JP2013223840A - 排気ガス浄化用触媒材及び同触媒材を含有する排気ガス浄化用触媒 - Google Patents

排気ガス浄化用触媒材及び同触媒材を含有する排気ガス浄化用触媒 Download PDF

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Abstract

【課題】排気ガス浄化性能を向上させることができる排気ガス浄化用触媒材を提供する。
【解決手段】エンジンから排出される排気ガスを浄化するための排気ガス浄化用触媒材は、主成分としてのＺｒＯ２と、２質量％以上１０質量％以下のＬａ２Ｏ３と、２質量％以上２０質量％以下のＹ２Ｏ３とを含有するＺｒＬａＹ複合酸化物を含み、該複合酸化物にＲｈが担持されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンから排出される排気ガスを浄化するための排気ガス浄化用触媒材、及び同触媒材を触媒担体基材上に形成した触媒層に含有する排気ガス浄化用触媒に関する。
自動車等の車両においては、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）等の大気汚染物質を含んだ排気ガスを浄化するために、エンジンの排気系に排気ガス浄化用触媒が備えられている。そして、かかる排気ガス浄化用触媒を用いて、ＨＣ及びＣＯが酸化されて浄化され、ＮＯｘが還元されて浄化される。
従来、このような排気ガス浄化用触媒として、例えば高比表面積を有するアルミナや酸素吸蔵放出能を有するＣｅＺｒ系複合酸化物などの触媒担体表面に、例えばＰｄやＲｈなどの触媒金属を高分散状態で担持させた排気ガス浄化用触媒材が用いられ、排気ガスの浄化が行われている。
例えば特許文献１には、触媒担体基材上にＲｈを含有する上側触媒層とＰｄを含有する下側触媒層とを備えた排気ガス浄化用触媒であって、上側触媒層は、ＣｅとＺｒとＮｄとアルカリ土類金属Ｍとを含有するＣｅＺｒＮｄＭ複合酸化物粒子と、ＺｒとＬａとを含有するＺｒＬａ複合酸化物がアルミナ粒子の表面に担持されてなるＺｒＬａ−アルミナ粒子とを備え、ＣｅＺｒＮｄＭ複合酸化物粒子とＺｒＬａ−アルミナ粒子とにＲｈを分散して担持した排気ガス浄化用触媒が開示されている。
特開２０１１−１６１４２１号公報
しかしながら、特許文献１に記載の排気ガス浄化用触媒は、ＺｒＬａ複合酸化物を担持したアルミナにＲｈを担持させるときに、ＲｈがＺｒＬａ複合酸化物に担持されると共にアルミナにも担持されることとなる。そして、Ｒｈを担持したアルミナを含む排気ガス浄化用触媒がエンジンの排気系に備えられ、高温の排気ガスに長時間曝されると、Ｒｈの一部がアルミナと固溶してＲｈが失活することにより排気ガスの浄化性能の低下を引き起こし得る。
そこで、本発明は、Ｒｈの一部がアルミナと固溶してＲｈが失活することを抑制し、排気ガス浄化性能を向上させることができる排気ガス浄化用触媒材及び同触媒材を含有する排気ガス浄化用触媒を提供することを目的とする。
前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。
まず、本願の請求項１に係る発明は、エンジンから排出される排気ガスを浄化するための排気ガス浄化用触媒材であって、主成分としてのＺｒＯ２と、２質量％以上１０質量％以下のＬａ２Ｏ３と、２質量％以上２０質量％以下のＹ２Ｏ３とを含有するＺｒＬａＹ複合酸化物を含み、該複合酸化物にＲｈが担持されていることを特徴とする。
また、本願の請求項２に係る発明は、排気ガス浄化用触媒であって、前記請求項１に記載の排気ガス浄化用触媒材が、触媒担体基材上に形成された触媒層に含まれていることを特徴とする。
更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記触媒層に、ＺｒとＬａとを含有するＺｒＬａ複合酸化物が担持された活性アルミナが含まれ、該ＺｒＬａ複合酸化物担持活性アルミナにＲｈが担持されていることを特徴とする。ここで、当該ＺｒＬａ複合酸化物はＹを含まないものであり、前記ＺｒＬａＹ複合酸化物とは異なるものである。
また更に、本願の請求項４に係る発明は、請求項２又は請求項３に係る発明において、
前記触媒層に、ＺｒとＣｅとを含有するＺｒＣｅ系複合酸化物が含まれ、該ＺｒＣｅ系複合酸化物にＲｈが担持されていることを特徴とする。
また更に、本願の請求項５に係る発明は、請求項２から請求項４の何れか１項に係る発明において、前記触媒担体基材上にＲｈを含有する前記触媒層の他にＰｄを含有する触媒層が形成され、前記Ｒｈを含有する触媒層は、前記Ｐｄを含有する触媒層よりも排気ガス通路側に形成されていることを特徴とする。
以上の構成により、本願各請求項の発明によれば、次の効果が得られる。
まず、本願の請求項１に係る発明によれば、主成分としてのＺｒＯ２と、２質量％以上１０質量％以下のＬａ２Ｏ３と、２質量％以上２０質量％以下のＹ２Ｏ３とを含有するＺｒＬａＹ複合酸化物にＲｈを担持させた排気ガス浄化用触媒材を採用することで、ＺｒＬａ複合酸化物が担持されたアルミナにＲｈを担持した触媒成分を含む排気ガス浄化用触媒材において、前記触媒成分の少なくとも一部をＺｒＬａＹ複合酸化物にＲｈを担持した触媒成分に代えた場合に、Ｒｈの一部がアルミナと固溶してＲｈが失活することを抑制することができると共に、ＺｒＬａ複合酸化物よりも高温時における比表面積の低下が小さいＺｒＬａＹ複合酸化物によってＲｈが失活することを抑制することができ、排気ガスの浄化性能を向上させることができる。即ち、当該ＺｒＬａＹ複合酸化物はＺｒＬａ複合酸化物よりも高温時における比表面積の低下が小さい、換言すれば、ＺｒＬａＹ複合酸化物が凝集し難いことにより、当該ＺｒＬａＹ複合酸化物表面でのＲｈの分散度が維持し易くなり、熱エージングを経た後の浄化性能がＺｒＬａ複合酸化物を用いた場合よりも向上する。
また、本願の請求項２に係る発明によれば、請求項１に記載の排気ガス浄化用触媒材が、触媒担体基材上に形成された触媒層に含まれている排気ガス浄化用触媒を採用することで、前記請求項１に係る発明による効果と同様の効果を実現することができる。
更に、本願の請求項３に係る発明によれば、前記触媒層に、ＺｒとＬａとを含有するＺｒＬａ複合酸化物が担持された活性アルミナが含まれ、該ＺｒＬａ複合酸化物担持活性アルミナにＲｈが担持されていることにより、ＺｒＬａ複合酸化物が担持されたアルミナにＲｈを担持した触媒成分を含む排気ガス浄化用触媒材において、前記触媒成分の少なくとも一部をＺｒＬａＹ複合酸化物にＲｈを担持した触媒成分に代えることで、Ｒｈの一部がアルミナと固溶してＲｈが失活することを抑制し、排気ガスの浄化性能を向上させることができる。
また更に、本願の請求項４に係る発明によれば、前記触媒層に、ＺｒとＣｅとを含有するＺｒＣｅ系複合酸化物が含まれ、該ＺｒＣｅ系複合酸化物にＲｈが担持されていることにより、Ｒｈを介して酸素をＺｒＣｅ系複合酸化物内部に取り込み、且つ、取り込んだ酸素を酸素濃度の低い部分に送り出すことができ、前記効果をさらに有効に奏することができる。
また更に、本願の請求項５に係る発明によれば、触媒担体基材上にＲｈを含有する触媒層の他にＰｄを含有する触媒層が形成され、前記Ｒｈを含有する触媒層は、前記Ｐｄを含有する触媒層よりも排気ガス通路側に形成されていることにより、Ｒｈを含有する触媒層とＰｄを含有する触媒層を設けることで、前記効果を有効に奏することができる。
実施例及び比較例として用いたＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物、Ｒｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物及びＲｈ担持ＺｒＹ複合酸化物の酸化物含有率を示す図である。 Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物におけるＹ２Ｏ３含有率とライトオフ温度の測定結果との関係を示すグラフである。 Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物におけるＬａ２Ｏ３含有率とライトオフ温度の測定結果との関係を示すグラフである。 実施例及び比較例として用いたＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物、Ｒｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物及びＲｈ担持ＺｒＹ複合酸化物のＬａ２Ｏ３含有率とＹ２Ｏ３含有率とを示す図である。 本発明の実施形態に係る排気ガス浄化用触媒のライトオフ温度の測定結果を示すグラフである。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施形態では、排気ガスを浄化するための排気ガス浄化用触媒として、主成分としてのＺｒＯ２と、Ｌａ２Ｏ３と、Ｙ２Ｏ３とを含有するＺｒＬａＹ複合酸化物にＲｈを担持した排気ガス浄化用触媒材を触媒担体基材上に形成した触媒層に含ませたものを用いた。
排気ガス浄化用触媒材として、主成分としてのＺｒＯ２と、Ｌａ２Ｏ３と、Ｙ２Ｏ３とを含有するＺｒＬａＹ複合酸化物にＲｈを担持したＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物においてＬａ２Ｏ３含有率とＹ２Ｏ３含有率とをそれぞれ変化させたもの、具体的には１４種類のＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物を実施例として用い、排気ガス浄化性能を評価した。
また、主成分としてのＺｒＯ２と、Ｌａ２Ｏ３とを含有するＺｒＬａ複合酸化物にＲｈを担持したＲｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物においてＬａ２Ｏ３含有率を変化させたもの、具体的には３種類のＲｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物と、主成分としてのＺｒＯ２と、Ｙ２Ｏ３とを含有するＺｒＹ複合酸化物にＲｈを担持したＲｈ担持ＺｒＹ複合酸化物においてＹ２Ｏ３含有率を変化させたもの、具体的には３種類のＲｈ担持ＺｒＹ複合酸化物とを比較例として用い、これらについても排気ガス浄化性能を評価した。
＜触媒材の調製＞
実施例において、排気ガス浄化用触媒材としてのＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物を調製する際には先ず、Ｚｒ、Ｌａ及びＹの各硝酸塩を混合し、水を加えて室温で約１時間撹拌する。次に、この硝酸塩混合溶液とアルカリ性溶液（好ましくは２８％アンモニア水）とを室温から８０℃の温度で混合して中和処理をする。そして、中和処理により白濁した溶液を一昼夜放置した上で、遠心分離器により沈殿物を分離させ、上澄み液を除去して得られたケーキを十分に水洗し、水洗後のケーキを約１５０℃の温度で乾燥させ、その後に５００℃の温度に５時間保持して加熱焼成し、粉砕してＺｒＬａＹ複合酸化物の粉末を得た。
次に、得られたＺｒＬａＹ複合酸化物の粉末に対して、硝酸ロジウム溶液を加えて混合し、混合後に蒸発乾固させる。蒸発乾固後に、得られた乾固物を粉砕し、大気中で加熱焼成することにより、ＺｒＬａＹ複合酸化物にＲｈを担持したＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物を得た。
比較例では、排気ガス浄化用触媒材としてのＲｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物の調製として、実施例に係るＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物の調製におけるＺｒ、Ｌａ及びＹの各硝酸塩を混合することに代えてＺｒ及びＬａの各硝酸塩を混合すること以外は同様にして行うことができ、かかる調製によってＺｒＬａ複合酸化物にＲｈを担持したＲｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物を得た。
また、排気ガス浄化用触媒材としてのＲｈ担持ＺｒＹ複合酸化物の調製として、実施例に係るＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物の調製におけるＺｒ、Ｌａ及びＹの各硝酸塩を混合することに代えてＺｒ及びＹの各硝酸塩を混合すること以外は同様にして行うことができ、かかる調製によってＺｒＹ複合酸化物にＲｈを担持したＲｈ担持ＺｒＹ複合酸化物を得た。
＜触媒層の形成＞
次に、排気ガス浄化性能を評価するために、実施例に係るＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物、比較例に係るＲｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物及びＲｈ担持ＺｒＹ複合酸化物をそれぞれ触媒担体基材としてのハニカム担体にコーティングし、ハニカム担体基材上に触媒層を形成する。
実施例では、Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物とバインダーとしての硝酸ジルコニルと水とを混合してスラリーを調製し、該スラリーにハニカム担体を浸漬させ、その後に引き上げて余分なスラリーをエアブローにより吹き飛ばし、乾燥させてハニカム担体上にＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物を含む触媒層を形成する。ハニカム担体に所定量の触媒層が形成されるまでスラリーへの浸漬、エアブロー及び乾燥を繰り返し、所定量の触媒層が形成されると、ハニカム担体を５００℃の温度に保持して加熱焼成し、ハニカム担体上にＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物を含む触媒層を形成した。
比較例についても、実施例に係るＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物を含む触媒層の形成においてＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物に代えてＲｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物又はＲｈ担持ＺｒＹ複合酸化物を用いること以外は同様にして行うことができ、かかる方法によって、ハニカム担体上にＲｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物を含む触媒層及びＲｈ担持ＺｒＹ複合酸化物を含む触媒層をそれぞれ形成した。なお、実施例及び比較例では、触媒材が異なること以外は同様の条件で行った。
図１は、実施例及び比較例として用いたＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物、Ｒｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物及びＲｈ担持ＺｒＹ複合酸化物の酸化物含有率を示す図である。図１に示すように、実施例１から実施例６では、ＺｒＬａＹ複合酸化物においてＬａ２Ｏ３含有率を略一定（６質量％から７質量％）にしてＹ２Ｏ３含有率を変化させ、実施例４及び実施例７から実施例１０では、ＺｒＬａＹ複合酸化物においてＹ２Ｏ３含有率を一定（１０質量％）にしてＬａ２Ｏ３含有率を変化させ、実施例１、実施例１１及び実施例１２では、ＺｒＬａＹ複合酸化物においてＹ２Ｏ３含有率を一定（２質量％）にしてＬａ２Ｏ３含有率を変化させ、実施例１３及び実施例１４では、ＺｒＬａＹ複合酸化物においてＹ２Ｏ３含有率を一定（２０質量％）にしてＬａ２Ｏ３含有率を変化させた。
また、図１に示すように、比較例１、比較例３及び比較例４では、ＺｒＬａ複合酸化物においてＬａ２Ｏ３含有率を変化させ、比較例２、比較例５及び比較例６では、ＺｒＹ複合酸化物においてＹ２Ｏ３含有率を変化させた。
＜排気ガス浄化性能評価＞
次に、Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物、Ｒｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物及びＲｈ担持ＺｒＹ複合酸化物を含む触媒層をそれぞれ形成したハニカム担体を大気雰囲気中で１０００℃の温度に２４時間保持するエージングを行った後に、直径２．５４ｃｍ、長さ５０ｍｍの円筒状に切り出した。なお、ハニカム担体は、セル密度が３．５ｍｉｌ／６００ｃｐｓｉのものを用いた。
そして、このハニカム担体を固定床流通式反応評価装置に取り付けて、モデルガスを流し、ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度を測定した。ライトオフ温度は、モデルガスのガス温度を常温から漸次上昇させ、ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの浄化率が５０％に達したときのガス温度である。
モデルガスのガス組成を以下の表１に示す。モデルガスは、理論空燃比Ａ／Ｆ＝１４．７のメインストリームガスを定常的に流しつつ、表１に示した所定量の変動用ガスを周期１Ｈｚで変動させ、Ａ／Ｆを±０．９の振幅で強制的に振動させた。モデルガスはまた、空間速度ＳＶを６００００／時間とし、その昇温速度を３０℃／分とした。
Figure 2013223840
図１にはまた、実施例及び比較例として用いたＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物、Ｒｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物及びＲｈ担持ＺｒＹ複合酸化物のライトオフ温度の測定結果を示している。図２は、Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物におけるＹ２Ｏ３含有率とライトオフ温度の測定結果との関係を示すグラフであり、図１に示す実施例１から実施例６及び比較例１のＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度の測定結果を示している。
図１及び図２に示すように、ＨＣの浄化に関するライトオフ温度について、Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物においてＬａ２Ｏ３含有率を略一定（６質量％から７質量％）にしてＹ２Ｏ３含有率を変化させた場合、Ｙ２Ｏ３含有率が２質量％から１５質量％であるＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物（実施例１から実施例６）はいずれも、Ｌａ２Ｏ３含有率が６質量％であるがＹ２Ｏ３含有率がゼロであるＲｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物（比較例１）に対して、ＨＣの浄化に関するライトオフ温度が低下している。
ＣＯ及びＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度についてもそれぞれ、Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物においてＬａ２Ｏ３含有率を略一定（６質量％から７質量％）にしてＹ２Ｏ３含有率を変化させた場合、Ｙ２Ｏ３含有率が２質量％から１５質量％であるＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物（実施例１から実施例６）はいずれも、Ｌａ２Ｏ３含有率が６質量％であるがＹ２Ｏ３含有率がゼロであるＲｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物（比較例１）に対して、ＣＯ及びＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度がそれぞれ低下している。
図１に示す実施例１１、実施例７、実施例１３及び比較例３のライトオフ温度の測定結果から分かるように、Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物においてＬａ２Ｏ３含有率を２質量％にしてＹ２Ｏ３含有率を変化させた場合においても、Ｙ２Ｏ３含有率が２質量％から２０質量％であるＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物（実施例１１、実施例７及び実施例１３）はいずれも、Ｌａ２Ｏ３含有率が２質量％であるがＹ２Ｏ３含有率がゼロであるＲｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物（比較例３）に対して、ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度がそれぞれ低下している。
また、図１に示す実施例１２、実施例１０、実施例１４及び比較例４のライトオフ温度の測定結果から分かるように、Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物においてＬａ２Ｏ３含有率を１０質量％にしてＹ２Ｏ３含有率を変化させた場合においても、Ｙ２Ｏ３含有率が２質量％から２０質量％であるＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物（実施例１２、実施例１０及び実施例１４）はいずれも、Ｌａ２Ｏ３含有率が１０質量％であるがＹ２Ｏ３含有率がゼロであるＲｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物（比較例４）に対して、ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度がそれぞれ低下している。
このように、主成分としてのＺｒＯ２とＬａ２Ｏ３とＹ２Ｏ３とを含有するＺｒＬａＹ複合酸化物にＲｈを担持したＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物を排気ガス浄化用触媒材として用いることで、Ｒｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物を排気ガス浄化用触媒材として用いる場合に比して、ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度を低下させることができ、排気ガス浄化性能を向上させることができる。
また、図３は、Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物におけるＬａ２Ｏ３含有率とライトオフ温度の測定結果との関係を示すグラフであり、図１に示す実施例４、実施例７から実施例１０及び比較例２のＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度の測定結果を示している。
図１及び図３に示すように、ＨＣの浄化に関するライトオフ温度について、Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物においてＹ２Ｏ３含有率を一定（１０質量％）にしてＬａ２Ｏ３含有率を変化させた場合、Ｌａ２Ｏ３含有率が２質量％から１０質量％であるＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物（実施例４及び実施例７から実施例１０）はいずれも、Ｙ２Ｏ３含有率が１０質量％であるがＬａ２Ｏ３含有率がゼロであるＲｈ担持ＺｒＹ複合酸化物（比較例２）に対して、ＨＣの浄化に関するライトオフ温度が低下している。
ＣＯ及びＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度についてもそれぞれ、Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物においてＹ２Ｏ３含有率を一定（１０質量％）にしてＬａ２Ｏ３含有率を変化させた場合、Ｌａ２Ｏ３含有率が２質量％から１０質量％であるＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物（実施例４及び実施例７から実施例１０）はいずれも、Ｙ２Ｏ３含有率が１０質量％であるがＬａ２Ｏ３含有率がゼロであるＲｈ担持ＺｒＹ複合酸化物（比較例２）に対して、ＣＯ及びＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度がそれぞれ低下している。
図１に示す実施例１１、実施例１、実施例１２及び比較例５のライトオフ温度の測定結果から分かるように、Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物においてＹ２Ｏ３含有率を２質量％にしてＬａ２Ｏ３含有率を変化させた場合においても、Ｌａ２Ｏ３含有率が２質量％から１０質量％であるＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物（実施例１１、実施例１及び実施例１２）はいずれも、Ｙ２Ｏ３含有率が２質量％であるがＬａ２Ｏ３含有率がゼロであるＲｈ担持ＺｒＹ複合酸化物（比較例５）に対して、ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度がそれぞれ低下している。
また、図１に示す実施例１３、実施例１４及び比較例６のライトオフ温度の測定結果から分かるように、Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物においてＹ２Ｏ３含有率を２０質量％にしてＬａ２Ｏ３含有率を変化させた場合においても、Ｌａ２Ｏ３含有率が２質量％から１０質量％であるＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物（実施例１３及び実施例１４）はいずれも、Ｙ２Ｏ３含有率が２０質量％であるがＬａ２Ｏ３含有率がゼロであるＲｈ担持ＺｒＹ複合酸化物（比較例６）に対して、ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度がそれぞれ低下している。
このように、主成分としてのＺｒＯ２とＬａ２Ｏ３とＹ２Ｏ３とを含有するＺｒＬａＹ複合酸化物にＲｈを担持したＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物を排気ガス浄化用触媒材として用いることで、Ｒｈ担持ＺｒＹ複合酸化物を排気ガス浄化用触媒材として用いる場合に対しても、ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度をそれぞれ低下させることができ、排気ガス浄化性能を向上させることができる。
図４は、実施例及び比較例として用いたＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物、Ｒｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物及びＲｈ担持ＺｒＹ複合酸化物のＬａ２Ｏ３含有率とＹ２Ｏ３含有率とを示す図であり、図４では、実施例１から実施例１４のＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物をそれぞれＷ１からＷ１４として白丸で表示し、比較例１、比較例３及び比較例４のＲｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物をそれぞれＣ１、Ｃ３及びＣ４として黒丸で表示し、比較例２、比較例５及び比較例６のＲｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物をそれぞれＣ２、Ｃ５及びＣ６として黒丸で表示している。
図４ではまた、実施例１から実施例１４のＲｈ担持ＺｒＬａＹ酸化物において、Ｌａ２Ｏ３含有率の最大値及び最小値の実施例をそれぞれ破線で繋ぐとともに、Ｙ２Ｏ３含有率の最大値及び最小値の実施例をそれぞれ破線で繋いで表示しているが、この破線によって囲まれる領域内のＹ２Ｏ３含有率とＬａ２Ｏ３含有率とを有するＲｈ担持ＺｒＬａＹ酸化物では、Ｒｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物及びＲｈ担持ＺｒＹ複合酸化物に比して、ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度を低下させることができ、排気ガス浄化性能を向上させることができる。
このように、主成分としてのＺｒＯ２と、２質量％以上１０質量％以下のＬａ２Ｏ３と、２質量％以上２０質量％以下のＹ２Ｏ３とを含有するＺｒＬａＹ複合酸化物にＲｈを担持したＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物を排気ガス浄化用触媒材として用いることで、Ｒｈ担持ＺｒＬａ複合酸化物を用いる場合に比して、ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度を低下させることができ、排気ガス浄化性能を向上させることができる。
＜ＢＥＴ比表面積の測定＞
本実施形態ではまた、ライトオフ温度の測定による排気ガス浄化性能評価に加え、実施例４に用いたＺｒＬａＹ複合酸化物、比較例１に用いたＺｒＬａ複合酸化物及び比較例２に用いたＺｒＹ複合酸化物について、フレッシュ時（エージング前）及びエージング後のＢＥＴ比表面積をＮ２吸着法により測定した。また、Ｚｒを含有するＺｒ酸化物（ＺｒＯ２）についてもＢＥＴ比表面積を測定した。なお、エージングは、２％Ｏ２、１０％Ｈ２Ｏ及び残部Ｎ２の雰囲気において、１０００℃の温度に２４時間保持することにより行った。
ＺｒＬａＹ複合酸化物、ＺｒＬａ複合酸化物、ＺｒＹ複合酸化物及びＺｒ酸化物について、フレッシュ時（エージング前）及びエージング後のＢＥＴ比表面積の測定結果を以下の表２に示す。表２では、ＺｒＬａＹ複合酸化物、ＺｒＬａ複合酸化物、ＺｒＹ複合酸化物及びＺｒ酸化物について各酸化物の含有率も示している。
Figure 2013223840
表２に示すように、ＺｒＬａＹ複合酸化物は、フレッシュ時にはＺｒＬａ複合酸化物に比してＢＥＴ比表面積が小さいものの、エージング後にはＺｒＬａ複合酸化物に比してＢＥＴ比表面積が大きくなっており、ＺｒＬａ複合酸化物よりも高温時における比表面積の低下が小さくなっている。
また、ＺｒＬａＹ複合酸化物は、フレッシュ時及びエージング後にＺｒＹ複合酸化物に比してＢＥＴ比表面積が大きく、且つＺｒＹ複合酸化物よりも高温時における比表面積の低下が小さくなっている。また、ＺｒＬａＹ複合酸化物は、フレッシュ時及びエージング後にＺｒ酸化物に比してＢＥＴ比表面積が大きく、且つＺｒ酸化物よりも高温時における比表面積の低下が小さくなっている。
このように、ＺｒＬａＹ複合酸化物は、ＺｒＬａ複合酸化物、ＺｒＹ複合酸化物及びＺｒ酸化物に比して高温時における比表面積の低下が小さく、ＺｒＬａＹ複合酸化物にＲｈを担持した場合、ＺｒＬａ複合酸化物、ＺｒＹ複合酸化物及びＺｒ酸化物にそれぞれＲｈを担持した場合に比して、Ｒｈが凝集することを抑制することができ、触媒の耐熱性を向上させることができる。
本実施形態ではまた、触媒担体基材上にＲｈを含有するＲｈ含有触媒層とＰｄを含有するＰｄ含有触媒層を形成すると共にＰｄ含有触媒層よりも排気ガス通路側にＲｈ含有触媒層を形成した排気ガス浄化用触媒において、Ｒｈ含有触媒層にＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物、具体的には主成分としてのＺｒＯ２と２質量％以上１０質量％以下のＬ２Ｏ３と２質量％以上２０質量％以下のＹ２Ｏ３とを含有するＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物を含ませたものを用い、排気ガス浄化性能を評価した。
排気ガス浄化用触媒として、Ｒｈ含有触媒層である上側触媒層に、ＺｒＣｅ系複合酸化物としてＺｒとＣｅとＮｄとを含有するＺｒＣｅＮｄ複合酸化物にＲｈを担持したＲｈ担持ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物と、前述した実施例５のＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物と、触媒金属が担持されていないＬａ含有アルミナとを触媒成分として混合し、Ｐｄ含有触媒層である下側触媒層に、ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物にＰｄを担持したＰｄ担持ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物と、ＬａアルミナにＰｄを担持したＰｄ担持Ｌａアルミナと、触媒金属が担持されていないＺｒＣｅＮｄ複合酸化物とを触媒成分として混合したものを実施例Ａとして用い、排気ガス浄化性能を評価した。
また、実施例Ａの上側触媒層に含まれるＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物の半分を、ＺｒとＬａとを含有するＺｒＬａ複合酸化物を担持したアルミナにＲｈを担持させたものに代えたものを実施例Ｂとして用い、排気ガス浄化性能を評価した。
一方、実施例Ａの上側触媒層に含まれるＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物を全て、ＺｒとＬａとを含有するＺｒＬａ複合酸化物を担持した活性アルミナにＲｈを担持させたものに代えたものを比較例Ａとして用い、これについても排気ガス浄化性能を評価した。
実施例Ａ、実施例Ｂ及び比較例Ａとして用いた排気ガス浄化用触媒の上側触媒層及び下側触媒層の触媒成分を以下の表３に示す。表３では、Ｒｈ担持ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物をＲｈ担持ＺｒＣｅＮｄＯと表し、Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物をＲｈ担持ＺｒＬａＹＯと表し、Ｐｄ担持ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物をＰｄ担持ＺｒＣｅＮｄＯと表し、ＺｒＬａ複合酸化物を担持した活性アルミナにＲｈを担持させたものをＲｈ担持ＺｒＬａアルミナと表している。
Figure 2013223840
排気ガス浄化性能の評価に用いた実施例Ａに係る排気ガス浄化用触媒の調製について説明する。
＜下側触媒層の触媒材の調製＞
ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物を調製する際には先ず、Ｚｒ、Ｃｅ及びＮｄの各硝酸塩を混合し、水を加えて室温で約１時間撹拌し、この硝酸塩混合溶液とアンモニア水とを混合して中和処理をする。そして、中和処理により白濁した溶液を一昼夜放置した上で、遠心分離器により沈殿物を分離させ、上澄み液を除去して得られたケーキを十分に水洗し、水洗後のケーキを約１５０℃の温度で乾燥させ、その後に５００℃の温度に５時間保持して加熱焼成し、粉砕してＺｒＣｅＮｄ複合酸化物の粉末を得た。ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物は、酸化物含有率（質量％）をＺｒＯ２／ＣｅＯ２／Ｎｄ２Ｏ３＝５５／３５／１０に設定した。
また、Ｐｄ担持ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物を調製する際には先ず、ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物の粉末が、ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物の調製と同様にして得られるが、ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物は、酸化物含有率（質量％）をＺｒＯ２／ＣｅＯ２／Ｎｄ２Ｏ３＝６７／２３／１０に設定した。次に、ＺｒＬａＹ複合酸化物の粉末に対して、硝酸パラジウム溶液を加えて混合し、混合後に蒸発乾固させ、得られた乾固物を粉砕し、大気中で加熱焼成することにより、ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物にＰｄが担持されたＰｄ担持ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物を得た。
Ｐｄ担持Ｌａアルミナは、Ｌａを４質量％添加してなる活性アルミナの粉末に、硝酸パラジウム溶液を滴下して、５００℃の温度で加熱焼成することにより、Ｐｄ担持Ｌａアルミナを得る。
＜上側触媒層の触媒材の調製＞
Ｒｈ担持ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物を調製する際には先ず、ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物の粉末が、下側触媒層のＺｒＣｅＮｄ複合酸化物の調製と同様にして得られるが、ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物は、酸化物含有率（質量％）をＺｒＯ２／ＣｅＯ２／Ｎｄ２Ｏ３＝８０／１０／１０に設定した。次に、ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物の粉末に対して、硝酸ロジウム溶液を加えて混合し、混合後に蒸発乾固させ、得られた乾固物を粉砕し、大気中で加熱焼成することにより、ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物にＲｈが担持されたＲｈ担持ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物を得る。
また、Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物の調製については先ず、ＺｒＬａＹ複合酸化物の粉末が、下側触媒層のＺｒＣｅＮｄ複合酸化物の調製においてＺｒ、Ｃｅ及びＮｄの各硝酸塩を混合することに代えてＺｒ、Ｌａ及びＹの各硝酸塩を混合すること以外は同様にして得られる。ＺｒＬａＹ複合酸化物は、酸化物含有率（質量％）をＺｒＯ２／Ｌａ２Ｏ３／Ｙ２Ｏ３＝８４／６／１０に設定した。次に、ＺｒＬａＹ複合酸化物の粉末に対して、硝酸ロジウム溶液を加えて混合し、混合後に蒸発乾固させ、得られた乾固物を粉砕し、大気中で加熱焼成することにより、ＺｒＬａＹ複合酸化物にＲｈが担持されたＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物を得た。
Ｌａアルミナは、Ｌａを４質量％添加してなる活性アルミナの粉末を用いる。
＜下側触媒層の形成＞
下側触媒層の触媒材の調製において得られたＺｒＣｅＮｄ複合酸化物、Ｐｄ担持ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物及びＰｄ担持Ｌａアルミナとバインダーとしての硝酸ジルコニルと水とを混合してスラリーを調製し、該スラリーにハニカム担体を浸漬させ、その後に引き上げて余分なスラリーをエアブローにより吹き飛ばし、乾燥させてハニカム担体上に下側触媒層を形成する。ハニカム担体に所定量の下側触媒層が形成されるまでスラリーへの浸漬、エアブロー及び乾燥を繰り返し、所定量の下側触媒層が形成されると、ハニカム担体を５００℃の温度に保持して加熱焼成し、ハニカム担体上に下側触媒層を形成した。
＜上側触媒層の形成＞
上側触媒層の触媒材の調製において得られたＲｈ担持ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物、Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物及びＬａアルミナとバインダーとしての硝酸ジルコニルと水とを混合してスラリーを調製し、該スラリーに実施例Ａに係る下側触媒層を形成したハニカム担体を浸漬させ、その後に引き上げて余分なスラリーをエアブローにより吹き飛ばし、乾燥させてハニカム担体上に下側触媒層の上に上側触媒層を形成する。所定量の上側触媒層が形成されるまでスラリーへの浸漬、エアブロー及び乾燥を繰り返し、所定量の上側触媒層が形成されると、ハニカム担体を５００℃の温度に保持して加熱焼成し、ハニカム担体上に下側触媒層の上に上側触媒層を形成した。
次に、実施例Ｂに係る排気ガス浄化用触媒の調製について説明する。
＜下側触媒層の触媒材の調製＞
下側触媒層の触媒材の調製については、実施例Ａの下側触媒層の触媒材の調製と同様にして行い、ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物、Ｐｄ担持ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物及びＰｄ担持Ｌａアルミナを得た。
＜上側触媒層の触媒材の調製＞
上側触媒層の触媒材の調製についても、実施例Ａの下側触媒層の触媒材の調製と同様にして行い、Ｒｈ担持ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物、Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物及びＬａアルミナを得たが、Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物の粉末を１／２にした。また、実施例Ｂでは、１／２にしたＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物と同量のＲｈ担持ＺｒＬａアルミナを調製した。
Ｒｈ担持ＺｒＬａアルミナは、ＺｒＬａ複合酸化物を担持した活性アルミナにＲｈを担持したものであり、Ｒｈ担持ＺｒＬａアルミナの調製では先ず、Ｚｒ及びＬａの各硝酸塩の混合溶液と活性アルミナ粉末とアンモニア水とを混合して中和処理をし、中和処理により白濁した溶液を一昼夜放置した上で、遠心分離器により沈殿物を分離させ、上澄み液を除去して得られたケーキを十分に水洗し、水洗後のケーキを約１５０℃の温度で乾燥させ、その後に５００℃の温度に５時間保持して加熱焼成し、粉砕してＺｒＬａアルミナの粉末を得た。
次に、得られたＺｒＬａアルミナの粉末に対して、硝酸ロジウム溶液を加えて混合し、混合後に蒸発乾固させ、蒸発乾固後に、得られた乾固物を粉砕し、大気中で加熱焼成することにより、Ｒｈ担持ＺｒＬａアルミナを得た。Ｒｈ担持ＺｒＬａアルミナにおいて、ＺｒＬａアルミナは、酸化物含有率（質量％）をＺｒＯ２／Ｌａ２Ｏ３／Ａｌ２Ｏ３＝３８／２／６０に設定した。
＜下側触媒層の形成＞
下側触媒層の形成については、実施例Ａの下側触媒層の形成と同様にして行い、ハニカム担体上に下側触媒層を形成した。
＜上側触媒層の形成＞
上側触媒層の形成については、実施例Ａの上側触媒層の形成において、スラリーの調製時にＺｒＣｅＮｄ複合酸化物、Ｐｄ担持ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物、Ｒｈ担持ＺｒＬａアルミナ及びＰｄ担持Ｌａアルミナと硝酸ジルコニルと水とを混合すること以外は同様にして行い、ハニカム担体上に下側触媒層の上に上側触媒層を形成した。
一方、比較例Ａに係る排気ガス浄化用触媒の調製では、実施例Ａに係る排気ガス浄化用触媒の調製においてＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物の粉末に代えて、該Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物の粉末と同量のＲｈ担持ＺｒＬａアルミナが用いられること以外は、実施例Ａに係る排気ガス浄化用触媒の調製と同様にして行った。また、Ｒｈ担持ＺｒＬａアルミナの調製は、実施例Ｂに係るＲｈ担持ＺｒＬａアルミナの調製と同様にして行った。
このようにして得られた実施例Ａ、実施例Ｂ及び比較例Ａのハニカム担体を大気雰囲気中で１０００℃の温度に２４時間保持するエージングを行った後に、直径２．５４ｃｍ、長さ５０ｍｍの円筒状に切り出し、固定床流通式反応評価装置に取り付けて、モデルガスを流し、ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度を測定した。ライトオフ温度の測定は、前述した実施例１から実施例１４及び比較例１から比較例６の場合と同様にして行った。
本実施形態では、実施例Ａにおいて、下側触媒層の触媒成分のハニカム担体への担持量を、Ｐｄ担持ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物は３５ｇ／Ｌ（Ｐｄ担持量は０．２８ｇ／Ｌ）、Ｐｄ担持Ｌａアルミナは４５．２（Ｐｄ担持量は４．４２ｇ／Ｌ）、ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物は１０ｇ／Ｌとし、上側触媒層の触媒成分のハニカム担体への担持量を、Ｒｈ担持ＺｒＣｅＮｄ複合酸化物は９０ｇ／Ｌ（Ｒｈ担持量は０．２ｇ／Ｌ）、Ｒｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物は３０ｇ／Ｌ（Ｒｈ担持量は０．１ｇ／Ｌ）、Ｌａアルミナは１２．８ｇ／Ｌとした。
前述したように、実施例Ｂでは、実施例Ａにおいて、上側触媒層のＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物の１／２をＲｈ担持ＺｒＬａアルミナに代え、比較例Ａでは、実施例Ａにおいて、上側触媒層のＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物を全て同量のＲｈ担持ＺｒＬａアルミナに代えた。
実施例Ａ、実施例Ｂ及び比較例Ａの排気ガス浄化用触媒について、ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度の測定結果を以下の表４にそれぞれ示す。また、図５は、本発明の実施形態に係る排気ガス浄化用触媒のライトオフ温度の測定結果を示すグラフであり、実施例Ａ、実施例Ｂ及び比較例Ａのライトオフ温度の測定結果をグラフとして表している。
Figure 2013223840
表４及び図５に示すように、ＨＣの浄化に関するライトオフ温度について、上側触媒層に所定量のＲｈ担持ＺｒＬａアルミナを含む比較例Ａに対して、比較例ＡのＲｈ担持ＺｒＬａアルミナの１／２をＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物に代えた実施例ＢではＨＣの浄化に関するライトオフ温度が低下し、比較例ＡのＲｈ担持ＺｒＬａアルミナを全てＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物に代えた実施例ＡではＨＣの浄化に関するライトオフ温度がさらに低下している。
ＣＯの浄化に関するライトオフ温度についても、上側触媒層に所定量のＲｈ担持ＺｒＬａアルミナを含む比較例Ａに対して、比較例ＡのＲｈ担持ＺｒＬａアルミナの１／２をＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物に代えた実施例ＢではＣＯの浄化に関するライトオフ温度が低下し、比較例ＡのＲｈ担持ＺｒＬａアルミナを全てＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物に代えた実施例ＡではＣＯの浄化に関するライトオフ温度がさらに低下している。
また、ＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度についても、上側触媒層に所定量のＲｈ担持ＺｒＬａアルミナを含む比較例Ａに対して、比較例ＡのＲｈ担持ＺｒＬａアルミナの１／２をＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物に代えた実施例ＢではＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度が低下し、比較例ＡのＲｈ担持ＺｒＬａアルミナを全てＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物に代えた実施例ＡではＮＯｘの浄化に関するライトオフ温度がさらに低下している。
これらの結果から、ＺｒＬａ複合酸化物にＲｈが担持されたアルミナにＲｈを担持した触媒成分を含む排気ガス浄化用触媒材において、前記触媒成分の少なくとも一部をＺｒＬａＹ複合酸化物にＲｈを担持した触媒成分に代えることで、Ｒｈの一部がアルミナと固溶してＲｈが失活することを抑制することができると共に、ＺｒＬａ複合酸化物よりも高温時における比表面積の低下が小さいＺｒＬａＹ複合酸化物によってＲｈが失活することを抑制することができ、排気ガスの浄化性能を向上させることができる。
実施例Ａ及び実施例Ｂの排気ガス浄化用触媒では、上側触媒層に前述した実施例５のＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物を含んでいるが、実施例１〜実施例１４のＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物など、主成分としてのＺｒＯ２と、２質量％以上１０質量％以下のＬａ２Ｏ３と、２質量％以上２０質量％以下のＹ２Ｏ３とを含有するＺｒＬａＹ複合酸化物にＲｈが担持されたＲｈ担持ＺｒＬａＹ複合酸化物を含むようにしてもよい。
かかる場合においても、Ｒｈの一部がアルミナと固溶してＲｈが失活することを抑制することができると共に、ＺｒＬａ複合酸化物よりも高温時における比表面積の低下が小さいＺｒＬａＹ複合酸化物によってＲｈが失活することを抑制することができ、排気ガスの浄化性能を向上させることができる。
このように、本実施形態では、主成分としてのＺｒＯ２と、２質量％以上１０質量％以下のＬａ２Ｏ３と、２質量％以上２０質量％以下のＹ２Ｏ３とを含有するＺｒＬａＹ複合酸化物にＲｈを担持させた排気ガス浄化用触媒材を採用することで、ＺｒＬａ複合酸化物が担持されたアルミナにＲｈを担持した触媒成分を含む排気ガス浄化用触媒材において、前記触媒成分の少なくとも一部をＺｒＬａＹ複合酸化物にＲｈを担持した触媒成分に代えた場合に、Ｒｈの一部がアルミナと固溶してＲｈが失活することを抑制することができると共に、ＺｒＬａ複合酸化物よりも高温時における比表面積の低下が小さいＺｒＬａＹ複合酸化物によってＲｈが失活することを抑制することができ、排気ガスの浄化性能を向上させることができる。即ち、当該ＺｒＬａＹ複合酸化物はＺｒＬａ複合酸化物よりも高温時における比表面積の低下が小さい、換言すれば、ＺｒＬａＹ複合酸化物が凝集し難いことにより、当該ＺｒＬａＹ複合酸化物表面でのＲｈの分散度が維持し易くなり、熱エージングを経た後の浄化性能がＺｒＬａ複合酸化物を用いた場合よりも向上する。
また、主成分としてのＺｒＯ２と、２質量％以上１０質量％以下のＬａ２Ｏ３と、２質量％以上２０質量％以下のＹ２Ｏ３とを含有するＺｒＬａＹ複合酸化物にＲｈを担持させた排気ガス浄化用触媒材が、触媒担体基材上に形成された触媒層に含まれている排気ガス浄化用触媒を採用することで、前記効果と同様の効果を実現することができる。
更に、前記触媒層に、ＺｒとＬａとを含有するＺｒＬａ複合酸化物が担持された活性アルミナが含まれ、該ＺｒＬａ複合酸化物担持活性アルミナにＲｈが担持されていることにより、ＺｒＬａ複合酸化物が担持されたアルミナにＲｈを担持した触媒成分を含む排気ガス浄化用触媒材において、前記触媒成分の少なくとも一部をＺｒＬａＹ複合酸化物にＲｈを担持した触媒成分に代えることで、Ｒｈの一部がアルミナと固溶してＲｈが失活することを抑制し、排気ガスの浄化性能を向上させることができる。
また更に、前記触媒層に、ＺｒとＣｅとを含有するＺｒＣｅ系複合酸化物が含まれ、該ＺｒＣｅ系複合酸化物にＲｈが担持されていることにより、Ｒｈを介して酸素をＺｒＣｅ系複合酸化物内部に取り込み、且つ、取り込んだ酸素を酸素濃度の低い部分に送り出すことができ、前記効果をさらに有効に奏することができる。
また更に、触媒担体基材上にＲｈを含有する触媒層の他にＰｄを含有する触媒層が形成され、前記Ｒｈを含有する触媒層は、前記Ｐｄを含有する触媒層よりも排気ガス通路側に形成されていることにより、Ｒｈを含有する触媒層とＰｄを含有する触媒層を設けることで、前記効果を有効に奏することができる。
本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。
以上のように、本発明によれば、Ｒｈの一部がアルミナと固溶してＲｈが失活することを抑制し、排気ガス浄化性能を向上させることができることから、例えば自動車等の車両の排気ガス浄化用触媒として好適に適用可能である。

Claims (5)

  1. エンジンから排出される排気ガスを浄化するための排気ガス浄化用触媒材であって、
    主成分としてのＺｒＯ２と、２質量％以上１０質量％以下のＬａ２Ｏ３と、２質量％以上２０質量％以下のＹ２Ｏ３とを含有するＺｒＬａＹ複合酸化物を含み、該複合酸化物にＲｈが担持されている、
    ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒材。
  2. 前記請求項１に記載の排気ガス浄化用触媒材が、触媒担体基材上に形成された触媒層に含まれている、ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
  3. 前記触媒層に、ＺｒとＬａとを含有するＺｒＬａ複合酸化物が担持された活性アルミナが含まれ、該ＺｒＬａ複合酸化物担持活性アルミナにＲｈが担持されている、
    ことを特徴とする請求項２に記載の排気ガス浄化用触媒。
  4. 前記触媒層に、ＺｒとＣｅとを含有するＺｒＣｅ系複合酸化物が含まれ、該ＺｒＣｅ系複合酸化物にＲｈが担持されている、
    ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の排気ガス浄化用触媒。
  5. 前記触媒担体基材上にＲｈを含有する前記触媒層の他にＰｄを含有する触媒層が形成され、
    前記Ｒｈを含有する触媒層は、前記Ｐｄを含有する触媒層よりも排気ガス通路側に形成されている、
    ことを特徴とする請求項２から請求項４の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。
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