JPH05345133A - Production of exhaust gas purifying material - Google Patents

Production of exhaust gas purifying material

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JPH05345133A
JPH05345133A JP4302799A JP30279992A JPH05345133A JP H05345133 A JPH05345133 A JP H05345133A JP 4302799 A JP4302799 A JP 4302799A JP 30279992 A JP30279992 A JP 30279992A JP H05345133 A JPH05345133 A JP H05345133A
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JP
Japan
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exhaust gas
catalyst
ceramic layer
filter
purifying material
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Pending
Application number
JP4302799A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshikazu Takahashi
嘉一 高橋
Satoshi Kadoya
聡 角屋
Kozo Ogasawara
弘三 小笠原
Kiyohide Yoshida
清英 吉田
Yukiaki Honma
亨暁 本間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Riken Corp
JGC Catalysts and Chemicals Ltd
Original Assignee
Riken Corp
Nikki Kagaku KK
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Publication date
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Publication of JPH05345133A publication Critical patent/JPH05345133A/en
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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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  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

PURPOSE:To produce an exhaust gas purifying material capable of efficiently burning and removing the particulate contained in the exhaust gas largely changed in its oxygen concn. discharged from a diesel engine and capable of keeping good purifying characteristics even with respect to SO2-containing exhaust gas and capable of effectively removing nitrogen oxide at the same time. CONSTITUTION:In a method for producing an exhaust gas purifying material by forming a ceramic layer having a catalyst having active seeds consisting of one or more kind of an alkali metal element, a Cu element, a V element and one or more kind of an rare earth element supported thereon on a heat- resistant porous filter, respective compounds of the Cu element and the V element are infiltrated and baked in separate processes when the respective active seeds of the catalyst are supported on the ceramic powder forming the ceramic layer or the ceramic layer formed on the 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の調製方法
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)と微粒子状物質と
を同時に除去することができ、排ガス中にSOが比較
的多く含まれていても良好な排ガス浄化特性を維持する
ことができる排ガス浄化材を調製する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for preparing an exhaust gas purifying material, and more specifically, it is possible to simultaneously remove nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx) and particulate matter in exhaust gas from diesel engines and the like. The present invention relates to a method for preparing an exhaust gas purification material that can maintain good exhaust gas purification characteristics even if the exhaust gas contains a relatively large amount of SO 2 .

【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。
2. Description of the Related Art In recent years,
Particulate matter (mainly composed of solid carbon fine particles, called particulates), NOx, and the like in exhaust gas discharged from diesel engines and the like have become problems as environmentally harmful substances. In particular, since particulates have an average particle size of 0.1 to 1 μm and are easily suspended in the air, they are easily taken into the human body by breathing, and recent clinical test results also indicate that they also contain carcinogens. 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させてフィルタを再生する方法であ
る。なお、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。
As a method of removing particulates, the following two methods are roughly studied. One of them is a method of trapping particulates by filtering exhaust gas using a heat resistant filter, and burning the trapped particulates with a burner, an electric heater, etc. to regenerate the filter when the pressure loss due to this is increased. Is. The heat-resistant filters used include honeycomb-type ceramic filters, foam-type ceramic filters having a three-dimensional mesh structure, steel wool, wire mesh and the like.

【0004】他の一つは、上述したようなフィルタによ
りパティキュレートを濾過するとともに、このフィルタ
に担持した酸化触媒の作用で、捕捉したパティキュレー
トを自己燃焼させる方法である。
The other one is a method of filtering particulates by the above-mentioned filter and causing the trapped particulates to self-combust by the action of the oxidation catalyst carried by the filter.

【0005】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、そのため
フィルタの再生頻度も多くなる。したがって再生に高い
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。
In the former case, the higher the effect of removing particulates, the faster the pressure loss rises, and the more frequently the filter is regenerated. Therefore, high reliability is required for regeneration, and it is considered to be economically disadvantageous.

【0006】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。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SOを多
く含み、そのため触媒の被毒の問題や二次公害等の問題
が生じる。
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. However, since the diesel engine uses light oil as a fuel, it contains a large amount of SO 2 in the exhaust gas, which causes problems such as poisoning of the catalyst and secondary pollution.

【0007】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酸化触媒
としては、貴金属系、卑金属系のものに大別されるが、
貴金属系の触媒は、耐久性や、CO、未燃焼の炭化水素
(以下これをHCと呼ぶ)等の酸化特性が高い反面、排
ガス中に存在するSOをSOに転化しやすく、二次
公害を生む可能性が高い。またパティキュレート中の煤
分の燃焼特性を抵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。すなわち、排ガス中
のSOによって、フィルタに担持した触媒の特性が容
易に低下してしまう。
[0007] For example, the oxidation catalysts for particulates in the exhaust gas of diesel engines, etc., which have been proposed so far, are roughly classified into noble metal base metals and base metal base catalysts.
Noble metal-based catalysts have high durability and high oxidation characteristics such as CO and unburned hydrocarbons (hereinafter referred to as HC), but on the other hand, they easily convert SO 2 present in exhaust gas into SO 3 , It is highly likely to cause pollution. There is also a drawback that the combustion characteristics of the soot in the particulates are deteriorated. On the other hand, a base metal catalyst is effective as a particulate purification catalyst, but has a problem in durability. That is, SO 2 in the exhaust gas easily deteriorates the characteristics of the catalyst supported on the filter.

【0008】以上に述べたように、排ガス中のパティキ
ュレートをフィルタにより捕捉し、これを着火燃焼して
排ガス浄化フィルタを再生する有効な方法はまだ確立さ
れていない。
As described above, an effective method for trapping particulates in exhaust gas with a filter and igniting and burning this to regenerate an exhaust gas purification filter has not yet been established.

【0009】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に含まれるNOxの除去
は未解決のまま残されている。
Most of the exhaust gas purifying catalysts and purifying agents proposed so far are focused on reducing the ignition temperature of particulates, and the oxygen concentration in the exhaust gas is generally high or the oxygen concentration is high. The removal of NOx contained in the exhaust gas of a diesel engine or the like, which changes greatly, remains unsolved.

【0010】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変化の大きい排ガス中に
含まれるパティキュレートを効率的に燃焼除去できると
ともに、SOを含む排ガスに対しても良好な浄化特性
を維持でき、同時に窒素酸化物をも効果的に除去できる
排ガス浄化材を調製する方法を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to efficiently burn and remove particulates contained in exhaust gas having a large change in oxygen concentration such as that emitted from a diesel engine, and also to be good for exhaust gas containing SO 2. An object of the present invention is to provide a method for preparing an exhaust gas purification material that can maintain purification characteristics and at the same time effectively remove nitrogen oxides.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み、本発明
者は、耐熱性のある多孔性フィルタ上に、アルカリ金属
と、銅元素と、バナジウム元素と、希土類元素とからな
る触媒を担持したセラミック層を形成してなる浄化材に
ついて鋭意研究の結果、この浄化材の調製において、銅
元素と、バナジウム元素とを別々の工程で担持すれば、
良好な浄化特性を長時間有する排ガス浄化材とすること
ができることを発見し、本発明を完成した。
In view of the above-mentioned problems, the present inventor carried a catalyst composed of an alkali metal, a copper element, a vanadium element, and a rare earth element on a heat-resistant porous filter. As a result of earnest research on a purification material having a ceramic layer, in the preparation of this purification material, if the copper element and the vanadium element are supported in separate steps,
The present invention has been completed by discovering that an exhaust gas purification material having good purification characteristics for a long time can be obtained.

【0012】すなわち、耐熱多孔性フィルタ上に、
(a)アルカリ金属元素の1種又は2種以上と、(b)
Cu元素及びV元素と、(c)希土類元素の1種又は2
種以上とからなる活性種を有する触媒を担持したセラミ
ック層が形成されてなる排ガス浄化材を調製する本発明
の方法は、前記セラミック層を形成するセラミック粉
末、又は前記フィルタ上に形成されたセラミック層に前
記触媒の各活性種を担持する際に、Cu元素とV元素の
それぞれの化合物を別々の工程で、含浸、焼成すること
を特徴とする。
That is, on the heat resistant porous filter,
(A) one or more alkali metal elements, and (b)
One or two of Cu element and V element, and (c) rare earth element
The method of the present invention for preparing an exhaust gas purifying material in which a ceramic layer carrying a catalyst having an active species consisting of one or more kinds is formed is a ceramic powder forming the ceramic layer, or a ceramic formed on the filter. When each active species of the catalyst is supported on the layer, the respective compounds of Cu element and V element are impregnated and fired in separate steps.

【0013】特に、好ましい態様では、上述の調製にお
いて、前記フィルタ100重量部当たり、前記セラミッ
ク層を1〜15重量部とするとともに前記触媒活性種を
1〜20重量部とする。
In a particularly preferred embodiment, in the above-mentioned preparation, the ceramic layer is 1 to 15 parts by weight and the catalytically active species is 1 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the filter.

【0014】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
用いるフィルタは、高温で排ガスを処理するものである
ため、その形成材料は、多孔性で耐熱性、特に耐熱衝撃
特性の高いものである必要がある。しかも必要なパティ
キュレート捕集性能を保有しつつ、圧力損失が許容範囲
内であることが必要である。そのようなフィルタを形成
する材料としては、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 described in detail below. Since the filter used in the present invention treats exhaust gas at high temperature, its forming material needs to be porous and have high heat resistance, particularly high thermal shock resistance. Moreover, it is necessary that the pressure loss be within an allowable range while maintaining the required particulate collection performance. Materials for forming such filters include ceramics such as alumina, silica, titania, zirconia, silica-alumina, alumina-zirconia, alumina-titania, silica-titania, silica-zirconia, titania-zirconia, mullite, cordierite. Is mentioned.

【0015】フィルタのポロシティは40〜80%であ
るのが良い。なお、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。
The porosity of the filter may be 40-80%. The shape and size of the filter can be variously changed according to the purpose.

【0016】本発明では、上述した材料からなるフィル
タ上に、後述する触媒を担持するセラミック層を設け
る。このセラミック層を形成するセラミックスとして
は、チタニア、アルミナ、シリカ、チタニア−アルミ
ナ、チタニア−シリカ等の多孔性で表面積の大きいもの
を用いることができる。これらの中では、特にチタニア
を用いるのがよい。
In the present invention, a ceramic layer carrying a catalyst, which will be described later, is provided on the filter made of the above-mentioned material. As the ceramic forming the ceramic layer, porous ceramics having a large surface area such as titania, alumina, silica, titania-alumina, and titania-silica can be used. Of these, titania is particularly preferable.

【0017】上記のフィルタに、上述したような表面積
の大きいセラミック層を介して担持する触媒の活性種と
しては、(a)アルカリ金属元素の1種又は2種以上
と、(b)Cu及びVと、(c)希土類元素の1種又は
2種以上とからなるものを用いる。
As the active species of the catalyst supported on the above filter through the ceramic layer having a large surface area as described above, (a) one or more alkali metal elements and (b) Cu and V are used. And (c) one or more rare earth elements.

【0018】(a)アルカリ金属元素としては、リチウ
ム、ナトリウム、カリウム、及びセシウム等が挙げられ
るが、その中では、特にセシウム、カリウムを用いるの
が好ましい。また、(c)希土類元素としては、セリウ
ム、ランタン、ネオジウム、プラセオジム等が好適であ
るが、その中では、特にセリウム、ランタンを用いるの
が好ましい。
Examples of the alkali metal element (a) include lithium, sodium, potassium, and cesium. Among them, cesium and potassium are particularly preferable. As the rare earth element (c), cerium, lanthanum, neodymium, praseodymium and the like are preferable, and among them, cerium and lanthanum are particularly preferable.

【0019】なお、本明細書においては、説明の簡単化
のために各触媒活性種の成分(a)、(b)及び(c)
を金属元素で表示しているが、通常の浄化材の使用温度
条件では、これらの成分(触媒活性種)は酸化物の状態
で存在する。
In the present specification, the components (a), (b) and (c) of the respective catalytically active species are used for simplification of description.
Is indicated by a metal element, but these components (catalyst active species) exist in the state of oxides under normal use temperature conditions of the purification material.

【0020】上述の成分からなる触媒を用いることによ
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、フィルタ内の触媒表
面上で、排ガス中のパティキュレートが酸素と共存する
ことによってパティキュレートの着火温度が下がり、パ
ティキュレートが400℃近傍で燃焼(酸化)される。
By using the catalyst composed of the above components, the particulates in the exhaust gas can be ignited and burned at a relatively low temperature, and NOx can be effectively removed. That is, since the particulates in the exhaust gas coexist with oxygen on the surface of the catalyst in the filter, the ignition temperature of the particulates is lowered, and the particulates are burned (oxidized) near 400 ° C.

【0021】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
上記の各触媒活性種(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。
At the same time, the particulates act as a reducing agent to reduce NOx, and the exhaust gas is effectively purified. Thus, the reason why NOx is efficiently reduced at a relatively low temperature is due to the synergistic effect of the simultaneous presence of the particulates in the exhaust gas and the respective catalytically active species (a), (b) and (c). It seems to be.

【0022】NOxとパティキュレートとの同時除去
は、アルカリ金属元素と、遷移金属と、希土類元素とか
らなる触媒、特に遷移金属としてCuを用いた場合、そ
の浄化能は使用初期においては優れたものとなるが、単
に上記の三種の元素(アルカリ金属元素、遷移金属元素
としてCu、希土類元素)の組合せとしただけでは、排
ガス中に含まれる硫黄及びその酸化物の存在によりしだ
いに触媒の浄化特性が低下してしまう。特に排ガスは高
温であるので、SO等の硫黄酸化物により触媒の浄化
特性の低下が急激に起こる。そこで、本発明において
は、(b)遷移金属元素として、CuとVを用いる。V
の添加により(すなわちアルカリ金属、Cu及びV、希
土類元素の組合せとすることにより)、触媒活性種の初
期特性に関し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とパティキュレートの
同時除去特性が得られる。
Simultaneous removal of NOx and particulates is a catalyst composed of an alkali metal element, a transition metal and a rare earth element, particularly when Cu is used as the transition metal, its purifying ability is excellent at the initial stage of use. However, if the combination of the above three elements (alkali metal element, Cu as transition metal element, rare earth element) is combined, the purification characteristics of the catalyst gradually increase due to the presence of sulfur and its oxides contained in the exhaust gas. Will decrease. In particular, since exhaust gas has a high temperature, sulfur oxides such as SO 2 cause a rapid deterioration of the purification characteristics of the catalyst. Therefore, in the present invention, Cu and V are used as the (b) transition metal element. V
Addition (ie by the combination of alkali metals, Cu and V, rare earth elements) is not expected to significantly improve the initial characteristics of catalytically active species, but stable simultaneous NOx and particulate removal characteristics over a long period of time. Is obtained.

【0023】各触媒活性種(a)、(b)及び(c)の
配合量は、それぞれの金属分のモル比で、(a):
(b):(c)が、0.5〜1:1.5〜10:0.1
〜1となるのがよい。より好ましくはこの比を0.5〜
1:1.5〜8:0.2〜1とする。
The amount of each catalytically active species (a), (b) and (c) compounded is (a):
(B): (c) is 0.5 to 1: 1.5 to 10: 0.1
It should be ~ 1. More preferably, this ratio is 0.5-
1: 1.5-8: 0.2-1.

【0024】また、(b)のCuとVの比率(Cu/
V)は、重量比で1/15〜5/1程度とするのが好ま
しい。この比が1/15未満であると、排ガス浄化特性
は大きく低下する。一方、5/1を超すとVの量が少な
くなり、SOによる触媒能の低下が大きくなる。
Further, the ratio of Cu to V in (b) (Cu /
V) is preferably about 1/15 to 5/1 by weight. If this ratio is less than 1/15, the exhaust gas purification characteristics are significantly reduced. On the other hand, when it exceeds 5/1, the amount of V becomes small, and the decrease of the catalytic ability due to SO 2 becomes large.

【0025】触媒の担持量は、フィルタ100重量部当
たり1〜20重量部(金属分換算)とするのがよい。触
媒量が1重量部未満ではパティキュレートとNOxの同
時除去が難しくなる。一方、20重量部を超える量の触
媒を担持しても排ガスの浄化能にそれほどの向上がみら
れない。より好ましい触媒の量は5〜15重量部であ
る。
The amount of the catalyst supported is preferably 1 to 20 parts by weight (metal content conversion) per 100 parts by weight of the filter. If the catalyst amount is less than 1 part by weight, it becomes difficult to remove particulates and NOx simultaneously. On the other hand, even if the catalyst is loaded in an amount of more than 20 parts by weight, the exhaust gas purification performance is not significantly improved. A more preferred amount of catalyst is 5 to 15 parts by weight.

【0026】また、触媒活性種の担体となるセラミック
層の量は、フィルタ100重量部あたり1〜15重量部
とする。セラミック層の量が上記下限値未満であると、
充分な量の触媒を担持できなくなるので好ましくない。
一方、セラミック層の量を上記の上限値を超す量とする
と、浄化材における圧力損失が大きくなりすぎる。好ま
しいセラミック層の量は、2〜10重量部である。
The amount of the ceramic layer serving as a carrier for catalytically active species is 1 to 15 parts by weight per 100 parts by weight of the filter. When the amount of the ceramic layer is less than the above lower limit,
It is not preferable because a sufficient amount of catalyst cannot be supported.
On the other hand, when the amount of the ceramic layer exceeds the above upper limit value, the pressure loss in the purification material becomes too large. The preferred amount of ceramic layer is 2 to 10 parts by weight.

【0027】上述した各触媒活性種は、ウォッシュコー
ト法等によりセラミック層を介してフィルタ上に担持す
るが、ウォッシュコート法による排ガス浄化材の調製で
は、(1)触媒活性種の塩を出発原料として活性種をあ
らかじめ上述のチタニア等のセラミック粉末に含浸して
おき、次に、活性種を担持したセラミック粉末のスラリ
ー中にフィルタを浸漬した後に乾燥して焼成するか、あ
るいは、(2)担体層を形成するセラミック粉末のスラ
リーをフィルタにコートして触媒の担持用のセラミック
層を形成した後、この層に触媒活性種の塩等の溶液を含
浸させ、乾燥して焼成することにより行うことができ
る。ただし、Cu元素とV元素の担持は、後述するよう
に、別々の工程で行う。なお、上記の2通りの方法にお
いて、焼成温度はともに600〜800℃程度とするの
がよく、特に、700℃近傍がよい。また、各工程にお
ける焼成時間は120〜300分程度とする。
Each of the above-mentioned catalytically active species is carried on the filter through the ceramic layer by the washcoat method or the like. In the preparation of the exhaust gas purifying material by the washcoat method, (1) the salt of the catalytically active species is used as the starting material. As described above, the above-mentioned ceramic powder such as titania is impregnated with the active species in advance, and then the filter is immersed in a slurry of the ceramic powder carrying the active species and then dried and fired, or (2) the carrier This is performed by coating a filter with a slurry of ceramic powder forming a layer to form a ceramic layer for supporting a catalyst, impregnating this layer with a solution of a salt of a catalytically active species, drying and firing. You can However, the Cu element and the V element are supported in separate steps, as will be described later. In the above two methods, the firing temperature is preferably about 600 to 800 ° C., and particularly about 700 ° C. The firing time in each step is about 120 to 300 minutes.

【0028】触媒活性種の金属の塩又は化合物として
は、水に溶解するものであれば、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、NHVOとしゅう酸の溶液
を用いることができる。
As the metal salt or compound of the catalytically active species, any kind such as carbonate, nitrate, acetate and hydroxide can be used as long as it is soluble in water. For loading V, a solution of NH 4 VO 3 and oxalic acid can be used.

【0029】本発明においては、上記の2つの方法のい
ずれの場合でも、Cu元素及びV元素は別工程でセラミ
ックス(セラミック粉末、又はセラミック層)に担持す
る。すなわち、Cu元素及びV元素のいずれか一方の化
合物(たとえば水溶性の塩)の溶液をセラミックスに含
浸し、乾燥、焼成した後、これに他方の化合物(たとえ
ば水溶性の塩)の溶液を含浸し、再び乾燥、焼成する。
この場合、Cu元素、V元素のいずれを最初に担持して
もよい。また、触媒中の(a)成分(アルカリ金属元
素)及び(c)成分(希土類元素)の担持は、Cu元素
の担持の工程、V元素の担持の工程のいずれかの工程
で、同時に行ってよい。
In the present invention, in any of the above two methods, Cu element and V element are supported on the ceramics (ceramic powder or ceramic layer) in a separate step. That is, a ceramic is impregnated with a solution of a compound of one of Cu element and V element (for example, a water-soluble salt), dried and fired, and then impregnated with a solution of another compound (for example, a water-soluble salt). Then, it is dried and baked again.
In this case, either Cu element or V element may be supported first. Further, the loading of the component (a) (alkali metal element) and the component (c) (rare earth element) in the catalyst is carried out simultaneously in any of the step of loading the Cu element and the step of loading the V element. Good.

【0030】[0030]

【実施例】本発明を以下の具体的実施例によりさらに詳
{m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
0ml、密度0.65g/ml)にTiゾル10重量%
(TiO換算)をコートした後、焼成してTiO
らなるセラミック層を形成した。このセラミックフォー
ムを所定濃度のCuCl、La(NO、CsN
の水溶液に順に浸漬し、乾燥後700℃に加熱し、
3時間保持して焼成を行った。
EXAMPLES The present invention will be explained in more detail by the following specific examples. Example 1 Cordierite ceramic foam (apparent volume 2
0 ml, density 0.65 g / ml) and Ti sol 10% by weight
After coating (converted to TiO 2 ), firing was performed to form a ceramic layer made of TiO 2 . This ceramic foam was made to have a predetermined concentration of CuCl 2 , La (NO 3 ) 3 , CsN.
Immerse in order in the O 3 aqueous solution, dry and heat to 700 ° C.,
Firing was performed by holding for 3 hours.

【0031】次に、このセラミックフォームを所定濃度
のNHVOとしゅう酸との混合水溶液に浸漬し、乾
燥後700℃に加熱し、3時間保持して焼成を行った。
Next, this ceramic foam was immersed in a mixed aqueous solution of NH 4 VO 3 and oxalic acid of a predetermined concentration, dried, heated to 700 ° C., and held for 3 hours for firing.

【0032】このようにして得られたフィルタからなる
排ガス浄化材においては、Cu、La、Cs及びVの量
(金属分換算量)の合計は、フィルタに対して10重量
%であった。また、触媒中の各成分のモル比Cs:C
u:V:Laは1:0.5:5:1であった。
In the exhaust gas purifying material comprising the filter thus obtained, the total amount of Cu, La, Cs and V (metal-equivalent amount) was 10% by weight with respect to the filter. Also, the molar ratio Cs: C of each component in the catalyst
u: V: La was 1: 0.5: 5: 1.

【0033】この排ガス浄化材に、ディーゼル排ガス中
のパティキュレートを100mgだけ捕捉させ、これを
流通式反応システムにセットした。
This exhaust gas purifying material trapped only 100 mg of particulates in the diesel exhaust gas and set it in a flow reaction system.

【0034】次に、この排ガス浄化材に対して、NOが
800ppm、HOが10%、Oが10%、SO
が100ppm、残部窒素からなる模擬排ガスを徐々に
昇温しながら通し、排ガス浄化材中に捕捉されたパティ
キュレートが着火する温度を求めた。この着火温度の決
定は、排ガス浄化材下流の排ガス中の二酸化炭素の濃度
変化(二酸化炭素の生成のチエック)によって行った。
浄化材の耐久性を調べる目的で、上記の評価試験(パテ
ィキュレートの着火温度を求める試験)を複数回繰り返
した。結果を図1に示す。
Next, 800 ppm of NO, 10% of H 2 O, 10% of O 2 and SO 2 were added to the exhaust gas purifying material.
The temperature at which the particulate matter trapped in the exhaust gas purifying material ignites was obtained by passing the simulated exhaust gas consisting of 100 ppm and the balance nitrogen while gradually raising the temperature. The ignition temperature was determined by changing the concentration of carbon dioxide in the exhaust gas downstream of the exhaust gas purifying material (check of carbon dioxide production).
The above evaluation test (test for determining the ignition temperature of particulates) was repeated a plurality of times for the purpose of examining the durability of the purification material. The results are shown in Figure 1.

【0035】実施例2 実施例1で用いたセラミックフォームと同一のものに、
実施例1と同様にしてTiOを10重量%コートした
後、これを所定濃度のNHVOとしゅう酸との混合
水溶液に浸漬し、乾燥後700℃に加熱し、3時間保持
して焼成を行った。
Example 2 The same ceramic foam as used in Example 1 was used.
After coating 10% by weight of TiO 2 in the same manner as in Example 1, this was immersed in a mixed aqueous solution of a predetermined concentration of NH 4 VO 3 and oxalic acid, dried and heated to 700 ° C. and kept for 3 hours. Firing was performed.

【0036】次に、このセラミックフォームを所定濃度
のCuCl、La(NO、CsNOの水溶液
に順に浸漬し、乾燥後700℃に加熱し、3時間保持し
て焼成を行った。
Next, this ceramic foam was successively dipped in an aqueous solution of CuCl 2 , La (NO 3 ) 3 and CsNO 3 having a predetermined concentration, dried, heated to 700 ° C. and held for 3 hours for firing.

【0037】このようにして得られたフィルタからなる
排ガス浄化材では、Cu、La、Cs及びVの量(金属
分換算量)の合計は、フィルタに対して10重量%であ
った。また、触媒中の各成分のモル比Cs:Cu:V:
Laは1:0.5:5:1であった。
In the exhaust gas purifying material comprising the filter thus obtained, the total amount of Cu, La, Cs and V (metal-equivalent amount) was 10% by weight with respect to the filter. Further, the molar ratio of each component in the catalyst Cs: Cu: V:
La was 1: 0.5: 5: 1.

【0038】この排ガス浄化材について、実施例1と同
様の方法によりパティキュレートの着火温度を求めた。
実施例1と同様に、この評価試験は繰り返して行った。
結果を図1に示す。
With respect to this exhaust gas purifying material, the ignition temperature of particulates was determined by the same method as in Example 1.
This evaluation test was repeated in the same manner as in Example 1.
The results are shown in Figure 1.

【0039】比較例1、2 実施例1と同様のフィルタを用い、実施例1と同様の方
法でTiOを10重量%コートした後、所定濃度のL
a(NO水溶液とCsNO水溶液を用いてTi
層にLaとCsを担持した。
Comparative Examples 1 and 2 Using the same filters as in Example 1, 10% by weight of TiO 2 was coated in the same manner as in Example 1, and then L having a predetermined concentration
a (NO 3 ) 3 aqueous solution and CsNO 3 aqueous solution
La and Cs were supported on the O 2 layer.

【0040】次に、CuCl水溶液とNHVO
しゅう酸との混合水溶液を用いて、CuとVとを同時に
担持した(比較例1)。
Next, Cu and V were simultaneously loaded using a mixed aqueous solution of CuCl 2 aqueous solution, NH 4 VO 3 and oxalic acid (Comparative Example 1).

【0041】また、比較例1とは逆に、TiOを10
重量%コートしたフィルタに、まず最初に、CuCl
水溶液とNHVOとしゅう酸との混合水溶液を用い
てCuとVとを同時に担持し、次に、La(NO
水溶液とCsNO水溶液を用いてLaとCsを担持し
て浄化材を得た(比較例2)。
Contrary to Comparative Example 1, 10% of TiO 2 was added.
Weight% coated filters, first of all, CuCl 2
Cu and V are simultaneously loaded using an aqueous solution and a mixed aqueous solution of NH 4 VO 3 and oxalic acid, and then La (NO 3 ) 3
A purification material was obtained by supporting La and Cs using an aqueous solution and an aqueous CsNO 3 solution (Comparative Example 2).

【0042】得られた浄化材について、実施例1と同様
の方法により、捕捉されたパティキュレートの着火温度
を求めた。結果を図1に示す。
With respect to the obtained purifying material, the ignition temperature of the trapped particulates was determined by the same method as in Example 1. The results are shown in Figure 1.

【0043】図1から明らかなように、実施例1及び2
の排ガス浄化材においては、SOの存在下でのパティ
キュレートの燃焼は比較的低温で生じる。一方、Cuと
Vとを同時に担持した比較例の浄化材では、パティキュ
レートの着火温度は評価回数が多くなるにしたがって高
くなる。
As is apparent from FIG. 1, Examples 1 and 2
In the exhaust gas purifying material, the combustion of particulates in the presence of SO 2 occurs at a relatively low temperature. On the other hand, in the purification material of the comparative example in which Cu and V are simultaneously loaded, the ignition temperature of particulates increases as the number of evaluations increases.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
る排ガス浄化材を用いれば、排ガスがSOを比較的多
く含む場合でもその浄化特性を低下させず、400℃程
度の低い温度でパティキュレートを着火、燃焼させるこ
とができる。
As described above, when the exhaust gas purifying material according to the method of the present invention is used, even if the exhaust gas contains a relatively large amount of SO 2 , the purifying characteristics thereof are not deteriorated and the performance at a temperature as low as about 400 ° C. is maintained. The curate can be ignited and burned.

【0045】また、本発明による浄化材は、長期にわた
って良好なNOxとパティキュレートの同時除去を行う
ことができる。
Further, the purifying material according to the present invention is capable of simultaneously performing excellent NOx and particulate removal simultaneously.

【0046】本発明による浄化材は、ディーゼルエンジ
ン等の排ガスの浄化に好適である。
The purifying material according to the present invention is suitable for purifying exhaust gas from diesel engines and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1、実施例2、比較例1、及び比較例2
におけるパティキュレートの着火温度を示すグラフであ
る。
FIG. 1 is an example 1, an example 2, a comparative example 1, and a comparative example 2.
3 is a graph showing the ignition temperature of particulates in FIG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小笠原 弘三 埼玉県熊谷市末広四丁目14番1号 株式会 社リケン熊谷事業所内 (72)発明者 吉田 清英 埼玉県熊谷市末広四丁目14番1号 株式会 社リケン熊谷事業所内 (72)発明者 本間 亨暁 新潟県新津市滝谷本町1番26号 日揮化学 株式会社新津事業所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Kozo Ogasawara 4-14-1, Suehiro, Kumagaya-shi, Saitama Stock company Riken Kumagaya Works (72) Inventor Kiyohide Yoshida 4--14, Suehiro, Kumagaya, Saitama No. 1 Stock company Riken Kumagaya Works (72) Inventor Tomoaki Honma 1-26 Takitanihonmachi, Niitsu City, Niigata JGC Chemical Co., Ltd. Niitsu Works

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 耐熱多孔性フィルタ上に、(a)アルカ
リ金属元素の1種又は2種以上と、(b)Cu元素及び
V元素と、(c)希土類元素の1種又は2種以上とから
なる活性種を有する触媒を担持したセラミック層が形成
されてなる排ガス浄化材の調製方法であって、前記セラ
ミック層を形成するセラミック粉末、又は前記フィルタ
上に形成されたセラミック層に前記触媒の各活性種を担
持する際に、Cu元素とV元素のそれぞれの化合物を別
々の工程で、含浸、焼成することを特徴とする排ガス浄
化材の調製方法。
1. A heat-resistant porous filter comprising (a) one or more alkali metal elements, (b) Cu and V elements, and (c) one or more rare earth elements. A method of preparing an exhaust gas purifying material, wherein a ceramic layer supporting a catalyst having an active species is formed, comprising: a ceramic powder forming the ceramic layer, or a ceramic layer formed on the filter of the catalyst. A method for preparing an exhaust gas purifying material, which comprises impregnating and firing respective compounds of Cu element and V element in separate steps when supporting each active species.
【請求項2】 請求項1に記載の調製方法において、前
記フィルタ100重量部当たり、前記セラミック層を1
〜15重量部とするとともに前記触媒活性種を1〜20
重量部とすることを特徴とする排ガス浄化材。
2. The preparation method according to claim 1, wherein one ceramic layer is added per 100 parts by weight of the filter.
.About.15 parts by weight and 1 to 20 parts by weight of the catalytically active species.
An exhaust gas purification material, characterized in that the amount is parts by weight.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の調製方法におい
て、前記触媒を担持するセラミック層がTiO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 supporting the catalyst is TiO 2 .
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