[发明专利]多孔质陶瓷结构体

说明书

本发明提供一种多孔质陶瓷结构体，其能够担载对维持催化活性而言足够量的催化剂。多孔质陶瓷结构体、亦即蜂窝结构体(1)由陶瓷材料形成，且结构体内部具有气孔(5)，该多孔质陶瓷结构体包含二氧化铈(6)，该二氧化铈(6)中的至少一部分被引入到结构体内部，且至少一部分暴露在气孔(5)的气孔表面(5a)，暴露出来的二氧化铈(6)中的至少一部分被构成为在表面和/或内部具备铁氧化物(7)的含有氧化物的二氧化铈(8)。

技术领域

本发明涉及多孔质陶瓷结构体。更详细而言，涉及能够用于汽车尾气净化用催化剂载体等各种用途的多孔质陶瓷结构体。

背景技术

以往，多孔质陶瓷结构体被用于汽车尾气净化用催化剂载体、柴油机微粒除去过滤器或者燃烧装置用蓄热体等广泛的用途。特别是多数使用具有隔壁的蜂窝形状的多孔质陶瓷结构体(以下称为“蜂窝结构体”。)，该隔壁区划形成成为从一方端面延伸至另一方端面的流体流路的多个隔室。该蜂窝结构体是经过挤出成型工序和烧成工序而制造得到的，挤出成型工序中，调制多个陶瓷原料，使用挤出成型机将坯土化的成型原料挤出成型，烧成工序中，使挤出成型后的蜂窝成型体干燥后，在规定的烧成条件下进行烧成。

作为构成多孔质陶瓷结构体的陶瓷材料，例如使用：碳化硅、硅-碳化硅系复合材料、堇青石、多铝红柱石、氧化铝、尖晶石、碳化硅-堇青石系复合材料、硅酸铝锂以及钛酸铝等。

如果蜂窝结构体的隔壁表面等的比表面积较小，则无法担载足够量的催化剂，在该状态下有时无法发挥高催化活性。因此，以γ-氧化铝对蜂窝结构体进行涂覆处理，以便增大比表面积。由此，能够增大比表面积，从而，蜂窝结构体能够担载用于发挥高催化活性的足够量的催化剂(例如参见专利文献1。)。

另一方面，近年来，严格强化了对由柴油发动机等排出的尾气的各种限制。因此，要求用作汽车尾气净化用催化剂载体的蜂窝结构体等多孔质陶瓷结构体的高性能化。例如，对蜂窝结构体的隔壁进行薄壁化，由此，降低蜂窝结构体整体的热容量，迅速升温至发挥催化剂的催化活性的温度，或者使隔壁成为高气孔率结构。如果蜂窝结构体的气孔率降低，则存在压力损失增大而导致发动机的燃油效率降低等问题(参见专利文献2)。

如上所述，利用γ-氧化铝对蜂窝结构体进行涂覆处理有可能堵塞多孔质性的隔壁而导致气孔率降低。因此，研究一种无需利用γ-氧化铝进行涂覆处理就能够担载足够量的催化剂的方法。例如已知：对堇青石的蜂窝结构体进行酸处理，于600℃～1000℃进行热处理，然后，担载催化剂成分(参见专利文献3)。由此，能够使比表面积增加，并且，可以不需要利用γ-氧化铝的涂覆处理(所谓“湿法涂覆”)的工序。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4046925号公报

专利文献2：国际公开第2013/047908号

专利文献3：日本特公平5-40338号公报

发明内容

如上所述，涂覆处理γ-氧化铝的方法会堵塞蜂窝结构体(多孔质陶瓷结构体)的气孔而导致气孔率降低。因此，具有压力损失增大的问题。

另一方面，如专利文献3所示的、对多孔质陶瓷结构体进行酸处理及热处理，由于不需要利用γ-氧化铝进行涂覆处理，所以能够实现多孔质陶瓷结构体的轻量化及耐热冲击性的提高。但是，有可能破坏晶格自身，多孔质陶瓷结构体的强度有可能降低。因此，希望开发一种无需利用γ-氧化铝进行涂覆处理、且不会导致强度降低、而能够担载对于维持高催化活性而言足够量的催化剂的多孔质陶瓷结构体。上述课题不限于使用了堇青石陶瓷材料的多孔质陶瓷结构体，即便在使用了碳化硅、硅-碳化硅系复合材料等陶瓷材料的情况下也是同样的。

因此，本发明是鉴于上述实际情况而实施的，其课题是提供一种能够担载对于维持催化活性而言足够量的催化剂的多孔质陶瓷结构体。