JPH05184928A - 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 - Google Patents
排ガス浄化材及び排ガス浄化方法Info
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- JPH05184928A JPH05184928A JP4019468A JP1946892A JPH05184928A JP H05184928 A JPH05184928 A JP H05184928A JP 4019468 A JP4019468 A JP 4019468A JP 1946892 A JP1946892 A JP 1946892A JP H05184928 A JPH05184928 A JP H05184928A
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- exhaust gas
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ディーゼルエンジン等が排出するような酸素
濃度の大きい排ガス中に含まれるパティキュレート及び
NOx を効果的に除去するとともに、排ガス中の他の有害
成分であるCO及びHCも除去することができる排ガス浄化
材を提供する。 【構成】 一般式Ln1-X ＲX ＭＯ3+a （ここで、LnはL
a、Pr、Nd、Sm、及びGdからなる群から選ばれた１種又
は２種以上の元素であり、ＲはLi、Na、Ｋ、及びCsから
なる群から選ばれた１種又は２種以上の元素であり、Ｍ
はＶ、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、及びCuからなる群から選ば
れた１種又は２種以上の元素であり、また、０＜Ｘ＜
１、及び−１＜ａ＜0.2 である。）で表わされる複合酸
化物触媒の微粉末と、セラミック担体とを、ともに耐熱
性フィルタに担持してなる排ガス浄化材である。
濃度の大きい排ガス中に含まれるパティキュレート及び
NOx を効果的に除去するとともに、排ガス中の他の有害
成分であるCO及びHCも除去することができる排ガス浄化
材を提供する。 【構成】 一般式Ln1-X ＲX ＭＯ3+a （ここで、LnはL
a、Pr、Nd、Sm、及びGdからなる群から選ばれた１種又
は２種以上の元素であり、ＲはLi、Na、Ｋ、及びCsから
なる群から選ばれた１種又は２種以上の元素であり、Ｍ
はＶ、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、及びCuからなる群から選ば
れた１種又は２種以上の元素であり、また、０＜Ｘ＜
１、及び−１＜ａ＜0.2 である。）で表わされる複合酸
化物触媒の微粉末と、セラミック担体とを、ともに耐熱
性フィルタに担持してなる排ガス浄化材である。
Description
【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）を、微粒子状炭素物質（以下パティ
キュレートと呼ぶ）により還元除去することができると
ともに、排ガス中のCO、炭化水素（以下HCと呼ぶ）も低
減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。
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）を、微粒子状炭素物質（以下パティ
キュレートと呼ぶ）により還元除去することができると
ともに、排ガス中のCO、炭化水素（以下HCと呼ぶ）も低
減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。
【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微粒子
状炭素物質や、NOX 等が環境衛生上有害なものとして問
題化している。
ディーゼルエンジン等から排出される排ガス中の微粒子
状炭素物質や、NOX 等が環境衛生上有害なものとして問
題化している。
【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。他の一つは、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。
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。他の一つは、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。
【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が大きくなり、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。
を高めれば高めるほど圧力損失が大きくなり、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。
【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。このよう
な排ガス条件下で、蓄積した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。
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。このよう
な排ガス条件下で、蓄積した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。
【０００６】一方、NOx の除去方法としては、排ガス中
にHCを導入して、この炭化水素により排ガス中のNOx を
還元除去する方法が提案されている (特公昭44−13002
号等) 。
にHCを導入して、この炭化水素により排ガス中のNOx を
還元除去する方法が提案されている (特公昭44−13002
号等) 。
【０００７】また、排ガス中にHCを導入しない別の方法
として、特定の触媒を用い、排ガス中に存在するパティ
キュレート及び残存HCを還元剤としてNOx を還元除去す
る方法が試みられており、NOx を除去する触媒について
種々の研究がなされている。たとえば、特開平3-47539
号は、耐熱性の多孔質フィルタに、(a) アルカリ元素
と、(b) 特定の遷移金属元素と、(c) 希土類元素からな
る触媒を担持してなる排ガス浄化材を開示している。こ
の排ガス浄化材は、排ガス中に含まれるパティキュレー
トを効率良く燃焼除去するとともに、NOx や他の有害成
分を浄化することができるが、900 ℃以上の高温の排ガ
スに対しては、長期耐熱性が劣る。また、他の触媒によ
る排ガス浄化方法でも、HCを導入しないで酸素濃度が大
きい排ガス中のNOx を効率よく除去することは難しく、
NOx を始めとする有害成分の効果的な除去方法はまだ確
立されていない。
として、特定の触媒を用い、排ガス中に存在するパティ
キュレート及び残存HCを還元剤としてNOx を還元除去す
る方法が試みられており、NOx を除去する触媒について
種々の研究がなされている。たとえば、特開平3-47539
号は、耐熱性の多孔質フィルタに、(a) アルカリ元素
と、(b) 特定の遷移金属元素と、(c) 希土類元素からな
る触媒を担持してなる排ガス浄化材を開示している。こ
の排ガス浄化材は、排ガス中に含まれるパティキュレー
トを効率良く燃焼除去するとともに、NOx や他の有害成
分を浄化することができるが、900 ℃以上の高温の排ガ
スに対しては、長期耐熱性が劣る。また、他の触媒によ
る排ガス浄化方法でも、HCを導入しないで酸素濃度が大
きい排ガス中のNOx を効率よく除去することは難しく、
NOx を始めとする有害成分の効果的な除去方法はまだ確
立されていない。
【０００８】従って本発明の目的は、ディーゼルエンジ
ン等が排出するような酸素濃度の大きい排ガス中に含ま
れるパティキュレート及びNOx を効果的に除去するとと
もに、排ガス中の他の有害成分であるCO及びHCも除去す
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。
ン等が排出するような酸素濃度の大きい排ガス中に含ま
れるパティキュレート及びNOx を効果的に除去するとと
もに、排ガス中の他の有害成分であるCO及びHCも除去す
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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者等は、触媒として特定の金属元素を有
する複合酸化物触媒の微粉末とセラミック担体とをとも
にフィルタに担持すれば、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。
の結果、本発明者等は、触媒として特定の金属元素を有
する複合酸化物触媒の微粉末とセラミック担体とをとも
にフィルタに担持すれば、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。
【００１０】すなわち、本発明の排ガス浄化材は、一般
式Ln1-X ＲX ＭＯ3+a （ここで、LnはLa、Pr、Nd、Sm、
及びGdからなる群から選ばれた１種又は２種以上の元素
であり、ＲはLi、Na、Ｋ、及びCsからなる群から選ばれ
た１種又は２種以上の元素であり、ＭはＶ、Cr、Mn、F
e、Co、Ni、及びCuからなる群から選ばれた１種又は２
種以上の元素であり、また、０＜Ｘ＜１、及び−１＜ａ
＜0.2 である。）で表わされる複合酸化物触媒の微粉末
と、セラミック担体とを、ともに耐熱性フィルタに担持
してなることを特徴とする。
式Ln1-X ＲX ＭＯ3+a （ここで、LnはLa、Pr、Nd、Sm、
及びGdからなる群から選ばれた１種又は２種以上の元素
であり、ＲはLi、Na、Ｋ、及びCsからなる群から選ばれ
た１種又は２種以上の元素であり、ＭはＶ、Cr、Mn、F
e、Co、Ni、及びCuからなる群から選ばれた１種又は２
種以上の元素であり、また、０＜Ｘ＜１、及び−１＜ａ
＜0.2 である。）で表わされる複合酸化物触媒の微粉末
と、セラミック担体とを、ともに耐熱性フィルタに担持
してなることを特徴とする。
【００１１】また、本発明の排ガス浄化方法は、上記の
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、前記フィルタに担持した前記複合酸化物触媒によっ
て、排ガス中のパティキュレートを燃焼除去すると同時
に前記パティキュレートを還元剤として作用させて窒素
酸化物を還元除去し、かつ残存COと残存HCとを酸化除去
することを特徴とする。
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、前記フィルタに担持した前記複合酸化物触媒によっ
て、排ガス中のパティキュレートを燃焼除去すると同時
に前記パティキュレートを還元剤として作用させて窒素
酸化物を還元除去し、かつ残存COと残存HCとを酸化除去
することを特徴とする。
【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。排ガス浄
化材の基材となるフィルタとしては、多孔性で耐熱性、
特に耐熱衝撃性の高いものを用いるのがよい。また、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必要である。そのようなフィルタ
形成材料としては、耐熱性の良好なセラミックスや金属
を用いることができる。フィルタ形成材料としてのセラ
ミックスとしては、コージェライト、ムライト等が挙げ
られる。
化材の基材となるフィルタとしては、多孔性で耐熱性、
特に耐熱衝撃性の高いものを用いるのがよい。また、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必要である。そのようなフィルタ
形成材料としては、耐熱性の良好なセラミックスや金属
を用いることができる。フィルタ形成材料としてのセラ
ミックスとしては、コージェライト、ムライト等が挙げ
られる。
【００１３】フィルタの形状としては公知のハニカム型
やフォーム型のものが使用できる。また、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。
やフォーム型のものが使用できる。また、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。
【００１４】上記のフィルタに担持する触媒としては、
一般式： Ln1-X ＲX ＭＯ3+a ・・・（1) （ここで、LnはLa、Pr、Nd、Sm、Gdから選ばれた１種又
は２種以上の元素であり、ＲはLi、Na、Ｋ、Csから選ば
れた１種又は２種以上の元素であり、ＭはＶ、Cr、Mn、
Fe、Co、Ni、Cuから選ばれた１種又は２種以上の元素で
あり、また、０＜Ｘ＜１、及び−１＜ａ＜0.2 であ
る。）で表わされる複合酸化物の微粉末を用いる。上述
の通り、Lnとして上記したグループの中から２種以上の
元素を選択してもよいが、その場合には、その合計量が
組成比（１−ｘ）となるようにする。また、Ｒ及びＭに
ついても同様に、それぞれの合計量が上記組成式に適合
する範囲に規定する。
一般式： Ln1-X ＲX ＭＯ3+a ・・・（1) （ここで、LnはLa、Pr、Nd、Sm、Gdから選ばれた１種又
は２種以上の元素であり、ＲはLi、Na、Ｋ、Csから選ば
れた１種又は２種以上の元素であり、ＭはＶ、Cr、Mn、
Fe、Co、Ni、Cuから選ばれた１種又は２種以上の元素で
あり、また、０＜Ｘ＜１、及び−１＜ａ＜0.2 であ
る。）で表わされる複合酸化物の微粉末を用いる。上述
の通り、Lnとして上記したグループの中から２種以上の
元素を選択してもよいが、その場合には、その合計量が
組成比（１−ｘ）となるようにする。また、Ｒ及びＭに
ついても同様に、それぞれの合計量が上記組成式に適合
する範囲に規定する。
【００１５】上述した複合酸化物は、基本的には、一般
式： Ln1-X ＲX ＭＯ3 ・・・（2) （Ln、Ｒ、及びＭは上述の（1)式の時と同じ）で表され
るものであるが、これらは、構成金属の種類や、使用条
件（温度条件等）により酸素の組成比が多少変わる。す
なわち、酸素の組成比が３より少しだけ少ないいわゆる
酸素欠損型の酸化物（上記（1)式において−１＜ａ＜０
にあたる）となったり、また、酸素過剰型（上記（1)式
において０＜ａ＜0.2 にあたる）となったりする場合が
ある。本発明では、このような酸素欠損型の酸化物や、
酸素過剰型の酸化物も触媒として含む。
式： Ln1-X ＲX ＭＯ3 ・・・（2) （Ln、Ｒ、及びＭは上述の（1)式の時と同じ）で表され
るものであるが、これらは、構成金属の種類や、使用条
件（温度条件等）により酸素の組成比が多少変わる。す
なわち、酸素の組成比が３より少しだけ少ないいわゆる
酸素欠損型の酸化物（上記（1)式において−１＜ａ＜０
にあたる）となったり、また、酸素過剰型（上記（1)式
において０＜ａ＜0.2 にあたる）となったりする場合が
ある。本発明では、このような酸素欠損型の酸化物や、
酸素過剰型の酸化物も触媒として含む。
【００１６】上述した金属元素を含有するLn1-X ＲX Ｍ
Ｏ3+a で表わされる複合酸化物触媒は、酸化雰囲気下で
あっても、パティキュレートを還元剤として作用させる
ことにより高いNOx 除去特性を有する。また、耐熱性に
優れ、800 〜850 ℃程度の高温の排ガスに長時間さらさ
れても触媒能の低下はほとんどみられない。なお、本発
明者の研究によれば、上記した金属元素の単純な酸化物
の混合物（すなわち、Ln1-X ＲX ＭＯ3 の形の複合酸化
物の形態をとらないで、Ln2 Ｏ3 、Ｒ2 Ｏ、及びＭの酸
化物の単純な混合物）とした場合には、耐熱性が良好と
はならず、十分な排ガス浄化が行えない。
Ｏ3+a で表わされる複合酸化物触媒は、酸化雰囲気下で
あっても、パティキュレートを還元剤として作用させる
ことにより高いNOx 除去特性を有する。また、耐熱性に
優れ、800 〜850 ℃程度の高温の排ガスに長時間さらさ
れても触媒能の低下はほとんどみられない。なお、本発
明者の研究によれば、上記した金属元素の単純な酸化物
の混合物（すなわち、Ln1-X ＲX ＭＯ3 の形の複合酸化
物の形態をとらないで、Ln2 Ｏ3 、Ｒ2 Ｏ、及びＭの酸
化物の単純な混合物）とした場合には、耐熱性が良好と
はならず、十分な排ガス浄化が行えない。
【００１７】上記の複合酸化物触媒は、各金属元素の酸
化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩、シ
ュウ酸塩、塩化物などを所望の割合で混合し、最終的に
850℃以上で５時間以上焼成して調製することができ
る。上記した物質の混合法としては、各物質を固体状態
で混合する方法、それぞれの金属の塩の混合水溶液を蒸
発乾固する方法、それぞれの金属の塩の混合水溶液をア
ンモニア水等のアルカリ水溶液で加水分解するいわゆる
共沈法などを用いることができる。このように調製した
複合酸化物触媒は微粉末化して用いる。
化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩、シ
ュウ酸塩、塩化物などを所望の割合で混合し、最終的に
850℃以上で５時間以上焼成して調製することができ
る。上記した物質の混合法としては、各物質を固体状態
で混合する方法、それぞれの金属の塩の混合水溶液を蒸
発乾固する方法、それぞれの金属の塩の混合水溶液をア
ンモニア水等のアルカリ水溶液で加水分解するいわゆる
共沈法などを用いることができる。このように調製した
複合酸化物触媒は微粉末化して用いる。
【００１８】上述した複合酸化物触媒の微粉末の耐熱多
孔性フィルタへの担持は、フィルタより多孔性で表面積
の大きいセラミック担体とともに同時に行うのがよい。
孔性フィルタへの担持は、フィルタより多孔性で表面積
の大きいセラミック担体とともに同時に行うのがよい。
【００１９】担体を形成する材料としては、アルミナ
や、チタニア−アルミナ、アルミナ−シリカ等のアルミ
ナ系複合酸化物、チタニア、ジルコニア、マグネシア、
チタニア−シリカ、及びシリカ−ジルコニア等の多孔性
で表面積の大きいセラミックス（通常は粉末）を用いる
のがよい。
や、チタニア−アルミナ、アルミナ−シリカ等のアルミ
ナ系複合酸化物、チタニア、ジルコニア、マグネシア、
チタニア−シリカ、及びシリカ−ジルコニア等の多孔性
で表面積の大きいセラミックス（通常は粉末）を用いる
のがよい。
【００２０】セラミック担体の担持量は、セラミックフ
ィルタの場合、フィルタの２〜20重量％、特に５〜15重
量％とするのが好ましい。また、複合酸化物触媒触媒の
担持量はフィルタの0.1 〜15重量％、特に２〜1.2 重量
％とするのが好ましく、かつ、セラミック担体の５〜20
0 重量％、特に50〜150 重量％とするのが好ましい。触
媒の担持量がセラミック担体に対して５重量％未満では
触媒を担持した効果が顕著ではない。一方、200 重量％
を超す触媒担持量とすると、パティキュレート燃焼特性
は向上するが、パティキュレートとNOx との反応性が低
下する。なお、一般に、パティキュレートの燃焼特性を
向上させるためには触媒量を多めにするのが良く、また
パティキュレートとNOx の反応性を上げるには触媒量を
少なめにするのが良いので、エンジン特性（排ガス成
分）等を考慮して上記の触媒担持量の範囲で適宜調節す
るのがよい。
ィルタの場合、フィルタの２〜20重量％、特に５〜15重
量％とするのが好ましい。また、複合酸化物触媒触媒の
担持量はフィルタの0.1 〜15重量％、特に２〜1.2 重量
％とするのが好ましく、かつ、セラミック担体の５〜20
0 重量％、特に50〜150 重量％とするのが好ましい。触
媒の担持量がセラミック担体に対して５重量％未満では
触媒を担持した効果が顕著ではない。一方、200 重量％
を超す触媒担持量とすると、パティキュレート燃焼特性
は向上するが、パティキュレートとNOx との反応性が低
下する。なお、一般に、パティキュレートの燃焼特性を
向上させるためには触媒量を多めにするのが良く、また
パティキュレートとNOx の反応性を上げるには触媒量を
少なめにするのが良いので、エンジン特性（排ガス成
分）等を考慮して上記の触媒担持量の範囲で適宜調節す
るのがよい。
【００２１】上述の構成の排ガス浄化材を用いることに
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とともに、NOx の除去を効果
的に行うことができる。すなわち、フィルタ内で排ガス
中のパティキュレートが上記担体に担持された触媒及び
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、それと同時に、パティキュレートが還元剤
として作用してNOx を還元し、排ガスが効果的に浄化さ
れる。このように、比較的低温でNOx の還元が効率よく
起こるのは、排ガス中のパティキュレートと上記の触媒
が同時に存在することにより、パティキュレートと酸素
の反応活性が上がるとともに酸素で活性化されたパティ
キュレートがNOx と高い選択性をもって反応するためで
あると思われる。
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とともに、NOx の除去を効果
的に行うことができる。すなわち、フィルタ内で排ガス
中のパティキュレートが上記担体に担持された触媒及び
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、それと同時に、パティキュレートが還元剤
として作用してNOx を還元し、排ガスが効果的に浄化さ
れる。このように、比較的低温でNOx の還元が効率よく
起こるのは、排ガス中のパティキュレートと上記の触媒
が同時に存在することにより、パティキュレートと酸素
の反応活性が上がるとともに酸素で活性化されたパティ
キュレートがNOx と高い選択性をもって反応するためで
あると思われる。
【００２２】さらに、上記した触媒を用いることによ
り、排ガス中に含まれる他の有害成分であるCO、HCの酸
化除去も可能になる。
り、排ガス中に含まれる他の有害成分であるCO、HCの酸
化除去も可能になる。
【００２３】本発明では、上述した触媒を上述した担体
とともにスラリーにし、フィルタに担持したり、ゾル−
ゲル法によりフィルタに同時に担持することができる。
とともにスラリーにし、フィルタに担持したり、ゾル−
ゲル法によりフィルタに同時に担持することができる。
【００２４】ゾル−ゲル法による担持は、例えばチタニ
アを例にとれば、以下の通り行う。まずTiのアルコキシ
ドのアルコール溶液にCH3 COOH、ＨNO3 、ＨCl等の酸
と、さらに触媒微粉末の水溶液とを加えて、コーティン
グ液を生成する。次いで、そのコーティング液にフィル
タを浸漬した後、水蒸気あるいは水と反応させてゾル
化、さらにはゲル化を行う。その後、フィルタを乾燥、
焼成し、触媒を担持したチタニアからなるコーティング
層を形成する。
アを例にとれば、以下の通り行う。まずTiのアルコキシ
ドのアルコール溶液にCH3 COOH、ＨNO3 、ＨCl等の酸
と、さらに触媒微粉末の水溶液とを加えて、コーティン
グ液を生成する。次いで、そのコーティング液にフィル
タを浸漬した後、水蒸気あるいは水と反応させてゾル
化、さらにはゲル化を行う。その後、フィルタを乾燥、
焼成し、触媒を担持したチタニアからなるコーティング
層を形成する。
【００２５】ゾル−ゲル法において、酸はゲル化の際の
加水分解反応の触媒として添加するものである。しか
し、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。
加水分解反応の触媒として添加するものである。しか
し、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。
【００２６】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、触媒をアルミナに担持させる場合
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。
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、触媒をアルミナに担持させる場合
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。
【００２７】ゾル−ゲル法によれば、フィルタ中に触媒
を極めて均一に担持させることが可能であり、従って、
触媒活性が高まり、排ガス浄化能が向上する。
を極めて均一に担持させることが可能であり、従って、
触媒活性が高まり、排ガス浄化能が向上する。
【００２８】
【実施例】本発明の方法を以下の具体的実施例によりさ
らに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。
らに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００２９】実施例１〜３ La（NO3 ) 3 、ＫNO 3あるいはNaNO 3、及びCo(NO 3 )
2 を用い、これらをLa0.9 Ｋ0.1 Co O 3（実施例１）、
La0.8 Ｋ0.2 Co O 3（実施例２）、又はLa0. 9 Na0.1 Co
O 3（実施例３）の組成となるように秤量して混合し、
水溶液を調製した。得られた水溶液を蒸発乾固し、次い
で850 ℃で10時間焼成し、La0.9 Ｋ0. 1 Co O 3の組成を
有する複合酸化物を調製した。
2 を用い、これらをLa0.9 Ｋ0.1 Co O 3（実施例１）、
La0.8 Ｋ0.2 Co O 3（実施例２）、又はLa0. 9 Na0.1 Co
O 3（実施例３）の組成となるように秤量して混合し、
水溶液を調製した。得られた水溶液を蒸発乾固し、次い
で850 ℃で10時間焼成し、La0.9 Ｋ0. 1 Co O 3の組成を
有する複合酸化物を調製した。
【００３０】一方、Ti（Ｏ-isoＣ3 Ｈ7 ）4 をエタノー
ルに溶解し、酢酸を加えて加水分解しチタニアゾルを形
成した。
ルに溶解し、酢酸を加えて加水分解しチタニアゾルを形
成した。
【００３１】次いで、得られたLa0.9 Ｋ0.1 Co O 3、La
0.8 Ｋ0.2 Co O 3、又はLa0.9 Na0. 1 Co O 3の各微粉末
とチタニアゾルとからそれぞれスラリーを調製した。
0.8 Ｋ0.2 Co O 3、又はLa0.9 Na0. 1 Co O 3の各微粉末
とチタニアゾルとからそれぞれスラリーを調製した。
【００３２】コージェライトからなるフォーム型のフィ
ルタ（見かけの体積0.02リットル、密度0.40g/ml、空孔
率50％) に、ゾル−ゲル法により得られたスラリーをコ
ートし、フィルタに対してLa0.9 Ｋ0.1 Co O 3、La0.8
Ｋ0.2 Co O 3、又はLa0.9 Na0.1 Co O 3の各微粉末、及
びチタニア粉末をそれぞれ10％（重量％、以下同じ)ず
つ担持し、乾燥後、700 ℃で焼成し、３種類の浄化材を
得た。
ルタ（見かけの体積0.02リットル、密度0.40g/ml、空孔
率50％) に、ゾル−ゲル法により得られたスラリーをコ
ートし、フィルタに対してLa0.9 Ｋ0.1 Co O 3、La0.8
Ｋ0.2 Co O 3、又はLa0.9 Na0.1 Co O 3の各微粉末、及
びチタニア粉末をそれぞれ10％（重量％、以下同じ)ず
つ担持し、乾燥後、700 ℃で焼成し、３種類の浄化材を
得た。
【００３３】これらの浄化材にディーゼルエンジンの排
気ガスを通過させ、パティキュレート0.3 ｇを捕捉させ
た。パティキュレートを捕捉した浄化材を、固定床流通
反応装置内に設置し、ディーゼルエンジンからの排気ガ
スに近い模擬ガス (酸素濃度: 10％、NOx ：800 ppm 、
SO2 ：100 ppm 、H 2 O 濃度：10％、Ｎ2 ：残部）1.2
リットル／分を流通させて、浄化材を５℃／分の速度で
昇温し、CO2 の生成量に基づいてパティキュレートの着
火温度を求め、その着火温度でのNOx 浄化率を求めた。
結果を表１に示す。
気ガスを通過させ、パティキュレート0.3 ｇを捕捉させ
た。パティキュレートを捕捉した浄化材を、固定床流通
反応装置内に設置し、ディーゼルエンジンからの排気ガ
スに近い模擬ガス (酸素濃度: 10％、NOx ：800 ppm 、
SO2 ：100 ppm 、H 2 O 濃度：10％、Ｎ2 ：残部）1.2
リットル／分を流通させて、浄化材を５℃／分の速度で
昇温し、CO2 の生成量に基づいてパティキュレートの着
火温度を求め、その着火温度でのNOx 浄化率を求めた。
結果を表１に示す。
【００３４】比較例１ 実施例１と同様のフィルタに、ゾル−ゲル法によりTiＯ
2 をフィルタに対して10％コートして浄化材を得た。得
られた浄化材について、実施例１と同様にパティキュレ
ートの着火温度及びNOx 浄化率を求めた。結果を表１に
示す。
2 をフィルタに対して10％コートして浄化材を得た。得
られた浄化材について、実施例１と同様にパティキュレ
ートの着火温度及びNOx 浄化率を求めた。結果を表１に
示す。
【００３５】 表１例Ｎo. 着火温度（℃） NOx 浄化率(1) 実施例１ ３５０ ４４ 実施例２ ３６０ ３５ 実施例３ ３５０ ３５ 比較例１ ６００ １０ 表１注(1) ：フィルタ通過前と、通過後の排ガス中のNO
x 量から計算したNOxの浄化率（％）
x 量から計算したNOxの浄化率（％）
【００３６】表１から明らかなように、各実施例の排ガ
ス浄化材は、比較例１のそれに比して高いNOx 浄化率を
有する。またその時のフィルタの着火温度も低く、良好
な排ガスの浄化が行われたのがわかる。
ス浄化材は、比較例１のそれに比して高いNOx 浄化率を
有する。またその時のフィルタの着火温度も低く、良好
な排ガスの浄化が行われたのがわかる。
【００３７】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の排ガス浄化
材を用いれば、比較的低温で、排ガス中のパティキュレ
ートを燃焼除去すると同時にパティキュレートを還元剤
として作用させてNOx を効果的に還元除去することがで
きる。また、排ガス中のCOとHCも酸化除去することがで
きる。
材を用いれば、比較的低温で、排ガス中のパティキュレ
ートを燃焼除去すると同時にパティキュレートを還元剤
として作用させてNOx を効果的に還元除去することがで
きる。また、排ガス中のCOとHCも酸化除去することがで
きる。
【００３８】また、本発明の排ガス浄化材における複合
酸化物触媒は良好な耐熱性を有するので、長期間にわた
って良好な排ガス浄化能を持続する。
酸化物触媒は良好な耐熱性を有するので、長期間にわた
って良好な排ガス浄化能を持続する。
【００３９】本発明の排ガス浄化方法は、ディーゼルエ
ンジンの排ガス等にみられるような酸化性雰囲気の排ガ
ス浄化に特に好適である。
ンジンの排ガス等にみられるような酸化性雰囲気の排ガ
ス浄化に特に好適である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 23/72 Ａ 8017−4Ｇ (72)発明者 寺岡 靖剛 長崎県長崎市田中町384−１ 東長崎住宅 ４−33 (72)発明者 鹿川 修一 長崎県長崎市八幡町６−10
Claims (3)
- 【請求項１】 一般式Ln1-X ＲX ＭＯ3+a （ここで、Ln
はLa、Pr、Nd、Sm、及びGdからなる群から選ばれた１種
又は２種以上の元素であり、ＲはLi、Na、Ｋ、及びCsか
らなる群から選ばれた１種又は２種以上の元素であり、
ＭはＶ、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、及びCuからなる群から選
ばれた１種又は２種以上の元素であり、また、０＜Ｘ＜
１、及び−１＜ａ＜0.2 である。）で表わされる複合酸
化物触媒の微粉末と、セラミック担体とを、ともに耐熱
性フィルタに担持してなることを特徴とする排ガス浄化
材。 - 【請求項２】 請求項１に記載の排ガス浄化材におい
て、前記セラミック担体がAl2 Ｏ3 、Al2 Ｏ3 系複合酸
化物、TiＯ2 、ZrＯ2 、TiＯ2 −ZrＯ2 のいずれかから
なることを特徴とする排ガス浄化材。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の排ガス浄化材を
用いて排気ガスを浄化する方法であって、前記フィルタ
に担持した前記複合酸化物触媒の微粉末によって、主と
して排ガス中のパティキュレートを燃焼除去すると同時
に、前記パティキュレートを還元剤として作用させて窒
素酸化物を還元除去し、かつ残存COと残存炭化水素とを
酸化除去することを特徴とする排ガス浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4019468A JPH05184928A (ja) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4019468A JPH05184928A (ja) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05184928A true JPH05184928A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=12000154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4019468A Pending JPH05184928A (ja) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05184928A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7375054B2 (en) | 2003-08-28 | 2008-05-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Exhaust gas treatment catalyst and exhaust gas treatment method |
| CN102153317A (zh) * | 2010-11-30 | 2011-08-17 | 北京前沿科学研究所 | 一种钒钛功能光热转换涂层 |
-
1992
- 1992-01-08 JP JP4019468A patent/JPH05184928A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7375054B2 (en) | 2003-08-28 | 2008-05-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Exhaust gas treatment catalyst and exhaust gas treatment method |
| CN102153317A (zh) * | 2010-11-30 | 2011-08-17 | 北京前沿科学研究所 | 一种钒钛功能光热转换涂层 |
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