JP6153841B2 - Diesel particulate collection filter catalyst - Google Patents
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Description
本発明は、ディーゼル微粒子捕集フィルター(DPF)触媒、及び排気ガス浄化用システムに関する。 The present invention relates to a diesel particulate filter (DPF) catalyst and an exhaust gas purification system.
エンジン等の内燃機関から排出される排気ガスには、粒子状物質(PM)、炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)等の有害な物質が含まれている。これらの物質は大気汚染の原因となるため、排気ガスを浄化することが必要とされる。 Exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an engine contains harmful substances such as particulate matter (PM), hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxide (NOx). . Since these substances cause air pollution, it is necessary to purify the exhaust gas.
特に、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスにはPMが多く含まれており、これを捕集するためにDPFが使用されている。捕集されたPMはDPFに堆積するため、PMの堆積量が増加することによって圧力損失が上昇し、出力が低下するという問題が生じる。 In particular, exhaust gas discharged from a diesel engine contains a large amount of PM, and DPF is used to collect this. Since the collected PM accumulates in the DPF, there is a problem that the pressure loss increases and the output decreases due to an increase in the amount of PM deposited.
そのため、堆積したPMを除去するために、DPFを高温条件に付し、PMを燃焼するDPFの再生が行われている。しかし、PMを燃焼するためには600℃以上の高温が必要となるため、より低温でPMを燃焼するために、担体に担持された白金族金属等がDPFにおいて使用されている(例えば、特許文献1)。 Therefore, in order to remove the accumulated PM, the DPF is subjected to high temperature conditions, and regeneration of the DPF that burns PM is performed. However, since a high temperature of 600 ° C. or higher is required to burn PM, platinum group metals supported on a carrier are used in the DPF in order to burn PM at a lower temperature (for example, patents). Reference 1).
PMの捕集に使用したDPFには、ディーゼル燃料に含まれる硫黄成分が付着している。DPFを再生する際に多量の硫黄成分が付着していると、硫黄成分が一度に大量に放出され、白煙を生じてしまう。白煙の発生を抑制する方法としては、一般的に排気ガス浄化システムの制御が行われているが、この方法は燃費の悪化を引き起こすという問題を生じる。
そのため、本発明は白煙の発生を抑制するための新たな技術を提供することを目的とする。
Sulfur components contained in diesel fuel are attached to the DPF used for collecting PM. If a large amount of sulfur component adheres when regenerating the DPF, a large amount of sulfur component is released at a time, and white smoke is generated. As a method for suppressing the generation of white smoke, control of an exhaust gas purification system is generally performed, but this method causes a problem of causing deterioration in fuel consumption.
Therefore, an object of the present invention is to provide a new technique for suppressing the generation of white smoke.
本発明者らが鋭意検討した結果、白煙の原因となる硫黄成分はDPFにおける担体に付着しており、当該担体の比表面積及び量を調節することによって、硫黄成分の付着量を低減できることを見出した。
すなわち、本発明は以下を包含する。
As a result of intensive studies by the present inventors, the sulfur component causing white smoke is attached to the carrier in the DPF, and it is possible to reduce the adhesion amount of the sulfur component by adjusting the specific surface area and amount of the carrier. I found it.
That is, the present invention includes the following.
[1]DPF基材と、当該DPF基材上に配置された触媒層とを含むDPF触媒であって、
前記触媒層が、担体と、当該担体に担持された触媒金属とを含み、
前記担体の比表面積(m2/g)と、前記DPF基材の体積当たりの前記担体の量(g/L)との積である、前記DPF基材の体積当たりの前記担体の合計表面積(m2/L)が5〜450m2/Lである、前記DPF触媒。
[2]担体の比表面積が、1〜50m2/gである、[1]に記載のDPF触媒。
[3]DPF基材の体積当たりの担体の量が、5〜15g/Lである、[1]又は[2]に記載のDPF触媒。
[1] A DPF catalyst comprising a DPF base material and a catalyst layer disposed on the DPF base material,
The catalyst layer includes a support and a catalyst metal supported on the support,
The total surface area of the carrier per volume of the DPF substrate, which is the product of the specific surface area (m 2 / g) of the carrier and the amount of the carrier per volume of the DPF substrate (g / L) m 2 / L) is 5~450m 2 / L, the DPF catalyst.
[2] The DPF catalyst according to [1], wherein the support has a specific surface area of 1 to 50 m 2 / g.
[3] The DPF catalyst according to [1] or [2], wherein the amount of the support per volume of the DPF substrate is 5 to 15 g / L.
[4][1]〜[3]のいずれかに記載のDPF触媒と、ディーゼル酸化触媒とを含み、
前記ディーゼル酸化触媒が、排気ガスの流れ方向において、前記DPF触媒の上流側に設置されている、排気ガス浄化用システム。
[4] The DPF catalyst according to any one of [1] to [3] and a diesel oxidation catalyst,
The exhaust gas purification system, wherein the diesel oxidation catalyst is installed upstream of the DPF catalyst in the exhaust gas flow direction.
[5]DPF基材と、当該DPF基材上に配置された第1の触媒層と、当該第1の触媒層上に配置された第2の触媒層とを含むDPF触媒であって、
前記第1の触媒層が、第1の担体と、当該第1の担体に担持された第1の触媒金属とを含み、
前記第2の触媒層が、第2の担体と、当該第2の担体に担持された第2の触媒金属とを含み、
前記第1の触媒金属が、粒子状物質の燃焼を促進する機能を有する金属であり、
前記第2の触媒金属が、一酸化窒素を酸化する機能を有する金属であり、
前記第1の担体の比表面積(m2/g)と、前記DPF基材の体積当たりの前記第1の担体の量(g/L)との積である、前記DPF基材の体積当たりの前記第1の担体の合計表面積(m2/L);及び前記第2の担体の比表面積(m2/g)と、前記DPF基材の体積当たりの前記第2の担体の量(g/L)との積である、前記DPF基材の体積当たりの前記第2の担体の合計表面積(m2/L);の和が5〜450m2/Lである、前記DPF触媒。
[5] A DPF catalyst comprising a DPF substrate, a first catalyst layer disposed on the DPF substrate, and a second catalyst layer disposed on the first catalyst layer,
The first catalyst layer includes a first carrier and a first catalyst metal supported on the first carrier;
The second catalyst layer includes a second carrier and a second catalyst metal supported on the second carrier;
The first catalytic metal is a metal having a function of promoting combustion of particulate matter;
The second catalytic metal is a metal having a function of oxidizing nitric oxide;
The product of the specific surface area (m 2 / g) of the first carrier and the amount (g / L) of the first carrier per volume of the DPF substrate, per volume of the DPF substrate. The total surface area of the first support (m 2 / L); the specific surface area of the second support (m 2 / g); and the amount of the second support per volume of the DPF substrate (g / is the product of L), the second total surface area of the support per volume of the DPF substrate (m 2 / L); the sum of a 5~450m 2 / L, the DPF catalyst.
本発明によれば、DPF触媒の再生時における白煙の発生を抑制することができる。 According to the present invention, the generation of white smoke during regeneration of the DPF catalyst can be suppressed.
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、DPF基材と、当該DPF基材上に配置された触媒層とを含む、DPF触媒に関する。本発明に係るDPF触媒において、触媒層は、担体と、当該担体に担持された触媒金属とを含んでおり、前記DPF基材の体積当たりの前記担体の合計表面積(m2/L)は5〜450m2/Lである。ここで、「DPF基材の体積当たりの担体の合計表面積」とは、担体の比表面積(m2/g)と、DPF基材の体積当たりの担体の量(g/L)との積である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention relates to a DPF catalyst including a DPF base material and a catalyst layer disposed on the DPF base material. In the DPF catalyst according to the present invention, the catalyst layer includes a support and a catalyst metal supported on the support, and the total surface area (m 2 / L) of the support per volume of the DPF base material is 5 -450 m < 2 > / L. Here, the “total surface area of the carrier per volume of the DPF substrate” is the product of the specific surface area (m 2 / g) of the carrier and the amount of carrier (g / L) per volume of the DPF substrate. is there.
ディーゼル燃料に含まれる硫黄成分は、担体の比表面積が大きいほど担体に付着されやすい。また、硫黄成分は担体の量が多いほど付着されやすい。従って、担体の比表面積を小さくし、且つ担体の量を少なくして、DPF基材の体積当たりの担体の合計表面積を一定の範囲内に調節することにより、PM捕集を行う間にDPF触媒に付着する硫黄成分の量を低減することができる。その結果、DPF触媒の再生時における硫黄成分の大量放出を抑制し、白煙の発生を回避することができる。 The sulfur component contained in diesel fuel is more likely to adhere to the support as the specific surface area of the support increases. In addition, the sulfur component is more easily attached as the amount of the carrier increases. Therefore, by reducing the specific surface area of the carrier and reducing the amount of the carrier, the total surface area of the carrier per volume of the DPF substrate is adjusted within a certain range, so that the DPF catalyst can be used during PM collection. The amount of the sulfur component adhering to can be reduced. As a result, it is possible to suppress large-scale release of sulfur components during regeneration of the DPF catalyst and avoid the generation of white smoke.
本発明に係るDPF触媒に含まれるDPF基材としては、特別なものを使用する必要はなく、PM捕集を目的として一般的に利用されているフィルター基材を使用することができる。例えば、DPF基材として、ウォールフロー型のモノリスハニカム基材を挙げることができる(例えば、図1)。基材の材質も特に限定されず、例えば、セラミック、炭化ケイ素、金属等の基材を挙げることができる。 As the DPF base material contained in the DPF catalyst according to the present invention, it is not necessary to use a special one, and a filter base material generally used for the purpose of collecting PM can be used. For example, a wall flow type monolith honeycomb substrate can be used as the DPF substrate (for example, FIG. 1). The material of the base material is not particularly limited, and examples thereof include base materials such as ceramic, silicon carbide, and metal.
DPF基材上には触媒層が配置されている。ここで、DPF基材がウォールフロー型のモノリスハニカム基材である場合、触媒層は、当該基材における複数のセルを構成するセル壁の内部に形成されている細孔の表面上に配置されていることが好ましい。また、触媒層は、セル壁の表面上に配置されていてもよい。 A catalyst layer is disposed on the DPF substrate. Here, when the DPF substrate is a wall flow type monolith honeycomb substrate, the catalyst layer is disposed on the surface of the pores formed inside the cell walls constituting the plurality of cells in the substrate. It is preferable. Moreover, the catalyst layer may be arrange | positioned on the surface of a cell wall.
触媒層には担体及び触媒金属が含まれている。担体の比表面積(m2/g)は、硫黄成分の付着量に大きな影響を与えるため、一定の範囲内に調節することが好ましい。担体の比表面積が小さいほど硫黄成分が付着しにくいため、担体の比表面積を、例えば、1〜50m2/gとすることが好ましく、1〜30m2/gとすることがより好ましく、1〜15m2/gとすることが特に好ましい。担体の比表面積をこのような範囲とすることにより、硫黄成分の付着を低減すると共に、触媒金属を分散させて担持することができる。これにより、触媒金属のシンタリングを抑制し、触媒活性の低下を防止することができる。 The catalyst layer contains a support and a catalyst metal. The specific surface area (m 2 / g) of the support has a great influence on the amount of sulfur component deposited, and therefore it is preferable to adjust it within a certain range. The smaller the specific surface area of the carrier, the more difficult it is for the sulfur component to adhere, so the specific surface area of the carrier is preferably, for example, 1-50 m 2 / g, more preferably 1-30 m 2 / g, It is especially preferable to set it as 15 m < 2 > / g. By setting the specific surface area of the support in such a range, it is possible to reduce the adhesion of the sulfur component and to disperse and carry the catalyst metal. Thereby, the sintering of the catalyst metal can be suppressed and the catalyst activity can be prevented from being lowered.
なお、本明細書における「担体の比表面積」は、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−920)により測定したものである。 The “specific surface area of the carrier” in the present specification is measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus (LA-920, manufactured by Horiba, Ltd.).
また、DPF基材の体積当たりの担体の量(g/L)も、硫黄成分の付着量に大きな影響を与えるため、一定の範囲内に調節することが好ましい。DPF基材の体積当たりの担体の量が小さいほど硫黄成分が付着しにくいため、当該担体の量を、例えば、5〜15g/Lとすることが好ましく、5〜10g/Lとすることがより好ましい。なお、「DPF基材の体積」とは、基材内部の空隙部(例えば、セル、セル壁の内部の細孔等)を包含した基材の体積を意味する。 Further, the amount of the carrier per volume of the DPF substrate (g / L) is also preferably adjusted within a certain range because it greatly affects the amount of sulfur component deposited. The smaller the amount of the carrier per volume of the DPF substrate, the less the sulfur component adheres. Therefore, for example, the amount of the carrier is preferably 5 to 15 g / L, and more preferably 5 to 10 g / L. preferable. The “volume of the DPF substrate” means the volume of the substrate including voids inside the substrate (for example, cells, pores inside the cell wall, etc.).
上記の通り、DPF触媒に付着する硫黄成分の量は、担体の比表面積(m2/g)と、DPF基材の体積当たりの担体の量(g/L)とに依存する。そのため、これらの因子の積である、DPF基材の体積当たりの担体の合計表面積(m2/L)を、一定の範囲内に調節することにより、DPF触媒に付着する硫黄成分の量を低減することができる。従って、DPF基材の体積当たりの担体の合計表面積は、5〜450m2/Lであり、好ましくは5〜250m2/Lである。 As described above, the amount of the sulfur component adhering to the DPF catalyst depends on the specific surface area (m 2 / g) of the carrier and the amount of the carrier per volume of the DPF substrate (g / L). Therefore, the amount of sulfur component adhering to the DPF catalyst is reduced by adjusting the total surface area (m 2 / L) of the support per volume of the DPF substrate, which is the product of these factors, within a certain range. can do. Therefore, the total surface area of the support per volume of the DPF substrate is 5 to 450 m 2 / L, preferably 5 to 250 m 2 / L.
担体の種類は硫黄成分の付着量にあまり影響を与えないため、担体の種類は特に限定されない。そのため、担体は、高温条件におけるDPF触媒の再生に耐えられるものであればよい。このような担体としては、例えば、耐熱性粒子、特に耐熱性金属粒子を挙げることができる。具体的には、アルミナ、チタニア、シリカ、セリア、ジルコニア、セリウム−ジルコニウム複合酸化物、ゼオライト等を挙げることができる。 The type of the carrier is not particularly limited because it does not significantly affect the amount of the sulfur component deposited. Therefore, the carrier may be any material that can withstand the regeneration of the DPF catalyst under high temperature conditions. Examples of such a carrier include heat-resistant particles, particularly heat-resistant metal particles. Specific examples include alumina, titania, silica, ceria, zirconia, cerium-zirconium composite oxide, zeolite, and the like.
担体に担持されている触媒金属の種類も硫黄成分の付着量にあまり影響を与えないため、触媒金属の種類は特に限定されない。担持する触媒金属は、目的の用途に応じて適宜選択することができる。例えば、PMの燃焼を促進させる場合には、触媒金属として、白金、パラジウム、バナジウム、金、銀、鉄等を使用することができる。 Since the type of catalyst metal supported on the carrier does not significantly affect the amount of sulfur component deposited, the type of catalyst metal is not particularly limited. The catalyst metal to be supported can be appropriately selected according to the intended use. For example, when promoting PM combustion, platinum, palladium, vanadium, gold, silver, iron, or the like can be used as the catalyst metal.
触媒金属の量は、特に限定されないが、PMの燃焼を十分に促進するために、DPF基材の体積(1L)当たり、0.1〜2gであることが好ましく、0.3〜1gであることがより好ましい。 The amount of the catalytic metal is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 2 g, preferably 0.3 to 1 g per volume (1 L) of the DPF base material in order to sufficiently promote the combustion of PM. It is more preferable.
触媒層は、本発明の効果に悪影響を与えない限度において、任意の成分を更に含んでいてもよい。 The catalyst layer may further contain an optional component as long as the effect of the present invention is not adversely affected.
<排気ガス浄化用システム>
本発明は更に、上記DPF触媒と、ディーゼル酸化触媒(DOC)とを含む、排気ガス浄化用システムにも関する。図2に示すように、本発明に係る排気ガス浄化用システムでは、排気管1の内部で、DOC2が、排気ガスの流れ方向において、DPF触媒3の上流側に設置されている。
<Exhaust gas purification system>
The present invention further relates to an exhaust gas purification system including the DPF catalyst and a diesel oxidation catalyst (DOC). As shown in FIG. 2, in the exhaust gas purification system according to the present invention, the DOC 2 is installed upstream of the DPF catalyst 3 in the exhaust gas flow direction inside the
DOCは排気ガス中の未燃焼ガスを酸化する機能を有する。未燃焼ガスには主にHC、CO、NOが含まれている。DOCは、HCをH2O及びCO2に、COをCO2に、NOをNO2に酸化する。NO2は非常に強い酸化力を有するため、下流側に設置されたDPF触媒に堆積したPMの燃焼を促進することができる。 The DOC has a function of oxidizing unburned gas in the exhaust gas. Unburned gas mainly contains HC, CO, and NO. DOC oxidizes HC to H 2 O and CO 2 , CO to CO 2 and NO to NO 2 . Since NO 2 has a very strong oxidizing power, combustion of PM deposited on the DPF catalyst installed on the downstream side can be promoted.
DOCとしては、特別なものを使用する必要はなく、排気ガスの浄化において一般的に利用されているものを使用することができる。DOCは、例えば、基材と、当該基材上に配置された触媒層とを含んでいる。 As the DOC, it is not necessary to use a special one, and a DOC generally used in exhaust gas purification can be used. DOC contains the base material and the catalyst layer arrange | positioned on the said base material, for example.
DOCの基材としては、特別なものを使用する必要はなく、一般的なDOCにおいて利用されている基材を使用することができる。例えば、DOCの基材として、ストレートフロー型のモノリスハニカム基材を挙げることができる。基材の材質も特に限定されず、例えば、セラミック、炭化ケイ素、金属等の基材を挙げることができる。 As a base material of DOC, it is not necessary to use a special thing, and the base material currently utilized in general DOC can be used. For example, a straight flow type monolith honeycomb substrate can be used as the DOC substrate. The material of the base material is not particularly limited, and examples thereof include base materials such as ceramic, silicon carbide, and metal.
DOCの基材上には触媒層が配置されている。ここで、DOCの基材がストレートフロー型のモノリスハニカム基材である場合、触媒層は、当該基材における複数のセルを構成するセル壁の表面上に配置されていることが好ましい。 A catalyst layer is disposed on the DOC substrate. Here, when the DOC base material is a straight flow type monolith honeycomb base material, the catalyst layer is preferably disposed on the surface of the cell wall constituting a plurality of cells in the base material.
DOCの触媒層は、担体と、当該担体に担持された触媒金属とを含む。DOCの担体としては、例えば、耐熱性粒子、特に耐熱性金属粒子を挙げることができる。具体的には、アルミナ、チタニア、シリカ、セリウム−ジルコニウム複合酸化物、セリア、ジルコニア、ゼオライト等を挙げることができる。 The catalyst layer of the DOC includes a support and a catalyst metal supported on the support. Examples of the DOC carrier include heat-resistant particles, particularly heat-resistant metal particles. Specific examples include alumina, titania, silica, cerium-zirconium composite oxide, ceria, zirconia, and zeolite.
DOCの触媒金属としては、NOを酸化する機能を有する金属を挙げることができる。具体的には、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム等を挙げることができる。 Examples of the DOC catalyst metal include a metal having a function of oxidizing NO. Specific examples include platinum, palladium, rhodium, iridium, and ruthenium.
DOCの触媒金属の量は、特に限定されないが、NOを十分に酸化するために、DOCの基材の体積(1L)当たり、0.5〜7gであることが好ましく、1〜4gであることがより好ましい。 The amount of the DOC catalyst metal is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 7 g, preferably 1 to 4 g per volume (1 L) of the DOC base material in order to sufficiently oxidize NO. Is more preferable.
本発明に係るDPF触媒は、DOCと一体化されていてもよい。この場合、DPF触媒の触媒層上に、DOCの触媒層が更に配置されている。すなわち、一体化DPF触媒は、DPF基材と、当該DPF基材上に配置されたDPF触媒の触媒層(「第1の触媒層」ともいう)と、当該DPF触媒の触媒層上に配置されたDOCの触媒層(「第2の触媒層」ともいう)とを含む。 The DPF catalyst according to the present invention may be integrated with DOC. In this case, a DOC catalyst layer is further arranged on the catalyst layer of the DPF catalyst. That is, the integrated DPF catalyst is disposed on the DPF base material, the catalyst layer of the DPF catalyst disposed on the DPF base material (also referred to as “first catalyst layer”), and the catalyst layer of the DPF catalyst. And a DOC catalyst layer (also referred to as “second catalyst layer”).
第1の触媒層に含まれる担体及び触媒金属(それぞれ「第1の担体」及び「第1の触媒金属」ともいう)、並びに第2の触媒層に含まれる担体及び触媒金属(それぞれ「第2の担体」及び「第2の触媒金属」ともいう)の例は、上記の通りである。DPF触媒とDOCとを一体化することにより、これらを設置するために必要となる空間を小さくすることができる。 The support and catalyst metal (also referred to as “first support” and “first catalyst metal”, respectively) included in the first catalyst layer, and the support and catalyst metal (respectively “second”, respectively) included in the second catalyst layer. Examples of “support” and “second catalyst metal”) are as described above. By integrating the DPF catalyst and the DOC, the space required for installing them can be reduced.
一体化DPF触媒では、硫黄成分の付着量を低減するために、DPF基材の体積当たりの第1の担体の合計表面積と、DPF基材の体積当たりの第2の担体の合計表面積との和が5〜450m2/Lであり、好ましくは5〜250m2/Lである。 In an integrated DPF catalyst, the sum of the total surface area of the first support per volume of the DPF substrate and the total surface area of the second support per volume of the DPF substrate is used to reduce the amount of sulfur component deposited. Is 5 to 450 m 2 / L, preferably 5 to 250 m 2 / L.
ここで、第1の担体及び第2の担体の比表面積をそれぞれ、1〜50m2/gとすることが好ましく、1〜30m2/gとすることがより好ましく、1〜15m2/gとすることが特に好ましい。 Here, each specific surface area of the first carrier and the second carrier, preferably to 1 to 50 m 2 / g, more preferably to 1-30 m 2 / g, and 1~15m 2 / g It is particularly preferable to do this.
また、DPF基材の体積当たりの第1の担体及び第2の担体の合計量を、5〜15g/Lとすることが好ましく、5〜10g/Lとすることがより好ましい。 The total amount of the first carrier and the second carrier per volume of the DPF substrate is preferably 5 to 15 g / L, more preferably 5 to 10 g / L.
以下、実施例及び比較例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example and a comparative example, the technical scope of this invention is not limited to this.
<DPF触媒の製造>
[実施例1]
50gの市販のAl2O3粉末(比表面積:1m2/g)を、10分間超音波を用いて500mlのイオン交換水に分散させた。分散液にジニトロアンミン白金(Pt)硝酸溶液を投入し、PtをAl2O3粉末表面に吸着させた。これを150℃で乾燥して水を除去した後、大気中500℃で焼成した。これにより、Al2O3粉末表面にPtが担持されたPt担持担体を得た。
<Manufacture of DPF catalyst>
[Example 1]
50 g of commercially available Al 2 O 3 powder (specific surface area: 1 m 2 / g) was dispersed in 500 ml of ion-exchanged water using ultrasonic waves for 10 minutes. A dinitroammineplatinum (Pt) nitric acid solution was added to the dispersion, and Pt was adsorbed on the Al 2 O 3 powder surface. This was dried at 150 ° C. to remove water, and then fired at 500 ° C. in the atmosphere. As a result, a Pt-supported carrier having Pt supported on the Al 2 O 3 powder surface was obtained.
Pt担持担体をイオン交換水に懸濁し、ボールミルを用いてPt担持担体のD50が2μmとなるように調製してコーティング用スラリーを得た。 The Pt-supported carrier was suspended in ion-exchanged water and prepared using a ball mill so that the Dt of the Pt-supported carrier was 2 μm to obtain a coating slurry.
コーティング用スラリーにDPF基材を浸漬後、引き上げ、真空吸引して余分なスラリーを除去した。その後、110℃で乾燥し、450℃で120分間焼成した。これにより、DPF基材上に触媒層が形成されたDPF触媒を得た。
DPF基材の体積当たりのAl2O3の量は5g/Lであった。
After dipping the DPF substrate in the coating slurry, it was pulled up and vacuumed to remove excess slurry. Then, it dried at 110 degreeC and baked at 450 degreeC for 120 minutes. As a result, a DPF catalyst having a catalyst layer formed on the DPF substrate was obtained.
The amount of Al 2 O 3 per volume of the DPF substrate was 5 g / L.
[実施例2]
実施例1における50gのAl2O3粉末(比表面積:1m2/g)の代わりに、50gの市販のAl2O3粉末(比表面積:5m2/g)を使用した以外は、実施例1と同様にDPF触媒を製造した。
DPF基材の体積当たりのAl2O3の量は15g/Lであった。
[Example 2]
Example except that 50 g of commercially available Al 2 O 3 powder (specific surface area: 5 m 2 / g) was used instead of 50 g of Al 2 O 3 powder (specific surface area: 1 m 2 / g) in Example 1. A DPF catalyst was produced in the same manner as in Example 1.
The amount of Al 2 O 3 per volume of the DPF substrate was 15 g / L.
[実施例3]
実施例1における50gのAl2O3粉末(比表面積:1m2/g)の代わりに、50gの市販のCeZr粉末(比表面積:15m2/g)を使用した以外は、実施例1と同様にDPF触媒を製造した。
DPF基材の体積当たりのCeZrの量は15g/Lであった。
[Example 3]
Similar to Example 1 except that 50 g of commercially available CeZr powder (specific surface area: 15 m 2 / g) was used instead of 50 g of Al 2 O 3 powder (specific surface area: 1 m 2 / g) in Example 1. A DPF catalyst was produced.
The amount of CeZr per volume of the DPF substrate was 15 g / L.
[実施例4]
実施例1における50gのAl2O3粉末(比表面積:1m2/g)の代わりに、50gの市販のTiO2粉末(比表面積:50m2/g)を使用した以外は、実施例1と同様にDPF触媒を製造した。
DPF基材の体積当たりのTiO2の量は5g/Lであった。
[Example 4]
Example 1 except that 50 g of commercially available TiO 2 powder (specific surface area: 50 m 2 / g) was used instead of 50 g of Al 2 O 3 powder (specific surface area: 1 m 2 / g) in Example 1. Similarly, a DPF catalyst was produced.
The amount of TiO 2 per volume of the DPF substrate was 5 g / L.
[実施例5]
実施例1における50gのAl2O3粉末(比表面積:1m2/g)の代わりに、50gの市販のAl2O3粉末(比表面積:50m2/g)を使用した以外は、実施例1と同様にDPF触媒を製造した。
DPF基材の体積当たりのAl2O3の量は5g/Lであった。
[Example 5]
Example except that 50 g of commercially available Al 2 O 3 powder (specific surface area: 50 m 2 / g) was used instead of 50 g of Al 2 O 3 powder (specific surface area: 1 m 2 / g) in Example 1. A DPF catalyst was produced in the same manner as in Example 1.
The amount of Al 2 O 3 per volume of the DPF substrate was 5 g / L.
[実施例6]
実施例1における50gのAl2O3粉末(比表面積:1m2/g)の代わりに、50gの市販のAl2O3粉末(比表面積:30m2/g)を使用した以外は、実施例1と同様にDPF触媒を製造した。
DPF基材の体積当たりのAl2O3の量は15g/Lであった。
[Example 6]
Example except that 50 g of commercially available Al 2 O 3 powder (specific surface area: 30 m 2 / g) was used instead of 50 g of Al 2 O 3 powder (specific surface area: 1 m 2 / g) in Example 1. A DPF catalyst was produced in the same manner as in Example 1.
The amount of Al 2 O 3 per volume of the DPF substrate was 15 g / L.
[比較例1]
実施例1における50gのAl2O3粉末(比表面積:1m2/g)の代わりに、50gの市販のAl2O3粉末(比表面積:30m2/g)を使用した以外は、実施例1と同様にDPF触媒を製造した。
DPF基材の体積当たりのAl2O3の量は30g/Lであった。
[Comparative Example 1]
Example except that 50 g of commercially available Al 2 O 3 powder (specific surface area: 30 m 2 / g) was used instead of 50 g of Al 2 O 3 powder (specific surface area: 1 m 2 / g) in Example 1. A DPF catalyst was produced in the same manner as in Example 1.
The amount of Al 2 O 3 per volume of the DPF substrate was 30 g / L.
[比較例2]
実施例1における50gのAl2O3粉末(比表面積:1m2/g)の代わりに、50gの市販のSiO2粉末(比表面積:30m2/g)を使用した以外は、実施例1と同様にDPF触媒を製造した。
DPF基材の体積当たりのSiO2の量は50g/Lであった。
[Comparative Example 2]
Example 1 except that 50 g of commercially available SiO 2 powder (specific surface area: 30 m 2 / g) was used instead of 50 g of Al 2 O 3 powder (specific surface area: 1 m 2 / g) in Example 1. Similarly, a DPF catalyst was produced.
The amount of SiO 2 per volume of the DPF substrate was 50 g / L.
[比較例3]
実施例1における50gのAl2O3粉末(比表面積:1m2/g)の代わりに、100gの市販のAl2O3粉末(比表面積:30m2/g)を使用した以外は、実施例1と同様にDPF触媒を製造した。
DPF基材の体積当たりのAl2O3の量は100g/Lであった。
[Comparative Example 3]
Example except that 100 g of commercially available Al 2 O 3 powder (specific surface area: 30 m 2 / g) was used instead of 50 g of Al 2 O 3 powder (specific surface area: 1 m 2 / g) in Example 1. A DPF catalyst was produced in the same manner as in Example 1.
The amount of Al 2 O 3 per volume of the DPF substrate was 100 g / L.
実施例及び比較例において製造したDPF触媒の構成を表1に示す。 Table 1 shows the structures of the DPF catalysts produced in the examples and comparative examples.
<DPF触媒の評価>
(1)硫黄付着試験
排気ガスの流れ方向における上流側から下流側に向かって順番に、飽和するまで硫黄を付着させたDOCと、実施例及び比較例において製造したDPF触媒とをエンジン排出ガス流通装置に取り付けた。規定量の硫黄が含まれたエンジン排出ガスを、硫黄換算で2.5g/Lとなるように前記装置に通過させた。その後、DPF触媒を分解し、硫黄分析計を用いて硫黄の付着量を測定した。結果を表2に示す。
<Evaluation of DPF catalyst>
(1) Sulfur adhesion test Engine exhaust gas distribution of DOC in which sulfur is adhered in order from the upstream side to the downstream side in the exhaust gas flow direction and the DPF catalyst produced in the examples and comparative examples until saturation. Attached to the device. Engine exhaust gas containing a specified amount of sulfur was passed through the apparatus so as to be 2.5 g / L in terms of sulfur. Thereafter, the DPF catalyst was decomposed, and the amount of sulfur deposited was measured using a sulfur analyzer. The results are shown in Table 2.
(2)白煙発生試験
硫黄付着試験を行ったDPF触媒を、ディーゼル内燃機関の下流側に設置した。DPF触媒にPMを堆積させた後、DPF触媒の再生を行い、白煙の発生を観察した。結果を表3に示す。
(2) White smoke generation test The DPF catalyst subjected to the sulfur adhesion test was installed downstream of the diesel internal combustion engine. After depositing PM on the DPF catalyst, the DPF catalyst was regenerated and white smoke was observed. The results are shown in Table 3.
DPF触媒の評価結果を図3に示す。図3から分かるように、DPF基材の体積当たりの担体の合計表面積を小さくするほど、DPF触媒に付着する硫黄の量を低減することができる。また、DPF触媒に付着する硫黄の量を少なくすることによって、白煙の発生を抑制することができる。 The evaluation results of the DPF catalyst are shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, the amount of sulfur attached to the DPF catalyst can be reduced as the total surface area of the support per volume of the DPF substrate is reduced. Moreover, generation | occurrence | production of white smoke can be suppressed by reducing the quantity of sulfur adhering to a DPF catalyst.
1・・排気管、2・・DOC、3・・DPF触媒 1 .... exhaust pipe, 2 .... DOC, 3 .... DPF catalyst
Claims (6)
前記触媒層が、担体と、当該担体に担持された触媒金属とを含み、
前記担体の比表面積(m2/g)と、前記DPF基材の体積当たりの前記担体の量(g/L)との積である、前記DPF基材の体積当たりの前記担体の合計表面積(m2/L)が5〜450m2/Lである、前記DPF触媒
(但し、前記担体が、CeO2−Pr複合酸化物、CeO2−Nd複合酸化物、炭化ケイ素、又は酸化ケイ素である場合は除く)。 A DPF catalyst comprising a DPF substrate and a catalyst layer disposed on the DPF substrate,
The catalyst layer includes a support and a catalyst metal supported on the support,
The total surface area of the carrier per volume of the DPF substrate, which is the product of the specific surface area (m 2 / g) of the carrier and the amount of the carrier per volume of the DPF substrate (g / L) m 2 / L) is 5~450m 2 / L, when the DPF catalyst (provided that the carrier, CeO 2 -Pr composite oxide, CeO 2 -Nd composite oxide, silicon carbide, or silicon oxide Except).
前記ディーゼル酸化触媒が、排気ガスの流れ方向において、前記DPF触媒の上流側に設置されている、排気ガス浄化用システム。 Including the DPF catalyst according to any one of claims 1 to 4 and a diesel oxidation catalyst,
The exhaust gas purification system, wherein the diesel oxidation catalyst is installed upstream of the DPF catalyst in the exhaust gas flow direction.
前記第1の触媒層が、第1の担体と、当該第1の担体に担持された第1の触媒金属とを含み、
前記第2の触媒層が、第2の担体と、当該第2の担体に担持された第2の触媒金属とを含み、
前記第1の触媒金属が、粒子状物質の燃焼を促進する機能を有する金属であり、
前記第2の触媒金属が、一酸化窒素を酸化する機能を有する金属であり、
前記第1の担体の比表面積(m2/g)と、前記DPF基材の体積当たりの前記第1の担体の量(g/L)との積である、前記DPF基材の体積当たりの前記第1の担体の合計表面積(m2/L);及び前記第2の担体の比表面積(m2/g)と、前記DPF基材の体積当たりの前記第2の担体の量(g/L)との積である、前記DPF基材の体積当たりの前記第2の担体の合計表面積(m2/L);の和が5〜450m2/Lである、前記DPF触媒。 A DPF catalyst comprising: a DPF substrate; a first catalyst layer disposed on the DPF substrate; and a second catalyst layer disposed on the first catalyst layer,
The first catalyst layer includes a first carrier and a first catalyst metal supported on the first carrier;
The second catalyst layer includes a second carrier and a second catalyst metal supported on the second carrier;
The first catalytic metal is a metal having a function of promoting combustion of particulate matter;
The second catalytic metal is a metal having a function of oxidizing nitric oxide;
The product of the specific surface area (m 2 / g) of the first carrier and the amount (g / L) of the first carrier per volume of the DPF substrate, per volume of the DPF substrate. The total surface area of the first support (m 2 / L); the specific surface area of the second support (m 2 / g); and the amount of the second support per volume of the DPF substrate (g / is the product of L), the second total surface area of the support per volume of the DPF substrate (m 2 / L); the sum of a 5~450m 2 / L, the DPF catalyst.
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