CN105473229A - 废气净化催化剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种新型的废气净化催化剂，其催化剂层中的气体扩散性、混合性高，由此可以发挥优异的催化剂性能。本发明提出一种废气净化催化剂，其是具备催化剂层的废气净化催化剂，该催化剂层具有粒度不同的两种以上的无机多孔质颗粒、催化剂活性成分和空隙，该废气净化催化剂的第一特征在于，该催化剂层中的全部空隙中的50个数％以上满足下述(式1)的条件，该废气净化催化剂的第二特征在于，在该催化剂层的空隙截面积中，假设为正圆而求出的平均空隙半径为10μm～20μm。L/2/(πS)1/2≥2···(式1)S：空隙截面积、L：空隙截面外周长。

Description

废气净化催化剂
技术领域
本发明涉及废气净化催化剂，其能够用于净化由二轮机动车或四轮机动车等的内燃机排出的废气。
背景技术
以汽油为燃料的汽车等的内燃机的废气中含有烃(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)等有害成分，因此需要使用氧化还原反应同时净化各种有害成分并进行排气。例如需要使烃(THC)发生氧化而转化为水和二氧化碳，使一氧化碳(CO)发生氧化而转化为二氧化碳，使氮氧化物(NOx)发生还原而转化为氮，从而进行净化。
作为这种用于处理来自内燃机的废气的催化剂(以下称作“废气净化催化剂”)，使用可以对CO、THC和NOx进行氧化还原的三元催化剂(ThreeWayCatalysts：TWC)。
作为这种三元催化剂，已知例如下述构成：在具有高表面积的氧化铝多孔质颗粒等耐火性氧化物多孔质颗粒中负载贵金属，将其涂布在基材、例如耐火性陶瓷或能够形成金属制蜂窝结构的整装(monolith)型基材上而形成催化剂层而成。
但是，作为催化剂活性成分的贵金属与基材的结合力并不很强，另外，基材自身的比表面积也并没有那么大，因此即使想要在基材上直接负载贵金属，也难以高分散地负载充足的负载量。因此，为了使充足量的催化剂活性成分高分散地负载于基材的表面，进行了使贵金属负载于具有高比表面积的颗粒状催化剂载体。
作为这种催化剂载体，例如已知有由二氧化硅、氧化铝、二氧化钛化合物等耐火性无机氧化物构成的多孔质颗粒。其中，由γ相氧化铝和δ相氧化铝的混合物构成的活化氧化铝具有特别高的表面积，是作为催化剂载体优异的材料。
然而，机动车的废气等的气体流速快，因此存在着下述课题：废气难以扩散到催化剂层的深层部，无法发挥充分的性能。因此，为了提高气体扩散性从而提高净化性能，提出了在催化剂层中形成空隙的如下方案。
例如在专利文献1(日本特开2002-191988号公报)和专利文献2(日本特开2002-253968号公报)中提出了一种NOx吸留还原型催化剂，其中，使贵金属和NOx吸留剂负载于由设置了具有特定的孔径的细孔的多孔质结构体构成的涂布层，从而提高废气的气体扩散性，使NOx的净化效率提高。
专利文献3(日本特开2004-025013号公报)中公开了一种废气净化用催化剂，其是由蜂窝状的基材和形成于该基材的表面的催化剂涂布层构成的废气净化用催化剂，该废气净化用催化剂的特征在于，该催化剂涂布层至少包含氧吸留放出材料的粉末，具有中心细孔径为0.1μm以上的细孔，并且中心细孔径的±50％的范围的细孔的细孔容积为0.05cc/g以上。
专利文献4(日本特开2006-110485号公报)中，作为提高催化剂层中的废气的气体扩散性而使催化剂效率提高的废气催化剂，公开了一种废气净化催化剂，其是至少具备载体和形成于该载体上的2个以上的层而成的废气催化剂，其中，所述2个以上的层的至少一个层含有催化剂成分，并且在该层中具有空隙，所述空隙的平均径为0.2～500μm。
另外，作为在催化剂层内形成较大的空隙的方法，公开了下述方法：预先添加碳颗粒或树脂颗粒等，进行烧制从而将该碳颗粒或树脂颗粒烧去，由此形成了较大的空隙。例如在专利文献5(日本特开2012-240027号公报)中公开了下述方法：将催化剂颗粒和碳化合物材与溶剂一同混合，制备催化剂浆料，在之后的工序中将其烧去，从而在催化剂层内制造与碳化合物材料的形状相同形状的空隙。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-191988号公报
专利文献2：日本特开2002-253968号公报
专利文献3：日本特开2004-025013号公报
专利文献4：日本特开2006-110485号公报
专利文献5：日本特开2012-240027号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，对于废气净化催化剂而言，提高催化剂层的气体扩散性在提高催化剂性能方面是非常重要的解决课题之一。作为其解决手段，已知有下述方法：例如如专利文献5所公开的那样，预先混配碳颗粒或树脂颗粒等，将它们烧去从而在催化剂层内形成较大的空隙，由此确保气体扩散路径。但是，可知利用这种方法时，即使能够在催化剂层内制作较大的空隙，空隙的连续性也不充分，并且，空隙内的气体的混合性和扩散性也不充分，因此无法如期待的那样提高气体扩散性。
因此，本发明提出了一种新型的废气净化催化剂，其可以提高催化剂层中的气体扩散性/混合性，由此可以发挥优异的催化剂性能。
用于解决问题的手段
本发明提出一种废气净化催化剂，其是具备催化剂层的废气净化催化剂，该催化剂层具有粒度不同的两种以上的无机多孔质颗粒、催化剂活性成分和空隙，该废气净化催化剂的第一特征在于，满足下述(式1)的条件的空隙占该催化剂层中的全部空隙中的50个数％以上，该废气净化催化剂的第二特征在于，在该催化剂层的空隙截面积中，假设为正圆而求出的平均空隙半径为10μm～20μm。
L/2/(πS)1/2≥2···(式1)
S：空隙截面积、L：空隙截面外周长
发明效果
本发明所提出的废气净化催化剂中，满足上述(式1)的条件的空隙占该催化剂层中的全部空隙中的50个数％以上，并且具有平均空隙半径10μm～20μm这样非常大的空隙，因此空隙的连续性好，并且空隙内部的面积大，而且空隙形状复杂化，其结果为，气体的主要的流通路得以确保，同时催化剂层中的气体的混合性和扩散性提高，由此可以发挥优异的净化性能。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的废气净化催化剂的催化剂层(截面)中的空隙的形状的一例的图。
具体实施方式
接着，基于实施方式的示例对本发明进行说明。但是，本发明并不限于以下所说明的实施方式。
＜本催化剂＞
作为本发明的实施方式的一例的废气净化催化剂(以下称为“本催化剂”)为具备催化剂层(称为“本催化剂层”)和基材的废气净化催化剂，该催化剂层具有粒度不同的两种以上的无机多孔质颗粒、催化剂活性成分和空隙。
本催化剂只要具备本催化剂层即可，因此例如可以为具备在基材的表面形成本催化剂层而成的构成的催化剂，也可以为具备在基材的表面隔着其它层形成本催化剂层而成的构成的催化剂，另外也可以为具备在基材的非表面侧的部位形成本催化剂层而成的构成的催化剂。
＜催化剂层＞
本催化剂可以具备由一层构成的催化剂层，也可以具备两层以上的催化剂层。
需要说明的是，在本发明中，“催化剂层”意味着具有气体吸附作用或气体净化催化剂作用的层，只要含有催化剂活性成分则相当于具有气体净化催化作用，也并非一定含有催化剂活性成分。
本催化剂具备两层以上的催化剂层的情况下，只要其中至少一层为本催化剂层即可。此时，本催化剂层可以为一层或两层以上，可以在本催化剂层的上下方向层积一层或两层以上的其它层。此时，催化剂层和催化剂层之间可以存在并非催化剂层的层，例如由多孔质耐火性无机氧化物粉体构成的层、或由多孔质耐火性无机氧化物粉体和助催化剂成分构成的层等层。
另外，在废气的流通方向可以具备与本催化剂层不同的其它催化剂层。
＜本催化剂层＞
本催化剂层由粒度不同的两种以上的无机多孔质颗粒、催化剂活性成分和根据需要的其它成分构成，其是具有连通的大量空隙的多孔质的层。
(空隙形状和尺寸)
本催化剂层的特征在于，满足下述(式1)的条件的空隙占该催化剂层中的全部空隙中的50个数％以上，并且在该催化剂层的空隙截面积中，假设为正圆而求出的平均空隙半径为10μm～20μm。
L/2/(πS)1/2≥2···(式1)
上述关系式(1)中，“S”表示空隙截面积，“L”表示空隙截面外周长，均可以通过下述方法测量：利用电子显微镜对催化剂层的截面进行观察，使用图像解析软件来解析该电子显微镜图像，由此进行上述测量。
图1是示意性地示出本发明的废气净化催化剂的催化剂层(截面)中的空隙的形状的一例的图。在该图1中，由黑线包围的灰色部分表示空隙，其周围的白色部分表示由构成催化剂层的成分形成的部分、即由无机多孔质颗粒、催化剂活性成分和粘结剂成分形成的部分。
另外，在测定时，将催化剂层的截面积设为100％时，空隙截面积小于0.05％的较小的空隙对于效果几乎没有影响，因此将其无视。由此，上述的“全部空隙”是在图像解析中将空隙截面积相对于催化剂层截面积为0.05％以上的空隙作为对象的。
进一步，利用电子显微镜对催化剂层的截面进行观察时，有时在催化剂层的边缘部存在部分缺损的空隙。这种部分缺损的空隙也包含在本发明所规定的空隙中。因此，也包含在例如上述的“全部空隙”中。
对于上述关系式(1)的“L/2/(πS)1/2”而言，其值越接近于1则表示越接近于圆形或球形度；其值为2以上，则意味着非圆形度高，换而言之，意味着在空隙的周围存在凹凸。如此，若在空隙的周围存在凹凸，则接触到空隙的内周面的气体发生扩散和混合，因此可以提高催化剂层中的气体的扩散性和混合性。
从所述观点出发，对于本催化剂层而言，在上述关系式(1)中，“L/2/(πS)1/2”的值为2以上的空隙优选占全部空隙中的50个数％以上，进一步优选的是，其中更优选占50个数％以上或70个数％以下，其中特别优选占50个数％以上或60个数％以下。
另一方面，关于空隙的尺寸，在其空隙截面积中，假设为正圆而求出的平均空隙半径优选为10μm～20μm。
此时，对于本催化剂层的空隙截面积而言，由于形状为无定形，因此将空隙假设为正圆来算出平均空隙半径。
本催化剂层的空隙截面积中的平均空隙半径为10μm～20μm意味着平均空隙径大。若该平均空隙半径为10μm以上，则可以确保气体的主要的流通路，不仅如此，还可以确保作为气体扩散的支流的空隙，因此可以提高气体向催化剂层深层部的扩散性。另外，若该平均空隙半径为20μm以下，则可以确保用于催化剂反应区域的较小的空隙，因此可以提高净化性能。
由此，从这种观点出发，假设为正圆而求出的平均空隙半径优选为12μm～16μm，其中特别优选为14μm以上或16μm以下。
为了如上所述制备本催化剂层内的空隙的形状和尺寸，可以举出例如下述方法：使用平均粒径的比率为2.0以上的两种无机多孔质颗粒粉末，制备浆料，并且提高该浆料的粘度使该粘度非常大，之后进行涂布、速干。但是并不限于该方法。
(较大的空隙的存在比例)
在本催化剂层中，每1.0×104μm2的催化剂层截面积，优选存在2.0个以上具有1.96×103μm2以上的截面积的空隙。
截面积为1.96×103μm2以上的空隙是指，若换算为正圆状的空隙，相当于半径25μm以上的截面积的空隙的较大的空隙。若每1.0×104μm2的催化剂层截面积存在2.0个以上这种较大的空隙，则较大的空隙连通，气体的主要的流通路进一步扩大，可以进一步提高气体的扩散性，由此废气成分和催化剂成分的接触性得以提高，贵金属得到有效地利用，因此可以进一步提高净化能力。
从所述观点出发，每1.0×104μm2的催化剂层截面积，具有1.96×103μm2以上的截面积的空隙存在2.0个以上、其中优选2.3个以上、其中特别优选2.5个以上。
如此，为了使每1.0×104μm2的催化剂层截面积中存在2.0个以上具有1.96×103μm2以上的截面积的空隙，可以举出下述方法：例如使用平均粒径的比率为2.0以上、特别优选3.5以上的两种无机多孔质颗粒粉末，制备浆料，并且提高该浆料的粘度使该粘度非常大，之后进行涂布、速干。但是并不限于该方法。
(本催化剂层的厚度)
从层形成和抗剥离性的观点出发，本催化剂层的平均厚度优选为10μm～500μm、其中更优选为50μm以上或300μm以下、其中进一步优选为50μm以上或200μm以下。
(无机多孔质颗粒)
本催化剂层含有粒度不同的两种以上的无机多孔质颗粒。
此时，为了在本催化剂层内形成如上所述的空隙，相对于一种无机多孔质颗粒的平均粒径，其它种类的无机多孔质颗粒的平均粒径优选为2倍以上、其中更优选为3倍以上或6倍以下、其中进一步优选为4倍以上或5倍以下。
作为构成本催化剂层的无机多孔质颗粒，可以举出例如选自由二氧化硅、氧化铝和二氧化钛化合物组成的组中的化合物的多孔质颗粒，更具体而言，可以举出例如由选自氧化铝、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、氧化铝-硅酸盐类、氧化铝-氧化锆、氧化铝-氧化铬和氧化铝-二氧化铈的化合物构成的多孔质颗粒。
作为其中的氧化铝，可以适当地使用比表面积大于50m2/g的氧化铝、例如γ氧化铝、δ氧化铝、θ氧化铝、α氧化铝。其中，优选使用γ氧化铝、δ氧化铝或θ氧化铝。需要说明的是，关于氧化铝，为了提高耐热性，可以含有微量的La。
优选的是，利用碱土金属氧化物、二氧化硅、二氧化锆或稀土类的氧化物预先使上述氧化铝的晶格稳定化。
另外，作为无机多孔质颗粒，可以含有OSC材料、即具有储氧能力(OSC：OxygenStorageCapacity)的助催化剂(OSC材料)。
作为所述OSC材料，可以举出例如铈化合物、锆化合物、二氧化铈·氧化锆复合氧化物等。
需要说明的是，粒度不同的两种以上的无机多孔质颗粒可以为由相同材质构成的两种以上的无机多孔质颗粒，也可以为由不同材质构成的两种以上的无机多孔质颗粒。
其中，作为较大粒径的无机多孔质颗粒而优选的是包含二氧化硅、氧化铝的颗粒等，特别优选二氧化硅、氧化铝颗粒。作为较小的粒径的无机多孔质颗粒而优选的是包含二氧化铈、氧化锆的OSC材料颗粒，特别优选二氧化铈、氧化锆颗粒。
作为优选的一例，可以举出下述无机多孔质颗粒的组合：其由通过激光衍射散射式粒度分布测定法求出的D50为15μm～40μm的颗粒粉末和该D50为1μm～10μm的复合氧化物颗粒粉末构成，其中，氧化铝颗粒粉末的D50比二氧化铈·氧化锆复合氧化物颗粒粉末的D50大2倍以上、其中优选大3倍以上。
(催化剂活性成分)
作为本催化剂层所含有的催化剂活性成分、即显示催化剂活性的金属金属，可以举出例如：钯、铂、铑、金、银、钌、铱、镍、铈、钴、铜、铁、锰、锇、锶等金属。
其中，优选包含铂、铑、钯。
本催化剂层中的催化剂活性成分的含量优选为本催化剂层的0.1～10质量％、其中更优选为0.1质量％以上或7质量％以下、其中进一步优选为0.1质量％以上或5质量％以下。
(稳定剂和其它成分)
本催化剂层可以包含稳定剂、粘结剂和其它成分。
作为稳定剂，可以举出例如碱土金属或碱金属。其中，可以选择选自由镁、钡、硼、钍、铪、硅、钙和锶组成的组中的金属中的一种或两种以上。其中，从PdOx被还原的温度最高、即不易被还原的方面考虑，优选钡。
另外，可以包含粘结剂成分等公知的添加成分。
作为粘结剂成分，可以使用无机系粘结剂、例如氧化铝溶胶等水溶性溶液。
＜基材＞
作为本催化剂中使用的基材的材质，可以举出陶瓷等耐火性材料或金属材料。
作为陶瓷制基材的材质，可以举出耐火性陶瓷材料，例如堇青石、堇青石-α-氧化铝、氮化硅、锆莫来石、锂辉石、氧化铝-二氧化硅-氧化镁、硅酸锆、硅线石(sillimanite)、硅酸镁、锆石、透锂长石(petalite)、α-氧化铝和硅铝酸盐类等。
作为金属制基材的材质，可以举出耐火性金属，例如不锈钢或其它以铁为母体的适当的耐蚀性合金等。
基材的形状可以举出蜂窝状、颗粒状、球状。
作为蜂窝材料，可以使用例如陶瓷等堇青石质的蜂窝材料。另外，也可以使用由铁素体系不锈钢等金属材料构成的蜂窝。
使用蜂窝形状的基材的情况下，例如可以使用整装型基材，其在基材内部具有大量的平行且微细的气体流通路、即通道，从而使流体在基材内部流通。此时，可以利用湿涂等将催化剂组合物涂布于整装型基材的各通道内壁表面，从而形成催化剂层。
＜制法＞
作为制造本催化剂的方法的一例，可以举出下述方法：使用粒径不同的两种无机多孔质颗粒粉末来制备浆料，并且提高该浆料的粘度使该粘度非常大，进行涂布、速干。
此时，作为粒径不同的两种无机多孔质颗粒粉末，平均粒径的比率优选为2.0以上，其中更优选为3.5以上，其中进一步优选为4.0以上。例如可以使用二氧化铈-氧化锆颗粒粉末、和相对于二氧化铈-氧化锆颗粒粉末平均粒径为2倍以上的氧化铝颗粒粉末。
具体而言，可以举出下述方法等：将平均粒径不同的两种无机多孔质颗粒粉末、催化剂活性成分、根据需要的OSC材料、稳定化材料、粘结剂和水等混合、搅拌，制备得到浆料，将得到的浆料湿涂于例如陶瓷蜂窝体等基材，对其进行烧制，在基材表面形成本催化剂层。但是并不限于该方法。
此时，从使空隙为非圆形且增大该空隙的观点出发，浆料粘度优选调整为5,000～40,000cp，其中更优选调整为5,000cp以上或35,000cp以下、其中进一步优选调整为5,000cp以上或30,000cp以下。
另外，作为涂布浆料后进行速干的方法，优选的是，按照热风在空隙内流通的方式，将100～200℃左右的热风直接吹附至涂布面，一边除去水分一边进行快速干燥。
但是，用于制造本催化剂的方法可以采用公知的所有方法，并不限于上述示例。
＜语句的说明＞
本说明书中，在表述为“X～Y”(X、Y为任意数字)的情况下，只要没有特别声明则包括“X以上Y以下”的含义、以及“优选大于X”或“优选小于Y”的含义。
另外，在表述为“X以上”(X为任意数字)或“Y以下”(Y为任意数字)的情况下，还包括“优选大于X”或“优选小于Y”的含义。
实施例
以下基于实施例和比较例进一步详细说明本发明。
＜实施例1＞
将二氧化铈-氧化锆粉末(D50：7.9μm、在表中示为“OSC”)和添加了La的氧化铝粉末(D50：18.1μm、在表中示为“Al2O3”)依次添加至硝酸Pd水溶液中，搅拌预定时间后，添加粘结剂成分，进一步进行搅拌，从而得到粘度为2.2×104cp的浆料。
将由上述得到的浆料以300g/L涂布于载体容积0.015L的陶瓷蜂窝基材，吹掉过量的浆料后，按照150℃的热风直接接触浆料涂附面的方式干燥5分钟，接着在600℃烧制3小时，从而得到活性评价用的废气净化催化剂(试样)。
需要说明的是，浆料中的各种成分为二氧化铈-氧化锆粉末60.0质量份、添加了La的氧化铝29.5质量份、粘结剂10.0质量份、Pd0.5质量份。
此时，催化剂层的平均厚度为112μm。
＜实施例2、3＞
如表1所示，改变添加了La的氧化铝粉末的D50和浆料粘度，除此之外，与实施例1同样地得到活性评价用的废气净化催化剂(试样)。
此时，对于各催化剂层的平均厚度而言，实施例2为126μm，实施例3为129μm。
＜比较例1＞
将表1的二氧化铈-氧化锆粉末、上述添加了La的氧化铝粉末和作为烧去材料的市售的树脂颗粒(平均粒径：20μm)依次添加至硝酸Pd水溶液，除此之外，与实施例1同样地得到活性评价用的废气净化催化剂(试样)。
此时，催化剂层的平均厚度为130μm。
＜比较例2＞
将上述二氧化铈-氧化锆粉末、上述添加了La的氧化铝粉末和作为烧去材料的市售的树脂颗粒(平均粒径：50μm)依次添加至硝酸Pd水溶液，除此之外，与实施例1同样地得到活性评价用的废气净化催化剂(试样)。
此时，催化剂层的平均厚度为150μm。
＜比较例3＞
将二氧化铈-氧化锆粉末(D50：7.9μm、在表中示为“OSC”)和添加了La的氧化铝粉末(D50：8.1μm、在表中示为“Al2O3”)依次添加至硝酸Pd水溶液中，搅拌预定时间后，添加粘结剂成分，进一步进行搅拌，从而得到粘度为1.7×104cp的浆料。
将由上述得到的浆料以300g/L涂布于载体容积0.015L的陶瓷蜂窝基材，吹掉过量的浆料后，使用热风干燥在150℃干燥5分钟，接着在600℃烧制3小时，从而得到活性评价用的废气净化催化剂(试样)。
需要说明的是，浆料中的各种成分为二氧化铈-氧化锆粉末60.0质量份、添加了La的氧化铝29.5质量份、粘结剂10.0质量份、Pd0.5质量份。
另外，催化剂层的平均厚度为101μm。
＜比较例4＞
将浆料粘度调整为4.5×103cp，除此之外，与实施例1同样地得到活性评价用的废气净化催化剂(试样)。
＜比较例5＞
将浆料涂布于基材，吹掉过量的浆料后未进行热风干燥(速干)，除此之外，与实施例1同样地进行。
＜净化能评价法＞
关于蜂窝催化剂的L/O评价，使由CO、CO2、C3H6、O2、NO、H2O以及余量N2构成的假设完全燃烧的模拟废气按照SV＝200,000h-1的方式在上述陶瓷蜂窝催化剂中流通，使用CO/HC/NO分析仪(堀场制作所制造的MOTOREXHAUSTGASANALYZERMEXA9100)来测定100-500℃下的出口气体成分。
另外，蜂窝催化剂的L/O评价中，关于模拟废气耐久后的催化剂，进行了性能比较。
模拟废气耐久处理中，将催化剂安装于保持在1,000℃的电炉中，一边以C3H6或者CO与O2(完全燃烧比)的混合气体(50秒)以及空气(50秒)为周期一边流通模拟废气，进行50小时处理。
＜图像解析方法＞
从蜂窝催化剂载体切割出试验片，将试验片埋置于固化性树脂中。树脂固化后，进行截面研磨使其平滑化，从而能够对催化剂层和基材截面进行SEM观察，使用SEM(High-Technologies、TM3000型Miniscpe)以500倍的倍率观察催化剂层截面。
在IMAGE-PRO(注册商标)PLUS(MediaCybernetics,Inc.)中读取由上述方法收集的SEM图像，按照下述顺序实施图像解析。
1)利用自由曲线AOI(AreaofInterest：对象区域)选择解析对象的催化剂层部。
2)利用计数/尺寸(自动测定)选择周边长、面积、面积比作为测定项目。
3)选择单元开口部的颜色，提取显示同样的色调的催化剂层内的空隙部。
4)将面积比中的0.05％以上的空隙作为解析对象，应用上述(式1)：L/2/(πS)1/2。此时，空隙截面积(S)和空隙截面外周长(L)分别为解析时的空隙面积、空隙周边长。
需要说明的是，在表1中，“满足式1≥2的空隙的比例[％]”表示催化剂层中的上述面积比为0.05％以上的全部空隙中的满足式1：L/2/(πS)1/2≥2的条件的空隙的个数％。
另外，“平均空隙半径[μm]”表示在催化剂层的空隙截面积中将空隙假设为正圆而求出的平均空隙半径的值(μm)。
另外，“半径25μm以上的空隙数”表示每1.0×104μm2的催化剂层截面积中具有1.96×103μm2以上的截面积的空隙的个数。
[表1]
(考察)
通过使满足“L/2/(πS)1/2”≥2的空隙的比例为50个数％以上，与空隙的内周面的凹凸接触的气体进一步扩散、混合，因此可以提高催化剂层中的气体的扩散性和混合性，其结果为，可以提高CO、HC、NOx的η400、NOx的最大转化率(比较例2和实施例1-3)。
进一步，通过使假设为正圆而求出的平均空隙径为10μm以上，尤其是NOx的η400的净化性能可以得到显著提高(比较例3和实施例1)。
另外，通过使半径25μm以上的空隙的数量为2个以上，可以将CO的η-400改善为76.0％以上，将NOx最大转化率改善为88％以上(实施例1和实施例2、3)。
进一步，通过使假设为正圆而求出的平均空隙径为14μm以上，可以将CO的η-400改善为77.0％以上，将HC的η-400改善为90.0％以上，将NOx最大转化率改善为89.0％以上(实施例2和实施例3)。
需要说明的是，本实施例仅含有Pd作为催化剂活性成分，但对于通过提高气体扩散性而提高性能而言无论含有何种活性物种均可以期待同样的效果。

Claims (2)

1.一种废气净化催化剂，其是具备催化剂层的废气净化催化剂，该催化剂层具有粒度不同的两种以上的无机多孔质颗粒、催化剂活性成分和空隙，该废气净化催化剂的第一特征在于，满足下述(式1)的条件的空隙占该催化剂层中的全部空隙中的50个数％以上，该废气净化催化剂的第二特征在于，在该催化剂层的空隙截面积中，假设为正圆而求出的平均空隙半径为10μm～20μm，
L/2/(πS)1/2≥2···(式1)
S：空隙截面积、L：空隙截面外周长。
2.如权利要求1所述的废气净化催化剂，其特征在于，每1.0×104μm2的催化剂层截面积，存在2.0个以上具有1.96×103μm2以上的截面积的空隙。
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