JP4501012B2 - ディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒及びディーゼル排ガスの処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、ディーゼル排ガス処理用の触媒及びディーゼル排ガスの処理方法に関する。詳しくはディーゼル排ガスに含有されている粒子状浮遊物、特に炭素微粒子（煤）を従来より低温で燃焼除去可能な触媒に関する。

ディーゼルエンジンより排出される排ガスにはＮＯｘのようなガス状物質に加えて、固体又は液体の粒子状浮遊物が含有されている。この粒子状浮遊物は、主に固体の炭素粒子と、固体又は液体の不燃燃料炭化水素系粒子と、燃料中の硫黄が燃焼することにより発生した二酸化硫黄を主成分とした硫化物と、により構成されている。

かかる粒子状浮遊物は、その粒径が極めて細かいため、固体状であっても大気中に浮遊しやすく、人体へ取り込まれやすいという問題がある。また、排気ガス中のＮＯｘについては、ディーゼルエンジンの設計変更によってある程度低減できるのに対し、粒子状浮遊物はエンジンの設計変更では十分に低減することができないことからより深刻な問題を有する。

粒子状浮遊物の問題については、排ガス中からの除去によらざるを得ないが、その方法としては、排気系にフィルターを設置して粒子状浮遊物を捕集し、このフィルターを電気ヒ−タ−で加熱することで捕集された粒子状浮遊物を燃焼させるものがある。しかし、この方法では絶えずフィルターを高温に保持する必要があることから電力コストの上昇を招く。そこで、消費電力低減のためにフィルター表面に燃焼触媒を担持させる手法が一般的となっている。

粒子状浮遊物を燃焼させるための触媒としては、従来から白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属又はこれら貴金属の酸化物を触媒成分として担持した触媒が用いられていたが、これら貴金属触媒の活性温度（以下、燃焼温度と称するときがある。）は５００℃以上と高い。そして、かかる高温域ではディーゼル排ガス中に含まれる二硫化硫黄の三酸化硫黄、硫酸ミストへの転化が生じてしまい、粒子状浮遊物の除去はできても排ガスの浄化は不完全となるという問題があった。そこで、ディーゼル排ガス処理用にはその用途に応じた触媒の開発が求められる。

ここで、本願出願人は、５００℃以下の低温でも活性を有し粒子状浮遊物の燃焼が可能な触媒として、特許文献１記載の触媒を提案した。この触媒は、触媒成分を担持する触媒担体である酸化物粒子に、触媒成分として貴金属に替えてカリウム等のアルカリ金属の酸化物を担持させるものであり、これにより３５０〜４００℃前後の低い燃焼温度で粒子状浮遊物を燃焼可能な触媒とすることができる。
特開２００１−１７０４８３号公報

上記従来のディーゼル排ガス処理用触媒は、活性温度において当初の目的をクリアし、一応の成果を有する。しかしながら、実際のディーゼルエンジンへの適用を考慮すれば、活性温度はより低いことが望ましい。何故ならば、ディーゼルエンジンからの排気温度は、エンジンが高負荷状態で稼動しているときには３５０℃以上となるものの、通常の稼動状況（例えば、ディーゼルエンジン搭載車両が市街地を走行する場合等）においては３００℃を超えることが少ない。従って、上記触媒を搭載しても通常の稼動状態の排ガスを浄化するのには不十分となるおそれがある。

そこで、本発明は、従来よりも低い温度、具体的には３５０℃未満の活性温度を有するディーゼル排ガス処理用の触媒を提供することを目的とするものである。

本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行い、触媒の構成要素である、担体及び触媒成分の双方に対して改良を試みた。そして、担体に関する改良として、希土類元素を含む複合酸化物の適用を検討したところ、セリア（酸化セリウム：ＣｅＯ_２）とジルコニア（酸化ジルコニウム：ＺｒＯ_２）との複合酸化物であるセリア−ジルコニア、又は、セリアと酸化プラセオジム（Ｐｒ_６Ｏ_１１又はＰｒ_２Ｏ_３）との複合酸化物であるセリア−酸化プラセオジムのいずれかを含む酸化物系セラミック粒子が担体として好ましいことを見出し、本発明に想到した。

即ち、本発明は、ディーゼル排ガス中の粒子状浮遊物を燃焼処理するための触媒であって、セリア−酸化プラセオジムのみからなる担体に、触媒成分としてイリジウム又はイリジウムの酸化物が担体重量に対して０．１〜１０重量％（貴金属換算）で担持されてなるディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒である。

本発明において、担体中のセリアは、粒子状浮遊物に対して直接の燃焼作用も一応は有するが、それ以上に有用な機能として、酸素吸蔵−放出作用により触媒上の粒子状浮遊物を燃焼するための酸素を供給するという補助的機能を有する。そして、セリア−ジルコニア又はセリア−酸化プラセオジムの複合酸化物の形態を採用するのは、セリア単独の場合よりも、これら複合酸化物の形態の方が、耐熱性、耐硫黄被毒性に優れた効果があるからである。尚、粒子状浮遊物の燃焼という触媒が本来発揮すべき作用は、触媒成分である貴金属又は貴金属酸化物が担う。即ち、本発明に係る触媒においては、担体であるセリア−ジルコニア又はセリア−酸化プラセオジムを含む酸化物系セラミックがディーゼル排ガス雰囲気中の酸素を吸蔵しつつ放出し、貴金属又は貴金属酸化物は、担体の補助的機能を受けて粒子状浮遊物の燃焼を促進させるようになっている。

そして、担体を構成する酸化物セラミック粒子のセリアの含有量は、できるだけ多い方が好ましく、具体的には、担体重量に対して４５重量％以上のセリアを含有することが好ましい。上記のように、セリアは、低温で粒子状浮遊物を燃焼させるために酸素を供給する作用を有するものであり、５０重量％未満でも活性温度の低減効果はあるが、この場合、粒子状浮遊物を完全に燃焼させることが困難となるからである。セリア含有量のより好ましい範囲は、４５〜９５重量％である。また、この担体は、セリア以外の残部がジルコニア又は酸化プラセオジムであるものが好ましいが、それ以外の酸化物を含んでいても良い。例えば、アルミナ、シリカ、チタニア等を含んでいても良い。特に、後述するイットリア、酸化ランタンを更に含む担体は、好ましい特性を示す。

そして、本発明者等は、担体に関する他の改良として、上記セリア−ジルコニア又はセリア−酸化プラセオジムに、更に、イットリア（酸化イットリウム：Ｙ_２Ｏ_３）又は酸化ランタン（Ｌａ_２Ｏ_３）を含む酸化物系セラミック粒子を含む担体を見出した。この担体も、酸素吸蔵−放出作用による補助的機能を有し、耐熱性、耐硫黄被毒性が改良されている。そして、イットリア又は酸化ランタンを含むことで触媒の耐熱性が更に改良されている。

この担体においても、セリアの含有量はできるだけ多い方が好ましい。具体的な構成としては、セリアが４５〜９５重量％であり、イットリア又は酸化ランタンが０．１〜１５重量％とするのが好ましい。そして、セリア、イットリア、酸化ランタン以外の残部がジルコニアである、セリア−ジルコニア−イットリア複合酸化物又はセリア−ジルコニア−酸化ランタン複合酸化物のみからなるものが最も好ましい。但し、それ以外の酸化物を含んでいても良い。例えば、アルミナ、シリカ、チタニア等を含んでいても良い。

以上説明した担体に対する改良に対し、担体上に担持される触媒成分は貴金属が好ましく、ルテニウム、イリジウム、白金、銀が好ましい。特に好ましい貴金属成分は、ルテニウム、イリジウムを主成分とするものである。そして、触媒成分としてルテニウムを採用するときには、担体はセリア−ジルコニア又はセリア−酸化プラセオジムとしたときが最も活性に優れる。また、触媒成分としてイリジウムを採用するときには、担体としては更にイットリア、酸化ランタンを含むもの（セリア−ジルコニア−イットリア又はセリア−酸化プラセオジム酸化ランタン）を適用することが好ましい。更に、白金、銀についても、セリア−ジルコニア−イットリア又はセリア−酸化プラセオジム酸化ランタンを担体とするのが好ましい。尚、触媒成分は、これら貴金属の金属状態のものでも良いし、全部又は一部が酸化物となっているものでも良い。

貴金属（ルテニウム、イリジウム、白金、銀）の担持量は、適切な範囲とすることが好ましい。低温燃焼という目的を十分に発揮させるためである。具体的には、触媒成分の担持量は、担体重量に対して０．１〜１０重量％とする。下限値である０．１重量％は、活性を確保するための最低限の担持量である。一方、１０重量％の上限については、これ以上担持しても活性の向上（活性温度の低下）は見られないからである。特に好ましい担持量は、０.１〜５重量％である。

そして、本発明に係る触媒において、ルテニウム又はイリジウムを担持した触媒（以下、単にルテニウム触媒、イリジウム触媒と称するときがある。）については、これらの貴金属を単独で担持するより、更に、他の貴金属を追加的に担持させたものが好ましい。これにより、触媒活性の発現をより低温側にシフトさせることができ、燃焼温度を低下させることができるからである。

この追加的な触媒成分の種類は、ルテニウム触媒については、イリジウム及び／又は銀の適用が好ましい。この場合、イリジウムの担持量は、ルテニウムの担持量とイリジウム担持量との比（ルテニウム：イリジウム）を、１：２０〜２０：１とするのが好ましい（より好ましくは、１：２０〜３：１である）。また、銀については、両金属の担持量の比（ルテニウム：銀）を、１：１０〜１０：１とするのが好ましい（より好ましくは、１：３〜３：１である）。イリジウム、銀の担持量が前記比率より少ない場合には、その効果を発揮しない。一方、これら担持量が多すぎる場合、主たる触媒成分であるルテニウムの触媒特性が希薄化されることとなる。尚、イリジウムは、銀に比べ少量の添加で効果を発揮する。

一方、イリジウム触媒において好ましい追加的な触媒成分としては、白金、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、銀の少なくともいずれかである。これらの追加的貴金属の中で特に好ましいのは、白金、ロジウム、ルテニウムである。この場合、白金の担持量は、イリジウムの担持量と白金の担持量との比（イリジウム：白金）が１：３０〜３０：１とするのが好ましい（より好ましくは、１：３〜３：１である）。また、ロジウムの担持量は、イリジウムの担持量とロジウムの担持量との比（イリジウム：ロジウム）が１：３０〜３０：１となるようにするのが好ましい（より好ましくは、１：３〜３：１である）。更に、ルテニウムの担持量は、イリジウムの担持量とルテニウムの担持量との比（イリジウム：ルテニウム）が１：２０〜２０：１となるようにするのが好ましい（より好ましくは、１：３〜１０：１である）。上記と同様、追加的貴金属担持の効果を発揮させると共に、主成分となるイリジウムの特性を低下させないようにするためである。尚、これら追加的金属は複数担持しても良く、例えば、イリジウムに対して、ルテニウム及び銀の２種の貴金属を追加的に担持しても良い。

本発明に係る燃焼触媒は簡易な方法で製造できる。基本的には、触媒成分となる貴金属の、金属状粉末、貴金属酸化物の粉末、コロイド粒子、アルコキシドや、金属塩（硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩、酢酸塩等）水酸化物といった金属種を含む水溶液に、担体となる酸化物系セラミック粉を含浸させ、セラミック粉の表面に金属種を付着させた後、乾燥させ、更に熱処理することで触媒成分が担持された触媒とすることができ、これは通常の触媒の製造方法と同様である。

尚、追加的な触媒成分の担持については、担体に主成分となる貴金属を担持する際の水溶液として、追加的な金属の金属種を含む混合水溶液を用いても良い。また、主成分となる貴金属が担持された触媒を先に製造して、これを追加的な触媒成分の金属種を含む水溶液に含浸させても良いし、その逆でも良い。追加的金属を別々に担持させる場合の水溶液は、上記同様、これらの金属状粉末、酸化物粉末、コロイド粒子、アルコキシドや、金属塩（硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩、酢酸塩等）、水酸化物といった金属種を含む水溶液が適用できる。

本発明に係る触媒は、実際の使用に際して適当な基材（アルミナ、ジルコニア、チタニア、シリカ、ゼオライト等のセラミックハニカムや、メタルハニカム等の金属製基材）に支持させるのが好ましい。このとき、粉末状の触媒をスラリー化し、これに基材を浸漬して基材表面に触媒層を形成させることができる。但し、本発明に係る触媒は、粉末状態のまま使用することもできる。この場合、粉末状態の触媒を容器に充填し、これに排ガスを通過させるようにして利用できる。

また、金属基材を用いる場合には、いわゆるウォッシュコート法により基材上に触媒層を形成することが好ましい。このウォッシュコート法では、担体となるセリア（ジルコニア、酸化プラセオジム、イットリア、酸化ランタン）を含む酸化物系セラミックのスラリーに基材を浸漬してその表面にセラミック層（ウォッシュコート）を形成させ、これを金属種含有水溶液中に浸漬してセラミック層に金属種を付着させた後に熱処理を施して触媒層を形成することができる。この場合のウォッシュコートの厚さは５〜５０μｍとすることが好ましい。

尚、本発明においては、ウォッシュコート法により基材にセリア（ジルコニア、酸化プラセオジム、イットリア、酸化ランタン）を含む酸化物系セラミックのみからなる触媒層を形成しても良い。但し、従来からウォッシュコート法で使用されるアルミナ、ジルコニア、チタニア、シリカ、ゼオライト等の酸化物を下地層として形成し、この上に本発明に係る酸化物系セラミックの層を形成して２重の酸化物層を形成し、これに触媒金属を担持させても良い。

基材の形態については、上記ハニカム形状のものに限定されず、粒状、シート状のものであっても良い。また、繊維、金網等のフィルター、各種のディーゼル排ガス用ＰＭフィルターを基材としても良い。

以上説明したように、本発明に係るディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒はガス中の粒子状浮遊物の燃焼に対して十分な活性を有し、３００℃付近の低温で燃焼を生じさせることができる。本発明に係る触媒は、長期間安定的に作動し、粒子状浮遊物、特に、炭素微粒子を燃焼することができる。

本発明に係る触媒を用いたディーゼル排ガスの処理方法では、ディーゼル排ガス中の粒子状浮遊物を捕集し、捕集した粒子状浮遊物を本発明に係る触媒により燃焼除去する工程を含む。このとき、本発明に係る触媒による処理工程の前後において他の排ガス処理を行っても良い。例えば、本発明の触媒による処理工程前に、排ガス中のＮＯ_２をＮ２に還元する工程を行っても良い。このとき、本発明に係る触媒による低温燃焼の効果がより高まる。但し、ＮＯ_２は粒子状浮遊物の燃焼のための酸素源とすることもでき、排ガス中にＮＯ_２を存在させることにより燃焼速度を増加させることもできるため、前段階でのＮＯ_２の還元処理は必ずしも必須ではない。

以下、本発明の好適と思われる実施の形態について説明する。

参考例１：４．５％硝酸ルテニウム溶液０．６７ｇを、１ｇのセリア−ジルコニア粉末に含浸させ、これを乾燥させた後、５００℃で０．５時間焼成することで、セリア−ジルコニア担体にルテニウムが担持された触媒（ルテニウム触媒）を得た。この触媒のルテニウム担持量は、３重量％である。

比較例１：参考例１に係る触媒の低温燃焼を確認すべく、比較例として、担体であるアルミナ粒子に触媒粒子として白金粒子を担持させた燃焼触媒を製造した。白金濃度が８．４７６重量％のジニトロジアンミン白金溶液０．５９ｇを１．０ｇのアルミナ粉末に摘下した後、第１実施形態と同様、熱処理をすることで触媒を製造した（白金担持量５重量％）。

燃焼試験：参考例１及び比較例１に係る燃焼触媒と、炭素微粉末とを混合した混合粉（炭素微粉末含有量：５重量％）を加熱して炭素微粉末を燃焼させて燃焼性能を検討した。燃焼性能の検討は、ＴＧ−ＤＴＡ法（熱質量−示差熱分析）により行った。試験にあたっては、最終加熱温度を６００℃とし、加熱開始から６００℃到達後の所定時間までの混合粉の質量変化を追跡すると共に、発生する熱量を測定した。燃焼温度の判定は、得られるＴＧ−ＤＴＡ曲線において、明瞭な質量減及び発熱がみられ始めた温度を燃焼開始温度とした。表１は、各触媒の燃焼開始温度を示す。

表１からわかるように、参考例１に係る触媒は、燃焼開始温度が３２３．５℃と目標である３５０℃未満を十分クリアしている。一方、比較例１では、炭素粉末の燃焼は生じるものの、燃焼温度が５００℃を超えていた。従って、本参考例にかかる触媒は、燃焼温度の低温化に優れることが確認できた。

参考例２及び参考例３：ここでは、参考例１に対し、触媒金属としてルテニウムに加えてイリジウム、銀を追加的に担持した触媒を製造し、それらの燃焼温度について検討した。参考例１で製造したルテニウム触媒（ルテニウム３重量％）２ｇに、イリジウム濃度１．０重量％の塩化イリジウム溶液２ｇを含浸させてルテニウム−イリジウム触媒とした（参考例２）。そして、この参考例２のルテニウム−イリジウム触媒１ｇに銀濃度３．０重量％の硝酸銀溶液１ｇ含浸させてルテニウム−イリジウム−銀触媒とした（参考例３）。

これらの触媒についても、参考例１と同様、触媒と炭素微粉末とを混合した混合粉（炭素微粉末含有量：５重量％）を加熱し、炭素微粉末を燃焼させＴＧ−ＤＴＡにて燃焼性能を検討した。ここでは、参考例１と同様、初期活性（製造直後の燃焼開始温度）に加えて、６５０℃で所定時間加熱した触媒についての燃焼開始温度を調査し、その耐熱性も検討した。表２はその結果を示す。

この表２で示される結果から、参考例１に係る触媒に、イリジウム、銀を補助的に担持させた触媒においては、燃焼開始温度（初期活性）が１０〜２０℃低下し、その特性がより改善されることが確認された。そして、これらの触媒は、耐熱性においても良好であり、６５０℃で加熱された後の触媒についても低温活性を示し、加熱温度が長時間となっても維持されることが確認された。

参考例４：ここでは、担体としてセリア−ジルコニアに、更に、イットリアを含む酸化物セラミックスを用い、触媒金属としてイリジウムを担持して触媒を製造した。イリジウム含有率１．０％の塩化イリジウム溶液２ｇを、１ｇのセリア−ジルコニア−イットリア粉末（平均粒径約５μｍ）に含浸させ、これを乾燥させた後、５００℃で２時間焼成した。その後、塩素及び不純物の洗浄を行い、ろ過して１２０℃で一晩乾燥し触媒を得た。この触媒のイリジウム担持量は、２重量％である。

参考例５：担体としてセリア−ジルコニア−イットリアを用い、触媒金属として白金を担持して触媒を製造した。白金濃度が８．４７６重量％のジニトロジアンミン白金溶液０．０９４ｇを、１ｇのセリア−ジルコニア−イットリア粉末（平均粒径約５μｍ）に含浸させ、これを乾燥させた後、５００℃で２時間焼成した。その後、塩素及び不純物の洗浄を行い、ろ過して１２０℃で一晩乾燥し触媒を得た。この触媒の白金担持量は、０．８重量％である。

参考例４、参考例５で製造した触媒について、参考例１と同様、触媒と炭素微粉末とを混合した混合粉（炭素微粉末含有量：５重量％）を加熱し、炭素微粉末を燃焼させＴＧ−ＤＴＡにて燃焼性能を検討した。表３はその結果を示す。

表３から、セリア−ジルコニア−イットリアを担体とする参考例４、参考例５に係る触媒においても、燃焼開始温度の低温化を図ることが確認できた。

参考例６：次に、参考例４における製造工程に従い、塩化イリジウム溶液の使用量を調整してイリジウム担持量を調整し、イリジウム担持量が０．５重量％、１重量％、２重量％、３重量％、５重量％、１０重量％、２０重量％のイリジウム触媒を製造した。そして、これらの触媒について、同様に燃焼試験を行いその性能を検討した。表４はその結果を示す。

表４からわかるように、イリジウム担持量を変更しても活性温度の低温化の効果がみられる。また、その担持量に関しては、１０重量％以下のものが特に好ましい結果が得られた。

参考例７：ここでは、担体としてセリア−ジルコニア−イットリアを用い、触媒金属としてイリジウムと、更に追加的貴金属として銀を担持して触媒を製造した。イリジウム含有率１．０％の塩化イリジウム溶液１ｇを、１ｇのセリア−ジルコニア−イットリア粉末（平均粒径約５μｍ）に含浸させ、これを乾燥させた後、５００℃で２時間焼成した。その後、塩素及び不純物の洗浄を行い、ろ過して１２０℃で一晩乾燥しイリジウム触媒を得た。そして、このイリジウム触媒１ｇに銀濃度３．０重量％の硝酸銀溶液１ｇ含浸させてイリジウム−銀触媒とした（イリジウム担持量：１重量％、銀担持量：３重量％）。

参考例８：参考例７と同様、担体としてセリア−ジルコニア−イットリアを用い、触媒金属としてイリジウムと、追加的貴金属としてロジウムを担持して触媒を製造した。参考例７と同様の工程にて製造したイリジウム触媒（イリジウム担持量：１重量％）１ｇに、ロジウム濃度３．０重量％の硝酸ロジウム溶液０．６７ｇを含浸させてイリジウム−ロジウム触媒とした（イリジウム担持量：１重量％、ロジウム担持量：０．２重量％）。

参考例９：セリア−ジルコニア−イットリアを担体とし、触媒金属としてイリジウムと、追加的金属として白金を担持して触媒を製造した。参考例７と同様の工程にて製造したイリジウム触媒（イリジウム担持量：１重量％）１ｇに、白金濃度８．４７６重量％のジニトロジアンミン白金溶液０．０５９ｇを含浸させてイリジウム−白金触媒とした（イリジウム担持量：１重量％、白金担持量：０．５重量％）。

参考例１０：セリア−ジルコニア−イットリアを担体とし、触媒金属としてイリジウムと、追加的金属としてルテニウムを担持して触媒を製造した。参考例７と同様の工程にて製造したイリジウム触媒（イリジウム担持量：１重量％）１ｇに、４．５％硝酸ルテニウム溶液０．０２２ｇを含浸させてイリジウム−ルテニウム触媒とした（イリジウム担持量：１重量％、ルテニウム担持量：０．１重量％）。

以上製造した参考例７〜参考例１０の触媒について、参考例１と同様、触媒と炭素微粉末とを混合した混合粉（炭素微粉末含有量：５重量％）を加熱し、炭素微粉末を燃焼させＴＧ−ＤＴＡにて燃焼性能を検討した。表５はその結果を示す。

表５からわかるように、参考例７〜参考例１０のセリア−ジルコニア−イットリア担体にイリジウムと追加的貴金属である銀、ロジウム、白金、ルテニウムを担持させた触媒は、いずれも燃焼開始温度が３００℃未満となり良好な特性を示すことが確認できた。

参考例１１：ここでは、担体としてセリア−酸化プラセオジム−酸化ランタンを用い、触媒金属として白金を担持して触媒を製造した。白金濃度８．４７６重量％のジニトロジアンミン白金溶液０．０９４ｇを、１ｇのセリア−酸化プラセオジム−酸化ランタン粉末（平均粒径約５μｍ）に含浸させ、これを乾燥させた後、５００℃で２時間焼成した。その後、塩素及び不純物の洗浄を行い、ろ過して１２０℃で一晩乾燥し触媒を得た。この触媒の白金担持量は、０．８重量％であった。

そして、製造した触媒について、参考例１と同様、触媒と炭素微粉末とを混合した混合粉（炭素微粉末含有量：５重量％）を加熱し、炭素微粉末を燃焼させＴＧ−ＤＴＡにて燃焼性能を検討した。表６はその結果を示す。

表６からわかるように、担体としてセリア−酸化プラセオジム−酸化ランタンを用いた触媒においても、燃焼開始温度は３５０℃未満となる。この点、同じ白金を触媒金属とする比較例１と比較して明確な燃焼温度低下の効果が確認できた。

実施例１：次に、担体としてセリア−酸化プラセオジム−酸化ランタンを用い、触媒金属としてイリジウムを担持して触媒を製造した。イリジウム含有率１．０％の塩化イリジウム溶液を、１ｇのセリア−酸化プラセオジム酸化ランタン粉末に含浸させ、これを乾燥させた後、５００℃で２時間焼成した。その後、塩素及び不純物の洗浄を行い、ろ過して１２０℃で一晩乾燥し触媒を得た。ここでは、塩化イリジウムの使用量を調整してイリジウム担持量を調整し、イリジウム担持量が０．５重量％、１重量％、３重量％、１０重量％、２０重量％の触媒を製造した。

そして、製造した触媒について、参考例１と同様、触媒と炭素微粉末とを混合した混合粉（炭素微粉末含有量：５重量％）を加熱し、炭素微粉末を燃焼させＴＧ−ＤＴＡにて燃焼性能を検討した。表７はその結果を示す。

表７からわかるように、セリア−酸化プラセオジム−酸化ランタンを担体とする触媒において、イリジウムを触媒金属とすることでより燃焼開始温度を低下させることができる。この場合において、イリジウムの担持量に関しては、１０重量％以下のものが燃焼開始温度を３００℃未満とすることができ特に好ましい結果が得られた。

実施例２：担体としてセリア−酸化プラセオジム−酸化ランタンを用い、触媒金属としてイリジウムと、更に追加的貴金属として銀を担持して触媒を製造した。イリジウム含有率１．０％の塩化イリジウム溶液１ｇを、１ｇのセリア−酸化プラセオジム−酸化ランタン粉末（平均粒径約５μｍ）に含浸させ、これを乾燥させた後、５００℃で２時間焼成した。その後、塩素及び不純物の洗浄を行い、ろ過して１２０℃で一晩乾燥しイリジウム触媒を得た。そして、このイリジウム触媒１ｇに銀濃度３．０重量％の硝酸銀溶液１ｇ含浸させてイリジウム−銀触媒とした（イリジウム担持量：１重量％、銀担持量：３重量％）。

実施例３：実施例２と同様、担体としてセリア−酸化プラセオジム−酸化ランタンを用い、触媒金属としてイリジウムと、追加的貴金属としてロジウムを担持して触媒を製造した。実施例２と同様の工程にて製造したイリジウム触媒（イリジウム担持量：１重量％）１ｇに、ロジウム濃度３．０重量％の硝酸ロジウム溶液０．０６７ｇ含浸させてイリジウム−ロジウム触媒とした（イリジウム担持量：１重量％、ロジウム担持量：０．２重量％）。

実施例４：セリア−酸化プラセオジム−酸化ランタンを担体とし、触媒金属としてイリジウムと、追加的金属として白金を担持して触媒を製造した。実施例２と同様の工程にて製造したイリジウム触媒（イリジウム担持量：１重量％）１ｇに、白金濃度８．４７６重量％のジニトロジアンミン白金溶液０．０５９ｇを含浸させてイリジウム−白金触媒とした（イリジウム担持量：１重量％、白金担持量：０．５重量％）。

実施例５：セリア−酸化プラセオジム−酸化ランタンを担体とし、触媒金属としてイリジウムと、追加的金属としてルテニウムを担持して触媒を製造した。実施例２と同様の工程にて製造したイリジウム触媒（イリジウム担持量：１重量％）１ｇに、４．５％硝酸ルテニウム溶液０．０２２ｇを含浸させてイリジウム−ルテニウム触媒とした（イリジウム担持量：１重量％、ルテニウム担持量：０．１重量％）。

以上製造した実施例２〜実施例５の触媒について、参考例１と同様、触媒と炭素微粉末とを混合した混合粉（炭素微粉末含有量：５重量％）を加熱し、炭素微粉末を燃焼させＴＧ−ＤＴＡにて燃焼性能を検討した。表８はその結果を示す。

表８からわかるように、実施例２〜実施例５に係る、セリア−酸化プラセオジム−酸化ランタン担体にイリジウムと追加的貴金属である銀、ロジウム、白金、ルテニウムを担持させた触媒は、いずれも燃焼温度が３００℃未満となり、極めて良好な特性を示すことが確認できた。

Claims (10)

1. ディーゼル排ガス中の粒子状浮遊物を燃焼処理するための触媒であって、
   セリア−酸化プラセオジムのみからなる担体に、
   触媒成分としてイリジウム又はイリジウムの酸化物が担体重量に対して０．１〜１０重量％担持されてなるディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒。
2. 担体中のセリアの含有量が４５〜９５重量％である請求項１記載のディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒。
3. 担体は、更に、イットリア又は酸化ランタンを含む酸化物系セラミック粒子である請求項１又は請求項２記載のディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒。
4. 担体中のセリアの含有量が４５〜９５重量％であり、担体中のイットリア又は酸化ランタンの含有量が０．１〜１５重量％である請求項３記載のディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒。
5. 触媒成分は、更に、白金、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、銀の少なくともいずれかを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載のディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒。
6. ルテニウムの担持量とイリジウムの担持量との比（ルテニウム：イリジウム）が、１：２０〜２０：１である請求項５記載のディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒。
7. イリジウムの担持量と白金の担持量との比（イリジウム：白金）が、１：３０〜３０：１である請求項５記載のディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒。
8. イリジウムの担持量とロジウムの担持量との比（イリジウム：ロジウム）が、１：３０〜３０：１である請求項５記載のディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒。
9. 担体は、金属基材表面にウォッシュコート法により形成されたものである請求項１〜８のいずれか１項に記載のディーゼル排ガス処理用の燃焼触媒。
10. ディーゼル排ガス中の粒子状浮遊物を捕集し、捕集した粒子状浮遊物を請求項１〜９のいずれか１項に記載の触媒により燃焼除去する工程を含むディーゼル排ガスの燃焼処理方法。