排气净化用催化剂制造技术

本发明专利技术提供一种催化剂金属的性能被良好发挥、在内燃机的预热时发挥优异的净化性能的排气净化用催化剂。该排气净化用催化剂10包括基材1和催化剂层。在位于排气流动方向(箭头)的上游侧的前端部1a存在内燃机的预热时排气的流量相对多的部位和排气的流量相对少的部位。在上述排气的流量相对多的部位的催化剂层存在贵金属相对地以高密度载持的高密度部6。从前端部1a算起，高密度部6在上述排气流动方向形成为比排气净化用催化剂10的全长短。

Catalyst for exhaust purification

The present invention provides a catalyst for exhaust purification in which the performance of a catalyst metal is well developed and an excellent purification performance is achieved in the preheating of an internal combustion engine. The exhaust gas purifying catalyst 10 includes a base material 1 and a catalyst layer. In the front end of the upstream side of the exhaust flow direction (arrow), the 1A has a relatively small amount of exhaust flow and a relatively small amount of exhaust flow in the warm-up of an internal combustion engine. In the catalyst layer in which the exhaust flow is relatively large, a relatively high density portion 6 is held by the noble metal relative to the high density. From the front end of the 1a, the high density portion 6 forms the overall length of the catalyst 10 in the exhaust flow direction as compared to the exhaust purification catalyst.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】排气净化用催化剂
本专利技术涉及设置于内燃机的排气系统的排气净化用催化剂。详细而言，涉及在催化剂层的特定的部位以高密度载持有催化剂金属的排气净化用催化剂。另外，本国际申请基于2014年9月10日提出的日本专利申请2014－184125号主张优先权，其申请的全部内容在本说明书中作为参照被引入。
技术介绍
从汽车发动机等的内燃机排出的排气中，含有碳氢化物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)等有害成分。目前，为了高效地去除这些排气成分，利用了排气净化用催化剂。典型而言，排气净化用催化剂为在多孔载体载持有作为催化剂发挥功能的贵金属(以下，有时简单称为“催化剂金属”。)的形态。作为催化剂金属的典型例，可以列举铂(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd)等的铂族系贵金属。然而，这些的贵金属不仅是昂贵的，作为资源也是宝贵的。因此，从节能和低成本化的观点考虑，希望降低催化剂金属的使用量。作为与此相关的技术，例如，可以列举专利文献1。专利文献1中记载了具备在沿着排气流动方向具有多个贯通孔的基材和形成在上述贯通孔的内壁面且含有贵金属的催化剂层的排气净化用催化剂中，调整上述催化剂层的厚度，使得全部贯通孔间的排气的流压变得均匀。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利申请公开2010－131526号公报专利文献2：日本专利申请公开昭63－84635号公报专利文献3：日本专利申请公开平8－332350号公报
技术实现思路
另一方面，在内燃机的预热时(例如，在怠速状态下启动发动机时)，由于排气的温度低，在排气中大量含有燃料的未燃烧物质HC、CO。另外，在预热时，由于排气净化用催化剂未被充分预热，催化剂金属的净化性能偏低(参照专利文献2、3)。此外，伴随近年来的环境意识的提高和社会的节能趋势，搭载了混合动力发动机、怠速停止等在运转中也会使发动机停止这样的节能装置的环保车进一步普及。因此，对于排气净化用催化剂，特别期望在降低催化剂金属的使用量的同时也提高内燃机的预热时的净化性能。本专利技术是为了解决该课题而创造的，其目的在于，提供一种催化剂金属的性能被良好发挥、预热时的排气净化性能优异的排气净化用催化剂。根据本专利技术的专利技术人的研究，在内燃机的预热时，排气的流量相对地少。由此，存在排气容易流过排气净化用催化剂的特定的部位的趋势。换而言之，在内燃机的预热时，在排气净化用催化剂中，存在排气流量相对多的部位和排气流量相对少的部位。然而，例如通过洗涂(washcoat)法在基材上形成催化剂层的情况下，对于排气净化用催化剂的各个贯通孔，催化剂金属大致均等(均质)地载持。其结果，在排气的流量少的部位和/或催化剂温度相对低的部分，在内燃机的预热时，催化剂金属未被有效地利用。基于这样的见解，本专利技术的专利技术人重复进行更深入的研究，从而创造了能够解决上述课题的本专利技术。即，根据本专利技术，能够提供设置于与汽车发动机等的内燃机连结的排气通路、进行从该内燃机排出的排气的净化的排气净化用催化剂。这样的排气净化用催化剂包括基材和形成于该基材上的催化剂层，该催化剂层含有作为氧化和/或还原催化剂发挥功能的贵金属和载持该贵金属的载体。上述排气净化用催化剂设置于上述排气通路时，在位于排气流动方向的上游侧的前端部(始端部)，存在在上述内燃机的预热时排气的流量相对多的部位和排气的流量相对少的部位。上述排气的流量相对多的部位的催化剂层中，设有与上述排气的流量相对少的部位的催化剂层相比，上述贵金属以高密度载持的高密度部。从上述前端部算起，上述高密度部在上述排气流动方向形成为比上述排气净化用催化剂的全长短。通过提高在内燃机的预热时排气流量多的部位的催化剂金属密度，能够有效地利用催化剂金属。即，在将上述高密度部的催化剂金属密度维持与现有技术同等的情况下，能够以维持同等的预热性(使排气净化用催化剂升温的性能)的状态降低催化剂金属的使用量。或者，在将与现有技术等量的催化剂金属集中载持于高密度部的情况下，能够相对地提高预热性。例如，能够从排气净化用催化剂处于冷却的状态开始，以上述高密度部为中心，使催化剂(典型而言，上游侧)的温度迅速上升。因此，能够提高催化剂预热性，在内燃机的预热时使排气以更加洁净的状态向外部排出。需要说明的是，这里所说的“前端部”是指将排气净化用催化剂配置于排气通路(排气管)的规定的位置的状态中位于排气通路的最上游侧、大致最初与排气接触的部位。这里所公开的排气净化用催化剂的一个优选方式中，上述高密度部中的上述贵金属的密度为上述排气流量相对少的部位中的上述贵金属的密度的1.5倍以上。由此，能够进一步以高水平发挥本专利技术的效果(即催化剂金属的使用量降低或者预热性提高)。另外，这里所公开的排气净化用催化剂的另一优选方式中，从上述基材看，上述催化剂层具有构成相互不同的2层以上的叠层构造。并且，在该叠层构造的最上层部分形成有上述高密度部。通过将高密度部设置在催化剂层的最上层部分，能够确保更多与排气接触的机会(使接触面积变得更广)，能够更好地实现本专利技术的效果。另外，这里所公开的排气净化用催化剂的另一优选方式中，在上述排气流动方向，将上述排气净化用催化剂的全长设为100％时，上述高密度部以从上述前端部算起10％以上、50％以下的长度形成。由此，本申请专利技术的效果得以进一步稳定地实现。另外，能够抑制催化剂金属从高密度部移动，抑制烧结或合金化导致的催化剂活性的降低。另外，这里所公开的排气净化用催化剂的另一优选方式中，在将与上述排气流动方向正交的剖面的总面积设为100％时，上述高密度部以9％以上、64％以下的面积形成。由此，能够进一步以高水平发挥本专利技术的效果(即催化剂金属的使用量降低或者预热性提高)。另外，这里所公开的排气净化用催化剂的另一优选方式中，上述排气净化用催化剂的上述前端部为圆形，在包括该圆形的中心的内周圆部分存在上述排气流量相对多的部位，在与上述内周圆部分相邻接的外周部分存在上述排气流量相对少的部位。在上述前端部中，上述高密度部优选形成在以上述基材的外径的30％以上、80％以下的内径为直径的上述内周圆部分中。另外，这里所公开的排气净化用催化剂的另一优选方式中，上述高密度部以与上述排气净化用催化剂的上述剖面的外周不相接的方式形成于与上述外周分离的位置。排气净化用催化剂的外周部分与内侧部分相比，热量容易散失，会使预热的时间相对地变长。因此，通过在与外周分离的位置具备高密度部，能够更良好地提高预热性。另外，这里所公开的排气净化用催化剂的另一优选方式中，上述排气净化用催化剂的与上述排气流动方向正交的剖面为圆形。并且，上述高密度部的上述剖面形成为直径小于上述排气净化用催化剂的圆形的直径的圆形。这里，上述排气通路是直线状的情况下，可以将上述高密度部的圆形配置为与上述排气净化用催化剂的圆形呈同心圆状。或者，上述排气通路具有弯曲部和/或倾斜部的情况下，上述高密度部的圆形的中心可以偏离上述排气净化用催化剂的圆形的中心。附图说明图1是示意表示一个实施方式所涉及的排气净化用催化剂的立体图。图2是示意表示图1的排气净化用催化剂的前端部的端部剖面图。图3是示意表示一个实施方式所涉及的排气净化用催化剂的肋壁部分的结构的剖面图。图4是比较了比较例、例1所涉及的排气净化用催化剂的预热性的图表。图5是比较了比较例、例2所涉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排气净化用催化剂，其特征在于：其配置在与内燃机连结的排气通路中，进行从该内燃机排出的排气的净化，所述排气净化用催化剂包括基材和形成于该基材上的催化剂层，所述催化剂层含有作为氧化和/或还原催化剂发挥功能的贵金属和载持该贵金属的载体，所述排气净化用催化剂配置于所述排气通路时，在位于排气流动方向的上游侧的前端部，存在在所述内燃机的预热时排气的流量相对多的部位和排气的流量相对少的部位，在所述排气的流量相对多的部位的催化剂层，设有与所述排气的流量相对少的部位的催化剂层相比，所述贵金属以高密度载持的高密度部，从所述前端部算起，所述高密度部在所述排气流动方向形成为比所述排气净化用催化剂的全长短。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.10 JP 2014-1841251.一种排气净化用催化剂，其特征在于：其配置在与内燃机连结的排气通路中，进行从该内燃机排出的排气的净化，所述排气净化用催化剂包括基材和形成于该基材上的催化剂层，所述催化剂层含有作为氧化和/或还原催化剂发挥功能的贵金属和载持该贵金属的载体，所述排气净化用催化剂配置于所述排气通路时，在位于排气流动方向的上游侧的前端部，存在在所述内燃机的预热时排气的流量相对多的部位和排气的流量相对少的部位，在所述排气的流量相对多的部位的催化剂层，设有与所述排气的流量相对少的部位的催化剂层相比，所述贵金属以高密度载持的高密度部，从所述前端部算起，所述高密度部在所述排气流动方向形成为比所述排气净化用催化剂的全长短。2.如权利要求1所述的排气净化用催化剂，其特征在于：所述高密度部中的所述贵金属的密度为所述排气流量相对少的部位中的所述贵金属的密度的1.5倍以上。3.如权利要求1或2所述的排气净化用催化剂，其特征在于：从所述基材看，所述催化剂层具有构成相互不同的2层以上的叠层构造，在该叠层构造的最上层部分形成有所述高密度部。4.如权利要求1～3中任一项所述的排气净化用催化剂，其特征在于：在...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾上亮太，坂神新吾，伊藤毅，森下雄太，
申请(专利权)人：株式会社科特拉，
类型：发明
国别省市：日本,JP