[发明专利]功能性结构体以及功能性结构体的制造方法

说明书

本发明提供一种功能性结构体，其能抑制金属氧化物微粒彼此的凝聚，防止金属氧化物微粒的功能降低，长期发挥稳定的功能。功能性结构体(1)具备：多孔质结构的骨架体(10)，其由沸石型化合物构成；以及至少一种金属氧化物微粒(20)，其存在于骨架体(10)内，含有钙钛矿型氧化物，骨架体(10)具有相互连通的通路(11)，金属氧化物微粒(20)存在于骨架体(10)的至少通路(11)。

技术领域

本发明涉及一种具备由沸石型化合物构成的多孔质结构的骨架体和含有钙钛矿型氧化物的金属氧化物微粒的功能性结构体以及该功能性结构体的制造方法。

背景技术

作为以往用于发电厂、汽车等排出的氮氧化物(NO_x)等排气、挥发性有机物质(VOC)的环境催化剂，例如可以列举出钙钛矿型氧化物(例如非专利文献1)。

作为使用钙钛矿型氧化物的环境催化剂，例如专利文献1中记载了一种分解催化剂，其作为氮氧化物分解催化剂的活性成分的金属复合氧化物中的至少一种的组成由通式AB_1-xM_xO_3+-z(其中，A为从碱土元素中选择的一种金属，B为从钛族元素中选择的一种金属，M为从铁族、白金族或铜族元素中选择的一种金属，0<x<1，z为常温大气压下的金属氧化物的氧缺陷数或氧过剩数)来表示，作为催化活性成分的金属复合氧化物中的至少一种具有SrTiO₃钙钛矿型晶体结构，此外，专利文献2中记载了一种氮氧化物分解催化剂，其使具有这样的钙钛矿型晶体结构的金属复合氧化物担载于碱性金属氧化物(MgO等)的载体。

然而，钙钛矿型氧化物容易因原料粉末烧成时(约600～1000℃)的热量而凝聚，因此存在如下倾向：细孔因该凝聚而闭塞，催化剂的比表面积减少，吸附和分解性能降低。此外，对于含有钙钛矿型氧化物的催化剂，用于使催化剂活化的温度高，虽然在800℃以上的温度下表现出较高的催化剂性能，但有时在650℃以下的温度下几乎不表现出催化剂性能。需要说明的是，催化剂性能是指例如氮氧化物的吸附性能等。

作为能够抑制容易受到烧成时、高温使用时产生的热量的影响而产生的钙钛矿型氧化物的凝聚的现有技术，例如专利文献3中所记载的内容。根据专利文献3的记载，催化剂由钙钛矿型复合氧化物、复合氧化物间隔物、贵金属构成，能通过含有复合氧化物间隔物来抑制钙钛矿型复合氧化物彼此的凝聚、由凝聚导致的细孔的闭塞，能使通过BET法计算出的比表面积增大，并且能将催化剂制成粉末状，当使用这样的粉末状催化剂(催化剂微粒)时，能够使催化剂的比表面积增大。

然而，在专利文献3中记载的催化剂中，对于将催化剂微粒保持(担载)于骨架体(载体)的使用方案并未进行任何公开，此外，在采用将具有上述构成的催化剂微粒保持在骨架体的结构的情况下，通常难以使骨架体的内部含有催化剂粒子，只能采用将催化剂粒子保持(固接)在骨架体的外表面的构成，若是该构成，则存在如下问题：催化剂微粒彼此容易因受到来自氮氧化物等排气(流体)的力(压力)、热量等的影响(作用)而产生凝聚(烧结)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-151440号公报

专利文献2：日本特开2000-197822号公报

专利文献3：日本特开2010-99638号公报

非专利文献

非专利文献1：石原达己，“<专刊>持续发展的催化剂技术现状以及展望未来的环境催化剂现状与展望——排烟除臭、VOC、NO分解催化剂——”，工业材料，日刊工业新闻社，2017年1月号，第六十五卷，第一号，p.71-76

发明内容

发明要解决的问题