JPS58174236A - 排ガス中のパ−テイキユレ−ト浄化用触媒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 がス中の／臂一ティキ．レートを燃焼せしめるだめの触
媒に関し、嗟に詳しくは・母御ティキ，レート捕促体乃
至浄化体に捕捉されたノ９−ティキ，レートを低温で燃
焼させることができる、排ガス中の／ｆ−ティキュレー
ト浄化用触媒Ｋｌ％ｌする。

近年、排ガス中の・譬一ティキ．レート、特にディーゼ
ルエンジン排がスより排出される／９−ティキュレート
（煤などの炭化物の微小粉体）が、ペンツピレン等の発
癌性物質を含むことが明らかになったことから公害上問
題視され、その排出に対する規制が行なわれようとして
いる。

従来、かかるノ譬ーティキ．ーレートの捕捉のために、
セラミックハニカム、セラミ，クツオーム、金属ワイヤ
ー充填系、アルミナ等の（レット状担体充填系などの捕
捉体の使用が提案されているが、たとえこれらの捕捉体
によって／中ーティキュレートが効果的に捕捉できたと
しても、その堆積により目づまりを起してしまうため、
定期的にその堆積物の廃棄もしくは高温処理による燃焼
除去を行なう必要がある。

しかしこれらの方法のうち、前者は煩帷でまた効果的な
除去は不可能であり、かつ公害上間噛がある。後者は７
００℃近い温度に上昇さぜる必費があり、またその燃焼
により捕捉体自身に対して好ましくない熱衝撃を与え、
その劣化を促進させるおそれがある０ｗ！に、不完全燃
焼により一酸化炭素などの有毒ガスを発生させる危険も
ある。このため・臂−ティキュレート捕捉体乃至浄化体
に捕捉され九・ヤーティ午ユレートをより低温度で効率
よく燃焼させることが要望されていた。

本発明は、捕捉された・ダーティキュレ−１・が捕捉体
自身に熱衝撃を与えないような低温において燃焼させる
ことを可能とする新規触媒に関するものである。

従来、ガソリンエンジン排ガスの接触酸化により、有害
とされているＮＯｘ、−酸化炭素、炭化水素＊ｔ−転化
させるための貴金属触媒（白金、）臂うノウムなど）は
知られている。しかし、この種の触媒の作用機構は本発
明に係る。、ｚ＃−ティキュレート浄化用触媒の作用と
は全く異、仝るものでおり、例えばガソリンエンノン排
ガス浄化用触媒として最も有効であることが知られた白
金触媒を使用して一／ｌ−ティキュレートを効果的に燃
焼処理し侍ない。

本発明に係る・譬−ティキュレート浄化用ヤ媒は、上述
したように・ｆ−ティキュレートを低温度で炉部させ得
るので、セラミックハニカムやセラノ。

り多孔体等よりなるｐ４−ティキュレート捕捉体乃至浄
化体に本発明触媒を担持させることにより、排ガス中の
・９−ティキュレートを確実に捕捉すると共に、より低
温で／ヤーティキ、レートを触媒燃焼（再生）すること
ができ、このため燃焼のエネルイーも少くてすみ、かつ
、捕捉体乃至浄化体の寿命を伸ばすことができる。ｉ九
場合によっては／臂−ティキ、レートの燃焼温度を排ガ
ス温度まで下げることができるので、排ガス中の／ＩＦ
−ティキ。

レートを捕捉すると同時に燃焼させることもでき、これ
により捕捉体乃至浄化体の目づまりをなくして再生操作
を不要にし、少なくともひんばんに再生操作を行なう必
費、、をなくすことができる、１！に、・ぐ−ティキュ
レートの燃焼の際に一酸化炭素等の有毒ガスが発生する
のを防止することも可能となるなど、楕々の利点を有す
る。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

本発明に保るパーティキュレート浄化用触媒は、パナノ
ウムおよびパナソウム化合物から凋ばれる少なくとも１
つからなる。また、パナゾウムおよびパナノウム化合物
から選ばれ九少なくとも１つ（ａ）を−成分とし、これ
に６）アルカリ金属、銀、マグネシウム、ランタン、ス
ズ、アンチモン、クロム、モリブデン、マンがン、鉄、
コバルト、二。

ケル、ルテニウム、白金およびそれらの化合物がら慮ば
れた少くとも１つの成分を組合わせるこ°とにより一に
・臂−ティキュレートの燃焼温度の低減化を可能とした
触媒にすることもできる。

ここで、パナノウムおよびパナノウム化合物としては、
金属パナノウム、パナゾン酸アンモニウム、二１化パナ
ノル、オキシ三堪化パナノウム、−酸パナノル、五酸化
パナゾウム、三酸化パナノウム、二堪化パナノウム、三
塩化パナノウム、四１化パナノウム、パナノン酸リチウ
ム、パナソン酸ナトリウム、パナゾン酸カリウム、およ
びこれらの酸化物・焼成物などが挙げられ、これらの１
本発明になる触媒は、上記／ヤナゾウム成分単独で充分
効果を発揮しつるが、更にこれを一成分の低温燃焼化を
効果的に図ることができる。ここで、（ｂ）成分の具体
例は、アルカリ金属（リチウム、ナトリウム、カリウム
等）、銀、マグネシウム、ランタン、スズ、アンチモン
、クロム、モリブテン、マンがン、鉄、コバルト、ニッ
ケル、ルテニ、＾゛ ラム、白金およびそれらの化合物であり、化合物の種類
としては、酸化物、硝酸塩、ハロダン化物、カルダン酸
塩、亜硫酸基、硝酸塩、リン＃Ｉ！壇などがあげられる
。その中でも酸化物が好ましく用いられる。なお、上記
（ｂ）成分のうちでは、アンチモン、アルカリ金属類、
モリブデン、鉄、クロム、スズ、ルテニウム、白金、ラ
ンタンが好ましい。

本発明にお、いて、上記（ａ）成分と（ｂ）成分とを組
合わせる場合、その使用する割合は特に制限されず任慧
の割合で組合わせて用いられ得るが、上記（ａ）成分と
（ｂ）成分のモル比としては、９．５１０．５〜１／９
、特に８／２〜４Ａの範囲で組合わせることが好ましく
、この範囲のモル比で非常に効率のよい／や一ティキ、
レートの低温燃焼処理が可能となる。

更に、上述の触媒系、即ち（ａ）成分単独系もしくは（
亀）成分と（ｂ）成分との組合わせ系に対し、その担体
として固体酸を用いる事も可能で、この場合同体管とし
ては、プレンステ、ド酸もしくはルイス酸の特性を示す
２つ以上の金属の複合酸化物が好ましく用いられる。

具体的には、固体酸として、チタニアと酸化飼、マグネ
シア、酸化亜鉛、酸化カドミウム、アルミ力、シリカ、
ジルコニア、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化鉄などの１種
又は２種以上との組合せ、酸化亜鉛とマグネシア、アル
ｉす、シリカ、ジルコニア、酸化鉛、酸化ア／チモ／１
、酸化ビスマスなどのｌ楕又は２種以上との組合せ、ア
ルミナとマグネ７ア、酸化ホウ素、ジルコニア、酸化ア
ンチモン、酸化ビス１ス、ボリアなどの１檀又は２撞以
Ｅとの組合せ、シリカとマグネシア、酸化カルシウム、
酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化ガリウム、ア
ルζす、酸化イツトリウム、酸化ランタニウム、ジルコ
ニア、酸化カドオウムなどの１種又は２種以上との組合
せ等が例示される。なお、上記組合せは、その１種の組
合せを用いてもよく、マえ上記組合せの２種以上をｌ！
に組合せて使用してもよい、上記の組合せのうちでは、
チタニア−アルきす、チタニア−シリカ、チタニアーソ
ルコニア、シリカ−アルミナ、シリカ−ジルコニア、又
はこれらの組合せが好適に使用され得る。

上述し九酸化物を組合せて用いる場合、その併用割合＃
′ｉ％Ｋ１１１Ｊ＠されないが、チタニア、アルミ力、
シリカ、ジルコニア、酸化亜鉛を固体酸中に５−９５モ
ル饅含有するようＫすることが好ましい。

なお、触媒の一体酸に対する付着方法は任意の方法が採
用される。

本発明の触媒は、適宜の担体、例えばセラミ。

クツオーム、セラミ、クハニカム、金属ワイヤー充填系
、アルミ力等の担体ペレット充填糸などの捕捉体上に層
を形成することにより使用することができる。ま九、固
体酸を用いる場合、−例をあげればこれらの捕捉体内表
面にそのま１、もしくはｒ−アルミナ、シリカ、マグネ
シア、チタニア等の酸化物の層を形成した後、固体酸層
を形成し、その層上に触媒を付着させる方法がとられる
。

好ましい捕捉体としてはセラミックフオームがあげられ
るが、その具体例をあげれば、内部連通空間が１インチ
当り６〜１５０個の割合で形成されており、またその嵩
比重が０．２５−１．０の範囲にあるものである。これ
らのセラミックフオームは１つだけ望ましい大きさのも
のを配設することも可能であるが、複数個のものを組合
わせて用いることもできる０例えば、内部連通空間の粗
なものから密なものに順次積層し、構成することもでき
る。勿論、触媒の付着方法も、必要に応じ変化させても
よい。

ま九、本発明の触媒は１．公知の触媒、例えばガソリン
エンツノ排ガス用の触媒（責金禰などを富有するものも
しくはしないもの）と組合わせて一層効果的に使用する
こともできる。

本発明の触媒が担持された捕捉体乃至浄化体は、エンシ
ン等の排ガスの所定の流路に配置して使用するもので、
エンジン等からの排ガスはその流路の途上に配置された
捕捉体乃至浄化体の排がス流路を通過し、その通過の間
において排がス中の煤やペンツピレン等のｔ４−ティキ
ュレートが良好に捕捉されると共に、捕捉された・臂−
ティキュレートは本発明触媒の作用により、触媒を用い
ない場合よりも２００〜３００℃Ｓｔ低い温度で完全撚
部する。

なお、本発明の触媒は、自動車用エンジンの排がスのみ
ならず、耕うん機、船舶、列車等の運輸礒関のエンシン
、産業用エンジン、−に燃焼炉、がイラーなどの・母−
ティキュレート除去用として使用することができる。

以下、実施例と比較例を示し、本発明を更に具体的に説
明する。

〔実施例１〕 パナソン酸アンモニウム（ＮＨ４ＶＯ，）　０．４３５
．９（３，７ｍ　　ｍｏｔ）を１０ｄビーカーに入れ、
純水４ｄ。

蓚酸１．Ｏｌを加え、溶解した。

この溶液に１触媒の担体であるシリカ−アルミナ（シリ
カ／アル（す＝　８５／１５　（％ル比））０．５　Ｎ
　ヲ加、ｔ、ホットグレート上、ガラス棒で攪拌し、約
１ｏ分間かけ乾固した。

次いで２００Ｃで１２０分間真空乾燥し、その後電気炉
中で７０ｏ℃、３０分暁成した。このようにして得た担
体上に担持された触媒とディーゼルエンシン排ガスより
補集したノヤーティキ、レートとを重量比ｌ：ｌで混合
し、熱重量測定装置を用いてその燃焼挙動を測定した。

試験条件は、試料重量が４０〜、空気の供給量が０．５
　ｔ／ｍｉｎ　、昇温速度が２　（Ｌ℃／ｍｉｎであり
、重１減少曲線から燃焼温度を求めた。その結果、燃焼
温度は、４３７℃であった。

比較のため、同様な実験をパナゾウム成分が存在しない
系でくり返したが、・譬−ティキュレートの燃焼温度ｌ
ｌ１６３５℃であった。

〔実施例２〕 実施例１とほぼ同じ手法で、ただし、触媒成分として、
パナゾン酸アンモニウム（ＮＨ４ＶＯ３）０．３２６１
１（２，７８ｍｍｏｚ）と１化マンがＡＭｎＣ１２・４
Ｈ２０）０、１８４１　（０，９２ｍｍｏｔ）を用い、
また担体としてシリカ−アル電す０．５１を用いて触媒
を調製し、ディーゼル・ヤーティキ、レートの燃焼実験
を行なりた０ その結果、ノ母−ティ午ユレートの燃焼温度は３９１℃
であり、マンガン化合物を組合わせることによりパナゾ
ウム単独系に比べ著しく燃焼温度の低減効果があること
が分つ友。

〔実施例３〜１６〕 実施例２と同様圧して、ただしパナゾン酸アンモニウム
と第１表に示す化合物との組合わせにより触媒を調製し
、ノ９−ティキ、レートの燃焼実験を行なった。いずれ
も、第１表に示し走化合物がパナゾウム触媒単独系に比
べ燃焼温度の低減効果があることが明らか□になった・ 第１表 〔実施例１７〕 １インチあた９２０個の内部連通空間を有するコージラ
イト材質のセラミックフオーム（断面力９．５１の円、
長さ１０３の円柱状）を７４ナゾン酸アンモント塩化マ
ンプン（モル比ハ３　：　１　）ｔ−１５重量襲含む水
溶液に浸した。溶液から取出し、余分な溶液を遠心分離
機で除き乾燥した後、空気下、７００℃で３０分間焼成
した。

このセラミックフオームをディーゼルエンシン（秦）の
排気口から１．５ｍの所に取付け、回転数毎分９００回
、トルク８．９ユ・ｍの条件で３０分走行させた所、３
５Ｉのディーゼル／４−ティキュレートが捕捉された。

セラミックフオームの中心部から約２１角の立方体を切
り出し、熱重量測定装置で・ぐ−ティキュレートの燃焼
温度を測定した所、その値は３８５Ｃであっ九。

比較の九め、触媒を担持していないセラミックフオーム
につき、同様の実験を行なった所、燃焼温度は６５０℃
であった。

上記のように、パナノウムーマンガン触媒はセライ、り
に担持し九場合も、ディーゼル・譬−ティキュレートの
燃焼温間低下に大きな効果を示すことがわかった。

（（転）いすずジエミニ、排気ｊｌｌ１８００ａ。

出願人　　ブリデストンタイヤ株式会社代塩入　弁理士
　小　島　隆　司 ｌ　　　弁理士　高　畑　端　世

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　バナジウムおよびバナジウム化合物から選ばれる少
   くとも１つからなることを％徴とする排がス中の・９−
   ティキュレート浄化用触媒。 ２（１）　　バナジウムおよびバナジウム化合物から選
   ばれる少くとも１つと、 （ｂｌ　　アルカリ金属、鋏、マグネシウム、ランタン
   、スズ、アンチモン、クロム、モリ！デン、マンがン、
   鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、白金およびそれ
   らの化合物から選ばれる少くとも１つとを組合わせてな
   ることを特徴とする排ガス中の・豐−ティキュレート浄
   化用触媒。