專利名稱：柴油微粒子過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油微粒子過濾器。
背景技術(shù)：
為防止柴油發(fā)動機的廢氣中所含有的微粒子(浮游粒子狀物質(zhì))放出到大氣中，在該廢氣管中安裝上DPF(柴油微粒子過濾器)是很有效的。碳化硅(SiC)、堇青石等耐熱性陶瓷材料成形為三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體或者穿墻(wall-through)型蜂窩結(jié)構(gòu)體，即形成該DPF。廢氣中的微粒子在廢氣通過DPF的過程中被該DPF捕捉住。在該DPF中，為通過燃燒除去已捕捉的微粒子，在該DPF的廢氣通路面上形成催化劑層。例如，在特開2003-334443號公報中有這樣的記載，由單塊載體(monolith support)承載鈰-鋯復(fù)合氧化物和γ-氧化鋁的混合物，而且每1L的單塊載體承載2g的鉑。
根據(jù)所述文獻，盡管鈰-鋯復(fù)合氧化物對在低溫下微粒子燃燒速度的增大很有效，但現(xiàn)在的要求是進一步增大燃燒速度，高效地燃燒除去微粒子。
換句話說，為了燃燒除去沉積在DPF中的微粒子，則需要例如將氧化催化劑配置在比DPF還往上的上游，將燃料供給它，利用在此產(chǎn)生的反應(yīng)熱以提高DPF溫度。于是，提供給發(fā)動機的燃料的量就要比正常運轉(zhuǎn)時的多，結(jié)果是在發(fā)動機中未燃燒的燃料供給了氧化催化劑。因此，為DPF的再生而要避免燃料消費率惡化，所希望的就是進一步提高微粒子的燃燒速度。
另一方面，雖然由配置在比DPF還往上的上游一側(cè)的催化劑來凈化廢氣中的碳化氫、一氧化碳等未燃氣體成份是最理想的，但為了進一步提高該凈化率，還要求在DPF也能高效地將未燃氣體成份凈化。特別是，因為在再生DPF時要增加發(fā)動機的燃料的量，所以也希望提高DPF的廢氣凈化能力。
針對于此，通過增多由所述復(fù)合氧化物等載體承載的催化劑金屬量，即能夠提高所述DPF的微粒子燃燒速度和廢氣凈化能力，但多出來的該催化劑金屬量就會使DPF的價格增高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是，邊盡可能地抑制催化劑金屬的使用量，邊使DPF的微粒子燃燒速度及廢氣凈化能力提高。
本案發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了以鈰為主要成份且含有該鈰以外的稀土類金屬或者堿土類金屬的復(fù)合氧化物，對提高微粒子燃燒速度很有效，而且，若在其中在組合上氧化鋁和鉑，同時還能使DPF的廢氣凈化能力提高。有了該發(fā)現(xiàn)而完成了本發(fā)明。
換句話說，本發(fā)明是一種柴油微粒子過濾器，設(shè)置在柴油發(fā)動機的廢氣通路中，在構(gòu)成捕捉從該發(fā)動機排出的微粒子的過濾器本體的廢氣通道的壁面上涂敷有促進已捕捉的微粒子燃燒的催化劑層。所述催化劑層中含有以鈰為主要成份且含該鈰以外的稀土類金屬或者堿土類金屬的復(fù)合氧化物和氧化鋁，鉑由所述復(fù)合氧化物和氧化鋁承載。
根據(jù)該發(fā)明，不僅DPF的微粒子燃燒速度能夠提高，廢氣凈化能力也能提高。
微粒子燃燒速度提高的理由如下。也就是說，若被DPF捕捉的微粒子與從所述復(fù)合氧化物放出的氧起反應(yīng)而產(chǎn)生火種，周圍的氧就不足了。相對于此，所述復(fù)合氧化物的氧離子傳導(dǎo)性比現(xiàn)今所采用的鈰-鋯復(fù)合氧化物的氧離子傳導(dǎo)性高，于是，很容易高效地且繼續(xù)地將氧離子從氧濃度高的地方經(jīng)由該復(fù)合氧化物提供給所述火種部分?？梢赃@樣認為一旦產(chǎn)生火種，在起催化劑作用的鉑的承載量很少的情況下，微粒子也會迅速地燃燒。
另一方面，因為所述催化劑層中含有由氧化鋁承載了鉑而形成的催化劑成份，所以該催化劑成份便將廢氣中的HC、CO等高效地氧化凈化了。而且，如后面的實驗數(shù)據(jù)所顯示的那樣，該催化劑成份再加上承載有鉑的復(fù)合氧化物，起到了提高所述微粒子燃燒速度的作用。
最好是，由所述氧化鋁承載的鉑之量在由所述復(fù)合氧化物承載的鉑和由所述氧化鋁(14)承載的鉑之合計量中所占的比率，是質(zhì)量百分比大于或等于35％。
換句話說，由氧化鋁承載鉑而形成的催化劑成份，對提高DPF的廢氣凈化能力很有效，但從后面的實驗數(shù)據(jù)能夠看出，當氧化鋁一側(cè)鉑的承載比率很低時，該效果不能充分地發(fā)揮出來，相反卻使廢氣凈化能力下降了。
因此，最好是，使氧化鋁一側(cè)鉑的承載比率是質(zhì)量百分比大于或等于35％。這樣一來，便能可靠地使DPF的廢氣凈化能力提高。
最好是，所述氧化鋁一側(cè)鉑的承載比率是質(zhì)量百分比小于或等于90％。換句話說，提高該鉑的承載比率對提高DPF的廢氣凈化能力很有效，但若該鉑承載比率過大，則所述復(fù)合氧化物應(yīng)該承載的鉑量就變少。因為該承載鉑的復(fù)合氧化物對所述微粒子燃燒速度的提高所做的貢獻很大，所以為了不使微粒子燃燒速度下降，最好是使鉑承載比率小于或等于90％。
所述氧化鋁一側(cè)鉑的承載比率的更加理想的范圍是質(zhì)量百分比大于或等于50％且小于或等于90％，使其成為質(zhì)量百分比超過50％的比率就更理想了。
最好是，所述承載有鉑的氧化鋁進一步承載鈀。這樣DPF在低溫下的廢氣凈化能力就會提高。在該情況下，雖然鈀的耐熱性不如鉑的耐熱性好，但這不會成為大的障礙。如上所述，通過將承載鉑的所述復(fù)合氧化物和承載鈀的氧化鋁組合起來，微粒子燃燒速度就提高，即使不象上述那樣提高DPF的溫度，也能夠謀求通過燃燒除去微粒子。換句話說，無需象以前那樣為通過燃燒除去微粒子而提高DPF的溫度，所以便能夠避免鈀受熱而惡化。因此，能夠有效地將鈀用在低溫下廢氣凈化能力的提高上。
最好是，所述稀土類金屬是從釤及釓中選出的至少一種金屬；所述堿土類金屬是從鎂、鈣、鍶及鋇選出的至少一種金屬。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，即使不增加鉑承載量，DPF的微粒子燃燒速度也會增大且廢氣凈化能力會提高。對DPF在較低溫度下的迅速再生和廢氣凈化都有利，同時，能夠謀求燃料消費率的提高且有利于降低DPF的成本。
附圖的簡單說明

圖1是顯示柴油發(fā)動機的廢氣凈化裝置的圖。
圖2是示意地顯示DPF的正視圖。
圖3是示意地顯示DPF的縱向剖視圖。
圖4是一放大剖面圖，示意地顯示將DPF的廢氣流入通路和廢氣流出通路隔離開的壁。
圖5是一概念圖，顯示含在DPF催化劑層中的成份構(gòu)成之一例。
圖6是一曲線圖，顯示承載著鉑的各種氧化物的碳燃燒速度。
圖7是一曲線圖，顯示采用了鈰-釤復(fù)合氧化物的實施例所涉及的DPF的廢氣凈化能力。
圖8是一曲線圖，顯示所述實施例所涉及的DPF的碳燃燒速度。
具體實施例方式
下面，參考附圖，詳細說明本發(fā)明的實施例。
圖1中，1是布置在柴油發(fā)動機10的廢氣通路11上的DPF，在比DPF1還靠近廢氣流動的上游一側(cè)的廢氣通路11上布置有上游側(cè)催化劑12。既能夠布置上NOx捕捉催化劑或者不含NOx吸收材的氧化催化劑作上游側(cè)催化劑12，又能夠布置上二者作為上游側(cè)催化劑12。
NOx捕捉催化劑，是一種當廢氣中的氧濃度高時(空氣燃燒比較大，亦即燃料較稀時)活性氧化鋁等載體承載吸收廢氣中的NOx的NOx吸收材(以鋇為代表的堿土類金屬、堿金屬)、當廢氣中的氧濃度低時(理想配比時或者空氣燃燒比較小，亦即燃料較富時)活性氧化鋁等載體承載將從NOx吸收材放出的NOx還原以鉑為代表的催化劑金屬的催化劑，起到將HC或者CO氧化凈化的催化劑的作用。
氧化催化劑，是活性氧化鋁等載體承載以鉑、鈀等為代表的催化劑金屬而形成的，對廢氣中的HC、CO進行氧化。當將氧化催化劑放置到DPF1的上游一側(cè)時，由該氧化催化劑將廢氣中的NO氧化成NO2，該NO2作為使微粒子燃燒的氧化劑供到DPF1中。
如圖2及圖3的DPF1的示意圖所示，該DPF1呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)，包括相互平行著延伸的多個廢氣通路2、3。也就是說，DPF1的結(jié)構(gòu)是這樣的，即交替著設(shè)置有下游一端被栓4堵起來的廢氣流入通路2和上游一端被栓4堵起來的廢氣流出通路3，廢氣流入通路2和廢氣流出通路3由壁厚很薄的隔離壁5隔離開。補充說明一下，在圖2中，畫上了陰影線的部分代表上游一端的栓4。
DPF1的過濾器主體，是由堇青石(cordierite)、SiC、Si3N4、硅鋁氧氮耐熱陶瓷那樣的無機多孔質(zhì)材料形成，流入廢氣流入通路2內(nèi)的廢氣如圖3中的箭頭方向所示，通過周圍的隔離壁5流出到廢氣流出通路3內(nèi)。也就是說，如圖4所示，隔離壁5具有將廢氣流入通路2和廢氣流出通路3連通起來的微細細孔(廢氣通路)6，廢氣通過該細孔6。于是，微粒子主要被廢氣流入通路2和細孔6的壁面捕捉并沉積起來。
所述DPF1的過濾器主體的所述廢氣通路(廢氣流入通路2、廢氣流出通路3及細孔6)的壁面上，涂敷有促進已捕捉的微粒子燃燒的催化劑層7。該催化劑層7中含有以鈰為主要成份且含有該鈰以外的稀土類金屬或者堿土類金屬的復(fù)合氧化物和氧化鋁，作為催化劑金屬的至少鉑由所述復(fù)合氧化物和氧化鋁承載。補充說明一下，并非一定要在廢氣流出通路3的壁面形成催化劑層。
下面，具體說明DPF1的催化劑層。
-催化劑層的概略結(jié)構(gòu)-圖5是一概念圖，顯示本發(fā)明所涉及的所述催化劑層的成份構(gòu)成。在該圖中，13是含在催化劑層中的復(fù)合氧化物粒子，由它承載著鉑。14是含在催化劑層中的氧化鋁粒子，由它承載著鉑和鈀。也有氧化鋁粒子14不承載鈀的時候。復(fù)合氧化物粒子13和氧化鋁粒子14中除承載所述鉑和鈀以外，還可以承載其它催化劑金屬。
-各種氧化物的碳燃燒速度-圖6顯示的是，為了對含有復(fù)合氧化物的各種氧化物評價微粒子燃燒速度，取代微粒子而測量碳的燃燒速度所測得的結(jié)果。評價用試樣是這樣調(diào)制而成的。在承載有鉑的各種氧化物中加上ZrO2粘接劑和粒子交換水而調(diào)制出懸浮液，在過濾器全長上將該懸浮液均勻地涂敷在堇青石制過濾器本體(容量是25mL)的廢氣通路壁面上之后，在大氣條件下500℃的溫度下保持2個小時即可調(diào)制成評價用試樣。使用二氨二硝基鉑硝酸溶液(solution of diamminedinitro platinum nitrate) 作鉑源，利用蒸發(fā)干燥法而由氧化物承載上鉑。
在測量碳燃燒速度之際，進行了在大氣條件下在800℃的溫度下對各個試樣保持24小時的老化處理之后，再將碳沉積到各個試樣的催化劑層上，沉積量是10g/L。接著，將各個試樣安裝到固定床流通式反應(yīng)裝置(fixed-bed flow reactor)上，在含有體積百分比是10％的氧的氮氣氣流中以15℃/分的速度從室溫上升。之后，測量了通過各個試樣的氣體中CO濃度和CO2濃度的變化，求出了590℃下碳的燃燒速度。
圖6左欄顯示氧化物的種類。Zr0.63Ce0.37O2是以摩爾比63∶37含有鋯和鈰的鋯-鈰復(fù)合氧化物。Ce2O-8％(摩爾百分比)MgO以下的各種氧化物都是以鈰為主要成份另外還含有鎂等堿土類金屬或者稀土類金屬中之一種的二元復(fù)合氧化物(不含鋯)。摩爾百分比表示的是，若是例如Ce2O-8％MgO，則表示在該復(fù)合氧化物的摩爾總量中所含的MgO的摩爾百分比是8％。這些復(fù)合氧化物都是利用共沉淀法調(diào)制成的。該圖右上的鉑承載量是每1L過濾器本體的值。
根據(jù)該圖，鋯-鈰復(fù)合氧化物的碳燃燒速度比ZrO2或者CeO2的碳燃燒速度慢。另一方面，以鈰為主要成份且另外含有堿土類金屬或者稀土類金屬的所述二元復(fù)合氧化物，其碳燃燒速度不僅比鋯-鈰復(fù)合氧化物的大很多，比ZrO2或者CeO2的碳燃燒速度也大很多。特別是，鋯-鈰復(fù)合氧化物、ZrO2或者CeO2的鉑承載量是2g/L，即使是所述以鈰為主要成份的復(fù)合氧化物，鉑承載量是0.5g/L這樣少的情況，也比鋯-鈰復(fù)合氧化物、ZrO2或者CeO2各自的碳燃燒速度大很多。由此可知，用于本發(fā)明所涉及的DPF的復(fù)合氧化物對于迅速地燃燒除去微粒子是非常有用的。
(第一個實施例)該實施例中采用了鈰和釤的二元復(fù)合氧化物(不合鋯)作為所述復(fù)合氧化物。該鈰-釤復(fù)合氧化物(CeSmO)的摩爾總量中所含有的Sm2O3是摩爾百分比4％，是利用共沉淀法調(diào)制成的。DPF的制法如下所述。
將讓鈰-釤復(fù)合氧化物承載鉑的Pt/CeSmO粉末和讓γ-氧化鋁承載鉑的Pt/Al2O3粉末混合到一起，再加上ZrO2粘接劑和離子交換水而調(diào)制出懸浮液。在過濾器全長上將該懸浮液均勻地涂敷在SiC制過濾器本體(容量是25mL)的廢氣通路壁面上之后，在大氣條件下500℃的溫度下保持2個小時。采用蒸氣干燥法由鈰-釤復(fù)合氧化物和γ-氧化鋁承載鉑。
這樣一來，調(diào)制出由γ-氧化鋁承載的鉑的量在由鈰-釤復(fù)合氧化物承載的鉑和由γ-氧化鋁承載的鉑的合計量中所占有的比率(以下稱其為氧化鋁一側(cè)鉑承載比率)不同的多個DPF試樣，分析了廢氣凈化能力和微粒子燃燒速度。這些試樣都是這樣的，即Pt/CeSmO粉末和Pt/Al2O3粉末各自的承載量(每1L過濾器本體中的承載量，以下相同)都是25g/L，Pt/CeSmO中的鉑和Pt/Al2O3中的鉑的合計鉑承載量是0.5g/L。氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比0％、25％、50％、75％及100％這五種。例如氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比75％的試樣中，Pt/CeSmO中的鉑承載量是0.125g/L，Pt/Al2O3中的鉑承載量是0.375g/L。
-廢氣凈化能力的評價試驗-對所述各個試樣進行了以上所述的老化處理后(800℃×24小時)后，再通過試驗臺上試驗(rig test)測量了是HC和CO的凈化性能的指標的T50(℃)和C300(％)。試驗臺上試驗是將試樣安裝到固定床流通式反應(yīng)裝置上進行的。模擬廢氣組成如下所述，A/F＝28。
O2體積百分比10％，水蒸氣(HO2)體積百分比10％，CO2體積百分比4.5％，HC200ppmC(換算成碳量)，CO300ppm，NO500ppm，N2剩余的。
T50(℃)，是使模擬廢氣溫度逐漸上升，在DPF下游檢測的各種氣體成份(HC、CO)濃度成為流入DPF的各種氣體成份(HC、CO)濃度一半時(換句話說，凈化率是50％時)，DPF入口氣體溫度(燈熄溫度)，表示低溫凈化性能。
C300(％)是DPF入口的模擬廢氣溫度300℃時各種氣體成份(HC、CO)的凈化率，表示高溫凈化性能。
T50(℃)和C300(％)的結(jié)果顯示于圖7。先來看一看T50，當氧化鋁一側(cè)鉑承載比率從質(zhì)量百分比0％變化到25％時，對HC、CO中的任一個而言，T50都稍微變高，之后，隨著該氧化鋁一側(cè)鉑承載比率的增大，T50開始下降。再來看一看C300(％)，當氧化鋁一側(cè)鉑承載比率從質(zhì)量百分比0％變化到25％時，先下降，之后，隨著該氧化鋁一側(cè)鉑承載比率的增大，C300(％)開始上升。而且，當氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比30％或者35％左右時，所顯示出的性能和鉑承載比率是質(zhì)量百分比0％時大致一樣。從這一點可以看出，最好是使該比率成為質(zhì)量百分比大于或等于35％。大于或等于50％就更理想了。
-微粒子燃燒速度的評價試驗-用和以上說明的碳燃燒速度測量(圖6)相同的方法，對所述各個試樣求出在含有體積百分比是10％的氧和300ppm的NO的氮氣氣流中590℃的溫度下的碳燃燒速度。結(jié)果顯示于圖8。
由圖8可知，隨著氧化鋁一側(cè)鉑承載比率增大到質(zhì)量百分比是75％時，碳燃燒速度確實在增大，當質(zhì)量百分比達到100％時，碳燃燒速度比質(zhì)量百分比是0％時要低。于是，從該圖可知，為了使微粒子燃燒速度增大，最好是使氧化鋁一側(cè)鉑承載比率小于或等于90％。
-承載有鈀對廢氣凈化能力發(fā)揮的效果-用和上述一樣的方法調(diào)制出以下兩種試樣，即在所述氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比75％的試樣中，在鉑承載量是0.375g/L的γ-氧化鋁中再追加承載0.5g/L的鉑后所得到的鉑追加承載試樣，以及在所述氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比75％的試樣中，在鉑承載量是0.375g/L的γ-氧化鋁中再追加承載0.3g/L的鈀所得到的鈀追加承載試樣。然后，進行和上述一樣的廢氣凈化能力的評價試驗。鉑追加承載試樣的總催化劑金屬承載量是1.0g/L；鈀追加承載試樣的總催化劑金屬承載量是0.8g/L。結(jié)果顯示于表1。
表1

CeSmO；含有摩爾百分比是4％的Sm2O3的鈰-釤復(fù)合氧化物在γ-氧化鋁中追加承載鉑以后，HC及CO的T50變好，但與追加承載鉑時相比，追加承載鈀后HC及CO的T50變得更好。而且，鉑的追加承載量是0.5g/L，鈀的追加承載量比它少，是0.3g/L，可知，DPF的廢氣凈化能力由于鈀的追加承而大幅度地提高。
(第二個實施例)采用了含有摩爾百分比是4％的Gd2O3的鈰-釓復(fù)合氧化物(CeGdO)來取代第一個實施例的鈰-釤復(fù)合氧化物，其它則和第一個實施例一樣，調(diào)制出氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比0％、25％、50％、75％以及100％這五種試樣。同樣，調(diào)制了以下兩種試樣，即在該氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比75％的試樣中，在它的γ-氧化鋁中再追加承載0.5g/L的鉑后所得到的鉑追加承載試樣，以及在所述氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比75％的試樣中，在它的γ-氧化鋁中再追加承載0.3g/L的鈀所得到的鈀追加承載試樣。之后，和第一個實施例一樣，對所述五種試樣進行了廢氣凈化能力和微粒子燃燒速度的評價試驗，對鉑追加承載試樣和鈀追加承載試樣進行了廢氣凈化能力的評價試驗。結(jié)果顯示于表2、表3中。
表2

CeGdO；含有摩爾百分比4％的Gd2O3的鈰-釓復(fù)合氧化物表3


CeGdO；含有摩爾百分比4％的Gd2O3的鈰-釓復(fù)合氧化物由表2可知，采用鈰-釓復(fù)合氧化物時也和第一個實施例的采用鈰-釤復(fù)合氧化物時一樣，能夠得到高廢氣凈化能力且微粒子燃燒速度增大。而且，隨著該氧化鋁一側(cè)鉑承載比率增大，碳燃燒速度增大，比率過大后則下降，和第一個實施例是一樣的。但是，從廢氣凈化能力來看，在采用鈰-釓復(fù)合氧化物的情況下，當所述鉑承載比率是質(zhì)量百分比25％時并未看到廢氣凈化能力有什么下降，隨著該鉑承載比率增大廢氣凈化能力提高，這一點和第一個實施例中的采用鈰-釤復(fù)合氧化物的情況有點不一樣。但是，當鉑承載比率是質(zhì)量百分比0％和25％時碳燃燒速度卻沒有太大的差別，正因為這一點，最好是在采用鈰-釓復(fù)合氧化物的情況下，也使該鉑承載比率大于或等于35％。
由表3可知，在采用鈰-釓復(fù)合氧化物的情況下，也和第一個實施例的采用鈰-釤復(fù)合氧化物的情況一樣，與追加承載鉑相比，追加承載鈀后HC及CO的T50變得更好。
(第三個實施例)采用了含有摩爾百分比是8％的MgO的鈰-鎂復(fù)合氧化物(CeMgO)來取代第一個實施例的鈰-釤復(fù)合氧化物，其它則和第一個實施例一樣，調(diào)制出氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比0％、25％、50％、75％以及100％這五種試樣。同樣，調(diào)制了以下兩種試樣，即在該氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比75％的試樣中，在它的γ-氧化鋁中再追加承載0.5g/L的鉑后所得到的鉑追加承載試樣，以及在所述氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比75％的試樣中，在它的γ-氧化鋁中再追加承載0.3g/L的鈀所得到的鈀追加承載試樣。之后，和第一個實施例一樣，對所述五種試樣進行了廢氣凈化能力和微粒子燃燒速度的評價試驗，對鉑追加承載試樣和鈀追加承載試樣進行了廢氣凈化能力的評價試驗。結(jié)果顯示于表4、表5中。
表4


CeMgO；含有摩爾百分比8％的MgO的鈰-鎂復(fù)合氧化物表5

CeMgO；含有摩爾百分比8％的MgO的鈰-鎂復(fù)合氧化物由表4可知，采用鈰-鎂復(fù)合氧化物時，得到了高廢氣凈化能力且微粒子燃燒速度增大。而且，隨著該氧化鋁一側(cè)鉑承載比率增大，廢氣凈化能力提高，碳燃燒速度增大，比率過大后則下降，和第二個實施例是一樣的。在該情況下，當所述鉑承載比率從質(zhì)量百分比0％變化到25％時，廢氣凈化能力和碳燃燒速度皆提高。正因為這一點，最好是使該鉑承載比率大于或等于25％。
由表5可知，在采用鈰-鎂復(fù)合氧化物的情況下，也和第一個實施例的采用鈰-釤復(fù)合氧化物的情況一樣，與追加承載鉑相比，追加承載鈀后HC及CO的T50變得更好。
(第四個實施例)采用了含有摩爾百分比是8％的CaO的鈰-鈣復(fù)合氧化物(CeCaO)來取代第一個實施例的鈰-釤復(fù)合氧化物，其它則和第一個實施例一樣，調(diào)制出氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比0％、25％、50％、75％以及100％這五種試樣。同樣，調(diào)制了以下兩種試樣，即在該氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比75％的試樣中，在它的γ-氧化鋁中再追加承載0.5g/L的鉑后所得到的鉑追加承載試樣，以及在所述氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比75％的試樣中，在它的γ-氧化鋁中再追加承載0.3g/L的鈀所得到的鈀追加承載試樣。之后，和第一個實施例一樣，對所述五種試樣進行了廢氣凈化能力和微粒子燃燒速度的評價試驗，對鉑追加承載試樣和鈀追加承載試樣進行了廢氣凈化能力的評價試驗。結(jié)果顯示于表6、表7中。
表6

CeCaO；含有摩爾百分比8％的CaO的鈰-鈣復(fù)合氧化物表7

CeCaO；含有摩爾百分比8％的CaO的鈰-鈣復(fù)合氧化物由表6可知，采用鈰-鈣復(fù)合氧化物時，得到了高廢氣凈化能力且微粒子燃燒速度增大。而且，隨著該氧化鋁一側(cè)鉑承載比率增大，廢氣凈化能力提高，碳燃燒速度增大，比率過大后則下降，和第二個實施例是一樣的。這種情況的特點在于，和其它實施例相比，碳燃燒速度很大。在該情況下，也是當所述鉑承載比率從質(zhì)量百分比0％變化到25％時，廢氣凈化能力和碳燃燒速度皆提高。正因為這一點，最好是使該鉑承載比率大于或等于25％。
由表7可知，在采用鈰-鈣復(fù)合氧化物的情況下，也和第一個實施例的采用鈰-釤復(fù)合氧化物的情況一樣，與追加承載鉑相比，追加承載鈀后HC及CO的T50變得更好。
(第五個實施例)采用了含有摩爾百分比是8％的SrO的鈰-鍶復(fù)合氧化物(CeSrO)來取代第一個實施例的鈰-釤復(fù)合氧化物，其它則和第一個實施例一樣，調(diào)制出氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比0％、25％、50％、75％以及100％這五種試樣。同樣，調(diào)制了以下兩種試樣，即在該氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比75％的試樣中，在它的γ-氧化鋁中再追加承載0.5g/L的鉑后所得到的鉑追加承載試樣，以及在所述氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比75％的試樣中，在它的γ-氧化鋁中再追加承載0.3g/L的鈀所得到的鈀追加承載試樣。之后，和第一個實施例一樣，對所述五種試樣進行了廢氣凈化能力和微粒子燃燒速度的評價試驗，對鉑追加承載試樣和鈀追加承載試樣進行了廢氣凈化能力的評價試驗。結(jié)果顯示于表8、表9中。
表8

CeSrO；含有摩爾百分比8％的SrO的鈰-鍶復(fù)合氧化物表9


CeSrO；含有摩爾百分比8％的SrO的鈰-鍶復(fù)合氧化物由表8可知，采用鈰-鍶復(fù)合氧化物時，得到了高廢氣凈化能力且微粒子燃燒速度增大。而且，隨著該氧化鋁一側(cè)鉑承載比率增大，廢氣凈化能力提高，碳燃燒速度增大，比率過大后則下降，和第二個實施例是一樣的。在該情況下，也是當所述鉑承載比率從質(zhì)量百分比0％變化到25％時，廢氣凈化能力和碳燃燒速度皆提高。正因為這一點，最好是使該鉑承載比率大于或等于25％。
由表9可知，在采用鈰-鍶復(fù)合氧化物的情況下，也和第一個實施例的采用鈰-釤復(fù)合氧化物的情況一樣，與追加承載鉑相比，追加承載鈀后HC及CO的T50變得更好。
(第六個實施例)采用了含有摩爾百分比是8％的BaO的鈰-鋇復(fù)合氧化物(CeBaO)來取代第一個實施例的鈰-釤復(fù)合氧化物，其它則和第一個實施例一樣，調(diào)制出氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比0％、25％、50％、75％以及100％這五種試樣。同樣，調(diào)制了以下兩種試樣，即在該氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比75％的試樣中，在它的γ-氧化鋁中再追加承載0.5g/L的鉑后所得到的鉑追加承載試樣，以及在所述氧化鋁一側(cè)鉑承載比率是質(zhì)量百分比75％的試樣中，在它的γ-氧化鋁中再追加承載0.3g/L的鈀所得到的鈀追加承載試樣。之后，和第一個實施例一樣，對所述五種試樣進行了廢氣凈化能力和微粒子燃燒速度的評價試驗，對鉑追加承載試樣和鈀追加承載試樣進行了廢氣凈化能力的評價試驗。結(jié)果顯示于表10、表11中。
表10


CeBaO；含有摩爾百分比是8％的BaO的鈰-鋇復(fù)合氧化物表11

CeBaO；含有摩爾百分比是8％的BaO的鈰-鋇復(fù)合氧化物由表10可知，采用鈰-鋇復(fù)合氧化物時，得到了高廢氣凈化能力且微粒子燃燒速度增大。而且，隨著該氧化鋁一側(cè)鉑承載比率增大，廢氣凈化能力提高，碳燃燒速度增大，比率過大后則下降，和第二個實施例是一樣的。這種情況的特點在于，和其它實施例相比，碳燃燒速度很大。在該情況下，也是當所述鉑承載比率從質(zhì)量百分比0％變化到25％時，廢氣凈化能力和碳燃燒速度皆提高。正因為這一點，最好是使該鉑承載比率大于或等于25％。
由表11可知，在采用鈰-鋇復(fù)合氧化物的情況下，也和第一個實施例的采用鈰-釤復(fù)合氧化物的情況一樣，與追加承載鉑相比，追加承載鈀后HC及CO的T50變得更好。
(其它)在所述實施例中，以鈰為主要成份的復(fù)合氧化物的稀土類金屬含有量或者是堿土類金屬含有量是摩爾百分比4％或者8％，但從圖6的碳燃燒速度明顯看出，隨著該含有量的增大，碳燃燒速度是有希望增大的，從這一點來看，便能夠使摩爾百分比成為10％、20％，在不到50％的范圍內(nèi)增量。
權(quán)利要求
1.一種柴油微粒子過濾器(1)，設(shè)置在柴油發(fā)動機(10)的廢氣通路(11)中，在構(gòu)成捕捉從該發(fā)動機(10)排出的微粒子的過濾器本體的廢氣通道(2，6)的壁面上涂敷有促進已捕捉的微粒子燃燒的催化劑層(7)，其特征在于所述催化劑層(7)中含有以鈰為主要成份且含該鈰以外的稀土類金屬或者堿土類金屬的復(fù)合氧化物(13)和氧化鋁(14)，鉑由所述復(fù)合氧化物(13)和氧化鋁(14)承載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油微粒子過濾器，其特征在于由所述氧化鋁(14)承載的鉑之量在由所述復(fù)合氧化物(13)承載的鉑和由所述氧化鋁(14)承載的鉑之合計量中所占的比率，是質(zhì)量百分比大于或等于35％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油微粒子過濾器，其特征在于所述比率，是質(zhì)量百分比小于或等于90％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中之任一項所述的柴油微粒子過濾器，其特征在于承載著所述鉑的氧化鋁(14)進一步承載著鈀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到3中之任一項所述的柴油微粒子過濾器，其特征在于所述稀土類金屬是從釤及釓中選出的至少一種金屬。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柴油微粒子過濾器，其特征在于所述稀土類金屬是從釤及釓中選出的至少一種金屬。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到3中之任一項所述的柴油微粒子過濾器，其特征在于所述堿土類金屬是從鎂、鈣、鍶及鋇選出的至少一種金屬。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柴油微粒子過濾器，其特征在于所述堿土類金屬是從鎂、鈣、鍶及鋇選出的至少一種金屬。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柴油微粒子過濾器，其特征在于所述堿土類金屬是從鎂、鈣、鍶及鋇選出的至少一種金屬。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的柴油微粒子過濾器，其特征在于所述堿土類金屬是從鎂、鈣、鍶及鋇選出的至少一種金屬。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柴油微粒子過濾器。在構(gòu)成DFP(1)的廢氣通道(2，6)的壁面上涂敷有促進已捕捉的微粒子燃燒的催化劑層(7)，該催化劑層(7)中含有以鈰為主要成分且含有該鈰以外的稀土類金屬或者堿土類金屬的復(fù)合氧化物(13)和氧化鋁(14)。鉑由復(fù)合氧化物(13)和氧化鋁(14)承載著。
文檔編號F01N3/10GK101025107SQ20071000738
公開日2007年8月29日 申請日期2007年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月20日
發(fā)明者藤田弘輝, 原田浩一郎, 岡本謙治, 對尾良則, 高見明秀, 鈴木研二 申請人:馬自達汽車股份有限公司