JP4696392B2 - Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification material using the same - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中に含まれるパティキュレート（固体状炭素微粒子、液体あるいは固体状の高分子量炭化水素微粒子）を燃焼して排ガスを浄化する排ガス浄触媒および排ガス浄化材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレートは、その粒子径のほとんどが１ミクロン以下であり、大気中に浮遊しやすく呼吸により人体に取り込まれやすく、しかも、パティキュレートにはベンズピレン等の発癌性物質が含まれていることが明らかとなり、人体への影響が大きな問題となってきている。このため、ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート排出規制がますます強化され、それに伴い、パティキュレートを効率よく除去できる排ガス浄化触媒および排ガス浄化材が待望されている。
【０００３】
従来より、排ガスからのパティキュレートを除去する方法の一つとして、耐熱性の３次元構造体からなる排ガス浄化材を用いて排ガス中のパティキュレートを捕集し、背圧が上昇した後、バーナーや電気ヒーター等の加熱手段で排ガス浄化体を加熱し、堆積したパティキュレートを燃焼させ、炭酸ガスに変えて外部に放出する方法がある。
【０００４】
しかしながら、上記の方法では、パティキュレートの燃焼温度が高温であり、捕集したパティキュレートを燃焼除去し、フィルターを再生するために多量のエネルギーが必要となるという問題点を有していた。また、高温域での燃焼とその反応熱によりフィルターの溶損や割れを生じるという問題点を有していた。更に、特殊な装置を必要とするため、浄化装置としての大型化、高コスト化が生じるという問題点を有していた。
【０００５】
一方、触媒を用いて微粒子を触媒作用により燃焼反応を行わせ、ヒーター等の加熱手段を用いないで排ガス中で排ガスの温度で燃焼再生を行う方法がある。
【０００６】
触媒担持の排ガス浄化材としては、耐熱性の３次元構造体に金属酸化物等からなる排ガス浄化用触媒を担持させたものがあるが、ここで捕集されたパティキュレートは排ガス浄化用触媒の触媒作用によって、より低温で燃焼させることができる。
【０００７】
このような排ガス浄化用触媒を担持した排ガス浄化材を用いて、パティキュレートを排ガス温度で燃焼することができれば、加熱手段を排ガス浄化装置内に配設する必要がなく、排ガス浄化装置の構成を簡単にすることができる。
【０００８】
しかしながら、現状では排ガス浄化用触媒を担持した排ガス浄化材についても、排ガス温度でパティキュレートを十分に燃焼することは困難であり、加熱手段との併用が不可欠となっている。従って、より低温でパティキュレートを燃焼できる高い触媒活性を有する排ガス浄化用触媒を担持した排ガス浄化触媒および排ガス浄化材の開発が望まれている。
【０００９】
排ガス浄化用触媒としては、これまでに銅やバナジウム等の金属酸化物を用いたものが比較的高い活性を有することが知られている。
【００１０】
例えば、特開昭５８−１４３８４０号公報（以下、イ号公報という）には、「銅及びその化合物から選択される少なくとも一つと、複数の酸化状態を取り得る金属及びその化合物から選択される少なくとも一つとを組み合わせてなるパティキュレート浄化用触媒」が開示されている。
【００１１】
特開昭５８−１７４２３６号公報（以下、ロ号公報という）には、「バナジウム及びバナジウム化合物から選択される少なくとも一つからなる排ガス中のパティキュレート浄化用触媒」が開示されている。
【００１２】
特公平４−４２０６３号公報（以下、ハ号公報という）には、「銅、マンガン、モリブテン等の金属酸化物にアルカリ金属の酸化物と貴金属を添加した排ガス浄化用触媒およびその製法」が開示されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の排ガス浄化触媒および排ガス浄化材は、以下のような課題を有していた。
（１）イ号公報およびロ号公報に記載の排ガス浄化触媒は、排ガス浄化用触媒の触媒活性が、排ガス温度の低温でパティキュレートを十分に燃焼できるほど高くないため、排ガス浄化材に捕集されたパティキュレーを排ガス温度で燃焼させることができず、加熱手段との併用が不可欠という問題点を有していた。
（２）ハ号公報に記載の排ガス浄化用触媒は、排ガス浄化用触媒の構成において、アルカリ金属の酸化物を用いているが、アルカリ金属の酸化物は耐熱性が劣り排ガスの熱により飛散あるいは他の触媒成分との反応が起こるという問題点を有していた。
（３）ハ号公報に記載の排ガス浄化用触媒は、排ガス中に含まれる硫黄酸化物により被毒し、触媒活性が低下するという問題点を有していた。
【００１４】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、パティキュレート燃焼に高い触媒活性を有し、それぞれの触媒特性を十分に発揮できるとともに、排ガス温度に近い温度でパティキュレートを十分に燃焼除去できる、排ガス浄化率が高い排ガス浄化触媒の提供、及びパティキュレートを極めて高い効率で燃焼除去することができ、耐久性、経済性に極めて優れた排ガス浄化材を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の排ガス浄化触媒は、耐熱性を有する無機酸化物の表面に担持された遷移金属の酸化物触媒層を有する粉体の第１の触媒と、耐熱性を有する無機酸化物の表面に担持された貴金属触媒層を有する粉体の第３の触媒と、少なくとも１種のアルカリ金属の硫酸塩を有する粉体の第２の触媒と、を含有し、前記遷移金属の酸化物がＣｕ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｖ，Ｍｏ，Ｗから選択される少なくとも１種の金属酸化物を含有する構成を有している。
【００１６】
これにより、機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各々異なる触媒特性を十分に引き出すことが可能になるとともに、触媒同士間の反応による劣化を抑制することができ、その結果触媒の活性の劣化を防ぐことができ、高活性の排ガス浄化触媒を得ることができる。
【００１７】
また、耐熱性の無機酸化物の表面に触媒成分を形成させることで、触媒表面積が増大し、その結果ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点が増加し、高活性の排ガス浄化触媒を得ることができる。
【００１８】
上記課題を解決するため、本発明の排ガス浄化材は、耐熱性を有する３次元構造体と、前記３次元構造体上に形成された請求項２に記載された排ガス浄化触媒の層と、を備えた構成を有している。
【００１９】
これにより、機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、耐熱性の３次元構造体と触媒成分との反応を抑制し、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
【００２０】
また、貴金属の必要量が低減化でき、低コストが実現され経済性に優れる排ガス浄化材を得ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の排ガス浄化触媒は、耐熱性を有する無機酸化物の表面に担持された遷移金属の酸化物触媒層を有する粉体の第１の触媒と、少なくとも１種のアルカリ金属の硫酸塩を有する粉体の第２の触媒と、を含有し、前記遷移金属の酸化物がＣｕ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｖ，Ｍｏ，Ｗから選択される少なくとも１種の金属酸化物を含有する構成を有している。
【００２２】
この構成により、以下の作用が得られる。
（１）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各々異なる触媒特性を十分に引き出すことが可能になるとともに、触媒同士間の反応による劣化を抑制することができ、その結果触媒の活性の劣化を防ぐことができ、高活性の排ガス浄化触媒を得ることができる。
（２）耐熱性を有する無機酸化物の表面に触媒成分を形成させることで、触媒表面積が増大し、その結果ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点が増加し、高活性の排ガス浄化触媒を得ることができる。
（３）耐熱性を有する無機酸化物の表面に触媒成分を形成させることで、触媒の必要量を少なくすることができ、低コストで排ガス浄化触媒を得ることができ、経済性に優れる。
（４）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設け、触媒表面積を増やすことにより、ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点を増加させ触媒活性を高めることができる。
（５）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、遷移金属酸化物およびアルカリ金属硫酸塩の必要十分量の少量化を図ることができ、低コストで排ガス浄化触媒を得ることができ経済性に優れる。
（６）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、パティキュレート燃焼時等にみられるような熱による触媒同士の反応を防ぎ、各々異なる触媒特性を十分に発揮させることができるとともに、触媒活性の劣化を防いで耐久性を高めることができる。
【００２３】
ここで、担体としての耐熱性を有する無機酸化物は、Ｔａ2Ｏ5，Ｎｂ2Ｏ5，ＷＯ3，ＳｎＯ2，ＳｉＯ2，ＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2等が挙げられるが、その中の１種あるいは２種以上を使用してもよい。
【００２４】
遷移金属として、Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｖ，Ｍｏ，Ｗが挙げられるが、その中の１種あるいは２種以上のいずれの酸化物であってもよい。
【００２５】
アルカリ金属として、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓが挙げられるが、その中の１種あるいは２種以上のいずれの硫酸塩であってもよい。
【００２６】
耐熱性を有する無機酸化物の表面に遷移金属の酸化物触媒層を担持させる方法は、特に制限されることなく、任意の方法が用いられるが、例えば、蒸発乾固法等が好ましい。
【００２７】
本発明の請求項２に記載の排ガス浄化触媒は、耐熱性を有する無機酸化物の表面に担持された遷移金属の酸化物触媒層を有する粉体の第１の触媒と、耐熱性を有する無機酸化物の表面に担持された貴金属触媒層を有する粉体の第３の触媒と、少なくとも１種のアルカリ金属の硫酸塩を有する粉体の第２の触媒と、を含有し、前記遷移金属の酸化物がＣｕ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｖ，Ｍｏ，Ｗから選択される少なくとも１種の金属酸化物を含有する構成を有している。
【００２８】
この構成により、以下の作用が得られる。
（１）貴金属を加えることで共存する一酸化炭素、窒素酸化物、炭化水素等の有害成分も低減することができ、大気汚染を防止することが可能となる。
（２）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、貴金属の必要十分量の少量化が可能になり、低コストで排ガス浄化触媒を得ることができ経済性に優れる。
（３）耐熱性を有する無機酸化物の表面に触媒成分を形成させることにより、触媒表面積を増やすことができ、その結果ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点が増加し、高活性の排ガス浄化触媒を得ることができる。
（４）耐熱性を有する無機酸化物の表面に触媒成分を形成させることにより、触媒の必要量を少なくすることができ、低コストで浄化能力に優れる排ガス浄化触媒を得ることができる。
（５）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各々異なる触媒特性を十分に引き出すことが可能になるとともに、触媒同士間の反応による劣化を抑制することができ、その結果触媒の活性の劣化を防ぐことができ、高活性の排ガス浄化触媒を得ることができる。
（６）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性を有する無機酸化物担持の貴金属触媒層と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設け、触媒表面積を増やすことにより、ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点を増加させ触媒活性を高めることができる。
（７）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性を有する無機酸化物担持の貴金属触媒層と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、遷移金属酸化物、貴金属触媒層およびアルカリ金属硫酸塩の必要十分量の少量化を図ることができ、低コストで排ガス浄化触媒を得ることができ経済性に優れる。
（８）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性を有する無機酸化物担持の貴金属触媒層と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、パティキュレート燃焼時等にみられるような熱による触媒同士の反応を防ぎ、各々異なる触媒特性を十分に発揮させることができるとともに、触媒活性の劣化を防いで耐久性を高めることができる。
【００２９】
ここで、担体としての耐熱性を有する無機酸化物は、Ｔａ2Ｏ5，Ｎｂ2Ｏ5，ＷＯ3，ＳｎＯ2，ＳｉＯ2，ＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2等が挙げられるが、その中の１種あるいは２種以上を使用してもよい。
【００３０】
遷移金属として、Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｖ，Ｍｏ，Ｗが挙げられるが、その中の１種あるいは２種以上のいずれの酸化物であってもよい。
【００３１】
貴金属として、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｒｕが挙げられるが、その中の１種あるいは２種以上を使用してもよい。
【００３２】
アルカリ金属として、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓが挙げられるが、その中の１種あるいは２種以上のいずれの硫酸塩であってもよい。
【００３３】
耐熱性を有する無機酸化物の表面に遷移金属の酸化物触媒層を担持させる方法は、特に制限されることなく、任意の方法が用いられるが、例えば、蒸発乾固法等が好ましい。
【００３４】
本発明の請求項３に記載の排ガス浄化触媒は、請求項２において、前記貴金属がＰｔを含有する構成を有している。
【００３５】
この構成により、請求項２の作用に加え、以下の作用が得られる。
（１）貴金属がＰｔを含有するので、貴金属触媒によるパティキュレート中カーボン成分以外のＳＯＦ成分等を最も効率的かつ安定的に燃焼させ浄化することができ、排ガスの浄化能力に極めて優れる。
【００３６】
また、前記遷移金属の酸化物がＣｕ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｖ，Ｍｏ，Ｗから選択される少なくとも１種の金属酸化物を含有する構成を有している。
【００３７】
この構成により、また、以下の作用が得られる。
（１）遷移金属の酸化物がＣｕ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｖ，Ｍｏ，Ｗから選択される少なくとも１種からなる金属酸化物を含有するので、パティキュレートの燃焼に際して高い触媒活性を有する排ガス浄化触媒を得ることができる。
【００３８】
本発明の請求項４に記載の排ガス浄化触媒は、請求項１乃至３の内いずれか１項において、前記Ｃｕの酸化物がＣｕＯ，Ｃｕ２Ｏ，Ｃｕ２Ｏ３から選択される少なくとも１種である構成を有している。
【００３９】
この構成により、請求項１乃至３の内いずれか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
（１）Ｃｕの酸化物がＣｕＯ，Ｃｕ２Ｏ，Ｃｕ２Ｏ３から選択される少なくとも１種であるので、パティキュレートの燃焼に際して高い触媒活性を有する排ガス浄化触媒を得ることができる。
【００４０】
本発明の請求項５に記載の排ガス浄化触媒は、請求項１乃至４の内いずれか１項において、前記遷移金属の酸化物がＣｕとＶからなる複合金属酸化物を含有する構成を有している。
【００４１】
この構成により、請求項１乃至４の内いずれか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
（１）遷移金属の酸化物がＣｕとＶからなる複合金属酸化物を含有するので、パティキュレートを効率よく燃焼除去することができ、触媒活性を高めることができる。
（２）所定の排ガス温度において酸化反応によりパティキュレートを除去することができる。
【００４２】
本発明の請求項６に記載の排ガス浄化触媒は、請求項１乃至５の内いずれか１項において、前記複合金属酸化物がＣｕ５Ｖ２Ｏ１０，ＣｕＶ２Ｏ６，Ｃｕ３Ｖ２Ｏ８から選択される少なくとも１種である構成を有している。
【００４３】
この構成により、請求項１乃至５の内いずれか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
（１）複合金属酸化物がＣｕ５Ｖ２Ｏ１０，ＣｕＶ２Ｏ６，Ｃｕ３Ｖ２Ｏ８から選択される少なくとも１種であるので、パティキュレートの燃焼に際して更に高い触媒活性を有する排ガス浄化触媒を得ることができる。
【００４４】
本発明の請求項７に記載の排ガス浄化触媒は、請求項１乃至６の内いずれか１項において、前記アルカリ金属の硫酸塩が硫酸セシウムを含有する構成を有している。
【００４５】
この構成により、請求項１乃至６の内いずれか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
（１）アルカリ金属硫酸塩が硫酸セシウムを含有するので、触媒活性を高めパティキュレートを効率よく燃焼することができ、排ガス浄化能力に極めて優れる。
【００４６】
本発明の請求項８に記載の排ガス浄化触媒は、請求項１乃至７の内いずれか１項において、前記アルカリ金属の硫酸塩が硫酸セシウムと硫酸カリウムとの混合物を含有する構成を有している。
【００４７】
この構成により、請求項１乃至７の内いずれか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
（１）アルカリ金属硫酸塩が硫酸セシウムと硫酸カリウムとの混合物を含有するので、パティキュレートの燃焼に際して極めて高い触媒活性を有する排ガス浄化触媒を得ることができる。
【００４８】
本発明の請求項９に記載の排ガス浄化触媒は、請求項１乃至８の内いずれか１項において、前記耐熱性の無機酸化物がＴａ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，ＷＯ３，ＳｎＯ２，ＳｉＯ２，ＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２から選択される少なくとも１種の無機酸化物を含有する構成を有している。
【００４９】
この構成により、請求項１乃至８の内いずれか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
（１）遷移金属の酸化物を担持させる担体としてＴａ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，ＷＯ３，ＳｎＯ２，ＳｉＯ２，ＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２から選択される少なくとも１種の無機酸化物を含有するので、遷移金属酸化物触媒の表面積が大きくなり、その結果パティキュレートとの接点が増加するので、パティキュレートの酸化性能を最も効率的かつ安定的に発揮させることができる。
【００５０】
本発明の請求項１０に記載の排ガス浄化材は、耐熱性を有する３次元構造体と、前記３次元構造体上に形成された請求項１に記載された排ガス浄化触媒の層と、を備えた構成を有している。
【００５１】
この構成により、以下の作用が得られる。
（１）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、耐熱性の３次元構造体と触媒成分との反応を抑制し、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
（２）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることで、耐熱性の３次元構造体と触媒成分との反応を抑制し、触媒の劣化を防ぐことができ、触媒活性に優れる。
（３）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、耐熱性を有する３次元構造体と触媒成分との反応を抑制し、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
（４）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各々異なる触媒特性を十分に引き出すことが可能になるとともに、触媒同士間の反応による劣化を抑制することができ、その結果触媒の活性の劣化を防ぐことができ、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
（５）耐熱性を有する無機酸化物の表面に触媒成分を形成させることで、触媒表面積が増大し、その結果ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点が増加し、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
（６）耐熱性を有する無機酸化物の表面に触媒成分を形成させることで、触媒の必要量を少なくすることができ、低コストで排ガス浄化材を得ることができ、経済性に優れる。
（７）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設け、触媒表面積を増やすことにより、ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点を増加させ触媒活性を高めることができる。
（８）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、遷移金属酸化物およびアルカリ金属硫酸塩の必要十分量の少量化を図ることができ、低コストで排ガス浄化材を得ることができ経済性に優れる。
（９）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、パティキュレート燃焼時等にみられるような熱による触媒同士の反応を防ぎ、各々異なる触媒特性を十分に発揮させることができるとともに、触媒活性の劣化を防いで耐久性を高めることができる。
【００５２】
ここで、耐熱性を有する３次元構造体としては、金属、セラミック等の材質が用いられる。
【００５３】
金属には、鉄、銅、ニッケル、クロム等の金属を単独、あるいは２種以上組み合わせた合金等を用いることができる。
【００５４】
セラミックの材質は、コージェライト、チタン酸アルミニウム、ムライト、α−アルミナ、ジルコニア、チタニア、炭化珪素、シリカ、シリカ・アルミナ、アルミナ・ジルコニア等を用いることができる。
【００５５】
請求項１に記載された排ガス浄化触媒の層が形成される耐熱性を有する３次元構造体は、ウォールスルータイプのセラミックハニカム、セラミックフォーム、ウォールスルータイプのメタルハニカム、金属発泡体、メタルメッシュ等が用いられるが、ウォールスルータイプのセラミックハニカムが好適に使用される。
【００５６】
耐熱性を有する３次元構造体に請求項１に記載された排ガス浄化触媒を形成させる方法は、特に制限されることなく、任意の方法が用いられるが、例えば、含浸方法、ウォッシュコート方法等の方法がある。
【００５７】
本発明の請求項１１に記載の排ガス浄化材は、耐熱性を有する３次元構造体と、前記３次元構造体上に形成された請求項２に記載された排ガス浄化触媒の層と、を備えた構成を有している。
【００５８】
この構成により、以下の作用が得られる。
（１）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性を有する無機酸化物担持の貴金属触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、耐熱性の３次元構造体と触媒成分との反応を抑制し、触媒活性を高めることができるとともに、触媒の劣化を防ぐことができ耐久性に優れる。
（２）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性を有する無機酸化物担持の貴金属触媒層と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、遷移金属酸化物およびアルカリ金属硫酸塩の必要十分量の少量化を図ることができ、低コストで排ガス浄化材を得ることができ経済性に優れる。
（３）コストの高い貴金属の必要量が低減化でき、低コストが実現され経済性に優れる排ガス浄化材を得ることができる。
（４）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、耐熱性を有する３次元構造体と触媒成分との反応を抑制し、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
（５）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各々異なる触媒特性を十分に引き出すことが可能になるとともに、触媒同士間の反応による劣化を抑制することができ、その結果触媒の活性の劣化を防ぐことができ、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
（６）耐熱性を有する無機酸化物の表面に触媒成分を形成させることで、触媒表面積が増大し、その結果ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点が増加し、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
（７）耐熱性を有する無機酸化物の表面に触媒成分を形成させることで、触媒の必要量を少なくすることができ、低コストで排ガス浄化材を得ることができ、経済性に優れる。
（８）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性を有する無機酸化物担持の貴金属触媒層と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設け、触媒表面積を増やすことにより、ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点を増加させ触媒活性を高めることができる。
（９）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性を有する無機酸化物担持の貴金属触媒層と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、パティキュレート燃焼時等にみられるような熱による触媒同士の反応を防ぎ、各々異なる触媒特性を十分に発揮させることができるとともに、触媒活性の劣化を防いで耐久性を高めることができる。
【００５９】
ここで、耐熱性を有する３次元構造体としては、金属、セラミック等の材質が用いられる。
【００６０】
金属には、鉄、銅、ニッケル、クロム等の金属を単独、あるいは２種以上組み合わせた合金等を用いることができる。
【００６１】
セラミックの材質は、コージェライト、チタン酸アルミニウム、ムライト、α−アルミナ、ジルコニア、チタニア、炭化珪素、シリカ、シリカ・アルミナ、アルミナ・ジルコニア等を用いることができる。
【００６２】
請求項２に記載された排ガス浄化触媒の層が形成される耐熱性を有する３次元構造体は、ウォールスルータイプのセラミックハニカム、セラミックフォーム、ウォールスルータイプのメタルハニカム、金属発泡体、メタルメッシュ等が用いられるが、ウォールスルータイプのセラミックハニカムが好適に使用される。
【００６３】
耐熱性を有する３次元構造体に請求項２に記載された排ガス浄化触媒を形成させる方法は、特に制限されることなく、任意の方法が用いられるが、例えば、含浸方法、ウォッシュコート方法等の方法がある。
【００６４】
本発明の請求項１２に記載の排ガス浄化材は、耐熱性を有する３次元構造体と、前記３次元構造体上に形成された請求項１に記載された排ガス浄化触媒の前記第１の触媒の層と、前記層の上面に形成された前記第２の触媒の層と、を備えた構成を有している。
【００６５】
この構成により、以下の作用が得られる。
（１）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、耐熱性を有する３次元構造体と触媒成分との反応を抑制し、触媒の劣化を防ぐことができ耐久性に優れる。
（２）それぞれの機能を有する触媒を別々に配設することにより、触媒表面積を増やし、ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点を増加させ触媒活性を高めることができる。
（３）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各触媒の必要十分量の少量化を図ることができ、低コストで排ガス浄化材を製造することができ、経済性に優れる。
（４）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各々異なる触媒特性を十分に引き出すことが可能になるとともに、触媒同士間の反応による劣化を抑制することができ、その結果触媒の活性の劣化を防ぐことができ、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
【００６６】
ここで、耐熱性を有する３次元構造体としては、金属、セラミック等の材質が用いられる。
【００６７】
金属には、鉄、銅、ニッケル、クロム等の金属を単独、あるいは２種以上組み合わせた合金等を用いることができる。
【００６８】
セラミックの材質は、コージェライト、チタン酸アルミニウム、ムライト、α−アルミナ、ジルコニア、チタニア、炭化珪素、シリカ、シリカ・アルミナ、アルミナ・ジルコニア等を用いることができる。
【００６９】
第１の触媒の層が形成される耐熱性を有する３次元構造体は、ウォールスルータイプのセラミックハニカム、セラミックフォーム、フロースルータイプのメタルハニカム、金属発泡体、メタルメッシュ等が用いられるが、ウォールスルータイプのセラミックハニカムが好適に使用される。
【００７０】
触媒を形成させる方法は、特に制限されることなく、任意の方法が用いられるが、例えば、含浸方法、ウォッシュコート方法等の方法がある。
【００７１】
本発明の請求項１３に記載の排ガス浄化材は、耐熱性を有する３次元構造体と、前記３次元構造体上に形成された請求項２に記載された排ガス浄化触媒の前記第１の触媒と前記第３の触媒とからなる層と、前記層の上面に形成された前記第２の触媒の層と、を備えた構成を有している。
【００７２】
この構成により、以下の作用が得られる。
（１）貴金属を加えることにより、パティキュレートと共存する排ガス中の一酸化炭素、窒素酸化物、炭化水素等も低減することができ、大気汚染による公害を防止することができる。
（２）耐熱性の無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性の無機酸化物担持の貴金属触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることで、耐熱性を有する３次元構造体と触媒成分との反応を抑制し、触媒の劣化を防ぐことができ耐久性に優れる。
（３）それぞれの機能を有する触媒を別々に配設することにより、触媒表面積を増やし、ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点を増加させ触媒活性を高めることができる。
（４）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各触媒の必要十分量の少量化を図ることができ、低コストで排ガス浄化材を製造することができ、経済性に優れる。
（５）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各々異なる触媒特性を十分に引き出すことが可能になるとともに、触媒同士間の反応による劣化を抑制することができ、その結果触媒の活性の劣化を防ぐことができ、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
【００７３】
ここで、耐熱性を有する３次元構造体としては、金属、セラミック等の材質が用いられる。
【００７４】
金属には、鉄、銅、ニッケル、クロム等の金属を単独、あるいは２種以上組み合わせた合金等を用いることができる。
【００７５】
セラミックの材質は、コージェライト、チタン酸アルミニウム、ムライト、α−アルミナ、ジルコニア、チタニア、炭化珪素、シリカ、シリカ・アルミナ、アルミナ・ジルコニア等を用いることができる。
【００７６】
第１の触媒と第３の触媒の層が形成される耐熱性を有する３次元構造体は、ウォールスルータイプのセラミックハニカム、セラミックフォーム、フロースルータイプのメタルハニカム、金属発泡体、メタルメッシュ等が用いられるが、ウォールスルータイプのセラミックハニカムが好適に使用される。
【００７７】
触媒を形成させる方法は、特に制限されることなく、任意の方法が用いられるが、例えば、含浸方法、ウォッシュコート方法等の方法がある。
【００７８】
本発明の請求項１４に記載の排ガス浄化材は、耐熱性を有する３次元構造体と、前記３次元構造体上に形成された請求項１に記載された排ガス浄化触媒の前記第２の触媒の層と、前記第２の触媒の層内に含有された請求項１に記載された排ガス浄化触媒の前記第１の触媒の粉体粒子と、を備えた構成を有している。
【００７９】
この構成により、以下の作用が得られる。
（１）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属の酸化物触媒の粉体表面にアルカリ金属の硫酸塩の層を形成することで、触媒合成時において、遷移金属の酸化物あるいはアルカリ金属の硫酸塩と貴金属との反応等による触媒組成の変化を防ぎ、理想的な触媒組成を容易に合成することができる。
（２）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、耐熱性を有する３次元構造体と触媒成分との反応を抑制し、触媒の劣化を防ぐことができ耐久性に優れる。
（３）それぞれの機能を有する触媒を別々に配設することにより、触媒表面積を増やし、ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点を増加させ触媒活性を高めることができる。
（４）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各触媒の必要十分量の少量化を図ることができ、低コストで排ガス浄化材を製造することができ、経済性に優れる。
（５）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各々異なる触媒特性を十分に引き出すことが可能になるとともに、触媒同士間の反応による劣化を抑制することができ、その結果触媒の活性の劣化を防ぐことができ、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
【００８０】
ここで、耐熱性を有する３次元構造体としては、金属、セラミック等の材質が用いられる。
【００８１】
金属には、鉄、銅、ニッケル、クロム等の金属を単独、あるいは２種以上組み合わせた合金等を用いることができる。
【００８２】
セラミックの材質は、コージェライト、チタン酸アルミニウム、ムライト、α−アルミナ、ジルコニア、チタニア、炭化珪素、シリカ、シリカ・アルミナ、アルミナ・ジルコニア等を用いることができる。
【００８３】
第１の触媒の層が形成される耐熱性を有する３次元構造体は、ウォールスルータイプのセラミックハニカム、セラミックフォーム、フロースルータイプのメタルハニカム、金属発泡体、メタルメッシュ等が用いられるが、ウォールスルータイプのセラミックハニカムが好適に使用される。
【００８４】
触媒を形成させる方法は、特に制限されることなく、任意の方法が用いられるが、例えば、含浸方法、ウォッシュコート方法等の方法がある。
【００８５】
本発明の請求項１５に記載の排ガス浄化材は、耐熱性を有する３次元構造体と、前記３次元構造体上に形成された請求項１に記載された排ガス浄化触媒の前記第２の触媒の層と、前記第２の触媒の層内に含有された、請求項１に記載された排ガス浄化触媒の前記第１の触媒の粉体粒子と前記第３の触媒の粉体粒子と、を備えた構成を有している。
【００８６】
この構成により、以下の作用が得られる。
（１）耐熱性の無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性の無機酸化物担持の貴金属触媒との粉体表面に、アルカリ金属硫酸塩の層を形成することにより、理想的な触媒組成を合成することができ、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
（２）貴金属を加えることにより、パティキュレートと共存する排ガス中の一酸化炭素、窒素酸化物、炭化水素等も低減することができ、大気汚染による公害を防止することができる。
（３）耐熱性の無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性の無機酸化物担持の貴金属触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることで、耐熱性を有する３次元構造体と触媒成分との反応を抑制し、触媒の劣化を防ぐことができ耐久性に優れる。
（４）それぞれの機能を有する触媒を別々に配設することにより、触媒表面積を増やし、ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点を増加させ触媒活性を高めることができる。
（５）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各触媒の必要十分量の少量化を図ることができ、低コストで排ガス浄化材を製造することができ、経済性に優れる。
（６）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各々異なる触媒特性を十分に引き出すことが可能になるとともに、触媒同士間の反応による劣化を抑制することができ、その結果触媒の活性の劣化を防ぐことができ、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
【００８７】
ここで、耐熱性を有する３次元構造体としては、金属、セラミック等の材質が用いられる。
【００８８】
金属には、鉄、銅、ニッケル、クロム等の金属を単独、あるいは２種以上組み合わせた合金等を用いることができる。
【００８９】
セラミックの材質は、コージェライト、チタン酸アルミニウム、ムライト、α−アルミナ、ジルコニア、チタニア、炭化珪素、シリカ、シリカ・アルミナ、アルミナ・ジルコニア等を用いることができる。
【００９０】
第１の触媒及び第３の触媒の層が形成される耐熱性を有する３次元構造体は、ウォールスルータイプのセラミックハニカム、セラミックフォーム、フロースルータイプのメタルハニカム、金属発泡体、メタルメッシュ等が用いられるが、ウォールスルータイプのセラミックハニカムが好適に使用される。
【００９１】
触媒を形成させる方法は、特に制限されることなく、任意の方法が用いられるが、例えば、含浸方法、ウォッシュコート方法等の方法がある。
【００９２】
本発明の請求項１６に記載の排ガス浄化材は、請求項１１，１３，１５の内いずれか１項において、前記貴金属がＰｔを含有する構成を有している。
【００９３】
この構成により、請求項１１，１３，１５の内いずれか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
（１）貴金属がＰｔを含有するので、貴金属触媒によるパティキュレート中カーボン成分以外のＳＯＦ成分等を最も効率的かつ安定的に燃焼させ浄化することができ、排ガスの浄化能力に極めて優れる。
【００９４】
また、前記遷移金属の酸化物がＣｕ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｖ，Ｍｏ，Ｗから選択される少なくとも１種の金属酸化物を含有する構成を有している。
【００９５】
この構成により、また、以下の作用が得られる。
（１）遷移金属の酸化物がＣｕ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｖ，Ｍｏ，Ｗから選択される少なくとも１種からなる金属酸化物を含有するので、パティキュレートの燃焼に際して高い触媒活性を有する排ガス浄化材を得ることができる。
【００９６】
本発明の請求項１７に記載の排ガス浄化材は、請求項１０乃至１６の内いずれか１項において、前記Ｃｕの酸化物がＣｕＯ，Ｃｕ２Ｏ，Ｃｕ２Ｏ３から選択される少なくとも１種である構成を有している。
【００９７】
この構成により、請求項１０乃至１６の内いずれか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
（１）遷移金属の酸化物がＣｕＯ，Ｃｕ２Ｏ，Ｃｕ２Ｏ３から選択される少なくとも１種であるので、パティキュレートの燃焼に際して高い触媒活性を有する排ガス浄化材を得ることができる。
【００９８】
本発明の請求項１８に記載の排ガス浄化材は、請求項１０乃至１７の内いずれか１項において、前記遷移金属の酸化物がＣｕとＶからなる複合金属酸化物を含有する構成を有している。
【００９９】
この構成により、請求項１０乃至１７の内いずれか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
（１）遷移金属の酸化物がＣｕとＶからなる複合金属酸化物を含有するので、パティキュレートを効率よく燃焼除去することができ、触媒活性を高めることができる。
（２）所定の排ガス温度において酸化反応によりパティキュレートを除去することができる。
【０１００】
本発明の請求項１９に記載の排ガス浄化材は、請求項１０乃至１８の内いずれか１項において、前記複合金属酸化物がＣｕ５Ｖ２Ｏ１０，ＣｕＶ２Ｏ６，Ｃｕ３Ｖ２Ｏ８から選択される少なくとも１種である構成を有している。
【０１０１】
この構成により、請求項１０乃至１８の内いずれか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
（１）複合金属酸化物がＣｕ５Ｖ２Ｏ１０，ＣｕＶ２Ｏ６，Ｃｕ３Ｖ２Ｏ８から選択される少なくとも１種であるので、パティキュレートの燃焼に際して更に高い触媒活性を有する排ガス浄化材を得ることができる。
【０１０２】
本発明の請求項２０に記載の排ガス浄化材は、請求項１０乃至１９の内いずれか１項において、前記アルカリ金属の硫酸塩が硫酸セシウムを含有する構成を有している。
【０１０３】
この構成により、請求項１０乃至１９の内いずれか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
（１）アルカリ金属硫酸塩が硫酸セシウムを含有するので、触媒活性を高めパティキュレートを効率よく燃焼することができ、排ガス浄化能力に極めて優れる。
【０１０４】
本発明の請求項２１に記載の排ガス浄化材は、請求項１０乃至２０の内いずれか１項において、前記アルカリ金属の硫酸塩が硫酸セシウムと硫酸カリウムとの混合物を含有する構成を有している。
【０１０５】
この構成により、請求項１０乃至２０の内いずれか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
（１）アルカリ金属硫酸塩が硫酸セシウムと硫酸カリウムとの混合物を含有するので、パティキュレートの燃焼に際して極めて高い触媒活性を有する排ガス浄化材を得ることができる。
【０１０６】
本発明の請求項２２に記載の排ガス浄化材は、請求項１０乃至２１の内いずれか１項において、前記耐熱性の無機酸化物がＴａ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，ＷＯ３，ＳｎＯ２，ＳｉＯ２，ＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２から選択される少なくとも１種の無機酸化物を含有する構成を有している。
【０１０７】
この構成により、請求項１０乃至２１の内いずれか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
（１）遷移金属の酸化物を担持させる担体としてＴａ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，ＷＯ３，ＳｎＯ２，ＳｉＯ２，ＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２から選択される少なくとも１種の無機酸化物を含有するので、遷移金属酸化物触媒の表面積が大きくなり、その結果パティキュレートとの接点が増加するので、パティキュレートの酸化性能を最も効率的かつ安定的に発揮させることができる。
【０１０８】
本発明の請求項２３に記載の排ガス浄化材は、請求項１０乃至２２の内いずれか１項において、前記耐熱性の３次元構造体がウォールスルータイプのハニカム状のフィルタ、又はフロースルータイプの発泡体もしくは金属フィルタである構成を有している。
【０１０９】
この構成により、請求項１０乃至２２の内いずれか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
（１）耐熱性を有する３次構造体がウォールスルータイプのハニカム状のフィルタあるいは発泡体で形成されているので、パティキュレート成分の略１００％をフィルタに捕集させることができ、捕集効率を最大にすることが可能となる。
（２）３次元構造体がハニカム状のフィルタあるいは発泡体もしくは金属フィルムで形成されているので、排ガス浄化触媒とパティキュレートとの接触面積が増大し、パティキュレートを効率よく燃焼除去することができ、排ガス浄化能力に極めて優れた排ガス浄化材を得ることができる。
【０１１０】
ここで、ハニカム状のフィルタの材質は、特に限定されないが、金属、セラミック等が用いられる。
【０１１１】
発泡体の形状は、３次元方向に連続した孔を有するフォーム型フィルタ等、いずれであってもよい。
【０１１２】
発泡体の材質は、金属、セラミック等、特に限定されないが、コージェライトのセラミック発泡体が好適に用いられる。
【０１１３】
尚、発泡体の発泡倍率は、ポア数で５個〜５０個／平方インチが好ましく、より好ましくは、１０個〜３０個／平方インチである。
【０１１４】
本発明は、自動車のエンジンの排ガスのみならず、耕運機、船舶、列車等の運輸機関のエンジン、産業用エンジン、更に燃焼炉、ボイラー等のパティキュレート除去用として使用することができる。
【０１１５】
尚、本発明は、前記実施の形態に限定される訳ではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々な変更が可能である。
【０１１６】
【実施例】
以下、更に具体化した実施例について説明する。
【０１１７】
（実施例１）
チタニア粉末（石原産業製、ＭＣ−９０）１０００ｇと、銅の塩として硫酸銅五水和物（和光純薬製）３５０ｇと、バナジウムの塩として酸化硫酸バナジウム（和光純薬製）９５ｇとを精製水３３００ｇに加えて十分に攪拌した後、コールドエバポレーターにて減圧乾燥し、得られた粉末を電気炉にて９００℃、５時間焼成を行い、銅−バナジウム複合酸化物がチタニアに担持された粉体を得た。
【０１１８】
このようにして得られた粉体１０ｇと、硫酸セシウムの試薬１０ｇとを粉末状態でメノウ乳鉢で混合し、銅−バナジウム複合酸化物がチタニアに担持された粉体と硫酸セシウムとを含む粉体触媒を得た。
【０１１９】
（実施例２）
チタニア粉末（石原産業製、ＭＣ−９０）１０００ｇと、銅の塩として硫酸銅五水和物（和光純薬製）３５０ｇと、バナジウムの塩として酸化硫酸バナジウム（和光純薬製）９５ｇとを精製水３３００ｇに加えて十分に攪拌した後、コールドエバポレーターにて減圧乾燥し、得られた粉末を電気炉にて９００℃、５時間焼成を行い、銅−バナジウム複合酸化物がチタニアに担持された粉体を得た。
【０１２０】
一方、チタニア粉末（石原産業製、ＭＣ−９０）１０００ｇと、白金の塩としてテトラミンジクロロ白金（添川化学製）３６ｇとを精製水３３００ｇに加えて十分に攪拌した後、コールドエバポレーターにて減圧乾燥し、得られた粉末を電気炉にて６００℃、５時間焼成を行い、白金がチタニアに担持された粉体を得た。
【０１２１】
上記で得られた銅−バナジウム複合酸化物がチタニアに担持された粉体１０ｇと、上記で得られた白金がチタニアに担持された粉体１０ｇと、硫酸セシウムの試薬１０ｇとを粉末状態でメノウ乳鉢で混合し、銅−バナジウム複合酸化物がチタニアに担持された粉体と、白金がチタニアに担持された粉体と、硫酸セシウムとを含む粉体触媒を得た。
【０１２２】
（比較例１）
チタニア粉末（石原産業製、ＭＣ−９０）１０００ｇと、銅の塩として硫酸銅五水和物（和光純薬製）３５０ｇと、バナジウムの塩として酸化硫酸バナジウム（和光純薬製）９５ｇと、硫酸セシウム（添川化学製）２２０ｇとを精製水３３００ｇに加えて十分に攪拌した後、コールドエバポレーターにて減圧乾燥し、得られた粉末を電気炉にて９００℃、５時間焼成を行い、銅−バナジウム複合酸化物と硫酸セシウムがチタニアに担持された粉体を得た。
【０１２３】
（比較例２）
チタニア粉末（石原産業製、ＭＣ−９０）１０００ｇと、銅の塩として硫酸銅五水和物（和光純薬製）３５０ｇと、バナジウムの塩として酸化硫酸バナジウム（和光純薬製）９５ｇと、硫酸セシウム（添川化学製）２２０ｇと、白金の塩としてテトラミンジクロロ白金（添川化学製）３６ｇとを精製水３３００ｇに加えて十分に攪拌した後、コールドエバポレーターにて減圧乾燥し、得られた粉末を電気炉にて９００℃、５時間焼成を行い、銅−バナジウム複合酸化物と硫酸セシウムと白金がチタニアに担持された粉体を得た。
【０１２４】
（評価例１）
実施例１，実施例２，比較例１，比較例２で得られた粉体触媒について、以下下のようなパティキュレートの燃焼実験を行った。
【０１２５】
各粉体触媒と模擬パティキュレート（ナカライ製のカーボン）の粉末を重量比１：１で乳鉢で混合し、この混合物を内径１２ｍｍの石英ガラス製反応管内に充填した。反応管内に５ｖｏｌ％の酸素と、５０ｐｐｍのＳＯ2と、ＮＯガス２５０ｐｐｍとを含む窒素ガスからなる試験ガスを流量５００ｃｃ／分で通気しながら、反応管の外周部に配設した管状電気炉にて反応管内を定速で昇温した。この時、排ガス側の位置に配設された炭酸ガスセンサーにより試験ガス中の炭酸ガス濃度を検出し、５％のパティキュレートが燃焼した際の温度（以下、５％燃焼温度と略称する。）を決定した。充填させたパティキュレートのカーボン量（既知量）と発生したＣＯ＋ＣＯ2量（測定値）から燃焼率を計算した。上記燃焼試験における各排ガス浄化用触媒の５％燃焼温度を（表１）に示した。
【０１２６】
【表１】
（表１）から明らかなように、同じ種類の触媒組成を用いた場合でも、排ガス浄化触媒として比較例１で得られる排ガス浄化触媒よりも実施例１で得られる排ガス浄化触媒の方が、また比較例２で得られる排ガス浄化触媒よりも実施例２で得られる排ガス浄化触媒の方が、より低温でパティキュレートを燃焼できることがわかった。
【０１２８】
（実施例３）
チタニア粉末（石原産業製、ＭＣ−９０）１０００ｇと、銅の塩として硫酸銅五水和物（和光純薬製）３５０ｇと、バナジウムの塩として酸化硫酸バナジウム（和光純薬製）９５ｇとを精製水３３００ｇに加えて十分に攪拌した後、コールドエバポレーターにて減圧乾燥し、得られた粉末を電気炉にて９００℃、５時間焼成を行い、銅−バナジウム複合酸化物がチタニアに担持された粉体を得た。
【０１２９】
このようにして得られた粉体７０ｇと、分散剤としてポリティ（ライオン製）１．６ｇと、精製水５００ｇと、２ｍｍのジルコニアボール１０００ｇを１リットルの密閉容器に入れ、スラリー分散器（レッドデビル製）にて２時間分散させて、銅−バナジウム複合酸化物がチタニアに担持された粉体を含むスラリーを得た。
【０１３０】
次に、耐熱性の３次元構造体としてウォールフロータイプのコージェライトフィルター（ＮＧＫ製 ５．６６インチ、１００セル／インチ）を、２セル×５セル×１５ｍｍに切り出し、これを上記で得られたスラリー溶液に含浸させ、余分なスラリーをエアーガンにて取り除いた後、電気炉内にて６００℃で５時間熱処理する。
【０１３１】
一方、硫酸セシウム（添川化学製）４０ｇを精製水５００ｇに加えて十分に攪拌して硫酸セシウムを含む水溶液を得た。この水溶液に上記で得られたフィルターを含浸し、余分な溶液をエアーガンにて取り除いた後、乾燥器で乾燥し、フィルターを電気炉内にて６００℃で５時間熱処理することにより、排ガス浄化材を製造した。
【０１３２】
（実施例４）
チタニア粉末（石原産業製、ＭＣ−９０）１０００ｇと、銅の塩として硫酸銅五水和物（和光純薬製）３５０ｇと、バナジウムの塩として酸化硫酸バナジウム（和光純薬製）９５ｇとを精製水３３００ｇに加えて十分に攪拌した後、コールドエバポレーターにて減圧乾燥し、得られた粉末を電気炉にて９００℃、５時間焼成を行い、銅−バナジウム複合酸化物がチタニアに担持された粉体を得た。
【０１３３】
一方、チタニア粉末（石原産業製、ＭＣ−９０）１０００ｇと、白金の塩としてテトラミンジクロロ白金（添川化学製）３６ｇとを精製水３３００ｇに加えて十分に攪拌した後、コールドエバポレーターにて減圧乾燥し、得られた粉末を電気炉にて６００℃、５時間焼成を行い、白金がチタニアに担持された粉体を得た。
【０１３４】
上記で得られた銅−バナジウム複合酸化物がチタニアに担持された粉体７０ｇと、上記で得られた白金がチタニアに担持された粉体４０ｇと、分散剤としてポリティ（ライオン製）１．６ｇと、精製水５００ｇと、２ｍｍのジルコニアボール１０００ｇを１リットルの密閉容器に入れ、スラリー分散器（レッドデビル製）にて２時間分散させて、銅−バナジウム複合酸化物がチタニアに担持された粉体と、白金がチタニアに担持された粉体とを含むスラリーを得た。
【０１３５】
次に、耐熱性の３次元構造体としてウォールフロータイプのコージェライトフィルター（ＮＧＫ製 ５．６６インチ、１００セル／インチ）を、２セル×５セル×１５ｍｍに切り出し、これを上記で得られたスラリー溶液に含浸させ、余分なスラリーをエアーガンにて取り除いた後、電気炉内にて６００℃で５時間熱処理する。
【０１３６】
また、硫酸セシウム（添川化学製）４０ｇを精製水５００ｇに加えて十分に攪拌して硫酸セシウムを含む水溶液を得た。この水溶液に上記で得られたフィルターを含浸し、余分な溶液をエアーガンにて取り除いた後、乾燥機にて乾燥し、フィルターを電気炉内にて６００℃で５時間熱処理することにより、排ガス浄化材を製造した。
【０１３７】
（実施例５）
チタニア粉末（石原産業製、ＭＣ−９０）１０００ｇと、銅の塩として硫酸銅五水和物（和光純薬製）３５０ｇと、バナジウムの塩として酸化硫酸バナジウム（和光純薬製）９５ｇとを精製水３３００ｇに加えて十分に攪拌した後、コールドエバポレーターにて減圧乾燥し、得られた粉末を電気炉にて９００℃、５時間焼成を行い、銅−バナジウム複合酸化物がチタニアに担持された粉体を得た。
【０１３８】
このようにして得られた粉体７０ｇと、硫酸セシウム（添川化学製）４０ｇと、分散剤としてポリティ（ライオン製）１．６ｇと、精製水５００ｇと、２ｍｍのジルコニアボール１０００ｇを１リットルの密閉容器に入れ、スラリー分散器（レッドデビル製）にて２時間分散させて、銅−バナジウム複合酸化物がチタニアに担持された粉体と、硫酸セシウムとを含むスラリーを得た。
【０１３９】
次に、耐熱性の３次元構造体としてウォールフロータイプのコージェライトフィルター（ＮＧＫ製 ５．６６インチ、１００セル／インチ）を、２セル×５セル×１５ｍｍに切り出し、これを上記で得られたスラリー溶液に含浸させ、余分なスラリーをエアーガンにて取り除いた。その後、乾燥器にて乾燥し、フィルターを電気炉内にて６００℃で５時間熱処理することにより、排ガス浄化材を製造した。
【０１４０】
（実施例６）
チタニア粉末（石原産業製、ＭＣ−９０）１０００ｇと、銅の塩として硫酸銅五水和物（和光純薬製）３５０ｇと、バナジウムの塩として酸化硫酸バナジウム（和光純薬製）９５ｇとを精製水３３００ｇに加えて十分に攪拌した後、コールドエバポレーターにて減圧乾燥し、得られた粉末を電気炉にて９００℃、５時間焼成を行い、銅−バナジウム複合酸化物がチタニアに担持された粉体を得た。
【０１４１】
一方、チタニア粉末（石原産業製、ＭＣ−９０）１０００ｇと、白金の塩としてテトラミンジクロロ白金（添川化学製）３６ｇとを精製水３３００ｇに加えて十分に攪拌した後、コールドエバポレーターにて減圧乾燥し、得られた粉末を電気炉にて６００℃、５時間焼成を行い、白金がチタニアに担持された粉体を得た。
【０１４２】
上記で得られた粉体７０ｇと、上記で得られた粉体４０ｇと、硫酸セシウム（添川化学製）４０ｇと、分散剤としてポリティ（ライオン製）１．６ｇと、精製水５００ｇと、２ｍｍのジルコニアボール１０００ｇを１リットルの密閉容器に入れ、スラリー分散器（レッドデビル製）にて２時間分散させて、銅−バナジウム複合酸化物がチタニアに担持された粉体と、白金がチタニアに担持された粉体と、硫酸セシウムとを含むスラリーを得た。
【０１４３】
次に、耐熱性の３次元構造体としてウォールフロータイプのコージェライトフィルター（ＮＧＫ製 ５．６６インチ、１００セル／インチ）を２セル×５セル×１５ｍｍに切り出し、これを上記で得られたスラリー溶液に含浸させ、余分なスラリーをエアーガンにて取り除く。その後、乾燥器にて乾燥し、フィルターを電気炉内にて６００℃で５時間熱処理することにより、排ガス浄化材を製造した。
【０１４４】
（比較例３）
銅の塩として硫酸銅五水和物（和光純薬製）７０ｇと、バナジウムの塩として酸化硫酸バナジウム（和光純薬製）２０ｇと、硫酸セシウム（添川化学製）４０ｇとを精製水５００ｇに加えて十分に攪拌し、硫酸銅と、酸化硫酸バナジウムと、硫酸セシウムとを含む水溶液を得た。
【０１４５】
次に、耐熱性の３次元構造体としてウォールフロータイプのコージェライトフィルター（ＮＧＫ製 ５．６６インチ、１００セル／インチ）を、２セル×５セル×１５ｍｍに切り出し、これを上記で得られた溶液に含浸させ、余分な溶液をエアーガンにて取り除く。その後、乾燥器にて乾燥し、フィルターを電気炉内にて９００℃で５時間熱処理することにより、排ガス浄化材を製造した。
【０１４６】
（比較例４）
銅の塩として硫酸銅五水和物（和光純薬製）７０ｇと、バナジウムの塩として酸化硫酸バナジウム（和光純薬製）２０ｇと、硫酸セシウム（添川化学製）４０ｇと、白金の塩としてテトラミンジクロロ白金１．５ｇとを精製水５００ｇに加えて十分に攪拌し、硫酸銅と、酸化硫酸バナジウムと、硫酸セシウムと、テトラミンジクロロ白金とを含む水溶液を得た。
【０１４７】
次に、耐熱性の３次元構造体としてウォールフロータイプのコージェライトフィルター（ＮＧＫ製 ５．６６インチ、１００セル／インチ）を、２セル×５セル×１５ｍｍに切り出し、これを上記で得られた溶液に含浸させ、余分な溶液をエアーガンにて取り除く。その後、乾燥器にて乾燥し、フィルターを電気炉内にて９００℃で５時間熱処理することにより、排ガス浄化材を製造した。
【０１４８】
（比較例５）
チタニア粉末（石原産業製、ＭＣ−９０）１０００ｇと、銅の塩として硫酸銅五水和物（和光純薬製）３５０ｇと、バナジウムの塩として酸化硫酸バナジウム（和光純薬製）９５ｇと、硫酸セシウム（添川化学製）２２０ｇとを精製水３３００ｇに加えて十分に攪拌した後、コールドエバポレーターにて減圧乾燥し、得られた粉末を電気炉にて９００℃、５時間焼成を行い、銅−バナジウム複合酸化物と硫酸セシウムがチタニアに担持された粉体を得た。
【０１４９】
このようにして得られた粉体７０ｇと、分散剤としてポリティ（ライオン製）１．６ｇと、精製水５００ｇと２ｍｍのジルコニアボール１０００ｇを１リットルの密閉容器に入れ、スラリー分散器（レッドデビル製）にて２時間分散させて、セシウムと銅−バナジウム複合酸化物がチタニアに担持された粉体を含むスラリーを得た。
【０１５０】
次に、耐熱性の３次元構造体としてウォールフロータイプのコージェライトフィルター（ＮＧＫ製 ５．６６インチ、１００セル／インチ）を、２セル×５セル×１５ｍｍに切り出し、これを上記で得られたスラリーに含浸させ、余分なスラリーをエアーガンにて取り除く。その後、乾燥器にて乾燥し、フィルターを電気炉内にて６００℃で５時間熱処理することにより、排ガス浄化材を製造した。
【０１５１】
（比較例６）
チタニア粉末（石原産業製、ＭＣ−９０）１０００ｇと、銅の塩として硫酸銅五水和物（和光純薬製）３５０ｇと、バナジウムの塩として酸化硫酸バナジウム（和光純薬製）９５ｇと、硫酸セシウム（添川化学製）２２０ｇと、白金の塩としてテトラミンジクロロ白金（添川化学製）３６ｇとを精製水３３００ｇに加えて十分に攪拌した後、コールドエバポレーターにて減圧乾燥し、得られた粉末を電気炉にて９００℃、５時間焼成を行い、銅−バナジウム複合酸化物と硫酸セシウムと白金がチタニアに担持された粉体を得た。
【０１５２】
このようにして得られた粉体７０ｇと、分散剤としてポリティ（ライオン製）１．６ｇと、精製水５００ｇと、２ｍｍのジルコニアボール１０００ｇを１リットルの密閉容器にいれ、スラリー分散器（レッドデビル製）にて２時間分散させて、セシウムと銅−バナジウム複合酸化物と白金がチタニアに担持された粉体を含むスラリーを得た。
【０１５３】
次に、耐熱性の３次元構造体として、ウォールフロータイプのコージェライトフィルター（ＮＧＫ製 ５．６６インチ、１００セル／インチ）を２セル×５セル×１５ｍｍに切り出し、これを上記で得られたスラリーに含浸させ、余分なスラリーをエアーガンにて取り除く。その後、乾燥器にて乾燥し、フィルターを電気炉内にて６００℃で５時間熱処理することにより、排ガス浄化材を製造した。
【０１５４】
（比較例７）
チタニア粉末（石原産業製、ＭＣ−９０）４０ｇと、分散剤としてポリティ（ライオン製）１．６ｇと、精製水５００ｇと、２ｍｍのジルコニアボール１０００ｇを１リットルの密閉容器にいれ、スラリー分散器（レッドデビル製）にて２時間分散させて、チタニア粉体を含むスラリーを得た。
【０１５５】
次に、耐熱性の３次元構造体としてウォールフロータイプのコージェライトフィルター（ＮＧＫ製 ５．６６インチ、１００セル／インチ）を、２セル×５セル×１５ｍｍに切り出し、これを上記で得られたスラリー溶液に含浸させ、余分なスラリーをエアーガンにて取り除いた後、電気炉内にて６００℃で５時間熱処理する。
【０１５６】
また、銅の塩として硫酸銅五水和物（和光純薬製）７０ｇと、バナジウムの塩として酸化硫酸バナジウム（和光純薬製）２０ｇと、硫酸セシウム（添川化学製）４０ｇとを精製水５００ｇに加えて十分に攪拌し、硫酸銅と、酸化硫酸バナジウムと、硫酸セシウムとを含む水溶液を得た。
【０１５７】
この水溶液に上記で得られたフィルターを含浸し、余分な溶液をエアーガンにて取り除いた後、乾燥器にて乾燥し、フィルターを電気炉内にて９００℃で５時間熱処理することにより、排ガス浄化材を製造した。
【０１５８】
（比較例８）
チタニア粉末（石原産業製、ＭＣ−９０）４０ｇと、分散剤としてポリティ（ライオン製）１．６ｇと、精製水５００ｇと、２ｍｍのジルコニアボール１０００ｇを１リットルの密閉容器にいれ、スラリー分散器（レッドデビル製）にて２時間分散させて、チタニア粉体を含むスラリーを得た。
【０１５９】
次に、耐熱性の３次元構造体としてウォールフロータイプのコージェライトフィルター（ＮＧＫ製 ５．６６インチ、１００セル／インチ）を、２セル×５セル×１５ｍｍに切り出し、これを上記で得られたスラリー溶液に含浸させ、余分なスラリーをエアーガンにて取り除いた後、電気炉内にて６００℃で５時間熱処理する。
【０１６０】
また、銅の塩として硫酸銅五水和物（和光純薬製）７０ｇと、バナジウムの塩として酸化硫酸バナジウム（和光純薬製）２０ｇと、硫酸セシウム（添川化学製）４０ｇと、白金の塩としてテトラミンジクロロ白金１．５ｇとを精製水５００ｇに加えて十分に攪拌し、硫酸銅と、酸化硫酸バナジウムと、硫酸セシウムと、テトラミンジクロロ白金とを含む水溶液を得た。
【０１６１】
この水溶液に上記で得られたフィルターを含浸し、余分な溶液をエアーガンにて取り除いた後、乾燥器にて乾燥し、フィルターを電気炉内にて９００℃で５時間熱処理することにより、排ガス浄化材を製造した。
【０１６２】
（比較例９）
チタニア粉末（石原産業製、ＭＣ−９０）１０００ｇと、白金の塩としてテトラミンジクロロ白金（添川化学製）３６ｇとを精製水３３００ｇに加えて十分に攪拌した後、コールドエバポレーターにて減圧乾燥し、得られた粉末を電気炉にて６００℃、５時間焼成を行い、白金がチタニアに担持された粉体を得た。
【０１６３】
このようにして得られた粉体４０ｇと、分散剤としてポリティ（ライオン製）１．６ｇと、精製水５００ｇと、２ｍｍのジルコニアボール１０００ｇを１リットルの密閉容器にいれ、スラリー分散器（レッドデビル製）にて２時間分散させて、白金がチタニアに担持された粉体を含むスラリーを得た。
【０１６４】
次に、耐熱性の３次元構造体としてウォールフロータイプのコージェライトフィルター（ＮＧＫ製 ５．６６インチ、１００セル／インチ）を、２セル×５セル×１５ｍｍに切り出し、これを上記で得られたスラリー溶液に含浸させ、余分なスラリーをエアーガンにて取り除いた後、電気炉内にて６００℃で５時間熱処理する。
【０１６５】
また、銅の塩として硫酸銅五水和物（和光純薬製）７０ｇと、バナジウムの塩として酸化硫酸バナジウム（和光純薬製）２０ｇと、硫酸セシウム（添川化学製）４０ｇとを精製水５００ｇに加えて十分に攪拌し、硫酸銅と、酸化硫酸バナジウムと、硫酸セシウムとを含む水溶液を得た。
【０１６６】
この水溶液に上記で得られたフィルターを含浸し、余分な溶液をエアーガンにて取り除いた後、乾燥器にて乾燥し、フィルターを電気炉内にて９００℃で５時間熱処理することにより、排ガス浄化材を製造した。
【０１６７】
（比較例１０）
チタニア粉末（石原産業製、ＭＣ−９０）１０００ｇと、白金の塩としてテトラミンジクロロ白金（添川化学製）３６ｇとを精製水３３００ｇに加えて十分に攪拌した後、コールドエバポレーターにて減圧乾燥し、得られた粉末を電気炉にて６００℃、５時間焼成を行い、白金がチタニアに担持された粉体を得た。
【０１６８】
このようにして得られた粉体４０ｇと、銅の塩として硫酸銅五水和物（和光純薬製）７０ｇと、バナジウムの塩として酸化硫酸バナジウム（和光純薬製）２０ｇと、硫酸セシウム（添川化学製）４０ｇと、分散剤としてポリティ（ライオン製）１．６ｇと、精製水５００ｇと、２ｍｍのジルコニアボール１０００ｇを１リットルの密閉容器にいれ、スラリー分散器（レッドデビル製）にて２時間分散させて、白金がチタニアに担持された粉体と、硫酸銅と、酸化硫酸バナジウムと、硫酸セシウムとを含むスラリーを得た。
【０１６９】
次に、耐熱性の３次元構造体としてウォールフロータイプのコージェライトフィルター（ＮＧＫ製 ５．６６インチ、１００セル／インチ）を、２セル×５セル×１５ｍｍに切り出し、これを上記で得られたスラリーに含浸させ、余分なスラリーをエアーガンにて取り除く。その後、乾燥器にて乾燥し、フィルターを電気炉内にて９００℃で５時間熱処理することにより、排ガス浄化材を製造した。
【０１７０】
（評価例２）
実施例３〜実施例６、比較例３〜比較例１０で得られた排ガス浄化材について、以下のようなパティキュレートの燃焼実験を行った。
【０１７１】
実施例３〜実施例６、比較例３〜比較例１０で得られた排ガス浄化材の１つに模擬パティキュレート（ナカライ製のカーボン）の粉末をフィルタ表面に担持させて、内径１２ｍｍの石英ガラス製反応管内に充填した。
【０１７２】
反応管内に５ｖｏｌ％の酸素と、５０ｐｐｍのＳＯ2と、ＮＯガス２５０ｐｐｍとを含む窒素ガスからなる試験ガスを流量５００ｃｃ／分で通気しながら、反応管の外周部に配設した管状電気炉にて反応管内を定速で昇温し、この時のガス流出側の位置に配設された炭酸ガスセンサーにより試験ガス中の炭酸ガス濃度を検出し、５％のパティキュレートが燃焼した際の温度（以下、５％燃焼温度と略称する。）を決定した。充填させたパティキュレートのカーボン量（既知量）と発生したＣＯ＋ＣＯ2量（測定値）から燃焼率を計算した。上記燃焼試験における各排ガス浄化材の５％燃焼温度を（表２）に示した。
【０１７３】
【表２】
（表２）から明らかなように、同じ種類の触媒組成を用いた場合でも、実施例３〜実施例６で得られる排ガス浄化材の方が、比較例３〜比較例１０で得られる排ガス浄化材よりも低温でパティキュレートを燃焼することができることがわかった。
【０１７５】
（実施例７）
遷移金属の酸化物としてＣｕＶ2Ｏ6を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０１７６】
（実施例８）
遷移金属の酸化物としてＣｕＯを用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０１７７】
（実施例９）
遷移金属の酸化物としてＶ2Ｏ5を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０１７８】
（実施例１０）
遷移金属の酸化物としてＣｕＭｏＯ4を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０１７９】
（実施例１１）
遷移金属の酸化物としてＣｏＯ3を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０１８０】
（実施例１２）
遷移金属の酸化物としてＭｎＯ2を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０１８１】
（実施例１３）
遷移金属の酸化物としてＭｏＯ3を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０１８２】
（実施例１４）
遷移金属の酸化物としてＷＯ3を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０１８３】
（比較例１１）
遷移金属の酸化物としてＬａＭｎＣｏＯ3を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０１８４】
（評価例３）
実施例７〜実施例１４及び比較例１１において、（評価例２）と同様にしてパティキュレートの燃焼実験を行った。上記燃焼試験における各排ガス浄化材の５％燃焼温度を（表３）に示した。
【０１８５】
【表３】
（表３）から明らかなように、同じ構造の排ガス浄化材を用いた場合、排ガス浄化材に担持させる遷移金属の酸化物として、実施例４、実施例７〜実施例１４に示した化合物を担持させた排ガス浄化材が、より低温でパティキュレートを燃焼できることがわかった。特に、銅とバナジウムの複合酸化物および銅酸化物を用いた場合に高い触媒活性が得られることがわかった。
【０１８７】
（実施例１５）
アルカリ金属の硫酸塩として硫酸Ｋ＋硫酸Ｃｓを用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０１８８】
（実施例１６）
アルカリ金属の硫酸塩として硫酸Ｒｂを用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０１８９】
（実施例１７）
アルカリ金属の硫酸塩として硫酸Ｋを用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０１９０】
（実施例１８）
アルカリ金属の硫酸塩として硫酸Ｎａを用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０１９１】
（実施例１９）
アルカリ金属の硫酸塩として硫酸Ｌｉを用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０１９２】
（比較例１２）
アルカリ金属の硫酸塩として硫酸Ｃａを用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０１９３】
（評価例４）
実施例１５〜実施例１９及び比較例１２において、（評価例２）と同様にしてパティキュレートの燃焼実験を行った。上記燃焼試験における各排ガス浄化材の５％燃焼温度を（表４）に示した。
【０１９４】
【表４】
（表４）から明らかなように、同じ構造の排ガス浄化材を用いた場合、排ガス浄化材に担持させるアルカリ金属の硫酸塩として、実施例４、実施例１５〜実施例１９に示した化合物を担持させた排ガス浄化材が、より低温でパティキュレートを燃焼できることがわかった。特に、硫酸セシウム、硫酸セシウム＋硫酸カリウムを用いた場合に高い触媒活性が得られることがわかった。
【０１９６】
（実施例２０）
貴金属としてＰｔ＋Ｐｄを用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０１９７】
（実施例２１）
貴金属としてＰｄを用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０１９８】
（評価例５）
実施例２０、実施例２１において、（評価例２）と同様にしてパティキュレートの燃焼実験を行った。上記燃焼試験における各排ガス浄化材の５％燃焼温度を（表５）に示した。
【０１９９】
【表５】
（表５）から明らかなように、同じ構造の排ガス浄化材を用いた場合、排ガス浄化材に担持させる貴金属として、実施例２０、実施例２１に示した化合物を担持させた場合に、より低温でパティキュレートを燃焼できることがわかった。特に、白金を含むものが高活性であることがわかった。
【０２０１】
（実施例２２）
遷移金属の酸化物を担持させる耐熱性を有する無機酸化物としてＴａＯ2を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０２０２】
（実施例２３）
遷移金属の酸化物を担持させる耐熱性を有する無機酸化物としてＮｂ2Ｏ5を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０２０３】
（実施例２４）
遷移金属の酸化物を担持させる耐熱性を有する無機酸化物としてＷＯ3を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０２０４】
（実施例２５）
遷移金属の酸化物を担持させる耐熱性を有する無機酸化物としてＳｎＯ2を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０２０５】
（実施例２６）
遷移金属の酸化物を担持させる耐熱性を有する無機酸化物としてＳｉＯ2を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０２０６】
（実施例２７）
遷移金属の酸化物を担持させる耐熱性を有する無機酸化物としてＡｌ2Ｏ3を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０２０７】
（実施例２８）
遷移金属の酸化物を担持させる耐熱性を有する無機酸化物としてＺｒＯ2を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０２０８】
（評価例６）
実施例２２〜実施例２８において、（評価例２）と同様にしてパティキュレートの燃焼実験を行った。上記燃焼試験における各排ガス浄化材の５％燃焼温度を（表６）に示した。
【０２０９】
【表６】
（表６）から明らかなように、同じ構造の排ガス浄化材を用いた場合、遷移金属の酸化物を担持させる耐熱性の無機酸化物として、実施例４、実施例２２〜実施例２８に示した化合物を使った場合に、より低温でパティキュレートを燃焼できることがわかった。特に、チタニアを含むものが高活性であることがわかった。
【０２１１】
（実施例２９）
貴金属を担持させる耐熱性を有する無機酸化物としてＴａＯ2を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０２１２】
（実施例３０）
貴金属を担持させる耐熱性を有する無機酸化物としてＮｂ2Ｏ5を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０２１３】
（実施例３１）
貴金属を担持させる耐熱性を有する無機酸化物としてＷＯ3を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０２１４】
（実施例３２）
貴金属を担持させる耐熱性を有する無機酸化物としてＳｎＯ2を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０２１５】
（実施例３３）
貴金属を担持させる耐熱性を有する無機酸化物としてＳｉＯ2を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０２１６】
（実施例３４）
貴金属を担持させる耐熱性を有する無機酸化物としてＡｌ2Ｏ3を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０２１７】
（実施例３５）
貴金属を担持させる耐熱性を有する無機酸化物としてＺｒＯ2を用いた他は、実施例４と同様にして排ガス浄化材を製造した。
【０２１８】
（評価例７）
実施例２９〜実施例３５において、（評価例２）と同様にしてパティキュレートの燃焼実験を行った。上記燃焼試験における各排ガス浄化材の５％燃焼温度を（表７）に示した。
【０２１９】
【表７】
（表７）から明らかなように、同じ構造の排ガス浄化材を用いた場合、貴金属を担持させる耐熱性の無機酸化物として、実施例４、実施例２９〜実施例３５に示した化合物を使った場合に、より低温でパティキュレートを燃焼できることがわかった。特に、チタニアを含むものが高活性であることがわかった。
【０２２１】
【発明の効果】
以上のように本発明の排ガス浄化触媒及びそれを用いた排ガス浄化材によれば、以下のような有利な効果が得られる。
【０２２２】
請求項１に記載の発明によれば、
（１）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各々異なる触媒特性を十分に引き出すことが可能になるとともに、触媒同士間の反応による劣化を抑制することができ、その結果触媒の活性の劣化を防ぐことができ、高活性の排ガス浄化触媒を得ることができる。
（２）耐熱性を有する無機酸化物の表面に触媒成分を形成させることで、触媒表面積が増大し、その結果ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点が増加し、高活性の排ガス浄化触媒を得ることができる。
（３）耐熱性を有する無機酸化物の表面に触媒成分を形成させることで、触媒の必要量を少なくすることができ、低コストで排ガス浄化触媒を得ることができ、経済性に優れる。
（４）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設け、触媒表面積を増やすことにより、ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点を増加させ触媒活性を高めることができる。
（５）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、遷移金属酸化物およびアルカリ金属硫酸塩の必要十分量の少量化を図ることができ、低コストで排ガス浄化触媒を得ることができ経済性に優れる。
（６）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、パティキュレート燃焼時等にみられるような熱による触媒同士の反応を防ぎ、各々異なる触媒特性を十分に発揮させることができるとともに、触媒活性の劣化を防いで耐久性を高めることができる。
【０２２３】
請求項２に記載の発明によれば、
（１）貴金属を加えることで共存する一酸化炭素、窒素酸化物、炭化水素等の有害成分も低減することができ、大気汚染を防止することが可能となる。
（２）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、貴金属の必要十分量の少量化が可能になり、低コストで排ガス浄化触媒を得ることができ経済性に優れる。
（３）耐熱性を有する無機酸化物の表面に触媒成分を形成させることにより、触媒表面積を増やすことができ、その結果ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点が増加し、高活性の排ガス浄化触媒を得ることができる。
（４）耐熱性を有する無機酸化物の表面に触媒成分を形成させることにより、触媒の必要量を少なくすることができ、低コストで浄化能力に優れる排ガス浄化触媒を得ることができる。
（５）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各々異なる触媒特性を十分に引き出すことが可能になるとともに、触媒同士間の反応による劣化を抑制することができ、その結果触媒の活性の劣化を防ぐことができ、高活性の排ガス浄化触媒を得ることができる。
（６）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性を有する無機酸化物担持の貴金属触媒層と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設け、触媒表面積を増やすことにより、ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点を増加させ触媒活性を高めることができる。
（７）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性を有する無機酸化物担持の貴金属触媒層と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、遷移金属酸化物、貴金属触媒層およびアルカリ金属硫酸塩の必要十分量の少量化を図ることができ、低コストで排ガス浄化触媒を得ることができ経済性に優れる。
（８）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性を有する無機酸化物担持の貴金属触媒層と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、パティキュレート燃焼時等にみられるような熱による触媒同士の反応を防ぎ、各々異なる触媒特性を十分に発揮させることができるとともに、触媒活性の劣化を防いで耐久性を高めることができる。
【０２２４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の効果に加え、
（１）貴金属がＰｔを含有するので、貴金属触媒によるパティキュレート中カーボン成分以外のＳＯＦ成分等を最も効率的かつ安定的に燃焼させ浄化することができ、排ガスの浄化能力に極めて優れる。
【０２２５】
また、（１）遷移金属の酸化物がＣｕ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｖ，Ｍｏ，Ｗから選択される少なくとも１種からなる金属酸化物を含有するので、パティキュレートの燃焼に際して高い触媒活性を有する排ガス浄化触媒を得ることができる。
【０２２６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の内いずれか１の効果に加え、（１）Ｃｕの酸化物がＣｕＯ，Ｃｕ２Ｏ，Ｃｕ２Ｏ３から選択される少なくとも１種であるので、パティキュレートの燃焼に際して高い触媒活性を有する排ガス浄化触媒を得ることができる。
【０２２７】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の内いずれか１の効果に加え、
（１）遷移金属の酸化物がＣｕとＶからなる複合金属酸化物を含有するので、パティキュレートを効率よく燃焼除去することができ、触媒活性を高めることができる。
（２）所定の排ガス温度において酸化反応によりパティキュレートを除去することができる。
【０２２８】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の内いずれか１の効果に加え、（１）複合金属の酸化物がＣｕ５Ｖ２Ｏ１０，ＣｕＶ２Ｏ６，Ｃｕ３Ｖ２Ｏ８から選択される少なくとも１種であるので、パティキュレートの燃焼に際して更に高い触媒活性を有する排ガス浄化触媒を得ることができる。
【０２２９】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１乃至６の内いずれか１の効果に加え、（１）アルカリ金属硫酸塩が硫酸セシウムを含有するので、触媒活性を高めパティキュレートを効率よく燃焼することができ、排ガス浄化能力に極めて優れる。
【０２３０】
請求項８に記載の発明によれば、請求項１乃至７の内いずれか１の効果に加え、（１）アルカリ金属硫酸塩が硫酸セシウムと硫酸カリウムとの混合物を含有するので、パティキュレートの燃焼に際して極めて高い触媒活性を有する排ガス浄化触媒を得ることができる。
【０２３１】
請求項９に記載の発明によれば、請求項１乃至８の内いずれか１の効果に加え、（１）遷移金属の酸化物を担持させる担体としてＴａ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，ＷＯ３，ＳｎＯ２，ＳｉＯ２，ＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２から選択される少なくとも１種の無機酸化物を含有するので、遷移金属酸化物触媒の表面積が大きくなり、その結果パティキュレートとの接点が増加するので、パティキュレートの酸化性能を最も効率的かつ安定的に発揮させることができる。
【０２３２】
請求項１０に記載の発明によれば、（１）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、耐熱性の３次元構造体と触媒成分との反応を抑制し、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
（２）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることで、耐熱性の３次元構造体と触媒成分との反応を抑制し、触媒の劣化を防ぐことができ、触媒活性に優れる。
（３）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、耐熱性を有する３次元構造体と触媒成分との反応を抑制し、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
（４）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各々異なる触媒特性を十分に引き出すことが可能になるとともに、触媒同士間の反応による劣化を抑制することができ、その結果触媒の活性の劣化を防ぐことができ、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
（５）耐熱性を有する無機酸化物の表面に触媒成分を形成させることで、触媒表面積が増大し、その結果ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点が増加し、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
（６）耐熱性を有する無機酸化物の表面に触媒成分を形成させることで、触媒の必要量を少なくすることができ、低コストで排ガス浄化材を得ることができ、経済性に優れる。
（７）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設け、触媒表面積を増やすことにより、ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点を増加させ触媒活性を高めることができる。
（８）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、遷移金属酸化物およびアルカリ金属硫酸塩の必要十分量の少量化を図ることができ、低コストで排ガス浄化材を得ることができ経済性に優れる。
（９）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、パティキュレート燃焼時等にみられるような熱による触媒同士の反応を防ぎ、各々異なる触媒特性を十分に発揮させることができるとともに、触媒活性の劣化を防いで耐久性を高めることができる。
【０２３３】
請求項１１に記載の発明によれば、（１）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性を有する無機酸化物担持の貴金属触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、耐熱性の３次元構造体と触媒成分との反応を抑制し、触媒活性を高めることができるとともに、触媒の劣化を防ぐことができ耐久性に優れる。
（２）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性を有する無機酸化物担持の貴金属触媒層と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、遷移金属酸化物およびアルカリ金属硫酸塩の必要十分量の少量化を図ることができ、低コストで排ガス浄化材を得ることができ経済性に優れる。
（３）コストの高い貴金属の必要量が低減化でき、低コストが実現され経済性に優れる排ガス浄化材を得ることができる。
（４）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、耐熱性を有する３次元構造体と触媒成分との反応を抑制し、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
（５）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各々異なる触媒特性を十分に引き出すことが可能になるとともに、触媒同士間の反応による劣化を抑制することができ、その結果触媒の活性の劣化を防ぐことができ、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
（６）耐熱性を有する無機酸化物の表面に触媒成分を形成させることで、触媒表面積が増大し、その結果ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点が増加し、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
（７）耐熱性を有する無機酸化物の表面に触媒成分を形成させることで、触媒の必要量を少なくすることができ、低コストで排ガス浄化材を得ることができ、経済性に優れる。
（８）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性を有する無機酸化物担持の貴金属触媒層と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設け、触媒表面積を増やすことにより、ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点を増加させ触媒活性を高めることができる。
（９）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性を有する無機酸化物担持の貴金属触媒層と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、パティキュレート燃焼時等にみられるような熱による触媒同士の反応を防ぎ、各々異なる触媒特性を十分に発揮させることができるとともに、触媒活性の劣化を防いで耐久性を高めることができる。
【０２３４】
請求項１２に記載の発明によれば、（１）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、耐熱性を有する３次元構造体と触媒成分との反応を抑制し、触媒の劣化を防ぐことができ耐久性に優れる。
（２）それぞれの機能を有する触媒を別々に配設することにより、触媒表面積を増やし、ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点を増加させ触媒活性を高めることができる。
（３）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各触媒の必要十分量の少量化を図ることができ、低コストで排ガス浄化材を製造することができ、経済性に優れる。
（４）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各々異なる触媒特性を十分に引き出すことが可能になるとともに、触媒同士間の反応による劣化を抑制することができ、その結果触媒の活性の劣化を防ぐことができ、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
【０２３５】
請求項１３に記載の発明によれば、（１）貴金属を加えることにより、パティキュレートと共存する排ガス中の一酸化炭素、窒素酸化物、炭化水素等も低減することができ、大気汚染による公害を防止することができる。
（２）耐熱性の無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性の無機酸化物担持の貴金属触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることで、耐熱性を有する３次元構造体と触媒成分との反応を抑制し、触媒の劣化を防ぐことができ耐久性に優れる。
（３）それぞれの機能を有する触媒を別々に配設することにより、触媒表面積を増やし、ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点を増加させ触媒活性を高めることができる。
（４）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各触媒の必要十分量の少量化を図ることができ、低コストで排ガス浄化材を製造することができ、経済性に優れる。
（５）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各々異なる触媒特性を十分に引き出すことが可能になるとともに、触媒同士間の反応による劣化を抑制することができ、その結果触媒の活性の劣化を防ぐことができ、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
【０２３６】
請求項１４に記載の発明によれば、（１）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属の酸化物触媒の粉体表面にアルカリ金属の硫酸塩の層を形成することで、触媒合成時において、遷移金属の酸化物あるいはアルカリ金属の硫酸塩と貴金属との反応等による触媒組成の変化を防ぎ、理想的な触媒組成を容易に合成することができる。
（２）耐熱性を有する無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることにより、耐熱性を有する３次元構造体と触媒成分との反応を抑制し、触媒の劣化を防ぐことができ耐久性に優れる。
（３）それぞれの機能を有する触媒を別々に配設することにより、触媒表面積を増やし、ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点を増加させ触媒活性を高めることができる。
（４）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各触媒の必要十分量の少量化を図ることができ、低コストで排ガス浄化材を製造することができ、経済性に優れる。
（５）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各々異なる触媒特性を十分に引き出すことが可能になるとともに、触媒同士間の反応による劣化を抑制することができ、その結果触媒の活性の劣化を防ぐことができ、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
【０２３７】
請求項１５に記載の発明によれば、（１）耐熱性の無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性の無機酸化物担持の貴金属触媒との粉体表面に、アルカリ金属硫酸塩の層を形成することにより、理想的な触媒組成を合成することができ、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
（２）貴金属を加えることにより、パティキュレートと共存する排ガス中の一酸化炭素、窒素酸化物、炭化水素等も低減することができ、大気汚染による公害を防止することができる。
（３）耐熱性の無機酸化物担持の遷移金属酸化物触媒と、耐熱性の無機酸化物担持の貴金属触媒と、アルカリ金属硫酸塩の触媒とを個々に設けることで、耐熱性を有する３次元構造体と触媒成分との反応を抑制し、触媒の劣化を防ぐことができ耐久性に優れる。
（４）それぞれの機能を有する触媒を別々に配設することにより、触媒表面積を増やし、ディーゼル排ガス中のパティキュレートとの接触点を増加させ触媒活性を高めることができる。
（５）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各触媒の必要十分量の少量化を図ることができ、低コストで排ガス浄化材を製造することができ、経済性に優れる。
（６）機能が異なる各触媒を別々に存在させることで、各々異なる触媒特性を十分に引き出すことが可能になるとともに、触媒同士間の反応による劣化を抑制することができ、その結果触媒の活性の劣化を防ぐことができ、高活性の排ガス浄化材を得ることができる。
【０２３８】
請求項１６に記載の発明によれば、請求項１１，１３，１５の内いずれか１の果に加え、（１）貴金属がＰｔを含有するので、貴金属触媒によるパティキュレート中カーボン成分以外のＳＯＦ成分等を最も効率的かつ安定的に燃焼させ浄化することができ、排ガスの浄化能力に極めて優れる。
【０２３９】
また、（１）遷移金属の酸化物がＣｕ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｖ，Ｍｏ，Ｗから選択される少なくとも１種からなる金属酸化物を含有するので、パティキュレートの燃焼に際して高い触媒活性を有する排ガス浄化材を得ることができる。
【０２４０】
請求項１７に記載の発明によれば、請求項１０乃至１６の内いずれか１の効果に加え、（１）Ｃｕの酸化物がＣｕＯ，Ｃｕ２Ｏ，Ｃｕ２Ｏ３から選択される少なくとも１種であるので、パティキュレートの燃焼に際して高い触媒活性を有する排ガス浄化材を得ることができる。
【０２４１】
請求項１８に記載の発明によれば、請求項１０乃至１７の内いずれか１の効果に加え、（１）遷移金属の酸化物がＣｕとＶからなる複合金属酸化物を含有するので、パティキュレートを効率よく燃焼除去することができ、触媒活性を高めることができる。
（２）所定の排ガス温度において酸化反応によりパティキュレートを除去することができる。
【０２４２】
請求項１９に記載の発明によれば、請求項１０乃至１８の内いずれか１の効果に加え、（１）複合金属酸化物がＣｕ５Ｖ２Ｏ１０，ＣｕＶ２Ｏ６，Ｃｕ３Ｖ２Ｏ８から選択される少なくとも１種であるので、パティキュレートの燃焼に際して更に高い触媒活性を有する排ガス浄化材を得ることができる。
【０２４３】
請求項２０に記載の発明によれば、請求項１０乃至１９の内いずれか１の効果に加え、（１）アルカリ金属硫酸塩が硫酸セシウムを含有するので、触媒活性を高めパティキュレートを効率よく燃焼することができ、排ガス浄化能力に極めて優れる。
【０２４４】
請求項２１に記載の発明によれば、請求項１０乃至２０の内いずれか１の効果に加え、（１）アルカリ金属硫酸塩が硫酸セシウムと硫酸カリウムとの混合物を含有するので、パティキュレートの燃焼に際して極めて高い触媒活性を有する排ガス浄化材を得ることができる。
【０２４５】
請求項２２に記載の発明によれば、請求項１０乃至２１の内いずれか１の効果に加え、（１）遷移金属の酸化物を担持させる担体としてＴａ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，ＷＯ３，ＳｎＯ２，ＳｉＯ２，ＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２から選択される少なくとも１種の無機酸化物を含有するので、遷移金属酸化物触媒の表面積が大きくなり、その結果パティキュレートとの接点が増加するので、パティキュレートの酸化性能を最も効率的かつ安定的に発揮させることができる。
【０２４６】
請求項２３に記載の発明によれば、請求項１０乃至２２の内いずれか１の効果に加え、（１）耐熱性を有する３次構造体がウォールスルータイプのハニカム状のフィルタあるいは発泡体で形成されているので、パティキュレート成分の略１００％をフィルタに捕集させることができ、捕集効率を最大にすることが可能となる。
（２）３次元構造体がハニカム状のフィルタあるいは発泡体もしくは金属フィルムで形成されているので、排ガス浄化触媒とパティキュレートとの接触面積が増大し、パティキュレートを効率よく燃焼除去することができ、排ガス浄化能力に極めて優れた排ガス浄化材を得ることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas purification catalyst and an exhaust gas purification material for purifying exhaust gas by burning particulates (solid carbon fine particles, liquid or solid high molecular weight hydrocarbon fine particles) contained in the exhaust gas discharged from a diesel engine. .
[0002]
[Prior art]
In recent years, particulates emitted from diesel engines have a particle size of almost 1 micron or less, are easily suspended in the atmosphere and easily taken into the human body by breathing, and the particulates are carcinogenic substances such as benzpyrene. It has become clear that it has been included, and the impact on the human body has become a major problem. For this reason, the regulation of particulate emission from diesel engines is further strengthened, and accordingly, an exhaust gas purification catalyst and an exhaust gas purification material capable of efficiently removing particulates are desired.
[0003]
Conventionally, as one method of removing particulates from exhaust gas, the particulate matter in the exhaust gas is collected using an exhaust gas purification material comprising a heat-resistant three-dimensional structure, and the back pressure rises, and then the burner There is a method in which the exhaust gas purifying body is heated by a heating means such as an electric heater or the like, the accumulated particulates are combusted, and converted into carbon dioxide gas and discharged to the outside.
[0004]
However, the above-described method has a problem that the combustion temperature of the particulates is high, and a large amount of energy is required to burn and remove the collected particulates and regenerate the filter. Further, there is a problem that the filter is melted and cracked due to combustion in a high temperature region and reaction heat. Furthermore, since a special apparatus is required, there has been a problem that the purification apparatus is increased in size and cost.
[0005]
On the other hand, there is a method in which fine particles are subjected to a combustion reaction by catalytic action using a catalyst, and combustion regeneration is performed at the temperature of the exhaust gas in the exhaust gas without using a heating means such as a heater.
[0006]
The catalyst-supported exhaust gas purification material includes a heat-resistant three-dimensional structure supporting an exhaust gas purification catalyst made of metal oxide or the like. It can be burned at a lower temperature by catalytic action.
[0007]
If the particulates can be combusted at the exhaust gas temperature using the exhaust gas purification material carrying such an exhaust gas purification catalyst, it is not necessary to arrange the heating means in the exhaust gas purification device, and the configuration of the exhaust gas purification device can be reduced. Can be simple.
[0008]
However, at present, it is difficult for the exhaust gas purifying material carrying the exhaust gas purifying catalyst to sufficiently burn the particulates at the exhaust gas temperature, and the combined use with the heating means is indispensable. Therefore, development of an exhaust gas purification catalyst and an exhaust gas purification material carrying an exhaust gas purification catalyst having a high catalytic activity capable of burning particulates at a lower temperature is desired.
[0009]
As exhaust gas purification catalysts, it has been known that catalysts using metal oxides such as copper and vanadium have a relatively high activity.
[0010]
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 58-143840 (hereinafter referred to as “a”) discloses that “at least one selected from copper and its compounds and at least selected from metals capable of taking a plurality of oxidation states and their compounds” There is disclosed a “particulate purification catalyst comprising a combination of the two”.
[0011]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-174236 (hereinafter referred to as “B”) discloses “a catalyst for purifying particulates in exhaust gas comprising at least one selected from vanadium and vanadium compounds”.
[0012]
Japanese Examined Patent Publication No. 4-42063 (hereinafter referred to as "C") discloses "exhaust gas purifying catalyst in which alkali metal oxide and noble metal are added to metal oxide such as copper, manganese, molybdenum and the like, and its production method" Has been.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification material have the following problems.
(1) The exhaust gas purifying catalyst described in the Gazettes A and B is collected in the exhaust gas purifying material because the catalytic activity of the exhaust gas purifying catalyst is not high enough to burn the particulates sufficiently at the low temperature of the exhaust gas. The particulates thus produced cannot be combusted at the exhaust gas temperature, and there is a problem that the combined use with the heating means is indispensable.
(2) The exhaust gas purifying catalyst described in the publication No. C uses an alkali metal oxide in the configuration of the exhaust gas purifying catalyst. However, the alkali metal oxide is inferior in heat resistance and scattered by the heat of the exhaust gas. There was a problem that reaction with other catalyst components occurred.
(3) The exhaust gas purifying catalyst described in the publication No. C has a problem in that it is poisoned by sulfur oxides contained in the exhaust gas and the catalytic activity is lowered.
[0014]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, has high catalytic activity in particulate combustion, can fully exhibit the respective catalytic characteristics, and can sufficiently burn and remove particulates at a temperature close to the exhaust gas temperature. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purification catalyst having a high exhaust gas purification rate and to provide an exhaust gas purification material that can burn and remove particulates with extremely high efficiency and is extremely excellent in durability and economy.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the exhaust gas purification catalyst of the present invention is an inorganic oxidation having heat resistance. Thing It has a transition metal oxide catalyst layer supported on the surface Powder First catalyst and heat-resistant inorganic oxidation Thing It has a noble metal catalyst layer supported on the surface Powder Having a third catalyst and at least one alkali metal sulfate; Powder Containing a second catalyst And the transition metal oxide contains at least one metal oxide selected from Cu, Mn, Co, V, Mo, and W. It has the composition to do.
[0016]
As a result, by making each catalyst having a different function separately, it is possible to sufficiently extract different catalyst characteristics and to suppress deterioration due to the reaction between the catalysts, resulting in the activity of the catalyst. Deterioration can be prevented, and a highly active exhaust gas purification catalyst can be obtained.
[0017]
Further, by forming a catalyst component on the surface of the heat-resistant inorganic oxide, the surface area of the catalyst is increased, and as a result, the contact point with the particulates in the diesel exhaust gas is increased, thereby obtaining a highly active exhaust gas purification catalyst. Can do.
[0018]
In order to solve the above problems, an exhaust gas purification material of the present invention comprises a heat-resistant three-dimensional structure and an exhaust gas purification catalyst layer according to claim 2 formed on the three-dimensional structure. It has the composition provided.
[0019]
Thereby, by making each catalyst from which a function differs exist separately, reaction with a heat resistant three-dimensional structure and a catalyst component can be suppressed, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained.
[0020]
In addition, the required amount of noble metal can be reduced, and an exhaust gas purification material that is low in cost and excellent in economy can be obtained.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1 of the present invention is an inorganic oxidation having heat resistance. Thing It has a transition metal oxide catalyst layer supported on the surface Powder Having a first catalyst and at least one alkali metal sulfate; Powder Containing a second catalyst And the transition metal oxide contains at least one metal oxide selected from Cu, Mn, Co, V, Mo, and W. It has the composition to do.
[0022]
With this configuration, the following effects can be obtained.
(1) By making each catalyst having a different function separately, it is possible to sufficiently bring out different catalyst characteristics and to suppress deterioration due to reaction between the catalysts, and as a result, the activity of the catalyst. Deterioration can be prevented, and a highly active exhaust gas purification catalyst can be obtained.
(2) By forming a catalyst component on the surface of the heat-resistant inorganic oxide, the surface area of the catalyst is increased. As a result, the contact point with the particulates in the diesel exhaust gas is increased, and a highly active exhaust gas purification catalyst is obtained. Obtainable.
(3) By forming the catalyst component on the surface of the heat-resistant inorganic oxide, the required amount of catalyst can be reduced, an exhaust gas purification catalyst can be obtained at low cost, and the economy is excellent.
(4) Increased contact points with particulates in diesel exhaust gas by individually providing heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst and alkali metal sulfate catalyst and increasing the catalyst surface area Catalyst activity can be increased.
(5) By providing a transition metal oxide catalyst supporting an inorganic oxide having heat resistance and an alkali metal sulfate catalyst individually, the necessary and sufficient amount of transition metal oxide and alkali metal sulfate can be reduced. Therefore, an exhaust gas purification catalyst can be obtained at a low cost, and the economy is excellent.
(6) By providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst and an alkali metal sulfate catalyst individually, the reaction between the catalysts caused by heat as seen during particulate combustion can be achieved. In addition to being able to sufficiently exhibit different catalyst characteristics, it is possible to prevent deterioration of catalyst activity and enhance durability.
[0023]
Here, the heat-resistant inorganic oxide as the carrier is Ta 2 O Five , Nb 2 O Five , WO Three , SnO 2 , SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O Three , ZrO 2 Of these, one or more of them may be used.
[0024]
Examples of the transition metal include Cu, Mn, Co, V, Mo, and W, and any one or more of them may be used.
[0025]
Examples of the alkali metal include Li, Na, K, Rb, and Cs, and any one or two or more of them may be used.
[0026]
The method for supporting the oxide catalyst layer of the transition metal on the surface of the inorganic oxide having heat resistance is not particularly limited, and any method can be used. For example, the evaporation to dryness method is preferable.
[0027]
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 2 of the present invention is an inorganic oxidation having heat resistance. Thing It has a transition metal oxide catalyst layer supported on the surface Powder First catalyst and heat-resistant inorganic oxidation Thing It has a noble metal catalyst layer supported on the surface Powder Having a third catalyst and at least one alkali metal sulfate; Powder Containing a second catalyst And the transition metal oxide contains at least one metal oxide selected from Cu, Mn, Co, V, Mo, and W. It has the composition to do.
[0028]
With this configuration, the following effects are obtained.
(1) By adding a noble metal, coexisting harmful components such as carbon monoxide, nitrogen oxides and hydrocarbons can be reduced, and air pollution can be prevented.
(2) By making each catalyst with a different function exist separately, it becomes possible to reduce the necessary and sufficient amount of noble metal, and an exhaust gas purification catalyst can be obtained at low cost, which is excellent in economic efficiency.
(3) By forming a catalyst component on the surface of the heat-resistant inorganic oxide, the surface area of the catalyst can be increased. As a result, the contact point with the particulates in the diesel exhaust gas increases, and the exhaust gas purification with high activity is achieved. A catalyst can be obtained.
(4) By forming the catalyst component on the surface of the heat-resistant inorganic oxide, the required amount of catalyst can be reduced, and an exhaust gas purification catalyst having excellent purification ability can be obtained at low cost.
(5) By making each catalyst having a different function separately, it is possible to sufficiently bring out different catalyst characteristics and to suppress deterioration due to reaction between the catalysts, and as a result, the activity of the catalyst. Deterioration can be prevented, and a highly active exhaust gas purification catalyst can be obtained.
(6) To provide a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst, a heat-resistant inorganic oxide-supported noble metal catalyst layer, and an alkali metal sulfate catalyst individually to increase the catalyst surface area. As a result, the contact point with the particulates in the diesel exhaust gas can be increased to increase the catalytic activity.
(7) Transition metal oxidation by individually providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst, a heat-resistant inorganic oxide-supported noble metal catalyst layer, and an alkali metal sulfate catalyst. The required amount of the product, noble metal catalyst layer and alkali metal sulfate can be reduced, and an exhaust gas purification catalyst can be obtained at low cost, which is excellent in economic efficiency.
(8) Particulate combustion by separately providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst, a heat-resistant inorganic oxide-supported noble metal catalyst layer, and an alkali metal sulfate catalyst. It is possible to prevent the reaction between the catalysts due to heat, which is sometimes seen, and to sufficiently exhibit different catalyst characteristics, and it is possible to prevent deterioration of the catalyst activity and enhance durability.
[0029]
Here, the heat-resistant inorganic oxide as the carrier is Ta 2 O Five , Nb 2 O Five , WO Three , SnO 2 , SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O Three , ZrO 2 Of these, one or more of them may be used.
[0030]
Examples of the transition metal include Cu, Mn, Co, V, Mo, and W, and any one or more of them may be used.
[0031]
Examples of the noble metal include Pt, Pd, Rh, and Ru, and one or more of them may be used.
[0032]
Examples of the alkali metal include Li, Na, K, Rb, and Cs, and any one or two or more of them may be used.
[0033]
The method for supporting the oxide catalyst layer of the transition metal on the surface of the inorganic oxide having heat resistance is not particularly limited, and any method can be used. For example, the evaporation to dryness method is preferable.
[0034]
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 3 of the present invention has a structure according to claim 2, wherein the noble metal contains Pt.
[0035]
With this configuration, in addition to the operation of the second aspect, the following operation can be obtained.
(1) Since the noble metal contains Pt, the SOF component other than the carbon component in the particulate by the noble metal catalyst can be burned and purified most efficiently and stably, and the exhaust gas purification capability is extremely excellent.
[0036]
Also The transition metal oxide contains at least one metal oxide selected from Cu, Mn, Co, V, Mo, and W.
[0037]
With this configuration, Also The following effects are obtained.
(1) Since the transition metal oxide contains at least one metal oxide selected from Cu, Mn, Co, V, Mo, and W, an exhaust gas purifying catalyst having high catalytic activity in burning particulates. Can be obtained.
[0038]
Claims of the invention 4 The exhaust gas purification catalyst according to claim 1, 1 to 3 In any one of the above, the Cu oxide is CuO, Cu 2 O, Cu 2 O 3 It has the composition which is at least 1 sort chosen from.
[0039]
With this configuration, the claim 1 to 3 In addition to any one of the actions, the following actions are obtained.
(1) Cu oxide is CuO, Cu 2 O, Cu 2 O 3 Therefore, it is possible to obtain an exhaust gas purifying catalyst having a high catalytic activity when burning particulates.
[0040]
Claims of the invention 5 The exhaust gas purification catalyst according to claim 1, 1 to 4 In any one of the above, the oxide of the transition metal includes a composite metal oxide composed of Cu and V.
[0041]
With this configuration, the claim 1 to 4 In addition to any one of the actions, the following actions are obtained.
(1) Since the transition metal oxide contains a composite metal oxide composed of Cu and V, the particulates can be burned and removed efficiently, and the catalytic activity can be enhanced.
(2) The particulates can be removed by an oxidation reaction at a predetermined exhaust gas temperature.
[0042]
Claims of the invention 6 The exhaust gas purification catalyst according to claim 1, 1 to 5 In any one of these, the said composite metal oxide is Cu. 5 V 2 O 10 , CuV 2 O 6 , Cu 3 V 2 O 8 It has the composition which is at least 1 sort chosen from.
[0043]
With this configuration, the claim 1 to 5 In addition to any one of the actions, the following actions are obtained.
(1) The composite metal oxide is Cu 5 V 2 O 10 , CuV 2 O 6 , Cu 3 V 2 O 8 Therefore, it is possible to obtain an exhaust gas purification catalyst having a higher catalytic activity during particulate combustion.
[0044]
Claims of the invention 7 The exhaust gas purification catalyst according to claim 1, 1 to 6 In any one of these, the said alkali metal sulfate has the structure containing a cesium sulfate.
[0045]
With this configuration, the claim 1 to 6 In addition to any one of the actions, the following actions are obtained.
(1) Since the alkali metal sulfate contains cesium sulfate, the catalytic activity can be enhanced and the particulates can be burned efficiently, and the exhaust gas purification ability is extremely excellent.
[0046]
Claims of the invention 8 The exhaust gas purification catalyst according to claim 1, 1 to 7 In any one of the above, the alkali metal sulfate has a structure containing a mixture of cesium sulfate and potassium sulfate.
[0047]
With this configuration, the claim 1 to 7 In addition to any one of the actions, the following actions are obtained.
(1) Since the alkali metal sulfate contains a mixture of cesium sulfate and potassium sulfate, it is possible to obtain an exhaust gas purifying catalyst having extremely high catalytic activity when burning particulates.
[0048]
Claims of the invention 9 The exhaust gas purification catalyst according to claim 1, 1 to 8 In any one of these, the said heat resistant inorganic oxide is Ta. 2 O 5 , Nb 2 O 5 , WO 3 , SnO 2 , SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 It has the structure containing the at least 1 sort (s) of inorganic oxide selected from these.
[0049]
With this configuration, the claim 1 to 8 In addition to any one of the actions, the following actions are obtained.
(1) Ta as a carrier for supporting transition metal oxides 2 O 5 , Nb 2 O 5 , WO 3 , SnO 2 , SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 Since it contains at least one inorganic oxide selected from the above, the surface area of the transition metal oxide catalyst is increased, and as a result, the contact with the particulates is increased, so that the oxidation performance of the particulates is the most efficient and stable. Can be demonstrated.
[0050]
Claims of the invention 10 The exhaust gas purification material according to claim 1 has a configuration including a heat-resistant three-dimensional structure and an exhaust gas purification catalyst layer according to claim 1 formed on the three-dimensional structure. Yes.
[0051]
With this configuration, the following effects are obtained.
(1) By making each catalyst from which a function differs exist separately, reaction with a heat resistant three-dimensional structure and a catalyst component can be suppressed, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained.
(2) By individually providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst and an alkali metal sulfate catalyst, the reaction between the heat-resistant three-dimensional structure and the catalyst component is suppressed, The catalyst can be prevented from deteriorating and has excellent catalytic activity.
(3) By making each catalyst from which a function differs exist separately, reaction with the heat-resistant three-dimensional structure and a catalyst component can be suppressed, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained.
(4) By making each catalyst having a different function separately, it is possible to sufficiently bring out different catalyst characteristics, and it is possible to suppress deterioration due to reaction between the catalysts, resulting in the activity of the catalyst. Deterioration can be prevented, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained.
(5) By forming a catalyst component on the surface of the inorganic oxide having heat resistance, the surface area of the catalyst is increased. As a result, the contact point with the particulates in the diesel exhaust gas is increased, and a highly active exhaust gas purification material is obtained. Obtainable.
(6) By forming the catalyst component on the surface of the heat-resistant inorganic oxide, the required amount of catalyst can be reduced, an exhaust gas purifying material can be obtained at low cost, and the economy is excellent.
(7) Increase the contact point with particulates in diesel exhaust by providing a transition metal oxide catalyst supporting inorganic oxide with heat resistance and an alkali metal sulfate catalyst individually, and increasing the catalyst surface area Catalyst activity can be increased.
(8) By providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst and an alkali metal sulfate catalyst individually, the necessary and sufficient amount of transition metal oxide and alkali metal sulfate can be reduced. The exhaust gas purifying material can be obtained at a low cost, and the cost efficiency is excellent.
(9) By providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst and an alkali metal sulfate catalyst individually, the reaction between the catalysts due to heat as seen during particulate combustion, etc. In addition to being able to sufficiently exhibit different catalyst characteristics, it is possible to prevent deterioration of catalyst activity and enhance durability.
[0052]
Here, a material such as metal or ceramic is used as the three-dimensional structure having heat resistance.
[0053]
As the metal, an alloy such as iron, copper, nickel, chromium, etc., alone or in combination of two or more kinds can be used.
[0054]
As the ceramic material, cordierite, aluminum titanate, mullite, α-alumina, zirconia, titania, silicon carbide, silica, silica / alumina, alumina / zirconia, or the like can be used.
[0055]
The heat-resistant three-dimensional structure on which the exhaust gas purifying catalyst layer according to claim 1 is formed includes a wall-through type ceramic honeycomb, a ceramic foam, a wall-through type metal honeycomb, a metal foam, a metal mesh, etc. However, a wall-through type ceramic honeycomb is preferably used.
[0056]
The method for forming the exhaust gas purifying catalyst described in claim 1 on the heat-resistant three-dimensional structure is not particularly limited, and any method can be used. For example, an impregnation method, a wash coating method, etc. There is a way.
[0057]
Claims of the invention 11 The exhaust gas purification material according to claim 1 has a configuration including a heat-resistant three-dimensional structure and an exhaust gas purification catalyst layer according to claim 2 formed on the three-dimensional structure. Yes.
[0058]
With this configuration, the following effects are obtained.
(1) A heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst, a heat-resistant inorganic oxide-supported noble metal catalyst, and an alkali metal sulfate catalyst are individually provided to provide heat-resistant 3 The reaction between the dimensional structure and the catalyst component can be suppressed, the catalyst activity can be enhanced, and the catalyst can be prevented from deteriorating, resulting in excellent durability.
(2) Transition metal oxidation by individually providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst, a heat-resistant inorganic oxide-supported noble metal catalyst layer, and an alkali metal sulfate catalyst The necessary and sufficient amount of the product and the alkali metal sulfate can be reduced, and an exhaust gas purifying material can be obtained at a low cost.
(3) The required amount of expensive noble metal can be reduced, and an exhaust gas purifying material that is low in cost and excellent in economic efficiency can be obtained.
(4) By making each catalyst from which a function differs exist separately, reaction with a heat-resistant three-dimensional structure and a catalyst component can be suppressed, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained.
(5) By making each catalyst having a different function separately, it is possible to sufficiently bring out different catalyst characteristics and to suppress deterioration due to reaction between the catalysts, and as a result, the activity of the catalyst. Deterioration can be prevented, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained.
(6) By forming a catalyst component on the surface of the inorganic oxide having heat resistance, the surface area of the catalyst is increased. As a result, the point of contact with particulates in diesel exhaust gas is increased, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained. Obtainable.
(7) By forming the catalyst component on the surface of the inorganic oxide having heat resistance, the required amount of catalyst can be reduced, an exhaust gas purifying material can be obtained at low cost, and the economy is excellent.
(8) To provide a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst, a heat-resistant inorganic oxide-supported noble metal catalyst layer, and an alkali metal sulfate catalyst individually to increase the catalyst surface area. As a result, the contact point with the particulates in the diesel exhaust gas can be increased to increase the catalytic activity.
(9) Particulate combustion by individually providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst, a heat-resistant inorganic oxide-supported noble metal catalyst layer, and an alkali metal sulfate catalyst It is possible to prevent the reaction between the catalysts due to heat, which is sometimes seen, and to sufficiently exhibit different catalyst characteristics, and it is possible to prevent deterioration of the catalyst activity and enhance durability.
[0059]
Here, a material such as metal or ceramic is used as the three-dimensional structure having heat resistance.
[0060]
As the metal, an alloy such as iron, copper, nickel, chromium, etc., alone or in combination of two or more kinds can be used.
[0061]
As the ceramic material, cordierite, aluminum titanate, mullite, α-alumina, zirconia, titania, silicon carbide, silica, silica / alumina, alumina / zirconia, or the like can be used.
[0062]
The heat-resistant three-dimensional structure on which the exhaust gas purification catalyst layer according to claim 2 is formed includes a wall-through type ceramic honeycomb, a ceramic foam, a wall-through type metal honeycomb, a metal foam, a metal mesh, etc. However, a wall-through type ceramic honeycomb is preferably used.
[0063]
The method for forming the exhaust gas purification catalyst described in claim 2 on the heat-resistant three-dimensional structure is not particularly limited, and any method can be used. For example, an impregnation method, a wash coating method, etc. There is a way.
[0064]
Claims of the invention 12 The exhaust gas purification material according to claim 1, wherein the three-dimensional structure having heat resistance, the first catalyst layer of the exhaust gas purification catalyst according to claim 1 formed on the three-dimensional structure, and the layer And a second catalyst layer formed on the upper surface of the second catalyst layer.
[0065]
With this configuration, the following effects are obtained.
(1) By providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst and an alkali metal sulfate catalyst individually, the reaction between the heat-resistant three-dimensional structure and the catalyst component is suppressed. It can prevent deterioration of the catalyst and has excellent durability.
(2) By disposing the catalyst having each function separately, the catalyst surface area can be increased, the contact point with the particulates in the diesel exhaust gas can be increased, and the catalytic activity can be enhanced.
(3) By making each catalyst from which a function differs exist separately, the required and sufficient amount of each catalyst can be reduced, an exhaust gas purification material can be manufactured at low cost, and it is excellent in economical efficiency.
(4) By making each catalyst having a different function separately, it is possible to sufficiently bring out different catalyst characteristics, and it is possible to suppress deterioration due to reaction between the catalysts, resulting in the activity of the catalyst. Deterioration can be prevented, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained.
[0066]
Here, a material such as metal or ceramic is used as the three-dimensional structure having heat resistance.
[0067]
As the metal, an alloy such as iron, copper, nickel, chromium, etc., alone or in combination of two or more kinds can be used.
[0068]
As the ceramic material, cordierite, aluminum titanate, mullite, α-alumina, zirconia, titania, silicon carbide, silica, silica / alumina, alumina / zirconia, or the like can be used.
[0069]
As the heat-resistant three-dimensional structure on which the first catalyst layer is formed, a wall-through type ceramic honeycomb, a ceramic foam, a flow-through type metal honeycomb, a metal foam, a metal mesh, or the like is used. A through-type ceramic honeycomb is preferably used.
[0070]
The method for forming the catalyst is not particularly limited, and any method can be used. Examples thereof include an impregnation method and a wash coating method.
[0071]
Claims of the invention 13 The exhaust gas purification material according to claim 1, wherein the heat-resistant three-dimensional structure, and the first catalyst and the third catalyst of the exhaust gas purification catalyst according to claim 2 formed on the three-dimensional structure. And a layer of the second catalyst formed on the upper surface of the layer.
[0072]
With this configuration, the following effects are obtained.
(1) By adding a noble metal, carbon monoxide, nitrogen oxides, hydrocarbons and the like in exhaust gas coexisting with the particulates can be reduced, and pollution due to air pollution can be prevented.
(2) Heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst, heat-resistant inorganic oxide-supported noble metal catalyst, and alkali metal sulfate catalyst are provided separately to provide three-dimensional heat resistance. The reaction between the structure and the catalyst component is suppressed, deterioration of the catalyst can be prevented, and the durability is excellent.
(3) By disposing the catalyst having each function separately, the catalyst surface area can be increased, the contact point with the particulates in the diesel exhaust gas can be increased, and the catalytic activity can be enhanced.
(4) By making each catalyst different in function exist separately, the required and sufficient amount of each catalyst can be reduced, an exhaust gas purifying material can be produced at a low cost, and the economy is excellent.
(5) By making each catalyst having a different function separately, it is possible to sufficiently bring out different catalyst characteristics and to suppress deterioration due to reaction between the catalysts, and as a result, the activity of the catalyst. Deterioration can be prevented, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained.
[0073]
Here, a material such as metal or ceramic is used as the three-dimensional structure having heat resistance.
[0074]
As the metal, an alloy such as iron, copper, nickel, chromium, etc., alone or in combination of two or more kinds can be used.
[0075]
As the ceramic material, cordierite, aluminum titanate, mullite, α-alumina, zirconia, titania, silicon carbide, silica, silica / alumina, alumina / zirconia, or the like can be used.
[0076]
The heat-resistant three-dimensional structure on which the first catalyst layer and the third catalyst layer are formed includes a wall-through type ceramic honeycomb, a ceramic foam, a flow-through type metal honeycomb, a metal foam, a metal mesh, and the like. Although used, a wall-through type ceramic honeycomb is preferably used.
[0077]
The method for forming the catalyst is not particularly limited, and any method can be used. Examples thereof include an impregnation method and a wash coating method.
[0078]
Claims of the invention 14 The exhaust gas purification material according to claim 1 has a heat-resistant three-dimensional structure, the second catalyst layer of the exhaust gas purification catalyst according to claim 1 formed on the three-dimensional structure, and the first The first catalyst powder particles of the exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, which are contained in two catalyst layers.
[0079]
With this configuration, the following effects are obtained.
(1) By forming an alkali metal sulfate layer on the powder surface of the transition metal oxide catalyst supported by the inorganic oxide having heat resistance, the transition metal oxide or alkali metal It is possible to easily synthesize an ideal catalyst composition by preventing a change in the catalyst composition due to a reaction between a sulfate and a noble metal.
(2) By providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst and an alkali metal sulfate catalyst individually, the reaction between the heat-resistant three-dimensional structure and the catalyst component is suppressed. It can prevent deterioration of the catalyst and has excellent durability.
(3) By disposing the catalyst having each function separately, the catalyst surface area can be increased, the contact point with the particulates in the diesel exhaust gas can be increased, and the catalytic activity can be enhanced.
(4) By making each catalyst different in function exist separately, the required and sufficient amount of each catalyst can be reduced, an exhaust gas purifying material can be produced at a low cost, and the economy is excellent.
(5) By making each catalyst having a different function separately, it is possible to sufficiently bring out different catalyst characteristics and to suppress deterioration due to reaction between the catalysts, and as a result, the activity of the catalyst. Deterioration can be prevented, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained.
[0080]
Here, a material such as metal or ceramic is used as the three-dimensional structure having heat resistance.
[0081]
As the metal, an alloy such as iron, copper, nickel, chromium, etc., alone or in combination of two or more kinds can be used.
[0082]
As the ceramic material, cordierite, aluminum titanate, mullite, α-alumina, zirconia, titania, silicon carbide, silica, silica / alumina, alumina / zirconia, or the like can be used.
[0083]
As the heat-resistant three-dimensional structure on which the first catalyst layer is formed, a wall-through type ceramic honeycomb, a ceramic foam, a flow-through type metal honeycomb, a metal foam, a metal mesh, or the like is used. A through-type ceramic honeycomb is preferably used.
[0084]
The method for forming the catalyst is not particularly limited, and any method can be used. Examples thereof include an impregnation method and a wash coating method.
[0085]
Claims of the invention 15 The exhaust gas purification material according to claim 1 has a heat-resistant three-dimensional structure, the second catalyst layer of the exhaust gas purification catalyst according to claim 1 formed on the three-dimensional structure, and the first The exhaust gas purification catalyst according to claim 1, wherein the first catalyst powder particle and the third catalyst powder particle are included in the catalyst layer of 2. ing.
[0086]
With this configuration, the following effects are obtained.
(1) By forming a layer of alkali metal sulfate on the powder surface of a transition metal oxide catalyst supported by a heat resistant inorganic oxide and a noble metal catalyst supported by a heat resistant inorganic oxide, it is ideal The catalyst composition can be synthesized, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained.
(2) By adding a noble metal, carbon monoxide, nitrogen oxides, hydrocarbons, etc. in the exhaust gas coexisting with the particulates can be reduced, and pollution due to air pollution can be prevented.
(3) A heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst, a heat-resistant inorganic oxide-supported noble metal catalyst, and an alkali metal sulfate catalyst are provided separately to provide heat-resistant three-dimensional The reaction between the structure and the catalyst component is suppressed, deterioration of the catalyst can be prevented, and the durability is excellent.
(4) By disposing the catalyst having each function separately, the surface area of the catalyst can be increased, the contact point with the particulates in the diesel exhaust gas can be increased, and the catalytic activity can be enhanced.
(5) By making each catalyst from which a function differs separately exist, the required and sufficient amount of each catalyst can be reduced, an exhaust gas purification material can be manufactured at low cost, and it is excellent in economical efficiency.
(6) By making each catalyst having a different function separately, it is possible to sufficiently extract different catalyst characteristics and to suppress deterioration due to the reaction between the catalysts, resulting in the activity of the catalyst. Deterioration can be prevented, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained.
[0087]
Here, a material such as metal or ceramic is used as the three-dimensional structure having heat resistance.
[0088]
As the metal, an alloy such as iron, copper, nickel, chromium, etc., alone or in combination of two or more kinds can be used.
[0089]
As the ceramic material, cordierite, aluminum titanate, mullite, α-alumina, zirconia, titania, silicon carbide, silica, silica / alumina, alumina / zirconia, or the like can be used.
[0090]
The heat-resistant three-dimensional structure on which the first catalyst layer and the third catalyst layer are formed includes a wall-through type ceramic honeycomb, a ceramic foam, a flow-through type metal honeycomb, a metal foam, a metal mesh, and the like. Although used, a wall-through type ceramic honeycomb is preferably used.
[0091]
The method for forming the catalyst is not particularly limited, and any method can be used. Examples thereof include an impregnation method and a wash coating method.
[0092]
Claims of the invention 16 The exhaust gas purification material according to claim 1 11, 13, 15 In any one of these, the said noble metal has a structure containing Pt.
[0093]
With this configuration, the claim 11, 13, 15 In addition to any one of the actions, the following actions are obtained.
(1) Since the noble metal contains Pt, the SOF component other than the carbon component in the particulate by the noble metal catalyst can be burned and purified most efficiently and stably, and the exhaust gas purification capability is extremely excellent.
[0094]
Also The transition metal oxide contains at least one metal oxide selected from Cu, Mn, Co, V, Mo, and W.
[0095]
With this configuration, Also The following effects are obtained.
(1) Since the transition metal oxide contains a metal oxide composed of at least one selected from Cu, Mn, Co, V, Mo, and W, an exhaust gas purifying material having high catalytic activity in burning particulates. Can be obtained.
[0096]
Claims of the invention 17 The exhaust gas purification material according to claim 1 10 to 16 In any one of the above, the Cu oxide is CuO, Cu 2 O, Cu 2 O 3 It has the composition which is at least 1 sort chosen from.
[0097]
With this configuration, the claim 10 to 16 In addition to any one of the actions, the following actions are obtained.
(1) Transition metal oxide is CuO, Cu 2 O, Cu 2 O 3 Therefore, it is possible to obtain an exhaust gas purifying material having a high catalytic activity when burning particulates.
[0098]
Claims of the invention 18 The exhaust gas purification material according to claim 1 10 to 17 In any one of the above, the oxide of the transition metal includes a composite metal oxide composed of Cu and V.
[0099]
With this configuration, the claim 10 to 17 In addition to any one of the actions, the following actions are obtained.
(1) Since the transition metal oxide contains a composite metal oxide composed of Cu and V, the particulates can be burned and removed efficiently, and the catalytic activity can be enhanced.
(2) The particulates can be removed by an oxidation reaction at a predetermined exhaust gas temperature.
[0100]
Claims of the invention 19 The exhaust gas purification material according to claim 1 10 to 18 In any one of these, the said composite metal oxide is Cu. 5 V 2 O 10 , CuV 2 O 6 , Cu 3 V 2 O 8 It has the composition which is at least 1 sort chosen from.
[0101]
With this configuration, the claim 10 to 18 In addition to any one of the actions, the following actions are obtained.
(1) The composite metal oxide is Cu 5 V 2 O 10 , CuV 2 O 6 , Cu 3 V 2 O 8 Therefore, it is possible to obtain an exhaust gas purification material having a higher catalytic activity during particulate combustion.
[0102]
Claims of the invention 20 The exhaust gas purification material according to claim 1 10 to 19 In any one of these, the said alkali metal sulfate has the structure containing a cesium sulfate.
[0103]
With this configuration, the claim 10 to 19 In addition to any one of the actions, the following actions are obtained.
(1) Since the alkali metal sulfate contains cesium sulfate, the catalytic activity can be enhanced and the particulates can be burned efficiently, and the exhaust gas purification ability is extremely excellent.
[0104]
Claims of the invention 21 The exhaust gas purification material according to claim 1 10 to 20 In any one of the above, the alkali metal sulfate has a structure containing a mixture of cesium sulfate and potassium sulfate.
[0105]
With this configuration, the claim 10 to 20 In addition to any one of the actions, the following actions are obtained.
(1) Since the alkali metal sulfate contains a mixture of cesium sulfate and potassium sulfate, it is possible to obtain an exhaust gas purifying material having extremely high catalytic activity when burning particulates.
[0106]
Claims of the invention 22 The exhaust gas purification material according to claim 1 10 to 21 In any one of these, the said heat resistant inorganic oxide is Ta. 2 O 5 , Nb 2 O 5 , WO 3 , SnO 2 , SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 It has the structure containing the at least 1 sort (s) of inorganic oxide selected from these.
[0107]
With this configuration, the claim 10 to 21 In addition to any one of the actions, the following actions are obtained.
(1) Ta as a carrier for supporting transition metal oxides 2 O 5 , Nb 2 O 5 , WO 3 , SnO 2 , SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 Since it contains at least one inorganic oxide selected from the above, the surface area of the transition metal oxide catalyst is increased, and as a result, the contact with the particulates is increased, so that the oxidation performance of the particulates is the most efficient and stable. Can be demonstrated.
[0108]
Claims of the invention 23 The exhaust gas purification material according to claim 1 10 to 22 In any one of the above, the heat-resistant three-dimensional structure is a wall-through type honeycomb filter, or a flow-through type foam or metal filter.
[0109]
With this configuration, the claim 10 to 22 In addition to any one of the actions, the following actions are obtained.
(1) Since the tertiary structure having heat resistance is formed of a wall-through type honeycomb filter or foam, approximately 100% of the particulate component can be collected by the filter, and the collection efficiency. Can be maximized.
(2) Since the three-dimensional structure is formed of a honeycomb-shaped filter, foam or metal film, the contact area between the exhaust gas purification catalyst and the particulates can be increased, and the particulates can be burned and removed efficiently. Thus, an exhaust gas purifying material having an extremely excellent exhaust gas purifying ability can be obtained.
[0110]
Here, the material of the honeycomb-shaped filter is not particularly limited, but metal, ceramic, or the like is used.
[0111]
The shape of the foam may be any foam type filter having pores continuous in the three-dimensional direction.
[0112]
Although the material of a foam is not specifically limited, such as a metal and a ceramic, the cordierite ceramic foam is used suitably.
[0113]
The foaming ratio of the foam is preferably 5 to 50 per square inch, more preferably 10 to 30 per square inch in terms of the number of pores.
[0114]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used not only for exhaust gas from automobile engines, but also for removing particulates from engines such as cultivators, ships and trains, industrial engines, combustion furnaces and boilers.
[0115]
In addition, this invention is not necessarily limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning.
[0116]
【Example】
Hereinafter, more specific embodiments will be described.
[0117]
Example 1
Purification of 1000 g of titania powder (MC-90, manufactured by Ishihara Sangyo), 350 g of copper sulfate pentahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a copper salt, and 95 g of vanadium oxide sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a salt of vanadium After fully stirring in addition to 3300 g of water, the powder was dried under reduced pressure in a cold evaporator, and the resulting powder was baked at 900 ° C. for 5 hours in an electric furnace, and the powder in which the copper-vanadium composite oxide was supported on titania Got the body.
[0118]
10 g of the powder thus obtained and 10 g of a cesium sulfate reagent are mixed in a powdered state in an agate mortar, and a powder containing a powder in which a copper-vanadium composite oxide is supported on titania and cesium sulfate. A catalyst was obtained.
[0119]
(Example 2)
Purification of 1000 g of titania powder (MC-90, manufactured by Ishihara Sangyo), 350 g of copper sulfate pentahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a copper salt, and 95 g of vanadium oxide sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a salt of vanadium After fully stirring in addition to 3300 g of water, the powder was dried under reduced pressure in a cold evaporator, and the resulting powder was baked at 900 ° C. for 5 hours in an electric furnace, and the powder in which the copper-vanadium composite oxide was supported on titania Got the body.
[0120]
On the other hand, 1000 g of titania powder (MC-90, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) and 36 g of tetramine dichloroplatinum (manufactured by Soekawa Chemical) as a platinum salt were added to 3300 g of purified water and sufficiently stirred, and then dried under reduced pressure using a cold evaporator. The obtained powder was baked in an electric furnace at 600 ° C. for 5 hours to obtain a powder in which platinum was supported on titania.
[0121]
10 g of powder obtained by supporting the copper-vanadium composite oxide obtained above on titania, 10 g of powder obtained by carrying platinum obtained above on titania, and 10 g of a cesium sulfate reagent in a powder state. The mixture was mixed in a mortar to obtain a powder catalyst containing a powder in which a copper-vanadium composite oxide was supported on titania, a powder in which platinum was supported on titania, and cesium sulfate.
[0122]
(Comparative Example 1)
1000 g of titania powder (manufactured by Ishihara Sangyo, MC-90), 350 g of copper sulfate pentahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a copper salt, 95 g of vanadium oxide sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a salt of vanadium, sulfuric acid Cesium (manufactured by Soekawa Chemical) (220 g) was added to 3300 g of purified water and sufficiently stirred, and then dried under reduced pressure with a cold evaporator. The resulting powder was baked at 900 ° C. for 5 hours in an electric furnace, and copper-vanadium was obtained. A powder in which composite oxide and cesium sulfate were supported on titania was obtained.
[0123]
(Comparative Example 2)
1000 g of titania powder (manufactured by Ishihara Sangyo, MC-90), 350 g of copper sulfate pentahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a copper salt, 95 g of vanadium oxide sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a salt of vanadium, sulfuric acid 220 g of cesium (manufactured by Soekawa Chemical) and 36 g of tetraminedichloroplatinum (manufactured by Soekawa Chemical) as a platinum salt were added to 3300 g of purified water and sufficiently stirred, and then dried under reduced pressure using a cold evaporator. Firing was carried out at 900 ° C. for 5 hours in a furnace to obtain a powder in which copper-vanadium composite oxide, cesium sulfate and platinum were supported on titania.
[0124]
(Evaluation example 1)
For the powder catalysts obtained in Example 1, Example 2, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, the following particulate combustion experiment was conducted.
[0125]
Each powder catalyst and simulated particulate (carbon made by Nacalai) were mixed at a weight ratio of 1: 1 in a mortar, and this mixture was filled into a reaction tube made of quartz glass having an inner diameter of 12 mm. 5 vol% oxygen and 50 ppm SO in the reaction tube 2 Then, the inside of the reaction tube was heated at a constant speed in a tubular electric furnace disposed on the outer periphery of the reaction tube while a test gas composed of nitrogen gas containing 250 ppm of NO gas was vented at a flow rate of 500 cc / min. At this time, the carbon dioxide concentration in the test gas is detected by a carbon dioxide sensor disposed at the position on the exhaust gas side, and the temperature at which 5% particulate burns (hereinafter abbreviated as 5% combustion temperature). It was determined. Filled particulate carbon (known amount) and generated CO + CO 2 The combustion rate was calculated from the quantity (measured value). The 5% combustion temperature of each exhaust gas purification catalyst in the combustion test is shown in Table 1.
[0126]
[Table 1]
As is clear from Table 1, the exhaust gas purification catalyst obtained in Example 1 is more preferable than the exhaust gas purification catalyst obtained in Comparative Example 1 as an exhaust gas purification catalyst, even when the same type of catalyst composition is used. It was found that the exhaust gas purification catalyst obtained in Example 2 can burn particulates at a lower temperature than the exhaust gas purification catalyst obtained in Comparative Example 2.
[0128]
(Example 3)
Purification of 1000 g of titania powder (MC-90, manufactured by Ishihara Sangyo), 350 g of copper sulfate pentahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a copper salt, and 95 g of vanadium oxide sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a salt of vanadium After fully stirring in addition to 3300 g of water, the powder was dried under reduced pressure in a cold evaporator, and the resulting powder was baked at 900 ° C. for 5 hours in an electric furnace, and the powder in which the copper-vanadium composite oxide was supported on titania Got the body.
[0129]
70 g of the powder thus obtained, 1.6 g of Polyty (manufactured by Lion) as a dispersant, 500 g of purified water, and 1000 g of 2 mm zirconia balls are placed in a 1 liter sealed container, and a slurry disperser (Red Devil) For 2 hours to obtain a slurry containing powder in which a copper-vanadium composite oxide is supported on titania.
[0130]
Next, a wall flow type cordierite filter (NGK 5.66 inches, 100 cells / inch) was cut into 2 cells × 5 cells × 15 mm as a heat-resistant three-dimensional structure, and the above was obtained. After impregnating the slurry solution and removing excess slurry with an air gun, heat treatment is performed in an electric furnace at 600 ° C. for 5 hours.
[0131]
On the other hand, 40 g of cesium sulfate (manufactured by Soekawa Chemical) was added to 500 g of purified water and sufficiently stirred to obtain an aqueous solution containing cesium sulfate. The aqueous solution is impregnated with the above-obtained filter, the excess solution is removed with an air gun, dried with a drier, and the filter is heat treated in an electric furnace at 600 ° C. for 5 hours. Manufactured.
[0132]
Example 4
Purification of 1000 g of titania powder (MC-90, manufactured by Ishihara Sangyo), 350 g of copper sulfate pentahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a copper salt, and 95 g of vanadium oxide sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a salt of vanadium After fully stirring in addition to 3300 g of water, the powder was dried under reduced pressure in a cold evaporator, and the resulting powder was baked at 900 ° C. for 5 hours in an electric furnace, and the powder in which the copper-vanadium composite oxide was supported on titania Got the body.
[0133]
On the other hand, 1000 g of titania powder (MC-90, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) and 36 g of tetramine dichloroplatinum (manufactured by Soekawa Chemical) as a platinum salt were added to 3300 g of purified water and sufficiently stirred, and then dried under reduced pressure using a cold evaporator. The obtained powder was baked in an electric furnace at 600 ° C. for 5 hours to obtain a powder in which platinum was supported on titania.
[0134]
70 g of the powder in which the copper-vanadium composite oxide obtained above is supported on titania, 40 g of the powder obtained in which platinum obtained above is supported on titania, and 1.6 g of Polyty (manufactured by Lion) as a dispersant. Then, 500 g of purified water and 1000 g of 2 mm zirconia balls are placed in a 1 liter sealed container and dispersed in a slurry disperser (manufactured by Red Devil) for 2 hours to obtain a powder in which a copper-vanadium composite oxide is supported on titania. The slurry which contains the body and the powder by which platinum was carry | supported by the titania was obtained.
[0135]
Next, a wall flow type cordierite filter (NGK 5.66 inches, 100 cells / inch) was cut into 2 cells × 5 cells × 15 mm as a heat-resistant three-dimensional structure, and the above was obtained. After impregnating the slurry solution and removing excess slurry with an air gun, heat treatment is performed in an electric furnace at 600 ° C. for 5 hours.
[0136]
Further, 40 g of cesium sulfate (manufactured by Soekawa Chemical) was added to 500 g of purified water and sufficiently stirred to obtain an aqueous solution containing cesium sulfate. This aqueous solution is impregnated with the filter obtained above, the excess solution is removed with an air gun, dried with a dryer, and the filter is heat treated in an electric furnace at 600 ° C. for 5 hours to purify the exhaust gas. The material was manufactured.
[0137]
(Example 5)
Purification of 1000 g of titania powder (MC-90, manufactured by Ishihara Sangyo), 350 g of copper sulfate pentahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a copper salt, and 95 g of vanadium oxide sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a salt of vanadium After fully stirring in addition to 3300 g of water, the powder was dried under reduced pressure in a cold evaporator, and the resulting powder was baked at 900 ° C. for 5 hours in an electric furnace, and the powder in which the copper-vanadium composite oxide was supported on titania Got the body.
[0138]
70 g of the powder thus obtained, 40 g of cesium sulfate (manufactured by Soekawa Chemical), 1.6 g of polyty (manufactured by Lion) as a dispersant, 500 g of purified water, and 1000 g of 2 mm zirconia balls are sealed in 1 liter. The slurry was placed in a container and dispersed for 2 hours with a slurry disperser (manufactured by Red Devil) to obtain a slurry containing a powder in which a copper-vanadium composite oxide was supported on titania and cesium sulfate.
[0139]
Next, a wall flow type cordierite filter (NGK 5.66 inches, 100 cells / inch) was cut into 2 cells × 5 cells × 15 mm as a heat-resistant three-dimensional structure, and the above was obtained. The slurry solution was impregnated, and excess slurry was removed with an air gun. Then, the exhaust gas purification material was manufactured by drying with a dryer and heat-treating the filter at 600 ° C. for 5 hours in an electric furnace.
[0140]
(Example 6)
Purification of 1000 g of titania powder (MC-90, manufactured by Ishihara Sangyo), 350 g of copper sulfate pentahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a copper salt, and 95 g of vanadium oxide sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a salt of vanadium After fully stirring in addition to 3300 g of water, the powder was dried under reduced pressure in a cold evaporator, and the resulting powder was baked at 900 ° C. for 5 hours in an electric furnace, and the powder in which the copper-vanadium composite oxide was supported on titania Got the body.
[0141]
On the other hand, 1000 g of titania powder (MC-90, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) and 36 g of tetramine dichloroplatinum (manufactured by Soekawa Chemical) as a platinum salt were added to 3300 g of purified water and sufficiently stirred, and then dried under reduced pressure using a cold evaporator. The obtained powder was baked in an electric furnace at 600 ° C. for 5 hours to obtain a powder in which platinum was supported on titania.
[0142]
70 g of the powder obtained above, 40 g of the powder obtained above, 40 g of cesium sulfate (manufactured by Soekawa Chemical), 1.6 g of polyty (manufactured by Lion) as a dispersant, 500 g of purified water, 2 mm Place 1000 g of zirconia balls in a 1 liter airtight container, and disperse in a slurry disperser (manufactured by Red Devil) for 2 hours. Powder containing copper-vanadium composite oxide supported on titania and platinum supported on titania. A slurry containing the obtained powder and cesium sulfate was obtained.
[0143]
Next, a wall flow type cordierite filter (NGK 5.66 inches, 100 cells / inch) is cut into 2 cells × 5 cells × 15 mm as a heat-resistant three-dimensional structure, and the slurry obtained above is obtained. Impregnate the solution and remove excess slurry with an air gun. Then, the exhaust gas purification material was manufactured by drying with a dryer and heat-treating the filter at 600 ° C. for 5 hours in an electric furnace.
[0144]
(Comparative Example 3)
70 g of copper sulfate pentahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a copper salt, 20 g of vanadium oxide sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a salt of vanadium, and 40 g of cesium sulfate (manufactured by Soekawa Chemical) are added to 500 g of purified water. And sufficiently stirred to obtain an aqueous solution containing copper sulfate, vanadium oxide sulfate, and cesium sulfate.
[0145]
Next, a wall flow type cordierite filter (NGK 5.66 inches, 100 cells / inch) was cut into 2 cells × 5 cells × 15 mm as a heat-resistant three-dimensional structure, and the above was obtained. Impregnate the solution and remove excess solution with an air gun. Then, the exhaust gas purification material was manufactured by drying with a dryer and heat-treating the filter at 900 ° C. for 5 hours in an electric furnace.
[0146]
(Comparative Example 4)
70 g of copper sulfate pentahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a copper salt, 20 g of vanadium oxide sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a vanadium salt, 40 g of cesium sulfate (manufactured by Soekawa Chemical), and tetramine as a platinum salt 1.5 g of dichloroplatinum was added to 500 g of purified water and stirred sufficiently to obtain an aqueous solution containing copper sulfate, vanadium oxide sulfate, cesium sulfate, and tetraminedichloroplatinum.
[0147]
Next, a wall flow type cordierite filter (NGK 5.66 inches, 100 cells / inch) was cut into 2 cells × 5 cells × 15 mm as a heat-resistant three-dimensional structure, and the above was obtained. Impregnate the solution and remove excess solution with an air gun. Then, the exhaust gas purification material was manufactured by drying with a dryer and heat-treating the filter at 900 ° C. for 5 hours in an electric furnace.
[0148]
(Comparative Example 5)
1000 g of titania powder (manufactured by Ishihara Sangyo, MC-90), 350 g of copper sulfate pentahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a copper salt, 95 g of vanadium oxide sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a salt of vanadium, sulfuric acid Cesium (manufactured by Soekawa Chemical) (220 g) was added to 3300 g of purified water and sufficiently stirred, and then dried under reduced pressure with a cold evaporator. The resulting powder was baked at 900 ° C. for 5 hours in an electric furnace, and copper-vanadium was obtained. A powder in which composite oxide and cesium sulfate were supported on titania was obtained.
[0149]
70 g of the powder thus obtained, 1.6 g of Polyty (manufactured by Lion) as a dispersant, 500 g of purified water and 1000 g of 2 mm zirconia balls are placed in a 1 liter sealed container, and a slurry disperser (manufactured by Red Devil) ) For 2 hours to obtain a slurry containing a powder in which cesium and a copper-vanadium composite oxide are supported on titania.
[0150]
Next, a wall flow type cordierite filter (NGK 5.66 inches, 100 cells / inch) was cut into 2 cells × 5 cells × 15 mm as a heat-resistant three-dimensional structure, and the above was obtained. Impregnate the slurry and remove excess slurry with an air gun. Then, the exhaust gas purification material was manufactured by drying with a dryer and heat-treating the filter at 600 ° C. for 5 hours in an electric furnace.
[0151]
(Comparative Example 6)
1000 g of titania powder (manufactured by Ishihara Sangyo, MC-90), 350 g of copper sulfate pentahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a copper salt, 95 g of vanadium oxide sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a salt of vanadium, sulfuric acid 220 g of cesium (manufactured by Soekawa Chemical) and 36 g of tetraminedichloroplatinum (manufactured by Soekawa Chemical) as a platinum salt were added to 3300 g of purified water and sufficiently stirred, and then dried under reduced pressure using a cold evaporator. Firing was carried out at 900 ° C. for 5 hours in a furnace to obtain a powder in which copper-vanadium composite oxide, cesium sulfate and platinum were supported on titania.
[0152]
70 g of the powder thus obtained, 1.6 g of Polyty (manufactured by Lion) as a dispersant, 500 g of purified water, and 1000 g of 2 mm zirconia balls are placed in a 1 liter sealed container, and a slurry disperser (Red Devil) For 2 hours to obtain a slurry containing powder in which cesium, copper-vanadium composite oxide and platinum are supported on titania.
[0153]
Next, as a heat-resistant three-dimensional structure, a wall flow type cordierite filter (NGK 5.66 inches, 100 cells / inch) was cut into 2 cells × 5 cells × 15 mm, which was obtained above. Impregnate the slurry and remove excess slurry with an air gun. Then, the exhaust gas purification material was manufactured by drying with a dryer and heat-treating the filter at 600 ° C. for 5 hours in an electric furnace.
[0154]
(Comparative Example 7)
40 g of titania powder (MC-90, manufactured by Ishihara Sangyo), 1.6 g of Politi (manufactured by Lion) as a dispersant, 500 g of purified water, and 1000 g of 2 mm zirconia balls are placed in a 1 liter sealed container, and a slurry disperser ( (Made by Red Devil) for 2 hours to obtain a slurry containing titania powder.
[0155]
Next, a wall flow type cordierite filter (NGK 5.66 inches, 100 cells / inch) was cut into 2 cells × 5 cells × 15 mm as a heat-resistant three-dimensional structure, and the above was obtained. After impregnating the slurry solution and removing excess slurry with an air gun, heat treatment is performed in an electric furnace at 600 ° C. for 5 hours.
[0156]
Further, 70 g of copper sulfate pentahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a copper salt, 20 g of vanadium oxide sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a salt of vanadium, and 40 g of cesium sulfate (manufactured by Soekawa Chemical), 500 g of purified water. In addition, the mixture was sufficiently stirred to obtain an aqueous solution containing copper sulfate, vanadium oxide sulfate, and cesium sulfate.
[0157]
This aqueous solution is impregnated with the filter obtained above, the excess solution is removed with an air gun, dried in a dryer, and the filter is heat treated in an electric furnace at 900 ° C. for 5 hours to purify the exhaust gas. The material was manufactured.
[0158]
(Comparative Example 8)
40 g of titania powder (MC-90, manufactured by Ishihara Sangyo), 1.6 g of Politi (manufactured by Lion) as a dispersant, 500 g of purified water, and 1000 g of 2 mm zirconia balls are placed in a 1 liter sealed container, and a slurry disperser ( (Made by Red Devil) for 2 hours to obtain a slurry containing titania powder.
[0159]
Next, a wall flow type cordierite filter (NGK 5.66 inches, 100 cells / inch) was cut into 2 cells × 5 cells × 15 mm as a heat-resistant three-dimensional structure, and the above was obtained. After impregnating the slurry solution and removing excess slurry with an air gun, heat treatment is performed in an electric furnace at 600 ° C. for 5 hours.
[0160]
Moreover, 70 g of copper sulfate pentahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) as a copper salt, 20 g of vanadium oxide sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) as a salt of vanadium, 40 g of cesium sulfate (manufactured by Soekawa Chemical), and a salt of platinum As described above, 1.5 g of tetramine dichloroplatinum was added to 500 g of purified water and stirred sufficiently to obtain an aqueous solution containing copper sulfate, vanadium oxide sulfate, cesium sulfate, and tetramine dichloroplatinum.
[0161]
This aqueous solution is impregnated with the filter obtained above, the excess solution is removed with an air gun, dried in a dryer, and the filter is heat treated in an electric furnace at 900 ° C. for 5 hours to purify the exhaust gas. The material was manufactured.
[0162]
(Comparative Example 9)
After adding 1000 g of titania powder (MC-90, manufactured by Ishihara Sangyo) and 36 g of tetraminedichloroplatinum (produced by Soekawa Chemical) as a platinum salt to 3300 g of purified water and sufficiently stirring, it was dried under reduced pressure using a cold evaporator. The obtained powder was baked in an electric furnace at 600 ° C. for 5 hours to obtain a powder in which platinum was supported on titania.
[0163]
40 g of the powder thus obtained, 1.6 g of Polyty (manufactured by Lion) as a dispersant, 500 g of purified water, and 1000 g of 2 mm zirconia balls are placed in a 1 liter sealed container, and a slurry disperser (Red Devil) For 2 hours to obtain a slurry containing powder in which platinum is supported on titania.
[0164]
Next, a wall flow type cordierite filter (NGK 5.66 inches, 100 cells / inch) was cut into 2 cells × 5 cells × 15 mm as a heat-resistant three-dimensional structure, and the above was obtained. After impregnating the slurry solution and removing excess slurry with an air gun, heat treatment is performed in an electric furnace at 600 ° C. for 5 hours.
[0165]
Further, 70 g of copper sulfate pentahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a copper salt, 20 g of vanadium oxide sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a salt of vanadium, and 40 g of cesium sulfate (manufactured by Soekawa Chemical), 500 g of purified water. In addition, the mixture was sufficiently stirred to obtain an aqueous solution containing copper sulfate, vanadium oxide sulfate, and cesium sulfate.
[0166]
This aqueous solution is impregnated with the filter obtained above, the excess solution is removed with an air gun, dried in a dryer, and the filter is heat treated in an electric furnace at 900 ° C. for 5 hours to purify the exhaust gas. The material was manufactured.
[0167]
(Comparative Example 10)
After adding 1000 g of titania powder (MC-90, manufactured by Ishihara Sangyo) and 36 g of tetraminedichloroplatinum (produced by Soekawa Chemical) as a platinum salt to 3300 g of purified water and sufficiently stirring, it was dried under reduced pressure using a cold evaporator. The obtained powder was baked in an electric furnace at 600 ° C. for 5 hours to obtain a powder in which platinum was supported on titania.
[0168]
40 g of the powder thus obtained, 70 g of copper sulfate pentahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a copper salt, 20 g of vanadium oxide sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical) as a salt of vanadium, and cesium sulfate ( 40 g of Soekawa Chemical Co., Ltd. 1.6 g of Polyty (manufactured by Lion), 500 g of purified water, and 1000 g of 2 mm zirconia balls are placed in a 1 liter sealed container, and 2 in a slurry disperser (manufactured by Red Devil). Dispersion was performed for a time to obtain a slurry containing powder in which platinum was supported on titania, copper sulfate, vanadium oxide sulfate, and cesium sulfate.
[0169]
Next, a wall flow type cordierite filter (NGK 5.66 inches, 100 cells / inch) was cut into 2 cells × 5 cells × 15 mm as a heat-resistant three-dimensional structure, and the above was obtained. Impregnate the slurry and remove excess slurry with an air gun. Then, the exhaust gas purification material was manufactured by drying with a dryer and heat-treating the filter at 900 ° C. for 5 hours in an electric furnace.
[0170]
(Evaluation example 2)
About the exhaust gas purifying materials obtained in Examples 3 to 6 and Comparative Examples 3 to 10, the following particulate combustion experiments were performed.
[0171]
One of the exhaust gas purifying materials obtained in Example 3 to Example 6 and Comparative Example 3 to Comparative Example 10 was made to carry a simulated particulate (carbon made by Nacalai) powder on the filter surface, and quartz glass having an inner diameter of 12 mm. The reaction tube was filled.
[0172]
5 vol% oxygen and 50 ppm SO in the reaction tube 2 Then, the inside of the reaction tube was heated at a constant speed in a tubular electric furnace disposed on the outer periphery of the reaction tube while venting a test gas composed of nitrogen gas containing 250 ppm NO gas at a flow rate of 500 cc / min. The carbon dioxide concentration in the test gas is detected by a carbon dioxide sensor disposed at a position on the gas outflow side, and the temperature at which 5% particulate burns (hereinafter abbreviated as 5% combustion temperature) is used. Were determined. Filled particulate carbon (known amount) and generated CO + CO 2 The combustion rate was calculated from the quantity (measured value). The 5% combustion temperature of each exhaust gas purifying material in the combustion test is shown in Table 2.
[0173]
[Table 2]
As is clear from (Table 2), even when the same type of catalyst composition is used, the exhaust gas purification materials obtained in Examples 3 to 6 are more effective in the exhaust gas purification obtained in Comparative Examples 3 to 10. It was found that the particulates can be burned at a lower temperature than the material.
[0175]
(Example 7)
CuV as transition metal oxide 2 O 6 Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0176]
(Example 8)
An exhaust gas purifying material was produced in the same manner as in Example 4 except that CuO was used as the transition metal oxide.
[0177]
Example 9
V as transition metal oxide 2 O Five Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0178]
(Example 10)
CuMoO as transition metal oxide Four Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0179]
(Example 11)
CoO as transition metal oxide Three Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0180]
(Example 12)
MnO as transition metal oxide 2 Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0181]
(Example 13)
MoO as transition metal oxide Three Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0182]
(Example 14)
WO as transition metal oxide Three Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0183]
(Comparative Example 11)
LaMnCoO as transition metal oxide Three Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0184]
(Evaluation example 3)
In Examples 7 to 14 and Comparative Example 11, a particulate combustion experiment was performed in the same manner as in (Evaluation Example 2). The 5% combustion temperature of each exhaust gas purifying material in the combustion test is shown in (Table 3).
[0185]
[Table 3]
As is clear from (Table 3), when the exhaust gas purifying material having the same structure is used, the compounds shown in Example 4 and Examples 7 to 14 are used as the transition metal oxides supported on the exhaust gas purifying material. It was found that the supported exhaust gas purification material can burn particulates at a lower temperature. In particular, it has been found that high catalytic activity can be obtained when a composite oxide of copper and vanadium and copper oxide are used.
[0187]
(Example 15)
An exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that sulfuric acid K + sulfuric acid Cs was used as the alkali metal sulfate.
[0188]
(Example 16)
An exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that Rb was used as the alkali metal sulfate.
[0189]
(Example 17)
An exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that sulfuric acid K was used as the alkali metal sulfate.
[0190]
(Example 18)
An exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that Na sulfate was used as the alkali metal sulfate.
[0191]
(Example 19)
An exhaust gas purifying material was produced in the same manner as in Example 4 except that Li sulfate was used as the alkali metal sulfate.
[0192]
(Comparative Example 12)
An exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that Ca sulfate was used as the alkali metal sulfate.
[0193]
(Evaluation example 4)
In Examples 15 to 19 and Comparative Example 12, a particulate combustion experiment was performed in the same manner as in (Evaluation Example 2). Table 5 shows the 5% combustion temperature of each exhaust gas purifying material in the combustion test.
[0194]
[Table 4]
As is clear from (Table 4), when the exhaust gas purifying material having the same structure is used, the compounds shown in Example 4 and Examples 15 to 19 are used as alkali metal sulfates supported on the exhaust gas purifying material. It was found that the supported exhaust gas purification material can burn particulates at a lower temperature. In particular, it was found that high catalytic activity was obtained when cesium sulfate, cesium sulfate + potassium sulfate were used.
[0196]
(Example 20)
Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that Pt + Pd was used as the noble metal.
[0197]
(Example 21)
An exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that Pd was used as the noble metal.
[0198]
(Evaluation example 5)
In Example 20 and Example 21, a particulate combustion experiment was performed in the same manner as in (Evaluation Example 2). Table 5 shows the 5% combustion temperature of each exhaust gas purifying material in the combustion test.
[0199]
[Table 5]
As is clear from (Table 5), when the exhaust gas purification material having the same structure is used, when the compounds shown in Example 20 and Example 21 are supported as noble metals to be supported on the exhaust gas purification material, the temperature is lower. It was found that the particulates can be burned. In particular, those containing platinum were found to be highly active.
[0201]
(Example 22)
TaO as a heat-resistant inorganic oxide that supports transition metal oxides 2 Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0202]
(Example 23)
Nb as a heat-resistant inorganic oxide supporting a transition metal oxide 2 O Five Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0203]
(Example 24)
WO as an inorganic oxide having heat resistance for supporting an oxide of a transition metal Three Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0204]
(Example 25)
SnO as a heat-resistant inorganic oxide supporting a transition metal oxide 2 Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0205]
(Example 26)
As an inorganic oxide having heat resistance for supporting a transition metal oxide, SiO 2 Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0206]
(Example 27)
Al as a heat-resistant inorganic oxide that supports oxides of transition metals 2 O Three Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0207]
(Example 28)
ZrO as an inorganic oxide having heat resistance for supporting an oxide of a transition metal 2 Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0208]
(Evaluation example 6)
In Examples 22 to 28, a particulate combustion experiment was performed in the same manner as in (Evaluation Example 2). Table 5 shows the 5% combustion temperature of each exhaust gas purifying material in the combustion test.
[0209]
[Table 6]
As can be seen from Table 6, when the exhaust gas purifying material having the same structure is used, it is shown in Examples 4 and 22 to 28 as heat-resistant inorganic oxides that carry oxides of transition metals. It was found that the particulates can be burned at a lower temperature when using the above compounds. In particular, those containing titania were found to be highly active.
[0211]
(Example 29)
TaO as a heat-resistant inorganic oxide supporting precious metals 2 Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0212]
(Example 30)
Nb as a heat-resistant inorganic oxide for supporting noble metals 2 O Five Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0213]
(Example 31)
WO as an inorganic oxide having heat resistance for supporting noble metals Three Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0214]
(Example 32)
SnO as a heat-resistant inorganic oxide supporting precious metals 2 Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0215]
(Example 33)
SiO as a heat-resistant inorganic oxide for supporting noble metals 2 Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0216]
(Example 34)
Al as an inorganic oxide with heat resistance that supports noble metals 2 O Three Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0217]
(Example 35)
ZrO as a heat-resistant inorganic oxide supporting noble metals 2 Exhaust gas purification material was produced in the same manner as in Example 4 except that was used.
[0218]
(Evaluation example 7)
In Example 29 to Example 35, a particulate combustion experiment was performed in the same manner as in (Evaluation Example 2). Table 5 shows the 5% combustion temperature of each exhaust gas purifying material in the combustion test.
[0219]
[Table 7]
As apparent from Table 7, when the exhaust gas purifying material having the same structure is used, the compounds shown in Example 4 and Examples 29 to 35 are used as the heat-resistant inorganic oxide for supporting the noble metal. It was found that the particulates can be burned at a lower temperature. In particular, those containing titania were found to be highly active.
[0221]
【The invention's effect】
As described above, according to the exhaust gas purification catalyst of the present invention and the exhaust gas purification material using the catalyst, the following advantageous effects can be obtained.
[0222]
According to the invention of claim 1,
(1) By making each catalyst having a different function separately, it is possible to sufficiently bring out different catalyst characteristics and to suppress deterioration due to reaction between the catalysts, and as a result, the activity of the catalyst. Deterioration can be prevented, and a highly active exhaust gas purification catalyst can be obtained.
(2) By forming a catalyst component on the surface of the heat-resistant inorganic oxide, the surface area of the catalyst is increased. As a result, the contact point with the particulates in the diesel exhaust gas is increased, and a highly active exhaust gas purification catalyst is obtained. Obtainable.
(3) By forming the catalyst component on the surface of the heat-resistant inorganic oxide, the required amount of catalyst can be reduced, an exhaust gas purification catalyst can be obtained at low cost, and the economy is excellent.
(4) Increased contact points with particulates in diesel exhaust gas by individually providing heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst and alkali metal sulfate catalyst and increasing the catalyst surface area Catalyst activity can be increased.
(5) By providing a transition metal oxide catalyst supporting an inorganic oxide having heat resistance and an alkali metal sulfate catalyst individually, the necessary and sufficient amount of transition metal oxide and alkali metal sulfate can be reduced. Therefore, an exhaust gas purification catalyst can be obtained at a low cost, and the economy is excellent.
(6) By providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst and an alkali metal sulfate catalyst individually, the reaction between the catalysts caused by heat as seen during particulate combustion can be achieved. In addition to being able to sufficiently exhibit different catalyst characteristics, it is possible to prevent deterioration of catalyst activity and enhance durability.
[0223]
According to invention of Claim 2,
(1) By adding a noble metal, coexisting harmful components such as carbon monoxide, nitrogen oxides and hydrocarbons can be reduced, and air pollution can be prevented.
(2) By making each catalyst with a different function exist separately, it becomes possible to reduce the necessary and sufficient amount of noble metal, and an exhaust gas purification catalyst can be obtained at low cost, which is excellent in economic efficiency.
(3) By forming a catalyst component on the surface of the heat-resistant inorganic oxide, the surface area of the catalyst can be increased. As a result, the contact point with the particulates in the diesel exhaust gas increases, and the exhaust gas purification with high activity is achieved. A catalyst can be obtained.
(4) By forming the catalyst component on the surface of the heat-resistant inorganic oxide, the required amount of catalyst can be reduced, and an exhaust gas purification catalyst having excellent purification ability can be obtained at low cost.
(5) By making each catalyst having a different function separately, it is possible to sufficiently bring out different catalyst characteristics and to suppress deterioration due to reaction between the catalysts, and as a result, the activity of the catalyst. Deterioration can be prevented, and a highly active exhaust gas purification catalyst can be obtained.
(6) To provide a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst, a heat-resistant inorganic oxide-supported noble metal catalyst layer, and an alkali metal sulfate catalyst individually to increase the catalyst surface area. As a result, the contact point with the particulates in the diesel exhaust gas can be increased to increase the catalytic activity.
(7) Transition metal oxidation by individually providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst, a heat-resistant inorganic oxide-supported noble metal catalyst layer, and an alkali metal sulfate catalyst. The required amount of the product, noble metal catalyst layer and alkali metal sulfate can be reduced, and an exhaust gas purification catalyst can be obtained at low cost, which is excellent in economic efficiency.
(8) Particulate combustion by separately providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst, a heat-resistant inorganic oxide-supported noble metal catalyst layer, and an alkali metal sulfate catalyst. It is possible to prevent the reaction between the catalysts due to heat, which is sometimes seen, and to sufficiently exhibit different catalyst characteristics, and it is possible to prevent deterioration of the catalyst activity and enhance durability.
[0224]
According to invention of Claim 3, in addition to the effect of Claim 2,
(1) Since the noble metal contains Pt, the SOF component other than the carbon component in the particulate by the noble metal catalyst can be burned and purified most efficiently and stably, and the exhaust gas purification capability is extremely excellent.
[0225]
Also (1) Since the transition metal oxide contains a metal oxide composed of at least one selected from Cu, Mn, Co, V, Mo, and W, exhaust gas purification having high catalytic activity during particulate combustion A catalyst can be obtained.
[0226]
Claim 4 According to the invention described in claim 1 to 3 In addition to any one of the effects, (1) Cu oxide is CuO, Cu 2 O, Cu 2 O 3 Therefore, it is possible to obtain an exhaust gas purifying catalyst having a high catalytic activity when burning particulates.
[0227]
Claim 5 In addition to the effect of any one of the first to fourth aspects,
(1) Since the transition metal oxide contains a composite metal oxide composed of Cu and V, the particulates can be burned and removed efficiently, and the catalytic activity can be enhanced.
(2) The particulates can be removed by an oxidation reaction at a predetermined exhaust gas temperature.
[0228]
Claim 6 According to the invention described in claim 1 to 5 In addition to the effect of any one of the above, (1) the oxide of the composite metal is Cu 5 V 2 O 10 , CuV 2 O 6 , Cu 3 V 2 O 8 Therefore, it is possible to obtain an exhaust gas purification catalyst having a higher catalytic activity during particulate combustion.
[0229]
Claim 7 According to the invention described in claim 1 to 6 (1) Since the alkali metal sulfate contains cesium sulfate, the catalytic activity can be increased and the particulates can be burned efficiently, and the exhaust gas purification ability is extremely excellent.
[0230]
Claim 8 According to the invention described in claim 1 to 7 (1) Since the alkali metal sulfate contains a mixture of cesium sulfate and potassium sulfate, it is possible to obtain an exhaust gas purification catalyst having an extremely high catalytic activity when burning particulates. .
[0231]
Claim 9 According to the invention described in claim 1 to 8 In addition to the effect of any one of (1) Ta as a carrier for supporting an oxide of a transition metal 2 O 5 , Nb 2 O 5 , WO 3 , SnO 2 , SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 Since it contains at least one inorganic oxide selected from the above, the surface area of the transition metal oxide catalyst is increased, and as a result, the contact with the particulates is increased, so that the oxidation performance of the particulates is the most efficient and stable. Can be demonstrated.
[0232]
Claim 10 According to the invention described in (1), by causing each catalyst having different functions to exist separately, the reaction between the heat-resistant three-dimensional structure and the catalyst component is suppressed, and a highly active exhaust gas purification material is obtained. Can do.
(2) By individually providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst and an alkali metal sulfate catalyst, the reaction between the heat-resistant three-dimensional structure and the catalyst component is suppressed, The catalyst can be prevented from deteriorating and has excellent catalytic activity.
(3) By making each catalyst from which a function differs exist separately, reaction with the heat-resistant three-dimensional structure and a catalyst component can be suppressed, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained.
(4) By making each catalyst having a different function separately, it is possible to sufficiently bring out different catalyst characteristics, and it is possible to suppress deterioration due to reaction between the catalysts, resulting in the activity of the catalyst. Deterioration can be prevented, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained.
(5) By forming a catalyst component on the surface of the inorganic oxide having heat resistance, the surface area of the catalyst is increased. As a result, the contact point with the particulates in the diesel exhaust gas is increased, and a highly active exhaust gas purification material is obtained. Obtainable.
(6) By forming the catalyst component on the surface of the heat-resistant inorganic oxide, the required amount of catalyst can be reduced, an exhaust gas purifying material can be obtained at low cost, and the economy is excellent.
(7) Increase the contact point with particulates in diesel exhaust by providing a transition metal oxide catalyst supporting inorganic oxide with heat resistance and an alkali metal sulfate catalyst individually, and increasing the catalyst surface area Catalyst activity can be increased.
(8) By providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst and an alkali metal sulfate catalyst individually, the necessary and sufficient amount of transition metal oxide and alkali metal sulfate can be reduced. The exhaust gas purifying material can be obtained at a low cost, and the cost efficiency is excellent.
(9) By providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst and an alkali metal sulfate catalyst individually, the reaction between the catalysts due to heat as seen during particulate combustion, etc. In addition to being able to sufficiently exhibit different catalyst characteristics, it is possible to prevent deterioration of catalyst activity and enhance durability.
[0233]
Claim 11 According to the invention described in (1), (1) a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst, a heat-resistant inorganic oxide-supported noble metal catalyst, and an alkali metal sulfate catalyst are individually provided. By providing, the reaction between the heat-resistant three-dimensional structure and the catalyst component can be suppressed, the catalytic activity can be enhanced, the catalyst can be prevented from being deteriorated, and the durability is excellent.
(2) Transition metal oxidation by individually providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst, a heat-resistant inorganic oxide-supported noble metal catalyst layer, and an alkali metal sulfate catalyst The necessary and sufficient amount of the product and the alkali metal sulfate can be reduced, and an exhaust gas purifying material can be obtained at a low cost.
(3) The required amount of expensive noble metal can be reduced, and an exhaust gas purifying material that is low in cost and excellent in economic efficiency can be obtained.
(4) By making each catalyst from which a function differs exist separately, reaction with a heat-resistant three-dimensional structure and a catalyst component can be suppressed, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained.
(5) By making each catalyst having a different function separately, it is possible to sufficiently bring out different catalyst characteristics and to suppress deterioration due to reaction between the catalysts, and as a result, the activity of the catalyst. Deterioration can be prevented, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained.
(6) By forming a catalyst component on the surface of the inorganic oxide having heat resistance, the surface area of the catalyst is increased. As a result, the point of contact with particulates in diesel exhaust gas is increased, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained. Obtainable.
(7) By forming the catalyst component on the surface of the inorganic oxide having heat resistance, the required amount of catalyst can be reduced, an exhaust gas purifying material can be obtained at low cost, and the economy is excellent.
(8) To provide a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst, a heat-resistant inorganic oxide-supported noble metal catalyst layer, and an alkali metal sulfate catalyst individually to increase the catalyst surface area. As a result, the contact point with the particulates in the diesel exhaust gas can be increased to increase the catalytic activity.
(9) Particulate combustion by individually providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst, a heat-resistant inorganic oxide-supported noble metal catalyst layer, and an alkali metal sulfate catalyst It is possible to prevent the reaction between the catalysts due to heat, which is sometimes seen, and to sufficiently exhibit different catalyst characteristics, and it is possible to prevent deterioration of the catalyst activity and enhance durability.
[0234]
Claim 12 According to the invention described in (1), a heat-resistant three-dimensional structure is provided by separately providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst and an alkali metal sulfate catalyst. The reaction with the catalyst component is suppressed, the deterioration of the catalyst can be prevented, and the durability is excellent.
(2) By disposing the catalyst having each function separately, the catalyst surface area can be increased, the contact point with the particulates in the diesel exhaust gas can be increased, and the catalytic activity can be enhanced.
(3) By making each catalyst from which a function differs exist separately, the required and sufficient amount of each catalyst can be reduced, an exhaust gas purification material can be manufactured at low cost, and it is excellent in economical efficiency.
(4) By making each catalyst having a different function separately, it is possible to sufficiently bring out different catalyst characteristics, and it is possible to suppress deterioration due to reaction between the catalysts, resulting in the activity of the catalyst. Deterioration can be prevented, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained.
[0235]
Claim 13 According to the invention described in (1), by adding a noble metal, carbon monoxide, nitrogen oxides, hydrocarbons, etc. in the exhaust gas coexisting with the particulates can be reduced, and pollution due to air pollution is prevented. be able to.
(2) Heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst, heat-resistant inorganic oxide-supported noble metal catalyst, and alkali metal sulfate catalyst are provided separately to provide three-dimensional heat resistance. The reaction between the structure and the catalyst component is suppressed, deterioration of the catalyst can be prevented, and the durability is excellent.
(3) By disposing the catalyst having each function separately, the catalyst surface area can be increased, the contact point with the particulates in the diesel exhaust gas can be increased, and the catalytic activity can be enhanced.
(4) By making each catalyst different in function exist separately, the required and sufficient amount of each catalyst can be reduced, an exhaust gas purifying material can be produced at a low cost, and the economy is excellent.
(5) By making each catalyst having a different function separately, it is possible to sufficiently bring out different catalyst characteristics and to suppress deterioration due to reaction between the catalysts, and as a result, the activity of the catalyst. Deterioration can be prevented, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained.
[0236]
Claim 14 According to the invention described in (1), an alkali metal sulfate layer is formed on the powder surface of an oxide catalyst of a transition metal supported on an inorganic oxide having heat resistance. It is possible to easily synthesize an ideal catalyst composition by preventing a change in the catalyst composition due to a reaction between a metal oxide or an alkali metal sulfate and a noble metal.
(2) By providing a heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst and an alkali metal sulfate catalyst individually, the reaction between the heat-resistant three-dimensional structure and the catalyst component is suppressed. It can prevent deterioration of the catalyst and has excellent durability.
(3) By disposing the catalyst having each function separately, the catalyst surface area can be increased, the contact point with the particulates in the diesel exhaust gas can be increased, and the catalytic activity can be enhanced.
(4) By making each catalyst different in function exist separately, the required and sufficient amount of each catalyst can be reduced, an exhaust gas purifying material can be produced at a low cost, and the economy is excellent.
(5) By making each catalyst having a different function separately, it is possible to sufficiently bring out different catalyst characteristics and to suppress deterioration due to reaction between the catalysts, and as a result, the activity of the catalyst. Deterioration can be prevented, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained.
[0237]
Claim 15 According to the invention described in (1), an alkali metal sulfate layer is formed on the powder surface of a transition metal oxide catalyst supporting a heat resistant inorganic oxide and a noble metal catalyst supporting a heat resistant inorganic oxide. By forming, an ideal catalyst composition can be synthesized, and a highly active exhaust gas purifying material can be obtained.
(2) By adding a noble metal, carbon monoxide, nitrogen oxides, hydrocarbons, etc. in the exhaust gas coexisting with the particulates can be reduced, and pollution due to air pollution can be prevented.
(3) A heat-resistant inorganic oxide-supported transition metal oxide catalyst, a heat-resistant inorganic oxide-supported noble metal catalyst, and an alkali metal sulfate catalyst are provided separately to provide heat-resistant three-dimensional The reaction between the structure and the catalyst component is suppressed, deterioration of the catalyst can be prevented, and the durability is excellent.
(4) By disposing the catalyst having each function separately, the surface area of the catalyst can be increased, the contact point with the particulates in the diesel exhaust gas can be increased, and the catalytic activity can be enhanced.
(5) By making each catalyst from which a function differs separately exist, the required and sufficient amount of each catalyst can be reduced, an exhaust gas purification material can be manufactured at low cost, and it is excellent in economical efficiency.
(6) By making each catalyst having a different function separately, it is possible to sufficiently extract different catalyst characteristics and to suppress deterioration due to the reaction between the catalysts, resulting in the activity of the catalyst. Deterioration can be prevented, and a highly active exhaust gas purification material can be obtained.
[0238]
Claim 16 According to the invention described in claim 11, 13, 15 (1) Since the noble metal contains Pt, the SOF component other than the carbon component in the particulate by the noble metal catalyst can be burned and purified most efficiently and stably, Excellent purification ability of exhaust gas.
[0239]
Also (1) Since the transition metal oxide contains a metal oxide composed of at least one selected from Cu, Mn, Co, V, Mo, and W, exhaust gas purification having high catalytic activity during particulate combustion A material can be obtained.
[0240]
Claim 17 According to the invention described in claim 10 to 16 In addition to any one of the effects, (1) Cu oxide is CuO, Cu 2 O, Cu 2 O 3 Therefore, it is possible to obtain an exhaust gas purifying material having a high catalytic activity when burning particulates.
[0241]
Claim 18 According to the invention described in claim 10 to 17 (1) Since the transition metal oxide contains a composite metal oxide composed of Cu and V, the particulates can be burned and removed efficiently, and the catalytic activity is enhanced. Can do.
(2) The particulates can be removed by an oxidation reaction at a predetermined exhaust gas temperature.
[0242]
Claim 19 According to the invention described in claim 10 to 18 In addition to the effect of any one of (1) the composite metal oxide is Cu 5 V 2 O 10 , CuV 2 O 6 , Cu 3 V 2 O 8 Therefore, it is possible to obtain an exhaust gas purification material having a higher catalytic activity during particulate combustion.
[0243]
Claim 20 According to the invention described in claim 10 to 19 (1) Since the alkali metal sulfate contains cesium sulfate, the catalytic activity can be increased and the particulates can be burned efficiently, and the exhaust gas purification ability is extremely excellent.
[0244]
Claim 21 According to the invention described in claim 10 to 20 (1) Since the alkali metal sulfate contains a mixture of cesium sulfate and potassium sulfate, it is possible to obtain an exhaust gas purifying material having extremely high catalytic activity when burning particulates. .
[0245]
Claim 22 According to the invention described in claim 10 to 21 In addition to the effect of any one of (1) Ta as a carrier for supporting an oxide of a transition metal 2 O 5 , Nb 2 O 5 , WO 3 , SnO 2 , SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 Since it contains at least one inorganic oxide selected from the above, the surface area of the transition metal oxide catalyst is increased, and as a result, the contact with the particulates is increased, so that the oxidation performance of the particulates is the most efficient and stable. Can be demonstrated.
[0246]
Claim 23 According to the invention described in claim 10 to 22 (1) Since the tertiary structure having heat resistance is formed of a wall-through type honeycomb filter or foam, approximately 100% of the particulate component is used as a filter. It can be collected, and the collection efficiency can be maximized.
(2) Since the three-dimensional structure is formed of a honeycomb-shaped filter, foam or metal film, the contact area between the exhaust gas purification catalyst and the particulates can be increased, and the particulates can be burned and removed efficiently. Thus, an exhaust gas purifying material having an extremely excellent exhaust gas purifying ability can be obtained.
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