JP2863571B2 - 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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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
Landscapes
- Filtering Materials (AREA)
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- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
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、更に詳しくは触媒は担
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、更に詳しくは触媒は担
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
持させて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、はるかに優れた法王と考えられ
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
持させて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、はるかに優れた法王と考えられ
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未燃焼炭化水素（以下
HCと呼ぶ）やCO等の効果的除去が課題として残る。
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未燃焼炭化水素（以下
HCと呼ぶ）やCO等の効果的除去が課題として残る。
したがって本発明の目的は、パティキュレートを効果
的に燃焼し、CO、HC、NOxを除去するために、ディーゼ
ルエンジン等でみられる比較的低温で酸素濃度の大きい
排ガス中の有害成分であるパティキュレートとHCとCOを
浄化する機能、及び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HCとNOxとを同時に浄化する
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。
的に燃焼し、CO、HC、NOxを除去するために、ディーゼ
ルエンジン等でみられる比較的低温で酸素濃度の大きい
排ガス中の有害成分であるパティキュレートとHCとCOを
浄化する機能、及び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HCとNOxとを同時に浄化する
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、HC及びCOの酸化除去機能を有す
る白金族系触媒と、パティキュレートとHCによりNOxを
還元させる卑金属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、HC及びCOの酸化除去機能を有す
る白金族系触媒と、パティキュレートとHCによりNOxを
還元させる卑金属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体とする排ガス浄化材であって、前
記フィルタは、排ガス流の入口側に位置する高密度の薄
層部と、出口側に位置する比較的低密度の部分との二つ
の部分からなり、前記高密度の薄層部には白金族元素が
担持されており、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、I
I 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
ていることを特徴とする。
ーム型フィルタを担体とする排ガス浄化材であって、前
記フィルタは、排ガス流の入口側に位置する高密度の薄
層部と、出口側に位置する比較的低密度の部分との二つ
の部分からなり、前記高密度の薄層部には白金族元素が
担持されており、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、I
I 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、前記高密度の薄層部を排
ガスの入口側とし、前記低密度の部分を排ガスの出口側
とし、前記高密度の薄層部で前記排ガス中のパティキュ
レートとHCとCOを低温で酸化除去し、前記低密度の部分
で高密度層を通過した排ガス中のパティキュレートの残
存HCとNOxとを同時に除去し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、前記高密度の薄層部を排
ガスの入口側とし、前記低密度の部分を排ガスの出口側
とし、前記高密度の薄層部で前記排ガス中のパティキュ
レートとHCとCOを低温で酸化除去し、前記低密度の部分
で高密度層を通過した排ガス中のパティキュレートの残
存HCとNOxとを同時に除去し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。
本発明で使用するパティキュレート、HC及びCOの酸化
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Ph
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。
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Ph
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。
一方、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S
nからなる群から選ばれた１種また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。
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S
nからなる群から選ばれた１種また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。
本発明では上記の二つの系統の触媒は、フィルタの二
つの部分に分かれて担持される。パティキュレートとHC
とCOの酸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入口側とする。また残存
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
ガスの出口側に設定する。
つの部分に分かれて担持される。パティキュレートとHC
とCOの酸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入口側とする。また残存
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
ガスの出口側に設定する。
出口側の低密度部分に担持され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
側が高密度であるため、パティキュレートが効果的に捕
捉される。また排ガスは高密度薄層部に担持された触媒
と接触する機会が多くのるので、その触媒の表面上で、
酸素との反応でパティキュレートが効果的に燃焼あるい
は着火されるとともに、HCとCOが酸化除去される。そし
て次に出口側の低密度フィルタ部分では、高密度層を通
って来た排ガス中のパティキュレートとHCは、残存酸素
により、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、同時的な排ガス浄化が起こる。
浄化作用が効果的に起こる。すなわち、フィルタの入口
側が高密度であるため、パティキュレートが効果的に捕
捉される。また排ガスは高密度薄層部に担持された触媒
と接触する機会が多くのるので、その触媒の表面上で、
酸素との反応でパティキュレートが効果的に燃焼あるい
は着火されるとともに、HCとCOが酸化除去される。そし
て次に出口側の低密度フィルタ部分では、高密度層を通
って来た排ガス中のパティキュレートとHCは、残存酸素
により、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、同時的な排ガス浄化が起こる。
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。
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。
さらに、本発明のフィルタでは、フィルタ全体を偏平
にすることによって、排ガスが入ってくる高密度薄層部
の表面積を大きくし、排ガスの流れ方向のフィルタの厚
さ（出口側のフィルタの厚さ）を薄くすることにより、
パティキュレートの着火特性を上げ、圧力損失を小さく
することができる。
にすることによって、排ガスが入ってくる高密度薄層部
の表面積を大きくし、排ガスの流れ方向のフィルタの厚
さ（出口側のフィルタの厚さ）を薄くすることにより、
パティキュレートの着火特性を上げ、圧力損失を小さく
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、この型のコージェライト
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、この型のコージェライト
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。アッシュの
堆積を避けるには、ポアサイズは30μｍ以上が好まし
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。アッシュの
堆積を避けるには、ポアサイズは30μｍ以上が好まし
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NOx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。
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、フィルタ排ガス入口
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。
法も、白金族の塩化物等の溶液に、フィルタ排ガス入口
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れるのではなく、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れるのではなく、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
で、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持において、特に圧力損失を
小さくすることができる 〔実施例〕 本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する。
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
で、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持において、特に圧力損失を
小さくすることができる 〔実施例〕 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、この薄層部は、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、この薄層部は、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、Ce（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が配置さ
れ、出口側に薄層部以外の部分が配置されるように設置
して、パティキュレートの着光温度（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、Ce（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が配置さ
れ、出口側に薄層部以外の部分が配置されるように設置
して、パティキュレートの着光温度（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、K2CO3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をそれぞれ2.5％含浸
し（実施例５）、以下の排ガス浄化剤を製造した。
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、K2CO3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をそれぞれ2.5％含浸
し（実施例５）、以下の排ガス浄化剤を製造した。
（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Cs
NO3、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Cs
NO3、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、PhCl
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、PhCl
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。
実施例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35〜50％、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の転化率での高い値が得られた。
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35〜50％、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の転化率での高い値が得られた。
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SO3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SO3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65〜70％なのに対して、実施例６〜15
では75〜90％）。
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65〜70％なのに対して、実施例６〜15
では75〜90％）。
〔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COとHCの効果的な酸
化除去が可能となる。またNOxの還元にもすぐれた作用
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COとHCの効果的な酸
化除去が可能となる。またNOxの還元にもすぐれた作用
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 Ａ 23/78 23/80 Ａ 23/80 23/89 Ａ 23/89 35/02 Ｐ 35/02 Ｆ０１Ｎ 3/02 ３２１Ａ Ｆ０１Ｎ 3/02 ３２１ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０２Ｂ １０４Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01D 39/14 B01J 23/00 - 23/96,35/02 B01J 35/02
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、排ガス流の
入口側に位置する高密度の薄層部と、出口側に位置する
比較的低密度の部分との二つの部分からなり、前記高密
度の薄層部には白金族元素が担持されており、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S
n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
高密度の薄層部を排ガスの入口側とし、前記比較的低密
度の部分を排ガスの出口側とし、前記高密度の薄層部
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COを酸化除去し、前記低密度の部分で排ガス中の残存
パティキュレートと未燃焼炭化水素により窒素酸化物を
還元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 |
|---|---|---|---|
| JP29312289A JP2863571B2 (ja) | 1989-10-03 | 1989-11-10 | 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 |
| US07/493,974 US5075274A (en) | 1989-03-15 | 1990-03-15 | Exhaust gas cleaner |
| DE4008371A DE4008371A1 (de) | 1989-03-15 | 1990-03-15 | Abgasreiniger und verfahren zum reinigen von abgasen |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP1-258569 | 1989-10-03 | ||
| JP25856989 | 1989-10-03 | ||
| JP29312289A JP2863571B2 (ja) | 1989-10-03 | 1989-11-10 | 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03207451A JPH03207451A (ja) | 1991-09-10 |
| JP2863571B2 true JP2863571B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=26543731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29312289A Expired - Fee Related JP2863571B2 (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) | JP2863571B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5744111A (en) * | 1992-07-03 | 1998-04-28 | Kabushiki Kaisha Riken | Method for cleaning exhaust gas |
| FR2735180A1 (fr) * | 1995-06-06 | 1996-12-13 | Chetwood International Sa | Perfectionnement pour dispositif d'echappement d'un moteur a combustion interne |
| US6161378A (en) | 1996-06-10 | 2000-12-19 | Hitachi, Ltd. | Exhaust gas purification apparatus of internal combustion engine and catalyst for purifying exhaust gas 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 |
| JP4887550B2 (ja) * | 2000-04-11 | 2012-02-29 | パナソニック株式会社 | 排ガス浄化材 |
| JP4640868B2 (ja) * | 2001-07-18 | 2011-03-02 | イビデン株式会社 | 触媒つきフィルタ、その製造方法及び排気ガス浄化システム |
| JP5119508B2 (ja) * | 2005-11-21 | 2013-01-16 | 国立大学法人 熊本大学 | Ｐｍ燃焼用酸化触媒、これを用いたディーゼル機関排ガスの浄化方法、フィルター及び浄化装置 |
| FR3096075B1 (fr) * | 2019-05-17 | 2022-09-02 | Faurecia Systemes Dechappement | Dispositif de purification des gaz d’échappement d’un véhicule, procédé de fabrication, ligne d’échappement et véhicule correspondants |
-
1989
- 1989-11-10 JP JP29312289A patent/JP2863571B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH03207451A (ja) | 1991-09-10 |
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