WO2005075053A1 - フィルタ触媒 - Google Patents

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WO2005075053A1
WO2005075053A1 PCT/JP2005/002656 JP2005002656W WO2005075053A1 WO 2005075053 A1 WO2005075053 A1 WO 2005075053A1 JP 2005002656 W JP2005002656 W JP 2005002656W WO 2005075053 A1 WO2005075053 A1 WO 2005075053A1
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slurry
filter
support substrate
catalyst support
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PCT/JP2005/002656
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Makoto Tsuji
Daisuke Oki
Seiji Okawara
Original Assignee
Cataler Corporation
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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    • C04B38/007Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof characterised by the pore distribution, e.g. inhomogeneous distribution of pores
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    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
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Definitions

  • the present invention relates to a filter catalyst for removing at least particulates from substances contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine and purifying the exhaust gas.
  • Exhaust gas emitted from internal combustion engines such as diesel engines contains particulates. Particulates contain substances harmful to the human body, and their removal is an environmental issue.
  • Filter catalyst is used to remove the particulates.
  • the filter catalyst is disclosed in, for example, JP-A-8-332239, JP-A-9-158710, JP-A-1973806, JP-A-9-2.
  • a conventional filter catalyst has a structure in which a support layer made of alumina or the like and a catalyst layer made of a catalyst metal supported on the support layer are formed on a catalyst support base made of porous ceramics having continuous pores. Have. Then, the filter catalyst captures the particulates when the exhaust gas passes through the vent formed from the continuous pores of the catalyst carrier substrate. The particulates captured by the catalyst layer are decomposed. At this time, if the filter catalyst does not have a vent hole having an opening diameter large enough to allow the exhaust gas to pass through, the trapped particulates accumulate and a pressure loss occurs when the exhaust gas passes. Increasing the size of the vents to reduce pressure loss makes it impossible to capture particulates.
  • the catalyst layer formed on the catalyst support base material narrows the opening diameter of the pores of the catalyst support base material, so that the ventilation holes no longer have a sufficient opening diameter, There was a problem that it could not open (closed).
  • a slurry having alumina or the like is prepared, and this slurry is applied to a catalyst carrier substrate, dried and calcined to form a carrier layer, and then the catalyst metal is carried. It is manufactured by letting.
  • the slurry does not sufficiently disperse into the pores of the catalyst support substrate, and therefore, the slurry is present near the opening of the pores of the catalyst support substrate. I was Since the catalyst layer is formed by drying and firing in this state, the diameter of the opening of the ventilation hole is reduced or blocked, and a sufficient ventilation hole as a filter catalyst cannot be formed.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a filter catalyst in which blockage of a vent hole by a catalyst layer is suppressed.
  • the filter catalyst of the present invention is a filter comprising: a catalyst carrier substrate made of a heat-resistant porous body having continuous pores; and a catalyst layer that burns particulates formed on the surface of the catalyst carrier substrate.
  • the catalyst is characterized by having pores of 1 to 20 ⁇ with a porosity of 11% or more. In the present invention, the pore diameter and the porosity were measured using a mercury porosimetry.
  • the catalyst layer has a support layer prepared by preparing a slurry of a heat-resistant oxide powder, coating the slurry on a catalyst carrier substrate, drying and firing, and reducing the total amount of powder dispersed in the slurry to 10%.
  • the content is 0 wt%, it is preferable that the heat-resistant oxide powder having a particle size of 1 ⁇ m or less is contained at 70 wt% or more.
  • the heat-resistant oxide powder dispersed in the slurry preferably has a 70% particle size value (D 70) of the particle size cumulative distribution of 1 m or less.
  • FIG. 1 is a top view showing an end face of a catalyst carrier base material.
  • FIG. 2 is a graph showing the porosity of the filter catalysts of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 having a pore diameter of 1 to 20 m.
  • FIG. 3 is a graph showing the porosity of the filter catalysts of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 having a pore diameter of 20 to 70 ⁇ m.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the filter catalyst of Example 1.
  • FIG. 5 is an enlarged sectional view of the filter catalyst of Comparative Example 1.
  • FIG. 6 is an enlarged sectional view of the filter catalyst of Comparative Example 2.
  • FIG. 7 is a graph showing the measurement results of the pressure drop of the filter catalysts of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3.
  • the filter catalyst of the present invention has a catalyst carrier substrate and a catalyst layer.
  • the catalyst carrier substrate is made of a heat-resistant porous body having continuous pores. Vent holes through which exhaust gas passes are formed from the continuous pores of the catalyst carrier base.
  • the catalyst layer is formed on the surface of the catalyst carrier substrate, captures the particulates, and burns the captured particulates.
  • the catalyst layer captures the particulates and burns them, so that the particulates in the exhaust gas can be removed.
  • the filter catalyst of the present invention has pores of 1 to 20 ⁇ with a porosity of 11% or more. By having pores of 1 to 21011 with a porosity of 11% or more, particulates can be captured without increasing pressure loss, and the captured particulates can be burned.
  • the exhaust gas passes through a vent formed from pores of the catalyst carrier base material opened in the cell wall of the filter catalyst.
  • the noticate is captured by the catalyst layer.
  • pores having a pore diameter of 20 m or less contribute to trapping of particulates.
  • the filter catalyst of the present invention By regulating the pore diameter and having pores with a diameter of 1 to 20 ⁇ m or less with a high porosity of 11% or more, it is possible to remove particulates without significantly increasing pressure loss. ing.
  • the catalyst layer is not particularly limited as long as it can burn the particulates captured in the filter catalyst.
  • the catalyst layer preferably comprises a support layer made of a heat-resistant inorganic oxide, and a catalyst metal supported on the support layer.
  • a 1 2 O 3, S i O 2, T i O 2, Z r O 2, transition metal oxides such as C e O 2, rare earth oxide examples include alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, and one or more of these composite oxides.
  • the catalyst metal include at least one of precious metals such as Pt, Pd, Rh, Ir, Ag, and Au.
  • the catalyst layer has a support layer prepared by preparing a slurry of a heat-resistant oxide powder, coating the slurry on a catalyst carrier substrate, and drying and firing.
  • the total amount of powder dispersed in the slurry is 100 wt. %
  • the heat-resistant oxide powder having a particle size of 1 ⁇ m or less is preferably contained at 70% by weight or more. Since the support layer was formed using a slurry containing the heat-resistant oxide powder having a particle size of 1 ⁇ m or less at 70% by weight or more, the pore diameter of the pores of the catalyst layer can be regulated. .
  • the particle size of the heat-resistant oxide powder constituting the slurry it becomes possible to coat the slurry with a uniform thickness on the surface of the catalyst support substrate, and the slurry is dried.
  • the sintering support layer has pores of a predetermined diameter.
  • the catalyst layer can be formed with a uniform thickness on the surface of the pores of the catalyst carrier substrate itself, so that the catalyst layer does not block the pores of the catalyst carrier substrate. It has pores of a predetermined diameter.
  • the heat-resistant oxide powder dispersed in the slurry is The 70% particle size (D70) of the particle size cumulative distribution is preferably 1 ⁇ m or less. Since the slurry composed of the heat-resistant oxide powder having a small particle diameter can easily penetrate into the pores of the catalyst support substrate, the slurry can be uniformly applied to the surface of the catalyst support substrate including the inner surfaces of the pores. It will be applied in thickness. Then, the slurry is dried and fired in a state where the slurry is applied to the surface of the catalyst support base material at a uniform thickness, whereby pores having a predetermined diameter can be formed.
  • the catalyst carrier substrate is a substrate on which a catalyst layer is formed, and is not particularly limited as long as the substrate can form pores having a desired pore diameter when the catalyst layer is formed. Absent.
  • the catalyst support substrate preferably has pores with a pore diameter of 10 ⁇ or more with a porosity of 50% or more, and further has pores with a pore diameter of 20 m or more with a porosity of 40% or more. Preferably.
  • the upper limit of the pore diameter of the pores of the catalyst carrier substrate is not particularly limited, but if it is excessively large, it becomes difficult to form a desired pore diameter in the catalyst layer.
  • a substrate used as a catalyst carrier substrate in a conventional filter catalyst can be used.
  • a substrate used as a catalyst carrier substrate in a conventional filter catalyst can be used.
  • cordierite, SiC, Wall-flow DPF (diesel particulate filter) made of other heat-resistant ceramics, ceramic form filter, and metal non-woven fabric DPF can be used.
  • the filter catalyst of the present invention has a catalyst carrier base material and a catalyst layer, and is not particularly limited in its material and manufacturing method as long as it has the above-described configuration.
  • the heat-resistant inorganic oxide that forms the supporting layer A 1 2 O 3) S i O 2, T i 0 2, Z r O 2, C e 0 2 transition metal oxides such as, rare earth oxides, Examples include alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, and one or more of these composite oxides.
  • the catalyst metal include at least one of precious metals such as Pt, Pd, Rh, Ir, Ag, and Au.
  • the filter catalyst of the present invention can be produced, for example, by the following production method.
  • a slurry is prepared from an oxide serving as a raw material for the support layer.
  • the oxide particles constituting the slurry were prepared such that particles having a particle size of 1 ⁇ m or less accounted for 70% by weight or more when the total amount of the oxide particles was 100% by weight.
  • This slurry was coated on a catalyst support substrate.
  • the coat weight is determined from the weight before and after coating.
  • the coating of the slurry on the catalyst support substrate is performed by spraying excess slurry after applying the slurry to the surface of the catalyst support substrate. Thereafter, the slurry is dried and fired to form a carrier layer. Subsequently, it is immersed in a catalytic metal aqueous solution and calcined to carry the catalytic metal.
  • the filter catalyst of the present invention can be manufactured.
  • a filter catalyst was manufactured.
  • alumina (A 1 2 ⁇ 3) powder 1 5 0 g, water 2 0 0 g was weighed, charged alumina Powder into water, stirred and dispersed to prepare a slurry subjected to wet-milling.
  • the total alumina powder was 100 wt%, 77% of the particles had a particle diameter of 1 ⁇ m or less.
  • the catalyst carrier substrate has a substantially columnar apparent shape having cells partitioned by cell walls with a thickness of 300 ⁇ m in the axial direction at 48 senoles / cm 2 (about 300 cells Z inch 2 ). It is a cordierite catalyst carrier substrate (Densoichi Co., Ltd.) with a volume of 35 cm 3 .
  • a cordierite catalyst carrier substrate (Densoichi Co., Ltd.) with a volume of 35 cm 3 .
  • the catalyst carrier substrate 1 one of two openings formed at both ends of each cell is alternately sealed by a sealing material 2. In other words, of the large number of cells, about half are open at one end and the other are open at the other end. End of catalyst carrier substrate 1 On the surface, the sealed cells 2 and the open cells 3 are alternately arranged. Therefore, the end surface of the catalyst carrier substrate 1 has a checkered pattern.
  • the catalyst carrier substrate 1 is shown in FIG.
  • the coating of the slurry on the catalyst carrier substrate was performed by immersing the catalyst carrier substrate in the slurry, extracting the slurry, removing excess slurry, drying and firing.
  • the excess slurry was removed such that one end was set to the atmospheric pressure and the other end was set to the pressure of (atmospheric pressure-10 KPa) so that the pressure difference between both ends became 1 OKPa.
  • the slurry was held for 5 to 30 seconds to suck the slurry, and then the pressure at the other end was returned to the atmospheric pressure side, and the pressure was changed for 5 to 30 seconds to repeat the pressure fluctuation. This pressure fluctuation was repeated until the slurry applied to the catalyst carrier substrate reached a predetermined weight.
  • the pressure fluctuation at the time of manufacturing in this example was twice because the slurry was suctioned from the respective end-side forces at both ends.
  • the firing was performed by heating at 500 to 1 hour.
  • alumina was loaded at a loading amount of 150 g per liter of the apparent volume of the catalyst support substrate. Then, an aqueous solution of Pt nitrate containing Pt was prepared at 1.5 g ZL, and the catalyst support substrate coated with the slurry was immersed, pulled out, and dried. Drying was performed by heating at 350 ° C. for 1 hour. Pt was loaded at a loading of 3 g per liter of the apparent volume of the catalyst support substrate. This Pt burns the paticle as a catalyst component.
  • Ba acetate aqueous solution containing Ba at 50 g / L was prepared, and the catalyst support substrate on which the slurry was coated was immersed, pulled out, dried and fired. The firing was performed by heating at 500 ° C. for 1 hour. Ba was loaded at a loading of 13.7 g (0.1 mO 1) per liter of apparent volume of the catalyst support substrate. This Ba serves as a NOx storage component in the filter catalyst.
  • the titania powder (150 g) and water (200 g) were weighed, and the titania powder was poured into water, stirred and dispersed, and subjected to wet milling to prepare a slurry.
  • the total content of the titanium powder was 100 wt%, 85% of the particles had a particle size of 1 ⁇ m or less.
  • the slurry was coated on the same catalyst support substrate used in Example 1. The coating of the slurry onto the catalyst carrier substrate was performed by immersing the catalyst carrier substrate in the slurry, extracting the slurry, removing excess slurry, drying and firing.
  • the slurry was removed under the condition that one end was set to the atmospheric pressure and the other end was set to the pressure of (atmospheric JE-1 OKP a) so that the pressure difference between both ends became 1 OKP a.
  • the slurry was sucked by holding for 5 to 30 seconds, and then the pressure at the other end was returned to the atmospheric pressure, and the pressure was changed by holding for 5 to 30 seconds. This pressure fluctuation is repeated until the slurry applied to the catalyst support substrate reaches a predetermined weight.
  • pressure fluctuation was twice as in the case of Example 1.
  • the firing was performed by heating at 500 at 1 hour.
  • a Pt nitrate aqueous solution containing Pt at 1.5 g / L was prepared, and the catalyst support substrate on which the slurry was coated was immersed, pulled out, and dried. Drying was performed by heating at 350 ° C. for 1 hour. Pt was supported at an apparent volume of 3 g per liter of the catalyst support substrate. This Pt burns particulates as a catalyst component.
  • Ba acetate aqueous solution containing Ba was prepared at 50 g ZL, and the catalyst support substrate on which the slurry was coated was immersed, pulled out, and then dried and fired. The firing was performed by heating at 500 ° C. for 1 hour. Ba was loaded at a loading of 13.7 g (0.1 m o 1) in apparent volume of 1 liter of the catalyst support substrate. This Ba serves as a NOx storage component in the filter catalyst.
  • a filter catalyst of this example was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the slurry was coated with 75 g of alumina.
  • the alumina powder (150 g) and water (200 g) were weighed, and the alumina powder was poured into water, stirred and dispersed, and subjected to wet milling to prepare a slurry.
  • the entire alumina powder was 100 wt%, 77% of the particles had a particle size of 1 ⁇ or less.
  • the slurry was coated on the same catalyst carrier substrate as that used in Example 1, and the slurry was coated on the catalyst carrier substrate after the catalyst carrier substrate was immersed in the slurry and pulled out. After removing excess slurry, drying and firing were performed.
  • the excess slurry was removed such that one end was set to the atmospheric pressure and the other end was set to the pressure of (atmospheric pressure-10 KPa) so that the pressure difference between both ends became 1 OKPa.
  • the slurry was held for 5 to 30 seconds to suck the slurry, and then the pressure at the other end was returned to the atmospheric pressure, and the pressure was changed for 5 to 30 seconds to repeat the pressure fluctuation.
  • This pressure fluctuation was repeated until the slurry applied to the catalyst carrier substrate reached a predetermined weight.
  • the pressure fluctuated four times.
  • the calcination was performed by heating at 500 for 1 hour.
  • an aqueous solution of Pt nitrate containing Pt was prepared at 1.5 g ZL, and the catalyst carrier substrate coated with the slurry was immersed, pulled out, and dried. Drying was performed by heating at 350 ° C. for 1 hour. Pt was supported at an apparent volume of 3 g per liter of the catalyst support substrate. This Pt burns the paticle as a catalyst component. Then, a Ba acetate aqueous solution containing Ba was prepared at 50 g / L, the catalyst support substrate coated with the slurry was immersed, pulled out, dried and fired. The firing was performed by heating at 500 ° C. for 1 hour. Ba was supported at a loading of 13.7 g (0.1 mo 1) per liter of apparent volume of the catalyst support substrate. This Ba acts as a NOX storage component in the filter catalyst.
  • the alumina powder (150 g) and water (200 g) were weighed, and the alumina powder was poured into water, stirred and dispersed, and subjected to wet milling to prepare a slurry.
  • the slurry was coated on the same catalyst support substrate used in Example 1.
  • the coating of the slurry onto the catalyst carrier substrate was performed by immersing the catalyst carrier substrate in the coating slurry, extracting the slurry, removing excess slurry, drying and firing.
  • the removal of excess slurry was performed by repeating air blowing in which pressurized air was blown into the cell. This air opening was repeated until the slurry applied to the catalyst carrier substrate reached a predetermined weight. At the time of manufacturing this comparative example, air blowing was performed three times. The firing was performed by heating at 500 ° C. for 1 hour.
  • alumina was loaded at a loading amount of 150 g per liter of the apparent volume of the catalyst support substrate. Then, a Pt nitrate aqueous solution containing Pt was prepared at 1.5 g ZL, and the catalyst support substrate on which the slurry was coated was immersed, pulled out, and dried. Drying was performed by heating at 350 ° C. for 1 hour. Pt was loaded at a loading of 3 g per liter of the apparent volume of the catalyst support substrate. This Pt burns particulates as a catalyst component.
  • Ba acetate aqueous solution containing Ba was prepared at 50 g ZL, and the catalyst support substrate on which the slurry was coated was immersed, pulled out, and then dried and fired. The firing was performed by heating at 500 ° C. for 1 hour. Ba was loaded at a loading of 13.7 g (0.1 mol) per liter of apparent volume of the catalyst support substrate. This Ba serves as a NOx storage component in the filter catalyst.
  • Anoremina powder (150 g) and water (200 g) were weighed, and alumina powder was poured into water, stirred and dispersed, and wet milled to prepare a slurry.
  • the slurry was coated on the same catalyst support substrate used in Example 1.
  • the coating of the slurry onto the catalyst carrier substrate was performed by immersing the catalyst carrier substrate in the slurry, removing the slurry, removing excess slurry, drying and firing.
  • the excess slurry was removed by repeating the same air blowing as in comparative example 1. This air probe is used for the coating of the catalyst carrier substrate. The rally was repeated until the required weight was reached. At the time of manufacturing this comparative example, the air blow was performed three times. The firing was performed by heating at 500 ° C. for 1 hour.
  • alumina was loaded at a loading amount of 150 g per liter of the apparent volume of the catalyst support substrate. Then, an aqueous solution of Pt nitrate containing Pt was prepared at 1.5 g ZL, and the catalyst support substrate coated with the slurry was immersed, pulled out, and dried. Drying was performed by heating at 350 ° C. for 1 hour. Pt was loaded at a loading of 3 g per liter of the apparent volume of the catalyst support substrate. This Pt burns particulates as a catalyst component.
  • Ba acetate aqueous solution containing Ba was prepared at 5 Og ZL, and the catalyst support substrate on which the slurry was coated was immersed, pulled out, dried and fired. The firing was performed by heating at 500 for 1 hour. Ba was loaded at a loading of 13.7 g (0.1 mO 1) per liter of apparent volume of the catalyst support substrate. This Ba serves as a NOx storage component in the filter catalyst.
  • alumina powder 75 g of alumina powder and 200 g of water were weighed, and the alumina powder was poured into water, dispersed by stirring, and subjected to wet milling to prepare a slurry.
  • the entire alumina powder was 100 wt%, 77% of the particles had a particle size of 1 ⁇ m or less.
  • the slurry was coated on the same catalyst support substrate used in Example 1.
  • the coating of the slurry onto the catalyst carrier substrate was performed by immersing the catalyst carrier substrate in the slurry, extracting the slurry, removing excess slurry, drying and firing.
  • the removal of excess slurry was performed by repeating the same air filter as in comparative example 1. This air blowing was repeated until the slurry applied to the catalyst carrier substrate reached a predetermined weight.
  • the number of air pros was four.
  • the firing was performed by heating at 500 ° C. for 1 hour.
  • alumina was loaded at a loading of 75 g per liter of apparent volume of the catalyst support substrate.
  • an aqueous solution of Pt nitrate containing Pt was prepared at 1.5 g ZL, and the catalyst support substrate coated with the slurry was immersed, pulled out, and dried. Drying was performed by heating at 350 ° C. for 1 hour. Pt was loaded at a loading of 3 g per liter of the apparent volume of the catalyst support substrate. This Pt performs combustion of patikilate as a catalyst component.
  • a filter catalyst of this example was manufactured in the same manner as in Example 1, except that alumina powder having a controlled particle size distribution was used.
  • alumina (A 1 2 ⁇ 3) powder 1 5 0 g, water 2 0 0 g was weighed, charged alumina Powder into water, stirred and dispersed to prepare a slurry subjected to wet-milling.
  • the particle size distribution was measured using a particle size distribution analyzer (trade name: LA500, manufactured by Horiba, Ltd.).
  • LA500 manufactured by Horiba, Ltd.
  • a suspension of 0.1 g of a sample in about 30 Om1 of pure water was prepared, and this suspension was irradiated with ultrasonic waves for 10 minutes. The measurement was performed after the measurement sample was sufficiently dispersed.
  • the slurry was coated on the same catalyst support substrate used in Example 1.
  • the coating of the slurry onto the catalyst carrier substrate was performed by immersing the catalyst carrier substrate in the slurry, removing the slurry, removing excess slurry, drying and firing.
  • the excess slurry was removed such that one end was set to the atmospheric pressure and the other end was set to the pressure of (atmospheric pressure-10 KPa) so that the pressure difference between both ends became 1 OKPa.
  • the slurry was sucked while holding the slurry for 5 to 30 seconds, and then the pressure at the other end was returned to the atmospheric pressure side, and the pressure was changed for 5 to 30 seconds.
  • This pressure fluctuation was repeated until the slurry applied to the catalyst carrier substrate reached a predetermined weight.
  • the pressure fluctuation during the production of this example was twice because the slurry was suctioned from both ends of both ends.
  • the baking is 500. This was done by heating at C for 1 hour.
  • alumina was loaded at a loading amount of 150 g per liter of the apparent volume of the catalyst support substrate. Then, an aqueous solution of Pt nitrate containing Pt was prepared at 1.5 g ZL, and the catalyst support substrate coated with the slurry was immersed, pulled out, and dried. Drying was performed by heating at 350 ° C. for 1 hour. Pt was loaded at a loading of 3 g per liter of the apparent volume of the catalyst support substrate. This Pt performs combustion of patikilate as a catalyst component.
  • Ba acetate aqueous solution containing Ba was prepared at 50 g ZL, and the catalyst support substrate on which the slurry was coated was immersed, pulled out, and then dried and fired. The firing was performed by heating at 500 ° C. for 1 hour. Ba was loaded at a loading of 13.7 g (0.1 mO 1) per liter of apparent volume of the catalyst support substrate. This Ba serves as a NOx storage component in the filter catalyst.
  • the filter catalyst of Example 4 was manufactured.
  • a filter catalyst of this example was manufactured in the same manner as in Example 2, except that titania powder having a controlled particle size distribution was used.
  • the titania powder (150 g) and water (200 g) were weighed, and the titania powder was poured into water, stirred and dispersed, and subjected to wet milling to prepare a slurry. Particle size of titahua powder When the distribution was measured, 0.70 was 0.92 ⁇ m.
  • the slurry was coated on the same catalyst support substrate used in Example 1.
  • the coating of the slurry onto the catalyst carrier substrate was performed by immersing the catalyst carrier substrate in the slurry, extracting the slurry, removing excess slurry, drying and firing.
  • the slurry was removed such that one end was set to the atmospheric pressure and the other end was set to the pressure of (atmospheric pressure-1 OKP a), and the pressure difference between both ends became 1 OKP a.
  • the slurry was sucked while holding for 5 to 30 seconds, and then the pressure at the other end was returned to the atmospheric pressure, and the pressure was changed for 5 to 30 seconds to repeat. This pressure fluctuation was repeated until the slurry applied to the catalyst carrier substrate reached a predetermined weight.
  • pressure fluctuation was twice as in the case of Example 1.
  • the firing was performed by heating at 500 ° C. for 1 hour.
  • the titer was loaded at a loading of 150 g per liter of apparent volume of the catalyst support substrate.
  • a Pt nitrate aqueous solution containing Pt was prepared at 1.5 gL, and the catalyst support substrate coated with the slurry was immersed, pulled out, and dried. Drying was performed by heating at 350 ° C. for 1 hour. Pt was supported at an apparent volume of 3 g per liter of the catalyst support substrate. This Pt performs combustion of patikilate as a catalyst component.
  • Ba acetate aqueous solution containing Ba was prepared at 50 g ZL, and the catalyst support substrate on which the slurry was coated was immersed, pulled out, and then dried and fired. The firing was performed by heating at 500 ° C. for 1 hour. Ba was loaded at a loading of 13.7 g (O.1 mol 1) per liter of apparent volume of the catalyst support substrate. This Ba serves as a NOx storage component in the filter catalyst.
  • the filter catalyst of Example 5 was manufactured.
  • a filter catalyst of this example was manufactured in the same manner as in Example 3, except that alumina powder having a controlled particle size distribution was used.
  • the alumina powder (150 g) and water (200 g) were weighed, and the alumina powder was poured into water, stirred and dispersed, and subjected to wet milling to prepare a slurry.
  • 0.70 was 0.88 m.
  • the slurry was coated on the same catalyst support substrate used in Example 1.
  • the coating of the slurry onto the catalyst carrier substrate was performed by immersing the catalyst carrier substrate in the slurry, extracting the slurry, removing excess slurry, drying and firing.
  • the excess slurry was removed by setting one end to atmospheric pressure and the other end to a pressure of (atmospheric pressure-10 KPa) and a pressure difference between both ends of 1 OKPa.
  • the slurry was held for 5 to 30 seconds to suck the slurry, and then the pressure at the other end was returned to the atmospheric pressure, and the pressure was changed for 5 to 30 seconds.
  • This pressure fluctuation was repeated until the slurry applied to the catalyst carrier substrate reached a predetermined weight. At the time of manufacturing this example, the pressure fluctuated four times.
  • the formation was performed by heating at 500 for 1 hour.
  • Ba acetate aqueous solution containing Ba was prepared at 50 g / L, and the catalyst support substrate on which the slurry was coated was immersed, pulled out, and then dried and fired. The firing was performed by heating at 500 ° C. for 1 hour. Ba was loaded at a loading of 13.7 g (0.1 mo 1) per liter of apparent volume of the catalyst support substrate. This Ba serves as a NO X storage component in the finoleta catalyst.
  • alumina powder 150 g of alumina powder and 200 g of water were weighed, and the alumina powder was poured into water, dispersed by stirring, and subjected to wet milling to prepare a slurry.
  • 070 was 1.5 ⁇ .
  • the slurry was coated on the same catalyst support substrate used in Example 1.
  • the coating of the slurry onto the catalyst carrier substrate was performed by immersing the catalyst carrier substrate in the coating slurry, extracting the slurry, removing excess slurry, drying and firing.
  • the removal of excess slurry was performed by repeating an air blower that blows pressurized air into the cell. This air blow was repeated until the slurry applied to the catalyst carrier substrate reached a predetermined weight.
  • the number of air pros was three.
  • the firing was performed by heating at 500 ° C for 1 hour.
  • alumina was loaded at a loading amount of 150 g per liter of the apparent volume of the catalyst support substrate. Then, a Pt nitrate aqueous solution containing Pt was prepared at 1.5 gZL, and the catalyst support substrate coated with the slurry was immersed, pulled out, and dried. Drying was performed by heating at 350 ° C for 1 hour. Pt was loaded at a loading of 3 g per liter of the apparent volume of the catalyst support substrate. This Pt performs combustion of patikilate as a catalyst component.
  • Ba acetate aqueous solution containing Ba was prepared at 50 gZL, and the catalyst support substrate on which the slurry was coated was immersed, pulled out, and then dried and fired. The firing was performed by heating at 500 ° C. for 1 hour. Ba was loaded at a loading of 13.7 g (0.1 mo 1) per liter of apparent volume of the catalyst support substrate. This Ba acts as a NO X storage component in the filter catalyst.
  • alumina powder 150 g of alumina powder and 200 g of water were weighed, and the alumina powder was poured into water, dispersed by stirring, and subjected to wet milling to prepare a slurry.
  • D70 was 3.8 ⁇ .
  • the slurry was coated on the same catalyst support substrate used in Example 1.
  • the coating of the slurry onto the catalyst carrier substrate was performed by immersing the catalyst carrier substrate in the slurry, removing the slurry, removing excess slurry, drying and firing.
  • the excess slurry was removed by repeating the same air blowing as in comparative example 1. This air blowing was repeated until the slurry applied to the catalyst carrier substrate reached a predetermined weight. At the time of production of this comparative example, the air blow was performed three times. The firing was performed by heating at 500 ° C for 1 hour.
  • alumina was loaded at a loading amount of 150 g per liter of the apparent volume of the catalyst support substrate. Then, a Pt nitrate aqueous solution containing Pt was prepared at 1.5 gZL, and the catalyst support substrate coated with the slurry was immersed, pulled out, and dried. Drying was performed by heating at 350 ° C for 1 hour. Pt was supported at an apparent volume of 3 g per liter of the catalyst support substrate. This Pt performs combustion of patikilate as a catalyst component.
  • a Ba acetate aqueous solution containing Ba was prepared at 50 g / L, and the catalyst support substrate on which the slurry was coated was immersed, pulled out, and then dried and fired. The firing was performed by heating at 500 ° C. for 1 hour. Ba was supported at a loading of 13.7 g (O. 1 mo 1) per liter of apparent volume of the catalyst support substrate. This Ba acts as a NO X storage component in the filter catalyst.
  • alumina powder 75 g of alumina powder and 200 g of water were weighed, and the alumina powder was poured into water, stirred and dispersed, and subjected to wet milling to prepare a slurry.
  • the particle size distribution of the alumina powder was measured to be D7 (il. 5 ⁇ ).
  • the slurry was coated on the same catalyst support substrate used in Example 1.
  • the coating of the slurry onto the catalyst carrier substrate was performed by immersing the catalyst carrier substrate in the slurry, removing the slurry, removing excess slurry, drying and firing.
  • the removal of excessive slurry was performed by repeating the same air probe as in comparative example 1. This air pro- cess was repeated until the slurry applied to the catalyst carrier substrate reached a predetermined weight.
  • air blowing was performed four times. The firing was performed by heating at 500 ° C for 1 hour.
  • alumina was loaded in a loading amount of 75 g per liter of the apparent volume of the catalyst support substrate.
  • a Ba acetate aqueous solution containing Ba was prepared at 50 g / L, and the catalyst support substrate on which the slurry was coated was immersed, pulled out, and then dried and fired. The firing was performed by heating at 500 ° C. for 1 hour. Ba was loaded at a loading of 13.7 g (0. lmo 1) per liter of apparent volume of the catalyst support substrate. This Ba acts as a NO X storage component in the filter catalyst.
  • the pore structures of the filter catalysts of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were measured using a mercury pouring port simeter (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name: Autopore-1 9200).
  • Example: Table 1 shows the measurement results of the filter catalysts of! To 3 and Comparative Examples 1 to 3, and Table 2 shows the measurement results of the filter catalysts of Examples 4 to 6 and Comparative Example 4: to 6. Was.
  • the operation of the mercury porosimeter in the pore structure measurement was performed by increasing the mercury intrusion pressure between 0 and 20 OMPa.
  • Example 1 2.9 2.52 7.84 1 3.26 1 9.25 9.02 3.97 7 0.95 46.45 2.6
  • Example 3 3.8 7 4.3 2 9.5 5 1 7.74 24.55 9.45 4.1 2 0.79 5 6.6 5 2.2
  • Comparative example 1 1.1 1.82 7.70 1 0.5 1 22.3 6 9.86 4.42 1.02.48.28 3.2 Comparison Example 2 1. 0 7 1. 7 1 8. 08 1 0.8 6 25. 46 1 0. 73 4.96 6 52. 0 1 3.5
  • Comparative example 3 0.9 9 1. 7 6 8. 14 1 0.8 9 26.88 1 1.22 5.8 9 0.99 5 5.87 3.1 1)
  • the filter catalysts of Examples 1 to 3 have many pores having a diameter of 1 to 20 ⁇ , and few pores having a diameter of 20 to 70. Further, as in the filter catalyst of Example 3, even if the amount of the catalyst layer carried (the amount of slurry coating) is reduced, many pores having a diameter of 1 to 20 ⁇ are present. Table 2 also confirms the same.
  • the filter catalysts of Examples 1 to 6 have a uniform thickness even inside the pores regardless of the size of the pores of the catalyst carrier substrate. A layer is formed. As a result, the pore diameter of the catalyst carrier substrate having a diameter of 1 to 20 m is reduced by the catalyst layer, and the pore diameter of the catalyst carrier substrate having a diameter of 20 m or more is reduced by the catalyst layer. The pores had a diameter of 20 ⁇ m or less.
  • the filter catalyst of each comparative example has few pores having a diameter of 1 to 20 ⁇ and many pores having a diameter of 20 to 70 ⁇ .
  • the pores having a diameter of 1 to 20 ⁇ m of the catalyst support substrate were formed by the catalyst layer.
  • the pores having a diameter of 20 m or more of the catalyst carrier substrate were closed, and the catalyst layer was thin and remained as pores having a diameter of 20 ⁇ m or more.
  • the pores having a diameter of 1 to 20 ⁇ m of the catalyst support substrate were formed by the catalyst layer formed at the opening.
  • the pores having a diameter of 20 ⁇ or more in the catalyst support substrate were closed, but the catalyst layer was present at the opening, but remained as pores having a diameter of 20 // m or more.
  • 5 and 6 are views showing the same cross section as the enlarged cross section of the cell wall in FIG.
  • a filter catalyst was installed in the exhaust system of a vehicle with a 2-liter turbocharged direct injection diesel engine. Then, steady operation was performed for 2 hours at a rotational speed of 2000 rpm and a torque of 3 ON ⁇ m. This steady operation accumulated 4 g of particulates per liter of apparent volume of filter catalyst. After that, the filter catalyst on which the particulates are deposited is taken out, installed in a model gas apparatus through which nitrogen gas can flow, and nitrogen gas heated to 100 ° C is flowed at a flow rate of 30 liters per minute. The pressure loss was measured from the measured values of the pressure sensors before and after the catalyst, and the measurement results are shown in Fig. 7 and Tables 1-2.
  • Table 1 show the measurement results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3
  • Table 2 shows the measurement results of Examples 4 to 6 and Comparative Examples 4 to 6.
  • the pressure loss was determined from the difference between the pressures measured by the two pressure sensors before and after the filter catalyst.
  • the filter catalyst of each example had a lower pressure loss than the filter catalyst of each comparative example. That is, in the filter catalyst of each of the examples, the communication holes through which the exhaust gas having continuous pores passes remain. In contrast, in the filter catalysts of the comparative examples, the communication holes were blocked by the catalyst layer, and The particulates accumulated in the holes close the communication holes to increase the pressure loss.
  • the filter catalyst By forming a carrier layer using alumina or titania powder in which particles having a particle size of 1 ⁇ or less account for 70% by weight or more, the filter catalyst has a finoleta catalyst in which an increase in pressure loss is suppressed. It turns out that it became. In addition, it can be seen that even when the support layer was formed using alumina or titania powder having a value of 0.71 or less than 1111, the filter catalyst was a filter catalyst in which an increase in pressure loss was suppressed.
  • the filter catalyst of each of the above embodiments has a small increase in pressure loss due to the accumulation of particulates, the particulate catalyst can be captured without applying a high load to the diesel engine. For this reason, there is an effect that a larger amount of particulates can be captured and processed.

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Abstract

 触媒層による通気孔の閉塞が抑制されたフィルタ触媒を提供すること。 本発明のフィルタ触媒は、触媒担体基材と、触媒層と、を有するフィルタ触媒において、1~20μmの細孔を11%以上の気孔率で有することを特徴とする。本発明のフィルタ触媒は、十分なパティキュレートが堆積したときの圧損の上昇を抑えることができる効果を有する。

Description

明細書
フィルタ触媒
技術分野
本発明は、 ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガスに含まれ ている物質のうち少なくともパティキュレートを除去し、 排気ガスを浄化するフ ィルタ触媒に関する。
背景技術
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガスには、 パティキュレ ートが含まれている。 パティキュレートには、 人体に有害な物質が含まれており、 これを除去することが環境上の課題となっている。
パティキュレートの除去には、 フィルタ触媒が用いられている。 フィルタ触媒 は、 たとえば、 特開平 8— 3 3 2 3 2 9号公報、 特開平 9—1 5 8 7 1 0号公報、 特開平 9— 1 7 3 8 6 6号公報、 特開平 9— 2 2 0 4 2 3号公報、 特開平 9一 2
7 6 7 0 8号公報、 特開 2 0 0 2— 2 9 5 2 2 8号公報およぴ特開 2 0 0 1— 1
8 7 3 4 4号公報に示されている。
従来のフィルタ触媒は、 連続した細孔を有する多孔質セラミックスよりなる触 媒担体基材上に、 アルミナ等よりなる担持層と、 担持層に担持した触媒金属とか らなる触媒層を形成した構造を有している。 そして、 フィルタ触媒は、 触媒担体 基材の連続した細孔から形成された通気孔を排気ガスが通過するときに、 パティ キュレートを捕捉する。 触媒層が捕捉したパティキュレートを分解する。 このと き、 フィルタ触媒に排気ガスが通過できる程度の開口径の通気孔が形成されてい ないと、 捕捉したパティキュレートが堆積し、 排気ガスの通過時に圧損が生じる。 圧損を抑えるために通気孔を大きくすると、 パティキュレートを捕捉できなくな る。
従来のフィルタ触媒においては、 触媒担体基材上に形成された触媒層が触媒担 体基材の細孔の開口径を狭くして通気孔が十分な開口径を有さなくなったり、 通 気孔が開口しなくなる (閉塞する) という問題があった。 具体的には、 フィルタ 触媒の触媒層は、 アルミナ等を有するスラリーを調製し、 このスラリーを触媒担 体基材に塗布し、 乾燥 ·焼成することで担持層を形成し、 その後触媒金属を担持 させることで製造されている。 スラリーの触媒担体基材への塗布時には、 スラリ 一が触媒担体基材の細孔の内部にまで十分に分散しないため、 触媒担体基材の細 孔の開口部近傍に偏って存在するようになっていた。 この状態で乾燥 ·焼成して 触媒層が形成されるため、 通気孔の開口部の縮径ゃ閉塞が生じ、 フィルタ触媒と して十分な通気孔が形成できなくなつていた。
発明の開示
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、 触媒層による通気孔の閉塞が 抑制されたフィルタ触媒を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために本発明者らはフィルタ触媒について検討を重ねた結 果、 数 μ ΐη規模の細孔はパティキュレートを捕捉して堆積させたときに堆積した パティキュレートが圧損を生じさせることに着目し、 本発明をなすに至った。 本発明のフィルタ触媒は、 連続した細孔を有する耐熱性多孔質体よりなる触媒 担体基材と、 触媒担体基材の表面上に形成されたパティキュレートを燃焼する触 媒層と、 を有するフィルタ触媒において、 1〜2 0 μ ΐηの細孔を 1 1 %以上の気 孔率で有することを特徴とする。 なお、 本発明においては、 細孔径および気孔率 は、 水銀圧入法を用いて測定した値を用いた。
触媒層が、 耐熱性酸化物粉末のスラリ一を調製し、 スラリ一を触媒担体基材に コートし、 乾燥、 焼成してなる担持層を有し、 スラリーに分散した粉末の全体量 を 1 0 0 w t %としたときに、 1 μ m以下の粒径の耐熱性酸化物粉末が 7 0 w t %以上で含まれることが好ましい。
スラリ一に分散した耐熱性酸化物粉末は、 粒径累積分布の 7 0 %粒径値 (D 7 0 ) が 1 m以下であることが好ましい。
図面の簡単な説明
図 1は、 触媒担体基材の端面を示した上面図である。
図 2は、 実施例 1〜 3および比較例 1〜 3のフィルタ触媒の 1〜 2 0 mの細 孔径の気孔率を示したグラフである。
図 3は、 実施例 1〜 3および比較例 1〜3のフィルタ触媒の 2 0〜7 0 μ mの 細孔径の気孔率を示したグラフである。
図 4は、 実施例 1のフィルタ触媒の拡大断面図である。
図 5は、 比較例 1のフィルタ触媒の拡大断面図である。
図 6は、 比較例 2のフィルタ触媒の拡大断面図である。
図 7は、 実施例 1〜 3および比較例 1〜 3のフィルタ触媒の圧損の測定結果を 示したグラフである。
発明を実施するための最良の形態
以下に、 前記発明をさらに具体的にした発明やこれら発明の実施の形態につい て説明する。
(発明の実施の形態)
本発明のフィルタ触媒は、 触媒担体基材と、 触媒層と、 を有する。
触媒担体基材は、 連続した細孔を有する耐熱性多孔質体よりなる。 触媒担体基 材の連続した細孔から排気ガスが通過する通気孔が形成される。
触媒層は、 触媒担体基材の表面上に形成されパティキュレートを捕捉するとと もに捕捉したパティキュレートを燃焼する。 触媒層がパティキュレートを捕捉し 燃焼することで、 排気ガス中のパティキュレートを除去できる。
本発明のフィルタ触媒は、 1〜2 0 μ ιηの細孔を 1 1 %以上の気孔率で有する。 1〜2 0 111の細孔を1 1 %以上の気孔率で有することで、 圧損を上昇させるこ となくパティキュレートの捕捉を行うことができ、 捕捉したパティキュレートを 燃焼できるようになる。
具体的には、 フィルタ触媒において排気ガスは、 フィルタ触媒のセル壁に開口 した触媒担体基材の細孔から形成された通気孔を通過する。 そしてこのとき、 ノ ティキュレートは、 触媒層に捕捉される。 そして、 パティキュレートの捕捉には、 特に 2 0 m以下の細孔径の細孔が寄与している。 本発明のフィルタ触媒は、 細 孔径を規制し、 1〜 2 0 μ m以下の径の細孔を 1 1 %以上と高い気孔率で有する ことで、 圧損を大幅に上昇させることなくパティキュレートの除去を行うことが 可能となっている。
触媒層は、 フィルタ触媒において捕捉したパティキュレートを燃焼できるもの であれば特に限定されるものではない。 触媒層は、 耐熱性無機酸化物よりなる担 持層と、 担持層に担持された触媒金属と、 からなることが好ましい。
担持層を形成する耐熱性無機酸化物としては、 A 1 2 O 3 , S i O 2 , T i O 2 , Z r O 2 , C e O 2などの遷移金属酸化物、 希土類元素酸化物、 アルカリ金属酸化 物、 アル力リ土類金属酸化物やこれらの複合酸化物の一種以上をあげることがで きる。 また、 触媒金属としては、 P t, P d , R h , I r , A g, A u等の貴金 属の少なくとも一種をあげることができる。
触媒層が、 耐熱性酸化物粉末のスラリーを調製し、 スラリーを触媒担体基材に コートし、 乾燥、 焼成してなる担持層を有し、 スラリーに分散した粉末の全体量 を 1 0 0 w t %としたときに、 1 μ m以下の粒径の耐熱性酸化物粉末が 7 0 w t %以上で含まれることが好ましい。 1 μ m以下の粒径の耐熱性酸化物粉末が 7 0 w t %以上で含まれたスラリーを用いて担持層が形成されたことで、 触媒層の通 気孔の細孔径を規制することができる。
詳しくは、 スラリ一を構成する耐熱性酸化物粉末の粒径が規定されることで、 触媒担体基材の表面に均一な厚さでスラリ一をコートすることが可能となり、 こ のスラリーを乾燥焼成してなる担持層が所定の径の細孔を有することとなる。 す なわち、 触媒担体基材自体が有している細孔の表面にも触媒層を均一な厚さで形 成することができるため、 触媒担体基材の細孔を触媒層が閉塞しなくなり、 所定 の径の細孔を有することとなる。
また、 触媒層が耐熱性酸化物粉末のスラリーを調製し、 スラリーを触媒担体基 林にコートし、 乾燥、 焼成してなる担持層を有するときに、 スラリーに分散した 耐熱性酸化物粉末は、 粒径累積分布の 7 0 %粒径値 (D 7 0 ) が 1 μ m以下であ ることが好ましい。 小さな粒径の耐熱性酸化物粉末からなるスラリーは、 触媒担 体基材の細孔の内部にまで容易に侵入できるため、 細孔の内表面も含めた触媒担 体基材の表面に均一な厚さで塗布されるようになる。 そして、 スラリーが触媒担 体基材の表面に均一な厚さで塗布された状態で乾燥、 焼成されることで、 所定の 径の細孔を形成できる。
また、 触媒担体基材は、 触媒層がその表面に形成されるものであり、 触媒層を 形成したときに所望の細孔径の細孔を形成できる基材であれば特に限定されるも のではない。 触媒担体基材は、 1 0 μ πι以上の細孔径の細孔を 5 0 %以上の気孔 率で有することが好ましく、 さらに 2 0 m以上の細孔径の細孔を 4 0 %以上の 気孔率で有することが好ましい。 なお、 触媒担体基材の細孔の細孔径の上限は、 特に限定されるものではないが、 過剰に大きくなると触媒層に所望の大きさの細 孔径を形成することが困難になる。
また、 触媒担体基材は、 従来のフィルタ触媒において触媒担体基材として用い られている基材を用いることができる。 たとえば、 コーディエライト、 S i C、 その他の耐熱性のセラミックスよりなるウォールフロー D P F (ディーゼルパテ ィキュレートフィルタ) 、 セラミックスフオームフィルタ、 メタル不織布 D P F を用いることができる。
本発明のフィルタ触媒は、 触媒担体基材および触媒層を有し、 上記構成を有す るものであればその材質および製造方法が特に限定されるものではない。
担持層を形成する耐熱性無機酸化物としては、 A 1 2 O 3 ) S i O 2 , T i 02 , Z r O 2 , C e 0 2などの遷移金属酸化物、 希土類元素酸化物、 アルカリ金属酸化 物、 アル力リ土類金属酸化物やこれらの複合酸化物の一種以上をあげることがで きる。 また、 触媒金属としては、 P t, P d , R h , I r , A g , A u等の貴金 属の少なくとも一種をあげることができる。
本発明のフィルタ触媒は、 たとえば、 以下の製造方法により製造することがで きる。
まず、 担持層の原料となる酸化物からスラリーを調製する。 このとき、 スラリ 一を構成する酸化物粒子は、 酸化物粒子の全量を 1 0 0 w t %としたときに、 1 μ m以下の粒径の粒子が 7 0 w t %以上となるように調製された。
このスラリーを触媒担体基材にコーティングした。 触媒担体基材の (見かけ の) 容積 1リットルあたりのコート量 (酸化物粒子換算) 力 1 μ πι以下の粒径 の粒子が 7 0〜 9 0 w t %の場合には 1 5 0 g以下が好ましく、 9 0 w t °/0を超 えると 2 0 0 g以下であることが好ましい。 コート量は、 コーティングの前後の 重量から求める。
触媒担体基材へのスラリ一のコーティングは、 スラリ一を触媒担体基材の表面 に塗布した後に、 余分なスラリーを吹き払うことでなされる。 その後、 スラリー を乾燥させた後に焼成して担持層を形成する。 つづいて、 触媒金属水溶液に浸漬、 焼成して触媒金属を担持させる。
以上の手順により、 本発明のフィルタ触媒を製造することができる。
実施例
以下、 実施例を用いて本発明を説明する。
本発明の実施例としてフィルタ触媒の製造を行った。
(実施例 1 )
まず、 アルミナ (A 1 23) 粉末 1 5 0 g、 水 2 0 0 gを秤量し、 アルミナ粉 末を水に投入、 攪拌して分散させ、 湿式ミリングを施してスラリーを調製した。 アルミナ粉末全体を 1 0 0 w t %としたときに、 1 μ m以下の粒径の粒子が 7 7 %となっていた。
つづいて、 スラリーを触媒担体基材にコートした。 触媒担体基材は、 厚さが 3 0 0 μ mのセル壁で区画されたセルを 4 8セノレ/ c m 2 (約 3 0 0セル Z i n c h 2) で軸方向に有する略円柱状の見かけの容積が 3 5 c m3のコーデイエライト 製の触媒担体基材 (株式会社デンソ一製) である。 この触媒担体基材 1は、 各セ ルの両端部に形成された 2つの開口部のうち 1つは、 封止材 2によって交互に封 止されている。 つまり、 多数あるセルのうち、 約半数のものは一方の端面におい て開口し、 残りのものは他方の端面において開口している。 触媒担体基材 1の端 面にぉ 、て、 封止されたセル 2と開口したセル 3とが交互に並んでいる。 従って、 触媒担体基材 1の端面は、 市松模様状になっている。 触媒担体基材 1を図 1に示 した。
スラリ一の触媒担体基材へのコートは、 スラリ一中に触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に過剰なスラリーを除去した後に、 乾燥、 焼成することで行われた。 なお、 本実施例において過剰なスラリーの除去は、 一方の端部を大気圧に他方の 端部を (大気圧一 1 0 K P a ) の圧力として両端の圧力差が 1 O K P aとなるよ うにした状態で 5〜3 0秒間保持してスラリーを吸引し、 その後、 他方の端部の 圧力を大気圧側に戻し 5〜 3 0秒間保持する圧力変動を繰り返すことでなされた。 この圧力変動は、 触媒担体基材に塗布されたスラリーが所定の重量となるまで繰 り返された。 なお、 本実施例の製造時における圧力変動は、 両端部のそれぞれの 端部側力 らスラリーの吸引を行ったため 2回であった。 また、 焼成は、 5 0 0で で 1時严 加熱することで行われた。
スラリーがコートされた触媒担体基材の重さを測定したところ、 触媒担体基材 の見かけの容積 1リットルあたり 1 5 0 gの担持量でアルミナが担持された。 そして、 1 . 5 g Z Lで P tを含む P t硝酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコ ートされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥した。 乾燥は、 3 5 0 °C で 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リットルあた り 3 gの担持量で P tが担持された。 この P tは、 触媒成分としてパティキユレ 一トの燃焼をおこなう。
そして、 5 0 g / Lで B aを含む B a酢酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコー トされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥、 焼成した。 焼成は、 5 0 0 °Cで 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リットル あたり 1 3 . 7 g ( 0 . 1 m o 1 ) の担持量で B aが担持された。 なお、 この B aは、 フィルタ触媒においては N O X吸蔵成分としてはたらく。
以上の手順により、 実施例 1のフィルタ触媒が製造された。
(実施例 2 )
スラリーのアルミナをチタユア (T i 02) のみで形成した以外は、 実施例 1 と同様にして本実施例のフィルタ触媒を製造した。
チタニア粉末 1 5 0 g、 水 2 0 0 gを秤量し、 チタニア粉末を水に投入、 攪拌 して分散させ、 湿式ミリングを施してスラリーを調製した。 チタ-ァ粉末全体を 1 0 0 w t %としたときに、 1 μ m以下の粒径の粒子が 8 5 %となっていた。 スラリ一を実施例 1において用いられたものと同じ触媒担体基材にコ一トした。 スラリーの触媒担体基材へのコートは、 スラリー中に触媒担体基材を浸漬し、 引 き出した後に過剰なスラリーを除去した後に、 乾燥、 焼成することで行われた。 なお、 本実施例においてスラリーの除去は、 一方の端部を大気圧に他方の端部を (大気 JE— 1 O K P a ) の圧力として両端の圧力差が 1 O K P aとなるようにし た状態で 5〜3 0秒間保持してスラリーを吸引し、 その後、 他方の端部の圧力を 大気圧に戻し 5〜3 0秒間保持する圧力変動を繰り返すことでなされた。 この圧 力変動は、 触媒担体基材に塗布されたスラリーが所定の重量となるまで繰り返さ れた。 なお、 本実施例の製造時には、 実施例 1のときと同様に圧力変動は 2回で あった。 また、 焼成は、 5 0 0でで 1時間加熱することで行われた。
スラリーがコートされた触媒担体基材の重さを測定したところ、 スラリーのコ ート前より 5 . 3 g増加していた。 すなわち、 触媒担体基材の見かけの容積 1リ ッ卜ルあたり 1 5 0 gの担持量でチタユアが担持された。
そして、 1 . 5 g / Lで P tを含む P t硝酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコ 一卜された触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥した。 乾燥は、 3 5 0 °C で 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リツトルあた り 3 gの担持量で P tが担持された。 この P tは、 触媒成分としてパティキュレ 一卜の燃焼をおこなう。
そして、 5 0 g Z Lで B aを含む B a酢酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコー トされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥、 焼成した。 焼成は、 5 0 0 °Cで 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リットノレ あだり 1 3 . 7 g ( 0 . l m o 1 ) の担持量で B aが担持された。 なお、 この B aは、 フィルタ触媒においては N O X吸蔵成分としてはたらく。
以上の手順により、 実施例 2のフィルタ触媒が製造された。
(実施例 3 )
スラリーのアルミナのコート量を 7 5 gとした以外は、 実施例 1と同様にして 本実施例のフィルタ触媒を製造した。
アルミナ粉末 1 5 0 g、 水 2 0 0 gを秤量し、 アルミナ粉末を水に投入、 攪拌 して分散させ、 湿式ミリングを施してスラリーを調製した。 アルミナ粉末全体を 1 0 0 w t %としたときに、 1 μ ηι以下の粒径の粒子が 7 7 %となっていた。 スラリ一を実施例 1において用いられたものと同じ触媒担体基材にコ一トした, スラリーの触媒担体基材へのコートは、 スラリー中に触媒担体基材を浸潰し、 引 き出した後に過剰なスラリーを除去した後に、 乾燥、 焼成することで行われた。 なお、 本実施例において過剰なスラリーの除去は、 一方の端部を大気圧に他方の 端部を (大気圧一 1 0 K P a ) の圧力として両端の圧力差が 1 O K P aとなるよ うにした状態で 5〜 3 0秒間保持してスラリーを吸引し、 その後、 他方の端部の 圧力を大気圧に戻し 5〜 3 0秒間保持する圧力変動を繰り返すことでなされた。 この圧力変動は、 触媒担体基材に塗布されたスラリーが所定の重量となるまで繰 り返された。 なお、 本実施例の製造時には、 圧力変動は 4回であった。 また、 焼 成は、 5 0 0 で 1時間加熱することで行われた。
スラリーがコートされた触媒担体基材の重さを測定したところ、 スラリーのコ ート前より 2 . 6 g増加していた。 すなわち、 触媒担体基材の見かけの容積 1リ ット あたり 7 5 gの担持量でアルミナが担持された。
そして、 1 . 5 g Z Lで P tを含む P t硝酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコ ートされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥した。 乾燥は、 3 5 0 °C で 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リツトルあた り 3 gの担持量で P tが担持された。 この P tは、 触媒成分としてパティキユレ 一トの燃焼をおこなう。 そして、 5 0 gノ Lで B aを含む B a酢酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコー トされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥、 焼成した。 焼成は、 5 0 0 °Cで 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リツトル あたり 1 3 . 7 g ( 0 . 1 m o 1 ) の担持量で B aが担持された。 なお、 この B aは、 フィルタ触媒においては N O X吸蔵成分としてはたらく。
以上の手順により、 実施例 3のフィルタ触媒が製造された。
(比較例 1 )
アルミナ粉末 1 5 0 g、 水 2 0 0 gを秤量し、 アルミナ粉末を水に投入、 攪拌 して分散させ、 湿式ミリングを施してスラリーを調製した。 アルミナ粉末全体を 1 0 0 w t %としたときに、 1 μ πι以下の粒径の粒子が 7 7 %となっていた。 スラリ一を実施例 1において用いられたものと同じ触媒担体基材にコートした。 スラリ一の触媒担体基材へのコートは、 コーティングスラリ一中に触媒担体基材 を浸漬し、 引き出した後に過剰なスラリーを除去した後に、 乾燥、 焼成すること で行われた。 なお、 本比較例において過剰なスラリーの除去は、 加圧されたエア 一をセル内に吹き付けるエアーブローを繰り返すことでなされた。 このエアープ 口一は、 触媒担体基材に塗布されたスラリ一が所定の重量となるまで繰り返され た。 なお、 本比較例の製造時には、 エアーブローは 3回であった。 また、 焼成は、 5 0 0 °Cで 1時間加熱することで行われた。
スラリーがコートされた触媒担体基材の重さを測定したところ、 触媒担体基材 の見かけの容積 1リットルあたり 1 5 0 gの担持量でアルミナが担持された。 そして、 1 . 5 g Z Lで P tを含む P t硝酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコ 一卜された触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥した。 乾燥は、 3 5 0 °C で 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リットルあた り 3 gの担持量で P tが担持された。 この P tは、 触媒成分としてパティキュレ ートの燃焼をおこなう。
そして、 5 0 g Z Lで B aを含む B a酢酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコー トされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥、 焼成した。 焼成は、 5 0 0 °Cで 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リットル あたり 1 3 . 7 g ( 0 . l m o l ) の担持量で B aが担持された。 なお、 この B aは、 フィルタ触媒においては N O X吸蔵成分としてはたらく。
以上の手順により、 比較例 1のフィルタ触媒が製造された。
(比較例 2 )
ァノレミナ粉末 1 5 0 g、 水 2 0 0 gを秤量し、 アルミナ粉末を水に投入、 攪拌 して分散させ、 湿式ミリングを施してスラリーを調製した。 アルミナ粉末全体を 1 0 0 w t %としたときに、 1 m以下の粒径の粒子が 1 0 %となっていた。 スラリ一を実施例 1において用いられたものと同じ触媒担体基材にコ一トした。 スラリーの触媒担体基材へのコートは、 スラリー中に触媒担体基材を浸漬し、 引 き出した後に過剰なスラリーを除去し後に、 乾燥、 焼成することで行われた。 な お、 本比較例において過剰なスラリーの除去は、 比較例 1と同様のエアーブロー を繰り返すことでなされた。 このエアープロ一は、 触媒担体基材に塗布されたス ラリーが所定の重量となるまで繰り返された。 なお、 本比較例の製造時には、 ェ ァーブローは 3回であった。 また、 焼成は、 5 0 0 °Cで 1時間加熱することで行 われた。
スラリーがコートされた触媒担体基材の重さを測定したところ、 触媒担体基材 の見かけの容積 1リットルあたり 1 5 0 gの担持量でアルミナが担持された。 そして、 1 . 5 g Z Lで P tを含む P t硝酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコ ートされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥した。 乾燥は、 3 5 0 °C で 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リットルあた り 3 gの担持量で P tが担持された。 この P tは、 触媒成分としてパティキュレ ートの燃焼をおこなう。
そして、 5 O g Z Lで B aを含む B a酢酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコー トされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥、 焼成した。 焼成は、 5 0 0でで 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リットル あたり 1 3 . 7 g ( 0 . 1 m o 1 ) の担持量で B aが担持された。 なお、 この B aは、 フィルタ触媒においては N O X吸蔵成分としてはたらく。
以上の手順 ίこより、 比較例 2のフィルタ触媒が製造された。
(比較例 3 )
アルミナ粉末 7 5 g、 水 2 0 0 gを秤量し、 アルミナ粉末を水に投入、 攪拌し て分散させ、 湿式ミリングを施してスラリーを調製した。 アルミナ粉末全体を 1 0 0 w t %としたときに、 1 μ m以下の粒径の粒子が 7 7 %となっていた。
スラリーを実施例 1において用いられたものと同じ触媒担体基材にコートした。 スラリーの触媒担体基材へのコートは、 スラリー中に触媒担体基材を浸漬し、 引 き出した後に過剰なスラリーを除去した後に、 乾燥、 焼成することで行われた。 なお、 本比較例において過剰なスラリーの除去は、 比較例 1と同様のエアープロ 一を繰り返すことでなされた。 このエアーブローは、 触媒担体基材に塗布された スラリーが所定の重量となるまで繰り返された。 なお、 本比較例の製造時には、 エアープロ一は 4回であった。 また、 焼成は、 5 0 0 °Cで 1時間加熱することで 行われた。
スラリーがコートされた触媒担体基材の重さを測定したところ、 触媒担体基材 の見かけの容積 1リツトルあたり 7 5 gの担持量でアルミナが担持された。
そして、 1 . 5 g Z Lで P tを含む P t硝酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコ ートされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥した。 乾燥は、 3 5 0 °C で 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リットルあた り 3 gの担持量で P tが担持された。 この P tは、 触媒成分としてパティキユレ ートの燃焼をおこなう。
そして、 5 0 g / Lで B aを含む B a酢酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコー トされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥、 焼成した。 焼成は、 5 0 0 °Cで 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リットル あたり 1 3 . 7 g ( 0 . 1 m o 1 ) の担持量で B aが担持された。 なお、 この B aは、 フィルタ触媒においては N O X吸蔵成分としてはたらく。 以上の手順により、 比較例 3のフィルタ触媒が製造された。
(実施例 4 )
粒径分布が制御されたアルミナ粉末を用いた以外は実施例 1と同様にして本実 施例のフィルタ触媒を製造した。
まず、 アルミナ (A 1 23) 粉末 1 5 0 g、 水 2 0 0 gを秤量し、 アルミナ粉 末を水に投入、 攪拌して分散させ、 湿式ミリングを施してスラリーを調製した。 アルミナ粉末の粒度分布を測定したところ、 0 7 0は0 . 8 8 μ ιηであった。 粒度分布の測定は、 粒度分布測定装置 (堀場製作所製、 商品名: L A 5 0 0 ) を用いて行われた。 粒度分布測定装置による測定は、 純水約 3 0 O m 1中に 0 . 1 gの試料を懸濁させた懸濁液を調製し、 この懸濁液に超音波を 1 0分間照射し て測定試料を十分に分散させた後に行われた。
つづいて、 スラリ一を実施例 1において用いられたものと同じ触媒担体基材に コートした。 スラリ一の触媒担体基材へのコートは、 スラリ一中に触媒担体基材 を浸漬し、 引き出した後に過剰なスラリーを除去した後に、 乾燥、 焼成すること で行われた。 なお、 本実施例において過剰なスラリーの除去は、 一方の端部を大 気圧に他方の端部を (大気圧一 1 0 K P a ) の圧力として両端の圧力差が 1 O K P aとなるようにした状態で 5〜3 0秒間保持してスラリーを吸引し、 その後、 他方の端部の圧力を大気圧側に戻し 5〜 3 0秒間保持する圧力変動を繰り返すこ とでなされた。 この圧力変動は、 触媒担体基材に塗布されたスラリーが所定の重 量となるまで繰り返された。 なお、 本実施例の製造時における圧力変動は、 両端 部のそれぞれの端部側からスラリーの吸引を行ったため 2回であった。 また、 焼 成は、 5 0 0。Cで 1時間加熱することで行われた。
スラリーがコートされた触媒担体基材の重さを測定したところ、 触媒担体基材 の見かけの容積 1リットルあたり 1 5 0 gの担持量でアルミナが担持された。 そして、 1 . 5 g Z Lで P tを含む P t硝酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコ ートされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥した。 乾燥は、 3 5 0 °C で 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リットルあた り 3 gの担持量で P tが担持された。 この P tは、 触媒成分としてパティキユレ ートの燃焼をおこなう。
そして、 5 0 g Z Lで B aを含む B a酢酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコー トされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥、 焼成した。 焼成は、 5 0 0 °Cで 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リットル あたり 1 3 . 7 g ( 0 . 1 m o 1 ) の担持量で B aが担持された。 なお、 この B aは、 フィルタ触媒においては N O X吸蔵成分としてはたらく。
以上の手順により、 実施例 4のフィルタ触媒が製造された。
(実施例 5 )
粒径分布が制御されたチタニア粉末を用いた以外は実施例 2と同様にして本実 施例のフィルタ触媒を製造した。
チタニア粉末 1 5 0 g、 水 2 0 0 gを秤量し、 チタニア粉末を水に投入、 攪拌 して分散させ、 湿式ミリングを施してスラリーを調製した。 チタユア粉末の粒度 分布を測定したところ、 0 7 0は0 . 9 2 ^ mであった。
スラリーを実施例 1において用いられたものと同じ触媒担体基材にコ一トした。 スラリーの触媒担体基材へのコートは、 スラリー中に触媒担体基材を浸漬し、 引 き出した後に過剰なスラリーを除去した後に、 乾燥、 焼成することで行われた。 なお、 本実施例にぉレ、てスラリーの除去は、 一方の端部を大気圧に他方の端部を (大気圧一 1 O K P a ) の圧力として両端の圧力差が 1 O K P aとなるようにし た状態で 5〜 3 0秒 Γ 保持してスラリーを吸引し、 その後、 他方の端部の圧力を 大気圧に戻し 5〜3 O秒間保持する圧力変動を繰り返すことでなされた。 この圧 力変動は、 触媒担体基材に塗布されたスラリーが所定の重量となるまで繰り返さ れた。 なお、 本実施例の製造時には、 実施例 1のときと同様に圧力変動は 2回で あった。 また、 焼成 fま、 5 0 0 °Cで 1時間加熱することで行われた。
スラリーがコートされた触媒担体基材の重さを測定したところ、 スラリーのコ ート前より 5 . 3 g増加していた。 すなわち、 触媒担体基材の見かけの容積 1リ ットルあたり 1 5 0 gの担持量でチタ-ァが担持された。
そして、 1 . 5 g Lで P tを含む P t硝酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコ ートされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥した。 乾燥は、 3 5 0 °C で 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リツトルあた り 3 gの担持量で P tが担持された。 この P tは、 触媒成分としてパティキユレ ートの燃焼をおこなう。
そして、 5 0 g Z Lで B aを含む B a酢酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコー トされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥、 焼成した。 焼成は、 5 0 0 °Cで 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1 リットル あたり 1 3 . 7 g ( O . 1 m o 1 ) の担持量で B aが担持された。 なお、 この B aは、 フィルタ触媒においては N O X吸蔵成分としてはたらく。
以上の手順により、 実施例 5のフィルタ触媒が製造された。
(実施例 6 )
粒径分布が制御されたアルミナ粉末を用いた以外は実施例 3と同様にして本実 施例のフィルタ触媒を製造した。
アルミナ粉末 1 5 0 g、 水 2 0 0 gを秤量し、 アルミナ粉末を水に投入、 攪拌 して分散させ、 湿式ミ リングを施してスラリーを調製した。 アルミナ粉末の粒度 分布を測定したところ、 0 7 0は0 . 8 8 mであった。
スラリーを実施例 1において用いられたものと同じ触媒担体基材にコ一トした。 スラリーの触媒担体基材へのコートは、 スラリー中に触媒担体基材を浸漬し、 引 き出した後に過剰なスラリーを除去した後に、 乾燥、 焼成することで行われた。 なお、 本実施例におレヽて過剰なスラリーの除去は、 一方の端部を大気圧に他方の 端部を (大気圧一 1 0 K P a ) の圧力として両端の圧力差が 1 O K P aとなるよ うにした状態で 5〜3 0秒間保持してスラリーを吸引し、 その後、 他方の端部の 圧力を大気圧に戻し 5〜3 0秒間保持する圧力変動を繰り返すことでなされた。 この圧力変動は、 触媒担体基材に塗布されたスラリーが所定の重量となるまで繰 り返された。 なお、 本実施例の製造時には、 圧力変動は 4回であった。 また、 焼 成は、 500でで 1時間加熱することで行われた。
スラリーがコートされた触媒担体基材の重さを測定したところ、 スラリーのコ ート前より 2. 6 g増加していた。 すなわち、 触媒担体基材の見かけの容積 1リ ットルあたり 75 gの担持量でアルミナが担持された。
そして、 1. 5 g,Lで P tを含む P t硝酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコ ートされた角虫媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥した。 乾燥は、 350で で 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リットルあた り 3 gの担持量で P tが担持された。 この P tは、 触媒成分としてパティキユレ ートの燃焼をおこなう。
そして、 5 0 g/Lで B aを含む B a酢酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコー トされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥、 焼成した。 焼成は、 50 0°Cで 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リットル あたり 13. 7 g (0. 1 mo 1 ) の担持量で B aが担持された。 なお、 この B aは、 フイノレタ触媒においては NO X吸蔵成分としてはたらく。
以上の手 j噴により、 実施例 6のフィルタ触媒が製造された。
(比較例 4)
アルミナ粉末 150 g、 水 200 gを秤量し、 アルミナ粉末を水に投入、 攪拌 して分散させ、 湿式ミリングを施してスラリーを調製した。 アルミナ粉末の粒度 分布を測定したところ、 070は1. 5 μπιであった。
スラリ一を実施例 1において用いられたものと同じ触媒担体基材にコ一トした。 スラリ一の触媒担体基材へのコートは、 コーティングスラリ一中に触媒担体基材 を浸漬し、 引き出した後に過剰なスラリーを除去した後に、 乾燥、 焼成すること で行われた。 なお、 本比較例において過剰なスラリーの除去は、 加圧されたエア 一をセル内に吹き付けるエアープロ一を繰り返すことでなされた。 このエアープ ローは、 -触媒担体基材に塗布されたスラリ一が所定の重量となるまで繰り返され た。 なお、 本比較例の製造時には、 エアープロ一は 3回であった。 また、 焼成は、 500 °Cで 1時間加熱することで行われた。
スラリーがコートされた触媒担体基材の重さを測定したところ、 触媒担体基材 の見かけの容積 1リットルあたり 150 gの担持量でアルミナが担持された。 そして、 1. 5 gZLで P tを含む P t硝酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコ ートされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥した。 乾燥は、 350°C で 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リットルあた り 3 gの担持量で P tが担持された。 この P tは、 触媒成分としてパティキユレ ートの燃焼をおこなう。
そして、 5 0 gZLで B aを含む B a酢酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコー トされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥、 焼成した。 焼成は、 50 0°Cで 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リットル あたり 13. 7 g (0. 1 mo 1 ) の担持量で B aが担持された。 なお、 この B aは、 フィルタ触媒においては NO X吸蔵成分としてはたらく。
以上の手順により、 比較例 4のフィルタ触媒が製造された。 (比較例 5 )
アルミナ粉末 15 0 g、 水 200 gを秤量し、 アルミナ粉末を水に投入、 攪拌 して分散させ、 湿式ミリングを施してスラリーを調製した。 アルミナ粉末の粒度 分布を測定したところ、 D70は 3. 8 μηιであった。
スラリーを実施例 1において用いられたものと同じ触媒担体基材にコ一トした。 スラリーの触媒担体基材へのコートは、 スラリー中に触媒担体基材を浸漬し、 引 き出した後に過剰なスラリーを除去し後に、 乾燥、 焼成することで行われた。 な お、 本比較例において過剰なスラリーの除去は、 比較例 1と同様のエアーブロー を繰り返すことでなされた。 このエアーブローは、 触媒担体基材に塗布されたス ラリーが所定の重量となるまで繰り返された。 なお、 本比較例の製造時には、 ェ ァーブローは 3回であった。 また、 焼成は、 500°Cで 1時間加熱することで行 われた。
スラリーがコートされた触媒担体基材の重さを測定したところ、 触媒担体基材 の見かけの容積 1リットルあたり 150 gの担持量でアルミナが担持された。 そして、 1. 5 gZLで P tを含む P t硝酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコ ートされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥した。 乾燥は、 350°C で 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リツトルあた り 3 gの担持量で P tが担持された。 この P tは、 触媒成分としてパティキユレ ートの燃焼をおこなう。
そして、 50 g/Lで B aを含む B a酢酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコー トされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥、 焼成した。 焼成は、 50 0°Cで 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リツトル あたり 13. 7 g (O. 1 mo 1 ) の担持量で B aが担持された。 なお、 この B aは、 フィルタ触媒においては NO X吸蔵成分としてはたらく。
以上の手順により、 比較例 5のフィルタ触媒が製造された。
(比較例 6)
アルミナ粉末 75 g、 水 200 gを枰量し、 アルミナ粉末を水に投入、 攪拌し て分散させ、 湿式ミリングを施してスラリーを調製した。 アルミナ粉末の粒度分 布を測定したところ、 D7 ( il. 5 μηιであった。
スラリ一を実施例 1において用いられたものと同じ触媒担体基材にコ一トした。 スラリ一の触媒担体基材へのコートは、 スラリ一中に触媒担体基材を浸漬し、 引 き出した後に過剰なスラリーを除去した後に、 乾燥、 焼成することで行われた。 なお、 本比較例にぉレ、て過剰なスラリ一の除去は、 比較例 1と同様のエアープロ 一を繰り返すことでなされた。 このエアープロ一は、 触媒担体基材に塗布された スラリーが所定の重量となるまで繰り返された。 なお、 本比較例の製造時には、 エアーブローは 4回であった。 また、 焼成は、 500°Cで 1時間加熱することで 行われた。
スラリーがコートされた触媒担体基材の重さを測定したところ、 触媒担体基材 の見かけの容積 1リットルあたり 75 gの担持量でアルミナが担持された。
そして、 1. 5 gZLで P tを含む P t硝酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコ ートされた β虫媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥した。 乾燥は、 350 で 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リツトルあた り 3 gの担持量で P tが担持された。 この P tは、 触媒成分としてパティキユレ ートの燃焼をおこなう。
そして、 50 g/Lで B aを含む B a酢酸塩水溶液を調製し、 スラリーがコー トされた触媒担体基材を浸漬し、 引き出した後に乾燥、 焼成した。 焼成は、 50 0°Cで 1時間加熱することで行われた。 触媒担体基材の見かけの容積 1リットル あたり 13. 7 g (0. lmo 1 ) の担持量で B aが担持された。 なお、 この B aは、 フィルタ触媒においては NO X吸蔵成分としてはたらく。
以上の手 1噴により、 比較例 6のフィルタ触媒が製造された。
(評価)
実施例 1〜 3およぴ比較例 1〜 3のフィルタ触媒の細孔構造を水銀ポ口シメー タ (島津製作所製、 商品名 :オートポア一 9200) を用いて測定した。 実施例 :!〜 3およぴ比較例 1〜 3のフィルタ触媒の測定結果を表 1に、 実施例 4〜 6お ょぴ比較例 4:〜 6のフィルタ触媒の測定結果を表 2に示した。 なお、 細孔構造の 測定における水銀ポロシメータの操作は、 0〜 20 OMP aの間で水銀圧入圧力 を上昇させていくことで行われた。
細孔径における気孔率 (%)
1~5 5〜1 0 1 0〜20 1〜20 (μ 20〜40 40〜70 70〜 1 50 1 50〜200 1〜200 /zm (β m) (β m) (μ m) m) の合計 (β m) (μ m) (μ m) (μ m) の合計
実施例 1 2. 9 2. 52 7. 84 1 3. 26 1 9. 25 9. 02 3. 9 7 0. 9 5 46. 45 2. 6 実施例 2 2. 7 3. 8 7 8. 23 14. 8 20. 6 5 9. 34 3. 78 0. 88 49. 45 2. 5 実施例 3 3. 8 7 4. 3 2 9. 5 5 1 7. 74 24. 55 9. 45 4. 1 2 0. 79 5 6. 6 5 2. 2 比較例 1 1. 1 1. 82 7. 70 1 0. 5 1 22. 3 6 9. 86 4. 42 1. 02. 48. 28 3. 2 比較例 2 1. 0 7 1. 7 1 8. 08 1 0. 8 6 25. 46 1 0. 73 4. 9 6 0 52. 0 1 3. 5 比較例 3 0. 9 9 1. 7 6 8. 14 1 0. 8 9 26. 88 1 1. 22 5. 8 9 0. 9 9 5 5. 87 3. 1 〕l _ 細孔径における気孔率. (%) - 圧損
:!〜 5 5〜: L 0 10〜20 :!〜 20 (μ 20〜40 40〜 7.0 70〜: 150 150〜200 1〜200 μπι (μ m) m) (μ m) m) の合計 (β m) (β ΐΏ-) (β m) (β m) の合計 (KP a) 実施例 4 2. 7 2. 41 7. 56 12. 67 18. 30 8. 91 3. 87 0. 93 44. 68 2. 5 実施例 5 2. 8' 3. 75 8. 02 14. 57 20. 02 9. 24 3. 65 0. 83 48. 31 2. 3 実施例 6 3. 6 4. 21 9. 40 17. 21 25. 10 9. 73 4. 30 - 0. 85 57. 19 2. 2 比較例 4 1. 2 1. 67 7. 53 10. 4 22. 40 9. 78 4. 30 1. 05 47. 93 3. 1 比較例 5 1. 1 1. 65 8. 0 10. 75 25. 10 10. 2 4. 80 0. 10 50. 95 3. 4 比較例 6 0. 95 1. 70 8. 20 10. 85 26. 30 1 1. 10 5. 75 0. 89 54. 89 3. 1
〕 ¾2 表 1において示された実施例おょぴ比較例のフィルタ触媒の気孔率を 2 0 μ χα 以下と 2 0 μ m以上で分け、 図 2および 3に示した。 図 2には 1〜2 0 Az mの細 孔径の気孔率を、 図 3には 2 0〜7 0 / mの細孔径の気孔率を示した。
表 1およぴ両図から、 実施例 1〜3のフィルタ触媒は 1〜2 0 μ πιの径の細孔 が多く存在し、 2 0〜7 0 の径の細孔が少ないことがわかる。 また、 実施例 3のフィルタ触媒のように、 触媒層の担持量 (スラリーのコート量) を少なくし ても、 1〜2 0 μ ηιの径の細孔が多く存在している。 また、 表 2からも同様のこ とが確認できる。
具体的には、 実施例 1〜6のフィルタ触媒は、 図 4に示したように、 触媒担体 基材の細孔の大きさによらずに、 細孔の内部にまで均一な厚さの触媒層が形成さ れている。 これにより、 触媒担体基材の 1〜 2 0 mの径の細孔は触媒層により 細孔径が小さくなり、 触媒担体基材の 2 0 m以上の径の細孔は触媒層により細 孔径が小さくなり 2 0 μ m以下の径の細孔となった。
これに対して、 各比較例のフィルタ触媒は、 1〜2 0 μ ιηの径の細孔が少なく、 かつ 2 0〜7 0 μ ΐηの径の細孔が多く存在している。
具体的には、 比較例 1, 3, 4および 6のフィルタ触媒は、 図 5に示したよう に、 触媒担体基材の 1〜 2 0 μ mの径の細孔は触媒層により細孔が閉塞し、 触媒 担体基材の 2 0 m以上の径の細孔は触媒層が薄く 2 0 μ m以上の径の細孔とし て残存した。 さらに、 比較例 2および 5のフィルタ触媒は、 図 6に示したように、 触媒担体基材の 1〜 2 0 μ mの径の細孔はその開口部に形成された触媒層により 細孔が閉塞し、 触媒担体基材の 2 0 μ ιη以上の径の細孔はその開口部に触媒層が 存在するが 2 0 // m以上の径の細孔として残存した。 なお、 図 5および図 6は、 図 4のセル壁の拡大断面図と同じ断面を示した図である。
(圧損の測定)
つづいて、 実施例および比較例のフィルタ触媒の圧損の測定を行った。
まず、 排気量が 2リットルの加給式直噴ディーゼルエンジンを有する車両の排 気系にフィルタ触媒を設置した。 そして、 2 0 0 0 r p mの回転数でトルクが 3 O N · mの定常運転を 2時間行った。 この定常運転によりフィルタ触媒の見かけ の容積 1リッ トルあたり 4 gのパティキュレートが堆積した。 その後、 パティキ ュレートが堆積したフィルタ触媒を取り出し、 窒素ガスを流すことができるモデ ルガス装置に設置して、 1 0 0 °Cに加熱した窒素ガスを 1分あたり 3 0リツトル の流量で流し、 フィルタ触媒の前後の圧力センサの測定値から圧損を測定し、 測 定結果を図 7およぴ表 1〜2にあわせて示した。 図 7および表 1には実施例 1〜 3および比較例 1〜 3の測定結果を、 表 2には実施例 4〜 6および比較例 4〜 6 の測定結果を示した。 なお、 圧損は、 フィルタ触媒の前後の二つの圧力センサに おいて測定された圧力の差から求めた。
図 7および表 1〜2より、 各実施例のフィルタ触媒は、 各比較例のフィルタ触 媒と比較して圧損が低くなつていることが確認された。 すなわち、 各実施例のフ ィルタ触媒は、 細孔が連続してなる排気ガスが通過する連通孔が残存している。 これに対して、 各比較例のフィルタ触媒は、 連通孔が触媒層により閉塞し、 さら に堆積したパティキュレートが連通孔を閉塞させて圧損を上昇させている。 そして、 1 μ πι以下の粒径の粒子が 7 0 w t %以上を占めてなるアルミナある いはチタニア粉末を用いて担持層を形成することで、 フィルタ触媒が圧損の上昇 が抑えられたフイノレタ触媒となったことがわかる。 また、 0 7 0が1 111以下の アルミナあるいはチタニア粉末を用いて担持層を形成しても、 フィルタ触媒が圧 損の上昇が抑えられたフィルタ触媒となったことがわかる。
上記各実施例のフィルタ触媒は、 パティキュレートの堆積による圧損の上昇が 小さいことから、 ディーゼルエンジンに高い負荷をかけることなくパティキユレ ートを捕捉することができる。 このため、 より多くの量のパティキュレートを捕 捉、 処理できる効果を有する。

Claims

請求の範囲
1. 連続した細孔を有する耐熱性多孔質体よりなる触媒担体基材と、 該触 媒担体基ネオの表面上に形成されたパティキュレートを燃焼する触媒層と、 を有す るフィルタ触媒において、
;!〜 20 μπιの細孔を 1 1%以上の気孔率で有することを特徴とするフィルタ 触媒。
2. 前記触媒層が、 耐熱性酸化物粉末のスラリーを調製し、 該スラリーを 前記触媒担体基材にコートし、 乾燥、 焼成してなる担持層を有し、
該スラリ一に分散した粉末の全体量を 10 Ow t%としたときに、 1 μιη以下 の粒径の耐熱性酸化物粉末が 70 w t %以上で含まれる請求項 1記載のフィルタ 触媒。
3. 前記スラリ一に分散した前記耐熱性酸化物粉末は、 粒径累積分布の 7
0%粒径修 (D 70) が 1; um以下である請求項 1記載のフィルタ触媒。
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