本発明のパティキュレート燃焼触媒は単� ��晶系酸化ジルコニウム粒子からなる担体に� ��持された触媒成分としての金属Ag又はAg酸化 物からなるものである。酸化ジルコニウムと して単斜晶系酸化ジルコニウム、安定化立方 晶系酸化ジルコニウム等が市販されているが 、本発明においてはパティキュレート燃焼触 媒の担体として単斜晶系酸化ジルコニウムを 用いる。

 本発明のパティキュレート燃焼触媒におい� ��は、触媒成分として金属Ag又はAg酸化物が上 記の担体に担持されていることが必須である 。本発明で用いる金属Ag又はAg酸化物はPt、Pd� ��に比べて安価であるだけでなく、本発明で� ��いる特定の担体との組合せで用いる場合に� ��PtやPd成分を用いる場合よりも金属Ag又はAg� �化物を用いる場合に一層優れた効果が達成� �れる。本発明においては、金属Ag又はAg酸化� ��を金属Ag換算で担体の質量を基準として0.5~1 0質量%、好ましくは1~9質量%の量で担持させる 。担持量が0.5質量%未満である場合には、触� �として効果が充分には発揮できず、Tig(燃焼� ��始温度)が300℃を超えて高くなる。また、担 持量が10質量%を超えてもそれに見合った効果 が得らず、更に、触媒の量が多い場合には金 属のシンタリングが起こりやすく、その触媒 としての効果が期待できない。また、理由は 不明であるが、触媒成分の担持量が金属Ag換� ��で担体の質量を基準として1~9質量%であり、 BET比表面積が11~20m ² /gである場合にはTigが260℃以下となる。

 本発明のパティキュレート燃焼触媒におい� ��は、触媒のBET比表面積が8~21m ² /gであることが好ましく、11~20m ² /gであることがより好ましい。触媒のBET比表� ��積が8m ² /g未満である場合にはTigが300℃を超えて高く� ��る傾向があり、また触媒のBET比表面積が21m ² /gを超える場合にもTigが300℃を超えて高くな� ��傾向がある。また、上記したように、触媒� ��BET比表面積が11~20m ² /gであり、触媒成分の担持量が金属Ag換算で� �体の質量を基準として1~9質量%である場合に� ��Tigが260℃以下となる。

 後記の実施例及び比較例からも明らかなよ� ��に、触媒成分の量が金属Ag換算で該担体の� �量を基準として0.5~10質量%である場合にはTig� ��充分に低いパティキュレート燃焼触媒を得� ��ことができ、触媒成分の量が金属Ag換算で� �体の質量を基準として1~9質量%であり、BET比� ��面積が11~20m ² /gである場合にはTigが260℃以下のパティキュ� ��ート燃焼触媒を得ることができる。

 基材上に本発明のパティキュレート燃焼� ��媒を保持させて本発明のパティキュレート� ��ィルターを製造することを考慮すると、担� ��の表面にバインダー成分としてSiO2、TiO2、Zr O2、Al2O3 等を付与することが好ましい。担体 の表面にバインダー成分を付与することによ り基材と担体との密着性が向上して触媒の耐 久性が向上し、耐熱性が向上する。

 本発明のパティキュレート燃焼触媒は、例� ��ば次のようにして製造することができる。� ��記した単斜晶系酸化ジルコニウム粒子をSiO2 、アルミナゾル等のバインダー成分及び水と 共に混合し、必要に応じてボールミル等の粉 砕装置で細かく粉砕する。この分散液に水溶 性銀化合物の水溶液を添加し、充分に攪拌し てスラリーとする。その後、乾燥させ、触媒 成分を担持した単斜晶系酸化ジルコニウム粒 子を一般的には600~900℃、好ましくは730~870℃� ��より好ましくは750~850℃で10時間以上、一般� ��には20時間程度焼成する。焼成温度が600℃� �満の場合には、得られる触媒のBET比表面積� �大きくなり、Tigが高くなる傾向があり、逆� �焼成温度が900℃超える場合には、得られる� �媒のBET比表面積が小さくなり、Tigが高くな� �傾向があり、実用品が得られにくい。焼成� �度が600~900℃の場合には、得られる触媒のBET� ��表面積が8~21m ² /g程度となり、Tigが300℃以下となる傾向があ� ��、一方焼成温度が730~870℃の場合には、得ら れる触媒のBET比表面積が11~20m ² /g程度となり、Tigが260℃以下となる傾向があ� ��。また、焼成時間が10時間未満であると目� �とする触媒が得られない場合があり、一方� �焼成時間が50時間を超えてもそれに見合った 効果が得られない。

 本発明のパティキュレートフィルターは� ��ティキュレートフィルターとして公知のい� ��なる形状であっても良いが、三次元立体構� ��を有するものが好ましい。三次元立体構造� ��有するフィルターの具体例として、ウォー� ��スルー型、フロースルーハニカム型、ワイ� ��メッシュ型、セラミックファイバー型、金� ��多孔体型、粒子充填型、フォーム型等を挙� ��ることができる。また、基材の材質として� ��ージエライト、SiC等のセラミックやFe-Cr-Al� �金やステンレス合金等を挙げることができ� �。

 本発明の排ガス浄化装置は上記の本発明� ��パティキュレートフィルターを組み込んだ� ��のであり、当業者には容易に理解できるも� ��である。

 次に、本発明のパティキュレートフィル� ��ーの製造法について説明する。上記のよう� ��して調製したスラリーをワイヤメッシュフ� ��ルイター等の基材フィルターにコートする� ��このコートしたフィルターを一般的には600~ 900℃、好ましくは730~870℃、より好ましくは75 0~850℃で10時間以上、一般的には20時間程度焼 成する。触媒の総コート量としては、ウォー ルフロータイプのDPFの場合には10~100g/L、ワイ ヤメッシュの場合には50~150g/Lくらいが好まし い。触媒の総コート量が少なすぎると充分な 性能を得ることができない。また、多すぎる と排ガスに対する背圧が高くなってしまう。

 以下に、実施例及び比較例に基づいて本� ��明を具体的に説明する。

 なお、以下の実施例及び比較例において� ��末触媒のTig(燃焼開始温度)は下記の方法で� �定した。

 <粉末触媒の模擬排ガスによる評価>
 パティキュレート燃焼触媒粉末20mgとカーボ ン2mg(デグサ社製、Printex-V、トナーカーボン)� ��をメノウ乳鉢で2分間混合し、この混合物を 石英反応管の中央部に石英ウールを使って固 定した。下記組成の流通ガスを下記の流量で 流しながら電気炉によってその石英反応管の 温度を下記の昇温速度で昇温させながら出口 側でのCO及びCO2の濃度を赤外線型分析計で測� ��した。このCO2の濃度が30ppmになった時の触� �入り口側の温度(電気炉制御温度)をTig(燃焼� �始温度)とした。

 ガス組成:O2:10%、N2:90%
 流量:400cc/min
 昇温速度:10℃/min

 実施例1~6及び比較例1~9
 担体として単斜晶系酸化ジルコニウム(ZrO2)� ��子又はγ-アルミナ(Al2O3)粒子を用い、該担体 粉末及び硝酸銀水溶液又はジニトロジアミン Pt硝酸溶液を金属銀又は金属白金換算で該担� ��の質量を基準にして第1表に示す担持量とな るように混合し、1時間攪拌した。その後、� �熱しながら水分を蒸発させ、更に120℃で乾� �させた。それらの乾燥物を750℃で20時間焼成 してパティキュレート燃焼触媒を得た。この パティキュレート燃焼触媒のBET比表面積及び Tigは第1表に示す通りであった。

 第1表に示すデータの実施例1~6から明らかな ように、単斜晶系酸化ジルコニウム粒子から なる担体に触媒成分としてAgを、該触媒成分� ��量が金属Ag換算で該担体の質量を基準とし� �0.5~10質量%となるように担持させた場合にTig� ��300℃以下でBET比表面積が8~21m ² /gとなり、1~9質量%となるように担持させた場 合にTigが260℃以下でBET比表面積が11~20m ² /gとなった。それに対して比較例2~9から明ら� ��なように担体としてZrO2の代わりにAl2O3を用� ��た場合や触媒としてAgの代わりにPtを用いた 場合にはTigは低くなかった。

 実施例7~11及び比較例10
 担体として単斜晶系酸化ジルコニウム(ZrO2)� ��子を用い、該担体粉末及び硝酸銀水溶液を� ��属銀換算で該担体の質量を基準にして第1表 に示す担持量となるように混合し、1時間攪� �した。その後、加熱しながら水分を蒸発さ� �、更に120℃で乾燥させた。それらの乾燥物� �750℃で20時間焼成してパティキュレート燃焼 触媒を得た。このパティキュレート燃焼触媒 のBET比表面積及びTigは第2表に示す通りであ� �た。

 実施例12~18
 担体として単斜晶系酸化ジルコニウム粒子� ��用い、該担体粉末及び硝酸銀水溶液を金属� ��換算で該担体の質量を基準にして1質量%の� �持量となるように混合し、1時間攪拌した。� ��の後、加熱しながら水分を蒸発させ、更に1 20℃で乾燥させた。その乾燥物を第3表に示す 温度で20時間焼成してパティキュレート燃焼� ��媒を得た。このパティキュレート燃焼触媒� ��BET比表面積及びTigは第3表に示す通りであっ た。

 実施例19~24
 担体として単斜晶系酸化ジルコニウム粒子� ��用い、該担体粉末及び硝酸銀水溶液を金属� ��換算で該担体の質量を基準にして1質量%の� �持量となるように混合し、1時間攪拌した。� ��の後、加熱しながら水分を蒸発させ、更に1 20℃で乾燥させた。その乾燥物を750℃で第4表 に示す時間焼成してパティキュレート燃焼触 媒を得た。このパティキュレート燃焼触媒の BET比表面積及びTigは第4表に示す通りであっ� �。