排气净化用催化剂制造技术

本发明专利技术提供兼顾压力损失的降低和净化性能的提高的排气净化用催化剂。根据本发明专利技术，提供包括壁流型的基材、第一催化剂层(261)和第二催化剂层(262)的排气净化用催化剂(10)。第一催化剂层(261)在分隔壁(26)的内部，以与入侧小室(24)相接的方式，从排气流入侧的端部(24a)向延伸方向去以小于Lw的长度L1设置。第二催化剂层(262)在分隔壁(26)的内部，以与出侧小室(25)相接的方式，从排气流出侧的端部(25a)向延伸方向去以小于Lw的长度L2设置。在分隔壁(26)的内部且与入侧小室(24)相接的区域，在接近于排气流出侧的端部(25a)的位置具有基材露出部(26N1)。

Catalyst for exhaust purification

The present invention provides a catalyst for exhaust purification in which both pressure loss reduction and purification performance are improved. According to the present invention, a catalyst for exhaust purification (10) including a wall flow type substrate, a first catalyst layer (261) and a second catalyst layer (262) is provided. The first catalyst layer (261) is disposed in the interior of the dividing wall (26), in the direction of the inlet side of the exhaust inflow side (24a), in an extended direction with a length L1 smaller than Lw in the direction of the inlet chamber (24). The second catalyst layer (262) is disposed in the interior of the dividing wall (26), in a way connected with the outlet chamber (25), from the end (25a) of the exhaust outflow side to the extended direction, with a length L2 smaller than Lw. In the interior of the dividing wall (26) and the area connected with the inlet chamber (24), a substrate exposed part (26N1) is located at the position near the exhaust outlet side (25a).

【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，涉及壁流型的排气净化用催化剂。此外，本国际申请主张基于2015年2月17日申请的日本专利申请2015－28796号的优先权，将该申请的全部内容在本说明书中作为参照引入。
技术介绍
在从汽车发动机等的内燃机排出的排气中含有颗粒状物质(ParticulateMatter；PM)、烃(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)等的有害成分。一直以来，为了高效地将这些排气成分除去，利用了包括含有载体和载持于该载体的催化剂金属的催化剂层的排气净化用催化剂。例如壁流型的排气净化用催化剂具有壁流型的基材和催化剂层。壁流型的基材具有：排气流入侧的端部开口的入侧小室、排气流出侧的端部开口的出侧小室和将两小室分隔的多孔质的分隔壁(肋壁)。催化剂层配置于上述分隔壁。从内燃机排出的排气从排气流入侧的端部流入入侧小室内，通过多孔质的分隔壁的细孔，从出侧小室的排气流出侧的端部流出。其间排气与催化剂层(催化剂金属)接触，由此，上述排气成分被净化(无害化)。作为与其相关的现有技术文献，可以列举专利文献1～7。例如专利文献1公开了具有二层结构的催化剂层的排气净化用催化剂。具体而言，专利文献1公开了如下的排气净化用催化剂，在分隔壁的内部整体具有第一催化剂层(含Pd层)，以完全覆盖上述第一催化剂层的方式在分隔壁的表面整体具有第二催化剂层(含Rh层)。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：日本专利申请公开2013－500857号公报专利文献4：日本专利申请公开2010－269205号公报专利文献5：日本专利申请公开2014－188466号公报专利文献6：日本专利申请公开2009－22953号公报专利文献7：日本专利申请公开2003－154223号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题专利文献1的排气净化用催化剂为将含Pd层和含Rh层在分隔壁的内外分离的结构，因此适于抑制催化剂金属的烧结。然而，由于在分隔壁的内部整体具有含Pd层、且以覆盖分隔壁的表面的方式配置Rh层，所以存在压力损失(压损)增大且内燃机的输出降低的问题。而另一方面，如果重视压力损失，例如使催化剂层的涂敷密度降低，则排气与催化剂金属的接触机会减少，排气净化性能会降低。近年来，存在排气限制、燃耗限制进一步强化的倾向。因此，在排气净化用催化剂的情况下，希望在实现压损的降低的同时，进一步提高排气净化性能。本专利技术是鉴于上述情况作出的，其目的在于提供一种壁流型的排气净化用催化剂，其为高度兼顾压力损失的降低和排气净化性能的维持提高的排气净化用催化剂。本专利技术的专利技术人为了解决上述课题，对具有壁流型的基材的排气净化用催化剂从各个角度反复进行了研究。其结果表明，煤(Soot)、灰(Ash)等的颗粒状物质(PM)容易沉积在接近于入侧小室的排气流出侧的端部的位置。基于这样的发现，本专利技术的专利技术人反复进一步深入研究，从而完成了本专利技术。根据本专利技术，公开了配置在内燃机的排气管且对从该内燃机排出的排气进行净化的壁流型的排气净化用催化剂。这样的排气净化用催化剂包括壁流型的基材、第一催化剂层和第二催化剂层。上述基材中，排气流入侧的端部开口的入侧小室和排气流出侧的端部开口的出侧小室由多孔质的分隔壁分隔。上述第一催化剂层从上述排气流入侧的端部沿上述分隔壁的延伸方向以小于上述分隔壁的延伸方向的全长Lw的长度L1设置于上述分隔壁的内部且与上述入侧小室相接的区域。另外，上述第二催化剂层从上述排气流出侧的端部沿上述分隔壁的延伸方向以小于上述分隔壁的延伸方向的全长Lw的长度L2设置于上述分隔壁的内部且与上述出侧小室相接的区域。在上述分隔壁的内部且与上述入侧小室相接的区域，在接近于上述排气流出侧的端部的位置，具有没有设置上述第一催化剂层和上述第二催化剂层的基材露出部。在上述排气净化用催化剂中，在基材的分隔壁内的规定的位置配置2个催化剂层和基材露出部，调整排气的流动(例如，排气的流动部位、排气流速)。由此，能够有效降低压损，并且显著提高催化剂的净化性能(例如NOx净化性能)。因此，如果根据本专利技术，则与现有品相比，能够实现高度兼顾压损的降低和净化性能的提高的排气净化用催化剂。此外，在本说明书中，“(催化剂层)设置于分隔壁的内部”是指催化剂层与分隔壁的外部(典型地为表面)相比，更偏向分隔壁的内部存在(偏在)。例如，用电子显微镜观察第一催化剂层的分隔壁的截面，将从排气流入侧的端部向延伸方向去0.1Lw的长度的范围的涂敷密度整体设为100％。此时，存在于分隔壁的内部的涂敷密度部分典型地为80％以上，例如为90％以上，优选为95％以上，特别实质上为100％。另外，例如，用电子显微镜观察第二催化剂层的分隔壁的截面，将从排气流出侧的端部向延伸方向去0.1Lw的长度的范围的涂敷密度整体设为100％。此时，存在于分隔壁的内部的涂敷密度部分典型地为80％以上，例如为90％以上，优选为95％以上，特别实质上为100％。因此，与例如在想要在分隔壁的表面配设催化剂层时催化剂层的一部分非有意地向分隔壁的内部浸透的情况明确地区分。在这里所公开的排气净化用催化剂的优选的一个方式中，上述基材露出部在上述分隔壁的内部且与上述入侧小室相接的区域，从上述排气流出侧的端部沿上述分隔壁的延伸方向以长度L3设置，上述Lw和上述L3满足0.2Lw≤L3≤0.4Lw。在这里所公开的排气净化用催化剂的优选的另外一个方式中，将上述分隔壁的与上述延伸方向正交的厚度方向的整体厚度设为Tw时，上述基材露出部的厚度T3满足0.4Tw≤T3。在这里所公开的排气净化用催化剂的优选的另外一个方式中，上述第一催化剂层的涂敷密度D1相对于上述第二催化剂层的涂敷密度D2之比(D1/D2)为1.3～1.6。在这里所公开的排气净化用催化剂的优选的另外一个方式中，上述Lw、上述L1和上述L2满足下式：1.005Lw≤(L1+L2)≤1.3Lw。即，上述第一催化剂层和上述第二催化剂层在上述延伸方向上一部分重合地构成。在这里所公开的排气净化用催化剂的优选的另外一个方式中，上述Lw和上述L2满足0.4Lw≤L2≤0.8Lw。在这里所公开的排气净化用催化剂的优选的另外一个方式中，上述第一催化剂层含有氧化铝。而且，在将上述第一催化剂层的固体成分整体设为100质量％时，上述氧化铝的比例为15～50质量％。在这里所公开的排气净化用催化剂的优选的另外一个方式中，上述第一催化剂层含有铈。而且，在将上述第一催化剂层的固体成分整体设为100质量％时，上述铈的比例为5～35质量％。通过满足上述1个以上的条件，能够以更高的水平兼顾压损的降低和净化性能的提高。因此，能够以更高的水平发挥本专利技术的效果。此外，本说明书中，“涂敷密度”是指每1L基材的体积(包括小室的容积的整体的体积容积)的催化剂层的涂敷量(g)。单位为g/L。涂敷密度能够通过例如将涂敷催化剂层之前的参考基材与带有催化剂层的基材分别浸渍在溶剂中(例如水中)，用阿基米德法测定溶剂中的质量，由以下的(式1)算出。ρ＝W×ρ(l)/(W－W')(式1)其中，ρ为催化剂层的涂敷密度(g/L)；W本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排气净化用催化剂，其配置于内燃机的排气管，对从该内燃机排出的排气进行净化，所述壁流型的排气净化用催化剂的特征在于，包括：壁流结构的基材，其中，排气流入侧的端部开口的入侧小室和排气流出侧的端部开口的出侧小室由多孔质的分隔壁分隔；第一催化剂层，其从所述排气流入侧的端部沿所述分隔壁的延伸方向以小于所述分隔壁的延伸方向的全长Lw的长度L1设置于所述分隔壁的内部且与所述入侧小室相接的区域；和第二催化剂层，其从所述排气流出侧的端部沿所述分隔壁的延伸方向以小于所述分隔壁的延伸方向的全长Lw的长度L2设置于所述分隔壁的内部且与所述出侧小室相接的区域，在所述分隔壁的内部且与所述入侧小室相接的区域，在接近于所述排气流出侧的端部的位置，具有没有设置所述第一催化剂层和所述第二催化剂层的基材露出部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.17 JP 2015-0287961.一种排气净化用催化剂，其配置于内燃机的排气管，对从该内燃机排出的排气进行净化，所述壁流型的排气净化用催化剂的特征在于，包括：壁流结构的基材，其中，排气流入侧的端部开口的入侧小室和排气流出侧的端部开口的出侧小室由多孔质的分隔壁分隔；第一催化剂层，其从所述排气流入侧的端部沿所述分隔壁的延伸方向以小于所述分隔壁的延伸方向的全长Lw的长度L1设置于所述分隔壁的内部且与所述入侧小室相接的区域；和第二催化剂层，其从所述排气流出侧的端部沿所述分隔壁的延伸方向以小于所述分隔壁的延伸方向的全长Lw的长度L2设置于所述分隔壁的内部且与所述出侧小室相接的区域，在所述分隔壁的内部且与所述入侧小室相接的区域，在接近于所述排气流出侧的端部的位置，具有没有设置所述第一催化剂层和所述第二催化剂层的基材露出部。2.如权利要求1所述的排气净化用催化剂，其特征在于：所述基材露出部在所述分隔壁的内部且与所述入侧小室相接的区域，从所述排气流出侧的端部沿所述分隔壁的延伸方向以长度L3设置，所述Lw和所述L3满足0.2Lw≤L3≤0.4Lw。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：将所述分隔壁的与所述延伸方向正交的厚度方向的整体厚度设为Tw时，所述基材露出部的厚度T3满足0.4Tw≤T3。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：所述第一催化剂层的涂敷密度D1相对于所述第二催化剂层的涂敷密度D2之比D1/D2为1.3以上1.6以下。5.如权利要求1～4中任一项所述的排气净化用催化剂，其特征在于：所述第一催化剂层和所述第二催化剂层在所述延伸方向上一部分重合地构成为：所述Lw、所述L1和所述L2满足下式：...

【专利技术属性】
技术研发人员：北村一郎，成田庆一，野村泰隆，尾上亮太，森下雄太，栗山纯实，关根洋，井上亮人，落合大辅，泽田淳，三好直人，竹内雅彦，佐藤明美，田中淳，
申请(专利权)人：株式会社科特拉，丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP