(57)【要約】【課題】触媒担持量がガス入口側で高く、出口側で低く分布したフィルタ（特にDPF）を複雑な操作を行わず、精度良く調製することができる触媒または触媒担体の製造方法を提供する。【解決手段】フィルタ基材に触媒担体および酸化触媒成分を担持する、排ガス中の粒子状物質の除去を目的としたフィルタの製造方法であって、該フィルタ基材を触媒担体成分を含んだ含浸液に浸漬し、液切り後、加湿したガスを前記フィルタ基材の下方から上方に向けて通ガスして乾燥させる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ基材に触媒担体および酸化触媒成分を担持する、排ガス中の粒子状物質の除去を目的としたフィルタの製造方法であって、該フィルタ基材を触媒担体成分を含んだ含浸液に浸漬し、液切り後、加湿したガスを、前記フィルタ基材の下方から上方に向けて通ガスして乾燥させることを特徴とする排ガス浄化用触媒の製造方法。
【請求項２】
前記含浸液が、酸化チタン、アルミナ、シリカ及びジルコニアから選ばれる1つ以上の触媒担体成分を含んだ含浸液である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フィルタ基材の乾燥後、さらに白金（Pt）、パラジウム（Pd）、ロジウム（Rh）及びイリジウム（Ir）から選ばれる1種類以上の貴金属成分を含んだ含浸液に浸漬し、該貴金属成分を吸着担持することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記フィルタ基材が、波板と多孔質平板の対を基本単位とし、該波板の稜線が交互に交差するように積層された成形体を用いたものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化用触媒の製造方法に係り、特に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粒子上物質(PM)を捕集し、二酸化窒素(NO2)及び/又は酸素(O2)で酸化燃焼して除去するための酸化触媒を担持したフィルタ(DPF)の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン(DE)は、内燃機関の中で最も効率の高いものの１つであり、一定出力当りの二酸化炭素(CO2)の排出量が低く、また重油などの低質燃料を使用できるため、経済的にも優れている。このため、近年、地球温暖化防止のため、エネルギー利用効率が高く、CO2排出量の低いDEを用いた車や定置式の発電設備が見直され、多用される傾向にある。しかし、重質油や軽油を燃料とするDEは、未燃炭化水素と煤が一体化した粒状物質(PM又はDP)の排出量が多く、公害の元凶となっていることが社会問題になっている。このため、DEメーカ及び自動車メーカなどの各方面においてDP除去に関する研究、開発が進められ、優れた除去性能を有するフィルタや、酸化触媒を前置するか、または酸化触媒を担持したフィルタにより、排ガス中の一酸化窒素(NO)を二酸化窒素(NO2)に酸化して煤を燃焼し、長期間煤の詰まりを防止するように工夫されたDPフィルタ(DPF)に関する研究・発明がなされている(非特許文献１)。
【０００３】
さらに、上記の酸化触媒を担持したフィルタにおいてはDPF入口でのNO2生成量の増加を目的に、入口部への触媒担持量を多く担持する技術(特許文献１、特許文献２)が知られている。
【非特許文献１】産業環境管理協会、環境管理Vol.37、P441-449
【特許文献１】特開2001-207836号公報
【特許文献２】特開2004-346902号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来技術では、入口部への触媒担持量を多くするための製造方法についての具体的な施策については開示されていないか、または詳細検討されていない。このため、目的とする触媒担持量が分布したDPFを精度良く得るには、各部位への担持を異なる含浸液により行う、担持回数を変えるなどの操作が必要となり、製造コストが大きく増加する。そこで容易な手段として乾燥時の液だれを利用して分布を持たせることが考えられるが、液だれにより下面のセルが閉塞してしまう問題が生じる。一方、セルの閉塞を防止するために、通ガスして乾燥した場合は、流速はある程度必要となることから、通ガスにより乾燥速度は大きく増加し、液だれ効果による分布は十分に得られないなどの問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、触媒担持量が均一に分布したDPFを複雑な操作を行わず、精度良く調製することができ、特にフィルタへの触媒または触媒担体の均一な担持に有効な乾燥方法を用いた排ガス浄化用触媒の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題は、フィルタ基材を触媒成分を含んだ含浸液に浸漬し、液切り後、加湿したガスを該フィルタ基材の下方から上方に向けて通ガスして乾燥させることで達成することができる。すなわち、本願で特許請求される発明は下記のようである。
（１）フィルタ基材に触媒担体および酸化触媒成分を担持する、排ガス中の粒子状物質の除去を目的としたフィルタの製造方法であって、該フィルタ基材を触媒担体成分を含んだ含浸液に浸漬し、液切り後、加湿したガスを、前記フィルタ基材の下方から上方に向けて通ガスして乾燥させることを特徴とする排ガス浄化用触媒の製造方法。
（２）前記含浸液が、酸化チタン、アルミナ、シリカ及びジルコニアから選ばれる1つ以上の触媒担体成分を含んだ含浸液である（１）に記載の方法。
（３）前記フィルタ基材の乾燥後、さらに白金（Pt）、パラジウム（Pd）、ロジウム（Rh）及びイリジウム（Ir）から選ばれる1種類以上の貴金属成分を含んだ含浸液に浸漬し、該貴金属成分を吸着担持することを特徴とする（１）または（２）に記載の方法。
（４）前記フィルタ基材が、波板と多孔質平板の対を基本単位とし、該波板の稜線が交互に交差するように積層された成形体を用いたものであることを特徴とする（１）ないし（３）のいずれかに記載の方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、触媒担持量を分布させたDPFを簡便な手段により精度良く調整することが可能となり、排ガス浄化装置をより安価で提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
ディーゼルパティキュレートフィルタ（DPF）で捕集した煤の燃焼には次式(1)の反応が低温から効率よく進行する。
２ＮＯ２  ＋  Ｃ(煤)  →  ＣＯ２  ＋  ２ＮＯ  …  (1)
このため、酸化触媒を担持したDPFにおいては、ガス流入側への触媒担持量を多くして煤の捕集前に多量のNO２を生成させることが有効な手段となる。
【０００９】
本発明では、セルの目詰まりを防止するために通ガスし、該通ガスに用いるガスを加湿することにより、乾燥速度を遅らせて十分な液だれ効果によるガス流入側への触媒担持量を多くしようとするものである。さらに、含浸液は乾燥面へと移動し担持ムラが生じる現象も知られていることから、通ガスをフィルタ基材の下方から上方へと行ない、下方から順次乾燥することでより下部から上部へと高低濃度差を持った分布を持たせることが可能となる。さらに、昇温により含浸液の流動性を高めて液だれを促進することもでき、このとき、加湿量を調整することにより、昇温条件下においても遅い乾燥速度で効果的に分布を形成することが可能である。
【００１０】
また、ハニカムの隣合うセルのどちらか一方が交互に目封じされた構造をもつDPFでは通ガスによる乾燥でガスが均等に流れにくいため、一対の波板と平板を基本単位とし、これが交互に直交するように積層された交差ハニカムを基材として用いたDPFが適している。勿論、本発明は、一般的なハニカム基材への触媒の分布担持にも適用可能である。
【００１１】
このように触媒担体成分を含む含浸液に基材を含浸後、通ガスする際のガスの加湿量を調整することにより、入口側の触媒担持量を多くしたDPFを簡便な操作で精度良く製造することが可能となる。これにより、煤の酸化燃焼に適したDPFを低コストで量産できるようになり、安価な排ガス浄化装置を提供できる。
【実施例】
【００１２】
以下、実施例（具体例）を用いて本発明を詳細に説明する。
実施例１
シリカアルミナ繊維の不織布からなる板厚0.2ｍｍの多孔質波板と板厚0.2ｍｍの多孔質平板との積層体(交差コルゲートハニカム、波板ピッチ3.3ｍｍ、平板平板間隔1.9ｍｍ、ニチアス社製、外寸150ｍｍ×150ｍｍ×150ｍｍ)を、15重量%のTiO2ゾル(石原産業社製)に浸漬し、エアブローにより液切りを行なった。次に、水蒸気により水分濃度10%となるよう加湿した80℃の熱風をDPFの下方から流速4m/sで通風して乾燥を行なった後、350℃で2時間の仮焼成を行った。次に、規定量のPt(0.17g)を含んだジニトロジアンミン白金硝酸液に浸漬して活性成分を吸着担持し、エアブローで液切りし、150℃で乾燥後、500℃で2時間の焼成を行った。得られた酸化触媒担持DPFを乾燥における上下方向に5等分に切断し、各切断部について蛍光Ｘ線分析を用いた定量評価により、単位体積当たりのTiO2及びPt担持量を求めた。
【００１３】
比較例１
実施例１において、水蒸気による加湿を行なわなかった以外は同様の操作により得られた酸化触媒担持DPFの各部位でのTiO2及びPt担持量を求めた。
【００１４】
実施例２
実施例１において、水蒸気による加湿を水分濃度3%に変更し、30℃の空気をDPFの下方から流速10m/sで通風して乾燥を行なった以外は実施例１と同様の操作により得られた酸化触媒担持DPFの各部位でのTiO2及びPt担持量を求めた。
【００１５】
比較例２
実施例２において、水蒸気による加湿を行なわなかった以外は同様の操作により得られた酸化触媒担持DPFの各部位でのTiO2及びPt担持量を求めた。
【００１６】
実施例１、２及び比較例１、２におけるTiO2担持量の分布を表１に、Pt担持量の分布を表２に纏めて示す。表１の結果から、加湿したガスにより通風乾燥したものは、比較例１、２に較べて触媒担持量が低い方から高い方へ効果的に分布していることが明らかである。さらに、表２の結果から、Pt担持量の分布はTiO2担持量の分布に比例していることが分かり、本発明により簡便な操作で触媒担持量を高低に分布させた触媒を精度良く製造することが可能となる。
【００１７】
【表１】
2007144306.tif 000002
【００１８】
【表２】
2007144306.tif 000003