JPH10296080A - 排ガス浄化触媒及びその組合せ触媒系 - Google Patents
排ガス浄化触媒及びその組合せ触媒系Info
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- JPH10296080A JPH10296080A JP9112105A JP11210597A JPH10296080A JP H10296080 A JPH10296080 A JP H10296080A JP 9112105 A JP9112105 A JP 9112105A JP 11210597 A JP11210597 A JP 11210597A JP H10296080 A JPH10296080 A JP H10296080A
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Landscapes
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 排ガス処理触媒の耐久性を改善し、活性温度
特性を改変すること。 【解決手段】 ステンレス鋼製ハニカム基体の表面上に
貴金属メッキ層を施して排ガス処理触媒を構成し触媒の
耐久性を増大する。また異なる貴金属メッキ層を有する
２以上のステンレス鋼製ハニカム基体を排ガス流に関し
て直列に組合せて排ガス処理触媒を構成し、有効活性温
度範囲を拡張する。
特性を改変すること。 【解決手段】 ステンレス鋼製ハニカム基体の表面上に
貴金属メッキ層を施して排ガス処理触媒を構成し触媒の
耐久性を増大する。また異なる貴金属メッキ層を有する
２以上のステンレス鋼製ハニカム基体を排ガス流に関し
て直列に組合せて排ガス処理触媒を構成し、有効活性温
度範囲を拡張する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関からの排
ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）及び炭化水素類
（ＨＣ）を低減させ排ガスを浄化するための高耐久性触
媒に関し、さらには排ガス温度の広範囲な変動に対応し
て効率的に排ガスを浄化するための活性温度範囲を拡張
した組合せ触媒系にも関する。
ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）及び炭化水素類
（ＨＣ）を低減させ排ガスを浄化するための高耐久性触
媒に関し、さらには排ガス温度の広範囲な変動に対応し
て効率的に排ガスを浄化するための活性温度範囲を拡張
した組合せ触媒系にも関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーデルエンジン排ガスやリーンバー
ンガソリンエンジン排ガス中のＮＯｘを低減させるモノ
リス触媒の一例として、銅イオン交換ゼオライト触媒が
知られている。この触媒はＮａ型ＺＳＮ−５ゼオライト
のＮａイオンをＣｕイオンで交換したものであり、コー
ジェライト等のセラミックス製のモノリス担体（典型的
にはハニカム構造）にコーティングされた形で使用され
る。このようなモノリス触媒上で約３００〜５００℃の
温度において酸素及び炭水化物が存在するとＮＯｘは高
効率で選択還元され、Ｎ2となる。しかしながら、長期
の使用中に排ガスの高温度ならびに排ガス中に含まれる
水分及びＳＯ2の影響下で劣化し、そしてＮＯｘ選択還
元機能が劣化する傾向が顕著となり、耐久性に問題があ
り、上記モノリス触媒は実用化されるに至っていない。
ンガソリンエンジン排ガス中のＮＯｘを低減させるモノ
リス触媒の一例として、銅イオン交換ゼオライト触媒が
知られている。この触媒はＮａ型ＺＳＮ−５ゼオライト
のＮａイオンをＣｕイオンで交換したものであり、コー
ジェライト等のセラミックス製のモノリス担体（典型的
にはハニカム構造）にコーティングされた形で使用され
る。このようなモノリス触媒上で約３００〜５００℃の
温度において酸素及び炭水化物が存在するとＮＯｘは高
効率で選択還元され、Ｎ2となる。しかしながら、長期
の使用中に排ガスの高温度ならびに排ガス中に含まれる
水分及びＳＯ2の影響下で劣化し、そしてＮＯｘ選択還
元機能が劣化する傾向が顕著となり、耐久性に問題があ
り、上記モノリス触媒は実用化されるに至っていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記のよ
うな実用上の問題を示す従来の触媒に鑑み、排ガスＮＯ
ｘ低減用触媒の耐久性を向上し、かつＮＯｘ低減触媒活
性を示す貴金属類と良好に適合する担体（基体）を用い
て触媒を構成すべく鋭意研究検討を重ねた結果、本発明
を完成するに至った。
うな実用上の問題を示す従来の触媒に鑑み、排ガスＮＯ
ｘ低減用触媒の耐久性を向上し、かつＮＯｘ低減触媒活
性を示す貴金属類と良好に適合する担体（基体）を用い
て触媒を構成すべく鋭意研究検討を重ねた結果、本発明
を完成するに至った。
【０００４】従って本発明は高耐久性の排ガス浄化触媒
を提供することを目的としている。
を提供することを目的としている。
【０００５】さらに本発明は異種貴金属を含む触媒を組
合せることにより、排ガス温度変動に対応して浄化活性
温度範囲を拡張した触媒系を提供することを目的として
いる。
合せることにより、排ガス温度変動に対応して浄化活性
温度範囲を拡張した触媒系を提供することを目的として
いる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かくして本発明は、ステ
ンレス鋼製ハニカム基体の表面上に、貴金属メッキ層を
付着してなる触媒を提供する。
ンレス鋼製ハニカム基体の表面上に、貴金属メッキ層を
付着してなる触媒を提供する。
【０００７】貴金属はパラジウム（Ｐｄ）、ロジウム
（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）または銀（Ａｇ）であ
る。
（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）または銀（Ａｇ）であ
る。
【０００８】排ガス中で長期間にわたり満足な耐久性を
示す基体として種々の材料、殊に金属材料を吟味検討し
た結果、耐熱性、耐食性、機械的強度（殊に耐衝撃
性）、軽量性等の点で、ステンレス鋼が好適であること
が判明した。
示す基体として種々の材料、殊に金属材料を吟味検討し
た結果、耐熱性、耐食性、機械的強度（殊に耐衝撃
性）、軽量性等の点で、ステンレス鋼が好適であること
が判明した。
【０００９】本発明の貴金属メッキ付きステンレス鋼ハ
ニカム触媒は、薄いステンレス鋼シート（箔）に貴金属
をメッキし、次いでステンレス鋼シート（箔）をコルゲ
ート状に成形し、これをロール巻きしてハニカム構造体
とすることにより都合よく製造できる。なおメッキ済コ
ルゲート状成形ステンレス鋼シート（箔）とメッキ済の
成形しない平らなステンレス鋼シート（箔）とを重ね合
せてロール巻きすることによりハニカム透孔が整列し、
従って通気性が均一の断面を有するハニカム構造体が得
られる。
ニカム触媒は、薄いステンレス鋼シート（箔）に貴金属
をメッキし、次いでステンレス鋼シート（箔）をコルゲ
ート状に成形し、これをロール巻きしてハニカム構造体
とすることにより都合よく製造できる。なおメッキ済コ
ルゲート状成形ステンレス鋼シート（箔）とメッキ済の
成形しない平らなステンレス鋼シート（箔）とを重ね合
せてロール巻きすることによりハニカム透孔が整列し、
従って通気性が均一の断面を有するハニカム構造体が得
られる。
【００１０】貴金属メッキ層の厚さは、触媒活性度と関
係があることが判明した。メッキ層の厚さが０．１μｍ
以上でないと実質上満足しうる触媒活性が示されず、そ
してメッキ層の厚さが１００μｍを越えても触媒活性が
向上しない傾向がある。また貴金属の最表面が活性とな
るので、貴金属メッキ層が余り厚くても効果は向上しな
い。従って本発明の触媒における貴金属メッキの厚さは
０．１ないし１００μｍの範囲内であるのが好ましく、
さらに好ましくは５〜６０μｍの範囲内である。
係があることが判明した。メッキ層の厚さが０．１μｍ
以上でないと実質上満足しうる触媒活性が示されず、そ
してメッキ層の厚さが１００μｍを越えても触媒活性が
向上しない傾向がある。また貴金属の最表面が活性とな
るので、貴金属メッキ層が余り厚くても効果は向上しな
い。従って本発明の触媒における貴金属メッキの厚さは
０．１ないし１００μｍの範囲内であるのが好ましく、
さらに好ましくは５〜６０μｍの範囲内である。
【００１１】ステンレス鋼シート（箔）に貴金属をメッ
キする方法は、公知方法のいずれであってもよく、例え
ば電気メッキ法、蒸着法、種々のスパッタリング法等が
あり、無電解メッキ法を用いることもできる。
キする方法は、公知方法のいずれであってもよく、例え
ば電気メッキ法、蒸着法、種々のスパッタリング法等が
あり、無電解メッキ法を用いることもできる。
【００１２】
【実施例】本発明の貴金属メッキ層付きステンレス鋼製
ハニカムからなる排ガス浄化触媒の構造の一例を図１及
び図２に断面図（一部省略）で示す。図２は図１内の鎖
線円部分Ａの拡大図である。図１において１は貴金属メ
ッキしたステンレス鋼箔をロール巻きにして作られたハ
ニカムであり、２は外側殻である。図２の拡大断面図に
おいて、３は貴金属メッキしたステンレス鋼箔（無成
形）、４は貴金属メッキしたステンレス鋼箔（コルゲー
ト状成形）、５は貴金属メッキ層である。
ハニカムからなる排ガス浄化触媒の構造の一例を図１及
び図２に断面図（一部省略）で示す。図２は図１内の鎖
線円部分Ａの拡大図である。図１において１は貴金属メ
ッキしたステンレス鋼箔をロール巻きにして作られたハ
ニカムであり、２は外側殻である。図２の拡大断面図に
おいて、３は貴金属メッキしたステンレス鋼箔（無成
形）、４は貴金属メッキしたステンレス鋼箔（コルゲー
ト状成形）、５は貴金属メッキ層である。
【００１３】本発明の貴金属メッキ層付きハニカム触媒
における貴金属の種類を変えて排ガス処理試験を行なっ
たところ、ＮＯｘ低減活性及びＨＣ低減活性について、
各貴金属で特有の温度特性が示されることが判明した。
この処理試験では、ディーゼルエンジン排ガスを模擬し
た下記組成のガス混合物を空間速度（ＳＶ）＝２０，０
００ｈｒ-1で、触媒入口温度を種々に変えて、触媒下流
排ガスを排ガス分析装置により分析し、ＮＯｘ低減率及
びＨＣ低減率を測定した。Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ａ
ｇをそれぞれメッキした触媒（メッキ層の厚さ平均３０
〜５０μｍ）の種々の触媒入口温度（横軸）でのＮＯｘ
低減率（縦軸）のデータを図４にグラフで示す。またそ
れらの触媒の種々の触媒入口温度（横軸）でのＨＣ低減
率（縦軸）のデータを図５に示す。
における貴金属の種類を変えて排ガス処理試験を行なっ
たところ、ＮＯｘ低減活性及びＨＣ低減活性について、
各貴金属で特有の温度特性が示されることが判明した。
この処理試験では、ディーゼルエンジン排ガスを模擬し
た下記組成のガス混合物を空間速度（ＳＶ）＝２０，０
００ｈｒ-1で、触媒入口温度を種々に変えて、触媒下流
排ガスを排ガス分析装置により分析し、ＮＯｘ低減率及
びＨＣ低減率を測定した。Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ａ
ｇをそれぞれメッキした触媒（メッキ層の厚さ平均３０
〜５０μｍ）の種々の触媒入口温度（横軸）でのＮＯｘ
低減率（縦軸）のデータを図４にグラフで示す。またそ
れらの触媒の種々の触媒入口温度（横軸）でのＨＣ低減
率（縦軸）のデータを図５に示す。
【００１４】模擬排ガス組成： ＮＯ １，０００ｐｐｍ Ｃ3Ｈ6 １，３００ｐｐｍ Ｏ2 １０％ ＳＯ2 ２０ｐｐｍ Ｈ2Ｏ ４％ Ｎ2 残部
【００１５】図４のグラフに見られるように本発明によ
る触媒は２０％を越えるＮＯｘ低減率を達成し、特にイ
リジウム（Ｉｒ）メッキ層付き触媒は３３％を越えるＮ
Ｏｘ低減率を示し、銀（Ａｇ）メッキ層付き触媒は４０
％のＮＯｘ低減率を示した。
る触媒は２０％を越えるＮＯｘ低減率を達成し、特にイ
リジウム（Ｉｒ）メッキ層付き触媒は３３％を越えるＮ
Ｏｘ低減率を示し、銀（Ａｇ）メッキ層付き触媒は４０
％のＮＯｘ低減率を示した。
【００１６】本発明者は、上記図４及び図５のデータに
示されるように、各貴金属毎にＮＯｘ低減及びＨＣ低減
の活性について特有の温度特性を示す事実に鑑み、ある
貴金属でメッキされたハニカム触媒と別の貴金属でメッ
キされたハニカム触媒とを直列に配置して排ガス流を処
理することを着想し、種々の貴金属の組合せについて、
排ガス処理試験を前記の方法で実施したところ、それら
の組合せ触媒がＮＯｘ低減について、広い触媒入口温度
範囲にわたって良好な成績を示し、またＨＣ低減につい
ても同様に良好な成績を示すことを確認した。
示されるように、各貴金属毎にＮＯｘ低減及びＨＣ低減
の活性について特有の温度特性を示す事実に鑑み、ある
貴金属でメッキされたハニカム触媒と別の貴金属でメッ
キされたハニカム触媒とを直列に配置して排ガス流を処
理することを着想し、種々の貴金属の組合せについて、
排ガス処理試験を前記の方法で実施したところ、それら
の組合せ触媒がＮＯｘ低減について、広い触媒入口温度
範囲にわたって良好な成績を示し、またＨＣ低減につい
ても同様に良好な成績を示すことを確認した。
【００１７】さらに実験を進め高温度域において高活性
を示す貴金属、例えばＡｇ、でメッキされたハニカム触
媒を上流側に、中温度ないし低温度域において高活性を
示す貴金属、例えばＩｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔでメッキさ
れたハニカム触媒を下流側に配置（触媒コンバータ内）
することによりＮＯｘ低減及びＨＣ低減の両方について
広温度範囲にわたる高効率が達成されることも確認し
た。
を示す貴金属、例えばＡｇ、でメッキされたハニカム触
媒を上流側に、中温度ないし低温度域において高活性を
示す貴金属、例えばＩｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔでメッキさ
れたハニカム触媒を下流側に配置（触媒コンバータ内）
することによりＮＯｘ低減及びＨＣ低減の両方について
広温度範囲にわたる高効率が達成されることも確認し
た。
【００１８】従って本発明は少なくとも２個のステンレ
ス製ハニカム基体であって、ＮＯｘ低減及びＨＣ低減特
性について温度特性が相異なる貴金属のメッキ層を各々
の表面上に付着しているステンレス鋼製ハニカム基体を
排ガス流の流動方向に関して直列に配置してなる活性温
度範囲拡張排ガス浄化触媒系（あるいは組合せ触媒）を
も提供する。
ス製ハニカム基体であって、ＮＯｘ低減及びＨＣ低減特
性について温度特性が相異なる貴金属のメッキ層を各々
の表面上に付着しているステンレス鋼製ハニカム基体を
排ガス流の流動方向に関して直列に配置してなる活性温
度範囲拡張排ガス浄化触媒系（あるいは組合せ触媒）を
も提供する。
【００１９】本発明の好ましい態様として、相対的に高
温でＮＯｘ低減及びＨＣ低減について高活性を示す貴金
属メッキ付きハニカム基体を排ガス流と最初に接触さ
せ、次いで相対的に低温でＮＯｘ低減及びＨＣ低減につ
いて高活性を示す貴金属メッキ付きハニカム基体を１個
またはそれ以上順次に排ガス流と接触させるように直列
に配置してなる排ガス浄化触媒系を挙げることができ
る。
温でＮＯｘ低減及びＨＣ低減について高活性を示す貴金
属メッキ付きハニカム基体を排ガス流と最初に接触さ
せ、次いで相対的に低温でＮＯｘ低減及びＨＣ低減につ
いて高活性を示す貴金属メッキ付きハニカム基体を１個
またはそれ以上順次に排ガス流と接触させるように直列
に配置してなる排ガス浄化触媒系を挙げることができ
る。
【００２０】好適な貴金属の組合せの例は、Ａｇ−Ｒｈ
−Ｐｔ、Ａｇ−Ｉｒ−Ｐｔ、Ａｇ−Ｒｈ、Ｉｒ−Ｒｈ、
Ｉｒ−Ｐｄ、Ｉｒ−Ｐｔ等があるが、図４及び図５のデ
ータに基きその他の組合せの選択が可能であることは明
らかである。
−Ｐｔ、Ａｇ−Ｉｒ−Ｐｔ、Ａｇ−Ｒｈ、Ｉｒ−Ｒｈ、
Ｉｒ−Ｐｄ、Ｉｒ−Ｐｔ等があるが、図４及び図５のデ
ータに基きその他の組合せの選択が可能であることは明
らかである。
【００２１】図１及び図２に例示されたような本発明に
よるステンレス鋼製ハニカム基体の表面に貴金属メッキ
層を付着してなる触媒の使用態様の概念図を図３に示
す。ハニカム触媒１は触媒コンバータ８内に装填され、
エンジン６からの排ガスは排気管７を通り、触媒コンバ
ータ８に入る。触媒１のハニカム透孔の表面でＮＯｘと
炭化水素との反応が促進されＮＯｘが還元されＮ2とな
り、浄化された排ガス流はマフラー９を経て大気中へ放
出される。
よるステンレス鋼製ハニカム基体の表面に貴金属メッキ
層を付着してなる触媒の使用態様の概念図を図３に示
す。ハニカム触媒１は触媒コンバータ８内に装填され、
エンジン６からの排ガスは排気管７を通り、触媒コンバ
ータ８に入る。触媒１のハニカム透孔の表面でＮＯｘと
炭化水素との反応が促進されＮＯｘが還元されＮ2とな
り、浄化された排ガス流はマフラー９を経て大気中へ放
出される。
【００２２】
【発明の効果】ステンレス鋼製ハニカム基体の採用によ
り触媒の耐久性が大幅に改善され、触媒活性の向上が達
成される。さらに貴金属の種類の適切な選択組合せによ
って高度の触媒活性を広い温度範囲にわたって確保でき
る。またステンレス鋼基体の採用により触媒の耐衝撃性
が向上した。
り触媒の耐久性が大幅に改善され、触媒活性の向上が達
成される。さらに貴金属の種類の適切な選択組合せによ
って高度の触媒活性を広い温度範囲にわたって確保でき
る。またステンレス鋼基体の採用により触媒の耐衝撃性
が向上した。
【図１】本発明の排ガス浄化触媒の断面図。
【図２】図１の部分Ａの拡大図。
【図３】本発明の触媒の使用態様の概念図。
【図４】種々の触媒入口温度におけるＮＯｘ低減率を示
すグラフ。
すグラフ。
【図５】種々の触媒入口温度におけるＨＣ低減率を示す
グラフ。
グラフ。
１ ステンレス鋼製ハニカム触媒 ２ 外側殻 ３ ステンレス鋼箔（無成形平坦） ４ ステンレス鋼箔（コルゲート状成形） ５ 貴金属メッキ層（例：０．１〜１００μｍ） ６ エンジン（ディーゼル、リーンバーンガソリンエン
ジン等） ７ 排気管 ８ 触媒コンバータ ９ マフラー
ジン等） ７ 排気管 ８ 触媒コンバータ ９ マフラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｊ 23/66 Ｂ０１Ｊ 35/04 ３２１Ａ 35/04 ３２１ ３３１Ａ ３３１ Ｆ０１Ｎ 3/10 Ａ Ｆ０１Ｎ 3/10 3/28 ３０１Ｇ 3/28 ３０１ ３０１Ｐ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０４Ａ
Claims (7)
- 【請求項１】 ステンレス鋼製ハニカム基体の表面上に
貴金属メッキ層を付着してなる排ガス浄化触媒。 - 【請求項２】 貴金属がパラジウム、ロジウム、イリジ
ウムまたは銀である請求項１の排ガス浄化触媒。 - 【請求項３】 メッキ層の厚さが０．１〜１００μｍで
ある請求項１または２の排ガス浄化触媒。 - 【請求項４】 少なくとも２個のステンレス鋼製ハニカ
ム基体であって、ＮＯｘ低減及びＨＣ低減活性について
の温度特性が相異なる貴金属のメッキ層を各々の表面上
に付着しているステンレス鋼製ハニカム基体を排ガス流
の流動方向に関して直列に配置してなる活性温度範囲拡
張排ガス浄化触媒系。 - 【請求項５】 メッキ層の厚さが０．１〜１００μｍで
ある請求項４の排ガス浄化触媒系。 - 【請求項６】 相対的に高温でＮＯｘ低減及びＨＣ低減
について高活性を示す貴金属メッキ付きハニカム基体を
排ガス流と最初に接触させ、次いで相対的に低温でＮＯ
ｘ低減及びＨＣ低減について高活性を示す貴金属メッキ
付きハニカム基体を順次に排ガス流と接触させるように
直列に配置してなる請求項４または５の排ガス浄化触媒
系。 - 【請求項７】 貴金属が白金、パラジウム、ロジウム、
イリジウム及び銀からなる群より選択される少なくとも
２種である請求項４〜６のいずれかの排ガス浄化触媒
系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9112105A JPH10296080A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 排ガス浄化触媒及びその組合せ触媒系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9112105A JPH10296080A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 排ガス浄化触媒及びその組合せ触媒系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10296080A true JPH10296080A (ja) | 1998-11-10 |
Family
ID=14578280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9112105A Pending JPH10296080A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 排ガス浄化触媒及びその組合せ触媒系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10296080A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005334827A (ja) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 複合エレメント |
| US7175919B2 (en) * | 2000-10-18 | 2007-02-13 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Multilayered metal laminate and process for producing the same |
| US7399729B2 (en) | 2003-12-22 | 2008-07-15 | General Electric Company | Catalyst system for the reduction of NOx |
| JP2008296212A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Green Hydrotec Inc | 多孔性触媒構造及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-04-30 JP JP9112105A patent/JPH10296080A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7175919B2 (en) * | 2000-10-18 | 2007-02-13 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Multilayered metal laminate and process for producing the same |
| US7399729B2 (en) | 2003-12-22 | 2008-07-15 | General Electric Company | Catalyst system for the reduction of NOx |
| JP2005334827A (ja) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 複合エレメント |
| JP4524142B2 (ja) * | 2004-05-28 | 2010-08-11 | 三井金属鉱業株式会社 | 複合エレメント |
| JP2008296212A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Green Hydrotec Inc | 多孔性触媒構造及びその製造方法 |
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