JPH0487627A - 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

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JPH0487627A
JPH0487627A JP2200900A JP20090090A JPH0487627A JP H0487627 A JPH0487627 A JP H0487627A JP 2200900 A JP2200900 A JP 2200900A JP 20090090 A JP20090090 A JP 20090090A JP H0487627 A JPH0487627 A JP H0487627A
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伊藤 ゆかり
Yoshitsugu Ogura
義次 小倉
Yukimura Yamada
山田 幸村
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Cataler Corp
Toyota Motor Corp
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Cataler Industrial Co Ltd
Toyota Motor Corp
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    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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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。
[従来の技術] ガソリンエンジンについては排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、排ガス中の有害物質
は着実に減少している。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カッリンエンジン
に比べて遅れてあり、確実に浄化できる排カス浄化装置
の開発が望まれている。
現在までに開発されているDE排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分解触媒に分かれる。このう
ちトラップを用いる方法は、排ガス中のパティキュレー
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
実用上多くの問題を残している。
一方オープン型SOF分解触媒は、ガソリンエンジンと
同様に白金族金属を担持した触媒が利用され、COヤH
Cとともにパティキュレート中のSOF (Solub
le Organic 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進歩が期待
されている。
[発明が解決しようとする課題] 白金族金属を担持したオープン型SOF分解触媒では、
SOF、HC,Coは低温域でも効率良く浄化され、3
02はガス状のまま排出される。
ところが高温域では、排ガス中のSO2までも酸化され
てSO3が生成し、逆にパティキュレート量が増大して
浄化率が低減する(SO3はパティキュレートとして測
定されるが、SO2はパティキュレートとして測定され
ない)という不具合がある。特にDEにおいては排カス
中に酸素ガスが充分存在するので、302の酸化反応が
一層生じやすくこの現象が顕著であり、触媒を用いた方
が無触媒の場合よりもパティキュレートの排出量が2倍
以上に増大する場合もある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
SOF、HC,Coに対する酸化性能を損なうことなく
、高温域下にあける503の生成を抑制することを目的
とする。
[課題を解決するための手段コ 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からなり担体基
材表面に形成された触媒担持層と、触媒担持層に担持さ
れた白金族金属およびMoと、よりなることを特徴とす
る。
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
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、)t−ムフィルタ、ハニカムフィルタ、ベレ
ットなどが用いられる。その材質は、セラミック質ある
いは金属質から選ばれる。
本発明の一つの特徴は、上記担体基材表面にTO2から
なる触媒担持層をもつところにある。
ガソリンエンジンの排カス浄化触媒の触媒担持層として
は、活性アルミナが主として用いられている。しかし活
性アルミナはS02をも吸着し、803が生成しやすい
。そこで本発明では、SO2を吸着しにくいTiO2を
触媒担持層として用いるようにしたものである。
TiO2からなる触媒担持層の付着量は特に制限されず
、従来の活性アルミナと同様に、担体容積152あたり
20〜200Q程度とすることができる。
本発明の最大の特徴は、Ti0zからなる触媒担持層に
、白金族金属とMOとが共存して担持されているところ
にある。白金族金属は主としてSOF、HC,Coの酸
化に寄与するものであり、Pt、Rh、Pdなどを一種
または複数種類利用できる。特に酸化触媒能の大きなP
tを用いることが好ましい。
MOは白金族金属の302の酸化を妨害する機能をもつ
と推察され、303の生成を抑制する。
SOF、HCおよびCOに対しては酸化反応を阻害する
作用はほとんどない。
白金族金属の担持量は、担体容積1Qあたり金属として
0.05〜2gが好ましい。0.05gより少ないとS
OFなどの酸化性能に劣り、2gより多く担持しても効
果が飽和するとともにコストが上昇する。またMOの担
持量は、担体容積19あたり金属として0.05〜Q、
5molが好ましい。0.05mo lより少ないとS
O3が生成しやすくなり、Q、5molより多く担持し
ても効果が飽和する。
[発明の作用] 本発明のディーゼルパティキュレート低減用触媒では、
TiO2からなる触媒担持層がSO2を吸着しにくい。
ざらにMOが白金族金属によるSO2の酸化触媒作用を
妨害すると推察され、両者の相乗効果によりSO2の酸
化が確実に防止される。
また、Moには白金族金属によるSOFなどの酸化触媒
作用を阻害する作用はほとんどないため、SOF、HC
およびCOは白金族金属の酸化触媒作用により従来と同
様に浄化される。
[効果] 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、低温域から高温域までSOF、HCおよ
びCOの高い浄化率を維持するとともに、高温域下にお
ける802の酸化が防止されているため、303の生成
が防止され、ディーゼルパティキュレートを確実に低減
することができる。
[実施例コ 以下、実施例により具体的に説明する。
(実施例1) 第1図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TiO2からなる触媒担持層2と、触媒担持層2に
担持されたPt3およびMO4とから構成されている。
触媒担持層2は担体基材152あたり75g形成されて
いる。またPt3は担体基材1Qあたり1Ω、M o 
4 Lt担体基材151!あたり0.01m。
担持されている。
この触媒の製造方法を以下に説明する。
容積1.7Q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、チタニアゾルおよび蒸溜水から
なるスラリーを用いて、担体基材表面にTiO2層を形
成した。そして120℃で2時間乾燥後、700℃で2
時間焼成して触媒担持層2を形成した。なお、触媒担持
層2は担体基材15!あたり75gであった。
次に1 Q/Qのジニトロジアミン白金溶液に、上記触
媒担持層2をもつ担体基材1を1時間浸漬し、引上げて
余分な水分を吹き払い、120℃で2時間乾燥した後5
50℃で1時間焼成して、担体基材1Qあたり1qのP
lを担持した。ざらに0.007mo 1152のモリ
ブデン酸アンモニウム溶液に1時間浸漬し、引上げて余
分な水分を吹き払い、120℃で2時間乾燥した後30
0℃で2時間焼成して、担体基材152あたり0.01
m01のMO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、
MOの担持量が異なること以外は実施例1と同様の構成
である。すなわち、0.035m01152のモリブデ
ン酸アンモニウム溶液を用いて、担体基材1Qあたり0
.05m0 IのMoを担持した。
(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も、
Moの担持量が異なること以外は実施例1と同様の構成
である。すなわち、0.07m。
1152のモリブデン酸アンモニウム溶液を用いて、担
体基材19あたり0,1mo+のMOを担持した。
(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も、
MOの担持量が異なること以外は実施例1と同様の構成
である。すなわち、0.35m。
+152のモリブデン酸アンモニウム溶液を用いて、担
体基材1Qあたり0.5mo+のMOを担持した。
(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も、
Moの担持量が異なること以外は実施例1と同様の構成
である。すなわち、0.49m0/Qのモリブデン酸ア
ンモニウム溶液を用いて、担体基材19あたり0.7m
01のMoを担持した。
(比較例1) 比較例1の触媒は、実施例1と同様の担体基材と、担体
基材表面に形成されたγ〜アルミナからなる触媒担持層
と、触媒担持層に担持されたPtとから構成されている
。触媒担持層は担体基材1父あたり75g形成されてい
る。またPiは担体基材1f!あたり1Q担持されてい
る。
この触媒は、担体基材が浸漬されるスラリーとしてγ−
アルミナ、アルミナゾルおよび蒸溜水からなるスラリー
を用いたこと、およびMOを担持しなかったこと以外は
実施例1と同様にして形成された。
(比較例2) この触媒は、MOが担持されていないこと以外は実施例
1と同様の構成である。そして実施例1のMO担持工程
を行なわなかったこと以外は実施例1と同様にして形成
された。
(試験) 上記実施例1〜実施例5および比較例1と比較例2の触
媒を、それぞれ排気量2000ccの過流室式DEの排
気系に取付け、HCの浄化率を測定した。結果を第1表
に示す。また非分散型赤外分析計を用い、大ガス中のS
O2濃度と出ガス中のSO2濃度を測定して次式から3
03の添加率を求めた。その結果を第2表に示す。
転化率=(入ガスS02濃度−出ガスSO2gL度)X
100/入ガス302濃度 なお、測定条件は以下の4条件である。
(1) 2000rpm x  6kgfm、入ガス3
00℃(2> 2000rpm x  8kpfm、入
ガス350℃(3) 2000rpm xl 0kof
m、入ガス400℃(4) 2000rpm xl 2
kgfm、入ガス450℃(評価) 第1表より、HCの浄化率は比較例1の触媒が特に良好
であるが、各実施例の触媒は比較例2の触媒と各温度域
で同等の、実用域にある浄化率を第1表 第2表 示している。またMOの担持量による有意差はみられず
、MOはPtの酸化触媒作用を阻害していないことが明
らかである。
また第2表より、実施例の触媒ではMOの担持量が増大
するにつれてSO3の生成しない温度が高温域に移行し
ていることがわかる。すなわちMOを多く担持するほど
高温でも303が生成しないようになるが、その効果は
MOがQ、5mo 1を超えると飽和している。
一方、比較例1および比較例2の触媒では、300℃で
も303が生成しているが、実施例の触媒との差異はM
Oの担持の有無に起因していることが明らかであり、M
oがSO2の酸化を妨害しているものと推察される。ま
た比較例1と比較例2とを比較すると、比較例2の触媒
の方が全体に303の転化率が低い。これは触媒担持層
の材質の差に起因することが明らかであり、TlO2が
SO2を吸着しにくいことが裏付けられている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明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である。 1・・・担体基材     2・・・触媒担持層3・・
・Pt        4−M0特許出願人  トヨタ
自動車株式会社 同    キャタラー工業株式会社 代理人   弁理士   大川 宏

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)担体基材と、 二酸化チタンからなり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白金族金属およびモリブデン
    と、よりなることを特徴とするデイーゼルパティキュレ
    ート低減用触媒。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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