JPH0715247B2 - ディーゼルパティキュレート捕集用フィルター - Google Patents
ディーゼルパティキュレート捕集用フィルターInfo
- Publication number
- JPH0715247B2 JPH0715247B2 JP30014887A JP30014887A JPH0715247B2 JP H0715247 B2 JPH0715247 B2 JP H0715247B2 JP 30014887 A JP30014887 A JP 30014887A JP 30014887 A JP30014887 A JP 30014887A JP H0715247 B2 JPH0715247 B2 JP H0715247B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filter
- composite oxide
- temperature
- carrier
- diesel particulate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
- F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors
-
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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。
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カーボ
ン微粒子を主とす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（Pt）、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。
ン微粒子を主とす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（Pt）、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、
複合酸化物系触媒として特公昭54-38598号公報に見られ
るCr3CuNi1．4O10や特公昭56−52619号公報に見られるC
o１〜６Mn１〜２CuO10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。
複合酸化物系触媒として特公昭54-38598号公報に見られ
るCr3CuNi1．4O10や特公昭56−52619号公報に見られるC
o１〜６Mn１〜２CuO10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。
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。
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。
本発明は、上記問題点を解決するために、一般式（A1-x
Ａ′x）2（B1-yＢ′y）Cu3O7〔式中、A,A′はアルカリ
土類元素から選ばれ、B,B′は希土類元素から選ばれ、
０≦ｘ≦1,0≦ｙ≦１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。
Ａ′x）2（B1-yＢ′y）Cu3O7〔式中、A,A′はアルカリ
土類元素から選ばれ、B,B′は希土類元素から選ばれ、
０≦ｘ≦1,0≦ｙ≦１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、
コージエライト、アルミナ、ムライト、チタン酸アルミ
ニウムなどのハニカム構造体や発泡体のほか、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。
ト捕集用フィルターの担体のいずれでもよく、例えば、
コージエライト、アルミナ、ムライト、チタン酸アルミ
ニウムなどのハニカム構造体や発泡体のほか、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（A1-xＡ′x）2（B1-yＢ′）CuO3で表わされる複
合酸化物は、A,A′,B,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,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。
合酸化物は、A,A′,B,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,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、含侵させた後、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,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。
したスラリーに担体を浸漬し、含侵させた後、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,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
容積１あたり15g〜150g、好ましくは75〜125g程度が
よい。
容積１あたり15g〜150g、好ましくは75〜125g程度が
よい。
また、複合酸化物中に白金族金属、特にパラジウムを分
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侵、乾燥、焼成して担持する。
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侵、乾燥、焼成して担持する。
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、かつ酸化物で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。
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、かつ酸化物で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１ （A1-xＡ′x）2（B1-yＢ′y）Cu3O7で示される複合酸化
物を合成するため、A,A′元素としてBa,Sr,B,B′として
Y,Ce,Laの硝酸塩を用意し、目的とする組成となる様に
濃度を調整した混合水溶液を調整した。次にこの混合溶
液を攪拌しながらNaCO3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、800℃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。
（生成物の固定はＸ線回折を用いて行い確認した。） 実施例２ 実施例１で得られた（Ba0.9Sr0.1）2YCu3O7の組成を有
する粉末にPdCl2溶液を含侵し、乾燥後600℃大気中で３
時間焼成してPdを0.15wt％含有するPd/（Ba0.9Sr0.1）2
YCu3O7粉末を得た。また同様の操作でH2PtCl6溶液を用
いて Pt/（Ba0.9Sr0.1）2YCu3O7粉末も得た。
物を合成するため、A,A′元素としてBa,Sr,B,B′として
Y,Ce,Laの硝酸塩を用意し、目的とする組成となる様に
濃度を調整した混合水溶液を調整した。次にこの混合溶
液を攪拌しながらNaCO3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、800℃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。
（生成物の固定はＸ線回折を用いて行い確認した。） 実施例２ 実施例１で得られた（Ba0.9Sr0.1）2YCu3O7の組成を有
する粉末にPdCl2溶液を含侵し、乾燥後600℃大気中で３
時間焼成してPdを0.15wt％含有するPd/（Ba0.9Sr0.1）2
YCu3O7粉末を得た。また同様の操作でH2PtCl6溶液を用
いて Pt/（Ba0.9Sr0.1）2YCu3O7粉末も得た。
比較例１ 平均粒径約10μｍの活性アルミナ粉末にCu（NO3）2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整した。
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整した。
比較例２ 平均粒径約10μｍの活性アルミナ粉末にPdCl2水溶液を
含浸し、乾燥、焼成工程を経てPdを0.25wt％含有する活
性アルミナ粉末を調製した。
含浸し、乾燥、焼成工程を経てPdを0.25wt％含有する活
性アルミナ粉末を調製した。
試験例１ 実施例1,2で調整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、このときのカ
ーボンブラックの混合量は、10wt％熱分析装置の昇温速
度は10℃/min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。
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、このときのカ
ーボンブラックの混合量は、10wt％熱分析装置の昇温速
度は10℃/min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。
第１表より、本発明に於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り、従来
の構成であるCuO,PdO触媒に比べ良好な性能を有すこと
がわかる。また、ＡとＡ′,BとＢ′の元素の配位を変え
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、複合酸化物に白金族触媒
特にPdを共存させることにより、更に性能向上が可能で
あることがわかる。さらに、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性が
低下しないことから耐久性にも優れるといえる。
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り、従来
の構成であるCuO,PdO触媒に比べ良好な性能を有すこと
がわかる。また、ＡとＡ′,BとＢ′の元素の配位を変え
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、複合酸化物に白金族触媒
特にPdを共存させることにより、更に性能向上が可能で
あることがわかる。さらに、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性が
低下しないことから耐久性にも優れるといえる。
試験例２ 本発明の効果をより実機に近い形で確認するため以下の
実験を行った。具体的操作を下記する。
実験を行った。具体的操作を下記する。
（１）良好な再生性を示した（Ba0.9Sr0.1）2YCu3O7粉
末をエチルアルコール1ml中に1gの割合で分散させスラ
リー状にした。
末をエチルアルコール1ml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ジエライト製ハニ
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。
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する
操作を数回くり返し、800℃×3h焼成して（Ba0.9S
r0.1）2YCu3O7をフィルター容積１あたり約100gコー
ティングしたフィルターＡを得た。
縮空気により、余分のスラリーを吹き払った後乾燥する
操作を数回くり返し、800℃×3h焼成して（Ba0.9S
r0.1）2YCu3O7をフィルター容積１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１あたり約75gであ
る。
（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１あたり約75gであ
る。
（５）次にそのフィルターをPdCl2溶液に浸漬し、乾
燥、焼成工程を経て、フィルター容積１あたり1gのPd
が担持されたフィルターＢを得た。
燥、焼成工程を経て、フィルター容積１あたり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2.4l渦流室式ディ
ーゼルエンジンの排気系に取り付け2000rpmトルク3kg・
ｍ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。
ーゼルエンジンの排気系に取り付け2000rpmトルク3kg・
ｍ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、ガス温（N2−O2ガスO210vol％、流量10l/min）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−O2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
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。
け、ガス温（N2−O2ガスO210vol％、流量10l/min）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−O2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
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が燃焼することがわかった。
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が燃焼することがわかった。
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着火温度等）が向上し、かつ
耐久性がより優れている。
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着火温度等）が向上し、かつ
耐久性がより優れている。
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−O2ガス導入管、４…
フィルター、５…整流器、６…電気炉。
である。 １…反応管、２…排気管、３…N2−O2ガス導入管、４…
フィルター、５…整流器、６…電気炉。
フロントページの続き (72)発明者 木村 希夫 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 鈴木 正 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 織田 勇三 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特公 平６−29542（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】一般式（A1-xＡ′x）2（B1-yＢ′y）Cu3O7
〔式中、A,A′はアルカリ土類元素から選ばれ、B,B′は
希土類元素から選ばれ、 ０≦ｘ≦1,0≦ｙ≦１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。 - 【請求項２】前記複合酸化物中に白金族金属を分散担持
した特許請求の範囲第１項記載のフィルター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30014887A JPH0715247B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | ディーゼルパティキュレート捕集用フィルター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30014887A JPH0715247B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | ディーゼルパティキュレート捕集用フィルター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01142209A JPH01142209A (ja) | 1989-06-05 |
| JPH0715247B2 true JPH0715247B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=17881321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30014887A Expired - Lifetime JPH0715247B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | ディーゼルパティキュレート捕集用フィルター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715247B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3503823B2 (ja) * | 2001-02-15 | 2004-03-08 | 日立金属株式会社 | 多孔質セラミックハニカム構造体 |
-
1987
- 1987-11-30 JP JP30014887A patent/JPH0715247B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01142209A (ja) | 1989-06-05 |
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