CN107249737A - 排气净化用催化剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种氧吸留材料的OSC能力被充分地发挥、OSC量提高的排气净化用催化剂。根据本发明，提供一种具备壁流型的基材、第一催化剂层(261)和第二催化剂层(262)的排气净化用催化剂(10)。第一催化剂层(261)设置于分隔壁(26)的内部且与入侧小室(24)相接的区域。第二催化剂层(262)设置于分隔壁(26)的内部且与出侧小室(25)相接的区域。第一催化剂层(261)和第二催化剂层(262)含有氧吸留材料。第一催化剂层(261)的涂敷密度D1相对于第二催化剂层(262)的涂敷密度D2的比(D1/D2)为1.1～1.8。

Description

排气净化用催化剂
技术领域
本发明涉及设置于内燃机的排气系统的排气净化用催化剂。详细而言，涉及壁流型的排气净化用催化剂。
此外，本国际申请主张基于2015年2月17日申请的日本国专利申请2015－28795号的优先权，其申请的全部内容在本说明书中作为参照被引入。
背景技术
在从汽车发动机等的内燃机排出的排气中，含有烃(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、颗粒状物质(Particulate Matter；PM)等有害成分。一直以来，为了高效地除去这些排气成分，利用着具备含有载体和载持于该载体的催化剂金属的催化剂层的排气净化用催化剂。
例如，壁流型的排气净化用催化剂具备壁流型的基材和催化剂层。壁流型的基材具有排气流入侧的端部开口的入侧小室、排气流出侧的端部开口的出侧小室和分隔两小室的多孔质的分隔壁(肋壁)。催化剂层配置于上述分隔壁的内部或表面。从内燃机排出的排气从排气流入侧的端部流入入侧小室内，经过多孔质的分隔壁的细孔，从出侧小室的排气流出侧的端部流出。其间，通过排气与催化剂层(催化剂金属)接触，上述有害成分被净化(无害化)。
作为与此相关联的技术，可以列举专利文献1～4。例如，专利文献1中，公开了具备二层构造的催化剂层的排气净化用催化剂。具体而言，公开了如下的排气净化用催化剂：在分隔壁的内部具备第一催化剂层(Pd含有层)，以完全覆盖上述第一催化剂层的方式在分隔壁的表面整体具备第二催化剂层(Rh含有层)，仅上述第二层附加含有具有氧吸留能力的氧化铈/氧化锆复合氧化物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国专利申请公开2009－82915号公报
专利文献2：日本国专利申请公开2007－185571号公报
专利文献3：国际公开2011/125771号公报
专利文献4：日本国专利申请公开2011－167582号公报
发明内容
通过在排气净化用催化剂含有氧化铈/氧化锆复合氧化物这样的氧吸留材料(OSC(Oxygen Storage Capacity)材料)，能够将排气净化用催化剂的内部的排气气氛稳定地维持在化学当量(理论空燃比)附近。即，OSC材料发挥如下作用：排气的空燃比为稀混合气气氛(即氧过量的气氛)时，吸留排气中的氧，排气的空燃比为浓混合气气氛(即燃料过量的气氛)时，放出吸留的氧。由此，即使排气中的氧浓度发生变动，也能够将排气净化用催化剂内部的气氛维持在化学当量附近。其结果，可以得到稳定的催化剂性能，能够提高净化性能。
但是，根据本发明的发明人的研究，以往的构成中还有改善的余地。即，近年来，出于降低制造成本等的目的，有降低催化剂金属的使用量的趋势。催化剂金属在稀混合气气氛时发挥调节上述氧的吸留的作用。因此，降低了催化剂金属量的排气净化用催化剂中，OSC材料的氧吸留率(OSC能力)显著降低。排气净化用催化剂的OSC能力例如可以通过增加OSC材料的含量本身而增大。但是，这样的方法存在排气通过分隔壁时的压力损失(压损)上升的问题。因此，为了补偿如上所述的OSC能力的降低，期望提高排气净化用催化剂的OSC能力本身。
除此以外，例如专利文献1的排气净化用催化剂中，在分隔壁的内部整体具备Pd含有层，且以覆盖分隔壁的表面的方式配置Rh含有层。因此，也存在排气难以流过分隔壁部分、压损增大的问题。
本发明就是鉴于上述实情而作出的发明，其目的在于提供一种可以充分发挥氧吸留材料的OSC能力、提高了OSC量的壁流型的排气净化用催化剂，。
为了解决上述课题，本发明的发明人对具备壁流型的基材的排气净化用催化剂从各种角度反复进行了研究。其结果，想到了控制分隔壁的延伸方向上的压损，调整排气的流动。并且，反复进行了深入研究，从而完成了本发明。
即，根据本发明，提供一种壁流型的排气净化用催化剂，其配置于内燃机的排气管，对从该内燃机排出的排气进行净化。这样的排气净化用催化剂具备壁流结构的基材、第一催化剂层和第二催化剂层。
上述壁流结构的基材中，排气流入侧的端部开口的入侧小室与排气流出侧的端部开口的出侧小室由多孔质的分隔壁分隔。第一催化剂层从上述排气流入侧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长Lw的长度L1设置于上述分隔壁的内部且与上述入侧小室相接的区域。第二催化剂层从上述排气流出侧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长Lw的长度L2设置于上述分隔壁的内部且与上述出侧小室相接的区域。另外，在上述分隔壁的内部且与上述入侧小室相接的区域中，在接近于上述排气流出侧的端部的位置，具有不设置上述第一催化剂层和上述第二催化剂层的基材露出部。
上述第一催化剂层和上述第二催化剂层分别含有氧吸留材料。并且，上述第一催化剂层的涂敷密度D1相对于上述第二催化剂层的涂敷密度D2的比(D1/D2)为1.1以上1.8以下。即，涂敷密度的比(D1/D2)满足下式：1.1≤(D1/D2)≤1.8。
上述排气净化用催化剂中，OSC材料分别配置于2个催化剂层。另外，在基材的分隔壁内，配置涂敷密度的比(D1/D2)满足1.1～1.8的2个催化剂层和基材露出部，可以调整排气的流动(例如，排气的流动部位、排气流速)。根据这样的构成，与例如专利文献1的构成相比，能够增大排气与OSC材料的接触机会。其结果，能够实现压损的降低并且有效地调动氧吸留材料的OSC能力。因此，根据本发明，在排气中的氧浓度发生变动的方式中，与现有品相比，能够提高OSC量，实现净化性能优异的排气净化用催化剂。
其中，在本说明书中，“(催化剂层)设置于分隔壁的内部”是指与分隔壁的外部(典型而言，表面)相比，催化剂层偏向分隔壁的内部存在(偏在)。例如，是指用电子显微镜观察第一催化剂层的分隔壁的截面，将从排气流入侧的端部朝向延伸方向在0.1Lw的长度的范围中的涂敷密度整体设为100％，此时，存在于分隔壁的内部的涂敷密度部分典型而言为80％以上，例如为90％以上，优选为95％以上，特别是实质上为100％。另外，例如，是指用电子显微镜观察第二催化剂层的分隔壁的截面，将从排气流出侧的端部朝向延伸方向在0.1Lw的长度的范围中的涂敷密度整体设为100％，此时，存在于分隔壁的内部的涂敷密度部分典型而言为80％以上，例如为90％以上，优选为95％以上，特别是实质上为100％。因此，明确地与例如要在分隔壁的表面设置催化剂层时催化剂层的一部分无意地向分隔壁的内部浸透这样的情况相区别。
此外，在本说明书中，“涂敷密度”是指基材的体积(包括小室的容积的整体的体积容积)每1L的催化剂层的涂敷量(g)。单位为g/L。
这样的涂敷密度例如能够如下算出：将涂敷催化剂层前的参考基材和带有催化剂层的基材分别浸渍于溶剂中(例如水中)，用阿基米德法测定溶剂中的质量，由以下的(式1)算出。
ρ＝W×ρ(l)/(W－W') (式1)
其中，ρ为催化剂层的涂敷密度(g/L)；W为从“带有催化剂层的基材在大气中的质量”减去“参考基材在大气中的质量”求得的“催化剂层在大气中的质量”；W'为“带有催化剂层的基材在溶剂中的质量”减去“参考基材在溶剂中的质量”求得的“催化剂层在溶剂中的质量”；ρ(l)为溶剂(例如水)的密度。
在这里所公开的排气净化用催化剂的优选的一个方式中，上述D1/D2为1.4以上1.7以下。由此，能够以更高的水平发挥本发明的效果。
在这里所公开的排气净化用催化剂的优选的一个方式中，排气净化用催化剂整体的催化剂平均涂敷密度DA为40g/L以上150g/L以下。由此，能够更高度地兼顾提高氧吸留材料的OSC能力的效果和压损的降低。
在这里所公开的排气净化用催化剂的另外优选的一个方式中，上述第一催化剂层中的上述基材每1L体积的上述氧吸留材料的含量O1与上述第二催化剂层中的上述基材每1L体积的上述氧吸留材料的含量O2满足O1＞O2。
由此，能够进一步稳定地提高例如稀混合气气氛中的氧吸留率。
在这里所公开的排气净化用催化剂的优选的一个方式中，上述O1与上述O2的比(O1/O2)为1.4以上1.7以下。由此，能够以更高的水平发挥本发明的效果。
在这里所公开的排气净化用催化剂的优选的一个方式中，上述氧吸留材料的含量O1为30g/L以上50g/L以下，上述氧吸留材料的含量O2为20g/L以上35g/L以下。由此，能够更高度地兼顾提高氧吸留材料的OSC能力的效果和压损的降低。
在这里所公开的排气净化用催化剂的优选的一个方式中，上述第一催化剂层和上述第二催化剂层分别含有上述氧吸留材料作为没有载持催化剂金属的助催化剂。
由此，能够进一步稳定地提高例如稀混合气气氛中的氧吸留率。
在这里所公开的排气净化用催化剂的优选的一个方式中，上述第一催化剂层含有铑。换言之，第一催化剂层中，优选配置有还原活性高的贵金属种(铑)。
另外，在这里所公开的排气净化用催化剂的另外优选的一个方式中，上述第二催化剂层含有钯。换言之，第二催化剂层中，优选配置有氧化活性高的贵金属种(钯)。
在这样构成时，能够将排气中的有害成分高效地净化。其结果，能够进一步提高排气净化性能。
在这里所公开的排气净化用催化剂的优选的一个方式中，上述Lw、上述L1和上述L2满足下式：Lw＜(L1+L2)＜2Lw。即，上述第一催化剂层与上述第二催化剂层在上述延伸方向上一部分重合地构成。
在这里所公开的排气净化用催化剂的另外优选的一个方式中，将上述分隔壁的与上述延伸方向正交的厚度方向的整体厚度设为Tw、将上述第一催化剂层的厚度设为T1、将上述第二催化剂层的厚度设为T2时，上述Tw、上述T1和上述T2满足下式：Tw＜(T1+T2)＜2Tw。即，上述第一催化剂层与上述第二催化剂层在上述厚度方向上一部分重合地构成。
通过使2个催化剂层(第一催化剂层和第二催化剂层)在分隔壁的延伸方向和/或厚度方向上一部分相互重合，使得没有不经过催化剂层而穿过分隔壁内的排气。因此，能够更可靠地对排气进行净化(无害化)。
附图说明
图1是表示一个实施方式所涉及的排气净化用催化剂的基材的立体示意图。
图2是表示图1的蜂窝基材的端部的截面示意图。
图3是表示一个实施方式所涉及的排气净化用催化剂的分隔壁附近的结构的放大截面示意图。
图4是表示使第二催化剂层的涂敷密度变化时的、排气净化用催化剂的OSC量与D1/D2的关系的图表。
图5是表示使第二催化剂层的涂敷密度变化时的、压力损失的增加率与D1/D2的关系的图表。
图6是表示使第一催化剂层的涂敷密度变化时的、排气净化用催化剂的OSC量与D1/D2的关系的图表。
图7是表示使第一催化剂层的涂敷密度变化时的、压力损失的增加率与D1/D2的关系的图表。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行说明。在以下的附图中，对于发挥相同作用的部件、部位标注相同的符号，有时省略或者简化重复的说明。在各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)不一定反应实际的尺寸关系。需要说明的是，在本说明书特别提及的事项以外且是实施本发明所必须的事宜，可以理解为基于该领域现有技术的本领域技术人员的设计事项。本发明能够基于本说明书所公开的内容和该领域的技术知识来实施。
此外，在本说明书中，“A≒B(其中，A、B为任意的值)”是指包括制造过程中发生的波动(个体差异)等的词语，例如，A、B之差为±10％左右，典型而言为±5％左右，优选为±2％左右。
另外，在本说明书中，“A～B(其中，A、B为任意的值)”是指只要没有特别说明则包含A、B的值(上限值和下限值)。
这里所公开的排气净化用催化剂是所谓的壁流型，具备壁流结构的基材和2个催化剂层(第一催化剂层和第二催化剂层)。这样的排气净化用催化剂通过在上述基材的分隔壁的内部以规定的配置设置2个催化剂层和至少1个基材露出部，且2个催化剂层均含有氧吸留材料，并且第一催化剂层的涂敷密度D1相对于第二催化剂层的涂敷密度D2的比(D1/D2)满足规定的范围，能够发挥本发明特有的效果。因此，对于其它构成没有特别限定，可以参照各种基准任意地确定。
在构成排气净化用催化剂的骨架的基材中，能够采用以往在该种用途中使用的各种形态的基材。
图1是表示一个实施方式所涉及的排气净化用催化剂10的基材1的立体示意图。该方式中，采用外形为圆筒形状的蜂窝基材(蜂窝结构体)1。此外，蜂窝基材1整体的外形除了图1所示的圆筒形以外，例如，也能够为椭圆筒形、多棱筒形等。蜂窝基材1具有沿蜂窝基材1的延伸方向(圆筒形状的筒轴方向)形成的分隔壁和由该分隔壁分隔而成的规则排列的多个小室。蜂窝基材1在端部1a中，延伸方向的一个开口端与另一个开口端相邻的小室彼此交替密封。
图2是表示图1的蜂窝基材1的端部1a的截面示意图。该方式中，端部1a为圆形状。端部1a中，在相邻的小室彼此之间配置多孔质的分隔壁6。另外，封装部2与开口部4配置为所谓的方格花纹状。
在蜂窝基材1的原材料中，能够采用以往在该种用途中使用的各种材料。优选考虑内燃机以高负荷条件运转的情况等，以在暴露于高温(例如400℃以上)的排气中时也具有稳定的性状的材料构成。作为一个适当的例子，可以列举堇青石、钛酸铝、碳化硅(SiC)等的陶瓷制、或不锈钢等的合金制。
蜂窝基材1的容量(小室的总体积)通常为0.1L以上，优选为0.5L以上，例如为5L以下，优选为3L以下，更优选为2L以下即可。另外，蜂窝基材1的筒轴方向的全长(换言之，分隔壁6的延伸方向的全长Lw)通常为10～500mm，例如50～300mm左右即可。
图3是表示一个实施方式所涉及的排气净化用催化剂10的分隔壁26附近的构成的放大截面示意图。图3所示的排气净化用催化剂10的基材中，在排气流入侧的端部24a具有开口部4的(U字状的)入侧小室24和在排气流出侧的端部25a具有开口部4的(U字状的)出侧小室25由多孔质的分隔壁26分隔。在入侧小室24的排气流出侧的端部和出侧小室25的排气流入侧的端部设置有封装部22，由此被封住。
入侧小室24和出侧小室25例如考虑向排气净化用催化剂10供给的排气的流量、成分等设定为适当的形状和大小即可。另外，入侧小室24和出侧小室25的形状没有特别限定，例如，能够形成为正方形、平行四边形、长方形、梯形等矩形、三角形、其它多边形(例如，六边形、八边形)、圆形等各种几何形状。
分隔壁26为排气能够通过的多孔质结构。从提高排气净化性能的观点、提高机械强度的观点、抑制压损增大的观点等考虑，分隔壁26的整体厚度(换言之，分隔壁6的与延伸方向正交的方向的长度)Tw例如为0.05～2mm左右即可。从提高机械强度的观点、抑制压损增大的观点等考虑，分隔壁26的气孔率通常为40～70％左右即可。从提高PM的捕集性能、抑制压损增大的观点等考虑，分隔壁26的平均细孔径通常为10～40μm左右即可。
这里所公开的排气净化用催化剂10在分隔壁26的内部(具体而言，分隔壁26的细孔内的表面)具备具有规定的性状(例如，长度、厚度、涂敷密度、OSC材料的含有密度)的2个催化剂层、即第一催化剂层261和第二催化剂层262。这样，通过在分隔壁26的内部配置催化剂层、即在隔壁26的表面实质上(有意地)不设置第一催化剂层261和第二催化剂层262，能够适当确保排气的流路并有效地抑制压损的增大。
排气净化用催化剂10中，从内燃机排出的排气从排气流入侧的端部24a向入侧小室24内流入。向入侧小室24流入的排气如图3的箭头所示，通过多孔质的分隔壁26的细孔内，从出侧小室25的排气流出侧的端部25a流出。排气净化用催化剂10中，排气在通过分隔壁内26内的期间与催化剂层(第一催化剂层261和/或第二催化剂层262)接触。由此，排气中的有害成分被净化(无害化)。例如，排气所含的HC成分、CO成分由于催化剂层的催化剂功能被氧化，转换(净化)成水(H2O)、二氧化碳(CO2)。另外，NOx成分由于催化剂层的催化剂功能被还原，转换(净化)成氮(N2)。由于PM成分难以通过分隔壁26的细孔内，因此一般堆积在入侧小室24内的分隔壁26上(例如靠近分隔壁26上的封装部22的位置)。堆积的PM由于第一催化剂层261的催化剂功能而自燃，或在规定的温度(例如500～700℃左右)被强制燃烧分解。
此外，作为与壁流型对比的结构，有所谓的直流型。直流型的排气净化用催化剂中，从基材的前段(上游侧)朝向后段(下游侧)，催化剂层和排气依次反应，有害成分被净化。因此，在直流型的排气净化用催化剂中，考虑净化反应的顺序来确定催化剂金属的种类和催化剂层的配置(长度、厚度方向的叠层结构等)等。另一方面，这里所公开的壁流型的排气净化用催化剂中，出于控制催化剂内(特别是分隔壁内)的排气的流动的目的，确定催化剂层的配置和性状。在这点上，壁流型与直流型在技术上非常不同。
第一催化剂层261和第二催化剂层262均设置于排气净化用催化剂10的分隔壁26的内部。通过将2个催化剂层均设置于分隔壁26的内部，例如与将2个催化剂层中的至少一个设置于分隔壁26的表面时相比，能够将分隔壁26的开口面积确保为更宽。
2个催化剂层作为对排气进行净化的场所，形成排气净化用催化剂10的主体。典型而言，2个催化剂层分别具备作为氧化和/或还原催化剂发挥功能的催化剂金属、载持该催化剂金属的载体、和氧吸留材料(OSC材料)。此外，载体和OSC材料也可以是相同的材料。即，载持催化剂金属的载体也可以是作为OSC材料发挥功能的材料。
通过在2个催化剂层分别配置OSC材料，OSC材料与排气的接触机会增多。这对于提高作为排气净化用催化剂10整体的OSC能力是有效的。
作为催化剂金属，可以从已知可以作为氧化催化剂、还原催化剂发挥功能的各种的金属种中适当采用1种或2种以上。典型而言，可以列举作为铂族的铑(Rh)、钯(Pd)、铂(Pt)等贵金属。或者，也能够使用钌(Ru)、锇(Os)、铱(Ir)、金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、铁(Fe)、钴(Co)和上述贵金属与这些金属的合金。
从提高与排气的接触面积的观点考虑，这样的催化剂金属优选作为粒径充分小的微粒使用。催化剂金属颗粒的平均粒径(利用TEM观察求出的粒径的平均值。以下相同。)通常为1～15nm左右，更优选为10nm以下、7nm以下，进一步为5nm以下。
此外，2个催化剂层(第一催化剂层261和第二催化剂层262)所含的催化剂金属的种类可以相同，也可以不同。
在一个优选例中，在第一催化剂层261具备铑(Rh)。通过将反应活性高的铑配置于第一催化剂层261，能够在排气的上游侧(第一催化剂层261)发生活跃的净化反应。其结果，能够将净化反应时的反应热传递到排气的下游侧(第二催化剂层262)，能够将催化剂整体的温度维持在较高的温度(保温)。因此，能够以有限的催化剂金属量有效地提高净化性能(特别是NOx的净化性能)。这在例如排气的温度暂时下降到低于催化活性温度的方式(例如，在运转中或等待信号灯等的暂时停止中，发动机反复启动-停止这样的环保车)中特别有效。
在另外的一个优选例中，在一个催化剂层(例如第一催化剂层261)中具备还原活性高的金属种(例如铑)，在另一个催化剂层(例如第二催化剂层262)具备氧化活性高的金属种(例如钯(Pd))。根据这样的结构，能够一次性地更高效地净化排气中的有害成分。
各催化剂层中的催化剂金属的载持率(将载体设为100质量％时的催化剂金属含量)没有特别限定。例如，考虑2个催化剂层261、262的长度和厚度、供给的排气的流量等来确定即可。
在一个优选例中，各催化剂层中的载持率分别为0.05～1.5质量％，优选为0.1～1.5质量％，更优选为0.2～1质量％。载持率在规定值以上时，能够更好地实现优异的催化活性。另外，载持率在规定值以下时，能够高度抑制金属的粒成长(烧结)，能够实现高耐久性。另外，在成本方面也有利。此外，如上所述，催化剂金属的载持率低时，氧吸留材料的OSC能力降低，因此，在催化剂金属的载持率低的情况下应用本发明特别有效。
第一催化剂层261的催化剂金属的载持率和第二催化剂层262的催化剂金属的载持率可以相同也可以不同。在优选的一个方式中，第一催化剂层261的载持率相对于第二催化剂层262的载持率的比大约为1～1.5，例如为1～1.2。特别是第一催化剂层261的载持率高于第二催化剂层262的载持率。由此，能够有效地提高排气净化用催化剂10的上游侧(第一催化剂层261)的催化活性。其结果，在第一催化剂层261发生活跃的净化反应，产生大量的反应热(热容量)。该反应热伴随排气的流动有效地传递至排气净化用催化剂10的下游侧(第二催化剂层262)，能够提高排气净化用催化剂10的暖机性和保温性。因此，在例如排气的温度暂时下降到低于催化活性温度的方式(例如，在运转中或等待信号灯等的暂时停止中，发动机反复启动-停止这样的环保车)中也能够稳定地实现优异的催化活性。
作为载持上述的催化剂金属的载体，可以适当采用与以往的排气净化用催化剂同样的1种或2种以上的无机材料。其中，优选比表面积(这里，是指利用BET法测得的比表面积。以下相同。)比较大的多孔质材料。作为一个优选例，可以列举氧化铝(Al2O3)、氧化铈(CeO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2)、以及这些材料的固溶体(例如，氧化铈－氧化锆复合氧化物(CZ复合氧化物))等。其中，优选氧化铝、CZ复合氧化物。
从耐热性、结构稳定性的观点考虑，载体(例如氧化铝粉末、CZ复合氧化物的粉末)的比表面积大约为10～500m2/g左右，例如200～400m2/g即可。另外，载体的平均粒径为1～500nm左右，例如10～200nm即可。
此外，2个催化剂层(第一催化剂层261和第二催化剂层262)中所含的载体的种类可以相同，也可以不同。
氧吸留材料(OSC材料)发挥将排气净化用催化剂10内的排气气氛稳定地维持于化学当量(理论空燃比)附近的作用。作为OSC材料，可以从已知具有氧吸留能力的各种化合物中适当采用1种或2种以上。作为一个优选例，可以列举上述的氧化铈(CeO2)、含有该氧化铈的复合氧化物(例如CZ复合氧化物)等。其中，优选CZ复合氧化物。CZ复合氧化物中，通过使氧化锆和氧化铈固溶，粒成长被抑制。因此，能够使其耐久性优异，长期地发挥优异的OSC能力。CZ复合氧化物中的氧化铈与氧化锆的混合比例为氧化铈/氧化锆＝0.25～0.75(例如0.3～0.6)左右即可。由此，能够平衡良好地提高催化活性与OSC能力。
此外，2个催化剂层(第一催化剂层261和第二催化剂层262)中所含的OSC材料的种类可以相同，也可以不同。
就OSC材料而言，作为载持上述催化剂金属颗粒的载体和/或作为不载持催化剂金属颗粒的助催化剂，分别在2个催化剂层中含有。此外，2个催化剂层(第一催化剂层261和第二催化剂层262)中所含的OSC材料的方式可以相同，也可以不同。
作为优选的一个方式，在第一催化剂层261和/或第二催化剂层262中，作为助催化剂含有OSC材料。由此，可以提高OSC材料的氧吸留率(OSC能力)，能够以更高的水平发挥本发明的效果。
第一催化剂层261中的OSC材料的含有密度(基材的每1L体积的OSC材料的含量)O1和第二催化剂层262中的OSC材料的含有密度(基材的每1L体积的OSC材料的含量)O2可以相同，也可以不同。优选第一催化剂层261的含有密度O1高于第二催化剂层262的含有密度O2(即，O2＜O1)。
在优选的一个方式中，第一催化剂层261中的OSC材料的含有密度O1与第二催化剂层262中的OSC材料的含有密度O2的比(O1/O2)与涂敷密度的比(D1/D2)相等。即，O1/O2大约为1.1～1.8，优选为1.4～1.7即可。由此，能够以更高水平发挥OSC能力提高的效果。
第一催化剂层261中的OSC材料的含有密度O1根据基材的性状(例如小室的形状、分隔壁的厚度、气孔率)等而不同，因此没有特别限定。在一个优选例中，从降低压损的观点考虑，第一催化剂层261中的OSC材料的含有密度O1大约为80g/L以下，优选为70g/L以下，更优选为50g/L以下，例如45g/L以下。另外，在另外一个优选例中，从提高OSC能力的观点考虑，第一催化剂层261中的OSC材料的含有密度O1大约为10g/L以上，优选为20g/L以上，更优选为30g/L以上，例如40g/L以上。
第二催化剂层262中的OSC材料的含有密度O2根据基材的性状(例如小室的形状、分隔壁的厚度、气孔率)等而不同，因此没有特别限定。在一个优选例中，从降低压损的观点考虑，第二催化剂层262中的OSC材料的含有密度O2大约为60g/L以下，优选为55g/L以下，更优选为50g/L以下，例如35g/L以下。另外，在另外一个优选例中，从提高OSC能力的观点考虑，第二催化剂层262中的OSC材料的含有密度O2大约为5g/L以上，优选为10g/L以上，例如20g/L以上。
另外，在2个催化剂层(第一催化剂层261和第二催化剂层262)中，除了上述成分以外，还可以添加其他的任意成分。这样的任意成分例如作为构成上述载体和/或上述OSC材料的一种添加元素或者以与上述载体和/或上述OSC材料独立的方式而在各催化剂层含有。作为这样的添加成分的一例，例如，可以列举碱金属、碱土金属(例如钡)、稀土金属的化合物或氧化物。
这里所公开的排气净化用催化剂10中，2个催化剂层(第一催化剂层261和第二催化剂层262)的涂敷密度的比处于规定的范围。即，第一催化剂层261的涂敷密度D1相对于第二催化剂层262的涂敷密度D2的比(D1/D2)为1.1～1.8。换言之，第一催化剂层261的涂敷密度D1为第二催化剂层262的涂敷密度D2的1.1～1.8倍。通过使第一催化剂层261与第二催化剂层262的涂敷密度不同，在分隔壁26的延伸方向上产生容易排气的部分和难以通过的部分，产生压力损失的分布。由此，能够调整分隔壁26内的排气的流动。
即，通过满足1.1≤(D1/D2)，第一催化剂层261的压损增大。由此，排气难以穿过分隔壁26的形成有第一催化剂层261的部分。因此，从排气流入侧的端部24a向入侧小室24流入的排气容易直接进入到入侧小室24内，直至没有形成第一催化剂层261的部分。直接进入入侧小室24内的排气优先流过分隔壁26的没有形成第一催化剂层261的部分(典型而言仅形成第二催化剂层262的部分)，到达出侧小室26。其结果，在入侧小室24中，排气与第一催化剂层261中的OSC材料的接触机会(接触面积)增加。因此，能够提高OSC材料的氧吸收效率，能够有效地提高作为排气净化用催化剂10整体的OSC能力。
在优选的一个方式中，满足1.2≤(D1/D2)、1.4≤(D1/D2)、例如1.45≤(D1/D2)。由此，能够以更高的水平发挥上述的效果。
另外，通过满足(D1/D2)≤1.8，从入侧小室24至出侧小室25的排气的流动变得顺利。由此，能够降低作为排气净化用催化剂10整体的压损。另外，根据本发明的发明人的研究，如果2个催化剂层261、262的压损差变得过大，则排气的流速变快，排气快速地穿过催化剂层。由此，有时OSC材料的氧吸收效率降低，或者净化性能降低，故而不优选。
在优选的一个方式中，满足(D1/D2)≤1.7、例如(D1/D2)≤1.65。由此，能够更进一步兼顾作为排气净化用催化剂10整体的压损降低和OSC能力提高的效果。
在优选的一个方式中，排气净化用催化剂10整体的催化剂平均涂敷密度DA为40～150g/L。催化剂平均涂敷密度DA为150g/L以下、优选为120g/L以下、例如100g/L以下时，能够更好地抑制压损。另外，催化剂平均涂敷密度DA为40g/L以上、优选为50g/L以上、例如60g/L以上时，能够更好地发挥净化性能。因此，能够以更高的水平发挥本发明的效果。
第一催化剂层261的涂敷密度D1根据基材的性状(例如小室的形状、分隔壁的厚度、气孔率)等而不同，因此没有特别限定。在一个优选例中，从降低压损(特别是在排气流入排气净化用催化剂10时的面压损)的观点考虑，第一催化剂层261的涂敷密度D1大约为200g/L以下，优选为195g/L以下，例如190g/L以下。另外，在另外一个优选例中，从提高排气净化用催化剂10的上游侧(第一催化剂层261的区域)中的净化性能的观点考虑，第一催化剂层261的涂敷密度D1大约为40g/L以上，优选为45g/L以上，更优选为50g/L以上，例如65g/L以上。
第二催化剂层262的涂敷密度D2只要满足上述D1/D2的比即可，没有特别限定。在一个优选例中，从降低压损的观点考虑，第二催化剂层262的涂敷密度D2大约为150g/L以下，优选为140g/L以下，例如130g/L以下。另外，在另外一个优选例中，第二催化剂层262的涂敷密度D2大约为25g/L以上，优选为30g/L以上，更优选为35g/L以上，例如45g/L以上。
第一催化剂层261在分隔壁26的内部且与入侧小室24相接的区域中，从排气流入侧的端部24a朝向分隔壁26的延伸方向形成。
第一催化剂层261的延伸方向的长度L1只要短于分隔壁26的延伸方向的全长Lw(即，L1＜Lw)即可，没有特别限定。通过满足L1＜Lw，能够合适地抑制压损的增大，能够以更高的水平发挥本发明的效果。从这样的观点考虑，优选L1满足L1＜0.9Lw。
另外，根据本发明的发明人的研究，排气中的PM成分难以通过分隔壁26，有容易在入侧小室24内的排气流出侧的端部25a堆积的倾向。因此，在分隔壁26的内部且与入侧小室24相接的区域中，优选在接近于排气流出侧的端部25a的位置不形成第一催化剂层261。由此，能够合适地抑制压损的增大。从这样的观点考虑，优选满足L1＜0.8Lw，更优选满足L1＜0.75Lw。换言之，在分隔壁26的内部且与入侧小室24相接的区域中，优选从排气流出侧的端部25a朝向延伸方向在Lw的至少10％(优选为20％、更优选为25％)的部分中不形成第一催化剂层261。图3所示的实施方式中，L1≒0.7Lw，从排气流出侧的端部25a朝向延伸方向在Lw的30％的部分不设置第一催化剂层261。
在另外一个优选例中，第一催化剂层261的上述延伸方向的长度L1满足0.3Lw＜L1。由此，能够在排气净化用催化剂10的上游侧(入侧小室24的区域)更合适地增加排气与OSC材料接触的机会。其结果，能够进一步提高OSC能力。另外，也能够提高催化剂的暖机性。从这样的观点出发，优选满足0.5Lw＜L1，更优选满足0.6Lw＜L1，特别优选0.65Lw＜L1。
第二催化剂层262在分隔壁26的内部且与出侧小室25相接的区域，从排气流出侧的端部25a朝向分隔壁26的延伸方向形成。
第二催化剂层262的延伸方向的长度L2只要短于分隔壁26的延伸方向的全长Lw(即，L2＜Lw)即可，没有特别限定。通过满足L2＜Lw，能够适当抑制压损的增大。从这样的观点考虑，优选满足L2＜0.9Lw，更优选满足L2＜0.8Lw。换言之，在分隔壁26的内部且与出侧小室25相接的区域，优选从排气流入侧的端部24a朝向延伸方向在Lw的至少10％(优选为20％)的部分不形成第二催化剂层262。图3所示的实施方式中，L2≒0.5Lw，从排气流入侧的端部24a朝向延伸方向在Lw的50％的部分不设置第二催化剂层262。
另外，因第一催化剂层261的长度L1等而异，但在一个实施方式中，特别优选满足0.4Lw＜L2＜0.6Lw。由此，能够更进一步兼顾压损的抑制和本发明的效果。
在优选的一个方式中，分隔壁26的全长Lw、第一催化剂层261的长度L1和第二催化剂层262的长度L2满足下式：Lw＜(L1+L2)＜2Lw。换言之，在分隔壁26的内部中，优选第一催化剂层261和第二催化剂层262的一部分在分隔壁26的延伸方向上相互重合。图3所示的实施方式中，L1+L2≒1.2Lw。通过特意使第一催化剂层261和第二催化剂层262的一部分在延伸方向上重合，不存在通过分隔壁26内的不形成催化剂层的部分而从入侧小室24到达出侧小室25的通路。因此，能够使排气更可靠地与催化剂层(第一催化剂层261和/或第二催化剂层262)接触。其结果，能够更可靠地净化排气，能够高度地降低排气排放。
2个催化剂层(第一催化剂层261和第二催化剂层262)在分隔壁26的延伸方向上重合的长度例如根据各催化剂层的厚度(与延伸方向正交的方向的长度)等而不同，因此没有特别限定。通常，重合的长度为分隔壁26的全长Lw的2％以上、典型而言为5％以上、优选为10％以上，且为Lw的40％以下、优选为30％以下、例如20％以下即可。其中，从抑制压损的增大并且以更高的水平发挥本发明的效果的观点考虑，优选为分隔壁26的全长Lw的10～30％左右(特别是10～20％左右)。换言之，优选上述Lw、上述L1和上述L2满足下式：1.1Lw≤(L1+L2)≤1.3Lw。
第一催化剂层261的厚度(与延伸方向正交的方向的长度)T1例如根据分隔壁26的厚度、第一催化剂层261的延伸方向的长度等而不同，因此没有特别限定。第一催化剂层261典型而言以与入侧小室24相接且与出侧小室25不相接的方式，形成为短于分隔壁26的整体厚度Tw(即，T1＜Tw)。换言之，优选第一催化剂层261偏向分隔壁26内部的入侧小室24存在。在优选的一个方式中，第一催化剂层261的厚度T1满足T1＜0.9Tw(优选为T1＜0.8Tw)。即，在分隔壁26的内部且与出侧小室25相接的区域中，从排气流入侧的端部24a朝向延伸方向在Tw的至少10％(优选为20％)的部分不形成第一催化剂层261。由此，能够有效地降低作为排气净化用催化剂10整体的压损。
另外，第二催化剂层262的厚度(与延伸方向正交的方向的长度)T2例如根据分隔壁26的厚度、第二催化剂层262的延伸方向的长度等而不同，因此没有特别限定。第二催化剂层262典型而言以与出侧小室25相接且不与入侧小室24相接的方式，形成为短于分隔壁26的整体厚度Tw(即，T2＜Tw)。换言之，优选第二催化剂层262偏向分隔壁26内部的出侧小室25存在。在优选的一个方式中，第二催化剂层262的厚度T2满足T2＜0.9Tw(优选为T2＜0.8Tw)。即，在分隔壁26的内部且与入侧小室24相接的区域中，从排气流出侧的端部25a朝向延伸方向在Tw的至少10％(优选为20％)的部分不形成第二催化剂层262。由此，能够有效地降低作为排气净化用催化剂10整体的压损。
第一催化剂层261的厚度T1和第二催化剂层262的厚度T2分别为分隔壁26的整体厚度Tw的大约20％以上、典型而言为30％以上、优选为40％以上、例如50％以上即可。由此，能够以高水平兼具OSC能力的提高、压损的降低和净化性能的维持提高。图3所示的实施方式中，T1≒T2≒0.8Tw。
此外，第一催化剂层261的厚度T1与第二催化剂层262的厚度T2可以相同也可以不同。
在优选的一个方式中，分隔壁26的整体厚度Tw、第一催化剂层261的厚度T1和第二催化剂层262的厚度T2满足下式：Tw＜(T1+T2)＜2Tw。换言之，在分隔壁26的内部，优选第一催化剂层261和第二催化剂层262在厚度方向上一部分重合。图3所示的实施方式中，T1+T2≒1.6Tw。由此，能够有效地降低排气排放。
排气净化用催化剂10在分隔壁26的内部且与入侧小室24相接的区域中，在接近于排气流出侧的端部25a的(典型而言与其相接的)位置具有第一基材露出部26N1。第一基材露出部26N1为既不设置第一催化剂层261也不设置第二催化剂层262的部分。通过具有第一基材露出部26N1，能够更可靠地将压损抑制为较低。
第一基材露出部26N1的尺寸(长度、厚度)没有特别限定。例如，考虑基材的性状和使用用途(例如，预想的PM的产生量和发动机的输出)等确定即可。在一个优选例中，第一基材露出部26N1的长度从排气流出侧的端部25a朝向延伸方向为0.1Lw以上，大约为低于0.5Lw，例如为0.1Lw～0.3Lw。另外，在另外一个优选例中，第一基材露出部26N1的厚度距与入侧小室24相接的表面为0.1Tw以上，例如为0.1Tw～0.3Tw。在为这样的方式时，能够实现净化性能的维持提高并且更好地降低压损。因此，能够以更高的水平发挥本发明的效果。
在优选的一个方式中，在分隔壁26的内部且与出侧小室25相接的区域中，在接近于排气流入侧的端部24a的(典型而言与其相接的)位置，具有第二基材露出部26N2。由此，例如在将第一催化剂层261的涂敷密度(绝对值)设定得较高时，也能够有效地抑制压损的上升。因此，能够以更高的水平发挥本发明的效果。
第二基材露出部26N2的尺寸(长度、厚度)没有特别限定。例如，考虑基材的性状和使用用途(例如，预想的PM的产生量和发动机的输出)等确定即可。在一个优选例中，第二基材露出部26N2的长度从排气流出侧的端部25a朝向延伸方向为0.1Lw以上，例如为0.1Lw～0.3Lw，优选为0.4Lw～0.6Lw。另外，在另外一个优选例中，第二基材露出部26N2的厚度距与出侧小室25相接的表面为0.1Tw以上，例如为0.1Tw～0.3Tw。在为这样的方式时，能够实现净化性能的维持提高并且更好地降低压损。因此，能够以更高的水平发挥本发明的效果。
此外，例如，在2个催化剂层的长度满足下式：Lw＜(L1+L2)；的情况下、2个催化剂层的厚度满足下式：Tw＜(T1+T2)的情况下，第一基材露出部26N1可以不仅在接近于排气流出侧的端部25a的位置设置而在遍及更广的范围设置。另外，第一基材露出部26N1和第二基材露出部26N2可以是三维连结的一个部分。
这样的催化剂层可以以与以往同样的方法形成。例如图3所示的2个催化剂层(第一催化剂层261和第二催化剂层262)可以如下所述形成。
首先，准备如图1、2所示的基材。接着，制备2种催化剂层形成用浆料(即，第一催化剂层形成用浆料和第二催化剂层形成用浆料)。催化剂层形成用浆料分别含有所期望的催化剂金属成分(典型而言，以离子的形式含有Pd、Pt、Rh等催化剂金属的溶液)和所期望的OSC材料(典型而言，氧化铈、CZ复合氧化物)作为必须成分，可以含有其它的任意成分(例如其它的载体粉末、助催化剂、粘合剂、各种添加剤等)。此外，浆料的性状(粘度、固态分率等)考虑使用的基材的大小、分隔壁26的气孔率、形成的催化剂层的性状等进行调整即可。
接着，将上述制备的第一催化剂层形成用浆料从基材的排气流入侧的端部24a在延伸方向上向入侧小室24内供给直至L1的长度。由此，在与入侧小室24相接的部分的分隔壁26的细孔内形成所期望的性状的第一催化剂层261。第一催化剂层261的性状(例如涂敷密度D1、气孔率)能够根据第一催化剂层形成用浆料的性状、浆料的供给量、供给次数等调整。例如，想要增大涂敷密度D1时，提高浆料的粘度、提高浆料的固态分率、增加浆料的供给量、多次进行浆料的供给等是有效的。另外，第一催化剂层261的厚度T1能够通过浆料的供给时间、在上述浆料的供给时对出侧小室25进行加压而在入侧小室24与出侧小室25之间产生压力差等来调整。此外，浆料的供给、干燥、烧制的操作与以往的催化剂层形成时同样即可。
接着，将上述制备的第二催化剂层形成用浆料从基材的排气流出侧的端部25a在延伸方向上向出侧小室25内供给直至L2的长度。由此，在与出侧小室25相接的部分的分隔壁26的细孔内，形成所期望的性状的第二催化剂层262。第二催化剂层262的性状(例如涂敷密度D2、气孔率)、厚度T2能够与上述第一催化剂层261的形成时同样，根据第二催化剂层形成用浆料的性状、浆料的供给量、供给次数、供给时间、入侧小室24与出侧小室25之间产生的压力差等来调整。
接着，将赋予了催化剂层形成用浆料后的蜂窝基材以规定的温度和时间进行干燥、烧制。由此，可以形成图3所示的2个催化剂层(第一催化剂层261和第二催化剂层262)。
此外，上述中介绍了通过使2种催化剂层形成用浆料的性状、供给量、供给次数不同，形成涂敷密度不同的2个催化剂层的方法，但是不限定于此。例如，通过在2种催化剂层形成用浆料中使载体自身(种类、性状)不同，也能够形成涂敷密度不同的2个催化剂层。
这里所公开的排气净化用催化剂10中，含有OSC材料的效果被充分地发挥，与现有技术相比，OSC量提高。另外，能够以高水平兼顾OSC量的提高和压损的降低。因此，能够合适地配置于各种内燃机、例如汽车的汽油发动机或柴油发动机的排气系(排气管)。
以下，对本发明涉及的几个实施例进行说明，但是本发明不限定于这样的具体例中所示的例子。
〔I.使第二催化剂层的涂敷密度变化的试验例〕
＜例1＞
首先，作为蜂窝基材，准备图1、2所示的堇青石制的壁流型基材(小室数300cpsi(cells per square inch)、容积0.9L、全长105mm、外径103mm、分隔壁厚度0.3mm、分隔壁的气孔率59％)。
其次，混合作为载体的Al2O3粉末(γ－Al2O3)40g、Rh含量为0.2g的硝酸铑和适量的离子交换水。将所得到的混合液干燥之后，进行烧制(500℃、1小时)，由此得到在Al2O3载持有Rh的方式的粉末。将这样的粉末和烧制后的CZ复合氧化物量为60g的CeO2－ZrO2复合氧化物粉末(助催化剂)与离子交换水混合，制备了第一催化剂层形成用浆料。
其次，将上述制备的第一催化剂层形成用浆料从蜂窝基材的排气流入侧的端部向入侧小室内供给，进行干燥，由此，在与该入侧小室相接的分隔壁部分的细孔内形成第一催化剂层(延伸方向的长度L1：分隔壁的全长Lw的70％、厚度T1：分隔壁的整体厚度Tw的80％)。此时，从出侧小室的排气流出侧的端部供给气体，在入侧小室和出侧小室之间产生相对的压力差，调整浆料在分隔壁内浸透的深度。例1中，使基材每1L体积的第一催化剂层的涂敷密度D1为65g/L。另外，使基材每1L体积的第一催化剂层的OSC材料的含有密度O1为36g/L。
其次，除了作为催化剂金属使用Pd源(硝酸钯)以外，与上述第一催化剂层形成用浆料同样操作，制备了第二催化剂层形成用浆料。
其次，将上述制备的第二催化剂层形成用浆料从蜂窝基材的排气流出侧的端部向出侧小室内供给，进行干燥，由此，在与该出侧小室相接的分隔壁部分的细孔内形成第二催化剂层(延伸方向的长度L2：分隔壁的全长Lw的50％、厚度T2：分隔壁的整体厚度Tw的80％)。此时，与第一催化剂层的形成时同样，从出侧小室的排气流出侧的端部供给气体，在入侧小室与出侧小室之间产生相对的压力差，调整浆料在分隔壁内浸透的深度。例1中，使基材每1L体积的第二催化剂层的涂敷密度D2为45g/L。即，使涂敷密度的比(D1/D2)为1.44。另外，使基材每1L体积的第二催化剂层的OSC材料的含有密度O2为25g/L。另外，催化剂金属的载持率在第一催化剂层与第二催化剂层中相等。
接着，将赋予了第一催化剂层和第二催化剂层的蜂窝基材以150℃干燥1小时之后，在500℃烧制1小时，得到了排气净化用催化剂(例1)。
其中，例1的排气净化用催化剂中，在分隔壁的延伸方向中，第一催化剂层与第二催化剂层遍及分隔壁的全长Lw的20％的长度重合。即，(L1+L2)＝1.2Lw。另外，在分隔壁的厚度方向中，第一催化剂层和第二催化剂层遍及分隔壁的整体厚度Tw的60％的厚度重合。即，(T1+T2)＝1.6Tw。另外，例1的排气净化用催化剂在分隔壁的内部且与入侧小室相接的区域具有第一基材露出部。第一基材露出部从排气流出侧的端部在延伸方向以Lw的30％的长度(0.3Lw)、从与入侧小室相接侧的表面在厚度方向以Tw的20％的厚度(0.2Tw)设置。另外，例1的排气净化用催化剂在分隔壁的内部且与出侧小室相接的区域具有第二基材露出部。第二基材露出部从排气流入侧的端部在延伸方向上以Lw的50％的长度(0.5Lw)设置，从与出侧小室相接侧的表面在厚度方向上以Tw的20％的厚度(0.2Tw)设置。
＜例2、参考例1、2＞
调整第二催化剂层形成用浆料的性状(粘度、固态分率)、供给次数，使得第二催化剂层的涂敷密度为下表1所示的值，除此以外，与上述例1同样，制作了排气净化用催化剂(例2、参考例1、2)。此外，催化剂层的催化剂金属的载持量在全部例子中相等。
在下表1中汇总了催化剂层的规格。
[表1]
表1使第二催化剂层的涂敷密度变化时的评价结果
※；以参考例1的结果为基准(1)时的相对值
＜OSC能力的评价＞
评价了上述排气净化用催化剂的氧吸留放出能力(OSC)。具体而言，将上述排气净化用催化剂安装于发动机的排气管，在排气净化用催化剂的下游安装O2传感器。接着，将对发动机供给的混合气体的空燃比A/F在浓混合气和稀混合气之间以规定时间周期性地切换，基于O2传感器的举动，由(1)从催化剂放出氧之后直至吸留氧的运转条件和时间、和(2)从吸留氧之后直至放出的运转条件和时间算出平均氧吸留放出量(OSC量)。在表1的该栏中表示结果。此外，这里表示以参考例1的OSC量作为基准(1.0)时的相对值。另外，在图4中表示排气净化用催化剂的OSC量与D1/D2的关系。
＜压损的评价＞
测定了上述得到的排气净化用催化剂的压损增加率。具体而言，首先，准备涂敷催化剂层前的蜂窝基材(参考)，以6m3/min的风量测定使空气流通时的压力。其次，使用上述制作的排气净化用催化剂(带有催化剂层的蜂窝基材)，与参考的情况同样以6m3/min的风量测定使空气流通时的压力。接着，由下式：〔(排气净化用催化剂的压力－参考的压力)/参考的压力〕×100算出压损增加率(％)。在表1的该栏中表示结果。此外，这里表示以参考例1的压损增加率作为基准(1.0)时的相对值。另外，在图5中表示压力损失的增加率与D1/D2的关系。
由表1和图4可以明确，存在涂敷密度的比(D1/D2)越大则OSC量越增加的趋势。通过使涂敷密度的比(D1/D2)为1.1以上(例如1.18以上)，能够更良好地发挥OSC材料的效果。
另外，由表1和图5可以明确，存在涂敷密度的比(D1/D2)越大则压损越降低的趋势。通过使涂敷密度的比(D1/D2)为1.1以上(例如1.18以上)，能够将压损的上升降低1成以上。
即，通过使第二催化剂层的涂敷密度D2(OSC材料的含有密度O2)减少，能够高度地兼顾OSC能力的提高和压损的降低。
〔II.使第一催化剂层的涂敷密度变化的试验例〕
＜例3、4、参考例3＞
调整第一催化剂层形成用浆料的性状(粘度、固态分率)、供给次数，使得第一催化剂层的涂敷密度为下表2所示的值，除此以外，与上述例1同样制作了排气净化用催化剂(例3、4、参考例3)。此外，催化剂层的催化剂金属的载持量在全部例子中相等。在下表2中汇总了催化剂层的规格。
接着，与上述I.同样，评价排气净化用催化剂的OSC能力和压损。在表2的该栏中表示结果。此外，这里表示以上述参考例1的OSC量或压力损失为基准(1.0)时的相对值。另外，在图6中表示排气净化用催化剂的OSC量与D1/D2的关系。在图7中表示压力损失的增加率与D1/D2的关系。
[表2]
表2使第一催化剂层的涂敷密度变化时的评价结果
※；以参考例1的结果为基准(1)时的相对值
由表2和图6可以明确，使第一催化剂层的涂敷密度D1(OSC材料的含有密度O1)增加时，直至涂敷密度的比(D1/D2)为1.5附近时OSC量增加，但是，超过该点时OSC量减少。即，在涂敷密度的比(D1/D2)为1.5附近时，OSC量最大。通过使涂敷密度的比(D1/D2)为1.4～1.8、例如为1.44～1.67，良好地发挥添加了OSC材料的效果。此外，作为第一催化剂层的涂敷密度D1(OSC材料的含有密度O1)为规定量以上时OSC量降低的理由，考虑是由于第一催化剂层的压损增大，排气难以流过分隔壁内形成有第一催化剂层的部分。即，考虑是由于分隔壁的排气的流速变快，排气快速穿过催化剂层。
另外，由表1和图7可以明确，存在涂敷密度的比(D1/D2)越大则压损越增大(变差)的趋势。
根据以上结果，可以说从高度地兼顾OSC能力的提高和压损的降低的观点考虑，使涂敷密度的比(D1/D2)为1.1～1.8(优选为1.4～1.7)是优选的。
〔III.使第一催化剂层的OSC含有密度变化的试验例〕
＜例5、6＞
调整第一催化剂层形成用浆料的OSC材料的含有密度O1为下表3所示的值，除此以外，与上述例1同样，制作了排气净化用催化剂(例5、6)。此外，本试验例中，使氧化铝的含有密度减少OSC材料的含有密度所增加的分量，使涂敷密度一定。另外，催化剂层的催化剂金属的载持量在全部例子中相等。在下表3汇总了催化剂层的规格。
接着，与上述I.同样，评价了排气净化用催化剂的OSC能力和压损，在表3的该栏中表示结果。
[表3]
表3使第一催化剂层的OSC密度变化时的评价结果
※；以参考例1的结果为基准(1)时的相对值
由表3可以明确，第一催化剂层的OSC材料的含有密度O1越增加则OSC量越提高。另外，第一催化剂层的OSC材料的含有密度O1越增加则压损越降低。作为其理由，考虑是由于氧化铝的体积密度高于CZ复合氧化物。即，考虑是由于通过减少体积密度高的氧化铝的含量，排气的流路变宽，压损降低。
以上，详细说明了本发明的具体例，但是这些仅仅是例示，并不用于限定权利要求的范围。权利要求范围所记载的技术中包括对以上例示的具体例进行各种变形、变更的方式。
符号说明
1 蜂窝基材
1a 端部
2 封装部
4 开口部
6、26 分隔壁
10 排气净化用催化剂
22 封装部
24 入侧小室
24a 排气流入侧的端部
25 出侧小室
25a 排气流出侧的端部
261 第一催化剂层
262 第二催化剂层
26N1 第一基材露出部
26N2 第二基材露出部

Claims (11)

1.一种壁流型的排气净化用催化剂，其配置于内燃机的排气管，对从该内燃机排出的排气进行净化，所述排气净化用催化剂的特征在于，包括：
壁流结构的基材，其中，排气流入侧的端部开口的入侧小室与排气流出侧的端部开口的出侧小室由多孔质的分隔壁分隔；
第一催化剂层，其从所述排气流入侧的端部沿所述分隔壁的延伸方向以小于所述分隔壁的延伸方向的全长Lw的长度L1设置于所述分隔壁的内部且与所述入侧小室相接的区域；和
第二催化剂层，其从所述排气流出侧的端部沿所述分隔壁的延伸方向以小于所述分隔壁的延伸方向的全长Lw的长度L2设置于所述分隔壁的内部且与所述出侧小室相接的区域，
在所述分隔壁的内部且与所述入侧小室相接的区域中，在接近于所述排气流出侧的端部的位置，具有不设置所述第一催化剂层和所述第二催化剂层的基材露出部，
所述第一催化剂层和所述第二催化剂层分别含有氧吸留材料，
所述第一催化剂层的涂敷密度D1相对于所述第二催化剂层的涂敷密度D2的比D1/D2为1.1以上1.8以下。
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D1/D2为1.4以上1.7以下。
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：
催化剂整体的催化剂平均涂敷密度DA为40g/L以上150g/L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：
所述第一催化剂层中的所述基材每1L体积的所述氧吸留材料的含量O1与所述第二催化剂层中的所述基材每1L体积的所述氧吸留材料的含量O2满足O1＞O2。
5.如权利要求4所述的排气净化用催化剂，其特征在于：
所述O1与所述O2的比O1/O2为1.4以上1.7以下。
6.如权利要求4或5所述的排气净化用催化剂，其特征在于：
所述氧吸留材料的含量O1为30g/L以上50g/L以下，
所述氧吸留材料的含量O2为20g/L以上35g/L以下。
7.如权利要求1～6中任一项所述的排气净化用催化剂，其特征在于：
所述第一催化剂层和所述第二催化剂层分别含有所述氧吸留材料作为没有载持催化剂金属的助催化剂。
8.如权利要求1～7中任一项所述的排气净化用催化剂，其特征在于：所述第一催化剂层含有铑。
9.如权利要求1～8中任一项所述的排气净化用催化剂，其特征在于：所述第二催化剂层含有钯。
10.如权利要求1～9中任一项所述的排气净化用催化剂，其特征在于：
所述第一催化剂层与所述第二催化剂层在所述延伸方向上一部分重合地构成为：所述Lw、所述L1和所述L2满足下式：Lw＜(L1+L2)＜2Lw。
11.如权利要求1～10中任一项所述的排气净化用催化剂，其特征在于：
将所述分隔壁的与所述延伸方向正交的厚度方向的整体厚度设为Tw、
将所述第一催化剂层的厚度设为T1、
将所述第二催化剂层的厚度设为T2时，
所述第一催化剂层与所述第二催化剂层在所述厚度方向上一部分重合地构成为：所述Tw、所述T1和所述T2满足下式：Tw＜(T1+T2)＜2Tw。
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