JP2961249B2 - ディーゼルエンジン排ガス中のカーボン微粒子の酸化除去方法及びそれに用いる触媒 - Google Patents

ディーゼルエンジン排ガス中のカーボン微粒子の酸化除去方法及びそれに用いる触媒

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JP2961249B2
JP2961249B2 JP10058159A JP5815998A JP2961249B2 JP 2961249 B2 JP2961249 B2 JP 2961249B2 JP 10058159 A JP10058159 A JP 10058159A JP 5815998 A JP5815998 A JP 5815998A JP 2961249 B2 JP2961249 B2 JP 2961249B2
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潤子 内澤
存 小渕
暁 櫛山
震 趙
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はディーゼルエンジン
排ガス中に含まれるカーボン微粒子の酸化除去方法及び
それに用いる触媒に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ディーゼルエンジンからの排ガス
中に含まれるカーボン微粒子による環境汚染の問題が深
刻化している。この問題に対する対策として、フィルタ
ートラップ法や触媒燃焼法等が提案されている。触媒燃
焼法は、エンジンから生じた高温の排ガスを触媒と接触
させて、その排ガス中のカーボン微粒子を酸化燃焼して
COに変換させる方法である。このための触媒とし
て、酸化物系、塩化物系、貴金属系のもの等が提案され
ているが、いずれのものも触媒活性や安定性等の点か
ら、未だ満足し得るものではなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ディーゼル
エンジン排ガス中に含まれるカーボン微粒子を効果的に
酸化除去する方法及びそれに用いる触媒を提供すること
をその課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、ディーゼルエンジン
排ガスを触媒と接触させて該排ガス中のカーボン微粒子
を酸化除去する方法において、該触媒として、Pt(N
)(OH)水溶液をシリカに含浸、乾燥後、水素
で還元し、空気中で焼成してなるシリカに担持させた白
金を用いることを特徴とする前記方法が提供される。ま
た、本発明によれば、ディーゼルエンジン排ガス中のカ
ーボン微粒子を酸化除去するための触媒であって、Pt
(NH)(OH)水溶液をシリカに含浸、乾燥後、水
素で還元し、空気中で焼成してなるシリカに担持させた
白金からなるものであることを特徴とする前記触媒が提
供される。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の触媒は、白金をシリカに
担持させた触媒であって、該白金はPt(NH)(O
H)から誘導されたものである。この触媒は慣用のi
ncipientwetness法により調製すること
ができる。この方法により本発明の触媒を調製するに
は、Pt(NH)(OH)水溶液を用意し、この水溶
液中に担体シリカを浸漬してその担体シリカ中にその水
溶液を含浸させ、次いで乾燥させ、水素を含む窒素気流
中で約400℃の温度で加熱し、さらに空気中で焼成す
る。
【0006】前記担体シリカは、粉末状又はペレット状
等の各種の形状であることができ、その寸法は特に制約
されず、通常の触媒担体として採用されている寸法であ
ればよい。B、E、T法により測定された担体シリカの
平均粒径は0.1〜1000μm、好ましくは100〜
300μm及び比表面積は1〜400m/g、好まし
くは100〜400m/gである
【0007】本発明の触媒において、触媒金属である白
金は、通常、金属状態で存在し、その含有量は、触媒中
0.05〜20重量%、好ましくは0.1〜5重量%で
ある。
【0008】本発明の触媒を用いてディーゼルエンジン
排ガス中のカーボン微粒子を酸化除去するためには、そ
の排ガスをその触媒と接触させればよい。この場合の接
触温度は、200〜700℃、好ましくは250〜50
0℃であり、接触時間は10〜10hr−1、好ま
しくは10〜4×10hr−1分である。本発明の
触媒は、500℃以下の比較的低温、特に250〜48
0℃程度の温度においても高い活性を有し、エンジン排
ガスを排ガス排出管において処理するのに好適のもので
ある。
【0009】本発明による触媒がディーゼルエンジン排
ガス中のカーボン微粒子の酸化燃焼に対して高い触媒活
性を有する理由は以下のように考えられる。即ち、排ガ
ス中には、Oの他、NO、SO及びHOが共存す
るが、それらの共存成分が触媒を高活性に保持するもの
と考えられる。反応実験によると、N、O及びH
Oからなるガスの場合には、そのカーボン微粒子の酸化
開始温度は542℃であったのに対し、それにNOを加
えると、その酸化開始温度は316℃と約230℃も低
温側にシフトし、この条件にさらにSOを加えると、
酸化開始温度は247℃にまで低下した。これらのこと
から、NOが触媒上で酸化されて生じたNOがカーボ
ン微粒子を酸化し、さらにSO(又はSO)と水が
この反応を促進するものと考えられる。
【0010】
【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。
【0011】実施例1 白金プレカーサを2モル%含有する水溶液2ccに、担
体4gを温度25℃で浸漬し、その水溶液を担体に含浸
させた後、乾燥し、3%Hを含むN中で400℃で
4時間焼成した後、空気中で600℃で1時間焼成し
た。このようにして得られたPt1wt%含有する触媒
0.5g対して、カーボンブラック0.005gを乾式
混合し、この混合物を用いてそのカーボンブラックの酸
化燃焼試験を行った。この試験においては、ディーゼル
エンジン排ガス組成に近似するように、10%O/7
%HO/1000ppmNO/100ppmSO
残部Nからなる混合ガスを、前記混合物を含む反応管
(直径:10mm)中を流通させた。この場合、その混
合ガスの流量は0.5リットル/分(0℃、1atm換
算)とし、反応管は80℃から700℃までの領域を1
0℃/分で昇温させた。そして、カーボンブラックが燃
焼することにより発生するCO及びCO濃度を測定し
た。その結果を表1及び表2に示す。
【0012】
【表1】
【0013】
【表2】
【0014】前記表2に示した実験結果から、担体とし
てSiOを用い、PtプレカーサとしてPt(NH)
(OH)を用いて調製した本発明触媒は、そのカーボ
ンブラックの酸化開始温度(初期温度)が低い上に、最
終温度も低く、カーボンブラックの酸化活性が著しく大
きいことがわかる。また、本発明触媒では、CO選択率
は低く、カーボンブラックの酸化燃焼により生じるガス
の大部分はCOであることがわかる。
【0015】なお、表1に示した各担体の性状、初期温
度、ピーク温度、最終温度及びCO選択率の具体的内容
は以下の通りである。 (1)SiO 平均粒径:150〜350μm 比表面積(B.E.T):374m/g (2)Al 平均粒径:150〜250μm 比表面積(B.E.T):167m/g (3)ZrO 平均粒径:150〜250μm 比表面積(B.E.T):42m/g (4)初期温度(℃) カーボンブラックが燃焼開始後発生するCO濃度が1
00ppmを越 す温度を意味する。 (5)ピーク温度(℃) 発生するCO濃度が最高になる温度を意味する。 (6)最終温度(℃) 燃焼反応が終了し、発生するCO濃度が100ppm
以下になる温度 を意味する。 (7)CO選択率(%) CO/(CO+CO)×100%
【0016】実施例2 実施例1において、触媒として実験No.2による本発
明触媒を用いるとともに、触媒に対して流通接触させる
混合ガスの組成を変化させた以外は同様にして実験を行
った。その結果を表3に示す。
【0017】
【表3】
【0018】なお、表3において示した混合ガス(a)
〜(f)の具体的組成は以下の通りである。 (混合ガスa) 83%N+10%O+ 7%HO+1000ppmNO+100ppmSO (混合ガスb) 83%N+10%O+7%HO+1000ppmNO (混合ガスc) 83%N+10%O+1000ppmNO+100ppmSO (混合ガスd) 83%N+10%O+1000ppmNO (混合ガスe) 83%N+10%O+7%HO+100ppmSO (混合ガスf) 83%N+10%O+7%H
【0019】表3に示した結果から、本発明の触媒は、
混合ガスaの存在下で最も高い活性を示す。即ち、実際
のディーゼルエンジン排ガスのガス組成は、前記混合ガ
スaに近似していることから、本発明触媒は、高い実用
性を有することがわかる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、ディーゼルエンジンか
らの排ガス中に含まれるカーボン微粒子を比較的低い温
度で効率よく酸化燃焼させて除去することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 趙 震 茨城県つくば市小野川16番3 工業技術 院資源環境技術総合研究所内 (56)参考文献 特開 平10−280950(JP,A) 特開 平6−63400(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01D 53/94 B01J 21/00 - 37/36

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディーゼルエンジン排ガスを触媒と接触
    させて該排ガス中のカーボン微粒子を酸化除去する方法
    において、該触媒として、Pt(NH)(OH)水溶
    液をシリカに含浸、乾燥後、水素で還元し、空気中で焼
    成してなるシリカに担持させた白金を用いることを特徴
    とする前記方法。
  2. 【請求項2】 ディーゼルエンジン排ガス中のカーボン
    微粒子を酸化除去するための触媒であって、Pt(NH
    )(OH)水溶液をシリカに含浸、乾燥後、水素で
    還元し、空気中で焼成してなるシリカに担持させた白金
    からなるものであることを特徴とする前記触媒。
JP10058159A 1998-03-10 1998-03-10 ディーゼルエンジン排ガス中のカーボン微粒子の酸化除去方法及びそれに用いる触媒 Expired - Lifetime JP2961249B2 (ja)

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