JP6315194B2 - Exhaust gas purification catalyst, method for producing the same, and exhaust gas purification method using the same - Google Patents

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Description

本発明は、排ガス浄化用触媒、その製造方法、及び、それを用いた排ガス浄化方法に関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification catalyst, a method for producing the same, and an exhaust gas purification method using the same.

内燃機関から排出されるガスには、燃焼により生じた粒子状物質(PM:Particulate Matter)やオイル中の添加剤等からなるアッシュ(Ash)等の有害物質が含まれている。このような有害物質の中でも粒子状物質は動植物に悪影響を及ぼす大気汚染物質として知られている。そのため、内燃機関より排出される排ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するために、浄化フィルタ(DPF:Diesel Particulate Filter)が用いられている。   The gas discharged from the internal combustion engine contains harmful substances such as particulate matter (PM) generated by combustion, ash composed of additives in oil, and the like. Among such harmful substances, particulate substances are known as air pollutants that adversely affect animals and plants. Therefore, a purification filter (DPF: Diesel Particulate Filter) is used to collect particulate matter contained in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine.

このような浄化フィルタとしては、特開2002−188435号公報(特許文献1)には、ディーゼルエンジンの排ガスに含まれる微粒子の捕捉・燃焼及びNOxの吸蔵・還元を行う排ガス浄化フィルタであって、隔壁により形成された複数のセルを有し該セルの一端側と他端側とが交互に目封じされたモノリス担体と、該モノリス担体に担持された触媒成分及びNOx吸蔵材とからなり、前記排ガスの流入側では酸化能が大きく、流出側ではNOx浄化能が大きいことを特徴とする排ガス浄化フィルタが開示されている。しかしながら、近年は、排ガス浄化用触媒に対する要求特性が益々高まっており、十分に高い粒子状物質浄化性能を有し、かつ十分に高いNOx浄化性能を有する排ガス浄化用触媒が求められるようになってきた。   As such a purification filter, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-188435 (Patent Document 1) is an exhaust gas purification filter that captures and burns particulates contained in exhaust gas of a diesel engine and stores and reduces NOx, A monolith support having a plurality of cells formed by partition walls, the one end side and the other end side of the cells being alternately sealed, and a catalyst component and NOx occlusion material supported on the monolith support, An exhaust gas purification filter is disclosed which has a high oxidation capacity on the exhaust gas inflow side and a large NOx purification capacity on the outflow side. However, in recent years, the required characteristics of exhaust gas purification catalysts have been increasing, and there has been a demand for exhaust gas purification catalysts having sufficiently high particulate matter purification performance and sufficiently high NOx purification performance. It was.

特開2002−188435号公報JP 2002-188435 A

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、十分に高い粒子状物質浄化性能を有し、かつ十分に高いNOx浄化性能を有する排ガス浄化用触媒、その製造方法、及び、それを用いた排ガス浄化方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has a sufficiently high particulate matter purification performance and a sufficiently high NOx purification performance, a method for producing the exhaust gas purification catalyst, and An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification method using the same.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、NOxと粒子状物質とを含有する排ガスの流路に配置されて用いられるDPF等のフィルタ基体のガス流入通路の封止端側の隔壁の表面(第2の隔壁表面)に粒子状物質酸化触媒、ガス流入通路の開口端側の隔壁の表面(第1の隔壁表面)にNO酸化触媒及び/又はNOx浄化触媒、ガス流出通路の封止端側の隔壁の表面(第3の隔壁表面)にNOx浄化触媒、ガス流出通路の開口端側の隔壁の表面(第4の隔壁表面)にNOx浄化触媒がそれぞれ担持されている排ガス浄化用触媒とすることにより、驚くべきことに十分に高い粒子状物質浄化性能を有し、かつ十分に高いNOx浄化性能を有する排ガス浄化用触媒が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have sealed the gas inflow passage of a filter base such as DPF used in an exhaust gas passage containing NOx and particulate matter. Particulate material oxidation catalyst on the surface of the partition wall on the end side (second partition wall surface), NO oxidation catalyst and / or NOx purification catalyst on the surface of the partition wall on the opening end side of the gas inflow passage (first partition wall surface), gas The NOx purification catalyst is supported on the surface of the partition wall (third partition wall surface) on the sealing end side of the outflow passage, and the NOx purification catalyst is supported on the surface of the partition wall (fourth partition surface) on the opening end side of the gas outflow passage. As a result, it was surprisingly found that an exhaust gas purification catalyst having sufficiently high particulate matter purification performance and sufficiently high NOx purification performance can be obtained by using the exhaust gas purification catalyst. It came to do.

すなわち、本発明の排ガス浄化用触媒は、NOxと粒子状物質とを含有する排ガスの流路に配置され、排ガスが流入する側の流入面と、浄化ガスが排出される側の排出面とを有する排ガス浄化用触媒であって、
一端が前記流入面に開口しかつ他端が前記排出面側で封止されているガス流入通路と、一端が前記排出面に開口しかつ他端が前記流入面側で封止されているガス流出通路とが、多孔性隔壁により画成されて並設されており、前記ガス流入通路に流入した排ガスが前記隔壁を通過して前記ガス流出通路から排出されるウォールスルー型のフィルタ基体と、
前記ガス流入通路の開口端側の隔壁(第1の隔壁)該ガス流入通路に接する表面及び該第1の隔壁の内部の細孔内の表面(第1の隔壁表面)に排ガスが該第1の隔壁を通過するように担持されかつNO酸化触媒及び/又はNOx浄化触媒からなる第1の触媒層と、
前記ガス流入通路の封止端側の隔壁(第2の隔壁)該ガス流入通路に接する表面及び該第2の隔壁の内部の細孔内の表面(第2の隔壁表面)に排ガスが該第2の隔壁を通過するように担持されかつ粒子状物質酸化触媒からなる第2の触媒層と、
前記ガス流出通路の封止端側の隔壁(第3の隔壁)該ガス流出通路に接する表面及び該第3の隔壁の内部の細孔内の表面(第3の隔壁表面)に排ガスが該第3の隔壁を通過するように担持されかつNOx浄化触媒からなる第3の触媒層と、
前記ガス流出通路の開口端側の隔壁(第4の隔壁)該ガス流出通路に接する表面及び該第4の隔壁の内部の細孔内の表面(第4の隔壁表面)に排ガスが該第4の隔壁を通過するように担持されかつNOx浄化触媒からなる第4の触媒層と、
を備えていることを特徴とするものである。
That is, the exhaust gas purifying catalyst of the present invention is disposed in the exhaust gas flow path containing NOx and particulate matter, and has an inflow surface on the exhaust gas inflow side and an exhaust surface on the exhaust gas exhaust side. An exhaust gas purifying catalyst comprising:
A gas inflow passage having one end opened on the inflow surface and the other end sealed on the discharge surface side, and a gas having one end opened on the discharge surface and the other end sealed on the inflow surface side An outflow passage is defined by a porous partition wall, and a wall-through filter base body in which the exhaust gas flowing into the gas inflow passage passes through the partition wall and is discharged from the gas outflow passage;
Exhaust gas is present on the surface in contact with the gas inflow passage of the partition wall (first partition wall) on the opening end side of the gas inflow passage and on the surface in the pores (first partition wall surface) inside the first partition wall . A first catalyst layer supported so as to pass through one partition wall and comprising a NO oxidation catalyst and / or a NOx purification catalyst;
Exhaust gas is present on the surface of the partition wall (second partition wall) on the sealing end side of the gas inflow passage in contact with the gas inflow passage and on the surface in the pores inside the second partition wall (second partition surface). A second catalyst layer which is supported so as to pass through the second partition and is made of a particulate matter oxidation catalyst;
Exhaust gas is present on the surface of the partition wall (third partition wall) on the sealing end side of the gas outflow passage in contact with the gas outflow passage and on the surface in the pores (third partition wall surface) inside the third partition wall. A third catalyst layer which is supported so as to pass through the third partition wall and which consists of a NOx purification catalyst;
Exhaust gas is produced on the surface of the partition wall (fourth partition wall) on the opening end side of the gas outflow passage in contact with the gas outflow passage and on the surface in the pores in the fourth partition wall (surface of the fourth partition wall) . A fourth catalyst layer which is supported so as to pass through the four partition walls and is made of a NOx purification catalyst;
It is characterized by having.

本発明の排ガス浄化用触媒においては、前記粒子状物質酸化触媒の粒子状物質酸化能が、前記NOx浄化触媒の粒子状物質酸化能よりも高く、かつ、前記NOx浄化触媒のNOx浄化能が、前記粒子状物質酸化触媒のNOx浄化能よりも高いことが好ましい。   In the exhaust gas purification catalyst of the present invention, the particulate matter oxidation ability of the particulate matter oxidation catalyst is higher than the particulate matter oxidation ability of the NOx purification catalyst, and the NOx purification ability of the NOx purification catalyst is: It is preferable that it is higher than the NOx purification capacity of the particulate matter oxidation catalyst.

また、本発明の排ガス浄化用触媒においては、前記粒子状物質酸化触媒が、銀が酸化セリウムに担持された又は複合化した粒子状物質酸化触媒であり、前記NO酸化触媒が、白金が酸化アルミニウムに担持されたNO酸化触媒であり、かつ、前記NOx浄化触媒が、NOx吸蔵還元触媒及び/又はNOx選択還元触媒である、ことが好ましい。   Further, in the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, the particulate matter oxidation catalyst is a particulate matter oxidation catalyst in which silver is supported on or complexed with cerium oxide, and the NO oxidation catalyst is platinum is aluminum oxide. And the NOx purification catalyst is preferably a NOx occlusion reduction catalyst and / or a NOx selective reduction catalyst.

本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法は、NOxと粒子状物質とを含有する排ガスの流路に配置され、排ガスが流入する側の流入面と、浄化ガスが排出される側の排出面とを有する排ガス浄化用触媒の製造方法であって、
一端が前記流入面に開口しかつ他端が前記排出面側で封止されているガス流入通路と、一端が前記排出面に開口しかつ他端が前記流入面側で封止されているガス流出通路とが、多孔性隔壁により画成されて並設されており、前記ガス流入通路に流入した排ガスが前記隔壁を通過して前記ガス流出通路から排出されるウォールスルー型のフィルタ基体を準備する工程と、
前記ガス流入通路の開口端側の隔壁(第1の隔壁)該ガス流入通路に接する表面及び該第1の隔壁の内部の細孔内の表面(第1の隔壁表面)に、NO酸化触媒及び/又はNOx浄化触媒の前駆体である第1の触媒スラリーを排ガスが該第1の隔壁を通過するように担持せしめる工程と、
前記ガス流入通路の封止端側の隔壁(第2の隔壁)該ガス流入通路に接する表面及び該第2の隔壁の内部の細孔内の表面(第2の隔壁表面)に、粒子状物質酸化触媒の前駆体である第2の触媒スラリーを排ガスが該第2の隔壁を通過するように担持せしめる工程と、
前記ガス流出通路の封止端側の隔壁(第3の隔壁)該ガス流出通路に接する表面及び該第3の隔壁の内部の細孔内の表面(第3の隔壁表面)に、NOx浄化触媒の前駆体である第3の触媒スラリーを排ガスが該第3の隔壁を通過するように担持せしめる工程と、
前記ガス流出通路の開口端側の隔壁(第4の隔壁)該ガス流出通路に接する表面及び該第4の隔壁の内部の細孔内の表面(第4の隔壁表面)に、NOx浄化触媒の前駆体である第4の触媒スラリーを排ガスが該第4の隔壁を通過するように担持せしめる工程と、
前記触媒スラリーを担持せしめたフィルタ基体に熱処理を施すことにより、上記本発明の排ガス浄化用触媒を得る工程と、
を含むことを特徴とする製造方法である。
The method for producing an exhaust gas purifying catalyst of the present invention is arranged in a flow path of exhaust gas containing NOx and particulate matter, and includes an inflow surface on the exhaust gas inflow side and an exhaust surface on the exhaust gas exhaust side. A method for producing an exhaust gas purifying catalyst having
A gas inflow passage having one end opened on the inflow surface and the other end sealed on the discharge surface side, and a gas having one end opened on the discharge surface and the other end sealed on the inflow surface side An outflow passage is defined by a porous partition wall and arranged side by side, and a wall-through type filter substrate is prepared in which exhaust gas flowing into the gas inflow passage passes through the partition wall and is discharged from the gas outflow passage. And a process of
NO oxidation catalyst is formed on the surface of the partition wall (first partition wall) on the opening end side of the gas inflow passage in contact with the gas inflow passage and on the surface in the pores (first partition wall surface) inside the first partition wall. And / or supporting the first catalyst slurry, which is a precursor of the NOx purification catalyst, so that the exhaust gas passes through the first partition wall ;
The surface of the partition wall (second partition wall) on the sealing end side of the gas inflow passage in contact with the gas inflow passage and the surface inside the pores (second partition wall surface) inside the second partition wall are in the form of particles. Supporting a second catalyst slurry, which is a precursor of the material oxidation catalyst, so that the exhaust gas passes through the second partition wall ;
NOx purification is performed on the surface in contact with the gas outflow passage of the partition wall (third partition wall) on the sealing end side of the gas outflow passage and on the surface in the pores (third partition wall surface) inside the third partition wall. Supporting a third catalyst slurry, which is a catalyst precursor, so that exhaust gas passes through the third partition ;
A NOx purification catalyst is formed on the surface of the partition wall (fourth partition wall) on the opening end side of the gas outflow passage in contact with the gas outflow passage and on the surface in the pores (fourth partition wall surface) inside the fourth partition wall. Supporting a fourth catalyst slurry that is a precursor of the exhaust gas so that the exhaust gas passes through the fourth partition wall ;
A step of obtaining the exhaust gas purifying catalyst of the present invention by performing a heat treatment on the filter substrate carrying the catalyst slurry; and
The manufacturing method characterized by including.

本発明の排ガス浄化方法は、上記本発明の排ガス浄化用触媒を用い、NOxと粒子状物質とを含有する排ガスを前記排ガス浄化用触媒のガス流入通路から流入して前記ガス流出通路から浄化ガスを排出することを特徴とする排ガス浄化方法である。   The exhaust gas purifying method of the present invention uses the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, and flows exhaust gas containing NOx and particulate matter from the gas inflow passage of the exhaust gas purifying catalyst and from the gas outflow passage. It is an exhaust gas purification method characterized by exhausting.

なお、本発明の排ガス浄化用触媒によって、十分に高い粒子状物質浄化性能を有し、かつ十分に高いNOx浄化性能を有する排ガス浄化用触媒とすることが可能となる理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、先ず、本発明においては、ウォールスルー型のフィルタ基体のガス流入通路の開口端側の隔壁の表面(第1の隔壁表面)に第1の触媒層を形成している。このような第1の触媒層は、NO酸化触媒及び/又はNOx浄化触媒からなるものであるため、前記フィルタ基体のガス流入通路の開口端側に流入する排ガスや前記第1の隔壁表面及びその近傍の粒子状物質(PM)の酸化除去、NOをNOに酸化する反応、又は、窒素酸化物(NOx)の浄化をすることが可能となる。 The reason why the exhaust gas purification catalyst of the present invention makes it possible to obtain an exhaust gas purification catalyst having sufficiently high particulate matter purification performance and sufficiently high NOx purification performance is not necessarily clear. The present inventors infer as follows. That is, first, in the present invention, the first catalyst layer is formed on the surface of the partition wall (first partition wall surface) on the opening end side of the gas inflow passage of the wall-through filter base. Since the first catalyst layer is composed of a NO oxidation catalyst and / or a NOx purification catalyst, the exhaust gas flowing into the opening end side of the gas inflow passage of the filter base, the surface of the first partition wall, and the surface thereof oxidation removal in the vicinity of the particulate matter (PM), the reaction for oxidizing NO into NO 2, or, it is possible to purify the nitrogen oxides (NOx).

また、本発明においては、前記フィルタ基体のガス流入通路の封止端側の隔壁の表面(第2の隔壁表面)に第2の触媒層を形成している。このような第2の触媒層は粒子状物質酸化触媒からなるものであるため、十分に高い粒子状物質浄化性能を発揮させることができる。すなわち、DPF等のフィルタをNOxと粒子状物質とを含有する排ガスの浄化に用いた場合、排ガスに含まれる粒子状物質(PM)は、ガス流入通路側の隔壁の表面(特に、第2の隔壁表面)に堆積し易くなるが、このような粒子状物質酸化触媒を第2の隔壁表面に担持することにより、粒子状物質酸化触媒の活性種をPMとの接触界面に配置することができるため、PMとの接触性が向上し、より高いPM酸化除去性能を発揮させることが可能となる。   In the present invention, the second catalyst layer is formed on the surface of the partition wall (second partition wall surface) on the sealing end side of the gas inflow passage of the filter base. Since such a 2nd catalyst layer consists of a particulate matter oxidation catalyst, sufficiently high particulate matter purification performance can be exhibited. That is, when a filter such as DPF is used for purification of exhaust gas containing NOx and particulate matter, the particulate matter (PM) contained in the exhaust gas is separated from the surface of the partition wall on the gas inflow passage side (particularly, the second The particulate matter oxidation catalyst is supported on the surface of the second partition wall, so that the active species of the particulate matter oxidation catalyst can be arranged at the contact interface with PM. Therefore, the contact property with PM is improved, and higher PM oxidation removal performance can be exhibited.

更に、本発明においては、前記フィルタ基体のガス流出通路の封止端側の隔壁の表面(第3の隔壁表面)に第3の触媒層、及び、前記フィルタ基体のガス流出通路の開口端側の隔壁の表面(第4の隔壁表面)に第4の触媒層を形成している。このような第3の触媒層及び第4の触媒層はNOx浄化触媒からなるものであるため、NOxの浄化をすることが可能となる。   Further, in the present invention, a third catalyst layer on the surface of the partition wall (third partition wall surface) on the sealing end side of the gas outflow passage of the filter base, and the open end side of the gas outflow passage of the filter base. A fourth catalyst layer is formed on the surface of the partition wall (the surface of the fourth partition wall). Since the third catalyst layer and the fourth catalyst layer are made of NOx purification catalyst, it is possible to purify NOx.

このように本発明においては、前記フィルタ基体の前記隔壁の特定箇所にそれぞれ分けて配置した第1の触媒層、第2の触媒層、第3の触媒層及び第4の触媒層の相互作用により、十分に高い粒子状物質浄化性能を有し、かつ十分に高いNOx浄化性能を有する触媒を提供することが可能になるものと本発明者らは推察する。   As described above, in the present invention, due to the interaction between the first catalyst layer, the second catalyst layer, the third catalyst layer, and the fourth catalyst layer, which are separately arranged at specific locations of the partition wall of the filter base. The present inventors speculate that it becomes possible to provide a catalyst having sufficiently high particulate matter purification performance and sufficiently high NOx purification performance.

本発明によれば、十分に高い粒子状物質浄化性能を有し、かつ十分に高いNOx浄化性能を有する排ガス浄化用触媒、その製造方法、及び、それを用いた排ガス浄化方法を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide an exhaust gas purification catalyst having sufficiently high particulate matter purification performance and sufficiently high NOx purification performance, a method for producing the same, and an exhaust gas purification method using the same. It becomes possible.

本発明の排ガス浄化用触媒の好適な一実施形態の一部の縦断面を模式的に示す概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows typically the one part longitudinal cross-section of suitable one Embodiment of the catalyst for exhaust gas purification of this invention. 本発明の排ガス浄化用触媒の好適な一実施形態におけるフィルタ基材の一部の縦断面を模式的に示す概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows typically the longitudinal cross-section of a part of filter base material in suitable one Embodiment of the catalyst for exhaust gas purification of this invention. 実施例1の排ガス浄化用触媒の製造における触媒スラリーの圧入手段を模式的に示す概略縦断面図である。2 is a schematic longitudinal sectional view schematically showing a catalyst slurry press-fitting means in the manufacture of the exhaust gas purifying catalyst of Example 1. FIG. 実施例1及び比較例1〜で得られた排ガス浄化用触媒のNOx浄化率及び完全酸化率を示すグラフである。It is a graph which shows the NOx purification rate and complete oxidation rate of the catalyst for exhaust gas purification obtained in Example 1 and Comparative Examples 1-2 . 実施例2及び比較例4〜5で得られた排ガス浄化用触媒のNOx浄化率及び完全酸化率を示すグラフである。It is a graph which shows the NOx purification rate and complete oxidation rate of the exhaust gas purification catalyst obtained in Example 2 and Comparative Examples 4-5. 実施例3及び比較例6〜7で得られた排ガス浄化用触媒のNOx浄化率及び完全酸化率を示すグラフである。It is a graph which shows the NOx purification rate and complete oxidation rate of the catalyst for exhaust gas purification obtained in Example 3 and Comparative Examples 6-7. 実施例4及び比較例8〜9で得られた排ガス浄化用触媒のNOx浄化率及び完全酸化率を示すグラフである。It is a graph which shows the NOx purification rate and complete oxidation rate of the exhaust gas purification catalyst obtained in Example 4 and Comparative Examples 8-9.

以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments thereof.

本発明の排ガス浄化用触媒は、NOxと粒子状物質とを含有する排ガスの流路に配置され、排ガスが流入する側の流入面と、浄化ガスが排出される側の排出面とを有する排ガス浄化用触媒であって、一端が前記流入面に開口しかつ他端が前記排出面側で封止されているガス流入通路と、一端が前記排出面に開口しかつ他端が前記流入面側で封止されているガス流出通路とが、多孔性隔壁により画成されて並設されており、前記ガス流入通路に流入した排ガスが前記隔壁を通過して前記ガス流出通路から排出されるウォールスルー型のフィルタ基体と、
前記ガス流入通路の開口端側の隔壁の表面(第1の隔壁表面)に担持されかつNO酸化触媒及び/又はNOx浄化触媒からなる第1の触媒層と、
前記ガス流入通路の封止端側の隔壁の表面(第2の隔壁表面)に担持されかつ粒子状物質酸化触媒からなる第2の触媒層と、
前記ガス流出通路の封止端側の隔壁の表面(第3の隔壁表面)に担持されかつNOx浄化触媒からなる第3の触媒層と、
前記ガス流出通路の開口端側の隔壁の表面(第4の隔壁表面)に担持されかつNOx浄化触媒からなる第4の触媒層と、を備えるものである。このような排ガス浄化用触媒とすることにより、十分に高い粒子状物質浄化性能を有し、かつ十分に高いNOx浄化性能を有する排ガス浄化用触媒を提供することができる。
The exhaust gas purifying catalyst of the present invention is disposed in a flow path of exhaust gas containing NOx and particulate matter, and has an inflow surface on the exhaust gas inflow side and an exhaust surface on the exhaust gas exhaust side. A gas inflow passage having one end opened on the inflow surface and the other end sealed on the discharge surface side; and one end opened on the discharge surface and the other end on the inflow surface side. And a gas outlet passage sealed with a wall formed by a porous partition wall, and exhaust gas flowing into the gas inlet passage passes through the partition wall and is discharged from the gas outlet passage. A through-type filter base,
A first catalyst layer supported on the surface of the partition wall (first partition wall surface) on the opening end side of the gas inflow passage and made of a NO oxidation catalyst and / or a NOx purification catalyst;
A second catalyst layer supported on the surface of the partition wall (second partition wall surface) on the sealing end side of the gas inflow passage and made of a particulate matter oxidation catalyst;
A third catalyst layer supported on the surface of the partition wall (third partition wall surface) on the sealing end side of the gas outflow passage and made of a NOx purification catalyst;
And a fourth catalyst layer that is supported on the surface of the partition wall (the fourth partition wall surface) on the opening end side of the gas outflow passage and is made of a NOx purification catalyst. By setting it as such an exhaust gas purification catalyst, it is possible to provide an exhaust gas purification catalyst having sufficiently high particulate matter purification performance and sufficiently high NOx purification performance.

(フィルタ基体)
本発明の排ガス浄化用触媒におけるフィルタ基体は、NOxと粒子状物質とを含有する排ガスの流路に配置され、排ガスが流入する側の流入面と、浄化ガスが排出される側の排出面とを有する排ガス浄化用触媒を構成するフィルタ基体であって、一端が前記流入面に開口しかつ他端が前記排出面側で封止されているガス流入通路と、一端が前記排出面に開口しかつ他端が前記流入面側で封止されているガス流出通路とが、多孔性隔壁により画成されて並設されており、前記ガス流入通路に流入した排ガスが前記隔壁を通過して前記ガス流出通路から排出されるウォールスルー型のフィルタ基体である。
(Filter base)
The filter base in the exhaust gas purifying catalyst of the present invention is disposed in a flow path of exhaust gas containing NOx and particulate matter, and has an inflow surface on the exhaust gas inflow side and an exhaust surface on the exhaust gas exhaust side. And a gas inflow passage having one end opened on the inflow surface and the other end sealed on the discharge surface side, and one end opened on the discharge surface. And a gas outflow passage whose other end is sealed on the inflow surface side is formed by a porous partition wall, and the exhaust gas flowing into the gas inflow passage passes through the partition wall and passes through the partition wall. This is a wall-through type filter base that is discharged from a gas outflow passage.

このようなフィルタ基体としては、特に制限されないが、ウォールスルー型(ウォールスルー構造)のハニカム形状(ガス通路の軸方向に直交する方向の断面形状が四角や六角等の多角形状、円形状、楕円形状等の種々の断面形状のものを含む)のものが好ましく、例えば、前記ガス流入通路と前記ガス流出通路とが多孔性隔壁により画成されて並設されるようにハニカム状に成形することで得られるハニカム状セラミックスフィルタや高密度ハニカム等のモノリス担体基材からなるモノリスセラミックスフィルタ等を好適に用いることができる。なお、「ハニカム形状」とは、前記フィルタ基体において、ガス流入通路とガス流出通路とが交互に多孔性隔壁により画成されて並設されており、このようなガス流入通路及びガス流出通路が互いに略平行となるように多孔性隔壁により形成された構造である。なお、ガス流入通路及びガス流出通路のガス通路の軸方向に直交する方向の断面形状は、四角や六角等の多角形状、円形状、楕円形状等の種々の断面形状のものを含むが、四角や六角等の多角形状であることが好ましい。また、このようなフィルタ基体は、ガス流入通路側の開口端部及びガス流出通路側の開口端部におけるガス通路の軸方向に直交する方向の断面形状が、市松模様状に交互に封止された構造であることがより好ましい。   Such a filter substrate is not particularly limited, but has a wall-through type (wall-through structure) honeycomb shape (a cross-sectional shape perpendicular to the axial direction of the gas passage is a polygonal shape such as a square or a hexagon, a circular shape, an oval shape) (Including those having various cross-sectional shapes such as shapes). For example, the gas inflow passage and the gas outflow passage are defined by a porous partition wall and are formed in a honeycomb shape. A monolith ceramic filter made of a monolith carrier substrate such as a honeycomb-shaped ceramic filter or a high-density honeycomb can be suitably used. The “honeycomb shape” means that in the filter base, gas inflow passages and gas outflow passages are alternately defined and arranged in parallel by porous partition walls. It is a structure formed by porous partition walls so as to be substantially parallel to each other. The cross-sectional shape of the gas inflow passage and the gas outflow passage in the direction orthogonal to the axial direction of the gas passage includes various cross-sectional shapes such as a polygonal shape such as a square and a hexagon, a circular shape, and an elliptical shape. It is preferably a polygonal shape such as hexagon. In addition, such a filter base is alternately sealed in a checkered pattern in cross-section in the direction perpendicular to the axial direction of the gas passage at the opening end on the gas inflow passage side and the opening end on the gas outflow passage side. More preferably, the structure is the same.

また、このようなフィルタのフィルタ基体の材質としては、特に制限されないが、例えば、コージェライト、炭化ケイ素、ムライト、アルミナ、チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等の多孔質セラミックスフィルタ材料を好適に用いることができる。この中でも、強度やコストの観点から、コージェライト、炭化ケイ素であることがより好ましい。   Further, the material of the filter base of such a filter is not particularly limited, but for example, a porous ceramic filter material such as cordierite, silicon carbide, mullite, alumina, aluminum titanate, silicon carbide, silicon nitride is preferably used. Can be used. Among these, cordierite and silicon carbide are more preferable from the viewpoint of strength and cost.

更に、このようなフィルタ基体の隔壁の厚さとしては、特に制限されないが、例えば、隔壁の厚さが100〜400μmであることが好ましく、200〜300μmであることがより好ましい。このような隔壁の厚さが前記下限未満では、フィルタの強度が低下する傾向にあり、他方、前記隔壁の厚さが前記上限を超えると、排ガス等が通過する際の圧力損出が大きくなる傾向にある。また、フィルタ基体の細孔径(気孔径)や細孔率(気孔率)としては、前記隔壁が排ガス中の粒子状物質(PM)を濾過する濾過材として機能する範囲内で、適宜設定される。例えば、前記隔壁の平均細孔径(気孔径)は、5〜60μmであることが好ましく、15〜40μmであることがより好ましい。このような平均細孔径(気孔径)が前記下限未満では、隔壁自体による圧力損失が大きくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、隔壁の強度が十分でなくなる傾向にあり、また、PMの捕集効率が低下する傾向にある。また、フィルタ基体の細孔率(気孔率)は、40〜80%であることが好ましく、50〜75%であることがより好ましい。このような細孔率(気孔率)が前記下限未満では、細孔(気孔)表面積が不足し、排ガス浄化性能やPM補足性能が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フィルタの強度が低下し不十分となる傾向にある。   Further, the thickness of the partition wall of such a filter base is not particularly limited, but for example, the thickness of the partition wall is preferably 100 to 400 μm, and more preferably 200 to 300 μm. When the thickness of the partition wall is less than the lower limit, the strength of the filter tends to decrease. On the other hand, when the thickness of the partition wall exceeds the upper limit, pressure loss when exhaust gas or the like passes increases. There is a tendency. Further, the pore diameter (pore diameter) and the porosity (porosity) of the filter base are appropriately set within a range where the partition functions as a filtering material for filtering particulate matter (PM) in the exhaust gas. . For example, the average pore diameter (pore diameter) of the partition walls is preferably 5 to 60 μm, and more preferably 15 to 40 μm. When the average pore diameter (pore diameter) is less than the lower limit, the pressure loss due to the partition walls tends to increase. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the strength of the partition walls tends to be insufficient. The collection efficiency tends to decrease. Further, the porosity (porosity) of the filter substrate is preferably 40 to 80%, and more preferably 50 to 75%. If such a porosity (porosity) is less than the lower limit, the pore (pore) surface area is insufficient, and the exhaust gas purification performance and PM supplementation performance tend to decrease. The strength tends to decrease and become insufficient.

図1は、本発明の排ガス浄化用触媒の好適な一実施形態の一部の縦断面を模式的に示す概略縦断面図である。また、図2は、本発明の排ガス浄化用触媒の好適な一実施形態におけるフィルタ基材の一部の縦断面を模式的に示す概略縦断面図である。   FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view schematically showing a part of a longitudinal section of a preferred embodiment of the exhaust gas purifying catalyst of the present invention. FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view schematically showing a longitudinal section of a part of the filter base material in a preferred embodiment of the exhaust gas purifying catalyst of the present invention.

図1及び図2に示すように、排ガス浄化用触媒1は、NOxと粒子状物質とを含有する排ガスの流路に配置され、排ガスが流入する側の流入面11と、浄化ガスが排出される側の排出面12とを有する排ガス浄化用触媒1であって、フィルタ基体2と、第1の触媒層3と、第2の触媒層4と、第3の触媒層5、第4の触媒層6とからなる。フィルタ基体2は、一端が前記流入面11に開口しかつ他端が前記排出面側で封止されているガス流入通路13と、一端が前記排出面12に開口しかつ他端が前記流入面側で封止部22により封止されているガス流出通路14とが、多孔性隔壁21により画成されて並設されており、前記ガス流入通路13に流入した排ガスが前記隔壁21を通過して前記ガス流出通路14から排出されるウォールスルー型のフィルタである。なお、ガス流入通路13及びガス流出通路14が互いに略平行となるように形成されたハニカム構造(ガス通路の軸方向に直交する方向の断面形状が四角や六角等の多角形状)を有している。また、図1に示すように、フィルタ基体2の流入面11側(上流側)から流入した粒子状物質(PM)を含む排ガスは、ガス流入通路13内を流入面11側から排出面側(封止端側、下流側)に向かって流れる過程でフィルタ基体2の多孔性隔壁21を通過し、この際、排ガス中に含まれる粒子状物質(PM)は多孔性隔壁21を通過できず、多孔性隔壁21表面のガス流入通路13に接する露出面及び/又は多孔性隔壁21の内部の細孔内の表面に付着し又は捕集されて除去され、粒子状物質(PM)が除去された排気ガスは、ガス流出通路14内を流入面側(封止端側)から排出面12へと流れフィルタ基体2の外へ排出される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the exhaust gas-purifying catalyst 1 is disposed in an exhaust gas flow path containing NOx and particulate matter, and an inflow surface 11 on the side into which the exhaust gas flows and a purified gas are discharged. The exhaust gas purifying catalyst 1 has a discharge surface 12 on the side, and includes a filter base 2, a first catalyst layer 3, a second catalyst layer 4, a third catalyst layer 5, and a fourth catalyst. Layer 6. The filter base 2 has a gas inflow passage 13 having one end opened on the inflow surface 11 and the other end sealed on the discharge surface side, and one end opened on the discharge surface 12 and the other end on the inflow surface. The gas outflow passage 14 sealed by the sealing portion 22 on the side is defined by the porous partition wall 21 and arranged side by side, and the exhaust gas flowing into the gas inflow passage 13 passes through the partition wall 21. This is a wall-through filter that is discharged from the gas outflow passage 14. The gas inflow passage 13 and the gas outflow passage 14 have a honeycomb structure formed so as to be substantially parallel to each other (the cross-sectional shape in a direction perpendicular to the axial direction of the gas passage is a polygonal shape such as a square or a hexagon). Yes. Further, as shown in FIG. 1, the exhaust gas containing particulate matter (PM) flowing in from the inflow surface 11 side (upstream side) of the filter base 2 passes through the gas inflow passage 13 from the inflow surface 11 side to the discharge surface side ( Passes through the porous partition wall 21 of the filter base 2 in the process of flowing toward the sealing end side and the downstream side. At this time, the particulate matter (PM) contained in the exhaust gas cannot pass through the porous partition wall 21, The particulate matter (PM) was removed by adhering to or collecting on the exposed surface of the porous partition wall 21 in contact with the gas inflow passage 13 and / or the surface in the pores inside the porous partition wall 21. The exhaust gas flows in the gas outflow passage 14 from the inflow surface side (sealing end side) to the discharge surface 12 and is discharged out of the filter base 2.

また、図2に示すように、ガス流入通路13及びガス流出通路14の多孔性隔壁21の表面(ガス流入通路又はガス流出通路に接する面)には、ガス流入通路の開口端側の隔壁の表面(第1の隔壁表面)A、ガス流入通路の封止端側の隔壁の表面(第2の隔壁表面)B、ガス流出通路の封止端側の隔壁の表面(第3の隔壁表面)C、及び、ガス流出通路の開口端側の隔壁の表面(第4の隔壁表面)Dが形成されている。   Further, as shown in FIG. 2, the surface of the porous partition wall 21 of the gas inflow passage 13 and the gas outflow passage 14 (the surface in contact with the gas inflow passage or the gas outflow passage) has a partition wall on the opening end side of the gas inflow passage. Surface (first partition wall surface) A, surface of the partition wall on the sealing end side of the gas inflow passage (second partition wall surface) B, surface of the partition wall on the sealing end side of the gas outflow passage (third partition wall surface) C and a partition wall surface (fourth partition wall surface) D on the opening end side of the gas outflow passage are formed.

このような第1の隔壁表面A及び第2の隔壁表面Bの長さ(排ガスの流れ方向の長さ、すなわち、ガス流入通路に平行な方向の長さ)及び深さ(排ガスの流れ方向に垂直な方向の長さ、すなわち、ガス流入通路に垂直な方向の長さ)は、特に制限されないが、ガス流入通路の隔壁の表面の長さをL1、第1の隔壁表面Aの長さをLA、第2の隔壁表面Bの長さをLBとしたときに、LA>LB、LA=LB、LA<LBのいずれであってもよく、また、第1の隔壁表面Aと第2の隔壁表面Bが連続していても、両者に間隙があっても、若干重なっていてもよい。また、第1の隔壁表面Aの長さLAは、LA:LBとなり得る領域の最小15%であることが好ましく、20〜80%の範囲内であることが好ましい。このような第1の隔壁表面Aの長さLAが、前記下限未満ではNOxの浄化能が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えるとPM酸化除去性能が低下する傾向にある。   The length of the first partition wall surface A and the second partition wall surface B (the length in the exhaust gas flow direction, that is, the length in the direction parallel to the gas inflow passage) and the depth (the exhaust gas flow direction). The length in the vertical direction (that is, the length in the direction perpendicular to the gas inflow passage) is not particularly limited, but the length of the surface of the partition wall of the gas inflow passage is L1, and the length of the first partition wall surface A is LA may be any of LA> LB, LA = LB, LA <LB when the length of the surface of the second partition wall B is LB, and the first partition wall surface A and the second partition wall Even if the surface B is continuous, there may be a gap between them, or they may overlap slightly. Further, the length LA of the first partition wall surface A is preferably at least 15% of the region that can be LA: LB, and is preferably in the range of 20 to 80%. If the length LA of the first partition wall surface A is less than the lower limit, the NOx purification ability tends to be lowered, and if it exceeds the upper limit, the PM oxidation removal performance tends to be lowered.

また、第3の隔壁表面C及び第4の隔壁表面Dの長さ(排ガスの流れ方向の長さ、すなわち、ガス流出通路に平行な方向の長さ)及び深さ(排ガスの流れ方向に垂直な方向の長さ、すなわち、ガス流出通路に垂直な方向の長さ)は、特に制限されないが、ガス流出通路の隔壁の表面の長さをL2、第3の隔壁表面Cの長さをLC、第4の隔壁表面Dの長さをLDとしたときに、LC>LD、LC=LD、LC<LDのいずれであってもよく、また、第3の隔壁表面Cと第4の隔壁表面Dが連続していても両者に間隙があっても、若干重なっていてもよい。また、第3の隔壁表面Cの長さLCは、LC:LDとなり得る領域の最小5%であることが好ましく、10〜90%の範囲内であることが好ましい。このような第3の隔壁表面Cの長さLCが、前記下限未満では第3の触媒の効果が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると第4の触媒の効果が低下する傾向にある。   Further, the length (the length in the exhaust gas flow direction, that is, the length in the direction parallel to the gas outflow passage) and the depth (perpendicular to the exhaust gas flow direction) of the third partition wall surface C and the fourth partition wall surface D. The length of the first partition wall, that is, the length in the direction perpendicular to the gas outlet passage is not particularly limited, but the length of the partition wall surface of the gas outlet passage is L2, and the length of the third partition wall surface C is LC. When the length of the fourth partition wall surface D is LD, any of LC> LD, LC = LD, and LC <LD may be used. The third partition wall surface C and the fourth partition wall surface D may be continuous, there may be a gap between them, or they may overlap slightly. The length LC of the third partition wall surface C is preferably at least 5% of the region that can be LC: LD, and is preferably in the range of 10 to 90%. When the length LC of the third partition wall surface C is less than the lower limit, the effect of the third catalyst tends to be reduced. On the other hand, when the length LC exceeds the upper limit, the effect of the fourth catalyst tends to be reduced. is there.

(第1の触媒層)
本発明の排ガス浄化用触媒においては、前記ガス流入通路の開口端側の隔壁の表面(第1の隔壁表面)に担持されかつNO酸化触媒及び/又はNOx浄化触媒からなる第1の触媒層を備えている。このような第1の触媒層は、NO酸化触媒及び/又はNOx浄化触媒からなる触媒層であること以外は特に制限されないが、このような第1の触媒層は、前記第1の隔壁表面の露出面(ガス流入通路に接する面)及び前記第1の隔壁表面の多孔性隔壁の内部の細孔内の表面に形成することが好ましい。また、このような第1の触媒層の形成範囲は、前記第1の隔壁表面Aの70〜100%の範囲に形成されていることが好ましく、80〜100%の範囲であることがより好ましい。このような触媒層の形成範囲が前記下限未満では、第1の触媒層の添加による効果が得られない傾向にある。なお、このような第1の触媒層の形成範囲は、ガス流入通路の多孔性隔壁表面の20〜80%の範囲に形成されていることが好ましい。更に、このような第1の触媒層の深さは、特に制限されないが、隔壁の厚さの1/4〜3/4の範囲内であることが好ましく、1/3〜2/3がより好ましい。このような第1の触媒層の深さが前記下限未満では、第1の触媒層の添加による効果が得られない傾向にあり、他方、上限を超えると、第3の触媒層と重なり圧損が上昇する傾向にある。
(First catalyst layer)
In the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, the first catalyst layer supported on the surface of the partition wall (first partition wall surface) on the opening end side of the gas inflow passage and made of a NO oxidation catalyst and / or a NOx purification catalyst is provided. I have. Such a first catalyst layer is not particularly limited except that it is a catalyst layer comprising a NO oxidation catalyst and / or a NOx purification catalyst, but such a first catalyst layer is formed on the surface of the first partition wall. It is preferable to form the exposed surface (the surface in contact with the gas inflow passage) and the surface in the pores inside the porous partition wall of the first partition wall surface. Further, the formation range of the first catalyst layer is preferably formed in the range of 70 to 100% of the first partition wall surface A, and more preferably in the range of 80 to 100%. . When the formation range of such a catalyst layer is less than the lower limit, the effect due to the addition of the first catalyst layer tends not to be obtained. In addition, it is preferable that the formation range of such a 1st catalyst layer is formed in the range of 20 to 80% of the porous partition wall surface of a gas inflow passage. Further, the depth of the first catalyst layer is not particularly limited, but is preferably within a range of 1/4 to 3/4 of the partition wall thickness, and more preferably 1/3 to 2/3. preferable. If the depth of the first catalyst layer is less than the lower limit, the effect due to the addition of the first catalyst layer tends not to be obtained. On the other hand, if the depth exceeds the upper limit, the third catalyst layer overlaps with the third catalyst layer. It tends to rise.

このような第1の触媒層におけるNO酸化触媒としては、排ガス中のNO(一酸化炭素)を酸化できるNO酸化触媒であればよく、特に限定されないが、例えば、多孔質酸化物担体と、該担体に担持された貴金属とを備えており、排ガス中のNOをNOに効率良く酸化することができるNO酸化触媒が好適に用いられる。このような多孔質酸化物担体を構成する金属酸化物としては、特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、セリア、セリア−アルミナ固溶体、セリア−チタニア固溶体、セリア−ジルコニア固溶体、ジルコニア−チタニア固溶体、シリカ−アルミナ固溶体、ゼオライト等を挙げることができる。また、多孔質酸化物担体は、一種の金属酸化物を単独で、或いは二種以上の金属酸化物を組み合わせ、あるいは複合酸化物として用いることができる。このような多孔質酸化物担体の量も特に限定されないが、フィルタ基体1リットル(L)当たり10〜100gの範囲であることが好ましい。また、貴金属としては、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)、ルテニウム(Ru)が挙げられる。これらの中でも、NOの酸化活性が高いという観点からPtが特に好ましい。このような貴金属の担持量も特に限定されないが、フィルタ基体1リットル(L)当たり0.5〜5gの範囲であることが好ましい。更に、多孔質酸化物担体にV、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Ag、In等の金属を担持してもよい。 The NO oxidation catalyst in the first catalyst layer is not particularly limited as long as it is a NO oxidation catalyst capable of oxidizing NO (carbon monoxide) in the exhaust gas. For example, the porous oxide carrier, A NO oxidation catalyst that includes a noble metal supported on a carrier and can efficiently oxidize NO in exhaust gas to NO 2 is preferably used. The metal oxide constituting such a porous oxide carrier is not particularly limited. For example, alumina, silica, titania, zirconia, ceria, ceria-alumina solid solution, ceria-titania solid solution, ceria-zirconia solid solution, zirconia -A titania solid solution, a silica-alumina solid solution, a zeolite, etc. can be mentioned. In addition, the porous oxide carrier can be used as a single oxide of a single metal oxide, a combination of two or more metal oxides, or a composite oxide. The amount of the porous oxide carrier is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 100 g per liter (L) of the filter substrate. Examples of the noble metal include platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), iridium (Ir), and ruthenium (Ru). Among these, Pt is particularly preferable from the viewpoint of high NO oxidation activity. The amount of such noble metal supported is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.5 to 5 g per liter (L) of the filter substrate. Furthermore, you may carry | support metals, such as V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Ag, In, on a porous oxide support | carrier.

また、このような第1の触媒層におけるNOx浄化触媒としては、排ガス中のNOxを浄化できるNOx浄化触媒であればよく、特に限定されないが、例えば、第3の触媒層において後述するNOx浄化触媒を用いることができる。   The NOx purification catalyst in the first catalyst layer is not particularly limited as long as it is a NOx purification catalyst capable of purifying NOx in the exhaust gas. For example, the NOx purification catalyst described later in the third catalyst layer is used. Can be used.

(第2の触媒層)
本発明の排ガス浄化用触媒においては、前記ガス流入通路の封止端側の隔壁の表面(第2の隔壁表面)に担持されかつ粒子状物質酸化触媒(PM酸化触媒)からなる第2の触媒層を備えている。このような第2の触媒層は、粒子状物質酸化触媒からなる触媒層であること以外は特に制限されないが、このような第2の触媒層は、前記第2の隔壁表面の露出面(ガス流入通路に接する面)及び前記第2の隔壁表面の多孔性隔壁の内部の細孔内の表面に形成することが好ましい。また、このような第2の触媒層の形成範囲は、前記第2の隔壁表面Bの70〜100%の範囲に形成されていることが好ましく、80〜100%の範囲であることがより好ましい。このような触媒層の形成範囲が前記下限未満では、第2の触媒層の添加による効果が得られない傾向にある。なお、このような第2の触媒層の形成範囲は、ガス流入通路の多孔性隔壁表面の20〜80%の範囲に形成されていることが好ましい。更に、このような第2の触媒層の深さは、特に制限されないが、隔壁の厚さの1/4〜3/4の範囲内であることが好ましく、1/3〜2/3がより好ましい。このような第2の触媒層の深さが前記下限未満では、第2の触媒層の添加による効果が得られない傾向にあり、他方、上限を超えると、第4の触媒層と重なり圧損が上昇する傾向にある。また、第2の触媒層は、前記第1の触媒層と隔てて(触媒層を担持していない部分を置いて)設けてもよいが、前記第1の触媒層に続いて連続的に設けることが好ましい。このようにすることにより、より多くの触媒をコートでき、性能が向上する傾向にある。
(Second catalyst layer)
In the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, the second catalyst is supported on the surface of the partition wall (second partition wall surface) on the sealing end side of the gas inflow passage and is made of a particulate matter oxidation catalyst (PM oxidation catalyst). With layers. Such a second catalyst layer is not particularly limited except that it is a catalyst layer made of a particulate matter oxidation catalyst. However, such a second catalyst layer is an exposed surface (gas gas) of the second partition wall surface. It is preferable to form it on the surface in the pores inside the porous partition wall on the surface of the second partition wall and the surface in contact with the inflow passage. In addition, the formation range of the second catalyst layer is preferably formed in the range of 70 to 100% of the second partition wall surface B, and more preferably in the range of 80 to 100%. . If the formation range of such a catalyst layer is less than the lower limit, the effect of adding the second catalyst layer tends not to be obtained. In addition, it is preferable that the formation range of such a 2nd catalyst layer is formed in the range of 20 to 80% of the porous partition wall surface of a gas inflow passage. Further, the depth of the second catalyst layer is not particularly limited, but is preferably in the range of 1/4 to 3/4 of the partition wall thickness, more preferably 1/3 to 2/3. preferable. If the depth of the second catalyst layer is less than the lower limit, the effect of adding the second catalyst layer tends not to be obtained. On the other hand, if the depth exceeds the upper limit, the fourth catalyst layer overlaps with the fourth catalyst layer. It tends to rise. In addition, the second catalyst layer may be provided separately from the first catalyst layer (with a portion not supporting the catalyst layer), but continuously provided following the first catalyst layer. It is preferable. By doing so, more catalyst can be coated and the performance tends to be improved.

このような第2の触媒層における粒子状物質酸化触媒(PM酸化触媒)としては、粒子状物質(PM;Particulate Matter)を酸化することができる触媒であればよく、特に制限されないが、例えば、フィルタに捕集された粒子状物質を比較的低温から酸化(燃焼)除去することができるPM酸化触媒であることが好ましい。   The particulate matter oxidation catalyst (PM oxidation catalyst) in the second catalyst layer is not particularly limited as long as it is a catalyst that can oxidize particulate matter (PM), and for example, A PM oxidation catalyst capable of oxidizing (burning) and removing particulate matter collected by the filter from a relatively low temperature is preferable.

このようなPM酸化触媒としては、酸化セリウム(CeO、セリア)、酸化ジルコニウム(ZrO、ジルコニア)、酸化アルミニウム(Al、アルミナ)、或いはこれらの2種又は3種からなる複合酸化物に、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等の貴金属又は銀(Ag)を担持したものが好ましい。更に、例えば、カリウム(K)、ナトリウム(Na)、リチウム(Li)、セシウム(Cs)等のアルカリ金属、バリウム(Ba)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、ランタン(La)、イットリウム(Y)、セリウム(Ce)等の希土類元素、鉄(Fe)等の遷移金属等の一種以上を添加してもよい。 As such a PM oxidation catalyst, cerium oxide (CeO 2 , ceria), zirconium oxide (ZrO 2 , zirconia), aluminum oxide (Al 2 O 3 , alumina), or a composite oxidation composed of two or three of these. It is preferable to carry a noble metal such as platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh) or silver (Ag) on the product. Furthermore, for example, alkali metals such as potassium (K), sodium (Na), lithium (Li), and cesium (Cs), alkaline earth metals such as barium (Ba), calcium (Ca), and strontium (Sr), lanthanum One or more of rare earth elements such as (La), yttrium (Y), and cerium (Ce), and transition metals such as iron (Fe) may be added.

なお、このようなPM酸化触媒としては、酸化セリウム(セリア)を含む酸化物又は複合酸化物に、活性種である銀(Ag)を担持したもの、又はAgとCeOを複合化したものであることがより好ましい。活性種としての銀(Ag)を担持することにより比較的低温より粒子状物質(PM)を燃焼できる傾向にあり、酸化物又は複合酸化物として酸化セリウム(セリア)を含むものを用いることにより、活性な酸素を放出することによってPMの酸化除去を促進するとともに、銀(Ag)の凝集及び揮発を抑制することができPM酸化触媒の耐熱性を向上する傾向にある。また、酸化セリウム(セリア)を含む酸化物又は複合酸化物に銀(Ag)を担持することにより、再生初期のPMの燃焼速度を速くでき、また、フィルタの再生にかかる時間を短縮できる傾向にある。なお、DPF等のフィルタをNOxと粒子状物質とを含有する排ガスの浄化に用いた場合、排ガスに含まれる粒子状物質(PM)は、ガス流入通路側の隔壁の表面(特に、第2の隔壁表面)に堆積し易くなるが、このようなPM酸化触媒を第2の隔壁表面に担持することにより、活性種である銀(Ag)をPMとの接触界面に配置することができるため、PMとの接触性を向上することができ、PM酸化除去性能を向上させるとともに、より低温から酸化除去することができる。また、このようなPM酸化触媒は、より少量のPM酸化触媒でPMを効率的に燃焼することができるため、PM酸化触媒量を低減することができる。したがって、PM酸化触媒のコート量を必要最小限に抑えられることから、NOx浄化触媒等のコート量が確保され、高いNOx浄化性能が得られることになる。更に、PMは、このようなPM酸化触媒の近傍に堆積し、PMとPM酸化触媒との互いの距離が近いことからPM燃焼効率が向上し、完全酸化が進行することになる。例えば、PM酸化触媒をコートしないDPF等に堆積したPMの再生処理を行った場合にはCOの生成量が多いことが知られているが、本発明のようにPM酸化触媒からなる第2の触媒層を形成することにより、PMが自燃して生成するCOをCOに酸化することが可能となり、PMの燃焼温度を低下させることが可能となる。更に、このようなPM酸化触媒においては、ランタン(La)、ネオジム(Nd)等のセリウム(Ce)以外の希土類元素や、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)、アルミニウム(Al)及び珪素(Si)からなる群から選択される少なくとも一種の添加成分を更に含有していることが特に好ましい。このような添加成分を含有することにより、PM酸化触媒のセリア微粒子における酸素活性種の移動度を高めるとともにセリア粒子の粗大化をより有効に防止することができ、PMの酸化除去をより促進し、PM酸化触媒の耐熱性をより向上する傾向にある。更に、前記PM酸化触媒は、Ag及びPdがセリア及びジルコニアに担持されたPM酸化触媒であることがより好ましい。 As such a PM oxidation catalyst, an oxide or composite oxide containing cerium oxide (ceria) is supported with silver (Ag) as an active species, or a composite of Ag and CeO 2. More preferably. By supporting silver (Ag) as an active species, particulate matter (PM) tends to be combusted at a relatively low temperature, and by using an oxide or a composite oxide containing cerium oxide (ceria), By releasing active oxygen, the oxidation removal of PM is promoted, and the aggregation and volatilization of silver (Ag) can be suppressed, and the heat resistance of the PM oxidation catalyst tends to be improved. Also, by supporting silver (Ag) on an oxide or composite oxide containing cerium oxide (ceria), the burning rate of PM at the initial stage of regeneration can be increased, and the time required for filter regeneration can be shortened. is there. When a filter such as DPF is used for purification of exhaust gas containing NOx and particulate matter, the particulate matter (PM) contained in the exhaust gas is separated from the surface of the partition wall on the gas inflow passage side (particularly, the second Since it is easy to deposit on the partition wall surface, by supporting such a PM oxidation catalyst on the second partition surface, silver (Ag) as an active species can be arranged at the contact interface with PM. The contact property with PM can be improved, PM oxidation removal performance can be improved, and oxidation removal can be performed from a lower temperature. Further, such a PM oxidation catalyst can efficiently burn PM with a smaller amount of the PM oxidation catalyst, so that the amount of the PM oxidation catalyst can be reduced. Therefore, since the coating amount of the PM oxidation catalyst can be suppressed to the necessary minimum, the coating amount of the NOx purification catalyst and the like can be ensured, and high NOx purification performance can be obtained. Furthermore, PM accumulates in the vicinity of such a PM oxidation catalyst, and since the distance between the PM and the PM oxidation catalyst is close to each other, PM combustion efficiency is improved and complete oxidation proceeds. For example, it is known that when a regeneration process of PM deposited on DPF or the like not coated with a PM oxidation catalyst is performed, a large amount of CO is generated. By forming the catalyst layer, it is possible to oxidize CO generated by self-combustion of PM into CO 2 and to lower the combustion temperature of PM. Further, in such a PM oxidation catalyst, rare earth elements other than cerium (Ce) such as lanthanum (La) and neodymium (Nd), zirconium (Zr), yttrium (Y), aluminum (Al), and silicon (Si) It is particularly preferred that the composition further contains at least one additive component selected from the group consisting of: By including such an additive component, the mobility of oxygen active species in the ceria fine particles of the PM oxidation catalyst can be increased and coarsening of the ceria particles can be more effectively prevented, and the oxidation removal of PM can be further promoted. The heat resistance of the PM oxidation catalyst tends to be further improved. Furthermore, the PM oxidation catalyst is more preferably a PM oxidation catalyst in which Ag and Pd are supported on ceria and zirconia.

また、このような第2の触媒層におけるPM酸化触媒の担持量は、特に限定されないが、内燃機関等の排気特性や所望の浄化性能等に応じて適宜設定され、例えば、フィルタ基体1リットル(L)当たり10〜100gの範囲であることが好ましい。   The amount of the PM oxidation catalyst supported in the second catalyst layer is not particularly limited, but is appropriately set according to the exhaust characteristics of the internal combustion engine or the like, the desired purification performance, and the like. L) is preferably in the range of 10 to 100 g.

(第3の触媒層)
本発明の排ガス浄化用触媒においては、前記ガス流出通路の封止端側の隔壁の表面(第3の隔壁表面)に担持されかつNOx浄化触媒からなる第3の触媒層を備えている。このような第3の触媒層は、NOx浄化触媒からなる触媒層であること以外は特に制限されないが、このような第3の触媒層は、前記第3の隔壁表面の露出面(ガス流出通路に接する面)及び前記第3の隔壁表面の多孔性隔壁の内部の細孔内の表面に形成することが好ましい。また、このような第3の触媒層の形成範囲は、前記第3の隔壁表面Cの70〜100%の範囲に形成されていることが好ましく、80〜100%の範囲であることがより好ましい。このような触媒層の形成範囲が前記下限未満では、第3の触媒層の添加による効果が得られない傾向にある。なお、このような第3の触媒層の形成範囲は、ガス流出通路の多孔性隔壁表面の20〜80%の範囲に形成されていることが好ましい。更に、このような第3の触媒層の深さは、特に制限されないが、隔壁の厚さの1/4〜3/4の範囲内であることが好ましく、1/3〜2/3がより好ましい。このような第3の触媒層の深さが前記下限未満では、第3の触媒層の添加による効果が得られない傾向にあり、他方、上限を超えると、第1の触媒層と重なり圧損が上昇する傾向にある。
(Third catalyst layer)
The exhaust gas purifying catalyst of the present invention includes a third catalyst layer which is supported on the surface of the partition wall (third partition wall surface) on the sealing end side of the gas outflow passage and is made of a NOx purification catalyst. Such a third catalyst layer is not particularly limited except that it is a catalyst layer made of a NOx purification catalyst, but such a third catalyst layer is an exposed surface (gas outflow passage) on the surface of the third partition wall. And a surface in the pores inside the porous partition wall on the surface of the third partition wall. In addition, the formation range of the third catalyst layer is preferably formed in the range of 70 to 100% of the third partition wall surface C, and more preferably in the range of 80 to 100%. . If the formation range of such a catalyst layer is less than the lower limit, the effect of adding the third catalyst layer tends not to be obtained. In addition, it is preferable that the formation range of such a 3rd catalyst layer is formed in the range of 20 to 80% of the porous partition wall surface of a gas outflow passage. Furthermore, the depth of the third catalyst layer is not particularly limited, but is preferably in the range of 1/4 to 3/4 of the partition wall thickness, more preferably 1/3 to 2/3. preferable. If the depth of the third catalyst layer is less than the lower limit, the effect due to the addition of the third catalyst layer tends not to be obtained. On the other hand, if the depth exceeds the upper limit, the first catalyst layer overlaps with the first catalyst layer. It tends to rise.

このような第3の触媒層におけるNOx浄化触媒としては、排ガス中のNOx浄化することができる触媒であればよく、特に制限されないが、例えば、NOx吸蔵還元触媒、NOx選択還元触媒等が挙げられる。   The NOx purification catalyst in the third catalyst layer is not particularly limited as long as it is a catalyst capable of purifying NOx in the exhaust gas, and examples thereof include a NOx storage reduction catalyst and a NOx selective reduction catalyst. .

このような第3の触媒層におけるNOx吸蔵還元触媒(NSR触媒:NOx Strage Reduction catalysts)としては、低温時又は空燃比がリーン状態のとき等にNOxを吸蔵し、高温時又は一定間隔でリッチスパイクを行ったとき(排ガスを燃料リッチにしたとき)等に吸蔵したNOxをNに還元することにより排ガス中のNOxを浄化できる触媒であればよく、特に限定されないが、例えば、アルミナ(Al)、ジルコニア(ZrO)、チタニア(TiO)等の金属酸化物に、触媒成分としての白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等の貴金属と、カリウム(K)、ナトリウム(Na)、リチウム(Li)、セシウム(Cs)等のアルカリ金属、バリウム(Ba)、カルシウム(Ca)等のアルカリ土類金属及びランタン(La)、イットリウム(Y)等の希土類元素からなる群から選択される少なくとも一種から成るNOx吸蔵成分と、が担持されているNOx吸蔵還元触媒であることが好ましい。また、このような第3の触媒層におけるNOx吸蔵還元触媒の担持量は、特に限定されないが、エンジンの排気特性や所望の浄化スペック等に応じて適宜設定され、例えば、フィルタ基体1リットル(L)当たり10〜100gの範囲であることが好ましい。 As such a NOx storage reduction catalyst (NSR catalyst: NOx Storage Reduction catalyst) in the third catalyst layer, NOx is occluded at a low temperature or when the air-fuel ratio is in a lean state, etc., and a rich spike at a high temperature or at regular intervals. when performing long catalyst which can purify NOx in the exhaust gas by reducing the NOx that is occluded in (exhaust gas when the fuel-rich) or the like N 2, is not particularly limited, for example, alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), titania (TiO 2 ) and other metal oxides, platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh) and other precious metals as catalyst components, potassium (K), Sodium (Na), lithium (Li), alkali metals such as cesium (Cs), barium (Ba), calcium A NOx occlusion reduction catalyst on which an NOx occlusion component composed of at least one selected from the group consisting of alkaline earth metals such as (Ca) and rare earth elements such as lanthanum (La) and yttrium (Y) is supported. It is preferable. Further, the amount of the NOx storage reduction catalyst supported in the third catalyst layer is not particularly limited, but is appropriately set according to the exhaust characteristics of the engine, desired purification specifications, etc., for example, 1 liter (L ) Is preferably in the range of 10 to 100 g.

また、このような第3の触媒層におけるNOx選択還元触媒(SCR触媒:Selective Catalytic Reduction catalysts)としては、NOxを還元成分と選択的に反応させて浄化できる触媒であればよく、特に限定されないが、例えば、(a)ゼオライト又はアルミナ(Al)等に、銅、コバルト、ニッケル、鉄、ガリウム、ランタン、セリウム、亜鉛、チタン、カルシウム、バリウム及び銀からなる群から選択される少なくとも一種が担持され、更に必要に応じて、白金、イリジウム、パラジウム及びロジウムからなる群から選択される少なくとも一種の貴金属が担持されているNOx選択還元触媒、(b)セリア(CeO)、チタニア(TiO)等の金属酸化物に、タングステン(W)、モリブデン(Mo)及び鉄(Fe)からなる群から選択される少なくとも一種の金属又はこれらの酸化物、更に、必要により、銅(Cu)、クロム(Cr)、コバルト(Co)及びマンガン(Mn)からなる群から選択される少なくとも一種の金属が担持されているNOx選択還元触媒、等が挙げられる。 Further, the NOx selective reduction catalyst (SCR catalyst: Selective Catalytic Reduction catalysts) in the third catalyst layer is not particularly limited as long as it is a catalyst that can be purified by selectively reacting NOx with a reducing component. For example, (a) zeolite or alumina (Al 2 O 3 ), etc., at least one selected from the group consisting of copper, cobalt, nickel, iron, gallium, lanthanum, cerium, zinc, titanium, calcium, barium and silver And, if necessary, a NOx selective reduction catalyst in which at least one noble metal selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium and rhodium is supported, (b) ceria (CeO 2 ), titania (TiO 2 ) the metal oxide 2) an element selected from tungsten ( ), Molybdenum (Mo) and iron (Fe), at least one metal selected from the group consisting of oxides thereof, and, if necessary, copper (Cu), chromium (Cr), cobalt (Co) and manganese ( And a NOx selective reduction catalyst in which at least one metal selected from the group consisting of Mn) is supported.

なお、このような上記(a)のNOx選択還元触媒としては、ゼオライトに銅(Cu)又は鉄(Fe)が担持されたNOx選択還元触媒であることが好ましく、シリカアルミノリン酸ゼオライト等のゼオライトに銅(Cu)が担持されたNOx選択還元触媒であることがより好ましい。このようなNOx選択還元触媒は、高いNOx浄化活性を有しており、高温域においても十分なNOx浄化活性を発揮する傾向にある。更に、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、スズ(Sn)及びチタン(Ti)からなる群から選択される少なくとも一種の添加金属を含有していることが好ましい。また、上記(b)のNOx選択還元触媒としてはセリア(CeO)にタングステン(W)又はモリブデン(Mo)が担持されたNOx選択還元触媒であることが好ましく、セリア(CeO)にタングステン(W)が担持されたNOx選択還元触媒であることがより好ましい。このようなNOx選択還元触媒は、高いNOx浄化活性及び高耐熱性を有しており、低温域においても十分なNOx浄化活性を発揮する傾向にある。 The NOx selective reduction catalyst of the above (a) is preferably a NOx selective reduction catalyst in which copper (Cu) or iron (Fe) is supported on the zeolite, and a zeolite such as silica aluminophosphate zeolite. More preferred is a NOx selective reduction catalyst in which copper (Cu) is supported. Such a NOx selective reduction catalyst has high NOx purification activity and tends to exhibit sufficient NOx purification activity even in a high temperature range. Furthermore, it is preferable to contain at least one additive metal selected from the group consisting of nickel (Ni), cobalt (Co), tin (Sn), and titanium (Ti). The NOx selective reduction catalyst (b) is preferably a NOx selective reduction catalyst in which tungsten (W) or molybdenum (Mo) is supported on ceria (CeO 2 ), and tungsten (W) or tungsten (W) is supported on ceria (CeO 2 ). More preferred is a NOx selective reduction catalyst on which W) is supported. Such a NOx selective reduction catalyst has high NOx purification activity and high heat resistance, and tends to exhibit sufficient NOx purification activity even in a low temperature range.

また、このような第3の触媒層におけるNOx選択還元触媒の担持量は、特に限定されないが、内燃機関等の排気特性や所望の浄化性能等に応じて適宜設定され、例えば、フィルタ基体1リットル(L)当たり10〜100gの範囲であることが好ましい。   Further, the amount of the NOx selective reduction catalyst supported in the third catalyst layer is not particularly limited, but is appropriately set according to the exhaust characteristics of the internal combustion engine or the like, the desired purification performance, and the like. It is preferable that it is the range of 10-100g per (L).

(第4の触媒層)
本発明の排ガス浄化用触媒においては、前記ガス流出通路の開口端側の隔壁の表面(第4の隔壁表面)に担持されかつNOx浄化触媒からなる第4の触媒層を備えている。このような第4の触媒層は、NOx浄化触媒からなる触媒層であること以外は特に制限されないが、このような第4の触媒層は、前記第4の隔壁表面の露出面(ガス流出通路に接する面)及び前記第4の隔壁表面の多孔性隔壁の内部の細孔内の表面に形成することが好ましい。また、このような第4の触媒層の形成範囲は、前記第4の隔壁表面Dの70〜100%の範囲に形成されていることが好ましく、80〜100%の範囲であることがより好ましい。このような触媒層の形成範囲が前記下限未満では、第4の触媒層の添加による効果が得られない傾向にある。なお、このような第4の触媒層の形成範囲は、ガス流出通路の多孔性隔壁表面の20〜80%の範囲に形成されていることが好ましい。また、第4の触媒層として前記第3の触媒層と同じNOx浄化触媒を用いる場合は、第4の触媒層及び第3の触媒層の形成範囲は、ガス流出通路の多孔性隔壁表面の80〜100%の範囲に形成されていることが好ましい。更に、このような第4の触媒層の深さは、特に制限されないが、隔壁の厚さの1/4〜3/4の範囲内であることが好ましく、1/3〜2/3がより好ましい。このような第4の触媒層の深さが前記下限未満では、第4の触媒層の添加による効果が得られない傾向にあり、他方、上限を超えると、第2の触媒層と重なり圧損が上昇する傾向にある。
また、第4の触媒層は、前記第3の触媒層と隔てて(触媒層を担持していない部分を置いて)設けてもよいが、前記第3の触媒層に続いて連続的に設けることが好ましい。このようにすることにより、より多くの触媒をコートでき、性能が向上する傾向にある。更に、第4の触媒層は、前記第3の触媒層と同じNOx浄化触媒を用いてもよく、異なるものを用いることもできる。
(Fourth catalyst layer)
The exhaust gas purifying catalyst of the present invention includes a fourth catalyst layer which is supported on the surface of the partition wall (the fourth partition wall surface) on the opening end side of the gas outflow passage and is made of a NOx purification catalyst. Such a fourth catalyst layer is not particularly limited except that it is a catalyst layer made of a NOx purification catalyst, but such a fourth catalyst layer is an exposed surface (gas outflow passage) on the surface of the fourth partition wall. And a surface in the pores inside the porous partition wall on the surface of the fourth partition wall. In addition, the formation range of the fourth catalyst layer is preferably formed in a range of 70 to 100% of the fourth partition wall surface D, and more preferably in a range of 80 to 100%. . If the formation range of such a catalyst layer is less than the lower limit, the effect due to the addition of the fourth catalyst layer tends not to be obtained. In addition, it is preferable that the formation range of such a 4th catalyst layer is formed in the range of 20 to 80% of the porous partition wall surface of a gas outflow passage. When the same NOx purification catalyst as the third catalyst layer is used as the fourth catalyst layer, the formation range of the fourth catalyst layer and the third catalyst layer is 80 of the porous partition wall surface of the gas outflow passage. It is preferable to be formed in a range of ˜100%. Further, the depth of the fourth catalyst layer is not particularly limited, but is preferably within a range of 1/4 to 3/4 of the partition wall thickness, and more preferably 1/3 to 2/3. preferable. If the depth of the fourth catalyst layer is less than the lower limit, the effect due to the addition of the fourth catalyst layer tends not to be obtained. On the other hand, if the depth exceeds the upper limit, the second catalyst layer overlaps with the second catalyst layer. It tends to rise.
In addition, the fourth catalyst layer may be provided separately from the third catalyst layer (with a portion not supporting the catalyst layer), but provided continuously after the third catalyst layer. It is preferable. By doing so, more catalyst can be coated and the performance tends to be improved. Furthermore, the same NOx purification catalyst as the third catalyst layer may be used as the fourth catalyst layer, or a different one may be used.

このような第4の触媒層におけるNOx浄化触媒としては、排ガス中のNOx浄化することができる触媒であればよく、特に制限されないが、例えば、NOx吸蔵還元触媒、NOx選択還元触媒等が挙げられる。このような第4の触媒層におけるNOx吸蔵還元触媒及びNOx選択還元触媒としては、特に限定されないが、例えば、第3の触媒層において説明したNOx浄化触媒を用いることができる。   The NOx purification catalyst in the fourth catalyst layer is not particularly limited as long as it is a catalyst capable of purifying NOx in the exhaust gas, and examples thereof include a NOx storage reduction catalyst and a NOx selective reduction catalyst. . The NOx occlusion reduction catalyst and the NOx selective reduction catalyst in the fourth catalyst layer are not particularly limited. For example, the NOx purification catalyst described in the third catalyst layer can be used.

また、このような第4の触媒層におけるNOx選択還元触媒の担持量は、特に限定されないが、内燃機関等の排気特性や所望の浄化性能等に応じて適宜設定され、例えば、フィルタ基体1リットル(L)当たり10〜100gの範囲であることが好ましい。   Further, the amount of the NOx selective reduction catalyst supported in the fourth catalyst layer is not particularly limited, but is appropriately set according to the exhaust characteristics of the internal combustion engine or the like, the desired purification performance, and the like. It is preferable that it is the range of 10-100g per (L).

(排ガス浄化用触媒)
本発明の排ガス浄化用触媒においては、前記粒子状物質酸化触媒の粒子状物質酸化能が、前記NOx浄化触媒の粒子状物質酸化能よりも高く、かつ、前記NOx浄化触媒のNOx浄化能が、前記粒子状物質酸化触媒のNOx浄化能よりも高いことが好ましい。これより、より十分に高度な粒子状物質浄化性能を有し、かつ、より十分に高度なNOx浄化性能を併せ持つ排ガス浄化用触媒を提供することができる。なお、このような排ガス浄化用触媒における前記粒子状物質酸化触媒の粒子状物質酸化能が、前記NOx浄化触媒の粒子状物質酸化能よりも低い場合には、PMの燃焼が促進されず、堆積したPMにより圧損が上昇する傾向になる。また、前記NOx浄化触媒のNOx浄化能が、前記粒子状物質酸化触媒のNOx浄化能よりも低い場合には、NOx還元が進行せず、十分なNOx浄化能が得られない傾向になる。
(Exhaust gas purification catalyst)
In the exhaust gas purification catalyst of the present invention, the particulate matter oxidation ability of the particulate matter oxidation catalyst is higher than the particulate matter oxidation ability of the NOx purification catalyst, and the NOx purification ability of the NOx purification catalyst is: It is preferable that it is higher than the NOx purification capacity of the particulate matter oxidation catalyst. As a result, it is possible to provide an exhaust gas purification catalyst that has a sufficiently high level of particulate matter purification performance and also has a sufficiently high level of NOx purification performance. In addition, when the particulate matter oxidation ability of the particulate matter oxidation catalyst in such an exhaust gas purification catalyst is lower than the particulate matter oxidation ability of the NOx purification catalyst, the combustion of PM is not promoted and deposited. The pressure loss tends to increase due to the PM. Further, when the NOx purification capacity of the NOx purification catalyst is lower than the NOx purification capacity of the particulate matter oxidation catalyst, NOx reduction does not proceed, and sufficient NOx purification capacity tends not to be obtained.

また、本発明の排ガス浄化用触媒においては、前記粒子状物質酸化触媒が、銀が酸化セリウムに担持された又は複合化した粒子状物質酸化触媒であり、前記NO酸化触媒が、白金が酸化アルミニウムに担持されたNO酸化触媒であり、かつ、前記NOx浄化触媒が、NOx吸蔵還元触媒及び/又はNOx選択還元触媒であることが好ましい。これより、より十分に高度な粒子状物質浄化性能を有し、かつ、より十分に高度なNOx浄化性能を併せ持つ排ガス浄化用触媒を提供することができる。   Further, in the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, the particulate matter oxidation catalyst is a particulate matter oxidation catalyst in which silver is supported on or complexed with cerium oxide, and the NO oxidation catalyst is platinum is aluminum oxide. It is preferable that the NO oxidation catalyst supported on the catalyst and the NOx purification catalyst be a NOx storage reduction catalyst and / or a NOx selective reduction catalyst. As a result, it is possible to provide an exhaust gas purification catalyst that has a sufficiently high level of particulate matter purification performance and also has a sufficiently high level of NOx purification performance.

更に、本発明の排ガス浄化用触媒においては、フィルタ基体の細孔率(気孔率)が、触媒が担持された状態で、40〜80%であることが好ましく、50〜75%であることがより好ましい。このような細孔率(気孔率)が前記下限未満では、細孔(気孔)表面積が不足し、排ガス浄化性能やPM補足性能が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フィルタの強度が低下し不十分となる傾向にある。また、フィルタ基体の多孔性隔壁の平均細孔径(気孔径)は、触媒が担持された状態で、5〜60μmであることが好ましく、15〜40μmであることがより好ましい。このような平均細孔径(気孔径)が前記下限未満では、多孔性隔壁圧力損失が大きくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、多孔性隔壁の強度が十分でなくなる傾向にあり、また、PMの捕集効率が低下する傾向にある。   Furthermore, in the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, the filter substrate preferably has a porosity (porosity) of 40 to 80%, preferably 50 to 75% in a state where the catalyst is supported. More preferred. If such a porosity (porosity) is less than the lower limit, the pore (pore) surface area is insufficient, and the exhaust gas purification performance and PM supplementation performance tend to decrease. The strength tends to decrease and become insufficient. Moreover, the average pore diameter (pore diameter) of the porous partition walls of the filter base is preferably 5 to 60 μm, more preferably 15 to 40 μm in a state where the catalyst is supported. When the average pore diameter (pore diameter) is less than the lower limit, the porous partition wall pressure loss tends to increase. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the strength of the porous partition wall tends to be insufficient. , PM collection efficiency tends to decrease.

[排ガス浄化用触媒の製造方法]
次に、本発明のガス浄化用触媒の製造方法を説明する。本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法は、NOxと粒子状物質とを含有する排ガスの流路に配置され、排ガスが流入する側の流入面と、浄化ガスが排出される側の排出面とを有する排ガス浄化用触媒の製造方法であって、
一端が前記流入面に開口しかつ他端が前記排出面側で封止されているガス流入通路と、一端が前記排出面に開口しかつ他端が前記流入面側で封止されているガス流出通路とが、多孔性隔壁により画成されて並設されており、前記ガス流入通路に流入した排ガスが前記隔壁を通過して前記ガス流出通路から排出されるウォールスルー型のフィルタ基体を準備する工程(フィルタ基体準備工程)と、
前記ガス流入通路の開口端側の隔壁の表面(第1の隔壁表面)に、NO酸化触媒及び/又はNOx浄化触媒の前駆体である第1の触媒スラリーを担持せしめる工程(第1の触媒スラリー担持工程)と、
前記ガス流入通路の封止端側の隔壁の表面(第2の隔壁表面)に、粒子状物質酸化触媒の前駆体である第2の触媒スラリーを担持せしめる工程(第2の触媒スラリー担持工程)と、
前記ガス流出通路の封止端側の隔壁の表面(第3の隔壁表面)に、NOx浄化触媒の前駆体である第3の触媒スラリーを担持せしめる工程(第3の触媒スラリー担持工程)と、
前記ガス流出通路の開口端側の隔壁の表面(第4の隔壁表面)に、NOx浄化触媒の前駆体である第4の触媒スラリーを担持せしめる工程(第4の触媒スラリー担持工程)と、
前記触媒スラリーを担持せしめたフィルタ基体に熱処理を施すことにより、上記本発明の排ガス浄化用触媒を得る工程(焼成工程)と、を含むことを特徴とする製造方法である。このような方法により、十分に高い粒子状物質浄化性能を有し、かつ十分に高いNOx浄化性能を有する本発明の排ガス浄化用触媒を製造することができる。
[Method for producing exhaust gas-purifying catalyst]
Next, a method for producing the gas purification catalyst of the present invention will be described. The method for producing an exhaust gas purifying catalyst of the present invention is arranged in a flow path of exhaust gas containing NOx and particulate matter, and includes an inflow surface on the exhaust gas inflow side and an exhaust surface on the exhaust gas exhaust side. A method for producing an exhaust gas purifying catalyst having
A gas inflow passage having one end opened on the inflow surface and the other end sealed on the discharge surface side, and a gas having one end opened on the discharge surface and the other end sealed on the inflow surface side An outflow passage is defined by a porous partition wall and arranged side by side, and a wall-through type filter substrate is prepared in which exhaust gas flowing into the gas inflow passage passes through the partition wall and is discharged from the gas outflow passage. A process (filter substrate preparation process),
A step of supporting a first catalyst slurry that is a precursor of a NO oxidation catalyst and / or a NOx purification catalyst on the surface of the partition wall (first partition wall surface) on the opening end side of the gas inflow passage (first catalyst slurry) Loading process),
A step of supporting the second catalyst slurry, which is a precursor of the particulate matter oxidation catalyst, on the surface of the partition wall (second partition wall surface) on the sealing end side of the gas inflow passage (second catalyst slurry support step). When,
A step of supporting a third catalyst slurry, which is a precursor of the NOx purification catalyst, on the surface of the partition wall (third partition wall surface) on the sealing end side of the gas outflow passage (third catalyst slurry support step);
A step (fourth catalyst slurry supporting step) of supporting a fourth catalyst slurry, which is a precursor of the NOx purification catalyst, on the surface of the partition wall (fourth partition surface) on the opening end side of the gas outflow passage;
And a step of obtaining the exhaust gas-purifying catalyst of the present invention by performing a heat treatment on the filter base on which the catalyst slurry is supported (a calcination step). By such a method, the exhaust gas purifying catalyst of the present invention having a sufficiently high particulate matter purification performance and a sufficiently high NOx purification performance can be produced.

(フィルタ基体準備工程)
本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法においては、まず、一端が前記流入面に開口しかつ他端が前記排出面側で封止されているガス流入通路と、一端が前記排出面に開口しかつ他端が前記流入面側で封止されているガス流出通路とが、多孔性隔壁により画成されて並設されており、前記ガス流入通路に流入した排ガスが前記隔壁を通過して前記ガス流出通路から排出されるウォールスルー型のフィルタ基体を準備する(フィルタ基体準備工程)。
(Filter substrate preparation process)
In the method for producing an exhaust gas purifying catalyst of the present invention, first, a gas inflow passage having one end opened on the inflow surface and the other end sealed on the discharge surface side, and one end opened on the discharge surface. And a gas outflow passage whose other end is sealed on the inflow surface side is formed by a porous partition wall, and the exhaust gas flowing into the gas inflow passage passes through the partition wall and passes through the partition wall. A wall-through type filter substrate discharged from the gas outflow passage is prepared (filter substrate preparation step).

このような本発明の製造方法にかかるフィルタ基体準備工程において用いるフィルタ基体としては、特に制限されないが、例えば、市販のウォールスルー型ハニカム形状セラミックフィルタを用いることができ、公知のセラミックフィルタの製造方法を適宜採用して得ることもできる。なお、このようなフィルタ基体は、上記本発明の排ガス浄化用触媒において説明したものと同様のものを用いることができる。   The filter base used in the filter base preparation step according to the manufacturing method of the present invention is not particularly limited. For example, a commercially available wall-through honeycomb-shaped ceramic filter can be used, and a known ceramic filter manufacturing method can be used. Can also be obtained as appropriate. In addition, the thing similar to what was demonstrated in the catalyst for exhaust gas purification | cleaning of the said invention can be used for such a filter base | substrate.

(第1の触媒スラリー担持工程、第2の触媒スラリー担持工程、第3の触媒スラリー担持工程及び第4の触媒スラリー担持工程)
次に、前記準備したフィルタ基体に、前記ガス流入通路の開口端側の隔壁の表面(第1の隔壁表面)にNO酸化触媒及び/又はNOx浄化触媒の前駆体である第1の触媒スラリーを担持せしめ(第1の触媒スラリー担持工程)、前記ガス流入通路の封止端側の隔壁の表面(第2の隔壁表面)に粒子状物質酸化触媒の前駆体である第2の触媒スラリーを担持せしめ(第2の触媒スラリー担持工程)、前記ガス流出通路の封止端側の隔壁の表面(第3の隔壁表面)にNOx浄化触媒の前駆体である第3の触媒スラリーを担持せしめ(第3の触媒スラリー担持工程)、前記ガス流出通路の開口端側の隔壁の表面(第4の隔壁表面)にNOx浄化触媒の前駆体である第4の触媒スラリーを担持せしめる(第4の触媒スラリー担持工程)。このような触媒スラリーを担持せしめる順番は、特に制限されないが、形成する第1の触媒層、第2の触媒層、第3の触媒層及び第4の触媒層の触媒の種類、担持方法(手段)や担持量等の条件等により、触媒スラリーの担持順番が適宜決定される。また、前記第1の触媒スラリー担持工程、第2の触媒スラリー担持工程、第3の触媒スラリー担持工程及び第4の触媒スラリー担持工程を施した後に、触媒スラリーをコートしたフィルタ基材を乾燥させることが好ましい。また、上記の触媒スラリー担持及び乾燥の操作は、コートした触媒スラリーの量が、所定量の触媒量となるまで繰り返し行うことが好ましい。更に、このような触媒スラリー担持工程において用いる触媒スラリーとしては、特に限定されず、例えば、公知の製造方法を適宜採用して得ることができる。
(First catalyst slurry supporting step, second catalyst slurry supporting step, third catalyst slurry supporting step, and fourth catalyst slurry supporting step)
Next, a first catalyst slurry which is a precursor of a NO oxidation catalyst and / or a NOx purification catalyst is applied to the surface of the partition wall (first partition wall surface) on the opening end side of the gas inflow passage on the prepared filter base. The second catalyst slurry, which is a precursor of the particulate matter oxidation catalyst, is supported on the surface of the partition wall (second partition wall surface) on the sealing end side of the gas inflow passage. Caging (second catalyst slurry supporting step), supporting a third catalyst slurry, which is a precursor of the NOx purification catalyst, on the surface of the partition wall (third partition wall surface) on the sealing end side of the gas outflow passage (first catalyst slurry supporting step). 3 catalyst slurry supporting step), a fourth catalyst slurry that is a precursor of the NOx purification catalyst is supported on the surface of the partition wall (the surface of the fourth partition wall) on the opening end side of the gas outflow passage (fourth catalyst slurry). Loading step). The order in which the catalyst slurry is supported is not particularly limited, but the types of the first catalyst layer, the second catalyst layer, the third catalyst layer, and the fourth catalyst layer to be formed, and the supporting method (means) ) And loading amount, etc., the loading order of the catalyst slurry is appropriately determined. In addition, after the first catalyst slurry supporting step, the second catalyst slurry supporting step, the third catalyst slurry supporting step, and the fourth catalyst slurry supporting step, the filter substrate coated with the catalyst slurry is dried. It is preferable. Moreover, it is preferable to repeat the above-described catalyst slurry carrying and drying operations until the amount of the coated catalyst slurry reaches a predetermined amount of catalyst. Furthermore, it does not specifically limit as a catalyst slurry used in such a catalyst slurry carrying | support process, For example, it can obtain by employ | adopting a well-known manufacturing method suitably.

また、前記フィルタ基体の隔壁に触媒スラリーを担持せしめる方法としては、特に限定されないが、例えば、触媒スラリーを圧入手段により圧入する方法、触媒スラリーに浸漬させて吸入せしめコートする方法(浸漬法)、ウォッシュコート法、等が挙げられる。   Further, the method for supporting the catalyst slurry on the partition walls of the filter base is not particularly limited. For example, a method in which the catalyst slurry is press-fitted by a press-fitting means, a method in which the catalyst slurry is dipped in the catalyst slurry and coated by suction (dipping method) And a wash coat method.

このような触媒スラリーを担持せしめる方法としては、触媒スラリーを圧入手段により圧入する方法であることが好ましい。特に、第2の触媒スラリー担持工程において、前記ガス流入通路の封止端側の隔壁の表面(第2の隔壁表面)に粒子状物質酸化触媒の前駆体である触媒スラリーを担持せしめる方法としては、このような触媒スラリーを圧入手段により圧入する方法を用いることが特に好ましい。   As a method of supporting such a catalyst slurry, a method of press-fitting the catalyst slurry by press-fitting means is preferable. In particular, in the second catalyst slurry supporting step, as a method of supporting the catalyst slurry, which is a precursor of the particulate matter oxidation catalyst, on the surface of the partition wall (second partition surface) on the sealing end side of the gas inflow passage. It is particularly preferable to use a method in which such a catalyst slurry is press-fitted by press-fitting means.

このような触媒スラリーを圧入手段により圧入する方法としては、特に限定されず、例えば、シリンジ(圧入手段)を使用した触媒成分含有液状体(触媒スラリー)圧入装置を用いて触媒スラリーを圧入する方法、液ポンプやチューブポンプ等の圧入手段を用いて触媒スラリーを圧入する方法、等が挙げられる。この中でも、シリンジを使用した触媒スラリー圧入装置を用いて触媒スラリーを圧入する方法であることが特に好ましい。このような方法により、前記フィルタ基体の隔壁の所望の箇所(部位)に、触媒層を形成する触媒スラリーを、所望の量だけ確実にコートすることができる。例えば、ガス流入通路の封止端側の隔壁の表面(第2の隔壁表面)となる隔壁の所定の箇所に、粒子状物質酸化触媒からなる第2の触媒層を形成する触媒スラリーを、所望の量だけ確実にコートすることができる。   The method for press-fitting such a catalyst slurry by the press-fitting means is not particularly limited, and for example, a method for press-fitting the catalyst slurry using a catalyst component-containing liquid (catalyst slurry) press-fitting device using a syringe (press-fitting means). And a method of press-fitting the catalyst slurry using press-fitting means such as a liquid pump and a tube pump. Among these, it is particularly preferable that the catalyst slurry is press-fitted using a catalyst slurry press-fitting device using a syringe. By such a method, a desired amount of the catalyst slurry for forming the catalyst layer can be reliably coated on a desired portion (part) of the partition wall of the filter base. For example, a desired catalyst slurry for forming a second catalyst layer made of a particulate matter oxidation catalyst at a predetermined portion of the partition wall which becomes the surface of the partition wall (second partition wall surface) on the sealing end side of the gas inflow passage is desired. Can be reliably coated by the amount of.

また、触媒スラリーに浸漬させて吸入せしめコートする方法としては、特に限定されず、例えば、フィルタ基材を所定位置まで触媒スラリー(触媒成分含有液状体)中に浸漬させて毛管現象により隔壁の表面及び細孔(気孔)内に触媒スラリーを吸入せしめるようにして触媒スラリーを所定の箇所に所望の量を塗布(コート)する。具体的には、先ず、前記フィルタ基体の一方の開口端部(流出面又は流入面)を樹脂フィルム等で覆い、他方の開口端部(流入面又は流出面)から空気が抜けないようにする。次に、予め準備した触媒スラリー中にフィルタ基体の所望の部分のみ(例えば、フィルタ基体のガス流入通路の開口端側の隔壁の表面(第1の隔壁表面)のみ、又は前記ガス流出通路の開口端側の隔壁の表面(第4の隔壁表面)のみ、等)を浸漬させる。このとき、前記フィルタ基体の軸方向が鉛直方向に平行となるようにして、フィルタ基体をスラリー中に浸漬させる。なお、必要により、超音波をかけながら浸漬処理を施す。所定時間が経過した後、フィルタ基体を引き上げて余分なスラリーを除去し、乾燥させる。このような操作は、所定量の触媒スラリーが担持されるまで繰り返し行う。これにより、フィルタ基体の所望の部分に所定量の触媒スラリー(乾燥物)が担持された触媒スラリー乾燥物層が形成される。   In addition, the method of dipping in the catalyst slurry and inhaling and coating is not particularly limited. For example, the filter substrate is immersed in the catalyst slurry (catalyst component-containing liquid) up to a predetermined position, and the surface of the partition wall by capillary action. In addition, a desired amount of catalyst slurry is applied (coated) at a predetermined location so that the catalyst slurry is sucked into the pores (pores). Specifically, first, one open end (outflow surface or inflow surface) of the filter base is covered with a resin film or the like so that air does not escape from the other open end (inflow surface or outflow surface). . Next, only a desired portion of the filter base in the catalyst slurry prepared in advance (for example, only the surface of the partition wall (first partition wall surface) on the opening end side of the gas inflow passage of the filter base, or the opening of the gas outflow passage) The surface of the partition wall on the end side (only the surface of the fourth partition wall) is immersed. At this time, the filter base is immersed in the slurry so that the axial direction of the filter base is parallel to the vertical direction. If necessary, the immersion treatment is performed while applying ultrasonic waves. After a predetermined time has elapsed, the filter substrate is pulled up to remove excess slurry and dried. Such an operation is repeated until a predetermined amount of catalyst slurry is supported. As a result, a dried catalyst slurry layer in which a predetermined amount of the catalyst slurry (dried material) is supported on a desired portion of the filter base is formed.

(焼成工程)
次いで、前記触媒スラリーを担持せしめたフィルタ基体に熱処理を施すことにより、上記本発明の排ガス浄化用触媒を得る(焼成工程)。
(Baking process)
Next, the filter base on which the catalyst slurry is supported is subjected to heat treatment to obtain the exhaust gas purifying catalyst of the present invention (firing step).

このような焼成工程においては、前記触媒層を形成する触媒スラリーを担持せしめたフィルタ基体を200〜700℃の範囲内の温度で焼成せしめることが好ましい。前記焼成温度が、前記下限未満では、触媒成分が基材に強く付着しない傾向にあり、他方、前記上限を超えると、触媒成分が粒成長するなど変質が生じる傾向になる。なお、このような焼成温度は、付着性の確保と作業効率という観点から、200〜600℃の範囲内の温度であることがより好ましい。また、焼成(加熱)時間としては、前記焼成温度により異なるものであるため一概には言えないが、0.5〜10時間であることが好ましく、1〜5時間であることがより好ましい。更に、このような焼成工程における雰囲気としては、特に制限されないが、大気中又は不活性雰囲気中であることが好ましい。   In such a firing step, it is preferable to fire the filter substrate carrying the catalyst slurry for forming the catalyst layer at a temperature in the range of 200 to 700 ° C. If the calcination temperature is less than the lower limit, the catalyst component tends not to adhere strongly to the base material. On the other hand, if it exceeds the upper limit, the catalyst component tends to undergo alteration such as grain growth. In addition, it is more preferable that such a calcination temperature is a temperature within a range of 200 to 600 ° C. from the viewpoint of ensuring adhesion and working efficiency. Further, the firing (heating) time cannot be generally described because it varies depending on the firing temperature, but it is preferably 0.5 to 10 hours, and more preferably 1 to 5 hours. Furthermore, the atmosphere in such a firing step is not particularly limited, but is preferably in the air or in an inert atmosphere.

以上、本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法の好適な実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されるものではない。   As mentioned above, although suitable embodiment of the manufacturing method of the catalyst for exhaust gas purification of this invention was described, it is not limited to the said embodiment.

[排ガス浄化方法]
次に、本発明の排ガス浄化方法について説明する。本発明の排ガス浄化方法は、上記本発明の排ガス浄化用触媒を用い、NOxと粒子状物質とを含有する排ガスを前記排ガス浄化用触媒のガス流入通路から流入して前記ガス流出通路から浄化ガスを排出することを特徴とする方法である。
[Exhaust gas purification method]
Next, the exhaust gas purification method of the present invention will be described. The exhaust gas purifying method of the present invention uses the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, and flows exhaust gas containing NOx and particulate matter from the gas inflow passage of the exhaust gas purifying catalyst and from the gas outflow passage. It is the method characterized by discharging | emitting.

このような本発明の排ガス浄化方法において、前記排ガス浄化用触媒に排ガスを流入せしめる方法としては、特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができ、例えば、内燃機関から排出されるガスが流通する排ガス管内に上記本発明にかかる排ガス浄化用触媒を配置することにより、排ガス浄化用触媒に対して内燃機関から排出されたNOxと粒子状物質とを含有する排ガスをガス流入通路に流入せしめる方法を採用してもよい。   In such an exhaust gas purification method of the present invention, the method for causing the exhaust gas to flow into the exhaust gas purification catalyst is not particularly limited, and a known method can be adopted as appropriate, for example, gas discharged from an internal combustion engine. By disposing the exhaust gas purifying catalyst according to the present invention in the exhaust gas pipe through which the exhaust gas flows, the exhaust gas containing NOx and particulate matter discharged from the internal combustion engine flows into the gas inflow passage with respect to the exhaust gas purifying catalyst. A method of squeezing may be adopted.

なお、本発明の排ガス浄化用触媒は、十分に高い粒子状物質浄化性能を有し、かつ十分に高いNOx浄化性能を有するものであるため、このような前記本発明の排ガス浄化用触媒に、例えば、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガスを接触させることで、十分に高い粒子状物質浄化性能及び十分に高いNOx浄化性能を発揮させることが可能となる。このような観点から、本発明の排ガス浄化用触媒を用いた排ガス浄化方法は、例えば、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出されるようなNOxと粒子状物質とを含有する排ガス中の粒子状物質及びNOxを浄化するための方法等として好適に採用することができる。   The exhaust gas purification catalyst of the present invention has a sufficiently high particulate matter purification performance and has a sufficiently high NOx purification performance. Therefore, in the exhaust gas purification catalyst of the present invention, For example, by contacting exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine, sufficiently high particulate matter purification performance and sufficiently high NOx purification performance can be exhibited. From such a viewpoint, the exhaust gas purification method using the exhaust gas purification catalyst of the present invention is, for example, particulate matter in exhaust gas containing NOx and particulate matter that are discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine. In addition, it can be suitably employed as a method for purifying NOx.

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example.

(調製例1)
<PM酸化触媒の前駆体である触媒スラリーの調製>
先ず、50.46gのCe(NO・6HOと、5.59gのLa(NOと、29.62gのAgNOとを120mLの水で溶解せしめた硝酸塩溶液([仕込み量の比(モル比)]Ce:Ag:La=90:135:10)を調製した。次に、25質量%のアンモニア水38.21gを水100gに希釈したアンモニア水を調製した。次いで、上記アンモニア水に対して撹拌しながら前記硝酸塩溶液を投入し(逆沈殿)、10分間撹拌を継続した後、水の存在下、閉鎖系において2気圧の条件下にて120℃に加熱して2時間の凝集処理を行い、凝集体前駆体(La添加CeO−Ag前駆体)を調製した。
(Preparation Example 1)
<Preparation of catalyst slurry as precursor of PM oxidation catalyst>
First, a nitrate solution in which 50.46 g of Ce (NO 3 ) 3 .6H 2 O, 5.59 g of La (NO 3 ) 3 and 29.62 g of AgNO 3 were dissolved in 120 mL of water ([charged Amount ratio (molar ratio)] Ce: Ag: La = 90: 135: 10) was prepared. Next, ammonia water was prepared by diluting 38.21 g of 25 mass% ammonia water in 100 g of water. Next, the nitrate solution was added to the ammonia water while stirring (reverse precipitation), and stirring was continued for 10 minutes. Then, the mixture was heated to 120 ° C. in the presence of water in a closed system at 2 atm. Then, an aggregation treatment for 2 hours was performed to prepare an aggregate precursor (La-added CeO 2 -Ag precursor).

次に、上述の逆沈殿、凝集処理後の沈殿(凝集体前駆体)を遠心分離により回収した後、回収された凝集体に対して水を加えることによって15質量%濃度のPM酸化触媒の前駆体である触媒スラリーを調製した。なお、このようなスラリーの粒度分布を測定したところ、平均粒子径が0.1μmの凝集体が安定に分散していた。   Next, the precipitate (aggregate precursor) after the reverse precipitation and the aggregation treatment described above is recovered by centrifugation, and then water is added to the recovered aggregate to thereby prepare a precursor of the PM oxidation catalyst having a concentration of 15% by mass. The catalyst slurry which is a body was prepared. When the particle size distribution of such a slurry was measured, aggregates having an average particle size of 0.1 μm were stably dispersed.

(調製例2)
<NOx浄化触媒(1)の前駆体である触媒スラリーの調製>
先ず、ゼオライト粉末(東ソー社製、「ZSM−5粉末」、Si/Al比が23、比表面積300m/g)を酢酸銅を溶解した水溶液(銅6質量%含有)に投入し、ビーカ中で30℃の温度条件で24時間攪拌し、銅イオンによるイオン交換を行った。その後濾過、洗浄、蒸発乾固後500℃の温度条件で1時間焼成することにより銅イオン交換ZSM−5(Cu/ZSM−5触媒粉末)を調製した。
(Preparation Example 2)
<Preparation of catalyst slurry as precursor of NOx purification catalyst (1)>
First, the zeolite powder (manufactured by Tosoh Corporation, “ZSM-5 powder”, Si / Al ratio 23, specific surface area 300 m 2 / g) is put into an aqueous solution (containing 6% by mass of copper) in which copper acetate is dissolved. The mixture was stirred at 30 ° C. for 24 hours, and ion exchange with copper ions was performed. Thereafter, filtration, washing, and evaporation to dryness were performed, followed by firing for 1 hour at a temperature of 500 ° C. to prepare copper ion exchanged ZSM-5 (Cu / ZSM-5 catalyst powder).

次に、このCu/ZSM−5触媒粉末100重量部を、シリカゾル(シリカ20重量%)40重量部、イオン交換水140重量部に投入し、アトライター(湿式粉砕)を用いて混合・粉砕して、Cu/ZSM−5(9質量%)、シリカゾル(1質量%)のNOx浄化触媒(1)の前駆体である触媒スラリーを調製した。なお、このようなスラリーの粒度分布を測定したところ、平均粒子径が1.5μmの凝集体が安定に分散していた。   Next, 100 parts by weight of this Cu / ZSM-5 catalyst powder is put into 40 parts by weight of silica sol (silica 20% by weight) and 140 parts by weight of ion-exchanged water, and mixed and ground using an attritor (wet grinding). Thus, a catalyst slurry which is a precursor of the NOx purification catalyst (1) of Cu / ZSM-5 (9% by mass) and silica sol (1% by mass) was prepared. When the particle size distribution of such a slurry was measured, aggregates having an average particle size of 1.5 μm were stably dispersed.

(調製例3)
<NO酸化触媒の前駆体である触媒スラリーの調製>
先ず、アルミナ粉末(γ−Al、グレース社製、平均粒径:7.3μm)に対し、ジニトロジアンミン白金硝酸水溶液の所定量を含浸させ、蒸発・乾固後、500℃の温度条件で3時間焼成することによりPt担持アルミナ粉末を調製した。Ptの担持量は、担体粉末100gに対して1gであった。次に、得られたPt担持アルミナ粉末100重量部と、18%硝酸アルミニウム400重量部と、イオン交換水50重量部を混合することにより、NO酸化触媒の前駆体である触媒スラリーを調製した。なお、前記スラリー中のPt/Alは20質量%であった。また、このようなスラリーの粒度分布を測定したところ、平均粒子径が4.0μmの凝集体が安定に分散していた。
(Preparation Example 3)
<Preparation of catalyst slurry as precursor of NO oxidation catalyst>
First, alumina powder (γ-Al 2 O 3 , manufactured by Grace, average particle size: 7.3 μm) is impregnated with a predetermined amount of dinitrodiammineplatinum nitric acid aqueous solution, evaporated and dried to a temperature condition of 500 ° C. Was then calcined for 3 hours to prepare a Pt-supported alumina powder. The amount of Pt supported was 1 g with respect to 100 g of the carrier powder. Next, 100 parts by weight of the obtained Pt-supported alumina powder, 400 parts by weight of 18% aluminum nitrate, and 50 parts by weight of ion-exchanged water were mixed to prepare a catalyst slurry that is a precursor of the NO oxidation catalyst. Incidentally, Pt / Al 2 O 3 of the slurry was 20 wt%. Further, when the particle size distribution of such a slurry was measured, aggregates having an average particle size of 4.0 μm were stably dispersed.

(調製例4)
<NOx浄化触媒(2)の前駆体である触媒スラリーの調製>
先ず、CeO粉末(比表面積138m/g)15gをイオン交換水100mlに懸濁させ、そこへWO含有量が12.6質量%となるように所定量のメタタングステン酸アンモニウム[(NH(H1240)]を投入し、90℃の温度条件で加熱攪拌して水分を蒸発させてタングステン担持セリア(W/CeO)の凝固物を得た後、大気中、500℃の温度条件で3時間焼成することによりタングステン担持セリアを調製した。
(Preparation Example 4)
<Preparation of catalyst slurry as precursor of NOx purification catalyst (2)>
First, 15 g of CeO 2 powder (specific surface area of 138 m 2 / g) is suspended in 100 ml of ion-exchanged water, and a predetermined amount of ammonium metatungstate [(NH] is added so that the WO 3 content is 12.6% by mass. 4 ) 6 (H 2 W 12 O 40 )] was added, and the mixture was heated and stirred at a temperature of 90 ° C. to evaporate the water to obtain a solidified substance of tungsten-ceria (W / CeO 2 ). The tungsten-carrying ceria was prepared by firing at 500 ° C. for 3 hours.

次に、このタングステン担持セリア100重量部を、イオン交換水383重量部、セリアゾル(セリア15質量%)67重量部に投入し、アトライター(湿式粉砕)を用いて混合・粉砕して、タングステン担持セリア(W/CeO、20質量%)のNOx浄化触媒(2)の前駆体である触媒スラリーを調製した。なお、このようなスラリーの粒度分布を測定したところ、平均粒子径が1.3μmの凝集体が安定に分散していた。 Next, 100 parts by weight of this tungsten-supported ceria is added to 383 parts by weight of ion-exchanged water and 67 parts by weight of ceria sol (ceria 15% by mass), and mixed and pulverized using an attritor (wet pulverization). A catalyst slurry, which is a precursor of the ceria (W / CeO 2 , 20 mass%) NOx purification catalyst (2), was prepared. When the particle size distribution of such a slurry was measured, aggregates having an average particle size of 1.3 μm were stably dispersed.

(調製例5)
<NOx浄化触媒(3)の前駆体である触媒スラリーの調製>
先ず、0.038gのPd(NOを100gの水に溶解した水溶液(Pd濃度:0.0175質量%)にアルミナ粉末(平均二次粒子径:8μm、比表面積:200m/g)を10g添加し、1時間撹拌した後、粉末を取り出して大気中、110℃の温度条件で24時間の乾燥を行い、パラジウム粒子が担持されたアルミナ粉末(Pd/Al粉末)を得た。次に、得られたPd/Al粉末を、水素濃度が5容量%の雰囲気(バランスガスは窒素)中に配置し、400℃の温度条件で3時間の水素化処理を施すことにより、パラジウム粒子に水素が固溶したアルミナ粉末を得た。次いで、得られた粉末を、水素濃度が5容量%の雰囲気に維持された容器中から、大気中に晒すことなく直接、0.070gのPt(NO(NHを100gの水に溶解した水溶液(Pt濃度:0.0425質量%)中に投入し、1時間撹拌した後、粉末を取り出して大気中、110℃の温度条件で24時間の乾燥を行い、更に大気中、300℃の温度条件で3時間の熱処理を施すことにより、パラジウムと白金との固溶体からなる金属粒子が担持された粉末(金属粒子担持粉末)を得た。次に、得られた金属粒子担持粉末を、(CHCOO)Ba、CHCOOK及びCHCOOLiを含む水溶液(Ba濃度:0.1mol/L、K濃度:0.1mol/L、Li濃度:0.2mol/L)に浸した後、粉末を取り出して大気中、110℃の温度条件で24時間の乾燥を行って蒸発乾固せしめ、更に大気中、300℃の温度条件で3時間の熱処理を施すことにより、NOx浄化触媒粉末を得た。なお、得られた触媒におけるパラジウムと白金との固溶体からなる金属粒子の担持量はアルミナ粉末100質量部に対して0.60質量部であり、パラジウムと白金との組成比は(Pd)3原子%:(Pt)4原子%であった。また、得られた触媒におけるBa,K,Liの担持量はそれぞれアルミナ粉末100質量部に対して0.1mol/100g,0.1mol/100g,0.2mol/100gであった。
(Preparation Example 5)
<Preparation of catalyst slurry as precursor of NOx purification catalyst (3)>
First, alumina powder (average secondary particle size: 8 μm, specific surface area: 200 m 2 / g) in an aqueous solution (Pd concentration: 0.0175% by mass) in which 0.038 g of Pd (NO 3 ) 2 was dissolved in 100 g of water. After stirring for 1 hour, the powder was taken out and dried in the atmosphere at a temperature of 110 ° C. for 24 hours to obtain alumina powder (Pd / Al 2 O 3 powder) carrying palladium particles. It was. Next, the obtained Pd / Al 2 O 3 powder is placed in an atmosphere having a hydrogen concentration of 5% by volume (balance gas is nitrogen) and subjected to a hydrogenation treatment at 400 ° C. for 3 hours. An alumina powder in which hydrogen was dissolved in palladium particles was obtained. Subsequently, 0.070 g of Pt (NO 2 ) 2 (NH 3 ) 2 was directly added to 100 g of the obtained powder from the container maintained in an atmosphere having a hydrogen concentration of 5% by volume without being exposed to the atmosphere. The solution was poured into an aqueous solution (Pt concentration: 0.0425% by mass) dissolved in water and stirred for 1 hour, and then the powder was taken out and dried in air at a temperature of 110 ° C. for 24 hours. By performing a heat treatment for 3 hours at a temperature of 300 ° C., a powder (metal particle-supported powder) on which metal particles made of a solid solution of palladium and platinum were supported was obtained. Next, the obtained metal particle-supported powder was dissolved in an aqueous solution containing (CH 3 COO) 2 Ba, CH 3 COOK, and CH 3 COOLi (Ba concentration: 0.1 mol / L, K concentration: 0.1 mol / L, Li After soaking in a concentration of 0.2 mol / L), the powder is taken out and dried in the air at a temperature of 110 ° C. for 24 hours to evaporate to dryness. Further, in the air at a temperature of 300 ° C. for 3 hours The NOx purification catalyst powder was obtained by performing the heat treatment. The supported amount of metal particles composed of a solid solution of palladium and platinum in the obtained catalyst was 0.60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alumina powder, and the composition ratio of palladium and platinum was (Pd) 3 atoms. %: (Pt) 4 atomic%. The supported amounts of Ba, K, and Li in the obtained catalyst were 0.1 mol / 100 g, 0.1 mol / 100 g, and 0.2 mol / 100 g, respectively, with respect to 100 parts by mass of the alumina powder.

次に、この[(Ba、K、Li)/(Pt、Pd)/Al]NOx浄化触媒粉末100重量部を、イオン交換水400重量部、アルミナゾル(アルミナ20質量%)50重量部に投入し、アトライター(湿式粉砕)を用いて混合・粉砕して、[(Ba、K、Li)/(Pt、Pd)/Al](20質量%)のNOx浄化触媒(3)の前駆体である触媒スラリーを調製した。なお、このようなスラリーの粒度分布を測定したところ、平均粒子径が3.5μmの凝集体が安定に分散していた。 Next, 100 parts by weight of this [(Ba, K, Li) / (Pt, Pd) / Al 2 O 3 ] NOx purification catalyst powder is added to 400 parts by weight of ion-exchanged water and 50 parts by weight of alumina sol (alumina 20% by mass). And mixed and pulverized using an attritor (wet pulverization), and a [(Ba, K, Li) / (Pt, Pd) / Al 2 O 3 ] (20 mass%) NOx purification catalyst (3 The catalyst slurry which is a precursor of) was prepared. When the particle size distribution of such a slurry was measured, aggregates having an average particle diameter of 3.5 μm were stably dispersed.

(実施例1)
先ず、フィルタ基体(基材)として、テストピースサイズ(35ml)のDPF(コージェライト製、気孔率65%、平均細孔径30μm、直径30mm×長さ50mm、隔壁の厚さ0.2mm)を用意した。
Example 1
First, DPF (made by cordierite, porosity 65%, average pore diameter 30 μm, diameter 30 mm × length 50 mm, partition wall thickness 0.2 mm) of test piece size (35 ml) is prepared as a filter substrate (base material). did.

次に、フィルタ基材のガス流入通路の開口端側の隔壁の表面(A)に調製例2で調製したNOx浄化触媒(1)の前駆体である触媒スラリーを用いてNOx浄化触媒からなる第1の触媒層を形成し、フィルタ基材のガス流入通路の封止端側の隔壁の表面(第2の隔壁表面)(B)に調製例1で調製したPM酸化触媒の前駆体である触媒スラリーを用いてPM酸化触媒からなる第2の触媒層を形成し、フィルタ基材のガス流出通路の封止端側の隔壁の表面(第3の隔壁表面)(C)及びガス流出通路の開口端側の隔壁の表面(D)に調製例2で調製したNOx浄化触媒(1)の前駆体である触媒スラリーを用いてNOx浄化触媒からなる第3の触媒層及び第4の触媒層を形成して排ガス浄化用触媒試料を得た。   Next, a catalyst slurry that is a precursor of the NOx purification catalyst (1) prepared in Preparation Example 2 is used on the surface (A) of the partition wall on the opening end side of the gas inflow passage of the filter base material. 1 is a catalyst that is a precursor of the PM oxidation catalyst prepared in Preparation Example 1 on the surface of the partition wall (second partition wall surface) (B) on the sealing end side of the gas inflow passage of the filter substrate. A second catalyst layer made of a PM oxidation catalyst is formed using slurry, and the surface of the partition wall (third partition wall surface) (C) on the sealing end side of the gas outflow passage of the filter base and the opening of the gas outflow passage Using the catalyst slurry that is the precursor of the NOx purification catalyst (1) prepared in Preparation Example 2 on the surface (D) of the partition wall on the end side, the third catalyst layer and the fourth catalyst layer made of the NOx purification catalyst are formed. Thus, a catalyst sample for exhaust gas purification was obtained.

すなわち、先ず、前記フィルタ基体(基材)をイオン交換水に浸し、エアーガンで余分な水分を吹き飛ばしたときの重量と、乾燥させたときの重量を測定して前記フィルタ基材の吸水量を測定し、基材壁面の吸水量を計算した。   That is, first, the filter substrate (base material) is immersed in ion-exchanged water, and the water absorption amount of the filter base material is measured by measuring the weight when excess water is blown off with an air gun and the weight when dried. Then, the water absorption amount of the substrate wall surface was calculated.

次に、シリンジ71を用いたスラリー(触媒成分含有液状体)圧入装置70により、シリンジ先端72からフィルタ基材2のガス流入通路13の封止端側の隔壁の表面(第2の隔壁表面)(B)にPM酸化触媒の前駆体である触媒スラリー(La添加CeO −Ag含有液状体)を圧入し、更に、ガス流入通路13の開口端側の隔壁の表面(第1の隔壁表面)(A)、ガス流出通路14の封止端側の隔壁の表面(第3の隔壁表面)(C)及びガス流出通路14の開口端側の隔壁の表面(第4の隔壁表面)(D)にNOx浄化触媒(1)の前駆体である触媒スラリー(Cu/ZSM−5含有液状体)を順次圧入し、図3に示す方法でコート量を制御して所定の触媒スラリーをコートした。なお、図3は、排ガス浄化用触媒の製造における触媒スラリーの圧入手段を模式的に示す縦断面図である。 Next, the surface of the partition wall (second partition wall surface) on the sealing end side of the gas inflow passage 13 of the filter base material 2 from the syringe tip 72 by the slurry (catalyst component-containing liquid material) press-fitting device 70 using the syringe 71. A catalyst slurry ( La-added CeO 2 -Ag-containing liquid material ) that is a precursor of the PM oxidation catalyst is press-fitted into (B), and the partition wall surface on the open end side of the gas inflow passage 13 (first partition wall surface) (A), the surface of the partition wall on the sealing end side of the gas outflow passage 14 (third partition wall surface) (C) and the surface of the partition wall on the opening end side of the gas outflow passage 14 (fourth partition surface) (D) A catalyst slurry ( Cu / ZSM-5-containing liquid material ) which is a precursor of the NOx purification catalyst (1) was sequentially injected into the catalyst, and a predetermined catalyst slurry was coated by controlling the coating amount by the method shown in FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view schematically showing a catalyst slurry press-fitting means in the production of the exhaust gas purifying catalyst.

次いで、触媒スラリーをコートしたフィルタ基材2’を、大気中、250℃の温度条件で30分間乾燥した。   Next, the filter base material 2 ′ coated with the catalyst slurry was dried in air at a temperature of 250 ° C. for 30 minutes.

次に、前記触媒スラリーのコート及び前記触媒スラリーをコートしたフィルタ基材2’の乾燥の操作を繰り返して、ガス流入通路の封止端側の隔壁の表面(第2の隔壁表面)(B)の触媒スラリー4’のコート量が触媒形成部位の体積(L)当たりの担持触媒量(g)で50g/L、ガス流入通路の開口端側の隔壁の表面(第1の隔壁表面)(A)の触媒スラリー3’、ガス流出通路の封止端側の隔壁の表面(第3の隔壁表面)(C)の触媒スラリー5’及びガス流出通路の開口端側の隔壁の表面(第4の隔壁表面)(D)の触媒スラリー6’のコート量がそれぞれ触媒形成部位の体積(L)当たりの担持触媒量(g)で50g/Lとなるフィルタ基材2’を得た。   Next, by repeating the coating of the catalyst slurry and the drying of the filter base material 2 ′ coated with the catalyst slurry, the surface of the partition wall on the sealing end side of the gas inflow passage (second partition wall surface) (B) The coating amount of the catalyst slurry 4 ′ is 50 g / L of the supported catalyst amount (g) per volume (L) of the catalyst formation site, and the partition wall surface (first partition wall surface) (A ) Catalyst slurry 3 ', the surface of the partition wall on the sealing end side of the gas outflow passage (third partition wall surface) (C) the catalyst slurry 5' and the surface of the partition wall on the opening end side of the gas outflow passage (fourth) A filter base material 2 ′ in which the coating amount of the catalyst slurry 6 ′ on the partition wall surface (D) was 50 g / L in terms of the amount (g) of supported catalyst per volume (L) of the catalyst formation site was obtained.

次いで、触媒スラリーをコートしたフィルタ基材2’を、大気中、500℃の温度条件で1時間焼成することにより、排ガス浄化用触媒を得た。   Subsequently, the filter base material 2 ′ coated with the catalyst slurry was fired in the atmosphere at a temperature condition of 500 ° C. for 1 hour to obtain an exhaust gas purification catalyst.

(比較例1)
フィルタ基材の隔壁のガス流入通路の開口端側の隔壁の表面(第1の隔壁表面)(A)に調製例1で調製したPM酸化触媒の前駆体である触媒スラリーを用いてPM酸化触媒からなる触媒層を形成するようにした以外は、実施例1と同様にして触媒スラリーをコートした後に焼成することにより、比較用触媒を得た。なお、第1の隔壁表面(A)の触媒スラリーのコート量は50g/Lであった。
(Comparative Example 1)
PM oxidation catalyst using catalyst slurry, which is a precursor of the PM oxidation catalyst prepared in Preparation Example 1, on the surface of the partition wall (first partition wall surface) (A) on the opening end side of the gas inlet passage of the partition wall of the filter base material A catalyst for comparison was obtained by calcining after coating the catalyst slurry in the same manner as in Example 1 except that the catalyst layer was formed. The coating amount of the catalyst slurry on the first partition wall surface (A) was 50 g / L.

(比較例2)
フィルタ基材のガス流出通路の開口端側の隔壁の表面(第4の隔壁表面)(D)に調製例1で調製したPM酸化触媒の前駆体である触媒スラリーを用いてPM酸化触媒からなる触媒層を形成するようにした以外は、実施例1と同様にして触媒スラリーをコートした後に焼成することにより、比較用触媒を得た。なお、第4の隔壁表面(D)の触媒スラリーのコート量は50g/Lであった。
(Comparative Example 2)
It consists of PM oxidation catalyst using the catalyst slurry which is the precursor of PM oxidation catalyst prepared in Preparation Example 1 on the surface of the partition wall (fourth partition wall surface) (D) on the opening end side of the gas outflow passage of the filter base material A catalyst for comparison was obtained by calcining after coating the catalyst slurry in the same manner as in Example 1 except that the catalyst layer was formed. The coating amount of the catalyst slurry on the fourth partition wall surface (D) was 50 g / L.

[実施例1及び比較例1〜で得られた触媒の特性の評価]
<触媒性能評価試験>
実施例1及び比較例1〜で得られた触媒試料を用いて、アンモニアを還元剤としたNOx選択還元反応による活性評価を行った。すなわち、各触媒試料をそれぞれ常圧固定床流通型反応装置(ベスト測器社製)に設置した。次に、NO(440ppm)、NH(550ppm)、O(10容量%)、CO(10容量%)、HO(10容量%)及びN(残部)からなるモデルガスを20L(リットル)/分のガス流量で供給し、触媒入りガス温度が400℃となるように調整した。次いで、触媒入りガス温度を400℃で10分間保持し前処理を行った後に降温し、入りガス温度250℃〜400℃における触媒入りガス及び触媒出ガス中のNOx濃度を測定し、それらの測定値からNOx浄化率(%)を算出した。得られた結果を図4に示す。
[Evaluation of characteristics of catalysts obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 ]
<Catalyst performance evaluation test>
Using the catalyst samples obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 , activity evaluation by NOx selective reduction reaction using ammonia as a reducing agent was performed. That is, each catalyst sample was installed in an atmospheric pressure fixed bed flow type reactor (manufactured by Best Sokki Co., Ltd.). Next, 20 L of a model gas composed of NO (440 ppm), NH 3 (550 ppm), O 2 (10% by volume), CO 2 (10% by volume), H 2 O (10% by volume) and N 2 (remainder) is added. The gas flow rate was adjusted to 400 ° C. with a gas flow rate of (liter) / min. Next, the catalyst-containing gas temperature is maintained at 400 ° C. for 10 minutes, and after pretreatment, the temperature is lowered, and the NOx concentration in the catalyst-containing gas and the catalyst exit gas at the input gas temperature of 250 ° C. to 400 ° C. is measured. The NOx purification rate (%) was calculated from the value. The obtained results are shown in FIG.

<模擬PM付着処理>
次に、実施例1及び比較例1〜2で得られた触媒試料を用いて、模擬PMの付着処理を行った。すなわち、先ず、モデル粒子状物質(PM)であるカーボン粉末(デグサ製の商品名「Printex−U」)0.03gを特級エタノール50mlに混合し、超音波洗浄機を用いて十分に分散させてPM分散液を得た。次いで、触媒をコートした各触媒試料の上流側を上方にして、各触媒試料に前記PM分散液を流し込んだ後、通過したPM分散液を回収し、通過したPM分散液を再び上方から流し込む工程を、PM分散液がほぼ透明になるまで繰り返し、その後、乾燥させて前記カーボン粉末を触媒試料に付着せしめた(PM付着処理)。なお、このようなPM付着処理によって、前記PM分散液中のほぼ全量のカーボン粉末が触媒試料(DPF)に濾過され、各触媒試料におけるカーボン付着量は0.8g/Lとなった。
<Simulated PM adhesion treatment>
Next, using the catalyst samples obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, simulated PM adhesion treatment was performed. That is, first, 0.03 g of carbon powder (trade name “Printex-U” manufactured by Degussa), which is a model particulate matter (PM), is mixed with 50 ml of special grade ethanol, and sufficiently dispersed using an ultrasonic cleaner. A PM dispersion was obtained. Next, with the upstream side of each catalyst sample coated with the catalyst facing upward, the PM dispersion liquid is poured into each catalyst sample, and then the PM dispersion liquid that has passed through is collected, and the PM dispersion liquid that has passed through is again poured from above Was repeated until the PM dispersion became almost transparent, and then dried to adhere the carbon powder to the catalyst sample (PM adhesion treatment). By the PM adhesion treatment, almost the entire amount of carbon powder in the PM dispersion was filtered to the catalyst sample (DPF), and the carbon adhesion amount in each catalyst sample was 0.8 g / L.

<PM再生試験>
次に、PM付着処理後の各触媒試料に対し、PMを燃焼除去するPM再生試験を行った。すなわち、先ず、PM付着処理後の各触媒試料を常圧固定床流通型反応装置(ベスト測器社製)に設置した。PM付着処理後の各触媒試料に対してN(入りガス)を500℃(入りガス温度)、15分間、ガス流量15L/分の条件で供給して加熱し前処理を行った後、Nガスを供給しながら200℃になるまで排ガス管内を自然冷却した。次いで、各触媒試料に対して、O(10容量%)、HO(10容量%)及びN(残部)からなる酸化雰囲気のガス組成に切り替え(混合ガス、入りガス)、ガス温度を20℃/分の昇温速度で200℃から720℃まで昇温しながら、ガス流量15L/分の条件で供給した後、720℃におけるCO脱離量及びCO脱離量を測定した。そして、このようにして測定されたCO脱離量及びCO脱離量から、CO脱離量とCO脱離量の和に占めるCO脱離量の割合[(CO脱離量/(CO脱離量+CO脱離量))×100](%)を求め、この割合を本発明における完全酸化率と定義した。得られた結果を図4に示す。
<PM regeneration test>
Next, a PM regeneration test for burning and removing PM was performed on each catalyst sample after the PM adhesion treatment. That is, first, each catalyst sample after the PM adhesion treatment was placed in an atmospheric pressure fixed bed flow type reactor (manufactured by Best Instrument Co., Ltd.). N 2 (entered gas) is supplied to each catalyst sample after the PM adhesion treatment at 500 ° C. (entered gas temperature) for 15 minutes at a gas flow rate of 15 L / min, heated, and pretreated. While supplying two gases, the inside of the exhaust pipe was naturally cooled to 200 ° C. Next, for each catalyst sample, the gas composition was changed to an oxidizing atmosphere gas composition (mixed gas, entering gas) composed of O 2 (10% by volume), H 2 O (10% by volume), and N 2 (remainder), and gas temperature. Was supplied at a gas flow rate of 15 L / min while increasing the temperature from 200 ° C. to 720 ° C. at a rate of temperature increase of 20 ° C./min, and the CO desorption amount and CO 2 desorption amount at 720 ° C. were measured. Then, from the CO desorption amount and the CO 2 desorption amount thus measured, the ratio of the CO 2 desorption amount to the sum of the CO desorption amount and the CO 2 desorption amount [(CO 2 desorption amount / (CO desorption amount + CO 2 desorption amount)) × 100] (%) was determined, and this ratio was defined as the complete oxidation rate in the present invention. The obtained results are shown in FIG.

なお、図4は、実施例1及び比較例1〜で得られた排ガス浄化用触媒のNOx浄化率及び完全酸化率を示すグラフである。 FIG. 4 is a graph showing the NOx purification rate and complete oxidation rate of the exhaust gas purification catalysts obtained in Example 1 and Comparative Examples 1-2 .

図4に示した実施例1の結果と比較例1〜の結果との比較から明らかなように、実施例1の排ガス浄化用触媒は、NOx浄化率及び完全酸化率が共に高いレベルで両立しており、十分に高い粒子状物質浄化性能を有し、かつ十分に高いNOx浄化性能を有する排ガス浄化用触媒であることが確認された。 As is clear from the comparison between the results of Example 1 shown in FIG. 4 and the results of Comparative Examples 1 and 2 , the exhaust gas purifying catalyst of Example 1 is compatible with both high NOx purification rate and complete oxidation rate. Thus, it was confirmed that the catalyst for exhaust gas purification has sufficiently high particulate matter purification performance and sufficiently high NOx purification performance.

(実施例2)
フィルタ基材のガス流入通路の開口端側の隔壁の表面(第1の隔壁表面)(A)に調製例3で調製したNO酸化触媒の前駆体である触媒スラリーを用いてPt/AlからなるNO酸化触媒層(第1の触媒層)を形成するようにした以外は、実施例1と同様にして触媒スラリーをコートした後に焼成することにより、排ガス浄化用触媒を得た。なお、第1の隔壁表面(A)の触媒スラリーのコート量は、触媒形成部位の体積(L)当たりの担持触媒量(g)で50g/Lとなる量であった。
(Example 2)
Using the catalyst slurry which is the precursor of the NO oxidation catalyst prepared in Preparation Example 3 on the surface of the partition wall (first partition wall surface) (A) on the opening end side of the gas inflow passage of the filter base material, Pt / Al 2 O Except that the NO oxidation catalyst layer (first catalyst layer) consisting of 3 was formed, the catalyst slurry was coated and fired in the same manner as in Example 1 to obtain an exhaust gas purification catalyst. The coating amount of the catalyst slurry on the first partition wall surface (A) was an amount that would be 50 g / L in terms of the amount of supported catalyst (g) per volume (L) of the catalyst formation site.

(比較例4)
フィルタ基材のガス流入通路の封止端側の隔壁の表面(第2の隔壁表面)(B)に調製例3で調製したNO酸化触媒の前駆体である触媒スラリーを用いてNO酸化触媒からなる触媒層を形成するようにした以外は、実施例2と同様にして触媒スラリーをコートした後に焼成することにより、比較用触媒を得た。なお、第2の隔壁表面(B)の触媒スラリーのコート量は50g/Lであった。
(Comparative Example 4)
From the NO oxidation catalyst using the catalyst slurry that is the precursor of the NO oxidation catalyst prepared in Preparation Example 3 on the surface of the partition wall (second partition wall surface) (B) on the sealing end side of the gas inflow passage of the filter base material A catalyst for comparison was obtained by calcining after coating the catalyst slurry in the same manner as in Example 2 except that the catalyst layer was formed. The coating amount of the catalyst slurry on the second partition wall surface (B) was 50 g / L.

(比較例5)
フィルタ基材のガス流入通路の開口端側の隔壁の表面(第1の隔壁表面)(A)に調製例3で調製したNO酸化触媒の前駆体である触媒スラリーを用いてPt/AlからなるNO酸化触媒層(第1の触媒層)を形成し、フィルタ基材のガス流入通路の封止端側の隔壁の表面(第2の隔壁表面)(B)に調製例1で調製したPM酸化触媒の前駆体である触媒スラリーを用いてPM酸化触媒からなる第2の触媒層を形成し、フィルタ基材のガス流出通路の封止端側の隔壁の表面(第3の隔壁表面)(C)に調製例3で調製したNO酸化触媒の前駆体である触媒スラリーを用いてPt/AlからなるNO酸化触媒層(第3の触媒層)を形成し、更に、フィルタ基材のガス流出通路の開口端側の隔壁の表面(D)に調製例1で調製したPM酸化触媒の前駆体である触媒スラリーを用いてPM酸化触媒からなる第4の触媒層をするようにした以外は、実施例1と同様にして触媒スラリーをコートした後に焼成することにより、比較用触媒を得た。なお、第1の隔壁表面(A)の触媒スラリーのコート量は50g/L、第2の隔壁表面(B)の触媒スラリーのコート量は50g/L、第3の隔壁表面(C)の触媒スラリーのコート量は50g/L、第4の隔壁表面(D)の触媒スラリーのコート量は50g/Lであった。
(Comparative Example 5)
Using the catalyst slurry which is the precursor of the NO oxidation catalyst prepared in Preparation Example 3 on the surface of the partition wall (first partition wall surface) (A) on the opening end side of the gas inflow passage of the filter base material, Pt / Al 2 O A NO oxidation catalyst layer (first catalyst layer) consisting of 3 is formed and prepared in Preparation Example 1 on the surface of the partition wall (second partition wall surface) (B) on the sealing end side of the gas inflow passage of the filter base material. A second catalyst layer made of the PM oxidation catalyst is formed using the catalyst slurry that is the precursor of the PM oxidation catalyst, and the surface of the partition wall on the sealing end side of the gas outflow passage of the filter base (the surface of the third partition wall) ) Using (C) the catalyst slurry that is the precursor of the NO oxidation catalyst prepared in Preparation Example 3 to form a NO oxidation catalyst layer (third catalyst layer) made of Pt / Al 2 O 3 , and further filter Prepared in Preparation Example 1 on the surface (D) of the partition wall on the open end side of the gas outflow passage of the base material The catalyst slurry, which is a precursor of the PM oxidation catalyst, was used as the fourth catalyst layer made of the PM oxidation catalyst, except that the catalyst slurry was coated and calcined in the same manner as in Example 1 for comparison. A catalyst was obtained. The coating amount of the catalyst slurry on the first partition wall surface (A) is 50 g / L, the coating amount of the catalyst slurry on the second partition wall surface (B) is 50 g / L, and the catalyst on the third partition wall surface (C). The coating amount of the slurry was 50 g / L, and the coating amount of the catalyst slurry on the fourth partition wall surface (D) was 50 g / L.

[実施例2及び比較例4〜5で得られた触媒の特性の評価]
実施例2及び比較例4〜5で得られた触媒試料を用いて、実施例1と同様に、触媒性能評価試験、模擬PM付着処理及びPM再生試験を行った。得られた結果を図5に示す。図5は、実施例2及び比較例4〜5で得られた排ガス浄化用触媒のNOx浄化率及び完全酸化率を示すグラフである。
[Evaluation of characteristics of catalysts obtained in Example 2 and Comparative Examples 4 to 5]
Using the catalyst samples obtained in Example 2 and Comparative Examples 4 to 5, a catalyst performance evaluation test, a simulated PM adhesion treatment, and a PM regeneration test were performed in the same manner as in Example 1. The obtained results are shown in FIG. FIG. 5 is a graph showing the NOx purification rate and complete oxidation rate of the exhaust gas purification catalysts obtained in Example 2 and Comparative Examples 4 to 5.

図5に示した実施例2の結果と比較例4〜5の結果、及び図4に示した比較例1の結果との比較から明らかなように、実施例2の排ガス浄化用触媒は、NOx浄化率及び完全酸化率が共に高いレベルで両立しており、十分に高い粒子状物質浄化性能を有し、かつ十分に高いNOx浄化性能を有する排ガス浄化用触媒であることが確認された。   As is clear from the comparison between the result of Example 2 shown in FIG. 5 and the results of Comparative Examples 4 to 5 and the result of Comparative Example 1 shown in FIG. 4, the exhaust gas-purifying catalyst of Example 2 is NOx. It was confirmed that the catalyst is an exhaust gas purification catalyst having both a high purification rate and a complete oxidation rate, a sufficiently high particulate matter purification performance, and a sufficiently high NOx purification performance.

(実施例3)
フィルタ基材のガス流入通路の開口端側の隔壁の表面(第1の隔壁表面)(A)に調製例4で調製したNOx浄化触媒(2)の前駆体である触媒スラリーを用いてタングステン担持セリア(W/CeO)からなる高耐熱NOx浄化触媒層(第1の触媒層)を形成するようにした以外は、実施例1と同様にして触媒スラリーをコートした後に焼成することにより、排ガス浄化用触媒を得た。なお、第1の隔壁表面(A)の触媒スラリーのコート量は、触媒形成部位の体積(L)当たりの担持触媒量(g)で50g/Lとなる量であった。
(Example 3)
Using the catalyst slurry, which is the precursor of the NOx purification catalyst (2) prepared in Preparation Example 4, on the surface of the partition wall (first partition wall surface) (A) on the opening end side of the gas inflow passage of the filter base material, tungsten is supported. Except that the high heat-resistant NOx purification catalyst layer (first catalyst layer) made of ceria (W / CeO 2 ) is formed, the catalyst slurry is coated and fired in the same manner as in Example 1 to obtain exhaust gas. A purification catalyst was obtained. The coating amount of the catalyst slurry on the first partition wall surface (A) was an amount that would be 50 g / L in terms of the amount of supported catalyst (g) per volume (L) of the catalyst formation site.

(比較例6)
フィルタ基材のガス流入通路の封止端側の隔壁の表面(第2の隔壁表面)(B)に調製例2で調製したNOx浄化触媒(1)の前駆体である触媒スラリーを用いてNOx浄化触媒からなる触媒層を形成し、ガス流出通路の封止端側の隔壁の表面(第3の隔壁表面)(C)に調製例4で調製したNOx浄化触媒(2)の前駆体である触媒スラリーを用いて高耐熱NOx浄化触媒からなる触媒層を形成するようにした以外は、実施例3と同様にして触媒スラリーをコートした後に焼成することにより、比較用触媒を得た。なお、第2の隔壁表面(B)の触媒スラリーのコート量は50g/L、第3の隔壁表面(C)の触媒スラリーのコート量は50g/Lであった。
(Comparative Example 6)
NOx using the catalyst slurry which is the precursor of the NOx purification catalyst (1) prepared in Preparation Example 2 on the surface of the partition wall (second partition wall surface) (B) on the sealing end side of the gas inflow passage of the filter base material. A catalyst layer made of a purification catalyst is formed, and is a precursor of the NOx purification catalyst (2) prepared in Preparation Example 4 on the surface of the partition wall (third partition wall surface) (C) on the sealing end side of the gas outflow passage. A catalyst for comparison was obtained by coating the catalyst slurry and calcining in the same manner as in Example 3 except that a catalyst layer composed of a highly heat-resistant NOx purification catalyst was formed using the catalyst slurry. The coating amount of the catalyst slurry on the second partition wall surface (B) was 50 g / L, and the coating amount of the catalyst slurry on the third partition wall surface (C) was 50 g / L.

(比較例7)
フィルタ基材のガス流入通路の封止端側の隔壁の表面(第2の隔壁表面)(B)に調製例4で調製したNOx浄化触媒(2)の前駆体である触媒スラリーを用いて高耐熱NOx浄化触媒からなる触媒層を形成するようにした以外は、実施例3と同様にして触媒スラリーをコートした後に焼成することにより、比較用触媒を得た。なお、第2の隔壁表面(B)の触媒スラリーのコート量は50g/Lであった。
(Comparative Example 7)
Using the catalyst slurry which is the precursor of the NOx purification catalyst (2) prepared in Preparation Example 4 on the surface of the partition wall (second partition wall surface) (B) on the sealing end side of the gas inflow passage of the filter base material, A comparative catalyst was obtained by coating the catalyst slurry and calcining in the same manner as in Example 3 except that a catalyst layer composed of a heat-resistant NOx purification catalyst was formed. The coating amount of the catalyst slurry on the second partition wall surface (B) was 50 g / L.

[実施例3及び比較例6〜7で得られた触媒の特性の評価]
実施例3及び比較例6〜7で得られた触媒試料を用いて、実施例1と同様に、触媒性能評価試験、模擬PM付着処理及びPM再生試験を行った。なお、触媒性能評価試験において、各触媒試料を大気中にて750℃で5時間保持する耐久試験を行った後に、実施例1と同様にNOx濃度測定試験を行った。得られた結果を図6に示す。図6は、実施例3及び比較例6〜7で得られた排ガス浄化用触媒のNOx浄化率及び完全酸化率を示すグラフである。
[Evaluation of characteristics of catalysts obtained in Example 3 and Comparative Examples 6 to 7]
Using the catalyst samples obtained in Example 3 and Comparative Examples 6 to 7, a catalyst performance evaluation test, a simulated PM adhesion treatment, and a PM regeneration test were performed in the same manner as in Example 1. In the catalyst performance evaluation test, after performing an endurance test in which each catalyst sample was held at 750 ° C. for 5 hours in the atmosphere, a NOx concentration measurement test was performed in the same manner as in Example 1. The obtained result is shown in FIG. FIG. 6 is a graph showing the NOx purification rate and complete oxidation rate of the exhaust gas purification catalysts obtained in Example 3 and Comparative Examples 6-7.

図6に示した実施例3の結果と比較例6〜7の結果との比較から明らかなように、実施例3の排ガス浄化用触媒は、NOx浄化率及び完全酸化率が共に高いレベルで両立しており、十分に高い粒子状物質浄化性能を有し、かつ十分に高いNOx浄化性能を有する排ガス浄化用触媒であることが確認された。   As is clear from the comparison between the results of Example 3 shown in FIG. 6 and the results of Comparative Examples 6-7, the exhaust gas purifying catalyst of Example 3 is compatible with both high NOx purification rate and complete oxidation rate. Thus, it was confirmed that the catalyst for exhaust gas purification has sufficiently high particulate matter purification performance and sufficiently high NOx purification performance.

(実施例4)
フィルタ基材のガス流入通路の開口端側の隔壁の表面(第1の隔壁表面)(A)、フィルタ基材の隔壁のガス流出通路の封止端側の隔壁の表面(第3の隔壁表面)(C)及びガス流出通路の開口端側の隔壁の表面(第4の隔壁表面)(D)のそれぞれに、調製例5で調製したNOx浄化触媒(3)の前駆体である触媒スラリーを用いて[(Ba、K、Li)/(Pt、Pd)/Al]NOx浄化触媒からなる第1の触媒層、第3の触媒層及び第4の触媒層を形成するようにした以外は、実施例1と同様にして触媒スラリーをコートした後に焼成することにより、排ガス浄化用触媒を得た。なお、フィルタ基材の第1の隔壁表面(A)、フィルタ基材の第3の隔壁表面(C)及び第4の隔壁表面(D)の触媒スラリーのコート量は、それぞれ触媒形成部位の体積(L)当たりの担持触媒量(g)で50g/Lとなる量であった。
Example 4
Surface of the partition wall on the opening end side of the gas inflow passage of the filter base material (first partition wall surface) (A), Surface of the partition wall on the sealing end side of the gas outflow passage of the partition wall of the filter base material (surface of the third partition wall) ) (C) and the catalyst slurry which is the precursor of the NOx purification catalyst (3) prepared in Preparation Example 5 on each of the partition wall surface (fourth partition wall surface) (D) on the opening end side of the gas outflow passage. [(Ba, K, Li) / (Pt, Pd) / Al 2 O 3 ] to form a first catalyst layer, a third catalyst layer, and a fourth catalyst layer made of NOx purification catalyst. Except for the above, a catalyst for exhaust gas purification was obtained in the same manner as in Example 1 by coating the catalyst slurry and then firing. The coating amount of the catalyst slurry on the first partition wall surface (A) of the filter base material, the third partition wall surface (C) and the fourth partition wall surface (D) of the filter base material is the volume of the catalyst formation site, respectively. The amount of the supported catalyst per (L) was 50 g / L.

(比較例8)
フィルタ基材のガス流入通路の開口端側の隔壁の表面(第1の隔壁表面)(A)に調製例1で調製したPM酸化触媒の前駆体である触媒スラリーを用いてPM酸化触媒からなる触媒層を形成するようにした以外は、実施例4と同様にして触媒スラリーをコートした後に焼成することにより、比較用触媒を得た。なお、第1の隔壁表面(A)の触媒スラリーのコート量は50g/Lであった。
(Comparative Example 8)
The surface of the partition wall (first partition wall surface) (A) on the opening end side of the gas inflow passage of the filter base material is composed of a PM oxidation catalyst using the catalyst slurry that is the precursor of the PM oxidation catalyst prepared in Preparation Example 1. A catalyst for comparison was obtained by calcining after coating the catalyst slurry in the same manner as in Example 4 except that the catalyst layer was formed. The coating amount of the catalyst slurry on the first partition wall surface (A) was 50 g / L.

(比較例9)
フィルタ基材のガス流入通路の封止端側の隔壁の表面(第2の隔壁表面)(B)に調製例5で調製したNOx浄化触媒(3)の前駆体である触媒スラリーを用いてNOx浄化触媒からなる触媒層を形成するようにした以外は、実施例4と同様にして触媒スラリーをコートした後に焼成することにより、比較用触媒を得た。なお、第2の隔壁表面(B)の触媒スラリーのコート量は50g/Lであった。
(Comparative Example 9)
NOx using the catalyst slurry which is the precursor of the NOx purification catalyst (3) prepared in Preparation Example 5 on the surface of the partition wall (second partition wall surface) (B) on the sealing end side of the gas inflow passage of the filter base material A comparative catalyst was obtained by coating the catalyst slurry and calcining in the same manner as in Example 4 except that a catalyst layer composed of a purification catalyst was formed. The coating amount of the catalyst slurry on the second partition wall surface (B) was 50 g / L.

[実施例4及び比較例8〜9で得られた触媒の特性の評価]
実施例4及び比較例8〜9で得られた触媒試料を用いて、先ず、触媒性能評価試験をNOx浄化試験により行った。すなわち、各触媒試料1.0gを試験容器内に配置し、300℃の温度条件下において表1に示す組成のリッチガス及びリーンガスをリーン/リッチ=40秒/5秒の間隔で変動させながら流通させ、定常状態におけるNOx浄化率を測定した。NOx浄化率は、各触媒試料において、それぞれの触媒試料に接触する前後のガス中に含有される窒素酸化物(NOx)の濃度を測定し、その窒素酸化物濃度の値に基づいて求めた。得られた結果を図7に示す。
[Evaluation of characteristics of catalysts obtained in Example 4 and Comparative Examples 8 to 9]
Using the catalyst samples obtained in Example 4 and Comparative Examples 8 to 9, first, a catalyst performance evaluation test was performed by a NOx purification test. That is, 1.0 g of each catalyst sample is placed in a test container, and the rich gas and the lean gas having the composition shown in Table 1 are circulated under a temperature condition of 300 ° C. at intervals of lean / rich = 40 seconds / 5 seconds. The NOx purification rate in a steady state was measured. The NOx purification rate was determined on the basis of the value of the nitrogen oxide concentration obtained by measuring the concentration of nitrogen oxide (NOx) contained in the gas before and after contacting each catalyst sample in each catalyst sample. The obtained results are shown in FIG.

次に、実施例4及び比較例8〜9で得られた触媒試料を用いて、実施例1と同様に、模擬PM付着処理及びPM再生試験を行った。得られた結果を図7に示す。図7は、実施例4及び比較例8〜9で得られた排ガス浄化用触媒のNOx浄化率及び完全酸化率を示すグラフである。   Next, using the catalyst samples obtained in Example 4 and Comparative Examples 8 to 9, a simulated PM adhesion treatment and a PM regeneration test were performed in the same manner as in Example 1. The obtained results are shown in FIG. FIG. 7 is a graph showing the NOx purification rate and complete oxidation rate of the exhaust gas purification catalysts obtained in Example 4 and Comparative Examples 8-9.

図7に示した実施例4の結果と比較例8〜9の結果との比較から明らかなように、実施例4の排ガス浄化用触媒は、NOx浄化率及び完全酸化率が共に高いレベルで両立しており、十分に高い粒子状物質浄化性能を有し、かつ十分に高いNOx浄化性能を有する排ガス浄化用触媒であることが確認された。   As is clear from the comparison between the results of Example 4 shown in FIG. 7 and the results of Comparative Examples 8 to 9, the exhaust gas purifying catalyst of Example 4 is compatible with both high NOx purification rate and complete oxidation rate. Thus, it was confirmed that the catalyst for exhaust gas purification has sufficiently high particulate matter purification performance and sufficiently high NOx purification performance.

以上説明したように、本発明によれば、十分に高い粒子状物質浄化性能を有し、かつ十分に高いNOx浄化性能を有する排ガス浄化用触媒を提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an exhaust gas purification catalyst having sufficiently high particulate matter purification performance and sufficiently high NOx purification performance.

したがって、本発明の排ガス浄化用触媒は、ディーゼルエンジン等の内燃機関からの排ガス中に含まれる粒子状物質及びNOxを浄化するための排ガス浄化用触媒として特に有用である。   Therefore, the exhaust gas purifying catalyst of the present invention is particularly useful as an exhaust gas purifying catalyst for purifying particulate matter and NOx contained in exhaust gas from an internal combustion engine such as a diesel engine.

1:排ガス浄化用触媒、2:フィルタ基体、3:第1の触媒層、4:第2の触媒層、5:第3の触媒層、6:第4の触媒層、11:流入面、12:排出面、13:ガス流入通路、14:ガス流出通路、21:多孔性隔壁、A:ガス流入通路の開口端側の隔壁の表面(第1の隔壁表面)、B:ガス流入通路の封止端側の隔壁の表面(第2の隔壁表面)、C:ガス流出通路の封止端側の隔壁の表面(第3の隔壁表面)、D:ガス流出通路の開口端側の隔壁の表面(第4の隔壁表面)   1: exhaust gas purifying catalyst, 2: filter base, 3: first catalyst layer, 4: second catalyst layer, 5: third catalyst layer, 6: fourth catalyst layer, 11: inflow surface, 12 : Discharge surface, 13: gas inflow passage, 14: gas outflow passage, 21: porous partition wall, A: surface of the partition wall on the open end side of the gas inflow passage (first partition wall surface), B: sealing of the gas inflow passage Surface of the partition wall on the toe end side (second partition wall surface), C: Surface of the partition wall on the sealing end side of the gas outflow passage (third partition wall surface), D: Surface of the partition wall on the opening end side of the gas outflow passage (4th partition wall surface)

Claims (5)

NOxと粒子状物質とを含有する排ガスの流路に配置され、排ガスが流入する側の流入面と、浄化ガスが排出される側の排出面とを有する排ガス浄化用触媒であって、
一端が前記流入面に開口しかつ他端が前記排出面側で封止されているガス流入通路と、一端が前記排出面に開口しかつ他端が前記流入面側で封止されているガス流出通路とが、多孔性隔壁により画成されて並設されており、前記ガス流入通路に流入した排ガスが前記隔壁を通過して前記ガス流出通路から排出されるウォールスルー型のフィルタ基体と、
前記ガス流入通路の開口端側の隔壁(第1の隔壁)該ガス流入通路に接する表面及び該第1の隔壁の内部の細孔内の表面(第1の隔壁表面)に排ガスが該第1の隔壁を通過するように担持されかつNO酸化触媒及び/又はNOx浄化触媒からなる第1の触媒層と、
前記ガス流入通路の封止端側の隔壁(第2の隔壁)該ガス流入通路に接する表面及び該第2の隔壁の内部の細孔内の表面(第2の隔壁表面)に排ガスが該第2の隔壁を通過するように担持されかつ粒子状物質酸化触媒からなる第2の触媒層と、
前記ガス流出通路の封止端側の隔壁(第3の隔壁)該ガス流出通路に接する表面及び該第3の隔壁の内部の細孔内の表面(第3の隔壁表面)に排ガスが該第3の隔壁を通過するように担持されかつNOx浄化触媒からなる第3の触媒層と、
前記ガス流出通路の開口端側の隔壁(第4の隔壁)該ガス流出通路に接する表面及び該第4の隔壁の内部の細孔内の表面(第4の隔壁表面)に排ガスが該第4の隔壁を通過するように担持されかつNOx浄化触媒からなる第4の触媒層と、
を備えていることを特徴とする排ガス浄化用触媒。
An exhaust gas purifying catalyst which is disposed in a flow path of exhaust gas containing NOx and particulate matter, and has an inflow surface on the exhaust gas inflow side and an exhaust surface on the exhaust gas exhaust side,
A gas inflow passage having one end opened on the inflow surface and the other end sealed on the discharge surface side, and a gas having one end opened on the discharge surface and the other end sealed on the inflow surface side An outflow passage is defined by a porous partition wall, and a wall-through filter base body in which the exhaust gas flowing into the gas inflow passage passes through the partition wall and is discharged from the gas outflow passage;
Exhaust gas is present on the surface in contact with the gas inflow passage of the partition wall (first partition wall) on the opening end side of the gas inflow passage and on the surface in the pores (first partition wall surface) inside the first partition wall . A first catalyst layer supported so as to pass through one partition wall and comprising a NO oxidation catalyst and / or a NOx purification catalyst;
Exhaust gas is present on the surface of the partition wall (second partition wall) on the sealing end side of the gas inflow passage in contact with the gas inflow passage and on the surface in the pores inside the second partition wall (second partition surface). A second catalyst layer which is supported so as to pass through the second partition and is made of a particulate matter oxidation catalyst;
Exhaust gas is present on the surface of the partition wall (third partition wall) on the sealing end side of the gas outflow passage in contact with the gas outflow passage and on the surface in the pores (third partition wall surface) inside the third partition wall. A third catalyst layer which is supported so as to pass through the third partition wall and which consists of a NOx purification catalyst;
Exhaust gas is produced on the surface of the partition wall (fourth partition wall) on the opening end side of the gas outflow passage in contact with the gas outflow passage and on the surface in the pores in the fourth partition wall (surface of the fourth partition wall) . A fourth catalyst layer which is supported so as to pass through the four partition walls and is made of a NOx purification catalyst;
An exhaust gas purifying catalyst characterized by comprising:
前記粒子状物質酸化触媒が、銀が酸化セリウムに担持された又は複合化した粒子状物質酸化触媒であり、
前記NO酸化触媒が、白金が酸化アルミニウムに担持されたNO酸化触媒であり、かつ、
前記NOx浄化触媒が、NOx吸蔵還元触媒及び/又はNOx選択還元触媒である、
ことを特徴とする請求項1に記載の排ガス浄化用触媒。
The particulate matter oxidation catalyst is a particulate matter oxidation catalyst in which silver is supported on or complexed with cerium oxide,
The NO oxidation catalyst is a NO oxidation catalyst in which platinum is supported on aluminum oxide, and
The NOx purification catalyst is a NOx storage reduction catalyst and / or a NOx selective reduction catalyst,
The exhaust gas-purifying catalyst according to claim 1 .
NOxと粒子状物質とを含有する排ガスの流路に配置され、排ガスが流入する側の流入面と、浄化ガスが排出される側の排出面とを有する排ガス浄化用触媒の製造方法であって、
一端が前記流入面に開口しかつ他端が前記排出面側で封止されているガス流入通路と、一端が前記排出面に開口しかつ他端が前記流入面側で封止されているガス流出通路とが、多孔性隔壁により画成されて並設されており、前記ガス流入通路に流入した排ガスが前記隔壁を通過して前記ガス流出通路から排出されるウォールスルー型のフィルタ基体を準備する工程と、
前記ガス流入通路の開口端側の隔壁(第1の隔壁)該ガス流入通路に接する表面及び該第1の隔壁の内部の細孔内の表面(第1の隔壁表面)に、NO酸化触媒及び/又はNOx浄化触媒の前駆体である第1の触媒スラリーを排ガスが該第1の隔壁を通過するように担持せしめる工程と、
前記ガス流入通路の封止端側の隔壁(第2の隔壁)該ガス流入通路に接する表面及び該第2の隔壁の内部の細孔内の表面(第2の隔壁表面)に、粒子状物質酸化触媒の前駆体である第2の触媒スラリーを排ガスが該第2の隔壁を通過するように担持せしめる工程と、
前記ガス流出通路の封止端側の隔壁(第3の隔壁)該ガス流出通路に接する表面及び該第3の隔壁の内部の細孔内の表面(第3の隔壁表面)に、NOx浄化触媒の前駆体である第3の触媒スラリーを排ガスが該第3の隔壁を通過するように担持せしめる工程と、
前記ガス流出通路の開口端側の隔壁(第4の隔壁)該ガス流出通路に接する表面及び該第4の隔壁の内部の細孔内の表面(第4の隔壁表面)に、NOx浄化触媒の前駆体である第4の触媒スラリーを排ガスが該第4の隔壁を通過するように担持せしめる工程と、
前記触媒スラリーを担持せしめたフィルタ基体に熱処理を施すことにより、請求項1又は2に記載の排ガス浄化用触媒を得る工程と、
を含むことを特徴とする排ガス浄化用触媒の製造方法。
A method for producing an exhaust gas purifying catalyst, which is disposed in a flow path of exhaust gas containing NOx and particulate matter, and has an inflow surface on the exhaust gas inflow side and an exhaust surface on the exhaust gas exhaust side. ,
A gas inflow passage having one end opened on the inflow surface and the other end sealed on the discharge surface side, and a gas having one end opened on the discharge surface and the other end sealed on the inflow surface side An outflow passage is defined by a porous partition wall and arranged side by side, and a wall-through type filter substrate is prepared in which exhaust gas flowing into the gas inflow passage passes through the partition wall and is discharged from the gas outflow passage. And a process of
NO oxidation catalyst is formed on the surface of the partition wall (first partition wall) on the opening end side of the gas inflow passage in contact with the gas inflow passage and on the surface in the pores (first partition wall surface) inside the first partition wall. And / or supporting the first catalyst slurry, which is a precursor of the NOx purification catalyst, so that the exhaust gas passes through the first partition wall ;
The surface of the partition wall (second partition wall) on the sealing end side of the gas inflow passage in contact with the gas inflow passage and the surface inside the pores (second partition wall surface) inside the second partition wall are in the form of particles. Supporting a second catalyst slurry, which is a precursor of the material oxidation catalyst, so that the exhaust gas passes through the second partition wall ;
NOx purification is performed on the surface in contact with the gas outflow passage of the partition wall (third partition wall) on the sealing end side of the gas outflow passage and on the surface in the pores (third partition wall surface) inside the third partition wall. Supporting a third catalyst slurry, which is a catalyst precursor, so that exhaust gas passes through the third partition ;
A NOx purification catalyst is formed on the surface of the partition wall (fourth partition wall) on the opening end side of the gas outflow passage in contact with the gas outflow passage and on the surface in the pores (fourth partition wall surface) inside the fourth partition wall. Supporting a fourth catalyst slurry that is a precursor of the exhaust gas so that the exhaust gas passes through the fourth partition wall ;
A step of obtaining a catalyst for exhaust gas purification according to claim 1 or 2 by subjecting the filter substrate carrying the catalyst slurry to a heat treatment,
A method for producing an exhaust gas purifying catalyst, comprising:
シリンジを使用した触媒スラリー圧入装置を用いて、前記第1〜第4の触媒スラリーをそれぞれ前記第1〜第4の隔壁表面に担持せしめることを特徴とする請求項3に記載の排ガス浄化用触媒の製造方法。4. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 3, wherein the first to fourth catalyst slurries are respectively supported on the first to fourth partition walls using a catalyst slurry press-fitting device using a syringe. 5. Manufacturing method. 請求項1又は2に記載の排ガス浄化用触媒を用い、NOxと粒子状物質とを含有する排ガスを前記排ガス浄化用触媒のガス流入通路から流入して前記ガス流出通路から浄化ガスを排出することを特徴とする排ガス浄化方法。 The exhaust gas purification catalyst according to claim 1 or 2 , wherein exhaust gas containing NOx and particulate matter flows in from the gas inflow passage of the exhaust gas purification catalyst and exhausts the purification gas from the gas outflow passage. An exhaust gas purification method characterized by the above.
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