WO2019078096A1 - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents

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WO2019078096A1
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exhaust gas
catalyst
partition wall
less
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はるか 牧野
泰隆 野村
悟 猪田
健二 中嶋
三好　直人
吉田　健
あけみ 佐藤
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株式会社キャタラー
トヨタ自動車株式会社
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    • F01N2510/0682—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings having a discontinuous, uneven or partially overlapping coating of catalytic material, e.g. higher amount of material upstream than downstream or vice versa

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purification catalyst. Specifically, the present invention relates to a wall flow catalyst for exhaust gas purification.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2017-202903 filed on Oct. 19, 2017, the entire content of the application is incorporated herein by reference. .
  • the exhaust gas discharged from an internal combustion engine contains particulate matter (PM: Particulate Matter) whose main component is carbon, etc., and is known to cause air pollution. Therefore, with respect to the emission of particulate matter, regulations have been strengthened yearly together with harmful components such as hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx) and the like contained in exhaust gas. Therefore, techniques for collecting and removing particulate matter from exhaust gas have been proposed.
  • PM Particulate Matter
  • particulate filters are known which are provided in an exhaust passage of an internal combustion engine to collect particulate matter.
  • gasoline engines although smaller than diesel engines, emit a certain amount of particulate matter with the exhaust gas.
  • a gasoline particulate filter (GPF: Gasoline Particulate Filter) may be mounted in the exhaust passage of the gasoline engine.
  • GPF Gasoline Particulate Filter
  • the particulate filter one having a wall flow structure is known, which is composed of a large number of porous cells, and the inlet and the outlet of the large number of cells are alternately closed.
  • the exhaust gas flowing in from the inlet passes through the porous cell partition partitioning the cells and is discharged to the outlet.
  • Patent Document 1 describes a filter catalyst in which a Pd layer containing palladium (Pd) is disposed inside a partition, and a Rh layer containing rhodium (Rh) is laminated on the surface of the partition.
  • Pd palladium
  • Rh rhodium
  • the Rh layer is formed outside the partition wall. For this reason, the flow path resistance when the exhaust gas passes through the partition rises, and the pressure loss (hereinafter also referred to as "pressure loss”) becomes large. As a result, engine performance etc. may be adversely affected. From the viewpoint of preventing negative effects such as deterioration of fuel consumption and engine failure, we want to keep the pressure loss as low as possible.
  • Patent Document 2 describes a filter catalyst in which a Pt layer containing platinum (Pt) and a Rh layer containing rhodium are separated and supported inside a partition wall.
  • Pt platinum
  • Rh layer containing rhodium a Rh layer containing rhodium
  • the present invention has been made in view of such a case, and its main object is to be able to achieve both pressure loss reduction and good purification performance in a catalyst for exhaust gas purification provided with a particulate filter having a wall flow structure.
  • An exhaust gas purification catalyst is provided.
  • the exhaust gas purification catalyst according to the present invention is an exhaust gas purification catalyst which is disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and purifies exhaust gas discharged from the internal combustion engine.
  • the exhaust gas purification catalyst is a porous that divides an inlet cell in which only the end portion on the exhaust gas inlet side is open, an outlet cell in which only the end portion on the exhaust gas outlet side is opened, the inlet cell and the outlet cell.
  • the length L 1 of the first catalytic layer in the stretching direction, is 90% or less than 50% of the total length L w of the partition wall. If the length L 1 of the first catalyst layer is within such a range, the reduction of the pressure loss and the excellent purification performance can be achieved at a higher level.
  • the at stretching direction, the length L 2 of the second catalytic layer is 80% or less than 20% of the total length L w of the partition wall. If the length L 2 of the second catalyst layer is within such a range, both reduction in pressure loss and excellent purification performance can be achieved at a higher level.
  • the length of the first catalyst layer is L 1 and the length of the second catalyst layer is L 2 in the stretching direction, and the total length of the partition walls is when was the L w, the said L w wherein L 1 and L 2 and has the following formula: L w ⁇ (L 1 + L 2) ⁇ 2L w; a filled, the said first catalyst layer a second catalyst
  • L w ⁇ (L 1 + L 2) ⁇ 2L w
  • a filled the said first catalyst layer a second catalyst
  • the first catalyst layer contains rhodium (Rh) as a noble metal
  • the second catalyst layer contains palladium (Pd) as a noble metal.
  • the ratio (Rh / Pd) of the content of Rh in the first catalyst layer to the content of Pd in the second catalyst layer is 0.1 or more and 2 It is below. If the content ratio (Rh / Pd) is within the range, the above-described effects are exhibited better.
  • the internal combustion engine is a gasoline engine.
  • the temperature of the exhaust gas is relatively high, and PM is less likely to be deposited inside the partition wall. Therefore, when the internal combustion engine is a gasoline engine, the above-described effects are more effectively exhibited.
  • FIG. 1 is a view schematically showing an exhaust gas purification apparatus according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing a honeycomb base of the exhaust gas purifying catalyst according to one embodiment.
  • FIG. 3 is a view schematically showing an end portion of the honeycomb substrate of FIG.
  • FIG. 4 is a partially enlarged view schematically showing a cross-sectional structure in the vicinity of a partition wall of the exhaust gas purification catalyst according to one embodiment.
  • Figure 5 is a graph showing the relationship between the thickness T 1 and the NOx purification ratio of the first catalyst layer.
  • Figure 6 is a graph showing the relationship between the thickness T 1 and the pressure loss ratio of the first catalyst layer.
  • Figure 7 is a graph showing the relationship between the length L 1 and the NOx purification ratio of the first catalyst layer.
  • Figure 8 is a graph showing the relationship between the length L 1 and the pressure loss ratio of the first catalyst layer.
  • Figure 9 is a graph showing the relationship between the length L 2 and the NOx purification ratio of the second catalyst layer.
  • Figure 10 is a graph showing the relationship between the length L 2 and the pressure loss ratio of the second catalyst layer.
  • FIG. 1 schematically shows an internal combustion engine 2 and an exhaust gas purification device 1 provided in an exhaust system of the internal combustion engine 2.
  • the internal combustion engine (engine) 2 is supplied with a mixture containing oxygen and fuel gas.
  • the internal combustion engine 2 burns this mixture and converts combustion energy into mechanical energy.
  • the mixture burned at this time becomes exhaust gas and is discharged to the exhaust system.
  • the internal combustion engine 2 of the present embodiment is mainly configured of a gasoline engine of a car.
  • the exhaust system of the engine 2 will be described.
  • One end of an exhaust manifold 3 is connected to an exhaust port (not shown) that communicates the engine 2 with an exhaust system.
  • the other end of the exhaust manifold 3 is connected to an exhaust pipe 4 through which the exhaust gas flows.
  • the exhaust manifold 3 and the exhaust pipe 4 form an exhaust passage of this embodiment. Arrows in the figure indicate the exhaust gas flow direction.
  • the exhaust gas purification device 1 is provided in an exhaust system of the engine 2.
  • the exhaust gas purification device 1 includes a catalyst unit 5, a filter unit 6, and an engine control unit (ECU) 7.
  • the exhaust gas purification device 1 purifies harmful components (for example, carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), nitrogen oxides (NO x )) contained in exhaust gas discharged from the engine 2 and is contained in the exhaust gas. Trapped particulate matter (PM).
  • the exhaust gas purification apparatus 1 may further include, for example, a downstream catalyst unit disposed downstream of the filter unit 6.
  • the ECU 7 is a unit that performs control between the engine 2 and the exhaust gas purification device 1.
  • the ECU 7 includes an electronic device such as a digital computer as a component, as in, for example, a general control device.
  • the ECU 7 is provided with an input port.
  • the ECU 7 is electrically connected to sensors (e.g., pressure sensors 8) installed at each part of the engine 2 and the exhaust gas purification device 1 through an input port.
  • sensors e.g., pressure sensors 8
  • the information detected by each sensor is transmitted to the ECU 7 as an electrical signal through the input port.
  • the ECU 7 is also provided with an output port.
  • the ECU 7 is electrically connected to each part of the engine 2 and the exhaust gas purification device 1 through the output port.
  • the ECU 7 controls the operation of each part of the engine 2 and the exhaust gas purification device 1 by transmitting a control signal.
  • the catalyst unit 5 is configured to be capable of purifying the ternary components (NOx, HC, CO) contained in the exhaust gas.
  • the catalyst unit 5 is provided in an exhaust pipe 4 communicating with the engine 2. Specifically, as shown in FIG. 1, it is provided on the downstream side of the exhaust pipe 4.
  • the type of catalyst unit 5 is not particularly limited.
  • the catalyst unit 5 may be, for example, a catalyst on which a catalytic metal such as platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rd) or the like is supported. Since the specific configuration of the catalyst unit 5 does not characterize the present invention, the detailed description is omitted here.
  • the filter unit 6 is provided on the downstream side of the catalyst unit 5.
  • the filter unit 6 includes a gasoline particulate filter (GPF) capable of collecting and removing particulate matter (hereinafter simply referred to as "PM") contained in exhaust gas.
  • GPF gasoline particulate filter
  • This particulate filter is provided with two catalyst layers containing a catalyst metal to be described later, and functions as an exhaust gas purification catalyst.
  • the exhaust gas purifying catalyst (filter catalyst) according to the present embodiment will be described in detail.
  • the exhaust gas purification catalyst disclosed herein comprises a substrate having a wall flow structure and two catalyst layers (a first catalyst layer and a second catalyst layer) provided on the partition walls of the substrate.
  • FIG. 2 is a schematic view showing an example of the substrate 10.
  • FIG. 3 is a schematic view showing the end 10 a of the base material 10 on the exhaust gas inflow side.
  • FIG. 4 is a partially enlarged view schematically showing a cross-sectional structure in the vicinity of the partition 16 of the base material 10.
  • the base material 10 of the wall flow structure has an inlet side cell 12 in which only the end 10a on the exhaust gas inlet side is open, and an end adjacent to the inlet side cell 12 and on the exhaust gas outlet side. It has the outgoing side cell 14 which only the part 10b opened, and the porous partition 16 which divides the incoming side cell 12 and the outgoing side cell 14.
  • the substrate 10 those of various materials and forms used in the conventional application of this kind can be used.
  • a substrate formed of a ceramic or an alloy (such as stainless steel) such as cordierite or silicon carbide (SiC) can be suitably employed.
  • the base material 10 shown in FIGS. 2 and 3 is a honeycomb base material (honeycomb structure) having a cylindrical outer shape.
  • an elliptical cylindrical shape or a polygonal cylindrical shape may be employed for the entire shape (outer shape) of the base material 10.
  • the volume (total volume of cells) of the substrate 10 may be about 0.1 L or more, typically 0.5 L or more, and about 5 L or less, typically 3 L or less, for example 2 L or less.
  • Total length of the extending direction of the substrate 10, i.e., the total length L w of the extending direction of the partition wall 16 may typically If it is 10 mm ⁇ 500 mm, for example, about 50 mm ⁇ 300 mm.
  • the outlet cell 14 is adjacent to the inlet cell 12, and only the end 10b on the exhaust gas outlet side is open.
  • the end 10b on the exhaust gas outflow side of the entry side cell 12 is sealed with a sealing portion 12a.
  • an end 10a on the exhaust gas inflow side is sealed with a sealing portion 14a.
  • the inlet cell 12 and the outlet cell 14 may be set to an appropriate shape and size in consideration of the flow rate and components of the exhaust gas supplied to the exhaust gas purification catalyst 100.
  • the shapes of the ingress cell 12 and the egress cell 14 may be various geometries such as square, parallelogram, rectangle, rectangle such as rectangle, triangle, other polygons (eg, hexagon, octagon), circle, etc. It may be shaped.
  • a partition 16 is formed between the entry side cell 12 and the exit side cell 14.
  • An inlet cell 12 and an outlet cell 14 are partitioned by the partition wall 16.
  • the partition 16 is a porous structure through which the exhaust gas can pass.
  • the porosity of the partition wall 16 is not particularly limited, but is generally 40% to 70%, for example 50% to 70%, preferably 55% to 65%. If the porosity of the partition 16 is too small, the pressure loss may increase. On the other hand, if the porosity of the partition 16 is too large, the mechanical strength of the filter 100 tends to decrease, which is not preferable.
  • the thickness of the partition wall 16 is not particularly limited, but may be about 50 ⁇ m to 2000 ⁇ m, for example, about 100 ⁇ m to 800 ⁇ m.
  • the average pore diameter of the partition walls 16 is usually about 1 ⁇ m to 60 ⁇ m, for example, 10 ⁇ m to 40 ⁇ m, from the viewpoint of improving the PM collection performance and suppressing pressure loss.
  • the exhaust gas purification catalyst 100 disclosed herein includes a first catalyst layer 20 and a second catalyst layer 30, as shown in FIG.
  • the first catalyst layer 20 is formed inside the partition wall 16 and at least in a region in contact with the inlet cell 12.
  • the first catalyst layer 20 is formed along the extending direction of the partition wall 16 from the end 10 a on the exhaust gas inflow side.
  • the second catalyst layer 30 is formed inside the partition 16 and in a region in contact with at least the outlet cell 14.
  • the second catalyst layer 30 is formed along the extending direction of the partition wall 16 from the end 10 b on the exhaust gas outflow side.
  • the first catalyst layer 20 has a thickness T 1 of 40% or more and 60% or less of T w (that is, 0.4 T when the entire thickness of the partition 16 is T w). in W ⁇ T 1 ⁇ 0.6T W) , it is formed inside the partition wall 16. In addition, the second catalyst layer 30 is formed inside the partition 16 over the entire region in the thickness direction of the partition 16.
  • the catalyst layer is disposed inside the partition wall means that the catalyst layer is mainly present inside the partition wall, not the outside (typically, the surface) of the partition wall. More specifically, for example, the entire coating amount of the catalyst layer when the cross section of the partition wall 16 is observed with an electron microscope is set to 100%. At this time, the amount of coating present inside the partition wall 16 is typically 80% or more, for example, 85% or more, preferably 90% or more, further 95% or more, particularly substantially 100%. Say Therefore, for example, when it is going to arrange a catalyst layer on the surface of partition 16, it distinguishes clearly from the case where a part of catalyst layer penetrates into the inside of a partition unintentionally.
  • the thickness T 1 of the first catalyst layer 20 disposed on the exhaust gas inlet side is 40% to 60% of the thickness T W of the partition 16, and placed on the exhaust gas outlet side
  • the two catalyst layers 30 in the entire region of the partition walls 16
  • both low pressure loss and excellent purification performance can be achieved at a high level.
  • the reason why such an effect can be obtained is not particularly limited, but can be considered, for example, as follows. That is, most of the exhaust gas that has flowed into the exhaust gas purification catalyst 100 travels in the inlet cell 12 and moves and diffuses toward the end 10 b through the partition wall 16.
  • the portion near the entry side cell 12 of the partition 16 by intensively disposing the first catalyst layer 20 so as to satisfy 0.4T W ⁇ T 1 ⁇ 0.6T W , the contact between the exhaust gas and the catalyst The frequency is increased, and the exhaust gas is efficiently purified. Further, by providing the second catalyst layer 30 in the entire region in the thickness direction of the partition wall 16, the disadvantage that the flow passage in the pores of the partition wall 16 is narrowed by the catalyst is eliminated or alleviated. This is considered to contribute to the reduction of the pressure loss and the improvement of the purification performance.
  • the thickness (average thickness) T 1 of the first catalyst layer 20 is usually about 40% or more of the thickness T w of the partition wall 16 (that is, 0.4T w ⁇ T 1 ). It is appropriate to do.
  • the upper limit of the thickness T 1 of the first catalyst layer 20 is usually about 60% or less of the thickness T w of the partition wall 16 (that is, T 1 ⁇ 0.6 T w ).
  • the thickness T 1 of the first catalyst layer 20 is 58% preferably T w or less, more preferably 55% or less, more preferably 52% It may be the following.
  • an exhaust gas purification catalyst having a thickness T 1 of the first catalyst layer 20 of 0.45T w ⁇ T 1 ⁇ 0.55T w is preferable from the viewpoint of achieving both good purification performance and reduction of pressure loss. is there.
  • the second catalyst layer 30 is formed over the entire region in the thickness direction of the partition wall 16.
  • the term "formed over the entire thickness direction of the partition walls" The thickness of the second catalyst layer 30, the thickness T 2 of the second catalyst layer 30 is, the entire thickness T of the partition 16 We say that it is 90% or more of w .
  • the second catalyst layer 30 is formed inside the partition 16 with a thickness T 2 of 100% of T w so as to be in contact with both the outlet cell 14 and the inlet cell 12.
  • the first catalyst layer 20 is formed inside the partition wall 16 and in a region in contact with the inlet cell 12 along the extending direction of the partition wall 16 from the end 10 a on the exhaust gas inflow side.
  • the length (average length) L 1 in the stretching direction of the first catalyst layer 20 is not particularly limited.
  • the length L 1 of the first catalyst layer 20 may be shorter than the total length L w of the partition wall 16. That is, L 1 ⁇ L w may be satisfied.
  • the length L 1 of the first catalyst layer 20 is approximately 30% or more of L w (i.e., 0.3 L w ⁇ L 1), Typically, it is 40% or more, for example 45% or more, preferably 50% or more. In some embodiments, the length L 1 of the first catalyst layer 20 may be generally 55% or more, typically 60% or more, preferably 70% or more, for example 80% or more of L w . In addition, from the viewpoint of enhancing the ease of production and quality stability, the length L 1 of the first catalyst layer 20 is generally 90% or less of L w (that is, L 1 ⁇ 0.9 L w ), typically 85.
  • the first catalyst layer 20 can include a catalyst metal that functions as an oxidation and / or reduction catalyst, and a carrier that supports the catalyst metal.
  • the catalyst metal include noble metals such as rhodium (Rh), palladium (Pd), and platinum (Pt), which are platinum groups.
  • metals such as ruthenium (Ru), osmium (Os), iridium (Ir), silver (Ag) and gold (Au) may be used.
  • Ru ruthenium
  • Os osmium
  • Ir iridium
  • Au gold
  • other metal species such as alkali metals, alkaline earth metals, transition metals, etc. may be used.
  • the catalyst metal is preferably used as fine particles with a sufficiently small particle size from the viewpoint of increasing the contact area with the exhaust gas.
  • the average particle size of the catalyst metal particles is usually about 0.1 nm to 20 nm, and for example, 1 nm to 10 nm, 7 nm or less, and preferably 5 nm or less.
  • an average particle diameter of a catalyst metal particle the average value of the number-based particle diameter calculated
  • the first catalyst layer 20 contains Rh as a catalyst metal.
  • the Rh content per liter of the volume of the substrate 10 is preferably about 0.05 g to 3 g, for example 0.1 g to 2 g, typically 0.2 g to 1 g. If the content of Rh is too small, the catalytic activity obtained by Rh may be insufficient. On the other hand, if the amount of Rh supported is too large, Rh is likely to cause grain growth and at the same time the cost is disadvantageous. is there.
  • the first catalyst layer 20 is generally formed by supporting the catalyst metal on a carrier.
  • Such carriers include metal oxides such as alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), ceria (CeO 2 ), silica (SiO 2 ), magnesia (MgO), titanium oxide (titania: TiO 2 ), and the like And solid solutions thereof (eg, ceria-zirconia (CeO 2 —ZrO 2 ) composite oxide).
  • alumina and ceria-zirconia mixed oxide is preferable. Two or more of these may be used in combination.
  • another material may be added to the above-mentioned carrier as an accessory component.
  • Examples of the substance that can be added to the carrier include rare earth elements such as lanthanum (La) and yttrium (Y), alkaline earth elements such as calcium, and other transition metal elements. These elements may be in the form of inorganic oxides. Among the above, rare earth elements such as lanthanum and yttrium can be suitably used as a stabilizer because they can improve the specific surface area at high temperatures without inhibiting the catalytic function.
  • the shape (outer shape) of the carrier is not particularly limited, but in view of securing a larger specific surface area, powdery ones are preferably used.
  • the average particle size of the carrier is preferably 20 ⁇ m or less, typically 10 ⁇ m or less, for example 7 ⁇ m or less.
  • the average particle size may be, for example, 5 ⁇ m or less, typically 3 ⁇ m or less.
  • the average particle size of the carrier is too small, the heat resistance of the carrier itself is lowered, and the heat resistance of the whole catalyst is lowered, which is not preferable.
  • the average particle diameter is about 0.1 ⁇ m or more, for example, 0.5 ⁇ m or more.
  • the volume-based average particle diameter measured by the laser diffraction and scattering method is employable. The same is true below.
  • the loading amount of the catalyst metal on the carrier is not particularly limited, but is generally in the range of 0.001% by mass to 10% by mass, for example, 0.01% by mass relative to the total mass of the carrier supporting the catalyst metal in the first catalyst layer 20 It is suitable that the content be in the range of 8% by mass, typically 0.015% by mass to 5% by mass.
  • the loading amount of the catalyst metal is too small, the catalyst activity obtained by the catalyst metal may be insufficient.
  • the loading amount of the catalyst metal is too large, the catalyst metal is likely to cause grain growth, and at the same time, the cost is disadvantageous.
  • the above support is impregnated into an aqueous solution containing a catalytic metal salt (eg, nitrate) or a catalytic metal complex (eg, tetraammine complex). Thereafter, the single substance is taken out of the aqueous solution, dried and fired. Thereby, the catalyst metal particles can be supported on the carrier.
  • a catalytic metal salt eg, nitrate
  • a catalytic metal complex eg, tetraammine complex
  • a cocatalyst not supporting the catalyst metal particles can be added to the first catalyst layer 20.
  • the co-catalyst for example, ceria-zirconia (CeO 2 -ZrO 2 ) composite oxide, alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ) and the like are exemplified.
  • the use of ceria-zirconia mixed oxide or alumina is preferred.
  • the content of the cocatalyst is usually 80% by mass or less (eg, 30% by mass to 80% by mass). For example, it is preferable that it is 70 mass% or less (for example, 40 mass% or more and 60 mass% or less).
  • the coated amount of the first catalyst layer 20 per 1 L of the volume of the substrate 10, that is, the value obtained by dividing the mass of the first catalyst layer 20 by the volume of the entire substrate 10 (total bulk volume including the volume of the cell passage) Is not particularly limited, but may be about 150 g / L or less.
  • the coating amount of the first catalyst layer 20 is preferably 120 g / L or less, more preferably 100 g / L or less, and further preferably 80 g / L or less.
  • the coating amount of the first catalyst layer 20 may be, for example, 50 g / L or less, typically 30 g / L or less.
  • the lower limit of the coating amount of the first catalyst layer 20 is not particularly limited, but is preferably 5 g / L or more, more preferably 8 g / L or more, and still more preferably 10 g / L or more from the viewpoint of improving purification performance.
  • the coating amount of the first catalyst layer 20 may be 12 g / L or more, typically 15 g / L or more.
  • the coating amount of the catalyst layer per 1 L of the volume of the substrate 10 is the same, the purification performance can be improved as compared to the prior art. The technical value is high in this respect.
  • the second catalyst layer 30 is formed in a region in contact with the outlet cell 14 inside the partition wall 16 with a predetermined length from the end 10 b on the exhaust gas outlet side along the extending direction.
  • Stretching direction length (average length) of the second catalyst layer 30 L 2 is not particularly limited.
  • the length L 2 of the second catalyst layer 30 may be shorter than the total length L w of the partition wall 16. That is, L 2 ⁇ L w may be satisfied.
  • the length L 2 of the second catalyst layer 30 is generally 20% or more of L w (i.e., 0.2 L w ⁇ L 2), Typically, it is 25% or more, preferably 30% or more, for example 35% or more.
  • the length L 2 of the second catalyst layer 30 may be, for example, 40% or more, typically 45% or more of L w . In some embodiments, the length L 2 of the second catalyst layer 30 is, for example, L w of more than 50%, typically 55% or more, may be for example, 60% or more.
  • the length L 2 of the second catalyst layer 30 is generally 90% or less of L w (that is, L 2 ⁇ 0.9 L w ), typically 85, from the viewpoint of enhancing the ease of production and quality stability. % Or less, such as 80% or less, or even 70% or less (that is, L 2 ⁇ 0.7 L w ).
  • the length L 2 of the second catalyst layer 30 is generally 65% or less of L w, e.g. 60% or less, and typically may be 55% or less.
  • the length L 2 of the second catalyst layer 30 may be, for example, 50% or less of L w , typically 45% or less.
  • the length L2 of the second catalyst layer 30 with respect to the total length L w of the partition wall 16, 0.2L w ⁇ L 2 ⁇ 0.8L w, 0.2L w ⁇ L 2 ⁇ 0.7L w, 0.3L w ⁇ L 2 ⁇ 0.65L w, 0.45L w ⁇ L 2 ⁇ 0.8L w, further, is preferably carried out in a manner which is 0.7L w ⁇ L 2 ⁇ 0.8L w obtain.
  • the total length L w of the partition wall 16, the length L 1 of the first catalyst layer 20, and the length L 2 of the second catalytic layer 30 has the following formula: L w ⁇ (L 1 + L 2) It satisfies ⁇ 2L w ; In other words, parts of the first catalyst layer 20 and the second catalyst layer 30 overlap with each other in the extending direction of the partition wall 16.
  • the exhaust gas component By overlapping the first catalyst layer 20 and the second catalyst layer 30 in the stretching direction, the exhaust gas component more accurately contacts the catalyst layer. As a result, exhaust gas can be prevented from passing through the portion where the catalyst layer is not formed and being discharged unpurified. Therefore, the emissions can be reduced more effectively.
  • the overlapping length of the first catalyst layer 20 and the second catalyst layer 30 in the stretching direction is usually 2% or more of the above L w , typically 5% or more, for example 10% or more, and generally 60 % Or less, typically 50% or less, preferably 40% or less.
  • the overlapping length may be less than or equal to 30%, such as less than or equal to 20% of L w .
  • it is preferably about 5% to 60%, for example 5% to 40%, of L w .
  • the second catalyst layer 30 can include a catalyst metal that functions as an oxidation and / or reduction catalyst, and a carrier that supports the catalyst metal.
  • the catalyst metal include noble metals such as rhodium (Rh), palladium (Pd), and platinum (Pt), which are platinum groups.
  • metals such as ruthenium (Ru), osmium (Os), iridium (Ir), silver (Ag) and gold (Au) may be used.
  • Ru ruthenium
  • Os osmium
  • Ir iridium
  • Au gold
  • other metal species such as alkali metals, alkaline earth metals, transition metals, etc. may be used.
  • the average particle size of the catalyst metal particles is usually about 0.1 nm to 20 nm, and for example, 1 nm to 10 nm, typically 7 nm or less, and preferably 5 nm or less.
  • the second catalyst layer 30 contains Pd as a catalyst metal.
  • Pd as a catalyst metal.
  • the content of Pd per 1 L of volume of the substrate 10 is preferably about 0.1 g to 10 g, for example 0.3 g to 6 g, typically 0.5 g to 3 g. If the content of Pd is too small, the catalytic activity obtained by Pd may be insufficient. On the other hand, if the amount of Pd supported is too large, Pd is likely to cause grain growth and at the same time the cost is disadvantageous. is there.
  • the ratio (Rh / Pd) of the content of Rh in the first catalyst layer 20 to the content of Pd in the second catalyst layer 30 is not particularly limited, but may be approximately 0.1 or more and 2 or less.
  • the content ratio (Rh / Pd) is preferably 0.1 or more and 1.5 or less, more preferably 0.15 or more and 1 or less, for example 0.15 or more and less, more preferably from the viewpoint of purification performance and the like. Is 0.2 or more and 0.8 or less, particularly preferably 0.3 or more and 0.6 or less. Within the range of such content ratio (Rh / Pd), the above-mentioned effects may be exhibited better.
  • the second catalyst layer 30 is usually formed by supporting the catalyst metal on a carrier.
  • Such carriers include metal oxides such as alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), ceria (CeO 2 ), silica (SiO 2 ), magnesia (MgO), titanium oxide (titania: TiO 2 ), and the like And solid solutions thereof (eg, ceria-zirconia (CeO 2 -ZrO 2 ) composite oxide).
  • alumina and ceria-zirconia mixed oxide is preferable. Two or more of these may be used in combination.
  • another material may be added to the above-mentioned carrier as an accessory component.
  • Examples of the substance that can be added to the carrier include rare earth elements such as lanthanum (La) and yttrium (Y), alkaline earth elements such as calcium, and other transition metal elements. These elements may be in the form of inorganic oxides. Among the above, rare earth elements such as lanthanum and yttrium can be suitably used as a stabilizer because they can improve the specific surface area at high temperatures without inhibiting the catalytic function.
  • the shape (outer shape) of the carrier is not particularly limited, but in view of securing a larger specific surface area, powdery ones are preferably used.
  • the average particle size of the carrier is preferably 20 ⁇ m or less, typically 10 ⁇ m or less, for example 7 ⁇ m or less.
  • the average particle size may be, for example, 5 ⁇ m or less, typically 3 ⁇ m or less.
  • the average particle size of the carrier is usually preferable that the average particle size is about 0.1 ⁇ m or more, for example, 0.5 ⁇ m or more.
  • the loading amount of the catalyst metal in the carrier is not particularly limited, it is generally in the range of 0.01% by mass to 10% by mass, for example, 0.1% by mass based on the total mass of the carrier supporting the catalyst metal in the second catalyst layer 30. It is appropriate to set the content to 8% by mass, typically 0.2% to 5% by mass. When the loading amount of the catalyst metal is too small, the catalyst activity obtained by the catalyst metal may be insufficient. On the other hand, when the loading amount of the catalyst metal is too large, the catalyst metal is likely to cause grain growth, and at the same time, the cost is disadvantageous.
  • the above support is impregnated into an aqueous solution containing a catalytic metal salt (eg, nitrate) or a catalytic metal complex (eg, tetraammine complex). Thereafter, the single substance is taken out of the aqueous solution, dried and fired. Thereby, the catalyst metal particles can be supported on the carrier.
  • a catalytic metal salt eg, nitrate
  • a catalytic metal complex eg, tetraammine complex
  • a cocatalyst not supporting the catalyst metal particles can be added to the second catalyst layer 30.
  • the co-catalyst for example, ceria-zirconia (CeO 2 -ZrO 2 ) composite oxide, alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ) and the like are exemplified.
  • the use of ceria-zirconia mixed oxide or alumina is preferred.
  • the content of the cocatalyst is usually 80% by mass or less (eg, 30% by mass to 80% by mass). For example, it is preferable that it is 70 mass% or less (for example, 40 mass% or more and 60 mass% or less).
  • barium is added to the second catalyst layer 30.
  • poisoning of the catalytic metal can be suppressed and catalytic activity can be improved.
  • the dispersibility of the catalyst metal is improved, and the sintering accompanying the grain growth of the catalyst metal at high temperatures is better suppressed.
  • the durability of the catalyst can be improved.
  • the addition amount of barium may be 0.5 mass% or more and 10 mass% or less with respect to the total mass of the second catalyst layer 30 in terms of BaSO 4 .
  • the addition amount of barium is preferably 1% by mass to 8% by mass, more preferably 2% by mass to 6% by mass, and still more preferably 3% by mass to 5% by mass.
  • the second catalyst layer 30 containing barium is prepared, for example, by preparing an aqueous barium solution in which a water-soluble barium salt (eg, barium sulfate) is dissolved in water (typically ion-exchanged water), and adding this aqueous barium solution to a carrier or the like It can produce by baking.
  • a water-soluble barium salt eg, barium sulfate
  • water typically ion-exchanged water
  • the coating amount of the second catalyst layer 30 per 1 L of volume of the substrate 10, that is, the value obtained by dividing the mass of the second catalyst layer 30 by the volume of the entire substrate 10 (bulk volume including the volume of the cell passage) is particularly Although not limited, it may be approximately 200 g / L or less. From the viewpoint of pressure loss reduction and the like, the coating amount of the first catalyst layer 20 is preferably 180 g / L or less, more preferably 150 g / L or less, and further preferably 120 g / L or less. In some embodiments, the coating amount of the first catalyst layer 20 may be, for example, 100 g / L or less, and typically 80 g / L or less (eg, 60 g / L or less).
  • the lower limit of the coating amount of the second catalyst layer 30 is not particularly limited, but is preferably 20 g / L or more, more preferably 25 g / L or more, and still more preferably 30 g / L or more from the viewpoint of improving purification performance.
  • the coating amount of the second catalyst layer 30 may be 35 g / L or more, typically 40 g / L or more.
  • the coating amount of the catalyst layer per 1 L of the volume of the substrate 10 is the same, the purification performance can be improved as compared to the prior art. The technical value is high in this respect.
  • the first catalyst layer 20 and the second catalyst layer 30 may be formed based on different slurries. For example, a slurry for forming a first catalyst layer for forming the first catalyst layer 20 and a slurry for forming a second catalyst layer for forming the second catalyst layer 30 are prepared.
  • the slurry for forming the first catalyst layer contains each component (for example, catalyst metal salt such as Rh or carrier powder) constituting the first catalyst layer 20.
  • the second catalyst layer-forming slurry contains each component (for example, a catalyst metal salt such as Pd or a carrier powder) constituting the second catalyst layer 30.
  • the first catalyst layer-forming slurry and the second catalyst layer-forming slurry appropriately contain, in addition to the catalyst metal salt and the carrier powder, optional additives such as a conventionally known binder, an oxygen absorbing and releasing material, and an additive.
  • a conventionally known binder such as a conventionally known binder, an oxygen absorbing and releasing material, and an additive.
  • the oxygen absorbing and releasing material ceria-zirconia mixed oxide as a carrier or non-support can be suitably adopted.
  • an alumina sol, a silica sol, etc. are employable as a binder.
  • the prepared first catalyst layer forming slurry is supplied from the end portion 10a on the exhaust gas inflow side of the base material 10 into the inlet cell 12 to form the first catalyst layer 20 in the pores of the partition wall 16
  • slurry portion corresponding to the end portion 10a of the substrate to a length L 1 toward the end 10b side to be coated, for vacuum suction of the slurry from the side of the exit-side cell 14.
  • the slurry is coated from the side of the outlet cell 14 so that the slurry is coated from the surface on the side in contact with the inlet side cell 12 of the partition wall 16 to 40% or more and 60% or less of the thickness T w of the partition wall 16 Depressurize.
  • the slurry for forming the second catalyst layer prepared above is supplied from the end 10 b on the exhaust gas outflow side of the base material 10 into the outlet cell 14, and the second catalyst layer 30 is in the pores of the partition 16. Apply to the part to be formed. Specifically, the slurry is suctioned from the inlet cell 12 under reduced pressure so that the slurry is coated on a portion corresponding to the length L 2 from the end 10 b to the end 10 a of the base material. In addition, the slurry is vacuum-suctioned from the side of the inlet cell 12 so that the slurry is coated from the surface of the partition wall 16 in contact with the outlet cell 14 to a region of 90% or more of the thickness T w of the partition 16.
  • the honeycomb substrate 10 to which the slurry has been applied is dried and fired at a predetermined temperature and time. Drying conditions of the slurry depend on the shape and size of the substrate or support, but typically it is about 1 to 10 hours at about 80 to 300 ° C. (eg, 100 to 250 ° C.). The firing conditions are typically about 400 to 1000 ° C. (eg, 500 to 700 ° C.) for about 1 to 4 hours.
  • the exhaust gas purification catalyst 100 can be manufactured.
  • the exhaust gas flows into the entrance side cell 12 from the end 10 a of the exhaust gas inflow side of the base material 10.
  • the exhaust gas flowing into the inlet cell 12 passes through the partition wall 16 and reaches the outlet cell 14.
  • the partition wall 16 has a porous structure, PM is collected on the surface of the partition wall 16 and the pores in the partition wall 16 while the exhaust gas passes through the partition wall 16.
  • the first catalyst layer 20 is provided on the surface layer portion of the partition 16 on the exhaust gas inflow side
  • the second catalyst layer 30 is provided on substantially the entire region of the partition 16 on the exhaust gas outflow side.
  • harmful components in the exhaust gas can be purified.
  • the exhaust gas that has passed through the partition wall 16 and reaches the outlet cell 14 is discharged from the opening on the exhaust gas outlet side to the outside of the filter.
  • test example regarding this invention is demonstrated, it is not intending limiting this invention to what is shown to the following test example.
  • Test Example I (Example 1) A slurry A was prepared by mixing a Rh nitrate solution, an alumina (Al 2 O 3 ) powder, a ceria-zirconia mixed oxide powder, an alumina-based binder, and ion-exchanged water. Then, the slurry A is supplied from the end of the exhaust gas inflow side of the cordierite honeycomb substrate into the inlet cell, coated in the pores in contact with the inlet cell of the partition wall, and dried and fired. Thus, the first catalyst layer was formed inside the partition walls.
  • Rh content to 0.3 g / L, the alumina content to 6.53 g / L, and the ceria-zirconia mixed oxide content to 11.25 g / L per 1 L of substrate volume did.
  • the length of the extending direction of the first catalyst layer 70% of the total length L w of the (coating width) L 1 partition wall, the thickness T 1 was 60% of the total thickness T w of the partition wall.
  • a Pd nitrate solution, alumina (Al 2 O 3 ) powder, ceria-zirconia complex oxide powder, barium sulfate (BaSO 4 ), an alumina-based binder, and ion-exchanged water are mixed, Slurry B was prepared.
  • the slurry B is supplied from the end of the exhaust gas outlet side of the base material into the outlet side cell, coated in the pores in contact with the outlet side cell of the partition wall, dried and fired to obtain the inside of the partition wall.
  • a second catalyst layer Formed a second catalyst layer.
  • the content of Pd is 0.6 g / L
  • the content of alumina is 12.25 g / L
  • the content of ceria-zirconia mixed oxide is 31.85 g / L
  • the content of barium sulfate is about 1 L of substrate volume. The amount was adjusted to be 1.8 g / L.
  • the length of the extending direction of the second catalyst layer 45% of the total length L w of the (coating width) L 2 is the partition wall, the thickness T 2 are set to 100% of the total thickness T w of the partition wall.
  • Example 2 Except for changing the thickness T 1 of the first catalyst layer 40% of T w, to produce a filter catalyst by the same procedure as that in Example 1.
  • Example 1 A filter was carried out in the same manner as in Example 1, except that the content of Pd in the second catalyst layer was changed to 1.5 g / L and the thickness T 2 of the second catalyst layer was changed to 60% of T w The catalyst was made.
  • Example 2 A filter catalyst was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness T 2 of the second catalyst layer was changed to 60% of T w .
  • the thickness T 1 of the first catalyst layer, the thickness T 2 of the second catalyst layer, the content of Rh in the first catalyst layer, and the content of Pd in the second catalyst layer are summarized in Table 1 Show.
  • the content of Rh in each example is shown as a relative value when the content of Rh in Comparative Example 1 is 100%.
  • content of Pd of each case is shown with a relative value when content of Pd of comparative example 1 is 100%.
  • the filter catalyst of each example was installed in the exhaust system of the engine, and the exhaust gas was allowed to flow in while increasing the temperature of the catalyst entering gas from 100 ° C. to 520 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min using a heat exchanger.
  • the purification rate of the NOx component is continuously measured from the ratio of the gas concentration to the gas concentration at this time, and the catalyst gas temperature (T 50 -NOx) when the purification rate of the NOx component reaches 50%.
  • T 50 -NOx catalyst gas temperature
  • the relative value with T 50 -NOx of Comparative Example 1 as the reference (1.000) was taken as the reciprocal and the value was calculated as the NOx purification ratio.
  • the filter catalyst of each example was installed in a pressure drop measuring device of a blower type, and the pressure loss was measured from the static pressure difference before and after.
  • the flow rate of air was set to 3 m 3 / min.
  • Table 1 and FIG. 6, for Examples 1 and 2 and Comparative Examples 4 and 5 is a graph showing the relationship between the thickness T 1 and the pressure loss ratio of the first catalyst layer.
  • the pressure loss ratio of each example is shown as a relative value when the pressure loss of Comparative Example 1 is 1.00.
  • Test Example II (Examples 3 to 5) The length L 2 of the first length of the catalyst layer L 1 and the second catalyst layer was changed as shown in Table 2, and, except that the content of Pd in the second catalyst layer was changed to 1.5 g / L In the same manner as in Example 1, a filter catalyst was produced. Then, in the same manner as in Test Example I, the NOx purification ratio and the pressure loss ratio were measured. The results are shown in Table 2, FIG. 7 and FIG. The NOx purification ratio is shown as a relative value when T 50 -NOx of Example 3 is used as a reference (1.000) for each example. In addition, the pressure loss ratio is shown as a relative value when the pressure loss of Example 3 is 1.00. In addition, strictly speaking, in Example 1, although the length L 2 of the second catalyst layer and the content of Pd in the second catalyst layer are different from those of the other examples, they are collectively described in the same chart. ing.
  • Test Example III (Examples 6 to 8) The length L 2 of the first length of the catalyst layer L 1 and the second catalyst layer was changed as shown in Table 3, and, except that the content of Pd in the second catalyst layer was changed to 1.5 g / L
  • a filter catalyst was produced.
  • the NOx purification ratio and the pressure loss ratio were measured. The results are shown in Table 3 and FIGS. 9 and 10.
  • the NOx purification ratio is shown as a relative value when T 50 -NOx of Example 6 is used as a reference (1.000) for each example.
  • the pressure loss ratio is shown as a relative value when the pressure loss of Example 6 is 1.00.
  • Example 1 although the length L 2 of the second catalyst layer and the content of Pd in the second catalyst layer are different from those of the other examples, they are collectively described in the same chart. ing.
  • the length of the second catalyst layer L 2 and 20% to 80% of L W preferably 80% to 45% or more or less, still more improved by 80% or less 70%, at even higher levels, the purification performance while improving pressure drop It could be confirmed that it could be
  • exhaust gas purification catalyst 100 As mentioned above, although various modifications were illustrated about exhaust gas purification catalyst 100, the structure of exhaust gas purification catalyst 100 is not limited to either embodiment mentioned above.
  • each of the first catalyst layer 20 and the second catalyst layer 30 has a single-layer structure, but may have a stacked structure in which a plurality of (for example, 2 to 5) layers are stacked.
  • the first catalyst layer 20 and the second catalyst layer 30 are formed in a laminated structure having upper and lower layers on the pore surface inside the partition wall, with the one closer to the pore surface as the lower layer and the relatively farther one as the upper layer. It may be
  • the shapes and structures of the members and portions of the exhaust gas purification device 1 may be changed.
  • the catalyst unit 5 is provided on the upstream side of the filter unit 6 in FIG. 1, the catalyst unit 5 may be omitted.
  • the exhaust gas purification apparatus 1 is particularly suitable, for example, as an apparatus such as a gasoline engine that purifies harmful components in exhaust gas having a relatively high exhaust temperature.
  • the exhaust gas purification apparatus 1 according to the present invention is not limited to the use for purifying harmful components in the exhaust gas of a gasoline engine, and various kinds of purification for harmful components in exhaust gas discharged from other engines (for example, diesel engines). It can be used in applications.

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Abstract

本発明に係る排ガス浄化用触媒１００は、入側セル１２と出側セル１４と多孔質な隔壁１６とを有するウォールフロー構造の基材１０と、隔壁１６の全体厚みＴｗの４０％以上６０％以下の厚みＴ１で、隔壁１６の内部に形成されている第１触媒層２０と、隔壁１６の厚み方向の全域に亘って、隔壁１６の内部に形成されている第２触媒層３０とを備える。

Description

排ガス浄化用触媒
　本発明は、排ガス浄化用触媒に関する。詳しくは、ウォールフロー構造の排ガス浄化用触媒に関する。
　なお、本出願は２０１７年１０月１９日に出願された日本国特許出願２０１７－２０２９０３号に基づく優先権を主張しており、その出願の全内容は本明細書中に参照として組み入れられている。
　一般に、内燃機関から排出される排ガスには、炭素を主成分とする粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）などが含まれ、大気汚染の原因となることが知られている。そのため、粒子状物質の排出については、排ガスに含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）などの有害成分とともに、年々規制が強化されている。そこで、粒子状物質を排ガスから捕集して除去するための技術が提案されている。
　これに関連して、従来、内燃機関の排気通路内に設けられ、粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタが知られている。例えばガソリンエンジンは、ディーゼルエンジンよりは少ないものの、一定量の粒子状物質を排ガスとともに排出する。このため、ガソリンエンジンの排気通路内には、ガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ：Gasoline Particulate Filter）が装着される場合がある。パティキュレートフィルタとしては、多孔質からなる多数のセルから構成され、多数のセルの入口と出口が交互に閉塞された、ウォールフロー構造のものが知られている。ウォールフロー構造のパティキュレートフィルタでは、入口から流入した排ガスが、セルを仕切る多孔質なセル隔壁を通過し、出口へと排出される。そして、排ガスが多孔質なセル隔壁を通過する間に、粒子状物質が隔壁の表面や内部に捕集される。また、近年ではさらなる浄化性能向上のために、パティキュレートフィルタに貴金属触媒を担持させることが検討されている。パティキュレートフィルタに貴金属触媒を担持させたフィルタ触媒に関する従来技術として、特許文献１、２が挙げられる。
日本国特許出願公開２００９－８２９１５号公報 日本国特許出願公開２００７－１８５５７１号公報
　特許文献１には、パラジウム（Ｐｄ）を含んだＰｄ層を隔壁の内部に配置し、ロジウム（Ｒｈ）を含んだＲｈ層を隔壁の表面に積層したフィルタ触媒が記載されている。しかし、かかる技術では、Ｒｈ層が隔壁の外部に形成されている。このため、排ガスが隔壁を通過する際の流路抵抗が上昇して、圧力損失（以下、「圧損」とも称する。）が大きくなる。その結果、エンジン性能などに悪影響を与える虞がある。燃費の悪化やエンジンの故障などの弊害を防止する観点からは、圧損は出来るだけ低く抑えたい。また特許文献２には、白金（Ｐｔ）を含んだＰｔ層とロジウムを含んだＲｈ層とを隔壁内部に分離担持させたフィルタ触媒が記載されている。しかし、同公報のように触媒層を隔壁内部に工夫なく配置するだけでは、触媒の使用効率が悪くなったり圧損が上昇したりする場合があり、浄化性能の更なる向上を実現するには不十分である。
　本発明は、かかる事案に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、ウォールフロー構造のパティキュレートフィルタを備えた排ガス浄化用触媒において、圧損の低減と良好な浄化性能とを両立し得る排ガス浄化用触媒を提供することである。
　本発明に係る排ガス浄化用触媒は、内燃機関の排気通路に配置されて該内燃機関から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化用触媒である。この排ガス浄化用触媒は、排ガス流入側の端部のみが開口した入側セルと、排ガス流出側の端部のみが開口した出側セルと、前記入側セルと前記出側セルとを仕切る多孔質な隔壁と、を有するウォールフロー構造の基材と、前記隔壁の内部であって少なくとも前記入側セルと接する領域に、前記排ガス流入側の端部から前記隔壁の延伸方向に沿って形成されている第１触媒層と、前記隔壁の内部であって少なくとも前記出側セルと接する領域に、前記排ガス流出側の端部から前記隔壁の延伸方向に沿って形成されている第２触媒層と、を備える。前記延伸方向と直交する厚み方向において、前記隔壁の全体厚みをＴｗとしたときに、前記第１触媒層は、前記Ｔｗの４０％以上６０％以下の厚みＴ１で、前記隔壁の内部に形成されている。また、前記第２触媒層は、前記隔壁の厚み方向の全域に亘って、前記隔壁の内部に形成されている。かかる構成の排ガス浄化用触媒によると、圧損の低減と優れた浄化性能とが高いレベルで両立される。
　ここに開示される排ガス浄化用触媒の好ましい一態様では、前記延伸方向において、前記第１触媒層の長さＬ１が、前記隔壁の全長Ｌｗの５０％以上９０％以下である。このような第１触媒層の長さＬ１の範囲内であると、圧損の低減と優れた浄化性能とがより高いレベルで両立される。
　ここに開示される排ガス浄化用触媒の好ましい一態様では、前記延伸方向において、前記第２触媒層の長さＬ２が、前記隔壁の全長Ｌｗの２０％以上８０％以下である。このような第２触媒層の長さＬ２の範囲内であると、圧損の低減と優れた浄化性能とがより高いレベルで両立される。
　ここに開示される排ガス浄化用触媒の好ましい一態様では、前記延伸方向において、前記第１触媒層の長さをＬ１とし、前記第２触媒層の長さをＬ２とし、前記隔壁の全長をＬｗとしたとき、前記Ｌｗと前記Ｌ１と前記Ｌ２とが、次式：Ｌｗ＜（Ｌ１＋Ｌ２）＜２Ｌｗ；を満たし、前記第１触媒層と前記第２触媒層とが前記延伸方向に一部重なり合っている。このように第１触媒層と第２触媒層とが延伸方向に一部重なり合っていることで、上述した浄化性能向上効果がより好適に発揮される。
　ここに開示される排ガス浄化用触媒の好ましい一態様では、前記第１触媒層は、貴金属としてロジウム（Ｒｈ）を含み、前記第２触媒層は、貴金属としてパラジウム（Ｐｄ）を含む。このようにすれば、第１触媒層においてＮＯｘの浄化が進行しやすくなる。このため、排ガスの浄化性能をさらに向上させることができる。
　ここに開示される排ガス浄化用触媒の好ましい一態様では、前記第２触媒層におけるＰｄの含有量に対する前記第１触媒層におけるＲｈの含有量の比（Ｒｈ／Ｐｄ）が、０．１以上２以下である。このような含有量の比（Ｒｈ／Ｐｄ）の範囲内であると、上述した効果がより良く発揮される。
　ここで開示される排ガス浄化装置の好ましい一態様では、前記内燃機関は、ガソリンエンジンである。ガソリンエンジンでは、排ガスの温度が比較的高温であり、隔壁内部にＰＭが堆積しにくい。そのため、内燃機関がガソリンエンジンである場合、上述した効果がより有効に発揮される。
図１は、一実施形態に係る排ガス浄化装置を模式的に示す図である。 図２は、一実施形態に係る排ガス浄化用触媒のハニカム基材を模式的に示す斜視図である。 図３は、図２のハニカム基材の端部を模式的に示す図である。 図４は、一実施形態に係る排ガス浄化用触媒の隔壁近傍の断面構造を模式的に示す部分拡大図である。 図５は、第１触媒層の厚みＴ１とＮＯｘ浄化比率との関係を示すグラフである。 図６は、第１触媒層の厚みＴ１と圧損比率との関係を示すグラフである。 図７は、第１触媒層の長さＬ１とＮＯｘ浄化比率との関係を示すグラフである。 図８は、第１触媒層の長さＬ１と圧損比率との関係を示すグラフである。 図９は、第２触媒層の長さＬ２とＮＯｘ浄化比率との関係を示すグラフである。 図１０は、第２触媒層の長さＬ２と圧損比率との関係を示すグラフである。
　以下、図面を参照しつつ本発明の好適ないくつかの実施形態を説明する。以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化することがある。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚みなど）は、実際の寸法関係を必ずしも反映するものではない。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えばパティキュレートフィルタの自動車における配置に関するような一般的事項）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
　先ず、図１を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る排ガス浄化装置の構成について説明する。ここで開示される排ガス浄化装置１は、内燃機関の排気系に設けられている。図１は、内燃機関２と、内燃機関２の排気系に設けられた排ガス浄化装置１と、を模式的に示している。
　内燃機関（エンジン）２には、酸素と燃料ガスとを含む混合気が供給される。内燃機関２は、この混合気を燃焼させ、燃焼エネルギーを力学的エネルギーに変換する。このときに燃焼された混合気は排ガスとなって排気系に排出される。本実施形態の内燃機関２は、自動車のガソリンエンジンを主体として構成されている。
　エンジン２の排気系について説明する。エンジン２を排気系に連通させる排気ポート（図示せず）には、エキゾーストマニホールド３の一端が接続されている。エキゾーストマニホールド３の他端は、排ガスが流通する排気管４に接続されている。エキゾーストマニホールド３と排気管４とにより本実施形態の排気通路が形成されている。図中の矢印は排ガス流通方向を示している。
　排ガス浄化装置１は、エンジン２の排気系に設けられている。排ガス浄化装置１は、触媒部５とフィルタ部６とエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）７とを備える。排ガス浄化装置１は、エンジン２から排出される排ガスに含まれる有害成分（例えば、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ））を浄化するとともに、排ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集する。なお、排ガス浄化装置１は、例えばフィルタ部６の下流側に配置される下流側触媒部をさらに備えていてもよい。
　ＥＣＵ７は、エンジン２と排ガス浄化装置１との間の制御を行うユニットである。ＥＣＵ７は、例えば一般的な制御装置と同様に、デジタルコンピュータなどの電子機器を構成要素として含んでいる。典型的には、ＥＣＵ７には入力ポートが設けられている。ＥＣＵ７は、入力ポートを介して、エンジン２や排ガス浄化装置１の各部位に設置されているセンサ（例えば圧力センサ８）と電気的に接続されている。これによって、各々のセンサで検知した情報が、入力ポートを経て電気信号としてＥＣＵ７に伝達される。また、ＥＣＵ７には出力ポートも設けられている。ＥＣＵ７は、出力ポートを介して、エンジン２および排ガス浄化装置１の各部位に電気的に接続されている。ＥＣＵ７は、制御信号を送信することによって、エンジン２および排ガス浄化装置１の各部位の稼働を制御している。
　触媒部５は、排気ガス中に含まれる三元成分（ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ）を浄化可能なものとして構成されている。触媒部５は、エンジン２に連通する排気管４に設けられている。具体的には、図１に示すように、排気管４の下流側に設けられている。触媒部５の種類は特に限定されない。触媒部５は、例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｄ）などの触媒金属が担持された触媒であってもよい。かかる触媒部５の具体的な構成は本発明を特徴付けるものではないため、ここでは詳細な説明は省略する。
　フィルタ部６は、触媒部５の下流側に設けられている。フィルタ部６は、排ガス中に含まれる粒子状物質（以下、単に「ＰＭ」と称する）を捕集して除去可能なガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）を備えている。このパティキュレートフィルタは、後述する触媒金属を含む２つの触媒層を備えており、排ガス浄化用触媒として機能する。以下、本実施形態に係る排ガス浄化用触媒（フィルタ触媒）を詳細に説明する。
＜排ガス浄化用触媒＞
　ここに開示される排ガス浄化用触媒は、ウォールフロー構造の基材と、該基材の隔壁に設けられた２つの触媒層（第１触媒層および第２触媒層）とを備えている。図２は、基材１０の一例を示す模式図である。図３は、基材１０の排ガス流入側の端部１０ａを示す模式図である。図４は、基材１０の隔壁１６近傍の断面構造を模式的に示す部分拡大図である。
＜基材＞
　図２～図４に示すように、ウォールフロー構造の基材１０は、排ガス流入側の端部１０ａのみが開口した入側セル１２と、該入側セル１２に隣接し、排ガス流出側の端部１０ｂのみが開口した出側セル１４と、入側セル１２と出側セル１４とを仕切る多孔質な隔壁１６とを有する。
　基材１０としては、従来のこの種の用途に用いられる種々の素材及び形態のものが使用可能である。例えば、コージェライト、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などのセラミックスまたは合金（例えばステンレスなど）から形成された基材を好適に採用することができる。図２および図３に示す基材１０は、外形が円筒形状のハニカム基材（ハニカム構造体）である。ただし、基材１０の全体の形状（外形）については、円筒形状に代えて、楕円筒形状、多角筒形状を採用してもよい。基材１０の容量（セルの総体積）は、概ね０．１Ｌ以上、典型的には０．５Ｌ以上であり、概ね５Ｌ以下、典型的には３Ｌ以下、例えば２Ｌ以下であるとよい。基材１０の延伸方向の全長、すなわち、隔壁１６の延伸方向の全長Ｌｗは、典型的には１０ｍｍ～５００ｍｍ、例えば５０ｍｍ～３００ｍｍ程度であるとよい。
　入側セル１２は、排ガス流入側の端部１０ａのみが開口している。出側セル１４は、入側セル１２に隣接し、排ガス流出側の端部１０ｂのみが開口している。この実施形態では、入側セル１２は、排ガス流出側の端部１０ｂが封止部１２ａで目封じされている。出側セル１４は、排ガス流入側の端部１０ａが封止部１４ａで目封じされている。入側セル１２および出側セル１４は、排ガス浄化用触媒１００に供給される排ガスの流量や成分を考慮して、適当な形状および大きさに設定するとよい。例えば入側セル１２および出側セル１４の形状は、正方形、平行四辺形、長方形、台形などの矩形、三角形、その他の多角形（例えば、六角形、八角形）、円形など、種々の幾何学形状であってよい。
　入側セル１２と出側セル１４との間には、隔壁１６が形成されている。この隔壁１６によって入側セル１２と出側セル１４とが仕切られている。隔壁１６は、排ガスが通過可能な多孔質構造である。隔壁１６の気孔率は特に限定されないが、概ね４０％～７０％、例えば５０％～７０％であり、好ましくは５５％～６５％である。隔壁１６の気孔率が小さすぎると、圧損が上昇してしまうことがあり、一方、隔壁１６の気孔率が大きすぎると、フィルタ１００の機械的強度が低下傾向になるため、好ましくない。隔壁１６の厚みは特に限定されないが、概ね５０μｍ～２０００μｍ、例えば１００μｍ～８００μｍ程度であるとよい。このような隔壁の厚みの範囲内であると、ＰＭの捕集効率を損なうことなく圧損の上昇を抑制する効果が得られる。隔壁１６の平均細孔径は、ＰＭの捕集性能の向上や圧損抑制の観点から、通常は１μｍ～６０μｍ程度、例えば１０μｍ～４０μｍであるとよい。
＜触媒層＞
　ここで開示される排ガス浄化用触媒１００は、図４に示すように、第１触媒層２０と第２触媒層３０とを備えている。第１触媒層２０は、隔壁１６の内部であって少なくとも入側セル１２と接する領域に形成されている。第１触媒層２０は、排ガス流入側の端部１０ａから隔壁１６の延伸方向に沿って形成されている。第２触媒層３０は、隔壁１６の内部であって少なくとも出側セル１４と接する領域に形成されている。第２触媒層３０は、排ガス流出側の端部１０ｂから隔壁１６の延伸方向に沿って形成されている。また、延伸方向と直交する厚み方向において、第１触媒層２０は、隔壁１６の全体厚みをＴｗとしたときに、Ｔｗの４０％以上６０％以下の厚みＴ１（すなわち、０．４ＴＷ≦Ｔ１≦０．６ＴＷ）で、隔壁１６の内部に形成されている。また、第２触媒層３０は、隔壁１６の厚み方向の全域に亘って、隔壁１６の内部に形成されている。
　なお、本明細書において、「触媒層が隔壁の内部に配置されている」とは、触媒層が隔壁の外部（典型的には表面）ではなく、隔壁の内部に主として存在することをいう。より具体的には、例えば隔壁１６の断面を電子顕微鏡で観察したときの触媒層のコート量全体を１００％とする。このとき、隔壁１６の内部に存在するコート量分が、典型的には８０％以上、例えば８５％以上、好ましくは９０％以上、さらには９５％以上、特には実質的に１００％であることをいう。したがって、例えば隔壁１６の表面に触媒層を配置しようとした際に触媒層の一部が意図せずに隔壁の内部へ浸透するような場合とは明確に区別されるものである。
　このように、厚み方向において、排ガス流入側に配置された第１触媒層２０の厚みＴ１を隔壁１６の厚みＴＷの４０％以上６０％以下とし、かつ、排ガス流出側に配置された第２触媒層３０を隔壁１６の全域に設けることにより、低圧損と優れた浄化性能とが高いレベルで両立される。このような効果が得られる理由としては、特に限定的に解釈されるものではないが、例えば以下のように考えられる。すなわち、排ガス浄化用触媒１００に流入した排ガスの多くは、入側セル１２内を進み、隔壁１６を通って端部１０ｂに向かって移動・拡散する。そのため、隔壁１６の入側セル１２に近い部分に、０．４ＴＷ≦Ｔ１≦０．６ＴＷを満たすように第１触媒層２０を重点的に配置することで、排ガスと触媒との接触頻度が高まり、排ガスが効率よく浄化される。また、第２触媒層３０を隔壁１６の厚み方向の全域に設けることにより、隔壁１６の細孔内の流路が触媒で狭められる不都合が解消または緩和される。このことが圧損の低減および浄化性能の向上に寄与するものと考えられる。
　延伸方向と直交する厚み方向において、第１触媒層２０の厚み（平均厚み）Ｔ１は、通常は、隔壁１６の厚みＴｗの概ね４０％以上（すなわち、０．４Ｔｗ≦Ｔ１）にすることが適当である。第１触媒層２０の厚みＴ１は、圧損を低減するなどの観点から、好ましくはＴｗの４２％以上、より好ましくは４５％以上、さらに好ましくは５０％以上であってもよい。いくつかの態様において、第１触媒層２０の厚みＴ１は、例えばＴｗの５２％以上であってもよく、典型的には５５％以上であってもよい。第１触媒層２０の厚みＴ１の上限は、通常は、隔壁１６の厚みＴｗの概ね６０％以下（すなわち、Ｔ１≦０．６Ｔｗ）である。低圧損と浄化性能の向上とを高度に両立させるなどの観点から、第１触媒層２０の厚みＴ１は、好ましくはＴｗの５８％以下、より好ましくは５５％以下、さらに好ましくは５２％以下であってもよい。例えば、第１触媒層２０の厚みＴ１が０．４５Ｔｗ≦Ｔ１≦０．５５Ｔｗである排ガス浄化用触媒は、良好な浄化性能と圧損の低減とを高度に両立する観点から好適である。
　延伸方向と直交する厚み方向において、第２触媒層３０は、隔壁１６の厚み方向の全域に亘って形成されている。なお、本明細書において、第２触媒層３０の厚みについて「隔壁の厚み方向の全域に亘って形成されている」とは、第２触媒層３０の厚みＴ２が、隔壁１６の全体厚みＴｗの９０％以上であることをいう。第２触媒層３０の厚みＴ２は、圧損を低減するなどの観点から、好ましくはＴｗの９２％以上、より好ましくは９５％以上、さらに好ましくは９８％以上である。したがって、例えば、製造誤差やバラつきを許容し得るものである。好ましい一態様では、第２触媒層３０は、出側セル１４および入側セル１２の両方と接するように、Ｔｗの１００％の厚みＴ２で、隔壁１６の内部に形成されている。このように第２触媒層３０を隔壁１６の全域に設けることにより、圧損の低減と浄化性能の向上とがより高いレベルで両立される。
＜第１触媒層＞
　第１触媒層２０は、隔壁１６の内部であって入側セル１２と接する領域に、排ガス流入側の端部１０ａから隔壁１６の延伸方向に沿って形成されている。第１触媒層２０の延伸方向の長さ（平均長さ）Ｌ１は特に限定されない。第１触媒層２０の長さＬ１は、隔壁１６の全長Ｌｗよりも短くてもよい。すなわち、Ｌ１＜Ｌｗでもよい。排ガスを効率よく浄化する観点、あるいは圧力損失を低減するなどの観点から、第１触媒層２０の長さＬ１は、概ねＬｗの３０％以上（すなわち、０．３Ｌｗ≦Ｌ１）、典型的には４０％以上、例えば４５％以上、好ましくは５０％以上である。いくつかの態様において、第１触媒層２０の長さＬ１は、概ねＬｗの５５％以上、典型的には６０％以上、好ましくは７０％以上、例えば８０％以上であってもよい。また、製造容易性や品質安定性を高める観点から、第１触媒層２０の長さＬ１は、概ねＬｗの９０％以下（すなわち、Ｌ１≦０．９Ｌｗ）、典型的には８５％以下、例えば８０％以下、さらには７５％以下である。ここに開示される技術は、隔壁１６の全長Ｌｗに対する第１触媒層２０の長さＬ１が、０．３Ｌｗ≦Ｌ１≦０．９Ｌｗ、０．５Ｌｗ≦Ｌ１≦０．９Ｌｗ、０．５Ｌｗ≦Ｌ１≦０．８Ｌｗ、あるいは、０．７Ｌｗ≦Ｌ１≦０．９Ｌ、０．８Ｌｗ≦Ｌ１≦０．９Ｌｗである態様で好ましく実施され得る。
　第１触媒層２０は、酸化および／または還元触媒として機能する触媒金属と、該触媒金属を担持する担体と、を含み得る。触媒金属としては、例えば、白金族であるロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）などの貴金属が挙げられる。あるいは、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などの金属を使用してもよい。また、これらの金属のうち２種以上が合金化したものを用いてもよい。さらには、アルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属など、他の金属種であってもよい。触媒金属は、排ガスとの接触面積を高める観点から、十分に小さい粒径の微粒子として使用されることが好ましい。上記触媒金属粒子の平均粒子径は、通常は０．１ｎｍ～２０ｎｍ程度であり、例えば１ｎｍ～１０ｎｍ、７ｎｍ以下、さらには５ｎｍ以下であるとよい。なお、触媒金属粒子の平均粒子径としては、透過型電子顕微鏡観察により求められる個数基準の粒径の平均値を採用することができる。以下同じである。
　好ましい一態様では、第１触媒層２０は、触媒金属としてＲｈを含んでいる。基材１０の体積１Ｌ当たりのＲｈの含有量は、概ね０．０５ｇ～３ｇ、例えば０．１ｇ～２ｇ、典型的には０．２ｇ～１ｇであることが好ましい。上記Ｒｈの含有量が少なすぎると、Ｒｈにより得られる触媒活性が不十分となることがあり、他方、Ｒｈの担持量が多すぎると、Ｒｈが粒成長を起こしやすくなると同時にコスト面でも不利である。
　第１触媒層２０は、通常、上記触媒金属を担体に担持させることによって形成されている。かかる担体としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、セリア（ＣｅＯ２）、シリカ（ＳｉＯ２）、マグネシア（ＭｇＯ）、酸化チタン（チタニア：ＴｉＯ２）などの金属酸化物や、これらの固溶体（例えば、セリア－ジルコニア（ＣｅＯ２－ＺｒＯ２）複合酸化物）が挙げられる。なかでも、アルミナやセリア－ジルコニア複合酸化物の使用が好ましい。これらの二種以上を併用してもよい。なお、上記担体には、副成分として他の材料が添加されていてもよい。担体に添加し得る物質としては、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）などの希土類元素、カルシウムなどのアルカリ土類元素、その他遷移金属元素などが挙げられる。これらの元素は無機酸化物の形態であってもよい。上記のなかでも、ランタン、イットリウムなどの希土類元素は、触媒機能を阻害せずに高温における比表面積を向上できるため、安定化剤として好適に用い得る。
　上記担体の形状（外形）は特に制限されないが、より大きい比表面積を確保できるという観点から、粉末状のものが好ましく用いられる。例えば、担体の平均粒子径は、例えば２０μｍ以下、典型的には１０μｍ以下、例えば７μｍ以下であることが好ましい。上記担体の平均粒子径が大きすぎる場合は、該担体に担持された貴金属の分散性が低下する傾向があり、触媒の浄化性能が低下するため好ましくない。上記平均粒子径は、例えば５μｍ以下、典型的には３μｍ以下であってもよい。一方、担体の平均粒子径が小さすぎると、担体自体の耐熱性が低下し、ひいては触媒全体の耐熱特性が低下するため、好ましくない。したがって、通常は、上記平均粒子径が凡そ０．１μｍ以上、例えば０．５μｍ以上であることが好ましい。なお、担体の平均粒子径としては、レーザ回折・散乱法により測定される体積基準の平均粒子径を採用することができる。以下同じである。
　上記担体における触媒金属の担持量は特に制限されないが、第１触媒層２０の触媒金属を担持する担体の全質量に対して、概ね０．００１質量％～１０質量％の範囲、例えば０．０１質量％～８質量％、典型的には０．０１５質量％～５質量％とすることが適当である。上記触媒金属の担持量が少なすぎると、触媒金属により得られる触媒活性が不十分となることがある。他方、触媒金属の担持量が多すぎると、触媒金属が粒成長を起こしやすくなると同時に、コスト面でも不利である。
　上記担体に触媒金属粒子を担持させる方法としては特に制限されない。例えばまず、触媒金属塩（例えば硝酸塩）や触媒金属錯体（例えば、テトラアンミン錯体）を含有する水溶液に上記担体を含浸させる。その後、上記単体を水溶液から取り出して、乾燥、焼成する。これにより、担体に触媒金属粒子を担持することができる。
　第１触媒層２０には、上述した触媒金属粒子が担持された担体のほか、触媒金属粒子を担持していない助触媒を添加することができる。助触媒としては、例えば、セリア－ジルコニア（ＣｅＯ２－ＺｒＯ２）複合酸化物や、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）などが例示される。特にセリア－ジルコニア複合酸化物やアルミナの使用が好ましい。触媒金属粒子と担体と上記助触媒との合計を１００質量％としたとき、助触媒の含有率は、通常は８０質量％以下（例えば３０質量％以上８０質量％以下）であることが適当であり、例えば７０質量％以下（例えば４０質量％以上６０質量％以下）であることが好ましい。
　基材１０の体積１Ｌ当たりの第１触媒層２０のコート量、すなわち、第１触媒層２０の質量を基材１０全体の体積（セル通路の体積も含めた全体の嵩体積）で割った値は特に限定されないが、概ね１５０ｇ／Ｌ以下であるとよい。圧力損失低減などの観点から、第１触媒層２０のコート量は、好ましくは１２０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは１００ｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは８０ｇ／Ｌ以下である。いくつかの態様において、第１触媒層２０のコート量は、例えば５０ｇ／Ｌ以下、典型的には３０ｇ／Ｌ以下であってもよい。また、第１触媒層２０のコート量の下限は特に限定されないが、浄化性能向上などの観点から、好ましくは５ｇ／Ｌ以上、より好ましくは８ｇ／Ｌ以上、さらに好ましくは１０ｇ／Ｌ以上である。例えば第１触媒層２０のコート量が１２ｇ／Ｌ以上、典型的には１５ｇ／Ｌ以上であってもよい。ここに開示される技術では、基材１０の体積１Ｌ当たりの触媒層のコート量が同じであるにもかかわらず、従来に比して浄化性能を向上させることができる。この点において技術的価値が高い。
＜第２触媒層＞
　第２触媒層３０は、隔壁１６内部の出側セル１４と接する領域に、排ガス流出側の端部１０ｂから延伸方向に沿って所定の長さで形成されている。第２触媒層３０の延伸方向の長さ（平均長さ）Ｌ２は特に限定されない。第２触媒層３０の長さＬ２は、隔壁１６の全長Ｌｗよりも短くてもよい。すなわち、Ｌ２＜Ｌｗでもよい。排ガスを効率よく浄化する観点、あるいは圧力損失を低減するなどの観点から、第２触媒層３０の長さＬ２は、概ねＬｗの２０％以上（すなわち、０．２Ｌｗ≦Ｌ２）、典型的には２５％以上、好ましくは３０％以上、例えば３５％以上である。いくつかの態様において、第２触媒層３０の長さＬ２は、例えばＬｗの４０％以上、典型的には４５％以上であってもよい。いくつかの態様において、第２触媒層３０の長さＬ２は、例えばＬｗの５０％以上、典型的には５５％以上、例えば６０％以上であってもよい。また、第２触媒層３０の長さＬ２は、製造容易性や品質安定性を高める観点から、概ねＬｗの９０％以下（すなわち、Ｌ２≦０．９Ｌｗ）、典型的には８５％以下、例えば８０％以下、さらには７０％以下（すなわち、Ｌ２≦０．７Ｌｗ）である。いくつかの態様において、第２触媒層３０の長さＬ２は、概ねＬｗの６５％以下、例えば６０％以下、典型的には５５％以下であってもよい。第２触媒層３０の長さＬ２は、例えばＬｗの５０％以下、典型的には４５％以下であってもよい。ここに開示される技術は、隔壁１６の全長Ｌｗに対する第２触媒層３０の長さＬ２が、０．２Ｌｗ≦Ｌ２≦０．８Ｌｗ、０．２Ｌｗ≦Ｌ２≦０．７Ｌｗ、０．３Ｌｗ≦Ｌ２≦０．６５Ｌｗ、０．４５Ｌｗ≦Ｌ２≦０．８Ｌｗ、さらには、０．７Ｌｗ≦Ｌ２≦０．８Ｌｗである態様で好ましく実施され得る。
　好ましい一態様では、隔壁１６の全長Ｌｗと、第１触媒層２０の長さＬ１と、第２触媒層３０の長さＬ２とが、次式：Ｌｗ＜（Ｌ１＋Ｌ２）＜２Ｌｗ；を満たしている。言い換えれば、隔壁１６の延伸方向において、第１触媒層２０と第２触媒層３０との一部が相互に重なり合っている。第１触媒層２０と第２触媒層３０とを延伸方向に重ねることで、排ガス成分がより的確に触媒層と接触することとなる。これにより、排ガスが触媒層の形成されていない部分を通過して、未浄化のまま排出されることが未然に防止される。したがって、より効果的にエミッションを低減することできる。
　第１触媒層２０と第２触媒層３０とが延伸方向に重なり合う長さは、通常は、上記Ｌｗの２％以上、典型的には５％以上、例えば１０％以上であって、概ね６０％以下、典型的には５０％以下、好ましくは４０％以下である。いくつかの態様において、上記重なり合う長さは、Ｌｗの３０％以下、例えば２０％以下であってもよい。なかでも、低コストと高性能とを高度に両立する観点からは、Ｌｗの５％～６０％程度、例えば５％～４０％であることが好ましい。
　第２触媒層３０は、酸化および／または還元触媒として機能する触媒金属と、該触媒金属を担持する担体と、を含み得る。触媒金属としては、例えば、白金族であるロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）などの貴金属が挙げられる。あるいは、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などの金属を使用してもよい。また、これらの金属のうち２種以上が合金化したものを用いてもよい。さらには、アルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属など、他の金属種であってもよい。上記触媒金属粒子の平均粒子径は、通常０．１ｎｍ～２０ｎｍ程度であり、例えば１ｎｍ～１０ｎｍ、典型的には７ｎｍ以下、さらには５ｎｍ以下であるとよい。
　好ましい一態様では、第２触媒層３０は、触媒金属としてＰｄを含んでいる。第２触媒層３０にＰｄを配置し、かつ、第１触媒層２０にＲｈを配置することにより、排ガスの浄化性能がより良く向上する。基材１０の体積１Ｌ当たりのＰｄの含有量は、概ね０．１ｇ～１０ｇ、例えば０．３ｇ～６ｇ、典型的には０．５ｇ～３ｇであることが好ましい。上記Ｐｄの含有量が少なすぎると、Ｐｄにより得られる触媒活性が不十分となることがあり、他方、Ｐｄの担持量が多すぎると、Ｐｄが粒成長を起こしやすくなると同時にコスト面でも不利である。
　第２触媒層３０におけるＰｄの含有量に対する第１触媒層２０におけるＲｈの含有量の比（Ｒｈ／Ｐｄ）は特に限定されないが、概ね０．１以上２以下であるとよい。上記含有量の比（Ｒｈ／Ｐｄ）は、浄化性能などの観点から、好ましくは０．１以上１．５以下、より好ましくは０．１５以上１以下、例えば０．１５以上１未満、さらに好ましくは０．２以上０．８以下、特に好ましくは０．３以上０．６以下である。このような含有量の比（Ｒｈ／Ｐｄ）の範囲内であると、上述した効果がより良く発揮され得る。
　第２触媒層３０は、通常、上記触媒金属を担体に担持させることによって形成されている。かかる担体としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、セリア（ＣｅＯ２）、シリカ（ＳｉＯ２）、マグネシア（ＭｇＯ）、酸化チタン（チタニア：ＴｉＯ２）などの金属酸化物や、これらの固溶体（例えばセリア－ジルコニア（ＣｅＯ２－ＺｒＯ２）複合酸化物）が挙げられる。なかでも、アルミナやセリア－ジルコニア複合酸化物の使用が好ましい。これらの二種以上を併用してもよい。なお、上記担体には、副成分として他の材料が添加されていてもよい。担体に添加し得る物質としては、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）などの希土類元素、カルシウムなどのアルカリ土類元素、その他遷移金属元素などが挙げられる。これらの元素は無機酸化物の形態であってもよい。上記のなかでも、ランタン、イットリウムなどの希土類元素は、触媒機能を阻害せずに高温における比表面積を向上できるため、安定化剤として好適に用い得る。
　上記担体の形状（外形）は特に制限されないが、より大きい比表面積を確保できるという観点から、粉末状のものが好ましく用いられる。例えば、担体の平均粒子径は、例えば２０μｍ以下、典型的には１０μｍ以下、例えば７μｍ以下であることが好ましい。上記担体の平均粒子径が大きすぎる場合は、該担体に担持された貴金属の分散性が低下する傾向があり、触媒の浄化性能が低下するため好ましくない。上記平均粒子径は、例えば５μｍ以下、典型的には３μｍ以下であってもよい。一方、担体の平均粒子径が小さすぎると、担体自体の耐熱性が低下し、ひいては触媒の耐熱特性が低下するため、好ましくない。したがって、通常、上記平均粒子径が凡そ０．１μｍ以上、例えば０．５μｍ以上であることが好ましい。
　上記担体における触媒金属の担持量は特に制限されないが、第２触媒層３０の触媒金属を担持する担体の全質量に対して、概ね０．０１質量％～１０質量％の範囲、例えば０．１質量％～８質量％、典型的には０．２質量％～５質量％とすることが適当である。上記触媒金属の担持量が少なすぎると、触媒金属により得られる触媒活性が不十分となることがある。他方、触媒金属の担持量が多すぎると、触媒金属が粒成長を起こしやすくなると同時に、コスト面でも不利である。
　上記担体に触媒金属粒子を担持させる方法としては特に制限されない。例えばまず、触媒金属塩（例えば硝酸塩）や触媒金属錯体（例えば、テトラアンミン錯体）を含有する水溶液に上記担体を含浸させる。その後、上記単体を水溶液から取り出して、乾燥、焼成する。これにより、担体に触媒金属粒子を担持することができる。
　第２触媒層３０には、上述した触媒金属粒子が担持された担体のほか、触媒金属粒子を担持していない助触媒を添加することができる。助触媒としては、例えば、セリア－ジルコニア（ＣｅＯ２－ＺｒＯ２）複合酸化物や、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）などが例示される。特にセリア－ジルコニア複合酸化物やアルミナの使用が好ましい。触媒金属粒子と担体と上記助触媒との合計を１００質量％としたとき、助触媒の含有率は、通常は８０質量％以下（例えば３０質量％以上８０質量％以下）であることが適当であり、例えば７０質量％以下（例えば４０質量％以上６０質量％以下）であることが好ましい。
　好ましい一態様では、第２触媒層３０に、バリウムが添加されている。バリウムを添加することにより、触媒金属の被毒が抑えられ、触媒活性の向上が図られる。また触媒金属の分散性が向上し、高温における触媒金属の粒成長にともなうシンタリングがより良く抑えられる。その結果、触媒の耐久性を向上させることができる。バリウムの添加量は、ＢａＳＯ４に換算して、第２触媒層３０の全質量に対し、０．５質量％以上１０質量％以下であってもよい。バリウムの添加量は、好ましくは１質量％以上８質量％以下、より好ましくは２質量％以上６質量％以下、さらに好ましくは３質量％以上５質量％以下である。バリウムを含む第２触媒層３０は、例えば、水溶性のバリウム塩（例えば硫酸バリウム）を水（典型的にはイオン交換水）に溶かしたバリウム水溶液を調製し、このバリウム水溶液を担体などに付加して焼成することにより作製することができる。
　基材１０の体積１Ｌ当たりの第２触媒層３０のコート量、すなわち、第２触媒層３０の質量を基材１０全体の体積（セル通路の体積も含めた嵩体積）で割った値は特に限定されないが、概ね２００ｇ／Ｌ以下であるとよい。圧力損失低減などの観点から、第１触媒層２０のコート量は、好ましくは１８０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは１５０ｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは１２０ｇ／Ｌ以下である。いくつかの態様において、第１触媒層２０のコート量は、例えば１００ｇ／Ｌ以下であってもよく、典型的には８０ｇ／Ｌ以下（例えば６０ｇ／Ｌ以下）であってもよい。また、第２触媒層３０のコート量の下限は特に限定されないが、浄化性能向上などの観点から、好ましくは２０ｇ／Ｌ以上、より好ましくは２５ｇ／Ｌ以上、さらに好ましくは３０ｇ／Ｌ以上である。例えば第２触媒層３０のコート量が３５ｇ／Ｌ以上、典型的には４０ｇ／Ｌ以上であってもよい。ここに開示される技術では、基材１０の体積１Ｌ当たりの触媒層のコート量が同じであるにもかかわらず、従来に比して浄化性能を向上させることができる。この点において技術的価値が高い。
　第１触媒層２０および第２触媒層３０は、異なるスラリーを基に形成するとよい。例えば、第１触媒層２０を形成するための第１触媒層形成用スラリーと、第２触媒層３０を形成するための第２触媒層形成用スラリーとを用意する。第１触媒層形成用スラリーには、第１触媒層２０を構成する各成分（例えばＲｈなどの触媒金属塩や担体粉末）が含まれる。第２触媒層形成用スラリーには、第２触媒層３０を構成する各成分（例えばＰｄなどの触媒金属塩や担体粉末）が含まれる。第１触媒層形成用スラリーおよび第２触媒層形成用スラリーには、上記触媒金属塩および担体粉末に加えて、従来公知のバインダ、酸素吸放出材、添加剤などの任意の添加成分を適宜含ませることができる。酸素吸放出材としては、担体または非担持体としてのセリア－ジルコニア複合酸化物を好適に採用し得る。また、バインダとしては、アルミナゾル、シリカゾルなどを採用し得る。
　上記調製した第１触媒層形成用スラリーを、基材１０の排ガス流入側の端部１０ａから入側セル１２内に供給し、隔壁１６の細孔内であって第１触媒層２０が形成される部分に塗布する。具体的には、基材の端部１０ａから端部１０ｂ側に向かって長さＬ１までに当たる部分にスラリーがコートされるように、出側セル１４の側からスラリーを減圧吸引する。かつ、隔壁１６の入側セル１２と接する側の表面から隔壁１６の厚さＴｗの４０％以上６０％以下までの領域にスラリーがコートされるように、出側セル１４の側からスラリーを減圧吸引する。また、上記調製した第２触媒層形成用スラリーを、基材１０の排ガス流出側の端部１０ｂから出側セル１４内に供給し、隔壁１６の細孔内であって第２触媒層３０が形成される部分に塗布する。具体的には、基材の端部１０ｂから端部１０ａ側に向かって長さＬ２までに当たる部分にスラリーがコートされるように、入側セル１２の側からスラリーを減圧吸引する。かつ、隔壁１６の出側セル１４と接する側の表面から隔壁１６の厚さＴｗの９０％以上の領域にスラリーがコートされるように、入側セル１２の側からスラリーを減圧吸引する。
　上記スラリーを付与した後のハニカム基材１０は、所定の温度および時間で乾燥、焼成する。スラリーの乾燥条件は、基材または担体の形状及び寸法により左右されるが、典型的には８０～３００℃程度（例えば１００～２５０℃）で１～１０時間程度である。また、焼成条件は、典型的には４００～１０００℃程度（例えば５００～７００℃）で１～４時間程度である。これにより、排ガス浄化用触媒１００を製造することができる。
　図４に矢印で示すように、本実施形態に係る排ガス浄化用触媒１００では、基材１０の排ガス流入側の端部１０ａから入側セル１２内に排ガスが流入する。入側セル１２に流入した排ガスは、隔壁１６を通過して出側セル１４に到達する。このとき、隔壁１６は多孔質構造を有しているので、排ガスがこの隔壁１６を通過する間に、ＰＭが隔壁１６の表面や隔壁１６の内部の細孔内に捕集される。また、排ガス流入側の隔壁１６の表層部には第１触媒層２０が設けられ、排ガス流出側の隔壁１６の略全域には第２触媒層３０が設けられているので、排ガスが隔壁１６の内部を通過する間に、排ガス中の有害成分が浄化され得る。隔壁１６を通過して出側セル１４に到達した排ガスは、排ガス流出側の開口からフィルタの外部へと排出される。
　以下、本発明に関する試験例を説明するが、本発明を以下の試験例に示すものに限定することを意図したものではない。
試験例Ｉ：（実施例１）
　硝酸Ｒｈ溶液と、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）粉末と、セリア－ジルコニア複合酸化物粉末と、アルミナ系のバインダと、イオン交換水と、を混合して、スラリーＡを調製した。次いで、このスラリーＡを、コーディエライト製のハニカム基材の排ガス流入側の端部から入側セル内に供給し、隔壁の入側セルと接する細孔内にコートし、乾燥および焼成することにより、隔壁の内部に第１触媒層を形成した。基材の体積１Ｌ当たりについて、Ｒｈの含有量は０．３ｇ／Ｌ、アルミナの含有量は６．５３ｇ／Ｌ、セリア－ジルコニア複合酸化物の含有量は１１．２５ｇ／Ｌとなるように調整した。第１触媒層の延伸方向の長さ（コート幅）Ｌ１は隔壁の全長Ｌｗの７０％、厚みＴ１は隔壁の全体厚みＴｗの６０％とした。
　また、硝酸Ｐｄ溶液と、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）粉末と、セリア－ジルコニア複合酸化物粉末と、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）と、アルミナ系のバインダと、イオン交換水と、を混合して、スラリーＢを調製した。次いで、このスラリーＢを、上記基材の排ガス流出側の端部から出側セル内に供給し、隔壁の出側セルと接する細孔内にコートし、乾燥および焼成することにより、隔壁の内部に第２触媒層を形成した。基材の体積１Ｌ当たりについて、Ｐｄの含有量は０．６ｇ／Ｌ、アルミナの含有量は１２．２５ｇ／Ｌ、セリア－ジルコニア複合酸化物の含有量は３１．８５ｇ／Ｌ、硫酸バリウムの含有量は１．８ｇ／Ｌとなるように調整した。第２触媒層の延伸方向の長さ（コート幅）Ｌ２は隔壁の全長Ｌｗの４５％、厚みＴ２は隔壁の全体厚みＴｗの１００％とした。このようにして隔壁の内部に第１触媒層および第２触媒層が配置されたフィルタ触媒を作製した。
（実施例２）
　第１触媒層の厚みＴ１をＴｗの４０％に変更したこと以外は、実施例１と同じ手順でフィルタ触媒を作製した。
（比較例１）
　第２触媒層におけるＰｄの含有量を１．５ｇ／Ｌに変更し、かつ、第２触媒層の厚みＴ２をＴｗの６０％に変更したこと以外は、実施例１と同じ手順でフィルタ触媒を作製した。
（比較例２）
　第２触媒層の厚みＴ２をＴｗの６０％に変更したこと以外は、実施例１と同じ手順でフィルタ触媒を作製した。
（比較例３）
　第１触媒層におけるＲｈの含有量を０．１５ｇ／Ｌに変更し、第２触媒層におけるＰｄの含有量を１．５ｇ／Ｌに変更し、かつ、第２触媒層の厚みＴ２をＴｗの６０％に変更したこと以外は、実施例１と同じ手順でフィルタ触媒を作製した。
（比較例４）
　第１触媒層の厚みＴ１をＴｗの３０％に変更したこと以外は、実施例１と同じ手順でフィルタ触媒を作製した。
（比較例５）
　第１触媒層の厚みＴ１をＴｗの８０％に変更したこと以外は、実施例１と同じ手順でフィルタ触媒を作製した。
　各例のフィルタ触媒について、第１触媒層の厚みＴ１、第２触媒層の厚みＴ２、第１触媒層におけるＲｈの含有量および第２触媒層におけるＰｄの含有量を表１に纏めて示す。ここでは、各例のＲｈの含有量は、比較例１のＲｈの含有量を１００％したときの相対値で示してある。また、各例のＰｄの含有量は、比較例１のＰｄの含有量を１００％したときの相対値で示してある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
＜ＮＯｘ浄化比率の測定＞
　各例のフィルタ触媒をエンジンの排気系に設置し、熱交換器を用いて触媒の入りガス温度を１００℃から５２０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎで上昇させながら排ガスを流入させた。このときの入ガス濃度と出ガス濃度との比から、ＮＯｘ成分の浄化率を連続的に測定し、ＮＯｘ成分の浄化率が５０％に達したときの触媒入ガス温度（Ｔ５０－ＮＯｘ）を評価した。そして、各例につき、比較例１のＴ５０－ＮＯｘを基準（１．０００）とした相対値を逆数にして、その値をＮＯｘ浄化比率として算出した。結果を表１および図５に示す。図５は、実施例１、２および比較例４、５について、第１触媒層の厚みＴ１とＮＯｘ浄化比率との関係を示すグラフである。なお、ＮＯｘ浄化比率は、値が大きいほどＮＯｘ浄化性能に優れることを示唆している。
＜圧損比率の測定＞
　各例のフィルタ触媒をブロワ式の圧損測定器に設置し、前後の静圧差から圧損を測定した。ここでは空気の流量を３ｍ３／ｍｉｎに設定した。結果を表１および図６に示す。図６は、実施例１、２および比較例４、５について、第１触媒層の厚みＴ１と圧損比率との関係を示すグラフである。ここでは、各例の圧損比率は、比較例１の圧損を１．００としたときの相対値で示している。
　表１および図５、図６に示すように、第１触媒層の厚みＴ１をＴＷの４０％以上６０％以下とし、かつ、第２触媒層３０を隔壁の厚み方向の全域に形成した実施例１、２のフィルタ触媒によると、比較例１～５に比べてＮＯｘ浄化比率で良好な結果が得られた。また、実施例１、２のフィルタ触媒によると、比較例１～４に比べて圧損が大きく改善した。この結果から、第１触媒層の厚みＴ１をＴＷの４０％以上６０％以下とし、かつ、第２触媒層３０を隔壁の厚み方向の全域に形成することにより、圧損を改善しつつ浄化性能を向上させ得ることが確認できた。
試験例ＩＩ：（実施例３～５）
　第１触媒層の長さＬ１および第２触媒層の長さＬ２を表２のように変更し、かつ、第２触媒層におけるＰｄの含有量を１．５ｇ／Ｌに変更したこと以外は、実施例１と同じ手順でフィルタ触媒を作製した。そして、試験例Ｉと同様に、ＮＯｘ浄化比率および圧損比率を測定した。結果を表２および図７、図８に示す。なお、ＮＯｘ浄化比率は、各例につき、実施例３のＴ５０－ＮＯｘを基準（１．０００）としたときの相対値で示している。また、圧損比率は、実施例３の圧損を１．００としたときの相対値で示している。また、厳密に言えば、実施例１は、第２触媒層の長さＬ２と第２触媒層におけるＰｄの含有量が他の実施例とは異なっているが、あわせて同じ図表に記載している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１および図７、図８に示すように、今回の結果からは、第１触媒層の厚みＴ１、第２触媒層の厚みＴ２の上記規定に加えて、第１触媒層の長さＬ１をＬＷの５０％以上９０％以下、好ましくは７０％以上９０％以下、さらには８０％以上９０％以下とすることにより、より一層高いレベルで、圧損を改善しつつ浄化性能を向上させ得ることが確認できた。
試験例ＩＩＩ：（実施例６～８）
　第１触媒層の長さＬ１および第２触媒層の長さＬ２を表３のように変更し、かつ、第２触媒層におけるＰｄの含有量を１．５ｇ／Ｌに変更したこと以外は、実施例１と同じ手順でフィルタ触媒を作製した。そして、試験例Ｉと同様に、ＮＯｘ浄化比率および圧損比率を測定した。結果を表３および図９、図１０に示す。なお、ＮＯｘ浄化比率は、各例につき、実施例６のＴ５０－ＮＯｘを基準（１．０００）としたときの相対値で示している。また、圧損比率は、実施例６の圧損を１．００としたときの相対値で示している。また、厳密に言えば、実施例１は、第２触媒層の長さＬ２と第２触媒層におけるＰｄの含有量が他の実施例とは異なっているが、あわせて同じ図表に記載している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表１および図９、図１０に示すように、今回の結果からは、第１触媒層の厚みＴ１、第２触媒層の厚みＴ２の上記規定に加えて、第２触媒層の長さＬ２をＬＷの２０％以上８０％以下、好ましくは４５％以上８０％以下、さらには７０％以上８０％以下とすることにより、より一層高いレベルで、圧損を改善しつつ浄化性能を向上させ得ることが確認できた。
　以上、排ガス浄化用触媒１００について種々の改変例を例示したが、排ガス浄化用触媒１００の構造は、上述した何れの実施形態にも限定されない。
　例えば、上述した実施形態では、第１触媒層２０および第２触媒層３０は何れも単層構造であるが、複数（例えば２～５）の層が積層された積層構造であってもよい。例えば、第１触媒層２０および第２触媒層３０は、隔壁内部の細孔表面において、細孔表面に近い方を下層とし相対的に遠い方を上層とする上下層を有する積層構造に形成されていてもよい。
　また、排ガス浄化装置１の各部材、部位の形状や構造についても変更してもよい。例えば図１では、フィルタ部６の上流側に触媒部５を設けているが、触媒部５は省略しても構わない。排ガス浄化装置１は、例えば、ガソリンエンジンなど、排気温度が比較的高い排ガス中の有害成分を浄化する装置として特に好適である。ただし、本発明に係る排ガス浄化装置１は、ガソリンエンジンの排ガス中の有害成分を浄化する用途に限らず、他のエンジン（例えばディーゼルエンジン）から排出された排ガス中の有害成分を浄化する種々の用途にて用いることができる。
１０　　基材
１２　　入側セル
１４　　出側セル
１６　　隔壁
２０　　第１触媒層
３０　　第２触媒層
１００　排ガス浄化用触媒

Claims (7)

  1. 　内燃機関の排気通路に配置されて該内燃機関から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化用触媒であって、
    　排ガス流入側の端部のみが開口した入側セルと、排ガス流出側の端部のみが開口した出側セルと、前記入側セルと前記出側セルとを仕切る多孔質な隔壁と、を有するウォールフロー構造の基材と、
    　前記隔壁の内部であって少なくとも前記入側セルと接する領域に、前記排ガス流入側の端部から前記隔壁の延伸方向に沿って形成されている第１触媒層と、
    　前記隔壁の内部であって少なくとも前記出側セルと接する領域に、前記排ガス流出側の端部から前記隔壁の延伸方向に沿って形成されている第２触媒層と、
    を備え、
    　前記延伸方向と直交する厚み方向において、前記隔壁の全体厚みをＴｗとしたときに、
    　前記第１触媒層は、前記Ｔｗの４０％以上６０％以下の厚みＴ１で、前記隔壁の内部に形成されており、
    　前記第２触媒層は、前記隔壁の厚み方向の全域に亘って、前記隔壁の内部に形成されている、排ガス浄化用触媒。
  2. 　前記延伸方向において、前記第１触媒層の長さＬ１が、前記隔壁の全長Ｌｗの５０％以上９０％以下である、
    請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
  3. 　前記延伸方向において、前記第２触媒層の長さＬ２が、前記隔壁の全長Ｌｗの２０％以上８０％以下である、
    請求項１または２に記載の排ガス浄化用触媒。
  4. 　前記延伸方向において、前記第１触媒層の長さをＬ１とし、前記第２触媒層の長さをＬ２とし、前記隔壁の全長をＬｗとしたとき、前記Ｌｗと前記Ｌ１と前記Ｌ２とが、次式：Ｌｗ＜（Ｌ１＋Ｌ２）＜２Ｌｗ；を満たし、前記第１触媒層と前記第２触媒層とが前記延伸方向に一部重なり合っている、
    請求項１～３の何れか一つに記載の排ガス浄化用触媒。
  5. 　前記第１触媒層は、貴金属としてロジウム（Ｒｈ）を含み、
    　前記第２触媒層は、貴金属としてパラジウム（Ｐｄ）を含む、
    請求項１～４の何れか一つに記載の排ガス浄化用触媒。
  6. 　前記第２触媒層におけるＰｄの含有量に対する前記第１触媒層におけるＲｈの含有量の比（Ｒｈ／Ｐｄ）が、０．１以上２以下である、
    請求項５に記載の排ガス浄化用触媒。
  7. 　前記内燃機関は、ガソリンエンジンである、
    請求項１～６の何れか一つに記載の排ガス浄化用触媒。
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