(57)【要約】【課題】ディーゼル機関排ガス中のＰＭ，ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯの全てを効果的に浄化する。【解決手段】排ガス入口流路を構成するセルの内表面にアルカリ金属を含まないＮＯｘ捕捉触媒層を設け、排ガス出口流路を構成するセル内表面に少なくともアルカリ金属を含むＮＯｘ捕捉触媒層を設けることを特徴とし、ディーゼル内燃機関の排ガス中のＰＭ，ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯを効果的に浄化できる、ウォールフロー型触媒化モノリスハニカムフィルタ及びそれを用いた浄化装置である。【効果】ディーゼル内燃機関の排ガス中のＰＭ，ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯを効果的に浄化できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス入口側は開口され、排ガス出口側は開口されていない第１のセルと、上記排ガス入口側は開口されず、上記排ガス出口側は開口されている第２のセルとが少なくとも１つ以上隣接され、上記第１のセルから流入された排ガスを上記第２のセルへ流出する多孔質壁を上記第１のセル及び上記第２のセルに有するモノリスハニカム触媒であって、上記第１のセル内表面に少なくともアルカリ金属を含むＮＯｘ捕捉触媒を有し、上記第２のセル内表面に少なくともアルカリ金属を含まないＮＯｘ捕捉触媒を有することを特徴とするモノリスハニカム触媒。
【請求項２】
請求項１において、
上記ＮＯｘ捕捉触媒は、リーン排ガス中のＮＯｘを捕捉し、捕捉されたＮＯｘが、排ガス中に含まれる還元性物質により窒素に還元され、上記ＮＯｘ捕捉触媒のＮＯｘ捕捉能は回復され、上記リーン排ガス中に含まれるＨＣ，ＣＯをＣＯ２  へ酸化することを特徴とするモノリスハニカム触媒。
【請求項３】
請求項１および２のいずれか１項において、
アルカリ金属を含まないＮＯｘ捕捉触媒が、マグネシウム（Ｍｇ），ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）から選ばれる少なくとも一種と白金（Ｐｔ），ロジウム（Ｒｈ），パラヂウム（Ｐｄ）等の貴金属から選ばれる少なくとも一種を触媒成分として含むことを特徴とするモノリスハニカム触媒。
【請求項４】
請求項１又は２のいずれか１項において、
上記アルカリ金属を含まないＮＯｘ捕捉触媒は、マグネシウム，ストロンチウム及びカルシウムから選ばれる少なくとも一種と、セリウム（Ｃｅ）等からなる希土類から選ばれる少なくとも一種と、白金，ロジウム，パラヂウム等の貴金属から選ばれる少なくとも一種を触媒成分として含むことを特徴とするモノリスハニカム触媒。
【請求項５】
請求項１又は２のいずれか１項において、
上記アルカリ金属を含まないＮＯｘ捕捉触媒は、マグネシウム，ストロンチウム及びカルシウムから選ばれる少なくとも一種と、セリウム等からなる希土類から選ばれる少なくとも一種と、白金，ロジウム，パラヂウム等の貴金属から選ばれる少なくとも一種と、チタン（Ｔｉ）及びシリコン（Ｓｉ）から選ばれる少なくとも一種を触媒成分として含むことを特徴とするモノリスハニカム触媒。
【請求項６】
請求項１又は２のいずれか１項において、
上記少なくともアルカリ金属を含むＮＯｘ捕捉触媒は、リチウム（Ｌｉ），カリウム（Ｋ），ナトリウム（Ｎａ），ルビジウム（Ｒｂ），セシウム（Ｃｓ）のアルカリ金属とマグネシウム，ストロンチウム及びカルシウムのアルカリ土類からなる元素群の中から少なくとも一種のアルカリ金属を選定して含み、白金，ロジウム，パラヂウム等からなる貴金属から選ばれる少なくとも一種を含むことを特徴とするモノリスハニカム触媒。
【請求項７】
請求項１又は２のいずれか１項において、
上記少なくともアルカリ金属を含むＮＯｘ捕捉触媒は、リチウム，カリウム，ナトリウム，ルビジウム，セシウムのアルカリ金属とマグネシウム，ストロンチウム及びカルシウムのアルカリ土類からなる元素群の中から少なくとも一種のアルカリ金属を選定して含み、さらに、セリウム等からなる希土類から選ばれる少なくとも一種と、白金，ロジウム，パラヂウム等からなる貴金属から選ばれる少なくとも一種を含むことを特徴とするモノリスハニカム触媒。
【請求項８】
請求項１又は２のいずれか１項において、
上記少なくともアルカリ金属を含むＮＯｘ捕捉触媒は、リチウム，カリウム，ナトリウム，ルビジウム，セシウムのアルカリ金属とマグネシウム，ストロンチウム及びカルシウムのアルカリ土類からなる元素群の中から少なくとも一種のアルカリ金属を選定して含み、さらに、セリウム等からなる希土類から選ばれる少なくとも一種と、白金，ロジウム，パラヂウム等からなる貴金属から選ばれる少なくとも一種と、チタン及びシリコンから選ばれる少なくとも一種を含むことを特徴とするモノリスハニカム触媒。
【請求項９】
排ガス入口側は開口され、排ガス出口側は開口されていない第１のセルと、上記排ガス入口側は開口されず、上記排ガス出口側は開口されている第２のセルとが少なくとも１つ以上隣接され、上記第１のセルから流入された排ガスを上記第２のセルへ流出する多孔質壁を上記第１のセル及び上記第２のセルに有するモノリスハニカム触媒を有し、上記第１のセル内表面に少なくともアルカリ金属を含むＮＯｘ捕捉触媒を有し、上記第２のセル内表面に少なくともアルカリ金属を含まないＮＯｘ捕捉触媒を有することを特徴とする触媒化ウォールフロー型モノリスハニカムフィルタ。
【請求項１０】
請求項９において、
上記ＮＯｘ捕捉触媒でリーン排ガス中のＮＯｘを捕捉し、捕捉したＮＯｘが、排ガス中に含まれる還元性物質により、窒素に還元されてＮＯｘ捕捉能を回復し、ＨＣ，ＣＯのＣＯ２  への酸化機能を有することを特徴とする触媒化ウォールフロー型モノリスハニカムフィルタ。
【請求項１１】
排ガス入口側は開口され、排ガス出口側は開口されていない第１のセルと、上記排ガス入口側は開口されず、上記排ガス出口側は開口されている第２のセルとが少なくとも１つ以上隣接され、上記第１のセルから流入された排ガスを上記第２のセルへ流出する多孔質壁を上記第１のセル及び上記第２のセルに有するモノリスハニカムを有し、上記第１のセル内表面に少なくともアルカリ金属を含むＮＯｘ捕捉触媒と、上記第２のセル内表面に少なくともアルカリ金属を含まないＮＯｘ捕捉触媒を有するモノリスハニカムからなるモノリスハニカムフィルタによって排ガスを浄化することを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
上記ＮＯｘ捕捉触媒でリーン排ガス中のＮＯｘを捕捉し、捕捉したＮＯｘが、排ガス中に含まれる還元性物質により、窒素に還元されてＮＯｘ捕捉能を回復し、ＨＣ，ＣＯのＣＯ２  への酸化機能を有することを特徴とする排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の内燃機関から排出されるガス中に含まれるパーティキュレート（ＰＭ；Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ），炭化水素（ＨＣ），一酸化炭素（ＣＯ），窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害物質を浄化する排ガス浄化装置に関し、特にＰＭ，ＨＣ，ＣＯ、の酸化浄化とＮＯｘの還元浄化をともに効率良く浄化する内燃機関用排ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この出願の発明に関する先行技術文献情報としては次のものがある。
【０００３】
【非特許文献１】
自動車技術シリーズ１，自動車原動機の環境対応技術ｐ１４１−１４２；（社）自動車技術会編，（株）朝倉書店発行，１９９７年７月初版発行
【特許文献１】
特開平６−１５９０３７号公報
【特許文献２】
特許３０１２２４９号公報
自動車等の内燃機関から排出される排ガスに含まれるパーティキュレート，炭化水素，一酸化炭素，窒素酸化物は大気汚染物質として人体に悪影響を及ぼす。また、地球環境への悪影響も無視できない。
【０００４】
そこで、従来からこれらの排出量低減には多大な努力が払われてきたが、今後さらに徹底した排出量低減が望まれ、高度な技術の開発が必要となっている。
【０００５】
また、化石燃料を使用する内燃機関は地球温暖化の原因物質である炭酸ガスを排出するため、燃料消費量の低減が強く望まれている。
【０００６】
自動車等の内燃機関には、排気の一層の低減と燃費低減の両立が不可欠である。
【０００７】
ディーゼルエンジンは平均的なガソリンエンジンと比べると燃料消費量が少ない。そこで、排気のクリーン化が達成できれば理想的な内燃機関ひいては理想的な自動車が実現する。
【０００８】
ガソリンエンジン排ガス中の主要有害物質は、ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯであるが、ディーゼルエンジン排ガスではこれにＰＭが加わる。ＰＭは呼吸器に障害をもたらし、ディーゼル排ガス浄化において避けて通れない物質である。
【０００９】
ＰＭ対策としては、これをディーゼルパーティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）であるフィルタで捕集し、ＰＭの蓄積でフィルタの圧力損失が増大すればＰＭ燃焼させて、フィルタを再生する方法がある。ＤＰＦには各種型式・材質のものが知られているがその一種に多孔質セラミックス（コーディエライト等）のいわゆるモノリスハニカムのセル（排ガス流路）の入口と出口を交互に（千鳥状に）封じ、入口が開放された（出口が封じられている）セルに排ガスを導入し、排ガスを該セルを構成する多孔質壁内を通過させて入口端面が封じられ（出口端面が開放されている）隣接するセルに移動せしめ、この過程でＰＭを濾過し、隣接セルから最終的にＰＭを除去した排ガスをモノリス外へ排出する、ウォールフロー型モノリスハニカムフィルタが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【００１０】
さらに、このフィルタに触媒をコートしＰＭとＮＯｘ，ＨＣ等の排ガス成分を同時に浄化する方法が、特許文献１及び特許文献２等に提案されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来技術の浄化装置又は浄化方法では、ＰＭ，ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯの全てについて高い浄化性能を得ることはできないという問題がある。そこで、本発明は、ＰＭ，ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯの全てについて高い浄化性能を示し、触媒化ウォールフロー型モノリスハニカムフィルタおよびそれを用いた排気浄化装置を提案する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明は、排ガス入口側は開口され、排ガス出口側は開口されていない第１のセルと、排ガス入口側は開口されず、排ガス出口側は開口されている第２のセルとが少なくとも１つ以上隣接され、第１のセルから流入された排ガスを第２のセルへ流出する多孔質壁を第１のセル及び第２のセルに有するモノリスハニカムであって、第１のセル内表面に少なくともアルカリ金属を含むＮＯｘ捕捉触媒を有し、第２のセル内表面に少なくともアルカリ金属を含まないＮＯｘ捕捉触媒層を有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、モノリスハニカムの排ガス入口側のセル（排ガス流路）の開口端を一つおきに、例えば、千鳥状に封じ、かつ入口端面が封じられていないセル（排ガス流路）の排ガス出口側端面を（結果的に一つおきに）封じ、入口側が開放された（出口側が封じられている）セルに排ガスを導入し、排ガスを該セルを構成する多孔質壁内を通過させて入口側が封じられた（出口側が開放された）隣接するセルに移動せしめ、この過程でＰＭを濾過し、隣接するセルから最終的にＰＭを除去した排ガスをモノリスハニカム外へ排出する、ウォールフロー型モノリスハニカムフィルタであって、セル内表面に触媒層を設けてＰＭとＮＯｘとＨＣとＣＯを浄化するにあたり、入口側端面が封じられたセルの内表面に少なくともアルカリ金属を含まないＮＯｘ捕捉触媒層を設け、出口側が封じられたセルの内表面に少なくともアルカリ金属を含むＮＯｘ捕捉触媒を設けたことを特徴とする。
【００１４】
ここでＮＯｘ捕捉触媒は、理論空燃比より空気過剰で燃焼され、多量の酸素を含むリーン排ガス中のＮＯｘを捕捉し、捕捉したＮＯｘが、ストイキ排ガスおよびリッチ排ガス（それぞれ理論空燃比および理論空燃比より小さい空燃比で燃焼されて生成する）中でそれに含まれるＣＯ，ＨＣ等の還元性物質により、あるいは排ガスに新たに添加した還元性物質により、窒素に還元されてＮＯｘ捕捉能を回復する触媒であり、かつ、ＨＣ，ＣＯのＣＯ２  への酸化機能をも有する触媒であることを特徴とする。
【００１５】
この種のＮＯｘ捕捉タイプの触媒は、リーンＮＯｘ触媒と称され、例えば、特開平９−３２７６１７号，特開平１０−０４３５５０号，特開平１０−１１８４５８号等を始めとして、多数の提案がある。
【００１６】
これらの触媒は、少なくとも、アルカリ金属及びアルカリ土類から選ばれる少なくとも一種とＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈから選ばれる少なくとも一種の貴金属を触媒成分とし、これらをアルミナ，ジルコニア等の多孔質耐熱担体上に分散させ、耐熱性向上，耐ＳＯｘ性向上，酸化性能や三元触媒機能の向上等を目的に、必要に応じて遷移金属や希土類元素を添加して構成されることが多い。
【００１７】
使用形態としては、モノリスハニカムにコートして、使われる場合が多い。
【００１８】
以上の触媒で排ガスを浄化するにあたり、貴金属はリーン排ガス中のＮＯｘのＮＯ２  への酸化と、捕捉されたＮＯ２  のストイキ排ガスあるいはリッチガス中での窒素への還元に機能し、アルカリ金属とアルカリ土類金属はＮＯ２  の捕捉に機能すると考えられている。貴金属はまた、ＨＣ，ＣＯのＣＯ２  への酸化にも機能する。
【００１９】
本発明者らの検討結果によると、以上のリーンＮＯｘ触媒において、ＮＯｘ捕捉成分としてアルカリ土類金属を含みアルカリ金属を含まないものと、少なくともアルカリ金属を含むものは排ガス浄化特性を異にする。すなわち、前者は後者に比べ、ＨＣ，ＣＯ，ＰＭの燃焼能力が優れる。またＮＯｘ捕捉能については、前者は低温側でＮＯｘ捕捉能に優れ後者は逆に高温側で優れる。
【００２０】
本発明は、触媒化ウォールフロー型モノリスハニカムフィルタにおいて、入口端面が開かれ出口端面が封じられたセルの内表面に少なくともアルカリ金属を含まないＮＯｘ捕捉触媒層を設け、入口端面が封じられ出口端面が開かれたセル内表面に少なくともアルカリ金属を含むＮＯｘ捕捉触媒層を設けることにより、広い温度域でＮＯｘ捕捉能を持たせ、かつ、酸化触媒機能の優れたアルカリ金属を含まないＮＯｘ捕捉触媒でＨＣとＣＯを効果的に浄化し、さらに該触媒上にＰＭを捕捉することによりＰＭの燃焼を容易とする。側に捕捉してＰＭの燃焼能力を高め、同時にＣＯ，ＨＣの高い浄化能を達成する。
【００２１】
なお、ここで触媒は、セル内表面に層状に設けるのみでなく、多孔質のセル細孔内に侵入して存在しても良い。セルを構成する多孔質壁の一方の表面側と他方の表面側で２種の触媒が互いに偏在することにより本発明の目的を達することができる。
【００２２】
本発明におけるアルカリ金属を含まないＮＯｘ捕捉触媒には、マグネシウム
（Ｍｇ），ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）から選ばれる少なくとも一種と白金（Ｐｔ），ロジウム（Ｒｈ），パラヂウム（Ｐｄ）等の貴金属から選ばれる少なくとも一種を成分として含むものが適用できる。
【００２３】
また、マグネシウム，ストロンチウム及びカルシウムから選ばれる少なくとも一種とセリウム（Ｃｅ）等からなる希土類から選ばれる少なくとも一種と、白金，ロジウム，パラヂウム等からなる貴金属から選ばれる少なくとも一種を含む
ＮＯｘ捕捉触媒が好適に適用できる。
【００２４】
さらに、マグネシウム，ストロンチウム及びカルシウムから選ばれる少なくとも一種と、セリウム等からなる希土類から選ばれる少なくとも一種と、白金，ロジウム，パラヂウム等からなる貴金属から選ばれる少なくとも一種と、チタン及びシリコンから選ばれる少なくとも一種を含むＮＯｘ捕捉触媒がさらに好適に適用できる。
【００２５】
本発明における、少なくともアルカリ金属を含むＮＯｘ捕捉触媒としては、リチウム（Ｌｉ），カリウム（Ｋ），ナトリウム（Ｎａ），ルビジウム（Ｒｂ），セシウム（Ｃｓ）のアルカリ金属とマグネシウム，ストロンチウム及びカルシウムのアルカリ土類からなる元素群の中から少なくとも一種のアルカリ金属を選定して含み、さらに、白金，ロジウム，パラヂウム等からなる貴金属から選ばれる少なくとも一種を含むＮＯｘ捕捉触媒が適用できる。
【００２６】
また、リチウム，カリウム，ナトリウム，ルビジウム，セシウムのアルカリ金属とマグネシウム，ストロンチウム及びカルシウムのアルカリ土類からなる元素群の中から少なくとも一種のアルカリ金属を選定して含み、さらに、セリウム等からなる希土類から選ばれる少なくとも一種と、白金，ロジウム，パラヂウム等からなる貴金属から選ばれる少なくとも一種を含むＮＯｘ捕捉触媒が好適に適用できる。
【００２７】
さらに、リチウム，カリウム，ナトリウム，ルビジウム，セシウムのアルカリ金属とマグネシウム，ストロンチウム及びカルシウムのアルカリ土類からなる元素群の中から少なくとも一種のアルカリ金属を選定して含み、さらに、セリウム等からなる希土類から選ばれる少なくとも一種と、チタン及びシリコンから選ばれる少なくとも一種と、白金，ロジウム，パラヂウム等からなる貴金属から選ばれる少なくとも一種を含むＮＯｘ捕捉触媒が好適に適用できる。
【００２８】
本発明の具体的実施態様を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施態様及び実施例に限定されるものでなく、その技術思想の範囲内において各種の実施態様があることは言うまでもない。
【００２９】
図１は、本発明の方法による触媒化ウォールフロー型モノリスハニカムフィルタの排ガス流れ方向に平行な面で切断した断面図であり、図２は、その排ガス入口側端面図である。
【００３０】
本発明の方法による触媒化ウォールフロー型モノリスハニカムフィルタ１には、一方の表面から他方の表面に貫通する多数の連通孔を有する多孔質セル壁４で仕切られた多数のセル（排ガス流路）２が設けられる。
【００３１】
排ガス入口側端面において、セル端面は一つ置きにセル目封じ３により封じられ、排ガス出口側端面においては、入口側端面が目封じされていないセル端面が（結果的に）一つ置きにセル目封じ３により封じられる。その結果セル２はセル（排ガス入口流路）２Ａとセル（排ガス出口流路）２Ｂに区別される。
【００３２】
セル壁４のセル（排ガス入口流路）２Ａに面する表面には少なくともアルカリ金属を含まないＮＯｘ捕捉触媒の触媒層５Ａを設け、セル壁４のセル（排ガス出口流路）２Ｂに面する表面には少なくともアルカリ金属を含むＮＯｘ捕捉触媒の触媒層５Ｂを設ける。
【００３３】
以上の方法で構成されたウォールフロー型モノリスハニカムフィルタは以下のように機能する。
【００３４】
ＰＭ、ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯを含む排ガス６はセル２Ａに導入される。導入された排ガスは、触媒層５Ａに接触した後多孔質のセル壁４を通過し、続いて触媒層５Ｂに接触した後セル２Ｂに移動する。セル２Ｂに移動した排ガスは浄化排ガス７としてモノリスフィルタ外へ出る。
【００３５】
以上の排ガスの流れにともない、以下の排ガス浄化作用が発現される。
【００３６】
リーン排ガスが通じられると、排ガス中のＮＯｘは触媒層５Ａと５Ｂに捕捉される。同時にＮＯｘ捕捉触媒の酸化機能によりＨＣ，ＣＯが燃焼される。ＰＭはセル壁４で捕捉される。その結果、ＰＭ，ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯの除去された浄化排ガスがモノリスハニカム外へ排出される。
【００３７】
排ガスは、アルカリ金属を含まないＮＯｘ捕捉触媒の触媒層Ａ５Ａと少なくともアルカリ金属を含むＮＯｘ捕捉触媒の触媒層Ｂ５Ｂを通過することにより、２００−４００℃の広い温度域でＮＯｘが捕捉され、同時に、ＨＣ，ＣＯもアルカリ金属を含まないＮＯｘ捕捉触媒の触媒層Ａ５Ａと接触することにより高効率で浄化される。
【００３８】
捕捉ＮＯｘが蓄積しＮＯｘ浄化能が低下すれば、通常の方法により、理論空撚比運転あるいはリッチ運転の燃焼排ガスを通じることにより、あるいは化石燃料等の還元性物質を排ガス中に添加することにより、捕捉されたＮＯｘは窒素に還元されて無害となり、触媒はＮＯｘ捕捉能を回復する。
【００３９】
セル壁で捕捉されたＰＭはフィルタの圧力損失増加の要因となる。しかし、ＰＭは排ガス中の酸素およびＮＯｘ等の酸化剤により燃焼し、これが圧力損失増加抑制要因となる。本発明の方法においてＰＭは酸化能力に優れたアルカリ金属を含まないＮＯｘ捕捉触媒側に主として捕捉されるためＰＭの燃焼能力が高く、圧力損失増加が抑制される。
【００４０】
また、以上にもかかわらず圧力損失が増加する場合には、エンジン運転条件の調整や外部熱源により、排ガス温度やフィルタ自体の温度を上昇させることにより、また、必要に応じて高温ガスを排ガス出口側から導入（いわゆる逆洗）することにより、ＰＭの燃焼を行わしめる。この場合もアルカリ金属を含まないＮＯｘ捕捉触媒の高い酸化能が有効に機能する。
【００４１】
本発明の方法で調製した触媒化モノリスハニカムフィルタの排ガス浄化性能の例を以下に示す。
【００４２】
２２ｍｍ角の端面に５×５＝２０個のセルを持ち（２００セル／ｉｎ２  相当）、入口側セル流路１３個，出口側セル流路１２個，長さ８０ｍｍの小モノリスハニカムフィルタのセル内面に触媒をコートした。
【００４３】
触媒は、先ず、以下の手順でアルカリ金属を含まない触媒Ａの粉末とアルカリ金属を含む触媒Ｂの粉末を。何れも混練法で調製した。
【００４４】
触媒Ａは平均粒径約２０μのアルミナ粉末にアルミナ１００ｇに対して金属元素の重量換算で（以下同じ）４０ｇのＳｒ，１３ｇのＣｅ，２ｇのＴｉ，１．５ｇのＰｔ，０．１５ｇ  のＲｈを担持した。触媒Ｂは、平均粒径約２０μのアルミナ粉末にアルミナ１００ｇに対して７ｇのＫ，６ｇのＮａ，１３ｇのＣｅ，２ｇのＴｉ，１．５ｇのＰｔ，０．１５ｇ  のＲｈ，０．７ｇのＰｄを担持した。何れの触媒も最終的に６００℃で１時間焼成した。
【００４５】
以上で得た触媒粉末を前記小モノリスハニカムフィルタにコートして以下の３種の触媒化モノリスハニカムフィルタを得た。
▲１▼〔触媒化フィルタ１〕排ガス入口側セル表面にアルカリ金属を含まない触媒層を有し、排ガス出口側セル表面にアルカリ金属を含む触媒層を有する触媒化モノリスハニカムフィルタ；触媒粉末Ａを水に懸濁させて得たスラリーをバインダーと共に排ガス入口側セル内に流し込み余分のスラリーを遠心力で振り払ってコート層を形成した。コート量はアルミナのコート量が５０ｇ／Ｌ−ハニカムとなるようにした。形成されたコート層は６００℃で１時間焼成して安定化した。続いて、触媒粉末Ｂをアルカリの溶解しない液体中に懸濁させて得たスラリーをバインダーと共に排ガス出口側セル内に流し込み余分のスラリーを遠心力で振り払ってコート層を形成した。触媒Ａと同様に、コート量はアルミナのコート量が５０ｇ／Ｌ−ハニカムとなるようにし、形成されたコート層は６００℃で１時間焼成して安定化した。
▲２▼〔比較触媒化フィルタ１〕排ガス入口側セル表面と排ガス出口側セル表面の両方にアルカリ金属を含まない触媒層を設けた触媒化モノリスハニカムフィルタ；上記と同様の方法により、触媒粉末Ａのみのコート層をセル内表面に形成した。触媒コート量は、入口側及び出口側について、いずれもアルミナのコート量が
５０ｇ／Ｌ−ハニカムとなるようにした。
▲３▼〔比較触媒化フィルタ２〕排ガス入口側セル表面と排ガス出口側セル表面の両方にアルカリ金属を含む触媒層を設けた触媒化モノリスハニカムフィルタ；同様に、触媒粉末Ｂのみのコート層をセル内表面に形成した。触媒コート量は、入口側及び出口側について、いずれもアルミナのコート量が５０ｇ／Ｌ−ハニカムとなるようにした。
【００４６】
なお、以上で調製した触媒化ハニカムフィルタは、電気炉中空気雰囲気下で
８００℃に５時間保持して、エージングした後以下で述べる性能評価に供した。
【００４７】
以上の触媒化ハニカムフィルタについて、排ガス浄化性能を評価した。
【００４８】
固定床流通型反応装置内に触媒化フィルタを設置し、触媒化フィルタ入口ガス温度を電気炉で所定温度に維持しつつ、ボンベガスから調製したモデル排ガスを流通させ、触媒化フィルタ前後のＮＯ，ＨＣ，ＣＯの濃度を測定してこれらの成分の浄化率を測定した。
【００４９】
モデル排ガスとしてはリーンモデル排ガスとストイキモデル排ガスを用意し、リーンモデル排ガス組成は、ＮＯ  ５００ｐｐｍ（体積分率；以下同じ），プロピレンＣ３Ｈ６  １３００ｐｐｍ，ＣＯ  １０００ｐｐｍ，Ｏ２  ５％、Ｈ２  ３０００ｐｐｍ  ，Ｎ２  バランスとし、ストイキモデル排ガス組成はＮＯ  ５００ｐｐｍ（体積分率；以下同じ）、プロピレンＣ３Ｈ６  １３００ｐｐｍ，ＣＯ  １０００ｐｐｍ，Ｏ２  ０．５％，Ｈ２  ３０００ｐｐｍ，Ｎ２  バランスとした。
【００５０】
排ガス流量は触媒フィルタ部での空塔速度が３６０００／ｈになるように調整した。
【００５１】
リーンモデル排ガスとストイキモデル排ガスを３分毎に交互に流し、繰り返し性能が安定した時点でのリーンモデル排ガス流通１分後とストイキモデル排ガス流通１分後のＮＯｘ，ＣＯ，ＨＣ浄化率をその触媒フィルタの性能指標とした。
【００５２】
評価結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
2004243189.tif 000003
【００５４】
【発明の効果】
以上から明らかな様に、本発明によれば、エンジンから排出されるパティキュレート，ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯを効率良く浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な実施態様を示す本発明の方法による触媒化モノリスハニカムフィルタの構成図（断面図）。
【図２】本発明の代表的な実施態様を示す本発明の方法による触媒化モノリスハニカムフィルタの構成図（排ガス入口端面図，Ａ−Ａ矢視図）。
【符号の説明】
１…触媒化ウォールフロー型モノリスハニカムフィルタ、２Ａ…セル（排ガス入口流路）、２Ｂ…セル（排ガス出口流路）、３…セル目封じ、４…セル壁、
５Ａ…触媒層Ａ、５Ｂ…触媒層Ｂ、６…排ガス、７…浄化排ガス。
【図１】
2004243189.tif 000004
【図２】
2004243189.tif 000005