蜂窝结构体及其制造方法技术

本发明专利技术提供包含助催化剂粒子(2)和夹在助催化剂粒子(2)之间的粘合剂相(3)的蜂窝结构体(1)及其制造方法。助催化剂粒子至少含有由氧化铈‑氧化锆固溶体形成的第1助催化剂粒子(21)。粘合剂相(3)是以α氧化铝作为主要成分的许多无机粘合剂粒子相互凝聚而成的，含有固溶于α氧化铝中的Fe和/或Cr。温度1200℃下的加热前后的蜂窝结构体(1)的比表面积的变化比例为90％以上。

Honeycomb structure and its manufacturing method

The present invention provides a honeycomb structure (1) containing a co catalyst particle (2) and an adhesive phase (3) sandwiched between a promoter (2) and a method for making the invention. The catalyst particle containing at least by ceria zirconia solid solution catalyst particles formed in first (21). The binder phase (3) is composed of many inorganic binder particles which are composed of alumina as the main component, and contains Fe and / or Cr dissolved in alumina. The ratio of the specific surface area of the honeycomb structure (1) before and after heating at 1200 C is more than 90%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蜂窝结构体及其制造方法
本专利技术涉及由助催化剂粒子和无机粘合剂粒子构成的蜂窝结构体及其制造方法。
技术介绍
在以往的技术中，为了净化汽车的排气，使用由堇青石或SiC等形成的蜂窝结构体。具体而言，在蜂窝结构体中，使用排气净化催化剂。该排气净化催化剂通过无机粘合剂来担载由氧化铈-氧化锆固溶体等形成的助催化剂和贵金属催化剂。近年来，进行了想要通过助催化剂成分等来构筑蜂窝结构体的尝试。然而，助催化剂粒子彼此的烧结困难。因此，若通过助催化剂成分来构筑蜂窝结构体，则由于助催化剂粒子彼此没有被完全地接合，所以存在强度变得不充分这样的问题。于是，提出了由氧化铈粒子、自烧结性低于氧化铈粒子的陶瓷材料和无机粘合剂构成的蜂窝结构体(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5185837号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，在由氧化铈等助催化剂成分形成的蜂窝结构体中，在使强度和比表面积这两者以高水平提高的方面，还有改良的余地。即，为了充分地确保蜂窝结构体的强度，期望通过由经烧结的氧化铝等形成的无机粘合剂使助催化剂粒子牢固地接合。具体而言，例如通过将无机粘合剂进行温度1200℃以上的烧结，使无机粘合剂(例如氧化铝)充分地加热分解。由于通过这样操作而无机粘合剂以充分高的强度将助催化剂粒子接合，所以能够使蜂窝结构体的强度提高。但是，在高温下的烧结中，无机粘合剂的加热分解的同时，无机粘合剂的热移动到助催化剂粒子中而使助催化剂粒子也进行烧结。因此，高温下的烧结存在助催化剂粒子熔解而蜂窝结构体的比表面积降低这样的问题。相对于此，低温下的烧结能够抑制蜂窝结构体的比表面积的降低。但是，由于在低温烧结中无法将无机粘合剂充分地加热分解，无法将助催化剂粒子牢固地接合，所以蜂窝结构体的强度降低。本专利技术是鉴于这样的背景而进行的，想要提供兼具大于一定水准的比表面积和强的强度的蜂窝结构体及其制造方法。用于解决问题的手段本专利技术的一方式是包含助催化剂粒子和粘合剂相的蜂窝结构体。该助催化剂粒子至少含有由氧化铈-氧化锆固溶体形成的第1助催化剂粒子。此外，粘合剂相夹在该助催化剂粒子之间，通过以α氧化铝作为主要成分的许多无机粘合剂粒子相互凝聚而形成。该蜂窝结构体的特征在于，上述粘合剂相含有固溶于α氧化铝中的Fe和/或Cr，温度1200℃下的加热前后的比表面积的变化比例为90％以上。本专利技术的其他方式是上述蜂窝结构体的制造方法。该制造方法具有：得到作为蜂窝结构体的原料的坯土的混合工序；将该坯土成形的成形工序；和将该成形的坯土进行烧结的烧结工序。具体而言，在混合工序中，至少将上述助催化剂粒子、由氧化铝溶胶形成的无机粘合剂原料与由Fe和/或Cr的盐的水溶液形成的烧结助剂溶液混合而得到坯土。在成形工序中，将上述坯土成形为蜂窝形状而得到成形体。在烧结工序中，将上述成形体在温度1100℃以下进行烧结。该蜂窝结构体的制造方法的特征在于，在上述混合工序中，按照Fe和/或Cr的添加量相对于上述助催化剂粒子100质量份以氧化物换算计成为1.4质量份以下的方式添加上述烧结助剂溶液。专利技术效果上述蜂窝结构体包含助催化剂粒子和夹在该助催化剂粒子之间的粘合剂相。粘合剂相通过以α氧化铝作为主要成分的无机粘合剂粒子相互凝聚而形成。换而言之，粘合剂相通过将无机粘合剂粒子充分地烧结而形成。因此，上述蜂窝结构体能够显示优异的强度。此外，在上述蜂窝结构体中，由于粘合剂相含有固溶于α氧化铝中的Fe和/或Cr，所以粘合剂相能够进行低温下的烧结。并且，在上述蜂窝结构体中，如上述那样，温度1200℃下的加热前后的比表面积的变化比例为90％以上，这意味着在低温下被烧结。并且，在上述蜂窝结构体中，粘合剂相通过上述的Fe和/或Cr的存在，即使烧结温度低也充分地被加热分解，以充分高的强度将助催化剂粒子接合。此外，由于通过低温下的烧结而助催化剂粒子的烧结得到抑制，所以比表面积的降低得到抑制。因此，上述蜂窝结构体可以兼具大于一定水准的比表面积和强的强度。上述蜂窝结构体通过例如进行上述的混合工序、成形工序和烧结工序而制造。在混合工序中，如上述那样使用助催化剂粒子、无机粘合剂原料和烧结助剂溶液而制作坯土。在成形工序中，如上述那样将坯土成形为蜂窝形状而得到成形体。接着，在烧结工序中，将成形体在1100℃以下的低温下烧结。由于在这样的低温下进行烧结，所以能够抑制助催化剂粒子的烧结的进行。因此，能够抑制比表面积的降低。进而，由于在上述混合工序中使用烧结助剂溶液，所以即使在1100℃这样低的烧结温度下无机粘合剂原料的加热分解也充分地进行。因此，形成由包含α氧化铝的无机粘合剂粒子形成的强度优异的粘合剂相。因此，能够制造兼具大于一定水准的比表面积和强的强度的蜂窝结构体。附图说明图1是表示以实施例1的条件制造的蜂窝结构体的立体图。图2是以实施例1的条件制造的蜂窝结构体的截面的通过扫描型电子显微镜拍摄的照片。图3是以实施例6的条件制造的蜂窝结构体的截面的通过扫描型电子显微镜拍摄的照片。图4是表示以实验例的条件制造的烧结物(具体而言，试样X1及试样X2)的X射线衍射图案的图。图5是表示实验例中的以不同的烧结温度制造的氧化铝溶胶的烧结物的X射线衍射图案的图。具体实施方式接着，对蜂窝结构体及其制造方法的优选的实施方式进行说明。在蜂窝结构体上能够担载例如含有选自Pt、Rh、Pd中的至少1种贵金属的三元催化剂。通过担载这样的三元催化剂，含有助催化剂粒子的蜂窝结构体自身能够更加提高三元催化剂的催化剂净化性能。作为助催化剂粒子，至少含有由在氧化铈中固溶有锆的氧化铈-氧化锆固溶体形成的第1助催化剂粒子。在本说明书中，氧化铈-氧化锆固溶体是包含除了锆以外、La、Y等稀土类元素也固溶于氧化铈中而得到的固溶体的概念。蜂窝结构体通过例如筒状的外皮、多孔质的间隔壁和多个单元而构成。多孔质的间隔壁在外皮内例如配置成格子状。多个单元由该间隔壁包围而形成并且以沿蜂窝结构体的轴向延伸的方式形成。作为单元形状，可以采用三角形、四边形、六边形、八边形等多边形。此外，单元形状也可以制成圆形。蜂窝结构体的整体形状可以制成例如圆柱、多角柱等柱状。与该整体形状相匹配地外皮的形状可以制成例如圆筒、多角筒等筒状。此外，也可以通过将多个蜂窝结构体以外皮彼此接合，一体化而构筑一个蜂窝结构体。蜂窝结构体包含助催化剂粒子和无机粘合剂粒子相互凝聚而成的粘合剂相。助催化剂粒子与无机粘合剂粒子的配合比例可以适当调整。无机粘合剂粒子的含量相对于助催化剂粒子100质量份优选为1～30质量份。在该情况下，能够以更高的水平提高蜂窝结构体的比表面积和强度，并且能够充分地提高担载上述的三元催化剂时的催化剂净化性能。无机粘合剂粒子的含量相对于助催化剂粒子100质量份更优选为3～20质量份，进一步更优选为5～15质量份。此外，为了充分地得到对蜂窝结构体自身赋予助催化剂性能这样的优点，蜂窝结构体的主要成分优选为氧化铈-氧化锆固溶体。此外，无机粘合剂粒子的粒径相对于第1助催化剂粒子的粒径的比优选为1/100以下，更优选为1/500以下。在该情况下，无机粘合剂粒子变得容易夹在助催化剂粒子彼此之间而能够使蜂窝结构体的强度更加提高。粒径比为无机粘合剂粒子的平均粒径D2与第1助催化剂粒子的平均粒径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜂窝结构体(1)，其特征在于，包含助催化剂粒子(2)和夹在该助催化剂粒子(2)之间的粘合剂相(3)，所述助催化剂粒子(2)至少含有由氧化铈‑氧化锆固溶体形成的第1助催化剂粒子(21)，所述粘合剂相(3)是以α氧化铝作为主要成分的许多无机粘合剂粒子(31)相互凝聚而成的，所述粘合剂相(3)含有固溶于α氧化铝中的Fe和/或Cr，所述蜂窝结构体(1)在温度1200℃下的加热前后的比表面积的变化比例为90％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.08 JP 2015-1161051.一种蜂窝结构体(1)，其特征在于，包含助催化剂粒子(2)和夹在该助催化剂粒子(2)之间的粘合剂相(3)，所述助催化剂粒子(2)至少含有由氧化铈-氧化锆固溶体形成的第1助催化剂粒子(21)，所述粘合剂相(3)是以α氧化铝作为主要成分的许多无机粘合剂粒子(31)相互凝聚而成的，所述粘合剂相(3)含有固溶于α氧化铝中的Fe和/或Cr，所述蜂窝结构体(1)在温度1200℃下的加热前后的比表面积的变化比例为90％以上。2.根据权利要求1所述的蜂窝结构体(1)，其特征在于，所述助催化剂粒子(2)含有由γ氧化铝和/或θ氧化铝形成的第2助催化剂粒子(22)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：门田洋一，高山泰史，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本,JP