JPS61149221A - デイ−ゼルパテイキユレ−ト捕集用フイルタ - Google Patents

デイ−ゼルパテイキユレ−ト捕集用フイルタ

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JPS61149221A
JPS61149221A JP59271487A JP27148784A JPS61149221A JP S61149221 A JPS61149221 A JP S61149221A JP 59271487 A JP59271487 A JP 59271487A JP 27148784 A JP27148784 A JP 27148784A JP S61149221 A JPS61149221 A JP S61149221A
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JP
Japan
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filter
platinum group
supported
sulfate
base material
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Pending
Application number
JP59271487A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshitsugu Ogura
義次 小倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP59271487A priority Critical patent/JPS61149221A/ja
Publication of JPS61149221A publication Critical patent/JPS61149221A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 、本発明はディーゼル機関から排出される微粒子を捕集
するためのディーゼルパティキュレートフィルタに関す
るものである。
〔従来技術〕
自動車の内燃機関がディーゼル機関である場合は、不完
全燃焼すると主としてカーボン、炭化水素等が発生し、
これらのものが微粒子となって大気中に放出されると環
境上問題を生ずることに彦る。そのため従来より排ガス
中の微粒子を除去または最少限にするために微粒子を適
切なフィルタによって捕集することが行われている。し
かしながらフィルタの微粒子捕捉容量が飽和点近くに達
すると背圧が上昇して排ガスの排出性が低下し、エンジ
ンに悪影響を与えることになる。そこで捕集された微粒
子を定期的に燃焼してフィルタを再生する必要がある。
再生方法としてはヒータ、バーナ等の外部着火手段を用
いて燃焼するか、燃料の軽油中に燃料添加剤、例えばM
n、 Cu、 Mg、 Sn、 Pb等の金属単体を加
えておきその触媒効果によって燃焼させるか、あるいは
燃焼室に入る空気量を絞ることによね排気温度を高めて
燃焼させる方法が提案されているが、再生をより確実に
するためにはフィルタに触媒を担持することが好ましい
とされており、担持触媒としては通常、白金(Pt )
、パラジウム(Pd)  ロジウム(Rh)等の白金族
系触媒が比較的硬れているとされている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし白金1−4触媒はディーゼル排ガス中に多く含ま
れる二酸化硫黄(80,)を酸化して8Q。
を生ずる。このSO3は排気ガス中の水蒸気と反応して
硫酸となったり、排気ガス中に存在するOa、 Zn、
 Ba等の金属成分と反応して硫酸塩を生じ微粒子と共
に排出されるので環境上好ましくなく、微粒子捕集率測
定の際には計測器に捕捉されて捕集率低下となって現わ
れる。
この問題を解決する方法としては白金族触媒の表面を無
機質の薄膜で被覆する方法、フィルタ上流側のみに白金
族触媒を担持する方法が提案されていて、サルフェート
の抑制効果は認められるもの\、第一の方法では再生の
際の着火性や燃焼伝播性の面で満足なレベルに達してな
い。
そればかりでかくフィルタ全体に白金族元素を担持する
ため高価格になり易い。また第二の方法では着火性は良
いが燃焼伝播性が低下し、再生が完全に行われにくい。
本発明は上記従来の問題を解決するためのもので、フィ
ルタの上流側と下流側で担持触媒を変えることにより、
サルフェートの生成がなく、かつ着火性、燃焼伝播性の
よいパティキュレート捕集用フィルタを提供しようとす
るものである。
〔問題を解決するための手段〕
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
、フィルタ基材の全体にCu、La。
Mg、 Mn、 Znから々る卑金属群のなかの一種以
上を担持し、さらにフィルタ基材の全長に対し、上流側
10ないし50チの部分に一種以上の白金族金属を担持
したことを特徴とするものである。
〔作  用〕
Pt、 Pd、 Rh等の白金セに金属は通常の排ガス
浄化触媒に用いられ、Cu、 La、 Mg、 Mn、
 Zn。
Or、Ni、V等の卑金属も性能又は耐久性において劣
るが白金族金属と併用され、実用化されつ\ある。但し
、■は酸化力は強いがサルフェート抑制効果がなく、N
iは貴金属の触媒効果を損う上、カーボン微粒子を燃焼
させる程の効果がなく、Orは貴金属の触媒効果を損う
等の問題を有しており、上記の卑金属の中から、サルフ
ェート抑制効果のあるCu、 La、 Mg、 Mn、
 Znのうちの一種以上を選択し白金族金属と併用する
こと処した。そして上流側に白金族金属と卑金属とを担
持し、下流側に卑金属のみを担持することにより白金族
金属による着火性と卑金族金属による燃焼伝播性を有効
に利用できフィルタの再生が容易になる。そして白金族
金属と卑金属との共存により白金族金属と二酸化硫黄と
の反応を抑制し、サルフェート生成による捕集率低下を
防止する。
彦お白金族金属の担持部分が上流側端面から10%以下
では燃焼が不十分となりso1以上ではサルフェートの
低減効果が少いので10ないし50チとした。
本発明におけるフィルタ基体は通常のこの種のディーゼ
ル機関用フィルタに用いられるもの、例えばセラミック
フオームフィルターやセラミック質ハニカムフィルター
等が用いられる。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
実施例1 市販の直径100關、長さ100闘の筒状コー物質を、
ハニカムを構成する各セルの大ガス側端部または出ガス
側端部のいずれかに、いわゆる市松模様となるように交
互に充填し、120℃で2時間乾燥、140℃で4時間
焼成してハニカムフィルタを得た。次にこのハニカムフ
ィルタをγ−アルミナ粉末、アルミナゾル、硝酸アルミ
ニウム、蒸溜水から々るスラリー中に浸漬し、引き上げ
て余分の液滴を吹き払い、120℃で3時間乾燥、70
0℃で5時間焼成してセル内にγ−アルミナコート層を
形成させた。次にこのフィルタを0.3モル/lの硝酸
調水溶液に1分間浸漬し、引き上げて余分の液滴を吹き
払い、120℃で3時間乾燥、600℃で3時間焼成し
た。この操作を3回繰返してフィルタ容積11当り約1
0gの酸化銅(Our)がフィルタ全体に担持されたハ
ニカムフィルタを得た。
次にこのフィルタを蒸溜水中に5分間浸漬して吸水処理
を行かい、[1,157gのパラジウムを含む塩化パラ
ジウム水溶液中にフィルタの片側端面より1owsの部
分のみを1時間浸漬し、120℃で3時間乾燥、500
℃で1時間焼成した。
この操作によりフィルタの上流側10%の部分に上記C
uOのほかに1e当ね2gのPdが担持され、それより
下流側の部分にはOuOのみが担持されたハニカムフィ
ルタ人を得た。また上記と同様の操作でPdの担持部分
のみを25m1及び501罵に拡げたハニカムフィルタ
B、Oを得た。
比較例1 実施例1と同様の操作でγ−アルミナを被覆したハニカ
ムフィルタを製作し、OuOの担持は行なわずにフィル
タ全体に容積11当り2gのPdを担持したハニカムフ
ィルタDを得た。
ガお下記の比較例2.!1を含めて、ハニカムフィルタ
の寸法、γ−アルミナ被覆処理、吸水処理、触媒担持処
理等はすべて実施例1と同様にした。
比較例2 Pdの担持部分でフィルタ上流側25チとした以外は比
較例1と同様なフィルタEを得た。
比較例6 比較例1と同様にフィルタ全体に29/lのPdを担持
した後、さらにこのフィルタを25重量%の硝酸アルミ
ニウム水溶液中に浸漬し、引上げて余分の液滴な吹き払
った後、120°Cで3時間乾燥、600℃で2時間焼
成し、全体にパラジウムが担持され、その表面を10重
量%のアルミナ薄膜で被覆したハニカムフィルタFを得
た。
試験例1 上記の実施例及び比較例のフィルタA−F’を排気量2
.21の渦流室式ディーゼルエンジンの排気弁に取りつ
け、2000r、plm 、)#り11.51cgam
フィルタ入ガス温度450℃の条件下で捕集率の測定を
行なった。なお運転は45時間行ない、その間1時間毎
にフィルタの入口及び出口に設は内径10mm51の排
ガスサンプリングパイプから夫々1001の排ガスを採
取し、(11μmのミクロフィルタで排ガス中のカーボ
ン微粒子寡捕捉シて、排ガス1ぜ中に含まれるカーボン
微粒子量を求め、フィルタのガス入口側と出口側のカー
ボン微粒子量の差から捕集率を求めた。その結果を後に
述べる試験例2の結果とともに下記の表に示す。
実施例2 再生試験用として、市販の直径30111、長さ501
111の円筒状コージェライト質ハニカム構造体を使用
した以外は、実施例1と同一の操作でセル内にγ−アル
ミナ被覆層を形成し、更にフィルタ全体に109/lの
OuOを担持した。次に実施例1と同一の方法で上流側
10%、25%。
50%の部分にPdを担持し乾燥、焼成を行なった。こ
の操作で上流側10%、25%、50チの部分に29/
lのPdと10g/lの0uO1それより下流側にはO
uOのみが担持されたフィルタr、  B′、 dを得
た。。
比較例4 実施例2と同一形状の7・二カムフィルタを製作し、セ
ル内にγ−アルミナ被覆層を形成した後、フィルタ全体
に2 g/lのPdを担持したフィルタdを得た。
比較例5 比較例4のPd担持部分を上流側25%とした以外はフ
ィルタD′と同様にしてフィルタyを得た。
比較例6 ハニカム構造体の寸法を直径30關、長さ501111
とした以外は比較例3と同様にしてハニカムフィルタV
を得た。
試験例2 実施例2及び比較例4〜6のハニカムフィルタA−Fを
排気量2.21の渦流室式ディーゼルエンジンの排気系
に取りつけ、2000r、p、m。
トルク3kg・mで3時間、微粒子を捕集した。
このときの微粒子捕集量はフィルタ1ヶ当り145〜C
Lssgであった。
このフィルタを評千図に示すような燃焼装置に取りつけ
、70チ以上の燃焼率が得られるフィルタ端面加熱温度
(再生可能温度)を求めた。
その結果を下記の表に示す。なお、姓ヰ図中、1はハニ
カムフィルタテストピース、2は整流用モノリス担体、
3はヒータ、4は電気炉を示し、図示されてない混合ガ
ス発生装置から送られ、電気炉4.4で加熱された0、
10チ、N、9Qチの混合ガスにより、ハニカムフィル
タテストピース1を余熱しヒータに通電してヒータ端面
を加熱する。
表から従来のように白金族金属をフィルタ全面に担持す
る(フィルタD)と捕集率が著しく低下すること、また
Pdのみを上流側に担持する方法(フィルタE)やPd
表面をアルミナ薄膜で覆う方法(フィルタF)では再生
性能が低下しζサルフェート抑制効果も不十分であるこ
とがわかる。なおりの捕集率がマイナスの値を示してい
るのはサルフェートの排出量が極めて高く、カーボン微
粒子として計測されたためである。
これに対し本発明では上流部にPdと共にOuOを担持
することKより着火性を確保し、下流部に担持し苑Ou
Oで燃焼を継続し再生可能温度を大幅に低下させ、かつ
フィルタ端面部のみにPdを担持する効果と、Pd K
よるサルフェート生成をOuOで抑制する効果の両者に
より、大幅力サルフエート低減が可能とがっていること
が上記の捕集率と再生温度のデータから確認される。な
お本実施例では開示してないが0uOO代りK La、
 Mn、 Mg、 Znのいずれの卑金属でも同様な抑
制効果と、再生性能の改良結果が認められた。
〔発明の効果〕
上記の説明から明らかなように本発明フィルタは白金族
金属を上流側に担持し、卑金属を全体に担持することに
より、サルフェートの生成より、製造コストが節減され
た。
【図面の簡単な説明】
図は再生性能評価に用いた実験装置の模式図を表わす。 図中、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. フィルタ基材の全体にCu、La、Mg、Mn、Znか
    らなる卑金属群のなかの一種以上を担持し、さらにフィ
    ルタ基材の全長に対し、上流側10ないし50%の部分
    に一種以上の白金族金属を担持した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。
JP59271487A 1984-12-22 1984-12-22 デイ−ゼルパテイキユレ−ト捕集用フイルタ Pending JPS61149221A (ja)

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JP59271487A JPS61149221A (ja) 1984-12-22 1984-12-22 デイ−ゼルパテイキユレ−ト捕集用フイルタ

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ID=17500729

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JP (1) JPS61149221A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5100632A (en) * 1984-04-23 1992-03-31 Engelhard Corporation Catalyzed diesel exhaust particulate filter
US5108977A (en) * 1987-03-31 1992-04-28 Kabushiki Kaisha Riken Catalyst for cleaning exhaust gas
US5746793A (en) * 1996-01-16 1998-05-05 Morton International, Inc. Reinforced ceramic air bag filters
JP2011218294A (ja) * 2010-04-09 2011-11-04 Denso Corp 排ガス浄化フィルタ及びその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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