラリーを前記第1触媒層上に膜状に付与して焼成する方法、あるいは金属の酸化物を含有するスラリーを調製し、このスラリーを第1触媒層上に膜状に付与して担体となる上層を形成した後、この上層を白金含有溶液に接触(例えば浸漬、塗布)させて焼成することによりPtを担持する方法、等により形成することができる。前記上層は、焼成よりPtを担持すると共に、後述の第2触媒層形成工程で第1金属酸化物及び第2金属酸化物が担持される担体とすることができる。
また、スラリーには、貴金属としてPtに加え、さらにパラジウム(Pd)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)、金(Au)などの他の貴金属が含まれてもよく、より高い触媒活性を得る点でパラジウムを更に含むことが好ましい。
The platinum-containing layer is formed, for example, by applying a slurry containing particles such as Pt-supported metal oxide powder in a medium such as water onto the first catalyst layer in the same manner as the first catalyst layer. A method for firing, or a slurry containing a metal oxide is prepared, and this slurry is applied in the form of a film on the first catalyst layer to form an upper layer serving as a carrier, and then the upper layer is contacted with a platinum-containing solution ( For example, it can be formed by a method of supporting Pt by immersing and applying) and baking. The upper layer can carry Pt by firing and can be a carrier on which the first metal oxide and the second metal oxide are carried in the second catalyst layer forming step described later.
Further, the slurry may contain other noble metals such as palladium (Pd), osmium (Os), iridium (Ir), gold (Au) in addition to Pt as a noble metal, thereby obtaining higher catalytic activity. It is preferable that palladium is further included at the point.
前記白金含有溶液としては、例えば、ジニトロジアミン白金硝酸溶液などを用いることができる。 As said platinum containing solution, dinitrodiamine platinum nitric acid solution etc. can be used, for example.
また、前記後者において、スラリーに含有する金属の酸化物としては、特開2008−137886号公報の段落番号[0055]〜[0061]に記載の金属元素の酸化物を挙げることができ、例えば、アルミニウム、ジルコニウム、チタン、珪素、鉄、マンガン、タングステン、アルカリ土類金属(マグネシウム、カルシウム等)、希土類金属から選ばれる金属の酸化物が挙げられる。中でも、前記スラリーに含有する金属元素の酸化物は、ジルコニア(ZrO2)、アルミナ(AlO3)、チタニア(TiO2)、セリア(CeO2)及びこれらの複合酸化物が好ましく、より好ましくはチタニアとジルコニアの複合酸化物、ジルコニアとセリアの複合酸化物である。 In the latter case, examples of the metal oxide contained in the slurry include metal element oxides described in paragraph numbers [0055] to [0061] of JP-A-2008-137886, for example, Examples thereof include oxides of metals selected from aluminum, zirconium, titanium, silicon, iron, manganese, tungsten, alkaline earth metals (magnesium, calcium, etc.), and rare earth metals. Among them, the metal element oxide contained in the slurry is preferably zirconia (ZrO 2 ), alumina (AlO 3 ), titania (TiO 2 ), ceria (CeO 2 ), or a composite oxide thereof, more preferably titania. And a composite oxide of zirconia and a composite oxide of zirconia and ceria.
−溶液調製工程−
溶液調製工程は、アルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群より選ばれる第1金属元素を含む第1金属化合物と、希土類金属の群より選ばれる第2金属元素を含む第2金属化合物と、多座配位子を有する化合物と、アンモニアとを混合し、前記第1金属元素及び前記第2金属元素を含む酸化物担持用水溶液を調製する。
なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属の詳細については、第1の発明である排ガス浄化触媒の第2触媒層の項で既述した通りである。
-Solution preparation process-
The solution preparation step includes a first metal compound containing a first metal element selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals, a second metal compound containing a second metal element selected from the group of rare earth metals, A compound having a bidentate ligand and ammonia are mixed to prepare an aqueous solution for supporting an oxide containing the first metal element and the second metal element.
The details of the alkali metal, alkaline earth metal, and rare earth metal are as described above in the section of the second catalyst layer of the exhaust gas purifying catalyst according to the first invention.
前記第1金属化合物としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、酢酸塩、炭酸塩、硝酸塩等が挙げられる。具体的には、高い塩基性を有し、酸化物を形成させた際に高いNOx吸蔵能を発揮できる観点から、バリウムを含む化合物(硝酸バリウム、酢酸バリウム等)が好ましい。なお、第1金属化合物は、1種単独であるいは2種以上を混合して用いることができる。 Examples of the first metal compound include alkali metal or alkaline earth metal hydroxides, acetates, carbonates, nitrates, and the like. Specifically, a compound containing barium (barium nitrate, barium acetate, etc.) is preferable from the viewpoint of having high basicity and capable of exhibiting high NO x storage ability when an oxide is formed. In addition, a 1st metal compound can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
前記第2金属化合物としては、希土類金属の水酸化物、酢酸塩、炭酸塩、硝酸塩等が挙げられる。具体的には、酸化物を形成させた際に比較的高い比表面積を有する点から、セリウムを含む化合物(酢酸セリウム、硝酸セリウム等)が好ましく、酢酸セリウムがより好ましい。なお、第2金属化合物は、1種単独であるいは2種以上を混合して用いることができる。 Examples of the second metal compound include rare earth metal hydroxides, acetates, carbonates, nitrates, and the like. Specifically, a compound containing cerium (cerium acetate, cerium nitrate, etc.) is preferable, and cerium acetate is more preferable, because it has a relatively high specific surface area when an oxide is formed. In addition, a 2nd metal compound can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
前記多座配位子を有する化合物は、2個以上の配位基で配位し得るものをいう。このような化合物としては、例えば、クエン酸、シュウ酸等の多価カルボン酸類、グリコール、ピナコール等のジオール類、エチレンジアミン等のジアミン類、アセト酢酸エチル等の2つのカルボニル基を有するエステル類などが挙げられる。これらのうち、クエン酸、シュウ酸、コハク酸、マレイン酸、リンゴ酸、アジピン酸、酒石酸、マロン酸、フマル酸、アコニット酸、グルタル酸、エチレンジアミン四酢酸、乳酸、グリコール酸、グリセリン酸、サリチル酸、メバロン酸、エチレンジアミン、アセト酢酸エチル、マロン酸エステル、グリコール、ピナコールが好ましく、中でも、ヒドロキシ基を併せ持つカルボン酸である点で、クエン酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、グリコール酸、サリチル酸がより好ましく、嵩高く、より微細化された酸化物複合体を作製できる観点から、クエン酸が特に好ましい。なお、多座配位子を有する化合物は、1種単独であるいは2種以上を混合して用いることができる。 The compound having a polydentate ligand refers to a compound that can coordinate with two or more coordination groups. Examples of such compounds include polyvalent carboxylic acids such as citric acid and oxalic acid, diols such as glycol and pinacol, diamines such as ethylenediamine, and esters having two carbonyl groups such as ethyl acetoacetate. Can be mentioned. Among these, citric acid, oxalic acid, succinic acid, maleic acid, malic acid, adipic acid, tartaric acid, malonic acid, fumaric acid, aconitic acid, glutaric acid, ethylenediaminetetraacetic acid, lactic acid, glycolic acid, glyceric acid, salicylic acid, Mevalonic acid, ethylenediamine, ethyl acetoacetate, malonic acid ester, glycol, and pinacol are preferable, and among them, citric acid, lactic acid, malic acid, tartaric acid, glycolic acid, and salicylic acid are more preferable in that it is a carboxylic acid having a hydroxy group. Citric acid is particularly preferred from the viewpoint of producing a bulky and more refined oxide composite. In addition, the compound which has a polydentate ligand can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
また、第1金属化合物、第2金属化合物、多座配位子を有する化合物、及びアンモニアを混合して酸化物担持用水溶液を調製する際には、溶媒を用いることができる。溶媒としては、水(好ましくはイオン交換水及び蒸留水などの純水)が好適である。 In addition, when the first metal compound, the second metal compound, the compound having a multidentate ligand, and ammonia are mixed to prepare an aqueous solution for supporting an oxide, a solvent can be used. As the solvent, water (preferably pure water such as ion exchange water and distilled water) is suitable.
第1金属化合物の酸化物担持用水溶液中における含有量としては、0.05mol/L以上であることが好ましく、0.2mol/L〜2.0mol/Lであることがより好ましい。また、第2金属化合物の酸化物担持用水溶液中における含有量としては、0.05mol/L以上であることが好ましく、0.2mol/L〜1.0mol/Lであることがより好ましい。第1金属化合物及び第2金属化合物の含有量が0.05mol/L以上であると、製造効率の点で第1金属化合物及び第2金属化合物の濃度として適当である。また、含有量を2.0mol/L以下とすると、第1金属化合物及び第2金属化合物の濃度が適当で焼成時に反応が均一に進行し、酸化物複合体を均一に作製することができる。 The content of the first metal compound in the oxide-supporting aqueous solution is preferably 0.05 mol / L or more, and more preferably 0.2 mol / L to 2.0 mol / L. Further, the content of the second metal compound in the oxide-supporting aqueous solution is preferably 0.05 mol / L or more, and more preferably 0.2 mol / L to 1.0 mol / L. When the content of the first metal compound and the second metal compound is 0.05 mol / L or more, the concentration of the first metal compound and the second metal compound is appropriate in terms of production efficiency. When the content is 2.0 mol / L or less, the concentrations of the first metal compound and the second metal compound are appropriate, the reaction proceeds uniformly during firing, and an oxide composite can be produced uniformly.
また、第2金属化合物中の第2金属元素の含有量は、第1金属化合物中の第1金属元素の含有量に対してモル換算で0.2〜5倍となるようにすることが好ましい。第1及び第2金属元素の含有割合が前記範囲内であると、酸化物複合体のNOx吸蔵能をより高めることが可能になる。また、第1金属化合物中の第1金属元素の含有量に対する第2金属化合物中の第2金属元素の含有量が前記範囲内であると、第1金属化合物又は第2金属化合物の単独相がそれぞれ多くなりすぎることがなく、得られる酸化物複合体の割合を維持することができる。 The content of the second metal element in the second metal compound is preferably 0.2 to 5 times in terms of mole relative to the content of the first metal element in the first metal compound. . If the content of the first and second metal element is within the range, it is possible to further enhance the the NO x storage capacity of the oxide composite. When the content of the second metal element in the second metal compound is within the above range relative to the content of the first metal element in the first metal compound, the single phase of the first metal compound or the second metal compound is The ratio of the obtained oxide composite can be maintained without increasing too much.
前記多座配位子を有する化合物の酸化物担持用水溶液中における含有量としては、0.15mol/L以上が好ましく、0.7mol/L〜2.0mol/Lがより好ましい。多座配位子を有する化合物の含有量が0.15mol/L以上であると、第1金属化合物及び第2金属化合物に対して適当な量の多座配位子が存在し、水溶液中において、第1金属化合物及び第2金属化合物を近接した状態で保持することができる。また、含有量が2.0mol/L以下であると、担持効率が良好になる。 The content of the compound having a polydentate ligand in the oxide-supporting aqueous solution is preferably 0.15 mol / L or more, and more preferably 0.7 mol / L to 2.0 mol / L. When the content of the compound having a multidentate ligand is 0.15 mol / L or more, an appropriate amount of the multidentate ligand is present with respect to the first metal compound and the second metal compound, The first metal compound and the second metal compound can be held in close proximity. Further, when the content is 2.0 mol / L or less, the carrying efficiency becomes good.
また、多座配位子を有する化合物の含有量は、前記第2金属化合物中に含有される金属元素の含有量に対してモル換算で2倍以上(より好ましくは2.5〜10倍)であることが好ましい。多座配位子を有する化合物の含有量が前記第2金属化合物中に含有される金属元素の含有量に対してモル換算で2倍以上であると、水溶液中において第2金属化合物との錯体を良好に形成することができ、第1金属化合物及び第2金属化合物を近接した状態で保持でき、酸化物複合体を良好に作製できる。 Further, the content of the compound having a polydentate ligand is 2 times or more (more preferably 2.5 to 10 times) in terms of mole relative to the content of the metal element contained in the second metal compound. It is preferable that A complex with the second metal compound in an aqueous solution when the content of the compound having a multidentate ligand is 2 times or more in terms of mole relative to the content of the metal element contained in the second metal compound Can be formed satisfactorily, the first metal compound and the second metal compound can be held in proximity to each other, and an oxide composite can be produced favorably.
アンモニアの酸化物担持用水溶液中における含有量としては、0.4mol/L以上であることが好ましく、2.0mol/L〜10mol/Lであることがより好ましい。アンモニアの含有量が0.4mol/L以上であると、得られる水溶液における沈殿の発生を回避できる。また、含有量が10mol/L以下であると、担持効率が良好になる。
また、アンモニアの含有量は、多座配位子を有する化合物の含有量に対してモル換算で2倍以上(より好ましくは2.8〜5倍)であることが好ましい。アンモニアの含有量が多座配位子を有する化合物の含有量に対してモル換算で2倍以上であると、第1金属化合物及び第2金属化合物を安定した状態で含有させることができ、沈殿の発生が抑えられる。
The content of ammonia in the oxide-supporting aqueous solution is preferably 0.4 mol / L or more, and more preferably 2.0 mol / L to 10 mol / L. Generation | occurrence | production of precipitation in the aqueous solution obtained as content of ammonia is 0.4 mol / L or more can be avoided. In addition, when the content is 10 mol / L or less, the supporting efficiency is improved.
Moreover, it is preferable that ammonia content is 2 times or more (more preferably 2.8 to 5 times) in terms of mole with respect to the content of the compound having a polydentate ligand. When the ammonia content is at least twice as much as the molar amount of the compound having a polydentate ligand, the first metal compound and the second metal compound can be contained in a stable state and precipitated. Occurrence is suppressed.
酸化物担持用水溶液の調製方法としては、第1金属化合物と第2金属化合物と多座配位子を有する化合物とアンモニアとを水に溶解させ得る方法であればよく、特に制限はない。酸化物担持用水溶液の好ましい調製方法としては、例えば、多座配位子を有する化合物を水に溶解させた後に第2金属化合物を添加して沈殿物を生じさせた後、アンモニアを添加して、前記沈殿物を再度溶解させ、その後この溶液に、第1金属化合物を更に加えて撹拌し、沈殿物を生じさせた後に再度溶解させて酸化物担持用水溶液を得る方法が挙げられる。また、多座配位子を有する化合物とアンモニアとを予め反応させたアンモニウム塩(例えばクエン酸アンモニウム等)を用いて、酸化物担持用水溶液を調製してもよい。 The method for preparing the aqueous solution for supporting oxide is not particularly limited as long as it is a method capable of dissolving the first metal compound, the second metal compound, the compound having a polydentate ligand, and ammonia in water. As a preferred method for preparing the aqueous solution for supporting an oxide, for example, a compound having a polydentate ligand is dissolved in water, a second metal compound is added to form a precipitate, and then ammonia is added. There is a method in which the precipitate is dissolved again, and then the first metal compound is further added to the solution and stirred to form a precipitate and then dissolved again to obtain an aqueous solution for supporting an oxide. Alternatively, an oxide supporting aqueous solution may be prepared using an ammonium salt (for example, ammonium citrate) obtained by reacting a compound having a polydentate ligand with ammonia in advance.
−第2触媒層形成工程−
第2触媒層形成工程は、調製された前記酸化物担持用水溶液を少なくとも前記第2触媒層に接触させた後、焼成し、少なくとも前記白金含有層に第1金属酸化物と第2金属酸化物とを担持することにより、白金を含む第2触媒層を形成する。
-Second catalyst layer forming step-
In the second catalyst layer forming step, the prepared aqueous solution for supporting an oxide is brought into contact with at least the second catalyst layer and then baked, and at least the first metal oxide and the second metal oxide are formed on the platinum-containing layer. To form a second catalyst layer containing platinum.
白金含有層に酸化物担持用水溶液を接触させる方法としては、白金含有層を酸化物担持用水溶液に浸漬する方法、白金含有層に酸化物担持用水溶液を塗布する方法、白金含有層に酸化物担持用水溶液を噴出する方法などを適用することができる。 As a method of bringing the aqueous solution for supporting an oxide into contact with the platinum-containing layer, a method of immersing the platinum-containing layer in an aqueous solution for supporting an oxide, a method of applying an aqueous solution for supporting an oxide on the platinum-containing layer, an oxide on the platinum-containing layer For example, a method of ejecting the supporting aqueous solution can be applied.
焼成の条件は、特に制限されないが、温度範囲としては、例えば、大気中において、300〜600℃の温度範囲での加熱が好ましく、300〜500℃の温度範囲での加熱がより好ましい。また、加熱時間としては、加熱温度により異なるため一概にはいえないが、1〜3時間程度が好ましい。
前記焼成条件で酸化物担持用水溶液を焼成することで、白金含有層に第1金属及び第2金属を含む酸化物複合体を担持することができる。
The firing conditions are not particularly limited, but as the temperature range, for example, heating in the temperature range of 300 to 600 ° C. is preferable, and heating in the temperature range of 300 to 500 ° C. is more preferable. Further, the heating time varies depending on the heating temperature and cannot be generally specified, but is preferably about 1 to 3 hours.
By firing the oxide-supporting aqueous solution under the firing conditions, the platinum-containing layer can support the oxide composite containing the first metal and the second metal.
以下、本発明を具体的な実施例を示して更に詳細に説明する。但し、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「%」は、質量基準である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded. Unless otherwise specified, “part” and “%” are based on mass.
(触媒成分の調製)
−1.Rh担持ジルコニアの調製−
ジルコニア担体に硝酸ロジウム溶液を加え、1時間撹拌して乾燥し、焼成してロジウム(Rh)担持ジルコニアの粉末を調製した。Rh担持量は、1質量%であった。
(Preparation of catalyst component)
-1. Preparation of Rh-supported zirconia-
A rhodium nitrate solution was added to the zirconia support, stirred for 1 hour, dried, and calcined to prepare rhodium (Rh) -supported zirconia powder. The amount of Rh supported was 1% by mass.
−2.酸化物複合体前駆体水溶液Iの調製−
多座配位子としてクエン酸0.9モルをイオン交換水165モルに溶解し、28%アンモニア水170mlを加えて、クエン酸アンモニウム水溶液を調製した。この溶液に、酢酸バリウム0.2モルと酢酸セリウム0.2モルとを加えて撹拌し、Ba・Ce酸化物複合体前駆体水溶液(酸化物担持用水溶液)Iを調製した。
-2. Preparation of aqueous oxide complex precursor solution I-
As a multidentate ligand, 0.9 mol of citric acid was dissolved in 165 mol of ion-exchanged water, and 170 ml of 28% aqueous ammonia was added to prepare an aqueous ammonium citrate solution. To this solution, 0.2 mol of barium acetate and 0.2 mol of cerium acetate were added and stirred to prepare Ba / Ce oxide complex precursor aqueous solution (oxide supporting aqueous solution) I.
(実施例1)
ロジウム(Rh)担持ジルコニア50部をイオン交換水100部及びアルミナゾル5部と共に混合してスラリーとし、これをコージェライトモノリス基材(6ミル、セル密度400セル/平方インチ、2.0L)にウォッシュコートし、乾燥、焼成を行なって、下側触媒コート層(第1触媒層)を形成した。このとき、下側触媒コート層のRh担持量は、0.5g/L(リットル)であった。
Example 1
50 parts of rhodium (Rh) -supported zirconia is mixed with 100 parts of ion exchange water and 5 parts of alumina sol to form a slurry, which is washed on a cordierite monolith substrate (6 mil, cell density 400 cells / square inch, 2.0 L). It was coated, dried and fired to form a lower catalyst coat layer (first catalyst layer). At this time, the amount of Rh supported on the lower catalyst coat layer was 0.5 g / L (liter).
その後、アルミナ75部と、ジルコニアチタニア複合酸化物(市販のZT粉末)75部と、イオン交換水300部と、アルミナゾル5部とを混合してスラリーとし、このスラリーをコージェライトモノリス基材上の前記下側触媒コート層の上に積層するようにウォッシュコートし、乾燥、焼成を行なって、上側触媒コート層(第2触媒層)を形成した。
なお、ジルコニアチタニア複合酸化物(ZT粉末)は、四塩化チタン水溶液とオキシ硝酸ジルコニウム水溶液とを混合し、更に過酸化水素水及びノニオン系界面活性剤を添加した後、この水溶液を均一に撹拌しながらアンモニア水を添加して共沈法により調製したものを用いることができる。また、ジルコニアチタニア複合酸化物の製造方法は特に制限されず、例えば特開2000-327329号公報に記載の製造方法などの公知の方法を適宜採用することができる。
Thereafter, 75 parts of alumina, 75 parts of zirconia titania composite oxide (commercially available ZT powder), 300 parts of ion-exchanged water, and 5 parts of alumina sol were mixed to form a slurry, and this slurry was placed on a cordierite monolith substrate. Wash coating was performed so as to be laminated on the lower catalyst coat layer, and drying and firing were performed to form an upper catalyst coat layer (second catalyst layer).
The zirconia titania composite oxide (ZT powder) is prepared by mixing a titanium tetrachloride aqueous solution and a zirconium oxynitrate aqueous solution, and further adding a hydrogen peroxide solution and a nonionic surfactant, and then stirring the aqueous solution uniformly. The solution prepared by the coprecipitation method by adding ammonia water can be used. The method for producing the zirconia titania composite oxide is not particularly limited, and for example, a known method such as the production method described in JP-A-2000-327329 can be appropriately employed.
次に、前記下側触媒コート層及び前記上側触媒コート層を基材とともにジニトロジアミン白金4%溶液に浸漬し、白金(Pt)を触媒コート層に吸着、担持させた後、乾燥、焼成を行なって、Pt/Rh担持2層コート触媒を得た。このとき、上側触媒コート層のPt担持量は2g/Lであった。 Next, the lower catalyst coat layer and the upper catalyst coat layer are immersed in a 4% dinitrodiamine platinum solution together with the base material, and platinum (Pt) is adsorbed and supported on the catalyst coat layer, followed by drying and firing. Thus, a Pt / Rh-supported two-layer coated catalyst was obtained. At this time, the amount of Pt supported by the upper catalyst coat layer was 2 g / L.
下側触媒コート層及び上側触媒コート層の合計厚における下側触媒コート層の厚みの比率(下側コート比率R)は、25%であった。 The ratio of the thickness of the lower catalyst coat layer to the total thickness of the lower catalyst coat layer and the upper catalyst coat layer (lower coat ratio R) was 25%.
次いで、得られたPt/Rh担持2層コート触媒を、上記のように調製した酸化物複合体前駆体水溶液Iに浸漬し、引き上げて余分な水溶液を吹き払った後、さらに乾燥、焼成を行なって、Ba及びCeを含む酸化物複合体粒子(NOx吸蔵材)を担持した。ここで、酸化物複合体前駆体水溶液Iの溶液濃度は、担持量がそれぞれBa/Ce=0.2[モル/L]/0.2[モル/L]になるように調整した。
以上のようにして、本発明の排ガス浄化触媒を作製した。
Next, the obtained Pt / Rh-supported two-layer coated catalyst is immersed in the oxide composite precursor aqueous solution I prepared as described above, pulled up and blown off the excess aqueous solution, and further dried and fired. Then, oxide composite particles (NO x storage material) containing Ba and Ce were supported. Here, the solution concentration of the oxide complex precursor aqueous solution I was adjusted so that the supported amount was Ba / Ce = 0.2 [mol / L] /0.2 [mol / L], respectively.
The exhaust gas purification catalyst of the present invention was produced as described above.
(実施例2)
ロジウム(Rh)担持ジルコニア50部、アルミナ25部、及びジルコニアチタニア複合酸化物25部を、イオン交換水200部及びアルミナゾル5部と共に混合してスラリーとし、これをコージェライトモノリス基材(6ミル、セル密度400セル/平方インチ、2.0L)にウォッシュコートし、乾燥、焼成を行なって、下側触媒コート層(第1触媒層)を形成した。このとき、下側触媒コート層のRh担持量は、0.5g/Lであった。
(Example 2)
50 parts of rhodium (Rh) -supported zirconia, 25 parts of alumina, and 25 parts of zirconia titania composite oxide are mixed with 200 parts of ion-exchanged water and 5 parts of alumina sol to form a slurry, which is a cordierite monolith substrate (6 mil, The cell density was 400 cells / square inch, 2.0 L), and drying and firing were performed to form a lower catalyst coat layer (first catalyst layer). At this time, the amount of Rh supported on the lower catalyst coat layer was 0.5 g / L.
その後、アルミナ50部と、ジルコニアチタニア複合酸化物(市販のZT粉末)50部と、イオン交換水200部と、アルミナゾル5部とを混合してスラリーとし、このスラリーをコージェライトモノリス基材上の前記下側触媒コート層の上に積層するようにウォッシュコートし、乾燥、焼成を行なって、上側触媒コート層(第2触媒層)を形成した。 Thereafter, 50 parts of alumina, 50 parts of zirconia titania composite oxide (commercially available ZT powder), 200 parts of ion-exchanged water, and 5 parts of alumina sol are mixed to form a slurry, and this slurry is placed on a cordierite monolith substrate. Wash coating was performed so as to be laminated on the lower catalyst coat layer, and drying and firing were performed to form an upper catalyst coat layer (second catalyst layer).
次に、前記下側触媒コート層及び前記上側触媒コート層を基材とともにジニトロジアミン白金4%溶液に浸漬し、白金(Pt)を触媒コート層に吸着、担持させた後、乾燥、焼成を行なって、Pt/Rh担持2層コート触媒を得た。このとき、Ptの担持量は2g/Lであった。 Next, the lower catalyst coat layer and the upper catalyst coat layer are immersed in a 4% dinitrodiamine platinum solution together with the base material, and platinum (Pt) is adsorbed and supported on the catalyst coat layer, followed by drying and firing. Thus, a Pt / Rh-supported two-layer coated catalyst was obtained. At this time, the supported amount of Pt was 2 g / L.
下側触媒コート層及び上側触媒コート層の合計厚における下側触媒コート層の厚みの比率(下側コート比率R)は、50%であった。 The ratio of the thickness of the lower catalyst coat layer to the total thickness of the lower catalyst coat layer and the upper catalyst coat layer (lower coat ratio R) was 50%.
次いで、得られたPt/Rh担持2層コート触媒を、実施例1で調製した酸化物複合体前駆体水溶液Iに浸漬し、引き上げて余分な水溶液を吹き払った後、さらに乾燥、焼成を行なって、Ba及びCeを含む酸化物複合体粒子(NOx吸蔵材)を担持した。ここで、酸化物複合体前駆体水溶液Iの溶液濃度は、担持量がそれぞれBa/Ce=0.2[モル/L]/0.2[モル/L]になるように調整した。
以上のようにして、本発明の排ガス浄化触媒を作製した。
Next, the obtained Pt / Rh-supported two-layer coated catalyst was dipped in the oxide composite precursor aqueous solution I prepared in Example 1, pulled up to blow off the excess aqueous solution, and further dried and fired. Then, oxide composite particles (NO x storage material) containing Ba and Ce were supported. Here, the solution concentration of the oxide complex precursor aqueous solution I was adjusted so that the supported amount was Ba / Ce = 0.2 [mol / L] /0.2 [mol / L], respectively.
The exhaust gas purification catalyst of the present invention was produced as described above.
(実施例3)
ロジウム(Rh)担持ジルコニア50部、アルミナ50部、及びジルコニアチタニア複合酸化物50部を、イオン交換水300部及びアルミナゾル5部と共に混合してスラリーとし、これをコージェライトモノリス基材(6ミル、セル密度400セル/平方インチ、2.0L)にウォッシュコートし、乾燥、焼成を行なって、下側触媒コート層(第1触媒層)を形成した。このとき、下側触媒コート層のRh担持量は、0.5g/Lであった。
Example 3
50 parts of rhodium (Rh) -supported zirconia, 50 parts of alumina, and 50 parts of zirconia titania composite oxide are mixed with 300 parts of ion-exchanged water and 5 parts of alumina sol to form a slurry, which is a cordierite monolith substrate (6 mil, The cell density was 400 cells / square inch, 2.0 L), and drying and firing were performed to form a lower catalyst coat layer (first catalyst layer). At this time, the amount of Rh supported on the lower catalyst coat layer was 0.5 g / L.
その後、アルミナ25部、ジルコニアチタニア複合酸化物(市販のZT粉末)25部、イオン交換水100部、及びアルミナゾル5部を混合してスラリーとし、このスラリーをコージェライトモノリス基材上の前記下側触媒コート層の上に積層するようにウォッシュコートし、乾燥、焼成を行なって、上側触媒コート層(第2触媒層)を形成した。 Thereafter, 25 parts of alumina, 25 parts of zirconia titania composite oxide (commercially available ZT powder), 100 parts of ion-exchanged water, and 5 parts of alumina sol were mixed to form a slurry, and this slurry was placed on the lower side on the cordierite monolith substrate. Wash coating was performed so as to be laminated on the catalyst coat layer, followed by drying and firing to form an upper catalyst coat layer (second catalyst layer).
次に、前記下側触媒コート層及び前記上側触媒コート層を基材とともにジニトロジアミン白金4%溶液に浸漬し、白金(Pt)を触媒コート層に吸着、担持させた後、乾燥、焼成を行なって、Pt/Rh担持2層コート触媒を得た。このとき、上側触媒コート層のPt担持量は2g/Lであった。 Next, the lower catalyst coat layer and the upper catalyst coat layer are immersed in a 4% dinitrodiamine platinum solution together with the base material, and platinum (Pt) is adsorbed and supported on the catalyst coat layer, followed by drying and firing. Thus, a Pt / Rh-supported two-layer coated catalyst was obtained. At this time, the amount of Pt supported by the upper catalyst coat layer was 2 g / L.
下側触媒コート層及び上側触媒コート層の合計厚における下側触媒コート層の厚みの比率(下側コート比率R)は、75%であった。 The ratio of the thickness of the lower catalyst coat layer to the total thickness of the lower catalyst coat layer and the upper catalyst coat layer (lower coat ratio R) was 75%.
次いで、得られたPt/Rh担持2層コート触媒を、実施例1で調製した酸化物複合体前駆体水溶液Iに浸漬し、引き上げて余分な水溶液を吹き払った後、さらに乾燥、焼成を行なって、Ba及びCeを含む酸化物複合体粒子(NOx吸蔵材)を担持した。ここで、酸化物複合体前駆体水溶液Iの溶液濃度は、担持量がそれぞれBa/Ce=0.2[モル/L]/0.2[モル/L]になるように調整した。
以上のようにして、本発明の排ガス浄化触媒を作製した。
Next, the obtained Pt / Rh-supported two-layer coated catalyst was dipped in the oxide composite precursor aqueous solution I prepared in Example 1, pulled up to blow off the excess aqueous solution, and further dried and fired. Then, oxide composite particles (NO x storage material) containing Ba and Ce were supported. Here, the solution concentration of the oxide complex precursor aqueous solution I was adjusted so that the supported amount was Ba / Ce = 0.2 [mol / L] /0.2 [mol / L], respectively.
The exhaust gas purification catalyst of the present invention was produced as described above.
(実施例4)
ロジウム(Rh)担持ジルコニア50部、アルミナ65部、及びジルコニアチタニア複合酸化物65部を、イオン交換水360部及びアルミナゾル5部と共に混合してスラリーとし、これをコージェライトモノリス基材(6ミル、セル密度400セル/平方インチ、2.0L)にウォッシュコートし、乾燥、焼成を行なって、下側触媒コート層(第1触媒層)を形成した。このとき、下側触媒コート層のRh担持量は、0.5g/Lであった。
Example 4
50 parts of rhodium (Rh) -supported zirconia, 65 parts of alumina, and 65 parts of zirconia titania composite oxide are mixed with 360 parts of ion-exchanged water and 5 parts of alumina sol to form a slurry, which is a cordierite monolith substrate (6 mil, The cell density was 400 cells / square inch, 2.0 L), and drying and firing were performed to form a lower catalyst coat layer (first catalyst layer). At this time, the amount of Rh supported on the lower catalyst coat layer was 0.5 g / L.
その後、アルミナ10部、ジルコニアチタニア複合酸化物(市販のZT粉末)10部、イオン交換水40部、及びアルミナゾル5部を混合してスラリーとし、このスラリーをコージェライトモノリス基材上の前記下側触媒コート層の上に積層するようにウォッシュコートし、乾燥、焼成を行なって、上側触媒コート層(第2触媒層)を形成した。 Thereafter, 10 parts of alumina, 10 parts of zirconia titania composite oxide (commercially available ZT powder), 40 parts of ion-exchanged water, and 5 parts of alumina sol are mixed to form a slurry, which is the lower side on the cordierite monolith substrate. Wash coating was performed so as to be laminated on the catalyst coat layer, followed by drying and firing to form an upper catalyst coat layer (second catalyst layer).
次に、前記下側触媒コート層及び前記上側触媒コート層を基材とともにジニトロジアミン白金4%溶液に浸漬し、白金(Pt)を触媒コート層に吸着、担持させた後、乾燥、焼成を行なって、Pt/Rh担持2層コート触媒を得た。このとき、上側触媒コート層のPt担持量は2g/Lであった。 Next, the lower catalyst coat layer and the upper catalyst coat layer are immersed in a 4% dinitrodiamine platinum solution together with the base material, and platinum (Pt) is adsorbed and supported on the catalyst coat layer, followed by drying and firing. Thus, a Pt / Rh-supported two-layer coated catalyst was obtained. At this time, the amount of Pt supported by the upper catalyst coat layer was 2 g / L.
下側触媒コート層及び上側触媒コート層の合計厚における下側触媒コート層の厚みの比率(下側コート比率R)は、90%であった。 The ratio of the thickness of the lower catalyst coat layer to the total thickness of the lower catalyst coat layer and the upper catalyst coat layer (lower coat ratio R) was 90%.
次いで、得られたPt/Rh担持2層コート触媒を、実施例1で調製した酸化物複合体前駆体水溶液Iに浸漬し、引き上げて余分な水溶液を吹き払った後、さらに乾燥、焼成を行なって、Ba及びCeを含む酸化物複合体粒子(NOx吸蔵材)を担持した。ここで、酸化物複合体前駆体水溶液Iの溶液濃度は、担持量がそれぞれBa/Ce=0.2[モル/L]/0.2[モル/L]になるように調整した。
以上のようにして、本発明の排ガス浄化触媒を作製した。
Next, the obtained Pt / Rh-supported two-layer coated catalyst was dipped in the oxide composite precursor aqueous solution I prepared in Example 1, pulled up to blow off the excess aqueous solution, and further dried and fired. Then, oxide composite particles (NO x storage material) containing Ba and Ce were supported. Here, the solution concentration of the oxide complex precursor aqueous solution I was adjusted so that the supported amount was Ba / Ce = 0.2 [mol / L] /0.2 [mol / L], respectively.
The exhaust gas purification catalyst of the present invention was produced as described above.
(比較例1)
ロジウム(Rh)担持ジルコニア50部、アルミナ75部、及びジルコニアチタニア複合酸化物(市販のZT粉末)75部を、イオン交換水400部及びアルミナゾル10部と共に混合してスラリーとし、これをコージェライトモノリス基材(6ミル、セル密度400セル/平方インチ、2.0L)にウォッシュコートし、乾燥、焼成を行なって、触媒コート層を形成した。このとき、触媒コート層のRh担持量は、0.5g/Lであった。
(Comparative Example 1)
50 parts of rhodium (Rh) -supported zirconia, 75 parts of alumina, and 75 parts of zirconia titania composite oxide (commercially available ZT powder) are mixed with 400 parts of ion-exchanged water and 10 parts of alumina sol to form a slurry, which is a cordierite monolith. A substrate (6 mil, cell density 400 cells / square inch, 2.0 L) was wash-coated, dried and fired to form a catalyst coat layer. At this time, the amount of Rh supported on the catalyst coat layer was 0.5 g / L.
次に、前記触媒コート層を基材とともにジニトロジアミン白金4%溶液に浸漬し、白金(Pt)を触媒コート層に吸着、担持させた後、乾燥、焼成を行なって、単層のPt/Rh担持コート触媒を得た。このとき、Pt担持量は2g/Lであった。
続いて、このPt/Rh担持コート触媒を酢酸バリウム水溶液に浸漬し、引き上げて余分な水溶液を吹き払った後、さらに乾燥、焼成を行なって、Ba化合物(NOx吸蔵材)を担持した。ここで、酢酸バリウム水溶液の濃度は、担持量がBa=0.2[モル/L]になるように調整した。
以上のようにして、比較の排ガス浄化触媒を作製した。
Next, the catalyst coat layer is dipped in a 4% dinitrodiamine platinum solution together with the base material, and platinum (Pt) is adsorbed and supported on the catalyst coat layer, followed by drying and firing, to obtain a single layer Pt / Rh. A supported coat catalyst was obtained. At this time, the amount of Pt supported was 2 g / L.
Subsequently, the Pt / Rh-supported coated catalyst was immersed in an aqueous barium acetate solution, pulled up to blow off excess aqueous solution, and then dried and fired to support a Ba compound (NO x storage material). Here, the concentration of the barium acetate aqueous solution was adjusted so that the supported amount was Ba = 0.2 [mol / L].
A comparative exhaust gas purification catalyst was produced as described above.
(比較例2)
比較例1において、酢酸バリウム水溶液を、実施例1で調製した酸化物複合体前駆体水溶液Iに代えたこと以外は、比較例1と同様にして、比較の排ガス浄化触媒を作製した。なお、酸化物複合体前駆体水溶液Iの溶液濃度は、担持量がそれぞれBa/Ce=0.2[モル/L]/0.2[モル/L]になるように調整した。
(Comparative Example 2)
A comparative exhaust gas purification catalyst was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that the barium acetate aqueous solution was replaced with the oxide complex precursor aqueous solution I prepared in Example 1 in Comparative Example 1. The solution concentration of the oxide complex precursor aqueous solution I was adjusted so that the supported amount was Ba / Ce = 0.2 [mol / L] /0.2 [mol / L], respectively.
(比較例3)
実施例2において、酸化物複合体前駆体水溶液Iを酢酸バリウム水溶液に代えたこと以外は、実施例2と同様にして、比較の排ガス浄化触媒を作製した。なお、酢酸バリウム水溶液の濃度は、担持量がBa=0.2[モル/L]になるように調整した。
(Comparative Example 3)
In Example 2, a comparative exhaust gas purification catalyst was produced in the same manner as in Example 2, except that the oxide complex precursor aqueous solution I was replaced with a barium acetate aqueous solution. The concentration of the barium acetate aqueous solution was adjusted so that the supported amount was Ba = 0.2 [mol / L].
(試験・評価1)
上記の実施例1〜4及び比較例1〜3で得られた各排ガス浄化触媒について、下記の測定・評価を行なった。評価結果は、下記表1〜表2及び図3〜図6に示す。
(Test / Evaluation 1)
The following measurements and evaluations were performed on the exhaust gas purification catalysts obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3. The evaluation results are shown in the following Tables 1 and 2 and FIGS.
−1.硫黄被毒・脱離試験−
得られた排ガス浄化触媒の各々をリーンバーンエンジンの排気系に装着し、触媒温度750℃で200時間、リーン及びリッチ雰囲気での運転を交互に繰り返して耐久試験を行なった。その後、高濃度の硫黄含有燃料を燃焼させて、触媒温度400℃にて所定の時間、リーン及びリッチ雰囲気での運転を交互に繰り返して耐久試験を行ない、各浄化触媒に一定量の硫黄を吸着被毒させた。
-1. Sulfur poisoning and desorption test
Each of the obtained exhaust gas purification catalysts was installed in an exhaust system of a lean burn engine, and an endurance test was conducted by alternately repeating the operation in a lean and rich atmosphere at a catalyst temperature of 750 ° C. for 200 hours. After that, high-concentration sulfur-containing fuel is burned, and a durability test is performed by alternately repeating the operation in a lean and rich atmosphere at a catalyst temperature of 400 ° C. for a predetermined time, and a fixed amount of sulfur is adsorbed to each purification catalyst. Poisoned.
−2.触媒の浄化性能−
耐久試験後、被毒した触媒を650℃で10分間、リッチ運転を行ない、このときの硫黄脱離量を測定した。結果を図3に示す。
また、硫黄脱離試験後の各触媒のリーン走行時のNOx浄化性能を評価するため、同じ排気系を用いて60秒間、リーン運転した後、3秒間のリッチ燃焼(リッチスパイク)を導入しながら、このときのNOx浄化率を測定した。測定は、300℃、400℃、500℃の各触媒温度について行なった。結果を表1及び図4〜図6に示す。
-2. Catalyst purification performance
After the durability test, the poisoned catalyst was richly operated at 650 ° C. for 10 minutes, and the amount of sulfur desorption at this time was measured. The results are shown in FIG.
In addition, in order to evaluate the NO x purification performance of each catalyst after lean desorption test during lean running, lean operation was performed for 60 seconds using the same exhaust system, and then rich combustion (rich spike) for 3 seconds was introduced. However, the NO x purification rate at this time was measured. The measurement was performed for each catalyst temperature of 300 ° C, 400 ° C, and 500 ° C. The results are shown in Table 1 and FIGS.
−3.標準偏差−
得られた排ガス浄化触媒の各々をリーンバーンエンジンの排気系に装着し、触媒温度750℃で50時間、リーン及びリッチ雰囲気での運転を交互に繰り返して耐久試験を行なった。耐久試験後、上側触媒コート層を掻き取り、TEM−EDX装置により下記のようにしてピーク面積比(%)を求め、Ba及びCeを担持した担体の表面上の10nm角の20点以上の測定点において、ピーク面積比の分布の標準偏差を求めた。
なお、標準偏差は、その値が小さい程、Ba(第1金属元素)とCe(第2金属元素)とが分散して混ざっていることを示し、10%以下であるとより均一性が高い状態を示す。結果を下記表2に示す。
-3. Standard deviation
Each of the obtained exhaust gas purification catalysts was installed in an exhaust system of a lean burn engine, and an endurance test was performed by alternately repeating the operation in a lean and rich atmosphere at a catalyst temperature of 750 ° C. for 50 hours. After the endurance test, the upper catalyst coat layer is scraped off, and the peak area ratio (%) is obtained as follows using a TEM-EDX apparatus, and measurement of 20 points or more of 10 nm squares on the surface of the carrier carrying Ba and Ce is carried out. In terms of points, the standard deviation of the distribution of peak area ratios was determined.
The standard deviation indicates that Ba (first metal element) and Ce (second metal element) are dispersed and mixed as the value is smaller. When the standard deviation is 10% or less, the uniformity is higher. Indicates the state. The results are shown in Table 2 below.
<TEM−EDX分析>
(i)装置:JEM−2010FSE〔日本電子社製;透過型電子顕微鏡(TEM)にエネルギー分散型X線分光器(EDX分析装置)を装備したTEM−EDX装置〕
(ii)測定方法:TEM−EDX装置を用いて、Ba及びCeを担持した担体の表面の任意の領域において、10nm角の測定点内のエネルギー分散型の蛍光X線スペクトルを求め、得られたエネルギー分散型の蛍光X線スペクトルから、Baに由来するピーク(BaLα線=4.5KeV)の面積と、Ceに由来するピーク(CeLα線=4.8KeV)の面積を求め、Baのピーク面積とCeのピーク面積との和に対するBaのピーク面積の比(ピーク面積比;%)を求めた。
ピーク面積比(%)=([Baのピーク面積]/[Baのピーク面積及びCeのピーク面積の和])×100
<TEM-EDX analysis>
(I) Apparatus: JEM-2010FSE [manufactured by JEOL Ltd .; TEM-EDX apparatus equipped with a transmission electron microscope (TEM) and an energy dispersive X-ray spectrometer (EDX analyzer)]
(Ii) Measurement method: Obtained and obtained an energy dispersive X-ray fluorescence spectrum within a 10 nm square measurement point in an arbitrary region on the surface of a carrier supporting Ba and Ce using a TEM-EDX apparatus. From the energy dispersive fluorescent X-ray spectrum, the area of the peak derived from Ba (BaLα line = 4.5 KeV) and the area of the peak derived from Ce (CeLα line = 4.8 KeV) are obtained. The ratio of the peak area of Ba to the sum of the peak area of Ce (peak area ratio;%) was determined.
Peak area ratio (%) = ([Ba peak area] / [Ba peak area and Ce peak area]) × 100
−4.平均粒子径−
各排ガス浄化触媒の上側触媒コート層を掻き取り、担持されている酸化物粒子について、XRD(X線回折)測定により平均粒子径を求めた。結果を下記表2に示す。
-4. Average particle size
The upper catalyst coat layer of each exhaust gas purification catalyst was scraped off, and the average particle diameter of the supported oxide particles was determined by XRD (X-ray diffraction) measurement. The results are shown in Table 2 below.
図3並びに前記表1及び図4〜図5に示すように、比較例において、比較例2が比較例1に比べて硫黄脱離性能及びNOx浄化率が高く、BaとCeの微細複合化によりNOx浄化性能が向上していることが分かる。また、比較例3の2層構造の浄化触媒では、硫黄脱離性能が低く、それゆえ高温域(500℃)でのNOx浄化性能が低下している。
これに対し、実施例1〜4では、図3に示すように硫黄脱離性能が比較例に比べ大幅に向上しており、前記表1及び図4〜図5に示すように、低温域のみならず高温域にわたってNOx浄化性能を向上させることができた。
As shown in FIG. 3 and Table 1 and FIGS. 4 to 5, in Comparative Example, Comparative Example 2 has higher sulfur desorption performance and NO x purification rate than Comparative Example 1, and Ba and Ce are finely composited. it is understood that the NO x purification performance is improved by. Further, in the purification catalyst of the two-layer structure of Comparative Example 3, the sulfur separation performance is low, is the NO x purification performance at hence a high temperature range (500 ° C.) is reduced.
On the other hand, in Examples 1-4, as shown in FIG. 3, the sulfur desorption performance is greatly improved as compared with the comparative example, and as shown in Table 1 and FIGS. not not been able to improve the NO x purification performance over a high temperature range.
また、実施例1〜4では、前記表2に示すように、標準偏差が10%以下であり、均一性の高い状態の浄化触媒が得られていた。
さらに、実施例の浄化触媒と従来の2層構造の浄化触媒(下側コート比率R=50%は比較例3)との間のNOx浄化率を対比した結果を図6に示す。図6に示すように、実施例では、NOx浄化率が大幅に向上し、特に下側コート比率Rが小さい領域でも高い浄化性能を有していた。
Moreover, in Examples 1-4, as shown in the said Table 2, the standard deviation was 10% or less, and the purification catalyst of a highly uniform state was obtained.
Further, FIG. 6 shows the result of comparing the NO x purification rate between the purification catalyst of the example and the conventional two-layered purification catalyst (lower coating ratio R = 50% is Comparative Example 3). As shown in FIG. 6, in the embodiment, NO x purification rate is greatly improved, had high purification performance in particular regions below the coating ratio R is small.
なお、図6中の◆印のプロットのうち、下側コート比率R=75%,90%のプロットは、比較例3と同様に実施例3,4において酸化物複合体前駆体水溶液Iを酢酸バリウム水溶液に代えた場合のNOx浄化率を示し、下側コート比率R=20%,35%のプロットは実施例1において酸化物複合体前駆体水溶液Iを酢酸バリウム水溶液に代えて下側コート比率R=20%,35%としたときのNOx浄化率を示す。 Of the plots marked with ♦ in FIG. 6, the lower coat ratio R = 75% and 90% are plotted in the same manner as in Comparative Example 3 except that the oxide complex precursor aqueous solution I is acetic acid. The NO x purification rate when the barium aqueous solution is replaced is shown, and the lower coat ratio R = 20% and 35% plots are obtained by replacing the oxide complex precursor aqueous solution I with the barium acetate aqueous solution in Example 1 and applying the lower coat ratio R = 20%, indicating the the NO x purification rate when was 35%.
(実施例5)
ロジウム(Rh)担持ジルコニア50部、アルミナ25部、セリアジルコニア複合酸化物(市販のCZ粉末)10部、及びジルコニアチタニア複合酸化物25部を、イオン交換水220部及びアルミナゾル5部と共に混合してスラリーとし、これをコージェライトモノリス基材(6ミル、セル密度400セル/平方インチ、2.0L)にウォッシュコートし、乾燥、焼成を行なって、下側触媒コート層(第1触媒層)を形成した。このとき、下側触媒コート層のRh担持量は、0.5g/Lであった。
(Example 5)
50 parts of rhodium (Rh) -supported zirconia, 25 parts of alumina, 10 parts of ceria zirconia composite oxide (commercially available CZ powder), and 25 parts of zirconia titania composite oxide were mixed with 220 parts of ion-exchanged water and 5 parts of alumina sol. The slurry is made into a slurry, and this is wash-coated on a cordierite monolith substrate (6 mil, cell density 400 cells / square inch, 2.0 L), dried and fired to form a lower catalyst coat layer (first catalyst layer). Formed. At this time, the amount of Rh supported on the lower catalyst coat layer was 0.5 g / L.
その後、アルミナ50部と、セリアジルコニア複合酸化物(市販のCZ粉末)10部と、ジルコニアチタニア複合酸化物50部と、イオン交換水220部と、アルミナゾル5部とを混合してスラリーとし、このスラリーをコージェライトモノリス基材上の前記下側触媒コート層の上に積層するようにウォッシュコートし、乾燥、焼成を行なって、上側触媒コート層(第2触媒層)を形成した。
なお、セリアジルコニア複合酸化物(CZ粉末)は、ジルコニウム化合物セリウム化合物の混合にアンモニア水を添加して共沈法により調製したものを用いることができる。また、セリアジルコニア複合酸化物の製造方法は特に制限されず、例えば特開2003-275580号公報に記載の製造方法など公知の方法を適宜採用することができる。
Thereafter, 50 parts of alumina, 10 parts of ceria zirconia composite oxide (commercially available CZ powder), 50 parts of zirconia titania composite oxide, 220 parts of ion-exchanged water, and 5 parts of alumina sol were mixed to form a slurry. The slurry was wash coated so as to be laminated on the lower catalyst coat layer on the cordierite monolith substrate, dried and fired to form an upper catalyst coat layer (second catalyst layer).
The ceria zirconia composite oxide (CZ powder) may be prepared by coprecipitation by adding ammonia water to a mixture of zirconium compound and cerium compound. Further, the production method of the ceria zirconia composite oxide is not particularly limited, and for example, a known method such as the production method described in JP-A-2003-275580 can be appropriately employed.
次に、前記下側触媒コート層及び前記上側触媒コート層を基材とともにジニトロジアミン白金4%溶液に浸漬し、白金(Pt)を主に上側触媒コート層に吸着、担持させた後、乾燥、焼成を行なって、Pt/Rh担持2層コート触媒を得た。このとき、上側触媒コート層のPt担持量は2g/Lであり、下側触媒コート層及び上側触媒コート層の合計厚における下側触媒コート層の厚みの比率(下側コート比率R)は50%であった。 Next, the lower catalyst coat layer and the upper catalyst coat layer are immersed in a 4% dinitrodiamine platinum solution together with a substrate, and platinum (Pt) is mainly adsorbed and supported on the upper catalyst coat layer, followed by drying. Calcination was performed to obtain a Pt / Rh-supported two-layer coated catalyst. At this time, the Pt carrying amount of the upper catalyst coat layer is 2 g / L, and the ratio of the thickness of the lower catalyst coat layer to the total thickness of the lower catalyst coat layer and the upper catalyst coat layer (lower coat ratio R) is 50. %Met.
次いで、得られたPt/Rh担持2層コート触媒を、実施例1で調製した酸化物複合体前駆体水溶液Iに浸漬し、引き上げて余分な水溶液を吹き払った後、さらに乾燥、焼成を行なって、BaCe酸化物複合体(NOx吸蔵材)を担持した。ここで、酸化物複合体前駆体水溶液Iの溶液濃度は、担持量がそれぞれBa/Ce=0.2[モル/L]/0.2[モル/L]になるように調整した。
以上のようにして、本発明の排ガス浄化触媒を作製した。
Next, the obtained Pt / Rh-supported two-layer coated catalyst was dipped in the oxide composite precursor aqueous solution I prepared in Example 1, pulled up to blow off the excess aqueous solution, and further dried and fired. Then, a BaCe oxide composite (NO x storage material) was supported. Here, the solution concentration of the oxide complex precursor aqueous solution I was adjusted so that the supported amount was Ba / Ce = 0.2 [mol / L] /0.2 [mol / L], respectively.
The exhaust gas purification catalyst of the present invention was produced as described above.
(比較例4)
実施例5において、酸化物複合体前駆体水溶液Iを、酢酸バリウム水溶液に代えたこと以外は、実施例5と同様にして、比較の排ガス浄化触媒を作製した。なお、酢酸バリウム水溶液の濃度は、担持量がBa=0.2[モル/L]になるように調整した。
(Comparative Example 4)
A comparative exhaust gas purification catalyst was produced in the same manner as in Example 5 except that the oxide complex precursor aqueous solution I was replaced with a barium acetate aqueous solution in Example 5. The concentration of the barium acetate aqueous solution was adjusted so that the supported amount was Ba = 0.2 [mol / L].
(比較例5)
実施例5において、酸化物複合体前駆体水溶液Iを、酢酸バリウム水溶液及び酢酸セリウム水溶液の2種に代えたこと以外は、実施例5と同様にして、比較の排ガス浄化触媒を作製した。なお、酢酸バリウム水溶液の濃度は、担持量がBa=0.2[モル/L]になるように調整した。
(Comparative Example 5)
A comparative exhaust gas purification catalyst was produced in the same manner as in Example 5 except that the oxide complex precursor aqueous solution I was replaced with two kinds of barium acetate aqueous solution and cerium acetate aqueous solution in Example 5. The concentration of the barium acetate aqueous solution was adjusted so that the supported amount was Ba = 0.2 [mol / L].
(試験・評価2)
上記の実施例5及び比較例4〜5で得られた各排ガス浄化触媒について、前記「−3.標準偏差−」と同様の方法でTEM−EDX分析により金属元素の分布の標準偏差をセリア−ジルコニア複合酸化物以外の部分にて測定し、前記「−4.平均粒子径−」と同様の方法でX線回折による金属元素のピーク強度を測定した。この結果を下記表3及び図7に示す。
(Test / Evaluation 2)
For each of the exhaust gas purification catalysts obtained in Example 5 and Comparative Examples 4 to 5, the standard deviation of the distribution of the metal element was determined by the TEM-EDX analysis in the same manner as in “-3. Measurement was performed at portions other than the zirconia composite oxide, and the peak intensity of the metal element by X-ray diffraction was measured by the same method as in “-4. Average particle diameter −”. The results are shown in Table 3 below and FIG.
更に、図7に示すように、実施例5では比較例4〜5と比較して、全体的に金属元素のピーク強度は小さく、炭酸バリウムの回折ピークもブロード調に低くなり、バリウムの粒径が細かいことが分かる。さらに、触媒温度750℃で50時間、耐久試験を行なった後の実施例5の排ガス浄化触媒におけるBa,Ceの分散状態を図8のTEM写真に示す。 Furthermore, as shown in FIG. 7, in Example 5, compared with Comparative Examples 4 to 5, the peak intensity of the metal element is generally small, the diffraction peak of barium carbonate is also broadened, and the particle diameter of barium Can be seen to be fine. Further, the dispersion state of Ba and Ce in the exhaust gas purifying catalyst of Example 5 after performing the durability test at a catalyst temperature of 750 ° C. for 50 hours is shown in the TEM photograph of FIG.
11・・・基材
12・・・第1触媒層
13・・・第2触媒層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Base material 12 ... 1st catalyst layer 13 ... 2nd catalyst layer
Claims (11)
少なくとも前記第2触媒層は、アルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群より選ばれる第1金属元素を含有する第1金属酸化物と希土類金属の群より選ばれる第2金属元素を含有する第2金属酸化物とを担体に担持して含む排ガス浄化触媒。 A first catalyst layer containing rhodium and a second catalyst layer containing platinum in order from the substrate side on the substrate,
At least the second catalyst layer includes a second metal element selected from the group consisting of a first metal oxide and a rare earth metal selected from the group consisting of a first metal element selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals. An exhaust gas purification catalyst comprising a metal oxide supported on a carrier.
前記第1触媒層上に、白金を含む白金含有層を形成する白金含有層形成工程と、
アルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群より選ばれる第1金属元素を含む第1金属化合物と、希土類金属の群より選ばれる第2金属元素を含む第2金属化合物と、多座配位子を有する化合物と、アンモニアとを混合し、前記第1金属元素及び前記第2金属元素を含む酸化物担持用水溶液を調製する溶液調製工程と、
調製された前記酸化物担持用水溶液を少なくとも前記白金含有層に接触させた後、焼成し、少なくとも前記白金含有層に第1金属元素を含む第1金属酸化物と第2金属元素を含む第2金属酸化物とを担持することにより、白金を含む第2触媒層を形成する第2触媒層形成工程と、
を有する排ガス浄化触媒の製造方法。 A first catalyst layer forming step of applying a slurry containing rhodium on a substrate and firing to form a first catalyst layer;
A platinum-containing layer forming step of forming a platinum-containing layer containing platinum on the first catalyst layer;
A first metal compound containing a first metal element selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals, a second metal compound containing a second metal element selected from the group of rare earth metals, and a multidentate ligand A solution preparing step of preparing an oxide-supporting aqueous solution containing the first metal element and the second metal element by mixing the compound having ammonia and ammonia;
The prepared aqueous solution for supporting an oxide is brought into contact with at least the platinum-containing layer and then baked, and at least a second metal element containing a first metal oxide and a second metal element containing the first metal element in the platinum-containing layer. A second catalyst layer forming step of forming a second catalyst layer containing platinum by supporting a metal oxide;
A method for producing an exhaust gas purifying catalyst.
前記第2触媒層形成工程は、前記第1金属酸化物及び前記第2金属酸化物を前記金属元素の酸化物に担持することを特徴とする請求項7〜請求項10のいずれか1項に記載の排ガス浄化触媒の製造方法。 In the platinum-containing layer forming step, a slurry containing a metal element oxide is provided on the first catalyst layer to provide an upper layer, and at least the upper layer is brought into contact with the platinum-containing solution and then baked to contain platinum. Forming a layer,
The said 2nd catalyst layer formation process carries | supports the said 1st metal oxide and the said 2nd metal oxide on the oxide of the said metal element, The any one of Claims 7-10 characterized by the above-mentioned. The manufacturing method of the exhaust gas purification catalyst as described.
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016112537A (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust gas purification catalyst |
EP3228378A1 (en) | 2016-04-07 | 2017-10-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification catalyst |
WO2018198423A1 (en) | 2017-04-28 | 2018-11-01 | 株式会社キャタラー | Catalyst for exhaust gas purification use |
WO2018198424A1 (en) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | 株式会社キャタラー | Exhaust gas purification catalyst |
CN113042046A (en) * | 2019-12-26 | 2021-06-29 | 丰田自动车株式会社 | Catalyst for exhaust gas purification |
CN113042047A (en) * | 2019-12-26 | 2021-06-29 | 丰田自动车株式会社 | Catalyst for exhaust gas purification |
CN113042042A (en) * | 2019-12-26 | 2021-06-29 | 丰田自动车株式会社 | Catalyst for exhaust gas purification |
CN113042045A (en) * | 2019-12-26 | 2021-06-29 | 丰田自动车株式会社 | Catalyst for exhaust gas purification |
CN113441138A (en) * | 2020-03-25 | 2021-09-28 | 丰田自动车株式会社 | Catalyst for exhaust gas purification |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05277370A (en) * | 1992-03-31 | 1993-10-26 | Mazda Motor Corp | Catalyst for purification of exhaust gas from engine |
JP2008137886A (en) * | 2006-11-08 | 2008-06-19 | Toyota Central R&D Labs Inc | Oxide composite precursor aqueous solution, method of manufacturing oxide composite, oxide composite, exhaust cleaning catalyst provided with the oxide composite, and method of cleaning exhaust using the exhaust cleaning catalyst |
WO2008090991A1 (en) * | 2007-01-26 | 2008-07-31 | Cataler Corporation | Exhaust gas purifying catalyst |
-
2009
- 2009-03-31 JP JP2009086737A patent/JP5286526B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05277370A (en) * | 1992-03-31 | 1993-10-26 | Mazda Motor Corp | Catalyst for purification of exhaust gas from engine |
JP2008137886A (en) * | 2006-11-08 | 2008-06-19 | Toyota Central R&D Labs Inc | Oxide composite precursor aqueous solution, method of manufacturing oxide composite, oxide composite, exhaust cleaning catalyst provided with the oxide composite, and method of cleaning exhaust using the exhaust cleaning catalyst |
WO2008090991A1 (en) * | 2007-01-26 | 2008-07-31 | Cataler Corporation | Exhaust gas purifying catalyst |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016112537A (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust gas purification catalyst |
US10378409B2 (en) | 2016-04-07 | 2019-08-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification catalyst |
EP3228378A1 (en) | 2016-04-07 | 2017-10-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification catalyst |
JP2017185465A (en) * | 2016-04-07 | 2017-10-12 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust gas purification catalyst |
EP3616788A4 (en) * | 2017-04-28 | 2021-01-27 | Cataler Corporation | Exhaust gas purification catalyst |
JP2018187534A (en) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | 株式会社キャタラー | Exhaust gas purification catalyst |
WO2018198424A1 (en) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | 株式会社キャタラー | Exhaust gas purification catalyst |
US10704441B2 (en) | 2017-04-28 | 2020-07-07 | Cataler Corporation | Exhaust gas-purifying catalyst |
WO2018198423A1 (en) | 2017-04-28 | 2018-11-01 | 株式会社キャタラー | Catalyst for exhaust gas purification use |
CN113042042A (en) * | 2019-12-26 | 2021-06-29 | 丰田自动车株式会社 | Catalyst for exhaust gas purification |
CN113042047A (en) * | 2019-12-26 | 2021-06-29 | 丰田自动车株式会社 | Catalyst for exhaust gas purification |
CN113042046A (en) * | 2019-12-26 | 2021-06-29 | 丰田自动车株式会社 | Catalyst for exhaust gas purification |
CN113042045A (en) * | 2019-12-26 | 2021-06-29 | 丰田自动车株式会社 | Catalyst for exhaust gas purification |
US11426710B2 (en) * | 2019-12-26 | 2022-08-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas control catalyst |
US11719144B2 (en) | 2019-12-26 | 2023-08-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification catalyst |
CN113042045B (en) * | 2019-12-26 | 2023-11-24 | 丰田自动车株式会社 | Exhaust gas purifying catalyst |
CN113441138A (en) * | 2020-03-25 | 2021-09-28 | 丰田自动车株式会社 | Catalyst for exhaust gas purification |
CN113441138B (en) * | 2020-03-25 | 2023-10-03 | 丰田自动车株式会社 | Exhaust gas purifying catalyst |
US11795855B2 (en) | 2020-03-25 | 2023-10-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification catalyst |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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