JP2001170483A - ディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒 - Google Patents

ディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒

Info

Publication number
JP2001170483A
JP2001170483A JP35826599A JP35826599A JP2001170483A JP 2001170483 A JP2001170483 A JP 2001170483A JP 35826599 A JP35826599 A JP 35826599A JP 35826599 A JP35826599 A JP 35826599A JP 2001170483 A JP2001170483 A JP 2001170483A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
exhaust gas
particles
diesel exhaust
oxide
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.)
Pending
Application number
JP35826599A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Shoji
亨 庄司
Masahiro Sasaki
雅宏 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Original Assignee
Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
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 Tanaka Kikinzoku Kogyo KK filed Critical Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Priority to JP35826599A priority Critical patent/JP2001170483A/ja
Publication of JP2001170483A publication Critical patent/JP2001170483A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【解決課題】 500℃以下の比較的低温においても十
分な活性を有し、炭素微粒子を燃焼させるディーゼル排
ガス処理用の触媒を提供すること。 【解決手段】 本発明は、ディーゼル排ガス中の炭素微
粒子を燃焼除去するためのディーゼル排ガス処理用の燃
焼触媒であって、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の
酸化物よりなる触媒粒子と、該触媒粒子を支持する酸化
物系セラミック粒子とからなるディーゼル排ガス処理用
の燃焼触媒である。この触媒粒子としては、酸化カリウ
ムが好ましい。また、本発明のもう一つの形態は、 銅
又はアルミニウムの少なくともいずれかの金属元素を含
む酸化物よりなる触媒粒子と、該触媒粒子を支持する酸
化物系セラミック粒子とからなるディーゼル排ガス処理
用の燃焼触媒である。この場合の触媒粒子としては、銅
-アルミナが好ましい。そして、いずれの場合も酸化物
セラミック粒子としては、シリカ−ジルコニアが好まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼル排ガス
処理用の触媒に関する。詳しくはディーゼル排ガスに含
有される粒子状浮遊物、特に炭素微粒子を比較的低温で
燃焼除去可能な触媒に関する。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンより排出される排ガ
スは、NOxのようなガス状物質に加えて、固体又は液
体の粒子状浮遊物が含有されている。この粒子状浮遊物
は、主に固体の炭素粒子と、固体又は液体の不燃炭化水
素系燃料粒子と、燃料中に含有されている硫黄が燃焼す
ることにより発生する二酸化硫黄を主成分とした硫化物
とにより構成されている。
【0003】この粒子状浮遊物は、その粒径が極めて細
かいため固体状であっても大気中に浮遊しやすく、人体
へ取り込まれやすいという問題がある。また、排気ガス
中のNOx濃度については、ディーゼルエンジンの設計
変更によってある程度低減できるのに対し、粒子状浮遊
物についてはディーゼルエンジンの設計変更では十分な
低減効果が得られず、排ガス中からの除去によらざるを
得ない。
【0004】ディーゼル排ガスからの粒子状浮遊物の除
去については、排気系にフィルターを設置し、このフィ
ルターを電気ヒーターで加熱することでフィルターに捕
集された粒子状浮遊物を燃焼させる方法があるが、この
方法では絶えずフィルターを高温に保持する必要がある
ことから電力コストの上昇を招く。そこで、粒子状浮遊
物の燃焼効率を高めるために燃焼触媒を利用するのが一
般的となっている。
【0005】従来から開示されている、ディーゼルエン
ジン排気ガス処理用の燃焼触媒としては、触媒金属とし
て、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属又はこれら
貴金属の酸化物を活性成分とした触媒や、更に他の触媒
活性を有する金属を酸化物系セラミック粒子に支持させ
たものが用いられている。
【0006】ところで、ディーゼル排ガス処理用の燃焼
触媒にはガス中の粒子を効率良く燃焼させることが求め
られるが、これに加え活性温度が低いことも求められれ
る。というのも、炭素微粒子と共にディーゼル排ガス中
に含まれる二硫化硫黄は燃焼工程において三酸化硫黄、
硫酸ミストへと転化する。そして、この二硫化硫黄の三
酸化硫黄等への転化率は、500℃以上の高温域におい
て急激に上昇するからである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ディーゼル排ガス浄化用の触媒はその活性温度が500
℃以上であり、目的とする粒子の燃焼を生じさせた場
合、上記した二酸化硫黄の三酸化硫黄への転化を抑制す
ることができない。一方、従来の触媒においては、反応
温度を500℃以下に設定した場合、十分な活性が得ら
れず、粒子を効率的に燃焼除去することができない。
【0008】本発明は以上のような背景のもとなされた
ものであり、500℃以下の比較的低温においても十分
な活性を有するディーゼル排ガス処理用の触媒を提供す
ることを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ディーゼ
ル排ガス中の浮遊状粒子に対して活性を有すると思われ
る種々の金属又は金属酸化物について鋭意研究を行った
結果、以下の2つの燃焼触媒を完成させるに至った。
【0010】本願の第1の発明は、ディーゼル排ガス中
の炭素微粒子を燃焼除去するためのディーゼル排ガス処
理用の燃焼触媒であって、アルカリ金属又はアルカリ土
類金属の酸化物よりなる触媒粒子と、該触媒粒子を支持
する酸化物系セラミック粒子とからなるディーゼル排ガ
ス処理用の燃焼触媒である。
【0011】ここで、アルカリ金属とは、周期律表第I
族に属するリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウ
ム、セシウム、フランシウムの6元素をいう。また、ア
ルカリ土類金属とは、周期律表第II族の元素のうち、
ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、バリウム、ラジウムをいう。そして、これらのう
ち、本発明の触媒粒子をして特に好ましいものとして
は、請求項2記載のようにアルカリ金属であるカリウム
の酸化物であり、この請求項2記載の触媒は500℃以
下の比較的低温においても、高効率で炭素微粒子を燃焼
させることができる。
【0012】本願の第2の発明は、ディーゼル排ガス中
の炭素微粒子を燃焼除去するためのディーゼル排ガス処
理用の燃焼触媒であって、銅又はアルミニウムの少なく
ともいずれかの金属元素を含む酸化物よりなる触媒粒子
と、該触媒粒子を支持する酸化物系セラミック粒子とか
らなるディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒である。
【0013】ここで、「銅又はアルミニウムの少なくと
もいずれかの金属元素を含む酸化物」としたのは、触媒
粒子として酸化銅、酸化アルミウムの少なくともいずれ
か一方を含むものに加えて、銅とアルミニウムとが複合
酸化物(CuAlO)を形成している場合を含めること
を意図したものである。そして、請求項3に記載の銅-
アルミナを触媒粒子とした触媒は、特に、優れた効果が
あることが本発明者らの検討から明らかになっている。
【0014】また、請求項1〜請求項4記載において、
触媒粒子と共に本発明の触媒を構成する酸化物系セラミ
ック粒子は、それ自体の触媒作用は小さいがその表面に
無数の触媒粒子を支持させ、触媒粒子の有効表面積を大
きくすることで触媒の活性を高めるために用いられるも
のである。この酸化物系セラミックとしては、シリカ、
チタニア、ジルコニア等を用いることができる。そし
て、触媒性能の関係から、上記触媒粒子との整合性が最
も良いのは、請求項5記載のように、シリカ-ジルコニ
ア(Si−ZrO)である。
【0015】尚、酸化物系セラミック粒子に支持させる
触媒粒子の量は、酸化物系セラミック粒子を基準とし
て、1.0〜30%(重量比)の範囲とするのが好まし
い。1.0%以下の触媒量では十分な活性がえられない
からである。また、30%以上添加しても添加量以上の
活性は得られないからである。
【0016】本発明に係る燃焼触媒は、いずれも簡易な
方法で製造できる。目的とする金属の塩(硝酸塩、硫酸
塩等)の水溶液に、酸化物系セラミック粉を浸漬する
か、酸化物系セラミック粉に前記水溶液を摘定すること
で、酸化物系セラミック粉に溶液を含浸させ、セラミッ
ク粉の表面に金属塩を付着させた後、乾燥させ、更に熱
処理することで表面に酸化物触媒が支持された触媒とす
ることができる。また、請求項4記載の触媒の複合酸化
物を支持させる場合においては、各々の金属塩を含有す
る溶液をセラミック粉に含浸させて熱処理をする。
【0017】また、本発明の燃焼触媒は、実際の使用に
際して粉末状態の触媒を容器に充填し、これに排ガスを
通過させるようにしても良いが、適当な担体(セラミッ
クハニカム、メタルハニカム等の構造体)に担持させて
用いることもできる。この際の本発明に係る触媒の実施
の態様としては、上記方法で製造した触媒を含有するス
ラリーを製造し、これに担体を浸漬して担体表面に触媒
層を形成させても良い。また、まず担体を、酸化物系セ
ラミックを含有するスラリーに浸漬して担体表面にセラ
ミック層を形成させ、更にこれを触媒とする金属の金属
塩水溶液中に浸漬してセラミック層に触媒粒子を付着さ
せて触媒層を形成させることによっても可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適と思われる実
施の形態について説明する。
【0019】第1実施形態:15.38mol%の硝酸
カリウム(KNO)溶液を3.0gのSi-ZrO
粉末に摘下しSi-ZrO粉末に溶液を含浸させ乾燥
させた後、この粉末を、500℃で1時間焼成すること
で表面に酸化カリウムが担持された燃焼触媒を得た。
【0020】そして、本実施形態に係る燃焼触媒と炭素
微粉末とを混合した混合粉を加熱し炭素微粉末を燃焼さ
せ、炭素微粉末の燃焼性能を検討した。燃焼性能の検討
は、TGA−DTA法(熱質量−示差熱分析)により行
った。試験にあたっては、最終加熱温度を450℃と
し、加熱開始から450℃到達後の所定時間までの混合
粉の質量変化を追跡すると共に、発生する熱流束を測定
した。
【0021】図1は、第1実施形態に係る燃焼触媒の炭
素微粉末燃焼試験の結果を示す。図1では、縦軸に加熱
温度と質量の減少率と熱流束をとり、横軸に加熱時間を
とっている。この図1より、本実施形態に係る燃焼触媒
は450℃近傍において急激な質量減及び発熱が生じて
おり、炭素微粒子の燃焼が生じていることがわかる。
【0022】第2実施形態:本実施形態では、銅アルミ
ナを触媒粒子とした燃焼触媒を製造しその性能を確認し
た。15.38mol%の硝酸銅水溶液及び15.38
mol%の硝酸アルミニウム水溶液を3.0gのSi-
ZrO粉末に摘下しSi-ZrO2粉末に溶液を含浸
させた後、第1実施形態と同様熱処理をすることで触媒
を製造した。
【0023】次に、第1実施形態と同様、TGA−DT
Aにより炭素微粉末燃焼試験をおこなった。その結果を
図2に示す。図2から、本実施形態の触媒においても4
50℃前後の温度において炭素微粉末の高い質量減、即
ち炭素微粉末の燃焼が生じていることが確認された。
【0024】比較例1:本実施形態に係る触媒の燃焼性
能を確認すべく、比較例として、白金粒子が担持された
燃焼触媒を製造した。白金濃度が8.476重量%のジ
ニトロアンミン白金溶液を3.0gのSi-ZrO
末に摘下した後、第1実施形態と同様、熱処理をするこ
とで触媒を製造した。
【0025】そして、第1実施形態と同様、燃焼触媒と
炭素微粉末とを混合した混合粉を加熱し炭素微粉末を燃
焼させ、燃焼後の混合紛の質量減をTGA−DTAによ
り行い、上記実施形態の試験結果と比較した。
【0026】図3は、その結果を示すが、この比較例1
の燃焼触媒においても炭素微粒子の燃焼が生じているこ
とがわかるが、その質量減は第1、第2実施形態のもの
よりも低く、この温度においての燃焼効率が本実施形態
の触媒よりも低いことが確認された。
【0027】比較例2:第2の比較例として、触媒粒子
として白金とパラジウムの2つの触媒成分をSi-Zr
粉末に支持させた燃焼触媒を製造し、その性質を確
認した。この白金−パラジウム触媒は、8.476重量
%のジニトロアンミン白金溶液と8.0%のジニトロア
ンミンパラジウム溶液との混合溶液を3.0gのSi-
ZrO粉末に摘下した後、乾燥、熱処理することで製
造した。
【0028】そして、この比較例の触媒と炭素微粉末と
を混合した混合粉を加熱し炭素微粉末を燃焼させ、燃焼
後の混合紛の質量減をTGA−DTAにより行い、上記
実施形態の試験結果と比較した。
【0029】図4は、その結果を示すが、この比較例2
の燃焼触媒においても炭素微粒子の燃焼が生じているこ
とがわかるが、その質量減は第1、第2実施形態のもの
よりもやはり低く、この温度においての燃焼効率が本実
施形態の触媒よりも低いことが確認された。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るディ
ーゼル排ガス処理用の燃焼触媒は十分な活性を有し、デ
ィーゼル排ガス中の粒子状浮遊物を効率良く燃焼除去す
ることができる。また、この燃焼反応は比較的低温で生
じさせることができることから、排ガス中の二酸化硫黄
の酸化を極力低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る燃焼触媒の炭素微粒子燃焼
試験の結果を示すグラフ。
【図2】第2実施形態に係る燃焼触媒の炭素微粒子燃焼
試験の結果を示すグラフ。
【図3】比較例1に係る燃焼触媒の炭素微粒子燃焼試験
の結果を示すグラフ。
【図4】比較例2に係る燃焼触媒の炭素微粒子燃焼試験
の結果を示すグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D048 AA14 AA18 AB01 BA01Y BA02Y BA03X BA03Y BA06X BA06Y BA07Y BA08X BA08Y BA14Y BA15Y BA35X BA35Y BA42X BA42Y BB01 BB02 4G069 AA03 AA08 BA01A BA01B BA02A BA02B BA05A BA05B BB06A BB06B BC01A BC03A BC08A BC16A BC16B BC31A BC31B CA03 CA07 CA18 DA06 EA02Y EA18

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ディーゼル排ガス中の炭素微粒子を燃焼除
    去するためのディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒であっ
    て、 アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物よりなる触
    媒粒子と、該触媒粒子を支持する酸化物系セラミック粒
    子とからなるディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒。
  2. 【請求項2】触媒粒子は、酸化カリウムである請求項1
    記載のディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒。
  3. 【請求項3】ディーゼル排ガス中の炭素微粒子を燃焼除
    去するためのディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒であっ
    て、 銅又はアルミニウムの少なくともいずれかの金属元素を
    含む酸化物よりなる触媒粒子と、該触媒粒子を支持する
    酸化物系セラミック粒子とからなるディーゼル排ガス処
    理用の燃焼触媒。
  4. 【請求項4】触媒粒子は、銅-アルミナである請求項1
    記載のディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒。
  5. 【請求項5】酸化物系セラミックは、シリカ-ジルコニ
    アである請求項1〜請求項4記載のディーゼル排ガス処
    理用の燃焼触媒。
JP35826599A 1999-12-17 1999-12-17 ディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒 Pending JP2001170483A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35826599A JP2001170483A (ja) 1999-12-17 1999-12-17 ディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35826599A JP2001170483A (ja) 1999-12-17 1999-12-17 ディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001170483A true JP2001170483A (ja) 2001-06-26

Family

ID=18458398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35826599A Pending JP2001170483A (ja) 1999-12-17 1999-12-17 ディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001170483A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006068022A1 (ja) * 2004-12-20 2006-06-29 Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. 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
WO2007043442A1 (ja) 2005-10-06 2007-04-19 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. パティキュレート燃焼触媒、パティキュレートフィルター及び排ガス浄化装置
WO2008035652A1 (fr) 2006-09-19 2008-03-27 Nippon Soken, Inc. Catalyseur de combustion d'une substance contenant du carbone, procédé de production du catalyseur, matériau comprenant un catalyseur et procédé de production dudit matériau
WO2008035651A1 (fr) 2006-09-19 2008-03-27 Denso Corporation Catalyseur de combustion d'une substance contenant du carbone, procédé de production du catalyseur, matériau comprenant un catalyseur et procédé de production dudit matériau
JP2008229501A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Mitsubishi Motors Corp 排ガス浄化用触媒の製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006068022A1 (ja) * 2004-12-20 2006-06-29 Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. 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
US7875572B2 (en) 2004-12-20 2011-01-25 Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. Combustion catalyst for treating diesel exhaust gas and method for treating diesel exhaust gas
WO2007043442A1 (ja) 2005-10-06 2007-04-19 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. パティキュレート燃焼触媒、パティキュレートフィルター及び排ガス浄化装置
WO2008035652A1 (fr) 2006-09-19 2008-03-27 Nippon Soken, Inc. Catalyseur de combustion d'une substance contenant du carbone, procédé de production du catalyseur, matériau comprenant un catalyseur et procédé de production dudit matériau
WO2008035651A1 (fr) 2006-09-19 2008-03-27 Denso Corporation Catalyseur de combustion d'une substance contenant du carbone, procédé de production du catalyseur, matériau comprenant un catalyseur et procédé de production dudit matériau
JP2008229501A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Mitsubishi Motors Corp 排ガス浄化用触媒の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3061399B2 (ja) ディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒および浄化方法
JP2821033B2 (ja) ディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒
JP5982987B2 (ja) 排気ガス浄化用触媒材を含有する排気ガス浄化用触媒
JPS6135897B2 (ja)
JP2004216305A (ja) 排ガス浄化触媒及びそれを用いた排ガス浄化材及びその製造方法
JP4238500B2 (ja) 排ガス浄化触媒
JPH04200637A (ja) ディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒
JP2001170483A (ja) ディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒
JP2002210368A (ja) 溶融塩型触媒
JP6167834B2 (ja) 排気ガス浄化用触媒
JP2007007606A (ja) エンジン排出ガス浄化触媒、触媒反応器および浄化方法
JPH10272363A (ja) 排気ガス浄化用触媒
JPH01254251A (ja) 排気ガス浄化用触媒
JPH0214744A (ja) 排ガス浄化用触媒
JP2000107602A (ja) 排ガス中の未燃炭化水素酸化触媒及びその調製方法
JP3436765B2 (ja) ディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒
JP2002331241A (ja) 排ガス浄化触媒及びそれを用いた排ガス浄化材
JP5541843B2 (ja) 排ガス浄化触媒用複合酸化物およびそれを用いた排ガス浄化用フィルタ
JPS5982944A (ja) 排ガス中の微粒子浄化用触媒体
JP2005169280A (ja) 排ガス浄化用触媒
JPH09173841A (ja) ディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒
JP2005296871A (ja) ディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒
JPH09253491A (ja) 排ガス浄化用触媒及びその製造方法
JP2000254454A (ja) 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
JP6296392B2 (ja) 燃焼触媒及びそれを用いた排ガス燃焼フィルタ

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060306

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060322

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060714