废气净化用催化剂制造技术

本发明专利技术的废气净化用催化剂的基材具有：流入侧室、流出侧室和将它们隔开的多孔质的分隔壁，催化剂部具有：第一催化剂部，其在分隔壁的面对流入侧室的面中，设置于废气流通方向的上游侧；以及第二催化剂部，其在面对流出侧室的面中，设置于废气流通方向的下游侧，第一催化剂部和第二催化剂部中的一者具有至少1层氧化性催化剂层和至少1层还原性催化剂层，另一方具有至少1层氧化性催化剂层和/或至少1层还原性催化剂层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】废气净化用催化剂
本专利技术涉及废气净化用催化剂。
技术介绍
对于由汽油发动机构成的内燃机，为了应对逐年严格的燃料消耗率标准，广泛采用直喷发动机(GasolineDirectInjectionengine，以下也称为GDI)。已知GDI具有低燃料消耗和高输出，但与传统的进气道喷射发动机相比，废气中的颗粒状物质(ParticulateMatter，以下也称为PM。包括煤烟)的排出量为5～10倍以上。为了应对与该PM排出相关的环境规定，期望在搭载GDI等汽油发动机的车辆中也如搭载柴油发动机的车辆那样设置具有PM捕集功能的过滤器(GasolineParticulateFilter，以下也称为GPF)。由于通常车辆中的废气净化用催化剂的搭载空间有限，因此从节省空间的观点出发，近年来使用在上述过滤器上负载Pd、Pt、Rh等贵金属三元催化剂成分从而在进行PM的捕集的同时进行氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、烃(HC)等的净化的催化剂。例如，专利文献1中记载了一种包含颗粒状物质过滤器的汽油发动机废气流的处理体系，所述颗粒状物质过滤器包含：颗粒状物质过滤器基材，布置在该过滤器基材的废气流入口表面上的流入口层，和布置在过滤器基材的废气排出口表面上的排出口层，其中，流入口层包含Rh和/或Pd，排出口层包含Rh和/或沸石。现有技术文献专利文献专利文献1：US20110030346A1
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，在负载有贵金属三元催化剂成分的以往的过滤器催化剂中，期望一种在抑制贵金属的使用量的同时发挥更高的废气净化性能的技术。本专利技术的技术问题在于提供一种废气净化性能比以往高的壁流型废气净化用催化剂。用于解决问题的方案本专利技术人对具有壁流结构的过滤器催化剂的构成进行了深入研究。结果发现，通过在基材的流入口侧和排出口侧中以特定的条件配置氧化性催化剂层和还原性催化剂层，可得到废气净化性能高于以往的过滤器催化剂。本专利技术是基于上述见解而完成的，提供一种废气净化用催化剂，其具备基材和设置于该基材上的催化剂部，所述基材具有：流入侧室，其具有废气流通方向的流入侧开口且流出侧封闭的空间；流出侧室，其具有废气流通方向的流入侧封闭且流出侧开口的空间；以及，多孔质的分隔壁，其分隔该流入侧室和该流出侧室，所述催化剂部包括：第一催化剂部，其在所述分隔壁的面对所述流入侧室的面中，设置于所述流通方向的上游侧的至少一部分上；以及，第二催化剂部，其在所述分隔壁的面对所述流出侧室的面中，设置于所述流通方向的下游侧的至少一部分上，所述第一催化剂部和所述第二催化剂部中的一者具有至少1层氧化性催化剂层和至少1层还原性催化剂层，另一者具有至少1层氧化性催化剂层和/或至少1层还原性催化剂层。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种废气净化性能比以往优异的过滤器催化剂。附图说明图1表示作为本专利技术的一实施方式的废气净化用催化剂的示意截面立体图。图2是表示图1中用四边形包围的部分的沿基材的轴向的截面的图。图3是放大表示图2中用四边形包围的部分的图。图4是另一实施方式的废气净化用催化剂的截面的局部放大图。图5是又一实施方式的废气净化用催化剂的截面的局部放大图。图6是示意性地示出本专利技术的一实施方式的废气净化处理系统的图。具体实施方式以下，基于本专利技术的优选实施方式来说明本专利技术，但本专利技术不限于下述实施方式。将本实施方式的废气净化用催化剂10的例子示于图1～图5中。这些附图仅表示废气净化用催化剂的一个示意例，并不对本专利技术进行任何限定。废气净化用催化剂10设置在汽油发动机、尤其是车辆的GDI发动机等内燃机的排气路径中。废气净化用催化剂10例如作为GPF使用。如图1所示，废气净化催化剂10具备具有所谓的壁流结构的基材11。基材11可以使用各种材料，例如，可以优选采用由堇青石、碳化硅(SiC)之类的陶瓷等形成的基材。基材通常如图1所示具有柱状的外形，以柱状外形的轴向与废气流通方向X大致一致的方式配置于内燃机的排气路径中。图1中例示了外形为圆柱形状的基材。但是，关于基材整体的外形，可以采用椭圆柱形、多边柱形来代替圆柱形。如图1所示，基材11具有：流入侧室21，其沿废气流通方向X延伸，并且具有该流通方向X的流入侧开口且流出侧封闭的空间；流出侧室22，其沿该流通方向X延伸，并且具有该流通方向X的流入侧封闭且流出侧开口的空间。流入侧室21和流出侧室22呈有底孔状。流入侧室21中，位于废气流通方向X的下游侧端部R2的废气流出侧端部被密封部24封闭，位于上游侧端部R1的废气流入侧端部开口。流出侧室22中，位于上游侧端部R1的废气流入侧端部被密封部25封闭，位于下游侧端部R2的废气流出侧端部开口。流入侧室21和流出侧室22可以从开口端部(以下也称为“开口部”)进行气体、液体等的流通，在封闭的密封部24和密封部25处废气的流通被阻断。流入侧室21和流出侧室22是沿基材11的轴向延伸的有底孔状的空间。与基材11的轴向垂直的截面上的流入侧室21和流出侧室22的截面形状可以是正方形、平行四边形、长方形、梯形等矩形；三角形、六边形、八边形等多边形；圆形、椭圆形等各种几何形状。流入侧室21和相邻的流出侧室22之间通过多孔质的分隔壁23进行划分。分隔壁23构成流入侧室21和流出侧室22的侧壁。分隔壁23是能够使废气等气体通过的多孔结构。分隔壁23的厚度例如优选150μm～400μm。在此所说的厚度是指，流入侧室21和流出侧室22之间的分隔壁23的厚度不恒定时的最薄部分的厚度。基材11中，流入侧端部R1中的一个流入侧室21的开口部面积与流出侧端部R2中的一个流出侧室22的开口部的面积可以相同，也可以不同。在此所说的开口部的面积是指，与基材11的轴向垂直的平面上的面积。基材11上负载有具有催化活性成分的催化剂部。如图2所示，催化剂部包括：在分隔壁23的面对流入侧室21的面中，至少设置于废气流通方向X(以下也称为X方向)上游侧的层状的第一催化剂部14；在分隔壁23的面对流出侧室22的面中，至少设置于废气流通方向X的下游侧的层状的第二催化剂部15。需要说明的是，图2～图5的阴影并不是对后述的氧化性催化剂层和还原性催化剂层的位置的限定。废气净化用催化剂10中，如图2所示，废气流入至基材11的流入侧室21中。从流入侧室21流入的废气通过多孔质的分隔壁23到达流出侧室22。在图2中，用箭头表示从流入侧室21流入的废气通过分隔壁23到达流出侧室22的路径。由于分隔壁23具有多孔结构，因此在废气通过该分隔壁23的期间，PM被捕集到分隔壁23的表面或分隔壁23的内部的细孔内。另外，在废气通过分隔壁23的内部和表面的期间，与第一催化剂部14和第二催化剂部15的催化活性成分接触，废气中的有害成分被净化。通过分隔壁23到达流出侧室22本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废气净化用催化剂，其具备基材和设置于该基材上的催化剂部，/n所述基材具有：/n流入侧室，其具有废气流通方向的流入侧开口且流出侧封闭的空间；/n流出侧室，其具有废气流通方向的流入侧封闭且流出侧开口的空间；以及，/n多孔质的分隔壁，其分隔该流入侧室和该流出侧室，/n所述催化剂部包括：/n第一催化剂部，其设置于所述分隔壁的面对所述流入侧室的面的至少一部分上；以及，/n第二催化剂部，其设置于所述分隔壁的面对所述流出侧室的面的至少一部分上，/n所述第一催化剂部和所述第二催化剂部中的一者具有至少1层氧化性催化剂层和至少1层还原性催化剂层，/n另一者具有至少1层氧化性催化剂层和/或至少1层还原性催化剂层。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180822 JP 2018-1557761.一种废气净化用催化剂，其具备基材和设置于该基材上的催化剂部，
所述基材具有：
流入侧室，其具有废气流通方向的流入侧开口且流出侧封闭的空间；
流出侧室，其具有废气流通方向的流入侧封闭且流出侧开口的空间；以及，
多孔质的分隔壁，其分隔该流入侧室和该流出侧室，
所述催化剂部包括：
第一催化剂部，其设置于所述分隔壁的面对所述流入侧室的面的至少一部分上；以及，
第二催化剂部，其设置于所述分隔壁的面对所述流出侧室的面的至少一部分上，
所述第一催化剂部和所述第二催化剂部中的一者具有至少1层氧化性催化剂层和至少1层还原性催化剂层，
另一者具有至少1层氧化性催化剂层和/或至少1层还原性催化剂层。


2.根据权利要求1所述的废气净化用催化剂，其具有以下a或b的结构：
a：所述第一催化剂部具有形成在所述分隔壁上的包含Pd的氧化性催化剂层、以及形成在该氧化性催化剂层中与该分隔壁相反的一侧的表面上的包含Rh的还原性催化剂层，所述第二催化剂部具有形成在所述分隔壁上的包含Rh的还原性催化剂层；
b：所述第一催化剂部具有形成在所述分隔壁上的包含Rh的还原性催化剂层，所述第二催化剂部具有形成在所述分隔壁上的包含Pd的氧化性催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗原广树，永井祐乔，秋田真吾，远藤庆德，森武史，渡边孝行，津山智子，
申请(专利权)人：三井金属矿业株式会社，本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP