(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒成分担持用担体の表面にＨＣを吸着するＨＣ吸着剤粉末が分散して配置され、
上記ＨＣ吸着剤粉末の少なくとも外側に未浄化の排気ガス成分を浄化する触媒金属が分散配置された
エンジンの排気ガス浄化用触媒の製造方法であって、
ＨＣを吸着するＨＣ吸着剤粉末と、未浄化の排気ガス成分を浄化する触媒金属を含む溶液とを混合した後、蒸発乾固して上記ＨＣ吸着剤粉末の表面に上記触媒金属を担持して、触媒金属を担持したＨＣ吸着剤粉末を形成した後に、触媒金属担持ＨＣ吸着剤粉末を触媒成分担持用担体の表面にウオッシュコートし、さらに該ウオッシュコートの層にセリウムを含む水溶液を含浸し、焼成した
エンジンの排気ガス浄化用触媒の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、三元触媒（ＴＷＣ）にＨＣ吸着剤を担持させて、エンジンの排気ポートから排出されるＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）の有害ガスを浄化するようなエンジンの排気ガス浄化用触媒の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの排気ガス浄化用触媒としては、例えば、特開平３−２０２１５４号公報に記載の触媒がある。
すなわち、図５に示すように、コージエライト（cordierite、化学記号Ｍｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８）等のハニカム状の触媒成分担持用担体１０１(いわゆるハニカム担体)の表面に、Ｐｔ−Ｒｈ系触媒成分（白金・ロジウム系触媒成分）を含むアルミナ層（詳しくはγ−Ａｌ２Ｏ３層）からなる第１コート層１０２を設け、この第１コート層１０２の上に、ＣｅＯ２（酸化セリウム）とエンジンの未燃焼ガス成分を吸着するＨＣ吸着剤とを含む第２コート層１０３を設けた排気ガス浄化用触媒１０４である。
【０００３】
この従来の排気ガス浄化用触媒１０４によれば、ハニカム担体１０１の多数の細孔１０５…を排気ガスが流通する際に、排気ガス低温時には同排気ガス中のＨＣ（Hydrocarbon 、ハイドロカーボン）は第２コート層１０３内のＨＣ吸着剤に吸着され、排気ガス温度が高まった時、ＨＣ吸着剤からＨＣが脱離され、第１コート層１０２内に拡散して浄化され、浄化率を高めることができる利点がある反面、Ｐｔ−Ｒｈ系触媒金属の第１コート層１０２がＨＣ吸着剤を含む第２コート層１０３の内側に形成されている関係上、脱離ＨＣと触媒金属との充分な接触が得られず、良好なＨＣ浄化率の向上を図ることができない問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、ＨＣを吸着するＨＣ吸着剤から脱離して放出されるＨＣを触媒金属と接触しやすい構造とすることで、ＨＣ浄化率の充分な向上を図ることができ、しかも、ＨＣ吸着剤粉末の表面に薄く触媒金属が配設された触媒金属担持ＨＣ吸着剤粉末を、触媒成分担持用担体にウオッシュコートすることで、ＨＣが脱離して放出される時、ＨＣ吸着剤粉末表面の触媒金属で放出ＨＣを燃焼除去し、ＨＣ浄化率の充分な向上を図ることができ、さらに、ウオッシュコートの層にセリウムを含む水溶液を含浸し、焼成することによりＣeＯ２（酸化セリウム）からのＯ２（酸素）の供給により、酸化反応にてＨＣを燃焼除去して、ＨＣ浄化率のさらなる向上を図ることができるエンジンの排気ガス浄化用触媒の製造方法の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明によるエンジンの排気ガス浄化用触媒の製造方法は、触媒成分担持用担体の表面にＨＣを吸着するＨＣ吸着剤粉末が分散して配置され、上記ＨＣ吸着剤粉末の少なくとも外側に未浄化の排気ガス成分を浄化する触媒金属が分散配置されたエンジンの排気ガス浄化用触媒の製造方法であって、ＨＣを吸着するＨＣ吸着剤粉末と、未浄化の排気ガス成分を浄化する触媒金属を含む溶液とを混合した後、蒸発乾固して上記ＨＣ吸着剤粉末の表面に上記触媒金属を担持して、触媒金属を担持したＨＣ吸着剤粉末を形成した後に、触媒金属担持ＨＣ吸着剤粉末を触媒成分担持用担体の表面にウオッシュコートし、さらに該ウオッシュコートの層にセリウムを含む水溶液を含浸し、焼成したものである。
【０００６】
【発明の効果】
この発明によれば、ＨＣ吸着剤粉末の少なくとも外側に触媒金属が分散配置された構造であるから、ＨＣ吸着剤から脱離して放出されるＨＣは必ず触媒金属と接触するので、ＨＣ浄化率の充分な向上を図ることができる効果がある。しかも、蒸発乾固定により、ＨＣ吸着剤粉末の表面に薄く触媒金属が担持された触媒金属担持ＨＣ吸着剤粉末を、触媒成分担持用担体にウオッシュコートする方法であるから、ＨＣが脱離して放出される時、ＨＣ吸着剤粉末表面の触媒金属で放出ＨＣを燃焼除去して、ＨＣ浄化率の充分な向上を図ることができる効果がある。
【０００７】
さらに、ウオッシュコートの層にセリウムを含む水溶液を含浸し、焼成（焼成することにより酸化セリウムとなる）する方法であるから、ＣｅＯ２（酸化セリウム）からのＯ２（酸素）の供給により、酸化反応にてＨＣを燃焼除去して、ＨＣ浄化率のさらなる向上を図ることができる効果がある。
【０００８】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面はエンジンの排気ガス浄化用触媒の製造方法を示すが、まず図１〜図３を参照して排気ガス浄化装置の構成について説明する。図１において、エンジンの排気系に介設される排気ガス浄化装置１は、車両のアンダフロア位置に配設されると共に、この排気ガス浄化装置１は前後両端に接合フランジ部２，３を備え、排気ガス入口４にコーン部５を介してキャタリストケース６の前端側を接続し、このキャタリストケース６の後端側はコーン部７を介して排気ガス出口８に接続している。ここで、上述の排気ガス入口４は排気通路を介してエンジンの排気ポートに連通され、上述の排気ガス出口８は排気通路を介してマフラに連通接続される。
【０００９】
上述のキャタリストケース６内の排気上流側となる前段には未浄化の排気ガス成分を浄化する三元触媒９を配設し、排気下流側となる後段にはＨＣを吸着するＨＣ吸着剤、未浄化の排気ガス成分を浄化する三元触媒、ＣｅＯ２（酸化セリウム）が複合された複合触媒１０を配設している。
【００１０】
上述の後段側の複合触媒１０は、図２に示すように、その外径が円柱状で、かつ軸方向の形状がハニカム状に形成され、多数の細孔１１…を有する。しかも、その断面構造は図３に示すように、コージエライト（Ｍｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８）製ハニカム担体１２（触媒成分担持用担体のこと）の表面に、ＨＣを吸着するＭＦＩ（ゼオライ）粉末からなるＨＣ吸着剤粉末を含有する第１コート層１３を形成し、この第１コート層１３の外表面にＰｄ（パラジウム）等の触媒金属を含有する第２コート層１４を形成し、さらに上述の第１コート層１３と第２コート層１４との２層コートハニカムに対してセリウムを含浸手段により担持させている。
【００１１】
このように、ＨＣ吸着剤粉末（第１コート層１３参照）の外側に未浄化の排気ガス成分を浄化する触媒金属（第２コート層１４参照）が分散配置された構造であるから、排気ガス中のＨＣはＨＣ吸着剤にトラップされた後に、このＨＣ吸着剤から脱離するが、この放出ＨＣは必ず触媒金属の層（第２コート層１４参照）と接触するので、ＨＣ浄化率の充分に向上を図ることができる効果がある。
【００１２】
上述の図３に示す複合触媒１０の製造方法を、図４に示す工程図に基づいて詳述する。
まず図４の第１工程Ｓ２１で、ＨＣ吸着剤粉末と触媒金属含有水溶液（この実施例では水溶液を用いるが、水溶液に代えて有機溶液を用いてもよい）とを混合する。
【００１３】
すなわち、ＨＣ吸着剤として水素イオン交換ＭＯＲ（モルデナイト）粉末（ケイバン比２０）を２００ｇ用い、触媒金属含有水溶液として硝酸パラジウム水溶液（Ｐｄ、４．４ｗｔ％）を１２０ｇ用い、これら両者を１００ｇのＨ２Ｏ（水）中で混合撹拌する。
【００１４】
次に図４の第２工程Ｓ２２で、加熱手段として例えばホットプレートを用いて上記水溶液を加熱しつつ撹拌を続けると、ＨＣ吸着剤粉末の上にＰｄ（パラジウム）が担持された乾燥粉末を得ることができる。この方法を一般に蒸発乾固という。
【００１５】
次に図４の第３工程Ｓ２３で、上述の触媒金属担持ＨＣ吸着剤粉末をハニカム担体にウオッシュコートする。すなわち、上述の蒸発乾固手段により得られた触媒金属担持ＨＣ吸着剤粉末と、バインダとしての水和アルミナとを重量比で５：１の割合にて水と混合して、スラリーを形成し、このスラリーに対してハニカム担体を浸漬、引上げ、エアブラスト、乾燥を繰返すことで、ハニカム担体にＰｄ担持ＭＯＲをウオッシュコートした後に、焼成する。なお、総担持量は２００ｇ／リッタとした。
【００１６】
次に図４の第４工程Ｓ２４で、上述のウオッシュコート済みのハニカム担体に対してセリウムを含浸させる。すなわち、Ｃｅ（ＮＯ３）３（硝酸セリウム）１６４ｇを１リッタの水に溶解し、この硝酸セリウム水溶液を用いて上述のハニカム担体に含浸させ、次に図４の第５工程Ｓ２５で、Ｃｅ（ＮＯ３）３（硝酸セリウム）水溶液含浸後のハニカム担体を焼成して、ＣｅＯ２（酸化セリウム）を５０ｇ／リッタ担持させた複合触媒を製造した。
【００１７】
このように、上記実施例のエンジンの排気ガス浄化用触媒の製造方法は、蒸発乾固手段によりＨＣ吸着剤粉末の表面に薄く触媒金属（この場合はＰｄ）が担持された触媒金属担持ＨＣ吸着剤粉末を、触媒担体にウオッシュコートする方法であるから、ＨＣが脱離して放出される時、ＨＣ吸着剤粉末表面の触媒金属で放出ＨＣを燃焼除去して、ＨＣ浄化率の充分な向上を図ることができる効果がある。また上述のウオッシュコート済みのハニカム担体に対してセリウムを含浸担持させたので、ＣｅＯ２（酸化セリウム）からのＯ２（酸素）の供給により、酸化反応にてＨＣを燃焼除去することができ、ＨＣ浄化率のより一層充分な向上を図ることができる効果がある。
【００１８】
上述の実施例により製造されたハニカムは、ＨＣ吸着剤によるＨＣ吸着能力と、ＣｅＯ２（酸化セリウム）による酸素吸蔵能力とを有し、かつ吸着ＨＣを触媒金属により円滑に酸素と反応させて浄化することができる。
【００１９】
上述の図４に示す実施例の製造方法により製造された複合触媒（ハニカム）を、Ｖ型６気筒２５００ｃｃエンジンのアンダフロア位置に搭載し、ＣＶＳ４モード（米国標準走行モードのＦＴＰモードと同意）のＹ１モードにて実車走行し、触媒コンバータ前後のＨＣ量を測定した後に、ＨＣ浄化率を算出した結果を次の［表１］に実施例１として示す。なお、この実車走行テストは図１に示すキャタリストケース６内に複合触媒のみを配置し、コンバータ容量を１．３リッタに設定した場合のデータである。また比較例１、比較例２は通常の三元触媒を備えた触媒コンバータに対して上述同様の実車走行テストを行なった結果を示す。
【００２０】
【表１】
0003596026.tif 000002
上記の［表１］から明らかなように、実施例１は比較例１，２に対して優れたＨＣ浄化率を示す。すなわち上記実施例１の複合触媒は冷間時における排気ガス中のＨＣをＨＣ吸着剤で一旦吸着し、暖機後においてＨＣ吸着剤から脱離して放出されるＨＣを触媒金属と接触しやすい構造としたことにより、ＨＣを燃焼浄化することができるので、上表１の如く優れたＨＣ浄化率の達成を図ることができる。
【００２１】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の排気ガス浄化用触媒は、実施例の複合触媒１０に対応し、
以下同様に、
触媒担体は、ハニカム担体１２に対応し、
ＨＣ吸着剤粉末が分散配置された層は、第１コート層１３に対応し、
触媒金属が分散配置された層は、第２コート層１４に対応し、
ＨＣ吸着剤は、ＭＯＲ（モルデナイト）に対応し、
触媒金属は、Ｐｄ（パラジウム）に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構造のみに限定されるものではない。
【００２２】
例えば、ＨＣ吸着剤としては、上記要素の他に、ＭＦＩ（ゼオライト）、Ｈ型ＦＡＵ（Ｙ型ゼオライト）ＦＥＲ（フェリエライト）またはＣＨＡ（シャバサイト）を用いてもよく、触媒金属としてはＰｄ（パラジウム）の他にＰｔ−Ｒｈ（白金・ロジウム）やＰｄ−Ｒｈ（パラジウム・ロジウム）を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエンジンの排気ガス浄化用触媒を備えた排気ガス浄化装置の断面図。
【図２】図１の複合触媒を抽出して示す斜視図。
【図３】図２の要部拡大断面図。
【図４】エンジンの排気ガス浄化用触媒の製造方法の実施例を示す工程図。
【図５】従来の排気ガス浄化用触媒の要部拡大断面図。
【符号の説明】
１０…複合触媒
１２…ハニカム担体（触媒成分担持用担体）
１３…第１コート層
１４…第２コート層
【図１】
0003596026.tif 000003
【図２】
0003596026.tif 000004
【図３】
0003596026.tif 000005
【図４】
0003596026.tif 000006
【図５】
0003596026.tif 000007