JP2017200677A - 排ガス浄化触媒の製造方法及び排ガス浄化触媒 - Google Patents
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Abstract
Description
上記(2)の方法によれば、第2の触媒上流層形成ステップ、第1の触媒上流層形成ステップ、第2の触媒下流層形成ステップ、及び、第1の触媒下流層形成ステップは、それぞれ一コートで触媒を塗布するので、触媒層は都合4回で触媒をコートする。
上記(3)の構成によれば、触媒層は、基材の上流側表面に近い第2の触媒上流層と、第2の触媒上流層の上に形成され、排ガス流れ方向に第2の触媒上流層と同一又はそれ以上の長さを有する第1の触媒上流層を含むので、第2の触媒上流層に第2の触媒下流層がラップすることがない。また、触媒層は、第1の触媒上流層の下流に形成され、基材の表面に近い第2の触媒下流層と、第2の触媒下流層の上に形成され、排ガス流れ方向に第2の触媒下流層と同一又はそれ以上の長さを有する第1の触媒下流層とを含むので、第1の触媒上流層に第1の触媒下流層がラップすることがない。これにより、第2の触媒層及び第1の触媒層において上流側と下流側との間に盛り上がりが形成されにくくなり、排ガスが流れる際の圧力損失の増大を防止できる。
上記(4)の構成によれば、第2の触媒上流層は、基材の上流端から下流側に基材全長の20%から40%の範囲に至るまで形成されているので、第2の触媒下流層よりも触媒成分の濃度を高めることができる。
上記(5)の構成によれば、第1の触媒上流層は、第2の触媒上流層と第2の触媒下流層とを隔離する壁をなすので、複数回で触媒をコートしても触媒層が厚くなりにくく、圧力損失の増大を防止できる。
上記(6)の構成によれば、第2の触媒下流層は、第1の触媒上流層と第1の触媒下流層とを隔離する壁をなすので、複数回で触媒をコートしても触媒層が厚くなりにくく、圧力損失の増大を防止できる。
上記(7)の構成によれば、排ガス浄化が効率的に行われる。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
図1に示すように、内燃機関(例えばガソリンエンジン)1の燃焼室(不図示)と連通する排気ポート3が気筒毎に形成されている。そして、エンジン1には夫々の排気ポート3と連通するように排気管(排気通路)5が接続されている。
排気管5の排ガス流れ方向下流には、排気過給機7が設けられている。排気過給機7ではタービンハウジング9と排気管5とが連通し、エンジン1から排出される排ガスeのエネルギを利用して吸入された吸気を圧縮し、エンジン1の燃焼室に供給する。
排気管5には、排ガス浄化触媒11をケーシング13内に内蔵した触媒装置15が設けられている。
また、触媒層23は、排ガスの流れに接する第1の触媒層27と、第1の触媒層27の担持基材21側表面に形成され、担持基材21の表面に近い第2の触媒層25とから構成され、第2の触媒層25に担持された触媒成分はパラジウム(Pd)を含み、第1の触媒層27に担持される触媒成分はロジウム(Rh)を含んで構成される。なお、第2の触媒層25に担持された触媒成分は酸素吸放出(吸蔵)材(OSC材)を含んでも良く、パラジウム(Pd)の一部、もしくは全部をPtに代えてもよい。さらに、第1の触媒層27に担持された触媒成分はOSC材を含んでもよい。
第2の触媒層25に担持された触媒成分はPd及びOSC材及び、第1の触媒層27に担持される触媒成分はRhを含んで構成されることで、いわゆる三元触媒としての機能を有し、排ガス中のHC及びCOを酸化し、かつNOxを還元して無害なN2、CO2及びH2Oに変換する。
なお、25a、25b、27a、27bの各ウォッシュコート量は、1リットル当たり40〜150gの範囲である。第2の触媒上流層25a、第1の触媒上流層27a、第1の触媒下流層27bの担持量のより好ましい設定量としては、第2の触媒上流層25aは、Pd:3〜10g/L、OSC材:5〜30g/L、第1の触媒上流層27aは、Rh:0.5〜2.0g/L、第1の触媒下流層27bは、Rh:0.1〜1.0g/Lである。
なお、各貴金属の触媒浄化性能を図7に示し、Rhの担持量当たりの排ガス浄化性能がPdに比べて高いことがわかっている。
このような実施形態によれば、触媒層は都合4コートで触媒を塗布するので、4種類のスラリー(PdとOSC材が高担持密度に調製されたスラリー、Rhが高担持密度に調製されたスラリー、PdとOSC材が低担持密度に調製されたスラリー、及びRhが低担持密度に調製されたスラリー)で触媒層を形成することができる。
3 排気ポート
5 排気管
7 排気過給機
9 タービンハウジング
11 排ガス浄化触媒
15 触媒装置
17,19 三元触媒
21 担持基材
23 触媒層
25 第2の触媒層
25a 第2の触媒上流層
25b 第2の触媒下流層
27 第1の触媒層
27a 第1の触媒上流層
27b 第1の触媒下流層
Claims (7)
- 内燃機関の排ガス通路に配設され、基材と、該基材の表面に形成された触媒層と、該触媒層に担持された触媒成分とを備える内燃機関の排ガス浄化触媒の製造方法において、
前記触媒層の製造ステップは、
前記基材の上流側表面に近い位置に前記基材の上流端から下流側に第2の触媒上流層を形成する第2の触媒上流層形成ステップと、
前記第2の触媒上流層の上に前記第2の触媒上流層と同一又はそれ以上の長さを有する第1の触媒上流層を形成する第1の触媒上流層形成ステップと、
前記第1の触媒上流層の下流で前記基材の下流側表面に近い位置に前記基材の下流端から上流側に第2の触媒下流層を形成する第2の触媒下流層形成ステップと、
前記第2の触媒下流層の上に前記第2の触媒下流層と同一又はそれ以下の第1の触媒下流層を形成する第1の触媒下流層形成ステップと、
を含むこと特徴とする排ガス浄化触媒の製造方法。 - 前記第2の触媒上流層形成ステップ、前記第1の触媒上流層形成ステップ、前記第2の触媒下流層形成ステップ、及び、前記第1の触媒下流層形成ステップは、それぞれ一コートで触媒を塗布することを特徴とする請求項1に記載の排ガス浄化触媒の製造方法。
- 内燃機関の排ガス通路に配設され、基材と、該基材の表面に形成された触媒層と、該触媒層に担持された触媒成分とを備える内燃機関の排ガス浄化触媒において、
前記触媒層は、
前記基材の上流側表面に近い第2の触媒上流層と、
前記第2の触媒上流層の上に形成され、排ガス流れ方向において前記第2の触媒上流層と同一又はそれ以上の長さを有する第1の触媒上流層と、
前記第1の触媒上流層の下流に形成され、前記基材の表面に近い第2の触媒下流層と、
前記第2の触媒下流層の上に形成され、排ガス流れ方向に前記第2の触媒下流層と同一又はそれ以下の長さを有する第1の触媒下流層と、
を含むことを特徴とする排ガス浄化触媒。 - 前記第2の触媒上流層は、前記基材の上流端から下流側に基材全長の20%から40%の範囲に至るまで形成されていることを特徴とする請求項3に記載の排ガス浄化触媒。
- 前記第1の触媒上流層は、前記第2の触媒上流層と前記第2の触媒下流層とを隔離する壁をなすことを特徴とする請求項3又は4に記載の排ガス浄化触媒。
- 前記第2の触媒下流層は、前記第1の触媒上流層と前記第1の触媒下流層とを隔離する壁をなすことを特徴とする請求項3から5のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒。
- 前記第2の触媒上流層及び前記第2の触媒下流層に担持される触媒成分は、パラジウム(Pd)と白金(Pt)の少なくとも一方と酸素吸蔵材を含み、
前記第1の触媒上流層及び前記第1の触媒下流層に担持される触媒成分は、ロジウム(Rh)を含むことを特徴とする請求項3から6のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒。
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