CN107405603A - 粒子状物质燃烧催化剂及粒子状物质燃烧催化剂过滤器 - Google Patents

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Abstract

一种粒子状物质燃烧催化剂，其包含铯相对于钒的摩尔比(Cs/V)为1.0≤Cs/V≤3.0的铯与钒的复合氧化物。进而粒子状物质燃烧催化剂包含担载该复合氧化物、且含有二氧化铈的载体。特别优选铯相对于钒的摩尔比(Cs/V)为1.0≤Cs/V≤1.5。此外，粒子状物质燃烧催化剂过滤器(1)具备该粒子状物质燃烧催化剂和担载粒子状物质燃烧催化剂的过滤器(10)。

Description

粒子状物质燃烧催化剂及粒子状物质燃烧催化剂过滤器
技术领域
本发明涉及粒子状物质燃烧催化剂及粒子状物质燃烧催化剂过滤器。详细而言，本发明涉及将由柴油机等燃烧发动机排出的排放气体中的固体状碳微粒、液体或固体状的高分子量烃微粒氧化并除去的性能优异的粒子状物质燃烧催化剂及使用了该催化剂的粒子状物质燃烧催化剂过滤器。
背景技术
以往，汽油发动机伴随着排放气体的严格限制而技术在进步，排放气体中包含的有害物质正在确实地减少。但是，柴油发动机由于固体状碳微粒、液体或固体状的高分子量烃微粒等颗粒(particulate)作为有害成分被排出这样的特殊性，所以与汽油发动机相比法规及技术的开发落后。
可是，由汽车的内燃机、特别是柴油发动机排出的颗粒其粒径大部分为1μm以下，容易浮游在大气中，容易通过呼吸而进入人体。并且，判明颗粒中包含苯并芘等致癌性物质，其成为对人体的影响大的问题。因此，正在研究各种高效地除去由柴油发动机排出的颗粒的方法。
近年来，作为除去颗粒的方法之一，开发了使用陶瓷蜂窝、陶瓷泡沫、金属发泡体等耐热性的排放气体净化过滤器的方法。在该方法中，首先通过排放气体净化过滤器捕集排放气体中的颗粒。然后，在因颗粒的捕集而使背压上升的情况下，通过燃烧器或加热器等将排放气体净化过滤器加热，使沉积的颗粒燃烧，变成二氧化碳而放出到外部，从而将过滤器再生。但是，在该方法中，为了将所捕集的颗粒燃烧而将过滤器再生，需要大量的能量。此外，由于颗粒的燃烧温度为高温，所以有可能产生过滤器的熔化或开裂。
另一方面，有如下的方法：通过将催化剂担载于排放气体净化过滤器中，使颗粒通过催化作用而燃烧，从而减轻利用燃烧器或加热器等的燃烧操作，将过滤器再生。例如研究了在耐热性陶瓷过滤器上预先担载氧化催化剂，与颗粒的捕集同时进行燃烧反应的方法。
作为这样的排放气体净化过滤器，一直以来，主要使用担载有铂系的催化剂的净化过滤器。但是，从地球资源保护的观点出发，此外从以贵金属价格的高涨作为背景的制造成本削减的观点出发，期望降低在排放气体净化过滤器中使用的贵金属量。因此，近年来，一直在开展使用了脱铂系的催化剂的耐热性排放气体净化过滤器的研究。(例如参照专利文献1至6)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2012/147333号
专利文献2：日本特开2003-214138号公报
专利文献3：日本特开2002-210368号公报
专利文献4：日本特开2006-21108号公报
专利文献5：日本特开2007-255326号公报
专利文献6：日本特开2012-135742号公报
发明内容
然而，柴油发动机的排放气体温度与汽油发动机相比格外低。因此，由于即使担载氧化催化剂氧化性能也不充分，所以有时需要利用加热器等进行的燃烧操作。其结果是，由于催化剂因该燃烧操作而发生热老化，所以有可能催化剂活性降低。此外，颗粒通过燃烧操作而燃烧，催化剂也通过由此产生的燃烧热或排放气体而发生热老化，有可能失活。因此，迫切期望在更低温度下具有氧化活性、且能够降低用于燃烧操作的能量的燃烧催化剂。
本发明是鉴于这样的以往技术所具有的课题而进行的。并且，本发明的目的在于提供低温燃烧性优异的粒子状物质燃烧催化剂及使用了该催化剂的粒子状物质燃烧催化剂过滤器。
为了解决上述课题，本发明的第一方式的粒子状物质燃烧催化剂包含铯相对于钒的摩尔比(Cs/V)为1.0≤Cs/V≤3.0的铯与钒的复合氧化物。进而粒子状物质燃烧催化剂包含担载该复合氧化物、且含有二氧化铈的载体。
本发明的第二方式的粒子状物质燃烧催化剂过滤器具备粒子状物质燃烧催化剂和担载该粒子状物质燃烧催化剂的过滤器。该过滤器由碳化硅基材、堇青石基材、金属基材及钛酸铝基材中的任一者形成，而且为壁通型(wall-through type)或直通型(flow-through type，也可以称为流通型)的过滤器。
附图说明
图1是以局部剖切的状态表示本发明的实施方式的粒子状物质燃烧催化剂过滤器的一个例子的立体图。
具体实施方式
以下，对本实施方式的粒子状物质燃烧催化剂及使用了该催化剂的粒子状物质燃烧催化剂过滤器进行详细说明。
[粒子状物质燃烧催化剂]
本实施方式的粒子状物质燃烧催化剂具备铯与钒的复合氧化物(Cs-V复合氧化物)和担载该复合氧化物的载体。
一直以来，使用钒作为促进颗粒的氧化的催化剂。但是，在单独使用钒作为催化剂成分时，若在高温下反应，则有可能熔化、升华而低温活性降低。因此，为了得到低温活性，本实施方式的粒子状物质燃烧催化剂使用铯与钒的复合氧化物。
具体而言，本实施方式的粒子状物质燃烧催化剂含有铯相对于钒的摩尔比(Cs/V)为1.0≤Cs/V≤3.0的铯与钒的复合氧化物。通过使用这样的Cs-V复合氧化物，颗粒的燃烧起始温度(氧化起始温度)位移至低温侧。因此，能够抑制粒子状物质燃烧催化剂的热老化，同时降低用于燃烧操作的能量。此外，由于钒化合物具有将排放气体中的氧取入而转换成活性氧的作用，所以推测通过与铯形成复合氧化物，向活性氧的转换作用提高。进而，该Cs-V复合氧化物如后述那样被担载于具有高热稳定性及高比表面积的特定的载体上。因此，能够抑制由颗粒的燃烧热或排放气体引起的Cs-V复合氧化物的凝聚，而长时间维持良好的低温活性。
作为上述的Cs-V复合氧化物，可列举出例如CsVO3(偏钒酸铯、Cs：V＝1.0：1.0)、Cs5V3O10(Cs：V＝1.7：1.0)、Cs32V18O61(Cs：V＝1.8：1.0)、Cs4V2O7(Cs：V＝2.0：1.0)、Cs3VO4(Cs：V＝3.0：1.0)等。其中，作为Cs-V复合氧化物，优选铯相对于钒的摩尔比(Cs/V)为Cs/V＝1.0。即，作为Cs-V复合氧化物，优选使用偏钒酸铯。偏钒酸铯由于化学稳定性高，所以能够长时间维持优异的催化剂活性。
本实施方式的粒子状物质燃烧催化剂具备将Cs-V复合氧化物担载于表面上的载体。如后述那样，Cs-V复合氧化物即使单独也具有高的颗粒燃烧性。但是，在单独使用Cs-V复合氧化物作为燃烧催化剂时，由于催化剂的比表面积低，所以颗粒与催化剂的接触率降低，有可能难以引起燃烧反应。此外，在不使用载体地配置在内燃机的排气集管中的情况下，通过排放气体的温度及组成变动而容易凝聚，有可能催化剂活性降低。因此，通过将Cs-V复合氧化物的微粒与载体的表面接触并保持，能够增加Cs-V复合氧化物的比表面积，同时抑制高温气氛下的凝聚。
作为担载Cs-V复合氧化物的载体，优选使用含有二氧化铈的载体。通过使用含有二氧化铈的载体，能够维持Cs-V复合氧化物所具有的低温活性，同时兼顾比表面积的增加和凝聚的抑制。此外，二氧化铈具有与排放气体的空气过剩率对应的氧嵌入脱嵌能力。并且，钒化合物具有将排放气体中的氧取入而转换成活性氧的作用。因此，通过钒化合物，不仅排放气体中的氧被转换成活性氧，而且由二氧化铈放出的氧也被转换成活性氧，所以能够通过所生成的活性氧进一步促进颗粒的氧化反应。
另外，担载Cs-V复合氧化物的载体优选以二氧化铈作为主要成分。即，担载Cs-V复合氧化物的载体优选含有50mol％以上的二氧化铈。这样的以二氧化铈作为主要成分的载体由于氧嵌入脱嵌能力特别高，所以能够进一步提高活性氧的生成效率。另外，担载Cs-V复合氧化物的载体更优选含有70mol％以上的二氧化铈，特别优选含有90mol％以上。此外，该载体也可以含有除二氧化铈以外的元素，例如可以含有选自由锆、钛、硅、镨、铁、锰、钴及镍构成的组中的至少一种。这样的金属元素能够提高载体的耐热性，促进活性氧的脱嵌。另外，由于若使用氧化铝作为载体，则催化剂的低温活性恶化，所以载体优选不包含氧化铝。
载体的平均粒径(中值粒径、D50)没有特别限定，但从增大Cs-V复合氧化物与颗粒的接触界面的观点出发，优选设定为10nm～10μm。
如上述那样，本实施方式的粒子状物质燃烧催化剂从低温起显示高的碳燃烧性。因此，该粒子状物质燃烧催化剂即使不添加铂、钯及铑等作为以往的排放气体净化过滤器中必须的成分的贵金属，也能够将颗粒有效地燃烧并除去。此外，通过不使用贵金属，能够大幅地削减材料成本。但是，本实施方式的粒子状物质燃烧催化剂并不排除贵金属的添加，从进一步提高低温活性的观点出发，也可以添加微量的贵金属。
像这样，本实施方式的粒子状物质燃烧催化剂包含铯相对于钒的摩尔比(Cs/V)为1.0≤Cs/V≤3.0的铯与钒的复合氧化物。进而粒子状物质燃烧催化剂包含担载该复合氧化物、且含有二氧化铈的载体。并且，更优选铯相对于钒的摩尔比(Cs/V)为1.0≤Cs/V≤1.5，特别优选铯相对于钒的摩尔比(Cs/V)为Cs/V＝1.0。通过使用这样的粒子状物质燃烧催化剂，能够使颗粒的燃烧温度位移至低温侧，抑制催化剂的热老化，同时提高与颗粒的接触率而有效地除去。
[粒子状物质燃烧催化剂的制造方法]
接着，对本实施方式的粒子状物质燃烧催化剂的制造方法进行说明。首先，将铯与钒的复合氧化物的前体即铯成分和钒成分溶解于溶剂中，制备混合水溶液。此时，按照铯与钒的摩尔比成为1.0：1.0～3.0：1.0的方式，调整铯成分与钒成分的混合比例。
作为铯成分，可列举出例如选自由氢氧化铯(CsOH)、碳酸铯(Cs2CO3)、硫酸铯(Cs2SO4)、硝酸铯(CsNO3)、氯化铯(CsCl)构成的组中的至少一种。此外，作为钒成分，可列举出例如选自由氧化钒(氧化钒(V)(五氧化二钒、V2O5)、氧化钒(II)(VO))、硫酸氧钒(IV)n水合物、及偏钒酸铵(NH4VO3)构成的组中的至少一种。作为溶剂，可以使用例如离子交换水、超滤水、反渗透水、蒸馏水等纯水、或超纯水等水性介质。
此外，上述的混合水溶液也可以通过将预先合成的铯与钒的复合氧化物溶解于溶剂中来制备。具体而言，也可以通过将铯相对于钒的摩尔比(Cs/V)为1.0≤Cs/V≤3.0的铯与钒的复合氧化物溶解于溶剂中来得到混合水溶液。
另外，合成铯与钒的复合氧化物的方法没有特别限定，但例如铯与钒的摩尔比为2.0：1.0的Cs4V2O7可以按照下面的方式合成。首先，按照铯与钒的摩尔比成为2.0：1.0的方式，制备上述的铯成分与钒成分的混合水溶液。该情况下，作为铯成分，优选使用碳酸铯，作为钒成分，优选使用五氧化二钒。接着，将该混合水溶液干燥，在900℃以上烧成约2小时，之后，在300℃下实施24小时的退火处理，由此能够合成Cs4V2O7。
接着，通过在以上述的方法得到的混合水溶液中投入载体粉末并搅拌，制备催化剂浆料。此时，作为载体，使用像上述那样含有二氧化铈的载体。
然后，使所得到的催化剂浆料干燥而将溶剂除去。干燥的方法没有特别限定，但例如也可以在水浴上使混合水溶液干固。此外，可以将混合水溶液放入100℃附近的干燥机中而使溶剂挥发，也可以进一步使用旋转蒸发器。
接着，将通过干燥而得到的固体进行烧成。在烧成时，优选将所得到的固体使用乳钵等进行粉碎。烧成条件只要是铯成分与钒成分反应而得到铯与钒的复合氧化物的条件则没有特别限定。但是，烧成温度例如优选设定为700～900℃，烧成时间例如优选设定为1～8小时。烧成可以在空气中进行，此时，可以以空气流通式进行，也可以以非流通式进行。像这样操作，能够得到本实施方式的粒子状物质燃烧催化剂。
像这样，本实施方式的粒子状物质燃烧催化剂由于通过使用了铯及钒的金属盐的金属盐分解法来得到，所以能够以廉价的方法来制备。
[粒子状物质燃烧催化剂过滤器]
本实施方式的粒子状物质燃烧催化剂过滤器具备上述的粒子状物质燃烧催化剂和担载粒子状物质燃烧催化剂的过滤器。通过将粒子状物质燃烧催化剂担载于过滤器上，由于粒子状物质燃烧催化剂的比表面积增大，所以能够提高与排放气体及颗粒的接触率。
作为这样的过滤器，可以使用由碳化硅基材、堇青石基材、金属基材、及钛酸铝基材中的任一者构成的过滤器。此外，作为过滤器，可以使用壁通型或直通型的过滤器。特别是从有效地捕集颗粒的观点出发，优选使用壁通型的过滤器即柴油机颗粒过滤器(DPF)。通过使用DPF，能够有效地捕集颗粒，同时使所捕集的颗粒通过粒子状物质燃烧催化剂而燃烧。
在图1中，以局部剖切的状态示出粒子状物质燃烧催化剂过滤器1的一个例子。图1中所示的过滤器10作为整体形成圆柱状。并且，具备以具有多个细孔的单元壁12划分的多个单元(cell)11。各单元11通过单元壁12而相互平行地形成。此外，单元11具有排放气体入口13或排放气体出口14的端面被密封的闭塞端面15。并且在邻接的单元11间，按照成为闭塞端面15在排放气体入口侧及排放气体出口侧交替地反转的配置的方式构成。由于上述那样的单元11中的端面的闭塞关系，所以在过滤器10中，排放气体入口13或排放气体出口14的端面整体成为棋盘(方格花纹)那样的闭塞图案。即，在过滤器10中，成为在排放气体入口侧和出口侧开闭反转的闭塞图案。
并且，在过滤器10中，排放气体EG如图示的那样通过单元11的开放端面(排放气体入口13)，并通过单元壁12的细孔而流入到邻接的单元11中，从邻接的单元11的开放端面(排放气体出口14)排出。并且，在过滤器10中的单元壁12的表面及存在于单元壁12上的细孔的表面捕集颗粒而沉积。另外，由于在单元壁12的表面及存在于单元壁12上的细孔的表面上担载有上述的粒子状物质燃烧催化剂，所以沉积的颗粒通过粒子状物质燃烧催化剂被迅速地氧化。
设置于单元壁12上的细孔的平均细孔直径没有特别限定，但例如可以设定为5μm～50μm。在平均细孔直径为5μm以上的情况下，即使颗粒沉积也能够抑制压力损耗的过度的上升。此外，在平均细孔直径为50μm以下的情况下，能够抑制颗粒的过度的通过。
使过滤器上担载粒子状物质燃烧催化剂的方法没有特别限定。例如，通过将上述的粒子状物质燃烧催化剂分散到分散溶剂中而制备燃烧催化剂浆料后涂布到过滤器上并进行干燥及烧成，可以担载粒子状物质燃烧催化剂。此时，作为分散溶剂，可以使用例如离子交换水、超滤水、反渗透水、蒸馏水等纯水、或超纯水等水性介质。此外，作为分散溶剂，也可以使用有机溶剂。例如也可以使用醇类、酮类。这些分散溶剂可以单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。
另外，为了使粒子状物质燃烧催化剂相对于过滤器容易附着并固定，也可以使用将燃烧催化剂彼此粘结的粘合剂。即，也可以通过在燃烧催化剂浆料中添加粘合剂后涂布到过滤器上并进行干燥及烧成，来担载粒子状物质燃烧催化剂。作为粘合剂，例如可以使用选自由氧化铝溶胶、二氧化硅溶胶、氧化锆溶胶及二氧化铈溶胶构成的组中的至少一种。
本实施方式的粒子状物质燃烧催化剂过滤器具备上述的粒子状物质燃烧催化剂和担载粒子状物质燃烧催化剂的过滤器。并且，过滤器由碳化硅基材、堇青石基材、金属基材及钛酸铝基材中的任一者形成，而且为壁通型或直通型的过滤器。像这样，通过将本实施方式的粒子状物质燃烧催化剂担载于过滤器上并制成粒子状物质燃烧催化剂过滤器，与将粒状的粒子状物质燃烧催化剂填充到催化剂转化器(converter)内相比，能够降低压力损耗，可以降低供给压力。此外，通过将粒子状物质燃烧催化剂担载于过滤器上，与排放气体及颗粒的接触率提高。因此，能够抑制粒子状物质燃烧催化剂的使用量，谋求材料成本的降低。此外，本实施方式的粒子状物质燃烧催化剂过滤器具有高的颗粒捕集能力，进而使所捕集的颗粒从低温起燃烧。因此，由于使放出到大气中的颗粒大幅减少，所以能够谋求环境负荷的降低。
实施例
以下，通过实施例及比较例对本实施方式进一步进行详细说明，但本实施方式并不限定于这些实施例。
[催化剂的制备]
(实施例1)
首先，按照铯与钒的摩尔比成为1.0：1.0的方式制备碳酸铯与五氧化二钒的混合水溶液。接着，在将该混合水溶液加入到乳钵内的二氧化铈载体(阿南化成株式会社制)中后，使用干燥炉(楠本化成株式会社制、高温恒温器HISPEC HT3205)在110℃下蒸发凝固3小时。
接着，通过将所得到的固体用乳钵粉末化，使用电炉(Yamato Scientific株式会社制马弗炉FP410)，在大气中将升温速度设定为5℃/min，在800℃下进行3小时烧成，合成本例的催化剂。另外，钒金属的担载量相对于二氧化铈载体100g设定为10g。
(实施例2)
首先，按照铯与钒的摩尔比成为1.3：1.0的方式制备碳酸铯与五氧化二钒的混合水溶液。接着，将该混合水溶液加入到乳钵内的二氧化铈载体(阿南化成株式会社制)中后，使用实施例1的干燥炉在110℃下蒸发凝固3小时。然后，通过将所得到的固体与实施例1同样地进行烧成，合成本例的催化剂。另外，钒金属的担载量相对于二氧化铈载体100g设定为10g。
(实施例3)
首先，按照铯与钒的摩尔比成为1.5：1.0的方式制备碳酸铯与五氧化二钒的混合水溶液。接着，将该混合水溶液加入到乳钵内的二氧化铈载体(阿南化成株式会社制)中后，使用实施例1的干燥炉在110℃下蒸发凝固3小时。然后，通过将所得到的固体与实施例1同样地进行烧成，合成本例的催化剂。另外，钒金属的担载量相对于二氧化铈载体100g设定为10g。
(实施例4)
除了使用铯与钒的摩尔比为2.0：1.0的市售品的Cs-V复合氧化物来制备混合水溶液以外，与实施例1同样地操作而合成本例的催化剂。另外，钒金属的担载量相对于二氧化铈载体100g设定为10g。
(实施例5)
除了使用铯与钒的摩尔比为3.0：1.0的市售品的Cs-V复合氧化物来制备混合水溶液以外，与实施例1同样地操作而合成本例的催化剂。另外，钒金属的担载量相对于二氧化铈载体100g设定为10g。
(比较例1)
首先，制备五氧化二钒的水溶液。接着，将该水溶液加入到乳钵内的氧化铝载体(Sasol公司制)中后，使用实施例1的干燥炉在110℃下蒸发凝固3小时。
接着，通过将所得到的固体用乳钵粉末化，使用实施例1的电炉，在大气中将升温速度设定为5℃/min，在800℃下进行3小时烧成，合成本例的催化剂。另外，钒金属的担载量相对于氧化铝载体100g设定为10g。
(比较例2)
首先，按照铯与钒的摩尔比成为0.5：1.0的方式制备硫酸铯与硫酸氧钒(IV)n水合物的混合水溶液。接着，将该混合水溶液加入到乳钵内的氧化铝载体(Sasol公司制)中后，使用实施例1的干燥炉在110℃下蒸发凝固3小时。
接着，通过将所得到的固体用乳钵粉末化，使用实施例1的电炉，在大气中将升温速度设定为5℃/min，在800℃下进行3小时烧成，合成本例的催化剂。另外，钒金属的担载量相对于氧化铝载体100g设定为10g。
(比较例3)
除了按照铯与钒的摩尔比成为1.0：1.0的方式制备碳酸铯与五氧化二钒的混合水溶液以外，与比较例2同样地操作而合成本例的催化剂。另外，钒金属的担载量相对于氧化铝载体100g设定为10g。
(比较例4)
除了使用铯与钒的摩尔比为1.7：1.0的市售品的Cs-V复合氧化物来制备混合水溶液以外，与比较例2同样地操作而合成本例的催化剂。另外，钒金属的担载量相对于氧化铝载体100g设定为10g。
(比较例5)
除了使用铯与钒的摩尔比为1.8：1.0的市售品的Cs-V复合氧化物来制备混合水溶液以外，与比较例2同样地操作而合成本例的催化剂。另外，钒金属的担载量相对于氧化铝载体100g设定为10g。
(比较例6)
除了使用铯与钒的摩尔比为2.0：1.0的市售品的Cs-V复合氧化物来制备混合水溶液以外，与比较例2同样地操作而合成本例的催化剂。另外，钒金属的担载量相对于氧化铝载体100g设定为10g。
(比较例7)
除了使用铯与钒的摩尔比为3.0：1.0的市售品的Cs-V复合氧化物来制备混合水溶液以外，与比较例2同样地操作而合成本例的催化剂。另外，钒金属的担载量相对于氧化铝载体100g设定为10g。
(比较例8)
首先，按照铂与钯的摩尔比成为35：65的方式制备市售的六氨合氢氧铂(hexaammineplatinum hydroxide)溶液(田中贵金属工业株式会社制)与硝酸钯溶液(田中贵金属工业株式会社制)的混合水溶液。接着，将该混合水溶液加入到乳钵内的氧化铝载体(Sasol公司制)中后，使用实施例1的干燥炉在110℃下蒸发凝固3小时。
接着，通过将所得到的固体用乳钵粉末化，使用实施例1的电炉，在大气中将升温速度设定为5℃/min，在800℃下进行3小时烧成，合成本例的催化剂。另外，铂及钯的合计担载量相对于氧化铝载体100g设定为约2g。
(比较例9)
将催化剂学会中使用的Ag/CeO2标准催化剂作为本例的催化剂使用。另外，银金属的担载量相对于CeO2载体100g为2g。此外，CeO2载体使用三井金属矿业株式会社制JRC-CEO-3。
(参考例1)
首先，按照铯与钒的摩尔比成为0.5：1.0的方式制备硫酸铯与硫酸氧钒(IV)n水合物的混合水溶液。接着，将该混合水溶液使用实施例1的干燥炉在110℃下蒸发凝固3小时。
然后，通过将所得到的固体用乳钵粉末化，使用实施例1的电炉，在大气中将升温速度设定为5℃/min，在800℃下进行3小时烧成，合成本例的催化剂。
(参考例2)
除了按照铯与钒的摩尔比成为1.0：1.0的方式制备碳酸铯与五氧化二钒的混合水溶液以外，与参考例1同样地操作而合成本例的催化剂。
(参考例3)
除了按照铯与钒的摩尔比成为1.8：1.0的方式制备氢氧化铯与五氧化二钒的混合水溶液以外，与参考例1同样地操作而合成本例的催化剂。
(参考例4)
除了使用铯与钒的摩尔比为2.0：1.0的市售品的Cs-V复合氧化物来制备混合水溶液以外，与参考例1同样地操作而合成本例的催化剂。
(参考例5)
除了使用铯与钒的摩尔比为3.0：1.0的市售品的Cs-V复合氧化物来制备混合水溶液以外，与参考例1同样地操作而合成本例的催化剂。
[评价试验]
使用实施例1～3、比较例1～9、及参考例1～5中制备的催化剂粉末，测定模拟颗粒的碳粉末的最大燃烧温度。
具体而言，首先，通过按照以质量比计成为1：5：38的方式称量所得到的催化剂粉末、炭黑和碳化硅粉末，使用玛瑙乳钵进行30分钟混合，制备评价粉末。另外，炭黑使用一般社团法人日本粉体工业技术协会出售的JIS试验用粉体1(12种炭黑)。此外，碳化硅粉末作为过滤器的构成材料而混合。
接着，称量约5mg的评价粉末并填充到铝容器中。进而，将填充了评价粉末的铝容器设置在示差热分析装置(Seiko Instruments株式会社制、TG/DTA6200)中。并且，在以100ml/min的流量使空气流动的条件下，使炉内温度以10℃/min的比例上升，测定伴随碳燃烧的发热峰的最大温度作为最大燃烧温度。
将实施例1～3及比较例1～9的催化剂粉末中的最大燃烧温度的测定结果示于表1中。另外，最大燃烧温度越是更低温度，表示低温下的燃烧性能越高。
[表1]
如表1中所示的那样，确认本实施方式的实施例1～5的催化剂的最大燃烧温度变得低于500℃，与以往的催化剂相比具有优异的碳燃烧性。
与此相对，确认比较例1～9的催化剂的最大燃烧温度超过500℃，碳燃烧性不充分。特别是尽管1.0≤Cs/V≤3.0但是使用了氧化铝载体的比较例3～7的最大燃烧温度超过530℃。因此，获知在将铯与钒的复合氧化物担载于氧化铝上的情况下，碳燃烧性恶化。
[表2]
在表2中，示出由不使用载体的铯与钒的复合氧化物构成的催化剂的最大燃烧温度的测定结果。如表2中所示的那样，在不使用载体的情况下，显示与实施例1～3同等的碳燃烧性。但是，在不使用载体地配置在内燃机的排气集管中的情况下，推测通过排放气体的温度及浓淡的组成变动而容易凝聚，催化剂活性降低。因此，如实施例那样，优选将铯与钒的复合氧化物担载于含有二氧化铈的载体上。
[催化剂过滤器的制作]
(实施例4)
将实施例1～3的催化剂涂敷于由碳化硅构成的过滤器上。具体而言，首先，通过将实施例1的催化剂加入水中并搅拌，制作分散有实施例1的催化剂的浆料液。同样地分别制作分散有实施例2及实施例3的催化剂的浆料液。然后，将上述的过滤器浸渍在浆料液中。接着，从浆料液中取出过滤器后，通过在110℃下干燥1小时，在大气中、700℃下进行5小时烧成，得到在过滤器上涂敷有催化剂的催化剂过滤器。
将担载有实施例1～3的催化剂的各催化剂过滤器粉碎，通过能量色散型X射线光谱法(EDX)及电感耦合等离子体质量分析法(ICP-MS)进行解析，结果各催化剂过滤器中包含的铯与钒的摩尔比(Cs/V)为1.0～1.5。确认像这样通过使用实施例1～3的催化剂，可得到粒子状物质燃烧催化剂过滤器。
日本特愿2015-080979号(申请日：2015年4月10日)的全部内容被援引于此。
以上，按照实施例对本实施方式的内容进行了说明，但本实施方式并不限定于这些记载，可以进行各种变形及改良对于本领域技术人员是显而易见的。
产业上的可利用性
本发明的粒子状物质燃烧催化剂由于能够使颗粒的燃烧温度位移至低温侧，所以能够抑制催化剂的热老化。进而由于能够降低用于燃烧操作的能量，并且不需要使用贵金属，所以还能够谋求材料成本的降低。
符号说明
1 粒子状物质燃烧催化剂过滤器。

Claims (4)

1.一种粒子状物质燃烧催化剂，其包含：
铯与钒的复合氧化物，其中，铯相对于钒的摩尔比即Cs/V为1.0≤Cs/V≤3.0；和
载体，其担载所述复合氧化物，且含有二氧化铈。
2.根据权利要求1所述的粒子状物质燃烧催化剂，其中，所述铯相对于钒的摩尔比即Cs/V为1.0≤Cs/V≤1.5。
3.根据权利要求1或2所述的粒子状物质燃烧催化剂，其中，所述铯相对于钒的摩尔比即Cs/V为Cs/V＝1.0。
4.一种粒子状物质燃烧催化剂过滤器，其具备：
权利要求1至3中任一项所述的粒子状物质燃烧催化剂、和
担载所述粒子状物质燃烧催化剂的过滤器，
所述过滤器由碳化硅基材、堇青石基材、金属基材及钛酸铝基材中的任一者形成，而且为壁通型或直通型的过滤器。
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