(57)【要約】【課題】ガソリンエンジン等の内燃機関のリーンバーン排ガスのような多種の炭化水素を含む排ガスであっても、炭化水素を還元剤として有効利用し、ＮＯｘや炭化水素等の排気ガス中の有害成分を効率良く浄化し得る排ガス浄化装置を提供する。【解決手段】ＮＯｘ還元触媒を備えた３つ以上の排ガス浄化部を有する排ガス浄化装置であって、前記排ガス浄化部が内燃機関の排ガス流路に順次設置されると共に、炭化水素に対する前記ＮＯｘ還元触媒の酸化力が前記排ガス流路の上流から下流に向けて段階的に大きいことを特徴とする排ガス浄化装置とする。【選択図】図１
2009281192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＯｘ還元触媒を備えた３つ以上の排ガス浄化部を有する排ガス浄化装置であって、
前記排ガス浄化部が内燃機関の排ガス流路に順次設置されると共に、炭化水素に対する前記ＮＯｘ還元触媒の酸化力が前記排ガス流路の上流から下流に向けて段階的に大きいことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記ＮＯｘ還元触媒が、Ａｇ粒子を担持したγ−アルミナ粒子であり、且つ前記排ガス流路の上流から１つ目の排ガス浄化部と、前記排ガス流路の上流から２つ目の排ガス浄化部と、前記排ガス流路の上流から３つ目以降の排ガス浄化部との間のγ−アルミナ粒子に対するＡｇ粒子の担持密度の比が、１：１．５〜５：５〜１０であることを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記γ−アルミナ粒子が、１．５〜３．５の電気陰性度を有する金属粒子をさらに担持していることを特徴とする請求項２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記金属粒子が、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｇａ、及びこれらの混合物から成る群より選択されることを特徴とする請求項３に記載の排ガス浄化装置。
【請求項５】
前記γ−アルミナ粒子に対する前記金属粒子の担持密度が、前記γ−アルミナ粒子に対する前記Ａｇ粒子の担持密度の０．０１〜１０倍であることを特徴とする請求項３又は４に記載の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンや燃焼装置等の内燃機関から排出される排ガス、特に、多種の炭化水素を含有するガソリンエンジンのリーンバーン排ガス中の有害成分を浄化する排ガス浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジンから排出される排気ガス中には、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）等の有害成分が一般的に含まれている。
これらの有害成分を浄化する装置として、排ガス中の残存酸素（Ｏ２）が極めて微量である量論燃焼においては三元触媒を用いた排ガス浄化装置が実用化されている。有害成分は、この三元触媒に排ガスを通すことにより、水（Ｈ２Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ２）及び窒素（Ｎ２）の無害成分に転化される。
しかし、リーンバーンエンジンやディーゼルエンジン、工場の燃焼機器、及び家庭用のファンヒータ等の内燃機関の排ガス中には酸素が多く含まれる場合があり、三元触媒を用いた場合にはＮＯｘよりもＣＯやＨＣの酸化反応が優先されてしまうので、ＮＯｘを選択的に還元することが困難である。
【０００３】
そのため、三元触媒を用いることが困難な内燃機関の排ガスの有害成分を低減する排ガス浄化装置が望まれており、内燃機関の排ガス流路にＮＯｘ還元触媒を配置することでＮＯｘを浄化する排ガス浄化装置が多数提案されている。具体的には、排ガス流路の上流に設置されるＡｇを担持した第一触媒と、排ガス流路の下流に設置されるＰｔ等の貴金属を担持した第二触媒とを備えた排ガス浄化装置がある（例えば、特許文献１参照）。この排ガス浄化装置は、第一触媒よりも上流に還元剤である特定のＨＣを外部から導入し、排ガスに含まれるＮＯｘと特定のＨＣとを第一触媒の下で反応させてＮＯｘを無害化すると共に、残留又は未反応のＣＯやＨＣを第二触媒の下で酸化して除去することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１４２５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の排ガス浄化装置は、ＮＯｘの還元反応を第一触媒の下でのみ行うため、排ガス中にもともとＨＣがほとんど含まれていないディーゼルエンジン排ガスを対象とし、且つ外部から特定のＨＣを導入する場合においてはＮＯｘの還元反応を効率良く行うことができる。
一方、ガソリンエンジンのリーンバーン排ガス等では、ＮＯｘやＣＯの他に、含酸素炭化水素、飽和及び不飽和炭化水素、並びに芳香族炭化水素等の多種の炭化水素（ＨＣ）が含まれている。そのため、この多種のＨＣをＮＯｘの還元反応に有効利用できれば、外部からＨＣを導入する必要がない。
しかし、これら多種のＨＣはＮＯｘとの反応のし易さが異なるため、特許文献１の排ガス浄化装置では、全てのＨＣに対応した触媒調整ができず、排ガス中に含まれる多種のＨＣをＮＯｘの還元反応に有効利用できない。よって、ガソリンエンジンのリーンバーン排ガスに特許文献１の排ガス浄化装置を用いても十分なＮＯｘ浄化率が得られないという問題があった。
【０００６】
ここで、単一のＮＯｘ還元触媒の下で内燃機関の排ガスを処理した際の炭化水素（ＨＣ）及びＮＯｘの浄化率と触媒温度との関係を模式化したグラフを図９に示す。図９において、触媒温度が領域Ａの範囲にある場合、温度が高くなるにつれて触媒反応が活性化され、ＮＯｘと還元剤であるＨＣとが反応し、ＮＯｘ及びＨＣの両方の浄化率が向上する。また、排ガス中には酸素が多く含まれているので、この酸素とＨＣとが反応し、ＮＯｘの浄化率よりもＨＣの浄化率の方が高くなる。一方、触媒温度が領域Ｂの範囲にある場合、温度が高くなるにつれて酸素と反応するＨＣの割合が多くなる。これに伴い、ＮＯｘと反応するＨＣの割合が低くなり、温度が高くなるにつれてＮＯｘ浄化率が低下する。従って、単一のＮＯｘ還元触媒を用いてガソリンエンジンのリーンバーン排ガスを処理すると、多種の炭化水素のうちの所定温度でＮＯｘと反応する特定の炭化水素のみが還元剤として働くことになる。そして、所定温度以外の温度では還元剤が不足してしまい、十分なＮＯｘ浄化率が得られない。
【０００７】
次に、ガソリンエンジンのリーンバーン排ガス中に含まれる炭化水素の中から二種類の炭化水素（含酸素炭化水素（以下、「還元剤Ａ」という）及び鎖状炭化水素（以下、「還元剤Ｂ」という）を選択し、それぞれモデルガスとして用い、単一のＮＯｘ還元触媒の下でＮＯｘと反応させた際の炭化水素（ＨＣ）及びＮＯｘの浄化率と触媒温度との関係を模式化したグラフを図１０に示す。図１０では、還元剤Ｂよりも還元剤Ａの方が低温側でＮＯｘ及びＨＣの浄化が進行することがわかる。これら二つのモデルガスを混合し、単一のＮＯｘ還元触媒の下でＮＯｘと反応させた場合、還元剤Ａに対してＨＣ及びＮＯｘの浄化率が良好な触媒温度ａでは、還元剤ＢによるＮＯｘ還元反応は生じなかった。また、還元剤Ｂに対してＨＣ及びＮＯｘの浄化率が良好な温度ｂでは、還元剤ＡはＮＯｘとの反応よりも酸素との反応が優先されるため、還元剤ＡによるＮＯｘ還元反応は生じなかった。
【０００８】
このように炭化水素は種類によってＮＯｘ還元反応に最適な温度が異なるため、単一のＮＯｘ還元触媒を用いただけでは、所定の温度条件に最適な特定の炭化水素だけがＮＯｘとの反応に利用され、それ以外の炭化水素は酸素との反応によって消費されるか、又は未反応のまま排出される。そのため、排ガス中に含まれている多種の炭化水素をＮＯｘの浄化に有効利用することが必要とされていた。
従って、本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ガソリンエンジン等の内燃機関のリーンバーン排ガスのような多種の炭化水素を含む排ガスであっても、炭化水素を還元剤として有効利用し、ＮＯｘや炭化水素等の排気ガス中の有害成分を効率良く浄化し得る排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、多種の炭化水素に応じてＮＯｘ還元触媒を選択すると共に、炭化水素に対するＮＯｘ還元触媒の酸化力を内燃機関の排ガス流路の上流から下流に向けて段階的に大きくすることで、多種の炭化水素が酸素と反応することを抑制しつつ、多種の炭化水素をＮＯｘと効率良く反応させ得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、ＮＯｘ還元触媒を備えた３つ以上の排ガス浄化部を有する排ガス浄化装置であって、前記排ガス浄化部が内燃機関の排ガス流路に順次設置されると共に、炭化水素に対する前記ＮＯｘ還元触媒の酸化力が前記排ガス流路の上流から下流に向けて段階的に大きいことを特徴とする排ガス浄化装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガソリンエンジン等の内燃機関のリーンバーン排ガスのような多種の炭化水素を含む排ガスであっても、炭化水素を還元剤として有効利用し、ＮＯｘや炭化水素等の排気ガス中の有害成分を効率良く浄化し得る排ガス浄化装置を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】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態の排ガス浄化装置を備えた内燃機関の断面図である。なお、図１では、簡略化のために一気筒の内燃機関１を示したが、多気筒のものであってもよい。
図１において、内燃機関１は、シリンダ２と、シリンダ２内を往復動作するピストン３と、シリンダ２内でピストン３により形成される燃焼室４と、ピストン３にコネクティングロッド５を介して連結され且つ回転駆動するクランクシャフト６とを備えている。燃焼室４には、吸気管７と排気管８とが通じており、吸気管７には、燃焼室４に導入される空気量を制御するスロットルバルブ９が設置され、排気管８には、本実施の形態の排ガス浄化装置２０が設置されている。また、シリンダ２は、燃焼室４に燃料を供給する燃料噴射インジェクタ１０と、混合気に点火する点火プラグ１１とを備えている。さらに、燃料噴射インジェクタ１０、点火プラグ１１、吸入空気の空気量を検出する吸入量空気センサ１３、排ガスの空燃比を検出する空燃比センサ１４、及びクランクシャフト６の回転速度を検出するクランク角センサ１５がエンジン制御コントローラ１２に接続されている。
この内燃機関１では、吸気管７を通じて吸入される吸入空気が、燃焼室４に導入され、燃料噴射インジェクタ１０から供給された燃料と混合気を形成する。そして、点火プラグ１１によって点火されて混合気が燃焼する。このようにして燃焼した混合気は、排ガスとして排気管８を通り、排ガス浄化装置２０で浄化された後、外に排出される。
【００１２】
本実施の形態の排ガス浄化装置２０は、ＮＯｘ還元触媒を備え且つ排気管８（排ガス流路）に順次設置された、第一の排ガス浄化部２１、第二の排ガス浄化部２２、及び第三の排ガス浄化部２３を有する。ここで、図１では、簡略化のために３つの排ガス浄化部を示したが、排ガス浄化部は、３つ以上であれば特に限定されない。排ガス浄化部の数が３つ未満であると、所望のＮＯｘ浄化効率が得られない。一方、排ガス浄化部の数の上限は特に限定されることはないが、排ガス浄化装置２０の大きさや製造コスト等を考慮すると、５〜６つが現実的である。
この３つ以上の排ガス浄化部のうち、排ガス流路の上流から１つ目の排ガス浄化部（図１では第一の排ガス浄化部２１）は、排ガスの温度が４００〜６００℃の位置に設置することが好ましい。また、排ガス流路の上流から２つ目の排ガス浄化部（図１では第二の排ガス浄化部２２）は、２００〜５００℃の位置に設置することが好ましい。さらに、排ガス流路の上流から３つ目以降の排ガス浄化部（図１では第三の排ガス浄化部２３）は、１００〜３００℃の位置に設置することが好ましい。各排ガス浄化部が設置された位置がこの温度範囲から外れると、所望のＮＯｘ浄化効率が得られないことがある。
【００１３】
ＮＯｘ還元触媒としては、特に限定されることはなく、当該技術分野において公知のものを用いることができる。例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア及びそれらの複合物等の担体に銀等を担持させたものを用いることができる。その中でも、ＮＯｘ浄化効率等の観点から、図２に示すようなＡｇ粒子３１を担持したγ−アルミナ粒子３０であることが好ましい。
このようなＮＯｘ還元触媒を担持した排ガス浄化部は、当該技術分野において公知の方法に従って作製することができる。例えば、ＮＯｘ還元触媒を含むスラリーを調製し、このスラリーをハニカムモノリスに塗布して乾燥した後、焼成すればよい。
【００１４】
排ガス流路に順次設置された３つ以上の排ガス浄化部では、炭化水素に対するＮＯｘ還元触媒の酸化力を排ガス流路の上流から下流に向けて段階的に大きくしてある。すなわち、図１の排ガス浄化装置２０において、炭化水素に対する酸化力の大きさは、第一の排ガス浄化部２１＜第二の排ガス浄化部２２＜第三の排ガス浄化部２３となる。
このような構成とすることにより、内燃機関１からの排ガスが各排ガス浄化部を通過する間に、炭化水素が酸素と優先的に反応することを抑制しつつ、ＮＯｘと反応性が高い炭化水素から順にＮＯｘと効率良く反応させることが可能となる。具体的には、図１において、第一の排ガス浄化部２１では、ＮＯｘとの反応性が最も高い含酸素炭化水素（例えば、アセトアルデヒド）とＮＯｘとが反応する。次いで、第二の排ガス浄化部２２では、ＮＯｘとの反応性が中程度の不飽和炭化水素及び飽和炭化水素（例えば、プロピレン）と、第一の排ガス浄化部２１で反応しきれなかったＮＯｘとが反応する。そして最後に、第三の排ガス浄化部２３では、ＮＯｘとの反応性が最も低い芳香族炭化水素（例えば、トルエン）と、第一の排ガス浄化部２１及び第二の排ガス浄化部２２で反応しきれなかったＮＯｘとが反応する。その結果、この３つの排ガス浄化部によって多種の炭化水素がＮＯｘ浄化に効率的に使用されると共に、多種の炭化水素自体の浄化も同時に達成されるので、排ガスに含まれる有害成分の浄化効率が向上する。
【００１５】
炭化水素に対するＮＯｘ還元触媒の酸化力を調整する方法としては、当該技術分野において公知の方法であれば特に限定されることはない。例えば、Ａｇ粒子３１を担持したγ−アルミナ粒子３０をＮＯｘ還元触媒として用いる場合には、γ−アルミナ粒子３０に対するＡｇ粒子３１の担持密度を調整すればよい。具体的には、図１の排ガス浄化装置２０では、γ−アルミナ粒子３０に対するＡｇ粒子３１の担持密度の大きさを、第一の排ガス浄化部２１＜第二の排ガス浄化部２２＜第三の排ガス浄化部２３とすればよい。
排ガス流路の上流から１つ目の排ガス浄化部（図１では第一の排ガス浄化部２１）におけるγ−アルミナ粒子３０に対するＡｇ粒子３１の担持密度は、γ−アルミナ粒子３０の体積１リットルあたり１〜１００ｇであることが好ましい。また、排ガス流路の上流から１つ目の排ガス浄化部（図１では第一の排ガス浄化部２１）と、排ガス流路の上流から２つ目の排ガス浄化部（図１では第二の排ガス浄化部２２）と、排ガス流路の上流から３つ目以降の排ガス浄化部（図１では第三の排ガス浄化部２３）との間のγ−アルミナ粒子３０に対するＡｇ粒子３１の担持密度の比が、１：１．５〜５：５〜１０であることが好ましい。この担持密度の範囲から外れる場合は、所望のＮＯｘ浄化効率が得られないことがある。
【００１６】
Ａｇ粒子３１を担持したγ−アルミナ粒子３０をＮＯｘ還元触媒として用いる場合、炭化水素に対する酸化力を調整する観点から、図３のように、Ａｇ粒子３１と共に金属粒子３２をγ−アルミナ粒子３０に担持させることができる。
金属粒子３２は、Ａｇ粒子３１以外のものであり、且つ１．５〜３．５の電気陰性度を有するものであれば特に限定されることはない。ここで、電気陰性度とは、元素の中で最も電気陰性度の高いフッ素の電気陰性度を４．０として相対値で表したポーリングの電気陰性度を意味する。酸素の電気陰性度は３．４５であるので、酸素の電気陰性度との差が大きな電気陰性度を有する金属では、電荷の偏りが大きいために炭化水素との吸着性が強くなり、酸素の電気陰性度との差が小さい電気陰性度を有する金属では、電荷の偏りが小さいために炭化水素との吸着性が弱くなる。つまり、Ａｇ粒子３１と共に担持させる金属粒子３２の電気陰性度が１．５未満であると、炭化水素との吸着性が強くなりすぎるために、ＮＯｘ還元触媒から炭化水素の脱着が阻害され、ＮＯｘ還元触媒の性能が低下することがある。一方、Ａｇ粒子３１と共に担持させる金属粒子３２の電気陰性度が３．５を超えると、炭化水素との吸着性が弱いため、金属粒子３２を担持させることによる効果が得られないことがある。
【００１７】
上述のような電気陰性度を有する金属粒子３２としては、例えば、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｇａが挙げられる。これらは、単独又は組み合わせて用いることができる。
γ−アルミナ粒子３０に対する金属粒子３２の担持密度は、γ−アルミナ粒子３０に対するＡｇ粒子３１の担持密度の０．０１〜１０倍であることが好ましい。金属粒子３２の担持密度がこの範囲から外れると、所望のＮＯｘ浄化効率が得られないことがある。
【００１８】
また、各排ガス浄化部におけるＮＯｘ還元触媒の炭化水素に対する酸化力は、ＮＯｘ還元触媒の種類を変えることによって調整することも可能である。
ここで、Ａｇ粒子３１のみをγ−アルミナ粒子３０に担持させたもの、及びＰｔ粒子のみをγ−アルミナ粒子３０に担持させたものをＮＯｘ還元触媒としてそれぞれ用い、ガソリンエンジンのリーンバーン排ガスを処理した際のＮＯｘ及びＨＣ浄化特性を図４に示す。なお、Ａｇ粒子３１及びＰｔ粒子のγ−アルミナ粒子３０に対する担持密度はいずれも、γ−アルミナ粒子３０の体積１リットルあたり３５ｇである。
図４に示されているように、Ｐｔ粒子のみを担持したγ−アルミナ粒子３０は、Ａｇ粒子３１のみを担持したγ−アルミナ粒子３０に比べて、炭化水素に対する酸化力が大きいために、より低温で炭化水素を酸化することができる（すなわち、ＮＯｘと炭化水素とを反応させることができる）と共に、反応し難い炭化水素も容易に酸化することができる。
【００１９】
上述のように、Ｐｔ粒子のみを担持したγ−アルミナ粒子３０は、より低温側で効率的なＮＯｘ浄化反応を行うことが可能であるので、排ガス流路の上流から１つ目の排ガス浄化部（図１では第一の排ガス浄化部２１）にＡｇ粒子３１を担持したγ−アルミナ粒子３０をＮＯｘ還元触媒として用い、上流から２つ目以降の排ガス浄化部（図１では第二の排ガス浄化部２２及び第三の排ガス浄化部２３）に図５に示すようなＰｔ粒子等の金属粒子３２のみを担持したγ−アルミナ粒子３０をＮＯｘ触媒として用いることにより、より一層効率的なＮＯｘ浄化反応を達成することができる。この場合、上流から１つ目の排ガス浄化部におけるγ−アルミナ粒子３０に対するＡｇ粒子３１の担持密度に対して、上流から２つ目以降の排ガス浄化部におけるγ−アルミナ粒子３０に対する金属粒子３２の担持密度を０．０１〜１０倍とすればよい。
【実施例】
【００２０】
以下、実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
実施例１では、図１に示すような３つの排ガス浄化部を有する排ガス浄化装置２０を作製した。この排ガス浄化装置２０では、ＮＯｘ還元触媒として、Ａｇ粒子３１を担持したγ−アルミナ粒子３０を用いた。ここで、第一の排ガス浄化部２１におけるγ−アルミナ粒子３０に対するＡｇ粒子３１の担持密度は、γ−アルミナ粒子３０の体積１リットルあたり３５ｇとした。また、第一の排ガス浄化部２１と、第二の排ガス浄化部２２と、第三の排ガス浄化部２３との間のγ−アルミナ粒子３０に対するＡｇ粒子３１の担持密度の比を、１：２：５とした。
この排ガス浄化装置２０を用いてガソリンエンジンのリーンバーン排ガスを処理し、各排ガス浄化部を通過した後の排ガスに含有される各炭化水素の量を測定した。この量を、処理前の排ガスの各炭化水素の量と比較し、各炭化水素（ＨＣ）の消費量を求めた。その結果を図６に示す。
【００２１】
図６に示されているように、第一の排ガス浄化部２１では、含酸素炭化水素のアセトアルデヒドが約８０％消費されるが、不飽和鎖状炭化水素のプロピレン及び芳香族炭化水素のトルエンはほとんど消費されない。また、第二の排ガス浄化部２２では、不飽和鎖状炭化水素のプロピレンが約８０％消費されるが、芳香族炭化水素のトルエンはほとんど消費されない。第三の排ガス浄化部２３では、芳香族炭化水素のトルエンが約５０％消費された。従って、この排ガス浄化装置２０によれば、排ガス中に含まれる多種の炭化水素をＮＯｘ浄化のための還元剤として効率的に使用することができると考えられる。
【００２２】
［実施例２］
実施例２では、実施例１と同じ排ガス浄化装置２０を用いてガソリンエンジンのリーンバーン排ガスを処理し、排ガス浄化装置２０を通過した後の排ガスに含有されるＮＯｘの量を測定した。この量を、処理前の排ガスのＮＯｘの量と比較し、ＮＯｘ浄化率を求めた。その結果を図７に示す。
また、比較のために、Ａｇ粒子３１を担持したγ−アルミナ粒子３０をＮＯｘ還元触媒とする排ガス浄化部を１つのみ有する排ガス浄化装置を作製し、上記と同様の測定を行った。ここで、この排ガス浄化装置の排ガス浄化部におけるγ−アルミナ粒子３０に対するＡｇ粒子３１の担持密度は、γ−アルミナ粒子３０の体積１リットルあたり３５ｇとした。
図７に示されているように、排ガス浄化部を３つ有する排ガス浄化装置２０は、排ガス浄化部を１つのみ有する排ガス浄化装置に比べて、ＮＯｘ浄化率が約１５％高かった。従って、従って、この排ガス浄化装置２０によれば、ＮＯｘを効率良く浄化することができると考えられる。
【００２３】
［実施例３］
実施例３では、図１に示すような３つの排ガス浄化部を有する排ガス浄化装置２０を作製した。この排ガス浄化装置２０では、第一の排ガス浄化部２１及び第二の排ガス浄化部２２におけるＮＯｘ還元触媒としてＡｇ粒子３１を担持したγ−アルミナ粒子３０を用いた。また、第三の排ガス浄化部２３におけるＮＯｘ還元触媒としてＰｔ粒子を担持したγ−アルミナ粒子３０を用いた。ここで、第一の排ガス浄化部２１におけるγ−アルミナ粒子３０に対するＡｇ粒子３１の担持密度は、γ−アルミナ粒子３０の体積１リットルあたり３５ｇとした。また、第一の排ガス浄化部２１と第二の排ガス浄化部２２との間のγ−アルミナ粒子３０に対するＡｇ粒子３１の担持密度の比を１：２とした。さらに、第三の排ガス浄化部２３におけるγ−アルミナ粒子３０に対するＰｔ粒子の担持密度を、第一の排ガス浄化部２１におけるγ−アルミナ粒子３０に対するＡｇ粒子３１の担持密度と同じにした。
【００２４】
この排ガス浄化装置２０を用いてガソリンエンジンのリーンバーン排ガスを処理し、排ガス浄化装置２０を通過した後の排ガスに含有されるＮＯｘの量を測定した。この量を、処理前の排ガスのＮＯｘの量と比較し、ＮＯｘ浄化率を求めた。その結果を図８に示す。
また、比較のために、Ａｇ粒子３１を担持したγ−アルミナ粒子３０をＮＯｘ還元触媒とする排ガス浄化部を１つのみ有する排ガス浄化装置を作製し、上記と同様の測定を行った。ここで、この排ガス浄化装置の排ガス浄化部におけるγ−アルミナ粒子３０に対するＡｇ粒子３１の担持密度は、γ−アルミナ粒子３０の体積１リットルあたり３５ｇとした。
図８に示されているように、ＮＯｘ還元触媒としてＰｔ粒子を担持したγ−アルミナ粒子３０を用いた第三の排ガス浄化部を有する排ガス浄化装置のＮＯｘ浄化効率は約９０％と非常に高いものであった。従って、この排ガス浄化装置２０によれば、ＮＯｘをより一層効率良く浄化することができると考えられる。
【００２５】
以上の結果からわかるように、本発明の排ガス浄化装置は、ガソリンエンジン等の内燃機関のリーンバーン排ガスのような多種の炭化水素を含む排ガスであっても、炭化水素を還元剤として有効利用し、ＮＯｘや炭化水素等の排気ガス中の有害成分を効率良く浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施の形態の排ガス浄化装置を備えた内燃機関の断面図である。
【図２】Ａｇ粒子を担持したγ−アルミナ粒子の断面図である。
【図３】Ａｇ粒子及び金属粒子を担持したγ−アルミナ粒子の断面図である。
【図４】Ａｇ粒子を担持したγ−アルミナ粒子、及びＰｔ粒子を担持したγ−アルミナ粒子をＮＯｘ還元触媒として用い、ガソリンエンジンのリーンバーン排ガスを処理した際のＮＯｘ及びＨＣ浄化特性を表すグラフである。
【図５】金属粒子を担持したγ−アルミナ粒子の断面図である。
【図６】実施例１の排ガス処理装置において、各排ガス浄化部を通過した後の各炭化水素の消費量を表すグラフである。
【図７】実施例２の排ガス処理装置によるＮＯｘ浄化率を表すグラフである。
【図８】実施例３の排ガス処理装置によるＮＯｘ浄化率を表すグラフである。
【図９】単一のＮＯｘ還元触媒の下で内燃機関の排ガスを処理した際の炭化水素（ＨＣ）及びＮＯｘの浄化率と触媒温度との関係を模式化したグラフである。
【図１０】含酸素炭化水素及び鎖状炭化水素を用い、単一のＮＯｘ還元触媒の下でＮＯｘと反応させた際の炭化水素（ＨＣ）及びＮＯｘの浄化率と触媒温度との関係を模式化したグラフである。
【符号の説明】
【００２７】
１  内燃機関、２  シリンダ、３  ピストン、４  燃焼室、５  コネクティングロッド、６  クランクシャフト、７  吸気管、８  排気管、９  スロットルバルブ、１０  燃料噴射インジェクタ、１１  点火プラグ、１２  エンジン制御コントローラ、１３  吸入量空気センサ、１４  空燃比センサ、１５  クランク角センサ、２０  排ガス浄化装置、２１  第一の排ガス浄化部、２２  第二の排ガス浄化部、２３  第三の排ガス浄化部、３０  γ−アルミナ粒子、３１  Ａｇ粒子、３２  金属粒子。
【図１】
2009281192.tif 000003
【図２】
2009281192.tif 000004
【図３】
2009281192.tif 000005
【図４】
2009281192.tif 000006
【図５】
2009281192.tif 000007
【図６】
2009281192.tif 000008
【図７】
2009281192.tif 000009
【図８】
2009281192.tif 000010
【図９】
2009281192.tif 000011
【図１０】
2009281192.tif 000012