ディーゼル排気ガス中のNOxとパーティキュレートの同時除去触媒の開発

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ディーゼル排ガス中のNOとパティキュレートを同時に除去するための触媒の開発を検討した。コ-ジェライトハニカムにアルミナをコートし、それに4種の金属を担持したものを触媒として用いた。それらにパティキュレートを模擬したすす状炭素を析出させたものを出発物質として、NO/O2混合ガスとの反応を行った。種々の触媒を用いて昇温反応を行ったところ、最も低い温度で100%のNO転化率が得られたのはPt触媒であった。O2の転化率は400℃程度で100%となり、またNOが100%窒素に転化するのも400℃で、炭素の燃焼とNOの還元が同時に起こっていることが分かった。無触媒の場合でも、温度は600℃程度と高いが、炭素の燃焼とNOの還元が同温度域で起こる。これは炭素の燃焼とNOの還元が密接に関係しており、触媒の存在により炭素の燃焼が促進されることによってNOの還元も促進されるという過去の知見と一致している。また、一定温度での繰り返し実験を行ったところ、若干の活性低下が認められた。これは毎回炭素を除去するために700℃で酸素処理するという苛酷な操作をしたためと考えられ、改善の余地はあるものと考えられる。反応後の試料の昇温脱離を行い、炭素上に吸着している化学種の検討を行い、反応の過程を推定した。触媒の作用としては、酸素による炭素の燃焼反応の促進、NOの解離吸着と炭素への吸着種の供給、それによる炭素のNOとの反応の活性化、炭素上の窒素化合物の脱離促進などに効果があることを明らかにした。