JP2008229490A - 排ガス浄化フィルタおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸化触媒を担持した多孔質材料からなる隔壁よって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が15μm以下で、かつ、5μm以上から25μm以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の85%以上とすることで、排ガス温度程度でパティキュレートを燃焼浄化し、パティキュレートの捕集効率を向上させる排ガス浄化フィルタが得られる。
【選択図】無し
Description
直径が7.5インチ、高さが7インチ、セル数が1平方インチ当り100セル、壁厚みが430μmのコージェライト製DPFをチタニアゾルに浸漬し、浸漬した状態で減圧装置内に設置した。減圧装置内を約10kPaまで減圧し、その状態を5分間維持した。次に、DPFをチタニアゾルから引き上げた後、DPFを不織布と接触させ、余剰のチタニアゾルを除去した。次に、チタニアゾルを添着したDPFを液体窒素に浸漬して、添着したチタニアゾルを凍結させた後、真空凍結乾燥装置を用いて乾燥させた。次に、電気炉を用いて、チタニアゾルを添着したDPFを600℃で5時間酸化焼成して、チタニアを均一にDPFの隔壁表面及び隔壁に存在する細孔内の壁面に担持した。次に、純水3Lに、硫酸セシウムを1140gと、硫酸銅五水和物を600gと、酸化硫酸バナジウムを790gと、酢酸マンガン四水和物を3gとを溶解させ、触媒成分を含む水溶液を調製した。
実施例1と同様のDPFにチタニア濃度を変更してDPFに担持し、チタニアの担持量はDPF重量に対して21.3%で、酸化触媒の担持量はDPF重量に対して14.1%とし、これを実施例2とした。
実施例1と同様のDPFにチタニア濃度を変更してDPFに担持し、チタニアの担持量はDPF重量に対して30.7%で、酸化触媒の担持量はDPF重量に対して12.4%とし、これを実施例3とした。
実施例1と同様のDPFに、チタニアを担持せずに、酸化触媒のみを担持し、酸化触媒の担持量はDPF重量に対して16.0%とし、これを比較例1とした。
実施例1、実施例2、実施例3及び比較例1で得た排ガス浄化フィルタを用いて、以下のような排ガス試験を行った。行った排ガス試験を、図1を参照しながら説明する。
実施例1、実施例2、実施例3および比較例1で用いたコージェライト製DPFから、プラグで栓詰めされた部分を除いた箇所で、30mm×30mm×50mm程度のテストピースを切出し、実施例1、実施例2、実施例3、比較例1と同じ製法によってチタニア及び酸化触媒を担持した排ガス浄化フィルタのテストピースを用意した。これらのテストピースが有する細孔特性(平均細孔径、気孔率、細孔容積)に関して水銀圧入法により評価した。
2 切替え弁
3 バイパスライン
4 本ライン
5 酸化触媒ハニカム
6 排ガス浄化フィルタ
7 圧力センサー
8 スモークメータ
Claims (27)
- 多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および/または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が15μm以下で、かつ、5μm以上から25μm以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の85%以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
- 多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および/または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が10μm以下で、かつ、5μm以上から15μm以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の80%以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
- 平均細孔径が8〜10μmの範囲であることを特徴とする請求項1または2に記載の排ガス浄化フィルタ。
- 排ガス浄化フィルタの気孔率が40%以上であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタ。
- 排ガス浄化フィルタの隔壁の厚みが450μm以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタ。
- 排ガス浄化フィルタのセル数が1平方インチ当たり100セル以上であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタ。
- 多孔質材料がコージェライト、炭化珪素、ステンレスの内のいずれか一つ以上の材料であることを特徴とする、請求項1乃至6のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタ。
- 酸化触媒が金属酸化物と、1族の金属の硫酸塩および/または2族の金属の硫酸塩とを、含むことを特徴とする、請求項1乃至7のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタ。
- 金属酸化物がV、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Sn、Pbの内の、いずれか一つ以上の金属を含むことを特徴とする、請求項8に記載の排ガス浄化フィルタ。
- 1族の金属の硫酸塩が硫酸セシウムであることを特徴とする、請求項8または9に記載の排ガス浄化フィルタ。
- 多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および/または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が15μm以下で、かつ、5μm以上から25μm以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の85%以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法。
- 多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および/または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が10μm以下で、かつ、5μm以上から15μm以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の80%以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法。
- 平均細孔径が8〜10μmの範囲であることを特徴とする請求項11または12に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
- 排ガス浄化フィルタの気孔率が40%以上であることを特徴とする請求項11乃至13のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
- 排ガス浄化フィルタの隔壁の厚みが450μm以下であることを特徴とする請求項11乃至14のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
- 排ガス浄化フィルタのセル数が1平方インチ当たり100セル以上であることを特徴とする請求項11乃至15のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
- 多孔質材料がコージェライト、炭化珪素、ステンレスの内のいずれか一つ以上の材料であることを特徴とする、請求項11乃至16のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
- 酸化触媒が金属酸化物と、1族の金属の硫酸塩および/または2族の金属の硫酸塩とを、含むことを特徴とする、請求項11乃至17のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
- 金属酸化物がV、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Sn、Pbの内の、いずれか一つ以上の金属を含むことを特徴とする、請求項18に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
- 1族の金属の硫酸塩が硫酸セシウムであることを特徴とする、請求項18または19に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
- 金属塩と、1族の金属の硫酸塩および/または2族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および/または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させることを特徴とする、請求項11乃至20のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
- 金属塩と、1族の金属の硫酸塩および/または2族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および/または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させる際、三次元構造体及び水溶液の周囲の雰囲気を減圧することを特徴とする、請求項11乃至21のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
- 金属塩と、1族の金属の硫酸塩および/または2族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および/または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させた後、三次元構造体を吸湿性材料と接触させて、余剰な水溶液を除去することを特徴とした、請求項11乃至22のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
- 金属塩と、1族の金属の硫酸塩および/または2族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および/または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させた後、三次元構造体に遠心力を加えることによって、余剰な水溶液を除去することを特徴とした、請求項11乃至23のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
- 金属塩と、1族の金属の硫酸塩および/または2族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および/または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させた後、余剰な水溶液を除去し、凍結乾燥することを特徴とする、請求項11乃至24のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
- 凍結乾燥する際、乾燥前に液体窒素に浸漬させ、予め三次元構造体を凍結させ、減圧乾燥することを特徴とする、請求項25に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
- 排ガス流路の上流側に酸化触媒ハニカムを備え、下流側に請求項1乃至10のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタを備えたことを特徴とする排ガス浄化装置。
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