JPH082408B2 - ディーゼルパティキュレート捕集用フィルタ - Google Patents
ディーゼルパティキュレート捕集用フィルタInfo
- Publication number
- JPH082408B2 JPH082408B2 JP2256988A JP2256988A JPH082408B2 JP H082408 B2 JPH082408 B2 JP H082408B2 JP 2256988 A JP2256988 A JP 2256988A JP 2256988 A JP2256988 A JP 2256988A JP H082408 B2 JPH082408 B2 JP H082408B2
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- JP
- Japan
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- filter
- alumina
- spinel structure
- slurry
- 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.)
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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
Landscapes
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ディーゼルエンジンの排ガス中に含まれる
パティキュレートを捕集し、これを燃焼するために用い
られるディーゼルパティキュレート捕集装置のディーゼ
ルパティキュレート捕集用フィルタに関する。
パティキュレートを捕集し、これを燃焼するために用い
られるディーゼルパティキュレート捕集装置のディーゼ
ルパティキュレート捕集用フィルタに関する。
［従来の技術及びその問題点］ ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート
は、人体及び環境に有害であることが知られており、そ
の排出量を低減する努力がなされている。その一つとし
てパティキュレートをフィルタ内に捕集して燃焼させる
装置が多く検討されている。このパティキュレート捕集
装置は、セラミックフィルタまたはハニカムフィルタ等
のディーゼルパティキュレート捕集用フィルタと、その
上流側端面に近接して取付けられるヒータ、バーナ等の
着火装置からなり、ディーゼルエンジンの排気系に取付
けて用いられる。ディーゼルエンジンの排ガスが比較的
低温であるのに対し、パティキュレートの燃焼には600
℃以上の高温を要するので、ヒータ、バーナ等の外部着
火装置を用いて前記フィルター上のパティキュレートを
燃焼させることが必要である。
は、人体及び環境に有害であることが知られており、そ
の排出量を低減する努力がなされている。その一つとし
てパティキュレートをフィルタ内に捕集して燃焼させる
装置が多く検討されている。このパティキュレート捕集
装置は、セラミックフィルタまたはハニカムフィルタ等
のディーゼルパティキュレート捕集用フィルタと、その
上流側端面に近接して取付けられるヒータ、バーナ等の
着火装置からなり、ディーゼルエンジンの排気系に取付
けて用いられる。ディーゼルエンジンの排ガスが比較的
低温であるのに対し、パティキュレートの燃焼には600
℃以上の高温を要するので、ヒータ、バーナ等の外部着
火装置を用いて前記フィルター上のパティキュレートを
燃焼させることが必要である。
この燃焼の際、着火性、燃焼伝播性を向上させるため
一時的に触媒を用いる。前記触媒の成分としては、Cu、
Agのような高熱伝導率を有するものが使用されている。
しかしながら、前記触媒は高温で使用されると触媒能が
下がり、再生性が悪くなる。これを防ぐためにアルミナ
等の高耐熱、高比表面積を有する触媒担体をフィルタ材
に被覆し、その上に金属触媒被膜を被覆する等の処置が
なされているが十分な結果は得られていない。例えばCu
は、新品時には良好な再生性を示すが、高温雰囲気にさ
らされると、アルミナ層に拡散して固溶し、銅アルミネ
ートを形成して再生性が低下するという問題がある。ま
た、担体被覆層がないと、フィルター表面上に保持され
なければならないCuが高温で容易にフィルタ材内に拡散
し、著しく性能の低下を招く原因となる。
一時的に触媒を用いる。前記触媒の成分としては、Cu、
Agのような高熱伝導率を有するものが使用されている。
しかしながら、前記触媒は高温で使用されると触媒能が
下がり、再生性が悪くなる。これを防ぐためにアルミナ
等の高耐熱、高比表面積を有する触媒担体をフィルタ材
に被覆し、その上に金属触媒被膜を被覆する等の処置が
なされているが十分な結果は得られていない。例えばCu
は、新品時には良好な再生性を示すが、高温雰囲気にさ
らされると、アルミナ層に拡散して固溶し、銅アルミネ
ートを形成して再生性が低下するという問題がある。ま
た、担体被覆層がないと、フィルター表面上に保持され
なければならないCuが高温で容易にフィルタ材内に拡散
し、著しく性能の低下を招く原因となる。
ディーゼルパティキュレート捕集用フィルタの再生性
を向上するための触媒成分として特開昭55−24597号公
報には白金族金属触媒、特開昭58−109139号公報にはC
u、Mn、Ｖ等の金属触媒成分が開示されており、また、
特開昭61−252821号公報にはCuとAgのメッキにより再生
性を向上する効果があることが開示されているが、いず
れも満足する結果は得られていない。
を向上するための触媒成分として特開昭55−24597号公
報には白金族金属触媒、特開昭58−109139号公報にはC
u、Mn、Ｖ等の金属触媒成分が開示されており、また、
特開昭61−252821号公報にはCuとAgのメッキにより再生
性を向上する効果があることが開示されているが、いず
れも満足する結果は得られていない。
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもの
で、担体被覆層と金属触媒被膜の固溶を防ぎ、再生性の
高いディーゼルパティキュレート捕集用フィルタを提供
することを目的とする。
で、担体被覆層と金属触媒被膜の固溶を防ぎ、再生性の
高いディーゼルパティキュレート捕集用フィルタを提供
することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前記パティキュレート補集用フィルタにお
いてフィルタ材表面に一般式AB2O4なるスピネル型構造
を有する金属酸化物の被覆層を形成し、その上層に銅ま
たは銅化合物からなる層（触媒層）を形成することを特
徴とする。
いてフィルタ材表面に一般式AB2O4なるスピネル型構造
を有する金属酸化物の被覆層を形成し、その上層に銅ま
たは銅化合物からなる層（触媒層）を形成することを特
徴とする。
前記スピネル型構造を有する金属酸化物（AB2O4）に
おいて、ＢはAlまたはCrであり、特にAlが好ましい。ま
たＡは２価の金属であり、Sr、Cu、Mo、Mn、Fe、Co、N
i、Znからなる群のうち少なくとも１つを用いることが
好ましい。
おいて、ＢはAlまたはCrであり、特にAlが好ましい。ま
たＡは２価の金属であり、Sr、Cu、Mo、Mn、Fe、Co、N
i、Znからなる群のうち少なくとも１つを用いることが
好ましい。
前記スピネル構造を有する金属酸化物の被覆層は、ス
ピネル構造を有する金属酸化物を粉砕し、これを主成分
とするスラリーを調製して前記フィルタ上に被覆した後
に焼成することによって形成させてもよいし、または、
焼成することによりスピネル構造を有する金属酸化物を
形成する金属Ａの化合物（例えば、酸化物）と金属Ｂの
化合物（例えば酸化物）との混合物から主に成るスラリ
ーを、前記フィルタ上に被覆した後焼成して形成させて
もよい。
ピネル構造を有する金属酸化物を粉砕し、これを主成分
とするスラリーを調製して前記フィルタ上に被覆した後
に焼成することによって形成させてもよいし、または、
焼成することによりスピネル構造を有する金属酸化物を
形成する金属Ａの化合物（例えば、酸化物）と金属Ｂの
化合物（例えば酸化物）との混合物から主に成るスラリ
ーを、前記フィルタ上に被覆した後焼成して形成させて
もよい。
前記銅化合物としては、CuO、CuCr2O4が好ましい。
また、前記スラリー中に結合剤及びpH調整剤として硝
酸アルミニウム及びアルミナゾル等を加えてもよい。
酸アルミニウム及びアルミナゾル等を加えてもよい。
［実施例］ 以下に本発明の実施例を示し本発明を具体的に説明す
る。
る。
実施例１ マグネシア粉末、アルミナ粉末を主成分とし、硝酸ア
ルミニウム、アルミナゾル及び蒸溜水から成るスラリー
を調製し、直径30mm、長さ50mmの円筒状ハニカムフィル
タ（コーディエライト製）のフィルタ捕集表面上に、前
記スラリーをディップ法を用いて均一に被覆した。前記
スラリーにおいてマグネシア粉末とアルミナ粉末の混合
モル比は1:2とし、平均粒径は共に５μｍであった。ま
た固形分割合は30重量％とした。次にスラリーで被覆し
たハニカムフィルタを1000℃で焼成してMgAl2O4スピネ
ル層を形成させた。この被覆層の形成量はハニカムフィ
ルタ容量１当り50gとした。前記焼成したフィルタに
おいてアルミナとマグネシアの約80％以上が反応してMg
Al2O4のスピネル構造を形成していることをＸ線回折に
よって確認した。その後スピネル層を形成したフィルタ
を市販の無電解銅メッキ液に浸漬し、銅メッキを行なっ
た。このとき銅メッキの量はフィルタ容量１に対し20
gとなるようにした。
ルミニウム、アルミナゾル及び蒸溜水から成るスラリー
を調製し、直径30mm、長さ50mmの円筒状ハニカムフィル
タ（コーディエライト製）のフィルタ捕集表面上に、前
記スラリーをディップ法を用いて均一に被覆した。前記
スラリーにおいてマグネシア粉末とアルミナ粉末の混合
モル比は1:2とし、平均粒径は共に５μｍであった。ま
た固形分割合は30重量％とした。次にスラリーで被覆し
たハニカムフィルタを1000℃で焼成してMgAl2O4スピネ
ル層を形成させた。この被覆層の形成量はハニカムフィ
ルタ容量１当り50gとした。前記焼成したフィルタに
おいてアルミナとマグネシアの約80％以上が反応してMg
Al2O4のスピネル構造を形成していることをＸ線回折に
よって確認した。その後スピネル層を形成したフィルタ
を市販の無電解銅メッキ液に浸漬し、銅メッキを行なっ
た。このとき銅メッキの量はフィルタ容量１に対し20
gとなるようにした。
実施例２ ZnAl2O4粉末を主成分とし、アルミナゾル、硝酸アル
ミニウム、硝酸亜鉛及び蒸溜水からなるスラリーをボー
ルミルを用いて十分粉砕した後、実施例１と同様にして
ハニカムフィルタ（コーディエライト製）のフィルタ捕
集表面に被覆した。次に700℃で焼成してZnAl2O4スピネ
ル層を形成させ、実施例１と同様に無電解銅メッキを行
なった。前記ZnAl2O4粉末は、アルミナ粉末に対し酸化
亜鉛粉末を1:2のモル比で混合し、マルメライザー（錠
剤成形機）により3mmの直径を有するペレットに成形
し、1000℃以上で加熱焼結してZnAl2O4スピネル構造を
形成させたものを粉砕して用いた。
ミニウム、硝酸亜鉛及び蒸溜水からなるスラリーをボー
ルミルを用いて十分粉砕した後、実施例１と同様にして
ハニカムフィルタ（コーディエライト製）のフィルタ捕
集表面に被覆した。次に700℃で焼成してZnAl2O4スピネ
ル層を形成させ、実施例１と同様に無電解銅メッキを行
なった。前記ZnAl2O4粉末は、アルミナ粉末に対し酸化
亜鉛粉末を1:2のモル比で混合し、マルメライザー（錠
剤成形機）により3mmの直径を有するペレットに成形
し、1000℃以上で加熱焼結してZnAl2O4スピネル構造を
形成させたものを粉砕して用いた。
実施例３ 酸化鉄ゾルとアルミナゾルを混合し、実施例１と同様
にしてハニカムフィルタに被覆した。次に前記フィルタ
を1100℃で焼成し、スピネル構造を有するFeAl2O4の被
覆層を形成させた後、実施例１と同様にして無電解銅メ
ッキを行なった。前記酸化鉄ゾルとアルミナゾルは含有
するFeとAlのモル比を1:1とした。
にしてハニカムフィルタに被覆した。次に前記フィルタ
を1100℃で焼成し、スピネル構造を有するFeAl2O4の被
覆層を形成させた後、実施例１と同様にして無電解銅メ
ッキを行なった。前記酸化鉄ゾルとアルミナゾルは含有
するFeとAlのモル比を1:1とした。
実施例４ 硝酸銅と硝酸アルミニウム溶液をアンモニア水を用い
てpH5.5に調整し得られたゲルを静置、熟成させ、蒸溜
水で稀釈したものを実施例と同様にしてフィルタに被覆
した。次に前記フィルタを930℃で焼成しスピネル構造
を有するCuAl2O4層を形成させた後、実施例１と同様に
して無電解銅メッキを行なった。前記硝酸銅と硝酸アル
ミニウム溶液は焼成後のモル比Cu:Alが1:2となるように
調整した。
てpH5.5に調整し得られたゲルを静置、熟成させ、蒸溜
水で稀釈したものを実施例と同様にしてフィルタに被覆
した。次に前記フィルタを930℃で焼成しスピネル構造
を有するCuAl2O4層を形成させた後、実施例１と同様に
して無電解銅メッキを行なった。前記硝酸銅と硝酸アル
ミニウム溶液は焼成後のモル比Cu:Alが1:2となるように
調整した。
実施例５〜７ 実施例１と同様にして、ストロンチウム、コバルト、
ニッケルの酸化物の粉末に、各々モル比が1:2のγ−ア
ルミナ粉末を混合したものを主成分とし、アルミナゾ
ル、硝酸アルミニウム及び蒸溜水を混合したスラリーを
調製し、フィルタに被覆した。次に前記フィルタを900
〜1200℃で焼成し、各々スピネル構造を持つSrAl2O4、C
oAl2O4、NiAl2O4を80％以上含む被覆層を形成させた
後、実施例１と同様にして無電解銅メッキを行ない、各
々実施例５、６、７とした。
ニッケルの酸化物の粉末に、各々モル比が1:2のγ−ア
ルミナ粉末を混合したものを主成分とし、アルミナゾ
ル、硝酸アルミニウム及び蒸溜水を混合したスラリーを
調製し、フィルタに被覆した。次に前記フィルタを900
〜1200℃で焼成し、各々スピネル構造を持つSrAl2O4、C
oAl2O4、NiAl2O4を80％以上含む被覆層を形成させた
後、実施例１と同様にして無電解銅メッキを行ない、各
々実施例５、６、７とした。
比較例１ γ−アルミナ粉末、アルミナゾル、硝酸アルミニウ
ム、蒸溜水から成るスラリーを、ディップ法を用いて実
施例１と同様にしてフィルタに被覆した。前記フィルタ
を700℃で約３時間焼成し、フィルタ上にγ−アルミナ
層を形成させた。次に実施例１と同様にして無電解銅メ
ッキを行なった。
ム、蒸溜水から成るスラリーを、ディップ法を用いて実
施例１と同様にしてフィルタに被覆した。前記フィルタ
を700℃で約３時間焼成し、フィルタ上にγ−アルミナ
層を形成させた。次に実施例１と同様にして無電解銅メ
ッキを行なった。
実施例２〜７および比較例１のアルミナ層のスピネル
構造の定性は実施例と同様のＸ線回折によって確認し
た。
構造の定性は実施例と同様のＸ線回折によって確認し
た。
比較例２ 実施例１と同様のハニカムフィルタに、実施例１と同
様にして無電解銅メッキを行なった。
様にして無電解銅メッキを行なった。
上記に示す実施例１〜７及び比較例1,2のフィルタを
排気量2400ccの過流室式のディーゼルエンジンの排気系
に取付け（同時に12本取付けることができる。）回転数
2000回転／分、トルク1Kg・ｍの条件で２時間15分運転
し、フィルタ１個当り0.6〜0.65gのパティキュレートを
付着させた。
排気量2400ccの過流室式のディーゼルエンジンの排気系
に取付け（同時に12本取付けることができる。）回転数
2000回転／分、トルク1Kg・ｍの条件で２時間15分運転
し、フィルタ１個当り0.6〜0.65gのパティキュレートを
付着させた。
次に、フィードガス予熱部を有し、フィルタ位置の上
流側端面にパティキュレートに着火するためのヒータを
設置したパティキュレート捕集用実験装置に前記フィル
タを組入れ、N24.5／分、O20.5／分のガス流量下で
ヒーターに通電してパティキュレートの燃焼率を測定し
た。なお、燃焼率の測定はヒータに接近したフィルタ側
端部の温度をヒータ通電量によって３段階に変化させ各
々の燃焼率を測定した。測定は、まずフィルタが新品時
のパティキュレートの燃焼率を測定した後、電気炉内で
1000℃で３時間加熱処理し前述の方法と同様にして燃焼
率を測定した。その結果を第１表に示す。
流側端面にパティキュレートに着火するためのヒータを
設置したパティキュレート捕集用実験装置に前記フィル
タを組入れ、N24.5／分、O20.5／分のガス流量下で
ヒーターに通電してパティキュレートの燃焼率を測定し
た。なお、燃焼率の測定はヒータに接近したフィルタ側
端部の温度をヒータ通電量によって３段階に変化させ各
々の燃焼率を測定した。測定は、まずフィルタが新品時
のパティキュレートの燃焼率を測定した後、電気炉内で
1000℃で３時間加熱処理し前述の方法と同様にして燃焼
率を測定した。その結果を第１表に示す。
各フィルタとも新品時はほぼ同等のパティキュレート
燃焼率を示したが、1000℃、３時間の加熱処理後では、
比較例1,2に比べ実施例１〜７が非常に優れていること
が確認された。
燃焼率を示したが、1000℃、３時間の加熱処理後では、
比較例1,2に比べ実施例１〜７が非常に優れていること
が確認された。
加熱処理後の各フィルタのＸ線回折図から、比較例１
では触媒成分であるCuがアルミナと固溶してCuAl2O4を
形成していることが確認され、一方実施例１〜７ではフ
ィルタ上の銅がCuOとしてスピネル構造を持つ被覆層上
部に保持されていることが明らかになった。また、比較
例２ではCuが加熱によってコーディエライト質のフィル
タ材内に拡散し、フィルタ捕集表面上にはほとんど確認
されなかった。
では触媒成分であるCuがアルミナと固溶してCuAl2O4を
形成していることが確認され、一方実施例１〜７ではフ
ィルタ上の銅がCuOとしてスピネル構造を持つ被覆層上
部に保持されていることが明らかになった。また、比較
例２ではCuが加熱によってコーディエライト質のフィル
タ材内に拡散し、フィルタ捕集表面上にはほとんど確認
されなかった。
［発明の効果］ 本発明のデイーゼルパティキュレート捕集用フィルタ
は、フィルタ捕集表面に、スピネル構造を有する触媒担
体被覆層を形成させた上に触媒金属被膜を被覆すること
により、触媒担体被覆層と触媒金属被覆の固溶を防ぎ、
加熱による触媒の劣化を防止している。したがって、本
発明のディーゼルパティキュレート捕集用フィルタは、
従来のフィルタに比べて再生性が高いものである。
は、フィルタ捕集表面に、スピネル構造を有する触媒担
体被覆層を形成させた上に触媒金属被膜を被覆すること
により、触媒担体被覆層と触媒金属被覆の固溶を防ぎ、
加熱による触媒の劣化を防止している。したがって、本
発明のディーゼルパティキュレート捕集用フィルタは、
従来のフィルタに比べて再生性が高いものである。
Claims (1)
- 【請求項１】パティキュレートフィルタの補集表面にAB
2O4（Ａは２価の金属、ＢはAlまたはCr）で表されるス
ピネル構造を有する金属酸化物の被覆層を形成し、さら
に、その上層に銅または銅化合物層を形成してなること
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2256988A JPH082408B2 (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | ディーゼルパティキュレート捕集用フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2256988A JPH082408B2 (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | ディーゼルパティキュレート捕集用フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01199613A JPH01199613A (ja) | 1989-08-11 |
| JPH082408B2 true JPH082408B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=12086507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2256988A Expired - Lifetime JPH082408B2 (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | ディーゼルパティキュレート捕集用フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH082408B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0903476A1 (en) * | 1997-03-25 | 1999-03-24 | Nippon Oil Co., Ltd. | Exhaust emission control catalyst, exhaust emission control catalyst manufacturing method, exhaust emission control filter, exhaust emission control filter manufacturing method, and exhaust emission control apparatus |
| KR100469066B1 (ko) | 2003-04-14 | 2005-02-02 | 에스케이 주식회사 | 디젤차량 입자상 물질 제거용 필터 및 이의 제조방법 |
| JP4853495B2 (ja) * | 2008-05-30 | 2012-01-11 | マツダ株式会社 | 排気ガス浄化用触媒 |
-
1988
- 1988-02-02 JP JP2256988A patent/JPH082408B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01199613A (ja) | 1989-08-11 |
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