柴油汽車尾氣微粒子過濾器的製作方法
2023-10-09 19:12:04
專利名稱：柴油汽車尾氣微粒子過濾器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種柴油汽車尾氣微粒子過濾器。
背景技術：
近年來，用過濾器捕捉從柴油發動機排出的微粒子(微粒子狀物質、特別是碳)並通過燃燒除去該已捕捉的微粒子的技術開發進行得非常火熱。
已知有以下代表技術，即將氧化催化劑布置在比柴油汽車尾氣微粒子過濾器(以下稱其為DPF)還靠近廢氣流通的上遊一側，同時將燃料等的HC成份提供給氧化催化劑。也就是說，用氧化催化劑讓HC成份燃燒，利用該燃燒熱提高流入DPF的廢氣的溫度，並利用氧化催化劑將廢氣中的NO氧化為NO2，利用該NO2和溫度已變高的廢氣來燃燒過濾器的微粒子而將它除去。在這種情況下，NO2成為燃燒微粒子的氧化劑。
還知道有另一代表技術。在將NOx捕捉催化劑布置在比DPF還靠近廢氣流通的上遊一側的情況下，將微粒子用氧化催化劑塗敷到DPF的廢氣通路壁面上。這樣做，是因為雖然能夠對排出氣體中的NOx進行淨化，微粒子卻不能由NO2氧化，所以在DPF設置了氧化催化劑。一般是採用含有鉑等催化劑金屬、氧化鈰或者CeZr複合氧化物、活性氧化鋁的作該氧化催化劑。
然而，雖然是塗敷在DPF的氧化催化劑的催化劑金屬量越多，就越促進微粒子的燃燒，但由於增量收到的效果不會持續很長。這是因為微粒子燃燒時，有時候催化劑溫度會上升到800℃以上，甚至會上升到1000℃左右，這樣會導致催化劑金屬燒結之故。
針對於此，在特開2002-292246號公報中提出了以下方案。即採用具有氧吸藏能的鈰系列複合氧化物、鈣鈦礦型複合氧化物或者尖晶石型複合氧化物的混合物作上述DPF的氧化催化劑，讓微粒子的著火溫度下降。在特開2004-42021號公報中提出了以下技術方案。即採用以銀或者鈷穩定化了的鈰作所述DPF的氧化催化劑，或者是採用Ce與其它稀土類元素R的複合氧化物即以銀或者鈷穩定化了的作所述DPF的氧化催化劑，而使其不含白金族元素。
但是，在鈰、CeZr複合氧化物中，不載有催化劑金屬時微粒子的燃燒速度慢，就是Ce和其它稀土類元素的複合氧化物，到目前為止該燃燒速度也未必會加快。特別是，在將NOx捕捉催化劑布置在比DPF還靠近廢氣流通的上遊一側的時候，因為NO2不能用於對微粒子進行氧化，所以這一傾向更加顯著。於是，在不能快速地燃燒DPF的微粒子並除去的情況下，發動機的背壓上升而導致燃料消耗率惡化。因此，實際情況是不得不增加鉑等催化劑金屬的量，但在上述情況下又存在燒結的問題，而得不到耐久性。再就是，即使採用將氧化催化劑布置在比DPF還往上的上遊一側，提供燃料(HC成份)以提高廢氣溫度的方法，也會因為要供給燃料而使燃料燃燒率惡化。
發明內容
本發明，做到了即使是少量的催化劑金屬量或者是即使不利用催化劑金屬，也能提高DPF的微粒子燃燒速度，為此解決了上述問題。
本案發明人，針對上述問題，對起氧吸藏材作用的Ce系列複合氧化物的組成與微粒子燃燒速度的關係進行了各種各樣的實驗和研究，發現在特定組成的情況下，廢氣中的CO變得容易氧化，該反應熱促進了微粒子的燃燒，即使催化劑金屬的量很少或者是零，也能讓微粒子快速地燃燒。由此完成了本發明。
第一方面的發明是一種柴油汽車尾氣微粒子過濾器，所述過濾器布置在柴油發動機的廢氣排出通路中，捕捉從該發動機排出的微粒子。在捕捉所述微粒子的過濾器主體的、構成廢氣排出通路的壁面塗敷有促進已捕捉到的微粒子燃燒的催化劑層；所述催化劑層中含有複合氧化物，所述複合氧化物中含有Ce和Zr，Ce/(Ce+Zr)摩爾比在超過20％且小於等於80％的範圍內；所述複合氧化物中進一步含有Ce以外的稀土類元素R。
也就是說，後述評價數據。根據本案發明人的實驗，隨著含有Ce和Zr的CeZr複合氧化物的Ce/(Ce+Zr)摩爾比增大，微粒子的燃燒速度增大，在50％到60％附近達到高峰以後，隨著摩爾比增大，該燃燒速度減小。當該摩爾比在超過20％且小於等於80％的範圍內的時候，即使是接受了該熱處理之後，與CeO2、ZrO2相比，微粒子燃燒速度也明顯增大。這是因為CeZr複合氧化物不僅具有氧吸藏能，耐熱性也高，所以該氧吸藏能不會減少很多，在微粒子燃燒時能夠得到充分的作為氧化劑的氧。
在這樣的摩爾比範圍內成為進一步含有稀土類元素R的CeZrR型複合氧化物的話，即使是不載有催化劑金屬的情況，與載有催化劑金屬的CeZr型複合氧化物相比，所述燃燒速度也會顯著變大。
承認這是因為稀土類元素R不僅對該複合氧化物的熱穩定化起作用，從後述的FT-IR數據可知，還能對廢氣中CO的氧化起作用，利用該CO的反應熱促進了微粒子的燃燒之故。因此，即使在將NOx捕捉催化劑布置在比DPF還靠近廢氣流通的上遊一側的廢氣通路的情況下，也能夠高效地燃燒並除去DPF的微粒子。
因此，或者是防止了發動機的背壓通上上升，或者是在將氧化催化劑布置在DPF的上遊一側時，能夠降低燃料(HC成份)供給量，這對於低燃料消耗率化都有利。或者是，在將NOx捕捉催化劑布置在比DPF還靠近廢氣流通的上遊一側的廢氣通路的情況下，也能夠高效地燃燒並除去DPF的微粒子。而且，因為耐熱性提高，所以能夠長時間地維持微粒子燃燒性能。
所述複合氧化物可以載著上催化劑金屬。最好是用鉑、鈀、銠等白金族元素作催化劑金屬，鉑作催化劑金屬更好。對它的載有量不做什麼限制，只要質量百分比小於等於2％即可。
在第二方面的發明是這樣的，在第一方面的發明中，所述稀土類元素R是從La和Nd中選出的至少一種元素。
也就是說，在採用了La及Nd中之任一元素的CeZrR型複合氧化物中，所述微粒子的燃燒速度變大，特別是採用La、Pr時能收到顯著的效果。
第三方面的發明是這樣的，在第一方面或者第二方面的發明中，所述複合氧化物的R/(Ce+Zr+R)摩爾比大於等於2％且小於等於11％。
儘管所述稀土類元素R能夠如上所述使微粒子的燃燒速度增大，但根據實驗，若該摩爾比增大，卻看不到該效果了。因此，設定為上述摩爾比範圍是很合適的。
第四方面的發明是這樣的，在第一方面的發明中，所述稀土類元素R是La；所述複合氧化物的La/(Ce+Zr+La)摩爾比大於等於2％且小於等於11％；所述複合氧化物載有質量百分比大於等於0％且小於等於2％的催化劑金屬。
也就是說，若採用La作稀土類元素，將摩爾比設定在所述範圍內，則對增大微粒子的燃燒速度來說很有利。即使使催化劑金屬的載有量少一些，或者是使催化劑金屬的載有量為零，也能收到所希望的效果。在由所述複合氧化物載著催化劑金屬的情況下，最好是質量百分比小於等於2％。這樣一來，便能提高該分散度，抑制燒結，有利於長時間地維持微粒子的燃燒除去效果。最好是用鉑、鈀、銠等白金族元素作催化劑金屬，鉑作催化劑金屬更好。
第五方面的發明是一種柴油汽車尾氣微粒子過濾器，所述過濾器布置在柴油發動機的廢氣排出通路中，捕捉從所述發動機排出的微粒子。
在捕捉所述微粒子的過濾器主體的、構成廢氣排出通路的壁面塗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複合氧化物，所述複合氧化物中含有Ce和Zr，Ce/(Ce+Zr)摩爾比在大於等於10％且小於等於90％的範圍內；所述複合氧化物中進一步含有Pr。
也就是說，根據本案發明人的實驗得知，CeZrPr型複合氧化物的微粒子燃燒速度很大。因此，即使Ce/(Ce+Zr)摩爾比在大於等於10％且小於等於90％的範圍內，只要使該複合氧化物含有Pr，便能迅速地燃燒並除去微粒子。或者是防止了發動機的背壓上升，或者是在將氧化催化劑布置在DPF的上遊一側的廢氣通路時，能夠降低燃料(HC成份)供給量，這對於低燃料消耗率化都有利。或者是，在將NOx捕捉催化劑布置在比DPF還靠近廢氣流通的上遊一側的情況下，也能夠高效地燃燒並除去DPF的微粒子。而且，因為耐熱性提高，所以能夠長時間地維持微粒子燃燒性能。
所述複合氧化物可以載有催化劑金屬。最好是用鉑、鈀、銠等白金族元素作催化劑金屬，鉑作催化劑金屬更好。對它的載有量不做什麼限制，只要質量百分比小於等於2％即可。
第六方面的發明是這樣的，在第五方面的發明中，所述Ce/(Ce+Zr)摩爾比在超過20％且小於等於80％的範圍內。
這樣一來，對長期地維持DPF的微粒子燃燒性能是很有利的。
第七方面的發明是這樣的，在第五或者第六方面的發明中，所述複合氧化物的Pr/(Ce+Zr+Pr)摩爾比大於等於2％且小於等於11％。
這樣一來，有利於促進微粒子的燃燒速度。
第八方面的發明是一種柴油汽車尾氣微粒子過濾器，所述過濾器布置在柴油發動機的廢氣排出通路中，捕捉從所述發動機排出的微粒子。
在捕捉所述微粒子的過濾器主體的、構成廢氣排出通路的壁面塗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複合氧化物，所述複合氧化物中含有Ce和Zr，Ce/(Ce+Zr)摩爾比在超過50％且小於等於90％的範圍內。
如上所述，若在CeZrR型複合氧化物中採用Pr作為稀土類元素，則能收到顯著的效果，即使在不含Zr的CePr複合氧化物中採用Pr時，也有利於促進廢氣中的CO氧化。所述微粒子的燃燒速度增大，同時使耐熱性提高。在這種情況下，Ce/(Ce+Pr)摩爾比在超過50％且小於等於90％的範圍內最合適，大於等於60％且小於等於90％更好。當然，也能夠使其為在Ce及Pr的基礎上又組合上其它稀土類元素R的CePrR型複合氧化物。因此，根據本發明，即使在將NOx捕捉催化劑布置在比DPF還靠近廢氣流通的上遊一側的廢氣通路的情況下，也能夠高效地燃燒並除去DPF的微粒子。
因此，如以上所做的說明一樣，不僅對低燃料消耗率化有利，即使在將NOx捕捉催化劑布置在比DPF還靠近廢氣流通的上遊一側的情況下，也能夠高效地燃燒並除去DPF的微粒子。而且，因為耐熱性提高，所以能夠長時間地維持微粒子燃燒性能。
所述複合氧化物可以載有催化劑金屬。最好是用鉑、鈀、銠等白金族元素作催化劑金屬，鉑作催化劑金屬更好。對它的載有量不做什麼限制，只要質量百分比小於等於2％即可。
第九方面的發明是這樣的，在第八方面的發明中，所述複合氧化物中進一步含有La，La/(Ce+Pr+La)摩爾比小於等於13％。
也就是說，該發明是在所述CePrR型複合氧化物中採用La作稀土類元素R。在這種情況下，使La/(Ce+Pr+La)摩爾比小於等於13％對於使微粒子燃燒速度增大是非常合適的。
附圖的簡單說明
圖1是顯示柴油發動機的廢氣淨化裝置的圖。
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是一曲線圖，顯示Pt/CeZrO和Pt/CePrO的Ce摩爾比和碳燃燒速度的關係。
圖6是一曲線圖，顯示各種催化劑材料的碳燃燒速度隨溫度的變化情況。
圖7是一曲線圖，顯示由各種催化劑材料的FT-IR帶來的CO吸附峰值測量結果。
圖8是一曲線圖，顯示CeZrLaO和CePrLaO的La摩爾比和碳燃燒速度的關係。
圖9是一曲線圖，顯示CeZrNdO的Nd摩爾比和碳燃燒速度的關係。
具體實施例方式
下面，參考附圖，詳細說明本發明的實施例。
圖1中，1是布置在柴油發動機10的廢氣排出通路11上的DPF，在比DPF1還靠近廢氣流動的上遊一側的廢氣排出通路11上布置有上遊側催化劑12。既能夠布置上NOx捕捉催化劑或者氧化催化劑作上遊側催化劑12，又能夠布置上二者作為上遊側催化劑12。
NOx捕捉催化劑，是當廢氣中的氧濃度高時(空氣燃燒比較大，亦即燃料較稀時)活性氧化鋁等載體載有吸收廢氣中的NOx的NOx吸收材(以鋇為代表的鹼土類金屬、鹼金屬)、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)活性氧化鋁等載體載有從NOx吸收材放出的NOx還原的、以Pt為代表的催化劑金屬。
氧化催化劑，是活性氧化鋁等載體載有以Pt、Pd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的上遊一側時，有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，包括相互平行著延伸的多個廢氣通路2、3。也就是說，DPF1的結構是這樣的，即交替著設置下遊一端被栓4堵起來的廢氣流入通路2和上遊一端被栓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顯示下遊一端的栓4。
DPF1的過濾器主體，是由堇青石(cordierite)、SiC、Si3N4、矽鋁氧氮耐熱陶瓷那樣的無機多孔質材料形成，流入廢氣流入通路2內的廢氣如圖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。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連通起來的微細的細孔(廢氣通路)6，廢氣通過該細孔6。微粒子主要被廢氣流入通路2和細孔6的壁面捕捉並堆積起來。
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，形成有含有CeZrR複合氧化物或者CePr複合氧化物或者CePrR複合氧化物的催化劑層7。補充說明一下，並非一定要在廢氣流出通路3的壁面形成催化劑層。
下面，根據與DPF1有關的實施例和比較例，具體說明本發明。
Ce/(Ce+Zr)摩爾比、Ce/(Ce+Pr)摩爾比的決定
利用共沉澱法調製Ce/(Ce+Zr)摩爾比不同的各種CeZrO(含有Ce和Zr的複合氧化物)。
也就是說，稱量出規定摩爾比的硝酸鈰、羥基硝酸鋯，溶解到離子交換水中，在室溫下將該混和溶液約攪拌一個小時之後，將該混和溶液加熱而升溫到80℃，再邊用玻璃棒用力地、快速地攪拌，邊將準備在另一燒杯中的28％的氨水一次全部加進來並混和。將混和上該氨水而變得混濁的溶液放置一天一夜，將所生成的塊結(cake)放到離心分離器上，充分地水洗。在150℃的溫度下將該已水洗的塊結乾燥以後，再在400℃的溫度下保持5個小時，接著再在500℃的溫度下保持2個小時，在這樣的條件下燒結，即可得到所述摩爾比不同的各種CeZrO。還準備了所述摩爾比是0％和所述摩爾比是100％的CeO2。
在所述摩爾比不同的各種CeZrO(含有ZrO2和CeO2)中加入二硝基雙胺鉑硝酸溶液，使得鉑的載有量是質量百分比2％。再加上離子交換水並混和後，蒸發乾燥固化。用研缽將所得到的乾燥固化物粉碎，進行在500℃的溫度下保持2個小時的燒結。以下根據需要稱所得到的為Pt/CeZrO。
利用和所述Pt/CeZrO一樣的共沉澱法調製Ce/(Ce+Pr)摩爾比不同的各種CePrO(含有Ce和Pr的複合氧化物)，在同樣利用蒸發乾固法使其載有質量百分比為2％的Pt。以下根據需要稱所得到的為Pt/CePrO。
對Pt/CeZrO、Pt/CePrO各粉末施加在大氣氣氛下800℃的溫度下保持24個小時的熱處理後，再以質量百分比20％混和上作為微粒子的碳，以它作評價試樣。在體積百分比是10％的氧氣氣流中以10℃/分的速度將該評價試樣從室溫逐漸上升，測量了溫度達到500℃時碳的燃燒速度。結果顯示於圖5。
首先，看一看CeZrO(載有的Pt是質量百分比2％)，在Ce/(Ce+Zr)摩爾比在50％到超過60％附近，碳燃燒速度顯示出了峰值，在摩爾比是0％(ZrO2)及摩爾比是100％(CeO2)時最低。從該圖的結果可知，使Ce/(Ce+Zr)摩爾比在大於等於10％且小於等於90％的範圍內最合適。其次是在超過20％且小於等於80％的範圍內，最後是大於等於40％且小於等於80％的範圍內。
接著，看一看CePrO(載有的Pt是質量百分比2％)，在Ce/(Ce+Pr)摩爾比在70％附近碳燃燒速度顯示出了峰值，從該圖可知，該摩爾比在超過50％且小於等於90％的範圍內最合適。
CeZrR型複合氧化物、CePr複合氧化物
對除了所述Ce和Zr之外又加上Ce以外的稀土類元素R作為第三成份的實施例和參考例所涉及的CeZrR型複合氧化物、Ce/(Ce+Pr)摩爾比90％的CePrO(實施例)，觀察了不載有催化劑金屬時的碳燃燒速度，和比較例即CeZrO(不載有無催化劑金屬)和CeZrO(載有質量百分比2％的Pt)進行了比較。
準備了CeZrPrO(Ce/Zr/Pr＝28/68/4(摩爾比)、CeZrLaO(Ce/Zr/La＝57/35/8(摩爾比)、CeZrLaO(Ce/Zr/La＝19/79/2(摩爾比)、CeZrNdO(Ce/Zr/Nd＝18/74/8(摩爾比)及CeZrNdO(Ce/Zr/Nd＝57/35/8(摩爾比)作為CeZrR型複合氧化物。CeZrO(不載有催化劑金屬)及CeZrO(載有質量百分比2％的Pt)中的任一個都是Ce/Zr＝63/37(摩爾比)。
補充說明一下，CeZrPrO(Ce/Zr/Pr＝28/68/4(摩爾比)、CeZrLaO(Ce/Zr/La＝57/35/8(摩爾比)、CeZrNdO(Ce/Zr/Nd＝57/35/8(摩爾比)是本發明的實施例。CeZrLaO(Ce/Zr/La＝19/79/2(摩爾比)及CeZrNdO(Ce/Zr/Nd＝18/74/8(摩爾比)是參考例。
對每一份供試粉末進行和圖5所示的情況一樣的熱處理，之後再用同樣的方法測量碳燃燒速度，測量是在升溫速度是100℃/分、溫度是400℃～600℃之間以50℃的刻度的各個溫度下進行的。結果如圖6所示。
首先，對兩個比較例「未載有催化劑金屬的CeZrO(Ce/Zr＝63/37」、「CeZrO+質量百分比2％的Pt」進行比較，則在500℃以上的溫度下後者的碳燃燒速度增大。這是載有了Pt的效果。
相對於此，儘管CeZrR型複合氧化物五種和CePrO的實施例中的任一個都未載有催化劑金屬，但在450℃以上的各個溫度下碳燃燒速度卻比已載有催化劑金屬的「CeZrO+質量百分比2％的Pt」的高。CeZrR型複合氧化物五種的碳燃燒速度大，是出於第三成份即稀土類元素R的添加效果。CePrO的碳燃燒速度大是添加Pr的效果。CePrO特別是在低溫一側碳燃燒速度增大。在是CeZrR型複合氧化物的情況下，參考例即CeZrLaO(Ce/Zr/La＝19/79/2(摩爾比)及CeZrNdO(Ce/Zr/Nd＝18/74/8(摩爾比)的碳燃燒速度比實施例的碳燃燒速度小。CeZrNdO中，Ce比率高的，顯示的是好結果。
因此，通過使過濾器主體的催化劑層含有除了Ce和Zr之外又加上Ce以外的稀土類元素R作為第三成份的CeZrR型複合氧化物或者含有CePrO的複合氧化物，則即使該催化劑層中不含有催化劑金屬，也能在較低的溫度下快速地燃燒除去微粒子。
CO氧化反應和碳燃燒速度的關係
如上所述，為了探討實施例複合氧化物(CeZrR型及CePrO)的碳燃燒速度大的理由，看了看各種催化劑材料的CO氧化反應性。
換句話說，準備了在CeO2、CeZrO(Ce/Zr＝63/37)、CePrO(Ce/Pr＝70/30)、CeZrLaO(Ce/Zr/La＝58/34/8中分別添加載有質量百分比2％的Pt的Pt/CeO2、Pt/CeZrO、Pt/CePrO以及Pt/CeZrLaO作為供試用品。在大氣氣氛下使溫度上升到400℃以後，再在含有體積百分比是2％的CO、含有體積百分比是0.5％的氣流中將它們保持一定時間(保持溫度400℃)，利用FT-IR(傅立葉變換紅外光譜)分析，測量已吸附的分子中鍵的振動頻譜。結果示於圖7。
2060cm-1附近的峰值是根據CO的分子振動獲得的。該峰值小意味著曾經吸附的CO容易脫離，因此CO容易被氧化。
根據該圖，CO吸附峰值是Pt/CeO2最大，按Pt/CeZrO、Pt/CePrO以及Pt/CeZrLaO這樣的順序峰值依次變小。換句話說，實施例所涉及的Pt/CePrO以及Pt/CeZrLaO的CO吸附峰值小，可知CO容易被氧化。因此，如圖5和圖6所示，可以認為CO的氧化反應性高是該實施例所涉及的複合氧化物的碳燃燒速度大的一個原因。換句話說，CO的氧化反應熱有利於碳的燃燒，碳燃燒速度變大。
稀土類元素R摩爾比的決定
對CeZrLaO(Ce/Zr＝63/37一定不變)、CePrLaO(Ce/Pr＝7/3一定不變)以及CeZrNdO(Ce/Zr＝63/37一定不變)各複合氧化物，看了看在0～14％之間以2％為刻度不斷地改變La/(Ce+Zr+La)摩爾比、La/(Ce+Pr+La)摩爾比以及Nd/(Ce+Zr+Nd)摩爾比而調製出的情況。對以質量百分比2％載有Pt的情況和不載有催化劑金屬的情況測量了和上面一樣的熱處理後的碳燃燒速度。測量方法和在圖5所說明的方法一樣。結果是，圖8示出了CeZrLaO和CePrLaO的情況，圖9示出了CeZrNdO的情況。
CeZrLaO和CePrLaO在La摩爾比6％附近出現峰值，CeZrNdO在Nd摩爾比6％附近出現峰值，任一種情況都是隨著摩爾比增大，碳燃燒速度增大後又減小。這些複合氧化物中的任一個複合氧化物都是載有Pt的複合氧化物的碳燃燒速度大。CePrLaO的結果比CeZrLaO的好，CeZrNdO的性能介於前二者之間。
圖8、圖9中的點劃線所示的線，示出了由比較例即載有質量百分比2％的Pt的CeZrO(Ce/Zr＝63/37)帶來的碳燃燒速度。從與該比較例的比較可知，對CeZrLaO而言，即使是不載有Pt的情況，若使所述La摩爾比大於等於2％小於等於11％，碳燃燒速度也能比比較例的大，特別是大於等於4％且小於等於10％是最好的。對於對CePrLaO而言，即使是不載有Pt的情況，若使所述La摩爾比小於等於13％，碳燃燒速度也能比比較例的大，特別是使其大於等於2％且小於等於12％是最好的。對CeZrNdO而言，即使是不載有Pt的情況，若使所述Nd摩爾比大於等於1％小於等於12％，碳燃燒速度也能比比較例的大，特別是大於等於4％且小於等於10％是最好的。
本發明並不限於以上所說的實施例，只要不與權利要求範圍所規定的精神和範圍相違背，其它變化了的各種形態都應該包括在其中。
權利要求
1.一種柴油汽車尾氣微粒子過濾器，所述過濾器布置在柴油發動機的廢氣廢氣排出通路中，捕捉從所述發動機排出的微粒子，其特徵在於在捕捉所述微粒子的過濾器主體的、構成廢氣排出通路的壁面塗敷有促進已捕捉到的微粒子燃燒的催化劑層；所述催化劑層中含有複合氧化物，所述複合氧化物中含有Ce和Zr，Ce/(Ce+Zr)摩爾比在超過20％且小於等於80％的範圍內；所述複合氧化物中進一步含有Ce以外的稀土類元素R。
2.根據權利要求1所述的柴油汽車尾氣微粒子過濾器，其特徵在於所述稀土類元素R是從La和Nd中選出的至少一種元素。
3.根據權利要求1或者2所述的柴油汽車尾氣微粒子過濾器，其特徵在於所述複合氧化物的R/(Ce+Zr+R)摩爾比大於等於2％且小於等於11％。
4.根據權利要求1所述的柴油汽車尾氣微粒子過濾器，其特徵在於所述稀土類元素R是La；所述複合氧化物的La/(Ce+Zr+La)摩爾比大於等於2％且小於等於11％；所述複合氧化物載有質量百分比大於等於0％且小於等於2％的催化劑金屬。
5.一種柴油汽車尾氣微粒子過濾器，所述過濾器布置在柴油發動機的廢氣排出通路中，捕捉從所述發動機排出的微粒子，其特徵在於在捕捉所述微粒子的過濾器主體的、構成廢氣排出通路的壁面塗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複合氧化物，所述複合氧化物中含有Ce和Zr，Ce/(Ce+Zr)摩爾比在大於等於10％且小於等於90％的範圍內；所述複合氧化物中進一步含有Pr。
6.根據權利要求5所述的柴油汽車尾氣微粒子過濾器，其特徵在於所述Ce/(Ce+Zr)摩爾比在超過20％且小於等於80％的範圍內。
7.根據權利要求5或者6所述的柴油汽車尾氣微粒子過濾器，其特徵在於所述複合氧化物的Pr/(Ce+Ce/(Ce+Zr)摩爾比Zr+Pr)摩爾比大於等於2％且小於等於11％。
8.一種柴油汽車尾氣微粒子過濾器，所述過濾器布置在柴油發動機的廢氣排出通路中，捕捉從所述發動機排出的微粒子，其特徵在於在捕捉所述微粒子的過濾器主體的、構成廢氣排出通路的壁面塗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複合氧化物，所述複合氧化物中含有Ce和Pr，Ce/(Ce+Pr)摩爾比在超過50％且小於等於90％的範圍內。
9.根據權利要求8所述的柴油汽車尾氣微粒子過濾器，其特徵在於所述複合氧化物中進一步含有La，La/(Ce+Pr+La)摩爾比小於等於13％。
全文摘要
本發明公開了一種柴油汽車尾氣微粒子過濾器。為促進已捕捉的微粒子的燃燒，在捕捉微粒子的過濾器主體的、構成廢氣排出通路的壁面上形成有含有複合氧化物的催化劑層，該複合氧化物中含有Ce、Zr以及Ce以外的稀土類元素R且Ce/(Ce+Zr)摩爾比在大於等於10％小於等於90％的範圍或者是超過20％卻小於等於80％的範圍內。因此，根據本發明，即使是少量的催化劑金屬量或者是即使不利用催化劑金屬，也能提高DPF的微粒子燃燒速度。
文檔編號F01N3/28GK1854474SQ20061007407
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月4日 優先權日2005年4月27日
發明者原田浩一郎, 對尾良則, 高見明秀 申請人:馬自達汽車股份有限公司