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JPH04250848A - ディーゼルパティキュレート低減用触媒 - Google Patents

ディーゼルパティキュレート低減用触媒

Info

Publication number
JPH04250848A
JPH04250848A JP2408356A JP40835690A JPH04250848A JP H04250848 A JPH04250848 A JP H04250848A JP 2408356 A JP2408356 A JP 2408356A JP 40835690 A JP40835690 A JP 40835690A JP H04250848 A JPH04250848 A JP H04250848A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
tio2
support layer
carrier base
oxidation
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2408356A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukari Ito
伊藤 ゆかり
Yoshitsugu Ogura
義次 小倉
Yukimura Yamada
山田 幸村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cataler Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Cataler Industrial Co Ltd
Toyota Motor Corp
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 Cataler Industrial Co Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Cataler Industrial Co Ltd
Priority to JP2408356A priority Critical patent/JPH04250848A/ja
Publication of JPH04250848A publication Critical patent/JPH04250848A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジン(
以下DEという)の排気ガス中に含まれるディーゼルパ
ティキュレートを低減する触媒に関する。
【0002】
【従来の技術】ガソリンエンジンについては、排気ガス
の厳しい規制とそれに対処できる技術の進歩により、排
気ガス中の有害物質は確実に減少している。しかしDE
については、有害成分が主としてパティキュレートとし
て排出されるという特異な事情から、規制も技術の開発
もガソリンエンジンに比べて遅れており、確実に浄化で
きる排気ガス浄化装置の開発が望まれている。
【0003】現在までに開発されているDE排気ガス浄
化装置としては、大きく分けてトラップを用いる方法(
触媒無しと触媒付き)と、オープン型SOF分解触媒と
が知られている。このうちトラップを用いる方法は、デ
ィーゼルパティキュレートをトラップして排出を規制す
るものであり、特にドライスーツの比率の高い排気ガス
に有効である。しかしながら再生処理装置が必要となり
、再生時の触媒構造体の割れ、アッシュによる閉塞ある
いはシステムが複雑になるなど、実用上多くの課題を残
している。
【0004】一方オープン型SOF分解触媒は、例えば
特開平1−171626号公報に示されるように、ガソ
リンエンジンと同様に白金族金属などの酸化触媒を担持
した触媒が利用され、COやHCとともにディーゼルパ
ティキュレート中のSOF(Soluble Orga
nic Fraction)を酸化分解して浄化してい
る。このオープン型SOF分解触媒は、ドライスーツの
除去率が低いという欠点があるが、ドライスーツの量は
DEや燃料自体の改良によって低減することが可能であ
り、かつ再生処理装置が不要という大きなメリットがあ
るため、今後の一段の技術の向上が期待されている。
【0005】ところでオープン型SOF分解触媒では、
酸化触媒はDE排気ガス中に多量に含まれる硫黄の被毒
を受けて触媒活性が低下することが知られている。すな
わち、燃料中の硫黄から生成するSO2 が触媒担持層
のアルミナと反応して硫酸アルミニウム(Al2 (S
O4 )3)が形成され、これが酸化触媒を覆うために
触媒活性が低下する。そこでボイラーなどの排気ガス処
理分野では、耐硫黄被毒性に優れたチタニア(TiO2
 )を触媒担持層としPt、Vなどの酸化触媒を担持し
た触媒が開発され、実用に供されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところがTiO2 を
用いた触媒では、高温雰囲気にさらされるとTiO2 
の粒子どうしのシンタリングが生じるとともに、アナタ
ーゼ型からルチル型への相変化が生じる。これにより表
面積が低下し細孔の閉塞や酸化触媒の粒成長が生じて、
酸化性能が低下するという不具合があった。すなわち高
温使用時の耐久性が充分とはいえなかった。
【0007】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、TiO2 のシンタリングが防止された触
媒とすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のディーゼルパティキュレート低減用触媒は、担体基
材と、TiO2 を主体としY、Zr、Ba、W、Si
及びLaから選ばれる少なくとも1種の元素の酸化物を
含み担体基材表面に形成された触媒担持層と、触媒担持
層に担持された酸化触媒と、からなることを特徴とする
【0009】担体基材は従来のガソリンエンジンに用い
られている排気ガス浄化触媒の担体基材と同様のもので
あり、モノリス担体基材、フォームフィルタ、ハニカム
フィルタ、ペレットなどが用いられる。その材質はコー
ジェライトなどのセラミックス、あるいは金属から選ば
れる。本発明の特色をなす触媒担持層は、TiO2 を
主体とし、Y、Zr、Ba、W、Si及びLaから選ば
れる少なくとも1種の元素の酸化物を含んでいる。Ti
O2 は活性アルミナに比べてSO2 を吸着しにくい
ので、SO2 の酸化反応によるSO3 の生成が防止
される。また活性アルミナを用いないので、硫酸アルミ
ニウムによる酸化触媒金属の被覆も生じない。そしてY
、Zr、Ba、W、Si及びLaから選ばれる少なくと
も1種の元素の酸化物が、TiO2 のシンタリングを
防止するとともに、アナターゼからルチルへの相変化も
防止する。なお、これらの元素の酸化物の含有量の総量
は、触媒担持層全体を100重量%とした場合に、5〜
50重量%の範囲が好ましい。5重量%より少ないとT
iO2 のシンタリング防止効果が発現せず、50重量
%より多くなっても効果が飽和する。  この触媒担持
層に担持される酸化触媒としては、SOF、HC、CO
の酸化反応に寄与するものであり、Pt、Rh、Pdな
ど従来と同様のものを一種もしくは複数種類用いること
ができる。酸化触媒の担持量は、担体基材容積1リット
ル当たり0.05〜2g程度が好ましい。
【0010】
【発明の作用及び効果】本発明の触媒では、TiO2 
を主体とする触媒担持層を用いているためSO3 の生
成が防止され、ディーゼルパティキュレートの排出量が
低減される。また、触媒担持層に含まれるY、Zr、B
a、W、Si及びLaから選ばれる少なくとも1種の元
素の酸化物により、その機構は不明であるが触媒担持層
の基材であるTiO2 のシンタリングが防止される。 またTiO2 のアナターゼからルチルへの相変化も防
止される。
【0011】したがって本発明のディーゼルパティキュ
レート低減用触媒によれば、ディーゼルパティキュレー
トの排出量が確実に低減されるとともに、800℃程度
の高温下においても触媒担持層の比表面積の減少が防止
でき、高い酸化活性を維持できるので、低温域から高温
域までHC、CO、SOFの浄化率に優れ耐久性も向上
する。
【0012】
【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。 (実施例1)図1に本実施例のディーゼルパティキュレ
ート低減用触媒の要部拡大断面図を示す。この触媒は、
コージェライト質モノリス担体基材1と、担体基材1表
面に形成された触媒担持層2と、触媒担持層2に担持さ
れた酸化触媒3とから構成されている。触媒担持層2は
TiO2 を主体とし、触媒1リットル当たり75g形
成されている。この触媒担持層2には、触媒1リットル
当たり0.1molの酸化イットリウム20が含まれて
いる。また酸化触媒3はPtから構成され、触媒1リッ
トル当たり1g担持されている。
【0013】この触媒は以下のようにして製造された。 すなわち、容積1.7リットルのコージェライト質モノ
リス担体基材1を用意し、TiO2 粉末、チタニアゾ
ル、蒸留水からなるスラリーを用いて、担体基材1表面
にTiO2 層を形成した。そして120℃で2時間乾
燥後、700℃で2時間焼成した。次に0.07mol
/lの硝酸イットリウム水溶液に約1分浸漬し、引き上
げて余分な液滴を吹き払って乾燥させ300℃で2時間
焼成した。これにより酸化イットリウム20を含む触媒
担持層2が形成された。
【0014】次に1g/lのジニトロジアンミン白金溶
液に1時間浸漬し、引き上げて余分な液滴を吹き払い、
120℃で2時間乾燥した後550℃で1時間焼成して
、Ptよりなる酸化触媒3を担持した。 (実施例2)本実施例のディーゼルパティキュレート低
減用触媒は、触媒担持層2に酸化イットリウムの代わり
に0.1mol/lの酸化ジルコニウムを含むこと以外
は実施例1と同様の構成である。浸漬する溶液には硝酸
ジルコニウム溶液を用いた。 (実施例3)本実施例のディーゼルパティキュレート低
減用触媒は、触媒担持層2に酸化イットリウムの代わり
に0.1mol/lの酸化バリウムを含むこと以外は実
施例1と同様の構成である。浸漬する溶液には硝酸バリ
ウム溶液を用いた。 (実施例4)本実施例のディーゼルパティキュレート低
減用触媒は、触媒担持層2に酸化イットリウムの代わり
に0.1mol/lの酸化タングステンを含むこと以外
は実施例1と同様の構成である。浸漬する溶液にはタン
グステン酸ナトリウム溶液を用いた。 (実施例5)本実施例のディーゼルパティキュレート低
減用触媒は、触媒担持層2に酸化イットリウムの代わり
に0.1mol/lの酸化ケイ素を含むこと、及びPt
の代わりにPdを1g/l担持したこと以外は実施例1
と同様の構成である。本実施例では、実施例1に用いた
スラリー1000gにさらにSiO2粉末50gを混合
したスラリーを用い、実施例1と同様に担体基材に触媒
担持層を形成した。そして硝酸パラジウム溶液に浸漬し
、実施例1と同様にしてPdを担持させた。 (実施例6)本実施例のディーゼルパティキュレート低
減用触媒は、触媒担持層2に酸化ケイ素の代わりに0.
1mol/lの酸化ランタンを含むこと、及びPtの代
わりにPdを1g/l担持したこと以外は実施例1と同
様の構成である。本実施例では、実施例1に用いたスラ
リー1000gにさらにLa2 O2 粉末25gを混
合したスラリーを用い、実施例1と同様に担体基材に触
媒担持層を形成した。そして硝酸パラジウム溶液に浸漬
し、実施例1と同様にしてPdを担持させた。 (実施例7)本実施例のディーゼルパティキュレート低
減用触媒は、触媒担持層2に0.1mol/lの酸化イ
ットリウムと、0.1mol/lの酸化ジルコニウムを
含むこと以外は実施例1と同様の構成である。浸漬する
溶液に硝酸イットリウムと硝酸ジルコニウムの混合水溶
液を用いたこと以外は、実施例1と同様に製造された。 (比較例)触媒担持層2がTiO2 のみから形成され
ていること以外は実施例1と同様の構成である。 〔試験例〕上記の触媒をそれぞれ排気量2400ccの
渦流室式DEの排気系に取り付け、HCの浄化率を測定
した。測定条件は、2000rpm ×6kg・f ・
m −入ガス温度300℃、2000rpm ×10k
g・f ・m −入ガス温度400℃の2条件で行い、
使用初期と、使用初期の評価を終えた後電気炉にて大気
中800℃で3時間加熱する熱処理を行った耐久後のそ
れぞれについて浄化率を測定した。結果を表1に示す。
【0015】
【表1】   比較例の触媒のHC浄化特性は、使用初期には良好
であるが耐久後の性能低下が著しい。これに対し実施例
の触媒では、耐久後においても初期とほぼ同等の浄化性
能を有している。これは触媒担持層にY、Zr、Ba、
W、Si、Laから選ばれる元素の酸化物を含んでいる
効果であることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のディーゼルパティキュレー
ト低減用触媒の模式的要部拡大断面図である。
【符号の説明】
1  担体基材 2  触媒担持層 3  酸化触媒(Pt) 20  酸化イットリウム

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  担体基材と、TiO2 を主体としY
    、Zr、Ba、W、Si及びLaから選ばれる少なくと
    も1種の元素の酸化物を含み該担体基材表面に形成され
    た触媒担持層と、該触媒担持層に担持された酸化触媒と
    、からなることを特徴とするディーゼルパティキュレー
    ト低減用触媒。
JP2408356A 1990-12-27 1990-12-27 ディーゼルパティキュレート低減用触媒 Pending JPH04250848A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04250851A (ja) * 1991-01-07 1992-09-07 Nippon Shokubai Co Ltd ディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒
JP2009262132A (ja) * 2008-03-27 2009-11-12 Osaka Gas Co Ltd 排ガス浄化用触媒および排ガス浄化方法

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JPS62106843A (ja) * 1985-11-01 1987-05-18 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd 排ガス浄化用触媒の製法
JPS62129146A (ja) * 1985-11-28 1987-06-11 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd 排ガス浄化用触媒およびその製法
JPH0275342A (ja) * 1988-09-13 1990-03-15 Cataler Kogyo Kk カーボン微粒子燃焼用触媒

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