專利名稱：蜂窩結(jié)構(gòu)體以及尾氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蜂窩結(jié)構(gòu)體以及具有蜂窩結(jié)構(gòu)體的尾氣凈化裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，作為凈化汽車尾氣的系統(tǒng)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(tǒng)。另外，在SCR系統(tǒng)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(tǒng)的固定燃燒源所產(chǎn)生的尾氣的方法，公 開了一種方法，即在SCR系統(tǒng)的下游側(cè)，通過將氨的排出物置于貴金屬觸媒(催化劑)，在 貴金屬觸媒中使未反應(yīng)氣體氨與氧氣進行反應(yīng)，以生成氮的氧化態(tài)更高的反應(yīng)生成物。另外，在專利文獻2中，公開了一種蜂窩結(jié)構(gòu)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、二氧化硅、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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(tǒng)的下游側(cè)，因為設(shè) 置了作為另一物體的貴金屬觸媒，所以SCR系統(tǒng)的配置空間變大了。另外，目前還存在著一種需求，即N0x的凈化性能要比專利文獻2的蜂窩結(jié)構(gòu)體 中的無機顆粒為沸石時還高。本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所具有的問題而提出的，其目的在于提供一種不僅可 維持NOx的凈化性能還可抑制氨逃逸、并可對SCR系統(tǒng)的配置空間變大進行抑制的蜂窩結(jié) 構(gòu)體和尾氣凈化裝置。用于解決上述課題的手段如下一種蜂窩結(jié)構(gòu)體，具有蜂窩單元，在該蜂窩單元中，包含沸石以及無機粘結(jié)劑，并 且多個貫穿孔隔著間壁沿長度方向并排設(shè)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(qū)域內(nèi)擔(dān)載貴金屬觸媒。所述沸石優(yōu)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(yōu)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(yōu)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(yōu)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(jié)劑優(yōu)選為從氧化鋁溶膠、二氧化硅溶膠、二氧化鈦溶膠、水玻璃、海泡石、硅鎂土、以及伯姆石所組成的群中選出的ー種以上的物質(zhì)中含有的固形成分。所述蜂窩單元優(yōu)選為還包含無機纖維以及/或者鱗片狀物質(zhì)。所述無機纖維優(yōu)選為從氧化鋁、ニ氧化硅、碳化硅、ニ氧化硅氧化鋁、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(zhì)優(yōu)選為從玻璃、 白云母、氧化鋁、ニ氧化硅、以及氧化鋅所組成的群中選出的ー種以上的物質(zhì)。本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體優(yōu)選為具有多個所述蜂窩單元。本發(fā)明的尾氣浄化裝置具有本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，擔(dān)載了所述貴金屬觸媒的區(qū)域 配置在尾氣流動方向的下游側(cè)。本發(fā)明的尾氣浄化裝置優(yōu)選為使用于柴油發(fā)動機的SCR系統(tǒng)。本發(fā)明的效果如下根據(jù)本發(fā)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、并可對 SCR系統(tǒng)的配置空間變大進行抑制的蜂窩結(jié)構(gòu)體和尾氣浄化裝置。


圖I是表示本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個例子的立體圖。圖2是表示本發(fā)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(jié)構(gòu)體的變形例的立體圖。圖4是表示用于構(gòu)成圖3的蜂窩結(jié)構(gòu)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(fā)明的實施形態(tài)進行說明。圖I示出了本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的ー個例子。在蜂窩結(jié)構(gòu)體10中，單ー蜂窩單元 11的外周面上形成有外周涂層12 ;該蜂窩單元11包含作為無機顆粒的沸石以及無機粘結(jié) 齊U，并且多個貫穿孔Ua隔著間壁Ilb沿長度方向并排設(shè)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(qū)域A內(nèi)擔(dān)載貴金屬觸媒。下面，將擔(dān)載了貴金屬觸媒的蜂窩單元 11的區(qū)域A稱為蜂窩單元11的區(qū)域A。如果將這樣的蜂窩單元11的區(qū)域A配置在尾氣浄化裝置100 (參照圖2)的尾氣 流動方向的下游側(cè)，則通過蜂窩單元11的區(qū)域A內(nèi)所擔(dān)載的貴金屬觸媒，氨被氧化，這樣， 就可以抑制氨的逃逸。這里需要說明的是，尾氣浄化裝置100是在蜂窩結(jié)構(gòu)體10的外周部配置了支撐密 封材20的狀態(tài)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，在相對于尾氣流動方向的蜂窩結(jié)構(gòu)體10的上游側(cè)設(shè)置有用于噴射氨或其前軀體的 噴射嘴等的噴射單元(圖中未示)。據(jù)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(wěn)定性，則 作為氨的前軀體，優(yōu)選為使用尿素水。這里需要說明的是，通過在尾氣中被加熱，尿素水發(fā) 生水解，產(chǎn)生氨。如果蜂窩單元11的區(qū)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(qū)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(qū)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(qū)域還大，則NOx的凈 化率下降。作為在蜂窩單元11中被擔(dān)載的貴金屬觸媒，只要其可對氨進行氧化，對其并無特 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，對其并無特別限定，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的凈化性能，優(yōu)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的凈化能力，沸石優(yōu)選為包含由Cu以及/或者Fe進行了離子交 換的沸石。這里需要說明的是，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(yōu)選為1.0 5.0質(zhì) 量％。如果離子交換量小于1.0質(zhì)量％，則NOx的凈化性能有可能不足，而如果大于5.0質(zhì) 量％，則應(yīng)該被離子交換的金屬可能作為氧化物而存在，導(dǎo)致有可能不能被離子交換。另外，沸石的一次顆?；蚨晤w粒的平均粒徑優(yōu)選為0. 5 lOiim，最好為1 5um0如果沸石的一次顆?；蚨晤w粒的平均粒徑小于0.5 ym，則尾氣難以滲透至間壁 lib的內(nèi)部，沸石有可能不能有效地用于NOx的凈化。而如果沸石的一次顆?；蚨晤w粒的 平均粒徑大于10 ym，則因為蜂窩單元11中的氣孔數(shù)量變少，所以尾氣難以滲透至間壁lib 的內(nèi)部，導(dǎo)致沸石有可能不能有效地用于NOx的凈化。蜂窩單元11的單位表觀體積的沸石含量優(yōu)選為230 360g/L。如果單位表觀體 積的沸石含量小于230g/L，則為了提高NOx的凈化率，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于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(nèi)的無機粘結(jié)劑，對其并無特別限定，可列舉出氧化鋁溶 膠、二氧化硅溶膠、二氧化鈦溶膠、水玻璃、海泡石、硅鎂土、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(jié)劑。蜂窩單元11的無機粘結(jié)劑的含量優(yōu)選為5 30質(zhì)量最好為10 20質(zhì)量％。 如果無機粘結(jié)劑的含量小于5質(zhì)量％，則蜂窩單元11的強度有可能下降，而如果大于30質(zhì) 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(yōu)選為還包含無機纖維以及/或者鱗片狀物質(zhì)。作為包含在蜂窩單元11內(nèi)的無機纖維，只要其可以提高蜂窩單元11的強度，對其 并無特別限定，可列舉出氧化鋁、二氧化硅、碳化硅、二氧化硅氧化鋁、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(yōu)選為2 1000,較好為5 800,最好為10 500。如果無機 纖維的縱橫比小于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 維的縱橫比大于1000，則對蜂窩單元11進行擠壓成型時，在模具內(nèi)有可能發(fā)生網(wǎng)眼堵塞等 情況，還有可能由于無機纖維發(fā)生折斷，導(dǎo)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(nèi)的鱗片狀物質(zhì)，只要其可以提高蜂窩單元11的強度，對 其并無特別限定，可列舉出玻璃、白云母、氧化鋁、ニ氧化硅、氧化鋅等，也可以同時使用其 中的兩種以上的鱗片狀物質(zhì)。蜂窩單元11的無機纖維以及鱗片狀物質(zhì)的含量優(yōu)選為3 50質(zhì)量％，較好為3 30質(zhì)量％，最好為5 20質(zhì)量％。如果無機纖維以及鱗片狀物質(zhì)的 含量小于3質(zhì)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(zhì)的含量大于50質(zhì)量％，則蜂窩単元11中的沸石含量降低，導(dǎo)致NOx的浄化 率有可能下降。蜂窩單元11的氣孔率優(yōu)選為25 40%。如果蜂窩単元11的氣孔率小于 25%，則尾氣難以滲透至間壁Ilb的內(nèi)部，沸石就可能不能有效地用于NOx的凈化。而如果 蜂窩單元11的氣孔率大于40%，則蜂窩単元11的強度有可能不足。這里需要說明的是，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(yōu)選為50 75 %。如果與長度方 向垂直的截面的開ロ率小于50%，則沸石有可能不能有效地用于NOx的浄化。而如果與長 度方向垂直的截面的開ロ率大于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(yōu)選為31 124個/ cm2。如果與長度方向垂直的截面的貫穿孔Ila的密度小于31個/cm2，則廢氣與沸石難以 發(fā)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 大于124個/cm2，則蜂窩結(jié)構(gòu)體10的壓カ損失可能増大。蜂窩單兀11的間壁Ilb的厚度優(yōu)選為0. 10 0. 50mm,最好為0. 15 0. 35mm。如 果間壁Ilb的厚度小于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 大于0. 50mm,則廢氣難以滲透至間壁Ilb的內(nèi)部，導(dǎo)致沸石有可能不能有效地用于NOx的凈 化。外周涂層12的厚度優(yōu)選為0. I 2mm。如果外周涂層12的厚度小于0. Imm,則對 蜂窩結(jié)構(gòu)體10的強度進行提高的效果有可能不足。而如果外周涂層12的厚度大于2_，則 蜂窩結(jié)構(gòu)體10的単位體積的沸石含量降低，導(dǎo)致NOx的浄化率有可能下降。蜂窩結(jié)構(gòu)體10為圓柱狀，但并不限定于此，也可為棱柱狀、橢圓柱狀等。另外，貫 穿孔Ila的形狀為四棱柱狀，但并不限定于此，也可為三棱柱狀、六棱柱狀等。下面，對蜂窩結(jié)構(gòu)體10的制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，以制成多個貫穿孔隔著間壁沿長度方向并排設(shè)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(jié)劑，另外，根據(jù)需要，還可包含無機纖維以及/或者鱗 片狀物質(zhì)。據(jù)此，即使將燒成溫度設(shè)為較低，也可以得到具有足夠強度的圓柱狀蜂窩單元 11。這里需要說明的是，作為原料膏中所包含的無機粘結(jié)劑，可添加氧化鋁溶膠、ニ氧 化硅溶膠、ニ氧化鈦溶膠、水玻璃、海泡石、硅鎂土、伯姆石等，也可以同時使用其中的兩種 以上的無機粘結(jié)劑。另外，根據(jù)需要，在原料膏中還可以適當(dāng)?shù)靥砑佑袡C粘結(jié)劑、分散介質(zhì)、成型輔助劑等。作為有機粘結(jié)劑，對其并無特別限定，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(huán)氧樹脂等，也可以同時使用其中的兩種以上的有機粘結(jié) 齊U。這里需要說明的是，有機粘結(jié)劑的添加量優(yōu)選為沸石、無機粘結(jié)劑、無機纖維、以及鱗片狀物質(zhì)的總質(zhì)量的I 10%。作為分散介質(zhì)，對其并無特別限定，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(zhì)。作為成型輔助劑，對其并無特別限制，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(diào)制原料膏時，優(yōu)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。然后，使用微波干燥機、熱風(fēng)干燥機、電感(高頻)干燥機、減壓干燥機、真空干燥 機、凍結(jié)干燥機等干燥機對所得到的蜂窩成型體進行干燥。接下來，對所得到的蜂窩成型體進行脫脂。對脫脂條件并無特別限定，其可以根據(jù) 成型體內(nèi)所包含的有機物的種類和含量進行適當(dāng)?shù)倪x擇，優(yōu)選為在400°C下脫脂2個小吋。之后，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(yōu) 選為600 1200°C，最好為600 1000°C。如果燒成溫度小于600°C，則燒結(jié)不進行，蜂窩 単元11的強度有可能變低。而如果燒成溫度大于1200°C，則燒結(jié)過度進行，沸石的反應(yīng)部 位有可能減少。接下來，在圓柱狀蜂窩單元11的外周面上涂敷外周涂層用膏。作為外周涂層用膏，對其并無特別限制，可列舉出無機粘結(jié)劑和無機顆粒的混合 物、無機粘結(jié)劑和無機纖維的混合物、無機粘結(jié)劑、無機顆粒和無機纖維的混合物等。另外，外周涂層用膏還可以包含有機粘結(jié)劑。作為有機粘結(jié)劑，對其并無限定，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(jié)劑。然后，通過對涂敷了外周涂層用膏的蜂窩單元11進行干燥固化，得到圓柱狀蜂窩 結(jié)構(gòu)體10。此時，如果外周涂層用膏內(nèi)包含了有機粘結(jié)劑，則優(yōu)選為進行脫脂。脫脂條件可 以根據(jù)有機物的種類和含量進行適當(dāng)?shù)倪x擇，優(yōu)選為在700°C下脫脂20分鐘。這里需要說明的是，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(qū)域A擔(dān)載貴金屬觸媒。此 時，也可以使蜂窩單元11的區(qū)域A擔(dān)載氧化鋁等的載體，該載體上擔(dān)載了貴金屬觸媒。另 夕卜，使蜂窩單元11的區(qū)域A擔(dān)載氧化鋁等的載體后，還可以使其擔(dān)載貴金屬觸媒。再有，也 可以使蜂窩單元11的區(qū)域A直接擔(dān)載貴金屬觸媒。圖3示出了蜂窩結(jié)構(gòu)體10的變形例。這里需要說明的是，在蜂窩結(jié)構(gòu)體10’中，多 個蜂窩單元11通過粘結(jié)層13被粘結(jié)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沿長度方向并排設(shè)置(參照圖4);除此之外，蜂窩結(jié)構(gòu)體10’與蜂窩結(jié)構(gòu)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(yōu)選為5 50cm2。如果與長度 方向垂直的截面的截面面積小于5cm2，則蜂窩結(jié)構(gòu)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于50cm2，則相對于蜂窩單元11內(nèi)所產(chǎn)生的熱應(yīng)カ的 強度有可能不足。
粘結(jié)層13的厚度優(yōu)選為0. 5 2mm。如果粘結(jié)層13的厚度小于0. 5mm,則粘結(jié)強 度有可能不足。而如果粘結(jié)層13的厚度大于2mm，則蜂窩結(jié)構(gòu)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的形狀為四棱柱狀，但對其并無特別限定，例如 也可為六棱柱等。下面，對蜂窩結(jié)構(gòu)體10’的制造方法的一個例子進行說明。首先，與蜂窩結(jié)構(gòu)體10 同樣地制成四棱柱狀蜂窩單元11。接下來，在蜂窩單元11的外周面上涂敷粘結(jié)層用膏，然 后按順序使蜂窩單元11粘結(jié)，并進行干燥固化，以制成蜂窩單元11的集合體。此時，在制成蜂窩單元11的集合體后，也可以將其切削成圓柱狀，并進行研磨。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(jié)，以制成圓柱狀蜂窩單元 11的集合體。作為粘結(jié)層用膏，對其并無特別限定，可列舉出無機粘結(jié)劑和無機顆粒的混合物、 無機粘結(jié)劑和無機纖維的混合物、無機粘結(jié)劑、無機顆粒和無機纖維的混合物等。另外，粘結(jié)層用膏還可以包含有機粘結(jié)劑。作為有機粘結(jié)劑，對其并無特別限定， 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(jié)劑。接下來，在圓柱狀蜂窩單元11的集合體的外周面上涂敷外周涂層用膏。對外周涂 層用膏并無特別限定，其可以包含與粘結(jié)層用膏相同的材料，也可以包含不同的材料。另 夕卜，外周涂層用膏還可以與粘結(jié)層用膏具有相同的組成。之后，通過對涂敷了外周涂層用膏的蜂窩單元11的集合體進行干燥固化，得到圓 柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)體10’。此時，如果粘結(jié)層用膏以及/或者外周涂層用膏內(nèi)包含了有機粘結(jié) 齊IJ，則優(yōu)選為進行脫脂。脫脂條件可以根據(jù)有機物的種類和含量進行適當(dāng)?shù)倪x擇，優(yōu)選為在 700°C下脫脂20分鐘。這里需要說明的是，在蜂窩結(jié)構(gòu)體10以及10’中，也可以不形成外周涂層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，以制成原料膏1。然后，使用擠壓成型機對原料膏1進行擠壓成型，制成正四棱柱狀的蜂窩成型體 毛坯。接下來，使用微波干燥機以及熱風(fēng)干燥機，在110°C下對蜂窩成型體進行10分鐘的干 燥處理，之后，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， 制成邊長為34. 3mm、長度為150mm的正四棱狀蜂窩單元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。之后，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( “島津制作所”公司制)通過IPC發(fā)光分析所求得的沸石的離子交換量為 2. 7質(zhì)量％。另外，將蜂窩單元11的區(qū)域A(長度為10_)浸潰在硝酸白金溶液中后，在600°C 下保持1個小時，使其擔(dān)載白金觸媒。此時，蜂窩單元11的區(qū)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(zhì)量％的ニ氧化硅溶膠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，以制成 具有耐熱性的粘結(jié)層用膏。涂敷粘結(jié)層用膏，以使粘結(jié)層的厚度為2mm，然后，使16個蜂窩単元11進行粘結(jié)， 并對粘結(jié)層用膏在150°C下進行10分鐘的干燥固化，之后，使用鉆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，以制成蜂窩單元11的集合體。接下來，在蜂窩單元11的集合體的外周面上涂敷粘結(jié)層用膏，以使外周涂層的厚 度為1mm，之后，使用微波干燥機和熱風(fēng)干燥機，在150°C下對粘結(jié)層用膏進行10分鐘的干 燥固化，然后，在400°C下實施2個小時的脫脂，以制成直徑為143. 8mm、高度為150mm的圓 柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)體10’。之后，在于蜂窩結(jié)構(gòu)體10’的外周部配置了支撐密封材(由無機纖維構(gòu)成的墊 材)20的狀態(tài)下，將其封裝入金屬管(外殼)30，以制成尾氣浄化裝置100’(參照圖2)。此 時，蜂窩單元11的區(qū)域A被配置在相對于尾氣流動方向的下游側(cè)。[實施例2]除了將蜂窩単元H的區(qū)域A的長度變更為5_之外，與實施例I同樣地制成蜂窩 結(jié)構(gòu)體10’和尾氣浄化裝置100’。[實施例3]除了將蜂窩単元11的區(qū)域A的長度變更為25mm之外，與實施例I同樣地制成蜂 窩結(jié)構(gòu)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，以制成原料膏2。除了以原料膏2代替原料膏I之外，與實施例2同樣地制成蜂窩結(jié)構(gòu)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同樣地制成蜂窩結(jié)構(gòu)體10’以及尾氣浄化裝置100’。這里需要說明的是，使用ICPS-8100( “島津制作所”公司制)通過IPC發(fā)光分析 所求得的沸石的離子交換量為2. 7質(zhì)量％。[實施例6]除了將蜂窩単元n的區(qū)域A的長度變更為25mm之外，與實施例5同樣地制成蜂 窩結(jié)構(gòu)體10’以及尾氣浄化裝置100’。[實施例7]將由Cu進行了 2. 7質(zhì)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，以制成原料膏3。除了以原料膏3代替原料膏I，并且不將蜂窩単元11浸潰至硝酸銅水溶液之外，與實施例2同樣地制成蜂窩結(jié)構(gòu)體10’和尾氣凈化裝置100’。[實施例8]將由Fe進行了 2. 7質(zhì)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，以制成原料膏4。除了以原料膏4代替原料膏1，并且不將蜂窩單元11浸潰至硝酸銅水溶液之外，與 實施例2同樣地制成蜂窩結(jié)構(gòu)體10’和尾氣凈化裝置100’。[比較例1]除了將蜂窩單元11的區(qū)域A的長度變更為2mm之外，與實施例1同樣地制成蜂窩 結(jié)構(gòu)體10’以及尾氣凈化裝置100’。[比較例2]除了在蜂窩單元11上不擔(dān)載白金觸媒之外，與實施例1同樣地制成蜂窩結(jié)構(gòu)體 10’以及尾氣凈化裝置100’。[比較例3]除了將蜂窩單元11的區(qū)域A的長度變更為2_之外，與實施例5同樣地制成蜂窩 結(jié)構(gòu)體10’以及尾氣凈化裝置100’。[比較例4]除了在蜂窩單元11上不擔(dān)載白金觸媒之外，與實施例5同樣地制成蜂窩結(jié)構(gòu)體 10’以及尾氣凈化裝置100’。[比較例5]除了在蜂窩單元11上不擔(dān)載白金觸媒之外，與實施例7同樣地制成蜂窩結(jié)構(gòu)體 10’以及尾氣凈化裝置100’。[比較例6]除了在蜂窩單元11上不擔(dān)載白金觸媒之外，與實施例8同樣地制成蜂窩結(jié)構(gòu)體 10’以及尾氣凈化裝置100’。[NOx凈化率的測定以及氨逃逸的評價]如圖5所示，在經(jīng)由排氣管將柴油發(fā)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 凈化裝置100’進行串聯(lián)連接的狀態(tài)下，在NEDC (New European Driving Cycle)模式下使 其運轉(zhuǎn)。此時，使用MEXA-7500DEGR( “H0RIBA”公司制)，對流入尾氣凈化裝置100’的NOx 流入量以及從尾氣凈化裝置100’流出的NOx流出量進行測定，并對由下式所表示的NOx凈 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，在尾氣凈化裝置100’之前的緊挨著的排氣管中，一邊對從柴油發(fā)動機200 排出的NOx進行檢測，一邊噴射尿素水，以使尿素相對于NOx的摩爾比為1. 2。這里需要說 明的是，尾氣凈化裝置100’的平均溫度為160°C，平均空間速度(SV)為20000/hr，尾氣中 二氧化氮相對于NOx的體積比為0. 25 0. 30，僅在尾氣凈化裝置100’的溫度為180°C以 上時噴射尿素水，使尾氣凈化裝置100’的蜂窩結(jié)構(gòu)體10’預(yù)先吸收6. 0g的氨。另外，在尾氣凈化裝置100’的下游側(cè)設(shè)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(jié)構(gòu)體(商品〉、以及直徑為143. 8111111且長度為152. 4111111的蜂窩結(jié)構(gòu)體(商品〉。
〔0128〕 這里需要說明的是，在使用比較例2、4的尾氣凈化裝置100’的情況下，在圖5中， 于尾氣凈化裝置100’的下游側(cè)，經(jīng)由排氣管，還設(shè)置作為000的直徑為143. 8！^且長度為 50111111的蜂窩結(jié)構(gòu)體(商品〉。
〔0129〕 表1中示出了勵X凈化率的測定結(jié)果以及氨逃逸的評價結(jié)果。
〔0130〕 [表 1〕
〔0131〕
權(quán)利要求
1.一種蜂窩結(jié)構(gòu)體，具有蜂窩單元，在該蜂窩單元中，包含沸石以及無機粘結(jié)劑，并且多個貫穿孔隔著間壁沿長度方向并排設(shè)置，所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的特征在于， 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(qū)域內(nèi)擔(dān)載貴金屬觸媒。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其特征在于， 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(jù)權(quán)利要求2所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其特征在于， 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(jù)權(quán)利要求3所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其特征在于， 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(jù)權(quán)利要求I至4的任I項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其特征在于， 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(jù)權(quán)利要求I至5的任I項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其特征在于， 所述無機粘結(jié)劑為從氧化鋁溶膠、二氧化硅溶膠、二氧化鈦溶膠、水玻璃、海泡石、硅鎂土、以及伯姆石所組成的群中選出的一種以上的物質(zhì)中含有的固形成分。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6的任I項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其特征在于， 所述蜂窩單元還包含無機纖維以及/或者鱗片狀物質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其特征在于， 所述無機纖維為從氧化鋁、二氧化硅、碳化硅、二氧化硅氧化鋁、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(zhì)為從玻璃、白云母、氧化鋁、二氧化硅、以及氧化鋅所組成的群中選出的一種以上的物質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8的任I項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其特征在于， 具有多個所述蜂窩單元。
10.一種尾氣凈化裝置，具有權(quán)利要求I至9的任I項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，該尾氣凈化裝置的特征在于， 擔(dān)載了所述貴金屬觸媒的區(qū)域配置在尾氣流動方向的下游側(cè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的尾氣凈化裝置，其特征在于， 使用于柴油發(fā)動機的SCR系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，具有蜂窩單元，在該蜂窩單元中，包含沸石以及無機粘結(jié)劑，并且多個貫穿孔隔著間壁沿長度方向并排設(shè)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(qū)域內(nèi)擔(dān)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(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者吉村健, 國枝雅文, 宮下敏行 申請人:揖斐電株式會社