废气净化催化剂的制作方法_3

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况下,还包 括"优选大于X"或"优选小于Υ"的含义。
[0098] 实施例
[0099] 以下基于实施例和比较例进一步详细说明本发明。
[0100] <实施例1>
[0101] 将二氧化铈-氧化锆粉末(D50:7.9μπι、在表中示为"0SC")和添加了La的氧化铝粉 末(D50:18. Ιμπι、在表中示为"Al2〇3")依次添加至硝酸Pd水溶液中,搅拌预定时间后,添加粘 结剂成分,进一步进行搅拌,从而得到粘度为2.2 X 104cp的楽;料。
[0102] 将由上述得到的浆料以30 0 g/L涂布于(p25mm X L30mm(600 1丫υι」)、载体容积 0.015L的陶瓷蜂窝基材,吹掉过量的浆料后,按照150°C的热风直接接触浆料涂附面的方式 干燥5分钟,接着在600°C烧制3小时,从而得到活性评价用的废气净化催化剂(试样)。
[0103] 需要说明的是,浆料中的各种成分为二氧化铈-氧化锆粉末60.0质量份、添加了 La 的氧化错29.5质量份、粘结剂10.0质量份、Pd 0.5质量份。
[0104]此时,催化剂层的平均厚度为112μπι。
[0105] < 实施例 2、3>
[0106] 如表1所示,改变添加了La的氧化铝粉末的D50和浆料粘度,除此之外,与实施例1 同样地得到活性评价用的废气净化催化剂(试样)。
[0107] 此时,对于各催化剂层的平均厚度而言,实施例2为126μπι,实施例3为129μπι。
[0108] <比较例1>
[0109] 将表1的二氧化铈-氧化锆粉末、上述添加了 La的氧化铝粉末和作为烧去材料的市 售的树脂颗粒(平均粒径:20μπι)依次添加至硝酸Pd水溶液,除此之外,与实施例1同样地得 到活性评价用的废气净化催化剂(试样)。
[0110]此时,催化剂层的平均厚度为130μπι。
[0111] <比较例2>
[0112] 将上述二氧化铈-氧化锆粉末、上述添加了 La的氧化铝粉末和作为烧去材料的市 售的树脂颗粒(平均粒径:50μπι)依次添加至硝酸Pd水溶液,除此之外,与实施例1同样地得 到活性评价用的废气净化催化剂(试样)。
[0113]此时,催化剂层的平均厚度为150μπι。
[0114] <比较例3>
[0115] 将二氧化铈-氧化锆粉末(D50:7.9μπι、在表中示为"0SC")和添加了La的氧化铝粉 末(D50:8. Ιμπι、在表中示为"Al2〇3")依次添加至硝酸Pd水溶液中,搅拌预定时间后,添加粘 结剂成分,进一步进行搅拌,从而得到粘度为1.7X 104cp的楽;料。
[0116] 将由上述得到的浆料以3 0 0 g/ L涂布于(p25mm X L30mm(600「丨丨儿)、载体容积 0.015L的陶瓷蜂窝基材,吹掉过量的浆料后,使用热风干燥在150°C干燥5分钟,接着在600 °C烧制3小时,从而得到活性评价用的废气净化催化剂(试样)。
[0117] 需要说明的是,浆料中的各种成分为二氧化铈-氧化锆粉末60.0质量份、添加了 La 的氧化错29.5质量份、粘结剂10.0质量份、Pd 0.5质量份。
[0118]另外,催化剂层的平均厚度为ΙΟΙμπι。
[0119] <比较例4>
[0120] 将浆料粘度调整为4.5 X 103cp,除此之外,与实施例1同样地得到活性评价用的废 气净化催化剂(试样)。
[0121] <比较例5>
[0122] 将浆料涂布于基材,吹掉过量的浆料后未进行热风干燥(速干),除此之外,与实施 例1同样地进行。
[0123] <净化能评价法>
[0124] 关于蜂窝催化剂的L/0评价,使由0)、0)2、(:3!1 6、02、勵、!120以及余量他构成的假设完 全燃烧的模拟废气按照SV = 200,ΟΟΟΙΓ1的方式在上述陶瓷蜂窝催化剂中流通,使用CO/HC/ NO分析仪(堀场制作所制造的MOTOR EXHAUST GAS ANALYZER ΜΕΧΑ9100)来测定 100-500°C 下的出口气体成分。
[0125] 另外,蜂窝催化剂的L/0评价中,关于模拟废气耐久后的催化剂,进行了性能比较。
[0126] 模拟废气耐久处理中,将催化剂安装于保持在1,000°C的电炉中,一边以C3H6或者 C0与02(完全燃烧比)的混合气体(50秒)以及空气(50秒)为周期一边流通模拟废气,进行50 小时处理。
[0127] <图像解析方法>
[0128] 从蜂窝催化剂载体切割出试验片,将试验片埋置于固化性树脂中。树脂固化后,进 行截面研磨使其平滑化,从而能够对催化剂层和基材截面进行SEM观察,使用SEM(High-丁6(:1111〇1〇8丨68、1]\〇000型組11丨8〇。6)以500倍的倍率观察催化剂层截面。
[0129] 在IMAGE-PRO(注册商标)PLUS(Media Cybernetics,Inc.)中读取由上述方法收集 的SEM图像,按照下述顺序实施图像解析。
[0130] 1)利用自由曲线Α0Ι(Area of Interest:对象区域)选择解析对象的催化剂层部。
[0131] 2)利用计数/尺寸(自动测定)选择周边长、面积、面积比作为测定项目。
[0132] 3)选择单元开口部的颜色,提取显示同样的色调的催化剂层内的空隙部。
[0133] 4)将面积比中的0.05%以上的空隙作为解析对象,应用上述(式1):172/(吣)1/2。 此时,空隙截面积(S)和空隙截面外周长(L)分别为解析时的空隙面积、空隙周边长。
[0134] 需要说明的是,在表1中,"满足式12 2的空隙的比例[%]"表示催化剂层中的上述 面积比为0.05%以上的全部空隙中的满足式1:172/(奶)1/22 2的条件的空隙的个数%。
[0135] 另外,"平均空隙半径[μπι]"表示在催化剂层的空隙截面积中将空隙假设为正圆而 求出的平均空隙半径的值(μπι)。
[0136] 另外,"半径25μπι以上的空隙数"表示每1.OX l〇Vn2的催化剂层截面积中具有1.96 X 103μπι2以上的截面积的空隙的个数。
[0137] [表 1]
[0138]
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[0140] 通过使满足"172/(吣)1/2" 2 2的空隙的比例为50个数%以上,与空隙的内周面的 凹凸接触的气体进一步扩散、混合,因此可以提高催化剂层中的气体的扩散性和混合性,其 结果为,可以提高C0、HC、N0x的n400、N0x的最大转化率(比较例2和实施例1-3)。
[0141] 进一步,通过使假设为正圆而求出的平均空隙径为ΙΟμπι以上,尤其是NOx的11400的 净化性能可以得到显著提高(比较例3和实施例1)。
[0142] 另外,通过使半径25μπι以上的空隙的数量为2个以上,可以将⑶的n-400改善为 76.0%以上,将NOx最大转化率改善为88%以上(实施例1和实施例2、3)。
[0143] 进一步,通过使假设为正圆而求出的平均空隙径为14μηι以上,可以将C0的n-400改 善为77.0 %以上,将HC的n-400改善为90.0%以上,将NOx最大转化率改善为89.0%以上(实 施例2和实施例3)。
[0144] 需要说明的是,本实施例仅含有Pd作为催化剂活性成分,但对于通过提高气体扩 散性而提高性能而言无论含有何种活性物种均可以期待同样的效果。
【主权项】
1. 一种废气净化催化剂,其是具备催化剂层的废气净化催化剂,该催化剂层具有粒度 不同的两种以上的无机多孔质颗粒、催化剂活性成分和空隙,该废气净化催化剂的第一特 征在于,满足下述(式1)的条件的空隙占该催化剂层中的全部空隙中的50个数%以上,该废 气净化催化剂的第二特征在于,在该催化剂层的空隙截面积中,假设为正圆而求出的平均 空隙半径为l〇Wn~20μηι, L/2/(jtS)1/222 · · ·(式1) S:空隙截面积、L:空隙截面外周长。2. 如权利要求1所述的废气净化催化剂,其特征在于,每1.0X104Mi2的催化剂层截面 积,存在2.0个以上具有1.96X103μπι2以上的截面积的空隙。
【专利摘要】本发明提出一种新型的废气净化催化剂,其催化剂层中的气体扩散性、混合性高,由此可以发挥优异的催化剂性能。本发明提出一种废气净化催化剂,其是具备催化剂层的废气净化催化剂,该催化剂层具有粒度不同的两种以上的无机多孔质颗粒、催化剂活性成分和空隙,该废气净化催化剂的第一特征在于,该催化剂层中的全部空隙中的50个数%以上满足下述(式1)的条件,该废气净化催化剂的第二特征在于,在该催化剂层的空隙截面积中,假设为正圆而求出的平均空隙半径为10μm~20μm。L/2/(πS)1/2≥2···(式1)S:空隙截面积、L:空隙截面外周长。
【IPC分类】B01J35/04, B01J23/63, B01D53/94, B01J35/10
【公开号】CN105473229
【申请号】CN201480046672
【发明人】岩仓大典, 守屋利春, 今田安纪, 中原祐之辅
【申请人】三井金属矿业株式会社
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年9月10日
【公告号】EP3045227A1, US9381510, US20150273462, WO2015037613A1
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