蜂窝催化剂体制造技术

本发明专利技术提供一种：为了维持高催化活性、且抑制压力损失的增大而将低隔室密度的蜂窝结构体用作催化剂载体、且抑制了催化剂剥落的发生的高催化剂担载量的蜂窝催化剂体。蜂窝催化剂体(1)包括：蜂窝结构体(6)，其具有形成有多个细孔(5)的多孔质的隔壁(4)，其中由该隔壁划分形成出成为流体的流路的多个隔室(3)；以及催化剂层(8)，其由被担载在隔壁的隔壁表面(4a)和/或隔壁内部(4b)的钒催化剂(7)形成，蜂窝结构体的隔室密度为：每1平方厘米为8个～48个的范围，钒催化剂的催化剂担载量为：150g/L～400g/L的范围，表示蜂窝催化剂体的切断面上的、隔壁内部所担载的催化剂层的截面积相对于催化剂担载前的细孔的截面积的比率的、催化剂填充率为50％～100％。

Honeycomb catalyst body

The present invention provides a honeycomb catalyst body with low cell density used as catalyst carrier for maintaining high catalytic activity and restraining the increase of pressure loss, and which can restrain the occurrence of catalyst peeling. A honeycomb catalyst body (1) includes a honeycomb structure (6) having a porous wall (4) forming a plurality of pores (5), wherein a plurality of compartments (3) are divided into a flow path forming a fluid, and a catalyst layer (8) in the shape of a vanadium catalyst (7) supported on the surface (4a) and/or the interior (4b) of the adjacent wall. The cell density of the honeycomb structure is 8-48 per square centimeter, and the catalyst loading of vanadium catalyst is 150 g/L-400 g/L, indicating the ratio of the cross-sectional area of the catalyst layer on the cut-off surface of the honeycomb catalyst body and the cross-sectional area of the catalyst layer on the inner wall to the cross-sectional area of the pores before the catalyst loading. The rate of catalyst filling is 50% to 100%.

【技术实现步骤摘要】
蜂窝催化剂体
本专利技术涉及蜂窝催化剂体。更详细而言，涉及能够用于氮氧化物(NOx)的选择性催化还原(SCR：SelectiveCatalyticReduction)的、且担载钒催化剂的蜂窝催化剂体。
技术介绍
以往，在从汽车的发动机等内燃机排出的尾气中包含有一氧化碳(CO)、烃(HC)、以及氮氧化物(NOx)等有害物质。由于对自然环境、人体等具有影响，所以不能将像这样的有害物质直接释放到大气中。因此，在汽油发动机的情况下，多数是使用了：通过使有害物质与例如铂、铑等贵金属催化剂相接触而转化为比较无害的二氧化碳(CO2)、水(H2O)、以及氮气(N2)的三元催化剂。另一方面，在柴油发动机的情况下，由于空气相对于燃料的量过剩，所以很难使用上述的三元催化剂。于是，采用了：使用氨(NH3)作为还原剂而将NOx转化为氮气以及水的选择性催化还原(SCR)的技术。由此，能够以高净化效率处理尾气中的NOx。例如，在汽车等的排气系统设置上述催化剂的情况下，如果使流体、亦即尾气从蜂窝催化剂体的一方端面(流入侧)至另一方端面(排出侧)流动，则包含有NOx的尾气向各个隔室分散流通。此时，担载于隔壁的催化剂和尾气相接触。特别是，蜂窝催化剂体为形成有多个隔室的结构，因此，尾气与催化剂的接触机会变多，从而能够扩大与催化剂的接触面积。其结果，能够发挥出高的净化性能。此外，作为所使用的催化剂，可以从金属置换沸石、钒、氧化钒、二氧化钛、氧化钨、银、以及氧化铝等各种金属催化剂中选择一个或多个(例如参照专利文献1。)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009－154148号公报专利技术内容从柴油发动机排出的尾气与汽油发动机的情形相比，温度区域较低。因此，要求所使用的催化剂在300℃左右的低温区域显示出较高的催化活性。于是，使用了如上所述的SCR技术的尾气净化处理中，必须增多蜂窝催化剂体的催化剂担载量。如果使催化剂担载量增多，则压力损失会升高，为了抑制压力损失，研究了使用隔室密度较低的蜂窝结构体(以下，称为“低隔室密度结构体”)。使针对蜂窝结构体的催化剂担载量增大，这对于在低温区域中得到较高的催化活性就显得非常重要。但是，有可能因催化剂担载量的增大而使得催化剂厚度变厚，特别容易发生所担载的催化剂被剥落的“催化剂剥落”的不良情况。于是，本专利技术鉴于上述实际情况，为了即便在使所担载的催化剂的催化剂担载量增大的情况下，也能够维持高催化活性、抑制压力损失增大，从而将低隔室密度的蜂窝结构体用作催化剂载体，且抑制催化剂剥落的发生。[1]一种蜂窝催化剂体，其包括：蜂窝结构体，该蜂窝结构体具有形成有多个细孔的多孔质的隔壁，由该隔壁划分形成出成为流体的流路的多个隔室；以及催化剂层，该催化剂层包含有被担载在所述隔壁的隔壁表面和/或隔壁内部的钒催化剂，其中，所述蜂窝结构体的隔室密度为：每1平方厘米为8个～48个的范围，所述钒催化剂的催化剂担载量为：150g/L～400g/L的范围，如下式(1)所示的所述蜂窝催化剂体的切断面上的催化剂填充率为50％～100％，其中，催化剂填充率表示所述隔壁内部所担载的催化剂层的截面积相对于催化剂担载前的细孔的截面积的比率。式(1)：催化剂填充率(％)＝(隔壁内部所担载的催化剂层的截面积)/(催化剂担载前的细孔的截面积)×100[2]根据所述[1]中记载的蜂窝催化剂体，其中，从所述隔壁表面起算，所述催化剂层的催化剂厚度为：0μm～30μm的范围。[3]根据所述[1]或[2]中记载的蜂窝催化剂体，其中，所述蜂窝结构体的所述隔壁的气孔率为：35％～60％的范围。[4]根据所述[1]～[3]中的任意一项中记载的蜂窝催化剂体，其中，所述蜂窝结构体的所述隔壁的平均细孔径为：4μm～35μm的范围。[5]根据所述[1]～[4]中的任意一项中记载的蜂窝催化剂体，其中，所述蜂窝结构体的所述隔壁的隔壁厚度为：0.14mm～0.20mm的范围。根据本专利技术的蜂窝催化剂体，隔室密度较低的蜂窝结构体存在有每1平方厘米为8个～48个的隔室，通过将钒催化剂按照催化剂担载量为150g/L～400g/L的方式担载于该蜂窝结构体来形成催化剂层，就不会发生催化剂自隔壁剥落，从而能够维持高的催化活性。此外，通过使用低隔室密度的蜂窝结构体，能够防止压力损失增大。特别是，当使由蜂窝催化剂体的切断面上的、所述隔壁内部所担载的催化剂层的截面积相对于催化剂担载前的细孔的截面积的比率表示为催化剂填充率时，该催化剂填充率为50％～100％的范围，则不会发生催化剂剥落等不良情况，从而能够得到更高的抑制催化剂剥落的效果。另外，通过使催化剂层距离隔壁表面的催化剂厚度、隔壁的气孔率、隔壁的平均细孔径、以及隔壁的隔壁厚度为各自预先规定的范围，从而能够进一步稳定地得到上述效果。附图说明图1是示意性地表示本专利技术的蜂窝催化剂体的概略构成的立体图。图2是示意性地表示蜂窝催化剂体的一方端面的俯视图。图3是将图2的蜂窝催化剂体的一方端面的一部分放大示出的放大俯视图。符号说明1：蜂窝催化剂体、2a：一方端面、2b：另一方端面、3：隔室、4：隔壁、4a：隔壁表面、4b：隔壁内部、5：细孔、6：蜂窝结构体、7：钒催化剂、8：催化剂层、9：外周壁、CF：切断面、CS：开口截面积、SL：隔壁内部所担载的催化剂层的截面积、SR：催化剂担载前的细孔的截面积、TC：催化剂厚度、TR：隔壁厚度、X：轴向。具体实施方式以下，参照附图，对本专利技术的蜂窝催化剂体的实施方式之一例进行说明。此外，本专利技术并不特别限定于以下的实施方式，只要不脱离本专利技术的主旨，就可以加以变更、修正、以及改良等。1.蜂窝催化剂体如图1～图3所示，本专利技术的一个实施方式的蜂窝催化剂体1的外观形状呈大致圆柱状。此外，其包括蜂窝结构体6以及催化剂层8，其中，该蜂窝结构体6具有：区划形成出多边形的多个隔室3，且分别在隔壁表面4a和/或隔壁内部4b形成有多个细孔5的多孔质的隔壁4，该多个隔室3从一方端面2a延伸至另一方端面2b而形成流体的流路；该催化剂层8由隔壁4的隔壁表面4a和/或隔壁内部4b所担载的钒催化剂7形成。此外，蜂窝结构体6具有对隔壁4的外周进行被覆的外周壁9。蜂窝结构体6是使用多孔质性的陶瓷材料而形成的。因此，如上所述，在隔壁4形成有多个细孔5。另外，蜂窝结构体6的隔室3沿着蜂窝催化剂体1的轴向X(参照图1)延伸设置，通过使尾气等流体从与一方端面2a相对的方向流入，使得该隔室3作为流路发挥作用。此处，在隔室3的内部通过的流体与由隔壁4的隔壁表面4a和/或隔壁内部4b所担载的钒催化剂7的催化剂层8相接触。因此，流体中包含的NOx得到净化处理，作为净化流体从另一方端面2b被排出。此外，图1～3示意性地示于隔室3、隔壁4、细孔5、以及催化剂层8的构成，与实际的蜂窝催化剂体1中的各构成的尺寸不同。本专利技术的蜂窝催化剂体1中，蜂窝结构体6的隔室密度为：每1平方厘米为8个～48个的范围内。上述隔室密度的范围的蜂窝结构体6为低隔室密度的蜂窝结构体。此处，通常，低隔室密度的蜂窝结构体6的隔室3的开口截面积CS(参照图2的图案填充区域)较大，因此，流体在隔室3的内部通过时的障碍就会较少。因此，在一方端面2a与另一方端面2b之间，流体的压力损失不会明显降低。在隔室密本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蜂窝催化剂体，其包括：蜂窝结构体，该蜂窝结构体具有：形成有多个细孔的多孔质的隔壁，其中由该隔壁划分形成出：成为流体的流路的多个隔室；以及催化剂层，该催化剂层包含有钒催化剂，且该钒催化剂被担载在所述隔壁的隔壁表面和/或隔壁内部，其特征在于，所述蜂窝结构体的隔室密度为：每1平方厘米为8个～48个的范围，所述钒催化剂的催化剂担载量为：150g/L～400g/L的范围，如下式(1)所示的所述蜂窝催化剂体的切断面上的催化剂填充率为50％～100％，其中，催化剂填充率表示所述隔壁内部所担载的催化剂层的截面积相对于催化剂担载前的细孔的截面积的比率，式(1)：催化剂填充率(％)＝(隔壁内部所担载的催化剂层的截面积)/(催化剂担载前的细孔的截面积)×100。

【技术特征摘要】
2017.03.01 JP 2017-0381331.一种蜂窝催化剂体，其包括：蜂窝结构体，该蜂窝结构体具有：形成有多个细孔的多孔质的隔壁，其中由该隔壁划分形成出：成为流体的流路的多个隔室；以及催化剂层，该催化剂层包含有钒催化剂，且该钒催化剂被担载在所述隔壁的隔壁表面和/或隔壁内部，其特征在于，所述蜂窝结构体的隔室密度为：每1平方厘米为8个～48个的范围，所述钒催化剂的催化剂担载量为：150g/L～400g/L的范围，如下式(1)所示的所述蜂窝催化剂体的切断面上的催化剂填充率为50％～100％，其中，催化剂填充率表示所述隔壁内部所担载的催化剂层的截面积相对于催化剂担载前的...

【专利技术属性】
技术研发人员：中尾诗织，广濑正悟，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP