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公開番号2024130162
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023039726
出願日2023-03-14
発明の名称排ガス浄化触媒装置及び排ガス浄化触媒システム
出願人株式会社キャタラー
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類B01J 35/57 20240101AFI20240920BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】ガソリンエンジンの排気系で用いたときに、耐熱性が高く、高度の3元触媒性能を有し、かつ、NH₃排出量が低減されたガソリンエンジン用排ガス浄化触媒装置を提供すること。
【解決手段】基材と、プロトン型ゼオライトを含有するNH₃吸着層と、Pd、Pt、及びRhから選択される触媒貴金属を含有するPGM層と、有する、ガソリンエンジン用排ガス浄化触媒装置であって、前記NH₃吸着層に含まれる前記プロトン型ゼオライトは、平均細孔径が0.60nm以下であり、前記NH₃吸着層は、前記PGM層よりも前記基材側に配置されており、前記基材の排ガス流れ上流端から、前記基材の全長よりも短い長さで配置されており、かつ、前記PGM層は、前記基材の排ガス流れ上流端から、前記NH₃吸着層よりも長い長さで配置されている、排ガス浄化触媒装置。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
基材と、
プロトン型ゼオライトを含有するＮＨ
３
吸着層と、
Ｐｄ、Ｐｔ、及びＲｈから選択される触媒貴金属を含有するＰＧＭ層と、
を有する、ガソリンエンジン用排ガス浄化触媒装置であって、
前記ＮＨ
３
吸着層に含まれる前記プロトン型ゼオライトは、平均細孔径が０．６０ｎｍ以下であり、
前記ＮＨ
３
吸着層は、
前記ＰＧＭ層よりも前記基材側に配置されており、
前記基材の排ガス流れ上流端から、前記基材の全長よりも短い長さで配置されており、かつ、
前記ＰＧＭ層は、前記基材の排ガス流れ上流端から、前記ＮＨ
３
吸着層よりも長い長さで配置されている、
排ガス浄化触媒装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記プロトン型ゼオライトが、基本骨格が４、６、及び８員環から選ばれる環のみから構成されている少員環プロトン型ゼオライトを、前記プロトン型ゼオライトの全質量に対して８０質量％以上含む、請求項１に記載の排ガス浄化触媒装置。
【請求項３】
前記少員環プロトン型ゼオライトが、Ｈ－ＡＣＯ、Ｈ－ＡＥＩ、Ｈ－ＡＥＮ、Ｈ－ＡＦＮ、Ｈ－ＡＦＴ、ＡＦＸ、Ｈ－ＡＮＡ、Ｈ－ＡＰＣ、Ｈ－ＡＰＤ、Ｈ－ＡＴＴ、Ｈ－ＣＤＯ、Ｈ－ＣＨＡ、Ｈ－ＤＤＲ、Ｈ－ＤＦＴ、Ｈ－ＥＡＢ、Ｈ－ＥＤＩ、Ｈ－ＥＰＩ、Ｈ－ＥＲＩ、Ｈ－ＧＩＳ、Ｈ－ＧＯＯ、Ｈ－ＩＨＷ、Ｈ－ＩＴＥ、Ｈ－ＩＴＷ、Ｈ－ＬＥＶ、Ｈ－ＬＴＡ、Ｈ－ＫＦＩ、Ｈ－ＭＥＲ、Ｈ－ＭＯＮ、Ｈ－ＮＳＩ、Ｈ－ＯＷＥ、Ｈ－ＰＡＵ、Ｈ－ＰＨＩ、Ｈ－ＲＨＯ、Ｈ－ＲＴＨ、Ｈ－ＳＡＴ、Ｈ－ＳＡＶ、Ｈ－ＳＩＶ、Ｈ－ＴＨＯ、Ｈ－ＴＳＣ、Ｈ－ＵＥＩ、Ｈ－ＵＦＩ、Ｈ－ＶＮＩ、Ｈ－ＹＵＧ、及びＨ－ＺＯＮから選択される１種又は２種以上である、請求項２に記載の排ガス浄化触媒装置。
【請求項４】
前記ＮＨ
３
吸着層が、前記基材の上流端から、基材全長の４０％以上９０％以下の長さで配置されている、請求項１に記載の排ガス浄化触媒装置。
【請求項５】
前記ＮＨ
３
吸着層が、前記基材の上流端から、基材全長の４０％以上９０％以下の長さで配置されている、請求項２に記載の排ガス浄化触媒装置。
【請求項６】
前記ＰＧＭ層が、Ｐｄ及びＰｔから選択される触媒貴金属を含有する第１のＰＧＭ層と、Ｒｈを含有する第２のＰＧＭ層とを有し、
前記第１のＰＧＭ層は、前記基材の排ガス流れ上流端から基材全長の１０％以上の長さが、排ガスと直接接する最上層となっており、かつ、
前記第２のＰＧＭ層は、前記基材の排ガス流れ下流端から基材全長の２０％以上の長さが、排ガスと直接接する最上層となっている、
請求項１～５のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
【請求項７】
前記第１のＰＧＭ層が、前記基材の排ガス上流端から基材全長の１０％以上８０％以下の長さで配置されている、請求項６に記載の排ガス浄化触媒装置。
【請求項８】
前記第２のＰＧＭ層が、前記基材の排ガス下流端から基材全長の２０％以上９０％以下の長さで配置されている、請求項６に記載の排ガス浄化触媒装置。
【請求項９】
前記第１のＰＧＭ層が、前記基材の排ガス上流端から基材全長の２０％以上８０％以下の長さで配置されており、
前記第２のＰＧＭ層が、前記基材の排ガス下流端から基材全長の３０％以上９０％以下の長さで配置されており、
前記第１のＰＧＭ層の長さと前記第２のＰＧＭ層の長さとの合計が前記基材の全長を超え、かつ、
前記第１のＰＧＭ層と前記第２のＰＧＭ層とが重複している領域では、前記第２のＰＧＭ層が排ガスと直接接する最上層となっている、
請求項６に記載の排ガス浄化触媒装置。
【請求項１０】
ガソリンエンジンの排気系に、請求項１～５のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置を配置して、前記ガソリンエンジンから排出された排ガスを浄化することを含む、排ガス浄化方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガソリンエンジンの排気系で用いられる、ガソリンエンジン用排ガス浄化触媒装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジンから排出される排ガスには、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）等が含まれており、これらは、エンジンの排気系に配置された排ガス浄化触媒装置又はシステムによって浄化された後に大気に排出される。
【０００３】
排ガス浄化触媒システムとして、排気系の排ガス流れ方向に沿って複数の排ガス浄化触媒装置を直列に配置したものが知られている。例えば、特許文献１には、Ｐｔ又はＲｈを担持した上流側３元触媒装置と、Ｐｄ及びＨＣ吸着剤を担持した下流側３元触媒装置とを備える排ガス浄化システムが開示されている。
【０００４】
上流側３元触媒装置と下流側３元触媒装置とを備える排ガス浄化システムでは、上流側３元触媒装置において、排ガス中のＮＯｘの水蒸気改質反応が起こり、ＮＯ
２
及びＨ
２
が生成する。ここで、排ガスがリッチ雰囲気であると、排ガス中のＮＯｘが生成したＨ
２
により還元されて、ＮＨ
３
が生成されることがある。上流側３元触媒装置で生成したＮＨ
３
は、下流側３元触媒装置で再酸化されてＮＯｘが再生されることがあり、ＮＯｘ浄化の観点から問題が生じる。
【０００５】
そこで、例えば、特許文献２では、排ガス中の成分を酸化する第１浄化部と、アンモニア吸蔵能を有し、第１浄化部で酸化された成分を吸蔵アンモニアにより還元浄化する機能を有する第２浄化部とを備えるシステムにおいて、排ガス流れの上流側に第１浄化部を含む上流側触媒装置を配置し、下流側に第１浄化部から成る下層上に第２浄化部から成る上層を積層した２層型の下流側触媒装置を配置することが記載されている。
【０００６】
そして、上流側触媒装置でＮＨ
３
が生成した場合、下流側触媒装置の第２浄化部がＮＨ
３
を吸蔵し、流入するＮＯｘを吸蔵ＮＨ
３
によってＮ
２
に還元浄化すると説明されている。この特許文献２では、ＮＨ
３
吸蔵能を有する第２浄化部に、Ｃｕ－ゼオライトを採用すると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００２－２６３４５０号公報
特開２０１８－１００６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
自動車の排ガス規制は、年々厳しくなっており、近年発表されたＥｕｒｏ７規制では、従来からのＨＣ、ＣＯ、及びＮＯｘとともに、ＮＨ
３
が規制対象に加えられた。したがって、従来の３元触媒性能を維持しつつ、ＮＨ
３
排出量が低減された、排ガス浄化触媒装置又はシステムが必要となってきた。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガソリンエンジンの排気系で用いたときに、耐熱性が高く、高度の３元触媒性能を有し、かつ、ＮＨ
３
排出量が低減されたガソリンエンジン用排ガス浄化触媒装置、及びこの排ガス浄化触媒装置を含む排ガス浄化触媒システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下のとおりである。
（【００１１】以降は省略されています）

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