JPH0564741A - デイーゼルエンジン排ガス浄化用触媒 - Google Patents
デイーゼルエンジン排ガス浄化用触媒Info
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Abstract
系微粒子、未燃焼炭化水素、一酸化炭素などの有害成分
を低温から燃焼除去し、しかも二酸化硫黄からサルフェ
ートへの生成を抑制することができるディーゼルエンジ
ン排ガス浄化用触媒に関するものである。 【構成】パラジウム、酸化銅及び耐火性無機酸化物を含
有する触媒成分が耐火性三次元構造体に担持された触媒
であって、耐火性三次元構造体1リットル当たり、パラ
ジウムが0.01〜1.0g、銅が0.1〜2.0g担
持されてなり、かつパラジウムと酸化銅(CuO換算)
の重量比(Pd/CuO値)が0.1〜2.0であるこ
とを特徴とするディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒で
ある。
Description
ス浄化用触媒に関する。詳しくは、ディーゼルエンジン
排ガス中の炭素系微粒子、未燃焼炭化水素、一酸化炭素
などの有害成分を低温から燃焼除去し、しかも二酸化硫
黄からサルフェートへの生成を抑制することができるデ
ィーゼルエンジン排ガス浄化用触媒に関するものであ
る。
の微粒子物質(主として、固体状炭素微粒子、硫酸塩な
どの硫黄系微粒子、液状ないし固体状の高分子炭化水素
微粒子などからなるものであり、以下、これらを「微粒
子物質」と総称する)が環境衛生上問題となっている。
その理由は、これら微粒子物質は、その粒子径がほとん
ど1ミクロン以下であるため、大気中に浮遊しやすく呼
吸により人体内に取り込まれやすいためである。従っ
て、これら微粒子物質のディーゼルエンジンからの排出
に関する規制を厳しくしていく方向で検討が進められて
いる。
圧化、燃料噴射タイミングの制御などの改良にともな
い、ディーゼルエンジンから排出される微粒子物質の量
はある程度低減された。しかし、その低減化は未だ十分
とはいえず、また微粒子物質に含まれる。主として液状
の高分子量炭化水素からなる有機溶媒に可溶な成分(S
OF)は、上記のようなエンジンの改良によっては除去
できず、微粒子物質中のSOF割合は増加する結果とな
っている。このSOFは発ガン性物質などの有害成分を
含有することから、微粒子物質とともにSOFの除去が
重要な問題となっている。
クフォーム、ワイヤーメッシュ、金属発泡体、目封じタ
イプのセラミックハニカム、オープンフロータイプのセ
ラミックハニカム、メタルハニカムなどの耐火性三次元
構造体に炭素系微粒子を燃焼させうる触媒物質を担持さ
せた触媒を使用し、ディーゼルエンジン排ガス中の微粒
子物質を捕捉するとともに、通常のディーゼルエンジン
の走行条件下で得られる排ガスの排出条件(ガス組成お
よび温度)下に、あるいは電気ヒーターなどの加熱手段
を用いて炭素系微粒子を除去する触媒方式が検討されて
いる。
浄化用触媒としては、(イ)炭素系微粒子のほか未燃焼
炭化水素、一酸化炭素などの有害成分の低温からの燃焼
除去効率が高い、(ロ)燃料として用いる軽油中に多量
に含まれる硫黄成分から発生する二酸化硫黄(SO2)
の三酸化硫黄(SO3)への酸化能が低く、サルフェー
ト(二酸化硫黄が酸化されて三酸化硫黄や硫酸ミストに
なったもの)の生成を抑制でき、また(ハ)高負荷での
連続運転下でも耐える、いわゆる高温耐久性が高いとい
う性能を有するこが望まれている。
高める目的で種々の提案がなされている。例えば、特開
昭55−24597号公報には、白金族元素系触媒とし
て、ロジウム(7.5%)白金合金、白金/パラジウム
(50/50)混合物、酸化タンタルまたは酸化セリウ
ム上にパラジウムを担持したもの、さらにはパラジウム
と75重量%以下の白金とからなる合金などであり、ま
たこれら触媒はSOFの除去にも効果的であるとされて
いる。
61−149222号および同61−146314号各
公報には、パラジウムとロジウムとを主な活性成分と
し、さらにアルカリ金属、アルカリ土類金属、銅、ラン
タン、亜鉛およびマンガンなどを添加した触媒組成物
が、また特開昭59−82944号公報には、銅、アル
カリ金属、モリブデンおよびバナジウムから選ばれる少
なくとも1種と白金、ロジウムおよびパラジウムから選
ばれる少なくとも1種とを組み合わせた触媒組成物が開
示されている。
OFを除去する触媒として、ガス流れに対し平行に貫通
孔を有するオープン式のハニカム状貴金属系酸化触媒が
報告されている(SAE Paper、81026
3)。
媒は、いずれも炭素系微粒子の燃焼除去またはSOFの
除去にはある程度効果的であるが、二酸化硫黄の酸化能
が高いため、サルフェートの生成量は増加し、かえって
微粒子物質全体の除去率は低下し、またこのサルフェー
トが新たな環境問題を生じるという欠点があった。
ーゼルエンジン排ガス浄化用の触媒に要求される性能、
さらにSOFの除去性能を十分備えた触媒は未だ見出さ
れていない。
ルエンジン排ガス中の微粒子物質を効率よく除去できる
ディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒を提供することで
ある。
排ガス中の炭素系微粒子のほか未燃焼炭化水素、一酸化
炭素などの有害成分も低温から燃焼除去できる性能を有
し、しかも二酸化硫黄の酸化能が低くサルフェートの生
成を抑制したディーゼルエンジン浄化用触媒を提供する
ことである。
排ガス中のSOFを効率よく除去できるディーゼルエン
ジン排ガス浄化用触媒を提供することである。
あって、実用上問題を生じることなくディーゼル車に搭
載できるディーゼルエンジン浄化用触媒を提供すること
である。
を達成するために鋭意検討した結果、パラジウム、酸化
銅及び耐火性無機酸化物を含有する触媒成分が耐火性三
次元構造体に担持された触媒であって、耐火性三次元構
造体1リットル当たり、パラジウムが0.01〜1.0
g、銅が0.1〜2.0g担持されてなり、かつパラジ
ウムと酸化銅(CuO換算)の重量比が0.1〜2.0
であることを特徴とするディーゼルエンジン排ガス浄化
用触媒において上記目的を達成できることを見い出し、
この知見に基づいて本発明を完成するに至った。以下、
本発明を詳細に説明する。
を含有する触媒成分が耐火性三次元構造体に担持された
触媒であって、耐火性三次元構造体1リットル当たり、
パラジウムが0.01〜1.0g、銅が0.1〜2.0
g担持されてなり、かつパラジウムと酸化銅(CuO換
算)の重量比(Pd/CuO値)が0.1〜2.0であ
ることを特徴とするディーゼルエンジン排ガス浄化用触
媒である。
アルカリ金属、アルカリ土類金属、バナジウム、ニオ
ブ、およびタングステンからなる群から選ばれる少なく
とも1種の元素の酸化物を添加することが好ましい。
ットル当たり0.01〜1.0gであることが必要であ
る。この担持量が0.01g未満である場合、SOFな
どの有害成分の低温からの酸化能が著しく低下するので
好ましくなく、また担持量が1.0gを越える場合、も
はや、酸化能の向上は見られず、また経済的にも好まし
くないからである。
の出発原料としては、硝酸パラジウム、塩化パラジウ
ム、パラジウムテトラミンクロライド、パラジウムスル
フィド錯塩などを使用することができる。
ル当たり0.1〜2.0gであることが必要である。こ
の担持量が2.0gを越える場合には、銅に依存する二
酸化硫黄の酸化能が急激に向上し、好ましくなく、また
担持量が0.1g未満である場合、もはや、パラジウム
との相乗効果は発揮されないからである。
料はとしては、市販の酸化物、塩化物、硝酸塩、酢酸
塩、炭酸塩等が好適に用いられる。
体1リットル当たりのそれぞれの担持量が0.01〜
1.0gならびに0.1〜2.0gの範囲にあっても、
担持されたパラジウム/酸化銅の重量比(Pd/CuO
値)が0.1〜2.0であることが必要である。0.1
未満である場合は、SOF、未燃焼炭化水素などの浄化
能が低下し好ましくなく、2.0を越える場合は、二酸
化硫黄の酸化抑制効果が発揮されず好ましくないからで
ある。
活性アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、シリカ
−アルミナ、アルミナ−ジルコニア、アルミナ−チタニ
ア、シリカ−チタニア、シリカ−ジルコニア、チタニア
−ジルコニア、ゼオライト等が用いられるが、そのう
ち、ジルコニアはパラジウムおよび銅の二酸化硫黄の酸
化抑制効果を有する好適な基材としてあげられる。
限はないが、ディーゼルエンジン排ガスへの適用にあた
っては、三次元構造体1リットル当たり1〜80g、好
ましくは5〜60gの範囲にあるのが好ましい。
ックフォーム、オープンフローのセラミックハニカム、
ウォールフロータイプのハニカムモノリス、オープンフ
ローのメタルハニカム、金属発泡体またはメタルメッシ
ュなどを用いることができる。特に、ディーゼルエンジ
ン排ガスが排ガス1m3当り100mg以下の微粒子物
質を含み、またこの微粒子物質中のSOF含有率が20
%以上である場合、オープンフロータイプのセラミック
ハニカムまたはメタルハニカムが好適に使用される。
ため、必要に応じ上記触媒成分に、スカンジウム、イッ
トリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジ
ムなどの希土類、リチウム、ナトリウム、カリウムなど
のアルカリ金属、ベリリウム、マグネシウム、カルシウ
ムなどのアルカリ土類金属、バナジウム、ニオブおよび
タングステンからなる群から選ばれる少なくとも1種の
元素を添加し用いることができる(以下、追加成分とい
う)。この触媒成分に添加する元素の量は、酸化物とし
て、耐火性三次元構造体1リットル当り10g以下が好
ましい。
限はなく、例えば次のような方法によって調製すること
ができる。
してスラリー化し、このスラリーに耐火性三次元構造体
を浸漬し、余分なスラリーを取り除いた後、80〜25
0℃で乾燥し、次いで300〜850℃で焼成する。次
に、上記耐火性三次元構造体を所定量パラジウムおよび
銅を含有する水溶液中に浸漬し、余分な溶液を取り除い
た後、80〜250℃で乾燥し、次いで300〜850
℃で焼成して目的とする触媒を得る。
する水溶液中にチタニアを投入して含浸せしめ、80〜
250℃で乾燥し、次いで300〜850℃で焼成して
貴金属成分をチタニア上に分散担持させる。次に、上記
貴金属成分を担持させたチタニア粉体を湿式粉砕してス
ラリー化し、このスラリーに耐火性三次元構造体を浸漬
し、余分なスラリーを取り除いた後、80〜250℃で
乾燥し、次いで300〜850℃で焼成して目的とする
触媒を得る。
燃焼炭化水素、一酸化炭素などの有害成分の低温からの
燃焼除去性能に優れ、しかも二酸化硫黄の酸化能が低い
ことからサルフェートの生成を抑制することができる。
従って、本発明の触媒は、ディーゼルエンジン排ガス中
の微粒子物質の低減化に優れ、本発明の触媒を使用する
ことによりディーゼルエンジン排ガスを効率よく浄化す
ることができる。
は、低温からのSOF、未燃焼炭化水素および一酸化炭
素などの浄化能を有するものの、二酸化硫黄の酸化能が
高く、特にディーゼルエンジン排ガスの昇温時にサルフ
ェートが生成され、むしろ微粒子状物質の増加を招くこ
ととなるが、パラジウムに特定の比率で酸化銅を共存さ
せた際に、低温からのSOF、未燃焼炭化水素および一
酸化炭素などの浄化能を有し、かつ二酸化硫黄の酸化能
を抑制した優れた性能を発揮するものである。
ても優れていることから、ディーゼルエンジン排ガスの
浄化にきわめて効果的である。
優れていることから実用上問題を生じることなくディー
ゼル車に搭載することができる。
ルエンジン排ガス浄化用触媒としてきわめて有用なもの
である。
説明する。
ラジウム12.5g含有する硝酸パラジウムと硝酸銅2
2.8gとを脱イオン水に溶解して調製した水溶液に投
入し、十分かきまぜた後、150℃で1時間乾燥し、更
に500℃で2時間焼成してパラジウムおよび酸化銅
(CuO)を分散担持させたアルミナ粉体を得た。この
アルミナ粉体1kgを湿式粉砕してスラリー化した。
1平方インチ当り約400個のオープンフローのガス流
通セルを有する5.66インチ径×6.00インチ長さ
の円筒状のコージェライト製ハニカム担体を浸漬し、余
分なスラリーを取り除いた後、150℃で2時間乾燥
し、次いで500℃で1時間焼成して触媒を得た。
よび酸化銅の担持量は、構造体1リットル当りそれぞれ
40g、0.5gおよび0.3gであり、そのパラジウ
ム/酸化銅の重量比は1.7であった。
た以外は、実施例1と全く同様にして触媒を得た。
よび酸化銅の担持量は、構造体1リットル当りそれぞれ
40g、0.5gおよび0.5gであり、そのパラジウ
ム/酸化銅の重量比は1.0であった。
た以外は、実施例1と全く同様にして触媒を得た。
よび酸化銅の担持量は、構造体1リットル当りそれぞれ
40g、0.5gおよび1.0gであり、そのパラジウ
ム/酸化銅の重量比は0.5であった。
した以外は、実施例1と全く同様にして触媒を得た。
よび酸化銅の担持量は、構造体1リットル当りそれぞれ
40g、0.5gおよび1.5gであり、そのパラジウ
ム/酸化銅の重量比は0.33であった。
ジウムを脱イオン水に溶解した以外は、実施例3と全く
同様にして触媒を得た。
よび酸化銅の担持量は、構造体1リットル当りそれぞれ
40g、0.2gおよび1.0gであり、そのパラジウ
ム/酸化銅の重量比は0.2であった。
ラジウムを脱イオン水に溶解した以外は、実施例3と全
く同様にして触媒を得た。
よび酸化銅の担持量は、構造体1リットル当りそれぞれ
40g、0.8gおよび1.0gであり、そのパラジウ
ム/酸化銅の重量比は0.8であった。
2/gを有するジルコニアを用いた以外は、実施例3と
全く同様にして触媒を得た。
および酸化銅の担持量は、構造体1リットル当りそれぞ
れ40g、0.5gおよび1.0gであり、そのパラジ
ウム/酸化銅の重量比は0.5であった。
(Al2O6/SiO2モル比3/7)1kgを、パラジ
ウム12.5g含有する硝酸パラジウムと硝酸銅76g
とを脱イオン水に溶解して調製した水溶液に溶解し、十
分かきまぜた後、150℃で1時間乾燥し、更に500
℃で2時間焼成してパラジウムおよび酸化銅(CuO)
を分散担持させたアルミナ−シリカ粉体を得た。このア
ルミナ−シリカ粉体1kgを湿式粉砕してスラリー化し
た。
1平方インチ当り約300個のオープンフローのガス流
通セルを有する5.66インチ径×6.00インチ長さ
の円筒状のステンレス製ハニカム担体を浸漬し、余分な
スラリーを取り除いた後、150℃で2時間乾燥し、次
いで500℃で1時間焼成して触媒を得た。
ジウムおよび酸化銅の担持量は、構造体1リットル当り
それぞれ40g、0.5gおよび1.0gであり、その
パラジウム/酸化銅の重量比は0.5であった。
面積が55m2/gであるジルコニア800gから成る
アルミナ−ジルコニア粉体1kgを湿式粉砕してスラリ
ー化した。
8で使用したと同じステンレス製ハニカム担体を浸漬
し、余分なスラリーを取り除いた後、150℃で1時間
乾燥し、次いで400℃で1時間焼成してアルミナ−ジ
ルコニアを担持させた構造体を得た。
有するパラジウムテトラミンクロライド、塩化銅35
g、塩化ランタン95gおよび炭酸セリウム73gを脱
イオン水に溶解して調製した水溶液2.5リットルに浸
漬し、余分な溶液を取り除いた後、150℃で3時間乾
燥し、次いで650℃で1時間焼成して触媒を得た。
パラジウム、酸化銅、酸化ランタンおよびセリアの担持
量は、構造体1リットル当りそれぞれ10g、40g、
0.5g、1.0g、2gおよび2.0gであり、その
パラジウム/酸化銅の重量比は0.5であった。
ラジウム25g含有する塩化パラジウムと硝酸銅75g
とを脱イオン水に溶解して調製した水溶液に投入し、十
分かきまぜた後、150℃で1時間乾燥し、更に500
℃で2時間焼成してパラジウムおよび酸化銅(CuO)
を分散担持させたジルコニア粉体を得た。このアルミナ
粉体1kgを湿式粉砕してスラリー化した。
ックの骨格で形成される気泡の数が1インチ間に約12
個であるセル数を有し、空孔率が約90%である5.6
6インチ径×6.00インチ長さの円筒状のコージェラ
イト製セラミックフォームを浸漬し、余分なスラリーを
取り除いた後、150℃で2時間乾燥し、次いで500
℃で1時間焼成してジルコニア、パラジウムおよび酸化
銅を担持した構造体を得た。
ム69gを脱イオン水に、撹拌しながらシュウ酸82.
5gを徐々に添加し溶解させた2リットルの溶液に浸漬
し、余分な溶液を取り除いた後、150℃で3時間乾燥
し、次いで500℃で1時間焼成して触媒を得た。
ム、酸化銅およびパナジウム酸化物の担持量は、構造体
1リットル当りそれぞれ20g、0.5g、0.6gお
よび3gであり、そのパラジウム/酸化銅の重量比は
0.83であった。
した以外は、実施例1と全く同様にして触媒を得た。
よび酸化銅の担持量は、構造体1リットル当りそれぞれ
40g、0.5gおよび0.05gであり、そのパラジ
ウム/酸化銅の重量比は10であった。
した以外は、実施例1と全く同様にして触媒を得た。
よび酸化銅の担持量は、構造体1リットル当りそれぞれ
40g、0.5gおよび3.0gであり、そのパラジウ
ム/酸化銅の重量比は0.17であった。
ラジウムおよび硝酸銅76gを脱イオン水に溶解した以
外は、実施例1と全く同様にして触媒を得た。
よび酸化銅の担持量は、構造体1リットル当りそれぞれ
40g、2.0gおよび1.0gであり、そのパラジウ
ム/酸化銅の重量比は2.0であった。
ラジウムおよび硝酸銅228gを脱イオン水に溶解した
以外は、実施例1と全く同様にして触媒を得た。
よび酸化銅の担持量は、構造体1リットル当りそれぞれ
40g、2.0gおよび3.0gであり、そのパラジウ
ム/酸化銅の重量比は0.66であった。
得られた触媒における各成分の担持量を表1に示す。
ン排ガス浄化性能を下記方法により評価した。
ーゼルエンジン(4気筒、2800cc)および燃料と
して硫黄含有量が0.38重量%である軽油を用いた。
り付けエンジン回転数2500rpmの全負荷および触
媒入口温度600℃の条件下で300時間の耐久試験を
実施した。
ルク3.0kg・mおよび触媒入口温度200℃の条件
下で1時間触媒を曝気した後、運転条件をエンジン回転
数2000rpm、トルク14.0kg・mに変更し、
触媒入口温度が400℃に安定した条件下で触媒床に入
る前(入口)および触媒床を出た後(出口)での排ガス
中の微粒子物質の含有量を通常のダイリュウーショント
ンネル法により測定し、微粒子物質の浄化率(%)を求
めた。
いて捕捉された微粒子物質をジクロロメタン溶液で抽出
して、抽出前後の微粒子物質の重量変化からSOFの排
出量を測定し、SOFの浄化率を求めた。
床を通過後の排ガス中の二酸化硫黄、ガス状炭化水素お
よび一酸化炭素の分析も同時に行い、その転化率(%)
を求めた。結果を表2に示す。
Claims (2)
- 【請求項1】 パラジウム、酸化銅及び耐火性無機酸化
物を含有する触媒成分が耐火性三次元構造体に担持され
た触媒であって、耐火性三次元構造体1リットル当た
り、パラジウムが0.01〜1.0g、銅が0.1〜
2.0g担持されてなり、かつパラジウムと酸化銅(C
uO換算)の重量比(Pd/CuO値)が0.1〜2.
0であることを特徴とするディーゼルエンジン排ガス浄
化用触媒。 - 【請求項2】 該触媒成分に、希土類、アルカリ金属、
アルカリ土類金属、バナジウム、ニオブ、およびタング
ステンからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素の
酸化物を添加してなる請求項1記載の触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22568091A JP3436765B2 (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | ディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22568091A JP3436765B2 (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | ディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0564741A true JPH0564741A (ja) | 1993-03-19 |
| JP3436765B2 JP3436765B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=16833106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22568091A Expired - Lifetime JP3436765B2 (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | ディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3436765B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6231817B1 (en) | 1997-12-15 | 2001-05-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Exhaust emission control device and method of manufacturing the same |
| JP2009066596A (ja) * | 2002-11-18 | 2009-04-02 | Ict:Kk | 排ガス中の二酸化硫黄の酸化の抑制方法 |
-
1991
- 1991-09-05 JP JP22568091A patent/JP3436765B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0925823B1 (en) * | 1997-12-15 | 2005-04-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Exhaust emission control device and method of manufacturing the same |
| US6939824B2 (en) | 1997-12-15 | 2005-09-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Exhaust emission control device and method of manufacturing the same |
| JP2009066596A (ja) * | 2002-11-18 | 2009-04-02 | Ict:Kk | 排ガス中の二酸化硫黄の酸化の抑制方法 |
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| JP3436765B2 (ja) | 2003-08-18 |
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