自動車触媒システムヘのゼオライト利用

Katsuaki Katoh; 加藤克昭; Makoto Nagata; 永田誠; Takeshi Kobayashi; 小林武史

doi:10.20731/zeoraito.19.1.11

自動車触媒システムヘのゼオライト利用Zeolite use for the auto exhaust catalyst system

加藤克昭，永田誠，小林武史Katsuaki Katoh, Makoto Nagata, Takeshi Kobayashi

エヌ・イーケムキャット株式会社Research & Development Section, Numazu Plant, N. E. Chemcat Corporation ◇ 〒410-0314 静岡県沼津市一本松678

発行日：2002年3月10日Published: March 10, 2002

今日，ほぽ全てのガソリン自動車には三元触媒が広く普及し，環境への寄与は誰もが認めるところとなっている。しかしながら，近年の環境に対する関心の高まりから自動車排気ガス用の触媒には新たな機能が要求されるようになってきた。そのような要求に応えるための一つの材料として，ゼオライトの利用が検討されてきた。ガソリン自動車では，エンジン始動時に排出される炭化水素（HC）を一時的にゼオライト上に吸着し，三元触媒が機能する温度になってから脱離して浄化するHCトラップ触媒が検討されてきた。現状では，吸着したHCの脱離温度は三元触媒の活性開始温度よりも低く，そのままでは脱離HCは充分に浄化されないが，排気システムの工夫により，近年，実用化されるに至った。また，いままで触媒が装着されていなかったディーゼル車でも昨今の排気ガス規制強化に伴い，触媒の使用が不可欠になりつつある。これらの規制に対して，ディーゼル自動車に使用される触媒にゼオライトは大きなウエイトを占める材料である。ディーゼル自動車の場合，ゼオライトに求められる機能は酸素過剰雰囲気下での窒素酸化物の還元浄化である。ゼオライトは反応場の提供および還元剤として，HC-SCRの場合はHCを，尿素－SCRの場合はNH₃ をトラップする役割を担うと考えられている。また，ディーゼル自動車の場合，ガソリン自動車よりも排気温度が低く，ガソリン自動車と同様にゼオライトのHC トラップ機能も利用されている。

ガソリン及びディーゼル車の排気ガス浄化触媒の材料として広く利用されるためには，耐熱性の改良など多くの課題が残っており，排気システムとのマッチングが不可欠である。

Today the three-way-conversion (TWC) catalyst is employed in almost gasoline-powered Vehicle and the contribution of TWC catalyst on environment have bee well known．The additional function，however，has been required for the auto-exhaust catalyst with the rise of concern for the environmental．

As one of the potential material for the request，the zeolite has been studied．The zeolite has been studied as ahydrocarbon (HC) trap material in the gasoline-engine vehicle．In this application，HC emitted at the cranking is trapped on the zeolite temporarily，then released as the temperature rising and purified by TWC function．The conversion of released HC is not sufficient because HC is released before TWC catalystis not activated enough．Recently，the HC trap catalyst has been successfully developed with the optimization of the exhaust system．

On the other hand，the catalyst becomes essential in the diesel-engine vehicle due to the introduction of stricter legislation and the zeolite is one of the important materials for the legislation．In the diesel application，NO_x reduction under oxidizing condition is required for zeolite．It is considered that the zeolite provides a reaction field and trapplng function of reductants．The zeolite is required as HC trap under the low temperature exhaust-gas，too．

For the spreading of the zeolite material in the auto-exhaust catalyst application，not only a solution of various problems like thermal stability but also the combination with the exhaust system must be essential．

Key words: TWC catalyst; zeolite; hydrocarbon trap; diesel; gasoline; HC; NO_x reduction

日本ゼオライト学会　刊行物 Publication of Japan Zeolite Association

解説解説

自動車触媒システムヘのゼオライト利用Zeolite use for the auto exhaust catalyst system