JPH05184929A - 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 - Google Patents
排ガス浄化材及び排ガス浄化方法Info
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- JPH05184929A JPH05184929A JP4019470A JP1947092A JPH05184929A JP H05184929 A JPH05184929 A JP H05184929A JP 4019470 A JP4019470 A JP 4019470A JP 1947092 A JP1947092 A JP 1947092A JP H05184929 A JPH05184929 A JP H05184929A
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- exhaust gas
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- particulates
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines 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
(57)【要約】
【目的】 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
材を提供する。 【構成】 一般式Ln1-X ＡX ＭＯ3 （ただし、LnはLa、
Pr、Nd、Sm及びGdから選ばれた１種又は２種以上の元
素、ＡはMg、Ca、Sr及びBaから選ばれた１種又は２種以
上の元素、ＭはＶ、Cr、Mn、Fe、Co、Ni及びTiから選ば
れた１種又は２種以上の元素、０≦ｘ≦１) で表される
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排ガス浄化材である。
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
材を提供する。 【構成】 一般式Ln1-X ＡX ＭＯ3 （ただし、LnはLa、
Pr、Nd、Sm及びGdから選ばれた１種又は２種以上の元
素、ＡはMg、Ca、Sr及びBaから選ばれた１種又は２種以
上の元素、ＭはＶ、Cr、Mn、Fe、Co、Ni及びTiから選ば
れた１種又は２種以上の元素、０≦ｘ≦１) で表される
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排ガス浄化材である。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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
号等を参照) 。
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
号等を参照) 。
【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。しかしながら、HCを導入せ
ずに触媒により、酸素濃度が大きい排ガス中のNOx を効
率よく除去する方法はまだ確立されていない。
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。しかしながら、HCを導入せ
ずに触媒により、酸素濃度が大きい排ガス中のNOx を効
率よく除去する方法はまだ確立されていない。
【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。
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。
【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から
な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。
の結果、本発明者等は、触媒として特定の金属元素から
な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。
【００１０】すなわち、本発明の第一の排ガス浄化材
は、一般式Ln1-X ＡX ＭＯ3 （ただし、LnはLa、Pr、N
d、Sm及びGdから選ばれた１種又は２種以上の元素、Ａ
はMg、Ca、Sr及びBaから選ばれた１種又は２種以上の元
素、ＭはＶ、Cr、Mn、Fe、Co、Ni及びTiから選ばれた１
種又は２種以上の元素、０≦ｘ≦１) で表される複合酸
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。
は、一般式Ln1-X ＡX ＭＯ3 （ただし、LnはLa、Pr、N
d、Sm及びGdから選ばれた１種又は２種以上の元素、Ａ
はMg、Ca、Sr及びBaから選ばれた１種又は２種以上の元
素、ＭはＶ、Cr、Mn、Fe、Co、Ni及びTiから選ばれた１
種又は２種以上の元素、０≦ｘ≦１) で表される複合酸
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。
【００１１】また、本発明の第二の排ガス浄化材は、一
般式Ln2 CuＯ4 （ただし、LnはLa、Pr、Nd、Sm及びGdか
ら選ばれた１種又は２種以上の元素) で表される複合酸
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。
般式Ln2 CuＯ4 （ただし、LnはLa、Pr、Nd、Sm及びGdか
ら選ばれた１種又は２種以上の元素) で表される複合酸
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。
【００１２】さらにまた、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。
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。
【００１３】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セラミックス
を用いる場合、そのような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。
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セラミックス
を用いる場合、そのような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。
【００１４】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。
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。
【００１５】上記のフィルタに担持する触媒としては、
一般式Ln1-X ＡX ＭＯ3 またはLn2 CuＯ4 （ただし、Ln
はLa、Pr、Nd、Sm及びGdから選ばれた１種又は２種以上
の元素、ＡはMg、Ca、Sr及びBaから選ばれた１種又は２
種以上の元素、ＭはＶ、Cr、Mn、Fe、Co、Ni及びTiから
選ばれた１種又は２種以上の元素、０≦ｘ≦１) で表さ
れる複合酸化物触媒の微粉末を用いる。
一般式Ln1-X ＡX ＭＯ3 またはLn2 CuＯ4 （ただし、Ln
はLa、Pr、Nd、Sm及びGdから選ばれた１種又は２種以上
の元素、ＡはMg、Ca、Sr及びBaから選ばれた１種又は２
種以上の元素、ＭはＶ、Cr、Mn、Fe、Co、Ni及びTiから
選ばれた１種又は２種以上の元素、０≦ｘ≦１) で表さ
れる複合酸化物触媒の微粉末を用いる。
【００１６】なお、上記一般式で表される複合酸化物に
おいて、酸素の組成比は通常３で表されるが、実際には
構成金属や使用条件により若干異なる場合があり、Ln
1-X ＡX ＭＯ3+a (a＜0)またはLn2 CuＯ4+a (a＜0)の酸
素欠損型やLn1-X ＡX ＭＯ 3+a(a＞0)またはLn2 CuＯ
4+a (a＞0)の酸素過剰型となることがある。
おいて、酸素の組成比は通常３で表されるが、実際には
構成金属や使用条件により若干異なる場合があり、Ln
1-X ＡX ＭＯ3+a (a＜0)またはLn2 CuＯ4+a (a＜0)の酸
素欠損型やLn1-X ＡX ＭＯ 3+a(a＞0)またはLn2 CuＯ
4+a (a＞0)の酸素過剰型となることがある。
【００１７】一般に、Ln1-X ＡX ＭＯ3 で表される複合
酸化物、特にペロブスカイト型構造をとる酸化物は、高
温でNOx を接触分解する触媒として知られているが、酸
素存在下ではそのNOx 分解特性が低下するため、ディー
ゼルエンジン等の排ガス中の酸化雰囲気下でのNOx 分解
は従来不可能と見られていた。しかしながら、本発明者
等は上述した金属元素からなるLn1-X ＡX ＭＯ3 または
Ln2 CuＯ4 で表される複合酸化物を触媒として用いる
と、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
することを見出した。
酸化物、特にペロブスカイト型構造をとる酸化物は、高
温でNOx を接触分解する触媒として知られているが、酸
素存在下ではそのNOx 分解特性が低下するため、ディー
ゼルエンジン等の排ガス中の酸化雰囲気下でのNOx 分解
は従来不可能と見られていた。しかしながら、本発明者
等は上述した金属元素からなるLn1-X ＡX ＭＯ3 または
Ln2 CuＯ4 で表される複合酸化物を触媒として用いる
と、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
することを見出した。
【００１８】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。上記物質の混合方法としては、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。
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。上記物質の混合方法としては、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。
【００１９】上記一般式のうち、第一の式Ln1-X ＡX Ｍ
Ｏ3 の組成となるようにして上述した調製方法により調
製すると、ペロブスカイト型構造をとる場合がある。な
お、ＭとしてＶのみを単独に用いる場合には、ペロブス
カイト型構造にはならない。また、Ln／Ｍ＝１／１のと
き、ＭとしてCr、Mn、Fe、Co、Ni又はTiを用いる場合は
ペロブスカイト型構造をとる。
Ｏ3 の組成となるようにして上述した調製方法により調
製すると、ペロブスカイト型構造をとる場合がある。な
お、ＭとしてＶのみを単独に用いる場合には、ペロブス
カイト型構造にはならない。また、Ln／Ｍ＝１／１のと
き、ＭとしてCr、Mn、Fe、Co、Ni又はTiを用いる場合は
ペロブスカイト型構造をとる。
【００２０】また、La1-X SrX ＭＯ3 において、Ｍとし
てCoを用いる場合、０≦ｘ≦0.6 の場合はペロブスカイ
ト型構造をとり、0.6 ≦ｘ＜１の場合はペロブスカイト
型構造の結晶とブラウンミラライト類似構造との結晶と
の混合物となり、ｘ＝１の場合はブラウンミラライト類
似構造をとる。La1-X SrX ＭＯ3 において、ＭとしてM
n、Feを用いる場合、ｘの全範囲で、すなわち０≦ｘ≦
１でペロブスカイト型構造をとるが、ｘが１に近づくと
酸素の組成によってはブラウンミラライト類似構造をと
ることもある。
てCoを用いる場合、０≦ｘ≦0.6 の場合はペロブスカイ
ト型構造をとり、0.6 ≦ｘ＜１の場合はペロブスカイト
型構造の結晶とブラウンミラライト類似構造との結晶と
の混合物となり、ｘ＝１の場合はブラウンミラライト類
似構造をとる。La1-X SrX ＭＯ3 において、ＭとしてM
n、Feを用いる場合、ｘの全範囲で、すなわち０≦ｘ≦
１でペロブスカイト型構造をとるが、ｘが１に近づくと
酸素の組成によってはブラウンミラライト類似構造をと
ることもある。
【００２１】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。
末化して用いる。
【００２２】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。
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。
【００２３】担体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
（通常は粉末）を用いる。
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
（通常は粉末）を用いる。
【００２４】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、複合酸化物触媒の担持
量はフィルタの0.1 〜15重量％、特に２〜12重量％とす
るのが好ましく、かつ、セラミック担体の５〜200 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。
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、複合酸化物触媒の担持
量はフィルタの0.1 〜15重量％、特に２〜12重量％とす
るのが好ましく、かつ、セラミック担体の５〜200 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。
【００２５】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
ィキュレートとNOx の反応も高い選択性で起こるものと
思われる。
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
ィキュレートとNOx の反応も高い選択性で起こるものと
思われる。
【００２６】さらに、上記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。
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。
【００２７】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。
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。
【００２８】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。
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。
【００２９】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。
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。
【００３０】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。
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。
【００３１】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。
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。
【００３２】
【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、本発明はこれらに限定されな
い。
らに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されな
い。
【００３３】実施例１ La(NO 3 ) 3 、Sr(NO 3 ) 2 及びCo(NO 3 ) 2 をLa0.8
Sr0.2 Co O 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85
0 ℃で10時間焼成し、La0.8 Sr0.2 Co O 3の組成を有す
る複合酸化物を調製た。
Sr0.2 Co O 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85
0 ℃で10時間焼成し、La0.8 Sr0.2 Co O 3の組成を有す
る複合酸化物を調製た。
【００３４】一方、Ti（Ｏ-isoＣ3 Ｈ7 ）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。
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。
【００３５】次いで、得られたLa0.8 Sr0.2 Co O 3微粉
末とチタニアゾルとからスラリーを調製した。
末とチタニアゾルとからスラリーを調製した。
【００３６】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La0.8 Sr0.2 Co O 3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、浄化材を得た。
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La0.8 Sr0.2 Co O 3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、浄化材を得た。
【００３７】こ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0.3g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 ：10
0ppm、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、CO
2 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。
スを通過させ、パティキュレート0.3g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 ：10
0ppm、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、CO
2 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。
【００３８】実施例２〜６ La0.8 Sr0.2 Co O 3を下記に示す複合酸化物触媒に代え
た以外は実施例１と同様にして浄化材を得た。 La0.8 Sr0.2 Ｖ0.3 Cu0.7 O 3 （実施例２） La0.9 Sr0.1 Ｖ0.3 Cu0.7 O 3 （実施例３） La2 Cu O 4 （実施例４） CaTi0.8 Fe0.2 O 3 (実施例５） La0.4 Sr0.6 Mn0.8 Fe0.2 O 3 （実施例６）
た以外は実施例１と同様にして浄化材を得た。 La0.8 Sr0.2 Ｖ0.3 Cu0.7 O 3 （実施例２） La0.9 Sr0.1 Ｖ0.3 Cu0.7 O 3 （実施例３） La2 Cu O 4 （実施例４） CaTi0.8 Fe0.2 O 3 (実施例５） La0.4 Sr0.6 Mn0.8 Fe0.2 O 3 （実施例６）
【００３９】これらの複合酸化物触媒の調製には、出発
物質として、Fe、Mnについては酢酸塩、Cu、Caについて
は酢酸塩、Tiについては酸化物、Ｖについてはバナジン
酸アンモニウム塩を用いた。
物質として、Fe、Mnについては酢酸塩、Cu、Caについて
は酢酸塩、Tiについては酸化物、Ｖについてはバナジン
酸アンモニウム塩を用いた。
【００４０】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。
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。
【００４１】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。
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。
【００４２】表１例Ｎo. 着火温度（℃） NOx 浄化率(1) 実施例１ ３８０ ２５ 実施例２ ４３０ ５５ 実施例３ ４７０ ５０ 実施例４ ４１０ ４４ 実施例５ ４９０ ４０ 実施例６ ４００ ３０ 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（％）
x 量から計算したNOxの浄化率（％）
【００４３】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。
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。
【００４４】
【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。
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。
【００４５】本発明の方法は、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に特に好
適である。
ガス等にみられるような酸化性雰囲気の排ガスに特に好
適である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 23/84 ３１１ 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
Claims (4)
- 【請求項１】 一般式Ln1-X ＡX ＭＯ3 （ただし、Lnは
La、Pr、Nd、Sm及びGdから選ばれた１種又は２種以上の
元素、ＡはMg、Ca、Sr及びBaから選ばれた１種又は２種
以上の元素、ＭはＶ、Cr、Mn、Fe、Co、Ni及びTiから選
ばれた１種又は２種以上の元素、０≦ｘ≦１) で表され
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。 - 【請求項２】 一般式Ln2 CuＯ4 （ただし、LnはLa、P
r、Nd、Sm及びGdから選ばれた１種又は２種以上の元素)
で表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。 - 【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、前記セラミック担体がAl2 Ｏ3 、Al2 Ｏ3 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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4019470A JPH05184929A (ja) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4019470A JPH05184929A (ja) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05184929A true JPH05184929A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=12000212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4019470A Pending JPH05184929A (ja) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05184929A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006067887A1 (ja) * | 2004-12-24 | 2006-06-29 | Dowa Mining Co., Ltd. | Ｐｍ燃焼触媒およびフィルター |
| JP2011000502A (ja) * | 2009-06-16 | 2011-01-06 | Nippon Steel Materials Co Ltd | 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化触媒ハニカム構造体 |
| JP2011000503A (ja) * | 2009-06-16 | 2011-01-06 | Nippon Steel Materials Co Ltd | 排ガス浄化用触媒担体、排ガス浄化触媒、及び排ガス浄化触媒ハニカム構造体 |
| JP2011056389A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Nippon Steel Materials Co Ltd | 粒子状物質燃焼触媒及びディーゼル・パーティキュレート・フィルター |
| WO2012060174A1 (ja) * | 2010-11-04 | 2012-05-10 | 日産自動車株式会社 | 層状複合酸化物、酸化触媒及びディーゼルパティキュレートフィルター |
| CN103687812A (zh) * | 2011-04-28 | 2014-03-26 | 日产自动车株式会社 | 层状复合氧化物、氧化催化剂及柴油颗粒过滤器 |
| JP2015025651A (ja) * | 2013-06-21 | 2015-02-05 | 東京瓦斯株式会社 | ケミカルループ燃焼方法、酸素キャリア及びその担体 |
| CN106166491A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-11-30 | 武汉理工大学 | 一种介孔La0.8Sr0.2CoO3负载纳米CeO2催化剂及其制备方法和应用 |
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| WO2019181392A1 (ja) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | 富士フイルム株式会社 | 水分解用光触媒、電極および水分解装置 |
| WO2023065400A1 (zh) * | 2021-10-22 | 2023-04-27 | 武汉工程大学 | 一种多孔型多重掺杂钙钛矿催化剂及其制备方法 |
-
1992
- 1992-01-08 JP JP4019470A patent/JPH05184929A/ja active Pending
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| JP5391408B2 (ja) * | 2004-12-24 | 2014-01-15 | Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 | Ｐｍ燃焼触媒の製造方法およびｐｍの燃焼方法 |
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| CN103209927A (zh) * | 2010-11-04 | 2013-07-17 | 日产自动车株式会社 | 层状复合氧化物、氧化催化剂以及柴油颗粒过滤器 |
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