JPH08281071A - Waste gas purifying method and waste gas purifying catalyst - Google Patents
Waste gas purifying method and waste gas purifying catalystInfo
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- JPH08281071A JPH08281071A JP7092645A JP9264595A JPH08281071A JP H08281071 A JPH08281071 A JP H08281071A JP 7092645 A JP7092645 A JP 7092645A JP 9264595 A JP9264595 A JP 9264595A JP H08281071 A JPH08281071 A JP H08281071A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は自動車などの内燃機関か
ら排出される排ガス中に含まれる窒素酸化物(N
Ox )、炭化水素(HC)及び一酸化炭素(CO)の三
成分を同時に浄化する排ガス浄化方法及び排ガス浄化用
触媒に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to nitrogen oxides (N) contained in exhaust gas discharged from internal combustion engines such as automobiles.
The present invention relates to an exhaust gas purification method and an exhaust gas purification catalyst for simultaneously purifying three components of O x ), hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO).
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車などの内燃機関から排出される排
ガス中には、NOx ,HC,COの有害成分が含まれて
いる。そのため、これらの有害成分を還元又は酸化して
無害な成分に変化させる必要があり、従来より排ガス浄
化用触媒が排ガス流路に配置されて用いられている。During exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an automobile, NO x, HC, contains harmful components CO. Therefore, it is necessary to reduce or oxidize these harmful components to change them into harmless components, and conventionally, an exhaust gas purifying catalyst has been used by being arranged in an exhaust gas passage.
【0003】NOx ,HC,COを同時に浄化する排ガ
ス浄化用触媒は一般に三元触媒と称され、例えばコージ
ェライトなどからなる耐熱性モノリス基材にγ−アルミ
ナからなる多孔質担体層を形成し、その多孔質担体層に
白金(Pt)、ロジウム(Rh)などの触媒貴金属を担
持させたものが広く知られている。例えば特開昭64−
58347号公報には、触媒金属成分として少なくとも
一種の白金族元素と、活性アルミナ、酸化セリウム、バ
リウム化合物及びジルコニウム化合物を含む排ガス浄化
用触媒が開示されている。そして白金族元素としては、
NOx ,HC,COを同時に浄化する目的から、Pt及
びRhを含むことが望ましいと記載されている。An exhaust gas purifying catalyst for purifying NO x , HC and CO at the same time is generally called a three-way catalyst. For example, a porous carrier layer made of γ-alumina is formed on a heat resistant monolith substrate made of cordierite or the like. It is widely known that the porous carrier layer carries a catalytic precious metal such as platinum (Pt) or rhodium (Rh). For example, JP-A-64-
Japanese Patent No. 58347 discloses an exhaust gas purifying catalyst containing at least one platinum group element as a catalytic metal component and activated alumina, cerium oxide, a barium compound and a zirconium compound. And as a platinum group element,
It is described that Pt and Rh are preferably contained for the purpose of simultaneously purifying NO x , HC and CO.
【0004】しかしながらRhは高価な金属であり、白
金族元素の中ではPtもRhに次いで高価であるため、
PtとRhを含む排ガス浄化用触媒はきわめて高価とな
るという問題があった。そのためPtやRhを含まず
に、PtやRhを含むものと同等の浄化性能をもつ排ガ
ス浄化用触媒の開発が求められていた。そこで特開平6
−99069号公報には、パラジウム(Pd)、活性ア
ルミナ、酸化セリウム及び酸化バリウムを担持した排ガ
ス浄化用触媒が開示されている。この排ガス浄化用触媒
によれば、活性アルミナ、酸化セリウム及び酸化バリウ
ムがPdの触媒作用を補助促進するため、PtやRhを
含む三元触媒と同等の浄化性能を示す。しかもPdのコ
ストはRhやPtに比べて安価であるので、安価な排ガ
ス浄化用触媒となる。However, Rh is an expensive metal, and Pt is the second most expensive element in the platinum group elements,
The exhaust gas-purifying catalyst containing Pt and Rh has a problem of being extremely expensive. Therefore, there has been a demand for the development of an exhaust gas purifying catalyst that does not contain Pt or Rh but has a purifying performance equivalent to that containing Pt or Rh. Then, JP-A-6
Japanese Patent Publication No. 99069-A discloses an exhaust gas purifying catalyst carrying palladium (Pd), activated alumina, cerium oxide and barium oxide. According to this exhaust gas purifying catalyst, activated alumina, cerium oxide, and barium oxide assist the catalytic action of Pd in an auxiliary manner, so that the exhaust gas purifying catalyst exhibits purifying performance equivalent to that of a three-way catalyst containing Pt and Rh. Moreover, since the cost of Pd is lower than that of Rh or Pt, the catalyst becomes an inexpensive exhaust gas purifying catalyst.
【0005】またApplied Catalysis B:Environmental,
2(1993)131-146には、PdO−MoO3 /γ−Al2 O
3 上におけるNOx の還元浄化作用の研究報告がある。
このNOx 浄化用触媒は、アルミナ担体にPdが2重量
%、Moが20重量%となるように含浸されて構成さ
れ、リッチ領域におけるアンモニアの発生を抑制できる
とともに、リーン領域においてもNOx を効率的に還元
浄化することができる。またPtやRhを用いていない
ので、安価である。Also, Applied Catalysis B: Environmental,
The 2 (1993) 131-146, PdO- MoO 3 / γ-Al 2 O
There is a research report on the reduction and purification action of NO x on the above 3 .
This NO x purification catalyst is constituted by impregnating an alumina carrier with Pd at 2 wt% and Mo at 20 wt%, can suppress the generation of ammonia in the rich region, and can also reduce NO x in the lean region. It can be efficiently reduced and purified. Moreover, since Pt and Rh are not used, it is inexpensive.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら特開平6
−99069号公報に開示された排ガス浄化用触媒で
は、ストイキ近傍のリーン領域においてPdの酸化が生
じてPd表面の活性サイトが酸素でほぼ占められるよう
になり、酸素がNOx よりも優先的に活性化されるた
め、その領域におけるNOx の還元浄化作用が低いとい
う問題があった。[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
In the exhaust gas-purifying catalyst disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. -99069, Pd is oxidized in the lean region near stoichiometry so that the active sites on the Pd surface are almost occupied by oxygen, and oxygen is preferentially over NO x. Since it is activated, there is a problem that the reducing and purifying action of NO x in that region is low.
【0007】またApplied Catalysis B:Environmental,
2(1993)131-146に記載された触媒では、リーン領域にお
けるNOx の浄化性能には優れているものの、ストイキ
近傍における触媒活性が低く、NOx ,HC,COの三
成分を同時に、かつ充分高い浄化率で浄化することは困
難であった。本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、高価なPtやRhを使用することなく、か
つストイキ近傍におけるNOx ,HC,COの浄化率を
従来の三元触媒と同等に維持するとともに、ストイキ近
傍のリーン領域においてNO x を高い浄化率で浄化でき
るようにすることを目的とする。Also, Applied Catalysis B: Environmental,
2 (1993) 131-146, the catalyst is in the lean region.
NOxAlthough it has excellent purification performance,
NO catalytic activity in the vicinity, NOx, HC, CO
It is difficult to purify the components simultaneously and at a sufficiently high purification rate.
It was difficult. The present invention has been made in view of such circumstances.
Without using expensive Pt or Rh,
NO near one stoichiometryx, HC, CO purification rate
While maintaining the same level as a conventional three-way catalyst,
NO in the lean area beside xCan be purified with a high purification rate
The purpose is to do so.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第1
発明の排ガス浄化方法は、排ガスを、担体にパラジウム
及びモリブデンを担持した第1触媒に先ず接触させ、次
いで担体にパラジウムを担持した第2触媒に接触させて
浄化することを特徴とする。そしてこの排ガス浄化方法
を遂行できる第2発明の排ガス浄化用触媒は、担体にパ
ラジウム及びモリブデンを担持した第1触媒と、担体に
パラジウムを担持した第2触媒とからなり、排ガス流路
の上流側に第1触媒を配置し下流側に第2触媒を配置し
たことを特徴とする。Means for Solving the Problems A first method for solving the above problems is described below.
The exhaust gas purification method of the invention is characterized in that the exhaust gas is first contacted with a first catalyst having palladium and molybdenum supported on a carrier and then contacted with a second catalyst having palladium supported on the carrier to be purified. The exhaust gas purifying catalyst of the second invention capable of carrying out this exhaust gas purifying method comprises a first catalyst in which palladium and molybdenum are supported on a carrier and a second catalyst in which palladium is supported on a carrier. It is characterized in that the first catalyst is arranged at the first side and the second catalyst is arranged at the downstream side.
【0009】また第1発明の排ガス浄化方法を遂行でき
る第3発明の排ガス浄化用触媒は、パラジウムを担持し
た第2触媒層と、第2触媒層表面に形成されパラジウム
及びモリブデンを担持した第1触媒層と、をもつことを
特徴とする。The exhaust gas purifying catalyst of the third invention capable of carrying out the exhaust gas purifying method of the first invention is a second catalyst layer carrying palladium and a first catalyst carrying palladium and molybdenum formed on the surface of the second catalyst layer. And a catalyst layer.
【0010】[0010]
【作用】第1発明の排ガス浄化方法では、排ガスは先ず
PdとMoを担持した第1触媒と接触する。第1触媒上
では、MoとPdとの電子的相互作用によりPd表面に
おけるHC及びCOとNOx との反応性が向上すると考
えられ、その結果リーン領域においてもNOx を効率よ
く窒素に還元浄化することができる。In the exhaust gas purification method of the first invention, the exhaust gas first comes into contact with the first catalyst carrying Pd and Mo. On the first catalyst, it is considered that the reactivity of HC and CO on the Pd surface with NO x is improved by the electronic interaction between Mo and Pd, and as a result, NO x is efficiently reduced and purified to nitrogen even in the lean region. can do.
【0011】このとき、排ガス中のHC及びCOの一部
は、NOx の還元剤として作用して浄化されるととも
に、排ガス中のO2 によっても酸化されて浄化される。
NOx が還元浄化された排ガスは、次いでPdを担持し
た第2触媒と接触される。第2触媒上では、排ガス中に
残留するHC及びCOがPdによって効率よく酸化浄化
される。At this time, a portion of HC and CO in the exhaust gas acts as a reducing agent for NO x and is purified, and is also oxidized and purified by O 2 in the exhaust gas.
The exhaust gas from which NO x has been reduced and purified is then contacted with the second catalyst carrying Pd. On the second catalyst, HC and CO remaining in the exhaust gas are efficiently oxidized and purified by Pd.
【0012】第2発明の排ガス浄化用触媒では、排ガス
流路の上流側にPdとMoを担持した第1触媒が配置さ
れているので、排ガスは先ず第1触媒と接触する。した
がって第1触媒上では、MoとPdとの電子的相互作用
によりPd表面におけるHC及びCOとNOx との反応
性が向上すると考えられ、その結果リーン領域において
もNOx を効率よく窒素に還元浄化することができる。In the exhaust gas purifying catalyst of the second invention, since the first catalyst carrying Pd and Mo is arranged on the upstream side of the exhaust gas passage, the exhaust gas first comes into contact with the first catalyst. Therefore, it is considered that the reactivity of HC and CO on the Pd surface with NO x is improved by the electronic interaction between Mo and Pd on the first catalyst, and as a result, NO x is efficiently reduced to nitrogen even in the lean region. Can be purified.
【0013】このとき、排ガス中のHC及びCOの一部
は、NOx の還元剤として作用して浄化されるととも
に、排ガス中のO2 によっても酸化されて浄化される。
そして第1触媒を通過してNOx が還元浄化された排ガ
スは、下流側に配置されPdを担持した第2触媒と接触
される。第2触媒上では、排ガス中に残留するHC及び
COがPdによって効率よく酸化浄化される。At this time, a part of HC and CO in the exhaust gas is purified by acting as a reducing agent for NO x , and is also oxidized and purified by O 2 in the exhaust gas.
Then, the exhaust gas, which has passed through the first catalyst and is reduced and purified of NO x, is brought into contact with the second catalyst which is arranged on the downstream side and carries Pd. On the second catalyst, HC and CO remaining in the exhaust gas are efficiently oxidized and purified by Pd.
【0014】第3発明の排ガス浄化用触媒では、排ガス
は先ず最表面に存在する第1触媒層と接触する。第1触
媒層にはPdとMoが担持されているので、MoとPd
との電子的相互作用によりPd表面におけるHC及びC
OとNOx との反応性が向上すると考えられ、その結果
リーン領域においてもNOx を効率よく窒素に還元浄化
することができる。In the exhaust gas purifying catalyst of the third invention, the exhaust gas first comes into contact with the first catalyst layer existing on the outermost surface. Since Pd and Mo are supported on the first catalyst layer, Mo and Pd
HC and C on the Pd surface due to electronic interaction with
It is considered that the reactivity between O and NO x is improved, and as a result, NO x can be efficiently reduced and purified into nitrogen even in the lean region.
【0015】このとき、排ガス中のHC及びCOの一部
は、NOx の還元剤として作用して浄化されるととも
に、排ガス中のO2 によっても酸化されて浄化される。
そして第1触媒層を通過してNOx が還元浄化された排
ガスは、下層に位置する第2触媒層と接触される。第2
触媒層にはPdが担持されているので、排ガス中に残留
するHC及びCOはPdによって効率よく酸化浄化され
る。At this time, a part of HC and CO in the exhaust gas acts as a reducing agent for NO x and is purified, and is also oxidized and purified by O 2 in the exhaust gas.
Then, the exhaust gas, which has passed through the first catalyst layer and is reduced and purified of NO x, is brought into contact with the second catalyst layer located in the lower layer. Second
Since Pd is carried on the catalyst layer, HC and CO remaining in the exhaust gas are efficiently oxidized and purified by Pd.
【0016】また第3発明の排ガス浄化用触媒では、第
2発明のように2種類の触媒を別々に製造し、それを排
ガス流路に分けて配置するような必要がない。したがっ
て従来と同等の大きさの排ガス浄化用触媒とすることが
でき、従来の排気浄化システムにそのまま適合させるこ
とができる。Further, in the exhaust gas purifying catalyst of the third invention, it is not necessary to separately manufacture two kinds of catalysts and arrange them separately in the exhaust gas passage as in the second invention. Therefore, an exhaust gas purifying catalyst of the same size as the conventional one can be obtained, and the exhaust gas purifying system can be directly adapted to the conventional exhaust gas purifying system.
【0017】[0017]
〔発明の具体例〕第1触媒又は第1触媒層は、アルミ
ナ、チタニア、シリカ、シリカ−アルミナ、ジルコニ
ア、ゼオライトなどの材質からなる多孔質担体にPdと
Moが担持された構成とすることができる。担体の材質
はアルミナが特に好ましい。第1触媒又は第1触媒層に
担持されたPdの担持量は、担体がアルミナの場合、担
体100gあたり0.1〜10gの範囲が望ましい。
0.1g未満では所望の触媒活性が得られず、10gを
超えて担持しても効果が飽和するばかりか材料コストが
増大するため好ましくない。Specific Example of the Invention The first catalyst or the first catalyst layer may be configured such that Pd and Mo are supported on a porous carrier made of a material such as alumina, titania, silica, silica-alumina, zirconia, or zeolite. it can. Alumina is particularly preferable as the material of the carrier. The amount of Pd supported on the first catalyst or the first catalyst layer is preferably in the range of 0.1 to 10 g per 100 g of the carrier when the carrier is alumina.
If it is less than 0.1 g, the desired catalytic activity cannot be obtained, and if it exceeds 10 g, the effect is saturated and the material cost increases, which is not preferable.
【0018】また第1触媒又は第1触媒層に担持された
Moの担持量は、Pdに対してモル比で1〜20倍とす
るのがよい。Pdと同モル未満ではリーン領域における
NO x 浄化活性が低下し、モル比で20倍を越えて担持
するとストイキにおける三元活性(HC,CO,NOx
の浄化活性)が低下する。モル比で10倍程度の担持量
が最適である。Further, it is supported on the first catalyst or the first catalyst layer.
The supported amount of Mo is 1 to 20 times the molar ratio of Pd.
Is good. Below the same mole as Pd, in the lean region
NO xPurification activity decreases, and the molar ratio exceeds 20 times
Then, ternary activity (HC, CO, NO in stoichiometry)x
Purification activity of) decreases. About 10 times the molar amount supported
Is the best.
【0019】第2触媒又は第2触媒層は、アルミナ、チ
タニア、シリカ、シリカ−アルミナ、ジルコニア、ゼオ
ライトなどの材質からなる多孔質担体にPdが担持され
た構成とすることができる。担体の材質はアルミナが特
に好ましい。第2触媒又は第2触媒層に担持されたPd
の担持量は、担体がアルミナの場合、担体100gあた
り0.1〜10gの範囲が望ましい。0.1g未満では
所望の触媒活性が得られず、10gを超えて担持しても
効果が飽和するばかりか材料コストが増大するため好ま
しくない。The second catalyst or the second catalyst layer may have a structure in which Pd is supported on a porous carrier made of a material such as alumina, titania, silica, silica-alumina, zirconia, or zeolite. Alumina is particularly preferable as the material of the carrier. Second catalyst or Pd supported on the second catalyst layer
When the carrier is alumina, the supported amount of is preferably 0.1 to 10 g per 100 g of the carrier. If it is less than 0.1 g, the desired catalytic activity cannot be obtained, and if it exceeds 10 g, the effect is saturated and the material cost increases, which is not preferable.
【0020】第1触媒又は第2触媒は、その形状に制限
はなく、モノリス型及びペレット型などを自由に組み合
わせて用いることができる。例えばモノリス型の触媒を
製造するには、コージェライト製などのモノリス基材に
アルミナなどの担体からコート層を形成し、そのコート
層にPdやMoを含浸担持することで製造できる。基材
としては、金属箔から形成されたメタル担体基材を用い
ることもできる。The shape of the first catalyst or the second catalyst is not limited, and a monolith type and a pellet type can be freely combined and used. For example, a monolith-type catalyst can be produced by forming a coat layer from a carrier such as alumina on a monolith substrate made of cordierite and impregnating and supporting Pd or Mo on the coat layer. As the base material, a metal carrier base material formed of a metal foil can also be used.
【0021】また、コート層中にセリアや炭酸ランタ
ン、酢酸バリウムなどを含んでもよい。セリアは酸素吸
蔵・放出作用を有するので、雰囲気がストイキからずれ
た際に酸素を吸蔵・放出することで雰囲気をストイキに
保持できる効果がある。セリアの含有量としては、例え
ばアルミナ担体100gに対して50〜150gが適当
である。またバリウムやランタンは、Pdとの電子的な
相互作用によりPdの触媒活性を高める作用があり、そ
れぞれアルミナ担体100g当たり0.2モル又は30
g程度の含有量が適当である。Further, the coating layer may contain ceria, lanthanum carbonate, barium acetate or the like. Since ceria has an oxygen storage / release function, when the atmosphere deviates from stoichiometric, oxygen is stored / released to maintain the atmosphere in stoichiometry. As the content of ceria, for example, 50 to 150 g is suitable for 100 g of the alumina carrier. In addition, barium and lanthanum have the effect of enhancing the catalytic activity of Pd through electronic interaction with Pd, and are used in an amount of 0.2 mol or 30 per 100 g of alumina carrier.
A content of about g is suitable.
【0022】第1触媒層及び第2触媒層を形成するに
は、例えばコージェライト製のモノリス基材にアルミナ
などからなるスラリーをコートし、Pdを含浸担持して
第2触媒層を形成する。次いで再びスラリーをコート
し、PdとMoを含浸担持して第1触媒層を形成するこ
とで容易に製造できる。基材としてアルミナなどからな
るペレットを用いる場合には、先ずPdを含浸担持して
第2触媒層を形成し、次いでコート層を形成した後Pd
とMoを担持することで製造することができる。上記と
同様に、第1触媒層及び第2触媒層にセリアやランタ
ン、バリウムなどを含有することも好ましい。 〔実施例〕以下、実施例により具体的に説明する。 (実施例1) (1)第1触媒粉末の調製 アルミナ担体粉末5.0gに濃度50g/lの硝酸パラ
ジウム水溶液2.5mlを加え、さらに蒸留水を約50
ml加えた後、室温において約5時間攪拌した。得られ
た懸濁液を110℃で一晩加熱して乾燥させ、大気中に
て500℃で3時間焼成してPd担持アルミナ粉末を調
製した。Pdの担持量は、アルミナ担体100g当たり
金属Pdとして2.5gである。To form the first catalyst layer and the second catalyst layer, for example, a cordierite monolith substrate is coated with a slurry of alumina or the like, and Pd is impregnated and supported to form the second catalyst layer. Then, the slurry is coated again, and Pd and Mo are impregnated and supported to form the first catalyst layer, which facilitates production. When a pellet made of alumina or the like is used as the base material, Pd is first impregnated and supported to form a second catalyst layer, and then a coat layer is formed and then Pd is formed.
It can be manufactured by supporting and Mo. Similarly to the above, it is also preferable that the first catalyst layer and the second catalyst layer contain ceria, lanthanum, barium and the like. [Examples] Hereinafter, specific examples will be described. (Example 1) (1) Preparation of first catalyst powder To 5.0 g of alumina carrier powder, 2.5 ml of an aqueous palladium nitrate solution having a concentration of 50 g / l was added, and distilled water was further added to about 50 parts.
After adding ml, the mixture was stirred at room temperature for about 5 hours. The obtained suspension was heated at 110 ° C. overnight to be dried, and was calcined in the air at 500 ° C. for 3 hours to prepare a Pd-supported alumina powder. The amount of Pd carried is 2.5 g of metal Pd per 100 g of alumina carrier.
【0023】次に2.07gの(NH4 )6 Mo7 O24
・4H2 Oを50mlの蒸留水に溶解し、上記Pd担持
アルミナ粉末5.0gを加えて、室温において約5時間
攪拌した。得られた懸濁液を110℃で一晩加熱して乾
燥させ、水素ガスを1体積%含む窒素ガス中にて500
℃で3時間加熱して還元処理を行った。Moの担持量
は、アルミナ担体100g当たり金属Moとして22.
5gである。 (2)第2触媒粉末の調製 アルミナ担体粉末5.0gに濃度50g/lの硝酸パラ
ジウム水溶液2.5mlを加え、さらに蒸留水を約50
ml加えた後、室温において約5時間攪拌した。得られ
た懸濁液を110℃で一晩加熱して乾燥させ、大気中に
て500℃で3時間焼成した。Pdの担持量は、アルミ
ナ担体100g当たり金属Pdとして2.5gである。 (3)試験例 通常の常圧固定床流通式の反応装置を用い、図1に示す
ように第1触媒粉末1をガス流路の上流側に配置し、第
2触媒粉末2を下流側に配置した。第1触媒粉末1及び
第2触媒粉末2の使用量は、それぞれ0.25gで、合
計0.5gである。Then 2.07 g of (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24
4H 2 O was dissolved in 50 ml of distilled water, 5.0 g of the above Pd-supported alumina powder was added, and the mixture was stirred at room temperature for about 5 hours. The obtained suspension was heated at 110 ° C. overnight to be dried, and then dried in a nitrogen gas containing 1% by volume of hydrogen gas at a temperature of 500.
A reduction treatment was performed by heating at 0 ° C. for 3 hours. The amount of Mo supported was 22.50 as metallic Mo per 100 g of the alumina carrier.
It is 5 g. (2) Preparation of second catalyst powder To 5.0 g of alumina carrier powder, 2.5 ml of a palladium nitrate aqueous solution having a concentration of 50 g / l was added, and distilled water was further added to about 50
After adding ml, the mixture was stirred at room temperature for about 5 hours. The obtained suspension was heated at 110 ° C. overnight to be dried, and calcined in the air at 500 ° C. for 3 hours. The amount of Pd carried is 2.5 g of metal Pd per 100 g of alumina carrier. (3) Test Example Using a normal atmospheric fixed bed flow reactor, the first catalyst powder 1 was placed on the upstream side of the gas flow path and the second catalyst powder 2 was placed on the downstream side as shown in FIG. I placed it. The amount of each of the first catalyst powder 1 and the second catalyst powder 2 used was 0.25 g, and the total amount was 0.5 g.
【0024】そして表1に示すリッチ領域からリーン領
域までの23種類の排気モデルガスを用い、400℃に
て3.3リットル/minの流量で流して、HC,CO
及びNOの浄化率を測定した。結果を図2に示す。な
お、表1及び図2において、λはλ=空燃比(A/F)
/14.6で算出される値であり、λ<1.0がリッチ
領域、λ=1.0がストイキ、λ>1.0がリーン領域
である。Then, using 23 kinds of exhaust model gases from the rich region to the lean region shown in Table 1, flowing at a flow rate of 3.3 liters / min at 400 ° C., HC, CO
And the purification rate of NO was measured. The results are shown in Figure 2. In Table 1 and FIG. 2, λ is λ = air-fuel ratio (A / F)
The value calculated by /14.6 is λ <1.0 is the rich region, λ = 1.0 is the stoichiometric region, and λ> 1.0 is the lean region.
【0025】[0025]
【表1】 (単位:vol%) (比較例1)実施例1の第2触媒粉末を比較例1の触媒
とし、これを0.25gずつ上流側及び下流側に配置し
て実施例1と同様にHC,CO及びNOの浄化率を測定
した。結果を図3に示す。 (比較例2)実施例1の第1触媒粉末を比較例1の触媒
とし、これを0.25gずつ上流側及び下流側に配置し
て実施例1と同様にHC,CO及びNOの浄化率を測定
した。結果を図4に示す。この比較例2の場合、Moの
使用量は上流側と下流側の合計となり、実施例1に比べ
て2倍の量となっている。 (評価)図2と図3を比較すると、比較例1ではリーン
領域におけるNOの浄化率が実施例1及び比較例2より
低いことがわかる。つまり実施例1及び比較例2のよう
にMoを担持することにより、リーン領域におけるNO
の浄化性能が向上することが明らかである。[Table 1] (Unit: vol%) (Comparative Example 1) The second catalyst powder of Example 1 was used as the catalyst of Comparative Example 1, and 0.25 g of each catalyst was placed on the upstream side and the downstream side to obtain HC, The purification rates of CO and NO were measured. The results are shown in Fig. 3. (Comparative Example 2) The first catalyst powder of Example 1 was used as the catalyst of Comparative Example 1, and 0.25 g of each was placed on the upstream side and the downstream side, and HC, CO and NO purification rates were the same as in Example 1. Was measured. FIG. 4 shows the results. In the case of this comparative example 2, the amount of Mo used is the total of the upstream side and the downstream side, which is twice as much as that of the example 1. (Evaluation) Comparing FIG. 2 and FIG. 3, it can be seen that in Comparative Example 1, the NO purification rate in the lean region is lower than that in Example 1 and Comparative Example 2. In other words, by supporting Mo as in Example 1 and Comparative Example 2, NO in the lean region
It is clear that the purification performance of is improved.
【0026】また図2と図4を比較すると、リーン領域
のNO浄化性能には差が認められないが、リッチ領域及
びストイキにおいて実施例1の方がHC,CO及びNO
の全ての浄化性能(三元浄化性能)に優れていることが
わかる。以上の結果より、実施例1の浄化方法によれ
ば、リッチ領域からリーン領域まで全ての領域でHCと
COの浄化性能に優れ、リッチ領域からストイキにおけ
るNOの浄化性能にも優れている。さらにストイキ近傍
のリーン領域においても高いNO浄化率を示すことが明
らかであり、これらの優れた三元浄化特性は、排ガスを
先ずPdとMoを担持した第1触媒に接触させ、次いで
Pdを担持した第2触媒に接触させた効果であることが
明らかである。 (実施例の態様)上記実施例では便宜上触媒粉末を用い
て試験したが、以下のような実施触媒としても同様の効
果が得られる。 (態様例1)コージェライト製のハニカム形状のモノリ
ス担体基材を用い、アルミナスラリー中に浸漬し引き上
げて余分なスラリーを吹き払った後、乾燥・焼成してコ
ート層を形成する。Comparing FIG. 2 with FIG. 4, there is no difference in the NO purification performance in the lean region, but in the rich region and stoichiometry, the first embodiment has HC, CO and NO.
It can be seen that all of the purification performance of (3 way purification performance) is excellent. From the above results, according to the purification method of Example 1, the purification performance of HC and CO is excellent in all regions from the rich region to the lean region, and the purification performance of NO in the stoichiometric region from the rich region is also excellent. Furthermore, it is clear that a high NO purification rate is exhibited even in the lean region near stoichiometry, and these excellent three-way purification characteristics show that the exhaust gas is first contacted with the first catalyst supporting Pd and Mo, and then Pd is supported. It is clear that this is the effect of contact with the second catalyst. (Aspects of Examples) In the above examples, tests were carried out using catalyst powders for convenience, but similar effects can be obtained with the following catalysts. (Aspect Example 1) A cordierite honeycomb-shaped monolithic carrier substrate is used, which is dipped in alumina slurry and pulled up to blow off excess slurry, and then dried and fired to form a coat layer.
【0027】このコート層をもつ担体に、所定濃度の硝
酸パラジウム水溶液を所定量含浸させ、その後焼成して
Pdを担持する。次に所定濃度の(NH4 )6 Mo7 O
24・4H2 O水溶液を所定量含浸させ、焼成してMoを
担持させる。これによりPdとMoを担持した第1触媒
が製造される。また上記と全く同様にしてPdのみが担
持されたモノリス触媒を製造し、それを第2触媒とす
る。そして排ガス流路の上流側に第1触媒を配置し、下
流側に第2触媒を配置することで、実施例1と同様に優
れた浄化性能を得ることができる。なお第1触媒と第2
触媒とは、図1のように直列に結合して配置してもよい
し、互いに所定距離離間して配置することもできる。 (態様例2)図5に本例の排ガス浄化用触媒の要部拡大
断面図を示す。この排ガス浄化用触媒は、ハニカム通路
30をもつコージェライト製のモノリス担体基材3と、
モノリス担体基材3表面に形成されPdを担持した第2
触媒層4と、第2触媒層4表面に形成されPdとMoを
担持した第1触媒層5とから構成される。この排ガス浄
化用触媒は以下のようにして製造される。A carrier having this coat layer is impregnated with a predetermined amount of an aqueous solution of palladium nitrate having a predetermined concentration, and then baked to carry Pd. Next, a predetermined concentration of (NH 4 ) 6 Mo 7 O
A predetermined amount of 24.4 H 2 O aqueous solution is impregnated and baked to support Mo. As a result, the first catalyst supporting Pd and Mo is manufactured. Further, in the same manner as above, a monolith catalyst in which only Pd is supported is produced and is used as the second catalyst. Then, by arranging the first catalyst on the upstream side of the exhaust gas channel and the second catalyst on the downstream side, excellent purification performance can be obtained as in the first embodiment. The first catalyst and the second
The catalyst may be arranged in series as shown in FIG. 1 or may be arranged at a predetermined distance from each other. (Aspect Example 2) FIG. 5 shows an enlarged cross-sectional view of a main part of the exhaust gas purifying catalyst of this example. This exhaust gas-purifying catalyst comprises a cordierite monolith carrier substrate 3 having a honeycomb passage 30,
Second formed on the surface of the monolith carrier substrate 3 and carrying Pd
It is composed of a catalyst layer 4 and a first catalyst layer 5 formed on the surface of the second catalyst layer 4 and carrying Pd and Mo. This exhaust gas-purifying catalyst is manufactured as follows.
【0028】コージェライト製のハニカム形状のモノリ
ス担体基材3を用い、アルミナスラリー中に浸漬し引き
上げて余分なスラリーを吹き払った後、乾燥・焼成して
コート層を形成する。このコート層をもつ担体に、所定
濃度の硝酸パラジウム水溶液を所定量含浸させ、その後
焼成してPdを担持した第2触媒層4を形成する。Using a honeycomb-shaped monolithic carrier substrate 3 made of cordierite, it is immersed in an alumina slurry and pulled up to blow off excess slurry, followed by drying and firing to form a coat layer. A carrier having this coat layer is impregnated with a predetermined amount of an aqueous solution of palladium nitrate and then fired to form a second catalyst layer 4 carrying Pd.
【0029】次に上記と同様にして第2触媒層4の表面
にアルミナスラリーからコート層を形成する。これに所
定濃度の硝酸パラジウム水溶液を所定量含浸させ、その
後焼成してPdを担持する。次に所定濃度の(NH4 )
6 Mo7 O24・4H2 O水溶液を所定量含浸させ、焼成
してMoを担持させる。これによりPdとMoを担持し
た第1触媒層5が形成される。Next, a coat layer is formed from alumina slurry on the surface of the second catalyst layer 4 in the same manner as above. This is impregnated with a predetermined amount of a palladium nitrate aqueous solution, and then baked to carry Pd. Next, a predetermined concentration of (NH 4 )
6 Mo 7 O 24 · 4H 2 O aqueous solution was a predetermined amount impregnated, supporting the Mo and fired. As a result, the first catalyst layer 5 supporting Pd and Mo is formed.
【0030】本例の排ガス浄化用触媒においては、ハニ
カム通路30を流れる排ガスは先ずPdとMoを担持し
た第1触媒層5と接触して浄化され、次いでPdを担持
した第2触媒層4と接触して浄化されるので、実施例1
と同様に優れた三元浄化性能を示す。 (態様例3)本例の排ガス浄化用触媒を図6に示す。こ
の排ガス浄化用触媒は、Pdを担持したペレット担体基
材6(第2触媒層)と、ペレット担体基材6表面に形成
されPdとMoが担持された第1触媒層7とから構成さ
れている。In the exhaust gas purifying catalyst of this example, the exhaust gas flowing through the honeycomb passage 30 is first contacted with the first catalyst layer 5 carrying Pd and Mo to be purified, and then with the second catalyst layer 4 carrying Pd. Since it is contacted and purified, Example 1
It also shows excellent three-way purification performance. (Aspect Example 3) FIG. 6 shows an exhaust gas purifying catalyst of this example. This exhaust gas-purifying catalyst is composed of a pellet carrier substrate 6 (second catalyst layer) carrying Pd, and a first catalyst layer 7 formed on the surface of the pellet carrier substrate 6 and carrying Pd and Mo. There is.
【0031】この排ガス浄化用触媒を製造するには、ア
ルミナ製ペレット担体基材を用意し、所定濃度の硝酸パ
ラジウム水溶液を所定量含浸させ、その後焼成してPd
を担持する。そしてPdが担持されたペレット担体基材
6表面に、上記と同様にしてアルミナスラリーからコー
ト層を形成し、同様にしてPdとMoを担持させ第1触
媒層7を形成する。In order to produce this exhaust gas purifying catalyst, an alumina pellet carrier base material is prepared, impregnated with a predetermined amount of an aqueous palladium nitrate solution having a predetermined concentration, and then fired to obtain Pd.
Carry. Then, on the surface of the pellet carrier substrate 6 on which Pd is carried, a coat layer is formed from the alumina slurry in the same manner as described above, and Pd and Mo are similarly carried to form the first catalyst layer 7.
【0032】本例の排ガス浄化用触媒においても、触媒
表面を流れる排ガスは先ずPdとMoを担持した第1触
媒層7と接触して浄化され、次いでPdを担持したペレ
ット担体基材6と接触して浄化されるので、実施例1と
同様に優れた三元浄化性能を示す。Also in the exhaust gas purifying catalyst of this example, the exhaust gas flowing on the catalyst surface is first contacted with the first catalyst layer 7 carrying Pd and Mo to be purified, and then contacted with the pellet carrier substrate 6 carrying Pd. As a result, the same three-way purification performance as in Example 1 is exhibited.
【0033】[0033]
【発明の効果】すなわち本発明の排ガス浄化方法及び排
ガス浄化用触媒によれば、高価なPtやRhを用いずと
も、従来の三元触媒と同程度以上に優れた浄化性能が得
られ、なおかつ、ストイキ近傍のリーン領域におけるN
Ox 浄化率を向上させることができる。According to the exhaust gas purifying method and the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, the purifying performance superior to that of the conventional three-way catalyst can be obtained without using expensive Pt or Rh. , N in the lean region near stoichiometry
The O x purification rate can be improved.
【図1】本発明の一実施例において第1触媒と第2触媒
のガス流路への配置状態を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a state of arrangement of a first catalyst and a second catalyst in a gas flow path in one embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例において三元触媒性能の空燃比
特性を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the air-fuel ratio characteristic of the three-way catalyst performance in the example of the present invention.
【図3】本発明の比較例1において三元触媒性能の空燃
比特性を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an air-fuel ratio characteristic of three-way catalyst performance in Comparative Example 1 of the present invention.
【図4】本発明の比較例2において三元触媒性能の空燃
比特性を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an air-fuel ratio characteristic of three-way catalyst performance in Comparative Example 2 of the present invention.
【図5】本発明の排ガス浄化用触媒の一態様を示しその
要部断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of an essential part showing an embodiment of an exhaust gas purifying catalyst of the present invention.
【図6】本発明の排ガス浄化用触媒の一態様を示しその
断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing one embodiment of an exhaust gas purifying catalyst of the present invention.
1:第1触媒粉末 2:第2触媒粉末
3:モノリス担体基材 4:第2触媒層 5:第1触媒層
6:ペレット担体基材 7:第1触媒層 30:ハニカム通路1: First catalyst powder 2: Second catalyst powder
3: Monolith carrier substrate 4: Second catalyst layer 5: First catalyst layer
6: Pellet carrier base material 7: First catalyst layer 30: Honeycomb passage
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 3/28 301 B01D 53/36 102H 102A 102B 104A (72)発明者 新庄 博文 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 平山 洋 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location F01N 3/28 301 B01D 53/36 102H 102A 102B 104A (72) Inventor Hirofumi Shinjo Nagakute, Aichi-gun, Aichi Prefecture 1 in 41 Chuo-dori, Chozai, Chodai, Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Hirayama 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Automobile Co., Ltd.
Claims (3)
デンを担持した第1触媒に先ず接触させ、次いで担体に
パラジウムを担持した第2触媒に接触させて浄化するこ
とを特徴とする排ガス浄化方法。1. A method for purifying exhaust gas, which comprises first contacting an exhaust gas with a first catalyst having palladium and molybdenum supported on a carrier and then contacting a second catalyst having palladium supported on the carrier for purification.
した第1触媒と、担体にパラジウムを担持した第2触媒
とからなり、排ガス流路の上流側に該第1触媒を配置し
下流側に該第2触媒を配置したことを特徴とする排ガス
浄化用触媒。2. A first catalyst comprising palladium and molybdenum supported on a carrier and a second catalyst comprising palladium supported on the carrier, wherein the first catalyst is disposed on the upstream side of the exhaust gas passage and the first catalyst is disposed on the downstream side. An exhaust gas-purifying catalyst characterized in that two catalysts are arranged.
第2触媒層表面に形成されパラジウム及びモリブデンを
担持した第1触媒層と、をもつことを特徴とする排ガス
浄化用触媒。3. An exhaust gas purifying catalyst, comprising: a second catalyst layer supporting palladium and a first catalyst layer formed on the surface of the second catalyst layer supporting palladium and molybdenum.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7092645A JPH08281071A (en) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | Waste gas purifying method and waste gas purifying catalyst |
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JPH08281071A true JPH08281071A (en) | 1996-10-29 |
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ID=14060196
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JP (1) | JPH08281071A (en) |
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- 1995-04-18 JP JP7092645A patent/JPH08281071A/en active Pending
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