JP2003236384A - Silicon nitride filter and method for manufacturing the same - Google Patents

Silicon nitride filter and method for manufacturing the same

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JP2003236384A
JP2003236384A JP2002034072A JP2002034072A JP2003236384A JP 2003236384 A JP2003236384 A JP 2003236384A JP 2002034072 A JP2002034072 A JP 2002034072A JP 2002034072 A JP2002034072 A JP 2002034072A JP 2003236384 A JP2003236384 A JP 2003236384A
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silicon nitride
filter
particles
catalyst
mass
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Japanese (ja)
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Naomichi Miyagawa
直通 宮川
Eiji Yanagisawa
栄治 柳沢
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Asahi Glass Co Ltd
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  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a silicon nitride filter which has low pressure loss, and in which exhaust gas containing particulates such as diesel exhaust gas can effectively be treated at a low cost and to provide a method for manufacturing the filter. <P>SOLUTION: The silicon nitride filter is a silicon nitride porous body having continuous open pores and contains catalyst particle in the porous body. The silicon nitride filter is manufactured by preparing a mixture containing 30 to 90 mass% of metal silicon particles having 1 to 100 μm average particle diameter, 9 to 60 mass% of a pore forming agent and 0.01 to 15 mass% of the catalyst or the catalyst precursor, adding water as a molding assistant to the mixture, and kneading, extruding the kneaded material by using a die to obtain an extruded body having through-holes with each hole having a 1 to 100 mm<SP>2</SP>cross section, and then heat treating the extruded body in a nitrogen atmosphere to nitride. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高温排気ガス中に
含まれる粉塵や有害物質等を除去するために好適な窒化
ケイ素質フィルタおよびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silicon nitride filter suitable for removing dust and harmful substances contained in high-temperature exhaust gas and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車の排気ガス浄化触媒用担体、粉塵
等を含む高温ガスの除塵用多孔体、ディーゼルエンジン
から排出されるパティキュレート除去用多孔体等として
コーディエライト質ハニカム体が広く使用されている。
しかし、材質面ではコーディエライトは耐熱衝撃性に優
れるが、耐食性、耐熱性などの点で必ずしも充分ではな
いことから、耐食性、耐熱性、機械的強度に優れる炭化
ケイ素や窒化ケイ素が注目されている。
Cordierite honeycomb bodies are widely used as carriers for automobile exhaust gas purifying catalysts, porous bodies for removing high-temperature gas containing dust, etc., and porous bodies for removing particulates discharged from diesel engines. ing.
However, in terms of material, although cordierite is excellent in thermal shock resistance, it is not always sufficient in terms of corrosion resistance, heat resistance, etc., so silicon carbide and silicon nitride, which are excellent in corrosion resistance, heat resistance, and mechanical strength, have attracted attention. There is.

【0003】例えば、特開2001−293315に
は、金属ケイ素粒子と金属酸化物中空粒子からなる混合
粉体を出発原料とする成形体を熱処理して窒化ケイ素多
孔体とする方法が提案されているが、これらは、ディー
ゼルエンジンから発生するパティキュレート等を除去で
きるが、補足したパティキュレートそのものを処理する
(以下、浄化機能という)ことはできない。なお、パテ
ィキュレートは、単にすすと云われることもあるが、主
にSootといわれる固体炭素粒子とSOFといわれる
有機溶剤可溶の炭化水素微粒子とからなる。しかし、本
明細書においては、特にこれらを区別せずに使用する。
For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2001-293315 proposes a method of heat-treating a molded body using a mixed powder of metal silicon particles and metal oxide hollow particles as a starting material to obtain a silicon nitride porous body. However, although these can remove particulates and the like generated from the diesel engine, they cannot process the supplemented particulates themselves (hereinafter referred to as a purification function). Although sometimes referred to as soot, the particulates are mainly composed of solid carbon particles called soot and organic solvent-soluble hydrocarbon particles called SOF. However, in the present specification, these are used without distinction.

【0004】また、セラミックスフィルタ(以下、単に
フィルタという)に浄化機能などを付与する方法とし
て、特開平2−28512には、ハニカム状のコーディ
エライトや炭化ケイ素からなるフィルタにウォッシュコ
ートなどでγ−アルミナなどを介して白金、パラジウム
などの触媒を担持する方法が開示されている。しかし、
この方法では触媒を担持するためのウォッシュコート処
理の際、フィルタ中の連通している開気孔を閉塞する割
合が多くなり、フィルタとしての重要な要素である圧力
損失(以下、圧損という)を上昇させてしまうという問
題がある。
As a method of imparting a purifying function to a ceramics filter (hereinafter, simply referred to as a filter), Japanese Patent Laid-Open No. 28528/1990 discloses a honeycomb filter made of cordierite or silicon carbide with a wash coat or the like. -A method of supporting a catalyst such as platinum or palladium via alumina or the like is disclosed. But,
In this method, during washcoat treatment for supporting the catalyst, the rate of blocking open pores in the filter increases, and pressure loss (hereinafter referred to as pressure loss), which is an important factor for the filter, increases. There is a problem of letting it go.

【0005】また、特開平7−133713には、触媒
粒子をウォッシュコート層に担持させずにフィルタ表面
に直接担持する方法が提案されている。しかし、この方
法では触媒をフィルタ表面に直接担持するため、触媒粒
子が脱落しやすいなど耐久性の点で問題がある。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 7-133713 proposes a method of directly supporting the catalyst particles on the filter surface without supporting them on the washcoat layer. However, in this method, since the catalyst is directly supported on the surface of the filter, there is a problem in terms of durability such that the catalyst particles easily fall off.

【0006】一方、触媒をフィルタに担持させる方法以
外の排気ガス浄化方法としては、特開平8−21884
9には、燃料である軽油に希土類金属系の燃料添加剤を
まぜ、エンジン制御によってディーゼルパティーキュレ
ートフィルタ(以下、単にDPFと略す)内の堆積した
パティキュレートを浄化、再生する方法が開示されてい
る。しかし、この方法では、燃料添加剤タンクが必要と
なるため、特に車に搭載される用途などでは余計なシス
テムが必要となりコストがかかるうえ貴重なスペースが
奪われる。さらに、定期的に燃料添加剤をタンクに補給
する必要がありメンテナンス上の煩わしさもある。
On the other hand, as an exhaust gas purifying method other than the method of supporting a catalyst on a filter, there is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-218884.
No. 9 discloses a method in which diesel fuel as a fuel is mixed with a rare earth metal fuel additive to purify and regenerate accumulated particulates in a diesel particulate filter (hereinafter, simply referred to as DPF) by engine control. There is. However, this method requires a fuel additive tank, which requires an extra system, which is costly and consumes valuable space, especially for applications such as mounting on a vehicle. Furthermore, it is necessary to periodically replenish the fuel additive to the tank, which is troublesome in maintenance.

【0007】すなわち、形成した気孔をできるだけ閉塞
させずに、しかも燃料添加剤タンクなどのような余計な
システムが不要で、しかもスペースもいらず、さらにメ
ンテナンスも容易なDPFが強く望まれている。
In other words, there is a strong demand for a DPF that does not block the formed pores as much as possible, does not require an extra system such as a fuel additive tank, requires no space, and is easy to maintain.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、圧損が小さ
く、低コストで、ディーゼル排気ガスなどの微粒子を含
む排気ガスを効果的に処理できる窒化ケイ素質フィルタ
およびその製造方法の提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a silicon nitride filter capable of effectively treating exhaust gas containing fine particles such as diesel exhaust gas with low pressure loss and low cost, and a method for producing the same. To do.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、連通した開気
孔を有する窒化ケイ素質多孔体であって、かつ触媒粒子
が前記多孔質体内部に含有されることを特徴とする窒化
ケイ素質フィルタを提供する。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is a silicon nitride porous material having open pores communicating with each other, wherein catalyst particles are contained in the porous material. I will provide a.

【0010】さらに、本発明は、平均粒子直径が1〜1
00μmである金属ケイ素粒子30〜90質量%と、気
孔形成剤9〜60質量%と、ディーゼルエンジン排気ガ
スの浄化機能を有する触媒前駆体0.01〜15質量%
とを含む混合物に、成形助剤と水を加えて混練して混練
物とし、該混練物を金型を使用して押出成形し、孔1個
あたりの断面積が1〜100mmの貫通孔を有する押
出成形体を得、その後該押出成形体を窒素雰囲気中で熱
処理して窒化することを特徴とする窒化ケイ素質フィル
タの製造方法を提供する。
Further, the present invention has an average particle diameter of 1 to 1.
30 to 90% by mass of metallic silicon particles having a size of 00 μm, 9 to 60% by mass of a pore forming agent, and 0.01 to 15% by mass of a catalyst precursor having a function of purifying diesel engine exhaust gas.
A molding aid and water are added to a mixture containing and kneaded to form a kneaded product, and the kneaded product is extruded using a mold, and a through-hole having a cross-sectional area of 1 to 100 mm 2 per hole. The present invention provides a method for producing a silicon nitride filter, characterized in that an extruded product having the above is obtained, and then the extruded product is heat treated in a nitrogen atmosphere to be nitrided.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の窒化ケイ素質フィルタ
(以下、本フィルタという)は、連通した開気孔を有す
る窒化ケイ素質多孔体であって、触媒粒子が前記多孔質
体内部に含有されることを特徴とする。連通した開気孔
を有する窒化ケイ素質多孔体としては、金属ケイ素粒子
を窒化して得られるものであると、内部に多数の柱状物
が析出しているので好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A silicon nitride-based filter of the present invention (hereinafter referred to as the present filter) is a silicon nitride-based porous body having communicating open pores, and catalyst particles are contained inside the porous body. It is characterized by The silicon nitride porous body having open pores communicating with each other is preferably obtained by nitriding metal silicon particles because a large number of columnar substances are deposited therein.

【0012】本フィルタは、DPFとして特に好適なも
のであるが、含塵ガスを処理する用途であれば好適に使
用される。触媒粒子としてはフィルタ上に捕集されたす
すの燃焼を促進するものまたは排気ガスに対して活性を
有するものであると好ましく、ディーゼルエンジンから
の排気ガス(以下、ディーゼル排気ガスと略す)に対し
て活性を有するとさらに好ましい。
The present filter is particularly suitable as a DPF, but is preferably used for the purpose of treating dust-containing gas. The catalyst particles are preferably those that promote combustion of the soot collected on the filter or those that are active with respect to exhaust gas, for exhaust gas from a diesel engine (hereinafter abbreviated as diesel exhaust gas) It is more preferable that the compound has activity.

【0013】本フィルタの形状としては、特に制限がな
いが、軸方向に複数の平行な貫通孔を有する、ハニカム
形状などが好ましく挙げられる。代表的な本フィルタの
使用方法としては、ハニカム形状を有するDPFの両端
面を各貫通孔の片側が開放するように市松模様状に封止
してディーゼル排気ガスの流路途中に設置する方法が挙
げられる。
The shape of the present filter is not particularly limited, but a honeycomb shape having a plurality of parallel through holes in the axial direction is preferable. A typical method of using this filter is to seal both end faces of a DPF having a honeycomb shape in a checkered pattern so that one side of each through hole is opened and install it in the middle of the flow path of diesel exhaust gas. Can be mentioned.

【0014】本フィルタの特性としては、気孔率が30
〜80%であると機械的強度と圧損とのバランスがよい
ため好ましく、気孔率が40〜80%であるとさらに好
ましい。本発明において気孔率はアルキメデス法で測定
する。
The porosity of the filter is 30.
-80% is preferable because the mechanical strength and the pressure loss are well balanced, and the porosity is more preferably 40-80%. In the present invention, the porosity is measured by the Archimedes method.

【0015】本フィルタの水銀圧入法で測定した平均細
孔直径が5〜40μmであると、圧損上昇を抑えながら
パティキュレートの捕集を効率よくできるため好まし
い。平均細孔直径が8〜25μmであるとさらに好まし
い。
It is preferable that the average pore diameter of the present filter measured by the mercury porosimetry is 5 to 40 μm, because it is possible to efficiently collect particulates while suppressing an increase in pressure loss. More preferably, the average pore diameter is 8 to 25 μm.

【0016】本フィルタの機械的特性としては、ヤング
率が20〜100GPaであると好ましく、30〜60
GPaであるとさらに好ましい。曲げ強度が1〜100
GPaであると好ましく、10〜50GPaであるとさ
らに好ましい。
As for the mechanical characteristics of the filter, the Young's modulus is preferably 20 to 100 GPa, and 30 to 60.
More preferably GPa. Bending strength is 1-100
It is preferably GPa, more preferably 10 to 50 GPa.

【0017】本フィルタにおいて、触媒粒子は担持して
使用されるのではなく、フィルタ中に含有されるもので
ある。すなわち、通常は、フィルタを作製後、γ−アル
ミナに代表されるようなウォッシュコートを用いて触媒
粒子をフィルタ表面に担持させるが、本発明では、フィ
ルタを作製するときの原料に触媒粒子を含むものであ
る。
In the present filter, the catalyst particles are not supported and used, but contained in the filter. That is, usually, after the filter is produced, the catalyst particles are supported on the filter surface by using a wash coat typified by γ-alumina, but in the present invention, the catalyst particles are included in the raw material when the filter is produced. It is a waste.

【0018】本フィルタにおいて、含有される触媒粒子
としては、所望の活性を有するものであれば特に制限は
されないが、ランタン、セリウム、ネオジウム、プラセ
オジウム、バナジウム、チタン、クロム、マンガン、
鉄、ニッケル、コバルト、銅、白金、ロジウム、パラジ
ウム、イリジウム、カリウム、ナトリウム、リチウム、
ルビジウム、セシウム、ストロンチウム、バリウム、カ
ルシウム、インジウム、ヒ素、アンチモン、モリブデン
およびタングステンからなる群から選ばれる少なくとも
1種類以上の元素を含む金属、合金、金属酸化物、また
は硫酸塩であるとディーゼル排気ガスを比較的低温で迅
速に処理できるため好ましい。
In this filter, the catalyst particles contained are not particularly limited as long as they have the desired activity, but lanthanum, cerium, neodymium, praseodymium, vanadium, titanium, chromium, manganese,
Iron, nickel, cobalt, copper, platinum, rhodium, palladium, iridium, potassium, sodium, lithium,
Diesel exhaust gas that is a metal, alloy, metal oxide or sulfate containing at least one element selected from the group consisting of rubidium, cesium, strontium, barium, calcium, indium, arsenic, antimony, molybdenum and tungsten Is preferable because it can be rapidly processed at a relatively low temperature.

【0019】本フィルタの製造方法(以下、本製造法と
いう)は、平均粒子直径が1〜100μmである金属ケ
イ素粒子30〜90質量%(以下、単に%と略す)と、
気孔形成剤9〜60%と、触媒または触媒前駆体0.0
1〜15%とを含む混合物に、成形助剤と水を加えて混
練して混練物とし、該混練物を金型を使用して押出成形
し、孔1個あたりの断面積が1〜100mmの貫通孔
を有する押出成形体を得、その後該押出成形体を窒素雰
囲気中で熱処理して窒化する。本製造法では、金属ケイ
素粒子、気孔形成剤および触媒または触媒前駆体を含む
混合物を使用するが、それについて説明する。
The method for producing the present filter (hereinafter referred to as the present production method) comprises 30 to 90 mass% of metal silicon particles having an average particle diameter of 1 to 100 μm (hereinafter, simply abbreviated as%),
Pore forming agent 9 to 60% and catalyst or catalyst precursor 0.0
A molding aid and water are added to a mixture containing 1 to 15% to knead to form a kneaded product, and the kneaded product is extrusion-molded using a mold, and the cross-sectional area per hole is 1 to 100 mm. An extruded product having 2 through holes is obtained, and then the extruded product is heat treated in a nitrogen atmosphere to be nitrided. The present production method uses a mixture containing metallic silicon particles, a pore-forming agent and a catalyst or a catalyst precursor, which will be described.

【0020】本製造法において、金属ケイ素粒子の平均
粒子直径は1〜100μmである。金属ケイ素粒子の平
均粒子直径が1μm未満であると、フィルタ機能に寄与
しない閉気孔が数多く形成されたり、細孔直径が小さく
なりすぎるために、フィルタ機能の低下や圧損の増加を
もたらす。また、金属ケイ素粒子の平均粒子直径が10
0μmを超えると、焼結体内部に窒化されない金属ケイ
素粒子が残留しフィルタ特性が低下する。金属ケイ素粒
子の平均粒子直径が5〜50μmであると成形の安定
性、フィルタの機械的強度の点から好ましい。金属ケイ
素粒子の純度は特に限定されないが、95%以上の純度
であると窒素中での窒化処理が促進されるため好まし
い。
In this manufacturing method, the average particle diameter of the metal silicon particles is 1 to 100 μm. If the average particle diameter of the metal silicon particles is less than 1 μm, many closed pores that do not contribute to the filter function are formed, or the diameter of the pores becomes too small, resulting in a decrease in the filter function and an increase in pressure loss. The average particle diameter of the metal silicon particles is 10
If it exceeds 0 μm, metallic silicon particles that are not nitrided remain inside the sintered body and the filter characteristics deteriorate. It is preferable that the average particle diameter of the metal silicon particles is 5 to 50 μm from the viewpoint of molding stability and mechanical strength of the filter. The purity of the metal silicon particles is not particularly limited, but a purity of 95% or more is preferable because the nitriding treatment in nitrogen is promoted.

【0021】本製造法において、気孔形成剤としては特
に制限されないが、有機高分子粒子またはSi、Al、
Y、MgおよびYbからなる群から選ばれる1種類以上
の元素の金属酸化物粒子であると好ましい。金属酸化物
粒子は押出成形体の熱処理過程で気孔を形成すると同時
に窒化されて生成する窒化ケイ素粒子の焼結助剤となり
強度が向上する効果が期待できる。有機高分子粒子とし
てはアクリルやポリビニルアルコールのように熱分解後
炭素成分が残留しないものであればよい。
In the present production method, the pore-forming agent is not particularly limited, but organic polymer particles or Si, Al,
The metal oxide particles of one or more elements selected from the group consisting of Y, Mg and Yb are preferable. The metal oxide particles form pores during the heat treatment process of the extruded product, and at the same time, they serve as a sintering aid for the silicon nitride particles produced by nitriding, and the effect of improving the strength can be expected. The organic polymer particles may be particles such as acrylic and polyvinyl alcohol that do not leave a carbon component after thermal decomposition.

【0022】これら気孔形成剤は中空または球状の粒子
であると好ましい。また、気孔形成剤の平均粒子直径と
しては10〜100μmであると好ましい。10μm以
下であると得られる多孔体の細孔直径が小さくなりす
ぎ、また100μm以上であると多孔体の細孔直径が大
きくなりすぎるためパティキュレートが通過してしまう
ため好ましくない。気孔形成剤が中空粒子または球状粒
子で、かつその平均粒子直径が10〜100μmである
とさらに好ましい。
These pore-forming agents are preferably hollow or spherical particles. The average particle diameter of the pore forming agent is preferably 10 to 100 μm. If it is 10 μm or less, the pore diameter of the obtained porous body becomes too small, and if it is 100 μm or more, the pore diameter of the porous body becomes too large, so that particulates pass through, which is not preferable. More preferably, the pore-forming agent is hollow particles or spherical particles, and the average particle diameter thereof is 10 to 100 μm.

【0023】本製造法において、触媒前駆体とは、フィ
ルタ製造過程で触媒粒子を生成することのできる物質で
ある。本フィルタ中で排気ガス、なかでもディーゼル排
気ガスの浄化機能を有する触媒となるものであればよ
い。
In the present manufacturing method, the catalyst precursor is a substance capable of producing catalyst particles in the filter manufacturing process. Any catalyst that has a function of purifying exhaust gas, especially diesel exhaust gas, in the present filter may be used.

【0024】触媒前駆体としては、触媒に含まれる上記
の元素群から選ばれる少なくとも1種類以上の元素を含
む金属、合金、酸化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、水酸
化物、酢酸塩、リン酸塩、アンモニウム塩、しゅう酸
塩、ハロゲン化物またはそれらの錯体であると好まし
い。前駆体としてはこれらの粉体でもよいが、熱分解後
分解するアルコキシド、有機高分子またはそれらの水溶
液、有機溶媒を用いると金属ケイ素粒子、気孔形成剤、
成形助剤と混練する際に均質かつ効果的に分散、触媒機
能を発現させるために好ましい。
Examples of the catalyst precursor include metals, alloys, oxides, sulfates, nitrates, carbonates, hydroxides, acetates containing at least one element selected from the above-mentioned element group contained in the catalyst. Phosphates, ammonium salts, oxalates, halides or complexes thereof are preferred. As the precursor, these powders may be used, but alkoxides that decompose after thermal decomposition, organic polymers or aqueous solutions thereof, metal silicon particles when an organic solvent is used, a pore-forming agent,
It is preferable for homogeneously and effectively dispersing when kneading with a molding aid, and for exhibiting a catalytic function.

【0025】触媒前駆体としては、例えば、セリウム元
素の場合、超微粒子酸化セリウム粉末、酸化セリウム粉
末分散水溶液、硝酸セリウム粉末、硝酸セリウム水溶
液、硝酸セリウムエチレングリコール溶液、セリウムア
セチルアセトナート、トリエトキシセリウムなどが、ま
た、白金元素の場合には、白金ブラック、ヘキサクロロ
白金酸六水和物、テトラアンミン白金(II)塩化物水溶
液、白金アセチルアセトナートなどが具体的に挙げられ
る。以下の説明においては、触媒前駆体という用語には
触媒も含まれるものとする。
As the catalyst precursor, for example, in the case of cerium element, ultrafine cerium oxide powder, cerium oxide powder dispersion aqueous solution, cerium nitrate powder, cerium nitrate aqueous solution, cerium ethylene glycol solution, cerium acetylacetonate, triethoxycerium. In the case of platinum element, platinum black, hexachloroplatinic acid hexahydrate, tetraammineplatinum (II) chloride aqueous solution, platinum acetylacetonate and the like are specifically mentioned. In the following description, the term catalyst precursor shall include a catalyst.

【0026】本製造法において、平均粒子直径が1〜1
00μmである金属ケイ素粒子30〜90%と、気孔形
成剤9〜60%と、触媒前駆体を0.01〜15%とを
含む混合物を作製する。
In the present production method, the average particle diameter is 1 to 1
A mixture containing 30 to 90% of metallic silicon particles having a size of 00 μm, 9 to 60% of a pore forming agent, and 0.01 to 15% of a catalyst precursor is prepared.

【0027】前記混合物中、金属ケイ素粒子の割合が3
0%未満であると充分な強度を得ることができず、90
%を超えると充分な気孔を確保できなくなるおそれがあ
る。また気孔形成剤の割合が9%未満であると充分な気
孔が確保されないおそれがあり、60%を超えると充分
な強度が確保されないおそれがあり好ましくない。さら
に、触媒前駆体の割合が0.01%未満であると充分な
触媒機能が発現されないおそれがあり、15%を超える
と基材の耐熱性を損なうため好ましくない。
In the above mixture, the proportion of metallic silicon particles is 3.
If it is less than 0%, sufficient strength cannot be obtained and 90
If it exceeds%, sufficient pores may not be secured. Further, if the proportion of the pore-forming agent is less than 9%, sufficient pores may not be secured, and if it exceeds 60%, sufficient strength may not be secured, which is not preferable. Further, if the proportion of the catalyst precursor is less than 0.01%, a sufficient catalytic function may not be exhibited, and if it exceeds 15%, the heat resistance of the substrate is impaired, which is not preferable.

【0028】本製造法において、前記混合物に成形助剤
と水を加え、混練して混練物を得る。水としてはイオン
交換水を使用すると好ましい。また、成形助剤として
は、バインダ、可塑剤、分散剤、粘性調整剤、湿潤剤な
どが使用できる。成形助剤としては、具体的にはポリビ
ニルアルコールまたはその変性物、でんぷんまたはその
変性物、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシメチルセルロース、ポリエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、グリセリンなどの各種有
機物質が挙げられ、単独でまたは2種以上混合して使用
される。
In the present production method, a molding aid and water are added to the above mixture and kneaded to obtain a kneaded product. Ion-exchanged water is preferably used as water. Further, as the molding aid, a binder, a plasticizer, a dispersant, a viscosity modifier, a wetting agent and the like can be used. Specific examples of the molding aid include polyvinyl alcohol or a modified product thereof, starch or a modified product thereof, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, polyethylene glycol, propylene glycol, various organic substances such as glycerin, alone or Used as a mixture of two or more kinds.

【0029】成形助剤の配合割合としては、金属ケイ素
粒子と気孔形成剤および触媒前駆体を含む混合物に対し
て外掛で10〜40%の範囲が好ましい。この配合割合
が10%未満では成形体を押出成形することが困難にな
り、一方40%を超えると成形助剤の量が多すぎ、多孔
体の機械的強度が低下するおそれがある。
The blending ratio of the molding aid is preferably in the range of 10 to 40% in the external ratio with respect to the mixture containing the metal silicon particles, the pore-forming agent and the catalyst precursor. If the blending ratio is less than 10%, it becomes difficult to extrude the molded product, while if it exceeds 40%, the amount of the molding aid is too large, and the mechanical strength of the porous body may be reduced.

【0030】また、成形助剤とともに添加する水の配合
割合は、金属ケイ素粒子、気孔形成剤および触媒前駆体
を含む混合物に対して外掛で5〜30%の範囲が好まし
い。この配合割合が5%未満では金属ケイ素粒子と気孔
形成剤および触媒前駆体を含む組成物と有機成分とを均
一に混練できず、一方30%を超えると、原料坏土の粘
度が低下し、保形性不良など成形に支障をきたす。これ
らの混練には、リボンミキサやヘンシェルミキサ、ニー
ダ等のセラミックス分野で通常使用される混練機などが
使用できる。
The proportion of water to be added together with the molding aid is preferably in the range of 5 to 30% externally with respect to the mixture containing the metal silicon particles, the pore-forming agent and the catalyst precursor. If the mixing ratio is less than 5%, the composition containing the metal silicon particles, the pore-forming agent and the catalyst precursor and the organic component cannot be uniformly kneaded. On the other hand, if the mixing ratio exceeds 30%, the viscosity of the raw kneaded material decreases, This causes molding problems such as poor shape retention. For kneading these, a kneading machine or the like usually used in the ceramics field such as a ribbon mixer, a Henschel mixer, and a kneader can be used.

【0031】本製造方法においては、上記で得られた混
練物を金型を用いて貫通孔を有する柱状に押出成形す
る。金型としては、押出成形体の貫通孔1個あたりの断
面積が1〜100mmとなる金型を使用する。本明細
書において貫通孔1個あたりの断面積とは、例えば、ハ
ニカム構造の場合には1セルに相当する部分の断面積で
ある。
In the present manufacturing method, the kneaded product obtained above is extruded into a columnar shape having through holes using a mold. As the mold, a mold having a cross-sectional area of 1 to 100 mm 2 per through hole of the extrusion molded body is used. In the present specification, the cross-sectional area per through-hole is the cross-sectional area of a portion corresponding to one cell in the case of a honeycomb structure, for example.

【0032】貫通孔1個あたりの断面積が1mm未満
であると金型製作や成形が難しくなる。また貫通孔1個
あたりの断面積が100mmを超えると柱状結晶が析
出しにくくなるうえ、多孔体の体積当りの貫通孔の表面
積が小さくなるため、フィルタとして使用する場合に
は、多孔体の個数が多くなり実用上問題となるおそれが
ある。流路がハニカム構造を有するものであると多孔体
の体積当りの貫通孔の表面積を大きくできるため好まし
い。
If the cross-sectional area of each through hole is less than 1 mm 2 , it becomes difficult to manufacture or mold a die. Further, when the cross-sectional area of each through hole exceeds 100 mm 2 , columnar crystals are less likely to precipitate, and the surface area of the through hole per volume of the porous body becomes smaller. There is a possibility that the number will increase and it will be a problem in practical use. It is preferable that the flow channels have a honeycomb structure because the surface area of the through holes per volume of the porous body can be increased.

【0033】本製造方法においては、上記の混練物を押
出成形機を使用して押出成形する。押出成形機として
は、セラミックス分野で使用される1軸押出機、2軸押
出機などを適宜使用できる。
In the present production method, the kneaded product is extruded using an extruder. As the extruder, a single-screw extruder, a twin-screw extruder or the like used in the field of ceramics can be appropriately used.

【0034】本製造方法において、得られた押出成形体
を窒素中で熱処理して金属ケイ素を窒化する。熱処理条
件としては窒素雰囲気下で1000〜1800℃、1〜
12時間保持することが好ましい。温度が1000℃未
満であると、窒化または焼結が充分進行しないために好
ましくなく、一方1800℃を超えると、窒化ケイ素粒
子が分解するので好ましくない。また、温度保持時間が
1時間未満であると粒子同士の結合が充分に進行しない
ために好ましくなく、一方12時間を超えると、特に高
温では窒化ケイ素が分解しやすくなり好ましくない。
In the present manufacturing method, the extruded product obtained is heat-treated in nitrogen to nitride silicon metal. The heat treatment conditions are 1000 to 1800 ° C. in a nitrogen atmosphere, 1 to
It is preferable to hold for 12 hours. If the temperature is lower than 1000 ° C, nitriding or sintering does not proceed sufficiently, which is not preferable, while if it exceeds 1800 ° C, the silicon nitride particles are decomposed, which is not preferable. Further, if the temperature holding time is less than 1 hour, the bonding between the particles does not proceed sufficiently, which is not preferable. On the other hand, if the temperature holding time exceeds 12 hours, the silicon nitride is easily decomposed particularly at a high temperature, which is not preferable.

【0035】熱処理時の昇温速度は、成形体の大きさや
形状、熱処理する個数等により適宜選択されるが、50
〜600℃/hであると窒化率、細孔径制御の点で好ま
しい。また、窒素雰囲気とは、実質的に窒素のみを含
み、酸素を含まない雰囲気をいうが、他の不活性気体を
含んでいてもよい。窒素分圧は50kPa以上が好まし
い。なお、触媒前駆体が金属元素のみから構成される場
合は上記熱処理に加えて、5〜100%の水素含有雰囲
気で500から800℃で1〜10時間熱処理すること
が好ましい。触媒前駆体が酸化物の場合は、水素含有雰
囲気での熱処理の代わりに、大気中500〜1000℃
で1〜10時間熱処理することが好ましい。
The rate of temperature rise during the heat treatment is appropriately selected depending on the size and shape of the molded body, the number of heat treatments and the like.
It is preferably from 600 to 600 ° C./h in terms of nitriding rate and control of pore diameter. Further, the nitrogen atmosphere means an atmosphere containing substantially only nitrogen and not oxygen, but may contain other inert gas. The nitrogen partial pressure is preferably 50 kPa or more. When the catalyst precursor is composed of only a metal element, it is preferable to perform heat treatment at 500 to 800 ° C. for 1 to 10 hours in an atmosphere containing 5 to 100% hydrogen, in addition to the above heat treatment. When the catalyst precursor is an oxide, instead of heat treatment in a hydrogen-containing atmosphere, the temperature is 500 to 1000 ° C. in the atmosphere.
It is preferable to heat-treat for 1 to 10 hours.

【0036】[0036]

【実施例】以下に本発明の実施例(例1、例2)と比較
例(例3、例4、例5)を示す。
EXAMPLES Examples of the present invention (Examples 1 and 2) and comparative examples (Examples 3, 4 and 5) are shown below.

【0037】[例1]本フィルタとしてハニカム形状の
セラミックスフィルタを準備した。平均粒子直径10μ
mの金属ケイ素粒子(Si:97%、SiO:2.1
%)74質量部(以下、部と略す)に対して、気孔形成
材としてAlを20%含む、平均粒子直径50μ
mのAl・SiO複合酸化物粒子(太平洋セメ
ント社製、商品名:Espheres)を24部、触媒
機能を発現する触媒前駆体として白金を55%含む白金
アンモニウム塩(エヌ・イー・ケムキャット社製、商品
名:テトラアンミンジクロロ白金水和物)を2部配合し
て混合物とし、さらに該混合物に対してそれぞれ外掛
で、メチルセルロース10%、グリセリン1%およびイ
オン交換水10%を加えてニーダで充分混練して押出成
形用坏土を作製した。
Example 1 A honeycomb-shaped ceramic filter was prepared as the present filter. Average particle diameter 10μ
m metal silicon particles (Si: 97%, SiO 2 : 2.1)
%) 74 parts by mass (hereinafter, abbreviated as “part”) contains 20% of Al 2 O 3 as a pore-forming material, and has an average particle diameter of 50 μm.
m Al 2 O 3 · SiO 2 composite oxide particles (manufactured by Taiheiyo Cement Co., trade name: Espheres), 24 parts, and a platinum ammonium salt containing 55% of platinum as a catalyst precursor expressing a catalytic function (N.E. Chemcat, trade name: Tetraamminedichloroplatinum hydrate) is mixed in 2 parts to form a mixture, and 10% of methylcellulose, 1% of glycerin and 10% of ion-exchanged water are added to each of the mixtures to form a kneader. Was sufficiently kneaded to prepare a kneaded material for extrusion molding.

【0038】得られた前記坏土をハニカム形状の金型を
有する真空押出成形機により押出成形しハニカム形状の
成形体とした。成形体の外形は、直径14.38cm、
長さ15.24cm、セル壁の厚さ0.25mmでセル
数31セル/cmである。1セルすなわち貫通孔1個
あたりの断面積は約3.2mmである。得られた成形
体は、乾燥後に、成形体に使用した坏土と同材質の封止
材によって両端面を市松模様状に互い違いに封止した
後、電気炉中で窒素雰囲気下(圧力0.1MPa)で室
温から1300℃まで200℃/hで昇温し、1300
℃で10時間保持した後、さらに1550℃まで60℃
/hで昇温し、1550℃で5時間保持して熱処理して
焼結体とし、窒化ケイ素質フィルタを得た。その後、水
素20体積%窒素雰囲気下(圧力0.1MPa)で電気
炉中、4時間還元処理した。
The kneaded material thus obtained was extrusion-molded by a vacuum extrusion molding machine having a honeycomb-shaped mold to obtain a honeycomb-shaped molded body. The outer shape of the molded body is 14.38 cm in diameter,
The length is 15.24 cm, the cell wall thickness is 0.25 mm, and the number of cells is 31 cells / cm 2 . The cross-sectional area of one cell, that is, one through hole is about 3.2 mm 2 . After drying, the obtained molded body was alternately sealed in a checkered pattern on both end surfaces with a sealing material of the same material as the kneaded material used for the molded body, and then in an electric furnace under a nitrogen atmosphere (pressure: 0. 1 MPa), the temperature is raised from room temperature to 1300 ° C at 200 ° C / h, and
After holding at ℃ for 10 hours, 60 ℃ up to 1550 ℃
/ H and the temperature was raised at 1550 ° C. for 5 hours for heat treatment to obtain a sintered body, and a silicon nitride filter was obtained. Then, reduction treatment was performed for 4 hours in an electric furnace under a hydrogen atmosphere of 20 vol% nitrogen (pressure 0.1 MPa).

【0039】得られた窒化ケイ素質フィルタはハニカム
形状を維持しており、表面、内部ともにクラック等は観
察されなかった。この焼結体の気孔率は55%、平均細
孔直径は11μmであり、X線回折からはβ型の窒化ケ
イ素が同定された。
The obtained silicon nitride filter maintained a honeycomb shape, and cracks and the like were not observed on the surface or inside. The porosity of this sintered body was 55%, the average pore diameter was 11 μm, and β-type silicon nitride was identified by X-ray diffraction.

【0040】[例2]例1においてAl・SiO
複合酸化物粒子の添加量を24部から22部に変更
し、白金アンモニウム塩2部の代わりに硝酸セリウム
(純正化学社製)7部に変更し、かつ還元処理しないこ
と以外は例1と同様にして窒化ケイ素質フィルタを作製
した。得られた窒化ケイ素質フィルタはハニカム形状を
維持しており、表面、内部ともにクラック等は観察され
なかった。この焼結体の気孔率は55%、平均細孔直径
は11μmで、X線回折で窒化ケイ素が同定された。
Example 2 In Example 1, Al 2 O 3 .SiO
Example 2 except that the addition amount of 2 composite oxide particles was changed from 24 parts to 22 parts, and 2 parts of platinum ammonium salt was changed to 7 parts of cerium nitrate (manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd.) and no reduction treatment was performed. Similarly, a silicon nitride filter was produced. The obtained silicon nitride filter maintained the honeycomb shape, and cracks and the like were not observed on the surface or inside. The porosity of this sintered body was 55%, the average pore diameter was 11 μm, and silicon nitride was identified by X-ray diffraction.

【0041】[例3]例1において、触媒前駆体である
白金アンモニウム塩を添加しないこと以外は例1と同様
にして窒化ケイ素質フィルタを作製した。得られた窒化
ケイ素質フィルタはハニカムの形状を維持しており、表
面、内部ともにクラック等は観察されなかった。この焼
結体の気孔率は55%、平均細孔直径は11μmと例1
のサンプルと気孔率、気孔径は同一であり、X線回折に
よりβ型の窒化ケイ素が同定された。
Example 3 A silicon nitride filter was produced in the same manner as in Example 1 except that the platinum ammonium salt as the catalyst precursor was not added. The obtained silicon nitride filter maintained the honeycomb shape, and no cracks or the like were observed on the surface or inside. The porosity of this sintered body was 55%, and the average pore diameter was 11 μm.
The sample had the same porosity and pore diameter, and β-type silicon nitride was identified by X-ray diffraction.

【0042】[例4]例3において、得られた窒化ケイ
素質フィルタをさらに白金アンモニウム塩とγ−アルミ
ナ粒子を50%ずつ混合したスラリに浸漬し、電気炉中
で500℃、水素10体積%アルゴンガス中で2時間熱
処理し、触媒を担時させた。
Example 4 The silicon nitride filter obtained in Example 3 was further immersed in a slurry in which platinum ammonium salt and γ-alumina particles were mixed in an amount of 50% each, and the temperature was 500 ° C. in an electric furnace at 10% by volume of hydrogen. Heat treatment was carried out for 2 hours in argon gas to support the catalyst.

【0043】[例5]例1において、金属ケイ素粒子の
代わりに窒化ケイ素粒子(宇部興産社製、商品名:SN
E−10)を使用した以外は例1と同様にした。な
お、貫通孔の表面には目視では柱状物は確認されなかっ
た。この焼結体の気孔率は45%、平均細孔直径は8μ
mでありX線回折によりβ型の窒化ケイ素が同定され
た。
Example 5 In Example 1, silicon nitride particles (manufactured by Ube Industries, trade name: SN) were used instead of the metallic silicon particles.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that E-10) was used. No columnar substance was visually observed on the surface of the through hole. The porosity of this sintered body is 45% and the average pore diameter is 8μ.
m, and β-type silicon nitride was identified by X-ray diffraction.

【0044】[評価方法]上記で得られた窒化ケイ素質
フィルタをDPFとして使用した場合の特性を比較する
ため、例1〜例4の窒化ケイ素フィルタにディーゼル排
気ガスを通し、圧損変化、パティキュレート燃焼開始温
度を評価した。
[Evaluation Method] In order to compare the characteristics when the silicon nitride filter obtained above is used as a DPF, diesel exhaust gas is passed through the silicon nitride filters of Examples 1 to 4 to change pressure loss and particulates. The combustion start temperature was evaluated.

【0045】すなわち、本フィルタの特性は、ディーゼ
ルエンジン(排気量4000cc、140PS/400
0rpm)からの排気ガス(出口温度250℃、出口パ
ティキュレート量 ボッシュ濃度2)を用いて評価し
た。まず、各フィルタの圧損については、あらかじめす
す排出量が30gとなる上記エンジンの運転条件を選定
後、DPFを装着して、再度運転を開始し、排気ガス流
量が400m/時間、排気ガス温度が約270℃とな
る運転条件で、フィルタの入口と出口での圧力差をモニ
タし、初期圧損とした。初期圧損計測後、選定したエン
ジン運転条件で運転し、再度同流量、同排気ガス温度で
の圧損をモニタしたあと、DPFの周辺に配置してある
ヒータに通電し排気ガス温度をさらに上昇させ、その際
の、DPFの温度上昇と差圧の変化を並行して計測し、
圧損の上昇がなくなった温度をパティキュレート燃焼開
始温度として測定した。結果を表1に示す。
That is, the characteristics of this filter are as follows: diesel engine (displacement 4000 cc, 140 PS / 400
The exhaust gas from 0 rpm (outlet temperature 250 ° C., outlet particulate amount Bosch concentration 2) was used for evaluation. First, regarding the pressure loss of each filter, after selecting the operating condition of the engine so that the soot emission amount is 30 g in advance, the DPF is mounted and the operation is restarted, the exhaust gas flow rate is 400 m 3 / hour, the exhaust gas temperature is Was about 270 ° C., the pressure difference between the inlet and the outlet of the filter was monitored and used as the initial pressure loss. After measuring the initial pressure loss, the engine is operated under the selected engine operating conditions, the pressure loss at the same flow rate and the same exhaust gas temperature is monitored again, and then the heater arranged around the DPF is energized to further raise the exhaust gas temperature, At that time, the temperature rise of the DPF and the change of the differential pressure are measured in parallel,
The temperature at which the increase in pressure loss disappeared was measured as the particulate combustion start temperature. The results are shown in Table 1.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】表1より例1の圧損と例2の圧損はほぼ同
等であった。さらに例1、例2のパティキュレート燃焼
開始温度が例3に比べ各々50℃、40℃低下した。例
4は例1、例2、例3に比べて圧損が約30×10
a上昇しただけでなく、コート層の微妙なばらつきによ
り個体間の圧損にばらつきがあった。また、例1は例5
に比べてパティキュレート燃焼温度が約20℃低下して
いるが、理由はよくわからないがこれは本フィルタであ
る例1のDPFが金属ケイ素粒子を直接窒化して得られ
るためフィルタ表面に柱状物が析出しているという構造
上の特徴を有していることと関係しているものと思われ
る。
From Table 1, the pressure loss of Example 1 and the pressure loss of Example 2 were almost the same. Furthermore, the particulate combustion start temperatures of Example 1 and Example 2 were lower by 50 ° C. and 40 ° C. than in Example 3, respectively. Example 4 has a pressure loss of about 30 × 10 2 P as compared with Examples 1, 2 and 3.
In addition to the increase in pressure, there was a variation in the pressure loss among individuals due to a slight variation in the coat layer. Also, Example 1 is Example 5
The particulate combustion temperature is reduced by about 20 ° C. compared to the above, but the reason is not clear, but this is because the DPF of Example 1, which is the present filter, is obtained by directly nitriding metallic silicon particles, and thus columnar substances are present on the filter surface. It is thought to be related to having the structural feature of being precipitated.

【0048】[0048]

【発明の効果】本フィルタによって、圧損特性を損なう
ことなくしかもパティキュレート燃焼開始温度が低下し
フィルタの再生効率が向上する。また、パティキュレー
ト燃焼開始温度が低下することによりフィルタの耐久性
が向上するほか、触媒自身の耐久性も向上する。さら
に、再生システムによっては必要な排気ガスの加熱も不
要となるかまたは軽度の加熱ですむ、という利点もあ
る。
According to the present filter, the particulate combustion start temperature is lowered and the regeneration efficiency of the filter is improved without impairing the pressure loss characteristic. Further, the durability of the filter is improved by lowering the particulate combustion start temperature, and the durability of the catalyst itself is also improved. Further, depending on the regeneration system, there is an advantage that the heating of the required exhaust gas is unnecessary or only a slight heating is required.

【0049】また、本製造法によって、触媒を担持する
工程を省略でき、製造が簡素化、低コスト化する。さら
に、触媒を担持することによる問題点、例えば、ウォッ
シュコート層の厚さに起因する捕集時の圧損の変動、な
どが低減できるため、圧損に基づいて算出する捕集物の
量の推定が正確となり、再生時に生じる再生不良、フィ
ルタの溶損、破損を防止できる。
Further, according to this manufacturing method, the step of supporting the catalyst can be omitted, and the manufacturing is simplified and the cost is reduced. Further, problems due to loading the catalyst, such as fluctuations in pressure loss at the time of collection due to the thickness of the washcoat layer, can be reduced, so it is possible to estimate the amount of collected matter calculated based on the pressure loss. It is accurate and can prevent defective regeneration, filter melting and damage that occur during regeneration.

───────────────────────────────────────────────────── 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 35/04 C04B 38/00 303Z C04B 38/00 303 B01D 53/36 C Fターム(参考) 4D019 AA01 BA05 BB06 BC07 BD01 CA01 CB06 4D048 AA14 AB01 BA02Y BA03X BA06X BA10X BA14Y BA15Y BA18Y BA19X BA22Y BA23Y BA25Y BA26Y BA27Y BA28Y BA30X BA31Y BA32Y BA33Y BA35Y BA36Y BA37Y BA38Y BA41Y BA42X BA46X BB02 BB17 4G019 FA13 FA15 4G069 AA03 AA08 BA03B BA13A BA13B BA21C BB02B BB02C BB04A BB04B BB04C BB05C BB08C BB10C BB11A BB11B BB14C BB16C BC02A BC02C BC03A BC03C BC04A BC04C BC05A BC05C BC06A BC06C BC09A BC09C BC12A BC12C BC13A BC13C BC18A BC18C BC26A BC26C BC27A BC27C BC31A BC31C BC42A BC42C BC43A BC43B BC43C BC44A BC44C BC50A BC50C BC54A BC54C BC58A BC58C BC59A BC59C BC60A BC60C BC62A BC62C BC66A BC66C BC67A BC67C BC68A BC68C BC71A BC71C BC72A BC72C BC74A BC74C BC75A BC75B BC75C BD01C BD05A BD05B BD06C BE08C CA02 CA03 CA07 CA18 EA19 EA27 EB12X EB12Y EC06X EC06Y EC17X EC17Y EC27 FA01 FB06 FB33 FB67 FC02 FC08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B01J 35/04 C04B 38/00 303Z C04B 38/00 303 B01D 53/36 C F term (reference) 4D019 AA01 BA05 BB06 BC07 BD01 CA01 CB06 4D048 AA14 AB01 BA02Y BA03X BA06X BA10X BA14Y BA15Y BA18Y BA19X BA22Y BA23Y BA25Y BA26Y BA27Y BA28Y BA30X BA31Y BA32Y BA33Y BA35Y BA36Y BA37Y BA38Y BA41Y BA42X BA46X BB02 BB17 4G019 FA13 FA15 4G069 AA03 AA08 BA03B BA13A BA13B BA21C BB02B BB02C BB04A BB04B BB04C BB05C BB08C BB10C BB11A BB11B BB14C BB16C BC02A BC02C BC03A BC03C BC04A BC04C BC05A BC05C BC06A BC06C BC09A BC09C BC12A BC12C BC13A BC13C BC18A BC18C BC26A BC26C BC27A BC27C BC31A BC31C BC42A BC42C BC43A BC43B BC43C BC44A BC44C BC50A BC50C BC54A BC54C BC58A BC58C BC59A BC59C BC60A BC60C BC62A BC62C BC66A BC66C BC6 7A BC67C BC68A BC68C BC71A BC71C BC72A BC72C BC74A BC74C BC75A BC75B BC75C BD01C BD05A BD05B BD06C BE08C CA02 CA03 CA07 CA18 EA19 EA27 EB12X EB12Y EC06X EC06Y EC17X EC17Y EC27 FA01 FB06 FC02 FC33 FC02 FC08 FB06 FC02 FC08

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】連通した開気孔を有する窒化ケイ素質多孔
体であって、かつ触媒粒子が前記多孔質体内部に含有さ
れることを特徴とする窒化ケイ素質フィルタ。
1. A silicon nitride-based filter, which is a silicon nitride-based porous body having open pores communicating with each other, wherein catalyst particles are contained inside the porous body.
【請求項2】前記触媒がランタン、セリウム、ネオジウ
ム、プラセオジウム、バナジウム、チタン、クロム、マ
ンガン、鉄、ニッケル、コバルト、銅、白金、ロジウ
ム、パラジウム、イリジウム、カリウム、ナトリウム、
リチウム、ルビジウム、セシウム、ストロンチウム、バ
リウム、カルシウム、インジウム、ヒ素、アンチモン、
モリブデンおよびタングステンからなる群から選ばれる
少なくとも1種類以上の元素を含む金属、合金、金属酸
化物、または硫酸塩である請求項1記載の窒化ケイ素質
フィルタ。
2. The catalyst is lanthanum, cerium, neodymium, praseodymium, vanadium, titanium, chromium, manganese, iron, nickel, cobalt, copper, platinum, rhodium, palladium, iridium, potassium, sodium,
Lithium, rubidium, cesium, strontium, barium, calcium, indium, arsenic, antimony,
The silicon nitride filter according to claim 1, which is a metal, alloy, metal oxide, or sulfate containing at least one element selected from the group consisting of molybdenum and tungsten.
【請求項3】前記フィルタの気孔率が30〜80%で、
かつ水銀圧入法で測定される平均細孔直径が5〜40μ
mである請求項1記載の窒化ケイ素質フィルタ。
3. The porosity of the filter is 30-80%,
And the average pore diameter measured by mercury porosimetry is 5-40μ
The silicon nitride filter according to claim 1, wherein m is m.
【請求項4】平均粒子直径が1〜100μmである金属
ケイ素粒子30〜90質量%と、気孔形成剤9〜60質
量%と、触媒または触媒前駆体0.01〜15質量%と
を含む混合物に、成形助剤と水を加えて混練して混練物
とし、該混練物を金型を使用して押出成形し、孔1個あ
たりの断面積が1〜100mmの貫通孔を有する押出
成形体を得、その後該押出成形体を窒素雰囲気中で熱処
理して窒化することを特徴とする窒化ケイ素質フィルタ
の製造方法。
4. A mixture containing 30 to 90% by mass of metal silicon particles having an average particle diameter of 1 to 100 μm, 9 to 60% by mass of a pore-forming agent, and 0.01 to 15% by mass of a catalyst or catalyst precursor. In addition, a molding aid and water are added and kneaded to form a kneaded product, and the kneaded product is extrusion-molded using a mold, and the extrusion molding has a through hole having a cross-sectional area of 1 to 100 mm 2 per hole. A method for producing a silicon nitride filter, comprising obtaining a body, and then subjecting the extruded body to heat treatment in a nitrogen atmosphere for nitriding.
【請求項5】前記触媒前駆体がランタン、セリウム、ネ
オジウム、プラセオジウム、バナジウム、チタン、クロ
ム、マンガン、鉄、ニッケル、コバルト、銅、白金、ロ
ジウム、パラジウム、イリジウム、カリウム、ナトリウ
ム、リチウム、ルビジウム、セシウム、ストロンチウ
ム、バリウム、カルシウム、インジウム、ヒ素、アンチ
モン、モリブデンおよびタングステンからなる群から選
ばれる少なくとも1種類以上の元素を含む金属、合金、
酸化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、水酸化物、酢酸塩、
リン酸塩、アンモニウム塩、しゅう酸塩、ハロゲン化物
またはそれらの錯体である請求項4記載の窒化ケイ素質
フィルタの製造方法。
5. The catalyst precursor is lanthanum, cerium, neodymium, praseodymium, vanadium, titanium, chromium, manganese, iron, nickel, cobalt, copper, platinum, rhodium, palladium, iridium, potassium, sodium, lithium, rubidium, A metal or alloy containing at least one element selected from the group consisting of cesium, strontium, barium, calcium, indium, arsenic, antimony, molybdenum and tungsten,
Oxides, sulfates, nitrates, carbonates, hydroxides, acetates,
The method for producing a silicon nitride filter according to claim 4, which is a phosphate, an ammonium salt, an oxalate, a halide or a complex thereof.
【請求項6】前記気孔形成剤が有機高分子粒子またはS
i、Al、Y、MgおよびYbからなる群から選ばれる
1種類以上の金属酸化物粒子である請求項4または5記
載の窒化ケイ素質フィルタの製造方法。
6. The pore-forming agent is organic polymer particles or S
The method for producing a silicon nitride filter according to claim 4 or 5, which is one or more kinds of metal oxide particles selected from the group consisting of i, Al, Y, Mg, and Yb.
【請求項7】前記気孔形成剤が中空粒子または球状粒子
で、かつその平均粒子直径が10〜100μmである請
求項4、5または6記載の窒化ケイ素質フィルタの製造
方法。
7. The method for producing a silicon nitride filter according to claim 4, 5 or 6, wherein the pore forming agent is hollow particles or spherical particles, and the average particle diameter thereof is 10 to 100 μm.
【請求項8】前記熱処理が、温度1000〜1800℃
の範囲で1〜12時間保持する請求項4記載の窒化ケイ
素質フィルタの製造方法。
8. The heat treatment is performed at a temperature of 1000 to 1800 ° C.
The method for producing a silicon nitride filter according to claim 4, which is held for 1 to 12 hours.
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