蜂窩結(jié)構(gòu)體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供蜂窩結(jié)構(gòu)體，其在擔(dān)載有廢氣凈化用催化劑時，廢氣與催化劑容易接觸，即使未大型化也可獲得高凈化性能。本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體具有多孔質(zhì)的隔壁(1)，該隔壁(1)劃分形成從一側(cè)端面的流入端面延伸至另一側(cè)端面的流出端面的多個孔格，該多個孔格包括：設(shè)有在與孔格延伸方向正交的截面上將孔格分割成2個空間(長方形孔格(4)、(4))的分割壁(3)的多個分割孔格(2b)、和未設(shè)有分割壁(3)的多個通?？赘?2a)，以多個通常孔格(2a)的至少一部分與多個分割孔格(2b)的至少一部分隔著隔壁(1)鄰接的方式配置，分割孔格(2b)的個數(shù)相對于分割孔格(2b)與通?？赘?2a)合起來的總個數(shù)的比例為30～80％。
【專利說明】
蜂窩結(jié)構(gòu)體
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及作為用于擔(dān)載SCR催化劑等催化劑的載體而使用的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為用于對從汽車用引擎、建筑機(jī)械用引擎、產(chǎn)業(yè)用固定式引擎、燃燒設(shè)備等排出 的廢氣中的氮氧化物(Μ)χ)進(jìn)行凈化的催化劑，提出有W沸石、饑等為主成分的SCR催化劑。 另外，"SCR"是"Selective Reduction:選擇性催化還原"的簡稱，"SCR催化劑" 是指通過還原反應(yīng)而對被凈化成分選擇性還原的催化劑(選擇性還原催化劑）。
[0003] 通常，SCR催化劑W擔(dān)載于催化劑載體的狀態(tài)使用。作為用于擔(dān)載SCR催化劑的催 化劑載體，廣泛使用蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述蜂窩結(jié)構(gòu)體具有多孔質(zhì)的隔壁，所述多孔質(zhì)的隔壁劃 分形成從作為一側(cè)端面的流入端面延伸至作為另一側(cè)端面的流出端面的多個孔格(例如參 照專利文獻(xiàn)1)。如果將SCR催化劑擔(dān)載于運(yùn)樣的蜂窩結(jié)構(gòu)體，則從蜂窩結(jié)構(gòu)體的流入端面流 入孔格內(nèi)的廢氣在直至從蜂窩結(jié)構(gòu)體的流出端面流出孔格外為止的期間與SCR催化劑接 觸，廢氣中的NOx被還原為化。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2013-53594號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的問題
[000引隨著近年來廢氣管制的強(qiáng)化，提高基于SCR催化劑的NOx的凈化率成為重要的技術(shù) 課題。為了提高基于SCR催化劑的NOx的凈化率，增加廢氣與SCR催化劑的接觸面積是有效 的。可是，作為催化劑載體的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，如果為了增加該接觸面積而使擔(dān)載SCR催化劑 的隔壁的面積增加，則蜂窩結(jié)構(gòu)體整體的尺寸變大，在汽車等中的搭載性變差。
[0009] 本發(fā)明是鑒于運(yùn)樣的現(xiàn)有技術(shù)所具有的問題而做出的。本發(fā)明的課題在于，提供 一種蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述蜂窩結(jié)構(gòu)體在擔(dān)載有廢氣凈化用的催化劑的情況下，廢氣與催化劑 容易接觸，即使未大型化，也可獲得高的凈化性能。
[0010] 用于解決問題的方法
[0011] 根據(jù)本發(fā)明，提供W下所示的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
[0012] [1]-種蜂窩結(jié)構(gòu)體，其具有多孔質(zhì)的隔壁，所述多孔質(zhì)的隔壁劃分形成從作為一 側(cè)端面的流入端面延伸至作為另一側(cè)端面的流出端面的多個孔格，上述多個孔格包括多個 分割孔格和多個通常孔格，所述分割孔格設(shè)有沿所述孔格的延伸方向延伸的分割壁，且該 分割壁在與上述孔格的延伸方向正交的截面上將上述孔格分割為2個空間，所述通常孔格 未設(shè)有上述分割壁;對于上述通?？赘瘢谂c上述孔格的延伸方向正交的截面上，其形狀為 正方形;對于上述分割孔格，在與上述孔格的延伸方向正交的截面上，除去上述分割壁后的 部分的形狀為與上述通常孔格的形狀全等的正方形，并且，由上述分割壁分割而成的上述2 個空間各自的形狀為長方形；w多個上述通?？赘竦闹辽僖徊糠滞ǔ？赘衽c多個上述分割 孔格的至少一部分分割孔格隔著上述隔壁鄰接的方式進(jìn)行配置，上述分割孔格的個數(shù)相對 于上述分割孔格的個數(shù)與上述通?？赘竦膫€數(shù)合起來的總個數(shù)的比例為30~80%。
[0013] [2]上述[1]中所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，上述分割孔格的至少一部分是特定分割孔格， 所述特定分割孔格是指隔著上述隔壁而與上述分割孔格鄰接的4個孔格全部為上述通常孔 格的分割孔格，上述特定分割孔格的個數(shù)相對于上述分割孔格的個數(shù)與上述通?？赘竦膫€ 數(shù)合起來的總個數(shù)的比例為30~50%。
[0014] [3]上述[1]或[2]中所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，在與上述孔格的延伸方向正交的截面上， 由上述分割壁分割而成的上述2個空間各自的截面積為上述通常孔格的截面積的35% W 上。
[0015] [4]上述[1]~[3]中任一項(xiàng)所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其擔(dān)載有廢氣凈化用的催化劑。
[0016] [引上述[4]中所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，上述催化劑為SCR催化劑。
[0017]發(fā)明效果
[0018] 本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體在使廢氣流通時，廢氣容易在孔格內(nèi)擴(kuò)散。因此，如果在本發(fā) 明的蜂窩結(jié)構(gòu)體中擔(dān)載SCR催化劑等廢氣凈化用的催化劑，則廢氣與催化劑容易接觸，催化 劑可得到有效利用。其結(jié)果是，本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體即使未大型化，也可通過所擔(dān)載的催化 劑得到高的凈化性能。此外，本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體由于分割孔格的分割壁還起到作為增強(qiáng) 材的作用，因此，發(fā)揮高的強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0019] 圖1是示意性表示本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個實(shí)施方式的立體圖。
[0020] 圖2是示意性表示本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個實(shí)施方式的部分放大截面圖。
[0021] 圖3是示意性表示本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的另一實(shí)施方式的部分放大截面圖。
[0022] 圖4A是示意性表示鄰接的通?？赘衽c分割孔格的、從蜂窩結(jié)構(gòu)體的一側(cè)端面?zhèn)扔^ 察的部分放大平面圖。
[0023] 圖4B是示意性表示圖4A的Ι-Γ截面的截面圖。
[0024] 符號說明
[0025] 1:隔壁;2:孔格;2a:通?？赘?2b:分割孔格;2b ' ：特定分割孔格;2c:位于最外周 部的孔格;3:分割壁;4:空間（長方形孔格）；11:流入端面;12:流出端面;20:外周壁;100:蜂 窩結(jié)構(gòu)體。
【具體實(shí)施方式】
[0026] W下，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明不限于W下的實(shí)施方 式，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于通常知識而對W下的實(shí)施方式 進(jìn)行適當(dāng)變更、改良等也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0027] (1)蜂窩結(jié)構(gòu)體：
[0028] 圖1是示意性表示本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個實(shí)施方式的立體圖，圖2是示意性表 示本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個實(shí)施方式的部分放大截面圖。如運(yùn)些圖所示，蜂窩結(jié)構(gòu)體100 具有多孔質(zhì)的隔壁1，所述多孔質(zhì)的隔壁1劃分形成從作為一側(cè)端面的流入端面11延伸至作 為另一側(cè)端面的流出端面12的多個孔格2。多個孔格2包括:設(shè)有在與孔格的延伸方向正交 的截面上將孔格分割成2個空間4、4的分割壁3的多個分割孔格化，W及未設(shè)有那樣的分割 壁3的多個通?？赘?曰。對于通?？赘?a的與孔格的延伸方向正交的截面而言，其形狀為正 方形。對于分割孔格化的與孔格的延伸方向正交的截面而言，除去分割壁3后的部分的形狀 (假設(shè)為未設(shè)有分割壁3時的形狀)為與通?？赘?a的形狀全等的正方形。此外，分割孔格化 中，由分割壁3分割而成的2個空間4、4各自的形狀為長方形（W下，有時將運(yùn)2個空間分別稱 為"長方形孔格"）。1個分割孔格化包含2個長方形孔格4、4。
[0029] 本發(fā)明中，W多個通常孔格2a的至少一部分通?？赘衽c多個分割孔格化的至少一 部分分割孔格隔著隔壁1鄰接的方式進(jìn)行配置。圖4A是示意性表示鄰接的通?？赘衽c分割 孔格的、從蜂窩結(jié)構(gòu)體的一側(cè)端面?zhèn)扔^察的部分放大平面圖，圖4B是示意性表示圖4A的I- Γ截面的截面圖。對于分割孔格化的與孔格的延伸方向正交的截面而言，除去分割壁3后的 部分的形狀為與通常孔格2a的形狀全等的正方形。因此，由分割壁3分割而成的2個長方形 孔格4、4的各自的截面積比通?？赘?a的截面積小。因此，如果使廢氣G流入蜂窩結(jié)構(gòu)體100 內(nèi)，則在通?？赘?a內(nèi)通過的廢氣G1與在長方形孔格4內(nèi)通過的廢氣G2的流量產(chǎn)生差別，由 此，通常孔格2a與長方形孔格4之間產(chǎn)生壓力差。而且，由于隔壁1為多孔質(zhì)，因此如果產(chǎn)生 運(yùn)樣的壓力差，則在隔著隔壁1鄰接的通常孔格2a與長方形孔格4之間，廢氣G從壓力高的一 側(cè)(通常孔格2a內(nèi)）向低的一側(cè)化方形孔格4內(nèi)）移動。其結(jié)果是，廢氣G在孔格內(nèi)擴(kuò)散，容易 與隔壁1接觸。
[0030] 因此，如果在蜂窩結(jié)構(gòu)體100中擔(dān)載SCR催化劑等廢氣凈化用的催化劑，則廢氣與 催化劑容易接觸，催化劑可得到有效利用。因此，即使蜂窩結(jié)構(gòu)體100未大型化，也可利用所 擔(dān)載的催化劑得到高的凈化性能。此外，分割孔格2b的分割壁3還起到作為增強(qiáng)材的作用， 因此蜂窩結(jié)構(gòu)體100發(fā)揮高的強(qiáng)度。
[0031] 本發(fā)明中，分割孔格化的個數(shù)相對于分割孔格化的個數(shù)與通常孔格2a的個數(shù)合起 來的總個數(shù)的比例為30~80%，優(yōu)選為40~70%，進(jìn)一步優(yōu)選為50~70%。通過將上述比例 設(shè)為運(yùn)樣的范圍，能夠增加與通?？赘?a鄰接的分割孔格化的數(shù)量，由此促進(jìn)廢氣在孔格 內(nèi)的擴(kuò)散，提高在蜂窩結(jié)構(gòu)體100中擔(dān)載有催化劑時的廢氣凈化性能。另外，上述比例低于 30 %時，分割孔格化相對于通常孔格2a過少，因此，與通?？赘?a鄰接的分割孔格化的數(shù)量 也減少，有時廢氣的凈化性能未充分提高。另一方面，如果上述比例超過80%，則分割孔格 化相對于通?？赘?a過多。因此，不與通常孔格2a鄰接的分割孔格化的數(shù)量增加，有時廢氣 的凈化性能未充分提高。此外，分割壁3的數(shù)量變得過多，有時壓力損失會過度增大。進(jìn)而， 由于截面積小的長方形孔格4的數(shù)量增加，因而在蜂窩結(jié)構(gòu)體100中擔(dān)載催化劑時，有時容 易發(fā)生孔格的孔堵塞。
[0032] 本發(fā)明中，如圖2所示，分割孔格化的至少一部分優(yōu)選為隔著隔壁1而與該分割孔 格化鄰接的4個孔格全部為通?？赘?a的特定分割孔格化'。對于特定分割孔格化'，在與其 鄰接的全部4個通常孔格2a之間發(fā)生因壓力差引起的廢氣的擴(kuò)散。因此，在蜂窩結(jié)構(gòu)體100 中擔(dān)載有催化劑的情況下，運(yùn)樣的特定分割孔格化'的存在非常有助于提高廢氣的凈化性 能。特定分割孔格化'的個數(shù)相對于分割孔格化的個數(shù)與通?？赘?a的個數(shù)合起來的總個 數(shù)的比例優(yōu)選為30~50%，進(jìn)一步優(yōu)選為35~50%，特別優(yōu)選為40~50%。通過將上述比例 設(shè)為運(yùn)樣的范圍，在蜂窩結(jié)構(gòu)體100中擔(dān)載有催化劑的情況下，可獲得高的廢氣凈化性能。
[0033] 本發(fā)明中，對于與孔格的延伸方向正交的截面而言，由分割壁3分割而成的2個空 間（長方形孔格)4、4的各自的截面積優(yōu)選為通?？赘?a的截面積的35% W上，進(jìn)一步優(yōu)選 為40% W上，特別優(yōu)選為45% W上。通過將長方形孔格4的截面積設(shè)為運(yùn)樣的范圍，在蜂窩 結(jié)構(gòu)體100中擔(dān)載催化劑時，難W發(fā)生長方形孔格4的孔堵塞。如果長方形孔格4、4的截面積 小于通?？赘竦慕孛娣e的35%，則長方形孔格4的截面積過小，在蜂窩結(jié)構(gòu)體100中擔(dān)載催 化劑時，有時容易發(fā)生長方形孔格4的孔堵塞。另外，各分割孔格化中，由分割壁3分割而成 的2個空間（長方形孔格)4、4的截面積可W相同也可W不同。長方形孔格4的截面積可W通 過分割孔格化中的分割壁3的位置、厚度來調(diào)整。
[0034] 圖2所示的實(shí)施方式中，在與孔格的延伸方向正交的截面中，分割壁3的延伸方向 在所有分割孔格化中為同一方向，但分割壁3的延伸方向無需在所有分割孔格化中相同。例 如，如圖3所示的本發(fā)明的另一實(shí)施方式那樣，在與孔格的延伸方向正交的截面中，可W每 列孔格化一定方向上排列的孔格組)改變分割孔格化中的分割壁3的延伸方向。此外，圖2 所示的實(shí)施方式和圖3所示的實(shí)施方式中，在與孔格的延伸方向正交的截面上的、正交的2 個方向（X方向和Y方向）上，全部交替地配置通?？赘?a與分割孔格化。但是，本發(fā)明中的孔 格的配置不限于此。例如，也可W包括在X方向和/或Y方向上，多個通常孔格2a、多個分割孔 格化相連那樣的配置。
[0035] 此外，如圖1所示，蜂窩結(jié)構(gòu)體100可W在隔壁1的周圍具有外周壁20。運(yùn)種情況下， 位于最外周部的孔格2c由于與外周壁20的內(nèi)周面相接，從而有時會在與孔格的延伸方向正 交的截面中呈現(xiàn)與其他孔格不同的形狀。本發(fā)明中的"多個孔格2"可W包括運(yùn)樣的與其他 孔格不同形狀的孔格2c。
[0036] 本發(fā)明中，隔壁1的厚度優(yōu)選為60~300μπι，進(jìn)一步優(yōu)選為60~140μπι，特別優(yōu)選為 60~120皿。如果隔壁1的厚度小于60皿，則有時無法獲得充分的強(qiáng)度。此外，如果隔壁1的厚 度超過300μπι，則有時壓力損失變得過大。
[0037] 分割壁3的厚度優(yōu)選為50~250皿，進(jìn)一步優(yōu)選為50~110皿，特別優(yōu)選為50~10化 m。如果分割壁3的厚度小于50μπι，則有時無法獲得充分的強(qiáng)度。此外，如果分割壁的厚度超 過250μπι，則有時壓力損失變得過大。
[003引隔壁1的氣孔率優(yōu)選為40~70%，進(jìn)一步優(yōu)選為45~60%，特別優(yōu)選為50~60 %。 如果隔壁1的氣孔率小于40%，貝卿使隔著隔壁1鄰接的通常孔格2a與長方形孔格4之間產(chǎn) 生壓力差，有時廢氣也不會在運(yùn)些孔格內(nèi)充分?jǐn)U散。此外，如果隔壁1的氣孔率超過70 %，貝。 有時無法獲得充分的強(qiáng)度。運(yùn)里，"氣孔率"是利用水銀孔度計(jì)測定的值。
[0039] 隔壁1的平均細(xì)孔徑優(yōu)選為10~25μπι，進(jìn)一步優(yōu)選為10~20μπι，特別優(yōu)選為12~20 皿。如果隔壁1的平均細(xì)孔徑小于10皿，貝卿使隔著隔壁1鄰接的通常孔格2a與長方形孔格4 之間產(chǎn)生壓力差，有時廢氣也不會在運(yùn)些孔格內(nèi)充分?jǐn)U散。此外，如果隔壁1的平均細(xì)孔徑 超過25μπι，則有時無法獲得充分的強(qiáng)度。運(yùn)里，"平均細(xì)孔徑"是利用水銀孔度計(jì)測定的值。
[0040] 蜂窩結(jié)構(gòu)體100的孔格間距優(yōu)選為1.04~1.47mm，進(jìn)一步優(yōu)選為1.09~1.47μπι，特 別優(yōu)選為1.14~1.47μπι。如果蜂窩結(jié)構(gòu)體100的孔格間距小于1.04,則有時無法獲得充分的 強(qiáng)度。此外，如果蜂窩結(jié)構(gòu)體100的孔格間距超過1.47mm，則有時壓力損失變得過大。另外， 對于分割孔格化，該"孔格間距"是將分割壁3與由該分割壁3分割而成的2個空間（長方形孔 格)4、4合起來視為1個孔格時的值。
[0041] 蜂窩結(jié)構(gòu)體100的形狀(外形)沒有特別限定。作為蜂窩結(jié)構(gòu)體100的形狀，可w列 舉例如圓柱狀、與孔格的延伸方向正交的截面為楠圓形、跑道形、Ξ角形、四邊形、五邊形、 六邊形、八邊形等多邊形的柱狀等。
[0042] 蜂窩結(jié)構(gòu)體100的形狀為圓柱狀時，優(yōu)選蜂窩結(jié)構(gòu)體100的直徑為143.8~330.2mm 且長度為101.6~203.2mm。運(yùn)樣的尺寸的蜂窩結(jié)構(gòu)體100在擔(dān)載SCR催化劑并用于對廢氣中 的氮氧化物(NOx)進(jìn)行凈化時，在汽車等中的搭載性良好。此外，如果為運(yùn)樣的尺寸，則在擔(dān) 載SCR催化劑并用于對廢氣中的氮氧化物(M)x)進(jìn)行凈化時，蜂窩結(jié)構(gòu)體100發(fā)揮充分的凈 化性能。
[0043] 對于蜂窩結(jié)構(gòu)體100,優(yōu)選在其制造工序中將隔壁1和分割壁3-體成形。通過將隔 壁巧日分割壁3-體成形，可獲得高的強(qiáng)度。此外，通過用擠壓成形法等將隔壁巧日分割壁3- 體成形，蜂窩結(jié)構(gòu)體100的制造變得容易。
[0044] 作為蜂窩結(jié)構(gòu)體100的構(gòu)成材料，優(yōu)選為陶瓷。特別優(yōu)選選自由堇青石、碳化娃、 娃-碳化娃系復(fù)合材料、莫來石、氧化侶、鐵酸侶、氮化娃和碳化娃-堇青石系復(fù)合材料組成 的組中的至少1種的陶瓷。運(yùn)是因?yàn)檫\(yùn)樣的陶瓷的強(qiáng)度和耐熱性優(yōu)異。
[0045] 本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體100優(yōu)選作為用于擔(dān)載催化劑的載體使用，尤其是用于擔(dān)載 SCR催化劑的載體使用。
[0046] 作為成為SCR催化劑的物質(zhì)，可W列舉例如被金屬置換的沸石。作為對沸石進(jìn)行金 屬置換的金屬，可W列舉鐵(Fe)、銅(化）。作為沸石，可W列舉的弗石作為優(yōu)選例。
[0047] 此外，SCR催化劑可W是含有選自由饑和二氧化鐵組成的組中的至少1種作為主要 成分的催化劑。SCR催化劑中的饑和二氧化鐵的含量優(yōu)選為60質(zhì)量％ W上。
[0048] 對于SCR催化劑的擔(dān)載量沒有特別限制。但是，如果SCR催化劑的擔(dān)載量過少，則有 時無法獲得充分的凈化性能，因而，W每單位體積（1升)蜂窩結(jié)構(gòu)體100的擔(dān)載量計(jì)，優(yōu)選為 150gW上。另一方面，如果SCR催化劑的擔(dān)載量過多，則有時蜂窩結(jié)構(gòu)體100的壓力損失會過 度增大。因此，SCR催化劑的擔(dān)載量的上限，W每單位體積（1升)蜂窩結(jié)構(gòu)體100的擔(dān)載量計(jì) 優(yōu)選設(shè)為400g左右。
[0049] (2)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法：
[0050] W下，對本發(fā)明所設(shè)及的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法的一例進(jìn)行說明。首先，將含有陶 瓷原料的成形原料混合、混煉，得到巧±。作為陶瓷原料，優(yōu)選選自由堇青石化原料、堇青 石、碳化娃、娃-碳化娃系復(fù)合材料、莫來石、氧化侶、鐵酸侶、氮化娃和碳化娃-堇青石系復(fù) 合材料組成的組中的至少1種。另外，堇青石化原料是指通過燒成而成為堇青石的原料。具 體而言，堇青石化原料是指W使化學(xué)組成落入二氧化娃為42~56質(zhì)量％、氧化侶為30~45 質(zhì)量％、氧化儀為12~16質(zhì)量％的范圍的方式配合而成的原料。
[0051] 成形原料優(yōu)選在上述陶瓷原料中混合分散介質(zhì)、燒結(jié)助劑、有機(jī)粘合劑、表面活性 劑、造孔材等而調(diào)制。
[0052] 作為分散介質(zhì)，優(yōu)選使用水。對分散介質(zhì)的含量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，W使對成形原料進(jìn) 行混煉而得到的巧±為容易成形的硬度。作為具體的分散介質(zhì)的含量，相對于成形原料整 體優(yōu)選為20~80質(zhì)量％。
[0053] 作為燒結(jié)助劑，可W使用例如Ξ氧化二錠、氧化儀、氧化鎖等。燒結(jié)助劑的含量相 對于成形原料整體優(yōu)選為0.1~0.3質(zhì)量％。
[0054] 作為有機(jī)粘合劑，可W列舉例如甲基纖維素、徑基丙氧基纖維素、徑乙基纖維素、 簇基甲基纖維素、聚乙締醇等。其中，優(yōu)選并用甲基纖維素和徑基丙氧基纖維素。粘合劑的 含量相對于成形原料整體優(yōu)選為2~10質(zhì)量％。
[0055] 作為表面活性劑，可W使用乙二醇、糊精、脂肪酸皂、多元醇等。它們可W單獨(dú)使用 1種，也可W組合使用巧巾W上。表面活性劑的含量相對于成形原料整體優(yōu)選為2質(zhì)量％ W 下。
[0056] 作為造孔材，只要是在燒成后形成氣孔的材料就沒有特別限定，可W列舉例如石 墨、淀粉、發(fā)泡樹脂、中空樹脂、吸水性樹脂、硅膠等。造孔材的含量相對于成形原料整體優(yōu) 選為10質(zhì)量下。
[0057] 接下來，對成形原料進(jìn)行混煉形成巧±。作為對成形原料進(jìn)行混煉形成巧±的方 法沒有特別限制，可W列舉例如使用了捏合機(jī)、真空練泥機(jī)等的方法。
[0058] 接下來，使得到的巧±成形，形成蜂窩成形體。蜂窩成形體是具有隔壁的成形體， 所述隔壁劃分形成成為流體的流路的多個孔格。作為使巧±成形而形成蜂窩成形體的方法 沒有特別限制。例如，可W采用擠壓成形法、注射成形法等公知的成形方法。例如，作為優(yōu)選 例，可W列舉使用具有期望的孔格形狀、隔壁厚度、孔格間距等的金屬模具進(jìn)行擠壓成形的 方法等。作為金屬模具的材質(zhì)，優(yōu)選為難W磨耗的超硬合金。另外，在該擠壓成形時，優(yōu)選將 分割孔格的分割壁與隔壁一體(同時)成形。
[0059] 使如此得到的蜂窩成形體干燥后，進(jìn)行燒成。干燥方法可W列舉例如熱風(fēng)干燥、微 波干燥、介電干燥、減壓干燥、真空干燥、冷凍干燥等。其中，優(yōu)選單獨(dú)或組合進(jìn)行介電干燥、 微波干燥或熱風(fēng)干燥。
[0060] 干燥后的蜂窩成形體優(yōu)選在燒成(正式燒成)之前進(jìn)行預(yù)燒。預(yù)燒是為了脫脂而進(jìn) 行的。對于預(yù)燒的方法沒有特別限制。例如只要能夠?qū)⒎涓C成形體中的有機(jī)物的至少一部 分除去即可。作為上述有機(jī)物，可W列舉有機(jī)粘合劑、表面活性劑、造孔材等。有機(jī)粘合劑的 燃燒溫度為100~300°C左右。因此，預(yù)燒優(yōu)選在氧化氣氛中，在200~1000°C左右加熱10~ 100小時左右。
[0061] 蜂窩成形體的燒成(正式燒成)是為了使構(gòu)成經(jīng)預(yù)燒的蜂窩成形體的成形原料燒 結(jié)而致密化，從而確保預(yù)定的強(qiáng)度而進(jìn)行的。燒成的條件根據(jù)成形原料的種類不同而不同， 因此根據(jù)其種類選擇適當(dāng)?shù)臈l件即可。例如，在使用堇青石化原料時，燒成溫度優(yōu)選為1350 ~1440°C。此外，對于燒成時間，W在最高溫度的保持時間計(jì)，優(yōu)選為3~10小時。作為進(jìn)行 預(yù)燒、正式燒成的裝置，可W列舉電爐、燃?xì)鉅t等。
[0062] 通過W上那樣的制造方法，可W得到本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
[0063] (3)SCR催化劑的擔(dān)載方法：
[0064] 接下來，對在如上所述操作而制造的蜂窩結(jié)構(gòu)體中擔(dān)載SCR催化劑的方法的一例 進(jìn)行說明。首先，調(diào)制含有SCR催化劑的催化劑漿料。將該催化劑漿料涂覆(涂布)于蜂窩結(jié) 構(gòu)體的隔壁和分割壁的表面。涂覆的方法沒有特別限定。例如，作為適合的涂覆方法，可W 列舉在將蜂窩結(jié)構(gòu)體的一側(cè)端面浸潰于催化劑漿料中的狀態(tài)下，從蜂窩結(jié)構(gòu)體的另一側(cè)端 面進(jìn)行抽吸的方法(抽吸法）。而且，在將催化劑漿料涂覆于蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔壁和分割壁的 表面后，干燥催化劑漿料。進(jìn)而，可W對干燥了的催化劑漿料進(jìn)行燒成。如此操作，可W得到 擔(dān)載有SCR催化劑的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
[0065] 實(shí)施例
[0066] W下，基于實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體說明，但本發(fā)明不限于運(yùn)些實(shí)施例。
[0067] (實(shí)施例1)
[0068] 作為陶瓷原料，使用包含氧化侶、滑石和高嶺±的堇青石化原料。氧化侶、滑石、高 嶺±的質(zhì)量比設(shè)為在燒成后可得到堇青石的質(zhì)量比。在該陶瓷原料中混合粘合劑（甲基纖 維素）、水，得到陶瓷成形原料。
[0069] 接下來，使用捏合機(jī)對該成形原料進(jìn)行混煉，得到圓柱狀的巧±。使用真空擠壓成 形機(jī)使該巧±成形為蜂窩形狀，得到蜂窩成形體。用微波干燥機(jī)對得到的蜂窩成形體進(jìn)行 干燥后，進(jìn)一步用熱風(fēng)干燥機(jī)干燥，得到蜂窩干燥體。
[0070] 接下來，使該蜂窩干燥體在大氣氣氛中，在450°C下進(jìn)行5小時預(yù)燒(脫脂）。然后， 在1425Γ燒成7小時，得到具有通?？赘窈头指羁赘竦姆涓C結(jié)構(gòu)體。該蜂窩結(jié)構(gòu)體是直徑 266.7mm、長度152.4mm的圓柱形。此外，分割孔格的個數(shù)相對于分割孔格的個數(shù)與通?？赘?的個數(shù)合起來的總個數(shù)的比例為30%。此外，特定分割孔格的個數(shù)相對于分割孔格的個數(shù) 與通?？赘竦膫€數(shù)合起來的總個數(shù)的比例也為30%。此外，在與孔格的延伸方向正交的截 面中，將通?？赘竦慕孛娣e設(shè)為100%時，最小的長方形孔格的截面積為35%。進(jìn)一步，隔壁 的厚度為139.7皿，孔格間距為1.27mm，隔壁的氣孔率為50%，隔壁的平均細(xì)孔徑為20皿，分 割壁的厚度為76.2皿。另外，隔壁的氣孔率和平均細(xì)孔徑是利用水銀孔度計(jì)測定的值。此 夕h對于分割孔格，孔格間距是將分割壁和由該分割壁分割而成的2個空間（長方形孔格)合 起來視為1個孔格時的值。
[0071] 接下來，在該蜂窩結(jié)構(gòu)體中擔(dān)載SCR催化劑。SCR催化劑使用化置換沸石。作為具體 的擔(dān)載方法，首先，調(diào)制含有Cu置換沸石的催化劑漿料。使用水作為催化劑漿料的分散劑。 調(diào)節(jié)水的量W使?jié){料的粘度成為7m化· S。利用抽吸法將該催化劑漿料涂覆于蜂窩結(jié)構(gòu)體 的隔壁和分割壁的表面。然后，用熱風(fēng)干燥機(jī)對該蜂窩結(jié)構(gòu)體進(jìn)行干燥，得到擔(dān)載有SCR催 化劑的蜂窩結(jié)構(gòu)體。另外，每單位體積(1升)蜂窩結(jié)構(gòu)體的SCR催化劑的擔(dān)載量為150g。
[0072] (實(shí)施例2~7、比較例1~3)
[0073] 使蜂窩結(jié)構(gòu)體的尺寸、孔格的結(jié)構(gòu)等為表1所示的值，除此W外，與實(shí)施例1同樣地 操作，得到擔(dān)載有SCR催化劑的蜂窩結(jié)構(gòu)體。另外，比較例1的蜂窩結(jié)構(gòu)體沒有分割孔格，因 此，也沒有分割壁和長方形孔格。此外，每單位體積(1升)蜂窩結(jié)構(gòu)體的SCR催化劑的擔(dān)載量 與實(shí)施例1同樣地設(shè)為150g。
[0074] (評價）
[0075] 對于實(shí)施例1~7和比較例1~3的蜂窩結(jié)構(gòu)體，通過下述方法對"N化凈化率"、"催 化劑涂覆性"和"壓力損失"進(jìn)行評價。將其結(jié)果示于表2。
[0076] [NOx 凈化率]
[0077] 使NO濃度為30化pm、N曲濃度為30化pm的燃燒氣體在空間速度(SV)8000化-1、溫度 20(TC的條件下流入擔(dān)載有SCR催化劑的蜂窩結(jié)構(gòu)體內(nèi)。由流入前后的燃燒氣體的NOx濃度 算出NOx凈化率（％ )。而且，W比較例1的蜂窩結(jié)構(gòu)體(沒有分割孔格的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的蜂窩結(jié)構(gòu) 體)的凈化率為基準(zhǔn)，如下進(jìn)行評價。
[0078] "AA":與比較例1的蜂窩結(jié)構(gòu)體的NOx凈化率相比，NOx凈化率高10% W上。
[0079] "心'：與比較例1的蜂窩結(jié)構(gòu)體的M)x凈化率相比，NOx凈化率高7% W上且低于10% 的范圍。
[0080] 帶'：與比較例1的蜂窩結(jié)構(gòu)體的NOx凈化率相比，NOx凈化率高4% W上且低于7%的 范圍。
[00川 ：與比較例1的蜂窩結(jié)構(gòu)體的NOx凈化率相比，NOx凈化率高1 % W上且低于4%的 范圍。
[0082] "護(hù)：與比較例1的蜂窩結(jié)構(gòu)體的NOx凈化率相比，NOx凈化率高不到1%的范圍，或?yàn)?同等W下。
[0083] [催化劑涂覆性]
[0084] 對于通過用上述那樣的方法涂覆催化劑漿料而擔(dān)載有SCR催化劑的蜂窩結(jié)構(gòu)體， 調(diào)查因所擔(dān)載的催化劑而發(fā)生孔堵塞的孔格的個數(shù)，如下進(jìn)行評價。
[0085] X :沒有發(fā)生孔堵塞的孔格。
[0086] "B":發(fā)生孔堵塞的孔格的個數(shù)低于總孔格個數(shù)的5%。
[0087] "護(hù)：發(fā)生孔堵塞的孔格的個數(shù)為總孔格個數(shù)的5% W上且低于10%。
[008引"護(hù)：發(fā)生孔堵塞的孔格的個數(shù)為總孔格個數(shù)的10% W上。
[0089] [壓力損失]
[0090] 從擔(dān)載有SCR催化劑的蜂窩結(jié)構(gòu)體切出縱36mmX橫36mmX長度50mm的試驗(yàn)片。W 試驗(yàn)片的長度方向?yàn)榉涓C結(jié)構(gòu)體的孔格延伸方向的方式進(jìn)行試驗(yàn)片的切出。在室溫條件 下，分鐘的流量使空氣在切出的試驗(yàn)片中流通，測定試驗(yàn)片的上游側(cè)的壓力和下游 側(cè)的壓力。將上游側(cè)的壓力與下游側(cè)的壓力的壓力差作為壓力損失，如下進(jìn)行評價。
[0091] "A":壓力損失低于1.4k化。
[0092] "B":壓力損失為1.4k化W上且低于1.8k化。
[0093] "護(hù)：壓力損失為1.8k化W上且低于2.化化。
[0094] "護(hù)：壓力損失為2.化化W上。
[0095] 表 1
[0096]
[0097] *1:分割孔格的個數(shù)相對于分割孔格的個數(shù)與通常孔格的個數(shù)合起來的總個數(shù)的 比例。
[0098] *2:特定分割孔格的個數(shù)相對于分割孔格的個數(shù)與通?？赘竦膫€數(shù)合起來的總個 數(shù)的比例。
[0099] *3:在與孔格的延伸方向正交的截面中，將通?？赘竦慕孛娣e設(shè)為100(%)時，最 小的長方形孔格的截面積。
[0100] 表2
[0101]
[0102] (考察）
[0103] 如表2所示，實(shí)施例1~7的蜂窩結(jié)構(gòu)體在所有評價項(xiàng)目中均獲得了良好的評價。另 一方面，對于沒有分割孔格的比較例1的蜂窩結(jié)構(gòu)體和分割孔格的比例低于30%的比較例2 的蜂窩結(jié)構(gòu)體，與實(shí)施例1~7的蜂窩結(jié)構(gòu)體相比，NOx凈化率明顯差。此外，對于分割孔格的 比例超過80%的比較例3的蜂窩結(jié)構(gòu)體，與實(shí)施例1~7的蜂窩結(jié)構(gòu)體相比，在所有評價項(xiàng)目 中都差。尤其是對于比較例3的蜂窩結(jié)構(gòu)體，催化劑涂覆性和壓力損失格外差。
[0104] 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0105] 本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體能夠作為用于擔(dān)載SCR催化劑等催化劑的載體合適地進(jìn)行利 用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種蜂窩結(jié)構(gòu)體，其具有多孔質(zhì)的隔壁，所述多孔質(zhì)的隔壁劃分形成從作為一側(cè)端 面的流入端面延伸至作為另一側(cè)端面的流出端面的多個孔格， 所述多個孔格包括多個分割孔格和多個通?？赘瘢龇指羁赘裨O(shè)有沿所述孔格的延 伸方向延伸的分割壁，且該分割壁在與所述孔格的延伸方向正交的截面上將所述孔格分割 成2個空間，所述通?？赘裎丛O(shè)有所述分割壁， 對于所述通?？赘?，在與所述孔格的延伸方向正交的截面上，其形狀為正方形， 對于所述分割孔格，在與所述孔格的延伸方向正交的截面上，除去所述分割壁后的部 分的形狀為與所述通常孔格的形狀全等的正方形，并且由所述分割壁分割而成的所述2個 空間各自的形狀為長方形， 以多個所述通?？赘竦闹辽僖徊糠滞ǔ？赘衽c多個所述分割孔格的至少一部分分割 孔格隔著所述隔壁鄰接的方式進(jìn)行配置， 所述分割孔格的個數(shù)相對于所述分割孔格的個數(shù)與所述通?？赘竦膫€數(shù)合起來的總 個數(shù)的比例為30~80%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述分割孔格的至少一部分為特定分割孔格，所 述特定分割孔格是指隔著所述隔壁而與所述分割孔格鄰接的4個孔格全部為所述通常孔格 的分割孔格，所述特定分割孔格的個數(shù)相對于所述分割孔格的個數(shù)與所述通常孔格的個數(shù) 合起來的總個數(shù)的比例為30~50%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，在與所述孔格的延伸方向正交的截面上，由 所述分割壁分割而成的所述2個空間各自的截面積為所述通常孔格的截面積的35%以上。4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其擔(dān)載有廢氣凈化用的催化劑。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述催化劑為SCR催化劑。
【文檔編號】B01J35/04GK105983448SQ201610168534
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月23日
【發(fā)明人】葛谷晃司
【申請人】日本礙子株式會社