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JPH07328442A - Filter for purifying waste gas and its production - Google Patents

Filter for purifying waste gas and its production

Info

Publication number
JPH07328442A
JPH07328442A JP6131878A JP13187894A JPH07328442A JP H07328442 A JPH07328442 A JP H07328442A JP 6131878 A JP6131878 A JP 6131878A JP 13187894 A JP13187894 A JP 13187894A JP H07328442 A JPH07328442 A JP H07328442A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
exhaust gas
coating layer
oxide
gas purifying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6131878A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Inoue
雅博 井上
Tatsuro Miyazaki
達郎 宮▲崎▼
Masaaki Arita
雅昭 有田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP6131878A priority Critical patent/JPH07328442A/en
Publication of JPH07328442A publication Critical patent/JPH07328442A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

PURPOSE:To produce a filter reducing the combustion temp. of a fine particle- shaped substance and preventing the deterioration of a catalyst by preventing a chemical reaction of a filter part with the catalyst during the combustion of the substance. CONSTITUTION:This filter consists of a filter part 1, a coating layer 2 contg. lithium oxide, chromium oxide, vanadium oxide, potassium vanadate, lithium aluminate, chromium aluminate or a multiple oxide consisting of an alkali metal or a rare earth metal and alumina disposed on the surface of the filter part 1 and a catalyst 3 carried on the coating layer 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はディーゼル機関等の燃焼
機関から排出される排気ガス中に含まれる炭化水素、可
燃性炭素微粒子を酸化反応させ、除去する触媒を担持し
た排ガス浄化用フィルター及びその製造方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying filter carrying a catalyst for oxidizing and removing hydrocarbons and combustible carbon fine particles contained in exhaust gas discharged from a combustion engine such as a diesel engine, and a filter therefor. The present invention relates to a manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ディーゼル機関の排ガス中の微粒
子状物質(固体状炭素微粒子、液体あるいは固体状の高
分子量炭化水素微粒子)はその粒子径のほとんどが1μ
m以下であり、大気中に浮遊しやすく呼吸時に人体に取
り込まれやすい。しかもこの微粒子状物質は発癌性物質
を含んでいることから、この微粒子状物質の排出の規制
は今後更に強化される。
2. Description of the Related Art In recent years, most of fine particles (solid carbon fine particles, liquid or solid high molecular weight hydrocarbon fine particles) in exhaust gas of diesel engine have a particle diameter of 1 μm.
Since it is less than m, it easily floats in the atmosphere and is easily taken into the human body during breathing. Moreover, since the particulate matter contains a carcinogenic substance, the regulation of emission of the particulate matter will be further strengthened in the future.

【0003】従来、この粒子状物質の除去方法として
は、耐熱性のセラミックスフィルターを用いて、排ガス
中の微粒子状物質を補足した後、バーナーあるいはヒー
ターなどで微粒子状物質を燃焼させる方法、あるいは、
燃焼中に微粒子物質の燃焼を促進する物質を添加する方
法(フュエルアディティブ法)等が提案され、実用化の
検討がなされているがいずれの方法も一長一短があり、
さらに優れたシステムの開発が望まれている。
Conventionally, as a method of removing the particulate matter, a method of capturing the particulate matter in the exhaust gas using a heat-resistant ceramics filter and then burning the particulate matter with a burner or a heater, or
A method of adding a substance that promotes combustion of particulate matter during combustion (fuel additive method) has been proposed and is being studied for practical use, but each method has advantages and disadvantages,
It is desired to develop a better system.

【0004】触媒を用いて排ガス中の微粒子物質を排ガ
ス温度にて燃焼除去できれば特殊な装置を必要とせず、
排ガスを浄化する方法として最も有効である。前記触媒
としては、耐熱性、コスト、活性の高さから、ABO3
型(Aは希土類金属又は希土類金属の一部をアルカリ金
属又はアルカリ土類金属で置換する。BはCr、Mn、
Co等の遷移金属又は一部アルカリ金属又は貴金属で置
換する。)の複合酸化物が用いられ、前記触媒を担持す
るフィルター部としては、コスト、物理的あるいは化学
的性質が適当であるところから、コーディライト(2M
gO・5SiO 2 ・2Al23 )、ムライト(2Al
23 ・3SiO2 )等のアルミナを含んだ耐熱性セラ
ミックスが用いられている。又、触媒とフィルターとの
燃焼時の反応を防ぐために、触媒とフィルター部との間
にアルカリ土類金属、希土類金属、コバルト、ニッケル
等の酸化物を含有する中間層を設けることが行われてい
る。
A catalyst is used to remove particulate matter from exhaust gas.
If it can be burnt and removed at the temperature, it does not require a special device,
This is the most effective method for purifying exhaust gas. The catalyst
As for heat resistance, cost, and high activity, ABO3 
Type (A is rare earth metal or part of rare earth metal is alkali gold
Substitute with a genus or alkaline earth metal. B is Cr, Mn,
Placed with transition metal such as Co or partially alkali metal or noble metal
Replace. ) Composite oxide is used to support the catalyst.
As a filter part, the cost, physical or chemical
The cordy light (2M
gO ・ 5SiO 2 ・ 2Al2 O3 ), Mullite (2Al
2 O3 ・ 3 SiO2 ) Heat-resistant ceramics containing alumina such as
A mix is used. In addition, the catalyst and the filter
Between the catalyst and the filter part to prevent reaction during combustion
Alkaline earth metal, rare earth metal, cobalt, nickel
It has been carried out to provide an intermediate layer containing an oxide such as
It

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の排ガス浄化用フィルターでは、燃焼して高温雰囲気
(900℃以上)に長時間使用した場合、フィルター部
中のアルミナと触媒に用いられているABO3 型複合酸
化物に含まれる遷移金属(B)との間で、スピネル化合
物(BAl23 )が形成され、ABO3 型複合酸化物
が破壊され、触媒の微粒子状物質との反応性が劣化し、
触媒自体の活性が劣化し、又、この触媒の活性の劣化に
より微粒子状物質を燃焼する温度が上昇し、フィルター
が破壊するという問題点を有していた。又、前記アルカ
リ土類金属、希土類金属、コバルト、ニッケル等の酸化
物を含有する中間層は、前記問題点を解決するために設
けたものであるが、前記スピネル化合物(BAl2
3 )の形成反応を防止するには十分ではなく、触媒の劣
化が起こり、微粒子状物質を燃焼する温度が上昇し、フ
ィルターが破壊するという問題を解決することは十分に
はできていない。
However, in the conventional exhaust gas purifying filter described above, when burned and used for a long time in a high temperature atmosphere (900 ° C. or higher), alumina in the filter portion and ABO 3 used for the catalyst are used. -Type complex oxide forms a spinel compound (BAl 2 O 3 ) with the transition metal (B) contained therein, destroys the ABO 3 -type complex oxide, and deteriorates the reactivity of the catalyst with the particulate matter. Then
There is a problem that the activity of the catalyst itself deteriorates, and the temperature at which the particulate matter is burned rises due to the deterioration of the activity of the catalyst, and the filter is destroyed. The intermediate layer containing an oxide of an alkaline earth metal, a rare earth metal, cobalt, nickel or the like is provided to solve the above-mentioned problems, but the spinel compound (BAl 2 O
It is not enough to prevent the formation reaction of 3 ), and the problem that the catalyst deteriorates, the temperature at which the particulate matter is burned rises, and the filter breaks has not been sufficiently solved.

【0006】本発明は前記従来の問題点を解決するもの
で、燃焼中に高温雰囲気に晒されても、フィルター部と
触媒との間でスピネル化合物の形成されない、触媒の微
粒子状物質との反応性の劣化しない、触媒の劣化による
微粒子状物質を燃焼する温度の上昇しない、燃焼中にフ
ィルターの破壊の起こらない排ガス浄化用フィルターを
提供することを目的とする。又、本発明は、フィルター
部と触媒との間で化学反応の生じない十分安定なコーテ
ィング層をフィルター部と触媒との間に、容易に、高歩
留りで形成する排ガス浄化用フィルターの製造方法を提
供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art. Even when exposed to a high temperature atmosphere during combustion, a spinel compound is not formed between the filter part and the catalyst, and the reaction with the particulate matter of the catalyst. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying filter that does not deteriorate in properties, does not raise the temperature for burning particulate matter due to deterioration of a catalyst, and does not cause destruction of the filter during combustion. Further, the present invention provides a method for producing an exhaust gas purifying filter, wherein a sufficiently stable coating layer that does not cause a chemical reaction between the filter part and the catalyst is easily formed with a high yield between the filter part and the catalyst. The purpose is to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項1に記載の排ガス浄化用フィルター
は、フィルター部と、前記フィルター部の表面に設けた
コーティング層と、前記コーティング層に担持された触
媒と、を有する構成を有している。請求項2に記載の排
ガス浄化用フィルターは、請求項1において、前記コー
ティング層が、酸化リチウム、酸化クロム、酸化バナジ
ウム、バナジウム酸カリウム、アルミン酸リチウム、酸
化クロム、及び、アルカリ土類金属又は希土類金属とア
ルミナとの複合酸化物の内いずれか1種である構成を有
している。請求項3に記載の排ガス浄化用フィルター
は、請求項1又は2において、前記フィルター部が耐熱
性セラミックスで形成されている構成を有している。請
求項4に記載の排ガス浄化用フィルターは、請求項1乃
至3の内いずれか1において、前記コーティング層が、
前記フィルター部の重量の1〜50重量%、好適には1
0〜20重量%である構成を有している。請求項5に記
載の排ガス浄化用フィルターは、請求項1乃至4の内い
ずれか1において、前記触媒が、ABO3 型(Aは希土
類金属、又は、希土類金属の一部をアルカリ金属、又
は、アルカリ土類金属で置換する。BはCr、Mn、C
o、等の遷移金属、又は、一部アルカリ金属、又は、貴
金属で置換する。)の複合酸化物、又は、ABO3 型の
複合酸化物とA酸化物、及び/又は、B酸化物の組成物
を有す構成を有している。請求項6に記載の排ガス浄化
用フィルターの製造方法は、金属塩の水溶液に前記フィ
ルター部を含浸させる含浸工程と、前記含浸工程で含浸
させた後乾燥する乾燥工程と、前記乾燥工程で乾燥され
た前記フィルター部を800℃以上、好適には900℃
以上で焼成し前記コーティング層を成形するコーティン
グ層形成工程と、を備えた構成を有する。請求項7に記
載の排ガス浄化用フィルターの製造方法は、請求項6に
おいて、前記金属塩が、コーティング層を形成する金属
元素の硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩、及び、塩化物の内いず
れか1種である構成を有している。請求項8に記載の排
ガス浄化用フィルターの製造方法は、請求項6又は7に
おいて、前記金属塩の水溶液が、リチウム又はクロムの
塩の水溶液に硝酸アルミニウム又は酢酸アルミニウムを
添加されている構成を有している。請求項9に記載の排
ガス浄化用フィルターの製造方法は、セラミックシート
上にコーティング層を形成し、更に、前記コーティング
層に触媒を担持させた後に、前記シートを接着させて前
記フィルター部を形成する構成を有している。
In order to achieve this object, the exhaust gas purifying filter according to claim 1 of the present invention comprises a filter portion, a coating layer provided on the surface of the filter portion, and the coating layer. And a catalyst supported on. The exhaust gas purifying filter according to claim 2 is the filter according to claim 1, wherein the coating layer is lithium oxide, chromium oxide, vanadium oxide, potassium vanadate, lithium aluminate, chromium oxide, and an alkaline earth metal or rare earth. It has a structure which is one of the composite oxides of metal and alumina. The exhaust gas purifying filter according to claim 3 has the structure according to claim 1 or 2, wherein the filter portion is made of heat-resistant ceramics. The exhaust gas purifying filter according to claim 4 is the filter according to any one of claims 1 to 3, wherein the coating layer is
1 to 50% by weight of the weight of the filter part, preferably 1
It has a composition of 0 to 20% by weight. The exhaust gas purifying filter according to claim 5 is the filter for purifying exhaust gas according to any one of claims 1 to 4, wherein the catalyst is an ABO 3 type (A is a rare earth metal, or a part of the rare earth metal is an alkali metal, or Substitute with alkaline earth metal, B is Cr, Mn, C
Substitution with a transition metal such as o or a part of alkali metal or noble metal. ), Or a composition having the composition of the ABO 3 type composite oxide and the A oxide and / or the B oxide. The method for producing an exhaust gas purifying filter according to claim 6, wherein an impregnation step of impregnating the filter portion with an aqueous solution of a metal salt, a drying step of impregnating in the impregnation step and then drying, and a drying step of drying are performed. The temperature of the filter is 800 ° C or higher, preferably 900 ° C.
The coating layer forming step of firing the above to form the coating layer is provided. The method for manufacturing an exhaust gas purifying filter according to claim 7, wherein the metal salt according to claim 6 is any one of a nitrate, an acetate, a sulfate, and a chloride of a metal element forming a coating layer. It has a composition that is a seed. The method for manufacturing an exhaust gas purifying filter according to claim 8 is the method according to claim 6 or 7, wherein the aqueous solution of the metal salt is aluminum nitrate or aluminum acetate added to an aqueous solution of a lithium or chromium salt. is doing. The method for manufacturing an exhaust gas purifying filter according to claim 9, wherein a coating layer is formed on a ceramic sheet, and a catalyst is carried on the coating layer, and then the sheet is adhered to form the filter portion. Have a configuration.

【0008】[0008]

【作用】この本発明の排ガス浄化用フィルターによっ
て、微粒子状物質を燃焼する際に、フィルターと触媒の
間がコーティング層で完全に分離されているので、フィ
ルター部と触媒との間で原子が拡散されることがなく、
フィルター部に含まれるアルミナとABO3 型複合酸化
物に含まれる遷移金属とが反応することがなく、ABO
3 型複合酸化物が破壊されることがなく、微粒子状物質
との燃焼時の反応性が劣化することがなく、微粒子状物
質の燃焼温度が上昇することがなく、フィルターが破壊
されることがない。又、本発明の排ガス浄化用フィルタ
ーの製造方法によって、フィルター部と触媒との間にフ
ィルターと触媒とが反応しないコーティング層を、十分
均一に、生産性よく、容易に、高歩留りに形成すること
ができる。
With this exhaust gas purifying filter of the present invention, when the particulate matter is burned, the filter and the catalyst are completely separated by the coating layer, so atoms are diffused between the filter and the catalyst. Without being
ABO contained in the filter part does not react with the transition metal contained in the ABO 3 type composite oxide,
The 3 type complex oxide is not destroyed, the reactivity during combustion with the particulate matter is not deteriorated, the combustion temperature of the particulate matter is not increased, and the filter may be destroyed. Absent. Further, by the method for producing an exhaust gas purifying filter of the present invention, a coating layer in which the filter and the catalyst do not react between the filter portion and the catalyst is formed sufficiently uniformly, with good productivity, easily, and with high yield. You can

【0009】[0009]

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】(実施例1、比較例1)図1は本発明の一
実施例の排ガス浄化用フィルターの断面図である。図1
において、1はフィルター部、2はフィルター部1と触
媒を分離しているコーティング層、3は微粒子状物質を
燃焼する触媒である。図2は本発明の一実施例の排ガス
浄化用フィルターの斜視図であり、図3は図2のA部の
要部拡大図である。図2、図3において、4は筒状のハ
ニカム構造体、5は平板シート、6は波板シートであ
る。図4は本発明の一実施例の排ガス浄化用フィルター
の排ガスの流れを示す断面図である。
(Example 1, Comparative Example 1) FIG. 1 is a sectional view of an exhaust gas purifying filter according to an example of the present invention. Figure 1
In the above, 1 is a filter part, 2 is a coating layer separating the filter part 1 from the catalyst, and 3 is a catalyst that burns particulate matter. 2 is a perspective view of an exhaust gas purifying filter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an enlarged view of a main part of a portion A of FIG. 2 and 3, 4 is a tubular honeycomb structure, 5 is a flat sheet, and 6 is a corrugated sheet. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the flow of exhaust gas of the exhaust gas purifying filter according to one embodiment of the present invention.

【0011】ここでフィルター部1にはムライト、コー
ジェライト、炭化珪素、シリカ、等が用いられる。
Here, mullite, cordierite, silicon carbide, silica or the like is used for the filter portion 1.

【0012】ここでコーティング層2は、10重量%未
満になるにつれ、コーティング層2として不十分であ
り、20重量%を越えるにつれて接着性に問題があり、
いずれも、好ましくない。アルカリ土類金属としては、
ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、バリウム、及び、ラジウムが挙げられる。希土類金
属としては、スカンジウム、イットリウム、ランタン、
セリウム、プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウ
ム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリウム、テルビウ
ム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウ
ム、イッテリウム、ルテチウム等が挙げられる。
Here, the coating layer 2 becomes insufficient as the coating layer 2 becomes less than 10% by weight, and there is a problem in adhesiveness as the coating layer 2 exceeds 20% by weight.
Neither is preferable. As an alkaline earth metal,
Examples include beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, and radium. Rare earth metals include scandium, yttrium, lanthanum,
Cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, yttetrium, lutetium and the like can be mentioned.

【0013】ここで触媒にはストロンチウム、ランタ
ン、リチウム、クロム等が用いられる。アルカリ金属と
しては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム
が挙げられる。遷移金属としては、鉄、コバルト、ニッ
ケル、ルテリウム、ロジウム、パラジウム、オスミウ
ム、イリジウム、白金等を挙げることができる。貴金属
としては、金、銀、銅、水銀、パラジウム、白金等を挙
げることができる。
Here, strontium, lanthanum, lithium, chromium and the like are used as the catalyst. Examples of the alkali metal include lithium, sodium, potassium and rubidium. Examples of the transition metal include iron, cobalt, nickel, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum and the like. Examples of the noble metal include gold, silver, copper, mercury, palladium and platinum.

【0014】以下に第1の実施例の製造方法について説
明する。酢酸リチウムを30重量%、硝酸クロムを30
重量%、メタバナジン酸カリウムを5重量%の内いずれ
か1を含有した水溶液に、市販のムライト製フィルター
部を含浸させ、その後乾燥機を用いて、空気中で乾燥さ
せた。この含浸、乾燥工程を繰り返して、フィルター部
1に、フィルター部に対して1〜150重量%の水溶液
の含有物を塗布した。このフィルター部1を電気炉を用
いて900℃で3時間空気中で焼成し、フィルター部1
に、10〜20重量%の酸化物のコーティング層を形成
した。
The manufacturing method of the first embodiment will be described below. 30% by weight of lithium acetate and 30% of chromium nitrate
A commercially available mullite filter part was impregnated with an aqueous solution containing any one of 5% by weight of potassium metavanadate and 5% by weight of potassium metavanadate, and then dried in air using a dryer. By repeating the impregnation and drying steps, the filter part 1 was coated with the content of the aqueous solution of 1 to 150% by weight based on the filter part. This filter part 1 was fired in air at 900 ° C. for 3 hours using an electric furnace,
A 10 to 20 wt% oxide coating layer was formed on.

【0015】ここで、焼成温度が900℃未満になるに
つれ、耐熱性が悪くなり、好ましくない。
Here, as the firing temperature becomes lower than 900 ° C., the heat resistance becomes poor, which is not preferable.

【0016】更に、酢酸ランタン、硝酸クロム、酢酸リ
チウム、及び、塩化白金を金属モル比で、1対0.5対
0.4対0.1になるように、約20℃〜60℃の温水
5mlに各々溶解させ水溶液を調整した。コーティング
層を形成したフィルター部1を、この水溶液に含浸さ
せ、その後乾燥機を用いて、空気中で乾燥し、更に、電
気炉を用いて、800℃で5時間空気中で焼成を行い、
フィルター部1に対して30重量%の触媒を担持させた
排ガス浄化用フィルターを作成した。この排ガス浄化用
フィルターで、カーボン粒子を燃焼させ、この時の燃焼
温度を熱分析装置を用いて測定し、結果を図5に示し
た。
Furthermore, lanthanum acetate, chromium nitrate, lithium acetate, and platinum chloride are mixed with warm water of about 20 ° C. to 60 ° C. so that the metal molar ratio is 1: 0.5: 0.4: 0.1. An aqueous solution was prepared by dissolving each in 5 ml. The filter part 1 on which the coating layer is formed is impregnated with this aqueous solution, then dried in air using a dryer, and further baked in air at 800 ° C. for 5 hours using an electric furnace,
An exhaust gas purifying filter was prepared in which 30% by weight of the catalyst was supported on the filter part 1. Carbon particles were burned with this exhaust gas purifying filter, and the burning temperature at this time was measured using a thermal analyzer, and the results are shown in FIG.

【0017】実施例1のコーティング層形成工程を省
き、他は第1の実施例と同様にして、第1の比較例の排
ガス浄化用フィルターを作成し、第1の実施例と同様に
して、燃焼温度を測定し、結果を図5に示した。
The exhaust gas purifying filter of the first comparative example was prepared in the same manner as in the first embodiment except that the coating layer forming step of the first embodiment was omitted, and the same procedure as in the first embodiment was performed. The combustion temperature was measured and the results are shown in FIG.

【0018】図5は、本発明の第1と第3の実施例と第
1と第2の比較例のコーティング層2の酸化物のコーテ
ィング量と燃焼温度との関係図である。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the coating amount of oxide and the combustion temperature of the coating layer 2 of the first and third embodiments of the present invention and the first and second comparative examples.

【0019】酸化リチウムを含むコーティング層を有す
る実施例1とコーティング層を有うさない比較例1を、
再熱処理として電気炉を用いて800℃に1200時間
まで保持し、カーボン粒子燃焼時の燃焼温度の経時劣化
を測定し、結果を図7に示した。図7は、本発明の第1
の実施例と第1の比較例の再熱処理の時間と燃焼温度の
関係図である。
Example 1 having a coating layer containing lithium oxide and Comparative Example 1 having no coating layer were prepared.
As the reheat treatment, an electric furnace was used and the temperature was kept at 800 ° C. for up to 1200 hours, and the deterioration with time of the combustion temperature at the time of carbon particle combustion was measured. FIG. 7 shows the first of the present invention.
FIG. 5 is a relationship diagram between the reheat treatment time and the combustion temperature of the example and the first comparative example.

【0020】この図5から明らかなように、本発明の第
1の実施例による排ガス浄化用フィルターは、第1の比
較例に比較してカーボン粒子燃焼時の燃焼温度が低くな
る点で優れた効果が得られる。
As is apparent from FIG. 5, the exhaust gas purifying filter according to the first embodiment of the present invention is excellent in that the combustion temperature at the time of burning carbon particles is lower than that in the first comparative example. The effect is obtained.

【0021】この図7から明らかなように、本発明の第
1の実施例による排ガス浄化用フィルターは、高温に保
持しても、あまりカーボン燃焼時の燃焼温度が上昇せ
ず、排ガス浄化用フィルターの活性の劣化が生じてない
という点で優れた効果が得られる。
As is apparent from FIG. 7, the exhaust gas purifying filter according to the first embodiment of the present invention does not raise the combustion temperature during carbon combustion so much even if it is kept at a high temperature, and the exhaust gas purifying filter An excellent effect can be obtained in that the activity of is not deteriorated.

【0022】以上のように本発明の第1の実施例によれ
ば、リチウムまたはクロムの酸化物及びバナジウム酸カ
リウムのコーティング層をフィルター部と触媒との間に
設けることにより、カーボン粒子燃焼時の燃焼温度を低
くすることができ、排ガス浄化用フィルターの損傷を少
なくすることができ、排ガス浄化用フィルターの寿命を
長くすることができる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, a coating layer of lithium or chromium oxide and potassium vanadate is provided between the filter portion and the catalyst, so that when carbon particles are burned. The combustion temperature can be lowered, damage to the exhaust gas purification filter can be reduced, and the life of the exhaust gas purification filter can be extended.

【0023】(実施例2)酢酸リチウムと硝酸アルミニ
ウムをモル比で1対1に、又は、硝酸クロムと硝酸アル
ミニウムをモル比で1対1に含有する水溶液をコーティ
ング層を形成する水溶液に用いた他は実施例1と同様の
方法で排ガス浄化用フィルターを作成し、カーボン粒子
燃焼時の燃焼温度を測定し、結果を図6に示した。図6
は、本発明の第2の実施例と第1の比較例のコーティン
グ層の酸化物のコーティング量と燃焼温度との関係図で
ある。
Example 2 An aqueous solution containing lithium acetate and aluminum nitrate in a molar ratio of 1: 1 or chromium nitrate and aluminum nitrate in a molar ratio of 1: 1 was used as an aqueous solution for forming a coating layer. Except for the above, an exhaust gas purifying filter was prepared in the same manner as in Example 1, and the combustion temperature during carbon particle combustion was measured. The results are shown in FIG. Figure 6
FIG. 4 is a relationship diagram between the coating amount of oxide and the combustion temperature of the coating layers of the second example of the present invention and the first comparative example.

【0024】この図6から明らかなように、本発明の第
2の実施例による排ガス浄化用フィルターは、比較例1
に比べて、カーボン粒子燃焼時の燃焼温度が50℃以上
も下がっておる点で優れた効果が得られる。
As is apparent from FIG. 6, the exhaust gas purifying filter according to the second embodiment of the present invention is a comparative example 1.
Compared with the above, an excellent effect is obtained in that the combustion temperature at the time of burning carbon particles is lowered by 50 ° C. or more.

【0025】以上のように本発明の第2の実施例によれ
ば、アルミン酸リチウム又はアルミン酸クロムを含有す
るコーティング層をフィルター部と触媒の間に設けるこ
とにより、カーボン粒子燃焼時の燃焼温度を低くするこ
とができ、排ガス浄化用フィルターの損傷を少なくする
ことができると共に排ガス浄化用フィルターの寿命を極
めて長くすることができる。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, by providing the coating layer containing lithium aluminate or chromium aluminate between the filter part and the catalyst, the combustion temperature at the time of burning carbon particles is improved. Can be reduced, damage to the exhaust gas purification filter can be reduced, and the life of the exhaust gas purification filter can be made extremely long.

【0026】(実施例3、比較例2)第2の比較例とし
て、酢酸ランタンを5〜13重量%、酢酸コバルトを1
6重量%、及び、酢酸ニッケルを16重量%の内1を含
有した水溶液と実施例3として、実施例1で用いた水溶
液を用いて、市販のフィルター部に実施例1と同様にコ
ーティング層を形成した。次に、酢酸ランタン、酢酸ク
ロム、酢酸リチウム、及び、塩化白金を金属モル比が1
対0.5対0.4対0.1になるように温水に溶解させ
水溶液を調整した。この水溶液の水分をホットプレート
の上で撹拌しながら濃縮した後、ホットプレートの上で
乾燥固化させ、更に、400℃〜500℃で30分電気
炉で仮焼することにより硝酸成分を取り除き、凝集体と
した。この凝集体を乳鉢で粉砕し、800℃で5時間程
度焼成し、触媒である複合酸化物を作製した。この複合
酸化物を蒸留水200mlに5g程度溶かし、スターラ
ー上でかき混ぜながら、コーティング層を形成したフィ
ルター部を含浸させた。このフィルターを空気中100
℃で乾燥させた後、電気炉で800℃、1時間焼成する
ことにより排ガス浄化用フィルターを作製した。この排
ガス浄化用フィルターを、実施例1と同様に、カーボン
粒子燃焼時の燃焼温度を測定し、結果を図5に示した。
(Example 3, Comparative Example 2) As a second comparative example, 5 to 13% by weight of lanthanum acetate and 1% of cobalt acetate were used.
Using 6% by weight and an aqueous solution containing 1% of nickel acetate of 16% by weight and the aqueous solution used in Example 1 as Example 3, a coating layer was applied to a commercially available filter part in the same manner as in Example 1. Formed. Next, lanthanum acetate, chromium acetate, lithium acetate, and platinum chloride are used in a metal molar ratio of 1
An aqueous solution was prepared by dissolving in warm water such that the ratio was 0.5: 0.4: 0.1. After concentrating the water content of this aqueous solution with stirring on a hot plate, it is dried and solidified on the hot plate, and then calcined at 400 ° C to 500 ° C for 30 minutes in an electric furnace to remove the nitric acid component and coagulate. It was a collection. This aggregate was crushed in a mortar and baked at 800 ° C. for about 5 hours to prepare a composite oxide as a catalyst. About 5 g of this composite oxide was dissolved in 200 ml of distilled water, and the filter portion having the coating layer was impregnated while stirring on a stirrer. This filter 100 in the air
After drying at ℃, it was fired at 800 ℃ for 1 hour in an electric furnace to produce an exhaust gas purifying filter. This exhaust gas purifying filter was measured for combustion temperature during carbon particle combustion in the same manner as in Example 1, and the results are shown in FIG.

【0027】この図5から明らかなように、本発明の第
3の実施例による排ガス浄化用フィルターは、コーティ
ング層の酸化物のコーティング量が多くなるにつれて、
燃焼温度が低下する点で優れた効果が得られる。
As is apparent from FIG. 5, in the exhaust gas purifying filter according to the third embodiment of the present invention, as the coating amount of oxide in the coating layer increases,
An excellent effect is obtained in that the combustion temperature is lowered.

【0028】以上のように本発明の第3の実施例によれ
ば、リチウムまたはクロムの酸化物及びバナジウム酸カ
リウムを含有するコーティング層をフィルター部と触媒
との間に設けることにより、カーボン粒子燃焼時の燃焼
温度を低下させることができ、フィルターの損傷を少な
くすることができる。
As described above, according to the third embodiment of the present invention, by providing the coating layer containing the oxide of lithium or chromium and the potassium vanadate between the filter portion and the catalyst, the carbon particles are burned. The combustion temperature at the time can be lowered, and damage to the filter can be reduced.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように本発明は、酸化リチウム、
酸化クロム、酸化バナジウム、バナジウム酸カリウム、
アルミン酸リチウム、アルミン酸クロム、及び、アルカ
リ土類金属又は希土類金属とアルミナとの複合酸化物の
内いずれか1種を含むコーティング層をフィルター部と
触媒との間に設けることにより、微粒子状物質の燃焼時
にフィルター部と触媒間で化学反応が生じず、触媒の劣
化が生じないので、微粒子状物質の燃焼時の燃焼温度を
低くすることができ、排ガス浄化用フィルターを高温に
保持しなければならないことから生じる排ガス浄化用フ
ィルターの破損等を防ぐことができ、排ガス浄化用フィ
ルターの寿命を極めて長くすることができる優れた排ガ
ス浄化用フィルターを実現できるものである。又、本発
明の排ガス浄化用フィルターの製造方法は、フィルター
部と触媒との化学反応を完全に防ぐことのできる前記コ
ーティング層を極めて容易に、安定して、高歩留りで生
産できる優れた排ガス浄化用フィルターの製造方法を実
現できる。
As described above, the present invention is based on lithium oxide,
Chromium oxide, vanadium oxide, potassium vanadate,
By providing a coating layer containing lithium aluminate, chromium aluminate, and a composite oxide of alkaline earth metal or rare earth metal and alumina between the filter part and the catalyst, Since no chemical reaction occurs between the filter and the catalyst during combustion, and the catalyst does not deteriorate, the combustion temperature during combustion of the particulate matter can be lowered, and the exhaust gas purification filter must be kept at a high temperature. It is possible to realize an excellent exhaust gas purifying filter that can prevent the exhaust gas purifying filter from being damaged and the like and that can prolong the life of the exhaust gas purifying filter extremely. Further, the method for producing an exhaust gas purifying filter of the present invention is an excellent exhaust gas purifying that the coating layer that can completely prevent the chemical reaction between the filter portion and the catalyst can be produced very easily, stably, and with high yield. A method for manufacturing a filter for use can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の排ガス浄化用フィルターの
断面図
FIG. 1 is a sectional view of an exhaust gas purifying filter according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の排ガス浄化用フィルターの
斜視図
FIG. 2 is a perspective view of an exhaust gas purifying filter according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例の排ガス浄化用フィルターの
要部拡大図
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of an exhaust gas purifying filter according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例の排ガス浄化用フィルターの
排ガスの流れを示す断面図
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a flow of exhaust gas of an exhaust gas purifying filter according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1と第3の実施例と第1と第2の比
較例のコーティング層の酸化物のコーティング量と燃焼
温度との関係図
FIG. 5 is a relational diagram between the coating amount of oxide and the combustion temperature of the coating layers of the first and third examples of the present invention and the first and second comparative examples.

【図6】本発明の第2の実施例と第1の比較例のコーテ
ィング層の酸化物のコーティング量と燃焼温度との関係
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the coating amount of oxide and the combustion temperature of the coating layers of the second example and the first comparative example of the present invention.

【図7】本発明の第1の実施例と第1の比較例の再熱処
理の時間と燃焼温度の関係図
FIG. 7 is a graph showing the relationship between reheat treatment time and combustion temperature in the first embodiment of the present invention and the first comparative example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フィルター部 2 コーティング層 3 触媒 4 ハニカム構造体 5 平板シート 6 波板シート 1 Filter Part 2 Coating Layer 3 Catalyst 4 Honeycomb Structure 5 Flat Sheet 6 Corrugated Sheet

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 35/04 321 A ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location B01J 35/04 321 A

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フィルター部と、前記フィルター部の表面
に設けたコーティング層と、前記コーティング層に担持
された触媒と、を有することを特徴とする排ガス浄化用
フィルター。
1. An exhaust gas purifying filter comprising a filter portion, a coating layer provided on the surface of the filter portion, and a catalyst supported on the coating layer.
【請求項2】前記コーティング層が、酸化リチウム、酸
化クロム、酸化バナジウム、バナジウム酸カリウム、ア
ルミン酸リチウム、酸化クロム、及び、アルカリ土類金
属又は希土類金属とアルミナとの複合酸化物の内いずれ
か1種であることを特徴とする請求項1記載の排ガス浄
化用フィルター。
2. The coating layer is any one of lithium oxide, chromium oxide, vanadium oxide, potassium vanadate, lithium aluminate, chromium oxide, and a complex oxide of alkaline earth metal or rare earth metal and alumina. The exhaust gas purifying filter according to claim 1, wherein the exhaust gas purifying filter is one type.
【請求項3】前記フィルター部が耐熱性セラミックスで
形成されていることを特徴とする請求項1、又は、請求
項2記載の排ガス浄化用フィルター。
3. The exhaust gas purifying filter according to claim 1 or 2, wherein the filter portion is made of heat resistant ceramics.
【請求項4】前記コーティング層が、前記フィルター部
の重量の1〜50重量%、好適には10〜20重量%で
あることを特徴とする請求項1乃至3の内いずれか1に
記載の排ガス浄化用フィルター。
4. The coating layer according to claim 1, wherein the coating layer is 1 to 50% by weight, preferably 10 to 20% by weight of the weight of the filter portion. Exhaust gas purification filter.
【請求項5】前記触媒が、ABO3 型(Aは希土類金
属、又は、希土類金属の一部をアルカリ金属、又は、ア
ルカリ土類金属で置換する。BはCr、Mn、Co、等
の遷移金属、又は、一部アルカリ金属、又は、貴金属で
置換する。)の複合酸化物、又は、ABO3 型の複合酸
化物とA酸化物、及び/又は、B酸化物の組成物を有す
ことを特徴とする請求項1乃至4の内のいずれか1に記
載の排ガス浄化用フィルター。
5. The catalyst replaces an ABO 3 type (A is a rare earth metal or a part of the rare earth metal with an alkali metal or an alkaline earth metal. B is a transition of Cr, Mn, Co, etc.). A metal, or a part thereof is replaced with an alkali metal or a noble metal), or a composition of an ABO 3 type composite oxide and an A oxide and / or a B oxide. The exhaust gas purifying filter according to any one of claims 1 to 4, characterized in that.
【請求項6】金属塩の水溶液に前記フィルター部を含浸
させる含浸工程と、前記含浸工程で含浸させた後乾燥す
る乾燥工程と、前記乾燥工程で乾燥された前記フィルタ
ー部を800℃以上、好適には900℃以上で焼成し前
記コーティング層を成形するコーティング層形成工程
と、を備えたことを特徴とする排ガス浄化用フィルター
の製造方法。
6. An impregnating step of impregnating the filter portion with an aqueous solution of a metal salt, a drying step of impregnating in the impregnating step and then drying, and a temperature of the filter portion dried in the drying step is 800 ° C. or higher, preferably. And a coating layer forming step of molding the coating layer by firing at 900 ° C. or higher.
【請求項7】前記金属塩が、コーティング層を形成する
金属元素の硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩、及び、塩化物の内
いずれか1種であることを特徴とする請求項6に記載の
排ガス浄化用フィルターの製造方法。
7. The exhaust gas according to claim 6, wherein the metal salt is any one of nitrates, acetates, sulfates and chlorides of metal elements forming the coating layer. Manufacturing method of purification filter.
【請求項8】前記金属塩の水溶液が、リチウム又はクロ
ムの塩の水溶液に硝酸アルミニウム又は酢酸アルミニウ
ムを添加されていることを特徴とする請求項6又は請求
項7に記載の排ガス浄化用フィルターの製造方法。
8. The exhaust gas purifying filter according to claim 6 or 7, wherein the aqueous solution of the metal salt is obtained by adding aluminum nitrate or aluminum acetate to an aqueous solution of a salt of lithium or chromium. Production method.
【請求項9】セラミックシート上にコーティング層を形
成し、更に、前記コーティング層に触媒を担持させた後
に、前記シートを接着させて前記フィルター部を形成す
ることを特徴とする排ガス浄化用フィルターの製造方
法。
9. An exhaust gas purifying filter, comprising: forming a coating layer on a ceramic sheet; further supporting a catalyst on the coating layer; and adhering the sheet to form the filter portion. Production method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006523528A (en) * 2003-04-14 2006-10-19 エスケー コーポレイション Catalytic filter for removing soot particles from diesel engine exhaust and method for producing the same
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