JPH0985091A - 排気ガス浄化用触媒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＰｄとＲｈとを活性種として有する三元触媒に
おいて、材料的な無駄を無くし、触媒のコスト低減を図
る。 【手段】ＰｄとＲｈとを活性種として担体２に担持させ
てなる排気ガス浄化用触媒１であって、Ｐｄ触媒層３が
上記担体２の全長にわたって形成され、該Ｐｄ触媒層３
の上流側部位がＲｈ触媒層４によって覆われ、Ｐｄ触媒
層３の下流側部位が露出している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は排気ガス浄化用触媒
に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の排気ガス浄化用触媒として、排
気ガス中のＨＣ（炭化水素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）及
びＣＯ（一酸化炭素）を同時に浄化する三元触媒が知ら
れている。従来の三元触媒では、Ｐｔ及びＲｈが主たる
活性種として採用され、これらがアルミナに担持されて
いる。

【０００３】これに対して、特開昭６２−１３６２４５
号公報には、Ｐｄ、Ｒｈ及びＮｄを必須の活性種とする
三元触媒が記載されている。このものは、空燃比リーン
状態での三元触媒の耐熱性を高めようとするものであ
り、そのためにＰｄを主たる活性種として採用し、該Ｐ
ｄの高温での粒成長を抑制するためにＮｄを添加し、さ
らに所期のＮＯｘ浄化率を確保するとともにＰｄの耐久
性を高めるためにＲｈが添加されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、従来の三
元触媒の活性種Ｐｔは高価であることから、これに代え
てＰｄを採用した三元触媒を先に開発した。すなわち、
それは、Ｐｄを含有するＰｄ触媒層とＲｈを含有するＲ
ｈ触媒層とを前者が下に後者が上になるように担体に積
層させてなるものである。

【０００５】しかし、そもそもＰｄとＲｈとは、前者が
排気ガス中の主としてＨＣやＣＯの浄化に寄与し後者が
主としてＮＯｘの浄化に寄与するというように、互いの
役割が異なる。従って、これらを単に上下の層に分離し
て担体に担持させただけでは必ずしも適材適所にはなら
ない。つまり、この場合、Ｐｄ及びＲｈの各々は排気ガ
スの浄化に十分に活用されず、材料的な無駄が出てく
る。

【０００６】すなわち、本発明の課題は、ＰｄとＲｈと
を活性種として有する三元触媒において、この両活性種
の各々の役割を考慮して材料的な無駄を無くし、触媒の
コスト低減を図るとともに、期待する触媒性能を確実に
得ることができるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題に対し、ＮＯｘの分解には未浄化のＨＣが還元剤とし
て必要になることから、該ＮＯｘの分解に寄与するＲｈ
を担体の上流側（本明細書において、「上流」、「下
流」という用語は触媒における排気ガスの流れについて
のものである）部位に担持させ、担体の下流側ではＨＣ
の分解が進んでＮＯｘの効率的な分解はそれほど望めな
いことから、該下流側部位へのＲｈの担持をなくすこと
により、これを解決したものである。以下、各請求項に
係る発明を具体的に説明する。

【０００８】＜請求項１に係る発明＞この発明は、Ｐｄ
とＲｈとを活性種として担体に担持させてなる排気ガス
浄化用触媒において、上記Ｐｄを含有するＰｄ触媒層が
上記担体の全長にわたって形成され、該Ｐｄ触媒層の上
流側部位が上記Ｒｈを含有するＲｈ触媒層によって覆わ
れ、該Ｐｄ触媒層の下流側部位が露出していることを特
徴とする。

【０００９】当該発明においては、Ｒｈ触媒層は担体の
上流側部位のみに設けられているから、排気ガス中のＮ
Ｏｘの分解は触媒の主として上流側部位で行なわれ、触
媒の主として下流側部位でＨＣの酸化分解及びＣＯの酸
化が行なわれる。この場合、触媒の上流側部位は未浄化
ＨＣが比較的多量に存在するから、該ＨＣを利用したＮ
Ｏｘの分解が効率良く行なわれ、触媒の下流側部位には
Ｐｄ触媒層が露出しているからＨＣの酸化分解及びＣＯ
の酸化が効率良く行なわれることになる。そうして、Ｒ
ｈ触媒層を担体の上流側部位のみに設ける触媒構成であ
るから、Ｒｈの必要量を減らすことができる。

【００１０】上記担体としては、ハニカム状のモノリス
型担体が好適であり、その材質としてはコージェライト
等を採用することができる。上記Ｐｄ触媒層及びＲｈ触
媒層については、各々の活性種をアルミナ、ジルコニ
ア、あるいは複合酸化物等の母材に担持させてなる触媒
によって形成することができる。また、上記Ｐｄ触媒層
は、活性種としてＰｄを用いたものであるが、Ｐｔその
他の活性種を少量添加することは可能であり、さらに、
セリア、ジルコニア、ＣｅとＺｒの複合酸化物、酸化ニ
ッケル、Ｌａ、Ｚｒ等の助触媒を添加することができ
る。上記Ｒｈ触媒層についても他の活性種を少量添加し
あるいは助触媒を添加してもよい。

【００１１】＜請求項２に係る発明＞この発明は、上記
請求項１に記載されている排気ガス浄化用触媒におい
て、上記Ｐｄ触媒層が、アルミナにＰｄを担持させたＰ
ｄ触媒によって形成され、上記Ｒｈ触媒層が、アルミナ
にＲｈを担持させたＲｈ触媒によって形成されているこ
とを特徴とする。

【００１２】上記Ｐｄ触媒層及びＲｈ触媒層は、上記Ｐ
ｄ触媒、Ｒｈ触媒をそれぞれ担体にウォッシュコートす
ることによって形成することができる。当該発明の場合
は、活性種の担持母材としてアルミナを用いているか
ら、耐熱性、触媒活性、コスト低減、触媒の調製に有利
である。

【００１３】＜請求項３に係る発明＞この発明は、上記
請求項１に記載されている排気ガス浄化用触媒におい
て、上記Ｒｈ触媒層のＲｈ量と上記Ｐｄ触媒層のＰｄ量
との重量比Ｒｈ／Ｐｄが１／１００≦Ｒｈ／Ｐｄ＜１／
１０であることを特徴とする。

【００１４】重量比Ｒｈ／Ｐｄをこのように定めたの
は、Ｒｈの比率がこれよりも小さくなると期待するＮＯ
ｘの浄化が図れず、また、Ｒｈの比率がこれよりも大き
くなってもＮＯｘ浄化率の向上はそれほど望めず、却っ
てＲｈ使用量が多くなってコスト低減に不利になるから
である。

【００１５】＜請求項４に係る発明＞この発明は、上記
請求項１に記載されている排気ガス浄化用触媒におい
て、上記Ｒｈ触媒層が上記担体の上流端から下流側に向
かって延設されていて、該担体の全長に対するＰｄ触媒
層の担持長さの比率が１０％以上であることを特徴とす
る。

【００１６】上記Ｒｈ触媒層の担持長さの比率が１０％
未満になると、期待するＮＯｘ浄化率が得られなくな
り、Ｒｈ量を過剰に増やしても、その効果はＮＯｘ浄化
率に対しては大きな向上とはならない（この点は後述の
実施例で明らかになる）。これは、ＮＯｘ浄化反応の開
始にはＳＶ値が影響し、ＳＶ値が高くなると該浄化反応
が起こり難くなるが、上記比率が１０％未満になると、
ＮＯｘ浄化に関しては相対的にＳＶ値が高くなりすぎる
ためと考えられる。

【００１７】＜請求項５に係る発明＞この発明は、上記
請求項１に記載されている排気ガス浄化用触媒におい
て、上記Ｒｈ触媒層が上記担体の上流端から下流側に向
かって延設されていて、該担体の全長に対するＰｄ触媒
層の担持長さの比率が２０〜６０％であることを特徴と
する。

【００１８】当該発明は、上記Ｒｈ触媒層の担持長さの
比率についてさらに最適化を図ったものであり、該比率
が２０％以上あれば上記ＳＶ値も適当な値となってＮＯ
ｘ浄化反応の開始が円滑に行なわれる。一方、上記比率
が６０％を越えると、ＮＯｘ浄化率が低下する傾向にあ
る（この点は後述の実施例で明らかになる）。

【００１９】＜請求項６に係る発明＞この発明は、Ｐｄ
とＲｈとを活性種として担体に担持させてなる排気ガス
浄化用触媒において、上記担体の上流端から下流側に向
かった所定長さａの範囲に上記Ｒｈを含有するＲｈ触媒
層が形成され、上記担体の下流端から上流側に向かった
所定長さｃの範囲に上記Ｐｄを含有するＰｄ触媒層が形
成されていて、上記長さａ及びｃの各々が上記担体全長
よりも短く、該担体の上流側に上記Ｒｈ触媒層のみが存
在する部分が形成され、上記担体の下流側に上記Ｐｄ触
媒層のみが存在する部分が形成されていることを特徴と
する。

【００２０】請求項１に係る発明では、Ｐｄ触媒層が担
体の全長にわたって形成されていたが、当該発明は、担
体の上流側部位にＰｄ触媒層が形成されておらずＲｈ触
媒層のみが存在する部分が設けられている点が請求項１
に係る発明と相違する。従って、Ｐｄ触媒層の範囲が狭
くなっているために、ＨＣ浄化率は若干低くなる傾向が
出てくるが、Ｐｄ触媒層が担体の上流側部位に存在しな
くとも、ＮＯｘ浄化率自体は大きく低下せず、場合によ
って該浄化率が高くなる傾向もある。そして、当該発明
ではＰｄ触媒層の範囲を狭くしている分、コスト低減に
有利になる。

【００２１】＜請求項７に係る発明＞この発明は、上記
請求項６に記載されている排気ガス浄化用触媒におい
て、上記Ｐｄ触媒層が、アルミナにＰｄを担持させたＰ
ｄ触媒によって形成され、上記Ｒｈ触媒層が、アルミナ
にＲｈを担持させたＲｈ触媒によって形成されているこ
とを特徴とする。

【００２２】上記Ｐｄ触媒層及びＲｈ触媒層は、上記Ｐ
ｄ触媒、Ｒｈ触媒をそれぞれ担体にウォッシュコートす
ることによって形成することができる。当該発明の場合
は、活性種の担持母材としてアルミナを用いているか
ら、耐熱性、触媒活性、コスト低減、触媒の調製に有利
である。

【００２３】＜請求項８に係る発明＞この発明は、上記
請求項６に記載されている排気ガス浄化用触媒におい
て、上記担体全長に対するＲｈ触媒層の担持長さａの比
率が２０％以上であり、上記担体全長に対するＰｄ触媒
層の担持長さｃの比率が４０％以上であることを特徴と
する。

【００２４】上記Ｒｈ触媒層の担持長さａの比率が２０
％未満になると、ＮＯｘ浄化反応が円滑に進行し難くな
り、特に請求項１に係る発明とは違って担体の上流側部
位にＰｄ触媒層がないことから、その傾向が顕著にな
り、ＨＣ浄化率も低くなる傾向がある。一方、上記Ｐｄ
触媒層の担持長さｃの比率が４０％未満になると、Ｐｄ
触媒の絶対量が不足し、ＨＣ浄化率及びＮＯｘ浄化率の
いずれも低くなり、特にＨＣ浄化率の低下が顕著にな
る。

【００２５】＜請求項９に係る発明＞この発明は、上記
請求項６に記載されている排気ガス浄化用触媒におい
て、上記担体全長に対するＲｈ触媒層の担持長さａの比
率が４０％〜６０％であり、上記担体全長に対するＰｄ
触媒層の担持長さａの比率が５０％以上であり且つ１０
０％未満であることを特徴とする。

【００２６】当該発明は、上記Ｒｈ触媒層の担持長さａ
の比率及びＰｄ触媒層の担持長さｃの比率についてさら
に最適化を図ったものである。この場合、上記Ｒｈ触媒
層の担持長さａの比率が４０％以上あればＮＯｘ及びＨ
Ｃの浄化反応が円滑に行なわれるが、該比率が６０％を
越えても、ＮＯｘ浄化率及びＨＣ浄化率は高くならず、
コスト低減の観点からは却って不利になる。一方、上記
Ｐｄ触媒層の担持長さｃの比率が５０％以上あれば、比
較的高いＨＣ浄化率及びＮＯｘ浄化率が得られるが、該
比率が大きくなってもＨＣ浄化率及びＮＯｘ浄化率の飛
躍的な向上は望めず、却ってコスト低減に不利になる。

【００２７】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、Ｐｄ触媒
層を担体の全長にわたって形成し、該Ｐｄ触媒層の上流
側部位をＲｈ触媒層によって覆って該Ｐｄ触媒層の下流
側部位を露出させたから、排気ガス中のＨＣ、ＮＯｘ及
びＣＯの浄化率を低下させることなくＲｈの使用量を減
らすことができ、コスト低減に有利になる。しかもＰｄ
触媒層については担体の全長にわたって形成しＲｈ触媒
層についてはＰｄ触媒層の上流側部位に重ねて形成する
だけであるから、排気ガス浄化用触媒の調製も容易であ
り、品質の安定化に有利になる。

【００２８】請求項２に係る発明によれば、上記請求項
１に記載されている排気ガス浄化用触媒において、上記
Ｐｄ触媒層がアルミナにＰｄを担持させたＰｄ触媒によ
って形成され、上記Ｒｈ触媒層がアルミナにＲｈを担持
させたＲｈ触媒によって形成されているから、触媒の耐
熱性向上、触媒活性の向上、コスト低減、及び触媒の調
製に有利になる。

【００２９】請求項３に係る発明によれば、上記請求項
１に記載されている排気ガス浄化用触媒において、上記
Ｒｈ触媒層のＲｈ量と上記Ｐｄ触媒層のＰｄ量との重量
比Ｒｈ／Ｐｄが１／１００≦Ｒｈ／Ｐｄ＜１／１０であ
るから、Ｒｈ使用量を減らしてコスト低減を図りなが
ら、期待するＮＯｘ浄化率を得ることができる。

【００３０】請求項４に係る発明によれば、上記請求項
１に記載されている排気ガス浄化用触媒において、上記
Ｒｈ触媒層が上記担体の上流端から下流側に向かって延
設されていて、該担体の全長に対するＰｄ触媒層の担持
長さの比率が１０％以上であるから、期待するＮＯｘ浄
化率を得ることができる。

【００３１】請求項５に係る発明によれば、上記請求項
１に記載されている排気ガス浄化用触媒において、上記
Ｒｈ触媒層が上記担体の上流端から下流側に向かって延
設されていて、該担体の全長に対するＰｄ触媒層の担持
長さの比率が２０〜６０％であるから、期待するＮＯｘ
浄化率を確保する上でさらに有利になる。

【００３２】請求項６に係る発明によれば、担体の上流
端から下流側に向かった所定長さａの範囲にＲｈ触媒層
を形成し、該担体の下流端から上流側に向かった所定長
さｃの範囲にＰｄ触媒層を形成し、上記長さａ及びｃの
各々を上記担体全長よりも短くして、該担体の上流側に
上記Ｒｈ触媒層のみが存在する部分を設け、上記担体の
下流側に上記Ｐｄ触媒層のみが存在する部分を設けたか
ら、ＨＣ浄化率及びＮＯｘ浄化率を大きく低下させるこ
となく、Ｐｄ触媒層の範囲を狭くすることができ、コス
ト低減に有利になる。

【００３３】請求項７に係る発明によれば、上記請求項
６に記載されている排気ガス浄化用触媒において、上記
Ｐｄ触媒層が、アルミナにＰｄを担持させたＰｄ触媒に
よって形成され、上記Ｒｈ触媒層が、アルミナにＲｈを
担持させたＲｈ触媒によって形成されているから、触媒
の耐熱性向上、触媒活性の向上、コスト低減、及び触媒
の調製に有利になる。

【００３４】請求項８に係る発明によれば、上記請求項
６に記載されている排気ガス浄化用触媒において、上記
担体全長に対するＲｈ触媒層の担持長さａの比率が２０
％以上であり、上記担体全長に対するＰｄ触媒層の担持
長さｃの比率が４０％以上であるから、期待するＨＣ浄
化率及びＮＯｘ浄化率の確保に有利になる。

【００３５】請求項９に係る発明によれば、上記請求項
６に記載されている排気ガス浄化用触媒において、上記
担体全長に対するＲｈ触媒層の担持長さａの比率が４０
％〜６０％であり、上記担体全長に対するＰｄ触媒層の
担持長さａの比率が５０％以上であり且つ１００％未満
であるから、コスト低減を図りながら期待するＨＣ浄化
率及びＮＯｘ浄化率を得る上でさらに有利になる。

【００３６】

【発明の実施の形態】

＜実施形態１＞ −触媒の構造− 図１に示す触媒１は、ハニカム形状のモノリス型担体２
に、Ｐｄ触媒をウォッシュコートすることによって該担
体２の全長にわたってＰｄ触媒層３を形成し、さらに、
該Ｐｄ触媒層３の上流側部位にＲｈ触媒をウォッシュコ
ートすることによってＲｈ触媒層４を形成したものであ
る。従って、触媒１のＲｈ触媒層４よりも下流側部位で
は上記Ｐｄ触媒層３が露出している。担体２はコージェ
ライト製であり、容量は２．３Ｌである。

【００３７】−触媒の調製− アルミナ、ＣｅとＺｒの複合酸化物及び酸化ニッケルの
各粉末を混合し、これにＬａ及びＺｒの各硝酸塩水溶液
を吸収させて乾燥・焼成を行なうことによって担持母材
を形成した。この担持母材とＰｄの硝酸塩水溶液とを混
合し、蒸発乾固させることによって、該母材にＰｄを担
持させ、さらに焼成を行なうことによって上記Ｐｄ触媒
を得た。また、上記Ｐｄの硝酸塩に代えてＲｈの硝酸塩
を用い他は同じ材料及び方法によって上記Ｒｈ触媒を得
た。

【００３８】上記Ｐｄ触媒にバインダ（水和アルミナ）
を１０ｗｔ％（Ｐｄ触媒とバインダとを合わせた量の１
０ｗｔ％）となるように混合し、適量の水を加えて撹拌
することによりＰｄ触媒スラリーを調製した。また、Ｒ
ｈ触媒スラリーも同様にして調製した。

【００３９】そして、上記Ｐｄ触媒スラリーに上記担体
２の全体を浸漬して引上げ、余分のスラリーをエアブロ
ーによって吹き飛ばした後、乾燥し、約５００℃で焼成
することによってＰｄ触媒層３を形成した。次に、この
Ｐｄ触媒層３を形成した担体２にその一端から上記Ｒｈ
触媒スラリーを所定長さ圧入した後、同様にエアブロ
ー、乾燥、焼成を行なうことによって上記Ｒｈ触媒層４
を形成した。

【００４０】−触媒の評価１− 先に、各供試触媒のＰｄ及びＲｈの量を表わすための用
語を２つ定義する。その一つは「担体全体での担持量」
であり、これは当該担体の触媒層に担持されているＰｄ
（又はＲｈ）の全量を該担体全体の容量で除して（割り
算して）なる単位容量あたりのｇ数である。他の一つは
「触媒層の担持濃度」であり、これは当該担体の触媒層
に担持されているＰｄ（又はＲｈ）の全量を該担体の当
該触媒層が形成されている部分の容量で除して（割り算
して）なる単位容量あたりのｇ数である。従って、触媒
層が担体の全長にわたって形成されている場合は「担体
全体での担持量」と「触媒層の担持濃度」とは同じ値に
なる。

【００４１】触媒の評価にあたっては、担体全体に対す
るＲｈ触媒層４の担体上流端からの担持長さの比率が互
いに異なる複数種類の供試触媒を準備した。各供試触媒
のＰｄ触媒層３については、Ｐｄの担体全体での担持量
が１．４５ｇ／Ｌとなるようにした。一方、Ｒｈ触媒層
４については、Ｒｈの当該触媒層の担持濃度が０．１５
ｇ／Ｌとなるようにした。従って、各供試触媒は各々の
Ｒｈの担体全体での担持量は当該Ｒｈ触媒層の担持長さ
の比率の違いに起因して互いに異なるものになってい
る。

【００４２】また。各供試触媒については、大気中で１
０００℃×２４時間のエーシング処理を行なってから、
排気量２．５ＬのＶ型６気筒エンジンを搭載した自動車
のアンダーフロア（車室床下）において該エンジンの排
気管に接続した。そうして、自動車をＹ１モードで運転
しそのトータルのＨＣ浄化率及びＮＯｘ浄化率を調べ
た。結果は図２に示されている。

【００４３】−触媒の評価２− 上記触媒の評価１では、各供試触媒のＲｈ触媒層のＲｈ
担持濃度を互いに同じにしたが、当評価２では各供試触
媒のＲｈ触媒層のＲｈ担持濃度を互いに異なる値とし、
該Ｒｈの担体全体での担持量が０．１６ｇ／Ｌとなるよ
うにした。Ｐｄ触媒層３については先の評価１と同じで
あり、また、各供試触媒については先の評価１と同じエ
ージング処理を施し、ＨＣ浄化率及びＮＯｘ浄化率の測
定は先の評価１と同じ条件及び方法で行なった。結果は
図３に示されている。

【００４４】−評価結果について− 図２によれば、ＨＣ浄化率に関しては、Ｒｈ触媒層２の
比率が変わってもほとんど変化がないが、ＮＯｘ浄化率
は当該比率の違いによって大きく変化している。特異的
な点は、Ｒｈ触媒の比率が５０％を越えるとＮＯｘ浄化
率が低下していることである。

【００４５】すなわち、ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの浄化反
応では、ＨＣ及びＣＯの酸化反応とＮＯｘの還元反応と
から成り立っており、この酸化反応と還元反応とがバラ
ンスして同時に進行することが重要になる。従って、Ｎ
Ｏｘの還元反応を維持するためには、酸化強度（酸化反
応における「酸化力」）が強すぎないことが要求され
る。図１の触媒構造の場合、Ｒｈ触媒層４の「Ｒｈ」は
ＮＯｘの還元反応に重要な役割を担っていると同時に、
ＨＣ、ＣＯの酸化反応に強い影響を及ぼす。これに対し
て、Ｐｄ触媒層３の「Ｐｄ」は還元反応よりもむしろ酸
化反応に強く寄与する。

【００４６】従って、図２において、上記Ｒｈ触媒の比
率が小さいときにＮＯｘの浄化率が低くなっているの
は、上記「Ｒｈ」の量が少なすぎてＮＯｘを還元する力
が不足しているためであり、また、上記比率が５０％を
越えるとＮＯｘ浄化率が低下しているのは、「Ｒｈ」の
量が多すぎて「Ｐｄ」と「Ｒｈ」の酸化強度が過剰にな
り、酸化反応が支配的となってＮＯｘの還元反応に悪影
響を及ぼしているためと考えられる。

【００４７】そうして、上記比率が１００％のときは即
ちＲｈ触媒層がＰｄ触媒層を完全に覆って二層構造の触
媒になっている場合であるが、同図から上記比率の下限
を１０％にすれば、２層構造の場合よりもＮＯｘ浄化率
が高くなることがわかる。また、図３をみると、担体全
体でのＲｈ担持量が同じであっても、上記比率が１０％
以上あれば、二層構造の触媒よりもＮＯｘ浄化率が高く
なっている。

【００４８】これらのことから、Ｒｈ触媒層は担体の全
長にわたって設けなくとも高いＮＯｘ浄化率が得られる
こと、しかもそのようにしてもＨＣ浄化率は下がらない
こと、そして、担体全長に対するＲｈ触媒層の担持長さ
の比率を１０％以上にすれば、二層構造の触媒よりも高
いＮＯｘ浄化率が得られることがわかる。

【００４９】ここに、図２において、上記比率１０％の
点は担体全体でのＲｈ担持量が０．０１５ｇ／Ｌであ
り、Ｐｄ担持量は１．４５ｇ／Ｌである。従って、この
場合のＲｈ／Ｐｄの重量比は約１／１００であり、この
重量比についてはこれを１／１００以上すれば高いＮＯ
ｘ浄化率が得られるということができる。但し、二層構
造の触媒での当該重量比は約１／１０となる。従って、
コスト低減の観点からは該重量比を１／１０未満にすれ
ばよいことがわかる。

【００５０】また、図２及び図３によれば、上記Ｒｈ触
媒層の比率が２５％及び５０％の各々において高いＮＯ
ｘ浄化率が得られている。このことと、図２及び図３の
各グラフの傾向から、当該比率を２０〜６０％にすれ
ば、比較的高いＮＯｘ浄化率が得られることがわかる。

【００５１】図２におけるＲｈ触媒層の比率２５％の点
はＲｈ触媒層のＲｈ担持濃度が０．１５ｇ／Ｌであるの
に対し、図３における当該比率２５％の点はＲｈ触媒層
のＲｈ担持濃度が０．６ｇ／Ｌであり、図２の場合の４
倍になっているが、この両ポイントのＮＯｘ浄化率の差
は３％程度しかない。また、図２及び図３の各々のＲｈ
触媒層の比率１０％の点は、Ｒｈ触媒層のＲｈ担持濃度
では１０倍の開きがあるが、ＮＯｘ浄化率については１
〜２％程度の開きしかない。従って、高ＮＯｘ浄化率を
得るためにＲｈ触媒層のＲｈ担持濃度を格別に高めるこ
とは必要でない、ということができる。

【００５２】＜実施形態２＞ −触媒の構造− 本形態は図４に示されており、その触媒５は、実施形態
１と同様の担体２の上流端から下流側に向かった所定長
さａの範囲にＲｈ触媒層６が形成され、該担体２の下流
端から上流側に向かった所定長さｃの範囲にＰｄ触媒層
７が形成されていて、該Ｒｈ触媒層６とＰｄ触媒層７と
は前者が上になるように互いの一部が長さｂの範囲で上
下に重なっている。従って、当該重なり部を除いてその
上流側にはＲｈ触媒層６のみが存在し、下流側にはＰｄ
触媒層７のみが存在する。

【００５３】−触媒の調製− 上記触媒５の調製にあたっては、実施形態１と同様にＰ
ｄ触媒スラリー及びＲｈ触媒スラリーを調製し、担体１
の一端（下流端）からＰｄ触媒スラリーを圧入し、エア
ブロー、乾燥、焼成を行なってＰｄ触媒層７を形成した
後、今度は担体２の他端（上流端）からＲｈ触媒スラリ
ーを圧入し、エアブロー、乾燥、焼成を行なってＲｈ触
媒層７を形成する。

【００５４】−触媒の評価１− 担体全長に対するＰｄ触媒層の長さｃの比率を６０％の
固定とし、Ｒｈ触媒層の同比率を互いに異なるものとし
た複数種類の供試触媒を調製し、実施形態１の場合と同
じエージング処理を施し、同じ方法及び条件で実車によ
ってＨＣ浄化率及びＮＯｘ浄化率を測定した。各供試触
媒のＰｄ触媒層のＰｄ担持濃度は１．４５ｇ／Ｌである
（担体全体でのＰｄ担持量は当該触媒層の長さの比率が
６０％であるから、０．８７ｇ／Ｌとなる）。また、各
供試触媒のＲｈ触媒層のＲｈ担持濃度は０．１５ｇ／Ｌ
である。結果は図５に示されている。

【００５５】−触媒の評価２− 担体全長に対するＲｈ触媒層の長さａの比率を５０％の
固定とし、Ｐｄ触媒層の同比率を互いに異なるものとし
た複数種類の供試触媒を調製し、実施形態１の場合と同
じエージング処理を施し、同じ方法及び条件で実車によ
ってＨＣ浄化率及びＮＯｘ浄化率を測定した。ここに、
各供試触媒のＰｄ触媒層のＰｄ担持濃度は１．４５ｇ／
Ｌ、Ｒｈ触媒層のＲｈ担持濃度は０．１５ｇ／Ｌである
（担体全体でのＲｈ担持量は当該触媒層の長さａの比率
が５０％であるから、０．０７５ｇ／Ｌとなる）。結果
は図６に示されている。

【００５６】−触媒の評価３− Ｒｈ触媒層の長さａとＰｄ触媒層の長さｃとをａ＝ｃの
関係として、両層の重なり部分の長さｂの変化がＨＣ浄
化率及びＮＯｘ浄化率に及ぼす影響をみた。各供試触媒
のＰｄ触媒層のＰｄ担持濃度は１．４５ｇ／Ｌ、Ｒｈ触
媒層のＲｈ担持濃度は０．１５ｇ／Ｌであり、供試触媒
のエージング処理や、ＨＣ浄化率及びＮＯｘ浄化率の測
定方法及び条件は実施形態１の場合と同じある。結果は
図７に示されている。

【００５７】−触媒の評価４− Ｒｈ触媒層の長さａ及びＰｄ触媒層の長さｃの各々の比
率を７５％の固定とし（重なり部分の長さｂの比率は５
０％）、担体全体でのＲｈ担持量の変化がＨＣ浄化率及
びＮＯｘ浄化率に及ぼす影響をみた。各供試触媒の担体
全体でのＰｄ担持量は１．０８７５ｇ／Ｌ（Ｐｄ触媒層
のＰｄ担持濃度は１．４５ｇ／Ｌ）であり、供試触媒の
エージング処理や、ＨＣ浄化率及びＮＯｘ浄化率の測定
方法及び条件は実施形態１の場合と同じある。結果は図
８に示されている。

【００５８】−評価結果について− 図５によれば、Ｒｈ触媒層の比率が大きくなるにつれて
ＨＣ浄化率及びＮＯｘ浄化率が共に高くなる傾向にある
が、該比率が１００％（全面コーティング）になるとこ
れらの浄化率は下がっている。この傾向は先の実施形態
１に似ており、Ｒｈ触媒層を担体の全長にわたって設け
なくとも高いＨＣ浄化率及びＮＯｘ浄化率が得られる。
そして、同図のグラフの傾向から、担体全長に対するＲ
ｈ触媒層の担持長さの比率を２０％以上にすれば、比較
的高いＨＣ浄化率及びＮＯｘ浄化率が得られること、ま
た、同比率を４０〜６０％にすればさらに高いＨＣ浄化
率及びＮＯｘ浄化率が得られることがわかる。

【００５９】図６によれば、Ｐｄ触媒層の比率が大きく
なるにつれてＨＣ浄化率及びＮＯｘ浄化率が共に高くな
っているが、該比率１００％ではＮＯｘ浄化率が若干下
がっている。同図のグラフの傾向から、期待するＨＣ浄
化率及びＮＯｘ浄化率を確保するにはＰｄ触媒層の比率
を４０％以上にすることが好適であること、また、５０
％以上にすれば、これらの浄化率が高くなることがわか
る。

【００６０】図７によれば、ＨＣ浄化率に関しては、Ｐ
ｄ触媒層とＲｈ触媒層との重なり部分の長さｂが短いと
その浄化率が若干低くなる傾向にあるが、大差はない。
これに対して、ＮＯｘ浄化率は上記重なり部分の長さｂ
が零のときが最も高い。従って、Ｐｄ触媒層とＲｈ触媒
層との重なりは少なくてもよいことがわかり、コスト低
減に有利である。

【００６１】図８によれば、Ｒｈ担持濃度が高くなるに
つれてＨＣ浄化率及びＮＯｘ浄化率が高くなっている。
二層構造の触媒（担体全体でのＲｈ担持量は０．１５ｇ
／Ｌ）場合のＮＯｘ浄化率は７１．５％であって同図の
×印に相当する。本形態において、二層構造の触媒と同
程度のＮＯｘ浄化率を得るには、図８によれば担体全体
でのＲｈ担持量を約０．０９ｇ／Ｌにすればよいことが
わかる。従って、この場合は、Ｒｈ担持量を二層構造の
場合に比べて４０〜５０％低減することができるという
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の触媒構造を示す断面図

【図２】同形態におけるＲｈ触媒層（Ｒｈ担持濃度一
定）の比率と排気ガス浄化率との関係を示すグラフ図

【図３】同形態におけるＲｈ触媒層（担体全体でのＲｈ
担持量が一定となるように該触媒層のＲｈ担持濃度が変
えてある）の比率と排気ガス浄化率との関係を示すグラ
フ図

【図４】実施形態２の触媒構造を示す断面図

【図５】同形態におけるＲｈ触媒層の比率と排気ガス浄
化率との関係を示すグラフ図

【図６】同形態におけるＰｄ触媒層の比率と排気ガス浄
化率との関係を示すグラフ図

【図７】同形態におけるＰｄ触媒層とＲｈ触媒層との重
なり部分の比率と排気ガス浄化率との関係を示すグラフ
図

【図８】同形態におけるＲｈ触媒層のＲｈ担持濃度と排
気ガス浄化率との関係を示すグラフ図

【符号の説明】

１，５ 排気ガス浄化用触媒 ２ 担体 ３，７ Ｐｄ触媒層 ４，６ Ｒｈ触媒層

フロントページの続き (72)発明者 徳山 正 広島県高田郡向原町360番地 東京濾器株 式会社内 (72)発明者 小松 一也 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 竹本 崇 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 山田 啓司 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 小石 正幸 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＰｄとＲｈとを活性種として担体に担持
   させてなる排気ガス浄化用触媒において、 上記Ｐｄを含有するＰｄ触媒層が上記担体の全長にわた
   って形成され、該Ｐｄ触媒層の上流側部位が上記Ｒｈを
   含有するＲｈ触媒層によって覆われ、該Ｐｄ触媒層の下
   流側部位が露出していることを特徴とする排気ガス浄化
   用触媒。
2. 【請求項２】 請求項１に記載されている排気ガス浄化
   用触媒において、 上記Ｐｄ触媒層が、アルミナにＰｄを担持させたＰｄ触
   媒によって形成され、上記Ｒｈ触媒層が、アルミナにＲ
   ｈを担持させたＲｈ触媒によって形成されていることを
   特徴とする排気ガス浄化用触媒。
3. 【請求項３】 請求項１に記載されている排気ガス浄化
   用触媒において、 上記Ｒｈ触媒層のＲｈ量と上記Ｐｄ触媒層のＰｄ量との
   重量比Ｒｈ／Ｐｄが１／１００≦Ｒｈ／Ｐｄ＜１／１０
   であることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
4. 【請求項４】 請求項１に記載されている排気ガス浄化
   用触媒において、 上記Ｒｈ触媒層が上記担体の上流端から下流側に向かっ
   て延設されていて、該担体の全長に対するＰｄ触媒層の
   担持長さの比率が１０％以上であることを特徴とする排
   気ガス浄化用触媒。
5. 【請求項５】 請求項１に記載されている排気ガス浄化
   用触媒において、 上記Ｒｈ触媒層が上記担体の上流端から下流側に向かっ
   て延設されていて、該担体の全長に対するＰｄ触媒層の
   担持長さの比率が２０〜６０％であることを特徴とする
   排気ガス浄化用触媒。
6. 【請求項６】 ＰｄとＲｈとを活性種として担体に担持
   させてなる排気ガス浄化用触媒において、 上記担体の上流端から下流側に向かった所定長さａの範
   囲に上記Ｒｈを含有するＲｈ触媒層が形成され、 上記担体の下流端から上流側に向かった所定長さｃの範
   囲に上記Ｐｄを含有するＰｄ触媒層が形成されていて、 上記長さａ及びｃの各々が上記担体全長よりも短く、該
   担体の上流側に上記Ｒｈ触媒層のみが存在する部分が形
   成され、上記担体の下流側に上記Ｐｄ触媒層のみが存在
   する部分が形成されていることを特徴とする排気ガス浄
   化用触媒。
7. 【請求項７】 請求項６に記載されている排気ガス浄化
   用触媒において、 上記Ｐｄ触媒層が、アルミナにＰｄを担持させたＰｄ触
   媒によって形成され、上記Ｒｈ触媒層が、アルミナにＲ
   ｈを担持させたＲｈ触媒によって形成されていることを
   特徴とする排気ガス浄化用触媒。
8. 【請求項８】 請求項６に記載されている排気ガス浄化
   用触媒において、 上記担体全長に対するＲｈ触媒層の担持長さａの比率が
   ２０％以上であり、上記担体全長に対するＰｄ触媒層の
   担持長さｃの比率が４０％以上であることを特徴とする
   排気ガス浄化用触媒。
9. 【請求項９】 請求項６に記載されている排気ガス浄化
   用触媒において、 上記担体全長に対するＲｈ触媒層の担持長さａの比率が
   ４０％〜６０％であり、上記担体全長に対するＰｄ触媒
   層の担持長さａの比率が５０％以上であり且つ１００％
   未満であることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。