CN1320943C - 废气净化用过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供废气净化用过滤器，其具有如下特性，尽管其孔隙率比较高，但其具有良好的导热性；或者，直接在过滤器整体的导热性低的状态下，作为含有高折射率物质或颜料的物体，过滤器整体易于升温而难以降温。该过滤器在多孔陶瓷载体的表面设置有载负催化剂活性成分而形成的催化剂涂层，其中多孔陶瓷载体的孔隙率为40%～80%，并且表现出过滤器的导热率为3～60W/mk的特性，或者该过滤器是导热率为0.3～3W/mk、并含有折射率大的物质或颜料。

Description

废气净化用过滤器
本申请是废气净化用过滤器的相关申请，以2002年3月25日提出申请的日本国专利申请2002-84377号和2002-84378号作为在先申请而要求优先权。
技术领域
本发明涉及废气净化用过滤器，特别是涉及可以高效地氧化除去柴油发动机的废气中所含有的一氧化碳(CO)和烃类(HC)，并可以高效地还原除去其中的氮氧化物(NOx)的废气净化用过滤器。
背景技术
近年，汽车的数量迅速增加，从汽车内燃机排出的废气量也随之成比例地迅速增加。特别是柴油发动机排出的废气中所含有的各种物质成为引起大气污染的原因，对世界的自然环境造成了严重的影响。另外，最近有报道称废气中所含有的微粒(柴油机颗粒物)是引起过敏和精子数量减少的原因，所以谋求清除该微粒的对策被认为已经是人类当务之急的课题了。
对于这类事情的本身来说，以往已经提出了各种各样的废气净化装置。普通的废气净化装置的结构如下：在连接于发动机排气总管的排气管中途设置套管，在该套管中布置具有微细孔的废气净化用过滤器。使用金属、合金或陶瓷作为形成废气净化用过滤器的材料。例如，作为由陶瓷形成的废气净化用过滤器的代表例，受到注目的有耐热性和机械强度高且化学性能稳定的多孔碳化硅。
多孔碳化硅受到注目的另一个原因是废气净化用过滤器对微粒(烟炱)的捕集进行到一定程度时，需要通过催化剂等燃烧除去这些烟炱，因此需要热响应性尽可能高的物质。但是，对于以导热率大的材料制作的废气净化用过滤器，其存在的问题是，由于工作环境的原因，即使提高废气温度，也会因废气流量大而使热量扩散开来，难以使过滤器整体升温，不能均匀地给过滤器整体提供活化催化剂所需的充分的热量。
因此，发明人等先前提出了通过调整构成多孔组织的陶瓷结晶颗粒连接颈部分而改善了导热率的废气净化用过滤器(参见特开2001-97777号)。
但是，废气净化用过滤器存在下述问题，即孔壁的表面上载负有由铂族元素或其他金属元素和氧化物等构成的催化剂、催化剂涂层，所以该孔壁表面的开放气孔处于被堵住的状态，这加大了过滤器的压力损失。
为了克服上述问题，发明人等提出了一种废气净化用过滤器，其通过将催化剂或催化剂涂层均匀地载负在多孔陶瓷载体中形成孔壁的各陶瓷颗粒的一个个表面上，从而可以降低压力损失(参见特开2001-314764号)。
然而，为了通过载负催化剂来促进燃烧，这种废气净化过滤器必须增大催化剂或催化剂涂层的层厚。
另一方面，如果增大催化剂或催化剂涂层的层厚，则产生另外的问题，即实质上减少了废气净化用过滤器孔壁的气孔径和孔隙率，这样的废气净化过滤器的压力损失反而变大。
与此相对，以往提出了带有催化剂的废气净化用过滤器，其通过制成气孔径和孔隙率预先设定得较大的多孔陶瓷载体，从而即使增大催化剂或催化剂涂层的层厚，也可以将压力损失控制在较低范围。
但是，该带有催化剂的废气净化用过滤器因减小了陶瓷的密度而减少了接合各陶瓷颗粒的连接颈的比例，所以存在不能均匀地给过滤器整体提供活化催化剂所需的充分的热量。
另外，为了载负催化剂而在所述催化剂涂层使用比表面积大的低密度陶瓷，因而导热性比构成催化剂载体的陶瓷低。所以，增加这种催化剂涂层的比例时，还是发现了不能向载体整体提供活化催化剂所需的充分的热量。
发明内容
因此，本发明的主要目的是提供没有以往带有催化剂的废气净化用过滤器所具有的上述问题的废气净化用过滤器。
本发明的另一个目的是提供一种废气净化用过滤器，其不仅构成催化剂载体的陶瓷的粒径、连接颈的个数不成为问题，而且，可以维持陶瓷载体的高孔隙率，同时在载负催化剂涂层或催化剂后，表现出良好的导热性。
本发明者的另一个目的在于提出一种废气净化用过滤器优选的结构，尽管其孔隙率大，但也能表现出高导热率。
本发明的另一个目的是提出一种废气净化用过滤器，其中，催化剂涂层对红外和远红外范围的热射线其辐射热散射性能得到了提高，或者说提高了隔热性，由此表现出过滤器整体易于升温而难以降温的特性。
为了实现上述发明目的，本发明人等进一步继续研究，结果发现，通过使催化剂涂层中含有大量导热率大的金属或陶瓷等高导热物质来提高催化剂涂层的导热性时，不会妨碍过滤器整体的导热性，并且可以增大载体的孔隙率，从而完成了本发明。
即，本发明涉及废气净化用过滤器，其在多孔陶瓷载体的载体表面设有载负催化剂活性成分而形成的催化剂涂层，其特征为，其表现出如下特性，所述多孔陶瓷载体的孔隙率为40％～80％，过滤器的导热率为0.3～60W/mk。
本发明的所述废气净化用过滤器中，第1方式优选过滤器可表现出过滤器的所述导热率为3～60W/mk的特性，并且优选催化剂涂层含有选自氧化铝、二氧化钛、氧化锆和二氧化硅中的至少一种氧化物类陶瓷，进而优选在所述氧化物类陶瓷的基础上，含有比所述氧化物类陶瓷导热率大的从铜、金、银和铝中选择的至少一种金属或其合金、或者从氮化铝、碳化硅和氮化硅中选择的至少一种陶瓷。
进一步优选在所述催化剂涂层载负有选自贵金属、碱金属、碱土金属和稀土类氧化物中的至少一种催化剂活性成分。
作为所述多孔陶瓷载体，优选由选自碳化硅、氮化硅、堇青石、莫来石、硅铝氧氮陶瓷、二氧化硅、钛酸铝、硅酸锂铝(LAS)和磷酸锆中的至少一种陶瓷构成。
本发明的废气净化用过滤器的第2方式中，在高孔隙率的陶瓷载体上形成催化剂涂层，所述催化剂涂层含有可以有效分散红外和远红外范围的热射线的高折射率物质，或者含有其自身被着色的物质，从而直接在过滤器整体的导热性低的状态下，提高催化剂涂层分散辐射热的性能，或者提高隔热性，借此使过滤器整体易于升温而难以降温。
即，本发明的第2方式涉及废气净化用过滤器，其特征为，所述催化剂涂层含有选自氧化铝、二氧化钛、氧化锆和二氧化硅中的至少一种氧化物类陶瓷，同时含有折射率比氧化物类陶瓷大的物质，并且过滤器的导热率为0.3～3W/mk。
本发明的第2方式中，优选所述催化剂涂层含有选自折射率大于等于1.4的TiO2、BaTiO3、PbS、Fe2O3、CoCO3和MnO2中的至少一种物质，特别优选含有无机粉末，所述无机粉末在对波长大于等于10μm的电磁波即红外和远红外范围的热射线在其反射率大于等于70％的部分有峰。
另外，本发明的第2方式中，优选制成所述催化剂涂层中含有其自身被着色的颜料且过滤器的导热率为0.3～3W/mk的废气净化用过滤器。所述顔料优选按照使催化剂涂层整体的亮度小于等于8来进行配合，作为这种顔料，优选使用选自氧化铁、氧化铜和含钴化合物中的至少一种无机金属，所述含钴化合物有例如CoO·nAl2O3、CoO3(PO4)2等。
另外，本发明第2方式中，优选在含有选自氧化铝、二氧化钛、氧化锆和二氧化硅中的至少一种氧化物类陶瓷的催化剂涂层上，载负有选自贵金属、碱金属、碱土金属、稀土类氧化物中的至少一种催化剂。
附图说明
图1是用于说明普通的废气净化用过滤器的简图。
图2是表示本发明的废气净化用过滤器的孔隙率与导热率的关系的图。
图3是表示废气净化用过滤器的集合体的简图。
图4是图3所示的废气净化用过滤器的集合体设置于发动机上的简图。
图5是表示与催化剂涂层中高折射率物质含量相对应的废气净化用过滤器的孔隙率与导热率的关系的图。
图6是表示与催化剂涂层中顔料含量相对应的废气净化用过滤器的孔隙率与导热率的关系的图。
具体实施方式
本发明的废气净化用过滤器的第1实施方式提出了含有多孔陶瓷载体和催化剂涂层的废气净化用过滤器，所述催化剂涂层是由形成所述载体的、特别是形成所述载体孔壁的各陶瓷颗粒各自的表面载负催化剂活性成分而形成的；其特征为，所述催化剂涂层中含有导热性良好的物质，因此在其构成上维持过滤器的良好导热性，同时维持了所述多孔陶瓷载体的高孔隙率，阻止了压力损失的降低。即，将所述多孔陶瓷载体的孔隙率制成40％～80％，同时维持过滤器的导热率为3～60W/mk。
另外，本发明的废气净化用过滤器的第2实施方式提出了在构成上具有如下特征的废气净化用过滤器，即所述催化剂涂层含有氧化物类陶瓷的同时，还含有折射率比该氧化物类陶瓷大的物质或其自身被着色的顔料，从而即使直接在过滤器的导热性低(0.3～3W/km)的情况下，也容易使过滤器整体升温，而难以使其降温。
本发明的所述各废气净化用过滤器中，用作载体的多孔陶瓷可以使用选自碳化硅、氮化硅、堇青石、莫来石、硅铝氧氮陶瓷、二氧化硅、钛酸铝、硅酸锂铝(LAS)和磷酸锆中的至少一种陶瓷。
其中，因为适合所述第1实施方式的陶瓷，需要导热率比较高的陶瓷，所以优选使用碳化硅陶瓷(以下称为“SiC”)。另外，为了提高耐热冲击性，在含有SiC的基础上，可以加入全体的5重量％～50重量％的硅。
另外，因为适合所述第2实施方式的陶瓷，需要导热率比较低且热膨胀率也低的陶瓷，所以优选使用堇青石。
另外，对于所述催化剂涂层没有特别地限定，优选含有选自氧化铝、二氧化钛、氧化锆和二氧化硅中的至少一种氧化物类陶瓷。所述氧化物类陶瓷中，特别优选比表面积大的氧化铝。其原因是，作为覆盖构成所述载体的孔壁的各陶瓷颗粒表面的物质，如果与导热性高的物质的热结合性优异，并且比表面积大，则可以增加载负量，并可以提高耐久性。
另外，通过溶胶凝胶法，或者通过使用含有粉碎成尽可能细的氧化物的浆料，覆盖在孔壁表面，来形成所述催化剂涂层。这是因为，这样可以在构成孔壁的陶瓷颗粒各个表面独立地涂覆。
但是，适合所述第1实施方式的催化剂涂层优选在其中含有与所述氧化物类陶瓷相比导热率相对较高的物质(以下、简称为“高导热性物质”)。
例如，作为这样的高导热性物质，优选使用与氧化铝等构成催化剂涂层基体的氧化物类陶瓷相比导热率高的物质，即选自铜、金、银以及铝中的至少一种金属或其合金，或者使用选自氮化铝、碳化硅和氮化硅中的至少一种陶瓷。
另外，与所述多孔陶瓷相同的物质，但经致密化处理而导热率变得较高的陶瓷也是可以使用的，例如可以使用碳化硅、堇青石、莫来石等，或者使用导热率比多孔陶瓷高的金属，例如铁、铬、镍、铝等或其合金。
另一方面，作为适合所述第2实施方式的所述催化剂涂层，优选含有与所述氧化物类陶瓷相比折射率相对较高的物质(以下，简称为“高折射率物质”)，借此可以有效地分散波长大于等于10μm的电磁波(高温废气产生的红外和远红外范围的辐射热)。其原因为，高折射率物质与低折射率物质混合存在，容易发生在其接触面的散射。
例如，作为这样的高折射率物质的例子，优选粉体或纤维状的无机物质，特别是优选选自折射率大于等于1.4的TiO2、BaTiO3、PbS、Fe2O3、CoCO3、MnO2中的至少一种物质，进一步优选对波长大于等于10μm的电磁波在其反射率大于等于70％的部分有峰的无机粉末。其原因为，折射率越高，则对辐射的分散能力提高，并且长波长比短波长更难穿过物质内部，可以提高蓄积在表面的烟炱与催化剂的反应。
另外，所述催化剂涂层中，代替所述高折射率物质，优选按催化剂涂层整体亮度小于等于8的量，添加其自身被着色的顔料。其原因为，亮度小于等于8的情况下，可以进一步提高对高温废气产生的红外和远红外范围的辐射热的隔热效果。
另外，基于JIS Z 8721评价亮度。物体的表面色用色感的3个属性表示，即用色相、亮度和彩度表示。亮度是判断物体表面反射率大小的尺度。对于亮度来说，以无彩色为基准，以纯黑的亮度为0，以纯白的亮度为10，对色的明亮程度的判断在纯黑0和纯白10之间等价地分成10个级别，用标号N0～N10表示。测定亮度时，将对应N0～N10的标准色卡与制品的表面色比较，从而判定亮度。此时的原则是将亮度精确到小数点第1位，并且小数点第1位的值为0或5。所谓亮度低是指更接近黑色，而所谓亮度高是指更接近白色。
作为所述顔料，优选选自氧化铁、氧化铜和含钴化合物(CoO·nAl2O3、CoO3(PO4)2等)中的至少一种无机类金属氧化物。
对于所述催化剂涂层上载负的催化剂没有特别的限定，除通常使用的贵金属(Pt/Rh类、Pt/Rh/Pd类等二组分、三组分合金等)之外，还可以使用稀土类氧化物(氧化铈、氧化镧等)、碱金属(Li、Na、K、Cs等)、碱土金属(Ca、Ba、Sr等)。
本发明的废气净化用过滤器中，优选利用例如多孔陶瓷烧结体形成孔壁，在其孔壁的表面，特别是各陶瓷颗粒表面上分别覆盖各自规定厚度的催化剂涂层，所述催化剂涂层含有高导热性物质，于是由所述催化剂涂层载负催化剂活性成分(以下，简称“活性成分”)，借此形成所述载体。
所述多孔陶瓷载体使用例如经下述过程形成并按图1所示的壁流型蜂巢式过滤器形成的物质，所述过程为，在原料陶瓷粉末中添加有机粘合剂、润滑剂、增塑剂和水(有时是金属粉末成孔材料)，捏合后挤出成型，密封规定的贯通孔一端，并对其余的贯通孔的另一端密封后，于150～200℃干燥，于300～500℃脱脂后，在1000～2300℃进行1～10小时的烧结形成。
所述载体(过滤器)100由陶瓷烧结体构成，其多个贯通孔101(孔)沿其轴线方向有规则地形成断面是近正方形的形状。
所述孔101由孔壁102相互隔开，各孔的开口部中，一侧的端面侧用密封体104密封，该孔101的另一侧端面是开放的，优选整体上各端面均呈开放部和密封部相间分布。
另外，优选所述孔101的密度为200～350个/平方英寸。即，为多个的孔101中大约半数是在上流侧端面开口，剩下的在下流侧端面开口，隔开各孔101的孔壁102的厚度设定为0.1～0.4mm。
所述孔密度设定在200～350个/平方英寸的理由为，所述孔密度小于200個/平方英寸时，过滤器的过滤面积小，对应于所捕集的烟炱的量，孔壁102增厚、压力损失变高。另外，所述孔密度大于350个/平方英寸时，生产变得困难。
这样，由陶瓷烧结体形成的载体100具有被多孔的孔壁102分割的结构，通过水银注入法、扫描型电子显微镜(SEM)等来测定该多孔孔壁102的气孔径，该气孔径的平均值为5μm～40μm，利用水银注入法进行测定时，用常用对数表示该气孔径的情况下，优选气孔径分布的标准偏差的值小于等于0.40。
这是因为所述多孔孔壁102的气孔径的平均值在所述范围内的情况下，在形成催化剂涂层后，可以有效地捕集微细的微粒。即，将孔壁102的平均气孔径设定在所述范围内，可以切实地捕集柴油机的微粒物。另一方面，该孔壁102的气孔径的平均值小于5μm时，废气通过内壁时的压力损失变得极大，有时会引起发动机的停止，另外，气孔径的平均值大于40μm时，不能有效地捕集微细的微粒。
所以，本发明最重要的一点是控制该孔壁102的孔隙率，优选通过水银注入法、阿基米德法等使孔隙率为40％～80％，优选为40％～70％，更优选为40％～60％。其原因为，孔壁即所述多孔陶瓷载体的孔隙率小于等于40％时，载体过度致密，在形成载体的颗粒的连接颈部分基本不会凝集催化剂涂层，表现不出催化剂涂层含有高导热性物质的效果。另一方面，该孔隙率大于等于80％时，过滤器的导热性过低，例如，即使在催化剂涂层含有大量的高导热性物质，或者，含有大量的高折射率物质或者顔料，其整体上还是低导热性的过滤器，或者不能阻断辐射热，整体上是隔热效果小的过滤器。
本发明的过滤器中，特别是对于第1实施方式的过滤器，即使在所述的高孔隙率的情况下，也要保持过滤器的高导热率。即，通过基于JISR1611的激光闪光法对孔(过滤器)的导热率进行实验时，重要的是表现出3～60W/mk、优选3～50W/mk、更优选10～50W/mk的导热率。其原因为，过滤器的导热率小于等于3W/mk的情况下，将该过滤器安装在发动机上时，过滤器整体的热应答性变差，产生烟炱的未完全燃烧残留物，存在从该处引发过滤器破坏的可能性。另一方面，过滤器的导热率大于等于60W/mk时，热扩散过快，即使导入高温的废气，过滤器也不会升温。
另外，本发明的过滤器中，特别是对于第2的实施方式的过滤器，通过基于JIS R1611的激光闪光法对所述孔(过滤器)的导热率进行实验时，重要的是表现出0.3～3W/mk、优选0.5～3W/mk、更优选0.7～2W/mk的导热率。其原因为，过滤器的导热率小于等于0.3W/mk的情况下，将该过滤器安装在发动机上时，过滤器整体的热应答性变差，产生烟炱的未完全燃烧残留物，存在从该处引发过滤器破坏的可能性。另一方面，过滤器的导热率大于等于3W/mk时，热扩散过快，即使导入高温的废气，过滤器也不会升温。
下面对本发明的废气净化用过滤器的制造进行说明。
①对应本发明第1实施方式的方法如下：分别使用碳化硅(SiC)陶瓷作为多孔陶瓷载体；在所述SiC陶瓷载体上使用氧化铝膜作为催化剂涂层；使用铜作为该氧化铝膜所含有的高导热性物质；使用铂作为催化剂；使用铈作为催化助剂；使用钾作为吸纳NOx的催化剂，制作废气净化用过滤器。
②对应本发明第2实施方式的方法如下：分别使用堇青石作为多孔陶瓷载体；以在陶瓷载体上形成的氧化铝薄膜作为催化剂涂层，并使用二氧化钛作为该氧化铝薄膜所含有的高折射率物质，或者使用氧化铁代替二氧化钛作为氧化铝薄膜所含有的顔料；使用铂作为催化剂；使用铈作为催化助剂；使用钾作为吸纳NOx的催化剂，制作废气净化用过滤器。
(1)向多孔陶瓷载体覆盖催化剂涂层
(a)溶液含浸步骤
①第1实施方式的情况下
该步骤中，通过溶胶-凝胶法，使用分别含有铝、高导热性物质、稀土类元素的金属化合物溶液，例如使用硝酸铝-硝酸铜-硝酸铈的混合水溶液等，对构成多孔陶瓷载体孔壁的各SiC陶瓷颗粒的表面进行涂布，使其浸入其中，这是为了在载体表面形成含有高导热性物质和稀土类氧化物的氧化铝催化剂涂层而进行的处理。
②第2实施方式的情况下
该步骤中，通过溶胶-凝胶法，使用分别含有铝、高折射率物质或颜料、稀土类元素的金属化合物溶液，例如使用Al(NO3)3-Ti(NO3)4-Ce(NO3)3的混合水溶液，或者使用Al(NO3)3-Fe(NO3)3-Ce(NO3)3的混合水溶液等，对构成多孔陶瓷载体孔壁的各堇青石颗粒表面进行涂布，使其浸入其中，这是为了在载体表面形成含有高折射率物质或颜料以及含有稀土类氧化物的氧化铝涂层而进行的处理。
对于所述①、②实施方式的处理中所用的混合水溶液，作为含有铝化合物的溶液的例子，起始材料的金属化合物包括金属无机化合物和金属有机化合物。例如，作为金属无机化合物的例子，使用Al(NO3)3、AlCl3、AlOCl、AlPO4、Al2(SO4)3、Al2O3、Al(OH)3、Al等。其中，Al(NO3)3或AlCl3易溶于醇、水等溶剂，并且容易操作，所以特别优选Al(NO3)3或AlCl3。另外，作为金属有机化合物的例子，包括金属烷氧化物、金属乙酰乙酸盐、金属羧酸盐。作为具体例子可以使用Al(OCH3)3、Al(OC2H3)3、Al(异-OC3H7)3等。
另一方面，所述混合水溶液中，对于含铜化合物的溶液，可以使用Cu(NO3)2、CuCl2、CuSO4等，对于含铈化合物的溶液，可以使用Ce(NO3)3、CeCl3、Ce2(SO4)3、CeO2、Ce(OH)3、Ce2(CO3)3等。
另一方面，所述混合水溶液中，对于含二氧化钛化合物的溶液，可以使用Ti(NO3)4、TiCl4、Ti(SO4)2等。
所述混合水溶液中，对于含有作为顔料的氧化铁的化合物溶液，可以使用Fe(NO3)2、Fe(NO3)3、FeCl2、FeCl3、FeSO4、Fe3(SO4)2、Fe2(SO4)3等。另外，对于含铈化合物的溶液，可以使用Ce(NO3)3、CeCl3、Ce2(SO4)3、CeO2、Ce(OH)3、Ce2(CO3)3等。
作为所述混合溶液的溶剂，在考虑所述金属化合物的溶解性的基础上，混合选自水、乙醇、二醇、多元醇、乙二醇、环氧乙烷、三乙醇胺、二甲苯等中的至少一种溶剂进行使用。
另外，制备溶液时，可以加入盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、氢氟酸作为催化剂。
本发明中，作为优选的所述金属化合物的例子，可以举出Al(NO3)3、Cu(NO)3、Ce(No3)3、Ti(NO3)4、Fe(NO3)3。这是因为这些化合物可在较低温度溶解于溶剂中，容易制备原料溶液。另外，作为优选的溶剂的例子，优选1，3丁二醇。其原因是：第1，粘度适合，在凝胶状态可以在SiC颗粒上加上厚度适当的凝胶膜；第2，该溶剂在溶液中形成金属烷氧化物，所以容易形成含有氧-金属-氧的键的金属氧化物聚合物，即金属酸化物凝胶的前体。
优选所述金属化合物Al(NO3)3的量为10质量％～50质量％。其原因是：小于10质量％时，载负的氧化铝的量不具有能长时间维持催化剂活性的表面积，另一方面，大于50质量％时，溶解时产生的热量多，容易引起凝胶化。
所述金属化合物Al(NO3)3和Ce(NO3)的配料比优选为10∶2。其原因是：通过使Al(NO3)3的量多，可以提高烘烤后CeO2颗粒的分散度。
另外，优选根据CuO的载负量来调整所述金属化合物中Al(NO3)3和Cu(NO3)2的配料比。另外，对于Al(NO3)3和Ti(NO3)4配料比、或者Al(NO3)3和Fe(NO3)3的配料比，优选根据TiO2或者Fe2O3的载负量进行调整。制作这些所述金属化合物的含浸溶液时，优选温度为50～130℃。其原因如下：小于50℃时，溶质的溶解度低，另一方面，大于130℃时，反应激烈进行，以至于凝胶化，所以不能作为塗布溶液使用。另外，含浸溶液的搅拌时间优选为1～9小时。其原因是：在所述范围内，溶液的粘度稳定。
优选将如所述那样调整的金属化合物的溶液浸入到作为孔壁内各陶瓷颗粒间间隙的全部气孔内。为此，优选采用例如在容器内加入催化剂载体(过滤器)后，加满所述金属化合物溶液进行脱气的方法；使该溶液从过滤器的一侧流入，从另一侧脱气的方法等。
此时，脱气装置除可以使用抽吸装置外，还可以使用真空泵等。使用这样的装置可以排出孔壁内气孔中的空气，进而可以将所述金属化合物均匀地扩散到各陶瓷颗粒的整个表面。另外，使用陶瓷作为高导热性物质的情况下，将该陶瓷粉碎到粒径为几个μm，在所述氧化铝-二氧化硅溶液中搅拌混合经粉碎的陶瓷，制成浆料，形成均匀的膜即可。另一方面，不使用离子化的金属而使用陶瓷作为高折射率物质或者顔料的情况下，也是将该陶瓷粉碎到粒径为几个μm，在所述氧化铝-二氧化硅溶液中搅拌混合经粉碎的陶瓷，制成浆料，形成均匀的膜即可。
(b)干燥步骤
该步骤是蒸发除去NO2等挥发成分，并使溶液凝胶化而固定在陶瓷颗粒表面，同时除去剩余溶液的处理，其是在120～170℃的温度，加热2小时。其原因是：加热温度小于120℃时，挥发成分难以蒸发，另一方面，大于170℃时，凝胶化的膜厚变得不均匀。
(c)烘烤步骤
该步骤是为了除去残留成分并形成无定型的氧化铝薄膜而进行的预烘烤处理，优选在300～1000℃的温度加热5～20小时。其原因是：预烘烤的温度小于300℃时，难以除去残留的有机物，另一方面，大于1000℃时，Al2O3不是无定型状态而是结晶化，容易降低表面积。
(2)载负催化剂活性成分
(a)调节溶液的步骤
①在SiC陶瓷载体表面形成含有所述高导热性物质和稀土类氧化物的氧化铝涂层，在该氧化铝涂层表面载负作为催化剂活性成分的铂和作为NOx吸纳催化剂的钾。此时，除了铂以外，作为活性成分，还可以含有钯、铑等贵金属。
②在陶瓷载体表面形成含有所述高折射率物质和稀土类氧化物的氧化铝涂层，在其氧化铝涂层表面载负作为催化剂活性成分的铂和作为NOx吸纳催化剂的钾。此时，除了铂以外，作为活性成分，还可以含有钯、铑等贵金属。
碱金属或碱土金属吸纳NOx之前，这些贵金属使废气中的NO与O2反应而生成NO2，当被吸纳的NOx被释放出来的时候，可通过使NOx与废气中的可燃成分反应而使其无害。
另外，作为吸纳NOx的成分，对于催化剂涂层所含有的碱金属和/或碱土金属的种类没有特别的限制，例如，作为碱金属可以举出锂、钠、钾、铈；作为碱土金属，可以举出钙、钡、锶等，其中，使用与硅反应性更高的碱金属特别是钾，作为吸纳NOx的成分时，本发明最具效果。
此时，滴加仅为载体吸水量的量的含有铂、钾等的水溶液，使其浸渍，根据表面成为稍微开始浸润的状态来决定催化剂活性成分的载负量。所说的SiC陶瓷载体的保持吸水量是指，将干燥载体吸水量的测定值定为22.46质量％，如果该载体的质量为110克、体积为0.163升，则该载体吸附24.7g的水。
此处，作为铂的起始物质，使用例如二硝基二氨基铂的硝酸溶液([Pt(NH3)2(NO2)2]HNO3，铂浓度为4.53质量％)，作为钾的起始物质，将例如硝酸钾(KNO3)水溶液与所述铂的硝酸溶液混合进行使用。
例如，要使载体每升载负规定的量1.7克的铂，应使载体载负1.7(克/升)×0.163(升)＝0.272g的铂；要载负0.2mol/l的钾，应使载体载负0.2(mol/l)×0.163(l)＝0.0326mol的钾即可，所以用硝酸钾和蒸馏水将二硝基二氨基铂的硝酸溶液(铂浓度4.53质量％)稀释。
即，对于二硝基二氨基铂的硝酸溶液(铂浓度4.53质量％)/(硝酸钾和蒸馏水)的重量比X(％)，用X＝0.272(铂量(克))/24.7(含水量(克))/4.53(铂浓度(重量％))来计算，X为24.8重量％。但是，此时需要预先用蒸馏水稀释硝酸溶液(硝酸钾浓度为99％)，使硝酸钾浓度为0.0326mol。
(b)含浸溶液的步骤
用移液管，将如上述那样调节而成的具有所规定量的二硝基二氨基铂的硝酸水溶液，以一定间隔滴加到所述载体的两个端面。例如，在一面以一定间隔滴加40～80滴，在覆盖SiC陶瓷载体的氧化铝载负膜表面使铂均匀地分散固定。
(c)干燥、烘烤步骤
在110℃处理2小时左右，使完成了滴加水溶液的载体干燥，除去水分后，移入干燥器中，放置约1小时后，用电子天平等测定附着量。接着，在氮气氛中，在约500℃、1小时的条件下，进行烘烤，以使铂和钾金属化。
实施例
下面，说明本发明的实施例，并给出比较例进行对比。
(实施例1)含有高导热率物质的例子
该实施例中，在孔隙率不同的多孔陶瓷载体(SiC)的表面，覆盖形成含有高导热性物质Cu的氧化铝涂层，从而形成了废气净化用过滤器，通过激光闪光法测定该废气净化用过滤器的导热率。
如表1所示，首先，多孔陶瓷载体以下述形成的物质为原料。即在70重量份平均粒径为10μm的SiC粉末中加入约30重量份平均粒径为0.5μm的SiC粉末或者金属Si，相对100重量份陶瓷粉末，进一步在该混合物中加入约0～23重量份平均粒径为10μm的丙烯酸树脂，其作为成孔材料；加入6～40重量份甲基纤维素，其作为成型助剂；此外，加入16～36重量份由有机溶剂和水组成的液体分散介质，以此混合物作为原料。
表1
SiC配料量 SiC配料量 成孔材料配料量  成型助剂 液体分散介质    烘烤温度 烘烤时间 孔隙率
A1  10μm  70％ 0.5μm   30％   10μm   3％   10％   18％ 2200℃ 6小时 40％
A2  10μm  70％ 0.5μm   30％   10μm   16％   17％   25％ 2200℃ 6小时 60％
A3  10μm  70％ 0.5μm   30％   10μm   20％   25％   33％ 2200℃ 6小时 80％
B1  10μm  70％ 0.5μm   30％   10μm   0％   6％   16％ 2200℃ 6小时 35％
B2  10μm  70％ 0.5μm   30％   10μm   23％   40％   36％ 2200℃ 6小时 85％
SiC配料量 金属Si配料量 成孔材料配料量  成型助剂  液体分散介质 烘烤温度 烘烤时间 孔隙率
A4  10μm  70％ 0.5μm   30％   10μm   3％   10％   18％ 1500℃ 3小时 40％
A5  10μm  70％ 0.5μm   30％   10μm   16％   17％   25％ 1500℃ 3小时 60％
A6  10μm  70％ 0.5μm   30％   10μm   20％   25％   33％ 1500℃ 3小时 80％
B3  10μm  70％ 0.5μm   30％   10μm   0％   6％   16％ 1500℃ 3小时 35％
B4  10μm  70％ 0.5μm   30％   10μm   23％   40％   36％ 1500℃ 3小时 85％
表2
 混合溶液  Al(NO3)3  Cu(NO3)3 Ce(NO3)2 氧化铝的量 铜的量 氧化铈的量 铂的量 钾的量
    C1  40质量％  40质量％ 8质量％   10g/L  10g/L   2g/L  1.7g/L 0.2mol/L
    C2  40质量％  80质量％ 8质量％   10g/L  20g/L   2g/L  1.7g/L 0.2mol/L
    C3  40质量％  0质量％ 8质量％   10g/L  0g/L   2g/L  1.7g/L 0.2mol/L
    G4  40质量％  200质量％ 8质量％   10g/L  50g/L   2g/L  1.7g/L 0.2mol/L
    C5  40质量％  240质量％ 8质量％   10g/L  60g/L   2g/L  1.7g/L 0.2mol/L
捏合这样的混合原料，制成坯土后，通过挤出成型成型为蜂巢状，然后按间隔条纹状，密封部分所述孔101。
然后，将该成型体于450℃干燥脱脂3小时后，在氩气介质中，于2200℃烘烤6小时，或者于1500℃烘烤3小时，由此制造多孔陶瓷载体，其孔壁为0.3mm、孔密度为200个/平方英寸、孔隙率为35％～85％。
另外，将孔隙率为40％、60％、80％的陶瓷载体分别定为A1、A2、A3，将孔隙率为35％、85％的陶瓷载体定为B1、B2，含有金属Si的定为A4、A5、A6、B3、B4。
通过基于JIS R1611的激光闪光法算出这些多孔陶瓷载体A1、A2、A3、B1、B2的导热率，其结果如图2(a)、(b)中的●标记所示。
从该试验结果可知，随着多孔陶瓷载体孔隙率的增高，导热率虽然下降很小，但仍可清楚地看到导热率的下降。
接着，制作如表2所示各种浓度的硝酸铝-硝酸铜-硝酸铈的混合水溶液C1～C5，通过溶胶-凝胶法使这些混合液分别浸入到多孔陶瓷载体A1、A2、A3、B1、B2中，在陶瓷载体表面形成含有高导热性物质铜和稀土类氧化物氧化铈的氧化铝涂层，其后，制作废气净化用过滤器，其在氧化铝涂层表面上载负了1.7g/l作为活性成分的铂、0.2mol/l作为NOx吸纳催化剂的钾，通过激光闪光法测定过滤器的导热率。
其中，图2中标记□、○、■、×、※分别表示铜的含量为10g/l、20g/l、0g/l、50g/l、60g/l(使用混合水溶液C1、C2、C3、C4、C5)的各过滤器的导热率。
通过激光闪光法测定的这些废气净化用过滤器的导热率，结果示于表3和图2。
从该测定结果可知，即使是使用了孔隙率为40％、60％、80％的高孔隙率多孔陶瓷载体A1、A2、A3的过滤器，通过增加在其上形成的氧化铝涂层中高导热性物质铜的含量，也可以提高过滤器的导热性。
表3
载体(孔隙率％)                导热率(W/m·k)
  无涂层   铜(10g/L) 铜(20g/L)  铜(0g/L)  铜(50g/L)  铜(60g/L)
    B1(35)     5     37     62     18     85     100
    A1(40)     3     35     60     15     80     95
    A2(60)     2.5     13     30     8     60     80
    A3(80)     1.5     5     12     3     30     60
    B2(85)     1     3     5     2     15     40
(实施例2)含高导热率物质的例子
该实施例中，在实际的柴油发动机的排气管中搭放过滤器集合体，测定其中心部分和周边部分的温度差(最大温度差)和中心部分的最高温度，以确认被赋予了高导热性的各过滤器集合体的作用和效果。
首先，制作过滤器。实施例2-1、2-2、2-3的过滤器的制作如下：分别使用混合水溶液C4、C2、C1，在孔隙率为60％的陶瓷载体A2上形成铜含量分别为50g/l、20g/l、10g/l的氧化铝涂层，在其表面载负1.7g/l作为活性成分的铂、0.2mol/l作为NOx吸纳催化剂的钾；比较例2-1的过滤器中，未在孔隙率为60％的陶瓷载体A2上形成氧化铝涂层；比较例2-2的过滤器的制作如下：使用混合水溶液C5，在孔隙率为60％的陶瓷载体A2上形成铜含量为60g/l的氧化铝涂层，在其表面载负作为活性成分的铂、作为NOx吸纳催化剂的钾。
接着制作废气净化用过滤器，即分别准备16根由各实施例2-1、2-2、2-3、比较例2-1、2-2制作的各过滤器100，用1mm厚的陶瓷胶110将其粘接在一起，于150℃干燥1小时后，按图3所示切成外径为144mm的圆柱型，在外周面涂布1mm厚的相同的陶瓷胶120，在150℃干燥1小时，以这些集合体200作为废气净化用过滤器。
此处，使用的陶瓷胶是向35重量％的二氧化硅-氧化铝纤维、8重量％的硅溶胶、2重量％的羧甲基纤维素、55重量％的SiC(平均粒径为0.5μm)中加入10重量％的水并充分混合后的混合物。
接着，将各废气净化用过滤器200设置在外套管18内，所述外套管18设置在如图4所示的普通的、与排气量为2升的发动机10的排气总管15连接的排气管16当中的位置上，在3000rpm无负荷状态(0Nm)，导入480℃的废气，测定其中心部分和周边部分(从外周向内10mm附近)的温度差(最大温度差)和中心部分的最高温度。该测定结果示于表4。
表4
Figure C0380693400201
从该测定结果可知，对于将催化剂涂层中含有高导热性物质铜的实施例2-1～2-3的过滤器进行集合而得到的废气净化用过滤器，尽管构成各过滤器的多孔陶瓷载体的孔隙率高达60％，但与没有形成催化剂涂层的比较例2-1的过滤器相比，各过滤器的导热性还是得到了大幅度地提高，所以由各过滤器的集合体构成废气净化用过滤器中，其中心部分的最高温度为500～550℃，虽比比较例2-1略低，但中心部分和周边部分的温度差为15～25℃，与比较例2-1的50℃相比，该值很小。
另外，催化剂涂层中含有大量铜的比较例2-2的过滤器的集合体中，中心部分与周边部分的温度差为5℃，与实施例2-1～2-3相比，该值相当小，但其中心部分的最高温度为400℃，不能使烟炱充分燃烧。
所以，通过所述实施方式，尽管各陶瓷载体的孔隙率大，但通过在催化剂涂层中含有高导热性物质铜，而可以提高过滤器整体的导热率，因此，可以向过滤器整体提供催化活性所需的充分的热量，并且可以使过滤器整体均匀燃烧。另外，燃烧时，热量能够迅速地向后传导，所以最高温度得到控制，其结果是，催化剂不易被烧结。因此，即使反复进行捕集再生的试验，也不会产生未完全燃烧的残留物，所以能得到整体上耐久性优异的过滤器。
(实施例3)含高折射率物质的例子
该实施例中，在孔隙率不同的多孔陶瓷载体(堇青石)的表面，覆盖形成含有高折射率物质二氧化钛的氧化铝涂层，从而形成了废气净化用过滤器，通过激光闪光法测定该废气净化用过滤器的导热率，并进一步用分光测色计测定这些废气净化用过滤器的亮度。
首先，孔隙率不同的多孔陶瓷载体以下述形成的物质为原料。即按分别为40％、10％、17％、16％、15％的比例混合平均粒径如图5所示的滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅，相对100重量份陶瓷粉末，进一步在该混合物中加入约0～52重量份平均粒径为10μm的石墨，其作为成孔材料；同样加入6～40重量份甲基纤维素，其作为成型助剂；此外，加入16～36重量份由有机溶剂和水组成的液体分散介质，以此混合物作为原料。
表5
载体          滑石        高岭上   氧化铝   氢氧化铝   二氧化硅     石墨 成型助剂 液体分散介质 烘烤温度 烘烤时间 孔隙率
 粒径 配料量 粒径 配料量 粒径 配料量 粒径 配料量 粒径 配料量 粒径 配料量
A1  10μm  40％ 9μm  10％ 9.5μm  17％ 5μm  16％ 10μm  15％ 10μm  3％     10％     18％   1400℃   3小时   40％
A2  10μm  40％ 9μm  10％ 9.5μm  17％ 5μm  16％ 10μm  15％ 10μm  30％     17％     25％   1400℃   3小时   60％
A3  10μm  40％ 9μm  10％ 9.5μm  17％ 5μm  16％ 10μm  15％ 10μm  45％     25％     33％   1400℃   3小时   80％
B1  10μm  40％ 9μm  10％ 9.5μm  17％ 5μm  16％ 10μm  15％ 10μm  0％     6％     16％   1400℃   3小时   35％
B2  10μm  40％ 9μm  10％ 9.5μm  17％ 5μm  16％ 10μm  15％ 10μm  52％     40％     36％   1400℃   3小时   85％
表6
混合溶液 Al(NO3)3 Ti(NO3)4 Ce(NO3)3 氧化铝的量 二氧化钛的量   氧化铈的量 铂的量 钾的量 亮度
    C1   40质量％   40质量％   8质量％     10g/L     10g/L   2g/L   1.7g/L   0.2mol/L     8.5
    C2   40质量％   80质量％   8质量％     10g/L     20g/L   2g/L   1.7g/L   0.2mol/L     8
    C3   40质量％   0质量％   8质量％     10g/L     0g/L   2g/L   1.7g/L   0.2mol/L     9
    C4   40质量％   200质量％   8质量％     10g/L     50g/L   2g/L   1.7g/L   0.2mol/L     4
    C5   40质量％   240质量％   8质量％     10g/L     60g/L   2g/L   1.7g/L   0.2mol/L     1
捏合这样的混合原料，制成坯土后，通过挤出成型成型为蜂巢状，然后按间隔条纹状，密封部分所述孔101。
然后，将该成型体于450℃干燥脱脂3小时后，在氩气介质中，于1400℃烘烤3小时，由此制造成由多孔陶瓷(堇青石)形成的载体，其孔壁为0.3mm、孔密度为200个/平方英寸、孔隙率分别为35％、40％、60％、80％、85％。
另外，将孔隙率为40％、60％、80％的陶瓷载体分别定为A1、A2、A3，将孔隙率为35％、85％的陶瓷载体定为B1、B2。
通过溶胶-凝胶法，使所述多孔陶瓷载体A1、A2、A3、B1、B2分别浸渍表2所示的各种浓度的Al(NO3)3-Ti(NO3)4-Ce(NO3)3的混合水溶液C1～C5，形成含有高折射率物质二氧化钛和稀土类氧化物氧化铈的氧化铝涂层，其后，制作5×5＝25种废气净化用过滤器，其在氧化铝涂层表面上载负有1.7g/l作为活性成分的铂、0.2mol/l作为NOx吸纳催化剂的钾，然后通过基于JIS R1611的激光闪光法测定这些过滤器的导热率，同时，利用分光测色计测定它们的亮度。
上述25种废气净化用过滤器的导热率的测定结果示于表7和图5，亮度的测定结果示于表6。
其中，图5中标记■、○、●、×、※分别表示使用混合水溶液C1、C2、C3、C4、C5制作的二氧化钛含量为10g/l、20g/l、0g/l、50g/l、60g/l的各过滤器的导热率。
表7
载体(孔隙率％)                              导热率(W/m·K)
二氧化钛(0g/L) 二氧化钛(10g/L)  二氧化钛(20g/L)  二氧化钛(50g/L)   二氧化钛(60g/L)
B1(35)   5   4.7     4     3.7     3
A1(40)   4.75   4     3     1.75     0.3
A2(60)   4   3     1.5     0.65     0.2
A3(80)   3   1.5     0.6     0.25     0.075
B2(85)   3   1.4     0.55     0.23     0.05
从这些测定结果可知，通过加入高折射率物质，可以降低导热率。
(实施例4)含有高折射率物质的例子
该实施例中，用颜料Fe2O3代替高折射率物质二氧化钛，在实施例3制作的孔隙率不同的多孔陶瓷载体(堇青石)A1、A2、A3、B1、B2的表面，覆盖并形成含有颜料Fe2O3的氧化铝涂层，从而形成废气净化用过滤器，通过激光闪光法测定该废气净化用过滤器的导热率，并用分光测色计测定其亮度。
首先，通过溶胶-凝胶法，使陶瓷载体(堇青石)A1、A2、A3、B1、B2分别浸渍表8所示的各种浓度的Al(NO3)3-Fe(NO3)3-Ce(NO3)3的混合水溶液D1～D4，在陶瓷载体表面形成含有颜料Fe2O3和稀土类氧化物氧化铈的氧化铝涂层。
表8
混合溶液 Al(NO3)3 Fe(NO3)3 Ce(NO3)2 氧化铝的量 铁的量 氧化铈的量 铂的量 钾的量 亮度
    D1 40质量％ 20质量％ 8质量％   10g/L  5g/L  2g/L  1.7g/L  0.2mol/L  8
    D2 40质量％ 40质量％ 8质量％   10g/L  10g/L  2g/L  1.7g/L  0.2mol/L  3
    D3 40质量％ 0质量％ 8质量％   10g/L  0g/L  2g/L  1.7g/L  0.2mol/L  9
    D4 40质量％ 80质量％ 8质量％   10g/L  20g/L  2g/L  1.7g/L  0.2mol/L  1
表9
载体(孔隙率％)                  导热率(W/m·k)
 铁(0g/L)  铁(5g/L)  铁(10g/L)  铁(20g/L)
  B1(35)     5     4.2     3.7     3
  A1(40)     4.75     3.3     1.65     0.3
  A2(60)     4     1.7     0.35     0.125
  A3(80)     3     0.6     0.25     0.075
  B2(85)     3     0.55     0.23     0.05
其后，制作5×4＝20种废气净化用过滤器，其在氧化铝涂层表面上载负有1.7g/l作为活性成分的铂、0.2mol/l作为NOx吸纳催化剂的钾，然后通过基于JIS R1611的激光闪光法测定这些过滤器的导热率，同时，利用分光测色计测定它们的亮度。
上述20种废气净化用过滤器的导热率的测定结果示于表9和图6，亮度的测定结果示于表8。
其中，图6中标记■、○、●、×分别表示分别使用混合水溶液D1、D2、D3、D4制作成的Fe2O3含量为5g/l、10g/l、0g/l、20g/l的各过滤器的导热率。
从这些测定结果可知，通过用顔料着色可以降低导热率。
(实施例5)
该实施例中，在实际的柴油发动机的排气管中搭放过滤器集合体，测定其中心部分和周边部分的温度差(最大温度差)和中心部分的最高温度，以确认本发明的废气净化用过滤器的集合体的作用和效果。
首先，制作过滤器。实施例5-1、5-2、5-3、5-4的过滤器的制作如下：分别使用表6所示的混合水溶液C1、C2、C4、C5，在孔隙率为60％的陶瓷载体A2上，形成二氧化钛含量为10g/l、20g/l、50g/l、60g/l的氧化铝涂层，在其表面载负1.7g/l作为活性成分的铂、0.2mol/l作为NOx吸纳催化剂的钾；实施例5-5、5-6、5-7的过滤器的制作如下：使用混合水溶液D1、D2、D4，在孔隙率为60％的陶瓷载体A2上形成Fe2O3含量为5g/l、10g/l、20g/l的氧化铝涂层，在其表面载负作为活性成分的铂、作为NOx吸纳催化剂的钾；比较例5-1的过滤器的制作如下：在孔隙率为60％的陶瓷载体A2上形成既不含二氧化钛也不含Fe2O3的氧化铝涂层，在其表面载负作为活性成分的铂、作为NOx吸纳催化剂的钾。
接着制作废气净化用过滤器，即分别准备16根由各实施例5-1～5-7和比较例5-1制作的各过滤器100，用1mm厚的陶瓷胶110将其粘接在一起，于150℃干燥1小时后，按图3所示，切成外径为144mm的圆柱型，在外周面涂布1mm厚的相同的陶瓷胶120，在150℃干燥1小时，以这些集合体200作为废气净化用过滤器。
此处，使用的陶瓷胶是向35重量％的二氧化硅-氧化铝纤维、8重量％的硅溶胶、2重量％的羧甲基纤维素、55重量％的SiC(平均粒径为0.5μm)中加入10重量％的水并充分混合后的混合物。
接着，将各废气净化用过滤器200设置在外套管18内，所述外套管18设置在如图4所示的普通的、与排气量为2升的发动机10的排气总管15连接的排气管16途中的位置上，在3000rpm无负荷状态(0Nm)，导入废气，测定其中心部分和周边部分(从外周向内10mm附近)的温度差(最大温度差)和中心部分的最高温度。该测定结果示于表10。
表10
  TiO2的量  Fe2O3的量   导热率  亮度 废气温度300℃ 废气温度600℃
  最高温度 温度差 最高温度 温度差
实施例5-1  10g/L  0g/L  3W/mK  8.5     280℃  20℃   580℃  15℃
实施例5-2  20g/L  0g/L  1.5W/mK  8     300℃  30℃   610℃  25℃
实施例5-3  50g/L  0g/L  0.6W/mK  4     300℃  40℃   650℃  30℃
实施例5-4  60g/L  0g/L  0.2W/mK  1     315℃  55℃   670℃  45℃
实施例5-5  0g/L  5g/L  1.7W/mK  8     300℃  55℃   600℃  45℃
实施例5-6  0g/L  10g/L  0.3W/mK  3     310℃  35℃   670℃  30℃
实施例5-7  0g/L  20g/L  0.12W/mK  1     320℃  70℃   680℃  50℃
比较例5-1  0g/L  0g/L  4W/mK  9     250℃  15℃   500℃  25℃
从这些测定结果可知，通过降低导热率，可以使过滤器的温度高于废气温度，使用高折射率物质二氧化钛的过滤器在高温时表现出特别强的隔热性，亮度得到降低的过滤器也在高温时表现出隔热性。所以，含有高折射率物质或亮度低的过滤器的最高温度高。但是高温不易产生温度差。
因此，根据本实施方式，可以得到如下效果。
(1)尽管孔隙率高达40％～80％，但本实施方式的陶瓷过滤器的隔热性高，所以可以缩短达到催化活性的温度所需的时间。所以可以形成再生效率优异的系统。
(2)因为导热性得到控制，所以本实施方式的陶瓷过滤器中引起部分燃烧，而不会发生过滤器整体一下燃烧而产生急剧的温差的情况。因而，不易产生急剧的温度斜率，可以提高过滤器的耐久性。
如上所述，本发明可以提供废气净化用过滤器，特别是提供柴油发动机的废气过滤器，其中，尽管载负催化剂的陶瓷载体的孔隙率高(40％～80％)，但本发明中催化剂涂层的导热率高，或者催化剂涂层的隔热性高，所以烟炱堆积时的压力损失小，而且热应答性高，具有容易达到适合催化活性的温度而难以冷却的热应答性，并且耐久性优异。

Claims (16)

1、废气净化用过滤器，其在多孔陶瓷载体的表面设置有载负催化剂活性成分而形成的催化剂涂层，其特征为，所述多孔陶瓷载体表现出如下特性，即孔隙率为40％～80％，所述催化剂涂层含有选自氧化铝、二氧化钛、氧化锆和二氧化硅中的至少一种氧化物类陶瓷，同时含有导热率比所述氧化物类陶瓷高的物质或折射率比所述氧化物类陶瓷大的物质，所述过滤器的导热率为0.3～60W/mk。
2、如权利要求1所述的废气净化用过滤器，其特征为，所述导热率为3～60W/mk。
3、如权利要求1或2所述的废气净化用过滤器，其特征为，所述导热率比氧化物类陶瓷高的物质是选自铜、金、银和铝中的至少一种金属或其合金，或者含有选自氮化铝、碳化硅和氮化硅中的至少一种陶瓷。
4、如权利要求1或2所述的废气净化用过滤器，其特征为，所述催化剂涂层载负有选自贵金属、碱金属、碱土金属和稀土氧化物中的至少一种催化剂活性成分。
5、如权利要求1或2所述的废气净化用过滤器，其特征为，所述多孔陶瓷载体由选自碳化硅、氮化硅、堇青石、莫来石、硅铝氧氮陶瓷、二氧化硅、钛酸铝、硅酸锂铝和磷酸锆中的至少一种陶瓷构成。
6、如权利要求1所述的废气净化用过滤器，其特征为，所述催化剂涂层含有选自氧化铝、二氧化钛、氧化锆和二氧化硅中的至少一种氧化物类陶瓷，同时含有折射率比氧化物类陶瓷大的物质，并且过滤器的导热率为0.3～3W/mk。
7、如权利要求1或6所述的废气净化用过滤器，其特征为，折射率大于所述氧化物类陶瓷的物质是选自折射率大于等于1.4的TiO2、BaTiO3、PbS、Fe2O3、CoCO3和MnO2中的至少一种物质。
8、如权利要求1或6所述的废气净化用过滤器，其特征为，所述催化剂涂层含有无机粉末，所述无机粉末在对波长大于等于10μm的电磁波的反射率大于等于70％的部分有峰。
9、如权利要求6所述的废气净化用过滤器，其特征为，所述多孔陶瓷由选自碳化硅、氮化硅、堇青石、莫来石、硅铝氧氮陶瓷、二氧化硅、钛酸铝、硅酸锂铝和磷酸锆中的至少一种陶瓷构成。
10、如权利要求6所述的废气净化用过滤器，其特征为，所述催化剂涂层载负有选自贵金属、碱金属、碱土金属、稀土类氧化物中的至少一种物质。
11、废气净化用过滤器，其在多孔陶瓷载体的表面设置有载负催化剂活性成分而形成的催化剂涂层，其特征为，所述多孔陶瓷载体表现出如下特性，即孔隙率为40％～80％，所述催化剂涂层含有选自氧化铝、二氧化钛、氧化锆和二氧化硅中的至少一种氧化物类陶瓷，同时含有被着色的颜料，并且过滤器的导热率为0.3～3W/mk。
12、如权利要求11所述的废气净化用过滤器，其特征为，所述催化剂涂层含有无机粉末，所述无机粉末在对波长大于等于10μm的电磁波的反射率大于等于70％的部分有峰。
13、如权利要求11所述的废气净化用过滤器，其特征为，按照使所述催化剂涂层整体的亮度小于等于8来掺入所述顔料。
14、如权利要求11所述的废气净化用过滤器，其特征为，所述颜料为选自氧化铁、氧化铜和CoO·nAl2O3、CoO3(PO4)2中的至少一种物质。
15、如权利要求11所述的废气净化用过滤器，其特征为，所述多孔陶瓷由选自碳化硅、氮化硅、堇青石、莫来石、硅铝氧氮陶瓷、二氧化硅、钛酸铝、硅酸锂铝和磷酸锆中的至少一种陶瓷构成。
16、如权利要求11所述的废气净化用过滤器，其特征为，所述催化剂涂层载负有选自贵金属、碱金属、碱土金属、稀土类氧化物中的至少一种物质。
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