本发明专利技术涉及一种由多孔陶瓷材料构成的蜂窝状结构，所述结构的特征在于构成其结构的多孔陶瓷材料含有：５０－９５质量质量％碳化硅ＳｉＣ、５－５０质量％至少一种氧化物陶瓷相；所述结构的特征还在于空隙度高于１０％，比表面高于０．５ｍ↑［２］／ｇ与至少双峰类型的孔径分布。本发明专利技术还涉及这样一种结构的生产方法以及在沉积催化剂后，使用这样一种结构得到的过滤器或催化载体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高比表面的碳化硅基催化载体与过滤器本专利技术涉及催化结构
，它们特别地用于柴油机类型的内燃 机排气管道中。优选地，本专利技术涉及催化过滤器，它们能够同时除去柴 油燃料在柴油发动机中燃烧产生的污染气体和炭黑。能处理来自柴油发动机的一些气体和除去一些炭黑的催化过滤器 是本
的技术人员熟知的。这些结构都往往具有蜂窝状结构，该 结构的其中 一 个面能接收待处理的排出气体，另 一 个面能排掉已处理的 排出气体。该结构在接收与排掉面之间还包括一组用多孔壁分开的、其 轴彼此平行的邻接管道或管。这些管道在一端或另一端被封闭，以便限 定入口沿着接受面开启的室与出口沿着排出面开启的室的范围。这些管 按照一定顺序交替地被封闭，例如在通过该蜂窝体的过程中，这些排出 气体被约束通过这些入口管侧壁，从而将这些出口管再连接。这样，这 些颗粒或炭黑沉积并积累在过滤体的多孔壁上。人们知道，在其使用期间，该颗粒过滤器经受一系列过滤段(炭黑累 积)和再生段(除去炭黑)。这些过滤段时，该发动机放出的炭黑颗粒保留 并沉积在该过滤器内。这些再生段时，这些炭黑颗粒在该过滤器被燃烧， 从而使它恢复其过滤性能。往往，这些过滤器是用多孔陶瓷材料，例如碳化硅制成的。例如专利申"i青EP 816 065、 EP 1 142 619、 EP 1 455 923或WO 2004/090294和WO 2004/065088描述了催4^过滤器实例。除了处理炭黑的问题外，以气相形式的污染排放物(即主要地氮氧化 物(NOx)或硫氧化物(SOx)与一氧化碳(CO),甚至未燃烧的这些烃)转变成无害的气体(例如气态氮(N2)或二氧化碳(C02))还需要进行补充处理。为了在同一步骤过程中处理气态和固态污染物，试图使前面描述的 颗粒过滤器具有催化功能。根据这些通常采用的方法，让该蜂窝结构浸 渍含有催化剂或催化剂前体的溶液。剂)的催化剂前体或催化剂的溶液中，^者在催化颗粒水悬^;中浸没方 法的至少一个浸渍步骤。专利US 5 866 210描述了这样一种方法实例。 人们已知，这种浸渍方法可以分一个或多个步骤进行。这个或这些浸渍步骤的目的在于以这种方式使该催化剂尽可能最均匀地沉积在该 结构中。往往，这种催化剂含有活性组分，其中包括贵金属(Pt、 Pd、 Rh)和 任选地稀土氧化物，例如铜与氧化铈混合物Pt/Ce02。根据在异质催化 中熟知的一些技术，这种活性组分通常沉积高比表面氧化物载体的空隙 中，所述氧化物例如是氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、二氧化铈、二氧 化锆。另外，人们知道，在发动机的排气管道中引入如前面描述的颗粒过 滤器会造成能改变其性能的负载损失。因此，该过滤器的空隙度应该选 择得足够高，以避免这样一种改变，并且一般是20-75%。该过滤器有催化功能，这种负载损失也就越大。事实上，在该结构 的这些壁上和/或在空隙中，该催化涂层，特别是如前面描述的催化剂载 体的沉积，由于在该排气管道中有该过滤器还易于增加这种负载损失。 由于这种局限性，沉积催化剂的量，结果是排出气体的催化处理效率目 前还受到限制。由此得出还需要获得一种过滤结构，其微结构(空隙度、孔径与孔分 布)能够使得催化剂的量增加，从而提高气体处理效率，但还不会导致负 载损失很大的增加。一种可能解决办法在于例如通过在起始混合物中有大量的合成树 脂(像丙烯酸树脂)或有机聚合物(像淀粉)类型的造孔剂，提高碳化硅晶粒 晶格的空隙度。但是，提高其空隙度同时导致该过滤器的机械性能严重 变坏，这样降低其使用能力。本专利技术的目的因此是提供一种新型的蜂窝状结构，它能够解决前面 公开的问题。在一般方式中，本专利技术涉及一种蜂窝状结构，它包括碳化硅和氧化 铝晶粒混合物，a) 其空隙度与实际用作单 一 过滤器(即未催化的)的碳化硅制成的 结构的空隙度基本上相等或差别不大，以及b) 高比表面。在本说明书中，高比表面应该理解是高于0.5m勺克的比表面。作为 信息，本申请人进行的试验证明了实际使用的用SiC碳化物制成的过滤 器的比表面不超过0.2m"g。这样增加比表面能够显著减少为增加其比表面而在该结构中沉积之前的载体量，对于根据本专利技术达到的最高比表面 值，甚至使其存在变得无用，这时只是该活性组分按照这个方式沉积。由欧洲专利EP 1 070 687 Bl知道一些蜂窝状的单片结构，它们用作 柴油发动机排出气体的颗粒过滤器，它们含有70-97质量％碳化硅和 3-30%氧化物粘合剂相，例如氧化铝八1203。本专利技术的目的是提供一种在 不超过165(TC的低焙烧温度下获得这样一些单片的方法。然而，由于在 这种方法中所描述的高温与中心在5-60微米之间的单模态类型孔分布， 得到的这些比表面小于0.5m2/g。特别地，专利EP 1 070 687 Bl没有提 到将该结构可能用作载体或催化过滤器。更具体地，根据第一种实施，本专利技术涉及由多孔陶瓷材料构成的蜂 窝状类型结构，所述结构的特征在于构成该结构的多孔陶瓷材料含有-50-95质量％石灰化硅SiC,-5-50质量％至少 一种氧化物陶瓷相，所述结构的特征还在于空隙度高于10%,比表面高于0.5m2/g,优 选地高于lm2/g,非常优选地高于1.5m2/g,以及至少双峰类型的孔径分布。这种氧化物陶瓷相例如是使用 一种或多种所述氧化物相前体得到 的，其起始比表面高于2m2/g,优选地高于5m"g,甚至高于10m2/g。优选地，至少5%—些前体质量是由呈纳米形式的粉末组成的。优 选地，使用5-50%纳米粉末质量，例如10-40重量％。本申请人进行的 试验证明，在焙烧后，这种纳米粉末的存在能够有利地使其最后的结构 达到至少双峰孔分布。氧化物相实例是铝、稀土氧化物，尤其是铈或镧、锆、钛、硅氧化 物和硅-铝酸盐。优选地，该结构蜂窝状含有-50-95质量％^友化硅SiC,-5-50质量％至少一种单一或混合的氧化物陶瓷相，该氧化物陶瓷 相是由至少一种氧化铝和/或至少一种铝酸盐得到的，其初始比表面高于 2m2/g,优选地高于5m2/g,甚至高于10m2/g。有利地，这种构成陶瓷材料的总空隙度是约20-65%,优选地 30-60%。本专利技术结构中的孔径分布是至少双峰类型的。例如，其中一部分孔的平均直径中心孔径为约5-60樣吏米，优选地5-20农i米，另一部分孔的 平均直径中心孔径为约1.5-1微米或小于1.5微米，甚至l微米，优选地 1.5-0.0015微米。本专利技术特别涉及一种引入中心部分的结构，它包括一种蜂窝状过滤 元件或多种蜂窝状过滤元件，这些元件彼此通过接合粘合剂连接起来， 这个或这些所述元件包括一组由多孔壁分开的、其轴彼此平行的邻接管 道或管，这些管道在其一端或另一端被管塞封闭，从而限定入口沿着进 气面开启的室与出口沿着排气面开启的室的范围，以便这种气体通过这 些多孑L壁。例如，这样一种过滤结构包括每cm2的管数7.75-62根，所述管的 截面是0.5-9mm2,将这些管分开的壁的厚度是约0.2-1.Omm,优选地 0.2-0.5mm。按照 一种可能性，该结构中这种或这些氧化物陶瓷相的质量比例高 于10%,优选地高于20%或甚至高于30%。本专利技术还涉及如前面所描述的这样结构的生产方法，其中所述的结 构是由单一或混合的碳化本文档来自技高网...
【技术保护点】
由多孔陶瓷材料构成的蜂窝状类型结构，所述结构的特征在于构成其结构的多孔陶瓷材料含有： －５０－９５质量％碳化硅ＳｉＣ， －５－５０质量％至少一种氧化物陶瓷相， 所述结构的特征还在于空隙度高于１０％，比表面高于０．５ｍ↑［２］／ｇ和至少双峰类型的孔径分布。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：C巴拉托德迪恩，P安迪，S巴顿，A布里奥特，
申请(专利权)人：欧洲技术研究圣戈班中心，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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