JPH03238046A - ディーゼルエンジン用ハニカム触媒 - Google Patents
ディーゼルエンジン用ハニカム触媒Info
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- JPH03238046A JPH03238046A JP2029678A JP2967890A JPH03238046A JP H03238046 A JPH03238046 A JP H03238046A JP 2029678 A JP2029678 A JP 2029678A JP 2967890 A JP2967890 A JP 2967890A JP H03238046 A JPH03238046 A JP H03238046A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01N2250/12—Combinations of different methods of purification absorption or adsorption, and catalytic conversion
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はディーゼルエンジン用ハニカム触媒に係り、よ
り詳しく述べると排ガス低温時の脱臭能力を高めたディ
ーゼルエンジン用脱臭剤コートハニカム触媒に関する。
り詳しく述べると排ガス低温時の脱臭能力を高めたディ
ーゼルエンジン用脱臭剤コートハニカム触媒に関する。
第6図に従来の典型的なハニカム触媒を示す。
ジャケット1にマット2を介して取付固定されたハニカ
ム触媒3は、その一部破断縦断面拡大図である第7図に
見られるように、ハニカム基地4をなすコージェライト
のセル壁にT−アルミナ5を40〜120 g / f
2のコート量でウォッシュコートした上に、白金、パラ
ジウム、ロジウムなどの酸化触媒6を1〜2g/12程
度担持していた。
ム触媒3は、その一部破断縦断面拡大図である第7図に
見られるように、ハニカム基地4をなすコージェライト
のセル壁にT−アルミナ5を40〜120 g / f
2のコート量でウォッシュコートした上に、白金、パラ
ジウム、ロジウムなどの酸化触媒6を1〜2g/12程
度担持していた。
従来技術のハニカム触媒をディーゼル排気ガス浄化に使
用した場合、ディーゼル排気臭が最も強い冷間始動時の
脱臭能力が低いという問題がある。
用した場合、ディーゼル排気臭が最も強い冷間始動時の
脱臭能力が低いという問題がある。
これは、ディーゼル排気温度が冷間始動時では80℃(
エキマニ出口約1m)と低いため、触媒の浄化作用が十
分に活性化されていないためである。
エキマニ出口約1m)と低いため、触媒の浄化作用が十
分に活性化されていないためである。
またウォッシュコートとして使用しているT−アルミナ
は、高表面積(80〜120m’/g)で吸着特性はあ
るが、限界があり、特に冷間始動時に多量に発生する刺
激臭成分(ピストン燃焼室壁付着燃料の不完全燃焼、着
火遅れ等に由来)や燃料ミスト成分く白煙)に対して吸
着能が十分でない。
は、高表面積(80〜120m’/g)で吸着特性はあ
るが、限界があり、特に冷間始動時に多量に発生する刺
激臭成分(ピストン燃焼室壁付着燃料の不完全燃焼、着
火遅れ等に由来)や燃料ミスト成分く白煙)に対して吸
着能が十分でない。
また、γ−アルミナはディーゼル排気中の燃料中のイオ
ウに由来するSOXを吸着して、これが暖(1) (2) 機中に触媒により生成したサルフェート(硫酸)と反応
し硫酸アルミニウムへ変化してしまうため、ウォッシュ
コートの脱落が発生してしまうという問題がある。
ウに由来するSOXを吸着して、これが暖(1) (2) 機中に触媒により生成したサルフェート(硫酸)と反応
し硫酸アルミニウムへ変化してしまうため、ウォッシュ
コートの脱落が発生してしまうという問題がある。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決し、特に
排ガス低温時にも脱臭能力の高いディーゼルエンジン用
ハニカム触媒を提供することを目的とする。
排ガス低温時にも脱臭能力の高いディーゼルエンジン用
ハニカム触媒を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために、ハニカム担体に
セピオライトをコートし、そのセピオライトコート層に
触媒金属を担持させて成ることを特徴とするディーゼル
エンジン用ハニカム触媒を提供する。
セピオライトをコートし、そのセピオライトコート層に
触媒金属を担持させて成ることを特徴とするディーゼル
エンジン用ハニカム触媒を提供する。
ハニカムのセル形状は四角形、六角形、三角形、コール
ゲート状、等のいずれでもよく、また材質もコージェラ
イトのほかムライトなど特に限定されない。
ゲート状、等のいずれでもよく、また材質もコージェラ
イトのほかムライトなど特に限定されない。
第3図に脱臭コート剤のセピオライト結晶の(001)
面を示す。セピオライトはファイバー状の層間粘度化合
物であり、(H20) 4 (OH) JgaS1+2
03o ・6〜8H20なる化学式で示される。セピオ
ライトの吸着特性はミクロ構造にあり、四面体ブロック
13にサンドイッチ構造ではさまれた八面体ブロック1
4が柱状に構成され、ボイド15が存在する。ボイド1
5はA単位の長方形断面であり、以上の構造から表面積
は200m’/gを超える(20(]−300m’/g
1さらには600m’/g以上)。従って、吸着能力が
高い。さらに各ブロック面が高表面に存在しているため
触媒を担持させた時、高分散化され従って触媒活性も向
上する。
面を示す。セピオライトはファイバー状の層間粘度化合
物であり、(H20) 4 (OH) JgaS1+2
03o ・6〜8H20なる化学式で示される。セピオ
ライトの吸着特性はミクロ構造にあり、四面体ブロック
13にサンドイッチ構造ではさまれた八面体ブロック1
4が柱状に構成され、ボイド15が存在する。ボイド1
5はA単位の長方形断面であり、以上の構造から表面積
は200m’/gを超える(20(]−300m’/g
1さらには600m’/g以上)。従って、吸着能力が
高い。さらに各ブロック面が高表面に存在しているため
触媒を担持させた時、高分散化され従って触媒活性も向
上する。
本発明では、このセピオライトをハニカムにコートする
。コートする量は使用するハニカム担体のセル数によっ
て異なる(幾何学的表面積が異なる)が、20g/j2
〜50g/Aが好ましい。コート量が少なすぎると吸着
能が低く、逆に多すぎるとコート層にクランクが入りや
すく、コート層の脱落の原因となるからである。コート
量はコート液の粘度、コート回数で任意にコントロール
できる。
。コートする量は使用するハニカム担体のセル数によっ
て異なる(幾何学的表面積が異なる)が、20g/j2
〜50g/Aが好ましい。コート量が少なすぎると吸着
能が低く、逆に多すぎるとコート層にクランクが入りや
すく、コート層の脱落の原因となるからである。コート
量はコート液の粘度、コート回数で任意にコントロール
できる。
(3〉
(4)
セピオライトの高吸着構造を保持するため、ハニカムへ
は低温コートすることが好ましい。セピオライトスラリ
ーの粘度特性をハニカムセルにあわせて調製しハニカム
をディッピングし、クラックの入らぬ様乾燥してから7
00℃以下で焼成する。
は低温コートすることが好ましい。セピオライトスラリ
ーの粘度特性をハニカムセルにあわせて調製しハニカム
をディッピングし、クラックの入らぬ様乾燥してから7
00℃以下で焼成する。
(セピオライトの熱的構造変化を考慮し、600℃前後
で焼成することが望ましい)。この時、予備乾燥方法が
悪いとクラックが入すハニカムより脱落する。セピオラ
イトは天然鉱物を粉砕し、ヨーロッパではベットリッタ
ーとして吸臭剤として使用されているが、グラニユール
形状の強度(圧縮破壊強度〉は1〜2 kgf以下であ
り、排気圧下では使用できない。また造粒してもその強
度は3〜4 kgfであり、強度上昇のため焼結温度を
上昇させると(800℃)ボイドは消失してしまう。
で焼成することが望ましい)。この時、予備乾燥方法が
悪いとクラックが入すハニカムより脱落する。セピオラ
イトは天然鉱物を粉砕し、ヨーロッパではベットリッタ
ーとして吸臭剤として使用されているが、グラニユール
形状の強度(圧縮破壊強度〉は1〜2 kgf以下であ
り、排気圧下では使用できない。また造粒してもその強
度は3〜4 kgfであり、強度上昇のため焼結温度を
上昇させると(800℃)ボイドは消失してしまう。
セピオライトコート層中への触媒金属の担持は従来技術
のγ−アルミナコート層への担持と同様であることがで
きる。触媒金属としては、白金、ロジウム、パラジウム
などが代表的である。担持量は触媒金属重量で換算して
0.8g/j!以上必要で、2.0g/j!前後が好ま
しい。なお、セピオライト結晶は特有のボイドを有し、
インク−カレーションで触媒粒子が入りこむためコート
層全体に触媒が分布する。そのため被毒に強く、ススが
付着してもガス浸透による触媒反応が起こるという利点
を有する。これに対し、γ−アルミナコートハニカムで
は触媒は表面から2Onの深さに分散しているが、排ガ
スの被毒成分のアキュミレーション深さと一致し、触媒
が被毒により失活する。
のγ−アルミナコート層への担持と同様であることがで
きる。触媒金属としては、白金、ロジウム、パラジウム
などが代表的である。担持量は触媒金属重量で換算して
0.8g/j!以上必要で、2.0g/j!前後が好ま
しい。なお、セピオライト結晶は特有のボイドを有し、
インク−カレーションで触媒粒子が入りこむためコート
層全体に触媒が分布する。そのため被毒に強く、ススが
付着してもガス浸透による触媒反応が起こるという利点
を有する。これに対し、γ−アルミナコートハニカムで
は触媒は表面から2Onの深さに分散しているが、排ガ
スの被毒成分のアキュミレーション深さと一致し、触媒
が被毒により失活する。
上記の如くセピオライト結晶は特有のミクロ構造を有し
、そのボア径と比表面積が大きいことから脱臭能力に優
れている。また、アルミナのようにSOXと反応してコ
ート層が脱落することもない。
、そのボア径と比表面積が大きいことから脱臭能力に優
れている。また、アルミナのようにSOXと反応してコ
ート層が脱落することもない。
また、触媒金属がコート層中に広く (深く〉分散する
ため、ススが付着してもガス浸透により触媒反応が起き
、被毒に対して強い。
ため、ススが付着してもガス浸透により触媒反応が起き
、被毒に対して強い。
(5)
(6〉
〔実施例〕
第1図に実施例で作成したハニカム触媒の端面図を第2
図に同じハニカム触媒の一部破断横断面拡大図を示す。
図に同じハニカム触媒の一部破断横断面拡大図を示す。
ハニカム基地11上に脱臭コート12が施され、四角セ
ルの隅部で厚くコートされている。
ルの隅部で厚くコートされている。
実施例
トルコ産セピオライト粉末(セピオライト純度90%以
上、他ドロマイト含有、325メツシュ品)を500部
の蒸留水へ分散させ、回転ミルにて湿式粉砕した(尚、
500部の蒸留水の一部をシリカゾル等のバインダーを
添加してもよい)。得られたスラリーは一昼夜放置後、
粘度が約300 cps(回転粘度計)に上昇する。こ
の時スラリーはアルカリ側にあるので酸等でpHを調整
してもよい。
上、他ドロマイト含有、325メツシュ品)を500部
の蒸留水へ分散させ、回転ミルにて湿式粉砕した(尚、
500部の蒸留水の一部をシリカゾル等のバインダーを
添加してもよい)。得られたスラリーは一昼夜放置後、
粘度が約300 cps(回転粘度計)に上昇する。こ
の時スラリーはアルカリ側にあるので酸等でpHを調整
してもよい。
このスラリーにコージェライトハニカム(30セル/1
nch2)をディッピングし、余剰スラリーをエアーブ
ローした。その後室温にて風通しの良い所で数日間放置
し、ゆっくり乾燥させた。この時、急に乾燥させるとク
ラックが入り、剥離する。乾燥したハニカムを大気中に
て600℃で焼成した。
nch2)をディッピングし、余剰スラリーをエアーブ
ローした。その後室温にて風通しの良い所で数日間放置
し、ゆっくり乾燥させた。この時、急に乾燥させるとク
ラックが入り、剥離する。乾燥したハニカムを大気中に
て600℃で焼成した。
この時、ドロマイト中の不純物を焼却・蒸散させるため
炉内はブロアーにて対流を起こす。
炉内はブロアーにて対流を起こす。
以上の操作にて約50g/j!のセピオライトがコート
される。600℃焼成のセピオライトの比重は0.5で
あり、γ−アルミナの0.7に比べて軽い。
される。600℃焼成のセピオライトの比重は0.5で
あり、γ−アルミナの0.7に比べて軽い。
約50g/fflセピオライトをコートしたハニカムへ
、酸化触媒を担持するため所定量(担持量とハニカム体
積より求めた)の白金溶液を含浸させ、120℃で乾燥
後、500℃で焼成し触媒化した。この時担持量は約1
.4g/Aであった。
、酸化触媒を担持するため所定量(担持量とハニカム体
積より求めた)の白金溶液を含浸させ、120℃で乾燥
後、500℃で焼成し触媒化した。この時担持量は約1
.4g/Aであった。
比較例
キャタラー二業製γ−アルミナ(JへC100)粉末を
、日産化学製アルミナゾル同部(AS200)、蒸留水
90部、40%硝酸アルミ水溶液15部と混合・分散さ
せた。得られたスラリーは約50 cpsであり、これ
にコージライトハニカム(30セル/1nch2)ヲf
イッピング、エアーブロー後、120℃で乾燥させ、6
50℃で焼成した。
、日産化学製アルミナゾル同部(AS200)、蒸留水
90部、40%硝酸アルミ水溶液15部と混合・分散さ
せた。得られたスラリーは約50 cpsであり、これ
にコージライトハニカム(30セル/1nch2)ヲf
イッピング、エアーブロー後、120℃で乾燥させ、6
50℃で焼成した。
以上の操作により約40g/I!のアルミナがコー(7
) (8) トされる。このハニカムに所定量の白金液を含浸させ、
触媒化した。この時担持量は約1.4g/Aであった。
) (8) トされる。このハニカムに所定量の白金液を含浸させ、
触媒化した。この時担持量は約1.4g/Aであった。
試験例1
0℃に冷却した3、O2の4気筒直噴エンジン(VEポ
ンプ、2号軽油)にてセピオライトコートハニカム(実
施例)とアルミナコートハニカム(比較例)をそれぞれ
組付けてマフラーを評価した。参考としてサイレンサー
マフラーを用いた。
ンプ、2号軽油)にてセピオライトコートハニカム(実
施例)とアルミナコートハニカム(比較例)をそれぞれ
組付けてマフラーを評価した。参考としてサイレンサー
マフラーを用いた。
各マフラーはエキマニ直下1mに組付けられる。
マフラーも0℃に冷却されている。
エンジンを始動させた後、回転数のバラツキを防ぐため
直ちに完爆させてからアイドルへ戻したくこの時始動補
助装置であるグローやヒーターは用いない)。発生した
排気ガスはマフラーテールパイプよりシリコンチューブ
で冷却室外へ導入され、IO名以上の官能評価用に供さ
れる。
直ちに完爆させてからアイドルへ戻したくこの時始動補
助装置であるグローやヒーターは用いない)。発生した
排気ガスはマフラーテールパイプよりシリコンチューブ
で冷却室外へ導入され、IO名以上の官能評価用に供さ
れる。
官能評価はシリコンチューブ出口より1mの位置にて表
1の5段階評価法にて評価した。尚、パネラ−にはマフ
ラ一種は明かさず覆面マフラーとして評価させている。
1の5段階評価法にて評価した。尚、パネラ−にはマフ
ラ一種は明かさず覆面マフラーとして評価させている。
各マフラーの評価結果を第4図に示す。パネラ−は10
名で行ない、その平均値をプロットしである。
名で行ない、その平均値をプロットしである。
排ガス浄化デバイスのないサイレンサーマフラーは冷間
始動時の排気臭(特に刺激臭〉が強い。
始動時の排気臭(特に刺激臭〉が強い。
一方アルミナコートハニカムは耐えられる限界のレベル
にあるがパネラ−によっては2ないし2.5をマークし
たパネラ−が存在していた。
にあるがパネラ−によっては2ないし2.5をマークし
たパネラ−が存在していた。
−力木発明のセピオライトハニカムは全パネラ−が3.
0以上をマークしており、アルミナマフラーより優れて
いることがわかる。
0以上をマークしており、アルミナマフラーより優れて
いることがわかる。
(9)
(10)
試験例2
アルミナコートハニカム、セピオライトコートハニカム
を第5図あようなスス発生パターンにて3、01DI
4 列エンジンを約2 kgfのトルクをかけて黒煙に
被毒させた。第5図では2サイクル分図示したが、両ハ
ニカムとも8000サイクル行なった。
を第5図あようなスス発生パターンにて3、01DI
4 列エンジンを約2 kgfのトルクをかけて黒煙に
被毒させた。第5図では2サイクル分図示したが、両ハ
ニカムとも8000サイクル行なった。
両ハニカムを超音波洗浄にて、ハニカム担体からコート
層の剥離を試験した。
層の剥離を試験した。
アルミナコートハニカムは排ガス入口面の端面部で剥離
が生じたが、セピオライトコートハニカムは異常なかっ
た。これは第5図による平均排気温度が約200℃であ
り、SOXによるアルミナの低温被毒が発生し、A j
! 2 (SO4) sが発生したためと考えられる。
が生じたが、セピオライトコートハニカムは異常なかっ
た。これは第5図による平均排気温度が約200℃であ
り、SOXによるアルミナの低温被毒が発生し、A j
! 2 (SO4) sが発生したためと考えられる。
本発明によれば、排ガス低温時の有臭成分を高表面積の
セピオライトの細孔内に一時的に吸着させ、排ガス温度
が上昇したとき、触媒金属で浄化するようにしたので、
低温時(始動時、アイドリング時)の排気臭を低減する
ことができる。また、アルミナの場合SOx と反応し
て硫酸アルミニウムに変化して、コート層が脱落するが
、セピオライトの場合この問題がなくなる。さらに、触
媒金属の被毒に対しても有効であるという効果もある。
セピオライトの細孔内に一時的に吸着させ、排ガス温度
が上昇したとき、触媒金属で浄化するようにしたので、
低温時(始動時、アイドリング時)の排気臭を低減する
ことができる。また、アルミナの場合SOx と反応し
て硫酸アルミニウムに変化して、コート層が脱落するが
、セピオライトの場合この問題がなくなる。さらに、触
媒金属の被毒に対しても有効であるという効果もある。
第1図はハニカム触媒の端面図、第2図はハニカム触媒
の一部破断横断面図、第3図はセピオライト結晶構造の
模式図、第4図はマフラーの官能評価結果を示すグラフ
、第5図はハニカム触媒試験のスス発生エンジン回転パ
ターンを示すグラフ、第6図は従来のハニカム触媒の模
式図、第7図は第6図のハニカム触媒の一部破断縦断面
図である。 11・・・ハニカム基地、12・・・脱臭コート、13
・・・四面体ブロック、14・・・八面体ブロック、1
5・・・ボイド、1・・・ジャケット、2・・・マット
、3・・・ハニカム触媒、4・・・ハニカム基地、5・
・・γ−アルミナコート層、6・・・触媒金属。 (11) (12) 各マフラ の官能評価結果 スス発生バタ ノ 基 ρ ハニカム触媒(従来) 第 図 A部拡大図 第 賞
の一部破断横断面図、第3図はセピオライト結晶構造の
模式図、第4図はマフラーの官能評価結果を示すグラフ
、第5図はハニカム触媒試験のスス発生エンジン回転パ
ターンを示すグラフ、第6図は従来のハニカム触媒の模
式図、第7図は第6図のハニカム触媒の一部破断縦断面
図である。 11・・・ハニカム基地、12・・・脱臭コート、13
・・・四面体ブロック、14・・・八面体ブロック、1
5・・・ボイド、1・・・ジャケット、2・・・マット
、3・・・ハニカム触媒、4・・・ハニカム基地、5・
・・γ−アルミナコート層、6・・・触媒金属。 (11) (12) 各マフラ の官能評価結果 スス発生バタ ノ 基 ρ ハニカム触媒(従来) 第 図 A部拡大図 第 賞
Claims (1)
- 1、ハニカム担体にセピオライトをコートし、そのセピ
オライトコート層に触媒金属を担持させて成ることを特
徴とするディーゼルエンジン用ハニカム触媒。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2029678A JPH03238046A (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | ディーゼルエンジン用ハニカム触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2029678A JPH03238046A (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | ディーゼルエンジン用ハニカム触媒 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03238046A true JPH03238046A (ja) | 1991-10-23 |
Family
ID=12282775
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2029678A Pending JPH03238046A (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | ディーゼルエンジン用ハニカム触媒 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03238046A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103386328A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-11-13 | 南京吉安特环保技术有限公司 | 一种新型车用尾气净化三元催化剂涂覆材料及制备方法 |
WO2015194468A1 (ja) * | 2014-06-16 | 2015-12-23 | 株式会社デンソー | 粒子状物質検出装置 |
WO2020020967A1 (de) | 2018-07-25 | 2020-01-30 | Audi Ag | Filterelement für einen partikelfilter sowie abgaspartikelfilter |
US11180952B2 (en) | 2011-03-07 | 2021-11-23 | Hunter Douglas Inc | Control for movable rail |
-
1990
- 1990-02-13 JP JP2029678A patent/JPH03238046A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11180952B2 (en) | 2011-03-07 | 2021-11-23 | Hunter Douglas Inc | Control for movable rail |
CN103386328A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-11-13 | 南京吉安特环保技术有限公司 | 一种新型车用尾气净化三元催化剂涂覆材料及制备方法 |
CN103386328B (zh) * | 2013-07-11 | 2015-07-08 | 南京吉安特环保技术有限公司 | 一种新型车用尾气净化三元催化剂涂覆材料及制备方法 |
WO2015194468A1 (ja) * | 2014-06-16 | 2015-12-23 | 株式会社デンソー | 粒子状物質検出装置 |
JP2016020683A (ja) * | 2014-06-16 | 2016-02-04 | 株式会社デンソー | 粒子状物質検出装置 |
CN106460601A (zh) * | 2014-06-16 | 2017-02-22 | 株式会社电装 | 粒子状物质检测装置 |
US10208643B2 (en) | 2014-06-16 | 2019-02-19 | Denso Corporation | Particulate matter detection apparatus |
WO2020020967A1 (de) | 2018-07-25 | 2020-01-30 | Audi Ag | Filterelement für einen partikelfilter sowie abgaspartikelfilter |
DE102019200180A1 (de) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | Audi Ag | Filterelement für einen Partikelfilter, Abgaspartikelfilter, Verfahren zum Herstellen eines Filterelements sowie Verwendung eines Beschichtungsmaterials |
US11591942B2 (en) | 2018-07-25 | 2023-02-28 | Audi Ag | Filter element for a particulate filter, exhaust gas particulate filter, process for manufacturing a filter element, and use of a coating material |
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