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パティキュレートの高効率除去を可能にするディーゼル用触媒システムの開発

开发能够高效去除颗粒物的柴油催化剂系统

基本信息

批准号：
07J11929
负责人：
下川弘宣
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,高効率にパティキュレートを除去するディーゼル用触媒システムの開発の為に,高活性なPM酸化触媒の探索と触媒とPMの接触状態の影響の解明を研究課題としている.本年度は(1)実用条件に近い触媒とPMの接触条件で高活性を示す触媒の探索,及び(2)La-K-Mn系ペロブスカイトの実用条件下での燃焼特性向上に注力した.(1)実用条件下での高活性触媒の探索:近年Ag担持触媒,La-K-Mn系ペロブスカイト(La_<0.8>K_<0.2>MnO_3;LKM82)等がPM酸化に対し高性能であることが報告されている.そこで、実用条件を模擬した触媒/PMの接触条件で,各触媒のPM燃焼特性を熱重量分析(TG)よって比較し,その反応の活性化エネルギー(ΔE)の転化率依存性と合わせて評価した.その結果,Ag担持触媒は着火活性に優れるが触媒上で直接燃焼できるPM量が少ないこと,LKM82は着火活性はAgに劣るが触媒上で燃焼できるPM量が多く総合的には高い燃焼特性を示すことが明らかとなった.(2)触媒被覆方法の確立:LKM82の更なる燃焼特性向上のため,様々な調製条件で同触媒を調製し,触媒の比表面積(Sa),触媒表面のK濃度(C(K))を変化させた.(Sa=1〜17m^2g^<-1>,C(K)=3〜22mol%)また,調製時に有機酸を添加することで直径200nm程度の細孔が形成された.TGによって燃焼特性を評価した結果,PM燃焼特性はSaとC(K)の増加に伴って低下し,特にPM燃焼に有効に利用できる実効表面K量に相当する"SaとC(K)の積"と良好な相関を示した,更に,直径200nmの細孔を有する触媒がより高特性を示した.触媒の比表面積,表面K濃度の増加,モルフォロジーの制御(細孔の形成)によってより多くのPMが触媒表面の活性サイトに直接接触して燃焼されたことから,これら三因子が燃焼特性の制御因子であることを明らかにした.

は this study, the high rate of unseen にパティキュレートを remove するディーゼル with catalyst システムの open 発のに, highly active な PM acidic catalyst の explore と catalyst と PM の contact state のの interpret を research topic としている. は this year (1) be used condition に nearly いで highly active catalyst と PM の contact conditions をす catalyst の exploration, and び (2) La - K - Mn ペロブスカイトの be used under the condition of で焼の combustion characteristics に injection force upward した. (1) to be used under the condition of での highly active catalyst の exploration: Ag bear a catalyst in recent years, the La - K - Mn series ペロブスカイト (La_ < 0.8 > K_ < 0.2 > MnO_3; LKM82) が PM acidification にし seaborne high-performance であることが report されている. そこをで, be use conditions simulated した catalyst/PM ので contact conditions, the catalytic の焼 PM combustion characteristics を thermogravimetric analysis (TG) よってし, その anti 応の activeness エネルギー (Δ E) の planning change rate dependence と close わせて review 価した. その Results, Ag bear a catalytic は fire activity に optimal れるがで on catalytic direct combustion 焼できる PM fewer がないこと, LKM82 は fire activity は Ag に substandard るがで on catalytic combustion 焼できる PM が much く総に of high はい combustion 焼 features を shown すことが Ming らかとなった. (2) the catalytic coating method の established: LKM82 の more なる combustion 焼 features up のため, others 々なで modulation conditions with the catalytic を modulation し, catalytic の specific surface area (Sa), catalytic surface の K concentration (C (K)) を variations change させた. (Sa = 1 ~ 17 m ^ 2 g ^ < 1 > C (K) = 3 ~ 22 mol %) また, modulation に when organic acids を add することでの narrow pore diameter of 200 nm level が form された. TG によって combustion 焼 features を review 価した results, PM combustion 焼 features は Sa と C (K) の raised に with ってし, trevor に PM combustion 焼に have sharper に using できる be working surface に K quantity quite する "Sa と C (K) の product" good とな phase masato を shown した, more に, diameter of 200 nm の pores を have する catalyst がより High feature を indicates た. Catalytic の specific surface area, the surface concentration of K の rights, モルフォロジーの suppression (pores の formation) によってより more くの PM のが catalyst surface active サイトに direct contact して combustion 焼されたことから, これら three factor 焼が combustion characteristics の suppression factor であることを Ming らかにした.