JPH05115790A - Material for cleaning exhaust gas and method for cleaning exhaust gas - Google Patents
Material for cleaning exhaust gas and method for cleaning exhaust gasInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は排ガス浄化材及びこの排
ガス浄化材を使用した排ガス浄化方法に関し、更に詳し
くは、ディーゼルエンジン等の排ガス中の窒素酸化物
(以下NOx と呼ぶ)と微粒子状炭素物質(以下パティキ
ュレートと呼ぶ)などの有害成分を同時に除去すること
ができる排ガス浄化材、及びその排ガス浄化材を使用し
た排ガス浄化方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying material and an exhaust gas purifying method using the exhaust gas purifying material. More specifically, nitrogen oxide (hereinafter referred to as NOx) and particulate carbon in exhaust gas of a diesel engine or the like are used. The present invention relates to an exhaust gas purification material capable of simultaneously removing harmful components such as substances (hereinafter referred to as particulates), and an exhaust gas purification method using the exhaust gas purification material.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
ディーゼルエンジン等から排出される排ガス中のパティ
キュレートやNOX 等が環境衛生上有害なものとして問題
化している。特に、パティキュレートは、平均粒径が0.
1 〜1μmで大気中に浮遊しやすいため、呼吸により人
体内に取り込まれやすく、また最近の臨床試験結果で
は、発ガン性物質をも含んでいることが確認されてい
る。2. Description of the Related Art In recent years,
Particulates, NO X, etc. in the exhaust gas emitted from diesel engines are becoming a problem as environmentally harmful. In particular, particulates have an average particle size of 0.
Since it is easily suspended in the air at 1 to 1 μm, it is easily taken into the human body by respiration, and recent clinical test results confirm that it also contains a carcinogen.
【0003】パティキュレートの除去方法としては、大
別して以下の2つの方法が検討されている。その一つ
は、耐熱性フィルタを用いて排ガスを濾過することによ
りパティキュレートを捕捉し、これによる圧力損失が上
昇したらバーナ、電気ヒータ等によって、捕捉したパテ
ィキュレートを燃焼せしめてフィルタを再生する方法で
ある。用いられる耐熱フィルタとしては、ハニカム型セ
ラミックフィルタ、三次元網目構造を持つフォーム型セ
ラミックフィルタ、スチールウール、ワイヤメッシュ等
がある。他の一つは、上述したようなフィルタに担持し
た触媒の作用で、パティキュレートの濾過操作とともに
これを自己燃焼させる方法である。As a method of removing particulates, the following two methods are roughly studied. One of them is a method to capture particulates by filtering the exhaust gas using a heat resistant filter, and burn the captured particulates with a burner, an electric heater, etc. to regenerate the filter if the pressure loss due to this is increased. Is. Examples of heat-resistant filters used include honeycomb-type ceramic filters, foam-type ceramic filters having a three-dimensional mesh structure, steel wool, and wire mesh. The other is a method in which the catalyst carried on the filter as described above acts to self-burn the particulates together with the filtering operation of the particulates.
【0004】前者の場合、パティキュレートの除去効果
を高めれば高めるほど圧力損失の上昇が速く、再生頻度
も多くなり、再生に高い信頼性が要求され、しかも経済
的にも不利になると考えられる。これに対して、後者の
方法は、ディーゼルエンジンの排気ガスの排出条件(ガ
ス組成及び温度)において触媒活性を保持しうる触媒が
あれば、はるかに優れた方法と考えられる。In the former case, the higher the effect of removing particulates, the faster the pressure loss rises, the more frequently regeneration is required, the higher the reliability of regeneration required, and the more economically disadvantageous. On the other hand, the latter method is considered to be a far superior method if there is a catalyst that can retain the catalytic activity under the exhaust gas emission conditions (gas composition and temperature) of the diesel engine.
【0005】しかしながら、ディーゼルエンジンは燃料
として軽油を用いるため、排ガス中にSO2 を多く含み、
また、ディーゼルエンジンの運転状況によって、排ガス
中の酸素濃度が5〜15%の広範囲に変化する。貴金属系
や卑金属系の酸化触媒付フィルタを用いて、パティキュ
レートを低温着火する方法が提案されているが、酸素濃
度が高い排ガス条件下で、パティキュレートを良好に着
火燃焼し、しかも二次公害を起こさない排ガス浄化フィ
ルタの再生方法はまだ確立されていない。However, since the diesel engine uses light oil as a fuel, exhaust gas contains a large amount of SO 2 .
Further, the oxygen concentration in the exhaust gas changes in a wide range of 5 to 15% depending on the operating condition of the diesel engine. A method of igniting particulates at low temperature using a filter with a precious metal or base metal oxidation catalyst has been proposed, but the particulates satisfactorily ignite and burn under exhaust gas conditions with high oxygen concentration, and secondary pollution A method of regenerating an exhaust gas purification filter that does not cause the above has not yet been established.
【0006】一方、排ガス中のNOx を除去する方法とし
ては、たとえばガソリンエンジン等の排ガスについては
いわゆる3元触媒が用いられており、NOx を無害なN2
に還元する方法が採られている。しかしながら、一般
に、酸素濃度が高い雰囲気下ではNOx の還元反応が進行
しにくく、そのため、ディーゼルエンジン等から排出さ
れる酸素濃度の高い排ガス中のNOx を還元除去するに
は、この3元触媒を用いた方法では不十分と言える。On the other hand, as a method for removing NOx in exhaust gas, a so-called three-way catalyst is used for exhaust gas of, for example, a gasoline engine, and NOx is harmless N 2
The method of reducing to is adopted. However, in general, the NOx reduction reaction does not readily proceed in an atmosphere with a high oxygen concentration, so this three-way catalyst is used to reduce and remove NOx in exhaust gas with a high oxygen concentration discharged from diesel engines and the like. It can be said that the existing method is insufficient.
【0007】このような状況下で、最近、ガス状や液状
の炭化水素、軽油、アルコール等の添加によりNOx を除
去する方法が提案する方法が提案されている(SAE Pape
r 900496 (1990) 、特開昭63−100919号等) 。しかしな
がら、排ガス中のパティキュレートとNOx を同時に効率
的に除去できる方法は得られていない。Under such circumstances, recently, a method proposed to remove NOx by adding gaseous or liquid hydrocarbons, light oil, alcohol, etc. has been proposed (SAE Pape
r 900496 (1990), JP-A-63-100919, etc.). However, a method that can efficiently remove particulates and NOx in exhaust gas at the same time has not been obtained.
【0008】たとえば、特開平3-47589号は、耐熱多孔
性フィルタに、(a) アルカリ金属と、(b) 周期表のIB
族、IIB族、VA族、VIA族、VII A族、白金族元素を
除いたVIII族の遷移金属及びSnからなる群から選ばれた
1種又は2種以上の元素と(c) 希土類元素からなる触媒
を担持した排ガス浄化材を開示している。この排ガス浄
化材を用いた方法では、排ガス中のパティキュレートを
還元剤として作用させてNOx を還元除去し、排ガス中の
パティキュレートとNOx を同時に除去することができる
が、必ずしも充分に効率的であるとは言い難い。For example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-47589 discloses a heat-resistant porous filter having (a) an alkali metal and (b) an IB of the periodic table.
From one or more elements selected from the group consisting of Group VIII, IIB, VA, VIA, VIIA, VIII transition metals excluding platinum group elements and Sn and (c) rare earth elements The exhaust gas purifying material carrying the following catalyst is disclosed. In the method using this exhaust gas purification material, the particulates in the exhaust gas act as a reducing agent to reduce and remove NOx, and the particulates and NOx in the exhaust gas can be removed at the same time, but it is not always sufficiently efficient. It's hard to say.
【0009】従って本発明の目的は、酸素濃度が高く、
パティキュレート、炭化水素(以下HCと呼ぶ)、NOx
が混在するような排ガス中に対して有効に作用し、パテ
ィキュレートとNOx とを効率良く除去し、またHCやCO
を良好に除去することができる排ガス浄化材及び排ガス
浄化方法を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to have a high oxygen concentration,
Particulates, hydrocarbons (hereinafter referred to as HC), NOx
It effectively acts on the exhaust gas containing a mixture of particles, efficiently removes particulates and NOx, and reduces HC and CO.
It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying material and an exhaust gas purifying method capable of satisfactorily removing carbon dioxide.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、パティキ
ュレートと、HCと、NOx とが混在する組成の排ガスの
浄化について鋭意研究の結果、入口側に、HCを還元剤
としてNOx を還元除去する浄化材部材を用いるととも
に、出口側に、パティキュレート、HC及びCOを酸化除
去する浄化材部材とを用いれば、すなわち異なる機能を
有する二種の浄化材部材を組み合わせれば、良好な排ガ
ス浄化性能が得られることを発見し、本発明を完成し
た。Means for Solving the Problems As a result of earnest research on purification of exhaust gas having a composition in which particulates, HC, and NOx coexist, the inventors of the present invention reduce NOx using HC as a reducing agent on the inlet side. If a purifying material member for removal and a purifying material member for oxidizing particulates, HC and CO are used on the outlet side, that is, if two kinds of purifying material members having different functions are combined, good exhaust gas is obtained. The present invention has been completed by discovering that purification performance can be obtained.
【0011】すなわち、本発明の排ガス浄化材は、主と
して多孔性セラミックスからなる第一の浄化材部材を入
口側に設置し、耐熱多孔性フィルタ上に触媒を担持して
なる第二の浄化材部材を出口側に設置してなる排ガス浄
化材であって、前記触媒が(a) アルカリ金属元素の1種
又は2種以上と、(b) Cu、Co、Mn、Mo及びVからなる群
から選ばれた元素の1種又は2種以上と、(c) 希土類元
素の1種又は2種以上とからなることを特徴とする。That is, in the exhaust gas purifying material of the present invention, the first purifying material member mainly made of porous ceramics is installed on the inlet side, and the second purifying material member is formed by supporting the catalyst on the heat resistant porous filter. An exhaust gas purifying agent, which is installed on the outlet side, wherein the catalyst is selected from the group consisting of (a) one or more alkali metal elements and (b) Cu, Co, Mn, Mo and V. 1 or 2 or more of the selected elements and (c) 1 or 2 or more of the rare earth elements.
【0012】また本発明の排ガス浄化方法は、前記排ガ
ス浄化材を用いて排気ガスを浄化する方法であって、前
記第一の浄化材部材内で、主として排ガス中の炭化水素
を還元剤として作用させて窒素酸化物を還元するととも
に、前記第二の浄化材部材内で触媒により、主として排
ガス中のパティキュレートと残存炭化水素とCOとを酸化
することを特徴とする。The exhaust gas purifying method of the present invention is a method for purifying exhaust gas using the exhaust gas purifying material, wherein hydrocarbon in exhaust gas mainly acts as a reducing agent in the first purifying material member. In addition to reducing nitrogen oxides, the catalyst in the second purification material member mainly oxidizes particulates, residual hydrocarbons and CO in the exhaust gas.
【0013】さらに本発明の排ガス浄化方法は、第一の
浄化材部材の上流側で排ガス中に外部から炭化水素を導
入し、この導入した炭化水素を還元剤として作用させて
窒素酸化物を還元してもよい。Further, in the exhaust gas purification method of the present invention, hydrocarbons are externally introduced into the exhaust gas on the upstream side of the first purification material member, and the introduced hydrocarbons act as a reducing agent to reduce nitrogen oxides. You may.
【0014】以下、本発明を詳細に説明する。第一の浄
化材部材の多孔質のセラミックスとしては、酸素濃度が
高い雰囲気下でHCがNOx を還元するのに有効に作用す
るものを用いる。そのような多孔質のセラミックスとし
ては、γ−アルミナ及びその酸化物(γ−アルミナ−チ
タニア、γ−アルミナ−シリカ、γ−アルミナ−ジルコ
ニア等)、ジルコニア(第66回触媒討論会(A)、3L42
3(1990) を参照)、チタニア−ジルコニアなどの耐熱性
で、表面積が大きく、多孔質のセラミックスが挙げられ
る。また第一の浄化材部材としては、圧力損失が小さ
く、かつパティキュレート捕集性能が小さいことが好ま
しいため、このようなセラミックスを用いて、圧力損失
が小さい形状のハニカム型やフォーム型の成形体にした
り、又はペレット状や球状のものをケーシングに入れる
のが好ましい。The present invention will be described in detail below. As the porous ceramics of the first purifying material member, one that effectively acts to reduce NOx by HC in an atmosphere with a high oxygen concentration is used. Examples of such porous ceramics include γ-alumina and its oxides (γ-alumina-titania, γ-alumina-silica, γ-alumina-zirconia, etc.), zirconia (66th Catalytic Discussion Group (A), 3L42
3 (1990)), and heat-resistant, large surface area, porous ceramics such as titania-zirconia. Further, since it is preferable that the first purifying material member has a small pressure loss and a small particulate collection performance, such a ceramic is used to form a honeycomb-shaped or foam-shaped molded body having a shape with a small pressure loss. It is preferable to put the pellets or pellets in the casing.
【0015】また耐熱性、特に耐熱衝撃特性を高めるた
めに、上記の多孔質のセラミックスを、耐熱多孔性フィ
ルタにコートして用いるのが実用的である。Further, in order to improve heat resistance, particularly heat shock resistance, it is practical to coat the above-mentioned porous ceramics on a heat resistant porous filter before use.
【0016】第一の浄化材部材において、耐熱多孔性フ
ィルタ(以下第一のフィルタと呼ぶ)を用いる場合、そ
のようなフィルタの形成材料としては、コージェライ
ト、ムライト等のセラミックスが挙げられる。また、第
一のフィルタとしては、圧力損失が小さいことが好まし
いため、その形状は、ハニカム型やフォーム型のものを
使用するのが好ましい。また、第一のフィルタの形状と
大きさは、目的に応じて種々変更することができる。When a heat resistant porous filter (hereinafter referred to as a first filter) is used in the first purification material member, ceramics such as cordierite and mullite can be used as a material for forming such a filter. Further, since it is preferable that the first filter has a small pressure loss, it is preferable to use a honeycomb type or a foam type as its shape. Further, the shape and size of the first filter can be variously changed according to the purpose.
【0017】第一の浄化材部材において、フィルタを用
いる場合、多孔性セラミックスのコート量は、第一のフ
ィルタに対して8重量%以上、特に10〜15重量%とする
のが好ましい。When a filter is used in the first purifying material member, the coating amount of the porous ceramics is preferably 8% by weight or more, particularly 10 to 15% by weight, based on the first filter.
【0018】第二の浄化材部材の基材となるフィルタ
(以下第二のフィルタと呼ぶ)としては、多孔性で耐熱
性、特に耐熱衝撃特性の高いものを用いる。そのような
フィルタ形成材料としては、コージェライト、ムライ
ト、アルミナ及びその酸化物(アルミナ−チタニア、ア
ルミナ−シリカ、アルミナ−ジルコニア等)、ジルコニ
ア、チタニア−ジルコニア等のセラミックスが挙げられ
る。As the filter (hereinafter referred to as the second filter) which is the base material of the second purifying material member, a filter having porosity and high heat resistance, particularly high thermal shock resistance, is used. Examples of such a filter-forming material include cordierite, mullite, alumina and oxides thereof (alumina-titania, alumina-silica, alumina-zirconia, etc.), ceramics such as zirconia, titania-zirconia, and the like.
【0019】また、第二のフィルタとしては、圧力損失
が許容範囲内であり、かつパティキュレート捕集性能を
保有することが好ましいため、ハニカム型やフォーム型
のも用するのが好ましい。As the second filter, it is preferable to use a honeycomb type or a foam type because the pressure loss is within an allowable range and the particulate collection performance is retained.
【0020】上記の第二のフィルタに担持する触媒とし
ては、(a) アルカリ金属(Li 、Na、K 、Cs等)と、(b)
Cu、Co、Mn、Mo及びVから選ばれた元素の1種又は2種
以上と、(c) 希土類元素(Ce 、La、Nd、Sm等) とからな
るものを用いる。(a) アルカリ金属としては、特にナト
リウム、カリウム、及びセシウムのうちの少なくとも1
種を用いるのが好ましい。また、(c) 希土類金属として
は、セリウム、ランタン、ネオジウム等を用いるのが好
ましく、また、これらの希土類金属の混合物であるミッ
シュメタルを用いることもできる。The catalyst supported on the second filter is (a) an alkali metal (Li, Na, K, Cs, etc.), and (b)
An element consisting of one or more elements selected from Cu, Co, Mn, Mo and V and (c) a rare earth element (Ce, La, Nd, Sm, etc.) is used. (a) As the alkali metal, at least one of sodium, potassium and cesium is used.
It is preferred to use seeds. Further, as the rare earth metal (c), it is preferable to use cerium, lanthanum, neodymium, or the like, and it is also possible to use misch metal which is a mixture of these rare earth metals.
【0021】なお、本明細書において、触媒成分(a) 〜
(c) 及び後述の触媒成分(d) は金属元素として表示して
いるが、通常の浄化材の使用温度条件では触媒成分(a)
〜(d) は酸化物の状態で存在する。In the present specification, the catalyst components (a) to
Although (c) and the catalyst component (d) described below are shown as metallic elements, the catalyst component (a) is not available under normal operating temperature conditions for purification materials.
~ (D) exists in an oxide state.
【0022】上記の各触媒成分(a) 、(b) 及び(c) の配
合量は、それぞれの金属分に換算して、(a) が10〜50重
量部、(b) 30〜90重量部、(c) が10〜50重量部とするの
がよい。特に(b) としてCu、Co、Mn及びMoのうちの少な
くとも1種と、Vとを選択する場合には、V以外の金属
元素とV元素との比率を重量比で5/1〜1/15程度と
するのがよい。アルカリ金属が10重量部未満、又は50重
量部を超えると、パティキュレートの除去特性が低下す
る。また、(b) 成分が30重量部未満では、パティキュレ
ートの着火特性が低下し、一方90重量部を超えると複合
効果が弱まりパティキュレートの除去特性やパティキュ
レートとNOx の同時除去特性は低下する。さらに、Vを
選択するとき、V以外の金属元素とV元素との比率が5
/1を超す場合では耐硫黄特性が低下し、1/15未満で
はパティキュレートの除去特性、パティキュレートとNO
x の同時除去特性は低下する。また、(c) 成分が10重量
部未満、又は50重量部を超えるとパティキュレート除去
特性が低下する。好ましい組成範囲は、(a) が15〜30重
量部、(b) が40〜80重量部、(c) が15〜30重量部であ
る。The above-mentioned catalyst components (a), (b) and (c) are blended in amounts of 10 to 50 parts by weight of (a) and 30 to 90 parts by weight of (b) in terms of their respective metal components. Parts, (c) is preferably 10 to 50 parts by weight. In particular, when V is selected as at least one of Cu, Co, Mn, and Mo as (b), the ratio of the metal element other than V to the V element is 5/1 to 1 / by weight. It should be around 15. If the amount of the alkali metal is less than 10 parts by weight or more than 50 parts by weight, the particulate removal property deteriorates. Further, if the amount of the component (b) is less than 30 parts by weight, the ignition characteristics of particulates are deteriorated, whereas if it exceeds 90 parts by weight, the combined effect is weakened and the characteristics of removing particulates and the simultaneous removal characteristics of particulates and NOx are reduced. .. Furthermore, when V is selected, the ratio of the metal element other than V and the V element is 5
If it exceeds / 1, the sulfur resistance will deteriorate, and if it is less than 1/15, the removal characteristics of particulates, particulates and NO
The simultaneous removal property of x is deteriorated. Further, if the amount of the component (c) is less than 10 parts by weight or more than 50 parts by weight, the particulate removal property deteriorates. A preferable composition range is 15 to 30 parts by weight of (a), 40 to 80 parts by weight of (b), and 15 to 30 parts by weight of (c).
【0023】また、触媒の量((a) +(b) +(c) の合計
量) は、後述のセラミックからなる担体層を用いる場
合、それを基準(100重量%) として6重量%以上、特に
8〜200 重量%であるのが好ましい。触媒の担持量が担
体層に対して3重量%未満では触媒を担持した効果が顕
著ではなく、パティキュレート、Co及び残留炭化水素の
酸化特性は低下する。一方、200 重量%を超す触媒担持
量とするとフィルタへのコートが困難になることになる
ので上限を200 重量%とする。Further, the amount of the catalyst (total amount of (a) + (b) + (c)) is 6% by weight or more based on the standard (100% by weight) when a carrier layer made of ceramics described later is used. It is particularly preferably 8 to 200% by weight. If the supported amount of the catalyst is less than 3% by weight with respect to the carrier layer, the effect of supporting the catalyst is not remarkable, and the oxidation characteristics of particulates, Co and residual hydrocarbons deteriorate. On the other hand, if the amount of catalyst supported exceeds 200% by weight, it becomes difficult to coat the filter, so the upper limit is set to 200% by weight.
【0024】触媒の酸化特性をさらに高めるために、上
述の触媒成分(a) 、(b) 及び(c) の他に酸化能の高い白
金族元素を含む触媒成分(d) を用いることが好ましい。
この触媒成分(d) は、Pt、PdまたはRhであってもよい
し、PtとPdの混合触媒、PtとRhの混合触媒、PdとRhの混
合触媒、さらにはPt、Pd及びRhの混合触媒としても良
い。また上記の白金族系の触媒の他に、さらにAu及び/
又はAgを含有することもできる。このように白金族元素
を含む触媒にさらにAu及び/又はAgを加えることにより
浄化特性をさらに向上させることができる。In order to further enhance the oxidation characteristics of the catalyst, it is preferable to use a catalyst component (d) containing a platinum group element having high oxidizing ability in addition to the above catalyst components (a), (b) and (c). ..
The catalyst component (d) may be Pt, Pd or Rh, or a mixed catalyst of Pt and Pd, a mixed catalyst of Pt and Rh, a mixed catalyst of Pd and Rh, and further a mixed catalyst of Pt, Pd and Rh. It may be used as a catalyst. In addition to the above platinum group-based catalyst, Au and / or
Alternatively, it may contain Ag. Thus, the purification characteristics can be further improved by further adding Au and / or Ag to the catalyst containing the platinum group element.
【0025】また、触媒成分(d) の量(合計量) は、後
述のセラミックからなる担体層を用いる場合、それを基
準(100重量%) として0.1 〜1重量%とするのが好まし
い。また、Au及び/又はAgを含有する場合、白金族元素
100 重量部当りAu及び/又はAgを50重量部以下、特に10
〜20重量部とするのが好ましい。The amount (total amount) of the catalyst component (d) is preferably 0.1 to 1% by weight based on this (100% by weight) when a carrier layer made of ceramics described below is used. When Au and / or Ag is contained, the platinum group element
50 parts by weight or less of Au and / or Ag per 100 parts by weight, especially 10
It is preferably about 20 parts by weight.
【0026】上述した第二の触媒の成分(a) 、(b) 及び
(c) と触媒成分(d) との二系統の触媒成分を第二のフィ
ルタに担持する方法として、単一の第二のフィルタを用
いて、第二のフィルタに触媒成分(a) 、(b) 及び(c) を
担持した後、重ねて触媒成分(d) を担持する方法を採用
してもよいが、二個のフィルタを用いて、二系統の触媒
成分を第二のフィルタ(その1)と、第二のフィルタ
(その2)とにそれぞれ担持した後、これらフィルタを
積層して第二の浄化材部材を形成する方法を用いること
もできる。The components (a), (b) and
(c) and the catalyst component (d) as a method of supporting two systems of catalyst components on the second filter, using a single second filter, the catalyst component (a), ( Although the method of carrying catalyst components (d) in a stacked manner after carrying b) and (c) may be adopted, two catalyst components of two systems are used for the second filter (that It is also possible to use a method in which the second purification material member is formed by laminating these filters on the first filter and the second filter (second), respectively.
【0027】また、触媒の担持面積を大きくするために
は、第二のフィルタより多孔性で表面積の大きいセラミ
ックスからなる担体層を介して、触媒を第二のフィルタ
に間接的に担持させるのが好ましい。Further, in order to increase the supported area of the catalyst, the catalyst is indirectly supported on the second filter through a carrier layer made of ceramics which is more porous and has a larger surface area than the second filter. preferable.
【0028】上述した触媒の第二のフィルタへの担持
は、第二のフィルタ上に、第二のフィルタより多孔性で
表面積の大きいセラミックスからなる担体層を形成した
後、この担体層に対して行う。担体層を形成する材料と
しては、上述した第一の浄化材部材の多孔性セラミック
スと同様のものを用いる。To carry the above-mentioned catalyst on the second filter, after forming a carrier layer made of ceramics which is more porous and has a larger surface area than the second filter on the second filter, this carrier layer is supported. To do. As the material for forming the carrier layer, the same material as the above-mentioned porous ceramics of the first purification material member is used.
【0029】触媒を担持する担体層の量は、セラミック
フィルタの場合、第二のフィルタの5〜20重量%、特に
10〜15重量%とするのが好ましい。The amount of carrier layer carrying the catalyst is, in the case of a ceramic filter, 5 to 20% by weight of the second filter, in particular
It is preferably 10 to 15% by weight.
【0030】なお、第一の浄化材部材で第一のフィルタ
を用いる場合、上述した第一のフィルタと第二のフィル
タとの体積比は1:4〜4:1、特に1:2〜2:1で
あるのが好ましい。When the first filter is used for the first purifying material member, the volume ratio of the first filter to the second filter is 1: 4 to 4: 1, especially 1: 2 to 2 It is preferably: 1.
【0031】第一の浄化材部材で、第一のフィルタを用
いる場合の多孔性セラミックスからなる層の形成は、第
二の浄化材部材で多孔性セラミックスからなる担体層の
形成と共通にできるため、以下に担体層の形成及び触媒
の担持についてまとめて説明する。The formation of the layer made of porous ceramics in the case of using the first filter in the first purification member can be made common with the formation of the carrier layer made of porous ceramics in the second purification member. The formation of the carrier layer and the loading of the catalyst will be collectively described below.
【0032】セラミックスからなる担体層の形成は、ウ
ォッシュコート法やゾル−ゲル法等により行うことがで
きる。ウォッシュコート法は、上記した多孔性のセラミ
ックスのスラリー中にフィルタを浸漬し、乾燥すること
によりフィルタ上に担体層を形成する方法である。The carrier layer made of ceramics can be formed by a wash coat method or a sol-gel method. The wash coating method is a method of forming a carrier layer on the filter by immersing the filter in the slurry of the above-mentioned porous ceramic and drying it.
【0033】この方法を用いる場合、触媒活性種の担持
は、担体層となるセラミックス層の形成後に含浸法等に
より行うことができるが、触媒をあらかじめ含浸したセ
ラミックス粉末を用いてウォッシュコート法を行えば、
一回の処理で触媒を担持した担体層を形成することがで
きる。When this method is used, the catalytically active species can be supported by an impregnation method or the like after the formation of the ceramic layer to be the carrier layer. However, the washcoat method is carried out using the ceramic powder pre-impregnated with the catalyst. For example,
The carrier layer supporting the catalyst can be formed by a single treatment.
【0034】また、ゾル−ゲル法による担体層の形成は
以下の通り行う。担体層用セラミックスを形成する金属
の有機塩(例えばアルコキシド)を加水分解し、得られ
たゾルをフィルタにコーティングし、水蒸気等との接触
によりコロイド粒子の膜を生成させた後、乾燥、焼成し
て触媒の担体層をフィルタ上に形成する。例えば、担体
層用セラミックスとしてチタニア(TiO2 )を用いる場
合、まずTiのアルコキシド(例えば、Ti(O-isoC3 H
7 )4 )のアルコール溶液に、CH3 COOH、HNO3 、HCl
等の酸を加えたコーティング液を生成する。このコーテ
ィング液にフィルタを浸漬し、引き上げた後、水蒸気あ
るいは水と反応させてゲル化を行う。次いで、フィルタ
を乾燥、焼成すれば、フィルタの空孔表面にチタニアの
膜が形成される。ゾル−ゲル法において、ゲル化の際の
加水分解反応の触媒として酸を添加するが、酸の代わり
にアルカリを添加しても、加水分解反応を促進すること
ができる。The formation of the carrier layer by the sol-gel method is performed as follows. After hydrolyzing an organic salt of a metal (for example, an alkoxide) forming the ceramics for the carrier layer, the obtained sol is coated on a filter, and a film of colloidal particles is formed by contact with steam or the like, followed by drying and firing. To form a catalyst carrier layer on the filter. For example, when titania (TiO 2 ) is used as the ceramics for the carrier layer, first, an alkoxide of Ti (for example, Ti (O-isoC 3 H
7 ) In the alcohol solution of 4 ), add CH 3 COOH, HNO 3 and HCl.
To produce a coating solution to which an acid such as is added. The filter is dipped in this coating solution, pulled up, and then reacted with water vapor or water to cause gelation. Next, when the filter is dried and fired, a titania film is formed on the pore surface of the filter. In the sol-gel method, an acid is added as a catalyst for the hydrolysis reaction at the time of gelation, but the hydrolysis reaction can be promoted by adding an alkali instead of the acid.
【0035】なお、以上において担体層用セラミックス
としてチタニアを例に説明したが、それ以外のセラミッ
クの場合でも、同様にゾル−ゲル法により担持すること
ができる。例えば、アルミナの担体層とする場合は、ア
ルミニウムのアルコキシドを用い、上述のチタニアの場
合と同様の方法で行う。その他の多孔質担体を用いると
きも同様である。Although titania has been described as an example of the carrier layer ceramics in the above, other ceramics can be similarly supported by the sol-gel method. For example, when forming a carrier layer of alumina, aluminum alkoxide is used, and the same method as in the case of titania described above is performed. The same applies when other porous carriers are used.
【0036】上述のウォッシュコート法又はゾル−ゲル
法等によりチタニア等のセラミックスからなる多孔性の
担体層をフィルタ上に形成したら、次に、触媒活性種の
炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、水酸化物などの水溶液を担体
層に含浸して、再び乾燥、焼成して触媒の担持を行う。
なお、触媒活性金属種の塩としては、水に溶解するもの
であれば、上述した通り炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、水酸
化物等、どのような種類のものでも用いることができ
る。Vの担持では、NH4 VO3 としゅう酸の溶液を用いる
ことができる。またアルカリのモリブデン酸塩及び/又
はバナジン酸塩を用い、アルカリ金属とMo及び/又はV
とを同時に担体することもできる。After the porous carrier layer made of ceramics such as titania is formed on the filter by the above-mentioned wash-coat method or sol-gel method, the catalytically active species carbonate, nitrate, acetate, and hydroxide are next prepared. The carrier layer is impregnated with an aqueous solution of a substance or the like, dried and baked again to support the catalyst.
As the salt of the catalytically active metal species, any kind of salt such as carbonate, nitrate, acetate, hydroxide, etc. can be used as long as it is soluble in water. For loading V, a solution of NH 4 VO 3 and oxalic acid can be used. In addition, alkali molybdate and / or vanadate is used, and alkali metal and Mo and / or V
It is also possible to simultaneously support and.
【0037】また、白金族元素の触媒成分(d) について
は、Pt、Pd、Rh等の白金族元素の塩化物やAu及び/又は
Agの塩化物の水溶液等を担体層に含浸して、乾燥及び焼
成をして触媒の担持を行う。Further, regarding the catalyst component (d) of the platinum group element, chlorides of platinum group elements such as Pt, Pd, Rh, Au and / or
The carrier layer is impregnated with an aqueous solution of Ag chloride or the like, dried and calcined to support the catalyst.
【0038】さらに、Pt、Pd、Rh等の塩化物の水溶液に
浸漬したフィルタに光照射を行うと、非常に効果的に触
媒を担持できる。また、最初にチタニア系担体に光照射
で白金族元素系触媒を担持し、そのチタニア系担体をフ
ィルタにコートする方法も可能である。この光照射を用
いるとチタニア系担体に高い分散度で固定された触媒
を、フィルタに薄くコーティングすることができ、圧力
損失を小さく抑えることができる。Furthermore, when a filter immersed in an aqueous solution of chloride such as Pt, Pd, Rh, etc. is irradiated with light, the catalyst can be supported very effectively. A method is also possible in which a platinum group element-based catalyst is first supported on a titania-based carrier by light irradiation and the titania-based carrier is coated on a filter. By using this light irradiation, the catalyst fixed on the titania-based carrier with a high degree of dispersion can be thinly coated on the filter, and the pressure loss can be suppressed to be small.
【0039】上述した第一の浄化材部材を排ガス流入口
側に設置し、第二の浄化材部材を出口側に設置して排ガ
ス浄化材を製造する。The above-mentioned first purification material member is installed on the exhaust gas inlet side, and the second purification material member is installed on the outlet side to manufacture the exhaust gas purification material.
【0040】本発明の方法では、上述した構成の第一の
浄化材部材を用いて排ガス中のNOxをHCにより還元除
去するが、排ガス中のHCは主としてメタン、エチレ
ン、アセチレン等からなるので、NOx 還元温度が200
〜500℃、好ましくは250〜450℃の場合、NOx
の還元が効率良く起こる。反応温度が高すぎると、HC
自身の燃焼が生じ、NOx の還元特性が低下する。なお、
本発明の方法では、排ガス中に還元剤として作用するH
Cが少ない場合には、NOx を還元するに必要十分な量の
エチレン、プロパン、プロピレン等のHCを第一の浄化
材部材の上流側に強制的に導入することも可能である。In the method of the present invention, NOx in the exhaust gas is reduced and removed by HC using the first purification member having the above-mentioned structure. However, since the HC in the exhaust gas mainly consists of methane, ethylene, acetylene, etc., NOx reduction temperature is 200
~ 500 ° C, preferably 250-450 ° C, NOx
The reduction of can occur efficiently. If the reaction temperature is too high, HC
Combustion of itself occurs and NOx reduction characteristics deteriorate. In addition,
In the method of the present invention, H that acts as a reducing agent in the exhaust gas
When the amount of C is small, it is possible to forcibly introduce HC such as ethylene, propane, and propylene, which is necessary and sufficient for reducing NOx, upstream of the first purification member.
【0041】上述の構成の第一の浄化材部材を用いるこ
とによって、排ガス中のNOx の除去を効率的に行うこと
ができる。すなわち、第一の浄化材部材内で、HCが上
記多孔性セラミックス及び酸素と共存すると、HCが還
元剤として作用してNOx を還元し、NOx の除去を効率的
に行うことができる。By using the first purification member having the above structure, NOx in the exhaust gas can be removed efficiently. That is, when HC coexists with the above-mentioned porous ceramics and oxygen in the first purification member, HC acts as a reducing agent to reduce NOx, and NOx can be efficiently removed.
【0042】また、上述の構成の触媒を有する第二の浄
化材部材を用いることによって、比較的低温で排ガス中
のパティキュレートを着火燃焼させることができる。す
なわち、第二のフィルタ内で排ガス中のパティキュレー
トが上記触媒元素及び酸素と共存することによって着火
温度が下がり、パティキュレートが400 ℃程度又はそれ
以下で燃焼(酸化)される。また、上記触媒元素によ
り、パティキュレートの他に残存HC及びCOが効率よく
酸化され、もってパティキュレート、HC及びCOの除去
を効率的に行うことができる。Further, by using the second purification material member having the above-mentioned catalyst, it is possible to ignite and burn the particulates in the exhaust gas at a relatively low temperature. That is, since the particulates in the exhaust gas coexist in the second filter with the above-mentioned catalyst element and oxygen, the ignition temperature is lowered, and the particulates are burned (oxidized) at about 400 ° C. or lower. In addition to the particulates, residual HC and CO are efficiently oxidized by the catalyst element, so that the particulates, HC and CO can be efficiently removed.
【0043】このように、二種類の浄化材部材を組み合
わせることにより、すなわち、入口側の第一の浄化材部
材内でHCを還元剤としてNOx を還元し、次いで、出口
側の第二の浄化材部材内でパティキュレートを低温燃焼
し、かつHCとCOを酸化することにより、NOx とパティ
キュレートの同時除去を効率的に行うことができるとも
に、HCとCOを良好に除去することができる。Thus, by combining two kinds of purification material members, that is, NOx is reduced by using HC as a reducing agent in the first purification material member on the inlet side, and then the second purification material on the outlet side. By burning the particulates at a low temperature in the material member and oxidizing HC and CO, it is possible to efficiently remove NOx and particulates at the same time, and it is possible to remove HC and CO satisfactorily.
【0044】[0044]
【実施例】本発明を以下の具体的実施例によりさらに詳
細に説明する。なお、以下の実施例及び比較例におい
て、各触媒成分は単に各金属元素として表示する。The present invention will be described in more detail by the following specific examples. In the following Examples and Comparative Examples, each catalyst component is simply represented as each metal element.
【0045】実施例1 コージェライト製フォームからなる第一のフィルタ(見
かけの体積1リットル、密度0.35g/ml)に、ウォッシュ
コート法によりγ-Al2O 3 (表面積 200m 2 /g) を第
一のフィルタに対して15%(重量%、以下同じ) コート
し、乾燥後、700 ℃で焼成し、第一の浄化材部材を得
た。 Example 1 A first filter (apparent volume 1 liter, density 0.35 g / ml) made of cordierite foam was first coated with γ-Al 2 O 3 (surface area 200 m 2 / g) by a washcoat method. The first filter was coated with 15% (weight%, the same applies hereinafter), dried, and fired at 700 ° C. to obtain a first purification material member.
【0046】一方、コージェライト製フォームからなる
第二のフィルタ(見かけの体積1リットル、密度0.65g/
ml)に、ウォッシュコート法によりTiO 2 (表面積40m
2 /g) を第二のフィルタに対して10%コートした。TiO
2 をコートした第二のフィルタに、CsNO 3、CuCl 2、及
びLa(NO 3 ) 3 の各水溶液及びNH4 VO 3としゅう酸の混
合水溶液を用いて、Cs、Cu、La及びV をそれぞれTi O 2
に対して3%含浸し、乾燥後、700 ℃で焼成し、第二の
浄化材部材を得た。On the other hand, a second filter made of cordierite foam (apparent volume 1 liter, density 0.65 g /
ml) by washcoat method with TiO 2 (surface area 40 m
2 / g) was 10% coated on the second filter. TiO
Cs, Cu, La and V are respectively added to the second filter coated with 2 by using an aqueous solution of CsNO 3 , CuCl 2 and La (NO 3 ) 3 and a mixed aqueous solution of NH 4 VO 3 and oxalic acid. Ti O 2
Was impregnated with 3%, dried, and fired at 700 ° C. to obtain a second purifying material member.
【0047】得られた第一の浄化材部材を排ガスの入口
側に設置し、第二の浄化材部材を出口側に設置して浄化
材を得た。 (Al2 O3 − Cs 、Cu、V 、La/TiO 2 : 実施例1)The obtained first purification material member was installed on the inlet side of the exhaust gas, and the second purification material member was installed on the outlet side to obtain a purification material. (Al 2 O 3 - Cs, Cu, V, La / TiO 2: Example 1)
【0048】この浄化材について、排気量500 ccのディ
ーゼルエンジンを用い、パティキュレートが着火燃焼し
てフィルタが再生されるときの温度( 圧力損失の低下す
るときの温度、以下単に「再生温度」と呼ぶ) と、再生
温度及びそれより高い温度でのNOx 浄化率を求めた。エ
ンジンの運転は、回転数を2500rpm とし、負荷80%と
し、また第一の浄化材部材の上流側に外部からプロピレ
ンを導入した。この運転条件での排ガス中のHC( 外部
から導入したHCを含む) は全炭化水素の合計で800pp
m、COは300ppm、NOx は480 ppm 、O2 は10%及びSO2
は100 ppm であった。結果を表1に示す。With respect to this purifying material, a diesel engine with a displacement of 500 cc was used, and the temperature at which the particulates were ignited and burned to regenerate the filter (the temperature at which the pressure loss decreased, hereinafter simply referred to as "regeneration temperature") The NOx purification rate at the regeneration temperature and higher temperatures was calculated. The engine was operated at a rotation speed of 2500 rpm, a load of 80%, and propylene was introduced from the outside to the upstream side of the first purification material member. The HC (including HC introduced from outside) in the exhaust gas under these operating conditions is 800 pp in total of all hydrocarbons.
m, CO 300ppm, NOx 480ppm, O 2 10% and SO 2
Was 100 ppm. The results are shown in Table 1.
【0049】実施例2 ゾル−ゲル法により、TiO 2 −ZrO 2 を実施例1と同じ
第一のフィルタに対して15%をコートし、乾燥後、700
℃で焼成し、第一の浄化材部材を得た。 Example 2 15% of TiO 2 —ZrO 2 was coated on the same first filter as in Example 1 by the sol-gel method, and after drying, 700
Firing was performed at 0 ° C. to obtain a first purification material member.
【0050】一方、ウォッシュコート法により、TiO 2
を実施例1と同じ第二のフィルタに対して10%コートし
た。TiO 2 をコートした第二のフィルタに、CsNO3 、Cu
Cl2 及びCe(NO 3 ) 3 の各水溶液及びNH4 VO 3としゅう
酸の混合水溶液を用いて、Cs、Cu、V 及びCeをそれぞれ
Ti O 2に対して3%ずつ含浸し、乾燥後、700 ℃で焼成
し、第二の浄化材部材を得た。On the other hand, by the washcoat method, TiO 2
Was coated 10% on the same second filter as in Example 1. The second filter coated with TiO 2 has CsNO 3 , Cu
Cs, Cu, V and Ce were respectively added using Cl 2 and Ce (NO 3 ) 3 aqueous solutions and NH 4 VO 3 and oxalic acid mixed aqueous solutions.
3% each was impregnated into TiO 2 , dried, and then baked at 700 ° C to obtain a second purification material member.
【0051】得られた第一の浄化材部材と第二の浄化材
部材を実施例1と同様に設置して浄化材を得た。 ((TiO 2 −ZrO 2 )− Cs 、Cu、V 、Ce/TiO 2 : 実
施例2) この排ガス浄化材についても、実施例1と同様にして再
生温度とNOx 浄化率を求めた。結果を表1に示す。The first purification material member and the second purification material member thus obtained were installed in the same manner as in Example 1 to obtain a purification material. ((TiO 2 -ZrO 2) - Cs, Cu, V, Ce / TiO 2: Example 2) In this exhaust gas purification material was determined to regeneration temperature and the NOx purification rate in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
【0052】実施例3 ウォッシュコート法によりγ-Al2 O 3 を実施例1と同
じ第一のフィルタに対して15%コートし、乾燥後、700
℃で焼成し、第一の浄化材部材を得た。 Example 3 15% of γ-Al 2 O 3 was coated on the same first filter as in Example 1 by the wash coating method, and after drying, 700
Firing was performed at 0 ° C. to obtain a first purification material member.
【0053】一方、ウォッシュコート法により、TiO 2
を実施例1と同じ第二のフィルタに対して10%コート
し、乾燥後、700 ℃で焼成した。TiO 2 をコートした第
二のフィルタに、K2 CO3 、CuCl2 、モリブデン酸アン
モニウム及びLa(NO 3 ) 3 の各水溶液を用いて、K、C
u、Mo及びLaをそれぞれTiO 2 に対して3%ずつ含浸
し、乾燥後、700 ℃で焼成し、第二の浄化材部材を得
た。On the other hand, by the washcoat method, TiO 2
Was applied to the same second filter as in Example 1 by 10%, dried and then baked at 700 ° C. A second filter coated with TiO 2, using aqueous solutions of K 2 CO 3, CuCl 2, ammonium molybdate and La (NO 3) 3, K , C
u, Mo and La were each impregnated in TiO 2 by 3%, dried, and fired at 700 ° C. to obtain a second purification material member.
【0054】得られた第一の浄化材部材と第二の浄化材
部材を実施例1と同様に設置して浄化材を得た。 (Al2 O3 − K、Cu、Mo、La/TiO 2 : 実施例3) この排ガス浄化材についても、実施例1と同様にして再
生温度とNOx 浄化率を求めた。結果を表1に示す。The first purification material member and the second purification material member thus obtained were installed in the same manner as in Example 1 to obtain a purification material. (Al 2 O 3 - K, Cu, Mo, La / TiO 2: Example 3) In this exhaust gas purification material was determined to regeneration temperature and the NOx purification rate in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
【0055】 表1 NOx 浄化率(1) 例No. 再生温度(℃) (再生温度) (450 ℃) 実施例1 400 30 40 実施例2 405 20 30 実施例3 410 25 35 注(1) :フィルタ通過前と、通過後の排ガス中のNOx 量から計算したNOx の浄化率(%)Table 1 NOx purification rate (1) Example No. Regeneration temperature (° C) (Regeneration temperature) (450 ° C) Example 1 400 30 40 Example 2 405 20 30 Example 3 410 25 35 Note (1): NOx purification rate (%) calculated from the amount of NOx in the exhaust gas before and after passing through the filter
【0056】実施例4 実施例1と同様にして第一の浄化材部材を得た。 Example 4 In the same manner as in Example 1, a first purifying material member was obtained.
【0057】一方、コージェライト製フォームからなる
第二のフィルタ(その1)(見かけの体積1リットル、
密度0.65g/ml)に、ウォッシュコート法によりTiO 2 を
第二のフィルタ(その1)に対して10%コートした。 T
iO 2をコートした第二のフィルタ(その1)に、CsN
O 3、Cu(NO 3 ) 2 、及びLa(NO 3 ) 3 の各水溶液及びN
H4 VO 3としゅう酸の混合水溶液を用いて、Cs、Cu、V
及びLaをそれぞれTi O 2に対して3%含浸し、乾燥後、
700 ℃で焼成し、第二の浄化材部材(その1)を得た。On the other hand, a second filter (part 1) made of cordierite foam (apparent volume 1 liter,
The density was 0.65 g / ml), and 10% of the second filter (No. 1) was coated with TiO 2 by the wash coating method. T
CsN was added to the second filter (1) coated with iO 2.
O 3 , Cu (NO 3 ) 2 and La (NO 3 ) 3 aqueous solutions and N
Using a mixed aqueous solution of H 4 VO 3 and oxalic acid, Cs, Cu, V
And La each impregnated with 3% of TiO 2 and dried,
It was fired at 700 ° C to obtain a second purification material member (No. 1).
【0058】さらに、コージェライト製フォームからな
る第二のフィルタ(その2)(見かけの体積0.2 リット
ル、密度0.65g/ml)に、ウォッシュコート法によりγ-A
l 2 O3 を第二のフィルタ(その2)に対して10%コー
トした。γ-Al 2 O3をコートした第二のフィルタ(そ
の2)に、H2 PtCl6 の水溶液を用いてPtをγ-Al 2 O
3 に対して0.1 %含浸し、乾燥後、700 ℃で焼成し、第
二の浄化材部材(その2)を得た。Further, a second filter (part 2) made of cordierite foam (apparent volume 0.2 liter, density 0.65 g / ml) was applied to the γ-A by washcoat method.
l 2 O 3 was 10% coated on the second filter (Part 2). γ-Al 2 O 3 to a second filter coated with (Part 2), H 2 and Pt using an aqueous solution of PtCl 6 γ-Al 2 O
3 % was impregnated with 0.1%, dried, and then baked at 700 ° C. to obtain a second purification material member (No. 2).
【0059】得られた第一の浄化材部材と、第二の浄化
材部材(その1)と第二の浄化材部材(その2)とを、
排ガス流の入口側から出口側の方向の順に設置し、浄化
材を得た。 (Al2 O3 − Cs 、Cu、V 、La/TiO 2 − Pt /Al2 O
3 :実施例4) この浄化材についても、実施例1と同様にして再生温度
を求めた。また、その再生温度でのNOx 浄化率、HC浄
化率及びCO浄化率を求めた。結果を表2に示す。The obtained first purifying material member, the second purifying material member (1) and the second purifying material member (2) were
The purification material was obtained by installing the exhaust gas flow in the order from the inlet side to the outlet side. (Al 2 O 3 - Cs, Cu, V, La / TiO 2 - Pt / Al 2 O
3 : Example 4) The regeneration temperature of this purification material was determined in the same manner as in Example 1. Also, the NOx purification rate, HC purification rate and CO purification rate at the regeneration temperature were obtained. The results are shown in Table 2.
【0060】実施例5 実施例2と同様にして第一の浄化材部材を得た。 Example 5 A first purification member was obtained in the same manner as in Example 2.
【0061】一方、ウォッシュコート法により、 TiO 2
を実施例1と同じ第二のフィルタに対して10%コートし
た。 TiO 2をコートした第二のフィルタに、CsNO3 、Cu
(NO3 ) 2 、モリブデン酸アンモニウム及びCe(NO 3 )
3 の各水溶液を用いて、Cs、Cu、Mo及びCeをそれぞれTi
O 2 に対して3%ずつ含浸し、さらにこの第二のフィル
タに、H2 PtCl6 の水溶液を用いてPtをTi O 2に対して
0.1 %含浸し、乾燥後、700 ℃で焼成し、第二の浄化材
部材を得た。On the other hand, by the washcoat method, TiO 2
Was coated 10% on the same second filter as in Example 1. The second filter coated with TiO 2 has CsNO 3 , Cu
(NO 3) 2, ammonium molybdate and Ce (NO 3)
Cs, Cu, Mo and Ce are added to Ti using the aqueous solutions of 3 respectively.
Impregnated against O 2 by 3%, further to the second filter, a Pt using an aqueous solution of H 2 PtCl 6 against Ti O 2
It was impregnated with 0.1%, dried, and fired at 700 ° C. to obtain a second purifying material member.
【0062】得られた第一の浄化材部材と第二の浄化材
部材を実施例1と同様に設置して浄化材を得た。 ((TiO 2 −ZrO 2 )− Cs 、Cu、Mo、Ce/Pt/TiO
2 : 実施例5) この浄化材についても、実施例4と同様にして再生温
度、NOx 浄化率、HC浄化率及びCO浄化率を求めた。結
果を表2に示す。The first purification material member and the second purification material member thus obtained were installed in the same manner as in Example 1 to obtain a purification material. ((TiO 2 −ZrO 2 ) − Cs, Cu, Mo, Ce / Pt / TiO
2 : Example 5) With respect to this purification material, the regeneration temperature, the NOx purification rate, the HC purification rate and the CO purification rate were determined in the same manner as in Example 4. The results are shown in Table 2.
【0063】実施例6 ウォッシュコート法によりγ-Al2 O 3 を実施例1と同
じ第一のフィルタに対して15%コートし、乾燥後、700
℃で焼成し、第一の浄化材部材を得た。 Example 6 15% of γ-Al 2 O 3 was coated on the same first filter as in Example 1 by the wash coating method, and after drying, 700
Firing was performed at 0 ° C. to obtain a first purification material member.
【0064】一方、ウォッシュコート法により、 TiO 2
を実施例1と同じ第二のフィルタに対して10%コートし
た。 TiO 2をコートした第二のフィルタに、KNO 3 、Cu
(NO3 ) 2 及びLa(NO 3 ) 3 の各水溶液及びNH4 VO 3と
しゅう酸の混合水溶液を用いて、K 、Cu、V 及びLaをそ
れぞれTiO 2 に対して3%ずつ含浸し、さらにこの第二
のフィルタにH2 PtCl6 及び RhCl 3 の各水溶液を用い
て、Ptを0.1 %及びRhを0.01%含浸し、乾燥後、700 ℃
で焼成し、第二の浄化材部材を得た。On the other hand, by the washcoat method, TiO 2
Was coated 10% on the same second filter as in Example 1. On the second filter coated with TiO 2 , KNO 3 , Cu
Using each aqueous solution of (NO 3 ) 2 and La (NO 3 ) 3 and a mixed aqueous solution of NH 4 VO 3 and oxalic acid, K, Cu, V and La were impregnated with TiO 2 by 3%, respectively. Further, this second filter is impregnated with 0.1% of Pt and 0.01% of Rh by using each aqueous solution of H 2 PtCl 6 and RhCl 3 and dried at 700 ° C.
Then, the second purification material member was obtained.
【0065】得られた第一の浄化材部材と第二の浄化材
部材を実施例1と同様に設置して浄化材を得た。 (Al2 O3 −K 、Cu、V 、La/Pt、Rh/TiO 2 : 実施例
6) この浄化材についても、実施例4と同様にして再生温度
及びNOx 浄化率、HC浄化率及びCO浄化率を求めた。結
果を表2に示す。The first purification material member and the second purification material member thus obtained were installed in the same manner as in Example 1 to obtain a purification material. (Al 2 O 3 -K, Cu , V, La / Pt, Rh / TiO 2: Example 6) The purification material may, regeneration temperature and NOx purification rate in the same manner as in Example 4, HC purifying ratio and CO The purification rate was calculated. The results are shown in Table 2.
【0066】 表2 例No. 再生温度 NOx 浄化率(1) CO 浄化率(2) HC 浄化率(3) 実施例4 350 30 55 60 実施例5 380 22 56 60 実施例6 395 25 70 75 Table 2 Example No. Regeneration temperature NOx purification rate (1) CO purification rate (2) HC purification rate (3) Example 4 350 30 55 60 Example 5 380 22 56 60 Example 6 395 25 70 75
【0067】注(1) :フィルタ通過前と、通過後の排ガ
ス中のNOx 量から計算したNOxの浄化率(%) (2) :フィルタ通過前と、通過後の排ガス中のCO量から
計算したCOの浄化率(%) (3) :フィルタ通過前と、通過後の排ガス中のHC量から
計算したHCの浄化率(%)Note (1): NOx purification rate (%) calculated from the NOx amount in the exhaust gas before and after passing through the filter (2): Calculated from the amount of CO in the exhaust gas before and after passing through the filter CO purification rate (%) (3): HC purification rate (%) calculated from the amount of HC in the exhaust gas before and after passing through the filter
【0068】表1及び表2から明らかなように、実施例
1〜6の排ガス浄化材は、良好な排ガス浄化性能を有す
る。As is clear from Tables 1 and 2, the exhaust gas purifying materials of Examples 1 to 6 have good exhaust gas purifying performance.
【0069】[0069]
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の排ガス浄化
材を使用すると、パティキュレートとNOx とを効率良く
除去することができる。また、COやHCの浄化にも優れた
作用を示す。このような排ガス浄化材は、ディーゼルエ
ンジン等の比較的酸素濃度の大きな排ガスの浄化に好適
である。As described above, when the exhaust gas purifying material of the present invention is used, particulates and NOx can be efficiently removed. It also has an excellent effect on the purification of CO and HC. Such an exhaust gas purifying material is suitable for purifying exhaust gas having a relatively high oxygen concentration, such as a diesel engine.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 23/88 A 8017−4G 23/89 A 8017−4G F01N 3/02 301 B 7910−3G E 7910−3G 3/10 A 7910−3G (72)発明者 角屋 聡 埼玉県熊谷市末広四丁目14番1号 株式会 社リケン熊谷事業所内 (72)発明者 持田 正司 埼玉県熊谷市末広四丁目14番1号 株式会 社リケン熊谷事業所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location B01J 23/88 A 8017-4G 23/89 A 8017-4G F01N 3/02 301 B 7910-3G E 7910-3G 3/10 A 7910-3G (72) Inventor Satoshi Kakuya 4-14-1, Suehiro, Kumagaya, Saitama Prefecture Riken Kumagaya Works (72) Inventor Masashi Mochida 4-14, Suehiro, Kumagaya, Saitama Prefecture No. 1 stock company Riken Kumagaya Works
Claims (5)
第一の浄化材部材を入口側に設置し、耐熱多孔性フィル
タ上に触媒を担持してなる第二の浄化材部材を出口側に
設置してなる排ガス浄化材であって、前記触媒が(a) ア
ルカリ金属元素の1種又は2種以上と、(b) Cu、Co、M
n、Mo及びVからなる群から選ばれた元素の1種又は2
種以上と、(c) 希土類元素の1種又は2種以上とからな
ることを特徴とする排ガス浄化材。1. A first purification material member mainly made of porous ceramics is installed on the inlet side, and a second purification material member having a catalyst supported on a heat resistant porous filter is installed on the outlet side. An exhaust gas purifying material comprising: (a) one or more alkali metal elements, and (b) Cu, Co, M
One or two elements selected from the group consisting of n, Mo and V
An exhaust gas purification material comprising one or more kinds and (c) one or more kinds of rare earth elements.
て、前記触媒がさらに(d) 白金族元素を含有することを
特徴とする排ガス浄化材。2. The exhaust gas purifying material according to claim 1, wherein the catalyst further contains (d) a platinum group element.
ス浄化材において、前記多孔質のセラミックスがAl2 O
3 、Al2 O3 系複合酸化物、TiO2 、ZrO2 、又はTiO
2 −ZrO2 のいずれかからなることを特徴とする排ガス
浄化材。3. The exhaust gas purifying material according to claim 1, wherein the porous ceramic is Al 2 O.
3 , Al 2 O 3 based complex oxide, TiO 2 , ZrO 2 , or TiO
An exhaust gas purifying material characterized by comprising any one of 2- ZrO 2 .
ス浄化材を用いて排気ガスを浄化する方法であって、前
記第一の浄化材部材内で、主として排ガス中の炭化水素
を還元剤として作用させて窒素酸化物を還元するととも
に、前記第二の浄化材部材内で触媒により、主として排
ガス中のパティキュレートと残存炭化水素とCOとを酸化
することを特徴とする排ガス浄化方法。4. A method for purifying exhaust gas using the exhaust gas purifying material according to claim 1, wherein hydrocarbons in the exhaust gas are mainly reduced in the first purifying material member. An exhaust gas purification method characterized in that it acts as an agent to reduce nitrogen oxides, and at the same time mainly oxidizes particulates, residual hydrocarbons and CO in exhaust gas by a catalyst in the second purification material member.
て、前記第一の浄化材部材の上流側で排ガス中に外部か
ら炭化水素を導入することを特徴とする排ガス浄化方
法。5. The exhaust gas purification method according to claim 4, wherein hydrocarbons are introduced into the exhaust gas from the outside on the upstream side of the first purification material member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3308429A JPH05115790A (en) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | Material for cleaning exhaust gas and method for cleaning exhaust gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3308429A JPH05115790A (en) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | Material for cleaning exhaust gas and method for cleaning exhaust gas |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009525179A (en) * | 2006-02-03 | 2009-07-09 | サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス,インコーポレイティド | Articles containing tetragonal zirconia and methods for making the same |
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1991
- 1991-10-28 JP JP3308429A patent/JPH05115790A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009525179A (en) * | 2006-02-03 | 2009-07-09 | サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス,インコーポレイティド | Articles containing tetragonal zirconia and methods for making the same |
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