JP2002102704A - 排ガス浄化触媒及びそれを用いた排ガス浄化材 - Google Patents

排ガス浄化触媒及びそれを用いた排ガス浄化材

Info

Publication number
JP2002102704A
JP2002102704A JP2000302212A JP2000302212A JP2002102704A JP 2002102704 A JP2002102704 A JP 2002102704A JP 2000302212 A JP2000302212 A JP 2000302212A JP 2000302212 A JP2000302212 A JP 2000302212A JP 2002102704 A JP2002102704 A JP 2002102704A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
catalyst
gas purifying
purifying material
particulates
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
Application number
JP2000302212A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4639455B2 (ja
Inventor
Masahiro Inoue
雅博 井上
Tatsuro Miyazaki
達郎 宮▲崎▼
Nobuyuki Tokubuchi
信行 徳渕
Masaaki Arita
雅昭 有田
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000302212A priority Critical patent/JP4639455B2/ja
Publication of JP2002102704A publication Critical patent/JP2002102704A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4639455B2 publication Critical patent/JP4639455B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排ガス温度でパティキュレートを十分に燃焼
除去できる、排ガス浄化性能に優れた排ガス浄化触媒の
提供、および、パティキュレートを完全に燃焼除去する
ことができ、耐久性、経済性に極めて優れた排ガス浄化
材を提供する。 【解決手段】 Ta25、Nb25、WO3、SnO2
SiO2、TiO2、Al23、ZrO2から選択される
少なくとも1種の無機酸化物と、前記無機酸化物に担持
されたPt、Pd、Rh、Ruから選択される少なくと
も1種の貴金属とを有する第1の触媒と、Cu、Mn、
Co、V、Mo、Wから選択される少なくとも1種の遷
移金属の酸化物と、Li、Na、K、Rb、Csから選
択される少なくとも1種のアルカリ金属の硫酸塩との混
合物とを有する第2の触媒と、を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の内燃機
関、特にディーゼルエンジンから排出される排ガス中に
含まれるパティキュレート(固体状炭素微粒子、液体あ
るいは固体状の高分子量炭化水素微粒子)等の有害成分
を浄化する排ガス浄化触媒及びそれを用いた排ガス浄化
材に関する。
【0002】
【従来の技術】ガソリンエンジンにおいては、排ガスの
厳しい規制に伴い、技術が進歩し、排ガス中に含まれる
有害物質は確実に減少しつつあるが、ディーゼルエンジ
ンについては、有害成分が主としてパティキュレートと
して排出されるという特殊性から、法規制および技術の
開発がガソリンエンジンに比べ、遅れているのが現状で
ある。
【0003】近年、自動車の内燃機関、特にディーゼル
エンジンから排出されるパティキュレートは、その粒子
径のほとんどが1ミクロン以下であり、大気中に浮遊し
やすく呼吸により人体に取り込まれやすく、しかも、パ
ティキュレートにはベンツピレン等の発癌性物質が含ま
れていることが明らかとなり、人体への影響が大きな問
題となってきている。このため、ディーゼルエンジンか
ら排出されるパティキュレート排出規制がますます強化
され、それに伴い、パティキュレートを効率よく除去で
きる排ガス浄化触媒および排ガス浄化材が待望されてい
る。
【0004】従来より、排ガスからのパティキュレート
を除去する方法の一つとして、耐熱性の3次元構造体か
らなる排ガス浄化材を用いて排ガス中のパティキュレー
トを捕集し、背圧が上昇した後、バーナーや電気ヒータ
ー等の加熱手段で排ガス浄化体を加熱し、堆積したパテ
ィキュレートを燃焼させ、炭酸ガスに変えて外部に放出
する方法がある。
【0005】しかしながら、上記の方法では、パティキ
ュレートの燃焼温度が高温であり、捕集したパティキュ
レートを燃焼除去し、フィルターを再生するために多量
のエネルギーが必要となるという問題点を有していた。
また、高温域での燃焼とその反応熱によりフィルターの
溶損や割れを生じるという問題点を有していた。更に、
特殊な装置を必要とするため、浄化装置としての大型
化、高コスト化が生じるという問題点を有していた。
【0006】一方、触媒を用いて微粒子を触媒作用によ
り燃焼反応を行わせ、ヒーター等を用いないで排ガス中
で排ガスの温度で燃焼再生を行う方法がある。
【0007】触媒担持の排ガス浄化材としては、耐熱性
の3次元構造体に金属酸化物等からなる排ガス浄化用触
媒を担持させたものがあるが、ここで捕集されたパティ
キュレートは排ガス浄化用触媒の触媒作用によって、よ
り低温で燃焼させることができる。
【0008】このような排ガス浄化用触媒を担持した排
ガス浄化材を用いて、パティキュレートを排ガス温度で
燃焼することができれば、加熱手段を排ガス浄化装置内
に配設する必要がなく、排ガス浄化装置の構成を簡単に
することができる。
【0009】しかしながら、現状では排ガス浄化用触媒
を担持した排ガス浄化材についても、排ガス温度でパテ
ィキュレートを十分に燃焼することは困難であり、加熱
手段との併用が不可欠となっている。従って、より低温
でパティキュレートを燃焼できる高い触媒活性を有する
排ガス浄化用触媒を担持した排ガス浄化触媒および排ガ
ス浄化材の開発が望まれている。
【0010】排ガス浄化用触媒としては、これまでに銅
やバナジウム等の金属酸化物を用いたものが比較的高い
活性を有することが知られている。
【0011】例えば、特開昭58−143840号公報
(以下、イ号公報という)には、銅及びその化合物から
選ばれる少なくとも一つと、複数の酸化状態を取り得る
金属及びその化合物から選ばれる少なくとも一つとを組
み合わせてなるパティキュレート浄化用触媒が開示され
ている。
【0012】特開昭58−174236号公報(以下、
ロ号公報という)には、バナジウム及びバナジウム化合
物から選ばれる少なくとも一つからなる排ガス中のパテ
ィキュレート浄化用触媒等が開示されている。
【0013】特公平4−42063号公報(以下、ハ号
公報という)には、銅、マンガン、モリブテン等の金属
酸化物にアルカリ金属の酸化物と貴金属を添加した排ガ
ス浄化用触媒およびその製法が開示されている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の排ガス浄化触媒および排ガス浄化材は、以下のよう
な課題を有していた。
【0015】(1)イ号公報およびロ号公報に記載の排
ガス浄化触媒は、排ガス浄化用触媒の触媒活性が、排ガ
ス温度の低温でパティキュレートを十分に燃焼できるほ
ど高くないため、排ガス浄化材に捕集されたパティキュ
レーを排ガス温度で燃焼させることができず、加熱手段
との併用が不可欠という問題点を有していた。
【0016】(2)ハ号公報に記載の排ガス浄化用触媒
は、排ガス浄化用触媒の構成において、貴金属塩(塩化
白金等)と遷移金属塩(硝酸銅等)を同時に無機質基盤
(チタニアシリカ等)に担持させている。遷移金属と貴
金属の両者は機能が異なる触媒であるため、混在させる
ことにより個々の触媒機能が十分に発揮されないという
問題点を有していた。
【0017】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、パティキュレート燃焼に際して高い触媒活性を有
し、それぞれの触媒特性を十分に発揮できるとともに、
排ガス温度でパティキュレートを十分に燃焼除去でき
る、排ガス浄化性能に優れた排ガス浄化触媒の提供、お
よび、パティキュレートを完全に燃焼除去することがで
き、耐久性、経済性に極めて優れた排ガス浄化材を提供
することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の排ガス浄化触媒は、Ta25、Nb25
WO3、SnO2、SiO2、TiO2、Al23、ZrO
2から選択される少なくとも1種の無機酸化物と前記無
機酸化物に担持されたPt、Pd、Rh、Ruから選択
される少なくとも1種の貴金属とを有する第1の触媒
と、Cu、Mn、Co、V、Mo、Wから選択される少
なくとも1種の遷移金属の酸化物とLi、Na、K、R
b、Csから選択される少なくとも1種のアルカリ金属
の硫酸塩との混合物とを有する第2の触媒と、を含有す
る構成を有している。
【0019】これにより、貴金属が担持された無機酸化
物からなる第1の触媒の作用により、パティキュレート
中のSOF成分を燃焼させるとともに、遷移金属の酸化
物とアルカリ金属の硫酸塩との混合物からなる第2の触
媒の作用により、パティキュレート中のカーボン成分を
燃焼させることができ、パティキュレートを完全に除去
することが可能となる。
【0020】また、それぞれ機能の異なる第1の触媒と
第2の触媒が含有されるため、ディーゼル排ガス中のパ
ティキュレートをより低温で燃焼させ、排ガスを浄化す
ることができる。
【0021】上記課題を解決するため、本発明の排ガス
浄化材は、排ガスの流れ方向の上流側に配置された、耐
熱性を有する3次元構造体と前記3次元構造体に担持さ
れた前記第1の触媒とを有する第1の浄化材と、排ガス
の流れ方向の下流側に配置された、耐熱性を有する3次
元構造体と前記3次元構造体に担持された前記第2の触
媒とを有する第2の浄化材と、を備えた構成を有してい
る。
【0022】これにより、排ガス浄化材の表面積を大き
くし、排ガス中のパティキュレートとの接点を増加さ
せ、パティキュレートを効率的かつ安定的に燃焼除去す
るとともに、排ガス中に共存する一酸化炭素、窒素酸化
物、炭化水素等も低減することができる。
【0023】また、パティキュレート燃焼時等にみられ
るような熱による触媒同士の反応を防ぎ、各々異なる触
媒特性を十分に発揮させることができるとともに、触媒
活性の劣化を防いで耐久性を高めることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の排ガス
浄化触媒は、Ta25、Nb25、WO3、SnO2、S
iO2、TiO2、Al23、ZrO2から選択される少
なくとも1種の無機酸化物と前記無機酸化物に担持され
たPt、Pd、Rh、Ruから選択される少なくとも1
種の貴金属とを有する第1の触媒と、Cu、Mn、C
o、V、Mo、Wから選択される少なくとも1種の遷移
金属の酸化物とLi、Na、K、Rb、Csから選択さ
れる少なくとも1種のアルカリ金属の硫酸塩との混合物
とを有する第2の触媒と、を含有する構成を有してい
る。
【0025】この構成により、以下の作用が得られる。
【0026】(1)貴金属が担持された無機酸化物から
なる第1の触媒により、排ガスのパティキュレート中の
SOF成分を燃焼させ、遷移金属の酸化物とアルカリ金
属の硫酸塩との混合物からなる第2の触媒により、パテ
ィキュレート中のカーボン成分を燃焼させることができ
る。
【0027】(2)それぞれ機能の異なる第1の触媒と
第2の触媒が含有されるため、ディーゼル排ガス中のパ
ティキュレートをより低温で燃焼させ、排ガスを浄化す
ることができる。
【0028】(3)貴金属を担持させる担体として、T
25、Nb25、WO3、SnO2、SiO2、Ti
2、Al23、ZrO2から選択される少なくとも1種
の無機酸化物を用いるので、第1の触媒の表面積が大き
くなり、その結果、パティキュレートとの接点が増加す
るので、パティキュレートの酸化性能を最も効率的かつ
安定的に発揮させることができる。
【0029】(4)貴金属を無機酸化物に担持させるの
で、パティキュレートと共存する排ガス中の一酸化炭
素、窒素酸化物、炭化水素等も低減することができ、大
気汚染による公害を防止することができる。
【0030】(5)通常の排ガス温度でパティキュレー
トを燃焼除去することができるので、加熱手段を別途排
ガス浄化装置内に配置する必要がなく、装置の小型化を
実現することができる。
【0031】ここで、担体としての無機酸化物は、Ta
25、Nb25、WO3、SnO2、SiO2、TiO2
Al23、ZrO2が挙げられるが、その中の1種ある
いは2種以上を使用してもよい。
【0032】貴金属として、Pt、Pd、Rh、Ruが
挙げられるが、その中の1種あるいは2種以上を使用し
てもよい。
【0033】遷移金属として、Cu、Mn、Co、V、
Mo、Wが挙げられるが、その中の1種あるいは2種以
上のいずれの酸化物であってもよい。
【0034】アルカリ金属として、Li、Na、K、R
b、Csが挙げられるが、その中の1種あるいは2種以
上のいずれの硫酸塩であってもよい。
【0035】無機酸化物に貴金属を担持させる方法は、
特に制限されることなく、任意の方法が用いられるが、
例えば、貴金属塩の水溶液に粉末状の無機酸化物を加え
てスラリー化し、これをコールドエバポレーターにより
蒸発乾固させる方法等が用いられる。
【0036】本発明の請求項2に記載の排ガス浄化触媒
は、請求項1において、排ガスの流れ方向の上流側に配
置された前記第1の触媒と、排ガスの流れ方向の下流側
に配置された前記第2の触媒と、を備えた構成を有して
いる。
【0037】この構成により、請求項1の作用に加え、
以下の作用が得られる。
【0038】(1)排ガス中に、貴金属が担持された無
機酸化物からなる第1の触媒と、遷移金属の酸化物とア
ルカリ金属の硫酸塩との混合物からなる第2の触媒を分
離させて配設することにより、パティキュレート燃焼時
等にみられるような熱による触媒同士の反応を防ぎ、各
々異なる触媒特性を十分に発揮させることができるとと
もに、触媒活性の劣化を防いで耐久性を高めることがで
きる。
【0039】(2)貴金属が含有する第1の触媒を分離
することによって、貴金属の必要量を減少させ、極めて
低いコストで排ガス浄化触媒を製造することができ、経
済性に優れる。
【0040】(3)遷移金属の酸化物あるいはアルカリ
金属の硫酸塩を含む層と、貴金属を含む触媒層を分離し
ているために、触媒合成時において、遷移金属の酸化物
あるいはアルカリ金属の硫酸塩と貴金属との反応等によ
る触媒組成の変化を防ぎ、理想的な触媒組成を容易に合
成することができる。
【0041】(4)排ガスの流れの上流側において、貴
金属が担持された無機酸化物からなる第1の触媒によ
り、パティキュレート中のSOF成分を燃焼させ、排ガ
スの流れの下流側において、遷移金属の酸化物とアルカ
リ金属の硫酸塩との混合物からなる第2の触媒により、
パティキュレート中のカーボン成分を燃焼させることが
でき、パティキュレートを完全に除去することが可能と
なる。
【0042】(5)パティキュレートは、カーボンの表
面がSOF成分で覆われている構造をなすため、排ガス
の流れ方向の上流側であらかじめSOF成分のみを燃焼
させ、その後、排ガスの流れ方向の下流側でカーボン成
分を容易に燃焼させることができる。
【0043】(6)パティキュレートは本来燃えにくい
性質のものであり、蓄積したパティキュレートを燃焼す
るには、通常の排ガス温度より更に高い温度で処理する
ことが要求されるが、このためのエネルギーをエンジン
もしくは電池から供給する必要がなくなり、構造上極め
て簡易となり、また、エネルギー損失を招くことを回避
できる。
【0044】本発明の請求項3に記載の排ガス浄化触媒
は、請求項1又は2において、前記第1の触媒を形成す
る貴金属が、Ptを含有する構成を有している。
【0045】この構成により、請求項1又は2の作用に
加え、以下の作用が得られる。
【0046】(1)第1の触媒を形成する貴金属がPt
を含有するので、パティキュレートのカーボン成分以外
のSOF成分等を最も効率的かつ安定的に燃焼させ浄化
することができ、排ガスの浄化能力に極めて優れる。
【0047】本発明の請求項4に記載の排ガス浄化触媒
は、請求項1乃至3の内いずれか1項において、前記第
2の触媒を形成する遷移金属の酸化物が、CuとVの複
合金属酸化物を含有する構成を有している。
【0048】この構成により、請求項1乃至3の内いず
れか1の作用に加え、以下の作用が得られる。
【0049】(1)第2の触媒を形成する遷移金属の酸
化物がCuとVの複合酸化物を含有するので、極めて高
い触媒活性を得ることができ、パティキュレートを効率
よく燃焼除去することができる。
【0050】(2)所定の排ガス温度において酸化反応
によりパティキュレートを除去することができる。
【0051】本発明の請求項5に記載の排ガス浄化触媒
は、請求項1乃至4の内いずれか1項において、前記第
2の触媒を形成する遷移金属の酸化物が、Cu5
210,CuV26,Cu328から選択される少なく
とも1種の複合酸化物を含有する構成を有している。
【0052】この構成により、請求項1乃至4の内いず
れか1の作用に加え、以下の作用が得られる。
【0053】(1)第2の触媒を形成する遷移金属の酸
化物がCu5210,CuV26,Cu328から選
択される少なくとも1種の複合酸化物を含有するので、
パティキュレートの燃焼に際して更に高い触媒活性を有
する排ガス浄化用触媒を得ることができる。
【0054】本発明の請求項6に記載の排ガス浄化触媒
は、請求項1乃至5の内いずれか1項において、前記第
2の触媒を形成するアルカリ金属の硫酸塩が、硫酸セシ
ウムを含有する構成を有している。
【0055】この構成により、請求項1乃至5の内いず
れか1の作用に加え、以下の作用が得られる。
【0056】(1)第2の触媒を形成するアルカリ金属
の硫酸塩が硫酸セシウムを含有するので、触媒活性を高
めパティキュレートを効率よく燃焼することができ、排
ガス浄化能力に極めて優れる。
【0057】本発明の請求項7に記載の排ガス浄化触媒
は、請求項1乃至6の内いずれか1項において、前記第
2の触媒を形成するアルカリ金属の硫酸塩が、硫酸セシ
ウムと硫酸カリウムとの混合物を含有する構成を有して
いる。
【0058】この構成により、請求項1乃至6の内いず
れか1の作用に加え、以下の作用が得られる。
【0059】(1)第2の触媒を形成するアルカリ金属
の硫酸塩が硫酸セシウムと硫酸カリウムとの混合物を含
有するので、パティキュレートの燃焼に際して極めて高
い触媒活性を得ることができる。
【0060】本発明の請求項8に記載の排ガス浄化材
は、請求項1乃至7の内いずれか1項において、排ガス
の流れ方向の上流側に配置された、耐熱性を有する3次
元構造体と前記3次元構造体に担持された前記第1の触
媒とを有する第1の浄化材と、排ガスの流れ方向の下流
側に配置された、耐熱性を有する3次元構造体と前記3
次元構造体に担持された前記第2の触媒とを有する第2
の浄化材と、を備えた構成を有している。
【0061】この構成により、請求項1乃至7の内いず
れか1の作用に加え、以下の作用が得られる。
【0062】(1)排ガスの流れ方向の上流側に、貴金
属が担持された無機酸化物からなる第1の触媒を備える
第1の浄化材を配設させ、排ガスの流れ方向の下流側
に、遷移金属の酸化物とアルカリ金属の硫酸塩との混合
物からなる第2の触媒を備える第2の浄化材を配設する
ことにより、パティキュレート燃焼時等にみられるよう
な熱による触媒同士の反応を防ぎ、各々異なる触媒特性
を十分に発揮させることができるとともに、触媒活性の
劣化を防ぎ、更には耐久性を高めることができる。
【0063】(2)貴金属が含有される第1の浄化材を
分離することによって、貴金属の必要量を減少させ、極
めて低いコストで排ガス浄化触媒を製造することがで
き、経済性に優れる。
【0064】(3)排ガスの流れの上流側に配設され
た、第1の浄化材により、パティキュレート中のSOF
成分を燃焼させ、排ガスの流れの下流側に配設された、
第2の浄化材によりパティキュレート中のカーボン成分
を燃焼させることができ、パティキュレートを完全に除
去することが可能となる。
【0065】(4)パティキュレートは、カーボンの表
面がSOF成分で覆われている構造を有するため、排ガ
スの流れ方向の上流側であらかじめSOF成分のみを燃
焼させ、その後、排ガスの流れ方向の下流側でカーボン
成分を容易に燃焼させることができる。
【0066】(5)パティキュレートは本来燃えにくい
性質のものであり、蓄積したパティキュレートを燃焼す
るには、通常の排ガス温度より更に高い温度で処理する
ことが要求されるが、このためのエネルギーをエンジン
もしくは電池から供給する必要がなくなり、構造上極め
て簡易となり、また、エネルギー損失を招くことを回避
できる。
【0067】(6)それぞれ機能の異なる第1の触媒と
第2の触媒が含有されるため、ディーゼル排ガス中のパ
ティキュレートをより低温で燃焼させ、排ガスを浄化す
ることができる。
【0068】(7)貴金属を担持させる担体として、T
25、Nb25、WO3、SnO2、SiO2、Ti
2、Al23、ZrO2から選択される少なくとも1種
の無機酸化物を用いるので、第1の触媒の表面積が大き
くなり、その結果、パティキュレートとの接点が増加
し、最も効率的かつ安定的に、第1の触媒によるパティ
キュレートの酸化性能を発揮させることができる。
【0069】(8)貴金属を無機酸化物に担持させるの
で、排ガス中においてパティキュレートと共存する一酸
化炭素、窒素酸化物、炭化水素等も低減することができ
る。
【0070】(9)通常の排ガス温度でパティキュレー
トを燃焼除去することができるので、加熱手段を別途排
ガス浄化装置内に配置する必要がなく、装置の小型化を
実現することができる。
【0071】(10)三次元構造体と排ガス浄化触媒と
の密着性が向上するとともに、パティキュレートと排ガ
ス浄化触媒との接触性が高まり、その結果、パティキュ
レートを極めて高い効率で燃焼除去することができると
ともに、担持効率を高めることが可能となる。
【0072】(11)安価で排ガス中の共存ガスによっ
ても劣化し難く、三次元構造体を通過する際にも、高効
率でパティキュレートを燃焼することができる。ここ
で、耐熱性の3次元構造体としては、金属、セラミック
等の材質が用いられる。
【0073】金属には、鉄、銅、ニッケル、クロム等の
金属を単独、あるいは2種以上組み合わせた合金等を用
いることができる。
【0074】セラミックの材質は、コージェライト、チ
タン酸アルミニウム、ムライト、α−アルミナ、ジルコ
ニア、チタニア、炭化珪素、シリカ、シリカ・アルミ
ナ、アルミナ・ジルコニア等を用いることができる。
【0075】第1の触媒が担持される耐熱性の3次元構
造体は、フロースルータイプのセラミックハニカム、セ
ラミックフォーム、フロースルータイプのメタルハニカ
ム、金属発泡体、メタルメッシュ等が用いられるが、フ
ロースルータイプのセラミックハニカムが好適に使用さ
れる。
【0076】第2の触媒が担持される耐熱性の3次元構
造体としては、ウォールスルータイプの、セラミックハ
ニカム、セラミックフォーム、メタルハニカム、金属発
泡体、メタルメッシュ等が用いられるが、ウォールスル
ータイプのセラミックハニカムが好適に使用される。
【0077】耐熱性を有する3次元構造体に第1の触媒
あるいは第2の触媒を担持させる方法は、特に制限され
ることなく、任意の方法が用いられるが、例えば、含浸
方法、ウォッシュコート方法等の方法がある。
【0078】本発明の請求項9に記載の排ガス浄化材
は、請求項1乃至7の内いずれか1項において、a.耐
熱性を有する3次元構造体と、b.前記3次元構造体の
うち排ガスの流れ方向の上流側に担持された前記第1の
触媒と、c.前記3次元構造体のうち排ガスの流れ方向
の下流側に担持された第2の触媒と、を備えた構成を有
している。
【0079】この構成により、請求項1乃至7の内いず
れか1の作用に加え、以下の作用が得られる。
【0080】(1)各々触媒特性の異なる2種類の触媒
を1つの3次元構造体に担持させたので、排ガス浄化材
の小型化が実現するとともに、フィルタの保持材を減ら
すことができ、コストダウンを図ることができ、経済性
に優れる。
【0081】ここで、耐熱性の3次元構造体としては、
金属、セラミック等の材質が用いられる。
【0082】金属には、鉄、銅、ニッケル、クロム等の
金属を単独、あるいは2種以上組み合わせた合金等を用
いることができる。
【0083】セラミックの材質は、コージェライト、チ
タン酸アルミニウム、ムライト、α−アルミナ、ジルコ
ニア、チタニア、炭化珪素、シリカ、シリカ・アルミ
ナ、アルミナ・ジルコニア等を用いることができる。
【0084】第1の触媒および第2の触媒が担持される
耐熱性の3次元構造体は、ウォールスルータイプの、セ
ラミックハニカム、セラミックフォーム、メタルハニカ
ム、金属発泡体、メタルメッシュ等が用いられるが、ウ
ォールスルータイプのセラミックハニカムが好適に使用
される。
【0085】耐熱性を有する3次元構造体に第1の触媒
あるいは第2の触媒を担持させる方法は、特に制限され
ることなく、任意の方法が用いられるが、例えば、含浸
方法、ウォッシュコート方法等がある。
【0086】本発明の請求項10に記載の排ガス浄化材
は、請求項8に記載された排ガス浄化材のうち前記第1
の浄化材が形成される前記3次元構造体が、フロースル
ータイプのハニカム状のフィルタもしくは発泡体で形成
され、及び/又は、前記第2の浄化材が形成される前記
3次元構造体が、ウォールスルータイプのハニカム状の
フィルタもしくは発泡体で形成されている構成を有して
いる。
【0087】この構成により、請求項8の作用に加え、
以下の作用が得られる。
【0088】(1)排ガスの流れの上流側に配設された
耐熱性の3次構造体がフロースルータイプのフィルタあ
るいは発泡体で形成されるので、パティキュレート中の
カーボン成分が排ガス上流側のフィルタに捕集されるこ
となく、排ガス下流側のフィルタへ送ることができる。
【0089】(2)パティキュレート中カーボン成分の
みを排ガス下流側へ送り、遷移金属の酸化物とアルカリ
金属の硫酸塩との混合物からなる第2の触媒により、パ
ティキュレート中のカーボン成分を効率よく燃焼させる
ことができ、その触媒機能が十分発揮される。
【0090】(3)排ガスの流れの下流側に配設された
第2の浄化材が形成される3次元構造体をウォールスル
ータイプのハニカム状のフィルタあるいは発泡体にした
ので、パティキュレート成分の略100%をフィルタに
捕集させることができ、捕集効率を最大にすることが可
能となる。
【0091】(4)3次元構造体がハニカム状のフィル
タあるいは発泡体で形成されているので、排ガス浄化触
媒とパティキュレートとの接触面積が増大し、パティキ
ュレートを効率よく燃焼除去することができ、排ガス浄
化能力に極めて優れた排ガス浄化材を得ることができ
る。
【0092】ここで、ハニカム状のフィルタの材質は、
特に限定されないが、金属、セラミック等が用いられ
る。
【0093】発泡体の形状は、3次元方向に連続した孔
を有するフォーム型フィルタ等、いずれであってもよ
い。
【0094】発泡体の材質は、金属、セラミック等、特
に限定されないが、コージェライトのセラミック発泡体
が好適に用いられる。
【0095】尚、発泡体の発泡倍率は、ポア数で5個〜
50個/平方インチが好ましく、より好ましくは、10
個〜30個/平方インチである。
【0096】本発明の請求項11に記載の排ガス浄化材
は、請求項9に記載された排ガス浄化材が形成される前
記3次元構造体が、ウォールスルータイプのハニカム状
のフィルタもしくは発泡体で形成されている構成を有し
ている。
【0097】この構成により、請求項9の作用に加え、
以下の作用が得られる。
【0098】(1)耐熱性の3次構造体がウォールスル
ータイプのハニカム状のフィルタあるいは発泡体で形成
されるので、パティキュレート成分の略100%をフィ
ルタに捕集させることができ、捕集効率を最大にするこ
とが可能となる。
【0099】(2)3次元構造体がハニカム状のフィル
タあるいは発泡体で形成されているので、排ガス浄化触
媒とパティキュレートとの接触面積が増大し、パティキ
ュレートを効率よく燃焼除去することができ、排ガス浄
化能力に極めて優れた排ガス浄化材を得ることができ
る。
【0100】ここで、ハニカム状のフィルタの材質は、
金属、セラミック等、特に限定されないが、コージェラ
イトのセラミックフィルタ等が好適に用いられる。
【0101】発泡体の形状は、3次元方向に連続した孔
を有するフォーム型フィルタ等、いずれであってもよ
い。
【0102】発泡体の材質は、金属、セラミック等、特
に限定されないが、コージェライトのセラミック発泡体
等が好適に用いられる。
【0103】尚、発泡体の発泡倍率は、ポア数で5個〜
50個/平方インチが好ましく、より好ましくは、10
個〜30個/平方インチである。
【0104】本発明は、自動車のエンジンの排ガスのみ
ならず、耕運機、船舶、列車等の運輸機関のエンジン、
産業用エンジン、更に燃焼炉、ボイラー等のパティキュ
レート除去用として使用することができる。
【0105】以下、本発明の一実施の形態について、図
1および図2を用いて説明する。
【0106】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1における排ガス浄化材の全体図である。
【0107】図1において、1は実施の形態1の排ガス
浄化材、2は排ガスの流れの上流側すなわち排ガスの流
入側に配設され、排ガス流路が多数形成された耐熱性を
有するコージェライト製のフロースルータイプの3次元
構造体あるいはコージェライト製のフォーム型の発泡
体、3はTa25、Nb25、WO3、SnO2、SiO
2、TiO2、Al23、ZrO2から選択される少なく
とも1種の無機酸化物に、Pt、Pd、Rh、Ruから
選択される少なくとも1種の貴金属が担持された第1の
触媒、4は3次元構造体2と、3次元構造体2上に担持
された第1の触媒3とからなる第1の浄化材、5は排ガ
スの流れの下流側すなわち排ガスの流出側に配設され、
排ガス流路が多数形成された耐熱性を有するコージェラ
イト製のウォールスルータイプの3次元構造体あるいは
コージェライト製のフォーム型の発泡体、6はCu、M
n、Co、V、Mo、Wから選択される少なくとも1種
の遷移金属の酸化物と、Li、Na、K、Rb、Csか
ら選択される少なくとも1種のアルカリ金属の硫酸塩と
の混合物からなる第2の触媒、7は3次元構造体5と、
3次元構造体5上に担持された第2の触媒6とからなる
第2の浄化材、8は排ガスの流れ方向である。
【0108】フロースルータイプのフィルタは、排ガス
浄化材の骨格をなすものであり、その形状としては、ハ
ニカムタイプ等がある。
【0109】フロースルータイプのフィルタの材質とし
ては、コージェライト、チタン酸アルミニウム、ムライ
ト、α−アルミナ、ジルコニア、チタニア、炭化珪素、
シリカ、シリカ・アルミナ、アルミナ・ジルコニア等が
ある。
【0110】ウォールスルータイプのフィルタは、排ガ
ス浄化材の骨格をなすものであり、その形状としては、
ハニカムタイプ等がある。
【0111】ウォールスルータイプのフィルタの材質と
しては、コージェライト、チタン酸アルミニウム、ムラ
イト、α−アルミナ、ジルコニア、チタニア、炭化珪
素、シリカ、シリカ・アルミナ、アルミナ・ジルコニア
等がある。
【0112】発泡体は、3次元方向に連続した孔を有す
るフォーム型フィルタ等の形状がある。
【0113】発泡体の材質としては、コージェライト、
チタン酸アルミニウム、ムライト、α−アルミナ、ジル
コニア、チタニア、炭化珪素、シリカ、シリカ・アルミ
ナ、アルミナ・ジルコニア等がある。
【0114】発泡体の発泡倍率は、捕集効率と圧損を考
慮してポア数で10個〜30個/平方インチが好まし
い。
【0115】無機酸化物に貴金属を担持させる方法は、
貴金属塩の水溶液に粉末状の無機酸化物を加えてスラリ
ー化し、これをコールドエバポレーターにより蒸発乾固
させる方法等が用いられる。
【0116】3次元構造体2及び5に第1の触媒3ある
いは第2の触媒6を担持させる方法は、含浸方法、ウォ
ッシュコート方法等が用いられる。
【0117】これにより、第1の触媒3の作用によっ
て、ディーゼル排ガスのパティキュレート中のSOF成
分の燃焼を促進させることができるとともに、第2の触
媒6の作用によって、ディーゼル排ガスのパティキュレ
ート中のカーボン成分の燃焼を促進させることができ、
パティキュレートの完全な燃焼除去が可能となる。
【0118】第1の浄化材4を形成する3次元構造体2
として、フロースルータイプのハニカム状のフィルタあ
るいは発泡体を用いたので、パティキュレート中のカー
ボン成分が排ガス上流側のフィルタに捕集されることな
く、排ガス下流側のフィルタへ送ることができる。
【0119】第2の浄化材7を形成する3次元構造体5
として、ウォールスルータイプのハニカム状のフィルタ
あるいは発泡体を用いたので、パティキュレート成分の
略100%をフィルタに捕集させることができ、捕集効
率を最大にすることが可能となる。
【0120】また、3次元構造体2及び5がセラミック
で形成されると、空隙率が大きいので、圧力損失が少な
い状態で排ガスの処理を行うことができるとともに、連
続孔を通過する際に、排ガス中のパティキュレートを確
実に捕捉し、燃焼除去することができる。
【0121】(実施の形態2)図2は本発明の実施の形
態2における排ガス浄化材の全体図である。
【0122】図2において、9は実施の形態2の排ガス
浄化材、10は排ガス流路が多数形成された耐熱性を有
するコージェライト製のウォールスルータイプの3次元
構造体あるいはコージェライト製の3次元方向に連続し
た孔を有するフォーム型フィルタ等の発泡体、11は3
次元構造体10のうち、排ガスの流れの上流側すなわち
排ガスの流入側に配設された、Ta25、Nb25、W
3、SnO2、SiO 2、TiO2、Al23、ZrO2
から選択される少なくとも1種の無機酸化物に、Pt、
Pd、Rh、Ruから選択される少なくとも1種の貴金
属が担持された第1の触媒、12は3次元構造体10の
うち、排ガスの流れの下流側すなわち排ガスの流出側に
配設された、Cu、Mn、Co、V、Mo、Wから選択
される少なくとも1種の遷移金属の酸化物と、Li、N
a、K、Rb、Csから選択される少なくとも1種のア
ルカリ金属の硫酸塩との混合物とを含む第2の触媒、1
3は排ガスの流れ方向である。
【0123】ウォールスルータイプのフィルタは、排ガ
ス浄化材の骨格をなすものであり、その形状としては、
ハニカムタイプ等がある。
【0124】ウォールスルータイプのフィルタの材質と
しては、コージェライト、チタン酸アルミニウム、ムラ
イト、α−アルミナ、ジルコニア、チタニア、炭化珪
素、シリカ、シリカ・アルミナ、アルミナ・ジルコニア
等がある。
【0125】発泡体は、3次元方向に連続した孔を有す
るフォーム型フィルタ等の形状がある。
【0126】発泡体の材質としては、コージェライト、
チタン酸アルミニウム、ムライト、α−アルミナ、ジル
コニア、チタニア、炭化珪素、シリカ、シリカ・アルミ
ナ、アルミナ・ジルコニア等がある。
【0127】発泡体の発泡倍率は、捕集効率と圧損を考
慮してポア数で10個〜30個/平方インチが好まし
い。
【0128】無機酸化物に貴金属を担持させる方法は、
貴金属塩の水溶液に粉末状の無機酸化物を加えてスラリ
ー化し、これをコールドエバポレータにより蒸発乾固さ
せる方法等が用いられる。
【0129】3次元構造体10に第1の触媒11あるい
は第2の触媒12を担持させる方法は、含浸方法、ウォ
ッシュコート方法等が用いられる。
【0130】これにより、各々触媒特性の異なる2種類
の触媒を1つの3次元構造体に担持させたので、排ガス
浄化材の小型化が実現するとともに、フィルタの保持材
を減らすことができ、コストダウンを図ることができ、
経済性に優れる。
【0131】第1の触媒11の作用によって、ディーゼ
ル排ガスのパティキュレート中のSOF成分の燃焼を促
進させることができるとともに、第2の触媒12の作用
により、ディーゼル排ガスのパティキュレート中のカー
ボン成分の燃焼を促進させることができ、パティキュレ
ートの完全な燃焼除去が可能となる。
【0132】3次元構造体10として、ウォールスルー
タイプのハニカム状のフィルタあるいは発泡体を用いた
ので、パティキュレート成分の略100%をフィルタに
捕集させることができ、捕集効率を最大にすることが可
能となる。
【0133】尚、本発明は、前記実施の形態に限定され
る訳ではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々な変更
が可能である。
【0134】
【実施例】以下、更に具体化した実施例について説明す
る。
【0135】(実施例1)チタニア粉末(石原産業製)
6000gと白金の塩としてテトラミンジクロロ白金
(添川理化学製)217gを精製水30000gに加え
て十分攪拌した後、コールドエバポレーターにて減圧乾
燥し、得られた粉末を電気炉にて600℃、5hr焼成
を行い、チタニアに担持された白金触媒を得た。ここ
で、白金は金属としてチタニアに対して2重量パーセン
ト担持されている。
【0136】このようにして得られた触媒1428g
と、分散剤としてPOIZ−532A(花王製)168
0gをそれぞれ精製水6000gに加えた後、十分に攪
拌して、チタニア担持の白金触媒のスラリーを得た。
【0137】次に、耐熱性の3次元構造体として、フロ
ースルータイプのコージェライトフィルター(NGK製
5.66インチ、100セル/インチ)を2セル×5
セル×15mmに切り出して、これを上記で得られたチ
タニア担持の白金触媒のスラリー溶液に含浸させ、余分
な溶液をエアーガンにて取り除いた後、液体窒素を用い
て付着した触媒溶液を凍結させた。その後、このフィル
ターを真空凍結乾燥装置(共和真空製)内に設置し、凍
結した触媒溶液の水分を昇華させた後、フィルターを電
気炉内にて600℃で5時間熱処理することにより、均
一にチタニア担持の白金触媒を担持し、排ガス浄化材を
製造した。
【0138】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0139】一方、遷移金属の酸化物の塩として硫酸銅
五水和物150.71gと、酸化硫酸バナジウム39.
34gと、アルカリ金属の硫酸塩として硫酸セシウム1
09.21gを、それぞれ2000gの精製水に溶かし
十分攪拌して、触媒溶液を得た。
【0140】次に、耐熱性の3次元構造体として、ウォ
ールスルータイプのコージェライトフィルター(NGK
製 5.66インチ、100セル/インチ)を2セル×
5セル×15mmに切り出して、これを上記で得られた
触媒溶液に含浸させ、余分な溶液をエアーガンにて取り
除いた後、液体窒素を用いて付着した触媒溶液を凍結さ
せた。次に、このフィルターを真空凍結乾燥装置(共和
真空製)内に設置し、凍結した触媒溶液の水分を昇華さ
せた後、フィルターを電気炉内にて700℃で5時間熱
処理することにより、均一に銅とバナジウムの複合金属
酸化物と硫酸セシウムを担持し、排ガス浄化材を製造し
た。
【0141】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0142】(比較例1)耐熱性の3次元構造体とし
て、フロースルータイプのコージェライトフィルター
(NGK製 5.66インチ、100セル/インチ)を
2セル×5セル×15mmに切り出し電気炉内にて60
0℃で5時間熱処理し、排ガス浄化材を製造した。
【0143】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0144】一方、耐熱性の3次元構造体として、ウォ
ールスルータイプのコージェライトフィルター(NGK
製 5.66インチ、100セル/インチ)を2セル×
5セル×15mmに切り出して、これを実施例1で得ら
れた触媒溶液に含浸させ、余分な溶液をエアーガンにて
取り除いた後、液体窒素を用いて付着した触媒溶液を凍
結させた。次に、このフィルターを真空凍結乾燥装置
(共和真空製)内に設置し、凍結した触媒溶液の水分を
昇華させた後、フィルターを電気炉内にて700℃で5
時間熱処理することにより、均一に銅とバナジウムの複
合金属酸化物と硫酸セシウムを担持した。
【0145】更に、実施例1で得られたスラリー溶液に
含浸させ、余分な溶液をエアーガンにて取り除いた後、
液体窒素を用いて付着した触媒溶液を凍結させた。次
に、このフィルターを真空凍結乾燥装置(共和真空製)
内に設置し、凍結した触媒溶液の水分を昇華させた後、
フィルターを電気炉内にて600℃で5時間熱処理する
ことにより、均一にチタニア担持の白金触媒を担持し、
排ガス浄化材を製造した。
【0146】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0147】(実施例2)貴金属としてPdを使用した他
は実施例1と同様にして、フィルターにTiO2担持のPd
触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0148】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0149】一方、実施例1と同様にして、フィルター
に銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウムを担
持し排ガス浄化材を製造した。
【0150】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0151】(実施例3)貴金属としてRhを使用した他
は実施例1と同様にして、フィルターにTiO2担持のRh
触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0152】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0153】一方、実施例1と同様にして、フィルター
に銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウムを担
持し排ガス浄化材を製造した。
【0154】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0155】(実施例4)貴金属としてRuを使用した他
は実施例1と同様にして、フィルターにTiO2担持のRu
触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0156】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0157】一方、実施例1と同様にして、フィルター
に銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウムを担
持し排ガス浄化材を製造した。
【0158】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0159】(実施例5)貴金属としてPtとPdを使用し
た他は実施例1と同様にして、フィルターにTiO2担持
のPd+Pd触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0160】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0161】一方、実施例1と同様にして、フィルター
に銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウムを担
持し排ガス浄化材を製造した。
【0162】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0163】(比較例2)貴金属としてAuを使用した他
は実施例1と同様にして、フィルターにTiO2担持のAu
触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0164】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0165】一方、実施例1と同様にして、フィルター
に銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウムを担
持し排ガス浄化材を製造した。
【0166】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0167】(実施例6)無機酸化物としてTa25
使用した他は実施例1と同様にして、フィルターにTa
25担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0168】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0169】一方、実施例1と同様にして、フィルター
に銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウムを担
持し排ガス浄化材を製造した。
【0170】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0171】(実施例7)無機酸化物としてNb25
使用した他は実施例1と同様にして、フィルターにNb
25担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0172】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0173】一方、実施例1と同様にして、フィルター
に銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウムを担
持し排ガス浄化材を製造した。
【0174】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0175】(実施例8)無機酸化物としてWO3を使
用した他は実施例1と同様にして、フィルターにWO3
担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0176】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0177】一方、実施例1と同様にして、フィルター
に銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウムを担
持し排ガス浄化材を製造した。
【0178】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0179】(実施例9)無機酸化物としてSnO2
使用した他は実施例1と同様にして、フィルターにSn
2担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0180】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0181】一方、実施例1と同様にして、フィルター
に銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウムを担
持し排ガス浄化材を製造した。
【0182】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0183】(実施例10)無機酸化物としてSiO2
を使用した他は実施例1と同様にして、フィルターにS
iO2担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0184】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0185】一方、実施例1と同様にして、フィルター
に銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウムを担
持し排ガス浄化材を製造した。
【0186】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0187】(実施例11)無機酸化物としてAl23
を使用した他は実施例1と同様にして、フィルターにA
23担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0188】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0189】一方、実施例1と同様にして、フィルター
に銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウムを担
持し排ガス浄化材を製造した。
【0190】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0191】(実施例12)無機酸化物としてZrO2
を使用した他は実施例1と同様にして、フィルターにZ
rO2担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0192】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0193】一方、実施例1と同様にして、フィルター
に銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウムを担
持し排ガス浄化材を製造した。
【0194】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0195】(比較例3)実施例1のチタニア担持の白
金触媒のスラリー溶液の代わりに、白金溶液を使用した
他は、実施例1と同様にして、余分な溶液をエアーガン
にて取り除いた後、液体窒素を用いて付着した触媒溶液
を凍結させた。次に、このフィルターを真空凍結乾燥装
置(共和真空製)内に設置し、凍結した触媒溶液の水分
を昇華させた後、フィルターを電気炉内にて600℃で
5時間熱処理することにより、均一に白金触媒を担持し
排ガス浄化材を製造した。
【0196】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0197】一方、実施例1と同様にして、フィルター
に銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウムを担
持し排ガス浄化材を製造した。
【0198】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0199】(実施例13)実施例1と同様にして、T
iO2担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0200】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0201】一方、実施例1の銅とバナジウムの複合金
属酸化物の代わりに、CuOを使用した他は、実施例1
と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【0202】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0203】(実施例14)実施例1と同様にして、T
iO2担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0204】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0205】一方、実施例1の銅とバナジウムの複合金
属酸化物の代わりに、MnO2を使用した他は、実施例
1と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【0206】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0207】(実施例15)実施例1と同様にして、T
iO2担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0208】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0209】一方、実施例1の銅とバナジウムの複合金
属酸化物の代わりに、Co34を使用した他は、実施例
1と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【0210】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0211】(実施例16)実施例1と同様にして、T
iO2担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0212】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0213】一方、実施例1の銅とバナジウムの複合金
属酸化物の代わりに、V25を使用した他は、実施例1
と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【0214】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0215】(実施例17)実施例1と同様にして、T
iO2担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0216】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0217】一方、実施例1の銅とバナジウムの複合金
属酸化物の代わりに、MoO3を使用した他は、実施例
1と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【0218】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0219】(実施例18)実施例1と同様にして、T
iO2担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0220】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0221】一方、実施例1の銅とバナジウムの複合金
属酸化物の代わりに、WO3を使用した他は、実施例1と
同様にして排ガス浄化材を製造した。
【0222】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0223】(比較例4)実施例1と同様にして、Ti
O2担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0224】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0225】一方、実施例1の銅とバナジウムの複合金
属酸化物の代わりに、LaMnCuO3を使用した他
は、実施例1と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【0226】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0227】(実施例19)実施例1と同様にして、T
iO2担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0228】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0229】一方、実施例1の銅とバナジウムの複合金
属酸化物の代わりに、CuV26を使用した他は、実施
例1と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【0230】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0231】(実施例20)実施例1と同様にして、T
iO2担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0232】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0233】一方、実施例1の銅とバナジウムの複合金
属酸化物の代わりに、Cu328を使用した他は、実
施例1と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【0234】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0235】(実施例21)実施例1と同様にして、T
iO2担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0236】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0237】一方、アルカリ金属の硫酸塩としてLi2
SO4を使用した他は、実施例1と同様にして排ガス浄
化材を製造した。
【0238】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0239】(実施例22)実施例1と同様にして、T
iO2担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0240】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0241】一方、アルカリ金属の硫酸塩としてNa2
SO4を使用した他は、実施例1と同様にして排ガス浄
化材を製造した。
【0242】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0243】(実施例23)実施例1と同様にして、T
iO2担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0244】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0245】一方、アルカリ金属の硫酸塩としてK2
4を使用した他は、実施例1と同様にして排ガス浄化
材を製造した。
【0246】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0247】(実施例24)実施例1と同様にして、T
iO2担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0248】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0249】一方、アルカリ金属の硫酸塩としてRb2
SO4を使用した他は、実施例1と同様にして排ガス浄
化材を製造した。
【0250】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0251】(実施例25)実施例1と同様にして、T
iO2担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0252】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0253】一方、アルカリ金属の硫酸塩としてK2
4とCs2SO4を使用した他は、実施例1と同様にし
て排ガス浄化材を製造した。
【0254】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0255】(比較例5)実施例1と同様にして、Ti
O2担持のPt触媒を担持し排ガス浄化材を製造した。
【0256】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0257】一方、アルカリ金属の硫酸塩としてアルカ
リ土類金属の硫酸塩を使用した他は、実施例1と同様に
して排ガス浄化材を製造した。
【0258】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0259】(実施例26)耐熱性の3次元構造体とし
て、フロースルータイプのコージェライトフィルター
(NGK製 5.66インチ、100セル/インチ)に
チタニア担持の白金触媒のスラリー溶液に含浸させ、余
分な溶液をエアーガンにて取り除いた後、液体窒素を用
いて付着した触媒溶液を凍結させた。次に、このフィル
ターを真空凍結乾燥装置(共和真空製)内に設置し、凍
結した触媒溶液の水分を昇華させた後、フィルターを電
気炉内にて600℃で5時間熱処理することにより、均
一にチタニア担持の白金触媒を担持し、排ガス浄化材を
製造した。
【0260】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0261】次に、耐熱性の3次元構造体として、ウォ
ールスルータイプのコージェライトフィルター(NGK
製 5.66インチ、100セル/インチ)に硫酸銅五
水和物、酸化硫酸バナジウム、硫酸セシウムから得られ
た触媒溶液に含浸させ、余分な溶液をエアーガンにて取
り除いた後、液体窒素を用いて付着した触媒溶液を凍結
させた。次に、このフィルターを真空凍結乾燥装置(共
和真空製)内に設置し、凍結した触媒溶液の水分を昇華
させた後、フィルターを電気炉内にて700℃で5時間
熱処理することにより、均一に銅とバナジウムの複合金
属酸化物と硫酸セシウムを担持し、排ガス浄化材を製造
した。
【0262】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0263】(実施例27)耐熱性の3次元構造体とし
て、ウォールスルータイプのコージェライトフィルター
(NGK製 5.66インチ、100セル/インチ)の
上流側の半分にチタニア担持の白金触媒のスラリー溶液
に含浸させ、余分な溶液をエアーガンにて取り除いた
後、液体窒素を用いて付着した触媒溶液を凍結させた。
次に、このフィルターを真空凍結乾燥装置(共和真空
製)内に設置し、凍結した触媒溶液の水分を昇華させた
後、フィルターを電気炉内にて600℃で5時間熱処理
することにより、均一にチタニア担持の白金触媒を担持
した。つぎに、この耐熱性の3次元構造体の下流側の半
分に硫酸銅五水和物、酸化硫酸バナジウム、硫酸セシウ
ムから得られた触媒溶液に含浸させ、余分な溶液をエア
ーガンにて取り除いた後、液体窒素を用いて付着した触
媒溶液を凍結させた。次に、このフィルターを真空凍結
乾燥装置(共和真空製)内に設置し、凍結した触媒溶液
の水分を昇華させた後、フィルターを電気炉内にて70
0℃で5時間熱処理することにより、均一に銅とバナジ
ウムの複合金属酸化物と、硫酸セシウムを担持し、排ガ
ス浄化材を製造した。
【0264】(比較例6)耐熱性の3次元構造体とし
て、ウォールスルータイプのコージェライトフィルタを
用いた他は実施例26と同様にして、排ガス浄化材を製
造した。
【0265】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0266】一方、実施例26と同様にして、耐熱性の
3次元構造体としてウォールスルータイプのコージェラ
イトフィルターを用いて、排ガス浄化材を製造した。
【0267】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0268】(比較例7)実施例26と同様にして、耐
熱性の3次元構造体としてフロースルータイプのコージ
ェライトフィルターを用いて、排ガス浄化材を製造し
た。
【0269】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0270】一方、耐熱性の3次元構造体として、フロ
ースルータイプのコージェライトフィルタを用いた他は
実施例26と同様にして、排ガス浄化材を製造した。
【0271】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0272】(比較例8)耐熱性の3次元構造体とし
て、ウォールスルータイプのコージェライトフィルタを
用いた他は実施例26と同様にして、排ガス浄化材を製
造した。
【0273】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の上流側に配設した。
【0274】一方、耐熱性の3次元構造体として、フロ
ースルータイプのコージェライトフィルタを用いた他は
実施例26と同様にして、排ガス浄化材を製造した。
【0275】このようにして得られた排ガス浄化材を排
ガスの流れ方向の下流側に配設した。
【0276】(比較例9)耐熱性の3次元構造体とし
て、フロースルータイプのコージェライトフィルタを用
いた他は実施例27と同様にして、排ガス浄化材を製造
した。
【0277】以上のように作製した実施例1〜実施例2
5および比較例1〜比較例5の排ガス浄化材について、
パティキュレートの燃焼実験を行った。以下、評価例1
〜評価例6においてその結果を説明する。
【0278】(評価例1)実施例1および比較例1にお
いて作製された排ガス浄化材について、以下のようなパ
ティキュレートの燃焼実験を行った。
【0279】排ガス浄化材の1つに模擬パティキュレー
ト(ナカライ製のカーボンにエイコサンとドコサンをそ
れぞれ5重量%加えたもの)の粉末をフィルタ表面に担
持させて、内径12mmの石英ガラス製反応管内に充填
した。
【0280】更に、各実施例で得られた排ガス浄化材の
1つを上記の浄化材の上流側に充填した。
【0281】反応管内に5vol%の酸素と50ppm
のSO2を含む窒素ガスからなる試験ガスを流量500
cc/分で通気しながら、反応管の外周部に配設した管
状電気炉にて反応管内を定速で昇温し、この時のガス流
出側の位置に配設された炭酸ガスセンサーにより試験ガ
ス中の炭酸ガス濃度を検出し、1%のパティキュレート
が燃焼した際の温度(以下、1%燃焼温度と略称す
る。)を決定した。充填させたパティキュレートのカー
ボン量(既知量)と発生したCO及びCO2量(測定
値)から燃焼率を計算した。上記燃焼試験における各排
ガス浄化材の1%燃焼温度を(表1)に示した。
【0282】
【表1】
【0283】(表1)から明らかなように、同じ種類の
触媒組成を用いた場合、実施例1で作製された、白金を
担持した排ガス浄化材を上流側、金属酸化物と硫酸セシ
ウムを担持した排ガス浄化材を下流側にしたほうが比較
例1によって得られる、1つのフィルタに白金、金属酸
化物および硫酸セシウムを担持した場合よりも低温でパ
ティキュレートを燃焼できることがわかった。
【0284】(評価例2)実施例2〜実施例5、比較例
2において得られた排ガス浄化材について、上記と同様
なパティキュレートの燃焼実験を行った。燃焼試験にお
ける各排ガス浄化材の1%燃焼温度を(表2)に示し
た。
【0285】
【表2】
【0286】(表2)から明らかなように、同じ構造の
排ガス浄化材を用いた場合、上流側に置く排ガス浄化材
に担持させる貴金属としてPt、Pd、Rh、Ruから
選択されるものが触媒活性が高く、少なくとも白金を含
むことでより低温でパティキュレートを燃焼できること
がわかった。
【0287】(評価例3)実施例6〜実施例12および
比較例3において得られた排ガス浄化材について、上記
と同様なパティキュレートの燃焼実験を行った。燃焼試
験における各排ガス浄化材の1%燃焼温度を(表3)に
示した。
【0288】
【表3】
【0289】(表3)から明らかなように、同じ構造の
排ガス浄化材を用いた場合、上流側に置く排ガス浄化材
に担持させるPtを無機酸化物に担持させた状態の排ガ
ス浄化材のほうがより低温度でパティキュレートを燃焼
できることがわかった。
【0290】また、直接フィルタに白金を担持した場合
は必要な白金量が多くなりコストアップにもなる。
【0291】(評価例4)実施例13〜実施例18およ
び比較例4において作製された排ガス浄化材について、
上記と同様なパティキュレートの燃焼実験を行った。燃
焼試験における各排ガス浄化材の1%燃焼温度を(表
4)に示した。
【0292】
【表4】
【0293】(表4)から明らかなように、同じ構造の
排ガス浄化材を用いた場合、下流側に置く排ガス浄化材
に担持させる金属酸化物としてCu、Mn、Co、V、
Mo、Wから選択されるものが触媒活性が高く、Cuと
Vを含むものがより低温でパティキュレートを燃焼でき
ることがわかった。
【0294】(評価例5)実施例19〜実施例20にお
いて作製された排ガス浄化材について、上記と同様なパ
ティキュレートの燃焼実験を行った。燃焼試験における
各排ガス浄化材の1%燃焼温度を(表5)に示した。
【0295】
【表5】
【0296】(表5)から明らかなように、同じ構造の
排ガス浄化材を用いた場合、下流側に置く排ガス浄化材
に担持させる金属酸化物としてCuとVの複合金属酸化
物でCu5210,CuV26,Cu328がより低
温でパティキュレートを燃焼できることがわかった。
【0297】(評価例6)実施例21〜実施例25およ
び比較例5において作製された排ガス浄化材について、
上記と同様なパティキュレートの燃焼実験を行った。燃
焼試験における各排ガス浄化材の1%燃焼温度を(表
6)に示した。
【0298】
【表6】
【0299】(表6)から明らかなように、同じ構造の
排ガス浄化材を用いた場合、下流側に置く排ガス浄化材
に担持させる触媒としてはアルカリ金属の硫酸が良く、
アルカリ金属の硫酸塩としては硫酸セシウムが最も活性
が良く、とくに硫酸セシウムと硫酸カリウムの混合物が
特に低温でパティキュレートを燃焼できることがわかっ
た。
【0300】次に、実施例26〜実施例27および比較
例6〜比較例9の排ガス浄化材について、排ガス浄化実
験を行った。以下、評価例7〜評価例8においてその結
果を説明する。
【0301】(評価例7)実施例26および比較例6〜
比較例8において作製された排ガス浄化材について、以
下のような排ガス浄化実験を行った。
【0302】実施例26および比較例6で得られた貴金
属を担持した排ガス浄化材を排気量3431ccのディ
ーゼルエンジンの排気系の上流側に設置し、ディーゼル
エンジンを1500rpm、トルク21kgmの条件で
1時間作動させた。ディーゼルエンジンを作動させてい
る間に、排ガス浄化体によって排ガス中のパティキュレ
ートを捕集し、パティキュレートを燃焼させながら、排
ガス流出側の下流に設置されたスモークメーターにより
排ガス中に含まれるパティキュレートの量を測定し排ガ
スの捕集率を測定した。また、流入側の排ガス浄化体の
上流側に設置された圧力センサにより排ガス管内の圧力
を測定して、大気圧との差圧を求め、フィルタに捕集さ
れたパティキュレート量を算出して排ガスの燃焼率を求
めた。尚、上記排ガス浄化試験においては、電気ヒータ
等の加熱手段による排ガス又は排ガス体の加熱は行わ
ず、パティキュレートの燃焼酸化は、排ガス温度で行っ
た。上記燃焼試験における各排ガス浄化材のパティキュ
レートの捕集率(%)と燃焼率(%)を(表7)に示し
た。
【0303】
【表7】
【0304】(表7)から明らかなように同じ種類の触
媒組成を用いた場合、実施例26から得られる排ガス浄
化材を用いた場合は、比較例6〜比較例8の排ガス浄化
材を用いた場合に比べ排ガス中のパティキュレートの捕
集率が高く、かつ、捕集されたパティキュレートの燃焼
率も高いことがわかった。よって上流側の貴金属を担持
させる耐熱性の3次元構造体としてはフロースルータイ
プのフィルタを、下流側の遷移金属酸化物とアルカリ金
属の硫酸塩を担持させる耐熱性の3次元構造体としては
ウォールスルータイプのフィルタが好ましいことがわか
った。
【0305】(評価例8)実施例27、比較例9におい
て得られた排ガス浄化材について、上記と同様な排ガス
浄化実験を行った。燃焼試験における各排ガス浄化材の
パティキュレートの捕集率と燃焼率を(表8)に示し
た。
【0306】
【表8】
【0307】(表8)から明らかなように同じ種類の触
媒組成を用いた場合、実施例27から得られる排ガス浄
化材を用いた場合は、比較例9の排ガス浄化材を用いた
場合に比べ排ガス中のパティキュレートの捕集率が高
く、かつ、捕集されたパティキュレートの燃焼率も高い
ことがわかった。よって上流側に貴金属を担持さ、下流
側に遷移金属酸化物とアルカリ金属の硫酸塩を担持させ
るための耐熱性の3次元構造体としてはウォールスルー
タイプのフィルタが好ましいことがわかった。
【0308】
【発明の効果】以上のように本発明の排ガス浄化触媒及
びそれを用いた排ガス浄化材によれば、以下のような有
利な効果が得られる。
【0309】請求項1に記載の発明によれば、 (1)貴金属が担持された無機酸化物からなる第1の触
媒により、排ガスのパティキュレート中のSOF成分を
燃焼させ、遷移金属の酸化物とアルカリ金属の硫酸塩か
らなる混合物である第2の触媒により、パティキュレー
ト中のカーボン成分を燃焼させることができる触媒活性
に優れる排ガス浄化触媒を提供することができる。
【0310】(2)それぞれ機能の異なる第1の触媒と
第2の触媒が含有されるため、ディーゼル排ガス中のパ
ティキュレートをより低温で燃焼させ、排ガスを浄化す
ることができる排ガス浄化性能に優れる排ガス浄化触媒
を提供することができる。
【0311】(3)貴金属を担持させる担体として、T
25、Nb25、WO3、SnO2、SiO2、Ti
2、Al23、ZrO2から選択される少なくとも1種
の無機酸化物を用いると、第1の触媒の表面積が大きく
なり、その結果、パティキュレートとの接点が増加し、
第1の触媒による排ガス中のパティキュレートの酸化性
能に優れる排ガス浄化触媒を提供することができる。
【0312】(4)貴金属を無機酸化物に担持させるの
で、排ガス中においてパティキュレートと共存する一酸
化炭素、窒素酸化物、炭化水素等も低減することがで
き、大気汚染を防止するという公害防止に優れる排ガス
浄化触媒を提供することができる。
【0313】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
の効果に加え、 (1)排ガス中に、貴金属が担持された無機酸化物であ
る第1の触媒と、遷移金属の酸化物とアルカリ金属の硫
酸塩との混合物である第2の触媒を分離させて配設する
ことにより、パティキュレート燃焼時等にみられるよう
な熱による触媒同士の反応を防ぎ、各々異なる触媒特性
を十分に発揮させることができるとともに、触媒活性の
劣化を防いで耐久性に優れる排ガス浄化触媒を提供する
ことができる。
【0314】(2)貴金属が含有する第1の触媒を分離
することによって、貴金属の必要量を減少させ、極めて
低いコストで排ガス浄化触媒を製造することができ、経
済性に優れる排ガス浄化触媒を提供することができる。
【0315】(3)遷移金属の酸化物あるいはアルカリ
金属の硫酸塩を含む層と、貴金属を含む触媒層を分離し
ているために、触媒合成時において、遷移金属の酸化物
あるいはアルカリ金属の硫酸塩と貴金属との反応等によ
る触媒組成の変化を防ぎ、理想的な触媒組成を容易に合
成することができる触媒合成性に優れる排ガス浄化触媒
を提供することができる。
【0316】(4)排ガスの流れの上流側に配設され
た、貴金属が担持された無機酸化物からなる第1の触媒
により、パティキュレート中のSOF成分を燃焼させ、
排ガスの流れの下流側に配設された、遷移金属の酸化物
とアルカリ金属の硫酸塩との混合物からなる第2の触媒
により、パティキュレート中のカーボン成分を燃焼させ
ることができ、パティキュレートを除去することが可能
なパティキュレートの浄化性に優れる排ガス浄化触媒を
提供することができる。
【0317】(5)パティキュレートの構造は、カーボ
ンの表面がSOF成分で覆われているため、排ガスの流
れ方向の上流側であらかじめSOF成分のみを燃焼さ
せ、その後、排ガスの流れ方向の下流側でカーボン成分
を容易に燃焼させることができる排ガス浄化性能に優れ
る排ガス浄化触媒を提供することができる。
【0318】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
又は2の効果に加え、 (1)第1の触媒を形成する貴金属が、Ptを含有する
ので、パティキュレートのカーボン成分以外のSOF成
分等を燃焼させ、最も効率的かつ安定的に浄化すること
ができ、排ガスの浄化能力に極めて優れる排ガス浄化触
媒を提供することができる。
【0319】請求項4に記載の発明によれば、請求項1
乃至3の内いずれか1の効果に加え、 (1)第2の触媒を形成する遷移金属の酸化物が、Cu
とVの複合金属酸化物を含有するので、極めて高い触媒
活性を得ることができ、パティキュレートを効率よく燃
焼除去することができる触媒活性に優れる排ガス浄化触
媒を提供することができる。
【0320】(2)所定の排ガス温度において酸化反応
によりパティキュレートを除去することができる酸化性
能に優れる排ガス浄化触媒を提供することができる。
【0321】請求項5に記載の発明によれば、請求項1
乃至4の内いずれか1の効果に加え、 (1)第2の触媒を形成する遷移金属の酸化物が、Cu
5210,CuV26,Cu328から選択される少
なくとも1種の複合酸化物を含有するので、パティキュ
レートの燃焼に際して更に高い触媒活性を有する排ガス
浄化性能に優れる排ガス浄化触媒を提供することができ
る。
【0322】請求項6に記載の発明によれば、請求項1
乃至5の内いずれか1の効果に加え、 (1)第2の触媒を形成するアルカリ金属の硫酸塩が、
硫酸セシウムを含有するので、触媒活性を高めパティキ
ュレートを効率よく燃焼することができ、排ガス浄化能
力に極めて優れる排ガス浄化触媒を提供することができ
る。
【0323】請求項7に記載の発明によれば、請求項1
乃至6の内いずれか1の効果に加え、 (1)第2の触媒を形成するアルカリ金属の硫酸塩が、
硫酸セシウムと硫酸カリウムとの混合物を含有するの
で、パティキュレートの燃焼に際して極めて触媒活性に
優れる排ガス浄化触媒を提供することができる。
【0324】請求項8に記載の発明によれば、請求項1
乃至7の内いずれか1の効果に加え (1)排ガスの流れ方向の上流側に、貴金属が担持され
た無機酸化物からなる第1の触媒を備える第1の浄化材
を配設させ、排ガスの流れ方向の下流側に、遷移金属の
酸化物とアルカリ金属の硫酸塩との混合物からなる第2
の触媒を備える第2の浄化材を配設することにより、パ
ティキュレート燃焼時等にみられるような熱による触媒
同士の反応を防ぎ、各々異なる触媒特性を十分に発揮さ
せることができるとともに、触媒活性の劣化を防ぐこと
のできる耐久性に優れる排ガス浄化材を提供することが
できる。
【0325】(2)貴金属が含有される第1の浄化材を
分離することによって、貴金属の必要量を減少させ、極
めて低いコストで排ガス浄化触媒を製造することがで
き、経済性に優れる排ガス浄化材を提供することができ
る。
【0326】(3)排ガスの流れの上流側に配設され
た、第1の浄化材により、パティキュレート中のSOF
成分を燃焼させ、排ガスの流れの下流側に配設された、
第2の浄化材によりパティキュレート中のカーボン成分
を燃焼させることができ、パティキュレートを完全に除
去することが可能な排ガス浄化性に優れる排ガス浄化材
を提供することができる。
【0327】(4)パティキュレートは、カーボンの表
面がSOF成分で覆われている構造を有するため、排ガ
スの流れ方向の上流側であらかじめSOF成分のみを燃
焼させ、その後、排ガスの流れ方向の下流側でカーボン
成分を容易に燃焼させることができるパティキュレート
の浄化性能に優れる排ガス浄化材を提供することができ
る。
【0328】(5)パティキュレートは本来燃えにくい
性質のものであり、蓄積したパティキュレートを燃焼す
るには、通常の排ガス温度より更に高い温度で処理する
ことが要求されるが、このためのエネルギーをエンジン
もしくは電池から供給する必要がなくなり、構造上極め
て簡易となり、また、エネルギー損失を招くことを回避
できる経済性に優れる排ガス浄化材を提供することがで
きる。
【0329】(6)それぞれ機能の異なる第1の触媒と
第2の触媒が含有されるため、ディーゼル排ガス中のパ
ティキュレートをより低温で燃焼させ、排ガスを浄化す
ることができる排ガス浄化性に優れる排ガス浄化材を提
供することができる。
【0330】(7)貴金属を担持させる担体として、T
25、Nb25、WO3、SnO2、SiO2、Ti
2、Al23、ZrO2から選択される少なくとも1種
の無機酸化物を用いるので、第1の触媒の表面積が大き
くなり、その結果、パティキュレートとの接点が増加
し、最も効率的かつ安定的に、第1の触媒によるパティ
キュレートの酸化性能に優れる排ガス浄化材を提供する
ことができる。
【0331】(8)貴金属を無機酸化物に担持させるの
で、排ガス中においてパティキュレートと共存する一酸
化炭素、窒素酸化物、炭化水素等も低減することができ
排ガス浄化性に優れる排ガス浄化材を提供することがで
きる。
【0332】(9)通常の排ガス温度でパティキュレー
トを燃焼除去することができるので、加熱手段を別途排
ガス浄化装置内に配置する必要がなく、装置の小型化を
実現することができる省スペース性に優れる排ガス浄化
材を提供することができる。
【0333】(10)三次元構造体と排ガス浄化触媒と
の密着性が向上するとともに、パティキュレートと排ガ
ス浄化触媒との接触性が高まり、その結果、パティキュ
レートを極めて高い効率で燃焼除去することができると
ともに、担持効率性に優れる排ガス浄化材を提供するこ
とができる。
【0334】(11)安価で排ガス中の共存ガスによっ
ても劣化し難く、三次元構造体を通過する際にも、高効
率でパティキュレートを燃焼することができる経済性に
優れる排ガス浄化材を提供することができる。
【0335】請求項9に記載の発明によれば、請求項1
乃至7の内いずれか1の効果に加え、 (1)各々触媒特性の異なる2種類の触媒を1つの3次
元構造体に担持させることにより、排ガス浄化材の小型
化が実現するとともに、フィルタの保持材を減らすこと
ができ、コストダウンを図ることができ、経済性に優れ
る排ガス浄化材を提供することができる。
【0336】請求項10に記載の発明によれば、請求項
8の効果に加え、 (1)パティキュレート中のカーボン成分を排ガス上流
側のフィルタに捕集されることなく、排ガス下流側のフ
ィルタへ送ることができる排ガス浄化性能に優れる排ガ
ス浄化材を提供することができる。
【0337】(2)パティキュレート中、カーボン成分
のみを排ガス下流側へ送った後、排ガス下流側の遷移金
属の酸化物とアルカリ金属の硫酸塩との混合物による第
2の触媒機能を十分に発揮させ、パティキュレート中の
カーボン成分を効率よく燃焼させることができ、その触
媒機能が十分発揮される触媒活性に優れる排ガス浄化材
を提供することができる。
【0338】(3)排ガスの流れの下流側に配設された
第2の浄化材が形成される3次元構造体をウォールスル
ータイプのハニカム状のフィルタあるいは発泡体にする
ことで、パティキュレート成分の略100%をフィルタ
に捕集させることができ、捕集効率に優れる排ガス浄化
材を提供することができる。
【0339】(4)3次元構造体がハニカム状のフィル
タあるいは発泡体で形成されているので、排ガス浄化触
媒とパティキュレートとの接触面積が増大し、パティキ
ュレートを効率よく燃焼除去することができ、排ガス浄
化能力に極めて優れる排ガス浄化材を提供することがで
きる。
【0340】請求項11に記載の発明によれば、請求項
9の効果に加え、 (1)パティキュレート成分の略100%をフィルタに
捕集させることができ、捕集効率に優れる排ガス浄化材
を提供することができる。
【0341】(2)3次元構造体がハニカム状のフィル
タあるいは発泡体で形成されているので、排ガス浄化触
媒とパティキュレートとの接触面積が増大し、パティキ
ュレートを効率よく燃焼除去することができ、排ガス浄
化性能に極めて優れる排ガス浄化材を提供することがで
きる。
【0342】以上説明した通り、本発明はパティキュレ
ート燃焼に際して高い触媒活性を有し、それぞれの触媒
特性を十分に発揮できるとともに、排ガス温度でパティ
キュレートを十分に燃焼除去できる、排ガス浄化性能に
優れた排ガス浄化触媒の提供、および、パティキュレー
トを完全に燃焼除去することができ、耐久性、経済性に
極めて優れた排ガス浄化材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における排ガス浄化材の
全体図
【図2】本発明の実施の形態2における排ガス浄化材の
全体図
【符号の説明】
1 実施の形態1の排ガス浄化材 2 3次元構造体 3 第1の触媒 4 第1の浄化材 5 3次元構造体 6 第2の触媒 7 第2の浄化材 8 排ガスの流れ方向 9 実施の形態2の排ガス浄化材 10 3次元構造体 11 第1の触媒 12 第2の触媒 13 排ガスの流れ方向
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B01J 23/46 311 B01J 23/62 A 23/62 35/04 301E 23/648 331Z 23/652 F01N 3/02 321A 35/04 301 3/08 A 331 3/10 A F01N 3/02 321 3/24 E 3/08 3/28 301P 3/10 B01D 53/36 104B 3/24 B01J 23/64 102A 3/28 301 103A (72)発明者 徳渕 信行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 有田 雅昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3G090 AA03 BA01 3G091 AA18 AB02 AB13 GB02W GB05W GB06W GB07W GB10W GB16X GB17X HA08 4D048 AA14 AB01 BA03X BA06X BA07X BA08X BA10X BA14X BA21X BA23X BA24X BA26X BA27X BA30X BA31X BA32X BA33X BA35X BA37X BA39Y BA41X BA42X BA46X BB02 BB09 BB14 CC32 CC38 CC46 EA04 4G069 AA03 BA01A BA01B BA02A BA02B BA04A BA04B BA05A BA05B BA13A BA13B BA17 BB02A BB02B BB04A BB04B BB06A BB06B BB10A BB10B BC02A BC02B BC03A BC03B BC04A BC04B BC05A BC05B BC06A BC06B BC22A BC22B BC31A BC31B BC54A BC54B BC55A BC55B BC56A BC56B BC59A BC60A BC60B BC62A BC67A BC70A BC70B BC71A BC71B BC72A BC72B BC75A BC75B CA02 CA03 CA07 CA18 EA18 EA27 EB11 EE09

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Ta25、Nb25、WO3、SnO2、S
    iO2、TiO2、Al 23、ZrO2から選択される少
    なくとも1種の無機酸化物と前記無機酸化物に担持され
    たPt、Pd、Rh、Ruから選択される少なくとも1
    種の貴金属とを有する第1の触媒と、Cu、Mn、C
    o、V、Mo、Wから選択される少なくとも1種の遷移
    金属の酸化物とLi、Na、K、Rb、Csから選択さ
    れる少なくとも1種のアルカリ金属の硫酸塩との混合物
    とを有する第2の触媒と、を含有することを特徴とする
    排ガス浄化触媒。
  2. 【請求項2】排ガスの流れ方向の上流側に配置された前
    記第1の触媒と、排ガスの流れ方向の下流側に配置され
    た前記第2の触媒と、を備えたことを特徴とする請求項
    1に記載の排ガス浄化触媒。
  3. 【請求項3】前記第1の触媒を形成する貴金属が、Pt
    を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の排
    ガス浄化触媒。
  4. 【請求項4】前記第2の触媒を形成する遷移金属の酸化
    物が、CuとVの複合金属酸化物を含有することを特徴
    とする請求項1乃至3の内いずれか1項に記載の排ガス
    浄化触媒。
  5. 【請求項5】前記第2の触媒を形成する遷移金属の酸化
    物が、Cu5210,CuV26,Cu328から選
    択される少なくとも1種の複合酸化物を含有することを
    特徴とする請求項1乃至4の内いずれか1項に記載の排
    ガス浄化触媒。
  6. 【請求項6】前記第2の触媒を形成するアルカリ金属の
    硫酸塩が、硫酸セシウムを含有することを特徴とする請
    求項1乃至5の内いずれか1項に記載の排ガス浄化触
    媒。
  7. 【請求項7】前記第2の触媒を形成するアルカリ金属の
    硫酸塩が、硫酸セシウムと硫酸カリウムとの混合物を含
    有することを特徴とする請求項1乃至6の内いずれか1
    項に記載の排ガス浄化触媒。
  8. 【請求項8】排ガスの流れ方向の上流側に配置された、
    耐熱性を有する3次元構造体と前記3次元構造体に担持
    された前記第1の触媒とを有する第1の浄化材と、排ガ
    スの流れ方向の下流側に配置された、耐熱性を有する3
    次元構造体と前記3次元構造体に担持された前記第2の
    触媒とを有する第2の浄化材と、を備えたことを特徴と
    する請求項1乃至7の内いずれか1項に記載の排ガス浄
    化材。
  9. 【請求項9】(a)耐熱性を有する3次元構造体と、
    (b)前記3次元構造体のうち排ガスの流れ方向の上流
    側に担持された前記第1の触媒と、(c)前記3次元構
    造体のうち排ガスの流れ方向の下流側に担持された第2
    の触媒と、を備えたことを特徴とする請求項1乃至8の
    内いずれか1項に記載の排ガス浄化材。
  10. 【請求項10】請求項8に記載された排ガス浄化材のう
    ち前記第1の浄化材が形成される前記3次元構造体が、
    フロースルータイプのハニカム状のフィルタもしくは発
    泡体で形成され、及び/又は、前記第2の浄化材が形成
    される前記3次元構造体が、ウォールスルータイプのハ
    ニカム状のフィルタもしくは発泡体で形成されているこ
    とを特徴とする排ガス浄化材。
  11. 【請求項11】請求項9に記載された排ガス浄化材が形
    成される前記3次元構造体が、ウォールスルータイプの
    ハニカム状のフィルタもしくは発泡体で形成されている
    ことを特徴とする排ガス浄化材。
JP2000302212A 2000-10-02 2000-10-02 排ガス浄化材 Expired - Lifetime JP4639455B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000302212A JP4639455B2 (ja) 2000-10-02 2000-10-02 排ガス浄化材

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000302212A JP4639455B2 (ja) 2000-10-02 2000-10-02 排ガス浄化材

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002102704A true JP2002102704A (ja) 2002-04-09
JP4639455B2 JP4639455B2 (ja) 2011-02-23

Family

ID=18783601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000302212A Expired - Lifetime JP4639455B2 (ja) 2000-10-02 2000-10-02 排ガス浄化材

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4639455B2 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1256382A3 (en) * 2001-05-10 2003-05-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification material
JP2009183895A (ja) * 2008-02-07 2009-08-20 Toyota Motor Corp 排ガス浄化触媒
WO2011018219A3 (de) * 2009-08-13 2011-05-12 Schott Ag Thermokatalytisch aktiver formkörper, verfahren zu seiner herstellung und dessen verwendung
JP2012057612A (ja) * 2010-09-03 2012-03-22 Man Diesel & Turbo Se 二重壁管
JP2013546140A (ja) * 2010-11-18 2013-12-26 ズードケミー インコーポレイテッド 燃料電池のアノード排ガスからco、h2、及びch4を除去する方法並びにこれらのガスを除去するのに有用な触媒系
CN104437483A (zh) * 2014-11-28 2015-03-25 吉林化工学院 一种柴油车尾气净化催化剂及其制备方法
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
JP2020528340A (ja) * 2017-07-19 2020-09-24 エルジー・ハウシス・リミテッドLg Hausys,Ltd. 自動車排気ガス処理用触媒粒子、これの製造方法、及びこれを用いて自動車排気ガスを処理する方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5982944A (ja) * 1982-11-02 1984-05-14 Bridgestone Corp 排ガス中の微粒子浄化用触媒体
JPS6078640A (ja) * 1983-10-04 1985-05-04 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd 排ガス浄化用触媒およびその製法
JPS6365926A (ja) * 1986-09-05 1988-03-24 Cataler Kogyo Kk パテイキユレ−ト捕集用触媒フイルタ
JPH02172520A (ja) * 1988-12-26 1990-07-04 Nissan Motor Co Ltd ディーゼル内燃機関の排気浄化装置
JPH05115782A (ja) * 1991-10-28 1993-05-14 Riken Corp 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法
JPH10137590A (ja) * 1996-09-12 1998-05-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 排ガス浄化用触媒及びその製造方法並びに排ガス浄化フィルタ並びに排ガス浄化装置
JPH11192430A (ja) * 1997-10-27 1999-07-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 排ガス浄化材及びこれを用いた排ガス浄化装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5982944A (ja) * 1982-11-02 1984-05-14 Bridgestone Corp 排ガス中の微粒子浄化用触媒体
JPS6078640A (ja) * 1983-10-04 1985-05-04 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd 排ガス浄化用触媒およびその製法
JPS6365926A (ja) * 1986-09-05 1988-03-24 Cataler Kogyo Kk パテイキユレ−ト捕集用触媒フイルタ
JPH02172520A (ja) * 1988-12-26 1990-07-04 Nissan Motor Co Ltd ディーゼル内燃機関の排気浄化装置
JPH05115782A (ja) * 1991-10-28 1993-05-14 Riken Corp 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法
JPH10137590A (ja) * 1996-09-12 1998-05-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 排ガス浄化用触媒及びその製造方法並びに排ガス浄化フィルタ並びに排ガス浄化装置
JPH11192430A (ja) * 1997-10-27 1999-07-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 排ガス浄化材及びこれを用いた排ガス浄化装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1256382A3 (en) * 2001-05-10 2003-05-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification material
US6696386B2 (en) 2001-05-10 2004-02-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification material
JP2009183895A (ja) * 2008-02-07 2009-08-20 Toyota Motor Corp 排ガス浄化触媒
WO2011018219A3 (de) * 2009-08-13 2011-05-12 Schott Ag Thermokatalytisch aktiver formkörper, verfahren zu seiner herstellung und dessen verwendung
JP2012057612A (ja) * 2010-09-03 2012-03-22 Man Diesel & Turbo Se 二重壁管
JP2013546140A (ja) * 2010-11-18 2013-12-26 ズードケミー インコーポレイテッド 燃料電池のアノード排ガスからco、h2、及びch4を除去する方法並びにこれらのガスを除去するのに有用な触媒系
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
CN104437483A (zh) * 2014-11-28 2015-03-25 吉林化工学院 一种柴油车尾气净化催化剂及其制备方法
JP2020528340A (ja) * 2017-07-19 2020-09-24 エルジー・ハウシス・リミテッドLg Hausys,Ltd. 自動車排気ガス処理用触媒粒子、これの製造方法、及びこれを用いて自動車排気ガスを処理する方法
US11697109B2 (en) 2017-07-19 2023-07-11 Lg Hausys, Ltd. Catalyst particles for treating vehicle exhaust gas, preparation method therefor, and method for treating vehicle exhaust gas by using same

Also Published As

Publication number Publication date
JP4639455B2 (ja) 2011-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR950002223B1 (ko) 디젤엔진 배기가스의 정화용 촉매
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
US7506504B2 (en) DOC and particulate control system for diesel engines
JP5085176B2 (ja) 排ガス浄化触媒および排ガス浄化装置
JP2736099B2 (ja) ディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒
JP5864444B2 (ja) 排気ガス浄化用触媒及び排気ガス浄化用触媒構成体
US6696386B2 (en) Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification material
JP3952617B2 (ja) 内燃機関の排ガス浄化装置,排ガス浄化方法及び排ガス浄化触媒
JP3736242B2 (ja) 排ガス浄化材、及びその製造方法
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
JP4639455B2 (ja) 排ガス浄化材
JP2009255051A (ja) 排ガス浄化装置
JP2002361047A (ja) 排気浄化方法及び排気浄化装置
JP4887550B2 (ja) 排ガス浄化材
JP2006346605A (ja) 排ガス浄化フィルタ及び内燃機関用排ガス浄化装置
JPH0768176A (ja) ディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒
JP2006068722A (ja) 排ガス浄化用触媒及びその製造方法及び排ガス浄化材及び排ガス浄化システム
JP3823528B2 (ja) 排ガス浄化材及びこれを用いた排ガス浄化装置
KR100648594B1 (ko) 입자물질 산화촉매조성물 및 이를 이용한 디젤 입자물질배기필터
JP4696392B2 (ja) 排ガス浄化触媒及びそれを用いた排ガス浄化材
JPH0568301B2 (ja)
JP4682396B2 (ja) 排ガス浄化材とその調製方法及びこれを用いた排ガス浄化装置
JPS58143840A (ja) パ−テイキユレ−ト浄化用触媒
JP3799659B2 (ja) 排ガス浄化触媒及びそれを用いた排ガス浄化用フィルター及びそれを用いた排ガス浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070808

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20070912

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20091119

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091215

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100601

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100729

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101102

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101115

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4639455

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131210

Year of fee payment: 3