JP2003181300A - 貴金属含有複合酸化物からなる無機繊維及び触媒構造体 - Google Patents
貴金属含有複合酸化物からなる無機繊維及び触媒構造体Info
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧力損失の増大や熱容量の増加といった問題
を生じることなく、高い排気ガス浄化性能を有する触媒
構造体等を提供する。 【解決手段】 Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも１種
を含有する複合酸化物からなる無機繊維であり、好まし
くは、前記複合酸化物がＹ4ＭＯ6、Ｙ'4-nＹ"nＭＯ6、
又はＡＢ1-xＭxＯ3(ＭはＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈから選択され
た１種以上の元素)の化学式を有する。かかる無機繊維
から、不織布状の触媒構造体、製織して形成された触媒
構造体、ハニカム状の触媒構造体が提供され、さらに、
無機繊維が排気側ポートの内面に配置された自動車用エ
ンジン、無機繊維が排気管の内面に配置された自動車用
排気系部品が提供される。
を生じることなく、高い排気ガス浄化性能を有する触媒
構造体等を提供する。 【解決手段】 Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも１種
を含有する複合酸化物からなる無機繊維であり、好まし
くは、前記複合酸化物がＹ4ＭＯ6、Ｙ'4-nＹ"nＭＯ6、
又はＡＢ1-xＭxＯ3(ＭはＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈから選択され
た１種以上の元素)の化学式を有する。かかる無機繊維
から、不織布状の触媒構造体、製織して形成された触媒
構造体、ハニカム状の触媒構造体が提供され、さらに、
無機繊維が排気側ポートの内面に配置された自動車用エ
ンジン、無機繊維が排気管の内面に配置された自動車用
排気系部品が提供される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、触媒成分の白金
(Ｐｔ)、パラジウム(Ｐｄ)、及びロジウム(Ｒｈ)の少な
くとも１種を含有する無機繊維、及びかかる無機繊維か
ら構成され、排気ガスの浄化に適する触媒構造体等に関
する。
(Ｐｔ)、パラジウム(Ｐｄ)、及びロジウム(Ｒｈ)の少な
くとも１種を含有する無機繊維、及びかかる無機繊維か
ら構成され、排気ガスの浄化に適する触媒構造体等に関
する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用エンジン等の内燃機関から排出
される排気ガスには、窒素酸化物(ＮＯX)、一酸化炭素
(ＣＯ)、炭化水素(ＨＣ)が含まれ、これらの有害物質
は、一般に、白金(Ｐｔ)、パラジウム(Ｐｄ)、ロジウム
(Ｒｈ)等の貴金属を触媒成分とする排気ガス浄化用触媒
によって浄化される。こうした排気ガス浄化用触媒は、
一般に、コージェライト製のハニカム基材にγ-アルミ
ナ等の触媒担体が担持され、この触媒担体にＰｔ等の触
媒成分が担持されて構成される。
される排気ガスには、窒素酸化物(ＮＯX)、一酸化炭素
(ＣＯ)、炭化水素(ＨＣ)が含まれ、これらの有害物質
は、一般に、白金(Ｐｔ)、パラジウム(Ｐｄ)、ロジウム
(Ｒｈ)等の貴金属を触媒成分とする排気ガス浄化用触媒
によって浄化される。こうした排気ガス浄化用触媒は、
一般に、コージェライト製のハニカム基材にγ-アルミ
ナ等の触媒担体が担持され、この触媒担体にＰｔ等の触
媒成分が担持されて構成される。
【０００３】また、ディーゼルエンジンから排出される
排気ガスには、ＮＯX等に加えて粒子状物質のパティキ
ュレート(ＰＭ)が含まれ、このＰＭを濾過・浄化するた
め、セルを交互に目止めしたハニカム基材の上に触媒担
体が固定され、この触媒担体にＰｔ等の触媒成分を担持
して構成されたディーゼルパティキュレートフィルタ
(ＤＰＦ)が開発されている。
排気ガスには、ＮＯX等に加えて粒子状物質のパティキ
ュレート(ＰＭ)が含まれ、このＰＭを濾過・浄化するた
め、セルを交互に目止めしたハニカム基材の上に触媒担
体が固定され、この触媒担体にＰｔ等の触媒成分を担持
して構成されたディーゼルパティキュレートフィルタ
(ＤＰＦ)が開発されている。
【０００４】しかるに、ハニカム基材は、排気ガスの流
路を形成してγ-アルミナ等の触媒担体をコートし、γ-
アルミナ等の触媒担体は、Ｐｔ等の触媒成分が担持され
る表面積を与えるといった作用を奏するが、さらなる環
境保護のために、排気ガス浄化用触媒の性能をさらに高
める課題に対しては、マイナスとなる要素を有してい
る。
路を形成してγ-アルミナ等の触媒担体をコートし、γ-
アルミナ等の触媒担体は、Ｐｔ等の触媒成分が担持され
る表面積を与えるといった作用を奏するが、さらなる環
境保護のために、排気ガス浄化用触媒の性能をさらに高
める課題に対しては、マイナスとなる要素を有してい
る。
【０００５】即ち、従来は、ハニカム基材のセル密度を
増加させて、触媒担体のコート量を増加させ、それによ
って触媒成分の排気ガスとの接触面積を高めることで、
排気ガス浄化用触媒の浄化性能の向上に寄与することが
できた。
増加させて、触媒担体のコート量を増加させ、それによ
って触媒成分の排気ガスとの接触面積を高めることで、
排気ガス浄化用触媒の浄化性能の向上に寄与することが
できた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハニカ
ム基材のセル密度は既に相当に増加されており、さらに
セル密度を高めることは、排気ガス流路の断面に占める
セル壁断面の割合をかなり増加させることになるため、
排気ガス浄化用触媒を流通する排気ガスの圧力損失を増
大させ、燃費が悪化するという問題が生じることにな
る。
ム基材のセル密度は既に相当に増加されており、さらに
セル密度を高めることは、排気ガス流路の断面に占める
セル壁断面の割合をかなり増加させることになるため、
排気ガス浄化用触媒を流通する排気ガスの圧力損失を増
大させ、燃費が悪化するという問題が生じることにな
る。
【０００７】また、ハニカム基材のセル密度の増加に伴
って、セル壁を形成するコージェライト等の材料、及び
セル壁にコートされるγ-アルミナ等の触媒担体の絶対
量が増加するため、触媒全体の熱容量が増加し、エンジ
ン始動から触媒が活性化する温度に達するまでの時間が
長くなるという問題が生じることになる。
って、セル壁を形成するコージェライト等の材料、及び
セル壁にコートされるγ-アルミナ等の触媒担体の絶対
量が増加するため、触媒全体の熱容量が増加し、エンジ
ン始動から触媒が活性化する温度に達するまでの時間が
長くなるという問題が生じることになる。
【０００８】ところで、特開平２−７５３４８号公報、
特開平４−１４５９４６号公報に、無機繊維からなるハ
ニカム構造体、この構造体に担持されたペロブスカイト
型複合酸化物、及びこのペロブスカイト型複合酸化物に
担持されたＰｔ等の貴金属からなる排気ガス浄化用触媒
が記載されている。また、特開２０００−２２００３８
号公報に、触媒成分を含有するチタニア繊維の製造方法
が記載されている。
特開平４−１４５９４６号公報に、無機繊維からなるハ
ニカム構造体、この構造体に担持されたペロブスカイト
型複合酸化物、及びこのペロブスカイト型複合酸化物に
担持されたＰｔ等の貴金属からなる排気ガス浄化用触媒
が記載されている。また、特開２０００−２２００３８
号公報に、触媒成分を含有するチタニア繊維の製造方法
が記載されている。
【０００９】したがって、本発明は、こうした従来技術
とは異なる着想に基づき、上記の圧力損失の増大や熱容
量の増加といった問題が生じることなく、排気ガス浄化
性能が顕著に高められた触媒構造体等を提供することを
目的とする。
とは異なる着想に基づき、上記の圧力損失の増大や熱容
量の増加といった問題が生じることなく、排気ガス浄化
性能が顕著に高められた触媒構造体等を提供することを
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的は、Ｐｔ、Ｐ
ｄ、Ｒｈのうち少なくとも１種を含有する複合酸化物か
らなる無機繊維によって達成される。即ち、本発明は、
複合酸化物からなる無機繊維であって、その複合酸化物
そのものが、とりわけ排気ガスの浄化に適するＰｔ等の
触媒成分を含む無機繊維である。この無機繊維は、一般
的な繊維と同様に、多数を組み合わせることによって構
造体を形成することができる。
ｄ、Ｒｈのうち少なくとも１種を含有する複合酸化物か
らなる無機繊維によって達成される。即ち、本発明は、
複合酸化物からなる無機繊維であって、その複合酸化物
そのものが、とりわけ排気ガスの浄化に適するＰｔ等の
触媒成分を含む無機繊維である。この無機繊維は、一般
的な繊維と同様に、多数を組み合わせることによって構
造体を形成することができる。
【００１１】かかる構造体は、ハニカム基材と通常のγ
-アルミナ等の金属酸化物からなる触媒担体を含まず
に、実質的にＰｔ等を含有する複合酸化物からなる無機
繊維のみによって構成され、また、排気ガスの流路とな
る繊維の間隙は、広範囲に調節可能であるため、上記の
ようなセル密度の増加に伴う排気ガスの圧力損失の増大
といった問題や、セル壁と触媒担体の絶対量が増加して
触媒全体の熱容量と質量が増加するといった問題を生じ
ることなく、排気ガス浄化用触媒を構成することが可能
となる。
-アルミナ等の金属酸化物からなる触媒担体を含まず
に、実質的にＰｔ等を含有する複合酸化物からなる無機
繊維のみによって構成され、また、排気ガスの流路とな
る繊維の間隙は、広範囲に調節可能であるため、上記の
ようなセル密度の増加に伴う排気ガスの圧力損失の増大
といった問題や、セル壁と触媒担体の絶対量が増加して
触媒全体の熱容量と質量が増加するといった問題を生じ
ることなく、排気ガス浄化用触媒を構成することが可能
となる。
【００１２】そして、無機繊維そのものがＰｔ、Ｐｄ、
Ｒｈのうち少なくとも１種を含有する複合酸化物である
ため、単位質量の無機繊維あたり高い排気ガス浄化性能
を発揮することが可能である。
Ｒｈのうち少なくとも１種を含有する複合酸化物である
ため、単位質量の無機繊維あたり高い排気ガス浄化性能
を発揮することが可能である。
【００１３】また、本発明の無機繊維を用いた触媒構造
体等の製造工程は、従来のハニカム型触媒のように、ハ
ニカム基材の製造、ハニカム基材上の触媒担体のコー
ト、及び白金等の触媒成分の担持といった工程を含ま
ず、主として無機繊維の製造工程のみであるため、製造
コストを大きく削減することができる。
体等の製造工程は、従来のハニカム型触媒のように、ハ
ニカム基材の製造、ハニカム基材上の触媒担体のコー
ト、及び白金等の触媒成分の担持といった工程を含ま
ず、主として無機繊維の製造工程のみであるため、製造
コストを大きく削減することができる。
【００１４】さらに、本発明の無機繊維は、実質的に任
意の形状に加工することができ、少量で高い触媒活性を
示すことができるため、エンジン下流側の任意の箇所に
配置して、効率的な排気ガスの浄化を行うことができ
る。
意の形状に加工することができ、少量で高い触媒活性を
示すことができるため、エンジン下流側の任意の箇所に
配置して、効率的な排気ガスの浄化を行うことができ
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのう
ち少なくとも１種を含有する貴金属含有複合酸化物から
なる無機繊維であり、この貴金属含有複合酸化物は、限
定されるものではないが、好ましくは、Ｙ4ＭＯ6(Ｙは
アルカリ土類金属又はランタノイドから選択された１種
以上の元素、ＭはＰｔ、Ｐｄ、及びＲｈから選択された
１種以上の元素)、Ｙ'4-nＹ"nＭＯ6(０＜ｎ≦１、Ｙ’
はアルカリ土類金属又はランタノイドから選択された１
種以上の元素、Ｙ”はＣｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びＦｅから
選択された１種以上の元素、ＭはＰｔ、Ｐｄ、及びＲｈ
から選択された１種以上の元素)、又はＡＢ1-xＭxＯ
3(ＡはＬａ、Ｎｄ、Ｓｍ、及びＧｄから選択された１種
以上の元素、ＢはＭｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、及びＮｉから選択
された１種以上の元素、ＭはＰｔ、Ｐｄ、及びＲｈから
選択された１種以上の元素、０＜ｘ＜１)の化学式を有
する。
ち少なくとも１種を含有する貴金属含有複合酸化物から
なる無機繊維であり、この貴金属含有複合酸化物は、限
定されるものではないが、好ましくは、Ｙ4ＭＯ6(Ｙは
アルカリ土類金属又はランタノイドから選択された１種
以上の元素、ＭはＰｔ、Ｐｄ、及びＲｈから選択された
１種以上の元素)、Ｙ'4-nＹ"nＭＯ6(０＜ｎ≦１、Ｙ’
はアルカリ土類金属又はランタノイドから選択された１
種以上の元素、Ｙ”はＣｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びＦｅから
選択された１種以上の元素、ＭはＰｔ、Ｐｄ、及びＲｈ
から選択された１種以上の元素)、又はＡＢ1-xＭxＯ
3(ＡはＬａ、Ｎｄ、Ｓｍ、及びＧｄから選択された１種
以上の元素、ＢはＭｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、及びＮｉから選択
された１種以上の元素、ＭはＰｔ、Ｐｄ、及びＲｈから
選択された１種以上の元素、０＜ｘ＜１)の化学式を有
する。
【００１６】また、好ましくは、無機繊維は、０.１〜
２０μｍの直径、より好ましくは、０.５〜１０μｍの
直径を有し、長さは任意であり、例えば、長さ数１０μ
ｍの短繊維であることもでき、あるいは連続した長繊維
であることもできる。こうした無機繊維は、例えば、ゾ
ルゲル法等によって、所定の割合で元素を含む粘稠な溶
液を調製し、次いで延伸等によって紡糸した後、乾燥・
焼成することによって製造することができる。図１は、
かかる方法により後述の実施例１において得られた無機
繊維の走査型電子顕微鏡(ＳＥＭ)による写真である。
２０μｍの直径、より好ましくは、０.５〜１０μｍの
直径を有し、長さは任意であり、例えば、長さ数１０μ
ｍの短繊維であることもでき、あるいは連続した長繊維
であることもできる。こうした無機繊維は、例えば、ゾ
ルゲル法等によって、所定の割合で元素を含む粘稠な溶
液を調製し、次いで延伸等によって紡糸した後、乾燥・
焼成することによって製造することができる。図１は、
かかる方法により後述の実施例１において得られた無機
繊維の走査型電子顕微鏡(ＳＥＭ)による写真である。
【００１７】こうした無機繊維は、以下に示すような各
種の態様で排気ガスの浄化に使用されることができる。
１つの態様として、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも
１種を含有する複合酸化物からなる無機繊維が三次元的
にランダムな方向で集合して触媒構造体を形成する。こ
の態様においては、無機繊維は綿状に密集して、例え
ば、全体として円筒形を形成し、排気ガスの流路に配置
される。
種の態様で排気ガスの浄化に使用されることができる。
１つの態様として、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも
１種を含有する複合酸化物からなる無機繊維が三次元的
にランダムな方向で集合して触媒構造体を形成する。こ
の態様においては、無機繊維は綿状に密集して、例え
ば、全体として円筒形を形成し、排気ガスの流路に配置
される。
【００１８】排気ガスは、無機繊維の間隙を流れる際に
浄化されるが、この間隙を充分に確保するように、例え
ば、無機繊維と、コークス粒子、カーボンブラック、又
は有機物樹脂粒子のような焼失性粒子を混合し、必要に
より無機繊維をアルミナゾル等の無機バインダーによっ
て相互に結合させて一体化させた後、焼失性粒子を燃焼
除去させることによって製造することができる。図２
は、無機繊維と焼失性粒子が混合された状態をモデル的
に例示するものであり、図３は、得られた触媒構造体を
形成する無機繊維のＳＥＭ写真である。
浄化されるが、この間隙を充分に確保するように、例え
ば、無機繊維と、コークス粒子、カーボンブラック、又
は有機物樹脂粒子のような焼失性粒子を混合し、必要に
より無機繊維をアルミナゾル等の無機バインダーによっ
て相互に結合させて一体化させた後、焼失性粒子を燃焼
除去させることによって製造することができる。図２
は、無機繊維と焼失性粒子が混合された状態をモデル的
に例示するものであり、図３は、得られた触媒構造体を
形成する無機繊維のＳＥＭ写真である。
【００１９】別な態様として、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち
少なくとも１種を含有する複合酸化物からなる無機繊維
を製織して触媒構造体が形成される。この製織は、平
織、朱子織、綾織等の任意の織り方でよく、排気ガスの
圧力損失を考慮して、繊維間隙や繊維配列を定めること
ができる。
少なくとも１種を含有する複合酸化物からなる無機繊維
を製織して触媒構造体が形成される。この製織は、平
織、朱子織、綾織等の任意の織り方でよく、排気ガスの
圧力損失を考慮して、繊維間隙や繊維配列を定めること
ができる。
【００２０】別な態様として、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち
少なくとも１種を含有する複合酸化物からなる無機繊維
を用いて、ハニカム状の触媒構造体が形成される。この
ハニカム状構造体は、例えば、短繊維をスラリーにし、
必要によりアルミナゾル等の無機バインダーを加え、通
常のハニカム基材を製造するのと同様にしてスラリーを
押出成形し、次いで乾燥と焼成を行うことによって製造
することができる。
少なくとも１種を含有する複合酸化物からなる無機繊維
を用いて、ハニカム状の触媒構造体が形成される。この
ハニカム状構造体は、例えば、短繊維をスラリーにし、
必要によりアルミナゾル等の無機バインダーを加え、通
常のハニカム基材を製造するのと同様にしてスラリーを
押出成形し、次いで乾燥と焼成を行うことによって製造
することができる。
【００２１】また、このハニカム状構造体は、無機繊維
を円柱状に加工したものを組み合わせて製造することも
できる。図４と図５は、かかる態様の触媒構造体をモデ
ル的に例示するものであり、触媒構造体が、円柱状に加
工された無機繊維とスペーサーによって形成される。
を円柱状に加工したものを組み合わせて製造することも
できる。図４と図５は、かかる態様の触媒構造体をモデ
ル的に例示するものであり、触媒構造体が、円柱状に加
工された無機繊維とスペーサーによって形成される。
【００２２】スペーサーは、図４の例では短円柱状、図
５の例では長円柱状であり、これらのスペーサーは本発
明の無機繊維からなることができ、又は耐熱性のある任
意の材料、例えば、ＳｉＣのように耐熱性と低い熱膨張
率を有する材料から作成することもできる。なお、図面
において、図４(ｂ)と図５(ｂ)が、触媒構造体を排気ガ
スの流れ方向から見た図である。
５の例では長円柱状であり、これらのスペーサーは本発
明の無機繊維からなることができ、又は耐熱性のある任
意の材料、例えば、ＳｉＣのように耐熱性と低い熱膨張
率を有する材料から作成することもできる。なお、図面
において、図４(ｂ)と図５(ｂ)が、触媒構造体を排気ガ
スの流れ方向から見た図である。
【００２３】別な態様として、自動車用エンジンの排気
側ポートの内面に無機繊維が配置される。図６は、かか
る態様の触媒構造体をモデル的に例示するものである。
この態様においては、高温で触媒活性の高い貴金属含有
複合酸化物の特長と、本発明の熱容量が小さい触媒構造
体の特性が生かされ、エンジン始動の初期の低温時より
定常運転の高温時まで高い触媒活性を発揮することがで
きる。
側ポートの内面に無機繊維が配置される。図６は、かか
る態様の触媒構造体をモデル的に例示するものである。
この態様においては、高温で触媒活性の高い貴金属含有
複合酸化物の特長と、本発明の熱容量が小さい触媒構造
体の特性が生かされ、エンジン始動の初期の低温時より
定常運転の高温時まで高い触媒活性を発揮することがで
きる。
【００２４】かかる態様の触媒構造体は、例えば、無機
繊維を中子鋳型に巻き付け、エンジンヘッドを鋳造する
際に、無機繊維を排気側ポートの内面に転写することに
よって、自動車用エンジンとして一体化することができ
る。図７と図８は、無機繊維を中子鋳型に巻き付けた状
態をモデル的に例示するものである。
繊維を中子鋳型に巻き付け、エンジンヘッドを鋳造する
際に、無機繊維を排気側ポートの内面に転写することに
よって、自動車用エンジンとして一体化することができ
る。図７と図８は、無機繊維を中子鋳型に巻き付けた状
態をモデル的に例示するものである。
【００２５】別な態様として、無機繊維を排気管の内面
に配置して自動車用排気系部品が構成される。図９は、
かかる態様をモデル的に例示するものであり、図９(ａ)
は、多数の孔を有するパンチングメタル等の金属板と排
気管の内面の間に無機繊維が配置された態様の自動車用
排気系部品、図９(ｂ)は、金属網と排気管の内面の間に
無機繊維が配置された態様の自動車用排気系部品を例示
する。かかる態様では、排気ガスは、排気管を流れなが
ら、流路の周囲に位置する無機繊維に接触して浄化され
る。
に配置して自動車用排気系部品が構成される。図９は、
かかる態様をモデル的に例示するものであり、図９(ａ)
は、多数の孔を有するパンチングメタル等の金属板と排
気管の内面の間に無機繊維が配置された態様の自動車用
排気系部品、図９(ｂ)は、金属網と排気管の内面の間に
無機繊維が配置された態様の自動車用排気系部品を例示
する。かかる態様では、排気ガスは、排気管を流れなが
ら、流路の周囲に位置する無機繊維に接触して浄化され
る。
【００２６】別な態様として、無機繊維とガラス繊維等
の吸音材を含んでなり、排気ガス浄化機能と吸音機能を
備えて自動車用吸音部材が構成される。図１０は、かか
る態様をモデル的に例示するものであり、排気管の径を
部分的に大きくして吸音材を配置することで吸音機能を
与え、好ましくは、排気ガスと無機繊維との接触効率が
高いように、吸音材の内側に無機繊維を配置する。
の吸音材を含んでなり、排気ガス浄化機能と吸音機能を
備えて自動車用吸音部材が構成される。図１０は、かか
る態様をモデル的に例示するものであり、排気管の径を
部分的に大きくして吸音材を配置することで吸音機能を
与え、好ましくは、排気ガスと無機繊維との接触効率が
高いように、吸音材の内側に無機繊維を配置する。
【００２７】この図１０の態様では、上記の図９の態様
と同様に、排気ガスは、排気管を流れながら、流路の周
囲に位置する無機繊維に接触して浄化され、かかる態様
は、排気ガス浄化機能と吸音機能を備えた自動車用吸音
部材として使用されることができる。以下、実施例によ
って本発明を例証する。
と同様に、排気ガスは、排気管を流れながら、流路の周
囲に位置する無機繊維に接触して浄化され、かかる態様
は、排気ガス浄化機能と吸音機能を備えた自動車用吸音
部材として使用されることができる。以下、実施例によ
って本発明を例証する。
【００２８】
【実施例】実施例１
モレキュラーシーブを用いて一昼夜脱水した５００ｇの
2-プロパノールの中に１１.４５６５ｇのバリウムイソ
プロポキシドＳｒ(ＯＣ3Ｈ7)2と５.０４ｇの白金アセチ
ルアセトナートＰｔ(ａｃａｃ)2を溶かし、７０℃で２
時間にわたって環流・攪拌した。次いで、１０ｇのイオ
ン交換水を加え、７０℃で４時間にわたって加水分解し
た。
2-プロパノールの中に１１.４５６５ｇのバリウムイソ
プロポキシドＳｒ(ＯＣ3Ｈ7)2と５.０４ｇの白金アセチ
ルアセトナートＰｔ(ａｃａｃ)2を溶かし、７０℃で２
時間にわたって環流・攪拌した。次いで、１０ｇのイオ
ン交換水を加え、７０℃で４時間にわたって加水分解し
た。
【００２９】次いで、アスピレーターを用いて溶媒を減
圧下で蒸発除去し、溶液の粘度を約８００ｃＰまで高
め、得られたゲルを紡糸した後、１０００℃×３時間の
焼成を行って、Ｂａ4ＰｔＯ6の化学式を有する複合酸化
物からなる直径約０.８μｍの本発明の白金含有無機繊
維を得た。図１にこの無機繊維のＳＥＭ写真を示す。
圧下で蒸発除去し、溶液の粘度を約８００ｃＰまで高
め、得られたゲルを紡糸した後、１０００℃×３時間の
焼成を行って、Ｂａ4ＰｔＯ6の化学式を有する複合酸化
物からなる直径約０.８μｍの本発明の白金含有無機繊
維を得た。図１にこの無機繊維のＳＥＭ写真を示す。
【００３０】実施例２
１０００ｇのイオン交換水に２１６.５ｇの硝酸ランタ
ン六水和物、１４５.５ｇの硝酸コバルト六水和物、及
び５.３２２ｇの硝酸パラジウムを加え、この溶液を６
０℃に保持しながら、２８質量％のアンモニア水を２０
３ｇ加え、一昼夜にわたって攪拌した。得られた沈殿物
のゲルを取り出して紡糸した後、７００℃×３時間の焼
成を行って、ＬａＣｏ0.9Ｐｄ0.1Ｏ3の化学式を有する
複合酸化物からなる直径約１.０μｍの本発明の白金含
有無機繊維を得た。
ン六水和物、１４５.５ｇの硝酸コバルト六水和物、及
び５.３２２ｇの硝酸パラジウムを加え、この溶液を６
０℃に保持しながら、２８質量％のアンモニア水を２０
３ｇ加え、一昼夜にわたって攪拌した。得られた沈殿物
のゲルを取り出して紡糸した後、７００℃×３時間の焼
成を行って、ＬａＣｏ0.9Ｐｄ0.1Ｏ3の化学式を有する
複合酸化物からなる直径約１.０μｍの本発明の白金含
有無機繊維を得た。
【００３１】実施例３
実施例１と同様にして作成した複合酸化物Ｂａ4ＰｔＯ6
の無機繊維１９０ｇを直径１０ｃｍ×長さ１５.５ｃｍ
×内容積１.３リットルの円筒形ステンレス容器に充填
し、本発明の触媒構造体を形成した。
の無機繊維１９０ｇを直径１０ｃｍ×長さ１５.５ｃｍ
×内容積１.３リットルの円筒形ステンレス容器に充填
し、本発明の触媒構造体を形成した。
【００３２】実施例４
実施例１と同様にして作成した複合酸化物の繊維を、直
径約２ｍｍ×長さ１５ｃｍの多数の円柱片に加工し、ス
ペーサーとして直径約３ｍｍ×長さ５ｍｍのＳｉＣ製の
円柱状片を用意し、これらを図４のように組み合わせて
直径７ｃｍ×長さ１５ｃｍの円筒状の本発明の触媒構造
体を形成した。使用した複合酸化物の繊維の質量は３４
５ｇであった。
径約２ｍｍ×長さ１５ｃｍの多数の円柱片に加工し、ス
ペーサーとして直径約３ｍｍ×長さ５ｍｍのＳｉＣ製の
円柱状片を用意し、これらを図４のように組み合わせて
直径７ｃｍ×長さ１５ｃｍの円筒状の本発明の触媒構造
体を形成した。使用した複合酸化物の繊維の質量は３４
５ｇであった。
【００３３】実施例５
実施例１と同様にして作成した複合酸化物の繊維を、直
径約２ｍｍ×長さ１５ｃｍの多数の円柱片に加工し、こ
れらを井桁状に組み合わせた後、直径７ｃｍ×長さ１５
ｃｍの円柱に機械加工し、本発明の触媒構造体を形成し
た。含まれる複合酸化物の繊維の質量は２８８ｇであっ
た。
径約２ｍｍ×長さ１５ｃｍの多数の円柱片に加工し、こ
れらを井桁状に組み合わせた後、直径７ｃｍ×長さ１５
ｃｍの円柱に機械加工し、本発明の触媒構造体を形成し
た。含まれる複合酸化物の繊維の質量は２８８ｇであっ
た。
【００３４】実施例６
実施例１における複合酸化物の原料溶液に、得られる複
合酸化物の１０質量％に相当する量のポリビニルアルコ
ール(重合度２０００)を加えた以外は実施例１と同様に
して複合酸化物からなる無機繊維を調製し、この無機繊
維１４６ｇを実施例３と同様にして、内容積１.３リッ
トルの円筒形ステンレス容器に充填し、本発明の触媒構
造体を形成した。
合酸化物の１０質量％に相当する量のポリビニルアルコ
ール(重合度２０００)を加えた以外は実施例１と同様に
して複合酸化物からなる無機繊維を調製し、この無機繊
維１４６ｇを実施例３と同様にして、内容積１.３リッ
トルの円筒形ステンレス容器に充填し、本発明の触媒構
造体を形成した。
【００３５】実施例７
実施例１と同様にして作成した複合酸化物の繊維の３０
ｇを、図７のような中子鋳型を用いて、図６のように排
気ポートの内面に取付け、本発明の自動車用エンジンを
形成した。
ｇを、図７のような中子鋳型を用いて、図６のように排
気ポートの内面に取付け、本発明の自動車用エンジンを
形成した。
【００３６】実施例８
直径６０ｍｍ×長さ４５０ｍｍで、直径６ｍｍの孔を均
等な間隔で５６３個開けたステンレス製の内管の外側
に、直径７５ｍｍ×長さ４５０ｍｍの外管を設け、内管
がパンチングメタルで形成された二重管を用意した。こ
の外管と内管の間に、実施例１と同様にして作成した複
合酸化物の繊維の７０ｇを充填し、本発明の自動車用排
気系部品を構成した。
等な間隔で５６３個開けたステンレス製の内管の外側
に、直径７５ｍｍ×長さ４５０ｍｍの外管を設け、内管
がパンチングメタルで形成された二重管を用意した。こ
の外管と内管の間に、実施例１と同様にして作成した複
合酸化物の繊維の７０ｇを充填し、本発明の自動車用排
気系部品を構成した。
【００３７】実施例９
直径８０ｍｍ×長さ３００ｍｍで、直径６ｍｍの孔を均
等な間隔で５００個開けたステンレス製の管の外側に、
実施例１と同様にして作成した複合酸化物の繊維の６５
ｇを充填し、本発明の自動車用排気系部品を構成した。
等な間隔で５００個開けたステンレス製の管の外側に、
実施例１と同様にして作成した複合酸化物の繊維の６５
ｇを充填し、本発明の自動車用排気系部品を構成した。
【００３８】比較例１
見掛け容積１.３リットルで、セル密度４００個／平方
インチのコージェライト製ハニカム基材に、１９５ｇの
γ-アルミナと６５ｇのＣｅＺｒＯ4複合酸化物をスラリ
ーにしてウォッシュコートし、４８０℃×２時間の焼成
に供した。このハニカム基材を、Ｐｔが４.４質量％の
ジニトロジアンミン白金溶液４４.３２ｇとロジウムが
３質量％の硝酸ロジウム溶液１３ｇとイオン交換水１.
５リットルの混合水溶液に浸漬して２時間攪拌した後、
４８０℃×２時間の焼成に供し、ＰｔとＲｈが担持され
たハニカム型の比較例の触媒構造体を得た。
インチのコージェライト製ハニカム基材に、１９５ｇの
γ-アルミナと６５ｇのＣｅＺｒＯ4複合酸化物をスラリ
ーにしてウォッシュコートし、４８０℃×２時間の焼成
に供した。このハニカム基材を、Ｐｔが４.４質量％の
ジニトロジアンミン白金溶液４４.３２ｇとロジウムが
３質量％の硝酸ロジウム溶液１３ｇとイオン交換水１.
５リットルの混合水溶液に浸漬して２時間攪拌した後、
４８０℃×２時間の焼成に供し、ＰｔとＲｈが担持され
たハニカム型の比較例の触媒構造体を得た。
【００３９】−触媒性能の評価−
排気量２リットルのエンジンを用意し、実施例３〜９と
比較例１の触媒構造体等をそれぞれ排気管又はエンジン
下流の図１１に示す位置に取付け、ストイキ条件下のエ
ンジン出ガス温度８００℃の運転を５０時間継続し、耐
久処理に供した。図１１において、実施例３と実施例９
の距離は８００ｍｍ、実施例３と実施例８の距離は１５
０ｍｍとした。
比較例１の触媒構造体等をそれぞれ排気管又はエンジン
下流の図１１に示す位置に取付け、ストイキ条件下のエ
ンジン出ガス温度８００℃の運転を５０時間継続し、耐
久処理に供した。図１１において、実施例３と実施例９
の距離は８００ｍｍ、実施例３と実施例８の距離は１５
０ｍｍとした。
【００４０】次いで、実施例３〜９と比較例１の触媒構
造体等を元の位置にそれぞれ１つを配置した状態で、２
０００ｒｐｍ定常でエンジンスタートし、各触媒構造体
等の出口ガスのＨＣ浄化率が５０％に達する時間を測定
した。この結果を表１にまとめて示す。結果より、本発
明の無機繊維を触媒成分とする実施例３〜９は、通常の
ハニカム型触媒の比較例１よりも排気ガス浄化性能が高
いことが分かる。
造体等を元の位置にそれぞれ１つを配置した状態で、２
０００ｒｐｍ定常でエンジンスタートし、各触媒構造体
等の出口ガスのＨＣ浄化率が５０％に達する時間を測定
した。この結果を表１にまとめて示す。結果より、本発
明の無機繊維を触媒成分とする実施例３〜９は、通常の
ハニカム型触媒の比較例１よりも排気ガス浄化性能が高
いことが分かる。
【００４１】
【発明の効果】圧力損失の増大や熱容量の増加といった
問題を生じることなく、高い排気ガス浄化性能を有する
触媒構造体等を提供することができる。
問題を生じることなく、高い排気ガス浄化性能を有する
触媒構造体等を提供することができる。
【００４２】
【表１】
【図１】本発明の無機繊維の形状を示すＳＥＭ写真であ
る。
る。
【図２】無機繊維と焼失性粒子の混合状態を示すモデル
図である。
図である。
【図３】触媒構造体中の無機繊維の形状を示すＳＥＭ写
真である。
真である。
【図４】触媒構造体を例示するモデル図である。
【図５】触媒構造体を例示するモデル図である。
【図６】自動車用エンジンへの適用を例示するモデル図
である。
である。
【図７】中子鋳型と無機繊維を例示するモデル図であ
る。
る。
【図８】中子鋳型と無機繊維を例示するモデル図であ
る。
る。
【図９】自動車用排気部品への適用を例示するモデル図
である。
である。
【図１０】自動車用吸音部材への適用を例示するモデル
図である。
図である。
【図１１】排気ガス浄化用触媒の取付け位置を示す図で
ある。
ある。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ０１Ｊ 23/89 Ｂ０１Ｊ 35/04 ３０１Ｐ ４Ｌ０３７
35/04 Ｃ０４Ｂ 38/00 ３０３Ｚ
３０１ Ｄ０１Ｆ 9/08 Ｚ
Ｃ０４Ｂ 38/00 ３０３ Ｆ０１Ｎ 1/24 Ｅ
Ｄ０１Ｆ 9/08 3/10 Ａ
Ｆ０１Ｎ 1/24 3/24 Ｆ
3/10 3/28 ３０１Ｐ
3/24 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０４Ｂ
3/28 ３０１ ＺＡＢ
Ｆターム(参考） 3G004 AA01 BA01 CA13 DA01 DA21
3G091 AA02 AB01 BA01 BA39 GA06
GB05W GB06W GB07W GB16X
GB17X HA01 HB01
4D048 AA14 AA18 BA15X BA18X
BA30X BA31X BA33Y BA35Y
BA36Y BA37X BA38Y BA42X
BB02 BB08
4G019 FA12 GA02
4G069 AA03 AA08 BB06A BB06B
BC08A BC13A BC13B BC31A
BC41A BC42A BC42B BC66A
BC67A BC67B BC68A BC71A
BC72A BC72B BC75A BC75B
CA03 CA15 CA18 DA06 EA03X
EA03Y EA09 EA19 FA01
FB36 FB67 FC08
4L037 AT05 CS37 CS38 PA40 PS11
UA15 UA20
Claims (12)
- 【請求項１】 Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも１種
を含有する複合酸化物からなる無機繊維。 - 【請求項２】 前記複合酸化物がＹ4ＭＯ6(Ｙはアルカ
リ土類金属又はランタノイドから選択された１種以上の
元素、ＭはＰｔ、Ｐｄ、及びＲｈから選択された１種以
上の元素)、Ｙ'4-nＹ"nＭＯ6(０＜ｎ≦１、Ｙ’はアル
カリ土類金属又はランタノイドから選択された１種以上
の元素、Ｙ”はＣｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びＦｅから選択さ
れた１種以上の元素、ＭはＰｔ、Ｐｄ、及びＲｈから選
択された１種以上の元素)、又はＡＢ1-xＭxＯ3(ＡはＬ
ａ、Ｎｄ、Ｓｍ、及びＧｄから選択された１種以上の元
素、ＢはＭｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、及びＮｉから選択された１
種以上の元素、ＭはＰｔ、Ｐｄ、及びＲｈから選択され
た１種以上の元素、０＜ｘ＜１)の化学式を有する請求
項１に記載の無機繊維。 - 【請求項３】 Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも１種
を含有する複合酸化物からなる無機繊維がランダムな方
向で集合して形成された触媒構造体。 - 【請求項４】 Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも１種
を含有する複合酸化物からなる無機繊維を製織して形成
された触媒構造体。 - 【請求項５】 Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも１種
を含有する複合酸化物からなる無機繊維を用いて形成さ
れたハニカム状の触媒構造体。 - 【請求項６】 前記複合酸化物がＹ4ＭＯ6(Ｙはアルカ
リ土類金属又はランタノイドから選択された１種以上の
元素、ＭはＰｔ、Ｐｄ、及びＲｈから選択された１種以
上の元素)、Ｙ'4-nＹ"nＭＯ6(０＜ｎ≦１、Ｙ’はアル
カリ土類金属又はランタノイドから選択された１種以上
の元素、Ｙ”はＣｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びＦｅから選択さ
れた１種以上の元素、ＭはＰｔ、Ｐｄ、及びＲｈから選
択された１種以上の元素)、又はＡＢ1-xＭxＯ3(ＡはＬ
ａ、Ｎｄ、Ｓｍ、及びＧｄから選択された１種以上の元
素、ＢはＭｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、及びＮｉから選択された１
種以上の元素、ＭはＰｔ、Ｐｄ、及びＲｈから選択され
た１種以上の元素、０＜ｘ＜１)の化学式を有する請求
項３〜５のいずれか１項に記載の触媒構造体。 - 【請求項７】 請求項１又は２に記載の無機繊維を排気
側ポートの内面に配置したことを特徴とする自動車用エ
ンジン。 - 【請求項８】 請求項１又は２に記載の無機繊維を排気
管の内面に配置したことを特徴とする自動車用排気系部
品。 - 【請求項９】 多数の孔を有する金属板又は金属網と前
記排気管の内面の間に前記無機繊維を配置したことを特
徴とする請求項８に記載の自動車用排気系部品。 - 【請求項１０】 請求項１又は２に記載の無機繊維と吸
音材を含んでなり、排気ガス浄化機能と吸音機能を備え
たことを特徴とする自動車用吸音部材。 - 【請求項１１】 請求項１又は２に記載の無機繊維と焼
失性粒子を混合し、前記無機繊維を一体化させた後、前
記焼失性粒子を燃焼除去することを特徴とする請求項３
に記載の触媒構造体の製造方法。 - 【請求項１２】 前記無機繊維を中子鋳型に巻き付け、
次いで前記無機繊維を前記排気側ポートの内面に転写す
ることを特徴とする請求項７に記載の自動車用エンジン
の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2001384824A JP2003181300A (ja) | 2001-12-18 | 2001-12-18 | 貴金属含有複合酸化物からなる無機繊維及び触媒構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001384824A JP2003181300A (ja) | 2001-12-18 | 2001-12-18 | 貴金属含有複合酸化物からなる無機繊維及び触媒構造体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003181300A true JP2003181300A (ja) | 2003-07-02 |
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ID=27594463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001384824A Withdrawn JP2003181300A (ja) | 2001-12-18 | 2001-12-18 | 貴金属含有複合酸化物からなる無機繊維及び触媒構造体 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2003181300A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2017080678A (ja) * | 2015-10-28 | 2017-05-18 | 新日鐵住金株式会社 | 排ガス中の未燃成分の除去方法及び排ガス中の窒素酸化物の除去方法 |
-
2001
- 2001-12-18 JP JP2001384824A patent/JP2003181300A/ja not_active Withdrawn
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