JP5612795B2 - 排ガス浄化触媒、排ガス浄化装置及びフィルタ、並びに該触媒の製造方法 - Google Patents
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Description
(式中、Aは少なくとも1種のアルカリ金属を示し、Xは1≦X≦2を満たす正の実数を示し、Yは1≦Y≦6を満たす正の実数を示す。)
(実施例1)
炭酸ナトリウム36.6質量部、酸化ジルコニウム42.6質量部、及び酸化ケイ素20.8質量部を混合し、1200℃で4時間焼成した。得られた粒子状固体が、X線回折によりNa2ZrSiO5の単相であることを確認した。
炭酸ナトリウム30.3質量部、酸化ジルコニウム35.3質量部、及び酸化ケイ素34.4質量部を混合し、1200℃で4時間焼成した。得られた粒子状固体が、X線回折によりNa2ZrSi2O7の単相であることを確認した。
炭酸ナトリウム25.9質量部、酸化ジルコニウム30.1質量部、及び酸化ケイ素44.0質量部を混合し、1200℃で4時間焼成した。得られた粒子状固体が、X線回折によりNa2ZrSi3O9の単相であることを確認した。
炭酸ナトリウム33.2質量部、酸化ジルコニウム38.6質量部、及び酸化ケイ素28.2質量部を混合し、1200℃で4時間焼成した。得られた粒子状固体が、X線回折によりNa4Zr2Si3O12の単相であることを確認した。
炭酸カリウム43.0質量部、酸化ジルコニウム38.3質量部、及び酸化ケイ素18.7質量部を混合し、1200℃で4時間焼成した。得られた粒子状固体が、X線回折によりK2ZrSiO5の単相であることを確認した。
炭酸カリウム36.2質量部、酸化ジルコニウム32.3質量部、及び酸化ケイ素31.5質量部を混合し、1200℃で4時間焼成した。得られた粒子状固体が、X線回折によりK2ZrSi2O7の単相であることを確認した。
炭酸カリウム31.3質量部、酸化ジルコニウム27.9質量部、及び酸化ケイ素40.8質量部を混合し、1200℃で4時間焼成した。得られた粒子状固体が、X線回折によりK2ZrSi3O9の単相であることを確認した。
炭酸セシウム51.8質量部、酸化ジルコニウム19.6質量部、及び酸化ケイ素28.6質量部を混合し、1200℃で4時間焼成した。得られた粒子状固体が、X線回折によりCs2ZrSi3O9の単相であることを確認した。
炭酸リチウム28.7質量部、酸化ジルコニウム47.9質量部、及び酸化ケイ素23.4質量部を混合し、1200℃で4時間焼成した。得られた粒子状固体が、X線回折によりLi2ZrSiO5の単相であることを確認した。
炭酸ナトリウム46.2質量部、酸化ジルコニウム53.8質量部を混合し、1200℃で4時間焼成した。得られた粒子状固体が、X線回折によりNa2ZrO3の単相であることを確認した。
炭酸カリウム52.9質量部、及び酸化ジルコニウム47.1質量部を混合し、1200℃で4時間焼成した。得られた粒子状固体が、X線回折によりK2ZrO3の単相であることを確認した。
炭酸ナトリウム63.8質量部、及び酸化ケイ素36.2質量部を混合し、1200℃で4時間焼成した。得られた粘性油状物が、X線回折によりNa2SiO3の単相であることを確認した。
比較例1で得たNa2ZrO3と、比較例3で得たNa2SiO3とを、それぞれ50質量%づつ混合し、混合物を得た。
炭酸ナトリウム51.0質量部、及び酸化アルミニウム49.0質量部を混合し、1200℃で4時間焼成した。得られた粒子状固体が、X線回折によりNaAlO2の単相であることを確認した。
炭酸カリウム57.5質量部、及び酸化アルミニウム42.5質量部を混合し、1200℃で4時間焼成した。得られた粒子状固体が、X線回折によりKAlO2の単相であることを確認した。
炭酸ナトリウム32.3質量部、酸化アルミニウム31.1質量部、及び酸化ケイ素36.6質量部を混合し、1200℃で4時間焼成した。得られた粒子状固体が、X線回折によりNaAlSiO4の単相であることを確認した。
炭酸カリウム38.4質量部、酸化アルミニウム28.3質量部、及び酸化ケイ素33.3質量部を混合し、1200℃で4時間焼成した。得られた粒子状固体が、X線回折によりKAlSiO4の単相であることを確認した。
(イオン導電率)
得られた排ガス浄化触媒10gの圧粉体を作製し、1200℃で4時間焼成した。得られた焼結体に導電性ペースト(日本黒鉛社製、バニーハイトT−602)でアルミ箔を圧着し電極を形成し、電極にアルミリード線を圧着して測定サンプルを得た。得られた測定サンプルをインピーダンスアナライザー(Ivium社製、IviumStat)にてイオン導電率を測定し、表1に結果を示した。なお、比較例3が粘性油状物であることから、比較例3及び比較例4は測定に適した測定サンプルを作製することができなかった。
得られた排ガス浄化触媒を乳鉢で粉砕し、疑似PMとしてカーボンブラック(東海カーボン社製、トーカブラック7100F)を5質量%添加し乳鉢混合した。
得られた排ガス浄化触媒10質量部に対しチタン酸アルミニウム(丸ス釉薬社製)90質量部を加えて乳鉢混合した。得られた混合物を1000℃で4時間焼成した。X線回折により、ピークが焼成前と比較して変化が見られないものを「○」、変化したものを「×」とした。結果を表1に示した。
得られた排ガス浄化触媒10質量部に対し、チタン酸アルミニウム(丸ス釉薬社製)90質量部、黒鉛20質量部、メチルセルロース10質量部、及び脂肪酸石鹸0.5質量部を配合し、さらに水を適当量添加して混練し、押出成形可能な坏土を得た。
実施例4で得られた排ガス浄化触媒30質量部に対し、チタン酸アルミニウム(丸ス釉薬社製)70質量部、黒鉛20質量部、メチルセルロース10質量部、及び脂肪酸石鹸0.5質量部を配合し、さらに水を適当量添加して混練し、押出成形可能な坏土を得た。
再生率(%)=100−[(PM堆積重量(g)−PM燃焼重量(g))/PM堆積重量(g)]×100
2…排ガス発生源
3,4…パイプ
5…硬度計
6…円錐状の針
7…筒状体
7a…目盛
10…排ガス浄化フィルタ
A…成形体の押出方向
Claims (8)
- 排ガス中に含まれる粒子状物質を燃焼させる排ガス浄化触媒であって、少なくとも1種のアルカリ金属と、Siと、Zrとを含む複合酸化物粒子であることを特徴とする排ガス浄化触媒。
- イオン導電率が0.5×10−6mS/cm以上であることを特徴とする請求項1に記載の排ガス浄化触媒。
- 複合酸化物中における酸素を除く各金属の含有割合が、アルカリ金属30〜60モル%、Si20〜60モル%、Zr10〜40モル%である請求項1または2に記載の排ガス浄化触媒。
- 複合酸化物が、以下の一般式で表されることを特徴とする請求項1または2に記載の排ガス浄化触媒。
A2XZrXSiYO3x+2Y
(式中、Aは少なくとも1種のアルカリ金属を示し、Xは1≦X≦2を満たす正の実数を示し、Yは1≦Y≦6を満たす正の実数を示す。) - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の排ガス浄化触媒を備えることを特徴とする排ガス浄化装置。
- 担体と、前記担体に担持された請求項1〜4のいずれか1項に記載の排ガス浄化触媒と、を有することを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
- 前記担体が、ハニカムフィルタであることを特徴とする請求項6に記載の排ガス浄化フィルタ。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の排ガス浄化触媒を製造する方法であって、
少なくとも1種のアルカリ金属塩と、ケイ素源と、ジルコニウム源とを含む混合物を焼成して製造することを特徴とする排ガス浄化触媒の製造方法。
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