JPH06210172A - デイーゼルエンジン排ガス浄化用触媒 - Google Patents
デイーゼルエンジン排ガス浄化用触媒Info
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- JPH06210172A JPH06210172A JP5320898A JP32089893A JPH06210172A JP H06210172 A JPH06210172 A JP H06210172A JP 5320898 A JP5320898 A JP 5320898A JP 32089893 A JP32089893 A JP 32089893A JP H06210172 A JPH06210172 A JP H06210172A
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- 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
ゼルエンジン排ガス浄化用触媒、ならびに、鉄及び耐火
性無機酸化物を含有する触媒成分が耐火性三次元構造体
に担持されていることを特徴とするディーゼルエンジン
排ガス浄化用触媒が提供される。 【効果】 この触媒は、ディーゼルエンジン排ガス中の
炭素系微粒子、未燃焼炭化水素、一酸化炭素などの如き
有害成分を低温域においても燃焼除去することができ、
しかも高温域における二酸化硫黄からのサルフェートの
生成を抑制することができる。
Description
用触媒に関する。更に詳しくは、本発明は、ディーゼル
エンジン排ガス中の炭素系微粒子、未燃焼炭化水素、一
酸化炭素などのような有害成分を低温域においても燃焼
除去することができ、しかも高温域における二酸化硫黄
からのサルフェートの生成を抑制することができるディ
ーゼルエンジン排ガス浄化用触媒に関するものである。
微粒子物質(主として、固体状炭素微粒子、硫酸塩のよ
うな硫黄系微粒子、液状ないし固体状の高分子炭化水素
微粒子などからなる。以下、これらを「微粒子物質」と
総称する)が環境衛生上問題となっている。その理由
は、これら微粒子物質は、その粒子径がほとんど1ミク
ロン以下であるため、大気中に浮遊しやすく呼吸により
人体内に取り込まれやすいためである。従って、これら
微粒子物質のディーゼルエンジンからの排出に関する規
制を厳しくしていく方向で検討が進められている。
圧化や燃料噴射タイミングの制御などの改良、にともな
い、ディーゼルエンジンから排出される微粒子物質の量
はある程度低減された。しかし、その低減化は未だ十分
とはいえず、また微粒子物質に含まれる、主として液状
の高分子量炭化水素からなる、有機溶媒に可溶な成分
(SOF)は上記のようなエンジンの改良によっては除
去できず、微粒子物質中のSOF割合は増加する結果と
なっている。このSOFは発ガン性物質などの如き有害
成分を含有することから、微粒子物質とともにSOFの
除去が重要な問題となっている。
クフォーム、ワイヤーメッシュ、金属発泡体、目封じタ
イプのセラミックハニカム、オープンフロータイプのセ
ラミックハニカム、オープンフロータイプのメタルハニ
カムなどのような耐火性三次元構造体に、炭素系微粒子
を燃焼させうる触媒物質を担持させた触媒を使用し、デ
ィーゼルエンジン排ガス中の微粒子物質を捕捉するとと
もに、通常のディーゼルエンジンの走行条件下で得られ
る排ガスの排出条件(ガス組成および温度)下に、必要
に応じて電気炉などのような加熱手段を用いて、炭素系
微粒子を除去する方式が検討されている。
用触媒としては、(イ)炭素系微粒子のほか未燃焼炭化
水素、一酸化炭素などのような有害成分の低温からの燃
焼除去効率が高いこと、(ロ)燃料として用いる軽油中
に多量に含まれる硫黄成分から発生する二酸化硫黄(S
O2)の三酸化硫黄(SO3)への酸化能が低く、サルフ
ェート(二酸化硫黄が酸化されて三酸化硫黄や硫酸ミス
トになったもの)の生成を抑制できること、(ハ)高負
荷での連続運転下に耐え得る(すなわち高温耐久性が高
い)こと、という性能を有する触媒が望まれている。
高める目的で種々の提案がなされている。例えば、特開
昭55−24597号公報には、白金族元素系触媒とし
て、ロジウム(7.5%)−白金合金、白金/パラジウ
ム(50/50)混合物、酸化タンタルまたは酸化セリ
ウム上にパラジウムを担持したもの、さらにはパラジウ
ムと75重量%以下の白金とからなる合金、などが開示
されている。これらの触媒はまたSOFの除去にも効果
的であるとされている。しかし、これらの触媒成分は、
いずれも、500℃を越える高温域では、二酸化硫黄の
酸化能が急激に上昇し、サルフェートの増加を招くもの
である。そのため、これらの触媒成分を700℃程度の
温度域まで排温が上昇する高温型ディーゼルエンジンに
適用することは好ましくない。
61−149222号および同61−146314号各
公報には、パラジウムとロジウムとを主な活性成分と
し、さらにアルカリ金属、アルカリ土類金属、銅、ラン
タン、亜鉛およびマンガンなどを追加成分として含有す
る触媒組成物が開示されている。また、特開昭59−8
2944号公報には、銅、アルカリ金属、モリブテンお
よびバナジウムから選ばれる少なくとも1つと白金、ロ
ジウムおよびパラジウムから選ばれる少なくとも1つと
を組合わせた触媒組成物が開示されている。しかし、こ
れらの触媒成分のうち、バナジウムは、500℃以上の
ディーゼルエンジン排ガス中においては劣化が大きいの
で、その使用は好ましくない。
OFを除去する触媒として、ガス流れに対し平行に貫通
孔を有するオープン式のハニカム状貴金属系酸化触媒が
報告されている(SAE Paper,81026
3)。
素系微粒子の除去またはSOFの除去にはある程度効果
的であるが、特に500℃を越える高温の排ガス条件に
おいて二酸化硫黄の酸化能が高いため、サルフェートの
生成量が増加し、かえって微粒子物質全体の除去率が低
下し、また、このサルフェートが新たな環境問題を生じ
るという欠点があった。すなわち、前記した(イ)〜
(ハ)のディーゼルエンジン排ガス浄化用の触媒に要求
される性能およびSOFの除去性能を十分に備えた触媒
は未だ見出されていない。
ルエンジン排ガス中の微粒子物質を効率よく除去できる
ディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒を提供することで
ある。
ガス中の炭素系微粒子のみならず未燃焼炭化水素、一酸
化炭素などのような有害成分を低温域においても燃焼除
去できる性能を有し、しかも500℃以上の高温域にお
いても二酸化硫黄の酸化能が低くサルフェートの生成を
抑制することができるディーゼルエンジン浄化用触媒を
提供することである。
排ガス中のSOFを効率よく除去できるディーゼルエン
ジン排ガス浄化用触媒を提供することである。
好であって、実用上問題を生じることなくディーゼルエ
ンジン車に搭載できるディーゼルエンジン浄化用触媒を
提供することである。
鋭意検討した結果、鉄が含有されて成る触媒が、ディー
ゼルエンジン排ガス中においてSOF、未燃焼炭化水素
などを低温域においても浄化する性能を有し、かつ50
0℃を越える高温域においても二酸化硫黄の酸化抑制効
果を示す優れた触媒であることを見出した。
て成ることを特徴とするディーゼルエンジン排ガス浄化
用触媒が提供される。
性無機酸化物を含有する触媒成分が耐火性三次元構造体
に担持されて成るものである。
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−ジルコニアおよびチタニア−ジルコニアよ
りなる群から選ばれる少なくとも1つである。アルミナ
−ジルコニア、チタニア−ジルコニア、シリカ−チタニ
ア、シリカ−アルミナなどが特に好適な例としてあげら
れる。このような二種の耐火性無機酸化物の複合物は固
体酸性を有するので、向上された触媒活性を示す。これ
らの中でもアルミナ−ジルコニアは、優れた耐熱性およ
び耐久性をも有しているので特に好ましい。
フォーム、オープンフローのセラミックハニカム、ウォ
ールフロータイプのハニカムモノリス、オープンフロー
のメタルハニカム、金属発泡体またはメタルメッシュな
どを用いることができる。特にディーゼルエンジン排ガ
ス1m3当り100mg以下で微粒子物質を含み且つこ
の微粒子物質中のSOF含有率が20%以上である場
合、耐火性三次元構造体としてはオープンフロータイプ
のセラミックハニカムまたはオープンフロータイプのメ
タルハニカムが好適に使用される。
5〜50gである。0.5g未満である場合は活性が少
なく、50gを越える場合は添加量に見合う活性の向上
が得られない。
とはないが、通常当業界で使用されるものを用いること
ができ、例えば、金属、酸化物、炭酸塩、硝酸塩、水酸
化物、酢酸塩等が使用される。これらの出発原料のう
ち、焼成によってα−Fe2O3を形成するものが好まし
い。その理由は、酸化鉄のうちでα−Fe2O3が最も高
い触媒活性を示すからである。
担持量は、1g〜300gであることが好ましい。1g
未満である場合は、活性への寄与が少ない。300gを
越える場合は添加量に見合う活性の向上が少なく、かつ
耐火性三次元構造体触媒として使用したときに背圧が増
加する傾向がある。
であってもよく、或いは耐火性無機酸化物と混合された
状態であってもよい。
散担持させた触媒成分が耐火性三次元構造体に担持され
た構造のものであることができる。
く、例えば下記(1)又は(2)の方法によって調製す
ることができる。
してスラリー化し、このスラリーに耐火性三次元構造体
を浸漬し、余分なスラリーを取り除いた後、80〜25
0℃で乾燥し、次いで300〜850℃で焼成する。次
に、上記耐火性三次元構造体を鉄化合物の所定量を含有
する水溶液に浸漬し、余分な溶液を取り除いた後、80
〜250℃で乾燥し、次いで300〜850℃で焼成し
て、目的とする触媒を得る。
中に耐火性無機酸化物を投入して含浸せしめ、スラリー
化し、このスラリーに耐火性三次元構造体を浸漬し、余
分なスラリーを取り除いた後80〜250℃で乾燥し、
次いで300〜850℃で焼成して、目的とする触媒を
得る。
焼炭化水素、一酸化炭素などのような有害成分を低温域
において燃焼除去する性能に優れ、しかも500℃を越
える高温域において二酸化硫黄の酸化能が低いことから
サルフェートの生成を抑制することができる。従って、
本発明の触媒は、ディーゼルエンジン排ガス中の微粒子
物質の低減化に優れ、本発明の触媒を使用することによ
りディーゼルエンジン排ガスを効率よく浄化することが
できる。
おいても優れていることから、ディーゼルエンジン排ガ
スの浄化にきわめて効果的である。
優れていることから、実用上問題を生じることなくディ
ーゼル車に搭載することができる。
もSOF、未燃焼炭化水素などを浄化する性能を有し、
かつ500℃から700℃にわたる高温域においても二
酸化硫黄の酸化率を4%以下に抑制する優れた性能を発
揮できるものである。
ルエンジン排ガス浄化用触媒としてきわめて有用なもの
である。
に説明する。
酸鉄506gを脱イオン水に溶解して調製した水溶液に
投入し、十分かきまぜた後、150℃で1時間乾燥し、
更に500℃で2時間焼成して、酸化鉄(Fe2O3)を
分散担持させたアルミナ粉体を得た。このアルミナ粉体
1kgを湿式粉砕してスラリー化した。このようにして
得られたスラリーに、横断面1平方インチ当り約400
個のオープンフローのガス流通セルを有する5.66イ
ンチ径×6.00インチ長さの円筒状のコージェライト
製ハニカム担持を浸漬し、余分なスラリーを取り除いた
後、150℃で2時間乾燥し、次いで500℃で1時間
焼成して触媒を得た。
担持量は、構造体1リットル当りそれぞれ50gおよび
5.0gであった。
酸化鉄粉体100gを脱イオン水に投入し、湿式粉砕し
てスラリー化した。
例1で使用したと同じコージェライト製ハニカム担体を
浸漬し、余分なスラリーを取り除いた後、150℃で1
時間乾燥し、次いで700℃で1時間焼成して触媒を得
た。
担持量は、構造体1リットル当りそれぞれ100gおよ
び10gであった。
砕してスラリー化した。
面1平方インチ当り約200個のオープンフローのガス
流通セルを有する5.66インチ径×6.00インチ長
さの円筒状のステンレス製ハニカム担体を浸漬し、余分
なスラリーを取り除いた後、150℃で1時間乾燥し、
次いで400℃で1時間焼成してシリカを担持させた構
造体を得た。
オン水に溶解して調製した水溶液2.5リットルに浸漬
し、余分な溶液を取り除いた後、150℃で3時間乾燥
し、次いで650℃で1時間焼成して触媒を得た。
量は、構造体1リットル当りそれぞれ70gおよび3.
0gであった。
酸鉄101gを脱イオン水に溶解して調製した水溶液に
投入し、十分かきまぜた後、150℃で1時間乾燥し、
更に600℃で1時間焼成して酸化鉄(Fe2O3)を分
散担持させたアルミナ粉体を得た。このアルミナ粉体1
kgを湿式粉砕してスラリー化した。
例1で使用したと同じコージェライト製ハニカム担体を
浸漬し、余分なスラリーを取り除いた後、150℃で1
時間乾燥して触媒を得た。
の担持量は、構造体1リットル当りそれぞれ250gお
よび5.0gであった。
比表面積56m2/gであるジルコニア400g(Al2
O3/ZrO2(重量比)=3/2)を、硝酸鉄506g
を脱イオン水に溶解して調製した水溶液に投入し、十分
かきまぜた後、スラリー化した。
例1で使用したと同じコージェライト製ハニカム担体を
浸漬し、余分なスラリーを取り除いた後、150℃で2
時間乾燥し、次いで500℃で1時間焼成して触媒を得
た。
O3の形で存在することがわかった。
よび酸化鉄(α−Fe2O3)の担持量は、構造体1リッ
トル当りそれぞれ50gおよび5.0gであった。
比表面積56m2/gであるジルコニア833g(Al2
O3/ZrO2(重量比)=1/5)を、硝酸鉄193g
を脱イオン水に溶解して調製した水溶液に投入し、十分
かきまぜた後、スラリー化した。
例1で使用したと同じコージェライト製ハニカム担体を
浸漬し、余分なスラリーを取り除いた後、150℃で1
時間乾燥し、次いで500℃で1時間焼成して触媒を得
た。
O3の形で存在することがわかった。
よび酸化鉄(α−Fe2O3)の担持量は、構造体1リッ
トル当りそれぞれ180gおよび10gであった。
比表面積56m2/gであるジルコニア556g(Al2
O3/ZrO2(重量比)=4/5)を、酢酸鉄527g
を脱イオン水に溶解して調製した水溶液に投入し、十分
かきまぜた後、スラリー化した。
例1で使用したと同じコージェライト製ハニカム担体を
浸漬し、余分なスラリーを取り除いた後、150℃で2
時間乾燥し、次いで650℃で1時間焼成して触媒を得
た。
O3の形で存在することがわかった。
よび酸化鉄(α−Fe2O3)の担持量は、構造体1リッ
トル当りそれぞれ90gおよび30gであった。
表面積56m2/gであるジルコニア833g(TiO2
/ZrO2(重量比)=1/5)を、硝酸鉄506gを
脱イオン水に溶解して調製した水溶液に投入し、十分か
きまぜた後、スラリー化した。
例1で使用したと同じコージェライト製ハニカム担体を
浸漬し、余分なスラリーを取り除いた後、150℃で2
時間乾燥し、次いで500℃で1時間焼成して触媒を得
た。
よび酸化鉄(Fe2O3)の担持量は、構造体1リットル
当りそれぞれ50gおよび5.0gであった。
表面積56m2/gであるジルコニア556g(TiO2
/ZrO2(重量比)=4/5)を、酢酸鉄132gを
脱イオン水に溶解して調製した水溶液に投入し、十分か
きまぜた後、スラリー化した。
例1で使用したと同じコージェライト製ハニカム担体を
浸漬し、余分なスラリーを取り除いた後、150℃で2
時間乾燥し、次いで650℃で1時間焼成して触媒を得
た。
よび酸化鉄(Fe2O3)の担持量は、構造体1リットル
当りそれぞれ120gおよび10gであった。
表面積100m2/gであるシリカ833g(TiO2/
SiO2(重量比)=1/5)を、硝酸鉄506gを脱
イオン水に溶解して調製した水溶液に投入し、十分かき
まぜた後、スラリー化した。
例1で使用したと同じコージェライト製ハニカム担体を
浸漬し、余分なスラリーを取り除いた後、150℃で1
時間乾燥し、次いで500℃で1時間焼成して触媒を得
た。
酸化鉄(Fe2O3)の担持量は、構造体1リットル当り
それぞれ50gおよび5.0gであった。
表面積100m2/gであるシリカ556g(TiO2/
SiO2(重量比)=4/5)を、硝酸鉄226gを脱
イオン水に溶解して調製した水溶液に投入し、十分かき
まぜた後、スラリー化した。
例1で使用したと同じコージェライト製ハニカム担体を
浸漬し、余分なスラリーを取り除いた後、150℃で2
時間乾燥し、次いで650℃で1時間焼成して触媒を得
た。
酸化鉄(Fe2O3)の担持量は、構造体1リットル当り
それぞれ70gおよび10gであった。
表面積100m2/gであるチタニア833g(Al2O
3/TiO2(重量比)=1/5)を、硝酸鉄506gを
脱イオン水に溶解して調製した水溶液に投入し、十分か
きまぜた後、スラリー化した。
例1で使用したと同じコージェライト製ハニカム担体を
浸漬し、余分なスラリーを取り除いた後、150℃で1
時間乾燥し、次いで500℃で1時間焼成して触媒を得
た。
O3の形で存在することがわかった。
び酸化鉄(α−Fe2O3)の担持量は、構造体1リット
ル当りそれぞれ50gおよび5.0gであった。
例1と全く同様にして触媒を得た。この触媒におけるア
ルミナおよび酸化銅の担持量は、構造体1リットル当り
それぞれ50gおよび3.0gであった。
施例1と全く同様にして触媒を得た。この触媒における
アルミナおよび酸化クロムの担持量は、構造体1リット
ル当りそれぞれ50gおよび3.0gであった。
に溶解した以外は、実施例1と全く同様にして触媒を得
た。この触媒におけるアルミナおよびパラジウムの担持
量は、構造体1リットル当りそれぞれ50gおよび1.
0gであった。
した以外は、実施例1と全く同様にして触媒を得た。こ
の触媒におけるアルミナおよび白金の担持量は、構造体
1リットル当りそれぞれ50gおよび1.0gであっ
た。
解した以外は、実施例1と全く同様にして触媒を得た。
この触媒におけるアルミナおよびロジウムの担持量は、
構造体1リットル当りそれぞれ50gおよび1.0gで
あった。
られた触媒における各成分の担持量を表1に示す。
ン排ガス浄化性能を、下記(1)、(2)&(3)の方
法により測定し、結果表2に示した。ただしエンジンと
しては過給直噴式ディーゼルエンジン(4気筒、280
0cc)を使用し、燃料としては硫黄含有量0.38重
量%の軽油を用いた。
おいて触媒入口温度が400℃または600℃に安定し
た条件の下で、触媒床に入る前(入口)および触媒床を
出た後(出口)での排ガス中の微粒子物質の含有量を、
通常のダイリュウーショントンネル法により測定するこ
とにより、微粒子物質の浄化率(%)を算出した。
て捕捉された微粒子物質をジクロロメタン溶液で抽出し
て、抽出前後の微粒子物質の重量変化に基いてSOFの
排出量を測定することにより、SOFの浄化率を算出し
た。
床を通過後の排ガスについて二酸化硫黄およびガス状炭
化水素の分析を行なうことにより、それらの転化率
(%)を算出した。
Claims (3)
- 【請求項1】 鉄を活性成分として含有することを特徴
とするディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒。 - 【請求項2】 鉄および耐火性無機酸化物を含有する触
媒成分が、耐火性三次元構造体に担持されて成ることを
特徴とするディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒。 - 【請求項3】 耐火性三次元構造体がオープンフローの
セラミックハニカム又はオープンフローのメタルハニカ
ムである請求項2記載の触媒。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32089893A JP3503073B2 (ja) | 1992-11-30 | 1993-11-29 | デイーゼルエンジン排ガス浄化用触媒 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4-319975 | 1992-11-30 | ||
JP31997592 | 1992-11-30 | ||
JP32089893A JP3503073B2 (ja) | 1992-11-30 | 1993-11-29 | デイーゼルエンジン排ガス浄化用触媒 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06210172A true JPH06210172A (ja) | 1994-08-02 |
JP3503073B2 JP3503073B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=26569898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32089893A Expired - Lifetime JP3503073B2 (ja) | 1992-11-30 | 1993-11-29 | デイーゼルエンジン排ガス浄化用触媒 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3503073B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5628975A (en) * | 1989-02-06 | 1997-05-13 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. | Method for purifying exhaust gas from a diesel engine |
WO2010001765A1 (ja) | 2008-07-04 | 2010-01-07 | 日産自動車株式会社 | 排気ガス浄化用触媒 |
CN115697550A (zh) * | 2020-07-03 | 2023-02-03 | 巴斯夫公司 | 汽油排放处理系统中颗粒物燃烧用催化剂 |
-
1993
- 1993-11-29 JP JP32089893A patent/JP3503073B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2010001765A1 (ja) | 2008-07-04 | 2010-01-07 | 日産自動車株式会社 | 排気ガス浄化用触媒 |
US8455390B2 (en) | 2008-07-04 | 2013-06-04 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purifying catalyst |
CN115697550A (zh) * | 2020-07-03 | 2023-02-03 | 巴斯夫公司 | 汽油排放处理系统中颗粒物燃烧用催化剂 |
JP2023532837A (ja) * | 2020-07-03 | 2023-08-01 | ビーエーエスエフ コーポレーション | ガソリン排出処理システムにおける微粒子燃焼用触媒 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3503073B2 (ja) | 2004-03-02 |
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