[发明专利]多孔质陶瓷结构体

说明书

本发明涉及一种多孔质陶瓷结构体。本发明的课题是提供一种无需进行γ‑氧化铝之类增大比表面积的涂覆处理就能够担载催化剂的多孔质陶瓷结构体。蜂窝结构体(1)由多孔质的陶瓷材料形成，其在结构体内部具有气孔(5)，该陶瓷材料在结构体内部以掺杂的状态存在二氧化铈，至少一部分二氧化铈的粒子(6)暴露在气孔(5)的气孔表面(5a)。陶瓷材料以堇青石质或碳化硅质为主成分，二氧化铈在陶瓷材料中所占的比率为1.0质量％～10.0质量％的范围，铂或钯等铂族元素的催化剂微粒(7)的至少一部分担载于二氧化铈的粒子(6)。

技术领域

本发明涉及多孔质陶瓷结构体。更详细而言，涉及能够用于汽车废气净化用催化剂载体等各种用途的多孔质陶瓷结构体。

背景技术

以往，多孔质陶瓷结构体被用于汽车废气净化用催化剂载体、柴油机微粒除去过滤器或者燃烧装置用蓄热体等广泛的用途。特别是多数使用具有隔壁的蜂窝形状的多孔质陶瓷结构体(以下，称为“蜂窝结构体”。)，该隔壁区划形成多个隔室，即从一个端面延伸至另一个端面的流体的流路。该蜂窝结构体是经过挤压成型工序和烧成工序制造而成的，该挤压成型工序中，调制多个陶瓷原料并生坯化，得到成型原料，将该成型原料使用挤压成型机进行挤压成型，该烧成工序中，使挤压成型后的蜂窝成型体干燥后，在规定的烧成条件下进行烧成。

作为构成多孔质陶瓷结构体的陶瓷材料，例如使用碳化硅、硅-碳化硅系复合材料、堇青石、多铝红柱石、氧化铝、尖晶石、碳化硅-堇青石系复合材料、锂铝硅酸盐及钛酸铝等。

此处，由堇青石质形成的蜂窝结构体具有耐冲击性优异等优点。但是，由于蜂窝结构体的隔壁表面等的比表面积较小，所以无法担载足够量的催化剂，直接导致有时无法发挥较高的催化活性。因此，为了增大比表面积，将蜂窝结构体用γ-氧化铝进行涂覆处理。由此，能够增大比表面积，能够将用于发挥较高的催化活性的足够量的催化剂担载于蜂窝结构体(例如参见专利文献1。)。

另一方面，近年来，严格强化了针对由柴油发动机等排出的尾气的各种限制。因此，要求用作汽车废气净化用催化剂载体的蜂窝结构体等多孔质陶瓷结构体高性能化。例如通过将蜂窝结构体的隔壁薄壁化来降低蜂窝结构体整体的热容量，迅速升温至发挥催化剂的催化活性的温度，或者，使隔壁为高气孔率结构。此处，如果蜂窝结构体的气孔率降低，则存在压力损失增大而导致发动机的油耗性能降低等问题(参见专利文献2)。

此处，通过γ-氧化铝来对蜂窝结构体进行涂覆处理有可能堵塞多孔质性的隔壁而导致气孔率降低。因此，研究无需通过γ-氧化铝进行涂覆处理而担载足够量的催化剂的方法。例如已知对堇青石质陶瓷蜂窝结构体进行酸处理，于600℃～1000℃进行热处理后担载催化剂成分(参见专利文献3)。由此，能够增加比表面积，并且，能够不需要通过γ-氧化铝进行涂覆处理(所谓“催化剂载体涂层”)的工序。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4046925号公报

专利文献2：国际公开第2013/047908号

专利文献3：日本特公平5-40338号公报

发明内容

如上所述，涂覆处理γ-氧化铝的方法会堵塞蜂窝结构体(多孔质陶瓷结构体)的气孔而导致气孔率降低。因此，具有压力损失增大的问题。

另一方面，如专利文献3所示的、对多孔质陶瓷结构体进行酸处理及热处理由于不需要通过γ-氧化铝进行涂覆处理，所以能够实现多孔质陶瓷结构体的轻量化及耐热冲击性的提高。但是，有可能破坏堇青石质的晶格自身，从而多孔质陶瓷结构体的强度有可能降低。因此，要求开发出一种无需通过γ-氧化铝进行涂覆处理、并且不会导致强度降低就能够担载对于维持较高的催化活性而言足够量的催化剂的多孔质陶瓷结构体。

因此，本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其课题是提供一种能够担载对于维持催化活性而言足够量的催化剂的多孔质陶瓷结构体。