(57)【要約】【課題】高い触媒活性を維持し、圧力損失の増大を抑えるために、低セル密度のハニカム構造体を触媒担体として用い、かつ触媒剥がれの発生を抑制した高触媒担持量のハニカム触媒体を提供することを課題とする。【解決手段】ハニカム触媒体１は、流体の流路となる複数のセル３を区画形成し、複数の細孔５が形成された多孔質の隔壁４を有するハニカム構造体６と、隔壁４の隔壁表面４ａ及び／または隔壁内部４ｂに担持されたバナジウム触媒７によって形成される触媒層８とを備え、ハニカム構造体６のセル密度は、１平方センチメートル当たり８個〜４８個の範囲であり、バナジウム触媒７の触媒担持量は、１５０ｇ／Ｌ〜４００ｇ／Ｌの範囲であり、ハニカム触媒体１の切断面ＣＦにおける、触媒坦持前の細孔の断面積に対する隔壁内部に担持された触媒層の断面積の比率を示す、触媒充填率が５０％〜１００％である。【選択図】図３
2018143905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流路となる複数のセルを区画形成し、複数の細孔が形成された多孔質の隔壁を有するハニカム構造体と、
前記隔壁の隔壁表面及び／または隔壁内部に担持されたバナジウム触媒を含む触媒層と
を備えるハニカム触媒体であって、
前記ハニカム構造体のセル密度は、
１平方センチメートル当たり８個〜４８個の範囲であり、
前記バナジウム触媒の触媒担持量は、
１５０ｇ／Ｌ〜４００ｇ／Ｌの範囲であり、
前記ハニカム触媒体の切断面における、触媒担持前の細孔の断面積に対する前記隔壁内部に担持された触媒層の断面積の比率を示す、下記式（１）で示される触媒充填率が、５０％〜１００％であるハニカム触媒体。
式（１）：触媒充填率（％）＝（隔壁内部に担持された触媒層の断面積）／（触媒坦持前の細孔の断面積）×１００
【請求項２】
前記触媒層の前記隔壁表面からの触媒厚さは、
０μｍ〜３０μｍの範囲である請求項１に記載のハニカム触媒体。
【請求項３】
前記ハニカム構造体の前記隔壁の気孔率は、
３５％〜６０％の範囲である請求項１または２に記載のハニカム触媒体。
【請求項４】
前記ハニカム構造体の前記隔壁の平均細孔径は、
４μｍ〜３５μｍの範囲である請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカム触媒体。
【請求項５】
前記ハニカム構造体の前記隔壁の隔壁厚さは、
０．１４ｍｍ〜０．２０ｍｍの範囲である請求項１〜４のいずれか一項に記載のハニカム触媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム触媒体に関する。更に詳しくは、窒素酸化物（ＮＯｘ）の選択的触媒還元（ＳＣＲ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）に使用可能な、バナジウム触媒を担持するハニカム触媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のエンジン等の内燃機関から排出される排気ガスの中には、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、及び窒素酸化物（ＮＯｘ）などの有害物質が含まれている。自然環境や人体等に対する影響があるため、このような有害物質をそのまま大気中に放出することはできない。そのため、ガソリンエンジンの場合には、例えば、白金・ロジウム等の貴金属触媒と接触させることで、比較的無害な二酸化炭素（ＣＯ２）、水（Ｈ２Ｏ）、及び窒素ガス（Ｎ２）に変換する三元触媒が多く用いられている。
【０００３】
一方、ディーゼルエンジンの場合、燃料に対する空気量が過剰なため、上記の三元触媒を用いることが困難である。そこで、還元剤としてアンモニア（ＮＨ３）を用い、ＮＯｘを窒素ガス及び水に変換する選択的触媒還元（ＳＣＲ）の技術が用いられる。これにより、排気ガス中のＮＯｘを高い浄化効率で処理することができる。
【０００４】
例えば、自動車等の排気系に上記触媒を設置する場合、ハニカム触媒体の一方の端面（流入側）から他方の端面（排出側）に沿って流体である排気ガスを流すと、ＮＯｘを含んだ排気ガスがそれぞれのセルに分散して流通する。このとき、隔壁に坦持された触媒と排気ガスとが接触する。特に、ハニカム触媒体は、複数のセルが形成された構造であるため、排気ガスと触媒との接触の機会が多くなり、触媒との接触面積を広くすることができる。その結果、高い浄化性能を発揮することができる。なお、使用する触媒としては、金属置換ゼオライト、バナジウム、バナジア、チタニア、酸化タングステン、銀、及びアルミナなどの各種金属触媒の中から一または複数を選択することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１５４１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ディーゼルエンジンから排出される排気ガスは、ガソリンエンジンの場合と比べて温度領域が低い。そのため、使用される触媒は、３００℃程度の低温領域において高い触媒活性を示すことが求められた。そこで、上記のようなＳＣＲ技術を用いた排気ガスの浄化処理において、ハニカム触媒体の触媒担持量を多くする必要があった。触媒担持量を多くすると、圧力損失が高くなり、圧力損失を抑制するために、セル密度の低いハニカム構造体（以下、「低セル密度構造体」と称す）を使用することが検討されている。
【０００７】
ハニカム構造体に対する触媒担持量を増大させることは、低温領域において高い触媒活性を得るために重要であった。しかしながら、触媒担持量の増大によって、触媒厚さが厚くなり、担持された触媒が剥がれる“触媒剥がれ”の不具合が特に発生しやすくなることが懸念されていた。
【０００８】
そこで、本発明は上記実情に鑑み、担持する触媒の触媒担持量を増大させた場合でも、高い触媒活性を維持し、圧力損失の増大を抑えるために、低セル密度のハニカム構造体を触媒担体として用い、かつ触媒剥がれの発生を抑制するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［１］  流体の流路となる複数のセルを区画形成し、複数の細孔が形成された多孔質の隔壁を有するハニカム構造体と、前記隔壁の隔壁表面及び／または隔壁内部に担持されたバナジウム触媒を含む触媒層とを備えるハニカム触媒体であって、前記ハニカム構造体のセル密度は、１平方センチメートル当たり８個〜４８個の範囲であり、前記バナジウム触媒の触媒担持量は、１５０ｇ／Ｌ〜４００ｇ／Ｌの範囲であり、前記ハニカム触媒体の切断面における、触媒担持前の細孔の断面積に対する前記隔壁内部に担持された触媒層の断面積の比率を示す、下記式（１）で示される触媒充填率が、５０％〜１００％であるハニカム触媒体。
式（１）：触媒充填率（％）＝（隔壁内部に担持された触媒層の断面積）／（触媒坦持前の細孔の断面積）×１００
【００１０】
［２］  前記触媒層の前記隔壁表面からの触媒厚さは、０μｍ〜３０μｍの範囲である前記［１］に記載のハニカム触媒体。
【００１１】
［３］  前記ハニカム構造体の前記隔壁の気孔率は、３５％〜６０％の範囲である前記［１］または［２］に記載のハニカム触媒体。
【００１２】
［４］  前記ハニカム構造体の前記隔壁の平均細孔径は、４μｍ〜３５μｍの範囲である前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム触媒体。
【００１３】
［５］  前記ハニカム構造体の前記隔壁の隔壁厚さは、０．１４ｍｍ〜０．２０ｍｍの範囲である前記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム触媒体。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のハニカム触媒体によれば、セルが１平方センチメートル当たり８個〜４８個存在するセル密度の低いハニカム構造体に対し、触媒担持量が１５０ｇ／Ｌ〜４００ｇ／Ｌとなるようにバナジウム触媒を担持し、触媒層を形成することで、隔壁からの触媒剥がれを発生することなく、高い触媒活性を維持することができる。
【００１５】
加えて、低セル密度のハニカム構造体を用いることにより、圧力損失の増大を防ぐことができる。特に、ハニカム触媒体の切断面において、触媒担持前の細孔の断面積に対する前記隔壁内部に担持された触媒層の断面積の比率で示される触媒充填率が５０％〜１００％の範囲とすることにより、触媒剥がれ等の不具合を生じることがなく、より高い触媒剥がれの抑制効果が得られる。
【００１６】
また、隔壁表面からの触媒層の触媒厚さ、隔壁の気孔率、隔壁の平均細孔径、及び隔壁の隔壁厚さを、それぞれの予め規定された範囲とすることにより、上記効果を更に安定的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のハニカム触媒体の概略構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】ハニカム触媒体の一方の端面を模式的に示す平面図である。
【図３】図２のハニカム触媒体の一方の端面の一部を拡大して示す拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明のハニカム触媒体の実施の形態の一例について説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、及び改良等を加え得るものである。
【００１９】
１．ハニカム触媒体
本発明の一実施形態のハニカム触媒体１は、図１〜図３に示すように、外観形状が略円柱状を呈している。更に、一方の端面２ａから他方の端面２ｂまで延びる流体の流路となる多角形の複数のセル３を区画形成し、隔壁表面４ａ及び／または隔壁内部４ｂにそれぞれ複数の細孔５が形成された多孔質の隔壁４を有するハニカム構造体６と、隔壁４の隔壁表面４ａ及び／または隔壁内部４ｂに担持されたバナジウム触媒７によって形成される触媒層８とを備えるものである。更に、ハニカム構造体６は、隔壁４の外周を被覆する外周壁９を有している。
【００２０】
ハニカム構造体６は、多孔質性のセラミックス材料を用いて形成されている。そのため、隔壁４には上記に示した通り、複数の細孔５が形成されている。また、ハニカム構造体６のセル３は、ハニカム触媒体１の軸方向Ｘ（図１参照）に沿って延設されたものであり、一方の端面２ａに相対する方向から排気ガス等の流体を流すことで当該セル３が流路として機能する。
【００２１】
ここで、セル３の内部を通過中の流体は、隔壁４の隔壁表面４ａ及び／または隔壁内部４ｂに担持されたバナジウム触媒７の触媒層８と接触する。そのため、流体中に含まれるＮＯｘが浄化処理され、他方の端面２ｂから浄化流体として排出される。なお、図１〜３は、セル３、隔壁４、細孔５、及び触媒層８の構成を模式化して示したものであり、実際のハニカム触媒体１における各構成のサイズとは相違している。
【００２２】
本発明のハニカム触媒体１において、ハニカム構造体６のセル密度が１平方センチメートル当たり８個〜４８個の範囲である。上記セル密度の範囲のハニカム構造体６は、低セル密度のものである。ここで、低セル密度のハニカム構造体６は、一般的にセル３の開口断面積ＣＳ（図２のハッチング領域参照）が大きいため、流体がセル３の内部を通過する際の障壁となるものが少ない。そのため、一方の端面２ａ及び他方の端面２ｂの間で流体の圧力損失が著しく低下することがない。
【００２３】
セル密度が８個／ｃｍ２より低い場合、触媒厚さは厚くなるため、隔壁上部にコートされた触媒が剥がれやすくなり、触媒剥がれが生じ易くなる。一方、４８個／ｃｍ２を超える場合、圧力損失が増大する可能性がある。そのため、触媒剥がれ及び圧力損失の低下を考慮し、上記セル密度の範囲のハニカム構造体６が本発明のハニカム触媒体１として採用される。
【００２４】
更に、ハニカム触媒体１は、隔壁４に担持され、触媒層８を形成するバナジウム触媒７の担持量（触媒担持量）が１５０ｇ／Ｌ〜４００ｇ／Ｌの範囲であり、更に好ましくは、１５０ｇ／Ｌ〜３００ｇ／Ｌの範囲である。
【００２５】
ここで、触媒担持量が多くなると、セル３の流路で流体と接触する触媒の量が増加する。そのため、高触媒担持量のハニカム触媒体は、高いＮＯｘ浄化率を有する。本発明のハニカム触媒体１は、通常よりも高い触媒担持量のものである。そのため、少なくとも１５０ｇ／Ｌ以上のバナジウム触媒７を担持する必要がある。しかしながら、４００ｇ／Ｌを越えるバナジウム触媒７を担持すると、隔壁４及び触媒層８の間の密着性が低下し、触媒剥がれが発生する可能性が高くなる。そのため、上記触媒担持量の範囲のハニカム触媒体１が用いられる。なお、触媒担持量は、バナジウム触媒７を担持する前のハニカム構造体６の重量及び容積と、バナジウム触媒７を担持した後のハニカム触媒体１の重量を測定し、担持前後の重量差に基づいて算出される。
【００２６】
更に、本発明のハニカム触媒体１は、当該ハニカム触媒体１の一部を切断した切断面ＣＦ（図３）における、触媒坦持前の細孔の断面積ＳＲに対する隔壁内部に担持された触媒層の断面積ＳＬの比率を示す、下記式（１）で示される触媒充填率が、５０％〜１００％の範囲に設定されている。
式（１）：触媒充填率（％）＝（隔壁内部に担持された触媒層の断面積ＳＬ）/（触媒担持前の細孔の断面積ＳＲ）×１００
【００２７】
ここで、触媒充填率とは、触媒担持前の細孔の断面積ＳＲを１００％とした場合の、全体の細孔の面積に対して、隔壁内部に担持された触媒層の断面積ＳＬの比率を示したものであり、係る範囲が本発明のハニカム触媒体１において５０％〜１００％の範囲に設定される。なお、図３は触媒充填率を模式的に示したものであり、実際の触媒層とは異なるものである。
【００２８】
触媒充填率が５０％よりも低い場合、隔壁内部４ｂの基材内部分までバナジウム触媒７が十分に浸透していないことになる。そのため、隔壁表面４ａにのみバナジウム触媒７による触媒層８が形成されるため、隔壁４及び触媒層８の間の密着性が低くなる。そのため、触媒剥がれが生じ易くなる。そのため、少なくとも５０％以上の触媒充填率が必要となる。
【００２９】
また、隔壁内の細孔全体に亘ってバナジウム触媒７が浸透した状態（触媒充填率＝１００％）であっても構わない。ここで、ハニカム構造体６の隔壁４は、上述したように、複数の細孔５を有する多孔質のセラミックス材料で形成されているため、隔壁内部４ｂの細孔５にバナジウム触媒７を容易に浸透させ、充填することができる。なお、バナジウム触媒７の細孔５への充填は既に周知であるため、ここでは詳細な説明は省略する。更に、バナジウム触媒７を担持する触媒担体としてのハニカム構造体６の製造方法等についても既に周知であるため、ここでは詳細な説明は省略する。
【００３０】
すなわち、所定の粘度に調整されたバナジウム触媒７を含む液体に対し、予め製造されたハニカム構造体６を浸漬させたり、当該液体を隔壁４に対して噴霧等し、乾燥等を経ることにより、隔壁４の隔壁内部４ｂに充填させることができる。なお、隔壁内部４ｂに充填されなかったバナジウム触媒７は、隔壁表面４ａの上に積層される。ここで、隔壁内部４ｂに充填及び隔壁表面４ａに積層したバナジウム触媒７を含めて本発明のハニカム触媒体１おける触媒層８が形成される。
【００３１】
触媒充填率を算出する手法は、例えば、ハニカム触媒体１の切断面ＣＦにおけるＳＥＭ画像（走査型電子顕微鏡画像）を撮影及び取得し、既存の画像解析技術を用いて二値化処理することによって、ＳＥＭ画像に占める隔壁内部に担持された触媒層の断面積ＳＬと、触媒坦持前の細孔の断面積ＳＲをそれぞれ求めることによって算出される。係る画像解析技術に基づく各断面積ＳＬ，ＳＲの算出は周知の技術である。
【００３２】
更に、本発明のハニカム触媒体１は、触媒層８の隔壁表面４ａからの触媒厚さＴＣが０μｍ〜３０μｍの範囲である。
【００３３】
触媒厚さＴＣが３０μｍを越える場合、隔壁表面４ａの上に過剰の触媒層８が形成される。その結果、触媒層８自体の重量が増加し、隔壁４から触媒層８が脱落しやすくなる。そのため、触媒剥がれが生じる。したがって、触媒厚さＴＣは３０μｍを越えないように設定される。なお、触媒厚さＴＣが０μｍとは、隔壁内部４ｂの細孔５にバナジウム触媒７が充填され、隔壁内部４ｂに触媒層８が形成されている状態である。係る場合であっても、流体との接触によってＮＯｘの浄化性能を発揮することができる。
【００３４】
触媒厚さＴＣは、触媒充填率の算出の際に使用したＳＥＭ画像を利用することができる。すなわち、隔壁４及び隔壁表面４ａに積層した触媒層８の境界からの厚さ（図３参照）を画像解析技術等を用いて算出することができる。
【００３５】
本発明のハニカム触媒体１は、隔壁４の気孔率が、３５％〜６０％の範囲であり、かつ隔壁４の平均細孔径が４μｍ〜３５μｍの範囲であっても構わない。気孔率及び平均細孔径は、上述した触媒充填率に大きく寄与する。そのため、気孔率及び平均細孔径を上記範囲に調整することで、好適な触媒充填率のハニカム触媒体１にすることができる。ここで、隔壁４の気孔率及び平均細孔径の測定は、画像解析技術によって測定することができる。
【００３６】
更に、本発明のハニカム触媒体１は、隔壁４の隔壁厚さＴＲが０．１４ｍｍ〜０．２０ｍｍの範囲である。
【００３７】
隔壁厚さＴＲが０．１４ｍｍよりも薄い場合、ハニカム構造体６自体の強度が低くなるため実用性に乏しくなる。一方、隔壁厚さＴＲが０．２０ｍｍを越える場合、基材自体の圧力損失が高くなる。そのため、隔壁厚さＴＲは上記範囲に設定される。なお、隔壁厚さＴＲは、上記触媒厚さＴＣと同様の手法で測定及び算出が可能である。
【００３８】
上記の通り、本発明のハニカム触媒体１は、ハニカム構造体６のセル密度、触媒担持量、及び触媒充填率のそれぞれのパラメータを規定の範囲に調整することにより、圧力損失の増大を防ぐ事ができ、高触媒担持量を維持しつつ、かつ隔壁４からの触媒剥がれを発生の懸念が少ない。更に、触媒厚さＴＣ、隔壁４の気孔率及び平均細孔径、隔壁厚さＴＲの各パラメータについても好適な範囲とすることにより、上記効果をより安定的に享受可能なハニカム触媒体１とすることができる。
【００３９】
以下、本発明のハニカム触媒体の実施例について説明するが、本発明のハニカム触媒体はこれらの実施の形態に特に限定されるものではない。
【実施例】
【００４０】
（１）ハニカム触媒体の作製
押出成形により形成された、四角形状を呈する複数のセルが区画形成された隔壁を有するハニカム径が２６６．７ｍｍ、ハニカム長さが１５２．４ｍｍのコージェライト製多孔質セラミックスのハニカム構造体を、所定の濃度に調製されたバナジウム触媒含有の触媒スラリー中に浸漬した後、所定温度でか焼させることによりハニカム触媒体を作製した。得られたハニカム触媒体は、気孔率、平均細孔径、セル密度、セルピッチ、隔壁厚さのそれぞれ異なるハニカム構造体を使用し、更に触媒スラリーに浸漬する浸漬条件を変化させることにより触媒担持量、触媒充填率、及び乾燥後の触媒厚さをそれぞれ変化させた。
【００４１】
更に具体的に説明すると、触媒坦持量を従来と比べて多くするために、コーティングを二回実施し、従来の一層コートから二層コートとした。また、触媒スラリーに浸漬する触媒浸漬時間も従来の２倍の時間とした。触媒スラリーは、ＴｉＯ２：７５質量％、ＷＯ３：１０質量％、Ｖ２Ｏ５：２質量％を含む触媒粉末に対し、触媒濃度が１６質量％となるように、水及びアルミナゾルを２５：１の割合で加えたものを用いた。更にコーティング処理は、室温条件下で行った。また、実施例１〜１３では、触媒充填性を高めるためにまず、触媒コート前に、触媒スラリーの脱気を行い、触媒スラリーに気泡が入り、触媒充填率が低下することを防ぐ対策を行った。更に、触媒コートをする際は、ハニカムの真空引きを行いながらコートをすることで、細孔内に触媒が入りこみやすいようにした。
【００４２】
また、実施例１〜５、８、１０〜１２、及び比較例５のハニカム構造体に関しては、コージェライト化原料１００質量％に、造孔材を２．５質量％、分散媒を６０質量％、有機バインダを５．６質量％、分散剤を３０質量％、それぞれ添加し、混合、混練して坏土を調製し、作成した。コージェライト化原料としては、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、及びシリカを使用した。分散媒としては水を使用し、造孔材としては平均粒子径１００μｍの吸水性ポリマーを使用し、有機バインダとしてはヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用し、分散剤としてはエチレングリコールを使用した。なお、吸水性ポリマーは粒子状のポリアクリル系アンモニウム塩であり、吸水倍率が１５−２５倍で、吸水後の平均粒径が上記の値(１００μｍ)となるものを使用した。一方、実施例６については気孔率を高くするために造孔材を３．０質量％添加し、実施例７、９、及び１３については造孔材を３．５質量％添加した。また、比較例１〜４、及び６については、気孔率を低くするために造孔材の添加を０質量％とした。これらのパラメータの異なる実施例１〜１３、及び比較例１〜６の計１９個のハニカム触媒体を作製した。各パラメータの値をまとめたものを下記表１に示す。
【００４３】
【表１】
2018143905.tif 000003
【００４４】
表１において、実施例１〜１３は、いずれも気孔率等の各パラメータが本発明のハニカム触媒体において規定した上記範囲を満たすものである。一方、比較例１〜６のハニカム触媒体は、各々のパラメータの中で少なくとも一つ以上が規定した上記範囲を逸脱するものである。例えば、比較例１は、触媒充填率及び触媒厚さの２項目、比較例２はセル密度、隔壁厚さ、触媒坦持量、触媒充填率、及び触媒厚さの５項目が規定した上記範囲を逸脱するものである（以降の比較例については省略）。作製されたそれぞれのハニカム触媒体に対してＮＯｘ浄化率、及び圧力損失の値を測定し、更に触媒剥がれの有無についての確認を行った。得られた値及び確認の結果に基づいて、ハニカム触媒体に対する総合的な判定を行った。なお、上記の通り、５項目に関して規定した範囲から逸脱した比較例２のハニカム触媒体を比較標準とした。
【００４５】
＜評価項目１：触媒充填率の測定＞
ハニカム触媒体における隔壁の細孔への触媒の充填率は、二次元画像解析ソフトにより測定した。ここで、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（ＨＩＴＡＣＨＩ製：Ｓ−３４００Ｎ）を用い、隔壁の厚さ方向と直角な断面に対し、ハニカム中央部の入り口側、出口側、中心部分の３箇所において１．３ｍｍ×１．０ｍｍの領域を撮影し、撮影された画像の隔壁断面部分に関して、二次元画像解析ソフト（三谷商事社製：ＷｉｎＲＯＯＦ）を用いて解析した。
【００４６】
更に解析の詳細について説明すると、隔壁表面を境とする三箇所の隔壁部分の画像を２値化処理し、濃淡の異なる空隙、隔壁およびバナジウムのそれぞれに相当する領域の色の割合を算出し、当該割合に基づいて触媒充填率を測定した。更に、各箇所（三箇所）の触媒充填率からその平均値を求めた。上記処理において、触媒と基材との間の輝度が近く、二値化処理が難しい場合には、気孔全体の面積及び触媒が充填されている気孔の面積を画像解析ソフト上で算出した。この場合、画像解析ソフトに搭載された手動で選択した部分について面積を求めることが可能なツールを用い、気孔全体を手動で選択することで、それぞれ算出した面積比を触媒充填率（＝バナジウム充填の割合／隔壁の細孔の割合）とした。
【００４７】
＜評価項目２：ＮＯｘ浄化率の測定＞
ハニカム触媒体にＮＯｘを含む試験用ガスを流し、更に当該ハニカム触媒体から排出された排出ガスのＮＯｘ量をガス分析計（ＨＯＲＩＢＡ社製：ＭＥＸＡ９１００ＥＧＲ）で分析することにより、ＮＯｘ浄化率の値を求めた。ここで、ハニカム触媒体に流入させる試験用ガスのガス温度を２００℃に設定し、ハニカム触媒体及び試験用ガスの調製のために赤外線イメージ炉を用いた。使用する試験用ガスは、窒素に、二酸化炭素５ｖｏｌ％、酸素１４Ｖｏｌ％、一酸化炭素３５０ｐｐｍ（体積基準）、アンモニア３５０ｐｐｍ（体積基準）、及び水１０Ｖｏｌ％を混合したものを用いた。更に、試験用ガスがハニカム触媒体に流入するときの空間速度（ＳＶ：Ｓｐａｃｅ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）は、４０００ｈ−１とした。これらの試験条件に基づいて、ＮＯｘ浄化率を測定した。
【００４８】
更に具体的に説明すると、表２におけるＮＯｘ浄化率は、試験用ガスのＮＯｘ量から、ハニカム触媒体からの排出ガスのＮＯｘ量を差し引いた値を、試験用ガスのＮＯｘ量で除算し、１００を掛けた値である。また、ＮＯｘ浄化率の判定は、ＮＯｘ浄化率が２５％を超える値を示すものを“良”と判定とし、一方、２５％以下の値のものを“不可”と判定した。
【００４９】
＜評価項目３：圧力損失の測定＞
室温条件下に置かれたハニカム触媒体に対し、２５℃、１０ｍ３／ｍｉｎの流速で、一方の端面から他方の端面に向かってエアーを流通させた。このとき、流入側の一方の端面におけるエアーの圧力と、流出側の他方の端面におけるエアーの圧力とをそれぞれ測定し、得られた圧力測定値の差を圧力損失の値とした。圧力損失の判定は、圧力損失の差の値が０．３６ｋＰａ未満のものを“良”と判定し、０．３６ｋＰａ以上のものを“不可”と判定した。
【００５０】
＜評価項目４：触媒剥がれの有無確認＞
室温条件下に置かれたハニカム触媒体に対し、２５℃、１気圧、１０ｍ３／ｍｉｎの流量で、３０秒間、一方の端面から他方の端面に向かってエアーを流通させた。エアーを流通させる前後での担体重量を確認し、このとき、エアー流通前後での重量変化が１g以上となるものについて触媒剥がれがあるとした。また“触媒剥がれ”の有無を目視によっても確認した。
【００５１】
上記３つの評価項目に対する測定結果、及び触媒有無の確認結果、並びに総合的な判定の結果をまとめたものを下記表２に示す。また、総合判定は、３つの評価項目に対して少なくとも１項目以上の規定の範囲外、或いは触媒剥がれが“有”とされた場合に、総合的な判定を“不可”とし、それ以外を“良”とした。
【００５２】
【表２】
2018143905.tif 000004
【００５３】
表２に示されるように、本発明で規定したパラメータの範囲を充足するハニカム触媒体（実施例１〜１３）の場合、いずれの評価項目に対しても良好な結果を得ることが認められ、総合的な判定が“良”となった。すなわち、セル密度が５０ｃｐｓｉ〜３００ｃｐｓｉで、触媒坦持量が１５０ｇ／Ｌ〜４００ｇ／Ｌであり、かつ触媒充填率が５０％〜１００％の範囲であるハニカム触媒体は、触媒剥がれを生じることなく、高い触媒含有量を示し、かつ高いＮＯｘ浄化率を維持することができることが確認された。
【００５４】
これに対し、比較例１〜６のように、１つ以上のパラメータにおいて規定した範囲を逸脱する場合には、“不可”の判定となった。例えば、比較例１〜４、及び比較例６のハニカム触媒体のように、触媒充填率が０％〜１０％の低い範囲であり、かつ触媒厚さが４０μ〜５０μｍのように比較的厚い場合、ほとんど触媒剥がれが発生することが確認された。すなわち、隔壁内部までバナジウム触媒が十分に浸透せず、隔壁表面に触媒層が厚く形成された場合、隔壁表面及び触媒層の境界の間での密着性が十分でなく、触媒剥がれが生じ難くなることが確認される。
【００５５】
更にセル密度が６０個／ｃｍ２を超えるハニカム触媒体の場合（比較例２、比較例５）は、圧力損失が０．３６ｋＰａ以上と顕著になることが確認された。すなわち、高セル密度のハニカム触媒体の場合、隔壁表面に形成された触媒層の厚みによってエアー等の流入が阻害されることとなる。なお、セル密度が高くなるにつれ、セルピッチの値も当然小さくなる。
【００５６】
更に、隔壁厚さが０．１４ｍｍ未満の場合、ハニカム触媒体（またはハニカム構造体）自体の強度が低下するため、衝撃等による破損が生じ易く、実用上の使用は困難となる。一方、隔壁厚さが０．２０ｍｍを超える場合、圧力損失が高くなる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明のハニカム触媒体は、特にディーゼルエンジンの排気ガスに含まれるＮＯｘの浄化処理のための浄化処理装置の一部として特に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１：ハニカム触媒体、２ａ：一方の端面、２ｂ：他方の端面、３：セル、４：隔壁、４ａ：隔壁表面、４ｂ：隔壁内部、５：細孔、６：ハニカム構造体、７：バナジウム触媒、８：触媒層、９：外周壁、ＣＦ：切断面、ＣＳ：開口断面積、ＳＬ：隔壁内部に担持された触媒層の断面積、ＳＲ：触媒坦持前の細孔の断面積、ＴＣ：触媒厚さ、ＴＲ：隔壁厚さ、Ｘ：軸方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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