2015 Fiscal Year Annual Research Report
ＤＭＥ還元剤による希薄燃焼排ガス中のＮＯｘ浄化に用いる高機能触媒の開発
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24550171
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
下川部 雅英 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任教授 (40125323)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 窒素酸化物浄化 / ジメチルエーテル / NO選択的還元 / 銀アルミナ触媒 / ディーゼル排ガス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ディーゼルNOxの後処理装置に使用する目的で，DMEを還元剤に用いたNOxの選択的還元に有効な触媒の開発とその高機能化を行うとともに，還元剤の改良を行った。すなわち，触媒の選定にあたって貴金属(Ag, Pt, Pd, Rh, Ru)担持触媒の性能を比較し，Ag/Al2O3が活性，N2選択性の点で最も有効であること，Ag/Al2O3への助触媒の添加効果を検討し，Rhを0.15 wt.%添加すると目標とする低温度域でのNO還元活性が向上することを見出した。さらに，担体のAl2O3に対する同族のGa, Inを含む金属酸化物の修飾効果を検討し，10 mol% のGa2O3で修飾したAg/Al2O3-Ga2O3の活性が全温度域でAg/Al2O3より上回るとともにN2選択性も良好になることを示した。
また，還元剤の改良を目的として，比較的取扱が容易で車載が可能なアルコール類やディーゼル排ガスに多く含まれるC8 - C10の高級炭化水素，含酸素化合物を第2還元成分としてDMEに添加した。その結果，MeOH添加による低温度域活性の向上とオクタン，酢酸エチルの添加による高活性温度域の顕著な拡大が確認された。
触媒調製法の改善ならびに還元剤の改良がSCR活性に与える影響と反応機構の関係を検討するため，触媒をUV/Vis, TEM, XPSを用いてキャラクタライズした。その結果，Agnδ+, Agｍ0クラスターとして存在するAg種の増加が活性の向上に顕著に影響することを示し，本反応に有効なAg系触媒の調製方法を明らかにした。また，この活性点の濃度は反応ガス中のH2濃度とともに増加すると考えられ，H2源となる還元剤の添加が有効であることを示した。
以上の結果，DME-SCR法には触媒の高機能化，還元剤の改良について，まだまだ検討の余地はあるが，尿素SCRに代わる新たなシステムになり得ると結論した。
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