JP2019529074A - ガソリンエンジン排出処理システムのための、単金属ロジウム含有四元変換触媒 - Google Patents
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Abstract
Description
フロースルー基板上に第1のTWC触媒材料を含む密結合三元変換(TWC)複合体、および
前記密結合TWC複合体の下流に位置する触媒微粒子フィルターであって、前記微粒子フィルターの壁に浸透する第2のTWC触媒材料を含む触媒微粒子フィルター、を有し、
前記第2のTWC触媒材料は、唯一の白金族金属としてロジウムを含む。
約6ミル(152μm)から約14ミル(356μm)の範囲の壁厚および55%から70%の範囲の多孔度を有する微粒子フィルター、および
約0.17g/in3から約5g/in3(10g/Lから300g/L)の範囲の量の第2の三元変換(TWC)触媒材料であって、唯一の白金族金属としてロジウムを含む第2のTWC触媒材料、を含み、
前記触媒微粒子フィルターは、前記微粒子フィルターの非被覆多孔度よりも小さい被覆多孔度、および、前記微粒子フィルターの非被覆背圧と実質的に同じ被覆背圧を有する。
微粒子フィルターへの言及は、直噴ガソリンエンジン内での燃焼反応によって生成された微粒子を捕捉するようにサイズ設定され構成された基板を意味する。微粒子の捕捉は、例えば、微粒子(または煤)フィルターの使用により、微粒子の流れの方向の変化が微粒子を排気流から脱落させるような内部蛇行状経路を有するフロースルー基板の使用により、波形金属担体等の金属基板の使用により、または、当業者に既知の他の方法により、生じ得る。排気流から微粒子を落とすことができる粗面を有する管のような、他の濾過装置が適し得る。屈曲のある管もまた適切であり得る。
従来の技術を使用してTWCまたは酸化触媒組成物でウォールフローフィルターをコーティングするために、金属塩を使用して成分混合物が調製され、該混合物は触媒スラリーを形成するため通常は有機および無機塩の混合物である。そのようなスラリーは、典型的には、固形が25%〜0%の範囲の固形分で、20℃以上で14から400mPa・sの動的粘度を有し得る。基板は、基板の頂部がスラリーの表面のちょうど上方に位置するように、触媒スラリーの一部に垂直に浸漬される。このようにして、スラリーは、各ハニカム壁の入口面に接触するが、各壁の出口面に接触することが防止される。試料は、スラリー中に約30から60秒間放置される。フィルターはスラリーから除去され、過剰なスラリーは、最初に流路から排出させ、次に圧縮空気を吹き付けることにより(スラリーの浸透方向の反対に)、ウォールフローフィルターから除去される。この従来の技術を使用することによって、触媒スラリーは、フィルターの壁に浸透するが、完成したフィルターで過度な背圧が形成される程度までには、細孔は閉塞されない。この従来の技術を使用することにより、フィルターの被覆多孔度はその非被覆多孔度と実質的に同じであると予想される。被覆フィルターは、典型的には約100℃で乾燥され、より高い温度(例えば、300から450℃および最大590℃)で焼成される。焼成後、触媒充填は、フィルターの被覆重量および非被覆重量の計算によって決定することができる。当業者には明らかなように、触媒、充填は、被覆スラリーの固形分を変化させることによって変更することができる。代替的に、被覆スラリー中にフィルターを繰り返し浸漬し、続いて、上記のように過剰なスラリーを除去することができる。
触媒複合体は、単一層または多数の層で形成されてもよい。いくつかの場合において、触媒材料の1つのスラリーを調製し、このスラリーを使用して担体上に多数の層を形成することが適切であり得る。複合体は、従来技術で知られた方法により容易に調製することができる。代表的な方法が以下に記載されている。本明細書で使用するとき、用語「ウォッシュコート」は、処理されるガス流が通過するのを可能とするのに十分に多孔性の、例えばハニカム型の担体部材のような基板担体材料に適用される、触媒材料または他の材料の薄い粘着性の被覆という当該分野における通常の意味を有する。したがって、「ウォッシュコート層」は、支持体粒子からなる被覆として定義される。「触媒ウォッシュコート層」は、触媒成分で含浸された支持体粒子からなる被覆である。
様々な実施形態が以下に列挙される。以下に列挙される実施形態は本発明の範囲に従って全ての態様および他の実施形態と組み合わされ得ることは理解されるであろう。
フロースルー基板上に第1のTWC触媒材料を有する密結合三元変換(TWC)複合体と、
前記密結合TWC複合体の下流に位置し、微粒子フィルターの壁に浸透する第2のTWC触媒材料を有する触媒微粒子フィルターと、を有し、
前記第2のTWC触媒材料は、唯一の白金族金属としてロジウムを含む、排出処理システム。
約6ミル(152μm)から約14ミル(356μm)の範囲の壁厚および55%から70%の範囲の多孔度を有する微粒子フィルター、および
約0.17g/in3から約5g/in3(10g/Lから300g/L)の範囲の量の第2の三元変換(TWC)触媒材料であって、唯一の白金族金属としてロジウムを含む第2のTWC触媒材料、を有し、
前記触媒微粒子フィルターは、前記微粒子フィルターの非被覆多孔度より小さい被覆多孔度、および、前記微粒子フィルターの非被覆背圧と実質的に同じ被覆背圧を有する、触媒微粒子フィルター。
前記第2の三元変換(TWC)触媒材料の量は、約0.17g/in3から約1.5g/in3(10g/Lから90g/L)の範囲内であり、前記第2のTWC触媒材料は唯一の白金族金属としてロジウムを含み、
前記微粒子フィルターは、約13μmから約25μmの範囲の平均細孔径分布を有する、実施形態19または19.5に記載の触媒微粒子フィルター。
実施形態1から19.5のいずれか1つの実施形態による触媒微粒子フィルターを得ること、および、
前記触媒微粒子フィルターを、ガソリン直噴エンジン、および、フロースルー基板上に第1のTWC触媒材料を有する三元変換(TWC)複合体の下流に位置付けることを含み
フロースルー基板上に第1のTWC触媒材料複合体を有する三元変換(TWC)複合体を、前記ガソリン直噴エンジンの下流に位置付けること;
第2の三元変換(TWC)触媒材料が浸透する微粒子フィルターの壁を有する触媒微粒子フィルターを得ること、前記微粒子フィルターは約6ミル(152μm)から約14ミル(356μm)の範囲の壁厚および55%から70%の範囲の多孔度を含み、前記第2のTWC触媒材料は唯一の白金族金属としてロジウムを含み;
前記触媒微粒子フィルターを前記TWC複合体の下流に位置付けること、を含む方法。
以下の非限定的な実施例は、本発明の種々の実施形態を説明するのに用いられる。各実施例において、担体は、ウォールフローコージエライトである。各実施例において、多孔度は、微粒子フィルターの体積に対する微粒子フィルターの細孔の体積の割合である。実施例は20℃で約5〜40mPa・s未満の範囲の動粘度を有するスラリーを使用する前述の改良された被覆技術に従って製造された。
比較
基板壁内に三元変換(TWC)触媒を有する低多孔度の比較微粒子フィルターが、1g/in3(61g/l)のウォッシュコート充填で調製された。フィルター基板は、長軸が184.9mm、短軸が89.9mmの楕円前面、全長120mm、壁厚8ミル(204μm)の300CPSIを有していた。貴金属充填は、貴金属比Pt/Pd/Rhが0/25/5で、30g/ft3に固定された。Pdはセリア40%を含むセリア−ジルコニア酸素吸蔵成分上に支持され、Rhはアルミナ成分上に支持されていた。フィルター基板は、48%の多孔度と13μmの平均細孔径を有していた。
基板壁内に三元変換(TWC)触媒を有する本発明の微粒子フィルターが、1g/in3(61g/l)のウォッシュコート充填で調製された。フィルター基板は実施例1と同じ特性を有していた。単金属白金族金属の充填が、貴金属比Pt/Pd/Rhが0/0/7で、7g/ft3に固定され、このようにして貴金属としてRhのみを有する被覆フィルター基板が得られた。Rhはアルミナに支持されていた。セリア40%を含むセリア−ジルコニア酸素吸蔵成分も触媒中に存在していた。
それぞれ1g/in3(61g/l)のウォッシュコートを有する実施例1および2の微粒子フィルターがエンジン上で830℃の床温で50時間エージングされた。微粒子フィルターは、密結合(CC)位置にある同じフロースルーのTWC触媒の後に、ニュー・ヨーロッパ・ドライブ・サイクル(NEDC)で床下位置で測定された。密結合触媒は、総貴金属充填が95g/ft3であり、Pt/Pd/Rh金属比が0/90/5である最新のTWC触媒であった。密結合位置でのTWC触媒のウォッシュコート充填は3.8g/in3であった。TWC触媒は、エンジン上で1030℃の温度で150時間エージングされた。PMPプロトコルによる微粒子数とともに全炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)の排出量は、密結合および床下触媒について測定され、表1に報告された。
比較
基板壁内に三元変換(TWC)触媒を有する高多孔度の比較微粒子フィルターが、0.83g/in3(50g/l)のウォッシュコート充填で調製された。フィルター基板は、直径143.8mmの円形面、長さ152.4mm、壁厚8ミル(204μm)の300CPSIを有していた。貴金属充填は、貴金属比Pt/Pd/Rhが0/1/2で、3g/ft3に固定された。Pdはセリア40%を含むセリア−ジルコニア酸素吸蔵成分上に支持され、Rhはアルミナ上に支持された。フィルター基板は、65%の多孔度と20μmの平均気孔径を有していた。
基板壁内に三元変換(TWC)触媒を有する本発明の微粒子フィルターが、1.16g/in3(70g/l)のウォッシュコート充填で調製された。フィルター基板は実施例4と同じ特性を有していた。単金属白金族金属の充填が、貴金属比Pt/Pd/Rhが0/0/3で、3g/ft3に固定され、このようにして貴金属としてRhのみを有する被覆フィルター基板が得られた。Rhはアルミナ成分上に支持された。セリア40%を含むセリア−ジルコニア酸素吸蔵成分も触媒中に存在していた。
実施例4および5の微粒子フィルターは、フレッシュ状態のまま試験された。微粒子フィルターは、密結合(CC)位置にある同じフロースルーのTWC触媒の後に、ニュー・ヨーロッパ・ドライブ・サイクル(NEDC)で床下位置で測定された。密結合触媒は実施例3で使用したものと同じであった。PMPプロトコルによる微粒子数とともに全炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)の排出量は、密結合および床下触媒について測定され、表2に報告された。
Claims (22)
- 炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物、および微粒子を含む排気流を処理するためのガソリン直噴エンジンの下流の排出処理システムであって、
フロースルー基板上に第1のTWC触媒材料を有する密結合三元変換(TWC)複合体と、
前記密結合TWC複合体の下流に位置し、微粒子フィルターの壁に浸透する第2のTWC触媒材料を有する触媒微粒子フィルターと、を有し、
前記第2のTWC触媒材料は、唯一の白金族金属としてロジウムを含む、排出処理システム。 - 前記微粒子フィルターが約13μmから約25μmの範囲の平均細孔径を有する、請求項1に記載の排出処理システム。
- 前記微粒子フィルターは、約6ミル(152μm)から約14ミル(356μm)の範囲の壁厚および55%から70%の範囲の非被覆多孔度を有し、前記非被覆多孔度は、前記微粒子フィルターの体積に対する前記微粒子フィルターの細孔の体積の割合である、請求項1に記載の排出処理システム。
- 前記触媒微粒子フィルターは、前記微粒子フィルターの非被覆多孔度より小さい被覆多孔度を有する、請求項1に記載の排出処理システム。
- 重なっているウォッシュコートの領域を任意に除き、前記微粒子フィルターの壁の表面に触媒材料の層が存在しない、請求項4に記載の排出処理システム。
- 前記被覆多孔度は、前記TWC触媒材料のウォッシュコート充填に線形的に比例する、請求項4に記載の排出処理システム。
- 前記被覆多孔度は、前記非被覆多孔度の75%と98%の間にある、請求項4に記載の排出処理システム。
- 前記被覆多孔度は、前記非被覆多孔度の80%と95%の間にある、請求項7に記載の排出処理システム。
- 前記触媒微粒子フィルターの被覆背圧は前記エンジンの性能に悪影響を及ぼさない、請求項4に記載の排出処理システム。
- 前記第2のTWC触媒材料は、約2.5μmから約8μmの範囲のd90平均粒子直径を有する、請求項1に記載の排出処理システム。
- 前記第2のTWC触媒材料は、前記微粒子フィルターの入口側、出口側、またはその両方に浸透する単一のウォッシュコート組成物からなる、請求項1に記載の排出処理システム。
- 第1の単一ウォッシュコート層は、上流端から前記微粒子フィルターの軸長さに沿ってその約0%から100%まで入口側に存在し、第2の単一ウォッシュコート層は、下流端から前記微粒子フィルターの軸長さに沿ってその約0%から100%まで出口側に存在し、前記第1および第2の単一ウォッシュコート層の少なくとも一つは0%より多い量で存在する、請求項1に記載の排出処理システム。
- 第1の単一ウォッシュコート層は、上流端から前記微粒子フィルターの軸長さに沿ってその約50〜100%まで入口側に存在し、第2の単一ウォッシュコート層は、下流端から前記微粒子フィルターの軸長さに沿ってその約50〜100%まで出口側に存在する、請求項12に記載の排出処理システム。
- 前記第1の単一ウォッシュコート層は、上流端から前記微粒子フィルターの軸長さに沿ってその約50〜55%まで入口側に存在し、前記第2の単一ウォッシュコート層は、下流端から前記微粒子フィルターの軸長さに沿ってその約50〜55%まで出口側に存在する、請求項13に記載の排出処理システム。
- 単一のウォッシュコート層が、上流端から前記微粒子フィルターの軸長さに沿ってその約100%まで入口側に存在し、出口側にはウォッシュコート層が存在しない、請求項1に記載の排出処理システム。
- 単一のウォッシュコート層が、下流端から前記微粒子フィルターの軸長さに沿ってその約100%まで出口側に存在し、入口側にはウォッシュコート層が存在しない、請求項1に記載の排出処理システム。
- 前記第2のTWC触媒材料を、約0.17g/in3から約5g/in3(約10g/Lから約300g/L)の範囲の量で含む、請求項1に記載の排出処理システム。
- 前記第2のTWC触媒材料は、本質的にロジウム、セリアまたはセリア複合体、およびアルミナからなる、請求項1に記載の排出処理システム。
- 炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物、および微粒子を含む排気流の処理のためガソリン直噴エンジンの下流に、および、フロースルー基板上に第1のTWC触媒材料を有する三元変換(TWC)複合体の下流に、排出処理システム中に配置された触媒微粒子フィルターであって、
約6ミル(152μm)から約14ミル(356μm)の範囲の壁厚および55%から70%の範囲の多孔度を有する微粒子フィルター、および
約0.17g/in3から約5g/in3(10g/Lから300g/L)の範囲の量の第2の三元変換(TWC)触媒材料であって、唯一の白金族金属としてロジウムを含む第2のTWC触媒材料、を有し、
前記触媒微粒子フィルターは、前記微粒子フィルターの非被覆多孔度より小さい被覆多孔度、および、前記微粒子フィルターの非被覆背圧と実質的に同じ被覆背圧を有する、触媒微粒子フィルター。 - 前記壁厚は約8ミルであり、
前記第2の三元変換(TWC)触媒材料の量は、約0.17g/in3から約1.5g/in3(10g/Lから90g/L)の範囲内であり、前記第2のTWC触媒材料は唯一の白金族金属としてロジウムを含み、
前記微粒子フィルターは、約13μmから約25μmの範囲の平均細孔径分布を有する、請求項19に記載の触媒微粒子フィルター。 - 炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物、および微粒子を含む排気ガスを処理する方法であって、
請求項1から19のいずれか一項による触媒微粒子フィルターを得ること、および、
前記触媒微粒子フィルターを、ガソリン直噴エンジン、および、フロースルー基板上に第1のTWC触媒材料を有する三元変換(TWC)複合体の下流に位置付けることを含み、
前記エンジンの運転時に前記ガソリン直噴エンジンからの排気ガスが前記触媒微粒子フィルターに接触する、方法。 - ガソリン直噴エンジン用の排出処理システムを製造する方法であって、
フロースルー基板上に第1のTWC触媒材料複合体を有する三元変換(TWC)複合体を、前記ガソリン直噴エンジンの下流に位置付けること;
第2の三元変換(TWC)触媒材料が浸透する微粒子フィルターの壁を有する触媒微粒子フィルターを得ること、前記微粒子フィルターは約6ミル(152μm)から約14ミル(356μm)の範囲の壁厚および55%から70%の範囲の多孔度を含み、前記第2のTWC触媒材料は唯一の白金族金属としてロジウムを含み;
前記触媒微粒子フィルターを前記TWC複合体の下流に位置付けること、を含む方法。
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
JP2011525579A (ja) * | 2008-02-05 | 2011-09-22 | ビー・エイ・エス・エフ、コーポレーション | 微粒子トラップを有するガソリンエンジン排出ガス処理システム |
JP2013500857A (ja) * | 2009-08-05 | 2013-01-10 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | ガソリンエンジン排ガス処理システム |
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