[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，但是，由于交通量也在增加，所以还很难说已经采取了完善的废气应对方法。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NO_X的控制要求正在变得非常严格。目前为止，一般通过控制发动机的燃烧系统来谋求减少NO_X，但是，仅使用该方法并不能百分之百地减少NO_X。作为应对该问题的柴油NO_X净化系统，已经提出了一种将氨作为还原剂来使用的NO_X还原系统(被称为SCR(选择性催化剂还原)系统)。

作为应用于该系统中的催化剂载体，众所周知的有蜂窝结构体。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是由蜂窝单元构成的，该蜂窝单元是通过将γ氧化铝(γ alumina)、二氧化铈(ceria)、氧化锆(zirconia)、沸石(zeolite)等与无机纤维和无机粘结剂进行混合，成型为蜂窝型状后进行烧成制得的。

专利文献2(日本特许第2675321号公报)中公开了一种NO_X净化方法，该方法使用蜂窝型催化剂并通过氨来还原柴油发动机废气中的NO_X，在该蜂窝型催化剂中，贯通孔(cell，也称“孔格”、“孔道”或“格子”)的等效直径为1.5～5mm，孔格壁的厚度为0.3～0.9mm，特定细孔范围内的细孔容积占整个细孔容积的40％以上。这种蜂窝型催化剂被认为具有充分的强度和良好的NO_X净化性能。

在如专利文献1中公开的蜂窝结构体中，当使用沸石为主原料通过成型、烧成来制作蜂窝单元时，如果特别地增加沸石的含量，就有可能不能充分地保持蜂窝单元的强度。所以，由该蜂窝单元制成的蜂窝结构体在SCR系统中存在着这样的问题，即：有时不能维持其作为汽车废气用NO_X净化催化剂的功能。

在如专利文献2中公开的蜂窝催化剂中，通过将蜂窝体的孔格壁的厚度制成0.3mm以上来保持其强度。但是，如果加厚孔格壁，废气就很难充分地浸入孔格壁内部，仅在孔格壁表面发生反应，这样，就不能有效地利用整个孔格壁。另外，一般来说，如果使蜂窝体的孔格壁厚度变厚，并使贯通孔的等效直径变小，则贯通孔所占的空间变小，这样，当作为废气净化用催化剂来使用时，废气流通的压力损失就会增大。因此，针对相同的汽车废气，如果想得到期望的流通特性和净化性能，就需要提高蜂窝的开口率，并且还需要增大蜂窝催化剂。这样，就存在着如何将这种蜂窝催化剂应用至要求轻量化、小型化的汽车废气用NO_X净化催化剂上的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种压力损失低、废气净化性能高的蜂窝结构体，并且该蜂窝结构体可以作为汽车废气净化催化剂安装在车辆上。

用于解决本发明的课题的技术手段如下所述。

本发明是具有蜂窝单元的蜂窝结构体，该蜂窝单元具有沿长度方向从一个端面延伸至另一个端面的多个孔格被孔格壁分隔而形成的形状，所述蜂窝结构体的特征在于，所述蜂窝单元含有50～60质量％的沸石、15～25质量％的无机纤维、以及、20～32质量％的没有被包含在无机纤维内的氧化铝，当所述蜂窝单元中的沸石含有率为X(质量％)时，所述蜂窝单元的开口率Y(％)满足条件表达式(57≤Y≤0.7X+25)。

较好的本发明的所述蜂窝结构体，其特征在于，所述孔格壁的孔隙率在25～40％的范围内。

较好的本发明的所述蜂窝结构体，其特征在于，所述蜂窝单元的孔格密度在39～124个/cm²的范围内。

较好的本发明的所述蜂窝结构体，其特征在于，所述蜂窝单元的单位表观体积的沸石含量为230g/L以上。

较好的本发明的所述蜂窝结构体，其特征在于，所述沸石包含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型沸石以及L型沸石中的至少任意一种。

较好的本发明的所述蜂窝结构体，其特征在于，所述沸石中的二氧化硅与氧化铝的摩尔比(二氧化硅/氧化铝之比)在30～50的范围内。

较好的本发明的所述蜂窝结构体，其特征在于，所述沸石用Fe、Cu、Ni、Co、Zn、Mn、Ti、Ag以及V中的至少任意一种进行了离子交换。

较好的本发明的所述蜂窝结构体，其特征在于，所述沸石用Fe进行了离子交换。