JP2005270714A - 排ガス浄化材及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の排ガス浄化材は、排ガス浄化触媒を金属製フィルター1に担持した構成からなる。また、金属製フィルター1と排ガス浄化触媒の間には中間層の無機酸化物を配置している。製造方法として、排ガス浄化触媒や無機酸化物を金属製フィルター1に担持する際に界面活性剤をこれらスラリーに添加することで金属表面の濡れ性を改善している。また、金属製フィルター1に排ガス浄化触媒や無機酸化物を添着後、これらの余剰スラリーを除去する手段として遠心力を用いている。
【選択図】図1
Description
金属製フィルターとして、図1に示すように直径93mmで高さ180mmの円筒形である市販の金属製フィルター1を用いた。この金属製フィルター内に金属製ファイバーメッシュ2(直径40μ、坪量500g/m2)が積層して設置され、このファイバーメッシュによって排ガス中のパティキュレート3を捕集するメカニズムである。チタニアゾルのスラリーにジアルキルスルホコハク酸塩型のアニオン系界面活性剤を1.96wt%添加して1時間撹拌した。この溶液に前記金属製フィルターを1分間含浸して引上げ、反転してさらに1分間含浸した。
市販のコージェライトフィルターを実施例1と同様の排ガス浄化触媒溶液に含浸して余剰の触媒溶液を除去し、液体窒素に投入して凍結させた後、真空乾燥機で乾燥させ、700℃で5時間酸化焼成して排ガス浄化触媒を担持して排ガス浄化材とし、これを比較例1とした。
金属製フィルターから金属製ファイバーメッシュ(ファイバー直径40μ、ファイバーメッシュ坪量500g/m2)を10mm×10mmの大きさに切り出して図4に示すような金属製フィルターのテストピース8とした。
実施例2と同様のテストピースを界面活性剤を添加していないチタニアゾルスラリーに1分間含浸して引上げ、余剰の溶液を不織布で吸い取って除去した。このチタニアゾル溶液を添着させたテストピースを液体窒素に投入して凍結させた後、真空乾燥機で乾燥させ、700℃で5時間酸化焼成してチタニアの酸化物を担持したテストピースをを作製し、これを比較例2とした。
金属製フィルターとして、直径93mmで高さ180mmの円筒形である市販の金属製フィルターを用いた。チタニアゾルのスラリーにジアルキルスルホコハク酸塩型のアニオン系界面活性剤を添加してよく撹拌した。このスラリーに金属製フィルターを1分間含浸して引上げ、反転してさらに1分間含浸した。
実施例3と同様の方法を用いてチタニアゾルスラリーを添着させた金属製フィルターを図6に示すようにエアー10圧力を0.5MPaとして10分間エアブローをして余剰のチタニアゾル溶液を除去した。
実施例1及び比較例1で製造した各排ガス浄化材について、以下のような排ガス浄化試験(図7参照)を行った。
実施例2及び比較例2で作製したチタニアの酸化物を担持したテストピース表面を電子顕微鏡を用いて加速電圧15kVで倍率を2,000倍に設定し、チタニアの酸化物がファイバーメッシュシートに担持されている様子を観察すると共にEDXによるテストピース表面の元素分析を行った。元素分析は各テストピースの表面10箇所を測定し、金属製フィルターの成分であるFe元素に対してTi元素の割合(Ti/Fe)を10箇所の平均値として求めた。
実施例3及び比較例3で作製したチタニアの酸化物を担持した金属製フィルターの金属製ファイバーメッシュ部分を切り出して、電子顕微鏡を用いて2,000倍で拡大し、チタニアの酸化物がファイバーメッシュシートに担持されている様子を観察した。
直径140mm、高さ150mmの触媒を担持していない金属製フィルター18及びコージェライトフィルター18に関して、耐熱衝撃性を評価するために、図10に示す装置を用いて耐熱衝撃性試験を行った。金属製フィルター及びコージェライトフィルター内に複数の熱電対19を設置し温度をデータレコーダ21で測定しながら、フィルターの片側端面に加熱した電気ヒータ19を瞬間的に密着させることで温度勾配を60〜80℃/minの間で設定し、各フィルターが割れるか否かを評価した。
2 金属製ファイバーメッシュ
3 パティキュレート
4 ダミー
5 遠心分離機
6 チタニアの酸化物の中間層
7 排ガス浄化触媒の層
8 金属製フィルターのテストピース
9 金属ファイバーメッシュ表面にチタニアの酸化物を担持した状態
10 エアー
11 ディーゼルエンジン
12 切替え弁
13 バイパスライン
14 本ライン
15 排ガス浄化材
16 圧力センサー
17 ファイバー間に触媒が残っている状態
18 各種フィルター(金属製フィルター、コージェライトフィルター)
19 熱電対
20 電気ヒーター
21 データレコーダ
Claims (9)
- 排ガス浄化触媒を金属製フィルターに均一に担持したことを特徴とする排ガス浄化材。
- 排ガス浄化触媒と金属製フィルターとの間に中間層を設けることを特徴とする請求項1に記載の排ガス浄化材。
- 中間層がSiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、ZnOのうち少なくとも1つ以上の無機酸化物であることを特徴とする請求項2に記載の排ガス浄化材。
- 均一に分散させた排ガス浄化触媒スラリーや無機酸化物スラリーを金属製フィルターに添着後、前記金属製フィルターから余剰な前記排ガス浄化触媒スラリーや無機酸化物スラリーを除去するために均一な力を加えることを特徴とする請求項1及至3に記載の排ガス浄化材の製造法。
- 均一に分散させた排ガス浄化触媒スラリーや無機酸化物スラリーを金属製フィルターに添着後、前記金属製フィルターから余剰な前記排ガス浄化触媒スラリーや無機酸化物スラリーを除去するために遠心力を加えることを特徴とする請求項1及至3に記載の排ガス浄化材の製造法。
- 均一に分散させた無機酸化物スラリーを金属製フィルターに均一に添着するために前記無機酸化物スラリーに界面活性剤を添加して金属製フィルター表面の濡れ性を改善することを特徴とする請求項2又は3に記載の排ガス浄化材の製造法。
- 均一に分散させた無機酸化物スラリーに添加する界面活性剤がスルホン酸塩のアニオン系界面活性剤であることを特徴とする請求項2又は3に記載の排ガス浄化材の製造法。
- 均一に分散させた排ガス浄化触媒のスラリーを金属製フィルターに均一に添着するために前記排ガス浄化触媒のスラリーに界面活性剤を添加して金属製フィルター表面の濡れ性を改善することを特徴とする請求項1及至3に記載の排ガス浄化材の製造法。
- 金属製フィルターが金属製発泡構造や金属製不織布構造や金属製ファイバーメッシュシート構造やこれらの組合せで構成されることを特徴とする請求項1に記載の排ガス浄化材。
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