[发明专利]蜂窝结构体

说明书

技术领域

本发明涉及一种蜂窝结构体。 

背景技术

关于汽车废气的净化，已经开发了很多技术，但由于交通量也在增加，因此还很难说已经采取了充分的对付废气的方法。无论在日本国内还是在世界范围内，都在进一步加强对汽车废气的控制。其中，对于柴油废气中的NOx的控制要求，正在变得非常严格。以往，通过控制发动机的燃烧系统来谋求减少NOx，但仅此不能完全对付废气。作为对应于这种课题的柴油NOx净化系统，已经提出了一种将氨作为还原剂来使用的NOx还原系统(被称作SCR(选择性催化还原)系统)。 

作为应用于这种系统的催化剂担载体，众所周知的有蜂窝结构体。在专利文献1(国际公开第2005/063653号小册子)中公开的蜂窝结构体中揭示了一种蜂窝结构体，该蜂窝结构体由在γ氧化铝、二氧化铈、氧化锆、沸石等中混合无机纤维和无机粘结剂并成型为蜂窝形状后进行烧成而制得的蜂窝单元构成。 

在专利文献2(日本特许第2675321号公报)中公开了一种NOx净化方法，该NOx净化方法使用贯通孔(孔道)的等效直径为1.5～5mm、孔道壁的厚度为0.3～0.9mm、在细孔容积中特定的细孔范围的细孔容积所占的比例为40％以上的蜂窝(型)催化剂，由氨来还原柴油机废气中的NOx。该蜂窝(型)催化剂可以充分发挥强度和NOx净化性能。 

在如专利文献1中公开的蜂窝结构体中，用沸石作为主原料进行成型、烧成而制作了蜂窝单元时，尤其在增加沸石的量时，不能充分地保持蜂窝单元的强度。因此，在SCR系统中，如专利文献1中公开的蜂窝结构体存在有时不能保持作为汽车废气用NOx净化催化剂的功能的问题。 

在专利文献2中公开的蜂窝催化剂中，通过使蜂窝的孔道壁的厚度设为0.3mm以上，从而保持强度。但是，如果孔道壁变厚，废气中的NOx气体不能充分地浸透到孔道壁的内部，从而在废气净化反应中，只在孔道壁表面发生反应，因此可能不能有效地利用整个孔道壁。通常，如果加厚蜂窝的孔道壁，减小贯通孔的等效直径，则贯通孔(孔道)所占的区域变小，因此当用作废气净化用催化剂时，导致蜂窝中的对废气流通的压力损失变大。因此，如果针对相同的汽车废气希望得到所期望的流通特性和净化性能，则需要增大蜂窝的开口率，而且需要制作体积大的蜂窝催化剂。将这种蜂窝催化剂应用到谋求轻量化、小型化的汽车的废气用NOx净化催化剂时，将产生问题。 

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种作为汽车废气的NOx净化催化剂具有出色的净化性能，并具有能搭载到车辆上使用的强度，且废气的流通阻力小的蜂窝结构体。 

下面记载解决本发明课题的手段。 

本发明提供一种蜂窝结构体，其具有蜂窝单元，该蜂窝单元具有沿着长度方向从一侧端面延伸至另一侧端面的多个孔道被孔道壁隔开而形成的形状，所述蜂窝单元包含61质量％～70质量％的沸石、15质量％～25质量％的无机纤维、10质量％～20质量％的除了包含在沸石以及无机纤维中的氧化铝之外的氧化铝，所述蜂窝单元的开口率为57％以上，当包含在所述蜂窝单元中的沸石的含有率x(质量％)小于66质量％时，所述开口率(％)为下式(1)中表示的y值以下， 

y＝0.55x+30……(1) 

当包含在蜂窝单元中的沸石的含有率x(质量％)为66质量％以上时，所述开口率(％)为下式(2)中表示的y值以下， 

y＝-0.25x+82.8……(2)。 

在本发明的蜂窝结构体中，所述孔道壁的孔隙率最好在25％～40％的范围。 

在本发明的蜂窝结构体中，所述蜂窝单元的孔道密度最好在39个/cm²～124个/cm²的范围。 

在本发明的蜂窝结构体中，所述蜂窝单元的单位表观体积的沸石含量为230g/L以上。 

在本发明的蜂窝结构体中，所述沸石最好包含β型沸石、Y型沸石、镁碱沸石、ZSM-5型沸石、丝光沸石、八面沸石、A型沸石或L型沸石中的至少任意一种沸石。 

在本发明的蜂窝结构体中，在所述沸石中，二氧化硅和氧化铝的摩尔比(二氧化硅/氧化铝之比)最好在30～50的范围。 

在本发明的蜂窝结构体中，最好包含用Fe、Cu、Ni、Co、Zn、Mn、Ti、Ag或V中的至少任意一种元素进行了离子交换的所述沸石。 

在本发明的蜂窝结构体中，最好包含用Fe进行了离子交换的所述沸石。