JP2000254454A - ディーゼルエンジン排ガス中のカーボン微粒子酸化除去方法及びそれに用いる触媒 - Google Patents
ディーゼルエンジン排ガス中のカーボン微粒子酸化除去方法及びそれに用いる触媒Info
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- JP2000254454A JP2000254454A JP11060195A JP6019599A JP2000254454A JP 2000254454 A JP2000254454 A JP 2000254454A JP 11060195 A JP11060195 A JP 11060195A JP 6019599 A JP6019599 A JP 6019599A JP 2000254454 A JP2000254454 A JP 2000254454A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディーゼルエンジン排ガス中に含まれるカー
ボン微粒子を効果的に酸化除去する方法を提供する。 【解決手段】 ディーゼルエンジン排ガスを触媒と接触
させて該排ガス中のカーボン微粒子を酸化除去する方法
において、該触媒として、酸化タンタル、酸化ニオブ、
酸化タングステン及び酸化スズの中から選ばれる少なく
とも１種の金属酸化物に白金を担持させてなる触媒を用
いることを特徴とする方法。
ボン微粒子を効果的に酸化除去する方法を提供する。 【解決手段】 ディーゼルエンジン排ガスを触媒と接触
させて該排ガス中のカーボン微粒子を酸化除去する方法
において、該触媒として、酸化タンタル、酸化ニオブ、
酸化タングステン及び酸化スズの中から選ばれる少なく
とも１種の金属酸化物に白金を担持させてなる触媒を用
いることを特徴とする方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はディーゼルエンジン
排ガス中に含まれるカーボン微粒子の酸化除去方法及び
それに用いる触媒に関するものである。
排ガス中に含まれるカーボン微粒子の酸化除去方法及び
それに用いる触媒に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ディーゼルエンジンからの排ガス
中に含まれるカーボン微粒子による環境汚染の問題が深
刻化している。この問題に対する対策として、フィルタ
ートラップ法や触媒燃焼法等が提案されている。触媒燃
焼法は、エンジンから生じた高温の排ガスを触媒と接触
させて、その排ガス中のカーボン微粒子を酸化燃焼して
ＣＯ２に変換させる方法である。このための触媒とし
て、酸化物系、塩化物系、貴金属系のもの等が提案され
ているが、いずれのものも触媒活性や安定性等の点か
ら、未だ満足し得るものではなかった。
中に含まれるカーボン微粒子による環境汚染の問題が深
刻化している。この問題に対する対策として、フィルタ
ートラップ法や触媒燃焼法等が提案されている。触媒燃
焼法は、エンジンから生じた高温の排ガスを触媒と接触
させて、その排ガス中のカーボン微粒子を酸化燃焼して
ＣＯ２に変換させる方法である。このための触媒とし
て、酸化物系、塩化物系、貴金属系のもの等が提案され
ているが、いずれのものも触媒活性や安定性等の点か
ら、未だ満足し得るものではなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ディーゼル
エンジン排ガス中に含まれるカーボン微粒子を効果的に
酸化除去する方法及びそれに用いる触媒を提供すること
をその課題とする。
エンジン排ガス中に含まれるカーボン微粒子を効果的に
酸化除去する方法及びそれに用いる触媒を提供すること
をその課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、ディーゼルエンジン
排ガスを触媒と接触させて該排ガス中のカーボン微粒子
を酸化除去する方法において、該触媒として、酸化タン
タル、酸化ニオブ、酸化タングステン及び酸化スズの中
から選ばれる少なくとも１種の金属酸化物に白金を担持
させてなる触媒を用いることを特徴とする前記方法が提
供される。また、本発明によれば、ディーゼルエンジン
排ガスを触媒と接触させて該排ガス中のカーボン微粒子
を酸化除去する方法において、該触媒として、炭化ケイ
素に担持されている酸化チタン、酸化ジルコニウム又は
酸化アルミニウムに白金を担持させてなる触媒であっ
て、該酸化チタン、酸化ジルコニウム及び酸化アルミニ
ウムは、それぞれ無機酸のチタン塩、ジルコニウム塩及
びアルミニウム塩を空気中で焼成して形成されたものを
用いることを特徴とする前記方法が提供される。さら
に、本発明によれば、ディーゼルエンジン排ガス中のカ
ーボン微粒子を酸化除去するための触媒において、酸化
タンタル、酸化ニオブ、酸化タングステン及び酸化スズ
の中から選ばれる少なくとも１種の金属酸化物に白金を
担持させてなる前記触媒が提供される。さらにまた、本
発明によれば、ディーゼルエンジン排ガス中のカーボン
微粒子を酸化除去するための触媒において、炭化ケイ素
に担持されている無機酸根を含有する酸化チタン、酸化
ジルコニウム又は酸化アルミニウムに白金を担持させて
なる触媒であって、該酸化チタン、酸化ジルコニウム及
び酸化アルミニウムは、それぞれ無機酸のチタン塩、ジ
ルコニウム塩及びアルミニウム塩を空気中で焼成して形
成されたものであることを特徴とする前記触媒が提供さ
れる。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、ディーゼルエンジン
排ガスを触媒と接触させて該排ガス中のカーボン微粒子
を酸化除去する方法において、該触媒として、酸化タン
タル、酸化ニオブ、酸化タングステン及び酸化スズの中
から選ばれる少なくとも１種の金属酸化物に白金を担持
させてなる触媒を用いることを特徴とする前記方法が提
供される。また、本発明によれば、ディーゼルエンジン
排ガスを触媒と接触させて該排ガス中のカーボン微粒子
を酸化除去する方法において、該触媒として、炭化ケイ
素に担持されている酸化チタン、酸化ジルコニウム又は
酸化アルミニウムに白金を担持させてなる触媒であっ
て、該酸化チタン、酸化ジルコニウム及び酸化アルミニ
ウムは、それぞれ無機酸のチタン塩、ジルコニウム塩及
びアルミニウム塩を空気中で焼成して形成されたものを
用いることを特徴とする前記方法が提供される。さら
に、本発明によれば、ディーゼルエンジン排ガス中のカ
ーボン微粒子を酸化除去するための触媒において、酸化
タンタル、酸化ニオブ、酸化タングステン及び酸化スズ
の中から選ばれる少なくとも１種の金属酸化物に白金を
担持させてなる前記触媒が提供される。さらにまた、本
発明によれば、ディーゼルエンジン排ガス中のカーボン
微粒子を酸化除去するための触媒において、炭化ケイ素
に担持されている無機酸根を含有する酸化チタン、酸化
ジルコニウム又は酸化アルミニウムに白金を担持させて
なる触媒であって、該酸化チタン、酸化ジルコニウム及
び酸化アルミニウムは、それぞれ無機酸のチタン塩、ジ
ルコニウム塩及びアルミニウム塩を空気中で焼成して形
成されたものであることを特徴とする前記触媒が提供さ
れる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の触媒の１つの態様は、酸
化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ニオブ（Ｎｂ
２Ｏ５）、酸化タングステン（ＷＯ３）及び酸化スズ
（ＳｎＯ２）の中から選ばれる少なくとも１種の金属酸
化物を担体として用い、これに白金を担持させたもので
ある。前記担体金属酸化物としては、対応する金属水酸
化物を空気中で３００〜８００℃、好ましくは５００〜
６００℃で焼成したものを用いることができる。この金
属酸化物からなる担体は、粉末状又はペレット状等の各
種の形状のものであることができる。そのＢＥＴ法によ
り測定された比表面積は１〜４００ｍ２／ｇ、好ましく
は１〜５０ｍ２／ｇである。
化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ニオブ（Ｎｂ
２Ｏ５）、酸化タングステン（ＷＯ３）及び酸化スズ
（ＳｎＯ２）の中から選ばれる少なくとも１種の金属酸
化物を担体として用い、これに白金を担持させたもので
ある。前記担体金属酸化物としては、対応する金属水酸
化物を空気中で３００〜８００℃、好ましくは５００〜
６００℃で焼成したものを用いることができる。この金
属酸化物からなる担体は、粉末状又はペレット状等の各
種の形状のものであることができる。そのＢＥＴ法によ
り測定された比表面積は１〜４００ｍ２／ｇ、好ましく
は１〜５０ｍ２／ｇである。
【０００６】金属酸化物に対して白金を担持させるに
は、水溶性白金化合物、例えば、Ｐｔ（ＮＨ３)４（Ｏ
Ｈ)２の水溶液を金属酸化物に含浸させ、次いで乾燥さ
せた後、空気中で５００〜８００℃、好ましくは５００
〜６００℃で焼成する。このようにして、担体金属酸化
物に白金を担持させた触媒を得ることができる。触媒中
の白金は、通常、金属状態で存在し、その含有量は、触
媒中、０．０５〜２０重量％、好ましくは０．１〜５重
量％である。
は、水溶性白金化合物、例えば、Ｐｔ（ＮＨ３)４（Ｏ
Ｈ)２の水溶液を金属酸化物に含浸させ、次いで乾燥さ
せた後、空気中で５００〜８００℃、好ましくは５００
〜６００℃で焼成する。このようにして、担体金属酸化
物に白金を担持させた触媒を得ることができる。触媒中
の白金は、通常、金属状態で存在し、その含有量は、触
媒中、０．０５〜２０重量％、好ましくは０．１〜５重
量％である。
【０００７】本発明の触媒の他の態様は、炭化ケイ素
（ＳｉＣ）に担持されている酸化チタン（ＴｉＯ２）、
酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）又は酸化アルミニウム
（Ａｌ２Ｏ ３）を担体として用い、これに白金を担持さ
せたものであって、該酸化チタン、酸化ジルコニウム及
び酸化アルミニウムは、それぞれ無機酸のチタン塩、ジ
ルコニウム塩及びアルミニウム塩を空気中で焼成して形
成されたものである。これらの金属酸化物は、炭化ケイ
素に金属の無機酸塩を含浸させ、これを空気中で３００
〜８００℃、好ましくは５００〜６００℃で焼成する方
法により調製することができる。前記無機酸としては、
硫酸、硝酸、リン酸又は塩酸等が挙げられる。これらの
無機酸の金属の塩の焼成物は、金属酸化物中に金属と結
合した無機酸根が少量残存し、得られる金属酸化物は酸
性化されている。この金属酸化物を炭化ケイ素に担持さ
せてなる担体は、粉末状又はペレット状等の各種の形状
のものであることができる。そのＢＥＴ法により測定さ
れた比表面積は１〜４００ｍ２／ｇ、好ましくは１〜２
０ｍ２／ｇである。
（ＳｉＣ）に担持されている酸化チタン（ＴｉＯ２）、
酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）又は酸化アルミニウム
（Ａｌ２Ｏ ３）を担体として用い、これに白金を担持さ
せたものであって、該酸化チタン、酸化ジルコニウム及
び酸化アルミニウムは、それぞれ無機酸のチタン塩、ジ
ルコニウム塩及びアルミニウム塩を空気中で焼成して形
成されたものである。これらの金属酸化物は、炭化ケイ
素に金属の無機酸塩を含浸させ、これを空気中で３００
〜８００℃、好ましくは５００〜６００℃で焼成する方
法により調製することができる。前記無機酸としては、
硫酸、硝酸、リン酸又は塩酸等が挙げられる。これらの
無機酸の金属の塩の焼成物は、金属酸化物中に金属と結
合した無機酸根が少量残存し、得られる金属酸化物は酸
性化されている。この金属酸化物を炭化ケイ素に担持さ
せてなる担体は、粉末状又はペレット状等の各種の形状
のものであることができる。そのＢＥＴ法により測定さ
れた比表面積は１〜４００ｍ２／ｇ、好ましくは１〜２
０ｍ２／ｇである。
【０００８】炭化ケイ素に担持されている無機酸根を含
有する金属酸化物に対して白金を担持させるには、水溶
性白金化合物、例えば、Ｐｔ（ＮＨ３)４（ＯＨ)２の水
溶液を金属酸化物に含浸させ、次いで乾燥させた後、水
素を含む窒素気流中で２５０〜６００℃、好ましくは３
００〜５００℃で水素還元処理し、次いで空気中で５０
０〜８００℃、好ましくは５００〜６００℃で焼成す
る。このようにして、担体炭化ケイ素に担持された金属
酸化物に白金を担持させた触媒を得ることができる。触
媒中の白金は、通常、金属状態で存在し、その含有量
は、触媒中、０．０５〜２０重量％、好ましくは０．１
〜５重量％である。また、炭化ケイ素１００重量部当り
の金属酸化物の割合は、１〜５０重量部、好ましくは５
〜２０重量部である。
有する金属酸化物に対して白金を担持させるには、水溶
性白金化合物、例えば、Ｐｔ（ＮＨ３)４（ＯＨ)２の水
溶液を金属酸化物に含浸させ、次いで乾燥させた後、水
素を含む窒素気流中で２５０〜６００℃、好ましくは３
００〜５００℃で水素還元処理し、次いで空気中で５０
０〜８００℃、好ましくは５００〜６００℃で焼成す
る。このようにして、担体炭化ケイ素に担持された金属
酸化物に白金を担持させた触媒を得ることができる。触
媒中の白金は、通常、金属状態で存在し、その含有量
は、触媒中、０．０５〜２０重量％、好ましくは０．１
〜５重量％である。また、炭化ケイ素１００重量部当り
の金属酸化物の割合は、１〜５０重量部、好ましくは５
〜２０重量部である。
【０００９】前記のようにして得られる触媒は、金属酸
化物中に残存する無機酸根が原因となって、やや酸性化
されている。金属酸化物中の無機酸根の含有量は、Ｔｉ
Ｏ２の場合、Ｔｉ１モル当り1〜１０ミリモル、好まし
くは1〜６ミリモルの割合である。Ａｌ２Ｏ３の場合、
Ａｌ１モル当り１〜１５ミリモル、好ましくは１〜１０
ミリモルの割合である。ＺｒＯ２の場合、Ｚｒ１モル当
り１〜１０ミリモル、好ましくは１〜５ミリモルの割合
である。
化物中に残存する無機酸根が原因となって、やや酸性化
されている。金属酸化物中の無機酸根の含有量は、Ｔｉ
Ｏ２の場合、Ｔｉ１モル当り1〜１０ミリモル、好まし
くは1〜６ミリモルの割合である。Ａｌ２Ｏ３の場合、
Ａｌ１モル当り１〜１５ミリモル、好ましくは１〜１０
ミリモルの割合である。ＺｒＯ２の場合、Ｚｒ１モル当
り１〜１０ミリモル、好ましくは１〜５ミリモルの割合
である。
【００１０】本発明の触媒を用いてディーゼルエンジン
排ガス中のカーボン微粒子を酸化除去するためには、そ
の排ガスをその触媒と接触させればよい。この場合の接
触温度は、２００〜７００℃、好ましくは２５０〜５０
０℃であり、接触時間はＧＨＳＶで表わして１０３〜１
０５ｈｒ−１、好ましくは１０４〜４×１０４ｈｒ−１
である。本発明の触媒は、５００℃以下の比較的低温、
特に２５０〜４８０℃程度の温度においても高い活性を
有し、エンジン排ガスを排ガス排出管において処理する
のに好適のものである。
排ガス中のカーボン微粒子を酸化除去するためには、そ
の排ガスをその触媒と接触させればよい。この場合の接
触温度は、２００〜７００℃、好ましくは２５０〜５０
０℃であり、接触時間はＧＨＳＶで表わして１０３〜１
０５ｈｒ−１、好ましくは１０４〜４×１０４ｈｒ−１
である。本発明の触媒は、５００℃以下の比較的低温、
特に２５０〜４８０℃程度の温度においても高い活性を
有し、エンジン排ガスを排ガス排出管において処理する
のに好適のものである。
【００１１】本発明による触媒がディーゼルエンジン排
ガス中のカーボン微粒子の酸化燃焼に対して高い触媒活
性を有する理由は以下のように考えられる。即ち、排ガ
ス中には、Ｏ２の他、ＮＯ、ＳＯ２及びＨ２Ｏが共存す
るが、それらの共存成分が触媒を高活性に保持するもの
と考えられる。つまり、ＮＯが触媒上で酸化されて生じ
たＮＯ２がカーボン微粒子を酸化し、さらにＳＯ２（又
はＳＯ３）と水がこの反応を促進するものと考えられ
る。
ガス中のカーボン微粒子の酸化燃焼に対して高い触媒活
性を有する理由は以下のように考えられる。即ち、排ガ
ス中には、Ｏ２の他、ＮＯ、ＳＯ２及びＨ２Ｏが共存す
るが、それらの共存成分が触媒を高活性に保持するもの
と考えられる。つまり、ＮＯが触媒上で酸化されて生じ
たＮＯ２がカーボン微粒子を酸化し、さらにＳＯ２（又
はＳＯ３）と水がこの反応を促進するものと考えられ
る。
【００１２】
【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。
する。
【００１３】実施例１ 白金プレカーサ〔Ｐｔ(ＮＨ３)４(ＯＨ)２〕を２モル％
含有する水溶液３ｃｃに、表１に示す担体２０ｇを温度
２５℃で浸漬し、その水溶液を担体に含浸させた後、乾
燥し、空気中で６００℃で１時間焼成した。ただし、比
較例５〜７は、空気焼成を行う前に、３％Ｈｅ／Ｎ２中
４００℃、４時間還元焼成を行った。このようにして得
られたＰｔ０．３ｗｔ％を含有する触媒０．５ｇ対し
て、市販のカーボンブラック０．００５ｇを乾式混合
し、この混合物を用いてそのカーボンブラックの酸化燃
焼試験を行った。この試験においては、ディーゼルエン
ジン排ガス組成に近似するように、１０％Ｏ２／７％Ｈ
２Ｏ／１０００ｐｐｍＮＯ／１００ｐｐｍＳＯ２／残部
Ｎ２からなる混合ガスを、前記混合物を含む反応管（直
径：１０ｍｍ）中を流通させた。この場合、その混合ガ
スの流量は０．５リットル／分（０℃、１ａｔｍ換算）
とし、反応管は８０℃から７００℃までの領域を１０℃
／分で昇温させた。そして、カーボンブラックが燃焼す
ることにより発生するＣＯ及びＣＯ２濃度を測定した。
その結果を表１に示す。
含有する水溶液３ｃｃに、表１に示す担体２０ｇを温度
２５℃で浸漬し、その水溶液を担体に含浸させた後、乾
燥し、空気中で６００℃で１時間焼成した。ただし、比
較例５〜７は、空気焼成を行う前に、３％Ｈｅ／Ｎ２中
４００℃、４時間還元焼成を行った。このようにして得
られたＰｔ０．３ｗｔ％を含有する触媒０．５ｇ対し
て、市販のカーボンブラック０．００５ｇを乾式混合
し、この混合物を用いてそのカーボンブラックの酸化燃
焼試験を行った。この試験においては、ディーゼルエン
ジン排ガス組成に近似するように、１０％Ｏ２／７％Ｈ
２Ｏ／１０００ｐｐｍＮＯ／１００ｐｐｍＳＯ２／残部
Ｎ２からなる混合ガスを、前記混合物を含む反応管（直
径：１０ｍｍ）中を流通させた。この場合、その混合ガ
スの流量は０．５リットル／分（０℃、１ａｔｍ換算）
とし、反応管は８０℃から７００℃までの領域を１０℃
／分で昇温させた。そして、カーボンブラックが燃焼す
ることにより発生するＣＯ及びＣＯ２濃度を測定した。
その結果を表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１に示した結果から、本発明触媒は、い
ずれも、その反応温度とカーボンの酸化により発生する
ＣＯ２濃度との関係において、発生するＣＯ２濃度が最
高になる温度（ピーク温度）が低く、低い温度において
高い触媒活性を示すことがわかる。
ずれも、その反応温度とカーボンの酸化により発生する
ＣＯ２濃度との関係において、発生するＣＯ２濃度が最
高になる温度（ピーク温度）が低く、低い温度において
高い触媒活性を示すことがわかる。
【００１６】なお、表１に示した各担体の性状、開始温
度、ピーク温度、最終温度の具体的内容は以下の通りで
ある。 （１）Ｔａ２Ｏ５ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：２．５ｍ２／ｇ （２）Ｎｂ２Ｏ５ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：２．７ｍ２／ｇ （３）ＷＯ３ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：４ｍ２／ｇ （４）ＳｎＯ２ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：３ｍ２／ｇ （５）ＺｒＯ２ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：４４ｍ２／ｇ （６）Ａｌ２Ｏ３ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：２００ｍ２／ｇ （７）ＴｉＯ２ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：２９ｍ２／ｇ （８）開始温度（℃） カーボンブラックが燃焼開始後発生するＣＯ２濃度が１
００ｐｐｍを越す温度を意味する。 （９）ピーク温度（℃） 発生するＣＯ２濃度が最高になる温度を意味する。 （１０）最終温度（℃） 燃焼反応が終了し、発生するＣＯ２濃度が１００ｐｐｍ
以下になる温度を意味する。
度、ピーク温度、最終温度の具体的内容は以下の通りで
ある。 （１）Ｔａ２Ｏ５ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：２．５ｍ２／ｇ （２）Ｎｂ２Ｏ５ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：２．７ｍ２／ｇ （３）ＷＯ３ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：４ｍ２／ｇ （４）ＳｎＯ２ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：３ｍ２／ｇ （５）ＺｒＯ２ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：４４ｍ２／ｇ （６）Ａｌ２Ｏ３ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：２００ｍ２／ｇ （７）ＴｉＯ２ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：２９ｍ２／ｇ （８）開始温度（℃） カーボンブラックが燃焼開始後発生するＣＯ２濃度が１
００ｐｐｍを越す温度を意味する。 （９）ピーク温度（℃） 発生するＣＯ２濃度が最高になる温度を意味する。 （１０）最終温度（℃） 燃焼反応が終了し、発生するＣＯ２濃度が１００ｐｐｍ
以下になる温度を意味する。
【００１７】実施例２ 実施例１の実験Ｎｏ.１、２において、その反応温度を
３５０℃に保持してカーボンブラックを燃焼させた以外
は同様にして実験を行った。その結果、カーボンブラッ
クは約１時間程度でその全量が酸化除去された。
３５０℃に保持してカーボンブラックを燃焼させた以外
は同様にして実験を行った。その結果、カーボンブラッ
クは約１時間程度でその全量が酸化除去された。
【００１８】実施例３ 硫酸ジルコニウム四水和物Ｚｒ(ＳＯ４)２・４Ｈ２Ｏの
水溶液を粒径１５０〜２５０μｍの炭化珪素（ＳｉＣ)
１ｇあたりＺｒとして０．５ｍｍ・ｍｏｌ含浸させ、乾
燥し、６００℃で１時間焼成した。得られた担体(Ｚｒ
Ｏ２／ＳｉＣ）２０ｇを白金プレカーサＰｔ（ＮＨ３)
４(ＯＨ)２を２モル％含有する水溶液３ｃｃに温度２５
℃で浸漬し、その水溶液を担体に含浸させた後、乾燥
し、水素中(３％Ｈ２／Ｎ２）で４００℃で４時間、空
気中で６００℃で１時間焼成して触媒(０．３ｗｔ％Ｐ
ｔ／ＺｒＯ２／ＳｉＣ）とした。この触媒はＺｒ１モル
あたり硫酸根（ＳＯ４）４ｍｍｏｌを含有した。
水溶液を粒径１５０〜２５０μｍの炭化珪素（ＳｉＣ)
１ｇあたりＺｒとして０．５ｍｍ・ｍｏｌ含浸させ、乾
燥し、６００℃で１時間焼成した。得られた担体(Ｚｒ
Ｏ２／ＳｉＣ）２０ｇを白金プレカーサＰｔ（ＮＨ３)
４(ＯＨ)２を２モル％含有する水溶液３ｃｃに温度２５
℃で浸漬し、その水溶液を担体に含浸させた後、乾燥
し、水素中(３％Ｈ２／Ｎ２）で４００℃で４時間、空
気中で６００℃で１時間焼成して触媒(０．３ｗｔ％Ｐ
ｔ／ＺｒＯ２／ＳｉＣ）とした。この触媒はＺｒ１モル
あたり硫酸根（ＳＯ４）４ｍｍｏｌを含有した。
【００１９】実施例４ 実施例３で硫酸ジルコニウム四水和物の代わりに硫酸ア
ルミニウム(Ａｌ２(ＳＯ ４)３・１８Ｈ２Ｏ）を用いた
以外は実施例３と同様に白金を担持し、この触媒(０．
３ｗｔ％Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣ）とした。この触媒
はＡｌ１モルあたり８ｍｍｏｌの硫酸根（ＳＯ４）を含
有した。
ルミニウム(Ａｌ２(ＳＯ ４)３・１８Ｈ２Ｏ）を用いた
以外は実施例３と同様に白金を担持し、この触媒(０．
３ｗｔ％Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣ）とした。この触媒
はＡｌ１モルあたり８ｍｍｏｌの硫酸根（ＳＯ４）を含
有した。
【００２０】実施例５ 実施例３で硫酸ジルコニウム四水和物の代わりに硫酸チ
タニウム(Ｔｉ(ＳＯ４) ２・４Ｈ２Ｏ）を用いた以外は
実施例３と同様に白金を担持し、触媒(０．３ｗｔ％Ｐ
ｔ／ＴｉＯ２／ＳｉＣ）とした。この触媒はＴｉ１モル
あたり５ｍｍｏｌの硫酸根（ＳＯ４）を含有した。
タニウム(Ｔｉ(ＳＯ４) ２・４Ｈ２Ｏ）を用いた以外は
実施例３と同様に白金を担持し、触媒(０．３ｗｔ％Ｐ
ｔ／ＴｉＯ２／ＳｉＣ）とした。この触媒はＴｉ１モル
あたり５ｍｍｏｌの硫酸根（ＳＯ４）を含有した。
【００２１】実施例６ 前記のようにして得られたＰｔ０．３ｗｔ％を含有する
触媒０．５ｇに対して市販のカーボンブラック０．００
５ｇを乾式混合し、この混合物を用いてそのカーボンブ
ラックの酸化燃焼試験を行った。この試験においては、
ディーゼルエンジン排ガス組成に近似するように、１０
％Ｏ２／７％Ｈ２Ｏ／１０００ｐｐｍＮＯ／１００ｐｐ
ｍＳＯ２／残部Ｎ２からなる混合ガスを、前記混合物を
含む反応管（直径：１０ｍｍ）中を流通させた。この場
合、その混合ガスの流量は０．５リットル／分（０℃、
１ａｔｍ換算）とし、反応管は８０℃から７００℃まで
の領域を１０℃／分で昇温させた。そして、カーボンブ
ラックが燃焼することにより発生するＣＯ及びＣＯ２濃
度を測定した。その結果を表２に示す。
触媒０．５ｇに対して市販のカーボンブラック０．００
５ｇを乾式混合し、この混合物を用いてそのカーボンブ
ラックの酸化燃焼試験を行った。この試験においては、
ディーゼルエンジン排ガス組成に近似するように、１０
％Ｏ２／７％Ｈ２Ｏ／１０００ｐｐｍＮＯ／１００ｐｐ
ｍＳＯ２／残部Ｎ２からなる混合ガスを、前記混合物を
含む反応管（直径：１０ｍｍ）中を流通させた。この場
合、その混合ガスの流量は０．５リットル／分（０℃、
１ａｔｍ換算）とし、反応管は８０℃から７００℃まで
の領域を１０℃／分で昇温させた。そして、カーボンブ
ラックが燃焼することにより発生するＣＯ及びＣＯ２濃
度を測定した。その結果を表２に示す。
【００２２】
【表２】
【００２３】
【発明の効果】本発明の触媒によれば、ディーゼルエン
ジン排ガス中のカーボン微粒子を低温度で効率よく酸化
除去することができる。
ジン排ガス中のカーボン微粒子を低温度で効率よく酸化
除去することができる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１２月２１日（１９９９．１２．
２１）
２１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 ディーゼルエンジン排ガス中のカーボ
ン微粒子酸化除去方法及びそれに用いる触媒
ン微粒子酸化除去方法及びそれに用いる触媒
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はディーゼルエンジン
排ガス中に含まれるカーボン微粒子の酸化除去方法及び
それに用いる触媒に関するものである。
排ガス中に含まれるカーボン微粒子の酸化除去方法及び
それに用いる触媒に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ディーゼルエンジンからの排ガス
中に含まれるカーボン微粒子による環境汚染の問題が深
刻化している。この問題に対する対策として、フィルタ
ートラップ法や触媒燃焼法等が提案されている。触媒燃
焼法は、エンジンから生じた高温の排ガスを触媒と接触
させて、その排ガス中のカーボン微粒子を酸化燃焼して
ＣＯ２に変換させる方法である。このための触媒とし
て、酸化物系、塩化物系、貴金属系のもの等が提案され
ているが、いずれのものも触媒活性や安定性等の点か
ら、未だ満足し得るものではなかった。
中に含まれるカーボン微粒子による環境汚染の問題が深
刻化している。この問題に対する対策として、フィルタ
ートラップ法や触媒燃焼法等が提案されている。触媒燃
焼法は、エンジンから生じた高温の排ガスを触媒と接触
させて、その排ガス中のカーボン微粒子を酸化燃焼して
ＣＯ２に変換させる方法である。このための触媒とし
て、酸化物系、塩化物系、貴金属系のもの等が提案され
ているが、いずれのものも触媒活性や安定性等の点か
ら、未だ満足し得るものではなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ディーゼル
エンジン排ガス中に含まれるカーボン微粒子を効果的に
酸化除去する方法及びそれに用いる触媒を提供すること
をその課題とする。
エンジン排ガス中に含まれるカーボン微粒子を効果的に
酸化除去する方法及びそれに用いる触媒を提供すること
をその課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、ディーゼルエンジン
排ガスを触媒と接触させて該排ガス中のカーボン微粒子
を酸化除去する方法において、該触媒として、酸化タン
タル及び酸化スズの中から選ばれる少なくとも１種の金
属酸化物に白金を担持させてなる触媒を用いることを特
徴とする前記方法が提供される。また、本発明によれ
ば、ディーゼルエンジン排ガスを触媒と接触させて該排
ガス中のカーボン微粒子を酸化除去する方法において、
該触媒として、炭化ケイ素に担持されている酸化チタ
ン、酸化ジルコニウム又は酸化アルミニウムに白金を担
持させてなる触媒であって、該酸化チタン、酸化ジルコ
ニウム及び酸化アルミニウムは、それぞれ無機酸のチタ
ン塩、ジルコニウム塩及びアルミニウム塩を空気中で焼
成して形成されたものを用いることを特徴とする前記方
法が提供される。さらに、本発明によれば、ディーゼル
エンジン排ガス中のカーボン微粒子を酸化除去するため
の触媒において、酸化タンタル及び酸化スズの中から選
ばれる少なくとも１種の金属酸化物に白金を担持させて
なる前記触媒が提供される。さらにまた、本発明によれ
ば、ディーゼルエンジン排ガス中のカーボン微粒子を酸
化除去するための触媒において、炭化ケイ素に担持され
ている無機酸根を含有する酸化チタン、酸化ジルコニウ
ム又は酸化アルミニウムに白金を担持させてなる触媒で
あって、該酸化チタン、酸化ジルコニウム及び酸化アル
ミニウムは、それぞれ無機酸のチタン塩、ジルコニウム
塩及びアルミニウム塩を空気中で焼成して形成されたも
のであることを特徴とする前記触媒が提供される。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、ディーゼルエンジン
排ガスを触媒と接触させて該排ガス中のカーボン微粒子
を酸化除去する方法において、該触媒として、酸化タン
タル及び酸化スズの中から選ばれる少なくとも１種の金
属酸化物に白金を担持させてなる触媒を用いることを特
徴とする前記方法が提供される。また、本発明によれ
ば、ディーゼルエンジン排ガスを触媒と接触させて該排
ガス中のカーボン微粒子を酸化除去する方法において、
該触媒として、炭化ケイ素に担持されている酸化チタ
ン、酸化ジルコニウム又は酸化アルミニウムに白金を担
持させてなる触媒であって、該酸化チタン、酸化ジルコ
ニウム及び酸化アルミニウムは、それぞれ無機酸のチタ
ン塩、ジルコニウム塩及びアルミニウム塩を空気中で焼
成して形成されたものを用いることを特徴とする前記方
法が提供される。さらに、本発明によれば、ディーゼル
エンジン排ガス中のカーボン微粒子を酸化除去するため
の触媒において、酸化タンタル及び酸化スズの中から選
ばれる少なくとも１種の金属酸化物に白金を担持させて
なる前記触媒が提供される。さらにまた、本発明によれ
ば、ディーゼルエンジン排ガス中のカーボン微粒子を酸
化除去するための触媒において、炭化ケイ素に担持され
ている無機酸根を含有する酸化チタン、酸化ジルコニウ
ム又は酸化アルミニウムに白金を担持させてなる触媒で
あって、該酸化チタン、酸化ジルコニウム及び酸化アル
ミニウムは、それぞれ無機酸のチタン塩、ジルコニウム
塩及びアルミニウム塩を空気中で焼成して形成されたも
のであることを特徴とする前記触媒が提供される。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の触媒の１つの態様は、酸
化タンタル（Ｔａ２Ｏ５））及び酸化スズ（ＳｎＯ２）
の中から選ばれる少なくとも１種の金属酸化物を担体と
して用い、これに白金を担持させたものである。前記担
体金属酸化物としては、対応する金属水酸化物を空気中
で３００〜８００℃、好ましくは５００〜６００℃で焼
成したものを用いることができる。この金属酸化物から
なる担体は、粉末状又はペレット状等の各種の形状のも
のであることができる。そのＢＥＴ法により測定された
比表面積は１〜４００ｍ２／ｇ、好ましくは１〜５０ｍ
２／ｇである。
化タンタル（Ｔａ２Ｏ５））及び酸化スズ（ＳｎＯ２）
の中から選ばれる少なくとも１種の金属酸化物を担体と
して用い、これに白金を担持させたものである。前記担
体金属酸化物としては、対応する金属水酸化物を空気中
で３００〜８００℃、好ましくは５００〜６００℃で焼
成したものを用いることができる。この金属酸化物から
なる担体は、粉末状又はペレット状等の各種の形状のも
のであることができる。そのＢＥＴ法により測定された
比表面積は１〜４００ｍ２／ｇ、好ましくは１〜５０ｍ
２／ｇである。
【０００６】金属酸化物に対して白金を担持させるに
は、水溶性白金化合物、例えば、Ｐｔ（ＮＨ３)４（Ｏ
Ｈ)２の水溶液を金属酸化物に含浸させ、次いで乾燥さ
せた後、空気中で５００〜８００℃、好ましくは５００
〜６００℃で焼成する。このようにして、担体金属酸化
物に白金を担持させた触媒を得ることができる。触媒中
の白金は、通常、金属状態で存在し、その含有量は、触
媒中、０．０５〜２０重量％、好ましくは０．１〜５重
量％である。
は、水溶性白金化合物、例えば、Ｐｔ（ＮＨ３)４（Ｏ
Ｈ)２の水溶液を金属酸化物に含浸させ、次いで乾燥さ
せた後、空気中で５００〜８００℃、好ましくは５００
〜６００℃で焼成する。このようにして、担体金属酸化
物に白金を担持させた触媒を得ることができる。触媒中
の白金は、通常、金属状態で存在し、その含有量は、触
媒中、０．０５〜２０重量％、好ましくは０．１〜５重
量％である。
【０００７】本発明の触媒の他の態様は、炭化ケイ素
（ＳｉＣ）に担持されている酸化チタン（ＴｉＯ２）、
酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）又は酸化アルミニウム
（Ａｌ２Ｏ３）を担体として用い、これに白金を担持さ
せたものであって、該酸化チタン、酸化ジルコニウム及
び酸化アルミニウムは、それぞれ無機酸のチタン塩、ジ
ルコニウム塩及びアルミニウム塩を空気中で焼成して形
成されたものである。これらの金属酸化物は、炭化ケイ
素に金属の無機酸塩を含浸させ、これを空気中で３００
〜８００℃、好ましくは５００〜６００℃で焼成する方
法により調製することができる。前記無機酸としては、
硫酸、硝酸、リン酸又は塩酸等が挙げられる。これらの
無機酸の金属の塩の焼成物は、金属酸化物中に金属と結
合した無機酸根が少量残存し、得られる金属酸化物は酸
性化されている。この金属酸化物を炭化ケイ素に担持さ
せてなる担体は、粉末状又はペレット状等の各種の形状
のものであることができる。そのＢＥＴ法により測定さ
れた比表面積は１〜４００ｍ２／ｇ、好ましくは１〜２
０ｍ２／ｇである。
（ＳｉＣ）に担持されている酸化チタン（ＴｉＯ２）、
酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）又は酸化アルミニウム
（Ａｌ２Ｏ３）を担体として用い、これに白金を担持さ
せたものであって、該酸化チタン、酸化ジルコニウム及
び酸化アルミニウムは、それぞれ無機酸のチタン塩、ジ
ルコニウム塩及びアルミニウム塩を空気中で焼成して形
成されたものである。これらの金属酸化物は、炭化ケイ
素に金属の無機酸塩を含浸させ、これを空気中で３００
〜８００℃、好ましくは５００〜６００℃で焼成する方
法により調製することができる。前記無機酸としては、
硫酸、硝酸、リン酸又は塩酸等が挙げられる。これらの
無機酸の金属の塩の焼成物は、金属酸化物中に金属と結
合した無機酸根が少量残存し、得られる金属酸化物は酸
性化されている。この金属酸化物を炭化ケイ素に担持さ
せてなる担体は、粉末状又はペレット状等の各種の形状
のものであることができる。そのＢＥＴ法により測定さ
れた比表面積は１〜４００ｍ２／ｇ、好ましくは１〜２
０ｍ２／ｇである。
【０００８】炭化ケイ素に担持されている無機酸根を含
有する金属酸化物に対して白金を担持させるには、水溶
性白金化合物、例えば、Ｐｔ（ＮＨ３)４（ＯＨ)２の水
溶液を金属酸化物に含浸させ、次いで乾燥させた後、水
素を含む窒素気流中で２５０〜６００℃、好ましくは３
００〜５００℃で水素還元処理し、次いで空気中で５０
０〜８００℃、好ましくは５００〜６００℃で焼成す
る。このようにして、担体炭化ケイ素に担持された金属
酸化物に白金を担持させた触媒を得ることができる。触
媒中の白金は、通常、金属状態で存在し、その含有量
は、触媒中、０．０５〜２０重量％、好ましくは０．１
〜５重量％である。また、炭化ケイ素１００重量部当り
の金属酸化物の割合は、１〜５０重量部、好ましくは５
〜２０重量部である。
有する金属酸化物に対して白金を担持させるには、水溶
性白金化合物、例えば、Ｐｔ（ＮＨ３)４（ＯＨ)２の水
溶液を金属酸化物に含浸させ、次いで乾燥させた後、水
素を含む窒素気流中で２５０〜６００℃、好ましくは３
００〜５００℃で水素還元処理し、次いで空気中で５０
０〜８００℃、好ましくは５００〜６００℃で焼成す
る。このようにして、担体炭化ケイ素に担持された金属
酸化物に白金を担持させた触媒を得ることができる。触
媒中の白金は、通常、金属状態で存在し、その含有量
は、触媒中、０．０５〜２０重量％、好ましくは０．１
〜５重量％である。また、炭化ケイ素１００重量部当り
の金属酸化物の割合は、１〜５０重量部、好ましくは５
〜２０重量部である。
【０００９】前記のようにして得られる触媒は、金属酸
化物中に残存する無機酸根が原因となって、やや酸性化
されている。金属酸化物中の無機酸根の含有量は、Ｔｉ
Ｏ２の場合、Ｔｉ１モル当り1〜１０ミリモル、好まし
くは1〜６ミリモルの割合である。Ａｌ２Ｏ３の場合、
Ａｌ１モル当り１〜１５ミリモル、好ましくは１〜１０
ミリモルの割合である。ＺｒＯ２の場合、Ｚｒ１モル当
り１〜１０ミリモル、好ましくは１〜５ミリモルの割合
である。
化物中に残存する無機酸根が原因となって、やや酸性化
されている。金属酸化物中の無機酸根の含有量は、Ｔｉ
Ｏ２の場合、Ｔｉ１モル当り1〜１０ミリモル、好まし
くは1〜６ミリモルの割合である。Ａｌ２Ｏ３の場合、
Ａｌ１モル当り１〜１５ミリモル、好ましくは１〜１０
ミリモルの割合である。ＺｒＯ２の場合、Ｚｒ１モル当
り１〜１０ミリモル、好ましくは１〜５ミリモルの割合
である。
【００１０】本発明の触媒を用いてディーゼルエンジン
排ガス中のカーボン微粒子を酸化除去するためには、そ
の排ガスをその触媒と接触させればよい。この場合の接
触温度は、２００〜７００℃、好ましくは２５０〜５０
０℃であり、接触時間はＧＨＳＶで表わして１０３〜１
０５ｈｒ−１、好ましくは１０４〜４×１０４ｈｒ− １
である。本発明の触媒は、５００℃以下の比較的低温、
特に２５０〜４８０℃程度の温度においても高い活性を
有し、エンジン排ガスを排ガス排出管において処理する
のに好適のものである。
排ガス中のカーボン微粒子を酸化除去するためには、そ
の排ガスをその触媒と接触させればよい。この場合の接
触温度は、２００〜７００℃、好ましくは２５０〜５０
０℃であり、接触時間はＧＨＳＶで表わして１０３〜１
０５ｈｒ−１、好ましくは１０４〜４×１０４ｈｒ− １
である。本発明の触媒は、５００℃以下の比較的低温、
特に２５０〜４８０℃程度の温度においても高い活性を
有し、エンジン排ガスを排ガス排出管において処理する
のに好適のものである。
【００１１】本発明による触媒がディーゼルエンジン排
ガス中のカーボン微粒子の酸化燃焼に対して高い触媒活
性を有する理由は以下のように考えられる。即ち、排ガ
ス中には、Ｏ２の他、ＮＯ、ＳＯ２及びＨ２Ｏが共存す
るが、それらの共存成分が触媒を高活性に保持するもの
と考えられる。つまり、ＮＯが触媒上で酸化されて生じ
たＮＯ２がカーボン微粒子を酸化し、さらにＳＯ２（又
はＳＯ３）と水がこの反応を促進するものと考えられ
る。
ガス中のカーボン微粒子の酸化燃焼に対して高い触媒活
性を有する理由は以下のように考えられる。即ち、排ガ
ス中には、Ｏ２の他、ＮＯ、ＳＯ２及びＨ２Ｏが共存す
るが、それらの共存成分が触媒を高活性に保持するもの
と考えられる。つまり、ＮＯが触媒上で酸化されて生じ
たＮＯ２がカーボン微粒子を酸化し、さらにＳＯ２（又
はＳＯ３）と水がこの反応を促進するものと考えられ
る。
【００１２】
【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。
する。
【００１３】実施例１ 白金プレカーサ〔Ｐｔ(ＮＨ３)４(ＯＨ)２〕を２モル％
含有する水溶液３ｃｃに、表１に示す担体２０ｇを温度
２５℃で浸漬し、その水溶液を担体に含浸させた後、乾
燥し、空気中で６００℃で１時間焼成した。ただし、比
較例５〜７は、空気焼成を行う前に、３％Ｈｅ／Ｎ２中
４００℃、４時間還元焼成を行った。このようにして得
られたＰｔ０．３ｗｔ％を含有する触媒０．５ｇ対し
て、市販のカーボンブラック０．００５ｇを乾式混合
し、この混合物を用いてそのカーボンブラックの酸化燃
焼試験を行った。この試験においては、ディーゼルエン
ジン排ガス組成に近似するように、１０％Ｏ２／７％Ｈ
２Ｏ／１０００ｐｐｍＮＯ／１００ｐｐｍＳＯ２／残部
Ｎ２からなる混合ガスを、前記混合物を含む反応管（直
径：１０ｍｍ）中を流通させた。この場合、その混合ガ
スの流量は０．５リットル／分（０℃、１ａｔｍ換算）
とし、反応管は８０℃から７００℃までの領域を１０℃
／分で昇温させた。そして、カーボンブラックが燃焼す
ることにより発生するＣＯ及びＣＯ２濃度を測定した。
その結果を表１に示す。
含有する水溶液３ｃｃに、表１に示す担体２０ｇを温度
２５℃で浸漬し、その水溶液を担体に含浸させた後、乾
燥し、空気中で６００℃で１時間焼成した。ただし、比
較例５〜７は、空気焼成を行う前に、３％Ｈｅ／Ｎ２中
４００℃、４時間還元焼成を行った。このようにして得
られたＰｔ０．３ｗｔ％を含有する触媒０．５ｇ対し
て、市販のカーボンブラック０．００５ｇを乾式混合
し、この混合物を用いてそのカーボンブラックの酸化燃
焼試験を行った。この試験においては、ディーゼルエン
ジン排ガス組成に近似するように、１０％Ｏ２／７％Ｈ
２Ｏ／１０００ｐｐｍＮＯ／１００ｐｐｍＳＯ２／残部
Ｎ２からなる混合ガスを、前記混合物を含む反応管（直
径：１０ｍｍ）中を流通させた。この場合、その混合ガ
スの流量は０．５リットル／分（０℃、１ａｔｍ換算）
とし、反応管は８０℃から７００℃までの領域を１０℃
／分で昇温させた。そして、カーボンブラックが燃焼す
ることにより発生するＣＯ及びＣＯ２濃度を測定した。
その結果を表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１に示した結果から、本発明触媒は、い
ずれも、その反応温度とカーボンの酸化により発生する
ＣＯ２濃度との関係において、発生するＣＯ２濃度が最
高になる温度（ピーク温度）が低く、低い温度において
高い触媒活性を示すことがわかる。
ずれも、その反応温度とカーボンの酸化により発生する
ＣＯ２濃度との関係において、発生するＣＯ２濃度が最
高になる温度（ピーク温度）が低く、低い温度において
高い触媒活性を示すことがわかる。
【００１６】なお、表１に示した各担体の性状、開始温
度、ピーク温度、最終温度の具体的内容は以下の通りで
ある。 （１）Ｔａ２Ｏ５ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：２．５ｍ２／ｇ （２）ＳｎＯ２ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：３ｍ２／ｇ （３）ＺｒＯ２ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：４４ｍ２／ｇ （４）Ａｌ２Ｏ３ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：２００ｍ２／ｇ （５）ＴｉＯ２ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：２９ｍ２／ｇ （６）開始温度（℃） カーボンブラックが燃焼開始後発生するＣＯ２濃度が１
００ｐｐｍを越す温度を意味する。 （７）ピーク温度（℃） 発生するＣＯ２濃度が最高になる温度を意味する。 （８）最終温度（℃） 燃焼反応が終了し、発生するＣＯ２濃度が１００ｐｐｍ
以下になる温度を意味する。
度、ピーク温度、最終温度の具体的内容は以下の通りで
ある。 （１）Ｔａ２Ｏ５ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：２．５ｍ２／ｇ （２）ＳｎＯ２ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：３ｍ２／ｇ （３）ＺｒＯ２ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：４４ｍ２／ｇ （４）Ａｌ２Ｏ３ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：２００ｍ２／ｇ （５）ＴｉＯ２ 粒径：１５０〜２５０μｍ 比表面積（Ｂ．Ｅ．Ｔ）：２９ｍ２／ｇ （６）開始温度（℃） カーボンブラックが燃焼開始後発生するＣＯ２濃度が１
００ｐｐｍを越す温度を意味する。 （７）ピーク温度（℃） 発生するＣＯ２濃度が最高になる温度を意味する。 （８）最終温度（℃） 燃焼反応が終了し、発生するＣＯ２濃度が１００ｐｐｍ
以下になる温度を意味する。
【００１７】実施例２ 実施例１の実験Ｎｏ.１において、その反応温度を３５
０℃に保持してカーボンブラックを燃焼させた以外は同
様にして実験を行った。その結果、カーボンブラックは
約１時間程度でその全量が酸化除去された。
０℃に保持してカーボンブラックを燃焼させた以外は同
様にして実験を行った。その結果、カーボンブラックは
約１時間程度でその全量が酸化除去された。
【００１８】実施例３ 硫酸ジルコニウム四水和物Ｚｒ(ＳＯ４)２・４Ｈ２Ｏの
水溶液を粒径１５０〜２５０μｍの炭化珪素（ＳｉＣ)
１ｇあたりＺｒとして０．５ｍｍ・ｍｏｌ含浸させ、乾
燥し、６００℃で１時間焼成した。得られた担体(Ｚｒ
Ｏ２／ＳｉＣ）２０ｇを白金プレカーサＰｔ（ＮＨ３)
４(ＯＨ)２を２モル％含有する水溶液３ｃｃに温度２５
℃で浸漬し、その水溶液を担体に含浸させた後、乾燥
し、水素中(３％Ｈ２／Ｎ２）で４００℃で４時間、空
気中で６００℃で１時間焼成して触媒(０．３ｗｔ％Ｐ
ｔ／ＺｒＯ２／ＳｉＣ）とした。この触媒はＺｒ１モル
あたり硫酸根（ＳＯ４）４ｍｍｏｌを含有した。
水溶液を粒径１５０〜２５０μｍの炭化珪素（ＳｉＣ)
１ｇあたりＺｒとして０．５ｍｍ・ｍｏｌ含浸させ、乾
燥し、６００℃で１時間焼成した。得られた担体(Ｚｒ
Ｏ２／ＳｉＣ）２０ｇを白金プレカーサＰｔ（ＮＨ３)
４(ＯＨ)２を２モル％含有する水溶液３ｃｃに温度２５
℃で浸漬し、その水溶液を担体に含浸させた後、乾燥
し、水素中(３％Ｈ２／Ｎ２）で４００℃で４時間、空
気中で６００℃で１時間焼成して触媒(０．３ｗｔ％Ｐ
ｔ／ＺｒＯ２／ＳｉＣ）とした。この触媒はＺｒ１モル
あたり硫酸根（ＳＯ４）４ｍｍｏｌを含有した。
【００１９】実施例４ 実施例３で硫酸ジルコニウム四水和物の代わりに硫酸ア
ルミニウム(Ａｌ２(ＳＯ４)３・１８Ｈ２Ｏ）を用いた
以外は実施例３と同様に白金を担持し、この触媒(０．
３ｗｔ％Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣ）とした。この触媒
はＡｌ１モルあたり８ｍｍｏｌの硫酸根（ＳＯ４）を含
有した。
ルミニウム(Ａｌ２(ＳＯ４)３・１８Ｈ２Ｏ）を用いた
以外は実施例３と同様に白金を担持し、この触媒(０．
３ｗｔ％Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣ）とした。この触媒
はＡｌ１モルあたり８ｍｍｏｌの硫酸根（ＳＯ４）を含
有した。
【００２０】実施例５ 実施例３で硫酸ジルコニウム四水和物の代わりに硫酸チ
タニウム(Ｔｉ(ＳＯ４)２・４Ｈ２Ｏ）を用いた以外は
実施例３と同様に白金を担持し、触媒(０．３ｗｔ％Ｐ
ｔ／ＴｉＯ２／ＳｉＣ）とした。この触媒はＴｉ１モル
あたり５ｍｍｏｌの硫酸根（ＳＯ４）を含有した。
タニウム(Ｔｉ(ＳＯ４)２・４Ｈ２Ｏ）を用いた以外は
実施例３と同様に白金を担持し、触媒(０．３ｗｔ％Ｐ
ｔ／ＴｉＯ２／ＳｉＣ）とした。この触媒はＴｉ１モル
あたり５ｍｍｏｌの硫酸根（ＳＯ４）を含有した。
【００２１】実施例６ 前記のようにして得られたＰｔ０．３ｗｔ％を含有する
触媒０．５ｇに対して市販のカーボンブラック０．００
５ｇを乾式混合し、この混合物を用いてそのカーボンブ
ラックの酸化燃焼試験を行った。この試験においては、
ディーゼルエンジン排ガス組成に近似するように、１０
％Ｏ２／７％Ｈ２Ｏ／１０００ｐｐｍＮＯ／１００ｐｐ
ｍＳＯ２／残部Ｎ２からなる混合ガスを、前記混合物を
含む反応管（直径：１０ｍｍ）中を流通させた。この場
合、その混合ガスの流量は０．５リットル／分（０℃、
１ａｔｍ換算）とし、反応管は８０℃から７００℃まで
の領域を１０℃／分で昇温させた。そして、カーボンブ
ラックが燃焼することにより発生するＣＯ及びＣＯ２濃
度を測定した。その結果を表２に示す。
触媒０．５ｇに対して市販のカーボンブラック０．００
５ｇを乾式混合し、この混合物を用いてそのカーボンブ
ラックの酸化燃焼試験を行った。この試験においては、
ディーゼルエンジン排ガス組成に近似するように、１０
％Ｏ２／７％Ｈ２Ｏ／１０００ｐｐｍＮＯ／１００ｐｐ
ｍＳＯ２／残部Ｎ２からなる混合ガスを、前記混合物を
含む反応管（直径：１０ｍｍ）中を流通させた。この場
合、その混合ガスの流量は０．５リットル／分（０℃、
１ａｔｍ換算）とし、反応管は８０℃から７００℃まで
の領域を１０℃／分で昇温させた。そして、カーボンブ
ラックが燃焼することにより発生するＣＯ及びＣＯ２濃
度を測定した。その結果を表２に示す。
【００２２】
【表２】
【００２３】
【発明の効果】本発明の触媒によれば、ディーゼルエン
ジン排ガス中のカーボン微粒子を低温度で効率よく酸化
除去することができる。
ジン排ガス中のカーボン微粒子を低温度で効率よく酸化
除去することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫛山 暁 茨城県つくば市小野川16番３ 工業技術院 資源環境技術総合研究所内 Ｆターム(参考） 4D048 AA14 AB01 BA03X BA06X BA07X BA08X BA21X BA24X BA27X BA30X BA41X BA45X BB01 BB17 4G069 AA03 AA08 BA01A BA01B BA04A BA04B BA05A BA05B BB02A BB02B BB04A BB04B BB10C BB15A BB15B BC16C BC22A BC22B BC51C BC55A BC55B BC56A BC56B BC60A BC60B BC75A BC75B BD05A BD05B CA07 CA18 DA05 EA01Y EB18Y FA01 FB14 FB30 FC02
Claims (4)
- 【請求項１】 ディーゼルエンジン排ガスを触媒と接触
させて該排ガス中のカーボン微粒子を酸化除去する方法
において、該触媒として、酸化タンタル、酸化ニオブ、
酸化タングステン及び酸化スズの中から選ばれる少なく
とも１種の金属酸化物に白金を担持させてなる触媒を用
いることを特徴とする前記方法。 - 【請求項２】 ディーゼルエンジン排ガスを触媒と接触
させて該排ガス中のカーボン微粒子を酸化除去する方法
において、該触媒として、炭化ケイ素に担持されている
酸化チタン、酸化ジルコニウム又は酸化アルミニウムに
白金を担持させてなる触媒であって、該酸化チタン、酸
化ジルコニウム及び酸化アルミニウムは、それぞれ無機
酸のチタン塩、ジルコニウム塩及びアルミニウム塩を空
気中で焼成して形成されたものを用いることを特徴とす
る前記方法。 - 【請求項３】 ディーゼルエンジン排ガス中のカーボン
微粒子を酸化除去するための触媒において、酸化タンタ
ル、酸化ニオブ、酸化タングステン及び酸化スズの中か
ら選ばれる少なくとも１種の金属酸化物に白金を担持さ
せてなる前記触媒。 - 【請求項４】 ディーゼルエンジン排ガス中のカーボン
微粒子を酸化除去するための触媒において、炭化ケイ素
に担持されている酸化チタン、酸化ジルコニウム又は酸
化アルミニウムに白金を担持させてなる触媒であって、
該酸化チタン、酸化ジルコニウム及び酸化アルミニウム
は、それぞれ無機酸のチタン塩、ジルコニウム塩及びア
ルミニウム塩を空気中で焼成して形成されたものである
ことを特徴とする前記触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11060195A JP3131630B2 (ja) | 1999-03-08 | 1999-03-08 | ディーゼルエンジン排ガス中のカーボン微粒子酸化除去方法及びそれに用いる触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11060195A JP3131630B2 (ja) | 1999-03-08 | 1999-03-08 | ディーゼルエンジン排ガス中のカーボン微粒子酸化除去方法及びそれに用いる触媒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000254454A true JP2000254454A (ja) | 2000-09-19 |
| JP3131630B2 JP3131630B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=13135142
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11060195A Expired - Lifetime JP3131630B2 (ja) | 1999-03-08 | 1999-03-08 | ディーゼルエンジン排ガス中のカーボン微粒子酸化除去方法及びそれに用いる触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3131630B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016049520A (ja) * | 2014-09-02 | 2016-04-11 | 株式会社アルバック | 排ガス浄化用触媒の製造方法 |
| WO2021156616A1 (en) * | 2020-02-04 | 2021-08-12 | Douglas Miller Edward | Apparatus, method and catalyst for processing hydrocarbons for recycling |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP5006855B2 (ja) | 2008-09-24 | 2012-08-22 | 本田技研工業株式会社 | 排ガス浄化触媒及びこれを用いた排ガス浄化フィルタ |
-
1999
- 1999-03-08 JP JP11060195A patent/JP3131630B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JP3131630B2 (ja) | 2001-02-05 |
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