JPH05184928A - 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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JPH05184928A
JPH05184928A JP4019468A JP1946892A JPH05184928A JP H05184928 A JPH05184928 A JP H05184928A JP 4019468 A JP4019468 A JP 4019468A JP 1946892 A JP1946892 A JP 1946892A JP H05184928 A JPH05184928 A JP H05184928A
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JP
Japan
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exhaust gas
particulates
filter
purifying
elements selected
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Application number
JP4019468A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Abe
晃 阿部
Satoshi Kadoya
聡 角屋
Kiyohide Yoshida
清英 吉田
Yasutake Teraoka
靖剛 寺岡
Shiyuuichi Kagawa
修一 鹿川
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Riken Corp
Original Assignee
Riken Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

PURPOSE:To effectively remove particulates and NOx contained in exhaust gas high in oxygen concn. discharged from a diesel engine and also remove CO and HC being as other harmful components in the exhaust gas. CONSTITUTION:A fine powder of a composite oxide catalyst represented by the formula Ln1-xRxO3+a (wherein Ln is one or more kinds of elements selected from a group consisting of La, Pr, Nd, Sm and Gd, R is one or more kinds of elements selected from a group consisting of Li, Na, K and Cs, M is one or more kinds of elements selected from a group consisting of V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni and Cu, (x) is 0<X<1 and (a) is-1<a<0.2) and a ceramic carrier are supported on a heat-resistant filter.

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、微粒子状炭素物質(以下パティ
キュレートと呼ぶ)により還元除去することができると
ともに、排ガス中のCO、炭化水素(以下HCと呼ぶ)も低
減することが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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying material and an exhaust gas purifying method using the exhaust gas purifying material. More specifically, nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx) in exhaust gas of diesel engines and the like are particulated. Exhaust gas purification material that can be reduced and removed by a carbon substance (hereinafter referred to as particulates) and can also reduce CO and hydrocarbons (hereinafter referred to as HC) in the exhaust gas, and exhaust gas using the exhaust gas purification material Regarding purification methods.

【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
状炭素物質や、NOX 等が環境衛生上有害なものとして問
題化している。
2. Description of the Related Art In recent years,
Particulate carbonaceous substances, NO X, etc. in exhaust gas emitted from diesel engines are becoming a problem as environmentally harmful substances.

【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。他の一つは、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。
As a method of removing particulates, the following two methods are roughly studied. One of them is a method to capture particulates by filtering the exhaust gas using a heat resistant filter, and burn the captured particulates with a burner, an electric heater, etc. to regenerate the filter if the pressure loss due to this is increased. Is. The other is the action of the catalyst carried on the filter,
This is a method of self-combusting with the filtration operation of particulates.

【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が大きくなり、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, it is considered that as the effect of removing particulates increases, the pressure loss increases, the frequency of regeneration increases, the reliability of regeneration is required to be high, and it is economically disadvantageous. On the other hand, the latter method is considered to be a far superior method if there is a catalyst that can retain the catalytic activity under the exhaust gas emission conditions (gas composition and temperature) of the 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5〜15%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。
However, since the diesel engine uses light oil as a fuel, exhaust gas contains a large amount of SO 2 .
Further, the oxygen concentration in the exhaust gas changes in a wide range of 5 to 15% depending on the operating condition of the diesel engine. Under such exhaust gas conditions, a method for regenerating an exhaust gas purifying filter that satisfactorily ignites and burns the accumulated particulate matter and does not cause secondary pollution has not yet been established.

【0006】一方、NOx の除去方法としては、排ガス中
にHCを導入して、この炭化水素により排ガス中のNOx を
還元除去する方法が提案されている (特公昭44−13002
号等) 。
On the other hand, as a method for removing NOx, a method has been proposed in which HC is introduced into exhaust gas and NOx in the exhaust gas is reduced and removed by this hydrocarbon (Japanese Patent Publication No. 44-13002).
No.).

【0007】また、排ガス中にHCを導入しない別の方法
として、特定の触媒を用い、排ガス中に存在するパティ
キュレート及び残存HCを還元剤としてNOx を還元除去す
る方法が試みられており、NOx を除去する触媒について
種々の研究がなされている。たとえば、特開平3-47539
号は、耐熱性の多孔質フィルタに、(a) アルカリ元素
と、(b) 特定の遷移金属元素と、(c) 希土類元素からな
る触媒を担持してなる排ガス浄化材を開示している。こ
の排ガス浄化材は、排ガス中に含まれるパティキュレー
トを効率良く燃焼除去するとともに、NOx や他の有害成
分を浄化することができるが、900 ℃以上の高温の排ガ
スに対しては、長期耐熱性が劣る。また、他の触媒によ
る排ガス浄化方法でも、HCを導入しないで酸素濃度が大
きい排ガス中のNOx を効率よく除去することは難しく、
NOx を始めとする有害成分の効果的な除去方法はまだ確
立されていない。
As another method of not introducing HC into exhaust gas, a method of reducing NOx by using a specific catalyst and particulates and residual HC existing in exhaust gas as a reducing agent has been tried. Various studies have been made on catalysts for removing hydrogen. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-47539
The publication discloses an exhaust gas purifying material in which a catalyst composed of (a) an alkali element, (b) a specific transition metal element, and (c) a rare earth element is supported on a heat-resistant porous filter. This exhaust gas purification material can efficiently burn and remove the particulates contained in the exhaust gas and purify NOx and other harmful components. However, it has long-term heat resistance against exhaust gas at a temperature of 900 ° C or higher. Is inferior. Even with exhaust gas purification methods using other catalysts, it is difficult to efficiently remove NOx in exhaust gas with a high oxygen concentration without introducing HC,
An effective method for removing harmful components such as NOx has not yet been established.

【0008】従って本発明の目的は、ディーゼルエンジ
ン等が排出するような酸素濃度の大きい排ガス中に含ま
れるパティキュレート及びNOx を効果的に除去するとと
もに、排ガス中の他の有害成分であるCO及びHCも除去す
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。
Therefore, an object of the present invention is to effectively remove particulates and NOx contained in exhaust gas having a high oxygen concentration such as that emitted by a diesel engine, and to remove other harmful components such as CO and CO in the exhaust gas. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying material that can also remove HC and an exhaust gas purifying method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者等は、触媒として特定の金属元素を有
する複合酸化物触媒の微粉末とセラミック担体とをとも
にフィルタに担持すれば、良好な排ガス浄化性能が得ら
れることを発見し、本発明を完成した。
As a result of earnest research in view of the above problems, the present inventors have found that if a fine powder of a composite oxide catalyst having a specific metal element as a catalyst and a ceramic carrier are both supported on a filter. It was discovered that good exhaust gas purification performance was obtained, and the present invention was completed.

【0010】すなわち、本発明の排ガス浄化材は、一般
式Ln1-X X MO3+a (ここで、LnはLa、Pr、Nd、Sm、
及びGdからなる群から選ばれた1種又は2種以上の元素
であり、RはLi、Na、K、及びCsからなる群から選ばれ
た1種又は2種以上の元素であり、MはV、Cr、Mn、F
e、Co、Ni、及びCuからなる群から選ばれた1種又は2
種以上の元素であり、また、0<X<1、及び−1<a
<0.2 である。)で表わされる複合酸化物触媒の微粉末
と、セラミック担体とを、ともに耐熱性フィルタに担持
してなることを特徴とする。
That is, the exhaust gas purifying material of the present invention has the general formula Ln 1-X R X MO 3 + a (where Ln is La, Pr, Nd, Sm,
And one or more elements selected from the group consisting of Gd, R is one or more elements selected from the group consisting of Li, Na, K, and Cs, and M is V, Cr, Mn, F
1 or 2 selected from the group consisting of e, Co, Ni, and Cu
More than one element, and 0 <X <1, and -1 <a
<0.2. ), A fine powder of the composite oxide catalyst and a ceramic carrier are both supported on a heat resistant filter.

【0011】また、本発明の排ガス浄化方法は、上記の
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前記複合酸化物触媒によっ
て、排ガス中のパティキュレートを燃焼除去すると同時
に前記パティキュレートを還元剤として作用させて窒素
酸化物を還元除去し、かつ残存COと残存HCとを酸化除去
することを特徴とする。
The exhaust gas purifying method of the present invention is a method for purifying exhaust gas using the above exhaust gas purifying material, wherein particulates in exhaust gas are burned by the composite oxide catalyst carried on the filter. At the same time as the removal, the particulates are caused to act as a reducing agent to reduce and remove the nitrogen oxides, and the residual CO and the residual HC are oxidized and removed.

【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、
特に耐熱衝撃性の高いものを用いるのがよい。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、耐熱性の良好なセラミックスや金属
を用いることができる。フィルタ形成材料としてのセラ
ミックスとしては、コージェライト、ムライト等が挙げ
られる。
The present invention will be described in detail below. As a filter that is the base material of the exhaust gas purification material, it is porous and heat resistant,
It is particularly preferable to use a material having high thermal shock resistance. Further, it is necessary that the pressure loss is within the allowable range and that the particulate collection performance is maintained. As such a filter forming material, ceramics or metal having good heat resistance can be used. Examples of ceramics as a filter forming material include cordierite and mullite.

【0013】フィルタの形状としては公知のハニカム型
やフォーム型のものが使用できる。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。
As the shape of the filter, a known honeycomb type or foam type can be used. Further, the shape and size of the filter can be variously changed according to the purpose.

【0014】上記のフィルタに担持する触媒としては、
一般式: Ln1-X X MO3+a ・・・(1) (ここで、LnはLa、Pr、Nd、Sm、Gdから選ばれた1種又
は2種以上の元素であり、RはLi、Na、K、Csから選ば
れた1種又は2種以上の元素であり、MはV、Cr、Mn、
Fe、Co、Ni、Cuから選ばれた1種又は2種以上の元素で
あり、また、0<X<1、及び−1<a<0.2 であ
る。)で表わされる複合酸化物の微粉末を用いる。上述
の通り、Lnとして上記したグループの中から2種以上の
元素を選択してもよいが、その場合には、その合計量が
組成比(1−x)となるようにする。また、R及びMに
ついても同様に、それぞれの合計量が上記組成式に適合
する範囲に規定する。
As the catalyst supported on the above filter,
General formula: Ln 1-X R X MO 3 + a (1) (where Ln is one or more elements selected from La, Pr, Nd, Sm, and Gd, and Rn Is one or more elements selected from Li, Na, K and Cs, and M is V, Cr, Mn,
It is one or more elements selected from Fe, Co, Ni, and Cu, and 0 <X <1 and -1 <a <0.2. ) The fine powder of the complex oxide represented by As described above, two or more kinds of elements may be selected from the above group as Ln, but in that case, the total amount thereof should be the composition ratio (1-x). Similarly, regarding R and M, the total amount of each is defined within the range that conforms to the above composition formula.

【0015】上述した複合酸化物は、基本的には、一般
式: Ln1-X X MO3 ・・・(2) (Ln、R、及びMは上述の(1)式の時と同じ)で表され
るものであるが、これらは、構成金属の種類や、使用条
件(温度条件等)により酸素の組成比が多少変わる。す
なわち、酸素の組成比が3より少しだけ少ないいわゆる
酸素欠損型の酸化物(上記(1)式において−1<a<0
にあたる)となったり、また、酸素過剰型(上記(1)式
において0<a<0.2 にあたる)となったりする場合が
ある。本発明では、このような酸素欠損型の酸化物や、
酸素過剰型の酸化物も触媒として含む。
The above-mentioned composite oxide is basically represented by the general formula: Ln 1-X R X MO 3 (2) (Ln, R, and M are the same as those in the above formula (1). ), The composition ratio of oxygen varies somewhat depending on the type of constituent metals and the use conditions (temperature conditions, etc.). That is, a so-called oxygen-deficient oxide whose oxygen composition ratio is slightly less than 3 (-1 <a <0 in the above formula (1))
Or in excess of oxygen (corresponding to 0 <a <0.2 in the above formula (1)) in some cases. In the present invention, such an oxygen-deficient oxide,
Oxygen-excessive oxide is also included as a catalyst.

【0016】上述した金属元素を含有するLn1-X X
3+a で表わされる複合酸化物触媒は、酸化雰囲気下で
あっても、パティキュレートを還元剤として作用させる
ことにより高いNOx 除去特性を有する。また、耐熱性に
優れ、800 〜850 ℃程度の高温の排ガスに長時間さらさ
れても触媒能の低下はほとんどみられない。なお、本発
明者の研究によれば、上記した金属元素の単純な酸化物
の混合物(すなわち、Ln1-X X MO3 の形の複合酸化
物の形態をとらないで、Ln2 3 、R2 O、及びMの酸
化物の単純な混合物)とした場合には、耐熱性が良好と
はならず、十分な排ガス浄化が行えない。
Ln 1-X R X M containing the above metal elements
The composite oxide catalyst represented by O 3 + a has a high NOx removal property by allowing particulates to act as a reducing agent even in an oxidizing atmosphere. In addition, it has excellent heat resistance, and even if it is exposed to exhaust gas at a high temperature of about 800 to 850 ° C for a long time, there is almost no deterioration in its catalytic activity. Incidentally, according to the present inventors' study, a mixture of simple oxides of the above metal element (i.e., without taking the form of a complex oxide in the form of Ln 1-X R X MO 3 , Ln 2 O 3 , R 2 O, and a simple mixture of oxides of M), heat resistance is not good, and exhaust gas cannot be sufficiently purified.

【0017】上記の複合酸化物触媒は、各金属元素の酸
化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩、シ
ュウ酸塩、塩化物などを所望の割合で混合し、最終的に
850℃以上で5時間以上焼成して調製することができ
る。上記した物質の混合法としては、各物質を固体状態
で混合する方法、それぞれの金属の塩の混合水溶液を蒸
発乾固する方法、それぞれの金属の塩の混合水溶液をア
ンモニア水等のアルカリ水溶液で加水分解するいわゆる
共沈法などを用いることができる。このように調製した
複合酸化物触媒は微粉末化して用いる。
The above-mentioned composite oxide catalyst is prepared by mixing oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, sulfates, acetates, oxalates, chlorides, etc. of the respective metal elements in a desired ratio and finally mixing them. To
It can be prepared by firing at 850 ° C. or higher for 5 hours or longer. As the mixing method of the above-mentioned substances, a method of mixing each substance in a solid state, a method of evaporating a mixed aqueous solution of each metal salt to dryness, and a mixed aqueous solution of each metal salt with an alkaline aqueous solution such as ammonia water is used. A so-called coprecipitation method in which hydrolysis is performed can be used. The composite oxide catalyst thus prepared is used after being made into a fine powder.

【0018】上述した複合酸化物触媒の微粉末の耐熱多
孔性フィルタへの担持は、フィルタより多孔性で表面積
の大きいセラミック担体とともに同時に行うのがよい。
The fine powder of the complex oxide catalyst described above is preferably loaded on the heat-resistant porous filter together with the ceramic carrier which is more porous and has a larger surface area than the filter.

【0019】担体を形成する材料としては、アルミナ
や、チタニア−アルミナ、アルミナ−シリカ等のアルミ
ナ系複合酸化物、チタニア、ジルコニア、マグネシア、
チタニア−シリカ、及びシリカ−ジルコニア等の多孔性
で表面積の大きいセラミックス(通常は粉末)を用いる
のがよい。
Materials for forming the carrier include alumina, alumina-based composite oxides such as titania-alumina and alumina-silica, titania, zirconia, magnesia,
It is preferable to use porous ceramics (usually powder) having a large surface area such as titania-silica and silica-zirconia.

【0020】セラミック担体の担持量は、セラミックフ
ィルタの場合、フィルタの2〜20重量%、特に5〜15重
量%とするのが好ましい。また、複合酸化物触媒触媒の
担持量はフィルタの0.1 〜15重量%、特に2〜1.2 重量
%とするのが好ましく、かつ、セラミック担体の5〜20
0 重量%、特に50〜150 重量%とするのが好ましい。触
媒の担持量がセラミック担体に対して5重量%未満では
触媒を担持した効果が顕著ではない。一方、200 重量%
を超す触媒担持量とすると、パティキュレート燃焼特性
は向上するが、パティキュレートとNOx との反応性が低
下する。なお、一般に、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量を多めにするのが良く、また
パティキュレートとNOx の反応性を上げるには触媒量を
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。
In the case of a ceramic filter, the loading amount of the ceramic carrier is preferably 2 to 20% by weight, particularly 5 to 15% by weight of the filter. The amount of the complex oxide catalyst supported on the filter is preferably 0.1 to 15% by weight, more preferably 2 to 1.2% by weight, and 5 to 20% by weight of the ceramic carrier.
It is preferably 0% by weight, especially 50 to 150% by weight. If the supported amount of the catalyst is less than 5% by weight based on the ceramic carrier, the effect of supporting the catalyst is not remarkable. On the other hand, 200% by weight
When the amount of catalyst supported exceeds, the particulate combustion characteristics are improved, but the reactivity between particulates and NOx is reduced. Generally, it is better to increase the amount of catalyst to improve the combustion characteristics of particulates, and to increase the reactivity of particulates and NOx, it is better to decrease the amount of catalysts. It is preferable to appropriately adjust the amount of the catalyst supported in the above range in consideration of (exhaust gas component) and the like.

【0021】上述の構成の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、NOx 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担体に担持された触媒及び
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上記の触媒
が同時に存在することにより、パティキュレートと酸素
の反応活性が上がるとともに酸素で活性化されたパティ
キュレートがNOx と高い選択性をもって反応するためで
あると思われる。
By using the exhaust gas purifying material having the above-mentioned structure, it is possible to ignite and burn the particulates in the exhaust gas at a relatively low temperature and to effectively remove NOx. That is, when the particulates in the exhaust gas coexist in the filter with the catalyst and oxygen supported on the carrier, the ignition temperature is lowered, and the particulates are burned (oxidized) at about 400 ° C. or lower. At the same time, the particulates act as a reducing agent to reduce NOx, and the exhaust gas is effectively purified. Thus, the reduction of NOx occurs efficiently at a relatively low temperature because the presence of the particulates in the exhaust gas and the above-mentioned catalysts simultaneously increases the reaction activity of the particulates and oxygen and is activated by oxygen. This is probably because particulates react with NOx with high selectivity.

【0022】さらに、上記した触媒を用いることによ
り、排ガス中に含まれる他の有害成分であるCO、HCの酸
化除去も可能になる。
Furthermore, by using the above-mentioned catalyst, it becomes possible to oxidize and remove other harmful components CO and HC contained in the exhaust gas.

【0023】本発明では、上述した触媒を上述した担体
とともにスラリーにし、フィルタに担持したり、ゾル−
ゲル法によりフィルタに同時に担持することができる。
In the present invention, the above-mentioned catalyst is slurried together with the above-mentioned carrier and loaded on a filter or sol.
It can be simultaneously loaded on the filter by the gel method.

【0024】ゾル−ゲル法による担持は、例えばチタニ
アを例にとれば、以下の通り行う。まずTiのアルコキシ
ドのアルコール溶液にCH3 COOH、HNO3 、HCl等の酸
と、さらに触媒微粉末の水溶液とを加えて、コーティン
グ液を生成する。次いで、そのコーティング液にフィル
タを浸漬した後、水蒸気あるいは水と反応させてゾル
化、さらにはゲル化を行う。その後、フィルタを乾燥、
焼成し、触媒を担持したチタニアからなるコーティング
層を形成する。
The loading by the sol-gel method is carried out as follows, taking titania as an example. First, an acid such as CH 3 COOH, HNO 3 , and HCl and an aqueous solution of catalyst fine powder are added to an alcohol solution of Ti alkoxide to form a coating solution. Then, after immersing the filter in the coating liquid, it is reacted with water vapor or water to form a sol, and further gelation. Then dry the filter,
Baking is performed to form a coating layer made of titania supporting a catalyst.

【0025】ゾル−ゲル法において、酸はゲル化の際の
加水分解反応の触媒として添加するものである。しか
し、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。
In the sol-gel method, the acid is added as a catalyst for the hydrolysis reaction during gelation. However, the addition of alkali instead of acid can accelerate the hydrolysis reaction.

【0026】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、触媒をアルミナに担持させる場合
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 is used as an example of the ceramics for the carrier layer in the above, other ceramics can be similarly loaded by the sol-gel method. For example, when the catalyst is supported on alumina, an alkoxide of aluminum is used, and the same method as in the case of the above-mentioned titania is performed. The same applies when other porous carriers are used.

【0027】ゾル−ゲル法によれば、フィルタ中に触媒
を極めて均一に担持させることが可能であり、従って、
触媒活性が高まり、排ガス浄化能が向上する。
According to the sol-gel method, it is possible to support the catalyst in the filter very uniformly, and
The catalytic activity is increased and the exhaust gas purification ability is improved.

【0028】[0028]

【実施例】本発明の方法を以下の具体的実施例によりさ
らに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。
EXAMPLES The method of the present invention will be described in more detail with reference to the following specific examples, but the present invention is not limited thereto.

【0029】実施例1〜3 La(NO3 ) 3 、KNO 3あるいはNaNO 3、及びCo(NO 3 )
2 を用い、これらをLa0.9 0.1 Co O 3(実施例1)、
La0.8 0.2 Co O 3(実施例2)、又はLa0. 9 Na0.1 Co
O 3(実施例3)の組成となるように秤量して混合し、
水溶液を調製した。得られた水溶液を蒸発乾固し、次い
で850 ℃で10時間焼成し、La0.9 0. 1 Co O 3の組成を
有する複合酸化物を調製した。
Examples 1 to 3 La (NO 3 ) 3 , KNO 3 or NaNO 3 , and Co (NO 3 ).
2 , and these were used as La 0.9 K 0.1 Co O 3 (Example 1),
La 0.8 K 0.2 Co O 3 (Example 2), or La 0. 9 Na 0.1 Co
O 3 (Example 3) was weighed and mixed so as to have the composition,
An aqueous solution was prepared. The resulting aqueous solution was evaporated to dryness, then calcined at 850 ° C. 10 hours to prepare a composite oxide having a composition of La 0.9 K 0. 1 Co O 3 .

【0030】一方、Ti(O-isoC3 7 4 をエタノー
ルに溶解し、酢酸を加えて加水分解しチタニアゾルを形
成した。
On the other hand, Ti (O-isoC 3 H 7 ) 4 was dissolved in ethanol and added with acetic acid to hydrolyze to form a titania sol.

【0031】次いで、得られたLa0.9 0.1 Co O 3、La
0.8 0.2 Co O 3、又はLa0.9 Na0. 1 Co O 3の各微粉末
とチタニアゾルとからそれぞれスラリーを調製した。
Then, the obtained La 0.9 K 0.1 Co O 3 , La
0.8 K 0.2 Co O 3, or La 0.9 Na 0. 1 respectively from each powder and titania sol Co O 3 to prepare a slurry.

【0032】コージェライトからなるフォーム型のフィ
ルタ(見かけの体積0.02リットル、密度0.40g/ml、空孔
率50%) に、ゾル−ゲル法により得られたスラリーをコ
ートし、フィルタに対してLa0.9 0.1 Co O 3、La0.8
0.2 Co O 3、又はLa0.9 Na0.1 Co O 3の各微粉末、及
びチタニア粉末をそれぞれ10%(重量%、以下同じ)ず
つ担持し、乾燥後、700 ℃で焼成し、3種類の浄化材を
得た。
A foam type filter made of cordierite (apparent volume 0.02 liter, density 0.40 g / ml, porosity 50%) was coated with the slurry obtained by the sol-gel method, and the filter was coated with La. 0.9 K 0.1 Co O 3 , La 0.8
Each of K 0.2 Co O 3 or La 0.9 Na 0.1 Co O 3 fine powder and titania powder is supported by 10% (weight%, the same applies below), dried and baked at 700 ℃ to purify 3 types. I got the wood.

【0033】これらの浄化材にディーゼルエンジンの排
気ガスを通過させ、パティキュレート0.3 gを捕捉させ
た。パティキュレートを捕捉した浄化材を、固定床流通
反応装置内に設置し、ディーゼルエンジンからの排気ガ
スに近い模擬ガス (酸素濃度: 10%、NOx :800 ppm 、
SO2 :100 ppm 、H 2 O 濃度:10%、N2 :残部)1.2
リットル/分を流通させて、浄化材を5℃/分の速度で
昇温し、CO2 の生成量に基づいてパティキュレートの着
火温度を求め、その着火温度でのNOx 浄化率を求めた。
結果を表1に示す。
Diesel engine exhaust gas was passed through these purification materials to trap 0.3 g of particulates. A purification material that trapped particulates was installed in a fixed-bed flow reactor, and a simulated gas (oxygen concentration: 10%, NOx: 800 ppm, similar to the exhaust gas from a diesel engine,
SO 2 : 100 ppm, H 2 O concentration: 10%, N 2 : balance) 1.2
The purifying material was heated at a rate of 5 ° C./min by passing liter / min, the ignition temperature of the particulates was determined based on the amount of CO 2 produced, and the NOx purification rate at the ignition temperature was determined.
The results are shown in Table 1.

【0034】比較例1 実施例1と同様のフィルタに、ゾル−ゲル法によりTiO
2 をフィルタに対して10%コートして浄化材を得た。得
られた浄化材について、実施例1と同様にパティキュレ
ートの着火温度及びNOx 浄化率を求めた。結果を表1に
示す。
Comparative Example 1 TiO 2 was applied to the same filter as in Example 1 by the sol-gel method.
The filter was coated with 10% of 2 to obtain a purification material. Regarding the obtained purifying material, the ignition temperature of the particulates and the NOx purification rate were determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

【0035】 表1例No. 着火温度(℃) NOx 浄化率(1) 実施例1 350 44 実施例2 360 35 実施例3 350 35 比較例1 600 10 表1注(1) :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(%)
Table 1 Example No. Ignition temperature (° C) NOx purification rate (1) Example 1 350 44 Example 2 360 35 Example 3 350 35 Comparative Example 1 600 10 Table 1 Note (1): Before filter passage , NO in exhaust gas after passing
NOx purification rate calculated from x amount (%)

【0036】表1から明らかなように、各実施例の排ガ
ス浄化材は、比較例1のそれに比して高いNOx 浄化率を
有する。またその時のフィルタの着火温度も低く、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 purifying materials of the respective examples have a higher NOx purification rate than that of the comparative example 1. Moreover, the ignition temperature of the filter at that time was also low, and it can be seen that the exhaust gas was satisfactorily purified.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の排ガス浄化
材を用いれば、比較的低温で、排ガス中のパティキュレ
ートを燃焼除去すると同時にパティキュレートを還元剤
として作用させてNOx を効果的に還元除去することがで
きる。また、排ガス中のCOとHCも酸化除去することがで
きる。
As described above in detail, when the exhaust gas purifying material of the present invention is used, the particulates in the exhaust gas are burned and removed at a relatively low temperature, and at the same time the particulates act as a reducing agent to effectively reduce NOx. It can be reduced and removed. Further, CO and HC in the exhaust gas can also be removed by oxidation.

【0038】また、本発明の排ガス浄化材における複合
酸化物触媒は良好な耐熱性を有するので、長期間にわた
って良好な排ガス浄化能を持続する。
Further, since the composite oxide catalyst in the exhaust gas purifying material of the present invention has good heat resistance, it maintains a good exhaust gas purifying ability for a long period of time.

【0039】本発明の排ガス浄化方法は、ディーゼルエ
ンジンの排ガス等にみられるような酸化性雰囲気の排ガ
ス浄化に特に好適である。
The exhaust gas purifying method of the present invention is particularly suitable for purifying exhaust gas in an oxidizing atmosphere such as that found in exhaust gas of diesel engines.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 23/72 A 8017−4G (72)発明者 寺岡 靖剛 長崎県長崎市田中町384−1 東長崎住宅 4−33 (72)発明者 鹿川 修一 長崎県長崎市八幡町6−10─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI Technical indication location B01J 23/72 A 8017-4G (72) Inventor Yasushi Teraoka 384-1 Tanakacho, Nagasaki, Nagasaki Prefecture Higashi Nagasaki Housing 4-33 (72) Inventor Shuichi Kagawa 6-10 Yawatacho, Nagasaki City, Nagasaki Prefecture

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式Ln1-X X MO3+a (ここで、Ln
はLa、Pr、Nd、Sm、及びGdからなる群から選ばれた1種
又は2種以上の元素であり、RはLi、Na、K、及びCsか
らなる群から選ばれた1種又は2種以上の元素であり、
MはV、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、及びCuからなる群から選
ばれた1種又は2種以上の元素であり、また、0<X<
1、及び−1<a<0.2 である。)で表わされる複合酸
化物触媒の微粉末と、セラミック担体とを、ともに耐熱
性フィルタに担持してなることを特徴とする排ガス浄化
材。
1. The general formula Ln 1-X R X MO 3 + a (where Ln
Is one or more elements selected from the group consisting of La, Pr, Nd, Sm, and Gd, and R is one or two elements selected from the group consisting of Li, Na, K, and Cs. Is more than a seed element,
M is one or more elements selected from the group consisting of V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, and Cu, and 0 <X <
1 and -1 <a <0.2. ) An exhaust gas purifying material, characterized in that a fine powder of a composite oxide catalyst represented by (4) and a ceramic carrier are both supported on a heat resistant filter.
【請求項2】 請求項1に記載の排ガス浄化材におい
て、前記セラミック担体がAl2 3 、Al2 3 系複合酸
化物、TiO2 、ZrO2 、TiO2 −ZrO2 のいずれかから
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 ceramic carrier is any one of Al 2 O 3 , Al 2 O 3 -based composite oxide, TiO 2 , ZrO 2 , and TiO 2 —ZrO 2. Exhaust gas purification material characterized by the above.
【請求項3】 請求項1又は2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
に担持した前記複合酸化物触媒の微粉末によって、主と
して排ガス中のパティキュレートを燃焼除去すると同時
に、前記パティキュレートを還元剤として作用させて窒
素酸化物を還元除去し、かつ残存COと残存炭化水素とを
酸化除去することを特徴とする排ガス浄化方法。
3. A method for purifying exhaust gas using the exhaust gas purifying material according to claim 1 or 2, wherein particulates in the exhaust gas are mainly formed by fine powder of the complex oxide catalyst carried on the filter. A method for purifying exhaust gas, characterized in that, at the same time as burning and removing, the particulates are made to act as a reducing agent to reduce and remove nitrogen oxides, and residual CO and residual hydrocarbons are oxidized and removed.
JP4019468A 1992-01-08 1992-01-08 Exhaust gas purifying material and method for purifying exhaust gas Pending JPH05184928A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7375054B2 (en) 2003-08-28 2008-05-20 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Exhaust gas treatment catalyst and exhaust gas treatment method
CN102153317A (en) * 2010-11-30 2011-08-17 北京前沿科学研究所 Vanadium-titanium functional photothermal conversion coating

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