[发明专利]蜂窝结构体

说明书

技术领域

本发明涉及一种蜂窝结构体。 

背景技术

关于汽车废气的净化，已经开发了很多技术，但由于交通量也在增加，因此还很难说已经采取了充分的对付废气的方法。无论在日本国内还是在世界范围内，都在进一步加强对汽车废气的控制。其中，对于柴油废气中的NOx的控制要求，正在变得非常严格。以往，通过控制发动机的燃烧系统来谋求减少NOx，但仅此不能完全对付废气。作为对应于这种课题的柴油NOx净化系统，已经提出了一种将氨作为还原剂来使用的NOx还原系统(被称作SCR(选择性催化还原)系统)。 

作为用在这种系统的车载用催化剂，众所周知的有包含沸石作为催化剂成分的蜂窝结构体。但是，在一般情况下，包含沸石的蜂窝结构体往往存在强度降低的问题。针对该问题，专利文献1(日本特开昭61-171539号公报)中提出了添加了5重量％～30重量％的无机质纤维的含有沸石的蜂窝结构体。该专利文献中揭示了添加该无机质纤维的含有沸石的蜂窝结构体，可以防止蜂窝结构体制造工序中的烧成过程中产生的裂痕。 

另外，以石棉为首的微细的纤维状物质会对人体产生不良影响，特别是侵入到肺部时，经过相当长时间的作用而可能引发肺气肿等癌症。因此，EU(欧洲联合)以EU指令97/69/EC，根据致癌风险性将纤维状物质进行了分类。根据该EU指令，即使是无机纤维，如果该无机纤维具有生物溶解性，则被列入没有致癌风险的范畴0。在此，如果根据EU指令97/69/EC，就致癌风险性而言，石棉被列入范畴3(具有致癌性)，碳纤维被列入范畴2(可能具有致癌性)，岩棉、玻璃棉、石英棉被列入范畴1(具有致癌可能性)。

专利文献2(国际公开第2005/110578号)中公开了在用于除去汽车废气中的颗粒状物质等的蜂窝结构体中，通过使在多孔质陶瓷制的蜂窝结构体的密封材料层中使用的无机纤维和通过成型无机纤维而制作的蜂窝结构体中含有二氧化硅和碱金属化合物、碱土类金属化合物或硼化合物，从而使其具有生物溶解性，以抑制致癌风险。 

在专利文献1中记载的蜂窝结构体中，并没有考虑无机纤维对生物体的影响，使用了氧化铝纤维和硅铝纤维等不具有生物溶解性的纤维。 

在专利文献2中记载的蜂窝结构体中，将具有生物溶解性的无机纤维用在多孔质陶瓷制的密封材中，或者在由无机纤维构成的蜂窝结构体中使用具有生物溶解性的无机纤维。这是由于该发明的目的就是除去废气中的颗粒状物质，本质上就是制造对颗粒状物质具有过滤作用的蜂窝结构体。因此，并没有提及将具有生物溶解性的无机纤维用于增强NOx等废气净化用沸石等无机颗粒的强度的目的上。 

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种作为车载用的废气净化催化剂，特别是作为NOx的净化催化剂的、含有对生物体的影响较少的无机纤维的蜂窝结构体。 

下面记载解决本发明课题的手段。 

本发明所提供的蜂窝结构体，其具有蜂窝单元，该蜂窝单元包含无机颗粒、无机粘结剂和无机纤维，且具有沿着蜂窝单元的长度方向从一侧端面延伸至另一侧端面的多个孔道被孔道壁隔开而形成的形状，所述无机纤维由具有生物溶解性的无机化合物构成。 

在本发明的蜂窝结构体中，所述无机纤维最好包含碱金属或碱土 类金属，并且SiO₂的含量最好为70质量％以上，Al₂O₃的含量最好为2质量％以下。 

在本发明的蜂窝结构体中，所述无机纤维的平均纤维长度最好为30μm～150μm，平均纤维直径最好为4μm～7μm。 

在本发明的蜂窝结构体中，所述无机颗粒最好包含沸石、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、氧化锆和二氧化铈中的至少任意一种颗粒。 

在本发明的蜂窝结构体中，所述无机颗粒最好包含沸石。 

在本发明的蜂窝结构体中，所述沸石最好包含二次粒子，所述沸石的二次粒子的平均粒径最好为0.5μm～10μm。 

在本发明的蜂窝结构体中，所述沸石最好包含β型沸石、Y型沸石、镁碱沸石、ZSM-5型沸石、丝光沸石、八面沸石、A型沸石或L型沸石中的至少任意一种沸石。 

在本发明的蜂窝结构体中，在所述沸石中，二氧化硅和氧化铝的摩尔比(二氧化硅/氧化铝之比)最好在30～50的范围。 

在本发明的蜂窝结构体中，所述沸石最好使用Fe、Cu、Ni、Co、Zn、Mn、Ti、Ag或V中的至少任意一种元素进行了离子交换。