JP2015104695A - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents

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Abstract

【課題】アンモニアの浄化効率に優れた排ガス浄化用触媒を提供する。【解決手段】本発明は、排ガスが流通するガス流路を形成する基材の表面に形成される排ガス浄化用触媒であって、排ガス浄化用触媒は、基材の表面に形成された下触媒層と、下触媒層の表面であってガス流れ方向の上流側を被覆する前段上触媒層と、下触媒層の表面であって前段上触媒層よりもガス流れ方向の下流側を被覆する後段上触媒層とから構成されており、前段上触媒層と後段上触媒層とが隣接して配置されており、下触媒層はＮＯｘ還元触媒を含み、前段上触媒層はＮＯｘ還元触媒を含み、後段上触媒層は酸化触媒を含む、上記排ガス浄化用触媒に関する。【選択図】図５

Description

本発明は、排ガス浄化用触媒、具体的には排ガスが流通するガス流路を形成する基材の表面に形成される排ガス浄化用触媒に関する。
一般に、ディーゼル機関等の内燃機関の排気系に配置される排気浄化装置として、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するためのＮＯｘ触媒を含む排気浄化装置が知られている。このＮＯｘ触媒としては様々なタイプのものが知られているが、その中で、還元剤の添加によりＮＯｘを還元除去する選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ: Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）（以下、ＳＣＲ触媒）が公知である。還元剤としては尿素が知られており、通常は尿素水（尿素水溶液）が触媒上流側の排気ガス中に噴射供給される。排気ガスや触媒からの受熱により尿素水からアンモニアが発生し、このアンモニアによりＳＣＲ触媒上でＮＯｘが還元される。
そのような還元剤の添加量には適正範囲が存在する。還元剤の添加量が適正範囲を超えて過剰になると、余剰のアンモニアがＳＣＲ触媒を通過する（アンモニアスリップ）。こうしてＳＣＲ触媒を漏れ出たアンモニアを酸化処理してその浄化を図るべく、ＳＣＲ触媒下流に酸化触媒、すなわちアンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ：Ａｍｍｏｎｉａ Ｓｌｉｐ Ｃａｔａｌｙｓｔ）が配置されることがある。
特許文献１及び２には、アンモニアもしくはアンモニア前駆体化合物をインジェクターにより排気に添加することができるＳＣＲシステムが記載されている。特許文献１には、ＳＣＲ触媒活性コーティングが上流（入口ゾーン）に配置され、アンモニア分解触媒コーティングが下流（出口ゾーン）に配置された触媒基材を有する排気ガス浄化システムが記載されている。ＳＣＲ触媒としては、バナジウム含有ＳＣＲ触媒及び／又はゼオライトベースのものが好ましく使用されることが記載されている。また、アンモニア分解触媒としては、０．１−１０／ｆｔ３のＰｔ族金属、さらにはＣｅを含むものが好ましく使用されることが記載されている。このように、特許文献１及び２に記載される排気ガス浄化システムにおいては、Ｐｔ族金属によるアンモニアの分解機能とＮＯｘの還元機能とが分割されゾーンコートされている。
しかしながら、Ｐｔ族金属を用いたアンモニア分解触媒によりアンモニアを分解（酸化）すると、アンモニアは窒素と水に完全に分解されず、ＮＯｘが生じる（図１参照）。つまり、特許文献１及び２に記載される排気ガス浄化システムは、アンモニアを分解することは可能であるが、完全に無害な成分に浄化することができない。
よって、アンモニアを効率的に浄化することが可能な排ガス浄化用触媒が求められている。
米国特許出願公開第２００６／００３９８４３（Ａ１）号 米国特許出願公開第２００９／０１０４０９６（Ａ１）号
本発明は、アンモニアを効率的に浄化することが可能な排ガス浄化用触媒を提供することを目的とする。
本発明者らは、排ガスが流通するガス流路を形成する基材の表面に形成される排ガス浄化用触媒において、ＮＯｘ還元触媒を含む層と酸化触媒を含む層とを特定の配置とすることにより、排ガス浄化用触媒に高いアンモニアの浄化効率を付与することが可能となることを見出した。
すなわち、本発明は以下の発明を包含する。
（１）排ガスが流通するガス流路を形成する基材の表面に形成される、排ガス浄化用触媒であって、
基材の表面に形成された下触媒層と、下触媒層の表面であってガス流れ方向の上流側を被覆する前段上触媒層と、下触媒層の表面であって前段上触媒層よりもガス流れ方向の下流側を被覆する後段上触媒層とから構成されており、
前段上触媒層と後段上触媒層とが隣接して配置されており、
下触媒層はＮＯｘ還元触媒を含み、
前段上触媒層はＮＯｘ還元触媒を含み、後段上触媒層は酸化触媒を含む、上記排ガス浄化用触媒。
（２）前段上触媒層と下触媒層とが一体となっている、上記（１）に記載の排ガス浄化用触媒。
（３）下触媒層の長さに対する後段上触媒層の長さの比率が、２０〜７０％である、上記（１）又は（２）に記載の排ガス浄化用触媒。
（４）上触媒層と下触媒層の厚みの合計が、２０〜７０μｍである、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の排ガス浄化用触媒。
（５）酸化触媒が、多孔質体からなる担体にＰｔ及びＰｄから選択される少なくとも１種の貴金属を担持させたものである、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の排ガス浄化用触媒。
（６）ＮＯｘ還元触媒が、多孔質体からなる担体にＣｕ及びＦｅから選択される少なくとも１種を担持させたものである、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の排ガス浄化用触媒。
本発明の触媒によれば、排ガス中のアンモニアを効率よく浄化することが可能となる。また、本発明の触媒によれば、排ガス中のアンモニアを効率的に無害化することが可能となる。
図１は、Ｐｔ族含有触媒によりアンモニアの酸化反応を行った場合の酸化生成物を示すグラフである。 図２（ａ）は、触媒入口温度で低温時に本発明の排ガス浄化用触媒によりアンモニアの排出が抑制されることを説明する図であり、図２（ｂ）は、触媒入口温度で中高温時に本発明の排ガス浄化用触媒によりアンモニア及びＮＯｘの排出が抑制されることを説明する図である。 図３は、本発明の排ガス浄化用触媒の一実施態様を示す図である。 図４は、本発明の排ガス浄化用触媒を形成するために好ましいハニカム形状の基材を示す図である。 図５は、酸化触媒を後段上触媒層としてゾーンコートした場合（実施例１）と前段上触媒層としてゾーンコートした場合（比較例１）の最大ＮＯｘ放出濃度を比較した図である。 図６は、下触媒層の長さに対する後段上触媒層の長さの比率（実施例１−３）と、アンモニア５０％浄化温度及び最大ＮＯｘ放出濃度との関係を示すグラフである。 図７は、実施例１の触媒の光学顕微鏡の画像である。
本発明の排ガス浄化用触媒（以下、本発明の触媒ともいう）は、基材の表面に形成された下触媒層と、下触媒層の表面であってガス流れ方向の上流側を被覆する前段上触媒層と、下触媒層の表面であって前段上触媒層よりもガス流れ方向の下流側を被覆する後段上触媒層とから構成され、前段上触媒層と後段上触媒層とが隣接して配置されている。そして、下触媒層はＮＯｘ還元触媒を含み、前段上触媒層はＮＯｘ還元触媒を含み、後段上触媒層は酸化触媒を含むものである。当該構成により、本発明の触媒は、触媒入口温度で低温時には、前段上触媒層及び／又は下触媒層にアンモニアが吸着されるため、アンモニアの排出を抑制することができ（図２（ａ）参照）、触媒入口温度で中高温時には、後段上触媒層において、前記吸着したアンモニア及び排ガス中のアンモニアが酸化され、生成されたＮＯｘが前記吸着したアンモニア及び排ガス中のアンモニアにより下触媒層、特に後段上触媒層の下に配置される下触媒層において選択的に還元され窒素と水に変換されるため、アンモニアの排出を抑制することができる（図２（ｂ）参照）。ここで、低温とは内燃機関の始動時又は停止時の温度に対応し、２００℃未満、特に１００〜１８０℃を意味し、中高温とは内燃機関の通常運転時の温度に対応し、２００℃以上、特に２００〜５００℃を意味する。
本発明の触媒は、前段上触媒層と後段上触媒層とが隣接して配置されている。ここで、「隣接して配置されている」とは、前段上触媒層と後段上触媒層とが接しているか、又は離れている場合には、前段上触媒層に吸着されたアンモニアが中高温時に後段上触媒層に移動することが可能なように前段上触媒層と後段上触媒層とが配置されていることを示す。後者の場合、前段上触媒層と後段上触媒層との距離は、６．３５ｍｍ未満、好ましくは０．５〜６ｍｍ、特に好ましくは０．５〜３ｍｍである。前段上触媒層の上流端部は、下触媒層の上流端部の真上に配置されている。後段上触媒層の上流側部分は、前段上触媒層の下流側部分と重なっていてもよい。この場合、前段上触媒層及び後段上触媒層のどちらの層が上側になってもよい。前段上触媒層を優先的に機能させたい場合は前段上触媒層の下流側部分を後段上触媒層上の上流側部分に被覆させ、後段上触媒層を優先的に機能させたい場合は後段上触媒層の上流側部分を前段上触媒層の下流側部分に被覆させるとよい。
本発明の触媒において、後段上触媒層の下流端部は、下触媒層の下流端部の真上に配置されていることが好ましい。また、前段上触媒層の上流端部は、下触媒層の上流端部の真上に配置されていることが好ましい。
本発明の触媒において、ＮＨ３吸着量を多くしてスリップを抑制する観点から、下触媒層のＮＯｘ還元触媒と前段上触媒層のＮＯｘ還元触媒とが同一の種類であることが好ましい。また、本発明の触媒において、吸着に優れたものと還元に優れたもので材料を分けて、吸着ＮＨ３と排ガス中のＮＯｘのＳＣＲ反応速度を向上させる観点から、下触媒層のＮＯｘ還元触媒と前段上触媒層のＮＯｘ還元触媒とが異なるものであることが好ましい。
本発明の触媒において、耐剥離性の観点から、下触媒層のＮＯｘ還元触媒と前段上触媒層はＮＯｘ還元触媒とが一体となっていることが好ましい。
本発明の触媒において、酸化触媒によるＮＯｘ生成の抑制とアンモニア排出の抑制のバランスから、下触媒層の長さに対する後段上触媒層の長さの比率が、２０〜７０％であることが好ましく、３０〜６５％であることがさらに好ましく、４０〜５０％であることが特に好ましい。
本発明の触媒において、上触媒層と下触媒層の厚みの合計は、熱に対する応答性の観点から、２０〜７０μｍであることが好ましく、２８〜６５μｍであることがさらに好ましく、３０〜６０μｍであることが特に好ましい。ここで、触媒層の厚みとは、基材の表面を被覆する触媒層の平均厚みをいう。
本発明の触媒に使用されるＮＯｘ還元触媒としては、アンモニアを吸着することができ、かつアンモニアによるＮＯｘの選択的還元（ＳＣＲ）が可能である限り特に限定されないが、多孔質体からなる担体にＣｕ及びＦｅから選択される少なくとも１種を担持させたものであることがＳＣＲ反応の効率化、イオン交換により担持された金属の結合強さの観点から好ましい。Ｃｕ及びＦｅのほかに、ＣｕやＦｅの性能を妨げないように、リチウム、マグネシウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、パラジウム、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、砒素、スズ、カルシウム、硼素等の他の触媒金属を含んでいてもよい。ＣｕやＦｅを多孔質体からなる担体に担持する方法としては、吸着担持法、吸水担持法等従来の担持法を利用することができる。
多孔質体からなる担体としては、低温時にアンモニアを吸着することができ、中高温時に吸着したアンモニアを脱離させることが可能である限り特に限定されないが、具体的には、アルミナ、シリカ、ジルコニア、シリカ−アルミナ及びゼオライト等が挙げられる。このうちゼオライトとしては、特にアルミノシリケート又はシリコアルミノホスフェートを使用することが好ましい。上記アルミノシリケートとしては、例えば、ＭＦＩ型ゼオライト、ＭＥＬ型ゼオライト、ＦＥＲ型ゼオライト、ＭＯＲ型ゼオライト、ＣＨＡ型ゼオライト、ＴＯＮ型ゼオライト等を挙げることができる。特に限定するものではないが、ＭＦＩ型ゼオライトを使用することが好ましく、ＺＳＭ−５型ゼオライトを使用することが特に好ましい。アルミノシリケートにおけるＳｉとＡｌとの比率は特に限定されないが、触媒の活性を維持する観点等から、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３（モル比）が２０〜１０００であることが好ましく、３０〜４００であることが特に好ましい。ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３（モル比）は公知の方法を使用して測定することができる。例えば、アルミノシリケートをアルカリ水溶液に溶解し、プラズマ発光分光分析法により分析する方法等を挙げることができる。上記シリコアルミノホスフェートとしては、例えば、ＳＡＰＯ−５、ＳＡＰＯ−１１、ＳＡＰＯ−１４、ＳＡＰＯ−１７、ＳＡＰＯ−１８、ＳＡＰＯ−３４、ＳＡＰＯ−３９、ＳＡＰＯ−４２等を挙げることができる。特に限定するものではないが、酸素８員環で規定される細孔入口を有するシリコアルミノホスフェートを使用することが好ましく、チャバサイト型のシリコアルミノホスフェートを使用することがより好ましく、ＳＡＰＯ−３４を使用することが特に好ましい。
本発明の触媒に使用される酸化触媒としては、アンモニアを酸化することが可能である限り特に限定されないが、多孔質体からなる担体にＰｔ及びＰｄから選択される少なくとも１種の貴金属を担持させたものであることが、アンモニア酸化効率の観点から好ましい。Ｐｔ及びＰｄの両方を含む場合、Ｐｔ及びＰｄは同時担持されたものであることが好ましい。Ｐｔ及びＰｄのほかに、ＰｔやＰｄの性能を妨げないように、Ｒｈ等の他の触媒貴金属を含んでいてもよい。ＰｔやＰｄを多孔質体からなる担体に担持する方法としては、吸着担持法、吸水担持法等従来の担持法を利用することができる。
多孔質体からなる担体としては、活性点であるＰｔやＰｄに対してアンモニアを十分に供給することが可能である限り特に限定されないが、具体的には、アルミナ、シリカ、ジルコニア、シリカ−アルミナ及びゼオライト等が挙げられる。このうちゼオライトとしては、特にアルミノシリケート又はシリコアルミノホスフェートを使用することが好ましい。上記アルミノシリケートとしては、例えば、ＭＦＩ型ゼオライト、ＭＥＬ型ゼオライト、ＦＥＲ型ゼオライト、ＭＯＲ型ゼオライト、ＣＨＡ型ゼオライト、ＴＯＮ型ゼオライト等を挙げることができる。特に限定するものではないが、ＭＦＩ型ゼオライトを使用することが好ましく、ＺＳＭ−５型ゼオライトを使用することが特に好ましい。アルミノシリケートにおけるＳｉとＡｌとの比率は特に限定されないが、触媒の活性を維持する観点等から、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３（モル比）が２０〜１０００であることが好ましく、３０〜４００であることが特に好ましい。ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３（モル比）は公知の方法を使用して測定することができる。例えば、アルミノシリケートをアルカリ水溶液に溶解し、プラズマ発光分光分析法により分析する方法等を挙げることができる。上記シリコアルミノホスフェートとしては、例えば、ＳＡＰＯ−５、ＳＡＰＯ−１１、ＳＡＰＯ−１４、ＳＡＰＯ−１７、ＳＡＰＯ−１８、ＳＡＰＯ−３４、ＳＡＰＯ−３９、ＳＡＰＯ−４２等を挙げることができる。特に限定するものではないが、酸素８員環で規定される細孔入口を有するシリコアルミノホスフェートを使用することが好ましく、チャバサイト型のシリコアルミノホスフェートを使用することがより好ましく、ＳＡＰＯ−３４を使用することが特に好ましい。
本発明の触媒において、下触媒層のコート量は、触媒暖機性の観点から、基材１リットル当たり、２０〜２００ｇであることが好ましく、更には、基材１リットル当たり、２５〜１５０ｇであることが望ましい。ここで、「コート量」とは、「基材表面にコートされる下触媒層の質量を、基材１リットルにコートされる下触媒層の質量に換算した質量」をいう。基材１リットルとは、「基材の純体積に、基材の内部に形成されている空隙の容積も含めた全体の嵩容積１リットル当たり」を意味する。
本発明の触媒において、前段上触媒層のコート量は、ガス拡散性、触媒暖機性の観点から、基材１リットル当たり、２０〜２００ｇであることが好ましく、更には、基材１リットル当たり、２５〜１５０ｇであることが望ましい。
本発明の触媒において、後段上触媒層のコート量は、ガス拡散性、触媒暖機性の観点から、基材１リットル当たり、２０〜２００ｇであることが好ましく、更には、基材１リットル当たり、２５〜１５０ｇであることが望ましい。
本発明の触媒は、排ガスが流通するガス流路を形成する基材の表面に形成される。
上記基材は、ガス流路を有する構造をもち、例えば、ハニカム形状、フォーム形状、プレート形状等の形状を有するものを用いる。基材の断面形状は、円、楕円、多角形等、いずれの形状でもよい。基材の材質は、特に限定されず、コーディエライト、ＳｉＣ等のセラミックス製のもの、あるいは金属製のもの等、公知のものを用いることができる。好ましくは、基材は、複数のセル通路を有するハニカム状の多孔質焼結体である。各セル通路の大きさや数に特に限定はなく、要求される性能に応じて適宜選択すればよい。たとえば、自動車用の排ガス浄化用触媒として用いるのであれば、セル密度は３００〜１２００セル／インチ２の範囲であるのが好ましく、隔壁の厚さは１０〜２００μｍであることが好ましい。セルの断面形状は、四角形、六角形等の多角形、円形等、いずれの形状であってもよい。なお、セルの断面形状とは、所定方向に延びるセル通路を、所定方向に対して垂直な方向に切断したときの断面をいう。
基材表面に下触媒層を形成するに当たっては、担体粉末を含むスラリーを基材の表面にウォッシュコートし、それに触媒金属を担持してもよいし、担体粉末に予め触媒金属を担持した触媒粉末をスラリーとなし、これを基材表面にウォッシュコートしてもよい。
下触媒層の表面に前段上触媒層を形成するに当たっては、担体粉末を含むスラリーを下触媒層の表面の上流側部分にウォッシュコートし、それに触媒金属を担持してもよいし、担体粉末に予め触媒金属を担持した触媒粉末をスラリーとなし、これを下触媒層の表面の上流側部分にウォッシュコートしてもよい。
下触媒層の表面に後段上触媒層を形成するに当たっては、担体粉末を含むスラリーを下触媒層の表面の下流側部分にウォッシュコートし、それに触媒金属を担持してもよいし、担体粉末に予め触媒金属を担持した触媒粉末をスラリーとなし、これを下触媒層の表面の下流側部分にウォッシュコートしてもよい。
前段上触媒層と下触媒層とが一体となっている場合には、基材にスラリーをウォッシュコートして触媒層を形成し、その基材の下流側部分を貴金属薬液に浸すことで貴金属成分を染み上げて担持し、これにより後段上触媒層が形成することにより、基材表面に触媒層を形成することができる。
本発明の触媒の一実施態様を図３に示す。触媒層１０は、基材１の表面に形成された下触媒層２と、下触媒層２の表面の上流側部分に形成された前段上触媒層３と、下触媒層２の表面の下流側部分に形成された後段上触媒層４とから構成されている。基材１は、図４に示すようなコーディエライト製ハニカム構造をもつモノリス基材であることが好ましい。基材１の内部は、隔壁１１によって多数のセルに区画されている。各セルには、ガス通路５が形成されている。図３に示すように、セルを区画する隔壁１１の表面には下触媒層２が形成され、下触媒層２の表面の上流側及び下流側には、前段上触媒層３及び後段上触媒層４が形成されている。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は実施例の範囲に限定されない。
[参考例１]
Ｐｔ族含有触媒では図１に示すようにＮＨ３酸化反応によりＮＨ３を消失させることができるが、副生成物としてＮＯｘが発生する。ＮＨ３の完全酸化（Ｎ２やＨ２Ｏへの転化）は難しく、ＮＨ３とＮＨ３酸化反応で生成したＮＯｘとをＳＣＲ反応で還元させることが好ましい。
[実施例１]
１．下触媒層用のＮＯｘ還元触媒を含むスラリー（Ａ）の製造
Ｃｕ担持したＳＡＰＯ−３４粉末を純水に分散させ、固形分量でＳＡＰＯ−３４の５〜１０ｗｔ％のＡｌゾルをバインダーとして投入し撹拌した。その後、ミリングにより粒度を均一にした。
２．前段上触媒層用のＮＯｘ還元触媒を含むスラリー（Ｂ）の製造
Ｃｕ担持したＳＡＰＯ−３４粉末を純水に分散させ、固形分量でＳＡＰＯ−３４の５〜１０ｗｔ％のＡｌゾルをバインダーとして投入し撹拌した。その後、ミリングにより粒度を均一にした。
３．後段上触媒層用の酸化触媒を含むスラリー（Ｃ）の製造
Ｐｔを担持したＡｌ２Ｏ３粉末を純水に分散させ、固形分量でＰｔ／Ａｌ２Ｏ３粉末の３〜６ｗｔ％のＡｌゾルをバインダーとして投入し撹拌した。その後、ミリングにより粒度を均一にした。
４．スラリー（Ａ）―（Ｃ）の基材へのコーティング
基材全面にスラリー（Ａ）をコートする。次にスラリー（Ｂ）を狙い長さになるように基材上流側からゾーンコートする。最後にスラリー（Ｃ）を基材下流側からゾーンコートする。
基材は、図４に示すコーディエライト製のハニカム構造を有し、直径３０ｍｍ、長さ５０ｍｍの円筒体である。基材１の表面の全面に下触媒層用のスラリー（Ａ）をコートし、乾燥、焼成して下触媒層２を形成した。下触媒層２の表面の前段部分に、前段上触媒層用のスラリー（Ｂ）をコートし、乾燥、焼成して、前段上触媒層３を形成した。下触媒層２の表面の後段部分に後段上触媒層用のスラリー（Ｃ）をコートし、乾燥、焼成して触媒を得た。後段上触媒層４の長さは２０ｍｍであり、下触媒層２の長さに対して４０％の長さである。前段上触媒層３の長さは３０ｍｍであり、下触媒層２の長さに対して６０％の長さである。
下触媒層２のコート量は３０ｇであり、基材１リットル当たりのコート量に換算すると、３４．３ｇ／Ｌとなる。下触媒層２の中のＳＡＰＯ−３４のコート量は、基材１リットル当たり２９．４ｇ／Ｌである。
前段上触媒層３のコート量は３０ｇであり、基材１リットル当たりのコート量に換算すると、３４．３ｇ／Ｌとなる。前段上触媒層３の中のＳＡＰＯ−３４のコート量は、基材１リットル当たり２９．４ｇ／Ｌである。
後段上触媒層４のコート量は３０ｇであり、基材１リットル当たりのコート量に換算すると、３４．３ｇ／Ｌとなる。後段上触媒層４の中のＳＡＰＯ−３４のコート量は、基材１リットル当たり２９．４ｇ／Ｌである。
[実施例２]
実施例１において、下触媒層２の長さに対する後段上触媒層４の長さを６０％とし、下触媒層２の長さに対する前段上触媒層３の長さを４０％とした以外は、実施例１と同様にして触媒を得た。
下触媒層２のコート量は３０ｇであり、基材１リットル当たりのコート量に換算すると、３４．３ｇ／Ｌとなる。下触媒層２の中のＳＡＰＯ−３４のコート量は、基材１リットル当たり２９．４ｇ／Ｌである。
前段上触媒層３のコート量は３０ｇであり、基材１リットル当たりのコート量に換算すると、３４．３ｇ／Ｌとなる。前段上触媒層３の中のＳＡＰＯ−３４のコート量は、基材１リットル当たり２９．４ｇ／Ｌである。
後段上触媒層４のコート量は３０ｇであり、基材１リットル当たりのコート量に換算すると、３４．３ｇ／Ｌとなる。後段上触媒層４の中のＳＡＰＯ−３４のコート量は、基材１リットル当たり２９．４ｇ／Ｌである。
[実施例３]
実施例１において、下触媒層２の長さに対する後段上触媒層４の長さを２５％とし、下触媒層２の長さに対する前段上触媒層３の長さを７５％とした以外は、実施例１と同様にして触媒を得た。
下触媒層２のコート量は３０ｇであり、基材１リットル当たりのコート量に換算すると、３４．３ｇ／Ｌとなる。下触媒層２の中のＳＡＰＯ−３４のコート量は、基材１リットル当たり２９．４ｇ／Ｌである。
前段上触媒層３のコート量は３０ｇであり、基材１リットル当たりのコート量に換算すると、３４．３ｇ／Ｌとなる。前段上触媒層３の中のＳＡＰＯ−３４のコート量は、基材１リットル当たり２９．４ｇ／Ｌである。
後段上触媒層４のコート量は３０ｇであり、基材１リットル当たりのコート量に換算すると、３４．３ｇ／Ｌとなる。後段上触媒層４の中のＳＡＰＯ−３４のコート量は、基材１リットル当たり２９．４ｇ／Ｌである。
[比較例１]
スラリー（Ｂ）を後段上触媒層に用い、スラリー（Ｃ）を前段上触媒層に用い、下触媒層の長さに対する後段上触媒層の長さを６０％とし、下触媒層の長さに対する前段上触媒層の長さを４０％とした以外は、実施例１と同様にして触媒を得た。
下触媒層のコート量は３０ｇであり、基材１リットル当たりのコート量に換算すると、３４．３ｇ／Ｌとなる。下触媒層の中のＳＡＰＯ−３４のコート量は、基材１リットル当たり２９．４ｇ／Ｌである。
後段上触媒層のコート量は３０ｇであり、基材１リットル当たりのコート量に換算すると、３４．３ｇ／Ｌとなる。後段上触媒層の中のＳＡＰＯ−３４のコート量は、基材１リットル当たり２９．４ｇ／Ｌである。
前段上触媒層のコート量は３０ｇであり、基材１リットル当たりのコート量に換算すると、３４．３ｇ／Ｌとなる。前段上触媒層の中のＳＡＰＯ−３４のコート量は、基材１リットル当たり２９．４ｇ／Ｌである。
得られた実施例１−３及び比較例１の触媒について、以下の条件下、アンモニア５０％浄化温度及び最大ＮＯｘ放出濃度を測定した。
ガス組成：ＣＯ２＝１０％；Ｏ２＝８％；Ｈ２Ｏ＝５％；ＮＨ３＝３００ｐｐｍ
温度制御：５００〜１００℃、２０℃／分で降温
図５は、酸化触媒を後段上触媒層としてゾーンコートした場合（実施例１）と前段上触媒層としてゾーンコートした場合（比較例１）の最大ＮＯｘ放出濃度を比較したグラフである。図５より、酸化触媒を前段上触媒層とした比較例１の触媒と比較して、酸化触媒を後段上触媒層とした実施例１の触媒は、ＮＯｘの放出量が低減する点で優れていることがわかる。
図６は、実施例１−３の触媒について、下触媒層の長さに対する後段上触媒層の長さの比率と、アンモニア５０％浄化温度及び最大ＮＯｘ放出濃度との関係を示すグラフである。
図７に、光学顕微鏡による実施例１の触媒のコート層観察結果を示す。図７において、触媒層（上触媒層と下触媒層の厚みの合計）の最大厚さは６０μｍであり、最小厚さは３０μｍであった。
本発明の触媒は、内燃機関の排ガス浄化システム、特に自動車の内燃機関の排ガス浄化システムに好ましく適用できる。
１ 基材
２ 下触媒層
３ 前段上触媒層
４ 後段上触媒層
５ ガス通路
１０ 触媒層
１１ 隔壁

Claims (6)

  1. 排ガスが流通するガス流路を形成する基材の表面に形成される、排ガス浄化用触媒であって、
    基材の表面に形成された下触媒層と、下触媒層の表面であってガス流れ方向の上流側を被覆する前段上触媒層と、下触媒層の表面であって前段上触媒層よりもガス流れ方向の下流側を被覆する後段上触媒層とから構成されており、
    前段上触媒層と後段上触媒層とが隣接して配置されており、
    下触媒層はＮＯｘ還元触媒を含み、
    前段上触媒層はＮＯｘ還元触媒を含み、後段上触媒層は酸化触媒を含む、上記排ガス浄化用触媒。
  2. 前段上触媒層と下触媒層とが一体となっている、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
  3. 下触媒層の長さに対する後段上触媒層の長さの比率が、２０〜７０％である、請求項１又は２に記載の排ガス浄化用触媒。
  4. 上触媒層と下触媒層の厚みの合計が、２０〜７０μｍである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
  5. 酸化触媒が、多孔質体からなる担体にＰｔ及びＰｄから選択される少なくとも１種の貴金属を担持させたものである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
  6. ＮＯｘ還元触媒が、多孔質体からなる担体にＣｕ及びＦｅから選択される少なくとも１種を担持させたものである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
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