(57)【要約】【課題】水分による貴金属の酸化活性の阻害を回避する。【解決手段】酸化活性を有する貴金属を少なくとも含む排ガス浄化用触媒２を用いて排ガス中のPMを除去するにあたり、吸湿材３により水分量が低減された排ガスを触媒２に接触させる。  貴金属への水分の吸着が抑制されるため、NO＋O2  ＝  [NOx]*の平衡反応が右方向へ円滑に進行し、生成する酸化活性種によってPMを低温域から効率よく酸化除去することができる。【選択図】  図１
2006272290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化活性を有する貴金属を少なくとも含む排ガス浄化用触媒を用いて排ガス中の粒子状物質（PM）を除去する排ガス浄化方法であって、吸湿材により水分量が低減された排ガスを該触媒に接触させることを特徴とする排ガス浄化方法。
【請求項２】
酸化活性を有する貴金属を少なくとも含む排ガス浄化用触媒と、該触媒と接触する排ガス中の水分量を低減させる吸湿手段と、を有することを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記吸湿手段は、前記触媒の排ガス上流側に配置された吸湿材である請求項２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記吸湿手段は、前記触媒中に含まれた親水性担体である請求項２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項５】
前記触媒は、疎水性担体に担持された貴金属と、前記親水性担体と、を含む請求項４に記載の排ガス浄化装置。
【請求項６】
前記触媒は、アルカリ物質をさらに含む請求項５に記載の排ガス浄化装置。
【請求項７】
前記アルカリ物質は、前記親水性担体に担持されている請求項６に記載の排ガス浄化装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の排ガス浄化装置を用い、前記吸湿手段により水分量が低減された排ガスを間欠的に前記触媒と接触させる排ガス浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンからの排ガスなど、粒子状物質（PM）を含む排ガスからPMを効率よく除去する排ガス浄化方法と、その排ガス浄化方法を利用した排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジンについては、排ガスの厳しい規制とそれに対処できる技術の進歩とにより、排ガス中の有害成分は確実に減少している。一方、ディーゼルエンジンについては、有害成分がパティキュレート（PM：炭素微粒子、サルフェート等の硫黄系微粒子、高分子量炭化水素微粒子（ SOF）等）として排出されるという特異な事情から、ガソリンエンジンの場合より排ガスの浄化が難しい。
【０００３】
現在までに開発されているディーゼルエンジン用排ガス浄化装置としては、大きく分けてトラップ型の排ガス浄化装置（ウォールフロー）と、オープン型の排ガス浄化装置（ストレートフロー）とが知られている。このうちトラップ型の排ガス浄化装置としては、セラミック製の目封じタイプのハニカム体（ディーゼルPMフィルタ（以下 DPFという））が知られている。この DPFは、セラミックハニカム構造体のセルの開口部の両端を例えば交互に市松状に目封じしてなるものであり、排ガス下流側で目詰めされた流入側セルと、流入側セルに隣接し排ガス上流側で目詰めされた流出側セルと、流入側セルと流出側セルを区画するセル隔壁とよりなり、セル隔壁の細孔で排ガスを濾過してPMを捕集することで排出を抑制するものである。
【０００４】
しかし DPFでは、PMの堆積によって圧力損失（以下、圧損という）が上昇するため、何らかの手段で堆積したPMを除去して再生する必要がある。そこで従来は、圧損が上昇した場合に高温の排ガスを流してPMを燃焼させることで DPFを再生することが行われている。しかしながらこの場合には、PMの堆積量が多いほどPM燃焼時の温度が上昇し、 DPFが溶損したり、熱応力で DPFが破損する場合もある。
【０００５】
そこで触媒を用いてPMを酸化燃焼させることが想起され、例えば特開2004−057949号公報には、中心部に酸化されにくいPtなどの貴金属を、表面部に中心部より酸化されやすいAgなどの貴金属を配置した貴金属コロイドを、担体上に担持してなるPM浄化用触媒が提案されている。
【０００６】
また例えば特公平07−106290号公報には、 DPFのセル隔壁の表面にアルミナなどからコート層を形成し、そのコート層に白金（Pt）などの触媒金属を担持した排ガス浄化フィルタ触媒が提案されている。この排ガス浄化フィルタ触媒によれば、捕集されたPMが触媒金属の触媒反応によって酸化燃焼するため、捕集と同時にあるいは捕集に連続して燃焼させることで DPFを連続的に再生することができる。そして触媒反応は比較的低温で生じること、及び捕集量が少ないうちに燃焼できることから、 DPFに作用する熱応力が小さく破損が防止されるという利点がある。
【０００７】
そして特開平09−094434号公報には、セル隔壁のみならず、セル隔壁の細孔内にも触媒金属を担持したコート層を形成した排ガス浄化フィルタ触媒が記載されている。細孔内にも触媒金属を担持することで、PMと触媒金属との接触確率が高まり、細孔内に捕集されたPMも酸化燃焼させることができる。また同公報には、コート層にさらにNOx 吸蔵材を担持することも記載されている。このようにすればNOx 浄化性能が向上するとともに、NOx 吸蔵材に吸収されたNOx が高温時に放出されるので、酸化活性の高いNOx  によってPMの酸化をさらに促進することができる。またNOx はNOx 吸蔵材が硝酸塩となることで吸蔵されるが、NOx 吸蔵材の硝酸塩は比較的融点が低く、排ガス温度で溶融してPMを捕捉できるという特徴がある。したがってNOx 吸蔵材の硝酸塩に捕捉されたPMは、極く近くから放出されるNOx と接触する確率が高いため、PMが効率よく酸化浄化されるという利点がある。
【０００８】
さらに特開2003−190793号公報には、 DPFのセル隔壁にNOx 吸着材と、NOx 吸着材に担持された酸化触媒材と、少なくともCeを含む多孔質酸化物と、を含む排ガス浄化層を有するディーゼル排ガス浄化用フィルタ型触媒が提案されている。
【０００９】
これらの触媒のように、酸化活性を有する貴金属を担持してなる触媒においては、排ガス中に含まれるNOの酸化によって生成するNO2 などの酸化活性種による酸化反応を利用してPMを効率よく酸化除去することができる。ところがNO2 などの酸化活性種によるPMの酸化反応は、特に低温域において、水分の存在によって大きく阻害されることが明らかとなっている。すなわち排ガス中に含まれる水分が貴金属に吸着する結果、NO2 などの酸化活性種の生成が阻害され、PMの除去が効率よく進行しないという問題があった。
【特許文献１】特公平07−106290号
【特許文献２】特開平09−094434号
【特許文献３】特開2003−190793号
【特許文献４】特開2004−057949号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、水分による貴金属の酸化活性の阻害を回避することで、低温域からPMを効率よく酸化除去できるようにすることを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の排ガス浄化方法の特徴は、酸化活性を有する貴金属を少なくとも含む排ガス浄化用触媒を用いて排ガス中のPMを除去する排ガス浄化方法であって、吸湿材により水分量が低減された排ガスを触媒に接触させることにある。
【００１２】
また上記排ガス浄化方法を利用した本発明の排ガス浄化装置の特徴は、酸化活性を有する貴金属を少なくとも含む排ガス浄化用触媒と、触媒と接触する排ガス中の水分量を低減させる吸湿手段と、を有することにある。
【００１３】
吸湿手段は、触媒の排ガス上流側に配置された吸湿材とすることができる。また吸湿手段は、触媒中に含まれた親水性担体とすることもできる。親水性担体を用いる場合、親水性担体には貴金属を担持せず、疎水性担体に貴金属を担持することが望ましい。この場合、アルカリ物質をさらに含むことが望ましく、アルカリ物質は親水性担体に担持することがさらに望ましい。
【００１４】
貴金属とアルカリ物質を含む触媒を用いる場合には、吸湿手段により水分量が低減された排ガスを間欠的に触媒と接触させることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
酸化活性を有する貴金属を含む触媒と排ガスとが接触すると、排ガス中の水分は貴金属に吸着し、次式 (1)の平衡反応の右方向への進行を阻害するため、NO2 などの酸化活性種（[NOx]*）が生成されにくくなり、その結果PMの酸化反応が阻害される。
【００１６】
NO＋O2  ＝  [NOx]*                         (1)
そこで本発明の排ガス浄化方法及び排ガス浄化装置によれば、吸湿材により水分量が低減された排ガスが触媒と接触されるので、上記した阻害が抑制される。したがって (1)式の平衡反応が右方向へ円滑に進行し、生成したNO2 などの酸化活性種[NOx]*によってPMが効率よく酸化浄化される。
【００１７】
吸湿手段として親水性担体を用いた場合は、親水性担体に水分が優先的に吸着することで貴金属への水分の吸着が抑制される。しかし貴金属は、水分とできるだけ接触しないことが好ましい。そこで親水性担体には貴金属を担持しないことが望ましく、貴金属を疎水性担体に担持することで貴金属への水分の吸着をさらに抑制することができ、PMの酸化浄化がさらに促進される。
【００１８】
また触媒にさらにアルカリ物質を含むことにより、例えばアルカリ物質としてLiを用いた場合には、次式 (2)〜 (4)の反応が逐次的に進行する。
【００１９】
LiOx＋NO2 ＝  [LiNOx]*                       (2)
[LiNOx]*＋nH2O  ＝  [LiNOx]*・nH2O           (3)
[LiNOx]*・nH2O＋ C  →  LiOx＋NO＋nH2O＋CO2  (4)
アルカリ物質は (1)式で生成した例えばNO2 と反応し、活性種[LiNOx]*が生成する。活性種[LiNOx]*は共存する水分によって (3)式のように水和安定化され、最後に (4)式のとおりPM( C)が酸化除去されることになる。すなわち貴金属とアルカリ物質との共存によって、 (1)〜 (4)式の反応が逐次的に進行するため、PMの酸化浄化が促進される。
【００２０】
しかしながら、上記したように水分は (1)式の反応を阻害するという背反が存在する。そこで貴金属は疎水性担体に担持し、アルカリ物質は親水性担体に担持することが望ましい。このようにすることで、水分による (1)式の反応阻害を抑制するとともに、水分による (2) 〜(4)式の反応促進の両方を満足させることができ、PMの酸化浄化がさらに促進される。
【００２１】
またアルカリ物質を含む場合、触媒には、吸湿材により水分量が低減された排ガスを間欠的に接触させることが望ましい。水分量が低減された排ガスと触媒とが接触した際には貴金属による (1)式の反応が効率よく右側へ進行し、水分量が低減されない排ガスつまり水分を多く含む排ガスと触媒とが接触した際には、 (2)〜 (4)式の反応が効率よく進行する。したがって、常に水分量が低減された排ガスと接触する場合、あるいは常に水分量が多い排ガスと接触する場合に比べて、PMの酸化浄化が促進される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の排ガス浄化方法は、酸化活性を有する貴金属を少なくとも含む排ガス浄化用触媒を用いて排ガス中のPMを除去する排ガス浄化方法であって、吸湿材により水分量が低減された排ガスを触媒に接触させる。また本発明の排ガス浄化装置は、酸化活性を有する貴金属を少なくとも含む排ガス浄化用触媒と、触媒と接触する排ガス中の水分量を低減させる吸湿手段と、を有する。
【００２３】
排ガス浄化用触媒としては、担体基材に触媒層が形成されたものが望ましく、ペレット形状、フォーム形状、ストレートフロー構造のセル通路をもつハニカム形状、セル隔壁でPMを捕集する DPF形状などの形状とすることができる。 DPF形状の場合、セル隔壁の細孔内表面にまで触媒層を形成することが望ましい。
【００２４】
触媒層は、多孔質酸化物などからなる担体と、担体に担持された少なくとも貴金属と、からなるものとすることができる。担体としては、 Al2O3、ZrO2、TiO2、CeO2、SiO2などの酸化物の少なくとも一種、あるいはこれらの複数種からなる複合酸化物、さらにはSiC 、Si3N4 などのセラミックスを用いることができる。また酸化活性を有する貴金属としては、Pt、Pd、Rh、Irなどが例示される。貴金属の担持量は、従来用いられている酸化触媒、三元触媒などと同等でよい。
【００２５】
吸湿材としては、ゼオライト、アルミノホスフェート型モレキュラーシーブ、層状ケイ酸塩、ハイドロタルサイト、チタン酸アルカリ金属塩などが例示される。触媒に接触する排ガス中の水分量を低減するという目的から、吸湿材（吸湿手段）は触媒の排ガス上流側に配置することが望ましい。なお吸湿材を排ガス流路に配置するには、ハニカム形状の基材に吸湿材をコートしてなるものを配置する方法、吸着材からなるペレットを排ガス流路に充填する方法などがある。
【００２６】
吸湿材は、いずれは吸湿量が飽和するので、定期的に加熱する、あるいは高温域の排ガスを流すなどの方法により、吸湿した水分を放出させて吸湿能を再生する必要がある。なお高温域においては水分による (1)式の反応の阻害の程度が元々低いため、水分の放出はPM酸化浄化の進行の妨げにはならない。
【００２７】
また吸湿手段は、触媒と一体とすることもできる。この場合、触媒中に親水性担体を吸湿材として含ませることができる。しかし親水性担体と貴金属とはできるだけ離間しているのが好ましいので、親水性担体には貴金属を担持せず、貴金属は疎水性担体に担持することが望ましい。
【００２８】
ここで親水性及び疎水性とは、親水性の程度をいう相対的な尺度であり、親水性担体は疎水性担体より親水性の程度が高ければよい。例えば親水性担体としてゼオライト、アルミノホスフェート型モレキュラーシーブ、層状ケイ酸塩、ハイドロタルサイト、チタン酸アルカリ金属塩などを用いた場合には、 Al2O3、ZrO2、TiO2、CeO2、SiO2、SiC 、Si3N4 などを疎水性担体として用いることができる。また親水性担体として Al2O3、ZrO2、TiO2、CeO2、SiO2などを用いた場合には、SiC 、Si3N4 などを疎水性担体として用いることができる。
【００２９】
触媒には、アルカリ物質をさらに含むことが望ましい。前述したように、貴金属とアルカリ物質との共存によって (1)〜 (4)式の反応が逐次的に進行するため、PMの酸化浄化がさらに促進される。このアルカリ物質としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属であることが望ましく、 (4)式の反応活性が高いLi、Na、Ｋ、Ca、Rb、Sr、Cs、Baから選ばれる少なくとも一種が特に好ましい。
【００３０】
貴金属は疎水性担体に担持し、アルカリ物質は親水性担体に担持することが望ましい。こうすることで水分による (1)式の反応阻害を抑制できるとともに、水分による (2) 〜(4)式の反応促進効果が大きくなり、PMの酸化浄化がさらに促進される。なおアルカリ物質の担持量は、触媒の体積１リットルあたり 0.1〜５モルの範囲とすることが好ましい。 0.1モル未満では含ませた効果が得られず、５モル以上含むと貴金属の酸化活性に悪影響を及ぼす場合がある。
【００３１】
貴金属とアルカリ物質を含む触媒を用いる場合には、吸湿手段により水分量が低減された排ガスを間欠的に触媒と接触させることが望ましい。水分量が低減された排ガスと触媒とが接触した際には貴金属による (1)式の反応が効率よく右側へ進行し、水分量が低減されない排ガスつまり水分を多く含む排ガスと触媒とが接触した際には、 (2)〜 (4)式の反応が効率よく進行する。したがって、常に水分量が低減された排ガスと接触する場合、あるいは常に水分量が多い排ガスと接触する場合に比べてPMの酸化浄化が促進される。
【００３２】
吸湿手段により水分量が低減された排ガスを間欠的に触媒と接触させるには、吸湿手段が配置された排ガス流路と、吸湿手段が配置されない排ガス流路とをそれぞれ形成しておき、触媒に流れる排ガスの流路を適宜切り替えることで行うことができる。あるいは、低温域で吸湿手段に吸湿させ、高温域で吸湿手段から水分を放出させてもよい。吸湿手段を高温域とするには、別の加熱手段を用いてもよいし、高温の排ガスが流通することで高温域とすることもできる。前述したように、高温域においては水分による (1)式の反応の阻害の程度が元々低いため、水分の放出はPM酸化浄化の進行の妨げにはならない。また高温域とすることで、吸湿手段の吸湿能を再生することも可能となる。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。
【００３４】
（実施例１）
図１に本実施例の排ガス浄化装置を示す。この排ガス浄化装置は、排ガス流路１に配置されたフィルタ触媒２と、フィルタ触媒２の排ガス上流側に配置された吸湿材３と、から構成されている。フィルタ触媒２は DPF構造をなし、排ガス下流側で目詰めされた流入側セル20と、流入側セル20に隣接し排ガス上流側で目詰めされた流出側セル21と、流入側セル20と流出側セル21を区画するセル隔壁22と、を有している。セル隔壁22の表面及びその細孔の内表面には、Ptを担持してなる触媒層23が形成されている。また吸湿材３は、ストレートセルをもつハニカム基材31と、その表面に形成されたゼオライトコート層30と、から構成されている。以下、フィルタ触媒２と吸湿材３の製造方法を説明し、構成の詳細な説明に代える。
【００３５】
先ず、コージェライト製で円筒形状の DPF（直径30mm、長さ50mm、 200セル／in2 ）を用意した。次にγ-Al2O3粉末、アルミナゾル及びイオン交換水から粘度が100cps以下となるようにスラリーを調製し、固形分粒子の平均粒径が１μｍ以下となるようにミリングした。そして上記 DPFをこのスラリーに浸漬してセル内部にスラリーを流し込み、引き上げて浸漬側と反対側の端面から吸引することで余分なスラリーを除去し、 110℃で12時間通風乾燥後 500℃で１時間焼成した。この操作は２回行われ、流入側セル及び流出側セルにほぼ同量のコート層が形成されるように調整した。コート層の形成量は、 DPFの１リットルあたり 150ｇである。コート層は、流入側セル及び流出側セルの表面及びセル隔壁の細孔内表面に形成されている。
【００３６】
次に所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶液の所定量を含浸させ、 110℃で12時間通風乾燥後 500℃で１時間焼成して、コート層にPtを３ｇ／Ｌ担持した。これによりフィルタ触媒２を調製した。
【００３７】
模擬PMとしてのカーボンブラック50mgとエタノール50mLを混合し、超音波を10分間照射して懸濁液を得た。この懸濁液をフィルタ触媒２の流入側セル20から注入し、流出側セルから21吸引する操作を、吸引した液体が透明になるまで複数回繰り返した。その後、窒素気流中で 500℃にて５分間加熱し、セル隔壁22に模擬PMが付着したフィルタ触媒２を調製した。
【００３８】
一方、コージェライト製で円筒形状のストレートセルをもつハニカム基材30（直径30mm、長さ25mm、 400セル／in2 ）を用意し、 ZSM-5粉末、アルミナゾル及びイオン交換水からなるスラリーをウォッシュコート後、 110℃で12時間通風乾燥後 500℃で１時間焼成して、 ZSM-5からなるゼオライトコート層31が 150ｇ／Ｌ形成された吸湿材３を調製した。
【００３９】
吸湿材３と、模擬PMが付着したフィルタ触媒２とをこの順で図１のように配置した排ガス浄化装置に対し、吸湿材３の上流側から表１に示すモデルガスを10Ｌ／分の流量で流しながら、20℃／分の速度で 200℃から 800℃まで昇温し、フィルタ触媒２の出ガス中に含まれるCO2 濃度を連続的に測定した。そして模擬PMの燃焼量を算出し、これを１Ｌあたり及び１時間あたりに換算した燃焼速度を図２に示す。
【００４０】
【表１】
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（比較例１）
吸湿材３を用いず、模擬PMが付着したフィルタ触媒２のみを用いたこと以外は実施例１と同様である。そして実施例１と同様にして測定された燃焼速度を図２に示す。
【００４１】
＜評価＞
図２からわかるように、 440℃以下の低温域において、実施例１の排ガス浄化装置は比較例１に比べて模擬PM燃焼速度が大きい。これは、比較例１では水分がPtに付着して (1)式の反応が阻害されたのに対し、実施例１では吸湿材３がモデルガス中の水分を吸湿することで、フィルタ触媒２には水分濃度の低いモデルガスが流入し、これにより (1)式の反応が促進されたためと考えられる。
【００４２】
一方、高温域では、実施例１と比較例１とはほぼ同じ模擬PM燃焼速度を示している。すなわち高温域では水分による (1)式の反応阻害の影響がそもそも小さいため、吸湿材３の有無に関わらずほぼ同じ模擬PM燃焼速度となったと考えられる。したがって、低温域で吸湿した水分が高温域で脱離したとしても、高温域ではPM酸化浄化の進行の妨げにはならない。
【００４３】
（実施例２〜６）
本実施例に用いた排ガス浄化装置を図３に示す。この排ガス浄化装置は、排ガス流路１に配置されたフィルタ触媒２’と、その上流側に配置された吸湿材３とからなり、吸湿材３の上流側と下流側とに連通するバイパス流路10が形成されている。排ガス流路１には、吸湿材３の上流側と下流側にそれぞれ電磁弁11、電磁弁12が設けられ、バイパス流路10には電磁弁13が設けられている。またフィルタ触媒２’を加熱するヒータ24と、吸湿材３を加熱するヒータ32がそれぞれ配置されている。以下、フィルタ触媒２’と吸湿材３の製造方法を説明し、構成の詳細な説明に代える。
【００４４】
実施例１と同様に調製されたフィルタ触媒２に、所定濃度の酢酸リチウム水溶液の所定量を吸水させ、 110℃で12時間通風乾燥後 500℃で１時間焼成して、Ptに加えてさらに 0.3モル／ＬのLiを担持したフィルタ触媒２’を調製した。吸湿材３は、実施例１の吸湿材３と同じものである。
【００４５】
フィルタ触媒２’に対し、実施例１と同様にして模擬PMが付着したフィルタ触媒２’を調製した。吸湿材３と、模擬PMが付着したフィルタ触媒２’とをこの順で図３のように配置した排ガス浄化装置に対し、吸湿材３の上流側から表１に示したモデルガスを10Ｌ／分の流量で流しながら、20℃／分の速度で 200℃から 800℃まで昇温し、フィルタ触媒２の出ガス中に含まれるCO2 濃度を連続的に測定した。このとき、電磁弁11〜13を適宜開閉することで排ガス流路１とバイパス流路10とを切り替え、モデルガスが吸湿材３を通過する時間と通過しない時間とが表２に示す時間で交互に繰り返されるように調整した。
【００４６】
【表２】
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そして２分間（40℃昇温する間）毎に模擬PM燃焼量を算出し、これを１Ｌあたり及び１時間あたりに換算した燃焼速度を図４に示す。
【００４７】
図４から、実施例２〜４の排ガス浄化方法では、実施例５及び実施例６に比べて模擬PM燃焼速度が大きく、これは吸湿材３により水分量が低減された排ガスを間欠的にフィルタ触媒２’と接触させたことによる効果であることが明らかであり、 (1)〜 (4)式の反応が逐次的に高い反応速度で進行したためと考えられる。
【００４８】
実施例２〜４の中では、実施例３が特に優れた効果を示している。実施例２では、吸湿材３を通過しない時間に対して通過する時間が相対的に短いため、(1)式の反応の進行が実施例３に比べて不十分であったと考えられる。また実施例４では、吸湿材３を通過しない時間に対して通過する時間が相対的に長いため、 (2)〜 (4)式の反応の進行が実施例３に比べて不十分であったと考えられる。
【００４９】
（実施例７）
本実施例に用いた排ガス浄化装置を、図５及び図６に示す。この装置では、吸湿材３を加熱するヒータ32のみを配置し、フィルタ触媒２’にはヒータを配置していない。また電磁弁11〜13は用いず、代わりに三方弁14を吸湿材３の上流側及び下流側に配置している。他の構成は実施例２〜６と同様である。
【００５０】
この装置を用いれば、図５又は図６のように排ガス流路１とバイパス流路10とを切り替えることで、フィルタ触媒２’に流入するモデルガス中の水分量を制御できる。また吸湿材３に吸湿された水分量が飽和状態になれば、図５に示すように排ガス流路１に排ガスを流し、ヒータ32に通電することで吸湿材３から水分を放出させて吸湿材３を再生することができる。
【００５１】
（実施例８）
本実施例に用いた排ガス浄化装置を、図７及び図８に示す。この装置では、バイパス流路10を設けるのに代えて、排ガス流路１内に配置された位置と排ガス流路１から外された位置となるように吸湿材３が移動可能となっている。他の構成は実施例７と同様である。
【００５２】
この装置を用いれば、図７又は図８のように吸湿材３を各位置とすることで、フィルタ触媒２’に流入するモデルガス中の水分量を制御できる。また吸湿材３に吸湿された水分量が飽和状態になれば、図８に示すように排ガス流路１から吸湿材３を外しヒータ32に通電することで吸湿材３から水分を放出させて吸湿材３を再生することができる。
【００５３】
（実施例９）
本実施例の排ガス浄化装置を図９に示す。この装置はコージェライト製の DPF基材４と、DPF基材４のセル隔壁40表面及びセル隔壁40の細孔の内表面に形成された触媒層５と、からなるフィルタ触媒からなる。以下、フィルタ触媒の製造方法を説明し、構成の詳細な説明に代える。
【００５４】
先ず疎水性担体である SiC粉末の所定量に所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶液の所定量を含浸させ、 110℃で12時間通風乾燥後 500℃で１時間焼成して、Ptを担持したPt/SiC粉末を調製した。
【００５５】
一方、親水性担体である Al2O3粉末の所定量に所定濃度の酢酸リチウム水溶液の所定量を含浸させ、 110℃で12時間通風乾燥後 500℃で１時間焼成して、Liを担持したLi/Al2O3粉末を調製した。
【００５６】
続いてPt/SiC粉末とLi/Al2O3粉末とを同量ずつ混合し、アルミナゾル、イオン交換水及びエタノールを混合して粘度が100cps以下となるようにスラリーを調製し、固形分粒子の平均粒径が１μｍ以下となるようにミリングした。そして実施例１と同様の DPFである DPF基材４をこのスラリーに浸漬してセル内部にスラリーを流し込み、引き上げて浸漬側と反対側の端面から吸引することで余分なスラリーを除去し、 110℃で12時間通風乾燥後 500℃で１時間焼成した。この操作は２回行われ、セル隔壁40の表面及び細孔の内表面に触媒層５を形成した。触媒層５の形成量は、 DPFの１リットルあたり 150ｇであり、Ptは３ｇ担持されLiは 0.3モル担持されている。
【００５７】
また触媒層５は、図９に拡大して示すように、 SiC粒子にPtが担持されたPt/SiC粉末50と、 Al2O3粒子にLiが担持されたLi/Al2O3粉末51とが同量で混合されている。
【００５８】
（比較例２）
Al2O3粉末に代えて疎水性担体である SiC粉末を用いたこと以外は実施例９と同様にして、Liを担持したLi/SiC粉末を調製した。そしてLi/Al2O3粉末に代えてLi/SiC粉末を用いたこと以外は実施例９と同様にして、フィルタ触媒を調製した。
【００５９】
（比較例３）
SiC粉末に代えて親水性担体である Al2O3粉末を用いたこと以外は実施例９と同様にして、Ptを担持したPt/Al2O3粉末を調製した。そしてPt/SiC粉末に代えてPt/Al2O3粉末を用いたこと以外は実施例９と同様にして、フィルタ触媒を調製した。
【００６０】
＜試験・評価＞
模擬PMとしてのカーボンブラック50mgとエタノール50mLを混合し、超音波を10分間照射して懸濁液を得た。この懸濁液を実施例９、比較例２及び比較例３のフィルタ触媒（排ガス浄化装置）の流入側セルにそれぞれ注入し、流出側セルから吸引する操作を、吸引した液体が透明になるまで複数回それぞれ繰り返した。その後、窒素気流中で 500℃にて５分間加熱し、模擬PMが付着したフィルタ触媒をそれぞれ調製した。
【００６１】
それぞれの模擬PMが付着したフィルタ触媒に対し、流入側セルの開口側から表１に示したモデルガスを10Ｌ／分の流量で流しながら、20℃／分の速度で 200℃から 800℃まで昇温し、フィルタ触媒の出ガス中に含まれるCO2 濃度を連続的に測定した。そして２分間（40℃昇温する間）毎に模擬PM燃焼量を算出し、これを１Ｌあたり及び１時間あたりに換算した燃焼速度を図10に示す。
【００６２】
図10から、実施例９のフィルタ触媒は比較例２〜３のフィルタ触媒に比べて模擬PM燃焼速度が大きい。これは、疎水性担体である SiCにPtを担持するとともに親水性担体である Al2O3にLiを担持した効果であることが明らかであり、 (1)〜 (4)式の反応が逐次的に高い反応速度で進行したためと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施例の排ガス浄化装置を示す模式的な説明図である。
【図２】排ガス浄化装置への入りガス温度と模擬PM燃焼速度との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の第２の実施例の排ガス浄化装置を示す模式的な説明図である。
【図４】排ガス浄化装置への入りガス温度と模擬PM燃焼速度との関係を示す三次元グラフである。
【図５】本発明の第７の実施例の排ガス浄化装置を示す模式的な説明図である。
【図６】本発明の第７の実施例の排ガス浄化装置を示す模式的な説明図である。
【図７】本発明の第８の実施例の排ガス浄化装置を示す模式的な説明図である。
【図８】本発明の第８の実施例の排ガス浄化装置を示す模式的な説明図である。
【図９】本発明の第９の実施例の排ガス浄化装置を示す模式的な説明図である。
【図１０】排ガス浄化装置への入りガス温度と模擬PM燃焼速度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６４】
１：排ガス流路        ２：フィルタ触媒            ３：吸湿材
23：触媒層            31：ゼオライトコート層
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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