JPH10180096A - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期にわたって触媒性能が維持できる触媒、
また、パティキュレート、ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの浄化性
能を長期にわたって維持できる触媒を提供すること。 【解決手段】 触媒支持体上に、触媒成分を含有する耐
熱性無機酸化物層を有する排ガス浄化用触媒において、
該耐熱性無機酸化物層は、珪素含有化合物とチタニウム
含有化合物とが分子状態で酸化物とされた３〜３５重量
％のシリカが微細にアナターゼ型チタニア粒子に分散保
持されたシリカドープアナターゼ型チタニアを含有して
いることを特徴とする排ガス浄化用触媒。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、排ガス浄化用触媒
に関するものである。詳しくは、燃焼炉、ボイラ、内燃
機関等から排出される排ガス、特にディーゼルエンジン
からの排気ガス中に含まれる有害成分である一酸化炭素
（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を除去する排ガス浄化用
触媒に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃焼炉、ボイラ、内燃機関等から
の排ガスの浄化においては、排ガス中に含まれるＨＣや
ＣＯを除去するために大きな比表面積を持つ耐熱性セラ
ミックス粒子表面に触媒成分を担持させ触媒としてい
る。触媒は排ガス中で使用されるため、排ガスの持つ高
温に晒され、セラミックスの比表面積が低下したり、担
持された触媒成分が粗大化し、触媒成分の実質表面積が
減少し、触媒成分が低下する。このため排ガス中に晒さ
れても長期間にわたって比表面積が低下せず、また、担
持された触媒成分が粗大化しない、触媒性能の低下の少
ない耐熱性セラミックスが求められている。

【０００３】また、内燃機関からの排ガス中に含まれる
ＨＣ、ＣＯやＮＯｘを浄化するために触媒が使用されて
いる。特に、ディーゼルエンジンでは排ガス中にパティ
キュレートが含まれ、このパティキュレートを確実に除
去できる排ガス浄化触媒の開発が望まれている。現在ま
でに開発されているパティキュレートを含む排ガス浄化
装置としては、大きく分けてトラップ型（触媒付きと触
媒無し）と、オープン型ＳＯＦ分解触媒とが知られてい
る。

【０００４】このうちトラップ型は、排気ガスに含まれ
るパティキュレートをトラップして排出を抑制するもの
であり、特に煤（ドライスーツ）の比率の高い排気ガス
に有効である。しかし、再生処理装置が必要となり、再
生時の触媒担体の割れ、アッシュによる閉塞あるいはシ
ステムが複雑になるなど、実用上多くの課題を残してい
る。

【０００５】一方オープン型ＳＯＦ分解触媒は、例えば
特公平３−３８２５５号公報に開示されているように、
活性アルミナなどの触媒担持層にガソリンエンジンなど
の場合と同様に白金族金属などの酸化触媒を担持した触
媒が使用されている。これによりＣＯやＨＣとともにパ
ティキュレート中のＳＯＦを酸化分解して浄化する。こ
のオープン型ＳＯＦ分解触媒は、ドライスーツの除去率
が低いという欠点があるが、ドライスーツの量は燃焼条
件や燃料自体の改良によって低減することが可能であ
り、かつ再生処理装置が不要という大きなメリットがあ
るため検討が進められている。

【０００６】しかしながら、従来型の触媒を担持した排
ガス浄化用触媒では、パティキュレートの排出量を低減
させることは困難であった。すなわち、パティキュレー
トが発生するような高温の排ガス中では耐熱性無機酸化
物層に含まれる無機酸化物のシンタリングや触媒金属Ｐ
ｔの被毒が起こり触媒性能が低下するという不具合が発
生している。特開昭６２−１４９３３８号、特開昭６２
−１４９３３９号公報には、活性アルミナをベースとし
た無機酸化物層の耐熱性を高めるため、金属アルコキシ
ド法や共沈法を用いてアルミナ中にチタニアを微細に分
散させた触媒が開示されている。しかしながら、アルミ
ナをベースにした触媒は、硫黄化合物を吸収しやすいた
め、サルフェートを生成しやすい。従ってアルミナベー
スの触媒では、パティキュレートの抑制は不十分であ
り、前記公報でも評価項目となっていない。

【０００７】一方、チタニアベースの触媒は硫黄化合物
の吸着性が低く、そのまま排出されるので、サルフェー
トの生成が抑制されることが知られている。しかし、チ
タニアベースの触媒に対しても、耐熱性向上は必要であ
るが、その手法については知られていなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであり、長期にわたって触媒性能が維
持できる触媒、また、パティキュレート、ＨＣ、ＣＯ、
ＮＯｘの浄化性能を長期にわたって維持できる触媒を提
供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意研究した結果、従来の触媒に比
べ高温状態での触媒の浄化性能が保持でき耐久性の優れ
た触媒組成を見出し本発明を完成するに至ったものであ
る。すなわち、本発明の排ガス浄化用触媒は、触媒支持
体上に触媒成分を含有する耐熱性無機酸化物層を有する
排ガス浄化用触媒であって、該耐熱性無機酸化物層は珪
素含有化合物とチタニウム含有化合物とが分子状態で混
合された状態で酸化物とされた３〜３５重量％のシリカ
が微細にアナターゼ型チタニア粒子に分散保持されたシ
リカドープアナターゼ型チタニアを含有していることを
特徴とする。

【００１０】このシリカドープアナターゼ型チタニアは
耐熱性に特に優れ、長期間の使用後においても高い比表
面積値を持つ。また、触媒成分の粗大化が阻止され、長
期間にわたって高い触媒性能が維持される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の排ガス浄化用触媒は、耐
熱性無機酸化物層が、３〜３５重量％のシリカが微細に
アナターゼ型チタニア粒子に分子状態で分散保持された
状態で酸化物とされたシリカドープアナターゼ型チタニ
アを含有しているものである。この耐熱性無機酸化物層
が含有するシリカドープアナターゼ型チタニアにはシリ
カが極く微細な原子オーダのレベルで分散しているのが
望ましい。これによりチタニア粒子がシンタリングを起
こし、比表面積値が低下するのが防止される。このチタ
ニア粒子中に含まれるシリカの添加量は３〜３５重量％
である。添加量が３重量％未満であるとチタニアのシン
タリングを防ぐ効果が得られず、３５重量％を超えると
シンタリング抑制効果が向上しなくなるので好ましくな
い。

【００１２】このようにシリカを原子レベルで高分散さ
せる方法としては、たとえば、本発明で実施されている
チタニウムのアルコキシドと珪素のアルコキシドとの混
合物を加水分解によりチタニアに分散させる加水分解法
等がある。なお、チタニアは、優れた耐ＳＯｘ性を持ち
ＳＯｘの多い排気ガス雰囲気で、例えば、脱硝用に使用
されている。通常のシリカをドープしていないチタニア
は、５００℃以下の定常条件では浄化能力を示すが、デ
ィーゼルエンジン車のように排気ガス温度が５００℃を
超えるような条件下ではチタニアの粒子はシンタリング
し浄化性能が著しく低下する。しかし本発明にかかるシ
リカドープアナターゼ型チタニアは高温での結晶構造変
化が少なく、耐熱性が高い。そのため、シンタリングが
生じにくい。

【００１３】耐熱性無機酸化物層には、他に針状酸化チ
タンを採用できる。針状酸化チタンは針状であるという
形状により粉末状耐熱性無機酸化物粒子を一体的に固定
する作用をなす。また、針状酸化チタン同士がランダム
に絡み合い、比較的大きな気孔を形成する。この針状酸
化チタンは平均繊維系が０．０１〜１μｍ、平均繊維長
１〜６μｍであるのが好ましい。またＢＥＴ比表面積は
２〜２０ｍ²／ｇが好ましい。また、針状酸化チタンは
粉末状のチタニアと同様に耐ＳＯｘ性を持つ。そのため
ＳＯｘの多い排気ガス雰囲気で針状酸化チタンを脱硝用
にも使用することができる。

【００１４】この針状酸化チタンの代わりにゼオライト
を採用することもできる。このゼオライトも針状酸化チ
タンと同様に耐熱性無機酸化物層に添加されることによ
り、触媒の浄化性能を向上させるものである。耐熱性無
機酸化物層を構成する粉末状耐熱性無機酸化物は実質的
に触媒金属を担持するものであり、従来のものと同様に
比表面積の大きな活性なものがよい。粉末状耐熱性無機
酸化物の粒径としては、平均粒径０．０１〜５μｍでＢ
ＥＴ比表面積が５０〜５００ｍ²／ｇであるものが好ま
しい。

【００１５】この耐熱性無機酸化物層を触媒支持体に担
持するには、耐熱性無機酸化物をスラリー化し、触媒支
持体上にコートして形成するのが好ましい。スラリーを
形成するときにバインダーとなるチタニアゾル、また
は、シリカゾルおよび硝酸アルミニウム、オキシ硝酸ジ
ルコニウムなどを混合してもよい。耐熱性無機酸化物層
のコート量は触媒の単位容積１リットルあたり５０〜２
５０ｇであることが好ましい。担持するチタニアのコー
ト量が５０ｇ未満であると触媒性能が十分発揮できない
ので好ましくない。また、コート量が２５０ｇを超える
と触媒金属の担持量を多くしなければならなくなり好ま
しくない。耐熱性無機酸化物層を構成するチタニアの平
均粒径は、０．５〜５μｍの範囲であることが好まし
く、コート層中でシリカを含むチタニアが４０％以上で
あることが好ましい。

【００１６】また、耐熱性無機酸化物層には、第３成分
としてセシウム、タングステン、モリブデン、バナジウ
ム、ジルコニウム、イットリウム、インジウム、セリウ
ム、プラセオジウム、銅、コバルト、金、銀等のうち少
なくとも一種を担持することで耐熱性をさらに向上し浄
化性能を向上することができる。触媒成分の白金の担持
量は、触媒の単位容積１リットルあたり０．０１〜５．
０ｇであることが好ましい。該白金の担持量が５．０ｇ
／リットルを超えると、それ以上白金の担持量を増加さ
せても活性向上はわずかで高価となる。特に、白金の担
持量が０．０２〜３．０ｇ／リットルである場合は、触
媒活性とコストの面でより好ましい。

【００１７】パラジウムの担持量は、触媒の単位容積１
リットルあたり０．１〜１０．０ｇであることが好まし
い。パラジウムの担持量が０．１ｇ／リットル未満の場
合、十分な触媒活性が得られないおそれがある。また、
パラジウムの担持量が１０．０ｇ／リットルを超える
と、それ以上パラジウムの担持量を増加させても活性向
上はわずかで高価となる。特にパラジウムの担持量が
０．５〜５．０ｇ／リットルである場合は、触媒活性と
コストの面でより好ましい。また、パラジウムは、白金
と併用して用いて浄化効果を高めることができる。

【００１８】ロジウムの担持量は、触媒の単位容積１リ
ットルあたり０．０１〜１．０ｇであることが好まし
い。ロジウムの担持量が０．０１ｇ／リットル未満の場
合、十分な触媒活性が得られないおそれがある。また、
ロジウムの担持量が１．０ｇ／リットルを超えると、そ
れ以上ロジウムの担持量を増加させても活性向上はわず
かで高価となる。特に、ロジウムの担持量が０．０５〜
０．５ｇ／リットルである場合は、触媒活性とコストの
面でより好ましい。

【００１９】また、上記の触媒金属は、シリカを含むチ
タニア粉末に予め担持して、耐熱性無機酸化物層を形成
してもよい。予め担持することにより、耐熱性および耐
被毒性の向上がもたらされる。本発明は、触媒成分を担
持する耐熱性無機酸化物層にシリカドープアナターゼ型
チタニアを用いることで、高温になっても担体層がシン
タリングにより粗大化しないため、耐熱性無機酸化物層
の高い表面積を維持することにより、高い触媒性能が長
期にわたって維持できる触媒である。

【００２０】

【実施例】以下、実施例にしたがって詳しく説明する
が、本発明の範囲はこれらの実施例に限定するものでは
ない。 （シリカドープチタニア粉末の調製）四塩化チタンを二
酸化チタン換算で８０重量部分取し、イソプロピルアル
コール５００容量部の中に分散させた。次に、エチルシ
リケートをシリカ換算で１２重量部分取し、前記アルコ
ール溶液中に混合し、約１時間攪拌した。その後、攪拌
を続けながら０．１Ｎの塩酸５０容量部とイオン交換水
４５０容量部からなる水溶液を毎分１ｍｌの添加速度で
加えた。この混合液は、加水分解反応によりシリカドー
プチタニアの白色コロイドを生じる。一昼夜攪拌後２日
間放置しコロイドを成長させた後、生成した白色沈殿を
濾過する。

【００２１】生成物は、１２０℃で水分を除去した後、
７００℃で１時間焼成した。得られた白色粉末（以下Ｈ
ＳＴと呼ぶ）の物性を調査した結果、比表面積９０ｍ²
／ｇ、平均粒子径０．５μｍ、Ｘ線回折（以下ＸＲＤと
呼ぶ）ではアナターゼ型の二酸化チタン構造をとり、蛍
光Ｘ線によるＳｉＯ₂の定量分析値は１１ｗｔ％であっ
た。

【００２２】なお、この調製例は、アルコキシドの加水
分解法により、ゾルゲル法を用いたが、この他に、ＣＶ
Ｄ法、共沈法、火炎法等による調製方法を用いてもよ
い。 （実施例１）セル数４００セル／ｉｎ²、直径１１７ｍ
ｍ、長さ１２２ｍｍ（体積約１．３Ｌ）のコーディエラ
イト製のモノリス支持体に調製例で調製したＨＳＴ粉末
５０部、プロトン型の合成ゼオライトのモルデナイト
（シリカアルミナ比約３０）の粉末３０部、石原産業製
チタニアゾルＳＴＳ−０１を（固形分換算で）２０部、
イオン交換水１００部を混合し、ボールミルにて１２時
間粉砕した。このスラリーの平均粒子径は１．２μｍで
あった。

【００２３】このスラリーをモノリス支持体にコート
後、１００℃５時間で乾燥させ、２５０℃で３時間加熱
し、６００℃で焼成し、モノリス支持体上に、ゼオライ
トを含みチタニアを主成分とする耐熱性無機酸化物層を
形成した。この耐熱性無機酸化物層のコート量は、支持
体１リットルあたり１５０ｇであった（以下１５０ｇ／
Ｌと示す）。

【００２４】続いて、該支持体を、白金アンミン水酸塩
水溶液に浸漬した後、余分な水分を吹き払い２５０℃に
加熱して白金塩を分解し、支持体１リットルあたり白金
を１．５ｇ（以下１．５ｇ／Ｌと示す）を担持して表１
に示す触媒を得た。 （実施例２）実施例１のモルデナイトの代わりに、平均
繊維系０．０７〜０．５μｍ、平均繊維長１〜７μｍの
針状酸化チタン粉末を添加した以外は実施例１と同様に
して触媒を調製した。なお、スラリーの平均粒子径は１
μｍであった。

【００２５】（実施例３）実施例１のモルデナイトの代
わりに、Ｃｅを約０．５ｗｔ％イオン交換したＺＳＭ−
５を添加した以外は、実施例１と同様にして触媒を調製
した。 （実施例４）実施例１のモルデナイトの代わりに、Ｃｏ
を約３．５ｗｔ％イオン交換したＺＳＭ−５を添加した
以外は、実施例１と同様にして触媒を調製した。

【００２６】（実施例５）実施例１のモルデナイトの代
わりに、Ｃｕを約３．５ｗｔ％イオン交換したＺＳＭ−
５を添加した以外は、実施例１と同様にして触媒を調製
した。 （実施例６）実施例１のモルデナイトの代わりに、Ｉｎ
を約０．５ｗｔ％イオン交換したＵＳＹ（安定型Ｙ型ゼ
オライト）を添加した以外は、実施例１と同様にして触
媒を調製した。

【００２７】（実施例７）実施例１で支持体白金を担持
後、塩化イリジウム水溶液中に該担体を浸漬し、余分な
水分を吹き払い、水素気流中で５００℃で１時間還元処
理した。イリジウムの量は１ｇ／Ｌであった。続いて、
該支持体を硝酸Ｃｓ水溶液中に浸漬し、硝酸Ｃｓを耐熱
性無機酸化物層に担持させ、余分な液を吹き払った後、
２５０℃で乾燥し、５００℃で１時間焼成した。Ｃｓの
担持量は０．０５ｍｏｌ／Ｌであった。

【００２８】（実施例８）実施例７のイリジウムの代わ
りに、塩化ロジウムを用いる以外は、実施例７と同様に
して触媒を調製した。ロジウムの量は０．２ｇ／Ｌであ
った。 （実施例９）実施例７のイリジウムの代わりに、硝酸パ
ラジウムを用いる以外は、実施例７と同様にして触媒を
調製した。パラジウムの量は０．５ｇ／Ｌであった。

【００２９】（実施例１０）実施例７でモルデナイトの
代わりに、Ｋ型のフェリエライト（シリカアルミナ比約
２０）を用いる以外は、実施例７と同様にして触媒を調
製した。 （実施例１１）実施例１と同様な操作により耐熱性無機
酸化物層を形成した支持体を、メタタングステン酸アン
モニウム、およびモリブデン酸アンモニウムの混合水溶
液中に浸漬し、余分な液を吹き払った後、２５０℃で乾
燥し、５００℃で１時間焼成した。Ｗ／Ｍｏの担持量は
元素換算で各々０．０５ｍｏｌ／Ｌであった。

【００３０】（実施例１２）実施例１１でメタタングス
テン酸アンモニウム、およびモリブデン酸アンモニウム
を用いる代わりに、バナジウムのシュウ酸水溶液を用い
る以外は、実施例１１と同様にして触媒を調製した。バ
ナジウムの量は０．１ｍｏｌ／Ｌであった。 （実施例１３）実施例１１でメタタングステン酸アンモ
ニウム、およびモリブデン酸アンモニウムを用いる代わ
りに、オキシ硝酸ジルコニウムを用いる以外は、実施例
１１と同様にして触媒を調製した。ジルコニアの量は
０．１ｍｏｌ／Ｌであった。

【００３１】（実施例１４）実施例１１でメタタングス
テン酸アンモニウム、およびモリブデン酸アンモニウム
を用いる代わりに、硝酸イットリウム水溶液を用いる以
外は、実施例１１と同様にして触媒を調製した。イット
リウムの量は０．１ｍｏｌ／Ｌであった。 （実施例１５）実施例１１でメタタングステン酸アンモ
ニウム、およびモリブデン酸アンモニウムを用いる代わ
りに、硝酸プラセオジウム水溶液を用いる以外は、実施
例１１と同様にして触媒を調製した。プラセオジウムの
量は０．１ｍｏｌ／Ｌであった。

【００３２】（実施例１６）実施例１１でメタタングス
テン酸アンモニウム、およびモリブデン酸アンモニウム
を用いる代わりに、塩化金水溶液を用いる以外は、実施
例１１と同様にして触媒を調製した。金の量は０．１ｇ
／Ｌであった。 （実施例１７）実施例１１でメタタングステン酸アンモ
ニウム、およびモリブデン酸アンモニウムを用いる代わ
りに、硝酸銀酸水溶液を用いる以外は、実施例１１と同
様にして触媒を調製した。銀の量は０．１ｍｏｌ／Ｌで
あった。

【００３３】（実施例１８）実施例１で調製例のＨＳＴ
の代わりにバーナ火炎中に気化させた四塩化チタンと気
化させた四塩化珪素を不活性ガス、空気、水素雰囲気中
で反応させた（火炎法で調製した）シリカドープアナタ
ーゼ型チタニアを用いる以外は、実施例１と同様にして
触媒を調製した。このシリカドープアナターゼ型チタニ
アは、ＢＥＴ比表面積は５６ｍ²／ｇ、平均粒子径４μ
ｍ、アナターゼ型の二酸化チタン構造であり、蛍光Ｘ線
でのＳｉＯ₂の含有量は８ｗｔ％であった。

【００３４】（実施例１９）実施例１のモルデナイト粉
末３０部の代わりにＨＳＴ粉末３０部を加える以外は実
施例１と同様な方法で触媒を調製した。 （比較例１）セル数４００セル／ｉｎ²、直径１１７ｍ
ｍ，長さ１２２ｍｍ（体積約１．３Ｌ）のコーディエラ
イト製のモノリス支持体に、平均粒子径５μｍの活性ア
ルミナ粉末（１００重量部）、アルミナ水和物（５重量
部）、硝酸アルミニウム（１重量部）、イオン交換水
（１５０重量部）とからなるスラリーをコートして乾燥
させた後、５００℃で１時間焼成して、モノリス支持体
上に活性アルミナ層で形成される耐熱性無機酸化物の層
（１５０ｇ／Ｌ）を形成した。

【００３５】続いてこの耐熱性無機酸化物層を担持した
モノリス支持体をジニトロジアミノ白金酸水溶液に浸漬
して白金を１．５ｇ／Ｌ担持した。 （比較例２）比較例１の活性アルミナ粉末およびアルミ
ナ水和物の代わりに、平均粒子径３μｍの二酸化チタン
粉末を１００重量部と、チタニアゾルＳＴＳ−０１を二
酸化チタン換算で２０部入れる以外は比較例１と同様に
して触媒を調製した。

【００３６】（比較例３）比較例２の二酸化チタン粉末
の量を９０重量部にし、シリカ粉末を１０重量部加える
以外は比較例１と同様にして触媒を調製した。 （比較例４）比較例２の二酸化チタン粉末の代わりに、
アルミナを９ｗｔ％含みＢＥＴ比表面積８８ｍ²／ｇの
特許公報第２５０３３７０号記載の火炎法で調製したア
ナターゼ型の二酸化チタンを用いる以外は比較例２と同
様にして触媒を調製した。

【００３７】（比較例５）比較例２の二酸化チタン粉末
量を６０部にし、シリカ粉末を１０部、モルデナイト粉
末を３０部加える以外は、比較例２と同様にして触媒を
調製した。 （耐久・評価方法）３．１リットルのＤＩターボ付きエ
ンジンに触媒を取り付け、アイドル１０分、２０００ｒ
ｐｍで４０％負荷（入りガス温度で４００℃）を１０
分、を１サイクルとして５００時間運転した後、４００
０ｒｐｍのフルスロットル（入りガス温度で６７０℃）
で５０時間運転して耐久サンプルとした。

【００３８】次に２．８リットルのＤＩターボ付きの車
両に触媒を取り付け、堀場製作所製のシャシダイナモメ
ータおよびダイリュウショントンネルを用い、国内の１
０．１５モードを測定し、各ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ、ＰＭ
の浄化特性を触媒の有無で調査した。その後、触媒を取
り出し、コート層を掻き取りＢＥＴ比表面積劣化率
（Ｄ）、およびＸＲＤにより触媒の状態を調査した。表
１に各触媒の構成成分を、表２にその触媒の浄化率なら
びに状態を示す。なお、表２中の初期の触媒は、実施例
Ｎｏ．１の耐久試験前の浄化率及び触媒層の状態を示
す。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】 表２に示すように、本実施例の触媒の浄化率は、耐久試
験をする前の初期の値に近く劣化が少ないことを示して
いる。一方、比較例のモルデナイトあるいは針状チタニ
アを使用しない場合には、浄化率が低下し、触媒層の劣
化の度合いを示す比表面積劣化率（Ｄ）が著しく大きく
ＸＲＤでの結晶状態の観察により、チタニア層がシンタ
リングによって、結晶化（ルチル状化）していることが
示された。しかし、実施例においては、比表面積劣化率
（Ｄ）の値は小さく、また、ＸＲＤの観察からもチタニ
アはアナターゼ型を示していて、ほぼ耐久試験前の初期
の触媒の状態および性能を示していることがわかる。

【００４１】

【発明の効果】本発明のディーゼルエンジン排ガス浄化
用触媒では、耐熱性無機酸化物層にシリカをドープした
チタニアに針状酸化チタンあるいはゼオライトを主な成
分として構成したことによりディーゼルエンジンの排ガ
スのような高温の条件下でもＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ、パテ
ィキュレートの高い浄化性能と耐久性を示す。これは触
媒を担持した耐熱性無機酸化物層が阻大化しないためシ
リカドープチタニアの作用である高い触媒性能が維持で
きることを示している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠原 光一 静岡県小笠郡大東町千浜7800番地 キャタ ラー工業株式会社内 (72)発明者 古谷 寿伸 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 林 孝太郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 植野 秀章 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 触媒支持体上に触媒成分を含有する耐熱
   性無機酸化物層を有する排ガス浄化用触媒において、 該耐熱性無機酸化物層は、珪素含有化合物とチタニウム
   含有化合物とが分子状態で混合された状態で酸化物とさ
   れた３〜３５重量％のシリカが微細にアナターゼ型チタ
   ニア粒子に分散保持されたシリカドープアナターゼ型チ
   タニアを含有していることを特徴とする排ガス浄化用触
   媒。
2. 【請求項２】 前記シリカドープアナターゼ型チタニア
   はＢＥＴ比表面積が５０〜２００ｍ²／ｇであり、かつ
   空気中８００℃で５時間の熱処理によるＢＥＴ比表面積
   値の低下は１０％以下である請求項１記載の排ガス浄化
   用触媒。
3. 【請求項３】 前記シリカドープアナターゼ型チタニア
   は空気中８００℃で５時間の熱処理によるＸ線解析の２
   θ＝２５°のピーク強度ｃｐｓの増加は１．５倍以内で
   ある請求項１記載の排ガス浄化用触媒。
4. 【請求項４】 前記触媒成分は白金、パラジウム、ロジ
   ウムの少なくとも１種である請求項１記載の排ガス浄化
   用触媒。
5. 【請求項５】 触媒支持体上に触媒成分を含有する耐熱
   性無機酸化物層を有する排ガス浄化用触媒において、該
   耐熱性無機酸化物層は、珪素含有化合物とチタニウム含
   有化合物とが分子状態で混合された状態で酸化物とされ
   た３〜３５重量％のシリカが微細にアナターゼ型チタニ
   ア粒子に分散保持されたシリカドープアナターゼ型チタ
   ニア層で形成され、該耐熱性無機酸化物層には白金、パ
   ラジウム、ロジウムの少なくとも１種の触媒成分を含有
   してなることを特徴とする排ガス浄化用触媒。
6. 【請求項６】 ディーゼルエンジンから排出される排ガ
   スを浄化する請求項５記載の排ガス浄化用触媒
7. 【請求項７】 前記シリカドープアナターゼ型チタニア
   はＢＥＴ比表面積が５０〜２００ｍ²／ｇであり、かつ
   空気中８００℃で５時間の熱処理によるＢＥＴ比表面積
   値の低下は１０％以下である請求項６記載の排ガス浄化
   用触媒。
8. 【請求項８】 前記シリカドープアナターゼ型チタニア
   は空気中８００℃で５時間の熱処理によるＸ線解析の２
   θ＝２５°のピーク強度ｃｐｓの増加は１．５倍以内で
   ある請求項６記載の排ガス浄化用触媒。
9. 【請求項９】 触媒支持体上に触媒成分を担持する耐熱
   性セラミックス層を有する排ガス浄化用触媒において、 該耐熱性セラミックス層は、珪素含有化合物とチタニウ
   ム含有化合物とが分子状態で混合された状態で酸化物と
   された３〜３５重量％のシリカが微細にアナターゼ型チ
   タニア粒子に分散保持されたシリカドープアナターゼ型
   チタニア粉末と針状酸化チタンとを有し、該針状酸化チ
   タンは該耐熱性セラミックス層全体を１００重量％とし
   たとき５〜８０重量％を占めかつ該耐熱製セラミックス
   層内でランダムに分散していることを特徴とする排ガス
   浄化用触媒。
10. 【請求項１０】 ディーゼルエンジンから排出される排
    ガスを浄化する請求項９記載の排ガス浄化用触媒。
11. 【請求項１１】 前記シリカドープアナターゼ型チタニ
    アはＢＥＴ比表面積が５０〜２００ｍ²／ｇであり、か
    つ空気中８００℃で５時間の熱処理によるＢＥＴ比表面
    積値の低下は１０％以下である請求項１０記載の排ガス
    浄化用触媒。
12. 【請求項１２】 前記シリカドープアナターゼ型チタニ
    アは空気中８００℃で５時間の熱処理によるＸ線解析の
    ２θ＝２５°のピーク強度ｃｐｓの増加は１．５倍以内
    である請求項１０記載の排ガス浄化用触媒。
13. 【請求項１３】 前記シリカドープアナターゼ型チタニ
    ア粉末は平均粒径０．０１〜５０μｍでＢＥＴ比表面積
    が５０〜２００ｍ²／ｇであり、前記針状酸化チタンは
    平均繊維径が０．０１〜１μｍ、繊維長０．５〜３０μ
    ｍである請求項１０記載の排ガス浄化用触媒。
14. 【請求項１４】 触媒支持体上に触媒成分を担持する耐
    熱性セラミックス層を有する排ガス浄化用触媒におい
    て、 該耐熱性セラミックス層は、珪素含有化合物とチタニウ
    ム含有化合物とが分子状態で混合された状態で酸化物と
    された３〜３５重量％のシリカが微細にアナターゼ型チ
    タニア粒子に分散保持されたシリカドープアナターゼ型
    チタニア粉末とゼオライトとを有し、該ゼオライトは該
    耐熱性セラミックス層全体を１００重量％としたとき５
    〜８０重量％を占めかつ該耐熱性セラミックス層内でラ
    ンダムに分散していることを特徴とする排ガス浄化用触
    媒。
15. 【請求項１５】 ディーゼルエンジンから排出される排
    ガスを浄化する請求項１４記載の排ガス浄化用触媒。
16. 【請求項１６】 前記シリカドープアナターゼ型チタニ
    アはＢＥＴ比表面積が５０〜２００ｍ²／ｇであり、か
    つ空気中８００℃で５時間の熱処理によるＢＥＴ比表面
    積値の低下は１０％以下である請求項１５記載の排ガス
    浄化用触媒。
17. 【請求項１７】 前記シリカドープアナターゼ型チタニ
    アは空気中８００℃で５時間の熱処理によるＸ線解析の
    ２θ＝２５°のピーク強度ｃｐｓの増加は１．５倍以内
    である請求項１５記載の排ガス浄化用触媒。
18. 【請求項１８】 前記シリカドープアナターゼ型チタニ
    ア粉末は平均粒径０．０１〜５０μｍでＢＥＴ比表面積
    が５０〜２００ｍ²／ｇであり、前記ゼオライトはフェ
    リエライト型、ペンタシル型（ＺＳＭ−５）、モルデナ
    イト型、Ｙ型ゼオライトであり、かつその平均粒が０．
    １〜５０μｍである請求項１５記載の排ガス浄化用触
    媒。
19. 【請求項１９】 前記触媒成分は白金、パラジウム、ロ
    ジウム、イリジウムの少なくとも１種である請求項１５
    記載の排ガス浄化用触媒。
20. 【請求項２０】 前記触媒成分は添加成分としてＣｓ，
    Ｗ，Ｍｏ，Ｖ，Ｚｒ，Ｙ，Ｉｎ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｃｕ，Ｃ
    ｅ，Ａｕ，Ａｇの少なくとも一種を含む請求項１９記載
    の排ガス浄化用触媒。