[发明专利]内燃机的废气净化装置

说明书

技术领域

本发明涉及设置在内燃机的废气通路中来进行废气净化的内燃机的废气净化装置，详细而言，涉及在废气路径中具有对发动机等内燃机的废气中所含的一氧化碳(CO)、烃、氮氧化物(NO_X)、颗粒状物质(PM)等有效地净化的催化剂的内燃机的废气净化装置。

本申请基于2009年10月30日在日本申请的专利申请2009-250402号要求优先权，并将其内容援引于本说明书中。

背景技术

由汽车等的发动机(内燃机)排出的废气中所含的各种物质已成为大气污染的原因，到目前为止已引起各种环境问题。因此，为了净化这些废气中所含的物质，利用将贵金属元素用作催化剂的废气净化装置。

对于现有的废气净化装置而言，将以氧化铝或钙钛矿等复合氧化物作为催化剂载体，并使作为催化剂成分的贵金属粒子负载于这些载体，将所得物质作为催化剂使用，通过使废气中所含的物质与该催化剂接触来进行分解处理(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-4050号公报

发明内容

发明所要解决的问题

通常，当使用如上所述的催化剂对废气进行净化时，为了表现出贵金属元素的催化活性，需要热量。然而，例如像从发动机起动后不久时那样，存在期望催化剂在低温时也稳定地净化废气的要求，因此，需要在低温时也表现出高效的净化性能的催化剂。

作为在低温时得到高效的净化性能的方法，可以考虑增加作为催化剂成分的贵金属粒子的量、增加废气与贵金属粒子的接触面积(接触概率)的方法。但是，用于废气净化的具有催化活性的第9纵列、第10纵列的元素等贵金属元素大多为昂贵的元素，因此会导致制造成本增加。

此外，还已知有将通过在高比表面积的γ-氧化铝等粒子(负载粒子)的表面负载贵金属元素并扩大贵金属元素的表面积而增加了催化活性面的复合粒子用作催化剂的构成。但是，对于这种构成而言，由于γ-氧化铝在1000℃以上的高温下发生向α-氧化铝的晶相转变，因此，比表面积显著降低。另外，由向α-氧化铝的晶相转变引起的结构变化成为促进作为催化剂成分的贵金属粒子结块的原因。另外，使这些催化剂在基材上形成为层状时，结构变化也成为引起形成层脱落的原因。由于这些原因，在高温下无法维持催化活性。

本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于，提供兼顾低温下的高催化活性和高温下的高耐久性的内燃机的废气净化装置。

用于解决问题的方法

为了解决上述问题，本发明的内燃机的废气净化装置的特征在于，在上述内燃机的废气路径中配置有催化剂，上述催化剂的至少一种为贵金属负载碳化硅粒子，上述贵金属负载碳化硅粒子通过在平均一次粒径为0.005μm以上且5μm以下的碳化硅粒子的表面设置负载有贵金属粒子的氧化硅层而形成。

本发明中，优选上述氧化硅层的厚度为0.1nm以上且30nm以下。

本发明中，优选上述碳化硅粒子的比表面积为1.0m²/g以上且400m²/g以下。

本发明中，优选上述催化剂以含有多个上述贵金属负载碳化硅粒子的多孔质层的形式配置在上述废气路径中，且上述多孔质层的气孔率为20％以上且90％以下。

发明效果

根据本发明的内燃机的废气净化装置，由于所使用的催化剂含有碳化硅粒子，且该碳化硅粒子的表面具备负载有贵金属粒子的氧化硅层，因此，金属粒子能够均匀地负载在碳化硅粒子的表面，从而能够确保有效的催化活性位点。因此，即使不添加大量的贵金属，也能够提高低温时的催化活性。

此外，形成在碳化硅粒子表面的氧化硅层保持作为催化剂成分的贵金属粒子，因此，能够抑制贵金属粒子在高温下由于移动合并而产生的粗大化(结块)。而且，碳化硅本身的高温耐久性优良。因此，即使在高温环境下使用，也能够维持与低温时相同的高催化性能。

进而，由于碳化硅粒子的粒径在0.005μm以上且5μm以下的范围内，因此，配置在废气路径中的催化剂整体上达到高比表面积，并且能够使废气高效地流入到催化剂内。因此，废气与负载于碳化硅粒子表面的贵金属粒子的接触概率提高，从而显示出优良的催化活性。

因此，能得到低温时的催化活性高且即使暴露在高温下催化活性也不会降低、具有优良的废气净化特性的内燃机的废气净化装置。