+

WO2018131196A1 - 排気ガス浄化用組成物 - Google Patents

排気ガス浄化用組成物 Download PDF

Info

Publication number
WO2018131196A1
WO2018131196A1 PCT/JP2017/027124 JP2017027124W WO2018131196A1 WO 2018131196 A1 WO2018131196 A1 WO 2018131196A1 JP 2017027124 W JP2017027124 W JP 2017027124W WO 2018131196 A1 WO2018131196 A1 WO 2018131196A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
exhaust gas
zeolite
composition
gas purification
surface area
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/027124
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
丞 西川
覚史 渡邊
道隆 山口
Original Assignee
三井金属鉱業株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三井金属鉱業株式会社 filed Critical 三井金属鉱業株式会社
Priority to BR112018076517-1A priority Critical patent/BR112018076517B1/pt
Priority to CN201780034174.1A priority patent/CN109219482B/zh
Priority to US16/307,768 priority patent/US10434502B2/en
Priority to JP2018506241A priority patent/JP6339306B1/ja
Priority to EP17891651.6A priority patent/EP3456412B1/en
Publication of WO2018131196A1 publication Critical patent/WO2018131196A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/80—Mixtures of different zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16—Alumino-silicates
    • B01J20/18—Synthetic zeolitic molecular sieves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56—Platinum group metals
    • B01J23/64—Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/648—Vanadium, niobium or tantalum or polonium
    • B01J23/6482—Vanadium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/02—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils characterised by the catalyst used
    • C10G11/04—Oxides
    • C10G11/05—Crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
    • F01N2370/02—Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors
    • F01N2370/04—Zeolitic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2510/00—Surface coverings
    • F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
    • F01N2510/063—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction zeolites

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purification composition containing zeolite.
  • Hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NOx) are contained in exhaust gases emitted from internal combustion engines such as automobiles and motorcycles (also called saddle type vehicles) such as gasoline engines and diesel engines. Contains harmful ingredients such as.
  • purification by HC catalyst is strongly influenced by exhaust gas temperature, and generally requires a high temperature of 300 ° C. or higher. Therefore, immediately after the start of the internal combustion engine, when the exhaust gas temperature is low, HC is not easily purified by the catalyst. Moreover, a large amount of HC is easily discharged immediately after the internal combustion engine is started, and the ratio of HC in the entire emission when the exhaust gas temperature is low is large. For this reason, removal of HC from the internal combustion engine immediately after the start of the internal combustion engine has been a conventional problem.
  • Patent Document 1 describes that proton type zeolite such as mordenite is used as the HC adsorbent.
  • Patent Document 2 describes the use of Cu 2+ -substituted CHA-type zeolite as a selective catalytic reduction catalyst for exhaust gas purification.
  • Patent Document 3 describes that a zeolite carrying phosphorus is used as a catalyst for catalytic cracking reaction of hydrocarbons.
  • Patent Document 1 since the proton type zeolite described in Patent Document 1 lacks hydrothermal durability, it is difficult to obtain sufficient HC adsorption performance when used for exhaust gas purification of internal combustion engines such as gasoline engines. It was.
  • CHA-type zeolite when used as in Patent Document 2, it is not possible to adsorb particularly high emission toluene among HC molecular species, so that excellent HC purification performance cannot be obtained.
  • the technique described in Patent Document 3 is merely a technique using phosphorus-containing zeolite for decomposition of hexane or the like at about 550 ° C.
  • An object of the present invention is to provide a composition for purifying exhaust gas that can eliminate various drawbacks of the above-described conventional technology.
  • the present invention is a composition comprising a BEA-containing zeolite containing phosphorus, the phosphorus content is 0.5 times equivalent or more in molar ratio with Al in the zeolite, (A1) When the specific surface area in the state heat-treated at 980 ° C. for 25 hours is A, and (a2) the specific surface area in the state before the heat treatment is B,
  • the present invention provides an exhaust gas purification composition having a specific surface area retention ratio R S expressed by A / B ⁇ 100 (%) of 35% or more.
  • the present invention is a composition comprising a BEA-containing zeolite containing phosphorus, wherein the phosphorus content is 0.5 to 8 equivalents in terms of a molar ratio with Al in the zeolite, (B1) When the crystallite diameter in the state of heat treatment at 980 ° C. for 25 hours is X, and (b2) the crystallite diameter in the state before the heat treatment is Y, The present invention provides an exhaust gas purifying composition in which X is 25 nm or less, and the maintenance ratio R d of the crystallite diameter represented by X / Y ⁇ 100 (%) is 50% or more.
  • FIGS. 1A and 1B are 31 P-NMR charts before and after the thermal durability test of the exhaust gas purification composition of Example 2, respectively.
  • the exhaust gas purification composition of the present embodiment contains zeolite.
  • Zeolite is a crystalline substance in which TO 4 units with a tetrahedral structure (T is the central atom) share O atoms three-dimensionally to form open regular micropores. Point to. Specifically, silicates, germanium salts, arsenates, and the like described in the structure committee data collection of the International Zeolite Association (hereinafter sometimes referred to as “IZA”) are included.
  • the silicate is, for example, aluminosilicate, gallosilicate, ferrisilicate, titanosilicate, borosilicate, and the like
  • the germanium salt is, for example, an aluminogermanium salt
  • the arsenate is, for example, alumino arsenate is included.
  • These include, for example, those obtained by substituting Si or Al in the skeleton with divalent or trivalent cations such as Ti, Ga, Mg, Mn, Fe, Co, and Zn.
  • the exhaust gas purifying composition contains BEA type zeolite.
  • the BEA-type zeolite may be a synthetic product or a natural product, and the method for producing the zeolite when it is a synthetic product is not particularly limited.
  • the composition for purifying exhaust gas of this embodiment has excellent adsorption ability for toluene, which is abundant as HC molecular species in exhaust gas, by containing BEA type zeolite.
  • a BEA type zeolite generally has a pore size of about 0.65 nm.
  • the pore diameter indicates a crystallographic channel diameter (Crystallographic free diameter of the channels) determined by IZA.
  • the pore diameter means an average diameter when the shape of the pore (channel) is a perfect circle, but means a short diameter when the shape of the pore is long in one direction such as an ellipse.
  • the phosphorus-containing BEA zeolite contained in the exhaust gas purification composition preferably has a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of preferably 25 or more and 600 or less, more preferably 28 or more and 400 or less, particularly 30 or more and 200 or less, especially 30 or more and 100.
  • the following is further preferable because it leads to the maintenance of the BEA structure of zeolite and the HC adsorption performance is easily obtained.
  • the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of the phosphorus-containing BEA zeolite can be measured by the method described in the examples described later.
  • the BEA type zeolite in the exhaust gas purification composition of the present invention contains phosphorus, but this effectively maintains the BEA type structure of the zeolite even in a severe thermal environment, and high HC adsorption performance is obtained. It will be.
  • phosphorus is preferably supported on BEA zeolite.
  • the phrase “phosphorus is supported on the zeolite” means that it is physically or chemically adsorbed or held on the outer surface of the zeolite or the inner surface of the pores.
  • chemical adsorption includes ionic bonds.
  • the phosphorus content in the exhaust gas purification composition is preferably 0.5 times the molar ratio (P / Al) to Al in the zeolite.
  • the exhaust gas purification composition preferably has a phosphorus content of 8 times equivalent or less in terms of a molar ratio (P / Al) with Al in the zeolite.
  • the amount of phosphorus in the exhaust gas purification composition is more preferably 0.5 times equivalent to 5 times equivalent in terms of molar ratio (P / Al) to Al in the zeolite, more preferably 1 time. It is particularly preferable that the amount is not less than the equivalent and not more than 3 times equivalent.
  • the molar ratio (P / Al) can be measured by the method described in Examples described later.
  • the BEA-type zeolite in the exhaust gas purification composition contains zirconium, which, when exposed to high temperatures, further maintains the zeolite's BEA-type structure, and is used for exhaust gas purification of gasoline engines, etc. HC adsorbing performance can be further improved.
  • the zirconium content in the exhaust gas purification composition is at least 0.25 times the molar ratio (Zr / Al) to Al in the zeolite. It is preferable because it is easy to obtain. Further, the amount of zirconium is preferably 8 times or less in terms of molar ratio (Zr / Al) to Al in the zeolite.
  • the amount of zirconium is more preferably 0.25 times equivalent to 4 times equivalent in terms of molar ratio (Zr / Al) to Al in the zeolite, particularly preferably 0.25 times equivalent to 2 times equivalent. In the following, it is more preferably 0.25 equivalents or more and 1 or less equivalents, and significantly more preferably 0.5 or more equivalents and 1 or less equivalents.
  • the molar ratio (Zr / Al) can be measured by the method described in Examples described later.
  • Zirconium is preferably supported on zeolite.
  • the phrase “zirconium is supported on zeolite” means that it is physically or chemically adsorbed or held on the outer surface of the zeolite or the inner surface of the pores. Here, chemical adsorption includes ionic bonds.
  • the exhaust gas purifying composition of the present embodiment has a temperature of ⁇ 35 ppm to ⁇ 20 ppm, more preferably when 85% by mass H 3 PO 4 aqueous solution is subjected to 31 P-NMR measurement after heat treatment at 980 ° C. for 25 hours.
  • a peak may be observed in the range of ⁇ 34 ppm to ⁇ 21 ppm. This peak is derived from the Al—OP bond of phosphorus-containing BEA type zeolite.
  • the exhaust gas-purifying composition of the present embodiment contains zirconium, when it is subjected to the 31 P-NMR measurement after being heat-treated at 980 ° C.
  • a peak may also be observed in the range of 35 ppm, more preferably in the range of ⁇ 49 ppm to ⁇ 36 ppm.
  • This peak is derived from the Zr—OP bond of phosphorus-containing BEA type zeolite. However, these peaks do not define the state of P or Zr in the exhaust gas purification composition before the heat treatment.
  • the heat treatment is a hydrothermal durability test performed under ⁇ thermal durability test conditions> described in the examples described later. As indicated by the conditions of the test, heat resistance in this specification includes heat and moisture resistance.
  • the 31 P-NMR measurement is performed by the method described in the examples described later.
  • BEA type zeolite may contain other elements in addition to P and Zr.
  • elements rare earth elements, transition metal elements other than rare earth elements, alkaline earth metal elements, alkali metal elements, other metal elements, semiconductor elements, and the like can be used without particular limitation.
  • the exhaust gas purification composition has the following constitutions (1) and / or (2) in addition to containing the phosphorus-containing BEA zeolite, and HC adsorption as the exhaust gas purification composition It is preferable because the performance can be greatly improved as compared with the conventional one.
  • (1) Phosphorus content is 0.5 times equivalent or more in molar ratio with Al in zeolite
  • (A1) When the specific surface area after heat treatment at 980 ° C. for 25 hours is A, and (a2) B is the specific surface area before the heat treatment,
  • the maintenance ratio R S of the specific surface area represented by A / B ⁇ 100 (%) is 35% or more.
  • the phosphorus content is 0.5 times equivalent to 8 times equivalent in terms of molar ratio with Al in the zeolite, (B1) When the crystallite diameter after heat treatment at 980 ° C. for 25 hours is X, and (b2) the crystallite diameter before the heat treatment is Y, X is 25 nm or less, and the maintenance factor R d of the crystallite diameter represented by X / Y ⁇ 100 (%) is 50% or more.
  • exhaust gas purification compositions generally used for gasoline engines are required to have a high temperature durability of 900 ° C. to 1000 ° C.
  • the retention ratio R S of the specific surface area by the heat treatment indicates the high temperature durability of the zeolite structure.
  • the retention ratio R S of the specific surface area is 35% or more, so that the zeolite structure has high-temperature durability, which makes it easy to obtain the high HC adsorption activity of the zeolite.
  • An exhaust gas purification composition having a specific surface area retention ratio R S of 35% or more is preferable because it has high thermal durability and can maintain HC adsorption performance.
  • the maintenance ratio R S of the specific surface area is preferably 40% or more.
  • the heat treatment can be performed under the conditions described in Examples described later.
  • the specific surface area can be measured by the method described in the examples described later.
  • the maintenance ratio R S of the specific surface area can be obtained by adjusting the amount of phosphorus to be used and the amount of metal to be supported as required when the exhaust gas purification composition is produced by a suitable production method described later. .
  • the exhaust gas purifying composition preferably has a specific surface area B before the heat treatment of 150 m 2 / g or more, particularly 200 m 2 / g or more, from the viewpoint of more easily obtaining good HC adsorption performance.
  • the specific surface area of the exhaust gas purifying composition can be measured by the method described in Examples described later.
  • the specific surface area A after the heat treatment is preferably 100 m 2 / g or more, particularly 150 m 2 / g or more, from the viewpoint that it is easier to obtain good HC adsorption performance.
  • exhaust gas purifying compositions retention rate R d is 50% or more of the crystallite diameter in the preferable since it is possible to maintain the HC adsorbing performance by the endurance is high.
  • the maintenance ratio R d of the crystallite diameter is more preferably 60% or more, and further preferably 70% or more.
  • the heat treatment can be performed under the conditions described in Examples described later.
  • the crystallite diameter can be measured by the method described in Examples described later.
  • the crystallite diameter maintenance rate R d can be set to a suitable value by adjusting the amount of phosphorus or supported element to be used and the zeolite species when producing by the preferred production method described later.
  • the exhaust gas purifying composition can have high adsorption performance for HC, particularly toluene, when the crystallite diameter X of the zeolite after heat treatment at 980 ° C. for 25 hours is 25 nm or less.
  • the crystallite diameter X is preferably 2 nm or more from the viewpoint that the zeolite structure is easily maintained even under a severe thermal environment, and a certain HC adsorption performance is easily obtained. From these viewpoints, the crystallite diameter X is more preferably 3 nm or more and 20 nm or less, and particularly preferably 5 nm or more and 15 nm or less.
  • the crystallite diameter Y before the heat treatment is more preferably 5 nm or more and 50 nm or less, and particularly preferably 10 nm or more and 30 nm or less, from the viewpoint of easily obtaining a suitable toluene adsorption performance.
  • a preferred method for producing the exhaust gas purifying composition of the present embodiment includes a first step of preparing a dispersion or solution in which phosphorus is dispersed or dissolved in a liquid medium, the dispersion or solution, and a BEA zeolite. And a second step for subjecting the obtained processed product to a contact treatment, and a third step for firing the obtained processed product.
  • the exhaust gas purification composition contains zirconium and other elements in addition to phosphorus, it is preferable to disperse or dissolve zirconium and other elements in the liquid medium in addition to phosphorus in the first step.
  • Examples of phosphorus dispersed or dissolved in the liquid medium include phosphoric acid or a salt thereof.
  • phosphoric acid include orthophosphoric acid (H 3 PO 4 ), pyrophosphoric acid (H 4 P 2 O 7 ), triphosphoric acid (H 5 P 3 O 10 ), polyphosphoric acid, metaphosphoric acid (HPO 3 ), and ultraphosphoric acid.
  • examples of the phosphate include orthophosphate, pyrophosphate, triphosphate, polyphosphate, metaphosphate, and ultraphosphate.
  • Examples of these salts include alkali metal salts, other metal salts, and ammonium salts.
  • liquid medium water is preferable.
  • zirconium When zirconium is used in the first step, it is preferable to disperse or dissolve a water-soluble zirconium salt in a liquid medium.
  • the water-soluble zirconium salt include zirconium chloride (ZrCl 4 ), zirconium oxychloride (ZrOCl 2 ⁇ nH 2 O), zirconium sulfate (Zr (SO 4 ) 2 ⁇ nH 2 O), zirconium oxysulfate (ZrOSO 4 ⁇ nH).
  • zirconium nitrate Zr (NO 3 ) 4 .nH 2 O
  • zirconium oxynitrate ZrO (NO 3 ) 2 .nH 2 O
  • zirconium diacetate Zr (CH 3 COO) 2
  • tetraacetic acid Zirconium (Zr (CH 3 COO) 4
  • zirconium oxyacetate ZrO (CH 3 COO) 2
  • ammonium zirconium carbonate ((NH 4 ) 2 ZrO (CO 3 ) 2 )
  • zirconium alkoxide are preferred.
  • the amount of phosphorus in the dispersion or solution for example, in the case of orthophosphate ions, the number of moles of orthophosphate ions is preferably 0.005 mol / L or more and 3 mol / L or less, and 0.01 mol / L or more and 2 mol / L or less. L or less is more preferable. Further, when zirconium is contained in the dispersion or solution, the amount of zirconium in the dispersion or solution is preferably 0.005 mol / L or more and 1.5 mol / L or less as the number of moles of zirconium ions, 0.01 mol / L or more and 1 mol / L or less is more preferable.
  • examples of the BEA type zeolite to be brought into contact with the dispersion or solution include those mentioned above.
  • the BEA type zeolite to be brought into contact with the dispersion or solution those having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio similar to the phosphorus-containing BEA type zeolite may be used, and the specific surface area is the above-mentioned phosphorus-containing material. You may use what is the same as the preferable specific surface area of a BEA type
  • Examples of the zeolite to be brought into contact with the dispersion or solution include proton type, sodium type, and ammonium type, and the proton type is preferable.
  • the contact treatment may be performed by spraying a dispersion or solution on the BEA type zeolite, or may be performed by immersing the BEA type zeolite in the dispersion or solution. At the time of immersion, the BEA zeolite may or may not be stirred in the dispersion or solution.
  • the ratio of the BEA type zeolite is preferably 1 part by mass or more and 40 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the dispersion or solution. More preferably, it is at least 30 parts by mass.
  • the contact treatment between the BEA zeolite and the dispersion or solution may be performed at room temperature or under heating conditions. Moreover, as a preferable temperature of a contact process, it is 5 to 200 degreeC, More preferably, it is 10 to 100 degreeC.
  • the processed material obtained by the contact process of the 2nd process is baked. Calcination is usually preferably performed on a dried product obtained by drying the solid obtained by filtering the slurry obtained in the second step. It is sufficient that the drying is performed to such an extent that no moisture is present.
  • Calcination is preferably performed, for example, in an atmospheric pressure atmosphere from the viewpoint of process and cost.
  • the firing temperature is preferably 400 ° C. or higher from the viewpoint of stably containing phosphorus in the BEA type zeolite and removing unnecessary raw materials. Further, the firing temperature is preferably 1100 ° C. or lower, particularly 1000 ° C. or lower from the viewpoint of maintaining the BEA structure. From these points, the firing temperature is more preferably 500 ° C. or more and 700 ° C. or less. Further, on the condition that the firing temperature is in the above range, the firing time is preferably 1 hour or more and 5 hours or less, and more preferably 2 hours or more and 4 hours or less.
  • the exhaust gas purification composition obtained as described above maintains the BEA structure of zeolite even when exposed to high temperatures of about 900 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower (particularly 1000 ° C. or lower), and exhibits stable HC adsorption ability. Show.
  • Such an exhaust gas purification composition can exhibit stable and high exhaust gas purification performance as an exhaust gas purification composition of an internal combustion engine that uses fossil fuel as a power source such as a gasoline engine or a diesel engine.
  • the exhaust gas purification composition of the present embodiment is preferably used for purifying exhaust gas discharged from gasoline engines such as automobiles and motorcycles because of its high heat resistance.
  • the exhaust gas purification composition of the present embodiment is effectively used particularly for removing hydrocarbons (HC) in the exhaust gas. Therefore, the present invention also provides an exhaust gas purification method using the exhaust gas purification composition of the present invention, and more preferably, carbonization contained in the exhaust gas discharged to the exhaust passage of the internal combustion engine.
  • An exhaust gas purification method for removing hydrogen is
  • the exhaust gas purifying composition of the present embodiment may be in any form such as powder, paste, granule and the like.
  • the exhaust gas purifying composition of the present embodiment can be used as a catalyst layer supported on a catalyst support.
  • the catalyst support is made of, for example, ceramics or a metal material.
  • the shape of the catalyst support is not particularly limited, but is generally a honeycomb shape, a plate, a pellet, a DPF, a GPF, or the like, and preferably a honeycomb, DPF, or GPF.
  • Examples of the material for such a catalyst support include alumina (Al 2 O 3 ), mullite (3Al 2 O 3 -2SiO 2 ), cordierite (2MgO-2Al 2 O 3 -5SiO 2 ), and titanic acid.
  • Examples thereof include ceramics such as aluminum (Al 2 TiO 5 ) and silicon carbide (SiC), and metal materials such as stainless steel.
  • the exhaust gas purification composition of the present embodiment may be used as a catalyst layer formed on a catalyst support as described above, and a catalyst layer made of a conventionally known catalyst material may be laminated on the catalyst layer.
  • a catalyst layer made of a conventionally known catalyst material may be laminated on the catalyst support.
  • a catalyst layer containing the exhaust gas purification composition of the present embodiment may be formed thereon.
  • a catalyst layer obtained by mixing the exhaust gas purification composition of the present embodiment and a conventionally known catalyst material may be formed on the catalyst support.
  • % means “mass%”.
  • crystalline aluminosilicate was used as a raw material zeolite.
  • Example 1 Phosphoric acid (H 3 PO 4 ) 0.525 g and zirconium oxynitrate (ZrO (NO 3 ) 2 .2H 2 O) 2.45 g were suspended in 50 g of pure water. To the resulting suspension, 10 g of proton type BEA zeolite (SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio 35, specific surface area 660 m 2 / g) was added and stirred at room temperature (20 ° C.) for 4 hours. The obtained slurry was filtered, dried at 120 ° C. for 12 hours, and then calcined at 600 ° C. for 3 hours in an atmospheric pressure atmosphere to obtain a powdery exhaust gas purification composition.
  • SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio 35 specific surface area 660 m 2 / g
  • Example 2 A powdery exhaust gas purification composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of phosphoric acid was changed to 1.05 g.
  • Example 3 A powdery exhaust gas purification composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of phosphoric acid was changed to 2.10 g.
  • Example 4 A powdery exhaust gas purification composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of phosphoric acid was changed to 4.20 g.
  • Example 5 A powdery exhaust gas purification composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of phosphoric acid was changed to 2.10 g and the amount of zirconium oxynitrate was changed to 4.90 g.
  • Example 6 A powdery exhaust gas purification composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of phosphoric acid was changed to 4.20 g and the amount of zirconium oxynitrate was changed to 9.80 g.
  • Example 7 A powdery exhaust gas purification composition was obtained in the same manner as in Example 2 except that zirconium oxynitrate was not used.
  • Example 1 A powdery exhaust gas purification composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that phosphoric acid and zirconium oxynitrate were not used.
  • Example 2 A powdery exhaust gas purification composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that phosphoric acid was not used.
  • Example 3 A powdery exhaust gas purification composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of phosphoric acid was changed to 0.2625 g.
  • Example 4 A powdery exhaust gas purification composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of phosphoric acid was changed to 10.50 g.
  • Example 5 A powdery exhaust gas purification composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of phosphoric acid was changed to 10.50 g and the amount of zirconium oxynitrate was changed to 24.50 g.
  • SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio The amount of Si and the amount of Al in the exhaust gas purification composition were measured using a fluorescent X-ray apparatus (model number: ZSX Primus II) manufactured by Rigaku Corporation as a composition analyzer. The measurement sample was prepared as follows. The SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio was calculated from the obtained Si amount and Al amount. (Measurement sample preparation method) The exhaust gas purification composition was packed in a 30 mm diameter vinyl chloride tube and compression molded to prepare a measurement sample.
  • the exhaust gas purification composition before and after the thermal endurance test in Example 2 was subjected to 31 P-NMR measurement.
  • the result is shown in FIG. (31 P-NMR measurement conditions)
  • the composition for purifying exhaust gas to be measured was set in a zirconium oxide sample tube having a diameter of 6 mm, and measured with a JEOL (ECA400) under the following conditions.
  • a JEOL ECA400
  • As a reference substance an 85% H 3 PO 4 aqueous solution was used, and this was set to 0 ppm.
  • Composition of gas for evaluation of toluene adsorption performance 0.1% by volume of toluene, and the other was He.
  • the composition of each example which is a BEA type, uses zeolite containing a specific amount or more of phosphorus, and has a specific surface area retention rate of a specific value or more, has high hydrocarbon adsorption performance. It was.
  • the compositions of Comparative Examples 1 to 5 whose specific surface area retention rate is less than a specific value and the compositions of Comparative Examples 6 and 8 that do not contain phosphorus are included in each example.
  • suction performance was not obtained compared with each Example even if it was obtained.
  • the compositions of Comparative Examples 7 and 9 using zeolite that was not a BEA type could hardly obtain hydrocarbon adsorption performance.
  • the composition of the present invention contains a BEA-type zeolite containing phosphorus of a specific value or more, and has a specific surface area maintenance rate of a specific value or more, thereby producing a synergistic HC adsorption performance improvement effect. It is clear that it is useful for exhaust gas purification.
  • Example 8 Phosphoric acid (H 3 PO 4 ) 0.97 g and zirconium oxynitrate (ZrO (NO 3 ) 2 .2H 2 O) 2.26 g were suspended in 50 g of pure water. To the obtained suspension, 10 g of proton type BEA zeolite (pore size 0.65 nm, SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio 38, specific surface area 620 m 2 / g) was added, and 4 at room temperature (20 ° C.). Stir for hours. The obtained slurry was filtered, dried at 120 ° C. for 12 hours, and then calcined at 600 ° C. for 3 hours in an atmospheric pressure atmosphere to obtain a powdery exhaust gas purification composition.
  • proton type BEA zeolite pore size 0.65 nm, SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio 38, specific surface area 620 m 2 / g
  • Example 9 0.92 g of phosphoric acid (H 3 PO 4 ) and 2.16 g of zirconium oxynitrate (ZrO (NO 3 ) 2 .2H 2 O) were suspended in 50 g of pure water. To the obtained suspension, 10 g of proton type BEA zeolite (pore size 0.65 nm, SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio 40, specific surface area 595 m 2 / g) was added, and 4 at room temperature (20 ° C.). Stir for hours. The obtained slurry was filtered, dried at 120 ° C. for 12 hours, and then calcined at 600 ° C. for 3 hours in an atmospheric pressure atmosphere to obtain a powdery exhaust gas purification composition.
  • phosphoric acid H 3 PO 4
  • ZrO (NO 3 ) 2 .2H 2 O zirconium oxynitrate
  • Example 10 A powdery exhaust gas purification composition was obtained in the same manner as in Example 8 except that phosphoric acid and zirconium oxynitrate were not used.
  • Example 11 A powdery exhaust gas purification composition was obtained in the same manner as in Example 9 except that phosphoric acid and zirconium oxynitrate were not used.
  • the crystallite diameter retention ratio R d was measured by the following method. Further, for the exhaust gas purifying compositions of Examples 8 and 9 and Comparative Examples 10 and 11, the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio was measured by the above method, and the inclusion of phosphorus and zirconium by the above method. The amount was measured, and the toluene adsorption performance was further measured by the above method. These results are shown in Table 2 below. Table 2 also shows the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio, phosphorus and zirconium contents, and toluene adsorption amount according to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 9 that have already been measured.
  • D is a crystallite diameter
  • ⁇ is an X-ray wavelength
  • ⁇ is a diffraction line width (half-value width)
  • ⁇ is a diffraction angle
  • ⁇ is a constant.
  • K is 0.94.
  • Rigaku MicroFlex600 was used for X-ray diffraction.
  • a Cu tube was used as the radiation source. The measurement conditions were a tube voltage of 40 kV, a tube current of 15 mA, and a scanning speed of 10 deg / min.
  • the composition of each example contains a specific amount of phosphorus, and a high hydrocarbon adsorption performance is obtained by using a BEA type zeolite having a crystallite diameter maintenance rate of a specific value or more.
  • the compositions of Comparative Examples 1 to 6 and 8 and 10 and 11 that do not contain or contain phosphorus are outside the scope of the present invention. Can be seen to be significantly inferior.
  • the composition of Comparative Example 9 in which the maintenance ratio of the crystallite diameter is outside the scope of the present invention the comparative example in which the crystallite diameter after heat treatment exceeds the upper limit of the present invention It can be seen that the composition of No.
  • the composition of the present invention is such that the zeolite to be used contains a specific amount of phosphorus, the maintenance ratio of the crystallite diameter is not less than a specific value, and the crystallite diameter after heat treatment is not more than the specific value. It is clear that it has a synergistic HC adsorption performance improvement effect and is useful for exhaust gas purification.
  • Example 10 A powdery exhaust gas purification composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of zirconium oxynitrate (ZrO (NO 3 ) 2 .2H 2 O) was changed to 0.61 g.
  • ZrO (NO 3 ) 2 .2H 2 O zirconium oxynitrate
  • Example 11 A powdery exhaust gas purification composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of zirconium oxynitrate (ZrO (NO 3 ) 2 .2H 2 O) was changed to 1.22 g.
  • ZrO (NO 3 ) 2 .2H 2 O zirconium oxynitrate
  • Example 12 A powdery exhaust gas purification composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of zirconium oxynitrate (ZrO (NO 3 ) 2 .2H 2 O) was changed to 4.90 g.
  • ZrO (NO 3 ) 2 .2H 2 O zirconium oxynitrate
  • an exhaust gas purification composition having excellent HC adsorption performance for exhaust gas purification of an internal combustion engine such as a gasoline engine is provided.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本発明は、リンを含有するＢＥＡ型ゼオライトを含み、リン含有量がゼオライト中のＡｌとのモル比で０．５倍当量以上であり、９８０℃で２５時間熱処理する際の比表面積の維持率Ｒｓが３５％以上である排気ガス浄化用組成物を提供する。また本発明は、リンを含有するゼオライトを含む組成物であって、リン含有量がゼオライト中のＡｌとのモル比で０．５倍当量以上８倍当量以下であり、９８０℃で２５時間熱処理する際の結晶子径の維持率Ｒｄが５０％以上である排気ガス浄化用組成物も提供する。本発明の排気ガス浄化用組成物は、ガソリンエンジン等の内燃機関の排気ガス浄化用として優れたＨＣ浄化性能を有する。

Description

排気ガス浄化用組成物
　本発明はゼオライトを含む排気ガス浄化用組成物に関する。
　自動車やバイク（鞍乗型車両ともいう）等のガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガス中には炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害成分が含まれている。特にＨＣの触媒による浄化は、排気ガス温度の影響が強く一般に３００℃以上の高温が必要とされている。従って、内燃機関の始動直後、排気ガス温度の低いときにはＨＣは触媒によって浄化されにくい。しかも、内燃機関始動直後には大量のＨＣが排出されやすく、この排気ガス温度の低いときのエミッション全体に占めるＨＣの割合が大きい。このため、内燃機関の始動直後の内燃機関からのＨＣの除去が従来課題となっている。
　特許文献１では、モルデナイト等のプロトン型ゼオライトをＨＣ吸着材として用いることが記載されている。また特許文献２には、排気ガス浄化用の選択的接触還元触媒としてＣｕ２＋置換ＣＨＡ型ゼオライトを用いることが記載されている。更に、特許文献３には、リンを担持するゼオライトを炭化水素類の接触分解反応用触媒として用いることが記載されている。
ＵＳ４９８５２１０Ａ 特開２０１５－１９６１１５号公報 特開２０１２－２３９９２４号公報
　しかしながら、特許文献１に記載されるようなプロトン型ゼオライトは、水熱耐久性に欠けるためにガソリンエンジンなどの内燃機関の排気ガス浄化用として用いた場合に十分なＨＣ吸着性能を得ることは難しかった。また特許文献２のようにＣＨＡ型ゼオライトを使用する場合、ＨＣ分子種の中でも特にエミッションの大きなトルエンを吸着できないため、優れたＨＣ浄化性能が得られない。
　一方、特許文献３に記載の技術はリン含有ゼオライトを５５０℃程度のヘキサン等の分解に使用するものに過ぎない。同文献には、例えば９００℃～１０００℃という高温下での耐久性が必要な排気ガス浄化用途にリン含有ゼオライトを用いることは何ら記載も示唆もされておらず、まして、その用途においてゼオライトを含む浄化用触媒に求められる具体的な構成は何ら記載も示唆もされていない。
　本発明の課題は、前述した従来技術が有する種々の欠点を解消し得る排気ガス浄化用組成物を提供することにある。
　本発明は、リンを含有するＢＥＡ型ゼオライトを含む組成物であって、リン含有量がゼオライト中のＡｌとのモル比で０．５倍当量以上であり、
　（ａ１）９８０℃で２５時間熱処理した状態の比表面積をＡとし、（ａ２）前記の熱処理を行う前の状態の比表面積をＢとしたときに、
　Ａ／Ｂ×１００（％）で表される比表面積の維持率ＲSが３５％以上である、排気ガス浄化用組成物を提供するものである。
　また本発明は、リンを含有するＢＥＡ型ゼオライトを含む組成物であって、リン含有量がゼオライト中のＡｌとのモル比で０．５倍当量以上８倍当量以下であり、
　（ｂ１）９８０℃で２５時間熱処理した状態の結晶子径をＸとし、（ｂ２）前記の熱処理を行う前の状態の結晶子径をＹとしたときに、
　Ｘが２５ｎｍ以下であり、且つＸ／Ｙ×１００（％）で表される結晶子径の維持率Ｒｄが５０％以上である、排気ガス浄化用組成物を提供するものである。
図１（a）及び（ｂ）はそれぞれ、実施例２の排気ガス浄化用組成物の熱耐久試験前後での３１Ｐ－ＮＭＲチャートである。
　以下本発明を、それらの好ましい実施形態に基づき説明する。
　本実施形態の排気ガス浄化用組成物は、ゼオライトを含有する。ゼオライトとは、四面体構造をもつＴＯ4単位（Ｔは中心原子）がＯ原子を共有して三次元的に連結し、開かれた規則的なミクロ細孔を形成している結晶性物質を指す。具体的には国際ゼオライト学会（International Zeolite Association；以下これを「ＩＺＡ」ということがある。）の構造委員会データ集に記載のあるケイ酸塩、ゲルマニウム塩、ヒ酸塩等が含まれる。
　ここで、ケイ酸塩には、例えばアルミノケイ酸塩、ガロケイ酸塩、フェリケイ酸塩、チタノケイ酸塩、ボロケイ酸塩等が、ゲルマニウム塩には、例えばアルミノゲルマニウム塩等が、ヒ酸塩には、例えばアルミノヒ酸塩等が含まれる。これらには例えば骨格中のＳｉ又はＡｌを、Ｔｉ、Ｇａ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎなど２価や３価のカチオンで置換したものが含まれる。本実施形態では、ゼオライトとして、結晶性アルミノケイ酸塩を用いることが好ましい。
　排気ガス浄化用組成物はＢＥＡ型ゼオライトを含むものである。ＢＥＡ型ゼオライトは合成品であってもよく天然品であってもよく、合成品である場合のゼオライトの製法についても特に限定されない。
　本実施形態の排気ガス浄化用組成物はＢＥＡ型ゼオライトを含むことによって、排気ガス中のＨＣ分子種として多く含まれるトルエンの吸着能に優れたものとなる。ＢＥＡ型ゼオライトは、一般に細孔径が０．６５ｎｍ程度である。細孔径とは、ＩＺＡが定める結晶学的なチャネル直径（Crystallographic free diameter of the channels）を示す。細孔径とは、細孔（チャネル）の形状が真円形の場合はその平均直径をさすが、細孔の形状が楕円形等の一方向に長い形状である場合は、短径を意味する。
　排気ガス浄化用組成物に含まれるリン含有ＢＥＡ型ゼオライトはＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比が好ましくは２５以上６００以下、より好ましくは２８以上４００以下、特に３０以上２００以下、とりわけ３０以上１００以下であることが更に一層ゼオライトのＢＥＡ構造維持につながり、ＨＣ吸着性能を得やすい点で好ましい。リン含有ＢＥＡ型ゼオライトのＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比は後述する実施例に記載の方法で測定できる。
　本発明の排気ガス浄化用組成物におけるＢＥＡ型ゼオライトはリンを含有するものであるが、これにより、厳しい熱環境下においてもゼオライトのＢＥＡ型構造が有効に維持され、高いＨＣ吸着性能が得られることとなる。排気ガス浄化用組成物においてリンは、ＢＥＡ型ゼオライトに担持されていることが好ましい。リンがゼオライトに担持されているとは、ゼオライトの外表面又は細孔内表面に物理的又は化学的に吸着又は保持されていることをいう。ここでいう化学的吸着にはイオン結合も含まれる。
　排気ガス浄化用組成物におけるリン含有量はゼオライト中のＡｌに対するモル比（Ｐ／Ａｌ）で０．５倍当量以上であることが好ましい。これにより、排気ガス浄化用組成物は、リンを含有することによる、厳しい熱環境下においても高いＨＣ吸着性能が得られるという効果が得やすいものとなる。
　排気ガス浄化用組成物は、リン含有量がゼオライト中のＡｌとのモル比（Ｐ／Ａｌ）で８倍当量以下であることが好ましい。これにより、排気ガス浄化用組成物は、ＨＣ吸着性能をより確実に高いものとすることができる。これらの観点から、より好ましくは排気ガス浄化用組成物におけるリン量はゼオライト中のＡｌに対するモル比（Ｐ／Ａｌ）で０．５倍当量以上５倍当量以下であることが更に好ましく、１倍当量以上３倍当量以下であることが特に好ましい。モル比（Ｐ／Ａｌ）は後述する実施例に記載の方法で測定できる。
　排気ガス浄化用組成物中のＢＥＡ型ゼオライトはリンに加えて、ジルコニウムを含有することで、高温に晒された際により一層ゼオライトのＢＥＡ型構造維持につながり、ガソリンエンジン等の排気ガス浄化に用いた場合のＨＣ吸着性能を更に一層高めることができる。排気ガス浄化用組成物におけるジルコニウムの含有量は、ゼオライト中のＡｌに対するモル比（Ｚｒ／Ａｌ）で０．２５倍当量以上であることが、ジルコニウムを含有することによる、ＨＣ吸着性能向上効果を得やすい点から好ましい。また、ジルコニウムの量は、ゼオライト中のＡｌに対するモル比（Ｚｒ／Ａｌ）で８倍当量以下であることが好ましい。これらの観点から、より好ましくは、ジルコニウム量はゼオライト中のＡｌに対するモル比（Ｚｒ／Ａｌ）で０．２５倍当量以上４倍当量以下であり、特に好ましくは０．２５倍当量以上２倍当量以下、更に好ましくは０．２５倍当量以上１倍当量以下であり、０．５倍当量以上１倍当量以下であることが顕著に好ましい。モル比（Ｚｒ／Ａｌ）は後述する実施例に記載の方法で測定できる。ジルコニウムはゼオライトに担持されていることが好ましい。ジルコニウムがゼオライトに担持されているとは、ゼオライトの外表面又は細孔内表面に物理的又は化学的に吸着又は保持されていることをいう。ここでいう化学的吸着にはイオン結合も含まれる。
　本実施形態の排気ガス浄化用組成物は、９８０℃で２５時間熱処理した後で85質量% H3PO4水溶液を３１Ｐ－ＮＭＲ測定に供したときに、－３５ppm～－２０ppm、より好ましくは－３４ppm～－２１ppmの範囲にピークが観察されていてもよい。このピークは、リン含有ＢＥＡ型ゼオライトのＡｌ－Ｏ－Ｐ結合に由来している。また本実施形態の排気ガス浄化用組成物は、ジルコニウムを含有している場合に、９８０℃で２５時間熱処理した後で前記の３１Ｐ－ＮＭＲ測定に供したときに、更に、－５０ppm～－３５ppm、より好ましくは－４９ppm～－３６ppmの範囲にもピークが観察されていてもよい。このピークはリン含有ＢＥＡ型ゼオライトのＺｒ－Ｏ－Ｐ結合に由来している。しかしながら、これらのピークは、前記熱処理前の排気ガス浄化用組成物におけるＰやＺｒの状態を規定するものではない。
　熱処理は後述する実施例に記載の＜熱耐久試験条件＞にて行われる水熱耐久試験である。同試験の条件が示す通り、本明細書中でいう耐熱性とは耐湿熱性を含む。また３１Ｐ－ＮＭＲ測定は後述する実施例に記載の方法にて行われる。
　ＢＥＡ型ゼオライトは、ＰやＺｒに加えてその他の元素を含有していてもよい。そのような元素としては希土類元素、希土類元素以外の遷移金属元素、アルカリ土類金属元素、アルカリ金属元素その他金属元素、半導体元素等を特に限定なく用いることができる。
　排気ガス浄化用組成物は、リンを含有するＢＥＡ型ゼオライトを含有することに加えて、以下（１）及び／又は（２）の構成を有することが、排気ガス浄化用組成物としてのＨＣ吸着性能を従来よりも大幅に向上させることができるために好ましい。
（１）リン含有量がゼオライト中のＡｌとのモル比で０．５倍当量以上であり、
　（ａ１）９８０℃で２５時間熱処理した後の比表面積をＡとし、（ａ２）前記の熱処理を行う前の状態の比表面積をＢとしたときに、
　Ａ／Ｂ×１００（％）で表される比表面積の維持率ＲSが３５％以上である。
（２）リン含有量がゼオライト中のＡｌとのモル比で０．５倍当量以上８倍当量以下であり、
　（ｂ１）９８０℃で２５時間熱処理した後の結晶子径をＸとし、（ｂ２）前記の熱処理を行う前の状態の結晶子径をＹとしたときに、
　Ｘが２５ｎｍ以下であり、且つＸ／Ｙ×１００（％）で表される結晶子径の維持率Ｒｄが５０％以上である。
　（１）の場合について更に説明する。
　上述したように、一般にガソリンエンジンに用いられる排気ガス浄化用組成物は９００℃～１０００℃という高温耐久性が求められる。上記の熱処理による比表面積の維持率ＲSは、ゼオライト構造の高温耐久性を示す。排気ガス浄化用組成物は、比表面積の維持率ＲSが３５％以上であることにより、ゼオライト構造が高温耐久性を有し、これによりゼオライトが有する高いＨＣ吸着活性が得やすいものとなる。
　比表面積の維持率ＲSが３５％以上である排気ガス浄化用組成物は、熱耐久性が高いことでＨＣ吸着性能を維持することができるため好ましい。これらの観点から、比表面積の維持率ＲSは４０％以上が好ましい。熱処理は後述する実施例に記載の条件にて行うことができる。また比表面積の測定は後述する実施例に記載の方法にて行うことができる。比表面積の維持率ＲSは、排気ガス浄化用組成物を後述する好適な製造方法にて製造する際に、用いるリン量や必要に応じて担持させる金属量を調整することで得ることができる。
　排気ガス浄化用組成物は、前記熱処理を行う前の比表面積Ｂが１５０ｍ２/ｇ以上、特に２００ｍ２/ｇ以上であることが、良好なＨＣ吸着性能をより一層得やすい点で好ましい。排気ガス浄化用組成物の比表面積は後述する実施例に記載の方法にて測定することができる。なお、熱処理後の比表面積Ａは１００ｍ２/ｇ以上、特に１５０ｍ２/ｇ以上であることが、良好なＨＣ吸着性能をより一層得やすい点で好ましい。
　上記（２）における結晶子径の維持率Ｒｄが５０％以上である排気ガス浄化用組成物は、熱耐久性が高いことでＨＣ吸着性能を維持することができるため好ましい。これらの観点から、結晶子径の維持率Ｒｄは６０％以上がより好ましく、７０％以上が更に好ましい。熱処理は後述する実施例に記載の条件にて行うことができる。また結晶子径の測定は後述する実施例に記載の方法にて行うことができる。結晶子径の維持率Ｒｄは、後述する好適な製造方法にて製造する際に、用いるリン又は担持元素の量及びゼオライト種を調整することで好適な値に設定することができる。
　更に排気ガス浄化用組成物は、９８０℃で２５時間熱処理した後のゼオライトの結晶子径Ｘが２５ｎｍ以下であることで、ＨＣ、特にトルエンの吸着性能を高いものとできる。
　また結晶子径Ｘは、２ｎｍ以上であることが、厳しい熱環境下においてもゼオライト構造が維持されやすく、一定のＨＣ吸着性能を得やすい点から好ましい。これらの観点から、結晶子径Ｘは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることがより好ましく、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることが特に好ましい。
　更に、熱処理前の結晶子径Ｙは好適なトルエン吸着性能を得やすい点で、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることがより好ましく、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが特に好ましい。
　次に本実施形態の排気ガス浄化用組成物の好適な製造方法を以下説明する。
　本実施形態の排気ガス浄化用組成物の好適な製造方法は、リンを液媒に分散又は溶解させた分散液又は溶解液を調製する第１工程と、上記分散液又は溶解液とＢＥＡ型ゼオライトとを接触処理させる第２工程と、得られた処理物を焼成する第３工程と、を有する。
　排気ガス浄化用組成物がリンに加えてジルコニウムやその他の元素を含有する場合は、第１工程において液媒中にリンに加えてジルコニウムやその他の元素を分散又は溶解させることが好ましい。
（第１工程）
　液媒中に分散又は溶解させるリンとしては、リン酸又はその塩が挙げられる。リン酸としては、オルトリン酸（Ｈ３ＰＯ４）、ピロリン酸（Ｈ４Ｐ２Ｏ７）、トリリン酸（Ｈ５Ｐ３Ｏ１０）、ポリリン酸、メタリン酸（ＨＰＯ３）、ウルトラリン酸等が挙げられる。また、リン酸塩として、オルトリン酸塩、ピロリン酸塩、トリリン酸塩、ポリリン酸塩、メタリン酸塩、ウルトラリン酸塩等が挙げられる。これらの塩としては、アルカリ金属塩、他の金属塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
　液媒としては、水が好ましく挙げられる。
　第１工程においてジルコニウムを用いる場合は、水溶性のジルコニウム塩を液媒に分散又は溶解させることが好ましい。水溶性ジルコニウム塩としては、例えば塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ４）、オキシ塩化ジルコニウム（ＺｒＯＣｌ２・ｎＨ２Ｏ）、硫酸ジルコニウム（Ｚｒ（ＳＯ４）２・ｎＨ２Ｏ）、オキシ硫酸ジルコニウム（ＺｒＯＳＯ４・ｎＨ２Ｏ）、硝酸ジルコニウム（Ｚｒ（ＮＯ３）４・ｎＨ２Ｏ）、オキシ硝酸ジルコニウム（ＺｒＯ（ＮＯ３）２・ｎＨ２Ｏ）、二酢酸ジルコニウム（Ｚｒ（ＣＨ３ＣＯＯ）２）、四酢酸ジルコニウム（Ｚｒ（ＣＨ３ＣＯＯ）４）、オキシ酢酸ジルコニウム（ＺｒＯ（ＣＨ３ＣＯＯ）２）、炭酸ジルコニウムアンモニウム（（ＮＨ４）２ＺｒＯ（ＣＯ３）２）、ジルコニウムアルコキシドが好ましく挙げられる。
　分散液又は溶解液中のリンの量としては、例えばオルトリン酸イオンであれば、オルトリン酸イオンのモル数として、０．００５ｍｏｌ／Ｌ以上３ｍｏｌ／Ｌ以下が好ましく、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上２ｍｏｌ／Ｌ以下がより好ましい。更に、分散液又は溶解液中にジルコニウムを含有させる場合、ジルコニウムの分散液又は溶解液中の量としては、ジルコニウムイオンのモル数として、０．００５ｍｏｌ／Ｌ以上１．５ｍｏｌ／Ｌ以下が好ましく、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上１ｍｏｌ／Ｌ以下がより好ましい。
（第２工程）
　第２工程において、分散液又は溶解液と接触させるＢＥＡ型ゼオライトとしては、上記で挙げたものが挙げられる。分散液又は溶解液と接触させるＢＥＡ型ゼオライトとしては、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比が上記リン含有ＢＥＡ型ゼオライトと同様であるものを用いてもよく、また、比表面積が、上記リン含有ＢＥＡ型ゼオライトの好ましい比表面積と同様であるものを用いてもよい。分散液又は溶解液と接触させるゼオライトとしては、プロトン型やナトリウム型、アンモニウム型が挙げられ、プロトン型が好ましい。
　接触処理は、ＢＥＡ型ゼオライトに分散液又は溶解液をスプレーさせることにより行ってもよいし、またＢＥＡ型ゼオライトを分散液又は溶解液に浸漬することにより行ってもよい。浸漬時には、ＢＥＡ型ゼオライトを分散液又は溶解液中で攪拌してもしなくてもよい。分散液又は溶解液とＢＥＡ型ゼオライトとを接触させる際には、分散液又は溶解液１００質量部に対し、ＢＥＡ型ゼオライトの割合が１質量部以上４０質量部以下であることが好ましく、２質量部以上３０質量部以下であることがより好ましい。
　ＢＥＡ型ゼオライトと分散液又は溶解液との接触処理は、室温で行ってもよく加温条件下で行ってもよい。また接触処理の好ましい温度としては５℃以上２００℃以下であり、より好ましくは１０℃以上１００℃以下である。
　（第３工程）
　第３工程では、第２工程の接触処理で得られた処理物を焼成する。焼成は、通常、第２工程で得られたスラリーをろ過して得られた固体を乾燥させてなる乾燥物に対して行うことが好ましい。乾燥は水分がなくなる程度行なえば十分であり、例えば１００℃以上で数～十数時間程度行なえばよい。
　焼成は、例えば、大気圧雰囲気下で行うことが、工程、コストの観点から好ましい。また焼成温度は、４００℃以上とすることが、リンをＢＥＡ型ゼオライトに安定的に含有させる点や不要な原料を除去させる点から好ましい。更に焼成温度は１１００℃以下、特に１０００℃以下とすることがＢＥＡ構造を維持できる点から好ましい。これらの点から、焼成温度は、より好ましくは５００℃以上７００℃以下である。また焼成温度が上記範囲であることを条件として、焼成時間は１時間以上５時間以下とすることが好ましく、２時間以上４時間以下とすることがより好ましい。
　以上のようにして得られた排気ガス浄化用組成物は、９００℃以上１１００℃以下（特に１０００℃以下）程度の高温に曝されてもゼオライトのＢＥＡ構造が維持され、安定したＨＣ吸着能を示す。このような排気ガス浄化用組成物は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなど化石燃料を動力源とする内燃機関の排気ガス浄化用組成物として、安定した高い排気ガス浄化性能を発揮することができる。特に本実施形態の排気ガス浄化用組成物は、その高い耐熱性から、自動車やバイク等のガソリンエンジンから排出される排気ガスを浄化するために用いられることが好ましい。本実施形態の排気ガス浄化用組成物は、排気ガス中の特に炭化水素（ＨＣ）の除去に有効に用いられる。
　従って、本発明は、本発明の排気ガス浄化用組成物を用いた排気ガス浄化方法をも提供するものであり、より好ましくは、内燃機関の排気通路に排出される排気ガスに含有される炭化水素を除去する、排気ガス浄化方法を提供するものである。
　本実施形態の排気ガス浄化用組成物は、粉末状、ペースト状、顆粒状等の何れの形態であってもよい。例えば、本実施形態の排気ガス浄化用組成物は、触媒支持体上に担持されている触媒層として用いることができる。この触媒支持体は、例えば、セラミックス又は金属材料からなる。また、触媒支持体の形状は、特に限定されるものではないが、一般的にはハニカム形状、板、ペレット、ＤＰＦ、ＧＰＦ等の形状であり、好ましくはハニカム、ＤＰＦ又はＧＰＦである。また、このような触媒支持体の材質としては、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３－２ＳｉＯ２）、コージェライト（２ＭｇＯ－２Ａｌ２Ｏ３－５ＳｉＯ２）、チタン酸アルミニウム（Ａｌ２ＴｉＯ５）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のセラミックスや、ステンレス等の金属材料を挙げることができる。
　また、本実施形態の排気ガス浄化用組成物を上述したように触媒支持体上に形成させた触媒層として用い、当該触媒層上に従来公知の触媒材料からなる触媒層を積層させてもよいし、逆に、触媒支持体上に従来公知の触媒材料からなる触媒層を積層させた後、その上に本実施形態の排気ガス浄化用組成物を含む触媒層を形成させてもよい。さらには、本実施形態の排気ガス浄化用組成物と従来公知の触媒材料とを混合した触媒層を触媒支持体上に形成させてもよい。
　以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。特に断らない限り、「％」は「質量％」を意味する。以下の各実施例及び比較例では原料ゼオライトとして結晶性アルミノケイ酸塩を用いた。
〔実施例１〕
　リン酸（Ｈ３ＰＯ４）０．５２５ｇ及びオキシ硝酸ジルコニウム（ＺｒＯ（ＮＯ３）２・２Ｈ２Ｏ）２．４５ｇを純水５０ｇ中に懸濁させた。得られた懸濁液に、プロトン型ＢＥＡ型ゼオライト（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比３５、比表面積６６０ｍ２／ｇ）１０ｇを投入し、室温（２０℃）で４時間撹拌した。得られたスラリーをろ過し、１２０℃で１２時間乾燥した後、大気圧雰囲気下、６００℃で３時間焼成して、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔実施例２〕
　リン酸の量を１．０５ｇに変更した以外は実施例１と同様にして、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔実施例３〕
　リン酸の量を２．１０ｇに変更した以外は実施例１と同様にして、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔実施例４〕
　リン酸の量を４．２０ｇに変更した以外は実施例１と同様にして、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔実施例５〕
　リン酸の量を２．１０ｇに変更し、オキシ硝酸ジルコニウムの量を４．９０ｇに変更した以外は実施例１と同様にして、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔実施例６〕
　リン酸の量を４．２０ｇに変更し、オキシ硝酸ジルコニウムの量を９．８０ｇに変更した以外は実施例１と同様にして、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔実施例７〕
　オキシ硝酸ジルコニウムを用いない以外は実施例２と同様にして、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔比較例１〕
　リン酸及びオキシ硝酸ジルコニウムを用いなかった以外は実施例１と同様にして、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔比較例２〕
　リン酸を用いなかった以外は実施例１と同様にして、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔比較例３〕
　リン酸の量を０．２６２５ｇに変更した以外は実施例１と同様にして、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔比較例４〕
　リン酸の量を１０．５０ｇに変更した以外は実施例１と同様にして、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔比較例５〕
　リン酸の量を１０．５０ｇに変更し、オキシ硝酸ジルコニウムの量を２４．５０ｇに変更した以外は実施例１と同様にして、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔比較例６〕
　ＢＥＡ型ゼオライトの代わりに、ＣＨＡ型ゼオライト（細孔径０．４ｎｍ、ＳＳＺ１３、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比２９、比表面積６５０ｍ２／ｇ）を用い、リン酸及びオキシ硝酸ジルコニウムを用いなかった。これらの点以外は実施例１と同様にして、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔比較例７〕
　リン酸（Ｈ３ＰＯ４）１．２５ｇ及びオキシ硝酸ジルコニウム（ＺｒＯ（ＮＯ３）２・２Ｈ２Ｏ）２．９３ｇを純水５０ｇ中に懸濁させた。得られた懸濁液に、ＣＨＡ型ゼオライト（ＳＳＺ１３、細孔径０．４ｎｍ、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比２９、比表面積６５０ｍ２／ｇ）１０ｇを投入し、室温（２０℃）で４時間撹拌した。得られたスラリーをろ過し、１２０℃で１２時間乾燥した後、大気圧雰囲気下、６００℃で３時間焼成して、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔比較例８〕
　ＣＨＡ型ゼオライト（細孔径０．４ｎｍ、ＳＡＰＯ３４、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比０．４、比表面積６３０ｍ２／ｇ）を用い、リン酸及びオキシ硝酸ジルコニウムを用いなかった。これらの点以外は実施例１と同様にして、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔比較例９〕
　リン酸（Ｈ３ＰＯ４）３．７７ｇ及びオキシ硝酸ジルコニウム（ＺｒＯ（ＮＯ３）２・２Ｈ２Ｏ）４．４１ｇを純水５０ｇ中に懸濁させた。得られた懸濁液に、ＣＨＡ型ゼオライト（ＳＡＰＯ３４、細孔径０．４ｎｍ、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比０．４、比表面積６３０ｍ２／ｇ）１０ｇを投入し、室温（２０℃）で４時間撹拌した。得られたスラリーをろ過し、１２０℃で１２時間乾燥した後、大気圧雰囲気下、６００℃で３時間焼成して、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
　実施例１～７、比較例１～９で得られた排気ガス浄化用組成物（リン含有又は非含有のゼオライト）について以下の測定又は評価に供した。これらの結果を以下表１に示す。
　〔ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比〕
　組成分析装置として、リガク社製の蛍光Ｘ線装置（型番：ZSX PrimusII）を用いて排気ガス浄化用組成物中のＳｉ量及びＡｌ量を測定した。測定試料の調製は以下のようにした。得られたＳｉ量及びＡｌ量からＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比を算出した。
（測定試料の調製方法）
　排気ガス浄化用組成物を直径30mmの塩化ビニル管に詰め、圧縮成型して測定試料を調製した。
　〔リン及びジルコニウムの含有量〕
　組成分析装置として、リガク社製の蛍光Ｘ線装置（型番：ZSX PrimusII）を用いて排気ガス浄化用組成物中のＰ量、Ｚｒ量及びＡｌ量を測定した。測定試料の調製は以下のようにした。得られた測定値からモル比（Ｐ／Ａｌ）を算出し、ゼオライト中のＡｌに対するＰ含量とした。また得られた測定値からモル比（Ｚｒ／Ａｌ）を算出し、ゼオライト中のＡｌに対するＺｒ含量とした。
（測定試料の調製方法）
　排気ガス浄化用組成物を直径30mmの塩化ビニル管に詰め、圧縮成型して測定試料を調製した。
　〔比表面積の維持率ＲＳ〕
　排気ガス浄化用組成物について、下記条件で熱耐久試験を行った後の比表面積Ａｍ２／ｇと、試験前の比表面積Ｂｍ２／ｇを測定した。次いで、Ａ／Ｂ×１００（％）として比表面積の維持率を求めた。比表面積はカンタクローム社製比表面積・細孔分布測定装置（型番：QUADRASORB SI）を用い、ＢＥＴ３点法で求めた。測定用のガスとしてはヘリウムを用いた。
＜熱耐久試験条件＞
　９８０℃×２５時間、１０体積％Ｈ２Ｏ雰囲気にて、下記サイクルを実施した。
　サイクル：下記組成のモデルガス３Ｌ／ｍｉｎ　８０ｓｅｃ、Ａｉｒ　３Ｌ／ｍｉｎ　　２０ｓｅｃを交互に流した。
　モデルガス組成：Ｃ３Ｈ６　７０ｍＬ／ｍｉｎ、Ｏ２　７０ｍＬ／ｍｉｎ、Ｎ２　Ｂａｌａｎｃｅとした。
　１０体積％Ｈ２Ｏは水入りタンクより気化させ、水蒸気としてモデルガス又は空気に混入させた。温度により飽和水蒸気圧を調整し、上記体積％の水蒸気量とした。
　なお、上記実施例２において熱耐久試験を行う前と後での排気ガス浄化用組成物を３１Ｐ－ＮＭＲ測定に供した。その結果を図１に示す。
（３１Ｐ－ＮＭＲ測定条件）
　測定対象の排気ガス浄化用組成物を直径6mmの酸化ジルコニウム製試料管にセットし、日本電子社製(ECA400)で下記条件にて測定した。
　基準物質としては、85% H3PO4水溶液を用い、これを０ｐｐｍとした。試料回転速度：7kHz、パルス：90度、繰り返し時間：30秒、積算回数：64回
　〔トルエン吸着性能〕
　実施例及び比較例で得られた排気ガス浄化用組成物２００ｍｇを、上記条件の熱耐久試験に供した後に、流通反応装置に充填し、下記に示す組成の評価用ガス５０℃にて、流量３０Ｌ／分、３０分間流通しトルエンを吸着させた。昇温脱離法によりトルエンを脱離させ、質量分析計によりトルエン脱離量を測定した。実施例２のトルエン吸着量を１００％とした任意単位の量を、表１に示す。なお、トルエン昇温脱離はMicromeritics社製の全自動化学吸着分析装置 AutoChem II 2920を用い、脱離量の測定はMicromeritics社製のAutoChem Cirrus 2を用いて行った。
　トルエン吸着性能の評価用ガスの組成：トルエン０．１体積％とし、その他をＨｅとした。
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、ＢＥＡ型であり、特定量以上のリンを含有したゼオライトを用い、比表面積の維持率が特定値以上である各実施例の組成物は、高い炭化水素吸着性能が得られた。
　これに対し、ＢＥＡ型であっても、比表面積の維持率が特定値未満である比較例１～５の組成物、及びリンを含有しない比較例６及び８の組成物は、各実施例に比べてＨＣ吸着性能が得られないか、得られても各実施例に比べて大幅に劣るものであった。また、リン量や維持率が特定値以上であっても、ＢＥＡ型ではないゼオライトを用いた比較例７及び９の組成物も炭化水素吸着性能がほとんど得られなかった。
　以上の通り、本発明の組成物は、特定値以上のリンを含むＢＥＡ型ゼオライトを含有し、更に比表面積の維持率が特定値以上であることで、相乗的なＨＣ吸着性能向上効果を奏し、排気ガス浄化用に有用であることが明らかである。
〔実施例８〕
　リン酸（Ｈ３ＰＯ４）０．９７ｇ及びオキシ硝酸ジルコニウム（ＺｒＯ（ＮＯ３）２・２Ｈ２Ｏ）２．２６ｇを純水５０ｇ中に懸濁させた。得られた懸濁液に、プロトン型ＢＥＡ型ゼオライト（細孔径０．６５ｎｍ、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比３８、比表面積６２０ｍ２／ｇ）１０ｇを投入し、室温（２０℃）で４時間撹拌した。得られたスラリーをろ過し、１２０℃で１２時間乾燥した後、大気圧雰囲気下、６００℃で３時間焼成して、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔実施例９〕
　リン酸（Ｈ３ＰＯ４）０．９２ｇ及びオキシ硝酸ジルコニウム（ＺｒＯ（ＮＯ３）２・２Ｈ２Ｏ）２．１６ｇを純水５０ｇ中に懸濁させた。得られた懸濁液に、プロトン型ＢＥＡ型ゼオライト（細孔径０．６５ｎｍ、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比４０、比表面積５９５ｍ２／ｇ）１０ｇを投入し、室温（２０℃）で４時間撹拌した。得られたスラリーをろ過し、１２０℃で１２時間乾燥した後、大気圧雰囲気下、６００℃で３時間焼成して、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔比較例１０〕
　リン酸及びオキシ硝酸ジルコニウムを用いなかった点以外は実施例８と同様にして、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔比較例１１〕
　リン酸及びオキシ硝酸ジルコニウムを用いなかった点以外は実施例９と同様にして、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
　実施例１～９及び比較例１～１１の排気ガス浄化用組成物について、下記方法にて結晶子径の維持率Ｒｄを測定した。また実施例８及び９並びに比較例１０及び１１の排気ガス浄化用組成物について、上記方法にて、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比を測定したほか、上記方法にて、リン及びジルコニウムの含有量を測定し、更に、上記方法にてトルエン吸着性能を測定した。これらの結果を以下表２に示す。表２には、既に測定した実施例１～７、比較例１～９に係るＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比、リン及びジルコニウムの含有量及びトルエン吸着量も併せて示す。
　〔結晶子径の維持率Ｒｄ〕
　上記熱耐久試験前の排気ガス浄化用組成物中のゼオライトの結晶子径をＸｎｍ、試験後の結晶子径をＹｎｍとした場合に、Ｘ／Ｙ×１００（％）として維持率を求めた。結晶子径は、下記の条件のＸ線回折測定を行い、走査範囲21°～24°の範囲におけるゼオライトのメーンピークの半値幅を用い、シェラーの式（Ｄ＝Κλ／（βｃｏｓθ））を用いて評価した。式中、Ｄは結晶子径、λはＸ線の波長、βは回折線幅（半値幅）、θは回折角、Κは定数である。半値幅はKを0.94として求めた。Ｘ線回折はリガク社：MicroFlex600を用いた。線源としてCu管球を用いた。測定条件は、管電圧40ｋＶ、管電流15ｍＡ、走査速度10deg/minとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示すように、各実施例の組成物は、特定量のリンを含有し、結晶子径の維持率が特定値以上であるＢＥＡ型ゼオライトを用いることで、高い炭化水素吸着性能が得られることが判る。
　これに対し、リンを非含有であるか含有していてもその量が本発明の範囲外である比較例１～６及び８及び１０及び１１の組成物は各実施例に比べてＨＣ吸着性能が大幅に劣ることが判る。また、リン量が特定範囲内であっても、結晶子径の維持率が本発明の範囲外である比較例９の組成物、熱処理後の結晶子径が本発明の上限超である比較例７の組成物も、トルエン吸着性能が各実施例に劣ることが判る。
　以上の通り、本発明の組成物は、用いるゼオライトが特定量のリンを含有し、更に結晶子径の維持率が特定値以上であり、熱処理後の結晶子径が特定値以下であることで、相乗的なＨＣ吸着性能向上効果を奏し、排気ガス浄化用に有用であることが明らかである。
〔実施例１０〕
　オキシ硝酸ジルコニウム（ＺｒＯ（ＮＯ３）２・２Ｈ２Ｏ）の量を０．６１ｇに変更した以外は実施例１と同様にして、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔実施例１１〕
　オキシ硝酸ジルコニウム（ＺｒＯ（ＮＯ３）２・２Ｈ２Ｏ）の量を１．２２ｇに変更した以外は実施例１と同様にして、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
〔実施例１２〕
　オキシ硝酸ジルコニウム（ＺｒＯ（ＮＯ３）２・２Ｈ２Ｏ）の量を４．９０ｇに変更した以外は実施例１と同様にして、粉末状の排気ガス浄化用組成物を得た。
　実施例１０～１２で得られた排気ガス浄化用組成物について実施例１～９と同様にしてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比、リン及びジルコニウムの含有量、比表面積の維持率Ｒｓ、結晶子径の維持率Ｒｄ、トルエン吸着性能の評価に供した。これらの結果を以下表３及び表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表３に示すように、特定量のリンを含有し、比表面積の維持率が特定値以上であるＢＥＡ型ゼオライトを用いることで、高い炭化水素吸着性能が得られることが判る。
　また、表４に示すように、特定量のリンを含有し、結晶子径Xが特定値以下であり、結晶子径の維持率が特定値以上であるＢＥＡ型ゼオライトを用いることで、高い炭化水素吸着性能が得られることが判る。
　本発明によれば、ガソリンエンジン等の内燃機関の排気ガス浄化用として優れたＨＣ吸着性能を有する排気ガス浄化用組成物が提供される。
 

Claims (10)

  1. 　リンを含有するＢＥＡ型ゼオライトを含む組成物であって、リン含有量がゼオライト中のＡｌとのモル比で０．５倍当量以上であり、
    　（ａ１）９８０℃で２５時間熱処理した後の比表面積をＡとし、（ａ２）前記の熱処理を行う前の状態の比表面積をＢとしたときに、
    　Ａ／Ｂ×１００（％）で表される比表面積の維持率Ｒｓが３５％以上である、排気ガス浄化用組成物。
  2. 　リンを含有するＢＥＡ型ゼオライトを含む組成物であって、リン含有量がゼオライト中のＡｌとのモル比で０．５倍当量以上８倍当量以下であり、
    　（ｂ１）９８０℃で２５時間熱処理した後の結晶子径をＸとし、（ｂ２）前記の熱処理を行う前の状態の結晶子径をＹとしたときに、
    　Ｘが２５ｎｍ以下であり、且つＸ／Ｙ×１００（％）で表される結晶子径の維持率Ｒｄが５０％以上である、排気ガス浄化用組成物。
  3. 　ジルコニウムを含有する、請求項１又は２に記載の排気ガス浄化用組成物。
  4. 　リン含有量がゼオライト中のＡｌとのモル比で１倍当量以上３倍当量以下である、請求項１～３の何れか１項に記載の排気ガス浄化用組成物。
  5. 　Ｘが１５ｎｍ以下である、請求項２に記載の排気ガス浄化用組成物。 
  6. 　リンを含有するＢＥＡ型ゼオライトを含む組成物であって、リン含有量がゼオライト中のＡｌとのモル比で０．５倍当量以上であり、
    　（ａ１）９８０℃で２５時間熱処理した後の比表面積をＡとし、（ａ２）前記の熱処理を行う前の状態の比表面積をＢとしたときに、
    　Ａ／Ｂ×１００（％）で表される比表面積の維持率Ｒｓが３５％以上である組成物の、排気ガス浄化処理への使用。
  7. 　リンを含有するＢＥＡ型ゼオライトを含む組成物であって、リン含有量がゼオライト中のＡｌとのモル比で０．５倍当量以上８倍当量以下であり、
    　（ｂ１）９８０℃で２５時間熱処理した後の結晶子径をＸとし、（ｂ２）前記の熱処理を行う前の状態の結晶子径をＹとしたときに、
    　Ｘが２５ｎｍ以下であり、且つＸ／Ｙ×１００（％）で表される結晶子径の維持率Ｒｄが５０％以上である組成物の、排気ガス浄化処理への使用。
  8. 　リンを含有するＢＥＡ型ゼオライトを含む組成物を用いた排気ガス浄化方法であって、
    　前記組成物は、リン含有量がゼオライト中のＡｌとのモル比で０．５倍当量以上であり、
    　（ａ１）９８０℃で２５時間熱処理した後の比表面積をＡとし、（ａ２）前記の熱処理を行う前の状態の比表面積をＢとしたときに、
    　Ａ／Ｂ×１００（％）で表される比表面積の維持率Ｒｓが３５％以上である、排気ガス浄化方法。
  9. 　リンを含有するＢＥＡ型ゼオライトを含む組成物を用いた排気ガス浄化方法であって、
    　前記組成物は、リン含有量がゼオライト中のＡｌとのモル比で０．５倍当量以上８倍当量以下であり、
    　（ｂ１）９８０℃で２５時間熱処理した後の結晶子径をＸとし、（ｂ２）前記の熱処理を行う前の状態の結晶子径をＹとしたときに、
    　Ｘが２５ｎｍ以下であり、且つＸ／Ｙ×１００（％）で表される結晶子径の維持率Ｒｄが５０％以上である、排気ガス浄化方法。
  10. 　内燃機関の排気通路に排出される排気ガスに含有される炭化水素を除去する、請求項8又は９に記載の排気ガス浄化方法。
PCT/JP2017/027124 2017-01-13 2017-07-26 排気ガス浄化用組成物 WO2018131196A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR112018076517-1A BR112018076517B1 (pt) 2017-01-13 2017-07-26 composição de purificação de gases de escape, e, uso da mesma
CN201780034174.1A CN109219482B (zh) 2017-01-13 2017-07-26 废气净化用组合物
US16/307,768 US10434502B2 (en) 2017-01-13 2017-07-26 Exhaust gas-purifying composition
JP2018506241A JP6339306B1 (ja) 2017-01-13 2017-07-26 排気ガス浄化用組成物
EP17891651.6A EP3456412B1 (en) 2017-01-13 2017-07-26 Exhaust gas-purifying composition

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017003959 2017-01-13
JP2017-003959 2017-01-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018131196A1 true WO2018131196A1 (ja) 2018-07-19

Family

ID=62839393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/027124 WO2018131196A1 (ja) 2017-01-13 2017-07-26 排気ガス浄化用組成物

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10434502B2 (ja)
EP (1) EP3456412B1 (ja)
CN (1) CN109219482B (ja)
BR (1) BR112018076517B1 (ja)
WO (1) WO2018131196A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113891762A (zh) 2019-07-03 2022-01-04 三井金属矿业株式会社 β型沸石及含有其的催化剂
EP4026612A4 (en) * 2019-09-05 2022-10-12 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. EMISSION PURIFICATION COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD THEREOF

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07256114A (ja) * 1994-03-17 1995-10-09 Idemitsu Kosan Co Ltd 排ガス浄化用炭化水素吸着触媒
JPH11300211A (ja) * 1998-04-24 1999-11-02 Nissan Motor Co Ltd 排気ガス浄化用触媒及び排気ガス浄化方法
JP2000126590A (ja) * 1998-10-27 2000-05-09 Tosoh Corp 吸着剤及び吸着除去方法
JP2003071250A (ja) * 2001-06-18 2003-03-11 Nissan Motor Co Ltd 排気ガス浄化システム

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0615016B2 (ja) 1988-09-09 1994-03-02 トヨタ自動車株式会社 自動車排気ガス浄化装置
JPH0956114A (ja) 1995-08-21 1997-02-25 Fujitsu General Ltd 電動機の軸受構造
JPH1190226A (ja) 1997-09-18 1999-04-06 Nissan Motor Co Ltd 排気ガス浄化用触媒
JP2001149787A (ja) 1999-11-25 2001-06-05 Nissan Motor Co Ltd 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法
JP3724708B2 (ja) 1999-11-26 2005-12-07 日産自動車株式会社 排気ガス浄化用触媒
JP3904802B2 (ja) 2000-04-26 2007-04-11 日産自動車株式会社 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法
US7695703B2 (en) 2008-02-01 2010-04-13 Siemens Energy, Inc. High temperature catalyst and process for selective catalytic reduction of NOx in exhaust gases of fossil fuel combustion
JP5779398B2 (ja) 2011-05-13 2015-09-16 出光興産株式会社 ゼオライト触媒の活性化方法
JP6294126B2 (ja) 2014-03-31 2018-03-14 株式会社キャタラー Ｓｃｒ用触媒及び排ガス浄化触媒システム
CN106140290B (zh) 2015-04-16 2018-11-30 中国石油化工股份有限公司 一种含改性β沸石的裂化催化剂
CN106145136B (zh) * 2015-04-16 2018-07-31 中国石油化工股份有限公司 一种改性β沸石及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07256114A (ja) * 1994-03-17 1995-10-09 Idemitsu Kosan Co Ltd 排ガス浄化用炭化水素吸着触媒
JPH11300211A (ja) * 1998-04-24 1999-11-02 Nissan Motor Co Ltd 排気ガス浄化用触媒及び排気ガス浄化方法
JP2000126590A (ja) * 1998-10-27 2000-05-09 Tosoh Corp 吸着剤及び吸着除去方法
JP2003071250A (ja) * 2001-06-18 2003-03-11 Nissan Motor Co Ltd 排気ガス浄化システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3456412A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20190262815A1 (en) 2019-08-29
BR112018076517A2 (pt) 2019-08-20
CN109219482A (zh) 2019-01-15
EP3456412A1 (en) 2019-03-20
EP3456412A4 (en) 2020-01-15
BR112018076517B1 (pt) 2020-12-08
EP3456412B1 (en) 2021-05-12
US10434502B2 (en) 2019-10-08
CN109219482B (zh) 2020-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5622944B2 (ja) 窒素含有化合物の変換方法
EP3388392B1 (en) Copper-containing zeolites having a low alkali metal content, method of making thereof, and their use as scr catalysts
KR20150132408A (ko) 지르코늄, 세륨, 니오븀 및 주석의 산화물을 기반으로 하는 조성물, 이의 제조 방법 및 촉매 작용에서의 용도
KR20130062349A (ko) 세륨 산화물 및 니오븀 산화물을 포함하는 조성물을 촉매로 사용하는, 질소 산화물(NOx)-함유 가스를 처리하는 방법
CN108698841B (zh) 制备铁(iii)交换的沸石组合物的方法
WO1998023373A1 (fr) Procede de production d'un catalyseur pour l'epuration des gaz d'echappement
JP6339306B1 (ja) 排気ガス浄化用組成物
WO2018131196A1 (ja) 排気ガス浄化用組成物
WO2021044687A1 (ja) 排気ガス浄化用組成物及びその製造方法
WO2018131195A1 (ja) 排気ガス浄化用組成物
JP6345372B1 (ja) 排気ガス浄化用組成物
JP2015016396A (ja) 排気浄化システム、排気浄化方法、並びにそれに用いる選択還元型ＮＯｘ触媒およびその製造方法
JP2019093363A (ja) 触媒用スラリー組成物及びその製造方法、これを用いた触媒の製造方法、並びに、Ｃｕ含有ゼオライトの製造方法
EP2870996A1 (en) Exhaust gas control catalyst
WO2019172284A1 (ja) 排ガス浄化触媒及び排ガス浄化システム
JP2021523829A (ja) 耐熱性が改善されたゼオライト及びこれを用いた触媒複合体
JP2014069164A (ja) 排気ガス浄化用ゼオライト含有触媒組成物
JP7450727B2 (ja) 炭化水素吸着材、排ガス浄化触媒及び排ガス浄化システム
WO2022131070A1 (ja) Ａｌ－Ｐ複合酸化物およびこれを用いた排気ガス浄化用触媒
WO2023182344A1 (ja) ゼオライト、その製造方法、炭化水素吸着材及び排気ガス浄化触媒
JP2022169847A (ja) 炭化水素吸着剤、炭化水素吸着剤の製造方法及び炭化水素の吸着方法
JP2021146226A (ja) 排気ガス浄化用触媒組成物及びｂｅａ型ゼオライトの製造方法
JP2020505215A (ja) 酸化マンガン含有アルミナ組成物、同組成物の製造方法及びその使用。
JPH0810622A (ja) 排ガス浄化用触媒

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018506241

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17891651

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017891651

Country of ref document: EP

Effective date: 20181211

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112018076517

Country of ref document: BR

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112018076517

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20181219

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务，不要输入任何密码和下载