JPH10137590A - 排ガス浄化用触媒及びその製造方法並びに排ガス浄化フィルタ並びに排ガス浄化装置 - Google Patents

排ガス浄化用触媒及びその製造方法並びに排ガス浄化フィルタ並びに排ガス浄化装置

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JPH10137590A JP9162231A JP16223197A JPH10137590A JP H10137590 A JPH10137590 A JP H10137590A JP 9162231 A JP9162231 A JP 9162231A JP 16223197 A JP16223197 A JP 16223197A JP H10137590 A JPH10137590 A JP H10137590A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い触媒活性を有し、耐熱性や耐被毒性に優
れた排ガス浄化用触媒及びその製造方法、ならびに排ガ
ス浄化率が高く耐久性に優れた排ガス浄化フィルタ、な
らびに排ガス浄化装置の提供を目的とする。 【解決手段】 本発明の排ガス浄化用触媒は、金属酸化
物と、アルカリ金属の硫酸塩、または、アルカリ土類金
属の硫酸塩と、を含む構成よりなる。また本発明の排ガ
ス浄化用触媒の製造方法は、硫酸塩水溶液に金属酸化物
又は複合金属酸化物を混合した後、乾固させて得られる
混合粉末を熱処理する構成よりなる。また、本発明の排
ガス浄化用フィルタは、セラミックフィルタ上に耐熱性
のコーティング層を介して、本発明の排ガス浄化用触媒
を担持した構成よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンから排出される排ガス中に含まれるパティキュレート
(固体状炭素微粒子、液体あるいは固体状の高分子量炭
化水素微粒子)を燃焼して排ガスを浄化する排ガス浄化
用触媒及びその製造方法と、排ガス浄化用触媒を担持し
た排ガス浄化フィルタ並びに排ガス浄化フィルタを備え
た排ガス浄化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンからの排ガスに含ま
れるパティキュレートは、その粒子径がほぼ1μm以下
で大気中に浮遊しやすく、呼吸時に人体に取り込まれや
すい。また、このパティキュレートは発ガン性物質も含
んでいることから、ディーゼルエンジンからのパティキ
ュレートの排出に関する規制が強化されつつある。
【0003】排ガスからのパティキュレートを除去する
方法の一つとして、耐熱性のセラミックフィルタからな
る排ガス浄化フィルタでパティキュレートを捕集した
後、バーナーやヒーター等の加熱手段で排ガス浄化フィ
ルタを加熱して、パティキュレートを燃焼し、炭酸ガス
に変えて放出する方法がある。また、排ガス浄化フィル
タとしては、前述のセラミックフィルタに金属酸化物等
からなる排ガス浄化用触媒を担持したものであり、この
場合捕集されたパティキュレートは排ガス浄化用触媒の
触媒作用によってより低温で燃焼させることができる。
【0004】このような排ガス浄化用触媒を担持した排
ガス浄化フィルタを用いて、パティキュレートを排ガス
温度で燃焼することができれば、加熱手段を排ガス浄化
装置内に配設する必要がなく、排ガス浄化装置の構成を
簡単にすることができる。
【0005】しかしながら、現状では排ガス浄化用触媒
を担持した排ガス浄化フィルタについても、排ガス温度
でパティキュレートを十分に燃焼することは困難であ
り、加熱手段との併用が不可欠となっている。したがっ
て、より低温でパティキュレートを燃焼できる高い触媒
活性を有する排ガス浄化用触媒の開発が望まれている。
【0006】排ガス浄化用触媒としては、これまでにC
uやV等の金属酸化物を用いたものが比較的高い活性を
有することが知られている。例えば、特開昭58−14
3840号公報(以下、イ号公報と略称する。)には、
CuとVを含む複合金属酸化物からなる排ガス浄化用触
媒が開示されている。また、特開昭58−174236
号公報(以下、ロ号公報と略称する。)には、Cu、
V、Mo等の金属酸化物にアルカリ金属を添加した排ガ
ス浄化用触媒が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化フィルタ並びに排
ガス浄化装置は、以下のような課題を有していた。
【0008】1)イ号公報に記載の排ガス浄化用触媒及
びこれを担持した排ガス浄化フィルタは、排ガス浄化用
触媒の触媒活性が、低温でパティキュレートを十分に燃
焼できるほど高くないため、排ガスフィルタに捕集され
たパティキュレーを排ガス温度で燃焼させることができ
ない。
【0009】2)ロ号公報に記載の排ガス浄化用触媒
は、排ガス浄化用触媒を製造する際の焼成過程におい
て、アルカリ金属塩が分解し、反応性の高いアルカリ金
属酸化物となって熱により飛散したり、共存する他の金
属酸化物と反応して活性の低い複合金属酸化物(例えば
LiVO2等)となって、高い触媒活性を得ることがで
きない。
【0010】3)ロ号公報に記載の排ガス浄化用触媒を
用いた排ガス浄化フィルタは、排ガス浄化用触媒が排ガ
スの熱やパティキュレートの燃焼熱にたいして高い耐熱
性を有していないために、熱劣化しやすく高い触媒活性
を維持することが困難であり、また排ガス中の硫黄酸化
物に対する対被毒性についても問題がある。
【0011】4)従来の排ガス浄化装置では、ディーゼ
ルエンジンからの放出される排ガスを高温で維持したま
ま排ガス浄化フィルタに送ることができないため、排ガ
ス温度が低下してパティキュレートの燃焼温度を高くす
ることができない。
【0012】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、パティキュレートの燃焼に高い触媒活性を有し、
耐熱性や硫黄酸化物に対する耐被毒性に優れた排ガス浄
化用触媒の提供、及びパティキュレートの燃焼に高い触
媒活性を有し、耐熱性や硫黄酸化物に対する耐被毒性に
優れた排ガス浄化用触媒を簡便にかつ量産性よく製造で
きる排ガス浄化用触媒の製造方法の提供と、排ガス浄化
率が高くかつ耐久性に優れた排ガス浄化フィルタの提
供、並びに構成が簡単で排ガス浄化特性に優れた排ガス
浄化装置の提供を目的とする。
【0013】5)排ガスフィルタに担持した触媒成分が
加熱されることによりフィルタ内部に拡散して触媒の活
性が劣化する。
【0014】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、フィルタへの触媒成分の拡散を抑制するための中
間層を有する排ガス浄化用フィルタの提供を目的とす
る。
【0015】6)排ガスフィルタに担持した触媒は除去
すべき排ガス成分との接点が少なく十分に燃焼除去させ
ることができない。
【0016】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、フィルタを予め酸処理するあるいはフィルタに粒
状の耐熱性の無機材料を設けることで触媒と除去すべき
排ガス成分との接点を増加させ触媒の燃焼速度を増加さ
せることを目的とする。
【0017】7)従来の銅、バナジウム、モリブデンの
酸化物、あるいは銅、バナジウム、モリブデンを含む金
属複合酸化物では充分な活性が得られない。
【0018】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、銅、バナジウム、モリブデンの一部を他のアルカ
リ金属又はアルカリ土類金属または遷移金属で置換させ
たもので金属酸化物の原子価を制御することで排ガス中
のパティキュレートに対する燃焼活性を向上させること
を目的とする。
【0019】8)本発明は従来の金属酸化物+硫酸塩の
触媒での活性を向上させるものであり、硫酸塩として硫
酸セシウムと硫酸カリウムを加えることにより融点を低
下させることにより触媒の接点を増やし排ガス中のパテ
ィキュレートに対する燃焼活性を向上させることを目的
とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の排ガス浄化用触媒は、金属酸化物と、Li、
Na、K、Rb、Csの内の1つ以上のアルカリ金属か
ら構成される硫酸塩及び/又はBe、Mg、Ca、S
r、Baの内の1つ以上のアルカリ土類金属から構成さ
れる硫酸塩と、を含む構成よりなる。
【0021】この構成により、パティキュレートの燃焼
に高い触媒活性を有し、耐熱性や硫黄酸化物に対する耐
被毒性に優れた排ガス浄化用触媒を提供することが可能
となる。
【0022】また、本発明の排ガス浄化用触媒の製造方
法は、硫酸塩水溶液に金属酸化物又は複合金属酸化物を
混合する混合工程と、混合工程により得られた混合溶液
を乾固させて得られる混合粉末を熱処理する熱処理工程
と、を備えた構成よりなる。
【0023】この構成により、パティキュレートの燃焼
に高い触媒活性を有し、耐熱性や硫黄酸化物に対する耐
被毒性に優れた排ガス浄化用触媒を簡便にかつ量産性よ
く製造できる排ガス浄化用触媒の製造方法を提供するこ
とが可能となる。
【0024】また、本発明の排ガス浄化用フィルタは、
ハニカム状又は板状のセラミックフィルタと、本発明の
排ガス浄化用触媒と、を有する構成よりなる。
【0025】この構成により、排ガス浄化率が高くかつ
耐久性に優れた排ガス浄化フィルタを提供することが可
能となる。
【0026】また、本発明の排ガス浄化装置は、本発明
の排ガス浄化フィルタと、排ガス浄化フィルタを収納す
る容器と、容器の一側部に形成された排ガス流入口と、
容器の他側部に形成された排ガス流出口と、を備えた構
成よりなる。
【0027】この構成により、構成が簡単で排ガス浄化
特性に優れた排ガス浄化装置を提供することが可能とな
る。
【0028】本発明の排ガス浄化フィルタは触媒成分と
反応性がないシリカ、ジルコニア、チタニア、アルミナ
の内の1つ以上をフィルタ上に設けることにより触媒成
分のフィルタへの拡散を抑制することが可能になる。ま
たフィルタを予め酸処理するあるいはフィルタに粒状の
シリカを設けることで触媒と除去すべき排ガス成分との
接点を増加させることができる。
【0029】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、金属酸化物と、Li、Na、K、Rb、Csの内の
1つ以上のアルカリ金属から構成される硫酸塩及び/又
はBe、Mg、Ca、Sr、Baの内の1つ以上のアル
カリ土類金属から構成される硫酸塩と、を含むこととし
たものであり、アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金
属の硫酸塩を金属酸化物に混合することにより、金属酸
化物の触媒活性を高めることができるとともに、硝酸
塩、酢酸塩、炭酸塩、塩化物等に比べて熱的に最も安定
で高い耐熱性を有し、かつ硫黄酸化物による耐被毒性に
優れた硫酸塩を使用することで、パティキュレートの燃
焼に対して高い触媒活性を維持することができるという
作用を有する。
【0030】本発明の請求項2に記載の発明は、請求項
1に記載の発明において、金属酸化物が、V、Nb、T
a、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、
Zn、Ga、Sn、Pbの内の1つ以上の金属を含むこ
ととしたものであり、種々の金属酸化物の中でも、パテ
ィキュレートの燃焼に対してより触媒活性の高い排ガス
浄化用触媒が得られるという作用を有する。
【0031】本発明の請求項3に記載の発明は、請求項
1又は2の内のいずれか1に記載の発明において、硫酸
塩が硫酸セシウムであることとしたものであり、硫酸塩
の中でも、金属酸化物に対して特に高い触媒活性を付与
することができるという作用を有する。
【0032】本発明の請求項4に記載の発明は、請求項
1又は3の内のいずれか1に記載の発明において、金属
酸化物が酸化銅であることとしたものであり、金属酸化
物の中でも安価でかつ高い触媒活性が得られるという作
用を有する。
【0033】本発明の請求項5に記載の発明は、請求項
1〜3の内のいずれか1に記載の発明において、金属酸
化物が酸化バナジウム又は酸化モリブデンであることと
したものであり、酸化銅と同様に他の金属酸化物に比べ
てより高い触媒活性が得られるという作用を有する。
【0034】本発明の請求項6に記載の発明は、請求項
1〜3の内のいずれか1に記載の発明において、金属酸
化物が銅とバナジウム又は銅とモリブデンの複合酸化物
であることとしたものであり、酸化銅、酸化バナジウ
ム、酸化モリブデンを各々単独で硫酸塩と混合した場合
に比べて、より高い触媒活性を得ることができるという
作用を有する。
【0035】本発明の請求項7に記載の発明は、請求項
6に記載の発明において、複合金属酸化物における銅:
バナジウム、又は銅:モリブデンのモル比が、1:1か
ら4:1であることとしたものであり、銅とバナジウム
又は銅とモリブデンの各金属酸化物の触媒作用を相互的
に高めることができるという作用を有する。
【0036】本発明の請求項8に記載の発明は、請求項
6又は7の内のいずれか1に記載の発明において、複合
金属酸化物が、CuVO3、Cu328、Cu5210
の1つ以上からなることとしたものであり、銅とバナジ
ウムの複合金属酸化物の中でも特に高い触媒活性を得る
ことができるという作用を有する。
【0037】本発明の請求項9に記載の発明は、請求項
6または7の内いずれか1に記載の発明において、複合
金属酸化物が、CuMoO4、Cu3Mo29、Cu2
oO5の1つ以上からなることとしたものであり、銅と
モリブデンの複合金属酸化物の中でも特に高い触媒活性
を得ることができるという作用を有する。
【0038】本発明の請求項10に記載の発明は、金属
酸化物:硫酸塩のモル比が9:1〜1:9、好ましくは
2:1〜1:5、より好ましくは1:1〜1:2である
こととしたものであり、硫酸塩と混合することによる金
属酸化物(複合金属酸化物を含む)の触媒活性の向上を
より高めることができるという作用を有する。
【0039】金属酸化物:硫酸塩のモル比が、1:1よ
りも硫酸塩が小さくなるにつれて、硫酸塩を混合するこ
とにより触媒活性の向上が顕著に認められなくなる傾向
を生じ、また1:2よりも硫酸塩が大きくなるにつれ
て、金属酸化物の有する触媒作用が十分に得られなくな
る傾向を生じるため、いずれも好ましくない。また、金
属酸化物:硫酸塩のモル比が、2:1よりも硫酸塩が小
さくなるにつれ、特に9:1よりも硫酸塩が小さくなる
と、また1:5よりも硫酸塩が大きくなるにつれて、特
に1:9よりも硫酸塩が大きくなると、上記傾向が著し
くなるため特に好ましくない。
【0040】本発明の請求項11に記載の発明は、P
t、Pd、Rhの1つ以上の貴金属を含むこととしたも
のであり、貴金属の触媒作用により、さらにパティキュ
レートの燃焼に対する触媒活性を高めることができると
いう作用を有する。
【0041】本発明の請求項12に記載の発明は、金属
酸化物:貴金属のモル比が100:1〜3:1、好まし
くは30:1〜10:1であることとしたものであり、
貴金属を混合することによる触媒活性の向上をより高め
ることができるという作用を有する。
【0042】金属酸化物:貴金属のモル比が、30:1
よりも貴金属が小さくなると、貴金属を混合することに
よる触媒活性の顕著な向上が認められなくなる傾向を生
じ、10:1よりも大きくなると金属酸化物(複合金属
酸化物を含む)の有する触媒作用が十分に得られなくな
る傾向を生じるため、いずれも好ましくない。また、金
属酸化物:貴金属のモル比が、100:1よりも貴金属
が小さくなると、また3:1よりも貴金属が大きくなる
と、上記傾向が著しくなるため特に好ましくない。
【0043】本発明の請求項13に記載の発明は、硫酸
塩水溶液に金属酸化物又は複合金属酸化物を混合する混
合工程と、混合工程により得られた混合溶液を乾固させ
て得られる混合粉末を熱処理する熱処理工程と、を備え
たこととしたものであり、パティキュレートの燃焼に高
い触媒活性を有し、耐熱性や硫黄酸化物に対する耐被毒
性に優れた排ガス浄化用触媒を簡便にかつ量産性よく製
造できるという作用を有する。
【0044】本発明の請求項14に記載の発明は、ハニ
カム状又は板状のセラミックフィルタと、セラミックフ
ィルタ上に担持された請求項1〜12の内のいずれか1
に記載の排ガス浄化用触媒と、を有することとしたもの
であり、高い触媒活性を有し、耐熱性及び耐被毒性に優
れた排ガス浄化用触媒を備えていることによって、排ガ
スフィルタの排ガス浄化率を高め、かつ耐久性を向上さ
せることができるという作用を有する。
【0045】本発明の請求項15に記載の発明は、請求
項14に記載の発明において、セラミックフィルタに対
する排ガス浄化用触媒の重量比が、5wt%〜50wt
%、好ましくは10wt%〜40wt%であることとし
たものであり、高い排ガス浄化率を維持しながら、排ガ
スフィルタにおける圧損の上昇を防止することができる
という作用を有する。
【0046】セラミックフィルタに対する排ガス浄化用
触媒の重量比が、10wt%よりも小さくなるにつれ
て、排ガス浄化用触媒による十分な触媒作用が得られな
くなる傾向を生じ、40wt%よりも大きくなるにつれ
てパティキュレートの捕集開始直後から圧損が高くなる
傾向を生じるため、いずれも好ましくない。また、セラ
ミックフィルタに対する排ガス浄化用触媒の重量比が、
5wt%よりも小さくなるにつれて、また40wt%よ
りも大きくなるにつれて、上記傾向が著しくなるため特
に好ましくない。
【0047】本発明の請求項16に記載の発明は、ハニ
カム状又は板状のセラミックフィルタと、前記セラミッ
クフィルタ上に設けられたシリカ、ジルコニア、チタニ
ア、シリカアルミナの少なくとも1つ以上から成るコー
ティング層と、前記コーティング層の上に担持された排
ガス浄化用触媒と、を有することとしたものであり、フ
ィルタに予め中間層を設けることにより触媒成分のフィ
ルタへの拡散を抑制し、触媒の耐久性を向上させる作用
を有する。
【0048】本発明の請求項17に記載の発明は、請求
項16に記載の発明において、前記セラミックフィルタ
上に設けられたコーティング層の厚みが1μm〜100
0μmであることとしたものであり、フィルタに予め中
間層を設けることにより触媒成分のフィルタへの拡散を
抑制する作用を有する。フィルターへの中間層の厚みが
1μm以下であると触媒成分が中間層を越えてフィルタ
内に拡散してしまい、1000μm以上であるとパティ
キュレート捕集直後から圧損が高くなる傾向を生じるた
め、いずれも好ましくない。
【0049】本発明の請求項18に記載の発明は、ハニ
カム状又は板状のセラミックスフィルタを酸で処理を
し、前記セラミックフィルタ上に排ガス浄化用触媒を設
けたこととしたものであり、フィルタを予め酸処理する
ことによりフィルタの表面積が増し、担持された触媒と
除去すべき排ガス成分との接点を増加させる作用を有す
る。
【0050】本発明の請求項19に記載の発明は、ハニ
カム状又は板状のセラミックフィルタと、前記セラミッ
クフィルタ上に設けられたシリカ、ジルコニア、チタニ
ア、シリカアルミナの少なくとも1つ以上から成るコー
ティング層と、前記コーティング層の上に担持された請
求項1〜12の内のいずれか1に記載の排ガス浄化用触
媒と、を有することとしたものであり、フィルタに予め
中間層を設けることにより触媒成分のフィルタへの拡散
を抑制す作用を有する。
【0051】本発明の請求項20に記載の発明は、ハニ
カム状又は板状のセラミックスフィルタを酸で処理を
し、前記セラミックフィルタ上に請求項1〜12の内の
いずれか1に記載の排ガス浄化触媒を担持することとし
たものであり、フィルタを予め酸処理することによりフ
ィルタの表面積が増し、担持された触媒と除去すべき排
ガス成分との接点を増加させる作用を有する。
【0052】本発明の請求項21に記載の発明は、ハニ
カム状又は板状のセラミックフィルタと、前記セラミッ
クフィルタ上に設けられた耐熱性の無機材料と、前記耐
熱性の無機材料上に担持された請求項1〜12の内のい
ずれか1に記載の排ガス浄化用触媒と、を有することと
したものであり、フィルタに予め粒状の耐熱性の無機材
料を設けることによりフィルタの表面積が増し、担持さ
れた触媒と除去すべき排ガス成分との接点を増加させる
作用を有する 本発明の請求項22に記載の発明は、請求項14〜21
の内のいずれか1に記載の排ガス浄化フィルタと、排ガ
ス浄化フィルタを収納する容器と、容器の一側部に形成
された排ガス流入口と、容器の他側部に形成された排ガ
ス流出口と、を備えたこととしたものであり、構成が簡
単で排ガス浄化特性に優れた排ガス浄化装置を提供する
ことが可能となるという作用を有する。
【0053】本発明の請求項23に記載の発明は、請求
項22に記載の発明において、容器内に配設された又は
容器に接近して配設された加熱手段を有することとした
ものであり、排ガス温度がパティキュレートの燃焼温度
よりも低い場合に、排ガスや排ガスフィルタを加熱し
て、パティキュレートの燃焼を促進させることができる
という作用を有する。
【0054】本発明の請求項24に記載の発明は、請求
項22又は23に記載の発明において、容器及び/又は
排ガス流入口とエンジンを接続する接続管の周囲に配設
された断熱手段を有することとしたものであり、排ガス
フィルタに流入するまでの間で排ガス温度が低下するこ
とを防止して、排ガス温度におけるパティキュレートの
燃焼を可能にすることができるという作用を有する。
【0055】本発明の請求項25に記載の発明は、請求
項22〜24の内のいずれか1に記載の発明において、
排ガス浄化装置がエンジンマニホールドに近接して配設
されていることとしたものであり、排ガスフィルタに流
入するまでの間で排ガス温度が低下することを防止し
て、排ガス温度におけるパティキュレートの燃焼を可能
にすることができるという作用を有する。
【0056】本発明の請求項26に記載の発明は、排ガ
ス浄化触媒に含まれる銅の一部をLi、Na、K、R
b、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、T
i、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Ga、G
e、Zr、Nb、Mo、Ta、Wで置換したことを特徴
としたものであり、金属酸化物の原子価制御によりパテ
ィキュレートの燃焼に対する触媒活性を高めることがで
きるという作用を有する。
【0057】本発明の請求項27に記載の発明は、排ガ
ス浄化触媒に含まれる銅の一部をLi、Na、K、R
b、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、T
i、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Ga、G
e、Zr、Nb、Mo、Ta、Wで置換したことを特徴
としたものであり、金属酸化物の原子価制御によりパテ
ィキュレートの燃焼に対する触媒活性を高めることがで
きるという作用を有する。
【0058】本発明の請求項28に記載の発明は、排ガ
ス浄化触媒に含まれる銅の一部をLi、Na、K、R
b、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、T
i、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Ga、G
e、Zr、Nb、Mo、Ta、Wで置換したことを特徴
としたものであり、金属酸化物の原子価制御によりパテ
ィキュレートの燃焼に対する触媒活性を高めることがで
きるという作用を有する。
【0059】本発明の請求項29に記載の発明は、排ガ
ス浄化触媒に含まれるバナジウムの一部をLi、Na、
K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、S
c、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、G
a、Ge、Zr、Nb、Mo、Ta、Wで置換したこと
を特徴としたものであり、金属酸化物の原子価制御によ
りパティキュレートの燃焼に対する触媒活性を高めるこ
とができるという作用を有する。
【0060】本発明の請求項30に記載の発明は、排ガ
ス浄化触媒に含まれるバナジウムの一部をLi、Na、
K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、S
c、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、G
a、Ge、Zr、Nb、Mo、Ta、Wで置換したこと
を特徴としたものであり、金属酸化物の原子価制御によ
りパティキュレートの燃焼に対する触媒活性を高めるこ
とができるという作用を有する。
【0061】本発明の請求項31に記載の発明は、排ガ
ス浄化触媒に含まれるバナジウムの一部をLi、Na、
K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、S
c、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、G
a、Ge、Zr、Nb、Mo、Ta、Wで置換したこと
を特徴としたものであり、金属酸化物の原子価制御によ
りパティキュレートの燃焼に対する触媒活性を高めるこ
とができるという作用を有する。
【0062】本発明の請求項32に記載の発明は、排ガ
ス浄化触媒に含まれるモリブデンの一部をLi、Na、
K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、S
c、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、
Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Ta、Wで置換したこ
とを特徴としたものであり、金属酸化物の原子価制御に
よりパティキュレートの燃焼に対する触媒活性を高める
ことができるという作用を有する。
【0063】本発明の請求項33に記載の発明は、排ガ
ス浄化触媒に含まれるモリブデンの一部をLi、Na、
K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、S
c、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、
Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Ta、Wで置換したこ
とを特徴としたものであり、金属酸化物の原子価制御に
よりパティキュレートの燃焼に対する触媒活性を高める
ことができるという作用を有する。
【0064】本発明の請求項34に記載の発明は、排ガ
ス浄化触媒に含まれるモリブデンの一部をLi、Na、
K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、S
c、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、
Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Ta、Wで置換したこ
とを特徴としたものであり、金属酸化物の原子価制御に
よりパティキュレートの燃焼に対する触媒活性を高める
ことができるという作用を有する。
【0065】本発明の請求項35に記載の発明は、請求
項26乃至28記載の排ガス浄化触媒における置換金属
の置換率が銅に対して0.0001%〜0.5%、好ま
しくは0.001%〜0.3%であることを特徴とした
ものであり、金属酸化物の原子価制御によりパティキュ
レートの燃焼に対する触媒活性を高めることができると
いう作用を有する。
【0066】置換金属の置換率が0.001%よりも小
さくなると原子価制御の効果が見られなくなり、0.3
%よりも大きくなると金属酸化物の構造自体が変化して
しまい活性が劣化してしまうため、いずれも好ましくな
い。また、置換率が0.0001%よりも小さくなる
と、また0.5よりも大きくなると、上記の傾向が著し
くなるため特に好ましくない。
【0067】本発明の請求項36に記載の発明は、請求
項29乃至31記載の排ガス浄化触媒における置換金属
の置換率がバナジウムに対して0.0001%〜0.5
%、好ましくは0.001%〜0.3%であることを特
徴としたものであり、金属酸化物の原子価制御によりパ
ティキュレートの燃焼に対する触媒活性を高めることが
できるという作用を有する。
【0068】置換金属の置換率が0.001%よりも小
さくなると原子価制御の効果が見られなくなり、0.3
%よりも大きくなると金属酸化物の構造自体が変化して
しまい活性が劣化してしまうため、いずれも好ましくな
い。また、置換率が0.0001%よりも小さくなる
と、また0.5よりも大きくなると、上記の傾向が著し
くなるため特に好ましくない。
【0069】本発明の請求項37に記載の発明は、請求
項32乃至34記載の排ガス浄化触媒における置換金属
の置換率がモリブデンに対して0.0001%〜0.5
%、好ましくは0.001%〜0.3%であることを特
徴としたものであり、金属酸化物の原子価制御によりパ
ティキュレートの燃焼に対する触媒活性を高めることが
できるという作用を有する。
【0070】置換金属の置換率が0.001%よりも小
さくなると原子価制御の効果が見られなくなり、0.3
%よりも大きくなると金属酸化物の構造自体が変化して
しまい活性が劣化してしまうため、いずれも好ましくな
い。また、置換率が0.0001%よりも小さくなる
と、また0.5よりも大きくなると、上記の傾向が著し
くなるため特に好ましくない。
【0071】本発明の請求項38に記載の発明は、請求
項1乃至12、請求項26、請求項29、請求項32、
請求項35乃至37に記載の排ガス浄化触媒における硫
酸塩が硫酸セシウムとLi、Na、K、Rbの内の1つ
以上のアルカリ金属から構成される硫酸塩及び/又はB
e、Mg、Ca、Sr、Baの内の1つ以上のアルカリ
土類金属から構成される硫酸塩と、を含むことを特徴と
したものであり、硫酸塩の融点を低下させることにより
触媒の接点を増やし排ガス中のパティキュレートに対す
る燃焼活性を向上させるという作用を有する。
【0072】本発明の請求項39に記載の発明は、前記
硫酸塩が硫酸セシウムと硫酸カリウムを含むことを特徴
としたものであり、硫酸塩の融点を低下させることによ
り触媒の接点を増やし排ガス中のパティキュレートに対
する燃焼活性を向上させるという作用を有する。
【0073】本発明の請求項40に記載の発明は、前記
硫酸塩の硫酸セシウムと硫酸カリウムの混合比がモル比
で、9:1〜3:7、好ましくは、8:2〜4:6で有
ることを特徴としたものであり、硫酸塩の融点を低下さ
せることにより触媒の接点を増やし排ガス中のパティキ
ュレートに対する燃焼活性を向上させるという作用を有
する。
【0074】硫酸セシウムと硫酸カリウムのモル比がが
8:2よりも大きくなる、もしくは4:6より小さくな
ると融点の低下が見られなくなり好ましくない。また、
モル比が9:1よりも大きくなる、もしくは3:7より
も小さくなると、上記の傾向が著しくなるため特に好ま
しくない。
【0075】以下に、本発明を実施例を用いてより詳細
に説明する。
【0076】
【実施例】
(実施例1)硫酸セシウムを溶かした水溶液に酸化銅の
粉末をモル比1:1(Cs:Cu)で懸濁させた後、水
分を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5
時間熱処理して、第1実施例の排ガス浄化用触媒を得
た。
【0077】(実施例2)硫酸セシウムの代わりに硫酸
リチウムを用いたことを除いて、第1実施例と同様な方
法により排ガス浄化用触媒を作製し、これを第2実施例
とした。
【0078】(実施例3)硫酸セシウムの代わりに硫酸
ナトリウムを用いたことを除いて、第1実施例と同様な
方法により排ガス浄化用触媒を作製し、これを第3実施
例とした。
【0079】(実施例4)硫酸セシウムの代わりに硫酸
カリウムを用いたことを除いて、第1実施例と同様な方
法により排ガス浄化用触媒を作製し、これを第4実施例
とした。
【0080】(実施例5)硫酸セシウムの代わりに硫酸
ルビジウムを用いたことを除いて、第1実施例と同様な
方法により排ガス浄化用触媒を作製し、これを第5実施
例とした。
【0081】(実施例6)硫酸セシウムの代わりに硫酸
ベリリウムを用いたことを除いて、第1実施例と同様な
方法により排ガス浄化用触媒を作製し、これを第6実施
例とした。
【0082】(実施例7)硫酸セシウムの代わりに硫酸
マグネシウムを用いたことを除いて、第1実施例と同様
な方法により排ガス浄化用触媒を作製し、これを第7実
施例とした。
【0083】(実施例8)硫酸セシウムの代わりに硫酸
カルシウムを用いたことを除いて、第1実施例と同様な
方法により排ガス浄化用触媒を作製し、これを第8実施
例とした。
【0084】(実施例9)硫酸セシウムの代わりに硫酸
ストロンチウムを用いたことを除いて、第1実施例と同
様な方法により排ガス浄化用触媒を作製し、これを第9
実施例とした。
【0085】(実施例10)硫酸セシウムの代わりに硫
酸バリウムを用いたことを除いて、第1実施例と同様な
方法により排ガス浄化用触媒を作製し、これを第10実
施例とした。
【0086】(比較例1)酸化銅の粉末のみからなる排
ガス浄化用触媒を第1比較例とした。
【0087】(評価例1)第1実施例〜第10実施例及
び第1比較例における排ガス浄化用触媒について、以下
のようなパティキュレートの燃焼実験を行った。
【0088】各排ガス浄化用触媒とパティキュレート
(ナカライ製のカーボンとアントラキノンを重量比で
2:1で混合させたもの)の粉末を重量比1:1で混合
し、この混合物を内径12mmの石英ガラス製反応管内
に充填した後、反応管内に5vol%の0と50ppm
のSO2を含む窒素ガスからなる試験ガスを流量500
cc/分で通気しながら、反応管の外周部に配設した管
状電気炉にて反応管内を定速で昇温した。この時、排ガ
ス側の位置に配設された炭酸ガスセンサーにより試験ガ
ス中の炭酸ガス濃度を検出し、10%のパティキュレー
トが燃焼した際の温度(以下、10%燃焼温度と略称す
る。)を決定した。充填させたパティキュレートのC量
(既知量)と発生したCO+CO2量(測定値)から燃
焼率を計算した。
【0089】上記燃焼試験における各排ガス浄化用触媒
の10%燃焼温度を(表1)に示した。
【0090】
【表1】
【0091】(表1)から明らかなように、酸化銅のみ
からなる第1比較例の排ガス浄化用触媒に比べて、本発
明の金属酸化物と硫酸塩からなる第1実施例〜第10実
施例の排ガス浄化用触媒は、いずれも10%燃焼温度が
低く、パティキュレートの燃焼に対して高い触媒活性を
有することが明らかになった。
【0092】特に、第1実施例〜第10実施例ほ排ガス
浄化用触媒の中でも、硫酸塩として硫酸セシウム(第1
実施例)、硫酸ルビジウム(第5実施例)、硫酸ベリリ
ウム(第6実施例)、硫酸マグネシウム(第7実施例)
を用いた場合が、触媒活性に優れていることが判明し
た。
【0093】(実施例11)第1実施例における排ガス
浄化用触媒の粉末を塩化白金水溶液中に混合した後、水
分を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5
時間熱処理して、第11実施例の排ガス浄化用触媒を得
た。
【0094】(評価例2)第11実施例における排ガス
浄化用触媒についても、第1評価例と同様な方法により
燃焼実験を行った。
【0095】第11実施例における排ガス浄化用触媒の
10%燃焼温度を第1実施例の結果とともに、(表2)
に示した。
【0096】
【表2】
【0097】(表2)から明らかなように、第1実施例
に比べて、白金を含む第11実施例の排ガス浄化用触媒
の方が10%燃焼温度が低く、より高い触媒活性を示す
ことが明らかになった。
【0098】(比較例2)硫酸セシウムの代わりに酢酸
セシウムを用いたことを除いて、第1実施例と同様な方
法により排ガス浄化用触媒を作製し、これを第2比較例
とした。
【0099】(比較例3)硫酸セシウムの代わりに硝酸
セシウムを用いたことを除いて、第1実施例と同様な方
法により排ガス浄化用触媒を作製し、これを第3比較例
とした。
【0100】(比較例4)硫酸セシウムの代わりに炭酸
セシウムを用いたことを除いて、第1実施例と同様な方
法により排ガス浄化用触媒を作製し、これを第4比較例
とした。
【0101】(評価例3)第2比較例〜第4比較例にお
ける排ガス浄化用触媒について、第1評価例と同様な方
法により燃焼実験を行った。
【0102】第2比較例〜第4比較例における排ガス浄
化用触媒の10%燃焼温度を第1実施例の結果ととも
に、(表3)に示した。
【0103】
【表3】
【0104】(表3)に示したように、第2比較例〜第
4比較例における排ガス浄化用触媒の10%燃焼温度
は、第1実施例よりもいずれも高く、第1実施例の方が
触媒活性が高いことが判明した。この結果から明らかな
ように、排ガス浄化用触媒が構成元素としてセシウムを
含んでいても、出発原料としてその酢酸塩や硝酸塩、又
は炭酸塩を用いるより、本発明のように硫酸塩を用いる
方が触媒活性が優れている。さらに、硝酸塩、酢酸塩、
炭酸塩、又は塩化物等に比べて、硫酸塩の方が熱的に安
定性においても優れており、パティキュレートを燃焼す
る間の高温によって融解や分解が生じて飛散したり、金
属酸化物と反応したりして活性が低下することを抑制す
る面からも、硫酸塩が最も優れていると考えられる。
【0105】(実施例12)酸化銅の代わりに酸化バナ
ジウムを用いたことを除いて、第1実施例と同様な方法
により排ガス浄化用触媒を作製し、これを第12実施例
とした。
【0106】(実施例13)酸化銅の代わりに酸化ニオ
ブを用いたことを除いて、第1実施例と同様な方法によ
り排ガス浄化用触媒を作製し、これを第13実施例とし
た。
【0107】(実施例14)酸化銅の代わりに酸化タン
タルを用いたことを除いて、第1実施例と同様な方法に
より排ガス浄化用触媒を作製し、これを第14実施例と
した。
【0108】(実施例15)酸化銅の代わりに酸化クロ
ムを用いたことを除いて、第1実施例と同様な方法によ
り排ガス浄化用触媒を作製し、これを第15実施例とし
た。
【0109】(実施例16)酸化銅の代わりに酸化モリ
ブデンを用いたことを除いて、第1実施例と同様な方法
により排ガス浄化用触媒を作製し、これを第16実施例
とした。
【0110】(実施例17)酸化銅の代わりに酸化タン
グステンを用いたことを除いて、第1実施例と同様な方
法により排ガス浄化用触媒を作製し、これを第17実施
例とした。
【0111】(実施例18)酸化銅の代わりに酸化マン
ガンを用いたことを除いて、第1実施例と同様な方法に
より排ガス浄化用触媒を作製し、これを第18実施例と
した。
【0112】(実施例19)酸化銅の代わりに酸化鉄を
用いたことを除いて、第1実施例と同様な方法により排
ガス浄化用触媒を作製し、これを第19実施例とした。
【0113】(実施例20)酸化銅の代わりに酸化コバ
ルトを用いたことを除いて、第1実施例と同様な方法に
より排ガス浄化用触媒を作製し、これを第20実施例と
した。
【0114】(実施例21)酸化銅の代わりに酸化ニッ
ケルを用いたことを除いて、第1実施例と同様な方法に
より排ガス浄化用触媒を作製し、これを第21実施例と
した。
【0115】(実施例22)酸化銅の代わりに酸化亜鉛
を用いたことを除いて、第1実施例と同様な方法により
排ガス浄化用触媒を作製し、これを第22実施例とし
た。
【0116】(実施例23)酸化銅の代わりに酸化ガリ
ウムを用いたことを除いて、第1実施例と同様な方法に
より排ガス浄化用触媒を作製し、これを第23実施例と
した。
【0117】(実施例24)酸化銅の代わりに酸化錫を
用いたことを除いて、第1実施例と同様な方法により排
ガス浄化用触媒を作製し、これを第24実施例とした。
【0118】(実施例25)酸化銅の代わりに酸化鉛を
用いたことを除いて、第1実施例と同様な方法により排
ガス浄化用触媒を作製し、これを第25実施例とした。
【0119】(評価例4)第12実施例〜第25実施例
における排ガス浄化用触媒について、第1評価例と同様
な方法により燃焼実験を行った。
【0120】第12実施例〜第25実施例における排ガ
ス浄化用触媒の10%燃焼温度を(表4)に示した。
【0121】
【表4】
【0122】(表4)に示したように、第12実施例〜
第25実施例における排ガス浄化用触媒の10%燃焼温
度は、第1従来例と比較していずれも低く、触媒活性が
高いことが明らかになった。特に、硫酸塩として硫酸セ
シウムを用いる場合には、(表1)に示した酸化銅(第
1実施例)に加えて、金属酸化物として酸化バナジウム
(第12実施例)や酸化モリブデン(第16実施例)を
用いると、より高い触媒活性を有する排ガス浄化用触媒
が得られることが判明した。
【0123】(実験例1〜実験例7)酸化銅と五酸化バ
ナジウムの粉末をモル比Cu:Vが1:5、1:2、
1:1、3:2、5:2、4:1、5:1の種々の割合
で混合した後、各々を電気炉内で900℃で5時間熱処
理し、種々の組成の銅とバナジウムの複合金属酸化物か
らなる排ガス浄化用触媒を作製して、これを第1実験例
〜第7実験例とした。
【0124】(評価例5)第1実験例〜第7実験例にお
ける排ガス浄化用触媒について、第1評価例と同様な方
法により燃焼実験を行った。
【0125】第1実験例〜第7実験例における排ガス浄
化用触媒の10%燃焼温度を(表5)に示した。
【0126】
【表5】
【0127】(表5)に示したように、銅とバナジウム
の複合酸化物からなる排ガス浄化用触媒は、モル比C
u:Vが1:1〜4:1の場合に10%燃焼温度が低
く、高い活性を示すことが明らかになった。
【0128】(実施例26)第1実験例〜第7実験例と
して示した銅とバナジウムの複合酸化物からなる排ガス
浄化用触媒に対して、銅とバナジウムの複合酸化物に硫
酸塩を混合することによる触媒活性の違いを比較するた
め、以下のような排ガス浄化用触媒を作製した。
【0129】まず、硫酸銅と酸化硫酸バナジウムをモル
比Cu:Vが1:1となるように、水に溶解混合した
後、水分を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900
℃で5時間熱処理して、理論組成CuVO3で与えられ
る複合金属酸化物を作製した。この複合金属酸化物の粉
末を、硫酸セシウムを溶かした水溶液にモル比1:1
(CsSO4:CuVO3)で懸濁させた後、水分を蒸発
させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処
理して、第26実施例の排ガス浄化用触媒を得た。
【0130】(実施例27)硫酸銅と酸化硫酸バナジウ
ムをモル比Cu:Vが3:2となるように、水に混合溶
解した後、水分を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で
900℃で5時間熱処理して、理論組成Cu328
与えられる複合金属酸化物を作製した。この複合金属酸
化物の粉末を、硫酸セシウムを溶かした水溶液にモル比
1:1(CsSO4:Cu328)で懸濁させた後、水
分を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5
時間熱処理して、第27実施例の排ガス浄化用触媒を得
た。
【0131】(実施例28)硫酸銅と酸化硫酸バナジウ
ムをモル比Cu:Vが5:2となるように、水に混合溶
解した後、水分を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で
900℃で5時間熱処理して、理論組成Cu5210
与えられる複合金属酸化物を作製した。この複合金属酸
化物の粉末を、硫酸セシウムを溶かした水溶液にモル比
1:1(CsSO4:Cu5210)で懸濁させた後、
水分を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で
5時間熱処理して、第28実施例の排ガス浄化用触媒を
得た。
【0132】(評価例6)第26実施例〜第28実施例
における排ガス浄化用触媒について、第1評価例と同様
な方法により燃焼実験を行った。
【0133】第26実施例〜第28実施例における排ガ
ス浄化用触媒の10%燃焼温度を(表6)に示した。
【0134】
【表6】
【0135】(表6)と(表5)の比較から明らかなよ
うに、触媒活性の高い組成比で混合された銅とバナジウ
ムの複合金属酸化物からなる排ガス浄化用触媒よりも、
銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウムを含む
本発明の排ガス浄化用触媒の方が、複合金属酸化物にお
ける銅とバナジウムの組成に関わらず、10%燃焼温度
は低下し、硫酸セシウムの添加によって触媒活性がさら
に向上することが判明した。また、(表1)、(表
2)、(表4)の結果と(表6)との比較から、硫酸塩
と混合する金属酸化物としては、銅とバナジウムの複合
金属酸化物が触媒活性の向上の上で特に優れていること
が明らかになった。
【0136】(実験例8〜実験例14)酸化銅と酸化モ
リブデンの粉末をモル比Cu:Moが1:5、1:2、
1:1、3:2、5:2、4:1、5:1の種々の割合
で混合した後、各々を電気炉内で900℃で5時間熱処
理し、種々の組成の銅とモリブデンの複合金属酸化物か
らなる排ガス浄化用触媒を作製して、これを第8実験例
〜第14実験例とした。
【0137】(評価例7)第8実験例〜第14実験例に
おける排ガス浄化用触媒について、第1評価例と同様な
方法により燃焼実験を行った。
【0138】第8実験例〜第14実験例における排ガス
浄化用触媒の10%燃焼温度を(表7)に示した。
【0139】
【表7】
【0140】(表7)に示したように、銅とモリブデン
の複合金属酸化物からなる排ガス浄化用触媒は、モル比
Cu:Vが1:1〜4:1の場合に10%燃焼温度が低
く高い触媒活性を示すことが明らかになった。
【0141】(実施例29)第8実験例〜第14実験例
として示した銅とモリブデンの複合金属酸化物からなる
排ガス浄化用触媒に対して、銅とモリブデンの複合金属
酸化物に硫酸塩を混合することによる触媒活性の違いを
比較するため、以下のような排ガス浄化用触媒を作製し
た。
【0142】まず、酸化銅と酸化モリブデンの粉末をモ
ル比1:1(Cu:Mo)で混合した後、電気炉内で9
00℃で5時間熱処理し、理論組成CuMoO4で与え
られる複合金属酸化物を作製した。この複合金属酸化物
の粉末を、硫酸セシウムを溶かした水溶液にモル比1:
1(CsSO4:CuMoO4)で懸濁させた後、水分を
蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間
熱処理して、第29実施例の排ガス浄化用触媒を得た。
【0143】(実施例30)酸化銅と酸化モリブデンの
粉末をモル比3:2(Cu:Mo)で混合した後、電気
炉内で900℃で5時間熱処理し、理論組成Cu3Mo2
9で与えられる複合金属酸化物を作製した。この複合
金属酸化物の粉末を、硫酸セシウムを溶かした水溶液に
モル比1:1(CsSO4:Cu3Mo29)で懸濁させ
た後、水分を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で90
0℃で5時間熱処理して、第30実施例の排ガス浄化用
触媒を得た。
【0144】(実施例31)酸化銅と酸化モリブデンの
粉末をモル比2:1(Cu:Mo)で混合した後、電気
炉内で900℃で5時間熱処理し、理論組成Cu2Mo
5で与えられる複合金属酸化物を作製した。この複合
金属酸化物の粉末を、硫酸セシウムを溶かした水溶液に
モル比1:1(CsSO4:Cu2MoO5)で懸濁させ
た後、水分を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で90
0℃で5時間熱処理して、第31実施例の排ガス浄化用
触媒を得た。
【0145】(評価例8)第29実施例〜第31実施例
における排ガス浄化用触媒について、第1評価例と同様
な方法により燃焼実験を行った。
【0146】第29実施例〜第31実施例における排ガ
ス浄化用触媒の10%燃焼温度を(表8)に示した。
【0147】
【表8】
【0148】(表8)と(表7)の比較から明らかなよ
うに、触媒活性の高い組成比で混合された銅とモリブデ
ンの複合金属酸化物からなる排ガス浄化用触媒よりも、
銅とモリブデンの複合金属酸化物と硫酸セシウムを含む
本発明の排ガス浄化用触媒の方が、複合金属酸化物にお
ける銅とバナジウムの組成に関わらず、10%燃焼温度
は低下し、硫酸セシウムの添加によって触媒活性がさら
に向上することが判明した。また、(表1)、(表
2)、(表4)の結果と(表8)との比較から、硫酸塩
と混合する金属酸化物としては、銅とバナジウムの複合
金属酸化物とともに、銅とモリブデンの複合金属酸化物
も触媒活性の向上の上で優れていることが明らかになっ
た。
【0149】(実施例32〜39)(表6)及び(表
8)の結果から、硫酸セシウムと混合する複合金属酸化
物の中で、触媒活性の高い理論組成Cu5210で与え
られる銅とバナジウムの複合金属酸化物を選択し、この
複合金属酸化物の粉末を硫酸セシウムを溶かした水溶液
に、モル比(Cu5210:CsSO4)が10:1、
9:1、5:1、2:1、1:2、1:5、1:9、
1:10の種々の割合で懸濁させた後、水分を蒸発させ
乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、種々の割合で銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫
酸セシウムを含む排ガス浄化用触媒を作製し、これを第
32実施例〜第39実施例とした。
【0150】(評価例9)第32実施例〜第39実施例
における排ガス浄化用触媒について、第1評価例と同様
な方法により燃焼実験を行った。
【0151】第32実施例〜第39実施例における排ガ
ス浄化用触媒の10%燃焼温度を(表9)に示した。
【0152】
【表9】
【0153】(表9)に示したように、10%燃焼温度
は、第32実施例〜第39実施例における組成範囲にお
いて極小値を示し、触媒活性の面からは、Cu5210
とCsSO4の混合割合は、モル比で9:1〜1:9、
好ましくは2:1〜1:5、より好ましくは1:1〜
1:2であることが判った。
【0154】(実施例40〜47)(評価例2)に示し
たように、金属酸化物と硫酸塩に加えて、白金をさらに
添加することによって触媒活性の向上が認められたこと
から、第32実施例〜第39実施例における排ガス浄化
用触媒についても、このような白金の添加による触媒活
性の向上について検討した。
【0155】(表9)に示した結果からCu5210
CsSO4のモル比は10%燃焼温度の最も低かったモ
ル比1:2とし、第36実施例と同様な方法で、Cu5
2 10とCsSO4を含む混合粉末を作製した。この混
合粉末を塩化白金水溶液に、モル比(Cu5210:P
t)が1000:1、100:1、30:1、15:
1、10:1、3:1、1:1、1:2の種々の割合で
懸濁させた後、水分を蒸発させて乾固させてから、電気
炉内で900℃で5時間熱処理して種々の割合でCu5
210とCsSO4の混合粉末と白金を含む排ガス浄化
用触媒を作製し、これを第40実施例〜第47実施例と
した。
【0156】(評価例10)第40実施例〜第47実施
例における排ガス浄化用触媒について、第1評価例と同
様な方法により燃焼実験を行った。
【0157】第40実施例〜第47実施例における排ガ
ス浄化用触媒の10%燃焼温度を(表10)に示した。
【0158】
【表10】
【0159】(表10)に示したように、10%燃焼温
度は第40実施例〜第47実施例における組成範囲にお
いて極小値を示し、白金を添加することによる触媒活性
の向上は、特定の組成比で白金を加えた場合において認
められることが明らかになった。ここで、白金の添加量
としては、Cu5210:Ptのモル比で100:1〜
3:1、より好ましくは30:1〜10:1であること
が判明した。
【0160】(実施例48)本発明の排ガス浄化用触媒
を担持した排ガス浄化フィルタにおけるパティキュレー
トの燃焼特性を検討するため、以下のような排ガス浄化
フィルタを作製した。
【0161】まず、純水3リットルに硫酸銅25gと酸
化硫酸バナジウムを62.5gを混合溶解した水溶液を
作製し、これを第1触媒溶液とした。この第1触媒溶液
中に、コージェライト製のセラミックハニカムフィルタ
(NGK製、C−558)を浸漬し、第1触媒用液がセ
ラミックハニカムフィルタに付着した状態で取り出し
て、液体窒素を用いて付着した第1触媒溶液を凍結させ
た。
【0162】次に、このセラミックハニカムフィルタを
真空凍結乾燥装置(共和真空社製)内に設置し、凍結し
た第1触媒溶液の水分を昇華させた後、セラミックハニ
カムフィルタを電気炉内で900℃で5時間熱処理する
ことにより、セラミックハニカムフィルタの表面に、均
一に銅とバナジウムの複合金属酸化物を担持した。
【0163】尚、第1触媒溶液から担持された銅とバナ
ジウムの複合金属酸化物を熱処理後における重量比が、
セラミックハニカムフィルタの重量に対して2.5wt
%であった。
【0164】次に、純水3リットルに硫酸セシウム20
gを溶解した第2触媒溶液を作製し、この第2触媒溶液
中に銅とバナジウムの複合金属酸化物を担持したセラミ
ックハニカムフィルタを浸漬して、第2触媒溶液がセラ
ミックハニカムフィルタに付着した状態で取り出した
後、液体窒素を用いて付着した第2触媒溶液を凍結させ
た。
【0165】次に、このセラミックハニカムフィルタを
真空凍結乾燥装置(共和真空社製)内に設置し、凍結し
た第2触媒溶液の水分を昇華させた後、セラミックハニ
カムフィルタを電気炉内で900℃で5時間熱処理する
ことにより、セラミックハニカムフィルタの表面に、均
一に硫酸セシウムを担持した。尚、第2触媒溶液から担
持された硫酸セシウムの熱処理後における重量比は、セ
ラミックハニカムフィルタの重量に対して2.5wt%
であった。
【0166】以上のようにして、銅とバナジウムの複合
金属酸化物と硫酸セシウムを含む排ガス浄化用触媒を、
排ガス浄化用触媒の全重量でセラミックハニカムフィル
タの重量に対して5wt%担持した排ガス浄化フィルタ
を作製し、これを第48実施例とした。
【0167】(実施例49)第1触媒溶液として純水3
リットルに硫酸銅50gと酸化硫酸バナジウムを125
gを混合溶解した水溶液を、また第2触媒溶液として純
水3リットルに硫酸セシウム40gを溶解した水溶液を
用いたことを除いて、第48実施例と同様な方法によ
り、銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウムを
含む排ガス浄化用触媒を、排ガス浄化用触媒の全重量で
セラミックハニカムフィルタの重量に対して10wt%
担持した排ガス浄化フィルタを作製し、これを第49実
施例とした。
【0168】(実施例50)第1触媒溶液として純水3
リットルに硫酸銅100gと酸化硫酸バナジウムを25
0gを混合溶解した水溶液を、また第2触媒溶液として
純水3リットルに硫酸セシウム80gを溶解した水溶液
を用いたことを除いて、第48実施例と同様な方法によ
り、銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウムを
含む排ガス浄化用触媒を、排ガス浄化用触媒の全重量で
セラミックハニカムフィルタの重量に対して20wt%
担持した排ガス浄化フィルタを作製し、これを第50実
施例とした。
【0169】(実施例51)第1触媒溶液として純水3
リットルに硫酸銅150gと酸化硫酸バナジウムを37
5gを混合溶解した水溶液を、また第2触媒溶液として
純水3リットルに硫酸セシウム120gを溶解した水溶
液を用いたことを除いて、第48実施例と同様な方法に
より、銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウム
を含む排ガス浄化用触媒を、排ガス浄化用触媒の全重量
でセラミックハニカムフィルタの重量に対して30wt
%担持した排ガス浄化フィルタを作製し、これを第51
実施例とした。
【0170】(実施例52)第1触媒溶液として純水3
リットルに硫酸銅200gと酸化硫酸バナジウムを50
0gを混合溶解した水溶液を、また第2触媒溶液として
純水3リットルに硫酸セシウム160gを溶解した水溶
液を用いたことを除いて、第48実施例と同様な方法に
より、銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウム
を含む排ガス浄化用触媒を、排ガス浄化用触媒の全重量
でセラミックハニカムフィルタの重量に対して40wt
%担持した排ガス浄化フィルタを作製し、これを第52
実施例とした。
【0171】(実施例53)第1触媒溶液として純水3
リットルに硫酸銅250gと酸化硫酸バナジウムを62
5gを混合溶解した水溶液を、また第2触媒溶液として
純水3リットルに硫酸セシウム200gを溶解した水溶
液を用いたことを除いて、第48実施例と同様な方法に
より、銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウム
を含む排ガス浄化用触媒を、排ガス浄化用触媒の全重量
でセラミックハニカムフィルタの重量に対して50wt
%担持した排ガス浄化フィルタを作製し、これを第53
実施例とした。
【0172】(評価例11)第48実施例〜第53実施
例における排ガス浄化フィルタの各々について、以下の
ような排ガス浄化試験を行った。
【0173】まず、各排ガス浄化フィルタを排気量34
31ccのディーゼルエンジンの排気系に設置し、ディ
ーゼルエンジンを1500rpm、トルク21kgmの
条件で1時間作動させた。ディーゼルエンジンを作動さ
せている間に、排ガス浄化フィルタによって排ガス中の
パティキュレートを捕集し、パティキュレートを燃焼さ
せながら、排ガス浄化フィルタの排ガス流入側の内部に
設置された圧力センサにより排ガスフィルタ内の圧力を
測定して、大気圧との差圧を求めた。尚、上記排ガス浄
化試験においては、電気ヒータ等の加熱手段による排ガ
ス又は排ガスフィルタの加熱は行わず、パティキュレー
トの燃焼酸化は、排ガス温度で行った。
【0174】第48実施例〜第53実施例における各排
ガス浄化フィルタを用いた場合の、ディーゼルエンジン
の作動開始からの差圧の変化について図1を用いて説明
する。
【0175】図1は、第48実施例〜第53実施例にお
ける各排ガス浄化フィルタ内の排ガス圧力と大気圧との
差圧の経時変化を示す関係図である。図1に示したよう
に、排ガス浄化用触媒の重量比が5wt%の排ガス浄化
フィルタ(第48実施例)では、ディーゼルエンジンの
作動開始から10分間程度までの初期の差圧上昇ととも
に、その後も継続的に差圧が高くなる傾向が認められ、
排ガス浄化用触媒の重量比が5wt%よりも小さくなる
と、排ガス浄化用触媒の担持量が少ないために、捕集さ
れた排ガス中のパティキュレートを十分に燃焼して、除
去することができなくなる可能性があることが判明し
た。また、排ガス浄化用触媒の重量比が50wt%の排
ガス浄化フィルタ(第53実施例)では、ディーゼルエ
ンジンの作動開始から10分間程度までの初期段階で差
圧が300mmHgまで達したことから、排ガス浄化用
触媒の重量比が50wt%よりも大きくなると、背圧が
大きくなってディーゼルエンジンへの過大な負荷を与え
る可能性があることが明らかとなった。
【0176】このような結果から、排ガス浄化フィルタ
における排ガス浄化用触媒の担持量としては、担体であ
るセラミックハニカムフィルタに対する重量比で、5w
t%〜50wt%、好ましくは10wt%〜40wt%
であることが判った。
【0177】(実施例54)第1触媒溶液として純水3
リットルに硫酸銅75gと酸化硫酸バナジウムを188
gを混合溶解した水溶液を、また第2触媒溶液として純
水3リットルに硫酸セシウム60gを溶解した水溶液を
用いたことを除いて、第48実施例と同様な方法によ
り、銅とバナジウムの複合金属酸化物と硫酸セシウムを
含む排ガス浄化用触媒を、排ガス浄化用触媒の全重量で
セラミックハニカムフィルタの重量に対して15wt%
担持した排ガス浄化フィルタを作製し、これを第54実
施例とした。
【0178】(比較例5)第48実施例で使用したセラ
ミックハニカムフィルタのみからなる排ガス浄化フィル
タを第5比較例とした。
【0179】(評価例12)第54実施例及び第5比較
例における排ガス浄化フィルタについて、(評価例1
1)と同様な方法により排ガス浄化試験を行った。各々
についてディーゼルエンジンの作動開始からの差圧の変
化について図2を用いて説明する。
【0180】図2は、第54実施例及び第5比較例にお
ける各排ガス浄化フィルタ内の排ガス圧力と大気圧との
差圧の経時変化を示す関係図である。図2に示したよう
に、排ガス浄化用触媒を担持させていない第5比較例の
排ガス浄化フィルタでは、ディーゼルエンジンの作動開
始から、パティキュレートの捕集量が増加するのに伴っ
て差圧が上昇するのに対して、第54実施例の排ガスフ
ィルタでは、ディーゼルエンジンの作動開始から5分間
程度までの初期段階では差圧が増加するものの、その後
の差圧に変化はなく、捕集されたパティキュレートが排
ガス温度において十分に燃焼酸化され、排ガス浄化フィ
ルタから除去されていることが判った。
【0181】(実施例55)精製水中に、硝酸銅とバナ
ジン酸アンモニウムをモル比1:1(Cu:V)で混合
融解した後、加熱して乾固させた混合粉末を得た。この
混合粉末を電気炉内で900℃で5時間熱処理し、銅と
バナジウムの複合金属酸化物を作製した。この複合金属
酸化物の粉末を、硫酸セシウムを溶かした水溶液にモル
比2:1(Cs:Cu)で懸濁させた後、水分を蒸発さ
せ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理
して、第55実施例の排ガス浄化用触媒を得た。
【0182】(比較例6)精製水中に、硝酸銅とバナジ
ン酸アンモニウムと硫酸セシウムをモル比1:1:2
(Cu:V:Cs)で混合溶解した後、加熱して乾固さ
せた混合粉末を得た。この混合粉末を電気炉内で900
℃で5時間熱処理し、、第6比較例の排ガス浄化用触媒
を得た。
【0183】(評価例13)第55実施例と第6比較例
の排ガス浄化用触媒について、第1評価例と同様な方法
により燃焼実験を行った。その結果、10%燃焼温度は
第55実施例の排ガス浄化用触媒が370℃、第6比較
例の排ガス浄化用触媒が400℃であった。これらの結
果から、予め合成した銅とバナジウムの複合金属酸化物
に硫酸セシウムを加えた場合に比べ、銅とバナジウムと
セシウムを同時に水溶液中に溶解した後、乾固させて得
られた排ガス浄化用触媒の活性は、著しく低下すること
が判明した。このような理由として、第6比較例におけ
る排ガス浄化用触媒では、その製造方法においてセシウ
ムが銅又はバナジウムと反応して触媒活性の低い化合物
を生成するためではないかと考えられる。
【0184】以上の結果から、複合金属酸化物を含む排
ガス浄化用触媒の製造方法としては、予め複合金属酸化
物のみを合成した後、さらに硫酸塩を添加する必要があ
ることが明らかとなった。
【0185】(実施例56)排ガス流入口と排ガス流出
口が形成されたステンレス製容器内に第68実施例にお
ける排ガス浄化フィルタを備えた排ガス浄化装置を、排
気量3431ccのディーゼルエンジンの排気系に設置
し、ディーゼルエンジンから容器の排ガス流入口までを
接続する接続管を断熱材で覆った状態で、ディーゼルエ
ンジンを回転数1500rpm、トルク21kgmの条
件で1時間作動させて、容器の排ガス流出口から放出さ
れる排ガスの温度を測定した。
【0186】(実施例57)ディーゼルエンジンから容
器の排ガス流入口までを接続する接続管を断熱材で覆わ
なかったことを除いて、第56実施例と同様な排ガス浄
化装置を用いて、排ガス温度の測定を行った。
【0187】(評価例14)第56実施例における排ガ
ス温度が490℃であったのに対して、第57実施例に
おける排ガス温度は440℃であり、ディーゼルエンジ
ンと容器を接続する接続管を断熱材で覆うことにより、
排ガス温度を50℃上昇できることが判った。このよう
に排ガス温度を上昇できることで、排ガス浄化装置にヒ
ーター等の加熱手段を配設しなくても、パティキュレー
トを排ガス浄化フィルタで燃焼させるために必要な温度
を維持することができる。また、排ガスの初期温度が低
く、排ガス浄化装置に配設された加熱手段により排ガス
又は排ガス浄化フィルタの加熱を行う必要がある場合に
も、加熱手段で消費するエネルギーを低減することが可
能となる。
【0188】尚、第56実施例では接続管に断熱材を配
設する例を示したが、容器の外周にも同様な断熱材を配
設したり、また排ガス浄化装置をディーゼルエンジンマ
ニホールドに近接して配設することにより、同様に第5
6実施例と同様な効果を得ることができる。
【0189】(実施例58)コージェライトのフィルタ
にシリカゾルを含浸させて乾燥器で乾燥した後、電気炉
にて900℃で5時間の焼成をおこないシリカのコーテ
ィング層を行う。コーティング層の厚みは1μmにした
ものを用意する。得られたフィルタに触媒成分の塩の混
合水溶液として硫酸銅と硫酸バナジウムと硫酸セシウム
を溶かした水溶液にフィルタを含浸させ、凍結乾燥させ
た後、電気炉で900℃、5時間の焼成を行って、排ガ
ス浄化用フィルタを作製し、これを第58実施例とし
た。
【0190】(実施例59)シリカのコーティング層の
厚みを1μmの代わりに5μmにすることを除いて、第
58実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒を作製
し、これを第59実施例とした。
【0191】(実施例60)シリカのコーティング層の
厚みを1μmの代わりに10μmにすることを除いて、
第58実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒を作
製し、これを第60実施例とした。
【0192】(実施例61)シリカのコーティング層の
厚みを1μmの代わりに50μmにすることを除いて、
第58実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒を作
製し、これを第61実施例とした。
【0193】(実施例62)シリカのコーティング層の
厚みを1μmの代わりに100μmにすることを除い
て、第58実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第62実施例とした。
【0194】(実施例63)シリカのコーティング層の
厚みを1μmの代わりに500μmにすることを除い
て、第58実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第63実施例とした。
【0195】(実施例64)シリカのコーティング層の
厚みを1μmの代わりに1000μmにすることを除い
て、第58実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第64実施例とした。
【0196】(実施例65)シリカのコーティング層の
厚みを1μmの代わりに0μmにする、つまりコーティ
ングをしないことを除いて、第58実施例と同様な方法
により排ガス浄化用触媒を作製し、これを第65実施例
とした。
【0197】(実施例66)シリカのコーティング層の
代わりにジルコニアのコーティング層にすることを除い
て、第58実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第66実施例とした。
【0198】(実施例67)シリカのコーティング層の
代わりにジルコニアのコーティング層にすることを除い
て、第59実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第67実施例とした。
【0199】(実施例68)シリカのコーティング層の
代わりにジルコニアのコーティング層にすることを除い
て、第60実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第68実施例とした。
【0200】(実施例69)シリカのコーティング層の
代わりにジルコニアのコーティング層にすることを除い
て、第61実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第69実施例とした。
【0201】(実施例70)シリカのコーティング層の
代わりにジルコニアのコーティング層にすることを除い
て、第62実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第70実施例とした。
【0202】(実施例71)シリカのコーティング層の
代わりにジルコニアのコーティング層にすることを除い
て、第63実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第71実施例とした。
【0203】(実施例72)シリカのコーティング層の
代わりにジルコニアのコーティング層にすることを除い
て、第64実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第72実施例とした。
【0204】(実施例73)シリカのコーティング層の
代わりにチタニアのコーティング層にすることを除い
て、第58実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第73実施例とした。
【0205】(実施例74)シリカのコーティング層の
代わりにチタニアのコーティング層にすることを除い
て、第59実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第74実施例とした。
【0206】(実施例75)シリカのコーティング層の
代わりにチタニアのコーティング層にすることを除い
て、第60実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第75実施例とした。
【0207】(実施例76)シリカのコーティング層の
代わりにチタニアのコーティング層にすることを除い
て、第61実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第76実施例とした。
【0208】(実施例77)シリカのコーティング層の
代わりにチタニアのコーティング層にすることを除い
て、第62実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第77実施例とした。
【0209】(実施例78)シリカのコーティング層の
代わりにチタニアのコーティング層にすることを除い
て、第63実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第78実施例とした。
【0210】(実施例79)シリカのコーティング層の
代わりにチタニアのコーティング層にすることを除い
て、第64実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第79実施例とした。
【0211】(実施例80)シリカのコーティング層の
代わりにシリカアルミナのコーティング層にすることを
除いて、第58実施例と同様な方法により排ガス浄化用
触媒を作製し、これを第80実施例とした。
【0212】(実施例81)シリカのコーティング層の
代わりにシリカアルミナのコーティング層にすることを
除いて、第59実施例と同様な方法により排ガス浄化用
触媒を作製し、これを第81実施例とした。
【0213】(実施例82)シリカのコーティング層の
代わりにシリカアルミナのコーティング層にすることを
除いて、第60実施例と同様な方法により排ガス浄化用
触媒を作製し、これを第82実施例とした。
【0214】(実施例83)シリカのコーティング層の
代わりにシリカアルミナのコーティング層にすることを
除いて、第61実施例と同様な方法により排ガス浄化用
触媒を作製し、これを第83実施例とした。
【0215】(実施例84)シリカのコーティング層の
代わりにシリカアルミナのコーティング層にすることを
除いて、第62実施例と同様な方法により排ガス浄化用
触媒を作製し、これを第84実施例とした。
【0216】(実施例85)シリカのコーティング層の
代わりにシリカアルミナのコーティング層にすることを
除いて、第63実施例と同様な方法により排ガス浄化用
触媒を作製し、これを第85実施例とした。
【0217】(実施例86)シリカのコーティング層の
代わりにシリカアルミナのコーティング層にすることを
除いて、第64実施例と同様な方法により排ガス浄化用
触媒を作製し、これを第86実施例とした。
【0218】(評価例15)第58実施例〜第86実施
例における排ガス浄化用フィルタについて、評価例11
と同様な方法により排ガス浄化試験を行った。
【0219】ディーゼルエンジンの作動開始からの差圧
の変化について図3、図4、図5、図6を用いて説明す
る。
【0220】図3、図4、図5、図6はそれぞれ、第5
8実施例〜第65実施例、第66実施例〜第72実施
例、第73実施例〜第79実施例、第80実施例〜第8
6実施例における各排ガス浄化用フィルタ内の排ガス圧
力の大気圧との差圧の経時変化を示す関係図である。図
3、図4、図5、図6に示したように、フィルタへのコ
ーティングが無い場合(第65実施例)、ディーゼルエ
ンジンの作動開始から100分程度で差圧上昇が始ま
り、その後も継続的に差圧が高くなる傾向がみとめられ
る。また、フィルタへのシリカあるいはジルコニアある
いはチタニアあるいはシリカアルミナのコーティング層
の厚みが1μmの排ガス浄化用フィルタ(第58実施
例、第66実施例、第73実施例、第80実施例)でも
同様にディーゼルエンジンの作動開始から100分程度
で差圧上昇が始まり、その後も継続的に差圧が高くなる
傾向がみとめられる。つまり、フィルタへのコーティン
グが無い場合、またはフィルタへのシリカあるいはジル
コニアあるいはチタニアあるいはシリカアルミナのコー
ティング層の厚みが1μmよりも小さくなるとディーゼ
ル排ガスの熱やパティキュレートの反応熱により触媒層
の触媒成分の銅、バナジウム、セシウムがコージェライ
トフィルタへ拡散して触媒の活性が劣化し、捕集された
排ガス中のパティキュレートを十分に燃焼して、除去す
ることができなくなる可能性があることが判明した。ま
た、シリカあるいはジルコニアあるいはチタニアあるい
はシリカアルミナのコーティング層の厚みが1000μ
mの排ガス浄化用フィルタではディーゼルエンジンの作
動開始から10分間程度までの初期段階で差圧が300
mmHgまで達したことから、コーティング層の厚みが
1000μmよりも大きくなると、背圧が大きくなって
ディーゼルエンジンへの過大な負荷を与える可能性があ
ることが明らかとなった。
【0221】これらの結果から、排ガス浄化用フィルタ
におけるフィルタと触媒層との中間層としてのシリカあ
るいはジルコニアあるいはチタニアあるいはシリカアル
ミナのコーティング層の好ましい厚みは、1μm〜10
00μmであり、コーティングをすることにより触媒成
分の銅、バナジウム、セシウムがフィルタへ拡散するこ
とを防ぐことが判った。
【0222】(実施例87)コージェライトのフィルタ
にシリカゾルを含浸させて乾燥器で乾燥した後、電気炉
にて900℃で5時間の焼成をおこないシリカのコーテ
ィングを行う。コーティング層の厚みは1μmにしたも
のを用意する。得られたフィルタに触媒成分の塩の混合
水溶液として酢酸ランタン、酢酸ストロンチウム、酢酸
コバルトをモル比で0.9:0.1:1を溶かした水溶
液にフィルタを含浸させ、凍結乾燥させた後、電気炉で
900℃、5時間の焼成を行って、触媒LaSrCoO
3を担持した排ガス浄化用フィルタを作製し、これを第
87実施例とした。
【0223】(実施例88)シリカのコーティング層の
厚みを1μmの代わりに5μmにすることを除いて、第
87実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒を作製
し、これを第88実施例とした。
【0224】(実施例89)シリカのコーティング層の
厚みを1μmの代わりに10μmにすることを除いて、
第87実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒を作
製し、これを第89実施例とした。
【0225】(実施例90)シリカのコーティング層の
厚みを1μmの代わりに50μmにすることを除いて、
第87実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒を作
製し、これを第90実施例とした。
【0226】(実施例91)シリカのコーティング層の
厚みを1μmの代わりに100μmにすることを除い
て、第87実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第91実施例とした。
【0227】(実施例92)シリカのコーティング層の
厚みを1μmの代わりに500μmにすることを除い
て、第87実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第92実施例とした。
【0228】(実施例93)シリカのコーティング層の
厚みを1μmの代わりに1000μmにすることを除い
て、第87実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第93実施例とした。
【0229】(実施例94)シリカのコーティング層の
厚みを1μmの代わりに0μmにする、つまりコーティ
ングをしないことを除いて、第87実施例と同様な方法
により排ガス浄化用触媒を作製し、これを第94実施例
とした。
【0230】(実施例95)シリカのコーティング層の
代わりにジルコニアのコーティング層にすることを除い
て、第87実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第95実施例とした。
【0231】(実施例96)シリカのコーティング層の
代わりにジルコニアのコーティング層にすることを除い
て、第88実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第96実施例とした。
【0232】(実施例97)シリカのコーティング層の
代わりにジルコニアのコーティング層にすることを除い
て、第89実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第97実施例とした。
【0233】(実施例98)シリカのコーティング層の
代わりにジルコニアのコーティング層にすることを除い
て、第90実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第98実施例とした。
【0234】(実施例99)シリカのコーティング層の
代わりにジルコニアのコーティング層にすることを除い
て、第91実施例と同様な方法により排ガス浄化用触媒
を作製し、これを第99実施例とした。
【0235】(実施例100)シリカのコーティング層
の代わりにジルコニアのコーティング層にすることを除
いて、第92実施例と同様な方法により排ガス浄化用触
媒を作製し、これを第100実施例とした。
【0236】(実施例101)シリカのコーティング層
の代わりにジルコニアのコーティング層にすることを除
いて、第93実施例と同様な方法により排ガス浄化用触
媒を作製し、これを第101実施例とした。
【0237】(評価例16)第87実施例〜第101実
施例における排ガス浄化用フィルタについて、評価例1
1と同様な方法により排ガス浄化試験を行った。
【0238】ディーゼルエンジンの作動開始からの差圧
の変化について図7、図8を用いて説明する。
【0239】図7、図8はそれぞれ、第87実施例〜第
94実施例、第94実施例〜第101実施例における各
排ガス浄化用フィルタ内の排ガス圧力の大気圧との差圧
の経時変化を示す関係図である。図7、図8に示したよ
うに、フィルタへのコーティングが無い場合(第94実
施例)、ディーゼルエンジンの作動開始から100分程
度で差圧上昇が始まり、その後も継続的に差圧が高くな
る傾向がみとめられる。また、フィルタへのシリカある
いはジルコニアのコーティング層の厚みが1μmの排ガ
ス浄化用フィルタ(第87実施例、第95実施例)でも
同様にディーゼルエンジンの作動開始から100分程度
で差圧上昇が始まり、その後も継続的に差圧が高くなる
傾向がみとめられる。つまり、フィルタへのコーティン
グが無い場合、またはフィルタへのシリカあるいはジル
コニアのコーティング層の厚みが1μmよりも小さくな
るとディーゼル排ガスの熱やパティキュレートの反応熱
により触媒層の触媒成分が、コージェライトフィルタへ
拡散して触媒の活性が劣化し、捕集された排ガス中のパ
ティキュレートを十分に燃焼して、除去することができ
なくなる可能性があることが判明した。また、シリカあ
るいはジルコニアのコーティング層の厚みが1000μ
mの排ガス浄化用フィルタではディーゼルエンジンの作
動開始から10分間程度までの初期段階で差圧が300
mmHgまで達したことから(第93実施例、第101
実施例)、コーティング層の厚みが1000μmよりも
大きくなると、背圧が大きくなってディーゼルエンジン
への過大な負荷を与える可能性があることが明らかとな
った。
【0240】これらの結果から、排ガス浄化用フィルタ
におけるフィルタと触媒層との中間層としてのシリカあ
るいはジルコニアのコーティング層の好ましい厚みは、
1μm〜1000μmであり、コーティングをすること
により触媒成分がフィルタへ拡散することを防ぐことが
判った。本実施例では触媒成分としてランタン、ストロ
ンチウム、コバルトを用いたが他の触媒成分でも同様な
効果が期待できる。
【0241】(実施例102)コージェライトのフィル
タを濃度1%のフッ酸に6時間含浸し、乾燥器で乾燥し
た後、触媒成分の塩の混合水溶液として硫酸銅と硫酸バ
ナジウムと硫酸セシウムを溶かした水溶液にフィルタを
含浸させ、凍結乾燥させた後、電気炉で900℃、5時
間の焼成を行って、排ガス浄化用フィルタを作製し、こ
れを第102実施例とした。
【0242】(実施例103)コージェライトのフィル
タを粒径2ミクロンと0.4ミクロンのシリカ混合粒子
を蒸留水に懸濁させたものに含浸させ、フィルタに対し
て5重量%のシリカ粒子を付着させた後、触媒成分の塩
の混合水溶液として硫酸銅と硫酸バナジウムと硫酸セシ
ウムを溶かした水溶液にフィルタを含浸させ、凍結乾燥
させた後、電気炉で900℃、5時間の焼成を行って、
排ガス浄化用フィルタを作製し、これを第103実施例
とした。
【0243】(評価例17)第65実施例と第102実
施例〜第103実施例における排ガス浄化用フィルタに
ついて、評価例11と同様な方法により排ガス浄化試験
を行った。
【0244】ディーゼルエンジンの作動開始からの差圧
の変化について図9、図10を用いて説明する。
【0245】図9、図10はそれぞれ第65実施例、第
102実施例〜第103実施例における各排ガス浄化用
フィルタ内の排ガス圧力の大気圧との差圧の経時変化を
示す関係図である。図9、図10に示したように、フィ
ルタのフッ酸処理あるいはシリカ粒子の担持が無い場合
(第65実施例)、ディーゼルエンジンの作動開始から
100分程度で差圧上昇が始まり、その後も継続的に差
圧が高くなる傾向がみとめられる。また、フィルタを予
めフッ酸処理を施したもの(第102実施例)またはフ
ィルタに予め粒状のシリカを担持させたもの(第103
実施例)は差圧の上昇が抑えられているのがわかる。こ
れはフィルタをフッ酸処理することで触媒と排ガス中の
パティキュレートとの接点が増加し、燃焼速度が高めら
れたことによるものと考えられる。本実施例ではフィル
タの酸処理としてフッ酸を用いたが他の酸でも同様な効
果が期待できる。またフィルタに設けた粒状のシリカの
代わりに粒状の耐熱性の無機材料であれば同様な効果が
期待できる。
【0246】(実施例104)コージェライトのフィル
タを濃度1%のフッ酸に6時間含浸し、乾燥器で乾燥し
た後、得られたフィルタに触媒成分の塩の混合水溶液と
して酢酸ランタン、酢酸ストロンチウム、酢酸コバルト
をモル比で0.9:0.1:1を溶かした水溶液にフィ
ルタを含浸させ、凍結乾燥させた後、電気炉で900
℃、5時間の焼成を行って、触媒LaSrCoO3を担
持した排ガス浄化用フィルタを作製しこれを第104実
施例とした。
【0247】(評価例18)第94実施例と第104実
施例における排ガス浄化用フィルタについて、評価例1
1と同様な方法により排ガス浄化試験を行った。
【0248】ディーゼルエンジンの作動開始からの差圧
の変化について図11を用いて説明する。
【0249】図11は第94実施例、第104実施例に
おける各排ガス浄化用フィルタ内の排ガス圧力と大気圧
との差圧の経時変化を示す関係図である。図11に示し
たように、フィルタのフッ酸処理が無い場合(第94実
施例)、ディーゼルエンジンの作動開始から100分程
度で差圧上昇が始まり、その後も継続的に差圧が高くな
る傾向がみとめられる。また、フィルタを予めフッ酸処
理を施したもの(第104実施例)は差圧の上昇が抑え
られているのがわかる。これはフィルタをフッ酸処理す
ることで触媒と排ガス中のパティキュレートとの接点が
増加し、燃焼速度が高められたことによるものと考えら
れる。本実施例では触媒成分としてランタン、ストロン
チウム、コバルトを用いたが他の触媒成分でも同様な効
果が期待できる。
【0250】(実施例105)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸リチウムをモル比が4.95:2:0.05
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu4.952Li0.0510-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。αは−0.04<α<+
0.1の値を表す(以下同様)。
【0251】(実施例106)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸ナトリウムをモル比が4.95:2:0.0
5となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ
乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu4.952Na0.0510-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0252】(実施例107)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸カリウムをモル比が4.95:2:0.05
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu4.9520.0510-αで与えられる複
合金属酸化物を作製した。
【0253】(実施例108)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸ルビジウムをモル比が4.95:2:0.0
5となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ
乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu4.952Rb0.0510-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0254】(実施例109)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸セシウムをモル比が4.95:2:0.05
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu4.952Cs0.0510-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0255】(実施例110)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸ベリリウムをモル比が4.95:2:0.0
5となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ
乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu4.952Be0.0510-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0256】(実施例111)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸マグネシウムをモル比が4.95:2:0.
05となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発さ
せ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理
して、理論組成Cu4.952Mg0.0510-αで与えられ
る複合金属酸化物を作製した。
【0257】(実施例112)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸カルシウムをモル比が4.95:2:0.0
5となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ
乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu4.952Ca0.0510-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0258】(実施例113)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸ストロンチウムをモル比が4.95:2:
0.05となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸
発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱
処理して、理論組成Cu4.952Sr0.0510-αで与え
られる複合金属酸化物を作製した。
【0259】(実施例114)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸バリウムをモル比が4.95:2:0.05
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu4.952Ba0.0510-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0260】(実施例115)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸スカンジウムをモル比が4.95:2:0.
05となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発さ
せ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理
して、理論組成Cu4.952Sc0.0510-αで与えられ
る複合金属酸化物を作製した。
【0261】(実施例116)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸チタンをモル比が4.95:2:0.05と
なるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾固
させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理して、
理論組成Cu4.952Ti0.0510-αで与えられる複合
金属酸化物を作製した。
【0262】(実施例117)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸クロムをモル比が4.95:2:0.05と
なるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾固
させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理して、
理論組成Cu4.952Cr0.0510-αで与えられる複合
金属酸化物を作製した。
【0263】(実施例118)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸マンガンをモル比が4.95:2:0.05
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu4.952Mn0.0510-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0264】(実施例119)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸鉄をモル比が4.95:2:0.05となる
ように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾固させ
てから、電気炉内で900℃で5時間熱処理して、理論
組成Cu4.952Fe0.0510-αで与えられる複合金属
酸化物を作製した。
【0265】(実施例120)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸コバルトをモル比が4.95:2:0.05
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu4.952Co0.0510-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0266】(実施例121)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸ニッケルをモル比が4.95:2:0.05
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu4.952Ni0.0510-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0267】(実施例122)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸亜鉛をモル比が4.95:2:0.05とな
るように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾固さ
せてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理して、理
論組成Cu4.952Zn0.0510-αで与えられる複合金
属酸化物を作製した。
【0268】(実施例123)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸ガリウムをモル比が4.95:2:0.05
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu4.952Ga0.0510-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0269】(実施例124)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸ゲルマニウムをモル比が4.95:2:0.
05となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発さ
せ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理
して、理論組成Cu4.952Ge0.0510-αで与えられ
る複合金属酸化物を作製した。
【0270】(実施例125)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸ジルコニウムをモル比が4.95:2:0.
05となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発さ
せ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理
して、理論組成Cu4.952Zr0.0510-αで与えられ
る複合金属酸化物を作製した。
【0271】(実施例126)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸ニオブをモル比が4.95:2:0.05と
なるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾固
させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理して、
理論組成Cu4.952Nb0.0510-αで与えられる複合
金属酸化物を作製した。
【0272】(実施例127)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸モリブデンをモル比が4.95:2:0.0
5となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ
乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu4.952Mo0.0510-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0273】(実施例128)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸タンタルをモル比が4.95:2:0.05
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu4.952Ta0.0510-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0274】(実施例129)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸タングステンをモル比が4.95:2:0.
05となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発さ
せ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理
して、理論組成Cu4.9520.0510-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0275】(評価例19)第105実施例〜第129
実施例における排ガス浄化触媒について、第1評価例と
同様な方法により燃焼実験を行った。
【0276】第105実施例〜第129実施例における
排ガス浄化用触媒の10%燃焼温度を実験例5とともに
(表11)に示した。
【0277】
【表11】
【0278】(表11)に示したように、複合金属酸化
物の銅の一部を他の金属で置換させた場合10%燃焼温
度が低下し、活性が向上することがわかった。本実施例
では複合金属化合物としてCu5210を用いたが、他
の銅−バナジウム複合化合物でも同様な効果が期待でき
る。
【0279】(実施例130)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸リチウムをモル比が5:1.98:0.02
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu51.98Li0.0210-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0280】(実施例131)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸ナトリウムをモル比が5:1.98:0.0
2となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ
乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu51.98Na0.0210-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0281】(実施例132)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸カリウムをモル比が5:1.98:0.02
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu51.980.0210-αで与えられる複
合金属酸化物を作製した。
【0282】(実施例133)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸ルビジウムをモル比が5:1.98:0.0
2となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ
乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu51.98Rb0.0210-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0283】(実施例134)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸セシウムをモル比が5:1.98:0.02
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu51.98Cs0.0210-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0284】(実施例135)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸ベリリウムをモル比が5:1.98:0.0
2となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ
乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu51。98Be0.0210-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0285】(実施例136)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸マグネシウムをモル比が5:1.98:0.
02となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発さ
せ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理
して、理論組成Cu51.98Mg0.0210-αで与えられ
る複合金属酸化物を作製した。
【0286】(実施例137)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸カルシウムをモル比が5:1.98:0.0
2となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ
乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu51。98Ca0.0210-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0287】(実施例138)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸ストロンチウムをモル比が5:1.98:
0.02となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸
発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱
処理して、理論組成Cu51.98Sr0.0210-αで与え
られる複合金属酸化物を作製した。
【0288】(実施例139)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸バリウムをモル比が5:1.98:0.02
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu51.98Ba0.0210-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0289】(実施例140)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸スカンジウムをモル比が5:1.98:0.
02となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発さ
せ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理
して、理論組成Cu51.98Sc0.0210-αで与えられ
る複合金属酸化物を作製した。
【0290】(実施例141)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸チタンをモル比が5:1.98:0.02と
なるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾固
させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理して、
理論組成Cu51.98Ti0.0210-αで与えられる複合
金属酸化物を作製した。
【0291】(実施例142)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸クロムをモル比が5:1.98:0.02と
なるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾固
させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理して、
理論組成Cu51。98Cr0.0210-αで与えられる複合
金属酸化物を作製した。
【0292】(実施例143)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸マンガンをモル比が5:1.98:0.02
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu51.98Mn0.0210-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0293】(実施例144)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸鉄をモル比が5:1.98:0.02となる
ように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾固させ
てから、電気炉内で900℃で5時間熱処理して、理論
組成Cu51.98Fe0.0210-αで与えられる複合金属
酸化物を作製した。
【0294】(実施例145)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸コバルトをモル比が5:1.98:0.02
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu51.98Co0.0210-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0295】(実施例146)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸ニッケルをモル比が5:1.98:0.02
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu51.98Ni0.0210-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0296】(実施例147)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸亜鉛をモル比が5:1.98:0.02とな
るように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾固さ
せてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理して、理
論組成Cu51.98Zn0.0210-αで与えられる複合金
属酸化物を作製した。
【0297】(実施例148)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸ガリウムをモル比が5:1.98:0.02
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu51.98Ga0.0210-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0298】(実施例149)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸ゲルマニウムをモル比が5:1.98:0.
02となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発さ
せ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理
して、理論組成Cu51.98Ge0.0210-αで与えられ
る複合金属酸化物を作製した。
【0299】(実施例150)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸ジルコニウムをモル比が5:1.98:0.
02となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発さ
せ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理
して、理論組成Cu51.98Zr0.0210-αで与えられ
る複合金属酸化物を作製した。
【0300】(実施例151)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸ニオブをモル比が5:1.98:0.02と
なるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾固
させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理して、
理論組成Cu51.98Nb0.0210-αで与えられる複合
金属酸化物を作製した。
【0301】(実施例152)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸モリブデンをモル比が5:1.98:0.0
2となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ
乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu51.98Mo0.0210-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0302】(実施例153)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸タンタルをモル比が5:1.98:0.02
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成Cu51.98Ta0.0210-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0303】(実施例154)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸タングステンをモル比が5:1.98:0.
02となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発さ
せ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理
して、理論組成Cu51.980.0210-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0304】(評価例20)第130実施例〜第154
実施例における排ガス浄化触媒について、第1評価例と
同様な方法により燃焼実験を行った。
【0305】第130実施例〜第154実施例における
排ガス浄化用触媒の10%燃焼温度を実験例5とともに
(表12)に示した。
【0306】
【表12】
【0307】(表12)に示したように、複合金属酸化
物のバナジウムの一部を他の金属で置換させた場合10
%燃焼温度が低下し、活性が向上することがわかった。
本実施例では複合金属化合物としてCu5210を用い
たが、他の銅−バナジウム複合化合物でも同様な効果が
期待できる。
【0308】(実施例155)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸リチウムをモル比が1:0.99:
0.01となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸
発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱
処理して、理論組成CuMo0.99Li0.014-αで与え
られる複合金属酸化物を作製した。
【0309】(実施例156)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸ナトリウムをモル比が1:0.99:
0.01となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸
発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱
処理して、理論組成CuMo0.99Na0.014-αで与え
られる複合金属酸化物を作製した。
【0310】(実施例157)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸カリウムをモル比が1:0.99:
0.01となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸
発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱
処理して、理論組成CuMo0.990.014-αで与えら
れる複合金属酸化物を作製した。
【0311】(実施例158)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸ルビジウムをモル比が1:0.99:
0.01となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸
発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱
処理して、理論組成CuMo0.99Rb0.014-αで与え
られる複合金属酸化物を作製した。
【0312】(実施例159)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸セシウムをモル比が1:0.99:
0.01となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸
発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱
処理して、理論組成CuMo0.99Cs0.014-αで与え
られる複合金属酸化物を作製した。
【0313】(実施例160)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸ベリリウムをモル比が1:0.99:
0.01となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸
発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱
処理して、理論組成CuMo0.99Be0.014-αで与え
られる複合金属酸化物を作製した。
【0314】(実施例161)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸マグネシウムをモル比が1:0.9
9:0.01となるように、水に混合溶解した後、水分
を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時
間熱処理して、理論組成CuMo0.99Mg0.01 4-αで
与えられる複合金属酸化物を作製した。
【0315】(実施例162)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸カルシウムをモル比が1:0.99:
0.01となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸
発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱
処理して、理論組成CuMo0.99Ca0.014-αで与え
られる複合金属酸化物を作製した。
【0316】(実施例163)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸ストロンチウムをモル比が1:0.9
9:0.01となるように、水に混合溶解した後、水分
を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時
間熱処理して、理論組成CuMo0.99Sr0.014-αで
与えられる複合金属酸化物を作製した。
【0317】(実施例164)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸バリウムをモル比が1:0.99:
0.01となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸
発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱
処理して、理論組成CuMo0.99Ba0.014-αで与え
られる複合金属酸化物を作製した。
【0318】(実施例165)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸スカンジウムをモル比が1:0.9
9:0.01となるように、水に混合溶解した後、水分
を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時
間熱処理して、理論組成CuMo0.99Sc0.01 4-αで
与えられる複合金属酸化物を作製した。
【0319】(実施例166)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸チタンをモル比が1:0.99:0.
01となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発さ
せ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理
して、理論組成CuMo0.99Ti0.014-αで与えられ
る複合金属酸化物を作製した。
【0320】(実施例167)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸バナジウムをモル比が1:0.99:
0.01となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸
発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱
処理して、理論組成CuMo0.990.014-αで与えら
れる複合金属酸化物を作製した。
【0321】(実施例168)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸クロムをモル比が1:0.99:0.
01となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発さ
せ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理
して、理論組成CuMo0.99Cr0.014-αで与えられ
る複合金属酸化物を作製した。
【0322】(実施例169)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸マンガンをモル比が1:0.99:
0.01となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸
発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱
処理して、理論組成CuMo0.99Mn0.014-αで与え
られる複合金属酸化物を作製した。
【0323】(実施例170)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸鉄をモル比が1:0.99:0.01
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成CuMo0.99Fe0.014-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0324】(実施例171)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸コバルトをモル比が1:0.99:
0.01となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸
発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱
処理して、理論組成CuMo0.99Co0.014-αで与え
られる複合金属酸化物を作製した。
【0325】(実施例172)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸ニッケルをモル比が1:0.99:
0.01となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸
発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱
処理して、理論組成CuMo0.99Ni0.014-αで与え
られる複合金属酸化物を作製した。
【0326】(実施例173)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸銅をモル比が1:0.99:0.01
となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾
固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成CuMo0.99Cu0.014-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0327】(実施例174)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸亜鉛をモル比が1:0.99:0.0
1となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ
乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理し
て、理論組成CuMo0.99Zn0.014-αで与えられる
複合金属酸化物を作製した。
【0328】(実施例175)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸ガリウムをモル比が1:0.99:
0.01となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸
発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱
処理して、理論組成CuMo0.99Ga0.014-αで与え
られる複合金属酸化物を作製した。
【0329】(実施例176)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸ゲルマニウムをモル比が1:0.9
9:0.01となるように、水に混合溶解した後、水分
を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時
間熱処理して、理論組成CuMo0.99Ge0.01 4-αで
与えられる複合金属酸化物を作製した。
【0330】(実施例177)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸ジルコニウムをモル比が1:0.9
9:0.01となるように、水に混合溶解した後、水分
を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時
間熱処理して、理論組成CuMo0.99Zr0.01 4-αで
与えられる複合金属酸化物を作製した。
【0331】(実施例178)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸ニオブをモル比が1:0.99:0.
01となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発さ
せ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理
して、理論組成CuMo0.99Nb0.014-αで与えられ
る複合金属酸化物を作製した。
【0332】(実施例179)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸タンタルをモル比が1:0.99:
0.01となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸
発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱
処理して、理論組成CuMo0.99Ta0.014-αで与え
られる複合金属酸化物を作製した。
【0333】(実施例180)硫酸銅とモリブデン酸ア
ンモニウムと硝酸タングステンをモル比が1:0.9
9:0.01となるように、水に混合溶解した後、水分
を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時
間熱処理して、理論組成CuMo0.990.014-αで与
えられる複合金属酸化物を作製した。
【0334】(評価例21)第155実施例〜第180
実施例における排ガス浄化触媒について、第1評価例と
同様な方法により燃焼実験を行った。
【0335】第155実施例〜第180実施例における
排ガス浄化用触媒の10%燃焼温度を実験例10ととも
に(表13)に示した。
【0336】
【表13】
【0337】(表13)に示したように、複合金属酸化
物のモリブデンの一部を他の金属で置換させた場合10
%燃焼温度が低下し、活性が向上することがわかった。
本実施例では複合金属化合物としてCuMoO4を用い
たが、他の銅−モリブデン複合化合物でも同様な効果が
期待できる。
【0338】(実施例181)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸リチウムをモル比が4.9995:2:0.
0005となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸
発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱
処理して、理論組成がCu4.99952Li0.000 510-α
で与えられる複合金属酸化物を作製した。
【0339】(実施例182)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸リチウムをモル比が4.995:2:0.0
05となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発さ
せ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理
して、理論組成がCu4.9952Li0.00510-αで与え
られる複合金属酸化物を作製した。
【0340】(実施例183)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸リチウムをモル比が3.5:2:1.5とな
るように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾固さ
せてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理して、理
論組成がCu3.52Li1.510-αで与えられる複合金
属酸化物を作製した。
【0341】(実施例184)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸リチウムをモル比が2.5:2:2.5とな
るように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾固さ
せてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理して、理
論組成がCu2.52Li2.510-αで与えられる複合金
属酸化物を作製した。
【0342】(実施例185)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸リチウムをモル比が2:2:3となるよう
に、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾固させてか
ら、電気炉内で900℃で5時間熱処理して、理論組成
がCu22Li310-αで与えられる複合金属酸化物を
作製した。
【0343】(評価例22)第181実施例〜第185
実施例における排ガス浄化触媒について、第1評価例と
同様な方法により燃焼実験を行った。
【0344】第181実施例〜第185実施例における
排ガス浄化用触媒の10%燃焼温度を実験例5、実施例
105とともに(表14)に示した。
【0345】
【表14】
【0346】(表14)に示したように、複合金属酸化
物の銅のリチウム金属による置換率が0.001%より
も小さくなると原子価制御の効果が見られなくなり、
0.3%よりも大きくなると金属酸化物の構造自体が変
化してしまい活性が劣化してしまうため、いずれも好ま
しくない。また、置換率が0.0001%よりも小さく
なると、また0.5よりも大きくなると、上記の傾向が
著しくなるため特に好ましくないことがわかった。本実
施例では置換金属としてリチウムを用いたが他の置換金
属でも同様な効果が期待できる。
【0347】(実施例186)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸リチウムをモル比が5:1.9998:0.
0002となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸
発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱
処理して、理論組成がCu51.9998Li0.000 210-α
で与えられる複合金属酸化物を作製した。
【0348】(実施例187)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸リチウムをモル比が5:1.998:0.0
02となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発さ
せ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理
して、理論組成がCu51.998Li0.00210-αで与え
られる複合金属酸化物を作製した。
【0349】(実施例188)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸リチウムをモル比が5:1.4:0.6とな
るように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾固さ
せてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理して、理
論組成がCu51.4Li0.610-αで与えられる複合金
属酸化物を作製した。
【0350】(実施例189)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸リチウムをモル比が5:1:1となるよう
に、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾固させてか
ら、電気炉内で900℃で5時間熱処理して、理論組成
がCu51Li110-αで与えられる複合金属酸化物を
作製した。
【0351】(実施例190)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸リチウムをモル比が5:0.8:1.2とな
るように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾固さ
せてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理して、理
論組成がCu50.8Li1.210-αで与えられる複合金
属酸化物を作製した。
【0352】(評価例23)第186実施例〜第190
実施例における排ガス浄化触媒について、第1評価例と
同様な方法により燃焼実験を行った。
【0353】第181実施例〜第190実施例における
排ガス浄化用触媒の10%燃焼温度を実験例5、実施例
130とともに(表15)に示した。
【0354】
【表15】
【0355】(表15)に示したように、複合金属酸化
物のバナジウムのリチウム金属による置換率が0.00
1%よりも小さくなると原子価制御の効果が見られなく
なり、0.3%よりも大きくなると金属酸化物の構造自
体が変化してしまい活性が劣化してしまうため、いずれ
も好ましくない。また、置換率が0.0001%よりも
小さくなると、また0.5よりも大きくなると、上記の
傾向が著しくなるため特に好ましくないことがわかっ
た。本実施例では置換金属としてリチウムを用いたが他
の置換金属でも同様な効果が期待できる。
【0356】(実施例191)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸リチウムをモル比が1:0.9999:0.
0001となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸
発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱
処理して、理論組成がCuMo0.9999Li0.00 014-α
で与えられる複合金属酸化物を作製した。
【0357】(実施例192)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸リチウムをモル比が1:0.999:0.0
01となるように、水に混合溶解した後、水分を蒸発さ
せ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理
して、理論組成がCuMo0.999Li0.0014-αで与え
られる複合金属酸化物を作製した。
【0358】(実施例193)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸リチウムをモル比が1:0.7:0.3とな
るように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾固さ
せてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理して、理
論組成がCuV0.7Li0.34-αで与えられる複合金属
酸化物を作製した。
【0359】(実施例194)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸リチウムをモル比が1:0.5:0.5とな
るように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾固さ
せてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理して、理
論組成がCuV0.5Li0.54-αで与えられる複合金属
酸化物を作製した。
【0360】(実施例195)硫酸銅と酸化硫酸バナジ
ウムと硝酸リチウムをモル比が1:0.4:0.6とな
るように、水に混合溶解した後、水分を蒸発させ乾固さ
せてから、電気炉内で900℃で5時間熱処理して、理
論組成がCuV0.4Li0.64-αで与えられる複合金属
酸化物を作製した。
【0361】(評価例24)第191実施例〜第195
実施例における排ガス浄化触媒について、第1評価例と
同様な方法により燃焼実験を行った。
【0362】第191実施例〜第195実施例における
排ガス浄化用触媒の10%燃焼温度を実験例10、実施
例155とともに(表16)に示した。
【0363】
【表16】
【0364】(表16)に示したように、複合金属酸化
物のモリブデンのリチウム金属による置換率が0.00
1%よりも小さくなると原子価制御の効果が見られなく
なり、0.3%よりも大きくなると金属酸化物の構造自
体が変化してしまい活性が劣化してしまうため、いずれ
も好ましくない。また、置換率が0.0001%よりも
小さくなると、また0.5よりも大きくなると、上記の
傾向が著しくなるため特に好ましくないことがわかっ
た。本実施例では置換金属としてリチウムを用いたが他
の置換金属でも同様な効果が期待できる。
【0365】(実施例196)硫酸セシウムと硫酸リチ
ウムを溶かした水溶液に酸化銅の粉末をモル比65:3
5:100(Cs:Li:Cu)で懸濁させた後、水分
を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時
間熱処理して排ガス浄化用触媒を得た。
【0366】(実施例197)硫酸セシウムと硫酸ナト
リウムを溶かした水溶液に酸化銅の粉末をモル比65:
35:100(Cs:Na:Cu)で懸濁させた後、水
分を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5
時間熱処理して排ガス浄化用触媒を得た。
【0367】(実施例198)硫酸セシウムと硫酸カリ
ウムを溶かした水溶液に酸化銅の粉末をモル比65:3
5:100(Cs:K:Cu)で懸濁させた後、水分を
蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間
熱処理して排ガス浄化用触媒を得た。
【0368】(実施例199)硫酸セシウムと硫酸ルビ
ジウムを溶かした水溶液に酸化銅の粉末をモル比65:
35:100(Cs:Rb:Cu)で懸濁させた後、水
分を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5
時間熱処理して排ガス浄化用触媒を得た。
【0369】(実施例200)硫酸セシウムと硫酸ベリ
リウムを溶かした水溶液に酸化銅の粉末をモル比65:
35:100(Cs:Be:Cu)で懸濁させた後、水
分を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5
時間熱処理して排ガス浄化用触媒を得た。(実施例20
1)硫酸セシウムと硫酸マグネシウムを溶かした水溶液
に酸化銅の粉末をモル比65:35:100(Cs:M
g:Cu)で懸濁させた後、水分を蒸発させ乾固させて
から、電気炉内で900℃で5時間熱処理して排ガス浄
化用触媒を得た。
【0370】(実施例202)硫酸セシウムと硫酸カル
シウムを溶かした水溶液に酸化銅の粉末をモル比65:
35:100(Cs:Ca:Cu)で懸濁させた後、水
分を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5
時間熱処理して排ガス浄化用触媒を得た。
【0371】(実施例203)硫酸セシウムと硫酸スト
ロンチウムを溶かした水溶液に酸化銅の粉末をモル比6
5:35:100(Cs:Sr:Cu)で懸濁させた
後、水分を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900
℃で5時間熱処理して排ガス浄化用触媒を得た。
【0372】(実施例204)硫酸セシウムと硫酸バリ
ウムを溶かした水溶液に酸化銅の粉末をモル比65:3
5:100(Cs:Ba:Cu)で懸濁させた後、水分
を蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時
間熱処理してガス浄化用触媒を得た。
【0373】(評価例25)第196実施例〜第204
実施例における排ガス浄化触媒について、第1評価例と
同様な方法により燃焼実験を行った。
【0374】第196実施例〜第204実施例における
排ガス浄化用触媒の10%燃焼温度を実施例1とともに
(表17)に示した。
【0375】
【表17】
【0376】(表17)に示したように、酸化銅に加え
る硫酸塩として硫酸セシウムだけを加えるよりも硫酸セ
シウムと硫酸アルカリ金属または硫酸アルカリ土類金属
を加えると活性の向上が見られる。とくに硫酸セシウム
と硫酸カリウムの場合が特に活性の向上が大きいことが
わかった。本実施例では金属酸化物として酸化銅を用い
たが他の金属酸化物を用いても同様な効果が期待でき
る。
【0377】(実施例205)硫酸セシウムと硫酸カリ
ウムを溶かした水溶液に酸化銅の粉末をモル比90:1
0:100(Cs:K:Cu)で懸濁させた後、水分を
蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間
熱処理して排ガス浄化用触媒を得た。
【0378】(実施例206)硫酸セシウムと硫酸カリ
ウムを溶かした水溶液に酸化銅の粉末をモル比80:2
0:100(Cs:K:Cu)で懸濁させた後、水分を
蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間
熱処理して排ガス浄化用触媒を得た。
【0379】(実施例207)硫酸セシウムと硫酸カリ
ウムを溶かした水溶液に酸化銅の粉末をモル比40:6
0:100(Cs:K:Cu)で懸濁させた後、水分を
蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間
熱処理して排ガス浄化用触媒を得た。
【0380】(実施例208)硫酸セシウムと硫酸カリ
ウムを溶かした水溶液に酸化銅の粉末をモル比30:7
0:100(Cs:K:Cu)で懸濁させた後、水分を
蒸発させ乾固させてから、電気炉内で900℃で5時間
熱処理して排ガス浄化用触媒を得た。
【0381】(評価例26)第205実施例〜第208
実施例における排ガス浄化触媒について、第1評価例と
同様な方法により燃焼実験を行った。
【0382】第205実施例〜第208実施例における
排ガス浄化用触媒の10%燃焼温度を実施例1、実施例
4、実施例198とともに(表18)に示した。
【0383】
【表18】
【0384】(表18)に示したように、酸化銅に加え
る硫酸塩として硫酸セシウムと硫酸カリウムを加えた場
合、硫酸セシウムと硫酸カリウムのモル比がが8:2よ
りも大きくなる、もしくは4:6より小さくなると融点
の低下が見られなくなり好ましくなく、また、モル比が
9:1よりも大きくなる、もしくは3:7よりも小さく
なると、上記の傾向が著しくなるため特に好ましくない
ことがわかった。
【0385】
【発明の効果】以上のように本発明の排ガス浄化用触媒
によれば、パティキュレートの燃焼に高い触媒活性を有
し、耐熱性や硫黄酸化物に対する耐被毒性に優れた排ガ
ス浄化用触媒を提供できることから、排ガス温度に近い
低温で排ガス中のパティキュレートを燃焼除去できると
ともに、長期間にわたって高い触媒活性を維持すること
ができるという優れた効果が得られる。
【0386】また、本発明の排ガス浄化用触媒の製造方
法によれば、パティキュレートの燃焼に高い触媒活性を
有し、耐熱性や硫黄酸化物に対する耐被毒性に優れた排
ガス浄化用触媒を簡便にかつ量産性よく製造できること
から、触媒作用及び耐久性に優れた排ガス浄化用触媒を
低コストで量産することができるという優れた効果が得
られる。
【0387】また、本発明の排ガス浄化フィルタによれ
ば、排ガス浄化率が高くかつ耐久性に優れた排ガス浄化
フィルタを提供することができるという優れた効果が得
られる。
【0388】また、本発明の排ガス浄化装置によれば、
構成が簡単で排ガス浄化特性に優れた排ガス浄化装置を
提供することができるという優れた効果が得られる。
【0389】また、本発明ほ排ガス浄化フィルタによれ
ば、フィルタに担持された触媒成分が熱によりフィルタ
内部に拡散して触媒活性が劣化することを抑制する効果
が得られる。
【0390】また、本発明の排ガス浄化フィルタによれ
ば、フィルタに担持させた触媒と除去すべき排ガス成分
との接点を増加させることができ燃焼除去速度を増加さ
せるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第48実施例〜第53実施例における各排ガス
浄化フィルタ内の排ガス圧力と大気圧との差圧の経時変
化を示す関係図
【図2】第54実施例及び第5比較例における各排ガス
浄化フィルタ内の排ガス圧力と大気圧との差圧の経時変
化を示す関係図
【図3】第58実施例〜第65実施例における各排ガス
浄化フィルタ内の排ガス圧力と大気圧との差圧の経時変
化を示す関係図
【図4】第65実施例、第66実施例〜第72実施例に
おける各排ガス浄化フィルタ内の排ガス圧力と大気圧と
の差圧の経時変化を示す関係図
【図5】第65実施例、第73実施例〜第79実施例に
おける各排ガス浄化フィルタ内の排ガス圧力と大気圧と
の差圧の経時変化を示す関係図
【図6】第65実施例、第80実施例〜第86実施例に
おける各排ガス浄化フィルタ内の排ガス圧力と大気圧と
の差圧の経時変化を示す関係図
【図7】第87実施例〜第94実施例における各排ガス
浄化フィルタ内の排ガス圧力と大気圧との差圧の経時変
化を示す関係図
【図8】第94実施例〜第101実施例における各排ガ
ス浄化フィルタ内の排ガス圧力と大気圧との差圧の経時
変化を示す関係図
【図9】第65実施例、第102実施例における各排ガ
ス浄化フィルタ内の排ガス圧力と大気圧との差圧の経時
変化を示す関係図
【図10】第65実施例、第103実施例における各排
ガス浄化フィルタ内の排ガス圧力と大気圧との差圧の経
時変化を示す関係図
【図11】第94実施例、第104実施例における各排
ガス浄化フィルタ内の排ガス圧力と大気圧との差圧の経
時変化を示す関係図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F01N 3/10 ZAB F01N 7/08 Z 3/28 301 B01D 53/36 ZAB 7/08 103C 104B (72)発明者 有田 雅昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (40)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属酸化物と、Li、Na、K、Rb、C
    sの内の1つ以上のアルカリ金属から構成される硫酸塩
    及び/又はBe、Mg、Ca、Sr、Baの内の1つ以
    上のアルカリ土類金属から構成される硫酸塩と、を含む
    ことを特徴とする排ガス浄化用触媒。
  2. 【請求項2】前記金属酸化物が、V、Nb、Ta、C
    r、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、
    Ga、Sn、Pbの内の1つ以上の金属を含むことを特
    徴とする請求項1に記載の排ガス浄化用触媒。
  3. 【請求項3】前記硫酸塩が硫酸セシウムであることを特
    徴とする請求項1又は2の内のいずれか1に記載の排ガ
    ス浄化用触媒。
  4. 【請求項4】前記金属酸化物が酸化銅であることを特徴
    とする請求項1〜3の内のいずれか1に記載の排ガス浄
    化用触媒。
  5. 【請求項5】前記金属酸化物が酸化バナジウム又は酸化
    モリブデンであることを特徴とする請求項1〜3の内の
    いずれか1に記載の排ガス浄化用触媒。
  6. 【請求項6】前記金属酸化物が銅とバナジウム又は銅と
    モリブデンの複合酸化物であることを特徴とする請求項
    1〜3の内のいずれか1に記載の排ガス浄化用触媒。
  7. 【請求項7】前記複合金属酸化物における銅:バナジウ
    ム、又は銅:モリブデンのモル比が、1:1から4:1
    であることを特徴とする請求項6に記載の排ガス浄化用
    触媒。
  8. 【請求項8】前記複合金属酸化物が、CuVO3、Cu3
    28、Cu5210の1つ以上からなることを特徴と
    する請求項6又は7の内のいずれか1に記載の排ガス浄
    化用触媒。
  9. 【請求項9】前記複合金属酸化物が、CuMoO4、C
    3Mo29、Cu2MoO5の1つ以上からなることを
    特徴とする請求項6または7の内いずれか1に記載の排
    ガス浄化用触媒。
  10. 【請求項10】前記金属酸化物:前記硫酸塩のモル比が
    9:1〜1:9、好ましくは2:1〜1:5、より好ま
    しくは1:1〜1:2であることを特徴とする請求項1
    〜9の内のいずれか1に記載の排ガス浄化用触媒。
  11. 【請求項11】Pt、Pd、Rhの1つ以上の貴金属を
    含むことを特徴とする請求項1〜10の内のいずれか1
    に記載の排ガス浄化用触媒。
  12. 【請求項12】前記金属酸化物:前記貴金属のモル比が
    100:1〜3:1、好ましくは30:1〜10:1で
    あることを特徴とする請求項11に記載の排ガス浄化用
    触媒。
  13. 【請求項13】硫酸塩水溶液に金属酸化物又は複合金属
    酸化物を混合する混合工程と、前記混合工程により得ら
    れた混合溶液を乾固させて得られる混合粉末を熱処理す
    る熱処理工程と、を備えたことを特徴とする排ガス浄化
    用触媒の製造方法。
  14. 【請求項14】ハニカム状又は板状のセラミックフィル
    タと、前記セラミックフィルタ上に担持された請求項1
    〜12の内のいずれか1に記載の排ガス浄化用触媒と、
    を有することを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
  15. 【請求項15】前記セラミックフィルタに対する前記排
    ガス浄化用触媒の重量比が、5wt%〜50wt%、好
    ましくは10wt%〜40wt%であることを特徴とす
    る請求項14記載の排ガス浄化フィルタ。
  16. 【請求項16】ハニカム状又は板状のセラミックフィル
    タと、前記セラミックフィルタ上に設けられたシリカ、
    ジルコニア、チタニア、シリカアルミナの少なくとも1
    つ以上から成るコーティング層と、前記コーティング層
    の上に担持された排ガス浄化用触媒と、を有することを
    特徴とする排ガス浄化フィルタ。
  17. 【請求項17】前記コーティング層の厚みが1μm〜1
    000μmであることを特徴とする請求項16に記載の
    排ガス浄化フィルタ。
  18. 【請求項18】ハニカム状又は板状のセラミックスフィ
    ルタを酸で処理をし、前記セラミックフィルタ上に排ガ
    ス浄化用触媒を設けたことを特徴とする排ガス浄化フィ
    ルタ。
  19. 【請求項19】ハニカム状又は板状のセラミックフィル
    タと、前記セラミックフィルタ上に設けられたシリカ、
    ジルコニア、チタニア、シリカアルミナの少なくとも1
    つ以上と、前記コーティング層の上に担持された請求項
    1〜12の内のいずれか1に記載の排ガス浄化用触媒
    と、を有することを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
  20. 【請求項20】ハニカム状又は板状のセラミックスフィ
    ルタを酸で処理をし、前記セラミックフィルタ上に請求
    項1〜12の内のいずれか1に記載の排ガス浄化触媒を
    担持することを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
  21. 【請求項21】ハニカム状又は板状のセラミックフィル
    タと、前記セラミックフィルタ上に設けられた耐熱性の
    無機材料と、前記耐熱性の無機材料上に担持された請求
    項1〜12の内のいずれか1に記載の排ガス浄化用触媒
    と、を有することを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
  22. 【請求項22】請求項14〜21の内のいずれか1に記
    載の排ガス浄化フィルタと、前記排ガス浄化フィルタを
    収納する容器と、前記容器の一側部に形成された排ガス
    流入口と、前記容器の他側部に形成された排ガス流出口
    と、を備えたことを特徴とする排ガス浄化装置。
  23. 【請求項23】前記容器に接近して配設された加熱手段
    を有することを特徴とする請求項22に記載の排ガス浄
    化装置。
  24. 【請求項24】前記容器及び/又は前記排ガス流入口と
    エンジンを接続する接続管の周囲に配設された断熱手段
    を有することを特徴とする請求項22又は23に記載の
    排ガス浄化装置。
  25. 【請求項25】前記排ガス浄化装置がエンジンマニホー
    ルドに近接して配設されていることを特徴とする請求項
    22〜24の内のいずれか1に記載の排ガス浄化装置。
  26. 【請求項26】排ガス浄化触媒に含まれる銅の一部をL
    i、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、
    Ba、Sc、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Z
    n、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ta、Wで置換し
    たことを特徴とする請求項6乃至12の内のいずれか1
    に記載の排ガス浄化触媒。
  27. 【請求項27】排ガス浄化触媒に含まれる銅の一部をL
    i、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、
    Ba、Sc、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Z
    n、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ta、Wで置換し
    たことを特徴とするに請求項15乃至21の内いずれか
    1に記載の排ガス浄化フィルタ。
  28. 【請求項28】排ガス浄化触媒に含まれる銅の一部をL
    i、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、
    Ba、Sc、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Z
    n、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ta、Wで置換し
    たことを特徴とする請求項22乃至25の内いずれか1
    に記載の排ガス浄化装置。
  29. 【請求項29】排ガス浄化触媒に含まれるバナジウムの
    一部をLi、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、C
    a、Sr、Ba、Sc、Ti、Cr、Mn、Fe、C
    o、Ni、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、T
    a、Wで置換したことを特徴とする請求項6乃至8また
    は請求項10乃至12の内のいずれか1に記載の排ガス
    浄化触媒。
  30. 【請求項30】排ガス浄化触媒に含まれるバナジウムの
    一部をLi、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、C
    a、Sr、Ba、Sc、Ti、Cr、Mn、Fe、C
    o、Ni、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、T
    a、Wで置換したことを特徴とするに請求項15乃至2
    1の内いずれか1に記載の排ガス浄化フィルタ。
  31. 【請求項31】排ガス浄化触媒に含まれるバナジウムの
    一部をLi、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、C
    a、Sr、Ba、Sc、Ti、Cr、Mn、Fe、C
    o、Ni、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、T
    a、Wで置換したことを特徴とする請求項22乃至25
    の内いずれか1に記載の排ガス浄化装置。
  32. 【請求項32】排ガス浄化触媒に含まれるモリブデンの
    一部をLi、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、C
    a、Sr、Ba、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、
    Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、T
    a、Wで置換したことを特徴とする請求項6乃至7また
    は請求項9乃至12の内のいずれか1に記載の排ガス浄
    化触媒。
  33. 【請求項33】排ガス浄化触媒に含まれるモリブデンの
    一部をLi、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、C
    a、Sr、Ba、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、
    Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、T
    a、Wで置換したことを特徴とするに請求項15乃至2
    1の内いずれか1に記載の排ガス浄化フィルタ。
  34. 【請求項34】排ガス浄化触媒に含まれるモリブデンの
    一部をLi、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、C
    a、Sr、Ba、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、
    Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、T
    a、Wで置換したことを特徴とする請求項22乃至25
    の内いずれか1に記載の排ガス浄化装置。
  35. 【請求項35】請求項26乃至28記載の排ガス浄化触
    媒における置換金属の置換率が銅に対して0.0001
    %〜0.5%、好ましくは0.001%〜0.3%であ
    ることを特徴とする排ガス浄化触媒。
  36. 【請求項36】請求項29乃至31記載の排ガス浄化触
    媒における置換金属の置換率がバナジウムに対して0.
    0001%〜0.5%、好ましくは0.001%〜0.
    3%であることを特徴とする排ガス浄化触媒。
  37. 【請求項37】請求項32乃至34記載の排ガス浄化触
    媒における置換金属の置換率がモリブデンに対して0.
    0001%〜0.5%、好ましくは0.001%〜0.
    3%であることを特徴とする排ガス浄化触媒。
  38. 【請求項38】請求項1乃至12、請求項26、請求項
    29、請求項32、請求項35乃至37に記載の排ガス
    浄化触媒における硫酸塩が硫酸セシウムとLi、Na、
    K、Rbの内の1つ以上のアルカリ金属から構成される
    硫酸塩及び/又はBe、Mg、Ca、Sr、Baの内の
    1つ以上のアルカリ土類金属から構成される硫酸塩と、
    を含むことを特徴とする排ガス浄化用触媒。
  39. 【請求項39】前記硫酸塩が硫酸セシウムと硫酸カリウ
    ムを含むことを特徴とする請求項38に記載の排ガス浄
    化触媒。
  40. 【請求項40】前記硫酸塩の硫酸セシウムと硫酸カリウ
    ムの混合比がモル比で、9:1〜3:7、好ましくは、
    8:2〜4:6で有ることを特徴とする請求項39に記
    載の排ガス浄化触媒。
JP16223197A 1996-09-12 1997-06-19 排ガス浄化用触媒及びその製造方法並びに排ガス浄化フィルタ並びに排ガス浄化装置 Expired - Lifetime JP3690070B2 (ja)

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