JP5113082B2 - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents
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Description
本発明は、自動車、二輪車等の内燃機関からの排ガス中に含まれる有害成分を除去する排ガス浄化用触媒に関する。
近年、地球環境保護の観点から、自動車等の内燃機関が排出する二酸化炭素が問題となっている。この解決策として、燃料使用量が少ないリーンバーンエンジンが有望である。
ところで、排ガス中に含まれるＮＯｘを浄化する触媒として、貴金属とともに、アルカリ金属等のＮＯｘ吸蔵材を含むものが用いられている（特許文献１参照）。この触媒は、排ガス中のＮＯｘをＮＯｘ吸蔵材に吸蔵しておき、排ガス中の燃料濃度がリッチになったとき、吸蔵されていたＮＯｘを貴金属の作用により除去するものである。
特開２００２−３６１０９４号公報
しかし、上述したリーンバーンエンジンの排ガスは、排ガス中における燃料濃度が低いため、従来の触媒ではＮＯｘを充分浄化することができなかった。
また、ＮＯｘ吸蔵材であるアルカリ金属は融点が低いため、触媒が高温となった時に触媒基材に移動・固溶し、結果として、触媒の性能が低下してしまっていた。
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであり、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等のリーンバーンエンジンの排ガスに対してもＮＯｘ浄化性能が高く、高温時にも触媒性能が低下しない排ガス浄化用触媒を提供することを目的とする。
本発明は、
触媒基材と、
前記触媒基材上に形成され、（ａ）Ｒｈ、（ｂ）Ｐｔ、（ｃ）アルカリ金属又はアルカリ土類金属元素、及び（ｄ）ＺｒＴｉ複合酸化物又は ＣｅＺｒ複合酸化物を含む触媒コート層と、
を有する排ガス浄化用触媒であって、
前記触媒コート層は、
前記（ａ）の７０重量％以上が存在する内層と、前記（ｂ）の７０重量％以上が存在する外層とを備えた層構造を有し、
前記内層は、アルカリ土類金属元素及び希土類元素から成る群から選ばれる元素と、ジルコニアとの複合酸化物を含み、
前記（ｄ）は、少なくとも前記外層に含まれていることを特徴とする排ガス浄化用触媒を要旨とする。
触媒基材と、
前記触媒基材上に形成され、（ａ）Ｒｈ、（ｂ）Ｐｔ、（ｃ）アルカリ金属又はアルカリ土類金属元素、及び（ｄ）ＺｒＴｉ複合酸化物又は ＣｅＺｒ複合酸化物を含む触媒コート層と、
を有する排ガス浄化用触媒であって、
前記触媒コート層は、
前記（ａ）の７０重量％以上が存在する内層と、前記（ｂ）の７０重量％以上が存在する外層とを備えた層構造を有し、
前記内層は、アルカリ土類金属元素及び希土類元素から成る群から選ばれる元素と、ジルコニアとの複合酸化物を含み、
前記（ｄ）は、少なくとも前記外層に含まれていることを特徴とする排ガス浄化用触媒を要旨とする。
本発明の排ガス浄化用触媒は、アルカリ土類金属元素及び希土類元素から成る群から選ばれる元素と、ジルコニアとの複合酸化物を含む内層を有することにより、高温（例えば３５０〜４５０℃）になったときでも（ｃ）アルカリ金属又はアルカリ土類金属元素が、触媒基材に移動・固溶することを防止できる。また、本発明の排ガス浄化用触媒は、リーンバーンエンジンの排ガスに対しても、高いＮＯｘ浄化性能を奏することができる。
また、本発明において、前記（ａ）Ｒｈの７０重量％以上が前記内層に存在し、前記（ｂ）Ｐｔの７０重量％以上が前記外層に存在する。このように、（ａ）Ｒｈと（ｂ）Ｐｔとを分離することにより、貴金属の活性低下を抑制し、ＮＯｘ浄化性能を一層高めることができる。
前記（ｃ）アルカリ金属又はアルカリ土類金属元素、及び前記（ｄ）ＺｒＴｉ複合酸化物又は ＣｅＺｒ複合酸化物は、少なくとも前記外層に含まれるようにすることができる。こうすることにより、ＮＯｘ浄化性能が一層向上する。
前記内層が含むアルカリ土類金属元素（例えば、Ｃａ、Ｍｇ）及び希土類元素（例えば、Ｙ、Ｃｅ、Ｌａ等）から成る群から選ばれる元素とジルコニアとの複合酸化物は、より高温の条件下でも、（ｃ）アルカリ金属又はアルカリ土類金属元素が、触媒基材に移動・固溶することを防止できる。この複合酸化物において、ジルコニア以外の成分（例えばＣａ）の添加量は、酸化物換算で１．０〜８重量％、好ましくは１〜４重量％の範囲が好適である。１．０重量％以上であることにより、（ｃ）アルカリ金属又はアルカリ土類金属元素が、触媒基材に移動・固溶することを防止する効果が一層高く、８重量％以下（好ましくは７重量％以下）であることにより、ジルコニアの特性が失われ、内層の調製が困難になってしまうようなことがない。
なお、本願明細書における複合酸化物とは、複数の酸化物を単に混合させたものだけではなく、加熱処理などにより酸化物の構造内に他の酸化物を固溶させたものも意味する。後者の複合酸化物を形成する方法としては、加熱処理に限定されず、他の公知の方法も用いることができる。
また、前記内層の位置は、外層よりも触媒基材側であればよいが、触媒基材に隣接する位置が好ましい。
本発明の排ガス浄化用触媒は、Ｒｈ、Ｐｔ以外の貴金属（例えば、Ｐｄ、Ｉｒ等）を含んでいてもよい。上記Ｒｈ、Ｐｔ以外の貴金属は、内層と外層とのうちの一方、または内層と外層との両方に含まれていてもよい。特に、Ｐｄは、内層と外層とのうちのいずれか一方、または内層と外層との両方に含まれていてもよいが、Ｐｔのシンタリングを抑制するなどの観点を考慮すると、Ｐｔを含む層と同一の層に添加することが好ましい。また、触媒コート層は、内層、外層以外の層を、例えば、内層と外層との間、外層よりも更に外側に備えていてもよい。
前記（ｃ）成分におけるアルカリ金属元素としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等が挙げられる。また、前記（ｃ）成分におけるアルカリ土類金属元素としては、例えば、Ｂａ、Ｓｒ等が挙げられる。（ｃ）成分は、内層と外層の両方に存在していてもよいし、外層にのみ存在していてもよい。
前記触媒基材としては、通常、排ガス浄化触媒に使用されるものであれば特に制限はなく、例えば、ハニカム型、コルゲート型、モノリスハニカム型等が挙げられる。触媒基材の材質は、耐火性を有するものであればいずれのものであっても良く、例えば、コージェライト等の耐火性を有するセラミックス製、フェライト系ステンレス等金属製の一体構造型を用いることができる。
１、１０１・・・排ガス浄化用触媒
３・・・基材
５、１０５・・・内層
７、１０７・・・外層
９・・・触媒コート層
３・・・基材
５、１０５・・・内層
７、１０７・・・外層
９・・・触媒コート層
本発明を実施例に基づいて説明する。
ａ）まず、本実施例１の排ガス浄化用触媒１の構成を図１に基づいて説明する。
排ガス浄化用触媒１は、基材（触媒基材）３の表面に内層５を形成し、さらにその上に外層７を形成したものである。内層５と外層７とは、触媒コート層として機能する。基材３は、容積１．０Ｌ、セル数４００セル／ｉｎ2のモノリスハニカム担体であり、内層５及び外層７は、基材３のセルの内面に形成されている。
内層５は、以下の組成を有する。
Ｒｈ：０．５ｇ／Ｌ
Ｃａを酸化物換算で２重量％添加した複合ジルコニア酸化物：５０ｇ／Ｌ
Ｂａ
Ｌｉ
Ｋ
外層７は、以下の組成を有する。
Ｃａを酸化物換算で２重量％添加した複合ジルコニア酸化物：５０ｇ／Ｌ
Ｂａ
Ｌｉ
Ｋ
外層７は、以下の組成を有する。
Ｐｔ：２ｇ／Ｌ
アルミナ：１００ｇ／Ｌ
ＺｒＴｉ複合酸化物：１００ｇ／Ｌ
ＣｅＺｒ複合酸化物２０ｇ／Ｌ
Ｂａ
Ｌｉ
Ｋ
なお、Ｂａ、Ｌｉ、Ｋは、内層５及び外層７の全体に含まれており、全体での配合量は、Ｂａは０．２ｍｏｌ／Ｌ、Ｌｉは０．１ｍｏｌ／Ｌ、Ｋは０．１５ｍｏｌ／Ｌである。Ｂａ、Ｌｉ、及びＫは、窒素酸化物として作用する成分である。
アルミナ：１００ｇ／Ｌ
ＺｒＴｉ複合酸化物：１００ｇ／Ｌ
ＣｅＺｒ複合酸化物２０ｇ／Ｌ
Ｂａ
Ｌｉ
Ｋ
なお、Ｂａ、Ｌｉ、Ｋは、内層５及び外層７の全体に含まれており、全体での配合量は、Ｂａは０．２ｍｏｌ／Ｌ、Ｌｉは０．１ｍｏｌ／Ｌ、Ｋは０．１５ｍｏｌ／Ｌである。Ｂａ、Ｌｉ、及びＫは、窒素酸化物として作用する成分である。
ｂ）次に、本実施例１の排ガス浄化用触媒１を製造する方法を説明する。
まず、以下成分を混合することで、スラリーＳ１、スラリーＳ２を調製した。
（スラリーＳ１）
塩化Ｒｈ溶液：Ｒｈで０．５ｇ
Ｃａを酸化物換算で２重量％添加した複合ジルコニア酸化物：５０ｇ
水：１００ｇ
（スラリーＳ２）
アルミナ：１００ｇ
ＺｒＴｉ複合酸化物：１００ｇ
ＣｅＺｒ複合酸化物：２０ｇ
水：２００ｇ
次に、スラリーＳ１を基材３全体にコートし、２５０℃で２時間以上乾燥後、５００℃で１時間以上焼成して、内層５を形成した。さらに、スラリーＳ２を、先にスラリーＳ１をコートした上にコートし、２５０℃で２時間以上乾燥後、５００℃で１時間以上焼成して、外層７を形成した。次に、硝酸Ｐｔ溶液（Ｐｔで２ｇ）に浸漬し、外層７にＰｔを２ｇ／Ｌ担持させた。
（スラリーＳ１）
塩化Ｒｈ溶液：Ｒｈで０．５ｇ
Ｃａを酸化物換算で２重量％添加した複合ジルコニア酸化物：５０ｇ
水：１００ｇ
（スラリーＳ２）
アルミナ：１００ｇ
ＺｒＴｉ複合酸化物：１００ｇ
ＣｅＺｒ複合酸化物：２０ｇ
水：２００ｇ
次に、スラリーＳ１を基材３全体にコートし、２５０℃で２時間以上乾燥後、５００℃で１時間以上焼成して、内層５を形成した。さらに、スラリーＳ２を、先にスラリーＳ１をコートした上にコートし、２５０℃で２時間以上乾燥後、５００℃で１時間以上焼成して、外層７を形成した。次に、硝酸Ｐｔ溶液（Ｐｔで２ｇ）に浸漬し、外層７にＰｔを２ｇ／Ｌ担持させた。
次に、Ｂａ、Ｋ、Ｌｉをそれぞれ、０．２ｍｏｌ、０．１ｍｏｌ、０．１５ｍｏｌ含む酢酸溶液に浸漬し、余分な水溶液を吹き払った後、３５０℃で３０分以上乾燥して排ガス浄化用触媒１を完成した。
（参考例２）
（参考例２）
本参考例２の排ガス浄化用触媒１の構成は、基本的には前記実施例１と同様であるが、内層５において一部相違する。以下では、その相違点を中心に説明する。内層５は、Ｃａを酸化物換算で２重量％添加した複合ジルコニア酸化物の代わりに、ジルコニアのみの酸化物（以下、「ジルコニア」とする）を含んでいる。
本参考例２の排ガス浄化用触媒１の製造方法は、基本的には前記実施例１と同様であるが、内層５を形成するためのスラリーとして、スラリーＳ１の代わりに、スラリーＳ３を用いた。スラリーＳ３は、以下の材料を混合することで調製した。
（スラリーＳ３）
塩化Ｒｈ溶液：Ｒｈで０．５ｇ
ジルコニア：５０ｇ
水：１００ｇ
（実施例３）
（スラリーＳ３）
塩化Ｒｈ溶液：Ｒｈで０．５ｇ
ジルコニア：５０ｇ
水：１００ｇ
（実施例３）
本実施例３の排ガス浄化用触媒１の構成は、基本的には前記実施例１と同様であるが、外層７が、貴金属として、Ｐｔのみではなく、Ｐｔ（１．５ｇ／Ｌ）とＰｄ（０．５ｇ／Ｌ）とを含む点で相違する。
本実施例３の排ガス浄化用触媒１の製造方法は、基本的には前記実施例１と同様であるが、外層７を形成した後、硝酸Ｐｔ溶液ではなく、硝酸ＰｔＰｄ溶液（Ｐｔで１．５ｇ、Ｐｄで０．５ｇ）に浸漬し、外層７にＰｔを１．５ｇ／Ｌ、Ｐｄを０．５ｇ／Ｌ、それぞれ担持させた。なお、その後、Ｂａ、Ｋ、Ｌｉを担持する工程は前記実施例１と同様である。
（比較例１）
本比較例１の排ガス浄化用触媒１０１の構成は、図２に示すように、基材（触媒基材）３の表面に、単一の触媒コート層９を形成したものである。基材３は、前記実施例１のものと同様である。
（比較例１）
本比較例１の排ガス浄化用触媒１０１の構成は、図２に示すように、基材（触媒基材）３の表面に、単一の触媒コート層９を形成したものである。基材３は、前記実施例１のものと同様である。
触媒コート層９は、以下の組成を有する。
アルミナ：１００ｇ／Ｌ
ジルコニア：５０ｇ／Ｌ
ＺｒＴｉ複合酸化物：１００ｇ／Ｌ
ＣｅＺｒ複合酸化物：２０ｇ／Ｌ
Ｒｈ：０．５ｇ／Ｌ
Ｐｔ：２ｇ／Ｌ
Ｂａ：０．２ｍｏｌ／Ｌ
Ｌｉ：０．１ｍｏｌ／Ｌ
Ｋ：０．１５ｍｏｌ／Ｌ
本比較例１の排ガス浄化用触媒１０１を製造するには、まず、以下の成分を混合し、湿式粉砕してスラリーＳ４を調製した。
（スラリーＳ４）
アルミナ：１００ｇ
ジルコニア：５０ｇ
ＺｒＴｉ複合酸化物：１００ｇ
ＣｅＺｒ複合酸化物：２０ｇ
Ｒｈ：０．５ｇ
次に、このスラリーＳ４を基材３全体にコートし、２５０℃で２時間以上乾燥後、５００℃で１時間以上焼成して、触媒コート層９を形成した。
ジルコニア：５０ｇ／Ｌ
ＺｒＴｉ複合酸化物：１００ｇ／Ｌ
ＣｅＺｒ複合酸化物：２０ｇ／Ｌ
Ｒｈ：０．５ｇ／Ｌ
Ｐｔ：２ｇ／Ｌ
Ｂａ：０．２ｍｏｌ／Ｌ
Ｌｉ：０．１ｍｏｌ／Ｌ
Ｋ：０．１５ｍｏｌ／Ｌ
本比較例１の排ガス浄化用触媒１０１を製造するには、まず、以下の成分を混合し、湿式粉砕してスラリーＳ４を調製した。
（スラリーＳ４）
アルミナ：１００ｇ
ジルコニア：５０ｇ
ＺｒＴｉ複合酸化物：１００ｇ
ＣｅＺｒ複合酸化物：２０ｇ
Ｒｈ：０．５ｇ
次に、このスラリーＳ４を基材３全体にコートし、２５０℃で２時間以上乾燥後、５００℃で１時間以上焼成して、触媒コート層９を形成した。
次に、硝酸Ｐｔ溶液に浸漬することで、触媒コート層９にＰｔを２ｇ／Ｌ含浸担持し、その後乾燥させた。
さらに、Ｂａ、Ｋ、Ｌｉを、前記実施例１と同様に、触媒コート層９に担持し、排ガス浄化用触媒１０１を完成した。
（比較例２）
本比較例２の排ガス浄化用触媒１０１の構成は、図３に示すとおり、基材３上に内層１０５と外層１０７とが形成されているが、内層１０５の組成は、前記実施例１における外層７の組成に等しく、外層１０７の組成は、前記実施例１における内層５の組成に等しい。すなわち、本比較例２の排ガス浄化用触媒１０１は、前記実施例１と対比して、内層と外層とが逆転したものである。
（比較例２）
本比較例２の排ガス浄化用触媒１０１の構成は、図３に示すとおり、基材３上に内層１０５と外層１０７とが形成されているが、内層１０５の組成は、前記実施例１における外層７の組成に等しく、外層１０７の組成は、前記実施例１における内層５の組成に等しい。すなわち、本比較例２の排ガス浄化用触媒１０１は、前記実施例１と対比して、内層と外層とが逆転したものである。
本比較例２の排ガス浄化用触媒１０１は、以下のように製造した。まず、スラリーＳ２を基材３全体にコートし、２５０℃で２時間以上乾燥後、５００℃で１時間以上焼成して、内層１０５を形成した。次に、硝酸Ｐｔ溶液（Ｐｔで２ｇ）に浸漬し、内層１０５にＰｔを２ｇ／Ｌ担持させた。
さらに、スラリーＳ１を、先にスラリーＳ２をコートした上にコートし、２５０℃で２時間以上乾燥後、５００℃で１時間以上焼成して、外層１０７を形成した。次に、Ｂａ、Ｋ、Ｌｉを、前記実施例１と同様に、内層１０５及び外層１０７に担持し、排ガス浄化用触媒１０１を完成した。
（比較例３）
本比較例３の排ガス浄化用触媒１０１の構成は、基本的には前記参考例２と同様であるが、内層５、及び外層７において一部相違する。以下では、その相違点を中心に説明する。Ｒｈは、内層５に含まれず、外層７に含まれている。すなわち、本比較例３では、Ｒｈ及びＰｔは、ともに、外層７に含まれている。
（比較例３）
本比較例３の排ガス浄化用触媒１０１の構成は、基本的には前記参考例２と同様であるが、内層５、及び外層７において一部相違する。以下では、その相違点を中心に説明する。Ｒｈは、内層５に含まれず、外層７に含まれている。すなわち、本比較例３では、Ｒｈ及びＰｔは、ともに、外層７に含まれている。
（比較例４）
本比較例４の排ガス浄化用触媒１０１の構成は、基本的には前記実施例１と同様であるが、内層５において一部相違する。以下では、その相違点を中心に説明する。
本比較例４の排ガス浄化用触媒１０１の構成は、基本的には前記実施例１と同様であるが、内層５において一部相違する。以下では、その相違点を中心に説明する。
内層５は、以下の組成を有する。
Ｒｈ：０．５ｇ／Ｌ
アルミナ：５０ｇ／Ｌ
Ｂａ
Ｌｉ
Ｋ
すなわち、本比較例４では、内層５にジルコニア酸化物が含まれておらず、代わりにアルミナが含まれている。
アルミナ：５０ｇ／Ｌ
Ｂａ
Ｌｉ
Ｋ
すなわち、本比較例４では、内層５にジルコニア酸化物が含まれておらず、代わりにアルミナが含まれている。
本比較例４の排ガス浄化用触媒１０１の製造方法は、基本的には前記実施例１と同様であるが、内層５を形成するためのスラリーとして、スラリーＳ１の代わりに、スラリーＳ７を用いた。スラリーＳ７は、以下の成分を混合することにより調製した。
（スラリーＳ７）
塩化Ｒｈ溶液：Ｒｈで０．５ｇ
アルミナ：５０ｇ
水：１００ｇ
（比較例５）
本比較例５の排ガス浄化用触媒１０１の構成は、基本的には前記比較例４と同様であるが、外層７において一部相違する。以下では、その相違点を中心に説明する。
（スラリーＳ７）
塩化Ｒｈ溶液：Ｒｈで０．５ｇ
アルミナ：５０ｇ
水：１００ｇ
（比較例５）
本比較例５の排ガス浄化用触媒１０１の構成は、基本的には前記比較例４と同様であるが、外層７において一部相違する。以下では、その相違点を中心に説明する。
外層７は、以下の組成を有する。
Ｐｔ：２ｇ／Ｌ
アルミナ：２２０ｇ／Ｌ
Ｂａ
Ｌｉ
Ｋ
すなわち、本比較例５では、外層７に、ＺｒＴｉ複合酸化物、ＣｅＺｒ複合酸化物が含まれていない。
アルミナ：２２０ｇ／Ｌ
Ｂａ
Ｌｉ
Ｋ
すなわち、本比較例５では、外層７に、ＺｒＴｉ複合酸化物、ＣｅＺｒ複合酸化物が含まれていない。
本比較例５の排ガス浄化用触媒１０１の製造方法は、基本的には前記比較例４と同様であるが、外層７を形成するためのスラリーとして、スラリーＳ２の代わりに、スラリーＳ８を用いた。スラリーＳ８は、以下の成分を混合することにより調製した。
（スラリーＳ８）
アルミナ：２２０ｇ
水：５００ｇ
（比較例６）
本比較例６の排ガス浄化用触媒１０１の構成は、基本的には前記実施例１と同様であるが、内層５にＰｔを配置し、外層７にＲｈを配置する点で異なる。以下では、その相違点を中心に説明する。
（スラリーＳ８）
アルミナ：２２０ｇ
水：５００ｇ
（比較例６）
本比較例６の排ガス浄化用触媒１０１の構成は、基本的には前記実施例１と同様であるが、内層５にＰｔを配置し、外層７にＲｈを配置する点で異なる。以下では、その相違点を中心に説明する。
内層５は、以下の組成を有する。
Ｐｔ：２ｇ／Ｌ
Ｃａを酸化物換算で２重量％添加した複合ジルコニア酸化物：５０ｇ／Ｌ
Ｂａ
Ｌｉ
Ｋ
外層７は、以下の組成を有する。
Ｃａを酸化物換算で２重量％添加した複合ジルコニア酸化物：５０ｇ／Ｌ
Ｂａ
Ｌｉ
Ｋ
外層７は、以下の組成を有する。
Ｒｈ：０．５ｇ／Ｌ
アルミナ：１００ｇ／Ｌ
ＺｒＴｉ複合酸化物：１００ｇ／Ｌ
ＣｅＺｒ複合酸化物２０ｇ／Ｌ
Ｂａ
Ｌｉ
Ｋ
本比較例６の排ガス浄化用触媒１０１の製造方法は、基本的には前記実施例１と同様であるが、内層５を形成するためのスラリーとして、スラリーＳ１の代わりに、スラリーＳ９を用いた。スラリーＳ９は、以下の成分を混合することにより調製した。
（スラリーＳ９）
硝酸Ｐｔ溶液：Ｐｔで２ｇ
Ｃａを酸化物換算で２重量％添加した複合ジルコニア酸化物：５０ｇ
水：１００ｇ
また、外層７をスラリーＳ２を用いて形成した後、塩化Ｒｈ溶液を用い、Ｒｈを外層７に担持させた。
アルミナ：１００ｇ／Ｌ
ＺｒＴｉ複合酸化物：１００ｇ／Ｌ
ＣｅＺｒ複合酸化物２０ｇ／Ｌ
Ｂａ
Ｌｉ
Ｋ
本比較例６の排ガス浄化用触媒１０１の製造方法は、基本的には前記実施例１と同様であるが、内層５を形成するためのスラリーとして、スラリーＳ１の代わりに、スラリーＳ９を用いた。スラリーＳ９は、以下の成分を混合することにより調製した。
（スラリーＳ９）
硝酸Ｐｔ溶液：Ｐｔで２ｇ
Ｃａを酸化物換算で２重量％添加した複合ジルコニア酸化物：５０ｇ
水：１００ｇ
また、外層７をスラリーＳ２を用いて形成した後、塩化Ｒｈ溶液を用い、Ｒｈを外層７に担持させた。
次に、各実施例で製造した排ガス浄化用触媒１の性能を確かめるために行った試験について説明する。
（１）触媒コート層中のアルカリ金属残存量評価
（１−１）試験方法
まず、排ガス浄化用触媒を、排気量２０００ｃｃのガソリンエンジンに取り付け、７５０℃でのストイキ条件と、７００℃のリーン条件とを交互に４０回繰り返す劣化促進耐久（以下、「耐久」とする）を行った。
（１）触媒コート層中のアルカリ金属残存量評価
（１−１）試験方法
まず、排ガス浄化用触媒を、排気量２０００ｃｃのガソリンエンジンに取り付け、７５０℃でのストイキ条件と、７００℃のリーン条件とを交互に４０回繰り返す劣化促進耐久（以下、「耐久」とする）を行った。
次に、排ガス浄化用触媒から、触媒コート層のみをかき取り、それを酸に溶解させ、化学分析（ＩＣＰ）によりアルカリ金属（Ｋ）量を測定した。測定は、実施例１〜３、及び比較例１〜６の排ガス浄化用触媒について行った。
表１に、触媒コート層中に残存していたアルカリ金属（Ｋ）の量を示す。なお、触媒コート層中に配合されたアルカリ金属（Ｋ）の初期量は、実施例１、３、参考例２及び比較例１〜６のいずれにおいても等しい。
特に、実施例１、３の排ガス浄化用触媒は、触媒コート層中のアルカリ金属（Ｋ）残存量が一層多かった。このことは、内層５に含まれる、Ｃａを添加したジルコニア複合酸化物は、（ｃ）アルカリ金属又はアルカリ土類金属元素の基材３への移動・固溶を防止する効果が一層高いためであると考えられる。
（２）触媒活性評価
（２−１）試験方法
まず、排ガス浄化用触媒に対し、前記「（１−１）試験方法」と同様に耐久を行った。次に、排ガス浄化用触媒に、ＨＣ、Ｏ２、ＮＯを含むモデルガスを流し、触媒温度を１００℃から３０℃／ｍｉｎの速度で昇温しながら、リーン雰囲気中におけるＨＣ浄化率を測定した。ＨＣ浄化率の定義は、触媒入り側のＨＣ濃度をＡとし、触媒出側ＨＣ濃度をＢとしたとき、（Ａ−Ｂ）／Ａで表される値である。実験は、実施例１、３、参考例２と、比較例１、３（Ｐｔ、Ｒｈが、同一の層中に混在するもの）とについて行った。
（２）触媒活性評価
（２−１）試験方法
まず、排ガス浄化用触媒に対し、前記「（１−１）試験方法」と同様に耐久を行った。次に、排ガス浄化用触媒に、ＨＣ、Ｏ２、ＮＯを含むモデルガスを流し、触媒温度を１００℃から３０℃／ｍｉｎの速度で昇温しながら、リーン雰囲気中におけるＨＣ浄化率を測定した。ＨＣ浄化率の定義は、触媒入り側のＨＣ濃度をＡとし、触媒出側ＨＣ濃度をＢとしたとき、（Ａ−Ｂ）／Ａで表される値である。実験は、実施例１、３、参考例２と、比較例１、３（Ｐｔ、Ｒｈが、同一の層中に混在するもの）とについて行った。
ＨＣ浄化率は、触媒温度が高くなるにつれて向上した。各排ガス浄化用触媒について、ＨＣ浄化率が、２０％、４０％、５０％、７０％、９０％に達する温度を求めた。その結果を表２に示す。
（３）ＮＯｘ還元量の評価
（３−１）試験方法
まず、排ガス浄化用触媒を、排気量２０００ｃｃのガソリン・リーンバーンエンジンに取り付け、Ａ／Ｆ＝２０〜２８のリーン雰囲気とした。そして、その時の触媒入り側のＮＯｘ濃度と出側のＮＯｘ濃度との差からＮＯｘの還元量（ｍｇ）を算出した。なお、測定時におけるその他の条件は、以下のとおりとした。
出側のＮＯｘ濃度は、入り側の濃度の８０％以上となるまで測定した。
エンジン回転数：１２００〜３０００ｒｐｍ
トルク：２０〜７０Ｎ・ｍ
入りガス温度：３００℃、３５０℃、４００℃、４５０℃、５００℃
実験は、実施例１、３、参考例２、及び比較例１〜６の排ガス浄化用触媒について行った。
結果を表３に示す。
トルク：２０〜７０Ｎ・ｍ
入りガス温度：３００℃、３５０℃、４００℃、４５０℃、５００℃
実験は、実施例１、３、参考例２、及び比較例１〜６の排ガス浄化用触媒について行った。
結果を表３に示す。
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、前記実施例３において、Ｐｄ０．５ｇを、外層７に含ませず、内層５に含ませてもよい。また、外層７と内層５との両方にＰｄを含ませてもよい。
Claims (3)
- 触媒基材と、
前記触媒基材上に形成され、（ａ）Ｒｈ、（ｂ）Ｐｔ、（ｃ）アルカリ金属又はアルカリ土類金属元素、及び（ｄ）ＺｒＴｉ複合酸化物又は ＣｅＺｒ複合酸化物を含む触媒コート層と、
を有する排ガス浄化用触媒であって、
前記触媒コート層は、
前記（ａ）の７０重量％以上が存在する内層と、前記（ｂ）の７０重量％以上が存在する外層とを備えた層構造を有し、
前記内層は、アルカリ土類金属元素及び希土類元素から成る群から選ばれる元素と、ジルコニアとの複合酸化物を含み、
前記（ｄ）は、少なくとも前記外層に含まれていることを特徴とする排ガス浄化用触媒。 - 前記（ｃ）は、少なくとも前記外層に含まれていることを特徴とする請求項１記載の排ガス浄化用触媒。
- さらに、Ｐｄを、前記内層、及び／又は、前記外層に含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス浄化用触媒。
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