CN101363349A - 带催化剂的微粒子过滤器 - Google Patents
带催化剂的微粒子过滤器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101363349A CN101363349A CNA2008101338768A CN200810133876A CN101363349A CN 101363349 A CN101363349 A CN 101363349A CN A2008101338768 A CNA2008101338768 A CN A2008101338768A CN 200810133876 A CN200810133876 A CN 200810133876A CN 101363349 A CN101363349 A CN 101363349A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zirconium
- composite oxide
- oxide particle
- neodymium
- series composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 90
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 118
- RCFVMJKOEJFGTM-UHFFFAOYSA-N cerium zirconium Chemical class [Zr].[Ce] RCFVMJKOEJFGTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- AYWJVUUPJYKALH-UHFFFAOYSA-N neodymium zirconium Chemical compound [Zr][Nd] AYWJVUUPJYKALH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 31
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 23
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 23
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 22
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 21
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 14
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 13
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- -1 zirconium neodymium series Chemical class 0.000 claims description 11
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 41
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 36
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 36
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 33
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 15
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 15
- 229910000722 Didymium Inorganic materials 0.000 description 13
- 241000224487 Didymium Species 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 12
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 11
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 11
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 11
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 8
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 239000002075 main ingredient Substances 0.000 description 4
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 3
- 230000001535 kindling effect Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 2
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007954 hypoxia Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N neodymium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Nd+3].[Nd+3] PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- HDDHHVDLTLMRIK-UHFFFAOYSA-N [Ce].[Pr].[Zr] Chemical compound [Ce].[Pr].[Zr] HDDHHVDLTLMRIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQFNXMJJEZGLFY-UHFFFAOYSA-N [Nd].[Zr].[Ce] Chemical compound [Nd].[Zr].[Ce] QQFNXMJJEZGLFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- NWAHZABTSDUXMJ-UHFFFAOYSA-N platinum(2+);dinitrate Chemical compound [Pt+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O NWAHZABTSDUXMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003754 zirconium Chemical class 0.000 description 1
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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- 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
- B01D53/944—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
-
- 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
- B01J23/10—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of rare earths
-
- 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
- B01J23/63—Platinum group metals with rare earths or actinides
-
- 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
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/024—Multiple impregnation or coating
- B01J37/0248—Coatings comprising impregnated particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1021—Platinum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1023—Palladium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/206—Rare earth metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20715—Zirconium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/209—Other metals
- B01D2255/2092—Aluminium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/01—Engine exhaust gases
- B01D2258/012—Diesel engines and lean burn gasoline engines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/01—Engine exhaust gases
- B01D2258/014—Stoichiometric gasoline engines
-
- 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
- B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
- B01D53/9477—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on separate bricks, e.g. exhaust systems
-
- 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
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
-
- 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
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
- B01J2523/30—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts of Group III (IIIA or IIIB) of the Periodic Table
- B01J2523/37—Lanthanides
- B01J2523/3712—Cerium
-
- 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
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
- B01J2523/30—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts of Group III (IIIA or IIIB) of the Periodic Table
- B01J2523/37—Lanthanides
- B01J2523/3718—Praseodymium
-
- 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
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
- B01J2523/30—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts of Group III (IIIA or IIIB) of the Periodic Table
- B01J2523/37—Lanthanides
- B01J2523/3725—Neodymium
-
- 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
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
- B01J2523/40—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts of Group IV (IVA or IVB) of the Periodic Table
- B01J2523/48—Zirconium
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
本发明公开了一种带催化剂的微粒子过滤器。在微粒子过滤器中形成催化剂层(7)，该催化剂层(7)含有承载了铂的活性氧化铝粒子、铈锆系列复合氧化物粒子以及锆钕系列复合氧化物粒子。设铈锆系列复合氧化物与锆钕系列复合氧化物的合计量在上述三种粒子的合计量中所占的质量百分比是10％以上且60％以下，设铈锆系列复合氧化物/锆钕系列复合氧化物的质量比是20/80以上且80/20以下。因此，能够提供一种微粒子燃烧性和废气低温转化性皆高的微粒子过滤器。
Description
技术领域
本发明涉及一种带催化剂的微粒子过滤器。
背景技术
已知：在使用以柴油为主要成份的燃料的柴油发动机中、或者使用以汽油为主要成份的燃料让该燃料进行稀薄燃烧的汽油发动机中，在废气中含有微粒子(含有碳粒子的悬浮粒子状物质)。为抑制该微粒子排出到大气中，在发动机的废气通路中设置了捕捉该废气中的微粒子的过滤器。因为若该过滤器的微粒子堆积量增多，则会导致发动机的输出、燃料效率下降，所以需要让已堆积起来的微粒子适当地燃烧，从而将这些微粒子从过滤器中除去。
为让所述微粒子有效地燃烧(微粒子在较低的温度下起火且燃烧在短时间内完成)，在过滤器主体的废气通路壁面上形成含有已承载催化剂金属的氧化铝的催化剂层。该已承载了催化剂金属的氧化铝对微粒子的燃烧很有效，但是近年来，开发研究出了让微粒子更加有效地燃烧的过滤器用催化剂材料。
例如，在日本公开专利公报特开2006-326573号公报中公开了将催化剂材料用在过滤器上的技术，该催化剂材料，是通过让由从镨、钕以及镧中选出的稀土金属R、铈以及锆形成的复合氧化物承载催化剂金属而构成的。优选该复合氧化物中的所述R的含有率以摩尔百分比计2％以上且11％以下。因为这样的复合氧化物含有铈，具有储存、释放氧的能力，所以该复合氧化物所释放出的氧有助于微粒子的起火与燃烧。
在日本公开专利公报特开2007-54713号公报中也公开了将催化剂材料用在过滤器上的技术，该催化剂材料，是通过让以下复合氧化物粒子承载催化剂金属而构成的，这些复合氧化物粒子含有复合氧化物ZrRO粒子(R含有率以摩尔百分比计18％)和复合氧化物CeMO粒子。复合氧化物ZrRO粒子是从镱、钕以及钪中选出的稀土金属R与锆的复合氧化物粒子；CeMO粒子是从钐与钆中选出的稀土金属M与铈的复合氧化物粒子。上述ZrRO粒子具有氧离子传导性，放出活性氧，但该氧释放机理与特开2006-326573号公报中所公开的CeZr系列复合氧化物不同。
也就是说，CeZr系列复合氧化物具有很高的储氧能力，是借助铈离子的价数变化来释放活性氧。另一方面，ZrRO粒子具有氧离子传导性，即具有所谓的氧输送功能，所以，当在该粒子表面存在氧浓度高的部分和氧浓度低的部分的时候，该ZrRO粒子将氧离子从氧浓度高的部分输送到氧浓度低的部分，并作为活性氧释放出来。
因此，在上述ZrRO粒子的情况下，会在ZrRO粒子的表面上出现让微粒子燃烧的小火种，若该火种部位陷入氧不足的状态，则氧就被从别的氧浓度高的部分输送来，所以燃烧继续下去，燃烧区域很容易从该火种部位扩大到周围。
再就是，在日本公开专利公报特开2007-83224号公报中公开的也是将催化剂用在过滤器上的技术。该催化剂，是包含上述的具有氧离子传导性的ZrRO和氧化铝，且让它们承载催化剂金属而构成的。
发明内容
在发动机废气的后处理(after treatment)系统中，不仅要求高效地进行所述微粒子的捕捉与燃烧去除，还要求对废气中的碳化氢(HC)、一氧化碳(CO)进行转化等。特别要求提高在废气温度低的低温时的废气转化性能。因此，一般情况下，将催化剂布置在微粒子过滤器的设置位置的上游一侧的废气通路中，由催化剂对碳化氢与一氧化碳进行氧化，或者将废气中的一氧化氮(NO)氧化为二氧化氮(NO2)。
但是，近年来，对废气的转化率的要求比以前更高了，因此，对提高上游一侧的催化剂的性能的要求变得更加严格了，而出现了导致成本上升、尺寸增大的倾向。
本发明的目的在于，使设在微粒子过滤器中的催化剂不仅具有促进微粒子燃烧的功能，还具有对废气的低温转化功能，做到：在将催化剂设在微粒子过滤器的上游一侧的情况下，也能够减轻上游侧催化剂的负担。
本发明为实现上述目的，以适当的比率将活性氧化铝、铈锆系列复合氧化物、以及锆钕系列复合氧化物混合在一起，来构成微粒子过滤器用催化剂。
也就是说，本发明是一种催化剂由捕捉从发动机排出的微粒子的过滤器主体的废气通道壁面承载的带催化剂的微粒子过滤器。
所述催化剂，以混合的状态含有承载了催化剂金属的活性氧化铝粒子、含铈与锆的铈锆系列复合氧化物粒子、和含锆、钕及除铈与钕以外的稀土金属M的锆钕系列复合氧化物粒子。
所述铈锆系列复合氧化物粒子与锆钕系列复合氧化物粒子的合计量在所述活性氧化铝粒子、铈锆系列复合氧化物粒子以及锆钕系列复合氧化物粒子的合计量中所占的质量百分比是10％以上且60％以下。
所述铈锆系列复合氧化物粒子用量相对所述锆钕系列复合氧化物粒子用量的质量比是20/80以上且80/20以下，即，铈锆系列复合氧化物/锆钕系列复合氧化物的质量比是20/80以上且80/20以下。
所述铈锆系列复合氧化物粒子具有储存、释放氧的能力，但在氧过剩的气体气氛中，也会由于铈离子的价数变化而释放活性氧。也就是说，在将储氧材料用于重复氧过剩状态(富氧状态)和氧不足状态(贫氧状态)的三效催化剂中的情况下，在富氧状态下，储存氧；在贫氧状态下，释放氧。但是，有时候，在富氧状态下，所述铈锆系列复合氧化物粒子也会将氧吸入到氧化物内部，另一方面，又从氧化物内部释放出活性氧“氧交换反应”(氧置换反应)(参考本申请申请人的已被公开的日本公开专利公报特开2007-190460号公报)。锆钕系列复合氧化物粒子具有氧离子传导性，将氧离子从氧浓度高的部分输送到氧浓度低的部分，并作为活性氧释放出来。另一方面，承载有催化剂金属的活性氧化铝粒子对微粒子的燃烧很有效，除此以外，对碳化氢与一氧化碳的氧化、以及将一氧化氮(NO)氧化为二氧化氮(NO2)都起作用。
因此，锆钕系列复合氧化物粒子释放的活性氧被有效地用于微粒子的燃烧，具有不同的氧释放机理的铈锆系列复合氧化物粒子对所述微粒子的燃烧有帮助。而且，在由所述活性氧化铝粒子承载的催化剂金属对废气中的碳化氢(HC)、一氧化碳(CO)进行氧化、将一氧化氮(NO)氧化为二氧化氮(NO2)时，锆钕系列复合氧化物粒子和铈锆系列复合氧化物粒子的释放活性氧的能力会起良好的作用，这样的废气成份的氧化反应所产生的热促进所述微粒子的燃烧，同时所述二氧化氮成为使微粒子高效地燃烧的氧化剂。
在本发明中，因为催化剂以混合的状态含有承载了上述催化剂金属的活性氧化铝粒子、铈锆系列复合氧化物粒子以及锆钕系列复合氧化物粒子这三种粒子，所以相对于微粒子的燃烧能够收到以下效果。也就是说，因为，活性氧化铝粒子是多孔性、比表面积大，所以通过让该活性氧化铝粒子存在于铈锆系列复合氧化物粒子与锆钕系列复合氧化物粒子之间，催化剂内部的空隙就增多。因此，废气在催化剂内部的流动性变好，活性氧容易从铈锆系列复合氧化物粒子与锆钕系列复合氧化物粒子释放出来。结果是，微粒子变得容易燃烧。活性氧化铝粒子的比表面积大和所述活性氧的释放性良好二者产生相乘效果，而促进了NO→NO2的反应，微粒子容易以该NO2为氧化剂进行燃烧。
在本发明中，重要之处，不仅是将含有承载了上述催化剂金属的活性氧化铝粒子、铈锆系列复合氧化物粒子、以及锆钕系列复合氧化物粒子简单地混合起来，如上所述，重要之处还有，使铈锆系列复合氧化物粒子与锆钕系列复合氧化物粒子的合计量在所述三种粒子的合计量中所占的质量百分比是10％以上且60％以下；使铈锆系列复合氧化物/锆钕系列复合氧化物的质量比是20/80以上且80/20以下。这样一来，如在后述的实验数据中所明显地反映出来的那样，收到了微粒子的燃烧速率加快且碳化氢、一氧化碳的起燃温度变低这样的预料不到的效果。
优选，所述铈锆系列复合氧化物粒子与锆钕系列复合氧化物粒子的合计量在上述三种的合计量中所占的质量百分比是20％以上且50％以下；所述铈锆系列复合氧化物/锆钕系列复合氧化物的质量比是40/60以上且60/40以下。
能够采用镧、镨、钐、钆以及钇等作上述锆钕系列复合氧化物粒子所含有的稀土金属M，其中，从使微粒子的燃烧性提高的角度来看，优选镧、镨以及钇中选出的至少一种金属。更佳的是采用镨作稀土金属M。
从使微粒子的燃烧性提高的角度来看，优选当用MO表示所述稀土金属M的氧化物时，所述锆钕系列复合氧化物粒子，是Nd2O3与MO的合计量在ZrO2、Nd2O3以及MO的合计量中所占有的比率以摩尔百分比计18％以上且30％以下，即，(Nd2O3+MO)/(ZrO2+Nd2O3+MO)是18％以上且30％以下。
优选所述铈锆系列复合氧化物粒子除含有所述铈与锆以外，还含有钕。
附图的简单说明
图1是显示将微粒子过滤器布置在发动机的废气通路中的状态的图。
图2是示意地显示微粒子过滤器的正视图。
图3是示意地显示微粒子过滤器的纵向剖视图。
图4是示意地显示将微粒子过滤器的废气流入通路和废气流出通路隔开的壁的放大剖视图。
图5是显示微粒子过滤器的催化剂层的构成的剖视图。
图6是显示各种铈锆系列复合氧化物中稀土金属R所占的比率与碳燃烧速率的关系的曲线图。
具体实施方式
下面，参考附图说明本发明的实施例。另外，以下的对优选实施方式的说明，只不过是本质上的示例而已，本发明对适用物或者用途等并不做任何限制。
图1中，1是布置在发动机的废气通路11上的微粒子过滤器(以下简单地称其为“过滤器”)。能够在比过滤器1还靠近废气流动的上游一侧的废气通路11上布置有氧化催化剂(未示)，该氧化催化剂是通过让活性氧化铝等载体承载以铂、钯等为代表的催化剂金属而构成的。将这样的氧化催化剂布置在过滤器1的上游一侧时，废气中的的碳化氢(HC)、一氧化碳(CO)由该氧化催化剂氧化，其氧化燃烧热使流入过滤器1的废气温度提高。而且，一氧化氮被氧化为二氧化氮，该二氧化氮被作为让微粒子燃烧的氧化剂供到过滤器1。
图2和图3示意地示出了过滤器1。如图所示，该过滤器1呈蜂窝状结构，包括相互平行着延伸的多条废气通路2、3。也就是说，过滤器1的结构是这样的，即交替着设有下游一端被塞子(plug)4堵起来的废气流入通路2和上游一端被塞子4堵起来的废气流出通路3，废气流入通路2和废气流出通路3由壁厚很薄的隔离壁5隔离开。此外，在图2中，画上了阴影线的部分代表废气流出通路3中的上游一端的塞子4。
过滤器1的包括所述隔离壁5的过滤器主体，由堇青石(cordierite)、SiC、Si3N4、硅铝氧氮耐热陶瓷那样的无机多孔材料形成，流入废气流入通路2内的废气，在图3中，按照箭头方向所示，通过周围的隔离壁5流出到相邻的废气流出通路3内。也就是说，如图4所示，隔离壁5具有使废气流入通路2和废气流出通路3连通的微孔(废气通路)6，废气通过该微孔6。于是，微粒子主要被废气流入通路2和微孔6的壁面捕捉并堆积起来。
催化剂层7形成在所述过滤器1的过滤器主体的所述废气通路(废气流入通路2、废气流出通路3及微孔6)的壁面上。此外，并非一定要在废气流出通路3的壁面上形成催化剂层。
本发明的特征之一是，所述催化剂层7含有：承载了催化剂金属的活性氧化铝粒子、含有铈与锆的铈锆系列复合氧化物粒子以及含有锆、钕及铈与钕以外的稀土金属M的锆钕系列复合氧化物粒子。
图5示意地示出了催化剂层之一例。该催化剂层7以混合的状态含有三种催化剂成份。其中之一是用活性氧化铝(Al2O3)粒子承载铂作为催化剂金属而构成的催化剂成份。另一种是，由以铈和锆为主要成份、还含有铈以外的稀土金属R(镧、钕、镨或者钇)的铈锆系列复合氧化物粒子(CeZrRO)承载铂作为催化剂金属而构成的催化剂成份。剩下的一种是，由以锆和钕为主要成份、还含有铈和钕以外的稀土金属M(镧、镨或者钇)的锆钕系列复合氧化物粒子(ZrNdMO)承载铂作为催化剂金属而构成的催化剂成份。上述活性氧化铝粒子、锆钕系列复合氧化物粒子以及铈锆系列复合氧化物粒子，任一种粒子都是一次粒子聚集后形成的二次粒子。
下面，根据对碳燃烧性能和废气转化性能的评价试验来说明上述三种催化剂成份的优选比率。
(试样的调制)
准备好含质量百分比4％的镧的活性氧化铝粒子、CeO2:ZrO2:Nd2O3＝24:72:4(摩尔比)的铈锆钕复合氧化物粉末(ZrO2的比率最大)以及ZrO2:Nd2O3:Pr6O11＝70:12:18(摩尔比)的锆钕镨复合氧化物粉末(ZrO2的比率最大)。该锆钕镨复合氧化物粉末中(Nd2O3+Pr6O11)/(ZrO2+Nd2O3+Pr6O11)的比率是以摩尔百分比计30％。
用各种的比率(参考表1、表2)来对这三种氧化物粉末进行混合，在混合好的各种材料中再分别混合上二氨二硝基铂硝酸溶液(solution ofdiamminedinitro platinum nitrate)和离子交换水后，再进行蒸发、干燥来让它充分干燥。接着，在500℃的温度下、大气气氛中，焙烧2个小时，便得到了上述比率相互不同的各种催化剂材料。将各种催化剂材料和粘合剂、离子交换水混合后做成悬浮液，再将该悬浮液涂敷到SiC制过滤器载体(容量：25mL、蜂窝孔壁厚：16mil(毫升)(406.4×10-3mm)、每一平方英尺(645.16mm2)的蜂窝孔数：178)以后，使其干燥，在大气气氛、500℃的温度下，焙烧2个小时，便得到了各种试样(带催化剂的微粒子过滤器)。
将上述三种氧化物粉末在每一立方的过滤器上的合计承载量设为20g/L，将铂承载量设为2.0g/L。
可以采用ZrO2:Nd2O3:Pr6O11＝82:12:6(摩尔比)的锆钕镨复合氧化物粉末(Nd2O3+Pr6O11)的比率是摩尔百分比18％)来代替上述(Nd2O3+Pr6O11)的比率是摩尔百分比30％的锆钕镨复合氧化物粉末，用同样的方法得到三种氧化物粉末的配合比率(参考表3、表4)各不相同的各种试样(带催化剂的微粒子过滤器)。
试样全部进行在大气气氛、800℃的温度下保持24小时的热老化处理后，拿来做对碳燃烧性能和废气转化性能的评价试验。
(碳燃烧性能的评价试验)
在量相当于10g/L(过滤器)的碳(碳黑)中加入10mL的离子交换水，用搅拌器搅拌5分钟，来让碳充分地分散在水中。将试样的一个端面浸渍到该碳分散液中，用与另一个端面相连接的吸引器(aspirator)进行吸引。利用吹风器将该吸引也没能去除的水份从上述一端面除去，接着，在将试样放入干燥器中，在150℃的温度下保持2个小时来让它干燥。这样一来，碳便堆积在试样过滤器的废气通路壁面上。
将各个试样安装到固定床模拟气体气流反应器(fixed-bed simulatedgas flow reactor)上，以8×105/小时的空速(space velocity)将模拟废气(O2：10％、NO：300ppm、H2O：10％、剩下的是N2)通过试样，且以15℃/分的速率让试样入口气体温度上升，测量了该温度达到590℃时的碳燃烧速率。在该情况下，碳燃烧速率是利用下式根据碳的燃烧所生成的一氧化碳和二氧化碳的量算出来的。
碳燃烧速率(g/h)＝{气体流速(L/h)×[CO、CO2浓度(ppm)/1×106]}/22.4×12
(废气转化性能的评价试验)
将试样安装到固定床模拟气体气流反应器上，5×104/小时的空速将模拟废气(HC＝200ppmC、CO＝400ppm、NO＝100ppm、O2＝10％、CO2＝4.5％、H2O＝10％、剩下的是N2)流入试样，且以30℃/分的速率让试样入口气体温度上升，求出了HC和CO各自的转化率都达到了50％时的上述入口气体温度(起燃温度)。
(试验结果)
表1显示利用了(Nd2O3+Pr6O11)的比率是摩尔百分比30％的锆钕镨复合氧化物粉末的各种试样的碳燃烧速率，表2显示起燃温度。而且，表3显示利用了(Nd2O3+Pr6O11)的比率是摩尔百分比18％的锆钕镨复合氧化物粉末的各种试样的碳燃烧速率，表4显示起燃温度。
(表1)
(表2)
(表3)
(表4)
来看一下表1(锆钕镨复合氧化物中(Nd2O3+Pr6O11)的比率是摩尔百分比30％)的碳燃烧速率，随着铈锆镨(CeZrPr)和锆钕镨(ZrNdPr)两种复合氧化物粒子合计量在三种氧化物粒子合计量中所占的比率增大，碳燃烧速率逐渐增大，在质量百分比30％附近出现峰值，之后，随着所述比率增大，碳燃烧速率逐渐变小。而且，随着所述两种复合氧化物的质量比(CeZrNd复合氧化物/ZrNdPr复合氧化物增大，碳燃烧速率逐渐增大，在质量比50/50附近出现峰值，之后，随着该质量比增大，碳燃烧速率逐渐变小。
于是，可知优选的是，在表1中的用粗线围起的区域(上述两种复合氧化物粒子合计量的比率在质量百分比10％以上且60％以下、且该两种复合氧化物粒子的上述质量比是20/80以上且80/20以下)，碳燃烧速率变得较大，特别是，在用更粗的粗线围起的区域(上述两种复合氧化物粒子合计量的比率在质量百分比20％以上且50％以下、且该两种复合氧化物粒子的上述质量比是40/60以上且60/40以下)。
接着，来看一下表2(ZrNdPr复合氧化物中(Nd2O3+Pr6O11)所占的比率：摩尔百分比30％)的起燃温度，随着上述两种复合氧化物粒子合计量比率增大，起燃温度下降，在质量百分比30％附近，起燃温度最低，之后，随着所述比率增大，起燃温度有逐渐升高的倾向，而且，随着所述两种复合氧化物的质量比增大，起燃温度逐渐降低，在质量比50/50附近最低，之后，随着该质量比增大，起燃温度有逐渐升高的趋势。表2中的用粗线围起来的区域的起燃温度较低，特别是用更粗的粗线围起来的区域的起燃温度低。
此外，表1中的上述两种复合氧化物粒子合计量的比率是70％且上述质量百分比是40/60时，碳燃烧速率较大，但若来看一下表2，则此时的起燃温度却没有变得那么低。
因此，分析了表1和表2后能够说，为同时满足微粒子的燃烧性能和废气的低温转化性能，优选的是，将上述三种氧化物的混合比率设在上述用粗线围起来的区域内，更加优选的是，将上述三种氧化物的混合比率设在用上述更粗的粗线围起来的区域内。
表3和表4示出了锆钕镨复合氧化物中(Nd2O3+Pr6O11)的比率是以摩尔百分比计30％时的评价结果，看一下该表3和表4可知，此时的碳燃烧速率特性和起燃温度特性呈现出了该比率是以摩尔百分比计30％时(表1和表2)相同的趋势。分析了该表3和表4后能够说，为同时满足微粒子的燃烧性能和废气的低温转化性能，优选的是，将上述三种氧化物的混合比率设在上述用粗线围起来的区域内，更加优选的是，将上述三种氧化物的混合比率设在用上述更粗的粗线围起来的区域内。
(锆钕系列复合氧化物的优选组成)
为了决定锆钕系列复合氧化物的优选组成，调制出了各种复合氧化物粉末，该各种复合氧化物粉末分别采用了镧、镨、钇作稀土金属M，而且，Nd2O3的摩尔百分比和MO的摩尔百分比相互不同。接下来，通过让这些复合氧化物粉末承载铂调制出了各种催化剂材料。但是，这些催化剂材料中不含有活性氧化铝和铈锆系列复合氧化物。
和上述评价试验一样，将所得到的各种催化剂材料涂敷到SiC制过滤器载体(过滤器主体)主体上以后，再进行干燥和焙烧，便得到各种试样。设每一立方的过滤器上，锆钕系列复合氧化物的粉末的承载量是50g/L，设铂承载量是0.5g/L。之后，在大气气氛、800℃的温度下进行将各试样保持24小时的热老化处理之后，再在和上述一样的条件下测量590℃的温度下的碳燃烧速率，并同时求出了一氧化碳产生量。结果显示于表5。表5见下页。
| 试样编号 | 钕氧化物(摩尔百分比) | M氧化物(摩尔百分比) | M的种类 | 合计量(摩尔百分比) | 590℃下的碳燃烧速率(g/h) | CO产生量(ppm) |
| 1 | 12.0 | 0.0 | - | 12.0 | 0.70 | - |
| 2 | 20.0 | 0.0 | - | 20.0 | 0.71 | - |
| 3 | 0.0 | 12.0 | La | 12.0 | 0.68 | - |
| 4 | 0.0 | 12.0 | Pr | 12.0 | 0.69 | - |
| 5 | 6.0 | 6.0 | La | 12.0 | 0.72 | - |
| 6 | 6.0 | 12.0 | La | 18.0 | 0.72 | - |
| 7 | 12.0 | 3.0 | La | 15.0 | 0.74 | - |
| 8 | 12.0 | 6.0 | La | 18.0 | 0.79 | - |
| 9 | 12.0 | 12.0 | La | 24.0 | 0.75 | - |
| 10 | 18.0 | 6.0 | La | 24.0 | 0.78 | - |
| 11 | 18.0 | 12.0 | La | 30.0 | 0.77 | - |
| 12 | 6.0 | 6.0 | Pr | 12.0 | 0.71 | - |
| 13 | 6.0 | 12.0 | Pr | 18.0 | 0.77 | - |
| 14 | 12.0 | 3.0 | Pr | 15.0 | 0.72 | - |
| 15 | 12.0 | 6.0 | Pr | 18.0 | 0.74 | - |
| 16 | 12.0 | 12.0 | Pr | 24.0 | 0.82 | 4 |
| 17 | 12.0 | 18.0 | Pr | 30.0 | 0.87 | 5 |
| 18 | 12.0 | La:3.0，Pr:12.0 | La，Pr | 27.0 | 0.87 | 5 |
| 19 | 12.0 | La:3.0，Pr:18.0 | La，Pr | 33.0 | 1.10 | 8 |
| 20 | 18.0 | 12.0 | Pr | 30.0 | 0.91 | 8 |
| 21 | 6.0 | 6.0 | Y | 12.0 | 0.72 | - |
| 22 | 12.0 | 3.0 | Y | 15.0 | 0.73 | - |
| 23 | 12.0 | 6.0 | Y | 18.0 | 0.74 | - |
| 24 | 12.0 | 12.0 | Y | 24.0 | 0.77 | - |
| 25 | 18.0 | 12.0 | Y | 30.0 | 0.80 | - |
因为与不含钕的试样3、4相比，将镧、镨或钇与钕组合起来而得到的试样5、12、21的碳燃烧速率高，所以能够说优选钕是必不可少的。但是，在象试样1、2那样仅用钕作稀土金属的情况下，因为即使钕的量增多，碳燃烧速率也不增大，所以能够说适宜的做法是将镧、镨或钇与钕组合起来。
在M的比率较低的情况下(试样7、14、22或试样8、15、23)，对镧、镨或钇作一比较的话，从使碳燃烧速率增大的角度来看，能够说用镧作M是有利的。另一方面，在M的比率较高的情况下(试样6、13或试样11、20、25)，对镧、镨或钇作一比较的话，从使碳燃烧速率增大的角度来看，能够说用镨作M是有利的。
虽然也会例外，但基本上是这样的，若使钕和M两氧化物的合计量的比率增多，则碳燃烧速率增大。但是，从试样16～20可知，若使该合计量增大而使碳燃烧速率增大，则有由于碳的不完全燃烧所产生的CO量增多的倾向。因此，从提高微粒子的燃烧性的角度来看，优选使上述合计量增多。但为抑制所产生的一氧化碳的量增大，优选将该合计量的比率设定为摩尔百分比30％以下。
另一方面，因为若使上述合计量的比率以摩尔百分比计在18％以上，基本上都能得到较大的碳燃烧速率，所以能够说，从使微粒子的燃烧性提高的角度来看，优选将上述合计量的比率设定为摩尔百分比18％以上。特别是，从对试样6、8、13、15以及23的比较来看，能够说，使钕或镨的比率增大，将上述合计量的比率设定为摩尔百分比18％以上，则是优选的。
这里，表5的试样17所涉及的锆钕镨复合氧化物是用在表1、2所涉及的试样中的锆钕镨复合氧化物；表5的试样15所涉及的锆钕镨复合氧化物是用在表3、4所涉及的试样中的锆钕镨复合氧化物。对表1和表3中的碳燃烧速率、表2和表4中的起燃温度进行一下比较，则表1、表2的结果很好，这与表5中的试样17、15的碳燃烧速率数据相符。而且，从这一比较还可以知道，在采用表5中其它的ZrNdM复合氧化物的情况下，能够说，获得了表1到表4所示程度的碳燃烧速率和废气转化特性。
(铈锆系列复合氧化物的碳燃烧速率)
改变铈锆系列复合氧化物(CeZrRO)中的稀土金属R的种类和比率，调制出了各种复合氧化物粉末，并让该复合氧化物粉末承载镨，则调制出了各种催化剂材料。但是，这些催化剂材料中不含有活性氧化铝和锆钕系列复合氧化物。
和上述评价试验一样，将所得到的各种催化剂材料涂敷到SiC制过滤器载体(过滤器主体)(容量：25mL、蜂窝孔壁厚：12mil(毫升)(304.8×10-3mm)、每一平方英尺(645.16mm2)的蜂窝孔数：300)上以后，再进行干燥和焙烧，便得到了各种试样。设每一立方过滤器上，铈锆系列复合氧化物的粉末的承载量是50g/L，设铂承载量是0.5g/L。之后，在大气气氛、800℃的温度下进行将各试样保持24小时的热老化处理之后，再在与上述相同的条件下测量590℃的温度下的碳燃烧速率。结果显示于图6。图6的横轴表示铈锆系列复合氧化物中的稀土金属R的氧化物R-O比率(摩尔百分比)。
由该图可知，在使用镨的情况下，当镨的氧化物比率以摩尔百分比计在2％以下，少量时，得到的是较大的碳燃烧速率；在使用其它稀土金属钕、镧以及钇的情况下，当它们的氧化物比率以摩尔百分比计在6％以下或7％以下时，得到的是较大的碳燃烧速率。能够说，在该四种稀土金属中，采用钕对提高碳燃烧速率是最有利的。
Claims (6)
1.一种带催化剂的微粒子过滤器，催化剂由捕捉从发动机排出的微粒子的过滤器主体的废气通道壁面承载，其特征在于：
所述催化剂，以混合的状态含有承载了催化剂金属的活性氧化铝粒子、含铈与锆的铈锆系列复合氧化物粒子、和含锆、钕及除铈与钕以外的稀土金属M的锆钕系列复合氧化物粒子；
所述铈锆系列复合氧化物粒子与锆钕系列复合氧化物粒子的合计量在所述活性氧化铝粒子、铈锆系列复合氧化物粒子以及锆钕系列复合氧化物粒子的合计量中所占的质量百分比是10％以上且60％以下；
所述铈锆系列复合氧化物粒子用量相对所述锆钕系列复合氧化物粒子用量的质量比是20/80以上且80/20以下，即，铈锆系列复合氧化物/锆钕系列复合氧化物的质量比是20/80以上且80/20以下。
2.根据权利要求1所述的带催化剂的微粒子过滤器，其特征在于：
所述铈锆系列复合氧化物粒子与锆钕系列复合氧化物粒子的合计量在所述活性氧化铝粒子、铈锆系列复合氧化物粒子以及锆钕系列复合氧化物粒子的合计量中所占的质量百分比是20％以上且50％以下；
所述铈锆系列复合氧化物/锆钕系列复合氧化物的质量比是40/60以上且60/40以下。
3.根据权利要求1或2所述的带催化剂的微粒子过滤器，其特征在于：
上述锆钕系列复合氧化物粒子所含有的稀土金属M是从镧、镨以及钇中选出的至少一种金属。
4.根据权利要求1或2所述的带催化剂的微粒子过滤器，其特征在于：
当用MO来表示所述稀土金属M的氧化物时，所述锆钕系列复合氧化物粒子，是Nd2O3与MO的合计量在ZrO2、Nd2O3以及MO的合计量中所占有的比率以摩尔百分比计18％以上且30％以下，即，(Nd2O3+MO)/(ZrO2+Nd2O3+MO)是18％以上且30％以下。
5.根据权利要求1或2所述的带催化剂的微粒子过滤器，其特征在于：
所述铈锆系列复合氧化物粒子除含有所述铈与锆以外，还含有钕。
6.根据权利要求1或2所述的带催化剂的微粒子过滤器，其特征在于：
所述锆钕系列复合氧化物粒子作为所述稀土金属M含有镨。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007206363A JP4849034B2 (ja) | 2007-08-08 | 2007-08-08 | 触媒付パティキュレートフィルタ |
| JP2007-206363 | 2007-08-08 | ||
| JP2007206363 | 2007-08-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101363349A true CN101363349A (zh) | 2009-02-11 |
| CN101363349B CN101363349B (zh) | 2012-07-18 |
Family
ID=40084148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008101338768A Expired - Fee Related CN101363349B (zh) | 2007-08-08 | 2008-07-15 | 带催化剂的微粒子过滤器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8052936B2 (zh) |
| EP (1) | EP2047907B1 (zh) |
| JP (1) | JP4849034B2 (zh) |
| CN (1) | CN101363349B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104271905A (zh) * | 2012-05-11 | 2015-01-07 | 埃贝斯佩歇废气技术合资公司 | 粒子过滤器 |
| CN105143620A (zh) * | 2013-05-22 | 2015-12-09 | 三井金属矿业株式会社 | 柴油颗粒过滤器和废气净化装置 |
| CN105473222A (zh) * | 2013-08-29 | 2016-04-06 | 马自达汽车株式会社 | 尾气净化用催化剂及其制备方法 |
| CN111801160A (zh) * | 2018-02-26 | 2020-10-20 | 巴斯夫公司 | 用于汽油机废气后处理的催化剂 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009134686A1 (en) | 2008-04-27 | 2009-11-05 | Loma Vista Medical, Inc. | Biological navigation device |
| JP4753209B2 (ja) * | 2007-12-06 | 2011-08-24 | 本田技研工業株式会社 | 排ガス浄化用酸化触媒装置 |
| CN102137718B (zh) | 2008-09-02 | 2015-09-16 | 日产自动车株式会社 | 废气净化用催化剂及其制造方法 |
| JP5531567B2 (ja) * | 2009-11-10 | 2014-06-25 | マツダ株式会社 | 排気ガス浄化用触媒 |
| JP5742625B2 (ja) | 2011-09-22 | 2015-07-01 | マツダ株式会社 | 触媒付パティキュレートフィルタ |
| JP5880160B2 (ja) * | 2012-03-09 | 2016-03-08 | マツダ株式会社 | 触媒付パティキュレートフィルタ |
| CN104411930B (zh) * | 2012-06-28 | 2017-05-10 | 三井金属矿业株式会社 | 柴油颗粒过滤器和废气净化装置 |
| JP6194699B2 (ja) * | 2013-08-29 | 2017-09-13 | マツダ株式会社 | 触媒付パティキュレートフィルタの製造方法 |
| US9855547B2 (en) * | 2015-10-05 | 2018-01-02 | GM Global Technology Operations LLC | Low-temperature oxidation catalysts |
| GB2581330B (en) * | 2019-02-04 | 2023-01-11 | Jaguar Land Rover Ltd | Catalytic materials for passive soot oxidation and methods of their manufacture |
Family Cites Families (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4087897B2 (ja) * | 1991-11-26 | 2008-05-21 | バスフ・カタリスツ・エルエルシー | 改良された酸化触媒および使用方法 |
| ATE190241T1 (de) * | 1991-11-26 | 2000-03-15 | Engelhard Corp | Ceroxid-aluminiumoxid enthaltender oxidationskatalysator und verfahren zur anwendung. |
| US6248684B1 (en) * | 1992-11-19 | 2001-06-19 | Englehard Corporation | Zeolite-containing oxidation catalyst and method of use |
| US5580535A (en) * | 1994-07-07 | 1996-12-03 | Engelhard Corporation | System and method for abatement of food cooking fumes |
| US5898014A (en) * | 1996-09-27 | 1999-04-27 | Engelhard Corporation | Catalyst composition containing oxygen storage components |
| CA2376200A1 (en) * | 1999-07-02 | 2001-01-11 | Ramesh Kakwani | Oxidation catalyst for treating diesel engine exhaust gases |
| EP1328343A1 (en) * | 2000-09-29 | 2003-07-23 | OMG AG & Co. KG | Catalytic soot filter and use thereof in treatment of lean exhaust gases |
| US6912847B2 (en) * | 2001-12-21 | 2005-07-05 | Engelhard Corporation | Diesel engine system comprising a soot filter and low temperature NOx trap |
| KR100691789B1 (ko) * | 2002-02-15 | 2007-03-12 | 아이씨티 코., 엘티디. | 내연기관 배기가스정화용 촉매, 그 제조방법 및 내연기관배기가스의 정화방법 |
| US20030186805A1 (en) * | 2002-03-28 | 2003-10-02 | Vanderspurt Thomas Henry | Ceria-based mixed-metal oxide structure, including method of making and use |
| JP3528839B2 (ja) * | 2002-05-15 | 2004-05-24 | トヨタ自動車株式会社 | パティキュレート酸化材及び酸化触媒 |
| US7229597B2 (en) * | 2003-08-05 | 2007-06-12 | Basfd Catalysts Llc | Catalyzed SCR filter and emission treatment system |
| US7490464B2 (en) * | 2003-11-04 | 2009-02-17 | Basf Catalysts Llc | Emissions treatment system with NSR and SCR catalysts |
| KR20060100447A (ko) | 2003-11-24 | 2006-09-20 | 다우 글로벌 테크놀로지스 인크. | 디젤 입자 필터용 촉매 |
| US7875250B2 (en) * | 2003-12-11 | 2011-01-25 | Umicore Ag & Co. Kg | Exhaust treatment device, and methods of making the same |
| JP4513384B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-07-28 | 日産自動車株式会社 | 高耐熱性排ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
| US7722829B2 (en) * | 2004-09-14 | 2010-05-25 | Basf Catalysts Llc | Pressure-balanced, catalyzed soot filter |
| EP1801074A4 (en) * | 2004-09-16 | 2010-09-08 | Daiichi Kigensokagaku Kogyo Co | CERIUM-ZIRCONIUM COMPOSITE OXIDE, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, OXYGEN STORAGE / RELEASE MATERIAL USING THE CERIUM-ZIRCONIUM COMPOSITE OXIDE, EXHAUST GAS PURIFYING CATALYST, AND PROCESS FOR PURIFYING THE SAME EXHAUST GAS |
| WO2006046316A1 (ja) | 2004-10-28 | 2006-05-04 | Cataler Corporation | 排ガス浄化用触媒 |
| JP4501012B2 (ja) * | 2004-12-20 | 2010-07-14 | 田中貴金属工業株式会社 | ディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒及びディーゼル排ガスの処理方法 |
| US7618919B2 (en) * | 2005-01-28 | 2009-11-17 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Catalyst support and method of producing the same |
| JP4633509B2 (ja) * | 2005-03-24 | 2011-02-16 | マツダ株式会社 | 排気ガス浄化用触媒 |
| JP2006326573A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-12-07 | Mazda Motor Corp | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
| JP4618795B2 (ja) | 2005-07-15 | 2011-01-26 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | リハビリ装置 |
| DE602006009675D1 (de) * | 2005-08-05 | 2009-11-19 | Basf Catalysts Llc | N dafür |
| JP4807129B2 (ja) * | 2005-08-23 | 2011-11-02 | マツダ株式会社 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
| JP4687330B2 (ja) | 2005-08-23 | 2011-05-25 | マツダ株式会社 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
| JP4618046B2 (ja) * | 2005-08-23 | 2011-01-26 | マツダ株式会社 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
| JP4622753B2 (ja) | 2005-09-05 | 2011-02-02 | マツダ株式会社 | 触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタ |
| JP4714568B2 (ja) * | 2005-11-22 | 2011-06-29 | マツダ株式会社 | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
| US7625836B2 (en) * | 2005-12-13 | 2009-12-01 | Cataler Corporation | Heat-resistant oxide |
| US7506504B2 (en) * | 2005-12-21 | 2009-03-24 | Basf Catalysts Llc | DOC and particulate control system for diesel engines |
| JP4851190B2 (ja) * | 2006-01-13 | 2012-01-11 | 戸田工業株式会社 | 排気ガス浄化用触媒 |
| JP4935081B2 (ja) * | 2006-01-17 | 2012-05-23 | マツダ株式会社 | パティキュレート燃焼触媒材の評価方法及び装置 |
| JP2007209913A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Mazda Motor Corp | 触媒材およびその製造方法並びにディーゼルパティキュレートフィルタ |
| JP4835193B2 (ja) | 2006-02-20 | 2011-12-14 | マツダ株式会社 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
| JP4826337B2 (ja) | 2006-05-23 | 2011-11-30 | マツダ株式会社 | 排気ガス浄化用触媒及び排気ガス浄化方法 |
| US7749472B2 (en) * | 2006-08-14 | 2010-07-06 | Basf Corporation | Phosgard, a new way to improve poison resistance in three-way catalyst applications |
| JP2008121438A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Mazda Motor Corp | 触媒担持型パティキュレートフィルタ |
| JP4849035B2 (ja) | 2007-08-08 | 2011-12-28 | マツダ株式会社 | 触媒付パティキュレートフィルタ |
| US7871452B2 (en) * | 2007-10-01 | 2011-01-18 | Mazda Motor Corporation | Particulate filter |
| EP2055365B1 (en) | 2007-10-10 | 2018-02-28 | Mazda Motor Corporation | Catalyst-supported particulate filter |
| US8187548B2 (en) | 2007-10-30 | 2012-05-29 | Mazda Motor Corporation | Catalyst-supported particulate filter |
-
2007
- 2007-08-08 JP JP2007206363A patent/JP4849034B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-07-09 US US12/169,753 patent/US8052936B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-07-15 CN CN2008101338768A patent/CN101363349B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-07-28 EP EP08104892.8A patent/EP2047907B1/en not_active Ceased
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104271905A (zh) * | 2012-05-11 | 2015-01-07 | 埃贝斯佩歇废气技术合资公司 | 粒子过滤器 |
| CN104271905B (zh) * | 2012-05-11 | 2017-05-10 | 埃贝斯佩歇废气技术合资公司 | 粒子过滤器及消音器 |
| CN105143620A (zh) * | 2013-05-22 | 2015-12-09 | 三井金属矿业株式会社 | 柴油颗粒过滤器和废气净化装置 |
| CN105473222A (zh) * | 2013-08-29 | 2016-04-06 | 马自达汽车株式会社 | 尾气净化用催化剂及其制备方法 |
| CN105473222B (zh) * | 2013-08-29 | 2018-04-10 | 马自达汽车株式会社 | 尾气净化用催化剂及其制备方法 |
| CN111801160A (zh) * | 2018-02-26 | 2020-10-20 | 巴斯夫公司 | 用于汽油机废气后处理的催化剂 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2047907A2 (en) | 2009-04-15 |
| US8052936B2 (en) | 2011-11-08 |
| EP2047907A3 (en) | 2009-07-15 |
| EP2047907B1 (en) | 2013-06-19 |
| US20090041637A1 (en) | 2009-02-12 |
| JP2009039632A (ja) | 2009-02-26 |
| JP4849034B2 (ja) | 2011-12-28 |
| CN101363349B (zh) | 2012-07-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101363349B (zh) | 带催化剂的微粒子过滤器 | |
| EP1967263B1 (en) | Catalytic Material And Catalyst For Purifying Exhaust Gas Component | |
| US7871452B2 (en) | Particulate filter | |
| CN104053870B (zh) | 柴油氧化催化剂、系统和处理方法 | |
| CN102405104A (zh) | 负载钯的催化剂复合物 | |
| GB2545747A (en) | Gasoline particulate filter | |
| US20090232714A1 (en) | Particulate combustion catalyst, particulate filter, and exhaust gas clean-up system | |
| US8187548B2 (en) | Catalyst-supported particulate filter | |
| EP2055365B1 (en) | Catalyst-supported particulate filter | |
| US8202483B2 (en) | Catalyst-supported particulate filter | |
| JP6778845B1 (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
| CN101119789B (zh) | 废气净化催化剂 | |
| JP5023969B2 (ja) | 排ガス成分浄化用触媒材及び同触媒材付パティキュレートフィルタ | |
| JP4985299B2 (ja) | 排ガス成分浄化用触媒材及び同触媒材付パティキュレートフィルタ | |
| US20140364305A1 (en) | Exhaust gas component purification catalytic material and catalyzed particulate filter with the catalytic material | |
| JP2009106855A (ja) | 排ガス成分浄化用触媒材及び同触媒材付パティキュレートフィルタ | |
| JP4858394B2 (ja) | 排ガス成分浄化用触媒材及び同触媒材付パティキュレートフィルタ | |
| JP5954031B2 (ja) | 粒子状物質燃焼触媒 | |
| JP5029273B2 (ja) | パティキュレートフィルタ | |
| JP6094544B2 (ja) | 触媒付パティキュレートフィルタ及びその製造方法 | |
| WO2020138298A1 (ja) | 排気ガス浄化用触媒及び排気ガス浄化方法 | |
| Walke et al. | CAT-TRAP exhaust after treatment system for diesel engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120718 Termination date: 20190715 |