專利名稱：適于輕油成分的燃燒的氧化催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于輕油成分的燃燒的氧化催化劑，特別涉及下述氧化催化劑(以下記為D0C)，其可與柴油顆粒過濾器(以下記為DPF) —起安放于柴油發(fā)動機(jī)的排氣氣體流路內(nèi)，配置于DPF的更上游側(cè)，使在DPF的再生時供給的輕油成分在比較低的溫度下燃燒。
背景技術(shù)：
在柴油發(fā)動機(jī)的排氣氣體中含有微粒(顆粒)，微粒的大部分由煤和可溶性有機(jī)物質(zhì)構(gòu)成，是形成環(huán)境污染的原因，因此它的除去處理是重要的。為了防止微粒被排放到大氣中，有效的是在排氣氣體流路內(nèi)設(shè)置DPF來捕集微粒。但是，隨著微粒的捕集，DPF會發(fā)生堵塞，導(dǎo)致產(chǎn)生排氣阻力，因此，為了消除該堵塞，需要除去被捕集的微粒以進(jìn)行DPF的再生。DPF中捕集的微粒在氧的存在下加熱至高溫(約600°C以上)時，發(fā)生自燃從而可容易地除去。但是，通常，僅依靠排氣氣體的熱量時溫度的上升并不充分，非常難以使微粒完全燃燒而消除DPF的堵塞。因此，為了消除DPF的堵塞，現(xiàn)有技術(shù)中提出了各種方法或手段。已知為了使DPF強(qiáng)制再生而將輕油等燃料供給到排氣氣體中，通過DOC使之燃燒而形成高溫氣體，由此使DPF中捕集的微粒燃燒的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)I 4)，提出了可使輕油在比較低的溫度下燃燒的各種DOC (例如，參照專利文獻(xiàn)2 4)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開平8 - 312331號公報 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2004 - 290827號公報 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2007 - 315274號公報 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2009 - 228575號公報。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題
現(xiàn)有使用的DOC可在耐久前的初期在比較低的溫度下使輕油燃燒，但在耐久后，可使輕油燃燒的溫度存在上升的趨勢。因此，本發(fā)明的目的在于提供即使在耐久后，也適于使在DPF再生時供給的輕油成分在比較低的溫度下燃燒，耐熱性和耐久性優(yōu)異的D0C。用于解決技術(shù)問題的方法
本發(fā)明人等為了實現(xiàn)上述目的而進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使貴金屬擔(dān)載于以水銀孔隙率測定計測定的細(xì)孔分布的峰值在特定的范圍內(nèi)的氧化鋁多孔體而成的D0C，即使在耐久后，也能使在DPF再生時供給的輕油成分在比較低的溫度下燃燒，從而完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明的適于輕油成分的燃燒的D0C，其特征在于，具有以水銀孔隙率測定計測定的細(xì)孔分布的峰值為10 IOOnm的范圍內(nèi)的氧化鋁多孔體、和擔(dān)載于該氧化鋁多孔體的表面上和/或細(xì)孔內(nèi)壁面上的貴金屬。另外，本發(fā)明的適于輕油成分的燃燒的DOC構(gòu)成體，其特征在于，具有含陶瓷或金屬材料的催化劑支持體、和擔(dān)載于該催化劑支持體的上述本發(fā)明的適于輕油成分的燃燒的DOC。發(fā)明效果
本發(fā)明的適于輕油成分的燃燒的DOC和DOC構(gòu)成體，即使在耐久后，也適于使在DPF再生時供給的輕油成分在比較低的溫度下燃燒，耐熱性和耐久性優(yōu)異。


[圖1]顯示實施例1 6和比較例I中使用的各La穩(wěn)定化Θ氧化鋁的以水銀孔隙率測定計測定的細(xì)孔分布的圖。
具體實施例方式以下，詳細(xì)地說明本發(fā)明。本發(fā)明的適于輕油成分的燃燒的D0C，具有以水銀孔隙率測定計測定的細(xì)孔分布的峰值為10 IOOnm的范圍內(nèi)的氧化鋁多孔體、和擔(dān)載于該氧化鋁多孔體的表面上和/或細(xì)孔內(nèi)壁面上的貴金屬。本發(fā)明中使用的氧化鋁多孔體，以水銀孔隙率測定計測定的細(xì)孔分布的峰值為10 lOOnm，優(yōu)選為20 60nm，更優(yōu)選為30 55nm的范圍內(nèi)。使用以水銀孔隙率測定計測定的細(xì)孔分布的峰值小于IOnm的氧化鋁的DOC時，由于耐久后的DOC的作用，能使輕油成分燃燒的溫度(燃點(diǎn))變得比較高，作為DOC在實用上是不充分的。對于使用了以水銀孔隙率測定計測定的細(xì)孔分布的峰值大于IOOnm的氧化鋁的D0C，由于耐久后的DOC的作用，能使輕油成分燃燒的溫度(燃點(diǎn) )變得如何并不明確。在本發(fā)明中,可使用α氧化鋁、Y氧化鋁、Θ氧化鋁等各種氧化鋁的多孔體。對于氧化鋁多孔體的比表面積，優(yōu)選為100 200m2/g左右。另外，優(yōu)選使用La穩(wěn)定化(經(jīng)La2O3穩(wěn)定化的)氧化鋁多孔體。在該La穩(wěn)定化氧化鋁多孔體中，Al203/La203的質(zhì)量比優(yōu)選為99/1 93/7，更優(yōu)選為97/3 95/5。由下述的實施例、比較例也明顯可知，在本發(fā)明的適于輕油成分的燃燒的DOC中，優(yōu)選使用以水銀孔隙率測定計測定的細(xì)孔分布的峰值為10 IOOnm范圍內(nèi)的La穩(wěn)定化氧化鋁多孔體，更優(yōu)選使用20 60nm范圍內(nèi)的La穩(wěn)定化氧化鋁多孔體，進(jìn)一步優(yōu)選使用30 55nm范圍內(nèi)的La穩(wěn)定化氧化鋁多孔體。通過使用具有這種細(xì)孔分布的峰值的La穩(wěn)定化氧化鋁多孔體，由于耐久后的DOC的作用，能使輕油成分燃燒的溫度(燃點(diǎn))仍為比較低的狀態(tài)。使用以水銀孔隙率測定計測定的細(xì)孔分布的峰值為10 IOOnm范圍內(nèi)的氧化鋁多孔體時，即使在該氧化鋁多孔體的表面上和/或細(xì)孔內(nèi)壁面上擔(dān)載貴金屬，例如選自Pt、Pd、Rh、Ag、Au、Ru和Ir中的至少I種貴金屬，由于耐久后的DOC的作用，能使輕油成分燃燒的溫度(燃點(diǎn))也比較低。但是，優(yōu)選擔(dān)載選自Pt、Pd和Rh中的至少I種貴金屬。本發(fā)明的適于輕油成分的燃燒的DOC在柴油發(fā)動機(jī)的排氣氣體流路內(nèi)使用時，可制為擔(dān)載于由陶瓷或金屬材料構(gòu)成的催化劑支持體的狀態(tài)的DOC構(gòu)成體使用。DOC的擔(dān)載量優(yōu)選為30 250g/L，更優(yōu)選為50 200g/L。另外，作為貴金屬的擔(dān)載量，優(yōu)選為I 4g/L，更優(yōu)選為1. 5 3. 5g/L。在這樣的本發(fā)明的DOC構(gòu)成體中，含陶瓷或金屬材料的催化劑支持體的形狀沒有特別的限定，一般截面形狀為矩形、三角形、蜂窩狀等的連通的單元的集合體，陶瓷泡沫、金屬絲篩網(wǎng)、金屬發(fā)泡體、板、顆粒等形狀，優(yōu)選為蜂窩形狀。另外，作為這樣的催化劑支持體的材質(zhì)，例如，可列舉氧化鋁(Al2O3 )、莫來石(3A1203 — 2Si02)、堇青石(2Mg0 - 2A1203 - 5Si02)、碳化硅(SiC)等陶瓷、或不銹鋼等金屬材料。在本發(fā)明的DOC構(gòu)成體中，作為氧化促進(jìn)材料的ZrO2XeO2等，或作為HC吸附材料的沸石、硅酸鹽等多孔材料等可與上述DOC —起擔(dān)載并混合存在。另外，還可以使作為氧化促進(jìn)材料的ZrO2XeO2等，或作為HC吸附材料的沸石、硅酸鹽等多孔材料等擔(dān)載于由陶瓷或金屬材料構(gòu)成的催化劑支持體而形成層，在該層上擔(dān)載DOC而進(jìn)行多層化。在本發(fā)明的DOC構(gòu)成體中，除氧化鋁多孔體中10 IOOnm范圍內(nèi)的細(xì)孔分布的峰值之外，也存在在凝集粒子間形成的500nm以上的細(xì)孔分布的峰值。本發(fā)明適于輕油成分的燃燒的D0C，特定地，可與DPF —起安放于柴油發(fā)動機(jī)的排氣氣體流路內(nèi)，配置在DPF的更上游，使在DPF的再生時供給的輕油成分在比較 低的溫度下燃燒。作為DPF，也可以使用任何公知的DPF。另外，也可以使用催化劑化的DPF。例如，可使用在堇青石等多孔陶瓷上涂布氧化招等，進(jìn)而擔(dān)載了 Pt、Pd、Rh等貴金屬的DPF。對排氣氣體流路中的輕油的供給，可在排氣氣體流路設(shè)置輕油噴射閥，并由此噴射經(jīng)調(diào)節(jié)的量的輕油。通過本發(fā)明的DOC而燃燒并形成高溫氣體，可將含有輕油的排氣氣體供給至DPF，使DPF堆積的微粒燃燒汽化而除去。由此，將DPF再生。實施例1 6和比較例I
混合具有以水銀孔隙率測定計測定的在第I表中記載的各種細(xì)孔分布的峰值、含有4質(zhì)量％的La2O3且比表面積為150m2/g的任意一種La穩(wěn)定化Θ氧化鋁多孔體180g，氧化鋁濃度20質(zhì)量％的氧化鋁溶膠IOOg和純水320g，并向其中加入規(guī)定量的二硝基二氨合鉬水溶液和硝酸鈀水溶液，攪拌30分鐘以制備催化劑涂布用漿料。將該漿料涂布在直徑143. 8mm、長度76. 2mm的堇青石制蜂窩基材(300孔/平方英寸、壁厚8mm)上，用鼓風(fēng)除去多余的漿料。接著在120°C下干燥3小時，進(jìn)而在空氣中在500°C下燒成I小時。對于得到的DOC構(gòu)成體，每I升堇青石制蜂窩基材涂布有IOOg的催化劑。其中Pt的擔(dān)載量為1. 6g/L, Pd的擔(dān)載量為O. 4g/L。實施例1 6和比較例I中使用的各La穩(wěn)定化氧化鋁的以水銀孔隙率測定計測定的細(xì)孔分布如圖1所示。對于實施例1 6和比較例I中得到的初期(未耐久處理)的DOC構(gòu)成體和在電爐中750°C下耐久處理100小時的DOC構(gòu)成體，使用實機(jī)發(fā)動機(jī)排氣氣體按下述方法測定輕油開始燃燒的溫度(燃點(diǎn))。在將2. 4L的裝有渦輪的柴油發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速固定為1050rpm的狀態(tài)下，使連接發(fā)動機(jī)的動力計的負(fù)荷改變，使DOC構(gòu)成體入口的排氣氣體溫度為任意溫度。在各溫度下噴霧O. 97L/h的JIS2號輕油5分鐘，通過測定DOC構(gòu)成體出口的排氣氣體溫度來判斷燃燒性。將確認(rèn)到燃燒的、DOC構(gòu)成體入口的排氣氣體溫度的最低溫度作為燃點(diǎn)。測定結(jié)果如第I表所示。 [表 I]
權(quán)利要求
1.適于輕油成分的燃燒的氧化催化劑，其特征在于，具有以水銀孔隙率測定計測定的細(xì)孔分布的峰值為10 100nm的范圍內(nèi)的氧化鋁多孔體、和擔(dān)載于該氧化鋁多孔體的表面上和/或細(xì)孔內(nèi)壁面上的貴金屬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適于輕油成分的燃燒的氧化催化劑，其使用了以水銀孔隙率測定計測定的細(xì)孔分布的峰值為30 55nm的范圍內(nèi)的氧化鋁多孔體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適于輕油成分的燃燒的氧化催化劑，其中，氧化鋁多孔體為La穩(wěn)定化氧化鋁多孔體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的適于輕油成分的燃燒的氧化催化劑，其中，貴金屬為選自Pt、Pd和Rh中的至少I種。
5.適于輕油成分的燃燒的氧化催化劑構(gòu)成體，其特征在于，具有含陶瓷或金屬材料的催化劑支持體、和擔(dān)載于該催化劑支持體的權(quán)利要求1、2、3或4所述的適于輕油成分的燃燒的氧化催化劑。
全文摘要
本發(fā)明的目的 課題在于提供氧化催化劑(DOC)，其即使在耐久后，也適于使在柴油顆粒過濾器(DPF)再生時供給的輕油成分在比較低的溫度下燃燒，其耐熱性和耐久性優(yōu)異。而且，適于輕油成分的燃燒的本發(fā)明的氧化催化劑(DOC)具有以水銀孔隙率測定計測定的細(xì)孔分布的峰值為10～100nm的范圍內(nèi)的氧化鋁多孔體、和擔(dān)載于該氧化鋁多孔體的表面上和/或細(xì)孔內(nèi)壁面上的貴金屬。另外，本發(fā)明的氧化催化劑(DOC)構(gòu)成體為在含陶瓷或金屬材料的催化劑支持體上擔(dān)載前述氧化催化劑(DOC)。
文檔編號F01N3/28GK103052446SQ20118004040
公開日2013年4月17日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者古川孝裕, 阿部晃 申請人:三井金屬礦業(yè)株式會社