DE112016002565T5 - Wabenstruktur und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Wabenstruktur und Verfahren zu deren Herstellung Download PDF

Info

Publication number
DE112016002565T5
DE112016002565T5 DE112016002565.3T DE112016002565T DE112016002565T5 DE 112016002565 T5 DE112016002565 T5 DE 112016002565T5 DE 112016002565 T DE112016002565 T DE 112016002565T DE 112016002565 T5 DE112016002565 T5 DE 112016002565T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
honeycomb structure
sintering
particles
promoter particles
alumina
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE112016002565.3T
Other languages
English (en)
Inventor
Youichi Kadota
Yasushi Takayama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of DE112016002565T5 publication Critical patent/DE112016002565T5/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/745—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/945—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/24—Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/26—Chromium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/83—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with rare earths or actinides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
    • C04B35/486—Fine ceramics
    • C04B35/488—Composites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/50—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on rare-earth compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C04B2235/322—Transition aluminas, e.g. delta or gamma aluminas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C04B2235/405—Iron group metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/448—Sulphates or sulphites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6562—Heating rate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wabenstruktur (1), die Promotorpartikel (2) und eine Bindemittelphase (3) aufweist, die zwischen den Promotorpartikeln (2) eingeschoben ist, und ein Verfahren zu deren Herstellung. Die Promotorpartikel enthalten zumindest erste Promotorpartikel (21), die aus einer Cerdioxid-Zirkoniumdioxid-Feststofflösung hergestellt sind. Die Bindemittelphase (3), in welcher jeweils eine Anzahl von anorganischen Bindemittelpartikeln miteinander aggregiert werden, wobei α-Aluminiumoxid eine Hauptkomponente ist, enthält zumindest eines der folgenden Elemente: Fe und/oder Cr, das in α-Aluminiumoxid aufgelöst ist. Die Wabenstruktur (1) weist bei einem Verhältnis von 90 % oder mehr nach dem Erwärmen bis vor dem Erwärmen bei einer Temperatur von 1200 °C einen spezifischen Oberflächenbereich auf.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung betrifft eine Wabenstruktur, die aus Promotorpartikeln und anorganischen Bindemittelpartikeln hergestellt ist, und ein Verfahren zu deren Herstellung.
  • Stand der Technik
  • Um Automobilabgase zu reinigen, sind Wabenstrukturen bei herkömmlichen Techniken aus Kordierit, SiC oder dergleichen hergestellt. Genauer gesagt verwenden diese Wabenstrukturen Abgasreinigungskatalysatoren. Ein derartiger Abgasreinigungskatalysator beinhaltet ein anorganisches Bindemittel, das einen Promotor trägt, der aus einer Cerdioxid-Zirkoniumdioxid-Feststofflösung oder dergleichen und einem Edelmetallkatalysator hergestellt ist.
  • In jüngster Zeit waren Wabenstrukturen, die aus einer Promotor-Komponente oder dergleichen hergestellt sind, in der Entwicklung. Allerdings besteht, wenn Wabenstrukturen unter Verwendung einer Promotor-Komponente konstruiert werden, ein Problem darin, dass die Promotorpartikel nicht vollständig miteinander verbunden sind und die Stärke der Wabenstruktur somit unzureichend ist. Als Gegenmaßnahmen dazu werden Wabenstrukturen vorgeschlagen, die aus Cerdioxid-Partikeln, einem Keramikmaterial mit niedrigerer Selbst-Sinterperformance (self-sintering performance) als Cerdioxid-Partikel, und einem anorganischen Bindemittel (vergleiche Patentliteratur 1) hergestellt sind.
  • Entgegenhaltungsliste
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: JP 5185837 B
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Allerdings sind Wabenstrukturen, die aus einer Promotor-Komponente wie beispielsweise Cerdioxid hergestellt sind, auf einem höheren Niveau hinsichtlich sowohl der Stärke als auch des spezifischen Oberflächenbereichs noch weiter verbesserungsfähig. Das heißt es ist wünschenswert, dass die Promotorpartikel durch ein anorganisches Bindemittel, das aus gesintertem Aluminiumoxid oder dergleichen hergestellt ist, stark verbunden sind, um eine ausreichende Stärke einer derartigen Wabenstruktur sicherzustellen. Genauer gesagt kann zum Beispiel ein anorganisches Bindemittel (z. B. Aluminiumoxid) zur ausreichenden thermischen Zersetzung bei 1200 °C oder mehr gesintert werden. Bei dieser thermischen Zersetzung werden die Promotorpartikel mit ausreichend hoher Stärke durch das anorganische Bindemittel miteinander verbunden, wodurch die Stärke der Wabenstruktur verbessert wird. Allerdings wird während des Sinterns bei hoher Temperatur Wärme, die von dem anorganischen Bindemittel erzeugt wird, auf die Promotorpartikel übertragen, wenn das anorganische Bindemittel thermisch zersetzt wird, wodurch das Sintern der Promotorpartikel unvermeidlich fortschreitet. Daher ergibt sich aus dem Sintern bei hoher Temperatur ein Problem, dass die Promotorpartikel schmelzen und somit der spezifische Oberflächenbereich der Wabenstruktur abnimmt. In dieser Hinsicht kann das Sintern einer Wabenstruktur bei niedriger Temperatur die Abnahme des spezifischen Oberflächenbereichs der Wabenstruktur verringern. Allerdings kann das Sintern bei niedriger Temperatur ein anorganisches Bindemittel nicht ausreichend thermisch zersetzten und dieses kann die Promotorpartikel somit nicht stark miteinander verbinden, wodurch die Stärke der Wabenstruktur unvermeidlich abnimmt.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts eines derartigen Hintergrunds gemacht und sieht eine Wabenstruktur vor, die einen spezifischen Oberflächenbereich und eine Stärke aufweist, die größer als ein bestimmtes Niveau ist, und ein Verfahren zu deren Herstellung.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Ein Aspekt bzw. Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Wabenstruktur, die aus Promotorpartikeln und einer Bindemittelphase hergestellt ist. Die Promotorpartikel beinhalten zumindest erste Promotorpartikel, die aus einer Cerdioxid-Zirkoniumdioxid-Feststofflösung hergestellt sind. Zusätzlich ist die Bindemittelphase zwischen den Promotorpartikeln platziert und wird durch gegenseitige Aggregation einer Mehrzahl von anorganischen Bindemittelpartikeln, die hauptsächlich aus α-Aluminiumoxid zusammengesetzt sind, ausgebildet. Die Bindemittelphase beinhaltet Fe und/oder Cr, die in α-Aluminiumoxid aufgelöst sind, und ein Verhältnis des spezifischen Oberflächenbereichs nach dem Erwärmen bis vor dem Erwärmen bei 1200 °C beträgt 90 % oder mehr.
  • Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Herstellungsverfahren der Wabenstruktur. Das Herstellungsverfahren der Wabenstruktur beinhaltet einen Mischschritt zum Erhalt von Ton, der eine Quelle der Wabenstruktur ist, und einen Formungsschritt zum Formen des Tons und einen Sinterschritt zum Sintern des geformten Tons. Genauer gesagt wird der Ton bei dem Mischschritt erhalten, indem die Promotorpartikel, anorganische Bindemittelmaterialien, die aus Aluminiumoxidsol hergestellt sind, und eine Sinterhilfslösung, die aus einer Lösung eines Salzes aus Fe und/oder Cr hergestellt ist, gemischt werden. Bei diesem Schritt wird ein Formstück erhalten, indem der Ton in die Wabenform geformt wird. Bei dem Sinterschritt wird das Formstück bei 1100 °C oder weniger gesintert. Bei dem Mischschritt wird die Sinterhilfslösung derart zu den Promotorpartikeln und Fe und/oder Cr zugegeben, dass eine Zugabemenge von Fe und/oder Cr relativ zu 100 Massenteilen der Promotorpartikel derart eingestellt ist, dass diese in Bezug auf ein Oxid 1,4 Teile oder weniger beträgt.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Die Wabenstruktur ist aus den Promotorpartikeln und der Bindemittelphase hergestellt, die zwischen den Promotorpartikeln platziert ist. Die Bindemittelphase wird durch gegenseitige Aggregation der anorganischen Bindemittelpartikel, die hauptsächlich aus α-Aluminiumoxid zusammengesetzt sind, ausgebildet. Mit anderen Worten wird die Bindemittelphase durch ausreichendes Sintern der anorganischen Bindemittelpartikel ausgebildet. Daher kann die Wabenstruktur eine ausreichende Stärke aufweisen.
  • Zusätzlich ist es bei der Wabenstruktur möglich, die Bindemittelphase bei einer niedrigen Temperatur zu sintern, weil die Bindemittelphase Fe und/oder Cr beinhaltet, die in α-Aluminiumoxid aufgelöst sind. Zusätzlich beträgt bei der Wabenstruktur, wie vorstehend beschrieben, das Verhältnis des spezifischen Oberflächenbereichs nach dem Erwärmen bis vor dem Erwärmen bei 1200 °C 90 % oder mehr. Dies bedeutet, dass die Wabenstruktur bei der niedrigen Temperatur gesintert wird. Zusätzlich wird bei der Wabenstruktur die Bindemittelphase ausreichend thermisch zersetzt, selbst wenn eine Sintertemperatur in der Gegenwart des vorstehend beschriebenen Fe und/oder Cr niedrig ist. Anschließend verbindet sich die Bindemittelphase bei ausreichend hoher Stärke mit den Promotorpartikeln. Zusätzlich wird die Verringerung des spezifischen Oberflächenbereichs unterbunden, weil das Sintern der Promotorpartikel durch Sintern bei der niedrigen Temperatur verringert ist. Entsprechend weist die Wabenstruktur den spezifischen Oberflächenbereich und die Stärke auf, die größer ist als das bestimmte Niveau.
  • Die Wabenstruktur wird zum Beispiel durch Durchführen des Mischschritts, des Formungsschritts und des Sinterschritts hergestellt. Bei dem Mischschritt wird der Ton unter Verwendung der Promotorpartikel, der anorganischen Bindemittelmaterialien und der Sinterhilfslösung hergestellt. Bei dem Formungsschritt wird, wie vorstehend beschrieben, das Formstück erhalten, indem der Ton in die Wabenform geformt wird. Als nächstes wird das Formstück bei dem Sinterschritt bei einer niedrigen Temperatur von 1100 °C oder weniger gesintert. Der Fortschritt des Sinterns der Promotorpartikel kann verringert werden, weil die Wabenstruktur bei einer derart niedrigen Temperatur gesintert wird. Daher kann die Verringerung des spezifischen Oberflächenbereichs unterbunden werden. Ferner werden die anorganischen Bindemittelmaterialien bei dem Mischschritt aufgrund der Verwendung der Sinterhilfslösung selbst bei einer niedrigen Sintertemperatur von 1100 °C ausreichend thermisch zersetzt. Daher wird die Bindemittelphase mit exzellenter Stärke ausgebildet, die aus den anorganischen Bindemittelpartikeln hergestellt ist, die aus α-Aluminiumoxid hergestellt sind. Daher ist es möglich, die Wabenstruktur herzustellen, die den spezifischen Oberflächenbereich und die Stärke aufweist, die größer ist als das bestimmte Niveau.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigt/es zeigen:
  • 1 eine Perspektivansicht einer Wabenstruktur, die unter den Bedingungen einer ersten Ausführungsform hergestellt wurde.
  • 2 ein Bild eines Querschnitts der Wabenstruktur, die unter den Bedingungen der ersten Ausführungsform hergestellt wurde, das durch ein Elektronenrastermikroskop aufgenommen wurde.
  • 3 ein Bild eines Querschnitts einer Wabenstruktur, die unter den Bedingungen einer sechsten Ausführungsform hergestellt wurde, das durch ein Elektronenrastermikroskop erfasst wurde.
  • 4 Röntgenbeugungsmuster eines Sinters (genauer gesagt der Proben X1 und X2), der unter den Bedingungen eines Versuchsbeispiels hergestellt wurde.
  • 5 Röntgenbeugungsmuster eines Sinterprodukts von Aluminiumoxidsol, das bei dem Versuchsbeispiel bei unterschiedlichen Sintertemperaturen hergestellt wurde.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Als nächstes werden untenstehend bevorzugte Ausführungsformen einer Wabenstruktur und ein Verfahren zu deren Herstellung beschrieben werden. Die Wabenstruktur kann einen ternären Katalysator tragen, der zumindest ein Edelmetall enthält, das zum Beispiel aus den folgenden ausgewählt ist: Pt, Rh, Pd. Eine Wabenstruktur, die einen derartigen ternären Katalysator trägt, kann, wenn diese Promotorpartikel enthält, die Katalysatorreinigungsperformance des ternären Katalysators verbessern. Die Promotorpartikel enthalten zumindest erste Promotorpartikel, die aus einer Cerdioxid-Zirkoniumdioxid-Feststofflösung hergestellt sind, die durch Auflösen von Zirkonium zu Cerdioxid erhalten wird. Bei dem Konzept der vorliegenden Beschreibung kann die Cerdioxid-Zirkoniumdioxid-Feststofflösung eine Feststofflösung beinhalten, die durch Auflösen von nicht nur Zirkonium, sondern auch Seltenerdenelementen, wie beispielsweise La und Y, in Cerdioxid erhalten wird.
  • Die Wabenstruktur ist zum Beispiel aus einer zylindrischen Außenhaut, porösen Trennwänden und einer Mehrzahl von Zellen hergestellt. Die porösen Trennwände sind in der Außenhaut zum Beispiel in einem Gittermuster angeordnet. Die Mehrzahl von Zellen ist so ausgebildet, dass diese durch die Trennwände umgeben sind, und erstrecken sich in der axialen Richtung der Wabenstruktur. Ein Vieleck wie beispielsweise ein Dreieck, ein Viereck, ein Sechseck, ein Achteck oder dergleichen. Die Zellen können eine Kreisform aufweisen. Die gesamte Wabenstruktur kann zum Beispiel eine Form eines kreisförmigen Zylinders oder eines polygonalen Zylinders oder eine beliebige andere zylindrische Form aufweisen. Die Außenhaut kann zum Beispiel eine Form eines kreisförmigen Zylinders oder eines polygonalen Zylinders oder eine beliebige andere zylindrische Form aufweisen, die konform zu der Gesamtform der Wabenstruktur ist. Eine Mehrzahl von Wabenstrukturen kann zur Integration über ihre Außenhäute miteinander verbunden sein, um dadurch eine Wabenstruktur auszubilden.
  • Eine Wabenstruktur ist aus Promotorpartikeln und einer Bindemittelphase hergestellt, in welchen jeweils anorganische Bindemittelpartikel miteinander aggregiert sind. Das Mischungsverhältnis der Promotorpartikel zu den anorganischen Bindemittelpartikeln kann geeignet angepasst werden. Der Inhalt der anorganischen Bindemittelpartikel beträgt bevorzugt 1 bis 30 Massenteile im Verhältnis zu 100 Massenteilen der Promotorpartikel. In diesem Fall kann die Wabenstruktur einen spezifischen Oberflächenbereich und eine Stärke aufweisen, die auf einem noch höheren Niveau verbessert sind. Zusätzlich kann die Katalysatorreinigungsperformance ausreichend erhöht sein, wenn es zulässig ist, dass die Wabenstruktur einen ternären Katalysator trägt. Es ist weiterhin bevorzugt, dass der Inhalt der anorganischen Bindemittelpartikel 3 bis 20 Massenteile beträgt, und es ist noch weiter bevorzugt, dass dieser 5 bis 15 Massenteile im Verhältnis zu 100 Massenteilen der Promotorpartikel beträgt. Die Wabenstruktur enthält bevorzugt die Cerdioxid-Zirkoniumdioxid-Feststofflösung als eine Hauptkomponente, um einen vorteilhaften Effekt zu erzielen, der Wabenstruktur die Promotorperformance zu vermitteln.
  • Es ist bevorzugt, dass das Partikelgrößenverhältnis der anorganischen Bindemittelpartikel zu den ersten Promotorpartikeln 1/100 oder weniger beträgt, und es ist weiterhin bevorzugt, dass dieses 1/500 oder weniger beträgt. In diesem Fall kann die Stärke der Wabenstruktur zunehmen, weil die anorganischen Bindemittelpartikel in einfacher Weise zwischen den Promotorpartikeln platziert sind. Das Partikelgrößenverhältnis bezeichnet ein Verhältnis einer durchschnittlichen Partikelgröße D1 der ersten Promotorpartikel zu einer durchschnittlichen Partikelgröße D2 der anorganischen Bindemittelpartikel (D2/D1). Die durchschnittliche Partikelgröße bezeichnet eine Partikelgröße auf Grundlage eines integrierten Volumenwerts von 50 % bei einer Partikelgrößenverteilung, die durch ein Laser-Beugungsstreuungsverfahren gemessen wird.
  • Beispiel
  • Erstes Beispiel
  • Eine Wabenstruktur gemäß einem Beispiel wird untenstehend beschrieben werden. Wie in 1 gezeigt wird, weist eine Wabenstruktur 1 des vorliegenden Beispiels in ihrer Gesamtheit (ϕ103 mm Durchmesser × L 105 mm Länge) eine zylindrische Form auf und weist einen porösen Körper auf, der eine zylindrische Außenhaut 11, Zellpartitionen bzw. Zellwände 12 und eine Anzahl von Zellen 13 beinhaltet. Die Zellpartitionen 12 sind in einem rechtwinkligen bzw. quadratischen Gittermuster auf der Innenseite der Außenhaut 11 angeordnet. Die Anzahl der Zellen 13 ist durch die Zellpartitionen 12 definiert. Die Wabenstruktur 1 weist eine Zelldichte von 600 cpsi auf und die Zellpartitionen 12 weisen eine Dicke von 80 μm auf.
  • Wie in 2 gezeigt wird, sind die Wabenstruktur 1, oder genauer gesagt die Außenhaut 11 und die Zellpartitionen 12, aus einer Anzahl von Promotorpartikeln 2 und einer Bindemittelphase 3 hergestellt, die zwischen den Promotorpartikeln 2 eingeschoben sind. Jeder Promotorpartikel 2 enthält einen ersten Promotorpartikel 21, der aus einer Cerdioxid-Zirkoniumdioxid-Feststofflösung hergestellt ist, und einen zweiten Promotorpartikel 22, der aus θ-Aluminiumoxid hergestellt ist. Der erste Promotorpartikel 21 und der zweite Promotorpartikel 22 sind jeweils aus einem sekundären Partikel hergestellt, in welchem eine Anzahl von primären Partikeln miteinander aggregiert sind. In der Bindemittelphase 3 werden eine Anzahl von feinen anorganischen Bindemittelpartikeln 31 miteinander aggregiert, wobei α-Aluminiumoxid eine Hauptkomponente ist. Jeder anorganische Bindemittelpartikel 31 weist eine Größe im Nanobereich auf und ist somit auf dem durch ein Rasterelektronenmikroskop (SEM) erfassten Bild, das in 2 gezeigt wird, zu klein, um die Form zu bestätigen. Die Bindemittelphase 3 enthält eine kleine Menge von Fe, welches in einem Teil von α-Aluminiumoxid aufgelöst wird. In 2 stellen die dunkelsten grauen Bereiche die zweiten Promotorpartikel 22 dar, und die hellsten grauen Bereiche stellen die ersten Promotorpartikel 21 dar. Graue Bereiche mit einer Dichte zwischen den dunkelsten grauen Bereichen und den hellsten grauen Bereichen stellen die Bindemittelphase 3 dar.
  • Die Bindemittelphase 3 ist ein Haftmittel, das die Promotorpartikel 2 (genauer gesagt den ersten Promotorpartikel 21 und den zweiten Promotorpartikel 22) verbindet. Die Wabenstruktur 1 ist porös, wobei zwischen den Partikeln 21, 22 und 31 ein feiner bzw. kleiner Raum ausgebildet ist.
  • Ein Herstellungsverfahren der Wabenstruktur des vorliegenden Beispiels wird untenstehend beschrieben werden. Bei dem vorliegenden Beispiel wurde die Wabenstruktur durch einen Mischschritt, einen Formungsschritt und einen Sinterschritt hergestellt.
  • Mischschritt
  • Zunächst wurde das flüssige Gemisch durch Mischen eines anorganischen Bindemittelmaterials, das aus Aluminiumoxidsol (z. B. AS520, das von Nissan Chemical Industries, Ltd. hergestellt wird) hergestellt wurde, und einer Eisen(II)-nitrat-Lösung vorbereitet. Anschließend wurden dem flüssigen Gemisch die ersten und die zweiten Promotorpartikel, ein organisches Bindemittel, ein Formungshilfsmittel und Wasser zugegeben, woraufhin das Gemisch unter Verwendung einer Knetvorrichtung 90 Minuten lang geknetet wurde, um einen Ton zu erhalten. Die ersten Promotorpartikel, die eine durchschnittliche Partikelgröße von 10 μm aufweisen, wurden aus einer Cerdioxid-Zirkoniumdioxid-Feststofflösung hergestellt. Die ersten Promotorpartikel, die eine durchschnittliche Partikelgröße von 10 μm aufweisen, wurden aus einer Cerdioxid-Zirkoniumdioxid-Feststofflösung hergestellt. Die zweiten Promotorpartikel, die eine durchschnittliche Partikelgröße von 20 μm aufweisen, wurden aus θ-Aluminiumoxid hergestellt. Das organische Bindemittel ist aus Methylcellulose (z. B. 65MP4000, das von Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd. hergestellt wird) ausgebildet. Das Formungshilfsmittel war zum Beispiel UNILUBE 50MB26, das von der NOF Corporation hergestellt wird. Die Knetvorrichtung war zum Beispiel eine MS Druckknetvorrichtung DS3-10, die von Moriyama INC hergestellt wird. Das Mischverhältnis der ersten Promotorpartikel zu den zweiten Promotorpartikeln betrug 70:30 (erste Promotorpartikel: zweite Promotorpartikel) hinsichtlich des Massenverhältnisses. Die Menge an Materialien einer Wabenstruktur ist jeweils hinsichtlich der Massenteile im Verhältnis zu 100 Massenteilen der Promotorpartikel (d. h. 100 Massenteile der ersten Promotorpartikel und der zweiten Promotorpartikel) ausgedrückt. Das anorganische Bindemittelmaterial (d. h. bei dem vorliegenden Beispiel Aluminiumoxidsol) wurde bei einem Verhältnis von 10 Massenteilen hinsichtlich des Feststoffanteils vermischt. Ein Sinterhilfsmittel wurde bei einem Verhältnis von 0,35 Massenteilen hinsichtlich einer äquivalenten Menge an Oxid (d. h. bei dem vorliegenden Beispiel hinsichtlich Fe2O3) vermischt. Das organische Bindemittel wurde bei einem Verhältnis von 15 Massenteilen vermischt, und auf ähnliche Weise das Formungshilfsmittel, 1 Massenteil, und Wasser, 33 Massenteile. Die ersten Promotorpartikel des vorliegenden Beispiels wurden aus einer Cerdioxid-Zirkoniumdioxid-Feststofflösung hergestellt, die durch Auflösen von Zirkonium in Cerdioxid erhalten wurde, und Seltenerdenelemente, wie beispielsweise La und Y, werden neben Zirkonium ebenfalls darin aufgelöst.
  • Formungsschritt
  • Als nächstes wurde Ton durch Extrusionsformen bei einem Formungsdruck von 10 MPa in eine Wabenform geformt, wodurch ein Formstück mit einer Wabenform erhalten wird. Das Formstück wies die gleiche Form auf wie die Wabenstruktur 1, die in 1 gezeigt wird. Danach wurde das Formstück unter Verwendung eines Mikrowellentrockners und eines Heißlufttrockners ausreichend getrocknet.
  • Sinterschritt
  • Als nächstes wurde das Formstück in einem elektrischen Hochofen 10 Stunden lang bei 1050 °C gesintert, um ein gesintertes Formstück, das heißt die Wabenstruktur 1, zu erhalten, so wie diese in den 1 und 2 gezeigt wird. 2, die später beschrieben wird, zeigt ein Bild eines Querschnitts der Zellpartitionen bzw. Zellwände 12 der Wabenstruktur 1 des vorliegenden Beispiels, das unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (SEM) erfasst wurde. Ein „Quanta FEG250“, das von FEI hergestellt wird, wurde als das Rasterelektronenmikroskop verwendet.
  • Als nächstes wurde der spezifische Oberflächenbereich der Wabenstruktur gemessen, die bei dem vorliegenden Beispiel erhalten wurde. Genauer gesagt wurde zunächst ein Teil der Wabenstruktur pulverisiert, um ein pulverisiertes Pulver zu erhalten. Der spezifische Oberflächenbereich des pulverisierten Pulvers von 0,1 g wurde mit dem Brunauer-Emmett-Teller-Verfahren (BET-Verfahren) unter Verwendung eines „TriStar II 3020“, der von der Shimadzu Corporation hergestellt wird, gemessen. Nachdem die Wabenstruktur 20 Stunden lang bei 1200 °C in atmosphärischer Luft erwärmt wurde, wurde der spezifische Oberflächenbereich der Wabenstruktur auf die gleiche Weise gemessen wie bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren, um unter Verwendung der folgenden Formel (1) ein Verhältnis des spezifischen Oberflächenbereichs der Wabenstruktur nach dem Erwärmen bis vor dem Erwärmen zu berechnen. In der Formel (1) ist ∆A ein Änderungsverhältnis des spezifischen Oberflächenbereichs der Wabenstruktur, und A0 ist der spezifische Oberflächenbereich der Wabenstruktur vor dem Erwärmen bei 1200 °C, und A1 ist der spezifische Oberflächenbereich der Wabenstruktur nach dem Erwärmen bei 1200 °C. Diese Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt, die untenstehend beschrieben wird. ∆A = 100 × (A0 – A1)/A0 (1)
  • Es wurde die Stärke der Wabenstruktur gemessen, die bei dem vorliegenden Beispiel erhalten wurde. Genauer gesagt wurde aus der Wabenstruktur zunächst ein Testexemplar von 3 mm × 3 mm × 10 mm vorbereitet. Anschließend wurde unter Verwendung eines Autographen („AG-X Plus“, hergestellt von der Shimadzu Corporation) in einer Erstreckungsrichtung der Zelle (in einer Längsrichtung des Testexemplars) eine Kompressionslast auf das Testexemplar ausgeübt und eine Bruchlast (L) wurde gemessen. Anschließend wurde auf Grundlage der folgenden Formel (2) unter Verwendung des gemessenen Werts der Bruchlast (L) und eines Querschnittsbereichs (S) eines wesentlichen Teils des Testexemplars eine Stärke (I) berechnet. Der Querschnittsbereich des wesentlichen Teils bedeutet einen Bereich, der durch Subtrahieren eines Bereichs eines Öffnungsteils des Testexemplars von einem Bereich eines Querschnitts des Testexemplars erhalten wird, welcher senkrecht zu der Längsrichtung verläuft. Aus der Wabenstruktur wurden 20 Testexemplare vorbereitet und für jedes davon wurde eine Stärke eines arithmetischen Mittelwerts berechnet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt. I (MPa) = L/S (2)
  • Zweite bis fünfte Beispiele
  • Die Menge an Materialien einer Wabenstruktur, die bei den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet wird, ist jeweils hinsichtlich der Massenteile im Verhältnis zu 100 Massenteilen von Promotorpartikeln (d. h. 100 Massenteile von ersten Promotorpartikeln und von zweiten Promotorpartikeln) ausgedrückt.
  • Bei einem zweiten Beispiel wurde eine Wabenstruktur auf die gleiche Weise vorbereitet wie bei dem ersten Beispiel, außer dass das Mischungsverhältnis des anorganischen Bindemittelmaterials hinsichtlich eines Feststoffanteils von 5 Massenteilen verändert wurde.
  • Bei einem dritten Beispiel wurde eine Wabenstruktur auf die gleiche Weise vorbereitet wie bei dem ersten Beispiel, außer dass das Mischungsverhältnis des anorganischen Bindemittelmaterials hinsichtlich eines Feststoffanteils von 15 Massenteilen verändert wurde.
  • Bei einem vierten Beispiel wurde eine Wabenstruktur auf die gleiche Weise vorbereitet wie bei dem ersten Beispiel, außer dass das Mischungsverhältnis des Sinterhilfsmittels hinsichtlich einer äquivalenten Menge an Oxid von 0,7 Massenteilen verändert wurde.
  • Bei einem fünften Beispiel wurde eine Wabenstruktur auf die gleiche Weise vorbereitet wie bei dem ersten Beispiel, außer dass das Mischungsverhältnis des Sinterhilfsmittels hinsichtlich einer äquivalenten Menge an Oxid von 1,4 Massenteilen verändert wurde.
  • Bei jedem der zweiten bis fünften Beispiele wurden ein spezifischer Oberflächenbereich A0, ein Änderungsverhältnis ∆A des spezifischen Oberflächenbereichs und eine Stärke auf die gleiche Weise gemessen wie bei dem ersten Beispiel. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.
  • Erste bis dritte Vergleichsbeispiele
  • Bei einem ersten Vergleichsbeispiel wurde eine Wabenstruktur auf die gleiche Weise vorbereitet wie bei dem ersten Beispiel, außer dass keine Sinterhilfslösung verwendet wurde.
  • Bei einem zweiten Vergleichsbeispiel wurde eine Wabenstruktur auf die gleiche Weise vorbereitet wie bei dem ersten Beispiel, außer dass keine Sinterhilfslösung verwendet wurde und dass die Sintertemperatur zu 1150 °C verändert wurde.
  • Bei einem dritten Vergleichsbeispiel wurde eine Wabenstruktur auf die gleiche Weise vorbereitet wie bei dem ersten Beispiel, außer dass die Zugabemenge der Sinterhilfslösung im Verhältnis zu 100 Massenteilen von Promotorpartikeln hinsichtlich einer äquivalenten Menge an Oxid (Fe2O3) von 2,8 Massenteilen verändert wurde.
  • Bei jedem der ersten bis dritten Vergleichsbeispiele wurden ein spezifischer Oberflächenbereich A0, ein Verhältnis ∆A des spezifischen Oberflächenbereichs nach dem Erwärmen bis vor dem Erwärmen und eine Stärke gemessen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.
  • Vergleich der ersten bis fünften Beispiele mit dem ersten bis dritten Vergleichsbeispiel Für jede der Wabenstrukturen der Beispiele und der Vergleichsbeispiele werden Formulierungen von Materialien beim Herstellen, Sinterbedingungen und Auswertungen in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
    Figure DE112016002565T5_0002
  • Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, behielt jede der Wabenstrukturen der Beispiele beinahe den gleichen spezifischen Oberflächenbereich bei wie jedes Vergleichsbeispiel, wies aber eine wesentlich höhere Stärke vor als jedes Vergleichsbeispiel. Dies liegt daran, dass jede Wabenstruktur des Beispiels bei dem Mischschritt ein Sinterhilfsmittel verwendete und bei dem Sinterschritt bei einer niedrigen Temperatur von 1100 °C oder weniger gesintert wurde. Das heißt, weil eine Zersetzung des anorganischen Bindemittelmaterials durch das Sinterhilfsmittel selbst bei einer niedrigen Temperatur ausreichend fortgeschritten ist, wurde eine Bindemittelphase 3 mit hoher Stärke ausgebildet. Mit der Ausbildung der Bindemittelphase 3 und aufgrund des Sinterns bei niedriger Temperatur wurde der Fortschritt des Sinterns von Promotorpartikeln 2 (erste Promotorpartikel 21 und zweite Promotorpartikel 22) unterbunden, wodurch eine Abnahme des spezifischen Oberflächenbereichs minimiert wurde. Daher wies die Wabenstruktur 1 der Ausführungsform den spezifischen Oberflächenbereich und die Stärke auf, die größer ist als ein bestimmtes Niveau, das vorstehend beschrieben wird.
  • Wie in Tabelle 1 gezeigt wird, betrug bei den Wabenstrukturen 1 der Beispiele, die durch das vorstehende Verfahren erhalten werden, ein Verhältnis des spezifischen Oberflächenbereichs nach dem Erwärmen bis vor dem Erwärmen bei 1200 °C 90 % oder mehr. Dies bedeutet, dass die Wabenstrukturen 1 wie vorstehend beschrieben bei der niedrigen Temperatur gesintert wurden. Die Bindemittelphase 3 wurde in der Gegenwart des vorstehend beschriebenen Fe selbst bei einer derart niedrigen Sintertemperatur ausreichend gesintert. Zusätzlich wurde das Aluminiumoxid der Bindemittelphase 3 thermisch zersetzt, wobei die Promotorpartikel 2 mit ausreichend hoher Stärke miteinander verbunden wurden. Andererseits wurde, da das Sintern von Promotorpartikeln durch die niedrige Sintertemperatur unterbunden wurde, eine Abnahme des spezifischen Oberflächenbereichs der Wabenstrukturen minimiert. Das Verhältnis des spezifischen Oberflächenbereichs jeder Wabenstruktur beträgt nach dem Erwärmen bis vor dem Erwärmen bei 1200 °C bevorzugt 93 % oder mehr, und es ist weiterhin bevorzugt, dass dieses 95 % oder mehr beträgt.
  • Andererseits war die Stärke der Wabenstruktur des ersten Vergleichsbeispiels, das ohne Verwendung des Sinterhilfsmittels vorbereitet wurde, unzureichend. Dies gilt, weil das Sintern des anorganischen Bindemittels ohne das Sinterhilfsmittel bei der niedrigen Temperatur von 1050 °C unzureichend war und die Stärke der Wabenstruktur abnahm. Bei jeder der Wabenstrukturen der zweiten und dritten Vergleichsbeispiele betrug das Verhältnis des spezifischen Oberflächenbereichs weniger als 90 %. Dies bedeutet, dass das Sintern der Wabenstruktur übermäßig fortgeschritten ist. Wie in Tabelle 1 gezeigt wird, wies eine derartige Wabenstruktur einen unzureichenden spezifischen Oberflächenbereich auf. Bei dem zweiten Vergleichsbeispiel wurde das Sintern von nicht nur einer Bindemittelphase, sondern auch von Promotorpartikeln aufgrund der exzessiv hohen Sintertemperatur exzessiv fortgeschritten. Dies gilt als der Grund, warum der spezifische Oberflächenbereich vorstehend als unzureichend beschrieben wurde. Bei dem dritten Vergleichsbeispiel wurde das Sintern von nicht nur einer Bindemittelphase, sondern auch von Promotorpartikeln aufgrund der exzessiven Zugabemenge des Sinterhilfsmittels trotz des Sinterns bei der relativ niedrigen Temperatur exzessiv fortgeschritten. Dies gilt als der Grund, warum der spezifische Oberflächenbereich vorstehend als unzureichend beschrieben wurde.
  • Wie in 2 gezeigt wird, beinhaltet bei der Wabenstruktur 1 des vorliegenden Beispiels jeder Promotorpartikel 2 den ersten Promotorpartikel 21, der aus einer Cerdioxid-Zirkoniumdioxid-Feststofflösung hergestellt ist, und den zweiten Promotorpartikel 22, der aus θ-Aluminiumoxid hergestellt ist. In einem derartigen Fall können der spezifische Oberflächenbereich und die Stärke der Wabenstruktur 1 noch weiter erhöht werden. Dies liegt daran, dass die zweiten Promotorpartikel 22, die aus θ-Aluminiumoxid hergestellt sind, einen hohen spezifischen Oberflächenbereich und exzellente Verbindbarkeit mit der Bindemittelphase 3, die aus den anorganischen Bindemittelpartikeln ausgebildet sind, die aus α-Aluminiumoxid hergestellt sind, aufweisen. Bei dem vorliegenden Beispiel kann, obwohl die zweiten Promotorpartikel 22, die aus θ-Aluminiumoxid hergestellt sind, verwendet wurden, die Verwendung von zweiten Promotorpartikeln, die an Stelle von γ-Aluminiumoxid aus θ-Aluminiumoxid hergestellt sind, ebenfalls die gleichen Effekte erhalten. Bei der Wabenstruktur 1 kann die Kristallstruktur von Aluminiumoxid (θ-Aluminiumoxid und/oder γ-Aluminiumoxid) der zweiten Promotorpartikel 22 durch Verändern der Sintertemperatur angepasst werden. Die Wabenstruktur des vorliegenden Beispiels wurde bei der niedrigen Temperatur gesintert, wie vorstehend beschrieben wird, wobei diese die Zersetzung von Promotorpartikeln minimiert, die aus θ-Aluminiumoxid und/oder γ-Aluminiumoxid hergestellt sind, und dabei den hohen spezifischen Oberflächenbereich beibehält.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird die Wabenstruktur bevorzugt bei 1100 °C oder weniger gesintert. In einem derartigen Fall kann das Sintern der Promotorpartikel 2 verringert werden und eine Wabenstruktur kann vorbereitet werden, welche das Verhältnis des spezifischen Oberflächenbereichs aufweist, das nach dem Erwärmen bis vor dem Erwärmen bei 1200 °C 90 % oder mehr beträgt. Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Sintertemperatur 1050 °C oder weniger beträgt. Im Hinblick darauf, dass der Fortschritt des Sinterns der anorganischen Bindemittelpartikel anderenfalls unzureichend ist und die Stärke der Wabenstruktur verringert werden kann, beträgt die Sintertemperatur bevorzugt 900 °C oder mehr.
  • Die Zugabemenge der Sinterhilfslösung im Verhältnis zu 100 Massenteilen von Promotorpartikeln beträgt bevorzugt 1,4 Massenteile oder weniger im Hinblick auf die Oxidmenge. In einem derartigen Fall ist der Fortschritt beim Sintern der Promotorpartikel verringert, aber es kann zulässig sein, dass das Sintern der anorganischen Bindemittel fortschreitet, um die Zersetzung zu unterstützen. Somit kann die Wabenstruktur vorbereitet werden, welche das Verhältnis des spezifischen Oberflächenbereichs aufweist, das nach dem Erwärmen bis vor dem Erwärmen bei 1200 °C 90 % oder mehr beträgt. Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Zugabemenge der Sinterhilfslösung im Verhältnis zu 100 Massenteilen von Promotorpartikeln 0,7 Massenteile oder weniger im Hinblick auf die Oxidmenge beträgt. Im Hinblick auf das ausreichende Erzielen des Effekts der Zugabe der Sinterhilfslösung beträgt die Zugabemenge der Sinterhilfslösung im Verhältnis zu 100 Massenteilen von Promotorpartikeln bevorzugt 0,35 Massenteile oder mehr im Hinblick auf die Oxidmenge.
  • Bei dem vorliegenden Beispiel kann nicht nur eine wässrige Lösung von Eisennitrat, sondern auch eine wässrige Lösung von Eisensulfat als die Sinterhilfslösung verwendet werden. Es kann zum Beispiel zumindest eines der folgenden anstatt von Eisensulfat verwendet werden: Eisennitrat, Eisenchlorid, Eisenacetat, Eisensulfat, Ammoniumnitrateisen und dergleichen. Eine andere Sinterhilfslösung, die verwendet werden kann, ist eine wässrige Lösung eines Chromsulfats. Wenn eine wässrige Lösung eines Chromsulfats verwendet wird, kann Chrom in einem Teil von α-Aluminiumoxid in einer Bindemittelphase aufgelöst werden, die aus anorganischen Bindemittelpartikeln hergestellt ist, die hauptsächlich aus α-Aluminiumoxid zusammengesetzt sind. Chrom bildet, wenn dieses oxidiert wird, auf eine gleiche Weise wie das vorstehend beschriebene Eisen, ähnlich wie α-Aluminiumoxid, eine Korundstruktur aus. Entsprechend kann, selbst wenn eine wässrige Lösung von Chromsulfat verwendet wird, ebenfalls der gleiche Effekt wie bei der Verwendung der wässrigen Lösung des vorstehend beschriebenen Eisensulfats erhalten werden. Es kann zum Beispiel zumindest eines der folgenden anstatt von Chromsulfat verwendet werden: Chromchlorid, Kaliumdichromat, Bariumchromat, Calciumchromat und dergleichen.
  • So wie bei dem Mischschritt des vorliegenden Beispiels ist es bevorzugt, dass die anorganischen Bindemittelmaterialien und die Sinterhilfslösung im Voraus vermischt werden, um das flüssige Gemisch vorzubereiten, und dass die Promotorpartikel in das flüssige Gemisch zugegeben werden. In diesem Fall werden die anorganischen Bindemittelmaterialien, die aus Aluminiumoxidsol hergestellt sind, ausreichend mit der Sinterhilfslösung vermischt. Somit wird bei dem Sinterschritt der Fortschritt beim Sintern der Promotorpartikel ausreichender verringert, aber es kann ausreichend zulässig sein, dass das Sintern der Bindemittelphase fortschreitet. Im Ergebnis kann die Wabenstruktur einen spezifischen Oberflächenbereich und eine Stärke aufweisen, die auf einem noch höheren Niveau verbessert sind.
  • Die Wabenstruktur wird bei einem Strömungskanal von Abgasen verwendet, die aus einer Maschine mit interner Verbrennung abgeführt werden. Es ist bevorzugt, dass die Wabenstruktur bei einer Temperaturumgebung von höchstens der vorstehend beschriebenen Sintertemperatur, weiterhin bevorzugt, dass diese bei 1000 °C oder weniger, noch weiter bevorzugt, dass diese bei 900 °C oder weniger, und am ehesten bevorzugt, dass diese bei 850 °C oder weniger verwendet wird. In diesem Fall ist es möglich zu verhindern, dass der spezifische Oberflächenbereich der Wabenstruktur sich bei einer Temperaturumgebung verringert, in der die Wabenstruktur verwendet wird.
  • Im Hinblick auf das Erzielen einer ausreichenden Reinigungsperformance von Abgasen beträgt der spezifische Oberflächenbereich der Wabenstruktur bevorzugt 10 m2/g oder mehr. Der vorstehend beschriebene spezifische Oberflächenbereich bezeichnet einen BET-spezifischen Oberflächenbereich einer Wabenstruktur, der erhalten wurde, nachdem dieser gesintert wurde, das heißt, einen spezifischen Oberflächenbereich, der gemessen wurde, ohne dass dieser bei 1200 °C erwärmt wurde. Es ist weiterhin bevorzugt, dass der spezifische Oberflächenbereich der Wabenstruktur 20 m2/g oder mehr, und noch weiter bevorzugt, dass dieser 30 m2/g oder mehr beträgt.
  • Im Hinblick auf das Verhindern von Schaden ist es bevorzugt, dass eine Stärke einer Wabenstruktur, die verwendet wird, indem diese in Fahrzeugen installiert ist, 30 MPa oder mehr, weiterhin bevorzugt, dass diese 45 MPa oder mehr, und noch weiter bevorzugt, dass diese 60 MPa oder mehr beträgt.
  • Sechste bis zehnte Beispiele
  • Nachfolgend wird eine Beschreibung eines Beispiels einer Wabenstruktur angegeben werden, die unter Verwendung von nur den ersten Promotorpartikeln vorbereitet wurde, die aus einer Cerdioxid-Zirkoniumdioxid-Feststofflösung als Promotorpartikel hergestellt sind, ohne dass die zweiten Promotorpartikel verwendet wurden, die aus Aluminiumoxid hergestellt sind. Bei einem sechsten Beispiel wurde eine Wabenstruktur auf die gleiche Weise vorbereitet wie bei dem ersten Beispiel, außer dass die Zugabemenge der ersten Promotorpartikel von 100 Massenteilen verändert wurde, ohne dass die zweiten Promotorpartikel verwendet wurden, und dass die Sintertemperatur auf 1000 °C verändert wurde. 3 zeigt ein Bild eines Querschnitts der Wabenstruktur des sechsten Beispiels, das unter Verwendung des SEM erfasst wurde.
  • Wie in 3 gezeigt wird, beinhaltete die Wabenstruktur 1 des sechsten Beispiels die ersten Promotorpartikel 21 als die Promotorpartikel 2, diese beinhaltete aber nicht die zweiten Promotorpartikel 22. Die ersten Promotorpartikel 21 wurden aus einer Cerdioxid-Zirkoniumdioxid-Feststofflösung hergestellt. Die zweiten Promotorpartikel 22 wurden aus Aluminiumoxid hergestellt, wie bei den ersten bis fünften Beispielen verwendet. Der Rest der Konfiguration war die gleiche wie bei dem ersten Beispiel, das heißt, dass die Bindemittelphase 3, die zwischen den Promotorpartikeln 2 eingeschoben wurde, eine Aggregation einer Anzahl von feinen anorganischen Bindemittelpartikeln 31 war, die als eine Hauptkomponente α-Aluminiumoxid enthalten.
  • Die Menge an Materialien von Wabenstrukturen, die bei den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet wird, ist jeweils hinsichtlich der Massenteile im Verhältnis zu 100 Massenteilen der ersten Promotorpartikel ausgedrückt.
  • Bei einem siebten Beispiel wurde eine Wabenstruktur auf die gleiche Weise vorbereitet wie bei dem sechsten Beispiel, außer dass das Mischungsverhältnis des anorganischen Bindemittelmaterials hinsichtlich eines Feststoffanteils von 5 Massenteilen verändert wurde.
  • Bei einem achten Beispiel wurde eine Wabenstruktur auf die gleiche Weise vorbereitet wie bei dem sechsten Beispiel, außer dass das Mischungsverhältnis der anorganischen Bindemittelmaterialien hinsichtlich eines Feststoffanteils von 15 Massenteilen verändert wurde.
  • Bei einem neunten Beispiel wurde eine Wabenstruktur auf die gleiche Weise vorbereitet wie bei dem sechsten Beispiel, außer dass das Mischungsverhältnis des Sinterhilfsmittels hinsichtlich einer äquivalenten Menge an Oxid von 0,7 Massenteilen verändert wurde.
  • Bei einem zehnten Beispiel wurde eine Wabenstruktur auf die gleiche Weise vorbereitet wie bei dem sechsten Beispiel, außer dass das Mischungsverhältnis des Sinterhilfsmittels hinsichtlich einer äquivalenten Menge an Oxid von 1,4 Massenteilen verändert wurde.
  • Bei jedem der sechsten bis zehnten Beispiele wurden ein spezifischer Oberflächenbereich A0, eine Änderungsrate ∆A des spezifischen Oberflächenbereichs und eine Stärke auf die gleiche Weise gemessen wie bei dem ersten Beispiel. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.
  • Vierte bis sechste Vergleichsbeispiele
  • Bei einem vierten Vergleichsbeispiel wurde eine Wabenstruktur auf die gleiche Weise vorbereitet wie bei dem sechsten Beispiel, außer dass keine Sinterhilfslösung verwendet wurde.
  • Bei einem fünften Vergleichsbeispiel wurde eine Wabenstruktur auf die gleiche Weise vorbereitet wie bei dem ersten Beispiel, außer dass keine Sinterhilfslösung verwendet wurde und dass die Sintertemperatur zu 1150 °C verändert wurde.
  • Bei einem sechsten Vergleichsbeispiel wurde eine Wabenstruktur auf die gleiche Weise vorbereitet wie bei dem ersten Beispiel, außer dass die Zugabemenge der Sinterhilfslösung im Verhältnis zu 100 Massenteilen von Promotorpartikeln hinsichtlich einer äquivalenten Menge an Oxid (Fe2O3) von 2,8 Massenteilen verändert wurde.
  • Bei jedem der vierten bis sechsten Vergleichsbeispiele wurden ein spezifischer Oberflächenbereich A0, eine Änderungsrate ∆A des spezifischen Oberflächenbereichs und eine Stärke gemessen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.
  • Vergleich der sechsten bis zehnten Beispiele mit den vierten bis sechsten Vergleichsbeispielen
  • Für jede der Wabenstrukturen der Beispiele und der Vergleichsbeispiele werden Formulierungen von Materialien und Sinterbedingungen beim Herstellen und Auswertungen in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
    Figure DE112016002565T5_0003
  • Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, behielt jede der Wabenstrukturen der sechsten bis zehnten Beispiele beinahe den gleichen spezifischen Oberflächenbereich bei wie jedes Vergleichsbeispiel, wies aber eine ausreichend höhere Stärke vor als jedes Vergleichsbeispiel. Dies liegt daran, dass jede der Wabenstrukturen der sechsten bis zehnten Beispiele bei dem Mischschritt das Sinterhilfsmittel verwendete und bei dem Sinterschritt bei der niedrigen Temperatur von 1100 °C oder weniger gesintert wurde, ähnlich wie bei den ersten bis fünften Beispielen. Das heißt, weil eine Zersetzung des anorganischen Bindemittelmaterials durch das Sinterhilfsmittel selbst bei der niedrigen Temperatur ausreichend fortgeschritten ist, wurde die Bindemittelphase 3 mit hoher Stärke ausgebildet. Mit der Ausbildung der Bindemittelphase 3 und aufgrund des Sinterns bei niedriger Temperatur wurde der Fortschritt des Sinterns der Promotorpartikel 2 unterbunden, wodurch eine Abnahme des spezifischen Oberflächenbereichs minimiert wurde. Daher wies die Wabenstruktur 1 jedes der sechsten bis zehnten Beispiele einen spezifischen Oberflächenbereich und eine Stärke auf, die größer ist als ein bestimmtes Niveau, das vorstehend beschrieben wird.
  • Bei der Wabenstruktur 1 jedes des sechsten bis zehnten Beispiels, das durch das vorstehende Verfahren erhalten wird, betrug eine Änderungsrate des spezifischen Oberflächenbereichs vor und nach dem Erwärmen bei 1200 °C 90 % oder mehr, ähnlich wie bei den ersten bis fünften Beispielen. Dies bedeutet, dass die Wabenstruktur 1 bei der niedrigen Temperatur gesintert wurde, wie vorstehend beschrieben. Bei einer derart niedrigen Sintertemperatur wurde die Bindemittelphase 3 in der Gegenwart des Fe gesintert und verursachte, gekoppelt mit der thermischen Zersetzung von Aluminiumoxid der Bindemittelphase, ein gegenseitiges Verbinden der Promotorpartikel 2 mit ausreichend hoher Stärke. Andererseits wurde, da das Sintern der Promotorpartikel durch das Sintern bei niedriger Temperatur unterbunden wurde, eine Abnahme des spezifischen Oberflächenbereichs der Wabenstrukturen minimiert. Bevorzugte Ausführungsformen der sechsten bis zehnten Beispiele der Wabenstrukturen ähneln denen der ersten bis fünften Beispiele.
  • Andererseits war die Stärke der Wabenstruktur des vierten Vergleichsbeispiels, das ohne Verwendung des Sinterhilfsmittels vorbereitet wurde, unzureichend. Dies gilt, weil das Sintern des anorganischen Bindemittels ohne das Sinterhilfsmittel bei der niedrigen Temperatur von 1000 °C unzureichend war und die Stärke der Wabenstruktur abnahm.
  • Bei jeder der Wabenstrukturen der fünften und sechsten Vergleichsbeispiele betrug die Änderungsrate des spezifischen Oberflächenbereichs weniger als 90 %. Dies bedeutet, dass das Sintern der Wabenstruktur übermäßig fortgeschritten ist. Wie in Tabelle 2 gezeigt wird, wies eine derartige Wabenstruktur einen unzureichenden spezifischen Oberflächenbereich auf. Bei dem fünften Beispiel wurde das Sintern von nicht nur einer Bindemittelphase, sondern auch von Promotorpartikeln aufgrund der exzessiv hohen Sintertemperatur exzessiv fortgeschritten. Dies gilt als der Grund, warum der spezifische Oberflächenbereich vorstehend als unzureichend beschrieben wurde. Andererseits war die Zugabemenge des Sinterhilfsmittels bei dem sechsten Vergleichsbeispiel exzessiv. Somit wurde das Sintern von nicht nur einer Bindemittelphase, sondern auch von Promotorpartikeln trotz des Sinterns bei der relativ niedrigen Temperatur exzessiv fortgeschritten. Dies gilt als der Grund, warum der spezifische Oberflächenbereich vorstehend als unzureichend beschrieben wurde.
  • Beispiel
  • Das vorliegende Beispiel ist ein Beispiel, um eine Veränderung einer Kristallstruktur zu untersuchen, wenn ein anorganisches Bindemittelmaterial, das aus Aluminiumoxidsol hergestellt ist, bei anderen Sintertempertaturbedingungen gesintert wird.
  • Ein flüssiges Gemisch wurde durch Mischen eines anorganischen Bindemittelmaterials, das aus Aluminiumoxidsol (AS520, das von Nissan Chemical Industries, Limited hergestellt wird) mit einer Sinterhilfslösung, die aus einer wässrigen Lösung von Eisen(II)-sulfat hergestellt wurde, vorbereitet. Anschließend wurden die anorganischen Bindemittelmaterialien und die Sinterhilfslösung gemischt, sodass eine Menge von Fe im Verhältnis zu 10 Massenteilen im Hinblick auf einen Feststoffanteil von Aluminiumoxidsol 0,35 Massenteile hinsichtlich einer äquivalenten Menge an Oxid betrug. Dieses Mischungsverhältnis ähnelte dem ersten Beispiel. Anschließend wurde das Wasser in dem flüssigen Gemisch verdunstet, wodurch ein Feststoff erhalten wurde. Der erhaltene Feststoff wurde in einem elektrischen Hochofen gesintert. Das Sintern wurde durchgeführt, indem die Temperatur in dem elektrischen Hochofen bei einer Rate von 200 °C/h erhöht und die Temperatur 20 Stunden lang bei 1000 °C beibehalten wurde, gefolgt von einem Abkühlen. Der erhaltene Sinter wird als eine „Probe X1“ bezeichnet.
  • Ein anderer Sinter wurde auf ähnliche Weise wie die Probe X1 vorbereitet, außer dass keine Sinterhilfslösung zugegeben wurde. Der erhaltene Sinter wird als eine „Probe X2“ bezeichnet. Die Probe X2 ist ein Sinter aus Aluminiumoxidsol, das ohne Zugabe der Sinterhilfslösung vorbereitet wurde.
  • Anschließend wurden die Proben X1 und X2 einer Röntgenbeugungsmustermessung unterworfen. Genauer gesagt wurden die Proben X1 und X2 unter Verwendung eines Mörsers pulverisiert, wobei entsprechende pulverisierte Pulver erhalten wurden. Die pulverisierten Pulver wurden jeweils unter Verwendung eines Röntgendiffraktometers („SmartLab“, hergestellt von der Rigaku Corporation) einer Pulver-Röntgenbeugung unterworfen, um Röntgenbeugungsmuster zu messen. Die Messungen wurden unter den Bedingungen einer Röntgenquelle mit Cu-Kα-Strahlung durchgeführt, Messbereich: 20 bis 70°, Scan-Breite: 0,01°, Beschleunigungsspannung: 40 kV, und Strom: 30 mA. Die Ergebnisse werden in 4 gezeigt.
  • Wie aus 4 verständlich wird, wurden bei dem Röntgenbeugungsmuster der Probe X1 Spitzenwerte beobachtet, die von α-Aluminiumoxid abgeleitet wurden, wie durch die Pfeile angegeben wird. Andererseits wurde bei dem Röntgenbeugungsmuster der Probe X2 kein Spitzenwert beobachtet, der von α-Aluminiumoxid abgeleitet wurde. Dies bedeutet, dass eine Verwendung der Sinterhilfslösung, wie beispielsweise der wässrigen Lösung des Eisen(II)-sulfats, einen einfachen Fortschritt der Zersetzung der anorganischen Bindemittelmaterialien zuließ, die aus Aluminiumoxidsol hergestellt sind, wie bei der Probe X1. Zum Beispiel bedeutet dies, dass bei der Probe X1 α-Aluminiumoxid mit überlegener Stärke selbst bei der niedrigen Temperatur von 1000 °C erzeugt wurde. Andererseits wurden bei der Probe X2 teilweise schwache Spitzenwerte beobachtet, die von γ-Aluminiumoxid und θ-Aluminiumoxid abgeleitet wurden, allerdings wurden die Spitzenwerte, die von α-Aluminiumoxid abgeleitet wurden, kaum beobachtet.
  • 5 zeigt Röntgenbeugungsmuster eines Sinters, der erhalten wurde, indem Aluminiumoxidsol bei unterschiedlichen Sintertemperaturen gesintert wurde, ohne dass die Sinterhilfslösung verwendet wurde, ähnlich wie bei der Probe X2. Wie aus 5 verständlich wird, wurden Spitzenwerte, die von γ-Aluminiumoxid abgeleitet wurden, und θ-Aluminiumoxid bei Sintertemperaturen von 900 °C und 950 °C gemischt. Spitzenwerte, die von θ-Aluminiumoxid abgeleitet wurden, lagen bei einer Sintertemperatur von 1050 °C vor. Spitzenwerte, die von α-Aluminiumoxid und θ-Aluminiumoxid abgeleitet wurden, wurden bei einer Sintertemperatur von 1150 °C gemischt. Die Spitzenwerte, die von α-Aluminiumoxid abgeleitet wurden, lagen bei einer Sintertemperatur von 1200 °C vor. Entsprechend ist ersichtlich, dass eine Zersetzung von Aluminiumoxid durch das Sintern bei der Temperatur von 1150 °C oder mehr fortgeschritten ist, ohne dass das Sinterhilfsmittel verwendet wurde, und dass Aluminiumoxid durch das Sintern bei der Temperatur von 1200 °C oder mehr beinahe vollständig thermisch zersetzt wurde. Entsprechend kann in dem Fall, dass die ersten Promotorpartikel, die aus der Cerdioxid-Zirkoniumdioxid-Feststofflösung hergestellt sind, zusammen mit den zweiten Promotorpartikeln, die aus θ-Aluminiumoxid und/oder γ-Aluminiumoxid hergestellt sind, verwendet werden, eine Zersetzung der zweiten Promotorpartikel ausreichend verringert werden, indem Sintern bei einer Temperatur von 1100 °C oder weniger durchgeführt wird, wie bei den ersten bis fünften Beispielen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Wabenstruktur
    2
    Promotorpartikel
    21
    erster Promotorpartikel
    22
    zweiter Promotorpartikel
    3
    Bindemittelphase

Claims (4)

  1. Wabenstruktur (1), aufweisend: Promotorpartikel (2), welche zumindest erste Promotorpartikel (21) enthalten, die aus einer Cerdioxid-Zirkoniumdioxid-Feststofflösung hergestellt sind; und eine Bindemittelphase (3), bei welcher eine Anzahl von anorganischen Bindemittelpartikeln (31) miteinander aggregiert sind, wobei α-Aluminiumoxid eine Hauptkomponente ist, wobei die anorganischen Bindemittelpartikel zwischen den Promotorpartikeln eingeschoben sind, wobei die Bindemittelphase Fe und/oder Cr enthält, das in α-Aluminiumoxid aufgelöst ist; und die Wabenstruktur bei einem Verhältnis von 90 % oder mehr nach dem Erwärmen bis vor dem Erwärmen bei 1200 °C einen spezifischen Oberflächenbereich aufweist.
  2. Wabenstruktur (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Promotorpartikel (2) zweite Promotorpartikel (22) enthalten, die aus einem oder zwei der Folgenden hergestellt sind: γ-Aluminiumoxid und/oder θ-Aluminiumoxid.
  3. Herstellungsverfahren der Wabenstruktur (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, aufweisend: einen Mischschritt, bei dem durch Mischen von zumindest den Promotorpartikeln (2), einem anorganischen Bindemittelmaterial, das aus Aluminiumoxidsol hergestellt ist, und/oder einer Sinterhilfslösung, die eine wässrige Lösung aus einem oder zwei der Folgenden ist: eines Fe-Salzes und/oder eines Cr-Salzes, ein Ton erhalten wird; und einen Formungsschritt, bei dem durch Formen des Tons in eine Wabenform ein Formstück erhalten wird; einen Sinterschritt, bei dem das Formstück bei einer Temperatur von 1100 °C oder weniger gesintert wird, wobei bei dem Mischschritt die Sinterhilfslösung zugegeben wird, sodass eine Zugabemenge von einem oder zwei von Fe und/oder Cr 1,4 Massenteile oder weniger hinsichtlich einer äquivalenten Menge an Oxid im Verhältnis zu 100 Massenteilen der Promotorpartikel (2) beträgt.
  4. Herstellungsverfahren der Wabenstruktur (1) gemäß Anspruch 3, wobei bei dem Mischschritt durch Mischen des anorganischen Bindemittelmaterials und der Sinterhilfslösung im Voraus ein flüssiges Gemisch vorbereitet wird; und die Promotorpartikel (2) zu dem flüssigen Gemisch zugegeben werden.
DE112016002565.3T 2015-06-08 2016-04-20 Wabenstruktur und Verfahren zu deren Herstellung Withdrawn DE112016002565T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015116105A JP6354670B2 (ja) 2015-06-08 2015-06-08 ハニカム構造体及びその製造方法
JP2015-116105 2015-06-08
PCT/JP2016/062524 WO2016199505A1 (ja) 2015-06-08 2016-04-20 ハニカム構造体及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112016002565T5 true DE112016002565T5 (de) 2018-03-01

Family

ID=57503367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112016002565.3T Withdrawn DE112016002565T5 (de) 2015-06-08 2016-04-20 Wabenstruktur und Verfahren zu deren Herstellung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10507457B2 (de)
JP (1) JP6354670B2 (de)
CN (1) CN107708857B (de)
DE (1) DE112016002565T5 (de)
WO (1) WO2016199505A1 (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI703108B (zh) * 2015-06-02 2020-09-01 美商科學設計有限公司 用於製造具有增強的性能的多孔體的方法
JP2019026547A (ja) * 2017-08-03 2019-02-21 イビデン株式会社 ハニカム構造体の製造方法
JP6985842B2 (ja) * 2017-08-03 2021-12-22 イビデン株式会社 ハニカム触媒
JP6944833B2 (ja) * 2017-08-03 2021-10-06 イビデン株式会社 ハニカム構造体の製造方法
JP2019058876A (ja) 2017-09-27 2019-04-18 イビデン株式会社 ハニカム触媒
JP6684257B2 (ja) * 2017-09-27 2020-04-22 イビデン株式会社 排ガス浄化用ハニカム触媒
JP6698602B2 (ja) * 2017-09-27 2020-05-27 イビデン株式会社 排ガス浄化用ハニカム触媒
JP2019058875A (ja) * 2017-09-27 2019-04-18 イビデン株式会社 ハニカム触媒
US11085342B2 (en) * 2018-06-20 2021-08-10 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb filter
JP7255459B2 (ja) * 2019-11-15 2023-04-11 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化用触媒
US20220410125A1 (en) * 2019-11-25 2022-12-29 Aerojet Rocketdyne, Inc. Catalyst-containing material

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03193336A (ja) * 1985-12-27 1991-08-23 Nichias Corp 耐熱性ハニカム構造体
JPH0474761A (ja) 1990-07-12 1992-03-10 Showa Denko Kk アルミナ質焼結体の製造方法
JP4815108B2 (ja) * 2003-12-26 2011-11-16 イビデン株式会社 ハニカム構造体
CN1280010C (zh) * 2004-07-05 2006-10-18 南京大学 金属蜂窝载体催化剂的制备方法
JP2007296514A (ja) * 2006-04-07 2007-11-15 Ngk Insulators Ltd 触媒体とその製造方法
CN1915489B (zh) * 2006-08-29 2010-09-01 浙江达峰汽车技术有限公司 一种全金属蜂窝载体用三元纳米催化剂及其制备方法和涂覆工艺
CN100569362C (zh) * 2007-10-18 2009-12-16 清华大学 溶胶-凝胶法在蜂窝陶瓷载体上原位制备三效催化剂的方法
JP5328174B2 (ja) * 2008-02-20 2013-10-30 日本碍子株式会社 目封止ハニカム構造体
JP5528691B2 (ja) * 2008-03-27 2014-06-25 イビデン株式会社 ハニカム構造体
WO2009118865A1 (ja) 2008-03-27 2009-10-01 イビデン株式会社 ハニカム構造体
WO2009118870A1 (ja) * 2008-03-27 2009-10-01 イビデン株式会社 ハニカム構造体
WO2009141885A1 (ja) * 2008-05-20 2009-11-26 イビデン株式会社 ハニカム構造体
US10343117B2 (en) * 2009-02-27 2019-07-09 Corning Incorporated Ceria-zirconia-zeolite catalyst body
JP2015077543A (ja) * 2013-10-16 2015-04-23 株式会社日本自動車部品総合研究所 ハニカム構造体、その製造方法、排ガス浄化触媒

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017000936A (ja) 2017-01-05
JP6354670B2 (ja) 2018-07-11
CN107708857B (zh) 2020-07-28
WO2016199505A1 (ja) 2016-12-15
CN107708857A (zh) 2018-02-16
US10507457B2 (en) 2019-12-17
US20180169626A1 (en) 2018-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112016002565T5 (de) Wabenstruktur und Verfahren zu deren Herstellung
DE69106866T2 (de) Herstellung von Cordieritkörpern.
DE112016003738T5 (de) Abgasreinigungskatalysator
DE10335635A1 (de) Keramischer Katalysatorkörper
DE3113326A1 (de) Thermisch stabiles aluminiumoxid-extrudat mit gesteuerter porengroessenverteilung, seine herstellung und seine verwendung
DE69931592T2 (de) Katalysator zum Reinigen von Abgas
DE69932634T2 (de) Verfahren zur herstellung von gesintertem aluminiumoxidkeramik von hoher festigkeit und mit grosser oberfläche
EP3468939B1 (de) Zirkonoxid-keramik, zellularer werkstoff daraus und verfahren zur herstellung der zirkonoxid-keramik
DE2454846A1 (de) Keramische wabenverbundstruktur, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung
DE102007009075A1 (de) Cer-Zirkonium-Mischoxid und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3908320A1 (de) Katalysator zur abgasreinigung
DE10060659A1 (de) Keramischer Wabenstrukturkörper und Verfahren zur Herstellung desselben
DE69310942T2 (de) Katalysator zur Entfernung von NOx der anorganische Fasern enthält
DE102017006390A1 (de) Poröse Keramikstruktur
DE2742303C2 (de)
DE102006000133A1 (de) Verfahren zum Messen des Schieferungsindexes von Kaolin-Partikeln und Verfahren zum Herstellen einer Kordierit-Bienenwabenstruktur
DE102017009848B4 (de) Unter Porenbildung gebranntes Material, Wabenstruktur und Verfahren zur Herstellung eines gebrannten porösen Materials
DE102019001997A1 (de) Poröser Keramikkörper und Verfahren zu dessen Herstellung und Staubsammelfilter
DE19917081B4 (de) Wabenförmige Struktur und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102017009884B4 (de) Unter Porenbildung gebrannter Presskörper, Wabenstruktur und Verfahren zur Herstellung eines unter Porenbildung gebrannten Presskörpers
DE69203769T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Cordierit-Honigwabenstrukturen.
DE102007047871B4 (de) Cordierit-keramik , deren verwendung und verfahren für das herstellen derselben
DE112012003969T5 (de) Katalysierter Feststoff-Filter
DE10252344A1 (de) Keramischer Katalysatorkörper
DE102018203435B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer umfangsbeschichteten Wabenstruktur und umfangsbeschichtete Wabenstruktur

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee