蜂窝催化剂制造技术

蜂窝催化剂具备多个贯通孔隔着隔壁沿长度方向并列设置的蜂窝单元，上述蜂窝单元包含沸石和无机粘结剂，上述沸石满足下述(A)～(D)的全部条件：(A)组成比SiO

Honeycomb catalyst

Have a honeycomb catalyst with a plurality of through holes through the door along the length direction parallel cellular unit is provided, the honeycomb unit containing zeolite and inorganic binder, the zeolite (A) to meet the following conditions: (D) all the composition of SiO (A)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蜂窝催化剂
本专利技术涉及用于净化从内燃机中排出的尾气的蜂窝催化剂，特别是涉及在用于还原尾气中的NOx的SCR用途中使用的蜂窝催化剂。
技术介绍
以往，作为净化汽车尾气的系统之一，已知有使用氨将NOx还原成氮和水的SCR(SelectiveCatalyticReduction，选择性催化还原)系统。在该SCR系统中，使用蜂窝单元作为SCR催化剂载体，该蜂窝单元中，尾气通过的多个贯通孔沿长度方向并列设置，例如，已知有将沸石作为主原料进行挤出而成型得到的蜂窝单元。这种情况下，作为沸石，使用SAPO(磷酸硅铝)、β型沸石、ZSM-5型沸石等。在使用沸石的蜂窝催化剂中，已知若沸石量增加，则不能充分确保强度，为了对其强化，有人提出了混合使用作为无机颗粒的Al2O3等的提案(例如，参见专利文献1、2)。在专利文献1中公开了一种蜂窝结构体，其以规定的比例含有Al2O3，来谋求强度的提高。另外，在专利文献2中公开了一种组成比SiO2/Al2O3小于15且粒径为1.0μm～8.0μm的CHA结构的沸石，其用于提高作为SCR催化剂载体使用时的耐热性、耐久性。并且，在专利文献2记载的沸石中，通过负载铜而谋求NOx净化性能的提高。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2009/141888号专利文献2：国际公开第2012/086753号
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，将CHA结构的沸石作为原料直接挤出而形成蜂窝体时，有时也无法充分发挥出NOx净化性能。另外，有时会由于吸水位移量的增大而发生裂纹。本专利技术是鉴于上述现有问题而进行的，其目的在于提供一种蜂窝催化剂，其NOx净化性能优异，并且能够降低吸水位移量、抑制裂纹的发生。解决课题的手段用于解决上述课题的本专利技术如下。(1)一种蜂窝催化剂，其是具备蜂窝单元的蜂窝催化剂，该蜂窝单元中，多个贯通孔隔着隔壁沿长度方向并列设置，其中，上述蜂窝单元包含沸石和无机粘结剂，上述沸石满足下述(A)～(D)的全部条件：(A)组成比SiO2/Al2O3小于15且具有CHA结构，(B)负载有相对于沸石为3.5质量％～6.0质量％的Cu，(C)平均粒径为0.05μm～1μm，(D)相对于蜂窝单元整体的含量为150g/L～350g/L。在本专利技术中，由于具有CHA结构的沸石的组成比SiO2/Al2O3小、即Al2O3的比例高，因而活性点多、能够负载大量的Cu。另外，在组成比SiO2/Al2O3大于15时，NOx净化率降低。其原因是由于，若SiO2/Al2O3高，则所能够负载的作为催化剂发挥功能的Cu量减少。另一方面，若沸石的比例高，则若在通常情况下容易由于沸石的吸水/脱水所致的膨胀收缩而引起蜂窝单元的位移，而在本专利技术中，即使沸石的比例高，也能够通过将平均粒径调整在0.05μm～1μm而减小蜂窝单元的吸水位移。即，在本专利技术的蜂窝催化剂中，通过如上所述对沸石进行限定，可兼顾优异的NOx净化性能和吸水位移量的降低。另外，若沸石的平均粒径大于1μm，则制成蜂窝催化剂时的吸水位移量增大，可能在蜂窝催化剂中发生裂纹。(2)如上述(1)所述的蜂窝催化剂，其中，上述沸石的平均粒径为0.05μm～0.5μm。通过使沸石的平均粒径处于上述范围，能够进一步减小蜂窝单元的吸水位移、能够防止裂纹的发生。(3)如上述(1)或(2)所述的蜂窝催化剂，其中，上述蜂窝单元进一步包含无机颗粒，该无机颗粒的含量相对于蜂窝单元为10体积％～50体积％。通过含有上述含量的无机颗粒，能够在维持优异的NOx净化性能的同时减小蜂窝单元的线膨胀系数的绝对值，能够防止热应力所致的破损。即，本专利技术的蜂窝单元中含有的沸石具有负的线膨胀系数，与此相对，通过加入具有正的线膨胀系数的无机颗粒，能够减小制成蜂窝单元时的线膨胀系数的绝对值。(4)如上述(3)所述的蜂窝催化剂，其中，上述无机颗粒的平均粒径为0.01μm～5μm。通过使无机颗粒的平均粒径处于上述范围，能够提高蜂窝单元的强度，并且能够更为有效地调整气孔径。上述平均粒径若大于5μm，则沸石和无机颗粒的接点减少，强度有时会降低。另外，上述平均粒径若小于0.01μm，则蜂窝单元的气孔径变得过小，NOx净化性能有时会降低。(5)如上述(3)或(4)所述的蜂窝催化剂，其中，上述沸石的平均粒径(X)与上述无机颗粒的平均粒径(Y)之比(Y/X)为1/10～5。沸石的平均粒径(X)与无机颗粒的平均粒径(Y)之比为上述范围时，NOx净化性能优异，同时能够得到充分的强度、防止裂纹的发生。(6)如上述(1)～(5)中任一项所述的蜂窝催化剂，其中，上述蜂窝单元进一步包含无机纤维。通过使蜂窝单元含有无机纤维，能够进一步提高强度。(7)如上述(1)～(6)中任一项所述的蜂窝催化剂，其中，上述蜂窝单元的垂直于长度方向的截面的贯通孔的密度为62个/cm2～186个/cm2，上述蜂窝单元的隔壁的厚度为0.1mm～0.3mm。通过使蜂窝单元中的贯通孔的密度和隔壁的厚度处于上述范围，能够得到高NOx净化性能。(8)如上述(1)～(7)中任一项所述的蜂窝催化剂，其中，该蜂窝催化剂是直径为140mm～350mm、长度为75mm～310mm的圆柱状。通过将本专利技术的蜂窝催化剂制成上述尺寸的圆柱状，适于将其装载在汽车上。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种蜂窝催化剂，其NOx净化性能优异，并且能够降低吸水位移量、抑制裂纹的发生。附图说明图1是示意性示出本专利技术的蜂窝催化剂的一例的立体图。图2是示意性示出本专利技术的蜂窝催化剂的另一例的立体图。图3是示意性示出构成本专利技术的另一蜂窝催化剂的蜂窝单元的一例的立体图。具体实施方式本专利技术的蜂窝催化剂是具备蜂窝单元的蜂窝催化剂，该蜂窝单元中，多个贯通孔隔着隔壁沿长度方向并列设置，其中，上述蜂窝单元包含沸石和无机粘结剂，上述沸石满足下述(A)～(D)的全部条件：(A)组成比SiO2/Al2O3小于15且具有CHA结构，(B)负载有相对于沸石为3.5质量％～6.0质量％的Cu，(C)平均粒径为0.05μm～1μm，(D)相对于蜂窝单元整体含有150g/L～350g/L。下面对构成本专利技术的蜂窝催化剂的各成分进行详细说明。[沸石]本专利技术的沸石满足上述条件(A)～(D)中的全部条件。即，本专利技术的沸石是组成比SiO2/Al2O3小于15的具有CHA结构的沸石(下文中也称为“CHA型沸石”)，其负载有3.5质量％～6.0质量％的Cu，平均粒径为0.05μm～1μm，且相对于蜂窝单元整体含有150g/L～350g/L。本专利技术的沸石在国际沸石学会(InternationalZeoliteAssociation：IZA)以CHA这一结构编码进行命名和归类，是与天然产出的菱沸石(chabazite)具有同等结晶结构的沸石。沸石的结晶结构分析可以使用X射线衍射(XRD)装置来进行。关于CHA型沸石，在X射线衍射光谱中，在基于粉末X射线分析法的X射线衍射光谱中在2θ＝20.7°附近、25.1°附近、26.1°附近分别出现相当于CHA型沸石结晶的(211)面、(104)面和(220)面的峰。本专利技术的沸石的结晶性通过下述的X射线积分强度比来评价，该X射线积分强度比是沸石的(211)面、(104)面和(220)面的积分强度之和相对于氟化锂的X射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜂窝催化剂，其是具备蜂窝单元的蜂窝催化剂，该蜂窝单元中，多个贯通孔隔着隔壁沿长度方向并列设置，其中，所述蜂窝单元包含沸石和无机粘结剂，所述沸石满足下述(A)～(D)的全部条件：(A)组成比SiO

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.09 JP 2014-2078481.一种蜂窝催化剂，其是具备蜂窝单元的蜂窝催化剂，该蜂窝单元中，多个贯通孔隔着隔壁沿长度方向并列设置，其中，所述蜂窝单元包含沸石和无机粘结剂，所述沸石满足下述(A)～(D)的全部条件：(A)组成比SiO2/Al2O3小于15且具有CHA结构，(B)负载有相对于沸石为3.5质量％～6.0质量％的Cu，(C)平均粒径为0.05μm～1μm，(D)相对于蜂窝单元整体的含量为150g/L～350g/L。2.如权利要求1所述的蜂窝催化剂，其中，所述沸石的平均粒径为0.05μm～0.5μm。3.如权利要求1或2所述的蜂窝催化剂，其中，所述蜂窝单元进一步包含无机颗粒，该无机...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫下敏行，
申请(专利权)人：揖斐电株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP