JP3375360B2 - Method for producing exhaust gas purifying catalyst - Google Patents
Method for producing exhaust gas purifying catalystInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、自動車のリーンバーン
エンジン等の排気系における排気ガス浄化用触媒の製造
方法に関し、特に、NOx(窒素酸化物)浄化用触媒の
活性温度域を拡大する対策に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an exhaust gas purifying catalyst for an exhaust system of a lean burn engine of an automobile, and more particularly, a measure for expanding the active temperature range of the NOx (nitrogen oxide) purifying catalyst. Regarding
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車の排気ガス浄化用触媒として、C
O(一酸化炭素)及びHC(炭化水素)の酸化とNOx
の還元とを同時に行う三元触媒が一般によく知られてい
る。この三元触媒は、例えばPt(白金)及びRh(ロ
ジウム)を担持したγ−アルミナが担体に担持されてな
るもので、エンジンの空燃比(A/F)を理論空燃比で
ある14.7の付近に制御したときに、高い浄化効率が
得られる。2. Description of the Related Art C is used as a catalyst for purifying exhaust gas of automobiles.
Oxidation of O (carbon monoxide) and HC (hydrocarbons) and NOx
Generally known are three-way catalysts that simultaneously perform reduction with This three-way catalyst is one in which γ-alumina carrying Pt (platinum) and Rh (rhodium) is carried on a carrier, and the air-fuel ratio (A / F) of the engine is 14.7 which is the theoretical air-fuel ratio. A high purification efficiency can be obtained when controlled to near.
【0003】一方、エンジンの低燃費化を図るために上
記空燃比の比率を高くしようとする要請がある。その場
合、排気ガスは酸素過剰のいわゆるリーン雰囲気となる
ため、上記三元触媒では、COやHCは酸化浄化するこ
とができてもNOxの還元浄化が困難になる。On the other hand, there is a demand to increase the ratio of the air-fuel ratio in order to reduce the fuel consumption of the engine. In this case, since the exhaust gas has a so-called lean atmosphere with excess oxygen, CO and HC can be oxidized and purified by the three-way catalyst, but NOx reduction purification is difficult.
【0004】そこで、近年では、遷移金属をイオン交換
によりゼオライトに担持させてなるゼオライト触媒の研
究が進められている。このゼオライト触媒では、リーン
雰囲気においても、NOxを直接に、あるいは共存する
還元剤(例えば、CO、HC等)により、N2 とO2 と
に接触分解させることができる。Therefore, in recent years, research on a zeolite catalyst in which a transition metal is supported on zeolite by ion exchange has been advanced. With this zeolite catalyst, NOx can be catalytically decomposed into N 2 and O 2 either directly or by a coexisting reducing agent (for example, CO, HC, etc.) even in a lean atmosphere.
【0005】この一例として、例えば特開平1−135
541号公報には、ゼオライトに貴金属を担持させてな
るゼオライト触媒が開示されている。これによれば、貴
金属を活性種として用いることにより、理論空燃比から
リーン側の広い領域にわたってNOxの還元浄化が可能
であるとされている。As an example of this, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-135
Japanese Patent No. 541 discloses a zeolite catalyst in which a noble metal is supported on zeolite. According to this, by using a noble metal as an active species, it is possible to reduce and purify NOx over a wide region on the lean side from the stoichiometric air-fuel ratio.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のゼオライト触媒では、確かに実験室レベルでは比較
的高い浄化能(例えば80%を超えるNOx浄化率)を
有するものの、活性温度域については意外に狭いという
問題がある。[SUMMARY OF THE INVENTION However, in the conventional zeolite catalysts, although certainly at the laboratory level have a relatively high purification performance (e.g., 80% is exceeded NOx purification rate), surprising for activation temperature range There is a problem of being narrow.
【0007】この理由としては、担体に担持されたゼオ
ライト(触媒母材)は、その表面の酸点によりHCを活
性化させて燃焼させるようにするのが1つの役目で、こ
の燃焼時に生じる部分酸化状態のHCが還元剤として働
いてNOxを分解することになるのであるが、母材表面
の酸性度が高いと、HCの活性度が高くなり過ぎてその
分解が早く完了し、NOxの還元分解に効率よく寄与す
ることができないためと考えられる。The reason for this is that the zeolite (catalyst base material) supported on the carrier has one function of activating HC by the acid points on the surface of the zeolite and burning it. The oxidized HC acts as a reducing agent to decompose NOx, but if the acidity of the surface of the base material is high, the activity of HC becomes too high and the decomposition is completed early, resulting in NOx reduction. This is probably because it cannot efficiently contribute to the decomposition.
【0008】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、排気ガス浄化用触媒を
製造する際に、NOx浄化の活性温度域を拡大できるよ
うにすることにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make it possible to expand the active temperature range of NOx purification when manufacturing an exhaust gas purification catalyst. is there.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項1の発明では、焼成工程の後に不活性ガス雰
囲気中において加熱処理を行うことにより、ゼオライト
にダメージを与えることなく該ゼオライト表面の酸性度
を低下させるようにした。In order to achieve the above object, in the invention of claim 1, the zeolite is damaged by heat treatment in an inert gas atmosphere after the firing step. Without reducing the acidity of the zeolite surface.
【0010】具体的には、この発明では、担体にウォッ
シュコートされたゼオライトと、該ゼオライトに担持さ
れた貴金属とからなる触媒材料を大気中で乾燥させ、大
気中で焼成した後、不活性ガス雰囲気中において焼成温
度以上の温度で加熱処理する。[0010] Specifically, in this invention, the zeolites washcoated on a carrier, the catalyst material comprising a noble metal supported on the zeolite was dried in air, large
After baking in air , baking temperature in an inert gas atmosphere
Heat-treat at a temperature of at least 40 ° C.
【0011】ミクロの細孔を有する結晶質多孔体である
ゼオライトとしては、特に水素型ゼオライトが好ましい
が、A型、X型、Y型、ZSM−5、フェリエライト、
モルデナイト等を使用してもよい。 [0011] The zeolite is a crystalline porous body having pores of Mi black, particularly hydrogen-type zeolite is preferred, A type, X type, Y type, ZSM-5, ferrierite,
Mordenite and the like may be used .
【0012】上記貴金属としてはPtやIrが好適であ
るが、この他にRh、Pd、Ru、Os、Ag、Auを
単独で若しくは組み合わせて使用することができる。[0012] As the above-mentioned noble metal is suitably Pt or Ir, may be used in this addition to Rh, Pd, Ru, Os, Ag, alone or combination seen if not I a Au.
【0013】上記不活性ガスとしては、N2 ガスが好適
であるが、この他に例えばHeガスやArガスを使用す
ることができる。[0013] As the above SL inert gas, but N 2 gas is preferred, can be used In addition to this example, He gas or Ar gas.
【0014】請求項2の発明では、上記請求項1の発明
において、貴金属を少なくともPt及びIrとし、かつ
加熱処理を500℃以上の温度で行う。この場合、例え
ばRh等の他の貴金属を組み合わせて使用することもで
きる。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the noble metal is at least Pt and Ir, and the heat treatment is performed at a temperature of 500 ° C. or higher. In this case, other noble metals such as Rh may be used in combination.
【0015】[0015]
【作用】以上の構成により、請求項1の発明では、担体
にウォッシュコートされたゼオライトと、該ゼオライト
に担持された貴金属とからなる触媒材料を大気中で乾燥
させ、大気中で焼成することにより、上記ゼオライトは
担体表面に十分に密着するようになる。 With the above construction, in the invention of claim 1, the catalyst material comprising the zeolite wash-coated on the carrier and the noble metal supported on the zeolite is dried in the atmosphere.
Then , the zeolite is sufficiently adhered to the surface of the carrier by firing in the air .
【0016】その後に、上記触媒材料は上記ゼオライト
表面の酸性度が低減するように加熱処理されることによ
り、上記酸性度は適度に低下する。この酸性度の低下に
より、母材表面におけるHCの分解速度が落ちてHCの
燃焼が抑制されるようになり、すなわち部分酸化状態の
HCが得られ易くなり、このことで、NOxの還元分解
が比較的低い排気ガス温度においても進行するようにな
り、その浄化温度域が拡大することになる。また、焼成
工程では、ゼオライトの担体表面に対する密着化は十分
に図られるものの、母材表面に物理吸着している異分子
は十分に離脱しないことがある。これに対しては、上記
加熱処理によりその離脱が促進されるので、触媒の有す
る本来の活性能を十分に発現させることができるように
なる。[0016] Later, the catalyst material by the acidity of the zeolite <br/> surface is heat treated to reduce, the acidity decreases moderately. Due to this decrease in acidity, the rate of decomposition of HC on the surface of the base material is reduced and combustion of HC is suppressed, that is, HC in a partially oxidized state is easily obtained, which results in reduction decomposition of NOx. It will proceed even at a relatively low exhaust gas temperature, and the purification temperature range will be expanded. Further, in the firing step, although the zeolite is sufficiently adhered to the surface of the carrier, the foreign molecule physically adsorbed on the surface of the base material may not be sufficiently released. On the other hand, since the heat treatment promotes the release thereof, the original activity of the catalyst can be sufficiently expressed.
【0017】このとき、活性種が貴金属であって該貴金
属は熱の影響による活性の低下度合が小さいので、上記
加熱処理を焼成温度以上の高温で行うことが可能であ
り、上記作用を顕著なものとすることができる。また、
上記の加熱処理を不活性ガス雰囲気中で行うことによ
り、母材に対して熱によるダメージが与えられることを
抑えながら、上記酸性度を適度に低下させることができ
る。[0017] At this time, the noble metal active species is a noble metal because the degree of reduction in activity due to the influence of heat is small, it is possible to perform the heat treatment at a high temperature of at least the firing temperature significantly over SL action It can be anything. Also,
By performing the above heat treatment in an inert gas atmosphere, it is possible to appropriately reduce the acidity while suppressing damage to the base material due to heat.
【0018】請求項2の発明では、NOxがIrに吸着
し、該NOxの電荷分布が変化している状態で、母材表
面の酸点により活性化されたHCがPt上で燃焼すると
きに生じる部分酸化HCが上記NOxを攻撃し、このこ
とでNOxは分解される。したがって、NOxがIrに
吸着し易い程、NOx浄化率は向上することになる。こ
のとき、一般に、Irは金属Irの状態で活性が高く、
NOxも吸着し易くなると考えられている。しかしなが
ら、実際には、酸化Irと金属Irとが適度に混在し
た、いわば不安定な一種のレドックス状態の方がNOx
は吸着し易くなる。そこで、Irは500℃以上の温度
による加熱処理が行われることにより、金属Irと酸化
Irとが混在した状態となり、このことで、NOx浄化
能が向上することになる。According to the second aspect of the present invention, when NOx is adsorbed on Ir and the charge distribution of the NOx changes, when HC activated by acid points on the surface of the base material burns on Pt. The resulting partially oxidized HC attacks the NOx, which causes NOx to be decomposed. Therefore, the easier NOx is adsorbed to Ir, the higher the NOx purification rate. At this time, generally, Ir has high activity in the state of metallic Ir,
It is considered that NOx is also easily adsorbed. However, in reality, a kind of unstable redox state in which Ir oxide Ir and metal Ir are appropriately mixed together is more like NOx.
Is easily adsorbed. Therefore, Ir is subjected to a heat treatment at a temperature of 500 ° C. or higher, so that the metal Ir and the oxide Ir are mixed, and thus the NOx purification capacity is improved.
【0019】[0019]
【実施例】以下、本発明に係る実施例を図面を参照しな
がら説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0020】(実施例1)
Pt材料としての2価アンミン酸Pt塩と、Ir材料と
しての塩化Ir塩と、Rh材料としての硝酸Rh塩とを
用いて重量比でPt:Ir:Rh=30:10:1とな
るように秤量したものをアルコールとイオン交換水で混
合した溶媒に、H型に修飾されケイバン比(SiO2 /
Al2 O3 )が70のペンタシル型ゼオライトZSM−
5を混合し、この混合スラリーを乾燥させて触媒パウダ
ーとした。次に、アルミナバインダーが20wt%とな
る触媒スラリーを調整し、この触媒スラリーをコーディ
ライト製のハニカム担体(400セル/inch2 )に
1リットルのハニカム担体当り6gとなるようにウォッ
シュコートして触媒材料を得た。(Example 1) Pt: Ir: Rh = 30 in weight ratio using divalent ammine acid Pt salt as Pt material, Ir chloride Ir salt as Ir material and nitric acid Rh salt as Rh material. The solvent weighed so as to be 10: 1 was mixed with alcohol and ion-exchanged water, and was modified to have H-type with a Caban ratio (SiO 2 /
Pentasil-type zeolite of Al 2 O 3) is 70 ZSM
5 was mixed and the mixed slurry was dried to obtain a catalyst powder. Next, a catalyst slurry having an alumina binder content of 20 wt% was prepared, and the catalyst slurry was wash-coated on a cordierite honeycomb carrier (400 cells / inch 2 ) so that the weight per catalyst carrier was 6 g and the catalyst was 6 g. Got the material.
【0021】上記触媒材料に対し、図1に示すように、
乾燥工程及び焼成工程を順次行った後に、不活性ガス雰
囲気中におけるエイジング処理を施すことにより、本発
明品としての排気ガス浄化用触媒を得た。具体的には、
上記焼成工程では、大気中において500℃で2時間の
加熱処理を施した。そして、上記エイジング処理では、
不活性ガスとしてのN2 ガス雰囲気中において800℃
で25時間の加熱処理を施した。With respect to the above catalyst material, as shown in FIG.
After the drying step and the firing step were sequentially performed, an aging treatment was performed in an inert gas atmosphere to obtain an exhaust gas purifying catalyst as the product of the present invention. In particular,
In the firing step, heat treatment was performed at 500 ° C. for 2 hours in the atmosphere. And in the aging process,
800 ° C in N 2 gas atmosphere as an inert gas
Was subjected to heat treatment for 25 hours.
【0022】上記本発明品及び上記エイジング処理を施
していない従来品について、入口での排気ガス温度を変
化させながらNOx浄化率を調べた。その結果を図2に
示す。図2から判るように、本発明品では、NOx浄化
率の20%以上である活性温度域が、従来品の220〜
250℃に対して175〜245℃と、2.3倍以上に
拡大している。The NOx purification rate of the above-mentioned product of the present invention and the conventional product not subjected to the aging treatment was examined while changing the exhaust gas temperature at the inlet. The result is shown in FIG. As can be seen from FIG. 2, in the product of the present invention, the activation temperature range of 20% or more of the NOx purification rate is 220 to
This is 175 to 245 ° C, which is more than 2.3 times larger than 250 ° C.
【0023】この実施例によれば、触媒材料は乾燥、焼
成された後に、加熱処理されることにより母材表面の酸
性度が適度に低下される。この酸性度の低下により、母
材表面におけるHCの分解速度が落ちてHCの燃焼が抑
制されるようになり、すなわち部分酸化状態のHCが得
られ易くなり、このことで、NOxの還元分解が比較的
低い排気ガス温度においても進行するようになり、その
浄化温度域が拡大することになるものと考えられる。ま
た、焼成工程では、ゼオライトの担体表面に対する密着
化は十分に図られるものの、触媒材料に含まれているア
ンミンや塩素等の触媒毒や、母材表面に物理吸着してい
るHCやCO等の異分子は十分に脱離しないことがあ
る。これに対しては、上記加熱処理によりその脱離が促
進されるので、触媒の有する本来の活性能を十分に発現
させることができるようになるものと考えられる。According to this embodiment, the acidity of the surface of the base material is appropriately reduced by heating the catalyst material after drying and firing. Due to this decrease in acidity, the rate of decomposition of HC on the surface of the base material is reduced and combustion of HC is suppressed, that is, HC in a partially oxidized state is easily obtained, which results in reduction decomposition of NOx. It is considered that the purification temperature range will be expanded by starting to proceed even at a relatively low exhaust gas temperature. In addition, in the calcination step, although the zeolite is sufficiently adhered to the surface of the carrier, the catalyst poisons such as ammine and chlorine contained in the catalyst material, the HC and CO physically adsorbed on the surface of the base material, etc. Foreign molecules may not be eliminated sufficiently. On the other hand, since the desorption is promoted by the above heat treatment, it is considered that the original activity of the catalyst can be sufficiently expressed.
【0024】このとき、活性種が貴金属であって該貴金
属は熱の影響による活性の低下度合が小さいので、上記
加熱処理を例えば上記のように800℃の高温で行うこ
とが可能となり、その場合には上記作用を顕著なものと
することができる。また、上記の加熱処理を不活性ガス
としてのN2 ガス中で行うことにより、母材に対して熱
によるダメージが与えられることを抑えながら、上記酸
性度を適度に低下させることができる。At this time, since the active species is a noble metal and the noble metal has a small degree of decrease in activity due to the influence of heat, the heat treatment can be performed at a high temperature of 800 ° C., for example, as described above. Can make the above-mentioned effect remarkable. Further, by performing the above heat treatment in N 2 gas as an inert gas, it is possible to appropriately reduce the acidity while suppressing the heat damage to the base material.
【0025】また、NOxがIrに吸着し、該NOxの
電荷分布が変化している状態で、母材表面の酸点により
活性化されたHCがPt上で燃焼するときに生じる部分
酸化HCが上記NOxを攻撃し、このことでNOxは分
解される。したがって、NOxがIrに吸着し易い程、
NOx浄化率は向上することになる。このとき、Irは
500℃以上の温度による加熱処理が施されることによ
り、金属Irと酸化Irとが混在してNOxが吸着し易
い状態となるので、NOx浄化能が向上することにな
る。Further, when NOx is adsorbed on Ir and the charge distribution of the NOx is changed, partially oxidized HC generated when HC activated by acid points on the surface of the base material burns on Pt. Attacks the above NOx, which decomposes NOx. Therefore, the easier NOx is adsorbed to Ir,
The NOx purification rate will be improved. At this time, when Ir is heat-treated at a temperature of 500 ° C. or higher, the metal Ir and the oxide Ir are mixed and NOx is easily adsorbed, so that the NOx purification performance is improved.
【0026】尚、上記従来品(試料A)に大気中におい
て800℃で25時間の加熱処理を施すことにより得ら
れた試料Bと、H2 ガス雰囲気中において同じく800
℃で25時間の加熱処理を施すことにより得られた試料
Cとについて、模擬ガス評価装置を用いて空燃比(A/
F)がA/F=22相当の条件で各々のNOx浄化特性
を評価したところ、図3に示すように、共に浄化能の低
下が認められた。これは、大気中やH2 ガス雰囲気中で
はN2 ガス雰囲気中でのときのような酸性度の低下が行
われないためであると考えられる。特に、試料Cでは、
還元雰囲気のために母材に吸着していたプロトンやOH
イオンまでもが反応して脱離し、熱によるダメージを受
け易い状態にあるものと考えられる。しかしながら、上
記試料Bに、N2 ガス雰囲気中において800℃で25
時間の加熱処理を施して得られた試料Dでは、低温域か
ら高温域にわたる幅広い温度域において高い浄化能が認
められた。これは、長時間使用による劣化が生じたもの
についても上記加熱処理を加えることによる効果が存在
することを示すものであり、上記高い浄化能については
Irの適度な酸化状態が生じたことにより発現している
と考えられる。The sample B obtained by subjecting the above conventional product (sample A) to a heat treatment at 800 ° C. for 25 hours in the atmosphere and the sample B obtained in the H 2 gas atmosphere at 800
For the sample C obtained by performing the heat treatment at 25 ° C. for 25 hours, the air-fuel ratio (A /
When F) was evaluated for the respective NOx purification characteristics under the condition of A / F = 22, as shown in FIG. 3, a reduction in the purification capacity was recognized. It is considered that this is because the acidity is not lowered in the atmosphere or the H 2 gas atmosphere as in the N 2 gas atmosphere. Especially in sample C,
Protons and OH adsorbed on the base material due to the reducing atmosphere
It is considered that even the ions react with each other and are desorbed, so that they are easily damaged by heat. However, the above sample B was subjected to 25 at 800 ° C. in an N 2 gas atmosphere.
In Sample D obtained by performing the heat treatment for a long time, a high purification ability was recognized in a wide temperature range from a low temperature region to a high temperature region. This shows that the effect of adding the heat treatment is present even in the case where deterioration occurs due to long-term use, and the high purifying ability is caused by the occurrence of an appropriate oxidation state of Ir. it seems to do.
【0027】また、上記N2 ガスに代えてHeガス雰囲
気中で同様の加熱処理を施したものについてそのNOx
浄化率を調べたところ、最高浄化率でN2 ガスの場合に
比べて若干(2〜5%程度)の低下がみられるものの、
N2 ガスの場合に略近い浄化特性が得られることが判っ
た。The NOx of the same heat treatment in a He gas atmosphere instead of the above N 2 gas
When the purification rate was examined, although a slight decrease (about 2 to 5%) was observed at the maximum purification rate compared with the case of N 2 gas,
It has been found that a purifying characteristic close to that of N 2 gas can be obtained.
【0028】(実施例2)
Pt及びIrが重量比でPt:Ir=3:1となるよう
に担持されたケイバン比が200のH型ゼオライトZS
M−5を、コーディライト製ハニカム担体に1リットル
の担体当り6gの割合で担持させて得られた触媒材料
に、次の表1に示す乾燥工程及び焼成工程を順次行うこ
とにより試料1〜6をそれぞれ作製した。すなわち、上
記試料1〜3は乾燥工程を共に大気中で行ったもので、
焼成工程では、試料1は同じく大気中で、また試料2は
N2 ガス雰囲気中で、また試料3はH2 ガス雰囲気中で
それぞれ行ったものである。一方、上記試料4〜6は乾
燥工程を共にN2 ガス雰囲気中で行ったもので、焼成工
程では、試料4は大気中で、また試料5はN2 ガス雰囲
気中で、また試料6はH2 ガス雰囲気中でそれぞれ行っ
たものである。(Example 2) Pt and Ir were supported so that Pt: Ir = 3: 1 by weight ratio, and H-type zeolite ZS with a Caban ratio of 200 was carried.
M-5 was loaded on a cordierite honeycomb carrier at a rate of 6 g per liter of the carrier, and a catalyst material obtained by sequentially performing the drying step and the calcination step shown in Table 1 below was used to prepare samples 1 to 6. Were produced respectively. That is, Samples 1 to 3 above were obtained by performing the drying process together in the atmosphere,
In the firing step, Sample 1 was similarly performed in the atmosphere, Sample 2 was performed in the N 2 gas atmosphere, and Sample 3 was performed in the H 2 gas atmosphere. On the other hand, Samples 4 to 6 are those in which the drying process was performed in an N 2 gas atmosphere. In the firing process, Sample 4 was in the air, Sample 5 was in an N 2 gas atmosphere, and Sample 6 was H. These were performed in two gas atmospheres.
【0029】[0029]
【表1】 [Table 1]
【0030】また、上記Pt及びIrにRhを加えてP
t:Ir:Rh=30:10:1となるようにした同様
の触媒材料に、上記表1に示す乾燥工程及び焼成工程を
順次行うことにより試料7〜9をそれぞれ作製した。す
なわち、上記試料7は乾燥及び焼成の両工程を共に大気
中で、また上記試料8は乾燥工程をN2 ガス雰囲気中で
行う一方、焼成工程を大気中で、さらに上記試料9は乾
燥及び焼成の両工程を共にN2 ガス雰囲気中でそれぞれ
行ったものである。尚、焼成工程では各々の試料1〜9
について500℃で2時間の加熱処理を施した。Further, Rh is added to the above Pt and Ir to obtain P
Samples 7 to 9 were prepared by sequentially performing the drying step and the calcination step shown in Table 1 above on the same catalyst material with t: Ir: Rh = 30: 10: 1. That is, the sample 7 is subjected to both the drying and firing steps in the air, and the sample 8 is subjected to the drying step in an N 2 gas atmosphere while the firing step is performed in the air, and the sample 9 is dried and fired. Both of the above processes were carried out in an N 2 gas atmosphere. In the firing process, each sample 1-9
Was subjected to a heat treatment at 500 ° C. for 2 hours.
【0031】上記各試料1〜9について、フレッシュ状
態と、大気中にて800℃で8時間の加熱処理を施した
状態とにおいて、空間速度(SV)がSV=55000
h-1相当時の各NOx浄化率をそれぞれ調べた。その結
果を次の表2に示す。With respect to each of the samples 1 to 9 described above, the space velocity (SV) was SV = 55000 in the fresh state and the state where the sample was heat-treated in the air at 800 ° C. for 8 hours.
Each NOx purification rate at the time of h −1 was examined. The results are shown in Table 2 below.
【0032】[0032]
【表2】 [Table 2]
【0033】上記表2のフレッシュ状態におけるNOx
浄化率の値から判るように、両工程を共に大気中で行っ
た試料1及び試料7が各々の触媒材料グループのなかで
それぞれ最も高いNOx浄化率を示した。これに対し
て、乾燥工程をN2 ガス雰囲気中で行った試料4は上記
試料1に比べて僅かながら劣り、また焼成工程をN2 ガ
ス雰囲気中で行なった試料2はかなり低下していた。こ
のことから、N2 ガス雰囲気における処理を乾燥工程や
焼成工程において500℃以下の温度で行っても十分な
効果は得られないということが判る。また、大気中での
加熱処理後におけるNOx浄化率は、乾焼成工程をN2
ガス雰囲気中で行った試料2と、乾燥及び焼成の両工程
を共に大気以外の雰囲気中で行った試料5,6,9の他
は全て低下している一方、上記試料2,5,6,9につ
いても向上したとはいえNOx浄化率のレベル自体が低
い。このことから、焼成工程後の加熱処理を大気中で行
っても十分な効果は得られないということが判る。NOx in the fresh state shown in Table 2 above
As can be seen from the value of the purification rate, the sample 1 and the sample 7 in which both processes were both performed in the air showed the highest NOx purification rate in each catalyst material group. On the other hand, the sample 4 in which the drying step was performed in the N 2 gas atmosphere was slightly inferior to the sample 1 in comparison, and the sample 2 in which the firing step was performed in the N 2 gas atmosphere was considerably deteriorated. From this, it can be seen that even if the treatment in the N 2 gas atmosphere is performed at a temperature of 500 ° C. or less in the drying step or the firing step, a sufficient effect cannot be obtained. In addition, the NOx purification rate after the heat treatment in the atmosphere was determined by using the dry firing process under N 2
Samples 2 and 5 which were performed in a gas atmosphere and samples 5 and 6 and 9 in which both the drying and firing steps were performed in an atmosphere other than the atmosphere were all deteriorated. Although 9 was also improved, the level of the NOx purification rate itself was low. From this, it is understood that even if the heat treatment after the firing step is performed in the atmosphere, a sufficient effect cannot be obtained.
【0034】次に、上記試料1,5,7について、焼成
工程後にN2 ガス雰囲気中において800℃で8時間の
加熱処理をそれぞれ施し、同様のNOx浄化率を調べ
た。その結果を次の表3に示す。Next, the samples 1, 5 and 7 were subjected to a heat treatment at 800 ° C. for 8 hours in a N 2 gas atmosphere after the firing step, and the same NOx purification rate was examined. The results are shown in Table 3 below.
【0035】[0035]
【表3】 [Table 3]
【0036】上記表3から判るように、上記加熱処理の
後ではNOx浄化率が各々の大気中にて800℃で8時
間の加熱処理を施したときに比べて20〜30%も向上
している。すなわち、N2 ガス雰囲気による加熱処理時
の温度は触媒材料の焼成温度である500℃以上が好ま
しく、また加熱を伴わないN2 ガス処理を施すのみでは
活性金属、特にIrが活性化しないものと考えられる。As can be seen from Table 3 above, after the heat treatment, the NOx purification rate is 800 ° C. at 8:00 in each atmosphere.
It is improved by 20 to 30% as compared with the case of performing the heat treatment during the period . That is, the temperature during the heat treatment in the N 2 gas atmosphere is preferably 500 ° C. or higher, which is the firing temperature of the catalyst material , and the active metal, particularly Ir, is not activated only by performing the N 2 gas treatment without heating. Conceivable.
【0037】さらに、上記試料1に上記加熱処理を施し
た本発明品と、該加熱処理が施されていない処理なし品
と、Cuイオン交換ゼオライト触媒と、活性種としてP
t及びRhが担持された三元触媒と、該三元触媒に上記
加熱処理を施した三元触媒とについて、排気ガスの温度
が低温から高温まで発生するような場合のNOx浄化能
を評価するため、FTPモード(米国のエミッションテ
ストモード)におけるNOx浄化率をテストした。その
結果を次の表4に示す。尚、使用したガソリンエンジン
は排気量が1.3リットルのもので、空燃比(A/F)
はA/F=16〜24であり、また上記各触媒の容量は
1.3リットルとされている。Further, the sample 1 of the present invention which has been subjected to the heat treatment, the untreated product which has not been subjected to the heat treatment, the Cu ion-exchanged zeolite catalyst, and P as the active species.
A three-way catalyst carrying t and Rh and a three-way catalyst obtained by subjecting the three-way catalyst to the heat treatment are evaluated for NOx purification ability in the case where the temperature of exhaust gas is generated from low temperature to high temperature. Therefore, the NOx purification rate in the FTP mode (US emission test mode) was tested. The results are shown in Table 4 below. The gasoline engine used had a displacement of 1.3 liters and had an air-fuel ratio (A / F)
Is A / F = 16 to 24, and the capacity of each catalyst is 1.3 liters.
【0038】[0038]
【表4】 [Table 4]
【0039】上記表4から判るように、本発明品ではN
Ox浄化率が処理なし品に比べると1.7倍近くに、ま
たCuイオン交換ゼオライト触媒に比べると1.5倍以
上に向上している。この理由としては、上記FTPモー
ドでは、発進加速時を除く排気ガス温度が300〜40
0℃の範囲で変化するという特性を有するため、本発明
品ではNOx浄化の活性温度域が上記範囲の大半をカバ
ーできる程度に拡大したことにより、NOx浄化率が向
上したものと考えられる。尚、本実施例の加熱処理を施
した三元触媒についても該処理の施されていない三元触
媒に比べてNOx浄化率が14%の向上をみている。As can be seen from Table 4 above, in the product of the present invention, N
The Ox purification rate is nearly 1.7 times higher than that of the untreated product and 1.5 times or more higher than that of the Cu ion-exchanged zeolite catalyst. The reason for this is that in the FTP mode, the exhaust gas temperature is 300 to 40 except when starting the vehicle.
Since the product of the present invention has a characteristic of changing in the range of 0 ° C., it is considered that the NOx purification rate is improved by expanding the active temperature range of NOx purification to the extent that most of the above range can be covered. The NOx purification rate of the heat-treated three-way catalyst of this example is improved by 14% as compared with the non-treated three-way catalyst.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、担体にウォッシュコートされたゼオライトに貴
金属が担持されてなる触媒材料を大気中で乾燥させて大
気中で焼成した後、ゼオライト表面の酸性度が低減する
ように不活性ガス雰囲気中で焼成温度以上の温度でもっ
て加熱処理することにより、触媒母材であるゼオライト
を保護しつつ該表面における酸性度を低下させることが
でき、母材表面におけるHCの燃焼が適度に抑制され、
このことでNOxの還元分解が行われる温度域を拡大す
ることができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the zeolite wash-coated on the carrier is noble.
The catalytic material metal, which are supported and dried in atmospheric
After firing in mind, to reduce the acidity of the zeolite surface
With As at a firing temperature or higher in an inert gas atmosphere
By heat treatment with, it is possible to reduce the acidity of the surface of the zeolite while protecting the catalyst base material, the combustion of HC on the surface of the base material is appropriately suppressed,
As a result, the temperature range in which NOx is reduced and decomposed can be expanded.
【0041】請求項2の発明では、上記ゼオライトが担
持する活性種としての貴金属に少なくともPt及びIr
を用い、かつ加熱処理温度を500℃以上としたことに
より、NOxのIrに対する吸着性を高め、PtでのH
Cの燃焼による上記NOxの還元分解を促進することが
できるので、上記請求項1の発明の効果と相俟って、幅
広い温度域においてNOx浄化率の向上を図ることがで
きる。According to the second aspect of the present invention, at least Pt and Ir are contained in the noble metal as an active species carried by the zeolite.
And the heat treatment temperature was set to 500 ° C. or higher, the adsorption of NOx to Ir was increased, and H in Pt was increased.
Since the reductive decomposition of NOx due to the combustion of C can be promoted, the NOx purification rate can be improved in a wide temperature range in combination with the effect of the invention of claim 1.
【図1】本発明の実施例1に係る排気ガス浄化用触媒の
製造方法を示す工程図である。FIG. 1 is a process chart showing a method for manufacturing an exhaust gas purifying catalyst according to a first embodiment of the present invention.
【図2】実施例1における本発明品と従来品とのNOx
浄化特性を示す特性図である。[FIG. 2] NOx of the product of the present invention and the conventional product in Example 1.
It is a characteristic view which shows a purification characteristic.
【図3】実施例1における各試料A〜DのNOx浄化特
性を示す特性図である。3 is a characteristic diagram showing NOx purification characteristics of samples A to D in Example 1. FIG.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 京極 誠 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−197447(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 21/00 - 37/36 B01D 53/86 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Makoto Kyogoku 3-3 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Mazda Co., Ltd. (56) References JP-A-4-197447 (JP, A) (58) Survey Areas (Int.Cl. 7 , DB name) B01J 21/00-37/36 B01D 53/86
Claims (2)
トと、該ゼオライトに担持された貴金属とからなる触媒
材料を用いた排気ガス浄化用触媒の製造方法において、 上記触媒材料を大気中で 乾燥させ、大気中で焼成した
後、不活性ガス雰囲気中において上記触媒材料の焼成温
度以上の温度で加熱処理することを特徴とする排気ガス
浄化用触媒の製造方法。1. A carrier is wash-coatedZeorai
ToAnd theZeoliteCatalyst consisting of precious metals supported on
MaterialIn the method of manufacturing the exhaust gas purifying catalyst used, The above catalyst material in the atmosphere DriedIn the atmosphereBurned
rear, NonIn an active gas atmosphereFiring temperature of the above catalyst material
At temperatures aboveExhaust gas characterized by heat treatment
Method for producing purification catalyst.
造方法において、上記 貴金属は少なくともPt及びIrを含み、上記加熱
処理は500℃以上の温度で行われることを特徴とする
排気ガス浄化用触媒の製造方法。2. A process according to claim 1, the exhaust gas purifying catalyst, wherein the noble metal is at least comprises Pt and Ir, the exhaust gas purification The heat treatment, characterized in that the dividing line at a temperature above 500 ° C. For producing catalyst for automobile.
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|---|---|---|---|
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- 1993-02-15 JP JP02522793A patent/JP3375360B2/en not_active Expired - Fee Related
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