本發(fā)明涉及設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)的排氣凈化用催化劑。詳細(xì)而言，涉及壁流型的排氣凈化用催化劑。

此外，本國(guó)際申請(qǐng)主張基于2015年2月17日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2015－28798號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容作為參照被引入本說(shuō)明書中。

背景技術(shù)：

在從汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)排出的排氣中，含有烴(hc)、一氧化碳(co)、氮氧化物(nox)、顆粒狀物質(zhì)(particulatematter；pm)等有害成分。一直以來(lái)，為了高效地除去這些排氣成分，利用著包括含有載體和載持于該載體的催化劑金屬的催化劑層的排氣凈化用催化劑。

例如，壁流型的排氣凈化用催化劑具備壁流型的基材和催化劑層。壁流型的基材具有排氣流入側(cè)的端部開口的入側(cè)小室、排氣流出側(cè)的端部開口的出側(cè)小室和分隔兩小室的多孔質(zhì)的分隔壁(肋壁)。催化劑層配置于上述分隔壁的內(nèi)部或表面。從內(nèi)燃機(jī)排出的排氣從排氣流入側(cè)的端部流入入側(cè)小室內(nèi)，經(jīng)過(guò)多孔質(zhì)的分隔壁的細(xì)孔，從出側(cè)小室的排氣流出側(cè)的端部流出。其間排氣與催化劑層(催化劑金屬)接觸，由此上述有害成分被凈化(無(wú)害化)。

作為與此相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)，可以列舉專利文獻(xiàn)1～3。例如，專利文獻(xiàn)1中，公開了具備雙層構(gòu)造的催化劑層的排氣凈化用催化劑。具體而言，公開了如下的排氣凈化用催化劑：在分隔壁的整個(gè)內(nèi)部具備第一催化劑層，以完全覆蓋上述第一催化劑層的方式在分隔壁的整個(gè)表面具備第二催化劑層。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利申請(qǐng)公開2009－82915號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本專利申請(qǐng)公開2007－185571號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本專利申請(qǐng)公開2014－1679號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

而近年來(lái)，進(jìn)行著搭載有混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)、怠速熄火等的節(jié)能機(jī)構(gòu)的環(huán)保車的普及。這樣的環(huán)保車在運(yùn)轉(zhuǎn)中或等待信號(hào)燈等的暫時(shí)停止中發(fā)動(dòng)機(jī)反復(fù)啟動(dòng)-停止。因此，在這樣的環(huán)保車中，伴隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)-停止，有時(shí)排氣的溫度變得不穩(wěn)定，或者排氣的溫度暫時(shí)降低到催化劑活性溫度以下。其結(jié)果，有時(shí)排氣的凈化性能暫時(shí)或者斷續(xù)地降低。因此，要求有在這樣的使用方式中也能夠穩(wěn)定地發(fā)揮催化劑性能的排氣凈化用催化劑。

本發(fā)明是為了解決上述課題而作出的，其目的在于提供一種具備壁流型的基材的排氣凈化用催化劑，其能夠穩(wěn)定地維持發(fā)揮優(yōu)異的催化活性。

本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)具備壁流型的基材的排氣凈化用催化劑，為了解決上述課題從各種角度反復(fù)進(jìn)行了研究。其結(jié)果，想到了調(diào)整分隔壁的延伸方向上的壓力損失(壓損)，控制排氣的流動(dòng)，提高排氣凈化用催化劑的暖機(jī)性、保溫性。并且，反復(fù)進(jìn)行了深入研究，從而完成了本發(fā)明。

即，根據(jù)本發(fā)明，提供一種配置于內(nèi)燃機(jī)的排氣管且對(duì)從該內(nèi)燃機(jī)排出的排氣進(jìn)行凈化的壁流型的排氣凈化用催化劑。這樣的排氣凈化用催化劑具備壁流結(jié)構(gòu)的基材、第一催化劑層和第二催化劑層。

上述壁流結(jié)構(gòu)的基材中，排氣流入側(cè)的端部開口的入側(cè)小室與排氣流出側(cè)的端部開口的出側(cè)小室通過(guò)多孔質(zhì)的分隔壁分隔。上述第一催化劑層從上述排氣流入側(cè)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長(zhǎng)lw的長(zhǎng)度l1設(shè)置于上述分隔壁的內(nèi)部且與上述入側(cè)小室相接的區(qū)域。上述第二催化劑層從上述排氣流出側(cè)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長(zhǎng)lw的長(zhǎng)度l2設(shè)置于上述分隔壁的內(nèi)部且與上述出側(cè)小室相接的區(qū)域。在上述分隔壁的內(nèi)部且與上述入側(cè)小室相接的區(qū)域中，在接近于上述排氣流出側(cè)的端部的位置，具有不設(shè)置上述第一催化劑層和上述第二催化劑層的基材露出部。上述第二催化劑層的涂敷密度d2相對(duì)于上述第一催化劑層的涂敷密度d1的比(d2/d1)為1.01以上1.4以下。即，涂敷密度的比(d2/d1)滿足下式：1.01≤(d2/d1)≤1.4。

上述排氣凈化用催化劑中，在基材的分隔壁內(nèi)，配置涂敷密度的比(d2/d1)滿足1.01～1.4的2個(gè)催化劑層，調(diào)整排氣的流動(dòng)(例如，排氣的流動(dòng)部位、排氣流速)。即，相對(duì)提高第二催化劑層的壓損，排氣變得難以穿過(guò)第二催化劑層，根據(jù)這樣的構(gòu)成，從排氣流入側(cè)的端部向入側(cè)小室流入的排氣變得容易通過(guò)沒(méi)有形成第二催化劑層的分隔壁部分(典型而言，形成有第一催化劑層的部分、特別是接近排氣流入側(cè)的端部的部分)。由此，排氣凈化用催化劑的上游側(cè)(第一催化劑層的區(qū)域)發(fā)生活躍的凈化反應(yīng)，產(chǎn)生反應(yīng)熱。該反應(yīng)熱伴隨排氣的流動(dòng)傳遞至排氣凈化用催化劑的下游側(cè)(第二催化劑層的區(qū)域)，由此，能夠提高排氣凈化用催化劑整體的暖機(jī)性、保溫性。因此，在例如伴隨發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)-停止從而排氣的溫度變得不穩(wěn)定、或者排氣的溫度暫時(shí)降低到催化劑活性溫度以下的方式中，也能夠穩(wěn)定地維持發(fā)揮優(yōu)異的催化劑活性。

此外，在本說(shuō)明書中，“涂敷密度”是指基材的體積(包括小室的容積的整體的體積容積)每1l的催化劑層的涂敷量(g)。單位為g/l。

這樣的涂敷密度例如能夠如下計(jì)算：將涂敷催化劑層前的參考基材和帶有催化劑層的基材分別浸漬于溶劑中(例如水中)，用阿基米德法測(cè)定溶劑中的質(zhì)量，從以下的(式1)算出。

ρ＝w×ρ(l)/(w－w')(式1)

其中，ρ為催化劑層的涂敷密度(g/l)；w為從“帶有催化劑層的基材在大氣中的質(zhì)量”減去“參考基材在大氣中的質(zhì)量”求得的“催化劑層在大氣中的質(zhì)量”；w'為“帶有催化劑層的基材在溶劑中的質(zhì)量”減去“參考基材在溶劑中的質(zhì)量”求得的“催化劑層在溶劑中的質(zhì)量”；ρ(l)為溶劑(例如水)的密度。

此外，在本說(shuō)明書中，“(催化劑層)設(shè)置于分隔壁的內(nèi)部”是指催化劑層與分隔壁的外部(典型而言，表面)相比，更偏向存在(偏在)于分隔壁的內(nèi)部。例如，用電子顯微鏡觀察第一催化劑層的分隔壁的截面，將從排氣流入側(cè)的端部向延伸方向去0.1lw的長(zhǎng)度的范圍中的涂敷密度整體設(shè)為100％。此時(shí)，存在于分隔壁的內(nèi)部的涂敷密度部分，典型而言，為80％以上，例如為90％以上，優(yōu)選為95％以上，特別是實(shí)質(zhì)上為100％。另外，例如，用電子顯微鏡觀察第二催化劑層的分隔壁的截面，將從排氣流出側(cè)的端部向延伸方向去0.1lw的長(zhǎng)度的范圍中的涂敷密度整體設(shè)為100％。此時(shí)，存在于分隔壁的內(nèi)部的涂敷密度部分，典型而言，為80％以上，例如為90％以上，優(yōu)選為95％以上，特別是實(shí)質(zhì)上為100％。因此，明確地區(qū)別于例如要在分隔壁的表面設(shè)置催化劑層時(shí)催化劑層的一部分非特意地向分隔壁的內(nèi)部浸透這樣的情況。

這里所公開的排氣凈化用催化劑的優(yōu)選的一個(gè)方式中，上述第一催化劑層的上述延伸方向的長(zhǎng)度l1滿足0.5lw＜l1＜lw。由此，能夠合適地提高第一催化劑層中的催化劑反應(yīng)性，以更高的水平發(fā)揮本發(fā)明的效果。

這里所公開的排氣凈化用催化劑的優(yōu)選的一個(gè)方式中，上述d2/d1為1.1以上1.3以下。由此，能夠更高度地兼顧作為排氣凈化用催化劑整體的壓損的抑制和本發(fā)明的效果。

這里所公開的排氣凈化用催化劑的優(yōu)選的一個(gè)方式中，上述lw、上述l1和上述l2滿足下式：lw＜(l1+l2)＜2lw。即，上述第一催化劑層和上述第二催化劑層在上述延伸方向一部分重合地構(gòu)成。通過(guò)使2個(gè)催化劑層(第一催化劑層和第二催化劑層)在分隔壁的延伸方向上一部分相互重合，消除不經(jīng)過(guò)催化劑層而穿過(guò)分隔壁內(nèi)的排氣。因此，能夠更可靠地對(duì)排氣進(jìn)行凈化(無(wú)害化)。

更優(yōu)選的一個(gè)方式中，上述lw、上述l1和上述l2滿足下式：1.1lw≤(l1+l2)≤1.3lw。換而言之，在上述延伸方向中，上述第一催化劑層與上述第二催化劑層在上述分隔壁的全長(zhǎng)lw的10～30％的范圍內(nèi)重合。由此，能夠有效地抑制壓損的上升，以更高的水平實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。

這里所公開的排氣凈化用催化劑的優(yōu)選的一個(gè)方式中，將上述分隔壁的與上述延伸方向正交的厚度方向的整體厚度設(shè)為tw、上述第一催化劑層的厚度設(shè)為t1、上述第二催化劑層的厚度設(shè)為t2時(shí)，上述tw、上述t1和上述t2滿足下式：tw＜(t1+t2)＜2tw。即，上述第一催化劑層和上述第二催化劑層在上述厚度方向一部分重合地構(gòu)成。

通過(guò)使2個(gè)催化劑層(第一催化劑層和第二催化劑層)在分隔壁的厚度方向一部分相互重合，催化劑層與排氣接觸的機(jī)會(huì)變得更多。因此，能夠更可靠地對(duì)排氣進(jìn)行凈化(無(wú)害化)。

上述d1能夠?yàn)槔?0g/l以上100g/l以下。處于這樣的第一催化劑層的涂敷密度的范圍內(nèi)時(shí)，能夠高度抑制壓損的上升，并且更良好地發(fā)揮上述效果。

這里所公開的排氣凈化用催化劑的優(yōu)選的一個(gè)方式中，上述第一催化劑層含有銠。這里所公開的排氣凈化用催化劑中，排氣優(yōu)先流過(guò)第一催化劑層，經(jīng)過(guò)形成有第一催化劑層的分隔壁部分的排氣的流量變得相對(duì)較多。因此，通過(guò)在第一催化劑層配置反應(yīng)活性高的貴金屬種(這里為銠)，能夠更有效地利用催化劑金屬。其結(jié)果，例如能夠顯著地提高還原性能(nox凈化性能)。

另外，這里所公開的排氣凈化用催化劑的優(yōu)選的另外一個(gè)方式中，上述第二催化劑層含有鈀。由此，能夠高效地對(duì)排氣中的有害成分進(jìn)行凈化。其結(jié)果，能夠進(jìn)一步提高排氣的凈化性能。

附圖說(shuō)明

圖1是示意性地表示一個(gè)實(shí)施方式所涉及的排氣凈化用催化劑的基材的立體圖。

圖2是示意性地表示圖1的蜂窩基材的端部的截面圖。

圖3是示意性地表示一個(gè)實(shí)施方式所涉及的排氣凈化用催化劑的分隔壁附近的結(jié)構(gòu)的局部截面圖。

圖4是比較升溫時(shí)的排氣凈化性能(nox_t50)的曲線圖。

圖5是比較降溫時(shí)的排氣凈化性能(nox_t50)的曲線圖。

圖6是比較壓損的上升率的曲線圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在以下的附圖中，對(duì)于發(fā)揮相同作用的部件、部位標(biāo)注相同的符號(hào)，有時(shí)省略或者簡(jiǎn)化重復(fù)的說(shuō)明。各圖中的尺寸關(guān)系(長(zhǎng)度、寬度、厚度等)不一定反應(yīng)實(shí)際的尺寸關(guān)系。需要說(shuō)明的是，在本說(shuō)明書特別提及的事項(xiàng)以外且是實(shí)施本發(fā)明所必須的事宜，可以理解為基于本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)的本領(lǐng)域技術(shù)人員的設(shè)計(jì)事項(xiàng)。本發(fā)明能夠根據(jù)本說(shuō)明書所公開的內(nèi)容和該領(lǐng)域的技術(shù)知識(shí)來(lái)實(shí)施。

此外，在本說(shuō)明書中，“a≒b(其中，a、b為任意的值)”是指可以包括制造過(guò)程中發(fā)生的偏差(個(gè)體差異)等的用語(yǔ)，例如，a、b之差為±10％左右，典型而言為±5％左右，優(yōu)選為±2％左右。

另外，在本說(shuō)明書中，“a～b(其中，a、b為任意的值)”是指只要沒(méi)有特別說(shuō)明則包含a、b的值(上限值和下限值)。

這里所公開的排氣凈化用催化劑是所謂的壁流型，具有壁流結(jié)構(gòu)的基材和2個(gè)催化劑層(第一催化劑層和第二催化劑層)。這樣的排氣凈化用催化劑通過(guò)在上述基材的分隔壁的內(nèi)部以規(guī)定的配置設(shè)置有2個(gè)催化劑層和至少1個(gè)基材露出部、并且第二催化劑層的涂敷密度d2相對(duì)于第一催化劑層的涂敷密度d1的比(d2/d1)滿足規(guī)定的范圍，能夠發(fā)揮本發(fā)明特有的效果。因此，對(duì)于其它構(gòu)成沒(méi)有特別限定，可以參照各種基準(zhǔn)任意地確定。

在構(gòu)成排氣凈化用催化劑的骨架的基材中，能夠采用以往在該種用途中使用的各種形態(tài)的基材。

圖1是示意性地表示一個(gè)實(shí)施方式所涉及的排氣凈化用催化劑10的基材1的立體圖。該方式中，采用外形為圓筒形狀的蜂窩基材(蜂窩構(gòu)造體)1。此外，蜂窩基材1整體的外形除了圖1所示的圓筒形以外，例如，也能夠?yàn)闄E圓筒形、多角筒形等。蜂窩基材1具有沿蜂窩基材1的延伸方向(圓筒形狀的筒軸方向)形成的分隔壁和由該分隔壁分隔且規(guī)則排列的多個(gè)小室。蜂窩基材1在端部1a中，延伸方向的一個(gè)開口端與另一個(gè)開口端相鄰的小室彼此交替密封。

圖2是示意性地表示圖1的蜂窩基材1的端部1a的截面圖。該方式中，端部1a為圓形。端部1a中，在相鄰的小室彼此之間配置有多孔質(zhì)的分隔壁6。另外，封裝部2與開口部4配置為所謂的方格花紋狀。

在蜂窩基材1的原材料中，能夠采用一直以來(lái)在該種用途中使用的各種材料。優(yōu)選考慮內(nèi)燃機(jī)以高負(fù)荷條件運(yùn)轉(zhuǎn)的情況等，由在暴露于高溫(例如400℃以上)的排氣中時(shí)也具有穩(wěn)定的性狀的材料構(gòu)成。作為一個(gè)適當(dāng)?shù)睦?，可以列舉堇青石、鈦酸鋁、碳化硅(sic)等陶瓷制、或不銹鋼等合金制。

蜂窩基材1的容量(小室的總體積)通常為0.1l以上，優(yōu)選為0.5l以上，例如為5l以下，優(yōu)選為3l以下，更優(yōu)選為2l以下即可。另外，蜂窩基材1的筒軸方向的全長(zhǎng)(換而言之，分隔壁6的延伸方向的全長(zhǎng)lw)通常為10～500mm、例如50～300mm左右即可。

圖3是示意性地表示一個(gè)實(shí)施方式所涉及的排氣凈化用催化劑10的分隔壁26附近的構(gòu)成的局部截面圖。圖3所示的排氣凈化用催化劑10的基材中，在排氣流入側(cè)的端部24a具有開口部4的(u字狀的)入側(cè)小室24和在排氣流出側(cè)的端部25a具有開口部4的(u字狀的)出側(cè)小室25由多孔質(zhì)的分隔壁26分隔。入側(cè)小室24的排氣流出側(cè)的端部和出側(cè)小室25的排氣流入側(cè)的端部設(shè)置有封裝部22，由此，被封住。

入側(cè)小室24和出側(cè)小室25例如考慮對(duì)排氣凈化用催化劑10供給的排氣的流量、成分等設(shè)定為適當(dāng)?shù)男螤詈痛笮〖纯?。另外，入?cè)小室24和出側(cè)小室25的形狀沒(méi)有特別限定，例如，能夠形成為正方形、平行四邊形、長(zhǎng)方形、梯形等的矩形、三角形、其它多邊形(例如，六邊形、八邊形)、圓形等各種幾何形狀。

分隔壁26為排氣能夠通過(guò)的多孔質(zhì)構(gòu)造。從提高排氣凈化性能的觀點(diǎn)、提高機(jī)械強(qiáng)度的觀點(diǎn)、抑制壓損的增大的觀點(diǎn)等考慮，分隔壁26的整體厚度(換而言之，分隔壁6的與延伸方向正交的方向的長(zhǎng)度)tw例如為0.05～2mm左右即可。從提高機(jī)械強(qiáng)度的觀點(diǎn)、抑制壓損的增大的觀點(diǎn)等考慮，分隔壁26的氣孔率通常為40～70％左右即可。從提高pm的捕集性能、抑制壓損的增大的觀點(diǎn)等考慮，分隔壁26的平均細(xì)孔徑通常為10～40μm左右即可。

這里所公開的排氣凈化用催化劑10在分隔壁26的內(nèi)部(具體而言，分隔壁26的細(xì)孔內(nèi))包括具有規(guī)定的性狀(例如，長(zhǎng)度、厚度、涂敷密度)的2個(gè)催化劑層、即第一催化劑層261和第二催化劑層262。這樣，通過(guò)在分隔壁26的內(nèi)部配置催化劑層、即在隔壁26的表面實(shí)質(zhì)上(有意地)不設(shè)置第一催化劑層261和第二催化劑層262，能夠適當(dāng)確保排氣的流路并有效地抑制壓損的增大。

排氣凈化用催化劑10中，從內(nèi)燃機(jī)排出的排氣從排氣流入側(cè)的端部24a向入側(cè)小室24內(nèi)流入。向入側(cè)小室24流入的排氣如圖3的箭頭所示，在多孔質(zhì)的分隔壁26的細(xì)孔內(nèi)通過(guò)，從出側(cè)小室25的排氣流出側(cè)的端部25a流出。排氣凈化用催化劑10中，排氣在通過(guò)分隔壁內(nèi)26內(nèi)的期間與催化劑層(第一催化劑層261和/或第二催化劑層262)接觸。由此，排氣中的有害成分被凈化(無(wú)害化)。例如，排氣所含的hc成分、co成分由于催化劑層的催化功能被氧化，轉(zhuǎn)化(凈化)成水(h2o)、二氧化碳(co2)等。另外，nox成分由于催化劑層的催化功能被還原，轉(zhuǎn)化(凈化)成氮(n2)。pm成分難以通過(guò)分隔壁26的細(xì)孔內(nèi)，因此，一般沉積在入側(cè)小室24內(nèi)的分隔壁26上(例如分隔壁26上的靠近封裝部22的位置)。沉積的pm由于第一催化劑層261的催化功能而自燃，或在規(guī)定的溫度(例如500～700℃左右)被強(qiáng)制燃燒分解。

此外，作為與壁流型對(duì)比的結(jié)構(gòu)，有所謂的直流型。直流型的排氣凈化用催化劑中，從基材的前段(上游側(cè))向后段(下游側(cè))去，催化劑層和排氣依次反應(yīng)，有害成分被凈化。因此，在直流型的排氣凈化用催化劑中，考慮凈化反應(yīng)的順序，確定催化劑金屬的種類、催化劑層的配置(長(zhǎng)度、厚度方向的疊層構(gòu)造等)等。另一方面，這里所公開的壁流型的排氣凈化用催化劑中，出于控制催化劑內(nèi)(特別是分隔壁內(nèi))的排氣的流動(dòng)的目的，確定催化劑層的配置、性狀。在這點(diǎn)上，壁流型與直流型在技術(shù)上大為不同。

第一催化劑層261和第二催化劑層262均設(shè)置于排氣凈化用催化劑10的分隔壁26的內(nèi)部。通過(guò)將2個(gè)催化劑層均設(shè)置于分隔壁26的內(nèi)部，例如與將2個(gè)催化劑層中的至少一個(gè)設(shè)置于分隔壁26的表面時(shí)相比，能夠?qū)⒎指舯?6的開口面積確保得更寬。

2個(gè)催化劑層作為對(duì)排氣進(jìn)行凈化的場(chǎng)所，形成排氣凈化用催化劑10的主體。典型而言，2個(gè)催化劑層分別具有作為氧化和/或還原催化劑發(fā)揮功能的催化劑金屬、和載持該催化劑金屬的載體。

作為催化劑金屬，可以從已知能夠作為氧化催化劑、還原催化劑發(fā)揮功能的各種的金屬種中適當(dāng)采用1種或2種以上。典型而言，可以列舉作為鉑族的銠(rh)、鈀(pd)、鉑(pt)等貴金屬?；蛘?，也能夠使用釕(ru)、鋨(os)、銥(ir)、金(au)、銀(ag)、銅(cu)、鎳(ni)、鐵(fe)、鈷(co)和上述貴金屬與這些金屬的合金。

這樣的催化劑金屬?gòu)奶岣吲c排氣的接觸面積的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選作為粒徑充分小的微粒使用。催化劑金屬顆粒的平均粒徑(利用tem觀察求出的粒徑的平均值。以下相同。)通常為1～15nm左右，優(yōu)選為10nm以下、7nm以下，更優(yōu)選為5nm以下。

此外，2個(gè)催化劑層(第一催化劑層261和第二催化劑層262)所含的催化劑金屬的種類可以相同，也可以不同。

在一個(gè)優(yōu)選例中，第一催化劑層261包括銠(rh)。這里所公開的排氣凈化用催化劑10中排氣的流動(dòng)被調(diào)整，排氣能夠優(yōu)先流過(guò)第一催化劑層261。因此，通過(guò)在第一催化劑層261配置反應(yīng)活性高的貴金屬種(例如銠)，能夠以有限的催化劑金屬量有效地提高凈化性能(特別是nox的凈化性能)。另外，通過(guò)提高第一催化劑層261的反應(yīng)活性，能夠合適地維持排氣凈化用催化劑10的溫度(保溫)。其結(jié)果，能夠以更高的水平實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。

在另外的一個(gè)優(yōu)選例中，一個(gè)催化劑層(例如第一催化劑層261)包括還原活性高的金屬種(例如銠)，另一個(gè)催化劑層(例如第二催化劑層262)包括氧化活性高的金屬種(例如鈀)。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠一次性地高效地凈化排氣中的有害成分。

各催化劑層中的催化劑金屬的載持率(將載體設(shè)為100質(zhì)量％時(shí)的催化劑金屬含量)沒(méi)有特別限定。例如，考慮2個(gè)催化劑層261、262的長(zhǎng)度和厚度、供給的排氣的流量等來(lái)確定即可。

在一個(gè)優(yōu)選例中，各催化劑層中的載持率分別為0.05～1.5質(zhì)量％，優(yōu)選為0.1～1.5質(zhì)量％，更優(yōu)選為0.2～1質(zhì)量％。載持率在規(guī)定值以上時(shí)，能夠更好地實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的催化劑活性。另外，載持率在規(guī)定值以下時(shí)，能夠高度抑制金屬的晶粒生長(zhǎng)(熔結(jié))，能夠?qū)崿F(xiàn)高耐久性。另外，在成本方面也有利。

第一催化劑層261的催化劑金屬的載持率和第二催化劑層262的催化劑金屬的載持率可以相同也可以不同。在優(yōu)選的一個(gè)方式中，第一催化劑層261的載持率相對(duì)于第二催化劑層262的載持率的比大約為1～1.5，例如為1～1.2。特別是第一催化劑層261的載持率高于第二催化劑層262的載持率。由此，能夠有效地提高排氣容易優(yōu)先流過(guò)的第一催化劑層261的催化劑活性。其結(jié)果，在第一催化劑層261發(fā)生活躍的凈化反應(yīng)，產(chǎn)生反應(yīng)熱。該反應(yīng)熱伴隨排氣的流動(dòng)傳遞至第二催化劑層262，由此，能夠高效地提高排氣凈化用催化劑10整體的暖機(jī)性、保溫性。因此，能夠有效地利用催化劑金屬，能夠?qū)崿F(xiàn)更加優(yōu)異的催化性能。

作為載持上述的催化劑金屬的載體，可以適當(dāng)采用與以往的排氣凈化用催化劑同樣的無(wú)機(jī)材料的1種或2種以上。其中，優(yōu)選比表面積(這里，是指利用bet法測(cè)得的比表面積。以下相同。)比較大的多孔質(zhì)材料。作為一個(gè)優(yōu)選例，可以列舉氧化鋁(al2o3)、氧化鈰(ceo2)、氧化鋯(zro2)、氧化硅(sio2)、氧化鈦(tio2)、和這些的固溶體(例如，氧化鈰－氧化鋯復(fù)合氧化物(cz復(fù)合氧化物))等。

從耐熱性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的觀點(diǎn)考慮，載體(例如氧化鋁粉末、cz復(fù)合氧化物的粉末)的比表面積大約為10～500m²/g左右，例如為200～400m²/g即可。另外，載體的平均粒徑為1～500nm左右，例如為10～200nm即可。

此外，2個(gè)催化劑層(第一催化劑層261和第二催化劑層262)中所含的載體的種類可以相同，也可以不同。

另外，在2個(gè)催化劑層(第一催化劑層261和第二催化劑層262)中，除了上述成分以外還可以添加其他的任意成分。這樣的任意成分例如可以作為構(gòu)成上述載體的一個(gè)添加元素、或以獨(dú)立于上述載體的形態(tài)含在各催化劑層中。作為這樣的添加成分的一例，可以列舉沒(méi)有載持催化劑金屬的助催化劑，例如，氧化鈰－氧化鋯(ceo2－zro2)復(fù)合氧化物、氧化鋁(al2o3)、二氧化硅(sio2)等。另外，作為另外的一例，可以列舉堿金屬、堿土金屬(例如鋇)、稀土類金屬的化合物或氧化物、復(fù)合氧化物。

這里所公開的排氣凈化用催化劑10中，2個(gè)催化劑層(第一催化劑層261和第二催化劑層262)的涂敷密度的比處于規(guī)定的范圍。即，第二催化劑層262的涂敷密度d2相對(duì)于第一催化劑層261的涂敷密度d1的比(d2/d1)為1.01～1.4。換而言之，第二催化劑層262的涂敷密度d2為第一催化劑層261的涂敷密度d1的1.01～1.4倍。通過(guò)使第一催化劑層261與第二催化劑層262的涂敷密度不同，在分隔壁26的延伸方向產(chǎn)生排氣容易通過(guò)的部分和難以通過(guò)的部分，產(chǎn)生壓力損失的分布。由此，能夠調(diào)整分隔壁26內(nèi)的排氣的流動(dòng)。

即，通過(guò)滿足1.01≤(d2/d1)，第二催化劑層262的壓損增大。由此，排氣難以穿過(guò)分隔壁26的形成有第二催化劑層262的部分。因此，從排氣流入側(cè)的端部24a向入側(cè)小室24流入的排氣就優(yōu)先流過(guò)分隔壁26的沒(méi)有形成第二催化劑層262的部分(典型而言，僅形成有第一催化劑層261的部分，例如接近排氣流入側(cè)的端部24a的部分)。由此，在排氣凈化用催化劑的上游側(cè)(第一催化劑層261的區(qū)域)發(fā)生活潑的凈化反應(yīng)，產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱(熱容量)。該反應(yīng)熱通過(guò)排氣的流動(dòng)傳遞到排氣的下游側(cè)(第二催化劑層262的區(qū)域)，能夠提高排氣凈化用催化劑10整體的暖機(jī)性、保溫性。因此，能夠經(jīng)過(guò)更長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地維持催化劑的溫度在催化劑活性溫度以上的狀態(tài)。通過(guò)如上所述的效果，例如在搭載有在運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)動(dòng)機(jī)也反復(fù)啟動(dòng)-停止的節(jié)能機(jī)構(gòu)的環(huán)保車中，也能夠穩(wěn)定地維持發(fā)揮優(yōu)異的催化劑活性。另外，能夠提高當(dāng)溫度低于催化劑活性溫度的排氣流動(dòng)時(shí)的排氣凈化率。

在優(yōu)選的一個(gè)方式中，滿足1.1≤(d2/d1)、例如1.15≤(d2/d1)。由此，能夠以更高水平實(shí)現(xiàn)上述的效果。

另外，通過(guò)滿足(d2/d1)≤1.4，排氣從入側(cè)小室24至出側(cè)小室25的流動(dòng)變得順利。由此，能夠降低作為排氣凈化用催化劑10整體的壓損。另外，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的研究，如果2個(gè)催化劑層261、262的壓損差變得過(guò)大，則排氣的流速變快，排氣快速地穿過(guò)分隔壁26。因此，排氣與催化劑層的接觸變得不充分，有時(shí)凈化性能降低，故而不優(yōu)選。

在優(yōu)選的一個(gè)方式中，滿足(d2/d1)≤1.3、例如(d2/d1)≤1.38。由此，能夠更高度地兼顧作為排氣凈化用催化劑10整體的壓損的降低和本發(fā)明的效果。

在優(yōu)選的一個(gè)方式中，排氣凈化用催化劑10整體的催化劑平均涂敷密度da為40～150g/l。催化劑平均涂敷密度da為150g/l以下、優(yōu)選為120g/l以下、例如100g/l以下時(shí)，能夠更良好地抑制壓損。另外，催化劑平均涂敷密度da為40g/l以上、優(yōu)選為50g/l以上、例如60g/l以上時(shí)，能夠更良好地發(fā)揮排氣凈化性能。因此，能夠以更高的水平發(fā)揮本發(fā)明的效果。

第一催化劑層261的涂敷密度d1取決于基材的性狀(例如小室的形狀、分隔壁的厚度、氣孔率)等，因此沒(méi)有特別限定。在一個(gè)優(yōu)選例中，從降低壓損(特別是排氣流入排氣凈化用催化劑10時(shí)的面壓損)的觀點(diǎn)考慮，第一催化劑層261的涂敷密度d1大約為100g/l以下，優(yōu)選為80g/l以下，更優(yōu)選為75g/l以下，例如為70g/l以下。另外，在另外的一個(gè)優(yōu)選例中，從提高排氣的上游側(cè)的催化劑活性、以更高的水平實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果的觀點(diǎn)考慮，第一催化劑層261的涂敷密度d1大約為40g/l以上，優(yōu)選為50g/l以上，更優(yōu)選為55g/l以上，例如為60g/l以上。

第二催化劑層262的涂敷密度d2只要滿足上述d2/d1的比即可，沒(méi)有特別限定。在一個(gè)優(yōu)選例中，從降低壓損的觀點(diǎn)考慮，第二催化劑層262的涂敷密度d2大約為150g/l以下，優(yōu)選為100g/l以下，更優(yōu)選為90g/l以下，例如為80g/l以下。另外，在另外的一個(gè)優(yōu)選例中，從提高排氣的下游側(cè)的催化劑活性的觀點(diǎn)考慮，第二催化劑層262的涂敷密度d2大約為50g/l以上，優(yōu)選為60g/l以上，更優(yōu)選為70g/l以上，例如為75g/l以上。

第一催化劑層261在分隔壁26的內(nèi)部且與入側(cè)小室24相接的區(qū)域中，從排氣流入側(cè)的端部24a朝向分隔壁26的延伸方向形成。

第一催化劑層261的延伸方向的長(zhǎng)度l1只要短于分隔壁26的延伸方向的全長(zhǎng)lw(即，l1＜lw)即可，沒(méi)有特別限定。通過(guò)滿足l1＜lw，能夠合適地抑制壓損的增大，能夠以更高的水平發(fā)揮本發(fā)明的效果。從這樣的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選l1滿足l1≤0.9lw。

另外，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的研究，排氣中的pm成分難以通過(guò)分隔壁26，有容易在入側(cè)小室24內(nèi)的排氣流出側(cè)的端部25a沉積的傾向。因此，在分隔壁26的內(nèi)部且與入側(cè)小室24相接的區(qū)域中，優(yōu)選在接近于排氣流出側(cè)的端部25a的位置不形成第一催化劑層261。由此，能夠合適地抑制壓損的增大。從這樣的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選滿足l1≤0.8lw，更優(yōu)選滿足l1≤0.75lw。換而言之，在分隔壁26的內(nèi)部且與入側(cè)小室24相接的區(qū)域中，優(yōu)選在從排氣流出側(cè)的端部25a向延伸方向去的lw的至少10％(優(yōu)選為20％、更優(yōu)選為25％)的部分中不形成第一催化劑層261。圖3所示的實(shí)施方式中，l1≒0.7lw，在從排氣流出側(cè)的端部25a向延伸方向去的lw的30％的部分沒(méi)有設(shè)置第一催化劑層261。

在優(yōu)選的一個(gè)方式中，第一催化劑層261的上述延伸方向的長(zhǎng)度l1滿足0.5lw≤l1。由此，在排氣凈化用催化劑10的上游側(cè)(第一催化劑層261的區(qū)域)中，能夠進(jìn)一步增加排氣與催化劑金屬接觸的機(jī)會(huì)。其結(jié)果，能夠更活潑地發(fā)生排氣的凈化反應(yīng)，特別是能夠提高降溫時(shí)的凈化性能。另外，也有降低排氣排放的效果。因此，能夠以更高的水平發(fā)揮本發(fā)明的效果。從這樣的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選滿足0.6lw≤l1，更優(yōu)選滿足0.65lw≤l1。

第二催化劑層262在分隔壁26的內(nèi)部且與出側(cè)小室25相接的區(qū)域中，從排氣流出側(cè)的端部25a朝向分隔壁26的延伸方向形成。

第二催化劑層262的延伸方向的長(zhǎng)度l2只要短于分隔壁26的延伸方向的全長(zhǎng)lw(即，l2＜lw)即可，沒(méi)有特別限定。通過(guò)滿足l2＜lw，能夠適當(dāng)抑制壓損的增大。從這樣的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選滿足l2≤0.9lw，更優(yōu)選滿足l2≤0.8lw。換而言之，在分隔壁26的內(nèi)部且與出側(cè)小室25相接的區(qū)域中，優(yōu)選在從排氣流入側(cè)的端部24a向延伸方向去的lw的至少10％(優(yōu)選為20％)的部分不形成第二催化劑層262。圖3所示的實(shí)施方式中，l2≒0.5lw，在從排氣流入側(cè)的端部24a向延伸方向去的lw的50％的部分沒(méi)有設(shè)置第二催化劑層262。

另外，雖然也取決于第一催化劑層261的長(zhǎng)度l1等，但在一個(gè)實(shí)施方式中，特別優(yōu)選滿足0.4lw＜l2＜0.6lw。由此，能夠更高度地兼顧壓損的抑制和本發(fā)明的效果。

在優(yōu)選的一個(gè)方式中，分隔壁26的全長(zhǎng)lw、第一催化劑層261的長(zhǎng)度l1和第二催化劑層262的長(zhǎng)度l2滿足下式：lw＜(l1+l2)＜2lw。換而言之，在分隔壁26的內(nèi)部中，優(yōu)選第一催化劑層261和第二催化劑層262的一部分在分隔壁26的延伸方向相互重合。圖3所示的實(shí)施方式中，通過(guò)敢于使第一催化劑層261和第二催化劑層262的一部分在延伸方向重合，就不存在通過(guò)分隔壁26內(nèi)的沒(méi)有形成催化劑層的部分而從入側(cè)小室24到達(dá)出側(cè)小室25的通路。因此，能夠使排氣更可靠地與催化劑層(第一催化劑層261和/或第二催化劑層262)接觸。其結(jié)果，能夠更可靠地對(duì)排氣進(jìn)行凈化(無(wú)害化)。

2個(gè)催化劑層(第一催化劑層261和第二催化劑層262)在分隔壁26的延伸方向重合的長(zhǎng)度例如根據(jù)各催化劑層的厚度(與延伸方向正交的方向的長(zhǎng)度)等而不同，因此，沒(méi)有特別限定。通常，重合的長(zhǎng)度為分隔壁26的全長(zhǎng)lw的2％以上，典型而言為5％以上，優(yōu)選為10％以上，且為lw的40％以下，優(yōu)選為30％以下，例如為20％以下即可。其中，從抑制壓損的增大并且以更高的水平發(fā)揮本發(fā)明的效果的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選為分隔壁26的全長(zhǎng)lw的10～30％左右(特別是10～20％左右)。換而言之，優(yōu)選上述lw、上述l1和上述l2滿足下式：1.1lw≤(l1+l2)≤1.3lw。

第一催化劑層261和第二催化劑層262的厚度(與延伸方向正交的方向的長(zhǎng)度)例如根據(jù)分隔壁26的厚度、各催化劑層的延伸方向的長(zhǎng)度等而不同，因此，沒(méi)有特別限定。典型而言，第一催化劑層261和第二催化劑層262分別形成為短于分隔壁26的整體厚度tw。

換而言之，第一催化劑層261以與入側(cè)小室24相接且不與出側(cè)小室25相接的方式，形成為短于分隔壁26的整體厚度tw(即，t1＜tw)。換而言之，優(yōu)選第一催化劑層261偏向分隔壁26內(nèi)部的入側(cè)小室24而存在。另外，第二催化劑層262以與出側(cè)小室25相接且不與入側(cè)小室24相接的方式，形成為短于分隔壁26的整體厚度tw(即，t2＜tw)。換而言之，第二催化劑層262偏向分隔壁26內(nèi)部的出側(cè)小室25而存在。

第一催化劑層261的厚度t1和第二催化劑層262的厚度t2分別為分隔壁26的整體厚度tw的大約20％以上，典型而言為30％以上，優(yōu)選為40％以上，例如50％以上，且例如為90％以下，典型而言為80％以下即可。由此，能夠以更高的水平兼具壓損的降低和凈化性能的維持提高。圖3所示的實(shí)施方式中，

此外，第一催化劑層261的厚度t1與第二催化劑層262的厚度t2可以相同也可以不同。

在優(yōu)選的一個(gè)方式中，在分隔壁26的內(nèi)部且與入側(cè)小室24相接區(qū)域中，在從排氣流出側(cè)的端部25a向延伸方向去的tw的至少10％(優(yōu)選為20％)的部分中，第一催化劑層261和第二催化劑層262都不形成。

在優(yōu)選的另外的一個(gè)方式中，在分隔壁26的內(nèi)部且與出側(cè)小室25相接的區(qū)域中，在從上述排氣流入側(cè)的端部24a向延伸方向去的tw的至少10％(優(yōu)選為20％)的部分中，第一催化劑層261和第二催化劑層262都不形成。

根據(jù)這樣的方式，能夠以更高的水平降低壓損。

在優(yōu)選的一個(gè)方式中，t1和t2相等，或者t2大于t1。例如，滿足下式：1≤(t2/t1)≤1.5，典型而言，滿足下式：1≤(t2/t1)≤1.2。根據(jù)這樣的方式，能夠增大第一催化劑層261和第二催化劑層262的壓損差，能夠以更高的水平實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。

在優(yōu)選的一個(gè)方式中，分隔壁的整體厚度tw、第一催化劑層261的厚度t1和第二催化劑層262的厚度t2滿足下式：tw＜(t1+t2)＜2tw。換而言之，在分隔壁26的內(nèi)部，優(yōu)選第一催化劑層261和第二催化劑層262在厚度方向一部分重合。圖3所示的實(shí)施方式中，t1+t2≒1.6tw。由此，能夠更有效地降低排氣排放。

排氣凈化用催化劑10在分隔壁26的內(nèi)部且與入側(cè)小室24相接的區(qū)域中，在接近于排氣流出側(cè)的端部25a的(典型而言與其相接的)位置具有第一基材露出部26n1。第一基材露出部26n1為第一催化劑層261和第二催化劑層262都不設(shè)置的部分。通過(guò)具有第一基材露出部26n1，能夠更可靠地將壓損抑制得較低。

第一基材露出部26n1的尺寸(長(zhǎng)度、厚度)沒(méi)有特別限定。例如，考慮基材的性狀和使用用途(例如，預(yù)想的pm的產(chǎn)生量和發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出)等確定即可。在一個(gè)優(yōu)選例中，第一基材露出部26n1的長(zhǎng)度從排氣流出側(cè)的端部25a向延伸方向去為0.1lw以上，大約為低于0.5lw，例如為0.1lw～0.3lw。另外，在另外一個(gè)優(yōu)選例中，第一基材露出部26n1的厚度為距與入側(cè)小室24相接的表面的0.1tw以上，例如為0.1tw～0.3tw。為這樣的方式時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)凈化性能的維持提高并且更好地降低壓損。因此，能夠以更高的水平發(fā)揮本發(fā)明的效果。

在優(yōu)選的一個(gè)方式中，在分隔壁26的內(nèi)部且與出側(cè)小室25相接的區(qū)域中，在接近于排氣流入側(cè)的端部24a的(典型而言與其相接的)位置，具有第二基材露出部26n2。由此，例如在將第一催化劑層261的涂敷密度(絕對(duì)值)設(shè)定得較高時(shí)，也能夠有效地抑制壓損的上升。因此，能夠以更高的水平發(fā)揮本發(fā)明的效果。

第二基材露出部26n2的尺寸(長(zhǎng)度、厚度)沒(méi)有特別限定。例如，考慮基材的性狀和使用用途(例如，預(yù)想的pm的產(chǎn)生量和發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出)等確定即可。在一個(gè)優(yōu)選例中，第二基材露出部26n2的長(zhǎng)度從排氣流出側(cè)的端部25a向延伸方向去為0.1lw以上，例如為0.1lw～0.3lw，優(yōu)選為0.4lw～0.6lw。另外，在另外一個(gè)優(yōu)選例中，第二基材露出部26n2的厚度為距與出側(cè)小室25相接的表面的0.1tw以上，例如為0.1tw～0.3tw。為這樣的方式時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)凈化性能的維持提高并且更好地降低壓損。因此，能夠以更高的水平發(fā)揮本發(fā)明的效果。

此外，例如，在2個(gè)催化劑層的長(zhǎng)度滿足下式：lw＜(l1+l2)的情況下、2個(gè)催化劑層的厚度滿足下式：tw＜(t1+t2)的情況下，第一基材露出部26n1可以不僅在接近于排氣流出側(cè)的端部25a的位置設(shè)置，而且遍及更廣的范圍設(shè)置。另外，第一基材露出部26n1和第二基材露出部26n2可以是三維連結(jié)的一個(gè)部分。

這樣的催化劑層可以以與以往同樣的方法形成。例如圖3所示的2個(gè)催化劑層(第一催化劑層261和第二催化劑層262)可以如下形成。

首先，準(zhǔn)備如圖1、2所示的基材。接著，制備2種催化劑層形成用漿料(即，第一催化劑層形成用漿料和第二催化劑層形成用漿料)。催化劑層形成用漿料分別含有所期望的催化劑金屬成分(典型而言作為離子含有pd、pt、rh等催化劑金屬的溶液)和所期望的載體粉末(典型而言，氧化鋁、氧化鋯、cz復(fù)合氧化物)為必須成分，可以含有其它的任意成分(例如作為助催化劑的osc材料)。此外，漿料的性狀(粘度、固體成分率等)考慮使用的基材的尺寸、分隔壁26的氣孔率、形成的催化劑層的性狀等進(jìn)行調(diào)整即可。

接著，將上述制備的第一催化劑層形成用漿料以從基材的排氣流入側(cè)的端部24a在延伸方向上直至l1的長(zhǎng)度供給到入側(cè)小室24內(nèi)。由此，在與入側(cè)小室24相接的部分的分隔壁26的細(xì)孔內(nèi)形成所期望的性狀的第一催化劑層261。第一催化劑層261的性狀(例如涂敷密度d1、氣孔率)能夠根據(jù)第一催化劑層形成用漿料的性狀、漿料的供給量、供給次數(shù)等調(diào)整。例如要減小涂敷密度d1時(shí)，降低漿料的粘度、降低漿料的固體成分率、減少漿料的供給量、減少漿料的供給次數(shù)等是有效的。另外，第一催化劑層261的厚度t1能夠通過(guò)在上述漿料的供給時(shí)對(duì)出側(cè)小室25進(jìn)行加壓而在入側(cè)小室24與出側(cè)小室25之間產(chǎn)生壓力差等來(lái)調(diào)整。此外，漿料的供給、干燥、燒制的操作與以往的催化劑層形成時(shí)同樣即可。

接著，將上述制備的第二催化劑層形成用漿料以從基材的排氣流出側(cè)的端部25a在延伸方向上直至l2的長(zhǎng)度供給到出側(cè)小室25內(nèi)。由此，在與出側(cè)小室25相接的部分的分隔壁26的細(xì)孔內(nèi)，形成所期望的性狀的第二催化劑層262。第二催化劑層262的性狀(例如涂敷密度d2、氣孔率)、厚度t2與上述第一催化劑層261的形成時(shí)同樣，能夠根據(jù)第二催化劑層形成用漿料的性狀、漿料的供給量、供給次數(shù)、供給時(shí)間、入側(cè)小室24與出側(cè)小室25之間產(chǎn)生的壓力差等來(lái)調(diào)整。

接著，將賦予了催化劑層形成用漿料后的蜂窩基材以規(guī)定的溫度和時(shí)間進(jìn)行干燥、燒制。由此，可以形成圖3所示的2個(gè)催化劑層(第一催化劑層261和第二催化劑層262)。

此外，上述介紹了通過(guò)使2種催化劑層形成用漿料的性狀、供給量、供給次數(shù)不同，形成涂敷密度不同的2個(gè)催化劑層的方法，但是不限定于此。例如，通過(guò)在2種催化劑層形成用漿料中使載體自身(種類、性狀)不同，也能夠形成涂敷密度不同的2個(gè)催化劑層。

另外，催化劑層形成用漿料中，除了催化劑金屬和載體以外，還能夠適當(dāng)含有現(xiàn)有公知的粘合劑、沒(méi)有載持催化劑金屬的助催化劑、氧吸留釋放材料、各種添加劑等任意的成分。

這里所公開的排氣凈化用催化劑10能夠抑制壓損的上升并且能夠經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地發(fā)揮優(yōu)異的排氣凈化性能。因此，能夠合適地配置于各種內(nèi)燃機(jī)、例如汽車的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)(排氣管)。特別是能夠合適地用于搭載有在運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)動(dòng)機(jī)也反復(fù)啟動(dòng)-停止這樣的節(jié)能機(jī)構(gòu)的環(huán)保車中。

以下，對(duì)本發(fā)明涉及的幾個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，但是不意在將本發(fā)明限定于這樣的具體例所示的情況。

＜例1＞

首先，作為蜂窩基材，準(zhǔn)備圖1、2所示的堇青石制的壁流型基材(小室數(shù)300cpsi(cellspersquareinch，每平方英寸的小室數(shù))、容積0.9l、全長(zhǎng)105mm、外徑103mm、分隔壁厚度0.3mm、分隔壁的氣孔率59％)。

其次，混合作為載體的al2o3粉末(γ－al2o3)40g、rh含量為0.2g的硝酸銠和適量的離子交換水。將所得到的混合液干燥之后，進(jìn)行燒制(500℃、1小時(shí))，由此得到在al2o3載持有rh的形態(tài)的粉末。將這樣的粉末和燒制后的cz復(fù)合氧化物量為60g的氧化鈰－氧化鋯復(fù)合氧化物粉末與離子交換水混合，制備第一催化劑層形成用漿料。

然后，將上述制備的第一催化劑層形成用漿料從蜂窩基材的排氣流入側(cè)的端部供給到入側(cè)小室內(nèi)，進(jìn)行干燥，由此，在與該入側(cè)小室相接的分隔壁部分的細(xì)孔內(nèi)形成第一催化劑層(延伸方向的長(zhǎng)度l1：分隔壁的全長(zhǎng)lw的70％，厚度t1：分隔壁的整體厚度tw的80％)。此時(shí)，從出側(cè)小室的排氣流出側(cè)的端部供給氣體，在入側(cè)小室與出側(cè)小室之間產(chǎn)生相對(duì)的壓力差，調(diào)整漿料在分隔壁內(nèi)浸透的深度。例1中，使基材每1l體積的第一催化劑層的涂敷密度d1為65g/l。

其次，除了作為催化劑金屬使用pd源(硝酸鈀)以外，與上述第一催化劑層形成用漿料同樣操作，制備第二催化劑層形成用漿料。

然后，將上述制備的第二催化劑層形成用漿料從蜂窩基材的排氣流出側(cè)的端部供給到出側(cè)小室內(nèi)，進(jìn)行干燥，由此，在與該出側(cè)小室相接的分隔壁部分的細(xì)孔內(nèi)形成第二催化劑層(延伸方向的長(zhǎng)度l2：分隔壁的全長(zhǎng)lw的50％，厚度t2：分隔壁的整體厚度tw的80％)。此時(shí)，與第一催化劑層的形成時(shí)同樣，從出側(cè)小室的排氣流出側(cè)的端部供給氣體，在入側(cè)小室與出側(cè)小室之間產(chǎn)生相對(duì)的壓力差，調(diào)整漿料在分隔壁內(nèi)浸透的深度。例1中，使基材每1l體積的第二催化劑層的涂敷密度d2為70g/l。即，涂敷密度的比(d1/d2)為1.08。另外，催化劑金屬的載持率在第一催化劑層與第二催化劑層相等。

接著，將賦予了第一催化劑層和第二催化劑層的蜂窩基材以150℃干燥1小時(shí)之后，在500℃燒制1小時(shí)，得到排氣凈化用催化劑(例1)。

此外，例1的排氣凈化用催化劑中，在分隔壁的延伸方向上，第一催化劑層與第二催化劑層遍及分隔壁的全長(zhǎng)lw的20％的長(zhǎng)度重合。即，(l1+l2)＝1.2lw。另外，在分隔壁的厚度方向上，第一催化劑層和第二催化劑層遍及分隔壁的整體厚度tw的60％的厚度重合。即，(t1+t2)＝1.6tw。另外，例1的排氣凈化用催化劑在分隔壁的內(nèi)部且與入側(cè)小室相接的區(qū)域具有第一基材露出部。第一基材露出部從排氣流出側(cè)的端部在延伸方向以lw的30％的長(zhǎng)度(0.3lw)、從與入側(cè)小室相接一側(cè)的表面在厚度方向以tw的20％的厚度(0.2tw)設(shè)置。另外，例1的排氣凈化用催化劑在分隔壁的內(nèi)部且與出側(cè)小室相接的區(qū)域具有第二基材露出部。第二基材露出部從排氣流入側(cè)的端部在延伸方向以lw的50％的長(zhǎng)度(0.5lw)、從與出側(cè)小室相接一側(cè)的表面在厚度方向以tw的20％的厚度(0.2tw)設(shè)置。

＜例2～4、參考例1、2＞

調(diào)整第二催化劑層形成用漿料的性狀(粘度、固體成分率)、供給次數(shù)，使得第二催化劑層的涂敷密度為下表1所示的值，除此以外，與上述例1同樣，制作排氣凈化用催化劑(例2～4、參考例1、2)。此外，催化劑層的催化劑金屬的載持量在全部例子中相等。

＜例5＞

調(diào)整第一催化劑層的延伸方向的長(zhǎng)度l1和第二催化劑層的延伸方向的長(zhǎng)度l2為下表1所示的值，除此以外，與上述例2同樣，制作排氣凈化用催化劑(例5)。

在下表1中匯總催化劑層的規(guī)格。

[表1]

表1催化劑層的規(guī)格和評(píng)價(jià)結(jié)果

※；表示以參考例2的壓損為1時(shí)的相對(duì)值。

＜排氣凈化性能的評(píng)價(jià)＞

將上述得到的排氣凈化用催化劑安裝于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管，比較升溫時(shí)和降溫時(shí)的排氣凈化性能。具體而言，將排氣凈化用催化劑設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的排氣系統(tǒng)，使用熱交換器使進(jìn)入催化劑的氣體溫度從150℃以50℃/min上升。從此時(shí)的進(jìn)入催化劑的氣體濃度和從催化劑出來(lái)的氣體濃度算出升溫時(shí)的nox成分的50％凈化溫度(nox_t50)。另外，使用熱交換器使進(jìn)入催化劑的氣體溫度從500℃

以50℃/min下降，從此時(shí)的進(jìn)入催化劑的氣體濃度和從催化劑出來(lái)的氣體濃度算出降溫時(shí)的nox成分的50％凈化溫度(nox_t50)。在表1的對(duì)應(yīng)欄中表示結(jié)果。另外，在圖4中表示對(duì)參考例1、2和例1～4比較升溫時(shí)的nox_t50得到的曲線圖。在圖5中表示對(duì)參考例1、2和例1～4比較降溫時(shí)的nox_t50得到的曲線圖。

從表1和圖4、5可知，在第一催化劑層和第二催化劑層的涂敷密度的比(d2/d1)為1以下的參考例1、2中，nox_t50相對(duì)較高。相對(duì)于此，在涂敷密度的比(d2/d1)為1.01以上(例如1.08以上)的例1～4中，升溫時(shí)和降溫時(shí)的nox_t50相對(duì)較低，催化劑活性更優(yōu)異。特別是在降溫時(shí)能夠達(dá)到nox_t50低于295℃這樣的極低的50％凈化溫度。一般而言，在降溫時(shí)，從第一催化劑層側(cè)流入溫度低的排氣，催化劑的溫度下降，存在催化劑活性降低的趨勢(shì)，但是，在例1～4的排氣凈化用催化劑中，在位于排氣的上游側(cè)的第一催化劑層261發(fā)生了活躍的凈化反應(yīng)。其結(jié)果，能夠抑制如上所述的催化劑的溫度下降引起的催化劑活性的降低，經(jīng)過(guò)更長(zhǎng)時(shí)間將催化劑的溫度維持得較高。根據(jù)這樣的理由，在降溫時(shí)能夠更顯著地確認(rèn)到本發(fā)明的效果。

另外，在使第一催化劑層的長(zhǎng)度l1為分隔壁的全長(zhǎng)lw的50％的例5中，與例2相比，升溫時(shí)的nox_t50相對(duì)較高。在本試驗(yàn)例中，使rh量相等，因此，可以考慮是通過(guò)使第一催化劑層的長(zhǎng)度l1較短而提高第一催化劑層的rh載持密度的緣故。另一方面，在例5中，降溫時(shí)的nox_t50低于例2。作為其理由，可以考慮是由于第一催化劑層的長(zhǎng)度l1短(換而言之，第一基材露出部的長(zhǎng)度長(zhǎng))，排氣也流過(guò)第二催化劑層，使涂敷密度為d1＜d2的效果變?nèi)酢?/p>

此外，可以說(shuō)在搭載有在運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)動(dòng)機(jī)也反復(fù)啟動(dòng)-停止的節(jié)能機(jī)構(gòu)的環(huán)保車中，提高降溫時(shí)的排氣凈化性能更為重要。因此，在將這里公開的技術(shù)應(yīng)用于這樣的環(huán)保車時(shí)，從提高降溫時(shí)的排氣凈化性能的觀點(diǎn)考慮，除了使涂敷密度為d1＜d2以外，還可以考慮更優(yōu)選使第一催化劑層的長(zhǎng)度l1大于lw的50％從而使排氣優(yōu)先流過(guò)第一催化劑層。

＜?jí)簱p的評(píng)價(jià)＞

測(cè)定上述得到的排氣凈化用催化劑的壓損增加率。具體而言，首先，準(zhǔn)備涂敷催化劑層前的蜂窩基材(參考)，測(cè)定以6m³/min的風(fēng)量使空氣流通時(shí)的壓力。其次，使用上述制作的排氣凈化用催化劑(帶有催化劑層的蜂窩基材)，與參考時(shí)同樣測(cè)定以6m³/min的風(fēng)量使空氣流通時(shí)的壓力。接著，從下式：〔(排氣凈化用催化劑的壓力－參考的壓力)/參考的壓力〕×100算出壓損增加率(％)。在表1的對(duì)應(yīng)欄中表示結(jié)果。此外，這里表示以參考例2的壓損增加率為(1.0)時(shí)的相對(duì)值。另外，在圖6中表示對(duì)參考例1、2和例1～4比較壓損的上升率得到的曲線圖。

從表1和圖6可知，存在涂敷密度的比(d2/d1)越大則壓損越上升的趨勢(shì)。通過(guò)使涂敷密度的比涂敷密度的比(d2/d1)為1.4以下(例如1.38以下，優(yōu)選為1.3以下，特別為1.23以下)，能夠適當(dāng)抑制壓損的上升。

以上，詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的具體例，但是這些僅僅是例示，并不用于限定權(quán)利要求的范圍。權(quán)利要求書所述的技術(shù)中包括對(duì)以上例示的具體例進(jìn)行各種變形、變更的方式。

符號(hào)說(shuō)明

1蜂窩基材

1a端部

2封裝部

4開口部

6、26分隔壁

10排氣凈化用催化劑

22封裝部

24入側(cè)小室

24a排氣流入側(cè)的端部

25出側(cè)小室

25a排氣流出側(cè)的端部

261第一催化劑層

262第二催化劑層

26n1第一基材露出部

26n2第二基材露出部