JP5000221B2 - Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification device - Google Patents
Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5000221B2 JP5000221B2 JP2006193937A JP2006193937A JP5000221B2 JP 5000221 B2 JP5000221 B2 JP 5000221B2 JP 2006193937 A JP2006193937 A JP 2006193937A JP 2006193937 A JP2006193937 A JP 2006193937A JP 5000221 B2 JP5000221 B2 JP 5000221B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- exhaust gas
- gas purification
- nox
- hours
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
本発明は、内燃機関から排出される排ガスの浄化に用いられる排ガス浄化触媒、及び、この排ガス浄化触媒を備えた排ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification catalyst used for purification of exhaust gas discharged from an internal combustion engine, and an exhaust gas purification device including the exhaust gas purification catalyst.
自動車をはじめとする内燃機関から排出される各種の排ガス中には、水や二酸化炭素とともに、一酸化窒素や二酸化窒素等の窒素酸化物(以下、NOxという)が含まれている。このNOxは、大気汚染や酸性雨、光化学スモッグ等の原因となるばかりでなく、人体の呼吸器系や神経系への影響が懸念されている。このため、排ガス中の窒素酸化物を効率良く除去する技術の開発が望まれている。 Various exhaust gases discharged from internal combustion engines such as automobiles contain nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx) such as nitrogen monoxide and nitrogen dioxide together with water and carbon dioxide. This NOx not only causes air pollution, acid rain, and photochemical smog, but is also concerned about the effects on the human respiratory system and nervous system. For this reason, development of the technique which removes the nitrogen oxide in waste gas efficiently is desired.
特に、酸素が過剰の状態で燃焼が行われるリーンバーン運転時には、NOxの発生が問題となるため、酸素過剰雰囲気下でのNOxの除去技術として、排ガス中に存在する未燃炭化水素を還元剤として用いたNOx還元技術が提案されている(非特許文献1及び2参照)。この技術によれば、アンモニアや尿素等の排ガス成分以外の成分を還元剤として新たに添加する必要が無く、排ガス中の未燃炭化水素を利用するか、又は、新たに炭化水素を添加することで行えるため有効である。
In particular, during lean burn operation in which combustion is performed in a state where oxygen is excessive, generation of NOx becomes a problem. Therefore, as a technique for removing NOx in an oxygen-excess atmosphere, unburned hydrocarbons present in exhaust gas are used as a reducing agent. NOx reduction technology used as a
上記NOx還元技術に用いられるNOx還元触媒としては、貴金属触媒、アルミナ担持触媒、ゼオライト触媒等、さまざまな種類のものが研究、開発されている。オールリーン領域で用いられるNOx還元触媒としては、Pt、Pd、Rh、Ir等の貴金属を含む貴金属系NOx還元触媒が挙げられる。これらのうち、Pt系触媒が最も良く知られているが、炭化水素の酸化性能が高いためにNOxとの選択性が悪く、NOx浄化性能は低い(特許文献1参照)。さらには、NOx浄化温度域が狭いという問題も有している。 Various types of NOx reduction catalysts used in the NOx reduction technology have been researched and developed, such as noble metal catalysts, alumina-supported catalysts, and zeolite catalysts. Examples of the NOx reduction catalyst used in the all-lean region include noble metal-based NOx reduction catalysts containing noble metals such as Pt, Pd, Rh and Ir. Among these, Pt-based catalysts are best known, but because of their high hydrocarbon oxidation performance, their selectivity with NOx is poor and their NOx purification performance is low (see Patent Document 1). Furthermore, there is a problem that the NOx purification temperature range is narrow.
また、遷移金属や12、13族元素からなる金属(例えば、Ag、Cu、Fe、Co、In、Ga)を含む触媒は、NOx浄化温度域が広いうえNOxとの選択性が高いため、高いNOx浄化性能を発揮することが期待されている(特許文献2参照)。
In addition, a catalyst containing a transition metal or a metal composed of a
しかしながら、上記の遷移金属や12、13族元素からなるNOx還元触媒は、触媒活性点がカチオン性を帯びるため、低温使用時に排ガス中に含まれる芳香族系有機化合物が吸着し、経時により性能が低下してしまうという問題がある(図10参照)。この問題に対しては、触媒に熱を加えて再生処理することで触媒表面の吸着した芳香族系有機化合物を除去し、NOx浄化性能を回復させることができる。ただし、その一方では、再生処理による燃費のロスや制御システムの複雑化といった新たな問題が生じてしまう。
However, NOx reduction catalysts composed of the above transition metals and
また、吸着した芳香族系有機化合物による経時劣化の問題に対しては、上記の遷移金属や12、13族元素からなるNOx還元触媒に貴金属を添加することにより、吸着した芳香族系有機化合物を燃焼させて経時劣化を回避することができる。しかしながら、この場合には、NOxを還元する炭化水素まで燃焼してしまうため、NOx浄化性能が低下してしまう。
In addition, with respect to the problem of deterioration with time due to the adsorbed aromatic organic compound, the adsorbed aromatic organic compound can be reduced by adding a noble metal to the NOx reduction catalyst composed of the transition metal or the
さらには、上記の遷移金属や12、13族元素からなるNOx還元触媒にCeを添加することで、炭化水素の燃焼を促進できることが知られており、例えば、AgとCeとを混合する方法が提案されている(特許文献3、4参照)。
しかしながら、上記特許文献3及び4に記載された方法では、Ag系触媒のみを用いたときのNOx浄化性能よりも低い浄化性能しか得られない。即ち、高いNOx浄化性能を経時で維持できる触媒については、これまでのところ知られてはいない。従って、NOx浄化性能を低下させることなく、経時における浄化性能の低下を抑制できる触媒の開発が望まれている。
However, in the methods described in
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、経時劣化することなく高いNOx浄化性能を維持できる排ガス浄化触媒を提供することにある。また、このような排ガス浄化触媒を備えた排ガス浄化装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purification catalyst capable of maintaining high NOx purification performance without deterioration over time. Moreover, it is providing the exhaust gas purification apparatus provided with such an exhaust gas purification catalyst.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、触媒担体と、この触媒担体上に形成されたNOx還元触媒からなる第1コート層と、この第1コート層上に形成されたNOx還元触媒とセリウム含有酸化物との混合物からなる第2コート層と、を有する排ガス浄化触媒によれば、経時劣化することなく高いNOx浄化性能を維持できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。 The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above problems. As a result, a first coat layer comprising a catalyst carrier, a NOx reduction catalyst formed on the catalyst carrier, and a mixture of the NOx reduction catalyst and cerium-containing oxide formed on the first coat layer. According to the exhaust gas purification catalyst having two coat layers, it has been found that high NOx purification performance can be maintained without deterioration over time, and the present invention has been completed. Specifically, the present invention provides the following.
(1) 内燃機関から排出される排気ガスの浄化に用いられる排ガス浄化触媒であって、触媒担体と、この触媒担体上に形成されたNOx還元触媒からなる第1コート層と、この第1コート層上に形成されたNOx還元触媒とセリウム含有酸化物との混合物からなる第2コート層と、を有する排ガス浄化触媒。 (1) An exhaust gas purification catalyst used for purification of exhaust gas discharged from an internal combustion engine, comprising a catalyst carrier, a first coat layer comprising a NOx reduction catalyst formed on the catalyst carrier, and the first coat An exhaust gas purification catalyst having a second coat layer made of a mixture of a NOx reduction catalyst and a cerium-containing oxide formed on the layer.
(2) 前記第1コート層と前記第2コート層との合計重量に対する、前記第2コート層の重量%は、1%以上55%以下である(1)記載の排ガス浄化触媒。 (2) The exhaust gas purification catalyst according to (1), wherein a weight% of the second coat layer with respect to a total weight of the first coat layer and the second coat layer is 1% or more and 55% or less.
(3) 前記第2コート層において、前記NOx還元触媒に対する前記セリウム含有酸化物のCeO2換算重量%は、1%以上80%以下である(1)又は(2)記載の排ガス浄化触媒。 (3) The exhaust gas purification catalyst according to (1) or (2), wherein in the second coat layer, the cerium-containing oxide has a CeO 2 equivalent weight% with respect to the NOx reduction catalyst of 1% or more and 80% or less.
(4) 前記NOx還元触媒は、Ag、Cu、Fe、Ga、In、及び、Coよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素が、アルミナ、ゼオライト、シリカ、ジルコニア、チタニア、及び、マグネシアよりなる群から選択される少なくとも1種の多孔質体に担持されたものである(1)から(3)いずれか記載の排ガス浄化触媒。 (4) In the NOx reduction catalyst, at least one metal element selected from the group consisting of Ag, Cu, Fe, Ga, In, and Co is alumina, zeolite, silica, zirconia, titania, and magnesia. The exhaust gas purification catalyst according to any one of (1) to (3), which is supported on at least one porous body selected from the group consisting of:
(5) 前記NOx還元触媒中の前記金属元素の重量%は、1%以上30%以下である(4)記載の排ガス浄化触媒。 (5) The exhaust gas purifying catalyst according to (4), wherein the weight percent of the metal element in the NOx reduction catalyst is 1% or more and 30% or less.
(6) 前記セリウム含有酸化物は、酸化セリウムである(1)から(5)いずれか記載の排ガス浄化触媒。 (6) The exhaust gas purification catalyst according to any one of (1) to (5), wherein the cerium-containing oxide is cerium oxide.
(7) 前記セリウム含有酸化物は、セリウム、ジルコニウム、プラセオジム、ネオジム、テルビウム、サマリウム、ガドリニウム、ランタン、イットリウム、及び、ハフニウムよりなる群から選択される少なくとも1種の元素を含む混合物及び/又は複合酸化物である(1)から(5)いずれか記載の排ガス浄化触媒。 (7) The cerium-containing oxide is a mixture and / or composite containing at least one element selected from the group consisting of cerium, zirconium, praseodymium, neodymium, terbium, samarium, gadolinium, lanthanum, yttrium, and hafnium. The exhaust gas purification catalyst according to any one of (1) to (5), which is an oxide.
(8) 内燃機関の排気通路に設けられ前記内燃機関から排出される排気ガスを浄化する排ガス浄化装置であって、上流側から下流側に順次直列に配置された、ノンサーマルプラズマリアクタ、第1排ガス浄化手段、及び、第2排ガス浄化手段を備え、前記第1排ガス浄化手段は、触媒担体と、この触媒担体上に形成されたNOx還元触媒からなる第1コート層と、この第1コート層上に形成されたNOx還元触媒とセリウム含有酸化物との混合物からなる第2コート層と、を有する排ガス浄化触媒を備え、前記第2排ガス浄化触媒は、酸化触媒を備える排ガス浄化装置。 (8) An exhaust gas purification device that is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and purifies exhaust gas discharged from the internal combustion engine, the non-thermal plasma reactor being arranged in series sequentially from the upstream side to the downstream side, An exhaust gas purification means and a second exhaust gas purification means are provided. The first exhaust gas purification means includes a catalyst carrier, a first coat layer formed of the NOx reduction catalyst formed on the catalyst carrier, and the first coat layer. An exhaust gas purification apparatus comprising an exhaust gas purification catalyst having a second coat layer made of a mixture of a NOx reduction catalyst and a cerium-containing oxide formed thereon, wherein the second exhaust gas purification catalyst comprises an oxidation catalyst.
本発明によれば、経時劣化することなく高いNOx浄化性能を維持できる排ガス浄化触媒、及び、この排ガス浄化触媒を備えた排ガス浄化装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the exhaust gas purification catalyst which can maintain high NOx purification performance, without deterioration with time, and the exhaust gas purification apparatus provided with this exhaust gas purification catalyst can be provided.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。 Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
<排ガス浄化触媒>
本実施形態に係る排ガス浄化触媒は、自動車等の内燃機関から排出される排気ガスの浄化に好適に用いられる。本実施形態に係る排ガス浄化触媒の構成を表す模式図を図1に示す。図1に示される通り、本実施形態に係る排ガス浄化触媒は、触媒担体11と、この触媒担体11上に形成されたNOx還元触媒からなる第1コート層12と、この第1コート層12上に形成されたNOx還元触媒とセリウム含有酸化物との混合物からなる第2コート層13と、を有する。
<Exhaust gas purification catalyst>
The exhaust gas purification catalyst according to the present embodiment is suitably used for purification of exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an automobile. A schematic diagram showing the configuration of the exhaust gas purifying catalyst according to the present embodiment is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the exhaust gas purifying catalyst according to this embodiment includes a
[触媒担体11]
本実施形態で用いられる触媒担体11としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。例えば、コージェライト、アルミナ、ムライト、炭化珪素、チタン酸アルミニウム等の各種材料からなるハニカム状の構造体の他、ペレット状、板状、粒状、粉末状の構造体を用いることができる。これらのうち、コージェライト製のハニカム構造体が好適に用いられる。
[Catalyst carrier 11]
The
[第1コート層12]
第1コート層12は、上記の触媒担体11上にNOx還元触媒をコートすることにより形成される。NOx還元触媒としては、従来公知のものを用いることができる。好ましくは、Ag、Cu、Fe、Ga、In、及び、Coよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素が、アルミナ、ゼオライト、シリカ、ジルコニア、チタニア、及び、マグネシアよりなる群から選択される少なくとも1種の多孔質体に担持されたものが用いられる。これらの多孔質体が好ましく用いられる理由としては、NOx浄化性能を示す金属状態(カチオン性)を保持する効果を有する酸点が存在することが挙げられる。即ち、活性金属の状態がカチオン性を帯びた状態のときに、良好なNOx浄化活性を示すと考えられており、この点において、NOx浄化性能を示す金属状態(カチオン性)を保持する効果を有する酸点が存在する上記多孔質体が好ましく用いられる。その他の担体の場合には、NOxの浄化に活性な状態であるカチオン性を帯びた状態をとることができず、0価の状態又は酸化物となってしまうため、上記多孔質体ほどの高いNOx浄化性能は得られない。
[First coat layer 12]
The
なお、NOx還元触媒中の上記金属元素の含有量は、1重量%以上30重量%以下であることが好ましい。上記金属元素の含有量が1重量%未満である場合には、触媒活性物質である金属が少なすぎて十分にNOxを還元することができない。一方、上記金属元素の含有量が30重量%を超える場合には、金属粒子が大きくなりカチオン性を保持することができなくなり、NOx浄化性能が低下してしまう。より好ましくは、1重量%以上20重量%以下である。なお、NOx還元触媒は、スラリー状の触媒活性物質を含む液体中に多孔質体を浸漬した後、加熱乾燥することにより得られる。 In addition, it is preferable that content of the said metal element in a NOx reduction catalyst is 1 to 30 weight%. When the content of the metal element is less than 1% by weight, the amount of metal that is a catalytically active material is too small to sufficiently reduce NOx. On the other hand, when the content of the metal element exceeds 30% by weight, the metal particles become large and cannot maintain the cationic property, and the NOx purification performance is deteriorated. More preferably, they are 1 weight% or more and 20 weight% or less. The NOx reduction catalyst can be obtained by immersing the porous body in a liquid containing a slurry-like catalytically active substance and then heating and drying.
[第2コート層13]
第2コート層13は、上記第1コート層12上に、NOx還元触媒とセリウム含有酸化物との混合物(以下、混合触媒ともいう)をコートすることにより形成される。即ち、第2コート層13は、活性金属をセリウム含有酸化物に担持させることなく、多孔質体に先に担持させてNOx還元触媒とした後に、セリウム含有酸化物と混合したものを第1コート層12上にコートして形成されたものである。具体的には、NOx還元触媒とセリウム含有酸化物との混合物からなるスラリー状の液体中に、上記第1コート層が形成された触媒担体11を浸漬した後、加熱乾燥することにより得られる。
[Second coat layer 13]
The
NOx還元触媒としては、上記第1コート層12と同様に、Ag、Cu、Fe、Ga、In、及び、Coよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素が、アルミナ、ゼオライト、シリカ、ジルコニア、チタニア、及び、マグネシアよりなる群から選択される少なくとも1種の多孔質体に担持されたものが好ましく用いられる。また、NOx還元触媒中の上記金属元素の含有量についても、第1コート層12と同様である。なお、第2コート層13の混合触媒に用いるNOx還元触媒と、第1コート層12のNOx還元触媒とでは、その金属種、金属量、多孔質体の種類は同一である必要はなく、異なっていてもよい。
As the NOx reduction catalyst, as in the
セリウム含有酸化物としては、セリウム、ジルコニウム、プラセオジム、ネオジム、テルビウム、サマリウム、ガドリニウム、ランタン、イットリウム、及び、ハフニウムよりなる群から選択される少なくとも1種の元素を含む混合物及び/又は複合酸化物が挙げられる。これらの元素を含むことにより、セリウム含有酸化物の耐久性を向上させることができる。また、特に好ましいセリウム含有酸化物としては、酸化セリウムが挙げられる。これらのセリウム含有酸化物を含有する本実施形態の排ガス浄化触媒1は、適度な酸化性能を有するため、還元剤の炭化水素を燃焼することなく、吸着した芳香族系有機化合物を燃焼除去することができる。
Examples of the cerium-containing oxide include a mixture and / or a composite oxide containing at least one element selected from the group consisting of cerium, zirconium, praseodymium, neodymium, terbium, samarium, gadolinium, lanthanum, yttrium, and hafnium. Can be mentioned. By including these elements, the durability of the cerium-containing oxide can be improved. A particularly preferable cerium-containing oxide is cerium oxide. Since the exhaust
上記第2コート層13において、NOx還元触媒に対するセリウム含有酸化物のCeO2換算重量%は、1%以上80%以下であることが好ましい。1重量%未満である場合には、セリウム含有複合酸化物量が少なすぎて芳香族系有機化合物の吸着を十分に抑制できない。80重量%を超える場合には、セリウム含有複合酸化物による燃焼が進みすぎて、吸着した芳香族系有機化合物に加えて炭化水素まで燃焼しまう結果、第1コート層12のNOx還元触媒に還元剤の炭化水素が到達せずにNOx浄化性能が低下してしまう。より好ましくは、10%以上50%以下である。
In the
また、第1コート層12と第2コート層13との合計重量に対する、第2コート層13の重量%は、1%以上55%以下であることが好ましい。1重量%未満である場合には、混合触媒の量が少なすぎて芳香族系有機化合物の吸着を十分に抑制できない。55重量%を超える場合には、混合触媒の量が多すぎる一方でNOx還元触媒の量が少なすぎるため、NOx浄化触媒単独の浄化性能よりも低い浄化性能しか得られない。より好ましくは、3%以上40%以下である。
Further, the weight% of the
[作用効果]
本実施形態に係る排ガス浄化触媒1は、NOxの発生が特に懸念されるオールリーン条件下、即ち、酸素過剰雰囲気下で用いたときに、より大きな作用効果を奏する。具体的には、NOx還元触媒とセリウム含有酸化物とを混合した混合触媒により形成された第2コート層13の働きにより、表面に付着した芳香族有機化合物が燃焼(クラッキング)される結果、触媒表面への芳香族系有機化合物の吸着が抑制される。そして、第2コート層13で燃焼されずに残った芳香族有機化合物は、炭化水素とともに第1コート層12でNOxの還元剤として用いられる。即ち、第2コート層13中のセリウム含有酸化物による芳香族系有機化合物の燃焼作用により、NOx還元性能を低下させることなく、経時においても高い浄化性能を維持できる。
[Function and effect]
The exhaust
本実施形態に係る排ガス浄化触媒1の作用効果について、より詳しく説明する。従来の触媒のように、Pt、Pd、Rhのような貴金属を用いた触媒では、酸化性能が高すぎるためにNOxとの選択還元による浄化性能が低く、貴金属は価数が0の金属状態であると考えられる。これに対して、本実施形態に係るNOx還元触媒1は、混合触媒からなる第2コート層13を有するため適度な酸化性能を有し、金属の状態はイオン性を帯びた状態であると考えられる。このため、還元剤とNOxとの反応が進行し易く、良好なNOx浄化性能を有するものと考えられる。金属がカチオン性を帯びているため、芳香族系有機化合物の吸着が起こり易い状態であるとは言えるが、吸着した芳香族系有機化合物は第2コート層13中のセリウム含有酸化物の燃焼作用により燃焼されるため、良好なNOx還元性能を維持できるのである。
The effects of the exhaust
また、本実施形態に係る排ガス浄化触媒1では、セリウム含有酸化物とNOx還元触媒とを混合した混合触媒が用いられているため、NOx還元活性点上に吸着した芳香族系有機化合物とセリウム含有酸化物との接触面積が大きくなる結果、効率良く芳香族系有機化合物を浄化できるのである。即ち、混合触媒からなる第2コート層13を、NOx還元触媒からなる第1コート層12上に配置するという構成を採用することにより、経時劣化することなく高いNOx浄化性能を維持できる排ガス浄化触媒1が得られるのである。
Further, in the exhaust
なお、本明細書中でいう芳香族有機化合物とは、ベンゼン環を有する炭化水素を意味する。炭化水素は、芳香族系有機化合物(ベンゼン環有り)と非芳香族系有機化合物(ベンゼン環無し)とに大きく分類され、例えば、軽油中の芳香族系有機化合物は約20%である。上述したように、本実施形態に係る排ガス浄化触媒1は、触媒の表面に付着する芳香族系有機化合物を燃焼させることを特徴としたものであるため、芳香族系有機化合物をより多く含有する燃料を用いた場合に大きな効果を奏すると言える。
In addition, the aromatic organic compound as used in this specification means the hydrocarbon which has a benzene ring. Hydrocarbons are roughly classified into aromatic organic compounds (with benzene rings) and non-aromatic organic compounds (without benzene rings). For example, aromatic organic compounds in light oil are about 20%. As described above, the exhaust
<排ガス浄化装置>
本実施形態に係る排ガス浄化装置100の概略構成図を図2に示す。図2に示される通り、本実施形態に係る排ガス浄化装置100は内燃機関の排気通路に設けられ、上流側から順次直列に配置されたノンサーマルプラズマリアクタ101、第1排ガス浄化手段102、及び、第2排ガス浄化手段103を備える。第1排ガス浄化手段102は上述の排ガス浄化触媒1を備え、第2排ガス浄化手段103は酸化触媒を備える。
<Exhaust gas purification device>
The schematic block diagram of the exhaust
[ノンサーマルプラズマリアクタ101]
上記排ガス浄化装置100を構成するノンサーマルプラズマリアクタ101の模式図を図3に示す。図3に示される通り、ノンサーマルプラズマリアクタ101は、対向する金属電極の一方を誘電体で覆い、誘電体と他方の金属との空間にプラズマを発生させる構成である。金属としてはSUS等を用いることができ、誘電体としてはアルミナ(Al2O3)セラミックス等を用いることができるが、これに限定されない。また、電極サイズ、プラズマ空間の厚みは適宜選択される。なお、プラズマ空間が複数層発生するように電極を積み重ね、交互に金属電極を高電極と接地極に設定し、並列に接続してもよい。排ガス浄化装置100に入力される交流の正弦波、電力、電界強度、電力密度等のプラズマ発生条件も適宜設定される。
[Non-thermal plasma reactor 101]
A schematic diagram of a
[第1排ガス浄化手段102]
上記第1排ガス浄化手段102に備えられる排ガス浄化触媒は、上述の排ガス浄化触媒1である。排ガス浄化触媒1は、触媒担体11としてコージェライト製のハニカム構造体を用いたものが好適に使用される。また、排ガス浄化装置100では、2つの排ガス浄化触媒1が直列に配置されているが、これに限定されるものではない。1つの排ガス浄化触媒1を配置したものであってもよいし、2つ以上の互いに異なる排ガス浄化触媒1を直列に配置したものであってもよい。
[First exhaust gas purification means 102]
The exhaust gas purification catalyst provided in the first exhaust gas purification means 102 is the exhaust
[第2排ガス浄化手段103]
上記第2排ガス浄化手段103に備えられる酸化触媒の種類としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。酸化触媒は、排ガス中の炭化水素や一酸化炭素等を酸化し、排ガスを補助的に酸化浄化する作用を有する。第2排ガス浄化手段103は、第1排ガス浄化手段102と同様の構造であってよく、ハニカム状の担体上に酸化触媒を備えたものであってよい。酸化触媒の具定例としては、Pt、Pd、Rh、Au、Ag等の酸化活性成分が、アルミナ、シリカ、シリカアルミナ、チタニア、セリア、ゼオライト等の担体に担持されたものが挙げられる。このような酸化触媒は、スラリー状の触媒活性物質を含む液体中にハニカム担体を浸漬した後、加熱乾燥することにより得られる。
[Second exhaust gas purification means 103]
The type of the oxidation catalyst provided in the second exhaust gas purification means 103 is not particularly limited, and a conventionally known one can be used. The oxidation catalyst has an action of oxidizing and purifying exhaust gas by oxidizing hydrocarbons and carbon monoxide in the exhaust gas. The second exhaust
[作用効果]
内燃機関から排出された排ガスは、排気通路を経由して排ガス浄化装置100に導入される。上流側から導入された排ガス中には微粒子状物質(PM)が含まれており、このPMはノンサーマルプラズマリアクタ101により酸化除去される。そして、PMが酸化除去された排ガスは第1排ガス浄化手段102に導入され、この排ガス中に含まれるNOxが排ガス浄化触媒1により還元除去される。次いで、NOxが還元除去された排ガスが第2排ガス浄化手段103に導入され、この排ガス中に含まれる炭化水素や一酸化炭素が酸化除去される。これら一連の作用により、内燃機関から排出される排ガスが浄化される。
[Function and effect]
The exhaust gas discharged from the internal combustion engine is introduced into the exhaust
次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下、上層は第2コート層を意味し、下層は第1コート層を意味する。 Next, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited thereto. Hereinafter, the upper layer means the second coat layer, and the lower layer means the first coat layer.
<実施例1>
[上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=50%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%=16.7%)触媒の製造]
(a)ベーマイト(SASOL社製 PURAL SB)125.3g、硝酸銀(小島化学薬品株式会社製特級)6.3g、イオン交換水1000gをナス型フラスコに入れ、ロータリーエバポレーターにて余分な水分を取り除き、乾燥炉にて200℃×2時間、マッフル炉にて600℃×2時間焼成し、粉末Aを得た。
<Example 1>
[Production of upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 50%), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (upper layer catalyst weight% = 16.7%) catalyst]
(A) Boehmite (Pural SB manufactured by SASOL) 125.3g, Silver nitrate (special grade manufactured by Kojima Chemicals Co., Ltd.) 6.3g, and ion-exchanged water 1000g were placed in an eggplant type flask, and excess water was removed with a rotary evaporator. The powder A was obtained by baking at 200 ° C. for 2 hours in a drying furnace and at 600 ° C. for 2 hours in a muffle furnace.
(b)上記粉末A45g、Alバインダー(日産化学工業株式会社製)25g(Al2O3濃度20%)、イオン交換水150g、アルミナボールをポリエチレン製容器(250ml)に入れ、14時間湿式粉砕してスラリーBを得た。 (B) 45 g of the above powder A, 25 g Al binder (Nissan Chemical Co., Ltd.) 25 g (Al 2 O 3 concentration 20%), 150 g ion-exchanged water, and alumina balls are placed in a polyethylene container (250 ml) and wet pulverized for 14 hours. Thus, slurry B was obtained.
(c)このスラリーBに、ハニカムφ25.4mm×L60mm(30cc)、400セル/in2、3.5ミルのコージェライト製ハニカム支持体を浸漬した。次いで、そのハニカム支持体をスラリーB中から取り出し、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作を所望の担持量が得られるまで繰り返した。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、Ag担持アルミナ触媒Cを得た。ウォッシュコート量は250g/Lであった。
(C) A honeycomb support made of cordierite having a honeycomb diameter of 25.4 mm ×
(d)上記粉末A22.5g、酸化セリウム(株式会社ニッキ製)22.5g、Alバインダー(上記と同じもの)を25g、イオン交換水150g、アルミナボールをポリエチレン製容器(250ml)に入れ、14時間湿式粉砕してスラリーDを得た。 (D) 22.5 g of the above powder A, 22.5 g of cerium oxide (manufactured by Nikki Co., Ltd.), 25 g of Al binder (same as above), 150 g of ion-exchanged water, and alumina balls in a polyethylene container (250 ml), 14 Slurry D was obtained by wet milling for a period of time.
(e)上記スラリーDに、Ag担持アルミナ触媒Bを浸漬した。次いで、そのAg担持アルミナ触媒Bをスラリーから取り出して、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作により、所望の担持量が得られた。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=50%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%:16.7%)触媒を得た。上層のウォッシュコート量は50g/Lであった。 (E) Ag-supported alumina catalyst B was immersed in the slurry D. Next, the Ag-supported alumina catalyst B was taken out of the slurry and the excess was removed by air injection, and then the honeycomb support was heated at 200 ° C. for 2 hours. By this operation, a desired loading amount was obtained. After a desired loading amount is obtained, firing at 500 ° C. for 2 hours in a muffle furnace, upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 50%), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (Upper layer catalyst weight%: 16.7%) A catalyst was obtained. The amount of the upper layer washcoat was 50 g / L.
[酸化触媒の製造]
(a)γ−アルミナ(住友化学工業株式会社製AF115)97g、ジニトロジアンミン白金(小島化学薬品株式会社製)4.94g、イオン交換水1000gをナス型フラスコに入れ、ロータリーエバポレーターにて余分な水分を取り除き、乾燥炉にて200℃×2時間、マッフル炉にて600℃×2時間焼成し、粉末Bを得た。
[Production of oxidation catalyst]
(A) 97 g of γ-alumina (AF115 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), 4.94 g of dinitrodiammine platinum (manufactured by Kojima Chemical Co., Ltd.), and 1000 g of ion-exchanged water are placed in an eggplant-shaped flask, and excess water is added using a rotary evaporator. Was removed, and baked in a drying furnace at 200 ° C. for 2 hours and in a muffle furnace at 600 ° C. for 2 hours to obtain powder B.
(b)上記粉末B45g、Siバインダー(触媒化成工業株式会社)25g(SiO濃度20%)、イオン交換水150g、アルミナボールをポリエチレン製容器(250ml)に入れ、14時間湿式粉砕してスラリーを得た。
(B) 45 g of the above powder B, 25 g of Si binder (Catalytic Chemical Industry Co., Ltd.) (
(c)このスラリーに、ハニカムφ25.4mm×L10mm(5cc)、400セル/in2、3.5ミルのコージェライト製ハニカム支持体を浸漬した。次いで、そのハニカム支持体をスラリー中から取り出して、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作を所望の担持量が得られるまで繰り返した。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、Pt担持アルミナ触媒を得た。ウォッシュコート量は150g/Lであった。
(C) A cordierite honeycomb support having a honeycomb diameter of 25.4 mm ×
<実施例2>
[上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=10%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%=33%)触媒の製造]
(a)及び(b)の操作として、上記実施例1の(a)及び(b)と同様の操作を行った。
<Example 2>
[Production of upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 10%), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (upper layer catalyst weight% = 33%) catalyst]
As operations (a) and (b), the same operations as (a) and (b) of Example 1 were performed.
(c)スラリーBに、ハニカムφ25.4mm×L60mm(30cc)、400セル/in2、3.5ミルのコージェライト製ハニカム支持体を浸漬した。次いで、そのハニカム支持体をスラリーから取り出し、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作を所望の担持量が得られるまで繰り返した。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成してAg担持アルミナ触媒Eを得た。ウォッシュコート量は150g/Lであった。
(C) A cordierite honeycomb support having a honeycomb diameter of 25.4 mm ×
(d)上記粉末A40.5g、酸化セリウム(株式会社ニッキ製)4.5g、Alバインダー(実施例1と同じもの)を25g、イオン交換水150g、アルミナボールをポリエチレン製容器(250ml)に入れ、14時間湿式粉砕してスラリーFを得た。 (D) 40.5 g of the above powder A, 4.5 g of cerium oxide (manufactured by Nikki Co., Ltd.), 25 g of Al binder (same as in Example 1), 150 g of ion-exchanged water, and alumina balls are put in a polyethylene container (250 ml). For 14 hours to obtain slurry F.
(e)上記スラリーFに、Ag担持アルミナ触媒Eを浸漬した。次いで、そのAg担持アルミナ触媒EをスラリーF中から取り出し、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作により所望の担持量が得られた。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=10%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%=33%)触媒を得た。上層のウォッシュコート量は150g/Lであった。 (E) Ag-supported alumina catalyst E was immersed in the slurry F. Next, the Ag-supported alumina catalyst E was taken out from the slurry F, and after the excess was removed by air injection, the honeycomb support was heated at 200 ° C. for 2 hours. By this operation, a desired loading amount was obtained. After a desired loading amount is obtained, firing in a muffle furnace at 500 ° C. for 2 hours, upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 10%), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (Upper layer catalyst weight% = 33%) A catalyst was obtained. The amount of the upper layer was 150 g / L.
<実施例3>
[上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=10%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%=16.7%)触媒の製造]
(a)、(b)、及び、(c)の操作として、上記実施例1の(a)、(b)、及び(c)と同様の操作を実施した。
<Example 3>
[Production of upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 10%), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (upper layer catalyst weight% = 16.7%) catalyst]
As operations (a), (b), and (c), the same operations as (a), (b), and (c) of Example 1 were performed.
(d)の操作として、上記実施例2の(d)と同様の操作を実施した。 As the operation (d), the same operation as (d) in Example 2 was performed.
(e)スラリーFに、Ag担持アルミナ触媒Cを浸漬した。次いで、そのAg担持アルミナ触媒CをスラリーFから取り出して、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作により所望の担持量が得られた。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=10%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%=16.7%)触媒を得た。上層のウォッシュコート量は50g/Lであった。 (E) Ag-supported alumina catalyst C was immersed in slurry F. Next, the Ag-supported alumina catalyst C was taken out from the slurry F and the excess was removed by air injection, and then the honeycomb support was heated at 200 ° C. for 2 hours. By this operation, a desired loading amount was obtained. After a desired loading amount is obtained, firing in a muffle furnace at 500 ° C. for 2 hours, upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 10%), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (Upper layer catalyst weight% = 16.7%) A catalyst was obtained. The amount of the upper layer washcoat was 50 g / L.
<実施例4>
[上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=75%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%=16.7%)触媒の製造]
(a)、(b)、及び、(c)の操作として、上記実施例1の(a)、(b)、及び、(c)と同様の操作を実施した。
<Example 4>
[Production of upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 75%), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (upper layer catalyst weight% = 16.7%) catalyst]
As operations (a), (b), and (c), the same operations as in (a), (b), and (c) of Example 1 were performed.
(d)上記粉末A11.25g、酸化セリウム(株式会社ニッキ製)33.75g、Alバインダー(実施例1と同じもの)を25g、イオン交換水150g、アルミナボールをポリエチレン製容器(250ml)に入れ、14時間湿式粉砕し、スラリーGを得た。 (D) 11.25 g of the above powder A, 33.75 g of cerium oxide (manufactured by Nikki Co., Ltd.), 25 g of Al binder (same as in Example 1), 150 g of ion-exchanged water, and alumina balls are placed in a polyethylene container (250 ml). For 14 hours to obtain a slurry G.
(e)上記スラリーGに、Ag担持アルミナ触媒Cを浸漬した。次いで、そのAg担持アルミナ触媒CをスラリーG中から取り出し、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作により所望の担持量が得られた。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=75%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%=16.7%)触媒を得た。上層のウォッシュコート量は50g/Lであった。 (E) Ag-supported alumina catalyst C was immersed in the slurry G. Next, the Ag-supported alumina catalyst C was taken out of the slurry G and the excess was removed by air injection, and then the honeycomb support was heated at 200 ° C. for 2 hours. By this operation, a desired loading amount was obtained. After the desired loading was obtained, firing was performed at 500 ° C. for 2 hours in a muffle furnace, and the upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 75%), the lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (Upper layer catalyst weight% = 16.7%) A catalyst was obtained. The amount of the upper layer washcoat was 50 g / L.
<実施例5>
[上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=10%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%=3.3%)触媒の製造]
(a)及び(b)の操作として、上記実施例1の(a)及び(b)と同様の操作を実施した。
<Example 5>
[Production of upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 10%), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (upper layer catalyst weight% = 3.3%) catalyst]
As operations (a) and (b), the same operations as (a) and (b) in Example 1 were performed.
(c)このスラリーBに、ハニカムφ25.4mm×L60mm(30cc)、400セル/in2、3.5ミルのコージェライト製ハニカム支持体を浸漬した。次いで、そのハニカム支持体をスラリーB中から取り出し、過剰分をエア噴射により除去して所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、Ag担持アルミナ触媒Hを得た。ウォッシュコート量は290g/Lであった。
(C) A honeycomb support made of cordierite having a honeycomb diameter of 25.4 mm ×
(d)上記実施例2の(d)と同様の操作を実施した。 (D) The same operation as (d) in Example 2 was performed.
(e)スラリーFにAg担持アルミナ触媒Hを浸漬した。次いで、そのAg担持アルミナ触媒HをスラリーF中から取り出し、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作により所望の担持量が得られた。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=10%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%=3.3%)触媒を得た。上層のウォッシュコート量は10g/Lであった。 (E) Ag-supported alumina catalyst H was immersed in slurry F. Next, the Ag-supported alumina catalyst H was taken out from the slurry F and the excess was removed by air injection, and then the honeycomb support was heated at 200 ° C. for 2 hours. By this operation, a desired loading amount was obtained. After a desired loading amount is obtained, firing in a muffle furnace at 500 ° C. for 2 hours, upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 10%), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (Upper layer catalyst weight% = 3.3%) A catalyst was obtained. The amount of the upper layer washcoat was 10 g / L.
<実施例6>
[上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=10%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%=50%)触媒の製造]
(a)及び(b)の操作として、上記実施例1の(a)及び(b)と同様の操作を実施した。
<Example 6>
[Production of upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 10%), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (upper layer catalyst weight% = 50%) catalyst]
As operations (a) and (b), the same operations as (a) and (b) in Example 1 were performed.
(c)このスラリーBに、ハニカムφ25.4mm×L60mm(30cc)、400セル/in2、3.5ミルのコージェライト製ハニカム支持体を浸漬した。次いで、そのハニカム支持体をスラリーBから取り出し、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作を所望の担持量が得られるまで繰り返した。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、Ag担持アルミナ触媒Iを得た。ウォッシュコート量は150g/Lであった。
(C) A honeycomb support made of cordierite having a honeycomb diameter of 25.4 mm ×
(d)上記実施例2の(d)と同様の操作を実施した。 (D) The same operation as (d) in Example 2 was performed.
(e)スラリーFに、Ag担持アルミナ触媒Iを浸漬した。次いで、そのAg担持アルミナ触媒IをスラリーF中から取り出し、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作により所望の担持量が得られた。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=10%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%=50%)触媒を得た。上層のウォッシュコート量は150g/Lであった。 (E) Ag-supported alumina catalyst I was immersed in slurry F. Next, the Ag-supported alumina catalyst I was taken out from the slurry F, and the excess was removed by air injection. Then, the honeycomb support was heated at 200 ° C. for 2 hours. By this operation, a desired loading amount was obtained. After a desired loading amount is obtained, firing in a muffle furnace at 500 ° C. for 2 hours, upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 10%), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (Upper layer catalyst weight% = 50%) A catalyst was obtained. The amount of the upper layer was 150 g / L.
<比較例1>
[4wt%Ag/Al2O3触媒の製造]
(a)ベーマイト(SASOL社製PURAL SB)125.3g、硝酸銀(小島化学薬品株式会社製特級)6.3g、イオン交換水1000gをナス型フラスコに入れ、ロータリーエバポレーターにて余分な水分を取り除き、乾燥炉にて200℃×2時間、マッフル炉にて600℃×2時間焼成し、粉末Aを得た。
<Comparative Example 1>
[Production of 4 wt% Ag / Al 2 O 3 catalyst]
(A) 125.3 g of boehmite (Pural SB manufactured by SASOL), 6.3 g of silver nitrate (special grade manufactured by Kojima Chemical Co., Ltd.), and 1000 g of ion-exchanged water are placed in an eggplant type flask, and excess water is removed with a rotary evaporator. The powder A was obtained by baking at 200 ° C. for 2 hours in a drying furnace and at 600 ° C. for 2 hours in a muffle furnace.
(b)上記粉末A45g、Alバインダー(日産化学工業株式会社製)25g(Al2O3濃度20%)、イオン交換水150g、アルミナボールをポリエチレン製容器(250ml)に入れ、14時間湿式粉砕し、スラリーBを得た。 (B) 45 g of the above powder A, 25 g Al binder (Nissan Chemical Co., Ltd.) 25 g (Al 2 O 3 concentration 20%), 150 g ion-exchanged water, and alumina balls are placed in a polyethylene container (250 ml) and wet pulverized for 14 hours. A slurry B was obtained.
(c)このスラリーBに、ハニカムφ25.4mm×L60mm(30cc)、400セル/in2、3.5ミルのコージェライト製ハニカム支持体を浸漬した。次いで、そのハニカム支持体をスラリーB中から取り出し、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作を所望の担持量が得られるまで繰り返した。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、Ag担持アルミナ触媒Cを得た。上層のウォッシュコート量は300g/Lであった。
(C) A honeycomb support made of cordierite having a honeycomb diameter of 25.4 mm ×
<比較例2>
[混合4wt%Ag/Al2O3+CeO2触媒(混合比29:1)の製造]
(a)実施例1の(a)と同様の操作を実施した。
<Comparative example 2>
[Production of mixed 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 catalyst (mixing ratio 29: 1)]
(A) The same operation as in Example 1 (a) was performed.
(b)上記粉末A43.5g、酸化セリウム(株式会社ニッキ製)1.5g、Alバインダー(日産化学工業株式会社製)25g(Al2O3濃度20%)、イオン交換水150g、アルミナボールをポリエチレン製容器(250ml)に入れ、14時間湿式粉砕し、スラリーJを得た。 (B) 43.5 g of the above powder A, 1.5 g of cerium oxide (manufactured by Nikki Co., Ltd.), 25 g of Al binder (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) (Al 2 O 3 concentration 20%), 150 g of ion-exchanged water, and alumina balls It was put in a polyethylene container (250 ml) and wet pulverized for 14 hours to obtain slurry J.
(c)このスラリーJに、ハニカムφ25.4mm×L60mm(30cc)、400セル/in2、3.5ミルのコージェライト製ハニカム支持体を浸漬した。次いで、そのハニカム支持体をスラリーから取り出して、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作を所定の担持量が得られるまで繰り返した。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、混合4wt%Ag/Al2O3+CeO2触媒(混合比29:1)を得た。ウォッシュコート量は300g/Lであった。
(C) In this slurry J, a honeycomb support made of cordierite having a honeycomb diameter of 25.4 mm ×
<比較例3>
[混合4wt%Ag/Al2O3+4wt%Ag/CeO2触媒(混合比29:1)の製造]
(a)上記実施例1の(a)と同様の操作を実施した。
<Comparative Example 3>
[Production of mixed 4 wt% Ag / Al 2 O 3 +4 wt% Ag / CeO 2 catalyst (mixing ratio 29: 1)]
(A) The same operation as (a) in Example 1 was performed.
(b)酸化セリウム(株式会社ニッキ製)125.3g、硝酸銀(小島化学薬品株式会社製特級)6.3g、イオン交換水1000gをナス型フラスコに入れ、ロータリーエバポレーターにて余分な水分を取り除き、乾燥炉にて200℃×2時間、マッフル炉にて500℃×2時間焼成し、粉末Kを得た。 (B) 125.3 g of cerium oxide (made by Nikki Co., Ltd.), 6.3 g of silver nitrate (special grade made by Kojima Chemical Co., Ltd.), and 1000 g of ion-exchanged water are placed in an eggplant type flask, and excess water is removed with a rotary evaporator Powder K was obtained by baking at 200 ° C. for 2 hours in a drying furnace and at 500 ° C. for 2 hours in a muffle furnace.
(c)上記粉末A43.5g、上記粉末K1.5g、Alバインダー(日産化学工業株式会社製)25g(Al2O3濃度20%)、イオン交換水150g、アルミナボールをポリエチレン製容器(250ml)に入れ、14時間湿式粉砕してスラリーLを得た。 (C) 43.5 g of the above powder A, 1.5 g of the above powder K, 25 g of Al binder (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) (Al 2 O 3 concentration 20%), 150 g of ion-exchanged water, and alumina balls in a polyethylene container (250 ml) And wet pulverized for 14 hours to obtain slurry L.
(d)このスラリーLに、ハニカムφ25.4mm×L60mm(30cc)、400セル/in2、3.5ミルのコージェライト製ハニカム支持体を浸漬した。次いで、そのハニカム支持体をスラリーL中から取り出し、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作を所望の担持量が得られるまで繰り返した。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、混合4wt%Ag/Al2O3+Ag/CeO2触媒(混合比29:1)を得た。ウォッシュコート量は300g/Lであった。
(D) In this slurry L, a honeycomb support made of cordierite having a honeycomb diameter of 25.4 mm ×
<比較例4>
[上層CeO2(10g/L)、下層4wt%Ag/Al2O3(290g/L)触媒の製造]
(a)及び(b)の操作として、上記実施例1の(a)及び(b)と同様の操作を実施した。
<Comparative example 4>
[Manufacture of upper layer CeO 2 (10 g / L), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (290 g / L) catalyst]
As operations (a) and (b), the same operations as (a) and (b) in Example 1 were performed.
(c)上記実施例5の(c)と同様の操作を実施した。 (C) The same operation as (c) of Example 5 was performed.
(d)酸化セリウム(株式会社ニッキ製)45g、Alバインダー(日産化学工業株式会社製)25g(Al2O3濃度20%)、イオン交換水150g、アルミナボールをポリエチレン製容器(250ml)に入れ、14時間湿式粉砕し、スラリーMを得た。 (D) 45 g of cerium oxide (manufactured by Nikki Co., Ltd.), 25 g of Al binder (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) (Al 2 O 3 concentration 20%), 150 g of ion-exchanged water, and alumina balls are placed in a polyethylene container (250 ml). For 14 hours to obtain a slurry M.
(e)上記スラリーMに、Ag担持アルミナ触媒Hを浸漬した。次いで、そのAg担持アルミナ触媒HをスラリーM中から取り出し、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作により所望の担持量が得られた。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、上層CeO2(10g/L)、下層4wt%Ag/Al2O3(290g/L)触媒を得た。上層のウォッシュコート量は10g/Lであった。 (E) Ag-supported alumina catalyst H was immersed in the slurry M. Next, the Ag-supported alumina catalyst H was taken out from the slurry M, and the excess was removed by air injection, and then the honeycomb support was heated at 200 ° C. for 2 hours. By this operation, a desired loading amount was obtained. After the desired loading was obtained, the catalyst was calcined in a muffle furnace at 500 ° C. for 2 hours to obtain an upper layer CeO 2 (10 g / L) and a lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (290 g / L) catalyst. The amount of the upper layer washcoat was 10 g / L.
<比較例5>
[4wt%Ag/CeO2触媒の製造]
(a)上記比較例3の(b)と同様の操作を実施した。
<Comparative Example 5>
[Production of 4 wt% Ag / CeO 2 catalyst]
(A) The same operation as in (b) of Comparative Example 3 was performed.
(b)上記粉末A43.5g、上記粉末K1.5gAlバインダー(日産化学工業株式会社製)25g(Al2O3濃度20%)、イオン交換水150g、アルミナボールをポリエチレン製容器(250ml)に入れ、14時間湿式粉砕し、スラリーNを得た。 (B) 43.5 g of the powder A, 1.5 g of the powder K, 1.5 g Al binder (Nissan Chemical Co., Ltd.) 25 g (Al 2 O 3 concentration 20%), 150 g of ion-exchanged water, and alumina balls are placed in a polyethylene container (250 ml). For 14 hours to obtain a slurry N.
(c)このスラリーNに、ハニカムφ25.4mm×L60mm(30cc)、400セル/in2、3.5ミルのコージェライト製ハニカム支持体を浸漬し、2時間加熱した。この操作を所望の担持量が得られるまで繰り返した。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、4wt%Ag/CeO2触媒を得た。ウォッシュコート量は300g/Lであった。
(C) A honeycomb support made of cordierite having a honeycomb diameter of 25.4 mm ×
<比較例6>
[上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=1%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%=16.7%)触媒の製造]
(a)、(b)、及び、(c)の操作として、上記実施例1の(a)、(b)、及び、(c)と同様の操作を実施した。
<Comparative Example 6>
[Production of upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 1%), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (upper layer catalyst weight% = 16.7%) catalyst]
As operations (a), (b), and (c), the same operations as in (a), (b), and (c) of Example 1 were performed.
(d)上記粉末A4.5g、酸化セリウム(株式会社ニッキ製)40.5g、Alバインダー(実施例1と同じもの)を25g、イオン交換水150g、アルミナボールをポリエチレン製容器(250ml)に入れ、14時間湿式粉砕し、スラリーPを得た。 (D) 4.5 g of the above powder A, 40.5 g of cerium oxide (made by Nikki Co., Ltd.), 25 g of Al binder (the same as in Example 1), 150 g of ion-exchanged water, and alumina balls are put in a polyethylene container (250 ml). For 14 hours to obtain a slurry P.
(e)上記スラリーPに、Ag担持アルミナ触媒Cを浸漬した。次いで、そのAg担持アルミナ触媒CをスラリーP中から取り出し、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作により所望の担持量が得られた。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=90%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%=16.7%)触媒を得た。ウォッシュコート量は50g/Lであった。 (E) Ag-supported alumina catalyst C was immersed in the slurry P. Next, the Ag-supported alumina catalyst C was taken out of the slurry P, and the excess was removed by air injection, and then the honeycomb support was heated at 200 ° C. for 2 hours. By this operation, a desired loading amount was obtained. After a desired loading amount is obtained, firing at 500 ° C. for 2 hours in a muffle furnace, upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 90%), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (Upper layer catalyst weight% = 16.7%) A catalyst was obtained. The amount of washcoat was 50 g / L.
<比較例7>
[上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=90%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%=16.7%)触媒の製造]
(a)、(b)、及び、(c)の操作として、上記実施例1の(a)、(b)、及び、(c)と同様の操作を実施した。
<Comparative Example 7>
[Production of upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 90%), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (upper layer catalyst weight% = 16.7%) catalyst]
As operations (a), (b), and (c), the same operations as in (a), (b), and (c) of Example 1 were performed.
(d)上記粉末A4.5g、酸化セリウム(株式会社ニッキ製)40.5g、Alバインダー(実施例1と同じもの)を25g、イオン交換水150g、アルミナボールをポリエチレン製容器(250ml)に入れ、14時間湿式粉砕し、スラリーPを得た。 (D) 4.5 g of the above powder A, 40.5 g of cerium oxide (made by Nikki Co., Ltd.), 25 g of Al binder (the same as in Example 1), 150 g of ion-exchanged water, and alumina balls are put in a polyethylene container (250 ml). For 14 hours to obtain a slurry P.
(e)上記スラリーPに、Ag担持アルミナ触媒Cを浸漬した。次いで、そのAg担持アルミナ触媒CをスラリーP中から取り出し、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作により所望の担持量が得られた。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=90%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%=16.7%)触媒を得た。ウォッシュコート量は50g/Lであった。 (E) Ag-supported alumina catalyst C was immersed in the slurry P. Next, the Ag-supported alumina catalyst C was taken out of the slurry P, and the excess was removed by air injection, and then the honeycomb support was heated at 200 ° C. for 2 hours. By this operation, a desired loading amount was obtained. After a desired loading amount is obtained, firing at 500 ° C. for 2 hours in a muffle furnace, upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 90%), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (Upper layer catalyst weight% = 16.7%) A catalyst was obtained. The amount of washcoat was 50 g / L.
<比較例8>
[上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=10%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%=0.3%)触媒の製造]
(a)及び(b)の操作として、上記実施例の(a)及び(b)と同様の操作を実施した。
<Comparative Example 8>
[Production of upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 10%), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (upper layer catalyst weight% = 0.3%) catalyst]
As the operations (a) and (b), the same operations as (a) and (b) in the above examples were performed.
(c)このスラリーBに、ハニカムφ25.4mm×L60mm(30cc)、400セル/in2、3.5ミルのコージェライト製ハニカム支持体を浸漬した。次いで、そのハニカム支持体をスラリーB中から取り出し、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作を所望の担持量が得られるまで繰り返した。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、Ag担持アルミナ触媒Qを得た。ウォッシュコート量は299g/Lであった。
(C) A honeycomb support made of cordierite having a honeycomb diameter of 25.4 mm ×
(d)上記実施例2の(d)と同様の操作を実施した。 (D) The same operation as (d) in Example 2 was performed.
(e)上記スラリーFに、Ag担持アルミナ触媒Qを浸漬した。次いで、そのAg担持アルミナ触媒PをスラリーF中から取り出し、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作により所望の担持量が得られた。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=10%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%=0.3%)触媒を得た。ウォッシュコート量は1g/Lであった。 (E) Ag-supported alumina catalyst Q was immersed in the slurry F. Next, the Ag-supported alumina catalyst P was taken out of the slurry F, and the excess was removed by air injection. Then, the honeycomb support was heated at 200 ° C. for 2 hours. By this operation, a desired loading amount was obtained. After a desired loading amount is obtained, firing in a muffle furnace at 500 ° C. for 2 hours, upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 10%), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (Upper layer catalyst weight% = 0.3%) A catalyst was obtained. The amount of washcoat was 1 g / L.
<比較例9>
[上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=10%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%=66%)触媒の製造]
(a)及び(b)の操作として、上記実施例1の(a)及び(b)と同様の操作を実施した。
<Comparative Example 9>
[Production of upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 10%), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (upper layer catalyst weight% = 66%) catalyst]
As operations (a) and (b), the same operations as (a) and (b) in Example 1 were performed.
(c)スラリーBに、ハニカムφ25.4mm×L60mm(30cc)、400セル/in2、3.5ミルのコージェライト製ハニカム支持体を浸漬した。次いで、そのハニカム支持体をスラリーB中から取り出し、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作を所望の担持量が得られるまで繰り返した。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、Ag担持アルミナ触媒Rを得た。ウォッシュコート量は100g/Lであった。
(C) A cordierite honeycomb support having a honeycomb diameter of 25.4 mm ×
(d)上記実施例2の(d)と同様の操作を実施した。 (D) The same operation as (d) in Example 2 was performed.
(e)スラリーFに、Ag担持アルミナ触媒Rを浸漬した。次いで、そのAg担持アルミナ触媒RをスラリーF中から取り出し、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を500℃、2時間加熱した。この操作により所望の担持量が得られた。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、上層4wt%Ag/Al2O3+CeO2(CeO2濃度=10%)、下層4wt%Ag/Al2O3(上層触媒重量%=66%)触媒を得た。ウォッシュコート量は200g/Lであった。 (E) Ag-supported alumina catalyst R was immersed in slurry F. Next, the Ag-supported alumina catalyst R was taken out from the slurry F, and after the excess was removed by air injection, the honeycomb support was heated at 500 ° C. for 2 hours. By this operation, a desired loading amount was obtained. After a desired loading amount is obtained, firing in a muffle furnace at 500 ° C. for 2 hours, upper layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 + CeO 2 (CeO 2 concentration = 10%), lower layer 4 wt% Ag / Al 2 O 3 (Upper layer catalyst weight% = 66%) A catalyst was obtained. The amount of washcoat was 200 g / L.
<比較例10>
[混合PdO(0.15g/L)+4wt%Ag/Al2O3(300g/L)触媒の製造]
(a)実施例1の(a)と同様の操作を実施した。
<Comparative Example 10>
[Production of mixed PdO (0.15 g / L) +4 wt% Ag / Al 2 O 3 (300 g / L) catalyst]
(A) The same operation as in Example 1 (a) was performed.
(b)上記粉末A44.85g、酸化パラジウム0.15g、Alバインダー(日産化学工業株式会社製)25g(Al2O3濃度20%)、イオン交換水150g、アルミナボールをポリエチレン製容器(250ml)に入れ、14時間湿式粉砕してスラリーSを得た。 (B) 44.85 g of the above powder A, 0.15 g of palladium oxide, 25 g of Al binder (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) (Al 2 O 3 concentration 20%), 150 g of ion-exchanged water, and alumina balls in a polyethylene container (250 ml) The slurry S was obtained by wet pulverization for 14 hours.
(c)このスラリーSに、ハニカムφ25.4mm×L60mm(30cc)、400セル/in2、3.5ミルのコージェライト製ハニカム支持体を浸漬した。次いで、そのハニカム支持体をスラリーから取り出し、過剰分をエア噴射により除去した後、ハニカム支持体を200℃、2時間加熱した。この操作を所望の担持量が得られるまで繰り返した。所望の担持量が得られた後、マッフル炉で500℃、2時間焼成し、混合PdO(0.15g/L)+4wt%Ag/Al2O3(300g/L)触媒を得た。ウォッシュコート量は300g/Lであった。
(C) In this slurry S, a honeycomb support made of cordierite having a honeycomb diameter of 25.4 mm ×
<評価>
各実施例及び各比較例で得られた触媒の性能評価の際には、表1に示すような組成のモデルガスを採用した。また、ガス温度を300℃とし、線速度を5000h−1とした。
<Evaluation>
In the performance evaluation of the catalyst obtained in each Example and each Comparative Example, a model gas having a composition as shown in Table 1 was employed. The gas temperature was 300 ° C. and the linear velocity was 5000 h −1 .
また、各触媒の性能評価は、図2に示した排ガス浄化装置100を用いて実施した。ノンサーマルプラズマリアクタ101としては、図3に示したものを用いた。金属にはSUS316(厚さ:1.0mm)を使用し、誘電体にはアルミナ(Al2O3)セラミックス(厚さ:0.5mm)を使用した。電極サイズを20×50mmとし、プラズマ空間の厚みを0.5mmとした。本実施例では、プラズマ空間が5層発生するよう電極を積み重ね、交互に金属電極を高電極と接地極に設定し、並列に接続した。ノンサーマルプラズマリアクタ101のプラズマ発生条件としては、交流の正弦波を200Hzとし、7.6kVp−pで入力した。この時の電力は3.1Wで、電界強度は7.6kV.mm、電力密度は1.2W/cm3であった。ただし、本発明のノンサーマルプラズマリアクタ101は特に限定されるものではなく、本発明の効果はノンサーマルプラズマリアクタの構成によって限定されるものではない。
Moreover, the performance evaluation of each catalyst was implemented using the exhaust
組成が既知の上記モデルガスを排ガス浄化装置100に導入させて導入前後のガス組成を比較することにより、各触媒のNOx浄化率及び炭化水素(HC)浄化率を評価した。NOxの測定にはNOx計を用い、炭化水素の測定にはTHC計及びFT−IRを用いた。反応5000秒後の評価結果を表2に示す。
The model gas having a known composition was introduced into the exhaust
触媒に吸着した成分の調査については、吸着物脱離測定により行った。具体的には、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析を用い、触媒を昇温することで脱離するガス成分をガスクロマトグラフにて分離した後、質量分析により定性、定量を行った。熱分解ガスクロマトグラフ質量分析の測定条件は以下の通りとした。
装置:アジレントテクノロジー社製HP6890/5972。
試料加熱条件:50℃×1分→20℃/分にて800℃まで昇温。
カラム:DB−S。
カラム昇温条件:40℃(6分保持)→10℃/分で200℃まで昇温→15℃/分で320℃まで昇温→320℃でホールド。
The investigation of the components adsorbed on the catalyst was performed by the adsorbate desorption measurement. Specifically, using pyrolysis gas chromatograph mass spectrometry, gas components that were desorbed by raising the temperature of the catalyst were separated by gas chromatograph, and then qualitative and quantitative were performed by mass spectrometry. The measurement conditions for pyrolysis gas chromatography mass spectrometry were as follows.
Apparatus: HP6890 / 5972 manufactured by Agilent Technologies.
Sample heating conditions: 50 ° C. × 1 minute → heated to 800 ° C. at 20 ° C./minute
Column: DB-S.
Column heating conditions: 40 ° C. (6 min hold) → Temperature rise to 200 ° C. at 10 ° C./min→Raise temperature to 320 ° C. at 15 ° C./min→Hold at 320 ° C.
<考察>
[CeO2の効果]
実施例1及び比較例1の経時におけるNOx浄化率の比較結果を図4に示す。また、反応5000秒後における実施例1と比較例1のHC浄化率の比較結果を図5に示す。図5に示されるように、CeO2を導入した実施例1の方が、比較例1よりもおよそ20%もHC浄化率が高かった。また、触媒反応開始5000秒後の触媒表面への芳香族系有機化合物の吸着量(触媒1g当たりに吸着した芳香族系有機化合物量)は、比較例1では1008μg/gであったのに対して、実施例1では47μg/gと大幅に減少していた。このように実施例1では、CeO2を導入することにより、触媒表面への芳香族系有機化合物の吸着が抑制される結果、図4に示されるように、経時のNOx浄化率が比較例1よりも優れており、コーキングによる経時劣化が抑制されていることが確認された。
<Discussion>
[Effect of CeO 2 ]
FIG. 4 shows a comparison result of the NOx purification rates of Example 1 and Comparative Example 1 over time. In addition, FIG. 5 shows a comparison result of the HC purification rates of Example 1 and Comparative Example 1 after 5000 seconds of reaction. As shown in FIG. 5, the HC purification rate of Example 1 in which CeO 2 was introduced was about 20% higher than that of Comparative Example 1. The amount of aromatic organic compound adsorbed on the catalyst surface 5000 seconds after the start of the catalytic reaction (the amount of aromatic organic compound adsorbed per 1 g of catalyst) was 1008 μg / g in Comparative Example 1. In Example 1, it was greatly reduced to 47 μg / g. As described above, in Example 1, by introducing CeO 2 , the adsorption of the aromatic organic compound to the catalyst surface is suppressed. As a result, as shown in FIG. It was confirmed that deterioration over time due to coking was suppressed.
[CeO2の導入方法の違いの効果(同一CeO2量における比較)]
実施例2及び比較例1〜5の経時におけるNOx浄化率の比較結果を図6に示す。図6に示されるように、セリウム含有酸化物のみを上層にコートした比較例4は、実施例2に比して経時でのNOx浄化率が低かった。これは、比較例4では芳香族系有機化合物以外のNOx還元剤である炭化水素(HC)まで燃焼してしまい、下層のNOx還元触媒までHCが至らない結果、NOx浄化性能が低下してしまったものと考えられる。
[Difference in effects of the introduction method of CeO 2 (comparison in the same amount of CeO 2)]
FIG. 6 shows the comparison results of the NOx purification rates over time of Example 2 and Comparative Examples 1-5. As shown in FIG. 6, Comparative Example 4 in which only the cerium-containing oxide was coated on the upper layer had a lower NOx purification rate over time than Example 2. This is because, in Comparative Example 4, hydrocarbons (HC), which are NOx reducing agents other than aromatic organic compounds, burn, and HC does not reach the lower NOx reduction catalyst, resulting in a reduction in NOx purification performance. It is thought that.
また、図6に示されるように、NOx還元触媒とセリウム含有酸化物との混合触媒のみからなる比較例2は、実施例2に比して経時でのNOx浄化率が低かった。これは、混合触媒のみであるため、NOx還元触媒の割合が低下する結果、NOx還元触媒単独のNOx還元性能よりも低下してしまったものと考えられる。 Further, as shown in FIG. 6, the comparative example 2 consisting only of the mixed catalyst of the NOx reduction catalyst and the cerium-containing oxide had a lower NOx purification rate over time than the example 2. Since this is only the mixed catalyst, the ratio of the NOx reduction catalyst is reduced, so that it is considered that the NOx reduction performance of the NOx reduction catalyst alone has been lowered.
さらには、図6に示されるように、セリウム含有酸化物上に活性金属を担持させた比較例3及び5は、実施例2に比して経時でのNOx浄化率が低かった。これは、セリウムは活性金属とのインタラクションが低いため、NOx浄化活性に必要な金属(酸化)状態を維持することができない結果、NOx浄化性能が低下してしまったものと考えられる。 Furthermore, as shown in FIG. 6, Comparative Examples 3 and 5 in which an active metal was supported on a cerium-containing oxide had a lower NOx purification rate over time than Example 2. This is probably because cerium has a low interaction with the active metal, so that the metal (oxidation) state necessary for the NOx purification activity cannot be maintained, and as a result, the NOx purification performance has deteriorated.
[上層触媒中のCeO2濃度(重量%)に対するNOx浄化率(性能)への効果]
実施例1、3、4、比較例6、7の反応5000秒後におけるNOx浄化率の結果に基づいて、上層触媒中のCeO2濃度とNOx浄化率との関係を図7に示した。図7に示されるように、混合触媒中のセリウム含有複合酸化物のセリアの濃度(重量%)が1%未満であると、セリウム含有酸化物量が希薄すぎて芳香族系有機化合物の吸着抑制ができないことが確認された。また、重量比が80%を超えると、セリウム含有酸化物による燃焼が進みすぎてしまい、下層のNOx還元触媒に還元剤であるHCが到達せずにNOx浄化性能が低下することが確認された。
[Effect on NOx purification rate (performance) with respect to CeO 2 concentration (% by weight) in upper catalyst]
FIG. 7 shows the relationship between the CeO 2 concentration in the upper catalyst and the NOx purification rate based on the results of the NOx purification rate after 5000 seconds of the reactions of Examples 1, 3, 4, and Comparative Examples 6 and 7. As shown in FIG. 7, when the ceria concentration (% by weight) of the cerium-containing composite oxide in the mixed catalyst is less than 1%, the amount of cerium-containing oxide is too dilute to suppress the adsorption of aromatic organic compounds. It was confirmed that it was not possible. Moreover, when the weight ratio exceeded 80%, combustion by the cerium-containing oxide progressed too much, and it was confirmed that HC as a reducing agent did not reach the lower NOx reduction catalyst and NOx purification performance was lowered. .
[上層触媒の重量%に対するNOx浄化率(性能)への効果]
実施例2、5、6、比較例8、9の反応5000秒後におけるNOx浄化率の結果に基づいて、上層触媒の重量%とNOx浄化率との関係を図8に示した。図8に示されるように、全触媒に対し、上層の混合触媒層の重量%が1%未満であると混合触媒層の量が少なすぎて芳香族系有機化合物の吸着を十分に抑制できないことが確認された。また、重量%が55%を超える場合には、混合触媒の量が多すぎる一方でNOx還元触媒の量が少なすぎるため、NOx浄化触媒単独のNOx浄化性能よりも低下してしまうことが確認された。
[Effect on NOx purification rate (performance) with respect to weight% of upper catalyst]
Based on the results of the NOx purification rate after 5000 seconds of the reactions of Examples 2, 5, 6 and Comparative Examples 8 and 9, the relationship between the weight percent of the upper catalyst and the NOx purification rate is shown in FIG. As shown in FIG. 8, when the weight% of the upper mixed catalyst layer is less than 1% with respect to the total catalyst, the amount of the mixed catalyst layer is too small to sufficiently suppress the adsorption of the aromatic organic compound. Was confirmed. Further, when the weight percentage exceeds 55%, it is confirmed that the amount of the mixed catalyst is too large while the amount of the NOx reduction catalyst is too small, so that the NOx purification performance of the NOx purification catalyst alone is deteriorated. It was.
[CeO2の効果(貴金属でない理由)]
実施例2及び比較例1、10の経時におけるNOx浄化率の比較結果を図9に示す。図9に示されるように、Pdを用いた比較例10は経時におけるNOx浄化率が実施例2に比して格段に低かった。これは、セリウム含有酸化物以外の貴金属(Pt、Pd、Ir、Rh)では燃焼活性が強すぎるため、芳香族系有機化合物のみでなく、還元剤であるHCまで燃焼してしまう結果、NOx浄化性能が低下してしまうことが原因と考えられた。これに対して、セリウム含有複合酸化物は適度な燃焼性能を有するため、良好なNOx浄化率を維持できると考えられた。また、セリウムは酸素補足・放出機能を有するため、セリウム上の酸素が燃焼反応に用いられ、燃焼し難い芳香族系有機化合物を燃焼するものと考えられた。
[Effect of CeO 2 (reason for not being a noble metal)]
FIG. 9 shows the comparison results of the NOx purification rates over time of Example 2 and Comparative Examples 1 and 10. As shown in FIG. 9, in Comparative Example 10 using Pd, the NOx purification rate with time was much lower than that in Example 2. This is because noble metals (Pt, Pd, Ir, Rh) other than cerium-containing oxides have too strong combustion activity, so that not only aromatic organic compounds but also HC, which is a reducing agent, is burned, resulting in NOx purification. The cause was thought to be a decrease in performance. On the other hand, since the cerium-containing composite oxide has an appropriate combustion performance, it was considered that a good NOx purification rate could be maintained. Also, since cerium has an oxygen scavenging / releasing function, oxygen on cerium is used in the combustion reaction, and it is thought that aromatic organic compounds that are difficult to burn are burned.
1 排ガス浄化触媒
11 触媒担体
12 第1コート層
13 第2コート層
100 排ガス浄化装置
101 ノンサーマルプラズマリアクタ
102 第1排ガス浄化手段
103 第2排ガス浄化手段
DESCRIPTION OF
Claims (4)
触媒担体と、この触媒担体上に形成された第1コート層と、この第1コート層上に形成された第2コート層と、を有し、
前記第1コート層は、Agがアルミナに担持されたNOx還元触媒からなり、
前記第2コート層は、Agがアルミナに担持されたNOx還元触媒と酸化セリウムとの混合物からなり、
前記第1コート層のNOx還元触媒中のAgの含有量と、前記第2コート層のNOx還元触媒中のAgの含有量が同一である排ガス浄化触媒。 An exhaust gas purification catalyst used for purification of exhaust gas discharged from an internal combustion engine,
It includes a catalyst support, a first coating layer formed on the catalyst carrier, and a second coating layer formed on the first coating layer, and
The first coat layer is composed of a NOx reduction catalyst in which Ag is supported on alumina,
The second coat layer is made of a mixture of a NOx reduction catalyst in which Ag is supported on alumina and cerium oxide,
An exhaust gas purification catalyst in which the content of Ag in the NOx reduction catalyst of the first coat layer is the same as the content of Ag in the NOx reduction catalyst of the second coat layer .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006193937A JP5000221B2 (en) | 2006-07-14 | 2006-07-14 | Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006193937A JP5000221B2 (en) | 2006-07-14 | 2006-07-14 | Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008018374A JP2008018374A (en) | 2008-01-31 |
| JP5000221B2 true JP5000221B2 (en) | 2012-08-15 |
Family
ID=39074755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006193937A Expired - Fee Related JP5000221B2 (en) | 2006-07-14 | 2006-07-14 | Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5000221B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2161070B1 (en) * | 2008-09-04 | 2013-11-27 | Haldor Topsoe A/S | Process and catalyst system for NOx reduction |
| US8099951B2 (en) | 2008-11-24 | 2012-01-24 | GM Global Technology Operations LLC | Dual bed catalyst system for NOx reduction in lean-burn engine exhaust |
| JP6365340B2 (en) * | 2015-02-23 | 2018-08-01 | 株式会社Soken | Exhaust gas purification catalyst |
| JP6772028B2 (en) * | 2016-10-27 | 2020-10-21 | ダイハツ工業株式会社 | Exhaust gas purification device |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3285857B2 (en) * | 1989-07-06 | 2002-05-27 | マツダ株式会社 | Exhaust gas purification catalyst |
| JP2849408B2 (en) * | 1989-07-21 | 1999-01-20 | 東京濾器株式会社 | Exhaust gas purification catalyst |
| JP3247956B2 (en) * | 1991-02-18 | 2002-01-21 | 株式会社豊田中央研究所 | Exhaust gas purification catalyst |
| JPH08281106A (en) * | 1995-04-11 | 1996-10-29 | Nissan Motor Co Ltd | Exhaust gas purification catalyst and method for producing the same |
| JPH09313893A (en) * | 1996-03-28 | 1997-12-09 | Mazda Motor Corp | Exhaust gas purification catalyst and method for producing the same |
| JPH11128688A (en) * | 1997-10-29 | 1999-05-18 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Purification of waste gas |
| JPH11128689A (en) * | 1997-10-29 | 1999-05-18 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Exhaust gas purification method |
| JPH11138007A (en) * | 1997-11-06 | 1999-05-25 | Honda Motor Co Ltd | Composite catalyst for exhaust gas purification |
| JP2001327838A (en) * | 2000-05-19 | 2001-11-27 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | Exhaust cleaning device for diesel engine |
| US7585477B2 (en) * | 2003-11-11 | 2009-09-08 | Honda Motor Co., Ltd. | Catalyst and method for catalytic reduction of nitrogen oxides |
| US7541010B2 (en) * | 2003-12-19 | 2009-06-02 | Caterpillar Inc. | Silver doped catalysts for treatment of exhaust |
-
2006
- 2006-07-14 JP JP2006193937A patent/JP5000221B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008018374A (en) | 2008-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9611773B2 (en) | Zoned catalysed substrate monolith | |
| KR102483435B1 (en) | Nitrous oxide removal catalysts for exhaust systems | |
| CN105121803B (en) | The catalytic article of oxidation for nitrogen oxide, system and method | |
| EP2456554B1 (en) | Oxygen storage material with decreased ceria reduction temperature | |
| CN105073250B (en) | Oxidation catalyst for engine exhaust gas processing | |
| CN102414412B (en) | Improved lean HC conversion of TWC for lean burn gasoline engines | |
| RU2667911C2 (en) | Catalyst materials for no oxidation | |
| WO2005044426A1 (en) | Method for catalytically reducing nitrogen oxide and catalyst therefor | |
| KR20130138203A (en) | Catalytic converter for removing nitrogen oxides from the exhaust gas of diesel engines | |
| EP3097977B1 (en) | Exhaust-gas purifying catalyst for lean-burn engine | |
| WO2015157625A1 (en) | Systems and methods for using copper-manganese spinel as active phase for diesel oxidation applications | |
| JP2013006179A (en) | High phosphorous poisoning resistant catalyst for treating automobile exhaust | |
| EP1044057A1 (en) | Catalytic converter system for internal combustion engine powere d vehicles | |
| JP6027241B2 (en) | Nitrogen oxide removal catalyst | |
| CN105828936B (en) | Oxidation Catalyst for Exhaust Gas in Compressed Natural Gas Combustion System | |
| CN102015536A (en) | Base metal and base metal modified diesel oxidation catalysts | |
| KR20180111903A (en) | Multi-layer nitrogen oxide storage catalyst containing manganese | |
| CN108367283B (en) | Method for preventing platinum contamination of selective catalytic reduction (SCR) catalysts | |
| KR20170018914A (en) | Exhaust gas treatment system | |
| JP2017510439A (en) | Improved catalyzed soot filter | |
| US20230338939A1 (en) | Diesel Oxidation Catalyst | |
| CN117940212A (en) | Zoned three-way conversion catalyst comprising platinum, palladium and rhodium | |
| JP5000221B2 (en) | Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification device | |
| JP7711046B2 (en) | Diesel Oxidation Catalyst | |
| JP7682799B2 (en) | Tunable NOx Adsorbent |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20081127 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100805 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120117 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120319 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120515 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120516 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150525 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |