WO2008061847A1 - Zusammensetzung zur herstellung eines keramischen materials, enthaltend porenbildende nanopartikel - Google Patents

Zusammensetzung zur herstellung eines keramischen materials, enthaltend porenbildende nanopartikel Download PDF

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Joerg Jockel
Matthias Kruse
Thomas Hauber
Vera Lindemer
Hermann Koch-Groeber
Christoph Saffe
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Robert Bosch Gmbh
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    • 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
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    • C04B38/0006—Honeycomb structures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B38/063—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B38/0635—Compounding ingredients
    • C04B38/0645—Burnable, meltable, sublimable materials

Definitions

  • the present invention relates to a composition for producing a ceramic material containing pore-forming nanoparticles, according to the preamble of claim 1.
  • Ceramic supports for catalytic converters and diesel particulate filters usually consist of a honeycomb body made of ceramic or metal, which is traversed by a plurality of thin-walled channels.
  • the so-called washcoat a ceramic layer of porous aluminum oxide (Al 2 O 3 ), which serves to increase the surface area, is located on the carrier. Due to the high surface roughness a very large surface is realized.
  • the washcoat contains catalytically active components, in particular the noble metals platinum, rhodium and palladium, which come into contact with the contents of the exhaust gas flowing past and initiate or accelerate chemical reactions.
  • the ceramic material forms a channel structure, the channels being mutually closed.
  • the exhaust gas is thereby forced to flow through the porous ceramic wall.
  • particles accumulate on the surface or in the interior of the filter wall and are thus retained.
  • the microporous structure of the ceramic materials is rather coincidental during production and can not be influenced in a targeted manner.
  • the pore sizes usually do not fall below 10 microns.
  • smaller pore sizes are desired, e.g. To provide nanostructured surfaces and components that have an increased catalytic activity, in particular due to the increased surface area, or to produce particle filters with lower cut-off sizes.
  • the object of the present invention is therefore to provide a composition and a method for producing a ceramic material which has a porous structure with pore sizes in the nanometer range. This object is achieved with the features of present claim 1.
  • the subclaims indicate preferred embodiments.
  • a composition for producing a ceramic material which contains ceramic particles and pore-forming particles having particle sizes in the nanometer range (“nanoparticles"), wherein the pore-forming particles consist of a material which chemically or thermally decomposes in the production process of the ceramic material. or convertible, combustible or leachable, such that the finished ceramic material has pores having diameters in the nanometer range.
  • Pore formation increases the inner surface of the finished material many times over. On the one hand, this offers the possibility of creating a large catalytically active surface, as is of interest, for example, for catalytic converters. On the other hand, it is possible in this way to realize nanofilters which, for example, free the ambient air from harmful particles of sizes in the nanometer range.
  • the ceramic particles used contain in particular aluminum, magnesium or silicon oxide, zeolite and / or silicalite, or mixtures thereof.
  • the particles can also be Al 2 O 3 , TiO 2 , SiC, Si 3 N 4 , ZrO 2 , CeO 2 , AlN, Al 2 TiO 5 (aluminum titanate), Cr 2 O 3 , ZrO 2 , Mg 2 Al 4 Si 5 Ou (cordierite), SiSiC, B 4 C, TiB 2 and W 2 B.
  • the particle size of the pore formers or nanoparticles used is in particular in the range from 2 to 1000 nm, preferably in the range from 10 to 100 nm.
  • the pore formers are preferably carbon particles or organic macromolecules, in particular fullerenes, carbon nanotubes or spherical polymers, so-called “beads” which burn or thermally decompose due to the process temperatures (sintering temperatures) occurring during the production process of the ceramic material.
  • the pore formers may be fillers, in particular polymers, dendrimers or gels, which are washed out or decomposed on account of the chemical-physical conditions (pH value, temperature, solubility, viscosity) occurring during the production process of the ceramic material.
  • All these pore-forming agents have in common that their size can be selectively influenced or selected and thus the pore sizes of the finished material can be precisely determined.
  • composition additionally comprises catalytically active particles.
  • These catalytically active particles may in particular contain the platinum metals platinum, rhodium, palladium, ruthenium, osmium and iridium or alloys of the abovementioned platinum metals.
  • platinum metals platinum platinum, rhodium, palladium, ruthenium, osmium and iridium or alloys of the abovementioned platinum metals.
  • they may contain oxides of elements of the fifth to seventh main group, oxides of elements of the third to seventh subgroups, and oxides of the alkali or alkaline earth metals, the lanthanides or the actinides.
  • these catalytically active particles may be selected and arranged to control the reaction of hydrocarbons (H m C n ), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NO x ) to carbon dioxide (CO 2 ), water (H 2 O), and nitrogen (N 2 ) catalyze by oxidation or reduction.
  • hydrocarbons H m C n
  • CO carbon monoxide
  • NO x nitrogen oxides
  • CO 2 carbon dioxide
  • water H 2 O
  • N 2 nitrogen
  • composition according to the invention can in principle be processed into ceramic bodies by methods known per se, in particular e.g. by dry pressing or hot pressing. In both cases, as already mentioned, care must be taken that the pore-forming nanoparticles are driven out of the material so that the nanopores can be formed.
  • the invention therefore further provides a ceramic extrusion composition
  • a ceramic extrusion composition comprising a composition according to any one of claims 1-4, as well as water and / or an organic binder.
  • binders are only temporary aids for the extrusion, which allow the shaping and ensure a sufficient dimensional stability until sintering.
  • Suitable binders are in particular soft binders, for example paraffin or wax, in question. These have melt viscosities of only a few mPas, low melting temperatures and a good wetting behavior, and can also be removed easily and residue-free by evaporation / combustion from the ceramic green body due to the low melting points.
  • high melting point binders such as polymers (PE and PP) can be used, often having melt viscosities greater than 100 Have Pas, or aqueous binder systems, for example based on cellulose derivatives, such as hydroxymethylcellulose.
  • a process for extruding such a ceramic extrusion mass, which comprises the following steps:
  • step b) while the extrusion mass is degassed, compressed and continuously formed into a strand whose geometry and size is determined by the nozzle of the extruder.
  • step c) the drying takes place by means of a temperature / time process adapted to the mass, by means of which the binder (s) are expelled or burnt out. In this step, but at the latest in the subsequent sintering step, also the pore-forming nanoparticles are expelled as described above.
  • the production of a composite component is provided.
  • the solid may in particular be a ceramic body of aluminum titanate, cordierite or silicon carbide.
  • a composite component which has a carrier, for example made of a ceramic material, and a thin functionalized surface with nanopores.
  • This functionalized surface has a large internal surface that acts as a nanofilter or - when doping with corresponding catalytically active substances - may have catalytic properties.
  • FIG. 1a schematically shows a composition 10 according to the invention, comprising ceramic particles 11 and pore-forming particles 12.
  • the pore-forming particles have particle sizes in the nanometer range and consist of a material which can be decomposed or converted, combustible or chemically or thermally decomposed during the production process of the ceramic material is washable.
  • FIG. 1b schematically shows a ceramic material 13 which has been produced by heat (sintering), pressure and / or chemical treatment from the composition according to the invention.
  • the pore-forming particles were decomposed or washed out by the treatment, leaving nanopores 14.
  • FIG. 2 shows, as an example, schematically and in cross-section a filter element 20, consisting of a ceramic body 21, for example made of aluminum titanate, cordierite or silicon. umcarbid, as well as a layer 22 of a ceramic material according to the invention comprising nanopores.
  • the layer 22 may have a thickness of a few nanopores. Both layers are bonded together by film extrusion, lamination and / or co-sintering.
  • Fig. 2 is to show the gas flow through the filter element 20.
  • a gas inlet side 23 and a gas outlet side 24 of the filter element is defined.
  • the gas flow comes into contact with the catalytic substances arranged in the region of the nanopores, and catalytic reactions take place.
  • nanofiltration of the gas stream takes place during the passage of the layer 22, i. Any nanoparticles in the gas stream are retained from the gas stream.
  • the layer 22 is arranged on the gas inlet side of the ceramic body 21, it can also be arranged on the outlet side and on both sides of the ceramic body 21.
  • the filter element 20 shown in Fig. 2 may e.g. be used as catalytic converter or as a diesel particulate filter.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung zur Herstellung eines keramischen Materials, enthaltend keramische Partikel sowie porenbildende Partikel aufweisend Partikelgrößen im Nanometerbereich ("Nanopartikel"), wobei die porenbildenden Partikel aus einem Material bestehen, das beim Herstellungsprozess des keramischen Materials chemisch oder thermisch zersetz- bzw. umsetzbar, verbrennbar oder auswaschbar ist, dergestalt dass das fertige keramische Material Poren aufweist, die Durchmesser im Nanometerbereich aufweisen.

Description

Beschreibung
Titel
Zusammensetzung zur Herstellung eines keramischen Materials, enthaltend porenbildende Nanopartikel
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung zur Herstellung eines keramischen Materials, enthaltend porenbildende Nanopartikel, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Keramische Träger für Abgaskatalysatoren und Dieselpartikelfilter bestehen in der Regel aus einem Wabenkörper aus Keramik oder Metall, der mit einer Vielzahl dünnwandiger Kanäle durchzogen ist.
Bei Abgaskatalysatoren befindet sich auf dem Träger der so genannte Washcoat, eine Keramikschicht aus porösem Aluminiumoxid (AI2O3), das zur Vergrößerung der Oberfläche dient. Durch die hohe Oberflächenrauhigkeit wird eine sehr große Oberfläche realisiert. In dem Washcoat sind katalytisch aktive Komponenten eingelagert, insbesondere die Edelmetalle Platin, Rhodium und Palladium, die mit den Inhaltsstoffen des vorbeiströmenden Abgases in Berührung kommen und chemische Reaktionen in Gang setzen bzw. beschleunigen.
Bei Dieselpartikelfiltern bildet das keramische Material eine Kanalstruktur aus, wobei die Kanäle wechselseitig verschlossen sind. Das Abgas wird dadurch gezwungen, die poröse Keramikwand zu durchströmen. Dabei lagern sich Partikel an der Oberfläche bzw. im Inneren der Filterwand an und werden so zurückgehalten. In beiden Fällen kommt die mikroporöse Struktur der Keramikmaterialien bei der Herstellung eher zufällig zustande, und sie kann in der Regel nicht gezielt beeinflusst werden. Hinzu kommt, dass die Porengrößen normalerweise 10 μm nicht unterschreiten.
Geringere Porengrößen sind jedoch einerseits erwünscht, um z.B. nanostrukturierte Oberflächen und Komponenten bereitzustellen, die insbesondere aufgrund der vergrößerten Oberfläche eine erhöhte katalytische Aktivität aufweisen, oder um Partikelfilter mit geringeren Ausschlussgrößen herzustellen.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Zusammensetzung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Materials bereitzustellen, das eine poröse Struktur mit Porengrößen im Nanometerbereich aufweist. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des vorliegenden Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen an.
Demnach ist eine Zusammensetzung zur Herstellung eines keramischen Materials vor- gesehen, die keramische Partikel sowie porenbildende Partikel aufweisend Partikelgrößen im Nanometerbereich ("Nanopartikel") enthält, wobei die porenbildenden Partikel aus einem Material bestehen, das beim Herstellungsprozess des keramischen Materials chemisch oder thermisch zersetz- bzw. umsetzbar, verbrennbar oder auswaschbar ist, dergestalt dass das fertige keramische Material Poren aufweist, die Durchmesser im Nanometerbereich aufweisen.
Durch die Porenbildung wird die innere Oberfläche des fertigen Materials um ein Vielfaches vergrößert. Hierdurch bietet sich einerseits die Möglichkeit der Schaffung einer großen katalytisch wirksamen Oberfläche, wie sie z.B. für Abgaskatalysatoren interes- sant ist. Andererseits können auf diese Weise Nanofilter realisiert werden, die z.B. die Umgebungsluft von gesundheitsschädlichen Partikeln mit Größen im Nanometerbereich befreien. Die verwendeten keramischen Partikel enthalten insbesondere Aluminium-, Magnesiumoder Siliziumoxid, Zeolit und/oder Silicalit, bzw. Gemische derselben. Ebenso können die Partikel aber auch AI2O3, TiO2, SiC, Si3N4, ZrO2, CeO2, AIN, AI2TiO5 (Aluminiumtita- nat), Cr2O3, ZrO2, Mg2AI4Si5Ou (Cordierit), SiSiC, B4C, TiB2 und W2B enthalten.
Die Partikelgröße der verwendeten Porenbildner bzw. Nanopartikel liegt insbesondere im Bereich von 2 - 1000 nm, bevorzugt im Bereich von 10 - 100 nm.
Bei den Porenbildnern handelt es sich bevorzugt um Kohlenstoffpartikel oder organische Makromoleküle, insbesondere Fullerene, Kohlenstoffnanoröhren oder sphärische Polymere sogenannte „Beads" die aufgrund der beim Herstellungsprozess des keramischen Materials auftretenden Prozesstemperaturen (Sintertemperaturen) verbrennen bzw. sich thermisch zersetzen.
Ebenso kann es sich bei den Porenbildnern um Füllstoffe, insbesondere Polymere, Dendrimere oder Gele handeln, die aufgrund der beim Herstellungsprozess des keramischen Materials auftretenden chemisch-physikalischen Bedingungen (pH-Wert, Temperatur, Löslichkeit, Viskosität) ausgewaschen bzw. zersetzt werden.
All diesen Porenbildnern ist gemein, dass sich ihre Größe gezielt beeinflussen bzw. auswählen lässt und somit die Porengrößen des fertigen Werkstoffs genau bestimmbar sind.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Zusammensetzung zusätzlich ka- talytisch aktive Partikel aufweist.
Diese katalytisch aktiven Partikel können insbesondere die Platinmetalle Platin, Rhodium, Palladium, Ruthenium, Osmium und Iridium bzw. Legierungen der vorgenannten Platinmetalle enthalten. - A -
Ebenso können sie Oxide von Elementen der 5. - 7. Hauptgruppe, Oxide von Elementen der 3. - 7. Nebengruppe sowie Oxide der Alkali- oder der Erdalkalimetalle, der Lan- tanoide oder der Actinide enthalten.
Diese katalytisch aktiven Partikel können z.B. so ausgewählt und angeordnet sein, dass sie die Reaktion von Kohlenwasserstoffen (HmCn), Kohlenstoffmonoxid (CO)und Stickoxiden (NOx) zu Kohlendioxid (CO2), Wasser (H2O) und Stickstoff (N2) durch Oxidation bzw. Reduktion katalysieren.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann im Prinzip mit an sich bekannten Verfahren zu Keramikkörpern verarbeitet werden, insbesondere z.B. durch Trockenpressen oder Heißpressen. In beiden Fällen muss dafür - wie bereits erwähnt - Sorge getragen werden, dass die porenbildenden Nanopartikel aus dem Material ausgetrieben werden, damit die Nanoporen entstehen können.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Keramikkörpern ist das Extrudieren, das als bevorzugte Ausgestaltung erfindungsgemäß vorgesehen ist, und im Folgenden noch beschrieben wird.
Erfindungsgemäß ist daher weiterhin eine keramische Extrusionsmasse vorgesehen, enthaltend eine Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 - 4, sowie Wasser und/oder ein organisches Bindemittel.
Diese Bindemittel sind für die Extrusion nur temporäre Hilfsmittel, die die Formgebung ermöglichen und eine ausreichende Formstabilität bis zum Sintern gewährleisten. Als Bindemittel kommen insbesondere weiche Binder, z.B. Paraffin oder Wachs, in Frage. Diese weisen Schmelzviskositäten von nur wenigen mPas, niedrige Schmelztemperaturen und ein gutes Benetzungsverhalten auf, und können zudem aufgrund der geringen Schmelzpunkte leicht und rückstandsfrei durch Verdampfen/Verbrennen aus dem Ke- ramik-Grünkörper entfernt werden. Überdies können Hochschmelzende Binder wie z.B. Polymere (PE und PP) verwendet werden, die oft Schmelzviskositäten von mehr als 100 Pas aufweisen, oder aber wässrige Bindersysteme, z.B. auf Basis von Zellulosederivaten, wie z.B. Hydroxymethylzellulose.
Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Verfahren zur Extrusion einer solchen keramischen Extrusionsmasse vorgesehen, das die folgenden Schritte aufweist:
a) Mischen und Homogenisieren der keramischen Extrusionsmasse b) Extrusion der Masse zu Formteilen (Grünkörper) c) Trocknen und Entfernen der Binder d) Sintern der entbinderten Formteile
In Schritt b) wird dabei die Extrusionsmasse entgast, verdichtet und kontinuierlich zu einem Strang geformt, dessen Geometrie und Größe von der Düse des Extruders vorgegeben ist. In Schritt c) erfolgt das Trocknen durch einen auf die Masse abgestimmten Temperatur/-Zeit-Prozess, durch welchen der oder die Binder ausgetrieben oder ausgebrannt werden. In diesem Schritt, spätestens jedoch im anschließenden Sinterschritt, werden außerdem die porenbildenden Nanopartikel wie oben beschrieben ausgetrieben.
Weiterhin ist ein Keramikkörper hergestellt aus einer beschriebenen Zusammensetzung bzw. einer Extrusionsmasse gemäß bzw. mit einem solchen Verfahren vorgesehen.
Erfindungsgemäß ist überdies die Herstellung eines Verbundbauteils vorgesehen. Dabei erfolgt das Aufbringen einer Schicht aus einem Keramikkörper auf einen Festkörper, insbesondere einen weiteren Keramikkörper, durch Folienextrusion, Lamination und/oder Co-Sinterung.
Bei dem Festkörper kann es sich insbesondere um einen Keramikkörper aus Alumini- umtitanat, Cordierit oder Siliziumcarbid handeln. Auf diese Weise lässt sich ein Ver- bundbauteil herstellen, das einen Träger z.B. aus einem keramischen Material sowie eine dünne funktionalisierte Oberfläche mit Nanoporen aufweist. Diese funktionalisierte Oberfläche weist eine große innere Oberfläche auf, die als Nanofilter fungieren oder - bei Dotierung mit entsprechenden katalytisch aktiven Substanzen - katalytische Eigenschaften aufweisen kann.
Im Vergleich zu herkömmlichen Abgaskatalysatoren, die ein auf einen Träger aufge- brachtes so genanntes Washcoat aus Aluminiumoxid (AI2O3) aufweisen, lässt sich so eine Vergrößerung der Oberfläche - und damit eine Erhöhung der katalytischen Aktivität - um ein Vielfaches erreichen.
Folgerichtig ist erfindungsgemäß überdies die Verwendung eines beschriebenen Kera- mikkörpers bzw. eines Verbundbauteils in einem Dieselpartikelfilter, und /oder einem DOC, NSC oder SCR Abgaskatalysator vorgesehen.
Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird durch die im Folgenden gezeigten und diskutierten Figuren genauer erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
Fig. Ia zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Zusammensetzung 10, aufweisend keramische Partikel 11 sowie porenbildende Partikel 12. Die porenbildenden Partikel weisen Partikelgrößen im Nanometerbereich auf und bestehen aus einem Material, das beim Herstellungsprozess des keramischen Materials chemisch oder thermisch zersetz- bzw. umsetzbar, verbrennbar oder auswaschbar ist.
Fig. Ib zeigt schematisch ein keramisches Material 13, das durch Wärme (Sintern), Druck und/oder chemische Behandlung aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellt wurde. Die porenbildenden Partikel wurden durch die Behandlung zersetzt oder ausgewaschen und hinterlassen Nanoporen 14.
Fig. 2 zeigt als Beispiel schematisch und im Querschnitt ein Filterelement 20, bestehend aus einem Keramikkörper 21 beispielsweise aus Aluminiumtitanat, Cordierit oder Silizi- umcarbid, sowie einer Schicht 22 aus einem erfindungsgemäßen keramischen Material aufweisend Nanoporen. Die Schicht 22 kann eine Stärke von wenigen Nanoporen aufweisen. Beide Schichten werden durch Folienextrusion, Lamination und/oder Co- Sinterung miteinander verbunden.
Weiterhin ist in Fig. 2 ein Pfeil gezeigt, der die Gasströmung durch das Filterelement 20 zeigen soll. Durch die Richtung der Gasströmung ist eine Gaseinlassseite 23 und eine Gasauslassseite 24 des Filterelements definiert.
Bei der Passage der Schicht 22 kommt der Gasstrom mit den im Bereich der Nanoporen angeordneten katalytischen Sunstanzen in Kontakt, und es finden katalytische Reaktionen statt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass bei der Passage der Schicht 22 eine Nanofiltration des Gasstroms stattfindet, d.h. etwaige im Gasstrom befindliche Nanopar- tikel aus dem Gasstrom zurückgehalten werden.
Abweichend von der Darstellung in Fig. 2, in welcher die Schicht 22 auf der Gaseinlassseite des Keramikkörpers 21 angeordnet ist, kann sie auch auf der Auslassseite sowie auf beiden Seiten des Keramikkörpers 21 angeordnet sein.
Das in Fig. 2 dargestellte Filterelement 20 kann z.B. als Abgaskatalysator oder als Dieselpartikelfilter Verwendung finden.

Claims

Ansprüche
1. Zusammensetzung zur Herstellung eines keramischen Materials, enthaltend
a) keramische Partikel sowie b) porenbildende Partikel aufweisend Partikelgrößen im Nanometerbereich ("Na- nopartikel"), wobei
die porenbildenden Partikel aus einem Material bestehen, das beim Herstellungs- prozess des keramischen Materials chemisch oder thermisch zersetz- bzw. um- setzbar, verbrennbar oder auswaschbar ist,
dergestalt dass das fertige keramische Material Poren aufweist, die Durchmesser im Nanometerbereich aufweisen.
2. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Porenbildnern um Russpartikel oder organische Makromoleküle, insbesondere Fullerene, Kohlenstoffnanoröhren oder sphärische Polymere sogenannte „Beads" handelt, die aufgrund der beim Herstellungsprozess des keramischen Materials auftretenden Prozesstemperaturen (Sintertemperaturen) verbrennen bzw. sich thermisch zersetzen.
3. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Porenbildnern um Füllstoffe, insbesondere Polymere, Dendrimere, Gele, handelt, die aufgrund der beim Herstellungsprozess des keramischen Materials auftretenden chemisch-physikalischen Bedingungen (pH-Wert, Temperatur, Löslichkeit, Viskosität)ausgewaschen bzw. zersetzt werden.
4. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 - 3, aufweisend zusätzlich katalytisch aktive Partikel.
5. Keramische Extrusionsmasse, enthaltend eine Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 - 4 sowie Wasser und/oder ein organisches Bindemittel.
6. Verfahren zur Extrusion einer keramischen Extrusionsmasse gemäß Anspruch 5, aufweisend die folgenden Schritte:
a) Mischen und Homogenisieren der keramischen Extrusionsmasse b) Extrusion der Masse zu Formteilen (Grünkörper) c) Trocknen und Entfernen der Binder d) Sintern der entbinderten Formteile
7. Keramikkörper hergestellt aus einer Zusammensetzung bzw. einer Masse gemäß einem der Ansprüche 1 - 5 bzw. mit einem Verfahren gemäß Anspruch 6
8. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils, aufweisend das Aufbringen einer Schicht aus einem Keramikkörper gemäß Anspruch 7 auf einen Festkörper, insbe- sondere einen weiteren Keramikkörper, durch Folienextrusion, Lamination und/oder Co-Sinterung.
9. Verwendung eines Keramikkörpers gemäß Anspruch 7 bzw. eines Verbundbauteils gemäß Anspruch 8 in einem Diesel partikelfilter, und /oder einem DOC, NSC oder SCR Abgaskatalysator.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008135373A1 (de) * 2007-05-04 2008-11-13 Robert Bosch Gmbh Beschichtung keramischer träger
WO2013116000A3 (en) * 2012-01-30 2013-09-19 Guardian Industries Corp. Coated article with antireflection coating including fullerene structures, and/or methods of making the same
CN107954623A (zh) * 2017-11-17 2018-04-24 东南大学 一种固体废弃物表面原位生长纳米颗粒的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993011087A1 (en) * 1991-12-05 1993-06-10 The Dow Chemical Company Structure for a filter or a heat exchanger and a method for making the structure
WO2005056622A1 (de) * 2003-12-10 2005-06-23 Merck Patent Gmbh Verwendung von kern-mantel-partikeln

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993011087A1 (en) * 1991-12-05 1993-06-10 The Dow Chemical Company Structure for a filter or a heat exchanger and a method for making the structure
WO2005056622A1 (de) * 2003-12-10 2005-06-23 Merck Patent Gmbh Verwendung von kern-mantel-partikeln

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008135373A1 (de) * 2007-05-04 2008-11-13 Robert Bosch Gmbh Beschichtung keramischer träger
WO2013116000A3 (en) * 2012-01-30 2013-09-19 Guardian Industries Corp. Coated article with antireflection coating including fullerene structures, and/or methods of making the same
CN107954623A (zh) * 2017-11-17 2018-04-24 东南大学 一种固体废弃物表面原位生长纳米颗粒的制备方法

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