(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質のセラミックス材料で形成され、構造体内部に気孔を有する多孔質セラミックス構造体であって、
前記セラミックス材料は、
コージェライト質、または、珪素／炭化珪素質のいずれか一方を主成分とし、
前記構造体内部に二酸化セリウムが粒子として取り込まれた状態で存在し、かつ、前記  気孔の気孔表面に前記二酸化セリウムの少なくとも一部が露出し、
前記二酸化セリウムの前記粒子の粒子径は、
０．０２５μｍ〜３．０μｍの範囲であり、
前記多孔質セラミックス構造体を鏡面研磨した断面研磨面の反射電子像写真中の全ての二酸化セリウムの個数と前記反射電子像写真中の前記気孔表面に配置された二酸化セリウムの個数とをそれぞれカウントし、
気孔表面に配置された前記二酸化セリウムの個数／全ての二酸化セリウムの個数×１００
によって算出される前記気孔表面に露出している前記二酸化セリウムの前記粒子の割合は、
５．４％〜１４．８％の範囲である多孔質セラミックス構造体。
【請求項２】
前記セラミックス材料に占める前記二酸化セリウムの比率は、
２．７質量％〜５．７質量％の範囲である請求項１に記載の多孔質セラミックス構造体。  
【請求項３】
前記多孔質セラミックス構造体は、
ハニカム構造体である請求項１または２に記載の多孔質セラミックス構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質セラミックス構造体に関する。更に詳しくは、自動車排ガス浄化用触媒担体などの種々の用途に使用可能な多孔質セラミックス構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多孔質セラミックス構造体は、自動車排ガス浄化用触媒担体、ディーゼル微粒子除去フィルタ、或いは燃焼装置用蓄熱体等の広範な用途に使用されている。特に、一方の端面から他方の端面まで延びる流体の流路となる複数のセルが区画形成された隔壁を有するハニカム形状の多孔質セラミックス構造体（以下、「ハニカム構造体」と称す。）が多く用いられている。このハニカム構造体は、複数のセラミックス原料を調製し、坏土化した成形原料を、押出成形機を用いて押出成形する押出成形工程と、押出成形後のハニカム成形体を乾燥させた後、所定の焼成条件で焼成する焼成工程とを経て製造されている。
【０００３】
多孔質セラミックス構造体を構成するセラミック材料としては、例えば、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、リチウムアルミニウムシリケート、及びアルミニウムチタネートなどが用いられる。
【０００４】
ここで、コージェライト質で形成されたハニカム構造体は、耐衝撃性に優れる等の利点を有している。しかしながら、ハニカム構造体の隔壁表面等の比表面積が小さいため、十分な量の触媒を担持することができず、そのままでは高い触媒活性を発揮することができないことがあった。そこで、比表面積を大きくするために、ハニカム構造体をγ−アルミナでコート処理することが行われている。これにより、比表面積を大きくすることができ、高い触媒活性を発揮するための十分な量の触媒を、ハニカム構造体は担持することが可能となる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
一方、近年において、ディーゼルエンジン等から排出される排気ガスに対する種々の規制が厳格に強化されている。そのため、自動車排ガス浄化用触媒担体として使用されるハニカム構造体等の多孔質セラミックス構造体の高性能化が求められている。例えば、ハニカム構造体の隔壁を薄壁化することで、ハニカム構造体全体の熱容量を下げ、触媒の触媒活性を発揮する温度まで速やかに昇温するようにしたり、或いは、隔壁を高気孔率構造にしたりすることが行われている。ここで、ハニカム構造体の気孔率が低下すると、圧力損失が増大し、エンジンの燃費性能を低下させる等の問題がある（特許文献２参照）。
【０００６】
ここで、γ−アルミナによるハニカム構造体のコート処理は、多孔質性の隔壁を塞ぎ、気孔率を低下させるおそれがあった。そのため、γ−アルミナによるコート処理を必要とすることなく、十分な量の触媒を担持する方法が検討されている。例えば、コージェライト質セラミックハニカム構造体を酸処理し、６００℃〜１０００℃で熱処理した後に触媒成分を担持させるものが知られている（特許文献３参照）。これにより、比表面積を増加させることができ、γ−アルミナによるコート処理（所謂「ウォッシュコート」）の工程を不要にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４０４６９２５号公報
【特許文献２】国際公開第２０１３／０４７９０８号
【特許文献３】特公平５−４０３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した通り、γ−アルミナをコート処理する方法は、ハニカム構造体（多孔質セラミックス構造体）の気孔を塞ぎ、気孔率を低下させることとなる。そのため、圧力損失が大きくなる問題を有している。
【０００９】
一方、特許文献３に示すような、多孔質セラミックス構造体に対して酸処理及び熱処理を行うものは、γ−アルミナによるコート処理が不要な為、多孔質セラミックス構造体の軽量化、及び耐熱衝撃性の向上を図ることができる。しかしながら、コージェライト質の結晶格子自体を破壊する可能性があり、多孔質セラミックス構造体の強度が低下するおそれがあった。そのため、γ−アルミナによるコート処理を行う必要がなく、かつ強度低下を招来することなく、高い触媒活性を維持するために十分な量の触媒を担持可能な多孔質セラミックス構造体の開発が望まれている。
【００１０】
そこで、本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、触媒活性を維持するために十分な量の触媒を担持可能な多孔質セラミックス構造体の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、上記課題を解決した多孔質セラミックス構造体が提供される。
【００１２】
［１］  多孔質のセラミックス材料で形成され、構造体内部に気孔を有する多孔質セラミックス構造体であって、前記セラミックス材料は、コージェライト質、または、珪素／炭化珪素質のいずれか一方を主成分とし、前記構造体内部に二酸化セリウムが粒子として取り込まれた状態で存在し、かつ、前記気孔の気孔表面に前記二酸化セリウムの少なくとも一部が露出し、前記二酸化セリウムの前記粒子の粒子径は、０．０２５μｍ〜３．０μｍの範囲であり、前記多孔質セラミックス構造体を鏡面研磨した断面研磨面の反射電子像写真中の全ての二酸化セリウムの個数と前記反射電子像写真中の前記気孔表面に配置された二酸化セリウムの個数とをそれぞれカウントし、気孔表面に配置された前記二酸化セリウムの個数／全ての二酸化セリウムの個数×１００によって算出される前記気孔表面に露出している前記二酸化セリウムの前記粒子の割合は、５．４％〜１４．８％の範囲である多孔質セラミックス構造体。
【００１３】
［２］  前記セラミックス材料に占める前記二酸化セリウムの比率は、２．７質量％〜５．７質量％の範囲である前記［１］に記載の多孔質セラミックス構造体。  
【００１７】
［３］  前記多孔質セラミックス構造体は、ハニカム構造体である前記［１］または［２］に記載の多孔質セラミックス構造体。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の多孔質セラミックス構造体によれば、気孔表面に二酸化セリウムが露出することにより、触媒粒子の一部が当該二酸化セリウムに対して選択的に担持される。そのため、触媒粒子の担持性能を向上させることが可能となり、隔壁のコートが不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ハニカム構造体の概略構成の一例を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態のハニカム構造体の隔壁の内部を模式的に示す拡大断面    図である。
【図３】気孔表面に露出した二酸化セリウムの粒子に、触媒が担持されている状態を    模式的に示す拡大断面図である。
【図４】気孔表面に露出している二酸化セリウム粒子の割合とＮＯ２変換率との相関    関係を示すグラフである。
【図５】比較例１、実施例１〜３、及び実施例４のＮＯ２変換率を示すグラフである    。
【図６】気孔表面に露出した二酸化セリウム及び二酸化セリウムの粒子に担持された    触媒微粒子（白金）を示すＳＥＭ画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ本発明の多孔質セラミックス構造体の実施の形態について詳述する。なお、本発明の多孔質セラミックス構造体は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、種々の設計の変更、修正、及び改良等を加え得るものである。
【００２１】
本発明の一実施形態の多孔質セラミックス構造体は、図１に示すように、一方の端面２ａから他方の端面２ｂまで延びる流体の流路として形成されるセル３を区画形成する格子状の隔壁４を有するハニカム形状の略円柱状の多孔質セラミックスハニカム構造体１（以下、単に「ハニカム構造体１」と称す。）である。ここで、ハニカム構造体１は、多孔質のセラミックス材料で隔壁４が形成され、当該隔壁４の内部には複数の気孔５が存在している（図２及び図３参照）。特に、この多孔質のハニカム構造体１の構造体内部には、二酸化セリウム（ＣｅＯ２）が取り込まれた状態で存在しており、この二酸化セリウムの中の少なくとも一部の粒子６が、隔壁４の内部の気孔５の気孔表面５ａに露出して形成されている。
【００２２】
ハニカム構造体１（隔壁４）を構成するセラミックス材料とは、周知の多孔質材料が想定され、例えば、炭化珪素、珪素−炭化珪素（Ｓｉ／ＳｉＣ）系複合材料、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、リチウムアルミニウムシリケート、及びアルミニウムチタネートなどを主成分として含むものが挙げられる。なお、本発明の多孔質セラミックス構造体は、上記のハニカム構造体１に限定されるものではなく、種々の形状であってもよい。更に、ハニカム形状を有する場合であっても、略円柱状に限定されるものではない。
【００２３】
本実施形態のハニカム構造体１を構成する多孔質のセラミックス材料中に含有する二酸化セリウムの比率（含有比率）は、１．０質量％〜１０．０質量％の範囲であり、更に好ましくは、２．５質量％〜６．０質量％の範囲である。二酸化セリウムの比率が１．０質量％より低い場合、気孔表面５ａに露出する二酸化セリウムの粒子６が少なくなり、後述する気孔表面５ａでの粒子６による触媒微粒子７の担持量が少なくなる。その結果、高い触媒活性を得るために十分な量の触媒の担持が困難となる。
【００２４】
一方、二酸化セリウムの比率が１０．０質量％を超えると、気孔表面５ａに露出する粒子６が多くなる。そのため、気孔５の一部が露出した粒子６によって塞がれることとなり、隔壁４の気孔率が低下し、圧力損失等の不具合を生じさせる可能性がある。そのため、二酸化セリウムの比率が、上記の規定範囲内に制限される。
【００２５】
上記示したとおり、本実施形態のハニカム構造体１は、隔壁４の構造体内部に形成された複数の気孔５の表面に、二酸化セリウムの粒子６が露出して形成される。これにより、触媒微粒子７の一部が選択的に、粒子６に担持されるようになる。すなわち、従来のγ−アルミナによるコート処理（ウォッシュコート）によって比表面積を増大させる必要がなく、触媒の担持量を容易に増加させることができる。したがって、γ−アルミナのコート処理による圧力損失の低下等の不具合を生じさせることがない。
【００２６】
本実施形態のハニカム構造体１は、上記構成に加え、更に隔壁４の内部の気孔表面５ａに分布した白金族元素（ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、及び白金（Ｐｔ））の触媒微粒子７を備えている。ここで、触媒微粒子７の少なくとも一部は、気孔表面５ａに露出した前述の二酸化セリウムの粒子６の粒子表面に選択的に担持されている（図３及び図６参照）。ここで、図３に模式的に示すように、触媒微粒子７に対して、二酸化セリウムの粒子６の粒径が一般に大きいものである。
【００２７】
ここで、粒子６に担持される触媒微粒子７は、上記のように白金族元素であれば、特に限定されないが、白金（Ｐｔ）やパラジウム（Ｐｄ）を用いることが特に好適である。これらの白金やパラジウムは、ＮＯ２を浄化処理する際の触媒として従来から一般的に使用されている。また、図３に示すように、触媒微粒子７は、必ずしも二酸化セリウムの粒子６に担持されている必要はなく、その一部は、気孔５の気孔表面５ａに直接担持されていてもよい。
【００２８】
本実施形態のハニカム構造体１によれば、当該ハニカム構造体１（隔壁４）を構成する構造体内部（セラミックス材料中）に所定の比率で二酸化セリウムが取り込まれた状態で存在するとともに、当該二酸化セリウムの粒子６が隔壁４の構造体内部の気孔表面５ａに露出し、かつ、白金等の触媒微粒子７の少なくとも一部が粒子６に選択的に担持されている。これにより、気孔表面５ａに露出した二酸化セリウムの粒子６に多くの触媒微粒子７が担持される。その結果、ハニカム構造体１をＮＯ２浄化処理等のための触媒体として使用した場合、担持された白金等の触媒による高い触媒活性を発揮させることができ、ＮＯ２の浄化率（変換率）の向上を図ることができる。したがって、圧力損失の低下等の不具合のない触媒体として使用することができる。
【００２９】
以下、本発明の多孔質セラミックス構造体（ハニカム構造体）について、下記の実施例に基づいて説明するが、本発明の多孔質セラミックス構造体は、これらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００３０】
実施例１〜４、参考例、及び比較例１〜３のハニカム構造体を構成するセラミックス材料（無機原料、及びその他原料を含む）、及びその配合比率等を下記表１に示す。ここで、実施例１〜３、参考例及び比較例１〜３は、セラミックス成分がコージェライト質のハニカム構造体であり、実施例４は、珪素／炭化珪素質（Ｓｉ／ＳｉＣ）の複合材料で構成されるハニカム構造体である。
【００３１】
【表１】
0006709652.tif 000002
【００３２】
１．実施例１のハニカム構造体の作製
（１）坏土の調製
表１に示すハニカム構造体の無機原料（タルク３９．７質量％、α−アルミナ１４．１質量％、水酸化アルミニウム１５．３質量％、カオリン１７．５質量％、シリカ１０．７質量％、二酸化セリウム２．７質量％）を混ぜ合わせ、得られた無機原料１００質量部に対し、その他原料としてコークス２．０質量部、発泡樹脂５．４質量部、吸水性樹脂１．５質量部、メチルセルロース５．０質量部を加える。その後、ニーダーを用いて１０分間混ぜた後、ラウリン酸カリウム１質量部、水３３質量部（表１の記載省略）を加える。ここで、上記において質量部は、コークス等を混ぜる前の無機原料１００質量部を基準とする。更に、ニーダーを用いて４５分間、混練し、可塑性の坏土を作製する。
【００３３】
（２）ハニカム成形体の作製
得られた坏土を、真空土練機を使用して柱状に成形した後、押出成形機に導入してハニカム状のハニカム成形体を作製する。ここで、ハニカム成形体は、ハニカム径が５０ｍｍ、隔壁厚さが１２ｍｉｌ（約０．３ｍｍ）、セル密度が３００ｃｐｓｉ（ｃｅｌｌ  ｐｅｒ  ｓｑｕａｒｅ  ｉｎｃｈｅｓ：４６．５セル／ｃｍ２）、外周壁厚さが約０．６ｍｍであり、内部に流体の流路となる複数のセルを区画形成する格子状の隔壁を備えたものである。
【００３４】
（３）ハニカム成形体の乾燥及び焼成
作製されたハニカム成形体をマイクロ波乾燥、次いで熱風乾燥（８０℃×１２時間）した後、乾燥後のハニカム乾燥体の軸方向の長さが６０ｍｍになるように、ハニカム乾燥体の両端の端面を切断した。その後、ハニカム乾燥体を大気中で、１４００℃の焼成温度で焼成処理をすることで、触媒未担持のハニカム構造体を作製した。
【００３５】
（４）触媒の担持
得られたハニカム構造体を４．０質量％のテトラアンミン白金硝酸水溶液に浸漬した後、大気中で１００℃の乾燥温度で４時間乾燥させた。重量増加分が、元のハニカム構造体に対し、白金分が５ｇ／Ｌとなるまで上記の浸漬及び乾燥処理を繰り返す。その後、大気中で５５０℃の焼成温度で焼成を行った。これにより、実施例１のコージェライト質のハニカム構造体を得た。
【００３６】
２．実施例２のハニカム構造体の作製
実施例１における無機原料中のシリカの配合比率を８．４質量％、二酸化セリウムの配合比率を５．０質量％に変更し、その他上記（１）〜（４）と同一の条件で実施例２のコージェライト質のハニカム構造体を作製した。
【００３７】
３．実施例３のハニカム構造体の作製
（１）実施例２における焼成温度を１３７５℃に変更し、その他同一の条件で実施例３のコージェライト質のハニカム構造体を作製した。
【００３８】
（２）ハニカム成形体の作製、ハニカム成形体の乾燥及び焼成、触媒の担持
実施例１，２と同一のため省略。これにより、実施例３のコージェライト質のハニカム構造体を得た。
【００３９】
４．参考例のハニカム構造体の作製
（１）坏土の調整
表１に示すハニカム構造体の複数種類の無機原料（酸化マグネシウム１１．９質量％、αアルミナ３３．３質量％、シリカ４９．１質量％、二酸化セリウム５．７質量％）を混ぜ合わせ、得られた無機原料１００質量部に対し、その他原料としてコークス２．０質量部、発泡樹脂５．４質量部、吸水性樹脂１．５質量部、メチルセルロース５．０質量部を加える。その後、ニーダーを用いて１０分間混ぜた後、ラウリン酸カリウム１質量部、水３３質量部（表１の記載省略）を加える。ここで、上記において質量部は、実施例１と同様の基準である。更に、ニーダーを用いて４５分間、混練し、可塑性の坏土を作製する。
【００４０】
（２）ハニカム成形体の作製、ハニカム成形体の乾燥及び焼成、触媒の担持
実施例１，２と同一のため省略。但し、白金分の触媒量が１ｇ／Ｌとなるようにした。これにより、参考例のコージェライト質のハニカム構造体を得た。
【００４１】
５．実施例４のハニカム構造体の作製
（１）坏土の調製
表１に示すハニカム構造体の二種類の無機原料（炭化珪素（ＳｉＣ）８０質量％、珪素（Ｓｉ）２０質量％）を混ぜ合わせ、得られたセラミックス材料１００質量部に対し、水酸化アルミニウム０．４質量部、炭酸ストロンチウム１．４質量部、二酸化セリウム５．０質量部、デンプン３．５質量部、メチルセルロース樹脂７．０質量部を加える。その後、ニーダーを用いて１０分間混ぜた後、水２７質量部％（表１の記載省略）を加える。ここで、上記において質量部は、炭化珪素と珪素との合計のセラミックス材料１００質量部を基準とする。更に、ニーダーを用いて、４５分間、混練し、可塑性の坏土を作製する。
【００４２】
（２）ハニカム成形体の作製
実施例１〜３及び参考例と同一のため省略。
【００４３】
（３）ハニカム成形体の乾燥及び焼成
作製されたハニカム成形体をマイクロ波乾燥、次いで熱風乾燥（８０℃×１２時間）した後、乾燥後のハニカム乾燥体の軸方向の長さが６０ｍｍになるように、ハニカム乾燥体の両端の端面を切断した。その後、ハニカム乾燥体をアルゴン雰囲気下中で、１４５０℃の焼成温度で焼成処理をすることで、触媒未担持のハニカム構造体を作製した。
【００４４】
（４）触媒の担持
得られたハニカム構造体を４．０質量％のテトラアンミン白金硝酸水溶液に浸漬した後、大気中で１００℃の乾燥温度で４時間乾燥させた。重量増加分が、元のハニカム構造体に対し、白金分が０．１質量％となるまで上記の浸漬及び乾燥処理を繰り返す。その後、大気中で５５０℃の焼成温度で焼成を行った。これにより、実施例４の珪素／炭化珪素質（Ｓｉ／ＳｉＣ）のハニカム構造体を得た。
【００４５】
６．比較例１のハニカム構造体の作製
二酸化セリウムを添加せず、原料中のシリカの配合比率を１３．４質量％とし、焼成温度を１４２５℃に設定した以外は実施例１と同一の条件とすることで、比較例１のコージェライト質のハニカム構造体を得た。
【００４６】
７．比較例２のハニカム構造体の作製
二酸化セリウムを添加せず、原料中の配合比率を酸化マグネシウム１１．６質量％、α−アルミナ４５．０質量％、シリカ４３．４質量％とした以外は、参考例と同一条件とすることで、比較例２のコージェライト質のハニカム構造体を得た。
【００４７】
８．比較例３のハニカム構造体の作製
（１）触媒の調製
水１０ｇに４．０質量％のテトラアンミン白金硝酸水溶液を２４ｇ加え、３０分間スターラーで撹拌した後、二酸化セリウム粉末を投入し、撹拌しながら温度を上げて水分を蒸発させた。水分の蒸発後、大気中で１００℃の乾燥温度で４時間乾燥を行い、更に、大気中で５５０℃の焼成温度で１時間焼成を行った。焼成後に得られたものを篩通しすることで触媒とした。
【００４８】
（２）触媒の担持
水１００ｇに対し、得られた触媒を４．５ｇ加えてスターラーで撹拌し、触媒液を調製した後、比較例１と同様に作製したハニカム構造体を当該触媒液に浸漬し、大気中で１００℃の乾燥温度で４時間乾燥させた。重量増加分が、元のハニカム構造体に対して、白金分が１ｇ／Ｌとなるまで上記浸漬及び乾燥処理を繰り返す。その後、大気中で５５０℃の焼成温度で焼成を行った。これにより、比較例３のコージェライト質のハニカム構造体を得た。
【００４９】
作製された実施例１〜４、参考例及び比較例１〜３のハニカム構造体に対し、ＮＯ２変換率、二酸化セリウム（ＣｅＯ２）の粒子径、及び気孔表面に露出しているＣｅＯ２粒子の割合のそれぞれの評価項目について、測定を行った。測定結果をまとめたものを下記表２、図４及び図５に示す。なお、図５は、Ｐｔ触媒量が５ｇ／Ｌの場合の比較を示したものであり、参考例及び比較例２，３については図示を省略している。
【００５０】
【表２】
0006709652.tif 000003
【００５１】
９．評価項目（ＮＯ２変換率）
上記によって作製されたハニカム構造体（実施例１〜４、参考例、比較例１〜３）をそれぞれ、直径（＝Φ）２５．４ｍｍ×長さ（＝Ｌ）５０．８ｍｍの試料片に加工し、加工した外周を基材の共材でコートした。これを測定試料として自動車排ガス分析装置を用いて評価を行った。このとき、昇温炉の中の反応管に上記測定試料をセットし、２５０℃に保持した。一方、２５０℃のガス温度に調整されたＮＯ（一酸化炭素）：２００ｐｐｍ、酸素（Ｏ２）：１０％の窒素バランスの混合ガスを作製し、反応管中にセットされた測定試料の中に導入する。このとき、測定試料から排出されたガス（排出ガス）を排気ガス測定装置（ＨＯＲＩＢＡ製：ＭＥＸＡ−６０００ＦＴ）を用いて分析し、それぞれの排出濃度（ＮＯ濃度、及びＮＯ２濃度）の測定を行った。測定結果に基づいて、ＮＯ２変換率（１−ＮＯ濃度／（ＮＯ濃度＋ＮＯ２濃度））を算出した。ここで、白金の担持量が５ｇ／Ｌの場合において、ＮＯ２変換率が４５％以上のものを“良”、３０％以上〜４５％未満のものを“可（実施例に相当）”、及び、３０％未満のものを“不可（比較例に相当）”と評価した。
【００５２】
１０．評価項目（二酸化セリウム粒子径）
二酸化セリウム粒子径は、画像解析により算出した。ここで作製されたハニカム構造体（多孔質セラミックス構造体）を樹脂にて包含した後、ダイヤモンドスラリー等を用いて鏡面研磨したものを、画像解析のための観察試料として用いた。この鏡面研磨された断面研磨面を１００００倍の倍率で走査型電子顕微鏡による観察を行い、多孔質セラミックス構造体の反射電子像写真（微構造画像）を得た。得られた反射電子像写真を画像解析ソフト（商品名：Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ０．７）を使用し、コージェライトの領域と二酸化セリウムの領域とを区別するため、コントラストを調節し、二値化処理を行った。係る二値化処理によって、それぞれの二酸化セリウムの断面領域の輪郭を決定し、二酸化セリウム粒子径を測定した。
【００５３】
１１．気孔表面に露出している二酸化セリウム（ＣｅＯ２）粒子の割合
上記９と同様に、画像解析により算出した。ここでは、鏡面研磨された断面研磨面を７５０倍の倍率で走査型電子顕微鏡による観察を行い、多孔質セラミックス構造体の反射電子像写真（微構造画像）を得た。上記９と同様の画像解析ソフトを使用して二値化処理することで、それぞれの二酸化セリウムの断面領域の輪郭を決定し、反射電子像写真中の二酸化セリウムの個数をカウントした。更に、気孔表面に接している二酸化セリウムの個数をカウントし、気孔表面に配置されている（露出している）二酸化セリウムの粒子の割合（％）、すなわち、カウントされた気孔表面に配置された二酸化セリウムの個数／全二酸化セリウムの個数×１００を算出した。ここで、Ｐｔ触媒量が５ｇ／Ｌの場合、気孔表面に露出している二酸化セリウム粒子の割合が、１０％以上のものを“良”、３％以上、１０％未満のものを“可（実施例に相当）”、及び３％未満のものを“不可（比較例に相当）と評価した。
【００５４】
１２．評価結果の考察
表２に示されるように、二酸化セリウムの含有のない比較例１〜３と比べて、二酸化セリウムを含有する実施例１〜４が高いＮＯ２変換率を示すことが確認された（図５参照）。これにより、二酸化セリウムの一部に白金が担持されることによる効果が示される。また、気孔表面に露出している二酸化セリウム粒子の割合が１０％以上の場合（実施例１，２，４）、ＮＯ２変換率が５０％以上の高いものとなることが確認された（図４参照）。
【００５５】
これにより、気孔表面に二酸化セリウムが露出している割合が高い程、高い触媒性能を発揮する可能性があることが示された。更に、実施例４のように、炭化珪素質成分（Ｓｉ／ＳｉＣ）の多孔質セラミックス材料であっても、コージェライト質と同様に効果があることが確認された。また、比較例３のように、単に触媒として二酸化セリウムを使用しても本願発明の効果を得ることができず、多孔質セラミックス構造体の構成成分として、構造体内部に含有された状態（取り込まれた状態）で二酸化セリウムが存在し、かつ気孔表面にその一部が露出している必要があることが確認された。
【００５６】
本発明の多孔質セラミックス構造体において、上記実施形態及び実施例において好適なものを示したが、これに限定されるものではない。例えば、構造体内部に取り込まれた二酸化セリウムの一部が希土類元素や遷移金属元素に置換されたその他の金属酸化物を含むものであっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の多孔質セラミックス構造体は、自動車排ガス浄化用触媒担体等の触媒担体として好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１：ハニカム構造体（多孔質セラミックスハニカム構造体、多孔質セラミックス構造体）、２ａ：一方の端面、２ｂ：他方の端面、３：セル、４：隔壁、５：気孔、５ａ：気孔表面、６：粒子、７：触媒微粒子。
【図１】
0006709652.tif 000004
【図２】
0006709652.tif 000005
【図３】
0006709652.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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