JPH01147108A - パティキュレート捕集用フィルター - Google Patents

パティキュレート捕集用フィルター

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JPH01147108A
JPH01147108A JP62301571A JP30157187A JPH01147108A JP H01147108 A JPH01147108 A JP H01147108A JP 62301571 A JP62301571 A JP 62301571A JP 30157187 A JP30157187 A JP 30157187A JP H01147108 A JPH01147108 A JP H01147108A
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JP
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filter
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composite oxide
temperature
particulates
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JP62301571A
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Toru Suzaki
須崎 徹
Yoshitsugu Ogura
義次 小倉
Mareo Kimura
希夫 木村
Tadashi Suzuki
正 鈴木
Masakuni Ozawa
正邦 小澤
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Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼルパティキュレート捕集用フィルター
に係る。
〔従来の技術〕
ディーゼルパティキュレート捕集用フィルターに主とし
てカーボン微粒子からなるパティキュレートが閉塞して
フィルター機能が低下することを抑制、防止するために
フィルターに各種の触媒を担持してパティキュレートを
より低温で燃焼し、フィルターの再生性を向上させるこ
とは知られている。このフィルターの再生性の向上のた
めの触媒としては、白金族金属や卑金属等各種のものが
提案され、白金族金属では白金(P t)、卑金属では
銅(Cu)が比較的良好な再生性を有するとされている
またパティキュレート燃焼用を主眼とはしていないが、
複6合酸化物系触媒として特公昭54−38598号公
報に見られるCr1CuNi、、 、0.。や特公昭5
6−52619号公報に見られるCo1−Ji、zcu
O+o等も提案されている。さらに、フィルターの再生
手段として、ヒータ・バーナ等の外部着火手段による方
法や吸・排気絞り等により排ガス温度をパティキュレー
トの燃焼温度以上に上昇させる方法等も採用される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記のいずれの触媒でも、まだ着火性や
パティキュレート燃焼性の面で満足できる効果は得られ
ていない。さらに、フィルター材は再生時にパティキュ
レートの燃焼熱により1000℃程度あるいはそれ以上
の高温に曝されるが、上記触媒のいづれもこの様な高温
条件下で著しく劣化するという問題もある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記問題点を解決するために、一般式(A、
□A ’ 、t)2BO,C式中、Aは希土類元素から
選ばれ、A′はアルカリ土類元素から選ばれ、BはCr
 、Mn 、Fe 、Co 、Ni  、Cuから選ば
れ、0≦X≦0.5である。〕で表わされる酸素欠陥を
有する複合酸化物をフィルター機能を有する担体にコー
ティングして成ることを特徴とするディーゼルパティキ
ュレート捕集用フィルターを提供する。
フィルター機能を有する担体は、慣用のパティキュレー
ト捕集用フィルターの担体のいずれでもよく、例えば、
コージェライト、アルミナムライトチタン酸アルミなど
のハニカム構造体や多孔体のほか、単に粒子を詰めたフ
ィルターではその粒子も担体である。
一般式(AI−xA ’ X)2BO4で表わされる酸
素欠陥を有する複合酸化物は、A、A’ 、Bを所望の
組成で含む溶液、通常酸性溶液、代表的には硝酸溶液に
アルカリを加えてA、A’ 、Bの水酸化物を共沈させ
、乾燥後、焼成して得ることができる。
複合酸化物を担体に担持することは、複合酸化物を分散
したスラリーに担体を浸漬し、含浸させた後、乾燥し、
必要に応じて焼成して行なうことができる。また、A、
A’ 、Bを含む分散体又は溶液に担体を浸漬し、これ
らを含浸し、乾燥後、焼成して複合酸化物を担持させる
ことも可能である。
フィルター担体への複合酸化物を担持する量はフィルタ
ー容積11あたり15g〜150 gとし、好ましくは
75g〜125g程度とする。
がよい。
また、複合酸化物中に白金族金属、特にPdを分散担持
すれば着火温度、ピーク温度が低下し、好ましい。白金
族金属はフィルター担体に複合酸化物を担持した後に複
合酸化物に含浸、乾燥焼成して担持する。
〔作 用〕
上記一般式で表わされる複合酸化物を担持したパティキ
ュレー・ト捕集用フィルターは再生性(着火温度、ピー
ク温度)が向上し、かつ酸化物あることにより高温耐久
性が向上する。再生性の向上はこの複合酸化物の酸化活
性が高いことによると考えられる。
〔実施例〕
実施脳よ (AI−、^’、)2BO,で示される複合酸化物を合
成するためにA元素としてL a  r Ce 、Y 
、N d  + A ’元素としてSr  、Ba  
、Ca  、B元素としてCu  。
Co  、Fe 、Cr  、Ni  、Mnの硝酸塩
を用意し、目的とする組成となるように濃度を調整した
混合水溶液を調製した。
次にこの混合溶液を攪拌しなからNaC0:+水溶液を
徐々に滴下し、これらの元素を水酸化物として共沈させ
た。
得られた沈澱物は十分に水洗後濾別し、乾燥、粉砕、8
00℃大気中での焼成を経て第1表に示す組成の複合酸
化物粉末を得た。(生成物の同定はX線回折を用いて行
ない確認した。) 几較斑土 平均粒径約10μmの活性アルミナ粉末にCu (NO
i) z水溶液を含浸し、乾燥、焼成工程を経てCuを
5wt%含有する活性アルミナ粉末を調製した。
4土較韮」− 平均粒径約10μmの活性アルミナ粉末にPdC1z水
溶液を含浸し、乾燥、焼成工程を経てPdを0.25w
t%含有する活性アルミナ粉末を調製した。
試1 実施例1で調製した複合酸化物粉末(詳細は第1表参照
)及び比較例1.2で調製した触媒粉末を市販のカーボ
ンブラック粉末と混合し、熱分析装置によりカーボンブ
ラックの着火温度を測定した。なお、この時のカーボン
ブラックの混合量は10wt%であり、熱分析装置の昇
温速度は10℃/winであり、最も高性能であったサ
ンプルについては熱処理による耐久後の着火温度も測定
した。
結果を第1表に示す。
以下余白 第1表 (注)*は大気中電気炉で1000℃、10時間の熱処
理を行ない劣化させたものを示す。
第1表より本発明における複合酸化物はディーゼル排気
中のパティキュレートの主成分であるカーボン微粒子の
燃焼温度を著しく低下させることが可能であること、B
にCu  、Co  、Fe  、Cr。
Ni、Mnのいずれの遷移金属を配しても又AにLa 
 、Ce  、Y、Ndの希土類元素を配しても又A′
にBa、Ca、Srのアルカリ土類元素を配しても従来
の構成であるCub、 PdO触媒に比べ、良好な性能
を有することがわかる。又AとA′との組成比率を変え
た例も一部紹介しているが従来触媒よりも良好な性能を
有することがわかる。またこの複合酸化物は1000℃
で熱処理を行ってもほとんどカーボンブラックの燃焼温
度が低下しないことから耐久性にも優れるといえる。
跋放拠主 本発明の効果をより実機に近い形で確認するために以下
の実験を行った。具体的操作を下記に示す。
(1)良好な再生性を示した(Nao、 qsro、 
+)zcuo4粉末をエチルアルコールl m It中
に1gの割合で分散させ、スラリー状にした。
(2)調製したスラリーに市販のコーディエライト製ハ
ニカムフィルター(直径30mm、長さ50mm気孔率
60%)を浸漬し、フィルター材にスラリーを付着させ
た。
(3)スラリー中よりこのフィルターを取り出し圧縮空
気により余分のスラリーを吹き払った後、乾燥、800
℃X3hr焼成して、(Lao、 qsro、 I)2
CLI04をフィルター容積llあたり約100gコー
ティングしたフィルターAを得た。
(4)市販のコーディエライト製ハニカムフィルター(
前述と同じもの)を用意し、活性アルミナ粉末、硝酸ア
ルミニウム、アルミナゾル、蒸留水とから成るスラリー
を用いてフィルター上に活性アルミナコート層を形成し
た。コート量はフィルター容積11あたり約75gであ
る。
(5)次にそのフィルターをPdC1z溶液に浸漬し、
乾燥、焼成工程を経てフィルター容積1Nあたリ1gの
Pdが担持されたフィルターBを得た。
(6)得られたフィルターA及びBを2.41渦流式デ
ィーゼルエンジンの排気系に取り付け2000rpmト
ルク3kgmで2時間運転してフィルター1ケあたり0
.6〜0.65gのパティキュレートを捕集した。
(7)このフィルターを第1図に示す評価装置に取り付
け、ガス塩(N2 0gガス0zlOvo1%流量10
1 /m1n)を30℃/minで上昇させながら着火
温度を測定した。第1図中、1が反応管、2が排気管、
3がN2−0□ガス導入管、4がフィルター、5が整流
器、6が電気炉である。着火温度の判定はフィルター内
温度の上昇曲線を用いて行ないフィルター再生操作終了
後は重量法によりパティキュレートの燃焼率も算出した
結果を第2表に示す。
第  2  表 第2表から本発明による複合酸化物は実際のフィルター
材にコーティングされた場合でも従来の触媒よりも低温
でパティキュレートを燃焼させることがわかった。この
様なパティキュレートの燃焼特性は複1合酸化物におけ
る酸素欠陥とBに配する遷移金属により得られる酸化活
性によるものと考えられる。なお本実施例試験例ではA
、A’としてLa、Sr、をBとしてCuを代表例とし
て紹介したが他にAとしてY、Ce、Nd等の希土類元
素、A′としてBa、Ca等のアルカリ土類元素、Bと
してGo 、Ni  、Fe  、Cr  、Mo等の
遷移金属を用いても同様の効果が得られる。
〔発明の効果〕
本発明の特定の複合酸化物を担持したパティキュレート
捕集用フィルターは、従来品と比べて、フィルターの再
生性(パティキュレートの燃焼温度等)が向上し、かつ
耐久性がより優れている。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例のフィルターの特性評価用装置の概略図
である。 1・・・反応管、      2・・・排気管、3・・
・N2−0□、ガス導入管、 4・・・フィルター、   5・・・整流器、6・・・
電気炉。 第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一般式(A_1_−_xA′_x)_2BO_4〔
    式中、Aは希土類元素から選ばれ、A′はアルカリ土類
    元素から選ばれ、BはCr、Mn、Fe、Co、Ni、
    Cuから選ばれ、0≦x≦0.5である。〕で表わされ
    る酸素欠陥を有する複合酸化物をフィルター機能を有す
    る担体にコーティングして成ることを特徴とするディー
    ゼルパティキュレート捕集用フィルター。
JP30157187A 1987-12-01 1987-12-01 パティキュレート捕集用フィルター Expired - Lifetime JPH0629543B2 (ja)

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JP2004509740A (ja) * 2000-09-29 2004-04-02 オーエムゲー アクチエンゲゼルシャフト ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト 触媒すすフィルターおよびリーン排気ガスの処理おけるその使用
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