JP3596107B2 - Heat-resistant exhaust gas purifying catalyst, method for producing the same, and exhaust gas purifying apparatus using the same - Google Patents

Heat-resistant exhaust gas purifying catalyst, method for producing the same, and exhaust gas purifying apparatus using the same Download PDF

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【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関から排出される排ガスを浄化するための耐熱性排ガス浄化用触媒及びその製造方法、及び耐熱性排ガス浄化用触媒を用いた排ガス浄化装置に関するものであり、特にディーゼル機関の排ガス中に含有される一酸化炭素，炭化水素，パティキュレートを酸化燃焼して無害化する貴金属担持触媒において、その酸化燃焼の際の貴金属の触媒効果を低下させるシンタリングを防止し、長寿命化させた耐熱性排ガス浄化用触媒及びその製造方法、及び耐熱性排ガス浄化用触媒を用いた排ガス浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、内燃機関から排出される排ガス中に含まれる微粒子物質は、粒径が微小であり呼吸により容易に人体に取り込まれ、しかも発癌性物質を含んでいることから、排ガスを浄化処理した後排出することが環境保全上望ましいこととされている。ガソリンエンジンについては、排気ガスの厳しい規制により、それに対応して種々の技術が開発されており、中でもＰｔ−Ｒｈ／Ａｌ2Ｏ3に代表されるいわゆる三元触媒系は、有効な排気ガス中の有害物質の除去手段として着目されている。しかし、ディーゼルエンジンについては、その特異な燃焼原理とパティキュレートと呼ばれる有害成分の存在により、排ガス処理の技術開発においてガソリンエンジンに比べて大きく遅れており、確実に浄化できる排ガス浄化触媒及び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ディーゼルエンジン排気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（触媒付きと触媒なし）と、ディーゼルパティキュレート中の可溶性有機成分（ソリュブル オーガニック フラクション（Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｃｔｉｏｎ）；以下ＳＯＦと称す）を酸化分解により浄化できるオープン型ＳＯＦ分解触媒とが知られている。このうちトラップを用いる方法は、３次元構造の耐熱性フィルターによりディーゼルパティキュレートを捕集してその放出を抑制するものであり、特にドライスーツの比率が高い排気ガスに有効である。しかしながら、その構造上捕集されたパティキュレートを酸化燃焼させる再生処理装置が必要となり、再生時に起こる耐熱性フィルターの割れ、アッシュによる閉塞、あるいはシステムが複雑になるといった多くの実用上の課題を残していた。一方、オープン型ＳＯＦ分解触媒については、例えば特開平１−１７１６２６号公報には、ガソリンエンジンと同様に、一酸化炭素や炭化水素と共にディーゼルパティキュレート中のＳＯＦを酸化分解して浄化する白金族金属などを担持した触媒のフィルターによる排ガス浄化方法が開示されている。このようなオープン型ＳＯＦ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ディーゼルエンジン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、今後の一層の技術の向上が期待されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のオープン型ＳＯＦ分解触媒をはじめとする貴金属担持触媒の構成では、高比表面積の担体に貴金属の微粒子を分散、担持させたものであるため、貴金属の微粒子が数十ｎｍ以下であっても、微粒子同士の融合が起こり易く貴金属の触媒効果が十分に発現し難いという問題点を有していた。すなわち、微粒子は、通常の固体に比べ、比表面積がはるかに大きく、表面特性を無視できないため内部のバルクとは性質が異なり、融点が低く表面エネルギーも大きい。したがって、触媒活性成分として担体上に担持された貴金属微粒子は高温になると拡散し、容易に微粒子同士が衝突、融合して粒子が大きくなり、露出貴金属表面の減少、活性点の減少及び表面構造の変化などが生じ、触媒性能を低下させる、シンタリング（半融）と呼ばれる現象を生じるという問題点を有していた。このような問題点の改善を目的とした触媒として、特開昭５９−５２５２９号公報には、γ−アルミナとセリウム，ランタン，ストロンチウム，錫，ジルコニウム，マグネシウムとセラミックウィスカーとの混合物を耐熱性担体にコーティングして担体とし、貴金属の凝集を抑制した触媒が開示されている。また、特開昭５９−１６９５３６号公報には、γ−アルミナとランタン，セリウム，ストロンチウムを混合して耐熱性担体にコーティングし、更にニッケル，クロム，コバルト等の卑金属粒子を接触させ、その表面に白金又はパラジウムを被着させた触媒が開示されている。しかしながら、これらの触媒はそれぞれある程度のシンタリング抑制効果は認められるものの、耐熱性の面で未だ十分ではないという問題点を有していた。
【０００４】
また、パティキュレートの浄化にトラップを用いた方法においては、再生装置として電気ヒーターを用いた場合には使用する電力量が大きいことや再生システムが大型であること、バーナーを用いた場合にはバーナーの安定性や安全性に対する対策等、マイクロ波を用いた場合にはマイクロ波の漏洩対策や高電圧使用による安全対策等の多くの問題点を有していた。
【０００５】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、内燃機関、特にディーゼル機関の排ガス等に含まれる一酸化炭素，炭化水素，パティキュレートを酸化燃焼して浄化させると共に、燃焼の際の担持した貴金属のシンタリングを防止して耐熱性を向上させることのできる耐熱性排ガス浄化用触媒の提供、及び触媒活性が高くシンタリング防止効果に優れた耐熱性排ガス浄化用触媒の製造方法の提供、並びに、電力量の低減、システムの小型化、安全性等を改善することができる耐熱性排ガス浄化用触媒を用いた排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の耐熱性排ガス浄化触媒は、以下の構成からなる。すなわち、請求項１に記載の耐熱性排ガス浄化用触媒は、内燃機関の排ガス等に含まれる一酸化炭素，炭化水素，パティキュレートを酸化燃焼するための耐熱性排ガス浄化用触媒であって、耐熱性無機質ハニカム担体あるいは金属製ハニカム担体若しくは前記各担体に無機質をコートした担体と、前記担体を触媒活性成分である１種以上の貴金属及びシリカの混合水溶液中に浸漬することにより前記担体上に混合担持された触媒活性成分である１種以上の前記貴金属及び１種以上の前記シリカと、を備えた構成を有している。
【０００７】
請求項２に記載の耐熱性排ガス浄化用触媒は、請求項１において、前記担体に対する前記貴金属の担持量が０．１〜１０．０ｗｔ％であり、前記担体に対する前記シリカの担持量が０．１〜２０．０ｗｔ％である構成を有している。
【０００８】
請求項３に記載の耐熱性排ガス浄化用触媒は、請求項１又は２において、前記担体上に
、クロムを担持している構成を有している。
【０００９】
請求項４に記載の耐熱性排ガス浄化用触媒は、請求項３において、前記担体に対する前記クロムの担持量が０．１〜２０．０ｗｔ％である構成を有している。
【００１０】
請求項５に記載の耐熱性排ガス浄化用触媒の製造方法は、内燃機関の排ガス等に含まれる一酸化炭素，炭化水素，パティキュレートを酸化燃焼するための耐熱性排ガス浄化用触媒の製造方法であって、耐熱性無機質ハニカム担体あるいは金属製ハニカム担体若しくは前記各担体に無機質をコートした担体上に、前記担体を触媒活性成分である１種以上の貴金属及びシリカの混合水溶液中に浸漬することにより触媒活性成分である１種以上の前記貴金属と前記シリカとの混合物を担持させる担持工程を備えている構成を有している。
【００１１】
請求項６に記載の耐熱性排ガス浄化用触媒の製造方法は、請求項５において、前記担持工程の前記混合物が、クロムを含有する構成を有している。
【００１２】
請求項７に記載の耐熱性排ガス処理用触媒の製造方法は、請求項５または６において、前記担体を前記貴金属と前記シリカの混合物を有する溶液中に含浸させる含浸工程と、前記含浸工程で含浸させた前記担体を５００℃〜１０００℃の温度で焼成する焼成工程と、を備えた構成を有している。
【００１３】
請求項８に記載の排ガス浄化装置は、請求項１乃至４の内いずれか１に記載の耐熱性排ガス浄化用触媒と、前記耐熱性排ガス浄化用触媒に配設された加熱部と、を備えた構成を有している。
【００１４】
請求項９に記載の排ガス浄化装置は、請求項８において、前記耐熱性排ガス浄化用触媒と、前記耐熱性排ガス浄化用触媒を収納するケースと、前記ケースに形成された排ガス流入口と、前記ケースに形成された浄化ガス流出口と、前記ース内の前記加熱部と、を備えた構成を有している。
【００１５】
請求項１０に記載の排ガス浄化装置は、請求項１乃至４の内いずれか１に記載の耐熱性排ガス浄化用触媒と、加熱流体を吹き付けて前記耐熱性排ガス浄化用触媒を加熱するために前記耐熱性排ガス浄化用触媒に配設された送風部と、前記流体を加熱する加熱部と、を備えた構成を有している。
【００１６】
請求項１１に記載の排ガス浄化装置は、請求項１０において、前記耐熱性排ガス浄化用触媒と、前記耐熱性排ガス浄化用触媒を収納するケースと、前記ケースに形成された浄化ガス流出口と、前記ケース内の前記送風部と、前記ケース内の前記加熱部と、を備えた構成を有している。
【００１７】
ここで、貴金属としては、ルテニウム（Ｒｕ），ロジウム（Ｒｈ），パラジウム（Ｐｄ），オスミウム（Ｏｓ），イリジウム（Ｉｒ），白金（Ｐｔ）が挙げられる。
【００１８】
耐熱性無機質ハニカム担体あるいは金属製ハニカム担体若しくは前記各担体にγ−アルミナ等の高比表面積の無機質をコートした担体の形状としては、金属多孔体，金属発泡体，片端閉じ型のセラミックハニカム，セラミック多孔体，セラミックフォーム等の３次元構造体等が挙げられる。高比表面積の無機質のコート法としては、ウォッシュコート法等が用いられる。
【００１９】
ハニカム担体としては、金属多孔体、金属発泡体，片端閉じ型のセラミックハニカム，セラミック多孔体やセラミックフォーム等が挙げられる。耐熱性無機質ハニカム担体あるいは金属製ハニカム担体の材料としては、コージェライト，ムライト，アルミナ，シリカ，チタニア，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−ジルコニア，チタニア−ジルコニア等のセラミック，ＳＵＳ−３０１Ｓ，インコネル等が挙げられるがこれらに限定される必要はない。
【００２０】
高比表面積の無機質の材料としては、マグネシア，γ−アルミナ，チタニア，シリカゲル，シリカ−アルミナ，ジルコニア，ゼオライト等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２１】
加熱部としては、電気ヒーター，バーナー，マイクロ波等が挙げられる。また、可燃性ガスをケース内に導入させることにより加熱を行う等、他の加熱手段を用いてもよい。
【００２２】
担体に無機質をコートする方法としては、ゾル−ゲル法や，スラリー法等のウォッシュコート等が挙げられる。ゾル−ゲル法とは、無機質コート層を構成する金属の有機塩（アルコキシド等）を含む溶液に酸（塩酸，酢酸等）を加えて溶液のｐＨを調整した後、この溶液に担体を含浸して無機質コートを構成する金属の有機塩を含む溶液をコーティングし、次いで担体にコーティングされた溶液と水蒸気とを接触させ加水分解反応によりゾル化させ、更にゲル化を行った後に焼成するものである。スラリー法とは、無機質コート層の原料粉体を予め分散剤（ポリカルボン酸塩等）を溶解した水溶液に投入し、この水溶液中の原料粉体をボールミル等にて解粒・混合を行ってスラリーを調製した後、このスラリーをコーティングした後に焼成するものである。
【００２３】
耐熱性無機質ハニカム担体あるいは金属製ハニカム担体若しくは前記担体に無機質コートした担体上へ排ガス浄化用触媒を担持させる方法としては、１種以上の貴金属、及び／又は、シリカ、及び／又は、クロムを有する化合物を水溶液、あるいは有機溶媒（アルコール等）等に懸濁させ、これら水溶液や有機溶媒中に上記担体を含浸して担持させるか、又は、水溶液あるいは有機溶媒に可溶性の塩を用いて調製した前述貴金属やシリカ，クロムを有する溶液に前記担体を含浸して担持させたのち、５００℃〜１０００℃、好ましくは６００℃〜８００℃で焼成する方法が挙げられる。６００℃よりも温度が低くなるにつれカウターアニオンが残留し触媒の活性を低下させる傾向があり、特に５００℃未満ではその傾向が著しく、また、温度が８００℃を超えるにつれ耐熱性無材質担体や金属製ハニカム担体が劣化（例えば、シンタリングや溶融）現象が生じ易くなり１０００℃を超えるとその傾向が顕著になるのでいずれも好ましくない。
【００２４】
前述した化合物としては、酢酸塩，ギ酸塩等のカルボン酸塩や錯化合物等の有機化合物，あるいは酸化物，硝酸塩，炭酸塩，リン酸塩，硫酸塩，金属酸塩，ハロゲン化物，水酸化物等の無機化合物等の中から適宜選択されるが、特に水やエチルアルコール等への溶解度が高いものが望ましい。
【００２５】
また、貴金属の担持量は、耐熱性無機質ハニカム担体あるいは金属製ハニカム担体若しくは前記担体にγ−アルミナ等の高比表面積の無機質をコートした担体に対して０．１〜１０．０ｗｔ％、好ましくは３．０〜５．０ｗｔ％が用いられる。１種以上の４Ｂ族元素の担持量は、耐熱性無機質ハニカム担体あるいは金属製ハニカム担体若しくは前記担体にγ−アルミナ等の高比表面積の無機質をコートした担体に対して０．１〜２０．０ｗｔ％、好ましくは１．０〜５．０ｗｔ％が用いられる。クロムの担持量は、耐熱性無機質ハニカム担体あるいは金属製ハニカム担体若しくは前記担体にγ−アルミナ等の高比表面積の無機質をコートした担体に対して０．１〜２０．０ｗｔ％、好ましくは１．０〜５．０ｗｔ％用いられる。貴金属の担持量が３ｗｔ％より少なくなるにつれ、貴金属の絶対量が少なくなるために活性が低くなり、触媒効果が得られにくくなり、０．１ｗｔ％未満ではその傾向が著しいためであり、また、担持量が５ｗｔ％を超えるにつれ、貴金属の粒径が大きくなり活性が低下する傾向が認められ１０ｗｔ％を超えるとその傾向が著しくなる傾向があるのでいずれも好ましくない。
【００２６】
また、シリカ及びクロムの担持量が１ｗｔ％よりも少なくなるにつれ、貴金属に対する量が少ないために耐熱性に欠ける傾向があり、０．１ｗｔ％未満では特にその傾向が著しく、また担持量が５ｗｔ％を超えるにつれシリカや、クロムが貴金属を覆い、活性点が減少し活性低下の傾向が現れだし、２０ｗｔ％を超えると著しくなる傾向がるので、いずれも好ましくない。
【００２７】
【作用】
この構成によって、耐熱性排ガス浄化用触媒が、触媒活性成分である１種以上の貴金属と、シリカ、及び／又は、クロムを有していることにより、貴金属の近傍にシリカ又はクロムが共存し、貴金属の周りにあるシリカ又はクロムの一部が貴金属の表面と一種の固溶体を形成し、貴金属を強固に捕捉することができ、熱による拡散を抑制し、シンタリング現象の生じるのを抑制することができる。その結果、一般的な耐熱性触媒に比べて耐熱性を著しく高くすることができる。
【００２８】
また、耐熱性排ガス用浄化触媒を用いた排ガス浄化装置が、排気系の後方に耐熱性排ガス浄化用触媒を備え、電気ヒーター，バーナー，マイクロ波等により直接耐熱性排ガス浄化用触媒を加熱、あるいは電気ヒーター，バーナー，マイクロ波等によって加熱した空気を送風して耐熱性排ガス浄化用触媒を加熱し、再生処理を行うことにより、耐熱性排ガス浄化用触媒を再生燃焼させる際の燃焼温度を低減することができる。この燃焼温度低減効果により、システム的には電気ヒーターを用いた場合には使用する電力量の低減や再生システムの小型化等、バーナーを用いた場合にはバーナーの安定性や安全性の改善等、マイクロ波を用いた場合にはマイクロ波の漏洩対策、高電圧使用による安全性の改善を図ることができる。
【００２９】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
（実施例１）
図１は本発明の第１実施例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図である。この触媒はムライト質ハニカム担体基材１と、ムライト質ハニカム担体基材１の表面に形成されたγ−アルミナからなる触媒担体層２と、触媒担体層２に担持されたパラジウム３及びシリカ４とから構成されている。触媒担体層２は、ムライト質ハニカム担体基材１あたり１０．０ｗｔ％コートしてあり、パラジウム３及びシリカ４はそれぞれムライト質ハニカム担体基材１あたり５．０ｗｔ％及び５．０ｗｔ％担持されている。
【００３１】
以上のように構成された本実施例の耐熱性排ガス浄化用触媒について、以下その製造方法を説明する。見かけ上の容積が約５ｃｃのムライト質ハニカム担体基材１を準備し、γ−アルミナ粉末，硝酸アルミニウム，アルミナゾル及び蒸留水からなるスラリー中にムライト質ハニカム担体基材１を浸漬し、引き上げて余分なスラリーを吹き払った後に、１２０℃で２時間乾燥し、６００℃で２時間焼成して、ムライト質ハニカム担体基材１の表面上にγ−アルミナ層からなる触媒担体層２を形成した。次に、所定濃度の硝酸パラジウム水溶液，所定濃度のケイ酸エチールを所定の割合で混合し、この混合水溶液に触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を浸漬後、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で１時間乾燥するという操作を数回繰り返すことにより所定量の硝酸パラジウム，ケイ酸エチールを担持後、５５０℃の温度で５時間焼成して、パラジウム３及びシリカ４を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素や不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらで焼成してもかまわない。
【００３２】
（参考例１）
図２は本発明の第１参考例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図である。この触媒は、ムライト質ハニカム担体基材１と、ムライト質ハニカム担体基材１の表面に形成されたγ−アルミナからなる触媒担体層２と、触媒担体層２上に担持されたシリカ４と、シリカ４の上に担持したパラジウム３と、から構成されており、担持量は第１実施例と同様である。
【００３３】
以上のように構成された本参考例の耐熱性排ガス浄化用触媒について、以下その製造方法を説明する。見かけ上の容積が約５ｃｃのムライト質ハニカム担体基材１を準備し、γ−アルミナ粉末，硝酸アルミニウム，アルミナゾル及び蒸留水からなるスラリー中にムライト質ハニカム担体基材１を浸漬し、引き上げて余分なスラリーを吹き払った後に、１２０℃で２時間乾燥し、６００℃で２時間焼成して、ムライト質ハニカム担体基材１の表面上にγ−アルミナ層からなる触媒担体層２を形成した。次に、触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を所定濃度のケイ酸エチールに浸漬し、余分な溶液を吹き払った後に、１２０℃で２時間乾燥後、酸化雰囲気中３００℃で１２時間焼成し、触媒担体層２の上にシリカ４を担持した。更に、触媒担体層２およびシリカ４を担持したムライト質ハニカム担体基材１を所定濃度の硝酸パラジウム水溶液に浸漬し、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で２時間乾燥するという操作を数回繰り返すことにより所定量の硝酸パラジウムを担持後、５５０℃の温度で５時間焼成して、シリカ４の上にパラジウム３を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素や不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらで焼成してもかまわない。
【００３４】
（参考例２）
図３は本発明の第２参考例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図である。この触媒は、ムライト質ハニカム担体基材１と、ムライト質ハニカム担体基材１の表面に形成されたγ−アルミナからなる触媒担体層２と、触媒担体層２の上に担持したパラジウム３と、パラジウム３の上に担持されたシリカ４と、から構成されており、担持量は第１実施例と同様である。
【００３５】
以上のように構成された本参考例の耐熱性排ガス浄化用触媒について、以下その製造方法を説明する。見かけ上の容積が約５ｃｃのムライト質ハニカム担体基材１を準備し、γ−アルミナ粉末，硝酸アルミニウム，アルミナゾル及び蒸留水からなるスラリー中にムライト質ハニカム担体基材１を浸漬し、引き上げて余分なスラリーを吹き払った後に１２０℃で２時間乾燥し、６００℃で２時間焼成して、ムライト質ハニカム担体基材１の表面上にγ−アルミナ層からなる触媒担体層２を形成した。次に、触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を、所定濃度の硝酸パラジウム水溶液に浸漬し、余分な水分を吹き払った後に、１２０℃で２時間乾燥するという操作を数回繰り返すことにより所定量の硝酸パラジウム３を担持後、５５０℃の温度で５時間焼成して触媒担体層２の上にパラジウム３を担持した。更に、触媒担体層２およびパラジウム３を担持したムライト質ハニカム担体基材１を所定濃度のケイ酸エチールのゾル溶液に浸漬し、余分なゾルを吹き払った後に、１２０℃で２時間乾燥するという操作を数回繰り返すことにより所定量のケイ酸エチールを担持後、３００℃で１２時間焼成して、パラジウム３の上にシリカ４を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素や不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらでもかまわない。
【００３６】
（実施例２）
図４は本発明の第２実施例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図である。この触媒は、ムライト質ハニカム担体基材１と、ムライト質ハニカム担体基材１の表面に形成されたγ−アルミナからなる触媒担体層２と、触媒担体層２に担持されたパラジウム３、シリカ４およびクロム５と、から構成されている。触媒担体層２は、ムライト質ハニカム担体基材１あたり１０．０ｗｔ％コートしてあり、パラジウム３，シリカ４及びクロム５はそれぞれムライト質ハニカム担体基材１あたり５．０ｗｔ％、２．５ｗｔ％及び２．５ｗｔ％担持されている。
【００３７】
以上のように構成された本実施例の耐熱性排ガス浄化用触媒について、以下その製造方法を説明する。見かけ上の容積が約５ｃｃのムライト質ハニカム担体基材１を準備し、γ−アルミナ粉末，硝酸アルミニウム，アルミナゾル及び蒸留水からなるスラリー中にムライト質ハニカム担体基材１を浸漬し、引き上げて余分なスラリーを吹き払った後に、１２０℃で２時間乾燥し、６００℃で２時間焼成して、ムライト質ハニカム担体基材１の表面上にγ−アルミナ層からなる触媒担体層２を形成した。次に、所定濃度の硝酸パラジウム水溶液、所定濃度のケイ酸エチール及び所定濃度の硝酸クロム水溶液を所定の割合で混合し、この混合水溶液に触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を浸漬後、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で２時間乾燥するという操作を数回繰り返すことにより所定量の硝酸パラジウム，ケイ酸エチール及び硝酸クロムを担持後、５５０℃の温度で５時間焼成して触媒担体層２の上にパラジウム３，シリカ４及びクロム５を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素や不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらでもかまわない。
【００３８】
（参考例３）
図５は本発明の第３参考例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図である。この触媒は、ムライト質ハニカム担体基材１と、ムライト質ハニカム担体基材１の表面に形成されたγ−アルミナからなる触媒担体層２と、触媒担体層２の上に担持されたシリカ４及びクロム５と、更にシリカ４およびクロム５の上に担持したパラジウム３と、から構成されており、担持量は第２実施例と同様である。
【００３９】
以上のように構成された本参考例の耐熱性排ガス浄化用触媒について、以下その製造方法を説明する。見かけ上の容積が約５ｃｃのムライト質ハニカム担体基材１を準備し、γ−アルミナ粉末，硝酸アルミニウム，アルミナゾル及び蒸留水からなるスラリー中にムライト質ハニカム担体基材１を浸漬し、引き上げて余分なスラリーを吹き払った後に、１２０℃で２時間乾燥し、６００℃で２時間焼成して、ムライト質ハニカム担体基材１の表面上にγ−アルミナ層からなる触媒担体層２を形成した。次に、所定濃度のケイ酸エチール及び所定濃度の硝酸クロム水溶液を所定の割合で混合し、この混合水溶液に触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を浸漬後、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で２時間乾燥するという操作を数回繰り返すことにより所定量のケイ酸エチール及び硝酸クロムを担持後、６００℃の温度で５時間焼成して、触媒担体層２の上にシリカ４及びクロム５を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素等の不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらで焼成してもかまわない。そして、更にシリカ４，クロム５及び触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を、所定濃度の硝酸パラジウム水溶液に浸漬後、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で２時間乾燥するという操作を繰り返すことにより所定量の硝酸パラジウムを担持後、５５０℃の温度で５時間焼成して、シリカ４及びクロム５の上にパラジウム３を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素や不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらで焼成してもかまわない。
【００４０】
（参考例４）
図６は本発明の第４参考例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図である。この触媒は、ムライト質ハニカム担体基材１と、ムライト質ハニカム担体基材１の表面に形成されたγ−アルミナからなる触媒担体層２と、触媒担体層２の上に担持されたパラジウム３及びシリカ４と、更にパラジウム３及びシリカ４の上に担持したクロム５と、から構成されており、担持量は、第２実施例と同様である。
【００４１】
以上のように構成された本実施例の耐熱性排ガス浄化用触媒について、以下その製造方法を説明する。見かけ上の容積が約５ｃｃのムライト質ハニカム担体基材１を準備し、γ−アルミナ粉末，硝酸アルミニウム，アルミナゾル及び蒸留水からなるスラリー中にムライト質ハニカム担体基材１を浸漬し、引き上げて余分なスラリーを吹き払った後に、１２０℃で２時間乾燥し、６００℃で２時間焼成して、ムライト質ハニカム担体基材１の表面上にγ−アルミナ層からなる触媒担体層２を形成した。次に、所定濃度の硝酸パラジウム水溶液及び所定濃度のケイ酸エチールを混合し、この混合水溶液に触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を浸漬後、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で２時間乾燥するという操作を繰り返すことにより所定量の硝酸パラジウム及びケイ酸エチールを担持後、５５０℃の温度で５時間焼成して、触媒担体層２の上にパラジウム３及びシリカ４を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素等の不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらで焼成してもかまわない。そして更にパラジウム３，シリカ４及び触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を、所定濃度の硝酸クロム水溶液に浸漬後、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で２時間乾燥するという操作を数回繰り返すことにより所定量の硝酸クロムを担持後、６００℃の温度で５時間焼成して、パラジウム３及びシリカ４の上にクロム５を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素や不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらで焼成してもかまわない。
【００４２】
（参考例５）
図７は本発明の第５参考例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図である。この触媒は、ムライト質ハニカム担体基材１と、ムライト質ハニカム担体基材１の表面に形成されたγ−アルミナからなる触媒担体層２と、触媒担体層２の上に担持されたパラジウム３及びクロム５と、更にそのパラジウム３及びクロム５の上に担持されたシリカ４と、から構成されており、担持量は、第２実施例と同様である。
【００４３】
以上のように構成された本参考例の耐熱性排ガス浄化用触媒において、以下その製造方法を説明する。見かけ上の容積が約５ｃｃのムライト質ハニカム担体基材１を準備し、γ−アルミナ粉末，硝酸アルミニウム，アルミナゾル及び蒸留水からなるスラリー中にムライト質ハニカム担体基材１を浸漬し、引き上げて余分なスラリーを吹き払った後に、１２０℃で２時間乾燥し、６００℃で２時間焼成して、ムライト質ハニカム担体基材１の表面上にγ−アルミナ層からなる触媒担体層２を形成した。次に、所定濃度の硝酸パラジウム水溶液及び所定濃度の硝酸クロム水溶液を所定の割合で混合し、この混合水溶液に触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を浸漬後、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で２時間乾燥するという操作を繰り返すことにより所定量の硝酸パラジウム及び硝酸クロムを担持後、５５０℃の温度で５時間焼成して、触媒担体層２の上にパラジウム３及びクロム５を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素や不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらで焼成してもかまわない。そして更に所定濃度のケイ酸エチールにパラジウム３，クロム５及び触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を浸漬後、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で２時間乾燥するという操作を繰り返すことにより所定量のケイ酸エチールを担持後、６００℃の温度で５時間焼成して、パラジウム３及びクロム５の上にシリカ４を担持した。この焼成の際の雰囲１は、空気中等の酸化雰囲気、窒素や不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらで焼成してもかまわない。
【００４４】
（参考例６）
図８は本発明の第６参考例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図である。この触媒は、ムライト質ハニカム担体基材１と、ムライト質ハニカム担体基材１の表面に形成されたγ−アルミナからなる触媒担体層２と、触媒担体層２の上に担持されたシリカ４と、更にそのシリカ４の上に担持したパラジウム３及びクロム５と、から構成されており、担持量は、第２実施例と同様である。
【００４５】
以上のように構成された本参考例の耐熱性排ガス浄化用触媒について、以下その製造方法を説明する。見かけ上の容積が約５ｃｃのムライト質ハニカム担体基材１を準備し、γ−アルミナ粉末，硝酸アルミニウム，アルミナゾル及び蒸留水からなるスラリー中にムライト質ハニカム担体基材１を浸漬し、引き上げて余分なスラリーを吹き払った後に、１２０℃で２時間乾燥し、６００℃で２時間焼成して、ムライト質ハニカム担体基材１の表面上にγ−アルミナ層からなる触媒担体層２を形成した。次に、所定濃度のケイ酸エチールに触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を浸漬後、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で２時間乾燥するという操作を繰り返すことにより所定量のケイ酸エチールを担持後、６００℃の温度で５時間焼成して、触媒担体層２の上にシリカ４を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素や不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらで焼成してもかまわない。そして更に所定濃度の硝酸パラジウム水溶液及び硝酸クロム水溶液を所定の割合で混合し、この混合水溶液にシリカ４及び触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を浸漬後、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で２時間乾燥するという操作を繰り返すことにより所定量の硝酸パラジウム及び硝酸クロムを担持後、５５０℃の温度で５時間焼成してシリカ４の上にパラジウム３及びクロム５を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素や不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらで焼成してもかまわない。
【００４６】
（参考例７）
図９は本発明の第７参考例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図である。この触媒は、ムライト質ハニカム担体基材１と、ムライト質ハニカム担体基材１の表面に形成されたγ−アルミナからなる触媒担体層２と、触媒担体層２の上に担持されたシリカ４と、そのシリカ４の上に担持されたパラジウム３と、更にパラジウム３の上に担持されたクロム５と、から構成されており、担持量は、第２実施例と同様である。
【００４７】
以上のように構成された本参考例の耐熱性排ガス浄化用触媒について、以下その製造方法を説明する。見かけ上の容積が約５ｃｃのムライト質ハニカム担体基材１を準備し、γ−アルミナ粉末，硝酸アルミニウム，アルミナゾル及び蒸留水からなるスラリー中にムライト質ハニカム担体基材１を浸漬し、引き上げて余分なスラリーを吹き払った後に、１２０℃で２時間乾燥し、６００℃で２時間焼成して、ムライト質ハニカム担体基材１の表面上にγ−アルミナ層からなる触媒担体層２を形成した。次に、所定濃度のケイ酸エチールに触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を浸漬後、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で２時間乾燥するという操作を数回繰り返すことにより所定量のケイ酸エチールを担持後、６００℃の温度で５時間焼成して触媒担体層２の上にシリカ４を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素や不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらで焼成してもかまわない。そして更に、シリカ４及び触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を、所定濃度の硝酸パラジウム水溶液に浸漬後、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で１時間乾燥するという操作を数回繰り返すことにより所定量の硝酸パラジウムを担持後、５５０℃の温度で５時間焼成して、シリカ４の上にパラジウム３を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素や不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらで焼成してもかまわない。そして更に、パラジウム３，シリカ４及び触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を、所定濃度の硝酸クロム水溶液に浸漬後、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で１時間乾燥するという操作を数回繰り返すことにより所定量の硝酸クロムを担持後、５５０℃の温度で５時間焼成して、パラジウム３の上にクロム５を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素や不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらで焼成してもかまわない。
【００４８】
（参考例８）
図１０は本発明の第８参考例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図である。この触媒は、ムライト質ハニカム担体基材１と、ムライト質ハニカム担体基材１の表面に形成されたγ−アルミナからなる触媒担体層２と、触媒担体層２の上に担持されたクロム５と、そのクロム５と、そのクロム５の上に担持されたパラジウム３及びシリカ４と、から構成されており、担持量は、第２実施例と同様である。
【００４９】
以上のように構成された本実施例の耐熱性排ガス効果用触媒について、以下その製造方法を説明する。見かけ上の容積が約５ｃｃのムライト質ハニカム担体基材１を準備し、γ−アルミナ粉末，硝酸アルミニウム，アルミナゾル及び蒸留水からなるスラリー中にムライト質ハニカム担体基材１を浸漬し、引き上げて余分なスラリーを吹き払った後に、１２０℃で２時間乾燥し、６００℃で２時間焼成して、ムライト質ハニカム担体基材１の表面上にγ−アルミナ層からなる触媒担体層２を形成した。次に、所定濃度の硝酸クロム水溶液に触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を浸漬後、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で２時間乾燥するという操作を繰り返すことにより、所定量の硝酸クロムを担持後、６００℃の温度で５時間焼成して触媒担体層２の上にクロム５を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素や不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらで焼成してもかまわない。そして更に、クロム５及び触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を、所定濃度の硝酸パラジウム水溶液及び所定濃度のケイ酸エチールを混合した混合水溶液に浸漬、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で２時間乾燥するという操作を数回繰り返すことにより所定量の硝酸パラジウム及びケイ酸エチールを担持後、５５０℃の温度で５時間焼成して、クロム５の上にパラジウム３及びシリカ４を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素や不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらで焼成してもかまわない。
【００５０】
（参考例９）
図１１は本発明の第９参考例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図である。この触媒は、ムライト質ハニカム担体基材１と、ムライト質ハニカム担体基材１の表塩に形成されたγ−アルミナからなる触媒担体層２と、触媒担体層２の上に担持されたクロム５と、そのクロム５の上に担持されたパラジウム３と、そのパラジウム３の上に担持されたシリカ４と、から構成されており、担持量は、第２実施例と同様である。
【００５１】
以上のように構成された本実施例の耐熱性排ガス浄化用触媒について、以下その製造方法を説明する。見かけ上の容積が約５ｃｃのムライト質ハニカム担体基材１を準備し、γ−アルミナ粉末，硝酸アルミニウム，アルミナゾル及び蒸留水からなるスラリー中にムライト質ハニカム担体基材１を浸漬し、引き上げて余分なスラリーを吹き払った後に、１２０℃で２時間乾燥し、６００℃で２時間焼成して、ムライト質ハニカム担体基材１の表面上にγ−アルミナ層からなる触媒担体層２を形成した。次に、所定濃度の硝酸クロム水溶液に触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を浸漬後、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で２時間乾燥するという操作を数回繰り返すことにより、所定量の硝酸クロムを担持後、６００℃の温度で５時間焼成して触媒担体層２の上にクロム５を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素や不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらで焼成してもかまわない。次に、クロム５及び触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を、所定濃度の硝酸パラジウム水溶液に浸漬、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で１時間乾燥するという操作を数回繰り返すことにより所定量の硝酸パラジウムを担持後、５５０℃の温度で５時間焼成して、クロム５の上にパラジウム３を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素や不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらで焼成してもかまわない。そして更に、パラジウム３，クロム５及び触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を、所定濃度のケイ酸エチールに浸漬後、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で１時間乾燥するという操作を数回繰り返すことにより、所定量のケイ酸エチールを担持後、酸化雰囲気、５５０℃の温度で５時間焼成してパラジウム３の上にシリカ４を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素や不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらで焼成してもかまわない。
【００５２】
（比較例）
図１２は従来の第１比較例における排ガス浄化用触媒の要部断面模式図である。この触媒は、ムライト質ハニカム担体基材１と、ムライト質ハニカム担体基材１の表面に形成されたγ−アルミナからなる触媒担体層２と、触媒担体層２の上に担持されたパラジウム３と、から構成されている。触媒担体層２は、ムライト質ハニカム担体基材１あたり１０．０ｗｔ％コートしてあり、パラジウム３はムライト質ハニカム担体基材１あたり５ｗｔ％担持してある。
【００５３】
以上のように構成された比較例における排ガス浄化用触媒について、以下その製造方法を説明する。見かけ上の容積が約５ｃｃのムライト質ハニカム担体基材１を準備し、γ−アルミナ粉末，硝酸アルミニウム，アルミナゾル及び蒸留水からなるスラリー中にムライト質ハニカム担体基材１を浸漬し、引き上げて余分なスラリーを吹き払った後に、１２０℃で２時間乾燥し、６００℃で２時間焼成してムライト質ハニカム担体基材１の表面上にγ−アルミナ層からなる触媒担体層２を形成した。次に、所定濃度の硝酸パラジウム水溶液に触媒担体層２を担持したムライト質ハニカム担体基材１を浸漬後、余分な水分を吹き払った後に１２０℃で乾燥するという操作を数回繰り返すことにより所定量の硝酸パラジウムを担持後、５５０℃の温度で５時間焼成して、触媒担体層２の上にパラジウム３を担持した。この焼成の際の雰囲気は、空気中等の酸化雰囲気、窒素や不活性ガスで４％濃度に希釈した水素ガス等の還元雰囲気のどちらで焼成してもかまわない。
【００５４】
（実験例）
第１、第２実施例の耐熱性排ガス浄化用触媒について、触媒の活性を以下の方法で評価した。触媒を担持した担体基材を排気量２２００ｃｃのディーゼルエンジンの排気系に設置し、回転数２０００ｒｐｍ，トルク４ｋｇｍの条件下で、ディーゼルパティキュレートを所定量捕集した。その後、固定床流通装置を使って、酸素分圧；１２％，空間速度；３００００ｈ-1，昇温速度；１００℃／ｍｉｎの条件下で電気炉で昇温しながらディーゼルパティキュレート中のＳＯＦの着火温度を測定した。次いで、触媒を担持した担体基材を、６００℃の温度で５０時間熱処理を行った後に前記の触媒の活性評価を実施して、熱処理前後での触媒の活性の差と、第１比較例の触媒を用いた場合での同様な試験を実施した時の活性の差を比較して、第１比較例の結果よりも活性の差が少ない場合を耐熱性があると判断した。
【００５５】
第１及び第２実施例に示した本発明の触媒では、比較例の触媒に比べて熱処理前後での触媒の活性の差が小さく、耐熱性が向上していることがわかった。本発明の実施例での熱処理後の着火温度が２３０℃〜２８０℃と比較例の２９０℃に比べて低い温度になっていた。
【００５６】
以上のように第１及び第２実施例によれば、耐熱性無機質ハニカム担体上あるいは金属製ハニカム担体あるいはγ−アルミナ等の高比表面積の無機質をコートした担体上に、触媒活性成分である貴金属を担持する際に、１種以上の貴金属と共に、シリカを担持、あるいは耐熱性無機質ハニカム担体上あるいは金属製ハニカム担体あるいはγ−アルミナ等の高比表面積の無機質をコートした担体上に、触媒活性成分である１種以上の貴金属と、シリカとクロムを貴金属の近傍にあるように担持したことにより、触媒活性成分である貴金属のシンタリングを抑制し、排ガス処理用触媒の耐熱性を向上させることができることがわかった。
【００５７】
（実施例３）
図１３は本発明の第３実施例における排ガス浄化装置の断面模式図である。図１３において、７はムライト質ハニカム担体基材に第１、第２実施例、第１〜第９参考例に示した手順で触媒成分を担持した耐熱性排ガス浄化用触媒である。８は耐熱性排ガス浄化用触媒７の周りに巻回され、耐熱性排ガス浄化用触媒７を加熱するヒーターである。本実施例では、ヒーター８を耐熱性排ガス浄化用触媒７の周りに設けたが、耐熱性排ガス浄化用触媒７の近傍であればどのように配置しても構わない。更に本実施例では、ヒーター８を用いたが、バーナーを用いたり、また、可燃性ガスを導入することによって耐熱性排ガス浄化用触媒７を加熱する等の他の加熱手段を用いても構わない。９は耐熱性排ガス浄化用触媒７及びヒーター８を収納するケースであり、ケース９にはディーゼルエンジンから排出される排ガスが流入する流入口１０と、ケース９の内で浄化された排ガスが流出する流出口１１が設けられている。
【００５８】
以上のように構成された本実施例のディーゼル排ガス浄化装置について、以下その動作を説明する。まず、流入口１０から排ガスをケース９の内に流入し、ヒーター８により耐熱性排ガス浄化用触媒７を加熱し、耐熱性排ガス浄化用触媒７の温度を２００℃に保持した。この動作を行った後、耐熱性排ガス浄化用触媒７を観察したところ、ディーゼルパティキュレートは残存しておらず、更に流出口１１から排出される排ガスの中にもディーゼルパティキュレートは認められなかった。
【００５９】
以上のように本実施例のディーゼル排ガス浄化装置によれば、排ガス温度が触媒活性温度に達しない場合、ヒーター８等の加熱手段によって耐熱性排ガス浄化用触媒７を加熱して活性温度まで昇温させることによって、例えば、アイドリング時のような排ガスの温度が低い場合でも、十分にディーゼル排ガス中のパティキュレートを吸着、酸化燃焼させることができることがわかった。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように本発明は、耐熱性排ガス浄化用触媒において、担体上に担持した貴金属粒子の近傍にシリカあるいはシリカ及びクロムを共存させることで、貴金属微粒子のシンタリングを防止して一般的な耐熱性触媒に比べて耐熱性の高い優れた耐熱性排ガス浄化用触媒を実現することができる。
【００６１】
また、排ガス浄化用触媒を用いた排ガス浄化装置においては、耐熱性排ガス浄化用触媒と、その耐熱性排ガス浄化用触媒を加熱する加熱部又は加熱流体を吹き付けて加熱する送風部及び加熱部と、を備えたので、排ガスの浄化効果を向上させ、排ガス温度が低い場合でも十分にディーゼルパティキュレートを燃焼させることができる優れた排ガス浄化装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図
【図２】本発明の第１参考例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図
【図３】本発明の第２参考例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図
【図４】本発明の第２実施例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図
【図５】本発明の第３参考例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図
【図６】本発明の第４参考例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図
【図７】本発明の第５参考例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図
【図８】本発明の第６参考実施例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図
【図９】本発明の第７参考例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図
【図１０】本発明の第８参考例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図
【図１１】本発明の第９参考例における耐熱性排ガス浄化用触媒の要部断面模式図
【図１２】従来の第１比較例における排ガス浄化用触媒の要部断面模式図
【図１３】本発明の第３実施例における排ガス浄化装置の断面模式図
【符号の説明】
１ ムライト質ハニカム担体基材
２ 触媒担体層
３ パラジウム
４ シリカ
５ クロム
６ 排ガス浄化装置
７ 耐熱性排ガス浄化用触媒
８ ヒーター
９ ケース
１０ 排ガス流入口
１１ 浄化ガス流出口[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine, a method for producing the same, and an exhaust gas purifying apparatus using the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst, and particularly to an exhaust gas purifying device for a diesel engine. Precious metal-supported catalysts that oxidize and combust carbon monoxide, hydrocarbons, and particulates contained therein to prevent sintering that reduces the catalytic effect of precious metals during oxidative combustion and extend their life The present invention relates to a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst and a method for producing the same, and an exhaust gas purifying apparatus using the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst.
[0002]
[Prior art]
In recent years, particulate matter contained in exhaust gas discharged from internal combustion engines has a very small particle size, is easily taken into the human body by respiration, and contains carcinogenic substances. It is considered that it is desirable to protect the environment. For gasoline engines, various technologies have been developed in response to the strict regulations on exhaust gas. Among them, the so-called three-way catalyst system represented by Pt-Rh / Al2O3 is a harmful substance in effective exhaust gas. As a means of removing the However, due to the unique combustion principle of diesel engines and the presence of harmful components called particulates, the development of exhaust gas treatment technology has lagged far behind that of gasoline engines. Development is desired. The diesel engine exhaust gas purifying devices that have been developed so far are roughly classified into a method using a trap (with or without a catalyst) and a soluble organic component (Soluble Organic Fraction) in diesel particulates; An open-type SOF decomposition catalyst capable of purifying SOF by oxidative decomposition is known. Among them, the method using a trap collects diesel particulates by a heat-resistant filter having a three-dimensional structure and suppresses the release thereof, and is particularly effective for exhaust gas having a high dry suit ratio. However, due to its structure, a regenerator that oxidizes and burns the collected particulates is required, leaving many practical problems such as cracking of the heat-resistant filter, clogging by ash, and complication of the system during regeneration. I was On the other hand, as for an open type SOF cracking catalyst, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-171626 discloses a platinum group metal which oxidizes and purifies SOF in diesel particulates together with carbon monoxide and hydrocarbons in the same manner as in a gasoline engine. An exhaust gas purifying method using a filter of a catalyst supporting the above is disclosed. Such an open-type SOF cracking catalyst has a drawback that the removal rate of the dry suit is low, but the amount of the dry suit can be reduced by improving the diesel engine and the fuel itself, and a reprocessing device is not required. Therefore, further improvement of technology is expected in the future.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configuration of the noble metal supported catalyst including the above-mentioned conventional open type SOF decomposition catalyst, noble metal fine particles are dispersed and supported on a carrier having a high specific surface area. However, there is a problem that the fusion of the fine particles is likely to occur and the catalytic effect of the noble metal is not sufficiently exhibited. That is, the fine particles have a much larger specific surface area than ordinary solids, and their surface characteristics cannot be ignored. Therefore, the noble metal fine particles supported on the carrier as a catalytically active component are diffused at high temperatures, and the fine particles easily collide with each other and fuse to increase the size of the particles. There is a problem that a change or the like occurs, and a phenomenon called sintering (semi-melting) occurs, which lowers the catalyst performance. Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 59-52529 discloses a catalyst for the purpose of solving such problems, which is a mixture of γ-alumina, cerium, lanthanum, strontium, tin, zirconium, magnesium and ceramic whiskers. There is disclosed a catalyst in which a noble metal is prevented from agglomerating by coating on a carrier. JP-A-59-169536 discloses that γ-alumina is mixed with lanthanum, cerium, and strontium, coated on a heat-resistant carrier, and further contacted with base metal particles such as nickel, chromium, and cobalt. Platinum or palladium deposited catalysts are disclosed. However, each of these catalysts has a problem that the effect of suppressing sintering is recognized to some extent, but it is still insufficient in heat resistance.
[0004]
Further, in the method using a trap for purifying particulates, when an electric heater is used as a regenerating device, the amount of electric power used is large, the regenerating system is large, and when a burner is used, the burner is used. When microwaves were used, there were many problems such as measures against microwave leakage and measures against high voltage, such as measures against stability and safety.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and purifies carbon monoxide, hydrocarbons and particulates contained in exhaust gas of an internal combustion engine, particularly a diesel engine, by oxidizing and purifying it, and carries the same during combustion. Provision of a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst capable of preventing sintering of precious metals and improving heat resistance, and a method of producing a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst having high catalytic activity and excellent sintering preventing effect, and It is another object of the present invention to provide an exhaust gas purifying apparatus using a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst that can reduce the amount of electric power, reduce the size of the system, and improve safety and the like.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst of the present invention has the following configuration. That is, the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst according to claim 1 is a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst for oxidizing and burning carbon monoxide, hydrocarbons, and particulates contained in exhaust gas of an internal combustion engine. A porous inorganic honeycomb carrier or a metallic honeycomb carrier or a carrier obtained by coating each carrier with an inorganic material, and the carrier comprising one or more noble metals as a catalytically active component;silicaOne or more of the noble metals and one or more of the noble metals, which are catalytically active components mixed and supported on the carrier by immersion in a mixed aqueous solution ofsilicaAnd a configuration having:
[0007]
The heat-resistant exhaust gas purifying catalyst according to claim 2 is the catalyst according to claim 1, wherein the amount of the noble metal carried on the carrier is 0.1 to 10.0 wt%, andsilicaIs 0.1 to 20.0 wt%.
[0008]
The heat-resistant exhaust gas purifying catalyst according to claim 3 is the catalyst according to claim 1 or 2 on the carrier.
,BTimeIt has a configuration to carry it.
[0009]
The heat-resistant exhaust gas purifying catalyst according to claim 4 is the catalyst according to claim 3, whereinchromiumIs 0.1 to 20.0 wt%.
[0010]
The method for producing a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst according to claim 5 is a method for producing a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst for oxidizing and burning carbon monoxide, hydrocarbons, and particulates contained in exhaust gas of an internal combustion engine. There, on a heat-resistant inorganic honeycomb carrier or a metallic honeycomb carrier or a carrier obtained by coating each carrier with an inorganic material, the carrier is treated with one or more noble metals as a catalytically active component andBy immersing in a mixed aqueous solution of silicaAt least one noble metal that is a catalytically active component andsilicaAnd a supporting step of supporting a mixture of the two.
[0011]
The method for producing a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst according to claim 6 is the method according to claim 5, wherein the mixture in the supporting step is,BTimeIt has a configuration to contain.
[0012]
In the method for producing a heat-resistant exhaust gas treating catalyst according to claim 7, the carrier according to claim 5 or 6, whereinsilicaAnd a firing step of firing the support impregnated in the impregnation step at a temperature of 500 ° C to 1000 ° C.
[0013]
Claim8The exhaust gas purifying apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst according to any one of claims 1 to 4, and a heating unit disposed in the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst. Have.
[0014]
Claim9The exhaust gas purifying apparatus described in claim8In the above, the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst, a case accommodating the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst, an exhaust gas inlet formed in the case, a purified gas outlet formed in the case, And the heating unit.
[0015]
Claim10The exhaust gas purifying apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst according to any one of claims 1 to 4, and a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst for heating the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst by spraying a heating fluid. It has a configuration provided with a blowing unit provided in the purification catalyst and a heating unit for heating the fluid.
[0016]
Claim11The exhaust gas purifying apparatus described in claim10In the above, the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst, a case accommodating the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst, a purified gas outlet formed in the case, the blower in the case, and the case in the case And a heating unit.
[0017]
Here, as the noble metal, ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), iridium (Ir), platinum (Pt))ButNo.
[0018]
The shape of the heat-resistant inorganic honeycomb carrier or the metal honeycomb carrier or the carrier obtained by coating each carrier with an inorganic material having a high specific surface area, such as γ-alumina, may be a porous metal body, a metal foam body, a one-side closed ceramic honeycomb, or a ceramic. Examples include a three-dimensional structure such as a porous body and ceramic foam. As an inorganic coating method having a high specific surface area, a wash coating method or the like is used.
[0019]
Examples of the honeycomb carrier include a porous metal body, a metal foam body, a one-side closed ceramic honeycomb, a porous ceramic body, and a ceramic foam. Examples of the material of the heat-resistant inorganic honeycomb carrier or the metallic honeycomb carrier include cordierite, mullite, alumina, silica, titania, zirconia, silica-alumina, alumina-zirconia, alumina-titania, silica-zirconia, titania-zirconia and the like. , SUS-301S, Inconel and the like, but need not be limited thereto.
[0020]
Examples of the inorganic material having a high specific surface area include magnesia, γ-alumina, titania, silica gel, silica-alumina, zirconia, zeolite, and the like, but are not limited thereto.
[0021]
Examples of the heating unit include an electric heater, a burner, and a microwave. Further, other heating means such as heating by introducing a combustible gas into the case may be used.
[0022]
Examples of the method of coating the carrier with an inorganic substance include a wash coat such as a sol-gel method and a slurry method. The sol-gel method is a method in which an acid (hydrochloric acid, acetic acid, etc.) is added to a solution containing an organic salt (alkoxide, etc.) of a metal constituting an inorganic coating layer to adjust the pH of the solution, and then the solution is impregnated with a carrier. In this method, a solution containing an organic salt of a metal constituting the inorganic coat is coated, and then the solution coated on the carrier is brought into contact with water vapor to form a sol by a hydrolysis reaction, and further subjected to gelation and firing. . With the slurry method, the raw material powder of the inorganic coating layer is charged into an aqueous solution in which a dispersant (polycarboxylate or the like) is previously dissolved, and the raw material powder in the aqueous solution is subjected to pulverization and mixing by a ball mill or the like. After preparing the slurry, the slurry is coated and then fired.
[0023]
As a method of supporting an exhaust gas purifying catalyst on a heat-resistant inorganic honeycomb carrier or a metal honeycomb carrier or a carrier inorganic-coated on the carrier, one or more kinds of noble metals, and / orsilicaAnd / orChromeThe compound is prepared by suspending the compound in an aqueous solution or an organic solvent (alcohol or the like), impregnating the carrier in the aqueous solution or the organic solvent, or using a salt soluble in the aqueous solution or the organic solvent. The precious metalssilica,chromiumAfter impregnating the carrier with a solution having the above, the carrier is baked at 500 ° C. to 1000 ° C., preferably 600 ° C. to 800 ° C. As the temperature becomes lower than 600 ° C., the counter anion tends to remain and lower the activity of the catalyst. Particularly, when the temperature is lower than 500 ° C., the tendency is remarkable. Degradation (for example, sintering and melting) of the manufactured honeycomb carrier tends to occur, and when the temperature exceeds 1000 ° C., the tendency becomes remarkable.
[0024]
Examples of the aforementioned compounds include organic compounds such as carboxylate salts and complex compounds such as acetates and formates, and oxides, nitrates, carbonates, phosphates, sulfates, metal salts, halides, and hydroxides. Although it is appropriately selected from inorganic compounds and the like, those having high solubility in water, ethyl alcohol and the like are particularly desirable.
[0025]
The amount of the noble metal carried is 0.1 to 10.0 wt%, preferably 0.1 to 10.0 wt%, based on the heat-resistant inorganic honeycomb carrier or the metal honeycomb carrier or the carrier obtained by coating the carrier with a high specific surface area inorganic substance such as γ-alumina. 3.0-5.0 wt% is used. The loading amount of one or more group 4B elements is 0.1 to 20.0 wt% with respect to a heat-resistant inorganic honeycomb carrier or a metal honeycomb carrier or a carrier obtained by coating the carrier with a high specific surface area inorganic substance such as γ-alumina. %, Preferably 1.0 to 5.0% by weight.. ChromeThe loading amount is 0.1 to 20.0 wt%, preferably 1.0 to 1.0 wt% based on the heat-resistant inorganic honeycomb carrier or the metal honeycomb carrier or the carrier obtained by coating the carrier with a high specific surface area inorganic substance such as γ-alumina. 5.0 wt% is used. As the supported amount of the noble metal becomes less than 3 wt%, the activity becomes low because the absolute amount of the noble metal becomes small, and it becomes difficult to obtain the catalytic effect. When the amount is less than 0.1 wt%, the tendency is remarkable. As the supported amount exceeds 5 wt%, the particle size of the noble metal tends to increase and the activity tends to decrease, and when it exceeds 10 wt%, the tendency tends to be remarkable.
[0026]
Also,silicaPassingAnd chromeAs the supported amount is less than 1 wt%, the heat resistance tends to be lacking due to the small amount with respect to the noble metal. Particularly, when the supported amount is less than 0.1 wt%, the tendency is remarkable, and as the supported amount exceeds 5 wt%.silicaAndThe chromeThe active sites are reduced to cover the noble metal, and the activity tends to decrease. If it exceeds 20 wt%, the activity tends to be remarkable.
[0027]
[Action]
With this configuration, the heat-resistant exhaust gas-purifying catalyst includes one or more noble metals that are catalytically active components,silicaAnd / orChromeBy having, near the precious metalsilicaOrchromiumCoexist and are around precious metalssilicaOrchromiumForms a kind of solid solution with the surface of the noble metal, can firmly capture the noble metal, suppresses diffusion by heat, and suppresses occurrence of a sintering phenomenon. As a result, heat resistance can be significantly increased as compared with a general heat-resistant catalyst.
[0028]
An exhaust gas purifying apparatus using a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst is provided with a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst behind the exhaust system, and the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst is directly heated by an electric heater, a burner, a microwave, or the like, or By blowing air heated by an electric heater, a burner, a microwave, or the like, the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst is heated and regenerated, thereby reducing the combustion temperature when the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst is regenerated and burned. be able to. Due to this combustion temperature reduction effect, when using an electric heater, the amount of electric power used is reduced and the regeneration system is reduced in size, and when a burner is used, the stability and safety of the burner are improved. When microwaves are used, it is possible to prevent microwave leakage and improve safety by using high voltage.
[0029]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0030]
(Example 1)
FIG. 1 is a schematic sectional view of a main part of a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst according to a first embodiment of the present invention. This catalyst comprises a mullite honeycomb support substrate 1, a catalyst support layer 2 of γ-alumina formed on the surface of the mullite honeycomb support substrate 1, palladium 3 and silica 4 supported on the catalyst support layer 2. It is composed of The catalyst carrier layer 2 is coated with 10.0 wt% per mullite honeycomb carrier substrate 1, and palladium 3 and silica 4 are supported at 5.0 wt% and 5.0 wt% per mullite honeycomb carrier substrate 1, respectively. I have.
[0031]
The method for producing the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst of the present embodiment configured as described above will be described below. A mullite honeycomb carrier substrate 1 having an apparent volume of about 5 cc is prepared, and the mullite honeycomb carrier substrate 1 is immersed in a slurry composed of γ-alumina powder, aluminum nitrate, alumina sol and distilled water, pulled up, and extracted. After the slurry was blown off, the slurry was dried at 120 ° C. for 2 hours and fired at 600 ° C. for 2 hours to form a catalyst carrier layer 2 composed of a γ-alumina layer on the surface of the mullite honeycomb carrier substrate 1. Next, a predetermined concentration of an aqueous solution of palladium nitrate and a predetermined concentration of ethyl silicate are mixed at a predetermined ratio, and the mullite honeycomb support substrate 1 supporting the catalyst support layer 2 is immersed in the mixed aqueous solution. A predetermined amount of palladium nitrate and ethyl silicate was loaded by repeating the operation of drying at 120 ° C. for 1 hour after blowing off, followed by baking at 550 ° C. for 5 hours to carry palladium 3 and silica 4 did. The firing may be performed in either an oxidizing atmosphere such as air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with nitrogen or an inert gas.
[0032]
(referenceAn example1)
FIG. 2 shows the second embodiment of the present invention.1 Reference example1 is a schematic cross-sectional view of a main part of a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in FIG. The catalyst comprises a mullite honeycomb support substrate 1, a catalyst support layer 2 made of γ-alumina formed on the surface of the mullite honeycomb support substrate 1, and silica 4 supported on the catalyst support layer 2, And palladium 3 carried on silica 4, and the amount carried is the same as in the first embodiment.
[0033]
Book composed as abovereferenceThe production method of the example heat-resistant exhaust gas purifying catalyst will be described below. A mullite honeycomb carrier substrate 1 having an apparent volume of about 5 cc is prepared, and the mullite honeycomb carrier substrate 1 is immersed in a slurry composed of γ-alumina powder, aluminum nitrate, alumina sol and distilled water, pulled up, and extracted. After the slurry was blown off, the slurry was dried at 120 ° C. for 2 hours and fired at 600 ° C. for 2 hours to form a catalyst carrier layer 2 composed of a γ-alumina layer on the surface of the mullite honeycomb carrier substrate 1. Next, the mullite honeycomb support substrate 1 supporting the catalyst support layer 2 was immersed in a predetermined concentration of ethyl silicate, and an excess solution was blown off. For 12 hours, and the silica 4 was supported on the catalyst carrier layer 2. Further, the operation of immersing the mullite honeycomb support substrate 1 supporting the catalyst support layer 2 and the silica 4 in an aqueous solution of palladium nitrate at a predetermined concentration, blowing off excess water, and then drying at 120 ° C. for 2 hours is repeated several times. After repeating a predetermined amount of palladium nitrate by repeating the above, calcination was carried out at a temperature of 550 ° C. for 5 hours to carry palladium 3 on silica 4. The firing may be performed in either an oxidizing atmosphere such as air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with nitrogen or an inert gas.
[0034]
(referenceAn example2)
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.2 referencesFIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a main part of a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in an example. The catalyst comprises a mullite honeycomb support substrate 1, a catalyst support layer 2 made of γ-alumina formed on the surface of the mullite honeycomb support substrate 1, a palladium 3 supported on the catalyst support layer 2, And silica 4 supported on palladium 3, the amount of which is the same as in the first embodiment.
[0035]
Book composed as abovereferenceThe production method of the example heat-resistant exhaust gas purifying catalyst will be described below. A mullite honeycomb carrier substrate 1 having an apparent volume of about 5 cc is prepared, and the mullite honeycomb carrier substrate 1 is immersed in a slurry composed of γ-alumina powder, aluminum nitrate, alumina sol and distilled water, pulled up, and extracted. The slurry was blown off, dried at 120 ° C. for 2 hours, and fired at 600 ° C. for 2 hours to form a catalyst carrier layer 2 composed of a γ-alumina layer on the surface of the mullite honeycomb carrier substrate 1. Next, the operation of immersing the mullite honeycomb support substrate 1 supporting the catalyst support layer 2 in an aqueous solution of palladium nitrate having a predetermined concentration and blowing off excess water, followed by drying at 120 ° C. for 2 hours is performed several times. By repeating this, a predetermined amount of palladium nitrate 3 was carried, and then calcined at a temperature of 550 ° C. for 5 hours to carry palladium 3 on the catalyst support layer 2. Furthermore, the mullite honeycomb support substrate 1 supporting the catalyst support layer 2 and the palladium 3 is immersed in a sol solution of ethyl silicate having a predetermined concentration, and excess sol is blown off, followed by drying at 120 ° C. for 2 hours. By repeating the operation several times, a predetermined amount of ethyl silicate was supported, and then calcined at 300 ° C. for 12 hours to carry silica 4 on palladium 3. The atmosphere for this firing may be either an oxidizing atmosphere such as in air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with nitrogen or an inert gas.
[0036]
(Example2)
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.2FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a main part of a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in an example. The catalyst comprises a mullite honeycomb support substrate 1, a catalyst support layer 2 made of γ-alumina formed on the surface of the mullite honeycomb support substrate 1, palladium 3 and silica 4 supported on the catalyst support layer 2. And chromium 5. The catalyst carrier layer 2 is coated with 10.0 wt% per mullite honeycomb carrier substrate 1, and palladium 3, silica 4 and chromium 5 are respectively 5.0 wt% and 2.5 wt% per mullite honeycomb carrier substrate 1. And 2.5 wt%.
[0037]
The method for producing the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst of the present embodiment configured as described above will be described below. A mullite honeycomb carrier substrate 1 having an apparent volume of about 5 cc is prepared, and the mullite honeycomb carrier substrate 1 is immersed in a slurry composed of γ-alumina powder, aluminum nitrate, alumina sol and distilled water, pulled up, and extracted. After the slurry was blown off, the slurry was dried at 120 ° C. for 2 hours and fired at 600 ° C. for 2 hours to form a catalyst carrier layer 2 composed of a γ-alumina layer on the surface of the mullite honeycomb carrier substrate 1. Next, a predetermined concentration of palladium nitrate aqueous solution, a predetermined concentration of ethyl silicate and a predetermined concentration of chromium nitrate aqueous solution are mixed at a predetermined ratio, and the mullite honeycomb support substrate 1 having the catalyst support layer 2 supported thereon is mixed with the mixed aqueous solution. After immersion, the operation of drying at 120 ° C. for 2 hours after blowing off excess water is repeated several times to carry a predetermined amount of palladium nitrate, ethyl silicate and chromium nitrate, and then baked at a temperature of 550 ° C. for 5 hours. Thus, palladium 3, silica 4 and chromium 5 were supported on the catalyst carrier layer 2. The atmosphere for this firing may be either an oxidizing atmosphere such as in air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with nitrogen or an inert gas.
[0038]
(referenceAn example3)
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.3 referencesFIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a main part of a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in an example. The catalyst comprises a mullite honeycomb support substrate 1, a catalyst support layer 2 made of γ-alumina formed on the surface of the mullite honeycomb support substrate 1, silica 4 supported on the catalyst support layer 2, and Chromium 5 and further, palladium 3 supported on silica 4 and chromium 5, and the amount supported is2This is the same as the embodiment.
[0039]
Book composed as abovereferenceThe production method of the example heat-resistant exhaust gas purifying catalyst will be described below. A mullite honeycomb carrier substrate 1 having an apparent volume of about 5 cc is prepared, and the mullite honeycomb carrier substrate 1 is immersed in a slurry composed of γ-alumina powder, aluminum nitrate, alumina sol and distilled water, pulled up, and extracted. After the slurry was blown off, the slurry was dried at 120 ° C. for 2 hours and fired at 600 ° C. for 2 hours to form a catalyst carrier layer 2 composed of a γ-alumina layer on the surface of the mullite honeycomb carrier substrate 1. Next, a predetermined concentration of ethyl silicate and a predetermined concentration of chromium nitrate aqueous solution are mixed at a predetermined ratio, and the mullite honeycomb support substrate 1 supporting the catalyst support layer 2 is immersed in the mixed aqueous solution. By repeating the operation of drying at 120 ° C. for 2 hours after blowing off, a predetermined amount of ethyl silicate and chromium nitrate are supported, and then calcined at a temperature of 600 ° C. for 5 hours. Silica 4 and chromium 5 were supported. The firing may be performed in either an oxidizing atmosphere such as in air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with an inert gas such as nitrogen. Then, the mullite honeycomb support substrate 1 further supporting silica 4, chromium 5 and the catalyst support layer 2 is immersed in an aqueous solution of palladium nitrate having a predetermined concentration, and then dried at 120 ° C. for 2 hours after blowing off excess water. After carrying out a predetermined amount of palladium nitrate by repeating the operation described above, the mixture was calcined at a temperature of 550 ° C. for 5 hours to carry palladium 3 on silica 4 and chromium 5. The firing may be performed in either an oxidizing atmosphere such as air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with nitrogen or an inert gas.
[0040]
(referenceAn example4)
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention.4 referencesFIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a main part of a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in an example. The catalyst comprises a mullite honeycomb support substrate 1, a catalyst support layer 2 made of γ-alumina formed on the surface of the mullite honeycomb support substrate 1, palladium 3 supported on the catalyst support layer 2, and And a chromium 5 supported on palladium 3 and silica 4.2This is the same as the embodiment.
[0041]
The method for producing the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst of the present embodiment configured as described above will be described below. A mullite honeycomb carrier substrate 1 having an apparent volume of about 5 cc is prepared, and the mullite honeycomb carrier substrate 1 is immersed in a slurry composed of γ-alumina powder, aluminum nitrate, alumina sol and distilled water, pulled up, and extracted. After the slurry was blown off, the slurry was dried at 120 ° C. for 2 hours and fired at 600 ° C. for 2 hours to form a catalyst carrier layer 2 composed of a γ-alumina layer on the surface of the mullite honeycomb carrier substrate 1. Next, a predetermined concentration of palladium nitrate aqueous solution and a predetermined concentration of ethyl silicate are mixed, and the mullite honeycomb support substrate 1 supporting the catalyst support layer 2 is immersed in the mixed aqueous solution. By repeating the operation of drying at 120 ° C. for 2 hours, a predetermined amount of palladium nitrate and ethyl silicate were carried, and then calcined at a temperature of 550 ° C. for 5 hours to convert palladium 3 and silica 4 on the catalyst support layer 2. Carried. The firing may be performed in either an oxidizing atmosphere such as in air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with an inert gas such as nitrogen. Then, the mullite honeycomb support substrate 1 supporting the palladium 3, silica 4 and the catalyst support layer 2 is immersed in an aqueous solution of chromium nitrate having a predetermined concentration, and then dried at 120 ° C. for 2 hours after blowing off excess water. The operation was repeated several times to carry a predetermined amount of chromium nitrate and then calcined at a temperature of 600 ° C. for 5 hours to carry chromium 5 on palladium 3 and silica 4. The firing may be performed in either an oxidizing atmosphere such as air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with nitrogen or an inert gas.
[0042]
(referenceAn example5)
FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention.5 referencesFIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a main part of a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in an example. The catalyst comprises a mullite honeycomb support substrate 1, a catalyst support layer 2 made of γ-alumina formed on the surface of the mullite honeycomb support substrate 1, palladium 3 supported on the catalyst support layer 2, and Chromium 5, and furthermore, palladium 3 and silica 4 supported on chromium 5, and the supported amount is2This is the same as the embodiment.
[0043]
Book composed as abovereferenceThe production method of the example heat-resistant exhaust gas purifying catalyst will be described below. A mullite honeycomb carrier substrate 1 having an apparent volume of about 5 cc is prepared, and the mullite honeycomb carrier substrate 1 is immersed in a slurry composed of γ-alumina powder, aluminum nitrate, alumina sol and distilled water, pulled up, and extracted. After the slurry was blown off, the slurry was dried at 120 ° C. for 2 hours and fired at 600 ° C. for 2 hours to form a catalyst carrier layer 2 composed of a γ-alumina layer on the surface of the mullite honeycomb carrier substrate 1. Next, an aqueous solution of palladium nitrate having a predetermined concentration and an aqueous solution of chromium nitrate having a predetermined concentration are mixed at a predetermined ratio, and the mullite honeycomb support substrate 1 supporting the catalyst support layer 2 is immersed in the mixed aqueous solution. A predetermined amount of palladium nitrate and chromium nitrate were supported by repeating the operation of drying at 120 ° C. for 2 hours after blowing off, and then calcined at a temperature of 550 ° C. for 5 hours. Chromium 5 was supported. The firing may be performed in either an oxidizing atmosphere such as air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with nitrogen or an inert gas. Then, after immersing the mullite honeycomb support substrate 1 supporting palladium 3, chromium 5 and the catalyst support layer 2 in ethyl silicate of a predetermined concentration, excess moisture is blown off, followed by drying at 120 ° C. for 2 hours. After repeating a predetermined amount of ethyl silicate, the mixture was calcined at a temperature of 600 ° C. for 5 hours to carry silica 4 on palladium 3 and chromium 5. The atmosphere 1 for this firing may be fired in an oxidizing atmosphere such as in air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to a concentration of 4% with nitrogen or an inert gas.
[0044]
(referenceAn example6)
FIG. 8 shows the second embodiment of the present invention.6 referencesFIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a main part of a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in an example. The catalyst comprises a mullite honeycomb support substrate 1, a catalyst support layer 2 made of γ-alumina formed on the surface of the mullite honeycomb support substrate 1, and silica 4 supported on the catalyst support layer 2. , And palladium 3 and chromium 5 supported on the silica 4.2This is the same as the embodiment.
[0045]
Book composed as abovereferenceThe production method of the example heat-resistant exhaust gas purifying catalyst will be described below. A mullite honeycomb carrier substrate 1 having an apparent volume of about 5 cc is prepared, and the mullite honeycomb carrier substrate 1 is immersed in a slurry composed of γ-alumina powder, aluminum nitrate, alumina sol and distilled water, pulled up, and extracted. After the slurry was blown off, the slurry was dried at 120 ° C. for 2 hours and fired at 600 ° C. for 2 hours to form a catalyst carrier layer 2 composed of a γ-alumina layer on the surface of the mullite honeycomb carrier substrate 1. Next, the operation of immersing the mullite honeycomb carrier base material 1 carrying the catalyst carrier layer 2 in a predetermined concentration of ethyl silicate, blowing off excess water, and then drying at 120 ° C. for 2 hours is repeated. After carrying a fixed amount of ethyl silicate, the mixture was calcined at a temperature of 600 ° C. for 5 hours to carry silica 4 on the catalyst support layer 2. The firing may be performed in either an oxidizing atmosphere such as air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with nitrogen or an inert gas. Further, an aqueous solution of palladium nitrate and an aqueous solution of chromium nitrate having a predetermined concentration are further mixed at a predetermined ratio, and the mullite honeycomb support substrate 1 supporting the silica 4 and the catalyst support layer 2 is immersed in the mixed aqueous solution, and excess water is blown. A predetermined amount of palladium nitrate and chromium nitrate were loaded by repeating the operation of drying at 120 ° C. for 2 hours, and then calcined at 550 ° C. for 5 hours to carry palladium 3 and chromium 5 on silica 4. did. The firing may be performed in either an oxidizing atmosphere such as air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with nitrogen or an inert gas.
[0046]
(referenceAn example7)
FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention.7 referencesFIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a main part of a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in an example. The catalyst comprises a mullite honeycomb support substrate 1, a catalyst support layer 2 made of γ-alumina formed on the surface of the mullite honeycomb support substrate 1, and silica 4 supported on the catalyst support layer 2. , The palladium 3 supported on the silica 4 and the chromium 5 further supported on the palladium 3.2This is the same as the embodiment.
[0047]
Book composed as abovereferenceThe production method of the example heat-resistant exhaust gas purifying catalyst will be described below. A mullite honeycomb carrier substrate 1 having an apparent volume of about 5 cc is prepared, and the mullite honeycomb carrier substrate 1 is immersed in a slurry composed of γ-alumina powder, aluminum nitrate, alumina sol and distilled water, pulled up, and extracted. After the slurry was blown off, the slurry was dried at 120 ° C. for 2 hours and fired at 600 ° C. for 2 hours to form a catalyst carrier layer 2 composed of a γ-alumina layer on the surface of the mullite honeycomb carrier substrate 1. Next, the operation of immersing the mullite honeycomb support substrate 1 supporting the catalyst support layer 2 in a predetermined concentration of ethyl silicate, blowing off excess water, and then drying at 120 ° C. for 2 hours is repeated several times. After carrying a predetermined amount of ethyl silicate, the mixture was calcined at a temperature of 600 ° C. for 5 hours to carry silica 4 on the catalyst support layer 2. The firing may be performed in either an oxidizing atmosphere such as air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with nitrogen or an inert gas. Further, after the mullite honeycomb support substrate 1 supporting the silica 4 and the catalyst support layer 2 is immersed in an aqueous solution of palladium nitrate having a predetermined concentration, excess moisture is blown off, and then drying is performed at 120 ° C. for 1 hour. After repeating a predetermined amount of palladium nitrate by repeating it several times, it was calcined at a temperature of 550 ° C. for 5 hours to carry palladium 3 on silica 4. The firing may be performed in either an oxidizing atmosphere such as air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with nitrogen or an inert gas. Further, the mullite honeycomb support substrate 1 supporting palladium 3, silica 4 and the catalyst support layer 2 is immersed in an aqueous solution of chromium nitrate having a predetermined concentration, and then dried at 120 ° C. for 1 hour after blowing off excess water. The above operation was repeated several times to carry a predetermined amount of chromium nitrate, and then calcined at 550 ° C. for 5 hours to carry chromium 5 on palladium 3. The firing may be performed in either an oxidizing atmosphere such as air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with nitrogen or an inert gas.
[0048]
(referenceAn example8)
FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention.8 referencesFIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a main part of a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in an example. The catalyst comprises a mullite honeycomb support substrate 1, a catalyst support layer 2 made of γ-alumina formed on the surface of the mullite honeycomb support substrate 1, and chromium 5 supported on the catalyst support layer 2. , The chromium 5 and the palladium 3 and the silica 4 supported on the chromium 5.2This is the same as the embodiment.
[0049]
The method for producing the catalyst for the heat-resistant exhaust gas effect of the present embodiment configured as described above will be described below. A mullite honeycomb carrier substrate 1 having an apparent volume of about 5 cc is prepared, and the mullite honeycomb carrier substrate 1 is immersed in a slurry composed of γ-alumina powder, aluminum nitrate, alumina sol and distilled water, pulled up, and extracted. After the slurry was blown off, the slurry was dried at 120 ° C. for 2 hours and fired at 600 ° C. for 2 hours to form a catalyst carrier layer 2 composed of a γ-alumina layer on the surface of the mullite honeycomb carrier substrate 1. Next, by repeating the operation of immersing the mullite honeycomb support substrate 1 supporting the catalyst support layer 2 in an aqueous solution of chromium nitrate having a predetermined concentration, blowing off excess water, and then drying at 120 ° C. for 2 hours, After carrying a predetermined amount of chromium nitrate, the mixture was calcined at a temperature of 600 ° C. for 5 hours to carry chromium 5 on the catalyst carrier layer 2. The firing may be performed in either an oxidizing atmosphere such as air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with nitrogen or an inert gas. Further, the mullite honeycomb support substrate 1 supporting the chromium 5 and the catalyst support layer 2 was immersed in a mixed aqueous solution in which a predetermined concentration of an aqueous solution of palladium nitrate and a predetermined concentration of ethyl silicate were mixed, and excess water was blown off. Thereafter, a predetermined amount of palladium nitrate and ethyl silicate was supported by repeating the operation of drying at 120 ° C. for 2 hours several times, and then calcined at a temperature of 550 ° C. for 5 hours. Was carried. The firing may be performed in either an oxidizing atmosphere such as air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with nitrogen or an inert gas.
[0050]
(referenceAn example9)
FIG. 11 shows a second embodiment of the present invention.9 referencesFIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a main part of a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in an example. The catalyst comprises a mullite honeycomb support substrate 1, a catalyst support layer 2 made of γ-alumina formed on the surface salt of the mullite honeycomb support substrate 1, and a chromium 5 supported on the catalyst support layer 2. And a palladium 3 supported on the chromium 5 and a silica 4 supported on the palladium 3.2This is the same as the embodiment.
[0051]
The method for producing the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst of the present embodiment configured as described above will be described below. A mullite honeycomb carrier substrate 1 having an apparent volume of about 5 cc is prepared, and the mullite honeycomb carrier substrate 1 is immersed in a slurry composed of γ-alumina powder, aluminum nitrate, alumina sol and distilled water, pulled up, and extracted. After the slurry was blown off, the slurry was dried at 120 ° C. for 2 hours and fired at 600 ° C. for 2 hours to form a catalyst carrier layer 2 composed of a γ-alumina layer on the surface of the mullite honeycomb carrier substrate 1. Next, the operation of immersing the mullite honeycomb carrier substrate 1 carrying the catalyst carrier layer 2 in a predetermined concentration of chromium nitrate aqueous solution, blowing off excess water, and then drying at 120 ° C. for 2 hours is repeated several times. After carrying a predetermined amount of chromium nitrate, the mixture was calcined at a temperature of 600 ° C. for 5 hours to carry chromium 5 on the catalyst support layer 2. The firing may be performed in either an oxidizing atmosphere such as air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with nitrogen or an inert gas. Next, the mullite honeycomb support substrate 1 supporting the chromium 5 and the catalyst support layer 2 was immersed in an aqueous solution of palladium nitrate having a predetermined concentration, blown off excess water, and then dried at 120 ° C. for 1 hour. After repeating a predetermined number of times to carry a predetermined amount of palladium nitrate, the mixture was calcined at a temperature of 550 ° C. for 5 hours to carry palladium 3 on chromium 5. The firing may be performed in either an oxidizing atmosphere such as air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with nitrogen or an inert gas. Further, the mullite honeycomb support substrate 1 supporting palladium 3, chromium 5 and the catalyst support layer 2 is immersed in a predetermined concentration of ethyl silicate, and then dried at 120 ° C. for 1 hour after blowing off excess water. The above operation was repeated several times to carry a predetermined amount of ethyl silicate, and then calcined at 550 ° C. for 5 hours in an oxidizing atmosphere to carry silica 4 on palladium 3. The firing may be performed in either an oxidizing atmosphere such as air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with nitrogen or an inert gas.
[0052]
(Comparative example)
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a main part of an exhaust gas purifying catalyst according to a first comparative example of the related art. The catalyst comprises a mullite honeycomb support substrate 1, a catalyst support layer 2 made of γ-alumina formed on the surface of the mullite honeycomb support substrate 1, and a palladium 3 supported on the catalyst support layer 2. , Is composed of. The catalyst carrier layer 2 is coated with 10.0 wt% per mullite honeycomb carrier substrate 1, and the palladium 3 is supported at 5 wt% per mullite honeycomb carrier substrate 1.
[0053]
The method for producing the exhaust gas purifying catalyst according to the comparative example configured as described above will be described below. A mullite honeycomb support substrate 1 having an apparent volume of about 5 cc is prepared, and the mullite honeycomb support substrate 1 is immersed in a slurry composed of γ-alumina powder, aluminum nitrate, alumina sol and distilled water, pulled up, and extracted. After the slurry was blown off, the slurry was dried at 120 ° C. for 2 hours and fired at 600 ° C. for 2 hours to form a catalyst carrier layer 2 composed of a γ-alumina layer on the surface of the mullite honeycomb carrier substrate 1. Next, the operation of immersing the mullite honeycomb support substrate 1 carrying the catalyst support layer 2 in an aqueous solution of palladium nitrate at a predetermined concentration, blowing off excess water, and then drying at 120 ° C. is repeated several times. After supporting a fixed amount of palladium nitrate, it was calcined at a temperature of 550 ° C. for 5 hours to carry palladium 3 on the catalyst carrier layer 2. The firing may be performed in either an oxidizing atmosphere such as air or a reducing atmosphere such as hydrogen gas diluted to 4% concentration with nitrogen or an inert gas.
[0054]
(Experimental example)
First, SecondWith respect to the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst of the example, the activity of the catalyst was evaluated by the following method. The carrier substrate supporting the catalyst was installed in an exhaust system of a diesel engine having a displacement of 2200 cc, and a predetermined amount of diesel particulates was collected under the conditions of a rotation speed of 2,000 rpm and a torque of 4 kgm. Then, using a fixed bed flow device, the oxygen partial pressure; 12%, space velocity; 30,000 h-1, heating rate; 100 ° C./min. The ignition temperature was measured. Next, the carrier substrate supporting the catalyst was subjected to heat treatment at a temperature of 600 ° C. for 50 hours, and then the activity of the catalyst was evaluated. By comparing the difference in activity when a similar test was carried out using a catalyst, it was determined that the case where the difference in activity was smaller than the result of the first comparative example had heat resistance..
[0055]
First andNo.2In the catalyst of the present invention shown in the examples, the difference in activity of the catalyst before and after the heat treatment was smaller than that of the catalyst of the comparative example, and it was found that the heat resistance was improved.The ignition temperature after the heat treatment in the example of the present invention was 230 ° C. to 280 ° C., which was lower than the 290 ° C. in the comparative example.
[0056]
As described above, according to the first and second embodiments, a noble metal as a catalytically active component is formed on a heat-resistant inorganic honeycomb carrier or a metal honeycomb carrier or a carrier coated with a high specific surface area inorganic substance such as γ-alumina. When carrying, together with one or more noble metals,silicaCarrying, or on a heat-resistant inorganic honeycomb carrier or on a metal honeycomb carrier or on a carrier coated with a high specific surface area inorganic material such as γ-alumina, one or more noble metals that are catalytically active components,Silica and chromeIt was found that sintering of the noble metal, which is a catalytically active component, could be suppressed and the heat resistance of the exhaust gas treatment catalyst could be improved by supporting the catalyst so as to be near the noble metal.
[0057]
(Example 3)
FIG. 13 shows a second embodiment of the present invention.3It is a cross section of an exhaust gas purifying device in an example. In FIG. 13, reference numeral 7 denotes the first mullite honeycomb support substrate., SecondExample, First to ninth reference examplesThis is a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst carrying a catalyst component in the procedure shown in FIG. A heater 8 is wound around the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst 7 and heats the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst 7. In the present embodiment, the heater 8 is provided around the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst 7. However, the heater 8 may be arranged in any manner near the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst 7. Further, in this embodiment, the heater 8 is used, but other heating means such as using a burner or heating the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst 7 by introducing a flammable gas may be used. . Reference numeral 9 denotes a case for housing a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst 7 and a heater 8. The case 9 has an inlet 10 into which exhaust gas discharged from a diesel engine flows, and an exhaust gas purified in the case 9 flows out. An outlet 11 is provided.
[0058]
The operation of the diesel exhaust gas purification apparatus of the present embodiment configured as described above will be described below. First, exhaust gas was introduced into the case 9 from the inlet 10, and the heat-resistant exhaust gas-purifying catalyst 7 was heated by the heater 8, and the temperature of the heat-resistant exhaust gas-purifying catalyst 7 was maintained at 200 ° C. After performing this operation, when the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst 7 was observed, no diesel particulate remained, and no diesel particulate was recognized in the exhaust gas discharged from the outlet 11. .
[0059]
As described above, according to the diesel exhaust gas purification apparatus of the present embodiment, when the exhaust gas temperature does not reach the catalyst activation temperature, the heat-resistant exhaust gas purification catalyst 7 is heated by the heating means such as the heater 8 to raise the temperature to the activation temperature. By doing so, it has been found that, for example, even when the temperature of the exhaust gas is low such as during idling, the particulates in the diesel exhaust gas can be sufficiently adsorbed and oxidized and burned.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, the present invention relates to a catalyst for heat-resistant exhaust gas purification, in which the vicinity of the noble metal particles supported on a carrier issilicaOrsilicaPassingAnd chromeBy coexisting, sintering of the noble metal fine particles can be prevented, and an excellent heat-resistant exhaust gas purifying catalyst having higher heat resistance than a general heat-resistant catalyst can be realized.
[0061]
Further, in an exhaust gas purifying apparatus using an exhaust gas purifying catalyst, a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst, a heating unit that heats the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst or a blowing unit and a heating unit that blows and heats a heating fluid to heat the catalyst. Therefore, it is possible to realize an excellent exhaust gas purifying apparatus capable of improving an exhaust gas purifying effect and sufficiently burning diesel particulates even when the exhaust gas temperature is low.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part of a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 of the present invention.1 referenceSectional schematic view of main part of heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in Example
FIG. 3 of the present invention.2 referencesSectional schematic view of main part of heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in Example
FIG. 4 of the present invention.2Sectional schematic view of main parts of heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in Examples
FIG. 5 of the present invention.3 referencesSectional schematic view of main part of heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in Example
FIG. 6 of the present invention.4 referencesSectional schematic view of main part of heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in Example
FIG. 7 of the present invention;5 referencesSectional schematic view of main part of heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in Example
FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention.6 referencesSectional schematic view of main parts of heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in Examples
FIG. 9 of the present invention.7 referencesSectional schematic view of main part of heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in Example
FIG. 10 of the present invention.8 referencesSectional schematic view of main part of heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in Example
FIG. 11 shows a second embodiment of the present invention;9 referencesSectional schematic view of main part of heat-resistant exhaust gas purifying catalyst in Example
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a main part of an exhaust gas purifying catalyst according to a first comparative example of the related art.
FIG. 13 of the present invention.3Sectional schematic view of an exhaust gas purification device in an embodiment
[Explanation of symbols]
1 Mullite honeycomb carrier substrate
2 Catalyst carrier layer
3 palladium
4 Silica
5 chrome
6 Exhaust gas purifier
7 Heat-resistant exhaust gas purification catalyst
8 heater
9 cases
10 Exhaust gas inlet
11 Purified gas outlet

Claims (11)

内燃機関の排ガス等に含まれる一酸化炭素，炭化水素，パティキュレートを酸化燃焼するための耐熱性排ガス浄化用触媒であって、耐熱性無機質ハニカム担体あるいは金属製ハニカム担体若しくは前記各担体に無機質をコートした担体と、前記担体を触媒活性成分である１種以上の貴金属及びシリカの混合水溶液中に浸漬することにより前記担体上に混合担持された触媒活性成分である１種以上の前記貴金属及び前記シリカと、を備えたことを特徴とする耐熱性排ガス浄化用触媒。A heat-resistant exhaust gas purifying catalyst for oxidizing and burning carbon monoxide, hydrocarbons, and particulates contained in exhaust gas of an internal combustion engine, etc., wherein a heat-resistant inorganic honeycomb carrier or a metallic honeycomb carrier or an inorganic material is added to each carrier. a coated carrier, wherein the carrier one or more of the noble metals and the a catalytically active ingredients mixed supported on the carrier by soaking in an aqueous solution of one or more precious metals and silica as a catalyst active component A heat-resistant exhaust gas purifying catalyst, comprising: silica . 前記担体に対する前記貴金属の担持量が０．１〜１０．０ｗｔ％であり、前記担体に対するシリカの担持量が０．１〜２０．０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１に記載の耐熱性排ガス浄化用触媒。The heat resistance according to claim 1, wherein the amount of the noble metal carried on the carrier is 0.1 to 10.0 wt%, and the amount of the silica carried on the carrier is 0.1 to 20.0 wt%. Catalyst for purifying exhaust gas. 前記担体上に、クロムを担持していることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐熱性排ガス浄化用触媒。The heat-resistant exhaust gas purifying catalyst according to claim 1 or 2, wherein chromium is carried on the carrier. 前記担体に対する前記クロムの担持量が０．１〜２０．０ｗｔ％であることを特徴とする請求項３に記載の耐熱性排ガス浄化用触媒。The catalyst for heat-resistant exhaust gas purification according to claim 3, wherein the amount of the chromium supported on the carrier is 0.1 to 20.0 wt%. 内燃機関の排ガス等に含まれる一酸化炭素，炭化水素，パティキュレートを酸化燃焼するための耐熱性排ガス浄化用触媒の製造方法であって、耐熱性無機質ハニカム担体あるいは金属製ハニカム担体若しくは前記各担体に無機質をコートした担体上に、前記担体を触媒活性成分である１種以上の貴金属及びシリカの混合水溶液中に浸漬することにより触媒活性成分である１種以上の前記貴金属と前記シリカとの混合物を担持させる担持工程を備えていることを特徴とする耐熱性排ガス浄化用触媒の製造方法。A method for producing a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst for oxidizing and burning carbon monoxide, hydrocarbons, and particulates contained in exhaust gas of an internal combustion engine or the like, comprising a heat-resistant inorganic honeycomb carrier, a metallic honeycomb carrier, or each of the above carriers to on the support coated with mineral, mixture of one or more of the noble metal and the silica is a catalytically active component by immersing the carrier in an aqueous solution of one or more precious metals and silica as a catalyst active component A method for producing a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst, comprising a supporting step of supporting a catalyst. 前記担持工程の前記混合物が、クロムを含有することを特徴とする請求項５に記載の耐熱性排ガス浄化用触媒の製造方法。The method for producing a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst according to claim 5, wherein the mixture in the supporting step contains chromium. 前記担体を前記貴金属と前記シリカの混合物を有する溶液中に含浸させる含浸工程と、前記含浸工程で含浸させた前記担体を５００℃〜１０００℃の温度で焼成する焼成工程と、を備えたことを特徴とする請求項５または６に記載の耐熱性排ガス浄化用触媒の製造方法。An impregnation step of impregnating the carrier with a solution having a mixture of the noble metal and the silica , and a firing step of firing the support impregnated in the impregnation step at a temperature of 500 ° C to 1000 ° C. The method for producing a heat-resistant exhaust gas purifying catalyst according to claim 5 or 6, wherein: 請求項１乃至４の内いずれか１に記載の耐熱性排ガス浄化用触媒と、前記耐熱性排ガス浄化用触媒に配設された加熱部と、を備えたことを特徴とする排ガス浄化装置。An exhaust gas purifying apparatus comprising: the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst according to any one of claims 1 to 4; and a heating unit provided in the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst. 前記耐熱性排ガス浄化用触媒と、前記耐熱性排ガス浄化用触媒を収納するケースと、前記ケースに形成された排ガス流入口と、前記ケースに形成された浄化ガス流出口と、前記ケース内の前記加熱部と、を備えたことを特徴とする請求項８に記載の排ガス浄化装置。And the heat-resistant catalyst for purification of exhaust gas, a case for accommodating the heat-resistant catalyst for purification of exhaust gas, an exhaust gas inlet formed in the casing, and the purge gas flow out port formed in the casing, in the case The exhaust gas purifying apparatus according to claim 8, comprising: the heating unit. 請求項１乃至４の内いずれか１に記載の耐熱性排ガス浄化用触媒と、加熱流体を吹き付けて前記耐熱性排ガス浄化用触媒を加熱するために前記耐熱性排ガス浄化用触媒に配設された送風部と、前記流体を加熱する加熱部と、を備えたことを特徴とする排ガス浄化装置。The heat-resistant exhaust gas purifying catalyst according to any one of claims 1 to 4, and the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst is provided to heat the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst by spraying a heating fluid. An exhaust gas purifying apparatus comprising: a blowing unit; and a heating unit that heats the fluid. 前記耐熱性排ガス浄化用触媒と、前記耐熱性排ガス浄化用触媒を収納するケースと、前記ケースに形成された浄化ガス流出口と、前記ケース内の前記送風部と、前記ケース内の前記加熱部と、を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の排ガス浄化装置。The heat-resistant exhaust gas purifying catalyst, a case accommodating the heat-resistant exhaust gas purifying catalyst, a purified gas outlet formed in the case, the blowing unit in the case, and the heating unit in the case. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 10, comprising:
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