蜂窩結構體以及尾氣淨化裝置的製作方法

2023-05-02 15:39:11

專利名稱：蜂窩結構體以及尾氣淨化裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種蜂窩結構體以及具有蜂窩結構體的尾氣淨化裝置。
背景技術：
在現有技術中，作為淨化汽車尾氣的系統之一，熟知的有一種使用氨將NOx還原 為氮和水的 SCR (Selective Catalytic Reduction)系統。另外，在SCR系統中，作為吸附氨的材料，熟知的有沸石。在專利文獻1中，作為處理由具備SCR系統的固定燃燒源所產生的尾氣的方法，公 開了一種方法，即在SCR系統的下遊側，通過將氨的排出物置於貴金屬觸媒(催化劑)，在 貴金屬觸媒中使未反應氣體氨與氧氣進行反應，以生成氮的氧化態更高的反應生成物。另外，在專利文獻2中，公開了一種蜂窩結構體，其中，蜂窩單元包含無機顆粒、無 機纖維以及/或者晶須，無機顆粒是從由氧化鋁、二氧化矽、鋯、二氧化鈦、二氧化鈰、莫來 石、以及沸石所組成的群中選出的一種以上的無機顆粒。專利文獻1 :(日本)特開2006-51499號公報專利文獻2 :國際公開第06/137149號小冊子

發明內容
本發明想要解決的課題如下但是，在專利文獻1的方法中存在著這樣的問題，即在SCR系統的下遊側，因為設 置了作為另一物體的貴金屬觸媒，所以SCR系統的配置空間變大了。另外，目前還存在著一種需求，即N0x的淨化性能要比專利文獻2的蜂窩結構體 中的無機顆粒為沸石時還高。本發明是鑑於上述現有技術所具有的問題而提出的，其目的在於提供一種不僅可 維持NOx的淨化性能還可抑制氨逃逸、並可對SCR系統的配置空間變大進行抑制的蜂窩結 構體和尾氣淨化裝置。用於解決上述課題的手段如下一種蜂窩結構體，具有蜂窩單元，在該蜂窩單元中，包含沸石以及無機粘結劑，並 且多個貫穿孔隔著間壁沿長度方向並排設置，在所述蜂窩單元中，僅在從所述長度方向的 一方的端部起算長度為全長的1.5%以上20%以下的區域內擔載貴金屬觸媒。所述沸石優選為0型沸石、ZSM-5型沸石、或者磷酸鹽系列沸石。所述磷酸鹽系列沸石優選為從SAPO、MeAPO、以及MeAPSO所組成的群中選出的一 種以上的沸石。所述SAP0優選為從SAP0-5、SAP0-11、以及SAP0-34所組成的群中選出的一種以 上的SAP0。所述沸石優選為包含由Cu以及/或者Fe進行了離子交換的沸石。所述無機粘結劑優選為從氧化鋁溶膠、二氧化矽溶膠、二氧化鈦溶膠、水玻璃、海泡石、矽鎂土、以及伯姆石所組成的群中選出的ー種以上的物質中含有的固形成分。所述蜂窩單元優選為還包含無機纖維以及/或者鱗片狀物質。所述無機纖維優選為從氧化鋁、ニ氧化矽、碳化矽、ニ氧化矽氧化鋁、玻璃、鈦酸 鉀、以及硼酸鋁所組成的群中選出的ー種以上的無機纖維，所述鱗片狀物質優選為從玻璃、 白雲母、氧化鋁、ニ氧化矽、以及氧化鋅所組成的群中選出的ー種以上的物質。本發明的蜂窩結構體優選為具有多個所述蜂窩單元。本發明的尾氣浄化裝置具有本發明的蜂窩結構體，擔載了所述貴金屬觸媒的區域 配置在尾氣流動方向的下遊側。本發明的尾氣浄化裝置優選為使用於柴油發動機的SCR系統。本發明的效果如下根據本發明，能夠提供一種不僅可維持NOx的浄化性能還可抑制氨逃逸、並可對 SCR系統的配置空間變大進行抑制的蜂窩結構體和尾氣浄化裝置。


圖I是表示本發明的蜂窩結構體的一個例子的立體圖。圖2是表示本發明的尾氣浄化裝置的ー個例子的截面圖。圖3是表示圖I的蜂窩結構體的變形例的立體圖。圖4是表示用於構成圖3的蜂窩結構體的蜂窩單元的立體圖。圖5是表示實施例和比較例的評價方法的圖。
具體實施例方式
下面參考附圖對本發明的實施形態進行說明。圖I示出了本發明的蜂窩結構體的ー個例子。在蜂窩結構體10中，單ー蜂窩單元 11的外周面上形成有外周塗層12 ;該蜂窩單元11包含作為無機顆粒的沸石以及無機粘結 齊U，並且多個貫穿孔Ua隔著間壁Ilb沿長度方向並排設置。此時，在蜂窩單元11中，僅在從所述長度方向的一方的端部起算長度為全長的 I. 5%以上20%以下的區域A內擔載貴金屬觸媒。下面，將擔載了貴金屬觸媒的蜂窩單元 11的區域A稱為蜂窩單元11的區域A。如果將這樣的蜂窩單元11的區域A配置在尾氣浄化裝置100 (參照圖2)的尾氣 流動方向的下遊側，則通過蜂窩單元11的區域A內所擔載的貴金屬觸媒，氨被氧化，這樣， 就可以抑制氨的逃逸。這裡需要說明的是，尾氣浄化裝置100是在蜂窩結構體10的外周部配置了支撐密 封材20的狀態下，通過被封裝(scanning)至金屬管30而得到的。另外，在尾氣浄化裝置 100中，在相對於尾氣流動方向的蜂窩結構體10的上遊側設置有用於噴射氨或其前軀體的 噴射嘴等的噴射單元(圖中未示)。據此，氨被添加至尾氣中，這樣，在蜂窩單元11所含有 的沸石上，尾氣中所包含的NOx被還原。此時，如果考慮到氨或其前軀體的儲藏穩定性，則 作為氨的前軀體，優選為使用尿素水。這裡需要說明的是，通過在尾氣中被加熱，尿素水發 生水解，產生氨。如果蜂窩單元11的區域A比從蜂窩單元11的長度方向的一方的端部起算長度為全長的1. 5%的區域還小，則對氨逃逸進行抑制的效果不足。而如果蜂窩單元11的區域A 比從蜂窩單元11的長度方向的一方的端部起算長度為全長的20%的區域還大，則NOx的淨 化率下降。作為在蜂窩單元11中被擔載的貴金屬觸媒，只要其可對氨進行氧化，對其並無特 別限定，可列舉出鉬(白金)、鈀、銠等，也可以同時使用其中的兩種以上的貴金屬觸媒。作為在蜂窩單元11中所包含的沸石，對其並無特別限定，可列舉出P型沸石、 ZSM-5型沸石、磷酸鹽系列沸石等，也可以同時使用其中的兩種以上的沸石。其中，為了提高 NOx的淨化性能，優選為磷酸鹽系列沸石。作為磷酸鹽系列沸石，可列舉出SAP0-5、SAP0-11、SAP0-34等的SAPO ；MeAP0 ； MeAPSO 等。如果考慮到NOx的淨化能力，沸石優選為包含由Cu以及/或者Fe進行了離子交 換的沸石。這裡需要說明的是，沸石還可以包含沒有被離子交換的沸石、以及由上述金屬以 外的金屬進行了離子交換的沸石。由Cu以及/或者Fe進行了離子交換的沸石的離子交換量優選為1.0 5.0質 量％。如果離子交換量小於1.0質量％，則NOx的淨化性能有可能不足，而如果大於5.0質 量％，則應該被離子交換的金屬可能作為氧化物而存在，導致有可能不能被離子交換。另外，沸石的一次顆粒或二次顆粒的平均粒徑優選為0. 5 lOiim，最好為1 5um0如果沸石的一次顆粒或二次顆粒的平均粒徑小於0.5 ym，則尾氣難以滲透至間壁 lib的內部，沸石有可能不能有效地用於NOx的淨化。而如果沸石的一次顆粒或二次顆粒的 平均粒徑大於10 ym，則因為蜂窩單元11中的氣孔數量變少，所以尾氣難以滲透至間壁lib 的內部，導致沸石有可能不能有效地用於NOx的淨化。蜂窩單元11的單位表觀體積的沸石含量優選為230 360g/L。如果單位表觀體 積的沸石含量小於230g/L，則為了提高NOx的淨化率，有可能一定要增大蜂窩單元11的表 觀體積。而如果單位表觀體積的沸石含量大於360g/L，則蜂窩單元11的強度有可能不足、 或者蜂窩單元11的開口率有可能變小。作為包含在蜂窩單元11內的無機粘結劑，對其並無特別限定，可列舉出氧化鋁溶 膠、二氧化矽溶膠、二氧化鈦溶膠、水玻璃、海泡石、矽鎂土、伯姆石等所含有的固形成分，也 可以同時使用其中的兩種以上的無機粘結劑。蜂窩單元11的無機粘結劑的含量優選為5 30質量最好為10 20質量％。 如果無機粘結劑的含量小於5質量％，則蜂窩單元11的強度有可能下降，而如果大於30質 量％，則有可能難以進行蜂窩單元11的擠壓成型。為了提高強度，蜂窩單元11優選為還包含無機纖維以及/或者鱗片狀物質。作為包含在蜂窩單元11內的無機纖維，只要其可以提高蜂窩單元11的強度，對其 並無特別限定，可列舉出氧化鋁、二氧化矽、碳化矽、二氧化矽氧化鋁、玻璃、鈦酸鉀、硼酸鋁 等，也可以同時使用其中的兩種以上的無機纖維。無機纖維的縱橫比優選為2 1000,較好為5 800,最好為10 500。如果無機 纖維的縱橫比小於2，則對蜂窩單元11的強度進行提高的效果有可能變小。而如果無機纖 維的縱橫比大於1000，則對蜂窩單元11進行擠壓成型時，在模具內有可能發生網眼堵塞等 情況，還有可能由於無機纖維發生折斷，導致對蜂窩單元11的強度進行提高的效果變小。
作為包含在蜂窩單元11內的鱗片狀物質，只要其可以提高蜂窩單元11的強度，對 其並無特別限定，可列舉出玻璃、白雲母、氧化鋁、ニ氧化矽、氧化鋅等，也可以同時使用其 中的兩種以上的鱗片狀物質。蜂窩單元11的無機纖維以及鱗片狀物質的含量優選為3 50質量％，較好為3 30質量％，最好為5 20質量％。如果無機纖維以及鱗片狀物質的 含量小於3質量％，則對蜂窩單元11的強度進行提高的效果有可能變小。而如果無機纖維 以及鱗片狀物質的含量大於50質量％，則蜂窩単元11中的沸石含量降低，導致NOx的浄化 率有可能下降。蜂窩單元11的氣孔率優選為25 40%。如果蜂窩単元11的氣孔率小於 25%，則尾氣難以滲透至間壁Ilb的內部，沸石就可能不能有效地用於NOx的淨化。而如果 蜂窩單元11的氣孔率大於40%，則蜂窩単元11的強度有可能不足。這裡需要說明的是，蜂窩單元11的氣孔率可使用水銀壓入法來進行測定。蜂窩單元11的與長度方向垂直的截面的開ロ率優選為50 75 %。如果與長度方 向垂直的截面的開ロ率小於50%，則沸石有可能不能有效地用於NOx的浄化。而如果與長 度方向垂直的截面的開ロ率大於75%，則蜂窩単元11的強度有可能不足。蜂窩單元11的與長度方向垂直的截面的貫穿孔Ila的密度優選為31 124個/ cm2。如果與長度方向垂直的截面的貫穿孔Ila的密度小於31個/cm2，則廢氣與沸石難以 發生接觸，NOx的浄化率有可能下降。而如果與長度方向垂直的截面的貫穿孔Ila的密度 大於124個/cm2，則蜂窩結構體10的壓カ損失可能増大。蜂窩單兀11的間壁Ilb的厚度優選為0. 10 0. 50mm,最好為0. 15 0. 35mm。如 果間壁Ilb的厚度小於0. 10mm，則蜂窩単元11的強度有可能降低。而如果間壁Ilb的厚度 大於0. 50mm,則廢氣難以滲透至間壁Ilb的內部，導致沸石有可能不能有效地用於NOx的淨 化。外周塗層12的厚度優選為0. I 2mm。如果外周塗層12的厚度小於0. Imm,則對 蜂窩結構體10的強度進行提高的效果有可能不足。而如果外周塗層12的厚度大於2_，則 蜂窩結構體10的単位體積的沸石含量降低，導致NOx的浄化率有可能下降。蜂窩結構體10為圓柱狀，但並不限定於此，也可為稜柱狀、橢圓柱狀等。另外，貫 穿孔Ila的形狀為四稜柱狀，但並不限定於此，也可為三稜柱狀、六稜柱狀等。下面，對蜂窩結構體10的製造方法的一個例子進行說明。首先，使用原料膏進行 擠壓成型，以製成多個貫穿孔隔著間壁沿長度方向並排設置的圓柱狀蜂窩成型體毛坯，其 中，該原料膏包含沸石以及無機粘結劑，另外，根據需要，還可包含無機纖維以及/或者鱗 片狀物質。據此，即使將燒成溫度設為較低，也可以得到具有足夠強度的圓柱狀蜂窩單元 11。這裡需要說明的是，作為原料膏中所包含的無機粘結劑，可添加氧化鋁溶膠、ニ氧 化矽溶膠、ニ氧化鈦溶膠、水玻璃、海泡石、矽鎂土、伯姆石等，也可以同時使用其中的兩種 以上的無機粘結劑。另外，根據需要，在原料膏中還可以適當地添加有機粘結劑、分散介質、成型輔助劑等。作為有機粘結劑，對其並無特別限定，可列舉出甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥こ 基纖維素、聚こニ醇、酚醛樹脂、環氧樹脂等，也可以同時使用其中的兩種以上的有機粘結 齊U。這裡需要說明的是，有機粘結劑的添加量優選為沸石、無機粘結劑、無機纖維、以及鱗片狀物質的總質量的I 10%。作為分散介質，對其並無特別限定，可列舉出水、苯等的有機溶液、甲醇等醇等，也 可以同時使用其中的兩種以上的分散介質。作為成型輔助劑，對其並無特別限制，可列舉出こニ醇、糊精、脂肪酸、脂肪酸肥 皂、多元醇等，也可以同時使用其中的兩種以上的成型輔助劑。調製原料膏時，優選為進行混合混煉，可以使用攪拌器、磨碎機等進行混合，也可 以使用捏合機等進行混煉。然後，使用微波乾燥機、熱風乾燥機、電感(高頻)乾燥機、減壓乾燥機、真空乾燥 機、凍結乾燥機等乾燥機對所得到的蜂窩成型體進行乾燥。接下來，對所得到的蜂窩成型體進行脫脂。對脫脂條件並無特別限定，其可以根據 成型體內所包含的有機物的種類和含量進行適當的選擇，優選為在400°C下脫脂2個小吋。之後，通過對所得到的蜂窩成型體進行燒成，得到圓柱狀蜂窩單元11。燒成溫度優 選為600 1200°C，最好為600 1000°C。如果燒成溫度小於600°C，則燒結不進行，蜂窩 単元11的強度有可能變低。而如果燒成溫度大於1200°C，則燒結過度進行，沸石的反應部 位有可能減少。接下來，在圓柱狀蜂窩單元11的外周面上塗敷外周塗層用膏。作為外周塗層用膏，對其並無特別限制，可列舉出無機粘結劑和無機顆粒的混合 物、無機粘結劑和無機纖維的混合物、無機粘結劑、無機顆粒和無機纖維的混合物等。另外，外周塗層用膏還可以包含有機粘結劑。作為有機粘結劑，對其並無限定，可 列舉出聚こ烯醇、甲基纖維素、こ基纖維素、羧甲基纖維素等，也可以同時使用其中的兩種 以上的有機粘結劑。然後，通過對塗敷了外周塗層用膏的蜂窩單元11進行乾燥固化，得到圓柱狀蜂窩 結構體10。此時，如果外周塗層用膏內包含了有機粘結劑，則優選為進行脫脂。脫脂條件可 以根據有機物的種類和含量進行適當的選擇，優選為在700°C下脫脂20分鐘。這裡需要說明的是，通過將蜂窩單元11浸潰在含有Cu離子或Fe離子的水溶液 中，可以對沸石進行離子交換。另外，也可以使用包含由Cu以及/或者Fe離子進行了離子 交換的沸石的原料膏。另外，使用含浸法(浸潰法)，可以使蜂窩單元11的區域A擔載貴金屬觸媒。此 時，也可以使蜂窩單元11的區域A擔載氧化鋁等的載體，該載體上擔載了貴金屬觸媒。另 夕卜，使蜂窩單元11的區域A擔載氧化鋁等的載體後，還可以使其擔載貴金屬觸媒。再有，也 可以使蜂窩單元11的區域A直接擔載貴金屬觸媒。圖3示出了蜂窩結構體10的變形例。這裡需要說明的是，在蜂窩結構體10』中，多 個蜂窩單元11通過粘結層13被粘結在一起，其中，在每個蜂窩單元11中，多個貫穿孔Ila 隔著間壁Ilb沿長度方向並排設置(參照圖4);除此之外，蜂窩結構體10』與蜂窩結構體 10相同。蜂窩單元11的與長度方向垂直的截面的截面面積優選為5 50cm2。如果與長度 方向垂直的截面的截面面積小於5cm2，則蜂窩結構體10』的壓カ損失有可能増大。而如果 與長度方向垂直的截面的截面面積大於50cm2，則相對於蜂窩單元11內所產生的熱應カ的 強度有可能不足。
粘結層13的厚度優選為0. 5 2mm。如果粘結層13的厚度小於0. 5mm,則粘結強 度有可能不足。而如果粘結層13的厚度大於2mm，則蜂窩結構體10』的壓力損失有可能增大。另外，周緣部之外的蜂窩單元11的形狀為四稜柱狀，但對其並無特別限定，例如 也可為六稜柱等。下面，對蜂窩結構體10』的製造方法的一個例子進行說明。首先，與蜂窩結構體10 同樣地製成四稜柱狀蜂窩單元11。接下來，在蜂窩單元11的外周面上塗敷粘結層用膏，然 後按順序使蜂窩單元11粘結，並進行乾燥固化，以製成蜂窩單元11的集合體。此時，在製成蜂窩單元11的集合體後，也可以將其切削成圓柱狀，並進行研磨。另 夕卜，也可以使截面被形成為扇形或正方形的蜂窩單元11進行粘結，以製成圓柱狀蜂窩單元 11的集合體。作為粘結層用膏，對其並無特別限定，可列舉出無機粘結劑和無機顆粒的混合物、 無機粘結劑和無機纖維的混合物、無機粘結劑、無機顆粒和無機纖維的混合物等。另外，粘結層用膏還可以包含有機粘結劑。作為有機粘結劑，對其並無特別限定， 可列舉出聚乙烯醇、甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素等，也可以同時使用其中的兩 種以上的有機粘結劑。接下來，在圓柱狀蜂窩單元11的集合體的外周面上塗敷外周塗層用膏。對外周塗 層用膏並無特別限定，其可以包含與粘結層用膏相同的材料，也可以包含不同的材料。另 夕卜，外周塗層用膏還可以與粘結層用膏具有相同的組成。之後，通過對塗敷了外周塗層用膏的蜂窩單元11的集合體進行乾燥固化，得到圓 柱狀蜂窩結構體10』。此時，如果粘結層用膏以及/或者外周塗層用膏內包含了有機粘結 齊IJ，則優選為進行脫脂。脫脂條件可以根據有機物的種類和含量進行適當的選擇，優選為在 700°C下脫脂20分鐘。這裡需要說明的是，在蜂窩結構體10以及10』中，也可以不形成外周塗層12。[實施例1]首先，將平均粒徑為3 ii m的SAPO 3100g、伯姆石895g、平均纖維直徑為6 ii m且平 均纖維長度為100 li m的氧化招纖維485g、甲基纖維素380g、油脂酸(olein acid)280g、以 及離子交換水2425g進行混合混煉，以製成原料膏1。然後，使用擠壓成型機對原料膏1進行擠壓成型，製成正四稜柱狀的蜂窩成型體 毛坯。接下來，使用微波乾燥機以及熱風乾燥機，在110°C下對蜂窩成型體進行10分鐘的幹 燥處理，之後，在400°C下實施5個小時的脫脂。接下來，在700°C下進行2個小時的燒成， 製成邊長為34. 3mm、長度為150mm的正四稜狀蜂窩單元11。在蜂窩單元11中，貫穿孔11a 的密度為93個/cm2，間壁lib的厚度為0. 23mm。之後，通過將蜂窩單元11浸潰在硝酸銅水溶液中，由Cu離子對沸石進行了交換。 使用ICPS-8100( 「島津製作所」公司制)通過IPC發光分析所求得的沸石的離子交換量為 2. 7質量％。另外，將蜂窩單元11的區域A(長度為10_)浸潰在硝酸白金溶液中後，在600°C 下保持1個小時，使其擔載白金觸媒。此時，蜂窩單元11的區域A的單位表觀體積的白金 觸媒含量為3g/L。
接下來，將平均纖維直徑為0. 5 m且平均纖維長度為15 y m的氧化鋁纖維767g、 石英玻璃2500g、羧甲基纖維素17g、固形成分為30質量％的ニ氧化矽溶膠600g、聚こ烯醇 167g、界面活性劑167g、以及氧化招中空球(alumina balloon) 17g進行混合混煉，以製成 具有耐熱性的粘結層用膏。塗敷粘結層用膏，以使粘結層的厚度為2mm，然後，使16個蜂窩単元11進行粘結， 並對粘結層用膏在150°C下進行10分鐘的乾燥固化，之後，使用鑽石切割器將其切削成與 長度方向垂直的截面大致為點對稱的圓柱狀，以製成蜂窩單元11的集合體。接下來，在蜂窩單元11的集合體的外周面上塗敷粘結層用膏，以使外周塗層的厚 度為1mm，之後，使用微波乾燥機和熱風乾燥機，在150°C下對粘結層用膏進行10分鐘的幹 燥固化，然後，在400°C下實施2個小時的脫脂，以製成直徑為143. 8mm、高度為150mm的圓 柱狀蜂窩結構體10』。之後，在於蜂窩結構體10』的外周部配置了支撐密封材(由無機纖維構成的墊 材)20的狀態下，將其封裝入金屬管(外殼)30，以製成尾氣浄化裝置100』(參照圖2)。此 時，蜂窩單元11的區域A被配置在相對於尾氣流動方向的下遊側。[實施例2]除了將蜂窩単元H的區域A的長度變更為5_之外，與實施例I同樣地製成蜂窩 結構體10』和尾氣浄化裝置100』。[實施例3]除了將蜂窩単元11的區域A的長度變更為25mm之外，與實施例I同樣地製成蜂 窩結構體10』和尾氣浄化裝置100』。[實施例4]將平均粒徑為3 ii m的P型沸石3000g、伯姆石840g、平均纖維直徑為6 ii m且平 均纖維長度為IOOiim的氧化鋁纖維650g、甲基纖維素330g、油脂酸(olein acid)330g、以 及離子交換水1800g進行混合混煉，以製成原料膏2。除了以原料膏2代替原料膏I之外，與實施例2同樣地製成蜂窩結構體10』和尾 氣浄化裝置100，。[實施例5]除了通過將蜂窩單元11浸潰至硝酸鐵水溶液中，由Fe離子對沸石進行離子交換 之外，與實施例4同樣地製成蜂窩結構體10』以及尾氣浄化裝置100』。這裡需要說明的是，使用ICPS-8100( 「島津製作所」公司制)通過IPC發光分析 所求得的沸石的離子交換量為2. 7質量％。[實施例6]除了將蜂窩単元n的區域A的長度變更為25mm之外，與實施例5同樣地製成蜂 窩結構體10』以及尾氣浄化裝置100』。[實施例7]將由Cu進行了 2. 7質量％離子交換且平均粒徑為3iim的SAP03100g、伯姆石 895g、平均纖維直徑為6iim且平均纖維長度為IOOiim的氧化鋁纖維485g、甲基纖維素 380g、油脂酸(olein acid) 280g、以及離子交換水2425g進行混合混煉，以製成原料膏3。除了以原料膏3代替原料膏I，並且不將蜂窩単元11浸潰至硝酸銅水溶液之外，與實施例2同樣地製成蜂窩結構體10』和尾氣淨化裝置100』。[實施例8]將由Fe進行了 2. 7質量％離子交換且平均粒徑為3 ii m的0型沸石3000g、伯姆 石840g、平均纖維直徑為6 u m且平均纖維長度為100 u m的氧化鋁纖維650g、甲基纖維素 330g、油脂酸(olein acid) 330g、以及離子交換水1800g進行混合混煉，以製成原料膏4。除了以原料膏4代替原料膏1，並且不將蜂窩單元11浸潰至硝酸銅水溶液之外，與 實施例2同樣地製成蜂窩結構體10』和尾氣淨化裝置100』。[比較例1]除了將蜂窩單元11的區域A的長度變更為2mm之外，與實施例1同樣地製成蜂窩 結構體10』以及尾氣淨化裝置100』。[比較例2]除了在蜂窩單元11上不擔載白金觸媒之外，與實施例1同樣地製成蜂窩結構體 10』以及尾氣淨化裝置100』。[比較例3]除了將蜂窩單元11的區域A的長度變更為2_之外，與實施例5同樣地製成蜂窩 結構體10』以及尾氣淨化裝置100』。[比較例4]除了在蜂窩單元11上不擔載白金觸媒之外，與實施例5同樣地製成蜂窩結構體 10』以及尾氣淨化裝置100』。[比較例5]除了在蜂窩單元11上不擔載白金觸媒之外，與實施例7同樣地製成蜂窩結構體 10』以及尾氣淨化裝置100』。[比較例6]除了在蜂窩單元11上不擔載白金觸媒之外，與實施例8同樣地製成蜂窩結構體 10』以及尾氣淨化裝置100』。[NOx淨化率的測定以及氨逃逸的評價]如圖5所示，在經由排氣管將柴油發動機(1.6L直噴引擎)200、柴油氧化觸媒 (D0C) 300、柴油顆粒捕集(過濾)器(DPF)400、實施例1 8以及比較例1 6的各尾氣 淨化裝置100』進行串聯連接的狀態下，在NEDC (New European Driving Cycle)模式下使 其運轉。此時，使用MEXA-7500DEGR( 「H0RIBA」公司制)，對流入尾氣淨化裝置100』的NOx 流入量以及從尾氣淨化裝置100』流出的NOx流出量進行測定，並對由下式所表示的NOx淨 化率[% ]進行了測定(檢測界限為0. lppm)。(NOx流入量-NOx流出量)/ (NOx流入量)X 100此時，在尾氣淨化裝置100』之前的緊挨著的排氣管中，一邊對從柴油發動機200 排出的NOx進行檢測，一邊噴射尿素水，以使尿素相對於NOx的摩爾比為1. 2。這裡需要說 明的是，尾氣淨化裝置100』的平均溫度為160°C，平均空間速度(SV)為20000/hr，尾氣中 二氧化氮相對於NOx的體積比為0. 25 0. 30，僅在尾氣淨化裝置100』的溫度為180°C以 上時噴射尿素水，使尾氣淨化裝置100』的蜂窩結構體10』預先吸收6. 0g的氨。另外，在尾氣淨化裝置100』的下遊側設置氣體檢測管，以對是否存在氨逃逸進行評價。
〔0127〕 此時，作為000 300以及0？？ 400，分別使用直徑為143. 8臟且長度為100臟的蜂 窩結構體(商品〉、以及直徑為143. 8111111且長度為152. 4111111的蜂窩結構體(商品〉。
〔0128〕 這裡需要說明的是，在使用比較例2、4的尾氣淨化裝置100』的情況下，在圖5中， 於尾氣淨化裝置100』的下遊側，經由排氣管，還設置作為000的直徑為143. 8！^且長度為 50111111的蜂窩結構體(商品〉。
〔0129〕 表1中示出了勵X淨化率的測定結果以及氨逃逸的評價結果。
〔0130〕 [表 1〕
〔0131〕
權利要求
1.一種蜂窩結構體，具有蜂窩單元，在該蜂窩單元中，包含沸石以及無機粘結劑，並且多個貫穿孔隔著間壁沿長度方向並排設置，所述蜂窩結構體的特徵在於， 在所述蜂窩單元中，僅在從所述長度方向的一方的端部起算長度為全長的I. 5%以上20%以下的區域內擔載貴金屬觸媒。
2.根據權利要求I所述的蜂窩結構體，其特徵在於， 所述沸石為β型沸石、ZSM-5型沸石、或者磷酸鹽系列沸石。
3.根據權利要求2所述的蜂窩結構體，其特徵在於， 所述磷酸鹽系列沸石為從SAPO、MeAPO,以及MeAPSO所組成的群中選出的一種以上的沸石。
4.根據權利要求3所述的蜂窩結構體，其特徵在於， 所述SAPO為從SAP0-5、SAP0-11、以及SAP0-34所組成的群中選出的一種以上的SAP0。
5.根據權利要求I至4的任I項所述的蜂窩結構體，其特徵在於， 所述沸石為包含由Cu以及/或者Fe進行了離子交換的沸石。
6.根據權利要求I至5的任I項所述的蜂窩結構體，其特徵在於， 所述無機粘結劑為從氧化鋁溶膠、二氧化矽溶膠、二氧化鈦溶膠、水玻璃、海泡石、矽鎂土、以及伯姆石所組成的群中選出的一種以上的物質中含有的固形成分。
7.根據權利要求I至6的任I項所述的蜂窩結構體，其特徵在於， 所述蜂窩單元還包含無機纖維以及/或者鱗片狀物質。
8.根據權利要求7所述的蜂窩結構體，其特徵在於， 所述無機纖維為從氧化鋁、二氧化矽、碳化矽、二氧化矽氧化鋁、玻璃、鈦酸鉀、以及硼酸鋁所組成的群中選出的一種以上的無機纖維， 所述鱗片狀物質為從玻璃、白雲母、氧化鋁、二氧化矽、以及氧化鋅所組成的群中選出的一種以上的物質。
9.根據權利要求I至8的任I項所述的蜂窩結構體，其特徵在於， 具有多個所述蜂窩單元。
10.一種尾氣淨化裝置，具有權利要求I至9的任I項所述的蜂窩結構體，該尾氣淨化裝置的特徵在於， 擔載了所述貴金屬觸媒的區域配置在尾氣流動方向的下遊側。
11.根據權利要求10所述的尾氣淨化裝置，其特徵在於， 使用於柴油發動機的SCR系統。
全文摘要
本發明的蜂窩結構體，具有蜂窩單元，在該蜂窩單元中，包含沸石以及無機粘結劑，並且多個貫穿孔隔著間壁沿長度方向並排設置；在所述蜂窩單元中，僅在從所述長度方向的一方的端部起算長度為全長的1.5％以上20％以下的區域內擔載貴金屬觸媒。
文檔編號C04B38/00GK102665910SQ200980162508
公開日2012年9月12日 申請日期2009年11月19日 優先權日2009年11月19日
發明者吉村健, 國枝雅文, 宮下敏行 申請人:揖斐電株式會社