[发明专利]废气净化用催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及设置于内燃机的排气系统的废气净化用催化剂。详细而言，涉及壁流(wall flow)式的废气净化用催化剂。

其中，本国际申请基于2014年10月16日申请的日本专利申请2014－211379号主张优先权，该申请的全部内容在本说明书中作为参照而引入。

背景技术

从汽车发动机等内燃机排出的废气中含有颗粒状物质(Particulate Matter，PM)、烃(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO_x)等有害成分。一直以来，为了高效地除去这些废气成分，利用了壁流式的废气净化用催化剂。

壁流式的废气净化用催化剂具备废气流入侧的端部开口的入侧室(cell)、废气流出侧的端部开口的出侧室、和将两室隔开的多孔的分隔壁(肋壁)。从内燃机排出的废气从废气流入侧的端部流入入侧室内，在多孔的分隔壁的细孔内通过，从出侧室的废气流出侧的端部流出。通过废气与催化剂层(催化剂金属)接触，上述废气成分被净化(无害化)。

作为与此相关的现有技术文献，可以列举专利文献1、2。例如在专利文献1中，公开了具备双层构造的催化剂层的废气净化用催化剂。具体公开了一种废气净化用催化剂，其在分隔壁的内部整体具备含Pd的第一催化剂层、且以完全覆盖上述第一催化剂层的方式在与入侧室相接的一侧的分隔壁的表面具备含Rh的第二催化剂层。

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

发明内容

然而，根据本发明的发明人的研究，认为上述废气净化用催化剂在催化剂金属的配置方面尚存在改善的余地。即，这样的废气净化用催化剂中，在分隔壁的内部整体具备第一催化剂层，在其上满满地形成第二催化剂层。在如上所述以催化剂层覆盖入侧室的表面时，有时压力损失过度增高。

本发明是为了解决这样的课题而完成的，其目的在于提供一种抑制压力损失的增高、并且废气净化性能优异的废气净化用催化剂。

本发明的发明人从各种各样的角度进行了研究，可知与遍及分隔壁整体广泛地形成催化剂层的情况相比，集中地在接近废气流入侧的端部的分隔壁(例如废气流入侧的端部附近的分隔壁)和接近废气流出侧的端部的分隔壁(例如废气流出侧的端部附近的分隔壁)形成催化剂层时，能够得到高的净化性能。

另一方面，根据本发明的发明人的研究可知，若分隔壁的延伸方向上具有未形成催化剂层的部分，则由于与压力损失的平衡，向该部分的废气的流量增大。因此，废气的有害成分穿过未形成催化剂层的部分，废气的排放变差。

基于这些见解，本发明的发明人进一步反复进行了深入研究，从而完成了能够实现上述目的的本发明。

本发明所涉及的废气净化用催化剂是配置在汽车发动机等的内燃机的排气管中、对从该内燃机排出的废气进行净化的壁流式的废气净化用催化剂。这里所公开的废气净化用催化剂具备壁流构造的基材、第一催化剂层和第二催化剂层。上述基材具备废气流入侧的端部开口的入侧室、与该入侧室邻接且废气流出侧的端部开口的出侧室、和将上述入侧室和上述出侧室隔开的多孔的分隔壁。上述第一催化剂层，在与上述入侧室相接的上述分隔壁的内部，从上述废气流入侧的端部沿上述分隔壁的延伸方向以比上述分隔壁的全长L_w短的长度形成。上述第二催化剂层，在与上述出侧室相接的上述分隔壁的内部，从上述废气流出侧的端部沿上述分隔壁的延伸方向以比上述分隔壁的全长L_w短的长度形成。并且，在上述延伸方向上，将上述第一催化剂层的长度设为L₁、将上述第二催化剂层的长度设为L₂时，上述第一催化剂层和上述第二催化剂层以满足下式：L_w＜(L₁+L₂)＜2L_w的方式在上述延伸方向上部分重叠地构成。

通过在对废气净化性能有大的贡献的区域、即废气流入侧的端部附近和废气流出侧的端部附近集中地配置催化剂层，能够高效地利用催化剂金属。因此，能够实现高的净化性能。另外，通过使第一催化剂层和第二催化剂层在分隔壁的延伸方向上部分地彼此重叠，能够防止废气的“穿过”更可靠地对废气成分进行净化(无害化)。因此，能够有效地降低废气的排放。另外，通过使2个催化剂层分别在分隔壁的内部形成得比分隔壁的全长L_w短，能够抑制压力损失的增高。