JPH03262541A - ディーゼルエンジン排気用脱臭触媒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ディーゼルエンジン排気用脱臭触媒に関する
ものである。

（従来の技術） ディーゼルエンジンから冷間始動時、アイドル時等の嚇
に排気温度が低い時に排出される排気は、強い刺激性の
悪臭を有しており、問題がある。従来は前記問題を解決
するため例えば第５１ｉｉ！Ｉ及びそのＢ部分の拡大断
面図である第６図に示すようなハニカム型モノリス触媒
１を用いていた。このモノリス触媒１は、コージェライ
ト質のへ二カム型モノリス担体２の表面に、塗布などの
手段によりγ−アルミナ層３を形成しく通常はコート量
４０〜１２０ｇ／文）、次いでγ−アルミナ層３に酸化
触媒として例えば白金、パラジウム、ロジウム等の貴金
属４を所定量担持して製造する。なお、この場合酸化触
媒として宥効な貴金属４はγ−アルミナ暦３の表面に担
持されたもののみである。そして使用に際しては、モノ
リス触媒１をマット５などを介して耐熱性金属からなる
容器６内に収納・固定し、ディーゼルエンジンの排気系
に連接する。

（発明が解決しようとする課題） ディーゼルエンジンの排気臭対策として前記モノリス触
媒ｌを用いた場合に゛は、排気温度が低く排気臭が最も
強い時にはモノリス触媒ｌはまだ十分に活性化されてい
ないため脱臭能力が低い。

又、貴金属４の担持層としてγ−アルミナ暦３を用いて
いるが、γ−アルミナの比表面積は８０〜１２０ｄ１ｇ
であり、かなりの吸着能を膚している。しかしながら、
ディーゼルエンジンのピストン及び燃焼室壁に付着した
燃料の不完全燃焼、着火遅れなどに由来して低温時に多
量に発生する刺激臭成分や燃料ミスト成分（白煙）に対
する吸着能が十分ではない、そのため、γ−アルミナ暦
３を用いた従来のモノリス触媒１は、低温時における臭
気成分浄化性能が満足すべきものではなく、これを改善
した触媒が望まれていた。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは前記従来技術における問題点を解決すべく
鋭意研究した結果、貴金属の担持層としてゼオライト層
を用いることによりこの問題を解決し得ることを見出し
、本発明を成すに至った。

本発明のディーゼルエンジン排気用脱臭触媒は、耐火性
担体の表面にゼオライト層を形成し、該ゼオライト層に
白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム及びイリジウ
ムのうちから選ばれた１種以上の貴金属を担持したとい
う特徴を有している。

耐火性担体の材料としては、セラミック系材料、例えば
コージェライト系、フェライト系。

ムライト系等の各材料が好ましい、これらの材料は単独
又は組合せて用いることができる。

又、耐火性担体の大きさや形状等の性状は適用すべきデ
ィーゼルエンジンの性状に応じて適宜選択する。形状は
具体的にはペレット状、ハニカム状、フオーム状等であ
ってよい、又、モノリス型の担体が実用上都合がよい。

ゼオライト層を形成するためには、第４ｒＩ！Ｊ（ａ）
〜（Ｃ）に示すＡ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライト、ＺＳ
Ｍ−５及び外にモルデナイト等のゼオライトを単独又は
組合せて用いることができる。ゼオライト層の厚さ又は
コート量は所望の性能が得られるように決定する。

ゼオライト層に担持する金属は白金（ｐｔ）、パラジウ
ム（Ｐｄ）　、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）
及びイリジウム（Ｉｒ）のうちから１種以上を選ぶ、こ
れらの金属はゼオライト層に均一に担持してもよいし、
又は濃度や種類を変化させて担持してもよい。

ゼオライト層の形成及び貴金属の担持は、慣用の方法例
えばゼオライトの浸漬コーテインル詰゛ 量中に浸漬する貴金属のイオン交換法による担持方法に
よって行うことができる。

得られた触媒はステンレススチールなどの耐熱性金属か
らなる容器内に収納・固定した後、ディーゼルエンジン
の排気系に連接して用いる。

（作　用） ゼオライトの比表面積（２００〜５００　ｒｎ’／　ｇ
　）はγ−アルミナの比表面積（８０〜１２０ｒｎ”／
ｇ）より大きいので、低温時に多量に発生する刺激臭成
分もゼオライト層に吸着され、脱臭能力が向上する。

又、貴金属はゼオライトの融点に担持されるので、ゼオ
ライト層全体に高分散状態で担持される。このため、貴
金属を担持したゼオライトはシンタリングが起りに＜＜
、被毒されにくい（実施例） 以下に本発明の実施例及び比較例を説明する０【鬼１ １）　モノリス型脱臭触媒の製造 ｉ）　ゼオライト（Ｈ１１モルブナイトの塗布重量比で
Ｈ１モルデナイ）１００部、シリカゾル（２０ｗｔ％含
有）３５部及び水９０部の割合で各々の成分を混合して
攪枠し、約１００ｃｐｓの粘度を膚するＨ１１モルブナ
イトスラリーを調製する。このスラリー上に、予め吸水
処理したコージェライト製モノリス担体（容積＝２゜５
ｆＬ、３０セル／１ｎ２）を浸漬した後引き上げて、余
分なスラリーを空気流を用いて吹き払う、それを１００
℃で５〜１０時間十分に乾燥した後、３５０℃で約２時
間仮焼成する。上記の操作、即ち、スラリーへの浸漬、
乾燥及び仮焼を更に数回繰り返す、これにより、Ｈ１１
モルブナイト合計６０ｇ／１−ｃａｔの付着量で塗布す
る。そして最後に、更に５００℃で３時間焼成する。

ｉｉ）　　ｐｔの担持 Ｈ１１モルブナイト塗布したモノリス担体を予め吸水処
理した後、所定濃度の（ｐｔ　（ＮＨ３）　）（ＯＨ）
２水溶液に１昼夜浸債して、イオン交換させる。これを
引き上げて乾燥後、５００℃で１時間焼成して、１．２
ｇ／１−ｃａｔ　　（３，０ｇ／２．５１）のｐｔを担
持する。

以上のｉ）及び１１）の操作により、第１図及びそのＡ
部分の拡大断面図である第２図に示す脱臭触媒７を製造
した。

第２図中、８はゼオライト層を示し、外は第６図と同様
、２はンノリス担体、４は貴金属を示す、なお、貴金属
４はｆ！ｓ６図の場合と異なり、ゼオライトＷｊｊ８に
均一に分散して担持される２）排気臭浄化装置 第１図に、前記方法によって製造した本発明の脱臭触媒
７を使用した排気臭浄化装置の一例を示す、脱臭触媒７
は、ワイヤーネット９及びリテーナｌＯを用いて脱臭マ
フラーｌｌ内に収納・固定した０次いでこの脱臭マフラ
ー１１をディーゼルエンジン１２　（３−０１の４気筒
直噴エンジン（ＶＥポンプ）〕のエキゾーストマニホー
ルドからｉｎ先のパイプ１３に連接した。これにより、
ディーゼルエンジン１２の排気は、バイブ１３、脱臭マ
フラー１１及びノくイブ１４を経て排出される。

Ｌ笠１ １）　モノリス型脱臭触媒の製造 ｉ）　γ−アルミナの塗布 重量比でγ−アルミナ粉末１００１１１、アルミナゾル
（１０ｗｔ％）１４０部、水９０部及び硝酸アルミニウ
ム水溶液（４０ｗｔ％）１５部の割合で各々の成分を混
合して攪拌し、約５０ｃｐｓの粘度を膚するγ−アルミ
ナのスラリーを調製する。このスラリーに、予め吸水処
理したコージェライト製モノリス担体（容積：２．５文
、３０セル／１ｎ２）を浸漬した後、引き上げて余分な
スラリーを空気流を用いて吹き払う、それを１００℃で
５〜１０時間十分に乾燥した後。

３５０℃で約２時間仮焼成する。上記の操作。

即ち、スラリーへの浸漬、乾燥及び仮焼成を更に数回繰
り返す、これにより、γ−アルミナを合計６０ｇ／Ｊｌ
−ｃａｔの付着量で塗布する。そして最後に、更に５０
０℃で３時間焼成する。

ＩＩ）　　Ｐｔの担持 γ−アルミナを塗布したモノリス担体に、実施例と同様
にして所定量の白金液を含浸させる０次いでこのモノリ
ス担体を乾燥後、５００℃で１時間焼成して、１．２　
ｇ　／ｌ−ｃａｔ　　（３，０ｇ／２．５５Ｌのｐｔを
担持する。

以上のｉ）及び１１）の操作により、脱臭触媒を製造し
た。

ラー１１を０℃に冷却しておいた０次いでディーゼルエ
ンジン１２を始動させた後１回転数のバラツキを防ぐた
め直ちに完爆させてからアイドルへ戻した　（ただし、
この時始動補助装置であるグローやヒーターは用いなか
った）。

発生した排気は、マフラーテールパイプ１４よリシリコ
ンチューブで冷却室外へ導入し、１０名以上のパネラ−
による官能評価用に供した。

官能評価は、シリコンチューブ出口より１ｍの位置にて
、第１表の５段階評価法にて、１０名のパネラ−が評価
した（なお、パネラ−には、マフラ一種は明かしていな
い）。

２）排気臭浄化装置 比較例の１）で得た脱臭触媒を使用して、実施例の２）
と同様にして排気浄化装置を得た。

艷炎生笠ス（ 実施例及び比較例で製造した、排気浄化装置の排気浄化
性能を評価した。なお、試験には、２号軽油を用いた。

予め、ディーゼルエンジン１２及び脱臭マフ各マフラー
の評価結果を第３図に示す、ただし、評価結果は、パネ
ラ−１０名の評価値の平均値である。第３図から明らか
な如く、実施例が比較例よりも高い評価を得ている。

排気臭浄化デバイスのないサイレンサーマフラーは、冷
間始動時の排気臭（特に刺激臭）が強い、一方、比較例
（γ−アルミナ塗布）では、耐えられる限界の段階にあ
るが、パネラ−によっては段階２ないし２．５と評価し
たパネラ−がいた、それに対して、実施例（Ｈ１１モル
ブナイト布）では、全パネラ−が段階３．０以上と評価
した。これらの点から実施例のほうが優れていることが
分る。

（発明の効果） 本発明のディーゼルエンジン排気用脱臭触媒は、γ−ア
ルミナに比べて比表面積の大きなゼオライトを用いたた
め、低温時においても効率よく刺激臭成分をゼオライト
暦に吸着することができるので、γ−アルミナを用いた
従来触媒に比べて低温時の脱臭能力が高い。

又、本発明の触媒においては触媒種である貴金属はゼオ
ライトの酸点に担持されているため、触媒種をより高分
散化させて担持することができ５触媒性能を向上（特に
低温活性化）させることができる。

又、本発明の触媒は、酸点との相互作用により貴金属触
媒種をγ−アルミナに担持した場合に比べて熱による貴
金属触媒種のシンタリングが起こりにくいため、触媒種
の耐熱性が向上する。このため、ディーゼル・パティキ
ュレート・トラップシステム例えばディーゼル・パティ
キュレート・フィルタとの併用も可能とな゛る。

すなわち、ディーゼル・パティキュレート・フィルタの
再生時には、温度がかなり上昇し、出ガス温度は６００
℃以上となるため、この温度の出ガスにさらされる脱臭
触媒にも高い耐熱性が必要となるが、本発明の触媒は十
分な耐熱性を右している。更に、γ−アルミナを塗布し
た従来触媒では、右動な酸化触媒種は表面から２０ルの
深さに分散しているが、この深さは排気中の被毒成分が
浸透する深さと一致しており。

触媒が被毒により失活する。一方、本発明の脱臭触媒で
は、貴金属触媒種は、ゼオライトの酸点に、言い換える
とゼオライト全体に担持されている。このため、本発明
の触媒は、イオウ分、ススなどにより、表面が被われて
も、その他の被われていない部分に、排気が浸透して排
気臭酸分が吸着され、次いで貴金属触媒により浄化され
るので、被毒に対して従来触媒（γ−アルミナｔＦ布触
媒）よりも耐久性が向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のディーゼルエンジン排気用脱臭触媒を
使用した排気臭浄化装置の一例を示す図。 第２図は第１図のＡ部分の拡大断面図。 第３図は各種の排気臭浄化装置の性能評価図、第４図は
各種のゼオライトの結晶格子構造を示す斜視図。 第５図は従来の脱臭触媒の一例を示す図、第６図は８５
図のＢ部分の拡大断面図である。 図中、 １・・・モノリス触媒　２・・・モノリス担体３・・・
γ−アルミナ担体　　４・・・貴金属５・・・マット　
　　　　６・・・容器７・・・脱臭触媒　　　８・・・
ゼオライトｅ９・・・ワイヤーネット　１０・・・リテ
ーナ１１・・・脱臭マフラー １２・・・ディーゼルエンジン １３．１４・・・パイプ 笛４図 第２図 第５図 １！６図 ７フラー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　耐火性担体の表面にゼオライト層を形成し、該ゼオラ
   イト層に白金、パラジウム、ロジウムルテニウム及びイ
   リジウムのうちから選ばれた１種以上の貴金属を担持し
   たことを特徴とするディーゼルエンジン排気用脱臭触媒