JP4819814B2 - ハニカム構造体、及びハニカム触媒体 - Google Patents
ハニカム構造体、及びハニカム触媒体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4819814B2 JP4819814B2 JP2007533316A JP2007533316A JP4819814B2 JP 4819814 B2 JP4819814 B2 JP 4819814B2 JP 2007533316 A JP2007533316 A JP 2007533316A JP 2007533316 A JP2007533316 A JP 2007533316A JP 4819814 B2 JP4819814 B2 JP 4819814B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- average
- honeycomb
- cell
- honeycomb structure
- partition wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 157
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 128
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 71
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 49
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 46
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 31
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 24
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 21
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 71
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 34
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 29
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 23
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 19
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000023402 cell communication Effects 0.000 description 5
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 5
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 4
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 4
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 3
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical class [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical class O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical class O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- -1 sialon Chemical compound 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Chemical class 0.000 description 1
- 238000007581 slurry coating method Methods 0.000 description 1
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical class [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
- B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
- B01D46/2418—Honeycomb filters
- B01D46/2425—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material
- B01D46/2429—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material of the honeycomb walls or cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
- B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
- B01D46/2418—Honeycomb filters
- B01D46/2425—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material
- B01D46/24491—Porosity
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
- B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
- B01D46/2418—Honeycomb filters
- B01D46/2425—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material
- B01D46/24492—Pore diameter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
- B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
- B01D46/2418—Honeycomb filters
- B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
- B01D46/247—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure of the cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
- B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
- B01D46/2418—Honeycomb filters
- B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
- B01D46/2474—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure of the walls along the length of the honeycomb
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
- B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
- B01D46/2418—Honeycomb filters
- B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
- B01D46/2482—Thickness, height, width, length or diameter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
- B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
- B01D46/2418—Honeycomb filters
- B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
- B01D46/2484—Cell density, area or aspect ratio
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
- B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
- B01D46/2418—Honeycomb filters
- B01D46/2498—The honeycomb filter being defined by mathematical relationships
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/0006—Honeycomb structures
- C04B38/0009—Honeycomb structures characterised by features relating to the cell walls, e.g. wall thickness or distribution of pores in the walls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
- F01N3/0222—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/14—Silica and magnesia
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/63—Platinum group metals with rare earths or actinides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00793—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filters or diaphragms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/0081—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as catalysts or catalyst carriers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
- F01N2260/06—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for improving exhaust evacuation or circulation, or reducing back-pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
- F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
Description
本発明は、自動車用、建設機械用、及び産業用定置エンジン、並びに燃焼機器等から排出される排ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）、及び硫黄酸化物（ＳＯＸ）等の被浄化成分の浄化に好適に用いられるハニカム構造体、及びハニカム触媒体に関する。
現在、各種エンジン等から排出される排ガスを浄化するために、ハニカム構造の触媒体（ハニカム触媒体）が用いられている。このハニカム触媒体は、図６に示すように、セル３を形成する隔壁４の表面に触媒層１５が担持された構造を有するものである。また、図４，５に示すように、このハニカム触媒体６０（ハニカム構造体１１）を用いて排ガスを浄化するに際しては、一の端面２ａ側からハニカム触媒体６０のセル３に排ガスを流入させ、隔壁４表面の触媒層（図示せず）に排ガスを接触させ、次いで、他の端面２ｂの側から外部へと流出させることにより行われる（例えば、特許文献１参照）。
このようなハニカム触媒体を用いて排ガスを浄化する場合には、排ガスから隔壁表面の触媒層に向けての、排ガスに含まれる被浄化成分の伝達を可能な限り促進させ、浄化効率を向上させる必要がある。排ガスの浄化効率を向上させるためには、セルの水力直径を小さくすること、及び隔壁の表面積を大きくすること等が必要である。具体的には、単位面積当たりのセル数（セル密度）を増加させる方法等が採用される。
ここで、排ガスから隔壁表面の触媒層に向けての被浄化成分の伝達率は、セルの水力直径の二乗に反比例して増加することが知られている。このため、セル密度を増加させるほど、被浄化成分の伝達率は向上する。しかしながら、圧力損失も、セルの水力直径の二乗に反比例して増加する傾向にある。従って、被浄化成分の伝達率の向上に伴って、圧力損失が増加してしまうという問題がある。
なお、隔壁表面の触媒層の厚みは、通常、約数十μｍ程度である。ここで、触媒層内において被浄化成分が拡散する速度が不十分である場合には、ハニカム触媒体の浄化効率が低下する傾向にある。この傾向は、特に低温条件下で顕著である。このため、排ガスの浄化効率を高めるためには、触媒層の表面積を増加させることだけでなく、触媒層の厚みを低減させて、触媒層内における被浄化成分の拡散速度を向上させる必要がある。従って、セル密度を増加させると触媒層の表面積が増加するという利点がある一方で、やはり圧力損失が増加してしまうという問題がある。
排ガスの浄化効率を高めつつ、圧力損失を低減させるためには、ハニカム触媒体の流入径を大きくするとともに、流通させる排ガスの流速を下げる必要がある。しかし、ハニカム触媒体を大型化等した場合には、例えば車載用のハニカム触媒体等については搭載スペースが限定されるため、搭載が困難になる場合もある。
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、浄化効率に優れ、圧力損失が小さく、限られた空間であっても搭載可能なハニカム触媒体を提供することが可能なハニカム構造体、及び浄化効率に優れ、圧力損失が小さく、限られた空間であっても搭載可能なハニカム触媒体を提供することにある。
本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、ハニカム構造体の、所定条件下におけるカーボン微粒子の通過個数率を特定の数値範囲内とすることによって、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明によれば、以下に示すハニカム構造体、及びハニカム触媒体が提供される。
［１］二つの端面間を連通する複数のセルが形成されるように配置された、多数の細孔を有する多孔質の隔壁と、前記セルをいずれかの前記端面において目封止するように配置された目封止部と、を備えたハニカム構造体であって、下記条件（１）を満たす燃焼排ガスに含まれるカーボン微粒子の通過個数率が、空間速度２５０００／ｈで、８０％以上であり、前記隔壁の画像最大距離平均が４３μｍ以上であり、前記隔壁の、前記セルの長さ方向の両端部の画像最大距離平均が、前記セルの長さ方向の中央部の画像最大距離平均の８０％以下であるハニカム構造体。
条件（１）：前記カーボン微粒子の平均粒子径が０．０７〜０．２μｍ、粒子径１μｍ以上の前記カーボン微粒子の含有割合が、個数で０．１％以下、前記カーボン微粒子の濃度が１０ｍｇ／ｍ３である。
条件（１）：前記カーボン微粒子の平均粒子径が０．０７〜０．２μｍ、粒子径１μｍ以上の前記カーボン微粒子の含有割合が、個数で０．１％以下、前記カーボン微粒子の濃度が１０ｍｇ／ｍ３である。
［２］前記隔壁の画像最大距離平均が４３μｍ以上であり、前記隔壁の、前記セルの長さ方向の両端部の画像最大距離平均が、前記セルの長さ方向の中央部の画像最大距離平均の６０％以下である前記［１］に記載のハニカム構造体。
［３］前記セルの連通方向の長さ（Ｌ）と等価直径（Ｄ）との比（Ｌ／Ｄ）が０．３以上、０．７５未満である前記［１］又は［２］に記載のハニカム構造体。
［４］前記隔壁の厚さが０．３〜０．４３ｍｍであり、セル密度が４〜４６．５個／ｃｍ２であり、前記隔壁の画像最大距離平均が２５０〜５００μｍであり、前記隔壁の気孔率が５５〜６５％である前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム構造体。
［５］前記隔壁の画像最大距離平均が、２５０〜３０００μｍである前記［１］に記載のハニカム構造体。
［６］前記［１］〜［５］のいずれかに記載のハニカム構造体と、前記ハニカム構造体の前記隔壁の、少なくとも前記細孔の内表面に層状に担持された、触媒を含有する触媒層と、を備えるとともに、前記ハニカム構造体の前記隔壁に多数の触媒層担持細孔が形成されてなり、下記条件（１）を満たす燃焼排ガスに含まれるカーボン微粒子の通過個数率が、空間速度２５０００／ｈで、８０％以上であるハニカム触媒体。
条件（１）：前記カーボン微粒子の平均粒子径が０．０７〜０．２μｍ、粒子径１μｍ以上の前記カーボン微粒子の含有割合が、個数で０．１％以下、前記カーボン微粒子の濃度が１０ｍｇ／ｍ３である。
条件（１）：前記カーボン微粒子の平均粒子径が０．０７〜０．２μｍ、粒子径１μｍ以上の前記カーボン微粒子の含有割合が、個数で０．１％以下、前記カーボン微粒子の濃度が１０ｍｇ／ｍ３である。
［７］前記触媒層が担持された状態における前記隔壁の画像最大距離平均が４０μｍ以上であり、前記触媒層が担持された状態における前記隔壁の、前記セルの長さ方向の両端部の画像最大距離平均が、前記セルの長さ方向の中央部の画像最大距離平均の８０％以下である前記［６］に記載のハニカム触媒体。
［８］前記触媒層が担持された状態における前記隔壁の画像最大距離平均が４０μｍ以上であり、前記触媒層が担持された状態における前記隔壁の、前記セルの長さ方向の両端部の画像最大距離平均が、前記セルの長さ方向の中央部の画像最大距離平均の６０％以下である前記［６］に記載のハニカム触媒体。
［９］前記セルの連通方向の長さ（Ｌ）と等価直径（Ｄ）との比（Ｌ／Ｄ）が０．３以上、０．７５未満であり、前記隔壁の厚さが０．３〜０．４３ｍｍであり、セル密度が４〜４６．５個／ｃｍ２であり、前記隔壁の画像最大距離平均が２５０〜５００μｍであり、前記隔壁の気孔率が６０〜８０％であり、隔壁の細孔径分布の常用対数標準偏差（細孔径分布σ）が０．２〜０．６である前記［６］〜［８］のいずれかに記載のハニカム触媒体。
本発明のハニカム構造体は、浄化効率に優れ、圧力損失が小さく、限られた空間であっても搭載可能なハニカム触媒体を提供することが可能であるという効果を奏するものである。
また、本発明のハニカム触媒体は、浄化効率に優れ、圧力損失が小さく、限られた空間であっても搭載可能であるという効果を奏するものである。
１，１１，２１，３１，４１：ハニカム構造体、２ａ，２ｂ：端面、３：セル、４：隔壁、５，１５：触媒層、１０：目封止部、２０：外壁、２５：細孔、３５：触媒層担持細孔、５０，６０，７０，８０，９０：ハニカム触媒体、５５：流入端部、６５：流出端部、７５：中央部、１００：試験片、１０５：リブ残り、Ｄ：セル水力直径、Ｈ：リブ残り高さ、ＬＣ：セル全長、Ｐ：セルピッチ、Ｔ，ｔ：隔壁厚さ、ｖ：観察範囲（視野）
以下、本発明の実施の最良の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
図１は、本発明のハニカム構造体及びハニカム触媒体の一実施形態を模式的に示す正面図である。また、図２は、本発明のハニカム構造体及びハニカム触媒体の一実施形態を模式的に示す断面図である。図１，２に示すように、本実施形態のハニカム構造体１は、多数の細孔を有する多孔質の隔壁４と、目封止部１０とを備えたものである。隔壁４は、二つの端面２ａ，２ｂ間を連通する複数のセル３が形成されるように配置されている。また、目封止部１０は、いずれかの端面２ａ，２ｂにおいてセル３を目封止するように配置されている。なお、図１中、符号２０は外壁、符号Ｐはセルピッチ、符号Ｄはセル水力直径、及び符号Ｔは隔壁厚さをそれぞれ示す。
本実施形態のハニカム構造体１は、下記の条件（１）を満たす燃焼排ガスに含まれるカーボン微粒子の通過個数率が、空間速度２５０００／ｈで、８０％以上、好ましくは８５％以上、更に好ましくは９０％以上のものである。
条件（１）：カーボン微粒子の平均粒子径が０．０７〜０．２μｍ、粒子径１μｍ以上のカーボン微粒子の含有割合が、個数で０．１％以下、カーボン微粒子の濃度が１０ｍｇ／ｍ３である。
条件（１）：カーボン微粒子の平均粒子径が０．０７〜０．２μｍ、粒子径１μｍ以上のカーボン微粒子の含有割合が、個数で０．１％以下、カーボン微粒子の濃度が１０ｍｇ／ｍ３である。
このように、所定の燃焼排ガスに含まれるカーボン微粒子の通過個数率を前記数値範囲とすると、このハニカム構造体１に所定の触媒を担持させてハニカム触媒体５０として用いた場合に、ディーゼルエンジンから排出される排ガスに含まれる、カーボン微粒子をはじめとするスートが隔壁４で捕捉され難く、それらのほとんどが通過する。即ち、図２に示すように、一の端面２ａ側からハニカム触媒体５０のセル３に流入した排ガスは、隔壁４を通過して隣接するセル３へと移動し、次いで、他の端面２ｂの側から外部へと流出する。ここで、本実施形態のハニカム構造体１は、所定の燃焼排ガスに含まれるカーボン微粒子の通過個数率が所定の数値範囲内であるために、このハニカム構造体１を用いて得られたハニカム触媒体５０の隔壁４には、排ガス中に含まれるカーボン微粒子等がほとんど捕捉されることがない。従って、本実施形態のハニカム構造体１を用いると、圧力損失が小さく、また長期間使用した場合であっても圧力損失の上昇し難いハニカム触媒体５０を得ることができる。
また、本実施形態のハニカム構造体１を用いれば、図４〜６に示すような従来のハニカム触媒体６０とは異なり、隔壁４の細孔２５表面に触媒層５を担持させることが可能である（図３参照）。従って、従来のハニカム触媒体に比してより浄化効率に優れ、限られた空間であっても搭載可能な、コンパクトなハニカム触媒体５０を提供することができる。なお、ハニカム触媒体５０の詳細については後述する。
ここで、カーボン微粒子の通過個数率の測定方法について説明する。先ず、カーボン微粒子の平均粒子径が０．０７〜０．２μｍ、粒子径１μｍ以上のカーボン微粒子の含有割合が、個数で０．１％以下、カーボン微粒子の濃度が１０ｍｇ／ｍ３である燃焼排ガスを用意する。この燃焼排ガスを、測定試料（ハニカム構造体又はハニカム触媒体）に対して、２５〜１００℃の温度条件下、空間速度（ＳＶ）＝２５０００／ｈで流入及び流出させる。このとき、流入前の燃焼排ガスに含有される平均粒子径０．１μｍのカーボン微粒子の個数、及び、流出後の燃焼排ガスに含有される平均粒子径０．１μｍのカーボン微粒子の個数を、スキャニング モビリティー パーティクル サイザー（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅｒ（ＳＭＰＳ））を使用してそれぞれ測定する。その測定値から、カーボン微粒子通過個数率（％）を算出することができる。
本実施形態のハニカム構造体１のセル水力直径Ｄ（ｍ）と、隔壁のパーミアビリティー（ｍ２）が、（セル水力直径）２／（パーミアビリティー）＝２×１０３以上、６×１０５未満の関係を満たすことが好ましく、（セル水力直径）２／（パーミアビリティー）＝５×１０３〜１×１０５の関係を満たすことが更に好ましく、（セル水力直径）２／（パーミアビリティー）＝１×１０４〜５×１０４の関係を満たすことが特に好ましい。
ガスがセル内を流通する際に生ずる圧力損失（セル流通圧力損失）は、セルの水力直径の二乗に反比例する。また、ガスが隔壁を通過する際に生ずる圧力損失（隔壁通過圧力損失）と、セル流通圧力損失との比「（隔壁通過圧力損失）／（セル流通圧力損失）」は、「（セル水力直径）２／（パーミアビリティー）」に比例する。ここで、「（セル水力直径）２／（パーミアビリティー）」が２×１０３以上であると、このハニカム構造体１を用いて得られたハニカム触媒体５０の隔壁４の全域にわたって均一にガスが流れ易くなるために好ましい。一方、「（セル水力直径）２／（パーミアビリティー）」が６×１０５未満であると、このハニカム構造体１を用いて得られたハニカム触媒体５０全体の圧力損失が増大し難くなるために好ましい。
なお、本明細書にいう「パーミアビリティー」とは、下記式（１）により算出される物性値をいい、所定のガスがその物（隔壁）を通過する際の通過抵抗を表す指標となる値である。ここで、下記式（１）中、Ｃはパーミアビリティー（ｍ２）、Ｆはガス流量（ｃｍ３／ｓ）、Ｔは試料厚み（ｃｍ）、Ｖはガス粘性（ｄｙｎｅｓ・ｓｅｃ／ｃｍ２）、Ｄは試料直径（ｃｍ）、Ｐはガス圧力（ＰＳＩ）をそれぞれ示す。また、下記式（１）中の数値は、１３．８３９（ＰＳＩ）＝１（ａｔｍ）であり、６８９４７．６（ｄｙｎｅｓ・ｓｅｃ／ｃｍ２）＝１（ＰＳＩ）である。
図９は、パーミアビリティーの測定に用いる試験片について説明する模式図である。図９に示すように、先ず、ハニカム構造体、又はハニカム触媒体から、リブ残り高さＨが０．２ｍｍとなるように、一の隔壁４に接続する隔壁の一部（リブ残り１０５）を残した状態で、試験片１００を切り出す。この試験片１００の形状は、角板上であっても、円板状であってもよい。この試験片１００に室温空気を通過させ、その際のパーミアビリティーを前記式（１）により算出する。リブ残り１０５によって形成される、試験片１００とシールとの隙間から空気が漏れないように、グリス等の流動性シールを併用することが望ましい。また、計算上の隔壁通過流速が０．１〜１ｃｍ／ｓｅｃとなるように空気流量を調整し、この空気流量で計測した結果を用いる。なお、パーミアビリティーの測定対象が、ハニカム触媒体の隔壁である場合には、セルの内壁面と切断面とで、触媒層のつき方が異なる。但し、本実施形態のハニカム構造体を用いたハニカム触媒体は、その細孔の内表面に触媒層が担持されている。このため、リブ残りの影響は小さく、ハニカム構造体の場合と同じ測定方法によって、ハニカム触媒体の隔壁のパーミアビリティーを測定することができる。
本実施形態のハニカム構造体１のセル３の密度（セル密度）は、０．２５〜４６．５個／ｃｍ２（１．６１〜３００ｃｐｓｉ）であることが好ましく、１．５５〜１５．５個／ｃｍ２（１０〜１００ｃｐｓｉ）であることが更に好ましく、１．５５〜１２．４個／ｃｍ２（１０〜８０ｃｐｓｉ）であることが特に好ましい。セル密度が０．２５個／ｃｍ２未満であると、排ガスとの接触効率が不足する傾向にある。一方、セル密度が４６．５個／ｃｍ２超であると、圧力損失が増大する傾向にある。なお、「ｃｐｓｉ」は「ｃｅｌｌｓ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｉｎｃｈ」の略であり、１平方インチ当りのセル数を表す単位である。１０ｃｐｓｉは、約１．５５個／ｃｍ２である。
隔壁４の厚さ（隔壁厚さＴ）は、０．１５〜７ｍｍ（５．９〜２７６ｍｉｌ）であることが好ましく、０．４〜２ｍｍ（１５．７〜７８．７ｍｉｌ）であることが更に好ましく、０．７〜１．５ｍｍ（２７．６〜５９ｍｉｌ）であることが特に好ましい。隔壁厚さＴが０．１５ｍｍ未満であると、強度が不足して耐熱衝撃性が低下する場合がある。一方、隔壁厚さＴが０．１５ｍｍ超であると、圧力損失が増大する傾向にある。なお、１ｍｉｌは、１０００分の１インチであり、約０．０２５ｍｍである。
本実施形態のハニカム構造体１の隔壁４の画像最大距離平均は、４３μｍ以上であり、５０〜５００μｍであることが好ましく、２５０μｍを超えて５００μｍ以下であることが更に好ましい。画像最大距離平均が４３μｍ未満であると、例えばディーゼルエンジンから排出される排ガスに含まれるカーボン微粒子等の微粒子が捕捉され易くなり、圧力損失が上昇する。なお、本明細書にいう「細孔径」は、画像解析によって測定される物性値である。具体的には、隔壁断面のＳＥＭ写真を、隔壁厚さを「ｔ」とした場合に、縦×横＝ｔ×ｔの視野について少なくとも２０視野観察する。次いで、観察したそれぞれの視野内で、空隙中の最大直線距離を計測し、全ての視野について計測した最大直線距離の平均値を「画像最大距離平均」とした。
例えば、図１０に示す、ハニカム構造体の端面の一部を拡大した平面図においては、隔壁４のｔ×ｔの範囲を一つの観察範囲（視野）ｖとし、２０箇所の視野についてＳＥＭ写真を撮り、画像解析する。そして、図１１に示すように、２０視野のＳＥＭ写真において、各視野内の最大直線距離を計測し、平均値をとる。図１１に示す２０視野のＳＥＭ写真においては、最上段左端から右に向かって、そして上段から下段に向かって、それぞれの最大直線距離は、３８７μｍ、４４２μｍ、３２７μｍ、１７９μｍ、２７５μｍ、２５５μｍ、３０３μｍ、３７７μｍ、３５０μｍ、１８５μｍ、３５３μｍ、１５３μｍ、３３２μｍ、２４５μｍ、２５７μｍ、３０２μｍ、２０７μｍ、４６５μｍ、３２０μｍ、及び３０１μｍである。この場合、画像最大距離平均は、３０１μｍとなる。
なお、図１１に示すＳＥＭ写真は５０倍の倍率で撮影したものである。画像解析には、市販の画像解析ソフトを用いることができ、例えば、ＣＯＲＥＬ社製、商品名：Ｐａｉｎｔ Ｓｈｏｐ ＰｒｏＸを用いることができる。ＳＥＭ写真の倍率は、鮮明な画像が得られるような倍率であればよく、例えば、１０〜１０００倍の任意の倍率を選べばよい。
また、本実施形態のハニカム構造体１の隔壁４の、セル３の長さ方向の両端部の画像最大距離平均が、セル３の長さ方向の中央部の画像最大距離平均の８０％以下であり、６０％以下であることが好ましく、５０％以下であることが更に好ましい。ここで、本明細書における、隔壁の両端部と中央部は、図７に示すように定義される。ハニカム構造体１の端部２ａ，２ｂ間の長さを「セル全長ＬＣ」とした場合に、端面２ａ側におけるセル全長の３０％の長さの部分（０．３×ＬＣの部分）を流入端部５５といい、端面２ｂ側におけるセル全長の３０％の長さの部分（０．３×ＬＣの部分）を流出端部６５という。なお、流入端部５５と流出端部６５を、併せて両端部という。また、ハニカム構造体１のうち、この両端部（流入端部５５と流出端部６５）を除いた、０．４×ＬＣの部分を中央部７５という。
図７に示すように、ハニカム構造体１の端面２ａの側からセル３内に流入した排ガスは、多孔質の隔壁４を通過して隣接するセル３内に流入した後、端面２ｂから流出する。ここで、隔壁４には、排ガスの通過速度が速い部分と遅い部分が存在し、排ガス通過速度に分布が生じているものと推測される。より具体的には、隔壁４の流入端部５５及び流出端部６５では、中央部７５に比して排ガスの通過速度がより速いと考えられる。従って、隔壁４の、両端部（流入端部５５、流出端部６５）の画像最大距離平均を、中央部７５の画像最大距離平均の８０％以下とすることにより、隔壁４の全域にわたって排ガスが均等な速度で通過し易くなるため、より優れた浄化性能が発揮される。
隔壁４の気孔率は、３０〜８０％であることが好ましく、４０〜６５％であることが更に好ましい。気孔率が３０％未満であると、隔壁通過流速が増大化し、浄化性能が悪化する傾向にある。一方、気孔率が８０％超であると、強度が不十分となる傾向にある。なお、本明細書にいう「気孔率」は、画像解析によって測定される物性値である。具体的には、隔壁断面のＳＥＭ写真を、隔壁厚さを「ｔ」とした場合に、縦×横＝ｔ×ｔの視野について少なくとも５視野観察する。観察したそれぞれの視野内で、空隙面積比率を求め、これを３／２乗して得た値の、全ての視野について平均した値を「気孔率」とした。
隔壁４の細孔径分布の常用対数標準偏差（細孔径分布σ）は、０．１〜０．６であることが好ましく、０．２〜０．６であることが更に好ましい。細孔径分布σが０．１未満であると、隔壁通過圧損が増加する傾向にある。一方、細孔径分布σが０．６超であると、大きな細孔のみにガスが流れてしまうため浄化性能が悪化する傾向にある。「細孔径分布の常用対数標準偏差」を導く場合の、「細孔径分布」は、水銀ポロシメータにより測定した値を用いる。そして、得られた細孔径分布について下記式（２）〜（５）を用いて常用対数標準偏差（下記式（５）におけるｓｄ；標準偏差）を求める。尚、下記式（３）、（４）における「ｆ」で示される微分細孔容積は、例えば、細孔径Ｄｐ１以下の細孔の細孔容積（細孔径０〜Ｄｐ１の累積）がＶ１であり、細孔径Ｄｐ２以下の細孔の細孔容積（細孔径０〜Ｄｐ２の累積）がＶ２であるとすると、微分細孔容積ｆ２は、ｆ２＝Ｖ２−Ｖ１で示される値となる。下記式（２）〜（５）において、「Ｄｐ」は細孔径（μｍ）、「ｆ」は微分細孔容積（ｍＬ／ｇ）、「ｘ」は細孔径Ｄｐの常用対数、「ｘａｖ」はｘについての平均値、「ｓ２」はｘについての分散、「ｓｄ」はｘについての標準偏差（細孔径分布の常用対数標準偏差）をそれぞれ表す。また、下記式及び表７中の「ｓ」は細孔径分布σを示す。
なお、セル密度が０．２５〜４６．５個／ｃｍ２、隔壁の厚さが０．１５〜７ｍｍ、隔壁の画像最大距離平均が４３μｍ以上、隔壁の気孔率が３０〜８０％、及び隔壁の細孔径分布の常用対数標準偏差が０．１〜０．６である場合には、産業用燃焼機器から排出される排ガス浄化用（産業用）の触媒体を構成するための担体として好適である。
また、セル密度が１．５５〜１２．４個／ｃｍ２、隔壁の厚さが０．７〜１．５ｍｍ、隔壁の画像最大距離平均が２５０μｍを超えて５００μｍ以下、隔壁の気孔率が４０〜６５％、及び隔壁の細孔径分布の常用対数標準偏差が０．２〜０．６である場合には、産業用の触媒体を構成する担体のなかでも、特に、自動車用エンジンから排出される排ガス浄化用（車載用）の触媒体を構成するための担体として好適である。
本実施形態のハニカム構造体１を構成する材料としては、セラミックスを主成分とする材料、又は焼結金属等を好適例として挙げることができる。また、本実施形態のハニカム構造体１が、セラミックスを主成分とする材料からなるものである場合に、このセラミックスとしては、炭化珪素、コージェライト、アルミナタイタネート、サイアロン、ムライト、窒化珪素、リン酸ジルコニウム、ジルコニア、チタニア、アルミナ、若しくはシリカ、又はこれらを組み合わせたものを好適例として挙げることができる。特に、炭化珪素、コージェライト、ムライト、窒化珪素、アルミナ等のセラミックスが、耐アルカリ特性上好適である。なかでも酸化物系のセラミックスは、コストの点でも好ましい。
本実施形態のハニカム構造体１の、４０〜８００℃における、セルの連通方向の熱膨張係数は、１．０×１０−６／℃未満であることが好ましく、０．８×１０−６／℃未満であることが更に好ましく、０．５×１０−６／℃未満であることが特に好ましい。４０〜８００℃におけるセルの連通方向の熱膨張係数が１．０×１０−６／℃未満であると、高温の排気ガスに晒された際の発生熱応力を許容範囲内に抑えられ、ハニカム構造体の熱応力破壊を防止することができる。
本実施形態のハニカム構造体１は、等価直径Ｄとセルの連通方向の長さ（以下「全長Ｌ」と記す場合がある）との比（Ｌ／Ｄ）が０．３以上、０．７５未満であることが好ましい。更に好ましくは、０．３〜０．５であり、特に好ましくは０．３〜０．４である。全長Ｌが長すぎると（Ｌ／Ｄの比が大きすぎると）、壁を通過する流速が担体の軸方向で一定とならず、分布を生じてしまう。即ち、出口近傍の隔壁のみを多量の排ガスが流れてしまい、その部分のみの触媒に負荷がかかり、その他の位置にコートされた触媒が有効に使われず、無駄になってしまう場合がある。一方、Ｌ／Ｄが小さすぎると、全長Ｌに対する目封じ部分の長さの比（比率）が増加してしまう。この増加は、触媒担持に使用できない部分の重量比が増加してしまうことになるため、触媒の暖気性が悪くなり、浄化性能が悪化してしまうおそれがある。従って、Ｌ／Ｄの比を上記範囲とすることにより、隔壁を通過する流速の分布が均一になり、隔壁全体が有効に使用できるので浄化性能が向上するという利点がある。なお、等価直径Ｄは、「４×断面積／断面の外周長さ」によって求められる値である。ここで、「断面積」は、セルの連通方向に垂直な面で径方向に切断した断面の面積であり、「断面の外周長さ」は上記断面の外周長さを意味する。
また、本実施形態のハニカム構造体１の、セルの連通方向に垂直な面で径方向に切断した断面の形状は、設置しようとする排気系の内形状に適した形状であることが好ましい。具体的には、円、楕円、長円、台形、三角形、四角形、六角形、又は左右非対称な異形形状を挙げることができる。なかでも、円、楕円、長円が好ましい。
本発明のハニカム構造体は、例えば、従来公知のディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）の製造方法に準じた製造方法に従って、製造することができる。但し、本発明のハニカム構造体は、所定の燃焼排ガスに含まれるカーボン微粒子の通過個数率が所定の数値範囲内のものである。従って、例えば、材料の化学組成を適宜調整すること、造孔剤を用いて多孔質構造とする場合には、用いる造孔剤の種類、粒子径、添加量等を適宜調整すること等により、所定の燃焼排ガスに含まれるカーボン微粒子の通過個数率を所定の数値範囲内とすることができる。
次に、本発明のハニカム触媒体の一実施形態について説明する。図１〜３に示すように、本実施形態のハニカム触媒体５０は、ハニカム構造体１と、触媒を含有する触媒層５とを備えたものである。触媒層５は、細孔２５の内表面に層状に担持されており、多数の触媒担持細孔３５が隔壁４の内部に形成されている。なお、触媒担持細孔３５は、隣接するセル３どうしを相互に連通している。また、触媒層１５は、セル３の内表面に形成されていてもよい。
ハニカム構造体１は、記述の如く、所定の燃焼排ガスに含まれるカーボン微粒子の通過個数率が所定の数値範囲内のものである。このため、このハニカム構造体１の細孔２５内表面に触媒層５を担持した本実施形態のハニカム触媒体５０においては、ディーゼルエンジンから排出される排ガスに含まれる、カーボン微粒子をはじめとするスートが隔壁４で捕捉され難く、それらのほとんどが通過する。即ち、図２に示すように、一の端面２ａ側からハニカム触媒体５０のセル３に流入した排ガスは、隔壁４を通過して隣接するセル３へと移動し、次いで、他の端面２ｂの側から外部へと流出する。従って、本実施形態のハニカム触媒体５０は、圧力損失が小さく、また長期間使用した場合であっても圧力損失の上昇し難いものである。
また、本実施形態のハニカム触媒体５０は、図４〜６に示すような従来のハニカム触媒体６０とは異なり、隔壁４の細孔２５表面に触媒層５が担持されたものである。従って、従来のハニカム触媒体に比してより浄化効率に優れ、限られた空間であっても搭載可能な、コンパクトな触媒体である。
また、本実施形態のハニカム触媒体５０のセル水力直径Ｄ（ｍ）と、隔壁のパーミアビリティー（ｍ２）が、（セル水力直径）２／（パーミアビリティー）＝２×１０３以上、６×１０５未満、の関係を満たすことが好ましく、（セル水力直径）２／（パーミアビリティー）＝５×１０３〜１×１０５の関係を満たすことが更に好ましく、（セル水力直径）２／（パーミアビリティー）＝１×１０４〜５×１０４の関係を満たすことが特に好ましい。「（セル水力直径）２／（パーミアビリティー）」が２×１０３以上であると、隔壁４の全域にわたって均一にガスが流れ易くなるために好ましい。一方、「（セル水力直径）２／（パーミアビリティー）」が６×１０５未満であると、ハニカム触媒体５０全体の圧力損失が増大し難くなるために好ましい
触媒層５が担持された状態、即ち、触媒担持細孔３５が形成された状態における隔壁４の画像最大距離平均は、４０μｍ以上であることが好ましく、５０〜５００μｍであることが更に好ましく、２５０μｍを超えて５００μｍ以下であることが特に好ましい。画像最大距離平均が４０μｍ未満であると、例えばディーゼルエンジンから排出される排ガスに含まれるカーボン微粒子等の微粒子が捕捉され易くなり、圧力損失が上昇する傾向にある。
また、本実施形態のハニカム触媒体５０の隔壁４の、セル３の長さ方向の両端部（流入端部５５、流出端部６５）の画像最大距離平均が、セル３の長さ方向の中央部７５の画像最大距離平均の８０％以下であることが好ましく、６０％以下であることが更に好ましく、５０％以下であることが特に好ましい（図７参照）。このように、隔壁４の、両端部（流入端部５５及び流出端部６５）の画像最大距離平均を、中央部７５の画像最大距離平均に比して小さくすることにより、隔壁４の全域にわたって排ガスが均等な速度で通過し易くなるため、より優れた浄化性能が発揮される。
触媒層５が担持された状態、即ち、触媒担持細孔３５が形成された状態における隔壁４の気孔率は、３０〜８０％であることが好ましく、４０〜６５％であることが更に好ましい。気孔率が３０％未満であると、隔壁通過流速が増大化し、浄化性能が悪化する傾向にある。一方、気孔率が８０％超であると、強度が不十分となる傾向にある。
なお、画像最大距離平均が４０μｍ以上、及び気孔率が３０〜８０％である場合には、産業用燃焼機器から排出される排ガス浄化用（産業用）の触媒体として好適である。また、画像最大距離平均が２５０μｍを超えて５００μｍ以下、及び気孔率が４０〜６５％である場合には、産業用の触媒体のなかでも、特に、自動車用エンジンから排出される排ガス浄化用（車載用）の触媒体として好適である。
本実施形態のハニカム触媒体５０を構成する触媒層５に含有される触媒の具体例としては、（１）ガソリンエンジン排ガス浄化三元触媒、（２）ガソリンエンジン又はディーゼルエンジン排ガス浄化用の酸化触媒、（３）ＮＯＸ選択還元用ＳＣＲ触媒、（４）ＮＯＸ吸蔵触媒、を挙げることができる。
ガソリンエンジン排ガス浄化三元触媒は、ハニカム構造体（ハニカム担体）の隔壁を被覆する担体コートと、この担体コートの内部に分散担持される貴金属とを含むものである。担体コートは、例えば活性アルミナにより構成されている。また、担体コートの内部に分散担持される貴金属としては、Ｐｔ、Ｒｈ、若しくはＰｄ、又はこれらを組み合わせたものを好適例として挙げることができる。更に、担体コートには、例えば、酸化セリウム、酸化ジルコニア、シリカ等の化合物、又はこれらを組み合わせた混合物が含有される。なお、貴金属の合計量を、ハニカム構造体の体積１リットル当り、０．１７〜７．０７ｇとすることが好ましい。
ガソリンエンジン又はディーゼルエンジン排ガス浄化用の酸化触媒には、貴金属が含有される。この貴金属としては、Ｐｔ、Ｒｈ、及びＰｄからなる群より選択される一以上が好ましい。なお、貴金属の合計量を、ハニカム構造体の体積１リットル当り、０．１７〜７．０７ｇとすることが好ましい。また、ＮＯＸ選択還元用ＳＣＲ触媒は、金属置換ゼオライト、バナジウム、チタニア、酸化タングステン、銀、及びアルミナからなる群より選択される少なくとも一種を含有するものである。
ＮＯＸ吸蔵触媒には、アルカリ金属、及び／又はアルカリ土類金属が含有される。アルカリ金属としては、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉを挙げることができる。アルカリ土類金属としては、Ｃａを挙げることができる。なお、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、及びＣａの合計量を、ハニカム構造体の体積１リットル当り、５ｇ以上とすることが好ましい。
本発明のハニカム触媒体は、前述のハニカム構造体に、従来公知の方法に準じた製造方法に従って、触媒を担持することにより製造することができる。具体的には、先ず、触媒を含有する触媒スラリーを調製する。次いで、この触媒スラリーを、吸引法等の方法により、ハニカム構造体の隔壁の細孔表面にコートする。その後、室温又は加熱条件下で乾燥することにより、本発明のハニカム触媒体を製造することができる。
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［画像最大距離平均］：画像解析により細孔径を測定し、画像最大距離平均を算出した。具体的には、隔壁断面のＳＥＭ写真を、隔壁厚さを「ｔ」とした場合に、縦×横＝ｔ×ｔの視野について少なくとも２０視野観察する。次いで、観察したそれぞれの視野内で、空隙中の最大直線距離を計測し、全ての視野について計測した最大直線距離の平均値を「画像最大距離平均」とした。
［細孔径分布の標準偏差（σ）］：水銀ポロシメータ（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製、商品名：Ａｕｔｏ Ｐｏｒｅ ＩＩＩ 型式９４０５）を用いて、細孔径分布を測定し、細孔径分布の標準偏差（細孔径分布σ）を算出した。
［気孔率］：画像解析によって測定した。具体的には、隔壁断面のＳＥＭ写真を、隔壁厚さを「ｔ」とした場合に、縦×横＝ｔ×ｔの視野について少なくとも５視野観察する。観察したそれぞれの視野内で、空隙面積比率を求め、これを３／２乗して得た値の、全ての視野について平均した値を「気孔率」とした。
［パーミアビリティー］：隔壁の一部を取出し、凹凸がなくなるように加工したものを試料とし、この試料をφ２０ｍｍのサンプルホルダーでガス漏れのないよう上下から挟み込んだ後、試料の下流側が１ａｔｍとなるように試料に特定のガス圧をかけてガスを透過させた。この際、試料を通過したガスについて、下記式（１）に基づいてパーミアビリティーを算出した。なお、下記式（１）中、Ｃはパーミアビリティー（ｍ２）、Ｆはガス流量（ｃｍ３／ｓ）、Ｔは試料厚み（ｃｍ）、Ｖはガス粘性（ｄｙｎｅｓ・ｓｅｃ／ｃｍ２）、Ｄは試料直径（ｃｍ）、Ｐはガス圧力（ＰＳＩ）をそれぞれ示す。また、下記式（１）中の数値は、１３．８３９（ＰＳＩ）＝１（ａｔｍ）であり、６８９４７．６（ｄｙｎｅｓ・ｓｅｃ／ｃｍ２）＝１（ＰＳＩ）である。
［カーボン微粒子通過個数率］：カーボン微粒子の平均粒子径が０．０７〜０．２μｍ、粒子径１μｍ以上のカーボン微粒子の含有割合が、個数で０．１％以下、カーボン微粒子の濃度が１０ｍｇ／ｍ３である燃焼排ガスを使用した。この燃焼排ガスを、ハニカム構造体又はハニカム触媒体に、２５〜１００℃の温度条件下、空間速度（ＳＶ）＝２５０００／ｈで流入及び流出させた。このとき、流入前の燃焼排ガスに含有される平均粒子径０．１μｍのカーボン微粒子の個数、及び、流出後の燃焼排ガスに含有される平均粒子径０．１μｍのカーボン微粒子の個数を、スキャニング モビリティー パーティクル サイザー（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅｒ（ＳＭＰＳ）、ＣＴＩ社製、Ｍｏｄｅｌ ３９３６−Ｓｅｒｉｅｓ）を使用してそれぞれ測定して、カーボン微粒子通過個数率（％）を測定・算出した。なお、参考資料として、流入前及び流出後の燃焼排ガスに含有される、カーボン微粒子の粒子径に対して、カーボン微粒子の個数をプロットしたグラフを図８に示す。
［浄化率］：酸素７体積％、水蒸気１０体積％、二酸化炭素１０体積％、炭化水素２００（カーボンモル数）ｐｐｍ、及び残部が窒素からなる燃焼ガスを、空間速度（ＳＶ）１０００００ｈ−１、温度２００℃の条件でハニカム構造体内、又はハニカム触媒体内に流入させた。流入前後における燃焼ガスの炭化水素濃度から、浄化率（％）を算出した。
［浄化指数］：比較対照のハニカム触媒体を使用して、上記浄化率（基準浄化率（％））を算出し、この基準浄化率に対する割合として、浄化指数（％）を算出した。ここで、浄化指数＝２００％とは、比較対照のハニカム触媒体の２倍の浄化率であることを意味する。なお、自動車用途を想定したハニカム触媒体については、セル密度６００ｃｐｓｉ（９３個／ｃｍ２）、隔壁厚さ４．５ｍｉｌ（０．１１４３ｍｍ）の単純ハニカム構造体（目封止部なし）に触媒を担持したもの（図４〜６参照）を用いた場合を比較対照とした。また、産業用途を想定したハニカム触媒体については、セル密度３０ｃｐｓｉ（４．６５個／ｃｍ２）、隔壁厚さ３２ｍｉｌ（０．８１２８ｍｍ）の単純ハニカム構造体（目封止部なし）に触媒を担持したもの（図４〜６参照）を用いた場合を比較対照とした。
［圧力損失］：室温条件下、０．５ｍ３／ｍｉｎの流速でエアーを流通させ、圧力損失を測定した。同一形状、同一セル密度、及び同一隔壁厚さの比較対照用のハニカム触媒体の圧力損失（基準圧力損失）を測定し、この基準圧力損失に対する比率（圧損増加率（％））を算出した。また、圧損増加率が２０％以上であった場合に圧損上昇「有り」、及び圧損上昇率が２０％未満であった場合に圧損上昇「無し」と評価した。
［長期耐目詰まり］：軽油バーナー用の燃料軽油９５質量部に対して、市販のエンジン潤滑オイルを５質量部添加して得られた燃料を、リーン条件でススを発生させない状態で燃焼させた燃焼ガスを、６００℃、２．１Ｎｍ／ｍｉｎの流速でハニカム触媒体に長期間流入し、以下に示す基準で「長期耐目詰まり」を評価した。
◎：問題無し、良好
○：若干の目詰まりがあるが、実使用可能
×：目詰まりにより実使用不可能
◎：問題無し、良好
○：若干の目詰まりがあるが、実使用可能
×：目詰まりにより実使用不可能
（参考例１〜２４、比較例１，２）
タルク、カオリン、仮焼カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、及びシリカのうちから複数を組み合わせて、その化学組成が、ＳｉＯ２４２〜５６質量％、Ａｌ２Ｏ３０〜４５質量％、及びＭｇＯ１２〜１６質量％となるように所定の割合で調合されたコージェライト化原料１００質量部に対して、造孔剤としてグラファイトを１２〜２５質量部、及び合成樹脂を５〜１５質量部を添加した。更に、メチルセルロース類、及び界面活性剤をそれぞれ適当量添加した後、水を加えて混練することにより杯土を調製した。調製した杯土を真空脱気した後、押出成形することによりハニカム成形体を得た。得られたハニカム成形体を乾燥後、最高温度１４００〜１４３０℃の温度範囲で焼成することにより、ハニカム焼成体を得た。得られたハニカム焼成体のセルのいずれかの端部に、市松模様状となるように目封止剤を詰めて再度焼成することにより、表１に示す隔壁の細孔構造を有する、直径１４４ｍｍ、全長１５２ｍｍのハニカム構造体（参考例１〜２４、比較例１，２）を作製した。作製したハニカム構造体のカーボン微粒子通過個数率の測定結果を表１に示す。なお、隔壁の細孔構造は、コージェライト化原料の化学組成、造孔剤の粒子径、造孔剤の添加量等を適宜調整することにより調整した。また、目封止部の目封止深さは、端面から１０ｍｍであった。
タルク、カオリン、仮焼カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、及びシリカのうちから複数を組み合わせて、その化学組成が、ＳｉＯ２４２〜５６質量％、Ａｌ２Ｏ３０〜４５質量％、及びＭｇＯ１２〜１６質量％となるように所定の割合で調合されたコージェライト化原料１００質量部に対して、造孔剤としてグラファイトを１２〜２５質量部、及び合成樹脂を５〜１５質量部を添加した。更に、メチルセルロース類、及び界面活性剤をそれぞれ適当量添加した後、水を加えて混練することにより杯土を調製した。調製した杯土を真空脱気した後、押出成形することによりハニカム成形体を得た。得られたハニカム成形体を乾燥後、最高温度１４００〜１４３０℃の温度範囲で焼成することにより、ハニカム焼成体を得た。得られたハニカム焼成体のセルのいずれかの端部に、市松模様状となるように目封止剤を詰めて再度焼成することにより、表１に示す隔壁の細孔構造を有する、直径１４４ｍｍ、全長１５２ｍｍのハニカム構造体（参考例１〜２４、比較例１，２）を作製した。作製したハニカム構造体のカーボン微粒子通過個数率の測定結果を表１に示す。なお、隔壁の細孔構造は、コージェライト化原料の化学組成、造孔剤の粒子径、造孔剤の添加量等を適宜調整することにより調整した。また、目封止部の目封止深さは、端面から１０ｍｍであった。
（参考例２５）
コージェライト化原料の化学組成、造孔剤の粒子径、造孔剤の添加量等を適宜調整したこと以外は、前述の参考例１〜２４、比較例１、２の場合と同様にして、表２に示す隔壁の細孔構造を有する、直径１４４ｍｍ、全長１５２ｍｍのハニカム構造体（参考例２５）を作製した。作製したハニカム構造体のカーボン微粒子通過個数率の測定結果を表２に示す。
コージェライト化原料の化学組成、造孔剤の粒子径、造孔剤の添加量等を適宜調整したこと以外は、前述の参考例１〜２４、比較例１、２の場合と同様にして、表２に示す隔壁の細孔構造を有する、直径１４４ｍｍ、全長１５２ｍｍのハニカム構造体（参考例２５）を作製した。作製したハニカム構造体のカーボン微粒子通過個数率の測定結果を表２に示す。
（実施例１，２）
コージェライト化原料の化学組成、造孔剤の粒子径、造孔剤の添加量等を適宜調整したこと、及び全体として同一の細孔径を有する隔壁を備えたハニカム構造体を予め作製し、その後、より粒径の小さい原料で調製したスラリーに両端部の隔壁を浸漬することによって両端部の隔壁にスラリーを含浸させたこと以外は、前述の参考例１〜２４、比較例１、２の場合と同様にして、表２に示す隔壁の細孔構造を有する、直径１４４ｍｍ、全長１５２ｍｍのハニカム構造体（実施例１，２）を作製した。作製したハニカム構造体のカーボン微粒子通過個数率の測定結果を表２に示す。
コージェライト化原料の化学組成、造孔剤の粒子径、造孔剤の添加量等を適宜調整したこと、及び全体として同一の細孔径を有する隔壁を備えたハニカム構造体を予め作製し、その後、より粒径の小さい原料で調製したスラリーに両端部の隔壁を浸漬することによって両端部の隔壁にスラリーを含浸させたこと以外は、前述の参考例１〜２４、比較例１、２の場合と同様にして、表２に示す隔壁の細孔構造を有する、直径１４４ｍｍ、全長１５２ｍｍのハニカム構造体（実施例１，２）を作製した。作製したハニカム構造体のカーボン微粒子通過個数率の測定結果を表２に示す。
（参考例２６〜４３、比較例３，４）
貴金属として白金（Ｐｔ）を含有し、活性アルミナ、及び酸素吸蔵剤としてのセリアを更に含有する触媒スラリーを調製した。吸引法により、参考例１〜２４、比較例１、２のハニカム構造体の隔壁内表面、及び細孔内表面に、調製した触媒スラリーのコート層を形成した。次いで、加熱乾燥することにより、表３に示す隔壁（触媒層つき）の細孔構造を有するハニカム触媒体（参考例２６〜４３、比較例３，４）を作製した。作製したハニカム触媒体のカーボン微粒子通過個数率の測定結果を表３に示す。なお、ハニカム構造体（担体）１リットルあたりの貴金属（Ｐｔ）の量は２ｇであった。また、ハニカム構造体（担体）１リットルあたりの触媒スラリーのコート量は１００ｇであった。
貴金属として白金（Ｐｔ）を含有し、活性アルミナ、及び酸素吸蔵剤としてのセリアを更に含有する触媒スラリーを調製した。吸引法により、参考例１〜２４、比較例１、２のハニカム構造体の隔壁内表面、及び細孔内表面に、調製した触媒スラリーのコート層を形成した。次いで、加熱乾燥することにより、表３に示す隔壁（触媒層つき）の細孔構造を有するハニカム触媒体（参考例２６〜４３、比較例３，４）を作製した。作製したハニカム触媒体のカーボン微粒子通過個数率の測定結果を表３に示す。なお、ハニカム構造体（担体）１リットルあたりの貴金属（Ｐｔ）の量は２ｇであった。また、ハニカム構造体（担体）１リットルあたりの触媒スラリーのコート量は１００ｇであった。
（参考例４４、実施例３，４）
参考例２５、実施例１，２のハニカム構造体の隔壁内表面、及び細孔内表面に触媒スラリーのコート層を形成したこと以外は、前述の参考例２６〜４３、比較例３，４の場合と同様にして、表４に示す隔壁（触媒層つき）の細孔構造を有するハニカム触媒体（参考例４４、実施例３，４）を作製した。作製したハニカム触媒体のカーボン微粒子通過個数率の測定結果を表４に示す。
参考例２５、実施例１，２のハニカム構造体の隔壁内表面、及び細孔内表面に触媒スラリーのコート層を形成したこと以外は、前述の参考例２６〜４３、比較例３，４の場合と同様にして、表４に示す隔壁（触媒層つき）の細孔構造を有するハニカム触媒体（参考例４４、実施例３，４）を作製した。作製したハニカム触媒体のカーボン微粒子通過個数率の測定結果を表４に示す。
作製したハニカム触媒体（参考例２６〜４４、実施例３，４、比較例３，４）の浄化指数、及び圧損増加率を測定・算出した結果を表５に示す。また、圧損上昇、及び長期耐目詰まりの評価結果を表５に示す。
（参考例４５，４６、比較例５，６）
参考例４４と同様にしてハニカム触媒体（参考例４５，４６、比較例５，６）を作製した。作製したハニカム触媒体の等価直径Ｄと全長Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）を表６に示す。
参考例４４と同様にしてハニカム触媒体（参考例４５，４６、比較例５，６）を作製した。作製したハニカム触媒体の等価直径Ｄと全長Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）を表６に示す。
なお、参考例２０のハニカム構造体の「σ」の算出に用いた各数値（水銀圧、細孔径（Ｄ）、細孔容積（ｆ））を表７に示す。各実施例、参考例及び比較例における「σ」は、この参考例２０と同様にして算出した。
（考察）
表１〜５に示すように、参考例１〜１８のハニカム構造体を用いて作製した参考例２６〜４３のハニカム触媒体は、比較例３，４のハニカム触媒体に比して、浄化指数が高く、優れた浄化性能を示すものであることが明らかである。また、参考例２６〜４３のハニカム触媒体は、比較例３，４のハニカム触媒体と比較した場合に、圧損上昇がなく、圧損増加率が低く、更には長期耐目詰まりについても良好であることが明らかである。
表１〜５に示すように、参考例１〜１８のハニカム構造体を用いて作製した参考例２６〜４３のハニカム触媒体は、比較例３，４のハニカム触媒体に比して、浄化指数が高く、優れた浄化性能を示すものであることが明らかである。また、参考例２６〜４３のハニカム触媒体は、比較例３，４のハニカム触媒体と比較した場合に、圧損上昇がなく、圧損増加率が低く、更には長期耐目詰まりについても良好であることが明らかである。
本発明のハニカム触媒体は、浄化効率に優れ、圧力損失が小さく、限られた空間であっても搭載可能なものである。従って、本発明のハニカム触媒体は、例えば、自動車用、建設機械用、及び産業用定置エンジン、並びに燃焼機器等から排出される排ガスに含まれる被浄化成分の浄化に好適に用いられる。
Claims (9)
- 二つの端面間を連通する複数のセルが形成されるように配置された、多数の細孔を有する多孔質の隔壁と、
前記セルをいずれかの前記端面において目封止するように配置された目封止部と、を備えたハニカム構造体であって、
下記条件（１）を満たす燃焼排ガスに含まれるカーボン微粒子の通過個数率が、空間速度２５０００／ｈで、８０％以上であり、
前記隔壁の画像最大距離平均が４３μｍ以上であり、
前記隔壁の、前記セルの長さ方向の両端部の画像最大距離平均が、前記セルの長さ方向の中央部の画像最大距離平均の８０％以下であるハニカム構造体。
条件（１）：前記カーボン微粒子の平均粒子径が０．０７〜０．２μｍ、粒子径１μｍ以上の前記カーボン微粒子の含有割合が、個数で０．１％以下、前記カーボン微粒子の濃度が１０ｍｇ／ｍ３である。 - 前記隔壁の画像最大距離平均が４３μｍ以上であり、
前記隔壁の、前記セルの長さ方向の両端部の画像最大距離平均が、前記セルの長さ方向の中央部の画像最大距離平均の６０％以下である請求項１に記載のハニカム構造体。 - 前記セルの連通方向の長さ（Ｌ）と等価直径（Ｄ）との比（Ｌ／Ｄ）が０．３以上、０．７５未満である請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
- 前記隔壁の厚さが０．３〜０．４３ｍｍであり、セル密度が４〜４６．５個／ｃｍ２であり、前記隔壁の画像最大距離平均が２５０〜５００μｍであり、前記隔壁の気孔率が５５〜６５％である請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
- 前記隔壁の画像最大距離平均が、２５０〜３０００μｍである請求項１に記載のハニカム構造体。
- 請求項１〜５のいずれか一項に記載のハニカム構造体と、
前記ハニカム構造体の前記隔壁の、少なくとも前記細孔の内表面に層状に担持された、触媒を含有する触媒層と、を備えるとともに、
前記ハニカム構造体の前記隔壁に多数の触媒層担持細孔が形成されてなり、
下記条件（１）を満たす燃焼排ガスに含まれるカーボン微粒子の通過個数率が、空間速度２５０００／ｈで、８０％以上であるハニカム触媒体。
条件（１）：前記カーボン微粒子の平均粒子径が０．０７〜０．２μｍ、粒子径１μｍ以上の前記カーボン微粒子の含有割合が、個数で０．１％以下、前記カーボン微粒子の濃度が１０ｍｇ／ｍ ３ である。 - 前記触媒層が担持された状態における前記隔壁の画像最大距離平均が４０μｍ以上であり、
前記触媒層が担持された状態における前記隔壁の、前記セルの長さ方向の両端部の画像最大距離平均が、
前記セルの長さ方向の中央部の画像最大距離平均の８０％以下である請求項６に記載のハニカム触媒体。 - 前記触媒層が担持された状態における前記隔壁の画像最大距離平均が４０μｍ以上であり、
前記触媒層が担持された状態における前記隔壁の、前記セルの長さ方向の両端部の画像最大距離平均が、前記セルの長さ方向の中央部の画像最大距離平均の６０％以下である請求項６に記載のハニカム触媒体。 - 前記セルの連通方向の長さ（Ｌ）と等価直径（Ｄ）との比（Ｌ／Ｄ）が０．３以上、０．７５未満であり、前記隔壁の厚さが０．３〜０．４３ｍｍであり、セル密度が４〜４６．５個／ｃｍ２であり、前記隔壁の画像最大距離平均が２５０〜５００μｍであり、前記隔壁の気孔率が６０〜８０％であり、前記隔壁の細孔径分布の常用対数標準偏差（細孔径分布σ）が０．２〜０．６である請求項６〜８のいずれか一項に記載のハニカム触媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007533316A JP4819814B2 (ja) | 2005-08-31 | 2006-08-31 | ハニカム構造体、及びハニカム触媒体 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005250874 | 2005-08-31 | ||
| JP2005250874 | 2005-08-31 | ||
| PCT/JP2006/317186 WO2007026805A1 (ja) | 2005-08-31 | 2006-08-31 | ハニカム構造体、及びハニカム触媒体 |
| JP2007533316A JP4819814B2 (ja) | 2005-08-31 | 2006-08-31 | ハニカム構造体、及びハニカム触媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2007026805A1 JPWO2007026805A1 (ja) | 2009-03-12 |
| JP4819814B2 true JP4819814B2 (ja) | 2011-11-24 |
Family
ID=37808888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007533316A Active JP4819814B2 (ja) | 2005-08-31 | 2006-08-31 | ハニカム構造体、及びハニカム触媒体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8609581B2 (ja) |
| EP (1) | EP1920840A4 (ja) |
| JP (1) | JP4819814B2 (ja) |
| WO (1) | WO2007026805A1 (ja) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4200430B2 (ja) * | 2003-02-18 | 2008-12-24 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化フィルタ触媒用基材の良否判別方法 |
| WO2009100097A2 (en) | 2008-02-05 | 2009-08-13 | Basf Catalysts Llc | Gasoline engine emissions treatment systems having particulate traps |
| WO2008096575A1 (ja) * | 2007-02-08 | 2008-08-14 | Daihatsu Motor Co., Ltd. | 触媒組成物 |
| JP5368776B2 (ja) * | 2007-12-03 | 2013-12-18 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
| US7910518B2 (en) * | 2008-03-10 | 2011-03-22 | Sd Lizenzverwertungsgesellschaft Mbh & Co. Kg | Geometrically sized solid shaped carrier for olefin epoxidation catalyst |
| WO2009122534A1 (ja) | 2008-03-31 | 2009-10-08 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体 |
| JP5273446B2 (ja) * | 2008-05-12 | 2013-08-28 | 日産自動車株式会社 | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
| JP2010111567A (ja) * | 2008-10-09 | 2010-05-20 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム構造体 |
| JP5349108B2 (ja) * | 2009-03-26 | 2013-11-20 | 日本碍子株式会社 | ハニカムフィルタ |
| US8926926B2 (en) | 2009-11-25 | 2015-01-06 | GM Global Technology Operations LLC | Exhaust particulate management for gasoline-fueled engines |
| US8815189B2 (en) | 2010-04-19 | 2014-08-26 | Basf Corporation | Gasoline engine emissions treatment systems having particulate filters |
| WO2013146953A1 (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-03 | 日本碍子株式会社 | 多孔質材料、ハニカム構造体及び多孔質材料の製造方法 |
| JP6059954B2 (ja) * | 2012-10-30 | 2017-01-11 | 日本碍子株式会社 | ハニカムフィルタ |
| JP6200212B2 (ja) * | 2012-12-03 | 2017-09-20 | 日本碍子株式会社 | ハニカム触媒体 |
| US10101258B2 (en) * | 2014-08-28 | 2018-10-16 | Tsi, Incorporated | Detection system for determining filtering effectiveness of airborne molecular contamination |
| DE102017106374A1 (de) * | 2016-04-01 | 2017-10-05 | Johnson Matthey Public Limited Company | Abgasreinigungsfilter |
| EP3505244B1 (en) * | 2016-08-26 | 2021-09-22 | N.E. Chemcat Corporation | Honeycomb structure, honeycomb structure type catalyst, and production methods therefor |
| JP6788515B2 (ja) * | 2017-02-02 | 2020-11-25 | 日本碍子株式会社 | 目封止ハニカム構造体 |
| JP6546366B1 (ja) * | 2017-09-21 | 2019-07-17 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒体 |
| JP7037985B2 (ja) * | 2018-03-30 | 2022-03-17 | 日本碍子株式会社 | ハニカムフィルタ |
| CN110046589A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-07-23 | 北京航空航天大学 | 一种基于图像识别技术与统计理论的纳米银烧结体内部孔隙尺寸及空间分布的表征方法 |
| JP7211893B2 (ja) * | 2019-05-24 | 2023-01-24 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化装置 |
| JP7381372B2 (ja) | 2020-03-12 | 2023-11-15 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002026351A1 (en) * | 2000-09-29 | 2002-04-04 | Ibiden Co., Ltd. | Catalyst-carrying filter |
| JP2003210922A (ja) * | 2002-01-23 | 2003-07-29 | Ibiden Co Ltd | セラミックハニカムフィルタ |
| JP2004162544A (ja) * | 2002-11-11 | 2004-06-10 | Hitachi Metals Ltd | 排気ガス浄化装置 |
| JP2004232530A (ja) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Hitachi Ltd | ディーゼルパーティキュレートフィルタ |
| JP2004270569A (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム構造体 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56129043A (en) * | 1980-03-14 | 1981-10-08 | Ngk Insulators Ltd | Honeycomb structure of ceramic |
| DE3923985C1 (ja) * | 1989-07-20 | 1990-06-28 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De | |
| JPH09299811A (ja) * | 1996-05-17 | 1997-11-25 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム構造体 |
| JP2003040687A (ja) * | 2000-06-30 | 2003-02-13 | Ngk Insulators Ltd | ハニカムセラミックス構造体とその製造方法 |
| JP5189236B2 (ja) | 2001-07-25 | 2013-04-24 | 日本碍子株式会社 | 排ガス浄化用ハニカム構造体及び排ガス浄化用ハニカム触媒体 |
| JP4545383B2 (ja) * | 2002-04-25 | 2010-09-15 | 日本碍子株式会社 | セラミックスハニカム構造体及びその製造方法 |
| CN101249350B (zh) * | 2004-05-18 | 2012-02-22 | 揖斐电株式会社 | 蜂窝结构体及废气净化装置 |
-
2006
- 2006-08-29 US US11/511,457 patent/US8609581B2/en active Active
- 2006-08-31 EP EP06797146A patent/EP1920840A4/en not_active Ceased
- 2006-08-31 JP JP2007533316A patent/JP4819814B2/ja active Active
- 2006-08-31 WO PCT/JP2006/317186 patent/WO2007026805A1/ja active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002026351A1 (en) * | 2000-09-29 | 2002-04-04 | Ibiden Co., Ltd. | Catalyst-carrying filter |
| JP2003210922A (ja) * | 2002-01-23 | 2003-07-29 | Ibiden Co Ltd | セラミックハニカムフィルタ |
| JP2004162544A (ja) * | 2002-11-11 | 2004-06-10 | Hitachi Metals Ltd | 排気ガス浄化装置 |
| JP2004232530A (ja) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Hitachi Ltd | ディーゼルパーティキュレートフィルタ |
| JP2004270569A (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム構造体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1920840A4 (en) | 2012-01-25 |
| JPWO2007026805A1 (ja) | 2009-03-12 |
| US20070054803A1 (en) | 2007-03-08 |
| WO2007026805A1 (ja) | 2007-03-08 |
| US8609581B2 (en) | 2013-12-17 |
| EP1920840A1 (en) | 2008-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4819814B2 (ja) | ハニカム構造体、及びハニカム触媒体 | |
| JP4971166B2 (ja) | ハニカム触媒体、ハニカム触媒体製造用のプレコート担体及びハニカム触媒体の製造方法 | |
| JP4814886B2 (ja) | ハニカム触媒体、及びハニカム触媒体の製造方法 | |
| JPWO2007026803A1 (ja) | ハニカム構造体及びハニカム触媒体 | |
| JP5376805B2 (ja) | ハニカム構造体及びハニカム触媒体 | |
| JP5073303B2 (ja) | 触媒コンバータ及び触媒コンバータの製造方法 | |
| JP5202298B2 (ja) | ハニカム触媒体および排気ガス処理システム | |
| JP6023395B2 (ja) | 触媒担持フィルタ | |
| JP5419505B2 (ja) | ハニカム構造体の製造方法及びハニカム触媒体の製造方法 | |
| JP2007289926A (ja) | ハニカム構造体及びハニカム触媒体 | |
| JP4814887B2 (ja) | ハニカム触媒体及びその製造方法 | |
| JPWO2007094379A1 (ja) | ハニカム構造体及びハニカム触媒体 | |
| JP2007296514A (ja) | 触媒体とその製造方法 | |
| JP2011104524A (ja) | 触媒担持フィルタ、及び排ガス浄化システム | |
| JP2005118747A (ja) | ハニカム構造体 | |
| JP5452943B2 (ja) | ハニカム構造体、及びハニカム触媒体 | |
| WO2018180705A1 (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
| JP2009236067A (ja) | ハニカム構造体およびそのハニカム構造体からなる触媒体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110524 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110719 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110830 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110901 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140909 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4819814 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |