催化剂负载用基材及催化剂载体制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种从风蚀角度出发对具有偏置结构的催化剂载体的气体入口侧端面进行保护的催化剂负载用基材。其特征在于，在包含金属制的平箔与波箔层叠后的蜂窝体的废气净化用的催化剂负载用基材中，所述波箔在所述蜂窝体的轴向的前后具有波的相位彼此不同的偏置部，在该偏置部之中至少包括朝向气体入口侧而露出的露出端面的预定范围内形成有氧化皮膜，该氧化皮膜含有第一氧化铝30质量％以上99.9质量％以下，剩余部分由第二氧化铝、Fe氧化物及Cr氧化物中至少1种形成，所述第一氧化铝由α‑氧化铝形成，所述第二氧化铝由γ、θ、χ、δ、η及κ氧化铝中至少1种以上形成，所述预定范围为从所述露出端面朝向气体流动方向至少2mm的范围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】催化剂负载用基材及催化剂载体
本专利技术涉及用于净化废气的催化剂负载用基材等。
技术介绍
作为使柴油废气中所含有的NOX无害化的装置之一，尿素选择性催化还原(SelectiveCatalyticReduction；以下简称为SCR)被实用化。SCR为，使在SCR反应器的入口侧被喷射出的尿素水通过废气所具有的热进行水解而生成氨，并且通过SCR反应器内的SCR催化剂使废气中的氮氧化物(NOX)与氨进行还原反应而成为氮和水，从而实现无害化的技术。此外，SCR的上游侧与对柴油颗粒物质(以下，称为PM)进行捕获的DPF(Dieselparticulatefilter，柴油颗粒过滤器)、对未燃烧燃料进行氧化的DOC(DieselOXidationCatalyst，柴油氧化催化剂)连接，并且穿过SCR反应器的废气的温度在低负载时(发动机启动时等)的200℃至DPF再生时的600℃这一较宽的范围进行变化。在此，近年来正在探讨一种将负载有催化剂的蜂窝结构的催化剂载体应用于SCR、DOC等中的情况。作为催化剂载体，已知一种如下的废气净化用的催化剂载体，所述废气净化用的催化剂载体的特征在于，其为呈带状的金属制的波箔与平箔卷绕成多层而呈卷筒状的蜂窝结构体被插入至外筒内并且在该波箔与平箔上被附着有催化剂物质后的废气净化用的催化剂载体，该波箔在被卷绕后的轴向的前后具有相位不同的多个翅片(即，偏置结构)(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4719180号说明书专利文献2：日本特开2007-14831号公报专利文献3：日本特开2007-203256号公报专利
技术实现思路
本专利技术要解决的问题本专利技术人在将具有上述的偏置结构的催化剂载体应用于SCR、DOC中并实施废气净化试验后发现各翅片的气体入口侧端面缺损的情况。可认为是由于流入DOC的废气中含有PM，因此含有该PM在内的废气与各翅片的气体入口侧端面碰撞而使催化剂磨损或剥离，并且会以该缺损处作为起点而使风蚀区域扩大。此外，可认为是SCR的情况下，被水解后的氨之中含有由来于尿素的固态物，且含有该固态物的废气与翅片的入口侧端面碰撞而使催化剂磨损或剥离，并且以该缺损处作为起点而使风蚀区域扩大。使汽油燃烧而生成行驶能量的车辆的废气中也会含有颗粒，且在对该废气进行净化的净化装置中应用具有上述的偏置结构的催化剂载体的情况下也会产生上述的风蚀的问题。在将未设置有偏置结构的催化剂载体应用于上述的用途的情况下，有可能产生风蚀的位置仅限定于催化剂载体的入口侧端面。与此相对，在具有偏置结构的催化剂载体的情况下，具有多个的翅片的入口侧端面全部被风蚀，因此与未设置有偏置结构的情况相比，催化剂载体在早期便劣化。在此，在专利文献2中公开了一种具有优异的高温抗氧化性的废气净化用催化剂转换器，所述废气净化用催化剂转换器的特征在于，其为在对不锈钢箔进行加工而形成的金属蜂窝基材中形成有催化剂层的催化剂转换器，所述不锈钢箔彼此的接合部通过扩散接合而形成，在所述不锈钢箔的表面上形成有前驱体皮膜，该前驱体皮膜由氧化物构成，该氧化物含有根据结晶结构进行的分类中α、γ、θ、χ、δ、η、κ氧化铝之中、至少1种以上的氧化铝，在催化剂层中含有碱金属成分。然而，该专利文献2的课题为，在负载有催化剂层上包含碱金属成分的助催化剂的情况下，不锈钢箔的高温抗氧化性降低，进而基材在高温下的耐久性降低，而并未考虑到上述的风蚀。此外，专利文献3中公开了一种废气净化用催化剂转换器，所述废气净化用催化剂转换器的特征在于，其为由对不锈钢箔进行加工而形成的金属蜂窝基材和在不锈钢箔上形成的催化剂层构成的废气净化用催化剂转换器，所述不锈钢箔至少含有Fe、Cr、及Al，在所述不锈钢箔的表面具有不锈钢箔成分氧化而成的氧化物皮膜，该氧化物皮膜所含有的Fe的浓度相对于氧化物的质量％而为0.1％以上7％以下。然而，该专利文献3的课题为，抑制在超过900℃的环境下使用废气净化用催化剂转换器时的催化剂层的热劣化，而与专利文献2同样地并未考虑到风蚀。在此，本申请专利技术的目的在于，从风蚀角度出发来对被设置在催化剂载体中的偏置结构的各气体入口侧端面进行保护。用于解决问题的手段为了解决上述课题，本申请专利技术的特征在于，(1)在包含金属制的平箔与波箔层叠后的蜂窝体的废气净化用的催化剂负载用基材中，所述波箔在所述蜂窝体的轴向的前后具有波的相位彼此不同的偏置部，在该偏置部之中至少包括朝向气体入口侧而露出的露出端面的预定范围内形成有氧化皮膜，该氧化皮膜含有第一氧化铝30质量％以上99.9质量％以下，剩余部分由第二氧化铝、Fe氧化物及Cr氧化物中至少1种形成，所述第一氧化铝由α-氧化铝形成，所述第二氧化铝由γ、θ、χ、δ、η及κ氧化铝中至少1种以上形成，所述预定范围为从所述露出端面朝向气体流动方向至少2mm的范围。(2)、(1)所述的催化剂负载用基材，其特征在于，所述氧化皮膜中所含有的Fe的含量为0.1质量％以上7质量％以下。(3)、(1)或(2)所述的催化剂负载用基材，其特征在于，所述氧化皮膜中所含有的Cr的含量为0.1质量％以上4质量％以下。(4)、(1)至(3)中任一项所述的催化剂负载用基材，其特征在于，所述氧化皮膜的膜厚为100nm以上10μm以下。(5)、(1)至(4)中任一项所述的催化剂负载用基材，其特征在于，所述蜂窝体由不锈钢箔形成，并且至少含有Fe、Cr、以及Al，所述蜂窝体的所述不锈钢箔及所述氧化皮膜中所含有的Cr的总和量为9质量％以上30质量％以下，所述蜂窝体的所述不锈钢箔及所述氧化皮膜中所含有的Al的总和量为1.5质量％以上13质量％以下。(6)、一种催化剂载体，其特征在于，具有：(1)至(5)中任一项所述的催化剂负载用基材；被负载在所述平箔及所述波箔上的催化剂。(7)、(6)所述的催化剂载体，其特征在于，被用于对柴油废气进行净化的净化装置中。(8)、(6)所述的催化剂载体，其特征在于，被用于对汽油的燃烧废气进行净化的净化装置中。专利技术效果根据本专利技术，能够利用含有大量α-氧化铝的氧化皮膜，而从风蚀角度出发来保护被设置在催化剂载体中的偏置结构的各气体入口侧端面。附图说明图1为催化剂载体的概要图。图2为波箔的一部分的展开图。图3为轴向上相邻的翅片的立体图。图4为用于对催化剂载体的制造方法进行说明的工序图。图5为翅片在倾斜方向上被排列的偏置结构的变形例。图6为将波箔的一部分向下弯曲后的偏置结构的变形例。具体实施方式以下基于附图对本实施方式进行说明。图1为从轴向上观察到的催化剂载体的概要图。相对于纸面的法线方向对应于轴向，沿着纸面的方向对应于径向。图2为波箔的一部分的展开图。空白箭头对应于废气的流动方向(相当于上述的轴向)，由阴影所示之处相当于翅片F的顶面。图3为在轴向上彼此相邻的翅片F的立体图。催化剂载体1由蜂窝体10和外筒20构成，并且作为废气净化用的催化剂转换器来使用。催化剂载体1可用于将柴油废气中所含有的NOX无害化的净化装置中。更具体而言，可作为被设置于柴油废气处理设备中的DOC、SCR来使用。作为DOC的催化剂载体1将废气中所含有的未燃烧气体中的烃而氧化成水和二氧化碳，将一氧化碳而氧化成二氧化碳，将一氧化氮而氧化成二氧化氮。另外，由于二氧化氮为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化剂负载用基材，其特征在于，在包含金属制的平箔与波箔层叠后的蜂窝体的废气净化用的催化剂负载用基材中，所述波箔在所述蜂窝体的轴向的前后具有波的相位彼此不同的偏置部，在该偏置部之中至少在朝向气体入口侧而露出的露出端面形成有氧化皮膜，该氧化皮膜含有第一氧化铝30质量％以上99.9质量％以下，剩余部分由第二氧化铝、Fe氧化物及Cr氧化物中至少1种形成，所述第一氧化铝由α‑氧化铝形成，所述第二氧化铝由γ、θ、χ、δ、η及κ氧化铝中至少1种以上形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.06 JP 2015-1987461.一种催化剂负载用基材，其特征在于，在包含金属制的平箔与波箔层叠后的蜂窝体的废气净化用的催化剂负载用基材中，所述波箔在所述蜂窝体的轴向的前后具有波的相位彼此不同的偏置部，在该偏置部之中至少在朝向气体入口侧而露出的露出端面形成有氧化皮膜，该氧化皮膜含有第一氧化铝30质量％以上99.9质量％以下，剩余部分由第二氧化铝、Fe氧化物及Cr氧化物中至少1种形成，所述第一氧化铝由α-氧化铝形成，所述第二氧化铝由γ、θ、χ、δ、η及κ氧化铝中至少1种以上形成。2.根据权利要求1所述的催化剂负载用基材，其特征在于，所述氧化皮膜中所含有的Fe的含量为0.1质量％以上7质量％以下。3.根据权利要求1或2所述的催化剂负载用基材，其特征在于，所述氧化皮膜中所含有的Cr的含...

【专利技术属性】
技术研发人员：稻熊徹，川副慎治，津村康浩，绀谷省吾，糟谷雅幸，大水昌文，
申请(专利权)人：新日铁住金高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP