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JP2003305363A - 触媒担体及び排ガス浄化用触媒 - Google Patents

触媒担体及び排ガス浄化用触媒

Info

Publication number
JP2003305363A
JP2003305363A JP2003032597A JP2003032597A JP2003305363A JP 2003305363 A JP2003305363 A JP 2003305363A JP 2003032597 A JP2003032597 A JP 2003032597A JP 2003032597 A JP2003032597 A JP 2003032597A JP 2003305363 A JP2003305363 A JP 2003305363A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
catalyst carrier
exhaust gas
solution
tio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003032597A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruo Imagawa
晴雄 今川
Naoki Takahashi
直樹 高橋
Toshiyuki Tanaka
寿幸 田中
Shinichi Matsunaga
真一 松永
Akihiko Suda
明彦 須田
Hideo Sofugawa
英夫 曽布川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP2003032597A priority Critical patent/JP2003305363A/ja
Publication of JP2003305363A publication Critical patent/JP2003305363A/ja
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  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】硫黄被毒を高度に抑制できる触媒担体とするこ
とで、高温域におけるリーン/リッチ耐久試験後もNOx
吸蔵能に優れた触媒とする。 【解決手段】 100〜 300℃における単位比表面積当たり
の CO2脱離量が0.05μmol /m2以下であり、実質上塩基
点をもたない触媒担体を用いる。実質上塩基点をもたな
いためSOx の化学的吸着が抑制される。また物理的に吸
着するSOx も存在するが、 300℃以上では大部分が脱離
する。したがってこの触媒担体を用いた自動車の排ガス
浄化用触媒では、硫黄被毒が高度に抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス浄化用に最
適な触媒担体と、その触媒担体を用いた排ガス浄化用触
媒に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、希薄燃焼ガソリンエンジンからの
排ガスを浄化する触媒として、NOx 吸蔵還元型触媒が実
用化されている。このNOx 吸蔵還元型触媒は、アルカリ
金属、アルカリ土類金属などのNOx 吸蔵材と貴金属をア
ルミナ( Al2O3)などの多孔質担体に担持したものであ
る。このNOx 吸蔵還元型触媒では、空燃比を酸素過剰の
リーン雰囲気からパルス状に燃料過剰のストイキ〜リッ
チ雰囲気となるように制御することにより、リーン雰囲
気ではNOx がNOx 吸蔵材に吸蔵される。そして吸蔵され
たNOx はストイキ〜リッチ雰囲気で放出され、貴金属の
触媒作用によりHCやCOなどの還元性成分と反応して浄化
される。したがって、リーン雰囲気においてもNOx の排
出が抑制されるので、全体として高いNOx 浄化能が発現
する。
【0003】ところが排ガス中には、燃料中に含まれる
硫黄(S)が燃焼して生成したSO2が含まれ、それが酸
素過剰のリーン雰囲気中で貴金属により酸化されてSO3
となる。そしてこれが排ガス中に含まれる水蒸気により
容易に硫酸となり、これらがNOx 吸蔵材と反応して亜硫
塩や硫塩が生成し、これによりNOx 吸蔵材が被毒劣化す
ることが明らかとなった。この現象は硫黄被毒と称され
ている。また、 Al2O3などの多孔質担体はSOx を吸着し
やすいという性質があることから、上記硫黄被毒が促進
されるという問題があった。そして、このようにNOx
蔵材が亜硫酸塩や硫酸塩となると、もはやNOx を吸蔵す
ることができなくなり、その結果上記触媒では、耐久後
のNOx 浄化能が低下するという不具合があった。
【0004】そこで特開平08−99034号公報には、TiO2-
Al2O3,ZrO2-Al2O3及びSiO2-Al2O3から選ばれる少なく
とも1種の複合担体を用いることが提案されている。ま
た特開平09−000926号公報には、 TiO2-Al2O3-ZrO2複合
酸化物を担体とする排ガス浄化用触媒が開示されてい
る。TiO2などは Al2O3に比べて酸性度が大きいため、SO
x との親和性が低くなる結果、NOx 吸蔵材の硫黄被毒を
抑制することが可能となる。またTiO2及びZrO2を Al2O3
と複合酸化物とすることにより、硫黄被毒が抑制される
とともに、耐熱性が向上する。
【0005】ところが近年の排ガス規制の強化、あるい
は高速走行の増加などにより、排ガス温度はきわめて高
くなっている。そのため上記した複合酸化物担体を用い
ても、比表面積の低下や貴金属の粒成長が生じて耐熱性
が不充分となる場合があり、さらなる耐熱性の向上が求
められている。また燃料中の硫黄成分が燃焼して生成し
たSOx が担体上に吸着し、貴金属を覆うことによる浄化
能の低下現象(触媒金属の硫黄被毒)も問題となってい
る。そして上記公報に開示の担体を用いても、これらの
問題を解決するまでには至らなかった。
【0006】例えばZrO2−TiO2固溶体は、硫黄被毒に対
する耐性が大きいため Al2O3と複合化させることで耐硫
黄被毒性に優れ、かつ高比表面積を有する触媒担体とす
ることができる。しかしながら Al2O3には塩基点が存在
しているため、高温リーン雰囲気ではSOx がその塩基点
に吸着しやすく、高温リッチ雰囲気となってもSOx の脱
離が困難となって触媒担体にSOx が残留する。そのため
このような触媒担体を用いたNOx 吸蔵還元型触媒におい
ては、担持されているNOx 吸蔵材とSOx との反応が生
じ、リーン/リッチ耐久試験後のNOx 吸蔵量が減少する
という不具合があった。
【0007】
【特許文献1】特開平08−99034号
【特許文献2】特開平09−000926号
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情に鑑みてなされたものであり、硫黄被毒を高度に抑制
できる触媒担体とすることで、高温域におけるリーン/
リッチ耐久試験後もNOx吸蔵能に優れた触媒とすること
を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の触媒担体の特徴は、少なくともアルミニウム酸化物
を含む複合酸化物よりなり、 100〜 300℃における単位
比表面積当たりの CO2脱離量が0.05μmol /m2以下であ
り、実質上塩基点をもたないことにある。この触媒担体
は、少なくとも一部が固溶体となっているZrO2−TiO2
複合酸化物を含むことも好ましい。
【0010】そして本発明の排ガス浄化用触媒の特徴
は、本発明の触媒担体にアルカリ金属,アルカリ土類金
属及び希土類元素から選ばれるNOx 吸蔵材と貴金属とを
担持してなることにある。
【0011】
【発明の実施の形態】触媒担体として一般に用いられて
いる酸化物には、酸点あるいは塩基点が存在する。本発
明では、塩基点量あるいは塩基性度の指標として、 100
〜 300℃における単位比表面積当たりの CO2脱離量を用
いている。つまり塩基点に吸着した CO2は、 100〜 300
℃の温度でほぼ全部が脱離するので、その量を測定する
ことにより塩基性度を評価することができる。
【0012】そして本発明の触媒担体は、少なくともア
ルミニウム酸化物を含む複合酸化物よりなり、 100〜 3
00℃における単位比表面積当たりの CO2脱離量が0.05μ
mol/m2以下であることとしている。 100〜 300℃にお
ける単位比表面積当たりの CO2脱離量が0.05μmol /m2
以下であれば、実質上塩基点をもたないと言える。
【0013】したがって本発明の触媒担体によれば、実
質上塩基点をもたないためSOx の化学的吸着が抑制され
る。また物理的に吸着するSOx も存在するが、 300℃以
上では大部分が脱離する。したがって本発明の触媒担体
を用いた自動車の排ガス浄化用触媒では、硫黄被毒が高
度に抑制される。
【0014】本発明の触媒担体は、少なくともアルミニ
ウム酸化物を含む複合酸化物よりなる。少なくともアル
ミニウムを含むこととしたのは、アルミナは耐熱性に優
れ比表面積が大きく触媒担体として代表的なものである
からである。アルミニウムとともに複合酸化物を構成す
る他の金属としては、その酸化物の塩基点数が極力少な
いものが望ましくZr及びTiの少なくとも一方であること
が望ましい。
【0015】すなわち本発明の触媒担体は、Al2O3-ZrO2
複合酸化物、Al2O3-TiO2複合酸化物、 Al2O3-ZrO2-TiO2
複合酸化物から選ばれるものとすることが好ましい。例
えばZrO2−TiO2固溶体は、硫黄被毒に対する耐性が大き
いため Al2O3と複合化させることで耐硫黄被毒性に優
れ、かつ高比表面積を有する触媒担体とすることができ
る。
【0016】また例えばAl,Zr及びTiを含む水溶液から
共沈法によって生成された沈殿を焼成してなる複合酸化
物を触媒担体とすることができる。このような触媒担体
では、ZrO2−TiO2固溶体と Al2O3とが互いに50nm以下の
微粒子状態で共存して高分散しているので、耐硫黄被毒
性が一層向上することが期待される。
【0017】そこで Al2O3-ZrO2-TiO2系複合酸化物より
なり、メソ細孔領域の細孔を有するとともに、テトラゴ
ナル型ジルコニアを含み、かつZrO2及びTiO2の少なくと
も一部がZrO2−TiO2固溶体となっている触媒担体とする
ことが特に好ましい。このような触媒担体とすること
で、明確な理由は不明であるが、 100〜 300℃における
単位比表面積当たりの CO2脱離量が0.05μmol /m2以下
となり実質上塩基点をもたない。したがってNOx 吸蔵還
元型触媒として高温で使用した場合でも、貴金属及びNO
x 吸蔵材のシンタリングが抑制されるとともに、耐硫黄
被毒性が向上する。しかもこの触媒担体は、高温耐久後
でも 120m2/g以上の比表面積を有しているので、高い
触媒活性が得られる。
【0018】なお上記したメソ細孔とは、一般には細孔
直径が1〜 100nmの細孔をいう。しかし水銀ポロシメー
タを用いて細孔を測定する場合は、原理上3nmが下限値
である。
【0019】上記した Al2O3-ZrO2-TiO2系複合酸化物よ
りなる触媒担体は、粒径が20μm以下の凝集粒子中に A
l2O3、ZrO2及びTiO2からなる複合酸化物又は固溶体が50
nm以下の微粒子として分散していることが望ましい。こ
の場合には Al2O3、ZrO2及びTiO2が高分散状態であって
も、既に凝集した状態であるので更なる凝集が抑制さ
れ、耐熱性が向上するとともに耐硫黄被毒性が一層向上
する。
【0020】またこの触媒担体では、凝集粒子は表面と
内部とで金属元素の分布が異なっていることが望まし
い。例えば表面に Al2O3が多い構成とすれば、担持され
る貴金属を安定化することができる。また表面にZrO2
TiO2固溶体が多い構成とすれば、さらにSOx が付着しに
くくなり耐硫黄被毒性が格段に向上する。
【0021】この触媒担体において、それぞれの酸化物
の構成比は、モル比で Al2O3:ZrO2:TiO2=19〜82:8
〜66:3〜49の範囲とすることが好ましい。 Al2O3の比
率がこの範囲より少ないと活性が低下し、この範囲より
多くなると耐硫黄被毒性が低下するようになる。またZr
O2の比率がこの範囲より少ないとNOx 吸蔵材と担体の固
相反応が起こりやすくなり、この範囲より多いと担体の
比表面積低下を引き起こす原因となる。さらにTiO2の比
率がこの範囲より少ないと耐硫黄被毒性が低下し、この
範囲より多くなると担体の比表面積が低下する。
【0022】この触媒担体を製造するには、Al,Zr及び
Tiの塩の溶液をそれぞれ用意し、それぞれの塩の溶液と
アルカリ溶液とを混合してそれぞれ沈殿を形成し、それ
ぞれの沈殿を混合した混合沈殿物を 550℃以上で焼成す
る方法がある。
【0023】また、Al,Zr及びTiの塩の溶液をそれぞれ
用意し、塩の全量を中和可能なアルカリ溶液と混合する
ことで塩の溶液から沈殿物を逐次生成し、この沈殿物を
550℃以上で焼成する方法でも製造することができる。
【0024】沈殿物の焼成温度は 550℃以上であること
が必要であるが、 650℃以上がさらに望ましく、 650〜
900℃であることが特に望ましい。焼成温度が 550℃未
満であると、触媒として耐久試験を行った場合に貴金属
などのシンタリングが生じやすく、耐硫黄被毒性も低下
する。また焼成温度が 900℃を超えると、 Al2O3の結晶
化並びに相転移による比表面積の低下などが生じるため
好ましくない。
【0025】表面と内部とで金属元素の分布が異なる触
媒担体を製造するには、Al,Zr及びTiの塩の溶液をアル
カリ溶液に逐次添加して沈殿を生成することが望まし
い。この方法を逐次共沈法と称する。実際には、複数種
の塩が溶解した混合溶液から沈殿させる場合でも、溶解
度あるいはイオン化傾向などの差から沈殿は逐次生成し
ている。しかしこれでは制御が困難であるので、逐次共
沈法を用いることが好ましい。この逐次共沈法によれ
ば、先ず先に添加された溶液から塩が中和され金属水酸
化物として析出する。そして後から添加された塩溶液が
中和されると、新しい金属水酸化物は先に生成している
析出物を核としてその表面に優先的に析出し、沈殿す
る。あるいは析出物を介在物としてその粒界に析出し、
沈殿する。
【0026】望ましくは、Al,Zr及びTiを含む溶液から
Al,Zr及びTiを含む第1沈殿を生成し、次いでAlを含む
溶液からAlを含む第2沈殿を生成する。あるいは逆にAl
を含む溶液からAlを含む第1沈殿を生成し、次いでAl,
Zr及びTiを含む溶液からAl,Zr及びTiを含む第2沈殿を
生成する。
【0027】第1沈殿と第2沈殿を同一容器内で生成さ
せるには、先ず単一又は複数種の第1金属元素を含む溶
液とその酸量を中和する量のアルカリ溶液とを接触させ
て第1沈殿を生成し、その後さらに複数種又は単一の第
2金属元素を含む溶液とその酸量を中和する量のアルカ
リ溶液を添加して第2沈殿を生成すればよい。なお第3
あるいは第4の沈殿をさらに混合してもよいし、第2沈
殿生成後に第3あるいは第4の沈殿を生成してもよい。
【0028】したがってこの沈殿物を焼成して得られる
複合酸化物では、一次粒子が凝集して生成する凝集粒子
において、中心部分と表面部分とで金属元素の分布が異
なることとなり、用いる塩の種類を適切に選択すること
で、表面と内部とで金属元素の分布が異なる本発明の触
媒担体を製造することができる。
【0029】塩としては必要とされる水又はアルコール
への溶解度を有するものであれば特に制限がないが、硝
酸塩が特に好ましく用いられる。アルカリ溶液として
は、アンモニア、炭酸アンモニウム、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウムなどを溶解した水
溶液、アルコール溶液が使用できる。焼成時に揮散する
アンモニア、炭酸アンモニウムが特に好ましい。なお、
アルカリ溶液のpHは、9以上であることがより好まし
い。
【0030】沈殿の析出方法には、様々な調節方法があ
り、アンモニア水などを瞬時に添加し強撹拌する方法
や、過酸化水素などを加えることで酸化物前駆体の沈殿
し始めるpHを調節した後、アンモニア水などで沈殿を析
出させる方法などがある。またアンモニア水などで中和
させる際にかかる時間を十分に長くし、好ましくは10分
以上で中和させる方法や、pHをモニターしながら段階的
に中和する又は所定のpHに保つような緩衝溶液を添加す
る方法などがある。
【0031】また塩の溶液を添加するには、塩の溶液を
一度に添加するのが好ましい。これにより沈殿粒子の粒
径をより微細とすることができ、50nm以下の微粒子が凝
集した20μm以下の凝集粒子からなる複合酸化物を容易
に製造することができる。そして逐次添加するには、2
段階以上の複数段階で行うことができ、段階の上限は特
に規制されない。
【0032】そして、水又は水を含む溶液を分散媒とし
た懸濁状態または系内に水が十分に存在する状態で混合
物を加温する熟成工程を行うことがさらに望ましい。こ
れにより、メカニズムは不明であるが、細孔が制御され
た触媒担体が得られる。
【0033】系内に水分が充分に存在している状態で沈
殿を熟成するには、沈殿を含む溶液ごと加熱して溶媒を
蒸発させ、そのまま焼成することで行うことができる。
あるいは濾別された沈殿物を水蒸気の存在下で焼成して
もよい。この場合は、飽和水蒸気雰囲気で焼成すること
が好ましい。
【0034】上記した熟成工程を行った場合には、加温
の熱によって溶解・再析出が促進されるとともに粒子の
成長が生じる。この場合は、塩の全てを中和できる当量
以上の塩基で中和することが望ましい。これにより酸化
物前駆体がより均一に熟成され、細孔が効果的に形成さ
れるとともに、ZrO2−TiO2固溶体の固溶がさらに促進さ
れる。
【0035】この熟成工程は、室温以上、好ましくは 1
00〜 200℃で、さらに好ましくは 100〜 150℃で行うこ
とが望ましい。 100℃未満の加温では熟成の促進効果が
小さく、熟成に要する時間が長大となる。また 200℃よ
り高い温度では、10気圧以上に耐えうる合成装置が必要
となり、設備コストが高くなるため触媒担体には適さな
い。
【0036】得られた沈殿は、 550℃以上で焼成され
る。上記したように、焼成温度が 550℃未満であると、
触媒として耐久試験を行った場合に貴金属などのシンタ
リングが生じやすく、耐硫黄被毒性も低下する。また焼
成温度が 900℃を超えると、 Al2O3の結晶化並びに相転
移による比表面積低下が生じるため好ましくない。
【0037】そして本発明の触媒担体に、貴金属及びNO
x 吸蔵材を担持することで本発明の排ガス浄化用触媒が
得られる。本発明の触媒は、ガソリンエンジン、ディー
ゼルエンジンあるいはガスエンジン( GHP)などからの
排ガスの浄化に利用できる。
【0038】貴金属としては、Pt,Rh,Pd,Ir,Ruなど
が利用できるが、NOの酸化活性が高いPtが特に好まし
い。この貴金属の担持量は、触媒1リットル当たり 0.1
〜20gとすることができる。貴金属の担持量がこの範囲
より少ないとNOx 浄化活性が低く、この範囲より多く担
持しても活性が飽和するとともにコストが上昇する。
【0039】NOx 吸蔵材は、アルカリ金属、アルカリ土
類金属及び希土類元素から選ばれる少なくとも1種であ
り、塩基度が高いアルカリ金属及びアルカリ土類金属の
少なくとも一方を用いることが望ましい。アルカリ金属
は高温域におけるNOx 吸蔵能が高く、アルカリ土類金属
は低温域におけるNOx 吸蔵能が高いので、両者を併用す
ることが好ましく中でもK及びBaを併用するとよい。こ
のNOx 吸蔵材は、炭酸塩などの塩あるいは酸化物、水酸
化物などの状態で担持される。
【0040】NOx 吸蔵材の担持量は、触媒1リットル当
たり 0.1〜 1.2モル担持されていることが望ましい。な
おNOx 吸蔵材の担持量が多すぎると、貴金属がNOx 吸蔵
材で覆われる現象が生じ、NOx 浄化活性が低下するよう
になる。
【0041】本発明の排ガス浄化用触媒によれば、SOx
を含む排ガス中において、高温リーン雰囲気ではSOx
物理的吸着が避けられない。しかし触媒担体は実質的に
塩基点を含まないため、化学的な吸着が抑制され、 300
℃以上ではSOx が容易に脱離する。したがってNOx 吸蔵
材及び貴金属の硫黄被毒が抑制される。そしてリッチ雰
囲気では、硫黄被毒したNOx 吸蔵材及び貴金属からSOx
が脱離して還元され、触媒機能が回復する。したがって
本発明の触媒は耐久性に優れ、高温耐久後も高いNOx
化能が発現される。
【0042】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明する。
【0043】(実施例1)硝酸アルミニウムと、オキシ
硝酸ジルコニル及び四塩化チタンを水中で撹拌混合し、
混合水溶液を調製した。これにアンモニア水を添加して
中和し、共沈法により沈殿物を得た。この沈殿物を溶液
とともに2気圧下 120℃で2時間保持する熟成を行っ
た。その後、沈殿物を 400℃で5時間仮焼した後 800℃
で5時間焼成し、湿式ボールミルにてメジアン径D50≒
10μmに粉砕して触媒担体粉末を調製した。各酸化物の
組成は、重量比で Al2O3:ZrO2:TiO2=50:35:15であ
る。
【0044】この触媒担体粉末は、 Al2O3-ZrO2-TiO2
合酸化物よりなり、直径約14nmのメソ細孔を有するとと
もに、テトラゴナル型ジルコニアの結晶が確認され、か
つZrO2及びTiO2の少なくとも一部がZrO2−TiO2固溶体と
なっていた。また BET比表面積は 128m2/gであった。
この触媒担体粉末を実施例1とする。
【0045】(比較例1)γ-Al2O3粉末 100gと、ZrO2
−TiO2固溶体粉末(重量比でZrO2:TiO2=70:30) 100
gを混合し、湿式ボールミルにてメジアン径D50≒10μ
mに粉砕して比較例1の触媒担体粉末を調製した。
【0046】<試験・評価1>実施例1及び比較例1の
触媒担体粉末について、それぞれHe気流中にて 500℃で
15分間前処理した後 100℃まで降温し、 100℃にて CO2
を 1.0%含むHeガスを流通させて、それぞれ CO2を飽和
吸着させた。次に 100℃でHe気流に切り替えて弱く吸着
している CO2を脱離させた後、He気流中にて25℃/分の
昇温速度で 600℃まで昇温し、それぞれ出ガス中の CO2
濃度を赤外吸収法により連続的に測定した。結果を図1
に示す。また図1から 300℃以下における単位比表面積
あたりのCO2脱離量をそれぞれ算出し、結果を図2に示
す。
【0047】図1及び図2から、実施例1の触媒担体は
比較例1に比べて CO2脱離量が少ないことが明らかであ
る。そして単位比表面積当たりの塩基点数の指標となる
100〜 300℃における単位比表面積あたりの CO2脱離量
は、図2から実施例1が比較例1の1/6ときわめて少
なく0.02μmol /m2であるので、実施例1の触媒担体
は、実質上塩基点をもたないといえる。
【0048】(実施例2)実施例1の触媒担体粉末に対
し、ジニトロジアンミン白金水溶液を用いてPtを担持
し、次いで硝酸ロジウム水溶液を用いてRhを担持した。
触媒担体粉末 120gに対して、Ptは2g、Rhは 0.1g担
持された。貴金属担持後の焼成条件は、大気中、 250℃
で1時間とした。さらに酢酸バリウム水溶液を用いてBa
を担持し、酢酸カリウム水溶液を用いてKを担持した。
触媒担体粉末 120gに対して、Baは 0.2モル、Kは 0.1
モル担持された。NOx 吸蔵材担持後の焼成条件は、大
気中、500℃で2時間とした。
【0049】得られた触媒粉末を定法によりペレット化
し、実施例2のペレット触媒を調製した。
【0050】(比較例2)比較例1の触媒担体粉末に対
して、実施例2と同様にして貴金属とNOx 吸蔵材を担持
し、比較例2のペレット触媒を調製した。
【0051】<試験・評価2>
【0052】
【表1】
【0053】実施例2及び比較例2のペレット触媒を反
応管中にそれぞれ配置し、表1に示すSO2 付着ガスを 6
00℃で30分間流通させて SO2を付着させた。その後、N2
流通下で 100℃まで降温させ、表1に示す評価ガスを流
通させながら 100℃から 800℃まで15℃/分の速度で昇
温し、その間に放出されるSOx 量を炎光光度法によりそ
れぞれ連続的に測定した。結果を出ガス中のS濃度とし
て図3に示す。
【0054】図3から、実施例2の触媒は比較例2の触
媒に比べてSOx 脱離開始温度が41℃低く、実施例2の触
媒は低温域でSOx を容易に脱離できることがわかる。こ
れは、実施例2の触媒に用いた実施例1の触媒担体の 1
00〜 300℃における単位比表面積あたりの CO2脱離量が
0.02μmol /m2と少なく、実質上塩基点をもたないこと
に起因していることが明らかである。
【0055】(実施例3)次に実施例1の触媒担体粉末
200gと、ZrO2粉末にRhが予め担持されたZrO2粉末50g
(Rhが 0.5g)と、CeO2−ZrO2固溶体粉末20gを、アル
ミナバインダ 130gと、水 170gとを混合してスラリー
を調製し、これを35ccのコージェライト製ハニカム基材
にウォッシュコートした後 500℃で1時間焼成してコー
ト層を形成した。コート層は、ハニカム基材1リットル
当たり 250g形成された。
【0056】続いてジニトロジアンミン白金水溶液を用
いてコート層にPtを担持し、その後酢酸バリウム、酢酸
カリウム及び酢酸リチウムの各水溶液を用いてコート層
にBa,K,Liを担持した。担持後の焼成条件は、それぞ
れ 300℃で3時間である。各成分のハニカム基材1リッ
トル当たりの担持量は、Ptが2g、Baが0.2mol、Kが0.
15mol、Liが0.1molである。
【0057】(比較例3)実施例1の触媒担体粉末に代
えて比較例1の触媒担体粉末を用い、それ以外は実施例
3と同様にしてコート層を形成するとともに、同様にし
てPt,Ba,K,Liを同量担持することで、比較例3の触
媒を得た。
【0058】<試験・評価3>
【0059】
【表2】
【0060】
【表3】
【0061】実施例3及び比較例3の触媒を耐久装置に
それぞれ配置し、表2に示すLeanモデルガス/Richモデ
ルガスを交互に 110秒/10秒ずつ11L/分の流量で流し
ながら、 750℃で5時間保持する耐久試験を行った。
【0062】次いで耐久試験後の実施例3及び比較例3
の触媒を評価装置にそれぞれ配置し、表3に示すモデル
ガスを交互に流しながら、 200〜 600℃の各温度におけ
るNO x 吸蔵量を測定した。測定は、Leanモデルガスを流
通後にRichモデルガスを3秒間流通させ、さらにLeanモ
デルガスに切り替えた際のNOx 吸蔵量(リッチスパイク
(RS)NOx 吸蔵量)を測定した。結果を図4に示す。
【0063】図4より実施例3の触媒は、比較例3の触
媒に比べて耐久試験後のRSNOx 吸蔵量が多く、耐硫黄被
毒性に優れていることがわかる。これは、実施例3の触
媒に用いた実施例1の触媒担体が実質上塩基点をもたな
いことに起因していることが明らかである。
【0064】
【発明の効果】すなわち本発明の触媒担体によれば、実
質上塩基点をもたないため硫黄被毒を高度に抑制するこ
とができる。したがってこの担体を用いた本発明の排ガ
ス浄化用触媒によれば、耐久後も高いNOx 吸蔵能が発現
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1及び比較例1の触媒担体における温度
と出ガス中の CO2濃度との関係を示すグラフである。
【図2】実施例1及び比較例1の触媒担体における CO2
脱離量を示すグラフである。
【図3】実施例2及び比較例2の触媒における温度と出
ガス中のS濃度との関係を示すグラフである。
【図4】実施例3及び比較例3の触媒における温度とRS
NOx 吸蔵量との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 寿幸 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 松永 真一 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 須田 明彦 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 曽布川 英夫 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 Fターム(参考) 4D048 AA06 AB02 AB03 AB07 BA03X BA07X BA08X BA14X BA15X BA19X BA30X BA33X BA42X BB01 EA04 4G069 AA01 AA03 BA01A BA01B BA04A BA04B BA05A BA05B BA13B BB06A BB06B BC01A BC03A BC03B BC04A BC04B BC08A BC13A BC13B BC16A BC16B BC38A BC43A BC43B BC50A BC50B BC51A BC51B BC69A BC71A BC71B BC75A BC75B CA03 CA08 CA10 CA13 DA06 EA02Y EA19 EC03Y EC15Y EC27 ED07 FB09

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくともアルミニウム酸化物を含む複
    合酸化物よりなり、100〜 300℃における単位比表面積
    当たりの CO2脱離量が0.05μmol /m2以下であり、実質
    上塩基点をもたないことを特徴とする触媒担体。
  2. 【請求項2】 少なくとも一部が固溶体となっているZr
    O2−TiO2系複合酸化物を含む請求項1に記載の触媒担
    体。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の触媒担体
    に、アルカリ金属,アルカリ土類金属及び希土類元素か
    ら選ばれるNOx 吸蔵材と貴金属とを担持してなることを
    特徴とする排ガス浄化用触媒。
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