JP2810425B2 - Exhaust gas purification catalyst - Google Patents
Exhaust gas purification catalystInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、排気ガス中のCO、HC、NOxを低減せしめる
ため用いられる排気ガス浄化用触媒に関する。The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst used for reducing CO, HC, and NOx in exhaust gas.
(従来技術) 排気ガス中のCO、HC、NOxを浄化する排気ガス浄化用
触媒としては、特開昭60−19036号公報に示すように、
触媒担体上に、パラジウム(Pd)を含有するアルミナ層
からなる第1コート層を設け、該第1コート層上に、ロ
ジウム(Rh)及びパラジウム(Pd)と、活性アルミナと
からなる第2コート層を設けたものが一般的に知られて
いる。(Prior Art) As an exhaust gas purifying catalyst for purifying CO, HC and NOx in exhaust gas, as disclosed in JP-A-60-19036,
A first coat layer made of an alumina layer containing palladium (Pd) is provided on the catalyst carrier, and a second coat made of rhodium (Rh) and palladium (Pd) and activated alumina is provided on the first coat layer. Those having a layer are generally known.
(発明が解決しようとする問題点) しかし、上記排気ガス浄化用触媒においては、排気ガ
スの熱を受けると、第2コート層のPd酸化物、Rh酸化物
(特にPd酸化物)がPd、Rhに解離し、これらの貴金属の
熱劣化に基づき触媒性能が低下する傾向にある。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the exhaust gas purifying catalyst, when heat of the exhaust gas is received, Pd oxide and Rh oxide (particularly Pd oxide) of the second coat layer become Pd, It dissociates into Rh, and the catalytic performance tends to decrease due to thermal degradation of these noble metals.
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その目的
は、貴金属の熱劣化を防止して耐熱性を向上させた排気
ガス浄化用触媒を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying catalyst that has improved heat resistance by preventing thermal deterioration of a noble metal.
(問題点を解決するための手段、作用) かかる目的を達成するために本発明の第1の発明にあ
っては、触媒担体上に、ロジウムを含有するアルミナ層
からなる第1コート層が設けられ、 前記第1コート層より上に、ロジウムを固定化した酸
化セリウム粒子と活性アルミナとからなる第2コート層
が設けられている、 ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒、とした構成とし
てある。(Means for Solving the Problems and Action) In order to achieve the object, according to the first aspect of the present invention, a first coat layer made of an alumina layer containing rhodium is provided on a catalyst carrier. And a second coat layer made of cerium oxide particles on which rhodium is fixed and activated alumina is provided above the first coat layer. is there.
上述の第1の発明の構成により、貴金属であるRhが、
酸化セリウム(CeO2)粒子に固定化されて、CeO2と近接
した状態で分布していることから、CeO2の酸素貯蔵能効
果(酸素O2濃度が高いときO2を吸着しO2が低くなったと
きO2を放出して触媒反応に寄与する効果)に基づき、Rh
の解離(Rh2O3→Rh)温度を1000℃付近にまで高めるこ
とができ、耐熱性を向上させることがでるこになる。With the configuration of the first aspect described above, the noble metal Rh is
Immobilized on the cerium oxide (CeO 2) particles, since it is distributed in close proximity and CeO 2, the O 2 adsorbs O 2 when the oxygen storage capacity effect (oxygen O 2 concentration of CeO 2 high Rh contributes to the catalytic reaction by releasing O 2 when lowered)
Temperature (Rh 2 O 3 → Rh) can be increased to around 1000 ° C., and the heat resistance can be improved.
さらに、CeO2が存在するため、O2のスピルオーバ現象
(O2の移行現象)による酸素貯蔵能効果の増大により、
理想空燃比付近でのHC,CO,NOxの浄化性能を向上させる
ことができることになる。Furthermore, since CeO 2 is present, the increased oxygen storage capacity effect spillover phenomenon of O 2 (migration phenomenon of O 2),
The purification performance of HC, CO and NOx near the ideal air-fuel ratio can be improved.
さらにまた、Rhを第1、第2コート層に分散して設け
ていることから、CeO2に固定されるRhの高密度化を避け
てRh粒子同士が近接し過ぎることを抑えることができ、
排気ガス温度を高温としても、Rh粒子同士がシンタリン
グを起こすことを抑制することができることになる。こ
のため、CeO2粒子に固定化されるRh粒子同士のシンタリ
ングに基づいて熱劣化することを抑えることができるこ
とになる。Furthermore, since Rh is dispersed and provided in the first and second coat layers, it is possible to prevent the Rh particles fixed to CeO 2 from becoming denser and to prevent the Rh particles from being too close to each other,
Even when the exhaust gas temperature is set to a high temperature, it is possible to suppress the occurrence of sintering between the Rh particles. For this reason, it is possible to suppress thermal degradation based on sintering of the Rh particles immobilized on the CeO 2 particles.
また、上記目的を達成するために本発明の第2の発明
にあっては、触媒担体上に、ロジウムを含有するアルミ
ナ層らからなる第1コート層が設けられ、 前記第1コート層より上に、ロジウム及びパラジウム
を固定化した酸化セリウム粒子と活性アルミナとからな
る第2コート層が設けられている、 ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒、とした構成とし
てある。In order to achieve the above object, according to the second aspect of the present invention, a first coat layer made of an alumina layer containing rhodium is provided on a catalyst carrier, A second coating layer comprising cerium oxide particles on which rhodium and palladium are fixed and activated alumina, and a second exhaust gas purifying catalyst.
上述の第2の発明の構成により、前述の第1の場合と
同様の作用を生じる他に、第2コート層においてCeO2粒
子にPdをも固定化してCeO2に対してPdを近接分布状態と
したことによって、CeO2の酸素貯蔵能効果等に基づき、
空燃比のリッチ側(O2が少ない側)にシフトしても、H
C、COを浄化することができ、HC、COについての浄化空
燃比範囲(反応範囲)をリッチ側に拡大することができ
ることになる。According to the configuration of the second invention, in addition to the same effect as in the first case, Pd is also immobilized on CeO 2 particles in the second coat layer, and Pd is distributed close to CeO 2 . Based on the oxygen storage capacity effect of CeO 2
It is shifted to the rich side of the air-fuel ratio (O 2 less side), H
C and CO can be purified, and the purified air-fuel ratio range (reaction range) for HC and CO can be expanded to the rich side.
(実施例) 以下、本発明の実施例について説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described.
第1図、第2図において、1(1a,1b)は第1、第2
の発明の実施例に係る排気ガス浄化用触媒で、該触媒1
は第1、第2の発明の実施例共、第2図に示すように、
ハニカム構造体の触媒担体2(2a,2b)に第1コート層
3(3a,3b)、第2コート層4(4a,4b)が順次、設けら
れる構成となっている。In FIGS. 1 and 2, 1 (1a, 1b) represents the first and second
An exhaust gas purifying catalyst according to an embodiment of the present invention, wherein the catalyst 1
In both of the first and second embodiments, as shown in FIG.
A first coat layer 3 (3a, 3b) and a second coat layer 4 (4a, 4b) are sequentially provided on a catalyst carrier 2 (2a, 2b) having a honeycomb structure.
先ず、第1の発明の実施例に係る触媒1aについて、第
3図に基づいて説明すると、触媒担体2aにはコージライ
ト等のセラミックスが用いられている。このセラミック
スに代えて、耐熱金属、耐熱無機繊維等を用いてもよ
い。第1コート層3aは、Pd、Rhを含有するアルミナ層に
より構成されており、第2コート層4aは、Rhを含浸固定
化したCeO2粒子と活性アルミナとから構成されている。
これらの配合比率関係については後述する。First, the catalyst 1a according to the embodiment of the first invention will be described with reference to FIG. 3. A ceramic such as cordierite is used for the catalyst carrier 2a. In place of this ceramic, a heat-resistant metal, a heat-resistant inorganic fiber, or the like may be used. The first coat layer 3a is made of an alumina layer containing Pd and Rh, and the second coat layer 4a is made of CeO 2 particles impregnated with Rh and activated alumina.
The relationship between these compounding ratios will be described later.
このような第1の発明に係る触媒1aは、例えば、次の
ようにして製造される。Such a catalyst 1a according to the first invention is manufactured, for example, as follows.
すなわち、先ず、γ−アルミナ480g、ベーマイト(水
和アルミナ)120g、水1、硝酸10ccをホモミキサーに
より混合撹拌し、アルミナウォッシュコート用スラリー
を作成する。そして、このスラリーにハニカム構造の触
媒担体2aを浸漬して引き上げた後、余分のスラリーを高
圧エアーブローで除去し、それを600℃の温度下で焼成
する。That is, first, 480 g of γ-alumina, 120 g of boehmite (hydrated alumina), water 1 and 10 cc of nitric acid are mixed and stirred by a homomixer to prepare a slurry for alumina wash coat. Then, the catalyst carrier 2a having a honeycomb structure is immersed in the slurry and pulled up, and then the excess slurry is removed by high-pressure air blow, and the slurry is fired at a temperature of 600 ° C.
このアルミナコートした触媒担体2aを、所定量の塩化
パラジウム(PdCl2)と塩化ロジウム(RhCl3・3H2O)を
水170ccに溶解した貴金属溶液に浸漬し引き上げた後、6
00℃の温度下で2時間焼成し、第1コート層(ベースコ
ート)3aを形成する。The alumina-coated catalyst carrier 2a is immersed in a noble metal solution obtained by dissolving a predetermined amount of palladium chloride (PdCl 2 ) and rhodium chloride (RhCl 3 .3H 2 O) in 170 cc of water.
It is baked at a temperature of 00 ° C. for 2 hours to form a first coat layer (base coat) 3a.
次に、CeO2720gに、所定量の塩化ロジウムを溶解した
ロジウム溶液を含浸させ、焼成またはSBH(ナトリウム
ボロハイドライトNaBH4)にてCeO2上にRhを固定する。
これにベーマイト80g、硝酸10cc及び水1を加え、ホ
モミキサーで混合撹拌し、Rh含有第2コート層用スラリ
ーを作成する。Next, 720 g of CeO 2 is impregnated with a rhodium solution in which a predetermined amount of rhodium chloride is dissolved, and Rh is fixed on CeO 2 by firing or SBH (sodium borohydride NaBH 4 ).
To this, 80 g of boehmite, 10 cc of nitric acid and water 1 are added, and mixed and stirred with a homomixer to prepare a slurry for the Rh-containing second coat layer.
次いで、このスラリーに先のアルミナ及びPd、Rhを付
着した触媒担体2を浸漬して、そのスラリーを付着さ
せ、余分のスラリーを高圧エアブローで除去し、それを
600℃の温度下で2時間焼成して、第2コート層(オー
バコート層)4aを形成する。Next, the catalyst carrier 2 to which the alumina, Pd, and Rh are attached is immersed in the slurry, the slurry is attached, and the excess slurry is removed by high-pressure air blow.
By baking at a temperature of 600 ° C. for 2 hours, a second coat layer (overcoat layer) 4a is formed.
このとき、第1コート層3aにおいては、触媒1当
り、Pdは1.33g、Rhは0.17g、第2コート層4において
は、Rhは触媒1当り0.1gとする。At this time, in the first coat layer 3a, Pd is 1.33 g and Rh is 0.17 g per catalyst, and in the second coat layer 4, Rh is 0.1 g per catalyst.
次に、第2の発明の実施例に係る触媒1bについて第4
図に基づき説明する。Next, the fourth example of the catalyst 1b according to the embodiment of the second invention is described.
A description will be given based on the drawings.
この触媒1bにおいては、触媒担体2bに、前述の第1の
発明の実施例に係る触媒1aの場合と同じものが用いら
れ、第1コート層3bは、Pd、Rhを含有するアルミナ層に
より構成され、第2コート層4bは、Rh及びPdを含浸固定
化したCeO2粒子と活性アルミナとから構成されている。
これらの配合比率関係についても後述する。In the catalyst 1b, the same catalyst carrier as in the case of the catalyst 1a according to the first embodiment of the first invention is used for the catalyst carrier 2b, and the first coat layer 3b is composed of an alumina layer containing Pd and Rh. The second coat layer 4b is made of CeO 2 particles impregnated with Rh and Pd and activated alumina.
The mixing ratio relationship will be described later.
このような第2の発明の実施例に係る触媒1bは、例え
ば、次のようにして製造される。Such a catalyst 1b according to the embodiment of the second invention is manufactured, for example, as follows.
先ず、前述の発明の実施例に係る触媒1aに係る製造法
と同じ条件ので触媒担体2に第1コート層3を形成す
る。First, the first coat layer 3 is formed on the catalyst carrier 2 under the same conditions as in the method for producing the catalyst 1a according to the embodiment of the invention described above.
次に、CeO2720gに、所定量の塩化ロジウム及び塩化パ
ラジウムを溶解した貴金属混合溶液を含浸させ、焼成ま
たはSBHにてCeO2上に、Rh,Pdを固定する。これに、触媒
1aの製造法と同様に、ベーマイト、硝酸、水を加え、混
合撹拌し、第2コート層4b用スラリー液を作る。Next, 720 g of CeO 2 is impregnated with a mixed solution of a noble metal in which a predetermined amount of rhodium chloride and palladium chloride are dissolved, and Rh and Pd are fixed on CeO 2 by firing or SBH. To this, the catalyst
In the same manner as in the production method 1a, boehmite, nitric acid and water are added and mixed and stirred to prepare a slurry for the second coat layer 4b.
次いで、このスラリー液に、第1コート層4bを設けた
触媒担体2bhを浸漬し、それを引上げてエアーブローを
行い、それを600℃の温度下で2時間焼成して、第2コ
ート層4bを第1コート層3b上に形成する。Next, the catalyst carrier 2bh provided with the first coat layer 4b is immersed in this slurry liquid, pulled up and air blown, and baked at a temperature of 600 ° C. for 2 hours to obtain the second coat layer 4b. Is formed on the first coat layer 3b.
このとき、貴金属量は、第1コート層3bにおいては、
Pd 0.667g/、Rh 0.133g/、第2コート層4bにおい
ては、Pd0.667g/、Rh 0.133g/とする。At this time, the amount of the noble metal in the first coat layer 3b is
Pd is 0.667 g /, Rh is 0.133 g /, and in the second coat layer 4b, Pd is 0.667 g / and Rh is 0.133 g /.
したがって、上記触媒1aにあっては、RhがCeO2粒子に
固定化されて近接した状態で分布することから、CeO2の
酸素貯蔵能効果に基づきRhの解離(Rh2O3→Rh)温度を1
000℃付近にまで高めることができることになる。この
ため、耐熱性が向上することになる。Therefore, in the above catalyst 1a, Rh is fixed to CeO 2 particles and distributed in a close state, so that the Rh dissociation (Rh 2 O 3 → Rh) temperature is based on the oxygen storage effect of CeO 2. 1
It can be raised to around 000 ° C. For this reason, heat resistance is improved.
また、上記触媒1aにおいては、各コート層にPtが含有
されないことから、排気ガスの熱を受けても、Ptと他の
金属との合金化が防止されることになる。その一方、Pt
を除いても、それまでのPtの機能を、第2コート層に担
持しているPdが補完することになる。Further, in the catalyst 1a, since Pt is not contained in each coat layer, alloying of Pt with another metal is prevented even when receiving heat of exhaust gas. On the other hand, Pt
Even if is excluded, the function of Pt up to that point is complemented by Pd carried on the second coat layer.
さらに、第2コート層4aにCeO2が存在するため、O2の
スピルオーバ現象による酸素貯蔵能効果の増大により、
理想空燃比付近でのHC、CO、NOxの浄化性能を向上させ
ることができることになる。Further, since CeO 2 is present in the second coat layer 4a, the oxygen storage capacity effect due to the spillover phenomenon of O 2 is increased,
The purification performance of HC, CO, and NOx in the vicinity of the ideal air-fuel ratio can be improved.
さらにまた、Rhを第1、第2コート層3a、4aに分け
て、CeO2粒子に固定化されるRhの高密度化を避けている
ことから、第2コート層4aにおいて、該Rh同士のシンタ
リングを抑制することができることになる。Furthermore, since Rh is divided into the first and second coat layers 3a and 4a to avoid increasing the density of Rh immobilized on CeO 2 particles, the Rh in the second coat layer 4a Sintering can be suppressed.
また、上記触媒1bにあっては、上記触媒1aの作用の他
に、CeO2粒子にPdをも固定化していることから、CeO2の
酸素貯蔵能効果に基づき、HC、COについての浄化空燃比
範囲(反応範囲)をリッチ側に拡大することができるこ
とになる。In the catalyst 1b, in addition to the action of the catalyst 1a, Pd is also immobilized on the CeO 2 particles, so that HC and CO are purified based on the oxygen storage effect of CeO 2. The fuel ratio range (reaction range) can be expanded to the rich side.
次に、このようにして得られた上記触媒1a、1bの性能
を裏付けるために、下記のような比較例1(第5図参
照)、比較例2(第6図参照)と比較しつつ一定条件の
下、各種試験を行った。Next, in order to confirm the performance of the catalysts 1a and 1b obtained as described above, a certain amount was compared with Comparative Examples 1 (see FIG. 5) and Comparative Example 2 (see FIG. 6) as described below. Various tests were performed under the conditions.
比較例1 所定量の塩化白金及び塩化ロジウムを水1700ccに溶解
して貴金属混合液を作る。この貴金属混合液に、前述の
触媒1aに係る製造法の場合と同様の、アルミナコートし
た触媒担体を浸漬し、その後、焼成を行って第1コート
層を形成する。Comparative Example 1 A predetermined amount of platinum chloride and rhodium chloride was dissolved in 1700 cc of water to make a noble metal mixed solution. The alumina-coated catalyst carrier is immersed in this noble metal mixed solution in the same manner as in the above-described production method for the catalyst 1a, and then baked to form a first coat layer.
次に、CeO2720gに所定の濃度のPd溶液を含浸させ、焼
成またSBHでCeO2上にPdを固定する。これにベーマイト8
0g、硝酸10cc及び水1を加えてスラリーを作成する。
このスラリーに先のPt,Rhを付着した触媒担体を浸漬
し、エアーブロー、焼成を行って第2コート層を形成す
る。Next, 720 g of CeO 2 is impregnated with a Pd solution of a predetermined concentration, and the Pd is fixed on CeO 2 by firing or SBH. Boehmite 8
0 g, 10 cc of nitric acid and 1 of water are added to form a slurry.
The catalyst carrier having Pt and Rh attached thereto is immersed in the slurry, and air blow and baking are performed to form a second coat layer.
この時の貴金属量は、触媒1に対し、Pt 1.33g、R
h 0.27g、Pd 1.0gとする。At this time, the amount of noble metal was 1.33 g of Pt, R
h 0.27g, Pd 1.0g.
比較例2 γ−Al2O3480g、ベーマイト120g、水1及び硝酸10c
cをホモミキサーで混合撹拌してアルミナスラリーを作
り、このスラリー液に触媒担体を浸漬し、その後、エア
ブロー焼成を行って触媒担体にアルミナコートを形成す
る。このアルミナコートした触媒担体をPd溶液に浸漬し
引き上げた後、600℃の温度下で2時間焼成し、第1コ
ート層を形成する。Comparative Example 2 480 g of γ-Al 2 O 3 , 120 g of boehmite, 1 water and 10 c of nitric acid
c is mixed and stirred by a homomixer to form an alumina slurry, the catalyst carrier is immersed in the slurry liquid, and then air blow baked to form an alumina coat on the catalyst carrier. The alumina-coated catalyst support is immersed in a Pd solution, pulled up, and then baked at a temperature of 600 ° C. for 2 hours to form a first coat layer.
次に、第1コート層が形成された触媒担体を、所定量
のPd,Rhを含む貴金属溶液に浸漬し、引き上げ、600℃の
温度下で2時間焼成して第2コート層を形成する。Next, the catalyst carrier on which the first coat layer is formed is immersed in a noble metal solution containing a predetermined amount of Pd and Rh, pulled up, and fired at a temperature of 600 ° C. for 2 hours to form a second coat layer.
このとき、貴金属量は、触媒1に対し、第1コート
層においては、Pd0.665g,第2コート層においては、Pd
0.665g、Rh0.27gとする。At this time, the amount of the noble metal was 0.665 g of Pd in the first coat layer and Pd in the second coat layer with respect to the catalyst 1.
0.665g, Rh0.27g.
[A]耐熱性(熱劣化性)試験 下記の試験条件の下で、触媒流入口での排気ガス温度
を変化させてHC浄化率を測定し、耐熱性を調べた。[A] Heat resistance (thermal deterioration) test Under the following test conditions, the HC purification rate was measured by changing the exhaust gas temperature at the catalyst inlet, and the heat resistance was examined.
試験条件 活性評価 空燃比A/F;14.7±0.9(1.0Hz) 空間速度S.V.;60,000H-1 触媒容量;24ml エイジング条件 1000℃空気中6時間加熱 試験結果 上記試験の結果、第7図に示す内容を得た。この第7
図の内容によれば、触媒1a(特性線faをもって示す。以
下、同じ。)、触媒1b(特性線fbをもって示す。以下、
同じ。)は、いずれも、比較例1(特性線C1をもって示
す。以下、同じ。)、比較例2(特性線C2をもって示
す。以下、同じ。)に比べて低い排気ガス温度から浄化
性能を示し、耐熱性が向上していることを示した。これ
は、CeO2の酸素貯蔵能効果に基づき、Rhの解離(Rh2O3
→Rh)温度、Pdの解離(PdO→Pd)温度を高め、Ptを除
いて合金化を抑制し、Rhを第1、第2コート層3、4に
分散して第2コート層における高密度化によるRh同士の
シンタリングを避けるようにしたためと考えられる。Test condition Activity evaluation Air-fuel ratio A / F; 14.7 ± 0.9 (1.0 Hz) Space velocity SV; 60,000H -1 catalyst capacity; 24 ml Aging condition Heating in air at 1000 ° C for 6 hours Test result The result of the above test is shown in Fig. Got content. This seventh
According to the contents of the figure, the catalyst 1a (shown by a characteristic line fa; the same applies hereinafter) and the catalyst 1b (shown by a characteristic line fb.
the same. ) Are both shown with Comparative Example 1 (characteristic line C 1. Hereinafter, the same.), Shows with Comparative Example 2 (characteristic line C 2. Hereinafter, the same. Purification performance from a low exhaust gas temperatures as compared to) This indicates that the heat resistance has been improved. This is based on the oxygen storage capacity effect of CeO 2, dissociation of Rh (Rh 2 O 3
→ Rh) temperature, Pd dissociation (PdO → Pd) temperature is increased, alloying is suppressed except for Pt, and Rh is dispersed in the first and second coat layers 3 and 4 to increase the density in the second coat layer. This is probably because the sintering between Rhs due to the conversion was avoided.
[B]HC、CO、NOxの浄化性能試験 下記の試験条件の下で、HC、CO、NOxについて浄化性
能試験を行った。[B] HC, CO, NOx purification performance test HC, CO, NOx purification performance test was performed under the following test conditions.
試験条件 触媒1a、1b、比較例1、2に係る触媒は、いずれも容
量を24mlとする。Test conditions The catalysts 1a and 1b and the catalysts according to Comparative Examples 1 and 2 each have a capacity of 24 ml.
浄化性能試験を行う前に、900℃の大気中で50時間加
熱したエージングを行う。Before performing the purification performance test, aging is performed by heating in the air at 900 ° C for 50 hours.
触媒流入口での排気ガス温度は500℃とする。The exhaust gas temperature at the catalyst inlet is 500 ° C.
空間速度は、60000H-1とする。The space velocity is 60000H -1 .
このような試験の結果、触媒1a,1bについては第8図
に、比較例1に係る触媒については第9図に、比較例2
に係る触媒については第10図に示す内容となった。この
結果によれば、触媒1a、1bはいずれも比較例1、2の触
媒に比較して浄化性能が改善されており、これは、前述
の耐熱性の向上、CeO2の酸素貯蔵能効果に基づく改善等
が触媒性能の向上をもたらしているものと考えられる。As a result of such a test, the catalysts 1a and 1b are shown in FIG. 8, the catalyst according to Comparative Example 1 is shown in FIG.
The catalyst according to the above has the contents shown in FIG. According to this result, both the catalysts 1a and 1b have improved purification performance as compared with the catalysts of Comparative Examples 1 and 2, and this is due to the improvement in heat resistance and the oxygen storage capacity effect of CeO 2 described above. It is considered that the improvement based on the above results in the improvement of the catalyst performance.
また、触媒1bについては、触媒1aよりも、HC、COに関
し、浄化空燃比範囲が空燃比のリッチ側に拡大すること
を示した(第8図参照)。これは、CeO2の酸素貯蔵能効
果と第2コート層4bのPdとの作用によるものと考えられ
る。In addition, the catalyst 1b showed that the purification air-fuel ratio range for HC and CO expanded to the rich side of the air-fuel ratio with respect to HC and CO as compared to the catalyst 1a (see FIG. 8). This is considered to be due to the effect of CeO 2 on the oxygen storage ability and the effect of Pd on the second coat layer 4b.
[C]各コート層における貴金属が浄化性能(活性)に
及ぼす影響を調べる試験 試験条件 試験条件は前述の浄化性能試験と同じである。[C] Test for examining the effect of the noble metal on the purification performance (activity) in each coat layer Test conditions The test conditions are the same as those in the aforementioned purification performance test.
尚、浄化性能については、COの浄化性能特性線とNOx
の浄化性能特性線とのクロスポイント(交差点)%を指
標としたが、これは、触媒が酸化機能と還元機能の双方
の機能(性能)を有する必要があることに鑑み、酸化性
能の指標となるCOと、還元性能の指標となるNOxに着目
し、この両者のクロスポイントをもって、実体に即した
浄化性能の総合的評価を行うこととしたためである。Regarding purification performance, CO purification performance characteristic line and NOx
The cross point (intersection point)% with the purification performance characteristic line was used as an index. This is because the catalyst needs to have both functions (performance) of the oxidation function and the reduction function. This is because the focus was on CO and NOx, which is an index of reduction performance, and comprehensive evaluation of purification performance was conducted based on the cross points between the two.
先ず、前記触媒1aにおいて、第2コート層4aのRhを一
定(0、1g/)とし、第1コート層3aのPd/Rh比率を変
化させ(第1コート層3aにおけるPdとRhとの和は1.5g/
に統一)、CO/NOxクロスポイント(%)を調べた。First, in the catalyst 1a, the Rh of the second coat layer 4a is kept constant (0, 1 g /), and the Pd / Rh ratio of the first coat layer 3a is changed (the sum of Pd and Rh in the first coat layer 3a). Is 1.5g /
And the CO / NOx cross point (%) were examined.
この結果、第11図に示す内容が得られた。この結果に
よれば、Pd/Rh比率を7.8/1(前記触媒1aにおける比率と
同じ。黒丸印で示す。)より小さくしても(Rhをリッチ
にしても)浄化性能は変化せず、逆に、Pd/Rh比率を7.8
/1より大きくすると(Pdをリッチにすると)、浄化性能
は低下した。As a result, the contents shown in FIG. 11 were obtained. According to this result, even if the Pd / Rh ratio is smaller than 7.8 / 1 (same as the ratio in the catalyst 1a, indicated by a black circle), the purification performance does not change (even if Rh is made rich), And the Pd / Rh ratio to 7.8
When it was larger than / 1 (when Pd was made rich), the purification performance decreased.
次に、前記触媒1aにおいて、第1コート層3aのPd/Rh
比率(PdとRhとの和を1.5g/に統一)を一定(7.8/1)
とし、第2コート層4aのRhを変化させ、CO/NOxクロスポ
イント(%)を調べた。Next, in the catalyst 1a, the Pd / Rh of the first coat layer 3a
Constant ratio (the sum of Pd and Rh is unified to 1.5g /) (7.8 / 1)
Then, the Rh of the second coat layer 4a was changed, and the CO / NOx cross point (%) was examined.
この結果、第12図に示す内容が得られた。この第12図
によれば、第2コート層4aのRh量を0.1g/(前記触媒1
aのRh量と同じ。黒丸印で示す。)より低くなるに従っ
て浄化性能が低下し、Rh量を0.1g/より大きくした場
合には、しばらく飽和状態となり、ある値を越えると、
浄化性能が低下し始めた。As a result, the content shown in FIG. 12 was obtained. According to FIG. 12, the Rh amount of the second coat layer 4a was 0.1 g / (the catalyst 1
Same as Rh of a. Shown by black circles. ) Purification performance decreases as the temperature decreases, and when the Rh amount is set to 0.1 g / g or more, the saturation condition occurs for a while.
Purification performance began to decline.
このことと、前記第11図の結果から、Rhの総量を第2
コート層4aだけに高密度にもってくるよりも、高密度化
を避けて第1、第2コート層にRh量を分散させる方が耐
熱性の観点(Rh同士のシンタリング防止の観点)から有
利であることが理解できる。From this and the results in FIG. 11, the total amount of Rh was
It is more advantageous from the viewpoint of heat resistance (from the viewpoint of preventing sintering of Rh) from dispersing the amount of Rh in the first and second coat layers while avoiding the increase in the density, rather than bringing the density only to the coat layer 4a. It can be understood that
次に、前記触媒1bにおいて、第1、第2コート層3b,4
bにおけるpd/Rhを一定5/1)、第1、第2コート層3b,4b
における総貴金属量を一定(1.6g/)とし、第1コー
ト層3bにおける貴金属量と第2コート層4bにおける貴金
属量との比を変化させ、CO/NOxクロスポイント(%)を
調べた。Next, in the catalyst 1b, the first and second coat layers 3b, 4
pd / Rh in b is constant 5/1), first and second coat layers 3b, 4b
, The CO / NOx cross point (%) was examined by changing the ratio of the amount of the noble metal in the first coat layer 3b to the amount of the noble metal in the second coat layer 4b while keeping the total noble metal amount constant (1.6 g /).
この結果、第13図に示す内容が得られた。この第13図
によれば、第1コート層3bにおける貴金属量と第2コー
ト層4bにおける貴金属量との比が1/1(前述の触媒1bの
比と同じ。黒丸印で示す。)のときにピークとなり、こ
のピーク点よりも上記比を増加させても、減少させて
も、しだいに浄化性能が低下することになった。これ
は、上記比を増加させた場合には、第2コート層4bの貴
金属量が減少して活性点が少なくなるためであり、上記
比を減少させた場合には貴金属が高密度となってシンタ
リングを起こすためであると考えられる。特に、後者に
ついては、前記第12図の結果の説明の際にも述べたが、
この第13図の結果によっても裏付けることができる。As a result, the contents shown in FIG. 13 were obtained. According to FIG. 13, when the ratio between the amount of noble metal in the first coat layer 3b and the amount of noble metal in the second coat layer 4b is 1/1 (the same as the ratio of the above-described catalyst 1b, indicated by black circles). The purification performance gradually decreased even if the ratio was increased or decreased from this peak point. This is because, when the above ratio is increased, the amount of noble metal in the second coat layer 4b decreases and the number of active sites decreases, and when the above ratio is decreased, the noble metal becomes denser. It is thought to be due to sintering. In particular, the latter was described in the description of the results in FIG. 12,
This can be supported by the results shown in FIG.
次に、前記触媒1bにおいて、各コート層3b、4bの貴金
属量を一定(0.8g/)とし、各コート層3b,4bのPd/Rh
比率を同じにしつつ変化させ、CO/NOxクロスポイント
(%)を調べた。Next, in the catalyst 1b, the amount of noble metal in each of the coat layers 3b and 4b was made constant (0.8 g /), and the Pd / Rh of each of the coat layers 3b and 4b was changed.
The CO / NOx cross point (%) was examined while changing the ratio while maintaining the same ratio.
この結果、第14図に示す内容が得られた。この内容に
よれば、Pd/Rh=5/1(前述の触媒1bと同じ。黒丸印で示
す。)を境にしてPdがリッチになると浄化性能が低下し
た。As a result, the contents shown in FIG. 14 were obtained. According to the contents, when Pd became rich from the boundary of Pd / Rh = 5/1 (same as the above-mentioned catalyst 1b, indicated by black circles), the purification performance was reduced.
[D] 第1コート層のRhと第2コート層のRhとの比率が耐熱
性(低温活性の安定性)に及ぼす影響を調べる試験 第1の発明に係る触媒において、前記触媒1aと同様の
調整により、第1コート層3aのRhと第2コート層4aのRh
との比率を変化させ、50%浄化温度を調べた。[D] Test for examining the effect of the ratio of Rh of the first coat layer and Rh of the second coat layer on heat resistance (stability of low-temperature activity) In the catalyst according to the first invention, a catalyst similar to that of the catalyst 1a was used. By adjusting, Rh of the first coat layer 3a and Rh of the second coat layer 4a are adjusted.
And the 50% purification temperature was examined.
このとき、Rh総量は0.27g/とする。 At this time, the total amount of Rh is 0.27 g /.
試験条件は、前記耐熱性試験の試験条件と同じであ
る。The test conditions are the same as the test conditions for the heat resistance test.
この結果、第15図に示す内容を得た。この内容によれ
ば、一定の浄化率(50%)確保という条件の下で、第
1、第2コート層3a、4aにRhを分散させた場合の方が第
1コート層3aにRhを単独で依存させる場合よりも、浄化
温度(HC50%浄化温度)が低くて足りることを示し、前
者の場合の方が後者の場合に比べて耐熱性(低温活性の
安定性)があることを示した。これは第12図、第13図の
説明の場合と同様、第2コート層4aでのRhの高密度化が
避けられ、排気ガス温度を高めてもシンタリングを抑制
できるためであると考えられる。As a result, the content shown in FIG. 15 was obtained. According to this content, Rh is dispersed in the first and second coat layers 3a and 4a under the condition that a certain purification rate (50%) is secured, and Rh is used alone in the first coat layer 3a. It was shown that the purification temperature (HC50% purification temperature) was lower than the case where it was dependent on the above, and that the former case had higher heat resistance (stability of low-temperature activity) than the latter case. . This is considered to be because, as in the case of the description of FIGS. 12 and 13, it is possible to avoid the increase in the density of Rh in the second coat layer 4a and to suppress sintering even when the exhaust gas temperature is increased. .
(発明の効果) 以上述べたように、第1の発明にあっては、貴金属の
解離温度の上昇による耐熱性の向上、酸素貯蔵能効果に
基づく改善、CeO2粒子に固定化されるRh粒子同士のシン
タリングに基づく熱劣化抑制を図ることができる。これ
らにより、触媒性能は著しく向上することになる。(Effects of the Invention) As described above, in the first invention, improvement in heat resistance due to an increase in the dissociation temperature of a noble metal, improvement based on an oxygen storage effect, and Rh particles immobilized on CeO 2 particles It is possible to suppress thermal degradation based on sintering between them. As a result, the catalyst performance is significantly improved.
また、第2の発明にあっては、第1の発明の上記効果
を奏することができるだけでなく、HC,COについての浄
化空燃比範囲(反応範囲)をリッチ側に拡大することが
できる。Further, in the second invention, not only the above effects of the first invention can be obtained, but also the purification air-fuel ratio range (reaction range) for HC and CO can be expanded to the rich side.
第1図は第1、第2の発明の一実施例に係る排気ガス浄
化用触媒を示す概略断面図、 第2図は第1、第2の発明の一実施例に係る排気ガス浄
化用触媒を示す部分拡大断面図、 第3図は第1の発明に係る触媒を概念的に示す図、 第4図は第2の発明に係る触媒を概念的に示す図、 第5図は比較例1に係る触媒を概念的に示す図、 第6図は比較例2に係る触媒を概念的に示す図、 第7図はHC浄化率−触媒流入口での排気ガス温度の関係
を示す特性線図、 第8図は第1、第2の発明の実施例に係る触媒の浄化性
能を示す特性線図、 第9図は比較例1に係る触媒の浄化性能を示す特性線
図、 第10図は比較例2に係る触媒の浄化性能を示す特性線
図、 第11図はCO/NOxクロスポイント−第1コート層のPd/Rh
比率関係を示す第1の発明に係る触媒の特性線図、 第12図はCO/NOxクロスポイント−第2コート層のRh量の
関係を示す第1の発明に係る触媒の特性線図、 第13図はCO/NOxクロスポイント−第1コート層の貴金属
量/第2コート層の貴金属量の関係を示す第2の発明に
係る触媒の特性線図、 第14図はCO/NOxクロスポイント−Pd/Rh比率の関係を示
す第2の発明の発明に係る触媒の特性線図、 第15図はHC50%浄化温度−(第1コート層のRh量/第2
コート層のRh量)の関係を示す特性線図である。 1,1a.1b……触媒 2,2a,2b……触媒担体 3,3a,3b……第1コート層 4,4a,4b……第2コート層FIG. 1 is a schematic sectional view showing an exhaust gas purifying catalyst according to one embodiment of the first and second inventions, and FIG. 2 is an exhaust gas purifying catalyst according to one embodiment of the first and second inventions. FIG. 3 is a diagram conceptually showing the catalyst according to the first invention, FIG. 4 is a diagram conceptually showing the catalyst according to the second invention, FIG. 5 is a comparative example 1 FIG. 6 is a diagram conceptually showing a catalyst according to Comparative Example 2, and FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between HC purification rate and exhaust gas temperature at a catalyst inlet. FIG. 8 is a characteristic diagram showing the purification performance of the catalyst according to the first and second embodiments of the invention, FIG. 9 is a characteristic diagram showing the purification performance of the catalyst according to Comparative Example 1, and FIG. FIG. 11 is a characteristic diagram showing a purification performance of the catalyst according to Comparative Example 2, and FIG. 11 is a cross point of CO / NOx-Pd / Rh of the first coat layer.
FIG. 12 is a characteristic diagram of the catalyst according to the first invention showing the ratio relationship, FIG. 12 is a characteristic diagram of the catalyst according to the first invention showing the relationship between the CO / NOx cross point and the Rh amount of the second coat layer, FIG. 13 is a CO / NOx cross point—a characteristic diagram of the catalyst according to the second invention showing the relationship of the amount of noble metal in the first coat layer / the amount of noble metal in the second coat layer. FIG. FIG. 15 is a characteristic diagram of the catalyst according to the second invention showing the relationship of the Pd / Rh ratio, and FIG.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship of a coating layer (Rh amount). 1,1a.1b ... catalyst 2,2a, 2b ... catalyst carrier 3,3a, 3b ... first coat layer 4,4a, 4b ... second coat layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井原 和則 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 大久保 健治 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kazunori Ihara 3-1 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Mazda Co., Ltd. (72) Kenji Okubo 3-1 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Mazda Inside the corporation
Claims (2)
ナ層からなる第1コート層が設けられ、 前記第1コート層より上に、ロジウムを固定化した酸化
セリウム粒子と活性アルミナとからなる第2コート層が
設けられている、 ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。1. A first coat layer comprising a rhodium-containing alumina layer is provided on a catalyst carrier, and a first coat layer comprising rhodium-fixed cerium oxide particles and activated alumina is provided above the first coat layer. An exhaust gas purifying catalyst, comprising a two-coat layer.
ナ層からなる第1コート層が設けられ、 前記第1コート層より上に、ロジウム及びパラジウムを
固定化した酸化セリウム粒子と活性アルミナとからなる
第2コート層が設けられている、 ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。2. A first coat layer comprising a rhodium-containing alumina layer is provided on a catalyst carrier, and a first coat layer comprising rhodium and palladium-immobilized cerium oxide particles and active alumina is provided above the first coat layer. An exhaust gas purifying catalyst, wherein a second coat layer is provided.
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