ES2632812T3

ES2632812T3 - Filtro de panal y método de producción del mismo

Info

Publication number: ES2632812T3
Application number: ES13866987.4T
Authority: ES
Inventors: Kazuo Sadaoka; Yusuke ANO; Koji Kasai
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2017-09-15
Anticipated expiration: 2033-12-26
Also published as: BR112015015372A2; WO2014104179A1; KR20150099765A; EP2939992A1; JPWO2014104179A1; ZA201505291B; CN104870402A; JP6041902B2; EP2939992B1; EP2939992A4; PL2939992T3; US20150367334A1; MX2015008461A

Abstract

Un filtro de panal que comprende una pared divisoria que forma una pluralidad de canales de flujo que están mutuamente en paralelo y un catalizador soportado sobre al menos una parte de las superficies de la pared divisoria y/o sobre al menos una parte de los interiores de los poros de la pared divisoria, en la que el filtro de panal tiene una primera cara terminal y una segunda cara terminal situada sobre el lado opuesto de la primera cara terminal, comprendiendo la pluralidad de canales de flujo una pluralidad de primeros canales de flujo que tienen sus extremos cerrados sobre el segundo lado de cara terminal y una pluralidad de segundos canales de flujo que tienen sus extremos cerrados sobre el primer lado de cara terminal, y la relación de la composición elemental de Al, Mg, Ti, Si, Na, K, Ca y Sr en la pared divisoria se representa mediante la fórmula (I): Al2(1-x)MgxTi(1+y)O5 + (a Al2O3) + (b SiO2) + (c Na2O) + (d K2O) + (e CaO) + (f SrO) (I) donde 0 < x < 1, 0,5x < y < 3x, 0,1x <= a < 2x, 0,05 <= b <= 0,4, 0 < (c+d), and 0,5 < {(c+d+e+f)/b}x100 < 5.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

DESCRIPCION

Filtro de panal y metodo de produccion del mismo Campo tecnico

La presente invencion se refiere a un filtro de panal y a un metodo para su produccion, asf como a una ceramica basada en titanato de aluminio y un metodo para su produccion.

Antecedentes de la tecnica

Los filtros de panal de abeja se usan para retirar el material que se recogera en fluidos que incluyen al material que se recogera y, por ejemplo, se usan como filtros ceramicos para recoger partfculas finas tales como partfculas de carbono presentes en el gas de escape descargado de los motores de combustion interna tales como los motores diesel (Filtros de Partfculas Diesel). Un filtro de panal tiene una pluralidad de canales de flujo paralelos repartidos por una pared divisora, estando cerrados los extremos de algunos de entre la pluralidad de canales de flujo y los otros extremos del resto de entre la pluralidad de canales de flujo. Ejemplos de una estructura de panal que compone un tal filtro de panal incluye las estructuras descritas en las Literaturas de Patente 1 y 2.

Un filtro de partfculas diesel puede, a veces, tener un catalizador de metal precioso soportado sobre un catalizador Y-alumina, con el fin de promover la combustion de las partfculas de carbono recogidas y simulares. Tambien, el gas de escape normalmente se suministra en un catalizador de oxidacion antes de suministrarse al filtro de partfculas diesel, por lo que los hidrocarburos en el gas de escape se oxidan y se eliminan. Sin embargo, la oxidacion y la eliminacion de los hidrocarburos por el catalizador de oxidacion a menudo es inadecuado. Por lo tanto, la zeolita, a veces, se carga sobre el filtro de partfculas de diesel ademas del catalizador de metal precioso, con el fin de provocar la adsorcion de hidrocarburos que no se han oxidado completamente por el catalizador de oxidacion. Un tal catalizador que soporta filtro de partfcula de diesel se conoce como un filtro de partfcula diesel catalizado.

Por otra parte, los metodos para descomponer NOx en gas de escape se conocen, por lo que NOx se descompone por amomaco, en las reacciones representadas por las siguientes ecuaciones qrnmicas (2) y (4). Este metodo se conoce como SCR de amomaco (del ingles Selective Catalytic Reduction, Reduccion Cataittica Selectiva), ya que el NOx se reduce selectivamente por el amomaco. El amomaco puede generarse por la hidrolisis de agua de urea a alta temperatura, como se representa por la siguiente ecuacion qmmica (1). El metodo por el cual el amomaco generado a partir de urea se usa p ara descomponer el NOx en gas de escape se conoce como SCT de urea.

CO (NH2)2 + H2O^2NHa + CO2 (1)

4NHa + 4NO + O2^4N2 + 6H2O (2)

2NH3 + NO + NO2^2N2 + 3H2O (3)

8NH3 + 6NO2^7N2 + I2H2O (4)

Otro tipo conocido de SCR es la SCR de hidrocarburo, en la que se usa u n hidrocarburo como el agente reductor.

En vetuculos diesel, las estructuras de panal que soportan zeolita se usan para reduccion eficiente de NOx por SCR. Ademas, la zeolita usada es zeolita de intercambio de iones metalicos, que se ha intercambiado ionicamente con iones metalicos tales como ion de cobre con el fin de mejorar la potencia de reduccion de NOx. La estructura de panal para SCR y el filtro de partfculas diesel se configuran en serie para construir un sistema de purificacion de gas de escape. Desde el punto de vista de la reduccion de espacio y coste, por otro lado, se ha propuesto un filtro de panal que tiene una zeolita de ion intercambiado metalico sobre la superficie de una pared divisoria de un filtro de partfculas diesel, proporcionandose asf con tanto una funcion SCR y una funcion de filtro de partfculas diesel (ver Literatura de Patente 3, por ejemplo).

Lista de citacion

Literatura de patente

[Literatura de Patente 1] Publicacion de Solicitud de Patente Sin Examinar Japonesa Numero 2006-239603

[Literatura de Patente 2] Publicacion de Solicitud de Patente Sin Examinar Japonesa Numero 2001-46886

[Literatura de Patente 3] Publicacion de Solicitud de Patente Sin Examinar Japonesa Numero 2010-227767

El documento EP 2239245 A1 divulga una ceramica compuesta de titanato de alumina de magnesio y aluminio que

contiene titanato de magnesio y aluminio y alumina y, la relacion de la composicion elemental de Al, Mg y Ti de la ceramica compuesta de titanoalumina de magnesio y aluminio se representa mediante la formula de composicion (1): Al2(1-x)Mgx-Ti(-i+x)O5+aAl2O3, en la que el coeficiente x satisface 0 < x < 1 y, el coeficiente a satisface 0,4x < a <

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

2x. Ademas, este documento divulga una realizacion de dicha ceramica compuesta de titanoalumina de aluminio y magnesio, que comprende, ademas los elementos Si, Na, K o Ca y, en la que la relacion de composicion elemental del Al, Mg, Ti, Si, Na, K y Ca de la ceramica compuesta de titanoalumina de aluminio y magnesio se representa por una formula de composicion (3): Al2(i-x)MgxTi(i+x)O5 aA^O3 + bSiO2 + cNa2O + dK2O + eCaO, en la que el coeficiente x satisface 0 < x < 1, el coeficiente a satisface 0,4x < a < 2x, el coeficiente b satisface 0,05 < b < 0,4 y el coeficiente c, d y e satisfacen 5 < {(c + d + e)/b} * 100 < 16,66.

Sumario de la invencion

Problema tecnico

Sin embargo, los filtros de panal que soportan catalizadores son problematicos porque el deterioro de sus catalizadores tiende a tener lugar conforme se exponen a altas temperaturas cuando las partfculas de carbon o similares se eliminan por combustion.

Es un objeto de la presente invencion proporcionar un filtro de panal que puede minimizar el deterioro del catalizador cuando se expone a altas temperaturas y, un metodo para su produccion, asf como una ceramica basada en titanato de aluminio y un metodo para su produccion.

Solucion al problema

Con el fin de lograr el objeto anteriormente expuesto, la invencion proporciona un filtro de panal que comprende una pared divisoria que forma una pluralidad de canales de flujo que estan mutuamente en paralelo y un catalizador soportado sobre al menos una parte de las superficies de la pared divisoria y/o sobre al menos una parte de los interiores de los poros de la pared divisoria, en la que el filtro de panal tiene una primera c ara terminal y una segunda cara terminal situada sobre el lado opuesto de la primera cara terminal, comprendiendo la pluralidad de canales de flujo una pluralidad de primeros canales de f lujo que tienen sus extremos cerrados sobre el segundo lado de cara terminal y una pluralidad de segundos canales de f lujo que tienen sus extremos cerrados sobre el primer lado de cara terminal, y cuando la relacion de la composicion elemental de Al, Mg, Ti, Si, Na, K, Ca y Sr en la pared de divisoria se representa mediante la siguiente formula de composicion (I):

Al2(i-x)MgxTi(1+y)O5 + aAhO3 + bSiO2 + cNa2O + dK2O + eCaO + fSrO (I),

x satisface la desigualdad 0 < x < 1, y satisface la desigualdad 0,5x < y < 3x, a satisface la desigualdad 0,1x < a < 2x, b satisface la desigualdad 0,05 < x < 0,4, c y d satisfacen la desigualdad 0 < (c + d), y c, d, e y f satisfacen la desigualdad 0.5 < {(c + d + e + f)/b} x 100 < 5.

Ya que la pared de divisoria tiene la composicion especificada anteriormente, el filtro de panal puede minimizar el deterioro del catalizador soportado sobre la pared divisoria incluso cuando el catalizador se expone a altas temperaturas.

Ademas, el filtro de panal preferentemente no exhibe un pico para una fase que contiene sflice cristalina en el espectro de difraccion de polvo de rayos X para la pared divisoria. Si la pared divisoria no incluye una fase que contiene sflice cristalina, entonces sera mas resistente a la descomposicion a altas temperaturas y tendera a ser mas estable.

El catalizador en el filtro de panal incluye preferentemente zeolita. Si el catalizador incluye zeolita, entonces sera posible mejorar la potencia de descomposicion de NOx cuando el filtro de panal se usa como un filtro de panal que tiene tambien una funcion SCR y tambien sera posible mejorar la adsorcion de hidrocarburos cuando se usa como un filtro de partfculas diesel catalizadas.

La invencion proporciona, ademas, un metodo para producir un filtro de panal que comprende una pared divisoria que forma una pluralidad de canales de flujo que estan mutuamente en paralelo y un catalizador soportado sobre al menos una parte de las superficies de la pared divisoria y/o sobre al menos una parte de los interiores de los poros de la pared divisoria, en la que el filtro de panal tiene una primera c ara terminal y una segunda cara terminal situada sobre el lado opuesto de la primera cara terminal, comprendiendo la pluralidad de canales de flujo una pluralidad de primeros canales de f lujo que tienen sus extremos cerrados sobre el segundo lado de cara terminal y una pluralidad de segundos canales de f lujo que tienen sus extremos cerrados sobre el primer lado de cara terminal, y cuando la relacion de la composicion elemental de Al, Mg, Ti, Si, Na, K, Ca y Sr en la pared divisoria se representa mediante la siguiente formula de composicion (I):

Al2(1-x)MgxTi(1+y)O5 + aAl2O3 + bSiO2 + cNa2O + dK2O + eCaO + fSrO (I),

x satisface la desigualdad 0 < x < 1, y satisface la desigualdad 0,5x < y < 3x, a satisface la desigualdad 0,1x < a < 2x, b satisface la desigualdad 0,05 < x < 0,4, c y d satisfacen la desigualdad 0 < (c + d), y c, d, e y f satisfacen la desigualdad 0.5 < {(c + d + e + f)/b} x 100 < 5, el metodo para producir un filtro de panal que incluye una etapa de

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

moldear y sinterizar una mezcla cruda que incluye una fuente de aluminio, una fuente de magnesio, una fuente de titanio, una fuente de silicio, un agente formador de poros, un aglutinante y un disolvente, la cantidad total de Na2O y K2O en la fuente de aluminio siendo entre el 0,001 % en masa y el 0,25 % en masa inclusive, la cantidad total de Na2O y K2O en la fuente de magnesio siendo entre el 0,001 % en masa y el 0,25 % en masa inclusive, la cantidad total de Na2O y K2O en la fuente de magnesio siendo entre el 0,001 % en masa y 0,25 % en masa y la cantidad total de Na2O y K2O en la fuente de silicio siendo entre el 0,001 % en masa y el 0,25 % en masa inclusive, para obtener un cuerpo sinterizado de panal, y una etapa de carga del catalizador sobre al menos una parte de las superficies de la pared divisoria del cuerpo de panal sinterizado y/o al menos una parte de los interiores de los poros de la pared divisoria, para obtener un filtro de panal.

Por este metodo de produccion es posible producir de manera eficiente un filtro de panal que tiene la construccion descrita anteriormente.

En el metodo para producir un filtro de panal, la fuente de silicio incluye preferentemente SiO2 al 95 % en masa o superior. Esto reducira los efectos de las impurezas y facilitara el control de la composicion de la pared divisoria.

En el metodo para producir un filtro de panal, la fuente de silicio incluye preferentemente una fase amorfa al 90 % en masa o superior. Esto mejorara la reactividad de la fuente de silicio durante la produccion del filtro de panal y facilitar la produccion de un filtro de panal que tiene una fase que contiene silicio uniforme.

El metodo para producir un filtro de panal incluye preferentemente una etapa de lavado del cuerpo sinterizado de panal antes de que se cargue el catalizador. Esto permitira la eliminacion de la fase que contiene silicio sobre la superficie de la pared divisoria, a la vez que permite el deterioro del catalizador minimizarse aun mas.

En el metodo para producir un filtro de panal, lavar el cuerpo sinterizado de panal se lleva a cabo preferentemente con una solucion alcalina que tiene un pH de 9 o superior. Esto facilitara la eliminacion de la fase que contiene silicio sobre la superficie de la pared divisoria.

En el metodo para producir un filtro de panal, el catalizador preferentemente incluye zeolita. Si el catalizador incluye zeolita, entonces sera posible mejorar la potencia de descomposicion de NOx cuando el filtro de panal se usa como un filtro de panal que tiene tambien una funcion SCR y tambien sera posible mejorar la adsorcion de hidrocarburos cuando se usa como un filtro de partfculas diesel catalizadas.

La invencion proporciona, ademas, una ceramica basada en titanato de aluminio en la que, cuando la relacion de composicion elemental de Al, Mg, Ti, Si, Na, K, Ca y Sr se representa mediante la siguiente formula de composicion

(I):

Al2(1-x)MgxTi(1+y)O5 + aAhO3 + bSiO2 + cNa2O + dK2O + eCaO + fSrO (I),

La ceramica basada en titanato de aluminio es util como un soporte de catalizador ya que puede minimizar el deterioro del catalizador soportado sobre la ceramica, incluso cuando el catalizador se ha expuesto a altas temperaturas.

La ceramica basada en titanato de aluminio no exhibe preferentemente picos para una fase que contiene sflice cristalina en su espectro de difraccion de polvo de rayos X. Si la ceramica basada en titanato de aluminio no incluye una fase que contiene sflice cristalina, entonces sera mas resistente a la descomposicion a altas temperaturas y tendera a ser mas estable.

La invencion proporciona aun adicionalmente un metodo p ara producir una ceramica basada en titanato de aluminio, que incluye una etapa de sinterizar una mezcla cruda que contiene una fuente de aluminio, una fuente de magnesio, una fuente de titanio y una fuente de silicio, la cantidad total de Na2O y K2O en la fuente de aluminio siendo entre el 0,001 % en masa y el 0,25 % en masa inclusive, la cantidad total de Na2O y K2O en la fuente de magnesio siendo entre el 0,001 % en masa y el 0,25 % en masa inclusive, la cantidad total de Na2O y K2O en la fuente de titanio siendo entre el 0,001 % en masa y el 0,25 % en masa inclusive y la cantidad total de Na2O y K2O en la fuente de silicio siendo entre el 0,001 % en masa y el 0.25 % en masa inclusive, para obtener una ceramica basada en titanato de aluminio en la que, cuando la relacion de composicion elemental de Al, Mg, Ti, Si, Na, K, Ca y Sr se representa mediante la siguiente formula de composicion (I):

Al2(1-x)MgxTi(1+y)O5 + aA^O3 + bSiO2 + cNa2O + dK2O + eCaO + fSrO (I),

x satisface la desigualdad 0 < x < 1, y satisface la desigualdad 0,5x < y < 3x, a satisface la desigualdad 0,1x < a < 2x, b satisface la desigualdad 0,05 < x < 0,4, c y d satisfacen la desigualdad 0 < (c + d) c, d, e y f satisfacen la

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

desigualdad 0.5 < {(c + d + e + f)/b} x 100 < 5.

De acuerdo con este metodo de produccion es posible producir de manera eficiente una ceramica basada en titanato de aluminio que tiene una construccion descrita anteriormente.

En el metodo para producir una ceramica basada en titanato de aluminio, la fuente de silicio incluye preferentemente SiO2 al 95 % en masa o superior. Esto reducira el efecto de las impurezas y facilitara el control de la composicion de la ceramica basada en titanato de aluminio.

En el metodo para producir una ceramica basada en titanato de aluminio, la fuente de silicona preferentemente incluye una fase amorfa como 90 % en pasa superior. Esto mejorara la reactividad de la fuente de silicona durante la produccion de la ceramica basada en titanato de aluminio y facilitara la produccion de una ceramica basada en titanato de aluminio con una fase que contiene silicona uniforme.

El metodo de produccion de una ceramica basada en titanato de aluminio preferentemente incluye una etapa de lavado del cuerpo sinterizado despues de sinterizar la mezcla cruda. Esto permitira que la fase que contiene silicio sobre la superficie de la ceramica basada en titanato de aluminio que se retirara. Ademas, permitira el deterioro del catalizador minimizarse adicionalmente cuando el catalizador se ha cagado en la ceramica basada en titanato de aluminio.

En el metodo para producir una ceramica basada en titanato de aluminio, lavar el cuerpo sinterizado de se lleva a cabo preferentemente con una solucion alcalina a un pH de 9 o superior. Esto facilitara la eliminacion de la fase que contiene silicona sobre la superficie de la ceramica basada en titanato de aluminio.

Efectos ventajosos de la invencion

De acuerdo con la invencion, es posible proporcionar un filtro de panal que puede minimizar el deterioro del catalizador cuando se expone a altas temperaturas y, un metodo para su produccion, asf como una ceramica basada en titanato de aluminio y un metodo para su produccion.

Breve descripcion de los dibujos

La figura 1 es una vista esquematica de un filtro de panal de acuerdo con una primera realizacion de la invencion.

La figura 2(a) es una vista ampliada de la cara terminal del filtro de panal mostrado en la figura 1 sobre el lado opuesto a la figura 1(b) y, la figura 2(b) es una vista ampliada de una seccion transversal de la pared divisoria.

La figura 3 es un diagrama a lo largo de las flechas MI-IM de la figura 1(a).

La figura 4 es una vista esquematica de un filtro de panal de acuerdo con una segunda realizacion de la invencion.

La figura 5(a) es una vista ampliada de la cara terminal del filtro de panal mostrado en la figura 4 sobre el lado opuesto a la figura 4(b) y, la figura 5(b) es una vista ampliada de una seccion transversal de la pared divisoria.

La figura 6 es un diagrama a lo largo de las flechas VI-VI de la figura 4(a).

La figura 7 es un diagrama esquematico que muestra un sistema de purificacion de gas de escape que comprende un filtro de panal de la invencion.

Descripcion de las realizaciones

Las realizaciones preferentes de la invencion se explicaran a continuacion en detalle, con referencia a los dibujos adjuntos segun sea necesario. A las partes identicas o correspondientes en los dibujos se hara referencia mediante los numeros de referencia y se explicaran solo una vez. Tambien, las proporciones dimensionales representadas en los dibujos no son necesariamente limitantes.

La figura 1 es un conjunto de vistas esquematicas de un filtro de panal de acuerdo con una primera realizacion, en la que la figura 1(a) es una vista en perspectiva de una vista ampliada de una cara terminal del filtro de panal y, la figura 1(b) es una vista ampliada de una region R1 de la figura 1(a). La figura 2(a) es una vista ampliada de la cara terminal del filtro de panal mostrado en la figura 1 sobre el lado opuesto a la figura 1(b) y, la figura 2(b) es una vista ampliada de una seccion transversal de la pared divisoria. La figura 3 es un diagrama a lo largo de las flechas MI-MI de la figura 1(a). El filtro de panal 100 tiene una cara terminal (una primera cara terminal) 100a y, otra cara terminal (segunda cara terminal) 100b situada sobre el lado opuesto de la cara terminal 100a.

El filtro de panal 100 es una columna circular con una pluralidad de canales de flujo 110 que corren en paralelo entre sf La pluralidad de canales 110 de flujo se dividen por las paredes divisorias 120 que se extienden en paralelo al eje central del filtro de panal 100. La pluralidad de canales de flujo 110 tiene una pluralidad de canales de flujo (primeros canales de flujo) 110a y una pluralidad de canales de flujo (segundos canales de flujo) 110b adyacentes a los

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

canales de flujo 110a. Los canales de flujo 110a y los canales de flujo 110b corren perpendiculares a las caras terminales 100a, 100b y se extienden desde la cara terminal 100a hasta la cara terminal 100b.

Los extremos de los canales de flujo 110a que constituyen algunos de los canales de flujo 110 se abren en la cara terminal 100a, mientras que los otros extremos de los canales de flujo 110a se cierran en las caras terminales 100b cerrando las partes 130. Los extremos de los canales de flujo 110b que constituyen el resto de la pluralidad de canales de flujo 110 se cierran en la cara terminal 100a cerrando las parte 130, mientras que los otros extremos de los canales de flujo 110b se abren en la cara terminal 100b. En el filtro de panal 100, por ejemplo, los extremos de los canales de flujo 110a sobre el lado de la cara terminal 100a se abren como las entradas de corriente de gas y, los extremos de los canales de flujo 110b sobre la cara terminal 100b se abren como las salidas de corriente de gas.

Las secciones transversales de los canales de flujo 110a y los canales de flujo 110b perpendiculares a la direccion axial de los canales de flujo son hexagonales. Las secciones transversales de los canales de flujo 110b pueden tener, por ejemplo, formas hexagonales regulares con longitudes esencialmente iguales de los lados 140 que forman las secciones transversales, pero pueden tener, por el contrario, formas hexagonales aplanadas. Las secciones transversales de los canales de flujo 110a pueden tener, por ejemplo, formas hexagonales aplanadas, pero pueden, por el contrario, tener formas hexagonales regulares. Las longitudes de los lados mutuamente opuestos en las secciones transversales de los canales de flujo 110a son esencialmente iguales entre sf Las secciones transversales delos canales de flujo 110a tiene dos (un par de) lados largos 150a con longitudes esencialmente iguales y, cuatro (dos pares de) lados cortos 150b con longitudes igualmente esenciales, como los lados 150 que forman las secciones transversales. Los lados cortos 150b se configuran sobre ambos lados de los lados largos 150a. Los lados largos 150a estan opuestos entre sf y mutuamente en paralelo, mientras que los lados cortos 150b estan opuestos entre sf tambien, y mutuamente en paralelo.

La pared divisoria 120 tiene una pared divisoria 120a que sirve como las secciones de division de los canales de flujo 110a y de los canales de flujo 110b. Espedficamente, los canales de flujo 110a y los canales de flujo 110b son mutuamente adyacentes a traves de la pared divisoria 120a. Teniendo un canal de flujo 110a situado entre los canales de flujo adyacentes 110b, los canales de flujo 110b se configuran alternativamente con los canales 110a de flujo en la direccion en la que los canales 110b se disponen (la direccion esencialmente perpendicular a los lados 140).

Cada uno de los lados 140 de los canales de flujo 110b estan opuestos y e paralelo a los lados largos 150a de uno de los canales de flujo entre la pluralidad de canales de flujo 110a. Es decir, cada una de las caras de la pared que forman los canales de flujo 110b estan opuestos y en paralelo a una de las caras de la pared que forman los canales de flujo 110a, de la pared divisoria 120a situada entre los canales de flujo 110a y los canales de flujo 110b. Ademas, los canales de flujo 110 comprenden una unidad de estructura que incluye un canal de flujo 110b y seis canales de flujo 110a que rodean el canal de flujo 110b y, en esta unidad estructural, todos los lados 140 del canal de flujo 110b estan opuestos a los lados largos 150a respectivos de los canales de flujo 110a. En el filtro de panal 100, la longitud de al menos uno de los lados 140 de cada canal de flujo 110b puede ser esencialmente igual a la longitud de los lados largos opuestos 150a, o las longitudes de todos los lados 140 puede ser esencialmente iguales a las longitudes de los lados largos opuestos 150a.

La pared divisoria 120 tiene una pared divisoria 120b que sirve como las secciones de division aparte de los canales de flujo 110a mutuamente adyacentes. Espedficamente, los canales de flujo 110a que rodena los canales de flujo 110b son mutuamente adyacentes entre sf a traves de la pared divisoria 120b.

Cada uno de los lados cortos 150b de los canales de flujo 110a son opuestos y paralelos a los lados cortos 150b de los canales de flujo 110a adyacentes. Es decir, las caras de la pared en los canales de flujo 110a son opuestas y paralelas entre sf en la pared divisoria 120b situada entre los canales de flujo 110a adyacentes. En el filtro de panal 100, en las areas entre los canales de flujo 110a adyacentes, la longitud de al menos uno de los lados cortos 150b de cada canal 110a puede ser esencialmente igual que la longitud del lado corto opuesto 150b o la longitud de cada uno de los lados cortos 150b pueden ser esencialmente igual a las longitudes de los lados cortos opuestos 150b.

Un catalizador se soporta sobre las superficies de las paredes divisorias 120a, 120b en los canales de flujo 110a, las superficies de las paredes divisorias 120a, 120b en los canales de flujo 110b y en los interiores de los poros de las paredes divisorias 120a, 120b (los interiores de los poros de comunicacion), y una capa de catalizador 160 se forma por el soporte catalizador. Es suficiente si la capa de catalizador 160 se forma sobre al menos una parte de las superficies de las paredes divisorias 120a, 120b y/o al menos una particion de los interiores de poros de las paredes divisorias 120a, 120b. Mas espedficamente, la capa de catalizador 160 puede formarse en al menos una ubicacion de entre las superficies de las paredes divisorias 120a, 120b en los canales de flujo 110a, las superficies de las paredes divisorias 120a, 120b en los canales de flujo 110b y en los interiores de los poros de las paredes divisorias 120a, 120b. Cuando el filtro de panal 100 que se usara como filtro de panal tambien tiene una funcion SCR, la capa de catalizador 160 se forma preferentemente sobre interiores de poros de las paredes divisoria 120a, 120b, o sobre los interiores de poros y sobre las superficies de las paredes de divisorias 120a, 120b en el extremo de salida de la corriente de gas. Tambien, cuando el filtro de panal 100 tiene que usarse como filtro de partfculas diesel catalizado, la capa de catalizador 160 se forma preferentemente sobre las superficies de las paredes divisorias 120a, 120b en el extremo de la entrada de gas.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

La figura 4 es un conjunto de vistas esquematicas de un filtro de panal de acuerdo con una segunda realizacion, en la que la figura 4(a) es una vista en perspectiva de una vista ampliada de una cara terminal del filtro de panal y, la figura 4(b) es una vista ampliada de una region R2 de la figura 4(a). La figura 5(a) es una vista ampliada de la cara terminal del filtro de panal mostrado en la figura 4 sobre el lado opuesto a la figura 4(b) y, la figura 5(b) es una vista ampliada de una seccion transversal de la pared divisoria. La figura 6 es un diagrama a lo largo de las flechas VI-VI de la figura 4(a). El filtro de panal 200 tiene una cara terminal (una primera cara terminal) 200a y, otra cara terminal (segunda cara terminal) 200b situada sobre el lado opuesto de la cara terminal 200a.

El filtro de panal 200 es una columna circular con una pluralidad de canales de flujo 210 que corren en paralelo entre sf. La pluralidad de canales 210 de flujo se dividen por las paredes divisorias 220 que se extienden en paralelo al eje central del filtro de panal 200. La pluralidad de canales de flujo 210 tiene una pluralidad de canales de flujo (primeros canales de flujo) 210a y una pluralidad de canales de flujo (segundos canales de flujo) 210b adyacentes a los canales de flujo 210a. Los canales de flujo 210a y los canales de flujo 210b corren perpendiculares a las caras terminales 200a, 200b y se extienden desde la cara terminal 200a hasta la cara terminal 200b.

Los extremos de los canales de flujo 210a que forman algunos de los canales de flujo 210 se abren en la cara terminal 200a, mientras que los otros extremos de los canales de flujo 210a se cierran en las caras terminales 200b cerrando las partes 230. Los extremos de los canales de flujo 210b que forman el resto de la pluralidad de canales de flujo 210 se cierran en la cara terminal 200a cerrando las parte 230, mientras que los otros extremos de los canales de flujo 210b se abren en la cara terminal 200b. En el filtro de panal 200, por ejemplo, los extremos de los canales de flujo 210a sobre el lado de la cara terminal 200a se abren como las entradas de corriente de gas y, los extremos de los canales de flujo 210b sobre la cara terminal 200b se abren como las salidas de corriente de gas.

Las secciones transversales de los canales de flujo 210a y los canales de flujo 210b perpendiculares a la direccion axial de los canales de flujo son hexagonales. Las secciones transversales de los canales de flujo 210b pueden tener, por ejemplo, formas hexagonales regulares con longitudes esencialmente iguales de los lados 240 que forman las secciones transversales, pero pueden tener, por el contrario, formas hexagonales aplanadas. Las secciones transversales de los canales de flujo 210a pueden tener, por ejemplo, formas hexagonales aplanadas, pero pueden, por el contrario, tener formas hexagonales regulares. Las longitudes de los lados mutuamente opuestos en las secciones transversales de los canales de flujo 210a son diferentes entre sf. Las secciones transversales de los canales de flujo 210a tienen tres lados largos 259a con esencialmente las mismas longitudes y, tres lados cortos 250b con esencialmente las mismas longitudes, como los lados 250 que forman las secciones transversales. Los lados largos 250a y los lados cortos 250b son mutuamente opuestos y paralelos y, los lados cortos 250b se configuran sobre ambos lados de cada uno de los lados largos 250a.

La pared divisoria 220 tiene una pared divisoria 220a que sirve como las secciones de division de los canales de flujo 210a y de los canales de flujo 210b. Espedficamente, los canales de flujo 210a y los canales de flujo 210b son mutuamente adyacentes a traves de la pared divisoria 220a. Entre los canales de flujo 210b adyacentes se configuran dos canales de flujo 210a adyacentes en la direccion esencialmente perpendicular a la direccion de alineacion de los canales de flujo 210b y, los dos canales de flujo 210a adyacentes se configuran para plegar simetricamente una lmea que conecta los centros de las secciones transversales de los canales de flujo 210b adyacentes.

Cada uno de los lados 240 de los canales de flujo 210b estan opuestos y e paralelo a los lados largos 250a de uno de los canales de flujo entre la pluralidad de canales de flujo 210a. Es decir, cada una de las caras de la pared que forman los canales de flujo 210b estan opuestos y en paralelo a una de las caras de la pared que forman los canales de flujo 210a, de la pared divisoria 220a situada entre los canales de flujo 210a y los canales de flujo 210b. Ademas, los canales de flujo 210 comprenden una unidad de estructura que incluye un canal de flujo 210b y seis canales de flujo 210a que rodean el canal de flujo 210b y, en esta unidad estructural, todos los lados 240 del canal de flujo 210b estan opuestos a los lados largos 250a respectivos de los canales de flujo 210a. Los vertices de cada una de las secciones transversales de los canales de flujo 210b son opuestos a los vertices de los canales de flujo 210b adyacentes en la direccion de disposicion de los canales de flujo 210b. En el filtro de panal 200, la longitud de al menos uno de los lados 240 de cada canal de flujo 210b puede ser esencialmente igual a la longitud de los lados largos opuestos 250a, o las longitudes de cada uno los lados 240 puede ser esencialmente iguales a las longitudes de los lados largos opuestos 250a.

La pared divisoria 220 tiene una pared divisoria 220b que sirve como las secciones de division aparte de los canales de flujo 210a mutuamente adyacentes. Espedficamente, los canales de flujo 210a que rodena los canales de flujo 210b son mutuamente adyacentes entre sf a traves de la pared divisoria 220b.

Cada uno de los lados cortos 250b de los canales de flujo 210a son opuestos y paralelos a los lados cortos 250b de los canales de flujo 210a adyacentes. Es decir, las caras de la pared en los canales de flujo 210a son opuestas y paralelas entre sf en la pared divisoria 220b situada entre los canales de flujo 210a adyacentes. Tambien, cada uno de los canales de flujo 210a se rodea por tres canales de flujo 210b. En el filtro de panal 200, en las areas entre los canales de flujo 210a adyacentes, la longitud de al menos uno de los lados cortos 250b de cada canal 210a puede ser esencialmente igual que la longitud del lado corto opuesto 250b o la longitud de cada uno de los lados cortos

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

250b pueden ser esencialmente igual a las longitudes de los lados cortos opuestos 250b.

Un catalizador se soporta sobre las superficies de las paredes divisorias 220a, 220b en los canales de flujo 210a, las superficies de las paredes divisorias 220a, 220b en los canales de flujo 210b y en los interiores de los poros de las paredes divisorias 220a, 220b (los interiores de los poros de comunicacion), y una capa de catalizador 260 se forma por el soporte catalizador. Es suficiente si la capa de catalizador 260 se forma sobre al menos una parte de las superficies de las paredes divisorias 220a, 220b y/o al menos una particion de los interiores de poros de las paredes divisorias 220a, 220b. Mas espedficamente, la capa de catalizador 260 puede formarse en al menos una ubicacion de entre las superficies de las paredes divisorias 220a, 220b en los canales de flujo 210a, las superficies de las paredes divisorias 220a, 220b en los canales de flujo 210b y en los interiores de los poros de las paredes divisorias 220a, 220b. Cuando el filtro de panal 200 que se usara como filtro de panal tambien tiene una funcion SCR, la capa de catalizador 260 se forma preferentemente sobre interiores de poros de las paredes divisoria 220a, 220b, o sobre los interiores de poros y sobre las superficies de las paredes de divisorias 220a, 220b en el extremo de salida de la corriente de gas. Tambien, cuando el filtro de panal 200 tiene que usarse como filtro de partfculas diesel catalizado, la capa de catalizador 260 se forma preferentemente sobre las superficies de las paredes divisorias 220a, 220b en el extremo de la entrada de gas.

Las longitudes de los filtros de panal 100, 200 en la direccion axial de los canales de flujo puede ser de 50 a 300 mm, por ejemplo. Los diametros exteriores de los filtros de panal 100, 200 pueden ser de 50 a 250 mm, por ejemplo. Las longitudes de los lados 140 en el filtro 100 de panal pueden ser de 0,4 a 2,0 mm, por ejemplo. Las longitudes de los lados largos 150a pueden ser de 0,4 a 2,0 mm, por ejemplo, y las longitudes de los lados ortos 150b pueden ser de 0,3 a 2,0 mm, por ejemplo. Las longitudes de los lados 240 en el filtro 200 de panal pueden ser de 0,4 a 2,0 mm, por ejemplo. Las longitudes de los lados largos 250a pueden ser de 0,4 a 2,0 mm, por ejemplo, y las longitudes de los lados ortos 250b pueden ser de 0,3 a 2,0 mm, por ejemplo. El espesor de las paredes divisorias 120, 220 (espesor de pared celular) puede ser de 0,1 a 0,8 mm, por ejemplo. La densidad celular de cada uno de los filtros de panal 100, 200 (por ejemplo, la densidad total de los canales de flujo 110a y los canales de flujo 110b en la cara terminal 100a del filtro de panal 100), es preferentemente de 50 a 600 cpsi (celulas por pulgada cuadrada) y mas preferentemente de 100 a 500 cpsi.

Para usar como un filtro de panal que tambien tiene una funcion SCR, el peso de carga de la capa de catalizador 160, 260 por unidad de volumen del filtro de panal 100, 200 es preferentemente de 20 a 300 mg/cm3 y mas preferentemente de 50 a 200 mg/cm3, desde el punto de vista de obtener polvo de descomposicion de NOx adecuado sin perjudicar la funcion del filtro de partfculas diesel. Para su uso como un filtro de partfculas diesel catalizado, esto es preferentemente de 5 a 100 mg/cm3 y mas preferentemente de 10 a 60 mg/cm3.

En el filtro de panal 100, el area total abierta de la pluralidad de canales de flujo 110a en la cara terminal 100a es preferentemente superior al area total de los canales de flujo 110b en la cara terminal 100b. En el filtro de panal 200, el area total abierta de la pluralidad de canales de flujo 210a en la cara terminal 200a es preferentemente superior al area total de los canales de flujo 210b en la cara terminal 200b.

El diametro hidraulico de los canales de flujo 110a, 210a y las caras terminales 100a, 200a es preferentemente no superior a 1,4 mm desde el punto de vista de mantener la resistencia mecanica del filtro de panal. El diametro hidraulico de los canales de flujo 110a, 210a es preferentemente 0,5 mm o superior y mas preferiblemente 0,7 mm o superior desde el punto de vista de minimizar adicionalmente la acumulacion de material que se recogera en la region sobre los lados de la cara terminal dentro de los canales de flujo.

El diametro hidraulico de los canales de flujo 110b, 210b en las caras terminales 100b, 200b es preferentemente superior que el diametro hidraulico de los canales de flujo 110a, 210a y las caras terminales 100a, 200a. El diametro hidraulico de los canales de flujo 110b, 210b en las caras terminales 100b, 200b es preferentemente no superior a 1,7 mm y mas preferentemente no superior a 1,6 mm desde el punto de vista de mantener la resistencia mecanica del filtro de panal. El diametro hidraulico de los canales de flujo 110b, 210b es preferentemente 0,5 mm o superior y mas preferentemente 0,7 mm o superior, desde el punto de vista de reducir la perdida de presion de la aireacion de los gases de escape.

La forma del filtro de panal puede ser en la forma de los filtros de panal 100, 200 descritos anteriormente, en la que las secciones de los primeros canales de flujo perpendiculares a la direccion axial de los primeros canales de flujo (canales de flujo 110a, 210a) tiene primeros lados (lados largos 150a, 250a) y segundos lados (lados cortos 150b, 250b) respectivamente dispuestos sobre ambos lados de los primeros lados, cada uno de los lados (lados 140, 240) formando las secciones transversales de los segundos canales de flujo perpendiculares a la direccion axial de los segundos canales de flujo (canales de flujo 110b, 210b) estando opuestos a los primeros lados de los primeros canales y, cada uno de los segundos lados de los primeros canales de flujo estando opuestos a los segundos lados de los primeros canales de flujo, sin ninguna restriccion a las formas anteriormente mencionadas.

Tambien, la seccion transversal de los canales de flujo perpendiculares a la direccion axial de los canales de flujo en el filtro de panal no se limita a ser hexagonal y puede ser triangular, cuadrilateral, octogonal, circular, elipsoide o

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

similares. Ademas, los canales de flujo pueden incluir mezclas de diferentes diametros, o mezclas de diferentes formas en seccion transversal. Ademas, la disposicion de los canales de flujo no se limita particularmente y, la disposicion sobre los ejes centrales de los canales de flujo puede ser un patron triangular regular dispuesto sobre los vertices de las formas triangulares regulares o un patron en zigzag dispuesto sobre los vertices de formas cuadrilaterales, dependiendo de las formas en seccion transversal de los canales de flujo. Tambien, el filtro de panal no se limita a ser una columna circular y puede, por el contrario, ser un cilindro elfptico, una columna triangular, una columna cuadrada, una columna hexagonal, una columna octogonal o similares.

La pared divisoria en los filtros de panal 100, 200 es porosa y puede incluir ceramica porosa sinterizada, por ejemplo. La pared divisoria tiene una estructura que permite la penetracion de fluidos. Espedficamente, una pluralidad de poros de comunicacion que permite el paso de fluidos (canales de circulacion) se forman en la pared divisoria.

La porosidad de la pared divisoria es preferentemente 20 % en volumen o superior y mas preferentemente 30 % en volumen o superior desde el punto de vista de aumentar la recogida eficiente del filtro de panal y lograr una perdida de presion baja. La porosidad de la pared divisoria es preferentemente no superior a 70 % en volumen y mas preferentemente no superior a 60 % en volumen. El diametro medio de los poros de la pared divisoria es preferentemente 5 pm o superior y mas preferentemente 10 pm o superior desde el punto de vista de aumentar la eficiencia de la recogida del filtro de panal y lograr una baja perdida de presion. El diametro del medio poroso de la pared divisoria es preferentemente no superior a 35 pm y mas preferentemente no superior a 30 pm. La porosidad y el diametro del medio poroso de la pared divisoria pueden ajustarse por el diametro de partfcula del material crudo, la cantidad de agente de formacion de poros anadida, el tipo de agente de formacion de poros y las condiciones de sinterizacion y pueden medirse por porosimetna de mercurio.

La pared divisoria incluye titanato de magnesio de aluminio, alumina, El elemento Si, y cualquier o ambos de entre los elementos NA y K y, cuando la relacion de la composicion elemental de Al, Mg, Ti, Si, Na, K, Ca y Sr en la pared divisoria se representa mediante la siguiente formula de composicion (I):

Al2(1-x)MgxTi(i+y)O5 + aAhO3 + bSiO2 + cNa2O + dK2O + eCaO + fSrO (I),

x satisface la desigualdad 0 < x < 1, y satisface la desigualdad 0,5x < y < 3x, a satisface la desigualdad 0,1x < a < 2x, b satisface la desigualdad 0,05 < x < 0,4, c y d satisfacen la desigualdad 0 < (c + d), y c, d, e y f satisfacen la desigualdad 0.5 < {(c + d + e + f)/b) x 100 < 5.

Si la pared divisoria incluye uno o ambos de los elementos Na y K, la fase que contiene silicio se estabilizara y como resultado, el filtro de panal sera resistente a la descomposicion a altas temperaturas y tendera a ser estable. El Al, Mg, Ti, Si, Na, K, Ca y Sr en la pared divisoria no necesitara necesariamente estar en forma de los compuestos mostrados en la formula de composicion (I). Por ejemplo, Na, K, CA y Sr pueden ser, en lugar de simples oxidos, presentes como parte de la fase que contiene silicio, por ejemplo. Tambien, el Mg y el Al pueden estar presentes no solo como titanato de aluminio y magnesio y alumina, sino tambien puede presentarse como parte de la fase que contiene silicio, por ejemplo.

El valor de x satisface la desigualdad 0 < x < 1, preferentemente satisface la desigualdad 0,03 < x < 0,5 y mas preferentemente satisface la desigualdad 0,05 < x < 0,2. El valor de y satisface la desigualdad 0,5x < y < 3x, mas preferentemente satisface la desigualdad 0,5x < x < 2x y mas preferentemente satisface la desigualdad 0,7x < x < 2x.

El valor de y satisface la desigualdad 0,1x < y < 2x. Si a es 0,1x o superior, un efecto de resistencia mecanica aumentado del filtro de panal se obtendra y, si es menor de 2x, entonces sera posible disminuir el coeficiente de dilatacion termica del filtro de panal. Desde el punto de obtener mas adecuadamente el efecto anteriormente mencionado, el valor de a preferentemente satisface la desigualdad 0,5x < a < 2x y mas preferentemente satisface la desigualdad 0,5x < a < 1,5x.

El valor de b satisface la desigualdad de 0,05 < b < 0,4. Si b es 0,05 o superior sera posible obtener un filtro de panal con una resistencia mecanica excelente y si es 0,4 o menos entonces sera posible disminuir el coeficiente de dilatacion termica del filtro de panal. Desde el punto de obtener mas adecuadamente el efecto anteriormente mencionado, b preferentemente satisface la desigualdad 0,05 < b < 0,2, mas preferentemente satisface la desigualdad 0,05 < b < 0,15 y mas preferentemente satisface la desigualdad 0,05 < b < 0,1.

Los valores de c, d, e y f satisfacen la desigualdad 0.5 < {(c + d + e + f)/b} x 100 < 5. Si el valor de {(c + d + e + f)/b} x 100 es superior a 0,5, entonces un efecto de estabilidad aumentada del filtro de panal a altas temperaturas se obtendra y, si es menor de 10 entonces el efecto de deterioro reducido del catalizador se obtendra. Desde este punto de vista de obtener de manera mas adecuada este efecto, c, d, e y f satisfacen la desigualdad 1 < {(c + d + e + f)/b} x 100 < 5.

La pared divisoria puede tambien incluir elementos diferentes a Al, Mg, Ti, Si, Na, K, Ca, Sr y O, en intervalos que no

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

inhiben el efecto de la invencion. Los ejemplos de otros elementos que se pueden incluir son Li, B, F, P, Ca, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, Nb, Sn, La, Ta, Be, Pb, Bi y similares. Las impurezas son preferentemente no mayores del 3 % en masa, como la cantidad total en terminos de oxidos (con F y P en terminos de sustancias puras).

La pared divisoria incluye preferentemente una fase de vidrio. La expresion "fase de vidrio" se refiere a una fase amorfa con SO2 (dioxido de silicio) como el componente principal. En particular, la pared divisoria no exhibe preferentemente un pico para SiO2 cristalino (una fase que contiene sflice cristalina) en el espectro de difraccion de polvo de rayos X o, en otras palabras, solamente el SiO2 se presenta preferentemente en la pared divisoria como una fase vftrea. Desde el punto de vista del aumento de la estabilidad a una elevada temperatura, el contenido de la fase vftrea en la pared divisoria es preferentemente 1 % de masa o mayor, y desde el punto de vista de la reduccion del coeficiente de expansion termica del filtro de panal, es preferentemente inferior a 5 % de masa. La pared divisoria puede incluir de igual manera una fase cristalina diferente a la fase cristalina de titanato de magnesio y aluminio, a la fase de alumina y a la fase vftrea. Dicha fase cristalina puede ser una fase derivada de materias primas utilizadas para fabricar un cuerpo de ceramica sinterizado. La fase derivada de materias primas puede ser, por ejemplo, una fase derivada de un polvo de fuente de titanio, un polvo de fuente de magnesio o similares que sigue sin formar una fase cristalina de titanato de magnesio y aluminio durante la produccion del filtro de panal, y pueden mencionarse fases de titanios, magnesios y similares. La fase cristalina que forma la pared divisoria puede confirmarse por el espectro de difraccion de rayos X.

Los materiales estructurales para la capa del catalizador incluyen zeolita porosa, materiales porosos basados en fosfato, alumina que soporta metales preciosos, oxidos que contienen titanio, oxidos que contienen circonio, oxidos que contienen cerio y oxidos que contienen circonio y cerio. Cualquiera de ellos puede utilizarse solo o en combinacion de dos o mas. Para su uso como un catalizador SCR, puede estar soportado ademas con zeolita, tambien con al menos un tipo de elemento metalico seleccionado entre el grupo que consiste en titanio, vanadio, cromo, manganeso, hierro, cobalto, mquel, cobre, niobio, rodio, paladio, plata y platino. La zeolita ha aumentado la potencia de reduccion de NOx por zeolita de ion intercambiado metalico, en la que los iones se han intercambiado con los elementos metalicos mencionados anteriormente. La zeolita de ion intercambiado metalico tiene los cationes, tales como iones sodio, en la zeolita reemplazada con otros iones metalicos. Los elementos metalicos son preferentemente al menos un tipo seleccionado entre el grupo que consiste en cobre, hierro, vanadio, cobalto, mquel y plata, y especialmente cobre, ya que esto dara lugar a un mayor efecto del aumento de la potencia de reduccion de NOx. Las estructuras de zeolita y analogos de zeolita pueden ejemplificarse como tipos MFI, BEA, MOR, FER, CHA, ERI, AEI, LTA, FAU y MWW, como se establece por la Asociacion Internacional de Zeolitas. Entre ellas, las que incluyen los tipos MFI, CHA y AEI resultan preferentes para su uso como SCR, MFI incluye ZSM-5, AEI incluye SsZ-39, AIPO-18 y SAPO-18 y CHA incluyen SSZ-13, AiPo-34 y SAPO-34. Tambien, cuando el uso es para la adsorcion de hidrocarburos, los tipos MFI, BEA, MOR, FER y FAU resultan preferentes desde el punto de vista de la adsorcion de HC, ejemplos tfpicos de los mismos incluyen zSM-5, zeolita p, zeolita modernita, ferrierita y USY.

Cuando la capa del catalizador incluye zeolita, la relacion molar de sflice (SO2) y alumina (A^Oa) (sflice/alumina) en la zeolita es preferentemente 5 a 10.000 y mas preferentemente 10 a 5.000 desde el punto de vista de la obtencion de una excelente potencia de reduccion de NOx.

Los filtros de panal 100, 200 son adecuados, por ejemplo, como filtros de purificacion de gas de escape que recogen un material a recoger, tal como hollm en gas de escape emitido desde los motores de combustion interna, tales como motores diesel y motores de gasolina, y que purifican NOx en gases de escape. Por ejemplo, en un filtro de panal 100, como se muestra en la figura 3, el gas G suministrado desde la cara terminal 100a a los canales de flujo 110a pasa a traves de los poros que se comunican en la capa del catalizador 160 y la pared divisoria 120 y alcanza los canales de flujo 110b, y luego se descarga de la cara terminal 100b. En este momento, el NOx en el gas G se reduce por la capa del catalizador 160 y se descompone en N2 y H2O, mientras que el material a recoger se recoge en la superficie de la pared divisoria 120 y en los poros comunicantes y se elimina del gas G, de manera tal que el filtro de panal 100 funciona como un filtro de purificacion de gases de escape. El filtro de panal 200 funciona de manera similar como un filtro de purificacion de gases de escape.

La Fig. 7 es un diagrama esquematico que muestra una realizacion de un sistema de purificacion de gases de escape. El sistema de purificacion de gases de escape de esta realizacion comprende el filtro de panal 100 descrito anteriormente. El sistema de purificacion de gases de escape puede comprender el filtro de panal 200 en lugar del filtro de panal 100.

En el sistema de purificacion de gases de escape mostrado en la Fig. 7, el gas G emitido desde un motor de combustion interna 500, tal como un motor diesel o un motor de gasolina se suministra en primer lugar a un catalizador de oxidacion 510 (COD: catalizador de oxidacion diesel). Un catalizador de metal precioso, tal como platino o paladio, por ejemplo, puede utilizarse como el catalizador de oxidacion 510. Estos catalizadores de metales preciosos pueden utilizarse en una forma soportada en una estructura de panal, por ejemplo. La mayor parte de los hidrocarburos, monoxido de carbono y similares en el gas G se oxidan y eliminan del catalizador de oxidacion 510.

A continuacion, el gas se suministra al filtro de panal 100, en el que se logra la eliminacion de un material para ser recogido tal como hollm y purificacion de NOx. El amoniaco como agente reductor para la purificacion de NOx se

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

produce mediante pulverizacion de agua de urea U desde el aparato de suministro 520 de agua de urea. Esto provoca que el NOx en el gas G se descomponga en N2 y H2O, como se indica por las ecuaciones qmmicas (1) a (4).

El sistema de purificacion de gases de escape tambien puede comprender un catalizador de oxidacion (COD) en un punto aguas abajo en el filtro de panal 100. Un catalizador de oxidacion proporcionado en un punto aguas abajo en el filtro de panal 100 es eficaz para eliminar el amoniaco residual.

El sistema de purificacion de gases de escape mostrado en la Fig. 7 es una realizacion en la que el filtro de panal tiene una funcion SCR de urea y una funcion de filtro de partfculas diesel, pero el filtro de panal de la invencion no se limita a la presente realizacion. Por ejemplo, el filtro de panal de la invencion puede ser un filtro de partfculas diesel catalizado sin una funcion de SCR, aunque se proporciona con una funcion de adsorcion y combustion de hidrocarburos que no se han oxidado y eliminado a fondo por el catalizador de oxidacion, asf como una funcion de filtro de partfculas diesel. Alternativamente puede ser un filtro de partfculas diesel catalizado que soporta un catalizador de metal precioso, con el fin de promover la combustion de las partfculas de carbono recogidas y simulares.

Se explicara ahora una realizacion de un metodo de produccion de un filtro de panal. El metodo de produccion de un filtro de panal, por ejemplo, una etapa de preparacion de materia prima en la que se prepara una mezcla cruda que incluye un polvo de compuesto inorganico y aditivos, una etapa de moldeo en el que se moldea la mezcla cruda para obtener un cuerpo moldeado con canales de flujo y una etapa de sinterizacion en la que se sinteriza el cuerpo moldeado, y comprende ademas una etapa de cierre en la cual un extremo de cada uno de los canales de flujo esta cerrado, ya sea entre la etapa de moldeo y la etapa de sinterizacion o tras la etapa de sinterizacion, y una etapa de formacion de una capa de catalizador, tras la etapa de sinterizacion y la etapa de cierre. Tambien, el metodo de produccion de un filtro de panal incluye preferentemente una etapa de lavado del cuerpo de panal sinterizado, tras la etapa de sinterizacion y antes de la etapa de formacion de la capa de catalizador. Cada una de estas etapas se explicara ahora.

[Etapa de preparacion de materias primas]

En la etapa de preparacion de materias primas, el polvo del compuesto inorganico y los aditivos se amasan despues de mezclarse, para preparar una mezcla cruda. El polvo de compuesto inorganico incluye, por ejemplo, un polvo fuente de magnesio, un polvo fuente de titanio, un polvo fuente de magnesio y un polvo fuente de silicio. El polvo fuente de aluminio puede ser, por ejemplo, un polvo de alumina a. El polvo fuente de titanio puede ser, por ejemplo, un polvo de titanio tipo anatasa o polvo de titanio tipo rutilo. El polvo fuente de magnesio puede ser, por ejemplo, polvo de magnesio o polvo de espinela de magnesio. El polvo fuente de silicio puede ser, por ejemplo, polvo de oxido de silicio o frita de vidrio. Un polvo fuente de calcio puede ser, por ejemplo, polvo de calcio, polvo de carbonato de calcio o anortita. Un polvo fuente de estroncio puede ser, por ejemplo, polvo de oxido de estroncio o polvo de carbonato de estroncio. Un polvo fuente de estroncio puede ser, por ejemplo, polvo de oxido de itrio. Un polvo fuente de bario puede ser, por ejemplo, polvo de oxido de bario, polvo de carbonato de bario o feldespato. Un polvo fuente de bismuto puede ser, por ejemplo, polvo de oxido de bismuto. Cada uno de los polvos crudos puede ser de un tipo o dos o mas tipos. Cada uno de los polvos crudos tambien puede contener inevitablemente componentes traza presentes de las materias primas o del proceso de produccion.

La cantidad total de Na2O y K2O en el polvo fuente de aluminio ha de comprenderse entre 0,0001 % de masa y 0,25 % de masa, inclusive, basandose en la masa total del polvo fuente de aluminio, la cantidad total de Na2O y K2O en el polvo fuente de magnesio ha de comprenderse entre 0,001 % de masa y 0,25 % de masa, inclusive, basandose en la masa total del polvo fuente de magnesio, la cantidad total de Na2O y K2O en el polvo fuente de titanio ha de comprenderse entre 0,001 % de masa y 0,25% de masa, inclusive, basandose en la masa total del polvo fuente de titanio, y la cantidad total de Na2O y K2O en el polvo fuente de silicio ha de comprenderse entre 0,001 % de masa y 0,25 % de masa, inclusive, basandose en la masa total del polvo fuente de silicio. Tambien, el lfmite superior para la cantidad total de Na2O y K2O en cada polvo crudo es preferentemente 0,20 % de masa y mas preferentemente 0,15 % de masa cada uno. El lfmite superior para la cantidad total de Na2O y K2O en cada polvo crudo es preferentemente 0,01 % de masa cada uno.

El polvo fuente de silicio incluye preferentemente SiO2 en un 95 % de masa o mayor, y mas preferentemente incluye SiO2 en un 97 % de masa o mayor. Al utilizar un polvo fuente de silicio que satisface esta condicion que satisface esta condicion, los efectos de las impurezas se reduciran y se facilitara el control de la composicion de la pared divisoria. Tambien, el polvo fuente de silicio incluye preferentemente una fase amorfa en un 90 % de masa o mayor, y mas preferentemente incluye una fase amorfa en un 95 % de masa o mayor. Al utilizar in polvo fuente de silicio que satisface esta condicion, se mejorara la reactividad de la fuente de silicio durante la produccion del filtro de panal, y se facilitara la produccion de un filtro de panal que tiene una fase uniforme que contiene silicio.

Para los polvos crudos, los diametros de partfculas que corresponden cada uno a un volumen acumulativo del 50 % como se mide por difraccion de laser (diametro de partfculas central, D50) se encuentran preferentemente en los

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

siguientes intervalos. El valor D50 para el polvo fuente de aluminio puede comprenderse entre 20 y 60 pm, por ejemplo. El valor D50 para el polvo fuente de titanio puede comprenderse entre 0,1 y 25 pm, por ejemplo. El valor D50 para el polvo fuente de magnesio puede comprenderse entre 0,5 y 30 pm, por ejemplo. El valor D50 para el polvo fuente de silicio puede comprenderse entre 0,5 y 30 pm, por ejemplo.

La mezcla cruda puede contener asimismo titanato de aluminio y/o titanato de magnesio y aluminio. Por ejemplo, cuando titanato de magnesio y aluminio se utiliza como un componente constituyente de la mezcla cruda, el titanato de magnesio y de aluminio corresponde a una mezcla cruda que comprende una fuente de aluminio, una fuente de titanio y una fuente de magnesio.

Ejemplos de aditivos incluyen agentes formadores de poros, aglutinantes, lubrificantes, plastificantes, agentes y disolventes de dispersion.

Al igual que los agentes formadores de poros, puede utilizarse sustancias que se forman de materiales que desaparecen a temperaturas de desengrase o sinterizacion del cuerpo moldeado durante la etapa de sinterizacion. Si el cuerpo moldeado que contiene el agente formador de poros se calienta durante el desengrase o sinterizacion, el agente formador de poros desaparecera debido a la combustion y similares. Esto crea espacios en las ubicaciones en las que el agente formador de poros estaba presente, mientras que el polvo de compuesto inorganico situado entre los espacios tambien se contrae durante la sinterizacion, permitiendo solo asf que los poros comunicantes se formen en la pared divisoria, a traves de la cual puede fluir el fluido.

El agente formador de poros puede ser, por ejemplo, almidon de mafz, almidon de cebada, almidon de trigo, almidon de tapioca, almidon de soja, almidon de arroz, almidon de guisante, almidon de palma de sagu, almidon de Canna o almidon de patata. En el agente formador de poros, el diametro de partfculas correspondiente a un volumen acumulativo del 50 % (D50), como se mide por difraccion de laser, es de 10 a 70 pm, por ejemplo. Cuando la mezcla cruda contiene un agente formador de poros, el contenido del agente formador de poros es, por ejemplo, de 10 a 50 partes en masa con respecto a 100 partes en masa del polvo de compuesto inorganico.

El aglutinante puede ser, por ejemplo, celulosa tal como metilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, carboxiimetilcelulosa o carboximetilcelulosa sodica; un alcohol tal como alcohol polivimlico; una sal tal como un sulfonato de lignina; o una cera tal como una cera de parafina o cera microcristalina. El contenido del aglutinante en la mezcla cruda es, por ejemplo, no superior a 20 partes en masa con respecto a 100 partes en masa del polvo de compuesto inorganico.

Ejemplos de lubricantes y plastificantes incluyen alcoholes tales como glicerina; acidos grasos superiores tales como el acido capnlico, acido laurico, acido palmftico, acido algmico, acido oleico y acido estearico; sales metalicas de acido estearico tales como estearato de Al; y eteres de alquil polioxialquileno (por ejemplo, eter butil de polioxietilenpolioxipropileno). El contenido del lubricante y plastificante en la mezcla cruda es, por ejemplo, no superior a 10 partes en masa con respecto a 100 partes en masa del polvo de compuesto inorganico.

Ejemplos de agentes dispersantes incluyen acidos inorganicos tales como acido mtrico, acido clortndrico y acido sulfurico; acidos organicos tales como acido oxalico, acido cftrico, acido acetico, acido malico y acido lactico; alcoholes tales como metanol, etanol y propanol; y policarboxilato de amonio. El contenido del agente dispersante en la mezcla cruda es, por ejemplo, no superior a 20 partes en masa con respecto a 100 partes en masa del polvo de compuesto inorganico.

El disolvente puede ser agua, por ejemplo, siendo el agua de ion intercambiado preferente para un contenido bajo en impurezas. Cuando la mezcla cruda contiene un disolvente, el contenido del disolvente es, por ejemplo, de 10 a 100 partes en masa con respecto a 100 partes en masa del polvo de compuesto inorganico.

[Etapa de moldeo]

En la etapa de moldeo, se obtiene un cuerpo de panal moldeado verde con una estructura de panal. En la etapa de moldeo, se puede aplicar, por ejemplo, un metodo de moldeo por extrusion en el que la mezcla cruda se extruye desde una boquilla mientras se amasa, utilizando una extrusora monohusillo.

[Etapa de sinterizacion]

En la etapa de sinterizacion, el cuerpo de panal moldeado verde con una estructura de panal obtenido por la etapa de moldeo se sinteriza para obtener un cuerpo de panal sinterizado. En la etapa de sinterizacion, la calcinacion (desengrase) puede llevarse a cabo antes de la sinterizacion del cuerpo moldeado, con el fin de eliminar el aglutinante y similares en el cuerpo moldeado (en la mezcla cruda). Para sinterizar el cuerpo moldeado, la temperatura de sinterizacion sera normalmente de 1.300 °C o superior, y es preferiblemente 1400 °C o superior. La temperatura de sinterizacion no sera normalmente superior a 1.650 C y no sera preferentemente superior a 1.550 C. El mdice de elevacion de la temperatura no se restringira particularmente, pero sera por lo general de 1 a 500 C/h. El tiempo de sinterizacion puede ser cualquier tiempo que sea suficiente para que el polvo de compuesto inorganico

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

cambie a cristales a base de titanato de aluminio, y sera diferente en funcion de la cantidad de materia prima, el tipo de horno de sinterizacion, la temperatura de sinterizacion y la atmosfera de sinterizacion, pero normalmente sera de 10 minutos a 24 horas.

[Etapa de cierre]

La etapa de cierre se lleva a cabo entre la etapa de moldeo y la etapa de sinterizacion, o tras la etapa de sinterizacion. Cuando la etapa de cierre se lleva a cabo entre la etapa de moldeo y la etapa de sinterizacion, un extremo de cada uno de los canales de flujo del cuerpo de panal moldeado verde obtenido en la etapa de moldeo se cierra con un material de cierre, tras lo cual el material de cierre se sinteriza junto con el cuerpo de panal moldeado verde en la etapa de sinterizacion, para obtener una estructura de panal proporcionada con una parte de cierre que cierra un extremo de los canales de flujo. Cuando la etapa de cierre se lleva a cabo tras la etapa de sinterizacion, un extremo de cada uno de los canales de flujo del cuerpo de panal sinterizado obtenido en la etapa de moldeo se cierra con un material de cierre, tras lo cual el material de cierre se sinteriza junto con el cuerpo de panal sinterizado, para obtener una estructura de panal proporcionada con una parte de cierre que cierra un extremo de los canales de flujo. El material de cierre utilizado puede ser la misma mezcla que la mezcla cruda utilizada para obtener el cuerpo de panal moldeado verde.

[Etapa de lavado]

La etapa de lavado es una etapa de lavado del cuerpo de panal sinterizado tras la etapa de sinterizacion y antes de la etapa de formacion de la capa de catalizador. Cuando la etapa de cierre se lleva a cabo tras la etapa de sinterizacion, la etapa de lavado se lleva a cabo preferentemente tras la etapa de cierre. El lavado del cuerpo de panal sinterizado puede lograrse utilizando una solucion alcalina, solucion acida, vapor o similares, pero el lavado se realiza preferentemente utilizando una solucion alcalina, y mas preferentemente utilizando una solucion alcalina con un pH de 9 o superior. Ejemplos de soluciones alcalinas incluyen soluciones de agua de amomaco y soluciones acuosas de hidroxido. Llevar a cabo una etapa de lavado puede eliminar el elemento de Na y el elemento de K presentes en la superficie de la pared divisoria, y puede reducir la abundancia del elemento de Na y del elemento de K en la superficie de la pared divisoria. Esto proporcionara un efecto de reducir aun mas el deterioro del catalizador.

[Etapa de formacion de la capa del catalizador]

La etapa de formacion de la capa del catalizador se lleva a cabo despues de la etapa de sinterizacion y la etapa de cierre. En la etapa de formacion de la capa del catalizador, se mezcla en primer lugar el catalizador con agua para preparar una lechada, y despues la lechada preparada se reviste en la estructura de panal. El sol de sflice y/o alumina tambien se pueden anadir a la lechada, ademas del catalizador y el agua. Lo siguiente es un ejemplo de un metodo para el revestimiento de la lechada.

La lechada preparada se aspira dentro de los canales de flujo abiertos en el lateral de la entrada de la corriente de gases de la estructura de panal (los primeros canales de flujo) y dentro de los canales de flujo abiertos en el lateral de la salida de la corriente de gases (segundos canales de flujo), que se reviste en la superficie de la pared divisoria. Tras el revestimiento, se seca a 400 a 600 °C durante aproximadamente 0,1 a 5 horas, para eliminar la humedad. De esta manera se fabrica una capa de catalizador que incluye un catalizador deseado. La capa de catalizador tambien se incorpora en los interiores de los poros (en los poros comunicantes) de la pared divisoria, y se forma por lo tanto no solo en la superficie de la pared divisoria en el interior de los canales de flujo sino tambien en la superficie de los interiores de los poros de la pared divisoria. De este modo es posible obtener un filtro de panal provisto de una capa de catalizador sobre la superficie de la pared divisoria en el interior de los primeros y segundos canales de flujo, y en el interior de los poros de la pared divisoria.

La ceramica basada en titanio de aluminio es el componente principal que forma la pared divisoria del filtro de panal, y cumple con la formula composicional (I). Tambien, una ceramica basada en titanato de aluminio puede producirse por el mismo metodo que el metodo descrito como el metodo de produccion del filtro de panal. La ceramica basada en titanato de aluminio se puede utilizar como un material diferente a la pared divisoria del filtro de panal, en una forma dependiente del fin de su uso.

Ejemplos

La presente invencion se explicara ahora con mayor detalle por medio de los siguientes ejemplos, con el entendimiento de que estos ejemplos no son en modo alguno limitativos de la invencion.

Una mezcla se preparo mezclando polvos crudos de polvo aluminio titanato de aluminio y magnesio (A^O3 (a), polvo de TiO2, polvo de MgO), polvo de SiO2 (a), un agente formador de poros, un aglutinante organico, un plastificante, un lubricante y agua (disolvente). El contenido de cada componente en la mezcla se preparo con los siguientes valores. Tambien, los contenidos en Na2O y los contenidos del polvo de A^O3 (a), polvo de TiO2, polvo de MgO y polvo de

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

SiO2 (a) se muestran en la Tabla 1 a continuacion.

[Componentes de mezcla crudos]

Polvo de Al2O3 (b) (nombre comercial: NO105RS por Nabaltec): 38,7 partes por m asa

polvo de TiO2 (nombre comercial: SR-240 por Chronos): 36,2 partes por m asa

polvo MgO (nombre comercial: UC95S por Ube Industries, Ltd.): 2,0 partes por m asa

polvo de SiO2 (a) (nombre comercial: SILYSIA 350 de Fuji Silysia Chemical, Ltd.): 3,0 partes por m asa

Agente formador de poros (almidon con un diametro de medio de partfcula de 25 pm, obtenido de la patata): 20,0

partes por m asa

Aglutinante organico (a) (hidroxipropilmetilcelulosa, nombre comercial: 65SH-30000 por Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.): 6,3 partes por masa

Plastificador (polioxetileno polioxipropileto monobutil eter): 4,5 partes por masa de Lubricante (glicerina): 0,4 partes por masa de agua: 31 partes por m asa

[Tabla 1]

: Contenido de Na2O (% en masa) Contenido de K2O (% en masa)

Polvo de Al2O3 (a): 0,05 0

Polvo de TiO2: 0,011 0,01

Polvo de MgO: 0,12 0,002

Polvo de SiO2 (a): 0,03 0,004

Aglutinante organico (a______________: 0,094 0

Despues de amasar la mezcla cruda, se sometio a moldeo por extrusion para obtener un cuerpo moldeado de panal cilmdrico que tema una pluralidad de agujeros pasantes (forma en seccion transversal: cuadrado) en la direccion de la longitud. El cuerpo moldeado de panal obtenido se sinterizo en aire con un horno electrico de tipo caja, la temperatura alcanzo 1500 °C a un intervalo de temperatura de 80 °C/h, y la misma temperatura se mantuvo durante 5 horas, para fabricar un cuerpo sinterizado de panal. El cuerpo sinterizado de panal obtenido se sometio a analisis elemental por espectroscopia de emision ICP, espectrometna de adsorcion y analisis de llama, y el calculo se realizo para los valores de x, y, a, b, c, d, e y f con el intervalo de composicion elemental representado por la formula de composicion (I). Los resultados se muestran en la Tabla 3.

El cuerpo sinterizado de panal se recubrio con una suspension de Cu-ZSM-5 (zeolita intercambiada con ion de cobre, relacion de SiO2/Al2O3 = 18, CuO: 3 % en masa) como un catalizador, que usa un metodo de inmersion, para obtener un cuerpo sinterizado de panal de catalizador recubierto. La suspension de Cu-ZSM-5 se preparo por fusion humeda de 30 partes por masa de zeolita ZSM-5 y 70 partes por masa de agua y realizando el intercambio ionico de manera que el contenido de iones de cobre fue del 3 % en masa (contenido solido) en terminos de CuO con respecto a la zeolita. En el cuerpo sinterizado de panal de catalizador recubierto, el peso de carga del catalizador pue de 7,1 partes por masa con respecto a 100 partes por masa del cuerpo sinterizado de panal.

(Ejemplo comparativo 1)

Una mezcla se preparo mezclando polvos crudos de polvo aluminio titanato de aluminio y magnesio (polvo de A^O3 (b), polvo de TiO2, polvo de MgO), polvo de SiO2 (b), un agente formador de poros, un aglutinante organico, un plastificante, un lubricante y agua (disolvente). El contenido de cada componente en la mezcla se preparo con los siguientes valores. Tambien, los contenidos en Na2O y los contenidos del polvo de A^O3 (b), polvo de TiO2, polvo de MgO y polvo de SiO2 (b) se muestran en la Tabla 2 a continuacion.

[Componentes de mezcla crudos]

Polvo de Al2O3 (b) (nombre comercial: A-21 por Sumitomo Chemical Co., Ltd.): 39,5 partes por masa

polvo de TiO2 (nombre comercial: SR-240 por Chronos): 36,2 partes por masa

polvo MgO (nombre comercial: UC95S por Ube Industries, Ltd.): 1,9 partes por masa

polvo de SiO2 (nombre comercial: CK0160M1 por Nippon Frit Co., Ltd.): 2,3 partes por masa

partes por masa de aglutinante organico (a) (hidroxipropilmetilcelulosa, nombre comercial: 65SH-30000 por Shin-

Etsu Chemical Co., Ltd.): 6,3 partes por m asa

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

[Tabla 2]

: Contenido de Na2O (% en masa) Contenido de K2O (% en masa)

Polvo de Al2O3 (b): 0,25 0

Polvo de TiO2: 0,011 0,01

Polvo de MgO: 0,12 0,002

polvo de SiO2 (b): 9,4 4,2

Aglutinante organico (a______________: 0,094 0

Despues de amasar la mezcla cruda, se sometio a moldeo por extrusion para obtener un cuerpo moldeado de panal cilmdrico que tema una pluralidad de agujeros pasantes (forma en seccion transversal: cuadrado) en la direccion de la longitud. El cuerpo moldeado de panal obtenido se sinterizo en aire con un horno electrico de tipo caja, la temperatura alcanzo 1500 °C a un intervalo de temperature de 80 °C/h, y la misma temperatura se mantuvo durante 5 horas, para fabricar un cuerpo sinterizado de panal. El cuerpo sinterizado de panal obtenido se sometio a analisis elemental por espectroscopia de emision ICP, espectrometna de adsorcion y analisis de llama, y el calculo se realizo para los valores de x, y, a, b, c, d, e y f con el intervalo de composicion elemental representado por la formula de composicion (I). Los resultados se muestran en la Tabla 3.

El cuerpo sinterizado de panal obtenido se recubrio con la misma suspension Cu-ZSM-5 como se usa en el Ejemplo 1 como un catalizador, que usa un metodo de inmersion, para obtener un cuerpo sinterizado de panal de catalizador recubierto. En el cuerpo sinterizado de panal de catalizador recubierto, el peso de carga del catalizador pue de 9,2 partes por masa con respecto a 100 partes por masa del cuerpo sinterizado de panal.

(Ejemplo 2)

Una mezcla se preparo mezclando polvos crudos de polvo aluminio titanato de aluminio y magnesio (A^O3 (a), polvo de TiO2, polvo de MgO), polvo de SiO2 (a), un agente formador de poros, un aglutinante organico, un plastificante, un lubricante y agua (disolvente). El contenido de cada componente en la mezcla se preparo con los siguientes valores. Tambien, los materiales enumerados en la Tabla 1 se usaron para el polvo A^O3 (a), polvo de TO2, polvo MgO y polvo SiO2 (a).

[Componentes de mezcla crudos]

polvo de TiO2 (nombre comercial: SR-240 por Chronos): 36,5 partes por m asa

polvo MgO (nombre comercial: UC95S por Ube Industries, Ltd.): 1,9 partes por m asa

polvo de SiO2 (a) (nombre comercial: SILYSIA 350 por Fuji Silysia Chemical, Ltd.): 2,8 partes por m asa

Agente formador de poros (almidon con un diametro de medio de partmula de 25 pm, obtenido de la patata): 20,0

partes por m asa

El cuerpo sinterizado de panal obtenido se recubrio con una suspension de U-zeolita como un catalizador, que usa un metodo de inmersion, para obtener un cuerpo sinterizado de panal de catalizador recubierto. La suspension de U- zeolita se preparo por fusion humeda de 20 partes por masa de U-zeolita y 80 partes por masa de agua. En el cuerpo sinterizado de panal de catalizador recubierto, el peso de carga del catalizador pue de 7,8 partes por masa con respecto a 100 partes por masa del cuerpo sinterizado de panal.

(Ejemplo comparativo 2)

Un cuerpo sinterizado de panal se fabrico de la misma manera que el Ejemplo Comparativo 1. El cuerpo sinterizado

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

de panal obtenido se recubrio con la misma suspension de 13-zeolita como se usa en el Ejemplo 2 como un catalizador, que usa un metodo de immersion, para obtener un cuerpo sinterizado de panal de catalizador recubierto. En el cuerpo sinterizado de panal de catalizador recubierto, el peso de carga del catalizador pue de 5,0 partes por masa con respecto a 100 partes por masa del cuerpo sinterizado de panal.

[Tabla 3]

: x y a b c d e f {(c+d+e+f) /b} x 100

Ejemplo 1: 0,12 0,138 0,065 0,118 0,001 0,0005 0,001 0 2,1

Comp. Ex. 1: 0,12 0,135 0,09 0,097 0,016 0,0043 0,001 0 22,0

Ejemplo 2: 0,12 0,089 0,033 0,122 0,001 0,0002 0,001 0 1,8

Comp. Ex. 2: 0,12 0,135 0,09 0,097 0,016 0,0043 0,001 0 22,0

Cuando los cuerpos sinterizados de panal se obtienen en cada uno de los ejemplos y los ejemplos comparativos se molieron y el espectro de difraccion de polvo de rayos X se obtuvo de cada, todos los cuerpos sinterizados de panal mostraron un pico de difraccion para una fase cristalina de titanato de aluminio y magnesio para SiO2 cristalino (una fase que contiene sflice cristalina).

Para comparacion, una muestra del catalizador solo se preparo como en el Ejemplo de Referencia 1. Tambien, cada uno de los cuerpos sinterizados de panal recubiertos con catalizador obtenidos en los ejemplos y los ejemplos comparativos se molieron para preparar una muestra de evaluacion. Las muestras de los ejemplos, los ejemplos comparativos y los ejemplos de referencia se sometieron a tratamiento de calor bajo condiciones de tratamiento de calor mostrados en la Tabla 4 y en la Tabla 5 (a 900 °C durante 5 horas o a 750 °C durante 16 horas), en un entorno con una concentracion H2O y concentracion de O2 de tanto 10 % en volumen y una concentracion N2 concentracion de 80 % en volumen. Las muestras del Ejemplo 1 y del Ejemplo Comparativo 1 se midieron para un area superficial espedfica BET y las muestras de los Ejemplos 2, Ejemplo Comparativo 2 y Ejemplo de Referencia 1 se midieron para NH3-TPD, midiendose cada una de las muestras antes y despues del tratamiento de calor. Los resultados de las mediciones para el area superficial espedfica BET se muestran en la Tabla 4 y, los resultados de las mediciones para NH3-TPD, se muestran en la Tabla 5. NH3-TPD es un metodo en el que NH3 se adsorbe en cada muestra, y entonces la temperatura aumenta y el gas de escape generado por el mismo se mide. Las condiciones de medicion espedficas para el NH3-TPD fueron como sigue.

[Pretratamiento]

Aproximadamente 0,05 g de muestra se coloco en una celula de medicion, la temperatura aumento desde la temperatura ambiente hasta 500 °C (10 °C/min) en una corriente de He (50 ml/min) y la temperatura se mantuvo en 500 °C durante 60 minutos.

La temperatura s e disminuyo a 100 °C mientras en la corriente de He (50 ml/min).

[Adsorcion NH3]

Adsorcion de 0,5 % NH3/gas helio (100 ml/min) a 100°C se llevo a cabo durante 30 minutos.

[Desaireacion NH3]

La evacuacion se llevo a cabo a 100 °C durante 30 minutos en una corriente de He (50 ml/min).

[Medicion de temperatura de aumento de desorcion]

La temperatura s e aumento de 100 °C hasta 800 °C (10 °C/min) en una corriente de He (50 ml/min) y la desorcion de NH3 se detecto por el MS cuadripolar (m/z = 16).

[Analisis de contenido de acido]

El valor de area (numero de conteos) de picos de desorcion de NH3 obtenidos en cada medicion se calculo. La desorcion sumada de NH3 de 200 a 500 °C se registro como el contenido en acido. La medicion cuantitativa se llevo a cabo despues de que cada una de estas mediciones, y una concentracion conocida de gas (0.5 % NH3/gas helio) se hico circular a traves durante 30 minutos (50 ml/min). El numero de moles de gas por conteo se calculo a partir

5

10

15

20

25

30

35

40

del valor del area (numero de conteos) durante un tiempo fijo, basandose en la concentracion de gas conocida (0,5 % NH3/gas de helio), el tiempo de circulacion (30 minutos) y tasa de flujo (50 ml/min). Este valor se uso como el factor (mol/conteo), y la desorcion NH3 (pmol/g) por gramo se calculo por multiplicacion por el numero de los conteos de picos de desorcion NH3 y dividiendo por el peso de muestreo.

Los resultados de medicion NH3-TPD mostrados en la Tabla 5 se calculan como valores relativos con respecto al 100% como la desorcion NH3 (pmol/g) para la muestra antes del tratamiento de calor en el Ejemplo de Referencia 1. Un valor mayor indica un contenido en acido mayor sobre la superficie de la muestra, el rendimiento de adsorcion mas excelente para los hidrocarburos y similares, y mas rendimiento excelente de catalizador.

[Tabla 4]

: Tipo de catalizador Condiciones de tratamiento de calor Area superficial espedfica BET

Antes del tratamiento de calor (m2/g): Despues del tratamiento de calor (m2/g) Intervalo de cambio (%)

Ejemplo 1: Cu-ZSM-5 900 °C, 5h 24,3 8,94 63,2

Comp. Ex. 1: Cu-ZSM-5 900 °C, 5h 18,7 0,65 96,5

[Tabla 5]

: Tipo de catalizador Condiciones de tratamiento de calor NH3-TPD

Antes del tratamiento de calor (%): Despues del tratamiento (%)

Ejemplo 2: 13-zeolita 750 °C, 16 h 95 23

Comp. Ex. 2: 13-zeolita 750 °C, 16 h 39 7

Ref. Ex. 1: 13-zeolita 750 °C, 16 h 100 17

Como se ve claramente por los resultados en la Tabla 4 y en la tabla 5, se confirmo que con los cuerpos sinterizados de panal de catalizador recubierto de los Ejemplos 1 y 2, es posible minimizar el deterioro del catalizador cuando se expone a altas temperaturas, comparado con los cuerpos sinterizados de panal de catalizador recubierto de los Ejemplos Comparativos 1 y 2. Este efecto puede exhibirse de otra manera incluso cuando el cuerpo sinterizado de panal de catalizador revestido se cierra para producir un filtro de panal.

Una mezcla se preparo mezclando polvos crudos de polvo aluminio titanato de aluminio y magnesio (A^O3 (a), polvo de TiO2, polvo de MgO), polvo de SO2 (c), un agente formador de poros, un aglutinante organico (a), un plastificante, un lubricante y agua (disolvente). Los contenidos de cada uno de los componentes en la mezcla cruda se muestran en la Tabla 6 (unidades: partes por masa). Los detalles para cada uno de los componentes en la Tabla 6 se enumeran a continuacion. Tambien, los contenidos en Na2O y los contenidos del polvo de A^O3, polvo de TO2, polvo de MgO, polvo de SO2 y aglutinante organico usados se usan en la Tabla 7 a continuacion.

[Componentes de mezcla crudos]

Polvo de AhO3 (b) (nombre comercial: NO105RS por Nabaltec)

Polvo de AhO3 (b) (nombre comercial: A-21 por Sumitomo Chemical Co., Ltd.)

polvo de TiO2 (nombre comercial: SR-240 por Chronos)

polvo MgO (nombre comercial: UC95S por Ube Industries, Ltd.)

polvo de SO2 (nombre comercial: CK0160M1 por Nippon Frit Co., Ltd.)

polvo de SiO2(c) (nombre comercial: Y-40 por Tatsumori, Ltd.)

Agente formador de poros (almidon con un diametro de medio de partfcula de 25 pm, obtenido de la patata) Aglutinante organico (a) (hidroxipropilmetilcelulosa, nombre comercial: 65SH-30000 por Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) Aglutinante Organico (b) (hidroxipropilmetilcelulosa, nombre comercial: PMB-30U por Samsung Fine Chemicals Co., Ltd.) Plastificador (polioxietileno polipropileno monobutil eter) Lubricante (glicerina)

[Tabla 6]

: Ejemplo 3 Ejemplo 4 Ejemplo 5 Ejemplo 6 Comp. Ex. 3

Polvo de AhO3 (a): 34,3 34,3 - 28,3 -

Polvo de AhO3 (b): - - 34,3 6,0 39,5

Polvo de TiO2: 36,2 36,2 36,2 36,2 36,2

Polvo de MgO: 1,8 1,8 1,8 1,8 1,9

polvo de SiO2 (b): - - - - 2,3

polvo de SiO2 (c): 1,95 1,95 1,95 1,95 -

Agente formador de poros: 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0

5

10

15

20

25

: Ejemplo 3 Ejemplo 4 Ejemplo 5 Ejemplo 6 Comp. Ex. 3

Aglutinante organico (a): 63 - - - 6,3

Aglutinante organico (S): - 6,3 6,3 6,3 -

Plastificante: 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5

Lubricante: 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4

Agua: 29 29 29 29 31

[Tabla 7]

: Contenido de Na2O (% en masa) Contenido de K2O (% en masa)

Polvo de AhO3 (a): 0,05 0

Polvo de AhO3 (b): 0,25 0

Polvo de TiO2: 0,011 0,01

Polvo de MgO: 0,12 0,002

Polvo de SiO2 (a): 0,03 0,004

polvo de SiO2 (b): 9,4 4,2

polvo de SiO2 (c): 0,002 0,001

Aglutinante organico (a): 0,094 0

Aglutinante organico (S)_____________: 0,67 0

Despues de amasar la mezcla cruda, se sometio a moldeo por extrusion para obtener un cuerpo moldeado de panal cilmdrico que terna una pluralidad de agujeros pasantes (forma en seccion transversal: cuadrado) en la direccion de la longitud. El cuerpo moldeado de panal obtenido se sinterizo en aire con un horno electrico de tipo caja, la temperatura alcanzo 1500 °C a un intervalo de temperatura de 80 °C/h, y la misma temperature se mantuvo durante 5 horas, para fabricar un cuerpo sinterizado de panal. El cuerpo sinterizado de panal obtenido se sometio a analisis elemental por espectroscopia de emision ICP, espectrometna de adsorcion y analisis de llama, y el calculo se realizo para los valores de x, y, a, b, c, d, e y f con el intervalo de composicion elemental representado por la formula de composicion (I). Los resultados se muestran en la Tabla 8.

[Tabla 8]

: x y a b c d e f {(c+d+e+f) /b} x 100

Ejemplo 3: 0,12 0,159 0,107 0,097 0,0022 0,0004 0,0012 0 3,9

Ejemplo 4: 0,12 0,154 0,063 0,096 0,0035 0,0004 0,0012 0 5,3

Ejemplo 5: 0,12 0,151 0,097 0,096 0,0053 0,0004 0,0011 0 7,1

Ejemplo 6: 0,12 0,182 0,113 0,098 0,0031 0,0005 0,0010 0 4,7

Comp. Ex. 3: 0,12 0,135 0,09 0,097 0,017 0,0043 0,0010 0 22,0

Los Ejemplos 4 y 5 caen fuera del ambito de las reivindicaciones.

El cuerpo sinterizado de panal obtenido se recubrio con la misma suspension Cu-ZSM-5 como se usa en el Ejemplo 1 como un catalizador, que usa un metodo de inmersion, para obtener un cuerpo sinterizado de panal de catalizador recubierto. En el cuerpo sinterizado de panal de catalizador recubierto, el peso de carga del catalizador con respecto a 100 partes por masa del cuerpo sinterizado de panal se enumero en la Tabla 9.

[Tabla 9]

: La cantidad de catalizador por 100 partes por masa de cuerpo sinterizado de panal (partes por masa)

Ejemplo 3: 6,4

Ejemplo 4: 6,6

Ejemplo 5: 6,1

Ejemplo 6: 5,6

Comp. Ejemplo 3: 7,2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Los Ejemplos 4 y 5 caen fuera del ambito de las reivindicaciones.

(Los Ejemplos 4 a 7 y el Ejemplo Comparativo 3)

Para cada uno de los ejemplos y de los ejemplos comparativos, un cuerpo sinterizado de panal se fabrico por el mismo procedimiento que el Ejemplo 3, con las materias primas y las r elaciones de mezcla mostradas en la Tabla 6. El cuerpo sinterizado de panal obtenido se sometio a analisis elemental por espectroscopia de emision ICP, espectrometna de adsorcion y analisis de llama, y el calculo se realizo para los valores de x, y, a, b, c, d, e y f con el intervalo de composicion elemental representado por la formula de composicion (I). Los resultados se muestran en la Tabla 8.

Los cuerpos sinterizados de panal de catalizador revestido obtenidos en los ejemplos y los ejemplos comparativos se molieron y se tamizaron fuera de 500 pm a 1000 pm, para preparar muestras de evaluacion. Cada una de las muestras obtenidas se mantuvo a 550 °C durante 5 horas en un entorno con una concentracion de H2O y una concentracion de O2 de ambos 10 % en volumen, una concentracion de N2 de 80 %en volumen y una tasa de flujo de 550 ml/min, para el tratamiento de calor.

Cada muestra se midio para rendimiento de eliminacion de NO antes y despues del tratamiento. Las condiciones de medicion espedficas fueron como sigue.

[Medicion de rendimiento eliminacion de NO]

La concentracion de gas NO se midio usando un ECL-88AO-Lite por Anatec-Yanaco como medidor de NO.

[Gas reactivo]

Se preparo un gas mezclado (gas reactivo) que tema una concentracion de H2O y una concentracion de O2 de ambos 8 % en volumen, una concentracion de NO y una concentracion NH3 de ambos 900 ppm por volumen y una concentracion de N2 de 83,8 % en volumen. El gas reactivo se suministro al medidor de NO a una tasa de flujo de gas de 513 ml/min para medicion de la concentracion de NO y el valor se registro como la concentracion inicial de gas NO, que representa la concentracion de NO justo antes de empezar la reaccion.

[Temperatura de reaccion]

Cada medicion se condujo a una temperatura de reaccion de 300 °C.

[Analisis de rendimiento eliminacion de NO]

Las muestras de evaluacion obtenidas por el pretratamiento se evaluaron para el rendimiento de eliminacion de NO por el siguiente metodo, antes y despues del tratamiento de calor. Primero, la muestra de valuacion se empaqueto en un tubo de reaccion de cuarzo hasta que la cantidad de Cu-ZSM-5 fue 41 mg y el gas reactivo se suministro en el tubo de reaccion a una tasa de flujo de gas de 513 ml/min a la vez que alcanzo la temperatura dentro del tubo de reaccion a la temperatura de reaccion a 5 °C/min. A los 10 minutos, 20 minutos y 30 minutos despues de alcanzar la temperatura de reaccion, la concentracion de NO y el gas reactivo que habfa pasado a traves de la muestra de evaluacion se midio con un medidor de NO, y el valor medio para 3 puntos se registro como la concentracion de gas NO en el momento de la reaccion. El rendimiento de eliminacion de No se calculo por la siguiente formula.

{1 - (concentracion de gas NO en el m omento de la reaccion/concentracion de gas NO antes del momento de la reaccion)} x 100(%)

La tabla 10 muestra los resultados de m edicion para el rendimiento de eliminacion de NO. Un valor superior indica mayor excelencia de rendimiento de eliminacion de NO y superior rendimiento de catalizador. Tambien, cuanto menor es la reduccion en el rendimiento de eliminacion de NO despues del tratamiento de calor con respecto al rendimiento de eliminacion de NO, antes de los medios de tratamiento de calor es posible para minimizar el deterioro del catalizador cuando el cuerpo sinterizado de panal de catalizador revestido se h a expuesto a alta temperaturas. Este efecto puede exhibirse de otra manera incluso cuando el cuerpo sinterizado de panal de catalizador revestido

se cierra para producir un filtro de panal.

[Tabla 10]

: Rendimiento de eliminacion de NO (%)

Antes del tratamiento de calor: Despues del tratamiento de calor

Ejemplo 3: 88,2 87,7

Ejemplo 4: 88,4 76,7

: Rendimiento de eliminacion de NO (%)

Antes del tratamiento de calor: Despues del tratamiento de calor

Ejemplo 5: 88,6 77,1

Ejemplo 6: 89,0 84,0

Comp. Ejemplo 3: 88,9 58,8

5

Los Ejemplos 4 y 5 caen fuera del ambito de las reivindicaciones.

Aplicabilidad industrial

10 Como se explico anteriormente, es posible, de acuerdo con la presente invencion, proporcionar un filtro de panal que puede minimizar el deterioro del catalizador cuando se expone a altas temperatures y, un metodo para su produccion, as^ como una ceramica basada en titanato de aluminio y un metodo para su produccion.

Explicacion de simbolos

15

100, 200: Filtros de panal, 100a, 200a: una de las caras terminales (primeras caras terminales), 100b, 200b: otras caras terminales (segundas caras terminales), 110, 210: canales de flujo, 110a, 210a: canales de flujo (primeros canales de flujo), 110b, 210b: canales de flujo (segundos canales de flujo), 120, 220: paredes divisorias, 160.260: capas de catalizador.

20

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

REIVINDICACIONES

1. Un filtro de panal que comprende una pared divisoria que forma una pluralidad de canales de flujo que estan mutuamente en paralelo y un catalizador soportado sobre al menos una parte de las superficies de la pared divisoria y/o sobre al menos una parte de los interiores de los poros de la pared divisoria, en la que el filtro de panal tiene una primera cara terminal y una segunda cara terminal situada sobre el lado opuesto de la primera cara terminal, comprendiendo la pluralidad de canales de flujo una pluralidad de primeros canales de flujo que tienen sus extremos cerrados sobre el segundo lado de cara terminal y una pluralidad de segundos canales de flujo que tienen sus extremos cerrados sobre el primer lado de cara terminal, y la relacion de la composicion elemental de Al, Mg, Ti, Si, Na, K, Ca y Sr en la pared divisoria se representa mediante la formula (I):

Al2(i-x)MgxTia+y)O5 + (a AhOa) + (b SO2) + (c Na2O) + (d K2O) + (e CaO) + (f SrO) (I)

donde 0 < x < 1, 0,5x < y < 3x, 0,1x < a < 2x, 0,05 < b < 0,4, 0 < (c+d), and 0,5 < {(c+d+e+f)/b}x100 < 5.
2. El filtro de panal de la reivindicacion 1, que no exhibe un pico para SiO2 cristalino en el espectro de difraccion de polvo de rayos X para la pared divisoria.
3. El filtro de panal de la reivindicacion 1 o 2, en el que el catalizador incluye zeolita.
4. Un metodo para producir el filtro de panal como se definio en la reivindicacion 1, que comprende las etapas de

(i) moldear y sinterizar una mezcla cruda que incluye

- una fuente de aluminio que contiene una cantidad total de Na2O y K2O de 0,001-0,25 % en masa,

- una fuente de magnesio que contiene una cantidad total de Na2O y K2O de 0,001-0,25 % en masa,

- una fuente de titanio que contiene una cantidad total de Na2O y K2O de 0,001-0,25 % en masa,

- una fuente de silicio que contiene una cantidad total de Na2O y K2O de 0,001-0,25 % en masa,

- un agente formador de poros,

- un aglutinante y

- un disolvente,

para obtener un cuerpo sinterizado de panal, y

(ii) cargar el catalizador en al menos una parte de la superficie de la pared divisoria del cuerpo sinterizado de panal y/o al menos una parte de los interiores de los poros de la pared divisoria, para obtener un filtro de panal.
5. El metodo de la reivindicacion 4, en el que la fuente de silicio incluye SiO2 al > 95 % en masa.
6. El metodo de la reivindicacion 4 o 5, en el que la fuente de silicio incluye una fase amorfa al > 90 % en masa.
7. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 4-6, en el que el catalizador incluye zeolita.
8. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 4-7, en el que la cantidad total de Na2O y K2O en cada una de la fuente de aluminio, la fuente de magnesio, la fuente de titanio y la fuente de silicio es del 0,001-0,20 % en masa.