JP7295188B2 - 排ガス浄化触媒装置 - Google Patents
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Description
本発明は、排ガス浄化触媒装置に関する。
ディーゼルエンジンから排出される排ガス中のＮＯｘを、大気に放出される前に、還元浄化する技術として、選択的接触還元（ＳＣＲ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）システムが知られている。ＳＣＲシステムは、還元剤、例えばアンモニアを用いて、排ガス中のＮＯｘをＮ２に還元する技術である。
このＳＣＲシステムでは、ＮＯｘの還元浄化率を向上するため、還元剤が過剰に用いられることがあり、この場合には、ＮＯｘの還元に用いられなかった非反応の還元剤が、ＳＣＲ触媒から排出される。なお、還元剤としてアンモニアを用いた場合、ＳＣＲ触媒からのアンモニアの排出は、「アンモニアスリップ」と呼ばれることがある
スリップしたアンモニアは、ＡＳＣ（Ａｍｍｏｎｉａ Ｓｌｉｐ Ｃａｔａｌｙｓｔ：アンモニアスリップ触媒）によって浄化（酸化浄化）されたうえで、大気に放出されることが望ましい。そこで、ＳＣＲシステムでは、ＡＳＣが、例えば、ＳＣＲ層と積層されて、或いは、ＳＣＲ層の後段に配置された状態で、併用されることが多い。
ＡＳＣとしては、例えば、特許文献１に、高表面積の金属酸化物担体上に、白金又は白金とパラジウムとの組み合わせから成る酸化触媒金属が担持された、触媒が記載されている。また、特許文献２には、基材上に、セリアに包接された白金が触接担持された、触媒が記載されている。
本発明の目的は、特に、低温におけるアンモニアの浄化性能に優れる、ＡＳＣを提供することである。
上記の目的を解決する本発明は、以下のとおりである。
《態様１》隔壁によって区画された複数の排ガス流路を有する基材の前記隔壁上又は前記隔壁内に、貴金属触媒粒子担持層及び無機酸化物粒子層を有する排ガス浄化触媒装置であって、
前記無機酸化物粒子層が、前記貴金属触媒粒子担持層よりも前記排ガス流路側に配置されており、かつ、
前記無機酸化物粒子層中の無機酸化物粒子の一次粒径が、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下である、
排ガス浄化触媒装置。
《態様２》貴金属触媒粒子が、前記基材の前記隔壁内に直接担持されて、前記貴金属触媒粒子担持層を形成しており、
前記無機酸化物粒子が、前記基材の前記隔壁内又は隔壁上に直接に担持されて、前記無機酸化物粒子層を形成している、
態様１に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様３》貴金属触媒粒子が、担体粒子上に担持されており、
前記担体粒子に担持されている貴金属触媒粒子が、前記基材の前記隔壁上に配置されて、前記貴金属触媒粒子担持層を形成しており、
前記無機酸化物粒子が、前記貴金属触媒粒子担持層上に配置されて、無機酸化物粒子層を形成している、
態様１に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様４》前記無機酸化物粒子が、セリウム、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、ランタン、鉄、コバルト、マンガン、バナジウム、タングステン、銅、及びニッケルから選択される１種又は２種以上の金属の酸化物の粒子である、態様１～３のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様５》前記無機酸化物粒子が、セリウム、チタン、ジルコニウム、及びアルミニウムから選択される１種又は２種以上の金属の酸化物の粒子である、態様４に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様６》前記貴金属触媒粒子担持層中の貴金属触媒粒子の量が、前記基材の容量１Ｌ当たりの金属換算質量として、０．０３ｇ／Ｌ以上０．５０ｇ／Ｌ以下である、態様１～５のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様７》前記無機酸化物粒子層中の無機酸化物粒子の量が、前記基材の容量１Ｌ当たりの質量として、３．０ｇ／Ｌ以上５０ｇ／Ｌ以下である、態様１～６のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様８》前記無機酸化物粒子層よりも前記排ガス流路側に、ゼオライト層を更に有する、態様１～７のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様９》前記ゼオライト層中のゼオライトが、Ｃｕ－ＣＨＡ型ゼオライトである、態様８に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様１０》前記ゼオライト層中のゼオライトの量が、前記基材の容量１Ｌ当たりの質量として、３０ｇ／Ｌ以上２００ｇ／Ｌ以下である、態様８又は９に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様１１》前記貴金属触媒粒子担持層中の貴金属粒子が、白金、パラジウム、及びロジウムから選択される１種又は２種以上である、態様１～１０のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様１２》前記貴金属触媒粒子担持層中の貴金属粒子が、白金及びパラジウムから選択される１種又は２種である、態様１１に記載の排ガス浄化触媒装置。
前記無機酸化物粒子層が、前記貴金属触媒粒子担持層よりも前記排ガス流路側に配置されており、かつ、
前記無機酸化物粒子層中の無機酸化物粒子の一次粒径が、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下である、
排ガス浄化触媒装置。
《態様２》貴金属触媒粒子が、前記基材の前記隔壁内に直接担持されて、前記貴金属触媒粒子担持層を形成しており、
前記無機酸化物粒子が、前記基材の前記隔壁内又は隔壁上に直接に担持されて、前記無機酸化物粒子層を形成している、
態様１に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様３》貴金属触媒粒子が、担体粒子上に担持されており、
前記担体粒子に担持されている貴金属触媒粒子が、前記基材の前記隔壁上に配置されて、前記貴金属触媒粒子担持層を形成しており、
前記無機酸化物粒子が、前記貴金属触媒粒子担持層上に配置されて、無機酸化物粒子層を形成している、
態様１に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様４》前記無機酸化物粒子が、セリウム、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、ランタン、鉄、コバルト、マンガン、バナジウム、タングステン、銅、及びニッケルから選択される１種又は２種以上の金属の酸化物の粒子である、態様１～３のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様５》前記無機酸化物粒子が、セリウム、チタン、ジルコニウム、及びアルミニウムから選択される１種又は２種以上の金属の酸化物の粒子である、態様４に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様６》前記貴金属触媒粒子担持層中の貴金属触媒粒子の量が、前記基材の容量１Ｌ当たりの金属換算質量として、０．０３ｇ／Ｌ以上０．５０ｇ／Ｌ以下である、態様１～５のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様７》前記無機酸化物粒子層中の無機酸化物粒子の量が、前記基材の容量１Ｌ当たりの質量として、３．０ｇ／Ｌ以上５０ｇ／Ｌ以下である、態様１～６のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様８》前記無機酸化物粒子層よりも前記排ガス流路側に、ゼオライト層を更に有する、態様１～７のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様９》前記ゼオライト層中のゼオライトが、Ｃｕ－ＣＨＡ型ゼオライトである、態様８に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様１０》前記ゼオライト層中のゼオライトの量が、前記基材の容量１Ｌ当たりの質量として、３０ｇ／Ｌ以上２００ｇ／Ｌ以下である、態様８又は９に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様１１》前記貴金属触媒粒子担持層中の貴金属粒子が、白金、パラジウム、及びロジウムから選択される１種又は２種以上である、態様１～１０のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様１２》前記貴金属触媒粒子担持層中の貴金属粒子が、白金及びパラジウムから選択される１種又は２種である、態様１１に記載の排ガス浄化触媒装置。
本発明によると、特に、低温におけるアンモニアの浄化性能に優れる、ＡＳＣが提供される。
《排ガス浄化触媒装置》
本発明の排ガス浄化触媒装置は、
隔壁によって区画された複数の排ガス流路を有する基材の前記隔壁上又は前記隔壁内に、貴金属触媒粒子担持層及び無機酸化物粒子層を有する排ガス浄化触媒装置であって、
前記無機酸化物粒子層が、前記貴金属触媒粒子担持層よりも前記排ガス流路側に配置されており、かつ、
前記無機酸化物粒子層中の無機酸化物粒子の一次粒径が、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下である、
排ガス浄化触媒装置である。
本発明の排ガス浄化触媒装置は、
隔壁によって区画された複数の排ガス流路を有する基材の前記隔壁上又は前記隔壁内に、貴金属触媒粒子担持層及び無機酸化物粒子層を有する排ガス浄化触媒装置であって、
前記無機酸化物粒子層が、前記貴金属触媒粒子担持層よりも前記排ガス流路側に配置されており、かつ、
前記無機酸化物粒子層中の無機酸化物粒子の一次粒径が、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下である、
排ガス浄化触媒装置である。
本発明の排ガス浄化触媒装置は、上記の構成を有することにより、特に、低温におけるアンモニアの酸化浄化性能に優れ、ＡＳＣとして好適である。
アンモニアの酸化反応は、活性化エネルギーが比較的大きく、反応温度の影響を受け易い。そのため、従来技術の排ガス浄化触媒装置では、低温におけるアンモニア浄化率は、低いものにとどまっている。
本発明の排ガス浄化触媒装置では、小粒径の無機酸化物粒子により、アンモニア（ＮＨ３）を、より反応性の高い化学種（例えば、ＮＨ４
＋、ＮＨ２
－等）に改質したうえで、貴金属触媒粒子と接触させることにより、低温におけるアンモニアの浄化効率が高くなっていると考えられる。ただし、本発明は、特定の理論に拘束されない。
本発明の排ガス浄化触媒装置は、無機酸化物粒子層よりも排ガス流路側に、ゼオライト層を更に有していてもよい。
以下、本発明の排ガス浄化触媒装置を構成する要素について、順に詳説する。
〈基材〉
本発明の排ガス浄化触媒装置における基材は、隔壁によって区画された複数の排ガス流路を有する基材である。基材の隔壁は、隣接する排ガス流路間を流体的に連通する細孔を有していてよい。
本発明の排ガス浄化触媒装置における基材は、隔壁によって区画された複数の排ガス流路を有する基材である。基材の隔壁は、隣接する排ガス流路間を流体的に連通する細孔を有していてよい。
この基材は、所望の排ガス浄化触媒装置の構成に応じて、適宜に選択されてよい。基材の構成材料は、例えば、コージェライト等の耐火性無機酸化物であってよい。基材は、ストレートフロー型であっても、ウォールフロー型であってもよい。
本発明の排ガス浄化触媒装置における基材は、典型的には、例えば、コージェライト製のストレートフロー型又はウォールフロー型のモノリスハニカム基材であってよい。
〈貴金属触媒粒子担持層〉
本発明の排ガス浄化触媒装置は、基材の前記隔壁上又は前記隔壁内に、貴金属触媒粒子担持層を有する。貴金属粒子担持層は、貴金属触媒粒子を含む。この貴金属触媒粒子は、後述の無機酸化物粒子層に含まれる小粒径の無機酸化物粒子によって反応性の高い化学種に改質されたアンモニアを、酸化浄化する触媒として機能する。
本発明の排ガス浄化触媒装置は、基材の前記隔壁上又は前記隔壁内に、貴金属触媒粒子担持層を有する。貴金属粒子担持層は、貴金属触媒粒子を含む。この貴金属触媒粒子は、後述の無機酸化物粒子層に含まれる小粒径の無機酸化物粒子によって反応性の高い化学種に改質されたアンモニアを、酸化浄化する触媒として機能する。
貴金属触媒粒子担持層中の貴金属粒子は、白金族金属から選択される貴金属の粒子であってよく、具体的には、白金、パラジウム、及びロジウムから選択される１種又は２種以上であってよく、白金及びパラジウムから選択される１種又は２種であってよい。
貴金属粒子の粒径（一次粒径）は、例えば、１５ｎｍ以上、２０ｎｍ以上、又は３０ｎｍ以上であってよく、１００ｎｍ以下、８０ｎｍ以下、又は６０ｎｍ以下であってよい。この貴金属粒子の粒径は、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡等で撮影された画像から求めた数平均粒径であってよい。
貴金属触媒粒子担持層中の貴金属粒子の量は、基材容量１Ｌ当たりの金属換算質量として、０．０１ｇ／Ｌ以上、０．０２ｇ／Ｌ以上、０．０３ｇ／Ｌ以上、０．０４ｇ／Ｌ以上、又は０．０５ｇ／Ｌ以上であってよく、２．００ｇ／Ｌ以下、１．５０ｇ／Ｌ以下、１．００ｇ／Ｌ以下、０．５０ｇ／Ｌ以下、０．３０ｇ／Ｌ以下、０．１０ｇ／Ｌ以下であってよい。
本発明の排ガス浄化触媒装置において、貴金属触媒粒子は、
基材の隔壁内に直接担持されて、貴金属触媒粒子担持層を形成していてもよいし、
担体粒子上に担持されており、この担体粒子に担持されている貴金属触媒粒子が、基材の隔壁上に配置されて、貴金属触媒粒子担持層を形成していてもよい。
基材の隔壁内に直接担持されて、貴金属触媒粒子担持層を形成していてもよいし、
担体粒子上に担持されており、この担体粒子に担持されている貴金属触媒粒子が、基材の隔壁上に配置されて、貴金属触媒粒子担持層を形成していてもよい。
ここで、貴金属触媒粒子が基材の隔壁内に直接担持されるとは、貴金属触媒粒子が、担体粒子を介さないで、基材の隔壁の細孔壁上に担持されていることをいう。また、担体粒子に担持されている貴金属触媒粒子が基材の隔壁上に配置されるとは、貴金属触媒粒子が担持されている担体粒子の少なくとも一部が、基材の隔壁の細孔内には入り込まずに、隔壁上に配置されることをいう。
本発明の排ガス浄化触媒装置では、無機酸化物粒子層と貴金属触媒粒子担持層とが別個の層として存在することにより、アンモニアが無機酸化物粒子層に接触して反応性の高い化学種に変換されてから貴金属触媒粒子担持層に接触することを確実にできる。
貴金属触媒粒子担持層中の貴金属触媒粒子が、基材の隔壁内に直接担持されている場合、貴金属粒子は、隔壁内の排ガス流路側に局在していてもよいし、隔壁の厚み方向に広く分布していてもよい。
貴金属触媒粒子担持層中の貴金属触媒粒子が、担体粒子上に担持されている場合、担体粒子は、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、及びケイ素、並びにセリウム以外の希土類元素から選択される１種又は２種以上の金属の酸化物の粒子であってよい。
担体粒子の粒径（二次粒径）は、例えば、１μｍ以上、３μｍ以上、５μｍ以上、又は８μｍ以上であってよく、１００μｍ以下、８０μｍ以下、５０μｍ以下、３０μｍ以下、２０μｍ以下、又は１０μｍ以下であってよい。この担体粒子の粒径は、担体粒子を適当な液状媒体（例えば水）中に分散した懸濁液について、動的光散乱法によって得られたメジアン径（Ｄ５０）であってよい。
貴金属触媒粒子が担体粒子上に担持されている場合、貴金属触媒粒子の担持量は、担体粒子の質量に対する貴金属触媒粒子の質量の比（百分率）として、例えば、０．１質量％以上、０．２質量％以上、０．４質量％以上、又は０．６質量％以上であってよく、２．０質量％以下、１．５質量％以下、１．２質量％以下、１．０質量％以下、又は０．８質量％以下であってよい。
貴金属触媒粒子が担体粒子上に担持されている場合、貴金属触媒粒子担持層は、貴金属触媒粒子を担持した担体粒子のみから成っていてもよいし、これ以外の任意成分を含んでいてもよい。貴金属触媒粒子担持層に含まれる任意成分は、例えば、担体粒子以外の無機酸化物粒子、バインダー等であってよい。
しかしながら、本発明の排ガス浄化触媒装置の圧損の過度の上昇を回避しつつ、ＮＨ３浄化能を高くする観点からは、貴金属触媒粒子担持層中の任意成分の割合は低くてよい。具体的には、貴金属触媒粒子担持層の全質量に対する、任意成分の質量割合は、５０質量％以下、３０質量％以下、１０質量％以下、５質量％以下、３質量％以下、又は１質量％以下であってよい。
〈無機酸化物粒子層〉
本発明の排ガス浄化触媒装置は、貴金属触媒粒子担持層よりも排ガス流路側に、無機酸化物粒子層を有する。
本発明の排ガス浄化触媒装置は、貴金属触媒粒子担持層よりも排ガス流路側に、無機酸化物粒子層を有する。
この無機酸化物粒子層の位置は、貴金属触媒粒子層の態様によって異なっていてよい。具体的には、以下のとおりであってよい。
貴金属触媒粒子が基材の隔壁内に直接担持されて、貴金属触媒粒子担持層を形成している場合、無機酸化物粒子が、基材の隔壁内又は隔壁上に直接に担持されて、無機酸化物粒子層を形成していてよく；
担体粒子に担持されている貴金属触媒粒子が基材の隔壁上に配置されて、貴金属触媒粒子担持層を形成している場合、無機酸化物粒子が、貴金属触媒粒子担持層上に配置されて、無機酸化物粒子層を形成していてよい。
貴金属触媒粒子が基材の隔壁内に直接担持されて、貴金属触媒粒子担持層を形成している場合、無機酸化物粒子が、基材の隔壁内又は隔壁上に直接に担持されて、無機酸化物粒子層を形成していてよく；
担体粒子に担持されている貴金属触媒粒子が基材の隔壁上に配置されて、貴金属触媒粒子担持層を形成している場合、無機酸化物粒子が、貴金属触媒粒子担持層上に配置されて、無機酸化物粒子層を形成していてよい。
ここで、無機酸化物粒子が、基材の隔壁内に直接に担持されるとは、無機酸化物粒子が、担体粒子を介さないで、基材の隔壁の細孔壁上に担持されていることをいう。また、無機酸化物粒子が、基材の隔壁上に直接に担持されるとは、無機酸化物粒子の少なくとも一部が、基材の隔壁の細孔内には入り込まずに、隔壁上に配置されることをいう。
更に、無機酸化物粒子が、貴金属触媒粒子担持層上に配置されるとは、無機酸化物粒子が、貴金属触媒粒子担持層の排ガス流路側に配置されることをいう。
上記いずれの場合であっても、無機酸化物粒子層は、貴金属触媒粒子担持層よりも排ガス流路側に配置される。この構成により、排ガス中のＮＨ３は、最初に無機酸化物粒子層と接触し、より反応性の高い化学種（例えば、ＮＨ４
＋、ＮＨ２
－等）に改質されたうえで、貴金属触媒粒子担持層中の貴金属触媒粒子と接触することになる。このような機構により、本発明の排ガス浄化触媒装置は、低温領域でも高いＮＨ３浄化性能を発揮することができる。
無機酸化物粒子層中の無機酸化物粒子の一次粒径は、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。本発明の排ガス浄化触媒装置では、このような無機酸化物粒子の微粒子から成る無機酸化物粒子層によって、ＮＨ３の改質効率が向上する。
無機酸化物粒子層中の無機酸化物粒子は、セリウム、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、ランタン、鉄、コバルト、マンガン、バナジウム、タングステン、銅、及びニッケルから選択される１種又は２種以上の金属の酸化物の粒子であってよく、特に、セリウム、チタン、ジルコニウム、及びアルミニウムから選択される１種又は２種以上の金属の酸化物の粒子であってよく、典型的にはセリア粒子であってよい。
無機酸化物粒子層中の無機酸化物粒子の一次粒径は、排ガス浄化触媒装置の製造を容易にし、かつ／又は無機酸化物粒子が貴金属触媒粒子担持層に入り込むのを抑制する観点から、５ｎｍ以上であり、アンモニアの改質効果を高効率に行うとの観点から、２００ｎｍ以下である。無機酸化物粒子の一次粒径は、６ｎｍ以上、８ｎｍ以上、又は１０ｎｍ以上であってよく、１５０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、８０ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、又は１５ｎｍ以下であってよい。
無機酸化物粒子の一次粒径は、電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真等で観察される一次粒子の面積相当径の数平均粒径である。
無機酸化物粒子層中の無機酸化物粒子の量は、アンモニアの改質効果を高効率に行うこと、及び圧損を過度に上昇させないことを考慮して、適宜に設定されてよい。無機酸化物粒子層中の無機酸化物粒子の量は、基材容量１Ｌ当たりの質量として、例えば、１．０ｇ／Ｌ以上、２．０ｇ／Ｌ以上、又は３．０ｇ／Ｌ以上であってよく、５０ｇ／Ｌ以下、３０ｇ／Ｌ以下、１０ｇ／Ｌ以下、８ｇ／Ｌ以下、又は５ｇ／Ｌ以下であってよい。
〈ゼオライト層〉
本発明の排ガス浄化触媒装置は、無機酸化物粒子層よりも前記排ガス流路側に、更に、ゼオライト層を有していてもよい。ゼオライト層は、ゼオライトを含む層である。
本発明の排ガス浄化触媒装置は、無機酸化物粒子層よりも前記排ガス流路側に、更に、ゼオライト層を有していてもよい。ゼオライト層は、ゼオライトを含む層である。
ゼオライト層を有する本発明の排ガス浄化触媒装置は、特に低温におけるＮＨ３浄化能に優れ、ＡＳＣとして好適である他、ＳＣＲによるＮＯｘ浄化能を発揮することができる。
ゼオライト層中のゼオライトは、そのシリカアルミナ比（ＳＡＲ）が１５．０以下であってよい。ＳＡＲが１５．０以下のゼオライトを用いることにより、ＳＣＲ反応によるＮＯｘ浄化率が高いものとなる。このＳＡＲの値は、ゼオライト中のシリカ（ＳｉＯ２）のモル量と、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）のモル量との比（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３）として示される。
ゼオライトのＳＡＲは、ＮＯｘ浄化率を高くする観点から、１４．０以下、１３．０以下、１２．０以下、１１．０以下、１０．０以下、９．０以下、又は８．０以下であってよい。一方で、ＳＡＲが低すぎると、ゼオライトの合成が困難となり、触媒コストの過度の上昇を招く場合がある。このような事態を回避するため、ゼオライトのＳＡＲは、４．０以上、５．０以上、６．０以上、又は７．０以上であってよい。
ゼオライト層中のゼオライトの結晶構造は任意である。本発明に適用可能なプロトンゼオライトの結晶構造を、それぞれの構造コード（カッコ内に記載）とともに示せば、例えば、Ａ型（ＬＴＡ）、フェリエライト（ＦＥＲ）、ＭＣＭ－２２（ＭＷＷ）、ＺＳＭ－５（ＭＦＩ）、モルデナイト（ＭＯＲ）、Ｌ型（ＬＴＬ）、Ｘ型又はＹ型（ＦＡＵ）、ベータ型（ＢＥＡ）、チャバサイト（ＣＨＡ）等であってよい。
ゼオライトは、Ｃｕでイオン交換されたゼオライトであってよい。ゼオライトにおけるＣｕ量は、本発明の排ガス浄化触媒装置のＳＣＲ活性を高くする観点から、ゼオライト中のＡｌ原子１モルに対して、０．１０ｍｏｌ／ｍｏｌ－Ａｌ以上、０．１５ｍｏｌ／ｍｏｌ－Ａｌ以上、０．２０ｍｏｌ／ｍｏｌ－Ａｌ以上、０．２５ｍｏｌ／ｍｏｌ－Ａｌ以上、又は０．３０ｍｏｌ／ｍｏｌ－Ａｌ以上であってよい。
ゼオライトにおけるＣｕ量の上限については、ＳＣＲ活性の観点らの制限はない。しかしながら、ゼオライト中のＣｕ量には製造上の限界があり、排ガス浄化触媒装置の製造コストを適正に維持する観点から、ゼオライトにおけるＣｕ量は、ゼオライト中のＡｌ原子１モルに対して、０．５０ｍｏｌ／ｍｏｌ－Ａｌ以下、０．４５ｍｏｌ／ｍｏｌ－Ａｌ以下、０．４０ｍｏｌ／ｍｏｌ－Ａｌ以下、０．３５ｍｏｌ／ｍｏｌ－Ａｌ以下、０．３０ｍｏｌ／ｍｏｌ－Ａｌ以下、又は０．２５ｍｏｌ／ｍｏｌ－Ａｌ以下であってよい。
本発明の排ガス浄化触媒装置のゼオライト層中のゼオライトは、典型的には、構造コード「ＣＨＡ」で示されるチャバサイト型のゼオライトを、Ｃｕでイオン交換してＣｕをドープした、Ｃｕ－ＣＨＡ型ゼオライトであってよい。
ゼオライト層中のゼオライトは、粒子状であってよい。粒子状のゼオライトの粒径（二次粒径）は、例えば、０．５μｍ以上、１μｍ以上、３μｍ以上、又は５μｍ以上であってよく、４０μｍ以下、２０μｍ以下、又は１０μｍ以下であってよい。この担体粒子の粒径は、担体粒子を適当な液状媒体（例えば水）中に分散した懸濁液について、動的光散乱法によって得られたメジアン径（Ｄ５０）であってよい。
本発明の排ガス浄化触媒装置におけるゼオライト層は、ゼオライト以外の任意成分を含んでいてよい。ゼオライト層の任意成分は、例えば、ゼオライト以外の無機酸化物、バインダー等であってよい。
ゼオライト層中のゼオライトの量は、本発明の排ガス浄化触媒装置のＳＣＲ活性を高くする観点から、基材容量１Ｌ当たりの質量として、３０ｇ／Ｌ以上、４０ｇ／Ｌ以上、５０ｇ／Ｌ以上、又は６０ｇ／Ｌ以上であってよい。一方で、排ガス浄化触媒装置の圧損が過度に上昇することを回避するため、基材容量１Ｌ当たりのゼオライトの量は、２００ｇ／Ｌ以下、１５０ｇ／Ｌ以下、１００ｇ／Ｌ以下、又は８０ｇ／Ｌ以下であってよい。
《排ガス浄化触媒装置の製造方法》
本発明の排ガス浄化触媒装置は、上記のような構成を有している限り、その製造方法は問わない。しかしながら、本発明の排ガス浄化触媒装置は、例えば、
基材上に、貴金属触媒粒子担持層を形成すること、及び
貴金属触媒粒子担持層が形成された基材上に、無機酸化物粒子層を形成すること
を含む、排ガス浄化触媒装置の製造方法によって製造されてよい。
本発明の排ガス浄化触媒装置は、上記のような構成を有している限り、その製造方法は問わない。しかしながら、本発明の排ガス浄化触媒装置は、例えば、
基材上に、貴金属触媒粒子担持層を形成すること、及び
貴金属触媒粒子担持層が形成された基材上に、無機酸化物粒子層を形成すること
を含む、排ガス浄化触媒装置の製造方法によって製造されてよい。
本発明の排ガス浄化触媒装置が、ゼオライト層を有するものである場合、排ガス浄化触媒装置の製造方法は、貴金属触媒粒子担持層及び無機酸化物粒子層が形成された基材上に、ゼオライト層を形成することを更に含んでいてよい。
〈基材〉
基材は、所望の排ガス浄化触媒装置における基材に応じて、適宜に選択されてよい。例えば、コージェライト製の、ストレートフロー型又はウォールフロー型のモノリスハニカム基材であってよい。
基材は、所望の排ガス浄化触媒装置における基材に応じて、適宜に選択されてよい。例えば、コージェライト製の、ストレートフロー型又はウォールフロー型のモノリスハニカム基材であってよい。
〈貴金属触媒粒子担持層の形成〉
上述したとおり、本発明の排ガス浄化触媒装置の貴金属触媒粒子担持層では、貴金属触媒粒子は、基材の隔壁上又は隔壁内に直接担持されていてもよいし、適当な担体粒子上に担持されていてもよい。以下、貴金属触媒粒子が基材の隔壁上又は隔壁内に直接担持されている場合、及び貴金属触媒粒子が担体粒子上に担持されている場合の貴金属触媒粒子担持層の形成について、順に説明する。
上述したとおり、本発明の排ガス浄化触媒装置の貴金属触媒粒子担持層では、貴金属触媒粒子は、基材の隔壁上又は隔壁内に直接担持されていてもよいし、適当な担体粒子上に担持されていてもよい。以下、貴金属触媒粒子が基材の隔壁上又は隔壁内に直接担持されている場合、及び貴金属触媒粒子が担体粒子上に担持されている場合の貴金属触媒粒子担持層の形成について、順に説明する。
（貴金属触媒粒子が基材の隔壁上又は隔壁内に直接担持されている貴金属触媒粒子担持層の形成）
この場合、例えば、基材上に、貴金属前駆体及び適当な溶媒を含むウォッシュコート液１をコートし、焼成することにより、貴金属触媒粒子担持層を形成してよい。このウォッシュコート液１は、増粘剤を含むことができ、適当な粘度に調節されていてよい。
この場合、例えば、基材上に、貴金属前駆体及び適当な溶媒を含むウォッシュコート液１をコートし、焼成することにより、貴金属触媒粒子担持層を形成してよい。このウォッシュコート液１は、増粘剤を含むことができ、適当な粘度に調節されていてよい。
貴金属前駆体は、所望の貴金属触媒粒子を構成する貴金属の、ハロゲン化物、強酸塩、錯化合物等であってよい。貴金属触媒粒子が、例えば、白金粒子である場合、貴金属前駆体は、例えば、水酸化テトラアンミン白金、塩化テトラアンミン白金、テトラクロロ白金酸アンモニウム、ヘキサクロロ白金酸アンモニウム、ジニトロジアンミン白金（硝酸溶液）等であってよい。
増粘剤は、例えば、多糖類、溶媒可溶なポリマー等であってよく、具体的には、例えば、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、クリンスシードガム、キサンタンガム、ポリアクリル酸、ポリエーテル等であってよい。
ウォッシュコート１の溶媒は、水及び水溶性有機溶媒から選択される１種以上であってよく、典型的には水である。
基材上へのウォッシュコート液１のコート、及び焼成は、公知の方法により、又はこれに当業者による適宜の変更を加えた方法により、行われてよい。
ここで、ウォッシュコート液１の粘度、コート条件、コート終了後から焼成までの時間、等を適宜に調節することにより、基材の隔壁内の任意の深さに、貴金属触媒粒子担持層を形成することができる。
（貴金属触媒粒子が担体粒子上に担持されている貴金属触媒粒子担持層の形成）
この場合、例えば、基材上に、貴金属触媒粒子が担持された担体粒子、及び適当な溶媒を含むウォッシュコート液１’をコートし、焼成することにより、貴金属触媒粒子担持層を形成してよい。このウォッシュコート液１’は、貴金属触媒粒子担持層の任意成分を含んでよい他、増粘剤を含むことができ、適当な粘度に調節されていてよい。
この場合、例えば、基材上に、貴金属触媒粒子が担持された担体粒子、及び適当な溶媒を含むウォッシュコート液１’をコートし、焼成することにより、貴金属触媒粒子担持層を形成してよい。このウォッシュコート液１’は、貴金属触媒粒子担持層の任意成分を含んでよい他、増粘剤を含むことができ、適当な粘度に調節されていてよい。
担体粒子は、所望の貴金属触媒粒子担持層における担体粒子に応じて、適宜に選択されてよい。例えば、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、及びケイ素、並びにセリウム以外の希土類元素から選択される１種又は２種以上の酸化物の粒子であってよい。
担体粒子上に貴金属触媒粒子を担持することは、担体粒子と貴金属前駆体とを接触させ、次いで焼成することによって、行われてよい。この接触は、適当な溶媒、例えば、水及び水溶性有機溶媒から選択される１種以上、典型的には水、の存在下で行われてよく、無溶媒下で行われてもよい。焼成は、公知の方法により、又はこれに当業者による適宜の変更を加えた方法により、行われてよい。
ウォッシュコート液１’に含まれる任意成分は、所望の貴金属触媒粒子担持層の構成に応じて、適宜に選択されてよい。ウォッシュコート液１’は、例えば、担体粒子以外の無機酸化物粒子、バインダー等を含んでいてよい。
ウォッシュコート液１’に含まれる増粘剤及び溶媒については、貴金属触媒粒子が基材上に直接担持されている貴金属触媒粒子担持層の形成に用いるウォッシュコート液１の場合と同様であってよい。
基材上へのウォッシュコート液１’のコート、及び焼成は、公知の方法により、又はこれに当業者による適宜の変更を加えた方法により、行われてよい。
〈無機酸化物粒子層の形成〉
貴金属触媒粒子担持層が形成された基材上への無機酸化物粒子層の形成は、貴金属触媒粒子担持層が形成された基材上に、所定の粒径の無機酸化物粒子及び適当な溶媒を含むウォッシュコート液２をコートし、焼成することにより、行われてよい。このウォッシュコート２は、増粘剤を含むことができ、適当な粘度に調節されていてよい。
貴金属触媒粒子担持層が形成された基材上への無機酸化物粒子層の形成は、貴金属触媒粒子担持層が形成された基材上に、所定の粒径の無機酸化物粒子及び適当な溶媒を含むウォッシュコート液２をコートし、焼成することにより、行われてよい。このウォッシュコート２は、増粘剤を含むことができ、適当な粘度に調節されていてよい。
無機酸化物粒子は、所望の無機酸化物粒子層における無機酸化物粒子に応じて、適宜に選択されてよく、例えば、一次粒径５ｎｍ以上２００ｎｍ以下のセリア粒子を用いてよい。
ウォッシュコート液２に含まれる増粘剤及び溶媒については、ウォッシュコート液１の場合と同様であってよい。
貴金属触媒粒子担持層が形成された基材上へのウォッシュコート液２のコート、及び焼成は、公知の方法により、又はこれに当業者による適宜の変更を加えた方法により、行われてよい。
ここで、ウォッシュコート液２の粘度、コート条件、コート終了後から焼成までの時間、等を適宜に調節することにより、基材の隔壁内の任意の深さに、又は隔壁上に、貴金属触媒粒子担持層を形成することができる。
以上の方法により、基材の隔壁上又は隔壁内に、貴金属触媒粒子担持層及び無機酸化物粒子層を有する排ガス浄化触媒装置であって、無機酸化物粒子層が、貴金属触媒粒子担持層よりも排ガス流路側に配置されている、排ガス浄化触媒装置が得られる。
〈ゼオライト層の形成〉
本発明の排ガス浄化装置の製造方法では、無機酸化物粒子層よりも排ガス流路側に、任意的にゼオライト層を形成してもよい。ゼオライト層の形成は、貴金属触媒粒子担持層及び無機酸化物粒子層を有する基材上に、ゼオライト及び適当な溶媒を含むウォッシュコート３をコートし、焼成することにより、行われてよい。このウォッシュコート３は、増粘剤を含むことができ、適当な粘度に調節されていてよい。また、ウォッシュコート３は、例えば、ゼオライト以外の無機酸化物、バインダー等の任意成分を、更に含んでいてよく、これらの任意成分の種類及び量は、所望のゼオライト層の構成に応じて、適宜に選択されてよい。
本発明の排ガス浄化装置の製造方法では、無機酸化物粒子層よりも排ガス流路側に、任意的にゼオライト層を形成してもよい。ゼオライト層の形成は、貴金属触媒粒子担持層及び無機酸化物粒子層を有する基材上に、ゼオライト及び適当な溶媒を含むウォッシュコート３をコートし、焼成することにより、行われてよい。このウォッシュコート３は、増粘剤を含むことができ、適当な粘度に調節されていてよい。また、ウォッシュコート３は、例えば、ゼオライト以外の無機酸化物、バインダー等の任意成分を、更に含んでいてよく、これらの任意成分の種類及び量は、所望のゼオライト層の構成に応じて、適宜に選択されてよい。
ゼオライト及び任意成分は、所望のゼオライト層の構成に応じて、適宜に選択されてよい。ゼオライトとして、例えば、Ｃｕ－ＣＨＡ型ゼオライトを使用してよく、任意成分として、例えば、ゼオライト以外の無機酸化物及びバインダーから選択される1種又は２種以上を使用してよい。
ウォッシュコート液３に含まれる増粘剤及び溶媒については、ウォッシュコート液１の場合と同様であってよい。
貴金属触媒粒子担持層及び無機酸化物粒子層を有する基材上へのウォッシュコート液３のコート、及び焼成は、公知の方法により、又はこれに当業者による適宜の変更を加えた方法により、行われてよい。
以上の方法により、基材上に、貴金属触媒粒子担持層、無機酸化物粒子層、及びゼオライト層をこの順に有する排ガス浄化触媒装置が得られる。
《実施例１》
〈排ガス浄化触媒装置の製造〉
（１）ウォッシュコート液１の調製
貴金属前駆体としてのテトラアンミン白金（ＩＩ）水酸化物水溶液、及び純水を混合し、更に、増粘剤としての多糖類を添加して、貴金属前駆体を含有するウォッシュコート液１を得た。ウォッシュコート液１中のＰｔ濃度は金属Ｐｔ換算値として０．０３質量％とした。
〈排ガス浄化触媒装置の製造〉
（１）ウォッシュコート液１の調製
貴金属前駆体としてのテトラアンミン白金（ＩＩ）水酸化物水溶液、及び純水を混合し、更に、増粘剤としての多糖類を添加して、貴金属前駆体を含有するウォッシュコート液１を得た。ウォッシュコート液１中のＰｔ濃度は金属Ｐｔ換算値として０．０３質量％とした。
（２）ウォッシュコート２の調製
一次粒径１０ｎｍのセリア粒子及び純水を混合し、更に、増粘剤としての多糖類を添加して、セリア粒子を含有するウォッシュコート液２を得た。ウォッシュコート２中のセリア粒子含有量は３．５質量％とした。
一次粒径１０ｎｍのセリア粒子及び純水を混合し、更に、増粘剤としての多糖類を添加して、セリア粒子を含有するウォッシュコート液２を得た。ウォッシュコート２中のセリア粒子含有量は３．５質量％とした。
（３）ウォッシュコート液３の調製
シリカアルミナ比（ＳＡＲ）１３．５、Ａｌ原子当たりのＣｕ量０．２８ｍｏｌ／ｍｏｌ－ＡｌのＣｕ－ＣＨＡ型ゼオライト、シリカ系バインダー、及び純水を混合し、更に、増粘剤としての多糖類を添加して、Ｃｕ－ＣＨＡ型ゼオライトを含有するウォッシュコート液３を得た。
シリカアルミナ比（ＳＡＲ）１３．５、Ａｌ原子当たりのＣｕ量０．２８ｍｏｌ／ｍｏｌ－ＡｌのＣｕ－ＣＨＡ型ゼオライト、シリカ系バインダー、及び純水を混合し、更に、増粘剤としての多糖類を添加して、Ｃｕ－ＣＨＡ型ゼオライトを含有するウォッシュコート液３を得た。
（４）各コート層の形成（排ガス浄化触媒装置の製造）
コージェライト製、容量１７ｍＬのストレートフロー型ハニカム基材に、上記で得られたウォッシュコート液１を、金属Ｐｔ換算のＰｔ量が０．０５ｇ／Ｌとなるようにコートした後、空気中、５００℃において１５分間焼成して、基材の隔壁内にＰｔ粒子が直接担持された貴金属触媒粒子担持層を有する、触媒装置前駆体１を得た。
コージェライト製、容量１７ｍＬのストレートフロー型ハニカム基材に、上記で得られたウォッシュコート液１を、金属Ｐｔ換算のＰｔ量が０．０５ｇ／Ｌとなるようにコートした後、空気中、５００℃において１５分間焼成して、基材の隔壁内にＰｔ粒子が直接担持された貴金属触媒粒子担持層を有する、触媒装置前駆体１を得た。
次いで、この触媒装置前駆体１に、上記で得られたウォッシュコート液２を、セリア粒子の量が３．０ｇ／Ｌとなるようにコートした後、空気中、５００℃において１５分間焼成して、基材の隔壁内の、貴金属触媒粒子担持層よりも排ガス流路側に、ＣｅＯ２が直接担持された無機酸化物粒子層を有する触媒装置前駆体２を得た。
更に、触媒装置前駆体２上に、上記で得られたウォッシュコート液３を、Ｃｕ－ＣＨＡ型ゼオライト量が１００ｇ／Ｌとなるようにコートした後、空気中、５００℃において１５分間焼成することにより、基材の隔壁内に、金属触媒粒子担持層及び無機酸化物粒子層を有し、無機酸化物層よりも排ガス流路側に、更にＣｕ－ＣＨＡ型ゼオライトを含むゼオライト層を有する排ガス浄化触媒装置を得た。
（５）排ガス浄化触媒装置の評価
得られた排ガス浄化触媒装置に、水分濃度１０体積％の空気を流通させながら、６３０℃にて５０時間加熱することにより、水熱耐久処理を行った。
得られた排ガス浄化触媒装置に、水分濃度１０体積％の空気を流通させながら、６３０℃にて５０時間加熱することにより、水熱耐久処理を行った。
水熱耐久処理後の排ガス浄化触媒装置に、濃度既知のＮＨ３を含むモデルガスを導入して流通させ、排出ガス中のＮＨ３を測定し、以下の数式によって算出される、ＮＨ３浄化率を求めた。
ＮＨ３浄化率（％）＝｛（導入ガス中のＮＨ３濃度－排出ガス中のＮＨ３濃度）／導入ガス中のＮＨ３濃度｝×１００
ＮＨ３浄化率（％）＝｛（導入ガス中のＮＨ３濃度－排出ガス中のＮＨ３濃度）／導入ガス中のＮＨ３濃度｝×１００
モデルガスの導入条件は、以下のとおりに設定した：
モデルガスの組成：ＮＨ３：５００ｐｐｍ、Ｏ２：１０％、Ｈ２Ｏ：５％、及びＮ２バランス
モデルガス導入時の空間速度：６０，０００ｈｒ－１
モデルガスの組成：ＮＨ３：５００ｐｐｍ、Ｏ２：１０％、Ｈ２Ｏ：５％、及びＮ２バランス
モデルガス導入時の空間速度：６０，０００ｈｒ－１
評価結果として、入りガス温度２５０℃、３００℃、及び４００℃のときのＮＨ３浄化率を、表２に示す。
また、実施例１で得られた水熱耐久処理後の排ガス浄化触媒装置について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察を行った。ＳＥＭ観察には、（株）日立ハイテク製の「Ｓ－４８００」を用い、倍率２００倍、加速電圧２０．０ｋＶの条件下にて、排ガス浄化触媒装置の直径方向の断面を観察した。観察試料は、水熱耐久処理後の排ガス浄化触媒装置の長さ方向の１／２付近、かつ直径方向断面の中心付近の部分を、直径方向の断面が６ｍｍ四方となるように切り出した後、樹脂包埋を行うことにより、調製した。得られたＳＥＭ像を図１に示す。図１では、無機酸化物（ＣｅＯ２）微粒子が白く表示されている。
《実施例２～５、並びに比較例１、２、及び５》
ウォッシュコート液１及びウォッシュコート液２の組成を、それぞれ、表１に記載のとおりとした他は、実施例１と同様にして、排ガス浄化触媒装置を製造し、評価した。
ウォッシュコート液１及びウォッシュコート液２の組成を、それぞれ、表１に記載のとおりとした他は、実施例１と同様にして、排ガス浄化触媒装置を製造し、評価した。
評価結果を表２に示す。
《実施例６》
ウォッシュコート液１に代えて、以下のように調製したウォッシュコート液をウォッシュコート液１として用いた他は、実施例１と同様にして、排ガス浄化触媒装置を製造し、評価した。
ウォッシュコート液１に代えて、以下のように調製したウォッシュコート液をウォッシュコート液１として用いた他は、実施例１と同様にして、排ガス浄化触媒装置を製造し、評価した。
貴金属前駆体としてのテトラアンミン白金（ＩＩ）水酸化物水溶液のＰｔ金属０．１ｇ相当量、及び純水を混合し、更に、一次粒径７，０００ｎｍのＡｌ２Ｏ３１５．０ｇを添加して、１時間撹拌した。次いで、１２０℃において５時間加熱して水分を蒸発させた後、空気中、５００℃において１時間焼成して、Ｐｔが担持されたＡｌ２Ｏ３（Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３）を得た。
得られたＰｔ／Ａｌ２Ｏ３及び純水を混合し、更に、増粘剤としての多糖類を添加して、Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３を含有するウォッシュコート液１を得た。ウォッシュコート液１中のＰｔ濃度は金属Ｐｔ換算値として０．０３質量％とした。
評価結果を表２に示す。
《比較例３》
ウォッシュコート液１として、以下のように調製したウォッシュコート液を用い、かつ、ウォッシュコート液２を使用しなかった他は、実施例１と同様にして、排ガス浄化触媒装置を製造し、評価した。
ウォッシュコート液１として、以下のように調製したウォッシュコート液を用い、かつ、ウォッシュコート液２を使用しなかった他は、実施例１と同様にして、排ガス浄化触媒装置を製造し、評価した。
貴金属前駆体としてのテトラアンミン白金（ＩＩ）水酸化物水溶液のＰｔ金属０．１ｇ相当量、及び純水を混合し、更に、一次粒径７，０００ｎｍのＣｅＯ２１５．０ｇを添加して、１時間撹拌した。次いで、１２０℃において５時間加熱して水分を蒸発させた後、空気中、５００℃において１時間焼成して、Ｐｔが担持されたＣｅＯ２（Ｐｔ／ＣｅＯ２）を得た。
得られたＰｔ／ＣｅＯ２及び純水を混合し、更に、増粘剤としての多糖類を添加して、Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３を含有するウォッシュコート液１を得た。ウォッシュコート１中のＰｔ濃度は金属Ｐｔ換算値として０．０３質量％とした。
評価結果を表２に示す。
《比較例４》
ウォッシュコート液２として、硝酸セリウムを１０質量％含有し、かつ、増粘剤を含有しない水溶液を用いた。
ウォッシュコート液２として、硝酸セリウムを１０質量％含有し、かつ、増粘剤を含有しない水溶液を用いた。
実施例１と同様にして得られた触媒装置前駆体１に、上記のウォッシュコート液２をコートした後、空気中、５００℃において１５分間焼成する操作を、基材上のＣｅＯ２量が３．０ｇ／Ｌに達するまで繰り返して行って、触媒装置前駆体２を得た。
その後、この触媒装置前駆体２を用いて、実施例１と同様にしてウォッシュコート液３をコート及び焼成することにより、排ガス浄化触媒装置を製造して、評価した。
ここで得られた排ガス浄化触媒装置では、無機酸化物（ＣｅＯ２）は、触媒金属（Ｐｔ）粒子担持層上の独立層として存在するのではなく、各触媒金属粒子それぞれの近傍に無機酸化物が存在し、各触媒金属粒子を被覆していると推察される。
評価結果を表２に示す。
表中の各成分の略称は、それぞれ、以下の意味である。
〈貴金属前駆体〉
Ｐｔアンミン：テトラアンミン白金（ＩＩ）水酸化物水溶液
Ｐｄアンミン：ジクロロテトラアンミンパラジウム（ＩＩ）水溶液
〈ゼオライト〉
Ｃｕ－ＣＨＡ：シリカアルミナ比（ＳＡＲ）１３．５、Ａｌ原子当たりのＣｕ量０．２８ｍｏｌ／ｍｏｌ－ＡｌのＣｕ－ＣＨＡ型ゼオライト
〈貴金属前駆体〉
Ｐｔアンミン：テトラアンミン白金（ＩＩ）水酸化物水溶液
Ｐｄアンミン：ジクロロテトラアンミンパラジウム（ＩＩ）水溶液
〈ゼオライト〉
Ｃｕ－ＣＨＡ：シリカアルミナ比（ＳＡＲ）１３．５、Ａｌ原子当たりのＣｕ量０．２８ｍｏｌ／ｍｏｌ－ＡｌのＣｕ－ＣＨＡ型ゼオライト
表１及び２から明らかなように、基材の前記隔壁上又は前記隔壁内に、Ｐｔ粒子担持層、無機酸化物微粒子層、及びＣｕ－ＣＨＡ型ゼオライト層を、この順に有する、実施例１～６の排ガス浄化触媒装置では、高温（３００℃及び４００℃）におけるＮＨ３浄化率とともに、低温（２００℃）におけるＮＨ３浄化率も、良好な値を示し、低温ＮＨ３浄化性能は十分に高かった。
これに対して、無機酸化物粒子層を構成するＣｅＯ２の一次粒径が大きい比較例１、２、及び５、並びに無機酸化物粒子層を有さない比較例３、無機酸化物が貴金属触媒（Ｐｔ）粒子担持層上の独立層として存在していないと考えられる比較例４の排ガス浄化触媒装置では、高温（３００℃及び４００℃）におけるＮＨ３浄化率は良好であったものの、低温（２００℃）におけるＮＨ３浄化率は低い値を示し、低温ＮＨ３浄化性能は不十分であった。
Claims (10)
- 隔壁によって区画された複数の排ガス流路を有する基材の前記隔壁上又は前記隔壁内に、貴金属触媒粒子担持層及び無機酸化物粒子層を有し、
前記無機酸化物粒子層よりも前記排ガス流路側に、ゼオライト層を更に有する排ガス浄化触媒装置であって、
前記無機酸化物粒子層が、前記貴金属触媒粒子担持層よりも前記排ガス流路側に配置されており、
前記貴金属触媒粒子担持層中の貴金属粒子が、白金、パラジウム、及びロジウムから選択される１種又は２種以上の貴金属の粒子であり、
前記無機酸化物粒子層中の無機酸化物粒子が、セリウム、チタン、ジルコニウム、及びアルミニウムから選択される１種又は２種以上の金属の酸化物の粒子であり、
前記無機酸化物粒子の一次粒径が、５ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、
前記ゼオライト層中のゼオライトが、Ｃｕ－ＣＨＡ型ゼオライトである、
排ガス浄化触媒装置。 - 貴金属触媒粒子が、前記基材の前記隔壁内に直接担持されて、前記貴金属触媒粒子担持層を形成しており、
前記無機酸化物粒子が、前記基材の前記隔壁内又は隔壁上に直接に担持されて、前記無機酸化物粒子層を形成している、
請求項１に記載の排ガス浄化触媒装置。 - 貴金属触媒粒子が、担体粒子上に担持されており、
前記担体粒子に担持されている貴金属触媒粒子が、前記基材の前記隔壁上に配置されて、前記貴金属触媒粒子担持層を形成しており、
前記無機酸化物粒子が、前記貴金属触媒粒子担持層上に配置されて、無機酸化物粒子層を形成している、
請求項１に記載の排ガス浄化触媒装置。 - 前記貴金属触媒粒子担持層中の貴金属触媒粒子の量が、前記基材の容量１Ｌ当たりの金属換算質量として、０．０３ｇ／Ｌ以上０．５０ｇ／Ｌ以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
- 前記貴金属触媒粒子担持層中の貴金属触媒粒子の量が、前記基材の容量１Ｌ当たりの金属換算質量として、０．０４ｇ／Ｌ以上０．３０ｇ／Ｌ以下である、請求項４に記載の排ガス浄化触媒装置。
- 前記無機酸化物粒子層中の無機酸化物粒子の量が、前記基材の容量１Ｌ当たりの質量として、３．０ｇ／Ｌ以上５０ｇ／Ｌ以下である、請求項１～５のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
- 前記無機酸化物粒子層中の無機酸化物粒子の量が、前記基材の容量１Ｌ当たりの質量として、３．０ｇ／Ｌ以上３０ｇ／Ｌ以下である、請求項６に記載の排ガス浄化触媒装置。
- 前記ゼオライト層中のゼオライトの量が、前記基材の容量１Ｌ当たりの質量として、３０ｇ／Ｌ以上２００ｇ／Ｌ以下である、請求項１～７のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
- 前記ゼオライト層中のゼオライトの量が、前記基材の容量１Ｌ当たりの質量として、４０ｇ／Ｌ以上１５０ｇ／Ｌ以下である、請求項８に記載の排ガス浄化触媒装置。
- 前記貴金属触媒粒子担持層中の貴金属粒子が、白金及びパラジウムから選択される１種又は２種である、請求項１～９のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
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