JP5024883B2 - Exhaust gas purification catalyst - Google Patents

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本発明は、排ガス浄化用触媒、より詳しくはNOx吸蔵還元型の排ガス浄化用触媒に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification catalyst, and more particularly to an NO x storage reduction type exhaust gas purification catalyst.

近年、二酸化炭素(CO2)による地球温暖化現象が問題となっており、自動車においてもCO2の排出量を低減させることが課題となっている。燃費性能に優れた希薄燃焼エンジンは、自動車から排出されるCO2の低減に役立つことから、地球温暖化対策の1つとして注目されている。希薄燃焼においては、排気が酸素過多となり、理論空燃比A/F=14.5付近で使用される従来の三元触媒ではNOxを十分に浄化することができない。このため、このような条件下でも高いNOx浄化性能を有する触媒としてNOx吸蔵還元型の排ガス浄化用触媒が開発され、実用化されている。 In recent years, global warming due to carbon dioxide (CO 2 ) has become a problem, and reducing the amount of CO 2 emission in automobiles is also a problem. Lean combustion engines with excellent fuel efficiency are attracting attention as a measure against global warming because they help reduce CO 2 emitted from automobiles. In lean combustion, exhaust becomes excessive oxygen, and the conventional three-way catalyst used near the theoretical air-fuel ratio A / F = 14.5 cannot sufficiently purify NO x . Therefore, NO x storage reduction catalyst for purifying an exhaust gas as a catalyst having a high the NO x purification performance under such conditions have been developed and put into practical use.

このようなNOx吸蔵還元型排ガス浄化用触媒としては、コージェライト等のハニカム基材の上に、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等の触媒金属を含む触媒層を形成し、当該触媒層にアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素等の元素を含むNOx保持物質を担持したものが一般的に知られている。 Such NO x storage-and-reduction type exhaust gas purifying catalyst, on the honeycomb substrate such as cordierite, forming a catalyst layer containing platinum (Pt), palladium (Pd), a catalytic metal such as rhodium (Rh) In general, a catalyst layer in which an NO x holding material containing an element such as an alkali metal, an alkaline earth metal, or a rare earth element is supported is known.

上記のNOx吸蔵還元型排ガス浄化用触媒による排ガスの浄化においては、Pt、Pd等の触媒金属によってNOxが酸化され、硝酸塩としてNOx保持物質に吸蔵された後、瞬間的に空燃比をリッチにする(リッチスパイクを発生させる)ことで当該NOx保持物質から放出されたNOxがRh等の触媒金属によって還元浄化される。このため、従来のNOx吸蔵還元型排ガス浄化用触媒では、一般的にPt、Pd及びRh等の触媒金属とNOx保持物質とが同じ触媒層に担持されている。しかしながら、触媒成分としてのRhを他の金属、特にはPtと同じ触媒層において使用すると、Rhと他の金属が部分的に合金化して触媒のNOx浄化性能が低下するという問題がある。 In the purification of exhaust gas by the NO x storage-reduction type exhaust purifying catalyst, Pt, are NO x is oxidized by catalyst metals such as Pd, after being occluded in the NO x retentate as nitrates, momentarily air the NO x NO x released from the holding material is reduced and purified by the catalytic metals such as Rh by rich (to generate a rich spike). Therefore, in the conventional NO x storage-and-reduction type exhaust gas purifying catalyst, typically Pt, and the catalyst metal and the NO x retaining substance such as Pd and Rh are supported on the same catalyst layer. However, other metals of Rh as the catalyst components, especially the use in the same catalyst layer as Pt, there is a problem that Rh and other metals partially alloyed the NO x purification performance of the catalyst is lowered.

一方で、従来のNOx吸蔵還元型排ガス浄化用触媒では、触媒の使用時に曝される熱により、NOx保持物質を構成するアルカリ成分、特にはカリウムが、それが担持される触媒層から拡散又は溶出して触媒のNOx浄化性能が低下してしまうという問題がある。 On the other hand, in the conventional NO x storage-and-reduction type catalyst for purifying exhaust gas, by heat exposure during use of the catalyst, the alkali ingredient forming the NO x holding materials, especially potassium are diffused from the catalyst layer which is carried or eluted in catalyst the NO x purification performance may deteriorates.

特許文献1では、少なくとも炭化水素吸着材を含む第1層と、TiO2を含む第2層と、電気陰性度が0.9以下の元素の化合物及びCeと共にPt及び/又はPdを含む第3層と、電気陰性度が0.9以下の元素の化合物、Ce及びRhと共にPt及び/又はPdを含む第4層がこの順序に積層されて成り、上記第2層の厚さが第1〜第4層までの合計厚さの1/20以上1/5以下であることを特徴とする排気ガス浄化触媒が記載されている。 In Patent Document 1, a first layer including at least a hydrocarbon adsorbent, a second layer including TiO 2, and a third layer including Pt and / or Pd together with a compound of an element having an electronegativity of 0.9 or less and Ce. And a fourth layer containing Pt and / or Pd together with a compound of an element having an electronegativity of 0.9 or less, Ce and Rh, and the thickness of the second layer is first to first. An exhaust gas purifying catalyst characterized in that it is 1/20 or more and 1/5 or less of the total thickness up to the fourth layer is described.

特許文献2では、触媒活性成分と該触媒活性成分を担持するための担体層と、該担体を保持するモノリス構造を有する基体とを備え、前記担体層と前記基体との間に、アルカリ金属との化学反応性が該基体とアルカリ金属との化学反応性よりも低く、且つ該基体の気孔率より低い気孔率を有し、該触媒活性成分の気相拡散移動を抑制する緻密層を設けた内燃機関用排気ガス浄化触媒が記載されている。
特開2004−209403号公報 特開2005−238168号公報
In Patent Document 2, a catalytically active component, a carrier layer for supporting the catalytically active component, and a substrate having a monolith structure that holds the carrier are provided, and an alkali metal is interposed between the carrier layer and the substrate. A dense layer that has a lower porosity than the chemical reactivity of the substrate and the alkali metal and lower than the porosity of the substrate and suppresses the gas phase diffusion transfer of the catalytically active component is provided. An exhaust gas purification catalyst for an internal combustion engine is described.
JP 2004-209403 A JP 2005-238168 A

特許文献1では、TiO2を含む第2層によってアルカリ成分の炭化水素吸着材層への移行を防止することができると記載されている。しかしながら、特許文献1では、第4層においてRhとPt及び/又はPdが共存しており、触媒の使用時等の熱により、Rhが他の金属と合金化して触媒の活性が低下するという問題がある。 Patent Document 1 describes that the second layer containing TiO 2 can prevent the alkali component from being transferred to the hydrocarbon adsorbent layer. However, in Patent Document 1, Rh and Pt and / or Pd coexist in the fourth layer, and the heat of the catalyst during use causes the Rh to alloy with other metals to reduce the activity of the catalyst. There is.

特許文献2では、担体層と基体との間にチタニア等の緻密層を設けることにより、アルカリ金属成分の気相拡散経路及び/又は固相拡散経路を制限して担体中のアルカリ金属の担持量低下を最小限に抑えることが記載されている。しなしながら、特許文献2では、触媒金属の合金化等による触媒活性の低下を抑制するための手段については何ら記載も示唆もされていない。   In Patent Document 2, by providing a dense layer such as titania between the carrier layer and the substrate, the amount of alkali metal supported in the carrier is limited by limiting the gas phase diffusion path and / or solid phase diffusion path of the alkali metal component. It is described that the degradation is minimized. However, Patent Document 2 does not describe or suggest any means for suppressing a decrease in catalyst activity due to alloying of a catalyst metal or the like.

そこで、本発明は、新規な構成により、NOxの吸蔵に関して優れた触媒活性を有する排ガス浄化用触媒を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a novel structure, and an object thereof is to provide an exhaust gas purification catalyst having an excellent catalytic activity for storage of NO x.

上記課題を解決する本発明は下記にある。
(1)基材上に金属酸化物と触媒金属を含む複層構造の触媒層を有し、該触媒層を構成する一つの層が該触媒金属としてPt、Pd又はそれらの組み合わせを主体とし、少なくともNOx保持物質をさらに含み、他の層が該触媒金属としてRhを主体とすると共に、前記一つの層と前記他の層の間に該他の層よりも酸性酸化物の濃度が高い拡散障壁層を設け、前記NOx保持物質の含有量が前記他の層よりも前記一つの層で多く、前記拡散障壁層がジルコニア、チタニア、シリカ又はそれらの組み合わせを含みかつ前記触媒金属を含まず、前記一つの層が前記触媒層の排ガス流路側の上層であり、前記他の層が前記触媒層の基材側の下層であることを特徴とする、排ガス浄化用触媒。
(2)前記NO x 保持物質が構成成分としてカリウムを含むことを特徴とする、上記(1)に記載の排ガス浄化用触媒。
The present invention for solving the above problems is as follows.
(1) A catalyst layer having a multilayer structure containing a metal oxide and a catalyst metal is formed on a substrate, and one layer constituting the catalyst layer is mainly composed of Pt, Pd or a combination thereof as the catalyst metal; Diffusion that further includes at least a NO x holding substance, and the other layer is mainly composed of Rh as the catalyst metal, and has a higher concentration of acidic oxide between the one layer and the other layer than the other layer the barrier layer is provided, wherein the NO x held than the other layer the content of substances Many in the one layer, the diffusion barrier layer comprises zirconia, titania, silica or combinations thereof and contains the catalytic metal The catalyst for exhaust gas purification , wherein the one layer is an upper layer on the exhaust gas flow channel side of the catalyst layer, and the other layer is a lower layer on the substrate side of the catalyst layer .
(2) The exhaust gas-purifying catalyst as described in (1) above, wherein the NO x retention substance contains potassium as a constituent component.

本発明によれば、NOx吸蔵能の顕著に改善された排ガス浄化用触媒を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an exhaust gas-purifying catalyst with significantly improved NO x storage capacity.

本発明の排ガス浄化用触媒は、基材上に金属酸化物と触媒金属を含む複層構造の触媒層を有し、該触媒層を構成する一つの層が該触媒金属としてPt、Pd又はそれらの組み合わせを主体とし、少なくともNOx保持物質をさらに含み、他の層が該触媒金属としてRhを主体とすると共に、前記一つの層と前記他の層の間に該他の層よりも酸性酸化物の濃度が高い拡散障壁層を設け、前記NOx保持物質の含有量が前記他の層よりも前記一つの層で多いことを特徴としている。 The exhaust gas purifying catalyst of the present invention has a multi-layered catalyst layer containing a metal oxide and a catalyst metal on a base material, and one layer constituting the catalyst layer is Pt, Pd or those as the catalyst metal. the combination of mainly, at least NO x retentate further comprise other layers together mainly composed of Rh as the catalyst metal, acidic oxidation than said other layer between the other layers and the one layer A diffusion barrier layer having a high concentration of substances is provided, and the content of the NO x holding substance is higher in the one layer than in the other layers.

本発明者らは、NOx吸蔵還元型排ガス浄化用触媒において、基材上の触媒層を複層構造とし、当該触媒層を構成する一つの層にPt、Pd又はそれらの組み合わせを主体とする触媒金属を担持し、他の層にRhを主体とする触媒金属を担持することで、得られる触媒のNOx吸蔵能を顕著に改善することができることを見出した。 The present inventors have found that in the NO x storage-reduction type exhaust gas purifying catalyst, the catalyst layer on the substrate and multilayer structure, mainly Pt, Pd or combinations thereof in one layer constituting the catalyst layer It has been found that the NO x occlusion ability of the resulting catalyst can be remarkably improved by supporting the catalyst metal and supporting the catalyst metal mainly composed of Rh in the other layer.

NOx吸蔵還元型の排ガス浄化用触媒による排ガスの浄化においては、Pt、Pd等の触媒金属によってNOxが酸化され、硝酸塩としてNOx保持物質に吸蔵された後、瞬間的に空燃比をリッチにすることで当該NOx保持物質から放出されたNOxがRh等の触媒金属によって還元浄化される。したがって、このようなNOxの吸蔵還元における一連の反応を円滑に行うために、従来、これらの触媒金属やNOx保持物質は互いにある程度接近して担持することが必要であると一般に考えられてきた。それゆえ、本発明の排ガス浄化用触媒のように、NOxの酸化活性が高い触媒金属であるPt及びPdとNOxの還元活性が高い触媒金属であるRhとをそれぞれ別々の層に分離して担持することで、得られる排ガス浄化用触媒のNOx吸蔵能が向上するということは極めて意外なことであり、驚くべきことである。 In the purification of exhaust gas by the NO x storage reduction type catalyst for purifying an exhaust gas, Pt, are NO x is oxidized by catalyst metals such as Pd, after being occluded in the NO x retentate as nitrates, momentarily the rich air-fuel ratio the NO x NO x released from the holding material is reduced and purified by the catalytic metals such as Rh by the. Therefore, in order to perform a series of reactions in the storage reduction of such NO x smooth, conventional, these catalytic metals and NO x retentate been generally considered to be necessary to carry to some extent close to each other It was. Therefore, as in the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, the Rh reducing activity of oxidation activity of the NO x is high catalyst metal Pt and Pd and NO x is high catalyst metal separated into separate layers respectively by carrying Te is that very surprising that the NO x storage ability of the resulting catalyst for purification of exhaust gas is improved, is surprising.

また、Rhは他の金属、特にはPtと同じ触媒層において使用されると、Rhと他の金属が部分的に合金化して触媒の活性を低下させる場合があることが一般的に知られている。本発明の排ガス浄化用触媒によれば、触媒成分であるPt及びPdとRhとがそれぞれ別々の層に分離して担持されるため、上記のようなRhと他の金属による合金化の問題を避けることができると考えられる。   Also, it is generally known that when Rh is used in the same catalyst layer as other metals, particularly Pt, Rh and other metals may partially alloy to reduce the activity of the catalyst. Yes. According to the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, the catalyst components Pt, Pd, and Rh are separated and supported in separate layers. Therefore, there is a problem of alloying with Rh and other metals as described above. It can be avoided.

何ら特定の理論に束縛されることを意図するものではないが、本発明の排ガス浄化用触媒では、例えば、以下のようにしてNOxが還元浄化されると考えられる。すなわち、まず、一方の層に担持されているPtやPdによって酸化されたNOxが同じ層に存在するNOx保持物質に硝酸塩として吸蔵される。その後、リッチスパイクによって当該NOx保持物質から放出されたNOxが拡散等により一方の層から他方の層へ移動し、そこで当該他方の層に担持されているRhによって還元浄化される。したがって、酸化活性の高いPtやPdと還元活性の高いRhをそれぞれ別々の層に分離して担持した場合でも、NOxの吸蔵還元に関する一連の反応が阻害されないと考えられる。しかも、本発明の排ガス浄化用触媒では、上記のとおり、このような分離担持によってRhとPtなどの合金化が抑制されるので、酸化活性の高い触媒金属と還元活性の高い触媒金属が同じ触媒層に担持された従来のNOx吸蔵還元型排ガス浄化用触媒に比べて、NOx吸蔵能及びNOx浄化性能を顕著に改善することができると考えられる。 Although it is not intended to be bound by any particular theory, it is considered that, for example, NO x is reduced and purified in the following manner in the exhaust gas purifying catalyst of the present invention. That is, first, NO x oxidized by Pt or Pd carried on one layer is occluded as nitrate NO x holding material in the same layer. Then, NO x released from the NO x retentate moves from one layer to the other layer by diffusion or the like by the rich spike, where it is reduced and purified by the Rh carried on the other layer. Therefore, even when Pt or Pd having a high oxidation activity and Rh having a high reduction activity are separated and supported in separate layers, it is considered that a series of reactions relating to NO x storage reduction is not inhibited. Moreover, in the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, as described above, alloying such as Rh and Pt is suppressed by such separation and support, so that the catalyst metal having a high oxidation activity and the catalyst metal having a high reduction activity are the same catalyst. It is considered that the NO x storage capacity and the NO x purification performance can be remarkably improved as compared with the conventional NO x storage reduction type exhaust gas purification catalyst supported on the layer.

本発明者らは、先に記載した触媒層の複層化に加えて、上記一つの層にNOx保持物質をさらに担持し、当該一つの層と他の層の間に当該他の層よりも酸性酸化物の濃度が高い拡散障壁層を設けることにより、触媒のNOx吸蔵能をさらに改善することができることを見出した。 In addition to the multi-layering of the catalyst layer described above, the present inventors further carry a NO x holding substance in the one layer, and the other layer is interposed between the one layer and the other layer. also by the concentration of the acidic oxide is provided a high diffusion barrier layer was found that it is possible to further improve the NO x storage capacity of the catalyst.

従来のNOx吸蔵還元型排ガス浄化用触媒では、触媒の使用時に曝される熱により、NOx保持物質を構成するアルカリ成分、特にはカリウムが、それが担持される触媒層から拡散又は溶出して触媒のNOx浄化性能を低下させる場合があることが一般に知られている。本発明によれば、NOx保持物質が担持される一つの層と他の層との間に拡散障壁層を設けることにより、このようなNOx保持物質の拡散又は溶出等による他の層への移動を抑制することができると考えられる。 In a conventional NO x storage-and-reduction type catalyst for purifying exhaust gas, by heat exposure during use of the catalyst, the alkali ingredient forming the NO x holding materials, especially potassium, but it is diffused or eluted from the catalyst layer carried it may decrease the the NO x purification performance of the catalyst Te are generally known. According to the present invention, by providing a diffusion barrier layer between one layer on which the NO x holding substance is supported and the other layer, the other layer is formed by diffusion or elution of such NO x holding substance. It is thought that the movement of can be suppressed.

何ら特定の理論に束縛されることを意図するものではないが、本発明の排ガス浄化用触媒においてNOxの吸蔵能が向上したのは、触媒成分であるPt及びPdとRhとをそれぞれ別々の層に分離して担持したことにより、これら触媒金属の合金化が抑制されたこと、並びに触媒層を構成する一つの層と他の層の間に上記の拡散障壁層を設けたことにより、当該一つの層に担持されるNOx保持物質の他の層への移動が抑制され、結果として触媒の性能が向上したことによるものと考えられる。 No Without intending to be bound by any particular theory, the storage capacity of the NO x in the exhaust gas purifying catalyst of the present invention has been improved, the Pt and Pd and Rh as a catalyst component separate each By separating and supporting in layers, alloying of these catalytic metals was suppressed, and by providing the diffusion barrier layer between one layer and the other layer constituting the catalyst layer, It is considered that this is because the movement of the NO x holding material supported in one layer to the other layer is suppressed, and as a result, the performance of the catalyst is improved.

本発明によれば、基材としては、特に限定されないが、一般に排ガス浄化用触媒において用いられる任意の材料を使用することができる。具体的には、基材としては、例えば、コージェライト(2MgO・2Al23・5SiO2)、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素等の耐熱性を有するセラミックス材料や、ステンレス鋼等の金属箔からなるメタル材料を使用することができる。 According to the present invention, the substrate is not particularly limited, but any material generally used in exhaust gas purifying catalysts can be used. Specifically, the substrate is made of, for example, a ceramic material having heat resistance such as cordierite (2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2 ), alumina, zirconia, silicon carbide, or a metal foil such as stainless steel. Metal materials can be used.

メタル材料を用いた基材では、一般にステンレス製の平板と波板を交互に配置することにより形成されるセル部にウォッシュコート層がコートされる。この場合、ウォッシュコート液の表面張力により、平板と波板が接触している接触部付近は他の表面部分に比べて多量のウォッシュコート液が付着して厚塗りとなってしまう。それゆえ、メタル材料を用いた基材では、コージェライト等のセラミックス材料に比べてコート層と排ガスとの接触面積が小さくなる。また、このような基材では、触媒コート層を構成するアルミナ等の材料とメタル材料の熱膨張率が異なるために、高温時に当該コート層が基材から剥離して触媒性能が低下してしまうという問題がある。それゆえ、本発明においては、優れた耐熱性と低い熱膨張率を有するコージェライト等のセラミックス材料を基材として使用することが特に好ましい。   In a base material using a metal material, a wash coat layer is generally coated on a cell portion formed by alternately arranging a flat plate and a corrugated plate made of stainless steel. In this case, due to the surface tension of the washcoat liquid, a larger amount of the washcoat liquid adheres to the vicinity of the contact portion where the flat plate and the corrugated plate are in contact with each other than the other surface portions, resulting in thick coating. Therefore, in a base material using a metal material, the contact area between the coat layer and the exhaust gas is smaller than that of a ceramic material such as cordierite. Moreover, in such a base material, since the coefficient of thermal expansion of the material such as alumina and the metal material constituting the catalyst coat layer is different, the coat layer is peeled off from the base material at a high temperature and the catalyst performance is deteriorated. There is a problem. Therefore, in the present invention, it is particularly preferable to use a ceramic material such as cordierite having excellent heat resistance and a low coefficient of thermal expansion as the base material.

本発明によれば、触媒層を構成する一つの層及び他の層にコートされる金属酸化物としては、特に限定されないが、一般に触媒担体として用いられる任意の多孔質担体を使用することができる。好ましい金属酸化物としては、アルミナ、セリア、ジルコニア、シリカ、チタニア及びそれらの組み合わせからなる群より選択される金属酸化物が挙げられる。   According to the present invention, the metal oxide coated on one layer and other layers constituting the catalyst layer is not particularly limited, but any porous carrier generally used as a catalyst carrier can be used. . Preferred metal oxides include metal oxides selected from the group consisting of alumina, ceria, zirconia, silica, titania and combinations thereof.

本発明によれば、触媒層を構成する一つの層に白金(Pt)、パラジウム(Pd)又はそれらの組み合わせを主体とする触媒金属が担持され、他の層にロジウム(Rh)を主体とする触媒金属が担持される。なお、本発明において用いられる「主体とする」という表現は、当該一つの層又は他の層に担持される触媒金属全体の質量のうち50%超を占めることを意味するものである。また、本発明における一つの層及び他の層は、Pt、Pd又はそれらの組み合わせを主体とする触媒金属及びRhを主体とする触媒金属をそれぞれ分離して担持するものであればよく、当該一つの層を触媒層の上層(排ガス流路側)に配置し、当該他の層を触媒層の下層(基材側)に配置してもよいし、あるいはその逆の配置としてもよい。   According to the present invention, a catalyst metal mainly composed of platinum (Pt), palladium (Pd) or a combination thereof is supported on one layer constituting the catalyst layer, and rhodium (Rh) is mainly composed on the other layer. A catalytic metal is supported. In addition, the expression “mainly” used in the present invention means that it accounts for more than 50% of the total mass of the catalyst metal supported on the one layer or the other layer. In addition, one layer and the other layer in the present invention may be any layer as long as they separate and carry a catalyst metal mainly composed of Pt, Pd or a combination thereof and a catalyst metal mainly composed of Rh. One layer may be arranged on the upper layer (exhaust gas flow path side) of the catalyst layer, and the other layer may be arranged on the lower layer (base material side) of the catalyst layer, or vice versa.

本発明によれば、触媒層を構成する一つの層は、少なくともNOx保持物質をさらに含む。 According to the present invention, one layer constituting the catalyst layer further includes at least a NO x holding material.

本発明において用いられる「NOx保持物質」という語は、NOxをそのままの形態であるか又は別の形態、例えば、硝酸塩等の形態で保持することができる任意の材料を包含することを意図するものであり、「保持」という語は「吸着」又は「吸蔵」を包含するものである。 As used herein, the term “NO x retention material” is intended to encompass any material that can retain NO x in its native form or in another form, such as nitrate. The term “hold” includes “adsorption” or “occlusion”.

本発明によれば、NOx保持物質としては、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)などのアルカリ金属、ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)などのアルカリ土類金属、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、ジスプロシウム(Dy)、イッテルビウム(Yb)などの希土類元素の化合物、及びそれらの化合物の組み合わせを挙げることができる。このような化合物としては、上記金属の炭酸塩、硝酸塩、酸化物等が挙げられる。 According to the present invention, the NO x holding material includes alkali metals such as lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), beryllium (Be), magnesium (Mg). ), Calcium (Ca), strontium (Sr), alkaline earth metals such as barium (Ba), scandium (Sc), yttrium (Y), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium ( Nd), dysprosium (Dy), ytterbium (Yb) and the like, and combinations of these compounds. Examples of such compounds include carbonates, nitrates and oxides of the above metals.

本発明によれば、NOx保持物質の含有量は、Rhを主体とする触媒金属を含む他の層よりもPt、Pd又はそれらの組み合わせを主体とする触媒金属を含む一つの層で多い。 According to the present invention, the content of the NO x holding substance is larger in one layer containing the catalytic metal mainly composed of Pt, Pd or a combination thereof than the other layer containing the catalytic metal mainly composed of Rh.

NOx保持物質をNOxの酸化活性が高い触媒金属であるPtやPdと同じ層においてより多く含むことで、Pt及び/又はPdによって酸化されたNOxを即座にNOx保持物質によって吸蔵することができるので、NOx吸蔵還元型排ガス浄化用触媒のNOx吸蔵能を顕著に改善することができる。 The NO x retentate that contain more in the same layer as Pt or Pd oxidation activity is high catalyst metal NO x, absorbing the NO x retentate Pt and / or NO x that has been oxidized by Pd immediately Therefore, the NO x storage capacity of the NO x storage reduction type exhaust gas purifying catalyst can be remarkably improved.

本発明によれば、上記の一つの層と他の層の間に当該他の層よりも酸性酸化物の濃度が高い拡散障壁層が設けられる。   According to the present invention, a diffusion barrier layer having a higher concentration of acidic oxide than the other layer is provided between the one layer and the other layer.

本発明において用いられる「酸性酸化物」という語は、上記一つの層に担持されたNOx保持物質を構成するアルカリ成分に対して少なくとも酸性の酸化物を言うものである。このような酸化物としては、例えば、ジルコニア、チタニア、シリカ又はそれらの組み合わせが挙げられる。 The term “acidic oxide” used in the present invention refers to an oxide that is at least acidic with respect to the alkali component constituting the NO x holding material supported on the one layer. Examples of such oxides include zirconia, titania, silica, and combinations thereof.

これらの酸性酸化物を含む拡散障壁層を、触媒層を構成する一つの層と他の層の間に設けることで、当該一つの層に担持されたNOx保持物質を構成するアルカリ成分、特にはカリウムが他の層に侵入又は溶出して触媒のNOx浄化性能を低下させることを避けることができる。 By providing a diffusion barrier layer containing these acidic oxides between one layer that constitutes the catalyst layer and the other layer, an alkali component that constitutes the NO x retention material supported on the one layer, in particular, You can avoid reducing the the NO x purification performance of the catalyst from entering or elution potassium in other layers.

何ら特定の理論に束縛されることを意図するものではないが、このような拡散障壁層を設けることで、触媒使用時の高温によって上記一つの層から他の層へ侵入又は溶出しようとするアルカリ成分の一部が、これらの層の間に存在する拡散障壁層の酸性酸化物と反応するものと考えられる。この場合、当該酸性酸化物と反応したNOx保持物質は、その後、NOxの吸蔵還元に寄与できなくなることが予想される。しかしながら、このような拡散障壁層の存在によって他のNOx保持物質が上記一つの層から他の層へ移動することが抑制されると考えられる。このため、NOx保持物質全体としては、拡散障壁層が存在しない場合と比べて、上記一つの層においてNOxの酸化活性が高い触媒金属であるPtやPdの近くに安定して多く存在することができる。したがって、拡散障壁層を設けることで触媒のNOx浄化性能を高い状態で維持することが可能になると考えられる。 Although not intended to be bound by any particular theory, by providing such a diffusion barrier layer, an alkali that attempts to penetrate or elute from one layer to another due to high temperatures during use of the catalyst. It is believed that some of the components react with the acidic oxide of the diffusion barrier layer that exists between these layers. In this case, it is expected that the NO x holding substance that has reacted with the acidic oxide can no longer contribute to the NO x storage reduction. However, it is considered that the presence of such a diffusion barrier layer suppresses the movement of other NO x holding substances from the one layer to the other layer. For this reason, as a whole of the NO x holding material, a large amount of the NO x holding material is stably present near Pt or Pd, which is a catalyst metal having high NO x oxidation activity, in the one layer as compared with the case where no diffusion barrier layer is present. be able to. Therefore, it is considered that it is possible to maintain the NO x purification performance of the catalyst at high state by providing the diffusion barrier layer.

また、本発明において用いられる「他の層よりも酸性酸化物の濃度が高い」という表現は、上で規定される酸性酸化物を他の層よりも高い濃度で含むことを単に意味するものである。したがって、本発明における拡散障壁層は、上で規定される酸性酸化物のみを含むものに何ら限定されることなく、上記以外の酸化物、例えば、アルミナやセリア及び他の材料、例えば、金属などを含むことができる。但し、上記一つの層に担持されるアルカリ成分の他の層への移動をより有効に抑制するためには、本発明における拡散障壁層は、上で規定される酸性酸化物のみから構成され、触媒金属等を含まないことがより好ましい。   In addition, the expression “the concentration of the acidic oxide is higher than that of the other layer” used in the present invention simply means that the acidic oxide defined above is contained at a higher concentration than the other layer. is there. Therefore, the diffusion barrier layer in the present invention is not limited to the one containing only the acidic oxide defined above, but other oxides such as alumina, ceria and other materials such as metals, etc. Can be included. However, in order to more effectively suppress the migration of the alkali component supported on the one layer to the other layer, the diffusion barrier layer in the present invention is composed only of the acidic oxide defined above, More preferably, no catalyst metal or the like is contained.

拡散障壁層の厚さとしては、特に限定されないが、10μm〜50μmの範囲とすることが好ましい。例えば、ジルコニア(ZrO2)からなる拡散障壁層の場合、その厚さが10μm未満であると、NOx保持物質の他の層への移動を抑制する効果が十分には得られない恐れがあり、また、その厚さが50μmを超えると、NOx保持物質の移動は抑制されるものの、他の層への排ガスの拡散まで抑制されてしまい、結果として触媒の排ガス浄化性能を低下させる場合がある。さらに言えば、拡散障壁層を厚くすると触媒層全体の厚さも厚くなるので、基材中の各セルの容積が小さくなり排ガスの通気抵抗が増大してしまう。したがって、拡散障壁層は、NOx保持物質の他の層への移動を抑制するのに十分な厚さでかつ可能な限り薄いことが好ましい。 Although it does not specifically limit as thickness of a diffusion barrier layer, It is preferable to set it as the range of 10 micrometers-50 micrometers. For example, in the case of a diffusion barrier layer made of zirconia (ZrO 2 ), if the thickness is less than 10 μm, the effect of suppressing the movement of the NO x holding material to another layer may not be sufficiently obtained. In addition, when the thickness exceeds 50 μm, the movement of the NO x holding material is suppressed, but the diffusion of the exhaust gas to other layers is also suppressed, and as a result, the exhaust gas purification performance of the catalyst may be reduced. is there. Furthermore, if the diffusion barrier layer is made thicker, the thickness of the entire catalyst layer is also made thicker, so that the volume of each cell in the substrate is reduced and the exhaust gas ventilation resistance is increased. Therefore, it is preferable that the diffusion barrier layer is sufficiently thick and as thin as possible to suppress migration of the NO x retention material to the other layers.

本発明の好ましい実施態様によれば、上記一つの層が触媒層の上層、すなわち、排ガス流路側に配置され、上記他の層が触媒層の下層、すなわち、基材側に配置される。   According to a preferred embodiment of the present invention, the one layer is disposed on the upper layer of the catalyst layer, that is, on the exhaust gas flow path side, and the other layer is disposed on the lower layer of the catalyst layer, that is, on the substrate side.

図1は、本発明の好ましい実施態様による排ガス浄化用触媒の断面を示す模式図である。本発明の排ガス浄化用触媒1は、基材2上に下層3、拡散障壁層4及び上層5からなる3層構造の触媒層を有し、上層5にPt6とNOx保持物質7が担持され、下層3にRh8が担持された構成を有する。 FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of an exhaust gas purifying catalyst according to a preferred embodiment of the present invention. The exhaust gas purifying catalyst 1 of the present invention has a catalyst layer having a three-layer structure comprising a lower layer 3, a diffusion barrier layer 4 and an upper layer 5 on a substrate 2, and Pt 6 and a NO x holding substance 7 are supported on the upper layer 5. The lower layer 3 has a configuration in which Rh8 is supported.

基材としてコージェライト等のセラミックス材料を用いたNOx吸蔵還元型排ガス浄化用触媒では、触媒層に担持されたNOx保持物質が高温時に溶出して当該コージェライトを構成するシリカと結合し、触媒のNOx浄化性能を低下させるという問題が生じる場合がある。しかしながら、本発明の好ましい実施態様によれば、基材としてコージェライト等のセラミックス材料を用いた場合でも、触媒層の上層に担持されるNOx保持物質が拡散障壁層によって触媒層の下層、さらには基材に侵入することを抑制することができるので、NOx保持物質がコージェライト中に溶出してシリカと結合し、触媒のNOx浄化性能を低下させるという問題を回避することができる。 The NO x storage-and-reduction type exhaust gas purifying catalyst using the ceramic material such as cordierite as the substrate, NO x retentate carried on the catalyst layer is eluted at high temperatures combined with silica constituting the cordierite, in some cases a problem that lowering the NO x purification performance of the catalyst occurs. However, according to a preferred embodiment of the present invention, even when a ceramic material such as cordierite is used as the base material, the NO x holding substance supported on the upper layer of the catalyst layer is further below the catalyst layer by the diffusion barrier layer. Can suppress the intrusion into the base material, so that it is possible to avoid the problem that the NO x holding substance elutes into the cordierite and binds to silica, thereby reducing the NO x purification performance of the catalyst.

基材上に複層構造の触媒層を有し、当該触媒層を構成する一つの層と他の層の間に上記の拡散障壁層を設けた本発明の排ガス浄化用触媒は、当業者に公知の任意の方法によって製造することができる。以下、理解を容易にするため、複層構造の触媒層について、排ガス流路側の層を上層とし、基材側の層を下層として本発明を説明する。なお、上記一つの層及び他の層は、これら上層及び下層のいずれであってもよく、上層及び下層のいずれかに限定されるものではない。   The exhaust gas purifying catalyst of the present invention having a catalyst layer having a multilayer structure on a base material and providing the diffusion barrier layer between one layer constituting the catalyst layer and the other layer is known to those skilled in the art. It can be produced by any known method. Hereinafter, in order to facilitate understanding, the present invention will be described with respect to a catalyst layer having a multilayer structure, with the layer on the exhaust gas flow channel side as the upper layer and the layer on the substrate side as the lower layer. The one layer and the other layer may be any one of these upper layers and lower layers, and are not limited to any one of the upper layer and the lower layer.

本発明の排ガス浄化用触媒の製造では、例えば、まず、コージェライト等の基材上に金属酸化物と触媒金属を含む下層が公知のウォッシュコート法等によって形成され、次いで、同様にして拡散障壁層と上層が形成される。なお、ウォッシュコート法を用いて金属酸化物と触媒金属を含む下層又は上層を形成する場合、例えば、金属酸化物の層をウォッシュコート法によって形成した後、得られた金属酸化物の層に公知の含浸法等によって触媒金属を担持してもよいし、あるいはまた、予め含浸法等によって触媒金属を担持した金属酸化物の粉末を用いてウォッシュコートを行ってもよい。後者の方法によれば、ウォッシュコート後に触媒金属を含浸担持する場合に比べて触媒金属を触媒層中により均一に分散させて担持することができる。   In the production of the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, for example, first, a lower layer containing a metal oxide and a catalytic metal is formed on a base material such as cordierite by a known wash coat method, and then, similarly, a diffusion barrier is formed. A layer and an upper layer are formed. In addition, when forming a lower layer or an upper layer containing a metal oxide and a catalytic metal using a wash coat method, for example, after forming a metal oxide layer by a wash coat method, the obtained metal oxide layer is known. The catalyst metal may be supported by the impregnation method or the like, or wash coating may be performed using a metal oxide powder that has previously supported the catalyst metal by the impregnation method or the like. According to the latter method, the catalyst metal can be more uniformly dispersed and supported in the catalyst layer as compared with the case where the catalyst metal is impregnated and supported after the wash coating.

基材に対する上層及び下層のコート量は、所望とする排ガス浄化性能に応じて任意に決定することができ、上層及び下層のそれぞれについて、例えば、50〜250g/基材−L(基材1リットル当たり)の量でコートすることができる。また、触媒金属は、例えば、2〜10g/基材−Lの担持量において上層及び下層にそれぞれ担持することができる。   The coating amount of the upper layer and the lower layer with respect to the substrate can be arbitrarily determined according to the desired exhaust gas purification performance. For each of the upper layer and the lower layer, for example, 50 to 250 g / substrate-L (1 liter of substrate) It is possible to coat with an amount of hit). Moreover, a catalyst metal can be carry | supported to an upper layer and a lower layer, respectively, for example in the load of 2-10g / base-L.

本発明における一つの層を触媒層の下層とした場合には、基材上に下層を形成した後、NOx保持物質が当該下層に担持され、本発明における一つの層を触媒層の上層とした場合には、拡散障壁層上に上層を形成した後、NOx保持物質が当該上層に担持される。具体的には、NOx保持物質を構成する金属の塩、例えば、酢酸塩又は硝酸塩等を所定の濃度で含有する溶液を用いて公知の含浸法等によりNOx保持物質を下層又は上層に担持することができる。あるいはまた、NOx保持物質の下層又は上層への担持は、上記の溶液を予め下層又は上層を構成する金属酸化物に含浸してNOx保持物質を当該金属酸化物に担持し、得られた粉末を基材上又は拡散障壁層上にウォッシュコートすることによって行ってもよい。NOx保持物質は、例えば、0.2〜1.0mol/基材−Lの担持量において下層又は上層に担持することができる。 When one layer in the present invention is used as the lower layer of the catalyst layer, after the lower layer is formed on the substrate, the NO x holding substance is supported on the lower layer, and one layer in the present invention is defined as the upper layer of the catalyst layer. In this case, after forming the upper layer on the diffusion barrier layer, the NO x holding material is supported on the upper layer. Carrying Specifically, metal salts constituting the NO x retentate example, the NO x retentate by known impregnation method or the like using a solution containing an acetate or nitrate with a predetermined concentration in the lower layer or the upper layer can do. Alternatively, the loading of the NO x holding material on the lower layer or the upper layer was obtained by impregnating the above solution with the metal oxide constituting the lower layer or the upper layer in advance to carry the NO x holding material on the metal oxide. This may be done by wash-coating the powder on the substrate or on the diffusion barrier layer. The NO x holding material can be supported on the lower layer or the upper layer at a loading amount of 0.2 to 1.0 mol / base-L, for example.

以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these Examples.

本実施例では、触媒層の上層にPtとNOx保持物質を担持し、下層にRhを担持して、当該上層と下層の間にさらにジルコニア(ZrO2)からなる拡散障壁層を設けた排ガス浄化用触媒を調製し、そのNOx吸蔵能について調べた。 In this example, exhaust gas in which Pt and NO x holding material are supported on the upper layer of the catalyst layer, Rh is supported on the lower layer, and a diffusion barrier layer made of zirconia (ZrO 2 ) is further provided between the upper layer and the lower layer. A purification catalyst was prepared and examined for its NO x storage capacity.

[実施例1]
まず、ZrO2−Al23−TiO2の複合金属酸化物粉末(ZrO2:Al23:TiO2=3:8:1(重量比))に硝酸ロジウム水溶液を含浸させて200℃で乾燥して水分を除去し、これを空気中450℃で2時間焼成してRh/ZrO2−Al23−TiO2の粉末Aを得た。なお、この粉末AのRh担持量は0.8wt%であった。
[Example 1]
First, ZrO 2 —Al 2 O 3 —TiO 2 composite metal oxide powder (ZrO 2 : Al 2 O 3 : TiO 2 = 3: 8: 1 (weight ratio)) was impregnated with an aqueous rhodium nitrate solution at 200 ° C. And dried to remove moisture, and calcined in air at 450 ° C. for 2 hours to obtain Rh / ZrO 2 —Al 2 O 3 —TiO 2 powder A. The powder A had an Rh loading of 0.8 wt%.

次いで、得られた粉末A100gをイオン交換水1580gに分散させ、このイオン交換水にバインダー成分としてアルミナゾル320gを加えて撹拌しスラリーを調製した。次いで、得られたスラリーをウォッシュコート法によりコージェライト製のハニカム基材(φ130mm、L155mm)にコートし、200℃で2時間乾燥した後、空気中400℃で4時間焼成し、基材上にコート量210g/基材−L(厚さ58μm)の下層を形成した。なお、Rhの担持量は0.4g/基材−Lであった。   Next, 100 g of the obtained powder A was dispersed in 1580 g of ion-exchanged water, and 320 g of alumina sol as a binder component was added to the ion-exchanged water and stirred to prepare a slurry. Next, the obtained slurry was coated on a cordierite honeycomb substrate (φ130 mm, L155 mm) by a wash coating method, dried at 200 ° C. for 2 hours, and then fired in air at 400 ° C. for 4 hours, on the substrate. A lower layer having a coating amount of 210 g / substrate-L (thickness: 58 μm) was formed. The loading amount of Rh was 0.4 g / base material-L.

次に、得られた下層の上にジルコニアゾルをコートし、200℃で2時間乾燥した後、空気中400℃で4時間焼成し、下層の上にコート量60g/基材−L(厚さ22μm)のジルコニア(ZrO2)からなる拡散障壁層を形成した。 Next, a zirconia sol was coated on the obtained lower layer, dried at 200 ° C. for 2 hours, and then fired in air at 400 ° C. for 4 hours. The coating amount was 60 g / base material-L (thickness on the lower layer). A diffusion barrier layer made of zirconia (ZrO 2 ) having a thickness of 22 μm was formed.

次に、Al23−CeO2の複合金属酸化物粉末(Al23:CeO2=70:30(重量比))にジニトロジアンミン白金硝酸水溶液を含浸させて200℃で乾燥して水分を除去し、これを空気中450℃で2時間焼成してPt/Al23−CeO2の粉末Bを得た。なお、この粉末BのPt担持量は4wt%であった。 Next, a mixed metal oxide powder of Al 2 O 3 —CeO 2 (Al 2 O 3 : CeO 2 = 70: 30 (weight ratio)) was impregnated with an aqueous solution of dinitrodiammine platinum nitrate and dried at 200 ° C. to obtain moisture. Then, this was calcined in air at 450 ° C. for 2 hours to obtain Pt / Al 2 O 3 —CeO 2 powder B. The amount of Pt supported on this powder B was 4 wt%.

次いで、得られた粉末B100gをイオン交換水1580gに分散させ、このイオン交換水にバインダー成分としてアルミナゾル320gを加えて撹拌しスラリーを調製した。次いで、得られたスラリーを下層及び拡散障壁層を形成した基材上にウォッシュコート法によりコートし、200℃で2時間乾燥した後、空気中400℃で4時間焼成し、拡散障壁層上にコート量60g/基材−L(厚さ22μm)の上層を形成した。なお、Ptの担持量は2.0g/基材−Lであった。   Next, 100 g of the obtained powder B was dispersed in 1580 g of ion-exchanged water, and 320 g of alumina sol as a binder component was added to the ion-exchanged water and stirred to prepare a slurry. Next, the obtained slurry is coated on the base material on which the lower layer and the diffusion barrier layer are formed by a wash coat method, dried at 200 ° C. for 2 hours, and then baked in air at 400 ° C. for 4 hours to form on the diffusion barrier layer. An upper layer having a coating amount of 60 g / base material-L (thickness: 22 μm) was formed. The supported amount of Pt was 2.0 g / base material-L.

次に、上層、拡散障壁層及び下層が形成された基材に、酢酸カリウム(CH3COOK)、酢酸バリウム((CH3COO)2Ba)及び酢酸リチウム(CH3COOLi)を溶解した水溶液を含浸し、200℃で2時間乾燥した後、空気中450℃で2時間焼成して、基材1リットル当たりK、Ba及びLiを合計で0.45mol担持し、上層、拡散障壁層及び下層からなる3層構造の触媒層を有する本発明の排ガス浄化用触媒を得た。 Next, an aqueous solution in which potassium acetate (CH 3 COOK), barium acetate ((CH 3 COO) 2 Ba) and lithium acetate (CH 3 COOLi) are dissolved in the base material on which the upper layer, the diffusion barrier layer and the lower layer are formed. After impregnation and drying at 200 ° C. for 2 hours, firing in air at 450 ° C. for 2 hours to carry a total of 0.45 mol of K, Ba and Li per liter of the substrate, from the upper layer, diffusion barrier layer and lower layer Thus, an exhaust gas purifying catalyst of the present invention having a three-layered catalyst layer was obtained.

[比較例1]
実施例1で調製した粉末A100gと粉末B100gをイオン交換水3160gに分散させ、このイオン交換水にバインダー成分としてアルミナゾル640gを加えて撹拌しスラリーを調製した。次いで、得られたスラリーをウォッシュコート法によりコージェライト製のハニカム基材(φ130mm、L155mm)にコートし、200℃で2時間乾燥した後、空気中400℃で4時間焼成し、基材上にコート量270g/基材−L(厚さ100μm)の触媒層を形成した。なお、Rh及びPtの担持量はそれぞれ0.4及び2.0g/基材−Lであった。
[Comparative Example 1]
100 g of powder A and 100 g of powder B prepared in Example 1 were dispersed in 3160 g of ion exchange water, and 640 g of alumina sol as a binder component was added to this ion exchange water and stirred to prepare a slurry. Next, the obtained slurry was coated on a cordierite honeycomb substrate (φ130 mm, L155 mm) by a wash coating method, dried at 200 ° C. for 2 hours, and then fired in air at 400 ° C. for 4 hours, on the substrate. A catalyst layer having a coating amount of 270 g / substrate-L (thickness: 100 μm) was formed. The loadings of Rh and Pt were 0.4 and 2.0 g / base material-L, respectively.

次いで、上記の触媒層を有する基材に、実施例1と同様にして酢酸カリウム、酢酸バリウム及び酢酸リチウムを溶解した水溶液を含浸し、基材1リットル当たりK、Ba及びLiを合計で0.45mol担持して、1層構造の触媒層を有する排ガス浄化用触媒を得た。   Next, the base material having the above catalyst layer was impregnated with an aqueous solution in which potassium acetate, barium acetate and lithium acetate were dissolved in the same manner as in Example 1, and the total amount of K, Ba and Li was 0. 1 per liter of the base material. An exhaust gas purifying catalyst having a catalyst layer with a single layer structure was obtained by loading 45 mol.

[比較例2]
ジルコニア(ZrO2)からなる拡散障壁層を形成しなかったこと以外は実施例1と同様にして、上層及び下層からなる2層構造の触媒層を有する排ガス浄化用触媒を得た。
[Comparative Example 2]
Exhaust gas purification catalyst having a two-layered catalyst layer composed of an upper layer and a lower layer was obtained in the same manner as in Example 1 except that a diffusion barrier layer composed of zirconia (ZrO 2 ) was not formed.

[触媒の評価]
上で調製した各排ガス浄化用触媒について、それらのNOx吸蔵能を評価した。試験は、排気量3.5リットルのガソリンエンジンからの排ガスを70g/sの速度で各排ガス浄化用触媒に供給し、触媒出口側における排ガス中のNOx量を測定することにより行った。試験開始当初は排ガス中のNOxは触媒によって吸蔵されるので、触媒出口側での排ガス中のNOx量はゼロである。しかしながら、そのNOx吸蔵量が触媒の飽和吸蔵量に近づくにつれて触媒出口側での排ガス中のNOx量が増加する。この触媒出口側のNOx量が触媒入口側のNOx量の30%に達するまでの時間を測定し、それまでに処理した排ガス量を各排ガス浄化用触媒のNOx70%吸蔵能として評価した。その結果を図2に示す。
[Evaluation of catalyst]
The exhaust gas purification catalysts prepared above were evaluated for their NO x storage capacity. The test was performed by supplying exhaust gas from a 3.5 liter gasoline engine to each exhaust gas purification catalyst at a rate of 70 g / s and measuring the NO x amount in the exhaust gas on the catalyst outlet side. Since the test beginning is NO x in the exhaust gas is occluded by the catalyst, NO x amount in the exhaust gas at the catalyst outlet is zero. However, NO x amount in the exhaust gas at the catalyst outlet increases as the the NO x storage amount approaches saturation occlusion amount of the catalyst. The amount of NO x catalyst outlet side measures the time to reach 30% of the amount of NO x catalyst inlet side, evaluating the treated exhaust gas amount so far as the NO x 70% storage capacity of each exhaust gas purifying catalyst did. The result is shown in FIG.

図2は、実施例及び比較例の各排ガス浄化用触媒に関するNOx70%吸蔵能を示すグラフである。なお、図2では、比較例1の排ガス浄化用触媒のNOx70%吸蔵能を100として、実施例1及び比較例2の各排ガス浄化用触媒のNOx70%吸蔵能を示している。 FIG. 2 is a graph showing the NO x 70% storage capacity of the exhaust gas purifying catalysts of Examples and Comparative Examples. In FIG. 2, as 100 the NO x 70% storage ability of the exhaust gas purifying catalyst of Comparative Example 1 shows the NO x 70% storage ability of the exhaust gas purifying catalyst of Example 1 and Comparative Example 2.

図2から明らかなように、拡散障壁層を設けない場合においても、1層構造の触媒層を有する比較例1の排ガス浄化用触媒に対し、触媒金属であるPtとRhをそれぞれ上層と下層に分けてコートした2層構造の触媒層を有する比較例2の排ガス浄化用触媒においてそのNOx吸蔵能が約4倍に向上した。しかしながら、この比較例2の排ガス浄化用触媒にさらにジルコニアからなる拡散障壁層を設けた3層構造の触媒層を有する本発明の排ガス浄化用触媒では、比較例2の排ガス浄化用触媒よりもNOx吸蔵能が1.9倍に向上した。 As can be seen from FIG. 2, even when no diffusion barrier layer is provided, Pt and Rh, which are catalyst metals, are applied to the upper layer and the lower layer, respectively, with respect to the exhaust gas purification catalyst of Comparative Example 1 having a single-layer structure catalyst layer. In the exhaust gas purifying catalyst of Comparative Example 2 having a two-layered catalyst layer coated separately, the NO x storage capacity was improved about 4 times. However, the exhaust gas purification catalyst of the present invention having a three-layered catalyst layer in which a diffusion barrier layer made of zirconia is further provided on the exhaust gas purification catalyst of Comparative Example 2 is more NO than the exhaust gas purification catalyst of Comparative Example 2. x occlusion ability improved 1.9 times.

本発明の好ましい実施態様による排ガス浄化用触媒の断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cross section of the catalyst for exhaust gas purification by the preferable embodiment of this invention. 実施例及び比較例の各排ガス浄化用触媒に関するNOx70%吸蔵能を示すグラフである。Is a graph showing the NO x 70% storage ability for each exhaust gas purifying catalysts of Examples and Comparative Examples.

符号の説明Explanation of symbols

1 排ガス浄化用触媒
2 基材
3 下層
4 拡散障壁層
5 上層
6 Pt
7 NOx保持物質
8 Rh
1 Exhaust gas purification catalyst 2 Base material 3 Lower layer 4 Diffusion barrier layer 5 Upper layer 6 Pt
7 NO x retention material 8 Rh

Claims (2)

基材上に金属酸化物と触媒金属を含む複層構造の触媒層を有し、該触媒層を構成する一つの層が該触媒金属としてPt、Pd又はそれらの組み合わせを主体とし、少なくともNOx保持物質をさらに含み、他の層が該触媒金属としてRhを主体とすると共に、前記一つの層と前記他の層の間に該他の層よりも酸性酸化物の濃度が高い拡散障壁層を設け、前記NOx保持物質の含有量が前記他の層よりも前記一つの層で多く、前記拡散障壁層がジルコニア、チタニア、シリカ又はそれらの組み合わせを含みかつ前記触媒金属を含まず、前記一つの層が前記触媒層の排ガス流路側の上層であり、前記他の層が前記触媒層の基材側の下層であることを特徴とする、排ガス浄化用触媒。 A catalyst layer having a multilayer structure containing a metal oxide and a catalyst metal is formed on a substrate, and one layer constituting the catalyst layer is mainly composed of Pt, Pd or a combination thereof as the catalyst metal, and at least NO x A diffusion barrier layer further comprising a retentive material, wherein the other layer is mainly composed of Rh as the catalyst metal, and has a higher concentration of acidic oxide than the other layer between the one layer and the other layer. provided, wherein the NO x held than the other layer the content of substances Many in the one layer, the diffusion barrier layer contains no zirconia, titania, comprises silica or a combination thereof and the catalyst metal, the One catalyst is an upper layer on the exhaust gas flow path side of the catalyst layer, and the other layer is a lower layer on the base material side of the catalyst layer . 前記NONO xx 保持物質が構成成分としてカリウムを含むことを特徴とする、請求項1に記載の排ガス浄化用触媒。The exhaust gas-purifying catalyst according to claim 1, wherein the holding substance contains potassium as a constituent component.
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