JPH0621539B2 - パテイキユレ−ト燃焼用触媒フイルタ - Google Patents
パテイキユレ−ト燃焼用触媒フイルタInfo
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、排ガス中、特にディーゼルエンジン排ガス中
のパティキュレートを燃焼除去する為の触媒フィルタに
関するものであり、更に詳しくはパティキュレートの捕
捉体に捕捉されたパティキュレートを低温で燃焼浄化す
る為の触媒フィルタに関する。
のパティキュレートを燃焼除去する為の触媒フィルタに
関するものであり、更に詳しくはパティキュレートの捕
捉体に捕捉されたパティキュレートを低温で燃焼浄化す
る為の触媒フィルタに関する。
一般に、ディーゼルエンジンの排ガスの温度は、約１０
０℃〜３００℃と低く、ハニカムフィルタ等のトラップ
で捕捉、補集したパティキュレートを燃焼させること
は、不可能である。その為、トラップを再生する為の手
段として、バーナー、ヒーターを使用する方法が提案さ
れているが安全性や信頼性、更にはコスト高である点で
実用化には至っておらず、低温で作動する触媒の開発が
望まれている。
０℃〜３００℃と低く、ハニカムフィルタ等のトラップ
で捕捉、補集したパティキュレートを燃焼させること
は、不可能である。その為、トラップを再生する為の手
段として、バーナー、ヒーターを使用する方法が提案さ
れているが安全性や信頼性、更にはコスト高である点で
実用化には至っておらず、低温で作動する触媒の開発が
望まれている。
ただ現状は、触媒トラップシステムも、バーナー、ヒー
ター等の再生手段と併用せざるを得ないが、より低温で
作動する触媒が開発されれば、バーナー、ヒーター等の
負担を大幅に削減できる為実用上極めて有用であること
は疑いない。
ター等の再生手段と併用せざるを得ないが、より低温で
作動する触媒が開発されれば、バーナー、ヒーター等の
負担を大幅に削減できる為実用上極めて有用であること
は疑いない。
パティキュレート燃焼用触媒の成分としては、非常に多
くの提案が為されている。例えば、特開昭５８−４３２
１４号公報には三次元網目構造を有するセラミック多孔
体に、Cu,Pb,Fe,Co,Ni等を担持させたもの、特開昭５８
−１０９１３９号公報には、Cu化合物とMn化合物の組合
せ、特開昭５８−１４３８４０号公報には、Cu化合物と
複数の酸化状態をとり得る元素であるGe,Sn,V,Nb,Sd,B
i,Cr,Mo,W,Se,Te,La,Ce,Pr,Ru,Rh等の化合物を三次元網
目構造セラミックに担持したもの、更には、特開昭６０
−７８６４０号公報には多孔性無機質フィルタに、(a)
遷移金属元素(b)アルカリ金属元素(c)貴金属元素（Pt,R
h,Pd）の組合せ成分を担持したものが示される等、枚挙
に暇がない程の提案が為されているが、いずれも決め手
となるようなものは未だ開発されていない。
くの提案が為されている。例えば、特開昭５８−４３２
１４号公報には三次元網目構造を有するセラミック多孔
体に、Cu,Pb,Fe,Co,Ni等を担持させたもの、特開昭５８
−１０９１３９号公報には、Cu化合物とMn化合物の組合
せ、特開昭５８−１４３８４０号公報には、Cu化合物と
複数の酸化状態をとり得る元素であるGe,Sn,V,Nb,Sd,B
i,Cr,Mo,W,Se,Te,La,Ce,Pr,Ru,Rh等の化合物を三次元網
目構造セラミックに担持したもの、更には、特開昭６０
−７８６４０号公報には多孔性無機質フィルタに、(a)
遷移金属元素(b)アルカリ金属元素(c)貴金属元素（Pt,R
h,Pd）の組合せ成分を担持したものが示される等、枚挙
に暇がない程の提案が為されているが、いずれも決め手
となるようなものは未だ開発されていない。
パティキュレート燃焼用触媒フィルタについては、以下
のような性能、機能が望まれている。すなわち (1) 補集効率が高いこと、 (2) パティキュレート補集による圧力損失の増加が小
さいこと、 (3) より低温域で着火すること、 (4) 補集後の着火再生において、できるだけ全体に行
き亘って燃焼すること、即ち燃焼率が高いこと、 (5) 補集量の少ない時でも燃焼すること、補集量が多
くなれば着火、再生はし易くなるが、燃焼温度が上がり
すぎて、セラミックが熔損する等の問題が発生すること
と、エンジン機能に支障を来たす程背圧が上昇してしま
う為好ましくない、 (6) サルフェートの生成が少ないこと、および (7) 活性アルミナのα化による劣化が小さいこと、 が望まれている。
のような性能、機能が望まれている。すなわち (1) 補集効率が高いこと、 (2) パティキュレート補集による圧力損失の増加が小
さいこと、 (3) より低温域で着火すること、 (4) 補集後の着火再生において、できるだけ全体に行
き亘って燃焼すること、即ち燃焼率が高いこと、 (5) 補集量の少ない時でも燃焼すること、補集量が多
くなれば着火、再生はし易くなるが、燃焼温度が上がり
すぎて、セラミックが熔損する等の問題が発生すること
と、エンジン機能に支障を来たす程背圧が上昇してしま
う為好ましくない、 (6) サルフェートの生成が少ないこと、および (7) 活性アルミナのα化による劣化が小さいこと、 が望まれている。
本発明は、これらの現状に鑑みて本発明者らが鋭意検討
の結果なされたものであって、補集効率が高く、より低
温域での着火性、燃焼率にすぐれたパティキュレート燃
焼用触媒フィルタを提供するものである。しかして、本
発明のパティキュレート燃焼用触媒フィルタは、活性ア
ルミナ皮膜を有しない目封じ型ハニカム状セラミック担
体に、セリウム酸化物が担持され、その上層に銅メッキ
皮膜を形成し、さらにパラジウムおよびロジウムから選
ばれた少なくとも１種の成分を担持させたことを特徴と
する。
の結果なされたものであって、補集効率が高く、より低
温域での着火性、燃焼率にすぐれたパティキュレート燃
焼用触媒フィルタを提供するものである。しかして、本
発明のパティキュレート燃焼用触媒フィルタは、活性ア
ルミナ皮膜を有しない目封じ型ハニカム状セラミック担
体に、セリウム酸化物が担持され、その上層に銅メッキ
皮膜を形成し、さらにパラジウムおよびロジウムから選
ばれた少なくとも１種の成分を担持させたことを特徴と
する。
一般には、触媒成分の分散担持の為、活性アルミナ被膜
を形成させるが、本発明においては特にその必要がな
く、活性アルミナのα化による劣化を考慮する必要がな
い点もひとつの本発明の特徴である。
を形成させるが、本発明においては特にその必要がな
く、活性アルミナのα化による劣化を考慮する必要がな
い点もひとつの本発明の特徴である。
担体としては目封じ型ハニカム状セラミック担体のよう
なハニカム状セラミック担体を用いるが、三次元網状セ
ラミック担体は補集率が低いので、使用は困難であり、
補集率を上げる為にメッシュサイズを小さくすれば、背
圧が高くなりすぎるので不適である。
なハニカム状セラミック担体を用いるが、三次元網状セ
ラミック担体は補集率が低いので、使用は困難であり、
補集率を上げる為にメッシュサイズを小さくすれば、背
圧が高くなりすぎるので不適である。
〔作用〕 本発明のパティキュレート燃焼用触媒フィルタにおいて
は、白金族元素の中でも、サルフェート生成作用の相対
的に小さなPdとRhを使用していること、また卑金属元素
の中でも最も酸化性能に優れた成分であるCuとの組合せ
により、サルフェート生成を抑制した状態でPt並みの酸
化活性を保持していること、更にCe化合物（主に酸化セ
リウム）を組合せることにより、活性アルミナが有する
分散担持作用を肩代わりさせる役割を果たしており、且
つCe化合物は活性成分の主体であるCu,Pd,Rh等への酸素
の供給に関与して、一層の活性化効果をもたらしている
ことにより、補集率が高く、より低温域での着火性、燃
焼率にすぐれたものとなると考えられる。
は、白金族元素の中でも、サルフェート生成作用の相対
的に小さなPdとRhを使用していること、また卑金属元素
の中でも最も酸化性能に優れた成分であるCuとの組合せ
により、サルフェート生成を抑制した状態でPt並みの酸
化活性を保持していること、更にCe化合物（主に酸化セ
リウム）を組合せることにより、活性アルミナが有する
分散担持作用を肩代わりさせる役割を果たしており、且
つCe化合物は活性成分の主体であるCu,Pd,Rh等への酸素
の供給に関与して、一層の活性化効果をもたらしている
ことにより、補集率が高く、より低温域での着火性、燃
焼率にすぐれたものとなると考えられる。
実施例１ 目封じ型ハニカム状セラミック担体を硝酸セリウム水溶
液中に浸漬して、Ce０．１モル／を担持した後、７０
０℃で１時間焼成した。次いでこの担体をSnCl２とHCl
の混合水溶液に１０分間浸漬し十分水洗後、PdCl２希薄
溶液（Pd０．１ｇ／程度）に５分間浸漬して再び十分
水洗した。更にこのサンプルをCuSO４水溶液とHCHOの混
合液中に浸漬して、Cu０．２モル／のメッキを施した
後、再度PdCl２水溶液中に３０分間浸漬して、Pd約１ｇ
／を担持して完成触媒フィルタを得た。
液中に浸漬して、Ce０．１モル／を担持した後、７０
０℃で１時間焼成した。次いでこの担体をSnCl２とHCl
の混合水溶液に１０分間浸漬し十分水洗後、PdCl２希薄
溶液（Pd０．１ｇ／程度）に５分間浸漬して再び十分
水洗した。更にこのサンプルをCuSO４水溶液とHCHOの混
合液中に浸漬して、Cu０．２モル／のメッキを施した
後、再度PdCl２水溶液中に３０分間浸漬して、Pd約１ｇ
／を担持して完成触媒フィルタを得た。
実施例２ 実施例１と同様にCe０．１モル／を担持した後、Cu
０．２モル／のメッキを施し、更にPdとRhの混合溶液
に浸漬してPd約０．６ｇ／、Rh約０．４ｇ／を担持
して完成触媒フィルタを得た。
０．２モル／のメッキを施し、更にPdとRhの混合溶液
に浸漬してPd約０．６ｇ／、Rh約０．４ｇ／を担持
して完成触媒フィルタを得た。
実施例３ 実施例１と同様の方法でCe０．１モル／を担持した
後、Cu０．２モル／のメッキを施し、更にRh水溶液中
に浸漬してRh約１．０ｇ／の完成触媒フィルタを得
た。
後、Cu０．２モル／のメッキを施し、更にRh水溶液中
に浸漬してRh約１．０ｇ／の完成触媒フィルタを得
た。
比較例１ 目封じ型ハニカム状セラミック担体に、活性アルミナ含
有スラリーを充填し、真空ポンプで吸引して余分のスラ
リーを除去し２５０℃で乾燥した後、硝酸セリウム水溶
液を含浸してCe０．２モル／を担持し、５００℃で１
時間焼成後、硝酸銅水溶液を含浸してCu０．２モル／
を担持させた。更にPdCl２とRhCl３の混合水溶液を用い
てPd０．６ｇ／、Rh０．４ｇ／を担持して完成触媒
フィルタを得た。
有スラリーを充填し、真空ポンプで吸引して余分のスラ
リーを除去し２５０℃で乾燥した後、硝酸セリウム水溶
液を含浸してCe０．２モル／を担持し、５００℃で１
時間焼成後、硝酸銅水溶液を含浸してCu０．２モル／
を担持させた。更にPdCl２とRhCl３の混合水溶液を用い
てPd０．６ｇ／、Rh０．４ｇ／を担持して完成触媒
フィルタを得た。
比較例２ 実施列２において、Ceの担持焼成を行わなかった以外
は、実施例２と同様にしてCuメッキを施した後、Pd約
０．６ｇ／とRh約０．４ｇ／を担持して完成触媒フ
ィルタを得た。
は、実施例２と同様にしてCuメッキを施した後、Pd約
０．６ｇ／とRh約０．４ｇ／を担持して完成触媒フ
ィルタを得た。
比較例３ 実施例２でCuメッキを行わなかった以外は実施例２と同
様にしてCe-Pd-Rhを含有する触媒フィルタを得た。
様にしてCe-Pd-Rhを含有する触媒フィルタを得た。
比較例４ 実施例１でCuメッキ後のPd担持を行わなかった以外は実
施例１と全く同様にしてCe-Cuを含有する触媒フィルタ
を得た。
施例１と全く同様にしてCe-Cuを含有する触媒フィルタ
を得た。
比較例５ 実施例１の目封じ型ハニカム状セラミック担体のかわり
に、約１３メッシュの三次元網状セラミック（セラミッ
クフォーム）担体を用いた以外は全く実施例１と同様の
方法で、Ce-Cu-Pdを含有する触媒フィルタを得た。
に、約１３メッシュの三次元網状セラミック（セラミッ
クフォーム）担体を用いた以外は全く実施例１と同様の
方法で、Ce-Cu-Pdを含有する触媒フィルタを得た。
次に実施例１〜３および比較例１〜５で得られたサンプ
ルについて、ディーゼルパティキュレートの補集率、着
火温度および燃焼率について測定を行った。
ルについて、ディーゼルパティキュレートの補集率、着
火温度および燃焼率について測定を行った。
パティキュレートの補集条件は、エンジン回転数２００
０rpm、触媒フィルタへの入ガス温度は２００℃で行っ
た。
０rpm、触媒フィルタへの入ガス温度は２００℃で行っ
た。
着火温度、燃焼率の測定については、Ｏ2；１０％、Ｎ2
バランスのガスを用いて空間速度８，６００Hr-1の条件
下でガス温度を徐々に上げる方法で測定を行った。
バランスのガスを用いて空間速度８，６００Hr-1の条件
下でガス温度を徐々に上げる方法で測定を行った。
結果を下表に示した。
〔発明の効果〕 上表の結果で明らかな様に本発明の方法による実施例１
〜３は比較例２〜５にくらべて格段に優れた性能を有し
ていることがわかる。
〜３は比較例２〜５にくらべて格段に優れた性能を有し
ていることがわかる。
すなわち本発明の特徴であるCe-CuおよびPd，Rhのうち
少くともいずれか１種を含有する触媒フィルタである実
施例１〜３のものは、比較例２〜４のものにくらべて着
火温度で約４０〜８０℃、燃焼率で約７〜２５％向上し
ていることがわかる。
少くともいずれか１種を含有する触媒フィルタである実
施例１〜３のものは、比較例２〜４のものにくらべて着
火温度で約４０〜８０℃、燃焼率で約７〜２５％向上し
ていることがわかる。
また、活性アルミナ被膜を施していない実施例１〜３の
触媒フィルタは活性アルミナ被膜を有する比較例１の触
媒フィルタと比較しても全く孫色ないことがわかる。
触媒フィルタは活性アルミナ被膜を有する比較例１の触
媒フィルタと比較しても全く孫色ないことがわかる。
更に実施例１と比較例５との比較で明らかなように、目
封じ型ハニカムフィルタは、三次元網状セラミックに較
べて、特に、補集率の点で優れた特性を有していること
がわかる。
封じ型ハニカムフィルタは、三次元網状セラミックに較
べて、特に、補集率の点で優れた特性を有していること
がわかる。
Claims (1)
- 【請求項１】活性アルミナ皮膜を有しない目封じ型ハニ
カム状セラミック担体に、セリウム酸化物が担持され、
その上層に銅メッキ皮膜を形成し、さらにパラジウムお
よびロジウムから選ばれた少なくとも１種の成分を担持
させたことを特徴とするパティキュレート燃焼用触媒フ
ィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28929386A JPH0621539B2 (ja) | 1986-12-04 | 1986-12-04 | パテイキユレ−ト燃焼用触媒フイルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28929386A JPH0621539B2 (ja) | 1986-12-04 | 1986-12-04 | パテイキユレ−ト燃焼用触媒フイルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63140810A JPS63140810A (ja) | 1988-06-13 |
| JPH0621539B2 true JPH0621539B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=17741304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28929386A Expired - Lifetime JPH0621539B2 (ja) | 1986-12-04 | 1986-12-04 | パテイキユレ−ト燃焼用触媒フイルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0621539B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE9420371U1 (de) * | 1994-12-20 | 1995-02-23 | Fa. J. Eberspächer, 73730 Esslingen | Abgasreinigungsvorrichtung mit einem Partikelfilter für kohlenstoffhaltige Verbrennungsgase |
| US8668877B2 (en) * | 2010-11-24 | 2014-03-11 | Basf Corporation | Diesel oxidation catalyst articles and methods of making and using |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58143840A (ja) * | 1982-02-22 | 1983-08-26 | Bridgestone Corp | パ−テイキユレ−ト浄化用触媒 |
| JPS6078640A (ja) * | 1983-10-04 | 1985-05-04 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd | 排ガス浄化用触媒およびその製法 |
| JPS61112715A (ja) * | 1984-11-08 | 1986-05-30 | Toyota Motor Corp | デイ−ゼル機関の排気浄化装置 |
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-
1986
- 1986-12-04 JP JP28929386A patent/JPH0621539B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63140810A (ja) | 1988-06-13 |
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