JP7536786B2 - 触媒化ガソリン微粒子フィルタ - Google Patents
触媒化ガソリン微粒子フィルタ Download PDFInfo
- Publication number
- JP7536786B2 JP7536786B2 JP2021563009A JP2021563009A JP7536786B2 JP 7536786 B2 JP7536786 B2 JP 7536786B2 JP 2021563009 A JP2021563009 A JP 2021563009A JP 2021563009 A JP2021563009 A JP 2021563009A JP 7536786 B2 JP7536786 B2 JP 7536786B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particulate filter
- catalyzed
- functional material
- material layer
- ceria
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 83
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 70
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 59
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 54
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 43
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 38
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 31
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 26
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 22
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 22
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 19
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 17
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 13
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 claims description 12
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 11
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 11
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000002429 nitrogen sorption measurement Methods 0.000 claims description 10
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Chemical compound [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- UBXAKNTVXQMEAG-UHFFFAOYSA-L strontium sulfate Chemical compound [Sr+2].[O-]S([O-])(=O)=O UBXAKNTVXQMEAG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 claims description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 5
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 claims description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 5
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical compound CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- AYJRCSIUFZENHW-DEQYMQKBSA-L barium(2+);oxomethanediolate Chemical compound [Ba+2].[O-][14C]([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-DEQYMQKBSA-L 0.000 claims description 4
- MWKFXSUHUHTGQN-UHFFFAOYSA-N decan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCO MWKFXSUHUHTGQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N hexan-1-ol Chemical compound CCCCCCO ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N hydroxyformaldehyde Chemical compound O[14CH]=O BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims description 4
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 claims description 3
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 3
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 claims description 3
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 claims description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 3
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 claims description 3
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 claims description 3
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 2
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 229920001479 Hydroxyethyl methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 2
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 2
- 235000011087 fumaric acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 2
- 229920001692 polycarbonate urethane Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 2
- 125000006353 oxyethylene group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 74
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 32
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 32
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 31
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 31
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 30
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 26
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 24
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 23
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 18
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 12
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 10
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N palladium(ii) nitrate Chemical compound [Pd+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 7
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 7
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 7
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 5
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M aluminum;oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Al+3] VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VXNYVYJABGOSBX-UHFFFAOYSA-N rhodium(3+);trinitrate Chemical compound [Rh+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VXNYVYJABGOSBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 3
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000306 component Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 2
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001200 Ferrotitanium Inorganic materials 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- ITHZDDVSAWDQPZ-UHFFFAOYSA-L barium acetate Chemical compound [Ba+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O ITHZDDVSAWDQPZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 1
- RCFVMJKOEJFGTM-UHFFFAOYSA-N cerium zirconium Chemical compound [Zr].[Ce] RCFVMJKOEJFGTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 1
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYDKNKUEBJQCCN-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);trinitrate Chemical compound [La+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O FYDKNKUEBJQCCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006194 liquid suspension Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 150000002941 palladium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000012812 sealant material Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
- B01D53/945—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific catalyst
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
- F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/42—Platinum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/44—Palladium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
- B01J23/464—Rhodium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/63—Platinum group metals with rare earths or actinides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
- B01J37/0027—Powdering
- B01J37/0036—Grinding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0201—Impregnation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0215—Coating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/101—Three-way catalysts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1021—Platinum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1023—Palladium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1025—Rhodium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/204—Alkaline earth metals
- B01D2255/2042—Barium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/206—Rare earth metals
- B01D2255/2065—Cerium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/209—Other metals
- B01D2255/2092—Aluminium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/40—Mixed oxides
- B01D2255/407—Zr-Ce mixed oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/902—Multilayered catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/903—Multi-zoned catalysts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/908—O2-storage component incorporated in the catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/915—Catalyst supported on particulate filters
- B01D2255/9155—Wall flow filters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
本発明は、ガソリンエンジンからの排気ガス用の触媒化微粒子フィルタに関するものである。触媒化微粒子フィルタは、効率的なフィルタと併せて、改善された触媒効率を提供する。
(1) ガソリン微粒子フィルタ(GPF)と、
(2) GPF表面の入口側、出口側、又は両側の上又は中に被覆された主触媒層であって、第1の組成物を含み、該第1の組成物が、第1の支持体材料及び第1の白金族金属(PGM)を含む、主触媒層と、
(3) GPF表面の入口側、出口側、又は両側の上又は中に置かれた副次的な機能性材料層であって、第2の組成物を含む、副次的触媒層と
を含み、
(4) 主触媒層が、副次的な機能性材料層よりも高い担持量を有し、
(5) 副次的な機能性材料層が主触媒層の上に置かれ、又は主な触媒材料層が副次的な機能性層の上に置かれている。
触媒材料を有するガソリン微粒子フィルタを、入口側からの被覆と出口側からの被覆との二重被覆を用いて調製した。先行技術の触媒複合体は、ガソリン微粒子フィルタに被覆して、フィルタに捕捉された粒子状物質を低温で酸化し、窒素酸化物、一酸化炭素、及び炭化水素を低減するためのものであり、この複合体は白金、パラジウム、及びロジウムを含有し、貴金属の合計担持量は16.5g/ft3、そしてPt/Pd/Rhの比率は5/6.5/5であった。基材は、体積が2.0L(122in3)、セル密度が1平方インチ当たり300セル、壁厚が約200μm、多孔度が63%、そして水銀圧入測定による平均細孔径が19μmであった。この被覆は次のようにして調製した。
触媒材料を有するガソリン微粒子フィルタを、出口側から被覆された主触媒層と、出口側から被覆された副次的な機能性材料層との二重被覆を用いて調製した。触媒複合体は、白金、パラジウム、及びロジウムを含有し、貴金属の合計担持量は16.5g/ft3、そしてPt/Pd/Rhの比率は5/6.5/5であった。基材は、体積が2.0L(122in3)、セル密度が1平方インチ当たり300セル、壁厚が約200μm、多孔度が63%、そして水銀圧入測定による平均細孔径が19μmであった。この被覆は次のようにして調製した。
副次的な機能性材料層を入口側から施与した実施例2に記載の触媒化ガソリン微粒子フィルタを、粒子径の90%が11.7ミクロン、50%が4.2ミクロン、及び10%が1.4ミクロンになるまで乾式粉砕した。副次的な機能性材料層の担持量は0.26g/in3であった。
途中まで被覆された触媒フィルタとしての実施例1による触媒化ガソリン微粒子フィルタ。
実施例1~4によるガソリン微粒子フィルタをSGE1.5Lターボガソリン直噴エンジンの後の第1位置に置くことにより、これらの触媒化フィルタがガス相汚染物質(未燃焼のHC、CO及びNOx)を変換する能力を評価した(WLTC試験)。結果を図1に示す。副次的な機能性材料層を施与した触媒化ガソリン微粒子フィルタは、3つのカテゴリーの汚染物質すべて、特にHC及びCOの変換の大幅な改善を示した。
触媒材料を有するガソリン微粒子フィルタを、出口側から被覆された主触媒層と、出口側から被覆された副次的な機能性材料層との二重被覆を用いて調製した。触媒複合体は、白金及びパラジウムを含有し、貴金属の合計担持量は6.25g/ft3、そしてPt/Pd/Rhの比率は4/1/0であった。基材は、体積が2.5L(151in3)、セル密度が1平方インチ当たり200セル、壁厚が約200μm、多孔度が55%、そして水銀圧入測定による平均細孔径が9μmであった。この被覆は次のようにして調製した。
主触媒層のスラリーを、粒子径の90%が5ミクロンになるまで粉砕した、実施例6に記載の触媒化ガソリン微粒子フィルタ。
触媒材料を有するガソリン微粒子フィルタを、入口側からの単一を用いて調製した。触媒複合体は白金及びパラジウムを含有し、貴金属の合計担持量は6.25g/ft3、そしてPt/Pd/Rhの比率は4/1/0であった。基材は、体積が2.5L(151in3)、セル密度が1平方インチ当たり200セル、壁厚が約200μm、多孔度が55%、そして水銀圧入測定による平均細孔径が9μmであった。この被覆は次のようにして調製した。
SGE1.5Lターボガソリン直噴エンジンの後の第1位置において、実施例6~8がガス相汚染物質を変換する能力及び新鮮な状態(0km、又は箱から出した状態)での濾過効率を評価した(WLTC試験;PNエンジン出力=3.5×1012#/km)。結果をそれぞれ図3及び図4に示す。これらの実施例では、同様の新鮮な濾過効率が観察され、主触媒層と副次的な機能性材料層の両方を有する触媒化フィルタ(実施例6及び7)は、粉末のみを担持したサンプル(実施例8)よりも有意に良好なTWC活性を示した。
触媒材料を有するガソリン微粒子フィルタを、入口側からの単一被覆を用いて調製した。先行技術の三元変換(TWC)触媒複合体は、パラジウム及びロジウムを含有し、貴金属の合計担持量は7g/ft3、そしてPt/Pd/Rhの比率は0/2/5であった。基材は、体積が2.5L(151in3)、セル密度が1平方インチ当たり300セル、壁厚が約200μm、多孔度が63%、そして水銀圧入測定による平均細孔径が19μmであった。この被覆は次のようにして調製した。
先行技術の三元変換(TWC)触媒複合体が主触媒層であり、追加の副次的な機能性材料層がフィルタの入口側内に担持された、実施例10による触媒化ガソリン微粒子フィルタ。
副次的な機能性材料層の担持量が0.041g/in3であった、実施例11に記載の触媒化ガソリン微粒子フィルタ。
副次的な機能性材料層の担持量が0.024g/in3であった、実施例11に記載の触媒化ガソリン微粒子フィルタ。
施与した副次的な機能性層が高表面積のガンマアルミナである、実施例11と同様に調製した触媒化ガソリン微微粒子フィルタ。アルミナは、90%が16ミクロン、50%が6.9ミクロン、10%が2.0ミクロンの粒子径に乾式粉砕したもので、1000℃の空気中で4時間か焼した後の比表面積(BETモデル、77K窒素吸着測定)は76m2・g-1であった。副次的な機能性材料層の担持量は0.066g/in3であった。
実施例11と同様に調製した触媒化ガソリン微粒子フィルタであって、施与した副次的な機能性層が高表面積のガンマアルミナであった。アルミナは、粒子径の90%が25.4ミクロン、50%が10.9ミクロン、10%が2.4ミクロンになるまで乾式粉砕し、1000℃の空気中で4時間か焼した後のその比表面積(BETモデル、77K窒素吸着測定)は75m2・g-1であった。副次的な機能性材料層の担持量は0.066g/in3であった。
実施例11と同様に調製した触媒化ガソリン微粒子フィルタであって、施与した副次的な機能性層がポリビニルアルコールの粉末をさらに含んでいた。ポリビニルアルコールPVA-1788は、粒子径が230メッシュの微細な粉末として得られた。このPVA粉末を、乾式粉砕した高表面積のガンマアルミナと1:5の割合の質量比で予備混合した。この混合粉末をさらにガス担体と混合し、室温で部品に吹き込んだ。ガス担体の流量は575kg/時間であった。副次的な機能性材料層の総搭載量は0.079g/in3であった。
第1位置において(SGE1.5Lターボガソリン直噴エンジン;WLTC試験;PNエンジン出力=3.5×1012#/km)、実施例10~16の新鮮な状態(0km、又は箱から出した状態)での濾過効率を測定した。結果を図5に示す。副次的な機能性材料層を施与した触媒化ガソリン微粒子フィルタは、副次的な機能性材料層を施与していない先行技術のフィルタと比較して、濾過効率の著しい増加を示した。注目すべきは、濾過効率の増加は、機能性層の担持量が0.024g/in3と低いときにすでに非常に顕著なことである(+24%、実施例10対13)。さらに、本発明の実施態様による実施例の濾過効率は、実施例11及び12で示されるように、副次的な機能性材料層をより高い担持量で施与することによってさらに向上する。機能層の最適化された粒子径分布は、実施例11、14及び15によって実証され、ここでは、粒子径D90を25μm~16μm、さらに5μmに低減することで、より高い濾過効率(FFE)が達成された。有機材料を添加しても(実施例16)、本実施例に従って調製された触媒化ガソリン微粒子フィルタは、その高い濾過効率を維持する。
Claims (15)
- (1) ガソリン微粒子フィルタ(GPF)と、
(2) 前記GPF表面の入口側、出口側、又は両側の上又は中に被覆された主触媒層であって、第1の組成物を含み、前記第1の組成物が、第1の支持体材料及び第1の白金族金属(PGM)を含む、前記主触媒層と、
(3) 前記GPF表面の入口側、出口側、又は両側の上又は中に置かれた副次的な機能性材料層であって、第2の組成物を含む、前記副次的な機能性材料層と
を含み、
(4) 前記主触媒層が、前記副次的な機能性材料層よりも高い担持量を有し、
(5) 前記副次的な機能性材料層が前記主触媒層の上に置かれ、又は前記主な触媒材料層が前記副次的な機能性材料層の上に置かれており、そして
前記第2の組成物が有する、1000℃の空気中で4時間か焼した後の比BET表面積が、77K窒素収着評価により、5~200m 2 ・g -1 の範囲、好ましくは7~100m 2 ・g -1 の範囲、及びより好ましくは10~70m 2 ・g -1 の範囲である、ガソリンエンジンからの排気ガス用の触媒化微粒子フィルタ。 - 前記第2の組成物が、第2の支持体材料及び第2の白金族金属を含む、請求項1に記載の触媒化微粒子フィルタ。
- 前記第1及び第2の支持体材料が、アルミナ、ジルコニア、セリア、シリカ、チタニア、セリア以外の希土類金属酸化物、及びこれらの混合物からなる群から独立して選択される、請求項2に記載の触媒化微粒子フィルタ。
- 前記第1及び第2のPGMが、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)、及びこれらの混合物からなる群から独立して選択される、請求項2又は3に記載の触媒化微粒子フィルタ。
- 前記第2のPGMが、Pt、又はPt及びPdであり、前記第2のPGMが、触媒的に有効な量で存在して、排気ガス中のNOx、CO及び炭化水素をN2、CO2及びH2Oに変換し、且つガソリン微粒子フィルタに捕捉された粒子状物質の酸化を引き起こす、請求項4に記載の触媒化微粒子フィルタ。
- 前記第1のPGMがRh、又はRh及びPdであり、前記第1のPGMが、触媒的に有効な量で存在して、排気ガス中のNOx、CO及び炭化水素をN2、CO2及びH2Oに変換する、請求項4又は5に記載の触媒化微粒子フィルタ。
- 前記第2の組成物が、セリア、ジルコニア、酸化ストロンチウム、炭酸ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、酸化バリウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、酸化マンガンのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の触媒化微粒子フィルタ。
- 前記第2の組成物が、アルミナ、水和アルミナ、又はドープしたアルミナをさらに含み、ドーパントが、セリア、ジルコニア、酸化ストロンチウム、炭酸ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、酸化バリウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、酸化マンガンのうちの少なくとも1つである、請求項1に記載の触媒化微粒子フィルタ。
- 前記第2の組成物が、酢酸、シュウ酸、クエン酸、酒石酸、フマル酸、乳酸、リンゴ酸、マレイン酸、ヘキサノール、オクタノール、デカノール、セルロース、ヒドロキシルエチルセルロース、メチルヒドロキシエチルセルロース、デンプン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ(オキシエチレン)、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンテレフタレート)、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリカーボネート、及びポリウレタンからなる群のうちの1つ以上から選択される有機材料をさらに含む、請求項1から8のいずれか1項に記載の触媒化微粒子フィルタ。
- 前記主触媒層が、10~170g/L、好ましくは25~150g/L、より好ましくは45~120g/Lの範囲のウォッシュコート担持量を有する、請求項1から9のいずれか1項に記載の触媒化微粒子フィルタ。
- 前記副次的な機能性材料層が、1~15g/L、好ましくは1.5~12g/L、より好ましくは2~10g/Lの範囲の担持量を有する、請求項1から10のいずれか1項に記載の触媒化微粒子フィルタ。
- 前記副次的な機能性材料層が微粒子の形態で担持される、好ましくは気相担体を介して微粒子の形態で担持される、請求項1から11のいずれか1項に記載の触媒化微粒子フィルタ。
- 前記第2の組成物の微粒子が、1~50μm、好ましくは2~25μmのD90、及びより好ましくは3~20μmのD90を有する、請求項12に記載の触媒化微粒子フィルタ。
- (1) 請求項1から13のいずれか1項に記載の微粒子フィルタを提供する工程と、
(2) 前記エンジンからの前記排気ガスを前記微粒子フィルタに通す工程と
を含む、ガソリンエンジンからの排気ガスを処理するための方法。 - 前記排気ガスが、未燃焼の炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物、及び粒子状物質を含む、請求項14に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2019083641 | 2019-04-22 | ||
CNPCT/CN2019/083641 | 2019-04-22 | ||
PCT/US2020/028937 WO2020219376A1 (en) | 2019-04-22 | 2020-04-20 | Catalyzed gasoline particulate filter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022534180A JP2022534180A (ja) | 2022-07-28 |
JP7536786B2 true JP7536786B2 (ja) | 2024-08-20 |
Family
ID=72941353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021563009A Active JP7536786B2 (ja) | 2019-04-22 | 2020-04-20 | 触媒化ガソリン微粒子フィルタ |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220154612A1 (ja) |
EP (1) | EP3959001A4 (ja) |
JP (1) | JP7536786B2 (ja) |
KR (1) | KR20210149185A (ja) |
CN (1) | CN113710351A (ja) |
BR (1) | BR112021019526A2 (ja) |
WO (1) | WO2020219376A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023141757A1 (en) * | 2022-01-25 | 2023-08-03 | Johnson Matthey (Shanghai) Chemicals Limited | Method for producing gasoline particulate filter |
WO2023174267A1 (en) * | 2022-03-15 | 2023-09-21 | Basf Corporation | Gasoline particulate filter |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013500857A (ja) | 2009-08-05 | 2013-01-10 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | ガソリンエンジン排ガス処理システム |
JP2013534463A (ja) | 2010-06-02 | 2013-09-05 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー | ディーゼルパティキュレートフィルター |
JP2014519404A (ja) | 2011-05-13 | 2014-08-14 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 積層型デザインの触媒担持すすフィルター |
JP2017217646A (ja) | 2016-06-02 | 2017-12-14 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化フィルタ |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5874057A (en) * | 1995-07-12 | 1999-02-23 | Engelhard Corporation | Lean NOx catalyst/trap method |
JPH1071323A (ja) * | 1996-08-30 | 1998-03-17 | Aqueous Res:Kk | 空気浄化フィルタ及び自動車用空気浄化装置 |
US20040001781A1 (en) * | 2002-06-27 | 2004-01-01 | Engelhard Corporation | Multi-zone catalytic converter |
FR2852596B1 (fr) * | 2003-03-18 | 2007-02-23 | Rhodia Elect & Catalysis | Composition a base d'oxydes de cerium et de zirconium a surface specifique stable entre 900 c et 1000 c, son procede de preparation et son utilisation comme catalyseur |
JP2004346902A (ja) * | 2003-05-26 | 2004-12-09 | Babcock Hitachi Kk | 酸化触媒担持ディーゼルパティキュレートフィルタおよび排ガス処理方法 |
JP4807129B2 (ja) * | 2005-08-23 | 2011-11-02 | マツダ株式会社 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
US8119075B2 (en) * | 2005-11-10 | 2012-02-21 | Basf Corporation | Diesel particulate filters having ultra-thin catalyzed oxidation coatings |
US8258070B2 (en) * | 2006-11-27 | 2012-09-04 | WGCH Technology Limited | Engine exhaust catalysts containing palladium-gold |
JP5139146B2 (ja) * | 2008-05-14 | 2013-02-06 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
CN107667209B (zh) * | 2015-03-30 | 2020-10-23 | 巴斯夫公司 | 用于柴油发动机排放控制的多功能过滤器 |
CN107690352B9 (zh) * | 2015-03-30 | 2021-06-11 | 巴斯夫公司 | 用于柴油发动机排放控制的多功能过滤器 |
US10215073B2 (en) * | 2015-05-19 | 2019-02-26 | Basf Corporation | Catalyzed soot filter for use in passive selective catalytic reduction |
GB2546164A (en) * | 2015-09-30 | 2017-07-12 | Johnson Matthey Plc | Gasoline particulate filter |
GB2545747A (en) * | 2015-12-24 | 2017-06-28 | Johnson Matthey Plc | Gasoline particulate filter |
JP2017148685A (ja) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化装置 |
JP2018051468A (ja) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 排ガス浄化フィルタ |
GB201622179D0 (en) * | 2016-12-23 | 2017-02-08 | Johnson Matthey Plc | Gasoline particulate filter |
US11105234B2 (en) * | 2017-08-11 | 2021-08-31 | Ford Global Technologies, Llc | Particulate filters |
EP3687683A1 (en) * | 2017-09-27 | 2020-08-05 | Johnson Matthey Public Limited Company | Low washcoat loading single layer catalyst for gasoline exhaust gas cleaning applications |
DE102018127957A1 (de) | 2018-11-08 | 2020-05-14 | Umicore Ag & Co. Kg | Partikelfilter mit mehreren Beschichtungen |
CN109621952B (zh) * | 2019-02-11 | 2021-09-03 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 一种汽油机尾气颗粒物过滤器催化剂及其制备方法 |
-
2020
- 2020-04-20 EP EP20796006.3A patent/EP3959001A4/en active Pending
- 2020-04-20 CN CN202080030407.2A patent/CN113710351A/zh active Pending
- 2020-04-20 KR KR1020217037904A patent/KR20210149185A/ko unknown
- 2020-04-20 US US17/594,008 patent/US20220154612A1/en active Pending
- 2020-04-20 WO PCT/US2020/028937 patent/WO2020219376A1/en unknown
- 2020-04-20 BR BR112021019526A patent/BR112021019526A2/pt unknown
- 2020-04-20 JP JP2021563009A patent/JP7536786B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013500857A (ja) | 2009-08-05 | 2013-01-10 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | ガソリンエンジン排ガス処理システム |
JP2013534463A (ja) | 2010-06-02 | 2013-09-05 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー | ディーゼルパティキュレートフィルター |
JP2014519404A (ja) | 2011-05-13 | 2014-08-14 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 積層型デザインの触媒担持すすフィルター |
JP2017217646A (ja) | 2016-06-02 | 2017-12-14 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化フィルタ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20220154612A1 (en) | 2022-05-19 |
JP2022534180A (ja) | 2022-07-28 |
CN113710351A (zh) | 2021-11-26 |
KR20210149185A (ko) | 2021-12-08 |
EP3959001A1 (en) | 2022-03-02 |
WO2020219376A1 (en) | 2020-10-29 |
BR112021019526A2 (pt) | 2021-12-07 |
EP3959001A4 (en) | 2023-01-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107921416B (zh) | 用于排气系统的一氧化二氮去除催化剂 | |
US11865497B2 (en) | Monometallic rhodium-containing four-way conversion catalysts for gasoline engine emissions treatment systems | |
JP5652848B2 (ja) | 窒素酸化物除去用触媒およびそれを用いた窒素酸化物除去方法 | |
US20220055021A1 (en) | Layered three-way conversion (twc) catalyst and method of manufacuring the catalyst | |
US11110446B2 (en) | Catalytic articles | |
EP2611535A1 (en) | Catalyst for gasoline lean burn engines with improved no oxidation activity | |
JP2018513781A (ja) | 担持されたパラジウムをアルミナ不含層中に有する自動車用触媒 | |
WO2018068229A1 (en) | Catalytic articles | |
JP7536786B2 (ja) | 触媒化ガソリン微粒子フィルタ | |
WO2023237053A1 (en) | Gasoline particulate filter | |
WO2023237054A1 (en) | Gasoline particulate filter | |
WO2023237052A1 (en) | Gasoline particulate filter | |
US20230330653A1 (en) | Three-way conversion catalytic article | |
WO2023143493A1 (en) | Gasoline particulate filter | |
KR20240064639A (ko) | 부분적으로 코팅된 촉매층을 갖는 미립자 필터 | |
EP4401876A1 (en) | Zoned three-way conversion catalysts comprising platinum, palladium, and rhodium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230419 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231206 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240123 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20240423 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240507 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240709 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240807 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7536786 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |