废气净化装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够防止催化剂层的剥离的废气净化装置。本发明专利技术的废气净化装置包括具有多孔性的分隔壁(16)的壁流结构的基体材料和保持于分隔壁(16)的内部细孔的催化剂层。催化剂层包含具有氧吸存能力的OSC材料作为载体。在分隔壁(16)的厚度方向，入侧区域(16a)中的内部细孔的空隙率为25％以上，且保持于该内部细孔的催化剂层的平均占有率为75％以下。

Exhaust gas purifying device

The present invention provides an exhaust gas purification device capable of preventing stripping of catalyst layer. The exhaust gas purification apparatus of the present invention comprises a base material having a wall structure with a porous dividing wall (16) and a catalyst layer held in the inner pores of the partition wall (16). The catalyst layer comprises a OSC material having an oxygen retention capacity as a carrier. In the thickness direction of the separation wall (16), the porosity of the inner pores in the inlet region (16a) is more than 25%, and the average occupancy rate of the catalyst layer maintained at the inner pore is below 75%.

【技术实现步骤摘要】
废气净化装置
本专利技术涉及废气净化装置。详细而言，涉及将从汽油发动机等内燃机排出的废气净化的废气净化装置。此外，本申请主张基于在2015年10月30日申请的日本国专利申请第2015-215114号的优先权，在本说明书中作为参照引入其申请的全部内容。
技术介绍
一般情况下，在从内燃机排出的废气中包含以碳为主成分的颗粒状物质(PM：ParticulateMatter)、不燃成分构成的灰等，已知其成为大气污染的原因。因此，对于颗粒状物质的排出量，与废气中所含有的碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)等成分一起逐年加强限制。因此，提案有一种用于从废气中捕集并去除这些颗粒状物质的技术。例如，在内燃机的排气通路内设置有用于捕集上述颗粒状物质的微粒过滤器。例如，汽油发动机虽然比柴油发动机少，但是由于与废气一起排出一定量的颗粒状物质，因此有时在排气通路内安装汽油机微粒过滤器(GasolineParticulateFilter：GPF)。作为这种微粒过滤器，已知一种基体材料由多孔性材料形成的多个气室构成、并交替地封闭多个气室的入口和出口的、所谓称为壁流式的结构的过滤器，(专利文献1、2)。在壁流式微粒过滤器中，从气室入口流入的废气通过被分隔的多孔性的气室分隔壁，向气室出口排出。而且，在废气通过多孔性的气室分隔壁期间，颗粒状物质被捕集在分隔壁内部的细孔内。作为这种过滤器的现有技术，能够列举出专利文献3～9。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利申请公开2009-82915号公报专利文献2：日本专利申请公开2007-185571号公报专利文献3：国际公开第2003/068394号公报专利文献4：日本专利申请公开2006-272288号公报专利文献5：日本专利申请公开2012-236180号公报专利文献6：日本专利申请公开2007-185571号公报专利文献7：日本专利申请公开2009-663号公报专利文献8：日本专利申请公开2013-43138号公报专利文献9：日本专利申请公开2013-139718号公报
技术实现思路
专利技术想要解决的课题但是，为了进一步提高废气净化性能，尝试在上述微粒过滤器形成载持铑、铂、钯等贵金属催化剂的催化剂层。作为载持该贵金属催化剂的多孔性载体，广泛使用将氧化铝和具有氧吸存能力的OSC材料(例如铈-氧化锆复合氧化物)并用的多孔性载体。另外，近年来，在具有该催化剂层的过滤器中，为了实现更高的OSC能力，研究增加OSC材料的比例。但是，根据本专利技术者的见解，对于包含高比例的OSC材料的催化剂层，OSC能力虽然能够提高，但是催化剂层容易从过滤器剥离，不能稳定地获得所期望的净化性能。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其主要的目的在于提供一种包括壁流结构式的过滤催化剂的、能够防止催化剂层的剥离而实现净化性能的进一步提高的废气净化装置。用于解决课题的技术方案本专利技术的废气净化装置是配置在内燃机的排气通路的、对从该内燃机排出的废气进行净化的废气净化装置。该装置包括：壁流结构的基体材料，其包括仅废气流入侧的端部开口的入侧气室、与该入侧气室相邻且仅废气流出侧的端部开口的出侧气室、将上述入侧气室和上述出侧气室隔开的多孔性的分隔壁；和保持于上述分隔壁的内部细孔的表面的催化剂层。上述催化剂层至少包括由具有氧吸存能力的OSC材料形成的载体和由该载体载持的贵金属。而且，在上述分隔壁的厚度方向上，从与上述入侧气室邻接的上述分隔壁的表面向上述出侧气室侧去直至上述分隔壁的厚度的1/2为止的入侧区域中的内部细孔的空隙率为25％以上，且保持于该内部细孔的催化剂层的平均占有率为75％以下。在该构成的废气净化装置中，在分隔壁的厚度方向上，从与入侧气室邻接的分隔壁的表面向出侧气室侧去直至分隔壁的厚度的1/2为止的入侧区域中的内部细孔的空隙率为25％以上，且保持于该内部细孔的催化剂层的平均占有率为75％以下，由此能够形成催化剂层难以从内部细孔的表面玻璃、耐久性优良的废气净化装置。因此，根据本专利技术，能够提供能够长期地发挥催化剂的OSC能力的最佳的废气净化装置。此处公开的废气净化装置的优选的一方式中，上述催化剂层中包含的载体的总质量中的上述OSC材料的比例为70质量％以上。这样，以高比例包含OSC材料的催化剂层具有高OSC能力，另一方面，催化剂容易从内部细孔的表面剥离。但是，根据本废气净化装置的方式，虽然OSC材料为高比例，但是，也能够抑制催化剂层的剥离而稳定地发挥高OSC能力。此处公开的废气净化装置的优选的一方式中，上述催化剂层是不包含氧化铝(典型来说由氧化铝形成的载体)的无氧化铝层。氧化铝体积大，所以成为压损上升的主要原因。因此，通过采用无氧化铝的催化剂层，能够实现压损的降低。另外，无氧化铝的催化剂层具有催化剂层容易从内部细孔的表面剥离的问题，但是根据本方式，虽然是无氧化铝，但是也能够抑制催化剂层的剥离而稳定地维持良好的净化性能。此处公开的废气净化装置的优选的一方式中，上述入侧区域中的内部细孔的空隙率为50％以上，且保持于该内部细孔的催化剂层的平均占有率为50％以下。如果这样，则能够获得更具有耐久性(催化剂层难以剥离)的废气净化装置。在此公开的废气净化装置的优选的一方式中，上述OSC材料由CeO2或者CeO2-ZrO2复合氧化物形成。CeO2或者CeO2-ZrO2复合氧化物具有高OSC能力，适合作为此处公开的废气净化装置中所使用的OSC材料。此处公开的废气净化装置的优选的一方式中，上述内燃机是汽油发动机。汽油发动机中，废气的温度比较高，PM不易堆叠在分隔壁内。因此，内燃机是汽油发动机的情况，能够更有效地发挥上述的效果。附图说明图1是示意地表示一实施方式的废气净化装置的图。图2是示意地表示一实施方式的废气净化装置的过滤器的立体图。图3是示意地表示一实施方式的废气净化装置的过滤器截面的截面图。图4是将图3的IV区域放大的截面示意图。图5是实施例1的基体材料的截面SEM像。图6是实施例2的基体材料的截面SEM像。图7是实施例3的基体材料的截面SEM像。图8是实施例4的基体材料的截面SEM像。图9是比较例1的基体材料的截面SEM像。具体实施方式以下，基于附图说明本专利技术的最佳实施方式。另外，在本说明书中特别言及的事项以外的情况且本专利技术的实施中需要的情况(例如，像有关微粒过滤器在汽车中的配置这样的一般的事项)，能够作为基于该领域的现有技术的技术人员的设计事项来把握。本专利技术能够基于本说明书中公开的内容和该领域的技术常识进行实施。首先，参照图1对本专利技术的一实施方式的废气净化装置的构成进行说明。此处公开的废气净化装置1设置于该内燃机的排气系统。图1是示意性地表示内燃机2和设置于该内燃机2的排气系统的废气净化装置1的图。本实施方式的内燃机(发动机)被供给含有氧和燃料气体的混合气。内燃机使该混合气燃烧，将燃烧能转变为机械能。这时，燃烧后的混合气成为废气向排气系统排出。图1所示的构成的内燃机2将汽车的汽油发动机作为主体构成。对上述发动机2的排气系统进行说明。在使上述发动机2与排气系统连通的排气口(未图示)，连接有排气支管3。排气支管3与废气流通的排气管4连接。由排气支管3和排气管4形成本实施方式的排气通路。图中的箭头表示废气流通方向。此处公开的废气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废气净化装置，配置于内燃机的排气通路，对从该内燃机排出的废气进行净化，所述废气净化装置特征在于，包括：壁流结构的基体材料，其包括仅废气流入侧的端部开口的入侧气室、与该入侧气室相邻且仅废气流出侧的端部开口的出侧气室、将所述入侧气室和所述出侧气室隔开的多孔性的分隔壁；和保持于所述分隔壁的内部细孔的催化剂层，所述催化剂层至少包括由具有氧吸存能力的OSC材料形成的载体和由该载体载持的贵金属，在所述分隔壁的厚度方向，从与所述入侧气室邻接的所述分隔壁的表面向所述出侧气室侧去直至所述分隔壁的厚度的1/2的入侧区域中的内部细孔的空隙率为25％以上，且保持于该内部细孔的催化剂层的平均占有率为75％以下。

【技术特征摘要】
2015.10.30 JP 2015-2151141.一种废气净化装置，配置于内燃机的排气通路，对从该内燃机排出的废气进行净化，所述废气净化装置特征在于，包括：壁流结构的基体材料，其包括仅废气流入侧的端部开口的入侧气室、与该入侧气室相邻且仅废气流出侧的端部开口的出侧气室、将所述入侧气室和所述出侧气室隔开的多孔性的分隔壁；和保持于所述分隔壁的内部细孔的催化剂层，所述催化剂层至少包括由具有氧吸存能力的OSC材料形成的载体和由该载体载持的贵金属，在所述分隔壁的厚度方向，从与所述入侧气室邻接的所述分隔壁的表面向所述出侧气室侧去直至所述分隔壁的厚度的1/2的入侧区域中的内部细孔的...

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