CN114981000A - 废气净化系统 - Google Patents

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马场誉士
栗原广树
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Abstract

本发明的目的在于，提供一种废气净化系统，其具备：在内燃机的排气路径的上游侧设置的第一废气处理部和在内燃机的排气路径的上游侧设置的第二废气处理部，所述废气净化系统能够高效地发挥出第二废气处理部的催化剂层中包含的铑元素的催化活性，提供一种废气净化系统(1)，其对从内燃机排出的废气进行净化，所述废气净化系统(1)具备：流通废气的排气通路(2)、在排气通路(2)内的上游侧设置的第一废气处理部(3)、以及在排气通路(2)内的下游侧设置的第二废气处理部(4)，第一废气处理部(3)的第一催化剂层包含铈元素，第一催化剂层中包含的铈元素的氧化铈换算的质量相对于第一催化剂层的质量的百分率为5.0质量％以上且13.0质量％以下，第二废气处理部(4)的第二催化剂层包含铑元素。

Description

废气净化系统
技术领域
本发明涉及废气净化系统。
背景技术
从汽车、摩托车等的内燃机排出的废气中包含烃(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)等有害成分。出于对这些有害成分进行净化而实现无害化的目的，使用三效催化剂。作为三效催化剂，使用了铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)等贵金属催化剂，Pt和Pd主要参与HC和CO的氧化净化，Rh主要参与NOx的还原净化。
期望向内燃机中供给的空气/燃料比(空燃比A/F)被控制为理论空燃比(化学计量)附近。然而，实际的空燃比因车辆的行驶条件等而以化学计量作为中心，向富含(燃料过剩气氛)侧或缺乏(燃料稀薄气氛)侧变动，因此，废气的空燃比也同样地向富含侧或缺乏侧变动。因此，为了缓和废气中的氧浓度变动，提高催化剂的废气净化能力，使用具有在废气中的氧浓度高时吸储氧气且在废气中的氧浓度低时释放氧气这一能力(即，储氧能力(OSC：Oxygen Storage Capacity))的材料(以下有时称为“OSC材料”)，例如CeO2-ZrO2系复合氧化物。
废气中同时包含HC、CO、NOx等有害成分和颗粒状物质(PM：Particulate Matter)，已知其成为大气污染的原因。例如，在搭载有汽油发动机的车辆中采用的直接喷射式发动机(GDI：Gasoline Direct Injection engine)虽然耗油量低且输出功率高，但已知其与以往的端口喷射式发动机相比，废气中的PM的排放量大。为了应对与PM有关的环境规定，要求在搭载有GDI等汽油发动机的车辆中也与搭载有柴油发动机的车辆同样地设置具有PM捕集功能的过滤器(GPF：Gasoline Particulate Filter)。
作为GPF，使用例如具有被称为壁流型的结构的基材。在壁流型基材中，从室(cell)入口流入的废气通过对室加以分隔的多孔的分隔壁部并从室出口流出时，废气中的PM被捕集至分隔壁部内部的细孔内。
一般来说，废气净化用催化剂的搭载空间有限，因此，研究了使Pt、Pd、Rh等贵金属催化剂担载于GPF，在捕集PM的同时，进行HC、CO、NOx等有害成分的净化。
例如，专利文献1中记载了一种GPF，其在基材的室入口侧的分隔壁的表面上形成有催化剂层，且在基材的室出口侧的分隔壁的表面上形成有催化剂层。
此外，专利文献2中记载了一种废气净化系统，其通过在内燃机的排气路径的上游侧配置催化转化器，且在内燃机的排气路径的下游侧配置GPF，从而在净化废气中的有害成分的同时，捕集废气中的PM。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-099748号公报
专利文献2：日本特开2018-189092号公报
发明内容
发明要解决的问题
在内燃机的排气路径的上游侧配置催化转化器，且在内燃机的排气路径的下游侧配置具备包含铑元素的催化剂层的GPF时，需要设法高效地发挥GPF的催化剂层中包含的铑元素的催化活性(例如NOx净化性能)。
例如，若铑元素被过度氧化，则铑元素的催化活性(例如NOx净化性能)降低。另一方面，通过催化转化器并向GPF供给的废气中的氧浓度受到催化转化器中包含的OSC材料的影响。因此，为了防止GPF的催化剂层(尤其是，位于紧接着催化转化器的后方且最先与通过催化转化器并向GPF供给的废气接触的催化剂层，即，在GPF中在基材的室入口侧形成的催化剂层)中包含的铑元素的催化活性受到通过催化转化器并向GPF供给的废气中的氧浓度的影响而降低，期望调整催化转化器中包含的OSC材料的量。此外，为了高效地发挥GPF的催化剂层中包含的铑元素的催化活性，期望延长GPF的催化剂层中包含的铑元素与通过催化转化器并向GPF供给的废气接触的时间。
因而，本发明的目的在于，提供一种废气净化系统，其具备在内燃机的排气路径的上游侧设置的第一废气处理部(相当于催化转化器)和在内燃机的排气路径的下游侧设置的第二废气处理部(相当于GPF)，所述废气净化系统能够高效地发挥第二废气处理部的催化剂层(尤其是，位于紧接着第一废气处理部的后方且最先与通过第一废气处理部并向第二废气处理部供给的废气接触的催化剂层，即，在第二废气处理部中在基材的室入口侧形成的催化剂层)中包含的铑元素的催化活性(例如NOx净化性能)。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题，本发明提供一种废气净化系统，其对从内燃机排出的废气进行净化，
前述废气净化系统具备：
排气通路，其流通废气；
第一废气处理部，其设置在前述排气通路内的上游侧；以及
第二废气处理部，其设置在前述排气通路内的下游侧，
前述第一废气处理部具备穿流型基材和第一催化剂层，
前述穿流型基材具备：
多个室，其在前述废气流通方向上延伸，且前述废气流通方向的废气流入侧的端部和前述废气流通方向的废气流出侧的端部均开口；以及
分隔壁，其对前述多个室进行分隔，
前述第一催化剂层具有形成在前述分隔壁的表面上的部分，
前述第二废气处理部具备壁流型基材、第二催化剂层和第三催化剂层，
前述壁流型基材具备：
流入侧室，其在前述废气流通方向上延伸，且前述废气流通方向的废气流入侧的端部开口，前述废气流通方向的废气流出侧的端部封闭；
流出侧室，其在前述废气流通方向上延伸，且前述废气流通方向的废气流入侧的端部封闭，前述废气流通方向的废气流出侧的端部开口；以及
多孔的分隔壁，其对前述流入侧室和前述流出侧室进行分隔，
前述第二催化剂层具有在前述分隔壁的前述流入侧室一侧的表面上从前述分隔壁的前述废气流通方向的废气流入侧的端部沿着前述废气流通方向而形成的部分，
前述第三催化剂层具有在前述分隔壁的前述流出侧室一侧的表面上从前述分隔壁的前述废气流通方向的废气流出侧的端部沿着与前述废气流通方向相反的方向而形成的部分，
前述第一催化剂层包含铈元素，
前述第一催化剂层中包含的铈元素的氧化铈换算的质量相对于前述第一催化剂层的质量的百分率P1为5.0质量％以上且13.0质量％以下，
前述第二催化剂层包含铑元素。
发明的效果
根据本发明，提供一种废气净化系统，其具备在内燃机的排气路径的上游侧设置的第一废气处理部(相当于催化转化器)和在内燃机的排气路径的下游侧设置的第二废气处理部(相当于GPF)，所述废气净化系统能够高效地发挥第二废气处理部的催化剂层(尤其是，位于紧接着第一废气处理部的后方且最先与通过第一废气处理部并向第二废气处理部供给的废气接触的催化剂层，即，在第二废气处理部中在基材的室入口侧形成的催化剂层)中包含的铑元素的催化活性(例如NOx净化性能)。
附图说明
图1为本发明的一个实施方式所述的废气净化系统的平面图。
图2为图1的A-A线剖视图。
图3为在图2中用符号R1表示的区域的放大图。
图4为表示催化剂层的层叠结构的一个实施方式的剖视图。
图5为图1的B-B线剖视图。
图6为在图5中用符号R2表示的区域的放大图。
图7为在图5中用符号R3表示的区域的放大图。
图8是通过将废气净化用催化剂用与基材的轴向平行的平面进行切割，并使用扫描型电子显微镜(SEM)进行切割面的观察而得到的SEM观察图像。
具体实施方式
以下，根据附图，说明本发明的废气净化系统的实施方式。图1为本发明的一个实施方式所述的废气净化系统1的平面图，图2为图1的A-A线剖视图(废气净化系统1所具备的第一废气处理部3的剖视图)，图3为在图2中用符号R1表示的区域的放大图，图4为表示催化剂层的层叠结构的一个实施方式的剖视图，图5为图1的B-B线剖视图(废气净化系统1所具备的第二废气处理部4的剖视图)，图6为在图5中用符号R2表示的区域的放大图，图7为在图5中用符号R3表示的区域的放大图。
本发明的一个实施方式所述的废气净化系统1配置于内燃机的排气路径，对从内燃机排出的废气中的HC、CO、NOx等有害成分进行净化，并捕集废气中的颗粒状物质。内燃机例如为汽油发动机(例如GDI发动机等)等。
如图1所示那样，废气净化系统1具备排气管2、在排气管2内的上游侧设置的第一废气处理部3、以及在排气管2内的下游侧设置的第二废气处理部4。第一废气处理部3相当于催化转化器，第二废气处理部4相当于GPF。
排气管2的一端部21连接于内燃机，从内燃机排出的废气在排气管2内从排气管2的一端部21朝着另一端部22流通。即，排气管2形成流通废气的排气通路。在各附图中，废气流通方向用符号X表示。在排气管2内流通的废气被供给至设置于排气管2内的上游侧的第一废气处理部3，在第一废气处理部3中进行处理，在第一废气处理部3中通过的废气被供给至设置于排气管2内的下游侧的第二废气处理部4，在第二废气处理部4中进行处理。
需要说明的是，在本说明书中，有时将废气流通方向X的上游侧称为“废气流入侧”，将废气流通方向X的下游侧称为“废气流出侧”。此外，在本说明书中，“长度”除了另有规定的情况之外，是指与废气流通方向X平行的方向的尺寸，“厚度”除了另有规定的情况之外，是指与废气流通方向X垂直的方向的尺寸。
《第一废气处理部》
以下，针对第一废气处理部3进行说明。
如图2所示那样，第一废气处理部3具备穿流型基材31和第一催化剂层32。
<穿流型基材>
以下，针对穿流型基材31进行说明。
构成穿流型基材31的材料可以从作为废气净化用催化剂的基材的材料而通常使用的材料中适当选择。构成穿流型基材31的材料优选为在穿流型基材31被暴露于高温(例如400℃以上)的废气的情况下穿流型基材31也能够具有稳定形状的材料。作为穿流型基材31的材料，可列举出例如堇青石、碳化硅(SiC)、钛酸铝等陶瓷、不锈钢等合金等。
穿流型基材31例如为蜂窝结构体。
如图2所示那样，穿流型基材31具有多个室311和对多个室311进行分隔的分隔壁部312。在穿流型基材31中，在邻接的两个室311之间存在分隔壁部312，邻接的两个室311被分隔壁部312隔开。需要说明的是，穿流型基材31具备对穿流型基材31的外形进行限定的筒状部(未图示)，分隔壁部312形成在筒状部内。筒状部的形状例如为圆筒状，也可以为其它形状。作为其它形状，可列举出例如椭圆筒状、多边筒状等。穿流型基材31的轴向与筒状部的轴向一致。穿流型基材31以筒状部的轴向与废气流通方向X大体一致的方式进行配置。
如图2所示那样，穿流型基材31形成有废气流入侧和废气流出侧均开口的多个孔部，利用这些孔部内的空间而形成了室311。
如图2所示那样，多个室311分别在废气流通方向X上延伸，并具有废气流通方向X的废气流入侧的端部和废气流通方向X的废气流出侧的端部。如图2所示那样，废气流通方向X的废气流入侧的端部和废气流通方向X的废气流出侧的端部均开口。以下，有时将室311的废气流入侧的端部称为“室311的废气流入侧的开口部”，将室311的废气流出侧的端部称为“室311的废气流出侧的开口部”。
作为室311的废气流入侧和废气流出侧的开口部的俯视形状(从废气流通方向X的废气流入侧和废气流出侧俯视穿流型基材31时的形状)，可分别列举出例如正方形、平行四边形、长方形、梯形等四边形、正三角形等三角形、正六边形等六边形、正八边形等八边形等多边形；圆形、椭圆形等各种几何学形状。
室311的废气流入侧的开口部的俯视形状的面积与室311的废气流出侧的开口部的俯视形状的面积可以相同，也可以不同。
室311的密度可考虑压损、颗粒状物质的捕集率等来适当调整。室311的密度越小，则室311的废气流入侧的开口部的开口面积变得越大，能够降低压损，但颗粒状物质的捕集率降低。因此，穿流型基材31的每1平方英寸的室311的密度优选为400室以上且1200室以下、进一步优选为600室以上且900室以下。穿流型基材31的每1平方英寸的室311的密度是从废气流通方向X的废气流入侧或废气流出侧观察穿流型基材31时的每1平方英寸的室311的总个数。
穿流型基材31的体积优选为0.7L以上且1.6L以下、更优选为0.8L以上且1.2L以下。通过将穿流型基材31的体积调整至上述范围，从而第一催化剂层32中的包含铈元素的无机氧化物能够更适度地发挥储氧能力。穿流型基材31的体积是穿流型基材31的表观体积(即，包括室311和分隔壁部312在内的穿流型基材31整体的体积)。穿流型基材31为圆筒形状时，将对穿流型基材31的外形进行限定的筒状部的外径记作2r，将穿流型基材31的长度记作L31时，穿流型基材31的体积可根据下述式来计算。
穿流型基材31的体积＝π×r2×L31
分隔壁部312的厚度例如为54μm以上且73μm以下。需要说明的是，分隔壁部312的厚度通过与后述催化剂层的厚度的计算方法相同的计算方法来求出。
<第一催化剂层>
以下，针对第一催化剂层32进行说明。
如图2和图3所示那样，第一催化剂层32具有形成在分隔壁部312的表面上的部分321。具体而言，第一催化剂层32具有在分隔壁部312的表面上从分隔壁部312的废气流入侧的端部起至分隔壁部312的废气流出侧的端部为止沿着废气流通方向X而形成的部分321。“分隔壁部312的表面”是指对分隔壁部312的外形进行限定的外表面。“形成在分隔壁部312的表面上的部分”是指从分隔壁部312的外表面向室311侧隆起的部分。
如图3所示那样，第一催化剂层32可以在具有部分321的同时，还具有存在于分隔壁部312内部的部分322。例如，分隔壁部312为多孔的情况下，在形成第一催化剂层32时，通常在形成部分321的同时还形成部分322。部分321的存在区域与分隔壁部312的存在区域不重叠，但部分322的存在区域与分隔壁部312的存在区域重叠。因此，通过切割第一催化剂层32，并使用扫描型电子显微镜(SEM)、电子射线微分析仪(EPMA)等进行截面观察等来分析截面，根据组成、形态等，能够确定部分321和部分322。进行切割面的观察时，可以进行切割面的元素映射。元素映射可通过将例如基于SEM的切割面观察和切割面的组成分析组合使用来进行。元素映射可使用例如扫描型电子显微镜-能量色散型X射线分析装置(SEM-EDX)、电子射线微分析仪(EPMA)、透射型X射线检查装置等来进行。通过切割面的元素映射，根据第一催化剂层32与分隔壁部312之间的形态和组成的差异，能够确定部分321和部分322。
第一催化剂层32的量可考虑第一催化剂层32的热耐久性和第一废气处理部3的压损来适当调整。从提高第一催化剂层32的热耐久性的观点出发，第一催化剂层32的量优选较多，但随着量的增加，室311的废气流入侧的开口部的面积减少，压损上升。因此，穿流型基材31的每单位体积的第一催化剂层32的质量(干燥和烧成后的质量)优选为135g/L以上且320g/L以下、进一步优选为150g/L以上且270g/L以下、更进一步优选为190g/L以上且240g/L以下。需要说明的是，穿流型基材31的体积是穿流型基材31的表观体积。
穿流型基材31的每单位体积的第一催化剂层32的质量的计算方法例如以下所示。
从第一废气处理部3切出在穿流型基材31的轴向上延伸且具有与穿流型基材31的长度L31为相同长度的样品，将样品用与穿流型基材31的轴向垂直的平面进行切割，准备包含第一催化剂层32的切割片S1。切割片S1例如为直径25.4mm、长度10mm的圆柱状。切割片S1的直径和长度的值可根据需要进行变更。切割片S1中包含的第一催化剂层32的长度与切割片S1的长度相等。
准备具有与切割片S1相同尺寸的穿流型基材31的切割片。穿流型基材31的切割片不包括第一催化剂层32。
测定切割片S1的质量和穿流型基材31的切割片的质量，根据下述式，计算切割片S1的每单位体积的第一催化剂层32的质量。
切割片S1的每单位体积的第一催化剂层32的质量＝((切割片S1的质量)-(穿流型基材31的切割片的质量))/(切割片S1的体积)
切割片S1的体积是切割片S1的表观体积。例如，切割片S1为直径25.4mm、长度10mm的圆柱状时，切割片S1的体积为π×(12.7mm)2×10mm。其它的切割片(后述切割片S2和S3)的体积也相同。
关于由第一废气处理部3的任意部位制作的3个切割片S1，计算切割片S1的每单位体积的第一催化剂层32的质量，将它们的平均值作为穿流型基材31的每单位体积的第一催化剂层32的质量。
不使用穿流型基材31的切割片也可以计算出切割片S1的每单位体积的第一催化剂层32的质量。这种计算方法的一例如下所示。测定切割片S1的质量和体积。通过切割片S1的切割面的元素映射等来确定切割片S1中包含的穿流型基材31的组成。通过利用电感耦合等离子体发光分光分析装置等进行分析来确定切割片S1的组成。根据所确定的穿流型基材31和切割片S1的组成，计算第一催化剂层32的质量在切割片S1的质量之中所占的比例。根据下述式，计算切割片S1的每单位体积的第一催化剂层32的质量。
切割片S1的每单位体积的第一催化剂层32的质量＝(切割片S1的质量)×(第一催化剂层32的质量在切割片S1的质量之中所占的比例)/(切割片S1的体积)
第一催化剂层32包含1种或2种以上的催化活性成分。催化活性成分可以选自例如铂(Pt)元素、钯(Pd)元素、铑(Rh)元素、钌(Ru)元素、铱(Ir)元素、锇(Os)元素等贵金属元素，从提高废气净化性能的观点出发，优选选自铂(Pt)元素、钯(Pd)元素和铑(Rh)元素。贵金属元素以能够作为催化活性成分而发挥功能的形态、例如贵金属、含有贵金属元素的合金、含有贵金属元素的化合物(例如贵金属元素的氧化物)等形态包含在第一催化剂层32中。从提高废气净化性能的观点出发，催化活性成分优选为颗粒状。
第一催化剂层32包含铈(Ce)元素。第一催化剂层32中包含的铈元素源自包含铈元素的无机氧化物。即，第一催化剂层32含有包含铈元素的无机氧化物。
包含铈元素的无机氧化物是因废气净化用催化剂的工作条件而导致构成元素的价数发生变化的无机氧化物，具有储氧能力(OSC：Oxygen Storage Capacity))。包含铈元素的无机氧化物以例如粉末的形态来使用。从容易担载催化活性成分的观点出发，包含铈元素的无机氧化物优选为多孔体。多孔体的BET比表面积例如为50～150m2/g。需要说明的是，BET比表面积按照JIS R1626“精细陶瓷粉体的基于气体吸附BET法的比表面积测定方法”的“6.2流动法”中的“(3.5)单点法”来测定。作为气体，使用含有作为吸附气体的氮气30体积％和作为载气的氦气70体积％的氮气-氦气混合气体。作为测定装置，可使用MICROTRAC-BELL制的“BELSORP-MR6”。
作为包含铈元素的无机氧化物，可列举出例如氧化铈(CeO2)、包含铈(Ce)元素和锆(Zr)元素的复合氧化物(以下称为“CeO2-ZrO2系复合氧化物”)等，这些之中，优选为CeO2-ZrO2系复合氧化物。在CeO2-ZrO2系复合氧化物中，Ce2O和ZrO2优选形成了固溶体相。在CeO2-ZrO2系复合氧化物中，Ce2O和ZrO2可分别在形成固溶体相的基础上，还形成了单独相(Ce2O单独相或ZrO2单独相)。CeO2和ZrO2形成了固溶体相可通过使用X射线衍射装置(XRD)确认已形成源自CeO2-ZrO2的单相来确认。
第一催化剂层32中包含的铈元素的氧化铈(CeO2)换算的质量相对于第一催化剂层32的质量的百分率P1为5.0质量％以上且13.0质量％以下。
为了充分发挥铑元素的催化活性(例如NOx净化性能)，需要将废气中的氧浓度控制在一定的范围。例如，若废气中的氧浓度过高，则铑元素被过度氧化，铑元素的催化活性(例如NOx净化性能)降低。另一方面，为了充分发挥铑元素的催化活性，优选铑元素被适度氧化，因此，若废气中的氧浓度过低，则铑元素的氧化被过度抑制，铑元素的催化活性变得不充分。因此，为了良好地维持第二废气处理部4的第二催化剂层42中包含的铑元素的催化活性(例如NOx净化性能)，要求将通过第一废气处理部3并向第二废气处理部4供给的废气中的氧浓度的范围控制在一定范围的功能。另一方面，通过第一废气处理部3并向第二废气处理部4供给的废气中的氧浓度受到第一催化剂层32中含有的包含铈元素的无机氧化物的影响。若百分率P1为5.0质量％以上且13.0质量％以下，则能够将通过第一废气处理部3并向第二废气处理部4供给的废气中的氧浓度控制在第二废气处理部4的第二催化剂层42中包含的铑元素表现出充分催化活性(例如NOx净化性能)的范围。其详细理由尚不确定，但可以考虑如下的理由。百分率P1越是增加，则第一催化剂层32的储氧能力越会增加，通过第一废气处理部3并向第二废气处理部4供给的废气中的氧浓度的变动幅度变小。可以认为：若百分率P1小于5.0质量％，则第一催化剂层32的储氧能力不充分，通过第一废气处理部3并向第二废气处理部4供给的废气中的氧浓度的变动幅度过大，因此，第二废气处理部4的第二催化剂层42中包含的铑元素有时受到通过第一废气处理部3并向第二废气处理部4供给的废气中的氧浓度的影响而被过度氧化，第二废气处理部4的第二催化剂层42中包含的铑元素的催化活性(例如NOx净化性能)会降低。另一方面，可以认为：若百分率P1超过13.0质量％，则第一催化剂层32的储氧能力变得过剩，通过第一废气处理部3并向第二废气处理部4供给的废气中的氧浓度的变动幅度过小(即，在第一催化剂层32的内部进行交换的氧气增加，从第一催化剂层32释放并向第二废气处理部4的第二催化剂层42供给的氧气过度减少)，因此，第二废气处理部4的第二催化剂层42中包含的铑元素的氧化变得不充分，第二废气处理部4的第二催化剂层42中包含的铑元素的催化活性(例如NOx净化性能)变得不充分。第一催化剂层32的内部的氧气的交换可通过例如由另外的无机氧化物颗粒贮藏某种无机氧化物颗粒所释放的氧来发生。
此外，第一催化剂层32包含铑元素时，第一催化剂层32中包含的铑元素的催化活性(例如NOx净化性能)有可能受到通过第一废气处理部3的废气中的氧浓度的影响而降低。另一方面，通过第一废气处理部3的废气中的氧浓度受到第一催化剂层32中含有的包含铈元素的无机氧化物的影响。若百分率P1为5.0质量％以上且13.0质量％以下，则能够防止第一催化剂层32中包含的铑元素的催化活性(例如NOx净化性能)受到通过第一废气处理部3的废气中的氧浓度的影响而降低。其详细理由尚不确定，但可以考虑如下的理由。可以认为：百分率P1越是增加，则第一催化剂层32的储氧能力越会增加。若百分率P1小于5.0质量％，则第一催化剂层32的储氧能力不充分，无法充分防止第一催化剂层32中包含的铑元素的催化活性(例如NOx净化性能)受到通过第一废气处理部3的废气中的氧浓度的影响而降低。另一方面，可以认为：若百分率P1超过13.0质量％，则由于第一催化剂层32的储氧能力的增加，在第一催化剂层32的内部进行交换的氧气增加，在第一催化剂层32与第一催化剂层32的外部(通过第一废气处理部3的废气)之间进行交换的氧气过度减少，第一催化剂层32中包含的铑元素的催化活性(例如NOx净化性能)变得不充分。第一催化剂层32的内部的氧气的交换可通过例如由另外的无机氧化物颗粒贮藏某种无机氧化物颗粒所释放的氧气来发生。
百分率P1只要为5.0质量％以上且13.0质量％以下，就没有特别限定，优选为6.0质量％以上且12.0质量％以下、进一步优选为7.0质量％以上且11.0质量％以下、更进一步优选为8.0质量％以上且10.0质量％以下。
百分率P1的计算方法如下所示。
与上述同样操作，制作切割片S1，使用电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP-AES)等常规方法，测定切割片S1中包含的铈元素的氧化铈换算的质量，计算切割片S1的每单位体积的铈元素的氧化铈换算的质量。关于由第一废气处理部3的任意部位制作的3个切割片S1，计算切割片S1的每单位体积的铈元素的氧化铈换算的质量，将它们的平均值作为穿流型基材31的每单位体积的铈元素的氧化铈换算的质量。根据下述式，计算百分率P1。
百分率P1＝(穿流型基材31的每单位体积的铈元素的氧化铈换算的质量)/(穿流型基材31的每单位体积的第一催化剂层32的质量)×100
CeO2-ZrO2系复合氧化物中包含的铈元素的量可考虑储氧能力与成本的平衡等来适当调整。从储氧能力与成本的平衡等观点出发，CeO2-ZrO2系复合氧化物中包含的铈元素的氧化铈换算的量以CeO2-ZrO2系复合氧化物的质量作为基准，优选为5质量％以上且40质量％以下、进一步优选为5质量％以上且30质量％以下。CeO2-ZrO2系复合氧化物中包含的铈元素的氧化铈换算的量可使用电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP-AES)等常规方法来测定。CeO2-ZrO2系复合氧化物中包含的其它金属元素的氧化物换算的量也相同。
CeO2-ZrO2系复合氧化物中包含的锆元素的量可考虑耐热性与成本的平衡等来适当调整。从耐热性与成本的平衡等观点出发，CeO2-ZrO2系复合氧化物中包含的锆元素的氧化锆换算的量以CeO2-ZrO2系复合氧化物的质量作为基准，优选为50质量％以上且90质量％以下、进一步优选为55质量％以上且80质量％以下。
从储氧能力与耐热性的平衡等观点出发，CeO2-ZrO2系复合氧化物中包含的锆元素的氧化锆换算的量相对于CeO2-ZrO2系复合氧化物中包含的铈元素的氧化铈换算的量的比率(锆元素的氧化锆换算的质量/铈元素的氧化铈换算的质量)优选为1.0以上且9.0以下、进一步优选为1.2以上且4.0以下。
CeO2-ZrO2系复合氧化物可以包含除铈元素和锆元素之外的金属元素。除铈元素和锆元素之外的1种或2种以上的金属元素或其氧化物可以与Ce2O和/或ZrO2一同形成固溶体相，也可以形成单独相。除铈元素和锆元素之外的1种或2种以上的金属元素或其氧化物与Ce2O和/或ZrO2一同形成了固溶体相可以与上述同样地利用X射线衍射装置(XRD)来确认。
除铈元素和锆元素之外的1种或2种以上的金属元素可以选自例如除铈元素之外的稀土元素、碱土金属元素和过渡金属元素，优选选自除铈元素之外的稀土元素。
CeO2-ZrO2系复合氧化物中包含的除铈元素和锆元素之外的1种或2种以上的金属元素的氧化物换算的合计量以CeO2-ZrO2系复合氧化物的质量作为基准，优选为7质量％以上且20质量％以下、进一步优选为10质量％以上且15质量％以下。
作为除铈元素之外的稀土元素，可列举出例如钇(Y)元素、镨(Pr)元素、钪(Sc)元素、镧(La)元素、钕(Nd)元素、钐(Sm)元素、铕(Eu)元素、钆(Gd)元素、铽(Tb)元素、镝(Dy)元素、钬(Ho)元素、饵(Er)元素、铥(Tm)元素、镱(Yb)元素、镥(Lu)元素等，这些之中，优选为镧元素、钕元素、镨元素、钇元素、钪元素和镱元素，进一步优选为镧元素、钕元素和钇元素。稀土元素的氧化物除了镨元素和铽元素之外均是倍半氧化物(Ln2O3、Ln表示稀土元素)。氧化镨通常为Pr6O11，氧化铽通常为Tb4O7。
作为碱土金属元素，可列举出例如钙(Ca)元素、锶(Sr)元素、钡(Ba)元素、镭(Ra)元素等，这些之中，优选为钙元素、锶元素和钡元素。
作为过渡金属元素，可列举出例如锰(Mn)元素、铁(Fe)元素、钴(Co)元素、镍(Ni)元素、铜(Cu)元素等。
第一催化剂层32优选包含除包含铈元素的无机氧化物之外的无机氧化物(以下称为“其它无机氧化物”)。其它无机氧化物以例如粉末的形态来使用。从容易担载催化活性成分的观点出发，其它无机氧化物优选为多孔体。多孔体的BET比表面积例如为50～150m2/g。作为其它无机氧化物，可列举出例如氧化铝、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、铝硅酸盐类、氧化铝-氧化锆、氧化铝-氧化铬、氧化铝-氧化镧等，这些之中，从耐热性的观点出发，优选为氧化铝。
第一催化剂层32中包含的其它无机氧化物的量可考虑第一催化剂层32的热耐久性和第一废气处理部3的压损来适当调整。从提高第一催化剂层32的热耐久性的观点出发，第一催化剂层32中包含的其它无机氧化物的量优选较多，但随着量的增加，室311的废气流入侧的开口部的面积减少，压损上升。因此，第一催化剂层32中包含的其它无机氧化物的质量以第一催化剂层32的质量作为基准，优选为86质量％以上且95质量％以下、进一步优选为88质量％以上且94质量％以下、更进一步优选为90质量％以上且92质量％以下。第一催化剂层32中包含的其它无机氧化物的质量相对于第一催化剂层32的质量的百分率的计算方法与百分率P1的计算方法相同。
除包含铈元素的无机氧化物之外的无机氧化物可以用包含铈元素的无机氧化物进行修饰，可以担载有包含铈元素的无机氧化物。例如，氧化铝等的孔部的内表面或外表面任选用包含铈元素的无机氧化物进行修饰。此外，可以在氧化铝等的孔部的内表面或外表面以分散的状态担载有包含铈元素的无机氧化物。
从高效地发挥由催化活性成分带来的废气净化性能的观点出发，催化活性成分优选担载于包含铈元素的无机氧化物和/或其它无机氧化物。“催化活性成分担载于无机氧化物”是指：在无机氧化物颗粒的外表面或细孔内表面物理性或化学性地吸附或保持有催化活性成分的状态。例如，在利用能量色散型X射线分析装置(EDX)对催化剂层的截面进行分析而得到的元素映射中，无机氧化物与催化活性成分存在于相同区域时，可以判断为催化活性成分担载于无机氧化物。
第一催化剂层32可以具有单层结构，也可以具有层叠结构。第一催化剂层32具有层叠结构时，某层的组成与其它层的组成可以相同也可以不同。例如，某层中包含的催化活性成分与其它层中包含的催化活性成分可以相同也可以不同。
将第一催化剂层32的层叠结构的一个实施方式示于图4。如图4所示那样，第一催化剂层32可以具有包括下层32a和上层32b的两层结构。需要说明的是，下层32a是与上层32b相比更靠近分隔壁部312侧的层。
第一催化剂层32具有层叠结构时，第一催化剂层32的部分321可以由1个层的整体或一部分形成，也可以由1个以上的层的整体与另1个层的整体或一部分形成。例如，第一催化剂层32具有两层结构时，第一催化剂层32的部分321可以由上层的整体或其一部分形成，也可以由上层的整体和下层的一部分形成。图4所示的实施方式中，第一催化剂层32的部分321由上层32b的整体和下层32a的一部分形成。
图4所示的实施方式中，穿流型基材31中设置的下层32a和上层32b的量可考虑废气净化性能与成本的平衡等来适当调整。从废气净化性能与成本的平衡等观点出发，穿流型基材31的每单位体积的下层32a的质量(干燥和烧成后的质量)优选为90g/L以上且200g/L以下、进一步优选为110g/L以上且185g/L以下、更进一步优选为140g/L以上且175g/L以下，穿流型基材31的每单位体积的上层32b的质量(干燥和烧成后的质量)优选为45g/L以上且120g/L以下、进一步优选为40g/L以上且90g/L以下、更进一步优选为50g/L以上且66g/L以下。需要说明的是，穿流型基材31的体积为穿流型基材31整体的表观体积。
图4所示的实施方式中，下层32a和上层32b分别包含1种或2种以上的催化活性成分。下层32a中包含的催化活性成分与上层32b中包含的催化活性成分优选不同。例如，下层32a中包含的催化活性成分为钯元素，上层32b中包含的催化活性成分为除钯元素之外的贵金属元素(例如铑元素)。通过用上层32b对包含钯元素的下层32a进行覆盖，从而能够降低下层32a中包含的钯元素的磷中毒(由废气中包含的磷引起的钯元素的催化活性降低)。
图4所示的实施方式中，下层32a和上层32b中的至少一者含有包含铈元素的无机氧化物。一个实施方式中，下层32a含有包含铈元素的无机氧化物，上层32b不含包含铈元素的无机氧化物。其它实施方式中，下层32a不含包含铈元素的无机氧化物，上层32b含有包含铈元素的无机氧化物。进而，在其它实施方式中，下层32a和上层32b两者含有包含铈元素的无机氧化物。在任意实施方式中，第一催化剂层32(上层32a和下层32b)中包含的铈元素的氧化铈换算的质量相对于第一催化剂层32(上层32a和下层32b)的质量的百分率P1均为5.0质量％以上且13.0质量％以下。
下层32a中含有的包含铈元素的无机氧化物的量可考虑储氧能力和第一废气处理部3的压损来适当调整。从提高储氧能力的观点出发，下层32a中含有的包含铈元素的无机氧化物的量优选较多，但随着量的增加，室311的废气流入侧的开口部的面积减少，压损上升。因此，下层32a中包含的铈元素的氧化铈换算的质量相对于下层32a的质量的百分率优选为7质量％以上且12质量％以下、进一步优选为10质量％以上且12质量％以下。
从与下层32a相同的观点出发，上层32b中含有的包含铈元素的无机氧化物的量可考虑储氧能力和第一废气处理部3的压损来适当调整。上层32b中包含的铈元素的氧化铈换算的质量相对于上层32b的质量的百分率优选为1质量％以上且7质量％以下、进一步优选为3质量％以上且7质量％以下。
如图4所示那样，第一催化剂层32具有包括下层32a和上层32b的两层结构时，下层32a和上层32b分别优选包含其它无机氧化物。
下层32a中包含的其它无机氧化物的量可考虑下层32a的热耐久性和第一废气处理部3的压损来适当调整。从提高下层32a的热耐久性的观点出发，下层32a中包含的其它无机氧化物的量优选较多，但随着量的增加，室311的废气流入侧的开口部的面积减少，压损上升。因此，下层32a中包含的其它无机氧化物的质量以下层32a的质量作为基准，优选为60质量％以上且76质量％以下、进一步优选为64质量％以上且72质量％以下。
从与下层32a相同的观点出发，上层32b中包含的其它无机氧化物的量可考虑上层32b的热耐久性和第一废气处理部3的压损来适当调整。上层32b中包含的其它无机氧化物的质量以上层32b的质量作为基准，优选为33质量％以上且100质量％以下、进一步优选为33质量％以上且56质量％以下。
以下，针对第一催化剂层32的形成方法进行说明。
准备穿流型基材31和用于形成第一催化剂层32的浆料。第一催化剂层32具有层叠结构时，作为用于形成第一催化剂层32的浆料，准备2种以上的浆料。
用于形成第一催化剂层32的浆料的组成根据第一催化剂层32的组成来调整。浆料包含例如贵金属元素的供给源、无机氧化物颗粒、粘结剂、造孔剂、溶剂等。作为贵金属元素的供给源，可列举出例如贵金属元素的盐，作为贵金属元素的盐，可列举出例如硝酸盐、氨络合物盐、乙酸盐、氯化物等。作为构成无机氧化物颗粒的无机氧化物，可列举出例如包含铈元素的无机氧化物、其它无机氧化物等。与包含铈元素的无机氧化物和其它无机氧化物有关的说明与上述相同。作为粘结剂，可列举出例如氧化铝溶胶、氧化锆溶胶、二氧化钛溶胶、二氧化硅溶胶等。作为造孔剂，可列举出例如交联聚(甲基)丙烯酸甲酯颗粒、交联聚(甲基)丙烯酸丁酯颗粒、交联聚苯乙烯颗粒、交联聚丙烯酸酯颗粒、三聚氰胺系树脂等。作为溶剂，可列举出例如水、有机溶剂等。作为有机溶剂，可列举出例如醇、丙酮、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺等。溶剂可以为1种溶剂，也可以为2种以上溶剂的混合物。
将用于形成第一催化剂层32的浆料涂布于穿流型基材31，使其干燥，根据需要进行烧成。第一催化剂层32具有层叠结构时，反复该操作。由此，形成第一催化剂层32的前体层。通过调整浆料的固体成分浓度、粘度等，从而能够调整第一催化剂层32的前体层的长度(进而调整第一催化剂层32的长度)。此外，通过调整浆料的涂覆量、构成浆料的材料的种类、浆料中包含的造孔剂的粒径等，从而能够调整第一催化剂层32的前体层的厚度(进而调整第一催化剂层32的厚度)和第一催化剂层32的前体层的质量(进而调整第一催化剂层32的质量)。干燥温度通常为70℃以上且200℃以下、优选为90℃以上且150℃以下，干燥时间通常为1小时以上且3小时以下、优选为1.5小时以上且2小时以下。
造孔剂的粒径可适当调整，从抑制剥离、抑制压损上升、PM的捕集性能等观点出发，造孔剂的中值粒径D50通常为5μm以上且50μm以下、优选为10μm以上且30μm以下。造孔剂的粒径越大，则第一催化剂层32的厚度变得越大。D50是在通过激光衍射散射式粒度分布测定法而测得的体积基准的粒度分布中的累积体积达到50％时的粒径。D50的测定通过例如使用激光衍射散射式粒度分布测定装置自动试样供给机(MICROTRAC-BELL公司制的“Microtorac SDC”)，将造孔剂投入至水性分散介质中，在26mL/sec的流速中照射360秒钟的40W超声波后，使用激光衍射散射式粒度分布测定装置(MICROTRAC-BELL公司制的“MICROTRAC MT3300EXII”)来进行。在将颗粒折射率设为1.5、将颗粒形状设为“正球形”、将溶剂折射率设为1.3、将“置零”设为30秒、将测定时间设为30秒的条件下进行2次测定，将所得测定值的平均值作为D50。作为水性分散介质，使用纯水。
用于形成第一催化剂层32的浆料的涂布可通过例如将穿流型基材31的整体浸渍在用于形成第一催化剂层32的浆料中来进行，或者，通过将穿流型基材31的废气流入侧或废气流出侧的端部浸渍在用于形成第一催化剂层32的浆料中，并从相反侧抽吸浆料来进行。
在形成第一催化剂层32的前体层后，进行烧成。由此，形成第一催化剂层32。烧成温度通常为450℃以上且700℃以下、优选为450℃以上且600℃以下，烧成时间通常为1小时以上且4小时以下、优选为1.5小时以上且2小时以下。烧成可以在例如大气气氛下进行。
《第二废气处理部》
以下，针对第二废气处理部4进行说明。
如图5所示那样，第二废气处理部4具备壁流型基材41、第二催化剂层42和第三催化剂层43。
<壁流型基材>
以下，针对壁流型基材41进行说明。
构成壁流型基材41的材料可以从作为废气净化用催化剂的基材的材料而通常使用的材料中适当选择，例如，可以使用与构成上述穿流型基材31的材料相同的材料。
如图5所示那样，壁流型基材41具备流入侧室411、流出侧室412、以及将流入侧室411与流出侧室412进行分隔的多孔的分隔壁413。在壁流型基材41中，以多个(例如4个)流出侧室412与1个流入侧室411的周围邻接的方式进行配置，流入侧室411与邻接于该流入侧室411的流出侧室412被多孔的分隔壁部413隔开。需要说明的是，壁流型基材41具备对壁流型基材41的外形进行限定的筒状部(未图示)，分隔壁413形成在筒状部内。筒状部的形状例如为圆筒状，也可以为其它形状。作为其它形状，可列举出例如椭圆筒状、多角筒状等。壁流型基材41的轴向与筒状部的轴向一致。壁流型基材41以筒状部的轴向与废气流通方向X大体一致的方式进行配置。
如图5所示那样，壁流型基材41形成有废气流入侧开口的凹部和废气流出侧开口的凹部，利用废气流入侧开口的凹部内的空间而形成了流入侧室411，利用废气流出侧开口的凹部内的空间而形成了流出侧室412。
如图5所示那样，流入侧室411在废气流通方向X上延伸，具有废气流入侧的端部和废气流出侧的端部。如图5所示那样，流入侧室411的废气流入侧的端部开口，流入侧室411的废气流出侧的端部封闭。以下，有时将流入侧室411的废气流入侧的端部称为“流入侧室411的开口部”。
如图5所示那样，壁流型基材41设置有对流入侧室411的废气流出侧的端部进行密封的第一密封部44，流入侧室411的废气流出侧的端部被第一密封部44封闭。
如图5所示那样，流出侧室412在废气流通方向X上延伸，具有废气流入侧的端部和废气流出侧的端部。如图5所示那样，流出侧室412的废气流入侧的端部封闭，流出侧室412的废气流出侧的端部开口。以下，有时将流出侧室412的废气流出侧的端部称为“流出侧室412的开口部”。
如图5所示那样，壁流型基材41设置有对流出侧室412的废气流入侧的端部进行密封的第二密封部45，流出侧室412的废气流入侧的端部被第二密封部45封闭。
作为流入侧室411和流出侧室412的开口部的俯视形状(从废气流通方向X的废气流入侧和废气流出侧俯视壁流型基材41时的形状)，可分别列举出例如正方形状、平行四边形、长方形、梯形等四边形、正三角形等三角形、正六边形等六边形、正八边形等八边形等多边形；圆形、椭圆形等各种几何学形状。
流入侧室411的开口部的俯视形状的面积与流出侧室412的开口部的俯视形状的面积可以相同，也可以不同。
流入侧室411和流出侧室412的密度可考虑压损、颗粒状物质的捕集率等来适当调整。流入侧室411和流出侧室412的密度越小，则流入侧室411的开口部的开口面积变得越大，能够降低压损，但颗粒状物质的捕集率也降低。因此，壁流型基材41的每1平方英寸的流入侧室411和流出侧室412的密度优选为200室以上且400室以下、进一步优选为200室以上且300室以下。需要说明的是，壁流型基材41的每1平方英寸的流入侧室411和流出侧室412的密度是将壁流型基材41用与废气流通方向X垂直的平面进行切割而得到的截面中的每1平方英寸的流入侧室411和流出侧室412的总个数。
壁流型基材41的体积优选为1.0L以上且2.2L以下、更优选为1.3L以上且1.7L以下。通过将壁流型基材41的体积调整至上述范围，从而在第二催化剂层42和/或第三催化剂层43中含有包含铈元素的无机氧化物的情况下，该包含铈元素的无机氧化物能够更适度地发挥储氧能力。需要说明的是，壁流型基材41的体积是壁流型基材41的表观体积(即，包括流入侧室411、流出侧室412、分隔壁413、第一密封部44和第二密封部45在内的壁流型基材41整体的体积)。壁流型基材41为圆筒形状时，将对壁流型基材41的外形进行限定的筒状部的外径记作2r，将壁流型基材41的长度记作L41时，壁流型基材41的体积可根据下述式来计算。
壁流型基材41的体积＝π×r2×L41
分隔壁部413具有废气能够通过的多孔结构。分隔壁部413的厚度例如为200μm以上且280μm以下。需要说明的是，分隔壁部413的厚度通过与后述催化剂层的厚度的计算方法相同的计算方法来求出。
<第二催化剂层>
以下，针对第二催化剂层42进行说明。
如图5和图6所示那样，第二催化剂层42具有形成在分隔壁部413的流入侧室411侧的表面上的部分421。具体而言，第二催化剂层42具有在分隔壁部413的流入侧室411侧的表面上从分隔壁部413的废气流入侧的端部沿着废气流通方向X而形成的部分421。“分隔壁部413的流入侧室411侧的表面”是指对分隔壁部413的外形进行限定的流入侧室411侧的外表面。“形成在分隔壁部413的流入侧室411侧的表面上的部分”是指：从分隔壁部413的流入侧室411侧的外表面向流入侧室411侧隆起的部分。
通过使第二催化剂层42具有形成在分隔壁部413的流入侧室411侧的表面上的部分421，从而通过第一废气处理部3并向第二废气处理部4供给的废气容易与第二催化剂层42中包含的铑元素接触。由此，能够高效地发挥第二催化剂层42中包含的铑元素的催化活性。
如图6所示那样，第二催化剂层42可以在具有部分421的同时，还具有存在于分隔壁部413内部的部分422。分隔壁部413为多孔，因此，在形成第二催化剂层42时，通常在形成部分421的同时还形成部分422。部分421的存在区域与分隔壁部413的存在区域不重叠，但部分422的存在区域与分隔壁部413的存在区域重叠。因此，通过切割第二催化剂层42，并使用扫描型电子显微镜(SEM)、电子射线微分析仪(EPMA)等进行截面观察等来分析截面，根据组成、形态等，能够确定部分421和部分422。进行切割面的观察时，可以进行切割面的元素映射。元素映射可通过与上述同样操作来进行。通过切割面的元素映射，根据第二催化剂层42与分隔壁部413之间的形态和组成的不同，能够确定部分421和部分422。
第二催化剂层42形成于壁流型基材41的流入侧室411侧。第二催化剂层42形成于壁流型基材41的流入侧室411侧可根据第二催化剂层42的部分421具有规定的厚度来判断。
从提高通过第一废气处理部3并向第二废气处理部4供给的废气与第二催化剂层42中包含的铑元素的接触效率的观点出发，部分421优选具有适度的厚度。第二催化剂层42的部分421的厚度T421优选为15μm以上且55μm以下、进一步优选为25μm以上且45μm以下、更进一步优选为30μm以上且40μm以下。
第二催化剂层42的部分421的厚度T421的计算方法如下所示。
将第二废气处理部4(例如，在废气流通方向X上距离壁流型基材41的废气流入侧的端部为10mm的部位)用与壁流型基材41的轴向垂直的平面进行切割，使用扫描型电子显微镜(SEM)，对从切割面中任选的1个流入侧室411中存在的第二催化剂层42进行观察，确定壁流型基材41的分隔壁部413的存在区域和第二催化剂层42的存在区域。在基于SEM的切割面的观察中，视野倍率例如为300倍，视野全宽(与壁流型基材41的轴向垂直的方向的长度)例如为500～600μm。利用SEM进行观察的区域以不包括流入侧室411的角部在内的方式进行设定。壁流型基材41的分隔壁部413的存在区域和第二催化剂层42的存在区域可根据壁流型基材41的分隔壁部413与第二催化剂层42之间的形态差异来确定。此时，可以进行切割面的元素映射。元素映射可通过与上述同样操作来进行。通过切割面的元素映射，根据壁流型基材41的分隔壁部413与第二催化剂层42之间的形态和组成的差异，能够确定壁流型基材41的分隔壁部413的存在区域和第二催化剂层42的存在区域。
在SEM观察图像中，从左端侧或右端侧起依次以15μm的间隔描画与壁流型基材41的分隔壁部413的厚度方向平行的第一网格线～第N网格线，用直线将壁流型基材41的分隔壁部413的存在区域的轮廓线与各网格线的交点彼此连结，确定壁流型基材41的分隔壁部413的表面的位置。N例如为30～50的整数。同样地，用直线将第二催化剂层42的存在区域的轮廓线与各网格线的交点彼此连结，确定第二催化剂层42的表面的位置。从某个交点P1起朝着与该交点P1邻接的交点P2的厚度方向的变化量超过网格线的间隔(15μm)时，优选不将交点P2用于表面位置的确定(即，从用直线连结的交点中去除交点P2)。从某个交点P1起朝着与该交点P1邻接的交点P2的厚度方向的变化量是指：穿过交点P1且与壁流型基材41的分隔壁部413的厚度方向垂直的直线与穿过交点P2且与壁流型基材41的分隔壁部413的厚度方向垂直的直线之间的距离。从交点P1起朝着与交点P1邻接的交点P2的厚度方向的变化量超过网格线的间隔(15μm)，并且从交点P1起朝着与交点P2邻接的交点P3的厚度方向的变化量也超过网格线的间隔(15μm)时，优选在不使用交点P2的基础上，也不使用交点P3来确定表面的位置(即，从用直线连结的交点中去除交点P2和交点P3)。像这样，从用直线连结的交点中连续去除5个交点时，优选不对该SEM图像进行厚度的测定。
在确定壁流型基材41的分隔壁部413的表面位置和第二催化剂层42的表面位置后，使用图像分析软件，求出被第二网格线、第(N-1)网格线、壁流型基材41的分隔壁部413的表面和第二催化剂层42的表面包围的区域的面积。作为图像分析软件，可以使用例如AreaQ(STEC公司制)、ImageJ(公共域)、Photoshop(Adobe Systems公司)等。需要说明的是，由于图像的两端部容易变得不清晰，难以确定壁流型基材41的分隔壁部413的表面位置和第二催化剂层42的表面位置，因此，不使用第一网格线和第N网格线。
在求出上述区域的面积后，根据下述式来计算上述区域的厚度。
上述区域的厚度＝上述区域的面积/(网格线的间隔×网格线的间隔数)
需要说明的是，网格线的间隔为15μm，网格线的间隔数为(N-3)。
关于从切割面中任选的20个流入侧室411，算出上述区域的厚度，将它们的平均值作为第二催化剂层42的部分421的厚度T421。
第二催化剂层42的长度L42相对于壁流型基材41的长度L41的百分率(L42/L41×100)优选为10％以上且80％以下、进一步优选为30％以上且60％以下、更进一步优选为40％以上且50％以下。
第二催化剂层42的长度L42的计算方法如下所示。
从第二废气处理部4切出在壁流型基材41的轴向上延伸且具有与壁流型基材41的长度L41为相同长度的样品。样品例如为直径25.4mm的圆柱状。需要说明的是，样品的直径值可根据需要进行变更。利用与壁流型基材41的轴向垂直的平面，以5mm的间隔对样品进行切割，从样品的废气流入侧的端部侧起依次得到第一切割片、第二切割片、…、第n切割片。切割片的长度为5mm。使用荧光X射线分析装置(XRF)(例如能量色散型X射线分析装置(EDX)、波长色散型X射线分析装置(WDX)等)、电感耦合等离子体发光分光分析装置(ICP-AES)等，对切割片的组成进行分析，根据切割片的组成，确认切割片是否包含第二催化剂层42。
关于已明确包含第二催化剂层42的切割片，不一定需要进行组成分析。例如，可以使用扫描型电子显微镜(SEM)、电子射线微分析仪(EPMA)等来观察切割面，确认切割片是否包含第二催化剂层42。进行切割面的观察时，可以进行切割面的元素映射。元素映射可以与上述同样地进行。
在确认切割片是否包含第二催化剂层42后，根据下述式，计算样品中包含的第二催化剂层42的长度。
样品中包含的第二催化剂层42的长度＝5mm×(包含第二催化剂层42的切割片的数量)
例如，第一切割片～第k切割片包含第二催化剂层42，但第(k+1)～第n切割片不含第二催化剂层42时，样品中包含的第二催化剂层42的长度为(5×k)mm。
在更详细地测定第二催化剂层42的长度的情况下，如下那样地进行计算。
将第k切割片(即，包含第二催化剂层42的切割片之中，从样品的最靠近废气流出侧得到的切割片)沿着壁流型基材41的轴向进行切割，使用扫描型电子显微镜(SEM)、电子射线微分析仪(EPMA)等，观察存在于切割面的第二催化剂层42，由此测定第k切割片中的第二催化剂层42的长度。并且，根据下述式，算出样品中包含的第二催化剂层42的长度。
样品中包含的第二催化剂层42的长度＝(5mm×(k-1))+(第k切割片中的第二催化剂层42的长度)
关于从第二废气处理部4中任意切出的8～16个样品，算出各样品中包含的第二催化剂层42的长度，将它们的平均值作为第二催化剂层42的长度L42。
设置于壁流型基材41的第二催化剂层42的量可考虑废气净化性能与成本的平衡等来适当调整。从废气净化性能与成本的平衡等观点出发，壁流型基材41的每单位体积的第二催化剂层42的质量(干燥和烧成后的质量)优选为15g/L以上且30g/L以下、进一步优选为17g/L以上且24g/L以下。需要说明的是，壁流型基材41的体积为壁流型基材41的表观体积。
壁流型基材41的每单位体积的第二催化剂层42的质量的计算方法例如如下所示。
从第二废气处理部4切出在壁流型基材41的轴向上延伸且具有与壁流型基材41的长度L41为相同长度的样品，将样品用与壁流型基材41的轴向垂直的平面进行切割，准备包含第二催化剂层42但不含第三催化剂层43的切割片S2。切割片S2例如为直径25.4mm、长度10mm的圆柱状。切割片S2的直径和长度的值可根据需要进行变更。第三催化剂层43未延伸至分隔壁413的废气流入侧的端部时，在分隔壁413的废气流入侧的端部附近存在第二催化剂层42，但不存在第三催化剂层43。因此，能够由分隔壁413的废气流入侧的端部附近得到切割片S2。切割片S2中包含的第二催化剂层42的长度与切割片S2的长度相等。
准备具有与切割片S2为相同尺寸的壁流型基材41的切割片。壁流型基材41的切割片不含第二催化剂层42和第三催化剂层43这两者。
测定切割片S2的质量和壁流型基材41的切割片的质量，根据下述式，计算切割片S2的每单位体积的第二催化剂层42的质量。
切割片S2的每单位体积的第二催化剂层42的质量＝((切割片S2的质量)-(壁流型基材41的切割片的质量))/(切割片S2的体积)
关于由第二废气处理部4的任意部位制作的3个切割片S2，计算切割片S2的每单位体积的第二催化剂层42的质量，算出它们的平均值。根据下述式，计算壁流型基材41的每单位体积的第二催化剂层42的质量。
壁流型基材41的每单位体积的第二催化剂层42的质量＝(切割片S2的每单位体积的第二催化剂层42的质量的平均值)×(第二催化剂层42的长度L42/壁流型基材41的长度L41)
不使用壁流型基材41的切割片也能够计算出切割片S2的每单位体积的第二催化剂层42的质量。这种计算方法的一例与不使用穿流型基材31的切割片地计算切割片S1的每单位体积的第一催化剂层32的质量的方法的一例相同。
第二催化剂层42中，作为催化活性成分，包含铑(Rh)元素。铑元素以能够作为催化活性成分而发挥功能的形态、例如铑金属、含有铑元素的合金、含有铑元素的化合物(例如铑元素的氧化物)等形态包含在第二催化剂层42中。从提高废气净化性能的观点出发，催化活性成分优选为颗粒状。
第二催化剂层42中包含的铑元素的量可考虑废气净化性能与成本的平衡等来适当调整。从废气净化性能与成本的平衡等观点出发，第二催化剂层42中包含的铑元素的质量以第二催化剂层42的质量作为基准，优选为1.3质量％以上且2.7质量％以下、进一步优选为1.7质量％以上且2.4质量％以下。第二催化剂层42中包含的铑元素的质量相对于第二催化剂层42的质量的百分率的计算方法与百分率P1的计算方法相同。需要说明的是，铑元素的质量为金属换算的质量。
第二催化剂层42可以包含除铑元素之外的1种或2种以上的催化活性成分。除铑元素之外的催化活性成分可以选自例如铂(Pt)元素、钯(Pd)元素、钌(Ru)元素、铱(Ir)元素、锇(Os)元素等贵金属元素，但从提高废气净化性能的观点出发，优选选自铂(Pt)元素和钯(Pd)元素。贵金属元素以能够作为催化活性成分而发挥功能的形态、例如贵金属、含有贵金属元素的合金、含有贵金属元素的化合物(例如贵金属元素的氧化物)等形态包含在第二催化剂层42中。从提高废气净化性能的观点出发，催化活性成分优选为颗粒状。
一个实施方式中，第二催化剂层42包含铑元素，不含除铑元素之外的催化活性成分。其它实施方式中，第二催化剂层42包含铑元素和钯元素，不含除铑元素和钯元素之外的催化活性成分。
第二催化剂层42包含除铑元素之外的催化活性成分时，第二催化剂层42中包含的除铑元素之外的催化活性成分的量可考虑废气净化性能与成本的平衡等来适当调整。从废气净化性能与成本的平衡等观点出发，第二催化剂层42中包含的除铑元素之外的催化活性成分的质量以第二催化剂层42的质量作为基准，优选为1.3质量％以上且2.7质量％以下、进一步优选为1.7质量％以上且2.4质量％以下。第二催化剂层42中包含的除铑元素之外的催化活性成分的质量相对于第二催化剂层42的质量的百分率的计算方法与百分率P1的计算方法相同。
第二催化剂层42优选含有包含铈元素的无机氧化物。包含铈元素的无机氧化物的相关说明与上述相同。包含铈元素的金属氧化物优选为CeO2-ZrO2系复合氧化物。CeO2-ZrO2系复合氧化物的相关说明与上述相同。
第二催化剂层42中含有的包含铈元素的无机氧化物的量可考虑第三催化剂层43中含有的包含铈元素的无机氧化物的量来适当调整。
第二催化剂层42中包含的铈元素的氧化铈换算的质量与第三催化剂层43中包含的铈元素的氧化铈换算的质量的总和相对于第二催化剂层42的质量与第三催化剂层43的质量的总和的百分率P23优选大于百分率P1。由于通过第一废气处理部3并向第二废气处理部4流入的废气中的氧浓度可能发生变动，因此，第二催化剂层42中包含的铑元素(第三催化剂层43包含铑元素时，是第二催化剂层42中包含的铑元素和第三催化剂层43中包含的铑元素)的催化活性有可能受到向第二废气处理部4流入的废气中的氧浓度的影响而无法适度地发挥出来。关于这一点，可以认为：百分率P23大于百分率P1时，能够抑制向第二废气处理部4流入的废气中的氧浓度的影响，能够适度地表现出第二催化剂层42中包含的铑元素(第三催化剂层43包含铑元素时，是第二催化剂层42中包含的铑元素和第三催化剂层43中包含的铑元素)的催化活性。即可以认为：通过使储氧能力从废气流通方向X的上游侧朝向下游侧增加，从而能够提高第二催化剂层42中包含的铑元素(第三催化剂层43包含铑元素时，是第二催化剂层42中包含的铑元素和第三催化剂层43中包含的铑元素)的催化活性(例如NOx净化性能)。
百分率P23优选为百分率P1的1.1倍以上且5.3倍以下，进一步优选为1.3倍以上且4.2倍以下，更进一步优选为1.7倍以上且2.9倍以下。可以认为：若百分率P23过小，则无法供给对于发挥出适度的催化活性而言充分的氧气，另一方面，若百分率P23过大，则被供给过量的氧气，反而使催化活性降低。关于这一点，可以认为：如果百分率P23为上述范围，则能够供给对于发挥适度的催化活性而言充分的氧气。
第二催化剂层42中包含的铈元素的氧化铈换算的质量相对于第二催化剂层42的质量的百分率P2优选大于百分率P1。由于通过第一废气处理部3并向第二废气处理部4流入的废气中的氧浓度可能发生变动，因此，第二催化剂层42中包含的铑元素(第三催化剂层43包含铑元素时，是第二催化剂层42中包含的铑元素和第三催化剂层43中包含的铑元素)的催化活性有可能受到向第二废气处理部4流入的废气中的氧浓度的影响而无法适度地发挥出来。关于这一点，可以认为：百分率P2大于百分率P1时，能够抑制向第二废气处理部4流入的废气中的氧浓度的影响，能够适度地表现出第二催化剂层42中包含的铑元素(第三催化剂层43包含铑元素时，是第二催化剂层42中包含的铑元素和第三催化剂层43中包含的铑元素)的催化活性。即可以认为：通过使储氧能力从废气流通方向X的上游侧朝向下游侧增加，从而能够提高第二催化剂层42中包含的铑元素(第三催化剂层43包含铑元素时，是第二催化剂层42中包含的铑元素和第三催化剂层43中包含的铑元素)的催化活性(例如NOx净化性能)。
百分率P2优选为百分率P1的1.1倍以上且5.3倍以下，进一步优选为1.2倍以上且2.9倍以下，更进一步优选为1.2倍以上且1.4倍以下。可以认为：若百分率P2过小，则无法供给对于发挥出适度的催化活性而言充分的氧气，另一方面，若百分率P2过大，则被供给过量的氧气，反而使催化活性降低。关于这一点，可以认为：如果百分率P2为上述范围，则能够供给对于发挥适度的催化活性而言充分的氧气。
百分率P2的计算方法与百分率P1的计算方法相同。
第二催化剂层42优选包含其它无机氧化物。其它无机氧化物的相关说明与上述相同。
第二催化剂层42中包含的其它无机氧化物的量可考虑第二催化剂层42的热耐久性和第二废气处理部4的压损来适当调整。从提高第二催化剂层42的热耐久性的观点出发，第二催化剂层42中包含的其它无机氧化物的量优选较多，但随着量的增加，流入侧室411的废气流入侧的开口部的面积减少，压损上升。因此，第二催化剂层42中包含的其它无机氧化物的质量以第二催化剂层42的质量作为基准，优选为20质量％以上且72质量％以下、进一步优选为20质量％以上且57质量％以下、更进一步优选为20质量％以上且40质量％以下。
第二催化剂层42中包含的其它无机氧化物的质量相对于第二催化剂层42的质量的百分率的计算方法与百分率P1的计算方法相同。
从高效地发挥由催化活性成分带来的废气净化性能的观点出发，催化活性成分优选担载于包含铈元素的无机氧化物和/或其它无机氧化物。“催化活性成分担载于无机氧化物”的含义与上述相同。
第二催化剂层42可以具有单层结构，也可以具有层叠结构。第二催化剂层42具有层叠结构时，某层的组成与其它层的组成可以相同也可以不同。例如，某层中包含的催化活性成分与其它层中包含的催化活性成分可以相同也可以不同。
<第三催化剂层>
以下，针对第三催化剂层43进行说明。
如图5和图7所示那样，第三催化剂层43具有形成在分隔壁部413的流出侧室412侧的表面上的部分431。具体而言，第三催化剂层43具有在分隔壁部413的流出侧室412侧的表面上从分隔壁部413的废气流出侧的端部沿着与废气流通方向X相反的方向而形成的部分431。“分隔壁部413的流出侧室412侧的表面”是指对分隔壁部413的外形进行限定的流出侧室412侧的外表面。“形成在分隔壁部413的流出侧室412侧的表面上的部分”是指：从分隔壁部413的流出侧室412侧的外表面向流出侧室412侧隆起的部分。
通过使第三催化剂层43具有形成在分隔壁部413的流出侧室412侧的表面上的部分431，从而通过第一废气处理部3并向第二废气处理部4供给的废气容易与第二催化剂层42中包含的铑元素接触。由此，能够高效地发挥第二催化剂层42中包含的铑元素的催化活性。此外，第三催化剂层43包含铑元素时，通过第一废气处理部3并向第二废气处理部4供给的废气容易与第三催化剂层43中包含的铑接触，由此，能够高效地发挥第三催化剂层43中包含的铑元素的催化活性。第三催化剂层43具有部分431的情况下，与第三催化剂层43不具有部分431的情况相比，与第二催化剂层42和第三催化剂层43接触的废气的流速降低，因此可推测，其有助于提高第二催化剂层42中包含的铑元素(第三催化剂层43包含铑元素时，是第二催化剂层42中包含的铑元素和第三催化剂层43中包含的铑元素)与废气接触的机会。需要说明的是，可推测：由于在第三催化剂层43的部分431内不存在多孔的分隔壁部413(与此相对，在后述第三催化剂层43的部分432内存在多孔的分隔壁部413)，因此，在第三催化剂层43具有部分431的情况下，与第三催化剂层43不具有部分431的情况相比，第三催化剂层43的表观密度增加，由此，与第二催化剂层42和第三催化剂层43接触的废气的流速会降低。
如图7所示那样，第三催化剂层43在具有部分431的同时，还具有存在于分隔壁部413内部的部分432。分隔壁部413为多孔，因此，在形成第三催化剂层43时，通常在形成部分431的同时还形成部分432。部分431的存在区域与分隔壁部413的存在区域不重叠，但部分432的存在区域与分隔壁部413的存在区域重叠。因此，通过切割第三催化剂层43，并使用扫描型电子显微镜(SEM)、电子射线微分析仪(EPMA)等进行截面观察等来分析截面，根据组成、形态等，能够确定部分431和部分432。
第三催化剂层43形成于壁流型基材41的流出侧室412侧。第三催化剂层43形成于壁流型基材41的流出侧室412侧可根据第三催化剂层43的部分431具有规定的厚度来判断。
从提高通过第一废气处理部3并向第二废气处理部4供给的废气与第二催化剂层42中包含的铑元素(第三催化剂层43包含铑元素时，是第二催化剂层42中包含的铑元素和第三催化剂层43中包含的铑元素)的接触效率的观点出发，部分431优选具有适度的厚度。第三催化剂层43的部分431的厚度T431优选为20μm以上且100μm以下、进一步优选为40μm以上且80μm以下、更进一步优选为45μm以上且65μm以下。
第三催化剂层43的部分431的厚度T431的计算方法与第二催化剂层42的部分421的厚度T421的计算方法相同。需要说明的是，第三催化剂层43的部分431的厚度T431的计算方法中，将第二废气处理部4(例如，在与废气流通方向X相反的方向上距离壁流型基材41的废气流出侧的端部为10mm的部位)用与壁流型基材41的轴向垂直的平面进行切割，使用扫描型电子显微镜(SEM)，对从切割面中任选的流出侧室412中存在的第三催化剂层43进行观察。
第三催化剂层43的长度L43相对于壁流型基材41的长度L41的百分率(L43/L41×100)优选为30％以上且90％以下、进一步优选为50％以上且80％以下、更进一步优选为65％以上且75％以下。
第三催化剂层43的长度L43的计算方法与第二催化剂层42的长度L42的计算方法相同。需要说明的是，第三催化剂层43的长度L43的计算方法中，利用与壁流型基材41的轴向垂直的平面，以5mm的间隔对样品进行切割，从样品的废气流出侧的端部侧起依次得到第一切割片、第二切割片、···、第n切割片。
设置于壁流型基材41的第三催化剂层43的量可考虑废气净化性能与成本的平衡等来适当调整。从废气净化性能与成本的平衡等观点出发，壁流型基材41的每单位体积的第三催化剂层43的质量(干燥和烧成后的质量)优选为27g/L以上且53g/L以下、进一步优选为27g/L以上且37g/L以下。需要说明的是，壁流型基材41的体积是壁流型基材41的表观体积。
壁流型基材41的每单位体积的第三催化剂层43的质量的计算方法与第二催化剂层42的质量的计算方法相同。
例如，首先从第二废气处理部4切出在壁流型基材41的轴向上延伸且具有与壁流型基材41的长度L41为相同长度的样品，将样品用与壁流型基材41的轴向垂直的平面进行切割，准备包含第三催化剂层43但不含第二催化剂层42的切割片S3。接着，准备具有与切割片S3为相同尺寸的壁流型基材41的切割片。壁流型基材41的切割片不含第二催化剂层42和第三催化剂层43这两者。
测定切割片S3的质量和壁流型基材41的切割片的质量，根据下述式，计算切割片S3的每单位体积的第三催化剂层43的质量。
切割片S3的每单位体积的第三催化剂层43的质量＝((切割片S3的质量)-(壁流型基材41的切割片的质量))/(切割片S3的体积)
关于由第二废气处理部4的任意部位制作的3个切割片S3，计算切割片S3的每单位体积的第三催化剂层43的质量，算出它们的平均值。根据下述式，计算壁流型基材41的每单位体积的第三催化剂层43的质量。
壁流型基材41的每单位体积的第三催化剂层43的质量＝(切割片S3的每单位体积的第三催化剂层43的质量的平均值)×(第三催化剂层43的长度L43/壁流型基材41的长度L41)
不使用壁流型基材41的切割片也能够计算出切割片S3的每单位体积的第三催化剂层43的质量。这种计算方法的一例与不使用穿流型基材31的切割片地计算切割片S1的每单位体积的第一催化剂层32的质量的方法的一例相同。
第三催化剂层43包含1种或2种以上的催化活性成分。催化活性成分可以选自例如铂(Pt)元素、钯(Pd)元素、铑(Rh)元素、钌(Ru)元素、铱(Ir)元素、锇(Os)元素等贵金属元素，但从提高废气净化性能的观点出发，优选选自铂(Pt)元素、钯(Pd)元素和铑(Rh)元素。贵金属元素以能够作为催化活性成分而发挥功能的形态、例如贵金属、含有贵金属元素的合金、含有贵金属元素的化合物(例如贵金属元素的氧化物)等形态包含在第三催化剂层43中。从提高废气净化性能的观点出发，催化活性成分优选为颗粒状。
一个实施方式中，第三催化剂层43包含铑元素，不含除铑元素之外的催化活性成分。其它实施方式中，第三催化剂层43包含铑元素和钯元素，不含除铑元素和钯元素之外的催化活性成分。
第三催化剂层43可以包含与第二催化剂层42中包含的催化活性成分不同的催化活性成分。由此，能够提高第二废气处理部4的废气净化性能。一个实施方式中，第三催化剂层43包含钯元素。该实施方式中，第三催化剂层43可以包含除钯元素之外的催化活性成分，也可以不含。
第三催化剂层43中包含的催化活性成分的量可考虑废气净化性能与成本的平衡等来适当调整。从废气净化性能与成本的平衡等观点出发，第三催化剂层43中包含的铑元素或钯元素的质量以第三催化剂层43的质量作为基准，优选为0.8质量％以上且1.5质量％以下、进一步优选为1.1质量％以上且1.5质量％以下。第三催化剂层43包含铑元素和钯元素时，铑元素和钯元素的合计量优选为上述范围。第三催化剂层43中包含的铑元素或钯元素的质量相对于第三催化剂层43的质量的百分率的计算方法与百分率P1的计算方法相同。需要说明的是，铑元素的质量和钯元素的质量为金属换算的质量。
第三催化剂层43优选含有包含铈元素的无机氧化物。包含铈元素的无机氧化物的相关说明与上述相同。包含铈元素的金属氧化物优选为CeO2-ZrO2系复合氧化物。CeO2-ZrO2系复合氧化物的相关说明与上述相同。
第三催化剂层43中含有的包含铈元素的无机氧化物的量可考虑第二催化剂层42中含有的包含铈元素的无机氧化物的量来适当调整。
如上所述，百分率P23优选大于第一催化剂层32中包含的铈元素的氧化铈换算的质量相对于第一催化剂层32的质量的百分率。
如上所述，百分率P23优选为百分率P1的1.1倍以上且5.3倍以下、进一步优选为1.3倍以上且4.2倍以下、更进一步优选为1.7倍以上且2.9倍以下。
第三催化剂层43中包含的铈元素的氧化铈换算的质量相对于第三催化剂层43的质量的百分率P3优选大于百分率P1。百分率P3优选大于百分率P1的理由与百分率P2优选大于百分率P1的理由相同。
百分率P3优选为百分率P1的1.1倍以上且5.3倍以下，进一步优选为2.4倍以上且4.4倍以下，更进一步优选为2.4倍以上且3.0倍以下。可以认为：若百分率P3过小，则无法供给对于发挥适度的催化活性而言充分的氧气，另一方面，若百分率P3过大，则被供给过量的氧气，反而使催化活性降低。关于这一点，可以认为：如果百分率P3为上述范围，则能够供给对于发挥适度的催化活性而言充分的氧气。
百分率P3的计算方法与百分率P1的计算方法相同。
第三催化剂层43优选包含其它无机氧化物。其它无机氧化物的相关说明与上述相同。
第三催化剂层43中包含的其它无机氧化物的量可考虑第三催化剂层43的热耐久性和第二废气处理部4的压损来适当调整。从提高第三催化剂层43的热耐久性的观点出发，第三催化剂层43中包含的其它无机氧化物的量优选较多，但随着量的增加，流入侧室411的废气流入侧的开口部的面积减少，压损上升。因此，第三催化剂层43中包含的其它无机氧化物的质量以第三催化剂层43的质量作为基准，优选为19质量％以上且63质量％以下、进一步优选为19质量％以上且43质量％以下。
第三催化剂层43中包含的其它无机氧化物的质量相对于第三催化剂层43的质量的百分率的计算方法与百分率P1的计算方法相同。
从高效地发挥由催化活性成分带来的废气净化性能的观点出发，催化活性成分优选担载于包含铈元素的无机氧化物和/或其它无机氧化物。“催化活性成分担载于无机氧化物”的含义与上述相同。
第三催化剂层43可以具有单层结构，也可以具有层叠结构。第三催化剂层43具有层叠结构时，某层的组成与其它层的组成可以相同也可以不同。例如，某层中包含的催化活性成分与其它层中包含的催化活性成分可以相同也可以不同。
以下，针对第二催化剂层42和第三催化剂层43的形成方法进行说明。
准备壁流型基材41、用于形成第二催化剂层42的浆料和用于形成第三催化剂层43的浆料。第二催化剂层42具有层叠结构时，作为用于形成第二催化剂层42的浆料，准备2种以上的浆料。第三催化剂层43具有层叠结构时，作为用于形成第三催化剂层43的浆料，准备2种以上的浆料。
用于形成第二催化剂层42的浆料的组成根据第二催化剂层42的组成来调整。用于形成第三催化剂层43的浆料的组成根据第三催化剂层43的组成来调整。浆料包含例如贵金属元素的供给源、无机氧化物颗粒、粘结剂、造孔剂、溶剂等。作为贵金属元素的供给源、无机氧化物颗粒、粘结剂、造孔剂、溶剂等，可以使用与上述用于形成第一催化剂层32的浆料相同的浆料。
将用于形成第二催化剂层42的浆料涂布于壁流型基材41，使其干燥，根据需要进行烧成。第二催化剂层42具有层叠结构时，反复该操作。由此，形成第二催化剂层42的前体层。通过调整浆料的固体成分浓度、粘度等，从而能够调整第二催化剂层42的前体层的长度(进而调整第二催化剂层42的长度)。此外，通过调整浆料的涂覆量、构成浆料的材料的种类、浆料中包含的造孔剂的粒径等，从而能够调整第二催化剂层42的前体层的厚度(进而调整第二催化剂层42的厚度)和第二催化剂层42的前体层的质量(进而调整第二催化剂层42的质量)。
将用于形成第三催化剂层43的浆料涂布于壁流型基材41，使其干燥，根据需要进行烧成。第三催化剂层43具有层叠结构时，反复该操作。由此，形成第三催化剂层43的前体层。通过调整浆料的固体成分浓度、粘度等，从而能够调整第三催化剂层43的前体层的长度(进而调整第三催化剂层43的长度)。此外，通过调整浆料的涂覆量、构成浆料的材料的种类、浆料中包含的造孔剂的粒径等，从而能够调整第三催化剂层43的前体层的厚度(进而调整第三催化剂层43的厚度)和第三催化剂层43的前体层的质量(进而调整第三催化剂层43的质量)。
干燥温度通常为70℃以上且200℃以下、优选为90℃以上且150℃以下，干燥时间通常为1小时以上且3小时以下、优选为1.5小时以上且2小时以下。
用于形成第二催化剂层42的浆料的涂布可通过例如将壁流型基材41的废气流入侧的端部浸渍在用于形成第二催化剂层42的浆料中，并从相反侧抽吸浆料来进行。
用于形成第三催化剂层43的浆料的涂布可通过例如将壁流型基材41的废气流出侧的端部浸渍在用于形成第三催化剂层43的浆料中，并从相反侧抽吸浆料来进行。
在形成第二催化剂层42的前体层和第三催化剂层43的前体层后，进行烧成。由此，形成第二催化剂层42和第三催化剂层43。烧成温度通常为450℃以上且700℃以下、优选为450℃以上且600℃以下，烧成时间通常为1小时以上且4小时以下、优选为1.5小时以上且2小时以下。烧成可以在例如大气气氛下进行。
造孔剂的粒径可以适当调整，从抑制剥离、抑制压损上升、PM的捕集性能的观点出发，造孔剂的中值粒径D50通常为5μm以上且50μm以下、优选为10μm以上且30μm以下。造孔剂的粒径越大，则第二催化剂层42和第三催化剂层43的厚度变得越大。D50的测定与上述相同。
实施例
以下，参照实施例，针对本发明的实施方式进行具体说明，但本发明不限定于这些实施例。
第一废气处理部A的制作
(1)下层形成用浆料的制备
准备下述组成和BET比表面积的OSC材料(包含铈元素的无机氧化物)。
CeO2：30质量％、ZrO2：55质量％、Y2O3：5质量％、La2O3：5质量％、Nd2O3：5质量％、BET比表面积：80m2/g
需要说明的是，在OSC材料中，CeO2、Y2O3、La2O3、Nd2O3和ZrO2形成了固溶体。
向球磨机罐中添加OSC材料、氧化镧修饰氧化铝(La2O3修饰量：1质量％、BET比表面积：100m2/g)、乙酸钡、氧化铝溶胶和水，利用球磨机进行混合和粉碎，得到基础浆料。将该基础浆料与硝酸钯水溶液混合，得到下层形成用浆料。下层形成用浆料中的各成分的量比设为如下的量：在烧成后的下层中，OSC材料达到28.2质量％、氧化镧修饰氧化铝达到47.0质量％、碳酸钡达到10.0质量％、氧化铝达到10.0质量％、钯达到4.8质量％的量。
(2)下层的形成
将穿流型基材浸渍于所得下层形成用浆料，其后，使穿流型基材以150℃干燥2.5小时后，以450℃烧成2.5小时，形成下层。穿流型基材的每单位体积的下层的质量为130g/L。穿流型基材的每单位体积的下层中的钯含量以金属换算计为6.2g/L。需要说明的是，作为穿流型基材，使用具有图2所示的结构且在与轴向正交的面上以600室/英寸2的密度具有室、体积为1.0L的穿流型基材，所述室被厚度为50～70μm的分隔壁隔开且在轴向上延伸。
(3)上层形成用浆料的制备
准备下述组成和BET比表面积的ZrO2系材料。
ZrO2：85质量％、Y2O3：5质量％、La2O3：5质量％、Nd2O3：5质量％、BET比表面积：80m2/g
需要说明的是，在ZrO2系材料中，ZrO2、Y2O3、La2O3和Nd2O3形成了固溶体。
向球磨机罐中添加ZrO2系材料、镧修饰氧化铝(La2O3修饰量：1质量％、BET比表面积：100m2/g)、氧化铝溶胶和水，利用球磨机进行混合和粉碎，得到基础浆料。将该基础浆料与硝酸铑的水溶液混合，得到上层形成用浆料。上层形成用浆料中的各成分的量比设为如下的量：在烧成后的上层中，ZrO2系材料达到66.7质量％、镧修饰氧化铝达到22.0质量％、氧化铝达到10.0质量％、铑以金属换算计达到1.3质量％的量。
(4)上层的形成
将形成有下层的穿流型基材浸渍于所得上层形成用浆料，其后，使穿流型基材以150℃干燥2.5小时后，以450℃烧成2.5小时。由此，制造具备壁流型基材和形成于穿流型基材的第一催化剂层的废气净化用催化剂，将所制造的废气净化用催化剂用作第一废气处理部。第一催化剂层具有包括下层和形成于下层的整个表面的上层的两层结构。穿流型基材的每单位体积的上层的烧成后的质量为60g/L。穿流型基材的每单位体积的上层中的铑含量以金属换算计为0.8g/L。
第一废气处理部B的制作
在第一废气处理部的下层的形成中，将下层形成用浆料中的各成分的量比变更为烧成后的下层中的OSC材料达到35.9质量％、氧化镧修饰氧化铝达到39.3质量％、碳酸钡达到10.0质量％、氧化铝达到10.0质量％、钯达到4.8质量％的量，以及，在第一废气处理部的上层的形成中，将上层形成用浆料中的ZrO2系材料变更为具有CeO2：5质量％、ZrO2：80质量％、Y2O3：5质量％、La2O3：5质量％、Nd2O3：5质量％、BET比表面积：80m2/g的组成和BET比表面积的OSC材料，除了上述方面之外，与第一废气处理部A同样操作，制作第一废气处理部B。
第一废气处理部C的制作
在第一废气处理部的下层的形成中，将下层形成用浆料中的各成分的量比变更为烧成后的下层中的OSC材料达到35.9质量％、氧化镧修饰氧化铝达到39.3质量％、碳酸钡达到10.0质量％、氧化铝达到10.0质量％、钯达到4.8质量％的量，以及，在第一废气处理部的上层的形成中，将上层形成用浆料中的ZrO2系材料变更为具有CeO2：10质量％、ZrO2：75质量％、Y2O3：5质量％、La2O3：5质量％、Nd2O3：5质量％、BET比表面积：80m2/g的组成和BET比表面积的OSC材料，除了这些方面之外，与第一废气处理部A同样操作，制作第一废气处理部C。
第一废气处理部D的制作
在第一废气处理部的烧成后的下层中，将下层形成用浆料中的各成分的量比变更为OSC材料达到46.2质量％、氧化镧修饰氧化铝达到29.0质量％、碳酸钡达到10.0质量％、氧化铝达到10.0质量％、钯达到4.8质量％的量，以及，在第一废气处理部的上层的形成中，将上层形成用浆料中的ZrO2系材料变更为具有CeO2：10质量％、ZrO2：75质量％、Y2O3：5质量％、La2O3：5质量％、Nd2O3：5质量％、BET比表面积：80m2/g的组成和BET比表面积的OSC材料，除了这些方面之外，与第一废气处理部A同样操作，制作第一废气处理部D。
第一废气处理部E的制作
在第一废气处理部的下层的形成中，将下层形成用浆料中的各成分的量比变更为烧成后的下层中的OSC材料达到23.1质量％、氧化镧修饰氧化铝达到52.1质量％、碳酸钡达到10.0质量％、氧化铝达到10.0质量％、钯达到4.8质量％的量，除了这一点之外，与第一废气处理部A同样操作，制作第一废气处理部E。
第一废气处理部F的制作
在第一废气处理部的下层的形成中，将下层形成用浆料中的各成分的量比变更为烧成后的下层中的OSC材料达到51.3质量％、氧化镧修饰氧化铝达到23.9质量％、碳酸钡达到10.0质量％、氧化铝达到10.0质量％、钯达到4.8质量％的量，以及，在第一废气处理部的上层的形成中，将上层形成用浆料中的ZrO2系材料变更为具有CeO2：15质量％、ZrO2：70质量％、Y2O3：5质量％、La2O3：5质量％、Nd2O3：5质量％、BET比表面积：80m2/g的组成和BET比表面积的OSC材料，除了这些方面，与第一废气处理部A同样操作，制作第一废气处理部F。
第二废气处理部a的制作
(1)第二催化剂层形成用浆料的制备
准备CeO2-ZrO2固溶体粉末(在CeO2-ZrO2固溶体中含有CeO2 15质量％、ZrO2 70质量％、除Ce之外的稀土元素的氧化物15质量％)和氧化铝粉末。将CeO2-ZrO2固溶体粉末与氧化铝粉末混合，并使其浸渗至硝酸铑水溶液中。
接着，向该混合液中混合造孔剂(交联聚(甲基)丙烯酸甲酯颗粒)、氧化铝溶胶、氧化锆溶胶和作为液体介质的水，制备第二催化剂层形成用浆料。浆料中的各成分的质量比设为如下的量：在烧成后的第二催化剂层中，铑达到2.3质量％、除铑之外的成分比率达到CeO2-ZrO2固溶体粉末81.4质量％、氧化铝10.6质量％、氧化铝溶胶5.0质量％、氧化锆3.0质量％的量，造孔剂设为相对于烧成后的催化剂层的质量达到30.0质量％的量。
(2)第三催化剂层形成用浆料的制备
向CeO2-ZrO2固溶体粉末(在CeO2-ZrO2固溶体中含有CeO2 15质量％、ZrO2 70质量％、除Ce之外的稀土元素的氧化物10质量％)和氧化铝粉末，并使其浸渗至硝酸铑水溶液中。
接着，向该混合液中混合造孔剂(交联聚(甲基)丙烯酸甲酯颗粒)、氧化铝溶胶、该氧化锆溶胶和作为液体介质的水，制备第三催化剂层形成用浆料。浆料中的各成分的质量比设为如下的量：在烧成后的第三催化剂层中，铑达到1.5质量％、除铑之外的成分比率达到CeO2-ZrO2固溶体粉末81.5质量％、氧化铝10.5质量％、氧化铝溶胶5.0质量％、氧化锆3.0质量％的量，造孔剂设为相对于烧成后的催化剂层的质量达到30质量％的量。
(3)第二催化剂层的前体层的形成
作为壁流型基材，使用具有图5所示的结构且在与轴向正交的面中以300室/英寸2的密度具有室、体积为1.4L的壁流型基材，所述室被厚度为200～250μm的分隔壁隔开且在轴向上延伸。壁流型基材中，流入侧端面的1个流入侧室的开口部的面积与流出侧端面的1个流出侧室的开口部的面积大致相同。
将壁流型基材的废气流通方向的上游侧端部浸渍在第二催化剂层形成用浆料中，从下游侧进行抽吸后，以70℃使其干燥10分钟。由此，在壁流型基材的分隔壁的面向流入侧室的面上形成包含第二催化剂层形成用浆料的固体成分的层(第二催化剂层的前体层)。
(4)第三催化剂层的前体层的形成
在形成第二催化剂层的前体层后，将壁流型基材的废气流通方向的下游侧端部浸渍在第三催化剂层形成用浆料中，从上游侧进行抽吸后，以70℃使其干燥10分钟。由此，在壁流型基材的分隔壁的面向流出侧室的面上形成包含第三催化剂层形成用浆料的固体成分的层(第三催化剂层的前体层)。
(5)烧成
在形成第二催化剂层的前体层和第三催化剂层的前体层后，将壁流型基材以450℃耗费1小时进行烧成。由此，制造具备壁流型基材、以及形成于壁流型基材的第二催化剂层和第三催化剂层的废气净化用催化剂，将所制造的废气净化用催化剂用作第二废气处理部。需要说明的是，第二催化剂层和第三催化剂层由单层构成。
第二催化剂层的长度相对于壁流型基材的全长的比率为45％，每单位体积的第二催化剂层的质量相对于壁流型基材整体的体积以烧成后的质量计为17.6g/L。第三催化剂层的长度相对于壁流型基材的全长的比率为70％，每单位体积的第三催化剂层的质量相对于壁流型基材整体的体积以烧成后的质量计为27.4g/L。
将所得废气净化用催化剂用与壁流型基材的轴向垂直的平面进行切割，使用扫描型电子显微镜(SEM)，进行切割面中存在的第二催化剂层和第三催化剂层的观察，确定第二催化剂层和第三催化剂层的形态。在第一催化剂层的观察中，在基材的轴向上距离基材的废气流入侧的端部为10mm的部位对废气净化用催化剂进行切割，在第二催化剂层的观察中，在基材的轴向上距离基材的废气流出侧的端部为10mm的部位对废气净化用催化剂进行切割。
在基于SEM的切割面的观察中，视野倍率设为300倍，视野全宽(与基材的轴向垂直的方向的长度)设为500～600μm。利用SEM进行观察的区域以不含室的角部的方式进行设定。
将仅形成有第二催化剂层的部分的SEM观察图像示于图8。如图8所示那样，壁流型基材的分隔壁的存在区域和第二催化剂层的存在区域可根据壁流型基材的分隔壁部与第二催化剂层之间的形态面的差异来确定。壁流型基材的分隔壁的存在区域和第三催化剂层的存在区域也同样地可根据壁流型基材的分隔壁与第三催化剂层之间的形态面的差异来确定。
第二催化剂层具有从壁流型基材的废气流通方向的上游侧端部朝着下游侧形成在分隔壁的流入侧室一侧的表面上的部分(从分隔壁的流入侧室一侧的表面朝着流入侧室一侧隆起的部分)。需要说明的是，分隔壁的流入侧室一侧的表面为构成分隔壁外形的流入侧室一侧的外表面。在分隔壁的流入侧室一侧的表面上形成的部分是从分隔壁的流入侧室一侧的外表面向流入侧室一侧隆起的部分，以下有时称为“第二催化剂层的隆起部分”。
第三催化剂层具有从壁流型基材的废气流通方向的下游侧端部朝着上游侧形成在分隔壁的流出侧室一侧的表面上的部分(从流出侧室一侧的分隔壁的表面朝着流出侧室一侧隆起的部分)。需要说明的是，分隔壁的流出侧室一侧的表面为构成分隔壁外形的流出侧室一侧的外表面。在分隔壁的流出侧室一侧的表面上形成的部分是从分隔壁的流出侧室一侧的外表面向流出侧室一侧隆起的部分，以下有时称为“第三催化剂层的隆起部分”。
如图8所示那样，在SEM观察图像中，从左端侧起依次以15μm的间隔描画与基材的轴向垂直的第一网格线～第三十七网格线，用直线将基材的分隔壁部的存在区域的轮廓线与各网格线的交点彼此连结，确定基材的分隔壁部的表面位置。同样地，用直线将第一催化剂层的存在区域的轮廓线与各网格线的交点彼此连结，确定第一催化剂层的表面位置。从某个交点P1起朝着与该交点P1邻接的交点P2的厚度方向的变化量超过网格线的间隔(15μm)时，不将交点P2用于表面位置的确定(即，从用直线连结的交点中去除交点P2)。此外，从交点P1起朝着与交点P1邻接的交点P2的厚度方向的变化量超过网格线的间隔(15μm)，并且从交点P1起朝着与交点P2邻接的交点P3的厚度方向的变化量也超过网格线的间隔(15μm)时，在不使用交点P2的基础上，也不使用交点P3来确定表面的位置(即，从用直线连结的交点中去除交点P2和交点P3)。像这样，从用直线连结的交点中连续去除5个交点时，该SEM图像不用于厚度的测定。
在确定基材的分隔壁部的表面位置和第二催化剂层的表面位置后，使用图像分析软件，求出被第二网格线、第三十六网格线、基材的分隔壁部的表面和第二催化剂层的表面包围的区域的面积。作为图像分析软件，使用AreaQ(STEC公司制)。需要说明的是，图像的两端部容易变得不清晰，难以确定分隔壁部的表面位置和第一催化剂层的表面位置，因此，不使用第一网格线和第三十七网格线。
在求出上述区域的面积后，根据下述式来计算上述区域的厚度。
上述区域的厚度＝上述区域的面积/(网格线的间隔×网格线的间隔数量)
需要说明的是，网格线的间隔为15μm，网格线的间隔数量为34。
关于从切割面中任选的20个第二催化剂层，计算上述区域的厚度，求出所得计算值的平均值时，为47μm。将该平均值作为第二催化剂层的隆起部分的厚度。第三催化剂层的隆起部分的厚度也同样计算，结果为41μm。
第二废气处理部b的制作
在第二废气处理部的第二催化剂层的形成中，将用于制备第二催化剂层形成用浆料的CeO2-ZrO2固溶体粉末变更为在CeO2-ZrO2固溶体中含有CeO232质量％、ZrO2 58质量％、除Ce之外的稀土元素的氧化物10质量％的CeO2-ZrO2固溶体粉末，将CeO2-ZrO2固溶体粉末与氧化铝粉末进行混合，浸渗在按照第二催化剂层中的Rh以金属换算计达到0.6质量％、Pd以金属换算计达到1.7质量％的方式进行调整的硝酸铑与硝酸钯的混合溶液中，以及，在第二废气处理部的第三催化剂层的形成中，将用于制备第三催化剂层形成用浆料的CeO2-ZrO2固溶体粉末变更为在CeO2-ZrO2固溶体中含有CeO2 32质量％、ZrO2 58质量％、除Ce之外的稀土元素的氧化物10质量％的CeO2-ZrO2固溶体粉末，将CeO2-ZrO2固溶体粉末与氧化铝粉末进行混合，浸渗在按照第三催化剂层中的Rh以金属换算计达到0.4质量％、Pd以金属换算计达到1.1质量％的方式进行调整的硝酸铑与硝酸钯的混合溶液中，除了这些方面之外，与第二废气处理部a同样操作，制作第二废气处理部b。
第二废气处理部c的制作
在第二废气处理部的第二催化剂层的形成中，浸渗至按照第二催化剂层中的Rh以金属换算计达到0.6质量％、Pd以金属换算计达到1.7质量％的方式进行调整的硝酸铑与硝酸钯的混合溶液中，以及，在第二废气处理部的第三催化剂层的形成中，将用于制备第三催化剂层形成用浆料的CeO2-ZrO2固溶体粉末变更为在CeO2-ZrO2固溶体中含有CeO2 20质量％、ZrO2 70质量％、除Ce之外的稀土元素的氧化物10质量％的CeO2-ZrO2固溶体粉末，将CeO2-ZrO2固溶体粉末与氧化铝粉末进行混合，并浸渗在按照第三催化剂层中的Rh以金属换算计达到0.4质量％、Pd以金属换算计达到1.1质量％的方式进行调整的硝酸铑与硝酸钯的混合溶液中，除了这些方面之外，与第二废气处理部a同样操作，制作第二废气处理部c。
第二废气处理部d的制作
在第二废气处理部的第二催化剂层的形成中，浸渗在按照第二催化剂层中的Rh以金属换算计达到1.7质量％的方式进行调整的硝酸铑溶液中，将相对于烧成后的壁流型基材整体的体积而言的每单位体积的第二催化剂层的质量以烧成后的质量计设为23.5g/L，以及，在第二废气处理部的第三催化剂层的形成中，将用于制备第三催化剂层形成用浆料的CeO2-ZrO2固溶体粉末变更为在CeO2-ZrO2固溶体中含有CeO2 20质量％、ZrO2 70质量％、除Ce之外的稀土元素的氧化物10质量％的CeO2-ZrO2固溶体粉末，并浸渗在按照第三催化剂层中的Rh以金属换算计达到1.1质量％的方式进行调整的硝酸铑溶液中，将相对于烧成后的壁流型基材整体的体积而言的每单位体积的第二催化剂层的质量以烧成后的质量计设为36.5g/L，除了这些方面之外，与第二废气处理部a同样操作，制作第二废气处理部d。
第二废气处理部e的制作
在第二废气处理部的第二催化剂层的形成中，将用于制备第二催化剂层形成用浆料的CeO2-ZrO2固溶体粉末变更为在CeO2-ZrO2固溶体中含有CeO223质量％、ZrO2 67质量％、除Ce之外的稀土元素的氧化物10质量％的CeO2-ZrO2固溶体粉末，并浸渗在按照第二催化剂层中的Rh以金属换算计达到1.7质量％的方式进行调整的硝酸铑溶液中，将相对于烧成后的壁流型基材整体的体积而言的每单位体积的第二催化剂层的质量以烧成后的质量计设为23.5g/L，以及，在第二废气处理部的第三催化剂层的形成中，将用于制备第三催化剂层形成用浆料的CeO2-ZrO2固溶体粉末变更为在CeO2-ZrO2固溶体中含有CeO2 30质量％、ZrO260质量％、除Ce之外的稀土元素的氧化物10质量％的CeO2-ZrO2固溶体粉末，将CeO2-ZrO2固溶体粉末与氧化铝粉末进行混合，除了这些方面之外，与第二废气处理部a同样操作，制作第二废气处理部e。
第二废气处理部f的制作
在第二废气处理部的第二催化剂层的形成中，将用于制备第二催化剂层形成用浆料的CeO2-ZrO2固溶体粉末变更为在CeO2-ZrO2固溶体中含有CeO2 8质量％、ZrO2 82质量％、除Ce之外的稀土元素的氧化物10质量％的CeO2-ZrO2固溶体粉末，以及，在第二废气处理部的第三催化剂层的形成中，将用于制备第三催化剂层形成用浆料的CeO2-ZrO2固溶体粉末变更为在CeO2-ZrO2固溶体中含有CeO2 10质量％、ZrO2 80质量％、除Ce之外的稀土元素的氧化物10质量％的CeO2-ZrO2固溶体粉末，除了这些方面之外，与第二废气处理部a同样操作，制作第二废气处理部f。
将第一废气处理部A～F中的第一催化剂层的组成示于表1，将第二废气处理部a～f中的第二催化剂层和第三催化剂层的组成示于表2。
[表1]
Figure BDA0003744446330000511
[表2]
Figure BDA0003744446330000521
实施例1～8和比较例1～3：排气气体净化性能的评价
针对第一废气处理部和第二废气处理部，作为设想了行驶16～24万千米的劣化处理，实施了如下那样的耐久条件。具体而言，在流通废气的排气通路的上游侧配置第一废气处理部，在排气通路的下游侧配置第二废气处理部，利用下述条件使发动机运转，在与所排出的废气接触的状态下，将催化剂温度保持至下述温度，进行下述的时间处理。
(耐久条件)
·耐久用发动机：乘用NA 2L汽油发动机
·使用汽油：市售常规汽油
·耐久温度/时间：第一废气处理部层内1000℃-80hr
·催化剂前段空燃比变动：A/F＝14.6(20sec)→燃料隔绝控制(5sec)→12.5(5sec)的反复
利用上述条件进行耐久试验后，将耐久试验后的第一废气处理部和耐久试验后的第二废气处理部以表3所示那样进行组合，以耐久试验后的第一废气处理部位于废气流路上游侧、耐久试验后的第二废气处理部位于废气流路下游侧的方式设置于下述车辆。作为车辆试验，将该车辆按照国际调和废气试验模式(WLTC)的运转条件进行运转。测定从开始运转起至1800秒为止的通过了第一废气处理部和第二废气处理部的废气中的NMHC(除甲烷之外的烃)和NOx，求出每单位行驶距离的排放量。关于所得排放值，将成为基准的实施例1的值设为1时的值示于表3。此外，将NMHC和NOx各自的排放量与WLTC的排放量(总排放量)一同示于表3。
(净化率测定条件)
·评价车辆：1.5L直接喷射式涡轮乘用车
·使用汽油：认证试验用燃料
[表3]
Figure BDA0003744446330000541
如表3所示那样，实施例1～8中的第一废气处理部和第二废气处理部的组合与比较例1～3的第一废气处理部和第二废气处理部的组合相比，总NMHC和NOx排放量变少，由此确认到：本发明的实施例1～8中的第一废气处理部和第二废气处理部的组合会降低氧化铈的用量，且发挥出高的废气净化性能。
附图标记说明
1 废气净化系统
2 排气管
3 第一废气处理部
31 穿流型基材
311 室
312 分隔壁部
32 第一催化剂层
4 第二废气处理部
41 壁流型基材
411 流入侧室
412 流出侧室
413 分隔壁部
42 第二催化剂层
43 第三催化剂层
44 第一密封部
45 第二密封部
X 废气流通方向

Claims (10)

1.一种废气净化系统，其对从内燃机排出的废气进行净化，
所述废气净化系统具备：
排气通路，其流通废气；
第一废气处理部，其设置在所述排气通路内的上游侧；以及
第二废气处理部，其设置在所述排气通路内的下游侧，
所述第一废气处理部具备穿流型基材和第一催化剂层，
所述穿流型基材具备：
多个室，其在所述废气流通方向上延伸，且所述废气流通方向的废气流入侧的端部和所述废气流通方向的废气流出侧的端部均开口；以及
分隔壁，其对所述多个室进行分隔，
所述第一催化剂层具有形成在所述分隔壁的表面上的部分，
所述第二废气处理部具备壁流型基材、第二催化剂层和第三催化剂层，
所述壁流型基材具备：
流入侧室，其在所述废气流通方向上延伸，且所述废气流通方向的废气流入侧的端部开口，所述废气流通方向的废气流出侧的端部封闭；
流出侧室，其在所述废气流通方向上延伸，且所述废气流通方向的废气流入侧的端部封闭，所述废气流通方向的废气流出侧的端部开口；以及
多孔的分隔壁，其对所述流入侧室和所述流出侧室进行分隔，
所述第二催化剂层具有在所述分隔壁的所述流入侧室一侧的表面上从所述分隔壁的所述废气流通方向的废气流入侧的端部沿着所述废气流通方向而形成的部分，
所述第三催化剂层具有在所述分隔壁的所述流出侧室一侧的表面上从所述分隔壁的所述废气流通方向的废气流出侧的端部沿着与所述废气流通方向相反的方向而形成的部分，
所述第一催化剂层包含铈元素，
所述第一催化剂层中包含的铈元素的氧化铈换算的质量相对于所述第一催化剂层的质量的百分率P1为5.0质量％以上且13.0质量％以下，
所述第二催化剂层包含铑元素。
2.根据权利要求1所述的废气净化系统，其中，
所述第二催化剂层和所述第三催化剂层包含铈元素，
所述第二催化剂层中包含的铈元素的氧化铈换算的质量与所述第三催化剂层中包含的铈元素的氧化铈换算的质量的总和相对于所述第二催化剂层的质量与所述第三催化剂层的质量的总和的百分率P23大于所述百分率P1。
3.根据权利要求2所述的废气净化系统，其中，所述百分率P23为所述百分率P1的1.1倍以上且5.3倍以下。
4.根据权利要求2或3所述的废气净化系统，其中，所述第二催化剂层中包含的铈元素的氧化铈换算的质量相对于所述第二催化剂层的质量的百分率P2大于所述百分率P1。
5.根据权利要求4所述的废气净化系统，其中，所述百分率P2为所述百分率P1的1.1倍以上且5.3倍以下。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的废气净化系统，其中，所述第三催化剂层中包含的铈元素的氧化铈换算的质量相对于所述第三催化剂层的质量的百分率P3大于所述百分率P1。
7.根据权利要求6所述的废气净化系统，其中，所述百分率P3为所述百分率P1的1.1倍以上且5.3倍以下。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的废气净化系统，其中，所述第三催化剂层包含钯元素。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的废气净化系统，其中，所述壁流型基材的每1平方英寸的室密度为200室以上且400室以下。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的废气净化系统，其中，所述穿流型基材的每1平方英寸的室密度为400室以上且1200室以下。
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