蜂窝催化剂制造技术

一种蜂窝催化剂，其中，多个贯通孔隔着隔壁沿长度方向并列设置，蜂窝单元包含至少2种无机颗粒、以及无机粘结剂，上述无机颗粒包含组成比SiO

Honeycomb catalyst

A honeycomb catalyst in which a plurality of through holes are juxtaposed by a partition wall in a length direction, wherein the honeycomb unit comprises at least 2 inorganic particles and an inorganic binder, wherein the inorganic particles comprise a composition ratio of SiO

【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。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：日本特表2010-519038号
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，将作为原料的CHA结构的沸石直接挤出而形成蜂窝体时，由于CHA结构的沸石的线膨胀系数为-5×10-6左右、绝对值大，并且由于吸水/脱水所致的膨胀收缩(吸水位移)大，因而在制造中会发生裂纹。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，其在维持高NOx净化性能的同时可降低线膨胀系数，并且可降低吸水位移量、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，上述蜂窝单元包含至少2种无机颗粒、以及无机粘结剂，上述无机颗粒包含：组成比SiO2/Al2O3小于15且具有CHA结构的沸石、和沸石以外的具有正的线膨胀系数的氧化物，上述沸石的体积(X)与上述氧化物的体积(Y)的比例(X：Y)为50：50～90：10。在本专利技术的蜂窝催化剂中，通过在具有负的线膨胀系数的沸石中混合具有正的线膨胀系数的氧化物而谋求线膨胀系数的相抵，能够将整体的线膨胀系数抑制在±4.0×10-6以内。因此，在作为蜂窝催化剂使用时，能够抑制裂纹的发生。在本专利技术的沸石中，在其组成比SiO2/Al2O3大于15时，NOx的净化率降低。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。(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0.1μm～1.0μm，上述氧化物的平均粒径为0.01μm～5μm。通过使沸石的平均粒径和氧化物的平均粒径处于上述范围，颗粒彼此的接点增加、从而使强度提高，进而能够将气孔径调整成适于NOx净化的范围。(3)如上述(1)或(2)所述的蜂窝催化剂，其中，上述沸石的平均粒径(A)与上述氧化物的平均粒径(B)之比(B/A)为1/10～5。沸石的平均粒径(A)与氧化物的平均粒径(B)之比(B/A)为上述范围时，颗粒彼此的接点增加，从而使强度提高，进而能够将气孔径调整成适于NOx净化的范围。(4)如上述(1)～(3)中任一项所述的蜂窝催化剂，其中，在上述沸石中负载有Cu，该Cu的负载量相对于沸石为3.5质量％～6.0质量％。通过在沸石中负载3.5质量％～6.0质量％的Cu，可利用少量的沸石得到高NOx净化性能。Cu小于3.5质量％的情况下，NOx净化性能有时会降低；若Cu大于6.0质量％，则在高温下氨氧化受到促进，NOx净化性能有时会降低。(5)如上述(1)～(4)中任一项所述的蜂窝催化剂，其中，上述氧化物为选自由氧化铝、二氧化钛和氧化锆组成的组中的至少一种。本专利技术的蜂窝催化剂中，作为氧化物，只要具有正的线膨胀系数即可，具体地说，优选为选自由氧化铝、二氧化钛和氧化锆组成的组中的至少一种。(6)如上述(1)～(5)中任一项所述的蜂窝催化剂，其中，上述沸石的体积(X)与上述氧化物的体积(Y)的比例(X：Y)为60：40～85：15。沸石和氧化物的体积比处于上述范围时，能够在保持NOx净化性能的同时提高蜂窝单元的强度和调整气孔径。(7)如上述(1)～(6)中任一项所述的蜂窝催化剂，其中，上述沸石相对于蜂窝单元整体的含量为150g/L～350g/L。沸石量若高于350g/L，则容易由于沸石的吸水/脱水所致的膨胀收缩而引起蜂窝体的位移，沸石量若低于150g/L，则NOx净化性能降低，通过将沸石量调整为上述范围，能够降低吸水位移、维持高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，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与隔壁的厚度处于上述范围，能够得到高NOx净化性能。(9)如上述(1)～(8)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，其在维持高NOx净化性能的同时可降低线膨胀系数，并且可降低吸水位移量、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，上述蜂窝单元包含至少2种无机颗粒、以及无机粘结剂，上述无机颗粒包含：组成比SiO2/Al2O3小于15且具有CHA结构的沸石、和沸石以外的具有正的线膨胀系数的氧化物，上述沸石的体积(X)与上述氧化物的体积(Y)的比例(X：Y)为50：50～90：10。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。[无机颗粒]本专利技术的蜂窝催化剂中，无机颗粒包含至少2种，该2种无机颗粒是组成比SiO2/Al2O3小于15且具有CHA结构的沸石、以及沸石以外的具有正的线膨胀系数的氧化物。下面对各无机颗粒进行说明。(沸石)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”)。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2种无机颗粒、以及无机粘结剂，所述无机颗粒包含：组成比SiO

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.09 JP 2014-2078501.一种蜂窝催化剂，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2种无机颗粒、以及无机粘结剂，所述无机颗粒包含：组成比SiO2/Al2O3小于15且具有CHA结构的沸石、和沸石以外的具有正的线膨胀系数的氧化物，所述沸石的体积(X)与所述氧化物的体积(Y)的比例(X：Y)为50：50～90：10。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0.1μm～1.0μm，所述氧化物的平均粒径为0.01μm～5.0μm。3.如权利要求1或2所述的蜂窝催化剂，其中，所述沸石的平均粒径(A)与所述氧化物的平均粒径(B)之比(B/A)为1/10～5。4.如权利要求1～3中任一项所述的蜂窝催化剂，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅本刚大，女屋尚纪，
申请(专利权)人：揖斐电株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP