WO2023047933A1 - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents

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WO2023047933A1
WO2023047933A1 PCT/JP2022/033325 JP2022033325W WO2023047933A1 WO 2023047933 A1 WO2023047933 A1 WO 2023047933A1 JP 2022033325 W JP2022033325 W JP 2022033325W WO 2023047933 A1 WO2023047933 A1 WO 2023047933A1
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catalyst
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outflow
inflow
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Inventor
真吾 秋田
広樹 栗原
Original Assignee
三井金属鉱業株式会社
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    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
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    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst.
  • Exhaust gases emitted from internal combustion engines such as automobiles and motorcycles contain harmful components such as hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NOx).
  • a three-way catalyst is used for the purpose of purifying and rendering these harmful components harmless.
  • catalysts containing precious metal elements such as platinum element (Pt), palladium element (Pd), and rhodium element (Rh) are used, and Pt and Pd are mainly involved in oxidative purification of HC and CO. , Rh are mainly involved in reducing NOx.
  • Exhaust gas contains particulate matter (PM) along with harmful components such as HC, CO, and NOx, and is known to cause air pollution.
  • PM particulate matter
  • GDI Gasoline Direct Injection engine
  • GPF Gasoline Particulate Filter
  • the wall-flow type substrate has an inflow-side cell whose exhaust gas inflow side end is open and an exhaust gas outflow side end is closed, and an exhaust gas inflow side end that is closed and an exhaust gas outflow side end is closed. It has open outflow cells and porous partitions separating the inflow cells and the outflow cells.
  • the wall flow type substrate when the exhaust gas that has flowed in from the exhaust gas inflow side end (opening) of the inflow cell passes through the porous partition wall and flows out from the exhaust gas outflow side end (opening) of the outflow cell , the PM in the exhaust gas is trapped in the pores inside the partition wall.
  • Patent Literature 1 describes an exhaust gas purifying catalyst that includes a wall-flow type substrate and a catalyst portion provided inside partition walls of the wall-flow type substrate.
  • Patent Document 2 describes an exhaust gas purifying catalyst that includes a wall-flow type substrate and a catalyst portion provided on the outer surface of partition walls of the wall-flow type substrate.
  • JP 2016-150305 A Japanese Patent Publication No. 2018-537265
  • an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying catalyst comprising a wall-flow type base material and a catalyst portion, which is capable of improving PM trapping performance and suppressing an increase in pressure loss.
  • An exhaust gas purifying catalyst comprising a substrate extending in an exhaust gas flow direction and at least one of a first catalyst portion and a second catalyst portion provided on the substrate,
  • the base material is an inflow-side cell extending in the exhaust gas flow direction, the inflow-side cell having an open end on the exhaust gas inflow side and a closed end on the exhaust gas outflow side; an outflow-side cell extending in the exhaust gas flow direction, the outflow-side cell having an exhaust gas inflow-side end closed and an exhaust gas outflow-side end open; a porous partition partitioning the inflow-side cells and the outflow-side cells; with
  • the first catalyst portion is formed in a predetermined region of the inflow-side cell-side surface of the partition wall that extends along the exhaust gas flow direction from an exhaust gas inflow-side end portion of the partition wall,
  • the second catalyst portion is formed in a predetermined region of the outflow-side cell-side surface of the partition wall, which extend
  • the first catalyst part has the following formulas (11) and (12): 0.20 ⁇ R 11 ⁇ 0.80 (11) 0.30 ⁇ R 12 ⁇ 0.85 (12) [In the formula, R 11 represents the ratio of the area of the part covered with the first catalyst portion to the area of the predetermined region of the inflow-side cell-side surface, and R 12 represents the first unevenness.
  • the second catalyst part has the following formulas (21) and (22): 0.20 ⁇ R 21 ⁇ 0.80 (21) 0.30 ⁇ R 22 ⁇ 0.85 (22) [In the formula, R21 represents the ratio of the area of the part covered with the second catalyst portion to the area of the predetermined region of the outflow-side cell-side surface, and R22 represents the second unevenness. It represents the ratio of the surface roughness of the surface to the surface roughness of the predetermined region of the outflow side cell side surface. ] and the exhaust gas purifying catalyst.
  • the first catalyst part has the following formula (13): 0.060 ⁇ R 13 ⁇ 0.55 (13) [In the formula, R 13 represents a value obtained by multiplying R 11 by R 12 , and R 11 and R 12 are as defined above. ]
  • the second catalyst part has the following formula (23): 0.060 ⁇ R 23 ⁇ 0.55 (23) [In the formula, R23 represents a value obtained by multiplying R21 by R22 , and R21 and R22 are as defined above. ]
  • the ratio of the total length of the predetermined region of the inflow-side cell-side surface and the length of the predetermined region of the outflow-side cell-side surface to the length of the substrate is 0.30 or more.
  • the first catalyst part and the second catalyst part independently contain at least one catalytically active component selected from platinum element (Pt), palladium element (Pd) and rhodium element (Rh).
  • the exhaust gas purifying catalyst according to any one of [1] to [4].
  • an exhaust gas purifying catalyst capable of improving PM trapping performance and suppressing an increase in pressure loss is provided.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a state in which an exhaust gas purifying catalyst according to one embodiment of the present invention is arranged in an exhaust path of an internal combustion engine.
  • FIG. 2 is an end view taken along the line AA of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an end view taken along the line BB of FIG. 1.
  • FIG. 4 is an enlarged view of the area indicated by symbol R1 in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the area indicated by symbol R2 in FIG.
  • FIG. 6 is a CC line end view of FIG.
  • FIG. 7A is an enlarged view of the area indicated by symbol R31 in FIG.
  • FIG. 7B is an enlarged view of the area indicated by symbol R32 in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the first and second regions of the inflow-side cell-side surface of the partition wall and the first and second regions of the outflow-side cell-side surface of the partition wall (from FIG. 6 to the first catalyst portion and the second catalyst part are omitted).
  • FIG. 9 is a perspective view of a cut piece used to calculate R11 or R12 .
  • 10 is a plan view of the cut piece shown in FIG. 9 (a plan view of the cut piece shown in FIG. 9 in the Z direction).
  • FIG. 11 is a conceptual diagram of an SEM image used for calculating R11 .
  • FIG. 12 is a conceptual diagram of a profilometer scan image used to calculate R12 .
  • FIG. 13 is a perspective view of a cut piece used for calculating R21 or R22 .
  • FIG. 14 is a plan view of the cut piece shown in FIG. 13 (a plan view of the cut piece shown in FIG. 13 in the Z direction).
  • FIG. 15 is a conceptual diagram of an SEM image used for calculating R21 .
  • FIG. 16 is a conceptual diagram of a profilometer scan image used for calculating R22 .
  • an exhaust gas purifying catalyst 1 is arranged in an exhaust path in an exhaust pipe P of an internal combustion engine.
  • the internal combustion engine is, for example, a gasoline engine (such as a GDI engine), a diesel engine, or the like.
  • the exhaust gas purifying catalyst 1 is arranged in the exhaust path of the internal combustion engine so that the axial direction of the substrate 10 substantially coincides with the exhaust gas flow direction E.
  • length means the axial dimension of substrate 10, unless otherwise specified.
  • the exhaust gas purifying catalyst 1 includes a substrate 10 extending in the exhaust gas flow direction E, a first catalyst portion 20 provided on the substrate 10, and a catalyst portion 20 provided on the substrate 10. and a second catalyst unit 30 .
  • the exhaust gas purifying catalyst 1 may include at least one of the first catalyst portion 20 and the second catalyst portion 30 . Therefore, embodiments in which one of the first catalyst unit 20 and the second catalyst unit 30 is omitted are also included in the present invention. However, from the viewpoint of improving exhaust gas purification performance and PM trapping performance, it is preferable that the exhaust gas purification catalyst 1 includes both the first catalyst portion 20 and the second catalyst portion 30 .
  • the material constituting the base material 10 can be selected as appropriate.
  • the material forming the base material 10 include ceramic materials and metal materials, with ceramic materials being preferred.
  • Ceramic materials include, for example, carbide ceramics such as silicon carbide, titanium carbide, tantalum carbide, and tungsten carbide; nitride ceramics such as aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, and titanium nitride; alumina, zirconia, cordierite, mullite, and zircon. , oxide ceramics such as aluminum titanate and magnesium titanate, and silicon-containing silicon carbide.
  • the ceramic material is preferably a silicon-containing ceramic material such as silicon carbide, silicon nitride, cordierite, mullite, or the like.
  • a ceramic material can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the substrate 10 includes a tubular portion 11, porous partition walls 12 provided in the tubular portion 11, and cells 13 (cells 13a and 13b) partitioned by the partition walls 12. ).
  • the axial direction of the base material 10 coincides with the axial direction of the tubular portion 11 .
  • the tubular portion 11 has a cylindrical shape, but may have other shapes such as an elliptical tubular shape and a polygonal tubular shape.
  • partition walls 12 exist between adjacent cells 13 (cells 13a and 13b), and the adjacent cells 13 (cells 13a and 13b) are partitioned by the partition walls 12.
  • the cells 13 extend in the exhaust gas flow direction E and have an exhaust gas inflow side end and an exhaust gas outflow side end.
  • the base material 10 includes a first sealing portion 14 that seals the ends of some of the cells 13 on the exhaust gas outflow side, and seals the ends of the remaining cells 13 on the exhaust gas inflow side.
  • a second sealing portion 15 is provided, whereby some of the cells 13 are open at the ends on the exhaust gas inflow side, and the ends on the exhaust gas outflow side are closed with the first sealing portion 14.
  • the remaining cells 13 are the outflow-side cells 13b whose ends on the exhaust gas inflow side are closed with the second sealing portion 15 and whose ends on the exhaust gas outflow side are open. ing.
  • a plurality (four in this embodiment) of outflow-side cells 13b are arranged around one inflow-side cell 13a.
  • the outflow-side cell 13b arranged around the inflow-side cell 13a are separated by a porous partition wall 12 .
  • Exhaust gas discharged from the internal combustion engine flows through the exhaust path in the exhaust pipe P from one end to the other end of the exhaust pipe P, and is purified by the exhaust gas purification catalyst 1 arranged in the exhaust pipe P.
  • the exhaust gas that has flowed in from the exhaust gas inflow end (opening) of the inflow cell 13a passes through the porous partition wall 12 and flows out from the exhaust gas outflow end (opening) of the outflow cell 13b.
  • a mode is called a wall-flow type.
  • the exhaust gas purifying catalyst 1 when the exhaust gas that has flowed in from the exhaust gas inflow side end (opening) of the inflow-side cell 13a passes through the porous partition wall 12, particulate matter (PM) in the exhaust gas is , the pores of the partition wall 12 , the pores of the first catalyst portion 20 and the pores of the second catalyst portion 30 . Therefore, the exhaust gas purifying catalyst 1 is useful as a particulate filter for gasoline engines or a diesel particulate filter for diesel engines.
  • the planar view shape of the exhaust gas inflow side end (opening) of the inflow-side cell 13a is quadrangular, but may be other shapes such as hexagon and octagon. The same applies to the exhaust gas inflow side end (opening) of the outflow side cell 13b.
  • the cell density per square inch of the base material 10 can be appropriately adjusted, but from the viewpoint of more effectively improving the PM trapping performance and suppressing the increase in pressure loss, it is preferably 200 cells or more and 350 cells or less. is.
  • the cell density per square inch of the substrate 10 is the total number of cells 13a and 13b per square inch in a cross section obtained by cutting the substrate 10 along a plane perpendicular to the axial direction of the substrate 10. is.
  • the partition wall 12 has a porous structure through which the exhaust gas can pass.
  • the thickness of the partition wall 12 can be adjusted as appropriate, it is preferably 150 ⁇ m or more and 350 ⁇ m or less, more preferably 180 ⁇ m or more and 320 ⁇ m or less, from the viewpoint of more effectively improving the PM trapping performance and suppressing the increase in pressure loss. be.
  • the average pore diameter (average pore diameter) of the partition walls 12 can be adjusted as appropriate. It is preferably 13 ⁇ m or more and 22 ⁇ m or less.
  • the porosity (porosity) of the partition walls 12 can be adjusted as appropriate, but from the viewpoint of more effectively suppressing the increase in pressure loss, it is, for example, 40% or more and 80% or less, preferably 45% or more and 75% or less. , more preferably 50% or more and 75% or less, and still more preferably 60% or more and 70% or less.
  • the average pore diameter and porosity of the partition walls 12 can be measured by mercury porosimetry using a mercury porosimeter.
  • a test piece cut out from the substrate 10 (excluding the first sealing portion 14 and the second sealing portion 15) is placed in the measurement cell of the mercury porosimeter, the pressure in the measurement cell is reduced, Mercury is introduced into the measurement cell and pressurized, and the pore diameter and pore volume are measured from the pressure during pressurization and the volume of mercury introduced into the pores of the partition walls 12 in the test piece. Measurements are made, for example, at pressures ranging from 0.5 to 20000 psia.
  • 0.5 psia corresponds to 0.35 ⁇ 10 ⁇ 3 kg/mm 2 and 20000 psia corresponds to 14 kg/mm 2 .
  • the pore size range corresponding to this pressure range is 0.01 to 420 ⁇ m.
  • a contact angle of 140° and a surface tension of 480 dyn/cm are used as constants for calculating the pore diameter from the pressure.
  • the average pore diameter of the partition walls 12 is the pore diameter at which the cumulative pore volume is 50% in the pore diameter distribution of the partition walls 12 (the pore diameter at 50% of the integrated value of the pore volume).
  • the porosity of the partition walls 12 can be calculated based on the following formula.
  • partition wall material is cordierite
  • 2.52 can be used as the true specific gravity of cordierite.
  • Porosity (%) of partition walls 12 total pore volume/(total pore volume + 1/true specific gravity of partition wall material) x 100
  • the length L10 of the base material 10 can be adjusted as appropriate, but is preferably 50 mm from the viewpoint of improving exhaust gas purification performance, improving PM trapping performance, and easiness of mounting in the limited space of a vehicle. 160 mm or less, more preferably 80 mm or more and 130 mm or less.
  • the volume of the base material 10 can be adjusted as appropriate, but is preferably 0.5 L from the viewpoint of improving exhaust gas purification performance, improving PM trapping performance, and easiness of mounting in the limited space of a vehicle. 2.5 L or less, more preferably 0.5 L or more and 2.0 L or less, more preferably 0.7 L or more and 1.8 L or less.
  • the volume of substrate 10 means the apparent volume of substrate 10 .
  • the first catalyst portion 20 is formed in the first region S1a of the surface of the partition wall 12 on the inflow side cell 13a side.
  • the inflow-side cell 13a side surface of the partition wall 12 is the outer surface of the inflow-side cell 13a side that defines the outer shape of the partition wall 12 .
  • the surface of the partition wall 12 on the inflow side cell 13a side is composed of a first region S1a and a second region S1b.
  • the first region S1a is a region extending along the exhaust gas flow direction E from the exhaust gas inflow side end of the partition wall 12 on the surface of the partition wall 12 on the inflow side cell 13a side.
  • the region in which the first catalyst portion 20 is formed in the first region S1a may be one continuous region or a plurality of discontinuous regions. That is, the first catalyst portion 20 may be composed of one continuous structure, or may be composed of a plurality of discontinuous structures. For example, the first catalyst portion 20 may be composed of a plurality of discontinuous structures scattered over the first region S1a.
  • "Structure" means a material that has a certain shape.
  • the shape of the structure examples include layered, spherical, granular, acicular, scale-like (flake-like), amorphous, and combinations of two or more of these. 4 and 6, the first catalyst part 20 is shown as one layered structure for convenience from the viewpoint of simplicity of the drawings.
  • the fact that the first catalyst portion 20 is formed in the first region S1a can be confirmed by using a scanning electron microscope--energy dispersive X-ray spectrometer (SEM-EDX) or the like. This can be confirmed by confirming that (an element contained in the first catalyst portion 20 but not contained in the base material 10) exists in the first region S1a.
  • SEM-EDX scanning electron microscope--energy dispersive X-ray spectrometer
  • the second region S1b is a region other than the first region S1a on the surface of the partition wall 12 on the side of the inflow-side cell 13a, and the first catalyst portion 20 is not formed in the second region S1b.
  • the first catalytic portion 20 protrudes from the first region S1a toward the inflow-side cell 13a, covering part of the first region S1a.
  • the first catalyst portion 20 may have a first portion protruding from the first region S1a toward the inflow-side cell 13a and a second portion existing inside the partition wall 12 . Since the partition wall 12 is porous, the second portion may be formed together with the first portion when forming the first catalyst portion 20 . The first portion and the second portion may be continuous.
  • the second catalyst portion 30 is formed in the first region S2a of the surface of the partition wall 12 on the outflow side cell 13b side.
  • the outflow-side cell 13b side surface of the partition wall 12 is the outer surface of the outflow-side cell 13b side that defines the outer shape of the partition wall 12 .
  • the surface of the partition wall 12 on the outflow side cell 13b side is composed of a first region S2a and a second region S2b.
  • the first region S2a is a region extending in the direction opposite to the exhaust gas flow direction E from the exhaust gas outflow side end of the partition wall 12 on the outflow side cell 13b side surface of the partition wall 12 .
  • the region in which the second catalyst portion 30 is formed in the first region S2a may be one continuous region or a plurality of discontinuous regions. That is, the second catalyst portion 30 may be composed of one continuous structure, or may be composed of a plurality of discontinuous structures. For example, the second catalyst portion 30 may be composed of a plurality of discontinuous structures scattered over the first region S2a.
  • the significance of the structure and specific examples of the shape of the structure are the same as above. 5 and 6, the second catalyst portion 30 is shown as one layered structure for convenience from the viewpoint of simplicity of the drawings.
  • the fact that the second catalyst portion 30 is formed in the first region S2a can be confirmed by using a scanning electron microscope-energy dispersive X-ray spectrometer (SEM-EDX) or the like. This can be confirmed by confirming that (an element contained in the second catalyst portion 30 but not contained in the base material 10) exists in the first region S2a.
  • SEM-EDX scanning electron microscope-energy dispersive X-ray spectrometer
  • the second region S2b is a region other than the first region S2a on the surface of the partition wall 12 on the outflow side cell 13b side, and the second catalyst portion 30 is not formed in the second region S2b.
  • the second catalyst portion 30 protrudes from the first region S2a toward the outflow-side cell 13b, covering part of the first region S2a.
  • the second catalyst portion 30 may have a first portion protruding from the first region S2a toward the outflow-side cell 13b and a second portion existing inside the partition wall 12 . Since the partition wall 12 is porous, the second portion may be formed together with the first portion when forming the second catalyst portion 30 . The first portion and the second portion may be continuous.
  • the length LS1a of the first region S1a extends in the axial direction of the substrate 10 through the point located closest to the exhaust gas outflow side among all the points on the surface of the first catalyst portion 20 formed in the first region S1a. It means the distance between the vertical plane and the end surface of the substrate 10 on the exhaust gas inflow side.
  • the length LS1a of the first region S1a can be adjusted as appropriate.
  • the first region S1a may extend from the exhaust gas inflow side end of the partition wall 12 to the exhaust gas outflow side end of the partition wall 12 along the exhaust gas flow direction E, but does not reach the exhaust gas outflow side end of the partition wall 12. It is preferable to extend along the exhaust gas flow direction E from the exhaust gas inflow side end of the partition wall 12 so as not to be absent.
  • the length LS2a of the first region S2a passes through the point closest to the exhaust gas inflow side among all the points on the surface of the second catalyst portion 30 formed on the first region S2a, and extends in the axial direction of the substrate 10. and the end face of the substrate 10 on the exhaust gas outflow side.
  • the length LS2a of the first region S2a can be adjusted as appropriate.
  • the first region S2a may extend from the exhaust gas outflow end of the partition wall 12 to the exhaust gas inflow end of the partition wall 12 along the direction opposite to the exhaust gas flow direction E. It is preferable to extend from the end of the partition wall 12 on the exhaust gas outflow side along the direction opposite to the exhaust gas flow direction E so as not to reach the side end.
  • the total length L10 of the length LS1a of the first region S1a and the length LS2a of the first region S2a is the length L10 of the base material 10. to ((LS1a+LS2a)/L10) is preferably 0.30 or more and 1.8 or less, more preferably 0.50 or more and 1.5 or less, and still more preferably 1.0 or more and 1.3 or less.
  • the sum of the length LS1a of the first region S1a and the length LS2a of the first region S2a means the length LS2a of the first region S2a in the embodiment in which the first catalyst portion 20 is omitted, and the length LS2a of the first region S2a. In an embodiment in which the part 30 is omitted, it means the length LS1a of the first region S1a.
  • the ratio of the length LS1a of the first region S1a to the length L10 of the substrate 10 is preferably It is 0.15 or more and 0.90 or less, more preferably 0.20 or more and 0.80 or less, and still more preferably 0.30 or more and 0.80 or less.
  • the ratio of the length LS2a of the first region S2a to the length L10 of the substrate 10 is preferably It is 0.15 or more and 0.90 or less, more preferably 0.20 or more and 0.80 or less, and still more preferably 0.30 or more and 0.80 or less.
  • An example of a method for measuring the length LS1a of the first region S1a is as follows.
  • a sample extending in the axial direction of the substrate 10 and having the same length as the length L10 of the substrate 10 is cut out from the exhaust gas purification catalyst 1 .
  • the sample is, for example, cylindrical with a diameter of 25.4 mm. It should be noted that the value of the diameter of the sample can be changed as needed.
  • the sample is cut at intervals of 5 mm along a plane perpendicular to the axial direction of the base material 10, and the first cut piece, the second cut piece, . obtain.
  • the cut piece length is 5 mm.
  • the composition of the cut piece is analyzed using an inductively coupled plasma-optical emission spectrometer (ICP-OES), an X-ray fluorescence spectrometer (XRF), SEM-EDX, etc., and based on the composition of the cut piece, the cut piece is It is confirmed whether or not a part of the first catalyst portion 20 is included.
  • ICP-OES inductively coupled plasma-optical emission spectrometer
  • XRF X-ray fluorescence spectrometer
  • SEM-EDX etc.
  • the length LS1a of the first region S1a included in the sample is calculated based on the following formula.
  • the length LS1a of the first region S1a included in the sample 5 mm ⁇ (the number of cut pieces including part of the first catalyst portion 20)
  • the length LS1a of the first region S1a is (5 ⁇ k) mm.
  • An example of a more detailed measuring method of the length LS1a of the first region S1a is as follows.
  • the k-th cut piece (that is, the cut piece obtained from the most exhaust gas outflow side of the sample among the cut pieces including a part of the first catalyst part 20) is cut in the axial direction of the base material 10, and SEM, EPMA
  • the length of a portion of the first region S1a included in the k-th cut piece is measured by observing a portion of the first catalyst portion 20 existing on the cut surface using a measuring device such as a .
  • the length LS1a of the first region S1a included in each sample is measured, and the average value is taken as the length LS1a of the first region S1a. do.
  • the above description regarding the method for measuring the length LS1a of the first region S1a also applies to the method for measuring the length LS2a of the first region S2a.
  • the length LS1a of the first region S1a is read as “the length LS2a of the first region S2a”
  • the first catalyst portion 20 is read as the "second catalyst portion 30”.
  • the sample is cut at intervals of 5 mm by a plane perpendicular to the axial direction of the base material 10, and the first cut piece , the second segment, . . . , the n-th segment.
  • the total mass of the first catalyst part 20 and the second catalyst part 30 per unit volume of the base material 10 is preferably 5 g/L or more and 25 g/L or less, more preferably 10 g/L or more and 20 g/L or less.
  • the total mass of the first catalyst part 20 and the second catalyst part 30 means the mass of the second catalyst part 30 in the embodiment in which the first catalyst part 20 is omitted, and the second catalyst part 30 is omitted. In the embodiment, it means the mass of the first catalyst part 20 .
  • the total mass of the first catalyst portion 20 and the second catalyst portion 30 per unit volume of the substrate 10 is obtained by the formula: (total mass of the first catalyst portion 20 and the second catalyst portion 30)/(volume of the substrate 10) calculated from
  • the mass of the first catalyst part 20 per unit volume of the base material 10 (the mass after drying and firing) is preferably 2 g/ L or more and 20 g/L or less, more preferably 3 g/L or more and 15 g/L or less.
  • the mass of the first catalyst portion 20 per unit volume of the substrate 10 is calculated from the formula: (mass of the first catalyst portion 20)/(volume of the substrate 10).
  • the mass of the second catalyst part 30 per unit volume of the base material 10 is preferably 2 g. /L or more and 20 g/L or less, more preferably 3 g/L or more and 15 g/L or less.
  • the mass of the second catalyst portion 30 per unit volume of the substrate 10 is calculated from the formula: (mass of the second catalyst portion 30)/(volume of the substrate 10).
  • part of the first region S1a is covered with the first catalyst portion 20, while the remaining portion of the first region S1a is not covered with the first catalyst portion 20 and is exposed.
  • the surface of the first catalytic portion 20 and the rest of the first region S1a together form the first uneven surface 41.
  • FIG. 4 and 6 are described as if the entire first region S1a is covered with the first catalyst portion 20 for convenience from the viewpoint of simplicity of the drawings, but in reality, FIG. 7A 2, part of the first region S1a is covered with the first catalyst portion 20, while the remaining portion of the first region S1a is not covered with the first catalyst portion 20 and is exposed.
  • part of the first region S2a is covered with the second catalyst portion 30, while the rest of the first region S2a is not covered with the second catalyst portion 30 and is exposed.
  • the surface of the second catalytic portion 30 and the rest of the first region S2a together form the second uneven surface .
  • 5 and 6 show that the entire first region S2a is covered with the second catalyst portion 30 for the sake of convenience.
  • a portion of S2a is covered with the second catalyst portion 30, while the rest of the first region S2a is not covered with the second catalyst portion 30 and is exposed.
  • the first catalyst part 20 has the following formulas (11) and (12): 0.20 ⁇ R 11 ⁇ 0.80 (11) 0.30 ⁇ R 12 ⁇ 0.85 (12) meet. As a result, it is possible to improve the PM trapping performance and suppress the increase in pressure loss.
  • R11 represents the ratio of the area of the part of the first region S1a covered with the first catalyst portion 20 to the area of the first region S1a.
  • R12 represents the ratio of the surface roughness of the first uneven surface 41 to the surface roughness of the first region S1a.
  • the surface roughness of the first region S1a means the surface roughness of the first region S1a before the first catalyst portion 20 is formed.
  • R 11 satisfies the above formula (11) represents a state in which the pores in the vicinity of the first region S1a are appropriately filled with the first catalyst portion 20, and this makes it possible to suppress an increase in pressure loss. Become.
  • R 12 satisfies the above formula (12) represents a state in which the large pores in the vicinity of the first region S1a are appropriately filled with the first catalyst portion 20, thereby improving the PM trapping performance. become feasible.
  • the second catalyst part 30 is represented by the following formulas (21) and (22): 0.20 ⁇ R 21 ⁇ 0.80 (21) 0.30 ⁇ R 22 ⁇ 0.85 (22) meet.
  • R21 represents the ratio of the area of the part of the first region S2a covered with the second catalyst portion 30 to the area of the first region S2a.
  • R22 represents the ratio of the surface roughness of the second uneven surface 42 to the surface roughness of the first region S2a.
  • the surface roughness of the first region S2a means the surface roughness of the first region S2a before the second catalyst portion 30 is formed.
  • R 21 satisfies the above formula (21) represents a state in which the pores in the vicinity of the first region S2a are appropriately filled with the second catalyst portion 30, and this makes it possible to suppress the increase in pressure loss. Become.
  • R 22 satisfies the above formula (22) represents a state in which the large pores in the vicinity of the first region S2a are appropriately filled with the second catalyst portion 30, thereby improving the PM trapping performance. become feasible.
  • R 11 is preferably 0.20 or more and 0.80 or less, more preferably 0.20 or more and 0.70 or less, and still more preferably 0.25 or more and 0.70 or less. 0.65 or less.
  • R12 is preferably 0.30 or more and 0.85 or less, more preferably 0.40 or more and 0.80 or less, and even more preferably 0.50. 0.80 or less.
  • R 21 is preferably 0.20 or more and 0.80 or less, more preferably 0.20 or more and 0.70 or less, and still more preferably 0.25 or more and 0.25 or more. 0.65 or less.
  • R22 is preferably 0.30 or more and 0.85 or less, more preferably 0.40 or more and 0.80 or less, and even more preferably 0.50. 0.80 or less.
  • the first catalyst portion 20 has the following formula (13): 0.060 ⁇ R 13 ⁇ 0.55 (13) is preferably satisfied.
  • R13 represents a value obtained by multiplying R11 by R12 .
  • R 11 and R 12 have the same meanings as above.
  • R 13 is preferably 0.10 or more and 0.55 or less, more preferably 0.10 or more and 0.50 or less. It is preferably 0.10 or more and 0.45 or less, and more preferably 0.10 or more and 0.43 or less.
  • the second catalyst portion 30 has the following formula (23): 0.060 ⁇ R 23 ⁇ 0.55 (23) is preferably satisfied.
  • R23 represents a value obtained by multiplying R21 by R22 .
  • R 21 and R 22 have the same meanings as above.
  • R 23 is preferably 0.10 or more and 0.55 or less, more preferably 0.10 or more and 0.50 or less. It is preferably 0.10 or more and 0.45 or less, and more preferably 0.10 or more and 0.43 or less.
  • the exhaust gas purifying catalyst 1 is cut along a plane parallel to the axial direction of the base material 10 and a plane perpendicular to the axial direction of the base material 10, and a portion represented by symbol M in FIG. 6 is cut out from the exhaust gas purifying catalyst 1. , cut pieces M shown in FIGS. 9 and 10 are prepared.
  • the cut piece M includes the first uneven surface 41 but does not include the second uneven surface 42 .
  • the length of the first uneven surface 41 included in the cut piece M is equal to the length of the cut piece M.
  • the cut piece M can be obtained from the vicinity of the exhaust gas inflow side end of the exhaust gas purifying catalyst 1 .
  • the first uneven surface 41 is included by cutting two locations 5 mm and 15 mm apart in the exhaust gas flow direction E from the end of the substrate 10 on the exhaust gas inflow side, respectively, along a plane perpendicular to the axial direction of the substrate 10.
  • a cut piece M having a length of 10 mm, which does not include the second uneven surface 42, can be obtained.
  • the size of the cut piece M can be changed as needed.
  • the first uneven surface 41 is exposed, and the second region S2b (the region is not covered with the second catalyst portion 30) is exposed. ing.
  • a region indicated by symbol R4 in FIG. 10 is observed with a scanning electron microscope (SEM) from the Z-axis direction (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 10), and an SEM image G11 shown in FIG. 11 is captured.
  • SEM scanning electron microscope
  • the SEM image G11 is captured such that the length direction Y of the cut piece M is the lateral direction of the SEM image G11.
  • the SEM image G11 includes the first uneven surface 41, the second region S2b (the region is not covered with the second catalyst portion 30), and the partition wall 12 located therebetween (FIG. 10). reference).
  • the thickness of the partition wall 12 included in the SEM image G11 is calculated. Specifically, as shown in FIG. 11, intersection points Q1 and Q2 between a central line CL11 perpendicular to the lateral direction of the SEM image G11 and the contour lines of the partition walls 12 are specified, and a distance D12 between the intersection points Q1 and Q2 is determined. It is the thickness of the partition wall 12 .
  • a line PL1 parallel to the horizontal direction of the SEM image G11 is drawn from the intersection Q1
  • a line PL2 parallel to the horizontal direction of the SEM image G11 is drawn from the intersection Q2.
  • a rectangular measurement area MR11 is set at a position separated by a distance D1 from the line PL1 in the first uneven surface 41, and a second area S2b (this area is the second catalyst portion).
  • a rectangular measurement region MR12 is set at a position separated from the line PL2 by a distance D2.
  • the distances D1 and D2 are 0.5 times the thickness of the partition 12 (distance D12).
  • the dimension in the vertical direction (the X-axis direction in FIG. 11) of the measurement regions MR11 and MR12 is 1.5 times the thickness (distance D12) of the partition wall 12, and the dimension in the horizontal direction (the Y-axis direction in FIG. 11) of the measurement regions MR11 and MR12 direction) is five times the thickness of the partition wall 12 (distance D12).
  • a Si mapping image of the SEM image G11 is obtained.
  • the element to be mapped is an element unique to the base material 10 (an element contained in the base material 10 but not contained in the first catalyst part 20 and the second catalyst part 30), silicon Elements other than (Si) may be used.
  • the measurement areas MR11 and MR12 are binarized.
  • R11 1 ⁇ (number of dots in binarized measurement region MR11)/(number of dots in binarized measurement region MR12)
  • the number of dots in the binarized measurement region MR11 is regarded as the area of a part of the first region S1a that is not covered with the first catalyst portion 20, and the binarized measurement region MR12 is calculated. is regarded as the area of the first region S1a.
  • R 11 is calculated for each of the three cut pieces M, and the average value is defined as R 11 of the exhaust gas purifying catalyst 1 .
  • the measuring equipment and measuring conditions used for calculating R11 are as follows.
  • a cut piece M shown in FIGS. 9 and 10 is prepared in the same manner as above.
  • the first uneven surface 41 is exposed, and the second region S2b (the region is not covered with the second catalyst portion 30) is exposed. ing.
  • the height MH of the partition walls 12 positioned between these exposed surfaces is adjusted to 500 ⁇ m or more.
  • the scan image G12 is captured such that the length direction Y of the cut piece M is aligned with the Y-axis direction of the scan image G12 (vertical direction in FIG. 12).
  • the scan magnification is adjusted so that the entire area indicated by reference numeral R5 in FIG. 10 is included in the scan range.
  • focusing is performed in the second region S2b, and the scanning range in the Z-axis direction (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 10) is ⁇ 400 ⁇ m with respect to the focused second region S2b. and Since the height MH of the partition 12 is adjusted to 500 ⁇ m or more, the partition 12 is out of the scanning range, and as shown in FIG.
  • a line QL1 passing through the left end point P1 and parallel to the Y-axis direction of the scan image G12 and a line QL2 passing through the right end point P2 and being parallel to the Y-axis direction of the scan image G12 are drawn. is the boundary line between the first uneven surface 41 and the partition wall 12 .
  • a distance DS1 between the line QL1 and the line QL2 is defined as the width (dimension in the X-axis direction) of the first uneven surface 41 .
  • a line QL3 passing through the left end point P3 and parallel to the Y-axis direction of the scan image G12 and a line QL4 passing through the right end point P4 and being parallel to the Y-axis direction of the scan image G12 are drawn. is the boundary line between the second region S2b and the partition wall 12.
  • the distance DS2 between the line QL3 and the line QL4 be the width (dimension in the X-axis direction) of the second region S2b.
  • a rectangular measurement is placed at a predetermined distance (0.25 times the width of the first uneven surface 41 (distance DS1)) from the lines QL1 and QL2.
  • a region MR21 is set, and a rectangular measurement region MR22 is placed in the second region S2b at a predetermined distance (0.25 times the width of the second region S2b (distance DS2)) from the lines QL3 and QL4. set.
  • the dimension of the measurement region MR21 in the X-axis direction (horizontal direction in FIG. 12) is 0.5 times the width (distance DS1) of the first uneven surface 41, and the Y-axis direction (vertical direction in FIG.
  • the dimension of the measurement region MR22 in the X-axis direction is 0.5 times the width (distance DS2) of the second region S2b, and the dimension in the Y-axis direction (vertical direction in FIG. 12) of the measurement region MR22. is twice the width (distance DS2) of the second region S2b.
  • the area ratio means the integrated area ratio from the smaller surface roughness (the same applies hereinafter).
  • the difference V1 is regarded as the surface roughness of the first uneven surface 41
  • the difference V2 is regarded as the surface roughness of the first region S1a (the first region S1a before the first catalyst portion 20 is formed). regard it as
  • R12 is calculated for each of the three cut pieces M, and the average value is taken as the R12 of the exhaust gas purifying catalyst 1 .
  • the measuring equipment and measuring conditions used for calculating R12 are as follows.
  • the difference V2 is usually 20 ⁇ m or more and 120 ⁇ m or less, preferably 40 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, more preferably 50 ⁇ m or more and 80 ⁇ m or less.
  • the exhaust gas purifying catalyst 1 is cut along a plane parallel to the axial direction of the substrate 10 and a plane perpendicular to the axial direction of the substrate 10, and a portion indicated by a symbol N in FIG. 6 is cut out from the exhaust gas purifying catalyst 1. , cut pieces N shown in FIGS. 13 and 14 are prepared.
  • the cut piece N includes the second uneven surface 42 but does not include the first uneven surface 41 .
  • the length of the second uneven surface 42 included in the cut piece N is equal to the length of the cut piece N.
  • the cut piece N can be obtained from the vicinity of the end of the exhaust gas purifying catalyst 1 on the exhaust gas outflow side.
  • the second A cut piece N having a length of 10 mm, which includes the uneven surface 42 but does not include the first uneven surface 41, can be obtained.
  • the size of the cut piece N can be appropriately changed as needed.
  • the second uneven surface 42 is exposed, and the second region S1b (the region is not covered with the first catalyst portion 20) is exposed. ing.
  • a region indicated by reference numeral R6 in FIG. 14 is observed with a scanning electron microscope (SEM) from the Z-axis direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 14), and an SEM image G21 shown in FIG. 15 is captured.
  • SEM scanning electron microscope
  • the SEM image G21 is captured such that the length direction Y of the cut piece N is the horizontal direction of the SEM image G21.
  • the SEM image G21 includes the second uneven surface 42, the second region S1b (the region is not covered with the first catalyst portion 20), and the partition wall 12 positioned therebetween (FIG. 14). reference).
  • the thickness of the partition wall 12 included in the SEM image G21 is calculated. Specifically, as shown in FIG. 15, intersection points Q1′ and Q2′ between the center line CL21 perpendicular to the lateral direction of the SEM image G21 and the contour lines of the partition walls 12 are specified, and the intersection points Q1′ and Q2′ are identified. A distance D12′ of .
  • a line PL1' parallel to the horizontal direction of the SEM image G21 is drawn from the intersection Q1', and a line PL2' parallel to the horizontal direction of the SEM image G21 is drawn from the intersection Q2'.
  • a rectangular measurement region NR11 is set at a position separated by a distance D1′ from the line PL1′ in the second uneven surface 42, and a second region S1b (this region is the first
  • a rectangular measurement area NR12 is set at a position separated by a distance D2′ from the line PL2′ in the inside (not covered with the catalyst portion 20).
  • the distances D1' and D2' are 0.5 times the thickness of the partition wall 12 (distance D12').
  • the dimension in the vertical direction (the X-axis direction in FIG. 15) of the measurement regions NR11 and NR12 is 1.5 times the thickness (distance D12′) of the partition wall 12, and the dimension in the horizontal direction (Y direction in FIG. 15) of the measurement regions NR11 and NR12 axial direction) is five times the thickness of the partition 12 (distance D12').
  • a Si mapping image of the SEM image G21 is obtained.
  • the element to be mapped is an element unique to the base material 10 (an element contained in the base material 10 but not contained in the first catalyst part 20 and the second catalyst part 30), silicon Elements other than (Si) may be used.
  • the measurement areas NR11 and NR12 are binarized.
  • R21 1 ⁇ (number of dots in binarized measurement region NR11)/(number of dots in binarized measurement region NR12)
  • the number of dots in the binarized measurement region NR11 is regarded as the area of a part of the first region S2a that is not covered with the second catalyst portion 30, and the binarized measurement region NR12 is regarded as the area of the first region S2a.
  • R 21 is calculated for each of the three cut pieces M, and the average value is taken as the R 21 of the exhaust gas purifying catalyst 1 .
  • the measuring equipment and measuring conditions used for calculating R21 are the same as those for R11 .
  • a cut piece N shown in FIGS. 13 and 14 is prepared in the same manner as above.
  • the second uneven surface 42 is exposed, and the second region S1b (the region is not covered with the first catalyst portion 20) is exposed. ing.
  • the height NH of the partition 12 located between these exposed surfaces is adjusted to 500 ⁇ m or more.
  • the area indicated by reference numeral R7 in FIG. 14 is scanned with a surface roughness meter from the Z-axis direction (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 14), and the scanned image G22 shown in FIG. measure the thickness.
  • the scan image G22 is captured so that the length direction Y of the cut piece N is aligned with the Y-axis direction of the scan image G22 (vertical direction in FIG. 16).
  • the scan magnification is adjusted so that the entire area indicated by reference numeral R7 in FIG. 14 is included in the scan range.
  • focusing is performed in the second region S1b, and the scanning range in the Z-axis direction (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 14) is ⁇ 400 ⁇ m with respect to the focused second region S1b. and Since the height NH of the partition 12 is adjusted to 500 ⁇ m or more, the partition 12 is out of the scan range, and as shown in FIG.
  • line analysis is performed on the center line CL22 perpendicular to the Y-axis direction (vertical direction in FIG. 16) of the scan image G22.
  • the part where the outside of the scan range continues for 10 ⁇ m or more is regarded as the partition wall 12, and the x-coordinates of the left end point P1′ and the right end point P2′ of the second uneven surface 42 and the left end point P3′ of the second region S1b are measured. and the x-coordinate of the right end point P4'.
  • a line QL1' passing through the left end point P1' and parallel to the Y-axis direction of the scan image G22, and a line QL2' passing through the right end point P2' and being parallel to the Y-axis direction of the scan image G22. are drawn, and these lines are defined as boundary lines between the second uneven surface 42 and the partition wall 12 .
  • a distance DS1' between the line QL1' and the line QL2' is defined as the width of the second uneven surface 42 (dimension in the X-axis direction).
  • a line QL3' passing through the left end point P3' and parallel to the Y-axis direction of the scan image G22, and a line QL4' passing through the right end point P4' and being parallel to the Y-axis direction of the scan image G22. are drawn, and these lines are used as boundary lines between the second region S1b and the partition wall 12 .
  • a distance DS2' between the line QL3' and the line QL4' is defined as the width (dimension in the X-axis direction) of the second region S1b.
  • a rectangular shape is formed at a predetermined distance (0.25 times the width of the second uneven surface 42 (distance DS1')) from the lines QL1' and QL2'.
  • a measurement region NR21 having a shape is set, and a predetermined distance (0.25 times the width of the second region S1b (distance DS2')) from the lines QL3' and QL4' in the second region S1b,
  • a rectangular measurement area NR22 is set.
  • the dimension of the measurement region NR21 in the X-axis direction (horizontal direction in FIG.
  • the dimension in the X-axis direction (horizontal direction in FIG. 16) of the measurement region NR22 is 0.5 times the width (distance DS2′) of the second region S1b
  • the dimension in the Y-axis direction (vertical direction in FIG. 16) of the measurement region NR22 ) is twice the width (distance DS2′) of the second region S1b.
  • the difference V1′ is regarded as the surface roughness of the second uneven surface 42
  • the difference V2′ is the roughness of the first region S2a (the first region S2a before the second catalyst portion 30 is formed). regarded as surface roughness.
  • R 22 is calculated for each of the three cut pieces N, and the average value is taken as the R 22 of the exhaust gas purifying catalyst 1 .
  • the measuring equipment and measuring conditions used for calculating R22 are the same as those for R12 .
  • the difference V2' is usually 20 ⁇ m or more and 120 ⁇ m or less, preferably 40 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, more preferably 50 ⁇ m or more and 80 ⁇ m or less.
  • the first catalyst portion 20 and the second catalyst portion 30 each contain at least one precious metal element.
  • the noble metal element can be selected from, for example, platinum element (Pt), palladium element (Pd), rhodium element (Rh), ruthenium element (Ru), iridium element (Ir), osmium element (Os), etc. From the viewpoint of improving exhaust gas purification performance, it is preferable to select from Pt, Pd and Rh elements.
  • the noble metal element is in a form capable of functioning as a catalytically active component, for example, in the form of a noble metal, an alloy containing a noble metal element, a compound containing a noble metal element (for example, an oxide of a noble metal element), or the like. Included in section 30 .
  • the catalytically active component is preferably particulate from the viewpoint of improving exhaust gas purification performance.
  • the amount of the noble metal element per unit volume of the substrate 10 is, from the viewpoint of the balance between exhaust gas purification performance and cost, In terms of noble metal, it is preferably 0.5 g/L or more and 1.5 g/L or less.
  • first catalyst part 20 and the second catalyst part 30 each contain a carrier, and that the catalytically active component be carried on the carrier.
  • the catalytically active component is supported on the carrier means a state in which the catalytically active component is physically or chemically adsorbed or held on the outer surface or the inner surface of the pores of the carrier.
  • EDS energy dispersive spectrometer
  • the carrier examples include inorganic oxide particles.
  • the inorganic oxide that constitutes the inorganic oxide particles may be an inorganic oxide having an oxygen storage capacity (OSC: Oxygen Storage Capacity) (hereinafter sometimes referred to as an "oxygen storage component"), or a component other than the oxygen storage component. may be an inorganic oxide of
  • oxygen storage components include cerium oxide, composite oxides containing cerium element and zirconium element (CeO 2 —ZrO 2 -based composite oxides), and the like.
  • cerium oxide and zirconium oxide preferably form a solid solution phase.
  • Cerium oxide and zirconium oxide may each form a single phase (cerium oxide phase, zirconium oxide phase) in addition to a solid solution phase.
  • the CeO 2 —ZrO 2 -based composite oxide may contain one or more metal elements other than the cerium element and the zirconium element.
  • Metal elements other than the cerium element and the zirconium element or their oxides may form a solid solution phase with cerium oxide and/or zirconium oxide, or may form a single phase.
  • Examples of metal elements other than the cerium element and the zirconium element include rare earth elements other than the cerium element, alkaline earth metals, and transition metals.
  • inorganic oxides other than oxygen storage components include alumina, silica, silica-alumina, alumino-silicate, alumina-zirconia, alumina-chromia, alumina-ceria, alumina-lanthana, and titania.
  • a method for manufacturing the exhaust gas purifying catalyst 1 will be described below.
  • a substrate 10, a slurry for forming the first catalyst portion 20, and a slurry for forming the second catalyst portion 30 are prepared.
  • the composition of the slurry for forming the first catalyst portion 20 and the second catalyst portion 30 is adjusted according to the composition of the first catalyst portion 20 and the second catalyst portion 30, respectively.
  • the slurry contains, for example, a source of precious metal elements, inorganic oxide particles, a binder, a pore former, a solvent, and the like.
  • Examples of the supply source of the noble metal element include salts of the noble metal element, and examples of the salt of the noble metal element include nitrates, ammine complex salts, acetates, and chlorides.
  • Inorganic oxides constituting the inorganic oxide particles include, for example, oxygen storage components, inorganic oxides other than oxygen storage components, and the like.
  • binders include alumina sol, zirconia sol, titania sol, silica sol, and ceria sol.
  • pore-forming material include crosslinked polymethyl(meth)acrylate particles, crosslinked polybutyl(meth)acrylate particles, crosslinked polystyrene particles, crosslinked polyacrylate particles, and melamine resins.
  • solvents include water and organic solvents. Examples of organic solvents include alcohol, acetone, dimethylsulfoxide, dimethylformamide and the like. The solvent may be one solvent or a mixture of two or more solvents. Examples of mixtures of two or more solvents include a mixture of water and one or more organic solvents, a mixture of two or more organic solvents, and the like.
  • the end of the substrate 10 on the exhaust gas inflow side is immersed in the slurry for forming the first catalyst portion 20, the slurry is sucked from the opposite side, and then dried. Thereby, the precursor of the first catalyst part 20 is formed.
  • the length LS1a of the first region S1a where the precursor of the first catalyst part 20 is formed can be adjusted.
  • the thickness of the precursor of the first catalyst part 20 (and thus R 11 and R 12 ) and the mass of the precursor of the first catalyst portion 20 per unit volume of the substrate 10 (and thus the mass of the first catalyst portion 20 per unit volume of the substrate 10) can be adjusted.
  • the drying temperature is, for example, 40-120°C.
  • the end of the substrate 10 on the exhaust gas outflow side is immersed in the slurry for forming the second catalyst portion 30, the slurry is sucked from the opposite side, and then dried. Thereby, the precursor of the second catalytic portion 30 is formed.
  • the length LS2a of the first region S2a where the precursor of the second catalyst portion 30 is formed can be adjusted.
  • the thickness of the precursor of the second catalyst portion 30 (and thus R 21 and R 22 ) and the mass of the precursor of the second catalyst portion 30 per unit volume of the substrate 10 (and thus the mass of the second catalyst portion 30 per unit volume of the substrate 10) can be adjusted.
  • the drying temperature is, for example, 40-120°C.
  • the particle size of the inorganic oxide particles in the slurry can be adjusted as appropriate. From the viewpoint of easily adjusting R 11 , R 12 , R 21 and R 22 to desired ranges, D 90 of the inorganic oxide particles in the slurry is preferably 10 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less, more preferably 15 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less. be. D90 is the particle size at which the cumulative volume is 90% in the volume-based particle size distribution measured by a laser diffraction scattering particle size distribution measurement method.
  • the particle size of the pore-forming material can be adjusted as appropriate.
  • the median diameter D 50 of the pore-forming material is preferably 1 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less. It is preferably 5 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • D50 is the particle size at which the cumulative volume is 50% in the volume-based particle size distribution measured by a laser diffraction/scattering particle size distribution measurement method.
  • Measurement of D 50 or D 90 is performed using a laser diffraction scattering particle size distribution analyzer automatic sample feeder ("Microtorac SDC” manufactured by Microtrac Bell), and the sample to be measured is put into an aqueous dispersion medium, 26 mL After irradiating 40 W ultrasonic waves for 360 seconds at a flow rate of /sec, a laser diffraction scattering type particle size distribution analyzer ("Microtrac MT3300EXII” manufactured by Microtrac Bell) is used. The measurement was performed twice under the conditions of a particle refractive index of 1.5, a particle shape of a true sphere, a solvent refractive index of 1.3, a set zero of 30 seconds, and a measurement time of 30 seconds. Take the average value as D50 or D90 . Pure water is used as the aqueous dispersion medium.
  • the calcination temperature is preferably 350 to 550° C. from the viewpoints of preventing a decrease in catalytic activity and of successfully calcining the pore-forming material.
  • the atmosphere during firing is, for example, an air atmosphere.
  • Example 1 (1) Preparation of Slurry A rhodium nitrate aqueous solution and a dinitrodiammineplatinum nitric acid aqueous solution were mixed, and Ce--Zr composite oxide powder and alumina powder were added to the mixed liquid. Next, a pore-forming material (crosslinked polymethyl(meth)acrylate particles having a median diameter D50 of 20 ⁇ m), alumina sol, and water as a solvent were added to the mixed liquid to prepare a slurry.
  • a pore-forming material crosslinked polymethyl(meth)acrylate particles having a median diameter D50 of 20 ⁇ m
  • the amount of each component in the slurry is 1% by mass of rhodium in terms of metal, 75% by mass of Ce—Zr-based composite oxide powder, and alumina powder, based on the mass of the catalyst portion formed by drying and firing the slurry. was 7% by mass, platinum was 9% by mass in terms of metal, and alumina sol was adjusted to be 8% by mass in terms of solid content. Also, the amount of the pore-forming material in the slurry was adjusted so as to be 30.0% by mass of the mass of the catalyst portion formed by drying and firing the slurry. The mass of the catalyst portion formed by drying and firing the slurry is obtained by subtracting the mass of components (for example, solvent, pore-forming material, etc.) that disappear due to the drying and firing of the slurry from the mass of the slurry.
  • the D90 of the metal oxide powder (Ce--Zr composite oxide powder and alumina powder) in the slurry was 20 ⁇ m.
  • a substrate having porous partition walls separating the cells and the outflow-side cells was prepared.
  • the partition walls had a thickness of 200 to 250 ⁇ m, the total number of inflow-side cells and outflow-side cells in a cross section perpendicular to the axial direction of the substrate was 300 cells per square inch, and the volume of the substrate was 1.5 ⁇ m. 0L and the length of the substrate is 91 mm.
  • the average pore diameter of the partition walls is 15 ⁇ m, and the porosity (porosity) of the partition walls is 63%.
  • the end of the substrate on the exhaust gas inflow side was immersed in the slurry, the slurry was sucked from the opposite side, and then dried at 90°C for 10 minutes.
  • a first precursor (first catalyst portion before firing) composed of the solid content of the slurry was formed on the inflow side cell side of the partition wall of the substrate.
  • the end of the substrate on the exhaust gas outflow side was immersed in the slurry, the slurry was sucked from the opposite side, and then dried at 90°C for 10 minutes.
  • the second precursor (the second catalyst portion before firing) composed of the solid content of the slurry was formed on the outflow side cell side of the partition wall of the base material.
  • Example 1 an exhaust gas purifying catalyst of Example 1 was obtained.
  • the length of the substrate is the length of the first region of the inflow side cell side surface of the partition wall where the first catalyst portion is formed.
  • the ratio of the length of the first region where the second catalyst portion is formed on the outflow side cell side surface of the partition wall to the length of the base material is 0.70.
  • the immersion conditions were adjusted so that the total mass (WC amount) of the first catalyst portion and the second catalyst portion per unit volume of the substrate was 11 g/L.
  • R 11 , R 12 , R 21 and R 22 were calculated according to the above method.
  • Pressure loss ratio (pressure loss of exhaust gas purifying catalyst of Example 1/pressure loss of substrate) x 100
  • a pressure loss ratio of less than 105% was evaluated as "S”
  • a pressure loss ratio of 105% or more and less than 125% was evaluated as "A”
  • a pressure loss ratio of 125% or more was evaluated as "B”.
  • the measurement conditions for PM trapping performance were as follows. Evaluation vehicle: 1.5L direct-injection turbo engine Gasoline used: Fuel for certification test PM measurement device: Horiba Ltd.
  • the PM trapping performance ratio (%) was obtained based on the following formula.
  • PM collection performance ratio (PM collection performance of exhaust gas purifying catalyst of Example 1/PM collection performance of substrate) x 100
  • Example 2 When the exhaust gas inflow side and the exhaust gas outflow side end of the substrate are immersed in the slurry, the total mass (WC amount) of the first catalyst portion and the second catalyst portion per unit volume of the substrate is 16 g/L. 2, the same operation as in Example 1 was performed, except that the immersion conditions were adjusted.
  • Example 3 When the exhaust gas inflow side and the exhaust gas outflow side end of the substrate are immersed in the slurry, the total mass (WC amount) of the first catalyst portion and the second catalyst portion per unit volume of the substrate is 20 g / L. 2, the same operation as in Example 1 was performed, except that the immersion conditions were adjusted.
  • Example 4 The same procedure as in Example 1 was carried out, except that crosslinked polymethyl(meth)acrylate particles having a median diameter D50 of 5 ⁇ m were used as the pore-forming material.
  • Example 1 The same operation as in Example 1 was performed, except that the D90 of the metal oxide powder (Ce--Zr composite oxide powder and alumina powder) in the slurry was adjusted to 0.5 ⁇ m.
  • Reference Signs List 1 Exhaust gas purifying catalyst 10 Base material 20 First catalyst part 30 Second catalyst part 11 Cylindrical part 12 of base material Partition wall 13 of base material Cells 13a in the base material Inflow-side cells 13b Outflow-side cells S1a First region S1b of the inflow-side cell-side surface of the partition wall Second region S1b of the inflow-side cell-side surface of the partition wall Region S2a First region S2b on the outflow-side cell-side surface of the partition wall Second region 41 on the outflow-side cell-side surface of the partition wall First uneven surface 42 Second uneven surface

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Abstract

本発明は、ウォールフロー型基材と触媒部とを備える排ガス浄化用触媒であって、ＰＭ捕集性能の向上及び圧損上昇の抑制を実現可能な排ガス浄化用触媒を提供することを目的とし、排ガス流通方向（Ｅ）に延在する基材（１０）と、基材（１０）に設けられた第１触媒部（２０）及び第２触媒部（３０）の少なくとも一方とを備える排ガス浄化用触媒（１）であって、第１触媒部（２０）は、下記式（１１）及び（１２）：　０．２０≦Ｒ１１≦０．８０　・・・（１１）　０．３０≦Ｒ１２≦０．８５　・・・（１２） を満たし、　第２触媒部（３０）は、下記式（２１）及び（２２）：　０．２０≦Ｒ２１≦０．８０　・・・（２１）　０．３０≦Ｒ２２≦０．８５　・・・（２２） を満たす、排ガス浄化用触媒（１）を提供する。

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。
　自動車、バイク等の内燃機関から排出される排ガス中には、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害成分が含まれている。これらの有害成分を浄化して無害化する目的で三元触媒が使用されている。三元触媒としては、白金元素（Ｐｔ）、パラジウム元素（Ｐｄ）、ロジウム元素（Ｒｈ）等の貴金属元素を含む触媒が使用されており、Ｐｔ及びＰｄは主としてＨＣ及びＣＯの酸化浄化に関与し、Ｒｈは主としてＮＯｘの還元浄化に関与する。
　排ガス中には、ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等の有害成分とともに、粒子状物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｍａｔｔｅｒ）が含まれており、大気汚染の原因となることが知られている。
　ＰＭに関する環境規制に対応するため、直噴エンジン（ＧＤＩ：Ｇａｓｏｌｉｎｅ　Ｄｉｒｅｃｔ　Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅ）等のガソリンエンジン搭載車両においても、ディーゼルエンジン搭載車両と同様、ＰＭ捕集機能を有するフィルター（ＧＰＦ：Ｇａｓｏｌｉｎｅ　Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）の設置が求められている。
　ＧＰＦとしては、例えば、ウォールフロー型と呼ばれる構造を有する基材が使用されている。ウォールフロー型基材は、排ガス流入側端部が開口しており、排ガス流出側端部が閉塞している流入側セルと、排ガス流入側端部が閉塞しており、排ガス流出側端部が開口している流出側セルと、流入側セルと流出側セルとを仕切る多孔質の隔壁とを備える。ウォールフロー型基材では、流入側セルの排ガス流入側端部（開口部）から流入した排ガスが多孔質の隔壁を通過して流出側セルの排ガス流出側端部（開口部）から流出する際、排ガス中のＰＭが隔壁内部の細孔内に捕集される。
　一般に排ガス浄化用触媒の搭載スペースは限られているため、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の貴金属元素を含む触媒部をウォールフロー型基材に設けて、ＰＭの捕集とともに、ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等の有害成分の浄化を行うことが検討されている。
　例えば、特許文献１には、ウォールフロー型基材と、ウォールフロー型基材の隔壁の内部に設けられた触媒部とを備える排ガス浄化用触媒が記載されている。
　また、特許文献２には、ウォールフロー型基材と、ウォールフロー型基材の隔壁の外表面上に設けられた触媒部とを備える排ガス浄化用触媒が記載されている。
特開２０１６－１５０３０５号公報 特表２０１８－５３７２６５号公報
　特許文献１のように、触媒部をウォールフロー型基材の隔壁の内部に設ける場合、隔壁の大細孔を適度に埋めることができず、ＰＭ捕集性能が低下する場合がある。一方、特許文献２のように、触媒部をウォールフロー型基材の隔壁の外表面上に設ける場合、隔壁の外表面の細孔を埋めることでＰＭ捕集性能を向上させることができるが、そのためには高コート量の触媒部を設ける必要があり、高コート量の触媒部を設けると、圧損上昇が顕著となる。
　そこで、本発明は、ウォールフロー型基材と触媒部とを備える排ガス浄化用触媒であって、ＰＭ捕集性能の向上及び圧損上昇の抑制を実現可能な排ガス浄化用触媒を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明は、以下の排ガス浄化用触媒を提供する。
［１］排ガス流通方向に延在する基材と、前記基材に設けられた第１触媒部及び第２触媒部の少なくとも一方とを備える排ガス浄化用触媒であって、
　前記基材は、
　前記排ガス流通方向に延在する流入側セルであって、排ガス流入側端部が開口しており、排ガス流出側端部が閉塞している前記流入側セルと、
　前記排ガス流通方向に延在する流出側セルであって、排ガス流入側端部が閉塞しており、排ガス流出側端部が開口している前記流出側セルと、
　前記流入側セルと前記流出側セルとを仕切る多孔質の隔壁と、
を備え、
　前記第１触媒部は、前記隔壁の流入側セル側表面のうち、前記隔壁の排ガス流入側端部から前記排ガス流通方向に沿って延在する所定領域に形成されており、
　前記第２触媒部は、前記隔壁の流出側セル側表面のうち、前記隔壁の排ガス流出側端部から前記排ガス流通方向とは反対の方向に沿って延在する所定領域に形成されており、
　前記流入側セル側表面の前記所定領域の一部は、前記第１触媒部により被覆されている一方、前記流入側セル側表面の前記所定領域の残部は、前記第１触媒部により被覆されることなく露出しており、これにより、前記第１触媒部の表面及び前記所定領域の残部は一緒になって第１凹凸面を形成しており、
　前記流出側セル側表面の前記所定領域の一部は、前記第２触媒部により被覆されている一方、前記流出側セル側表面の前記所定領域の残部は、前記第２触媒部により被覆されることなく露出しており、これにより、前記第２触媒部の表面及び前記所定領域の残部は一緒になって第２凹凸面を形成しており、
　前記第１触媒部は、下記式（１１）及び（１２）：
　０．２０≦Ｒ１１≦０．８０　　　　　・・・（１１）
　０．３０≦Ｒ１２≦０．８５　　　　　・・・（１２）
［式中、Ｒ１１は、前記第１触媒部により被覆されている前記一部の面積の、前記流入側セル側表面の前記所定領域の面積に対する比率を表し、Ｒ１２は、前記第１凹凸面の表面粗さの、前記流入側セル側表面の前記所定領域の表面粗さに対する比率を表す。］
を満たし、
　前記第２触媒部は、下記式（２１）及び（２２）：
　０．２０≦Ｒ２１≦０．８０　　　　　・・・（２１）
　０．３０≦Ｒ２２≦０．８５　　　　　・・・（２２）
［式中、Ｒ２１は、前記第２触媒部により被覆されている前記一部の面積の、前記流出側セル側表面の前記所定領域の面積に対する比率を表し、Ｒ２２は、前記第２凹凸面の表面粗さの、前記流出側セル側表面の前記所定領域の表面粗さに対する比率を表す。］
を満たす、前記排ガス浄化用触媒。
［２］前記第１触媒部が、下記式（１３）：
　０．０６０≦Ｒ１３≦０．５５　　　　　・・・（１３）
［式中、Ｒ１３は、Ｒ１１にＲ１２を掛けて求められる値を表し、Ｒ１１及びＲ１２は、前記と同義である。］
を満たし、
　前記第２触媒部が、下記式（２３）：
　０．０６０≦Ｒ２３≦０．５５　　　　　・・・（２３）
［式中、Ｒ２３は、Ｒ２１にＲ２２を掛けて求められる値を表し、Ｒ２１及びＲ２２は、前記と同義である。］
を満たす、［１］に記載の排ガス浄化用触媒。
［３］前記排ガス浄化用触媒が、前記第１触媒部及び前記第２触媒部の両方を備える、［１］又は［２］に記載の排ガス浄化用触媒。
［４］前記流入側セル側表面の前記所定領域の長さ及び前記流出側セル側表面の前記所定領域の長さの合計の、前記基材の長さに対する比率が、０．３０以上１．８以下である、［１］～［３］のいずれかに記載の排ガス浄化用触媒。
［５］前記第１触媒部及び前記第２触媒部が、それぞれ独立して、白金元素（Ｐｔ）、パラジウム元素（Ｐｄ）及びロジウム元素（Ｒｈ）から選択される少なくとも１種の触媒活性成分を含む、［１］～［４］のいずれかに記載の排ガス浄化用触媒。
　本発明によれば、ＰＭ捕集性能の向上及び圧損上昇の抑制を実現可能な排ガス浄化用触媒が提供される。
図１は、本発明の一実施形態に係る排ガス浄化用触媒が内燃機関の排気経路に配置されている状態を示す一部断面図である。 図２は、図１のＡ－Ａ線端面図である。 図３は、図１のＢ－Ｂ線端面図である。 図４は、図２中の符号Ｒ１で示す領域の拡大図である。 図５は、図３中の符号Ｒ２で示す領域の拡大図である。 図６は、図１のＣ－Ｃ線端面図である。 図７Ａは、図６中の符号Ｒ３１で示す領域の拡大図である。 図７Ｂは、図６中の符号Ｒ３２で示す領域の拡大図である。 図８は、隔壁の流入側セル側表面の第１領域及び第２領域並びに隔壁の流出側セル側表面の第１領域及び第２領域第を説明するための図（図６から第１触媒部及び第２触媒部を省略した図）である。 図９は、Ｒ１１又はＲ１２の算出に使用される切断片の斜視図である。 図１０は、図９に示す切断片の平面図（図９に示す切断片をＺ方向から平面視した図）である。 図１１は、Ｒ１１の算出に使用されるＳＥＭ像の概念図である。 図１２は、Ｒ１２の算出に使用される表面粗さ計スキャン画像の概念図である。 図１３は、Ｒ２１又はＲ２２の算出に使用される切断片の斜視図である。 図１４は、図１３に示す切断片の平面図（図１３に示す切断片をＺ方向から平面視した図）である。 図１５は、Ｒ２１の算出に使用されるＳＥＭ像の概念図である。 図１６は、Ｒ２２の算出に使用される表面粗さ計スキャン画像の概念図である。
　以下、図面に基づいて、本発明の排ガス浄化用触媒の実施形態を説明する。
　図１に示すように、本発明の一実施形態に係る排ガス浄化用触媒１は、内燃機関の排気管Ｐ内の排気経路に配置されている。内燃機関は、例えば、ガソリンエンジン（例えば、ＧＤＩエンジン等）、ディーゼルエンジン等である。
　図１において、内燃機関の排気経路の排ガス流通方向は、符号Ｅで示されている。他の図においても同様である。本明細書において、排ガス流通方向Ｅの上流側（例えば、図１の左側）を「排ガス流入側」、排ガス流通方向Ｅの下流側（例えば、図１の右側）を「排ガス流出側」という場合がある。
　図１に示すように、排ガス浄化用触媒１は、基材１０の軸方向が排ガス流通方向Ｅと略一致するように、内燃機関の排気経路に配置されている。本明細書において、「長さ」は、別段規定される場合を除き、基材１０の軸方向の寸法を意味する。
　図１～図７に示すように、排ガス浄化用触媒１は、排ガス流通方向Ｅに延在する基材１０と、基材１０に設けられた第１触媒部２０と、基材１０に設けられた第２触媒部３０とを備える。
　排ガス浄化用触媒１は、第１触媒部２０及び第２触媒部３０の少なくとも一方を備えていればよい。したがって、第１触媒部２０及び第２触媒部３０のうちの一方が省略された実施形態も、本発明に包含される。但し、排ガス浄化性能及びＰＭ捕集性能を向上させる観点から、排ガス浄化用触媒１は、第１触媒部２０及び第２触媒部３０の両方を備えることが好ましい。
≪基材≫
　以下、基材１０について説明する。
　基材１０を構成する材料は、適宜選択することができる。基材１０を構成する材料としては、例えば、セラミックス材料、金属材料等が挙げられるが、セラミックス材料が好ましい。セラミックス材料としては、例えば、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト、ジルコン、チタン酸アルミニウム、チタン酸マグネシウム等の酸化物セラミック、ケイ素含有炭化ケイ素等が挙げられる。セラミックス材料は、炭化ケイ素、窒化ケイ素、コージェライト、ムライト等の、ケイ素を含むセラミックス材料であることが好ましい。セラミックス材料は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
　図２～図８に示すように、基材１０は、筒状部１１と、筒状部１１内に設けられた多孔質の隔壁１２と、隔壁１２によって仕切られたセル１３（セル１３ａ及び１３ｂ）とを備える。
　基材１０の軸方向は、筒状部１１の軸方向と一致する。本実施形態において、筒状部１１の形状は、円筒状であるが、楕円筒状、多角筒状等のその他の形状であってもよい。
　図２～図８に示すように、隣接するセル１３（セル１３ａ及び１３ｂ）の間には隔壁１２が存在し、隣接するセル１３（セル１３ａ及び１３ｂ）は隔壁１２によって仕切られている。
　図２～図８に示すように、セル１３（セル１３ａ及び１３ｂ）は、排ガス流通方向Ｅに延在しており、排ガス流入側端部及び排ガス流出側端部を有する。
　図６に示すように、基材１０には、一部のセル１３の排ガス流出側端部を封止する第１封止部１４と、残りのセル１３の排ガス流入側端部を封止する第２封止部１５とが設けられており、これにより、一部のセル１３は、排ガス流入側端部が開口しており、排ガス流出側端部が第１封止部１４で閉塞している流入側セル１３ａとなっており、残りのセル１３は、排ガス流入側端部が第２封止部１５で閉塞しており、排ガス流出側端部が開口している流出側セル１３ｂとなっている。
　図４～図６及び図８に示すように、１個の流入側セル１３ａの周りには、複数（本実施形態では４個）の流出側セル１３ｂが配置されており、流入側セル１３ａと、当該流入側セル１３ａに周りに配置された流出側セル１３ｂとは、多孔質の隔壁１２によって仕切られている。
　内燃機関から排出された排ガスは、排気管Ｐの一端から他端に向けて排気管Ｐ内の排気経路を流通し、排気管Ｐ内に配置された排ガス浄化用触媒１で浄化される。この際、流入側セル１３ａの排ガス流入側端部（開口部）から流入した排ガスは、多孔質の隔壁１２を通過して流出側セル１３ｂの排ガス流出側端部（開口部）から流出する。このような様式は、ウォールフロー型と呼ばれる。
　排ガス浄化用触媒１において、流入側セル１３ａの排ガス流入側端部（開口部）から流入した排ガスが、多孔質の隔壁１２を通過する際、排ガス中の粒子状物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｍａｔｔｅｒ）は、隔壁１２の細孔、第１触媒部２０の細孔及び第２触媒部３０の細孔に捕集される。したがって、排ガス浄化用触媒１は、ガソリンエンジン用のパティキュレートフィルタ（Ｇａｓｏｌｉｎｅ　Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｆｉｌｔｅｒ）又はディーゼルエンジン用のパティキュレートフィルタ（Ｄｉｅｓｅｌ　Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｆｉｌｔｅｒ）として有用である。
　本実施形態において、流入側セル１３ａの排ガス流入側端部（開口部）の平面視形状は、四角形であるが、六角形、八角形等のその他の形状であってもよい。流出側セル１３ｂの排ガス流入側端部（開口部）についても同様である。
　基材１０の１平方インチあたりのセル密度は、適宜調整することができるが、ＰＭ捕集性能の向上及び圧損上昇の抑制をより効果的に実現する観点から、好ましくは２００セル以上３５０セル以下である。なお、基材１０の１平方インチあたりのセル密度は、基材１０を基材１０の軸方向と垂直な平面で切断して得られた断面における１平方インチあたりのセル１３ａ及び１３ｂの合計個数である。
　隔壁１２は、排ガスが通過可能な多孔質構造を有する。隔壁１２の厚みは、適宜調整することができるが、ＰＭ捕集性能の向上及び圧損上昇の抑制をより効果的に実現する観点から、好ましくは１５０μｍ以上３５０μｍ以下、より好ましくは１８０μｍ以上３２０μｍ以下である。隔壁１２の平均細孔径（平均気孔径）は、適宜調整することができるが、ＰＭ捕集性能の向上及び圧損上昇の抑制をより効果的に実現する観点から、好ましくは１２μｍ以上２５μｍ以下、より好ましくは１３μｍ以上２２μｍ以下である。隔壁１２の細孔率（気孔率）は、適宜調整することができるが、圧損上昇の抑制をより効果的に実現する観点から、例えば４０％以上８０％以下、好ましくは４５％以上７５％以下、より好ましくは５０％以上７５％以下、より一層好ましくは６０％以上７０％以下である。
　隔壁１２の平均細孔径及び細孔率の測定は、水銀ポロシメータを使用して水銀圧入法により行うことができる。水銀圧入法では、水銀ポロシメータの測定セル内に、基材１０から切り出した試験片（第１封止部１４及び第２封止部１５を含まない）を収納し、測定セル内を減圧し、測定セル内に水銀を導入して加圧し、加圧時の圧力及び試験片における隔壁１２の細孔内に導入された水銀の体積から、細孔径及び細孔容積を測定する。測定は、例えば、圧力０．５～２００００ｐｓｉａの範囲で行う。なお、０．５ｐｓｉａは、０．３５×１０－３ｋｇ／ｍｍ２に相当し、２００００ｐｓｉａは１４ｋｇ／ｍｍ２に相当する。この圧力範囲に相当する細孔径の範囲は０．０１～４２０μｍである。圧力から気孔径を算出する際の常数としては、例えば、接触角１４０°及び表面張力４８０ｄｙｎ／ｃｍを使用する。隔壁１２の平均細孔径は、隔壁１２の細孔径分布において、累積細孔容積が５０％となる細孔径（細孔容積の積算値５０％における細孔径）である。隔壁１２の細孔率は、下記式に基づいて算出することができる。なお、隔壁材料がコーディエライトの場合、コーディエライトの真比重として、例えば、２．５２を使用することができる。
　隔壁１２の細孔率（％）＝総細孔容積／（総細孔容積＋１／隔壁材料の真比重）×１００
　基材１０の長さＬ１０は、適宜調整することができるが、排ガス浄化性能の向上、ＰＭ捕集性能の向上及び車両の限られたスペースへの搭載のし易さの観点から、好ましくは５０ｍｍ以上１６０ｍｍ以下、より好ましくは８０ｍｍ以上１３０ｍｍ以下である。
　基材１０の体積は、適宜調整することができるが、排ガス浄化性能の向上、ＰＭ捕集性能の向上及び車両の限られたスペースへの搭載のし易さの観点から、好ましくは０．５Ｌ以上２．５Ｌ以下、より好ましくは０．５Ｌ以上２．０Ｌ以下、より好ましくは０．７Ｌ以上１．８Ｌ以下である。基材１０の体積は、基材１０の見かけの体積を意味する。基材１０が円柱状である場合、基材１０の外径を２ｒとし、基材１０の長さをＬとすると、基材１０の体積は、式：基材１０の体積＝π×ｒ２×Ｌで表される。
≪触媒部≫
　以下、第１触媒部２０及び第２触媒部３０について説明する。
　図４及び図６～図８に示すように、第１触媒部２０は、隔壁１２の流入側セル１３ａ側表面の第１領域Ｓ１ａに形成されている。
　隔壁１２の流入側セル１３ａ側表面は、隔壁１２の外形を規定する流入側セル１３ａ側の外表面である。図４～図８に示すように、隔壁１２の流入側セル１３ａ側表面は、第１領域Ｓ１ａ及び第２領域Ｓ１ｂで構成されている。
　第１領域Ｓ１ａは、隔壁１２の流入側セル１３ａ側表面のうち、隔壁１２の排ガス流入側端部から排ガス流通方向Ｅに沿って延在する領域である。第１領域Ｓ１ａのうち、第１触媒部２０が形成される領域は、連続した１つの領域であってもよいし、不連続な複数の領域であってもよい。すなわち、第１触媒部２０は、連続した１つの構造体で構成されていてもよいし、不連続な複数の構造体で構成されていてもよい。例えば、第１触媒部２０は、第１領域Ｓ１ａ上に点在する不連続な複数の構造体で構成されていてもよい。「構造体」は、ある形状を有する材料を意味する。構造体が有する形状としては、例えば、層状、球状、粒状、針状、鱗片状（フレーク状）、不定形状、これらの２種以上が組み合わせられた形状等が挙げられる。なお、図４及び図６では、図の簡潔さの観点から、便宜上、第１触媒部２０が１つの層状の構造体として記載されている。
　第１触媒部２０が第１領域Ｓ１ａに形成されていることは、走査型電子顕微鏡－エネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＳＥＭ－ＥＤＸ）等を使用して、第１触媒部２０に特有な元素（第１触媒部２０には含まれているが、基材１０には含まれていない元素）が第１領域Ｓ１ａに存在することを確認することにより、確認することができる。
　第２領域Ｓ１ｂは、隔壁１２の流入側セル１３ａ側表面のうち、第１領域Ｓ１ａ以外の領域であり、第２領域Ｓ１ｂには第１触媒部２０が形成されていない。
　図７Ａに示すように、第１触媒部２０は、第１領域Ｓ１ａから流入側セル１３ａ側に隆起しており、第１領域Ｓ１ａの一部を被覆している。
　第１触媒部２０は、第１領域Ｓ１ａから流入側セル１３ａ側に隆起する第１部分とともに、隔壁１２の内部に存在する第２部分を有していてもよい。隔壁１２は多孔質であるため、第１触媒部２０を形成する際、第１部分とともに第２部分が形成される場合がある。第１部分と第２部分とは、連続していてもよい。
　図５～図８に示すように、第２触媒部３０は、隔壁１２の流出側セル１３ｂ側表面の第１領域Ｓ２ａに形成されている。
　隔壁１２の流出側セル１３ｂ側表面は、隔壁１２の外形を規定する流出側セル１３ｂ側の外表面である。図４～図８に示すように、隔壁１２の流出側セル１３ｂ側表面は、第１領域Ｓ２ａ及び第２領域Ｓ２ｂで構成されている。
　第１領域Ｓ２ａは、隔壁１２の流出側セル１３ｂ側表面のうち、隔壁１２の排ガス流出側端部から排ガス流通方向Ｅとは反対の方向に沿って延在する領域である。第１領域Ｓ２ａのうち、第２触媒部３０が形成される領域は、連続した１つの領域であってもよいし、不連続な複数の領域であってもよい。すなわち、第２触媒部３０は、連続した１つの構造体で構成されていてもよいし、不連続な複数の構造体で構成されていてもよい。例えば、第２触媒部３０は、第１領域Ｓ２ａ上に点在する不連続な複数の構造体で構成されていてもよい。構造体の意義及び構造体が有する形状の具体例は上記と同様である。なお、図５及び図６では、図の簡潔さの観点から、便宜上、第２触媒部３０が１つの層状の構造体として記載されている。
　第２触媒部３０が第１領域Ｓ２ａに形成されていることは、走査型電子顕微鏡－エネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＳＥＭ－ＥＤＸ）等を使用して、第２触媒部３０に特有な元素（第２触媒部３０には含まれているが、基材１０には含まれていない元素）が第１領域Ｓ２ａに存在することを確認することにより、確認することができる。
　第２領域Ｓ２ｂは、隔壁１２の流出側セル１３ｂ側表面のうち、第１領域Ｓ２ａ以外の領域であり、第２領域Ｓ２ｂには第２触媒部３０が形成されていない。
　図７Ｂに示すように、第２触媒部３０は、第１領域Ｓ２ａから流出側セル１３ｂ側に隆起しており、第１領域Ｓ２ａの一部を被覆している。
　第２触媒部３０は、第１領域Ｓ２ａから流出側セル１３ｂ側に隆起する第１部分とともに、隔壁１２の内部に存在する第２部分を有していてもよい。隔壁１２は多孔質であるため、第２触媒部３０を形成する際、第１部分とともに第２部分が形成される場合がある。第１部分と第２部分とは、連続していてもよい。
　第１領域Ｓ１ａの長さＬＳ１ａは、第１領域Ｓ１ａに形成されている第１触媒部２０の表面上の全ての点うち最も排ガス流出側に位置する点を通り、基材１０の軸方向に垂直な平面と、基材１０の排ガス流入側の端面との距離を意味する。第１領域Ｓ１ａの長さＬＳ１ａは、適宜調整することができる。第１領域Ｓ１ａは、隔壁１２の排ガス流入側端部から隔壁１２の排ガス流出側端部まで排ガス流通方向Ｅに沿って延在していてもよいが、隔壁１２の排ガス流出側端部に至らないように、隔壁１２の排ガス流入側端部から排ガス流通方向Ｅに沿って延在していていることが好ましい。
　第１領域Ｓ２ａの長さＬＳ２ａは、第１領域Ｓ２ａ上に形成されている第２触媒部３０の表面上の全ての点うち最も排ガス流入側に位置する点を通り、基材１０の軸方向に垂直な平面と、基材１０の排ガス流出側の端面との距離を意味する。第１領域Ｓ２ａの長さＬＳ２ａは、適宜調整することができる。第１領域Ｓ２ａは、隔壁１２の排ガス流出側端部から隔壁１２の排ガス流入側端部まで排ガス流通方向Ｅとは反対の方向に沿って延在していてもよいが、隔壁１２の排ガス流入側端部に至らないように、隔壁１２の排ガス流出側端部から排ガス流通方向Ｅとは反対の方向に沿って延在していることが好ましい。
　排ガス浄化性能の向上及びＰＭ捕集性能の向上をより効果的に実現する観点から、第１領域Ｓ１ａの長さＬＳ１ａ及び第１領域Ｓ２ａの長さＬＳ２ａの合計の、基材１０の長さＬ１０に対する比率（（ＬＳ１ａ＋ＬＳ２ａ）／Ｌ１０）は、好ましくは０．３０以上１．８以下、より好ましくは０．５０以上１．５以下、より一層好ましくは１．０以上１．３以下である。なお、第１領域Ｓ１ａの長さＬＳ１ａ及び第１領域Ｓ２ａの長さＬＳ２ａの合計は、第１触媒部２０が省略された実施形態では第１領域Ｓ２ａの長さＬＳ２ａを意味し、第２触媒部３０が省略された実施形態では第１領域Ｓ１ａの長さＬＳ１ａを意味する。
　排ガス浄化性能の向上及びＰＭ捕集性能の向上をより効果的に実現する観点から、第１領域Ｓ１ａの長さＬＳ１ａの、基材１０の長さＬ１０に対する比率（ＬＳ１ａ／Ｌ１０）は、好ましくは０．１５以上０．９０以下、より好ましくは０．２０以上０．８０以下、より一層好ましくは０．３０以上０．８０以下である。
　排ガス浄化性能の向上及びＰＭ捕集性能の向上をより効果的に実現する観点から、第１領域Ｓ２ａの長さＬＳ２ａの、基材１０の長さＬ１０に対する比率（ＬＳ２ａ／Ｌ１０）は、好ましくは０．１５以上０．９０以下、より好ましくは０．２０以上０．８０以下、より一層好ましくは０．３０以上０．８０以下である。
　第１領域Ｓ１ａの長さＬＳ１ａの測定方法の一例は、以下の通りである。
　排ガス浄化用触媒１から、基材１０の軸方向に延在し、基材１０の長さＬ１０と同一の長さを有するサンプルを切り出す。サンプルは、例えば、直径２５．４ｍｍの円柱状である。なお、サンプルの直径の値は必要に応じて変更することができる。サンプルを基材１０の軸方向と垂直な平面によって５ｍｍ間隔で切断し、サンプルの排ガス流入側の端部側から順に、第１切断片、第２切断片、・・・、第ｎ切断片を得る。切断片の長さは５ｍｍである。切断片の組成を、誘導結合プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰ－ＯＥＳ）、蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）、ＳＥＭ－ＥＤＸ等を使用して分析し、切断片の組成に基づいて、切断片が第１触媒部２０の一部を含むか否かを確認する。
　第１触媒部２０の一部を含むことが明らかである切断片に関しては、必ずしも組成分析を行う必要はない。例えば、ＳＥＭ、ＥＰＭＡ等を使用して切断面を観察し、切断片が第１触媒部２０の一部を含むか否かを確認することができる。切断面の観察を行う際、切断面の元素マッピングを行ってもよい。元素マッピングは、上記と同様に行うことができる。
　切断片が第１触媒部２０の一部を含むか否かを確認した後、下記式に基づいて、サンプルに含まれる第１領域Ｓ１ａの長さＬＳ１ａを算出する。
　サンプルに含まれる第１領域Ｓ１ａの長さＬＳ１ａ＝５ｍｍ×（第１触媒部２０の一部を含む切断片の数）
　例えば、第１切断片～第ｋ切断片は第１触媒部２０の一部を含むが、第（ｋ＋１）～第ｎ切断片は第１触媒部２０の一部を含まない場合、サンプルに含まれる第１領域Ｓ１ａの長さＬＳ１ａは、（５×ｋ）ｍｍである。
　第１領域Ｓ１ａの長さＬＳ１ａのより詳細な測定方法の一例は、以下の通りである。
　第ｋ切断片（すなわち、第１触媒部２０の一部を含む切断片のうち、サンプルの最も排ガス流出側から得られた切断片）を基材１０の軸方向で切断して、ＳＥＭ、ＥＰＭＡ等を使用して切断面に存在する第１触媒部２０の一部を観察することにより、第ｋ切断片に含まれる第１領域Ｓ１ａの一部の長さを測定する。そして、下記式に基づいて、サンプルに含まれる第１領域Ｓ１ａの長さＬＳ１ａを算出する。
　サンプルに含まれる第１領域Ｓ１ａの長さＬＳ１ａ＝（５ｍｍ×（ｋ－１））＋（第ｋ切断片に含まれる第１領域Ｓ１ａの一部の長さ）
　排ガス浄化用触媒１から任意に切り出された８～１６個のサンプルに関して、各サンプルに含まれる第１領域Ｓ１ａの長さＬＳ１ａを測定し、それらの平均値を第１領域Ｓ１ａの長さＬＳ１ａとする。
　第１領域Ｓ１ａの長さＬＳ１ａの測定方法に関する上記説明は、第１領域Ｓ２ａの長さＬＳ２ａの測定方法にも適用される。適用の際、「第１領域Ｓ１ａの長さＬＳ１ａ」は「第１領域Ｓ２ａの長さＬＳ２ａ」に、「第１触媒部２０」は「第２触媒部３０」に読み替えられる。但し、第１領域Ｓ２ａの長さＬＳ２ａの測定方法では、サンプルを基材１０の軸方向と垂直な平面によって５ｍｍ間隔で切断し、サンプルの排ガス流出側の端部側から順に、第１切断片、第２切断片、・・・、第ｎ切断片を得る。
　ＰＭ捕集性能の向上及び圧損上昇の抑制をより効果的に実現する観点から、基材１０の単位体積当たりの第１触媒部２０及び第２触媒部３０の合計質量（乾燥及び焼成後の合計質量）は、好ましくは５ｇ／Ｌ以上２５ｇ／Ｌ以下、より好ましくは１０ｇ／Ｌ以上２０ｇ／Ｌ以下である。なお、第１触媒部２０及び第２触媒部３０の合計質量は、第１触媒部２０が省略された実施形態では第２触媒部３０の質量を意味し、第２触媒部３０が省略された実施形態では第１触媒部２０の質量を意味する。基材１０の単位体積当たりの第１触媒部２０及び第２触媒部３０の合計質量は、式：（第１触媒部２０及び第２触媒部３０の合計質量）／（基材１０の体積）から算出される。
　ＰＭ捕集性能の向上及び圧損上昇の抑制をより効果的に実現する観点から、基材１０の単位体積当たりの第１触媒部２０の質量（乾燥及び焼成後の質量）は、好ましくは２ｇ／Ｌ以上２０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは３ｇ／Ｌ以上１５ｇ／Ｌ以下である。基材１０の単位体積当たりの第１触媒部２０の質量は、式：（第１触媒部２０の質量）／（基材１０の体積）から算出される。
　ＰＭ捕集性能の向上及び圧損上昇の抑制をより効果的に実現する観点から、基材１０の単位体積当たりの第２触媒部３０の質量（乾燥及び焼成後の合計質量）は、好ましくは２ｇ／Ｌ以上２０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは３ｇ／Ｌ以上１５ｇ／Ｌ以下である。基材１０の単位体積当たりの第２触媒部３０の質量は、式：（第２触媒部３０の質量）／（基材１０の体積）から算出される。
　図７Ａに示すように、第１領域Ｓ１ａの一部は、第１触媒部２０により被覆されている一方、第１領域Ｓ１ａの残部は、第１触媒部２０により被覆されることなく露出しており、これにより、第１触媒部２０の表面及び第１領域Ｓ１ａの残部は一緒になって第１凹凸面４１を形成している。なお、図４及び図６は、図の簡潔さの観点から、便宜上、第１領域Ｓ１ａの全体が第１触媒部２０により被覆されているように記載されているが、実際には、図７Ａに示すように、第１領域Ｓ１ａの一部は、第１触媒部２０により被覆されている一方、第１領域Ｓ１ａの残部は、第１触媒部２０により被覆されることなく露出している。
　図７Ｂに示すように、第１領域Ｓ２ａの一部は、第２触媒部３０により被覆されている一方、第１領域Ｓ２ａの残部は、第２触媒部３０により被覆されることなく露出しており、これにより、第２触媒部３０の表面及び第１領域Ｓ２ａの残部は一緒になって第２凹凸面４２を形成している。なお、図５及び図６は、便宜上、第１領域Ｓ２ａの全体が第２触媒部３０により被覆されているように記載されているが、実際には、図７Ｂに示すように、第１領域Ｓ２ａの一部は、第２触媒部３０により被覆されている一方、第１領域Ｓ２ａの残部は、第２触媒部３０により被覆されることなく露出している。
　排ガス浄化用触媒１において、第１触媒部２０は、下記式（１１）及び（１２）：
　０．２０≦Ｒ１１≦０．８０　　　　　・・・（１１）
　０．３０≦Ｒ１２≦０．８５　　　　　・・・（１２）
を満たす。これにより、ＰＭ捕集性能の向上及び圧損上昇の抑制が実現可能となる。
　上記式（１１）において、Ｒ１１は、第１触媒部２０により被覆されている第１領域Ｓ１ａの一部の面積の、第１領域Ｓ１ａの面積に対する比率を表す。
　上記式（１２）において、Ｒ１２は、第１凹凸面４１の表面粗さの、第１領域Ｓ１ａの表面粗さに対する比率を表す。
　第１領域Ｓ１ａの表面粗さは、第１触媒部２０が形成される前の第１領域Ｓ１ａの表面粗さを意味する。
　Ｒ１１が上記式（１１）を満たすことは、第１領域Ｓ１ａの近傍の細孔が第１触媒部２０により適度に埋められている状態を表し、これにより、圧損上昇の抑制が実現可能となる。
　Ｒ１２が上記式（１２）を満たすことは、第１領域Ｓ１ａの近傍の大細孔が第１触媒部２０により適度に埋められている状態を表し、これにより、ＰＭ捕集性能の向上が実現可能となる。
　第２触媒部３０は、下記式（２１）及び（２２）：
　０．２０≦Ｒ２１≦０．８０　　　　　・・・（２１）
　０．３０≦Ｒ２２≦０．８５　　　　　・・・（２２）
を満たす。
　上記式（２１）において、Ｒ２１は、第２触媒部３０により被覆されている第１領域Ｓ２ａの一部の面積の、第１領域Ｓ２ａの面積に対する比率を表す。
　上記式（２２）において、Ｒ２２は、第２凹凸面４２の表面粗さの、第１領域Ｓ２ａの表面粗さに対する比率を表す。
　第１領域Ｓ２ａの表面粗さは、第２触媒部３０が形成される前の第１領域Ｓ２ａの表面粗さを意味する。
　Ｒ２１が上記式（２１）を満たすことは、第１領域Ｓ２ａの近傍の細孔が第２触媒部３０により適度に埋められている状態を表し、これにより、圧損上昇の抑制が実現可能となる。
　Ｒ２２が上記式（２２）を満たすことは、第１領域Ｓ２ａの近傍の大細孔が第２触媒部３０により適度に埋められている状態を表し、これにより、ＰＭ捕集性能の向上が実現可能となる。
　圧損上昇の抑制をより効果的に実現する観点から、Ｒ１１は、好ましくは０．２０以上０．８０以下、より好ましくは０．２０以上０．７０以下、より一層好ましくは０．２５以上０．６５以下である。
　ＰＭ捕集性能の向上をより効果的に実現する観点から、Ｒ１２は、好ましくは０．３０以上０．８５以下、より好ましくは０．４０以上０．８０以下、より一層好ましくは０．５０以上０．８０以下である。
　圧損上昇の抑制をより効果的に実現する観点から、Ｒ２１は、好ましくは０．２０以上０．８０以下、より好ましくは０．２０以上０．７０以下、より一層好ましくは０．２５以上０．６５以下である。
　ＰＭ捕集性能の向上をより効果的に実現する観点から、Ｒ２２は、好ましくは０．３０以上０．８５以下、より好ましくは０．４０以上０．８０以下、より一層好ましくは０．５０以上０．８０以下である。
　ＰＭ捕集性能の向上及び圧損上昇の抑制をより効果的に実現する観点から、第１触媒部２０は、下記式（１３）：
　０．０６０≦Ｒ１３≦０．５５　　　　　・・・（１３）
を満たすことが好ましい。
　上記式（１３）において、Ｒ１３は、Ｒ１１にＲ１２を掛けて求められる値を表す。なお、Ｒ１１及びＲ１２は、上記と同義である。
　ＰＭ捕集性能の向上及び圧損上昇の抑制をより効果的に実現する観点から、Ｒ１３は、好ましくは０．１０以上０．５５以下、より好ましくは０．１０以上０．５０以下、より一層好ましくは０．１０以上０．４５以下、より一層好ましくは０．１０以上０．４３以下である。
　ＰＭ捕集性能の向上及び圧損上昇の抑制をより効果的に実現する観点から、第２触媒部３０は、下記式（２３）：
　０．０６０≦Ｒ２３≦０．５５　　　　　・・・（２３）
を満たすことが好ましい。
　上記式（２３）において、Ｒ２３は、Ｒ２１にＲ２２を掛けて求められる値を表す。なお、Ｒ２１及びＲ２２は、上記と同義である。
　ＰＭ捕集性能の向上及び圧損上昇の抑制をより効果的に実現する観点から、Ｒ２３は、好ましくは０．１０以上０．５５以下、より好ましくは０．１０以上０．５０以下、より一層好ましくは０．１０以上０．４５以下、より一層好ましくは０．１０以上０．４３以下である。
＜Ｒ１１の算出方法＞
　Ｒ１１の算出方法は、以下の通りである。
　排ガス浄化用触媒１を、基材１０の軸方向と平行な平面及び基材１０の軸方向と垂直な平面で切断し、排ガス浄化用触媒１から、図６中の符号Ｍで表す部分を切り出し、図９及び図１０に示す切断片Ｍを準備する。切断片Ｍは、第１凹凸面４１は含むが、第２凹凸面４２は含まない。切断片Ｍに含まれる第１凹凸面４１の長さは、切断片Ｍの長さと等しい。切断片Ｍは、排ガス浄化用触媒１の排ガス流入側端部近傍から得ることができる。例えば、基材１０の排ガス流入側端部から排ガス流通方向Ｅにそれぞれ５ｍｍ及び１５ｍｍ離れた２箇所を、基材１０の軸方向と垂直な平面で切断することにより、第１凹凸面４１は含むが、第２凹凸面４２は含まない、長さ１０ｍｍの切断片Ｍを得ることができる。切断片Ｍのサイズは必要に応じて適宜変更することができる。
　図９及び図１０に示すように、切断片Ｍでは、第１凹凸面４１が露出しているとともに、第２領域Ｓ２ｂ（当該領域は、第２触媒部３０により被覆されていない）が露出している。
　図１０中の符号Ｒ４で示す領域を、Ｚ軸方向（図１０の紙面に対して垂直な方向）から、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、図１１に示すＳＥＭ像Ｇ１１を撮像する。この際、図１１に示すように、切断片Ｍの長さ方向ＹがＳＥＭ像Ｇ１１の横方向となるように、ＳＥＭ像Ｇ１１を撮像する。
　ＳＥＭ像Ｇ１１には、第１凹凸面４１と、第２領域Ｓ２ｂ（当該領域は、第２触媒部３０により被覆されていない）と、これらの間に位置する隔壁１２とが含まれる（図１０参照）。
　ＳＥＭ像Ｇ１１に含まれる隔壁１２の厚みを算出する。具体的には、図１１に示すように、ＳＥＭ像Ｇ１１の横方向に垂直な中央線ＣＬ１１と隔壁１２の輪郭線との交点Ｑ１及びＱ２を特定し、交点Ｑ１と交点Ｑ２との距離Ｄ１２を隔壁１２の厚みとする。
　図１１に示すように、交点Ｑ１から、ＳＥＭ像Ｇ１１の横方向に平行な線ＰＬ１を引くとともに、交点Ｑ２から、ＳＥＭ像Ｇ１１の横方向に平行な線ＰＬ２を引く。
　図１１に示すように、第１凹凸面４１内の、線ＰＬ１から距離Ｄ１を隔てた位置に、長方形状の計測領域ＭＲ１１を設定するとともに、第２領域Ｓ２ｂ（当該領域は、第２触媒部３０により被覆されていない）内の、線ＰＬ２から距離Ｄ２を隔てた位置に、長方形状の計測領域ＭＲ１２を設定する。距離Ｄ１及びＤ２は、隔壁１２の厚み（距離Ｄ１２）の０．５倍である。計測領域ＭＲ１１及びＭＲ１２の縦方向（図１１におけるＸ軸方向）の寸法は、隔壁１２の厚み（距離Ｄ１２）の１．５倍であり、計測領域ＭＲ１１及びＭＲ１２の横方向（図１１におけるＹ軸方向）の寸法は、隔壁１２の厚み（距離Ｄ１２）の５倍である。
　ＳＥＭ像Ｇ１１のＳｉマッピング像を取得する。なお、マッピング対象元素は、基材１０に特有な元素（基材１０には含まれているが、第１触媒部２０及び第２触媒部３０には含まれていない元素）であれば、ケイ素（Ｓｉ）以外の元素であってもよい。
　Ｓｉマッピング像のうち、計測領域ＭＲ１１及びＭＲ１２以外の領域をマスキングした後、計測領域ＭＲ１１及びＭＲ１２を二値化する。二値化条件は、次の通りである。
　閾値＝（背景の平均輝度値＋対象部分の平均輝度値）／２
　二値化された計測領域ＭＲ１１及びＭＲ１２のドット数を計測し、下記式に基づいて、Ｒ１１を算出する。
　Ｒ１１＝１－（二値化された計測領域ＭＲ１１のドット数）／（二値化された計測領域ＭＲ１２のドット数）
　Ｒ１１を算出するに当たり、二値化された計測領域ＭＲ１１のドット数を、第１触媒部２０により被覆されていない第１領域Ｓ１ａの一部の面積と見なし、二値化された計測領域ＭＲ１２のドット数を、第１領域Ｓ１ａの面積と見なす。
　３個の切断片Ｍのそれぞれについて、Ｒ１１を算出し、その平均値を、排ガス浄化用触媒１のＲ１１とする。
　Ｒ１１を算出するに当たり使用される測定機器及び測定条件は、以下の通りである。
　装置名：卓上走査電子顕微鏡
　モデル：ＪＣＭ－７０００
　メーカー：日本電子株式会社
　検出器形式：ＥＸ－５４７００Ｕ１Ｌ２１
　加速電圧：５ｋＶ
　倍率：任意
　測定元素：Ｓｉ（Ｋ線）
　マッピング画素数：５１２ｘ３８４
　プロセスタイム：Ｔ１
　スイープ回数：２０
　デュエルタイム：０．０２ｍｓ
　フィルター：Ａｖｅｒａｇｅ（３ｘ３）
＜Ｒ１２の算出方法＞
　Ｒ１２の算出方法は、以下の通りである。
　上記と同様にして、図９及び図１０に示す切断片Ｍを準備する。
　図９及び図１０に示すように、切断片Ｍでは、第１凹凸面４１が露出しているとともに、第２領域Ｓ２ｂ（当該領域は、第２触媒部３０により被覆されていない）が露出している。これらの露出表面の間に位置する隔壁１２の高さＭＨは、５００μｍ以上に調整されている。
　図１０中の符号Ｒ５で示す領域を、Ｚ軸方向（図１０の紙面に対して垂直な方向）から、表面粗さ計でスキャンして、図１２に示すスキャン画像Ｇ１２を撮像し、表面粗さを測定する。この際、図１２に示すように、切断片Ｍの長さ方向Ｙがスキャン画像Ｇ１２のＹ軸方向（図１２における縦方向）となるように、スキャン画像Ｇ１２を撮像する。また、スキャン倍率は、図１０中の符号Ｒ５で示す領域の全体がスキャン範囲に含まれるように調整する。また、スキャンの際、第２領域Ｓ２ｂでフォーカス合わせを行い、Ｚ軸方向（図１０の紙面に対して垂直な方向）におけるスキャン範囲を、フォーカス合わせを行った第２領域Ｓ２ｂを基準として±４００μｍとする。なお、隔壁１２の高さＭＨは５００μｍ以上に調整されているため、隔壁１２はスキャン範囲外となり、図１２に示すように、スキャン画像Ｇ１２において、隔壁１２は、ｎｕｌｌとして黒く表示される。
　図１２に示すように、スキャン画像Ｇ１２のＹ軸方向（図１２における縦方向）に垂直な中心線ＣＬ１２の線分析を実施する。スキャン範囲外が１０μｍ以上に亘って連続している部分を隔壁１２とみなし、第１凹凸面４１の左端点Ｐ１及び右端点Ｐ２のｘ座標、並びに、第２領域Ｓ２ｂの左端点Ｐ３及び右端点Ｐ４のｘ座標を決定する。
　図１２に示すように、左端点Ｐ１を通り、スキャン画像Ｇ１２のＹ軸方向に平行な線ＱＬ１、及び、右端点Ｐ２を通り、スキャン画像Ｇ１２のＹ軸方向に平行な線ＱＬ２を引き、これらの線を第１凹凸面４１と隔壁１２との境界線とする。線ＱＬ１と線ＱＬ２との距離ＤＳ１を第１凹凸面４１の幅（Ｘ軸方向の寸法）とする。
　図１２に示すように、左端点Ｐ３を通り、スキャン画像Ｇ１２のＹ軸方向に平行な線ＱＬ３、及び、右端点Ｐ４を通り、スキャン画像Ｇ１２のＹ軸方向に平行な線ＱＬ４を引き、これらの線を第２領域Ｓ２ｂと隔壁１２との境界線とする。線ＱＬ３と線ＱＬ４との距離ＤＳ２を第２領域Ｓ２ｂの幅（Ｘ軸方向の寸法）とする。
　図１２に示すように、第１凹凸面４１内の、線ＱＬ１及びＱＬ２から所定距離（第１凹凸面４１の幅（距離ＤＳ１）の０．２５倍）を隔てた位置に、長方形状の計測領域ＭＲ２１を設定するとともに、第２領域Ｓ２ｂ内の、線ＱＬ３及びＱＬ４から所定距離（第２領域Ｓ２ｂの幅（距離ＤＳ２）の０．２５倍）を隔てた位置に、長方形状の計測領域ＭＲ２２を設定する。計測領域ＭＲ２１のＸ軸方向（図１２における横方向）の寸法は、第１凹凸面４１の幅（距離ＤＳ１）の０．５倍であり、計測領域ＭＲ２１のＹ軸方向（図１２における縦方向）の寸法は、第１凹凸面４１の幅（距離ＤＳ１）の２倍である。計測領域ＭＲ２２のＸ軸方向（図１２における横方向）の寸法は、第２領域Ｓ２ｂの幅（距離ＤＳ２）の０．５倍であり、計測領域ＭＲ２２のＹ軸方向（図１２における縦方向）の寸法は、第２領域Ｓ２ｂの幅（距離ＤＳ２）の２倍である。
　計測領域ＭＲ２１における表面粗さの頻度分布から、面積率１％～９９％の範囲における最大表面粗さ及び最小表面粗さを求め、最大表面粗さと最小表面粗さとの差Ｖ１を算出する。同様に、計測領域ＭＲ２２における表面粗さの頻度分布から、面積率１％～９９％の範囲における最大表面粗さ及び最小表面粗さを求め、最大表面粗さと最小表面粗さとの差Ｖ２を算出する。なお、面積率は、表面粗さが小さい方からの積算面積率を意味する（以下同様）。下記式に基づいて、第１凹凸面４１の表面粗さの、第１領域Ｓ１ａ（第１触媒部２０が形成される前の第１領域Ｓ１ａ）の表面粗さに対する比率Ｒ１２を算出する。
　Ｒ１２＝Ｖ１／Ｖ２
　Ｒ１２を算出するに当たり、差Ｖ１を、第１凹凸面４１の表面粗さと見なし、差Ｖ２を、第１領域Ｓ１ａ（第１触媒部２０が形成される前の第１領域Ｓ１ａ）の表面粗さと見なす。
　３個の切断片Ｍのそれぞれについて、Ｒ１２を算出し、その平均値を排ガス浄化用触媒１のＲ１２とする。
　Ｒ１２を算出するに当たり使用される測定機器及び測定条件は、以下の通りである。
　装置名：非接触表面形状測定機
　モデル：Ｎｅｘｖｉｅｗ
　メーカー：Ｚｙｇｏ社
　測定モード：ＣＳＩ（コヒーレンス走査干渉法）
　測定レンズ：ｘ２．７５
　測定範囲：３．０１ｍｍ　ｘ　３．０１ｍｍ（ＸＹ範囲）
　ＳｃａｎＬｅｎｇｔｈ：８００μｍ（Ｚ範囲）
　差Ｖ２は、通常２０μｍ以上１２０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以上１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以上８０μｍ以下である。
＜Ｒ２１の算出方法＞
　Ｒ２１の算出方法は、以下の通りである。
　排ガス浄化用触媒１を、基材１０の軸方向と平行な平面及び基材１０の軸方向と垂直な平面で切断し、排ガス浄化用触媒１から、図６中の符号Ｎで表す部分を切り出し、図１３及び図１４に示す切断片Ｎを準備する。切断片Ｎは、第２凹凸面４２は含むが、第１凹凸面４１は含まない。切断片Ｎに含まれる第２凹凸面４２の長さは、切断片Ｎの長さと等しい。切断片Ｎは、排ガス浄化用触媒１の排ガス流出側端部近傍から得ることができる。例えば、基材１０の排ガス流出側端部から排ガス流通方向Ｅとは反対の方向にそれぞれ５ｍｍ及び１５ｍｍ離れた２箇所を、基材１０の軸方向と垂直な平面で切断することにより、第２凹凸面４２は含むが、第１凹凸面４１は含まない、長さ１０ｍｍの切断片Ｎを得ることができる。切断片Ｎのサイズは必要に応じて適宜変更することができる。
　図１３及び図１４に示すように、切断片Ｎでは、第２凹凸面４２が露出しているとともに、第２領域Ｓ１ｂ（当該領域は、第１触媒部２０により被覆されていない）が露出している。
　図１４中の符号Ｒ６で示す領域を、Ｚ軸方向（図１４の紙面に対して垂直な方向）から、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、図１５に示すＳＥＭ像Ｇ２１を撮像する。この際、図１５に示すように、切断片Ｎの長さ方向ＹがＳＥＭ像Ｇ２１の横方向となるように、ＳＥＭ像Ｇ２１を撮像する。
　ＳＥＭ像Ｇ２１には、第２凹凸面４２と、第２領域Ｓ１ｂ（当該領域は、第１触媒部２０により被覆されていない）と、これらの間に位置する隔壁１２とが含まれる（図１４参照）。
　ＳＥＭ像Ｇ２１に含まれる隔壁１２の厚みを算出する。具体的には、図１５に示すように、ＳＥＭ像Ｇ２１の横方向に垂直な中央線ＣＬ２１と隔壁１２の輪郭線との交点Ｑ１’及びＱ２’を特定し、交点Ｑ１’と交点Ｑ２’との距離Ｄ１２’を隔壁１２の厚みとする。
　図１５に示すように、交点Ｑ１’から、ＳＥＭ像Ｇ２１の横方向に平行な線ＰＬ１’を引くとともに、交点Ｑ２’から、ＳＥＭ像Ｇ２１の横方向に平行な線ＰＬ２’を引く。
　図１５に示すように、第２凹凸面４２内の、線ＰＬ１’から距離Ｄ１’を隔てた位置に、長方形状の計測領域ＮＲ１１を設定するとともに、第２領域Ｓ１ｂ（当該領域は、第１触媒部２０により被覆されていない）内の、線ＰＬ２’から距離Ｄ２’を隔てた位置に、長方形状の計測領域ＮＲ１２を設定する。距離Ｄ１’及びＤ２’は、隔壁１２の厚み（距離Ｄ１２’）の０．５倍である。計測領域ＮＲ１１及びＮＲ１２の縦方向（図１５におけるＸ軸方向）の寸法は、隔壁１２の厚み（距離Ｄ１２’）の１．５倍であり、計測領域ＮＲ１１及びＮＲ１２の横方向（図１５におけるＹ軸方向）の寸法は、隔壁１２の厚み（距離Ｄ１２’）の５倍である。
　ＳＥＭ像Ｇ２１のＳｉマッピング像を取得する。なお、マッピング対象元素は、基材１０に特有な元素（基材１０には含まれているが、第１触媒部２０及び第２触媒部３０には含まれていない元素）であれば、ケイ素（Ｓｉ）以外の元素であってもよい。
　Ｓｉマッピング像のうち、計測領域ＮＲ１１及びＮＲ１２以外の領域をマスキングした後、計測領域ＮＲ１１及びＮＲ１２を二値化する。二値化条件は、次の通りである。
　閾値＝（背景の平均輝度値＋対象部分の平均輝度値）／２
　二値化された計測領域ＮＲ１１及びＮＲ１２のドット数を計測し、下記式に基づいて、Ｒ２１を算出する。
　Ｒ２１＝１－（二値化された計測領域ＮＲ１１のドット数）／（二値化された計測領域ＮＲ１２のドット数）
　Ｒ２１を算出するに当たり、二値化された計測領域ＮＲ１１のドット数を、第２触媒部３０により被覆されていない第１領域Ｓ２ａの一部の面積と見なし、二値化された計測領域ＮＲ１２のドット数を、第１領域Ｓ２ａの面積と見なす。
　３個の切断片Ｍのそれぞれについて、Ｒ２１を算出し、その平均値を、排ガス浄化用触媒１のＲ２１とする。
　Ｒ２１を算出するに当たり使用される測定機器及び測定条件は、Ｒ１１と同様である。
＜Ｒ２２の算出方法＞
　Ｒ２２の算出方法は、以下の通りである。
　上記と同様にして、図１３及び図１４に示す切断片Ｎを準備する。
　図１３及び図１４に示すように、切断片Ｎでは、第２凹凸面４２が露出しているとともに、第２領域Ｓ１ｂ（当該領域は、第１触媒部２０により被覆されていない）が露出している。これらの露出表面の間に位置する隔壁１２の高さＮＨは、５００μｍ以上に調整されている。
　図１４中の符号Ｒ７で示す領域を、Ｚ軸方向（図１４の紙面に対して垂直な方向）から、表面粗さ計でスキャンして、図１６に示すスキャン画像Ｇ２２を撮像し、表面粗さを測定する。この際、切断片Ｎの長さ方向Ｙがスキャン画像Ｇ２２のＹ軸方向（図１６における縦方向）となるように、スキャン画像Ｇ２２を撮像する。また、スキャン倍率は、図１４中の符号Ｒ７で示す領域の全体がスキャン範囲に含まれるように調整する。また、スキャンの際、第２領域Ｓ１ｂでフォーカス合わせを行い、Ｚ軸方向（図１４の紙面に対して垂直な方向）におけるスキャン範囲を、フォーカス合わせを行った第２領域Ｓ１ｂを基準として±４００μｍとする。なお、隔壁１２の高さＮＨは５００μｍ以上に調整されているため、隔壁１２はスキャン範囲外となり、図１６に示すように、スキャン画像Ｇ２２において、隔壁１２は、ｎｕｌｌとして黒く表示される。
　図１６に示すように、スキャン画像Ｇ２２のＹ軸方向（図１６における縦方向）に垂直な中心線ＣＬ２２の線分析を実施する。スキャン範囲外が１０μｍ以上に亘って連続している部分を隔壁１２とみなし、第２凹凸面４２の左端点Ｐ１’及び右端点Ｐ２’のｘ座標、並びに、第２領域Ｓ１ｂの左端点Ｐ３’及び右端点Ｐ４’のｘ座標を決定する。
　図１６に示すように、左端点Ｐ１’を通り、スキャン画像Ｇ２２のＹ軸方向に平行な線ＱＬ１’、及び、右端点Ｐ２’を通り、スキャン画像Ｇ２２のＹ軸方向に平行な線ＱＬ２’を引き、これらの線を第２凹凸面４２と隔壁１２との境界線とする。線ＱＬ１’と線ＱＬ２’との距離ＤＳ１’を第２凹凸面４２の幅（Ｘ軸方向の寸法）とする。
　図１６に示すように、左端点Ｐ３’を通り、スキャン画像Ｇ２２のＹ軸方向に平行な線ＱＬ３’、及び、右端点Ｐ４’を通り、スキャン画像Ｇ２２のＹ軸方向に平行な線ＱＬ４’を引き、これらの線を第２領域Ｓ１ｂと隔壁１２との境界線とする。線ＱＬ３’と線ＱＬ４’との距離ＤＳ２’を第２領域Ｓ１ｂの幅（Ｘ軸方向の寸法）とする。
　図１６に示すように、第２凹凸面４２内の、線ＱＬ１’及びＱＬ２’から所定距離（第２凹凸面４２の幅（距離ＤＳ１’）の０．２５倍）を隔てた位置に、長方形状の計測領域ＮＲ２１を設定するとともに、第２領域Ｓ１ｂ内の、線ＱＬ３’及びＱＬ４’から所定距離（第２領域Ｓ１ｂの幅（距離ＤＳ２’）の０．２５倍）を隔てた位置に、長方形状の計測領域ＮＲ２２を設定する。計測領域ＮＲ２１のＸ軸方向（図１６における横方向）の寸法は、第２凹凸面４２の幅（距離ＤＳ１’）の０．５倍であり、計測領域ＮＲ２１のＹ軸方向（図１６における縦方向）の寸法は、第２凹凸面４２の幅（距離ＤＳ１’）の２倍である。計測領域ＮＲ２２のＸ軸方向（図１６における横方向）の寸法は、第２領域Ｓ１ｂの幅（距離ＤＳ２’）の０．５倍であり、計測領域ＮＲ２２のＹ軸方向（図１６における縦方向）の寸法は、第２領域Ｓ１ｂの幅（距離ＤＳ２’）の２倍である。
　計測領域ＮＲ２１における表面粗さの頻度分布から、面積率１％～９９％の範囲における最大表面粗さ及び最小表面粗さを求め、最大表面粗さと最小表面粗さとの差Ｖ１’を算出する。同様に、計測領域ＮＲ２２における表面粗さの頻度分布から、面積率１％～９９％の範囲における最大表面粗さ及び最小表面粗さを求め、最大表面粗さと最小表面粗さとの差Ｖ２’を算出する。下記式に基づいて、第２凹凸面４２の表面粗さの、第１領域Ｓ２ａ（第２触媒部３０が形成される前の第１領域Ｓ２ａ）の表面粗さに対する比率Ｒ２２を算出する。
　Ｒ２２＝Ｖ１’／Ｖ２’
　Ｒ２２を算出するに当たり、差Ｖ１’を、第２凹凸面４２の表面粗さと見なし、差Ｖ２’を、第１領域Ｓ２ａ（第２触媒部３０が形成される前の第１領域Ｓ２ａ）の表面粗さと見なす。
　３個の切断片Ｎのそれぞれについて、Ｒ２２を算出し、その平均値を排ガス浄化用触媒１のＲ２２とする。
　Ｒ２２を算出するに当たり使用される測定機器及び測定条件は、Ｒ１２と同様である。
　差Ｖ２’は、通常２０μｍ以上１２０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以上１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以上８０μｍ以下である。
＜触媒部の成分＞
　第１触媒部２０及び第２触媒部３０は、それぞれ、少なくとも１種の貴金属元素を含む。貴金属元素は、例えば、白金元素（Ｐｔ）、パラジウム元素（Ｐｄ）、ロジウム元素（Ｒｈ）、ルテニウム元素（Ｒｕ）、イリジウム元素（Ｉｒ）、オスミウム元素（Ｏｓ）等から選択することができるが、排ガス浄化性能を高める観点から、Ｐｔ、Ｐｄ及びＲｈ元素から選択することが好ましい。
　貴金属元素は、触媒活性成分として機能し得る形態、例えば、貴金属、貴金属元素を含む合金、貴金属元素を含む化合物（例えば、貴金属元素の酸化物）等の形態で第１触媒部２０又は第２触媒部３０に含まれる。触媒活性成分は、排ガス浄化性能を高める観点から、粒子状であることが好ましい。
　基材１０の単位体積当たりの貴金属元素の量（触媒部が２種以上の貴金属元素を含む場合、２種以上の貴金属元素の合計量）は、排ガス浄化性能とコストとのバランスの観点から、貴金属換算で、好ましくは０．５ｇ／Ｌ以上１．５ｇ／Ｌ以下である。
　第１触媒部２０及び第２触媒部３０は、それぞれ、担体を含み、触媒活性成分は担体に担持されていることが好ましい。
　「触媒活性成分が担体に担持されている」とは、担体の外表面又は細孔内表面に、触媒活性成分が、物理的又は化学的に吸着又は保持されている状態を意味する。例えば、触媒部の断面をエネルギー分散型分光器（ＥＤＳ）で分析して得られた元素マッピングにおいて、触媒活性成分と担体とが同じ領域に存在している場合、触媒活性成分が担体に担持されていると判断することができる。
　担体としては、例えば、無機酸化物粒子等が挙げられる。無機酸化物粒子を構成する無機酸化物は、酸素貯蔵能（ＯＳＣ：Ｏｘｙｇｅｎ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｃａｐａｃｉｔｙ）を有する無機酸化物（以下「酸素貯蔵成分」という場合がある）であってもよいし、酸素貯蔵成分以外の無機酸化物であってもよい。
　酸素貯蔵成分としては、例えば、酸化セリウム、セリウム元素及びジルコニウム元素を含む複合酸化物（ＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物）等が挙げられる。
　ＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物において、酸化セリウム及び酸化ジルコニウムが固溶体相を形成していることが好ましい。酸化セリウム及び酸化ジルコニウムは、それぞれ、固溶体相に加えて、単独相（酸化セリウム相、酸化ジルコニウム相）を形成していてもよい。
　ＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物は、セリウム元素及びジルコニウム元素以外の１種又は２種以上の金属元素を含んでもよい。セリウム元素及びジルコニウム元素以外の金属元素又はその酸化物は、酸化セリウム及び／又は酸化ジルコニウムと固溶体相を形成していてもよいし、単独相を形成していてもよい。セリウム元素及びジルコニウム元素以外の金属元素としては、例えば、セリウム元素以外の希土類元素、アルカリ土類金属、遷移金属等が挙げられる。
　酸素貯蔵成分以外の無機酸化物としては、例えば、アルミナ、シリカ、シリカ－アルミナ、アルミノ－シリケート、アルミナ－ジルコニア、アルミナ－クロミア、アルミナ－セリア、アルミナ－ランタナ、チタニア等が挙げられる。
≪排ガス浄化用触媒の製造方法≫
　以下、排ガス浄化用触媒１の製造方法について説明する。
　基材１０と、第１触媒部２０を形成するためのスラリーと、第２触媒部３０を形成するためのスラリーとを準備する。
　第１触媒部２０及び第２触媒部３０を形成するためのスラリーの組成は、それぞれ、第１触媒部２０及び第２触媒部３０の組成に応じて調整される。スラリーは、例えば、貴金属元素の供給源、無機酸化物粒子、バインダー、造孔材、溶媒等を含む。貴金属元素の供給源としては、例えば、貴金属元素の塩が挙げられ、貴金属元素の塩としては、例えば、硝酸塩、アンミン錯体塩、酢酸塩、塩化物等が挙げられる。無機酸化物粒子を構成する無機酸化物としては、例えば、酸素貯蔵成分、酸素貯蔵成分以外の無機酸化物等が挙げられる。酸素貯蔵成分及び酸素貯蔵成分以外の無機酸化物に関する説明は上記と同様である。バインダーとしては、例えば、アルミナゾル、ジルコニアゾル、チタニアゾル、シリカゾル、セリアゾル等が挙げられる。造孔材としては、例えば、架橋ポリ（メタ）アクリル酸メチル粒子、架橋ポリ（メタ）アクリル酸ブチル粒子、架橋ポリスチレン粒子、架橋ポリアクリル酸エステル粒子、メラミン系樹脂等が挙げられる。溶媒としては、例えば、水、有機溶媒等が挙げられる。有機溶媒としては、例えば、アルコール、アセトン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。溶媒は、１種の溶媒であってもよいし、２種以上の溶媒の混合物であってもよい。２種以上の溶媒の混合物としては、例えば、水と１種又は２種以上の有機溶媒との混合物、２種以上の有機溶媒の混合物等が挙げられる。
　基材１０の排ガス流入側端部を、第１触媒部２０を形成するためのスラリー中に浸漬し、反対側からスラリーを吸引した後、乾燥させる。これにより、第１触媒部２０の前駆体が形成される。スラリーの固形分濃度、粘度等を調整することにより、第１触媒部２０の前駆体が形成される第１領域Ｓ１ａの長さＬＳ１ａを調整することができる。また、スラリーのコート量、スラリーを構成する材料の種類、スラリーに含まれる造孔材の粒径等を調整することにより、第１触媒部２０の前駆体の厚み（ひいては、Ｒ１１及びＲ１２）及び基材１０の単位体積当たりの第１触媒部２０の前駆体の質量（ひいては、基材１０の単位体積当たりの第１触媒部２０の質量）を調整することができる。乾燥温度は、例えば、４０～１２０℃である。
　基材１０の排ガス流出側端部を、第２触媒部３０を形成するためのスラリー中に浸漬し、反対側からスラリーを吸引した後、乾燥させる。これにより、第２触媒部３０の前駆体が形成される。スラリーの固形分濃度、粘度等を調整することにより、第２触媒部３０の前駆体が形成される第１領域Ｓ２ａの長さＬＳ２ａを調整することができる。また、スラリーのコート量、スラリーを構成する材料の種類、スラリーに含まれる造孔材の粒径等を調整することにより、第２触媒部３０の前駆体の厚み（ひいては、Ｒ２１及びＲ２２）及び基材１０の単位体積当たりの第２触媒部３０の前駆体の質量（ひいては、基材１０の単位体積当たりの第２触媒部３０の質量）を調整することができる。乾燥温度は、例えば、４０～１２０℃である。
　スラリー中の無機酸化物粒子の粒径は、適宜調整することができる。Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１及びＲ２２を所望の範囲に簡便に調整する観点から、スラリー中の無機酸化物粒子のＤ９０は、好ましくは１０μｍ以上３０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以上２５μｍ以下である。Ｄ９０は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法によって測定される体積基準の粒度分布において、累積体積が９０％となる粒径である。
　造孔材の粒径は、適宜調整することができる。Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１及びＲ２２を所望の範囲に簡便に調整する観点から、造孔材のメジアン径Ｄ５０は、好ましくは１μｍ以上３０μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上２５μｍ以下、より一層好ましくは５μｍ以上２０μｍ以下である。Ｄ５０は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法によって測定される体積基準の粒度分布において、累積体積が５０％となる粒径である。
　Ｄ５０又はＤ９０の測定は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置自動試料供給機（マイクロトラック・ベル社製「Ｍｉｃｒｏｔｏｒａｃ　ＳＤＣ」）を使用して、測定対象試料を水性分散媒に投入し、２６ｍＬ／ｓｅｃの流速中、４０Ｗの超音波を３６０秒間照射した後、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置（マイクロトラック・ベル社製「マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸＩＩ」）を使用して行う。測定は、粒子屈折率を１．５、粒子形状を真球形、溶媒屈折率を１．３、セットゼロを３０秒、測定時間を３０秒の条件で、２回行い、得られた測定値の平均値をＤ５０又はＤ９０とする。水性分散媒としては純水を使用する。
　第１触媒部２０の前駆体及び第２触媒部３０の前駆体の形成後、焼成する。これにより、第１触媒部２０及び第２触媒部３０が形成される。触媒活性の低下を防止する観点、造孔材を首尾よく焼成させる観点等から、焼成温度は、３５０～５５０℃であることが好ましい。焼成時の雰囲気は、例えば、大気雰囲気である。
　以下、実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
＜実施例１＞
（１）スラリーの調製
　硝酸ロジウム水溶液とジニトロジアンミン白金硝酸水溶液とを混合し、この混合液中に、Ｃｅ－Ｚｒ系複合酸化物粉末及びアルミナ粉末を添加した。次いで、この混合液に、造孔材（メジアン径Ｄ５０が２０μｍである架橋ポリ（メタ）アクリル酸メチル粒子）、アルミナゾル及び溶媒としての水を添加し、スラリーを調製した。
　スラリー中の各成分の量は、スラリーの乾燥及び焼成によって形成される触媒部の質量を基準として、ロジウムが金属換算で１質量％、Ｃｅ－Ｚｒ系複合酸化物粉末が７５質量％、アルミナ粉末が７質量％、白金が金属換算で９質量％、アルミナゾルが固形分換算で８質量％となるように調整した。また、スラリー中の造孔材の量は、スラリーの乾燥及び焼成によって形成される触媒部の質量の３０．０質量％となるように調整した。なお、スラリーの乾燥及び焼成によって形成される触媒部の質量は、スラリーの質量から、スラリーの乾燥及び焼成によって消失する成分（例えば、溶媒、造孔材等）の質量を差し引くことにより求められる。
　スラリー中の金属酸化物粉末（Ｃｅ－Ｚｒ系複合酸化物粉末及びアルミナ粉末）のＤ９０は、２０μｍであった。
（２）排ガス浄化用触媒の製造
　図２～図８に示す構造を有する基材、すなわち、基材の軸方向に延びる流入側セルと、基材の軸方向に延びる流出側セルと、流入側セルと流出側セルとを仕切る多孔質の隔壁とを備える基材を準備した。隔壁の厚みは２００～２５０μｍであり、基材の軸方向に対して垂直な断面における流入側セル及び流出側セルの合計数は、１平方インチあたり３００セルであり、基材の体積は１．０Ｌであり、基材の長さは９１ｍｍである。また、隔壁の平均細孔径は１５μｍであり、隔壁の細孔率（気孔率）は６３％である。
　基材の排ガス流入側端部をスラリー中に浸漬し、反対側からスラリーを吸引した後、９０℃で１０分間乾燥させた。これにより、基材の隔壁の流入側セル側に、スラリーの固形分からなる第１前駆体（焼成前の第１触媒部）を形成した。
　乾燥後、基材の排ガス流出側端部をスラリー中に浸漬し、反対側からスラリーを吸引した後、９０℃で１０分間乾燥させた。こうして、基材の隔壁の流出側セル側に、スラリーの固形分からなる第２前駆体（焼成前の第２触媒部）を形成した。
　その後、基材を、４５０℃で１時間焼成し、基材上に第１触媒部及び第２触媒部を形成した。こうして、実施例１の排ガス浄化用触媒を得た。
　基材の排ガス流入側及び排ガス流出側端部をスラリー中に浸漬する際、隔壁の流入側セル側表面のうち第１触媒部が形成される第１領域の長さの、基材の長さに対する比率が０．４５となるように、隔壁の流出側セル側表面のうち第２触媒部が形成される第１領域の長さの、基材の長さに対する比率が０．７０となるように、基材の単位体積当たりの第１触媒部及び第２触媒部の合計質量（ＷＣ量）が１１ｇ／Ｌとなるように、浸漬条件を調整した。
　実施例１の排ガス浄化用触媒について、上記方法に従って、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１及びＲ２２を算出した。
（３）圧損の評価
　実施例１の排ガス浄化用触媒の側面を支持し、排ガス流入側の端面が上方を向くように固定した。固定された排ガス浄化用触媒の下方（排ガス流出側の端面）から、空気を５０Ｌ／ｓｅｃの速度で吸引した。吸引開始から１０秒後における排ガス流入側の端面の空気圧と排ガス流入側の端面の空気圧との差分を求め、これを実施例１の排ガス浄化用触媒の圧損とした。
　実施例１の排ガス浄化用触媒の代わりに、基材（第１触媒部及び第２触媒部のいずれも形成されていない）を用いて、上記と同様にして、吸引開始から１０秒後における排ガス流入側の端面の空気圧と排ガス流入側の端面の空気圧との差分を求め、これを基材の圧損とした。
　下記式に基づいて、圧損比（％）を求めた。
　圧損比＝（実施例１の排ガス浄化用触媒の圧損／基材の圧損）×１００
　圧損比が１０５％未満であれば「Ｓ」、圧損比が１０５％以上１２５％未満であれば「Ａ」、圧損比が１２５％以上であれば「Ｂ」と評価した。
（４）ＰＭ捕集性能の評価
　実施例１の排ガス浄化用触媒を用いたガソリンエンジン車両を、国際調和排ガス試験モード（ＷＬＴＣ）の運転条件に従って運転した。運転開始から、５８９秒までの低速運転時、運転開始５８９秒から１０２２秒までの中速運転時、運転開始１０２２秒から１４７７秒までの高速運転時、運転開始から１４７７秒から１８００秒までの超高速運転時のそれぞれにおいて、排ガス浄化用触媒を通過した排ガス中のＰＭ粒子数（ＰＮcat）を測定した。さらに、エンジンから直接排出されるＰＭ粒子数（ＰＮall）を測定し、下記式により、実施例１の排ガス浄化用触媒のＰＭ捕集性能を求めた。
　ＰＭ捕集性能＝１－（ＰＮcat／ＰＮall）
　ＰＭ捕集性能の測定条件は、以下の通りとした。
　評価車両：１．５Ｌ直噴ターボエンジン
　使用ガソリン：認証試験用燃料
　ＰＭ測定装置：堀場製作所社製
　実施例１の排ガス浄化用触媒を用いたガソリンエンジン車両の代わりに、基材（第１触媒部及び第２触媒部のいずれも形成されていない）を用いたガソリンエンジン車両を用いて、上記と同様にして、基材のＰＭ捕集性能を求めた。
　下記式に基づいて、ＰＭ捕集性能比（％）を求めた。
　ＰＭ捕集性能比＝（実施例１の排ガス浄化用触媒のＰＭ捕集性能／基材のＰＭ捕集性能）×１００
　ＰＭ捕集性能比が１１０％超であれば「Ｓ」、ＰＭ捕集性能比が１００％超１１０％以下であれば「Ａ」、ＰＭ捕集性能比が１００％以下であれば「Ｂ」と評価した。
＜実施例２＞
　基材の排ガス流入側及び排ガス流出側端部をスラリー中に浸漬する際、基材の単位体積当たりの第１触媒部及び第２触媒部の合計質量（ＷＣ量）が１６ｇ／Ｌとなるように、浸漬条件を調整した点を除き、実施例１と同様の操作を行った。
＜実施例３＞
　基材の排ガス流入側及び排ガス流出側端部をスラリー中に浸漬する際、基材の単位体積当たりの第１触媒部及び第２触媒部の合計質量（ＷＣ量）が２０ｇ／Ｌとなるように、浸漬条件を調整した点を除き、実施例１と同様の操作を行った。
＜実施例４＞
　造孔材として、メジアン径Ｄ５０が５μｍである架橋ポリ（メタ）アクリル酸メチル粒子を使用した点を除き、実施例１と同様の操作を行った。
＜比較例１＞
　スラリー中の金属酸化物粉末（Ｃｅ－Ｚｒ系複合酸化物粉末及びアルミナ粉末）のＤ９０を０．５μｍに調整した点を除き、実施例１と同様の操作を行った。
＜比較例２＞
　基材の排ガス流入側及び排ガス流出側端部をスラリー中に浸漬する際、基材の単位体積当たりの第１触媒部及び第２触媒部の合計質量（ＷＣ量）が３０ｇ／Ｌとなるように、浸漬条件を調整した点を除き、実施例１と同様の操作を行った。
＜比較例３＞
　基材の排ガス流入側及び排ガス流出側端部をスラリー中に浸漬する際、基材の単位体積当たりの第１触媒部及び第２触媒部の合計質量（ＷＣ量）が４５ｇ／Ｌとなるように、浸漬条件を調整した点を除き、実施例１と同様の操作を行った。
　実施例１～４及び比較例１～３の結果を表１及び表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　以上の結果から、排ガス浄化用触媒が上記式（１１）及び（１２）又は上記（２１）及び（２２）を満たすことにより、ＰＭ捕集性能の向上及び圧損上昇の抑制を実現できることが確認された。
　なお、実施例１～４及び比較例１～３において、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１及びＲ２２を求めるために算出された値は、以下の表３に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
１・・・排ガス浄化用触媒
１０・・・基材
２０・・・第１触媒部
３０・・・第２触媒部
１１・・・基材の筒状部
１２・・・基材の隔壁
１３・・・基材内のセル
１３ａ・・・流入側セル
１３ｂ・・・流出側セル
Ｓ１ａ・・・隔壁の流入側セル側表面の第１領域
Ｓ１ｂ・・・隔壁の流入側セル側表面の第２領域
Ｓ２ａ・・・隔壁の流出側セル側表面の第１領域
Ｓ２ｂ・・・隔壁の流出側セル側表面の第２領域
４１・・・第１凹凸面
４２・・・第２凹凸面

Claims (5)

  1. 　排ガス流通方向に延在する基材と、前記基材に設けられた第１触媒部及び第２触媒部の少なくとも一方とを備える排ガス浄化用触媒であって、
    　前記基材は、
    　前記排ガス流通方向に延在する流入側セルであって、排ガス流入側端部が開口しており、排ガス流出側端部が閉塞している前記流入側セルと、
    　前記排ガス流通方向に延在する流出側セルであって、排ガス流入側端部が閉塞しており、排ガス流出側端部が開口している前記流出側セルと、
    　前記流入側セルと前記流出側セルとを仕切る多孔質の隔壁と、
    を備え、
    　前記第１触媒部は、前記隔壁の流入側セル側表面のうち、前記隔壁の排ガス流入側端部から前記排ガス流通方向に沿って延在する所定領域に形成されており、
    　前記第２触媒部は、前記隔壁の流出側セル側表面のうち、前記隔壁の排ガス流出側端部から前記排ガス流通方向とは反対の方向に沿って延在する所定領域に形成されており、
    　前記流入側セル側表面の前記所定領域の一部は、前記第１触媒部により被覆されている一方、前記流入側セル側表面の前記所定領域の残部は、前記第１触媒部により被覆されることなく露出しており、これにより、前記第１触媒部の表面及び前記所定領域の残部は一緒になって第１凹凸面を形成しており、
    　前記流出側セル側表面の前記所定領域の一部は、前記第２触媒部により被覆されている一方、前記流出側セル側表面の前記所定領域の残部は、前記第２触媒部により被覆されることなく露出しており、これにより、前記第２触媒部の表面及び前記所定領域の残部は一緒になって第２凹凸面を形成しており、
    　前記第１触媒部は、下記式（１１）及び（１２）：
    　０．２０≦Ｒ１１≦０．８０　　　　　・・・（１１）
    　０．３０≦Ｒ１２≦０．８５　　　　　・・・（１２）
    ［式中、Ｒ１１は、前記第１触媒部により被覆されている前記一部の面積の、前記流入側セル側表面の前記所定領域の面積に対する比率を表し、Ｒ１２は、前記第１凹凸面の表面粗さの、前記流入側セル側表面の前記所定領域の表面粗さに対する比率を表す。］
    を満たし、
    　前記第２触媒部は、下記式（２１）及び（２２）：
    　０．２０≦Ｒ２１≦０．８０　　　　　・・・（２１）
    　０．３０≦Ｒ２２≦０．８５　　　　　・・・（２２）
    ［式中、Ｒ２１は、前記第２触媒部により被覆されている前記一部の面積の、前記流出側セル側表面の前記所定領域の面積に対する比率を表し、Ｒ２２は、前記第２凹凸面の表面粗さの、前記流出側セル側表面の前記所定領域の表面粗さに対する比率を表す。］
    を満たす、前記排ガス浄化用触媒。
  2. 　前記第１触媒部が、下記式（１３）：
    　０．０６０≦Ｒ１３≦０．５５　　　　　・・・（１３）
    ［式中、Ｒ１３は、Ｒ１１にＲ１２を掛けて求められる値を表し、Ｒ１１及びＲ１２は、前記と同義である。］
    を満たし、
    　前記第２触媒部が、下記式（２３）：
    　０．０６０≦Ｒ２３≦０．５５　　　　　・・・（２３）
    ［式中、Ｒ２３は、Ｒ２１にＲ２２を掛けて求められる値を表し、Ｒ２１及びＲ２２は、前記と同義である。］
    を満たす、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
  3. 　前記排ガス浄化用触媒が、前記第１触媒部及び前記第２触媒部の両方を備える、請求項１又は２に記載の排ガス浄化用触媒。
  4. 　前記流入側セル側表面の前記所定領域の長さ及び前記流出側セル側表面の前記所定領域の長さの合計の、前記基材の長さに対する比率が、０．３０以上１．８以下である、請求項１又は２に記載の排ガス浄化用触媒。
  5. 　前記第１触媒部及び前記第２触媒部が、それぞれ独立して、白金元素（Ｐｔ）、パラジウム元素（Ｐｄ）及びロジウム元素（Ｒｈ）から選択される少なくとも１種の触媒活性成分を含む、請求項１又は２に記載の排ガス浄化用触媒。
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