[发明专利]熔融盐型废气净化催化剂和废气净化过滤器

说明书

技术领域

本发明涉及熔融盐型废气净化催化剂和废气净化过滤器。

背景技术

废气净化催化剂促进柴油机等的废气中包含的粒子状物质的燃烧。柴油机排出含有碳等的粒子状物质（PM：Particulate Matter）。PM被设置于废气路径的柴油颗粒过滤器（DPF：Diesel Particulate Filter）捕集。所收集的PM通过定期地提高废气温度而被燃烧除去。为了使PM燃烧，需要达到600℃以上。因此，为了在较低温度下使PM燃烧，而采用催化剂。

目前，废气净化催化剂广泛使用铂、钯等铂族金属。这是因为铂族金属的废气净化催化剂具有良好的PM燃烧性能和耐久性。然而，铂族金属稀少且昂贵。因此，全世界正在进行有关在汽车废气净化催化剂中节省铂族、代替铂族的研究（参照非专利文献1）。

作为不使用铂族金属的废气净化催化剂，有含有碱金属等的熔融盐型催化剂（或者也称为熔融易动型（日文：溶融易動型）催化剂）。熔融盐型催化剂在与PM的反应温度附近熔融，成为液相。因此认为，催化剂与PM的接触飞跃性地增大，性能得到优化。在熔融盐型催化剂中，例如有铯（Cs）和钒（V）的复合金属氧化物（以下，记载为CsV氧化物）。在一些CsV氧化物中，特别是Cs₃VO₄对PM显示出高活性（参照非专利文献2）。

此外，还有由担载在碱性载体上的金属硝酸盐形成的熔融盐型催化剂（参照专利文献1）。

已报告有：作为碱性载体，优选为镁尖晶石等，作为金属硝酸盐，优选为碱金属或碱土类金属的硝酸盐，最优选为LiNO₃。

熔融盐型催化剂，通过变为液相而发挥出充分的性能，并具有熔点越低、PM的燃烧温度也越低的倾向。另一方面，由于熔融盐型催化剂变为液相，因此可能会与废气接触而发生移动，且可能会发生蒸发。而且，熔融盐型催化剂的熔点越低，则该可能性越大。此外，就常用于熔融盐型催化剂的碱金属而言，其在金属中蒸汽压大，可能会发生蒸发。例如，LiNO₃的熔点为261℃。

因此，这种以往的熔融盐型催化剂中存在与铂族金属催化剂相比耐久性差的问题。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利3821357号公报

非专利文献

非专利文献1：羽田政明等，“废气净化催化剂的铂族金属使用量的减少以及替代技术”，汽车技术Vol.63，42-47页，2009年

非专利文献2：Debora Fino等，“Cs-V catalysts for the combustion of diesel particulate”，Topics in Catalysis Vols.30/31，251-255页，2004年

发明内容

本发明的熔融盐型催化剂含有铯和钒的第1复合金属氧化物（CsV氧化物）、以及含铯和碱土类金属的硫酸盐作为催化剂成分。

在铯（Cs）和钒（V）的第1复合金属氧化物（CsV氧化物）中，低熔点的CsV氧化物的熔点为400℃以下。另一方面，含Cs和碱土类金属中至少任一者的硫酸盐均熔点较高，例如，硫酸铯（Cs₂SO₄）的熔点为1010℃。当这种硫酸盐与CsV氧化物共存时，硫酸盐与CsV氧化物形成共晶混合物，硫酸盐在比原来低的温度下熔融。但是，由于硫酸盐自身本来对热稳定，因此通过使硫酸盐与CsV氧化物共存，从而CsV氧化物的移动和蒸发得到抑制。此外，当CsV氧化物中的Cs蒸发时，认为由于含Cs的硫酸盐存在于CsV氧化物的附近故向CsV氧化物侧提供Cs，从而CsV氧化物的晶体结构的不可逆变化得到抑制。由此，可以提供提高了耐久性的熔融盐型废气净化催化剂。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的废气净化过滤器表面的模式图。

图2是表示该废气净化过滤器的热负荷次数与PM燃烧速度的关系的曲线图。

图3是表示本发明的实施例2～5的废气净化催化剂的初期燃烧开始温度与耐久试验后的劣化幅度的曲线图。

具体实施方式

以下，在参照附图的同时对本发明的实施例进行说明。

（实施例1）

第1工序：将SiC制DPF浸渍在二氧化钛溶胶中，干燥后，在800℃下加热，从而在DPF上涂布了二氧化钛（TiO₂）。