技術領域

本發(fā)明涉及負載有催化劑的蜂窩及其制造方法。

背景技術

目前下述負載有催化劑的蜂窩是為人們所知的，所述負載有催化劑的蜂窩在主要含有無機纖維的蜂窩結(jié)構(gòu)體的貫通孔壁上負載催化劑，通過使廢氣與催化劑接觸來凈化廢氣。對于專利文獻1公開的負載有催化劑的蜂窩，通過將蜂窩結(jié)構(gòu)體浸漬在漿料狀的催化劑溶液中，然后加熱蜂窩結(jié)構(gòu)體，以此將催化劑負載。

專利文獻1：國際公開WO2007-10643號公報

然而，廢氣中的煙黑(soot)的二次粒子的平均粒徑一般為0.1μm左右。但是，對于專利文獻1公開的負載有催化劑的蜂窩來說，是將蜂窩結(jié)構(gòu)體浸漬在漿料狀的催化劑溶液中。于是，如圖1(a)所示，容易使所負載的催化劑粒子202的粒徑比煙黑的二次粒子201的粒徑大很多。由此，存在以下問題：由于催化劑粒子與煙黑的二次粒子之間的活性點203少，以致不能充分發(fā)揮氧化物催化劑的活性氧對煙黑的燃燒作用。

因此，除了利用高溫廢氣進行強制再生時以外，被這樣的負載有催化劑的蜂窩捕集的煙黑難以被燃燒。其結(jié)果，還存在如下問題：煙黑易于蓄積在貫通孔壁上，因煙黑流入負載有催化劑的蜂窩而產(chǎn)生的經(jīng)時壓力損失易上升。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于，在負載有催化劑的蜂窩(該蜂窩負載有催化劑)中，通過使所流入的煙黑和催化劑易于接觸，來提高氧化物催化劑的活性氧對煙黑的燃燒作用，并抑制煙黑流入時的經(jīng)時壓力損失的上升。

為了實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的第一方面的負載有催化劑的蜂窩中，在柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)體上負載有氧化物催化劑粒子，并且該氧化物催化劑粒子的平均粒徑為0.05μm～1μm，所述柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)體主要含有無機纖維，并且沿長度方向形成有以貫通孔壁相隔的2個以上的貫通孔。

此外，在本發(fā)明的第二方面的負載有催化劑的蜂窩中，貫通孔的兩端部中的任意一端被封閉，因此負載有催化劑的蜂窩的貫通孔壁起到捕集煙黑的過濾器的功能。

在這些負載有催化劑的蜂窩中，將所負載的氧化物催化劑粒子的平均粒徑制成0.05μm～1μm，以與煙黑的二次粒子的平均徑為同一程度。于是，如圖1(b)所示，能夠增多煙黑的二次粒子與催化劑粒子之間的活性點。即，通過使煙黑與催化劑變得易于接觸，能夠提高氧化物催化劑的活性氧對煙黑的燃燒作用。

與專利文獻1的負載有催化劑的蜂窩相比較，除了強制再生時以外，該作用使流入負載有催化劑的蜂窩中的煙黑也變得易于燃燒。其結(jié)果，可抑制煙黑流入時的經(jīng)時壓力損失的上升。

此外，即使在如本發(fā)明的第一方面那樣貫通孔的端部未被封閉的情況下，廢氣與催化劑的接觸機會也會増加，因此能夠使廢氣的凈化性能提高。

而且，也可如本發(fā)明的第三方面所述那樣，由蜂窩結(jié)構(gòu)體來具體地構(gòu)成負載有催化劑的蜂窩，在所述蜂窩結(jié)構(gòu)體中，按照使各層積部件的貫通孔相互重合的方式在長度方向?qū)臃e有2片以上的層積部件。

此外，在本發(fā)明的第四方面的負載有催化劑的蜂窩中，蜂窩結(jié)構(gòu)體的貫通孔壁的孔隙率為70％以上。由此，能夠使煙黑流入到貫通孔壁的深層部。于是，能夠使負載在貫通孔壁的內(nèi)部的催化劑與煙黑接觸，從而能夠使流入到負載有催化劑的蜂窩中的煙黑更易于燃燒。作為該效果，可使煙黑一直流入到貫通孔壁的深層部的時間延長，進而能夠?qū)⒌綁毫p失急劇上升之前的時間延長。

此外，如本發(fā)明的第五方面所述那樣，氧化物催化劑為選自由CeO₂、ZrO₂、FeO₂、Fe₂O₃、CuO、CuO₂、Mn₂O₃、MnO、K₂O和以組成式A_nB_1-nCO₃(式中，A為La、Nd、Sm、Eu、Gd或Y，B為堿金屬或堿土金屬，C為Mn、Co、Fe或Ni)表示的復合氧化物組成的組中的至少一種氧化物時，能夠使具有優(yōu)異的活性氧的供給(受渡し)性能的催化劑負載在蜂窩結(jié)構(gòu)體上。由此，特別能夠提高負載有催化劑的蜂窩對煙黑的燃燒作用。