Катализатор горения углеродсодержащего материала, способ его получения, носитель катализатора и способ его получения

Катализатор горения углеродсодержащего материала, способ его получения, носитель катализатора и способ его получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к катализатору горения углеродсодержащего материала, который используют для сжигания и удаления углеродсодержащего материала, такого как углеродная мелочь (например, твердые частицы (ТЧ) (РМ)), содержащаяся в выхлопном газе, и к способу его получения. Кроме того, настоящее изобретение также относится к носителю катализатора для закрепления катализатора горения углеродсодержащего материала на керамической подложке и к способу его получения.

Предпосылки создания изобретения

Углеродная мелочь (например, твердые частицы (ТЧ) (РМ)), содержащаяся в выхлопном газе двигателя внутреннего сгорания, такого как дизельный двигатель, сжигается и удаляется дизельным фильтром твердых частиц ((ДФТЧ)(DPF)) или подобным. Для того чтобы удалять как можно больше ТЧ при низкой стоимости, желательно осуществлять сжигание и удаление ТЧ при относительно низкой температуре. Таким образом, для сжигания и удаления ТЧ из выхлопного газа используют ДФТЧ, несущий катализатор для промотирования горения углеродсодержащего материала, такого как ТЧ.

В качестве такого катализатора горения углеродсодержащего материала обычно используют, например, благородный металл, такой как Pt, Pd, Rh, или его оксид. Использование катализатора, выполненного из дорогостоящего благородного металла, однако, приводит к высокой стоимости и неблагоприятно ведет к проблеме истощения ресурсов. Кроме того, активность горения ТЧ является недостаточной, и, таким образом, в обычных рабочих условиях необработанные ТЧ могут постепенно накапливаться. Для того чтобы удалить накопленные ТЧ, необходимо увеличить температуру выхлопного газа с использованием топливного или электрического нагрева катализатора до 600°C или выше. В результате диоксид серы, содержащийся в выхлопном газе, превращается в триоксид серы или туман серной кислоты, и поэтому очистка выхлопного газа не может быть осуществлена полностью, даже когда ТЧ могут быть удалены.

По вышеуказанной причине были разработаны катализаторы, имеющие каталитические частицы, выполненные из оксидов щелочных металлов, таких как калий, и закрепленные на оксидных керамических частицах (смотри патентные документы 1-4). При обеспечении такого щелочного металла твердые частицы (ТЧ), суспендированные в выхлопном газе, могут быть сожжены и удалены при низкой температуре примерно 400°C.

В катализаторе, выполненном из щелочного металла, однако, щелочной металл, который является каталитическим компонентом, может быть вымыт в присутствии воды. Когда катализатор используется в условиях, включающих много водяного пара, например, в выхлопном газе двигателя, очистка выхлопного газа не может осуществляться стабильно в течение длительного времени. Когда используется избыточное количество щелочного металла, принимая в расчет вымывание щелочного металла, для того чтобы предотвратить снижение каталитической активности, может возникнуть опасность для основы, выполненной из керамики или подобного, для закрепления щелочного металла.

Патентный документ 1: JP-A-2001-170483

Патентный документ 2: JP-A-2005-230724

Патентный документ 3: JP-A-2005-296871

Патентный документ 4: JP-A-2005-342604

Раскрытие сущности изобретения

Проблемы, решаемые изобретением

Настоящее изобретение выполнено ввиду вышеуказанных проблем, встречающихся в прототипе, и целью настоящего изобретения является создание катализатора горения углеродсодержащего материала, который может обеспечить стабильное сжигание и удаление углеродсодержащего материала при низкой температуре в течение длительного времени, создание способа получения катализатора горения, создание носителя катализатора и способа получения носителя катализатора.

Средство решения проблем

Согласно первому примеру настоящего изобретения предусматривается способ получения катализатора горения углеродсодержащего материала. Катализатор горения предназначен для сжигания углеродсодержащего материала, содержащегося в выхлопном газе двигателя внутреннего сгорания, при закреплении на керамической подложке. Способ получения включает стадию смешения алюмосиликата, имеющего атомное эквивалентное соотношение Si/Al≥1, и источника щелочного металла и/или источника щелочноземельного металла в воде, стадию сушки жидкой смеси при нагревании смеси после стадии смешения и выпаривания воды с получением в результате твердого вещества и стадию обжига твердого вещества при температуре 600°C или выше с получением в результате катализатора горения углеродсодержащего материала. Алюмосиликатом является содалит.

Согласно второму примеру настоящего изобретения катализатор горения углеродсодержащего материала получают способом получения первого примера.

В способе получения первого примера настоящего изобретения осуществляют стадию смешения, стадию сушки и стадию обжига с получением катализатора горения углеродсодержащего материала.

Таким образом, на стадии смешения алюмосиликат (т.е. содалит), имеющий атомное эквивалентное соотношение Si/Al≥1, и источник щелочного металла и/или источник щелочноземельного металла смешивают в воде. Затем на стадии сушки жидкую смесь после стадии смешения нагревают для выпаривания воды с получением в результате твердого вещества. Твердое вещество состоит из смеси элемента щелочного металла и/или элемента щелочноземельного металла и алюмосиликата. Затем на стадии обжига твердое вещество обжигают при температуре 600°C или выше. Таким образом, может быть получен катализатор горения углеродсодержащего материала второго примера изобретения.

Катализатор горения углеродсодержащего материала содержит элемент щелочного металла и/или элемент щелочноземельного металла. Элемент щелочного металла и/или элемент щелочноземельного металла имеет и/или имеют эффект промотирования горения углеродсодержащего материала, такого как суспендированные твердые частицы (ТЧ), в выхлопном газе. Таким образом, катализатор горения углеродсодержащего материала может обеспечить сжигание углеродсодержащего материала при низкой температуре.

Кроме того, катализатор горения углеродсодержащего материала может удерживать элемент щелочного металла и/или элемент щелочноземельного металла. Таким образом, элемент щелочного металла и/или элемент щелочноземельного металла могут быть предотвращены от вымывания в присутствии воды.

Таким образом, катализатор горения углеродсодержащего материала трудно вымывается в присутствии воды. При использовании катализатора, закрепленного на подложке, выполненной, например, из керамики или подобного, необходимо закреплять катализатор на подложке в избыточном количестве, с тем, чтобы предотвратить разрушение подложки. Таким образом, катализатор горения углеродсодержащего материала может стабильно промотировать горение углеродсодержащего материала в течение длительного времени.

Катализатор горения углеродсодержащего материала согласно второму примеру настоящего изобретения, полученный способом получения первого примера настоящего изобретения, имеет характеристики промотирования горения углеродсодержащего материала, такого как суспендированные твердые частицы (ТЧ), содержащиеся в выхлопном газе двигателя внутреннего сгорания, как указано выше. Вышеуказанный катализатор горения углеродсодержащего материала может обеспечить сжигание углеродсодержащего материала при температуре, равной или ниже, чем температура традиционного катализатора благородного металла.

Вышеуказанный катализатор горения углеродсодержащего материала почти не снижает каталитическую активность в присутствии воды, как указано выше.

Катализатор горения углеродсодержащего материала, закрепленный на керамической подложке, при использовании почти не разлагает керамическую подложку в присутствии воды в отличие от традиционного катализатора щелочного металла и, таким образом, может предотвратить разложение керамической подложки.

Таким образом, катализатор горения углеродсодержащего материала может стабильно способствовать горению углеродсодержащего материала даже в присутствии воды в течение длительного времени.

Причина, по которой катализатор горения углеродсодержащего материала имеет превосходную каталитическую активность, как указано выше, не ясна, но считается, что Na алюмосиликата, такого как содалит, элемент щелочного металла источника щелочного металла и элемент щелочноземельного металла источника щелочноземельного металла, которые являются исходным материалом, вносят вклад в каталитическую активность.

Таким образом, в вышеуказанном катализаторе горения углеродсодержащего материала Na содалита и элемент щелочного металла источника щелочного металла, и элемент щелочноземельного металла источника щелочноземельного металла показывают характеристики промотирования горения углеродсодержащего материала.

Кроме того, структура катализатора горения углеродсодержащего материала удерживает в нем элемент щелочного металла и/или элемент щелочноземельного металла относительно высоким усилием соединения и делает трудным вымывание элемента щелочного металла и/или элемента щелочноземельного металла даже в присутствии воды. Таким образом, катализатор горения может предотвратить снижение каталитической активности, как указано выше, а также предотвратить коррозию керамической подложки.

В первом примере настоящего изобретения катализатор горения углеродсодержащего материала получается стадией обжига, которая включает обжиг твердой смеси, состоящей из алюмосиликата (например, содалита) и источника элемента щелочного металла и/или источника элемента щелочноземельного металла при температуре 600°C или выше. Катализатор горения углеродсодержащего материала, полученный на вышеуказанной стадии обжига, используется, будучи закрепленным на керамической подложке. Таким образом, стадия обжига осуществляется без закрепления смеси на керамической подложке, и закрепление катализатора на керамической подложке осуществляется после стадии обжига.

Когда смесь содалита и источника щелочного металла и/или источника щелочноземельного металла обжигается при температуре 600°C или выше после закрепления на керамической подложке, Na, содержащийся в содалите, щелочной металл в источнике щелочного металла и щелочноземельный металл в источнике щелочноземельного металла могут быть вымыты. Вымытый щелочной металл и/или щелочноземельный металл могут частично изменить структуру керамической подложки, состоящей, например, из кордиерита, что дает снижение коэффициента термического расширения и прочности, вызывая трещины или подобное в керамической подложке.

В настоящем изобретении, как указано выше, катализатор горения углеродсодержащего материала, подвергнутый стадии обжига, используется, будучи закрепленным на керамической подложке. Такой катализатор горения прочно удерживает элемент щелочного металла и/или элемент щелочноземельного металла. Таким образом, когда катализатор горения закрепляется на керамической подложке, нагревание во время или после закрепления может предотвратить вымывание щелочного металла и/или щелочноземельного металла из катализатора горения. В результате может быть предотвращено появление трещин в керамической подложке.

В первом примере изобретения катализатор горения углеродсодержащего материала может быть легко получен на стадии смешения, стадии сушки и стадии обжига, Таким образом, алюмосиликат (например, содалит) и источник щелочного металла и/или источник щелочноземельного металла смешиваются в воде и сушатся с получением смеси (твердой), которая затем обжигается при температуре 600°C или выше. Таким образом, катализатор горения углеродсодержащего материала может быть легко получен.

В соответствии с первым и вторым примерами настоящего изобретения катализатор горения углеродсодержащего материала и способ его получения могут быть предусмотрены так, чтобы стабильно сжигать и удалять углеродсодержащий материал при низкой температуре в течение длительного времени.

В третьем примере настоящего изобретения предусматривается способ получения носителя катализатора, который предназначен нести катализатор горения углеродсодержащего материала на керамической подложке. Катализатор горения используется для сжигания углеродсодержащего материала, содержащегося в выхлопном газе двигателя внутреннего сгорания. Способ получения включает стадию закрепления катализатора горения углеродсодержащего материала, получаемого способом получения первого примера изобретения, на керамической подложке с получением в результате носителя катализатора.

В четвертом примере настоящего изобретения носитель катализатора получается способом получения согласно третьему примеру изобретения.

Носитель катализатора согласно четвертому примеру изобретения, полученный способом получения третьего примера изобретения, несет катализатор горения углеродсодержащего материала, полученный способом получения первого примера изобретения, на керамической подложке.

Таким образом, носитель катализатора может показывать превосходное действие и эффект катализатора горения углеродсодержащего материала, как указано выше. Таким образом, носитель катализатора может обеспечить стабильное сжигание и удаление углеродсодержащего материала при низкой температуре в течение длительного времени.

Вышеуказанный катализатор горения углеродсодержащего материала может предотвратить вымывание щелочного металла и/или щелочноземельного металла, которые могут разлагать керамическую подложку в присутствии воды. Таким образом, носитель катализатора может стабильно сжигать углеродсодержащий материал в течение длительного времени почти без разложения керамической подложки даже в присутствии воды.

В третьем примере настоящего изобретения способ получения носителя катализатора использует катализатор горения углеродсодержащего материала, получаемый стадией обжига первого примера изобретения. На стадии обжига смесь (твердая) алюмосиликата (например, содалита) и источника щелочного металла и/или источника щелочноземельного металла обжигается при температуре 600°C или выше. Способ получения носителя катализатора включает стадию закрепления катализатора горения углеродсодержащего материала на керамической подложке, с получением в результате носителя катализатора. Как указано выше, катализатор горения, полученный вышеуказанной стадией обжига, прочно удерживает элемент щелочного металла и/или элемент щелочноземельного металла. Таким образом, на стадии закрепления может быть предотвращено вымывание щелочного металла и/или щелочноземельного металла из катализатора горения углеродсодержащего материала. В качестве результата может быть предотвращено появление трещин или подобного в керамической подложке благодаря вымыванию щелочного металла и/или щелочноземельного металла. Даже нагревание носителя катализатора, полученного после закрепления катализатора, делает трудным вымывание щелочного металла и/или щелочноземельного металла из катализатора горения углеродсодержащего материала. Таким образом, носитель катализатора может использоваться стабильно в течение длительного времени.

Таким образом, согласно третьему и четвертому примерам настоящего изобретения носитель катализатора и способ его получения могут быть предусмотрены так, чтобы стабильно сжигать и удалять углеродсодержащий материал при низкой температуре в течение длительного времени.

В пятом примере настоящего изобретения способ получения катализатора горения углеродсодержащего материала, используемого для сжигания углеродсодержащего материала, содержащегося в выхлопном газе двигателя внутреннего сгорания, когда катализатор закрепляется на керамической подложке, включает стадию обжига для обжига содалита при температуре 600°C или выше для получения катализатора горения углеродсодержащего материала.

В шестом примере настоящего изобретения катализатор горения углеродсодержащего материала получают способом получения согласно пятому примеру изобретения.

Катализатор горения углеродсодержащего материала согласно шестому примеру настоящего изобретения, полученный способом получения пятого примера настоящего изобретения, имеет эффект промотирования горения углеродсодержащего материала, такого как суспендированные твердые частицы (ТЧ), содержащиеся в выхлопном газе двигателя внутреннего сгорания. Таким образом, катализатор горения углеродсодержащего материала может обеспечить сжигание углеродсодержащего материала при температуре, которая равна или ниже, чем температура традиционного катализатора благородного металла.

Вышеуказанный катализатор горения углеродсодержащего материала почти не снижает каталитическую активность в присутствии воды, как указано выше.

Катализатор горения углеродсодержащего материала, закрепленный на керамической подложке, при использовании почти не разлагает керамическую подложку в присутствии воды в отличие от традиционного катализатора щелочного металла и, таким образом, может предотвратить разложение керамической подложки.

Таким образом, катализатор горения углеродсодержащего материала может стабильно способствовать горению углеродсодержащего материала даже в присутствии воды в течение длительного времени.

Причина, по которой катализатор горения углеродсодержащего материала имеет превосходную каталитическую активность, как указано выше, не ясна, но считается, что Na содалита, который является исходным материалом, вносит вклад в каталитическую активность.

Таким образом, считается, что в вышеуказанном катализаторе горения углеродсодержащего материала, полученном обжигом содалита при температуре 600°C или выше, Na-элемент, содержащийся в содалите, показывает характеристики промотирования горения углеродсодержащего материала.

Кроме того, считается, что структура катализатора горения углеродсодержащего материала удерживает в себе Na-элемент относительно высоким усилием соединения и, таким образом, делает трудным вымывание Na даже в присутствии воды. Таким образом, катализатор горения может предотвратить снижение каталитической активности, а также коррозию керамической подложки.

В пятом примере настоящего изобретения катализатор горения углеродсодержащего материала получают стадией обжига, которая включает обжиг содалита при температуре 600°C или выше. Катализатор горения углеродсодержащего материала, полученный вышеуказанной стадией обжига, используется, будучи закрепленным на керамической подложке. Таким образом, стадия обжига осуществляется без закрепления содалита на керамической подложке, и закрепление катализатора на керамической подложке осуществляется после стадии обжига.

Когда содалит обжигается при температуре 600°C или выше после закрепления на керамической подложке, Na-элемент, содержащийся в содалите, может быть вымыт, и вымытый Na может частично изменить структуру керамической подложки, состоящей, например, из кордиерита, что может дать снижение коэффициента термического расширения и прочности, вызывая трещины или подобное в керамической подложке.

В настоящем изобретении, как указано выше, катализатор горения углеродсодержащего материала, прошедший стадию обжига, используется, будучи закрепленным на керамической подложке. Так катализатор горения прочно удерживает элемент щелочного металла (Na), содержащийся в содалите. Таким образом, когда катализатор горения является закрепленным на керамической подложке в процессе нагревания или после закрепления, катализатор может предотвратить щелочной металл от вымывания из катализатора горения. В результате может быть предотвращено появление трещин или подобного в керамической подложке.

В пятом примере настоящего изобретения стадия обжига может легко давать катализатор горения углеродсодержащего материала. Таким образом, содалит обжигается при температуре 600°C или выше, что может легко дать катализатор горения углеродсодержащего материала.

Согласно пятому и шестому примерам настоящего изобретения катализатор горения углеродсодержащего материала и способ его получения могут быть предусмотрены так, чтобы стабильно сжигать и удалять углеродсодержащий материал при низкой температуре в течение длительного времени.

В седьмом примере настоящего изобретения предусматривается способ получения носителя катализатора, который предназначен нести катализатор горения углеродсодержащего материала на керамической подложке. Катализатор горения используется для сжигания углеродсодержащего материала, содержащегося в выхлопном газе двигателя внутреннего сгорания. Способ получения включает стадию закрепления катализатора горения углеродсодержащего материала, полученного способом получения пятого примера настоящего изобретения, на керамической подложке, с получением в результате носителя катализатора.

В восьмом примере настоящего изобретения носитель катализатора получается способом получения согласно седьмому примеру изобретения.

Носитель катализатора согласно восьмому примеру настоящего изобретения, получаемый способом получения седьмого примера изобретения, несет катализатор горения углеродсодержащего материала, получаемый способом получения пятого примера изобретения. Таким образом, носитель катализатора может показывать превосходное действие и эффект катализатора горения углеродсодержащего материала, как указано выше. Таким образом, носитель катализатора может обеспечить стабильное сжигание и удаление углеродсодержащего материала при низкой температуре в течение длительного времени.

Вышеуказанный катализатор горения углеродсодержащего материала может предотвратить вымывание щелочного металла и/или щелочноземельного металла, которые могут разлагать керамическую подложку в присутствии воды, как указано выше. Таким образом, носитель катализатора может обеспечить стабильное сжигание и удаление углеродсодержащего материала в течение длительного времени почти без разложения керамической подложки даже в присутствии воды.

В седьмом примере настоящего изобретения способ получения носителя катализатора использует катализатор горения углеродсодержащего материала, получаемый стадией обжига в пятом примере изобретения, которая включает обжиг содалита при температуре 600°C или выше. Способ получения носителя катализатора включает стадию закрепления катализатора горения углеродсодержащего материала на керамической подложке с получением в результате носителя катализатора. Как указано выше, катализатор горения, получаемый вышеуказанной стадией обжига, прочно удерживает элемент щелочного металла (Na), содержащийся в содалите. Таким образом, на стадии закрепления может быть предотвращено вымывание щелочного металла из катализатора горения углеродсодержащего материала. В результате может быть предотвращено появление трещин или подобного в керамической подложке благодаря вымываемому щелочному металлу.

Согласно седьмому и восьмому примерам настоящего изобретения катализатор горения углеродсодержащего материала и способ его получения могут быть предусмотрены так, чтобы стабильно сжигать и удалять углеродсодержащий материал при низкой температуре в течение длительного времени.

Наилучший способ осуществления изобретения

Теперь будут описаны предпочтительные варианты изобретения.

Сначала ниже будет описан первый вариант изобретения.

Вышеуказанный катализатор горения углеродсодержащего материала используется для сжигания и удаления углеродсодержащего материала или подобного. Описанный выше углеродсодержащий материал включает, например, углеродную мелочь (твердые частицы, ТЧ) или подобное, которые содержатся в выхлопном газе дизельного двигателя.

Вышеуказанный способ получения согласно первому варианту изобретения включает стадию смешения, стадию сушки и стадию обжига, как описано выше.

На стадии смешения согласно первому варианту изобретения алюмосиликат, имеющий атомное эквивалентное соотношение Si/Al≥1, и источник щелочного металла и/или источник щелочноземельного металла смешиваются в воде. В данном случае алюмосиликат и источник щелочного металла и/или источник щелочноземельного металла предпочтительно смешиваются так, чтобы быть однородно диспергированными.

В том случае, когда атомное эквивалентное соотношение Si/Al<1, получаемый катализатор горения углеродсодержащего материала может позволить элементу щелочного металла и/или элементу щелочноземельного металла быть легко вымытым в присутствии воды. В результате вышеуказанный катализатор горения углеродсодержащего материала может иметь трудность в стабильном поддержании каталитической активности в течение длительного времени.

В частности, в первом варианте настоящего изобретения в качестве вышеуказанного алюмосиликата используется содалит. Содалит представлен общей формулой 3(Na₂O·Al₂O₃·2SiO₂)·2NaX, в которой Х представляет собой атом или атомную группу одноатомного аниона, например, ОН или галоген, такой как F, Cl, Br, I, или подобное.

На стадии смешения алюмосиликат (содалит) и источник щелочного металла и/или источник щелочноземельного металла смешиваются в воде с получением жидкой смеси.

Источник щелочного металла включает, например, соединение щелочного металла или подобное. Источник щелочноземельного металла включает, например, соединение щелочноземельного металла или подобное.

Источник элемента щелочного металла содержит один или более видов элементов, выбранных из группы, состоящей из Na, K, Rb и Cs. Элемент щелочноземельного металла предпочтительно содержит один или более видов элементов, выбранных из группы, состоящей из Ca, Sr и Ba. В результате, катализатор горения углеродсодержащего материала может обеспечить сжигание углеродсодержащего материала при низких температурах.

Таким образом, на стадии смешения предпочтительно смешиваются, по меньшей мере, алюмосиликат (содалит) и источник щелочного металла и/или источник щелочноземельного металла, за исключением источника Mg. Источник Mg может использоваться вместе с источником другого щелочного металла и/или источником другого щелочноземельного металла без отдельного использования источника Mg с содалитом.

Источник щелочного металла и/или источник щелочноземельного металла представляет собой предпочтительно например, карбонат, сульфат, фосфат, нитрат, соль органической кислоты, галогенид, оксид или гидроксид.

В данном случае источник щелочного металла и/или источник щелочноземельного металла могут быть легко смешаны в полярном растворителе, таком как вода. Таким образом, источник щелочного металла и/или источник щелочноземельного металла могут быть однородно смешаны на стадии смешения.

Более предпочтительно в качестве источника щелочного металла может использоваться соль щелочного металла, и в качестве источника щелочноземельного металла может использоваться соль щелочноземельного металла. В данном случае указанные источник щелочного металла и/или источник щелочноземельного металла имеют высокую растворимость в полярном растворителе, таком как вода, и, таким образом, могут быть растворены в полярном растворителе. Когда стадия смешения осуществляется в полярном растворителе, таком как вода, алюмосиликат и источник щелочного металла и/или источник щелочноземельного металла могут быть смешаны однородно и легко.

На стадии смешения вместо воды используется полярный растворитель, иной, чем вода. Алюмосиликат и источник щелочного металла и/или источник щелочноземельного металла смешиваются в полярном растворителе, и на стадии сушки полярный растворитель может быть выпарен с получением твердого вещества. В частности, полярным растворителем для использования может быть спирт, такой как метанол, этанол или подобное.

В качестве полярного растворителя предпочтительно используется растворитель, который является более летучим, чем вода.

На стадии сушки полярный растворитель может быть более легко выпарен.

На стадии смешения источник щелочного металла и/или источник щелочноземельного металла и алюмосиликат могут быть предпочтительно смешаны так, что общее количество элемента щелочного металла и элемента щелочноземельного металла, содержащегося в источнике щелочного металла и/или источнике щелочноземельного металла, является равным или меньше 2,25 моль на 1 моль элемента Si алюмосиликата.

Когда общее количество элемента щелочного металла и элемента щелочноземельного металла превышает 2,25 моль на 1 моль элемента Si алюмосиликата (содалита), твердый материал может легко расплавиться на стадии обжига. Таким образом, катализатор горения углеродсодержащего материала, получаемый после стадии обжига, может сразу перейти в расплавленное состояние, что может дать повышенную твердость катализатора. В результате трудно регулировать размер катализатора горения углеродсодержащего материала до желаемого размера зерен при осуществлении стадии измельчения после стадии обжига, описанной далее. В данном случае, даже когда полученный катализатор горения углеродсодержащего материала имеет превосходную каталитическую активность, катализатор может быть легко ухудшен водой. Таким образом, степень снижения каталитической активности может стать большой из-за воды. Как результат, трудно поддерживать заданную каталитическую активность в течение длительного времени.

Более предпочтительно, на стадии смешения источник щелочного металла и/или источник щелочноземельного металла и алюмосиликат могут быть предпочтительно смешаны так, что общее количество элемента щелочного металла и элемента щелочноземельного металла, содержащегося в источнике щелочного металла и/или источнике щелочноземельного металла, является равным или меньше 1 моль на 1 моль элемента Si алюмосиликата.

Еще более предпочтительно, на стадии смешения источник щелочного металла и/или источник щелочноземельного металла и алюмосиликат могут быть предпочтительно смешаны так, что общее количество элемента щелочного металла и элемента щелочноземельного металла, содержащегося в источнике щелочного металла и/или источнике щелочноземельного металла, является равным или меньше 0,5 моль на 1 моль элемента Si алюмосиликата.

Вышеуказанное общее количество элемента щелочного металла и элемента щелочноземельного металла представляет собой общее количество элемента щелочного металла и элемента щелочноземельного металла, содержащееся в алюмосиликате (содалите). При использовании любого одного из источника щелочного металла и источника щелочноземельного металла количество другого источника может быть рассчитано быть равным 0 моль. При использовании множества источников щелочного металла и источников щелочноземельного металла общее количество указанных источников может быть рассчитано как вышеуказанное общее количество.

Затем на стадии сушки жидкая смесь, получаемая после стадии смешения, нагревается для выпаривания воды с получением в результате твердого вещества. В первом варианте настоящего изобретения твердое вещество состоит из смеси источника щелочного металла и/или источника щелочноземельного металла и алюмосиликата (содалита).

Затем на стадии обжига твердое вещество обжигается при температуре 600°C или выше. Так может быть получен вышеуказанный катализатор горения углеродсодержащего материала.

Когда температура обжига (т.е. максимальная температура при нагревании) является ниже 600°C на стадии обжига, элемент щелочного металла и/или элемент щелочноземельного металла каждый имеет тенденцию быть легко вымытым в присутствии воды. Таким образом, вышеуказанный катализатор горения углеродсодержащего материала может иметь трудность в стабильном показе каталитической активности в отношении углеродсодержащего материала в течение длительного времени. На стадии обжига обжиг предпочтительно осуществляется при температуре обжига 700°C или выше и более предпочтительно 800°C или выше.

Когда температура обжига превышает 1200°C, катализатор горения углеродсодержащего материала сразу переходит в расплавленное состояние на стадии обжига и, таким образом, может стать массивной формы, имея высокую твердость. В результате может быть трудно регулировать размер катализатора горения углеродсодержащего материала до желаемого размера зерен при осуществлении стадии измельчения после стадии обжига, описанной далее.

Соответственно, на стадии обжига твердое вещество может предпочтительно обжигаться при температуре от 700°C до 1200°C.

Термин «температура обжига на стадии обжига», как использовано здесь, означает температуру самого твердого вещества, а не температуру окружающей среды. Таким образом, на стадии обжига обжиг осуществляется так, что температура самого твердого вещества становится 600°C или выше. На стадии обжига обжиг при температуре обжига предпочтительно проводится в течение одного часа или более, предпочтительно в течение пяти часов или более, и более предпочтительно в течение десяти часов или более.

Затем после стадии обжига осуществляется стадия измельчения для измельчения катализатора горения углеродсодержащего материала. В данном случае может быть получен порошкообразный катализатор горения углеродсодержащего материала. Такой порошкообразный катализатор горения углеродсодержащего материала легко закрепляется, например, на керамической подложке, имеющей сотовую структуру. Поскольку площадь поверхности катализатора становится большой, катализатор горения может иметь более превосходную каталитическую активность.

На стадии измельчения при регулировании условий измельчения может быть получен катализатор горения углеродсодержащего материала, имеющий желаемый размер зерен.

Предпочтительно на стадии измельчения катализатор горения углеродсодержащего материала может иметь средний диаметр, отрегулированный так, чтобы быть равным или менее 50 мкм. В том случае, когда средний диаметр превышает 50 мкм, когда керамическая подложка покрывается катализатором горения углеродсодержащего материала, керамическая подложка может стать засоренной, или количество закрепленного катализатора может легко изменяться. Средний диаметр катализатора может быть более предпочтительно равным или менее 10 мкм.

Средний диаметр катализатора горения углеродсодержащего материала может быть измерен, например, дифракционным/диффузионным устройством измерения распределения зерен по размеру или сканирующим электронным микроскопом.

Вышеуказанный катализатор горения углеродсодержащего материала используется, будучи закрепленным на керамической подложке.

Вышеуказанный катализатор горения углеродсодержащего материала получается стадией обжига, которая включает обжиг смеси (твердой) алюмосиликата (содалита) и источника щелочного металла и/или источника щелочноземельного металла при температуре 600°C или выше. Полученная таким образом структура катализатора горения удерживает в себе элемент щелочного металла и/или элемент щелочноземельного металла относительно высоким усилием соединения. Таким образом, катализатор горения углеродсодержащего материала может сделать трудным вымывание щелочного металла и/или щелочноземельного металла, когда катализатор закрепляется на керамической подложке. Кроме того, катализатор горения может предотвратить разрушение керамической подложки вымытым щелочным металлом и щелочноземельным металлом.

Напротив, когда необожженная смесь закрепляется на керамической подложке, Na из содалита, элемент щелочного металла из источника щелочного металла и элемент щелочноземельного металла из источника щелочноземельного металла могут разрушать керамическую подложку.

Таким образом, в первом варианте настоящего изобретения стадия обжига осуществляется до закр