废气净化用催化剂制造技术

一种废气净化用催化剂，其具备基材和形成在该基材的表面的含有催化剂粒子的催化剂涂布层，所述催化剂涂布层的平均厚度在25～150μm的范围内，所述催化剂涂布层的截面的通过扫描电子显微镜(SEM)观察求出的空隙率在1.5～8.0容量％的范围内，所述催化剂涂布层的空隙整体的60～90容量％由在与所述基材的废气的流动方向垂直的催化剂涂布层截面的截面图像中的细孔的等效圆直径在2～50μm的范围内、并且长径比为5以上的高长径比细孔构成，所述高长径比细孔的平均长径比在10～50的范围内，在所述催化剂涂布层整体负载有贵金属。在所述催化剂涂布层整体负载有贵金属。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】废气净化用催化剂


[0001]本专利技术涉及废气净化用催化剂，更详细而言，涉及具备形成在基材的表面的催化剂涂布层的废气净化用催化剂。

技术介绍

[0002]以往，作为搭载于汽车等中的废气净化用催化剂，为了净化废气中所含的有害气体(碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx))等有害成分，开发了三元催化剂、氧化催化剂、NOx吸藏还原型催化剂等。
[0003]例如，在国际公开第2016/136560号(专利文献1)中公开了一种废气净化用催化剂，其具备基材和形成在该基材的表面的含有催化剂粒子的催化剂涂布层，上述催化剂涂布层的平均厚度在25～160μm的范围内，通过水中重量法测定的上述催化剂涂布层的空隙率在50～80容量％的范围内，上述催化剂涂布层的空隙整体的0.5～50容量％由在与上述基材的废气的流动方向垂直的催化剂涂布层截面的截面图像中的细孔的等效圆直径在2～50μm的范围内且长径比为5以上的高长径比细孔构成，上述高长径比细孔的平均长径比在10～50的范围内。另外，专利文献1中记载了，该废气净化用催化剂即使在高气体流量的高负荷区域也发挥优良的催化性能。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：国际公开第2016/136560号

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的问题
[0008]但是，空隙率高的催化剂涂布层中，使催化剂被覆量增加时，存在催化剂涂布层变厚、压力损失变大的问题。另外，空隙率高的催化剂涂布层中，使催化剂涂布层变薄时，催化剂被覆量减少，因此存在无法发挥充分的催化性能的问题。此外，为了使增加了催化剂被覆量的催化剂涂布层的厚度变薄而降低催化剂涂布层的空隙率时，存在无法发挥充分的催化性能的问题。
[0009]本专利技术是鉴于上述现有技术所存在的问题而完成的，目的在于提供即使在使催化剂被覆量增加的情况下催化剂涂布层的厚度也薄、能够发挥较高的催化性能的废气净化用催化剂。
[0010]用于解决问题的方法
[0011]本专利技术人为了实现上述目的而反复进行了深入研究，结果发现，通过在空隙率低的催化剂涂布层中相对于上述催化剂涂布层的空隙整体以高比例形成具有特定的等效圆直径和特定的长径比的高长径比细孔，可以得到即使在使催化剂被覆量增加的情况下催化剂涂布层的厚度也薄、可发挥较高的催化性能的废气净化用催化剂，从而完成了本专利技术。
[0012]即，本专利技术的废气净化用催化剂其具备基材和形成在该基材的表面的含有催化剂
粒子的催化剂涂布层，上述催化剂涂布层的平均厚度在25～150μm的范围内，上述催化剂涂布层的截面的通过扫描电子显微镜(SEM)观察求出的空隙率在1.5～8.0容量％的范围内，上述催化剂涂布层的空隙整体的60～90容量％由在与上述基材的废气的流动方向垂直的催化剂涂布层截面的截面图像中的细孔的等效圆直径在2～50μm的范围内、并且长径比为5以上的高长径比细孔构成，上述高长径比细孔的平均长径比在10～50的范围内，在上述催化剂涂布层整体负载有贵金属。
[0013]本专利技术的废气净化用催化剂中，上述催化剂涂布层的空隙率优选在1.6～7.0容量％的范围内。
[0014]另外，本专利技术的废气净化用催化剂中，优选上述催化剂涂布层的空隙整体的70～90容量％由上述高长径比细孔构成，上述高长径比细孔的平均长径比在10～35的范围内。
[0015]此外，本专利技术的废气净化用催化剂中，优选上述催化剂涂布层的被覆量相对于上述基材的每单位体积在50～300g/L的范围内。
[0016]需要说明的是，本专利技术的废气净化用催化剂即使在使催化剂被覆量增加的情况下催化剂涂布层的厚度也薄、可发挥较高的催化性能的原因还未必明确，但本专利技术人推测如下。即，本专利技术的废气净化用催化剂具备空隙率低的催化剂涂布层。空隙率低的催化剂涂布层致密且厚度薄，因此能够抑制压力损失，但以往的致密的催化剂涂布层中，气体向层内部的扩散不充分，因此无法发挥充分的催化性能。另一方面推测，本专利技术的废气净化用催化剂中，在这样的致密的催化剂涂布层中，相对于空隙整体以高比例形成有上述高长径比细孔，因此，与以往的致密的催化剂涂布层相比，气体向层内部的扩散性优良，负载于催化剂涂布层内部的贵金属(催化活性点)与气体的接触机会增加，从而能够发挥较高的催化性能。
[0017]专利技术效果
[0018]根据本专利技术，能够得到即使在使催化剂被覆量增加的情况下催化剂涂布层的厚度也薄、可发挥较高的催化性能的废气净化用催化剂。
具体实施方式
[0019]以下，根据本专利技术的优选实施方式对本专利技术详细进行说明。
[0020]本专利技术的废气净化用催化剂具备基材和形成在该基材的表面的含有催化剂粒子的催化剂涂布层，上述催化剂涂布层的平均厚度在25～150μm的范围内，上述催化剂涂布层的截面的通过扫描电子显微镜(SEM)观察求出的空隙率在1.5～8.0容量％的范围内，上述催化剂涂布层的空隙整体的60～90容量％由在与上述基材的废气的流动方向垂直的催化剂涂布层截面的截面图像中的细孔的等效圆直径在2～50μm的范围内、并且长径比为5以上的高长径比细孔构成，上述高长径比细孔的平均长径比在10～50的范围内，在上述催化剂涂布层整体负载有贵金属。
[0021](基材)
[0022]作为本专利技术的废气净化用催化剂中的基材，没有特别限制，可以列举可以作为废气净化用催化剂的基材使用的公知的基材，其中，优选蜂窝形状的基材。作为这样的蜂窝形状的基材，没有特别限制，可以列举可以作为废气净化用催化剂的基材使用的公知的蜂窝形状的基材，其中，优选蜂窝形状的整体式基材(蜂窝过滤器、高密度蜂窝等)等。另外，这样的基材的材质也没有特别限制，可以列举由堇青石、碳化硅、二氧化硅、氧化铝、莫来石等陶
瓷构成的基材、由含有铬和铝的不锈钢等金属构成的基材，其中，从成本的观点考虑，优选堇青石。
[0023](催化剂涂布层)
[0024]本专利技术的废气净化用催化剂中的催化剂涂布层形成在上述基材的表面，含有催化剂粒子，优选由催化剂粒子构成。作为这样的形成催化剂涂布层的催化剂粒子，只要具有对废气的净化性能则没有特别限制，可以列举例如在由氧化铝(Al2O3、三氧化二铝)、氧化铈(CeO2、二氧化铈)、氧化锆(ZrO2、二氧化锆)、氧化硅(SiO2、二氧化硅)、氧化钇(Y2O3、三氧化二钇)、氧化钕(Nd2O3)等氧化物或它们的复合氧化物等构成的催化剂基材粒子(氧化物粒子(优选多孔质氧化物粒子))上负载有贵金属的催化剂粒子。这些催化剂粒子可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。
[0025]需要说明的是，上述催化剂涂布层的“由催化剂粒子构成”是指，上述催化剂涂布层仅由催化剂粒子构成、或者主要由催化剂粒子构成，在不损害本专利技术效果的范围内含有其他成分。作为其他成分，可以列举作为这种用途的催化剂涂布层使用的其他金属氧化物、添加剂等，可以列举例如钾(K)、钠(Na)、锂(Li)、铯(Cs)等碱金属、钡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种废气净化用催化剂，其具备基材和形成在该基材的表面的含有催化剂粒子的催化剂涂布层，所述催化剂涂布层的平均厚度在25～150μm的范围内，所述催化剂涂布层的截面的通过扫描电子显微镜(SEM)观察求出的空隙率在1.5～8.0容量％的范围内，所述催化剂涂布层的空隙整体的60～90容量％由在与所述基材的废气的流动方向垂直的催化剂涂布层截面的截面图像中的细孔的等效圆直径在2～50μm的范围内、并且长径比为5以上的高长径比细孔构成，所述高长径比细孔的平均长径比在10～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本敏生，森川彰，加藤悟，三浦真秀，桦岛信介，高木信之，小野塚敬，冈田满克，
申请(专利权)人：株式会社科特拉，
类型：发明
国别省市：