JP2808171B2 - ディーゼルパティキュレート低減用触媒 - Google Patents
ディーゼルパティキュレート低減用触媒Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ディーゼルエンジン（以下DEという）の排
気ガス中に含まれるディーゼルパティキュレートを低減
する触媒に関する。
気ガス中に含まれるディーゼルパティキュレートを低減
する触媒に関する。
［従来の技術］ ガソリンエンジンについては排ガスの厳しい規制と、
それに対処できる技術の進歩により、排ガス中の有害物
質は着実に減少している。しかしDE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
特異な事情から、規制も技術も開発もガソリンエンジン
に比べて遅れており、確実に浄化できる排ガス浄化装置
の開発が望まれている。
それに対処できる技術の進歩により、排ガス中の有害物
質は着実に減少している。しかしDE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
特異な事情から、規制も技術も開発もガソリンエンジン
に比べて遅れており、確実に浄化できる排ガス浄化装置
の開発が望まれている。
現在までに開発されているDE排ガス浄化装置として
は、大きく分けてトラップを用いる方法（触媒無しと触
媒付き）とオープン型SOF分解触媒に分かれる。このう
ちトラップを用いる方法は、排ガス中のパティキュレー
トをトラップして排出を規制するものであり、特にドラ
イスーツの比率の高い排ガスに有効である。しかしなが
ら再生処理装置が必要となり、再生時の構造体の割れ、
アッシュによる閉塞あるいシステムが複雑になるなど実
用上多くの問題を残している。
は、大きく分けてトラップを用いる方法（触媒無しと触
媒付き）とオープン型SOF分解触媒に分かれる。このう
ちトラップを用いる方法は、排ガス中のパティキュレー
トをトラップして排出を規制するものであり、特にドラ
イスーツの比率の高い排ガスに有効である。しかしなが
ら再生処理装置が必要となり、再生時の構造体の割れ、
アッシュによる閉塞あるいシステムが複雑になるなど実
用上多くの問題を残している。
一方オープン型SOF分解触媒は、ガソリンエンジンと
同様に白金族金属を担持した触媒が利用され、COやHCと
ともにパティキュレート中のSOF（Soluble Organic Fra
ction）を酸化分解して浄化している。このオープン型S
OF分解触媒は、ドライスーツの除去率が低いという欠点
があるが、ドライスーツの量はDEや燃料自体の改良によ
って低減することが可能であり、かつ再生処理装置が不
要という大きなメリットがあるため、今後の一段の技術
の進歩が期待されている。
同様に白金族金属を担持した触媒が利用され、COやHCと
ともにパティキュレート中のSOF（Soluble Organic Fra
ction）を酸化分解して浄化している。このオープン型S
OF分解触媒は、ドライスーツの除去率が低いという欠点
があるが、ドライスーツの量はDEや燃料自体の改良によ
って低減することが可能であり、かつ再生処理装置が不
要という大きなメリットがあるため、今後の一段の技術
の進歩が期待されている。
［発明が解決しようとする課題］ 白金族金属を担持したオープン型SOF分解触媒では、S
OF、HC、COは低温域でも効率良く浄化され、SO2はガス
状のまま排出される。ところが高温域では、排ガス中の
SO2までも酸化されてSO3が生成し、逆にパテイキュレー
ト量が増大して浄化率が低減する（SO3はパティキュレ
ートとして測定されるが、SO2はパティキュレートとし
て測定されない）という不具合がある。特にDEにおいて
は排ガス中に酸素ガスが充分存在するので、SO2の酸化
反応が一層生じやすくこの現象が顕著であり、触媒を用
いた方が無触媒の場合よりもパティキュレートの排出量
が２倍以上に増大する場合もある。
OF、HC、COは低温域でも効率良く浄化され、SO2はガス
状のまま排出される。ところが高温域では、排ガス中の
SO2までも酸化されてSO3が生成し、逆にパテイキュレー
ト量が増大して浄化率が低減する（SO3はパティキュレ
ートとして測定されるが、SO2はパティキュレートとし
て測定されない）という不具合がある。特にDEにおいて
は排ガス中に酸素ガスが充分存在するので、SO2の酸化
反応が一層生じやすくこの現象が顕著であり、触媒を用
いた方が無触媒の場合よりもパティキュレートの排出量
が２倍以上に増大する場合もある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであ
り、SOF、HC、COに対する酸化性能を損なうことなく、
高温域下におけるSO3の生成を抑制することを目的とす
る。
り、SOF、HC、COに対する酸化性能を損なうことなく、
高温域下におけるSO3の生成を抑制することを目的とす
る。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決する本発明のディーゼルパティキュレ
ート低減用触媒は、担体基材と、TiO2からなり担体基材
表面に形成された触媒担持層と、触媒担持層に担持され
た白金族金属およびMoと、よりなることを特徴とする。
ート低減用触媒は、担体基材と、TiO2からなり担体基材
表面に形成された触媒担持層と、触媒担持層に担持され
た白金族金属およびMoと、よりなることを特徴とする。
担体基材は従来のガソリンエンジンに用いられている
排ガス浄化触媒の担体基材と同様のものであり、モノリ
ス担体基材、フォームフィルタ、ハニカムフィルタ、ペ
レットなどが用いられる。その材質は、セラミック質あ
るいは金属質から選ばれる。
排ガス浄化触媒の担体基材と同様のものであり、モノリ
ス担体基材、フォームフィルタ、ハニカムフィルタ、ペ
レットなどが用いられる。その材質は、セラミック質あ
るいは金属質から選ばれる。
本発明の一つの特徴は、上記担体基材表面にTiO2から
なる触媒担持層をもつところにある。ガソリンエンジン
の排ガス浄化触媒の触媒担持層としては、活性アルミナ
が主として用いられている。しかし活性アルミナはSO2
をも吸着し、SO3が生成しやすい。そこで本発明では、S
O2を吸着しにくいTiO2を触媒担持層として用いるように
したものである。
なる触媒担持層をもつところにある。ガソリンエンジン
の排ガス浄化触媒の触媒担持層としては、活性アルミナ
が主として用いられている。しかし活性アルミナはSO2
をも吸着し、SO3が生成しやすい。そこで本発明では、S
O2を吸着しにくいTiO2を触媒担持層として用いるように
したものである。
TiO2からなる触媒担持層の付着量は特に制限されず、
従来の活性アルミナと同様に、担体容積１あたり20〜
200g程度とすることができる。
従来の活性アルミナと同様に、担体容積１あたり20〜
200g程度とすることができる。
本発明の最大の特徴は、TiO2からなる触媒担持層に、
白金族金属とMoとが共存して担持されているところにあ
る。白金族金属は主としてSOF、HC、COの酸化に寄与す
るものであり、Pt、Rh、Pdなどを一種または複数種類利
用できる。特に酸化触媒能の大きなPtを用いることが好
ましい。
白金族金属とMoとが共存して担持されているところにあ
る。白金族金属は主としてSOF、HC、COの酸化に寄与す
るものであり、Pt、Rh、Pdなどを一種または複数種類利
用できる。特に酸化触媒能の大きなPtを用いることが好
ましい。
Moは白金族金属のSO2の酸化を妨害する機能をもつと
推察され、SO3の生成を抑制する。SOF、HCおよびCOに対
しては酸化反応を阻害する作用はほとんどない。
推察され、SO3の生成を抑制する。SOF、HCおよびCOに対
しては酸化反応を阻害する作用はほとんどない。
白金族金属の担持量は、担体容積１あたり金属とし
て0.05〜2gが好ましい。0.05gより少ないとSOFなどの酸
化性能に劣り、2gより多く担持しても効果が飽和すると
ともにコストが上昇する。またMoの担持量は、担体容積
１あたり金属として0.05〜0.5molが好ましい。0.05mo
lより少ないとSO3が生成しやすくなり、0.05molより多
く担持しても効果が飽和する。
て0.05〜2gが好ましい。0.05gより少ないとSOFなどの酸
化性能に劣り、2gより多く担持しても効果が飽和すると
ともにコストが上昇する。またMoの担持量は、担体容積
１あたり金属として0.05〜0.5molが好ましい。0.05mo
lより少ないとSO3が生成しやすくなり、0.05molより多
く担持しても効果が飽和する。
［発明の作用］ 本発明のディーゼルパティキュレート低減用触媒で
は、TiO2からなる触媒担持層がSO2を吸着しにくい。さ
らにMoが白金族金属によるSO2の酸化触媒作用を妨害す
ると推察され、両者の相乗効果によりSO2の酸化が確実
に防止される。
は、TiO2からなる触媒担持層がSO2を吸着しにくい。さ
らにMoが白金族金属によるSO2の酸化触媒作用を妨害す
ると推察され、両者の相乗効果によりSO2の酸化が確実
に防止される。
また、Moには白金族金属によるSOFなどの酸化触媒作
用を阻害する作用はほどんどないため、SOF、HCおよびC
Oは白金族金属の酸化触媒作用により従来と同様に浄化
される。
用を阻害する作用はほどんどないため、SOF、HCおよびC
Oは白金族金属の酸化触媒作用により従来と同様に浄化
される。
［効果］ したがって本発明のディーゼルパティキュレート低減
用触媒によれば、低温域から高温域までSOF、HCおよびC
Oの高い浄化率を維持するとともに、高温域下におけるS
O2の酸化が防止されているため、SO3の生成が防止さ
れ、ディーゼルパティキュレートを確実に低減するこが
できる。
用触媒によれば、低温域から高温域までSOF、HCおよびC
Oの高い浄化率を維持するとともに、高温域下におけるS
O2の酸化が防止されているため、SO3の生成が防止さ
れ、ディーゼルパティキュレートを確実に低減するこが
できる。
［実施例］ 以下、実施例により具体的に説明する。
（実施例１） 第１図に本実施例のディーゼルパティキュレート低減
用触媒の要部拡大断面図を示す。この触媒は、コージェ
ライト質モノリス担体基材１と、担体基材１表面に形成
されたTiO2からなる触媒担持層２と、触媒担持層２に担
持されたPt3およびMo4とから構成されている。
用触媒の要部拡大断面図を示す。この触媒は、コージェ
ライト質モノリス担体基材１と、担体基材１表面に形成
されたTiO2からなる触媒担持層２と、触媒担持層２に担
持されたPt3およびMo4とから構成されている。
触媒担持層２は担体基材１あたり75g形成されて
る。またPt3は担体基材１あたり1g、Mo4は担体基材１
あたり0.01mol担持されている。
る。またPt3は担体基材１あたり1g、Mo4は担体基材１
あたり0.01mol担持されている。
この触媒の製造方法を以下に説明する。
容積1.7のコージェライト質モノリス担体基材１を
用意し、TiO2粉末、チタニアゾおよび蒸留水からなるス
ラリーを用いて、担体基材表面にTiO2層を形成した。そ
して120℃で２時間乾燥後、700℃で２時間焼成して触媒
担持層２を形成した。なお、触媒担持層２は担体基材１
あたり75gであった。
用意し、TiO2粉末、チタニアゾおよび蒸留水からなるス
ラリーを用いて、担体基材表面にTiO2層を形成した。そ
して120℃で２時間乾燥後、700℃で２時間焼成して触媒
担持層２を形成した。なお、触媒担持層２は担体基材１
あたり75gであった。
次に、1g/のジニトロジアミン白金溶液に、上記触
媒担持層２をもつ担体基材１を１時間浸漬し、引上げて
余分な水分を吹き払い、120℃で２時間乾燥した後550℃
で１時間焼成して、担体基材１あたり1gのPtを担持し
た。さらに0.07mol/のモリブデン酸アンモニウム溶液
に１時間浸漬し、引上げて余分な水分を吹き払い、120
℃で２時間乾燥した後300℃で２時間焼成して、担体基
材１あたり0.01molのMoを担持した。
媒担持層２をもつ担体基材１を１時間浸漬し、引上げて
余分な水分を吹き払い、120℃で２時間乾燥した後550℃
で１時間焼成して、担体基材１あたり1gのPtを担持し
た。さらに0.07mol/のモリブデン酸アンモニウム溶液
に１時間浸漬し、引上げて余分な水分を吹き払い、120
℃で２時間乾燥した後300℃で２時間焼成して、担体基
材１あたり0.01molのMoを担持した。
（実施例２） 本実施例のディーゼルパティキュレート低減用触媒
は、Moの担持量が異なること以外は実施例１と同様の構
成である。すなわち、0.035mol/のモリブデン酸アン
モニウム溶液を用いて、担体基材１あたり0.05molのM
oを担持した。
は、Moの担持量が異なること以外は実施例１と同様の構
成である。すなわち、0.035mol/のモリブデン酸アン
モニウム溶液を用いて、担体基材１あたり0.05molのM
oを担持した。
（実施例３） 本実施例のディーゼルパティキュレート低減用触媒
も、Moの担持量が異なること以外は実施例１と同様の構
成である。すなわち、0.07mol/のモリブデン酸アンモ
ニウム溶液を用いて、担体基材１あたり0.1molのMoを
担持した。
も、Moの担持量が異なること以外は実施例１と同様の構
成である。すなわち、0.07mol/のモリブデン酸アンモ
ニウム溶液を用いて、担体基材１あたり0.1molのMoを
担持した。
（実施例４） 本実施例のディーゼルパティキュレート低減用触媒
も、Moの担持量が異なること以外は実施例１と同様の構
成である。すなわち、0.35mol/のモリブデン酸アンモ
ニウム溶液を用いて、担体基材１あたり0.5molのMoを
担持した。
も、Moの担持量が異なること以外は実施例１と同様の構
成である。すなわち、0.35mol/のモリブデン酸アンモ
ニウム溶液を用いて、担体基材１あたり0.5molのMoを
担持した。
（実施例５） 本実施例のディーゼルパティキュレート低減用触媒
も、Moの担持量が異なること以外は実施例１と同様の構
成である。すなわち、0.49mol/のモリブデン酸アンモ
ニウム溶液を用いて、担体基材１あたり0.7molのMoを
担持した。
も、Moの担持量が異なること以外は実施例１と同様の構
成である。すなわち、0.49mol/のモリブデン酸アンモ
ニウム溶液を用いて、担体基材１あたり0.7molのMoを
担持した。
（比較例１） 比較例１の触媒は、実施例１と同様の担体基材と、担
体基材表面に形成されたγ−アルミナからなる触媒担持
層と、触媒担持層に担持されたPtとから構成されてい
る。触媒担持層は担持基材１あたり75g形成されてい
る。またPtは担体基材１あたり1g担持されている。
体基材表面に形成されたγ−アルミナからなる触媒担持
層と、触媒担持層に担持されたPtとから構成されてい
る。触媒担持層は担持基材１あたり75g形成されてい
る。またPtは担体基材１あたり1g担持されている。
この触媒は、担体基材が浸漬されるとスラリーとして
γ−アルミナ、アルミナゾルおよび蒸溜水からなるスラ
リーを用いたこと、およびMoを担持しなかったこと以外
は実施例１と同様にして形成された。
γ−アルミナ、アルミナゾルおよび蒸溜水からなるスラ
リーを用いたこと、およびMoを担持しなかったこと以外
は実施例１と同様にして形成された。
（比較例２） この触媒は、Moが担持されていないこと以外は実施例
１と同様の構成である。そして実施例１のMo担持工程を
行なわなっかたこと以外は実施例１と同様にして形成さ
れた。
１と同様の構成である。そして実施例１のMo担持工程を
行なわなっかたこと以外は実施例１と同様にして形成さ
れた。
（試験） 上記実施例１〜実施例５および比較例１と比較例２の
触媒を、それぞれ排気量2000ccの過流室式DEの排気系に
取付け、HCの浄化率を測定した。結果を第１表に示す。
また非分散型赤外分析計を用い、入ガス中のSO2濃度と
出ガス中のSO2濃度を測定して次式からSO3の添加率を求
めた。その結果を第２表に示す。
触媒を、それぞれ排気量2000ccの過流室式DEの排気系に
取付け、HCの浄化率を測定した。結果を第１表に示す。
また非分散型赤外分析計を用い、入ガス中のSO2濃度と
出ガス中のSO2濃度を測定して次式からSO3の添加率を求
めた。その結果を第２表に示す。
転化率＝（入ガスSO2濃度−出ガスSO2濃度） ×100/入ガスSO2濃度 なお、測定条件は以下の４条件である、 （１）2000rpm×6kgfm、入ガス300℃ （２）2000rpm×8kgfm、入ガス350℃ （３）2000rpm×10kgfm、入ガス400℃ （４）2000rpm×12kgfm、入ガス450℃ （評価） 第１表より、HCの浄化率は比較例１の触媒が特に良好
であるが、各実施例の触媒は比較例２の触媒と各温度域
での同等の、実用域にある浄化率を 示している。またMoの担持量による有意差はみられず、
MoはPtの酸化触媒作用を阻害していないことが明らかで
ある。
であるが、各実施例の触媒は比較例２の触媒と各温度域
での同等の、実用域にある浄化率を 示している。またMoの担持量による有意差はみられず、
MoはPtの酸化触媒作用を阻害していないことが明らかで
ある。
また第２表より、実施例の触媒ではMoの担持量が増大
するにつれてSO3の生成しない温度が高温域に移行して
いることがわかる。すなわちMoを多く担持するほど高温
でもSO3が生成しないようになるが、その効果はMoが0.5
molを超えると飽和している。
するにつれてSO3の生成しない温度が高温域に移行して
いることがわかる。すなわちMoを多く担持するほど高温
でもSO3が生成しないようになるが、その効果はMoが0.5
molを超えると飽和している。
一方、比較例１および比較例２の触媒では、300℃で
もSO3が生成しているが、実施例の触媒との差異はMoの
担持の有無に起因していることが明らかであり、MoがSO
2の酸化を妨害しているものと推察される。また比較例
１と比較例２とを比較すると、比較例２の触媒の方が全
体にSO3の転化率が低い。これは触媒担持層の材質の差
に起因することが明らかであり、TiO2がSO2を吸着しに
くいことが裏付けられている。
もSO3が生成しているが、実施例の触媒との差異はMoの
担持の有無に起因していることが明らかであり、MoがSO
2の酸化を妨害しているものと推察される。また比較例
１と比較例２とを比較すると、比較例２の触媒の方が全
体にSO3の転化率が低い。これは触媒担持層の材質の差
に起因することが明らかであり、TiO2がSO2を吸着しに
くいことが裏付けられている。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明のディーゼルパティキュレート低減用触
媒の要部拡大断面図である。 １……担体基材、２……触媒担持層 ３……Pt、４……Mo
媒の要部拡大断面図である。 １……担体基材、２……触媒担持層 ３……Pt、４……Mo
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 幸村 静岡県小笠郡大東町千浜7800番地 キャ タラー工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−149308（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01J 21/00 - 38/74
Claims (1)
- 【請求項１】担体基材と、 二酸化チタンからなり該担体基材表面に形成された触媒
担持層と、 該触媒担持層に担持された白金族金属およびモリブデン
と、よりなることを特徴とするディーゼルパティキュレ
ート低減用触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2200900A JP2808171B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | ディーゼルパティキュレート低減用触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2200900A JP2808171B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | ディーゼルパティキュレート低減用触媒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0487627A JPH0487627A (ja) | 1992-03-19 |
| JP2808171B2 true JP2808171B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=16432127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2200900A Expired - Lifetime JP2808171B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | ディーゼルパティキュレート低減用触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2808171B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI90830C (fi) * | 1992-04-23 | 1994-04-11 | Kemira Oy | Katalysaattori dieselpakokaasujen puhdistukseen |
| EP0722767A1 (en) * | 1995-01-17 | 1996-07-24 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Catalyst for purifying exhaust gases |
| KR100871898B1 (ko) * | 2005-10-28 | 2008-12-05 | 에스케이에너지 주식회사 | 디젤 엔진의 배기가스 정화 장치 |
| KR100780077B1 (ko) * | 2007-07-23 | 2007-11-30 | 안혁 | 메탈 폼 촉매를 이용한 유해가스 제거장치 |
-
1990
- 1990-07-27 JP JP2200900A patent/JP2808171B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0487627A (ja) | 1992-03-19 |
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