催化剂载体及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种催化剂载体（1），其为由具有配置成网格状的单元壁（21）、被单元壁（21）划分出来的多个单元（22）且气孔率为40～60体积%的多孔质蜂窝体基材（2）构成的催化剂载体（1），特别是由空隙率为50～63体积%的多孔体构成的具有废气净化性能的催化剂涂层（3）以40体积%以上的填充率填充并担载于单元壁（21）的表面及单元壁（21）的细孔（216）内。在制造方法的浸渍工序中，按照表示蜂窝体基材的细孔径与细孔的累积频率之间的关系的细孔分布图和表示催化剂浆料中的粒子粒径与粒子的累积频率之间的关系的粒度分布图的交点处的累积频率达到80%以上的方式，确定蜂窝体基材与催化剂浆料的组合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在蜂窝体基材上担载对废气具有净化性能的催化剂涂层而成的催化剂载体。
技术介绍
为了对汽车的废气中含有的烃（HC）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）等有害成分进行净化，使用催化剂载体（参照专利文献1及2）。作为该催化剂载体，例如使用将含有含Pt、Pd、Rh等贵金属的催化剂成分和氧化铝等载体成分的催化剂涂层担载于由堇青石等构成的多孔质蜂窝体基材的单元壁而成的载体。当使用这种催化剂载体时，能够对废气中含有的烃、一氧化碳及一氧化氮（NO）进行净化。这种催化剂载体要求重量轻、压力损失小及对废气的净化性能提高。为了使其重量轻及压力损失小，开发了减小蜂窝体基材的单元壁的厚度或增大气孔率的技术。另外，为了提高净化性能，还开发了在催化剂涂层上形成空隙的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平5-184937号公报专利文献2：日本特开2002-210370号公报
技术实现思路
专利技术欲解决的技术问题但是，为了提高净化性能，如上所述当在催化剂涂层上形成空隙时，有催化剂涂层从多孔质的蜂窝体基材的单元壁上剥离、进而降低净化性能的可能性。特别是，当将催化剂涂层的空隙率增加至例如20体积%以上时，易于发生自多孔质蜂窝体基材的单元壁上的剥离。因此，难以通过提高催化剂涂层的空隙率来充分地提高净化性能。本专利技术是鉴于该背景而完成的，本专利技术希望提供对废气的净化性能优异的催化剂载体及其制造方法。用于解决技术问题的方法本专利技术的一个方式为一种催化剂载体，其为在具有配置成网格状的单元壁和被该单元壁划分出来的多个单元的气孔率为40～60体积%的多孔质蜂窝体基材的至少上述单元壁上担载对废气具有净化性能的催化剂涂层而成的催化剂载体，其特征在于，上述催化剂涂层由空隙率为50～63体积%的多孔体构成，上述催化剂涂层在担载于上述单元壁的表面的同时、以40体积%以上的填充率填充于上述单元壁的细孔内（权利要求1）。本专利技术的另一方式为上述催化剂载体的制造方法，其特征在于，具有以下工序：将上述蜂窝体基材浸渍于分散有在烧成后形成上述催化剂涂层的催化剂材料和烧失材料（burned-away material）的催化剂浆料中的浸渍工序；和对该浸渍工序后的上述蜂窝体基材进行干燥、烧成，从而形成上述催化剂涂层的烧成工序；在上述浸渍工序中，按照表示上述蜂窝体基材的细孔径与细孔的累积频率（其中为从细孔径大的一侧开始的累积频率）之间的关系的细孔分布图、和表示上述催化剂浆料中的粒子的粒径与上述催化剂浆料中的粒子的累积频率（其中为从粒径小的一侧开始的累积频率）之间的关系的粒度分布图的交点处的累积频率达到80%以上的方式，确定上述蜂窝体基材与上述催化剂浆料的组合（权利要求7）。专利技术效果上述催化剂载体是在气孔率为40～60体积%的多孔质蜂窝体基材的至少上述单元壁上担载对废气具有净化性能的催化剂涂层而成的。进而，上述催化剂涂层由空隙率为50～63体积%的多孔体构成。因此，上述催化剂载体在上述催化剂涂层内的废气扩散性优异、废气净化性能优异。其中，催化剂涂层中的多孔体的空隙率更优选为53体积%～63体积%的范围。另外，上述催化剂涂层在担载于上述蜂窝体基材的上述单元壁的表面的同时，以40体积%以上的填充率填充于上述单元壁的细孔内。因此，上述催化剂涂层充分地被上述蜂窝体基材保持至上述蜂窝体基材的细孔内部。因此，能够将50～63体积%的空隙率高的上述催化剂涂层充分地保持于上述蜂窝体基材中，能够防止上述催化剂涂层的剥离，能够提高耐热冲击性。因此，上述催化剂载体对废气可以发挥优异的净化性能。其中，上述催化剂涂层在上述蜂窝体基材的单元壁的细孔内的填充率更优选为57～85体积%的范围、进一步优选为74～85体积%的范围。接着，在上述制造方法中通过进行浸渍工序和烧成工序来制造上述催化剂载体。在上述浸渍工序中，将上述蜂窝体基材浸渍于分散有在烧成后形成上述催化剂涂层的催化剂材料和烧失材料的催化剂浆料中。此时，按照表示上述蜂窝体基材的细孔径与细孔的累积频率（其中为从细孔径大的一侧开始的累积频率）之间的关系的细孔分布图、和表示上述催化剂浆料中的粒子粒径与上述催化剂浆料中的粒子的累积频率（其中为从粒径小的一侧开始的累积频率）之间的关系的粒度分布图的交点处的累积频率达到80%以上的方式，确定上述蜂窝体基材与上述催化剂浆料的组合。通过按照上述交点处的累积频率达到80%以上的方式选择上述蜂窝体基材和上述催化剂浆料的组合，能够在上述浸渍工序中将含有上述催化剂材料的上述催化剂浆料充分地填充于上述蜂窝体基材的细孔内。另外，上述烧成工序中对浸渍工序后的上述蜂窝体基材进行干燥、烧成。由此，可以形成在担载于上述单元壁的表面的同时、填充于上述单元壁的细孔内的上述催化剂涂层。在上述浸渍工序中，由于上述催化剂浆料被充分地填充至上述蜂窝体基材的细孔内，因此上述烧成工序后可以形成在上述蜂窝体基材的细孔内填充了40体积%以上（更优选为57～85体积%的范围、进一步优选为74～85体积%的范围）的上述催化剂涂层。另外，上述催化剂浆料中的上述烧失材料在烧成时烧失。因此，可形成例如由50～63体积%的空隙率（更优选为53体积%～63体积%的范围的空隙率）大的多孔体构成的上述催化剂涂层。如此，可以获得对废气的净化性能优异的上述催化剂载体。附图说明图1为表示实施例1的催化剂载体整体的说明图。图2为表示图1所示的实施例1的催化剂载体的截面构成的说明图。图3为表示图1所示的实施例1的催化剂载体的单元壁的部分放大图。图4为表示实施例1的表示蜂窝体基材的细孔径（μm）与细孔的累积频率（%）之间的关系的细孔分布图、表示催化剂浆料中的粒子粒径（μm）与粒子的累积频率（%）之间的关系的粒度分布图的说明图。图5为实施例2的催化剂载体的单元壁的部分放大图。图6为表示图1所示的实施例1的催化剂载体的制造方法的流程图。具体实施方式接着，对上述催化剂载体的优选实施方式进行说明。上述催化剂载体为在气孔率为40～60体积%的多孔质的蜂窝体基材的至少上述单元壁上担载催化剂涂层而成的。当上述蜂窝体基材的气孔率低于40体积%时，难以将催化剂涂层充分地填充至蜂窝体基材的细孔内，有空隙率高的催化剂涂层发生剥离的可能性。另外，此时还有压力损失增高的可能性。另一方面，当超过60体积%时，上述蜂窝体基材的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化剂载体，其为在具有配置成网格状的单元壁和被该单元壁划分出来的多个单元的气孔率为40～60体积%的多孔质蜂窝体基材的至少所述单元壁上担载对废气具有净化性能的催化剂涂层而成的催化剂载体，其特征在于，所述催化剂涂层由空隙率为50～63体积%的多孔体构成，且所述催化剂涂层在担载于所述单元壁的表面的同时、以40体积%以上的填充率填充于所述单元壁的细孔内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.25 JP 2011-1835351.一种催化剂载体，其为在具有配置成网格状的单元壁和被该单元壁
划分出来的多个单元的气孔率为40～60体积%的多孔质蜂窝体基材的至少
所述单元壁上担载对废气具有净化性能的催化剂涂层而成的催化剂载体，
其特征在于，
所述催化剂涂层由空隙率为50～63体积%的多孔体构成，
且所述催化剂涂层在担载于所述单元壁的表面的同时、以40体积%以
上的填充率填充于所述单元壁的细孔内。
2.根据权利要求1所述的催化剂载体，其特征在于，所述催化剂涂层
由以氧化铝构成的担载层、担载于该担载层上的辅助催化剂粒子和担载于
该辅助催化剂粒子上的贵金属催化剂构成。
3.根据权利要求1或2所述的催化剂载体，其特征在于，其是在形成
于所述单元壁表面的所述催化剂涂层上层压形成对废气具有净化性能且催
化剂成分与所述催化剂涂层不同的被覆催化剂层而成的。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的催化剂载体，其特征在于，所述
催化剂涂层中的多孔体的空隙率为53体积%～63体积%的范围。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的催化剂载体...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野喜央，花木保成，饭尾慎一，
申请(专利权)人：株式会社电装，日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP