JP2854348B2 - 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 - Google Patents
排ガス浄化材及び排ガス浄化方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は排ガス浄化材及びこの排ガス浄化材を使用し
て排ガスを浄化する方法に係り、更に詳しくは触媒を担
持したフォーム型フィルタからなる排ガス浄化材と、こ
の浄化材を使用して排ガスを浄化する方法に関する。
て排ガスを浄化する方法に係り、更に詳しくは触媒を担
持したフォーム型フィルタからなる排ガス浄化材と、こ
の浄化材を使用して排ガスを浄化する方法に関する。
近年、主としてディーゼルエンジンの排出ガス中の窒
素酸化物（以下NOxと呼ぶ）や、微粒子状炭素物質（パ
ティキュレート）が環境上問題化している。パティキュ
レートの除去方法としては、耐熱フィルタを用いて排ガ
スをろ過することによりパティキュレートを捕捉し、圧
力損失が大きくなったら外部からのエネルギー源によっ
てパティキュレートを燃焼させる方法や、触媒物質を担
持させた耐熱フィルタにろ過操作と共に燃焼操作を行わ
せてパティキュレートを燃焼することでフィルタの再生
頻度を少なくしたり、低温でフィルタの再生ができるよ
うにパティキュレートの燃焼温度を下げる方法等が提案
されている。後者の方法は、ディーゼルエンジン排気ガ
スの排出条件（ガス組成及び温度）において触媒活性を
維持し得る触媒があれば、はるかに優れた方法と考えら
れる。
素酸化物（以下NOxと呼ぶ）や、微粒子状炭素物質（パ
ティキュレート）が環境上問題化している。パティキュ
レートの除去方法としては、耐熱フィルタを用いて排ガ
スをろ過することによりパティキュレートを捕捉し、圧
力損失が大きくなったら外部からのエネルギー源によっ
てパティキュレートを燃焼させる方法や、触媒物質を担
持させた耐熱フィルタにろ過操作と共に燃焼操作を行わ
せてパティキュレートを燃焼することでフィルタの再生
頻度を少なくしたり、低温でフィルタの再生ができるよ
うにパティキュレートの燃焼温度を下げる方法等が提案
されている。後者の方法は、ディーゼルエンジン排気ガ
スの排出条件（ガス組成及び温度）において触媒活性を
維持し得る触媒があれば、はるかに優れた方法と考えら
れる。
しかしながら、ディーゼルエンジンの排気ガス温度は
ガソリンエンジンの場合と比較して低く、しかも燃料と
して軽油を用いるため排ガス中にSO2量も多い。そのう
え、排ガス中の酸素の濃度は、運転の状況によって２〜
20％の広範囲で変化する。このような排ガス条件下で蓄
積した微粒子を良好に着火燃焼し、しかも二次公害を起
こさない再生方法はまだ確立されていない。
ガソリンエンジンの場合と比較して低く、しかも燃料と
して軽油を用いるため排ガス中にSO2量も多い。そのう
え、排ガス中の酸素の濃度は、運転の状況によって２〜
20％の広範囲で変化する。このような排ガス条件下で蓄
積した微粒子を良好に着火燃焼し、しかも二次公害を起
こさない再生方法はまだ確立されていない。
すなわち、現行の触媒を用いた方法のほとんどは、パ
ティキュレートの着火温度を低下させることに主題があ
り、排ガス中の酸素濃度が高いディーゼル排ガス中の窒
素酸化物の除去は、未解決のまま残されていた。そこで
この問題解決のために、NOxとパティキュレートを同時
に除去する浄化材及び排ガス浄化方法も検討されている
が、そのとき他の有害成分であるCO等の浄化が課題とし
て残る。
ティキュレートの着火温度を低下させることに主題があ
り、排ガス中の酸素濃度が高いディーゼル排ガス中の窒
素酸化物の除去は、未解決のまま残されていた。そこで
この問題解決のために、NOxとパティキュレートを同時
に除去する浄化材及び排ガス浄化方法も検討されている
が、そのとき他の有害成分であるCO等の浄化が課題とし
て残る。
したがって本発明の目的は、ディーゼルエンジン等で
みられる、比較的低温であって酸素濃度の大きい排ガス
中に含まれるパティキュレートを効率的に燃焼しつつ、
パティキュレートとNOxとを同時に浄化する機能と、他
の有害成分である未燃焼炭化水素（以下HCと呼ぶ）とCO
を浄化する機能とを有する排ガス浄化材、及びこの浄化
材を用いた排ガス浄化方法を提供することである。
みられる、比較的低温であって酸素濃度の大きい排ガス
中に含まれるパティキュレートを効率的に燃焼しつつ、
パティキュレートとNOxとを同時に浄化する機能と、他
の有害成分である未燃焼炭化水素（以下HCと呼ぶ）とCO
を浄化する機能とを有する排ガス浄化材、及びこの浄化
材を用いた排ガス浄化方法を提供することである。
上記課題に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、密度の
異なる二つの層を有するフォーム型耐熱多孔性フィルタ
に、パティキュレートとHCとNOxとを同時に浄化させる
卑金属系触媒と、残存炭化水素及びCOの浄化能を有する
白金族系触媒とを担持させることにより、良好な排ガス
浄化性能が得られることを発見し、本発明を完成した。
異なる二つの層を有するフォーム型耐熱多孔性フィルタ
に、パティキュレートとHCとNOxとを同時に浄化させる
卑金属系触媒と、残存炭化水素及びCOの浄化能を有する
白金族系触媒とを担持させることにより、良好な排ガス
浄化性能が得られることを発見し、本発明を完成した。
すなわち、本発明の排ガス浄化材は、耐熱多孔性フォ
ーム型フィルタを担持とする排ガス浄化材であって、前
記フィルタは、一方の側に位置する比較的低密度の部分
と、他方の側に位置する高密度の薄層部との二つの部分
からなり、前記比較的低密度の部分には、（ａ）アルカ
リ金属元素と、（ｂ）周期表のI B族、II A族、II B
族、遷移金属及びSnからなる群から選ばれた１種または
２種以上の元素と、（ｃ）希土類元素とが担持されてお
り、前記高密度の薄層部には白金族元素が担持されてい
ることを特徴とする。
ーム型フィルタを担持とする排ガス浄化材であって、前
記フィルタは、一方の側に位置する比較的低密度の部分
と、他方の側に位置する高密度の薄層部との二つの部分
からなり、前記比較的低密度の部分には、（ａ）アルカ
リ金属元素と、（ｂ）周期表のI B族、II A族、II B
族、遷移金属及びSnからなる群から選ばれた１種または
２種以上の元素と、（ｃ）希土類元素とが担持されてお
り、前記高密度の薄層部には白金族元素が担持されてい
ることを特徴とする。
また本発明の排ガス浄化方法は、上記の耐熱多孔性フ
ォーム型フィルタを担体とする排ガス浄化材を用いて排
ガスを浄化する方法であって、前記比較的低密度のフィ
ルタ部分を排ガスの入口側とし、前記高密度薄層部を排
ガスの出口側とし、前記比較的低密度のフィルタ部分で
前記排ガス中のパティキュレートと未燃焼炭化水素と窒
素酸化物とを同時に浄化し、前記高密度薄層部で排ガス
中の残存炭化水素及びCOを残存酸素と反応させて浄化す
ることを特徴とする。
ォーム型フィルタを担体とする排ガス浄化材を用いて排
ガスを浄化する方法であって、前記比較的低密度のフィ
ルタ部分を排ガスの入口側とし、前記高密度薄層部を排
ガスの出口側とし、前記比較的低密度のフィルタ部分で
前記排ガス中のパティキュレートと未燃焼炭化水素と窒
素酸化物とを同時に浄化し、前記高密度薄層部で排ガス
中の残存炭化水素及びCOを残存酸素と反応させて浄化す
ることを特徴とする。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明で使用するHC及びパティキュレートを燃焼ある
いは着火させ、かつHCとパティキュレートによりNOxの
還元を比較的低温度で促進させる触媒は、（ａ）アルカ
リ金属と、（ｂ）周期表のI B族、II A族、II B族、遷
移金属及びSnからなる群から選ばれた１種又は２種以上
の元素と、（ｃ）希土類元素とからなる。これらの触媒
の存在により、比較的低温であっても排ガス中のHC及び
パティキュレートが還還元剤として効果的にNOxを還元
する。これはアルカリ金属と遷移金属と希土類元素が、
パティキュレートと共存することにより生じるその相乗
効果によって、排ガス中のNOxが効果的に還元されるた
めと考えられる。
いは着火させ、かつHCとパティキュレートによりNOxの
還元を比較的低温度で促進させる触媒は、（ａ）アルカ
リ金属と、（ｂ）周期表のI B族、II A族、II B族、遷
移金属及びSnからなる群から選ばれた１種又は２種以上
の元素と、（ｃ）希土類元素とからなる。これらの触媒
の存在により、比較的低温であっても排ガス中のHC及び
パティキュレートが還還元剤として効果的にNOxを還元
する。これはアルカリ金属と遷移金属と希土類元素が、
パティキュレートと共存することにより生じるその相乗
効果によって、排ガス中のNOxが効果的に還元されるた
めと考えられる。
一方、残存炭化水素やCOの浄化用触媒としては酸化能
の高い白金族元素を含む触媒を用いる。これはPt系触
媒、またはPd系触媒であっても良いし、Pt系とPd系の混
合触媒、さらにはPt系、Pd系及びRh系の混合触媒として
も良い。また上記の白金族系の触媒に、さらに金又は銀
を担持することもできる。
の高い白金族元素を含む触媒を用いる。これはPt系触
媒、またはPd系触媒であっても良いし、Pt系とPd系の混
合触媒、さらにはPt系、Pd系及びRh系の混合触媒として
も良い。また上記の白金族系の触媒に、さらに金又は銀
を担持することもできる。
本発明では上記の二つの系統の触媒は、フィルターの
二つの部分に分かれて担持される。HC及びパティキュレ
ートを用いたNOxの還元用の触媒は、フィルタの比較的
低密度部分に担持され、この部分を排ガスの入口側に設
定するのが望ましい。また残存炭化水素とCOの浄化用の
白金族触媒は、フィルタの高密度薄層部に担持され、こ
の部分を排ガスの出口側とするのが望ましい。
二つの部分に分かれて担持される。HC及びパティキュレ
ートを用いたNOxの還元用の触媒は、フィルタの比較的
低密度部分に担持され、この部分を排ガスの入口側に設
定するのが望ましい。また残存炭化水素とCOの浄化用の
白金族触媒は、フィルタの高密度薄層部に担持され、こ
の部分を排ガスの出口側とするのが望ましい。
入口側の低密度部分に担持させる触媒としては特に、
Cs（アルカリ金属）と、Cu（I B族）と、Ce及びLa（希
土類金属）のいずれか１種又は２種とを用いるのが好ま
しい。また、これらに加えてさらに銀（Ag:I B族）を用
いてもよい。これらの成分からなる触媒を用いることに
より、パティキュレートの着火温度を著しく低くするこ
とができる。
Cs（アルカリ金属）と、Cu（I B族）と、Ce及びLa（希
土類金属）のいずれか１種又は２種とを用いるのが好ま
しい。また、これらに加えてさらに銀（Ag:I B族）を用
いてもよい。これらの成分からなる触媒を用いることに
より、パティキュレートの着火温度を著しく低くするこ
とができる。
このように触媒付きフィルタを設置すると、排ガスの
浄化作用が効果的に起こる。すなわち、フィルタの入口
側が低密度であるために、パティキュレートがフィルタ
内部の細孔に入りやすく、背圧が高くなってもパティキ
ュレートが外へ吹き飛ばされないで捕捉される。また排
ガスはフィルタ内部の細孔に担持された触媒と接触する
機会が多くなるので、排ガスの入口側に担持された触媒
の表面上で、酸素との反応でHCとパティキュレートが効
果的に燃焼あるいは着火される。同時にHCとパティキュ
レートが還元剤としてNOxを還元することになり、パテ
ィキュレートとNOxの同時除去が効果的に起こる。そし
て次に出口側の高密度薄層部で、排ガス中のCO及びまだ
残存しているHCが、残存酸素により効果的に浄化され
る。さらに、効率よく排ガスが浄化されるために、急激
な圧力損失を起こすことがなくなる。
浄化作用が効果的に起こる。すなわち、フィルタの入口
側が低密度であるために、パティキュレートがフィルタ
内部の細孔に入りやすく、背圧が高くなってもパティキ
ュレートが外へ吹き飛ばされないで捕捉される。また排
ガスはフィルタ内部の細孔に担持された触媒と接触する
機会が多くなるので、排ガスの入口側に担持された触媒
の表面上で、酸素との反応でHCとパティキュレートが効
果的に燃焼あるいは着火される。同時にHCとパティキュ
レートが還元剤としてNOxを還元することになり、パテ
ィキュレートとNOxの同時除去が効果的に起こる。そし
て次に出口側の高密度薄層部で、排ガス中のCO及びまだ
残存しているHCが、残存酸素により効果的に浄化され
る。さらに、効率よく排ガスが浄化されるために、急激
な圧力損失を起こすことがなくなる。
また高密度薄層部にのみ白金族系の触媒を担持するの
で、SO2が白金族系の触媒と接触する機会が少なくな
り、SO3の生成を抑制することができる。またパティキ
ュレートの燃焼後の排ガスがこの触媒と接触することに
なるので、アッシュによる白金族触媒の能力低下はほと
んどない。
で、SO2が白金族系の触媒と接触する機会が少なくな
り、SO3の生成を抑制することができる。またパティキ
ュレートの燃焼後の排ガスがこの触媒と接触することに
なるので、アッシュによる白金族触媒の能力低下はほと
んどない。
さらに、高密度薄層部が排ガスの出口側に設置されて
いるので、フィルタ内を流れる排ガスはこの薄層部によ
り適度の抵抗を受けることとなり、パティキュレートと
NOxを同時に浄化する部分である比較的低密度のフィル
タ部分の厚さが小さくても、効率のよい浄化をすること
ができる。
いるので、フィルタ内を流れる排ガスはこの薄層部によ
り適度の抵抗を受けることとなり、パティキュレートと
NOxを同時に浄化する部分である比較的低密度のフィル
タ部分の厚さが小さくても、効率のよい浄化をすること
ができる。
フォーム型耐熱フィルタは、必要なパティキュレート
捕集性能を保持しつつ、許容範囲内の圧力損失を与える
ものであることが必要で、通常担体として用いられるア
ルミナ、シリカ、ジルコニア、シリカ−アルミナ、アル
ミナ−ジルコニア、アルミナ−チタニア、シリカ−チタ
ニア、シリカ−ジルコニア、チタニア−ジルコニア、ム
ライト、コージェライト等からなるセラミックフォーム
を挙げることができる。
捕集性能を保持しつつ、許容範囲内の圧力損失を与える
ものであることが必要で、通常担体として用いられるア
ルミナ、シリカ、ジルコニア、シリカ−アルミナ、アル
ミナ−ジルコニア、アルミナ−チタニア、シリカ−チタ
ニア、シリカ−ジルコニア、チタニア−ジルコニア、ム
ライト、コージェライト等からなるセラミックフォーム
を挙げることができる。
なお、耐熱多孔性フォーム型フィルタの一方の面に高
密度の薄層部を形成する方法は、いくつか考えられる
が、 （ａ）所望の形状の型の底面にグリセリン、水、界面活
性剤からなる離型剤を塗布し、この型にコージェライト
等のスラリーを流し込み、型を分離し、乾燥後、焼成す
る方法や、 （ｂ）均一なフィルタをまず形成し、有機バインダとコ
ージェライト等の粉末を混合し、それをフィルタの一表
面に塗布して乾燥し、焼成する方法等がある。
密度の薄層部を形成する方法は、いくつか考えられる
が、 （ａ）所望の形状の型の底面にグリセリン、水、界面活
性剤からなる離型剤を塗布し、この型にコージェライト
等のスラリーを流し込み、型を分離し、乾燥後、焼成す
る方法や、 （ｂ）均一なフィルタをまず形成し、有機バインダとコ
ージェライト等の粉末を混合し、それをフィルタの一表
面に塗布して乾燥し、焼成する方法等がある。
このようにして形成される高密度薄層部での、ポロシ
ティ（体積率）は40〜85％で、ポアサイズは３〜800
（平均300μｍ）程度であるのが好ましい。また高密度
薄層部自身の厚さは0.2〜2mmであるのがよい。
ティ（体積率）は40〜85％で、ポアサイズは３〜800
（平均300μｍ）程度であるのが好ましい。また高密度
薄層部自身の厚さは0.2〜2mmであるのがよい。
フォーム型耐熱性フィルタにパティキュレート除去触
媒を含浸させる方法としては、それらの炭酸塩、硝酸
塩、酢酸塩、水酸化物などの溶液に耐熱性フィルタを浸
漬する方法等を採用できる。又フェロシアン化アルカリ
などのように複数の卑金属系金属を含む化合物の溶液に
フィルタを浸漬して、触媒を含浸させる方法も可能であ
る。
媒を含浸させる方法としては、それらの炭酸塩、硝酸
塩、酢酸塩、水酸化物などの溶液に耐熱性フィルタを浸
漬する方法等を採用できる。又フェロシアン化アルカリ
などのように複数の卑金属系金属を含む化合物の溶液に
フィルタを浸漬して、触媒を含浸させる方法も可能であ
る。
白金族系触媒をフィルタの高密度薄層部に含浸させる
方法も、白金族の塩化物等の溶液に、フィルタ排ガス出
口側の高密度薄層部のみを浸漬するような方法を採用す
ることができる。
方法も、白金族の塩化物等の溶液に、フィルタ排ガス出
口側の高密度薄層部のみを浸漬するような方法を採用す
ることができる。
また触媒の担持面積を大きくするためには、上記した
アルミナ、シリカ、チタニア等のように多孔性で表面積
の大きい担体粉末をフォームに塗布して、耐熱フィルタ
に間接的に担持して用いるのが実用的である。特に高密
度薄層部は厚みがほとんどないので、高濃度に触媒を担
持するのが望ましい。それには、単に浸漬により薄層部
の表面及び内部に触媒を担持させるのではなく、チタニ
ア、チタニア−アルミナ、チタニア−シリカ等の、チタ
ニア系の多孔質で表面積の大きい担体粉末をコートし、
Pt、Pd、Ph等の塩化物水溶液等に浸漬するのがよい。ま
た高密度に触媒を担持させるために、さらに、高密度薄
層部の表面のみに高濃度の触媒を含有する溶液を塗布
し、触媒の担持を増加させることもできる。
アルミナ、シリカ、チタニア等のように多孔性で表面積
の大きい担体粉末をフォームに塗布して、耐熱フィルタ
に間接的に担持して用いるのが実用的である。特に高密
度薄層部は厚みがほとんどないので、高濃度に触媒を担
持するのが望ましい。それには、単に浸漬により薄層部
の表面及び内部に触媒を担持させるのではなく、チタニ
ア、チタニア−アルミナ、チタニア−シリカ等の、チタ
ニア系の多孔質で表面積の大きい担体粉末をコートし、
Pt、Pd、Ph等の塩化物水溶液等に浸漬するのがよい。ま
た高密度に触媒を担持させるために、さらに、高密度薄
層部の表面のみに高濃度の触媒を含有する溶液を塗布
し、触媒の担持を増加させることもできる。
さらに、Pt、Pd、Rh等の塩化物水溶液等に浸漬したフ
ィルタに光照射を行うと、非常に効果的に触媒を担持で
きる。また、最初にチタニア系担体に光照射で白金族元
素系触媒を担持し、そのチタニア系担体をフィルター薄
膜上にコートする方法も可能である。この光照射法を用
いると、チタニア系担体に高い分散度で固定された触媒
を、フィルタに薄くコーティングすることができ、密度
の大きい薄層上への触媒担体において、特に圧力損失を
小さくすることができる。
ィルタに光照射を行うと、非常に効果的に触媒を担持で
きる。また、最初にチタニア系担体に光照射で白金族元
素系触媒を担持し、そのチタニア系担体をフィルター薄
膜上にコートする方法も可能である。この光照射法を用
いると、チタニア系担体に高い分散度で固定された触媒
を、フィルタに薄くコーティングすることができ、密度
の大きい薄層上への触媒担体において、特に圧力損失を
小さくすることができる。
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例１ コージェライト製セラミックフォームフィルタ（見か
けの体積２、密度0.65g/ml）の一方の面に、上記した
方法（ｂ）で、高密度（2.2g/ml）の薄層部を形成し
た。さらに、この薄層部に、薄層部の重量に対して１％
のγ−アルミナをコートし、その後H2PtCl6の水溶液を
用いて、Ptをアルミナに対して0.2％含浸した。
けの体積２、密度0.65g/ml）の一方の面に、上記した
方法（ｂ）で、高密度（2.2g/ml）の薄層部を形成し
た。さらに、この薄層部に、薄層部の重量に対して１％
のγ−アルミナをコートし、その後H2PtCl6の水溶液を
用いて、Ptをアルミナに対して0.2％含浸した。
また、薄層部を除いた部分にγ−アルミナを、コート
するフォームフィルタに対して10％（重量％、以下同
じ）コートし、これにCuNO3、Cu（NO3）３の水溶液を用
いて、γ−アルミナに対してCu、Ceをそれぞれ2.5％含
浸し、次いでK2CO3の水溶液を用いて、Ｋを2.5％含浸し
た。（Al2O3/Cu/Ce/K−Al2O3/Pt:実施例１） このフィルタを、排気量510cc単気筒ディーゼルエン
ジンの排気通路内で、排ガスの入口側に薄層部以外の部
分が配置され、出口側に薄層部が配置されるように設置
して、パティキュレートの着火温度（圧力損失が低下す
る温度）と排気ガス浄化特性の評価を行った。このとき
エンジン回転数は1500rpm、負荷90％で運転した。この
条件ではエンジンからの排ガス中のHC、CO、NOx、O2の
濃度はそれぞれ85ppm（全HCとして）、460ppm、480ppm
及び５％であった。
するフォームフィルタに対して10％（重量％、以下同
じ）コートし、これにCuNO3、Cu（NO3）３の水溶液を用
いて、γ−アルミナに対してCu、Ceをそれぞれ2.5％含
浸し、次いでK2CO3の水溶液を用いて、Ｋを2.5％含浸し
た。（Al2O3/Cu/Ce/K−Al2O3/Pt:実施例１） このフィルタを、排気量510cc単気筒ディーゼルエン
ジンの排気通路内で、排ガスの入口側に薄層部以外の部
分が配置され、出口側に薄層部が配置されるように設置
して、パティキュレートの着火温度（圧力損失が低下す
る温度）と排気ガス浄化特性の評価を行った。このとき
エンジン回転数は1500rpm、負荷90％で運転した。この
条件ではエンジンからの排ガス中のHC、CO、NOx、O2の
濃度はそれぞれ85ppm（全HCとして）、460ppm、480ppm
及び５％であった。
第１表に浄化材内部での着火温度を、第２表にCO及び
NOxの濃度変化及びHC転化率を示す。
NOxの濃度変化及びHC転化率を示す。
実施例２〜５ 実施例１と同様にして、４個のフィルタに高密度の薄
層部を形成し、それぞれの薄層部に１％のγ−アルミナ
をコートし、さらにH2PtCl3の水溶液を用いて、Ptをア
ルミナに対して0.2％含浸した。
層部を形成し、それぞれの薄層部に１％のγ−アルミナ
をコートし、さらにH2PtCl3の水溶液を用いて、Ptをア
ルミナに対して0.2％含浸した。
一方、薄層部を除いた部分には、γ−アルミナを10％
コートした後、そのコート部にFe（NO3）３、LaCl3、Zn
（NO3）２、Na2CO3の水溶液を用いて、Fe、La、Naをそ
れぞれ2.5％、Znを１％含浸し（実施例２）、MgCl2、Ce
（NO3）３、K2CO2の水溶液を用いて、Mg、Ce、Ｋをそれ
ぞれ2.5％含浸し（実施例３）、Co（NO3）２、Ce（N
O3）３、Na2CO3の水溶液を用いて、Co、Ce、Naをそれぞ
れ2.5％含浸し（実施例４）、MnCl2、Ce（NO3）３、K2C
O3の水溶液を用いて、Mn、Ce、Ｋそれぞれ2.5％含浸し
（実施例５）、以下の排ガス浄化材を製造した。
コートした後、そのコート部にFe（NO3）３、LaCl3、Zn
（NO3）２、Na2CO3の水溶液を用いて、Fe、La、Naをそ
れぞれ2.5％、Znを１％含浸し（実施例２）、MgCl2、Ce
（NO3）３、K2CO2の水溶液を用いて、Mg、Ce、Ｋをそれ
ぞれ2.5％含浸し（実施例３）、Co（NO3）２、Ce（N
O3）３、Na2CO3の水溶液を用いて、Co、Ce、Naをそれぞ
れ2.5％含浸し（実施例４）、MnCl2、Ce（NO3）３、K2C
O3の水溶液を用いて、Mn、Ce、Ｋそれぞれ2.5％含浸し
（実施例５）、以下の排ガス浄化材を製造した。
（Al2O3/Fe/La/Na/Zn−Al2O3/Pt:実施例２） （Al2O3/Mg/Ce/K−Al2O3/Pt:実施例３） （Al2O3/Co/Ce/Na−Al2O3/Pt:実施例４） （Al2O3/Mn/Ce/K−Al2O3/Pt:実施例５） これら実施例２〜５の排ガス浄化材についても、実施
例１と同様の方法で、パティキュレートの着火温度と排
ガス浄化特性の評価を行った。結果をそれぞれ第１表及
び第２表に示す。
例１と同様の方法で、パティキュレートの着火温度と排
ガス浄化特性の評価を行った。結果をそれぞれ第１表及
び第２表に示す。
実施例６〜12 実施例１と同様にして、７個のフィルタに高密度の薄
層部を形成し、それぞれの薄層部にTiO2を、薄層部の重
量に対して１％コートし、その後H2PtCl6、PdCl2、RhCl
3の水溶液に薄層部を浸漬し、500WのHgランプを用いて
光照射をしながら、Pt、Pdをそれぞれ0.2％、Rhを0.01
％含浸した。
層部を形成し、それぞれの薄層部にTiO2を、薄層部の重
量に対して１％コートし、その後H2PtCl6、PdCl2、RhCl
3の水溶液に薄層部を浸漬し、500WのHgランプを用いて
光照射をしながら、Pt、Pdをそれぞれ0.2％、Rhを0.01
％含浸した。
一方、薄層部を除いた部分には、γ−アルミナを10％
コートした後、そのコート部に実施例１と同様に、化合
物の水溶液を用いた活性種の含浸を行い、以下の排ガス
浄化材を試作した。なお、CsとAgについては、それぞれ
CsNO3、AgNO3の水溶液を用いた。
コートした後、そのコート部に実施例１と同様に、化合
物の水溶液を用いた活性種の含浸を行い、以下の排ガス
浄化材を試作した。なお、CsとAgについては、それぞれ
CsNO3、AgNO3の水溶液を用いた。
（Al2O3/K/Cu/Ce−TiO2/Pt:実施例６） （Al2O3/Na/Fe/Zn/La−TiO2/Pd:実施例７） （Al2O3/K/Mg/Ce−TiO2/Pt/Rh:実施例８） （Al2O3/Na/Co/Ce−TiO2/Pt:実施例９） （Al2O3/K/Mn/Ce−TiO2/Pt/Pd:実施例10） （Al2O3/Cu/Ce/Cs−TiO2/Pt:実施例11） （Al2O3/Cu/Ce/Cs/Ag−TiO2/Pd:実施例12） これら実施例６〜12の排ガス浄化材についても、実施
例１と同様の方法で、パティキュレートの着火温度と排
ガス浄化特性の評価を行った。結果をそれぞれ第１表及
び第２表に示す。
例１と同様の方法で、パティキュレートの着火温度と排
ガス浄化特性の評価を行った。結果をそれぞれ第１表及
び第２表に示す。
実施例13〜15 実施例１と同様にして、３個のフィルタに高密度の薄
層部を形成し、それぞれの薄層部にTiO2を、薄層部の重
量に対して１％コートし、その後H2PtCl6、PdCl2、RhCl
3の水溶液に薄層部を浸漬し、500WのHgランプを用いて
光照射をしながら、Pt、Pdをそれぞれ0.2％、Rhを0.01
％含浸した。
層部を形成し、それぞれの薄層部にTiO2を、薄層部の重
量に対して１％コートし、その後H2PtCl6、PdCl2、RhCl
3の水溶液に薄層部を浸漬し、500WのHgランプを用いて
光照射をしながら、Pt、Pdをそれぞれ0.2％、Rhを0.01
％含浸した。
一方、薄層部を除いた部分には、同じくTiO2を10％コ
ートした後、そのコート部に実施例１と同様に、化合物
の水溶液を用いた活性種の含浸を行い、以下の排ガス浄
化材を試作した。
ートした後、そのコート部に実施例１と同様に、化合物
の水溶液を用いた活性種の含浸を行い、以下の排ガス浄
化材を試作した。
（TiO2/Cu/La/Cs−TiO2/Pt:実施例13） （TiO2/Cu/La/Cs/Ce−TiO2/Pt/Pd:実施例14） （TiO2/Cu/La/Cs/Ag−TiO2/Pt/Rh:実施例15） これら実施例13〜15の排ガス浄化材についても、実施
例１と同様の方法で、パティキュレートの着火温度と排
ガス浄化特性の評価を行った。結果を第１表及び第２表
に示す。
例１と同様の方法で、パティキュレートの着火温度と排
ガス浄化特性の評価を行った。結果を第１表及び第２表
に示す。
比較例１ 比較のために、実施例１と同様のフィルタで触媒を担
持しないものを用い、やはり実施例１と同様の方法で、
パティキュレートの着火温度を測定した。結果を第１表
に示す。
持しないものを用い、やはり実施例１と同様の方法で、
パティキュレートの着火温度を測定した。結果を第１表
に示す。
比較例２、３ 比較のために、実施例と同様に薄層部以外の部分に各
触媒を担持し、薄層部には白金族触媒を担持しない浄化
材（Al2O3/K/Cu/Ce:比較例２、及びAl2O3/Na/Fe/La:比
較例３）を用い、それぞれ360℃でのCO及びNOxの濃度変
化とHC転化率を測定した。結果を第２表に示す。
触媒を担持し、薄層部には白金族触媒を担持しない浄化
材（Al2O3/K/Cu/Ce:比較例２、及びAl2O3/Na/Fe/La:比
較例３）を用い、それぞれ360℃でのCO及びNOxの濃度変
化とHC転化率を測定した。結果を第２表に示す。
実施例１〜15の各浄化材とも、パティキュレートの着
火温度は比較例１よりも低く、特に、薄層部以外の部分
に、Cs、Cu、Ce、La、Ag、の中から選んだ組合せの触媒
を用いた実施例11〜15において、著しく低くなった。ま
た360℃でのCOの濃度低下は約35％、NOxの濃度低下は約
25％であり、パティキュレートとCOとNOxの同時除去効
果が見られた。HCの転化率でも高い値が得られた。
火温度は比較例１よりも低く、特に、薄層部以外の部分
に、Cs、Cu、Ce、La、Ag、の中から選んだ組合せの触媒
を用いた実施例11〜15において、著しく低くなった。ま
た360℃でのCOの濃度低下は約35％、NOxの濃度低下は約
25％であり、パティキュレートとCOとNOxの同時除去効
果が見られた。HCの転化率でも高い値が得られた。
特にCOに関しては、白金族元素のない場合（比較例
２、３）は、ほとんどCOの浄化は行われないのに対し、
白金族元素が薄層部に担持されると、高いCO浄化率が得
られた。また、このような浄化材ではSC3の増加もほと
んど見られなかった。
２、３）は、ほとんどCOの浄化は行われないのに対し、
白金族元素が薄層部に担持されると、高いCO浄化率が得
られた。また、このような浄化材ではSC3の増加もほと
んど見られなかった。
また、薄層部に白金族元素を固定させるのを光照射で
行なうと、おおむねHCの転化率は高くなった（HCの転化
率が実施例１〜５で72〜78％なのに対して、実施例６〜
15では75〜85％）。
行なうと、おおむねHCの転化率は高くなった（HCの転化
率が実施例１〜５で72〜78％なのに対して、実施例６〜
15では75〜85％）。
〔発明の効果〕 以上説明した通り、本発明の排ガス浄化材を使用する
と、排ガス中のパティキュレートとNOxとの同時除去が
可能となる。またCOやHCの浄化にもすぐれた作用を示
す。さらにこのような排ガス浄化材ではSO3の増加もほ
とんどみられず、ディーゼルエンジン等の排ガスの浄化
に、特に有効となることが期待できる。
と、排ガス中のパティキュレートとNOxとの同時除去が
可能となる。またCOやHCの浄化にもすぐれた作用を示
す。さらにこのような排ガス浄化材ではSO3の増加もほ
とんどみられず、ディーゼルエンジン等の排ガスの浄化
に、特に有効となることが期待できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｊ 23/44 Ｂ０１Ｊ 23/46 ３１１Ａ 23/46 ３１１ 23/78 ＺＡＢＡ 23/78 ＺＡＢ 35/02 Ｐ 35/02 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０４Ａ (72)発明者 佐藤 真理 北海道札幌市豊平区平岸２条８丁目２番 19 (56)参考文献 特開 昭59−82944（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−184422（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−65926（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01J 35/02 B01J 23/78 B01J 23/42 B01J 23/44 B01J 23/46 B01J 23/34 B01J 23/10 B01D 53/94
Claims (5)
- 【請求項１】耐熱多孔性フォーム型フィルタを担体とす
る排ガス浄化材において、前記フィルタは、一方の側に
位置する比較的低密度の部分と、他方の側に位置する高
密度の薄層部との二つの部分からなり、前記比較的低密
度の部分には、（ａ）アルカリ金属元素と、（ｂ）周期
表のI B族、II A族、II B族、遷移金属及びSnからなる
群から選ばれた１種または２種以上の元素と、（ｃ）希
土類元素とが担持されており、前記高密度の薄層部には
白金族元素が担持されていることを特徴とする排ガス浄
化材。 - 【請求項２】請求項１に記載の排ガス浄化材において、
前記高密度の薄層部には、さらに金又は銀が担持されて
いることを特徴とする排ガス浄化材。 - 【請求項３】請求項１又は２に記載の排ガス浄化材にお
いて、前記比較的低密度の部分には、Csと、Cuと、Ce及
びLaのいずれか１種又は２種とが担持されており、前記
高密度の薄層部には白金族元素が担持されていることを
特徴とする排ガス浄化材。 - 【請求項４】請求項３に記載の排ガス浄化材において、
前記比較的低密度の部分には、さらに銀が担持されてい
ることを特徴とする排ガス浄化材。 - 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の排ガス
浄化材を用いて排気ガスを浄化する方法において、前記
比較的低密度のフィルタ部分を排ガスの入口側とし、前
記高密度薄層部を排ガスの出口側とし、前記比較的低密
度のフィルタ部分で、前記排ガス中のパティキュレート
と未燃焼炭化水素と、窒素酸化物とを同時に浄化し、前
記高密度薄層部で排ガス中の残存未燃焼炭化水素及びCO
を残存酸素と反応させて浄化することを特徴とする排ガ
ス浄化方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1293121A JP2854348B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-11-10 | 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 |
| DE4008371A DE4008371A1 (de) | 1989-03-15 | 1990-03-15 | Abgasreiniger und verfahren zum reinigen von abgasen |
| US07/493,974 US5075274A (en) | 1989-03-15 | 1990-03-15 | Exhaust gas cleaner |
| US08/579,804 US5665322A (en) | 1989-03-15 | 1995-12-28 | Method of cleaning exhaust gas |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-63020 | 1989-03-15 | ||
| JP6302089 | 1989-03-15 | ||
| JP1293121A JP2854348B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-11-10 | 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0347539A JPH0347539A (ja) | 1991-02-28 |
| JP2854348B2 true JP2854348B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=26404096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1293121A Expired - Fee Related JP2854348B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-11-10 | 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2854348B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2256375B (en) * | 1991-05-31 | 1995-06-07 | Riken Kk | Exhaust gas cleaner and method of cleaning exhaust gas |
| CA2257949C (en) | 1996-06-10 | 2003-02-11 | Hitachi, Ltd. | Exhaust gas purification apparatus of internal combustion engine and catalyst for purifying exhaust gas of internal combustion engine |
| US20020128151A1 (en) * | 1998-05-01 | 2002-09-12 | Michael P. Galligan | Catalyst members having electric arc sprayed substrates and methods of making the same |
| JP4147702B2 (ja) * | 1999-10-20 | 2008-09-10 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関の排ガス浄化用ＮＯｘ吸着触媒 |
| JP2005066559A (ja) | 2003-08-28 | 2005-03-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガス処理触媒および排ガス処理方法 |
-
1989
- 1989-11-10 JP JP1293121A patent/JP2854348B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH0347539A (ja) | 1991-02-28 |
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