KR100232464B1 - Oxidative catalyst for reducing particulate matter of diesel engine - Google Patents

Oxidative catalyst for reducing particulate matter of diesel engine Download PDF

Info

Publication number
KR100232464B1
KR100232464B1 KR1019970017816A KR19970017816A KR100232464B1 KR 100232464 B1 KR100232464 B1 KR 100232464B1 KR 1019970017816 A KR1019970017816 A KR 1019970017816A KR 19970017816 A KR19970017816 A KR 19970017816A KR 100232464 B1 KR100232464 B1 KR 100232464B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
titania
catalyst
particulate matter
oxidation catalyst
phase
Prior art date
Application number
KR1019970017816A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR19980082742A (en
Inventor
인치범
Original Assignee
류정열
기아자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 류정열, 기아자동차주식회사 filed Critical 류정열
Priority to KR1019970017816A priority Critical patent/KR100232464B1/en
Publication of KR19980082742A publication Critical patent/KR19980082742A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100232464B1 publication Critical patent/KR100232464B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56Platinum group metals
    • B01J23/63Platinum group metals with rare earths or actinides

Abstract

본 발명은 디젤차량의 입자상물질 저감용 산화 촉매에 관한 것으로, 종래에는 코디에라이트제 모놀리스 담체에 티타니아를 담지층으로 코팅하고, 상기 담지층에 귀금속의 촉매와 비금속계 조촉매를 담지한 종래의 산화촉매를 섭씨 600~900도나 되는 배기가스의 열에 장시간 노출되더라도 이에 견디는 내열성이 커야함에도 불구하고, 담지층을 이루는 티타니아(TiO2)가 배기열에 의해 안정상인 루타일 상으로 상변화가 일어나게 되어 활성표면적의 감소가 일어나 입자상물질 제거성능이 현저히 저하되는 문제가 있었다.The present invention relates to an oxidation catalyst for reducing particulate matter of a diesel vehicle, and is conventionally coated with a titania on a cordierite monolith carrier with a support layer, and on the support layer a noble metal catalyst and a nonmetallic promoter. Even though the heat resistance to withstand the oxidation catalyst of 600 ~ 900 degrees Celsius when exposed to heat of exhaust gas for a long time should be large, the phase change of titania (TiO 2 ) constituting the supporting layer becomes a stable rutile phase by the exhaust heat. There was a problem that the active surface area is reduced to significantly reduce the particulate matter removal performance.

본 발명은 예시도면 제1도와 같이, 티타니아 담지층(2)에 세리아, 지르코니아, 바나듐옥사이트등의 조촉매(4)를 담지시켜주어 상기한 조촉매들이 아나타제상의 티타니아가 루타일상의 티타니아로 완전 상변태되는 것을 막아주므로서 담지층의 내열성을 향상시켜주고 산화촉매의 급격한 활성저하를 막을 수 있어서, 산화촉매의 수명이 향상되는 효과가 있다.In the present invention, as shown in FIG. 1, the titania carrying layer 2 is supported with a promoter 4 such as ceria, zirconia, vanadium oxite, and the aforementioned promoters are completely composed of anatase titania as rutile titania. By preventing phase transformation, it is possible to improve the heat resistance of the supporting layer and to prevent the sudden deterioration of the oxidation catalyst, thereby improving the life of the oxidation catalyst.

Description

디젤엔진의 입자상물질 저감용 산화촉매Oxidation catalyst for reducing particulate matter in diesel engines

본 발명은 디젤차량의 입자상물질 저감용 산화 촉매에 관한 것으로 더욱 상세히 설명하면, 코디에라이트제 모놀리스 담체의 표면에 형성된 티타니아(TiO2)의 담지층에 세리아(CeO2), 지르코니아(ZrO2), 지르코니아가 도핑된 세리아(ZrO2-doped CeO2), 바다듐옥사이트(V2O2)중 하나 이상의 조촉매를 첨가하여 배기열에 의해 아나타제상의 티타니아 담지층이 루타일상으로 상변화됨을 억제토록 함으로써 내열성이 향상되게 한 디젤차량의 입자상물질 저감용 산화촉매에 관한 것이다.The present invention relates to an oxidation catalyst for reducing particulate matter in diesel vehicles, and more specifically, ceria (CeO 2 ) and zirconia (ZrO 2 ) on a supporting layer of titania (TiO 2 ) formed on the surface of a monolith carrier made of cordierite. ), At least one promoter of zirconia-doped ceria (ZrO 2 -doped CeO 2 ) or seamium oxite (V 2 O 2 ) is added to inhibit the phase change of the titania-supported layer of anatase to rutile phase by exhaust heat. The present invention relates to an oxidation catalyst for reducing particulate matter in diesel vehicles, thereby improving heat resistance.

디젤 엔진의 연소는 평균공기 과잉률이 1.0이상(부실식 엔진에서는 약 1.2이상, 직접분사식 엔진에서는 약 1.3이상)되는 산화분위기 속에서 행해지므로 가솔린 엔진에 비하여 HC, CO의 배출량은 적은 편이지만 실린더내에서 매우 짧은 시간안에 확산적인 분무연소를 끝마쳐야 하기 때문에 검은연기와 타르성 물질등 이른바 입자상 물질의 배출이 많아 시계불량, 더러움, 악취라는 점에서 사람들에게 불쾌감을 주고 있다. 이들 입자상 물질의 대부분이 1미크론 이하의 크기로 쉽게 공기중에 떠다닐 수 있어서 호흡시 인체에 쉽게 흡입되어 해를 끼치게 된다.Since combustion of diesel engines is carried out in an oxidizing atmosphere with an average excess air ratio of 1.0 or more (about 1.2 or more in poor engines, or about 1.3 or more in direct injection engines), HC and CO emissions are lower than in gasoline engines. Because it is necessary to finish diffuse spray combustion within a very short time in the inside, there are many emissions of so-called particulate matter such as black smoke and tar material, which is unpleasant to people in terms of poor visibility, dirt and odor. Most of these particulate matter are less than 1 micron in size and can easily float in the air, which is easily inhaled and harmed by the human body when breathing.

따라서, 입자상 물질의 배출을 줄이기 위한 연구와 노력이 행해지고 있는바, 그중에 엔진모디피케이션(engine modification)에 의한 연소개선 방법은 엔진에서 배출되는 검은 연기 농도가 감소하면 입자상물질 속의 불용해성 비율이 저하하지만 이에 대응하여 SOF(가용성 유기물질)분의 비율은 상대적으로 상승한다. 따라서 입자상 물질을 다시 줄일 필요가 있는 경우에는 SOF분 경감에 착안한 대책이 중요해진다.Therefore, research and efforts are being made to reduce the emission of particulate matter. Among them, the method of improving combustion by engine modification reduces the insoluble ratio of particulate matter in the dark smoke concentration emitted from the engine. In response, however, the proportion of soluble organic matter (SOF) increases relatively. Therefore, when it is necessary to reduce the particulate matter again, measures focused on reducing the SOF content become important.

SOF분은 미연소 연료, 미연소 엔진오일 그리고 동일하게 할 수 없는 연소생성물로 성립되어 있는데, 비교적 카본수가 많은 탄화수소로 구성되어 있는바, 엔진오일의 소비량을 적게 하고, 엔진본체에 의한 개량이 이루어졌다해도 SOF분의 경감에는 한도가 있기 때문에 또다시 SOF분을 경감시키고자 할 경우에는 산화촉매를 사용할 필요가 있다.The SOF component is composed of unburned fuel, unburned engine oil, and incombustible combustion products. It is composed of hydrocarbons having a relatively high carbon number, so that engine oil consumption is reduced and the engine body is improved. Even if it is, there is a limit to the reduction of the SOF powder. Therefore, when it is desired to reduce the SOF powder, it is necessary to use an oxidation catalyst.

SOF분을 분해하는 산화촉매의 대부분은 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 등의 귀금속류가 사용되고 있다. Pt와 Pd는 SOF분의 산화반응에서 높은 활성을 나타내는 것으로 알려져 있지만, 이것들을 디젤 엔진의 배기 후처리 장치로서 사용할 경우 경유속에 함유된 유황의 연소 생성물인 이산화유황(SO2)이 산화되어 아황산가스(SO3)가 되며, 이것이 배기가스중의 수증기와 반응하여 황산염을 생성하게 되어 입자상 물질의 배출중량은 역으로 증가시켜 버리는 좋지않은 결과를 가져온다. 이 때문에 실제로 사용되고 있는 촉매장치에서는 이들 귀금속계 촉매에 코발트(CO), 니켈(Ni), 망간(Mn), 바나듐(V), 크롬(Cr), 티탄(Ti) 등의 산화물인 비금속계 조촉매를 첨가하여, SOF분의 산화를 촉진하면서 황산염의 생성을 억제하는 방법이 취해지고 있다. 그러나, 어떤 조촉매 종류를 어느 정도로 혼합하여 어떤 처리를 하여 실제 촉매장치에 적용하느냐는 문제는 기업마다의 비밀로서 베일에 감추어져 명확하지가 않다. 백금(Pt), 팔라듐(Pd)등은 값비싼 귀금속으로서, 가능한한 소량의 사용으로 높은 성능을 얻기 위한 연구를 하지 않으면 안된다. 이를 위하여 γ-알루미나 등 비표면적이 큰 물질로 담체표면을 코팅하고,그 위에 귀금속을 미세하게 분산 유지함으로서 귀금속의 효율적인 이용을 도모하기도 한다.Most of the oxidation catalysts for decomposing SOF components are precious metals such as platinum (Pt), palladium (Pd) and rhodium (Rh). Pt and Pd are known to exhibit high activity in the oxidation reaction of SOF fraction, but when these are used as exhaust post-treatment devices of diesel engines, sulfur dioxide (SO 2 ), a combustion product of sulfur contained in diesel fuel, is oxidized and sulfur dioxide (SO 3 ), which reacts with the water vapor in the exhaust gas to form sulfate, resulting in an adverse effect of increasing the discharge weight of particulate matter in reverse. For this reason, in the catalyst apparatus actually used, these metal catalysts are nonmetallic cocatalysts such as oxides such as cobalt (CO), nickel (Ni), manganese (Mn), vanadium (V), chromium (Cr) and titanium (Ti). A method of suppressing the formation of sulfate while promoting the oxidation of the SOF component by adding is taken. However, it is not clear what kind of cocatalyst is mixed to what extent and what kind of treatment is applied to the actual catalytic device because it is hidden by the veil as a secret for each company. Platinum (Pt) and palladium (Pd) are expensive precious metals and must be studied to achieve high performance with as little use as possible. To this end, the surface of the carrier is coated with a material having a large specific surface area such as γ-alumina, and the precious metal is finely dispersed and maintained to promote efficient use of the precious metal.

그러나, 현재 가솔린 촉매에서 쓰고 있는 활성알루미나(γ-Al2O3)는 SO2의 흡착성이 뛰어나 SO2의 산화력을 촉진한다. 그래서 티타니아(TiO2)를 담지층으로 한 산화촉매가 많이 쓰이는데, 상기한 산화촉매는 보통 코디에라이트(2MgO·2Al2O3·5SiO2)제 모놀리스를 담체로 하고, 담체 기재 표면의 담지층에 촉매를 담지한 것이다. 코디에라이트제 모놀리스 담체는 1평방인치당 400셀 전후의 허니콤 모양의 것이 많으며, 자동차용 촉매의 경우 가감속 등에 의한 배기온도의 급격한 변화에 노출되는 빈도가 높기 때문에 이로 인하여 담체에 열응력이 발생하고 그 열응력이 강도한계를 넘으면 담체에 균열이 생긴다. 열충격으로 발생하는 응력을 가능한 낮게 억제하기 위해서는 열전도율이 높고, 열팽창률 또는 영률이 낮은 재료를 선택하여야만 한다.However, the activated alumina (γ-Al 2 O 3) writing the current gasoline the catalyst will promote the oxidation ability of the SO 2 has excellent adsorption of SO 2. Therefore, many oxidation catalysts using titania (TiO 2 ) as a supporting layer are used. The above-mentioned oxidation catalyst is usually a monolith made of cordierite (2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2 ) as a carrier and supported on the surface of the carrier substrate. The catalyst is supported on the layer. Many monolithic carriers made of cordierite have a honeycomb shape of about 400 cells per square inch, and in the case of automobile catalysts, since the frequency of exposure to sudden changes in the exhaust temperature due to acceleration and deceleration is high, the carrier has a high thermal stress. If it occurs and its thermal stress exceeds the strength limit, the carrier will crack. In order to suppress the stress caused by thermal shock as low as possible, a material having high thermal conductivity and low thermal expansion or Young's modulus should be selected.

그런데 통상적인 세라믹스는 영률이 대략 1.0~1.5×105kg/cm2정도로서 재료간의 차가 비교적 적기 때문에 열팽창률이 낮은 코디에라이트가 촉매담체로서 많이 사용되고 있다.By the way, conventional ceramics have a Young's modulus of about 1.0-1.5 × 10 5 kg / cm 2 , so that the difference in materials is relatively small, so that cordierite having a low coefficient of thermal expansion is widely used as a catalyst carrier.

그러나, 코디에라이트제 모놀리스 담체에 티타니아를 담지층으로 코팅하고, 상기 담지층에 귀금속의 촉매와 비금속계 조촉매를 담지한 종래의 산화촉매는 섭씨 600~900도나 되는 배기가스의 열에 장시간 노출되더라도 이에 견디는 내열성이 커야함에도 불구하고, 담지층을 이루는 티타니아(TiO2)가 배기열에 의해 안정상인 루타일 상으로 상변화가 일어나게 되어 활성표면적의 감소가 일어나 입자상물질 제거성능이 현저히 저하되는 문제가 있었다.However, a conventional oxidation catalyst coated with a titania on a cordierite monolith carrier with a support layer of a noble metal and a catalyst of a noble metal and a nonmetallic promoter is exposed to heat of an exhaust gas of 600 to 900 degrees Celsius for a long time. Even though the heat resistance to withstand this should be large, the titania (TiO 2 ) constituting the supporting layer has a phase change to a stable rutile phase due to the exhaust heat, and thus the active surface area decreases, so that the particulate matter removal performance is significantly degraded. there was.

따라서, 본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 티타니아 담지층에 티타니아가 배기열에 장시간 노출되더라도 활성상인 아나타제상에서 안정상인 루타일상으로 상변태되지 않도록 조촉매를 담지하여 촉매의 내열성을 강화시킨 디젤 차량의 입자상물질 저감용 산화촉매를 제공하고자 함에 본 발명의 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and the titania supporting layer has a cocatalyst so as not to be transformed from the active anatase phase to the stable rutile phase even if the titania is exposed to exhaust heat for a long time, thereby enhancing the heat resistance of the catalyst. An object of the present invention is to provide an oxidation catalyst for reducing particulate matter in a diesel vehicle.

상기와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명은 코디에라이트제 모놀리스 담체와 상기 담체의 표면에 형성된 티타니아(TiO2)를 주체로 하는 촉매담지층과, 상기 촉매담지층에 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)등이 담지된 촉매와, 상기 촉매담지층에는 세리아(CeO2), 지르코니아(ZrO2), 지르코니아가 도핑된 세리아(ZrO2-doped CeO2) 및 바나듐옥사이트(v2O2)에서 선택된 적어도 하나 이상의 성분이 조촉매로 함유된 것이다.The present invention for achieving the above object is a catalyst supporting layer mainly composed of a monolith carrier made of cordierite and titania (TiO 2 ) formed on the surface of the carrier, and platinum (Pt) and palladium ( Pd), rhodium (Rh) and the like, and the catalyst support layer includes ceria (CeO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), zirconia-doped ceria (ZrO 2 -doped CeO 2 ) and vanadium oxite (v At least one component selected from 2 O 2 ) is contained as a promoter.

따라서, 본 발명은 티타니아 담지층에 세리아, 지르코니아, 바나듐옥사이트등의 조촉매를 담지시켜주어 상기한 조촉매들이 아나타제상의 티타니아가 루타일상의 티타니아로 완전 상변태되는 것을 막아주므로서 담지층의 내열성을 향상시켜주고 산화촉매의 급격한 활성저하를 막을 수 있는 것이다.Therefore, the present invention supports a promoter such as ceria, zirconia, vanadium oxite, and the like in the titania supporting layer to prevent the co-catalysts from completely transforming the anatase titania into rutile titania. It can improve and prevent the sudden deactivation of oxidation catalyst.

제1도는 본 발명에 따른 산화촉매의 구성을 도시한 개요도이다.1 is a schematic diagram showing the configuration of an oxidation catalyst according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 담체 2 : 담지층1 carrier 2 support layer

3 : 촉매 4 : 조촉매3: catalyst 4: promoter

본 발명의 구성 및 작용 효과를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration and operation of the present invention in detail based on the accompanying drawings as follows.

본 발명은 코디에라이트제 모놀리스 담체(1)와, 상기 담체의 표면에 형성된 티타니아(TiO2)를 주체로 하는 촉매담지층(2)과, 상기 촉매담지층에 담지된 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 등의 촉매(3)와, 상기 촉매 담지층(2)에는 세리아(CeO2), 지르코니아(ZrO2), 지르코니아가 도핑된 세리아(ZrO2-doped CeO2), 및 바나듐옥사이트(v2O2)에서 선택된 적어도 하나이상의 성분이 함유된 조촉매(4)로 이루어진 디젤엔진의 입자상물질 저감용 산화촉매이다.The present invention provides a monolith carrier made of cordierite (1), a catalyst support layer (2) mainly composed of titania (TiO 2 ) formed on the surface of the support, platinum (Pt) supported on the catalyst support layer, Catalyst 3 such as palladium (Pd) and rhodium (Rh), and the catalyst support layer 2 include ceria (CeO 2 ), zirconia (ZrO 2 ) and zirconia doped ceria (ZrO 2 -doped CeO 2 ) And an oxidizing catalyst for reducing particulate matter in a diesel engine comprising a cocatalyst 4 containing at least one component selected from vanadium oxite (v 2 O 2 ).

예시도면 제1도는 본 발명에 따른 산화촉매의 구성을 도시한 개요도이다.Exemplary Drawings FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an oxidation catalyst according to the present invention.

여기서, 본 발명은 코디에라이트(2MgO·2Al2O3·SiO2)제 모놀리스 담체(1) 표면에 담지층(2)을 형성하는 티타니아(TiO2)에 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 등의 귀금속 촉매(3)를 담지하고 이와 더불어 고온의 배기열에 상기한 담지층이 장시간 접촉되더라도 티타니아의 상변화를 억제하도록 하는 성분의 조촉매(4)를 담지하여 담지층의 활성영역 감소를 억제하도록 한 산화촉매이다.Here, the present invention is cordierite (2MgO · 2Al 2 O 3 · SiO 2) the monolith substrate (1), platinum on titania (TiO 2) forming a layer (2) supported on the surface (Pt), palladium (Pd ) And a co-catalyst (4) of a component for supporting a noble metal catalyst (3) such as rhodium (Rh) and suppressing phase change of titania even when the supporting layer is brought into contact with a high temperature exhaust heat for a long time. Is an oxidation catalyst that suppresses the decrease in the active area

다시 부연설명하면, 담체의 표면에 담지층(2)을 이루는 티타니아(TiO2)는 활성상인 아나타제(anatase)와 안정상인 루타일(rutile)의 두가지 상(phase)으로 나타나는데, 상기한 활성상인 아나타제상은 안정상인 루타일상보다 활성표면적이 커서 입자상물질의 제거를 위한 귀금속 촉매(3)의 작용을 향상되게 한다.In other words, titania (TiO 2 ) constituting the supporting layer (2) on the surface of the carrier is represented by two phases, an anatase as an active phase and a rutile as a stable phase. The phase has a larger active surface area than the rutile phase, which is a stable phase, to enhance the action of the noble metal catalyst 3 for the removal of particulate matter.

그러나, 활성상인 아나타제상이 안정상인 루타일상으로 완전 변이를 일으키면, 즉 아나타제상이 루타일상으로 완전한 상변태가 일어나게 되면 활성표면적이 감소하게 되어 촉매(4)의 작용이 현저히 떨어져 입자상물질의 제거가 현저히 떨어지게 된다.However, if the anatase phase as the active phase causes a complete transition to the rutile phase as a stable phase, that is, when the anatase phase undergoes complete phase transformation into the rutile phase, the active surface area is reduced and the action of the catalyst (4) is significantly reduced, resulting in a drastic removal of particulate matter. .

이는 아나타제상의 티타니아가 장시간 고온의 열에 노출되면 루타일상으로 상변화를 일으켜 안정해지려는 성질을 갖고 있어서, 상기한 아나타제상은 입자상물질이 접촉되는 표면이 불안정하고 거칠기 때문에 입자상물질의 포집이 용이하게 되나, 루타일상은 표면이 매끄럽게 되어서 배기행정시 촉매컨버터측으로 들어와 모놀리스 촉매담체의 미세한 셀속으로 날아오는 입자상물질이 상기 티타니아표면에 쉽게 잡히지 않게 되기 때문이다.This is because the anatase phase titania is exposed to high temperature heat for a long time to cause phase change to a rutile phase, which makes it stable. Since the surface of the anatase phase is unstable and rough in contact with particulate matter, it is easy to collect particulate matter. This is because the rutile phase has a smooth surface so that particulate matter entering the catalytic converter side during the exhaust stroke and flying into the fine cell of the monolithic catalyst carrier is not easily caught on the titania surface.

따라서, 담지층에 귀금속 촉매(3)와 더불어 담지되는 조촉매(4)는 담지층(2)의 티타니아가 활성상인 아나타제상을 유지할 수 있도록 루타일상으로의 상변태를 최대한 억제하는 특성을 갖고 있는 재질이여야 한다.Therefore, the cocatalyst 4 supported together with the noble metal catalyst 3 on the supporting layer has a property of suppressing phase transformation to the rutile phase to the maximum so that titania of the supporting layer 2 can maintain the anatase phase in which the active phase is active. Should be

이러한 성질을 갖도록 한 본 발명의 조촉매 재질에는 세리아(CeO2), 지르코니아(ZrO2), 지르코니아가 도핑된 세리아(ZrO2-doped CeO2), 및 바나듐옥사이트(V2O2) 등이 사용되어지는 바, 하기의 도표에는 코디에라이트(2MgO·2Al2O3·5SiO2)제 모놀리스 담체 표면에 티타니아(TiO2) 담지층에 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)등의 귀금속 촉매를 담지한 상태에서, 각 조촉매재를 담지하여 섭씨 700도의 공기분위기에서 10시간 전기로에서 에이징 열화시켜 담지층의 티타니아가 아나타제상에서 루타일상으로의 상변태됨을 X-RAY 회절 분석법을 이용하여 분석된 데이타를 나타낸 것이다.Promoter materials of the present invention having such properties include ceria (CeO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), zirconia-doped ceria (ZrO 2 -doped CeO 2 ), vanadium oxite (V 2 O 2 ), and the like. As used in the table below, platinum (Pt), palladium (Pd), and rhodium (Rh) were formed on a titania (TiO 2 ) supporting layer on the surface of a monolith carrier made of cordierite (2MgO.2Al 2 O 3 .5SiO 2 ). X-ray diffraction analysis was performed to carry out aging deterioration in an electric furnace for 10 hours in an air atmosphere of 700 degrees Celsius while supporting precious metal catalysts, etc.). The data analyzed are shown.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

상기한 도표에서 실시예 1)의 내용은 코디에라이트제 모놀리스 담체(1) 표면에 코팅된 담지층(2)이 아나타제상이 78%이고 루타일상이 22%인 티타니아(TiO2) 담지층에 조촉매(4)로서 10wt%의 세리아(CeO2)를 담지한 것으로, 섭씨 700도의 공기분위기에서 10시간 전기로에서 에이징시킨 실험결과는 아나타제상이 49%이고, 루타일상이 51%로 실험전의 아나타제상의 29%만이 루타일로 상변태가 일어나게 된다. 상기한 결과의 해석은 상기 세리아(CeO2) 조촉매를 함유한 산화촉매는 고온의 배기열 접촉이 장시간 경과해도 활성표면적이 넓은 활성상이 여전히 많아서 산화촉매는 입자상물질 제거효과가 여전히 높은 상태에 있음을 알 수 있는 것이다.In the above diagram, the content of Example 1) is that the supporting layer 2 coated on the surface of the cordierite monolith carrier 1 has a titania (TiO 2 ) supporting layer having 78% anatase and 22% rutile phase. 10 wt% of ceria (CeO 2 ) was supported as the cocatalyst (4), and the result of the aging in the electric furnace for 10 hours in an air atmosphere of 700 degrees Celsius was 49% for the anatase phase and 51% for the rutile phase. Only 29% are rutile. Interpretation of the above results indicates that the oxidation catalyst containing the ceria (CeO 2 ) promoter has many active phases with a wide active surface area even after high temperature exhaust heat contacting for a long time, so that the oxidation catalyst has a high effect of removing particulate matter. You can see.

실시예 2)는 담체(1) 표면에 코팅된 담지층(2)이 아나타제상이 78%이고 루타일상이 22%인 티타니아(TiO2) 담지층에 조촉매(4)로서 10wt%의 지르코니아(ZrO2)를 담지한 것으로, 에이징시킨 실험결과는 아나타제상이 5%이고, 루타일상이 95%로 실험전의 아나타제상의 73%가 루타일로 상변태가 일어나게 된다. 이것은 실시예 1보다 활성표면적이 많이 감소하게 되어 입자상물질의 제거효과가 감소되어지나 비교예에 비해서는 아직도 입자상물질 제거효과가 큰 상태이다.Example 2) of 10wt% zirconia as the support (1) carrying layer (2) coated on the surface of the anatase phase of 78% and rutile tank in day-to-day, 22% of titania (TiO 2) carrying layer catalyst (4) (ZrO 2 ), the result of the aging experiment was 5% for the anatase phase, 95% for the rutile phase, and 73% for the anatase phase before the experiment occurred with rutile. This decreases the active surface area much more than in Example 1, thereby reducing the effect of removing particulate matter. However, the effect of removing particulate matter is still large compared to the comparative example.

실시예 3)은 담체(1) 표면에 코팅된 담지층(2)이 아나타제상이 78%이고 루타일상이 22%인 티타니아(TiO2) 담지층에 조촉매(4)로서 10wt%의 지르코니아가 도핑된 세리아(ZrO2-doped CeO2)를 담지한 것으로, 에이징시킨 실험결과는 아나타제상이 25%이고, 루타일상이 75%로 실험전 아나타제상의 53%가 루타일로 상변태가 일어나게 된다.Example 3) has a carrier (1) carrying layer (2) coated on the surface of the anatase phase of 78%, and doubled daily is 22% of titania (TiO 2) as a co-catalyst 4 to the carrying layer of zirconia doping of 10wt% It was loaded with ceria (ZrO 2 -doped CeO 2 ), and the result of the aging experiment was 25% for the anatase phase, 75% for the rutile phase, and 53% of the anatase phase before the experiment occurred with rutile.

상기한 내용을 정리하면, 담지층을 이루는 티타니아에 세리아(CeO2), 지르코니아(ZrO2), 지르코니아가 도핑된 세리아(ZrO2-doped CeO2), 및 바나듐옥사이트(V2O2)등의 조촉매를 첨가하므로써, 활성상인 아나타제상이 안정상인 루타일상으로 완전 상변태를 막아주게 하여 디젤 산화촉매의 담지층의 내열성을 높이고, 이에 따라 산화촉매의 장시간 사용에도 입자상물질의 제거효과를 유지할 수 있도록 되는 것이다.In summary, the titania constituting the supporting layer includes ceria (CeO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), zirconia-doped ceria (ZrO 2 -doped CeO 2 ), vanadium oxite (V 2 O 2 ), and the like. By adding the cocatalyst, the active anatase phase prevents the complete phase transformation from the stable rutile phase to the heat resistance of the supporting layer of the diesel oxidation catalyst, thereby maintaining the removal effect of particulate matter even during long time use of the oxidation catalyst. Will be.

상기한 바와같이, 본 발명은 티타니아 담지층(2)에 세리아, 지르코니아, 바나듐옥사이트등의 조촉매(4)를 담지시켜주어 상기한 조촉매들이 아나타제상의 티타니아가 루타일상의 티타니아로 완전 상변태되는 것을 막아주므로서 담지층의 내열성을 향상시켜주고 산화촉매의 급격한 활성저하를 막을 수 있어서, 산화촉매의 수명이 향상되는 효과가 있다.As described above, the present invention supports the promoter 4 such as ceria, zirconia, vanadium oxite and the like in the titania supporting layer 2 so that the promoters are completely transformed into anatase titania into rutile titania. It is possible to improve the heat resistance of the supporting layer and to prevent the sudden deactivation of the oxidation catalyst by preventing it, thereby improving the life of the oxidation catalyst.

Claims (1)

코디에라이트제 모놀리스 담체(1), 상기 담체의 표면에 형성된 티타니아(TiO2)를 주체로 하는 촉매담지층(2), 상기 촉매담지층에 담지되며 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 및 로듐(Rd)으로부터 선택되는 1종의 촉매(3), 및 상기 촉매담지층(2)에 함유되며 조촉매(4)인 지르코니아가 도핑된 세리아(ZrO2-doped CeO2)로 이루어진 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 입자상 물질 저감용 산화촉매.A monolith carrier made of cordierite (1), a catalyst support layer (2) mainly composed of titania (TiO 2 ) formed on the surface of the support, supported on the catalyst support layer, and platinum (Pt), palladium (Pd) and ZrO 2 -doped CeO 2 , comprising one catalyst 3 selected from rhodium (Rd) and zirconia doped in the catalyst support layer 2 and co-catalyst 4. Oxidation catalyst for reducing particulate matter in diesel engines.
KR1019970017816A 1997-05-09 1997-05-09 Oxidative catalyst for reducing particulate matter of diesel engine KR100232464B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970017816A KR100232464B1 (en) 1997-05-09 1997-05-09 Oxidative catalyst for reducing particulate matter of diesel engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970017816A KR100232464B1 (en) 1997-05-09 1997-05-09 Oxidative catalyst for reducing particulate matter of diesel engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980082742A KR19980082742A (en) 1998-12-05
KR100232464B1 true KR100232464B1 (en) 1999-12-01

Family

ID=19505271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970017816A KR100232464B1 (en) 1997-05-09 1997-05-09 Oxidative catalyst for reducing particulate matter of diesel engine

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100232464B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100387862B1 (en) * 2001-01-16 2003-06-18 현대자동차주식회사 Diesel oxidation catalyst with high efficiency
WO2008056867A1 (en) * 2006-11-07 2008-05-15 End Solution Inc. Particualte matter and hydrocarbon reduction catalyst at low temperature and preparation method the same
KR101459848B1 (en) 2012-12-13 2014-11-07 현대자동차주식회사 Diesel oxidation catalyst

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03224631A (en) * 1989-12-09 1991-10-03 Degussa Ag Continuously operating catalyst for oxidizing and purifying exhaust gas from diesel engine without discharging particulate and interrupting gas purification periodically

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03224631A (en) * 1989-12-09 1991-10-03 Degussa Ag Continuously operating catalyst for oxidizing and purifying exhaust gas from diesel engine without discharging particulate and interrupting gas purification periodically

Also Published As

Publication number Publication date
KR19980082742A (en) 1998-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5177041A (en) Catalyst for purifying exhaust gas from diesel engines
US20080141660A1 (en) Catalyst And System For Reducing Exhaust Of Diesel Engines
KR100319922B1 (en) catalyst for reduction of exhaust gas from diesel engine
CZ2005147A3 (en) Process for treating compression ignition engine exhaust gases, compression ignition engine per se and vehicle comprising thereof
JPH08229395A (en) Exhaust gas purifying catalyst
US6685899B1 (en) Catalyst and method for purifying exhaust gas from vehicle engines
EP0781592B1 (en) Exhaust gas purification method by reduction of nitrogen oxides
JPH03207445A (en) Multi-functional catalyst for conversion of contaminant containing ce and u as well as metal exhausted from internal combustion engine, and preparation of said catalyst
JPH09215922A (en) Catalyst for purifying exhaust gas
US5320998A (en) Catalyst for purifying exhaust gases of diesel engine
KR101027080B1 (en) Bi-functional catalyst for decomposing and oxidizing nitric oxide simultaneously and its preparation method therein
JPH08131830A (en) Catalyst for purification of exhaust gas
KR100387862B1 (en) Diesel oxidation catalyst with high efficiency
WO2004000454A1 (en) Supported metal catalyst with improved thermal stability
KR100232464B1 (en) Oxidative catalyst for reducing particulate matter of diesel engine
JP3335755B2 (en) Exhaust gas purification catalyst
JP3872153B2 (en) Exhaust gas purification catalyst
JPH05115782A (en) Material for cleaning exhaust gas and method for cleaning exhaust gas
JP3287473B2 (en) Exhaust purification catalyst for diesel engines
JPH0531330A (en) Decontamination of exhaust gas
KR100389900B1 (en) Catalyst for the purification of diesel exhaust gas
JPH02191548A (en) Catalyst for purification of exhaust gas
JPH1066867A (en) Catalyst for cleaning exhaust gas and method for cleaning exhaust gas by the catalyst
JP4224780B2 (en) Exhaust gas purification catalyst
JPH08229350A (en) Catalyst for decomposing nitrogen oxide and purifying method of diesel engine exhaust gas using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20040317

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee