DE102020131202A1 - Abgasreinigungskatalysator - Google Patents

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Norimichi Shimano
Shogo Shirakawa
Masahide Miura
Isao Chinzei
Seiji NAKAHIGASHI
Hiroki NIHASHI
Hiromi Togashi
Tomomasa Aikawa
Isao Naito
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Toyota Motor Corp
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Cataler Corp
Toyota Motor Corp
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abgasreinigungskatalysator mit einer verbesserten Haltbarkeit, welcher ein Substrat und eine auf dem Substrat gebildete Katalysator-Beschichtungsschicht aufweist, wobei die Katalysator-Beschichtungsschicht eine zweischichtige Struktur aufweist, wobei die Katalysator-Beschichtungsschicht einen stromaufwärtigen Abschnitt auf einer stromaufwärtigen Seite und einen stromabwärtigen Abschnitt auf einer stromabwärtigen Seite in einer Abgasströmungsrichtung beinhaltet, und ein Teil oder die Gesamtheit des stromaufwärtigen Abschnitts auf einem Teil des stromabwärtigen Abschnitts gebildet wird, wobei der stromabwärtige Abschnitt Rh-Feinpartikel enthält, und wobei die Rh-Feinpartikel eine mittlere Partikelgröße, die durch ein Beobachten mit einem Transmissionselektronenmikroskop gemessen wurde, von 1,0 nm oder mehr bis 2,0 nm oder weniger und eine Standardabweichung σ der Partikelgröße von 0,8 nm oder weniger aufweist.

Description

  • HINTERGRUND
  • Technischer Bereich
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Abgasreinigungskatalysator.
  • Stand der Technik
  • Ein von einem Verbrennungsmotor eines Automobils und dergleichen ausgestoßenes Abgas enthält schädliche Bestandteile wie Kohlenstoffmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (HC) und Stickoxide (NOx), und die schädlichen Bestandteile werden durch einen Abgasreinigungskatalysator gereinigt, bevor sie an die Atmosphäre ausgestoßen werden. Konventionell wird als Abgasreinigungskatalysator ein Drei-Wege-Katalysator verwendet, der gleichzeitig eine Oxidation von CO und HC und eine Reduktion von NOx durchführt, und ein Katalysator, der ein Edelmetall wie Platin (Pt), Palladium (Pd) und Rhodium (Rh) als Katalysatormetall verwendet, ist als Drei-Wege-Katalysator weit verbreitet.
  • Während in letzter Zeit die Emissionsvorschriften strenger geworden sind, soll die Menge der für den Abgasreinigungskatalysator verwendeten Edelmetalle unter dem Aspekt des Ressourcenrisikos reduziert werden. Unter den Edelmetallen spielt Rh eine Rolle bei der NOx-Reduktionsaktivität, und hoch-aktivierendes Rh lässt eine Reduktion der Edelmetallmenge unter Einhaltung der Emissionsvorschriften erwarten.
  • Als ein Verfahren zur Reduzierung der Verwendung des Edelmetalls im Abgasreinigungskatalysator ist ein Verfahren bekannt, bei der das Edelmetall verwendet wird, indem das Edelmetall als Feinpartikel auf einem Träger getragen wird. Zum Beispiel offenbart JP 2016-147256 A ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators, das einen Schritt des Tragens von Edelmetallpartikeln auf einem Oxidträger beinhaltet, um einen Edelmetallträgerkatalysator zu erhalten, und einen Schritt der Durchführung eines Erwärmungsprozesses für den Edelmetallträgerkatalysator in einer reduzierenden Atmosphäre, um eine Partikelgröße des Edelmetalls in einen vorbestimmten Bereich einzustellen. JP 2016-147256 A offenbart in Beispielen, dass die Partikelgrößen der Edelmetallpartikel auf dem Oxidträger auf einen Bereich von 2,8 nm oder mehr bis 3,8 nm oder weniger gesteuert werden konnten.
  • JP 2007-38085 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators, das einen Schritt beinhaltet, bei dem ein Reduktionsmittel auf einen Katalysator einwirkt, in dem Edelmetallpartikel auf einem Oxidträger getragen werden, wobei die Edelmetallpartikel mit kleinen Partikelgrößen vergrößert werden und die minimale Partikelgröße der Edelmetallpartikel von 1 nm oder mehr erreicht wird. JP 2007-38085 A offenbart in Beispielen, dass die Partikelgrößen der Edelmetallpartikel auf dem Oxidträger auf 3,0 nm oder mehr bis 4,1 nm oder weniger gesteuert werden konnten.
  • Eine Zugabeposition bzw. Zugabestelle eines Katalysatormetalls zur maximalen Bereitstellung eines Katalysatoreffekts wurde untersucht. Beispielsweise offenbart JP 2009-273986 A einen Abgasreinigungskatalysator, der eine Katalysator-Beschichtungsschicht mit einer zweischichtigen Struktur aus einer unteren und einer oberen Schicht beinhaltet. Die untere Schicht wird auf einer Oberfläche eines Trägersubstrats gebildet und trägt Rhodium. Die obere Schicht ist auf einer Oberfläche der unteren Schicht gebildet und trägt mindestens Platin. Das Platin der oberen Schicht wird mit einer zu einer stromaufwärtigen Seite eines Abgases hin erhöhten Konzentration getragen, und das Rhodium der unteren Schicht wird mit einer zu einer stromabwärtigen Seite des Abgases hin erhöhten Konzentration getragen.
  • Beim herkömmlichen Katalysator, der Rh-Feinpartikel mit gesteuerter Partikelgröße verwendet, aggregieren die Rh-Feinpartikel jedoch und werden während der katalytischen Reaktion zersetzt, so dass die Haltbarkeit des Katalysators in einigen Fällen nicht ausreichend zur Verfügung gestellt wird. Da die Verbesserung der Haltbarkeit des Katalysators eine effektive Nutzung von Rh sicherstellt, kann die Edelmetallmenge reduziert werden. Für den herkömmlichen Katalysator, der die Rh-Feinpartikel verwendet, deren Partikelgrößen gesteuert werden, ist die Zugabeposition zur maximalen Bereitstellung seiner Wirkung nicht ausreichend untersucht worden.
  • KURZFASSUNG
  • Es gibt, wie oben beschrieben, für den herkömmlichen Abgasreinigungskatalysator, der die Rh-Feinpartikel verwendet, deren Partikelgrößen gesteuert werden, einen Spielraum zur Verbesserung der Haltbarkeit des Katalysators und der Zugabeposition, um seine Wirkung maximal bereit zu stellen. Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung einen Abgasreinigungskatalysator mit einer verbesserten Haltbarkeit bereit.
  • Die Erfinder untersuchten verschiedene Mittel zur Lösung des Problems und stellten fest, dass die Verwendung von Rh-Feinpartikeln, bei denen eine mittlere Partikelgröße und eine Standardabweichung σ der Partikelgröße für einen stromabwärtigen Abschnitt einer Katalysator-Beschichtungsschicht in bestimmte Bereiche gesteuert werden, eine verbesserte Haltbarkeit eines Abgasreinigungskatalysators sicherstellt. Damit erzielten die Erfinder die vorliegende Erfindung.
  • Das bedeutet, der Kern der vorliegenden Erfindung lautet wie folgt.
    1. (1) Ein Abgasreinigungskatalysator aufweisend: ein Substrat; und eine auf dem Substrat gebildete Katalysator-Beschichtungsschicht, wobei die Katalysator-Beschichtungsschicht eine zweischichtige Struktur aufweist, wobei die Katalysator-Beschichtungsschicht einen stromaufwärtigen Abschnitt auf einer stromaufwärtigen Seite und einen stromabwärtigen Abschnitt auf einer stromabwärtigen Seite in einer Abgasströmungsrichtung beinhaltet, und ein Teil oder die Gesamtheit des stromaufwärtigen Abschnitts auf einem Teil des stromabwärtigen Abschnitts gebildet wird, wobei der stromabwärtige Abschnitt Rh-Feinpartikel enthält, und wobei die Rh-Feinpartikel eine mittlere Partikelgröße, die durch ein Beobachten mit einem Transmissionselektronenmikroskop gemessen wurde, von 1,0 nm oder mehr bis 2,0 nm oder weniger und eine Standardabweichung σ der Partikelgröße von 0,8 nm oder weniger aufweist.
    2. (2) Der Abgasreinigungskatalysator nach (1), wobei ein Gehalt der Rh-Feinpartikel im stromabwärtigen Abschnitt 0,01 g/L oder mehr bis 0,7 g/L oder weniger, bezogen auf ein Volumen des Substrats, beträgt.
    3. (3) Der Abgasreinigungskatalysator nach (1) oder (2), wobei der stromabwärtige Abschnitt ferner ein OSC-Material enthält, welches eine Sauerstoffspeicherkapazität aufweist, und wobei ein Massenanteil des OSC-Materials im stromabwärtigen Abschnitt 5 % oder mehr bis 55 % oder weniger beträgt.
    4. (4) Der Abgasreinigungskatalysator nach (1), (2) oder (3), wobei der stromaufwärtige Abschnitt Pt als ein Katalysatormetall enthält.
  • Die vorliegende Erfindung kann einen Abgasreinigungskatalysator mit einer verbesserten Haltbarkeit bereitstellen.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das eine erste Ausführungsform eines Abgasreinigungskatalysators der vorliegenden Erfindung darstellt;
    • 2 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das eine zweite Ausführungsform des Abgasreinigungskatalysators der vorliegenden Erfindung darstellt;
    • 3 ist ein Diagramm, das die NOx-Umwandlungsraten in fetter Atmosphäre für Katalysatoren des Beispiels 1 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 darstellt;
    • 4 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Zugabemenge von Rh-Feinpartikeln in einem stromabwärtigen Abschnitt und der NOx-Umwandlungsrate in der fetten Atmosphäre darstellt;
    • 5 ist ein Diagramm, das die NOx-Umwandlungsraten in der fetten Atmosphäre für Katalysatoren aus Beispiel 4 und den Vergleichsbeispielen 7 und 8 darstellt; und
    • 6 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Massenanteil eines OSC-Materials des stromabwärtigen Abschnitts und der NOx-Umwandlungsrate in der fetten Atmosphäre darstellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Im Folgenden werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
  • Ein Abgasreinigungskatalysator der vorliegenden Erfindung weist ein Substrat und eine auf dem Substrat gebildete Katalysator-Beschichtungsschicht auf. Die Katalysator-Beschichtungsschicht weist eine zweischichtige Struktur auf, die einen stromaufwärtigen Abschnitt auf der stromaufwärtigen Seite und einen stromabwärtigen Abschnitt auf der stromabwärtigen Seite in einer Abgasströmungsrichtung beinhaltet, und ein Teil oder die Gesamtheit des stromaufwärtigen Abschnitts ist auf einem Teil des stromabwärtigen Abschnitts gebildet. Das heißt, der stromabwärtige Abschnitt weist einen einschichtigen Abschnitt auf, der nicht mit dem stromaufwärtigen Abschnitt beschichtet ist.
  • 1 stellt eine erste Ausführungsform des Abgasreinigungskatalysators der vorliegenden Erfindung dar. Wie in 1 dargestellt, weist ein Abgasreinigungskatalysator 10 ein Substrat 11 und eine Katalysator-Beschichtungsschicht 14 einer zweischichtigen Struktur, die auf dem Substrat 11 gebildet wurde, auf. Die Katalysator-Beschichtungsschicht 14 beinhaltet einen stromaufwärtigen Abschnitt 12 und einen stromabwärtigen Abschnitt 13, und ein Teil des stromaufwärtigen Abschnitts 12 ist auf einem Teil des stromabwärtigen Abschnitts 13 gebildet. In 1 zeigt ein Pfeil die Abgasströmungsrichtung an. Bei dem Abgasreinigungskatalysator mit dieser Struktur durchströmt das Abgas zunächst den stromaufwärtigen Abschnitt 12, wodurch ein Teil der schädlichen Bestandteile in dem Abgas im stromaufwärtigen Abschnitt 12 gereinigt wird. Anschließend durchströmt das Abgas den stromabwärtigen Abschnitt 13, der Rh-Feinpartikel enthält. Daher kann das Rh effektiv für die NOx-Reinigung verwendet werden, wodurch eine verbesserte NOx-Reinigungsfähigkeit und eine geringere Rh-Verwendung des Katalysators sichergestellt wird.
  • Hier wird für die Katalysator-Beschichtungsschicht der stromaufwärtige Abschnitt in einem vorbestimmten Bereich von einer stromaufwärtigen Endoberfläche in der Abgasströmungsrichtung gebildet. Da der stromaufwärtige Abschnitt im Abgasreinigungskatalysator der vorliegenden Erfindung auf einem Teil des stromabwärtigen Abschnitts gebildet wird bzw. ist, wird bzw. ist der stromaufwärtige Abschnitt nicht bis zu einer stromabwärtigen Endoberfläche gebildet. Das heißt, eine Schichtbreite des stromaufwärtigen Abschnitts ist eine Länge in einem Bereich von weniger als 100% der Gesamtlänge des Substrats von der stromaufwärtigen Endoberfläche. Unterdessen braucht der stromabwärtige Abschnitt nur mindestens von der stromabwärtigen Endoberfläche aus gebildet zu werden bzw. sein und kann über die Gesamtlänge des Substrats gebildet werden bzw. sein. Das bedeutet, dass eine Schichtbreite des stromabwärtigen Abschnitts eine Länge in einem Bereich von 100 % oder weniger der Gesamtlänge des Substrats von der stromabwärtigen Endoberfläche aus beträgt. Wenn der stromabwärtige Abschnitt über die Gesamtlänge des Substrats gebildet wird bzw. ist, wird bzw. ist der gesamte stromaufwärtige Abschnitt auf einem Teil des stromabwärtigen Abschnitts gebildet.
  • 2 stellt eine zweite Ausführungsform des Abgasreinigungskatalysators der vorliegenden Erfindung dar. Wie in 2 dargestellt, enthält eine Katalysator-Beschichtungsschicht 24 in einem Abgasreinigungskatalysator 20 einen stromaufwärtigen Abschnitt 22 und einen stromabwärtigen Abschnitt 23, und der gesamte stromaufwärtige Abschnitt 22 wird auf einem Teil des stromabwärtigen Abschnitts 23 gebildet. In dem Abgasreinigungskatalysator 20 wird der stromabwärtige Abschnitt 23 als eine untere Schicht auf einem Substrat 21 und der stromaufwärtige Abschnitt 22 als eine obere Schicht auf einem Teil des stromabwärtigen Abschnitts 23 gebildet. In 2 zeigt ein Pfeil die Abgasströmungsrichtung an. Auch beim Abgasreinigungskatalysator mit dieser Struktur, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, durchströmt das Abgas zunächst den stromaufwärtigen Abschnitt 22 als die obere Schicht, wodurch ein Teil der schädlichen Bestandteile im Abgas im stromaufwärtigen Abschnitt 22 gereinigt wird. Anschließend durchströmt das Abgas den stromabwärtigen Abschnitt 23, der Rh-Feinpartikel enthält. Daher kann das Rh effektiv für die NOx-Reinigung verwendet werden, wodurch eine verbesserte NOx-Reinigungsfähigkeit und eine geringere Rh-Verwendung des Katalysators sichergestellt wird.
  • Die Schichtbreite des stromaufwärtigen Abschnitts der Katalysator-Beschichtungsschicht ist eine Länge in einem Bereich von 80 % oder weniger der Gesamtlänge des Substrats von der stromaufwärtigen Endoberfläche in manchen Ausführungsformen, oder kann 70 % oder weniger, oder 50 % oder weniger betragen. Zum Beispiel kann die Schichtbreite des stromaufwärtigen Abschnitts die Länge in einem Bereich von 40 % oder weniger oder 30 % oder weniger sein.
  • Die Schichtbreite des stromabwärtigen Abschnitts der Katalysator-Beschichtungsschicht ist eine Länge in einem Bereich von 100 % oder weniger der Gesamtlänge des Substrats von der stromabwärtigen Endoberfläche, wie oben beschrieben, und die Länge in einem Bereich von 90 % oder weniger, oder 80 % oder weniger in manchen Ausführungsformen. Zum Beispiel kann die Schichtbreite des stromabwärtigen Abschnitts die Länge in einem Bereich von 60 % oder weniger, oder 40 % oder weniger sein. Die Schichtbreite des stromabwärtigen Abschnitts der Katalysator-Beschichtungsschicht ist die Länge in einem Bereich von 60 % oder mehr bis 100 % oder weniger der Gesamtlänge des Substrats von der stromabwärtigen Endoberfläche in manchen Ausführungsformen.
  • In der Katalysator-Beschichtungsschicht des Abgasreinigungskatalysators der vorliegenden Erfindung überlappt ein Teil oder die Gesamtheit des stromaufwärtigen Abschnitts einen Teil des stromabwärtigen Abschnitts. Eine Breite des Abschnitts, in dem der stromaufwärtige Abschnitt den stromabwärtigen Abschnitt überlappt, entspricht einer Länge in einem Bereich von 10 % oder mehr bis 60 % oder weniger der Gesamtlänge des Substrats in manchen Ausführungsformen, oder kann 10 % oder mehr bis 40 % oder weniger betragen.
  • Das Substrat, das für den Abgasreinigungskatalysator der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist nicht besonders beschränkt, und es kann ein allgemein verwendetes Material in Wabenform mit mehreren Zellen verwendet werden. Das Material des Substrats beinhaltet ein keramisches Material mit Wärmebeständigkeit bzw. Hitzebeständigkeit, wie etwa Cordierit (2MgO·2Al2O3·5SiO2), Aluminiumoxid, Zirconiumdioxid und Siliziumkarbid, und einem Metallmaterial, das aus einer Metallfolie gebildet wird, wie etwa rostfreier Stahl. Unter Kostengesichtspunkten wird das Cordierit in manchen Ausführungsformen verwendet.
  • Der stromabwärtige Abschnitt der Katalysator-Beschichtungsschicht enthält Rhodium (Rh)-Feinpartikel (im Folgenden auch als partikelgrößengesteuerte Rh-Feinpartikel oder Rh-Feinpartikel bezeichnet), deren mittlere Partikelgröße und die Standardabweichung σ der Partikelgröße auf bestimmte Bereiche gesteuert werden bzw. eingestellt sind. Aufgrund der relativ kleinen mittleren Partikelgröße haben die partikelgrößengesteuerten Rh-Feinpartikel eine signifikant große spezifische Oberfläche und damit eine hohe katalytische Aktivität. Da die partikelgrößengesteuerten Rh-Feinpartikel eine enge Partikelgrößenverteilung und niedrige Anteile von Grobpartikeln und Feinpartikeln aufweisen, haben die partikelgrößengesteuerten Rh-Feinpartikel eine hohe Haltbarkeit und eine hohe katalytische Aktivität. Durch die Verwendung der partikelgrößengesteuerten Rh-Feinpartikel für den stromabwärtigen Abschnitt der Katalysator-Beschichtungsschicht kann das Rh effektiv für die NOx-Reinigung verwendet werden, wodurch die verbesserte NOx-Reinigungsfähigkeit und die reduzierte Rh-Verwendung des Katalysators sichergestellt wird.
  • Die Rh-Feinpartikel haben die mittlere Partikelgröße von 1,0 nm oder mehr bis 2,0 nm oder weniger. In der vorliegenden Erfindung ist die mittlere Partikelgröße der Rh-Feinpartikel eine zahlengemittelte Partikelgröße, die durch direkte Messung der Äquivalentdurchmesser der projizierten Fläche auf der Grundlage einer Bildes bzw. einer Aufnahme, das bzw. die in einer Beobachtung mit einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) aufgenommen wurde, und durch Analyse von Partikelgruppen mit einer Kardinalzahl von 100 oder mehr erhalten wird.
  • Durch Steuerung der mittleren Partikelgröße der Rh-Feinpartikel auf 1,0 nm oder mehr kann der Anteil der Feinpartikel mit einer Partikelgröße von weniger als 1,0 nm, die als aggregiert betrachtet werden, um eine Vergröberung während einer katalytischen Reaktion zu verursachen, reduziert werden. Daher kann die Verschlechterung der Rh-Feinpartikel unterdrückt werden, wodurch die verbesserte Haltbarkeit des Katalysators sichergestellt wird. Unterdessen können durch die Steuerung der mittleren Partikelgröße der Rh-Feinpartikel auf 2,0 nm oder weniger die Oberflächen der Rh-Feinpartikel vergrößert werden, wodurch die verbesserte katalytische Aktivität sichergestellt wird. Die mittlere Partikelgröße der Rh-Feinpartikel beträgt in manchen Ausführungsformen 1,1 nm oder mehr, kann aber auch 1,2 nm oder mehr betragen. Die mittlere Partikelgröße der Rh-Feinpartikel beträgt 1,9 nm oder weniger in manchen Ausführungsformen oder kann 1,8 nm oder weniger oder 1,6 nm oder weniger betragen. Die mittlere Partikelgröße der Rh-Feinpartikel beträgt 1,1 nm oder mehr bis 1,9 nm oder weniger in den manchen Ausführungsformen oder kann 1,2 nm oder mehr bis 1,8 nm oder weniger betragen.
  • Die Rh-Feinpartikel haben eine Standardabweichung σ der Partikelgröße, die durch Beobachtung mit dem Transmissionselektronenmikroskop gemessen wird, von 0,8 nm oder weniger. Da die Rh-Feinpartikel die Standardabweichung σ der Partikelgröße von 0,8 nm oder weniger aufweisen, ist die Partikelgrößenverteilung scharf, und die Anteile der Feinpartikel und der Grobpartikel sind gering. Aufgrund der geringen Anzahl der Feinpartikel wird die Aggregation der Rh-Feinpartikel während der katalytischen Reaktion unterdrückt, wodurch die Verschlechterung des Rh unterdrückt und die Haltbarkeit des Katalysators verbessert wird. Aufgrund der geringen Anzahl der Grobpartikel wird die Oberfläche der Rh-Feinpartikel vergrößert, wodurch die katalytische Aktivität verbessert wird.
  • Die Standardabweichung σ der Partikelgröße der Rh-Feinpartikel beträgt in manchen Ausführungsformen 0,7 nm oder weniger, oder kann 0,6 nm oder weniger oder 0,5 nm oder weniger betragen. Während die Partikelgrößen der Rh-Feinpartikel monodispergiert sein können, können die Effekte der Erfindung auch dann bereitgestellt werden, wenn die Standardabweichung σ 0,2 nm oder mehr, 0,3 nm oder mehr oder 0,4 nm oder mehr beträgt.
  • Bei den Rh-Feinpartikeln wird der Anteil der Feinpartikel mit einer Partikelgröße von weniger als 1,0 nm besonders reduziert. Wegen des geringen Anteils der Feinpartikel mit einer Partikelgröße von weniger als 1,0 nm wird die Aggregation der Rh-Feinpartikel während der katalytischen Reaktion unterdrückt, wodurch die Verschlechterung des Rh unterdrückt und die Haltbarkeit des Katalysators verbessert wird. Bei den Rh-Feinpartikeln beträgt der Massenanteil der Rh-Feinpartikel mit einer Partikelgröße von weniger als 1,0 nm 5 % oder weniger, bezogen auf das Gesamtgewicht der Rh-Feinpartikel in manchen Ausführungsformen. Dieser Wert kann 4 % Massenanteil oder weniger, 3 % Massenanteil oder weniger, 2 % Massenanteil oder weniger, 1 % Massenanteil oder weniger, 0,5 % Massenanteil oder weniger, 0,3 % Massenanteil oder weniger oder 0,1 % Massenanteil oder weniger betragen. Die Rh-Feinpartikel mit einer Partikelgröße von weniger als 1,0 nm müssen überhaupt nicht enthalten sein.
  • In manchen Ausführungsformen haben die Rh-Feinpartikel bei der Messung mit dem Transmissionselektronenmikroskop eine mittlere Partikelgröße von 1,2 nm oder mehr bis 1,8 nm oder weniger, und der Massenanteil der Rh-Feinpartikel mit einer Partikelgröße von weniger als 1,0 nm beträgt 5,0 % oder weniger, bezogen auf das Gesamtgewicht der Rh-Feinpartikel.
  • Die Rh-Feinpartikel werden in manchen Ausführungsformen auf Trägerpartikeln getragen. Die Trägerpartikel sind nicht besonders beschränkt, und es können zum Beispiel Oxidträgerpartikel verwendet werden. Als das Trägerverfahren kann ein gebräuchliches Trägerverfahren, wie etwa ein Imprägnierungs-Trägerverfahren, ein Adsorptions-Trägerverfahren und ein Wasserabsorptions-Trägerverfahren, verwendet werden.
  • Als Oxidträgerpartikel können z.B. Partikel eines Metalloxids verwendet werden. Das im Metalloxid enthaltene Metall beinhaltet z.B. ein oder mehrere Metalle, die aus Gruppe 3, Gruppe 4 und Gruppe 13 des Periodensystems der Elemente ausgewählt sind, sowie ein Metall auf Lanthanoidbasis. Wenn die Oxidträgerpartikel zwei oder mehr Metalloxide enthalten, kann es sich um eine Mischung aus zwei oder mehr Metalloxiden, ein Kompositoxid bzw. Mischoxid bzw. Verbundoxid, das zwei oder mehr Metalle enthält, oder eine Mischung aus einem oder mehreren Metalloxiden und einem oder mehreren Kompositoxiden handeln.
  • Das Metalloxid kann das Oxid eines oder mehrerer Metalle sein, die z. B. aus Scandium (Sc), Yttrium (Y), Lanthan (La), Cer (Ce), Neodym (Nd), Samarium (Sm), Europium (Eu), Lutetium (Lu), Titan (Ti), Zirconium (Zr) und Aluminium (Al) ausgewählt sind, oder das Oxid eines oder mehrerer Metalle, die aus Y, La, Ce, Ti, Zr und Al ausgewählt sind, in manchen Ausführungsformen. Als das Metalloxid wird in manchen Ausführungsformen ein Kompositoxid aus Yttriumoxid (Y2O3), Lanthanoxid (La2O3) und Zirconiumdioxid (ZrO2) verwendet.
  • Die Partikelgröße der Trägerpartikel kann je nach Zweck durch einen Fachmann entsprechend eingestellt werden.
  • Wenn die auf den Trägerpartikeln getragenen Rh-Feinpartikel verwendet werden, beträgt der Trägermassenanteil der Rh-Feinpartikel beispielsweise 5 % oder weniger, 3 % oder weniger, 1 % oder weniger, 0,7 % oder weniger, 0,5 % oder weniger, 0,3 % oder weniger oder 0,2 % oder weniger, bezogen auf die Masse der Trägerpartikel. Der Trägermassenanteil der Rh-Feinpartikel beträgt z.B. 0,01 % oder mehr, 0,02 % oder mehr, 0,05 % oder mehr, 0,07 % oder mehr, 0,1 % oder mehr, 0,2 % oder mehr, 0,5 % oder mehr oder 1 % oder mehr, bezogen auf die Masse der Trägerpartikel.
  • Wenn die auf den Trägerpartikeln getragenen Rh-Feinpartikel verwendet werden, können die Rh-getragenen Katalysatorpartikel hergestellt werden, indem man die Trägerpartikel mit einer Dispersion von Rh-Feinpartikel-Vorläufern in Kontakt bringt, die Rh-Feinpartikel-Vorläufer enthält, die vorab auf eine vorbestimmte Partikelgrößenverteilung gesteuert wurden, und anschließend eine Kalzinierung durchführt.
  • Die Dispersion der Rh-Feinpartikel-Vorläufer kann z.B. durch eines der folgenden Verfahren hergestellt werden.
    1. (1) ein Verfahren (Verfahren 1), bei dem eine saure Lösung einer Rh-Verbindung mit einer basischen Lösung in einem Reaktor zur Reaktion gebracht wird, in dem ein Abstand eines Reaktionsfeldes auf einen vorbestimmten Bereich eingestellt wird; und
    2. (2) ein Verfahren (Verfahren 2), bei dem die saure Lösung der Rh-Verbindung mit der zu reagierenden basischen Lösung vermischt und anschließend eine Rührbehandlung in einem Hochgeschwindigkeitsmischer durchgeführt wird.
  • Bei Verfahren 1 kann durch die Verwendung des Reaktors, in dem der Abstand des Reaktionsfeldes auf den vorbestimmten Bereich eingestellt wird, wenn die saure Lösung der Rh-Verbindung (z.B. ein anorganisches Säuresalz von Rh) mit der basischen Lösung (z.B. eine wässrige Lösung einer stickstoffhaltigen organischen Verbindung) zur Reaktion gebracht wird, die Partikelgröße und die Partikelgrößenverteilung der in der erhaltenen Dispersion enthaltenen Rh-Feinpartikel-Vorläufer (z.B. Hydroxide von Rh) gesteuert werden.
  • Die im Reaktor enthaltenen Bestandteile zur Abstandsregelung können zwei flache Platten, eine Kombination aus einer flachen Platte und einer wellenförmigen Platte, enge Rohre und dergleichen sein. Der Abstand des Reaktionsfeldes kann entsprechend einer gewünschten Partikelgröße und einer gewünschten Partikelgrößenverteilung angemessen eingestellt werden. Als Reaktor, bei dem der Abstand des Reaktionsfeldes auf den vorbestimmten Bereich eingestellt ist, ist beispielsweise ein Mikroreaktor verwendbar, der einen geeigneten Abstandseinstellbestandteil beinhaltet.
  • Bei Verfahren 2 wird die saure Lösung der Rh-Verbindung (z.B. anorganisches Säuresalz von Rh) mit der basischen Lösung (z.B. wässrige Lösung einer stickstoffhaltigen organischen Verbindung) zur Reaktion gebracht, um die Rh-Feinpartikel-Vorläufer als Partikel mit großen Partikelgrößen zu erzeugen, die Rührbehandlung der Rh-Feinpartikel-Vorläufer im Hochgeschwindigkeitsmischer durchgeführt wird und eine starke Scherkraft angewendet wird, um die Rh-Feinpartikel-Vorläufer zu dispergieren und dadurch die mittlere Partikelgröße und die Partikelgrößenverteilung der dispergierten Rh-Feinpartikel-Vorläufer zu steuern.
  • Die Rh-getragenen Katalysatorteilchen können erhalten werden, indem die wie oben beschrieben hergestellte Dispersion der Rh-Feinpartikel-Vorläufer mit den Trägerpartikeln in Kontakt gebracht und anschließend die Kalzinierung durchgeführt wird.
  • Der Gehalt der Rh-Feinpartikel in dem stromabwärtigen Abschnitt der Katalysator-Beschichtungsschicht ist 0,01 g/L oder mehr bis 0,7 g/L oder weniger, bezogen auf das Volumen des Substrats in manchen Ausführungsformen, oder kann 0,1 g/L oder mehr bis 0,5 g/L oder weniger betragen. Wenn der Gehalt der Rh-Feinpartikel im stromabwärtigen Abschnitt 0,01 g/L oder mehr bis 0,7 g/L oder weniger beträgt, kann gleichzeitig die verbesserte Haltbarkeit des Katalysators und die reduzierte Verwendung des Rh sichergestellt werden.
  • Wenn die auf den Trägerpartikeln getragenen Rh-Feinpartikel als die Rh-getragenen Katalysatorpartikel verwendet werden, beträgt der Gehalt der Rh-getragenen Katalysatorpartikel im stromabwärtigen Abschnitt der Katalysator-Beschichtungsschicht 10 g/L oder mehr bis 80 g/L oder weniger, bezogen auf das Volumen des Substrats in manchen Ausführungsformen, oder kann 20 g/L oder mehr bis 60 g/L oder weniger betragen.
  • Der stromabwärtige Abschnitt der Katalysator-Beschichtungsschicht kann ein OSC-Material enthalten, das eine Sauerstoffspeicherkapazität hat. Das OSC-Material ist ein anorganisches Material, das die Sauerstoffspeicherkapazität aufweist. Das OSC-Material speichert Sauerstoff, wenn ein mageres Abgas zugeführt wird, und gibt den gespeicherten Sauerstoff ab, wenn ein fettes Abgas zugeführt wird. Das OSC-Material ist nicht besonders beschränkt und beinhaltet Ceroxid (Ceroxid: CeO2), ein das Ceroxid enthaltendes Kompositoxid (z.B. Ceroxid-Zirconiumdioxid (ZrO2) Kompositoxid (CZ-Kompositoxid oder ZC-Kompositoxid) und ähnliches. Unter den oben beschriebenen OSC-Materialien wird das Ceroxid-Zirconiumdioxid-Kompositoxid aufgrund der hohen Sauerstoffspeicherkapazität und des relativ niedrigen Preises in manchen Ausführungsformen verwendet. Das Ceroxid-Zirconiumdioxid-Kompositoxid kann in Form eines Kompositoxids mit Lanthanoxid (La2O3), Yttriumoxid (Y2O3) und dergleichen verwendet werden. Das Mischungsverhältnis von Ceroxid zu Zirconiumdioxid im Ceroxid-Zirconiumdioxid-Kompositoxid ist CeO2/ZrO2 = 0,2 oder mehr bis 9,0 oder weniger in manchen Ausführungsformen.
  • Wenn der stromabwärtige Abschnitt der Katalysator-Beschichtungsschicht das OSC-Material enthält, beträgt sein Massenanteil 5 % oder mehr bis 55 % oder weniger, bezogen auf die Masse des stromabwärtigen Abschnitts in manchen Ausführungsformen, oder kann 10 % oder mehr bis 50 % oder weniger betragen. Wenn der Massenanteil an OSC-Material in dem stromabwärtigen Abschnitt 5 % oder mehr bis 55 % oder weniger beträgt, kann die Haltbarkeit des Katalysators effektiv verbessert werden.
  • Wenn der stromabwärtige Abschnitt der Katalysator-Beschichtungsschicht das OSC-Material enthält, beträgt sein Gehalt 5 g/L oder mehr bis 75 g/L oder weniger, bezogen auf das Volumen des Substrats in manchen Ausführungsformen, oder kann 10 g/L oder mehr bis 60 g/L oder weniger betragen. Wenn der Gehalt an OSC-Material in dem stromabwärtigen Abschnitt 5 g/L oder mehr bis 75 g/L oder weniger, bezogen auf das Volumen des Substrats, beträgt, kann die Haltbarkeit des Katalysators effektiv verbessert werden.
  • Der stromabwärtige Abschnitt der Katalysator-Beschichtungsschicht kann neben den partikelgrößengesteuerten Rh-Feinpartikeln und dem OSC-Material jeden anderen Bestandteil enthalten. Der andere Bestandteil ist nicht besonders beschränkt und beinhaltet ein Metalloxid und ähnliches. Wenn der stromabwärtige Abschnitt der Katalysator-Beschichtungsschicht den anderen Bestandteil enthält, beträgt sein Gehalt 80 g/L oder weniger, bezogen auf das Volumen des Substrats in manchen Ausführungsformen, oder kann 60 g/L oder weniger betragen.
  • Das Metalloxid ist nicht besonders beschränkt und kann aus den Oxiden eines oder mehrerer Metalle bestehen, die z.B. aus Scandium (Sc), Yttrium (Y), Lanthan (La), Cer (Ce), Neodym (Nd), Samarium (Sm), Europium (Eu), Lutetium (Lu), Titan (Ti), Zirconium (Zr) und Aluminium (Al) ausgewählt werden. Als Metalloxid wird Aluminiumoxid (Al2O3) oder ein Kompositoxid aus Al2O3 und Lanthanoxid (La2O3) in manchen Ausführungsformen verwendet.
  • Der stromaufwärtige Abschnitt der Katalysator-Beschichtungsschicht enthält ein Edelmetall der Platingruppe als ein Katalysatormetall in manchen Ausführungsformen. Das Edelmetall der Platingruppe beinhaltet Ruthenium (Ru), Palladium (Pd), Osmium (Os), Iridium (Ir) und Platin (Pt), und Pt wird in manchen Ausführungsformen verwendet. Wenn der stromaufwärtige Abschnitt der Katalysator-Beschichtungsschicht Pt als Katalysatormetall enthält, kann HC im stromaufwärtigen Abschnitt, durch das das Abgas zunächst hindurchströmt, und NOx im Zustand der Unterdrückung eines Einflusses der HC-Vergiftung im stromabwärtigen Abschnitt, der die partikelgrößengesteuerten Rh-Feinpartikel enthält, umgewandelt werden. Dementsprechend kann das Rh effektiv für die NOx-Reinigung eingesetzt werden, wodurch die verbesserte NOx-Reinigungsfähigkeit und die reduzierte Rh-Verwendung des Katalysators sichergestellt wird.
  • Das Katalysatormetall kann zur Verwendung auf den Trägerpartikeln getragen werden. Die Trägerpartikel sind nicht besonders beschränkt, und es können z.B. Oxidträgerpartikel verwendet werden. Als das Trägerverfahren kann ein übliches Trägerverfahren, wie ein Imprägnierungs-Trägerverfahren, ein Adsorption-Trägerverfahren und eine Wasserabsorption-Trägerverfahren, verwendet werden.
  • Als die Oxidträgerpartikel können z.B. Partikel eines Metalloxids verwendet werden. Das im Metalloxid enthaltene Metall beinhaltet z.B. ein oder mehrere Metalle, die aus Gruppe 3, Gruppe 4 und Gruppe 13 des Periodensystems der Elemente ausgewählt sind, sowie ein Metall auf Lanthanoidbasis. Wenn die Oxidträgerpartikel zwei oder mehr Metalloxide enthalten, kann es sich um eine Mischung aus zwei oder mehr Metalloxiden, ein Kompositoxid, das zwei oder mehr Metalle enthält, oder eine Mischung aus einem oder mehreren Metalloxiden und einem oder mehreren Kompositoxiden handeln.
  • Bei dem Metalloxid kann es sich um die Oxide eines oder mehrerer Metalle handeln, die z.B. aus Scandium (Sc), Yttrium (Y), Lanthan (La), Cer (Ce), Neodym (Nd), Samarium (Sm), Europium (Eu), Lutetium (Lu), Titan (Ti), Zirconium (Zr) und Aluminium (A1) ausgewählt sind, oder um die Oxide eines oder mehrerer Metalle, die aus Y, La, Ce, Ti, Zr und Al ausgewählt sind, in manchen Ausführungsformen. Als das Metalloxid wird Aluminiumoxid (Al2O3) oder ein Kompositoxid aus Al2O3 und Lanthanoxid (La2O3) in manchen Ausführungsformen verwendet.
  • Der Gehalt des Katalysatormetalls im stromaufwärtigen Abschnitt der Katalysator-Beschichtungsschicht ist 0,01 g/L oder mehr bis 1 g/L oder weniger, bezogen auf das Volumen des Substrats in manchen Ausführungsformen, oder kann 0,1 g/L oder mehr bis 0,6 g/L oder weniger betragen. Wenn der Gehalt des Katalysatormetalls im stromaufwärtigen Abschnitt 0,01 g/L oder mehr bis 1 g/L oder weniger beträgt, wird HC im stromaufwärtigen Abschnitt ausreichend umgewandelt, wodurch die NOx-Reinigung im Zustand der Unterdrückung des Einflusses der HC-Vergiftung im stromabwärtigen Abschnitt sichergestellt wird.
  • Wenn das Katalysatormetall auf den Trägerpartikeln getragen wird, die als Trägerkatalysatorpartikel verwendet werden sollen, beträgt der Gehalt der Trägerkatalysatorpartikel im stromaufwärtigen Abschnitt 1 g/L oder mehr bis 50 g/L oder weniger, bezogen auf das Volumen des Substrats in manchen Ausführungsformen, oder kann 10 g/L oder mehr bis 30 g/L oder weniger betragen.
  • Der stromaufwärtige Abschnitt der Katalysator-Beschichtungsschicht kann neben dem Katalysatormetall jeden anderen Bestandteil enthalten. Der andere Bestandteil ist nicht besonders beschränkt und beinhaltet ein OSC-Material und ähnliches. Wenn der stromaufwärtige Abschnitt der Katalysator-Beschichtungsschicht den anderen Bestandteil enthält, beträgt sein Gehalt 80 g/L oder weniger, bezogen auf das Volumen des Substrats in manchen Ausführungsformen, oder kann 60 g/L oder weniger oder 40 g/L oder weniger betragen.
  • Das OSC-Material ist nicht besonders beschränkt und beinhaltet Ceroxid (Ceroxid: CeO2), ein das Ceroxid enthaltendes Kompositoxid (z.B. Ceroxid-Zirconiumdioxid (ZrO2) Kompositoxid (CZ-Kompositoxid oder ZC-Kompositoxid)) und ähnliches. Unter den oben beschriebenen OSC-Materialien wird das Ceroxid-Zirconiumdioxid-Kompositoxid aufgrund der hohen Sauerstoffspeicherkapazität und des relativ niedrigen Preises in manchen Ausführungsformen verwendet. Das Ceroxid-Zirconiumdioxid-Kompositoxid kann in Form eines Kompositoxids mit Lanthanoxid (La2O3), Yttriumoxid (Y2O3) und dergleichen verwendet werden. Das Mischungsverhältnis von Ceroxid zu Zirconiumdioxid im Ceroxid-Zirconiumdioxid-Kompositoxid ist CeO2/ZrO2 = 0,2 oder mehr bis 9,0 oder weniger in manchen Ausführungsformen.
  • Der Abgasreinigungskatalysator der vorliegenden Erfindung kann durch Beschichten des Substrats mit einer Aufschlämmung, die die Bestandteile der Katalysator-Beschichtungsschicht enthält, nach einem Verfahren hergestellt werden, das dem Fachmann bekannt ist. in einer Ausführungsform wird z.B. ein vorbestimmter Bereich mit einer Aufschlämmung beschichtet, die nach einem bekannten Verfahren von einer stromabwärtigen Endoberfläche eines Substrats aus partikelgrößengesteuerte Rh-Feinpartikel, ein OSC-Material und ein Metalloxid enthält, und Trocknen und Kalzinieren werden bei einer vorbestimmten Temperatur für eine vorbestimmte Zeitspanne durchgeführt, wodurch auf dem Substrat ein stromabwärtiger Abschnitt aus einer Katalysator-Beschichtungsschicht gebildet wird. Anschließend wird ein vorbestimmter Bereich mit einer Aufschlämmung, die ein Katalysatormetall, wie z.B. Pt, und ein OSC-Material enthält, von einer stromaufwärtigen Endoberfläche des Substrats nach einem bekannten Verfahren beschichtet, und Trocknen und Kalzinieren werden bei einer vorbestimmten Temperatur für eine vorbestimmte Zeitspanne durchgeführt, wodurch ein stromaufwärtiger Abschnitt gebildet wird.
  • Beispiele
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen näher beschrieben. Der technische Umfang der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf Beispiele beschränkt.
  • <Bestätigung der Wirkungen der partikelgrößengesteuerten Rh-Feinpartikel und Untersuchung der Zugabeposition>
  • Herstellung der Katalysatoren
  • Verwendetes Rohmaterial
    • Material 1: Al2O3: 4 % Massenanteil-La2O3-Verbundwerkstoff Al2O3
    • Material 2: ZY: 84 % Massenanteil-ZrO2, 6 % Massenanteil-La2O3, 10% Massenanteil-Y2O3 Kompositoxid
    • Material 3: Pt/Al2O3: Material, bei dem Pt auf dem Material 1 getragen ist
    • Material 4: partikelgrößengesteuerte Rh-Dispersion
    • Material 5: Rh/ZY: Material, bei dem Rh auf dem Material 2 getragen ist
    • Material 6: partikelgrößengesteuertes Rh/ZY: Material, bei dem das Rh des Materials 4 auf dem Material 2 getragen ist
    • Material 7: Becherglasverfahren Rh-Dispersion
    • Material 8: Becherglasverfahren Rh/ZY: Material, bei dem das Rh des Materials 7 auf dem Material 2 getragen ist
    • Material 9: ZC (OSC-Material): 21 % Massenanteil-CeO2, 72 % Massenanteil-ZrO2, 1,7 % Massenanteil-La2O3, 5,3 % Massenanteil-Y2O3-Kompositoxid
    • Substrat: Cordierit-Wabenform-Substrat von 875 cc (400 Zellen quadratisch, Wandstärke 4 mil bzw. 4 tausendstel Zoll)
  • Die Materialien 3 bis 8 wurden wie folgt hergestellt.
  • Material 3: Pt/Al2O3
  • Eine Pt-Nitrat-Lösung wurde mit dem Material 1 in Kontakt gebracht und anschließend kalziniert, wodurch das Material 3 erhalten wurde, in dem Pt auf dem Material 1 in dem Trägermassenanteil von 1 % getragen wurde.
  • Material 4: partikelgrößengesteuerte Rh-Dispersion
  • 0,2 g Rh (III)-Nitrat wurden in 50 mL ionenausgetauschtem Wasser zugegeben und gelöst, wodurch eine saure Lösung (pH 1,0) der Rh-Verbindung hergestellt wurde.
  • Eine wässrige Tetraethylammoniumhydroxid-Lösung (Konzentration 175 g/L, pH 14) wurde als eine organische Basenlösung hergestellt.
  • Unter Verwendung eines Reaktors (Mikroreaktor), der zwei flache Platten als Bestandteile zur Abstandsregelung beinhaltete, mit einem Verfahren zum Einführen der sauren Lösung der Rh-Verbindung und der organischen Basenlösung in ein Reaktionsfeld, in dem der Abstand auf 10 µm eingestellt wurde, wurden beide Flüssigkeiten unter einer Bedingung umgesetzt, bei der ein Molverhältnis (TEAH/RN) von Tetraethylammoniumhydroxid (TEAH) zu Rh-Nitrat (RN) 18 betrug, um eine Dispersion von Rh-Feinpartikel-Vorläufern herzustellen. Die erhaltene Dispersion der Rh-Feinpartikel-Vorläufer hatte einen pH-Wert von 14. Der mediane Durchmesser (D50) der Rh-Feinpartikel-Vorläufer, die in der erhaltenen Dispersion der Rh-Feinpartikel-Vorläufer enthalten waren, wurde mit einer dynamischen Lichtstreuungsmethode (DLS) gemessen, und der mediane Durchmesser (D50) betrug 2,0 nm.
  • Material 5: Rh/ZY
  • Eine Rh-Nitratlösung wurde mit dem Material 2 in Kontakt gebracht und anschließend kalziniert, wodurch das Material 5 erhalten wurde, in dem Rh auf dem Material 2 in dem Trägermassenanteil von 0,45 % getragen wurde. Die mit einem Transmissionselektronenmikroskop gemessene mittlere Partikelgröße der Rh-Feinpartikel betrug 0,70 nm.
  • Material 6: partikelgrößengesteuerte Rh/ZY
  • Das Material 4 wurde mit dem Material 2 in Kontakt gebracht und anschließend kalziniert, wodurch das Material 6, in dem Rh auf dem Material 2 in dem Trägermassenanteil von 0,45 % getragen wurde, erhalten wurde. Die mit dem Transmissionselektronenmikroskop gemessene mittlere Partikelgröße der Rh-Feinpartikel betrug 1,40 nm, und die Standardabweichung σ der Partikelgröße betrug 0,48 nm. In der Partikelgrößenverteilung des partikelgrößengesteuerten Rh war der Anteil der Feinpartikel mit einer Partikelgröße von weniger als 1,0 nm kleiner als bei dem Becherglasverfahren Rh des Materials 8.
  • Material 7: Becherglasverfahren Rh-Dispersion
  • Das Material 7 wurde ähnlich wie das Material 4 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die saure Lösung der Rh-Verbindung mit der organischen Basenlösung in einem Becherglas ohne Verwendung des Reaktors, der die Bestandteile zur Abstandsregelung beinhaltete, umgesetzt wurde.
  • Material 8: Becherglasverfahren Rh/ZY
  • Das Material 8, in dem Rh des Materials 7 auf dem Material 2 getragen wurde, wurde ähnlich hergestellt wie die Herstellung des Materials 6. Die mit dem Transmissionselektronenmikroskop gemessene mittlere Partikelgröße der Rh-Feinpartikel betrug 1,42 nm, und die Standardabweichung σ der Partikelgröße betrug 0,94 nm.
  • Beispiel 1
  • Das Material 6, das Material 1, das Material 9 und ein Bindemittel auf Al2O3-Basis wurden unter Rühren in destilliertes Wasser gegeben, und es wurde eine Aufschlämmung 1 hergestellt, in der diese Materialien suspendiert wurden. Anschließend wurde die vorbereitete Aufschlämmung 1 von einer stromabwärtigen Endoberfläche in ein Substrat gegossen, und ein unnötiger Abschnitt wurde mit einem Gebläse abgeblasen, wodurch eine Wandoberfläche des Substrats mit den Materialien beschichtet wurde. Die Beschichtungsbreite wurde auf 80 % der Gesamtlänge des Substrats von der stromabwärtigen Endoberfläche aus eingestellt. Die Beschichtungsmenge wurde so eingestellt, dass das Material 6 40 g/L, das Material 1 40 g/L und das Material 9 35 g/L betrug, bezogen auf das Volumen des Substrats. Schließlich wurde zwei Stunden lang mit einem Trockner bei 120 °C getrocknet und anschließend zwei Stunden lang mit einem Elektroofen bei 500 °C kalziniert, wodurch ein stromabwärtiger Abschnitt aus einer Katalysator-Beschichtungsschicht hergestellt wurde.
  • In ähnlicher Weise wurden das Material 3, das Material 9 und das Bindemittel auf Al2O3-Basis unter Rühren in destilliertes Wasser gegeben, und es wurde eine Aufschlämmung 2 hergestellt, in der diese Materialien suspendiert wurden. Die Aufschlämmung 2 wurde von einer stromaufwärtigen Endoberfläche in das Substrat gegossen, auf dem der stromabwärtige Abschnitt gebildet wurde, und ein unnötiger Abschnitt wurde durch das Gebläse abgeblasen, wodurch die Wandoberfläche des Substrats mit den Materialien beschichtet wurde. Die Beschichtungsbreite wurde von der stromaufwärtigen Endoberfläche auf 40 % der Gesamtlänge des Substrats eingestellt. Die Beschichtungsmenge wurde so eingestellt, dass das Material 3 20 g/L und das Material 9 30 g/L betrug, bezogen auf das Volumen des Substrats. Schließlich wurde zwei Stunden lang bei 120 °C im Trockner getrocknet und anschließend zwei Stunden lang im Elektroofen bei 500 °C kalziniert, wodurch ein stromaufwärtiger Abschnitt der Katalysator-Beschichtungsschicht hergestellt wurde.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Die in Beispiel 1 verwendete Aufschlämmung 2 wurde von der stromabwärtigen Endoberfläche in das Substrat gegossen, und ein unnötiger Abschnitt wurde durch das Gebläse abgeblasen, wodurch eine Wandoberfläche des Substrats mit den Materialien beschichtet wurde. Die Beschichtungsbreite wurde auf 80% eingestellt. Die Beschichtungsmenge wurde so eingestellt, dass das Material 3 40 g/L und das Material 9 60 g/L betrug, bezogen auf das Volumen des Substrats. Abschließend wurde die Trocknung im Trockner bei 120 °C für zwei Stunden und anschließend die Kalzinierung im Elektroofen bei 500 °C für zwei Stunden durchgeführt, wodurch der stromabwärtige Abschnitt der Katalysator-Beschichtungsschicht vorbereitet wurde.
  • In ähnlicher Weise wurde die in Beispiel 1 verwendete Aufschlämmung 1 von der stromaufwärtigen Endoberfläche in das Substrat gegossen, auf der sich der stromabwärtige Abschnitt bildete, und ein unnötiger Abschnitt wurde durch das Gebläse abgeblasen, wodurch die Wandoberfläche des Substrats mit den Materialien beschichtet wurde. Die Beschichtungsbreite wurde auf 40 % eingestellt. Die Beschichtungsmenge wurde so eingestellt, dass das Material 6 20 g/L, das Material 1 20 g/L und das Material 9 15 g/L betrug, bezogen auf das Volumen des Substrats. Schließlich wurde zwei Stunden lang bei 120 °C im Trockner getrocknet und anschließend zwei Stunden lang im Elektroofen bei 500 °C kalziniert, wodurch der stromaufwärtige Abschnitt der Katalysator-Beschichtungsschicht hergestellt wurde.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Der Katalysator des Vergleichsbeispiels 2 wurde ähnlich wie der des Vergleichsbeispiels 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Material 6 durch das Material 5 ersetzt wurde.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • Der Katalysator des Vergleichsbeispiels 3 wurde ähnlich wie der des Beispiels 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Material 6 durch das Material 5 ersetzt wurde.
  • Vergleichsbeispiel 4
  • Der Katalysator des Vergleichsbeispiels 4 wurde ähnlich wie der des Beispiels 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Material 6 durch das Material 8 ersetzt wurde.
  • Tabelle 1 gibt die Zusammensetzungen und Edelmetallmengen im stromaufwärtigen Abschnitt und im stromabwärtigen Abschnitt der Katalysatoren von Beispiel 1 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 an. Die Edelmetallmenge ist eine Edelmetallmenge (g/Substrat 1 L) zum Volumen des Substrats. [Tabelle 1]
    Stromaufwärtiger Abschnitt Stromabwärtiger Abschnitt
    Verwendetes Material Materialzusammensetzung Edelmetallmenge (g/L) Verwendetes Material Materialzusammensetzung Edelmetallmenge (g/L)
    Beispiel 1 Material 3 Pt/Al2O3 Pt 0,4 Material 6 partikelgrößengesteuerte Rh 0,12
    Material 9 ZC Rh/ZY
    Material 1 Al2O3
    Material 9 ZC
    Beispiel 2 Material 3 Pt/Al2O3 Pt 0,4 Material 6 partikelgrößengesteuerte Rh 0,6
    Material 9 ZC Rh/ZY
    Material 1 Material 9 Al2O3 ZC
    Beispiel 3 Material 3 Pt/Al2O3 Pt 0,4 Material 6 partikelgrößengesteuerte Rh 0,48
    Material 9 ZC Rh/ZY
    Material 1 Al2O3
    Material 9 ZC
    Vergleichs-Beispiel 1 Material 6 partikelgrößengesteuerte Rh 0,12 Material 3 Pt/Al2O3 Pt 0,4
    Rh/ZY Material 9 ZC
    Material 1 Al2O3
    Material 9 ZC
    Vergleichs-Beispiel 2 Material 5 Rh/ZY Rh 0,12 Material 3 Pt/Al2O3 Pt 0,4
    Material 1 Al2O3 Material 9 ZC
    Material 9 ZC
    Vergleichs-Beispiel 3 Material 3 Pt/Al2O3 Pt 0,4 Material 5 Rh/ZY Rh 0,12
    Material 9 ZC Material 1 Al2O3
    Material 9 ZC
    VergleichsBeispiel 4 Material 3 Pt/Al2O3 Pt 0,4 Material 8 Becherglasverfahren Rh 0,12
    Material 9 ZC Material 1 Rh/ZY
    Material 9 Al2O3
    ZC
    Vergleichs-Beispiel 5 Material 3 Pt/Al2O3 Pt 0,4 Material 5 Rh/ZY Rh 0,36
    Material 9 ZC Material 1 Al2O3
    Material 9 ZC
    Vergleichs-Beispiel 6 Material 3 Pt/Al2O3 Pt 0,4 Material 5 Rh/ZY Rh 0,48
    Material 9 ZC Material 1 Al2O3
    Material 9 ZC
  • Haltbarkeitsprüfung
  • Die Haltbarkeitsprüfung wurde für jeden der hergestellten Katalysatoren unter Verwendung eines realen Motors durchgeführt. Im Einzelnen wurde die Haltbarkeitsprüfung wie folgt durchgeführt. Die Katalysatoren wurden jeweils in ein Abgassystem eines Achtzylindermotors vom V-Typ eingebaut, die Abgase in der jeweiligen stöchiometrischen und mageren Atmosphäre wurden wiederholt für eine bestimmte Zeitspanne (im Verhältnis 3:1 ) bei einer Katalysatorbetttemperatur von 900 °C für 46 Stunden strömen gelassen.
  • Leistungsbewertung
  • Die Abgase mit den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen (L/K) 14,1 und 15,1 wurden abwechselnd bei der Katalysatorbetttemperatur von 500 °C zugeführt, wobei alle drei Minuten umgeschaltet wurde, und die NOx-Umwandlungsrate bei Ga = 30 g/s wurde ausgewertet. Die NOx-Umwandlungsrate in fetter Atmosphäre wurde durch Mittelwertbildung der NOx-Umwandlungsraten in 15 Sekunden ab einem Zeitpunkt nach Ablauf von zwei Minuten und 45 Sekunden im fetten (L/K = 14,1) des dritten Umschaltens berechnet. Tabelle 2 zeigt die Details der Katalysatoren aus Beispiel 1 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4. 3 zeigt die NOx-Umwandlungsraten in der reichen Atmosphäre für die Katalysatoren von Beispiel 1 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4. [Tabelle 2]
    Rh-Zugabeposition Rh-Feinpartikel Rh-Feinpartikel mittlere Partikelgröße (nm) Rh-Feinpartikel Standardabweichung σ (nm)
    Beispiel 1 Stromabwärtiger Abschnitt Material 6 1,40 0,48
    Vergleichsbeispiel 1 Stromaufwärtiger Abschnitt Material 6 1,40 0,48
    Vergleichsbeispiel 2 Stromaufwärtiger Abschnitt Material 5 0,70 -
    Vergleichsbeispiel 3 Stromabwärtiger Abschnitt Material 5 0,70 -
    Vergleichsbeispiel 4 Stromabwärtiger Abschnitt Material 8 1,42 0,94
  • Aus 3 geht hervor, dass im Vergleich zwischen Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 der Katalysator aus Beispiel 1, bei dem der stromabwärtige Abschnitt die partikelgrößengesteuerten Rh-Feinpartikel enthält, deren mittlere Partikelgröße und die Standardabweichung σ der Partikelgröße auf bestimmte Bereiche der vorliegenden Erfindung gesteuert wurden, eine signifikant höhere NOx-Umwandlungsrate aufwies im Vergleich zum Katalysator von Vergleichsbeispiel 1, bei dem der stromaufwärtige Abschnitt die partikelgrößengesteuerten Rh-Feinpartikel enthielt. Es wird davon ausgegangen, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass HC im Abgas im stromaufwärtigen Abschnitt, durch den das Abgas zunächst hindurchgeht, und NOx im Abgas durch Rh im Zustand der Unterdrückung eines Einflusses der HC-Vergiftung in dem stromabwärtigen Abschnitt, durch den das Abgas nach dem stromaufwärtigen Abschnitt hindurchgeht, umgewandelt werden kann. Der Erhöhungsbereich bzw. die Zunahmemenge der NOx-Umwandlungsrate von Beispiel 1 im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 1 war größer als der Erhöhungsbereich der NOx-Umwandlungsrate von Vergleichsbeispiel 3 im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 2, in dem die mittleren Partikelgrößen der Rh-Feinpartikel außerhalb des vorbestimmten Bereichs der vorliegenden Erfindung lagen. Dementsprechend kann man sagen, dass die Wirkung der Verbesserung der NOx-Umwandlungsfähigkeit eine Wirkung ist, die speziell durch Hinzufügen der partikelgrößengesteuerten Rh-Feinpartikel zum stromabwärtigen Abschnitt erzielt wird. Im Vergleich zwischen Beispiel 1 und den Vergleichsbeispielen 3, 4 wird gezeigt, dass die NOx-Umwandlungsrate durch das Steuern der mittleren Partikelgröße und der Standardabweichung σ der Partikelgröße der Rh-Feinpartikel innerhalb des spezifischen Bereichs der vorliegenden Erfindung signifikant erhöht wird. Hier war die NOx-Umwandlungsrate des Katalysators von Beispiel 1, dessen Standardabweichung σ der Partikelgröße der Rh-Feinpartikel kleiner war, signifikant höher als die des Katalysators von Vergleichsbeispiel 4, wenn die mittleren Partikelgrößen der Rh-Feinpartikel im Vergleich zwischen Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 4 äquivalent waren. Es wird angenommen, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass die für den Katalysator von Beispiel 1 verwendeten Rh-Feinpartikel die kleine Standardabweichung σ aufweisen und die Partikelgröße gleichmäßiger ist.
  • <Einfluss der Zugabemenge der Rh-Feinpartikel des stromabwärtigen Abschnitts auf die NOx-Umwandlungsrate>
  • Beispiele 2 und 3
  • Die Katalysatoren der Beispiele 2 und 3 wurden ähnlich wie die des Beispiels 1 hergestellt, wobei die Trägermenge des partikelgrößengesteuerten Rh wie in Tabelle 1 angegeben verändert wurde.
  • Vergleichsbeispiele 5 und 6
  • Die Katalysatoren der Vergleichsbeispiele 5 und 6 wurden in ähnlicher Weise hergestellt wie in Vergleichsbeispiel 3, wobei die Rh-Trägermenge wie in Tabelle 1 angegeben geändert wurde.
  • Für die Katalysatoren der Beispiele 1 bis 3 und der Vergleichsbeispiele 3, 5 und 6 wurden die NOx-Umwandlungsraten ähnlich wie die oben beschriebene Messung gemessen. Tabelle 1 gibt die Zusammensetzungen und Edelmetallmengen im stromaufwärtigen Abschnitt und im stromabwärtigen Abschnitt der Katalysatoren der Beispiele 1 bis 3 und der Vergleichsbeispiele 3, 5 und 6 an. 4 stellt eine Beziehung zwischen der Zugabemenge der Rh-Feinpartikel im stromabwärtigen Abschnitt und der NOx-Umwandlungsrate in der reichen Atmosphäre dar.
  • Wie in 4 dargestellt, waren die NOx-Umwandlungsraten der Katalysatoren der Beispiele 1 bis 3, in denen die partikelgrößengesteuerten Rh-Feinpartikel verwendet wurden, im Vergleich zu den Katalysatoren der Vergleichsbeispiele 3, 5 und 6, deren mittlere Partikelgrößen der Rh-Feinpartikel außerhalb des vorgegebenen Bereichs des vorliegenden Erfindung lagen, signifikant hoch. Die Erhöhung der Zugabemenge der Rh-Feinpartikel in dem stromabwärtigen Abschnitt erhöht die Menge der Rh-Feinpartikel als das Katalysatormetall und verbessert so die Aktivität des Katalysators. Daher wurde der Beitrag der partikelgrößengesteuerten Rh-Feinpartikel zur Verbesserung der NOx-Reinigungsfähigkeit verringert. Dementsprechend hat der Katalysator, der die partikelgrößengesteuerten Rh-Feinpartikel verwendet, einen beabsichtigten Bereich seiner Zugabemenge unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der NOx-Reinigungsfähigkeit, und die Zugabemenge der partikelgrößengesteuerten Rh-Feinpartikel liegt in einem Bereich von 0,01 g/L oder mehr bis 0,7 g/L oder weniger in manchen Ausführungsformen.
  • <Einfluss des OSC-Materialanteils im stromabwärtiger Abschnitt auf die NOx-Umwandlungsrate>
  • Herstellung der Katalysatoren
  • Beispiele 4 bis 6
  • Die Katalysatoren der Beispiele 4 bis 6 wurden ähnlich wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Beschichtungsmengen des Materials 1, des Materials 6 und des Materials 9 im stromabwärtigen Abschnitt, wie in Tabelle 3 angegeben, verändert wurden.
  • Vergleichsbeispiele 7, 9 und 10
  • Die Katalysatoren der Vergleichsbeispiele 7, 9 und 10 wurden ähnlich wie in Vergleichsbeispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Beschichtungsmengen des Materials 1, des Materials 5 und des Materials 9 im stromabwärtigen Abschnitt wie in Tabelle 3 angegeben verändert wurden.
  • Vergleichsbeispiel 8
  • Der Katalysator von Vergleichsbeispiel 8 wurde in ähnlicher Weise hergestellt wie in Vergleichsbeispiel 7, mit der Ausnahme, dass das Material 5 durch das Material 8 ersetzt wurde.
  • Haltbarkeitsprüfung
  • Die Haltbarkeitsprüfung wurde für jeden der hergestellten Katalysatoren unter Verwendung eines realen Motors durchgeführt. Im Einzelnen wurde die Haltbarkeitsprüfung wie folgt durchgeführt. Die Katalysatoren wurden jeweils in ein Abgassystem eines Achtzylindermotors vom V-Typ eingebaut, die Abgase in der jeweiligen stöchiometrischen und mageren Atmosphäre wurden wiederholt für eine bestimmte Zeitspanne (im Verhältnis 3:1) bei einer Katalysatorbetttemperatur von 900 °C für 50 Stunden strömen gelassen.
  • Leistungsbewertung
  • Die Abgase mit den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen (L/K) 14,1 und 15,1 wurden abwechselnd bei der Katalysatorbetttemperatur von 500 °C zugeführt, wobei alle drei Minuten umgeschaltet wurde, und die NOx-Umwandlungsrate bei Ga = 30 g/s wurde ausgewertet. Die NOx-Umwandlungsrate in fetter Atmosphäre wurde durch Mittelwertbildung der NOx-Umwandlungsraten in 10 Sekunden ab einem Zeitpunkt nach einem Zeitraum von 2 Minuten und 45 Sekunden im fetten (L/K = 14,1) des vierten Umschaltens berechnet.
  • Tabelle 3 zeigt die Details der Katalysatoren der Beispiele 4 bis 6 und der Vergleichsbeispiele 7 bis 10, und Tabelle 4 zeigt die Details der Rh-Feinpartikel der Katalysatoren von Beispiel 4 und der Vergleichsbeispiele 7, 8. 5 stellt die NOx-Umwandlungsrate in der reichen Atmosphäre für die Katalysatoren aus Beispiel 4 und den Vergleichsbeispielen 7, 8 dar. [Tabelle 3]
    Stromaufwärtiger Abschnitt Stromabwärtiger Abschnitt
    Verwendetes Material Materialzusammensetzung Beschichtungsmenge (g/L) Verwendetes Material Materialzusammensetzung Beschichtungsmenge (g/L) Al2O3 Massenanteil (%) ZC Massenanteil (%)
    Beispiel 4 Material 3 Pt/Al2O 3 20 Material 6 partikelgrößengesteuerte
    Material 9 ZC 30 Rh/ZY 50
    Material 1 Al2O3 35 27 32
    Material 9 ZC 40
    Beispiel 5 Material 3 Pt/Al2O3 20 Material 6 partikelgrößengesteuerte
    Material 9 ZC 30 Rh/ZY 50
    46 12
    Material 1 Al2O3 60
    Material 9 ZC 15
    Beispiel 6 Material 3 Pt/Al2O3 20 Material 6 partikelgrößengesteuerte
    Material 9 ZC 30 Rh/ZY 50
    15 44
    Material 1 Al2O3 20
    Material 9 ZC 55
    Vergleichsbeispiel 7 Material 3 Pt/Al2O3 20 Material 5 Rh/ZY 50
    Material 9 ZC 30 Material 1 Al2O3 40 27 32
    Material 9 ZC 35
    Vergleichsbeispiel 8 Material 3 Pt/Al2O3 20 Material 8 Becherglasverfahren 50
    Material 9 ZC 30 Material 1 Rh/ZY 40 27 32
    Material 9 Al2O3 ZC 35
    Vergleichsbeispiel 9 Material 3 Pt/Al2O3 20 Material 5 Rh/ZY 50
    Material 9 ZC 30 Material 1 Al2O3 60 46 12
    Material 9 ZC 15
    Vergleichsbeispiel 10 Material 3 Pt/Al2O3 20 Material 5 Rh/ZY 50
    Material 9 ZC 30 Material 1 Al2O3 20 15 44
    Material 9 ZC 55
    [Tabelle 4]
    Rh-Feinpartikel Rh-Feinpartikel mittlere Partikelgröße (nm) Rh-Feinpartikel Standardabweichung σ (nm)
    Beispiel 4 Material 6 1,40 0,48
    Vergleichsbeispiel 7 Material 5 0,70 -
    Vergleichsbeispiel 8 Material 8 1,42 0,94
  • Wie in 5 dargestellt, wurde gezeigt, dass die NOx-Umwandlungsrate auch signifikant vergrößert wurde, indem die mittlere Partikelgröße und die Standardabweichung σ der Partikelgröße der Rh-Feinpartikel auf die vorgegebenen Bereiche der vorliegenden Erfindung gesteuert wurde, wenn der Gewichtsanteil des OSC-Materials im stromabwärtigen Abschnitt konstant war.
  • 6 stellt eine Beziehung zwischen dem Gewichtsanteil des OSC-Materials in dem stromabwärtigen Abschnitt und der NOx-Umwandlungsrate in der reichen Atmosphäre dar. Wie in 6 dargestellt, waren die NOx-Umwandlungsraten der Katalysatoren der Beispiele, in denen die partikelgrößengesteuerten Rh-Feinpartikel verwendet wurden, im Vergleich zu den Katalysatoren der Vergleichsbeispiele, deren mittlere Partikelgrößen der Rh-Feinpartikel außerhalb des vorgegebenen Bereichs der vorliegenden Erfindung lagen, signifikant hoch, wenn der Massenanteil des OSC-Materials im stromabwärtigen Abschnitt im Bereich von 5 % oder mehr bis 55 % oder weniger lag. Der Einfluss des Massenanteils des OSC-Materials im stromabwärtigen Abschnitt auf die NOx-Umwandlungsrate wird wie folgt berücksichtigt. Konkret, da die Aggregation der Rh-Feinpartikel nach der Haltbarkeitsprüfung unterdrückt wird, werden die Partikelgrößen der partikelgrößengesteuerten Rh-Feinpartikel kleiner als die der Vergleichsbeispiele. Dementsprechend erhöht sich die Anzahl der aktiven Punkte des Rh, aber im Gegensatz dazu nimmt die Wechselwirkung mit dem OSC-Material zu, wodurch Rh leicht inaktiviert wird. Wenn der Massenanteil des OSC-Materials hoch ist, z.B. 55 % überschreitet, wird daher davon ausgegangen, dass der Beitrag der partikelgrößengesteuerten Rh-Feinpartikel zur Verbesserung der NOx-Reinigungsfähigkeit abnimmt. In der Zwischenzeit, wenn der Massenanteil des OSC-Materials niedrig ist, z.B. weniger als 5 %, verringert sich der Anteil des OSC-Materials, der eine starke Wechselwirkung mit Rh hat, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass die Inaktivierung von Rh verursacht wird, wodurch die NOx-Umwandlungsrate verbessert wird. Da es in diesem Fall jedoch weniger wahrscheinlich ist, dass Rh auch in den Katalysatoren der Vergleichsbeispiele inaktiviert wird, werden die Auswirkungen im Vergleich zu den Katalysatoren der Vergleichsbeispiele als verringert angesehen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Abgasreinigungskatalysator
    11
    Substrat
    12
    stromaufwärtiger Abschnitt
    13
    stromabwärtiger Abschnitt
    14
    Katalysator-Beschichtungsschicht
    20
    Abgasreinigungskatalysator
    21
    Substrat
    22
    stromaufwärtiger Abschnitt
    23
    stromabwärtiger Abschnitt
    24
    Katalysator-Beschichtungsschicht
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2016147256 A [0004]
    • JP 2007038085 A [0005]
    • JP 2009273986 A [0006]

Claims (4)

  1. Abgasreinigungskatalysator aufweisend: ein Substrat; und eine auf dem Substrat gebildete Katalysator-Beschichtungsschicht, wobei die Katalysator-Beschichtungsschicht eine zweischichtige Struktur aufweist, wobei die Katalysator-Beschichtungsschicht einen stromaufwärtigen Abschnitt auf einer stromaufwärtigen Seite und einen stromabwärtigen Abschnitt auf einer stromabwärtigen Seite in einer Abgasströmungsrichtung beinhaltet, und ein Teil oder die Gesamtheit des stromaufwärtigen Abschnitts auf einem Teil des stromabwärtigen Abschnitts gebildet wird, wobei der stromabwärtige Abschnitt Rh-Feinpartikel enthält, und wobei die Rh-Feinpartikel eine mittlere Partikelgröße, die durch ein Beobachten mit einem Transmissionselektronenmikroskop gemessen wurde, von 1,0 nm oder mehr bis 2,0 nm oder weniger und eine Standardabweichung σ der Partikelgröße von 0,8 nm oder weniger aufweist.
  2. Abgasreinigungskatalysator nach Anspruch 1, wobei ein Gehalt der Rh-Feinpartikel im stromabwärtigen Abschnitt 0,01 g/L oder mehr bis 0,7 g/L oder weniger, bezogen auf ein Volumen des Substrats, beträgt.
  3. Abgasreinigungskatalysator nach Anspruch 1 oder 2, wobei der stromabwärtige Abschnitt ferner ein OSC-Material enthält, welches eine Sauerstoffspeicherkapazität aufweist, und wobei ein Massenanteil des OSC-Materials im stromabwärtigen Abschnitt 5 % oder mehr bis 55 % oder weniger beträgt.
  4. Abgasreinigungskatalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der stromaufwärtige Abschnitt Pt als ein Katalysatormetall enthält.
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