(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ源として比表面積が１５０〜５００ｍ２／ｇであるシリカゾル、Ａｌ源、アルカリ源及び構造規定剤を含む原料組成物を用いて、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３組成比（ＳＡＲ）が１５未満であり、平均粒子径が０．５μｍ以下であり、ＣＨＡ構造を有するゼオライトを製造する工程、
得られたゼオライトと無機バインダとを混合する工程を含む、ハニカム触媒の製造方法。
【請求項２】
前記Ａｌ源として、乾燥水酸化アルミニウムゲルを用いる、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記アルカリ源としてアルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物の少なくとも一方を用いる、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
Ｃｕイオン交換工程をさらに含み、得られたＣｕが担持されたゼオライトのＣｕ／Ａｌ（モル比）が０．２〜０．５である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゼオライトの製造方法並びにハニカム触媒の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車の排ガスを浄化するシステムの１つとして、アンモニアを用いて、ＮＯｘを窒素と水に還元するＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）システムが知られており、Ｃｕが担持されたＣＨＡ構造のゼオライトは、ＳＣＲ触媒作用を有するゼオライトとして注目されている。
【０００３】
このＳＣＲシステムでは、排ガスが通過する多数の長手方向に延びる貫通孔が並設されたハニカムユニットがＳＣＲ触媒担体として用いられており、例えば、特許文献１には、ＳＣＲ触媒担体として使用した際の耐熱性、耐久性を上げることを目的として、その組成比ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３が１５未満であり、かつ、平均粒子径が１．０〜８．０μｍのＣＨＡ構造のゼオライトが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、上記したハニカムユニットを作製する際、ゼオライトを無機バインダなどと共にハニカム形状に押出成形してＳＣＲ触媒として用いる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２１１０６６号公報
【特許文献２】特開２００７−２９６５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した従来技術には、次のような問題がある。
すなわち、特許文献１に記載の平均粒子径が１．０〜８．０μｍのＣＨＡ構造のゼオライト（以下、ＣＨＡ型ゼオライトと記載する場合がある）を用いて、特許文献２に記載されているようなハニカム構造のＳＣＲ触媒を作製した場合、ハニカム構造のＳＣＲ触媒が空気中及び排ガス中の水分を吸脱水した際の収縮や膨張などによる変位（以下、吸水変位量という）が大きいため、ＳＣＲ触媒にクラックが生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ＮＯｘの浄化性能に優れ、ハニカム触媒として使用した際に、ハニカム触媒の破損を抑制することが可能なゼオライトの製造方法を提供することを目的とする。
また本発明は、該製造方法により製造されたゼオライトを用い、破損が抑制されたハニカム触媒の製造方法を提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のゼオライトの製造方法は、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３組成比（ＳＡＲ）が１５未満であり、平均粒子径が０．５μｍ以下であり、ＣＨＡ構造を有するゼオライトを製造する方法であって、
Ｓｉ源、Ａｌ源、アルカリ源及び構造規定剤を含む原料組成物を用いてゼオライトを合成する工程を含み、
Ｓｉ源として比表面積が１５０〜５００ｍ２／ｇであるシリカゾルを用いる、
ことを特徴とする。
【０００９】
本発明者らは、平均粒子径が０．５μｍより大きいＣＨＡ型ゼオライトをハニカム触媒の材料として使用した場合、吸水変位量が大きいためにハニカム触媒にクラック等の不具合が生じ易いことを知見した。このため、平均粒子径が０．５μｍ以下のゼオライトを合成し、ハニカム触媒の材料として使用することが考えられるが、この際に特許文献１に記載の技術を採用して、合成時間や合成温度を調整しても、得られるゼオライトはＣＨＡ型以外の結晶が含まれたり、ＣＨＡ型ゼオライトの結晶性が低くなってしまい、ＳＣＲシステムにおける触媒性能が低下するという問題点がある。そこで本発明者は鋭意検討を行った結果、Ｓｉ源として比表面積が１５０〜５００ｍ２／ｇであるシリカゾルを用いることにより、平均粒子径が０．５μｍ以下という粒子径の小さいＣＨＡ型ゼオライトを、結晶構造を損なうことなく容易に製造できることを見出した。このようなシリカゾルを用いると、ゼオライト合成における結晶化の初期ステップでＳｉが溶解しやすいため、Ａｌリッチの核に比べて極性のないＳｉリッチな核が生成しやすい。そのため、核の凝集や成長が抑えられ、微細な粒子が得られると推測される。本発明の製造方法により製造されたＣＨＡ型ゼオライトは、平均粒子径が０．５μｍ以下であることから、ハニカム触媒として使用した際に、ＮＯｘの浄化性能に優れ、ハニカム触媒の破損を抑制することが可能となる。
また本発明のゼオライトの製造方法により得られるＣＨＡ型ゼオライトは、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３組成比（ＳＡＲ）が１５未満である。その組成比ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３が１５未満であることにより、ＮＯｘの浄化率をさらに高めることができる。その理由は、アルミナ量が増え、それに比例して触媒として機能するＣｕのような金属の担持量を多くできるからである。
【００１０】
本発明のゼオライトの製造方法においては、Ａｌ源として、乾燥水酸化アルミニウムゲルを用いるのが好ましい。乾燥水酸化アルミニウムゲルを用いることで、ゼオライト合成における結晶化の初期ステップで、より極性のないＳｉリッチな核が生成しやすくなる。
【００１１】
本発明のゼオライトの製造方法においては、アルカリ源としてアルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物の少なくとも一方を用いるのが好ましい。結晶性の高いＳＡＲが１５未満のＣＨＡ型ゼオライトを合成することができるためである。ＳＡＲが１５未満のＣＨＡ型ゼオライトは、ケージの中に複数のＡｌ原子をもつため、仮にこの構造のゼオライトをイオン半径の大きい有機物のカチオンのみで合成すると、ケージが歪んでしまう。
【００１２】
本発明のゼオライトの製造方法においては、Ｃｕイオン交換工程をさらに含み、得られたＣｕが担持されたゼオライトにおけるＣｕ／Ａｌ（モル比）が０．２〜０．５であることが好ましい。該モル比が０．２以上であることにより、少量のゼオライトで高いＮＯｘ浄化性能を得ることができる。また該モル比が０．５以下であることにより、高温でのアンモニア酸化によるＮＯｘ浄化性能の低下を防止できる。
【００１３】
本発明のハニカム触媒の製造方法においては、上記した本発明の製造方法で製造されたゼオライトと無機バインダとを混合する工程を含んでいるので、得られたハニカム触媒は、ＮＯｘ浄化性能が高く、その破損を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明によれば、ＮＯｘの浄化性能に優れ、ハニカム触媒として使用した際に、ハニカム触媒の破損を抑制することが可能なゼオライトの製造方法を提供することができる。
また本発明によれば、該製造方法により製造されたゼオライトを用い、ＮＯｘ浄化性能に優れ、破損が抑制されたハニカム触媒の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のハニカム触媒の一例を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明のハニカム触媒の別の一例を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の別のハニカム触媒を構成するハニカムユニットの一例を模式的に示す斜視図である。
【図５】シリカゾルの比表面積とゼオライトの平均粒子径との関係を示すグラフである。
【図６】実施例１で合成したゼオライトのＸＲＤパターンを示すチャートである。
【図７】実施例２で合成したゼオライトのＸＲＤパターンを示すチャートである。
【図８】実施例３で合成したゼオライトのＸＲＤパターンを示すチャートである。
【図９】比較例１で合成したゼオライトのＸＲＤパターンを示すチャートである。
【図１０】比較例２で合成したゼオライトのＸＲＤパターンを示すチャートである。
【００１６】
（発明の詳細な説明）
以下、本発明について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の記載に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
【００１７】
＜ゼオライトの製造方法＞
本発明のゼオライトの製造方法は、Ｓｉ源、Ａｌ源、アルカリ源及び構造規定剤を含む原料組成物を用いてゼオライトを合成する工程を含み、Ｓｉ源として比表面積が１５０〜５００ｍ２／ｇであるシリカゾルを用いることを特徴とする。
【００１８】
なお本発明により製造されるゼオライトは、国際ゼオライト学会（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｚｅｏｌｉｔｅ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ：ＩＺＡ）において、ＣＨＡという構造コードで命名され、分類されており、天然に産出するチャバサイト（ｃｈａｂａｚｉｔｅ）と同等の結晶構造を有するゼオライトである。
【００１９】
まず、上記ゼオライトを合成する工程（以下、合成工程と言う）について説明する。
合成工程においては、まず、Ｓｉ源、Ａｌ源、アルカリ源、水及び構造規定剤からなる原料組成物を準備する。
【００２０】
Ｓｉ源とは、ゼオライトのシリコン成分の原料となる化合物、塩及び組成物をいう。
本発明では、Ｓｉ源としてＳｉ源として比表面積が１５０〜５００ｍ２／ｇであるシリカゾルを用いる。このようなシリカゾルを用いると、ゼオライト合成における結晶化の初期ステップでＳｉが溶解しやすいため、Ａｌリッチの核に比べて極性のないＳｉリッチな核が生成しやすい。そのため、核の凝集や成長が抑えられ、微細な粒子が得られると推測される。シリカゾルの比表面積が１５０ｍ２／ｇ未満もしくは５００ｍ２／ｇを超えると、結晶化の初期ステップで核が凝集、成長しやすくなり、平均粒子径が０．５μｍ以下のＣＨＡ型ゼオライトが得られにくくなる。シリカゾルの比表面積は、２００〜４００ｍ２／ｇが好ましく、２００〜３００ｍ２／ｇがさらに好ましい。
本発明において、上記範囲の比表面積を有するシリカゾルは、市販のものを用いてもよい。市販品としては、例えば、日産化学製  スノーテックスＳ、スノーテックス３０、Ｇｒａｃｅ社製  ＬｕｄｏｘＨＳ−３０が挙げられる。
なお、シリカゾルの比表面積は、その固形分を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）にて５０万倍で撮像して粒子径を測定し、その粒子径を比表面積に換算することによって求めることができる。ＴＥＭ画像中の粒子の長径と短径を、スケールを用いて測定し、その平均値を粒子の粒子径とする。２０個の粒子について同様に測定し、それらの粒子径の平均値を、全体の粒子径とする。比表面積は以下の計算式にて算出する。なおシリカの密度は２．２ｇ／ｃｍ３を用いる。
比表面積（ｍ２／ｇ）＝６０００／（粒子径（ｎｍ）×密度（ｇ／ｃｍ３））
【００２１】
Ａｌ源としては、例えば、硫酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、塩化アルミニウム、アルミノ−シリケートゲル、乾燥水酸化アルミニウムゲル等が挙げられる。これらのなかでは、乾燥水酸化アルミニウムゲルが好ましい。
【００２２】
本発明のゼオライトの製造方法においては、目的とするＣＨＡ型ゼオライトを製造するためには、ほぼ製造されるゼオライトのモル比（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３）と同じモル比のＳｉ源、Ａｌ源を用いることが望ましい。原料組成物中Ｓｉ源とＡｌ源のモル比（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３）は、５〜３０であることが望ましく、１０〜１５であることがより望ましい。
【００２３】
アルカリ源は、アルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物のうち少なくとも一方を含むことが結晶性の高いＳＡＲが１５未満のＣＨＡ型ゼオライトを合成することができるため好ましく、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム等を用いることができ、これらを二種以上併用してもよい。これらの中では、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムが望ましい。ゼオライトの単相を得るためには特に水酸化カリウムと水酸化ナトリウムを併用することが好ましい。
【００２４】
水の量は、特に限定されるものではないが、Ｓｉ源のＳｉ及びＡｌ源のＡｌの合計モル数に対する水のモル数の比（Ｈ２Ｏモル数／Ｓｉ及びＡｌの合計モル数）が１２〜３０であることが望ましく、Ｓｉ源のＳｉ及びＡｌ源のＡｌの合計モル数に対する水のモル数の比（Ｈ２Ｏモル数／Ｓｉ及びＡｌの合計モル数）が１５〜２５であることがより望ましい。
【００２５】
構造規定剤（以下、ＳＤＡとも記載する）とは、ゼオライトの細孔径や結晶構造を規定する有機分子を示す。構造規定剤の種類等によって、得られるゼオライトの構造等を制御することができる。
構造規定剤としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリアルキルアダマンタンアンモニウムをカチオンとする水酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、メチルカーボネート塩、硫酸塩及び硝酸塩；及びＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルベンジルアンモニウムイオン、Ｎ−アルキル−３−キヌクリジノールイオン、またはＮ，Ｎ，Ｎ−トリアルキルエキソアミノノルボルナンをカチオンとする水酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、メチルカーボネート塩、硫酸塩及び硝酸塩からなる群から選ばれる少なくとも一種を用いることができる。これらの中では、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンタンアンモニウム水酸化物（以下、ＴＭＡＡＯＨとも記載する）、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンタンアンモニウムハロゲン化物、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンタンアンモニウム炭酸塩、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンタンアンモニウムメチルカーボネート塩及びＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンタンアンモニウム硫酸塩からなる群から選ばれる少なくとも一種を用いることが望ましく、ＴＭＡＡＯＨを用いることがより望ましい。
【００２６】
合成工程においては、原料組成物に、さらにゼオライトの種結晶を加えてもよい。種結晶を用いることにより、ゼオライトの結晶化速度が速くなり、ゼオライト製造における時間が短縮でき、収率が向上する。
【００２７】
ゼオライトの種結晶としては、ＣＨＡ構造を有するゼオライトを用いることが望ましい。
【００２８】
ゼオライトの種結晶の添加量は、少ない方が望ましいが、反応速度や不純物の抑制効果等を考慮すると、原料組成物に含まれるシリカ成分に対して、０．１〜２０質量％であることが望ましく、０．５〜１５質量％であることがより望ましい。０．１質量％未満であると、ゼオライトの結晶化速度を向上する寄与が小さく、２０質量％を超えると、合成して得られるゼオライトに不純物が入りやすくなる。
【００２９】
合成工程においては、準備した原料組成物を反応させることにより、ゼオライトを合成する。具体的には、原料組成物を水熱合成することによりゼオライトを合成することが望ましい。
【００３０】
水熱合成に用いられる反応容器は、既知の水熱合成に用いられるものであれば特に限定されず、オートクレーブなどの耐熱耐圧容器であればよい。反応容器に原料組成物を投入して密閉して加熱することにより、ゼオライトを結晶化させることができる。
【００３１】
ゼオライトを合成する際、原料混合物は静置した状態でもよいが、攪拌混合した状態であることが望ましい。
【００３２】
ゼオライトを合成する際の加熱温度は、１００〜２００℃であることが望ましく、１２０〜１８０℃であることがより望ましい。加熱温度が１００℃未満であると、結晶化速度が遅くなり、収率が低下しやすくなる。一方、加熱温度が２００℃を超えると、不純物が発生しやすくなる。
【００３３】
合成工程における加熱時間は、１０〜２００時間であることが望ましい。加熱時間が１０時間未満であると、未反応の原料が残存し、収率が低下しやすくなる。一方、加熱時間が２００時間を超えても、収率や結晶性の向上がほとんど見られない。
【００３４】
合成工程における圧力は特に限定されず、密閉容器中に入れた原料組成物を上記温度範囲に加熱したときに生じる圧力で充分であるが、必要に応じて、窒素ガスなどの不活性ガスを加えて昇圧してもよい。
【００３５】
合成工程により得られたゼオライトは、充分に放冷し、固液分離し、充分量の水で洗浄することが望ましい。
【００３６】
合成工程により得られたゼオライトは、細孔内にＳＤＡを含有しているため、必要に応じてこれを除去してもよい。例えば、酸性溶液又はＳＤＡ分解成分を含む薬液を用いた液相処理、レジンなどを用いた交換処理、熱分解処理などにより、ＳＤＡを除去することができる。
【００３７】
以上の工程を経ることにより、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３組成比（ＳＡＲ）が１５未満であり、平均粒子径が０．５μｍ以下であり、ＣＨＡ構造を有するゼオライトを製造することができる。なお該平均粒子径は０．２μｍ〜０．４５μｍであるのがさらに好ましい。このような小さな平均粒子径を有するゼオライトを用いてハニカム触媒を製造した場合、吸水変位量が小さくなる。また、製造時および触媒としての使用時にクラックが生じにくく、耐久性に優れている。一方、平均粒子径が０．５μｍを超えると、ハニカム触媒とした時の吸水変位量が大きくなり、ハニカム触媒にクラックが生じるおそれがある。
【００３８】
ゼオライトの平均粒子径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、日立ハイテク社製、Ｓ−４８００）を用いて、ＳＥＭ写真を撮影し、１０個の粒子の全対角線の長さを測定し、その平均値から求める。なお、測定条件は、加速電圧：１ｋＶ、エミッション：１０μＡ、ＷＤ：２．２ｍｍ以下とする。一般にＣＨＡ型ゼオライトの粒子は立方体であり、ＳＥＭ写真で二次元に撮像した時には正方形となる。そのため粒子の対角線は２本である。
【００３９】
本発明により製造されるゼオライトにおいては、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３組成比（ＳＡＲ）が１５未満である。上記ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３組成比とは、ゼオライト中のＡｌ２Ｏ３に対するＳｉＯ２のモル比（ＳＡＲ）を意味している。その組成比ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３が１５未満であることにより、ゼオライトの酸点を充分な数とすることができ、その酸点を利用して金属イオンとイオン交換することができ、Ｃｕのような触媒金属を多く担持することができるので、ＮＯｘの浄化性能に優れている。
より好ましいＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３組成比は、１０〜１４．９である。
なおゼオライトのモル比（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３）は、蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）を用いて測定することができる。
【００４０】
本発明のゼオライトの製造方法は、Ｃｕイオン交換工程をさらに含み、得られたＣｕを担持するゼオライトのＣｕ／Ａｌ（モル比）が０．２〜０．５であるのが好ましい。
Ｃｕイオン交換方法としては、酢酸銅水溶液、硝酸銅水溶液、硫酸銅水溶液および塩化銅水溶液から選ばれる一種の水溶液にゼオライトを浸漬することで、行うことができる。これらのうち、酢酸銅水溶液が好ましい。一度で多量のＣｕを担持することができるためである。例えば、銅濃度が０．１〜２．５質量％の酢酸銅（ＩＩ）水溶液を溶液温度が室温〜５０℃、大気圧にてイオン交換を行うことで、ゼオライトにＣｕを担持できる。
また、Ｃｕ／Ａｌ（モル比）が０．２以上であることにより、少量のゼオライトで高いＮＯｘ浄化性能を得ることができる。また該モル比が０．５以下であることにより、高温でのアンモニア酸化によりＮＯｘ浄化性能が低下することを防止できる。Ｃｕ／Ａｌモル比は蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）を用いて測定することができる。
より好ましいＣｕ／Ａｌ（モル比）は、０．２５〜０．４８である。
【００４１】
本発明のゼオライトの製造方法によれば、平均粒子径が０．５μｍ以下であり、ＣＨＡ構造を有するゼオライトを、結晶構造を損なうことなく容易に製造することができる。なおゼオライトの結晶構造の解析は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）装置を用いて行うことができる。ＣＨＡ型ゼオライトは、粉末Ｘ線解析法によるＸ線回折スペクトルで、２θ＝２０．７°付近、２５．１°付近、２６．１°付近にそれぞれ、ＣＨＡ型ゼオライト結晶の（２１１）面、（１０４）面及び（２２０）面に相当するピークが現れる。
【００４２】
ＸＲＤ測定は、Ｘ線回折装置（リガク社製  ＵｌｔｉｍａＩＶ）を用いて行う。なお、測定条件は、次の通りとする。
線源：ＣｕＫα（λ＝０．１５４ｎｍ）、測定法：ＦＴ法、回折角：２θ＝５〜４８°、ステップ幅：０．０２°、積算時間：１秒、発散スリット、散乱スリット：２／３°、発散縦制限スリット：１０ｍｍ、加速電圧：４０ｋＶ、加速電流：４０ｍＡ。
ＸＲＤ測定前後でサンプル重量が０．１％以上の変化がないようにする。得られたＸＲＤデータは、粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトＪＡＤＥ６．０を用いてピークサーチを行い、さらに各ピークの半値幅と積分強度を算出する。なお、ピークサーチの条件は次の通りとする。
フィルタータイプ：放物線フィルター、Ｋα２ピークの消去：あり、ピーク位置定義：ピークトップ、閾値σ：３、ピーク強度％カットオフ：０．１、ＢＧ決定の範囲：１、ＢＧ平均化のポイント数：７。
得られたデータから、ゼオライトの（２１１）面（２θ＝２０．７°付近）、（１０４）面（２θ＝２５．１°付近）、（２２０）面（２θ＝２６．１°付近）の積分強度の和Ｘ０を求めることができる。
なお、ゼオライトの（２１１）面、（１０４）面、（２２０）面のピークの積分強度を用いるのは、サンプルの吸水の影響が小さいためである。
本発明により製造されたゼオライトは、積分強度の和Ｘ０が５５０００以上であることが好ましい。積分強度が高いほど結晶性が良好であることを示し、積分強度の和Ｘ０が５５０００以上あることで、高いＮＯｘ浄化性能を得ることができる。
【００４３】
＜ハニカム触媒＞
次に、本発明のハニカム触媒の製造方法について説明する。本発明のハニカム触媒の製造方法は、上記製造方法により得られたゼオライトと無機バインダとを混合する工程を含む。
本発明により製造されたハニカム触媒（以下、本発明のハニカム触媒と言う）は、複数の長手方向に延びる貫通孔が隔壁を隔てて並設されたハニカムユニットを備えたハニカム触媒である。
【００４４】
図１に、本発明のハニカム触媒の一例を示す。図１に示すハニカム触媒１０は、複数の長手方向に延びる貫通孔１１ａが隔壁１１ｂを隔てて並設された単一のハニカムユニット１１を備えており、ハニカムユニット１１の外周面には外周コート層１２が形成されている。また、ハニカムユニット１１は、ゼオライトと無機バインダとを含んでいる。
【００４５】
本発明のハニカム触媒では、ハニカムユニットの隔壁の最大ピーク気孔径（以下、ハニカムユニットの最大ピーク気孔径と記載する）は、０．０３〜０．１５μｍであることが望ましく、０．０５〜０．１０μｍであることがより望ましい。ハニカムユニットの隔壁の最大ピーク気孔径を０．０３〜０．１５μｍにすることで、排ガスが隔壁内に拡散しやすく、ゼオライトがＮＯｘの浄化に有効に利用できる。ハニカムユニットの最大ピーク気孔径が０．０３μｍ未満であると、排ガスを隔壁中に十分に拡散できず、ＮＯｘ浄化性能が低下することがあり、０．１５μｍを超えると、気孔の数が少なくなるため、ゼオライトがＮＯｘの浄化に有効に利用されなくなることがある。
【００４６】
なお、ハニカムユニットの気孔径は、水銀圧入法を用いて測定することができる。この時の水銀の接触角を１３０°、表面張力を４８５ｍＮ／ｍとして、気孔径が０．０１〜１００μｍの範囲で測定する。この範囲での最大ピークとなる時の気孔径の値を最大ピーク気孔径という。
【００４７】
本発明のハニカム触媒において、ハニカムユニットの気孔率は、４０〜７０％であることが望ましい。ハニカムユニットの気孔率が４０％未満であると、ハニカムユニットの隔壁の内部まで排ガスが侵入しにくくなって、ゼオライトがＮＯｘの浄化に有効に利用されなくなる。一方、ハニカムユニットの気孔率が７０％を超えると、ハニカムユニットの強度が不十分となる。
【００４８】
なお、ハニカムユニットの気孔率は、重量法により測定することができる。
重量法での気孔率の測定方法は下記の通りである。
ハニカムユニットを７セル×７セル×１０ｍｍの大きさに切断して測定試料とし、この試料をイオン交換水およびアセトンを用いて超音波洗浄した後、オーブンにて１００℃で乾燥する。次いで、測定顕微鏡（Ｎｉｋｏｎ製  Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ  ＭＭ−４０  倍率１００倍）を用いて、試料の断面形状の寸法を計測し、幾何学的な計算から体積を求める。なお、幾何学的な計算から体積を求めることができない場合は、断面写真の画像処理により体積を計算する。
その後、計算上求められた体積およびピクノメーターで測定した試料の真密度から、試料が完全な緻密体であったと仮定した場合の重量を計算する。
なお、ピクノメーターでの測定手順は、以下の通りとする。ハニカムユニットを粉砕し、２３．６ｃｃの粉末を調整し、得られた粉末を２００℃で８時間乾燥させる。その後、Ａｕｔｏ  Ｐｙｃｎｏｍｅｔｅｒ  １３２０（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製）を用いて、ＪＩＳ−Ｒ−１６２０（１９９５）に準拠し真密度を測定する。なお、この時の排気時間は４０ｍｉｎとする。
次に、試料の実際の重量を電子天秤（島津製作所製  ＨＲ２０２ｉ）にて測定し、気孔率を以下の計算式にて計算する。
気孔率（％）＝１００−（実際の重量／緻密体としての重量）×１００
【００４９】
本発明のハニカム触媒において、ハニカムユニットに含まれるゼオライトは、上記した本発明で製造されたＣＨＡ構造を有するゼオライトである。該ゼオライトは、本発明のゼオライトの説明において詳しく説明したので、ここでは詳しい説明を省略することとする。
【００５０】
ハニカムユニット中のゼオライトの含有量は、４０〜９０体積％であることが望ましく、５０〜８０体積％であることがより望ましい。ゼオライトの含有量が４０体積％未満であると、ＮＯｘの浄化性能が低下する。一方、ゼオライトの含有量が９０体積％を超えると、その他に含有する材料の量が少なすぎて、強度が低下しやすくなる。
【００５１】
本発明のハニカム触媒において、ハニカムユニットは、本発明の効果を損なわない範囲内で、ＣＨＡ型ゼオライト以外のゼオライトおよびシリコアルミノリン酸塩（ＳＡＰＯ）を含んでいてもよい。
【００５２】
本発明のハニカム触媒において、ハニカムユニットは、本発明により得られたＣＨＡ型ゼオライトをハニカムユニットの見掛けの体積当たり１００〜３２０ｇ／Ｌ含有することが望ましく、１２０〜３００ｇ／Ｌ含有することがより望ましい。本発明により得られたゼオライトの含有量が１００ｇ／Ｌ未満であると、ＮＯｘ浄化性能が低くなり、３２０ｇ／Ｌを超えると、ハニカムユニットの強度が低下することがある。
【００５３】
本発明のハニカム触媒において、ハニカムユニットに含まれる無機バインダとしては、特に限定されないが、ハニカム触媒としての強度を保つという観点から、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス、セピオライト、アタパルジャイト、ベーマイト等に含まれる固形分が好適なものとして挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００５４】
ハニカムユニット中の無機バインダの含有量は、３〜２０体積％であることが望ましく、５〜１５体積％であることがより望ましい。無機バインダの含有量が３体積％未満であると、ハニカムユニットの強度が低下する。
一方、無機バインダの含有量が２０体積％を超えると、ハニカムユニット中のゼオライトの含有量が低下して、ＮＯｘの浄化性能が低下する。
【００５５】
本発明のハニカム触媒において、ハニカムユニットは、ハニカムユニットの気孔径を調整するために、無機粒子をさらに含んでいてもよい。
【００５６】
ハニカムユニットに含まれる無機粒子としては、特に限定されないが、例えば、アルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ、セリア、マグネシア等の粒子が挙げられる。これらは二種以上併用してもよい。無機粒子は、アルミナ、チタニア及びジルコニアからなる群より選択される一種以上の粒子であることが望ましく、アルミナ、チタニア及びジルコニアのいずれか一種の粒子であることがより望ましい。
【００５７】
無機粒子の平均粒子径は、０．０１〜１．０μｍであることが望ましく、０．０３〜０．５μｍであることがより望ましい。無機粒子の平均粒子径が０．０１〜１．０μｍであると、ハニカムユニットの気孔径を調整することが可能となる。
なお、無機粒子の平均粒子径は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布（体積基準）における積算値５０％での粒径（Ｄｖ５０）である。
【００５８】
ハニカムユニット中の無機粒子の含有量は、１０〜４０体積％であることが望ましく、１５〜３５体積％であることがより望ましい。無機粒子の含有量が１０体積％未満であると、無機粒子の添加によるハニカムユニットの線膨張係数の絶対値を下げる効果が小さく、熱応力によってハニカムユニットが破損しやすくなる。一方、無機粒子の含有量が４０体積％を超えると、本発明のゼオライトの含有量が低下して、ＮＯｘの浄化性能が低下する。
【００５９】
本発明のハニカム触媒において、ハニカムユニットに含まれるゼオライト及び無機粒子の体積比（ＣＨＡ型ゼオライト：無機粒子）は、望ましくは５０：５０〜９０：１０であり、より望ましくは６０：４０〜８０：２０である。本発明のゼオライト及び無機粒子の体積比が上記の範囲にあると、ＮＯｘの浄化性能を保ちつつ、ハニカムユニットの気孔径の調整することが可能となる。
【００６０】
本発明のハニカム触媒において、ハニカムユニットは、強度を向上させるために、無機繊維及び鱗片状物質からなる群より選択される一種以上をさらに含んでいてもよい。
【００６１】
ハニカムユニットに含まれる無機繊維は、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、シリカアルミナ、ガラス、チタン酸カリウム及びホウ酸アルミニウムからなる群より選択される一種以上からなることが望ましい。ハニカムユニットに含まれる鱗片状物質は、ガラス、白雲母、アルミナ及びシリカからなる群より選択される一種以上からなることが望ましい。いずれも耐熱性が高く、ＳＣＲシステムにおける触媒担体として使用した時でも、溶損などがなく、補強材としての効果を持続することができるためである。
【００６２】
ハニカムユニット中の無機繊維及び／又は鱗片状物質の含有量は、３〜３０体積％であることが望ましく、５〜２０体積％であることがより望ましい。上記含有量が３体積％未満であると、ハニカムユニットの強度を向上させる効果が小さくなる。一方、上記含有量が３０体積％を超えると、ハニカムユニット中のゼオライトの含有量が低下して、ＮＯｘの浄化性能が低下する。
【００６３】
本発明のハニカム触媒において、ハニカムユニットの長手方向に垂直な断面の開口率は、５０〜７５％であることが望ましい。ハニカムユニットの長手方向に垂直な断面の開口率が５０％未満であると、ゼオライトがＮＯｘの浄化に有効に利用されなくなる。一方、ハニカムユニットの長手方向に垂直な断面の開口率が７５％を超えると、ハニカムユニットの強度が不十分となる。
【００６４】
本発明のハニカム触媒において、ハニカムユニットの長手方向に垂直な断面の貫通孔の密度は、３１〜１５５個／ｃｍ２であることが望ましい。ハニカムユニットの長手方向に垂直な断面の貫通孔の密度が３１個／ｃｍ２未満であると、ゼオライトと排ガスが接触しにくくなって、ＮＯｘの浄化性能が低下する。一方、ハニカムユニットの長手方向に垂直な断面の貫通孔の密度が１５５個／ｃｍ２を超えると、ハニカム触媒の圧力損失が増大する。
【００６５】
本発明のハニカム触媒において、ハニカムユニットの隔壁の厚さは、０．１〜０．４ｍｍであることが望ましく、０．１〜０．３ｍｍであることがより望ましい。ハニカムユニットの隔壁の厚さが０．１ｍｍ未満であると、ハニカムユニットの強度が低下する。一方、ハニカムユニットの隔壁の厚さが０．４ｍｍを超えると、ハニカムユニットの隔壁の内部まで排ガスが侵入しにくくなって、ゼオライトがＮＯｘの浄化に有効に利用されなくなる。
【００６６】
本発明のハニカム触媒において、ハニカムユニットに外周コート層が形成されている場合、外周コート層の厚さは、０．１〜２．０ｍｍであることが望ましい。外周コート層の厚さが０．１ｍｍ未満であると、ハニカム触媒の強度を向上させる効果が不十分になる。一方、外周コート層の厚さが２．０ｍｍを超えると、ハニカム触媒の単位体積当たりのゼオライトの含有量が低下して、ＮＯｘの浄化性能が低下する。
【００６７】
本発明のハニカム触媒の形状としては、円柱状に限定されず、角柱状、楕円柱状、長円柱状、丸面取りされている角柱状（例えば、丸面取りされている三角柱状）等が挙げられる。
【００６８】
本発明のハニカム触媒において、貫通孔の形状としては、四角柱状に限定されず、三角柱状、六角柱状等が挙げられる。
【００６９】
次に、図１に示すハニカム触媒１０の製造方法の一例について説明する。
まず、ゼオライトと無機バインダとを含み、必要に応じて、無機繊維及び鱗片状物質からなる群より選択される一種以上や無機粒子をさらに含む原料ペーストを用いて押出成形し、複数の長手方向に延びる貫通孔が隔壁を隔てて並設されている円柱状のハニカム成形体を作製する。
【００７０】
原料ペーストに含まれる無機バインダは、特に限定されないが、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス、セピオライト、アタパルジャイト、ベーマイト等として添加されており、二種以上併用してもよい。
【００７１】
また、原料ペーストには、有機バインダ、分散媒、成形助剤等を、必要に応じて適宜添加してもよい。
【００７２】
有機バインダとしては、特に限定されないが、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられ、二種以上併用してもよい。なお、有機バインダの添加量は、ゼオライト、無機粒子、無機バインダ、無機繊維、鱗片状物質の総質量に対して、１〜１０％であることが望ましい。
【００７３】
分散媒としては、特に限定されないが、水、ベンゼン等の有機溶媒、メタノール等のアルコール等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００７４】
成形助剤としては、特に限定されないが、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００７５】
さらに、原料ペーストには、必要に応じて造孔材を添加してもよい。
造孔材としては、特に限定されないが、ポリスチレン粒子、アクリル粒子、澱粉等が挙げられ、二種以上併用してもよい。これらの中では、ポリスチレン粒子が望ましい。
【００７６】
ゼオライト及び造孔材の粒子径を制御することにより、隔壁の気孔径分布を所定の範囲に制御することができる。
【００７７】
また、造孔材を添加しない場合であっても、ゼオライト及び無機粒子の粒子径を制御することにより、隔壁の気孔径分布を所定の範囲に制御することができる。
【００７８】
原料ペーストを調製する際には、混合混練することが望ましく、ミキサー、アトライタ等を用いて混合してもよく、ニーダー等を用いて混練してもよい。
【００７９】
次に、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等の乾燥機を用いて、ハニカム成形体を乾燥してハニカム乾燥体を作製する。
【００８０】
さらに、ハニカム乾燥体を脱脂してハニカム脱脂体を作製する。脱脂条件は、ハニカム乾燥体に含まれる有機物の種類及び量によって適宜選択することができるが、２００〜５００℃で２〜６時間であることが望ましい。
【００８１】
次に、ハニカム脱脂体を焼成することにより、円柱状のハニカムユニット１１を作製する。焼成温度は、６００〜１０００℃であることが望ましく、６００〜８００℃であることがより望ましい。焼成温度が６００℃未満であると、焼結が進行せず、ハニカムユニット１１の強度が低くなる。一方、焼成温度が１０００℃を超えると、焼結が進行しすぎて、ゼオライトの反応サイトが減少する。
【００８２】
次に、円柱状のハニカムユニット１１の両端面を除く外周面に外周コート層用ペーストを塗布する。
【００８３】
外周コート層用ペーストとしては、特に限定されないが、無機バインダ及び無機粒子の混合物、無機バインダ及び無機繊維の混合物、無機バインダ、無機粒子及び無機繊維の混合物等が挙げられる。
【００８４】
外周コート層用ペーストに含まれる無機バインダは、特に限定されないが、シリカゾル、アルミナゾル等として添加されており、二種以上併用してもよい。中でも、シリカゾルとして添加されていることが望ましい。
【００８５】
外周コート層用ペーストに含まれる無機粒子としては、特に限定されないが、ゼオライト、ユークリプタイト、アルミナ、シリカ等の酸化物粒子、炭化ケイ素等の炭化物粒子、窒化ケイ素、窒化ホウ素等の窒化物粒子等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、ハニカムユニットとの熱膨張係数が近いユークリプタイトの粒子が望ましい。
【００８６】
外周コート層用ペーストに含まれる無機繊維としては、特に限定されないが、シリカアルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、アルミナ繊維が望ましい。
【００８７】
外周コート層用ペーストは、有機バインダをさらに含んでいてもよい。
【００８８】
外周コート層用ペーストに含まれる有機バインダとしては、特に限定されないが、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００８９】
外周コート層用ペーストは、酸化物系セラミックスの微小中空球体であるバルーン、造孔材等をさらに含んでいてもよい。
【００９０】
外周コート層用ペーストに含まれるバルーンとしては、特に限定されないが、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン、ムライトバルーン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、アルミナバルーンが望ましい。
【００９１】
外周コート層用ペーストに含まれる造孔材としては、特に限定されないが、球状アクリル粒子、グラファイト等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００９２】
次に、外周コート層用ペーストが塗布されたハニカムユニット１１を乾燥固化し、円柱状のハニカム触媒１０を作製する。このとき、外周コート層用ペーストに有機バインダが含まれている場合は、脱脂することが望ましい。脱脂条件は、有機物の種類及び量によって適宜選択することができるが、５００℃で１時間であることが望ましい。
【００９３】
本発明のハニカム触媒の具体的な利用例として、排ガス浄化装置が挙げられる。
図２に、排ガス浄化装置の一例を示す。図２に示す排ガス浄化装置１００は、ハニカム触媒１０の外周部に保持シール材２０を配置した状態で、金属容器（シェル）３０にキャニングすることにより作製することができる。また、排ガス浄化装置１００には、排ガス（図２中、排ガスをＧで示し、排ガスの流れを矢印で示す）が流れる方向に対して、ハニカム触媒１０の上流側の配管（不図示）内に、アンモニア又は分解してアンモニアを発生させる化合物を噴射する噴射ノズル等の噴射手段（図示せず）が設けられている。これにより、配管を流れる排ガス中にアンモニアが添加されるため、ハニカムユニット１１に含まれるゼオライトにより、排ガス中に含まれるＮＯｘが還元される。
【００９４】
分解してアンモニアを発生させる化合物としては、配管内で加水分解されて、アンモニアを発生させることが可能であれば、特に限定されないが、貯蔵安定性に優れるため、尿素水が望ましい。
【００９５】
図３に、本発明のハニカム触媒の別の一例を示す。図３に示すハニカム触媒１０´は、複数の長手方向に延びる貫通孔１１ａが隔壁１１ｂを隔てて並設されているハニカムユニット１１´（図４参照）が接着層１３を介して複数個接着されている以外は、ハニカム触媒１０と同一の構成である。
【００９６】
ハニカムユニット１１´の長手方向に垂直な断面の断面積は、１０〜２００ｃｍ２であることが望ましい。上記断面積が１０ｃｍ２未満であると、ハニカム触媒１０´の圧力損失が増大する。一方、上記断面積が２００ｃｍ２を超えると、ハニカムユニット１１´同士を接着することが困難である。
【００９７】
ハニカムユニット１１´は、長手方向に垂直な断面の断面積以外は、ハニカムユニット１１と同一の構成である。
【００９８】
接着層１３の厚さは、０．１〜３．０ｍｍであることが望ましい。接着層１３の厚さが０．１ｍｍ未満であると、ハニカムユニット１１´の接着強度が不十分になる。一方、接着層１３の厚さが３．０ｍｍを超えると、ハニカム触媒１０´の圧力損失が増大したり、接着層内でのクラックが発生したりする。
【００９９】
次に、図３に示すハニカム触媒１０´の製造方法の一例について説明する。
まず、ハニカム触媒１０を構成するハニカムユニット１１と同様にして、扇柱状のハニカムユニット１１´を作製する。次に、ハニカムユニット１１´の円弧側を除く外周面に接着層用ペーストを塗布して、ハニカムユニット１１´を接着させ、乾燥固化することにより、ハニカムユニット１１´の集合体を作製する。
【０１００】
接着層用ペーストとしては、特に限定されないが、無機バインダ及び無機粒子の混合物、無機バインダ及び無機繊維の混合物、無機バインダ、無機粒子及び無機繊維の混合物等が挙げられる。
【０１０１】
接着層用ペーストに含まれる無機バインダは、特に限定されないが、シリカゾル、アルミナゾル等として添加されており、二種以上併用してもよい。中でも、シリカゾルとして添加されていることが望ましい。
【０１０２】
接着層用ペーストに含まれる無機粒子としては、特に限定されないが、ゼオライト、ユークリプタイト、アルミナ、シリカ等の酸化物粒子、炭化ケイ素等の炭化物粒子、窒化ケイ素、窒化ホウ素等の窒化物粒子等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、ハニカムユニットとの熱膨張係数が近いユークリプタイトの粒子が望ましい。
【０１０３】
接着層用ペーストに含まれる無機繊維としては、特に限定されないが、シリカアルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、アルミナ繊維が望ましい。
【０１０４】
また、接着層用ペーストは、有機バインダを含んでいてもよい。
【０１０５】
接着層用ペーストに含まれる有機バインダとしては、特に限定されないが、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【０１０６】
接着層用ペーストは、酸化物系セラミックスの微小中空球体であるバルーン、造孔材等をさらに含んでいてもよい。
【０１０７】
接着層用ペーストに含まれるバルーンとしては、特に限定されないが、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン、ムライトバルーン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、アルミナバルーンが望ましい。
【０１０８】
接着層用ペーストに含まれる造孔材としては、特に限定されないが、球状アクリル粒子、グラファイト等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【０１０９】
次に、真円度を上げるために必要に応じて、ハニカムユニット１１´の集合体に切削加工および研磨を施し、円柱状のハニカムユニット１１´の集合体を作製する。
【０１１０】
次に、円柱状のハニカムユニット１１´の集合体の両端面を除く外周面に外周コート層用ペーストを塗布する。
【０１１１】
外周コート層用ペーストは、接着層用ペーストと同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【０１１２】
次に、外周コート層用ペーストが塗布された円柱状のハニカムユニット１１´の集合体を乾燥固化することにより、円柱状のハニカム触媒１０´を作製する。このとき、接着層用ペースト及び／又は外周コート層用ペーストに有機バインダが含まれている場合は、脱脂することが望ましい。脱脂条件は、有機物の種類及び量によって適宜選択することができるが、５００℃で１時間であることが望ましい。
【０１１３】
ハニカム触媒１０´は、４個のハニカムユニット１１´が接着層１３を介して接着されることにより構成されているが、ハニカム触媒を構成するハニカムユニットの個数は特に限定されない。例えば、１６個の四角柱状のハニカムユニットが接着層を介して接着されることにより円柱状のハニカム触媒が構成されていてもよい。
【０１１４】
なお、ハニカム触媒１０，１０´は、外周コート層１２が形成されていなくてもよい。
【０１１５】
上述のとおり、本発明のハニカム触媒においては、ゼオライトとして本発明のゼオライトを用いてハニカムユニットを形成することによって、ＮＯｘの浄化性能を向上させることができる。
【実施例】
【０１１６】
以下、本発明をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこの実施例のみに限定されるものではない。
【０１１７】
（実施例１）
Ｓｉ源として比表面積が２１０ｍ２／ｇであるシリカゾル、Ａｌ源として乾燥水酸化アルミニウムゲル（富田製薬社製）、アルカリ源として水酸化ナトリウム（トクヤマ社製）と水酸化カリウム（東亜合成社製）、構造規定剤（ＳＤＡ）としてＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンタンアンモニウム水酸化物（ＴＭＡＡＯＨ）２５％水溶液（Ｓａｃｈｅｍ社製）、種結晶としてＳＳＺ−１３、脱イオン水を混合し、原料組成物を準備した。原料組成物のモル比は、ＳｉＯ２：１５ｍｏｌ、Ａｌ２Ｏ３：１ｍｏｌ、ＮａＯＨ：２．６ｍｏｌ、ＫＯＨ：０．９ｍｏｌ、ＴＭＡＡＯＨ：１．１ｍｏｌ、Ｈ２Ｏ：３００ｍｏｌの割合とした。また原料組成物中のＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３に５．０質量％の種結晶を加えた。原料組成物を５００Ｌオートクレーブに装填し、加熱温度１６０℃、加熱時間４８時間で水熱合成を行い、ゼオライトを合成した。
次いで、合成したゼオライトを、１回目のイオン交換は銅濃度が２．３４質量％の酢酸銅（ＩＩ）水溶液を用い、２回目のイオン交換は銅濃度が０．５９質量％の酢酸銅（ＩＩ）水溶液を用い、溶液温度５０℃、大気圧にて１時間、イオン交換を行った。
【０１１８】
（実施例２〜３および比較例１〜２）
シリカゾルの比表面積を下記表１に記載したものに変更したこと以外は、実施例１と同様に、ゼオライトを合成した。
【０１１９】
＜ゼオライトの粒子径の測定＞
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、日立ハイテク社製、Ｓ−４８００）を用いて、上記実施例および比較例で得られたゼオライト（Ｃｕイオン交換前）のＳＥＭ写真を撮影し、それらの粒子径を測定した。測定条件は、加速電圧：１ｋＶ、エミッション：１０μＡ、ＷＤ：２．２ｍｍ以下とした。測定倍率は、２００００倍とした。１０個の粒子の２つの対角線から粒子径を測定し、その平均値を求めた。結果を表１に示す。また、シリカゾルの比表面積とゼオライトの平均粒子径との関係を図５に示す。
【０１２０】
＜ゼオライトのモル比（ＳＡＲ：ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３）の測定＞
蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ、リガク社製  ＺＳＸ Ｐｒｉｍｕｓ２）を用いて、上記実施例および比較例で得られたゼオライト（初期）のモル比（ＳＡＲ：ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３）を測定した。測定条件は、Ｘ線管：Ｒｈ、定格最大出力：４ｋＷ、検出元素範囲：Ｆ〜Ｕ、定量法：ＳＱＸ法、分析領域：１０ｍｍφとした。結果を表１に示す。
【０１２１】
＜Ｃｕ担持量の測定＞
蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ、リガク社製  ＺＳＸ Ｐｒｉｍｕｓ２）を用いて、各実施例および比較例で得られたゼオライトに担持されたＣｕ量を測定した。測定条件は、Ｘ線管：Ｒｈ、定格最大出力：４ｋＷ、検出元素範囲：Ｆ〜Ｕ、定量法：ＳＱＸ法、分析領域：１０ｍｍφとした。Ｃｕ担持量の測定値から、Ｃｕ／Ａｌモル比を算出した。結果を表１に示す。
【０１２２】
＜ゼオライトの結晶構造の解析＞
Ｘ線回折装置（リガク社製、Ｕｌｔｉｍａ  ＩＶ）を用い、上記実施例および比較例で得られたゼオライト（Ｃｕイオン交換前）について、ＸＲＤ測定を行い、Ｘ線回折スペクトルの（２１１）面、（１０４）面及び（２２０）面の積分強度の和（Ｘ０）を算出した。
測定条件は、線源：ＣｕＫα（λ＝０．１５４ｎｍ）、測定法：ＦＴ法、回折角：２θ＝５〜４８°、ステップ幅：０．０２°、積算時間：１秒、発散スリット、散乱スリット：２／３°、発散縦制限スリット：１０ｍｍ、加速電圧：４０ｋＶ、加速電流：４０ｍＡとした。
得られたＸＲＤデータの解析は、粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトＪＡＤＥ６．０を用いて行った。なお、解析条件は、フィルタータイプ：放物線フィルター、Ｋα２ピークの消去：あり、ピーク位置定義：ピークトップ、閾値σ：３、ピーク強度％カットオフ：０．１、ＢＧ決定の範囲：１、ＢＧ平均化のポイント数：７とした。
算出されたＸ０を表１に示す。
【０１２３】
図６〜１０に、実施例１〜３及び比較例１〜２で合成したゼオライト（Ｃｕイオン交換前）のＸＲＤパターンを示す。なお、図６が実施例１のＸＲＤパターン、図７が実施例２のＸＲＤパターン、図８が実施例３のＸＲＤパターン、図９が比較例１のＸＲＤパターン、図１０が比較例２のＸＲＤパターンを示している。
図６〜１０より、実施例１〜３及び比較例１〜２で合成したすべてのゼオライトについて、ＣＨＡ構造を有するゼオライトが合成されていることが確認された。
【０１２４】
＜ハニカム触媒の作製＞
実施例１〜３及び比較例１〜２で得られたゼオライトを２５質量％、０．２μｍのチタニアを１９質量％、無機バインダとして擬ベーマイトを１１質量％、平均繊維長が１００μｍのガラス繊維を４質量％、メチルセルロースを６質量％、界面活性剤を３質量％、造孔材としてのポリスチレン粒子５質量％、及びイオン交換水を２７質量％混合混練して、原料ペーストを作成した。
【０１２５】
次に、押出成形機を用いて、原料ペーストを押出成形して、ハニカム成形体を作製した。そして減圧マイクロ波乾燥機を用いて、ハニカム成形体を出力４．５ｋＷ、減圧６．７ｋＰａで７分間乾燥させた後、酸素濃度１％、７００℃で５時間脱脂焼成して、ハニカム触媒（ハニカムユニット）を作製した。ハニカムユニットは、一辺が３５ｍｍ、長さが１５０ｍｍの正四角柱状であり、貫通孔の密度が１２４個／ｃｍ２、隔壁の厚さが０．２０ｍｍであった。
【０１２６】
＜ＮＯｘの浄化率の測定＞
ハニカムユニットからダイヤモンドカッターを用いて、直径２５．４ｍｍ、長さ３８．１ｍｍの円柱状試験片を切り出した。この試験片に、２００℃の模擬ガスを空間速度（ＳＶ）４００００ｈｒ−１で流しながら、触媒評価装置（堀場製作所製、ＳＩＧＵ−２０００／ＭＥＸＡ−６０００ＦＴ）を用いて、試験片から流出するＮＯｘ流出量を測定し、下記の式（１）で表されるＮＯｘの浄化率（％）を算出した。
浄化率（％）＝（ＮＯｘの流入量−ＮＯｘの流出量）／（ＮＯｘの流入量）×１００・・・（１）
なお、模擬ガスの構成成分は、一酸化窒素２６２．５ｐｐｍ、二酸化窒素８７．５ｐｐｍ、アンモニア３５０ｐｐｍ、酸素１０％、二酸化炭素５％、水５％、窒素（ｂａｌａｎｃｅ）とした。
同様に、５２５℃の模擬ガスをＳＶ：１０００００ｈｒ−１で流しながら、ＮＯｘの浄化率［％］を算出した。この時の模擬ガスの構成成分は、一酸化窒素３１５ｐｐｍ、二酸化窒素３５ｐｐｍ、アンモニア３８５ｐｐｍ、酸素１０％、二酸化炭素５％、水５％、窒素（ｂａｌａｎｃｅ）とした。
実施例１〜３及び比較例１〜２で得られたゼオライトを使用したハニカム触媒のＮＯｘの浄化率を表１に示す。
【０１２７】
＜吸水変位の測定＞
ハニカムユニットからダイヤモンドカッターを用いて、一辺が３５ｍｍ、長さが１０ｍｍの正四角柱状の試験片を切り出した。この試験片を乾燥機にて２００℃、２時間乾燥した。その後、測定顕微鏡（Ｎｉｋｏｎ製Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ  ＭＭ−４０  倍率１００倍）を用いて、絶乾時の最外壁間の距離（試験片のハニカム最外壁から反対側の最外壁間の距離）を測定した。測定位置は、試験片の外周辺の中心部で、片側のみとした。次いで、試験片を水中に１時間浸漬し、エアブローで試験片表面の水を除去した後、同様の測定方法で、吸水時の最外壁間の距離を測定した。吸水変位は、式（２）で算出した。
吸水変位（％）＝（絶乾時の最外壁間の距離−吸水時の最外壁間の距離）／（絶乾時の最外壁間の距離）×１００・・・（２）
実施例１〜３及び比較例１〜２で得られたゼオライトを使用したハニカム触媒の吸水変位を表１に示す。
【０１２８】
【表１】
0006558947.tif 000002
【０１２９】
表１の結果より、実施例１〜３で得られたゼオライトは、Ｓｉ源として比表面積が１５０〜５００ｍ２／ｇであるシリカゾルを用いて製造されたものであるので、ゼオライトの平均粒子径を容易に小さくことができ、ＮＯｘの浄化性能に優れ、ハニカム触媒として使用した際に、吸水変位量が０．２５％以下と小さく、ハニカム触媒の破損を抑制することができた。
比較例１〜２で得られたゼオライトは、本発明で規定する範囲外の比表面積を有するシリカゾルを用いて製造されたものであるので、ゼオライトの平均粒子径が大きく、ハニカム触媒として使用した際に、吸水変位量が０．３以上と大きく、ハニカム触媒が破損してしまう結果となった。
【符号の説明】
【０１３０】
１０、１０´  ハニカム触媒
１１、１１´  ハニカムユニット
１１ａ  貫通孔
１１ｂ  隔壁
１２  外周コート層
１３  接着層
２０  保持シール材
３０  金属容器
１００  排ガス浄化装置
Ｇ  排ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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