JPH10202111A - ディーゼル排ガス浄化用触媒 - Google Patents
ディーゼル排ガス浄化用触媒Info
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- JPH10202111A JPH10202111A JP9008637A JP863797A JPH10202111A JP H10202111 A JPH10202111 A JP H10202111A JP 9008637 A JP9008637 A JP 9008637A JP 863797 A JP863797 A JP 863797A JP H10202111 A JPH10202111 A JP H10202111A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低温域でＨＣ及びＳＯＦを効率良く吸着してＨ
Ｃ及びＳＯＦの排出を防止するとともに、サルフェート
の生成を一層抑制する。 【解決手段】触媒金属を担持しない第１コート層と、触
媒金属を担持した第２コート層と、触媒金属を担持しな
い第３コート層と、の３層構造のコート層とした。第２
コート層における触媒金属の担持密度が高くなるため、
ＳＯＦの着火性能が向上しＳＯＦの浄化性能が向上す
る。また第２コート層のＳＯ2 と接触する体積比率が減
少し、ＳＯ2 の拡散時の吸着量も低減されるため、サル
フェートの生成が抑制される。
Ｃ及びＳＯＦの排出を防止するとともに、サルフェート
の生成を一層抑制する。 【解決手段】触媒金属を担持しない第１コート層と、触
媒金属を担持した第２コート層と、触媒金属を担持しな
い第３コート層と、の３層構造のコート層とした。第２
コート層における触媒金属の担持密度が高くなるため、
ＳＯＦの着火性能が向上しＳＯＦの浄化性能が向上す
る。また第２コート層のＳＯ2 と接触する体積比率が減
少し、ＳＯ2 の拡散時の吸着量も低減されるため、サル
フェートの生成が抑制される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン（以下ＤＥという）の排ガス中に含まれるＨＣ（炭化
水素）及びＳＯＦ（Soluble Organic Fraction）を酸化
浄化するとともに、ディーゼルパティキュレートの排出
量を低減するディーゼル排ガス浄化用触媒に関する。
ン（以下ＤＥという）の排ガス中に含まれるＨＣ（炭化
水素）及びＳＯＦ（Soluble Organic Fraction）を酸化
浄化するとともに、ディーゼルパティキュレートの排出
量を低減するディーゼル排ガス浄化用触媒に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガソリンエンジンについては、排ガスの
厳しい規制とそれに対処できる技術の進歩により、排ガ
ス中の有害成分は確実に減少している。しかしＤＥにつ
いては、有害成分が主としてパティキュレートとして排
出されるという特異な事情から、規制も技術の開発もガ
ソリンエンジンに比べて遅れており、有害成分を確実に
浄化できる排ガス浄化触媒の開発が望まれている。
厳しい規制とそれに対処できる技術の進歩により、排ガ
ス中の有害成分は確実に減少している。しかしＤＥにつ
いては、有害成分が主としてパティキュレートとして排
出されるという特異な事情から、規制も技術の開発もガ
ソリンエンジンに比べて遅れており、有害成分を確実に
浄化できる排ガス浄化触媒の開発が望まれている。
【０００３】現在までに開発されているＤＥ排気ガス浄
化装置としては、大きく分けてトラップを用いる方法
（触媒無しと触媒付き）と、オープン型ＳＯＦ分解触媒
とが知られている。このうちトラップを用いる方法は、
ディーゼルパティキュレートを捕捉してその排出を規制
するものであり、特にドライスーツの比率の高い排気ガ
スに有効である。しかしながらトラップを用いる方法で
は、捕捉されたディーゼルパティキュレートを焼却する
ための再生処理装置が必要となり、再生時の触媒構造体
の割れ、アッシュによる閉塞あるいはシステムが複雑に
なるなど、実用上多くの課題を残している。
化装置としては、大きく分けてトラップを用いる方法
（触媒無しと触媒付き）と、オープン型ＳＯＦ分解触媒
とが知られている。このうちトラップを用いる方法は、
ディーゼルパティキュレートを捕捉してその排出を規制
するものであり、特にドライスーツの比率の高い排気ガ
スに有効である。しかしながらトラップを用いる方法で
は、捕捉されたディーゼルパティキュレートを焼却する
ための再生処理装置が必要となり、再生時の触媒構造体
の割れ、アッシュによる閉塞あるいはシステムが複雑に
なるなど、実用上多くの課題を残している。
【０００４】一方オープン型ＳＯＦ分解触媒は、例えば
特開平１−１７１６２６号公報に示されるように、ガソ
リンエンジンと同様に活性アルミナなどの担持層に白金
族金属などの触媒金属を担持した触媒が利用され、ＣＯ
やＨＣとともにＳＯＦを酸化分解して浄化している。こ
のオープン型ＳＯＦ分解触媒は、ドライスーツの除去率
が低いという欠点があるが、ドライスーツの量はＤＥや
燃料自体の改良によって低減することが可能であり、か
つ再生処理装置が不要という大きなメリットがあるた
め、今後の一段の技術の向上が期待されている。
特開平１−１７１６２６号公報に示されるように、ガソ
リンエンジンと同様に活性アルミナなどの担持層に白金
族金属などの触媒金属を担持した触媒が利用され、ＣＯ
やＨＣとともにＳＯＦを酸化分解して浄化している。こ
のオープン型ＳＯＦ分解触媒は、ドライスーツの除去率
が低いという欠点があるが、ドライスーツの量はＤＥや
燃料自体の改良によって低減することが可能であり、か
つ再生処理装置が不要という大きなメリットがあるた
め、今後の一段の技術の向上が期待されている。
【０００５】ところがオープン型ＳＯＦ分解触媒は、高
温下ではＳＯＦを効率良く分解可能であるが、低温条件
では触媒金属の触媒作用が低くＳＯＦの浄化性能が低下
するという欠点がある。そのためエンジン始動時やアイ
ドリング運転時などには、排ガスの温度が低く、未分解
のＳＯＦが煤となってハニカム通路内に堆積する現象が
起こる。そして堆積した煤により触媒に目詰まりが生
じ、触媒性能が低下するという不具合があった。
温下ではＳＯＦを効率良く分解可能であるが、低温条件
では触媒金属の触媒作用が低くＳＯＦの浄化性能が低下
するという欠点がある。そのためエンジン始動時やアイ
ドリング運転時などには、排ガスの温度が低く、未分解
のＳＯＦが煤となってハニカム通路内に堆積する現象が
起こる。そして堆積した煤により触媒に目詰まりが生
じ、触媒性能が低下するという不具合があった。
【０００６】またオープン型ＳＯＦ分解触媒において
は、高温域で排ガス中のＳＯ2 までも酸化されてＳＯ3
やＳＯ4 が生成し、サルフェートとなって逆にパティキ
ュレート量が増大するという問題がある。これは、ＳＯ
2 はパティキュレートとして測定されないが、サルフェ
ートはパティキュレートとして測定されるためである。
特にＤＥにおいては排ガス中に酸素ガスが多く存在し、
ＳＯ2 の酸化反応が生じやすい。
は、高温域で排ガス中のＳＯ2 までも酸化されてＳＯ3
やＳＯ4 が生成し、サルフェートとなって逆にパティキ
ュレート量が増大するという問題がある。これは、ＳＯ
2 はパティキュレートとして測定されないが、サルフェ
ートはパティキュレートとして測定されるためである。
特にＤＥにおいては排ガス中に酸素ガスが多く存在し、
ＳＯ2 の酸化反応が生じやすい。
【０００７】さらにオープン型ＳＯＦ分解触媒では、触
媒金属がＤＥ排ガス中に多量に含まれる硫黄の被毒を受
け、触媒金属の触媒活性が低下することが知られてい
る。すなわち、燃料中の硫黄から生成するＳＯ2 が触媒
担体であるアルミナと反応して硫酸アルミニウム（Ａｌ
2 （ＳＯ4 ）3 ）が形成され、これが触媒金属を覆うた
めに触媒活性が低下する。
媒金属がＤＥ排ガス中に多量に含まれる硫黄の被毒を受
け、触媒金属の触媒活性が低下することが知られてい
る。すなわち、燃料中の硫黄から生成するＳＯ2 が触媒
担体であるアルミナと反応して硫酸アルミニウム（Ａｌ
2 （ＳＯ4 ）3 ）が形成され、これが触媒金属を覆うた
めに触媒活性が低下する。
【０００８】一方、ボイラーなどの排ガス処理分野で
は、耐硫黄被毒性に優れたチタニア（ＴｉＯ2 ）を触媒
担持層に用い、それにＰｔ、Ｖなどの触媒金属を担持し
た触媒が開発され、実用に供されている。しかしこの種
の触媒はＳＯＦの吸着性がなく、低温域ではＨＣ及びＳ
ＯＦがそのまま排出されてしまう。そこで本願出願人
は、特開平４−２６７９２８号公報において、活性アル
ミナやゼオライトなどの吸着性の高いコート層をもち触
媒金属をもたない触媒を排ガス流の上流側に配置し、チ
タニアやシリカなどの吸着性の低いコート層をもつ担体
に触媒金属を担持した排ガス浄化用触媒を下流側に配置
した触媒装置を提案している。
は、耐硫黄被毒性に優れたチタニア（ＴｉＯ2 ）を触媒
担持層に用い、それにＰｔ、Ｖなどの触媒金属を担持し
た触媒が開発され、実用に供されている。しかしこの種
の触媒はＳＯＦの吸着性がなく、低温域ではＨＣ及びＳ
ＯＦがそのまま排出されてしまう。そこで本願出願人
は、特開平４−２６７９２８号公報において、活性アル
ミナやゼオライトなどの吸着性の高いコート層をもち触
媒金属をもたない触媒を排ガス流の上流側に配置し、チ
タニアやシリカなどの吸着性の低いコート層をもつ担体
に触媒金属を担持した排ガス浄化用触媒を下流側に配置
した触媒装置を提案している。
【０００９】この触媒装置によれば、上流側触媒ではＨ
Ｃ及びＳＯＦが低温時に吸着されるとともにＳＯ2 も吸
着されるが、上流側触媒は触媒金属をもたないためＳＯ
2 の酸化が防止されている。そして下流側触媒では、高
温時に上流側触媒から放出されたＨＣ及びＳＯＦが触媒
金属により酸化浄化される。一方、上流側触媒からはＳ
Ｏ2 も放出されるが、下流側触媒は吸着性が低いためＳ
Ｏ2 が吸着して酸化されるのが抑制され、サルフェート
の生成が防止されている。
Ｃ及びＳＯＦが低温時に吸着されるとともにＳＯ2 も吸
着されるが、上流側触媒は触媒金属をもたないためＳＯ
2 の酸化が防止されている。そして下流側触媒では、高
温時に上流側触媒から放出されたＨＣ及びＳＯＦが触媒
金属により酸化浄化される。一方、上流側触媒からはＳ
Ｏ2 も放出されるが、下流側触媒は吸着性が低いためＳ
Ｏ2 が吸着して酸化されるのが抑制され、サルフェート
の生成が防止されている。
【００１０】上記公報に開示された触媒装置では、定常
条件の場合には確かに効果がある。しかしながら、低温
時に上流側触媒に吸着・蓄積された多量のＳＯ2 が高温
時に放出されて下流側触媒に流入すると、下流側触媒の
触媒金属と接触するＳＯ2 も少なからず存在し、それが
サルフェートとして排出されるという不具合があった。
条件の場合には確かに効果がある。しかしながら、低温
時に上流側触媒に吸着・蓄積された多量のＳＯ2 が高温
時に放出されて下流側触媒に流入すると、下流側触媒の
触媒金属と接触するＳＯ2 も少なからず存在し、それが
サルフェートとして排出されるという不具合があった。
【００１１】そこで特願平７−３２０３１３号（本願出
願時未公開）には、担体を二層に分け、上層には触媒金
属を担持せず下層にのみ触媒金属を担持したディーゼル
排ガス浄化用触媒が開示されている。このような構成と
することにより、低温時には上層にＨＣ、ＳＯＦ及びＳ
Ｏ2が吸着されて蓄積される。上層は触媒金属をもたな
いので、ＨＣ、ＳＯＦ及びＳＯ2 は酸化されることなく
蓄積される。ＨＣ及びＳＯＦは液相となり、毛細管現象
により浸透して下層にまで吸着され酸化浄化される。し
かしＳＯ2 は低温でもガス相でありＨＣ及びＳＯＦに比
べて吸着されにくく下層にまで移動しにくいので、大部
分が上層に吸着・蓄積される。したがって低温域におけ
るパティキュレートの排出が抑制されている。
願時未公開）には、担体を二層に分け、上層には触媒金
属を担持せず下層にのみ触媒金属を担持したディーゼル
排ガス浄化用触媒が開示されている。このような構成と
することにより、低温時には上層にＨＣ、ＳＯＦ及びＳ
Ｏ2が吸着されて蓄積される。上層は触媒金属をもたな
いので、ＨＣ、ＳＯＦ及びＳＯ2 は酸化されることなく
蓄積される。ＨＣ及びＳＯＦは液相となり、毛細管現象
により浸透して下層にまで吸着され酸化浄化される。し
かしＳＯ2 は低温でもガス相でありＨＣ及びＳＯＦに比
べて吸着されにくく下層にまで移動しにくいので、大部
分が上層に吸着・蓄積される。したがって低温域におけ
るパティキュレートの排出が抑制されている。
【００１２】そして排ガスが高温になると、高温の排ガ
スは流速が大きいために、上層に吸着したＨＣ、ＳＯＦ
及びＳＯ2 が触媒金属が存在する下層の酸化点まで拡散
する時間が不足し、ＨＣ、ＳＯＦ及びＳＯ2 はあまり酸
化されずにそのまま排出される。したがってサルフェー
トの生成がほとんど無いので、高温の排ガス自体に起因
するパティキュレートの排出量は少ない。
スは流速が大きいために、上層に吸着したＨＣ、ＳＯＦ
及びＳＯ2 が触媒金属が存在する下層の酸化点まで拡散
する時間が不足し、ＨＣ、ＳＯＦ及びＳＯ2 はあまり酸
化されずにそのまま排出される。したがってサルフェー
トの生成がほとんど無いので、高温の排ガス自体に起因
するパティキュレートの排出量は少ない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記のように
下層のみに触媒金属を担持した触媒においても、ＳＯ2
が上層から下層まである程度浸透することが避けられ
ず、下層でサルフェートが生成するという不具合が避け
られない。また触媒金属が表出していないので、ＨＣ及
びＳＯＦの酸化能が低いという不具合もあった。
下層のみに触媒金属を担持した触媒においても、ＳＯ2
が上層から下層まである程度浸透することが避けられ
ず、下層でサルフェートが生成するという不具合が避け
られない。また触媒金属が表出していないので、ＨＣ及
びＳＯＦの酸化能が低いという不具合もあった。
【００１４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、低温域でＨＣ及びＳＯＦを効率良く吸着し
てＨＣ及びＳＯＦの排出を防止するとともに、サルフェ
ートの生成を一層抑制し、かつ硫黄被毒も抑制すること
を目的とする。
ものであり、低温域でＨＣ及びＳＯＦを効率良く吸着し
てＨＣ及びＳＯＦの排出を防止するとともに、サルフェ
ートの生成を一層抑制し、かつ硫黄被毒も抑制すること
を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１に記載のディーゼル排ガス浄化用触媒の特徴は、ハ
ニカム形状の担体基材と、担体基材のセル壁表面に形成
され触媒金属を担持しない第１コート層と、第１コート
層の表面に形成され触媒金属を担持した第２コート層
と、第２コート層の表面に形成され触媒金属を担持しな
い第３コート層と、からなることにある。
項１に記載のディーゼル排ガス浄化用触媒の特徴は、ハ
ニカム形状の担体基材と、担体基材のセル壁表面に形成
され触媒金属を担持しない第１コート層と、第１コート
層の表面に形成され触媒金属を担持した第２コート層
と、第２コート層の表面に形成され触媒金属を担持しな
い第３コート層と、からなることにある。
【００１６】
【発明の実施の形態】ハニカム形状の排ガス浄化用触媒
においては、セルの開口断面積を小さくするほど表面積
が大きくなり、排ガスと触媒金属との接触確率が増大す
る。しかしコート層を厚くしたりしてセルの開口断面積
が小さくなり過ぎると、排ガスの通気抵抗が高くなりす
ぎて圧力損失が生じる。そのため、担体基材のセル密度
は一般に４００セル／inch2 程度とされ、コート層の形
成量は担体基材１リットル当たり１００〜１２０ｇ程度
に規制されている。
においては、セルの開口断面積を小さくするほど表面積
が大きくなり、排ガスと触媒金属との接触確率が増大す
る。しかしコート層を厚くしたりしてセルの開口断面積
が小さくなり過ぎると、排ガスの通気抵抗が高くなりす
ぎて圧力損失が生じる。そのため、担体基材のセル密度
は一般に４００セル／inch2 程度とされ、コート層の形
成量は担体基材１リットル当たり１００〜１２０ｇ程度
に規制されている。
【００１７】本発明は、このような規制を踏まえて従来
と同等のコート層厚さとしながら、前記課題を解決した
ものである。すなわち、本発明の排ガス浄化用触媒で
は、触媒金属は中間の第２コート層にのみ担持されてい
る。したがってこの第２コート層は全コート層の厚さに
比べて薄くなり、全コート層中の触媒金属量を従来と同
等にしようとすると、第２コート層中には触媒金属は高
密度で担持されることとなる。
と同等のコート層厚さとしながら、前記課題を解決した
ものである。すなわち、本発明の排ガス浄化用触媒で
は、触媒金属は中間の第２コート層にのみ担持されてい
る。したがってこの第２コート層は全コート層の厚さに
比べて薄くなり、全コート層中の触媒金属量を従来と同
等にしようとすると、第２コート層中には触媒金属は高
密度で担持されることとなる。
【００１８】このような構成としたことにより、第２コ
ート層における触媒金属の担持密度を例えば１層コート
の場合の約１０倍、２層コートの場合の約５倍とするこ
とができ、ＳＯＦの着火温度が低下して着火性能が向上
するためＳＯＦの浄化性能が向上する。またＨＣの浄化
性能も向上する。そして表層（第３コート層）からＳＯ
2 がある程度浸透することは２層コートの場合と同等で
あるが、触媒金属を担持した第２コート層の厚さが薄い
ので、第２コート層のＳＯ2 と接触する体積比率が減少
し、またＳＯ2 の拡散時の吸着量が低減されるため、サ
ルフェートの生成が抑制される。
ート層における触媒金属の担持密度を例えば１層コート
の場合の約１０倍、２層コートの場合の約５倍とするこ
とができ、ＳＯＦの着火温度が低下して着火性能が向上
するためＳＯＦの浄化性能が向上する。またＨＣの浄化
性能も向上する。そして表層（第３コート層）からＳＯ
2 がある程度浸透することは２層コートの場合と同等で
あるが、触媒金属を担持した第２コート層の厚さが薄い
ので、第２コート層のＳＯ2 と接触する体積比率が減少
し、またＳＯ2 の拡散時の吸着量が低減されるため、サ
ルフェートの生成が抑制される。
【００１９】担体基材としては、コーディエライトなど
の耐熱性無機物からなるモノリス担体基材や金属製のメ
タル担体基材が用いられ、その形状はハニカム型、ペレ
ット型など従来と同様とすることができる。第１コート
層及び第３コート層の材質としては、排ガス中のＳＯ2
の吸着性が低いものが望ましく、シリカ（ＳｉＯ2 ）、
チタニア（ＴｉＯ2 ）、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）、チタ
ン酸カリウム酸化物、あるいはこれらの複合酸化物、ゼ
オライトなどを用いることができる。中でもチタニア、
シリカ及びゼオライトから選ばれる材質が特に好まし
い。第３コート層にこのような材質を用いれば、ＳＯ2
の吸着及び第２コート層への拡散がさらに低減でき、サ
ルフェート生成抑制にさらに効果がある。
の耐熱性無機物からなるモノリス担体基材や金属製のメ
タル担体基材が用いられ、その形状はハニカム型、ペレ
ット型など従来と同様とすることができる。第１コート
層及び第３コート層の材質としては、排ガス中のＳＯ2
の吸着性が低いものが望ましく、シリカ（ＳｉＯ2 ）、
チタニア（ＴｉＯ2 ）、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）、チタ
ン酸カリウム酸化物、あるいはこれらの複合酸化物、ゼ
オライトなどを用いることができる。中でもチタニア、
シリカ及びゼオライトから選ばれる材質が特に好まし
い。第３コート層にこのような材質を用いれば、ＳＯ2
の吸着及び第２コート層への拡散がさらに低減でき、サ
ルフェート生成抑制にさらに効果がある。
【００２０】第２コート層の材質としては、第１コート
層と同じものが使用可能であるが、担持する触媒金属、
特にＰｔとの相互作用により活性が良いアルミナ等を用
いることができる。第１コート層、第３コート層にはア
ルミナを用いることは望ましくないが、第２コート層に
は用いることができるので、触媒性能上からは第２コー
ト層にアルミナを用いることが好ましい。
層と同じものが使用可能であるが、担持する触媒金属、
特にＰｔとの相互作用により活性が良いアルミナ等を用
いることができる。第１コート層、第３コート層にはア
ルミナを用いることは望ましくないが、第２コート層に
は用いることができるので、触媒性能上からは第２コー
ト層にアルミナを用いることが好ましい。
【００２１】第２コート層の厚さは、全コート厚さの１
／５〜１／１０とすることが好ましい。第２コート層の
厚さが全コート厚さの１／５より厚くなるとサルフェー
トが生成されやすくなるとともにＳＯＦの浄化性能が低
下し、１／１０より薄くなると触媒金属の粒径が大きく
なり耐久性が低下する。また第３コート層の厚さは、全
コート厚さの１／２〜１／３とすることが好ましい。第
３コート層の厚さが全コート厚さの１／２より厚くなる
とＨＣ及びＳＯＦの浄化性能が低下し、１／３より薄く
なるとサルフェートが生成されやすくなる。
／５〜１／１０とすることが好ましい。第２コート層の
厚さが全コート厚さの１／５より厚くなるとサルフェー
トが生成されやすくなるとともにＳＯＦの浄化性能が低
下し、１／１０より薄くなると触媒金属の粒径が大きく
なり耐久性が低下する。また第３コート層の厚さは、全
コート厚さの１／２〜１／３とすることが好ましい。第
３コート層の厚さが全コート厚さの１／２より厚くなる
とＨＣ及びＳＯＦの浄化性能が低下し、１／３より薄く
なるとサルフェートが生成されやすくなる。
【００２２】第２コート層に担持される触媒金属として
は、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒ
ｈ）、銀（Ａｇ）などの貴金属の他、鉄（Ｆｅ）、ニッ
ケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、コ
バルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）などの卑金属も用いられ、
目的とする酸化力に応じて選択される。この触媒金属の
担持量としては、第１〜３コート層全体として触媒体積
１リットルに対して０．１〜１．５ｇ程度が適当であ
る。また第２コート層内においては、２〜３０ｇ／Ｌ程
度が適当である。担持量がこれより少ないとＨＣ及びＳ
ＯＦの酸化力が不十分となり、これより多く担持しても
効果が飽和するとともにコスト面での不具合が発生する
場合がある。
は、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒ
ｈ）、銀（Ａｇ）などの貴金属の他、鉄（Ｆｅ）、ニッ
ケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、コ
バルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）などの卑金属も用いられ、
目的とする酸化力に応じて選択される。この触媒金属の
担持量としては、第１〜３コート層全体として触媒体積
１リットルに対して０．１〜１．５ｇ程度が適当であ
る。また第２コート層内においては、２〜３０ｇ／Ｌ程
度が適当である。担持量がこれより少ないとＨＣ及びＳ
ＯＦの酸化力が不十分となり、これより多く担持しても
効果が飽和するとともにコスト面での不具合が発生する
場合がある。
【００２３】もし第３コート層に触媒金属を担持したと
すると、ＨＣ及びＳＯＦの吸着性とＳＯ2 の吸着性には
正の相関関係があるから、ＳＯ2 も第３コート層に吸着
され昇温時にはそれが単にＳＯ2 として放出されずＳＯ
3 まで酸化されて、サルフェート生成量が増大してしま
う。したがって第３コート層には触媒金属を担持せず、
単に吸着層として機能させている。
すると、ＨＣ及びＳＯＦの吸着性とＳＯ2 の吸着性には
正の相関関係があるから、ＳＯ2 も第３コート層に吸着
され昇温時にはそれが単にＳＯ2 として放出されずＳＯ
3 まで酸化されて、サルフェート生成量が増大してしま
う。したがって第３コート層には触媒金属を担持せず、
単に吸着層として機能させている。
【００２４】また第１コート層に触媒貴金属を担持した
とすると、従来の２層コートと同様の構成となるため、
触媒金属を担持した下層とＳＯ2 が接触する体積比率が
大きく、下層でサルフェートが生成するという不具合が
避けられず、ＨＣ及びＳＯＦの酸化能が低下する。つま
り本発明の排ガス浄化用触媒では、低温時に表層の第３
コート層にＨＣ、ＳＯＦ及びＳＯ2 が吸着されて蓄積さ
れる。第３コート層は触媒金属をもたないので、ＨＣ、
ＳＯＦ及びＳＯ2 は酸化されることなく蓄積される。Ｈ
Ｃ及びＳＯＦは液相となり、毛細管現象により浸透して
第１コート層にまで吸着される。しかしＳＯ2 は低温で
もガス相でありＨＣ及びＳＯＦに比べて吸着されにくく
第２コート層にまで移動しにくいので、大部分が第３コ
ート層に吸着・蓄積される。したがって本発明の排ガス
浄化用触媒では、低温域におけるパティキュレートの排
出が抑制されている。
とすると、従来の２層コートと同様の構成となるため、
触媒金属を担持した下層とＳＯ2 が接触する体積比率が
大きく、下層でサルフェートが生成するという不具合が
避けられず、ＨＣ及びＳＯＦの酸化能が低下する。つま
り本発明の排ガス浄化用触媒では、低温時に表層の第３
コート層にＨＣ、ＳＯＦ及びＳＯ2 が吸着されて蓄積さ
れる。第３コート層は触媒金属をもたないので、ＨＣ、
ＳＯＦ及びＳＯ2 は酸化されることなく蓄積される。Ｈ
Ｃ及びＳＯＦは液相となり、毛細管現象により浸透して
第１コート層にまで吸着される。しかしＳＯ2 は低温で
もガス相でありＨＣ及びＳＯＦに比べて吸着されにくく
第２コート層にまで移動しにくいので、大部分が第３コ
ート層に吸着・蓄積される。したがって本発明の排ガス
浄化用触媒では、低温域におけるパティキュレートの排
出が抑制されている。
【００２５】そして排ガスが高温になると、高温の排ガ
スは流速が大きいために、第３コート層に吸着したＳＯ
2 が、触媒金属が存在する第２コート層の酸化点まで拡
散する時間が不足し、ＳＯ2 はあまり酸化されずにその
まま排出される。しかし第２コート層には触媒金属が高
密度に担持されているため、ＳＯＦの着火性能が向上し
ＨＣ及びＳＯＦの浄化性能は高い。したがってパティキ
ュレートの排出量が低減される。
スは流速が大きいために、第３コート層に吸着したＳＯ
2 が、触媒金属が存在する第２コート層の酸化点まで拡
散する時間が不足し、ＳＯ2 はあまり酸化されずにその
まま排出される。しかし第２コート層には触媒金属が高
密度に担持されているため、ＳＯＦの着火性能が向上し
ＨＣ及びＳＯＦの浄化性能は高い。したがってパティキ
ュレートの排出量が低減される。
【００２６】一方、低温時に第３コート層から第１コー
ト層にまで蓄積されていたＨＣ及びＳＯＦは、高温下で
第２コート層の触媒金属によって効率よく酸化されて浄
化される。また第３コート層に蓄積されていたＳＯ
2 は、第２コート層に到達することなく、したがってサ
ルフェートを生成することなく第３コート層からそのま
ま放出される。すなわち低温時に蓄積されていたＨＣ、
ＳＯＦ及びＳＯ2 に起因するパティキュレートの排出も
大きく抑制されている。
ト層にまで蓄積されていたＨＣ及びＳＯＦは、高温下で
第２コート層の触媒金属によって効率よく酸化されて浄
化される。また第３コート層に蓄積されていたＳＯ
2 は、第２コート層に到達することなく、したがってサ
ルフェートを生成することなく第３コート層からそのま
ま放出される。すなわち低温時に蓄積されていたＨＣ、
ＳＯＦ及びＳＯ2 に起因するパティキュレートの排出も
大きく抑制されている。
【００２７】また触媒金属の酸化活性を失活させるＰ、
Ｓ、Ｚｎなどの被毒物質が第３コート層に吸着されるの
で、触媒金属の被毒が防止される。
Ｓ、Ｚｎなどの被毒物質が第３コート層に吸着されるの
で、触媒金属の被毒が防止される。
【００２８】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明する。 （実施例）図１に本発明の一実施例の排ガス浄化用触媒
の要部拡大断面図を示す。この排ガス浄化用触媒は、コ
ーディエライトからなるハニカム形状の担体基材（１）
と、担体基材（１）表面に被覆形成された第１コート層
（２）と、第１コート層（２）の表面に被覆形成された
第２コート層（３）と、第２コート層（３）の表面に被
覆形成された第３コート層（４）とから構成されてい
る。
的に説明する。 （実施例）図１に本発明の一実施例の排ガス浄化用触媒
の要部拡大断面図を示す。この排ガス浄化用触媒は、コ
ーディエライトからなるハニカム形状の担体基材（１）
と、担体基材（１）表面に被覆形成された第１コート層
（２）と、第１コート層（２）の表面に被覆形成された
第２コート層（３）と、第２コート層（３）の表面に被
覆形成された第３コート層（４）とから構成されてい
る。
【００２９】担体基材（１）は、直径１４７×９５ｍ
ｍ、長さ１５０ｍｍ、セル数４００セル／ｉｎ2 、セル
壁厚０．１５ｍｍの容積１．７リットルのオーバル状ハ
ニカム担体である。下層の第１コート層（２）は、Ｔｉ
Ｏ2 から構成され、担体基材（１）１リットルに対して
５０ｇ、厚さ５０μｍに形成されている。
ｍ、長さ１５０ｍｍ、セル数４００セル／ｉｎ2 、セル
壁厚０．１５ｍｍの容積１．７リットルのオーバル状ハ
ニカム担体である。下層の第１コート層（２）は、Ｔｉ
Ｏ2 から構成され、担体基材（１）１リットルに対して
５０ｇ、厚さ５０μｍに形成されている。
【００３０】第２コート層（３）はＴｉＯ2 （３０）と
Ｐｔ（３１）とから構成され、担体基材（１）１リット
ルに対して５ｇ、厚さ１０μｍに形成されている。また
Ｐｔ（３１）は担体基材（１）１リットルに対して１．
５ｇ担持され、第２コート層（３）だけでは３０ｇ／Ｌ
の密度で担持されている。さらに最上層の第３コート層
（４）はゼオライトから構成され、担体基材（１）１リ
ットルに対して４５ｇ、厚さ５０μｍに形成されてい
る。
Ｐｔ（３１）とから構成され、担体基材（１）１リット
ルに対して５ｇ、厚さ１０μｍに形成されている。また
Ｐｔ（３１）は担体基材（１）１リットルに対して１．
５ｇ担持され、第２コート層（３）だけでは３０ｇ／Ｌ
の密度で担持されている。さらに最上層の第３コート層
（４）はゼオライトから構成され、担体基材（１）１リ
ットルに対して４５ｇ、厚さ５０μｍに形成されてい
る。
【００３１】第１コート層（２）は、ＴｉＯ2 粉末をス
ラリーとして担体基材（１）に付着させ、乾燥・焼成し
て形成されている。また第２コート層（３）は、予めＰ
ｔ（３１）が含浸担持されたＴｉＯ2 粉末をスラリーと
して第１コート層（２）表面に付着させ、乾燥・焼成し
て形成されている。さらに第３コート層（４）は、ゼオ
ライト粉末をスラリーとして第２コート層（３）表面に
付着させ、乾燥・焼成して形成されている。
ラリーとして担体基材（１）に付着させ、乾燥・焼成し
て形成されている。また第２コート層（３）は、予めＰ
ｔ（３１）が含浸担持されたＴｉＯ2 粉末をスラリーと
して第１コート層（２）表面に付着させ、乾燥・焼成し
て形成されている。さらに第３コート層（４）は、ゼオ
ライト粉末をスラリーとして第２コート層（３）表面に
付着させ、乾燥・焼成して形成されている。
【００３２】（比較例）図２に比較例の排ガス浄化用触
媒を示す。この排ガス浄化用触媒は、実施例と同様の担
体基材（１）と、担体基材（１）表面に形成された第１
コート層（５）と、第１コート層（５）表面に形成され
た第２コート層（６）とから構成され、第１コート層
（５）のみにＰｔが担持されている。
媒を示す。この排ガス浄化用触媒は、実施例と同様の担
体基材（１）と、担体基材（１）表面に形成された第１
コート層（５）と、第１コート層（５）表面に形成され
た第２コート層（６）とから構成され、第１コート層
（５）のみにＰｔが担持されている。
【００３３】下層の第１コート層（５）は、ＴｉＯ
2 （５０）とＰｔ（５１）とから構成され、担体基材
（１）１リットルに対して５０ｇ、厚さ５０μｍに形成
されている。またＰｔ（５１）は担体基材（１）１リッ
トルに対して１．５ｇ担持されている。下層である第１
コート層（５）だけでは３ｇ／Ｌの密度で担持されてお
り、実施例の１／１０である。
2 （５０）とＰｔ（５１）とから構成され、担体基材
（１）１リットルに対して５０ｇ、厚さ５０μｍに形成
されている。またＰｔ（５１）は担体基材（１）１リッ
トルに対して１．５ｇ担持されている。下層である第１
コート層（５）だけでは３ｇ／Ｌの密度で担持されてお
り、実施例の１／１０である。
【００３４】また最上層の第２コート層（６）はＴｉＯ
2 から構成され、担体基材（１）１リットルに対して５
０ｇ、厚さ５０μｍに形成されている。第１コート層
（５）は、予めＰｔ（５１）が含浸担持されたＴｉＯ2
粉末をスラリーとして担体基材（１）表面に付着させ、
乾燥・焼成して形成されている。また第２コート層
（６）は、ＴｉＯ2 粉末をスラリーとして第２コート層
（５）表面に付着させ、乾燥・焼成して形成されてい
る。
2 から構成され、担体基材（１）１リットルに対して５
０ｇ、厚さ５０μｍに形成されている。第１コート層
（５）は、予めＰｔ（５１）が含浸担持されたＴｉＯ2
粉末をスラリーとして担体基材（１）表面に付着させ、
乾燥・焼成して形成されている。また第２コート層
（６）は、ＴｉＯ2 粉末をスラリーとして第２コート層
（５）表面に付着させ、乾燥・焼成して形成されてい
る。
【００３５】（試験例）上記の構成の実施例及び比較例
の排ガス浄化用触媒を２．６リットル直噴ＤＥの排気系
にそれぞれ装着し、一定のエンジン回転数（２１６０ｒ
ｐｍ）で負荷を変更しながら、排ガス温度が３００℃の
条件で、サルフェート生成量とＳＯＦ浄化率をそれぞれ
測定した。結果を図３及び図４にそれぞれ示す。
の排ガス浄化用触媒を２．６リットル直噴ＤＥの排気系
にそれぞれ装着し、一定のエンジン回転数（２１６０ｒ
ｐｍ）で負荷を変更しながら、排ガス温度が３００℃の
条件で、サルフェート生成量とＳＯＦ浄化率をそれぞれ
測定した。結果を図３及び図４にそれぞれ示す。
【００３６】図３及び図４より、実施例の触媒は比較例
の触媒に比べてサルフェート生成量が低く、ＳＯＦ浄化
率が高いことがわかり、これは３層構成とし中央の第２
コート層（３）にのみＰｔを担持した効果であることが
明らかである。
の触媒に比べてサルフェート生成量が低く、ＳＯＦ浄化
率が高いことがわかり、これは３層構成とし中央の第２
コート層（３）にのみＰｔを担持した効果であることが
明らかである。
【００３７】
【発明の効果】すなわち本発明のディーゼル排ガス浄化
用触媒によれば、低温時に吸着・蓄積されたＳＯ2 が高
温時にサルフェートとなりにくい。したがって排ガス中
のＳＯ 2 をほとんどそのまま排出することができ、ＨＣ
及びＳＯＦのみを効率よく浄化することができるので、
低温から高温までパティキュレートの排出量を低減で
き、かつＨＣ及びＳＯＦ浄化の温度ウィンドウが拡大さ
れる。
用触媒によれば、低温時に吸着・蓄積されたＳＯ2 が高
温時にサルフェートとなりにくい。したがって排ガス中
のＳＯ 2 をほとんどそのまま排出することができ、ＨＣ
及びＳＯＦのみを効率よく浄化することができるので、
低温から高温までパティキュレートの排出量を低減で
き、かつＨＣ及びＳＯＦ浄化の温度ウィンドウが拡大さ
れる。
【００３８】また、触媒金属の酸化活性を失活させる
Ｐ、Ｓ、Ｚｎなどの被毒物質が第３コート層に吸着され
るため、触媒金属の酸化力の低下を防止することができ
る。したがって本発明の排ガス浄化用触媒では、従来に
比べて排ガスとの接触面積を小さくしても従来と同等以
上の浄化性能が得られるので、触媒容積を小さくするこ
とができ、軽量化及び配置スペース面で有利である。
Ｐ、Ｓ、Ｚｎなどの被毒物質が第３コート層に吸着され
るため、触媒金属の酸化力の低下を防止することができ
る。したがって本発明の排ガス浄化用触媒では、従来に
比べて排ガスとの接触面積を小さくしても従来と同等以
上の浄化性能が得られるので、触媒容積を小さくするこ
とができ、軽量化及び配置スペース面で有利である。
【図１】本発明の一実施例の排ガス浄化用触媒の要部を
示す模式的説明図である。
示す模式的説明図である。
【図２】比較例の排ガス浄化用触媒の要部を示す模式的
説明図である。
説明図である。
【図３】実施例と比較例の排ガス浄化用触媒のサルフェ
ート生成量を示すグラフである。
ート生成量を示すグラフである。
【図４】実施例と比較例の排ガス浄化用触媒のＳＯＦ浄
化率を示すグラフである。
化率を示すグラフである。
１：担体基材 ２：第１コート層
３：第２コート層 ４：第３コート層 ３０：ＴｉＯ2
３１：Ｐｔ
３：第２コート層 ４：第３コート層 ３０：ＴｉＯ2
３１：Ｐｔ
Claims (1)
- 【請求項１】 ハニカム形状の担体基材と、該担体基材
のセル壁表面に形成され触媒金属を担持しない第１コー
ト層と、該第１コート層の表面に形成され触媒金属を担
持した第２コート層と、該第２コート層の表面に形成さ
れ触媒金属を担持しない第３コート層と、からなること
を特徴とするディーゼル排ガス浄化用触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9008637A JPH10202111A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | ディーゼル排ガス浄化用触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9008637A JPH10202111A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | ディーゼル排ガス浄化用触媒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10202111A true JPH10202111A (ja) | 1998-08-04 |
Family
ID=11698474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9008637A Pending JPH10202111A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | ディーゼル排ガス浄化用触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10202111A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11156159A (ja) * | 1997-09-25 | 1999-06-15 | Mazda Motor Corp | 排気ガス浄化装置、排気ガス浄化材及び排気ガス浄化材の製造方法 |
| JP2002346396A (ja) * | 2001-05-25 | 2002-12-03 | Nissan Motor Co Ltd | 排気ガス浄化触媒 |
| JP2007315274A (ja) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2012515085A (ja) * | 2009-01-16 | 2012-07-05 | ビー・エイ・エス・エフ、コーポレーション | 一酸化炭素及び炭化水素変換のための層構造を有するディーゼル酸化触媒複合体 |
| WO2012133055A1 (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-04 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化触媒 |
-
1997
- 1997-01-21 JP JP9008637A patent/JPH10202111A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11156159A (ja) * | 1997-09-25 | 1999-06-15 | Mazda Motor Corp | 排気ガス浄化装置、排気ガス浄化材及び排気ガス浄化材の製造方法 |
| JP2002346396A (ja) * | 2001-05-25 | 2002-12-03 | Nissan Motor Co Ltd | 排気ガス浄化触媒 |
| JP2007315274A (ja) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2012515085A (ja) * | 2009-01-16 | 2012-07-05 | ビー・エイ・エス・エフ、コーポレーション | 一酸化炭素及び炭化水素変換のための層構造を有するディーゼル酸化触媒複合体 |
| WO2012133055A1 (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-04 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化触媒 |
| JP2012206005A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化触媒 |
| AU2012234607B2 (en) * | 2011-03-29 | 2015-04-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification catalyst |
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