排气净化装置的制作方法

1.本发明涉及在壁流结构的过滤器上设有催化剂的排气净化装置。

背景技术：

2.在从汽车等的内燃机排出的排气中，包含成为大气污染原因的以碳为主成分的粒状物质(pm：particulate matter、以下有时简称为“pm”)和作为不燃成分的灰等。作为用于从排气中捕集并除去pm的过滤器，广泛使用壁流结构的过滤器。
3.壁流结构的过滤器通常具备蜂窝基材，蜂窝基材具有多孔质隔壁，由多孔质隔壁划分出从流入侧端面延伸到流出侧端面的多个格室(cell)，多个格室包含隔着隔壁相邻的流入格室和流出格室。而且，流入格室的流入侧端开口且流出侧端密封，流出格室的流入侧端密封且流出侧端开口。因此，从流入侧端流入到流入格室的排气透过隔壁流入到流出格室，从流出格室的流出侧端排出。而且，在排气透过隔壁时，pm沉积在存在于隔壁的空隙中。作为壁流结构的过滤器，例如已知柴油发动机用的柴油机微粒过滤器(dpf)和汽油发动机用的汽油微粒过滤器(gpf、以下有时简称为“gpf”)等。
4.另一方面，排气中除了pm以外，还含有一氧化碳(co)、烃(hc)、氮氧化物(nox)等有害成分。有害成分可以通过涂布有贵金属催化剂等催化剂的过滤器而从排气中除去。
5.近年来，为了从排气中同时除去pm和有害成分，使用在壁流结构的过滤器上设有催化剂的排气净化装置。例如，专利文献1记载了一种排气净化装置，其在过滤器具备的蜂窝基材的多孔隔壁表面设置nox还原催化剂层，在nox还原催化剂层的表面进一步设有氧化催化剂层。
6.另外，专利文献2记载了一种具备蜂窝基材和流入格室侧催化剂层的排气净化装置，流入格室侧催化剂层设在从隔壁的流入侧端到接近于流出侧端的预定位置为止的流入格室侧催化剂区域的流入格室侧的表面，隔壁的包含从上述预定位置到流出侧端为止的流出侧区域在内的流出侧隔壁部的透气性，比隔壁的包含流入格室侧催化剂区域和流入格室侧催化剂层在内的催化剂配置隔壁高。
7.此外，专利文献3记载了一种排气净化催化剂，其具备基材和设在该基材上的催化剂部，催化剂部具有：在隔壁的面对流入侧格室的面之中设在流通方向上游侧的至少一部分上的第一催化剂部、以及隔壁的面对流出侧格室的面之中设在流通方向下游侧的至少一部分上的第二催化剂部，关于细孔径为10μm以上且18μm以下的细孔容积，将在设有第一催化剂部的部位以第一催化剂部和隔壁为对象测定的值设为第一细孔容积，将在设有第二催化剂部的部位以第二催化剂部和隔壁为对象测定的值设为第二细孔容积，此时，第一细孔容积大于第二细孔容积。
8.现有技术文献
9.专利文献1：日本特开2000-282852号公报
10.专利文献2：日本特开2020-193569号公报
11.专利文献3：日本再表2019/188620号公报

技术实现要素：

12.专利文献1记载的在壁流结构的过滤器上设有催化剂的排气净化装置中，由于在过滤器具备的蜂窝基材的多孔质隔壁上设置催化剂层，隔壁的透气性降低，由此压力损失恐怕会变大。
13.对此，专利文献2记载的排气净化装置中，通过使隔壁的流出侧隔壁部的透气性比隔壁的催化剂配置隔壁部高，来谋求降低压力损失。另外，专利文献3记载的排气净化催化剂中，通过调整第一催化剂部和第二催化剂部的排气流通方向的长度等，来谋求降低压力损失。
14.另一方面，这些现有的在壁流结构的过滤器上设有催化剂的排气净化装置中，随着排气中的pm沉积在存在于隔壁的空隙中，压力损失恐怕会上升。
15.本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种能够抑制与pm沉积相伴的压力损失上升的排气净化装置。
16.为了解决上述课题，本发明的排气净化装置是具备蜂窝基材和流入格室侧催化剂层的排气净化装置，其特征在于，上述蜂窝基材具有多孔质隔壁，由上述多孔质隔壁划分出从流入侧端面延伸到流出侧端面的多个格室，上述多个格室包含隔着上述隔壁相邻的流入格室和流出格室，上述流入格室的流入侧端开口且流出侧端密封，上述流出格室的流入侧端密封且流出侧端开口，上述流入格室侧催化剂层被设在流入格室侧催化剂区域的上述流入格室侧的表面上，上述流入格室侧催化剂区域从上述隔壁的上述流入侧端起沿着延伸方向延伸到与上述隔壁的上述流入侧端相距上述隔壁长度的10％以上的位置，在从上述隔壁的上述流入侧端起沿着延伸方向相距上述隔壁长度的10％的基准位置，从上述隔壁的上述流入格室侧的表面到上述隔壁厚度的50％的深度的内部区域所存在的空隙之中填充有上述流入格室侧催化剂层的填充部的比例为40％以下。
17.根据本发明的排气净化装置，能够抑制与pm沉积相伴的压力损失上升。
18.在上述排气净化装置中，上述隔壁的上述流入格室侧催化剂区域可以从上述隔壁的上述流入侧端起沿着延伸方向延伸到与上述隔壁的上述流入侧端相距上述隔壁长度的10％以上且60％以下的位置。
19.根据本发明，能够抑制与pm沉积相伴的压力损失上升。
附图说明
20.图1是概略地表示第1实施方式的排气净化装置的立体图。
21.图2是概略地表示第1实施方式的排气净化装置中与格室的延伸方向平行的截面的要部的截面图。
22.图3是分别概略地表示比较例1和2以及实施例1～3中制作出的排气净化装置中与格室的延伸方向平行的截面的要部的截面图。
23.图4a(a)及(b)是用fe-sem分别拍摄比较例1及2中隔壁的基准位置的与延伸方向垂直的截面的图像。
24.图4b(a)～(c)是用fe-sem分别拍摄实施例1～3中隔壁的基准位置的与延伸方向垂直的截面的图像。
25.图5是表示比较例1和2以及实施例1～3中pm沉积时的压力损失相对于隔壁的流入
格室侧的内部区域的空隙之中填充部的比例的坐标图。
26.附图标记说明
[0027]1ꢀꢀꢀꢀ
排气净化装置
[0028]
10
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蜂窝基材
[0029]
10sa 蜂窝基材的流入侧端面
[0030]
10sb 蜂窝基材的流出侧端面
[0031]
11
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框部
[0032]
12
ꢀꢀꢀ
格室
[0033]
12a
ꢀꢀ
流入格室
[0034]
12aa 流入侧端
[0035]
12ab 流出侧端
[0036]
12b
ꢀꢀ
流出格室
[0037]
12ba流入侧端
[0038]
12bb 流出侧端
[0039]
14
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隔壁
[0040]
14a
ꢀꢀ
隔壁的流入侧端
[0041]
14b
ꢀꢀ
从隔壁的流入侧端起相距隔壁长度的10％以上的位置
[0042]
14c
ꢀꢀ
隔壁的基准位置
[0043]
14d
ꢀꢀ
隔壁的流出侧端
[0044]
14e
ꢀꢀ
从隔壁的流出侧端起离开流入侧的位置
[0045]
14x
ꢀꢀ
隔壁的流入格室侧催化剂区域
[0046]
14y
ꢀꢀ
隔壁的流出格室侧催化剂区域
[0047]
14sa 隔壁的流入格室侧的表面上
[0048]
14na 隔壁的流入格室侧的内部区域
[0049]
14sb 隔壁的流出格室侧的表面上
[0050]
14nb 隔壁的流出格室侧的内部区域
[0051]
16
ꢀꢀꢀ
密封部
[0052]
20
ꢀꢀꢀ
流入格室侧催化剂层
[0053]
30
ꢀꢀꢀ
流出格室侧催化剂层
具体实施方式
[0054]
以下，对本发明的排气净化装置的实施方式进行说明。
[0055]
实施方式的排气净化装置是具备蜂窝基材和流入格室侧催化剂层的排气净化装置，其特征在于，上述蜂窝基材具有多孔质隔壁，由上述多孔质隔壁划分出从流入侧端面延伸到流出侧端面的多个格室，上述多个格室包含隔着上述隔壁相邻的流入格室和流出格室，上述流入格室的流入侧端开口且流出侧端密封，上述流出格室的流入侧端密封且流出侧端开口，上述流入格室侧催化剂层被设在流入格室侧催化剂区域的上述流入格室侧的表面上，上述流入格室侧催化剂区域从上述隔壁的上述流入侧端起沿着延伸方向延伸到相距上述隔壁长度的10％以上的位置，在从上述隔壁的上述流入侧端起沿着延伸方向相距上述
隔壁长度的10％的基准位置(以下有时省略为“隔壁的基准位置”)，从上述隔壁的上述流入格室侧的表面到上述隔壁厚度的50％的深度的内部区域(以下有时省略为“隔壁的流入格室侧的内部区域”)所存在的空隙之中填充有上述流入格室侧催化剂层的填充部(以下有时省略为“填充部”)的比例为40％以下。
[0056]
在实施方式中，“流入侧”是指排气净化装置中排气流入的一侧，“流出侧”是指排气净化装置中排气流出的一侧。另外，“隔壁的长度”是指隔壁在延伸方向上的长度。而且，蜂窝基材的轴向通常与隔壁的延伸方向大致相同，格室的延伸方向通常与隔壁的延伸方向大致相同。再者，在以下实施方式的说明中，“延伸方向”是指隔壁的延伸方向，且是与蜂窝基材的轴向和格室的延伸方向大致相同的方向。
[0057]
在此，对于实施方式的排气净化装置的概略，例示第1实施方式的排气净化装置进行说明。图1是概略地表示第1实施方式的排气净化装置的立体图。图2是概略地表示第1实施方式的排气净化装置中与格室的延伸方向平行的截面的要部的截面图。图2中，示出基准位置的与延伸方向垂直的截面的一例的图像，基准位置是在吹出时从隔壁的流入侧端起沿着延伸方向相距隔壁长度10％的位置。
[0058]
如图1和2所示，第1实施方式的排气净化装置1具备：蜂窝基材10、密封部16、流入格室侧催化剂层20和流出格室侧催化剂层30。蜂窝基材10是圆筒状的框部11和将框部11的内侧空间分隔成蜂窝状的隔壁14一体形成的基材。隔壁14是划分出从蜂窝基材10的流入侧端面10sa延伸到流出侧端面10sb的多个格室12的多孔质体。隔壁14的形状包含彼此离开而平行配置的多个壁部14a和与这多个壁部14a正交且彼此离开而平行配置的多个壁部14b，以使得多个格室12的与延伸方向垂直的截面成为正方形，垂直于延伸方向的截面成为格状。
[0059]
多个格室12包含隔着隔壁14相邻的流入格室12a和流出格室12b。流入格室12a的流入侧端12aa开口且流出侧端12ab被密封部16密封，流出格室12b的流入侧端12ba被密封部16密封且流出侧端12bb开口。
[0060]
流入格室侧催化剂层20被设在流入格室侧催化剂区域14x的流入格室侧的表面14sa上，流入格室侧催化剂区域14x从隔壁14的流入侧端14a起沿着延伸方向延伸到相距隔壁14长度的10％以上的位置14b。进而，流入格室侧催化剂层20也被设在内部区域14na所存在的空隙中，内部区域14na是隔壁14的流入格室侧催化剂区域14x中从流入格室侧的表面14sa到隔壁14厚度的50％深度的区域。而且，在从隔壁14的流入侧端14a起沿着延伸方向相距隔壁14长度的10％的基准位置14c，在隔壁14的流入格室侧的内部区域14na所存在的空隙之中填充有流入格室侧催化剂层20的填充部的比例为40％以下。流入格室侧催化剂层20包含：含有钯(pd)和铂(pt)中的至少一种(未图示)的催化剂金属粒子、以及担载它们的载体(未图示)。
[0061]
流出格室侧催化剂层30被设在流出格室侧催化剂区域14y中的流出格室侧的内部区域14nb所存在的空隙中，流出格室侧催化剂区域14y从隔壁14的流出侧端14d起沿着延伸方向延伸到与流入侧离开的位置14e。流出格室侧催化剂层30包含：含有铑(rh)的催化剂金属粒子(未图示)、以及担载其的载体(未图示)。
[0062]
在以往已知的排气净化装置中，当流入格室侧催化剂层以与第1实施方式的流入格室侧催化剂层相同程度的密度设在隔壁的流入格室侧催化剂区域的情况下，在隔壁的基
准位置，在隔壁的流入格室侧的内部区域所存在的空隙之中填充有流入格室侧催化剂层的填充部的比例超过40％。因而，在隔壁的流入格室侧的内部区域无法充分维持用于pm沉积的空隙。进而，在隔壁的流入格室侧的表面上，无法设置能够抑制pm进入到隔壁的流入格室侧的内部区域、并且pm能够充分沉积的量的流入格室侧催化剂层。因此，在排气透过隔壁的流入格室侧催化剂区域时，在隔壁的流入格室侧的表面上的流入格室侧催化剂层中没有充分沉积pm，在存在于隔壁的流入格室侧的内部区域的空隙中沉积pm的过程中，容易发生空隙闭塞。其结果，随着pm沉积在隔壁的流入格室侧催化剂区域，压力损失恐怕会上升。
[0063]
与此相对，第1实施方式的排气净化装置1中，流入格室侧催化剂层20设在隔壁14的流入格室侧催化剂区域14x的流入格室侧的表面14sa上，在隔壁14的基准位置14c，在隔壁14的流入格室侧的内部区域14na所存在的空隙之中填充有流入格室侧催化剂层20的填充部的比例为40％以下。因而，在隔壁14的流入格室侧的内部区域14na用于pm沉积的空隙得到充分维持。进而，在隔壁14的流入格室侧的表面14sa上，设置能够抑制pm进入到隔壁14的流入格室侧的内部区域14na、并且pm能够充分沉积的量的流入格室侧催化剂层20。因此，在排气透过隔壁14的流入格室侧催化剂区域14x时，在隔壁14的流入格室侧的表面14sa上的流入格室侧催化剂层20充分沉积pm，在隔壁14的流入格室侧的内部区域14na所存在的空隙中沉积pm的过程中，难以发生空隙闭塞。由此，能够抑制与pm沉积相伴的压力损失上升。
[0064]
因此，根据实施方式的排气净化装置，例如，如第1实施方式的排气净化装置那样，上述流入格室侧催化剂层被设在上述隔壁的上述流入格室侧的表面上，在上述隔壁的上述基准位置，在上述隔壁的上述流入格室侧的上述内部区域所存在的空隙之中填充有上述流入格室侧催化剂层的填充部的比例为40％以下，由此，能够抑制与pm沉积相伴的压力损失上升。
[0065]
接着，对实施方式的排气净化装置的各结构进行详细说明。
[0066]
1.蜂窝基材
[0067]
蜂窝基材具有多孔质隔壁，由多孔质隔壁划分出从流入侧端面延伸到流出侧端面的多个格室。而且，上述多个格室包含隔着上述隔壁相邻的流入格室和流出格室，上述流入格室的流入侧端开口且流出侧端密封，上述流出格室的流入侧端密封且流出侧端开口。蜂窝基材是所谓的壁流型蜂窝基材。
[0068]
蜂窝基材是框部和将框部内侧的空间分隔成蜂窝状的隔壁一体形成的基材。
[0069]
蜂窝基材的轴向长度没有特别限定，可以使用一般的长度，例如优选在10mm以上且500mm以下的范围内，其中优选在50mm以上且300mm以下的范围内。蜂窝基材的容量、即格室的总体积没有特别限定，可以使用一般的容量，例如优选在0.1l以上且5l以下的范围内。
[0070]
蜂窝基材的材料没有特别限定，可以使用一般的材料，例如可举出堇青石、碳化硅(sic)、钛酸铝等陶瓷、不锈钢等合金等。
[0071]
框部的形状没有特别限定，可以使用一般的形状，例如，除了圆筒形以外，还可以举出椭圆筒形、多边筒形等筒形。框部的其他结构没有特别限定，可以使用一般结构。
[0072]
隔壁的形状没有特别限定，可以使用一般形状。隔壁的延伸方向的长度没有特别限定，通常与蜂窝基材的轴向长度大致相同。隔壁的厚度没有特别限定，可以使用一般的厚度，例如优选在50μm以上且2000μm以下的范围内，其中优选在100μm以上且1000μm以下的范围内。因为通过隔壁的厚度在这些范围内，能够在确保基材强度的同时，得到充分的pm捕集
性能，能够充分抑制压力损失。
[0073]
隔壁是包含由排气能够透过的细孔构成的空隙的多孔质结构体。隔壁的未设置催化剂层的部分的空隙率没有特别限定，可以使用一般的空隙率，例如优选在40％以上且70％以下的范围内，其中优选在50％以上且70％以下的范围内。因为通过空隙率在这些范围的下限以上，能够高效地抑制压力损失，通过空隙率在这些范围的上限以下，能够确保充分的机械强度。隔壁的空隙的平均细孔径没有特别限定，可以使用一般的平均细孔径，例如优选在1μm以上且60μm以下的范围内，其中优选在5μm以上且30μm以下的范围内。因为通过空隙的平均细孔径在这些范围内，能够得到充分的pm捕集性能，能够充分抑制压力损失。再者，“隔壁的空隙的平均细孔径”例如是指采用水银压入法测定的值。
[0074]
流入格室和流出格室是通过隔壁分隔框部的内侧空间而形成的，它们隔着隔壁相邻。流入格室和流出格室通常是与延伸方向垂直的方向被隔壁包围。
[0075]
流入格室的流出侧端通常被密封部密封。流出格室的流入侧端通常被密封部密封。密封部的延伸方向的长度没有特别限定，可以是一般长度，例如优选在2mm以上且20mm以下的范围内。密封部的材料没有特别限定，可以是一般材料。
[0076]
流入格室和流出格室的与延伸方向垂直的截面形状没有特别限定，可以使用一般形状，可以考虑透过排气净化装置的排气的流量及成分等适当设定。作为截面形状，例如可举出正方形等矩形、包含六边形等的多边形、圆形等。流入格室和流出格室的与延伸方向垂直的截面积没有特别限定，可以使用一般的截面积，例如在1mm2以上且7mm2以下的范围内。流入格室和流出格室的延伸方向的长度没有特别限定，通常与从蜂窝基材的轴向长度减去密封部的延伸方向长度后的长度大致相同。流入格室和流出格室的配置方式如第1实施方式的配置方式那样，可举出交替配置流入格室和流出格室的方格图案那样的方式等。
[0077]
2.流入格室侧催化剂层
[0078]
流入格室侧催化剂层被设在流入格室侧催化剂区域的上述流入格室侧的表面上，上述流入格室侧催化剂区域从上述隔壁的上述流入侧端起沿着延伸方向延伸到相距上述隔壁长度的10％以上的位置。在从上述隔壁的上述流入侧端起沿着延伸方向相距上述隔壁长度的10％的基准位置，从上述隔壁的上述流入格室侧的表面到上述隔壁厚度的50％的深度的内部区域所存在的空隙之中填充有上述流入格室侧催化剂层的填充部的比例为40％以下。
[0079]
在此，在隔壁的基准位置的隔壁的流入格室侧的内部区域所存在的空隙之中填充部的比例，是指填充部的面积相对于在与隔壁的基准位置的延伸方向垂直的截面上的隔壁的流入格室侧的内部区域所存在的空隙的面积的比例。
[0080]
作为流入格室侧催化剂层，只要在隔壁的基准位置的隔壁的流入格室侧的内部区域所存在的空隙之中填充部的比例为40％以下就没有特别限定，但优选更少，也可以是0％。因为这样能够高效地抑制与pm沉积相伴的压力损失上升。即，作为流入格室侧催化剂层，可以设在存在于隔壁的流入格室侧的内部区域的空隙中，也可以不设在其中。在流入格室侧催化剂层没有设在隔壁的流入格室侧的内部区域所存在的空隙中的情况下，能够特别有效地抑制与pm沉积相伴的压力损失上升。
[0081]
作为隔壁的流入格室侧催化剂区域没有特别限定，优选是从上述隔壁的上述流入侧端起沿着延伸方向延伸到相距上述隔壁长度的10％以上且60％以下的位置的区域。因为
通过在该区域设置流入格室侧催化剂层，能够抑制pm沉积到隔壁之前的阶段的压力损失。再者，隔壁的流入格室侧催化剂区域也可以是从隔壁的流入侧端起沿着延伸方向延伸到流出侧端的区域、即隔壁的延伸方向的全部区域。隔壁的流入格室侧催化剂区域的延伸方向长度越接近隔壁的延伸方向长度的100％，就越能够提高对pm的捕集量(率)。
[0082]
流入格室侧催化剂层之中隔壁的流入格室侧的表面上的部分的厚度没有特别限定，例如，优选在隔壁厚度的10％以上且40％以下的范围内。因为通过厚度在该范围的下限以上，能够高效地抑制与pm沉积相伴的压力损失上升。因为通过厚度在该范围的上限以下，抑制流入格室内的排气路径变窄，由此能够高效地抑制压力损失。
[0083]
流入格室侧催化剂层通常包含催化剂金属粒子以及担载有催化剂金属粒子的载体。流入格室侧催化剂层例如是包含带催化剂载体的烧结体，带催化剂载体是催化剂金属粒子担载于载体上而得到的。再者，流入格室侧催化剂层可以不包含催化剂金属和担载有催化剂金属的载体，而包含未担载催化剂金属的载体(后述的助催化剂)。该情况下，虽然无法通过流入格室侧催化剂层来净化一氧化碳(co)、烃(hc)、氮氧化物(nox)等有害成分，但能够获得抑制与pm沉积相伴的压力损失上升的效果，能够提高对pm的过滤性能。
[0084]
催化剂金属粒子的材料没有特别限定，可以使用一般材料，例如，可举出铑(rh)、钯(pd)、铂(pt)等贵金属等。催化剂金属粒子的材料可以是1种金属或2种以上的金属，也可以是含有2种以上金属的合金。作为催化剂金属粒子的材料，优选pd和pt等中的至少一种。
[0085]
催化剂金属粒子的平均粒径没有特别限定，可以使用一般的平均粒径，例如优选在0.1nm以上且20nm以下的范围内。因为通过平均粒径在该范围的上限以下，能够增大与排气的接触面积。再者，催化剂金属粒子的平均粒径例如是指根据由透射型电子显微镜(tem)测定的粒径求出的平均值。
[0086]
催化剂金属粒子的含量没有特别限定，可以使用一般含量，但根据催化剂金属粒子的材料而不同，例如，在材料为pd、pt或rh的情况下，每1l蜂窝基材优选在0.05g以上且5g以下的范围内。因为通过含量在该范围的下限以上，可得到充分的催化作用，通过含量在该范围的上限以下，能够抑制催化剂金属粒子的晶粒生长，同时在成本方面是有利的。在此，催化剂金属粒子的每1l体积基材的含量，是指流入格室侧催化剂层所含有的催化剂金属粒子的质量除以流入格室侧催化剂层的延伸方向的长度和轴向长度相同的蜂窝基材的轴向的部分体积而得到的值。
[0087]
载体的材料没有特别限定，可以使用一般材料，例如可举出氧化铝(al2o3)、氧化锆(zro2)、氧化铈(ceo2)、氧化硅(sio2)、氧化镁(mgo)、氧化钛(tio2)等金属氧化物，或者例如可举出氧化铝-氧化锆(al2o
3-zro2)复合氧化物、氧化铈-氧化锆(ceo
2-zro2)复合氧化物等这些固溶体等。作为载体的材料，可以是其中的1种或2种以上。作为载体的材料，优选氧化铝和氧化铈-氧化锆复合氧化物等中的至少一种。
[0088]
载体的形状没有特别限定，可以使用一般形状，优选粉末状。因为这样能够确保更大的比表面积。粉末状载体的平均粒径d50没有特别限定，例如优选在1μm以上且15μm以下的范围内，特别优选在4μm以上且10μm以下的范围内。通过平均粒径d50在这些范围的下限以上，可得到充分的耐热特性，而且降低在隔壁的流入格室侧的内部区域所存在的空隙之中填充部的比例，由此能够抑制在pm沉积到隔壁之前的阶段的压力损失，进而能够高效地抑制与pm沉积相伴的压力损失上升。因为通过平均粒径d50在这些范围的上限以下，能够充
分确保催化剂金属粒子的分散性从而高效地提高净化性能。再者，粉末状载体的平均粒径d50例如可以采用激光衍射散射法求出，例如可以通过使用激光衍射/散射式粒径分布测定装置la-960(株式会社堀场制作所制)等进行测定。
[0089]
催化剂金属粒子相对于催化剂金属粒子与载体的合计质量的质量比没有特别限定，可以使用一般的质量比，例如优选在0.01质量％以上且10质量％以下的范围内。因为通过质量比在该范围的下限以上，可得到充分的催化作用，通过质量比在该范围的上限以下，能够抑制催化剂金属粒子的晶粒生长，同时在成本方面是有利的。
[0090]
使催化剂金属粒子担载于载体的方法没有特别限定，可以使用一般的方法，例如可举出将载体浸渍在含有催化剂金属盐(例如硝酸盐等)或催化剂金属络合物(例如四氨络合物等)的水溶液中后进行干燥并烧成的方法等。
[0091]
流入格室侧催化剂层除了催化剂金属粒子和载体之外，还可以包含未担载催化剂金属粒子的助催化剂。助催化剂的材料没有特别限定，可以使用一般材料，例如可举出与载体的材料相同的材料。助催化剂的形状没有特别限定，可以使用一般形状，例如可举出与载体的形状相同的形状。粉末状助催化剂的平均粒径没有特别限定，例如可举出与粉末状载体的平均粒径相同的平均粒径。助催化剂相对于催化剂金属粒子、载体和助催化剂的合计质量的质量比没有特别限定，可以使用一般的质量比，例如优选在30质量％以上且80质量％以下的范围内。
[0092]
流入格室侧催化剂层的密度没有特别限定，例如优选在5g/l以上且250g/l以下的范围内，其中优选在5g/l以上且100g/l以下的范围内，特别优选在10g/l以上且65g/l以下的范围内。因为通过流入格室侧催化剂层的密度在这些范围的下限以上，能够有效地提高净化性能，而且能够通过流入格室侧催化剂层来抑制pm进入到隔壁的流入格室侧的内部区域，并且能够充分沉积pm，所以能够高效抑制与pm沉积相伴的压力损失上升。另外，因为通过流入格室侧催化剂层的密度在这些范围的上限以下，能够高效抑制压力损失。再者，所谓“流入格室侧催化剂层的密度”，是指将流入格室侧催化剂层的质量除以流入格室侧催化剂层的延伸方向的长度和轴向的长度相同的蜂窝基材的轴向的部分体积而得到的值。
[0093]
流入格室侧催化剂层的形成方法没有特别限定，可以采用一般方法，例如，可举出将通过使催化剂金属粒子和担载有催化剂金属粒子的载体混合到溶剂中而调制的浆料供给到隔壁的流入格室侧催化剂区域的流入格室侧的表面上后进行干燥并烧成的方法。
[0094]
浆料除了催化剂金属粒子和载体以及溶剂之外，可以还适当含有助催化剂、粘合剂、添加剂等任选成分。浆料所含的粉末状载体和助催化剂等固体成分的平均粒径等可以适当调整，以能够通过抑制浆料渗透到隔壁的流入格室侧的内部区域所存在的空隙中，来降低隔壁的流入格室侧的内部区域所存在的空隙之中填充有流入格室侧催化剂层的填充部的比例。
[0095]
作为浆料的调整方法没有特别限定，例如可举出以下方法。首先，在含有催化剂金属盐(例如硝酸铂)或催化剂金属络合物的溶液(例如含有硝酸铂的水溶液)中浸渍粉末状载体(例如氧化铝)后，将其干燥并烧成，调制担载有贵金属(例如pt)的贵金属担载粉末(例如pt担载粉末)。接着，向担载贵金属的粉末加入助催化剂(例如硫酸钡和氧化铈-氧化锆复合氧化物)、粘合剂和离子交换水，将它们充分搅拌，湿式粉碎以使得固体成分的平均粒径d50达到预期值。由此，调制浆料。
[0096]
浆料的固体成分的平均粒径d50没有特别限定，例如优选在蜂窝基材的隔壁的空隙的平均细孔径(mps)(例如10μm～20μm的范围内)的1/10以上且2/3以下的范围内，其中，优选蜂窝基材的隔壁的空隙的平均细孔径的1/4以上且2/3以下的范围内。具体而言，例如，优选在1μm以上且15μm以下的范围内，其中优选在4μm以上且10μm以下的范围内。因为通过浆料的固体成分的平均粒径d50在这些范围的下限以上，可得到充分的耐热特性，而且能够抑制浆料的固体成分进入到隔壁的空隙内，将浆料的固体成分配置在隔壁的流入格室侧的表面上。因此，通过降低隔壁的流入格室侧的内部区域所存在的空隙之中填充部的比例，能够抑制在pm沉积到隔壁之前的阶段的压力损失，而且能够高效地抑制与pm沉积相伴的压力损失上升。因为通过浆料的固体成分的平均粒径d50在这些范围的上限以下来充分确保催化剂金属粒子的分散性，由此能够有效地提高净化性能。浆料的固体成分的平均粒径d50例如可以通过使用激光衍射/散射式粒径分布测定装置la-960(株式会社堀场制作所制)等进行测定。
[0097]
将浆液供给到隔壁的流入格室侧催化剂区域中的流入格室侧的表面上的方法中，如果在隔壁的基准位置，在隔壁的流入格室侧的内部区域所存在的空隙之中填充部的比例为40％以下，则可以将浆料供给到在隔壁的流入格室侧催化剂区域的从流入格室侧的表面到隔壁厚度50％的深度的内部区域所存在的空隙中。
[0098]
作为将浆料供给到隔壁的流入格室侧催化剂区域的流入格室侧的表面上的方法，没有特别限定，可以采用一般方法，例如可举出将蜂窝基材从流入侧浸渍到浆料中，经过预定时间后从浆料中取出的方法等。该方法中，可以使流出格室从流出侧加压而在流出格室与流入格室之间产生压力差，以能够通过抑制浆料渗透到隔壁的流入格室侧催化剂区域中的从流入格室侧表面到隔壁厚度的50％深度的内部区域所存在的空隙中，来降低隔壁的流入格室侧的内部区域所存在的空隙之中填充部的比例。另外，根据获得同样作用等的需要，也可以适当调整浆料的固体成分浓度、浆料的粘度等性状等。作为向隔壁的流入格室侧催化剂区域中的流入格室侧的表面上供给浆料的方法，也可以采用在供给浆料时使用鼓风机吹去浆料的方法，以免向隔壁的内部区域和表面上的不需要部分供给浆料。
[0099]
在将浆液供给到隔壁的流入格室侧催化剂区域的流入格室侧的表面上之后进行干燥并烧成的方法中，干燥条件没有特别限定，但受到蜂窝基材和/或载体等的形状和尺寸等的影响，例如，优选在80℃以上且300℃以下的范围内的温度下干燥1小时以上且10小时以下的时间的条件。烧成条件没有特别限定，例如，优选在400℃以上且1000℃以下的范围内的温度下烧成1小时以上且4小时以下的范围内的时间的条件。在干燥和烧成的方法中，具体而言，例如可以采用如下条件：使用干燥机在120℃下将供给浆料后的基材加热2小时来干燥，使水分散发后，使用电炉，在500℃下烧成2小时。
[0100]
再者，在隔壁的流入格室侧的内部区域所存在的空隙之中填充部的比例也可以根据浆液的供给量、干燥条件、烧成条件等进行调整。另外，流入格室侧催化剂层之中隔壁的流入格室侧的表面上的部分的厚度、流入格室侧催化剂层的气孔率等性状等也可以根据浆料的固体成分浓度、浆料的性状、浆料的供给量、干燥条件、烧成条件等进行调整。
[0101]
3.排气净化装置
[0102]
排气净化装置具备蜂窝基材和流入格室侧催化剂层。排气净化装置通常还具备用于密封流入格室的流出端的密封部和用于密封流出格室的流入侧端的密封部。
[0103]
(1)流出格室侧催化剂层
[0104]
排气净化装置可以如第1实施方式的排气净化装置那样，还具备流出格室侧催化剂层，流出格室侧催化剂层设在从隔壁的流出侧端沿着延伸方向延伸到离开流入侧的位置的流出格室侧催化剂区域。
[0105]
作为隔壁的流出格室侧催化剂区域，只要是从隔壁的流出侧端沿着延伸方向延伸到离开流入侧的位置的区域就没有特别限定，例如，优选从隔壁的流出侧端沿着延伸方向延伸到与流入格室侧催化剂区域重叠的位置的区域。因为这样能够抑制排气透过隔壁的未设置催化剂层的区域而在未净化状态下从排气净化装置排出。
[0106]
流出格室侧催化剂层可以设在隔壁的流出格室侧催化剂区域中的流出格室侧的内部区域所存在的空隙中，也可以设在隔壁的流出格室侧催化剂区域中的流出格室侧的表面上。另外，流出格室侧催化剂层也可以同时设在隔壁的流出格室侧催化剂区域中的流出格室侧的内部区域所存在的空隙和表面上。
[0107]
在这些流出格室侧催化剂层中，设在隔壁的流出格室侧的内部区域所存在的空隙中的层，包含隔壁的流出格室侧催化剂区域和流出格室侧催化剂层的隔壁部的透气性变高，因此能够高效地抑制压力损失。另外，设在隔壁的流出格室侧催化剂区域的流出格室侧的表面上的层，流入到流出格室的排气接触的面积变大，能够高效地提高净化性能。此外，同时设在隔壁的流出格室侧的内部区域所存在的空隙和表面上的情况下，能够同时实现压力损失的抑制和净化性能的提高。
[0108]
流出格室侧催化剂层通常包含催化剂金属粒子和担载有催化剂金属粒子的载体，例如，是包含催化剂金属粒子被担载于载体的带催化剂载体的烧结体。
[0109]
关于催化剂金属粒子的材料，除了优选铑(rh)等方面以外，与流入格室侧催化剂层所含的催化剂金属粒子相同，因此在此省略说明。关于催化剂金属粒子的平均粒径，与流入格室侧催化剂层所含的催化剂金属粒子相同，因此在此省略说明。
[0110]
催化剂金属粒子的含量没有特别限定，可以使用一般的含量，根据催化剂金属粒子的材料而不同，例如，在材料为rh、pd或pt的情况下，每1l蜂窝基材优选在0.01g以上且2g以下的范围内。因为通过含量在该范围的下限以上，可得到充分的催化作用，通过含量在该范围的上限以下，能够抑制催化剂金属粒子的晶粒生长，同时在成本方面是有利的。在此，催化剂金属粒子的每1l体积基材的含量，是指流出格室侧催化剂层所含的催化剂金属粒子的质量除以流出室侧催化剂层的延伸方向的长度和轴向的长度相同的蜂窝基材的轴向的部分体积而得到的值。
[0111]
关于载体的材料和形状，与流入格室侧催化剂层所含的载体相同，因此在此省略说明。粉末状载体的平均粒径d50没有特别限定，可以使用一般的平均粒径。关于载体的平均粒径d50的测定方法，与流入格室侧催化剂层所含的载体的平均粒径d50的测定方法相同，因此在此省略说明。关于催化剂金属粒子相对于催化剂金属粒子和载体的合计质量的质量比，与流入格室侧催化剂层相同，因此在此省略说明。关于使催化剂金属粒子担载于载体的方法，与流入格室侧催化剂层相同，因此在此省略说明。流出格室侧催化剂层可以与流入格室侧催化剂层同样地含有助催化剂。关于助催化剂与流入格室侧催化剂层所含的助催化剂相同，因此在此省略说明。
[0112]
流出格室侧催化剂层的密度没有特别限定，优选在30g/l以上且250g/l以下的范
围内。因为通过流出格室侧催化剂层的密度在该范围的下限以上，能够有效地提高净化性能。因为通过流出格室侧催化剂层的密度在该范围的上限以下，能够高效地抑制压力损失。再者，“流出格室侧催化剂层的密度”是指流出格室侧催化剂层的质量除以流出格室侧催化剂层的延伸方向的长度和轴向的长度相同的蜂窝基材的轴向的部分体积而得到的值。
[0113]
流出格室侧催化剂层的形成方法没有特别限定，可以采用一般方法，例如可举出以下方法，通过将催化剂金属粒子和担载有催化剂金属粒子的载体与溶剂混合而调制浆料，将该浆料供给到隔壁的流出格室侧催化剂区域中的流出池侧的内部区域所存在的空隙和表面中的至少一者，然后干燥并烧成。
[0114]
浆液除了包含流出格室侧催化剂层所含的催化剂金属粒子和载体来代替流入格室侧催化剂层所含的催化剂金属粒子和载体这点以外，与流入格室侧催化剂层的形成中使用的浆液相同，因此在此省略说明。作为浆料的调整方法，与流入格室侧催化剂层的形成中使用的浆料相同，因此在此省略说明。浆料的固体成分的平均粒径d50没有特别限定，可以使用一般的平均粒径。关于浆液的固体成分的平均粒径d50的测定方法，与流入格室侧催化剂层的形成中使用的浆液的固体成分的平均粒径d50的测定方法相同，因此在此省略说明。
[0115]
作为将浆料供给到隔壁的流出格室侧催化剂区域中的流出格室侧的内部区域所存在的空隙和表面上的至少一者的方法，没有特别限定，可以采用一般方法，例如，可举出将蜂窝基材从流出侧浸渍到浆料中，经过预定时间后，从浆料中取出的方法等。该方法中，可以适当调整浆液的固体成分浓度、粘度等性状，以使浆液供给到隔壁的流出格室侧的内部区域所存在的空隙中，并且，可以使流入格室从流入侧加压而在流入格室与流出格室之间产生压力差，以免浆液向隔壁的流出格室侧的内部区域所存在的空隙中供给，也可以适当调整浆料的固体成分浓度、浆料的粘度等性状，以免浆料向隔壁的流出格室侧的内部区域所存在的空隙中供给。作为向隔壁的流出格室侧催化剂区域中的流出格室侧的内部区域所存在的空隙和表面上的至少一者供给浆料的方法，可以采用在供给浆料时使用鼓风机吹去浆液的方法，以免向隔壁的内部区域和表面上的不需要部分供给浆料。
[0116]
将浆料供给到隔壁的流出格室侧催化剂区域的流出格室侧的内部区域所存在的空隙和表面上的至少一者后进行干燥并烧成的方法中的干燥条件和烧成条件，与流入格室侧催化剂层的形成中使用的干燥条件和烧成条件相同，因此在此省略说明。
[0117]
再者，流出格室侧催化剂层的厚度、气孔率等性状等可以根据浆料的固体成分浓度、浆料的性状、浆料的供给量、干燥条件、烧成条件等进行调整。
[0118]
(2)其他
[0119]
在排气净化装置还具备流出格室侧催化剂层的情况下，如第1实施方式的排气净化装置那样，优选流入格室侧催化剂层所含的催化剂金属粒子含有钯(pd)和铂(pt)中的至少一种，并且流出格室侧催化剂层所含的催化剂金属粒子含有铑(rh)。因为在排气所含的烃(hc)被流入格室侧催化剂层所含的催化剂金属粒子有效地净化后，排气与流出格室侧催化剂层接触，所以，能够抑制流出格室侧催化剂层所含的催化剂金属粒子所含有的铑(rh)因烃(hc)而中毒的情况。
[0120]
[实施例]
[0121]
以下，举出实施例和比较例，更具体地说明本实施方式的排气净化装置。
[0122]
以下，在比较例1和2以及实施例1～3中分别制作排气净化装置，对于这些排气净
化装置，评价了隔壁的基准位置的隔壁的流入格室侧的内部区域的空隙之中填充部的比例、以及pm沉积时的压力损失。在此，图3是分别概略地表示比较例1和2以及实施例1～3中制作出的排气净化装置中格室的延伸方向所平行的截面的要部的截面图。
[0123]
[比较例1]
[0124]
首先，准备具备蜂窝基材10和密封部16、且未被覆催化剂的gpf。蜂窝基材10是圆筒状的框部(未图示)和将框部的内侧空间分隔成蜂窝状的隔壁14一体形成的基材。隔壁14是划分出从蜂窝基材10的流入侧端面10sa延伸到流出侧端面10sb的多个格室12的多孔质体。多个格室12包括隔着隔壁14相邻的流入格室12a和流出格室12b。流入格室12a的流入侧端12aa开口且流出侧端12ab被密封部16密封，流出格室12b的流入侧端12ba被密封部16密封且流出侧端12bb开口。gpf的蜂窝基材10和密封部16的详细结构如下。
[0125]
(gpf的蜂窝基材及密封部的结构)
[0126]
蜂窝基材材料：堇青石制
[0127]
蜂窝基材的尺寸：外径
×
轴向的长度＝117mm
×
122mm
[0128]
隔壁的厚度：200μm
[0129]
隔壁的空隙的平均细孔径：15μm
[0130]
格室密度：每平方英寸300个
[0131]
密封部的延伸方向的长度：4mm
[0132]
接着，通过将在粉末状载体上担载了催化剂金属粒子的带催化剂载体和溶剂混合，来调制出流入格室侧催化剂层用浆料。具体而言，在含有硝酸铂(催化剂金属盐)的水溶液中浸渍粉末状氧化铝(种类：种类1、体积密度：0.35g/ml)(载体)后，将其干燥并烧成，调制出相对于97.5质量份粉末状氧化铝以2.5质量份担载pt的pt担载粉末。接着，向35质量份pt担载粉末加入2质量份硫酸钡(助催化剂1)和5质量份氧化铈-氧化锆复合氧化物(助催化剂2)、2质量份粘合剂以及离子交换水，将它们充分搅拌，进行湿式粉碎以使得固体成分的平均粒径d50成为6μm。由此，调制了流入格室侧催化剂层用浆料。
[0133]
再者，流入格室侧催化剂层用浆料的固体成分中的氧化铝(载体)和氧化铈-氧化锆复合氧化物(助催化剂2)的质量比为7：1。
[0134]
接着，通过将流入格室侧催化剂层用浆料从流入侧端12aa流入到流入格室12a，来将其供给到隔壁14的流入格室侧催化剂区域14x中的流入格室侧的表面14sa上。隔壁14的流入格室侧催化剂区域14x是从隔壁14的流入侧端部14a起沿着延伸方向延伸到相距隔壁14的长度50％的位置14b的区域。在供给浆液时，使用鼓风机吹去浆液，以免向隔壁的内部区域和表面上的不需要部分供给浆液。然后，使用干燥机，在120℃下将供给了流入格室侧催化剂层用浆料的蜂窝基材10加热2小时，使其干燥，使水分散发，然后使用电炉，在500℃下烧成2小时。由此，形成了流入格室侧催化剂层20。
[0135]
接着，通过将在粉末状载体上担载有催化剂金属粒子的带催化剂载体和溶剂混合，调制了流出格室侧催化剂层用浆料。具体而言，在含有硝酸铑(催化剂金属盐)的水溶液中浸渍粉末状氧化铈-氧化锆复合氧化物(载体)后，使其干燥并烧成，调制了相对于99.5质量份粉末状氧化铈-氧化锆复合氧化物以0.5质量份担载rh的rh担载粉末。接着，向85质量份rh担载粉末加入21质量份氧化铝(助催化剂)、2质量份粘合剂以及离子交换水，将它们充分搅拌，进行湿式粉碎以使得固体成分的平均粒径d50成为1.5μm。由此，调制了流出格室侧
催化剂层用浆料。
[0136]
接着，通过将流出格室侧催化剂层用浆料从流出侧端12bb流入到流出格室12b，来将其供给到隔壁14的流出格室侧催化剂区域14y中的流出格室侧的内部区域14nb。隔壁14的流出格室侧催化剂区域14y是从隔壁14的流出侧端14d起沿着延伸方向延伸到相距隔壁14的长度70％的位置14e的区域。在供给浆液时，使用鼓风机吹掉浆液，以免向隔壁的内部区域和表面上的不需要部分供给浆液。然后，使用干燥机，在120℃下将供给了流出格室侧催化剂层用浆料的蜂窝基材10加热2小时使其干燥，使水分散发，然后使用电炉，在500℃下烧成2小时。由此，形成了流出格室侧催化剂层30。
[0137]
如上所述，如图3所示，制作了具备蜂窝基材10、密封部16、流入格室侧催化剂层20和流出格室侧催化剂层30的排气净化装置1。流入格室侧催化剂层20的密度为25g/l，流入格室侧催化剂层20中的pt含量为0.6g/l。流出格室侧催化剂层30的密度为75g/l，流出格室侧催化剂层30中的rh含量为0.3g/l。
[0138]
[比较例2]
[0139]
在调制流入格室侧催化剂层用浆料时，进行湿式粉碎以使得固体成分的平均粒径d50成为3μm，除此以外，采用与比较例1同样的制作方法制作了排气净化装置1。在比较例2中，流入格室侧催化剂层20的密度为25g/l，流入格室侧催化剂层20中的pt含量为0.6g/l。流出格室侧催化剂层30的密度为75g/l，流出格室侧催化剂层30中的rh含量为0.3g/l。
[0140]
[实施例1]
[0141]
在调制流入格室侧催化剂层用浆料时，向20质量份pt担载粉末加入2质量份硫酸钡(助催化剂1)和5质量份氧化铈-氧化锆复合氧化物(助催化剂2)、2质量份粘合剂以及离子交换水，将它们充分搅拌，进行湿式粉碎以使得固体成分的平均粒径d50成为6μm，由此使流入格室侧催化剂层用浆料的固体成分中的氧化铝(载体)和氧化铈-氧化锆复合氧化物(助催化剂2)的质量比成为4：1，除此以外，采用与比较例1同样的制作方法制作了排气净化装置1。在实施例1中，流入格室侧催化剂层20的密度为15g/l，流入格室侧催化剂层20中的pt含量为0.6g/l。流出格室侧催化剂层30的密度为75g/l，流出格室侧催化剂层30中的rh含量为0.3g/l。
[0142]
[实施例2]
[0143]
在调制流入格室侧催化剂层用浆料时，使用粉末状氧化铝(种类：种类2、体积密度：0.65g/ml)代替粉末状氧化铝(种类：种类1、体积密度：0.35g/ml)，除此以外，采用与比较例1同样的制作方法制作了排气净化装置1。
[0144]
在实施例2中，流入格室侧催化剂层20的密度为25g/l，流入格室侧催化剂层20中的pt含量为0.6g/l。流出格室侧催化剂层30的密度为75g/l，流出格室侧催化剂层30中的rh含量为0.3g/l。
[0145]
[实施例3]
[0146]
在调制流入格室侧催化剂层用浆料时，使用粉末状氧化铝-氧化锆复合氧化物(体积密度：1.1g/ml)代替粉末状氧化铝(种类：种类1、体积密度：0.35g/ml)，除此以外，采用与比较例1同样的制作方法制作了排气净化装置1。在实施例3中，流入格室侧催化剂层20的密度为25g/l，流入格室侧催化剂层20中的pt含量为0.6g/l。流出格室侧催化剂层30的密度为75g/l，流出格室侧催化剂层30中的rh含量为0.3g/l。
[0147]
[隔壁的基准位置的隔壁的流入格室侧的内部区域的空隙之中填充部的比例]
[0148]
对于比较例1和2以及实施例1～3中制作出的排气净化装置1，在从隔壁14的流入侧端14a起沿着延伸方向相距隔壁14的长度10％的基准位置14c，求出从隔壁14的流入格室侧的表面14sa到隔壁14的厚度50％的深度为止的内部区域14na所存在的空隙之中填充有流入格室侧催化剂层20的填充部的比例。
[0149]
具体而言，首先，在各例的排气净化装置中，用fe-sem拍摄隔壁的基准位置的与延伸方向垂直的截面。接着，通过使用图像分析软件imagej(详细而言，参照“rasband,w.s.,imagej,u.s.national institutes of health,bethesda,maryland,usa,http://rsb.info.nih.gov/ij/，1997-2012.”的自动判定，在各例的用x射线ct拍摄出的隔壁的基准位置的与延伸方向垂直的截面图像中，将各部位的亮度等作为判别基准，判别出隔壁的流入格室侧的内部区域所存在的空隙之中填充有流入格室侧催化剂层的填充部以外的未填充部。接着，在测定了该隔壁的截面上的隔壁的流入格室侧的内部区域所存在的空隙的未填充部(催化剂层形成后的气孔部)的面积的基础上，根据该空隙的未填充部的面积以及由蜂窝基材的制造者预先求出的该隔壁的截面上的隔壁的流入格室侧的内部区域所存在的空隙(气孔部)的面积，计算求出该空隙的填充部的面积相对于该隔壁的截面上的隔壁的流入格室侧的内部区域所存在的空隙的面积的比例，作为隔壁的流入格室侧的内部区域所存在的空隙之中填充部的比例。
[0150]
图4a(a)及(b)是用fe-sem分别拍摄了比较例1及2中的隔壁的基准位置的与延伸方向垂直的截面的图像，图4b(a)～(c)是用fe-sem分别拍摄了实施例1～3中的隔壁的基准位置的与延伸方向垂直的截面的图像。这些图像中，表示隔壁的流入格室侧的内部区域所存在的空隙的填充部和未填充部以及基材部的部位。下述表1表示各例中的隔壁的流入格室侧的内部区域的空隙之中填充部的比例。
[0151]
如图4a和4b以及下述表1所示，比较例1和2中，隔壁的流入格室侧的内部区域的空隙之中流入格室侧催化剂层的填充部的比例超过了40％，但实施例1～3中，隔壁的流入格室侧的内部区域的空隙之中填充部的比例为40％以下。
[0152]
[pm沉积时的压力损失]
[0153]
对于比较例1和2以及实施例1～3中制作出的排气净化装置，测定了pm沉积时的压力损失和350℃下的nox处理量。
[0154]
具体而言，首先，将各例的排气净化装置安装到2l柴油发动机的排气系统中。接着，通过以1600rpm
×
30nm的发动机转速使柴油发动机运转，在使排气净化装置流通进气温度为200℃的排气的状态下，测定pm相对于每1l蜂窝基材沉积3g时的压力损失[kpa]，作为pm沉积时的压力损失求出。下述表1表示各例中pm沉积时的压力损失。此外，在2.5l汽油发动机的排气系统中，将各例的排气净化装置作为第2催化剂安装到起动催化剂的下部。接着，在3000rpm
×
45nm的发动机转速下使空燃比(a/f)振幅为14.1～15.1的状态下运转汽油发动机，由此在使排气净化装置流通进气温度为350℃的排气的状态下，在排气净化装置的前后设置分析仪，测定各自的nox浓度，求出其差量作为350℃下的nox处理量[ppm]。图5是表示比较例1和2以及实施例1～3中与隔壁的流入格室侧的内部区域的空隙之中填充部的比例相对的pm沉积时的压力损失以及nox处理量的坐标图。
[0155]
如图5和下述表1所示，随着隔壁的流入格室侧的内部区域的空隙之中填充部的比
例降低，pm沉积时的压力损失降低，在隔壁的流入格室侧的内部区域的空隙之中填充部的比例为40％以下的情况下，pm沉积时的压力损失特别显著地降低。而且，可知该情况下，nox处理量显著提高，能够有效利用被覆的催化剂层。
[0156]
[0157]
以上，对本发明的排气净化装置的实施方式进行了详细说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离专利请求保护的范围所记载的本发明精神的范围内，可以进行各种设计变更。

技术特征：

1.一种排气净化装置，是具备蜂窝基材和流入格室侧催化剂层的排气净化装置，其特征在于，所述蜂窝基材具有多孔质隔壁，由所述多孔质隔壁划分出从流入侧端面延伸到流出侧端面的多个格室，所述多个格室包含隔着所述隔壁相邻的流入格室和流出格室，所述流入格室的流入侧端开口且流出侧端密封，所述流出格室的流入侧端密封且流出侧端开口，所述流入格室侧催化剂层被设在流入格室侧催化剂区域的所述流入格室侧的表面上，所述流入格室侧催化剂区域从所述隔壁的所述流入侧端起沿着延伸方向延伸到相距所述隔壁长度的10％以上的位置，在从所述隔壁的所述流入侧端起沿着延伸方向相距所述隔壁长度的10％的基准位置，从所述隔壁的所述流入格室侧的表面到所述隔壁厚度的50％的深度的内部区域所存在的空隙之中填充有所述流入格室侧催化剂层的填充部的比例为40％以下。2.根据权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于，所述隔壁的所述流入格室侧催化剂区域从所述隔壁的所述流入侧端起沿着延伸方向延伸到相距所述隔壁长度的10％以上且60％以下的位置。

技术总结

提供一种能够抑制压力损失上升的排气净化装置。该排气净化装置具备蜂窝基材和流入格室侧催化剂层，蜂窝基材具有划分出从流入侧端面延伸到流出侧端面的多个格室的多孔质隔壁，多个格室包含隔着隔壁相邻的流入格室和流出格室，流入格室的流入侧端开口且流出侧端密封，流出格室的流入侧端密封且流出侧端开口，流入格室侧催化剂层设在流入格室侧催化剂区域的流入格室侧的表面，流入格室侧催化剂区域从隔壁的流入侧端起沿着延伸方向延伸到相距隔壁长度10％以上的位置，在从隔壁的流入侧端起沿着延伸方向相距隔壁长度10％的基准位置，从隔壁的流入格室侧的表面到隔壁厚度50％的深度的内部区域的空隙之中填充有流入格室侧催化剂层的填充部的比例为40％以下。催化剂层的填充部的比例为40％以下。催化剂层的填充部的比例为40％以下。