JP5982987B2 - 排気ガス浄化用触媒材を含有する排気ガス浄化用触媒 - Google Patents
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Description
また、触媒担体基材上にRhを含有する触媒層の他にPdを含有する触媒層が形成され、Rhを含有する触媒層は、Pdを含有する触媒層よりも排気ガス通路側に形成されていることにより、Rhを含有する触媒層とPdを含有する触媒層を設けることで、前記効果を有効に奏することができる。
また、Rhを含有する触媒層に、ZrとCeとNdとを含有すると共にRhが担持されたZrCeNd複合酸化物が含まれることにより、Rhを介して酸素をZrCe系複合酸化物内部に取り込み、且つ、取り込んだ酸素を酸素濃度の低い部分に送り出すことができ、前記効果をさらに有効に奏することができる。
また、触媒担体基材上にRhを含有する触媒層の他にPdを含有する触媒層が形成され、前記Rhを含有する触媒層は、前記Pdを含有する触媒層よりも排気ガス通路側に形成されていることにより、Rhを含有する触媒層とPdを含有する触媒層を設けることで、前記効果を有効に奏することができる。
また、Rhを含有する触媒層に、ZrとCeとNdとを含有すると共にRhが担持されたZrCeNd複合酸化物が含まれることにより、Rhを介して酸素をZrCe系複合酸化物内部に取り込み、且つ、取り込んだ酸素を酸素濃度の低い部分に送り出すことができ、前記効果をさらに有効に奏することができる。
本実施形態では、排気ガスを浄化するための排気ガス浄化用触媒として、主成分としてのZrO2と、La2O3と、Y2O3とを含有するZrLaY複合酸化物にRhを担持した排気ガス浄化用触媒材を触媒担体基材上に形成した触媒層に含ませたものを用いた。
実施例において、排気ガス浄化用触媒材としてのRh担持ZrLaY複合酸化物を調製する際には先ず、Zr、La及びYの各硝酸塩を混合し、水を加えて室温で約1時間撹拌する。次に、この硝酸塩混合溶液とアルカリ性溶液(好ましくは28%アンモニア水)とを室温から80℃の温度で混合して中和処理をする。そして、中和処理により白濁した溶液を一昼夜放置した上で、遠心分離器により沈殿物を分離させ、上澄み液を除去して得られたケーキを十分に水洗し、水洗後のケーキを約150℃の温度で乾燥させ、その後に500℃の温度に5時間保持して加熱焼成し、粉砕してZrLaY複合酸化物の粉末を得た。
次に、排気ガス浄化性能を評価するために、実施例に係るRh担持ZrLaY複合酸化物、比較例に係るRh担持ZrLa複合酸化物及びRh担持ZrY複合酸化物をそれぞれ触媒担体基材としてのハニカム担体にコーティングし、ハニカム担体基材上に触媒層を形成する。
次に、Rh担持ZrLaY複合酸化物、Rh担持ZrLa複合酸化物及びRh担持ZrY複合酸化物を含む触媒層をそれぞれ形成したハニカム担体を大気雰囲気中で1000℃の温度に24時間保持するエージングを行った後に、直径2.54cm、長さ50mmの円筒状に切り出した。なお、ハニカム担体は、セル密度が3.5mil/600cpsiのものを用いた。
本実施形態ではまた、ライトオフ温度の測定による排気ガス浄化性能評価に加え、実施例4に用いたZrLaY複合酸化物、比較例1に用いたZrLa複合酸化物及び比較例2に用いたZrY複合酸化物について、フレッシュ時(エージング前)及びエージング後のBET比表面積をN2吸着法により測定した。また、Zrを含有するZr酸化物(ZrO2)についてもBET比表面積を測定した。なお、エージングは、2%O2、10%H2O及び残部N2の雰囲気において、1000℃の温度に24時間保持することにより行った。
ZrCeNd複合酸化物を調製する際には先ず、Zr、Ce及びNdの各硝酸塩を混合し、水を加えて室温で約1時間撹拌し、この硝酸塩混合溶液とアンモニア水とを混合して中和処理をする。そして、中和処理により白濁した溶液を一昼夜放置した上で、遠心分離器により沈殿物を分離させ、上澄み液を除去して得られたケーキを十分に水洗し、水洗後のケーキを約150℃の温度で乾燥させ、その後に500℃の温度に5時間保持して加熱焼成し、粉砕してZrCeNd複合酸化物の粉末を得た。ZrCeNd複合酸化物は、酸化物含有率(質量%)をZrO2/CeO2/Nd2O3=55/35/10に設定した。
Rh担持ZrCeNd複合酸化物を調製する際には先ず、ZrCeNd複合酸化物の粉末が、下側触媒層のZrCeNd複合酸化物の調製と同様にして得られるが、ZrCeNd複合酸化物は、酸化物含有率(質量%)をZrO2/CeO2/Nd2O3=80/10/10に設定した。次に、ZrCeNd複合酸化物の粉末に対して、硝酸ロジウム溶液を加えて混合し、混合後に蒸発乾固させ、得られた乾固物を粉砕し、大気中で加熱焼成することにより、ZrCeNd複合酸化物にRhが担持されたRh担持ZrCeNd複合酸化物を得る。
下側触媒層の触媒材の調製において得られたZrCeNd複合酸化物、Pd担持ZrCeNd複合酸化物及びPd担持Laアルミナとバインダーとしての硝酸ジルコニルと水とを混合してスラリーを調製し、該スラリーにハニカム担体を浸漬させ、その後に引き上げて余分なスラリーをエアブローにより吹き飛ばし、乾燥させてハニカム担体上に下側触媒層を形成する。ハニカム担体に所定量の下側触媒層が形成されるまでスラリーへの浸漬、エアブロー及び乾燥を繰り返し、所定量の下側触媒層が形成されると、ハニカム担体を500℃の温度に保持して加熱焼成し、ハニカム担体上に下側触媒層を形成した。
上側触媒層の触媒材の調製において得られたRh担持ZrCeNd複合酸化物、Rh担持ZrLaY複合酸化物及びLaアルミナとバインダーとしての硝酸ジルコニルと水とを混合してスラリーを調製し、該スラリーに実施例Aに係る下側触媒層を形成したハニカム担体を浸漬させ、その後に引き上げて余分なスラリーをエアブローにより吹き飛ばし、乾燥させてハニカム担体上に下側触媒層の上に上側触媒層を形成する。所定量の上側触媒層が形成されるまでスラリーへの浸漬、エアブロー及び乾燥を繰り返し、所定量の上側触媒層が形成されると、ハニカム担体を500℃の温度に保持して加熱焼成し、ハニカム担体上に下側触媒層の上に上側触媒層を形成した。
下側触媒層の触媒材の調製については、実施例Aの下側触媒層の触媒材の調製と同様にして行い、ZrCeNd複合酸化物、Pd担持ZrCeNd複合酸化物及びPd担持Laアルミナを得た。
上側触媒層の触媒材の調製についても、実施例Aの下側触媒層の触媒材の調製と同様にして行い、Rh担持ZrCeNd複合酸化物、Rh担持ZrLaY複合酸化物及びLaアルミナを得たが、Rh担持ZrLaY複合酸化物の粉末を1/2にした。また、実施例Bでは、1/2にしたRh担持ZrLaY複合酸化物と同量のRh担持ZrLaアルミナを調製した。
下側触媒層の形成については、実施例Aの下側触媒層の形成と同様にして行い、ハニカム担体上に下側触媒層を形成した。
上側触媒層の形成については、実施例Aの上側触媒層の形成において、スラリーの調製時にZrCeNd複合酸化物、Pd担持ZrCeNd複合酸化物、Rh担持ZrLaアルミナ及びPd担持Laアルミナと硝酸ジルコニルと水とを混合すること以外は同様にして行い、ハニカム担体上に下側触媒層の上に上側触媒層を形成した。
Claims (4)
- エンジンから排出される排気ガスを浄化するための排気ガス浄化用触媒材が、触媒担体基材上に形成された触媒層に含まれている排気ガス浄化用触媒であって、
前記排気ガス浄化用触媒材は、主成分としてのZrO2と、2質量%以上10質量%以下のLa2O3と、2質量%以上20質量%以下のY2O3とを含有するZrLaY複合酸化物を含み、該複合酸化物にRhが担持され、
前記触媒担体基材上にRhを含有する前記触媒層の他にPdを含有する触媒層が形成され、
前記Rhを含有する触媒層は、前記Pdを含有する触媒層よりも排気ガス通路側に形成され、
前記Rhを含有する触媒層にさらに、ZrとCeとNdとを含有すると共にRhが担持されたZrCeNd複合酸化物と、Laアルミナとが含まれている、
ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。 - 前記Pdを含有する触媒層に、ZrとCeとNdとを含有すると共にPdが担持されたZrCeNd複合酸化物と、Pdが担持されたLaアルミナと、ZrとCeとNdとを含有するZrCeNd複合酸化物とが含まれている、
ことを特徴とする請求項1に記載の排気ガス浄化用触媒。 - エンジンから排出される排気ガスを浄化するための排気ガス浄化用触媒材が、触媒担体基材上に形成された触媒層に含まれている排気ガス浄化用触媒であって、
前記排気ガス浄化用触媒材は、主成分としてのZrO 2 と、2質量%以上10質量%以下のLa 2 O 3 と、2質量%以上20質量%以下のY 2 O 3 とを含有するZrLaY複合酸化物を含み、該複合酸化物にRhが担持され、
前記触媒担体基材上にRhを含有する前記触媒層の他にPdを含有する触媒層が形成され、
前記Rhを含有する触媒層は、前記Pdを含有する触媒層よりも排気ガス通路側に形成され、
前記Rhを含有する触媒層にさらに、ZrとCeとNdとを含有すると共にRhが担持されたZrCeNd複合酸化物と、ZrとLaとを含有するZrLa複合酸化物が担持されたZrLa複合酸化物担持アルミナであって、ZrLa複合酸化物担持アルミナにRhが担持されたZrLa複合酸化物担持アルミナと、Laアルミナとが含まれている、
ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。 - 前記Pdを含有する触媒層に、ZrとCeとNdとを含有すると共にPdが担持されたZrCeNd複合酸化物と、Pdが担持されたLaアルミナと、ZrとCeとNdとを含有するZrCeNd複合酸化物とが含まれている、
ことを特徴とする請求項3に記載の排気ガス浄化用触媒。
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