[发明专利]排气净化装置及其制造方法

说明书

本发明涉及一种排气净化装置，其具备蜂窝基材和流入单元侧催化剂层，蜂窝基材具有多孔质的隔壁，由该隔壁划分出从流入侧端面延伸到流出侧端面的多个单元，多个单元包括隔着隔壁相邻的流入单元和流出单元，流入单元的流入侧端敞开、且流出侧端密封，流出单元的流入侧端密封、且流出侧端敞开，流入单元侧催化剂层从隔壁的流入侧端起设在流入单元侧的隔壁的表面上，流入单元侧催化剂层的空隙率为特定范围。

技术领域

本发明涉及催化剂被设在壁流结构的过滤器的排气净化装置及其制造方法。

背景技术

从汽车等的内燃机排出的排气中，包含成为大气污染原因的以碳为主成分的粒子状物质(PM：Particulate Meter，以下有时简称为“PM”)和作为不燃成分的灰烬等。壁流结构的过滤器被广泛用作用于从排气中收集并除去PM的过滤器。

壁流结构的过滤器通常具备蜂窝基材，蜂窝基材具有多孔质的隔壁，由该隔壁划分出从流入侧端面延伸到流出侧端面的多个单元，多个单元包括隔着隔壁相邻的流入单元和流出单元。并且，流入单元的流入侧端敞开、且流出侧端密封，流出单元的流入侧端密封、且流出侧端敞开。因此，从流入侧端流入到流入单元的排气通过透过隔壁而流入到流出单元，从流出单元的流出侧端排出。然后，排气透过隔壁时，PM在隔壁的气孔内被收集。作为壁流结构的过滤器，例如已知柴油机用的柴油颗粒过滤器(DPF)和汽油发动机用的汽油颗粒过滤器(GPF)等。

另一方面，排气中除PM之外还包含一氧化碳(CO)、烃(HC)、氮氧化物(NOx)等有害成分。有害成分可以通过涂布有贵金属催化剂等催化剂的过滤器从排气中除去。

近年来，为了从排气中除去PM和有害成分这两者，使用了在壁流结构的过滤器设有催化剂的排气净化装置。例如，在国际公开第2018/173557号记载了一种排气净化用催化剂，其被配置在内燃机的排气通路，净化从该内燃机排出的排气，该排气净化用催化剂具备壁流结构的基材、第1催化剂层和第2催化剂层，基材具有分隔入侧单元和出侧单元的多孔质隔壁，入侧单元仅排气流入侧端敞开且沿基材的延伸方向延伸，出侧单元仅排气流出侧的端部敞开且沿所述延伸方向延伸，第1催化剂层在所述隔壁的所述入侧单元一侧的表面，从所述排气流入侧的端部沿着所述延伸方向以比所述隔壁的总长度L_W短的长度形成，第2催化剂层在所述隔壁的内部，在面向所述出侧单元的区域的至少一部分，从所述排气流出侧的端部沿着所述延伸方向形成。

日本特开2018-187595记载了一种排气净化催化剂装置，其具有蜂窝基材和入口侧被覆层，所述蜂窝基材具有由多孔质的隔壁划分出的多个单元，这多个单元包括在排气流的上游侧敞开且下游侧密封的入口侧单元、以及排气流动的上游侧密封且在下游侧敞开的出口侧单元，由此，流入到所述入口侧单元排气通过所述隔壁从出口侧单元排出，所述入口侧被覆层存在于所述入口侧单元的隔壁的表面侧，使用彼尔姆气孔计由气泡点法测定的隔壁的贯穿细孔径分布中，4μm～9μm的贯穿细孔的比例为80体积％以上，并且使用压汞仪由水银压入法测定的峰细孔径比使用彼尔姆气孔计由气泡点法测定的峰贯穿细孔径大3.0μm以上。

发明内容

但是，即使采用这种技术，也不足以充分满足近年来有关净化性能的要求水平，还存在改善的余地。

本发明提供一种排气净化装置，其在催化剂被设在壁流结构的过滤器的排气净化装置中，能够进一步提高净化性能。

图1A表示催化剂被设在直流结构的蜂窝基材上的排气净化装置的单元中的排气流动的一例，图1B表示催化剂被设在壁流结构的过滤器的排气净化装置的单元中的排气流动的一例。

一般而言，在具有如图1A所示的直流结构的排气净化装置中，排气如图1A中的箭头所示那样在排气净化装置中流动而不会穿越隔壁。因此，向蜂窝基材的壁面形成催化剂层时，通过在浆料中添加造孔材料能够增加催化剂层的空隙率，其结果，能够提高排气在催化剂层中的扩散性，能够提高催化剂的净化性能。