JP2002138816A - 排気浄化触媒装置及び排気浄化方法 - Google Patents
排気浄化触媒装置及び排気浄化方法Info
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Abstract
化水素)及びCO(一酸化炭素)の浄化だけではなく、
PM(粒子状物質)の浄化も可能にする。 【解決手段】内燃機関の排気通路に介装された触媒担体
14の基体14aの表面に、口径0.7〜300nmの細
孔を有する多孔質材からなるウォッシュコート層14b
を形成すると共に、多孔質材に、活性成分としての貴金
属(例えば、白金Pt)と添加成分としての希土類金属
(例えば、セリウムCe)を分散担持させる。このよう
にすれば、排気に含まれる粒径100nm前後のPMは、
多孔質材の細孔にトラップされ、未浄化のまま排出され
ることが抑制される。また、多孔質材にトラップされた
PMは、ここに担持されている貴金属と希土類金属によ
り酸化される。このように、PMのトラップと酸化とが
繰り返されることで、触媒によるPMの浄化が可能とな
る。
Description
浄化技術において、特に、PM(粒子状物質)の浄化を
可能にする技術に関する。
めに、種々の排気浄化触媒装置が案出されてきた。排気
浄化触媒装置の1つとして、例えば、特開平10−20
2107号公報に開示されるように、口径が0.7〜2
0.0nmの細孔を有する多孔質材に、貴金属からなる活
性成分とIIA族金属からなる添加成分とを分散担持させ
たものが公知である。かかる排気浄化触媒装置では、多
孔質材の細孔によるHC(炭化水素)のトラップ、貴金
属による低温活性、IIA族金属によるCO(一酸化炭
素)の浄化促進の相乗効果によって、炭素数の多いHC
(炭素数6〜20)とCOとを比較的低温から浄化して
いる。
排気浄化触媒装置では、多孔質材の細孔口径が0.7〜
20.0nmに設定されているため、例えば、ディーゼル
エンジンの排気に多く含まれる100nm前後のPMはト
ラップされず、その大部分が素通りしてしまっていた。
点に鑑み、触媒担体の構造を見直すことにより、HC及
びCOの浄化だけではなく、PMの浄化も可能にした排
気浄化触媒装置及び排気浄化方法を提供することを目的
とする。
の排気浄化触媒装置に係る発明では、内燃機関の排気通
路に介装された触媒担体の基体表面に、口径0.7〜3
00nmの細孔を有する多孔質材をコートすると共に、該
多孔質材に、貴金属からなる活性成分と希土類金属から
なる添加成分とを分散担持させたことを特徴とする。
れた排気は、排気通路を通って触媒担体に導入される
と、排気に含まれるHC,CO及びPMが多孔質材の細
孔にトラップされる。このため、活性温度以下の酸化反
応が十分行なわれない状態であっても、HC,CO及び
PMがトラップされることで、これらが未浄化のまま排
出されることが抑制される。一方、活性温度に達した後
は、HC,CO及びPMのトラップに加えて、多孔質材
に分散担持された貴金属からなる活性成分と希土類金属
からなる添加成分により、HC,CO及びPMの酸化が
行なわれる。このとき、多孔質材にトラップされたPM
は、希土類金属からなる添加成分により、その酸化が促
進される。
は、β型ゼオライトと、メゾポアシリケートと、口径2
0〜300nmの細孔を有するアルミナと、を略均一に混
合して形成されることを特徴とする。かかる構成によれ
ば、長径口径0.7nm,短径口径0.5〜0.6nmの細
孔を有するβ型ゼオライトと、口径2.0nmの細孔を有
するメゾポアシリケートと、口径20〜300nmの細孔
を有するアルミナと、を略均一に混合することで、口径
0.7〜300nmの細孔を有する多孔質材が容易に形成
される。
白金Ptであり、前記希土類金属は、セリウムCe,ラ
ンタンLa,ネオジムNd,イットリウムY,プラセオ
ジムPr,サマリウムSmから選ばれた少なくとも1つ
の金属であることを特徴とする。かかる構成によれば、
活性成分としての貴金属を白金Ptとすることで、H
C,CO及びPMの酸化が効率的に行なわれる。また、
添加成分としての希土類金属をセリウムCe,ランタン
La,ネオジムNd,イットリウムY,プラセオジムP
r,サマリウムSmから選ばれた少なくとも1つの金属
とすることで、多孔質材にトラップされたPMの酸化が
効率的に促進される。
は、内燃機関の排気通路に、口径0.7〜300nmの細
孔を有する多孔質材に貴金属からなる活性成分と希土類
金属からなる添加成分とを分散担持させた触媒担体を介
装し、該触媒担体に内燃機関の排気を接触させて、該排
気を浄化することを特徴とする。かかる構成によれば、
内燃機関から排出された排気は、排気通路を通って触媒
担体に導入されると、排気に含まれるHC,CO及びP
Mが多孔質材の細孔にトラップされる。このため、活性
温度以下の酸化反応が十分行なわれない状態であって
も、HC,CO及びPMがトラップされることで、これ
らが未浄化のまま排出されることが抑制される。一方、
活性温度に達した後は、HC,CO及びPMのトラップ
に加えて、多孔質材に分散担持された貴金属からなる活
性成分と希土類金属からなる添加成分により、HC,C
O及びPMの酸化が行なわれる。このとき、多孔質材に
トラップされたPMは、希土類金属からなる添加成分に
より、その酸化が促進される。
本発明を詳述する。図1は、本発明を適用したモノリス
タイプの排気浄化触媒装置を示す。内燃機関の排気通路
10には、保持部材12を介して、ハニカム形状の横断
面を有するモノリスタイプの触媒担体14が介装され
る。触媒担体14は、図2に示すように、セラミックの
コーディライトやFe−Cr−Al系の耐熱鋼からなる
基体14aの表面に、β型ゼオライトA,メゾポアシリ
ケートB及び大細孔径アルミナCを略均一に混合したも
のを薄くコートすることで形成される。このコート層1
4bは、通常「ウォッシュコート層」と呼ばれ、ここ
に、貴金属からなる活性成分と希土類金属からなる添加
成分とが分散担持される。
ように、長径口径0.7nm,短径口径0.5〜0.6nm
の細孔を有するβ型ゼオライトA、口径2.0nmの細孔
を有するメゾポアシリケートB及び口径20〜300nm
の細孔を有する大細孔径アルミナCから構成される。こ
のため、ウォッシュコート層14b全体としては、口径
0.7〜300nmの細孔を有するようになる。大細孔径
アルミナCは、細孔口径のバラツキを抑えるために、例
えば、PHS(pHスウィング)法により製造されるこ
とが望ましい。
Ptが用いられ、また、添加成分としての希土類金属
は、例えば、セリウムCe,ランタンLa,ネオジムN
d,イットリウムY,プラセオジムPr,サマリウムS
mから選ばれた少なくとも1つの金属が用いられること
が望ましい。次に、かかる構成からなる排気浄化触媒装
置の作用について説明する。
10を通って触媒担体14に導入されると、触媒担体1
4のウォッシュコート層14bに接触する。このとき、
排気に含まれる炭素数の多いHC(炭素数6〜20)及
びCOは、β型ゼオライトA及びメゾポアシリケートB
の細孔によりトラップされる。このため、活性温度以下
の酸化反応が十分行なわれない状態であっても、炭素数
の多いHC及びCOが未浄化のまま排出されることが抑
制され、排気性状を向上することができる。そして、活
性温度に達した後は、HC及びCOのトラップに加え
て、β型ゼオライトA及びメゾポアシリケートBに担持
された貴金属及び希土類金属により、HC及びCOの酸
化反応が行なわれるため、排気性状をより向上すること
ができる。
前後)は、大細孔径アルミナCの細孔によりトラップさ
れる。このため、活性温度以下であっても、PMが未浄
化のまま排出されることが抑制され、排気性状を向上す
ることができる。そして、活性温度に達した後は、大細
孔径アルミナCに担持された貴金属及び希土類金属によ
りPMが酸化浄化される。その後は、PMのトラップと
酸化とが繰り返されることで、PMの浄化が連続的に行
なわれる。なお、このとき、大細孔径アルミナCにトラ
ップされたPMは、希土類金属により、その酸化が促進
される。
置によれば、HC及びCOの浄化だけでなく、PMをも
浄化できるため、いわゆる「Soot酸化触媒」を実現する
ことができる。従って、排気中にPMを多く含むディー
ゼル機関であっても、本発明に係る排気浄化触媒装置を
搭載すれば、排気中のHC及びCOの浄化だけではな
く、PMの浄化も同時に可能となる。
スタイプの排気浄化触媒装置を前提としたが、ペレット
タイプの排気浄化装置であっても同様な作用及び効果が
得られることは言うまでもない。
項4に記載の発明によれば、HC及びCOの浄化だけで
はなく、PMの浄化も同時に行なうことができる。請求
項2記載の発明によれば、口径0.7〜300nmの細孔
を有する多孔質材を容易に形成することができる。
しての貴金属を白金Ptとすることで、HC,CO及び
PMの酸化を効率的に行なうことができる。また、添加
成分としての希土類金属をセリウムCe,ランタンL
a,ネオジムNd,イットリウムY,プラセオジムP
r,サマリウムSmから選ばれた少なくとも1つの金属
とすることで、多孔質材にトラップされたPMの酸化を
効率的に促進することができる。
媒装置の構成図
図
Claims (4)
- 【請求項1】内燃機関の排気通路に介装された触媒担体
の基体表面に、口径0.7〜300nmの細孔を有する多
孔質材をコートすると共に、該多孔質材に、貴金属から
なる活性成分と希土類金属からなる添加成分とを分散担
持させたことを特徴とする排気浄化触媒装置。 - 【請求項2】前記多孔質材は、β型ゼオライトと、メゾ
ポアシリケートと、口径20〜300nmの細孔を有する
アルミナと、を略均一に混合して形成されることを特徴
とする請求項1記載の排気浄化触媒装置。 - 【請求項3】前記貴金属は、白金Ptであり、前記希土
類金属は、セリウムCe,ランタンLa,ネオジムN
d,イットリウムY,プラセオジムPr,サマリウムS
mから選ばれた少なくとも1つの金属であることを特徴
とする請求項1又は請求項2に記載の排気浄化触媒装
置。 - 【請求項4】内燃機関の排気通路に、口径0.7〜30
0nmの細孔を有する多孔質材に貴金属からなる活性成分
と希土類金属からなる添加成分とを分散担持させた触媒
担体を介装し、該触媒担体に内燃機関の排気を接触させ
て、該排気を浄化することを特徴とする排気浄化方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000331163A JP3973831B2 (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | 排気浄化触媒装置及び排気浄化方法 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007006784A1 (de) * | 2005-07-11 | 2007-01-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Katalysatorsystem für einen verbrennungsmotor und verfahren zu dessen herstellung |
JP2012016692A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Hyundai Motor Co Ltd | ディーゼル粉塵フィルター用触媒、その製造方法、及びそれを含むディーゼル車両用媒煙低減装置 |
US8221688B2 (en) | 2008-03-27 | 2012-07-17 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
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2000
- 2000-10-30 JP JP2000331163A patent/JP3973831B2/ja not_active Expired - Fee Related
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