JP4941975B2 - Method for producing exhaust gas purification catalyst - Google Patents
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Description
本発明は、触媒層にアルカリ金属を含む排ガス浄化用触媒の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an exhaust gas purifying catalyst containing an alkali metal in a catalyst layer.
自動車の排ガス浄化用触媒として、カリウム(K)等のアルカリ金属をNOx吸蔵剤として触媒層に添加することでNOx吸蔵性能の向上を図った吸蔵型リーンNOx触媒が知られている。また、例えばディーゼルエンジンを搭載した自動車において、排ガス中のパティキュレート・マター(PM)を捕捉し燃焼除去するディーゼル・パティキュレート・フィルタ(DPF)に触媒を担持させ、かつ触媒層にカリウム(K)等のアルカリ金属を添加してPM(カーボン)の燃焼促進を図った触媒担持型DPFが知られている。 As a catalyst for exhaust gas purification of automobiles, an occlusion type lean NOx catalyst is known in which an alkali metal such as potassium (K) is added as a NOx occlusion agent to a catalyst layer to improve NOx occlusion performance. For example, in a vehicle equipped with a diesel engine, a catalyst is supported on a diesel particulate filter (DPF) that captures and removes particulate matter (PM) in exhaust gas, and potassium (K) is added to the catalyst layer. 2. Description of the Related Art A catalyst-supported DPF is known in which an alkali metal such as is added to promote PM (carbon) combustion.
しかしながら、カリウム(K)等のアルカリ金属は反応性が高く、特に自動車の排ガス浄化用触媒の支持体に一般的に使用されているコーディエライトや炭化珪素(SiC)の構成元素であるSiとの反応性が高く、アルカリ金属が支持体内に移動して支持体の劣化を促進させるという問題がある。また、アルカリ金属はエージングにより飛散し易いという問題もある。 However, alkali metals such as potassium (K) are highly reactive, and in particular, Si, which is a constituent element of cordierite or silicon carbide (SiC), which is generally used as a support for automobile exhaust gas purification catalysts. There is a problem in that the alkali metal moves into the support and promotes deterioration of the support. Further, there is a problem that alkali metals are easily scattered by aging.
そこで、ゼオライトがアルカリ金属を強力に吸着する性質を有することから(特許文献1参照)、触媒層にアルカリ金属とともにゼオライトを添加し、アルカリ金属をゼオライトに吸着させることによりアルカリ金属の支持体への移動や飛散を防止するようにした排ガス浄化用触媒が種々開発されている。 Therefore, since zeolite has a property of strongly adsorbing alkali metal (see Patent Document 1), zeolite is added to the catalyst layer together with alkali metal, and the alkali metal is adsorbed on the zeolite to thereby support the alkali metal support. Various exhaust gas purifying catalysts that prevent movement and scattering have been developed.
しかしながら、最近の研究により、触媒層にゼオライトを添加した場合、アルカリ金属の支持体への移動や飛散については良好に防止されるものの、吸蔵型リーンNOx触媒や触媒担持型DPFにおいて、NOx吸蔵性能の向上やPMの燃焼促進の効果を十分に得られないことがわかってきた。そして、この傾向は特に吸蔵型リーンNOx触媒においては触媒温度が高くなるほど顕著であることもわかってきた。 However, according to recent research, when zeolite is added to the catalyst layer, the migration and scattering of alkali metal to the support can be prevented well, but the NOx occlusion performance in the occlusion type lean NOx catalyst and catalyst supported DPF As a result, it has been found that the effects of improving the PM and promoting the combustion of PM cannot be sufficiently obtained. It has also been found that this tendency becomes more conspicuous as the catalyst temperature increases, particularly in the storage type lean NOx catalyst.
これは、通常のゼオライトがアルカリ金属を一部細孔内に捕捉しているが、細孔径より大きなPM粒子は細孔内のアルカリ金属とは接触できず、アルカリ金属の高い反応性が発揮されないためと考えられる。特に、吸蔵型リーンNOx触媒においては、触媒が高温にあるときにアルカリ金属の機能が要求されるが、細孔入口部でのアルカリ金属のNOx吸蔵による硝酸塩化によって細孔閉塞が起こり、細孔内部への排ガスの拡散が難しくなるためと考察される。
本発明者らは、アルカリ金属を包接したクラスレート化合物を触媒層に添加することにより、上記問題を解決することができることを見いだし、先に特許出願した(特願2005−272050)。 The present inventors have found that the above problem can be solved by adding a clathrate compound containing an alkali metal to the catalyst layer, and previously filed a patent application (Japanese Patent Application No. 2005-272050).
このアルカリ金属を包接したクラスレート化合物を用いることにより、アルカリ金属の支持体への移動を阻止して支持体の劣化を抑制できるとともに、アルカリ金属の飛散を防止でき、さらに、通常のゼオライトのようにアルカリ金属を細孔内に埋没させてしまうことがないため、アルカリ金属がホストに吸着された状態においてもアルカリ金属の高い反応性をそのまま発揮させ続けることができる。 By using the clathrate compound that includes the alkali metal, it is possible to prevent the alkali metal from moving to the support and suppress the deterioration of the support, and to prevent the alkali metal from scattering. As described above, since the alkali metal is not buried in the pores, the high reactivity of the alkali metal can be continuously exhibited even in the state where the alkali metal is adsorbed on the host.
しかしながら、アルカリ金属を包接したクラスレート化合物に添加した触媒は、その初期性能にさらに改善の余地があることがわかった。 However, it has been found that there is room for further improvement in the initial performance of the catalyst added to the clathrate compound containing the alkali metal.
したがって、本発明は、アルカリ金属包接クラスレート化合物触媒の初期性能を改善することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to improve the initial performance of an alkali metal clathrate compound catalyst.
上記目的を達成するために、本発明によれば、支持体の表面に、少なくとも1種のアルカリ金属を包接したクラスレート化合物を含む触媒の層を形成する工程、および前記クラスレート化合物を700℃〜900℃の高温で0.5時間以上焼成する工程を含み、前記クラスレート化合物がソーダライトを前記アルカリ金属の水溶性供給源の水溶液とともに80℃で攪拌した後乾燥して形成されるものであることを特徴とする排ガス浄化用触媒の製造方法が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a step of forming a catalyst layer containing a clathrate compound including at least one alkali metal on the surface of a support, ° C. viewing including the step of firing over 0.5 hours at a high temperature of to 900 ° C., is formed by drying after stirring at the clathrate compound 80 ° C. sodalite with an aqueous solution of water-soluble sources of the alkali metal The present invention provides a method for producing an exhaust gas purifying catalyst.
本発明によれば、初期性能に優れたアルカリ金属包接クラスレート化合物触媒が提供される。 According to the present invention, an alkali metal clathrate compound catalyst having excellent initial performance is provided.
以下、本発明を種々の態様についてより詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with respect to various embodiments.
本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法は、支持体の表面に、少なくとも1種のアルカリ金属を包接したクラスレート化合物を含む触媒の層を形成する工程、および前記クラスレート化合物を700℃〜900℃の高温で焼成する工程を含む。 The method for producing an exhaust gas purifying catalyst of the present invention includes a step of forming a catalyst layer containing a clathrate compound containing at least one alkali metal on the surface of a support, and the clathrate compound is added at 700 ° C. to A step of baking at a high temperature of 900 ° C.
本発明のアルカリ金属を包接したクラスレート化合物を含む触媒は、触媒担持型DPFおよび吸蔵型リーンNOx触媒のいずれにも適用することができる。触媒担持型DPFに適用する場合には、支持体(フィルタ)としては、通常、ウォールフロー型モノリス支持体が用いられる。ウォールフロー型モノリス支持体は、排ガスの流路を構成するセルを交互に目封じしたものであり、支持体の壁でPMをろ過するものである。また、吸蔵型リーンNOx触媒として適用する場合には、支持体としては、通常、軸方向に排ガスの流路を構成する管状セルを有するモノリス支持体、例えば管状セルを複数有するモノリスハニカム支持体が用いられる。いずれの場合にも、支持体は、例えば、コーディエライト、SiC、金属等により形成することができる。本発明において、コーディエライト、SiC等のケイ素含有材料で形成された支持体の劣化が顕著に抑制される。 The catalyst containing a clathrate compound including an alkali metal according to the present invention can be applied to both a catalyst-supported DPF and an occluded lean NOx catalyst. When applied to a catalyst-carrying DPF, a wall flow monolith support is usually used as the support (filter). The wall flow type monolith support is one in which cells constituting the exhaust gas flow path are alternately sealed, and the PM is filtered by the wall of the support. Further, when applied as an occlusion type lean NOx catalyst, the support is usually a monolith support having tubular cells constituting an exhaust gas flow path in the axial direction, for example, a monolith honeycomb support having a plurality of tubular cells. Used. In any case, the support can be formed of, for example, cordierite, SiC, metal, or the like. In the present invention, deterioration of the support formed of a silicon-containing material such as cordierite or SiC is remarkably suppressed.
NOx吸蔵剤またはPMカーボン燃焼促進剤としての活性成分であるアルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のうちの少なくとも1種を用いることができるが、触媒性能の点で、カリウムが特に好ましい。 As the alkali metal which is an active ingredient as a NOx storage agent or PM carbon combustion accelerator, at least one of lithium, sodium, potassium and the like can be used, but potassium is particularly preferable from the viewpoint of catalyst performance.
アルカリ金属を包接したクラスレート化合物を提供するホスト材料は、分子的に見て、多孔質であるが表面に開口を持たず、表面にディンプル状の孔を多数有する材料からなり、特に、ケイ素とアルミニウムを構成元素として有するものが好ましい。そのようなホスト材料の例を挙げると、ソーダライト(SOD)(例えば、Na6[(AlO2)6(SiO2)6]・2NaX)、メソポーラスシリカ(例えば、MCM−41等)、さらにはDDR型、DOH型、MEP型、MSO型、MTN型ゼオライト等である。これらホスト材料のうちで、アルカリ金属の保持能力に優れ、比較的入手が容易なソーダライトが好ましい。 A host material that provides a clathrate compound that includes an alkali metal is made of a material that is porous in terms of molecular weight but does not have openings on the surface, and has a large number of dimple-like holes on the surface. And those containing aluminum as constituent elements are preferred. Examples of such host materials include sodalite (SOD) (eg, Na 6 [(AlO 2 ) 6 (SiO 2 ) 6 ] · 2NaX), mesoporous silica (eg, MCM-41, etc.), DDR type, DOH type, MEP type, MSO type, MTN type zeolite and the like. Of these host materials, preferred is sodalite which is excellent in alkali metal holding ability and relatively easily available.
ソーダライトは、分子の表面の多数のディンプル状の孔がカチオン交換点を構成し、そのカチオン交換点においてアルカリ金属イオンをディンプル状の孔内に捕捉する性質を有している。ソーダライトの中心アニオンX-としては、水酸化物イオン(OH-)、塩化物イオン(Cl-)、臭化物イオン(Br-)等のいずれであってもよいが、中心アニオンとして、水酸化物イオンを有するソーダライトが、反応性の点で好ましい。 Sodalite has a property that a large number of dimple-like pores on the surface of the molecule constitute a cation exchange point, and alkali metal ions are trapped in the dimple-like pores at the cation exchange point. The central anion X − of sodalite may be any of hydroxide ion (OH − ), chloride ion (Cl − ), bromide ion (Br − ), etc. Sodalite having ions is preferable in terms of reactivity.
ソーダライトは、市販品を用いることもできるし、合成することもできる。合成に際しては、例えば、モル比で、SiO2/0.5AlO2/10Na2O/41H2Oの化学組成の各酸化物を提供する量のケイ素(Si)源、アルミニウム(Al)源およびナトリウム(Na)源を含む水性混合物を水熱処理することができる。Si源としては、シリカ、ケイ酸ナトリウム等を用いることができる。Al源としては、アルミン酸ナトリウム、水酸化アルミニウム等を用いることができる。また、Na供給源としては、水酸化ナトリウム、塩化ナトリウム等を用いることができる。各酸化物の供給源として、塩化物を用いると、中心アニオンとして塩化物イオンを有するソーダライトが得られ、臭化物を用いると、中心アニオンとして臭化物イオンを有するソーダライトが得られ、水酸化物を用いると、中心アニオンとして水酸化物イオンを有するソーダライトが得られる。乾燥処理は、110℃温度で一昼夜放置する。得られたソーダライトは、乾燥後粉砕する。 Sodalite can be a commercially available product or can be synthesized. In the synthesis, the silicon (Si) source, the aluminum (Al) source and sodium in an amount providing each oxide having a chemical composition of SiO 2 /0.5AlO 2 / 10Na 2 O / 41H 2 O, for example, in molar ratio The aqueous mixture containing the (Na) source can be hydrothermally treated. As the Si source, silica, sodium silicate, or the like can be used. As the Al source, sodium aluminate, aluminum hydroxide, or the like can be used. Moreover, sodium hydroxide, sodium chloride, etc. can be used as Na supply source. When chloride is used as the source of each oxide, sodalite having a chloride ion as the central anion is obtained, and when bromide is used, sodalite having a bromide ion as the central anion is obtained. When used, sodalite having a hydroxide ion as the central anion is obtained. The drying process is left overnight at 110 ° C. The sodalite obtained is pulverized after drying.
アルカリ金属をホスト材料に包接させるためには、ホスト材料の粉末を水溶性アルカリ金属供給源の水溶液と混合し、その混合物を乾燥・焼成することができる。水溶性アルカリ金属供給源としては、アルカリ金属の炭酸塩等を例示することができる。アルカリ金属は、ホスト材料の重量の5%〜30%に相当する量で包接されることが好ましい。 In order to include the alkali metal in the host material, the powder of the host material can be mixed with an aqueous solution of a water-soluble alkali metal source, and the mixture can be dried and fired. Examples of the water-soluble alkali metal supply source include alkali metal carbonates. The alkali metal is preferably included in an amount corresponding to 5% to 30% of the weight of the host material.
さて、本発明では、アルカリ金属を包接したクラスレート化合物を700℃〜900℃の高温で焼成する。この高温での焼成は、0.5時間以上行うことができる。この焼成により、クラスレート化合物の有する優れたカーボン燃焼性、NOx吸蔵性が使用初期から十分に発揮されるとともに、アルカリ金属が水洗によっても除去されないように安定化される。この高温焼成により、アルカリ金属が支持体中のケイ素と反応し、別の安定な化合物となっているものと考えられる。 Now, in this invention, the clathrate compound which included the alkali metal is baked at the high temperature of 700 to 900 degreeC. The baking at this high temperature can be performed for 0.5 hour or more. By this firing, the excellent carbon combustibility and NOx occlusion property of the clathrate compound are sufficiently exhibited from the beginning of use, and the alkali metal is stabilized so as not to be removed by washing with water. By this high-temperature firing, it is considered that the alkali metal reacts with silicon in the support to form another stable compound.
高温での焼成は、いくつかの手法により行うことができる。第1の手法は、支持体表面にクラスレート化合物を含む触媒層を塗布する前に、クラスレート化合物を予め上記高温で焼成するものである。 Firing at a high temperature can be performed by several methods. In the first technique, the clathrate compound is calcined in advance at the above-mentioned high temperature before the catalyst layer containing the clathrate compound is applied to the support surface.
第2の手法は、高温焼成前のクラスレート化合物を、支持体表面に触媒層として塗布した後、その支持体全体を上記高温に供するものである。 In the second method, the clathrate compound before high-temperature firing is applied as a catalyst layer to the surface of the support, and then the entire support is subjected to the above high temperature.
いずれの場合にも、クラスレート化合物は、適量のバインダ(例えばアルミナゾル)とともに水に分散させて水性スラリーを調製し、これを支持体に塗布する。しかる後、スラリーを塗布した支持体を乾燥する。いうまでもなく、クラスレート化合物が予め上記高温で焼成されていない場合には、乾燥後に上記高温での焼成を行う。 In any case, the clathrate compound is dispersed in water together with an appropriate amount of binder (for example, alumina sol) to prepare an aqueous slurry, which is applied to a support. Thereafter, the support coated with the slurry is dried. Needless to say, when the clathrate compound has not been previously calcined at the high temperature, the calcining is performed at the high temperature after drying.
いずれの場合にも、高温焼成は、本発明の排ガス浄化触媒を製造する過程で初めて行う工程であり、この高温焼成前には、本発明のクラスレート化合物は高温(700℃以上)に供されものではない。すなわち、本発明の排ガス浄化触媒は、この高温焼成を経た後、初めて製品として提供され、初めて使用に供されるものである。 In any case, high-temperature calcination is the first step in the process of producing the exhaust gas purification catalyst of the present invention. Before this high-temperature calcination, the clathrate compound of the present invention is subjected to a high temperature (700 ° C. or higher). It is not a thing. That is, the exhaust gas purifying catalyst of the present invention is provided as a product for the first time after being subjected to this high-temperature firing, and is used for the first time.
本発明において、DPF触媒層は、本発明のクラスレート化合物に加えて、白金等の貴金属を含む三元触媒を含有ことができる。その場合、上記水性スラリー中に、アルミナ等の多孔質担体に貴金属を担持させてなる三元触媒を添加し、得られた水性スラリーを上記と同様に処理することができる。 In the present invention, the DPF catalyst layer can contain a three-way catalyst containing a noble metal such as platinum in addition to the clathrate compound of the present invention. In that case, a three-way catalyst in which a noble metal is supported on a porous carrier such as alumina is added to the aqueous slurry, and the resulting aqueous slurry can be treated in the same manner as described above.
また、吸蔵型リーンNOx触媒における触媒層は、本発明のクラスレート化合物に加えて、バリウム等のアルカリ土類金属を含有することができる。 Further, the catalyst layer in the occlusion type lean NOx catalyst can contain an alkaline earth metal such as barium in addition to the clathrate compound of the present invention.
本発明のクラスレート化合物において、カリウム等のアルカリ金属がカチオン交換点においてアルカリ金属イオンとして例えばソーダライトのディンプル状の孔に捕捉され、支持体(例えば、コーディエライト、SiC)への移動が防止され、支持体の劣化が抑制されるとともにアルカリ金属の飛散が防止される。 In the clathrate compound of the present invention, an alkali metal such as potassium is captured as an alkali metal ion at the cation exchange point, for example, in a dimple-like hole of sodalite, and is prevented from moving to a support (eg, cordierite, SiC). As a result, deterioration of the support is suppressed and scattering of alkali metal is prevented.
そして、アルカリ金属がソーダライトのディンプル状の孔に捕捉されるということは、ソーダライトのほぼ表面上にカリウムが捕捉されることを意味し、PMを燃焼除去させる場合にあっては、反応性の高いアルカリ金属が良好にPMに作用し、触媒担持型DPFの温度が比較的低温であっても触媒担持型DPFに捕捉したPMを良好に燃焼させることが可能となる。これより、PMを燃焼させるには触媒担持型DPFを高温にすべくDPFに燃料等を供給して燃焼させる必要があるところ、当該燃料消費量を低減することができ、無駄な燃料消費を抑えることができる。また、吸蔵型リーンNOx触媒にあっては、アルカリ金属がソーダライトのほぼ表面上に捕捉されるので、排ガス中のNOxがNOx吸蔵剤であるアルカリ金属に、温度に依らず常に良好に吸着して吸蔵型NOx触媒に吸蔵され、NOx浄化性能が高く維持される。 The fact that the alkali metal is trapped in the dimple-shaped holes of sodalite means that potassium is trapped on almost the surface of the sodalite, and in the case where PM is burned and removed, it is reactive. Alkaline metal having a high value acts on PM well, and even if the temperature of the catalyst-carrying DPF is relatively low, the PM trapped in the catalyst-carrying DPF can be burned well. As a result, in order to burn PM, it is necessary to supply fuel to the DPF and burn it so that the catalyst-supported DPF has a high temperature, so that the fuel consumption can be reduced and wasteful fuel consumption can be suppressed. be able to. In addition, in the occlusion type lean NOx catalyst, since alkali metal is trapped on almost the surface of sodalite, NOx in the exhaust gas is always adsorbed satisfactorily by the alkali metal that is the NOx occlusion agent regardless of the temperature. Thus, the NOx purification performance is maintained high by being stored in the NOx storage catalyst.
このような優れた性能を有するクラスレート化合物を本発明により高温で焼成することにより、その性能を初期から十分に発揮させることができる。 By firing the clathrate compound having such excellent performance at a high temperature according to the present invention, the performance can be sufficiently exhibited from the beginning.
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to them.
例1〜3
ソーダライトの原料として、ケイ酸ナトリウム(Si源)と、水酸化アルミニウム(Al源)と、水酸化ナトリウム(Na源)と、水を用い、これら原料をSiO2/0.5AlO2/10Na2O/41H2Oの化学組成を提供する割合で混合した。この混合物を、攪拌することなく、100℃で24時間水熱処理し、ろ過・乾燥してソーダライトを得、粉砕した。
Examples 1-3
As raw materials for sodalite, sodium silicate (Si source), aluminum hydroxide (Al source), sodium hydroxide (Na source), and water are used, and these raw materials are used as SiO 2 /0.5AlO 2 / 10Na 2. Mixing in proportions to provide a chemical composition of O / 41H 2 O. This mixture was hydrothermally treated at 100 ° C. for 24 hours without stirring, filtered and dried to obtain sodalite and pulverized.
得られたソーダライト粉末を、種々の濃度の炭酸カリウムの水溶液とともに80℃で24時間攪拌し、乾燥して、カリウムをソーダライトの重量の1重量%の割合で包接したソーダライト粉末を得た。 The obtained sodalite powder was stirred with aqueous solutions of various concentrations of potassium carbonate at 80 ° C. for 24 hours and dried to obtain a sodalite powder containing potassium in a proportion of 1% by weight of the sodalite. It was.
こうして得たカリウム包接ソーダライト粉末を、700℃(例1)または800℃(例2)で5時間焼成した。この焼成後のカリウム包接ソーダライト粉末に、カーボンブラック粉末(三菱化学社製;グレード#2600;平均粒子径13nm;揮発分1.8重量%)を1重量%混合して、試料を調製した。この試料のカーボン燃焼温度を測定するために、熱重量−質量分析(TG−MS)装置を用い、昇温速度10K/分で室温から700℃まで昇温しながらカーボンブラックの燃焼生成物としてm/e=44の二酸化炭素の発生量を観察した。また、カリウム包接ソーダライトの代わりに、二酸化ケイ素(SiO2)を同量用いて同様の試料を調製(例3)し、同様に二酸化炭素の発生量を観察した。 The potassium clathrate sodalite powder thus obtained was calcined at 700 ° C. (Example 1) or 800 ° C. (Example 2) for 5 hours. A sample was prepared by mixing 1 wt% of carbon black powder (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; grade # 2600; average particle size 13 nm; volatile content 1.8 wt%) with this potassium clad sodalite powder after firing. . In order to measure the carbon combustion temperature of this sample, a thermogravimetric-mass spectrometry (TG-MS) apparatus was used, and m as a combustion product of carbon black while raising the temperature from room temperature to 700 ° C. at a rate of temperature increase of 10 K / min. The amount of carbon dioxide generated at / e = 44 was observed. Further, instead of potassium clathrate sodalite, a similar sample was prepared using the same amount of silicon dioxide (SiO 2 ) (Example 3), and the amount of carbon dioxide generated was similarly observed.
結果を図1に示す。図1において、線aは、例1の試料の結果を、線bは、例2の試料の結果を、線cは、例3の試料の結果をそれぞれ示す。 The results are shown in FIG. In FIG. 1, the line a shows the result of the sample of Example 1, the line b shows the result of the sample of Example 2, and the line c shows the result of the sample of Example 3.
図1に示す結果から、カリウム包接ソーダライトを用いた試料(例1、2)は、二酸化ケイ素を用いた試料よりもカーボン燃焼特性が大幅に向上していることがわかる。そして、カリウム包接ソーダライトを800℃の高温で焼成した試料(例2)は、カリウム包接ソーダライトを700℃で焼成した試料(例1)よりも、カーボン燃焼特性が有意に向上し、初期性能に優れていることがわかる。 From the results shown in FIG. 1, it can be seen that the samples (Examples 1 and 2) using potassium clathrate sodalite have significantly improved carbon combustion characteristics than the samples using silicon dioxide. And the sample (Example 2) which baked potassium clathrate sodalite at a high temperature of 800 ° C. has significantly improved carbon combustion characteristics than the sample (Example 1) baked potassium clathrate sodalite at 700 ° C., It can be seen that the initial performance is excellent.
例4〜13
先ず、下記表1に示すSi源、Al源およびNa源を用い、これら原料をSiO2/0.5AlO2/10Na2O/41H2Oの化学組成を提供する割合で混合した。この混合物を、攪拌することなく、100℃で24時間水熱処理し、ろ過・乾燥してソーダライトを得、これを下記表1に示す種々の粒子サイズの粉体に調製した。
Examples 4-13
First, Si source, Al source and Na source shown in Table 1 below were used, and these raw materials were mixed at a ratio providing a chemical composition of SiO 2 /0.5AlO 2 / 10Na 2 O / 41H 2 O. This mixture was hydrothermally treated at 100 ° C. for 24 hours without stirring, filtered and dried to obtain sodalite, which was prepared into powders having various particle sizes shown in Table 1 below.
得られたソーダライト粉末を、種々の濃度の炭酸カリウムの水溶液とともに80℃で24時間攪拌し、乾燥して、下記表1に示す割合でカリウムを包接したソーダライト(クラスレート化合物)を得た。 The obtained sodalite powder was stirred with aqueous solutions of potassium carbonate of various concentrations at 80 ° C. for 24 hours and dried to obtain sodalite (clathrate compound) containing potassium in the proportions shown in Table 1 below. It was.
こうして得たカリウム包接ソーダライト粉末に対し、下記表1に示す温度で5時間の焼成を下記表1に示す回数繰り返した。この焼成後のカリウム包接ソーダライト粉末に、例1〜3で用いたカーボンブラック粉末を1重量%混合して、試料を調製した。この試料のカーボン燃焼温度を測定するために、熱重量−質量分析(TG−MS)装置を用い、昇温速度10K/分で室温から700℃まで昇温しながらカーボンブラックの燃焼生成物としてm/e=44の二酸化炭素の発生量を観察し、カーボンブラックの燃焼開始温度(Tig)を調べた。下記表1に併記する。下記表1には、カーボン自体の燃焼開始温度(520℃)から各試料におけるカーボン燃焼開始温度を差し引いた値(−ΔTig)も掲げた。
表1に示す結果から、例6〜例13の試料は、初期性能が優れていることがわかる。 From the results shown in Table 1, it can be seen that the samples of Examples 6 to 13 have excellent initial performance.
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