排气净化用催化剂制造技术

根据本申请所公开的技术，能够提供以高水平兼顾了有害气体净化性能与压降抑制性能的壁流型的排气净化用催化剂。本申请所公开的排气净化用催化剂包括基材11和催化剂层20。并且，在基材11的分隔壁16的入侧面16a设置形成有催化剂层20的第一催化剂区域22，在从分隔壁的出侧面16b起向入侧室12去的规定的区域设置在细孔18的壁面18a形成有催化剂层20的第二催化剂区域24。而且，在分隔壁16的厚度方向Y的第一催化剂区域22与第二催化剂区域24之间，设置实质上未形成催化剂层的催化剂未形成区域30。由此，能够防止在催化剂层20形成于细孔18内的第二催化剂区域24堆积PM，能够以高水平兼顾有害气体净化性能与压降抑制性能。害气体净化性能与压降抑制性能。害气体净化性能与压降抑制性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】排气净化用催化剂


[0001]本专利技术涉及配置于内燃机的排气系统的排气净化用催化剂。详细来说，涉及具有壁流型的基材和形成于该基材的催化剂层的排气净化用催化剂。需要说明的是，本国际申请基于2019年12月27日申请的日本专利申请第2019－239344号主张优先权，将其申请的全内容作为参照引入。

技术介绍

[0002]从汽车用发动机等内燃机排出的排气中含有烃(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO
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)等有害气体成分、颗粒状物质(Particulate Matter：PM)等。因此，在内燃机的排气系统中，配置有净化上述有害气体成分并且捕集PM的排气净化用催化剂。
[0003]例如，排气净化用催化剂包括壁流型的基材和形成于该基材的催化剂层。壁流型的基材包括仅有排气流入侧的端部开口的入侧室、仅有排气流出侧的端部开口的出侧室和分隔两室的多孔质的分隔壁。并且，在该基材的分隔壁形成有催化剂层。供给至该结构的排气净化用催化剂的排气在流入入侧室并通过分隔壁后从出侧室排出。此时，PM被多孔质的分隔壁捕集的同时，通过形成于该分隔壁的催化剂层将有害气体成分净化。
[0004]作为关于上述壁流型的排气净化用催化剂的现有技术文献，可以列举专利文献1～3。例如，专利文献1中，公开了在分隔壁的内部(即，分隔壁的细孔的壁面)设置有2种催化剂层的排气净化用催化剂。该文献中公开的排气净化用催化剂包括设置在分隔壁的内部且与入侧室相接的区域的第一催化剂层和设置在分隔壁的内部且与出侧室相接的区域的第二催化剂层。并且，在该专利文献中，将第二催化剂层的涂敷密度D2相对于第一催化剂层的涂敷密度D1的比(D2/D1)设定为1.01以上1.4以下。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：国际专利公开第2016/133087号
[0008]专利文献2：日本专利申请公开第2013－184075号
[0009]专利文献3：日本专利申请公开第2018－187595号

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的课题
[0011]为了提高这种排气净化用催化剂中有害气体成分的净化性能，可以考虑增加分隔壁的细孔内的催化剂层的形成量，增加催化剂层与有害气体成分的接触频度。另一方面，在细孔的壁面形成催化剂层时，由于该细孔变窄，因此存在捕集PM时细孔堵塞而使压降(以下又称“压损”。)急剧增大的担忧。即，在壁流型的排气净化用催化剂中，有害气体净化性能与压降抑制性能被认为是权衡的关系。
[0012]本专利技术是为了解决上述课题而进行的专利技术，其目的在于提供一种能够以高水平兼顾有害气体净化性能与压降抑制性能的壁流型的排气净化用催化剂。
[0013]用于解决课题的方法
[0014]为了实现上述目的，本专利技术提供以下方案的排气净化用催化剂。
[0015]本申请所公开的排气净化用催化剂包括壁流型的基材和形成于该基材的催化剂层。该排气净化用催化剂的基材包括仅有排气流入侧的端部开口的入侧室、仅有排气流出侧的端部开口的出侧室、和分隔入侧室与出侧室并形成有连通该入侧室与该出侧室的多个细孔的分隔壁。并且，在与分隔壁的入侧室相接的表面(入侧面)上设置有形成有催化剂层的第一催化剂区域，在从分隔壁的与出侧室相接的表面(出侧面)向该分隔壁的入侧室去的规定的区域，设置有在细孔的壁面形成有催化剂层的第二催化剂区域。而且，在分隔壁的厚度方向上的第一催化剂区域与第二催化剂区域之间，设置有实质上没有形成催化剂层的催化剂未形成区域。
[0016]本申请所公开的排气净化用催化剂中，能够在第一催化剂区域与催化剂未形成区域充分地去除排气中的PM。因此，能够利用催化剂层防止PM到达细孔变窄的第二催化剂区域，能够抑制由于细孔的堵塞导致的压降的急剧增大。并且，本申请所公开的排气净化用催化剂中，CO、HC、NO
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等有害气体成分的净化主要在第二催化剂区域进行。此时，由于防止了PM导致的第二催化剂区域的催化剂层被覆盖，即使不增加催化剂层的形成量，也能够充分确保催化剂层与有害气体成分的接触频度，能够发挥高的有害气体净化性能。因此，采用本实施方式，能够以高水平兼顾有害气体净化性能与压降抑制性能。
[0017]本申请所公开的排气净化用催化剂的优选的一个实施方式中，第一催化剂区域、第二催化剂区域和催化剂未形成区域分别设置于从基材的排气流入侧的端部向排气流出侧的端部去的基材的全长的50％以上的区域。
[0018]一般而言，对于排气流入侧的端部附近的分隔壁，容易被供给含有较多PM的排气。因此，通过在从排气流入侧起50％以上的区域设置具有第一催化剂区域、第二催化剂区域和催化剂未形成区域的叠层结构，能够充分高水平地兼顾有害气体净化性能与压降抑制性能。
[0019]本申请所公开的排气净化用催化剂的优选的一个方式中，分隔壁的厚度方向上的第一催化剂区域的尺寸为3μm以上50μm以下。
[0020]因基材大小、剖面积、室厚度、细孔径等各种条件而不同，作为一例，通过确保厚度方向上的第一催化剂区域的尺寸为3μm以上，能够适当地防止PM侵入到分隔壁的细孔内。另一方面，通过使该第一催化剂区域的尺寸为50μm以下，能够减小排气供给前的初期压降。
[0021]本申请所公开的排气净化用催化剂的优选的一个方式中，分隔壁的厚度方向上的催化剂未形成区域的尺寸为10μm以上100μm以下。
[0022]通过确保上述厚度方向上的催化剂未形成区域的尺寸为10μm以上，能够适当地防止PM到达第二催化剂区域。另一方面，通过使该催化剂未形成区域的尺寸为100μm以下，能够确保第二催化剂区域的尺寸，充分发挥有害气体净化性能。
[0023]本申请所公开的排气净化用催化剂的优选的一个方式中，催化剂层具有三元催化剂和载持该三元催化剂的载持体，该三元催化剂能够将CO和HC氧化并且将NO
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还原。
[0024]通过形成含有三元催化剂的催化剂层，能够分别高效地净化有害气体成分的CO、HC和NO
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。
[0025]另外，在含有上述三元催化剂的方式中，三元催化剂优选含有Pt、Pd、Rh中的至少
一种。
[0026]通过将它们用作三元催化剂，能够更适当地提高有害气体净化性能。
[0027]另外，在上述含有三元催化剂的方式中，基材的每1L容量中三元催化剂的含量优选为0.1g/L以上7g/L以下。
[0028]由此，能够以低成本确保充分的有害气体净化性能。需要说明的是，上述“基材的每1L容量中三元催化剂的含量”是将分别存在于第一催化剂区域和第二催化剂区域的三元催化剂的总量(g)除以基材的容量(L)得到的值。
[0029]另外，在上述含有载体的方式中，载体优选含有氧化铝、氧化铈、氧化锆、二氧化硅、氧化钛中的至少一种。
[0030]这些金属氧化物具有大的比表面积，并且具有高的耐久性(尤其是耐热性)。因此，采用本实施方式，能够高效地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种排气净化用催化剂，其特征在于：其为包括壁流型的基材、形成于该基材的催化剂层的排气净化用催化剂，所述基材包括：仅有排气流入侧的端部开口的入侧室；仅有排气流出侧的端部开口的出侧室；和分隔所述入侧室与所述出侧室、并形成有连通该入侧室与该出侧室的多个细孔的分隔壁，在所述分隔壁的与所述入侧室相接的表面，设置有形成有所述催化剂层的第一催化剂区域，在从所述分隔壁的与所述出侧室相接的表面起向所述入侧室去的规定的区域，设置有在所述细孔的壁面形成有所述催化剂层的第二催化剂区域，在所述分隔壁的厚度方向上的所述第一催化剂区域与所述第二催化剂区域之间，设置有实质上没有形成所述催化剂层的催化剂未形成区域。2.如权利要求1所述的排气净化用催化剂，其特征在于：所述第一催化剂区域、所述第二催化剂区域和所述催化剂未形成区域分别设置于从所述基材的所述排气流入侧的端部起向所述排气流出侧去的端部的所述基材的全长的50％以上的区域。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：所述分隔壁的厚度方向上的所述第一催化剂区域的尺寸为3μm以上50μm以下。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：所述分隔壁的厚度方向上的所述催化剂未形成区域的尺寸为10μm以上100μm以下。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾上亮太，田崎凌，大石隼辅，青野刚辉，
申请(专利权)人：株式会社科特拉，
类型：发明
国别省市：