材料分野 平成26年度共同研究 希土類酸化物含有ゼオライトを用いた排ガス浄化触媒の開発 担当部所 共同研究者 ： ： 栃木県産業技術センター 吉澤石灰工業株式会社 材料技術部 背景 ディーゼルエンジンの排ガスに含まれる粒子状物質 （PM）の低減が課題となっている。PMはフィルタによりろ 過するシステム（DPF）で捕集され、堆積したPMは酸化除 去されている。近年、燃焼効率の向上により、排ガス温 度の低下が進行していることから、より低温でPMを酸化 除去する触媒の開発が求められている。 本研究では、PM酸化特性を有する酸化セリウムナノ粒 子が粒子内に分散して存在する酸化セリウムナノ粒子分 散ゼオライトの酸化触媒特性の発現について調査した。 排ガス処理フィルター 公益社団法人日本セラミックス協会HPより引用 酸化セリウムナノ粒子分散 ゼオライトのTEM写真 研究目標と結果 研究目標 ●酸化セリウムナノ粒子分散ゼオライトを用いて、熱安定性、触媒活性に優れたPM酸化触媒を開発する。 【目標：カーボン燃焼開始温度400℃以下】 実施内容 ① 酸化セリウムナノ粒子分散ゼオライト（CeO2-Q）の キャラクタリゼーション 10nm以下の酸化セリウムナノ粒子の生成と 母材はゼオライト構造と非晶質で構成されることを確認 ③ 酸化セリウムナノ粒子分散ゼオライトのアルカリ処理 酸化セリウムナノ粒子分散ゼオライトを 水酸化カリウム溶液で処理 酸化セリウムナノ粒子を覆う一部の非 晶質層の溶解と、微細なK型ゼオライト の生成を確認 Fig. X-ray diffraction pattern and TEM images of CeO2-Q. ② 酸化セリウムナノ粒子分散ゼオライトの 酸化触媒活性 (a) Blank (without catalyst), (b) CeO2, (c) 44.3% Ce-Q heated at 900 ℃, (d) 76.8% Ce-Q heated at 900 ℃ Fig. Conductivity change of water trapped degradation product from mixtures of sample and castor oil heated at 120 ℃. Fig. X-ray diffraction patterns and TEM images of alkali-etching CeO2-Q. 触媒によるカーボン燃焼温度の 低下を確認 酸化セリウムナノ粒子分 散ゼオライトは酸化触媒 活性を発現しない 酸化セリウムナノ粒子が ゼオライト粒子の内部に 存在 酸化セリウムナノ粒子 を露出させて、触媒活 性を発現させる Table Combustion temperatures of carbon black with catalytic samples. Fig. TG curves of mixtures of sample (alkali-etching CeO2-Q or CeO2 reagent) and carbon black. T(ig) / ℃ blank 556.9 CeO2 reagent 317.4 CeO2 -Q 519.4 alkali-etching CeO2-Q KOH solution / M 1 448.9 2 432.8 3 401.9 アルカリ処理で触媒活性の発現に成功 まとめ ●水酸化カリウム溶液を用いたアルカリ処理により、酸化セリウムナノ粒子分散ゼオライトの酸化セリウム ナノ粒子を覆う非晶質層を溶解できることが分かった。 ●アルカリ処理試料において、カーボン燃焼触媒活性の発現を確認した。 御来場の皆様へ 問い合わせ先：栃木県産業技術センター 材料技術部 TEL 028(670)3397 カーボン燃焼触媒としての利用が可能です。 自動車関連企業・セラミックス関連企業等と連携し、DPF用PM酸化触媒として実用化が期待されます。 Industrial Technology Center of Tochigi Prefecture
© Copyright 2024 ExpyDoc
