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JPH09122489A - ディーゼルエンジン用酸化触媒 - Google Patents

ディーゼルエンジン用酸化触媒

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JPH09122489A
JPH09122489A JP7288793A JP28879395A JPH09122489A JP H09122489 A JPH09122489 A JP H09122489A JP 7288793 A JP7288793 A JP 7288793A JP 28879395 A JP28879395 A JP 28879395A JP H09122489 A JPH09122489 A JP H09122489A
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exhaust
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exhaust gas
oxidation
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元啓 新沢
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディーゼルエンジンの排気中に含まれるＨ
Ｃ、ＣＯおよび微粒子を継続して効果的に浄化する。 【解決手段】 排気温度が比較的高く、ＰＭ堆積による
触媒酸化性能劣化が生じない反面、サルフェートが生成
されやすい排気上流酸化触媒３では、Ｐt 粒子径を大き
く、ウォッシュコート担持量を多く、Ｐt 担持量はやや
少なくして、サルフェートの生成を抑制しつつ有機可溶
成分（ＳＯＦ）を低減することにより、効果的にＰＭ低
減する。一方、排気温度が低く、ＰＭ堆積により酸化活
性性能が劣化しやすい排気下流触媒５は、Ｐt 粒子径を
小さく、ウォッシュコート担持量を少なく、Ｐt 担持量
はやや多くして、ＰＭの吸着・堆積を抑制することによ
り、酸化活性性能を改善する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン用酸化触媒に関し、特に、触媒金属としてＰtを用
い、ディーゼルエンジンの排気中に含まれる排気微粒子
中の有機可溶成分（以下ＳＯＦ：Soluble Organic Frac
tion）やＨＣ、ＣＯを浄化するディーゼルエンジン用酸
化触媒に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ディーゼルエンジンにおいて
も、排気中に含まれる排気微粒子中のＳＯＦやＨＣ、Ｃ
Ｏを浄化するため、排気系に酸化触媒が装着されている
（トヨタ技報Ｖol.43 Ｎo.1 Ｍay 1993 参照）。以下、
従来のディーゼルエンジン用酸化触媒について詳しく説
明する。
【０００３】〔従来の触媒の一般的な構造〕図９(a) は
従来の酸化触媒13の外観を示す斜視図、(b) は断面の拡
大図である。コージェライト等を材料としたハニカム型
の触媒担体14に、Ｐt やＰd 等の金属をウォッシュコー
ト（Ａl2Ｏ3 ）15に分散させ担持させてある。その隔壁
16の間を、図９(c) に示すように、排気が通り抜ける構
造となっている。
【０００４】図10は、ディーゼルエンジンの排気微粒子
（以下ＰＭ：Particulate Matter）の成分構成を示す円
グラフである。ＰＭは、オイル成分や未燃の燃料に起因
するＳＯＦと、燃料の脱水素反応によって生成されるド
ライスートおよび燃料中の硫黄に起因するサルフェート
（ＳＯ4 ）とから主に構成される。ドライスートとサル
フェートとは、有機不溶成分（ＩＳＦ：Insoluble Orga
nic Fraction）である。
【０００５】また、成分構成比率は、燃焼方式によって
おおよそ以下のようになっている。 ・副室式ディーゼルエンジン ＳＯＦ：10〜40％ ドライスート：60〜90％ サルフェ
ート：１〜３％ ・直接噴射式ディーゼルエンジン ＳＯＦ：30〜60％ ドライスート：40〜70％ サルフェ
ート：１〜３％ 〔触媒性能と排気温度〕図11は、触媒入口の排気温度に
対する従来の酸化触媒の(a) ＨＣ低減率、(b)ＳＯＦ、
ＰＭの低減率および(c) サルフェート増加量を示すグラ
フである。
【０００６】Ｐt 系酸化触媒はＨＣの酸化活性は高い
が、ＳＯ2 の酸化活性も高いため、排気温度が高くなる
とサルフェートを多量に生成する。このため、排気温度
の高い条件ではＰＭ低減率が大幅に悪化する。逆に従来
のＰd 系酸化触媒はＨＣの酸化活性は低いが、ＳＯ2 の
酸化活性も低いため、排気温度が高くなってもサルフェ
ートの生成量は少ない。このため、排気温度の高い条件
でもＳＯＦの低減によるＰＭ低減効果は高い。
【０００７】Ｐt 系酸化触媒、Ｐd 系酸化触媒共に、触
媒の酸化活性が低い排気温度条件でＰＭ（ＳＯＦ）が低
減するのは、触媒への吸着・堆積による効果である。図
12は、Ｐt 系酸化触媒とＰd 系酸化触媒とについて、排
気温度条件を変化させた場合の、触媒に吸着・堆積した
(a) ドライスートの量および(b) ＳＯＦの量を示すグラ
フである。
【０００８】ドライスートの堆積は、触媒の活性と温度
とに依存する。Ｐt 系酸化触媒は排気温度が200 ℃以上
になるとドライスート堆積量が減少し、300 ℃ではほと
んど堆積しない。Ｐd 系酸化触媒は酸化活性が低いた
め、排気温度300 ℃でようやくドライスート堆積量が減
少しはじめる。ＳＯＦの吸着は排気温度に依存し、触媒
の活性の高低によらず、200 ℃以上では触媒にほとんど
吸着しない。これは、ＳＯＦが200 ℃以上で気化するた
めである。
【０００９】また、図13は、酸化活性の低い排気温度条
件 150℃でＰＭ（ＳＯＦ）を吸着・堆積させたＰt 系酸
化触媒の、排気温度に対する特性を示すグラフである。
ＰＭ（ＳＯＦ）が吸着・堆積するとＨＣ、ＣＯに対する
酸化活性は大きく低下する。200 ℃以上になるとＨＣが
放出されるが、これは吸着・堆積していたＳＯＦが気化
し、触媒から離脱するためである。温度が上昇し、約28
0 ℃になると吸着・堆積していたＰＭ（ＳＯＦ）が急激
に燃焼し、触媒のＨＣ、ＣＯに対する酸化活性は回復す
る。
【００１０】このように、それぞれのＰＭ成分に対する
触媒の性能は、ＰＭ成分の吸着・堆積も含めて、排気温
度に大きく影響される。この点、図14は、直接噴射式デ
ィーゼルエンジンを搭載した車両の10-15 モード走行時
における排気温度の頻度であるが、排気上流のマニフォ
ールド位置に比べ、排気下流の床下位置では酸化活性に
なる温度に達している時間の割合が少なくなっている。
【００１１】〔触媒性能と触媒容量〕図15は、酸化活性
の低い排気温度 150℃における、Ｐt 系酸化触媒の容量
とＰＭの吸着・堆積性能との関係を示すグラフである。
また、図16は、排気温度250℃における、Ｐt 系酸化触
媒の容量と酸化性能との関係を示すグラフである。それ
ぞれ、(a) はＰＭ全体の低減率を、(b) はその内訳を表
す。
【００１２】ＰＭの吸着・堆積性能は触媒容量が大きい
ほど向上するのに対し、酸化性能はある程度触媒容量が
大きいほうが向上するものの、一定の値以上では性能が
安定する。図17は、従来のＰt 系酸化触媒において、
(a) 触媒容量を変化させた時、および、(b) 空隙速度
（ＳＶ）を変化させた時の、サルフェート増加率特性を
示すグラフである。
【００１３】同一排気流入量条件では、触媒容量をある
程度小さくすれば空隙速度が大きくなるため、サルフェ
ートの増加を抑制できる。しかし実際には酸化活性を高
くするために触媒容量はある程度必要であり、酸化活性
性能とサルフェート抑制性能は相反する関係にある。従
来のディーゼルエンジン用酸化触媒では、上述のような
特性を有する触媒を用い、ＨＣ、ＣＯに対する酸化活性
とサルフェート抑制という対立する要請と、排気上流と
下流との温度差、容量の影響等を考慮して、酸化活性の
低いＰd 系酸化触媒を主体にし、小容量（ＳＶが大き
い）のＰt 系酸化触媒を排気上流に配置する構成として
いた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のディーゼルエンジン用酸化触媒では、Ｐt
系酸化触媒は小容量（ＳＶが大きい）であってもサルフ
ェートの生成量が多い、Ｐd 系酸化触媒は酸化活性が
低いためＨＣ、ＣＯの低減効果が低い、さらに、排気
微粒子が堆積して触媒効果が持続できない、といった問
題点を根本から解決するには至らず、さらに改善するこ
とが要望されていた。
【００１５】本発明はこのような従来の問題点に鑑み、
ディーゼルエンジンの排気微粒子中の有機可溶成分や、
ＨＣ、ＣＯを継続して効果的に浄化することのできるデ
ィーゼルエンジン用酸化触媒を提供することを目的とす
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】このため、本願発明者は
さらに実験を重ね、以下のような結果を得た。図18は、
Ｐt 系酸化触媒での、所定時間内におけるＰＭ（ＳＯ
Ｆ）の堆積速度と触媒入口排気温度との関係を、ウォッ
シュコート（Ａl2Ｏ3 ）の担持量を変えて比較したグラ
フである。
【００１７】ＰＭ（ＳＯＦ）の堆積速度は温度とウォッ
シュコートの担持量とに依存しており、温度が低くウォ
ッシュコート担持量が多いほど堆積速度は大きくなる。
すなわち、ＰＭ（ＳＯＦ）がよく堆積する。図19は、Ｐ
t 系酸化触媒の、酸化活性の低い排気温度条件 150℃に
おける、ウォッシュコート担持量と吸着によるＳＯＦ低
減効果との関係を示すグラフである。約100g/L以上のウ
ォッシュコート担持量でＳＯＦ低減効果は安定する。
【００１８】図20は、触媒金属の担持量と、酸化活性性
能（ＨＣＴ50）およびサルフェート増加率との関係を示
すグラフである。特に、従来のＰt 系酸化触媒では、貴
金属担持量が多いほど酸化活性性能は向上するが、サル
フェート増加率も高くなる。すなわち従来の酸化触媒で
は、酸化活性性能とサルフェート抑制性能とは相反する
関係にある。
【００１９】図21(a) は製造時の焼成温度を変化させた
Ｐt 系酸化触媒のＰt 粒子径と酸化活性性能との関係、
(b) は前記粒子径とサルフェート増加率との関係を示す
グラフである。焼成温度を高くするとＰt 粒子径は大き
くなる。焼成温度800 ℃ではＰt 粒子径は約20nmに成長
し、これにともない酸化活性性能は低下するものの、そ
れ以降ではほぼ安定する。
【００２０】また、Ｐt 粒子径が大きくなると、サルフ
ェート生成量は激減する。Ｐt 粒子径を制御することで
サルフェートの生成が抑制されるのは、サルフェートの
生成が構造敏感（Structure-Sensitive ）型反応のため
である。この型の反応では粒子径とともに反応速度や選
択性が著しく変化する。Ｐt 粒子の角や陵が主要な活性
サイトとなっている場合、粒子径が大きくなると活性サ
イトが急激に減り反応速度や選択性が低下することにな
る。
【００２１】Ｐt 触媒におけるサルフェートの生成につ
いても、２〜20nmの粒子径の範囲で活性が大きく変化し
ていることから構造敏感型の反応と考えられ、Ｐt 粒子
径を制御することで、ＨＣやＣＯの活性低下を最小限に
抑えながら、サルフェート生成を抑制することができ
る。本発明では、サルフェートの生成が構造敏感型反応
であることに着目するとともに、上述した種々の特性と
を併せて考慮し、触媒の装着位置に応じてＰt 粒子径と
ウォッシュコート担持量、およびＰt 担持量を制御する
構成とした。
【００２２】従って、請求項１に係る発明では、ディー
ゼルエンジンの排気系に装着され、触媒金属としてＰt
を用いたディーゼルエンジン用酸化触媒において、排気
上流部の触媒よりも、排気下流部の触媒のＰt 粒子径が
小さいことを特徴とする。これにより、排気上流部にお
けるサルフェートの発生を抑制する。また、請求項２に
係る発明では、前記排気上流部の触媒よりも、前記排気
下流部の触媒のウォッシュコート担持量が少ないことを
特徴とする。
【００２３】これにより、排気下流部の触媒へのＰＭの
吸着・堆積を抑制する。また、請求項３に係る発明で
は、前記排気上流部の触媒よりも、前記排気下流部の触
媒のＰt 担持量が多いことを特徴とする。これにより、
排気上流部でのサルフェートの発生を抑制する。また、
請求項４に係る発明では、ディーゼルエンジンの排気系
に装着され、触媒金属としてＰt を用いたディーゼルエ
ンジン用酸化触媒において、排気通路の中心部の触媒よ
りも、外周部の触媒のＰt 粒子径が小さいことを特徴と
する。
【００２４】これにより、触媒中心部におけるサルフェ
ートの発生を抑制する。また、請求項５に係る発明で
は、前記中心部の触媒よりも、前記外周部の触媒のウォ
ッシュコート担持量が少ないことを特徴とする。これに
より、外周部の触媒へのＰＭの吸着・堆積を抑制する。
また、請求項６に係る発明では、前記中心部の触媒より
も、前記外周部の触媒のＰt 担持量が多いことを特徴と
する。
【００２５】これにより、触媒中心部におけるサルフェ
ートの発生を抑制する。また、請求項７に係る発明で
は、ディーゼルエンジンの排気系に接続され、所定の排
気温度以下でのみ排気を流通させる触媒と、常に排気を
流通させる触媒とが並列に配置され、かつ触媒金属とし
て共にＰt を用いたディーゼルエンジン用酸化触媒にお
いて、前記常に排気を流通させる触媒よりも、前記所定
の排気温度以下でのみ排気を流通させる触媒のＰt 担持
量が多く、かつＰt 粒子径が小さいことを特徴とする。
【００２６】これにより、所定値以下の排気温度での触
媒の酸化活性性能を向上する。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明は、酸化活性性能とＳＯＦ
（ＰＭ）低減性能を向上し、サルフェート抑制性能も向
上させるため、サルフェートの生成が構造敏感型反応で
あることに着目し、触媒の装着位置に応じてＰt 粒子径
とウォッシュコート担持量、およびＰt 担持量を抑制す
るようにしたものである。
【００２８】以下に本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明する。図１は、本発明に係るディーゼルエンジン
用酸化触媒の第１の構成例を示す概略構成図である。自
動車に搭載されるエンジン１の排気マニフォールド２の
直下には、排気上流酸化触媒３が装着されている。その
下流には、排気管４を介して、排気下流酸化触媒５が床
下位置に装着されている。これは、吸着によるＳＯＦ
（ＰＭ）の低減効果を高め、かつ、酸化によるＨＣ、Ｃ
Ｏ、ＳＯＦ（ＰＭ）の低減効果も高めるために、触媒容
量を大きくする必要から設けるものである。
【００２９】図２は、本発明の触媒内部の構成を説明す
る図である。排気マニフォールド２に近い排気上流は排
気温度が比較的高いので、上述したように、吸着したＳ
ＯＦも気化離脱し酸化されやすく、ＰＭ堆積による触媒
酸化性能劣化が生じない。反面、サルフェートは生成さ
れやすい条件である。よって、排気上流触媒３は、Ｐt
粒子径を大きく（20nm程度）、ウォッシュコート担持量
を多くし（120 〜160g/L程度）、Ｐt 担持量はやや少な
くしてある（1.2 〜1.6g/L程度）。このような構成とす
ることにより、高温領域においてサルフェートの生成を
抑制しつつＳＯＦを低減し、ＰＭの総量を減少させるこ
とができる。これにより、触媒の酸化活性性能を維持す
ることができる。
【００３０】一方、車両の床下に位置する排気下流は排
気温度が低く、ＳＯＦやドライスートの吸着・堆積によ
り触媒の酸化活性性能が劣化しやすい。反面、サルフェ
ートは生成されにくい条件である。よって、排気下流触
媒５は、Ｐt 粒子径を小さくし（２〜４nm程度）、ウォ
ッシュコート担持量を少なくし（10〜30g /L程度）、Ｐ
t 担持量はやや多くしてある（1.6 〜2.0g/L程度）。こ
のような構成とすることにより、ＳＯＦやドライスート
の吸着・堆積を抑制して、低温領域における酸化活性性
能を改善することができる。
【００３１】図３は、触媒入口の排気温度に対する、本
発明の酸化触媒の(a) ＨＣ低減率、(b) ＳＯＦ、ＰＭの
低減率、および、(c) サルフェート増加量と従来例との
比較を示すグラフである。本発明のディーゼルエンジン
用酸化触媒は、Ｐt 系酸化触媒でありながら、図11に示
したＰt 系酸化触媒およびＰd 系酸化触媒の良好な特性
を具備している。すなわち、ＨＣ、ＣＯの酸化活性とＳ
ＯＦの低減効果が高く、しかもサルフェート生成の抑制
効果も高いため、排気温度の高い条件下においてもＳＯ
Ｆの低減によるＰＭ低減効果が高くなっている。
【００３２】図４に、第２の構成例を示す。これは、同
一のケース６内に排気上流触媒３と排気下流触媒５とを
収納したものである。搭載性に余裕がある場合にはこの
ように構成できる。この場合も第１の構成例と同様に、
上流と下流の排気温度差に応じてＰt 粒子径、ウォッシ
ュコート担持量、Ｐt 担持量を設定する（Ａ矢印は排気
の方向）。
【００３３】図５には第３の構成例を示す。これは第
１、第２の構成例に加えて、酸化活性性能をさらに高め
るため、排気下流触媒７の触媒担体のセル数を多くして
ある。図６は、セル数と、(a) 酸化活性性能、(b) 触媒
前後差圧、(c) ＰＭ、ＳＯＦの低減率との関係を示すグ
ラフであるが、セル数を多くすると、ＳＯＦの吸着性能
は変わらないものの、酸化活性性能は向上することがわ
かる。
【００３４】図７には第４の構成例を示す。平均温度が
高く保たれる排気通過中心部触媒８は、Ｐt 粒子径を大
きく、ウォッシュコート担持量を多くし、Ｐt 担持量は
やや少なくすることにより、ＳＯＦの低温での吸着・除
去と高温での離脱・酸化とがバランスよく行われる。一
方、排気通過外周部触媒９の平均温度は比較的低く（50
℃程度）、高温である時間が短いので、低温時に吸着し
たＳＯＦが、高温時に酸化されることなくそのまま離脱
・放出されるおそれがある。このため、排気通過外周部
触媒９では酸化活性性能を重視し、Ｐt 粒子径を小さ
く、ウォッシュコート担持量を少なくし、Ｐt 担持量は
やや多くなるように構成して、触媒全体としてのＰＭ
（ＳＯＦ）低減性能を高めている。
【００３５】このような構造は、コージェライトであれ
ばケースを二重構造にすることで形成できる。また、メ
タル担体であれば上下流端面部を接合することで形成で
きる。図８には第５の構成例を示す。この実施例は所定
の排気温度以下でのみ排気を流通させる触媒10と、常に
排気を流通させる触媒11とが並列に配置してある。
【００３６】所定の排気温度以下でのみ排気を流通させ
る触媒10は、サルフェートの生成の恐れがないため、常
に排気を流通させる触媒11よりも単位容積当たりのＰt
担持量を多く、かつＰt 粒子径を小さくすることで酸化
活性性能を高めてある。なお、12は排気通路開閉弁であ
る。
【００３７】
〔排気上流触媒の調製〕
（１）排気上流触媒−その１（Ｐt / Ａl2Ｏ3 触媒） γ−アルミナを主成分とする活性アルミナ粉末1000g に
対してジニトロジアンミン白金溶液を加え、よく攪拌し
た後、オーブンで150 ℃で３時間乾燥し、 800℃で４時
間焼成しＰt / Ａl2Ｏ3 触媒粉末（イ）を得た。
【００３８】この粉末（イ）1000g とアルミナゾル（ベ
ーマイトアルミナ10wt％懸濁液に10wt％のＨＮＯ3 を添
加することにより得られるゾル）1000g をボールミルポ
ットに投入し８時間粉砕してスラリー（ロ）を得た。得
られたスラリー（ロ）をモノリス担体基材に塗布し、乾
燥後、400 ℃で２時間焼成し、触媒（ハ）を得た。触媒
粉末の焼成は普通400 〜600 ℃で行っている。800 ℃と
したことでＰt 粒子径が20nmに成長するのを促してい
る。
【００３９】ベーマイトアルミナは焼成後、重量が60％
になる。よってアルミナゾル1000gは焼成後約 60gにな
る。触媒（ハ）の塗布量は120g/L（Ｐt 量は１〜1.3wt
％）〜160g/L（Ｐt 量は0.75〜１wt％）程度になるよう
に調製する。 （２）排気上流触媒−その２（Ｐt / Ａl2Ｏ3 ＋Ｃe Ｏ
2 触媒） （１）と同様の触媒粉末（イ）700gと酸化セリウム300g
およびアルミナゾル1000g もボールミルポットに投入し
８時間粉砕してスラリー（ニ）を得た。
【００４０】得られたスラリー（ニ）をモノリス担体基
材に塗布し、乾燥後、400 ℃で２時間焼成して、触媒
（ホ）を得た。触媒（ホ）の塗布量は120g/L（Ｐt 量は
１〜1.3wt ％）〜160g/L（Ｐt 量は0.75〜１wt％）程度
になるように調製する。 （３）排気上流触媒−その３（Ｒh / Ｐt / Ａl2Ｏ3 触
媒） （１）と同様に調製したスラリー（ロ）をモノリス担体
基材に塗布し、乾燥後、400 ℃で２時間焼成して、触媒
（ハ）を得た。このとき触媒の塗布量は100 〜130g/Lと
した。
【００４１】次に、γ−アルミナを主成分とする活性ア
ルミナ粉末1000g に対して硝酸ロジウム溶液をＲh 量が
１wt％になるように加え、よく攪拌した後、オーブンで
150℃で３時間乾燥し、400 ℃で４時間焼成して、Ｒh /
Ａl2Ｏ3 触媒粉末（ヘ）を得た。この粉末（ヘ）1000g
とアルミナゾル 1000gをボールミルポットに投入し、
８時間粉砕してスラリー（ト）を得た。
【００４２】得られたスラリー（ト）を、既にＰt / Ａ
l2Ｏ3 をを塗布したモノリス担体基材に塗布し、乾燥
後、400 ℃で２時間焼成して、触媒（チ）を得た。この
触媒の塗布量は20〜30g /Lとした。触媒塗布量合計は12
0g/L（Ｐt 量は１〜1.3wt ％）〜160g/L（Ｐt 量は0.75
〜１wt％）程度になるように調製する。 （４）排気上流触媒−その４（Ｐt / Ａl2Ｏ3 ＋Ｐt /
Ｃe Ｏ2 触媒） 酸化セリウム粉末にジニトロジアンミン白金溶液を用い
てＰt 量が1.5 wt％になるように加え、よく攪拌した後
オーブンで150 ℃で３時間乾燥し、800 ℃で４時間焼成
しＰt / Ｃe Ｏ2 触媒粉末（リ）を得た。
【００４３】この粉末（リ）300gと（１）と同様に調製
した粉末（イ）700gおよびアルミナゾル1000g をボール
ミルポットに投入し、８時間粉砕して、スラリー（ヌ）
を得た。得られたスラリー（ヌ）をモノリス担体基材に
塗布し、乾燥後、400 ℃で２時間焼成して、触媒（ル）
を得た。
【００４４】触媒（ル）の塗布量は120g/L（Ｐt 量は１
〜1.3wt ％）〜160g/L（Ｐt 量は0.75〜１wt％）程度に
なるように調製する。 〔排気下流触媒の調製〕 （５）排気下流触媒−その１（Ｐt / Ａl2Ｏ3 触媒） γ−アルミナを主成分とする活性アルミナ粉末1000g に
対してジニトロジアンミン白金溶液を加え、よく攪拌し
た後、オーブンで150 ℃で３時間乾燥し、 800℃で４時
間焼成しＰt / Ａl2Ｏ3 触媒粉末（ヲ）を得た。
【００４５】この粉末（ヲ）1000g とアルミナゾル（ベ
ーマイトアルミナ10wt％懸濁液に10wt％のＨＮＯ3 を添
加することにより得られるゾル）1000g をボールミルポ
ットに投入し８時間粉砕して、スラリー（ワ）を得た。
得られたスラリー（ワ）をモノリス担体基材に塗布し、
乾燥後、400 ℃で２時間焼成して、触媒（カ）を得た。
【００４６】焼成温度を400 ℃としたことで、Ｐt 粒子
径が約２nmに安定している。触媒（カ）の塗布量は10g/
L （Ｐt 量は16〜20wt％）〜30g/L （Ｐt 量は５〜７wt
％）程度になるように調製する。 （６）排気下流触媒−その２（Ｐt / Ａl2Ｏ3 ＋Ｃe Ｏ
2 触媒） （５）と同様の触媒粉末（ヲ）700gと酸化セリウム300g
およびアルミナゾル1000g もボールミルポットに投入し
８時間粉砕してスラリー（ヨ）を得た。
【００４７】得られたスラリー（ヨ）をモノリス担体基
材に塗布し、乾燥後、400 ℃で２時間焼成して、触媒
（タ）を得た。触媒（タ）の塗布量は10g/L （Ｐt 量は
16〜20wt％）〜30g/L （Ｐt 量は５〜７wt％）程度にな
るように調製する。 （７）排気下流触媒−その３（Ｒh / Ｐt / Ａl2Ｏ3 触
媒） （５）と同様に調製したスラリー（ワ）をモノリス担体
基材に塗布し、乾燥後、400 ℃で４時間焼成し、触媒
（カ）を得た。このとき触媒の塗布量は９〜27g/L とし
た。
【００４８】次に、γ−アルミナを主成分とする活性ア
ルミナ粉末1000g に対して硝酸ロジウム溶液をＲh 量が
１wt％になるように加え、よく攪拌した後、オーブンで
150℃で３時間乾燥し、400 ℃で４時間焼成して、Ｒh /
Ａl2Ｏ3 触媒粉末（レ）を得た。この粉末（レ）1000g
とアルミナゾル 1000gをボールミルポットに投入し、
８時間粉砕してスラリー（ソ）を得た。
【００４９】得られたスラリー（ソ）を、既にＰt / Ａ
l2Ｏ3 を塗布したモノリス担体基材に塗布し、乾燥後、
400 ℃で２時間焼成して、触媒（ツ）を得た。触媒塗布
合計量は 10g/L（Ｐt 量は16〜20wt％）〜 30g/L（Ｐt
量は５〜７wt％）程度になるように調製する。 （８）排気下流触媒−その４（Ｐt / Ａl2Ｏ3 ＋Ｐt /
Ｃe Ｏ2 触媒） 酸化セリウム粉末にジニトロジアンミン白金溶液を用い
てＰt 量が1.5 wt％になるように加え、よく攪拌した後
オーブンで150 ℃で３時間乾燥し、400 ℃で４時間焼成
して、Ｐt / Ｃe Ｏ2 触媒粉末（ネ）を得た。
【００５０】この粉末（ネ）300gと（５）と同様に調製
した粉末（ヲ）700gおよびアルミナゾル1000g をボール
ミルポットに投入し、８時間粉砕して、スラリー（ナ）
を得た。得られたスラリー（ナ）をモノリス担体基材に
塗布し、乾燥後、400 ℃で２時間焼成して、触媒（ラ）
を得た。
【００５１】触媒（ラ）の塗布量は 10g/L（Ｐt 量は16
〜20wt％）〜 30g/L（Ｐt 量は５〜７wt％）程度になる
ように調製する。以上、本発明のディーゼルエンジン用
酸化触媒の調製例を示したが、Ｐt / Ａl2Ｏ3 にＣe Ｏ
2 やＲh を添加することでＰt / Ａl2Ｏ3 触媒の耐久性
を向上したり、低温活性を向上することができる。ここ
で示した例で充分な活性が得られるが、さらに、一般的
に酸化触媒で使われているＰd やＺr Ｏ2 と組み合わせ
ることも可能である。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、高温の排気上流部におけるサルフェートの
発生を抑制し、触媒に対するＰＭの吸着・堆積を低減で
きるという効果がある。その結果、触媒の酸化活性が妨
げられず、排気中のＰＭや、ＨＣ、ＣＯを継続して効果
的に浄化することができるという効果がる。
【００５３】また、請求項２に係る発明によれば、低温
の排気下流部の触媒へのＰＭの吸着・堆積を抑制し、そ
の酸化活性性能を改善するという効果がある。また、請
求項３に係る発明によれば、高温の排気上流部では、Ｐ
t 担持量を少なくすることでサルフェートの発生を抑制
し、サルフェートが発生し難い低温の排気下流部では、
Ｐt 担持量を多くすることで酸化活性性能を向上できる
という効果がある。
【００５４】また、請求項４に係る発明によれば、蓄熱
により高温になる触媒中心部におけるサルフェートの発
生を抑制し、触媒に対するＰＭの吸着・堆積を低減でき
るという効果がある。また、請求項５に係る発明によれ
ば、熱が放散し易く比較的低温の触媒外周部でのＰＭの
吸着・堆積を抑制し、触媒の酸化活性性能を改善すると
いう効果がある。
【００５５】また、請求項６に係る発明によれば、高温
になる触媒の中心部では、Ｐt 担持量を少なくすること
でサルフェートの発生を抑制し、サルフェートが発生し
難い低温の触媒外周部では、Ｐt 担持量を多くすること
で酸化活性性能を向上できるという効果がある。また、
請求項７に係る発明によれば、所定値以下の排気温度で
の触媒の酸化活性性能を向上させ、排気中のＰＭや、Ｈ
Ｃ、ＣＯを継続して効果的に浄化することができるとい
う効果がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るディーゼルエンジン用酸化触媒
の第１の構成例を示す概略構成図
【図２】 本発明の酸化触媒内部の構成を説明する図
【図３】 本発明の酸化触媒の排気温度に対する特性と
従来例との比較を示すグラフ
【図４】 本発明の第２の構成例を示す概略構成図
【図５】 本発明の第３の構成例を示す概略構成図
【図６】 触媒担体セル密度と触媒の特性との関係を示
すグラフ
【図７】 本発明の第４の構成例を示す概略構成図
【図８】 本発明の第５の構成例を示す概略構成図
【図９】 従来の酸化触媒の構成を示す図
【図10】 ディーゼルエンジンの排気微粒子の成分構成
を示す円グラフ
【図11】 従来の酸化触媒の排気温度に対する特性を示
すグラフ
【図12】 従来の酸化触媒の、排気温度と吸着・堆積す
るドライスートおよびＳＯＦの量との関係を示すグラフ
【図13】 ＰＭを吸着・堆積させたＰt 系酸化触媒の、
排気温度に対する特性を示すグラフ
【図14】 直接噴射式ディーゼルエンジンを搭載した車
両の10-15 モード走行時における排気温度の頻度を示す
グラフ
【図15】 排気温度 150℃における、Ｐt 系酸化触媒の
容量とＰＭの吸着・堆積性能との関係を示すグラフ
【図16】 排気温度 250℃における、Ｐt 系酸化触媒の
容量と酸化性能との関係を示すグラフ
【図17】 従来のＰt 系酸化触媒における、触媒容量お
よび空隙速度（ＳＶ）とサルフェート増加率との関係を
示すグラフ
【図18】 Ｐt 系酸化触媒の、ＰＭ堆積速度と、触媒入
口排気温度と、ウォッシュコート担持量との関係を示す
グラフ
【図19】 Ｐt 系酸化触媒の、 150℃における、ウォッ
シュコート担持量と吸着によるＳＯＦ低減効果との関係
を示すグラフ
【図20】 触媒金属の担持量と、酸化活性性能およびサ
ルフェート増加率との関係を示すグラフ
【図21】 Ｐt 系酸化触媒のＰt 粒子径と、酸化活性性
能およびサルフェート増加率との関係を示すグラフ
【符号の説明】
１ エンジン ２ 排気マニフォールド ３ 排気上流酸化触媒 ４ 排気管 ５ 排気下流酸化触媒 ６ ケース ７ 排気下流触媒 ８ 排気通過中心部触媒 ９ 排気通過外周部触媒 10 所定の排気温度以下でのみ排気を流通させる触媒 11 常に排気を流通させる触媒 12 排気通路開閉弁 13 従来の酸化触媒 14 触媒担体 15 ウォッシュコート 16 隔壁
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｊ 35/04 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢ Ｆ０１Ｎ 3/24 １０４Ｚ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ディーゼルエンジンの排気系に装着され、
    触媒金属としてＰt を用いたディーゼルエンジン用酸化
    触媒において、排気上流部の触媒よりも、排気下流部の
    触媒のＰt 粒子径が小さいことを特徴とする酸化触媒。
  2. 【請求項２】前記排気上流部の触媒よりも、前記排気下
    流部の触媒のウォッシュコート担持量が少ないことを特
    徴とする請求項１記載の酸化触媒。
  3. 【請求項３】前記排気上流部の触媒よりも、前記排気下
    流部の触媒のＰt 担持量が多いことを特徴とする請求項
    １または請求項２記載の酸化触媒。
  4. 【請求項４】ディーゼルエンジンの排気系に装着され、
    触媒金属としてＰt を用いたディーゼルエンジン用酸化
    触媒において、排気通路の中心部の触媒よりも、外周部
    の触媒のＰt 粒子径が小さいことを特徴とする酸化触
    媒。
  5. 【請求項５】前記中心部の触媒よりも、前記外周部の触
    媒のウォッシュコート担持量が少ないことを特徴とする
    請求項４記載の酸化触媒。
  6. 【請求項６】前記中心部の触媒よりも、前記外周部の触
    媒のＰt 担持量が多いことを特徴とする請求項４または
    請求項５記載の酸化触媒。
  7. 【請求項７】ディーゼルエンジンの排気系に装着され、
    所定の排気温度以下でのみ排気を流通させる触媒と、常
    に排気を流通させる触媒とが並列に配置され、かつ触媒
    金属として共にＰt を用いたディーゼルエンジン用酸化
    触媒において、前記常に排気を流通させる触媒よりも、
    前記所定の排気温度以下でのみ排気を流通させる触媒の
    Ｐt 担持量が多く、かつＰt 粒子径が小さいことを特徴
    とするディーゼルエンジン用酸化触媒。
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