JP6348384B2 - ハニカム触媒体 - Google Patents
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Description
前記ハニカム基材に、前記ハニカム基材の側面に開口するスリットが少なくとも2本形成され、
少なくとも一の前記セルが少なくとも2本の前記スリットを通過するように、前記スリットが形成され、
前記ハニカム基材の前記セルの延びる方向において隣り合う2本の前記スリット間に位置する前記隔壁を中間隔壁とし、前記中間隔壁の、前記隣り合う2本のスリットのうちの前記ハニカム基材の前記流入端面側に位置する前記スリットである流入側スリット内に露出する端面を流入側スリット内端面とし、前記中間隔壁の、前記隣り合うスリットのうちの前記ハニカム基材の前記流出端面側に位置する前記スリットである流出側スリット内に露出する端面を流出側スリット内端面とし、
前記流入側スリット内端面及び前記流出側スリット内端面に前記触媒が担持され、
前記流入側スリット内端面に担持された触媒の量が、前記流出側スリット内端面に担持された触媒の量より多く、
前記中間隔壁を、前記流入側スリット内端面から5mmの範囲である流入領域と、前記流出側スリット内端面から5mmの範囲である流出領域と、前記流入領域及び前記流出領域の間に位置する中央領域との3つの領域に分け、更に、前記中間隔壁において前記中間隔壁の長手方向の中間位置から前記流入側スリット内端面側に5mmの位置である流入側端と、前記中間位置から前記流出側スリット内端面側に5mmの位置である流出側端との間の領域である中心領域を想定したとき、
前記流入領域に担持された触媒の量が、前記中心領域及び前記流出領域に担持された触媒のそれぞれの量より多く、
更に、前記流出領域に担持された触媒の量が、前記中心領域に担持された触媒の量より多いハニカム触媒体。
前記隔壁に担持された触媒と、を備え、
前記ハニカム基材に、前記ハニカム基材の側面に開口するスリットが少なくとも1本形成され、
前記ハニカム基材における前記スリット内に露出する前記隔壁の端面であるスリット内端面に前記触媒が担持されており、
前記ハニカム基材に、前記ハニカム基材の側面に開口するスリットが少なくとも2本形成され、
少なくとも一の前記セルが少なくとも2本の前記スリットを通過するように、前記スリットが形成され、
前記ハニカム基材の前記セルの延びる方向において隣り合う2本の前記スリット間に位置する前記隔壁を中間隔壁とし、前記中間隔壁の、前記隣り合う2本のスリットのうちの前記ハニカム基材の前記流入端面側に位置する前記スリットである流入側スリット内に露出する端面を流入側スリット内端面とし、前記中間隔壁の、前記隣り合うスリットのうちの前記ハニカム基材の前記流出端面側に位置する前記スリットである流出側スリット内に露出する端面を流出側スリット内端面とし、
前記流入側スリット内端面及び前記流出側スリット内端面に前記触媒が担持され、
前記流入側スリット内端面に担持された触媒の量が、前記流出側スリット内端面に担持された触媒の量より多く、
前記中間隔壁を、前記流入側スリット内端面から5mmの範囲である流入領域と、前記流出側スリット内端面から5mmの範囲である流出領域と、前記流入領域及び前記流出領域の間に位置する中央領域との3つの領域に分け、更に、前記中間隔壁において前記中間隔壁の長手方向の中間位置から前記流入側スリット内端面側に5mmの位置である流入側端と、前記中間位置から前記流出側スリット内端面側に5mmの位置である流出側端との間の領域である中心領域を想定したとき、
前記流出領域に担持された触媒の量が、前記中心領域及び前記流入領域に担持された触媒のそれぞれの量より多いハニカム触媒体。
本発明のハニカム触媒体の一実施形態は、図1、図2に示すハニカム触媒体100である。ハニカム触媒体100は、多孔質の隔壁15を有するハニカム基材10と、隔壁15に担持された触媒(隔壁15上に形成された触媒を含む触媒層16)と、を備えている。ハニカム基材10は、流体の流路となり流体が流入する一方の端面である流入端面11から流体が流出する他方の端面である流出端面12まで延びる複数のセル2を区画形成する多孔質の隔壁15を有している。ハニカム触媒体100は、ハニカム基材10に、ハニカム基材10の側面に開口するスリット20が少なくとも1本形成され、ハニカム基材10におけるスリット20内に露出する隔壁15の端面であるスリット内端面21に触媒が担持されている。ハニカム触媒体100は、スリット内端面21の全部を覆うように触媒が担持されている(図2,3参照)が、スリット内端面21の一部を覆うように触媒が担持されていてもよい。なお、図1、図2中、流体の流れの一部を矢印(太線)で示す。
ハニカム触媒体100は、上述したように、ハニカム基材10に、ハニカム基材10の側面に開口する少なくとも1本のスリット20が形成されている。本発明のハニカム触媒体においては、形成されたスリットによって排ガスが乱流を生じる限り、スリットの形成位置や形成方向は、特に制限はなく適宜設定することができる。スリットは、スリットの延びる方向がハニカム基材のセルの延びる方向に直交するように形成されることが好ましい。また、スリットは、上記の通り、少なくとも1本形成されていればよく、スリットの本数は、適宜設定することができる。
触媒としては、例えば、三元触媒、NOX吸蔵還元触媒、酸化触媒、NOX選択還元触媒などを挙げることができる。また、上述した触媒以外にも、排ガス中の有害成分や煤等の酸化、NOXの浄化に適切な触媒種を適宜選択することができる。
本発明のハニカム触媒体は、例えば以下のように製造することができる。まず、ハニカム基材を作製するための坏土を調整し、この坏土を成形して、ハニカム成形体を作製する(成形工程)。
まず、成形工程においては、セラミック原料を含有するセラミック成形原料を成形して、流体の流路となる複数のセルを区画形成するハニカム成形体を形成する。
次に、得られたハニカム成形体を焼成してハニカム構造体を得る。
次に、作製したハニカム基材の側面に、超音波カッターなどを用いて少なくとも1本のスリットを形成する。
次に、ハニカム基材に、触媒を含有する触媒液を塗工して塗膜を形成し、この塗膜を乾燥させる。このようにして、ハニカム触媒体を作製することができる。
コージェライト化原料に、造孔材、有機バインダ及び水を添加して成形原料とした。成形原料を、混合、混練して円柱状の坏土を調製した。有機バインダとしては、メチルセルロースを用い、コージェライト化原料100質量部に対して8質量部添加した。水は分散媒として添加し、成形原料全体に対して85質量%となるように添加した。コージェライト原料は、焼成によりコージェライトとなる原料である。具体的には、シリカ(SiO2)が42〜56質量%、アルミナ(Al2O3)が30〜45質量%、マグネシア(MgO)が12〜16質量%の範囲に入る化学組成となるように「所定の原料」が混合されたセラミック原料である。「所定の原料」は、タルク、カオリン、仮焼カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、及びシリカのうちから選択された原料である。
作製したハニカム触媒体について、走行モード「US−06」(米国の米環境保護局(EPA)が規定する高速道路用の走行パターン「US−06」)での窒素酸化物の浄化率を測定して浄化性能を求めた。具体的には、「ハニカム触媒体に流入する前の窒素酸化物濃度」及び「ハニカム触媒体から流出した窒素酸化物濃度」を測定した。そして、窒素酸化物の浄化率を求めた。得られた浄化率により以下の評価基準で[浄化性能]の評価を行った。上記濃度の測定には、2007年モデルTOYOTA CAMRY(2.4Lエンジン、PZEV仕様)を用いた。
まず、参考例1と同様にして表1に示す条件を満たすハニカム基材を作製した。次に、作製したハニカム基材に、熱処理温度を550℃としたこと以外は、参考例1と同様にして、ハニカム触媒体を作製した。このハニカム触媒体は、流入側スリット内端面に触媒が担持され、流出側スリット内端面には触媒が担持されていなかった。作製したハニカム触媒体について、参考例1と同様にして、「浄化性能」を測定して評価を行った。結果を表2に示す。
まず、参考例1と同様にして表1に示す条件を満たすハニカム基材を作製した。作製したハニカム基材に、参考例1と同様にして触媒液をウォッシュコートした後、熱処理前にスリット内端面の触媒を空気で吹き飛ばした。その後、流入側スリット内端面が上方を向くようにして乾燥炉に設置し、550℃で熱処理して焼き付けた。このようにして、ハニカム触媒体を作製した。このハニカム触媒体は、流出側スリット内端面に触媒が担持され、流入側スリット内端面には触媒が担持されていなかった。作製したハニカム触媒体について、参考例1と同様にして、「浄化性能」を測定して評価を行った。結果を表2に示す。
まず、参考例1と同様にして表1に示す条件を満たすハニカム基材を作製した。次に、作製したハニカム基材に、参考例1と同様にして、触媒液をウォッシュコートし、熱処理して、流入側スリット内端面に触媒が担持され、流出側スリット内端面には触媒が担持されていないハニカム基材(以下、「流入側担持ハニカム基材」と記す)を得た。その後、得られた流入側担持ハニカム基材に、参考例1と同様の方法で、再度、触媒液をウォッシュコートした。その後、スリット内の触媒液を空気で吹き飛ばした。その後、流入側スリット内端面が上方を向くようにして乾燥炉に設置し、550℃で熱処理して焼き付けた。このようにして、流入側スリット内端面及び流出側スリット内端面に触媒が担持されたハニカム触媒体を作製した。即ち、このハニカム触媒体は、流入側スリット内端面及び流出側スリット内端面の両方に触媒が担持されていた。作製したハニカム触媒体について、参考例1と同様にして、「浄化性能」を測定して評価を行った。結果を表2に示す。
各条件を表1,2に示すように変更した以外は、参考例4と同様にして、ハニカム触媒体を作製した。作製したハニカム触媒体について、参考例1と同様にして、「浄化性能」を測定して評価を行った。結果を表2に示す。
Claims (2)
- 流体の流路となり前記流体が流入する一方の端面である流入端面から前記流体が流出する他方の端面である流出端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有するハニカム基材と、
前記隔壁に担持された触媒と、を備え、
前記ハニカム基材に、前記ハニカム基材の側面に開口するスリットが少なくとも1本形成され、
前記ハニカム基材における前記スリット内に露出する前記隔壁の端面であるスリット内端面に前記触媒が担持されており、
前記ハニカム基材に、前記ハニカム基材の側面に開口するスリットが少なくとも2本形成され、
少なくとも一の前記セルが少なくとも2本の前記スリットを通過するように、前記スリットが形成され、
前記ハニカム基材の前記セルの延びる方向において隣り合う2本の前記スリット間に位置する前記隔壁を中間隔壁とし、前記中間隔壁の、前記隣り合う2本のスリットのうちの前記ハニカム基材の前記流入端面側に位置する前記スリットである流入側スリット内に露出する端面を流入側スリット内端面とし、前記中間隔壁の、前記隣り合うスリットのうちの前記ハニカム基材の前記流出端面側に位置する前記スリットである流出側スリット内に露出する端面を流出側スリット内端面とし、
前記流入側スリット内端面及び前記流出側スリット内端面に前記触媒が担持され、
前記流入側スリット内端面に担持された触媒の量が、前記流出側スリット内端面に担持された触媒の量より多く、
前記中間隔壁を、前記流入側スリット内端面から5mmの範囲である流入領域と、前記流出側スリット内端面から5mmの範囲である流出領域と、前記流入領域及び前記流出領域の間に位置する中央領域との3つの領域に分け、更に、前記中間隔壁において前記中間隔壁の長手方向の中間位置から前記流入側スリット内端面側に5mmの位置である流入側端と、前記中間位置から前記流出側スリット内端面側に5mmの位置である流出側端との間の領域である中心領域を想定したとき、
前記流入領域に担持された触媒の量が、前記中心領域及び前記流出領域に担持された触媒のそれぞれの量より多く、
更に、前記流出領域に担持された触媒の量が、前記中心領域に担持された触媒の量より多いハニカム触媒体。 - 流体の流路となり前記流体が流入する一方の端面である流入端面から前記流体が流出する他方の端面である流出端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有するハニカム基材と、
前記隔壁に担持された触媒と、を備え、
前記ハニカム基材に、前記ハニカム基材の側面に開口するスリットが少なくとも1本形成され、
前記ハニカム基材における前記スリット内に露出する前記隔壁の端面であるスリット内端面に前記触媒が担持されており、
前記ハニカム基材に、前記ハニカム基材の側面に開口するスリットが少なくとも2本形成され、
少なくとも一の前記セルが少なくとも2本の前記スリットを通過するように、前記スリットが形成され、
前記ハニカム基材の前記セルの延びる方向において隣り合う2本の前記スリット間に位置する前記隔壁を中間隔壁とし、前記中間隔壁の、前記隣り合う2本のスリットのうちの前記ハニカム基材の前記流入端面側に位置する前記スリットである流入側スリット内に露出する端面を流入側スリット内端面とし、前記中間隔壁の、前記隣り合うスリットのうちの前記ハニカム基材の前記流出端面側に位置する前記スリットである流出側スリット内に露出する端面を流出側スリット内端面とし、
前記流入側スリット内端面及び前記流出側スリット内端面に前記触媒が担持され、
前記流入側スリット内端面に担持された触媒の量が、前記流出側スリット内端面に担持された触媒の量より多く、
前記中間隔壁を、前記流入側スリット内端面から5mmの範囲である流入領域と、前記流出側スリット内端面から5mmの範囲である流出領域と、前記流入領域及び前記流出領域の間に位置する中央領域との3つの領域に分け、更に、前記中間隔壁において前記中間隔壁の長手方向の中間位置から前記流入側スリット内端面側に5mmの位置である流入側端と、前記中間位置から前記流出側スリット内端面側に5mmの位置である流出側端との間の領域である中心領域を想定したとき、
前記流出領域に担持された触媒の量が、前記中心領域及び前記流入領域に担持された触媒のそれぞれの量より多いハニカム触媒体。
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