JP2006326573A - ディーゼルパティキュレートフィルタ - Google Patents
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Abstract
【課題】少量の触媒金属量であっても、或いは触媒金属を用いなくても、DPFのパティキュレートの燃焼速度を高めることができるようにする。
【解決手段】パティキュレートを捕集するフィルタ本体の排ガス通路を構成する壁面に、捕集したパティキュレートの燃焼を促進するために、CeとZrとCe以外の希土類元素Rとを含有し、Ce/(Ce+Zr)モル比が10%以上90%以下の複酸化物を含有する触媒層を形成する。
【選択図】図6
【解決手段】パティキュレートを捕集するフィルタ本体の排ガス通路を構成する壁面に、捕集したパティキュレートの燃焼を促進するために、CeとZrとCe以外の希土類元素Rとを含有し、Ce/(Ce+Zr)モル比が10%以上90%以下の複酸化物を含有する触媒層を形成する。
【選択図】図6
Description
本発明はディーゼルパティキュレートフィルタに関する。
近年、ディーゼルエンジンより排出されるパティキュレート(微粒子状物質、特にカーボン)をフィルタで捕集し、この捕集したパティキュレートを燃焼除去する技術開発が活発になされている。
その代表的な技術として、ディーゼルパティキュレートフィルタ(以下、DPFという。)よりも排気流れの上流側に酸化触媒を配置するとともに、燃料等のHC成分を酸化触媒に供給するようにしたものが知られている。すなわち、酸化触媒でHC成分を燃焼させ、その燃焼熱でDPFに流入する排ガス温度を高めるとともに、酸化触媒によって排ガス中のNOをNO2に酸化し、このNO2と温度が高くなった排ガスとを利用してフィルタのパティキュレートを燃焼除去するというものである。この場合、NO2はパティキュレートを燃焼するための酸化剤となる。
別の代表的な技術として、DPFよりも排気流れの上流側にNOxトラップ触媒を配置したものにおいて、パティキュレート用の酸化触媒をDPFの排ガス通路壁面にコートしたものが知られている。これは、排ガス中のNOxを浄化できる利点があるものの、NO2によるパティキュレートの酸化を期待することができないことから、DPFに酸化触媒を設けたものである。その酸化触媒としては、Pt等の触媒金属と、酸化セリウム又はCeZr複酸化物と、活性アルミナとを含有するものが一般に採用されている。
しかし、パティキュレートの燃焼は、DPFに塗布される酸化触媒の触媒金属量を多くするほど促進されるものの、その増量効果はそれほど長くは続かない。これは、パティキュレートの燃焼時には触媒温度が800℃以上に、場合によっては1000℃前後に上昇することがあり、このため、触媒金属のシンタリングを招くからである。
これに対して、上記DPFの酸化触媒として、酸素吸蔵能を有するセリウム系の複合酸化物と、ペロブスカイト型複合酸化物又はスピネル型複合酸化物との混合物を採用し、パティキュレートの着火温度を低下させることが提案されている(特許文献1参照)。また、Ag又はCoで安定化させたセリアを上記DPFの酸化触媒として採用する、又はCeと他の希土類元素との複合酸化物であってAg又はCoで安定化させたものを上記DPFの酸化触媒として採用することにより、白金族元素を含まないようにすることも提案されている(特許文献2参照)。
特開2002−292246号公報
特開2004−42021号公報
しかし、セリアやCeZr複酸化物では、触媒金属を担持しないときのパティキュレートの燃焼速度は遅く、また、従来のCeと他の希土類元素との複酸化物でも当該燃焼速度は必ずしも速くはならない。特に、DPFよりも排気流れの上流側にNOxトラップ触媒を配置したときは、パティキュレートの酸化にNO2を利用できないことから、その傾向が顕著になる。このように、DPFのパティキュレートを速やかに燃焼除去できない場合は、エンジンの背圧が上昇して燃費の悪化を招く。このため、Pt等の触媒金属量を増量せざるを得ないのが実情であるが、その場合は上述のシンタリングの問題があって、耐久性が得られない。また、DPFよりも上流側に酸化触媒を配置し、燃料(HC成分)を供給して排ガス温度を高める方法を採用するとしても、その燃料供給のために、燃費の悪化を招く。
そこで、本発明は、少量の触媒金属量であっても、或いは触媒金属を用いなくても、DPFのパティキュレートの燃焼速度を高めることができるようにして、上記問題を解決する。
本発明者は、このような課題に対して、酸素吸蔵材として働くCe系複酸化物の組成とパティキュレートの燃焼速度との関係について種々に実験して検討し、特定の組成のときに排ガス中のCOが酸化し易くなり、その反応熱によってパティキュレートの燃焼が促進され、触媒金属量が少量であっても或いは零であっても、パティキュレートを速やかに燃焼できることを見いだし、本発明を完成した。
請求項1に係る発明は、ディーゼルエンジンの排気通路に配設され、該エンジンから排出されるパティキュレートを捕集するDPFであって、
上記パティキュレートを捕集するフィルタ本体の排ガス通路を構成する壁面に、捕集したパティキュレートの燃焼を促進する触媒層がコートされ、
上記触媒層は、CeとZrとがCe/(Ce+Zr)モル比で10%以上90%以下の範囲で含まれる複酸化物を含有し、
上記複酸化物は、更にCe以外の希土類元素Rを含有することを特徴とする。
上記パティキュレートを捕集するフィルタ本体の排ガス通路を構成する壁面に、捕集したパティキュレートの燃焼を促進する触媒層がコートされ、
上記触媒層は、CeとZrとがCe/(Ce+Zr)モル比で10%以上90%以下の範囲で含まれる複酸化物を含有し、
上記複酸化物は、更にCe以外の希土類元素Rを含有することを特徴とする。
すなわち、データについては後述するが、本発明者の実験によれば、CeとZrとを含有するCeZr複酸化物は、Ce/(Ce+Zr)モル比が大きくなるに従ってパティキュレート燃焼速度が大きくなり、50%乃至60%強付近でピークとなった後はそのモル比が大きくなるに従って当該燃焼速度が小さくなっていく。そして、当該モル比が10%以上90%以下の範囲であるときは、熱エージングを受けた後であっても、CeO2やZrO2に比べてパティキュレート燃焼速度が明らかに大きくなる。これは、CeZr複酸化物は酸素吸蔵能を有するだけでなく耐熱性が高いことから、その酸素吸蔵能の低下が少なく、パティキュレートの燃焼時に酸化剤としての酸素が充分に得られるためと考えられる。
そうして、このようなモル比範囲において、さらに希土類元素Rが含まれたCeZrR型の複酸化物になると、触媒金属を担持させていないケースであっても、触媒金属を担持させたCeZr複酸化物よりも、上記燃焼速度が顕著に大きくなる。
これは、希土類元素Rが単に当該複酸化物の熱安定化に働いているだけでなく、後述するFT−IRデータで明らかになるように、排ガス中のCOの酸化に有利に働き、このCOの反応反応熱でパティキュレートの燃焼が促進されるためと認められる。従って、DPFよりも排気流れの上流側の排気通路にNOxトラップ触媒を配置した場合でも、DPFのパティキュレートを効率良く燃焼除去することができる。
上記複酸化物には触媒金属を担持してもよい。触媒金属としては、Pt、Pd、Rh等の白金族元素が好ましく、特にPtが好ましい。その担持量は、特に限定するわけではないが、2質量%以下程度でよい。
請求項2に係る発明は、請求項1において、
上記希土類元素Rは、La、Nd及びPrから選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする。
上記希土類元素Rは、La、Nd及びPrから選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする。
すなわち、La、Nd及びPrのいずれを採用したCeZrR型の複酸化物においても、上記パティキュレートの燃焼速度が大きくなり、特にLaやPrを採用したときに優れた効果が得られる。
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2において、
上記複酸化物は、R/(Ce+Zr+R)モル比が2%以上11%以下であることを特徴とする。
上記複酸化物は、R/(Ce+Zr+R)モル比が2%以上11%以下であることを特徴とする。
上記希土類元素Rは、上述の如くパティキュレートの燃焼速度を大きくするものの、実験によれば、そのモル比が大きくなると、その効果が見られなくなることから、上記モル比範囲とすることが好適である。
請求項4に係る発明は、請求項1において、
上記希土類元素RはLaであり、
上記複酸化物は、La/(Ce+Zr+La)モル比が2%以上11%以下であり、
上記複酸化物に触媒金属が0質量%以上2質量%以下担持されていることを特徴とする。
上記希土類元素RはLaであり、
上記複酸化物は、La/(Ce+Zr+La)モル比が2%以上11%以下であり、
上記複酸化物に触媒金属が0質量%以上2質量%以下担持されていることを特徴とする。
すなわち、希土類元素としてLaを採用し、そのモル比を上記範囲にすると、パティキュレートの燃焼速度を大きくする上で有利になり、触媒金属の担持量を少なくしても、さらには零にしても、所期の効果が得られる。触媒金属を当該複酸化物に担持する場合は、2質量%以下が好ましく、これにより、その分散度を高くすることができ、シンタリングを抑制して、パティキュレート燃焼除去効果を長期間にわたって維持する上で有利になる。触媒金属としてはPt、Pd、Rh等の白金族元素が好ましく、特にPtが好ましい。
請求項5に係る発明は、ディーゼルエンジンの排気通路に配設され、該エンジンから排出されるパティキュレートを捕集するDPFであって、
上記パティキュレートを捕集するフィルタ本体の排ガス通路を構成する壁面に、捕集したパティキュレートの燃焼を促進する触媒層がコートされ、
上記触媒層は、CeとPrとがCe/(Ce+Pr)モル比で50%を越え90%以下の範囲で含まれる複酸化物を含有することを特徴とする。
上記パティキュレートを捕集するフィルタ本体の排ガス通路を構成する壁面に、捕集したパティキュレートの燃焼を促進する触媒層がコートされ、
上記触媒層は、CeとPrとがCe/(Ce+Pr)モル比で50%を越え90%以下の範囲で含まれる複酸化物を含有することを特徴とする。
上述の如くCeZrR型複酸化物においては希土類元素としてPrを採用すると優れた効果が得られるが、このPrはZrを含まないCePr複酸化物としたときも、排ガス中のCOの酸化に有利になり、上記パティキュレートの燃焼速度が大きくなるとともに、耐熱性を高くなる。その場合、Ce/(Ce+Pr)モル比を50%を越え90%以下とすることが好適であり、より好ましいのは60%以上90%以下である。もちろん、Ce及びPrに他の希土類元素Rを組み合わせたCePrR型複酸化物とすることもできる。従って、本発明によれば、DPFよりも排気流れの上流側の排気通路にNOxトラップ触媒を配置した場合でも、DPFのパティキュレートを効率良く燃焼除去することができる。
上記複酸化物には触媒金属を担持してもよい。触媒金属としては、Pt、Pd、Rh等の白金族元素が好ましく、特にPtが好ましい。その担持量は、特に限定するわけではないが、2質量%以下程度でよい。
請求項6に係る発明は、請求項5において、
上記複酸化物は、更にLaを含有し、La/(Ce+Pr+La)モル比が13%以下であることを特徴とする。
上記複酸化物は、更にLaを含有し、La/(Ce+Pr+La)モル比が13%以下であることを特徴とする。
すなわち、この発明は、上述のCePrR型複酸化物において、希土類元素RとしてLaを採用したものであり、この場合、La/(Ce+Pr+La)モル比を13%以下とすることがパティキュレート燃焼速度を大きくする上で好適である。
以上のように、請求項1乃至請求項4の各発明によれば、DPFのフィルタ本体の触媒層が、CeとZrとがCe/(Ce+Zr)モル比で10%以上90%以下の範囲で含まれる複酸化物を含有し、該複酸化物が更にCe以外の希土類元素Rを含有するから、排ガス中のCOの酸化に有利になり、該COの反応熱及び当該複酸化物の酸素吸蔵能によりパティキュレートを速やかに燃焼除去することができ、エンジンの背圧上昇の防止により、或いはDPFの上流側に酸化触媒を配置する場合にあっては燃料(HC成分)供給量の低減により、低燃費化に有利になり、或いはDPFよりも排気流れの上流側の排気通路にNOxトラップ触媒を配置した場合でも、DPFのパティキュレートを効率良く燃焼除去することができ、しかも耐熱性が高くなるから、長期間にわたってパティキュレート燃焼性能が維持される。
請求項5及び請求項6の各発明によれば、DPFのフィルタ本体の触媒層が、CeとPrとがCe/(Ce+Pr)モル比で50%を越え90%以下の範囲で含まれる複酸化物を含有するから、請求項1に係る発明と同様に、COの反応熱及び当該複酸化物の酸素吸蔵能によりパティキュレートを速やかに燃焼除去することができ、低燃費化に有利になるとともに、上流側にNOxトラップ触媒を配置した場合でも、DPFのパティキュレートを効率良く燃焼除去することができ、しかも耐熱性が高くなるから、長期間にわたってパティキュレート燃焼性能が維持される。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1において、1はディーゼルエンジン10の排気通路11に配置されたDPFであり、DPF1よりも排気流れの上流側の排気通路11には上流側触媒12が配置されている。上流側触媒12としてはNOxトラップ触媒又は酸化触媒を配置することができ、或いは両者を配置することもできる。
NOxトラップ触媒は、活性アルミナ等のサポート材に、排ガスの酸素濃度が高いとき(空燃比リーン時)に排ガス中のNOxを吸収するNOx吸収材(Baに代表されるアルカリ土類金属やアルカリ金属)と、排ガスの酸素濃度が低下したとき(ストイキ時又は空燃比リッチ時)にNOx吸収材から放出されるNOxを還元するPtに代表される触媒金属とを担持したものである。
酸化触媒は、活性アルミナ等のサポート材にPt、Pd等に代表される触媒金属を担持したものであり、排ガス中のHCやCOを酸化する。酸化触媒をDPF1の上流側に配置するときは、該酸化触媒によって排ガス中のNOがNO2に酸化され、該NO2がDPF1にパティキュレートを燃焼させる酸化剤として供給されることになる。
図2及び図3にDPF1を模式的に示すように、このDPF1は、ハニカム構造をなしており、互いに平行に延びる多数の排ガス通路2,3を備えている。すなわち、DPF1は、下流端が栓4により閉塞された排ガス流入路2と、上流端が栓4により閉塞された排ガス流出路3とが交互に設けられ、排ガス流入路2と排ガス流出路3とは薄肉の隔壁5を介して隔てられている。なお、図2においてハッチングを付した部分は下流端の栓4を示している。
DPF1は、そのフィルタ本体がコージェライトやSiC、Si3N4、サイアロンのような無機多孔質材料から形成されており、排ガス流入路2内に流入した排ガスは図3において矢印で示したように周囲の隔壁5を通って隣接する排ガス流出路3内に流出する。すなわち、図4に示すように、隔壁5は排ガス流入路2と排ガス流出路3とを連通する微細な細孔(排ガス通路)6を有し、この細孔6を排ガスが通る。そして、パティキュレートは、主に排ガス流入路2と細孔6の壁面に捕捉され堆積する。
上記DPF1のフィルタ本体の上記排ガス通路(排ガス流入路2、排ガス流出路3及び細孔6)の壁面には、CeZrR複酸化物或いはCePr複酸化物或いはCePrR複酸化物を含有する触媒層7が形成されている。なお、排ガス流出路3の壁面に触媒層を形成することは必ずしも要しない。
以下、DPF1に関する実施例及び比較例に基いて、本発明を具体的に説明する。
<Ce/(Ce+Zr)モル比、Ce/(Ce+Pr)モル比の策定>
Ce/(Ce+Zr)モル比が異なる種々のCeZrO(Ce及びZrを含有する複酸化物)を共沈法によって調製した。
Ce/(Ce+Zr)モル比が異なる種々のCeZrO(Ce及びZrを含有する複酸化物)を共沈法によって調製した。
すなわち、硝酸第一セリウム及びオキシ硝酸ジルコニウムを所定のモル比となるように秤量してイオン交換水に溶解し、この混合溶液を室温で約1時間撹拌した後、80℃まで加熱昇温させ、ガラス棒を用いて強く、素早く攪拌しつつ、別のビーカーに用意していた28%アンモニア水を一気に加えて混合した。アンモニア水の混合により白濁した溶液を一昼夜放置し、生成したケーキを遠心分離器にかけ、十分に水洗した。この水洗したケーキを約150℃の温度で乾燥させた後、400℃の温度に5時間保持し、次いで500℃の温度に2時間保持するという条件で焼成することにより、上記モル比が異なる各種のCeZrOを得た。また、上記モル比=0%のZrO2及び上記モル比=100%のCeO2も準備した。
上記モル比が異なるCeZrO(ZrO2及びCeO2を含む)各々について、Ptが2質量%担持されるようにジニトロジアミン白金硝酸溶液を加え、さらにイオン交換水を加えて混合した後、蒸発乾固を行なった。得られた乾固物を乳鉢で粉砕し、500℃の温度に2時間保持する焼成を行なった。得られたものを以下では適宜Pt/CeZrOという。
また、Ce/(Ce+Pr)モル比が異なる種々のCePrO(Ce及びPrを含有する複酸化物)を、上記Pt/CeZrOと同じく共沈法によって調製し、さらに、同じく蒸発乾固法によってPtを2質量%担持させた。得られたものを以下では適宜Pt/CePrOという。
得られたPt/CeZrO及びPt/CePrOの各粉末について、大気雰囲気で800℃の温度に24時間保持するエージングを施した後、これにパティキュレートとしてのカーボンを20質量%で混合し、評価サンプルとした。この評価サンプルを10vol%の酸素ガス気流中で10℃/分の速度で室温から昇温させていき、温度が500℃に達した時点でのカーボン燃焼速度を測定した。結果は図5に示す通りである。
まず、CeZrO(Pt2質量%担持)をみると、カーボン燃焼速度はCe/(Ce+Zr)モル比50%乃至60%強付近でピークを示し、該モル比=0%(ZrO2)及び100%(CeO2)で最も低くなっている。同図の結果から、Ce/(Ce+Zr)モル比を10%以上90%以下にすることが好適であること、さらに好ましいのは20%以上80%以下であること、さらには40%以上80%以下が好ましいことがわかる。
次に、CePrO(Pt2質量%担持)をみると、カーボン燃焼速度はCe/(Ce+Pr)モル比70%付近でピークを示しており、同図から、当該モル比を50%を越え90%以下にすることが好適であることがわかる。
<CeZrR型複酸化物、CePr複酸化物について>
上記Ce及びZrに加えて、さらにCe以外の希土類元素Rを第三成分として添加した実施例に係るCeZrR型複酸化物、並びにCe/(Ce+Pr)モル比90%のCePrOについて、触媒金属を担持しないときのカーボン燃焼速度を調べ、比較例であるCeZrO(触媒金属担持なし)及びCeZrO(Pt2質量%担持)と比較した。
上記Ce及びZrに加えて、さらにCe以外の希土類元素Rを第三成分として添加した実施例に係るCeZrR型複酸化物、並びにCe/(Ce+Pr)モル比90%のCePrOについて、触媒金属を担持しないときのカーボン燃焼速度を調べ、比較例であるCeZrO(触媒金属担持なし)及びCeZrO(Pt2質量%担持)と比較した。
CeZrR型複酸化物としては、CeZrPrO(Ce/Zr/Pr=28/68/4(モル比))、CeZrLaO(Ce/Zr/La=57/35/8(モル比))、CeZrLaO(Ce/Zr/La=19/79/2(モル比))、CeZrNdO(Ce/Zr/Nd=18/74/8(モル比))及びCeZrNdO(Ce/Zr/Nd=57/35/8(モル比))を準備した。また、CeZrO(触媒金属担持なし)及びCeZrO(Pt2質量%担持)は、いずれもCe/Zr=63/37(モル比)である。
カーボン燃焼速度の測定は、各供試粉末について図5の場合と同じエージングを施した後、同じ方法で行なったが、昇温速度に関しては100℃/分とし、400℃〜600℃の間の50℃刻みの各温度で測定した。結果は図6に示す通りである。
まず、2つの比較例「触媒金属を担持していないCeZrO(Ce/Zr=63/37)」と「CeZrO+Pt2質量%」とを比較すると、500℃以上の温度では後者の方がカーボン燃焼速度が大きくなっている。これは、Pt担持の効果である。
これに対して、CeZrR型複酸化物5種及びCePrOの実施例は、いずれも触媒金属を担持していないにも拘わらず、触媒金属を担持した「CeZrO+Pt2質量%」よりも、450℃以上の各温度でのカーボン燃焼速度が高くなっている。CeZrR型複酸化物5種のカーボン燃焼速度が大きいのは第三成分である希土類元素Rの添加効果であり、CePrOのカーボン燃焼速度が大きいのはPr添加の効果である。CePrOは特に低温側でのカーボン燃焼速度が大きくなっている。また、CeZrR型複酸化物の場合、第三成分としてPrやLaを採用したものが良い結果を示し、CeZrNdOでは、Ce比率が高いものが良い結果を示している。
従って、フィルタ本体の触媒層に、Ce及びZrに加えて、さらにCe以外の希土類元素Rを第三成分として添加したCeZrR型複酸化物、又はCePrOの複酸化物を含有させると、当該触媒層に触媒金属を含ませなくても、パティキュレートを比較的低い温度で速やかに燃焼除去できる、ということができる。
<CO酸化反応とカーボン燃焼速度との関係>
上述の如く実施例複酸化物(CeZrR型及びCePrO)のカーボン燃焼速度が大きい理由を検討するために、各種触媒材料のCO酸化反応性を調べた。
上述の如く実施例複酸化物(CeZrR型及びCePrO)のカーボン燃焼速度が大きい理由を検討するために、各種触媒材料のCO酸化反応性を調べた。
すなわち、供試材として、CeO2、CeZrO(Ce/Zr=63/37)、CePrO(Ce/Pr=70/30)及びCeZrLaO(Ce/Zr/La=58/34/8)各々にPtを2質量%担持したPt/CeO2、Pt/CeZrO、Pt/CePrO及びPt/CeZrLaOを準備した。そして、これらについて、大気雰囲気で400℃に昇温させた後、COを2vol%、O2を0.5vol%含む気流中に一定時間保持し(保持温度400℃)、吸着した分子中の結合の振動スペクトルをFT−IR(フーリェ変換赤外分光)分析によって測定した。結果は図7に示す通りである。
2060cm-1付近のピークはCOの分子振動によるものであり、このピークが小さいということは一旦吸着したCOが脱離し易い、従って、COが酸化され易いということを意味する。
同図によれば、CO吸着ピークはPt/CeO2が最も大きく、Pt/CeZrO、Pt/CePrO及びPt/CeZrLaOの順でそのピークが小さくなっている。すなわち、実施例に係るPt/CePrO及びPt/CeZrLaOはCO吸着ピークが小さく、COが酸化され易いことがわかる。従って、図5及び図6に示されるように実施例に係る複酸化物のカーボン燃焼速度が大きいのは、COの酸化反応性が高いことが一因になっていると考えられる。つまり、COの酸化反応熱がカーボンの燃焼に寄与し、カーボン燃焼速度が大きくなっているということである。
<希土類元素Rモル比の策定>
CeZrLaO(Ce/Zr=63/37の一定)、CePrLaO(Ce/Pr=7/3の一定)、並びにCeZrNdO(Ce/Zr=63/37の一定)の各複酸化物について、La/(Ce+Zr+La)モル比、La/(Ce+Pr+La)モル比、並びにNd/(Ce+Zr+Nd)モル比各々を0〜14%間で2%刻みで変えたものを調製した。そして、Ptを2質量%担持したケースと、触媒金属を担持しないケースについて、先と同様のエージング後のカーボン燃焼速度を測定した。測定方法は図5で説明したのと同じ方法である。結果は、CeZrLaO及びCePrLaOについては図8に、CeZrNdOについては図9に、それぞれ示す通りである。
CeZrLaO(Ce/Zr=63/37の一定)、CePrLaO(Ce/Pr=7/3の一定)、並びにCeZrNdO(Ce/Zr=63/37の一定)の各複酸化物について、La/(Ce+Zr+La)モル比、La/(Ce+Pr+La)モル比、並びにNd/(Ce+Zr+Nd)モル比各々を0〜14%間で2%刻みで変えたものを調製した。そして、Ptを2質量%担持したケースと、触媒金属を担持しないケースについて、先と同様のエージング後のカーボン燃焼速度を測定した。測定方法は図5で説明したのと同じ方法である。結果は、CeZrLaO及びCePrLaOについては図8に、CeZrNdOについては図9に、それぞれ示す通りである。
CeZrLaO及びCePrLaOはLaモル比6%付近をピークとし、CeZrNdOはNdモル比6%付近をピークとし、いずれも該モル比が大きくなるに従ってカーボン燃焼速度が大きくなった後に小さくなる方向に転じている。また、これら複酸化物いずれも、Ptを担持した方がカーボン燃焼速度は大きくなっているが、CePrLaOの方がCeZrLaOよりも良い結果を示し、CeZrNdOは前二者の中間の性能を示している。
図8,図9に一点鎖線で示すラインは、比較例であるPtを2質量%担持したCeZrO(Ce/Zr=63/37)によるカーボン燃焼速度を示す。この比較例との比較から、CeZrLaOにあっては、Ptを担持しないケースでも、上記Laモル比を2%以上11%以下にすれば、カーボン燃焼速度を比較例よりも大きくすることができ、特に4%以上10%以下にすることが好ましいことがわかる。また、CePrLaOにあっては、Ptを担持しないケースでも、上記Laモル比を13%以下にすれば、カーボン燃焼速度を比較例よりも大きくすることができ、特に2%以上12%以下にすることが好ましいことがわかる。また、CeZrNdOにあっては、Ptを担持しないケースでも、上記Ndモル比を1%以上12%以下にすれば、カーボン燃焼速度を比較例よりも大きくすることができ、特に4%以上10%以下にすることが好ましいことがわかる。
1 DPF
2 排ガス流入路(排ガス通路)
3 排ガス流出路(排ガス通路)
4 栓
5 隔壁
6 細孔通路(排ガス通路)
7 触媒層
2 排ガス流入路(排ガス通路)
3 排ガス流出路(排ガス通路)
4 栓
5 隔壁
6 細孔通路(排ガス通路)
7 触媒層
Claims (6)
- ディーゼルエンジンの排気通路に配設され、該エンジンから排出されるパティキュレートを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタであって、
上記パティキュレートを捕集するフィルタ本体の排ガス通路を構成する壁面に、捕集したパティキュレートの燃焼を促進する触媒層がコートされ、
上記触媒層は、CeとZrとがCe/(Ce+Zr)モル比で10%以上90%以下の範囲で含まれる複酸化物を含有し、
上記複酸化物は、更にCe以外の希土類元素Rを含有することを特徴とするディーゼルパティキュレートフィルタ。 - 請求項1において、
上記希土類元素Rは、La、Nd及びPrから選ばれる少なくとも一種であることを特徴とするディーゼルパティキュレートフィルタ。 - 請求項1又は請求項2において、
上記複酸化物は、R/(Ce+Zr+R)モル比が2%以上11%以下であることを特徴とするディーゼルパティキュレートフィルタ。 - 請求項1において、
上記希土類元素RはLaであり、
上記複酸化物は、La/(Ce+Zr+La)モル比が2%以上11%以下であり、
上記複酸化物に触媒金属が0質量%以上2質量%以下担持されていることを特徴とするディーゼルパティキュレートフィルタ。 - ディーゼルエンジンの排気通路に配設され、該エンジンから排出されるパティキュレートを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタであって、
上記パティキュレートを捕集するフィルタ本体の排ガス通路を構成する壁面に、捕集したパティキュレートの燃焼を促進する触媒層がコートされ、
上記触媒層は、CeとPrとがCe/(Ce+Pr)モル比で50%を越え90%以下の範囲で含まれる複酸化物を含有することを特徴とするディーゼルパティキュレートフィルタ。 - 請求項5において、
上記複酸化物は、更にLaを含有し、La/(Ce+Pr+La)モル比が13%以下であることを特徴とするディーゼルパティキュレートフィルタ。
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