JP2002361094A - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents
排ガス浄化用触媒Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 排ガス浄化用触媒において、触媒層に添加さ
れた吸蔵剤の移動を高温下においても抑制し、触媒の熱
耐久後の浄化能力の低下を防止する。 【解決手段】 触媒は、担体（１０）に担持された触媒
層（２０）を有し、触媒層には貴金属及び吸蔵剤が添加
されると共に複合酸化物が混入されている。複合酸化物
は、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆ
ｅ）およびマンガン（Ｍｎ）の少なくとも一つと珪素
（Ｓｉ）とからなる。
れた吸蔵剤の移動を高温下においても抑制し、触媒の熱
耐久後の浄化能力の低下を防止する。 【解決手段】 触媒は、担体（１０）に担持された触媒
層（２０）を有し、触媒層には貴金属及び吸蔵剤が添加
されると共に複合酸化物が混入されている。複合酸化物
は、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆ
ｅ）およびマンガン（Ｍｎ）の少なくとも一つと珪素
（Ｓｉ）とからなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス浄化用触媒
に関し、特に、耐久性および排ガス浄化性能に優れた排
ガス浄化用触媒に関する。
に関し、特に、耐久性および排ガス浄化性能に優れた排
ガス浄化用触媒に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】リーンバーンエンジンや筒内噴射
式エンジン等の希薄燃焼式エンジンは燃料希薄側のリー
ン空燃比で運転されることが多いが、リーン運転中は三
元触媒の排ガス浄化作用が十分に発揮されないので、一
般には、吸蔵剤が添加された触媒層をコージライト担体
に担持してなるＮＯｘ吸蔵触媒が搭載される。しかしな
がら、ＮＯｘ吸蔵触媒、特にアルカリ金属を吸蔵剤とし
て添加した触媒にあっては、高温下で吸蔵剤が飛散した
りコージライト担体内に移動したりして吸蔵剤の量が目
減りし、触媒のＮＯｘ吸蔵能力が低下するという問題が
生じる。
式エンジン等の希薄燃焼式エンジンは燃料希薄側のリー
ン空燃比で運転されることが多いが、リーン運転中は三
元触媒の排ガス浄化作用が十分に発揮されないので、一
般には、吸蔵剤が添加された触媒層をコージライト担体
に担持してなるＮＯｘ吸蔵触媒が搭載される。しかしな
がら、ＮＯｘ吸蔵触媒、特にアルカリ金属を吸蔵剤とし
て添加した触媒にあっては、高温下で吸蔵剤が飛散した
りコージライト担体内に移動したりして吸蔵剤の量が目
減りし、触媒のＮＯｘ吸蔵能力が低下するという問題が
生じる。
【０００３】このため、本出願人は、特願平１１−３７
０３５８号（特開２００１−１２９４０２号公報）など
において触媒にゼオライトを添加することにより吸蔵剤
の飛散や担体への移動を抑制することを提案している。
ゼオライトに含有される珪素（Ｓｉ）は、酸性質を有し
てアルカリとの親和性が高いことから、アルカリ性を示
す吸蔵剤を引き寄せる作用を発揮し、従って、上記提案
のようにゼオライトを移動抑制剤として用いることによ
り吸蔵剤の飛散や移動を抑止できる。更に、Ｓｉがゼオ
ライトとして混入されているため吸蔵剤と反応して安定
物質を形成することがなく、吸蔵剤の消失ひいては触媒
の吸蔵能力の低下を抑制でき、高温下での運転の後にお
いても触媒は高いＮＯｘ吸蔵性能を維持する。
０３５８号（特開２００１−１２９４０２号公報）など
において触媒にゼオライトを添加することにより吸蔵剤
の飛散や担体への移動を抑制することを提案している。
ゼオライトに含有される珪素（Ｓｉ）は、酸性質を有し
てアルカリとの親和性が高いことから、アルカリ性を示
す吸蔵剤を引き寄せる作用を発揮し、従って、上記提案
のようにゼオライトを移動抑制剤として用いることによ
り吸蔵剤の飛散や移動を抑止できる。更に、Ｓｉがゼオ
ライトとして混入されているため吸蔵剤と反応して安定
物質を形成することがなく、吸蔵剤の消失ひいては触媒
の吸蔵能力の低下を抑制でき、高温下での運転の後にお
いても触媒は高いＮＯｘ吸蔵性能を維持する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のようにゼオライ
トを添加したＮＯｘ吸蔵触媒は高温下での運転後も高い
ＮＯｘ吸蔵性能を維持できるが、この種の触媒において
も過酷な高温下で運転した場合にはその後のＮＯｘ吸蔵
性能に低下が認められ、従って高温耐久後の性能低下を
より小さくした触媒の提供が要請されている。
トを添加したＮＯｘ吸蔵触媒は高温下での運転後も高い
ＮＯｘ吸蔵性能を維持できるが、この種の触媒において
も過酷な高温下で運転した場合にはその後のＮＯｘ吸蔵
性能に低下が認められ、従って高温耐久後の性能低下を
より小さくした触媒の提供が要請されている。
【０００５】そこで、この様な要請に答えるために更な
る研究を進めた結果、ＮＯｘ吸蔵触媒の高温耐久後の性
能低下を抑制する上で、ゼオライト自体が比較的耐熱性
の低い物質であることが障害になっていることが判明し
た。すなわち、ゼオライトは主としてＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ
3との複合酸化物であって、高温下ではＳｉＯ2とＡｌ 2
Ｏ3との結合が崩れ易く、両者の結合が崩れるとＳｉＯ2
またはＳｉが吸蔵剤と反応し易くなり、ＳｉＯ2または
Ｓｉとの反応が進んでＮＯｘ吸蔵反応に作用する吸蔵剤
がその分消失し、触媒の吸蔵性能が低下する。
る研究を進めた結果、ＮＯｘ吸蔵触媒の高温耐久後の性
能低下を抑制する上で、ゼオライト自体が比較的耐熱性
の低い物質であることが障害になっていることが判明し
た。すなわち、ゼオライトは主としてＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ
3との複合酸化物であって、高温下ではＳｉＯ2とＡｌ 2
Ｏ3との結合が崩れ易く、両者の結合が崩れるとＳｉＯ2
またはＳｉが吸蔵剤と反応し易くなり、ＳｉＯ2または
Ｓｉとの反応が進んでＮＯｘ吸蔵反応に作用する吸蔵剤
がその分消失し、触媒の吸蔵性能が低下する。
【０００６】そこで、本発明は、高温耐久性に優れ、特
に、過酷な高温下でのＮＯｘ吸蔵反応に作用する吸蔵剤
の消失による排ガス浄化性能の悪化度合いを低減可能な
排ガス浄化用触媒を提供することを目的とする。
に、過酷な高温下でのＮＯｘ吸蔵反応に作用する吸蔵剤
の消失による排ガス浄化性能の悪化度合いを低減可能な
排ガス浄化用触媒を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、担体と触媒層とを含み、この触媒層にアルカリ金属
及びアルカリ土類金属からなる群から選択される少なく
とも一つを吸蔵剤として添加してなる排ガス浄化用触媒
において、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、
鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）からなる遷移金属の群か
ら選択される少なくとも一つの金属と珪素（Ｓｉ）とか
らなる複合酸化物を触媒層に混入したことを特徴とす
る。
は、担体と触媒層とを含み、この触媒層にアルカリ金属
及びアルカリ土類金属からなる群から選択される少なく
とも一つを吸蔵剤として添加してなる排ガス浄化用触媒
において、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、
鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）からなる遷移金属の群か
ら選択される少なくとも一つの金属と珪素（Ｓｉ）とか
らなる複合酸化物を触媒層に混入したことを特徴とす
る。
【０００８】本発明では、珪酸塩（複合酸化物中のＳ
ｉ）は、吸蔵剤を引き寄せる作用を奏し、また、吸蔵剤
との間で安定物質を生成するような化学反応を生起する
ことがない。このため、吸蔵剤はその本来の機能すなわ
ち吸蔵機能を失うことなくＳｉの近傍に保持され、従っ
て触媒層における吸蔵剤の移動が抑制される。この結
果、吸蔵剤の飛散や担体中へ移動した吸蔵剤と担体組成
成分との化学反応による吸蔵剤の消失や吸蔵剤の硫黄被
毒（燃料または排ガス中の硫黄分と吸蔵剤との反応によ
る硫酸塩の生成）が抑制され、触媒の吸蔵性能が維持さ
れる。
ｉ）は、吸蔵剤を引き寄せる作用を奏し、また、吸蔵剤
との間で安定物質を生成するような化学反応を生起する
ことがない。このため、吸蔵剤はその本来の機能すなわ
ち吸蔵機能を失うことなくＳｉの近傍に保持され、従っ
て触媒層における吸蔵剤の移動が抑制される。この結
果、吸蔵剤の飛散や担体中へ移動した吸蔵剤と担体組成
成分との化学反応による吸蔵剤の消失や吸蔵剤の硫黄被
毒（燃料または排ガス中の硫黄分と吸蔵剤との反応によ
る硫酸塩の生成）が抑制され、触媒の吸蔵性能が維持さ
れる。
【０００９】しかも、遷移金属Ｃｏ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｎ
は融点が高く、これらの遷移金属とＳｉとの複合酸化物
は高い熱的安定性を示す。従って、複合酸化物中のＳｉ
による吸蔵剤移動抑制作用や吸蔵剤の吸蔵機能が高温下
でも維持される。すなわち、遷移金属と珪素とからなる
複合酸化物を触媒層に混入した触媒は熱耐久性能に優
れ、高温耐久後においてもその吸蔵性能が維持される。
は融点が高く、これらの遷移金属とＳｉとの複合酸化物
は高い熱的安定性を示す。従って、複合酸化物中のＳｉ
による吸蔵剤移動抑制作用や吸蔵剤の吸蔵機能が高温下
でも維持される。すなわち、遷移金属と珪素とからなる
複合酸化物を触媒層に混入した触媒は熱耐久性能に優
れ、高温耐久後においてもその吸蔵性能が維持される。
【００１０】請求項２に記載の発明は、触媒層の上層
に、アルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群から
選択される少なくとも一つを吸蔵剤として添加してなる
第２触媒層を形成したことを特徴とする。請求項２の発
明では、第２触媒層は遷移金属と珪素とからなる複合酸
化物を含まず、この第２触媒層に添加された吸蔵剤は、
第２触媒層に続く触媒層に混入されている複合酸化物の
Ｓｉによって引き寄せられる。従って、第２触媒層内の
吸蔵剤の量が少なくなるため、第２触媒層ひいては全触
媒層からの吸蔵剤の飛散が抑制され、触媒の吸蔵能力の
低下が防止される。また、アルカリ金属やアルカリ土類
金属からなる吸蔵剤はその電子供与性が強いため貴金属
の酸化作用を低下させる要因になり得るが、請求項２の
発明では第２触媒層内の吸蔵剤の量が少なくなるので、
第２触媒層における貴金属の酸化作用低下が抑制され
る。すなわち、第２触媒層を触媒層上層に備えた触媒に
よれば、その吸蔵・浄化能力が高レベルに維持される。
に、アルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群から
選択される少なくとも一つを吸蔵剤として添加してなる
第２触媒層を形成したことを特徴とする。請求項２の発
明では、第２触媒層は遷移金属と珪素とからなる複合酸
化物を含まず、この第２触媒層に添加された吸蔵剤は、
第２触媒層に続く触媒層に混入されている複合酸化物の
Ｓｉによって引き寄せられる。従って、第２触媒層内の
吸蔵剤の量が少なくなるため、第２触媒層ひいては全触
媒層からの吸蔵剤の飛散が抑制され、触媒の吸蔵能力の
低下が防止される。また、アルカリ金属やアルカリ土類
金属からなる吸蔵剤はその電子供与性が強いため貴金属
の酸化作用を低下させる要因になり得るが、請求項２の
発明では第２触媒層内の吸蔵剤の量が少なくなるので、
第２触媒層における貴金属の酸化作用低下が抑制され
る。すなわち、第２触媒層を触媒層上層に備えた触媒に
よれば、その吸蔵・浄化能力が高レベルに維持される。
【００１１】請求項３に記載の発明は、触媒層と担体と
の間にアルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群か
ら選択される少なくとも一つを吸蔵剤として添加してな
る第２触媒層を形成したことを特徴とする。請求項３の
発明では、触媒層が触媒表面側に形成され、第２触媒層
は触媒層と担体との間に形成され、第２触媒層に添加さ
れた吸蔵剤は、触媒層に含まれる複合酸化物中のＳｉに
よって引き寄せられる。従って、排ガスと接触し易い触
媒層上層側に吸蔵剤が集まるため、排ガス空燃比をリッ
チ化することにより吸蔵能力を効率良く回復することが
できる。この様に回復効率が高いのでリッチ化に伴う燃
費悪化を最小にでき、また、第２触媒層中の吸蔵剤が第
２触媒層に続く触媒層へ引き寄せられるので第２触媒層
における貴金属の酸化作用の低下を抑制できる。すなわ
ち、触媒の吸蔵・浄化能力は高レベルに維持される。
の間にアルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群か
ら選択される少なくとも一つを吸蔵剤として添加してな
る第２触媒層を形成したことを特徴とする。請求項３の
発明では、触媒層が触媒表面側に形成され、第２触媒層
は触媒層と担体との間に形成され、第２触媒層に添加さ
れた吸蔵剤は、触媒層に含まれる複合酸化物中のＳｉに
よって引き寄せられる。従って、排ガスと接触し易い触
媒層上層側に吸蔵剤が集まるため、排ガス空燃比をリッ
チ化することにより吸蔵能力を効率良く回復することが
できる。この様に回復効率が高いのでリッチ化に伴う燃
費悪化を最小にでき、また、第２触媒層中の吸蔵剤が第
２触媒層に続く触媒層へ引き寄せられるので第２触媒層
における貴金属の酸化作用の低下を抑制できる。すなわ
ち、触媒の吸蔵・浄化能力は高レベルに維持される。
【００１２】請求項４に記載の発明は、上記触媒層の上
層および上記触媒層と上記担体との間の少なくとも一方
に三元触媒層を設けたことを特徴とする。請求項４の発
明では、複合酸化物中のＳｉが吸蔵剤保持作用を奏する
ので、三元触媒層への吸蔵剤の移動が抑制され、吸蔵剤
による貴金属の酸化作用の低下が抑制され、三元触媒層
ひいては触媒の浄化性能が維持される。
層および上記触媒層と上記担体との間の少なくとも一方
に三元触媒層を設けたことを特徴とする。請求項４の発
明では、複合酸化物中のＳｉが吸蔵剤保持作用を奏する
ので、三元触媒層への吸蔵剤の移動が抑制され、吸蔵剤
による貴金属の酸化作用の低下が抑制され、三元触媒層
ひいては触媒の浄化性能が維持される。
【００１３】請求項５に記載の発明は、担体と触媒層と
を含み、この触媒層にアルカリ金属及びアルカリ土類金
属からなる群から選択される少なくとも一つを吸蔵剤と
して添加してなる排ガス浄化用触媒において、触媒層の
上層および触媒層と担体との間の少なくとも一方に、コ
バルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、
マンガン（Ｍｎ）からなる遷移金属の群から選択される
少なくとも一つの金属と珪素（Ｓｉ）とからなる複合酸
化物を含む吸蔵剤移動抑制層を設けたことを特徴とす
る。
を含み、この触媒層にアルカリ金属及びアルカリ土類金
属からなる群から選択される少なくとも一つを吸蔵剤と
して添加してなる排ガス浄化用触媒において、触媒層の
上層および触媒層と担体との間の少なくとも一方に、コ
バルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、
マンガン（Ｍｎ）からなる遷移金属の群から選択される
少なくとも一つの金属と珪素（Ｓｉ）とからなる複合酸
化物を含む吸蔵剤移動抑制層を設けたことを特徴とす
る。
【００１４】請求項５の発明では、吸蔵剤移動抑制層に
含まれる複合酸化物中のＳｉにより吸蔵剤がＳｉの近傍
に保持される。抑制層は層状をなし、この様な形成形態
により吸蔵剤移動抑制作用が担保され、しかも、遷移金
属Ｃｏ、Ｚｒ、Ｆｅ、ＭｎとＳｉとの複合酸化物の熱的
安定性が高いので、抑制層の吸蔵剤移動抑制作用は高温
下でも維持される。このため、触媒が高温に晒されて触
媒内での吸蔵剤の移動性向が促進された場合にも吸蔵剤
の移動が吸蔵剤移動抑制層により確実に抑制され、触媒
からの吸蔵剤の蒸発、飛散による吸蔵剤の消失ひいては
触媒の排ガス浄化性能の低下が防止される。すなわち、
この触媒は熱耐久性能、特に高温耐久後の吸蔵性能に優
れる。
含まれる複合酸化物中のＳｉにより吸蔵剤がＳｉの近傍
に保持される。抑制層は層状をなし、この様な形成形態
により吸蔵剤移動抑制作用が担保され、しかも、遷移金
属Ｃｏ、Ｚｒ、Ｆｅ、ＭｎとＳｉとの複合酸化物の熱的
安定性が高いので、抑制層の吸蔵剤移動抑制作用は高温
下でも維持される。このため、触媒が高温に晒されて触
媒内での吸蔵剤の移動性向が促進された場合にも吸蔵剤
の移動が吸蔵剤移動抑制層により確実に抑制され、触媒
からの吸蔵剤の蒸発、飛散による吸蔵剤の消失ひいては
触媒の排ガス浄化性能の低下が防止される。すなわち、
この触媒は熱耐久性能、特に高温耐久後の吸蔵性能に優
れる。
【００１５】吸蔵剤移動抑制層を担体と触媒層との間に
設けた場合、触媒層に添加された吸蔵剤の担体内への浸
入が抑制層によって確実に阻止され、吸蔵剤の組成成分
と担体の組成成分との反応による化合物の形成が抑制さ
れ、担体でのクラック発生ひいては触媒の耐久性低下が
防止される。一方、抑制層を触媒層の上層に形成した場
合、触媒層からの吸蔵剤の蒸発、飛散が抑制層によって
確実に阻止される。また、触媒に２層以上の吸蔵剤移動
抑制層を形成可能であり、例えば、担体と触媒層との間
に抑制層を設けると共に触媒層の上層に別の抑制層を設
けることができる。
設けた場合、触媒層に添加された吸蔵剤の担体内への浸
入が抑制層によって確実に阻止され、吸蔵剤の組成成分
と担体の組成成分との反応による化合物の形成が抑制さ
れ、担体でのクラック発生ひいては触媒の耐久性低下が
防止される。一方、抑制層を触媒層の上層に形成した場
合、触媒層からの吸蔵剤の蒸発、飛散が抑制層によって
確実に阻止される。また、触媒に２層以上の吸蔵剤移動
抑制層を形成可能であり、例えば、担体と触媒層との間
に抑制層を設けると共に触媒層の上層に別の抑制層を設
けることができる。
【００１６】一般に、多数のセルからなる担体に触媒層
を担持してなる触媒では、触媒に課せられる機械的、物
理的または化学的な要件を満たすため、担体の各セルの
コーナー部では触媒層の層厚を厚くしており、その深層
部では吸蔵性能の回復のために多量の吸蔵剤が必要であ
るので触媒の吸蔵性能が低下するが、抑制層を備えた本
発明では、担体コーナー部の触媒層を厚くすべきとの要
件が緩和され、吸蔵性能回復時の吸蔵剤の消費量が少な
く、吸蔵性能が維持される。
を担持してなる触媒では、触媒に課せられる機械的、物
理的または化学的な要件を満たすため、担体の各セルの
コーナー部では触媒層の層厚を厚くしており、その深層
部では吸蔵性能の回復のために多量の吸蔵剤が必要であ
るので触媒の吸蔵性能が低下するが、抑制層を備えた本
発明では、担体コーナー部の触媒層を厚くすべきとの要
件が緩和され、吸蔵性能回復時の吸蔵剤の消費量が少な
く、吸蔵性能が維持される。
【００１７】請求項６の発明では、上記複合酸化物とし
て珪酸ジルコニウム（ＺｒＳｉＯ４）を用いたことを特
徴とする。珪酸ジルコニウムは工業的に入手し易い材料
であり、従って、吸蔵剤を添加した触媒層に珪酸ジルコ
ニウムで構成した複合酸化物を混入することにより、吸
蔵剤の移動や飛散を防止するという所期の目的を安価に
達成できる。
て珪酸ジルコニウム（ＺｒＳｉＯ４）を用いたことを特
徴とする。珪酸ジルコニウムは工業的に入手し易い材料
であり、従って、吸蔵剤を添加した触媒層に珪酸ジルコ
ニウムで構成した複合酸化物を混入することにより、吸
蔵剤の移動や飛散を防止するという所期の目的を安価に
達成できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態によ
る排ガス浄化用触媒を説明する。本実施形態の排ガス浄
化用触媒は、多数のセルからなるハニカム（モノリス）
型のコージライト担体を有するＮＯｘ触媒として構成さ
れている。図１はコージライト担体の一つのセルの一部
を示し、コージライト担体１０のセルは例えば四角形状
に形成されている。コージライト担体１０の表面には触
媒層２０が担持されている。そして、触媒層２０には、
プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）などの貴金属
と、カリウム（Ｋ）、バリウム（Ｂａ）などのＮＯｘ吸
蔵剤とが添加されると共に、コバルト（Ｃｏ）、ジルコ
ニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）からな
る遷移金属の群から選択される少なくとも一つの金属と
珪素（Ｓｉ）とからなる複合酸化物が混入されている。
本実施形態では、この複合酸化物として珪酸ジルコニウ
ム（ＺｒＳｉＯ４）が用いられる。
る排ガス浄化用触媒を説明する。本実施形態の排ガス浄
化用触媒は、多数のセルからなるハニカム（モノリス）
型のコージライト担体を有するＮＯｘ触媒として構成さ
れている。図１はコージライト担体の一つのセルの一部
を示し、コージライト担体１０のセルは例えば四角形状
に形成されている。コージライト担体１０の表面には触
媒層２０が担持されている。そして、触媒層２０には、
プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）などの貴金属
と、カリウム（Ｋ）、バリウム（Ｂａ）などのＮＯｘ吸
蔵剤とが添加されると共に、コバルト（Ｃｏ）、ジルコ
ニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）からな
る遷移金属の群から選択される少なくとも一つの金属と
珪素（Ｓｉ）とからなる複合酸化物が混入されている。
本実施形態では、この複合酸化物として珪酸ジルコニウ
ム（ＺｒＳｉＯ４）が用いられる。
【００１９】好ましくは、プラチナ及びパラジウムの各
々の担持量を担体１リットルあたり０．１ないし１０ｇ
の値に設定し、カリウム及びバリウムの各々の担持量を
担体１リットルあたり０．１ないし５０ｇの値に設定
し、また、珪酸ジルコニウムの担持量を担体１リットル
あたり０．１ないし５０ｇの値に設定する。コージライ
ト担体１０は、たとえば、アルミナ源の粉末、シリカ源
の粉末およびマグネシア源の粉末を、アルミナ、シリ
カ、マグネシアの割合がコージライト組成になるように
混合したものを水に分散させ、その固形分をハニカム状
に成形し、このハニカム成形体を焼成したものである。
々の担持量を担体１リットルあたり０．１ないし１０ｇ
の値に設定し、カリウム及びバリウムの各々の担持量を
担体１リットルあたり０．１ないし５０ｇの値に設定
し、また、珪酸ジルコニウムの担持量を担体１リットル
あたり０．１ないし５０ｇの値に設定する。コージライ
ト担体１０は、たとえば、アルミナ源の粉末、シリカ源
の粉末およびマグネシア源の粉末を、アルミナ、シリ
カ、マグネシアの割合がコージライト組成になるように
混合したものを水に分散させ、その固形分をハニカム状
に成形し、このハニカム成形体を焼成したものである。
【００２０】触媒層２０は、例えば以下のようにして、
コージライト担体１０の表面に担持される。先ず、プラ
チナなどの貴金属、カリウムなどのアルカリ金属、バリ
ウムなどのアルカリ土類金属、および複合酸化物として
の珪酸ジルコニウムを主成分とする粉末を含むスラリー
が調製される。次いで、コージライト担体１０をスラリ
ー中に浸漬し、これを乾燥後に焼成する。
コージライト担体１０の表面に担持される。先ず、プラ
チナなどの貴金属、カリウムなどのアルカリ金属、バリ
ウムなどのアルカリ土類金属、および複合酸化物として
の珪酸ジルコニウムを主成分とする粉末を含むスラリー
が調製される。次いで、コージライト担体１０をスラリ
ー中に浸漬し、これを乾燥後に焼成する。
【００２１】以上のようにして、コージライト担体１０
に触媒層２０をコーティングしてなるＮＯｘ触媒を得
る。従来公知のように、このＮＯｘ触媒は、たとえば緩
衝材を介してケースに収容され、希薄燃焼内燃機関の排
気管内に配置される。このＮＯｘ触媒によれば、リーン
空燃比での機関運転中に排ガス中のＮＯｘが、触媒層２
０に分散された触媒種の作用下で硝酸塩の形で吸蔵され
る。また、リッチ空燃比での機関運転中には硝酸塩が分
解され、吸蔵されていたＮＯｘが窒素に還元されてＮＯ
ｘ触媒から大気中に放出される。
に触媒層２０をコーティングしてなるＮＯｘ触媒を得
る。従来公知のように、このＮＯｘ触媒は、たとえば緩
衝材を介してケースに収容され、希薄燃焼内燃機関の排
気管内に配置される。このＮＯｘ触媒によれば、リーン
空燃比での機関運転中に排ガス中のＮＯｘが、触媒層２
０に分散された触媒種の作用下で硝酸塩の形で吸蔵され
る。また、リッチ空燃比での機関運転中には硝酸塩が分
解され、吸蔵されていたＮＯｘが窒素に還元されてＮＯ
ｘ触媒から大気中に放出される。
【００２２】ＮＯｘ触媒を長時間にわたって高温に晒し
た場合、一般には、触媒層に添加された吸蔵剤たとえば
カリウムがコージライト担体中へ移動して担体中の珪素
などと反応して化合物を生成し、この化合物がコージラ
イト担体でのクラック発生要因になるが、本実施形態の
ＮＯｘ触媒では、触媒層２０内でのカリウムなどの吸蔵
剤の移動が珪酸ジルコニウムに含まれる珪素（Ｓｉ）の
近傍に保持されてコージライト担体１０への移動が阻止
され、クラック発生が防止される。
た場合、一般には、触媒層に添加された吸蔵剤たとえば
カリウムがコージライト担体中へ移動して担体中の珪素
などと反応して化合物を生成し、この化合物がコージラ
イト担体でのクラック発生要因になるが、本実施形態の
ＮＯｘ触媒では、触媒層２０内でのカリウムなどの吸蔵
剤の移動が珪酸ジルコニウムに含まれる珪素（Ｓｉ）の
近傍に保持されてコージライト担体１０への移動が阻止
され、クラック発生が防止される。
【００２３】また、吸蔵剤移動抑制作用を奏するゼオラ
イトを触媒層に混入した触媒によれば、過酷な高温下で
はその構成成分ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3との結合が崩れて吸
蔵剤が消失し、高温耐久後のＮＯｘ浄化効率が低下する
が、本実施形態の触媒層に混入されている珪酸ジルコニ
ウムと珪素との複合酸化物は熱的安定性が高く、複合酸
化物中のＳｉによる吸蔵剤移動抑制作用は例えば８５０
℃を超えるような高温下でも維持され、高温耐久後のＮ
Ｏｘ浄化効率に優れる。
イトを触媒層に混入した触媒によれば、過酷な高温下で
はその構成成分ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3との結合が崩れて吸
蔵剤が消失し、高温耐久後のＮＯｘ浄化効率が低下する
が、本実施形態の触媒層に混入されている珪酸ジルコニ
ウムと珪素との複合酸化物は熱的安定性が高く、複合酸
化物中のＳｉによる吸蔵剤移動抑制作用は例えば８５０
℃を超えるような高温下でも維持され、高温耐久後のＮ
Ｏｘ浄化効率に優れる。
【００２４】本発明者は上記の作用、効果を確認すべ
く、珪酸ジルコニウムと珪素との複合酸化物を触媒層に
混入させた本実施形態のＮＯｘ触媒とゼオライトを混入
した従来のＮＯｘ触媒のそれぞれについて熱耐久試験後
のＮＯｘ浄化効率を測定し、測定結果を図２および図３
に示す。図２は、耐久温度（熱耐久試験での触媒温度）
と熱耐久試験後におけるＮＯｘ浄化効率との関係すなわ
ち触媒の耐久温度−ＮＯｘ浄化効率特性を示す。評価温
度は５００℃である。図２中、四角形マークは本実施形
態の触媒の特性を示し、三角形マークは従来の触媒の特
性を示し、また、破線は新品（劣化前）の触媒の特性を
表している。図２からわかるように、８００℃および８
５０℃付近での熱耐久試験後のＮＯｘ浄化効率について
は本実施形態の触媒と従来の触媒とにさほどの差異は見
られないが、９００℃付近での熱耐久試験後のＮＯｘ浄
化効率についていえば本実施形態のものは従来のものに
比べて相当に向上している。これは、本実施形態の触媒
が高温耐久後の浄化性能に優れることを示す。
く、珪酸ジルコニウムと珪素との複合酸化物を触媒層に
混入させた本実施形態のＮＯｘ触媒とゼオライトを混入
した従来のＮＯｘ触媒のそれぞれについて熱耐久試験後
のＮＯｘ浄化効率を測定し、測定結果を図２および図３
に示す。図２は、耐久温度（熱耐久試験での触媒温度）
と熱耐久試験後におけるＮＯｘ浄化効率との関係すなわ
ち触媒の耐久温度−ＮＯｘ浄化効率特性を示す。評価温
度は５００℃である。図２中、四角形マークは本実施形
態の触媒の特性を示し、三角形マークは従来の触媒の特
性を示し、また、破線は新品（劣化前）の触媒の特性を
表している。図２からわかるように、８００℃および８
５０℃付近での熱耐久試験後のＮＯｘ浄化効率について
は本実施形態の触媒と従来の触媒とにさほどの差異は見
られないが、９００℃付近での熱耐久試験後のＮＯｘ浄
化効率についていえば本実施形態のものは従来のものに
比べて相当に向上している。これは、本実施形態の触媒
が高温耐久後の浄化性能に優れることを示す。
【００２５】図３は、８５０℃で２０時間の熱耐久試験
を実施した後で床下触媒の形式で構成した本実施形態の
触媒および従来の触媒を使用したときの、床下触媒入口
温度とＮＯｘ浄化効率との関係を示し、四角形マークは
本実施形態の触媒の特性を示し、丸マークは従来の触媒
の特性を示す。図３からわかるように、床下触媒入口温
度が５５０℃の場合を除き、本実施形態の触媒は従来の
ものに比べて熱耐久試験後のＮＯｘ浄化効率が向上して
おり、実車での通常の使用環境に対応する床下触媒入口
温度が４００ないし４５０℃での浄化効率に優れてい
る。
を実施した後で床下触媒の形式で構成した本実施形態の
触媒および従来の触媒を使用したときの、床下触媒入口
温度とＮＯｘ浄化効率との関係を示し、四角形マークは
本実施形態の触媒の特性を示し、丸マークは従来の触媒
の特性を示す。図３からわかるように、床下触媒入口温
度が５５０℃の場合を除き、本実施形態の触媒は従来の
ものに比べて熱耐久試験後のＮＯｘ浄化効率が向上して
おり、実車での通常の使用環境に対応する床下触媒入口
温度が４００ないし４５０℃での浄化効率に優れてい
る。
【００２６】繰り返し云えば、図２及び図３に示した実
験結果からわかるように、本実施形態の触媒によれば熱
耐久後においても高い浄化性能が維持される。以下、本
発明の第２実施形態による排ガス浄化用触媒を説明す
る。本実施形態の触媒は、そのＮＯｘ吸蔵・浄化能力を
良好に維持すると共に熱耐久性を向上することを企図し
たものであり、第１実施形態のもの（図１）と基本構成
が同一であるが、図４に示すように、触媒層（以下、第
１触媒層という）２０の上層たとえば外面に第２触媒層
３０を形成した点で第１実施形態のものと構成を異にす
る。
験結果からわかるように、本実施形態の触媒によれば熱
耐久後においても高い浄化性能が維持される。以下、本
発明の第２実施形態による排ガス浄化用触媒を説明す
る。本実施形態の触媒は、そのＮＯｘ吸蔵・浄化能力を
良好に維持すると共に熱耐久性を向上することを企図し
たものであり、第１実施形態のもの（図１）と基本構成
が同一であるが、図４に示すように、触媒層（以下、第
１触媒層という）２０の上層たとえば外面に第２触媒層
３０を形成した点で第１実施形態のものと構成を異にす
る。
【００２７】図４を参照すると、排ガス浄化用触媒は、
コージライト担体１０と、担体１０の表面に担持され且
つ貴金属、吸蔵剤および複合酸化物を含む第１触媒層２
０と、第１触媒層２０の上層たとえば表面に形成された
第２触媒層３０とからなる。担体１０、第１触媒層２０
の構成は第１実施形態のものと同一であるので、説明を
省略する。第２触媒層３０は、プラチナなどの貴金属と
カリウムやバリウム等のＮＯｘ吸蔵剤との混合物からな
るもので、複合酸化物を含まない点で第１触媒層２０と
相違する。
コージライト担体１０と、担体１０の表面に担持され且
つ貴金属、吸蔵剤および複合酸化物を含む第１触媒層２
０と、第１触媒層２０の上層たとえば表面に形成された
第２触媒層３０とからなる。担体１０、第１触媒層２０
の構成は第１実施形態のものと同一であるので、説明を
省略する。第２触媒層３０は、プラチナなどの貴金属と
カリウムやバリウム等のＮＯｘ吸蔵剤との混合物からな
るもので、複合酸化物を含まない点で第１触媒層２０と
相違する。
【００２８】上記構成の排ガス浄化用触媒は、第１実施
形態の場合と同様の手順で第１触媒層２０を担持したコ
ージライト担体１０を、貴金属及びＮＯｘ吸蔵剤を含む
スラリー中に浸漬し、これを乾燥・焼成することにより
製造される。既述のように、電子供与性の強いＮＯｘ吸
蔵剤によって貴金属の酸化性能が低下して触媒のＮＯｘ
吸蔵・浄化性能の悪化原因になるが、本実施形態の触媒
の触媒層は、複合酸化物を含む第１触媒層２０と、その
外面に形成され且つ複合酸化物を含まない第２触媒層３
０とから構成され、第２触媒層３０内のＮＯｘ吸蔵剤が
第１触媒層２０側へ移動し易くなっているため、吸蔵剤
が第１触媒層２０内に集まって第２触媒層３０内の吸蔵
剤の量は少なくなる。この結果、第２触媒層３０の貴金
属の酸化作用が第２触媒層３０内の吸蔵剤により弱化さ
れ難くなり、触媒層全体とくに第２触媒層３０での貴金
属の酸化作用ひいては触媒の吸蔵・浄化能力が高レベル
に維持される。また、第２触媒層３０内の吸蔵剤の量が
少なくなるため、第２触媒層３０からの吸蔵剤の飛散が
抑制され、触媒の吸蔵能力が維持される。その他の作用
効果については第１実施形態のものと同様であるので、
説明を省略する。
形態の場合と同様の手順で第１触媒層２０を担持したコ
ージライト担体１０を、貴金属及びＮＯｘ吸蔵剤を含む
スラリー中に浸漬し、これを乾燥・焼成することにより
製造される。既述のように、電子供与性の強いＮＯｘ吸
蔵剤によって貴金属の酸化性能が低下して触媒のＮＯｘ
吸蔵・浄化性能の悪化原因になるが、本実施形態の触媒
の触媒層は、複合酸化物を含む第１触媒層２０と、その
外面に形成され且つ複合酸化物を含まない第２触媒層３
０とから構成され、第２触媒層３０内のＮＯｘ吸蔵剤が
第１触媒層２０側へ移動し易くなっているため、吸蔵剤
が第１触媒層２０内に集まって第２触媒層３０内の吸蔵
剤の量は少なくなる。この結果、第２触媒層３０の貴金
属の酸化作用が第２触媒層３０内の吸蔵剤により弱化さ
れ難くなり、触媒層全体とくに第２触媒層３０での貴金
属の酸化作用ひいては触媒の吸蔵・浄化能力が高レベル
に維持される。また、第２触媒層３０内の吸蔵剤の量が
少なくなるため、第２触媒層３０からの吸蔵剤の飛散が
抑制され、触媒の吸蔵能力が維持される。その他の作用
効果については第１実施形態のものと同様であるので、
説明を省略する。
【００２９】以下、本発明の第３実施形態による排ガス
浄化用触媒を説明する。本実施形態の触媒は、図４に示
した第２実施形態のものと基本構成が同一であるが、図
５に示すように、第２触媒層３０をコージライト担体１
０と第１触媒層２０との間に形成した点で第２実施形態
のものと異なる。すなわち、図５に示すように、本実施
形態の排ガス浄化用触媒は、コージライト担体１０と、
担体１０の表面に担持され且つ貴金属とＮＯｘ吸蔵剤と
を含む第２触媒層３０と、その表面に形成され且つ貴金
属、吸蔵剤および複合酸化物を含む第１触媒層２０とか
らなる。担体１０、第１触媒層２０及び第２触媒層３０
の構成は第２実施形態のものと同一であるので、説明を
省略する。
浄化用触媒を説明する。本実施形態の触媒は、図４に示
した第２実施形態のものと基本構成が同一であるが、図
５に示すように、第２触媒層３０をコージライト担体１
０と第１触媒層２０との間に形成した点で第２実施形態
のものと異なる。すなわち、図５に示すように、本実施
形態の排ガス浄化用触媒は、コージライト担体１０と、
担体１０の表面に担持され且つ貴金属とＮＯｘ吸蔵剤と
を含む第２触媒層３０と、その表面に形成され且つ貴金
属、吸蔵剤および複合酸化物を含む第１触媒層２０とか
らなる。担体１０、第１触媒層２０及び第２触媒層３０
の構成は第２実施形態のものと同一であるので、説明を
省略する。
【００３０】上記構成の排ガス浄化用触媒は、第２触媒
層３０を担持したコージライト担体１０を貴金属、ＮＯ
ｘ吸蔵剤および複合酸化物を含むスラリー中に浸漬し、
これを乾燥・焼成することにより製造される。本実施形
態の排ガス浄化用触媒では、第１触媒層２０とコージラ
イト担体１０との間に形成した第２触媒層３０に添加さ
れた吸蔵剤が、第１触媒層２０に混入されている複合酸
化物中のＳｉによって引き寄せられ、従って、排ガスと
接触し易い第１触媒層２０側に吸蔵剤が集まる。このた
め、排ガス浄化用触媒の吸蔵能力を排ガス空燃比のリッ
チ化により効率良く回復することができ、リッチ化に伴
う燃費悪化を最小にでき、また、第２触媒層３０では吸
蔵剤による貴金属の酸化作用の低下を抑制できるので、
排ガス浄化用触媒の吸蔵・浄化能力は高レベルに維持さ
れる。その他の点については第１及び第２実施形態の場
合と同様である。
層３０を担持したコージライト担体１０を貴金属、ＮＯ
ｘ吸蔵剤および複合酸化物を含むスラリー中に浸漬し、
これを乾燥・焼成することにより製造される。本実施形
態の排ガス浄化用触媒では、第１触媒層２０とコージラ
イト担体１０との間に形成した第２触媒層３０に添加さ
れた吸蔵剤が、第１触媒層２０に混入されている複合酸
化物中のＳｉによって引き寄せられ、従って、排ガスと
接触し易い第１触媒層２０側に吸蔵剤が集まる。このた
め、排ガス浄化用触媒の吸蔵能力を排ガス空燃比のリッ
チ化により効率良く回復することができ、リッチ化に伴
う燃費悪化を最小にでき、また、第２触媒層３０では吸
蔵剤による貴金属の酸化作用の低下を抑制できるので、
排ガス浄化用触媒の吸蔵・浄化能力は高レベルに維持さ
れる。その他の点については第１及び第２実施形態の場
合と同様である。
【００３１】以下、本発明の第４実施形態による排ガス
浄化用触媒を説明する。本実施形態の触媒は、図１に示
した第１実施形態のものと基本構成が同一であるが、触
媒層の外面に三元触媒層を形成した点で異なる。図６に
示すように、排ガス浄化用触媒は、コージライト担体１
０と、担体１０の表面に担持され且つ貴金属、吸蔵剤お
よび複合酸化物を含む触媒層２０と、この触媒層の表面
に形成され且つ主に三元触媒作用を奏する三元触媒層４
０とからなる。本実施形態において、三元触媒層４０に
は酸性質材料が影響抑止材料として混入され、三元触媒
層４０に達した吸蔵剤が三元触媒層に対して及ぼす悪影
響が緩和される。すなわち、吸蔵剤が、三元触媒層４０
中の貴金属のＣＯ、ＨＣ吸着作用を弱化したり貴金属表
面を覆うという悪影響を影響抑止材料により緩和するよ
うにしている。酸性質材料としては、アルカリ塩である
吸蔵剤と反応して安定物質を生成するシリカ（Ｓｉ
Ｏ2）、タングステン（Ｗ）、リン（Ｐ）が用いられ
る。その一方で、三元触媒層４０には吸蔵剤が一切添加
されておらず、良好な三元性能を得るようにしている。
浄化用触媒を説明する。本実施形態の触媒は、図１に示
した第１実施形態のものと基本構成が同一であるが、触
媒層の外面に三元触媒層を形成した点で異なる。図６に
示すように、排ガス浄化用触媒は、コージライト担体１
０と、担体１０の表面に担持され且つ貴金属、吸蔵剤お
よび複合酸化物を含む触媒層２０と、この触媒層の表面
に形成され且つ主に三元触媒作用を奏する三元触媒層４
０とからなる。本実施形態において、三元触媒層４０に
は酸性質材料が影響抑止材料として混入され、三元触媒
層４０に達した吸蔵剤が三元触媒層に対して及ぼす悪影
響が緩和される。すなわち、吸蔵剤が、三元触媒層４０
中の貴金属のＣＯ、ＨＣ吸着作用を弱化したり貴金属表
面を覆うという悪影響を影響抑止材料により緩和するよ
うにしている。酸性質材料としては、アルカリ塩である
吸蔵剤と反応して安定物質を生成するシリカ（Ｓｉ
Ｏ2）、タングステン（Ｗ）、リン（Ｐ）が用いられ
る。その一方で、三元触媒層４０には吸蔵剤が一切添加
されておらず、良好な三元性能を得るようにしている。
【００３２】上記構成の排ガス浄化用触媒は、第１実施
形態の場合と同様の手順で第１触媒層２０を担持したコ
ージライト担体１０を、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム
（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）などの貴金属と酸性質材料
とを含むスラリー中に浸漬し、これを乾燥・焼成するこ
とにより製造される。上記構成の排ガス浄化用触媒の作
用を説明する。
形態の場合と同様の手順で第１触媒層２０を担持したコ
ージライト担体１０を、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム
（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）などの貴金属と酸性質材料
とを含むスラリー中に浸漬し、これを乾燥・焼成するこ
とにより製造される。上記構成の排ガス浄化用触媒の作
用を説明する。
【００３３】触媒層２０では吸蔵剤が複合酸化物中のＳ
ｉのまわりに固定され、高温下における飛散やコージラ
イト担体１０および三元触媒層４０への移動が防止され
る。そして、この様な移動抑制作用にも関わらず吸蔵剤
が三元触媒層４０に到達した場合には、吸蔵剤が三元触
媒層４０中の酸性質材料と反応して安定物質たとえばリ
ン酸カリウムに変換され、これにより、三元触媒層４０
に対する吸蔵剤の影響が緩和される。本実施形態によれ
ば、触媒層２０と三元触媒層４０とを共通の担体１０上
に形成して単一の触媒として安価に構成できる。また、
排ガス浄化用触媒は、触媒層２０のＮＯｘ吸蔵性能およ
び三元触媒層４０の三元性能に優れ、リーン運転時のＮ
Ｏｘ浄化が確実になされると共にストイキ運転時やリッ
チ運転時に発生するＣＯ，ＨＣが三元触媒層４０により
浄化される。その他の点は第１実施形態の場合と同様で
ある。
ｉのまわりに固定され、高温下における飛散やコージラ
イト担体１０および三元触媒層４０への移動が防止され
る。そして、この様な移動抑制作用にも関わらず吸蔵剤
が三元触媒層４０に到達した場合には、吸蔵剤が三元触
媒層４０中の酸性質材料と反応して安定物質たとえばリ
ン酸カリウムに変換され、これにより、三元触媒層４０
に対する吸蔵剤の影響が緩和される。本実施形態によれ
ば、触媒層２０と三元触媒層４０とを共通の担体１０上
に形成して単一の触媒として安価に構成できる。また、
排ガス浄化用触媒は、触媒層２０のＮＯｘ吸蔵性能およ
び三元触媒層４０の三元性能に優れ、リーン運転時のＮ
Ｏｘ浄化が確実になされると共にストイキ運転時やリッ
チ運転時に発生するＣＯ，ＨＣが三元触媒層４０により
浄化される。その他の点は第１実施形態の場合と同様で
ある。
【００３４】以下、本発明の第５実施形態による排ガス
浄化用触媒を説明する。本実施形態の触媒は、図６に示
した第５実施形態のものと基本構成が同一であるが、三
元触媒層をコージライト担体と触媒層との間に形成した
点で異なる。すなわち、図７に示すように、本実施形態
の排ガス浄化用触媒は、コージライト担体１０と、担体
１０の表面に担持された三元触媒層４０と、この三元触
媒層４０の表面に形成された触媒層２０とからなる。こ
の排ガス浄化用触媒は、触媒層２０を担持したコージラ
イト担体１０を、貴金属と影響抑止材料たとえば酸性質
材料とを含むスラリー中に浸漬し、これを乾燥・焼成す
ることにより製造される。
浄化用触媒を説明する。本実施形態の触媒は、図６に示
した第５実施形態のものと基本構成が同一であるが、三
元触媒層をコージライト担体と触媒層との間に形成した
点で異なる。すなわち、図７に示すように、本実施形態
の排ガス浄化用触媒は、コージライト担体１０と、担体
１０の表面に担持された三元触媒層４０と、この三元触
媒層４０の表面に形成された触媒層２０とからなる。こ
の排ガス浄化用触媒は、触媒層２０を担持したコージラ
イト担体１０を、貴金属と影響抑止材料たとえば酸性質
材料とを含むスラリー中に浸漬し、これを乾燥・焼成す
ることにより製造される。
【００３５】本実施形態の排ガス浄化用触媒によれば、
触媒層２０によりＮＯｘ浄化作用が奏されると共に三元
触媒層４０により主にストイキまたはリッチ運転時の排
ガス浄化作用が奏される。そして、触媒層２０では吸蔵
剤が複合酸化物中のＳｉのまわりに固定され、高温下に
おける飛散やコージライト担体１０および三元触媒層４
０への移動が防止され、また、吸蔵剤が三元触媒層４０
に到達した場合には、吸蔵剤が三元触媒層４０中の酸性
質材料と反応して安定物質に変換され、三元触媒層４０
に対する吸蔵剤の悪影響が抑制される。その他の点は第
１実施形態の場合と同様である。
触媒層２０によりＮＯｘ浄化作用が奏されると共に三元
触媒層４０により主にストイキまたはリッチ運転時の排
ガス浄化作用が奏される。そして、触媒層２０では吸蔵
剤が複合酸化物中のＳｉのまわりに固定され、高温下に
おける飛散やコージライト担体１０および三元触媒層４
０への移動が防止され、また、吸蔵剤が三元触媒層４０
に到達した場合には、吸蔵剤が三元触媒層４０中の酸性
質材料と反応して安定物質に変換され、三元触媒層４０
に対する吸蔵剤の悪影響が抑制される。その他の点は第
１実施形態の場合と同様である。
【００３６】以下、本発明の第６実施形態による排ガス
浄化用触媒を説明する。触媒層に複合酸化物として混入
させた第１実施形態に比べ、本実施形態のものは、複合
酸化物を含まない触媒層の上層に複合酸化物を含む吸蔵
剤移動抑制層（以下、抑制層という）を形成した点が相
違し、層状をなす抑制層により触媒層からの吸蔵剤の飛
散を確実に阻止するものになっている。
浄化用触媒を説明する。触媒層に複合酸化物として混入
させた第１実施形態に比べ、本実施形態のものは、複合
酸化物を含まない触媒層の上層に複合酸化物を含む吸蔵
剤移動抑制層（以下、抑制層という）を形成した点が相
違し、層状をなす抑制層により触媒層からの吸蔵剤の飛
散を確実に阻止するものになっている。
【００３７】図８に示すように、本実施形態の排ガス浄
化用触媒は、コージライト担体１０と、担体１０の外面
に担持された触媒層２０と、触媒層２０の上層たとえば
外面に形成された抑制層５０とを含み、この抑制層５０
は、コバルト、ジルコニウム、鉄およびマンガンの少な
くとも一つと珪素とからなる複合酸化物たとえば珪酸ジ
ルコニウムを含んでいる。
化用触媒は、コージライト担体１０と、担体１０の外面
に担持された触媒層２０と、触媒層２０の上層たとえば
外面に形成された抑制層５０とを含み、この抑制層５０
は、コバルト、ジルコニウム、鉄およびマンガンの少な
くとも一つと珪素とからなる複合酸化物たとえば珪酸ジ
ルコニウムを含んでいる。
【００３８】排ガス浄化用触媒は例えば以下のようにし
て製造される。先ず、プラチナなどの貴金属およびカリ
ウム、バリウムなどの吸蔵剤を主成分とするスラリー中
にコージライト担体１０を浸漬し、これを乾燥後に焼成
し、更に、珪酸ジルコニウムを主成分とする粉末を含む
スラリー中に浸漬した後に乾燥、焼成する。この様にし
て得た排ガス浄化用触媒は緩衝材を介してケースに収容
され、排気管内に設置される。
て製造される。先ず、プラチナなどの貴金属およびカリ
ウム、バリウムなどの吸蔵剤を主成分とするスラリー中
にコージライト担体１０を浸漬し、これを乾燥後に焼成
し、更に、珪酸ジルコニウムを主成分とする粉末を含む
スラリー中に浸漬した後に乾燥、焼成する。この様にし
て得た排ガス浄化用触媒は緩衝材を介してケースに収容
され、排気管内に設置される。
【００３９】排ガス浄化用触媒の使用時、抑制層５０に
含まれる珪酸ジルコニウム中のＳｉにより吸蔵剤がＳｉ
の近傍に保持される。珪酸ジルコニウムの熱的安定性が
高く、抑制層５０の吸蔵剤移動抑制作用は高温下でも維
持されるので、触媒が高温に晒されて触媒内での吸蔵剤
の移動性向が促進された場合にも吸蔵剤の移動が抑制層
５０により確実に抑制され、触媒からの吸蔵剤の蒸発、
飛散による吸蔵剤の消失が防止され、高温耐久後におけ
る吸蔵性能が維持される。
含まれる珪酸ジルコニウム中のＳｉにより吸蔵剤がＳｉ
の近傍に保持される。珪酸ジルコニウムの熱的安定性が
高く、抑制層５０の吸蔵剤移動抑制作用は高温下でも維
持されるので、触媒が高温に晒されて触媒内での吸蔵剤
の移動性向が促進された場合にも吸蔵剤の移動が抑制層
５０により確実に抑制され、触媒からの吸蔵剤の蒸発、
飛散による吸蔵剤の消失が防止され、高温耐久後におけ
る吸蔵性能が維持される。
【００４０】以下、本発明の第７実施形態による排ガス
浄化用触媒を説明する。触媒層の上層に抑制層を形成し
た第６実施形態に比べ、本実施形態のものは担体と触媒
層との間に抑制層を形成した点が異なる。すなわち、図
９に示すように、本実施形態の排ガス浄化用触媒は、コ
ージライト担体１０と、この担体１０に担持された抑制
層５０と、抑制層５０の外面に形成された触媒層２０と
を含む。触媒層２０および抑制層５０の構成は第６実施
形態のものと同様であり、説明を省略する。
浄化用触媒を説明する。触媒層の上層に抑制層を形成し
た第６実施形態に比べ、本実施形態のものは担体と触媒
層との間に抑制層を形成した点が異なる。すなわち、図
９に示すように、本実施形態の排ガス浄化用触媒は、コ
ージライト担体１０と、この担体１０に担持された抑制
層５０と、抑制層５０の外面に形成された触媒層２０と
を含む。触媒層２０および抑制層５０の構成は第６実施
形態のものと同様であり、説明を省略する。
【００４１】排ガス浄化用触媒は、例えば、珪酸ジルコ
ニウムを主成分とする粉末を含むスラリー中に担体１０
を浸漬し、これを乾燥、焼成し、更に、貴金属および吸
蔵剤を主成分とするスラリー中に浸漬した後で乾燥、焼
成することにより製造される。排ガス浄化用触媒の使用
時、触媒層２０に添加された吸蔵剤の担体内への浸入が
抑制層５０によって確実に阻止され、吸蔵剤と担体成分
との反応による化合物の形成が抑制され、担体でのクラ
ック発生ひいては触媒の耐久性低下が防止される。その
他の作用効果については第１及び第６実施形態の場合と
同様である。
ニウムを主成分とする粉末を含むスラリー中に担体１０
を浸漬し、これを乾燥、焼成し、更に、貴金属および吸
蔵剤を主成分とするスラリー中に浸漬した後で乾燥、焼
成することにより製造される。排ガス浄化用触媒の使用
時、触媒層２０に添加された吸蔵剤の担体内への浸入が
抑制層５０によって確実に阻止され、吸蔵剤と担体成分
との反応による化合物の形成が抑制され、担体でのクラ
ック発生ひいては触媒の耐久性低下が防止される。その
他の作用効果については第１及び第６実施形態の場合と
同様である。
【００４２】本発明は、上記第１ないし第７実施形態の
ものに限定されず、種々に変形可能である。例えば、上
記実施形態では、ハニカム型コージライト担体１０を担
体として用いたが、本発明は、コージライト以外の材料
から成る担体を備えた排ガス浄化用触媒にも適用可能で
ある。メタル担体を用いた場合には、担体への吸蔵剤の
浸透はほとんど問題にはならないが、吸蔵剤の飛散を防
止する効果が得られ、触媒の排ガス浄化性能の低下が防
止される。また、ハニカム型コージライト担体を用いる
場合、コージライト担体のセルは四角形状のものに限定
されず、例えば三角形状や六角形状のものでも良い。
ものに限定されず、種々に変形可能である。例えば、上
記実施形態では、ハニカム型コージライト担体１０を担
体として用いたが、本発明は、コージライト以外の材料
から成る担体を備えた排ガス浄化用触媒にも適用可能で
ある。メタル担体を用いた場合には、担体への吸蔵剤の
浸透はほとんど問題にはならないが、吸蔵剤の飛散を防
止する効果が得られ、触媒の排ガス浄化性能の低下が防
止される。また、ハニカム型コージライト担体を用いる
場合、コージライト担体のセルは四角形状のものに限定
されず、例えば三角形状や六角形状のものでも良い。
【００４３】また、上記実施形態では、触媒層２０に混
入され或いは抑制層５０に含まれる複合酸化物として珪
酸ジルコニウムを用いたが、これに代えて、コバルト、
ジルコニウム、鉄、マンガンからなる遷移金属の群から
選択される少なくとも一つと珪素とからなる複合酸化物
を使用可能である。上記第６及び第７実施形態では、複
合酸化物が混入されていない触媒層を用いたが、触媒層
に複合酸化物を混入しても良い。
入され或いは抑制層５０に含まれる複合酸化物として珪
酸ジルコニウムを用いたが、これに代えて、コバルト、
ジルコニウム、鉄、マンガンからなる遷移金属の群から
選択される少なくとも一つと珪素とからなる複合酸化物
を使用可能である。上記第６及び第７実施形態では、複
合酸化物が混入されていない触媒層を用いたが、触媒層
に複合酸化物を混入しても良い。
【００４４】また、抑制層の形成数および形成部位は第
６及び第７実施形態のものに限定されない。例えば、担
体と触媒層との間に抑制層を設けると共に触媒層の上層
に別の抑制層を設けることができる。更に、第２ないし
第７実施形態において述べた第２触媒層、三元触媒層お
よび抑制層の任意の２つ以上を触媒層と組み合わせてな
る排ガス浄化用触媒を構成可能である。
６及び第７実施形態のものに限定されない。例えば、担
体と触媒層との間に抑制層を設けると共に触媒層の上層
に別の抑制層を設けることができる。更に、第２ないし
第７実施形態において述べた第２触媒層、三元触媒層お
よび抑制層の任意の２つ以上を触媒層と組み合わせてな
る排ガス浄化用触媒を構成可能である。
【００４５】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、吸蔵剤を
添加した触媒層に、コバルト、ジルコニウム、鉄および
マンガンの少なくとも一つと珪素とからなる複合酸化物
を混入したので、高温下においても安定な複合酸化物中
の珪素が奏する吸蔵剤移動抑制機能により触媒層におけ
る吸蔵剤の移動が抑制され、吸蔵剤の飛散や担体成分と
の反応による消失および吸蔵剤の硫黄被毒が抑制され
る。従って、高温雰囲気中で使用した場合にも排ガス浄
化用触媒の吸蔵性能が維持され、高温耐久後にも吸蔵、
浄化性能の低下を来すおそれが少なくなる。
添加した触媒層に、コバルト、ジルコニウム、鉄および
マンガンの少なくとも一つと珪素とからなる複合酸化物
を混入したので、高温下においても安定な複合酸化物中
の珪素が奏する吸蔵剤移動抑制機能により触媒層におけ
る吸蔵剤の移動が抑制され、吸蔵剤の飛散や担体成分と
の反応による消失および吸蔵剤の硫黄被毒が抑制され
る。従って、高温雰囲気中で使用した場合にも排ガス浄
化用触媒の吸蔵性能が維持され、高温耐久後にも吸蔵、
浄化性能の低下を来すおそれが少なくなる。
【００４６】請求項２の発明によれば、吸蔵剤を添加し
てなる第２触媒層を触媒層の上層に形成したので、第２
触媒層に添加された吸蔵剤が触媒層内の複合酸化物中の
珪素によって引き寄せられ、第２触媒層ひいては全触媒
層からの吸蔵剤の飛散および第２触媒層での貴金属の酸
化作用低下を抑制して、排ガス浄化用触媒の吸蔵・浄化
能力を高レベルに維持することができる。
てなる第２触媒層を触媒層の上層に形成したので、第２
触媒層に添加された吸蔵剤が触媒層内の複合酸化物中の
珪素によって引き寄せられ、第２触媒層ひいては全触媒
層からの吸蔵剤の飛散および第２触媒層での貴金属の酸
化作用低下を抑制して、排ガス浄化用触媒の吸蔵・浄化
能力を高レベルに維持することができる。
【００４７】請求項３の発明によれば、吸蔵剤を添加し
てなる第２触媒層を触媒層と担体との間に形成したの
で、排ガスと接触し易い触媒層上層側に吸蔵剤が集まる
ため排ガス浄化用触媒の吸蔵能力を排ガスのリッチ化に
より効率良く回復することができ、また、第２触媒層に
おける貴金属の酸化作用低下を抑制することができ、吸
蔵・浄化能力を高レベルに維持できる。
てなる第２触媒層を触媒層と担体との間に形成したの
で、排ガスと接触し易い触媒層上層側に吸蔵剤が集まる
ため排ガス浄化用触媒の吸蔵能力を排ガスのリッチ化に
より効率良く回復することができ、また、第２触媒層に
おける貴金属の酸化作用低下を抑制することができ、吸
蔵・浄化能力を高レベルに維持できる。
【００４８】請求項４の発明によれば、触媒層の上層ま
たは触媒層と担体との間の一方あるいは双方に三元触媒
層を設けたので、触媒層に混入された複合酸化物中の珪
素の移動抑制機能により触媒層から三元触媒層への吸蔵
剤の移動ひいては三元触媒層における貴金属の酸化作用
低下を抑制して三元触媒層の浄化性能を維持できる。請
求項５の発明によれば、コバルト、ジルコニウム、鉄お
よびマンガンの少なくとも一つと珪素とからなる複合酸
化物を含む吸蔵剤移動抑制層を、触媒層の上層または触
媒層と担体との間の一方あるいは双方に設けたので、層
状をなす抑制層に含まれ且つ高温雰囲気中での安定性に
優れた複合酸化物中の珪素により高温下においても吸蔵
剤の移動ひいては吸蔵剤の消失を確実に抑制することが
でき、排ガス浄化用触媒は高温耐久後の吸蔵性能に優れ
る。
たは触媒層と担体との間の一方あるいは双方に三元触媒
層を設けたので、触媒層に混入された複合酸化物中の珪
素の移動抑制機能により触媒層から三元触媒層への吸蔵
剤の移動ひいては三元触媒層における貴金属の酸化作用
低下を抑制して三元触媒層の浄化性能を維持できる。請
求項５の発明によれば、コバルト、ジルコニウム、鉄お
よびマンガンの少なくとも一つと珪素とからなる複合酸
化物を含む吸蔵剤移動抑制層を、触媒層の上層または触
媒層と担体との間の一方あるいは双方に設けたので、層
状をなす抑制層に含まれ且つ高温雰囲気中での安定性に
優れた複合酸化物中の珪素により高温下においても吸蔵
剤の移動ひいては吸蔵剤の消失を確実に抑制することが
でき、排ガス浄化用触媒は高温耐久後の吸蔵性能に優れ
る。
【００４９】請求項６の発明によれば、複合酸化物とし
て珪酸ジルコニウムを用いるので、熱耐久性に優れた排
ガス浄化用触媒を安価に提供することができる。
て珪酸ジルコニウムを用いるので、熱耐久性に優れた排
ガス浄化用触媒を安価に提供することができる。
【図１】本発明の第１実施形態による排ガス浄化用触媒
の一つのシェルの四半部を示す部分拡大断面図である。
の一つのシェルの四半部を示す部分拡大断面図である。
【図２】珪酸ジルコニウムを触媒層に含む排ガス浄化用
触媒およびゼオライトを含む従来の触媒のそれぞれの熱
耐久後のＮＯｘ浄化効率を耐久温度の関数として示す図
である。
触媒およびゼオライトを含む従来の触媒のそれぞれの熱
耐久後のＮＯｘ浄化効率を耐久温度の関数として示す図
である。
【図３】触媒層中に珪酸ジルコニウムを含む触媒の熱耐
久後の床下入口温度−ＮＯｘ浄化効率特性を従来の触媒
の特性と比較して示す図である。
久後の床下入口温度−ＮＯｘ浄化効率特性を従来の触媒
の特性と比較して示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態による触媒のシェルの四
半部を示す断面図である。
半部を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態による触媒のシェルの四
半部を示す断面図である。
半部を示す断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態による触媒のシェルの四
半部を示す断面図である。
半部を示す断面図である。
【図７】本発明の第５実施形態による触媒のシェルの四
半部を示す断面図である。
半部を示す断面図である。
【図８】本発明の第６実施形態による触媒のシェルの四
半部を示す断面図である。
半部を示す断面図である。
【図９】本発明の第７実施形態による触媒のシェルの四
半部を示す断面図である。
半部を示す断面図である。
１０ コージライト担体 ２０ 触媒層 ３０ 第２触媒層 ４０ 三元触媒層 ５０ 抑制層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｊ 23/89 Ｂ０１Ｊ 23/64 １０４Ａ 37/02 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＣ Ｆ０１Ｎ 3/10 １０２Ｈ １０２Ｂ １０３Ｂ Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AB09 BA14 GB00Y GB02W GB03W GB10Y 4D048 AA06 AB02 AB05 AB07 BA06X BA08X BA14X BA15X BA28X BA30X BA31X BA33X BA36X BA37X BA42X BC05 CC36 CC46 EA04 4G069 AA03 AA08 AA20 BB06A BB06B BC01A BC01B BC08A BC08B BC51A BC51B BC62A BC62B BC66A BC66B BC67A BC67B BC71B BC72B BC75B BD05A BD05B CA03 CA09 CA13 DA06 EA18 ED07 EE01 EE06 EE08 FA01 FA03 FB15 FB19
Claims (6)
- 【請求項１】 担体と触媒層とを含み、前記触媒層にア
ルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群から選択さ
れる少なくとも一つを吸蔵剤として添加してなる排ガス
浄化用触媒において、 コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆ
ｅ）、マンガン（Ｍｎ）からなる遷移金属の群から選択
される少なくとも一つの金属と珪素（Ｓｉ）とからなる
複合酸化物を上記触媒層に混入したことを特徴とする排
ガス浄化用触媒。 - 【請求項２】 上記触媒層の上層に、アルカリ金属及び
アルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも
一つを吸蔵剤として添加してなる第２触媒層を形成した
ことを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。 - 【請求項３】 上記触媒層と担体との間にアルカリ金属
及びアルカリ土類金属からなる群から選択される少なく
とも一つを吸蔵剤として添加してなる第２触媒層を形成
したことを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化用触
媒。 - 【請求項４】 上記触媒層の上層および上記触媒層と上
記担体との間の少なくとも一方に三元触媒層を設けたこ
とを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。 - 【請求項５】 担体と触媒層とを含み、前記触媒層にア
ルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群から選択さ
れる少なくとも一つを吸蔵剤として添加してなる排ガス
浄化用触媒において、 上記触媒層の上層および上記触媒層と上記担体との間の
少なくとも一方に、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム
（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）からなる遷移
金属の群から選択される少なくとも一つの金属と珪素
（Ｓｉ）とからなる複合酸化物を含む吸蔵剤移動抑制層
を設けたことを特徴とする排ガス浄化用触媒。 - 【請求項６】 上記複合酸化物として珪酸ジルコニウム
（ＺｒＳｉＯ４）を用いたことを特徴とする請求項１な
いし５のいずれかに記載の排ガス浄化用触媒。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001174469A JP4645786B2 (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 排ガス浄化用触媒 |
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| EP20020011690 EP1264629B1 (en) | 2001-06-08 | 2002-06-03 | Exhaust gas emission purifying catalyst |
| US10/163,494 US6770590B2 (en) | 2001-06-08 | 2002-06-07 | Exhaust gas emission purifying catalyst |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001174469A JP4645786B2 (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 排ガス浄化用触媒 |
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|---|---|
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| JP4645786B2 JP4645786B2 (ja) | 2011-03-09 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001174469A Expired - Lifetime JP4645786B2 (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 排ガス浄化用触媒 |
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|---|---|
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| EP (1) | EP1264629B1 (ja) |
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| KR (1) | KR100464715B1 (ja) |
| DE (1) | DE60201707T2 (ja) |
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