JPS6357096B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6357096B2 JPS6357096B2 JP55029637A JP2963780A JPS6357096B2 JP S6357096 B2 JPS6357096 B2 JP S6357096B2 JP 55029637 A JP55029637 A JP 55029637A JP 2963780 A JP2963780 A JP 2963780A JP S6357096 B2 JPS6357096 B2 JP S6357096B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- exhaust gas
- nox
- ratio
- layer
- 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.)
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、自動車の排ガス浄化用触媒に関し、
詳しくは触媒担体にPt（白金）およびRh（ロジウ
ム）を含浸させたモノリス型三元触媒に関するも
のである。
詳しくは触媒担体にPt（白金）およびRh（ロジウ
ム）を含浸させたモノリス型三元触媒に関するも
のである。
従来より、触媒による排ガス浄化方法の一つと
して、排ガスを理論空燃比に維持してHC、COお
よびNOxを同時に浄化処理する三元触媒システ
ムが知られており、この三元触媒としては、ペレ
ツトタイプではアルミナ、またモノリスタイプで
はコーデイライト組成の担体にそれぞれ活性成分
としてPtとRhを含浸したものが一般に使用され
ている（例えば特開昭53−19986号公報参照）。
して、排ガスを理論空燃比に維持してHC、COお
よびNOxを同時に浄化処理する三元触媒システ
ムが知られており、この三元触媒としては、ペレ
ツトタイプではアルミナ、またモノリスタイプで
はコーデイライト組成の担体にそれぞれ活性成分
としてPtとRhを含浸したものが一般に使用され
ている（例えば特開昭53−19986号公報参照）。
しかしながら、従来の三元触媒では、空燃比の
変化に対してCOとNOxの浄化率が相反している
ため、三元触媒における使用可能な空燃比の幅が
狭いという問題があつた。
変化に対してCOとNOxの浄化率が相反している
ため、三元触媒における使用可能な空燃比の幅が
狭いという問題があつた。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、モ
ノリス型三元触媒において、活性成分であるPt
およびRhを担体に一様に含浸させることなく、
排ガス流方向で濃度を変化させる。すなわち触媒
層の排ガス入口側においてPt単独層を設けるか
あるいはPt比率を高くする一方、触媒層の排ガ
ス出口側においてはRh比率を高くしかつRhとPt
とを共存させることにより、特にCOとNOxの浄
化性能の向上を図り、使用可能な空燃比幅を拡大
した自動車の排ガス浄化用触媒を提供せんとする
ものである。
ノリス型三元触媒において、活性成分であるPt
およびRhを担体に一様に含浸させることなく、
排ガス流方向で濃度を変化させる。すなわち触媒
層の排ガス入口側においてPt単独層を設けるか
あるいはPt比率を高くする一方、触媒層の排ガ
ス出口側においてはRh比率を高くしかつRhとPt
とを共存させることにより、特にCOとNOxの浄
化性能の向上を図り、使用可能な空燃比幅を拡大
した自動車の排ガス浄化用触媒を提供せんとする
ものである。
以下、本発明を図面に従つて詳細に説明する。
第１図は自動車のエンジンの排気系を示し、排
気管１に介設した触媒器２内に本発明に係るモノ
リス型三元触媒Ａが配置されている。この三元触
媒Ａは、コーデイライト組成の触媒担体３にPt
およびRhが含浸されてなり、このPtおよびRhの
含浸量を、第２図に破線で示すようにPtは触媒
担体３の排ガス入口３ａ側が実線で示す従来の
Pt含浸量よりリツチで、排ガス出口３ｂ側がリ
ーンになるように変化させる一方、Rhは触媒担
体３の排ガス入口３ａ側が実線で示す従来のRh
含浸量よりリーンないしは皆無（すなわちPtの
み単独に設ける）で、排ガス出口３ｂ側がリツチ
になるように変化させ、かつ排ガス出口３ｂ側で
はRhとPtとを共存させたものである。
気管１に介設した触媒器２内に本発明に係るモノ
リス型三元触媒Ａが配置されている。この三元触
媒Ａは、コーデイライト組成の触媒担体３にPt
およびRhが含浸されてなり、このPtおよびRhの
含浸量を、第２図に破線で示すようにPtは触媒
担体３の排ガス入口３ａ側が実線で示す従来の
Pt含浸量よりリツチで、排ガス出口３ｂ側がリ
ーンになるように変化させる一方、Rhは触媒担
体３の排ガス入口３ａ側が実線で示す従来のRh
含浸量よりリーンないしは皆無（すなわちPtの
み単独に設ける）で、排ガス出口３ｂ側がリツチ
になるように変化させ、かつ排ガス出口３ｂ側で
はRhとPtとを共存させたものである。
すなわち、このような三元触媒における使用可
能な空燃比の幅は第３図実線で示す従来例の如く
COとNOxの浄化性能に支配されるものであり、
この三元触媒の性能向上（使用可能な空燃比幅の
拡大）のためには過濃空燃比領域でのCOとNOx
の浄化性能を高くする必要がある。そのうち、
COに対しては、触媒の水性ガス反応性（すなわ
ち、CO＋H2O→CO2＋H2）を高めることを要す
るが、第４図に示すように触媒活性成分の水性ガ
ス反応性の準位はRu≧Ni＞Pt＞Irであり、これ
らのうちRuは揮発性であり、Niは被毒しやすい
という問題があり、またPdおよびRhには活性が
ほとんどないため、COの浄化性能はPt量に支配
され、しかも触媒温度が高い方が良いと言える。
よつて、触媒層にPt単独あるいはPt比率が高い
層を設けることが必要である。一方、NOxの浄
化性能は第５図に示すようにRh量に支配され、
しかもRh触媒のNOx浄化反応は第６図に示すよ
うにH2により促進され、COが多すぎると阻害さ
れるものである。以上の点から、Pt単独あるい
はPt比率が高い層を触媒担体の排ガス入口側に
設ける一方、Rh比率が高い層を触媒担体の排ガ
ス出口側に設け、かつ排ガス出口側ではRhとPt
とを共存させると、先ず、排ガス入口側において
は、排ガス温度が高いことと相俟つて、COがPt
触媒によつて効果的に水性ガス反応して浄化され
るとともにH2を生起し、続いて排ガス出口側で
は、上記水性ガス反応よつて多量に生起された
H2の雰囲気下で且つCOの少ない雰囲気下で、
NOxがRh触媒によつて効果的にNOx浄化反応し
て浄化され、かつPtにより排ガス出口側に流れ
てくる少量のCOも水性ガス反応によつて浄化さ
れてCOによるRhのNOx浄化性能の悪化が防止
されることになる（尚、HCの浄化性能において
は第５図に示すようにPtとRhとは同等である。）。
したがつて、第３図破線で示すように、HCの浄
化性能は変わらないが、COとNOxの浄化性能は
向上し、よつて使用できる空燃比の幅が従来の
PQから′′に拡大することになる。
能な空燃比の幅は第３図実線で示す従来例の如く
COとNOxの浄化性能に支配されるものであり、
この三元触媒の性能向上（使用可能な空燃比幅の
拡大）のためには過濃空燃比領域でのCOとNOx
の浄化性能を高くする必要がある。そのうち、
COに対しては、触媒の水性ガス反応性（すなわ
ち、CO＋H2O→CO2＋H2）を高めることを要す
るが、第４図に示すように触媒活性成分の水性ガ
ス反応性の準位はRu≧Ni＞Pt＞Irであり、これ
らのうちRuは揮発性であり、Niは被毒しやすい
という問題があり、またPdおよびRhには活性が
ほとんどないため、COの浄化性能はPt量に支配
され、しかも触媒温度が高い方が良いと言える。
よつて、触媒層にPt単独あるいはPt比率が高い
層を設けることが必要である。一方、NOxの浄
化性能は第５図に示すようにRh量に支配され、
しかもRh触媒のNOx浄化反応は第６図に示すよ
うにH2により促進され、COが多すぎると阻害さ
れるものである。以上の点から、Pt単独あるい
はPt比率が高い層を触媒担体の排ガス入口側に
設ける一方、Rh比率が高い層を触媒担体の排ガ
ス出口側に設け、かつ排ガス出口側ではRhとPt
とを共存させると、先ず、排ガス入口側において
は、排ガス温度が高いことと相俟つて、COがPt
触媒によつて効果的に水性ガス反応して浄化され
るとともにH2を生起し、続いて排ガス出口側で
は、上記水性ガス反応よつて多量に生起された
H2の雰囲気下で且つCOの少ない雰囲気下で、
NOxがRh触媒によつて効果的にNOx浄化反応し
て浄化され、かつPtにより排ガス出口側に流れ
てくる少量のCOも水性ガス反応によつて浄化さ
れてCOによるRhのNOx浄化性能の悪化が防止
されることになる（尚、HCの浄化性能において
は第５図に示すようにPtとRhとは同等である。）。
したがつて、第３図破線で示すように、HCの浄
化性能は変わらないが、COとNOxの浄化性能は
向上し、よつて使用できる空燃比の幅が従来の
PQから′′に拡大することになる。
尚、上記のような本発明に係る三元触媒Ａを製
造するには、コーデイライト製触媒担体３の表面
にPtとRhとを例えば９：１の割合で混合した混
合物を付着させた後、触媒担体３の排ガス出口３
ｂ側のみを加熱処理すると、該加熱によりRhが
外表面側に拡散移動して、排ガス出口３ｂ側で
Ptがリーンで、Rhがリツチな状態となり、かつ
両者が共存することによつて得ることができる。
造するには、コーデイライト製触媒担体３の表面
にPtとRhとを例えば９：１の割合で混合した混
合物を付着させた後、触媒担体３の排ガス出口３
ｂ側のみを加熱処理すると、該加熱によりRhが
外表面側に拡散移動して、排ガス出口３ｂ側で
Ptがリーンで、Rhがリツチな状態となり、かつ
両者が共存することによつて得ることができる。
次に、具体的に、触媒担体の排ガス入口側に
Pt触媒単独層、排ガス出口側にPt・Rh触媒層を
設けた二層触媒の活性に及ぼす貴金属量の効果に
ついて、触媒の貴金属濃度の変化に対するNOx
およびHCの浄化率を測定し、その結果を第７図
に示す。尚、触媒としては、第７図に示す如くモ
ノリス型コーデイライト製担体にPt触媒層と
Pt・Rh触媒層とを容積比で１：１に配し、Pt・
Rh触媒層でのPt／Rh比を９：１とした。また、
触媒条件を50時間のベンチ耐久後とし、測定条件
として、S.Vを40000Hr-1とし、テストガスに理
論空燃比の合成排ガスを用い、温度を500℃とし
て測定した。
Pt触媒単独層、排ガス出口側にPt・Rh触媒層を
設けた二層触媒の活性に及ぼす貴金属量の効果に
ついて、触媒の貴金属濃度の変化に対するNOx
およびHCの浄化率を測定し、その結果を第７図
に示す。尚、触媒としては、第７図に示す如くモ
ノリス型コーデイライト製担体にPt触媒層と
Pt・Rh触媒層とを容積比で１：１に配し、Pt・
Rh触媒層でのPt／Rh比を９：１とした。また、
触媒条件を50時間のベンチ耐久後とし、測定条件
として、S.Vを40000Hr-1とし、テストガスに理
論空燃比の合成排ガスを用い、温度を500℃とし
て測定した。
第７図より明らかなように、触媒の貴金属濃度
が増大するに従つてNOxおよびHCの浄化率は共
に増大するが、貴金属濃度が0.3重量％を超える
と、NOxとHCの浄化率はほぼ飽和状態になり、
よつて貴金属濃度は0.3重量％程度がNOxおよび
HCの浄化性能の点で好ましいことが判る。
が増大するに従つてNOxおよびHCの浄化率は共
に増大するが、貴金属濃度が0.3重量％を超える
と、NOxとHCの浄化率はほぼ飽和状態になり、
よつて貴金属濃度は0.3重量％程度がNOxおよび
HCの浄化性能の点で好ましいことが判る。
また、Pt触媒単独層とPt・Rh触媒層との比率
の触媒性能への効果について、Pt触媒単独層の
長さL1に対する全触媒層の長さＬの比（L1/L）
を変化させてNOx、COおよびHCの浄化率を測
定し、その結果を第８図に示す。尚、触媒として
は第８図に示す如くモノリス型コーデイライト製
担体に貴金属濃度0.3重量％含浸させ、Pt・Rh触
媒層でのPt／Rhの比を９：１としたものを用い、
触媒条件を50時間ベンチ耐久後とし、また測定条
件として、S.V.を40000Hr-1とし、テストガスに
理論空燃比の合成排ガスを用い、温度を500℃と
して測定した。
の触媒性能への効果について、Pt触媒単独層の
長さL1に対する全触媒層の長さＬの比（L1/L）
を変化させてNOx、COおよびHCの浄化率を測
定し、その結果を第８図に示す。尚、触媒として
は第８図に示す如くモノリス型コーデイライト製
担体に貴金属濃度0.3重量％含浸させ、Pt・Rh触
媒層でのPt／Rhの比を９：１としたものを用い、
触媒条件を50時間ベンチ耐久後とし、また測定条
件として、S.V.を40000Hr-1とし、テストガスに
理論空燃比の合成排ガスを用い、温度を500℃と
して測定した。
第８図より明らかなように、Pt触媒層と全触
媒層の比L1/Lの変化に対して、HCについてはほ
ぼ一定の浄化率を呈し、COについては、L1/Lの
増大に従つて浄化率が徐々に増大するが、L1/L
が50％を超えると、浄化率がほぼ飽和状態とな
り、またNOxについては、L1/Lの増大に従つて
浄化率が増大し、L1/Lが50％で最大となり、50
％以上になると、浄化率が急激に低減するという
特性を示し、よつてL1/Lが50％、すなわちPt触
媒単独層とPt・Rh触媒層との容積比が１：１の
ものがNOx、COおよびHCの浄化率の向上の点
で好ましいことが判る。
媒層の比L1/Lの変化に対して、HCについてはほ
ぼ一定の浄化率を呈し、COについては、L1/Lの
増大に従つて浄化率が徐々に増大するが、L1/L
が50％を超えると、浄化率がほぼ飽和状態とな
り、またNOxについては、L1/Lの増大に従つて
浄化率が増大し、L1/Lが50％で最大となり、50
％以上になると、浄化率が急激に低減するという
特性を示し、よつてL1/Lが50％、すなわちPt触
媒単独層とPt・Rh触媒層との容積比が１：１の
ものがNOx、COおよびHCの浄化率の向上の点
で好ましいことが判る。
以上説明したように、本発明の排ガス浄化用触
媒によれば、モノリス型三元触媒であつて、触媒
担体に含浸させるPtおよびRhの量を、Ptは触媒
担体の排ガス入口側がリツチで排ガス出口側がリ
ーンになるように変化させ、Rhは触媒担体の排
ガス入口側がリーンで排ガス出口側がリツチにな
るように変化させ、かつ排ガス出口側ではRhと
Ptとを共存させたことにより、排ガス入口側で
は含有量の多いPtにより安定した水性ガス反応
によつてCOを浄化すると共にH2を多量に生成さ
せ、排ガス出口側ではこの多量のH2によりRhに
よるNOx浄化性能を向上させ、かつPtにより排
ガス出口側に流れてくる少量のCOも水性ガス反
応によつて浄化してCOによる上記RhのNOx浄
化性能の悪化を防止できるので、三元触媒性能、
特にCOとNOxの浄化性能を共に有効に向上させ
ることができ、ひいては使用可能な空燃比幅の拡
大が可能となり、リーンサイドあるいはリツチサ
イドの排ガスに対しても良好に浄化を行うことが
できるものである。
媒によれば、モノリス型三元触媒であつて、触媒
担体に含浸させるPtおよびRhの量を、Ptは触媒
担体の排ガス入口側がリツチで排ガス出口側がリ
ーンになるように変化させ、Rhは触媒担体の排
ガス入口側がリーンで排ガス出口側がリツチにな
るように変化させ、かつ排ガス出口側ではRhと
Ptとを共存させたことにより、排ガス入口側で
は含有量の多いPtにより安定した水性ガス反応
によつてCOを浄化すると共にH2を多量に生成さ
せ、排ガス出口側ではこの多量のH2によりRhに
よるNOx浄化性能を向上させ、かつPtにより排
ガス出口側に流れてくる少量のCOも水性ガス反
応によつて浄化してCOによる上記RhのNOx浄
化性能の悪化を防止できるので、三元触媒性能、
特にCOとNOxの浄化性能を共に有効に向上させ
ることができ、ひいては使用可能な空燃比幅の拡
大が可能となり、リーンサイドあるいはリツチサ
イドの排ガスに対しても良好に浄化を行うことが
できるものである。
図面は本発明の実施態様を例示するもので、第
１図は概略構成図、第２図は触媒担体に含浸させ
るPtおよびRhの排ガス流方向の含浸量変化を示
す説明図、第３図は三元触媒の浄化性能を示す
図、第４図は各種触媒貴金属の水性ガス反応性の
比較図、第５図はNOxとHCの浄化性能に及ぼす
Pt／Rh比の効果を示す図、第６図はRh触媒のH2
とCOの濃度変化に対するNOx浄化性能を示す
図、第７図はPt触媒単独層とPt・Rh触媒層との
二層触媒の活性に及ぼす貴金属量の効果を示す測
定結果図、第８図はPt触媒単独層とPt・Rh触媒
層との比率の触媒性能への効果を示す測定結果図
である。 １……排気管、２……触媒器、Ａ……三元触
媒、３……触媒担体、３ａ……排ガス入口、３ｂ
……排ガス出口。
１図は概略構成図、第２図は触媒担体に含浸させ
るPtおよびRhの排ガス流方向の含浸量変化を示
す説明図、第３図は三元触媒の浄化性能を示す
図、第４図は各種触媒貴金属の水性ガス反応性の
比較図、第５図はNOxとHCの浄化性能に及ぼす
Pt／Rh比の効果を示す図、第６図はRh触媒のH2
とCOの濃度変化に対するNOx浄化性能を示す
図、第７図はPt触媒単独層とPt・Rh触媒層との
二層触媒の活性に及ぼす貴金属量の効果を示す測
定結果図、第８図はPt触媒単独層とPt・Rh触媒
層との比率の触媒性能への効果を示す測定結果図
である。 １……排気管、２……触媒器、Ａ……三元触
媒、３……触媒担体、３ａ……排ガス入口、３ｂ
……排ガス出口。
Claims (1)
- １ モノリス型三元触媒であつて、触媒担体に含
浸させるPtおよびRhの量を、Ptは触媒担体の排
ガス入口側がリツチで排ガス出口側がリーンにな
るように変化させ、Rhは触媒担体の排ガス入口
側がリーンで排ガス出口側がリツチになるように
変化させ、かつ排ガス出口側ではRhとPtとを共
存させたことを特徴とする自動車の排ガス浄化用
触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2963780A JPS56126437A (en) | 1980-03-08 | 1980-03-08 | Catalyst for purification of exhaust gas of automobile |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2963780A JPS56126437A (en) | 1980-03-08 | 1980-03-08 | Catalyst for purification of exhaust gas of automobile |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56126437A JPS56126437A (en) | 1981-10-03 |
| JPS6357096B2 true JPS6357096B2 (ja) | 1988-11-10 |
Family
ID=12281590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2963780A Granted JPS56126437A (en) | 1980-03-08 | 1980-03-08 | Catalyst for purification of exhaust gas of automobile |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56126437A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61287451A (ja) * | 1985-06-13 | 1986-12-17 | Nippon Denso Co Ltd | 排ガス浄化用触媒担体 |
| JPH0522261Y2 (ja) * | 1987-04-22 | 1993-06-08 | ||
| FR2622126B1 (fr) * | 1987-10-21 | 1991-06-14 | Procatalyse Ste Fse Produits C | Catalyseur pour le traitement des gaz d'echappement des moteurs a combustion interne et procede de fabrication de ce catalyseur |
| JP2879738B2 (ja) * | 1989-03-28 | 1999-04-05 | 触媒化成工業株式会社 | 排ガスの浄化方法およびそれに使用する触媒成型体 |
| CA2011484C (en) * | 1989-04-19 | 1997-03-04 | Joseph C. Dettling | Palladium-containing, ceria-supported platinum catalyst and catalyst assembly including the same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6015383B2 (ja) * | 1977-04-14 | 1985-04-19 | 日産自動車株式会社 | モノリス状触媒の触媒金属化合物の含浸方法 |
-
1980
- 1980-03-08 JP JP2963780A patent/JPS56126437A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56126437A (en) | 1981-10-03 |
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