[发明专利]颗粒燃烧催化剂、颗粒过滤器和废气净化设备

说明书

技术领域

本发明涉及颗粒燃烧催化剂、颗粒过滤器和废气清洁设备。更具体地，本发明涉及在低温下实现除去(通过氧化)从柴油内燃机排出的颗粒物的颗粒燃烧催化剂；用该颗粒燃烧催化剂涂覆的颗粒过滤器；和包括用该颗粒燃烧催化剂涂覆的颗粒过滤器的废气清洁设备。

背景技术

从柴油机中排出的废气包含颗粒(即颗粒物)，并且这类物质没有任何处理释放到大气中是空气污染的主因。因此，出现对这类物质的严格管理的要求。作为除去颗粒物的有效方式，已经提出了用于可溶性有机级分(SOF)燃烧的流过型氧化催化剂，或者使用用于捕集烟灰的柴油颗粒过滤器(DPF)的柴油废气捕集系统。然而，为了该DPF再生，其中捕集的颗粒物必须连续通过氧化除去。

迄今提出的连续再生系统包括使用这样的催化剂的体系，该催化剂包括例如由金属(例如铝、锆、铈、钛或钒)的氧化物或复合氧化物制成的载体，和担载在该载体上的昂贵贵金属(例如Pt)(参见例如专利文献1、2或3)；和涉及NO₂的连续再生方法(参见例如专利文献4)。该连续再生方法需要在DPF的上游提供氧化催化剂(例如Pt)用于使NO氧化成NO₂，并且因此涉及高成本。另外，涉及NO₂的反应被NO_x/C比例影响，并且对该方法的使用施加了许多限制。

专利文献1：日本专利申请特开(kokai)No.H10-047035

专利文献2：日本专利申请特开(kokai)No.2003-334443

专利文献3：日本专利申请特开(kokai)No.2004-058013

专利文献4：日本专利No.3012249

发明内容

发明解决的问题

本发明的目的是提供不使用昂贵的贵金属在低温下通过氧化实现烟灰除去的颗粒燃烧催化剂，并且该催化剂使得能够仅借助于氧进行氧化反应并且因此在低温下通过氧化实现烟灰除去，与废气的NO_x浓度无关。本发明的另一目的是提供用该颗粒燃烧催化剂涂覆的颗粒过滤器。本发明的仍然另一个目的是提供包括用该颗粒燃烧催化剂涂覆的颗粒过滤器的废气清洁设备。

解决问题的方式

为了实现上述目的，本发明人进行了广泛研究并且因此发现可以通过提供这样的颗粒燃烧催化剂实现该目的，该催化剂包括充当载体的特定氧化锆颗粒和充当催化剂组分的金属Ag或Ag氧化物，该催化剂组分担载在该载体上，其中催化剂组分的量落入特定范围，并且优选该催化剂具有落入特定范围的BET比表面积。基于该发现完成了本发明。

因此，本发明提供一种颗粒燃烧催化剂，其特征在于包含由单斜晶氧化锆颗粒形成的载体，和充当催化剂组分并且担载在该载体上的金属Ag或Ag氧化物，其中基于该载体的质量，按照还原成金属Ag计，该催化剂组分的量为0.5-10质量％。

优选地，本发明的颗粒燃烧催化剂包含由单斜晶氧化锆颗粒形成的载体，和充当催化剂组分并且担载在该载体上的金属Ag或Ag氧化物，其中基于该载体的质量，按照还原成金属Ag计，该催化剂组分的量为0.5-10质量％，并且该催化剂具有8-21m²/g的BET比表面积。

更优选地，本发明的颗粒燃烧催化剂包含由单斜晶氧化锆颗粒形成的载体，和充当催化剂组分并且担载在该载体上的金属Ag或Ag氧化物，其中基于该载体的质量，按照还原成金属Ag计，该催化剂组分的量为1-9质量％，并且该催化剂具有11-20m²/g的BET比表面积。

本发明还提供了特征在于用任一种上述颗粒燃烧催化剂涂覆的颗粒过滤器。本发明还提供了特征在于包括用任一种上述颗粒燃烧催化剂涂覆的颗粒过滤器的废气清洁设备。

发明效果

本发明的颗粒燃烧催化剂的使用实现了在低温下通过氧化除去烟灰，不需要使用昂贵的贵金属。当使用该颗粒燃烧催化剂时，由于氧化反应仅借助于氧进行，因此可以在低温下通过氧化除去烟灰，与废气的NO_x浓度无关。

具体实施方式

本发明的颗粒燃烧催化剂包括由单斜晶氧化锆颗粒形成的载体，和充当催化剂组分并且担载在该载体上的金属Ag或Ag氧化物。尽管各种类型的氧化锆(例如单斜晶氧化锆和稳定的立方体氧化锆)可商购获得，但本发明的颗粒燃烧催化剂使用单斜晶氧化锆作为载体。