JPH04363119A - Exhaust gas purifying material and method for purifying exhaust gas - Google Patents

Exhaust gas purifying material and method for purifying exhaust gas

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JPH04363119A
JPH04363119A JP3162004A JP16200491A JPH04363119A JP H04363119 A JPH04363119 A JP H04363119A JP 3162004 A JP3162004 A JP 3162004A JP 16200491 A JP16200491 A JP 16200491A JP H04363119 A JPH04363119 A JP H04363119A
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JP
Japan
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exhaust gas
filter
catalyst
nox
purifying material
Prior art date
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Application number
JP3162004A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Muramatsu
暁 村松
Satoshi Kadoya
聡 角屋
Kiyohide Yoshida
吉田 清英
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Riken Corp
Original Assignee
Riken Corp
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Publication date
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Priority to DE4218060A priority patent/DE4218060A1/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain an exhaust gas purifying material which can wall remove NOX by making the particulates and hydrocarbon in exhaust gas contg. particulates, hydrocarbon and NOX act as reducing agents and reducing the NOX. CONSTITUTION:A catalyst is supported on a porous ceramic layer formed on a heat resistant porous filter to obtain an exhaust gas purifying material. The catalyst consists of an alkali metal, one or more among Cu, Co, Mn and V a rare earth element. The amt. of the ceramic layer is 3-15wt.% of the amt. of the filter. The amt. of the catalyst is 2.0-7.0wt.% of the amt. of the ceramic layer.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は排ガス浄化材及びこの排
ガス浄化材を使用した排ガス浄化方法に関し、更に詳し
くは、ディーゼルエンジン等の排ガス中の窒素酸化物(
以下NOx と呼ぶ)を、炭化水素や微粒子状炭素物質
(以下パティキュレートと呼ぶ)とにより還元除去する
ことのできる排ガス浄化材、及びその排ガス浄化材を使
用した排ガス浄化方法に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to an exhaust gas purifying material and an exhaust gas purifying method using this exhaust gas purifying material, and more specifically to nitrogen oxides (
The present invention relates to an exhaust gas purification material that can reduce and remove NOx (hereinafter referred to as NOx) with hydrocarbons and particulate carbon substances (hereinafter referred to as particulates), and an exhaust gas purification method using the exhaust gas purification material.

【0002】0002

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
ディーゼルエンジン等から排出される排ガス中の微粒子
状炭素物質(主として固体状炭素微粒子からなり、パテ
ィキュレートと称される)や、NOX 等が環境衛生上
有害なものとして問題化している。特に、パティキュレ
ートは、平均粒径が0.1 〜1μmで大気中に浮遊し
やすいため、呼吸により人体内に取り込まれやすく、ま
た最近の臨床試験結果では、発ガン性物質をも含んでい
ることが確認されている。
[Prior art and problems to be solved by the invention] In recent years,
Particulate carbon substances (mainly composed of solid carbon particles, called particulates), NOx, etc. in exhaust gas emitted from diesel engines and the like have become a problem as harmful to environmental health. In particular, particulates have an average particle size of 0.1 to 1 μm and are easily suspended in the air, so they are easily taken into the human body through breathing, and recent clinical test results indicate that they also contain carcinogenic substances. This has been confirmed.

【0003】パティキュレートの除去方法としては、大
別して以下の2つの方法が検討されている。その一つは
、耐熱性フィルタを用いて排ガスを濾過することにより
パティキュレートを捕捉し、これによる圧力損失が上昇
したらバーナ、電気ヒータ等によって、捕捉したパティ
キュレートを燃焼せしめてフィルタを再生する方法であ
る。用いられる耐熱フィルタとしては、ハニカム型セラ
ミックフィルタ、三次元網目構造を持つフォーム型セラ
ミックフィルタ、スチールウール、ワイヤメッシュ等が
ある。他の一つは、上述したようなフィルタに担持した
触媒の作用で、パティキュレートの濾過操作とともにこ
れを自己燃焼させる方法である。
[0003] As methods for removing particulates, the following two methods are being considered. One method is to capture particulates by filtering exhaust gas using a heat-resistant filter, and when the resulting pressure loss increases, the filter is regenerated by burning the captured particulates with a burner, electric heater, etc. It is. Heat-resistant filters that can be used include honeycomb ceramic filters, foam ceramic filters with a three-dimensional network structure, steel wool, wire mesh, and the like. The other method is to filter particulates and self-combust them using the action of a catalyst supported on a filter as described above.

【0004】前者の場合、パティキュレートの除去効果
を高めれば高めるほど圧力損失の上昇が速く、再生頻度
も多くなり、再生に高い信頼性が要求され、しかも経済
的にも不利になると考えられる。これに対して、後者の
方法は、ディーゼルエンジンの排気ガスの排出条件(ガ
ス組成及び温度)において触媒活性を保持しうる触媒が
あれば、はるかに優れた方法と考えられる。
In the former case, the higher the particulate removal effect, the faster the rise in pressure loss, the higher the frequency of regeneration, the higher the reliability of regeneration is required, and it is considered to be economically disadvantageous. On the other hand, the latter method is considered to be a much better method if there is a catalyst that can maintain catalytic activity under the exhaust gas emission conditions (gas composition and temperature) of a diesel engine.

【0005】しかしながら、ディーゼルエンジンは燃料
として軽油を用いるため、排ガス中にSO2 を多く含
み、また、ディーゼルエンジンの運転状況によって、排
ガス中の酸素濃度が2〜20%の広範囲に変化する。こ
のような排ガス条件下で、蓄積したパティキュレートを
良好に着火燃焼し、しかも二次公害を起こさない排ガス
浄化フィルタの再生方法はまだ確立されていない。たと
えば、これまでに提案されたディーゼルエンジン等の排
ガス中のパティキュレートの浄化用触媒としては、貴金
属系、卑金属系のものがあるが、貴金属系の触媒は、耐
久性や、COや未燃焼の炭化水素(以下炭化水素をHC
と呼ぶ)等の酸化特性が高い反面、排ガス中に存在する
SO2 をSO3 に転化しやすく、二次公害を生む可
能性が高い。 また煤分の燃焼特性を低下させる欠点もある。一方、卑
金属系の触媒は、パティキュレートの浄化触媒としては
効果があるが、耐久性の点で問題がある。
However, since diesel engines use light oil as fuel, the exhaust gas contains a large amount of SO2, and the oxygen concentration in the exhaust gas varies over a wide range of 2 to 20% depending on the operating conditions of the diesel engine. Under such exhaust gas conditions, a method for regenerating an exhaust gas purification filter that satisfactorily ignites and burns the accumulated particulates and does not cause secondary pollution has not yet been established. For example, catalysts that have been proposed to purify particulates in exhaust gas from diesel engines include those based on noble metals and base metals. Hydrocarbon (hereinafter referred to as HC)
Although it has high oxidizing properties such as (referred to as ), it is easy to convert SO2 present in exhaust gas into SO3, and there is a high possibility that it will cause secondary pollution. It also has the disadvantage of deteriorating the combustion characteristics of soot. On the other hand, base metal catalysts are effective as particulate purification catalysts, but have problems in terms of durability.

【0006】また、これまでに提案された排ガス浄化触
媒や浄化材のほとんどは、パティキュレートの着火温度
を低下させることに主眼がおかれ、排ガス中の酸素濃度
が一般に高いか、又は酸素濃度が大きく変化するような
ディーゼルエンジン等の排ガスでは、それに含まれるN
Ox の除去は未解決のまま残されている。
[0006] Furthermore, most of the exhaust gas purification catalysts and purification materials that have been proposed so far have focused on lowering the ignition temperature of particulates, and the oxygen concentration in the exhaust gas is generally high or the oxygen concentration is low. In exhaust gas from diesel engines, etc., which fluctuates greatly, the N contained in it
Ox removal remains an open question.

【0007】そこで、本出願人は先に、多孔質のフィル
タ上にやはり多孔質のセラミック層を形成し、そのセラ
ミック層に、アルカリ元素と、特定の遷移金属元素と、
希土類元素とからなる触媒を担持してなる排ガス浄化材
について特許出願をした(特願平2−270200号)
。この排ガス浄化材においては遷移金属元素としてCu
元素とV元素とを選択しているが、上記の排ガス浄化材
を用いれば、排ガス中のパティキュレートを還元剤とし
てNOx を良好に還元することができ、またNOx 
の浄化能も極めて長続きする。しかしながら、本発明者
等の研究によれば、パティキュレートやNOx に加え
て、エチレン、プロピレン等の炭化水素が比較的多く存
在するような排ガスの場合には、単に、上記した成分か
らなる触媒を用いたのではHCによるNOx の浄化率
がそれほど向上しないことがわかった。
[0007] Therefore, the present applicant first formed a porous ceramic layer on a porous filter, and added an alkali element, a specific transition metal element, and
A patent application was filed for an exhaust gas purification material that supports a catalyst made of rare earth elements (Japanese Patent Application No. 2-270200).
. In this exhaust gas purification material, Cu is used as a transition metal element.
element and V element are selected, but if the above exhaust gas purification material is used, NOx can be effectively reduced by using particulates in the exhaust gas as a reducing agent, and NOx
Its purifying ability is also extremely long-lasting. However, according to the research conducted by the present inventors, in the case of exhaust gas that contains relatively large amounts of hydrocarbons such as ethylene and propylene in addition to particulates and NOx, it is possible to simply use a catalyst consisting of the above-mentioned components. It was found that the NOx purification rate by HC did not improve much when using HC.

【0008】従って本発明の目的は、パティキュレート
、炭化水素、NOx が混在するような排ガス中に対し
て有効に作用し、パティキュレートと炭化水素とを還元
剤として作用させ、NOx を還元することによりこれ
らの物質を良好に除去することができる排ガス浄化材及
び排ガス浄化方法を提供することである。
[0008] Therefore, an object of the present invention is to effectively act on exhaust gas in which particulates, hydrocarbons, and NOx are mixed, and to reduce NOx by making the particulates and hydrocarbons act as a reducing agent. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification material and an exhaust gas purification method that can effectively remove these substances.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、パティキ
ュレートと、炭化水素と、NOx とが混在する組成の
排ガスの浄化について鋭意研究を重ねた結果、基本的に
は、アルカリ金属元素と、特定の遷移金属元素と、希土
類金属元素とからなる触媒系が有効であるが、排ガス中
に炭化水素が比較的多く存在する場合には、かえって触
媒の量を少なくしたほうがNOx の除去率が向上し、
またフィルタの再生温度も低めに抑えることができるこ
とを発見し、本発明を完成した。
[Means for Solving the Problems] As a result of intensive research into the purification of exhaust gas with a composition in which particulates, hydrocarbons, and NOx are mixed, the present inventors have found that, basically, alkali metal elements and A catalyst system consisting of a specific transition metal element and a rare earth metal element is effective, but when a relatively large amount of hydrocarbons is present in the exhaust gas, reducing the amount of catalyst may actually improve the NOx removal rate. improve,
They also discovered that the regeneration temperature of the filter could be kept low, and completed the present invention.

【0010】すなわち、耐熱多孔性フィルタ上に設けた
多孔質のセラミック層に触媒を担持してなる本発明の排
ガス浄化材は、前記触媒が(a) アルカリ金属元素と
、(b) Cu、Co、Mn及びVからなる群から選ば
れた元素の1種又は2種以上と、(c) 希土類元素と
からなり、前記多孔質のセラミック層は前記フィルタの
3〜15重量%であるとともに、前記触媒は前記多孔質
のセラミック層の2.0〜7.0重量%であることを特
徴とする。
That is, in the exhaust gas purifying material of the present invention in which a catalyst is supported on a porous ceramic layer provided on a heat-resistant porous filter, the catalyst comprises (a) an alkali metal element, and (b) Cu, Co , Mn, and V; and (c) a rare earth element; the porous ceramic layer accounts for 3 to 15% by weight of the filter; The catalyst is characterized in that it accounts for 2.0 to 7.0% by weight of the porous ceramic layer.

【0011】また本発明の排ガス浄化方法は、前記フィ
ルタに担持した触媒によって、主としてパティキュレー
トと炭化水素を還元剤として作用させて窒素酸化物を還
元することを特徴とする。
Furthermore, the exhaust gas purification method of the present invention is characterized in that nitrogen oxides are reduced by using a catalyst supported on the filter to mainly make particulates and hydrocarbons act as reducing agents.

【0012】以下、本発明を詳細に説明する。排ガス浄
化材の基材となるフィルタとしては、多孔性で耐熱性、
特に耐熱衝撃特性の高いものを用いる。また、圧力損失
が許容範囲内であり、かつパティキュレート捕集性能を
保有することが必要である。そのようなフィルタ形成材
料としては、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−チタニア、シリカ−ジルコニア、
チタニア−ジルコニア、ムライト、コージェライト等の
セラミックスが挙げられる。
The present invention will be explained in detail below. The filters that serve as the base material for exhaust gas purification materials are porous, heat resistant,
In particular, use one with high thermal shock resistance. Further, it is necessary that the pressure loss is within an allowable range and that particulate collection performance is maintained. Such filter forming materials include alumina, silica, titania, zirconia, silica-alumina, alumina-zirconia, alumina-titania, silica-titania, silica-zirconia,
Examples include ceramics such as titania-zirconia, mullite, and cordierite.

【0013】フィルタとしては公知のハニカム型やフォ
ーム型のものを使用できる。また、フィルタの形状と大
きさは、目的に応じて種々変更することができるが、フ
ォーム型のフィルタを用いる場合には、一般に円筒形に
形成し、その直径は30〜400mm 、厚さは50〜
300 mmとするのが好ましい。また必要に応じて、
複数枚積層してもよい。なお、フォーム型のフィルタの
場合、ポロシティは40〜80%、平均の孔径は 20
0〜 400μm程度であるのがよい。
[0013] As the filter, a known honeycomb type or foam type filter can be used. The shape and size of the filter can be changed in various ways depending on the purpose, but when using a foam type filter, it is generally formed into a cylindrical shape, with a diameter of 30 to 400 mm and a thickness of 50 mm. ~
Preferably, the length is 300 mm. Also, if necessary,
A plurality of sheets may be stacked. In addition, in the case of foam-type filters, the porosity is 40-80% and the average pore size is 20%.
It is preferably about 0 to 400 μm.

【0014】上記のフィルタに、多孔質のセラミック層
を介して担持する触媒としては、(a) アルカリ金属
(Li 、Na、K 、Cs等)と、(b) Cu、C
o、Mn及びVから選ばれた元素の1種又は2種以上と
、(c) 希土類元素(Ce 、La、Nd、Sm等)
 とからなるものを用いる。(a) アルカリ金属とし
ては、特にナトリウム、カリウム、及びセシウムのうち
の少なくとも1種を用いるのが好ましい。中でもセシウ
ムを用いると、プロパンなどの飽和炭化水素を含め、多
くの未燃焼のHCもNOx と反応し、その結果非常に
良好なNOx の除去を行うことができる。これは、セ
シウムの存在によりNOx と炭化水素の反応選択性が
高くなり、排ガス中の酸素と炭化水素との反応が抑制さ
れるためであると考えられる。また、(b) 成分とし
ては、前述したようにCu、Co、Mn及びVの4種の
遷移元素のうちの少なくとも1種を用いるが、特に、V
元素を(b) 成分における必須成分とし、これにCu
、Co及びMnのうちの少なくとも1種を加えた構成と
すると、触媒の初期特性においてはそれほど大きな向上
は期待できないが、長期にわたる安定したNOx の除
去が得られる。さらに、(c)希土類金属としては、セ
リウム、ランタン、ネオジウム等を用いるのが好ましく
、また、これらの希土類金属の混合物であるミッシュメ
タルを用いることもできる。
The catalysts supported on the above filter via the porous ceramic layer include (a) alkali metals (Li, Na, K, Cs, etc.), and (b) Cu, C.
one or more elements selected from o, Mn, and V, and (c) rare earth elements (Ce, La, Nd, Sm, etc.)
Use something consisting of. (a) As the alkali metal, it is particularly preferable to use at least one of sodium, potassium, and cesium. Among them, when cesium is used, many unburned HCs, including saturated hydrocarbons such as propane, also react with NOx, resulting in very good NOx removal. This is thought to be because the presence of cesium increases the selectivity of the reaction between NOx and hydrocarbons, suppressing the reaction between oxygen in the exhaust gas and hydrocarbons. In addition, as the component (b), at least one of the four transition elements Cu, Co, Mn, and V is used as described above, but in particular, V
The element (b) is an essential component in the component, and Cu is added to this.
, Co, and Mn, the initial characteristics of the catalyst cannot be expected to be significantly improved, but stable NOx removal over a long period of time can be obtained. Further, as the rare earth metal (c), it is preferable to use cerium, lanthanum, neodymium, etc., and misch metal, which is a mixture of these rare earth metals, can also be used.

【0015】上記の触媒各成分(a) 、(b) 及び
(c) の配合量は、それぞれの金属分の重量比で、(
a) が5〜50%、(b) が30〜80%、(c)
 が5〜50%とするのがよい。 特に(b) としてCu、Co及びMnのうちの少なく
とも1種と、Vとを選択する場合には、V以外の金属元
素とV元素との比率を重量比で5/1〜1/15程度と
するのがよい。アルカリ金属が5重量%未満、又は50
重量%を超えると、パティキュレートとNOx の同時
除去特性が低下する。また、(b) 成分が30重量%
未満では、パティキュレートの着火特性が低下し、一方
80重量%を超えるとHCによるNOxの低減特性が低
下する。さらに、Vを選択するとき、V以外の金属元素
とV元素との比率が5/1を超す場合では耐硫黄特性が
低下し、1/15未満では同時除去特性は低下する。ま
た、(c) 成分が5重量%未満、又は50重量%を超
えるとNOx とパティキュレートの同時除去特性が低
下する。好ましい組成範囲は、(a) が10〜30%
、(b) が40〜70%、(c) が10〜30%で
ある。
The amounts of each of the above catalyst components (a), (b) and (c) are determined by the weight ratio of each metal component.
a) 5-50%, (b) 30-80%, (c)
is preferably 5 to 50%. In particular, when selecting at least one of Cu, Co, and Mn and V as (b), the ratio of the metal element other than V to the V element is about 5/1 to 1/15 by weight. It is better to Alkali metal content is less than 5% by weight, or 50% by weight
If it exceeds % by weight, the simultaneous removal of particulates and NOx will be degraded. In addition, the component (b) is 30% by weight.
If it is less than 80% by weight, the ignition characteristics of particulates will deteriorate, while if it exceeds 80% by weight, the NOx reduction characteristics by HC will deteriorate. Further, when selecting V, if the ratio of the metal element other than V to the V element exceeds 5/1, the sulfur resistance property will decrease, and if it is less than 1/15, the simultaneous removal property will decrease. Furthermore, if component (c) is less than 5% by weight or more than 50% by weight, the simultaneous removal of NOx and particulates will be degraded. The preferred composition range is 10 to 30% of (a)
, (b) is 40-70%, and (c) is 10-30%.

【0016】上述の構成の触媒を有する排ガス浄化材を
用いることによって、比較的低温で排ガス中のパティキ
ュレートを着火燃焼させることができるとともに、NO
x の除去を効果的に行うことができる。すなわち、フ
ィルタ内で排ガス中のパティキュレートが上記触媒元素
及び酸素と共存することによって着火温度が下がり、パ
ティキュレートが400 ℃程度又はそれ以下で燃焼(
酸化)される。また、それと同時に、パティキュレート
及びHCが還元剤として作用してNOx を還元し、排
ガスが効果的に浄化される。このように、比較的低温で
NOx の還元が効率よく起こるのは、排ガス中のパテ
ィキュレートとHCと上記の触媒成分(a) 、(b)
 及び(c)が同時に存在することによる相乗効果によ
るものと思われる。
[0016] By using an exhaust gas purifying material having a catalyst configured as described above, it is possible to ignite and burn particulates in the exhaust gas at a relatively low temperature, and also to reduce NO.
x can be effectively removed. In other words, the particulates in the exhaust gas coexist with the catalyst elements and oxygen in the filter, lowering the ignition temperature, and the particulates burn at around 400°C or lower (
oxidized). At the same time, the particulates and HC act as reducing agents to reduce NOx, thereby effectively purifying the exhaust gas. In this way, NOx reduction occurs efficiently at relatively low temperatures because of the particulates and HC in the exhaust gas and the catalyst components (a) and (b).
This seems to be due to the synergistic effect caused by the simultaneous presence of (c) and (c).

【0017】ところで、ディーゼルエンジンなどの排ガ
スは通常未燃焼のHCを100〜500ppm 程度含
有するが、このHCとしては、プロパン、プロピレン、
アセチレン、エチレン等が含まれる。これまでに提案さ
れているCuが触媒活性種として単独で存在するような
触媒(例えば特開昭63−100919号)では、未燃
焼のHCがプロピレンやアセチレン等の不飽和結合を有
するものである場合にはこのHCを還元剤としてNOx
 を還元する浄化がある程度効果的であったが、プロパ
ン等の飽和炭化水素を還元剤とする反応活性は低く、N
Ox の還元除去は十分とは言い難い。しかしながら、
上述した組成の触媒を用いると、プロパン等の飽和炭化
水素でも、これを還元剤としてNOx を効率良く還元
することができるようになり、これまでの触媒に比して
格段に優れたNOx の浄化を行うことができる。
[0017] By the way, exhaust gas from a diesel engine or the like normally contains about 100 to 500 ppm of unburned HC, but this HC includes propane, propylene,
Contains acetylene, ethylene, etc. In the catalysts proposed so far in which Cu exists alone as a catalytically active species (for example, JP-A-63-100919), unburned HC has unsaturated bonds such as propylene and acetylene. In some cases, this HC is used as a reducing agent to reduce NOx.
However, the reaction activity using saturated hydrocarbons such as propane as a reducing agent is low, and the
Reductive removal of Ox cannot be said to be sufficient. however,
By using a catalyst with the composition described above, it becomes possible to efficiently reduce NOx even with saturated hydrocarbons such as propane as a reducing agent, resulting in significantly superior NOx purification compared to conventional catalysts. It can be performed.

【0018】上述した触媒の耐熱多孔性フィルタへの担
持は、フィルタ上に、フィルタより多孔性で表面積の大
きいセラミックスからなる担体層を形成した後、この担
体層に対して行う。担体層を形成する材料としては、チ
タニア、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、及びチタ
ニア−アルミナ、チタニア−シリカ、シリカ−ジルコニ
ア、アルミナ−シリカ等の多孔性で表面積の大きいセラ
ミックスを用いる。特にパティキュレートやHCと、N
Ox の反応性を上げる場合には、ジルコニア、チタニ
ア、アルミナ、チタニア−ジルコニア、又はアルミナ−
ジルコニアからなる担体層とするのがよい。
The above catalyst is supported on the heat-resistant porous filter after a carrier layer made of ceramics which is more porous and has a larger surface area than the filter is formed on the filter. As the material for forming the carrier layer, porous ceramics having a large surface area such as titania, alumina, zirconia, magnesia, titania-alumina, titania-silica, silica-zirconia, and alumina-silica are used. Especially with particulates, HC, and N.
When increasing the reactivity of Ox, zirconia, titania, alumina, titania-zirconia, or alumina-
The carrier layer is preferably made of zirconia.

【0019】担体層の量は、セラミックフィルタの場合
、フィルタの3〜15重量%、好ましくは5〜12重量
%とする。また、触媒活性種(上記した(a) 〜(c
) 成分)は、その合計が前記担体層の2.0 〜7.
0重量%とする。 触媒の担持量が担体層に対して2.0 重量%未満では
触媒を担持した効果が顕著ではなく、パティキュレート
とNOx の同時浄化能が低下する。一方、7.0重量
%を超す触媒担持量とするとHCによるNOx の除去
率が低下することになるので上限を7.0重量%とする
。好ましくは触媒活性種量を前記担持層に対して2.0
 〜5.0重量%とする。なお、一般に、煤分(パティ
キュレート)の燃焼特性を向上させるためには触媒活性
種量を多めにするのが良く、またHCとNOx の反応
性を上げるには触媒活性種量を少なめにするのが良いの
で、エンジン特性(排ガス成分)等を考慮して上記の触
媒担持量の範囲で適宜調節するのがよい。
[0019] The amount of carrier layer is, in the case of ceramic filters, between 3 and 15% by weight of the filter, preferably between 5 and 12%. In addition, catalytically active species ((a) to (c) described above)
) components), the total of which is 2.0 to 7.
0% by weight. If the amount of catalyst supported is less than 2.0% by weight based on the carrier layer, the effect of supporting the catalyst will not be significant, and the ability to simultaneously purify particulates and NOx will decrease. On the other hand, if the supported amount of catalyst exceeds 7.0% by weight, the removal rate of NOx by HC will decrease, so the upper limit is set to 7.0% by weight. Preferably, the amount of catalytically active species is 2.0 with respect to the support layer.
~5.0% by weight. Generally speaking, in order to improve the combustion characteristics of soot (particulates), it is better to increase the amount of catalytic active species, and to increase the reactivity of HC and NOx, it is better to use a smaller amount of catalytic active species. Therefore, it is preferable to adjust the supported amount of catalyst appropriately within the above-mentioned range in consideration of engine characteristics (exhaust gas components), etc.

【0020】なお、セラミックスからなる担体層の形成
は、ウォッシュコート法やゾル−ゲル法等により行うこ
とができる。ウォッシュコート法は、上記した多孔性の
セラミックスのスラリー中にフィルタを浸漬し、乾燥す
ることによりフィルタ上に担体層を形成する方法である
[0020] The carrier layer made of ceramics can be formed by a wash coat method, a sol-gel method, or the like. The wash coat method is a method in which a carrier layer is formed on the filter by immersing the filter in the above-mentioned porous ceramic slurry and drying it.

【0021】また、ゾル−ゲル法による担体層の形成は
以下の通り行う。担体層用セラミックスを形成する金属
の有機塩(例えばアルコキシド)を加水分解し、得られ
たゾルをフィルタにコーティングし、水蒸気等との接触
によりコロイド粒子の膜を生成させた後、乾燥、焼成し
て触媒の担体層をフィルタ上に形成する。例えば、担体
層用セラミックスとしてチタニア(TiO2 )を用い
る場合、まずTiのアルコキシド(例えば、Ti(O−
isoC3 H7 )4 )のアルコール溶液に、CH
3 COOH、HNO3 、HCl等の酸を加えたコー
ティング液を生成する。このコーティング液にフィルタ
を浸漬し、引き上げた後、水蒸気あるいは水と反応させ
てゲル化を行う。次いで、フィルタを乾燥、焼成すれば
、フィルタの空孔表面にチタニアの膜が形成される。ゾ
ル−ゲル法において、ゲル化の際の加水分解反応の触媒
として酸を添加するが、酸の代わりにアルカリを添加し
ても、加水分解反応を促進することができる。
[0021] Furthermore, the formation of the carrier layer by the sol-gel method is carried out as follows. The organic salt of the metal (e.g. alkoxide) that forms the ceramic for the carrier layer is hydrolyzed, the resulting sol is coated on a filter, a film of colloidal particles is generated by contact with water vapor, etc., and then dried and fired. to form a catalyst carrier layer on the filter. For example, when titania (TiO2) is used as the ceramic for the carrier layer, first a Ti alkoxide (e.g., Ti(O-
CH
3. A coating liquid is produced by adding acids such as COOH, HNO3, and HCl. After immersing the filter in this coating liquid and pulling it out, it is reacted with steam or water to form a gel. Next, when the filter is dried and fired, a titania film is formed on the pore surface of the filter. In the sol-gel method, an acid is added as a catalyst for the hydrolysis reaction during gelation, but the hydrolysis reaction can also be promoted by adding an alkali instead of the acid.

【0022】なお、以上において担体層用セラミックス
としてチタニアを例に説明したが、それ以外のセラミッ
クの場合でも、同様にゾル−ゲル法により担持すること
ができる。例えば、アルミナの担体層とする場合は、ア
ルミニウムのアルコキシドを用い、上述のチタニアの場
合と同様の方法で行う。その他の多孔質担体を用いると
きも同様である。
Although titania has been described above as an example of the ceramic for the carrier layer, other ceramics can be similarly supported by the sol-gel method. For example, when forming an alumina carrier layer, aluminum alkoxide is used in the same manner as in the case of titania described above. The same applies when using other porous carriers.

【0023】上述のウォッシュコート法又はゾル−ゲル
法等により、セラミックスからなる多孔性の担体層をフ
ィルタ上に形成したら、次に、触媒活性種の炭酸塩、硝
酸塩、酢酸塩、水酸化物などの水溶液を担体層に含浸し
て、再び乾燥、焼成して触媒の担持を行う。なお、触媒
活性金属種の塩としては、水に溶解するものであれば、
上述した通り炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、水酸化物等、ど
のような種類のものでも用いることができる。Vの担持
では、NH4 VO3としゅう酸の溶液を用いることが
できる。またアルカリのバナジン酸塩を用い、アルカリ
金属とVとを同時に担体することもできる。
After forming a porous carrier layer made of ceramics on the filter by the above-mentioned wash coat method or sol-gel method, next, catalytically active species such as carbonate, nitrate, acetate, hydroxide, etc. The carrier layer is impregnated with an aqueous solution of , dried and calcined again to support the catalyst. In addition, as salts of catalytically active metal species, as long as they are soluble in water,
As mentioned above, any type of salt such as carbonate, nitrate, acetate, hydroxide, etc. can be used. For supporting V, a solution of NH4VO3 and oxalic acid can be used. Furthermore, an alkali metal and V can be simultaneously supported using an alkali vanadate.

【0024】本発明の方法では、上述した排ガス浄化材
を用いて排ガス中のNOx をHC及びパティキュレー
トにより還元除去するが、排ガス中のHCは主としてメ
タン、エチレン、アセチレン等からなるので、NOx 
還元温度は200〜500℃、好ましくは250〜45
0℃とする。反応温度が高すぎると、HC自身の燃焼が
生じ、NOx の還元特性が低下する。なお、本発明の
方法では、排ガス中に還元剤として作用するHCが少な
い場合には、NOxを還元するに必要十分な量のエチレ
ン、プロパン、プロピレン等のHCを強制的に導入する
ことも可能である。
In the method of the present invention, NOx in the exhaust gas is reduced and removed using HC and particulates using the above-mentioned exhaust gas purifying material. However, since HC in the exhaust gas mainly consists of methane, ethylene, acetylene, etc.
Reduction temperature is 200-500℃, preferably 250-45℃
The temperature shall be 0°C. If the reaction temperature is too high, combustion of HC itself will occur, reducing the NOx reduction properties. In addition, in the method of the present invention, if there is little HC in the exhaust gas that acts as a reducing agent, it is also possible to forcibly introduce HC such as ethylene, propane, propylene, etc. in an amount necessary and sufficient to reduce NOx. It is.

【0025】[0025]

【実施例】本発明を以下の具体的実施例によりさらに詳
細に説明する。 実施例1 コージェライト製セラミックフォーム(見かけの体積2
リットル、密度0.65g/ml)に、ウォッシュコー
ト法によりTiO2 をフィルタに対して10%(重量
%、以下同じ) コートした。得られたフィルタに、C
uCl2 、La(NO 3 ) 3 及びCsNO3
 の水溶液を用い、これらの化合物を、TiO2 に対
してそれぞれCu、La及びCsの金属単体に換算して
1%含浸し、乾燥後、700 ℃で焼成し、浄化材を得
た。 なお、この浄化材において、Cu、La及びCsの金属
成分は酸化物として存在している。
EXAMPLES The present invention will be explained in more detail with reference to the following specific examples. Example 1 Cordierite ceramic foam (apparent volume 2
The filter was coated with 10% (weight %, same hereinafter) of TiO2 by wash coating method. To the obtained filter, C
uCl2, La(NO3)3 and CsNO3
TiO2 was impregnated with 1% of these compounds in terms of Cu, La, and Cs, respectively, using an aqueous solution of . After drying, the mixture was fired at 700° C. to obtain a purifying material. Note that in this purifying material, the metal components Cu, La, and Cs exist as oxides.

【0026】この浄化材について、排気量510 cc
のディーゼルエンジンを用い、パティキュレートが着火
燃焼してフィルタが再生されるときの温度(圧力損失の
低下するときの温度) と、そのときのNOx の転化
率を求めた。 エンジンの運転は、回転数を1500rpm とし、負
荷90%とした。この運転条件での排ガス中のHCは全
炭化水素の合計で150ppm、COは460ppm、
NOx は480 ppm 、O2 は10%、及びS
O2 は200 ppm であった。結果を表1に示す
[0026] Regarding this purifying material, the displacement is 510 cc.
Using a diesel engine, the temperature at which particulates ignite and burn and the filter is regenerated (temperature at which pressure loss decreases) and the NOx conversion rate at that time were determined. The engine was operated at a rotational speed of 1500 rpm and a load of 90%. Under these operating conditions, the total amount of HC in the exhaust gas is 150 ppm of all hydrocarbons, and the amount of CO is 460 ppm.
NOx was 480 ppm, O2 was 10%, and S
O2 was 200 ppm. The results are shown in Table 1.

【0027】実施例2〜12 実施例1と同様にしてフォームフィルタにTiO2 を
10%コートし、CuCl2 、Ce(NO3 ) 3
 及びCsNO3 の各水溶液を用いてCu、Ce及び
CsをTiO2 層に対して1%ずつ含浸し、実施例1
と同様に乾燥及び焼成し、Cu、Cs及びCeからなる
触媒を担持した浄化材を得た(実施例2)。
Examples 2 to 12 A foam filter was coated with 10% TiO2 in the same manner as in Example 1, and CuCl2, Ce(NO3)3
Example 1
The material was dried and calcined in the same manner as in Example 2 to obtain a purifying material supporting a catalyst consisting of Cu, Cs and Ce.

【0028】同様に、CuCl2 、La(NO3 )
 3 、及び KClの各水溶液を用い、Cu、La及
びKをそれぞれTiO2 に対して1%担持した浄化材
を得た(実施例3)。
Similarly, CuCl2, La(NO3)
Using each of the aqueous solutions of TiO2 and KCl, a purifying material was obtained in which Cu, La, and K were each supported at 1% relative to TiO2 (Example 3).

【0029】さらに、CuCl2 、Ce(NO3 )
 3 、及び KCl水溶液を用い、Cu、Ce及びK
を各1%担持した浄化材を得た(実施例4)。
Furthermore, CuCl2, Ce(NO3)
3, and using KCl aqueous solution, Cu, Ce and K
A purification material carrying 1% of each was obtained (Example 4).

【0030】さらにまた、CuCl2 の代わりにCo
Cl2 又は酢酸マンガンを用い、実施例1又は実施例
2と同様にして、以下の触媒活性種を有する浄化材を作
製した。なお、フィルタ上に設けた多孔質のセラミック
層(触媒の担持層)は、実施例5ではAl2 O3 、
実施例6ではAl2 O3 −ZrO2 、実施例7で
はZrO2 、実施例8ではTiO2 −ZrO2 と
し、実施例9〜12はTiO2 とした。また、各セラ
ミック層はそれぞれフィルタに対して10%とした。さ
らに、各触媒活性種の配合量は、それぞれの金属成分が
1%となるようにした。 触媒活性種(セラミック層) 実施例2:Cs/Cu/Ce(TiO2 )実施例3:
K/Cu/La(TiO2 )実施例4:K/Cu/C
e(TiO2 )実施例5:Cs/Co/La(Al2
 O3 )実施例6:Cs/Co/Ce(Al2 O3
 −ZrO2 )実施例7:K/Co/La(ZrO2
 )実施例8:K/Co/Ce(TiO2 −ZrO2
 )実施例9:Cs/Mn/La(TiO2 )実施例
10:Cs/Mn/Ce(TiO2 )実施例11:K
/Mn/La(TiO2 )実施例12:K/Mn/C
e(TiO2 )
Furthermore, in place of CuCl2, Co
A purifying material having the following catalytically active species was prepared in the same manner as in Example 1 or 2 using Cl2 or manganese acetate. In addition, in Example 5, the porous ceramic layer (catalyst supporting layer) provided on the filter was made of Al2O3,
In Example 6, Al2O3-ZrO2 was used, in Example 7 ZrO2, in Example 8 TiO2-ZrO2, and in Examples 9 to 12 TiO2 was used. Further, each ceramic layer was 10% of the filter. Furthermore, the amount of each catalytically active species was such that each metal component was 1%. Catalytic active species (ceramic layer) Example 2: Cs/Cu/Ce (TiO2) Example 3:
K/Cu/La(TiO2) Example 4: K/Cu/C
e(TiO2) Example 5: Cs/Co/La(Al2
O3) Example 6: Cs/Co/Ce(Al2O3
-ZrO2) Example 7: K/Co/La(ZrO2
) Example 8: K/Co/Ce(TiO2-ZrO2
) Example 9: Cs/Mn/La (TiO2) Example 10: Cs/Mn/Ce (TiO2) Example 11: K
/Mn/La(TiO2) Example 12: K/Mn/C
e(TiO2)

【0031】得られた各浄化材につい
て、実施例1と同様にして再生温度とNOx の浄化率
を求めた。結果を表1に示す。
For each of the obtained purifying materials, the regeneration temperature and NOx purification rate were determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

【0032】比較例1 実施例1と同様のコージェライト製フォームフィルタを
用い、ウォッシュコート法によりTiO2 をフィルタ
に対して10%担持した。得られたフィルタに対して、
CuCl2 水溶液を用いてCuを1%担持した浄化材
を作成した。Cu元素の担持方法は、実施例1と同様と
した。
Comparative Example 1 Using the same cordierite foam filter as in Example 1, 10% TiO2 was supported on the filter by the wash coating method. For the obtained filter,
A purification material carrying 1% Cu was prepared using a CuCl2 aqueous solution. The method of supporting Cu element was the same as in Example 1.

【0033】得られた浄化材について、実施例1と同様
に再生温度及びNOx除去率を求めた。結果を表1に示
す。
[0033] Regarding the obtained purifying material, the regeneration temperature and NOx removal rate were determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

【0034】                          
     表1          例No.    
  再生温度(℃)      NOx 浄化率(1)
           実施例1      340 
             50          
        実施例2      360    
          40             
     実施例3      370       
       35                
  実施例4      370          
    35                  実
施例5      360             
 45                  実施例6
      365              35
                  実施例7   
   380              30   
               実施例8      
380              30      
            実施例9      385
              40         
         実施例10      390  
            35           
       実施例11      395    
          30             
     実施例12      395      
        30               
   比較例1      450         
     20        表1注(1) :フィ
ルタ通過前と、通過後の排ガス中のNOx 量から計算
したNOxの浄化率(%)
[0034]
Table 1 Example No.
Regeneration temperature (℃) NOx purification rate (1)
Example 1 340
50
Example 2 360
40
Example 3 370
35
Example 4 370
35 Example 5 360
45 Example 6
365 35
Example 7
380 30
Example 8
380 30
Example 9 385
40
Example 10 390
35
Example 11 395
30
Example 12 395
30
Comparative example 1 450
20 Table 1 Note (1): NOx purification rate (%) calculated from the amount of NOx in the exhaust gas before and after passing through the filter

【0035】表1から明らか
なように、各実施例の排ガス浄化材は、30%以上の高
いNOx浄化率を有する。またその時のフィルタの再生
温度(パティキュレートが着火燃焼される温度)も低く
、良好な排ガスの浄化が行われたのがわかる。
As is clear from Table 1, the exhaust gas purification materials of each example have a high NOx purification rate of 30% or more. It can also be seen that the filter regeneration temperature (the temperature at which particulates are ignited and burned) at that time was low, indicating that the exhaust gas was well purified.

【0036】実施例13 コージェライト製セラミックフォーム(見かけの体積2
リットル、密度0.65g/ml)に、ウォッシュコー
ト法によりTiO2 をフィルタに対して10%コート
した。得られたフィルタに、CuCl2 、La(NO
 3 ) 3 及びCsNO3 の水溶液を用いてCu
、La及びCsをそれぞれTiO2 に対して1%含浸
し、乾燥後、700 ℃で焼成した。次いで、上記で得
られたフィルタをNH4 VO3 としゅう酸の混合水
溶液に浸漬し、Vを1%含浸した。このフィルタを乾燥
後、再び700 ℃で3時間焼成し、浄化材を得た。
Example 13 Cordierite ceramic foam (apparent volume 2
The filter was coated with 10% TiO2 using the wash coat method. The obtained filter was coated with CuCl2, La(NO
3) Cu using an aqueous solution of 3 and CsNO3
, La and Cs were each impregnated with TiO2 at 1%, dried and fired at 700°C. Next, the filter obtained above was immersed in a mixed aqueous solution of NH4 VO3 and oxalic acid to impregnate it with 1% V. After drying this filter, it was fired again at 700°C for 3 hours to obtain a purifying material.

【0037】この浄化材について、排気量510 cc
のディーゼルエンジンを用い、パティキュレートが着火
燃焼してフィルタが再生されるときの温度(圧力損失の
低下するときの温度) と、そのときのNOx の転化
率を求めた。 なお、この再生温度及びNOxの転化率は、浄化材の使
用初期(初めて圧力損失の低下が観測された時)と、浄
化材を使用して10時間経過した時点での圧力損失の低
下時の2点において求めた。エンジンの運転は、回転数
を1500rpm とし、負荷90%とした。この運転
条件での排ガス中のHCは全炭化水素の合計で150p
pm、COは460ppm、NOx は480 ppm
 、O2 は10%、及びSO2 は200 ppm 
であった。結果を表2に示す。
[0037] Regarding this purifying material, the displacement is 510 cc.
Using a diesel engine, the temperature at which particulates ignite and burn and the filter is regenerated (temperature at which pressure loss decreases) and the NOx conversion rate at that time were determined. The regeneration temperature and NOx conversion rate are the same at the beginning of the use of the purifying material (when a decrease in pressure loss is observed for the first time) and at the time when the pressure drop decreases after 10 hours of using the purifying material. It was calculated at two points. The engine was operated at a rotational speed of 1500 rpm and a load of 90%. Under these operating conditions, the total amount of HC in the exhaust gas is 150p of all hydrocarbons.
pm, CO is 460 ppm, NOx is 480 ppm
, O2 10%, and SO2 200 ppm
Met. The results are shown in Table 2.

【0038】実施例14〜24 実施例1で用いたと同様のフォームフィルタに、やはり
実施例1と同様にしてAl2 O3 (実施例14)、
Al2 O3 −ZrO2 (実施例15)、ZrO2
 (実施例16)、TiO2 −ZrO2 (実施例1
7)、又はTiO2 (実施例18〜24)を10%コ
ートし、このフィルタに対して、CuCl2 、CoC
l2 水溶液又は酢酸マンガン水溶液、La(NO 3
 ) 3 又はCe(NO3 ) 3 水溶液、KCl
 又はCsNO3 水溶液、及びNH4 VO3 水溶
液を用いて、実施例13と同様の方法で以下に示す触媒
を担持した浄化材を作製した。なお、各金属成分の担持
量は、各セラミック層に対して各1%とした。
Examples 14 to 24 In the same manner as in Example 1, Al2O3 (Example 14),
Al2O3-ZrO2 (Example 15), ZrO2
(Example 16), TiO2-ZrO2 (Example 1
7) or TiO2 (Examples 18 to 24) at 10%, and CuCl2, CoC
l2 aqueous solution or manganese acetate aqueous solution, La(NO3
) 3 or Ce(NO3) 3 aqueous solution, KCl
Alternatively, using a CsNO3 aqueous solution and an NH4VO3 aqueous solution, a purification material supporting the catalyst shown below was produced in the same manner as in Example 13. The amount of each metal component supported was 1% for each ceramic layer.

【0039】触媒活性種  (セラミック層)実施例1
4:Cs/Cu/Ce/V(Al2 O3 )実施例1
5:K/Cu/La/V(Al2 O3 −ZrO2 
)実施例16:K/Cu/Ce/V(ZrO2 )実施
例17:Cs/Co/La/V(TiO2 −ZrO2
 )実施例18:Cs/Co/Ce/V(TiO2 )
実施例19:K/Co/La/V(TiO2 )実施例
20:K/Co/Ce/V(TiO2 )実施例21:
Cs/Mn/La/V(TiO2 )実施例22:Cs
/Mn/Ce/V(TiO2 )実施例23:K/Mn
/La/V(TiO2 )実施例24:K/Mn/Ce
/V(TiO2 )
Catalytic active species (ceramic layer) Example 1
4: Cs/Cu/Ce/V (Al2O3) Example 1
5: K/Cu/La/V(Al2O3-ZrO2
) Example 16: K/Cu/Ce/V (ZrO2) Example 17: Cs/Co/La/V (TiO2 -ZrO2
) Example 18: Cs/Co/Ce/V (TiO2)
Example 19: K/Co/La/V (TiO2) Example 20: K/Co/Ce/V (TiO2) Example 21:
Cs/Mn/La/V (TiO2) Example 22: Cs
/Mn/Ce/V (TiO2) Example 23: K/Mn
/La/V(TiO2) Example 24: K/Mn/Ce
/V(TiO2)

【0040】得られた各浄化材につ
いて、実施例13と同様にして再生温度とNOx の浄
化率を求めた。結果を表2に示す。
For each of the obtained purifying materials, the regeneration temperature and NOx purification rate were determined in the same manner as in Example 13. The results are shown in Table 2.

【0041】比較例2 実施例13と同様のコージェライト製フォームフィルタ
を用い、ウォッシュコート法によりTiO2 をフィル
タに対して10%担持した。得られたフィルタに対して
、CuCl2 水溶液を用いてCuを1%担持した浄化
材を作成した。Cu元素の担持方法は、実施例13と同
様とした。
Comparative Example 2 A cordierite foam filter similar to that in Example 13 was used, and 10% TiO2 was supported on the filter by the wash coating method. For the obtained filter, a purifying material carrying 1% Cu was prepared using a CuCl2 aqueous solution. The method of supporting Cu element was the same as in Example 13.

【0042】得られた浄化材について、実施例13と同
様に再生温度及びNOx 除去率を求めた。結果を表2
に合わせて示す
[0042] Regarding the obtained purifying material, the regeneration temperature and NOx removal rate were determined in the same manner as in Example 13. Table 2 shows the results.
shown according to

【0043】                          
     表2                  
  初期(1)                  
    10 時間後(2) 例No.    再生温
度(3)   NOx 浄化率(4)     再生温
度(3) NOx 浄化率(4) 実施例13    
380        40            
  382      38        実施例1
4    385        35       
       385      32       
 実施例15    400        25  
            403      22  
      実施例16    400       
 25              405     
 22        実施例17    385  
      30              390
      28        実施例18    
390        25            
  395      23        実施例1
9    405        20       
       408      19       
 実施例20    405        20  
            408      18  
      実施例21    400       
 30              410     
 28        実施例22    405  
      25              415
      24        実施例23    
410        20            
  420      18        実施例2
4    410        20       
       420      18       
 比較例2    450        20   
           500      10   
     表2注(1) :初めての圧力損失の低下が
観測された時点。 (2) :ガスをフィルタに通過し始めてから10時間
経過した時点での圧力損失の低下時。 (3) :単位は℃ (4) :フィルタ通過前と、通過後の排ガス中のNO
x 量から計算したNOxの浄化率(%)
[0043]
Table 2
Early (1)
After 10 hours (2) Example No. Regeneration temperature (3) NOx purification rate (4) Regeneration temperature (3) NOx purification rate (4) Example 13
380 40
382 38 Example 1
4 385 35
385 32
Example 15 400 25
403 22
Example 16 400
25 405
22 Example 17 385
30 390
28 Example 18
390 25
395 23 Example 1
9 405 20
408 19
Example 20 405 20
408 18
Example 21 400
30 410
28 Example 22 405
25 415
24 Example 23
410 20
420 18 Example 2
4 410 20
420 18
Comparative example 2 450 20
500 10
Table 2 Note (1): The point at which the first decrease in pressure loss was observed. (2): When the pressure loss decreases 10 hours after gas starts passing through the filter. (3) : Unit is °C (4) : NO in exhaust gas before and after passing through the filter
NOx purification rate (%) calculated from x amount

【0044】表2から明らかなように、実施例13〜2
4の排ガス浄化材は、使用から10時間経過しても極め
て良好なNOx 浄化率を有する。また、その時のフィ
ルタの再生温度(パティキュレートが着火燃焼される温
度)も低く、良好な排ガスの浄化が行われたのがわかる
As is clear from Table 2, Examples 13 to 2
The exhaust gas purification material No. 4 has an extremely good NOx purification rate even after 10 hours of use. Furthermore, the regeneration temperature of the filter (temperature at which particulates are ignited and burned) at that time was also low, indicating that good exhaust gas purification was achieved.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の排ガス浄
化材を用いれば、NOx を効率良く除去することがで
きる。また、本発明の浄化材は、触媒中に、遷移金属と
してCu、Co、Mn又はVを含んでいるので、SO2
 濃度が高い排ガスでもその浄化特性を低下させること
なく、長期にわたって良好なNOx 、パティキュレー
ト、HCの同時除去を行うことができる。
[Effects of the Invention] As explained above, by using the exhaust gas purifying material of the present invention, NOx can be efficiently removed. Furthermore, since the purifying material of the present invention contains Cu, Co, Mn, or V as a transition metal in the catalyst, SO2
Even in highly concentrated exhaust gases, NOx, particulates, and HC can be effectively removed simultaneously over a long period of time without degrading the purification properties.

【0046】本発明の浄化材は、まず、ウォッシュコー
ト法やゾル−ゲル法等によって多孔質のセラミック層を
フィルタ上に形成し、そのセラミック層に触媒を担持し
てなるので、フィルタ上に高濃度で均一に触媒が担持さ
れ、良好な排ガス浄化能が得られる。
In the purifying material of the present invention, a porous ceramic layer is first formed on a filter by a wash coat method or a sol-gel method, and a catalyst is supported on the ceramic layer. The catalyst is supported at a uniform concentration, resulting in good exhaust gas purification performance.

【0047】本発明の浄化材は、パティキュレートと、
未燃焼のHCと、NOx とを含有する排ガスの浄化に
好適であり、ディーゼルエンジン等の排ガスを効率良く
浄化することができる。
[0047] The purifying material of the present invention comprises particulates,
It is suitable for purifying exhaust gas containing unburned HC and NOx, and can efficiently purify exhaust gas from diesel engines, etc.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  耐熱多孔性フィルタ上に設けた多孔質
のセラミック層に触媒を担持してなる排ガス浄化材であ
って、前記触媒が(a) アルカリ金属元素と、(b)
 Cu、Co、Mn及びVからなる群から選ばれた元素
の1種又は2種以上と、(c) 希土類元素とからなり
、前記多孔質のセラミック層は前記フィルタの3〜15
重量%であるとともに、前記触媒は前記多孔質のセラミ
ック層の2.0〜7.0重量%であることを特徴とする
排ガス浄化材。
1. An exhaust gas purifying material comprising a catalyst supported on a porous ceramic layer provided on a heat-resistant porous filter, the catalyst comprising: (a) an alkali metal element; and (b)
The porous ceramic layer is composed of one or more elements selected from the group consisting of Cu, Co, Mn, and V, and (c) a rare earth element, and the porous ceramic layer has 3 to 15 parts of the filter.
% by weight, and the catalyst is 2.0 to 7.0% by weight of the porous ceramic layer.
【請求項2】  請求項1に記載の排ガス浄化材におい
て、前記触媒の(b) 成分が、V元素と、Cu、Co
、及びMnから選ばれた元素の1種又は2種以上とから
なることを特徴とする排ガス浄化材。
2. The exhaust gas purifying material according to claim 1, wherein the component (b) of the catalyst comprises V element, Cu, Co
, and one or more elements selected from Mn.
【請求項3】  請求項1又は2に記載の排ガス浄化材
において、前記セラミック層がAl2 O3 、Al2
 O3 系複合酸化物、TiO2 、ZrO2 、Ti
O2−ZrO2 のいずれかであることを特徴とする排
ガス浄化材。
3. The exhaust gas purifying material according to claim 1 or 2, wherein the ceramic layer comprises Al2O3, Al2
O3-based composite oxide, TiO2, ZrO2, Ti
An exhaust gas purifying material characterized by being one of O2-ZrO2.
【請求項4】  請求項1乃至3のいずれかに記載の排
ガス浄化材において、前記(a) アルカリ金属元素が
Csであることを特徴とする排ガス浄化材。
4. The exhaust gas purifying material according to claim 1, wherein the alkali metal element (a) is Cs.
【請求項5】  請求項1乃至4のいずれかに記載の排
ガス浄化材を用いて排気ガスを浄化する方法であって、
前記フィルタに担持した触媒によって、主として排ガス
中のパティキュレートと炭化水素を還元剤として作用さ
せて窒素酸化物を還元することを特徴とする排ガス浄化
方法。
5. A method of purifying exhaust gas using the exhaust gas purifying material according to any one of claims 1 to 4, comprising:
An exhaust gas purification method characterized in that nitrogen oxides are reduced by causing particulates and hydrocarbons in the exhaust gas to mainly act as reducing agents using a catalyst supported on the filter.
JP3162004A 1991-05-31 1991-06-06 Exhaust gas purifying material and method for purifying exhaust gas Pending JPH04363119A (en)

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US07/891,180 US5290530A (en) 1991-05-31 1992-05-29 Method of cleaning exhaust gas
DE4218060A DE4218060A1 (en) 1991-05-31 1992-06-01 EXHAUST GAS CLEANER AND METHOD FOR CLEANING EXHAUST GAS
US07/993,091 US5320999A (en) 1991-05-31 1992-12-18 Exhaust gas cleaner and method of cleaning exhaust gas

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005342711A (en) * 2004-05-07 2005-12-15 Mitsubishi Chemical Engineering Corp Denitration method of diesel engine exhaust gas

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