CN101646848A - 六角形单元的蜂窝型载体和六角形单元的蜂窝型催化剂主体 - Google Patents

六角形单元的蜂窝型载体和六角形单元的蜂窝型催化剂主体 Download PDF

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Abstract

一种六角形单元的蜂窝型载体，由堇青石陶瓷制成，用于作为净化尾气的催化剂的载体，其包括：以六角形晶格图案形成的单元壁所围绕的大量六角形单元；和覆盖所述六角形单元外圆周侧壁的圆柱形表层。六角形单元的蜂窝型载体的GSA(几何表面积)为3.5mm2/mm3或更大。一种六角形单元的蜂窝型催化剂主体，其包括六角形单元的蜂窝型载体，和覆盖所述六角形单元的蜂窝型载体表面的催化剂层。

Description

六角形单元的蜂窝型载体和六角形单元的蜂窝型催化剂主体
技术领域
本发明涉及一种六角形单元的蜂窝型载体和六角形单元的蜂窝型催化剂主体，或者更特别地，本发明涉及一种由陶瓷制成的六角形单元的蜂窝型载体，以及六角形单元的蜂窝型催化剂主体，所述催化剂主体包括载有催化剂的六角形单元的蜂窝型载体。
背景技术
在相关领域中，已知蜂窝型催化剂主体可作为尾气净化催化剂主体，可用来净化由机动车等的发动机排放的尾气。蜂窝型催化剂主体由蜂窝型载体构成，所述载体具有蜂窝形式的单元壁(cell wall)，以限定大量的单元，催化剂负载在载体上。通常，具有各自以方形单元形单元的结构得到了广泛应用。其中，催化剂是由催化金属和罩面层(washcoat)形成的。
近几年，为了得到改善的尾气净化性能，人们尝试将蜂窝型催化剂主体布置在比相关领域中蜂窝型催化剂主体的位置更接近发动机的位置上，借此更早地活化催化剂。除了这些尝试之外，此前人们还另外尝试增加蜂窝型催化剂主体的催化剂负载表面积，使其在单位面积的蜂窝型载体上具有更多数量的单元，以改善尾气净化性能，并具有增加的单位表面积GSA(几何表面积)。
但是，当蜂窝型载体的各个单元都是正方形时，增加单位表面积的单元数会造成各单元开放表面积和水力直径(即单元壁直径)的减小。因此，会出现压力降低、发动机输出功率下降和燃料消耗变差等。
为了解决这些问题，人们进行了各种尝试，包括用各自为六角形单元形状的单元成型蜂窝型载体的方法(见美国专利US6713429)。通过用各自为六角形单元形状的单元成型蜂窝型载体，可以确保每个单元都具有足够大的开放表面积和水力直径。因此，即使通过具有增加的GSA的单位面积上的单元数来改善净化性能，也可以使压力降低现象最小化。
但是，当单元结构为六角形时，所有的单元都具有钝角形式的角落部分。这会造成催化剂与单元的单元壁内圆周表面结合得不结实，无法像在方形单元中粘着那样牢固。因此，催化剂的粘附力会下降，在使用中遭遇振动和热冲击等的时候，很容易出现剥落。催化剂剥落会直接对净化性能造成不良影响。所以，需要将催化剂脱落现象在实际应用中降低到完全不会引起问题的水平。
出于上述原因，需要提供一种六角形单元的蜂窝型载体(下文中适宜地且仅仅将其称为“六角形单元的载体”)，其由各自为六角形单元形状的单元所形成，并能够充分抑制催化剂脱落现象的发生；还需要提供一种六角形单元的蜂窝型催化剂主体(下文中适宜地且仅仅将其称为“六角形单元的催化剂主体”)，其包括六角形单元的载体和载体上的催化剂。
发明内容
本发明着眼于解决上述问题，本发明的目的在于提供一种六角形单元的蜂窝型载体，其能够充分抑制催化剂剥落，本发明的目的还在于提供一种六角形单元的蜂窝型催化剂主体，其包括六角形单元的蜂窝型载体和载体上的催化剂。
为了达到上述目的，本发明提供一种由堇青石陶瓷制成的六角形单元的蜂窝型载体，用于净化尾气的催化剂的载体中，该蜂窝型载体包括大量的六角形单元和圆柱形表层(skin layer)，六角形单元被六角形晶格图案的单元壁所围绕，而圆柱形表层覆盖在六角形单元外部圆周侧壁上。所述六角形单元的蜂窝型载体的GSA(几何表面积)为3.5mm2/mm3或更大。
六角形单元蜂窝形载体可以作为尾气净化催化剂的载体，其GSA为3.5mm2/mm3或更大。已经发现，选择GSA值大于给定值的六角形单元的蜂窝型载体，可以使该六角形单元蜂窝形载体的催化剂剥落现象最小化。
本文中所用的术语“GSA”指的是，在单元的内周圈表面被简化的情况下各单元的总几何表面积。该表面积表示的是负载催化剂的单元内部的总面积。当每单位面积的单元壁上所负载催化剂的量保持在固定水平时，六角形单元的蜂窝型载体的GSA增大。这就可以减少单位表面积的催化剂负载量，整体来看，同时还能减少催化剂厚度。这在提高六角形单元的蜂窝型载体的催化剂保持能力的同时，还可以抑制催化剂剥落。
本发明通过致力于六角形单元的蜂窝型载体的GSA而得以完成，其有助于改善催化剂负载和催化剂保持能力。已经发现，当六角形单元的蜂窝型载体的其它条件(例如平均孔径、孔隙率、热膨胀系数等)保持恒定时，增加六角形单元的蜂窝型载体的GSA可以有效抑制催化剂剥落。此外，还发现通过使六角形单元的蜂窝型载体的GSA大于给定值，可以稳定地抑制催化剂剥落。
即使在将负载了尾气净化催化剂的六角形单元蜂窝型载体应用到机动车发动机等时，六角形单元的蜂窝型载体的催化剂保持性能也可得到提高，其足以抵挡使用中由振动和热冲击造成的应力。因此，这样就可以充分抑制负载催化剂的剥落现象。
这样，本发明可以提供一种可充分抑制催化剂剥落的六角形单元的蜂窝型载体。
根据本发明的第二个方面，提供了一种用于净化尾气的六角形单元的蜂窝型催化剂主体，其包括由堇青石陶瓷制得的六角形单元的蜂窝型载体和催化剂层，所述蜂窝型载体具有大量六角形单元和圆柱形表层，六角形单元被六角晶格图案形式的单元壁所围绕，圆柱形表层则覆盖六角形单元的外圆周侧壁，而所述催化剂层由催化剂构成，催化剂覆盖在六角形单元的蜂窝型载体的表面上，其中六角形单元的蜂窝型载体包括本发明第一方面所限定的六角形单元的蜂窝型载体。
本发明的六角形单元的蜂窝型催化剂主体使用了本发明第一方面所限定的六角形单元蜂窝型催化剂载体，即，使用了具有优异的催化剂保持性能的六角形单元的蜂窝型载体。因此，将由催化剂构成的催化剂层负载在六角形单元的蜂窝型载体表面上的六角形单元的蜂窝型催化剂主体可以充分抑制催化剂剥落。
当本发明第一方面的六角形单元的蜂窝型载体的GSA小于3.5mm2/mm3时，就很难充分抑制催化剂剥落。
此外，对于六角形单元的蜂窝型载体而言，每个六角形单元都具有角落部分，该角落部分的R-表面曲率半径为0.1mm或更大。
在此情况下，例如，当向六角形单元的蜂窝型载体上负载催化剂(使其处在催化剂层中)时，催化剂可以以均匀的厚度负载。此外，六角形单元的蜂窝型载体整体上可以具有增加的强度，以便能够以稳定的方式确保足够的强度。
此外，为了能够以稳定的方式确保整个六角形单元的蜂窝型载体具有足够的强度，如上所述，优选每个六角形单元角落部分的R-表面的曲率半径为0.1mm或更大，优选0.15mm或更大，更优选为0.25mm或更大(见图9，该图涉及下文中的实施例3)。
还有，优选将所述R-表面的曲率半径上限确定为4.0mm或更小。
用于本申请中的术语“R-表面”是指具有给定曲率的曲面或圆周面。
对于六角形单元的蜂窝型载体，优选六角形单元的蜂窝型载体的平均孔径为3.5μm或更大。
如果六角形单元的蜂窝型载体的平均孔径小于3.5μm，那么催化剂就会硬挤进六角形单元的蜂窝型载体的孔隙中，从而由于所谓的固着效应而导致难以得到充分改善的催化剂粘着性。
因此，六角形单元的蜂窝型载体的平均孔径优选为3.7μm或更大。
此外，六角形单元的蜂窝型载体的平均孔径可以优选具有20μm或更小的上限，以使六角形单元的蜂窝型载体具有足够多增加的强度。
对于六角形单元的蜂窝型载体，所述六角形单元的蜂窝型载体可以优选具有1×10-6/℃或更小的热膨胀系数。
如果六角形单元的蜂窝型载体的热膨胀系数超过1×10-6/℃，那么在六角形单元的蜂窝型载体和六角形单元的蜂窝型载体上所负载的催化剂之间的热应力比率就会增高，从而导致催化剂的剥落可能容易出现。
对于六角形单元的蜂窝型载体，六角形单元的蜂窝型载体的孔隙率优选为30％或更大。
如果六角形单元的蜂窝型载体的孔隙率小于30％，那么就会造成六角形单元的蜂窝型载体上的催化剂负载量可能不够多。
此外，六角形单元的蜂窝型载体的孔隙率优选为40％或更小，以确保六角形单元的蜂窝型载体具有足够增加的强度。
对于六角形单元的蜂窝型载体，优选六角形单元的蜂窝型载体的单元密度为1000单元/英寸2或更小。
如果六角形单元的蜂窝型载体的单元密度超过1000单元/英寸2，那么所负载的催化剂会导致单元中发生堵塞，从而使压力损失可能增大。
对于本发明第二方面的六角形单元的蜂窝型催化剂主体，所述催化剂层覆盖各六角形单元的角落部分，催化剂层的厚度为150μm或更小。
如果催化剂层的厚度超过150μm，那么就有可能造成各单元角落部分的催化剂层上的催化剂容易剥落。此外，角落部分的催化剂剥落还有可能会使得除角落部分之外的其它区域出现催化剂剥落。
因此，覆盖各六角形单元角落部分的催化剂层的厚度优选为100μm或更小。
对于六角形单元的蜂窝型催化剂主体，该六角形单元的蜂窝型催化剂主体在六角形单元蜂窝型催化剂载体上的催化剂负载量优选为350克/升或更少。
如果该六角形单元的蜂窝型催化剂主体的催化剂负载量超过350克/升，那么就难以控制催化剂层的厚度，尤其是难以控制各单元角落的催化剂层厚度。
六角形单元的蜂窝型催化剂主体的催化剂负载量下限优选为50克/升或更多，以保证催化剂的净化性能能够充分提高。
构成催化剂层的催化剂实例可以包括：负载在氧化铝、氧化铈/氧化锆复合氧化物等载体上的铂(Pt)、钯(Pd)和铑(Rh)。
此外，本发明第二方面的六角形单元的蜂窝型催化剂主体是利用本发明第一方面的六角形单元的蜂窝型载体制备的。此种情况下，将六角形单元的蜂窝型载体制备成六角形单元的蜂窝型催化剂主体时，可能会很难精确测定所述六角形单元的蜂窝型载体的各种特征(例如GSA、平均孔径、孔隙率和热膨胀系数，等等)。
附图说明
图1是根据本发明实施方式的六角形单元的蜂窝型载体结构的透视图。
图2是图1所示实施方式中六角形单元的蜂窝型载体的单元局部放大图。
图3是图1所示实施方式中六角形单元的蜂窝型载体单元径向的截面视图。
图4是图1所示实施方式中六角形单元的蜂窝型载体上负载了催化剂的单元的径向截面视图。
图5是图1所示实施方式中六角形单元的蜂窝型载体的剥落率(％)与GSA之间的关系图。
图6是图1所示实施方式中六角形单元的蜂窝型载体的剥落率(％)与平均孔径(μm)之间的关系图。
图7是图1所示实施方式中六角形单元的蜂窝型载体的压力损失(千帕)与单元数(单元/英寸2)之间的关系图。
图8是图1所示实施方式中六角形单元的蜂窝型载体的剥落率(％)与催化剂厚度(μm)之间的关系图。
图9是图1所示实施方式中六角形单元的蜂窝型载体单元各角落部分形成的R-表面的曲率半径与等压强度(MPa)之间的关系图。
具体实施方式
现在，将在下文中参照附图，对本发明第一和第二方面的六角形单元的蜂窝型载体和六角形单元的蜂窝型催化剂主体的实施方式进行详细说明。但是，本发明不应被解读为受限于下文所述的具体实施方式，本发明的技术概念可以通过与其它已知技术的结合、或其它与这些已知技术具有等同功能的技术结合来实现。
在以下的说明书中，在几个附图中的相同或相应部分使用相同的附图标记。同样是在以下的说明书中，应当理解，类似“圆柱形的”、“内部的”、“外部的”、“轴向的”、“周边的”、“圆周的”、“等距离的”等等这些术语都是为叙述方便而使用的词语，而不应被理解为限制用语。
实施例1
在本实施例中，对在六角形单元的蜂窝型载体中催化剂的剥落率用下文所述的方法进行数量上的评估。
制备具有彼此不同特性(例如GSA(几何表面积)和平均孔径)的多个六角形单元的蜂窝型催化剂主体。随后，在各六角形单元的蜂窝型载体上负载定量的催化剂，然后测量催化剂的剥落率。
现在参考图1和2，对本实施例中的六角形单元的蜂窝型载体的基本结构进行详细说明。
如图1所示，六角形单元的蜂窝型载体1由堇青石陶瓷材料制成，其被用作尾气净化催化剂的催化剂载体。六角形单元载体1的形状为圆柱形，包括大量的六角形单元12和圆柱形表层13，六角形单元12被六角晶格图案形式的单元壁11围绕，表层13覆盖在单元壁11的外圆周侧壁上。此外，六角形单元载体1的直径为约103mm，长度为约130mm。
如图2所示，进一步地，六角形单元12具有角落部分121，每个角落部分121都形成R-表面。R-表面的曲率半径“r”优选为0.1mm或更大，更优选为0.12mm或更大，还更优选为0.15mm或更大。
此外，各单元壁11的壁厚“t”为68-100μm，而单元节距“p”为0.82-1.36mm。此外，壁厚“t”和曲率半径“r”根据六角形单元载体1的GSA和单元数量取不同的值。
利用载体制造方法来制备六角形单元载体1，该方法包括：成型步骤，将陶瓷原材料挤出成型为蜂窝型压缩体；干燥步骤，对蜂窝型压缩体进行干燥；和烧制步骤，对干燥的蜂窝型压缩体进行烧制。
在实施成型步骤中，利用挤出成型模头对陶瓷原材料进行挤出成型，所述模头具有与单元壁11形状对应的晶格图案的模头凹槽。
首先，制备形成蜂窝型压缩体的陶瓷材料。在本实施例中，陶瓷原材料包括含高岭土、滑石和氧化铝等陶瓷粉末。对原材料粉末进行称重，并与含堇青石的化学成分混合，作为最后步骤的主要成分。随后，原材料粉末与给定量的水和粘结剂混合，所述粘结剂例如甲基纤维素等，由此形成混合物。捏合混合物，由此得到陶瓷原材料。
接下来，(在成型步骤中)利用挤出成型模头对得到的陶瓷原材料进行挤出成型，由此形成蜂窝型压缩体。之后，(在干燥步骤中)利用微波干燥得到蜂窝型压缩体，然后，(在烧制步骤中)以约1410℃的最大温度烧制干燥的蜂窝型压缩体。
在实施了各步骤后，就得到了如图1所示的六角形单元载体1。
在本实施例中，制备出了GSA和平均孔径不同的多个六角形单元载体1。
通过改变各六角形单元载体1每单位面积(每英寸2)的单元数，六角形单元载体1具有在2.7-4.5mm2/mm3范围内变化的GSA。在本实施例中所用到的单元数与GSA之间的关系列于下表1中。表1中的单元数也表示为“cpsi(＝单元/英寸2)”。
此外，通过改变陶瓷原材料中所含滑石的平均孔径，可以在2.2-6.8μm的范围内调节六角形单元载体1的平均孔径。
表1
  单元数(cpsi)   GSA(mm2/mm3)
  400   2.72
  500   3.02
  600   3.30
  650   3.42
  700   3.54
  750   3.65
  800   3.76
  900   3.96
  1000   4.15
在下文中，将对六角形单元载体1的GSA进行说明。在本实施例中，六角形单元载体1的GSA表示的是每单位表面积上的几何表面积，且其可以基于壁厚“t”和单元节距“p”进行初步计算。
如图2所示，由环绕各单元12的单元壁11所限定的内周面被认为是规则的六角形(单元12的角落部分121位于虚线标出的区域)。这样，相对侧壁之间的距离“x”(＝p-t)就可以利用壁厚“t”和单元节距“p”来计算。然后，利用距离“x”就可以得到长度 y , , , , ( = x 3 ) . 六角单元载体1在简单平面上具有长度方向。因此，假定六角形单元载体1的长度为“L”，就可以计算出每个单元的表面积为“S”(＝6×L)。这就可以基于单元的数量而引入整个六角形单元载体1的GSA，并基于六角形单元载体1的体积而引入每单位表面积的GSA。
此外，在本实施例中，利用基于JASO(日本汽车标准组织)M505-87的方法来测量六角形单元载体1的单元壁厚″t″和单元节距″p″。
如图3所示，为了测量壁厚″t″，测量临时线A和B上的位置(a1、a2、O、a3、a4)和(b1、b2、O、b3、b4)处单元壁11的厚度，所述临时线A和B在中点″O″相交，并分为两半，每条线都被分为5点，其平均值作为所述单元壁厚″t″。
如图3所示，进一步地，为了得到单元节距″p″，在临时线C和D上选取等于20个相邻单元的长度，所述临时线C和D在中心″O″相交，平均每个单元的节距作为单元节距″p″。
利用孔隙率测定仪(Shimadzu Corporation生产和销售，型号为″9320-PC2″)，通过水银浸入法测量六角形单元载体1的平均孔径。水银孔隙法是基于当细孔中浸入液体时的毛细管现象。其可以利用物理数值得到的信息，通过Washburn方程式计算得出，或者直接测量反映浸入细孔中的水银的压力、表面张力、接触角和体积等的数值得出。
进一步地，将六角形单元载体1的其它性质如孔隙率和热膨胀系数保持近似恒定的值。在本实施例中，孔隙率的值选择为30-35％，热膨胀系数的值选为约0.5×10-6/℃。
此外，通过孔隙率测定仪，利用与计算平均孔径相同的方法测量孔分布，并基于孔分布来计算孔隙率。另外，利用热膨胀计(由ULVAC Co.，Ltd生产和销售，型号为DLY9600)来测量热膨胀系数。在测量中，将长度为50mm的试样从室温加热到温度为800℃，之后利用差动变压器测量六角形单元载体1的膨胀和收缩，由此得到40-800℃范围内的平均热膨胀系数。
接下来，将催化剂负载到六角形单元载体1上。
制备将要负载的催化剂材料。在本实施例中，将含有1重量％Rh的50克γ-氧化铝粉、含有3重量％Pt的100克氧化铈-氧化锆粉、100克氧化铝溶胶(具有10重量％的氧化铝干燥固体成分，其由Nissan ChemicalIndustries，Ltd.生产和销售)和合适量的水相混合。得到的混合物在球磨机中混合两个小时，由此得到淤浆状的催化剂材料。
接下来，将淤浆状的催化剂材料填充进六角形单元载体1中，其后进行抽吸以排出剩余的催化剂材料。之后，使六角形单元载体1在温度80℃下干燥30分钟，随后在500℃下烧制2小时。
这样，就得到了图4所示的六角形单元的蜂窝型催化剂主体2。
如图4所示，六角形单元的蜂窝型催化剂主体2具有六角形单元的蜂窝型载体1和催化剂层21，所述催化剂层21由覆盖六角形单元的蜂窝型载体1表面的催化剂构成。另外，对于六角催化剂载体1，催化剂以270克/升的比率负载在该六角催化剂载体1上。
接下来，测量所得的六角形单元的蜂窝型催化剂主体2的催化剂剥落率。
首先，将六角形单元的蜂窝型催化剂主体2在距离其端面20mm处切割为长度18mm的圆形薄片。然后，将切割为圆形薄片的六角形单元的蜂窝型催化剂主体2切割为9个立方体，每个立方体一边的长度都是18mm，由此得到试样。接着，从切割出的9个立方体中任选5个立方体，并在1000℃的大气中对这5个试样加热5小时。之后，测量这些试样的干燥重量，并将测试前的干燥重量标为W1。
接下来，利用超声清洗机在水中对试样施加超声波。将试样置于超声波换能器上，并在200W和40kHz的输出功率下对试样施加10分钟的超声波。随后，测量试样的干燥重量，并将测试之后的重量标为W2。
测试前的干燥重量W1与测试后的重量W2之间的差(W1-W2)代表试样经受超声波之后的催化剂剥落重量。因此，催化剂的剥落率(％)可以由催化剂从试样上剥落的重量(W1-W2)与测试前的干燥重量W1的比值得到。这样，催化剂的剥落率(％)可以由以下公式得到：
{(W1-W2)/W1}×100
下文中，催化剂剥落率的结果示于图5和6中。
图5示出了各六角形单元载体1的GSA(mm2/mm3)与剥落率(％)之间的关系。此外，在图5中，还分别为平均孔径(2.2μm、4.5μm和6.8μm)绘制了剥落率。同样，六角形单元载体1具有如上讨论的孔隙率和热膨胀系数。
从图5中可以清楚看出，不考虑平均孔径的大小，六角形单元载体1的GSA越大，催化剂的剥落率就越小。进一步地，在任意平均孔径的情况下，将六角形单元载体1的GSA选择为3.5mm2/mm3或更大的值，可以使催化剂的剥落率得到显著的减小。因而，优选使六角形单元载体1的GSA为3.5mm2/mm3或更大。
图6示出了六角形单元载体1的平均孔径(μm)与催化剂剥落率之间的关系。另外，六角形单元载体1的GSA选择为4mm2/mm3。此外，孔隙率和热膨胀系数具有上文所讨论的数值。
从图6中可以清楚看出，六角形单元载体1的平均孔径(μm)越大，催化剂的剥落率就越小。进一步地，优选催化剂的剥落率为3％或更小(图6中线“h”)。为了达到这一目的，六角形单元载体1的平均孔径(μm)优选为3.5μm或更大。
在本实施例中，进一步评估六角形单元载体1的单元数和压力损失。图7示出了六角形单元载体1的单元数(单元/英寸2)与压力损失(kPa)之间的关系。另外，六角形单元载体1的平均孔径选择为4.5μm。孔隙率和热膨胀系数具有上文所讨论的数值。
从图7中可以清楚看出，六角形单元载体1的单元数越多，压力损失越大。特别当单元数达到1000单元/英寸2值附近时，压力损失明显增加。因此，优选六角形单元载体1的单元数为1000单元/英寸2或更小。
此外，虽然上文中已经参考六角形单元的蜂窝型催化剂主体2对本实施例进行了说明，其中催化剂主体2使用了具有单元12的六角形单元载体1，各单元12由角落部分121形成，角落部分121的每个都具有R-表面，但是，也可以使用另一种具有单元12的六角形单元载体1的六角形单元的蜂窝型催化剂主体2，各单元12由角落部分121形成，而角落部分121的每一个上都未形成R-表面。甚至是在这样的替代实施方式中，也可以充分地提供本发明上文所述的有利效果。
实施例2
在实施例2中，利用实施例1中所制备的六角形单元载体1制备多个六角形单元的蜂窝型催化剂主体2，其中每个单元12的角落部分121上催化剂层21(见图4)，其厚度“u”因催化剂的负载量而变化，据此测量各主体的催化剂剥落率。
此外，本实施例中所采用的六角形单元催化剂载体1，其GSA为3.3mm2/mm3，平均孔径为4.5μm。还有，孔隙率和热膨胀系数具有上文所讨论的数值。
图8示出了角落部分121的催化剂层21的催化剂厚度(μm)与催化剂剥落率(％)之间的关系。
从图8中可以清楚看出，当催化剂层厚度超过约150μm的数值时，催化剂剥落率迅速增加。尤其是当催化剂的厚度达到约200μm的数值时，出现了这样的现象：不但单元12角落部分121的催化剂层21剥落，而且除角落部分121之外的其它区域的催化剂层21也出现了剥落。
进一步地，通过实验方法检测催化剂层21的剥落时，已经证明，当催化剂层的厚度小于100μm时，即使各单元12的角落部分121中未形成R-表面，催化剂层21也仅仅是出现裂纹，并未出现催化剂层21的剥落。此外，已经证实，当各单元12的每个角落部分上都形成R-表面时，催化剂层21的厚度更加均匀，更少出现裂纹。
相应地，从图8所示的结果可以看出，在单元12的每个角落部分121上形成的催化剂层21，其厚度可以优选是150μm或更小，更优选为100μm或更小。
实施例3
实施例3中使用与实施例1中相同的方法制备的六角形单元载体1，在单元12的角落部分121的R-表面曲率半径不同的情况下，测量六角形单元载体1的等压强度(isostatic strength)。
进一步地，本实施例中所采用的六角形单元载体1，其单元壁厚度“t”的值为3.0密尔(＝0.077mm)，GSA值为3.54mm2/mm3和3.76mm2/mm3，孔隙率为38.6％。
图9示出了各单元12的角落部分121上形成的R-表面曲率半径与六角形单元载体1的等压强度(MPa)之间的关系。
从图9中可以清楚看出，当R-表面的曲率半径小于0.1mm时，某些六角形单元载体1的等压强度超过一个测量强度值(0.7MPa)，该测量强度值被认为在实际应用中是足够大的，而其它的六角形单元载体1的等压强度低于该测量强度值。因此，很难保证所有的六角形单元载体1都具有稳定形式的等压强度。经考虑这是由于在六角形单元载体1的单元12的损坏区出现应力集中，从而导致单元12的角落部分121损坏。
同时，当R-表面的曲率半径为0.1mm或更大时，所有六角形单元载体1的等压强度都超过了0.7Mpa的测量值，这就能够确保等压强度处于稳定的形式。
相应地，从图9所示的结果可以看出，为了确保六角形单元载体1具有稳定形式的足够的强度，各单元12的角落部分21形成的R-表面其曲率半径优选为0.1mm或更大，更优选0.15mm或更大，还更优选0.25mm或更大。
虽然本发明的特定实施方式已经参考不同实施例进行了说明，但是应当明确，本领域技术人员可以在本文公开内容的全面教导下，做出各种变型和细节上的替换。因此，所公开的特定布置只是示例性的，不构成对本发明范围的限定，而本发明的保护范围将由所附权利要求及其等同形式所限定的充分宽泛的范围给出。

Claims (13)

1.一种六角形单元的蜂窝型载体，由堇青石陶瓷制成，用于作为净化尾气的催化剂的载体，其包括：
以六角形晶格图案形成的单元壁所围绕的大量六角形单元；和
覆盖所述六角形单元的外圆周侧壁的圆柱形表层；
其中六角形单元的蜂窝型载体的GSA(几何表面积)为3.5mm2/mm3或更大。
2.根据权利要求1所述的六角形单元的蜂窝型载体，其中：
各六角形单元都具有角落部分，每个角落部分具有R-表面，R-表面的曲率半径为0.1mm或更大。
3.根据权利要求1所述的六角形单元的蜂窝型载体，其中：
各六角形单元都具有角落部分，每个角落部分的R-表面的曲率半径为0.15mm或更大。
4.根据权利要求1所述的六角形单元的蜂窝型载体，其中：
各六角形单元都具有角落部分，每个角落部分的R-表面的曲率半径为0.25mm或更大。
5.根据权利要求1所述的六角形单元的蜂窝型载体，其中：
所述六角形单元的蜂窝型载体具有孔，其平均孔径为3.5μm或更大。
6.根据权利要求1所述的六角形单元的蜂窝型载体，其中：
所述六角形单元的蜂窝型载体的平均孔径为3.7μm或更大。
7.根据权利要求1所述的六角形单元的蜂窝型载体，其中：
所述六角形单元的蜂窝型载体的热膨胀系数为1×10-6/℃或更小。
8.根据权利要求1所述的六角形单元的蜂窝型载体，其中：
所述六角形单元的蜂窝型载体的孔隙率为30％或更大。
9.根据权利要求1所述的六角形单元的蜂窝型载体，其中：
所述六角形单元的蜂窝型载体由单元构成，该单元的密度为1000单元/英寸2或更小。
10.一种用于净化尾气的六角形单元的蜂窝型催化剂主体，其包括：
六角形单元的蜂窝型载体，由堇青石陶瓷制成，其具有以六角形晶格图案形成的单元壁所围绕的大量六角形单元，和覆盖所述六角形单元外圆周侧壁的圆柱形表层；和
覆盖所述六角形单元的蜂窝型载体表面的催化剂层；
其中，所述六角形单元的蜂窝型载体包括权利要求1-9之一限定的六角形单元的蜂窝型载体。
11.根据权利要求10所述六角形单元的蜂窝型催化剂主体，其中：
所述催化剂层具有覆盖各六角形单元的角落部分的区域，且该催化剂层的厚度为150μm或更小。
12.根据权利要求10所述六角形单元的蜂窝型催化剂主体，其中：
所述催化剂层具有覆盖各六角形单元的角落部分的区域，且该催化剂层的厚度为100μm或更小。
13.根据权利要求10所述六角形单元的蜂窝型催化剂主体，其中：
所述六角形单元的蜂窝型催化剂主体含有负载在所述六角形单元的蜂窝型载体上的催化剂350克/升或更少。
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