(57)【要約】【課題】貴金属量を増加させることなく触媒の低温活性を増大させ、低温での酸化性能を極大化したディーゼル酸化触媒を提供する。【解決手段】本発明は、担体の表面に設けられ、パラジウムが二酸化セレンを支持体として球形になった第１触媒、及び第１触媒の表面に設けられ、白金がアルミナを支持体として球形になった第２触媒、を含むことを特徴とする。また、本発明の他の構成は、担体の表面に設けられ、パラジウムが二酸化セレンを支持体として球形になった第１触媒と、白金がアルミナを支持体として球形になった第２触媒と、を含むことを特徴とする。第１触媒及び第２触媒は、担体の前端部及び後端部に配置されるか、或いは、第１触媒は、排気ガスの排出方向に対して担体の後端部に配置され、第２触媒は、排気ガスの排出方向に対して担体の前端部に配置されることが好ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体の表面に設けられ、パラジウムが二酸化セレンを支持体として球形になった第１触媒、及び、
前記第１触媒の表面に設けられ、白金がアルミナを支持体として球形になった第２触媒、を含むことを特徴とするディーゼル酸化触媒。
【請求項２】
担体の表面に設けられ、パラジウムが二酸化セレンを支持体として球形になった第１触媒と、白金がアルミナを支持体として球形になった第２触媒と、を含むことを特徴とするディーゼル酸化触媒。
【請求項３】
前記第２触媒はゼオライトをさらに含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のディーゼル酸化触媒。
【請求項４】
前記第１触媒及び前記第２触媒は、担体の前端部及び後端部に配置されることを特徴とする請求項２に記載のディーゼル酸化触媒。
【請求項５】
前記第１触媒は排気ガスの排出方向に対して担体の後端部に配置され、
前記第２触媒は排気ガスの排出方向に対して担体の前端部に配置されることを特徴とする請求項２に記載のディーゼル酸化触媒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼル酸化触媒に係り、より詳しくは、貴金属量を増加させることなく触媒の低温活性を増大させて低温での酸化性能を極大化するようにしたディーゼル酸化触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、自動車の排気ガスを浄化するための触媒は、触媒と排気ガスの接触面積、すなわち反応表面積を増加させるためにハニカム形態の担体に高価な貴金属が含まれた触媒物質をコーティングして製作する（例えば、特許文献１を参照）。
一方、既存のディーゼル酸化触媒の場合、一酸化炭素（ＣＯ）／炭化水素（ＨＣ）の酸化反応の活性物質として白金（Ｐｔ）とパラジウム（Ｐｄ）の貴金属を使用することにより、排出される排気ガス中で人体に有害な一酸化炭素（ＣＯ）と炭化水素（ＨＣ）及び有機溶剤可溶分（ＳＯＦ）を酸化反応によって除去する。
【０００３】
すなわち、白金（Ｐｔ）は優れた低温酸化性能、耐硫黄性によりディーゼルの主触媒として使用されるが、熱的安定性が脆弱なので、パラジウム（Ｐｄ）を導入して安定性を改善している。また、パラジウム（Ｐｄ）はディーゼル排気ガス組成に対し酸化活性を持つことができないため、主触媒である白金（Ｐｔ）の耐熱性改善のための助触媒の役割のみを行うことになる。
しかし、既存のディーゼル酸化触媒の場合、ユーロ指令、例えばＥ６等の排出ガス規制強化によってＮＯｘを低減するエンジン技術（燃焼温度低下）が適用されると、低温酸化性能が下がるようになり、これにより排気温度が低下し、一酸化炭素（ＣＯ）と炭化水素（ＨＣ）の排出量が増加する問題があった。また、高価な白金（Ｐｔ）を多量使用することにより、触媒の原価が上昇する問題もある。
【０００４】
図１は、従来技術による触媒の貴金属含量に対する触媒活性温度を示したグラフである。触媒活性温度（Ｔ５０）とは、ディーゼル車の排ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）と炭化水素（ＨＣ）のそれぞれの浄化率が５０％に達した時の温度を意味する。排気ガスの温度が下がるのに応じて触媒の低温活性を向上させる方法は貴金属量を増加させることであるが、図１に図示したとおり、貴金属量による触媒活性温度特性は貴金属量が増加するに従って次第に効果差がなくなる問題がある。すなわち、貴金属量が増加しても触媒の低温活性は改善されにくくなる。
【０００５】
一方、従来技術として、特許文献２の「ディーゼルエンジンの粒子状物質低減用酸化触媒」が紹介されている。
しかし、上記の特許技術もやはり貴金属量が増加しても低温時の触媒活性を改善させることができない問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−０３３０１７号公報
【特許文献２】ＫＲ１０−１９９８−０８２７４２Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、貴金属量を増加させることなく触媒の低温活性を増大させ、低温での酸化性能を極大化したディーゼル酸化触媒を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためになされた本発明のディーゼル酸化触媒は、担体の表面に設けられ、パラジウム（Ｐｄ）が二酸化セレン（ＣｅＯ２）を支持体として球形になった第１触媒、及び第１触媒の表面に設けられ、白金（Ｐｔ）がアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を支持体として球形になった第２触媒、を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の構成は、担体の表面に設けられ、パラジウム（Ｐｄ）が二酸化セレン（ＣｅＯ２）を支持体として球形になった第１触媒と、白金（Ｐｔ）がアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を支持体として球形になった第２触媒と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
第２触媒は、ゼオライトをさらに含むことを特徴とする。
【００１１】
第１触媒及び第２触媒は、担体の前端部及び後端部に配置されたことを特徴とする。
【００１２】
第１触媒は、排気ガスの排出方向に対して担体の後端部に配置され、第２触媒は、排気ガスの排出方向に対して担体の前端部に配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の実施形態によれば、パラジウム（Ｐｄ）触媒による一酸化炭素（ＣＯ）の低温酸化作用と共に、ゼオライトが含まれた触媒によって炭化水素（ＨＣ）が吸着されるか、または白金（Ｐｔ）触媒によって炭化水素（ＨＣ）が二酸化炭素（ＣＯ）に転換されることによって、触媒の低温活性を向上させ、一酸化炭素（ＣＯ）の低温酸化性能を極大化する効果があり、これにより貴金属含量を増加させることなく酸化性能を高める効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来技術による触媒の貴金属含量に対する触媒活性温度を示したグラフである。
【図２】本発明によるディーゼル酸化触媒の一実施例の構造と作動を示した概念図である。
【図３】本発明によるディーゼル酸化触媒の他の実施例の構造と作動を示した概念図である。
【図４】本発明及び従来技術によるディーゼル酸化触媒のディーゼル車両排気ガスの一酸化炭素（ＣＯ）酸化活性を評価した結果を示したグラフである。
【図５】本発明のディーゼル酸化触媒による浄化効率を示したグラフであり、（ａ）は一酸化炭素（ＣＯ）、（ｂ）は全炭化水素（ＴＨＣ）を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付した図面に基づき、本発明の実施形態について詳しく説明する。
図２は、本発明によるディーゼル酸化触媒の一実施例の構造と作動を示した概念図であり、図３は、本発明によるディーゼル酸化触媒の他の実施例の構造と作動を示した概念図である。
図２に示したとおり、本発明によるディーゼル酸化触媒の一実施例の構造は、担体の表面に設けられ、パラジウム（Ｐｄ）が二酸化セレン（ＣｅＯ２）を支持体として球形になった第１触媒２０、及び第１触媒２０の表面に設けられ、白金（Ｐｔ）がアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を支持体として球形になった第２触媒３０、を含んで構成される。ここで、第２触媒３０はゼオライトをさらに含んで構成することができる。
また、図３に示したとおり、本発明によるディーゼル酸化触媒の他の実施例の構造は、担体の表面に設けられ、パラジウム（Ｐｄ）が二酸化セレン（ＣｅＯ２）を支持体として球形になった第１触媒２０と、白金（Ｐｔ）がアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を支持体として球形になった第２触媒３０と、を含んで構成される。ここで、第２触媒３０にはゼオライトをさらに含んで構成することができる。
【００１６】
そして、第１触媒２０及び第２触媒３０は、担体１０の前端部及び後端部に配置される。
望ましくは、第１触媒２０が排気ガスの排出方向に対して担体１０の後端部に配置され、第２触媒３０が排気ガスの排出方向に対して担体１０の前端部に配置される。
上記した構成によって、本発明は、パラジウム（Ｐｄ）／二酸化セレン（ＣｅＯ２）の高い低温酸化性能によって二酸化炭素（ＣＯ）の低温酸化性能を極大化し、特に第２触媒３０によって炭化水素（ＨＣ）の排出を抑制して一酸化炭素（ＣＯ）と炭化水素（ＨＣ）の低温酸化性能を改善したものである。
【００１７】
すなわち、第２触媒３０として炭化水素（ＨＣ）に対して高い酸化性能を有する白金（Ｐｔ）を適用することにより、炭化水素（ＨＣ）を二酸化炭素（ＣＯ２）として除去したり、あるいは、部分酸化反応で炭化水素（ＨＣ）を一酸化炭素（ＣＯ）に転換させて炭化水素（ＨＣ）の排出量を低減させる。
さらに、第２触媒３０にゼオライト物質を適用してコーティングすることにより、冷始動初期にゼオライト物質が炭化水素（ＨＣ）を吸着して炭化水素（ＨＣ）の排出量を減らし、継いで白金（Ｐｔ）触媒が活性化される温度に到達時、炭化水素（ＨＣ）がゼオライト物質より脱離して白金（Ｐｔ）酸化により除去される。
図２に示した触媒構造の場合、白金（Ｐｔ）とゼオライトが含まれた第２触媒３０が排気ガスが流れる経路上に位置することにより、炭化水素（ＨＣ）が吸着、または、炭化水素（ＨＣ）が一酸化炭素（ＣＯ）に転換される。
【００１８】
また、図３に示した触媒構造の場合、白金（Ｐｔ）とゼオライトが含まれた第２触媒３０が担体１０の前端部に設置されることにより、担体１０の前端部で炭化水素（ＨＣ）を吸着、または、炭化水素（ＨＣ）を一酸化炭素（ＣＯ）に転換するため、担体１０の後端部に供給される炭化水素（ＨＣ）を前端部で集中的に抑制することができる。
さらに、図２及び図３に示した触媒構造のどちらも、二酸化炭素（ＣＯ）の酸化時、発熱反応によって温度が上昇することにより、炭化水素（ＨＣ）の酸化も加速される。
図４は、本発明及び従来技術によるディーゼル酸化触媒のディーゼル車両排気ガスの一酸化炭素（ＣＯ）酸化活性を評価した結果を示したグラフである。
【００１９】
上記した評価条件は下の表１の通りである。
【表１】
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【００２０】
下の表２は、図４の評価結果を各温度領域別に示した結果である。
【表２】
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【００２１】
表２に示したとおり、本発明の場合、１８０℃未満の低温領域で高い酸化性能を示すことを確認することができる。したがって、ディーゼル自動車の市内走行時、触媒の温度領域帯は１８０℃以下の領域が大部分であるため、本発明の触媒を適用すれば排気ガス低減効率が向上して貴金属含量を減らすことができる。
そして、１８０〜２１０℃領域では従来技術よりは多少弱い酸化性能を示しているが良好な水準である。
また、２１０℃を超過する温度領域では、従来技術と同じく転換効率が１００％で優秀さを確認することができる。
【００２２】
図５は、本発明のディーゼル酸化触媒による浄化効率を示したグラフであり、（ａ）は一酸化炭素（ＣＯ）、（ｂ）は全炭化水素（ＴＨＣ）を示した。
すなわち、２０００ｃｃ以下の実際の車両に従来技術及び本発明の触媒を装着して、韓国内とヨーロッパで排出ガス認証モードとして採択中の新ヨーロッパドライビングサイクル（ＮＥＤＣ）モードの評価結果を示したもので、（ａ）に示したとおり一酸化炭素（ＣＯ）の浄化効率が５．２％向上し、（ｂ）に示したとおり全炭化水素（ＴＨＣ）の浄化効率が３．８％向上した。
また、本発明の場合、パラジウム（Ｐｄ）の含量が多く、貴金属の価格としては低価格であるにもかかわらず、従来技術に比べてさらに優れた酸化性能を示した。
【００２３】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明の権利は、上述した実施例に限定されず、請求の範囲に記載の内容によって定義され、本発明の分野における通常の知識を有する者が、請求の範囲に記載された権利範囲内で様々な変形と改作を行うことができることは自明である。
【符号の説明】
【００２４】
１０：担体
２０：第１触媒
３０：第２触媒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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