(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直鎖状ポリマーをアルミナに添加して調製したアルミナゲルを乾燥した後に該直鎖状ポリマーを分解解離させる加熱処理を施して得たγ−アルミナを活性金属イオン水溶液中に浸漬することにより、γ−アルミナ中の酸点に上記活性金属イオン水溶液中の活性金属を吸着させることを特徴とする排気ガス浄化用触媒の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された排気ガス浄化用触媒の製造方法において、
上記γ−アルミナは、その比表面積が３２０〜５００ｍ2／ｇであることを特徴とする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】
本発明は、ＮＯx浄化能を高めた排気ガス浄化用触媒の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンに関しての燃料規制に対応するため、希薄燃料エンジン、いわゆるリーンバーンエンジンの実用化が図られている。同時にエンジンから排出されるガスの中で、ＮＯxは人体および生態系に悪影響を及ぼすことから装置外へ排出されることが極力防止されなければならない。
【０００３】
その排出防止対策にはいくつかの方法があるが、移動式エンジンの場合、エンジン後段に設置した触媒によりＮＯxを除去することが現実的である。しかし従来の三元触媒は、高酸素濃度下ではＮＯx浄化機能がないことからＮＯxを効果的に除去することはできなかった。
【０００４】
ＮＯxを効果的に除去することができる触媒として、銅イオン交換ゼオライトまたはγ−アルミナが知られている。さらに、特開平１−１３０７３５号公報には、イオン変換により遷移金属を含有させたゼオライトを、担体にコートして得られる触媒をＮＯxの除去に使用する技術が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述したようなＮＯxを除去するための触媒は、実験室レベルでは９０％を超えるＮＯx浄化率を示すにも拘らず実際の移動式エンジンにおいては、
（ａ）ＮＯx除去が可能な温度（活性温度）が実車の排ガス温度条件と異なること、
（ｂ）実験室での装備テスト時のガス組成と実車の排ガス組成とが若干異なること、
（ｃ）実験室での装備テスト時のガス流速が実車の排ガス流速よりも低いこと、等に起因してＮＯx除去に優れた効果を奏し得ないという問題点があった。
【０００６】
また、ＮＯx除去のための触媒の要素としてゼオライトを用いる場合には、実車の排ガス温度はエンジンの運転状況によっては８００〜９００℃の高温に達することがあり、ゼオライトの耐熱性の面からその耐久性を保全するための対策が必要になるという問題点があった。
【０００７】
また、耐熱性に富むという面からγ−アルミナを触媒の要素として用いることが考えられている。このγ−アルミナは従来、上記三元触媒の担体として用いられてきた。一方、比表面積値を高めたγ−アルミナは、実車エンジン排ガス中に含まれる還元剤（ＨＣ：ハイドロカーボン）の共存下では優れたＮＯx浄化能を発現することから、ＮＯx浄化用の触媒として有用されている。
【０００８】
しかしながら、γ−アルミナの活性温度は、触媒材料温度で４５０℃以上が必要であることにより、実車にそのまま使用したのではＮＯx浄化の効果が見られない。したがって、実用的に使用するためには、γ−アルミナの活性温度を従来のものよりも低くする必要があるという問題点があった。
【０００９】
上記に鑑みて、本発明は、γ−アルミナの活性温度を低温域に移行させることにより、エンジンの空燃比がリーン状態の場合または水素エンジン等である場合の排ガス中のＮＯxを除去する機能を優れたものとする排気ガス浄化用触媒の製造方法の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述したような目的を達成するため、本発明は、優れたＮＯx浄化能を持つ高い比表面積値を有するγ−アルミナに活性金属を吸着含有させることにより、γ−アルミナの活性温度を低温域に移行させ比較的低温域において排ガスの浄化を効果的に行うことを可能としようとするものである。
【００１１】
具体的に本発明の講じた第１の解決手段は、直鎖状ポリマーをアルミナに添加して調製したアルミナゲルを乾燥した後に該直鎖状ポリマーを分解解離させる加熱処理を施して得たγ−アルミナを活性金属イオン水溶液中に浸漬することにより、γ−アルミナ中の酸点に上記活性金属イオン水溶液中の活性金属を吸着させる構成とするものである。
【００１２】
また、本発明の講じた第２の解決手段は、第１の解決手段において、上記γ−アルミナの比表面積が３２０〜５００ｍ2／ｇである構成とするものである。
【００１３】
【作用】
上記各構成により、通常ゾル−ゲル法等により直鎖状ポリマーを混合して調製されたγ−アルミナは、３２０ｍ2／ｇ程度から約５００ｍ2／ｇに達する高い比表面積値を有するものとすることができる。このようなγ−アルミナの組織中には酸素分子が過剰に存在し易く、電荷的に不均質であることにより弱い酸性を示す。
【００１４】
この酸性はルイスの酸性と呼ばれるものであって、このようなγ−アルミナを銅等の金属イオン水溶液中に入れるとプラスの電荷を有する金属イオンは、不対電子が存在する酸点、いわゆるルイス酸点に吸着される。
【００１５】
ルイス酸点に吸着された金属イオン原子、例えば銅イオン、コバルトイオン等は、イオン結合よりも弱い結合であるため銅の場合は２価の銅分子とならず不安定な状態となっている。
【００１６】
したがって、γ−アルミナ中の前述したような酸点には、活性金属イオン水溶液中の活性金属が、ファン・デル・ワールス力として知られている弱い静電的な凝集力により分子性結晶を生成することにより吸着される。
【００１７】
この吸着された金属は、電子的に不安定な状態であり、金属イオンの酸化還元反応を促進させ、結果的に活性に富みＮＯxの浄化能を低温域に拡大することになる。そして、この活性は温度の影響または酸素雰囲気等によって劣化することが殆んどなく、永続する。
【００１８】
【実施例】
次に、本発明の一実施例について説明する。
【００１９】
実施例１
長い直鎖状ポリマーをアルミナに添加して調製したアルミナゲルを真空乾燥して乾燥体を得、次にこの乾燥体を６００℃にて３時間、大気雰囲気中で加熱処理することにより、上記直鎖状ポリマーを分解解離させて３２０ｍ2／ｇの比表面積値を有するγ−アルミナを得た。
【００２０】
次に、このγ−アルミナ２０ｇが有する酸点量に対応する銅イオン量に見合う酢酸銅を秤量した後、この酢酸銅を５００mlのイオン交換水に溶解して金属イオン水溶液とした。
【００２１】
この金属イオン水溶液中に上記γ−アルミナ２０ｇを投入し、室温にて約１２時間撹拌したところ、母液は無色となり、銅イオンの大部分がγ−アルミナの酸点に吸着されたことがわかった。この時点で固相を濾別し、青色の粉末を収得した。
【００２２】
上記青色の粉末をプレス成形した後、粉砕し１６〜３２メッシュに分級し、本発明の触媒を得た。この触媒を固定床流通装置に０．４５ｇ（約１ml容量）セットし、ＮＯx浄化特性を調べた。
【００２３】
実施例２
実施例１における酢酸銅を使用した金属イオン水溶液に代えて酢酸第１コバルトを使用した金属イオン水溶液とする以外は、実施例１とほとんど同様に行って、本発明の触媒を得た。
【００２４】
この触媒を同じく固定床流通装置に０．４５ｇ（約１ml容量）セットし、ＮＯx浄化特性を調べた。
【００２５】
比較例
比較例として従来のγ−アルミナのみの触媒を同じく固定床流通装置に０．４５ｇ（約１ml容量）セットし、ＮＯx浄化特性を調べた。
【００２６】
実施例１、２および比較例の測定結果を図１に示す。
【００２７】
測定時の反応条件は、ＮＯx：１１００ｐｐｍ、ＨＣ：３７５０ｐｐｍＣ、Ｏ2：１０％、ＳＶ：１００００ｎ-1であった。
【００２８】
図１に示されるグラフから見れば、実施例１の銅吸着のものは活性温度が３５０℃付近から始まる低温域に移行し、実施例２のコバルト吸着のものは活性温度が４００℃付近から始まる低温域に移行している。したがって、本発明の実施例の触媒は比較例の従来のγ−アルミナのみの触媒に対比して、いずれも活性温度が低温域に移行するとともに、優れたＮＯx浄化率を示している。さらに、その活性は永続した。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る排気ガス浄化用触媒の製造方法によれば、γ−アルミナの酸点に吸着される金属の活性が高いことにより、活性温度が低温域に移行するとともに、その活性が永続する触媒が確実に得られる。したがって、エンジン排ガス組成に対して効果的な浄化作用が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例および従来例についての活性温度とＮＯx浄化率との関係を示すグラフである。
【図１】
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