JP2008507405A - 改良された煤用触媒フィルター - Google Patents

Abstract

改良された煤用触媒フィルターは多孔質セラミックで構成され、その多孔質セラミックの少なくとも一部の上に、Ｓｉ、Ａｌ又はそれらの組合せを有するアルカリ含有酸化物ガラスを有する非晶質触媒相を有している。その改良された煤用触媒フィルターはムライト、炭化珪素又はコーディエライトなどの多孔質セラミックを、珪酸塩、アルミン酸塩又はアルミノ珪酸塩であるアルカリ含有化合物と接触させ、その多孔質セラミックの少なくとも一部に、融合した非晶質触媒相を形成するのに十分な温度で加熱することにより形成させることができる。

Description

本発明は改良された触媒小粒子フィルターに関する。

ディーゼルエンジンは、それらが稼動する方式のために、典型的なガソリンエンジンの有害排気（即ちＨＣ及びＣＯ）はもとより、煤粒子又はその小粒子（particulates）２つの凝縮物又は集塊である非常に微細な小粒子（droplet）を排出する。これらの小粒子（ここではディーゼル煤（Diesel soot））には、凝縮した多核の炭化水素類が多く含まれ、それらの幾つかは発癌性の可能性がある。

ディーゼル煤が健康に与える危険性が、ディーゼルエンジンが与えるより大きな燃料効率に対するニーズと衝突するので、排出が許容されるディーゼル煤の量を抑制する規制が制定された。これらにチャレンジするために煤用フィルターが使用されてきた。そのようなフィルターを用いると、当該フィルターは煤を焼却することによって定期的に再生しなければならない。しかしながら、ディーゼル煤が発火する温度は、通常のディーゼルエンジンの稼動温度よりも著しく高いので、ディーゼル煤の発火温度を低下させるため、多くの触媒が提案されている。

一般に、例えば、特許文献１〜４に記載されているように、アルカリ又はアルカリ酸化物を含む触媒が、ディーゼル煤の発火温度を実質的に顕著に低下させるために用いられてきた。あいにく、これらの触媒は揮発性であったり、またフィルターに有害であったりして、非実用的な短い耐用年数をもたらす。その上、これらの触媒は、ディーゼル煤と共に排出されるＨＣ及びＣＯガスを減らすために、更に実質量の貴金属触媒を必要としていた。

ディーゼル煤の発火温度の低下を図り、同時にＨＣ及びＣＯ排出物にも触媒作用を施すために、希土類酸化物などのその他の酸化物（例えば特許文献４〜８）及び卑金属酸化物もまた貴金属触媒と共に用いられてきた。あいにく、これらの触媒は、高価な貴金属触媒及び／又は希土類酸化物を実質量必要とする傾向があった。

特開２００１−１７４４９号公報 国際出願公開第０３／０１１４３７号パンフレット 米国特許出願公開第２００２／０１３２７２７号明細書 米国特許出願公開第２００２／０１９７１９１号明細書 米国特許第４，５１５，７５８号明細書 米国特許出願公開第２００２／００４４８９７号明細書 米国特許出願公開第２００３／０１２４０３７号明細書 国際出願公開第０１／０２０８３号パンフレット

従って、前記課題の１つなど、先行技術の１つ又はそれ以上の問題点を取り除くディーゼル小粒子フィルター用の触媒を提供することは望ましいことである。特に、煤を酸化し同時に長寿命をも達成するため、先行技術で必要とされてきた、高価な希土類酸化物及び貴金属触媒の量を削減した触媒を提供することは、望ましいことである。

本発明の第一の側面は、多孔質セラミックを含む煤用触媒フィルター（catalyzed soot filter）であって、その多孔質セラミックの少なくとも一部の上に、Ｓｉ、Ａｌ又はそれらの組合せを有するアルカリ含有酸化物ガラスで構成された、非晶質触媒相を有する煤用触媒フィルターである。意外にも、この煤用触媒フィルターは、卓越した煤の燃焼を示し、アルカリ酸化物触媒では一般的である、急速なアルカリの揮散や多孔質セラミックへの攻撃のいずれもなく、長寿命を示す。同様に、ディーゼル小粒子フィルターにより達成される煤燃焼速度が、そのフィルター中の煤蓄積速度と等しいときの温度である平衡点温度は、典型的なアルカリ酸化物系煤用触媒、貴金属触媒、希土類触媒及びそれらの組合せと同等か、又はそれらよりも低い可能性がある。

本発明の第二の側面は、煤用触媒フィルターの形成方法であって、多孔質セラミック体を、珪酸塩（シリケートsilicate）、アルミン酸塩（アルミネートaluminate）、アルミノ珪酸塩（アルミノシリケートalumino-silicate）又はそれらの組合せであるアルカリ含有化合物に曝して、その多孔質セラミックの少なくとも一部がアルカリ含有化合物に接触するようにし、接触した多孔質セラミックを、Ｓｉ、Ａｌ又はそれらの組合せを含むアルカリ含有酸化物ガラスが融合するのに十分な温度で加熱することを含む方法である。意外にも、例えばアルカリ酸化物との単なる接触では、融合アルカリ含有ガラス相として多孔質セラミックに組み込むことはできないのに対して、本方法ではアルカリのガラス相への組み込みが可能になる。更に意外なことには、アルカリ酸化物との単なる接触は、ほとんど決まって多孔質セラミックに有害であるのに対して、本方法では多孔質セラミックの機械的特性を改良することができる。

意外にも、本発明の触媒フィルターは、単なるアルカリ酸化物触媒の同様のフィルターに比較して改良された煤の燃焼を有しており、そこでは平衡点温度がしばしば少なくとも同等に低く、その寿命が実質的に改良される。更に、煤の燃焼温度が、煤燃焼用の典型的なセリア及び貴金属触媒よりも実質的に低い。

本発明は煤用触媒フィルターであるが、煤は、ディーゼル煤について上に記載したような炭素系物質である。煤用触媒フィルターは多孔質セラミックで構成される。

多孔質セラミック体は、例えばディーゼルの煤を濾過するための、当技術分野で公知のものなどの任意の適当なセラミックであればよい。好ましくは、多孔質セラミックは、多孔質セラミックのセラミック表面の少なくとも一部の上に、酸化物粒状界面相又は酸化物相を有するものであり、そのような相はＳｉ、Ａｌ又はそれらの組合せ（即ち、本質的にアルカリを一切含まない、シリカ、アルミナ、珪酸塩、アルミン酸塩又はアルミノ珪酸塩）により構成されている。セラミックの全部の表面がその上に前記の相を有しているのが好ましい。本質的にアルカリを含まないとは、例えばムライト、コーディエライト又は炭化珪素などの多孔質セラミックが、非晶質触媒相のない多孔質セラミック１００重量部当り、多くとも約０．０５重量部しか有していないことを意味する。

セラミックの例としては、アルミナ、ジルコニア、炭化珪素、窒化珪素及び窒化アルミニウム、酸窒化珪素（シリコンオキシナイトライド）及び炭窒化珪素（シリコンカーボンナイトライド）、ムライト、コーディエライト、β−スポジュメン、アルミニウムチタネート、ストロンチウムアルミニウムチタネート、リチウムアルミニウムシリケートが含まれる。好ましい多孔質セラミック体には、炭化珪素、コーディエライト及びムライト、又はそれらの組合せが含まれる。炭化珪素は、好ましくは米国特許第６，６６９，７５１号明細書及び国際出願公開類、欧州特許出願公開第１１４２６１９号明細書、国際出願公開第２００２／０７０１０６号パンフレットに記載されたものである。その他の適当な多孔質体は、国際出願公開第２００４／０１１３８６号パンフレット、国際出願公開第２００４／０１１１２４号パンフレット、米国特許出願公開第２００４／００２０３５９号明細書及び国際出願公開第２００３／０５１４８８号パンフレットに記載されている。

ムライトは、針状の微細構造を有するムライトが好ましい。そのような針状のセラミック多孔体の例としては、米国特許第５，１９４，１５４号；第５，１７３，３４９号；第５，１９８，００７号；第５，０９８，４５５号；第５，３４０，５１６号；第６，５９６，６６５号及び第６，３０６，３３５号の各明細書；米国特許出願公開第２００１／００３８８１０号明細書；並びに国際出願公開第０３／０８２７７３号パンフレットに記載されたものが含まれる。

多孔質セラミック体は、一般に、多孔度約３０％〜８５％を有する。好ましくは、多孔質セラミック体は、多孔度が少なくとも約４０％、より好ましくは少なくとも約４５％、更に好ましくは少なくとも約５０％、そして最も好ましくは少なくとも約５５％から、好ましくは多くとも約８０％、より好ましくは多くとも約７５％、そして最も好ましくは多くとも約７０％までであるのがよい。

多孔質セラミック体は、多孔質セラミックの少なくとも一部の上に、触媒非晶質相を有する。一部分とは、多孔質セラミック体上に存在する触媒相の任意の効果的な量であって、それにより同様の組成の無被覆の多孔質セラミック体に比較して、煤平衡温度が低下するような量を意味する。一般に、多孔質セラミックの少なくとも約１０％が触媒相により被覆されている。好ましくは、多孔質セラミックの少なくとも約２０％、より好ましくは少なくとも約３０％、更に好ましくは少なくとも約５０％、そして最も好ましくは少なくとも約７５％が触媒相により被覆されている。好ましい態様においては、多孔質セラミックの本質的に表面全体が触媒相により被覆されている。

好ましい態様において、触媒相の少なくとも一部は、多孔質セラミック体に融合している。融合するとは、触媒相が多孔質セラミックに共有結合又は極性結合によって結合していることを意味する。例えば触媒相は、多孔質セラミック体のセラミック粒子上に粒子界面非晶質相（grain boundary amorphous phase）並びにセラミック粒子界面接合部（grain boundary junction）として存在しうる。この好ましい形態において、一般に、触媒相の全てが、多孔質セラミック体のセラミック粒子に融合している。

触媒相は非晶質である。非晶質とは、典型的な分析技法を用いて検出できる分子構造が存在しないことを意味する。即ち、非常に小さい規則構造（ordered structure）は存在していてもよいが、そのようなオーダーの大きさのため、そのようなオーダーを測定する技法が、例えば検出できないか、又は実質的に非晶質物質と異なるところがないということである。例えば、規則領域（ordered domain）があまりに小さい領域なので、Ｘ線回折又は電子回折が分散散乱を示しており、もしそのような領域が存在したなら、その領域はせいぜい約５０〜１００ｎｍのサイズであろう。

たとえ触媒相が非晶質であるとしても、アルカリの量が、適用されるコロイドの珪酸塩、アルミン酸塩又はそれらの組合せの量に比例して増加すると、アルカリの小部分は炭酸塩又は重炭酸塩として沈積する。例示すれば、Ｘ線回折パターンはＸ線技法のノイズの上に認識できる小さなピークを示す。例えば、針状ムライト多孔質セラミック体に適用されるコロイド中の、Ｃｓ₂Ｏ：ＳｉＯ₂のモル比１：１では、そのような炭酸塩／重炭酸塩のピークが観察されているが、これらの触媒もなお本発明の一態様である。より低い比率においては、そのような炭酸塩／重炭酸塩のピークはますます認識しにくくなる。例えばその比が約１：４では、前記ピークは、あったとしても背景のノイズから識別することが難しい。

触媒相は、Ｓｉ、Ａｌ又はそれらの組合せを含むアルカリ含有酸化物ガラスで構成される。このガラスは、どのようなアルカリ又はアルカリ原子の組合せを含んでいてもよい。好ましくは、アルカリはＮａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ又はそれらの組合せである。より好ましくは、アルカリはＮａ、Ｋ、Ｃｓ又はそれらの組合せである。更に好ましくは、アルカリはＫ、Ｃｓ又はそれらの組合せである。最も好ましくは、アルカリはＫ又はＣｓである。

前記ガラス中のアルカリの量は、煤の燃焼に触媒作用を施すのに十分な任意の量であってもよい。一般に、ガラス中のアルカリの量は約０．０１〜５０モル％である。好ましくは、ガラス中のアルカリの量は、少なくとも約０．５モル％、より好ましくは少なくとも約１モル％、最も好ましくは少なくとも約２モル％から、好ましくは多くとも約２５モル％、より好ましくは多くとも約２０モル％、最も好ましくは多くとも約１５モル％までである。アルカリの量は、一般に、触媒多孔質セラミック体中に存在するアルカリの量、少なくとも約０．０５重量％〜約１０重量％に相当する。好ましくはアルカリの量は少なくとも約０．１重量％、より好ましくは少なくとも約０．２重量％、最も好ましくは少なくとも約０．３重量％から、好ましくは多くとも約７重量％、より好ましくは多くとも約５重量％、最も好ましくは多くとも約３重量％までである。

前記酸化物ガラスは、アルカリに加えて、Ｓｉ、Ａｌ又はそれらの組合せを有している。これは、ガラスの中に、珪酸塩（Ｓｉ−Ｏ四面体構造）、アルミン酸塩（Ａｌ−Ｏ八面体構造）又はそれらの組合せが存在することを意味する。Ｓｉ、Ａｌ又はそれらの組合せの量は、例えば典型的な稼動温度（約５００℃）でアルカリの揮発性が抑制されるのに十分なだけ存在する限り、広範囲に変えることができる。一般に、Ｓｉ、Ａｌ又はそれらの組合せの量は、ガラス並びにガラス中のアルカリ及びガラス中に存在しうるその他の成分により、広範囲に変えることができる。例えばＳｉ、Ａｌ又はそれらの組合せは、９９．９５〜５０モル％の範囲であることができる。好ましい態様では、前記酸化物ガラスは珪酸塩である。特に好ましい態様では前記珪酸塩は珪酸カリウムである。

非晶質触媒相に加えて、多孔質セラミックも、例えばディーゼルの排気に有用な、その他の触媒を有することができる。例えば、ＮＯｘ触媒又は貯蔵化合物（storage compounds）、ＨＣ触媒、ＣＯ触媒等が多孔質セラミック体上に存在していてもよい。そのような選択的触媒の例は以下の通りである。

第一の選択的触媒の例は、直接結合−金属触媒、例えば貴金属、卑金属及びそれらの組合せである。貴金属触媒の例には、白金、ロジウム、パラジウム、ルテニウム、レニウム、銀及びそれらの合金が含まれる。卑金属触媒の例には、銅、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、マンガン、バナジウム、チタン、スカンジウム及びそれらの組合せが含まれる。金属触媒は、好ましくは金属の形態であるが、無機化合物、例えば酸化物、窒化物及び炭化物などとして存在していてもよく、または多孔質セラミックのセラミック粒子内の欠陥構造（defect structure）として存在してもよい。金属は、この技術分野では公知のものなどの任意の適当な技法によって適用させることができる。例えば金属触媒は化学蒸着により適用することができる。

第二の選択的触媒の例は、多孔質セラミックのセラミック粒子の格子構造中に組み込まれるものである。例えばその元素は、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｍｇ、Ｃａ、前記文節中に記載された金属元素、又はそれらの組合せであることができる。これらの元素は、この技術分野では公知のものなどの任意の適当な手法で組み込めばよい。

三番目の選択的触媒の例は、そこに沈積した金属を有するセラミック粒子の組合せである。これらは、典型的にはウォッシュコート（wash coat）と称される。一般に、ウォッシュコートは、その上に金属が沈積したマイクロメーターサイズのセラミック粒子、例えばゼオライト、アルミノ珪酸塩、シリカ、セリア、ジルコニア、酸化バリウム、炭酸バリウム及びアルミナ粒子からなる。前記金属は直接沈積金属として任意の前述のものであることができる。特に好ましいウォッシュコート触媒被膜は、その上に貴金属を有するアルミナ粒子からなるものである。ウォッシュコートが、ジルコニウム、バリウム、ランタン、マグネシウム及びセリウムの少なくとも１種の酸化物を有するアルミナなど、１種より多くの金属酸化物から構成されることができると理解される。

第四の選択的触媒の例は、Ｇｏｌｄｅｎによる米国特許第５，９３９，３５４号明細書に記載されたものなどの金属酸化物の組成物を含むペロブスカイト（perovskite）型触媒である。

非晶質触媒相の成分であるアルカリ、Ｓｉ、Ａｌ又はそれらの組合せは、この技術分野では公知のものなどの任意適宜の方法によって、多孔質セラミック上に沈積させることができる。例えば、１種又はそれ以上の触媒成分は、前記特許文献５；米国特許第４，７４０，３６０号；第５，０１３，７０５号；第５，０６３，１９２号；第５，１３０，１０９号；第５，２５４，５１９号；第５，９９３，７６２号の各明細書；並びに前記特許文献４，６及び７；国際出願公開第９７／００１１９号；国際出願公開第９９／１２６４２号；国際出願公開第００／６２９２３号の各パンフレット；前記特許文献２及び８；並びに英国特許第１，１１９，１８０号明細書などに記載された方法によって沈積させることができる。

１つの態様において、触媒アルカリ成分（単数又は複数）は、アルカリの珪酸塩、アルミン酸塩又はそれらの組合せなどの化合物を、液体（一般には水）に溶解されてアルカリの珪酸塩、アルミン酸塩又はアルミノ珪酸塩を含むものとして沈殿させることにより、沈積させることができる。

好ましくは、触媒相は、多孔質セラミック体を、珪酸塩、アルミン酸塩、アルミノ珪酸塩又はそれらの組合せであるアルカリ含有化合物に曝すことにより製造される。一般に、アルカリの珪酸塩、アルミン酸塩又はアルミノ珪酸塩は液体中に分散されたコロイドである。コロイドとは、本発明では、約１μｍより小さい数平均粒子径を有する小粒子を意味する。コロイドは結晶でも非晶質でもよい。好ましくは、コロイドは非晶質である。コロイドは、好ましくはＮａ、Ｃｓ、Ｋ又はそれらの組合せの珪酸塩であるのがよい。好ましくは、コロイドはＣｓ、Ｋ又はそれらの組合せの珪酸塩であるのがよい。最も好ましくは、コロイドはＣｓ又はＫの珪酸塩であるのがよい。アルカリの珪酸塩、アルミン酸塩又はアルミノ珪酸塩の例には、クレー、合成コロイド、例えばこの技術分野では公知であり、“ＫＡＳＩＬ”及び“Ｎ”（ＰＱ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＰＯ ＢＯＸ ８４０，Ｖａｌｌｅｙ Ｆｏｒｇｅ，ＰＡ．製）；“ＺＡＣＳＩＬ”（Ｚａｃｌｏｎ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，２９８１ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ Ｒｄ．，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ．製）；“Ｓｏｄｉｕｍ Ｓｉｌｉｃａｔｅｓ”（Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌ Ｔｏｗｅｒ，５００５ ＬＢＪ Ｆｒｅｅｗａｙ，Ｄａｌｌａｓ，ＴＸ．製）などの商品名で購入できるものなどが含まれる。

コロイドは、好ましくは全ての粒子が数による直径で１μｍより小さい小粒子径を有する。好ましくは、数平均粒子径が直径で約５００ナノメーター（ｎｍ）より小さく、より好ましくは約２５０ｎｍより小さく、更に好ましくは約１００ｎｍより小さく、そして最も好ましくは約５０ｎｍより小さく、好ましくは少なくとも約１ｎｍまで、より好ましくは少なくとも約５ｎｍまで、そして最も好ましくは少なくとも約１０ｎｍまでであるのがよい。

前記多孔質体は、当技術分野では公知のものなどの任意適宜の方法により前記のアルカリの珪酸塩、アルミン酸塩又はアルミノ珪酸塩に曝すことができる。例えばコロイドの液体分散体を、噴霧、浸漬（dipping）、浸没（immersing）によって多孔質体中に含浸し、次いで乾燥するのがよい。

多孔質セラミックを、例えばコロイドに接触させた後、例えば非晶質触媒相を形成するため、そしてもし所望なら、その触媒相を多孔質セラミック体に融合させるために、多孔質体を加熱する。一般に、加熱温度は少なくとも約４００℃〜約１６００℃である。典型的には、温度は少なくとも約５００℃〜約１０００℃である。一般に、その雰囲気は、ガラスが珪酸塩、アルミン酸塩又はアルミノ珪酸塩（即ち酸素を含有するもの）であることを保証するのに十分な量の酸素を含むことが必要である。一般に、触媒成分を加熱して非晶質触媒相を形成するには空気が適当である。もし所望なら又は必要なら、貴金属などその他の選択的触媒の形成を促進するため、還元雰囲気又は不活性雰囲気で、直前に記載されたのと同じ温度までの更なる加熱を実施してもよい。

実施例１
国際出願公開第０３／０８２７７３号パンフレットの例４に記載されたものと同様の方法（国際出願公開第０３／０８２７７３号パンフレットの例４に記載されたものと同様に１４００℃で処理することも含む）で製造された、針状ムライトディーゼル小粒子フィルター（２００セル／ｉｎ²）の、長さ１．５ｉｎｃｈで２×５セル部分が、珪酸カリウム溶液（“ＫＡＳＩＬ＃１”、ＰＱ Ｃｏｒｐ．，Ｖａｌｌｅｙ Ｆｏｒｇｅ，ＰＡ．製）で十分に含浸されて壁面の孔容積を満たし、次いでオーブン中１１５℃で乾燥させた。乾燥したサンプルは８００℃で焙焼した。

棒状物（bar）は、約０．５重量％のスラリー状界面活性剤“ＴＲＩＴＯＮ Ｘ−１００”（Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ．製）を用いて水中に分散された、カーボンブラック（“Ｒｅｇａｌ ３３０Ｒ”、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｏｓｔｏｎ，ＭＡ製）５重量％を含む分散物で噴霧し、次いで１１５℃で炉乾燥した。約０．５ｍｇのカーボンブラックを棒状物に沈積して、くすんだ黒い被膜を形成した。棒状物は、５５０℃で１０分間管状の炉（furnace）中に置き、次いで取り出した。カーボンブラックは完全に焼却されていた。

棒状物は、炉の条件を５７５℃、１５分に変更したことを除いて、記載の通りに燃焼試験を通して繰り返し循環した。４８サイクルの後も、炭素はなお完全に焼却されており、この時点でこの燃焼試験を終了した。

実施例２
針状ムライトディーゼル小粒子フィルターの代わりに、ＳｉＣディーゼル小粒子フィルター［イビデン（株）（大垣市）製］を用いたことを除き、実施例１と同様の手法で第二の棒状物を製造した。棒状物は同様の方法で試験したが、炭素は５５０℃で完全に焼却し、そして５７５℃で２８サイクル後にも煤はなお完全に焼却されており、この時点で試験を終了した。

実施例３
針状ムライトディーゼル小粒子フィルターの代わりに、コーディエライトディーゼル小粒子フィルター（Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，Ｃｏｒｎｉｎｇ，ＮＹ．製）を用いたことを除き、実施例１と同様の手法で第三の棒状物を製造した。棒状物は実施例２に記載したのと同様の方法で試験し、そして棒状物は実施例２と同様の結果を有した。

実施例４
棒状物を珪酸セシウム溶液（ＳｉＯ₂：Ｃｓ₂Ｏ ３．９２）で含浸し、次いで炉中１１５℃で乾燥したことを除き、実施例１と同様の手法で第四の棒状物を製造した。前記溶液は、ヒュームドシリカをＣｓＯＨ５０重量％、残量の水と共に温度８５℃で４時間加熱することにより作製した。乾燥したサンプルは７００℃で１時間焙焼した。

前記棒状物は、５重量％のオイル（“Ｍｏｂｉｌ １”，ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｉｒｖｉｎｇ，ＴＸ．製）がカーボンスラリーに加えたことを除き、同様の方法で試験した。カーボンは５００℃で完全に焼却し、そして５５０℃での４５０サイクル後にもその煤はなお完全に焼却されており、この時点で試験を終了した。

比較例１
実施例１と同様に、針状ムライトディーゼル小粒子フィルターの一部である長さ１．５ｉｎｃｈで２×５セルを、２０重量％硝酸塩（nitrate）安定化セリアゾル（Ｎｙａｃｏｌ Ｎａｎｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ａｓｈｌａｎｄ，ＭＡ．製）で十分に含浸して壁面の孔容積を満たし、次いで炉中１１５℃で乾燥した。乾燥したサンプルは８００℃で１時間焙焼した。その棒状物は、実施例１に記載したようにして５５０℃で試験した。得られた棒状物には煤の黒さが残った。

比較例２
基材に触媒を加えなかったことを除き、実施例１に記載したのと同様の方法で棒状物を作製した。棒状物は、実施例１に記載したのと同様の方法で５５０℃で試験した。得られた棒状物には煤の黒さが残った。

煤用触媒フィルターは、ガスの流れ、例えば自動車、列車、トラック又は設置型の電力設備（power plant）の排気などから煤を除去する必要があるような、任意の用途に使用することができる。煤用触媒フィルターは、ディーゼルエンジンの排気から煤を除去するのに特に有用である。

Claims (31)

1. 多孔質セラミックの少なくとも一部の上に、Ｓｉ、Ａｌ又はそれらの組合せを有するアルカリ含有酸化物ガラスを有する非晶質触媒相を有する多孔質セラミックを含んでなる煤用触媒フィルター。
2. アルカリ含有ガラスがＮａ、Ｋ、Ｃｓ又はそれらの組合せであるアルカリを有する請求項１に記載の煤用触媒フィルター。
3. アルカリがＣｓ、Ｋ又はそれらの組合せである請求項２に記載の煤用触媒フィルター。
4. アルカリがＫである請求項３に記載の煤用触媒フィルター。
5. アルカリ含有酸化物ガラスが珪酸塩である請求項１に記載の煤用触媒フィルター。
6. 多孔質セラミックが、多孔質セラミック及び非晶質触媒相の、少なくとも約０．１重量％〜多くとも約７重量％であるアルカリの量を有する請求項１に記載の煤用触媒フィルター。
7. アルカリの量が少なくとも約０．２％である請求項６に記載の煤用触媒フィルター。
8. アルカリの量が少なくとも約０．３％である請求項７に記載の煤用触媒フィルター。
9. アルカリの量が多くとも約５％である請求項６に記載の煤用触媒フィルター。
10. アルカリの量が多くとも約３％である請求項９に記載の煤用触媒フィルター。
11. 多孔質セラミックがムライト、コーディエライト、炭化珪素又はそれらの組合せである請求項１に記載の煤用触媒フィルター。
12. 多孔質セラミックがコーディエライト又はムライトである請求項１１に記載の煤用触媒フィルター。
13. 多孔質セラミックがムライトである請求項１２に記載の煤用触媒フィルター。
14. 多孔質セラミックが針状ムライトである請求項１３に記載の煤用触媒フィルター。
15. 多孔質セラミック体を、珪酸塩、アルミン酸塩、アルミノ珪酸塩又はそれらの組合せであるアルカリ含有化合物に曝して、前記多孔質セラミックの少なくとも一部がアルカリ含有化合物に接触するようにし、接触された多孔質セラミックを、Ｓｉ、Ａｌ又はそれらの組合せを含むアルカリ含有酸化物ガラスがそれに融合するのに十分な温度で加熱することを含んでなる煤用触媒フィルターの形成方法。
16. アルカリ含有化合物がＫ、Ｎａ、Ｃｓ又はそれらの組合せであるアルカリを有する請求項１５に記載の方法。
17. アルカリがＣｓ、Ｋ又はそれらの組合せである請求項１６に記載の方法。
18. アルカリがＫである請求項１７に記載の方法。
19. アルカリ含有化合物が珪酸塩である請求項１５に記載の方法。
20. アルカリ含有化合物が直径で約５００ｎｍより小さい数平均粒子径を有するコロイドである請求項１５に記載の方法。
21. アルカリ含有化合物がコロイド状アルカリ珪酸塩である請求項１５に記載の方法。
22. コロイド状アルカリ珪酸塩がＫ、Ｃｓ又はそれらの組合せであるアルカリを有する請求項２１に記載の方法。
23. アルカリがＫである請求項２２に記載の方法。
24. アルカリ含有化合物がクレーである請求項１５に記載の方法。
25. 多孔質セラミック体が多孔質セラミックのセラミック表面の少なくとも一部上に酸化物相を有するものであって、その表面相が、本質的にアルカリを含まないＳｉ、Ａｌ又はそれらの組合せで構成されている請求項１５に記載の方法。
26. 多孔質セラミックがコーディエライト、ムライト、炭化珪素又はそれらの組合せである請求項２５に記載の方法。
27. 多孔質セラミックがムライト又はコーディエライト又はそれらの組合せである請求項２６に記載の方法。
28. 多孔質セラミックがムライトである請求項２７に記載の方法。
29. ムライトが針状ムライトである請求項２８に記載の方法。
30. アルカリがＣｓである請求項３に記載の煤用触媒フィルター。
31. アルカリがＣｓである請求項１７に記載の方法。