JPS6351947A - パテイキユレ−ト燃焼用触媒フイルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関の排ガスを処理するための触媒フィ
ルタに関するものであり、とくに、排ガス中に含まれる
微粒子（パティキュレート）をフィルタ上にｔｌ捉し、
低温で燃焼し、無害化するための触媒フィルタに関する
ものである。

〔従来の技術〕

内燃機関からの排ガスが大気中に安全に放出されるよう
に処理することは環境保全上特に望ましいことであるが
、ある種のエンジン、特にディーゼルエンジンにおいて
は、排ガス中に含まれるパティキュレートの存在が重大
な問題となっている。

このパティキュレートはカーボン、炭化水素、硫酸塩、
金属等から成り、炭化水素燃料の不完全燃焼などによっ
て発生する。ディーゼルエンジンから排出されるパティ
キュレートの除去方法として、従来多くの方法が提案さ
れているが、大別すると以下の２方法がある。１つは耐
熱性フィルタ（セラミックフオーム、目封じ型セラミツ
クツ＼ニカム、ワイヤーメツシュ、金属発泡体等）で排
ガス中のパティキュレートを捕）足し、蓄積したパティ
キュレートはバーナーや電気ヒーターなどで燃焼せしめ
て、フィルタを再生する方法と、他はこの耐熱性フィル
タに触媒物質を担持させ、パティキュレートの捕捉とと
もに、燃焼も行なわせて、上記強制燃焼再生の頻度を少
なくするとか、強制燃焼再生の必要のないほどに触媒の
燃焼活性を高める方法である。前者はパティキュレート
の捕捉効果を高めれば高める程、再生頻度も多くなり経
済的に著しく不利となるであろう、それにくらべ後者は
ディーゼルエンジンの排出条件（温度、組成）において
活性を発揮しうる触媒が得られるならはるかに優れた方
法と考えられる。しかしディーゼルエンジンの排ガス温
度はガソリンエンジンのそれと比較して格段に低く、通
常の走行条件下で得られる温度で良好に着火燃焼させう
る性能を持った触媒は未だ開発されていない。

さらに具体的に従来技術を説明すると、たとえば、上記
の後者の方法に属するものとして、特開昭５９−１５６
１８号公報に開示の排ガスフィルタがある。

該特開昭５９−１５６１８号の排ガスフィルタに関する
提案の目的は、通常運転状態時における排ガスの熱エネ
ルギのみで、長期間安定的に、かつ効率よくディーゼル
パティキュレートを除去することであり、そのための構
成は、スピネル、アルミナなどの多孔質無機物質層を有
する耐熱性担体に、貴金属とともに鉄を担持させたこと
を特徴としている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来技術では、とくに上記特開昭５９−１５６
１８号公報に開示のガスフィルタでは、鉄を担持させず
貴金属のみを担持したフィルタに比べ、パティキュレー
ト捕集率が大幅に向上しているが、さらに捕集率をあげ
ることおよびパティキュレート燃焼温度を耐久性向上の
ためにさらに低下させるこが望まれていた。

このような問題は、従来技術の場合、担持された貴金属
と鉄は酸化物の状態で担持されており、この酸化物は金
属に比べ酸化性能が劣り、熱伝導率もよくなく、このこ
とが捕集率の向上および燃焼温度の低下をはかる上での
ネックとなっていたから生じるものと考えられる。

本発明は、触媒成分をフィルタ最表面に高密度でかつ金
属状態で担持させることにより、触媒の酸化性能を十分
に発揮できるようにするとともに、燃焼伝播を改善して
パティキュレートの燃焼温度を大幅に低下させることを
技術的課題とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記技術的課題を達成するための本発明に係るパティキ
ュレート燃焼用触媒フィルタは、耐火性三次元構造体ま
たはその構造体上に無機酸化物被膜を形成した担体から
なる耐火性フィルタ上に、銅メッキ層または銀メッキ層
からなる良熱伝導性金属メッキ層を施し、該良熱伝導性
金属メッキ層の最表面にＰｔ、　Ｐｄ５Ｒｈの少なくと
も１種からなる触媒メッキ層を形成したパティキュレー
ト燃焼用触媒フィルタから成る。良熱伝導性金属として
は、銅または１艮が用いられる。

〔作用〕

上記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、貴金属（Ｐｔ、　Ｐｄ５Ｒｈ）　、および銅ま
たは恨がメブキにより金属状態で担持されていること、
および銅または銀も酸化性能を有することにより、従来
のものに比べ酸化性能が向上する。すなわち、着火が容
易となる。

また、貴金属、および銅または銀は金属状態で担持され
ているため、従来の酸化物の場合に比べ熱の伝導性が掻
めてよい、また、銅、銀は金属中でもとくに熱伝導性が
よい、このため、燃焼伝播が大幅に改善される。

以上の結果、パティキュレートの燃焼温度を大幅に低下
（たとえば３０’　〜５０℃）させることができる。

〔実施例〕

以下に、本発明に係るパティキュレート燃焼用触媒フィ
ルタの望ましい実施例を、図面を参照して説明する。

第１図は本発明の実施例を示しており、第２図はその性
能試験途中の状態を示している０図中本発明のパティキ
ュレート燃焼用触媒ｌＯは、ガスフィルタ機能を有する
、耐火性三次元構造体１２と又はその構造体１２上に担
持せしめられた多孔性無機質基盤１４上に、銅メッキ１
６（恨メッキでもよい）を施し、その銅素地上にＰｔ、
　Ｐｄ、　Ｒｈのうち少なくともｌｌ１１１以上の貴金
属１８をメッキして得られる。

耐火性三次元構造体１２は、晴壁をガスが通過するよう
開口端を設けた多孔性セラミックモノリス−、ごあるこ
とが望ましい、また、貴金属１８のメッキは、置喚メッ
キであることが望ましい。

耐火性三次元構造体１２にはセラミックフオーム、目封
じ型セラミックハニカム、ワイヤーメツシュ、金属発泡
体、など慣用のものを用いることができる。また、これ
らの構造体にアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア
などの多孔性無機質１４などをコートして用いることも
できるが、発明の本買上これらには特別の限定はない。

本発明の触媒フィルタ１０は担体１２．１４上に銅メッ
キ１６を施しその銅素地上に貴金属１８が置換メンキさ
れているため、主たる触媒成分である貴金属１８はメッ
キの特性上最表面に高密度に還元された状態で担持され
ている。従来、貴金属を担持する場合には、担体にアル
ミナなどの多孔性無機物をコートし、そのコート層中に
触媒成分である貴金属が担持されていた。ガソリンエン
ジンのようにガス状の有害物を浄化する場合にはこれで
問題なかったが、フィルタ上に蓄積されたパティキュレ
ートに対しては、十分な接触機会が得られず、貴金属が
持つ高度な酸化能を発揮できなかった０本発明はこのよ
うな従来の担持法の欠点を補い、貴金属の持っている酸
化能を十分発揮できるように、最表面に高密度に還元状
態で担持したものである。

また、素地に用いたｗ４１６の熱伝導性の良さは、燃焼
伝４を助け、フィルタの良好な再生に寄与する。

もちろん銅１６それ自体の触媒作用も無視できない。

つぎに、本発明実施例品を以下のように数種作製し、そ
の性能をみるために、別に後に述べる比較例を数穐作製
し、後述する数種の試験を行なった。

（実施例１） 目封じ型ハニカムフィルタを吸水処理し、活性アルミナ
を含むスラリーをコート後、２５０℃で乾燥し７００℃
で１時間焼成した。これを５ＩＩＣＩ！水溶液でセンシ
タイズ処理し、水洗後ｐｃｔｃ＋ｚ水溶液でアクチベイ
ト処理し、水洗した。これを奥野製薬製無電解銅メッキ
液“化学銅５００”（Ａ液／Ｂ液−１／１）に浸漬しＣ
ｕメッキ０．１６ｓｏｌ／　１−ｃａｔを施した。

さらにこの銅の一部をＰｄＣ１，を用いてＰｄを［ｉメ
ッキして、水洗、乾燥後、Ｃｕメフキｌ　０．１５ｍｏ
Ｘ／　Ｒ−ＣａｔｓＰｄメッキ量０．５ｇ／　１−ｃａ
ｔの触媒フィルタを調製した。

（実施例２〉 実施例１と同様に活性アルミナをコート後Ｃｕメッキを
施したサンプルに塩化白金酸を用いてｐｔを置換メッキ
して、ＣＵメ７キ量Ｑ、１５ｓｏｌ／　ｌ　−ｃａｔ、
　Ｐｔメッキ量０．５ｇ／　１−ｃａｔの触媒フィルタ
を調製した。

（実施例３〉 実施例１と同様に活性アルミナをコート後、Ｃｕメッキ
を施したサンプルに硝酸ロジウムを用いてＲｈを置換メ
ッキしてＣｕメッキ量０．１５ｓｏｌ／　ｌ　−ｃａｉ
Ｒｈ　０．５ｇ／　１−ｃａｔの触媒フィルタを調製し
た。

〈実施例４〉 実施例１と同様に活性アルミナをコート後Ｃｕメッキを
施したサンプルに塩化パラジウムと塩化ロジウムの混合
溶液を用いてＰｄとＲｈを置換メッキして、Ｃｕメッキ
量Ｑ、１５ｓｏｌ／　１−ｃａｔ、　Ｐｄ　Ｏ，４ｇ／
　１−ｃａｔ。

Ｒｈ　０．１ｇ／　１−ｃａｔの触媒７　イ）Ｌｚ夕を
調製シタ。

く比較例１〉 実施例１と同様に活性アルミナをコート後、Ｃｕメッキ
を施してＣｕメッキ量０．３＋ｏｌ／　１−ｃａｔの触
媒フィルタを調製した。

（比較例２〉 実施例１と同様に活性アルミナをコート後、塩化パラジ
ウムを用いてＰｄを担持し、Ｐｄ　Ｏ，５ｇ／　１−ｃ
ａｔの触媒フィルタを！ｌ！製した。

（比較例３） 比較例２で調製したサンプルを無電解銅メッキ液（奥野
製薬製、化学銅５００　Ａ液／Ｂ下記＝　１／１）に浸
漬し、水洗乾燥後、Ｐｄ　０．５ｇ／　１−ｃａｔ、　
Ｃｕメ７キ量０．１５暑ｏ１／　１−ｃａｔの触媒フィ
ルタを調製した。

く試験例１） 実施例１〜４、比較例１〜３で得られた触媒フィルタを
排気量２２００ｃｃのディーゼルエンジンの排気系に設
置し、回転数２０００ｒｐ論、トルク４に＋ｒｆｍの条
件下で４時間運転してフィルタに微粒子をｔｉｌｌした
。第２図に示すようにこの触媒フィルタ１０を反応管２
０中に保持し混合ガス発生装置２２から送られてくるガ
スを電気炉２４で昇温しながら、微粒子の着火温度を求
めた。混合ガスは０！１０％、Ｎ２バランスとした。結
果を表１に示す。

表　　　　１ 表１の結果から明らかなように、本発明の銅素地上に貴
金属を置換メッキした実施例１．２．３．４は、Ｐｄを
従来法でコート層中に担持した比較例１、銅メッキのみ
施した比較例２　、Ｐｄを従来法でコート層中に担持後
胴メッキを施した比較例３に比べ、着火温度、燃焼率と
も大幅に改善されることがわかる。

〔発明の効果〕

本発明に係るパティキュレート燃焼用触媒フィルタによ
るときは、前記の如く、貴会ｒ％（ＰＬ、Ｐｄ。

Ｒｈ）および銅または銀がメッキにより金属状態で担持
されていること、および銅または銀も酸化性能を有する
ことにより、従来に比べて酸化性能が向上し、これによ
ってパティキエレート捕集率を向上させることができる
。

また、貴金属および銅、銀が金属状態で担持されている
ため、従来の酸化物の場合にくらべ熱の伝導性が極めて
よく、また、銅、恨それ自体も良好な熱伝導性を有する
ため、燃焼伝播が大幅に改善され、これによってパティ
キュレート燃焼温度を大幅に低下することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るパティキュレート燃焼
用触媒フィルタの断面図、 第２図は本発明実施別品の性能試験中の状態を示す断面
図、 である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐火性三次元構造体またはその構造体上に無機酸
   化物被膜を形成した担体からなる耐火性フィルタ上に、
   銅メッキ層または銀メッキ層からなる良熱伝導性金属メ
   ッキ層を施し、該良熱伝導性金属メッキ層の最表面にＰ
   ｔ、ＰｄＮ、Ｒｈの少なくとも１種からなる触媒メッキ
   層を形成し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。