JPWO2010029978A1 - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents

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Abstract

多量のニッケルを含んでいないにも拘わらず、硫化水素の排出が抑制され且つ十分な排ガス浄化性能を有している排ガス浄化用触媒を提供する。排ガス浄化用触媒(1)は、排ガスが流れる1つ以上の貫通孔が設けられた基材と、基材に支持され、貴金属と酸素貯蔵材とを含有した触媒層とを含む。排ガス浄化用触媒は、排ガスが供給される第1部分(100)と、第1部分(100)を通過した排ガスが供給され、第1部分(100)と比較して単位容積当りの酸素貯蔵材含量がより少ない第2部分(200)とを含んでいる。

Description

本発明は、排ガス浄化用触媒に関する。
近年、自動車等に対する排ガス規制が強化されてきている。これに対応するため、排ガス中の窒素酸化物(NOx)等をより効率的に浄化するための種々の排ガス浄化用触媒が開発されている。例えば、特許文献1には、セリウム酸化物を含んだ担体と、この担体に担持された貴金属とを備えた排ガス浄化用触媒が開示されている。セリウム酸化物は、高い酸素貯蔵能を有しており、排ガス浄化用触媒の性能向上に有効な成分として知られている。
しかしながら、これらの触媒には、排ガスを浄化する過程で、悪臭の原因となる硫化水素(H2S)を放出し易いという問題があった。そこで、H2S排出量を低減させる触媒として、ニッケル(Ni)を含有した排ガス浄化用触媒が提案されてきた(例えば、特許文献2参照)。
ところが、Niは、多くの国及び地域で、環境負荷物質に指定されている。そのため、Niを比較的多量に含んだ排ガス浄化用触媒は使用できなくなりつつある。
特開平8−155302号公報 欧州特許第244127号明細書
本発明の目的は、多量のNiを含んでいないにも拘わらず、H2Sの排出が抑制され且つ十分な排ガス浄化性能を有している排ガス浄化用触媒を提供することにある。
本発明の一側面によると、排ガスが流れる1つ以上の貫通孔が設けられた基材と、前記基材に支持され、貴金属と酸素貯蔵材とを含有した触媒層とを具備した排ガス浄化用触媒であって、前記排ガス浄化用触媒は、前記排ガスが供給される第1部分と、前記第1部分を通過した前記排ガスが供給され、前記第1部分と比較して単位容積当りの酸素貯蔵材含量がより少ない第2部分とを含んだ排ガス浄化用触媒が提供される。
図1は、本発明の一態様に係る排ガス浄化用触媒を示す概略図である。 図2は、図1に示す排ガス浄化用触媒の一部を拡大して示す断面図である。 図3は、H2S排出量を示す棒グラフである。 図4は、第2部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量D2とH2S排出量との関係を示すグラフである。 図5は、第1部分及び第2部分のコート幅とH2S排出量及びNOx排出量との関係を示すグラフである。 図6は、触媒の単位容積当りの表面積とH2S排出量及びNOx排出量との関係を示すグラフである。 図7は、H2S排出量を示す棒グラフである。 図8は、NOx排出量を示す棒グラフである。 図9は、NOx排出量を示す棒グラフである。 図10は、NOx排出量を示す棒グラフである。
以下、本発明の態様を説明する。
本発明者らは、H2Sの発生原因、特には車両停止後に生じるH2Sの発生原因を検討する過程で、車両停止後における触媒の冷却速度には、触媒内の部位に応じた差があることを究明した。
まず、貴金属及びセリウム酸化物を均一に含んだ触媒層を備えた排ガス浄化用触媒を準備した。そして、この触媒を自動車に搭載し、基材の上流端から基材の全長の0%、16%、33%、50%、67%及び83%の各位置における温度を測定しながら自動車の運転条件を変化させた。具体的には、まず、車両を約40km/hの速度で走行させた。このとき、触媒の上流端における温度は約400℃であった。次いで、約100km/hまでのワイドオープンスロットルでのゼロ発進加速を行い、その後、車両を停止させ、エンジンをアイドリングさせたまま放置した。
その結果、速度が約100km/hに達するまでの期間においては、触媒内の各位置の温度に有意な差は見られなかった。しかしながら、その後の減速期間及び車両停止後の期間において、触媒の下流端近傍では、触媒の上流端近傍と比較して、温度がより低下し難いことが明らかとなった。特には、触媒の下流端近傍において温度が500℃以上に保持されている時間は、触媒の上流端近傍におけるそれと比較して、遥かに長いことが分かった。
さらに、触媒各成分の特性についても検討した結果、触媒成分の中で、酸素貯蔵材がH2Sの吸着及び脱離に関与していることも究明した。詳細については不明であるが、下記のような機構であると考えられる。
低温且つ酸化雰囲気(例えば、通常走行時)においては、セリウム酸化物などの酸素貯蔵材は、排ガス中のSO2などの硫黄成分と反応して、Ce(SO42などの化合物を生成し易い。すなわち、この条件下では、酸素貯蔵材は、硫黄成分を吸着し易い。
これに対し、高温且つ還元雰囲気(例えば、高速走行時又は登坂時)においては、吸着された硫黄成分の還元反応により、SO2又はH2Sなどを発生し易い。すなわち、この条件下では、硫黄成分の脱着、特にはH2Sの排出が起こり易い。特に、触媒の温度が約500℃以上である場合に、H2Sの排出が顕著となる。そして、このH2Sは、排ガスの悪臭の主たる要因となる。
上記のような知見を基に、ここでは、以下に述べる構成を採用する。
図1は、本発明の一態様に係る排ガス浄化用触媒を示す概略図である。図2は、図1に示す排ガス浄化用触媒の一部を拡大して示す断面図である。
排ガス浄化用触媒1は、排ガスが流れる1つ以上の貫通孔が設けられた基材10と、基材10に支持された触媒層20とを備えている。
触媒層20は、担体とこれに担持された貴金属とを含有している。担体は、貴金属の比表面積を増大させると共に、反応による発熱を消散させて貴金属のシンタリングを抑制する役割を担っている。担体は、酸素貯蔵材を含んでいる。酸素貯蔵材は、排ガス中の酸素を吸蔵及び放出することにより、排ガスの空燃比の変動を緩和する役割を担っている。貴金属は、排ガス浄化反応を触媒する役割を担っている。
なお、触媒層20は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。後者の場合、触媒層20は、貴金属を含有していない層を含んでいてもよい。
排ガス浄化用触媒1は、単位容積当りの酸素貯蔵材含量が互いに異なった第1部分100及び第2部分200を含んでいる。第1部分100は、第2部分200よりも先に排ガスが供給される部分である。第2部分200は、第1部分100を通過した排ガスが供給される部分である。図1では、一例として、排ガス浄化用触媒1が、排ガス浄化用触媒1の上流部に対応した第1部分100、及び、排ガス浄化用触媒1の下流部に対応した第2部分200のみからなる場合を示している。第1部分100と第2部分200とは、単位容積当りの酸素貯蔵材含量が異なっていること以外は、ほぼ同様の構成を有している。
第1部分100において、触媒層20は、担体とこれに担持された貴金属とを含有している。第1部分100では、この担体は、酸素貯蔵材又はこれと他の酸化物との混合物若しくは複合酸化物である。
第2部分200において、触媒層20は、担体とこれに担持された貴金属とを含有している。第2部分200では、この担体は、酸素貯蔵材以外の酸化物又はこれと酸素貯蔵材との混合物若しくは複合酸化物である。上記の通り、第2部分200の単位容積当りの酸素貯蔵材含量D2は、第1部分100の単位容積当りの酸素貯蔵材含量D1と比較してより少ない。
触媒層20は、第2部分200に酸素貯蔵材を含んでいなくてもよく、第1部分100及び第2部分200の双方に酸素貯蔵材を含んでいてもよい。後者の場合、比D2/D1は、例えば0.5以下とする。
上記の通り、排ガスが高温、例えば500℃以上の還元性ガスである場合、H2Sの排出が顕著となる。そして、排ガス浄化用触媒の下流部は、上流部と比較して降温し難い。したがって、H2Sは、主に下流部で生じると考えられる。
上述した通り、この排ガス浄化用触媒1では、第2部分200の酸素貯蔵材含量D2は、第1部分100の酸素貯蔵材含量D1と比較してより少ない。したがって、排ガス浄化用触媒1では、第2部分200における触媒層20への硫黄成分の吸着が比較的少ない。
また、排ガス浄化用触媒1の第1部分100に含まれている酸素貯蔵材は、排ガスが酸化性から還元性へと切り替わると、貯蔵していた酸素の少なくとも一部を放出する。そのため、この場合、第1部分100を通過して第2部分200に流入する排ガスは、その還元性が比較的緩和されている。したがって、排ガス浄化用触媒1は、第2部分200に吸着された硫黄成分の還元を生じ難い。
このように、排ガス浄化用触媒1は、第2部分200における触媒層20への硫黄成分の吸着が少ない。加えて、第2部分200に吸着された硫黄成分の還元を生じ難い。それゆえ、排ガス浄化用触媒1は、H2S排出が少ない。
また、酸素貯蔵材を含んだ触媒中を排ガスが通過する場合、触媒の下流部には、触媒の上流部に含まれている酸素貯蔵材によって空燃比が調整された排ガスが流入する。すなわち、触媒の上流部に含まれている酸素貯蔵材の作用により、触媒の下流部では、排ガスの空燃比の変動が比較的小さくなっている。したがって、酸素貯蔵材は、触媒の上流部においては比較的高い必要性を有しているが、触媒の下流部においてはより低い必要性しか有していない。
上記の通り、本態様では、第2部分200の単位容積当りの酸素貯蔵材含量を第1部分100と比較してより少なくした構成を採用している。それにも拘わらず、例えば、酸素貯蔵材が触媒全体に均一に含まれている場合とほぼ同程度に、触媒中を流れる排ガスの空燃比の変動を緩和することができる。すなわち、このような構成を採用すると、より少量の酸素貯蔵材によって、十分な排ガス浄化性能を発揮させることが可能となる。
第2部分200の排ガスの流れ方向についての寸法、即ち第2部分200のコート幅を基材10の全長の85%乃至15%の長さとした場合には、更に高い排ガス浄化性能、特には更に高いNOx浄化性能を達成しつつ、H2Sの排出を更に抑制することが可能である。その中でも、H2Sの排出抑制能に重点を置く場合には、第2部分200のコート幅を、基材10の全長の85%乃至40%の長さとすることが好ましい。また、NOx浄化性能に重点を置く場合には、第2部分200のコート幅を、基材10の全長の40%乃至15%とすることが好ましく、20%乃15%の長さとすることが特に好ましい。一方、H2Sの排出抑制能とNOx浄化性能とのバランスに優れた触媒を得ることを目的とする場合には、第2部分200のコート幅は、基材10の全長の80%乃至20%とすることが好ましく、60%乃至20%の長さとすることが特に好ましい。
第1部分100のコート幅を大きく且つ第2部分200のコート幅を小さくすると、触媒層20への硫黄成分の吸着量が比較的大きくなり、排ガス浄化用触媒1のH2Sの排出を十分に抑制できない可能性がある。第1部分100のコート幅を小さく且つ第2部分200のコート幅を大きくすると、排ガス浄化用触媒1の排ガス浄化性能が低下する可能性がある。
上記酸素貯蔵材は、この排ガス浄化用触媒1では、優れた排ガス浄化性能を発揮する上で必須の成分である。触媒層20の酸素貯蔵材含量は、好ましくは、排ガス浄化用触媒1の単位容積当り0.05mol/L乃至0.6mol/Lの範囲内とし、より好ましくは、排ガス浄化用触媒1の単位容積当り0.05mol/L乃至0.5mol/Lの範囲内とする。触媒層20の酸素貯蔵材含量を少なくすると、触媒層20の酸素貯蔵能が低下し、排ガス浄化用触媒1の排ガス浄化能が低下する可能性がある。触媒層20の酸素貯蔵材含量を多くすると、触媒層20への硫黄成分の吸着が起こりやすくなり、排ガス浄化用触媒1のH2S排出量が増大する可能性がある。
なお、第1部分100と第2部分200とは、同一の種類の酸素貯蔵材を含んでいてもよく、異なる種類の酸素貯蔵材を含んでいてもよい。
酸素貯蔵材としては、例えば、セリウム酸化物、ランタン酸化物、イットリウム酸化物及びプラセオジム酸化物などの希土類酸化物、酸化鉄及び酸化マンガンなどの遷移金属酸化物、又はこれらの混合物若しくは複合酸化物を使用することができる。典型的には、この酸素貯蔵材として、セリウム酸化物、セリウム酸化物と他の希土類酸化物との混合物、又はセリウム酸化物と他の希土類酸化物との複合酸化物を使用する。
酸素貯蔵材としてセリウム酸化物と他の希土類酸化物との混合物を用いると、酸素貯蔵材がセリウム酸化物のみからなる場合と比較して、より優れたNO浄化性能を達成することが可能となる。セリウム酸化物と混合して用いられる他の希土類酸化物としては、例えば、ランタン酸化物及び/又はイットリウム酸化物が挙げられる。
本態様では、排ガス浄化用触媒1の単位容積当りの表面積は、例えば5000m2/L乃至23000m2/Lの範囲内とし、典型的には5000m2/L乃至16000m2/Lの範囲内とする。ここで、「表面積」は、77.4KにおけるN2吸着等温線に基づいて作成したBETプロットにより求められる。この表面積を小さくすると、触媒層20への排ガス吸着量が減少し、排ガス浄化性能が低下する可能性がある。この表面積を大きくすると、触媒層20への硫黄成分の吸着量が増加し、H2S排出量が増大する可能性がある。なお、第1部分100の単位容積当りの表面積と、第2部分200の単位容積当りの表面積とは同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。例えば、後者を前者と比較してより小さくすると、第2部分200への硫黄成分の吸着が比較的抑制され、排ガス浄化用触媒1のH2S排出量をより有効に減少させうる。
第2部分200の単位容積当りの表面積は、典型的には、第1部分100の単位容積当りの表面積と比較してより小さい。第2部分200の単位容積当りの表面積は、例えば5000m2/L乃至10000m2/Lの範囲内とし、典型的には5000m2/L乃至7500m2/Lの範囲内とする。この表面積を小さくすると、第2部分200における触媒層20への排ガス吸着量が減少し、排ガス浄化性能が低下する可能性がある。この表面積を大きくすると、第2部分200における触媒層20への硫黄成分の吸着量が増加し、H2S排出量が増大する可能性がある。
担体が含んでいる材料の種類及び/又は含量は、第1部分100と第2部分200とで互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。第1部分100と第2部分200とで異なる種類又は含量の担体を使用することにより、各領域における排ガスの性質に応じて、排ガス浄化性能を最適化しうる。
触媒層20に含まれる貴金属としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム及びイリジウムからなる群より選択される少なくとも1つの元素を使用することができる。
第1部分100と第2部分200とは、互いに同一の貴金属を含んでいてもよく、互いに異なった貴金属を含んでいてもよい。また、第1部分100に含まれる貴金属と、第2部分に含まれる貴金属とは、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
第1部分100と第2部分200とでは、貴金属の種類及び/又含量を互いに異ならせてもよい。例えば、第1部分100は第2部分200と比較してより多量の白金を含み、第2部分200は第1部分100と比較してより多量のロジウムを含むような構成を採用してもよい。第1部分100と第2部分200とで異なる種類又は含量の貴金属を使用すると、各領域における排ガスの還元性、酸化性、硫黄成分濃度及び温度等に応じて、排ガス浄化性能を最適化しうる。
第1部分100の貴金属含量は、典型的には、第2部分200の貴金属含量と比較してより大きい。
第2部分200の貴金属含量に対する第1部分100の貴金属含量のモル比は、例えば1乃至20の範囲内とし、典型的には3乃至15の範囲内とする。また、第1部分100に含まれる貴金属が白金及びロジウムからなり且つ第2部分200に含まれる貴金属がロジウムからなる場合、このモル比は、例えば3乃至15の範囲内とし、典型的には5乃至15の範囲内とする。
第2部分200の単位容積当りの貴金属含量に対する第1部分100の単位容積当りの貴金属含量のモル比は、例えば1乃至20の範囲内とし、典型的には3乃至15の範囲内とする。また、第1部分100に含まれる貴金属が白金及びロジウムからなり且つ第2部分200に含まれる貴金属がロジウムからなる場合、このモル比は、例えば3乃至15の範囲内とし、典型的には5乃至15の範囲内とする。
基材10としては、例えば、モノリスハニカム型の担体基材を使用することができる。典型的には、基材10は、コージェライトなどのセラミックス製である。
触媒層20が含有している担体は、酸素貯蔵材以外に、ジルコニウム酸化物、アルミナ及びゼオライトなどの酸化物を更に含んでいてもよい。或いは、担体は、酸素貯蔵材とこれら酸化物との複合酸化物を含んでいてもよい。また、担体は、上述した貴金属と、固溶体を形成していてもよい。即ち、触媒層20は、担体と貴金属との固溶体を含んでいてもよい。
触媒層20は、上述したように、ジルコニウム酸化物を更に含んでいる。この場合、触媒層20は、典型的には、セリウム酸化物とジルコニウム酸化物との複合酸化物を含んでいる。例えば、第1部分100がセリウム酸化物とジルコニウム酸化物との複合酸化物を含んでいる場合、この複合酸化物中のセリウム酸化物に対するジルコニウム酸化物のモル比は、例えば2乃至12の範囲内とし、典型的には3乃至6の範囲内とする。このモル比を過度に大きくするか又は小さくすると、排ガス浄化用触媒1のNO浄化性能が若干低下する場合がある。
触媒層20がセリウム酸化物とジルコニウム酸化物との複合酸化物を含んでいる場合、触媒層20は、セリウム酸化物以外の希土類酸化物を更に含んでいることが好ましい。このセリウム酸化物以外の希土類酸化物としては、例えば、ランタン酸化物及びイットリウム酸化物が挙げられる。触媒層20が上記複合酸化物とランタン酸化物とを含んでいる場合、ランタン酸化物の添加量は、上記複合酸化物に対して、例えば1.5乃至3mol%の範囲内とする。触媒層20が上記複合酸化物とイットリウム酸化物とを含んでいる場合、イットリウム酸化物の添加量は、上記複合酸化物に対して、例えば2乃至4mol%の範囲内とする。
触媒層20は、バインダを更に含んでいてもよい。バインダは、例えば、担体粒子同士の結合及び担体粒子と貴金属との結合をより強固にして排ガス浄化用触媒1の耐久性を向上させる役割を担っている。バインダとしては、例えば、アルミナゾル、チタニアゾル又はシリカゾルを使用することができる。
触媒層20は、酸性成分を更に含んでいてもよい。酸性成分は、触媒層20における硫黄成分の付着サイトの量を減少させることにより、硫黄成分の吸着量及びH2Sの排出量を減少させる役割を担っている。酸性成分としては、触媒層20を構成している金属元素のうち最も多く含まれている元素と比較してより大きな電気陰性度を有している成分を使用することができる。そのような酸性成分としては、例えば、チタン、タングステン、ケイ素、モリブデン、リン及びニオブからなる群より選択される少なくとも1つの元素を使用することができる。酸性成分は、典型的には、担体を構成する酸化物の一部として触媒層20に含まれる。
酸性成分は、第1部分100及び第2部分200の何れか一方にのみ含まれていてもよく、これら双方に含まれていてもよい。前者の場合、酸性成分は、典型的には、第2部分200にのみ含有させる。後者の場合、第2部分200の酸性成分含量は、典型的には、第1部分100の酸性成分含量と比較してより大きくする。なお、後者の場合、第1部分100及び第2部分200の各々に含まれる酸性成分は、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
第1部分100及び第2部分200の各々における単位容積当りの酸素貯蔵材含量は、排ガスの流れ方向について均一であってもよく、不均一であってもよい。第1部分100及び第2部分200の一方又は双方において単位容積当りの酸素貯蔵材含量が不均一である場合、この部分において、単位容積当りの酸素貯蔵材含量は、排ガスの流れ方向に沿って段階的又は連続的に変化していてもよい。
例えば、第1部分100の単位容積当りの酸素貯蔵材含量は均一であり、第2部分200の単位容積当りの酸素貯蔵材含量は排ガスの流れ方向に沿って段階的又は連続的に変化していてもよい。或いは、第1部分100の単位容積当りの酸素貯蔵材含量は排ガスの流れ方向に沿って段階的又は連続的に変化しており、第2部分200の単位容積当りの酸素貯蔵材含量は均一であってもよい。或いは、第1部分100及び第2部分200の双方において、単位容積当りの酸素貯蔵材含量は、排ガスの流れ方向に沿って段階的又は連続的に変化していてもよい。このような構成を適宜採用することにより、排ガス浄化用触媒1の排ガス浄化性能及びH2S排出量などを最適化することができる。
第1部分100と他の部分との境界及び第2部分200と他の部分との境界は、例えば、以下のようにして定める。
まず、排ガス浄化用触媒1を、排ガスの流れ方向に隣接した多数の部分へと分割する。例えば、排ガス浄化用触媒1を2乃至10等分する。次に、各部分について、単位容積当りの酸素貯蔵材含量を測定する。そして、単位容積当りの酸素貯蔵材含量が先の測定値の平均値Davと等しい位置を、第1部分100及び第2部分200の各々の端面の位置とする。即ち、単位容積当りの酸素貯蔵材含量が平均値Dav以上である部分を第1部分100とし、単位容積当りの酸素貯蔵材含量が平均値Dav未満である部分を第2部分200とする。
なお、単位容積当りの酸素貯蔵材含量が平均値Dav未満である部分を間に挟んで、平均値Dav以上である部分が複数存在している場合には、平均値Dav以上である部分のうち平均値Dav未満である部分に対して上流側に位置したもののみを第1部分100とする。
また、多くの場合、単位容積当りの酸素貯蔵材含量は、排ガスの流れ方向に沿って連続的には変化させず、段階的に変化させる。そして、先の平均値Davは製品の設計に応じてばらつくものの、このばらつきは大きい訳ではない。従って、多くの場合、特定の基準値を定めておき、この基準値を先の平均値Davの代わりに使用したとしても、平均値Davを使用した場合と同様に境界の位置を定めることができる。この基準値としては、例えば0.15mol/Lを使用する。
先の説明から明らかな通り、排ガス浄化用触媒1は、第1部分100及び第2部分200に加えて、他の部分を更に含むことができる。但し、第1部分100及び第2部分200との和が排ガス浄化用触媒1に占める割合が小さくなると、上述した効果が小さくなる。
本態様では、排ガス浄化用触媒1は、例えば、以下の方法により製造する。
まず、コージェライト等からなり、排ガスが流れる1つ以上の貫通孔が設けられた基材10を準備する。
次に、第1部分100を形成するための第1スラリーを調製する。具体的には、白金化合物などの貴金属化合物の溶液と、セリウム酸化物などの担体と、任意に酸性成分を含んだ化合物及び/又はバインダとを混合し、所望の組成の第1スラリーを調製する。そして、この第1スラリーを基材10の上流端から一定の長さの範囲にコートして、これを乾燥させる。
次いで、第2部分200を形成するための第2スラリーを調製する。具体的には、白金化合物などの貴金属化合物の溶液と、アルミナなどの担体と、任意に酸性成分を含んだ化合物及び/又はバインダとを混合し、所望の組成の第2スラリーを調製する。ここで、第2スラリーが酸素貯蔵材を含む場合には、第2スラリーを構成する固形分のうち酸素貯蔵材が占める割合は、例えば、第1スラリーを構成する固形分のうち酸素貯蔵材が占める割合と比較してより小さくなるようにする。その後、この第2スラリーを基材10の下流端から一定の長さの範囲にコートして、これを乾燥させる。
続いて、これらコート層を熱処理に供する。このようにして、排ガス浄化用触媒1を得る。
まず、以下のようにして、触媒C1乃至C5を製造した。下記表1及び表2に、これら触媒に関するデータを纏める。
Figure 2010029978
Figure 2010029978
表1は、触媒C1乃至C5の全体及び触媒C1乃至C4の第1部分に関するデータを要約している。表1中、「表面積」の列には、触媒C1乃至C5の単位容積当りの表面積を記載している。「スラリー」の列には、触媒C1乃至C4の第1部分及び触媒C5の調製に用いたスラリーの種類を記載している。「コート幅」の列には、触媒C1乃至C4の第1部分の排ガスの流れ方向についての寸法を、上記流れ方向についての基材の寸法に対する比率として記載している。その他の各列には、触媒C1乃至C4の第1部分又は触媒C5における各成分の含有量を記載している。
表2は、触媒C1乃至C4の第2部分に関するデータを要約している。表2中の各列の意味は、先に表1について説明したのと同様である。
なお、表1及び表2並びに下記表においては、触媒の単位容積当りの各成分の含有量と、第1部分又は第2部分の単位容積当りの各成分の含有量とを併記している。第1部分の単位容積当りの各成分の含有量は、触媒の単位容積当りの各成分の含有量を、第1部分の排ガスの流れ方向についての寸法の前記流れ方向についての前記基材の寸法に対する比率で除することにより算出できる。第2部分の単位容積当りの各成分の含有量は、触媒の単位容積当りの各成分の含有量を、第2部分の排ガスの流れ方向についての寸法の前記流れ方向についての前記基材の寸法に対する比率で除することにより算出できる。
<例1:触媒C1の製造>
まず、ジニトロジアミン白金硝酸溶液と硝酸ロジウム溶液とセリウム酸化物粉末とジルコニウム酸化物粉末とアルミナ粉末とアルミナゾルとを混合して、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSA」と呼ぶ。
次に、ジニトロジアミン白金硝酸溶液と硝酸ロジウム溶液とアルミナ粉末とアルミナゾルとを混合して、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSB」と呼ぶ。
次いで、コージェライトからなるモノリスハニカム担体基材を準備し、スラリーSAを基材の上流端から50%の位置までコートして、これを乾燥させた。続いて、スラリーSBを基材の下流端から50%の位置までコートして、これを乾燥させた。その後、これらコート層を酸化雰囲気中、500℃で1時間の熱処理に供した。以下、このようにして得られた排ガス浄化用触媒を「触媒C1」と呼ぶ。
この触媒C1のうち、スラリーSAを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分における触媒の単位容積当りの白金含量は2.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は0.20×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.17mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.34mol/Lであり、アルミナ含量は0.54mol/Lであった。
触媒C1のうち、スラリーSBを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分における触媒の単位容積当りの白金含量は0.50×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は1.0×10-3 mol/Lであり、アルミナ含量は0.68mol/Lであった。
触媒C1の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。
<例2:触媒C2の製造>
スラリーSA及びSBが含んでいる粉末として比表面積がより小さいものを使用したこと以外は、触媒C1について述べたのと同様にして、単位容積当りの表面積が7000m2/Lの排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C2」と呼ぶ。
<例3:触媒C3の製造>
まず、ジニトロジアミン白金硝酸溶液と硝酸ロジウム溶液とチタニア粉末とアルミナ粉末とアルミナゾルとを混合して、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSC」と呼ぶ。
次いで、例1で使用したのと同様のモノリスハニカム担体基材を準備し、スラリーSAを基材の上流端から65%の位置までコートして、これを乾燥させた。続いて、スラリーSCを基材の下流端から35%の位置までコートして、これを乾燥させた。その後、これらコート層を、触媒C1について述べたのと同様の熱処理に供した。以下、このようにして得られた排ガス浄化用触媒を「触媒C3」と呼ぶ。
この触媒C3のうち、スラリーSAを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分における触媒の単位容積当りの白金含量は2.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は0.20×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.17mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.34mol/Lであり、アルミナ含量は0.54mol/Lであった。
触媒C3のうち、スラリーSCを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分における触媒の単位容積当りの白金含量は0.50×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は1.0×10-3 mol/Lであり、チタニア含量は0.16mol/Lであり、アルミナ含量は0.68mol/Lであった。
触媒C3の単位容積当りの表面積は、13500m2/Lであった。
<例4:触媒C4の製造>
まず、ジニトロジアミン白金硝酸溶液と硝酸ロジウム溶液とセリウム酸化物粉末とジルコニウム酸化物粉末とチタニア粉末とアルミナ粉末とアルミナゾルとを混合して、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSD」と呼ぶ。
次いで、例1で使用したのと同様のモノリスハニカム担体基材を準備し、スラリーSDを基材の上流端から65%の位置までコートして、これを乾燥させた。続いて、スラリーSCを基材の下流端から35%の位置までコートして、これを乾燥させた。その後、これらコート層を、触媒C1について述べたのと同様の熱処理に供した。以下、このようにして得られた排ガス浄化用触媒を「触媒C4」と呼ぶ。
この触媒C4のうち、スラリーSDを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分における触媒の単位容積当りの白金含量は2.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は0.20×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.17mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.34mol/Lであり、チタニア含量は0.13mol/Lであり、アルミナ含量は0.54mol/Lであった。
触媒C4のうち、スラリーSCを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分における触媒の単位容積当りの白金含量は0.50×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は1.0×10-3 mol/Lであり、チタニア含量は0.16mol/Lであり、アルミナ含量は0.68mol/Lであった。
触媒C4の単位容積当りの表面積は、13400m2/Lであった。
<例5:触媒C5の製造>
まず、ジニトロジアミン白金硝酸溶液と硝酸ロジウム溶液とセリウム酸化物粉末とジルコニウム酸化物粉末とアルミナ粉末とアルミナゾルとを混合して、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSE」と呼ぶ。
次いで、例1で使用したのと同様のモノリスハニカム担体基材を準備し、この基材全体にスラリーSEをコートして、これを乾燥させた。その後、このコート層を、触媒C1について述べたのと同様の熱処理に供した。以下、このようにして得られた排ガス浄化用触媒を「触媒C5」と呼ぶ。
この触媒C5の単位容積当りの白金含量は3.0×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は1.2×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.23mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.40mol/Lであり、アルミナ含量は1.6mol/Lであった。また、この触媒C5の単位容積当りの表面積は、20000m2/Lであった。
<H2S排出量の測定>
直列4気筒2.4Lエンジンを搭載した自動車の排気系にSC(Start Catalyst)触媒と触媒C1とをエンジン側からこの順に設置した。その後、H2S排出量を測定しながら、以下のようにして自動車の運転条件を変化させた。
具体的には、まず、この自動車を40km/hで一定時間走行させて、触媒C1に硫黄を吸着させた。次いで、ワイドオープンスロットルで100km/hまでの加速を行った。そして、車速が100km/hに達した後、スロットルを閉じて車両を停止させ、エンジンをアイドリングさせたまま一定時間放置した。以上の測定を触媒C2乃至C5についても行った。以上の結果を図3に示す。
図3は、H2S排出量を示す棒グラフである。図3には、車両停止から60秒間に触媒C1乃至C5が排出したH2S量の積算値を、触媒C5について得られた値を100とした相対値で示している。
図3から分かるように、触媒C1乃至C4を使用した場合には、触媒C5を使用した場合と比較して、H2S排出量が大幅に減少していた。これは、触媒の第2部分における酸素貯蔵材含量を小さくしたことにより、触媒の第2部分における硫黄吸着量が減少したためであると考えられる。
また、触媒C1と触媒C2との比較により、単位容積当りの表面積を小さくすると、H2S排出量が抑制されることが示唆された。更には、触媒C1及びC2と触媒C3及びC4との比較により、触媒層に酸性成分としてチタンを含ませることにより、H2S排出量を更に低下させられることが分かった。
≪第2部分の酸素貯蔵材含量D2の影響≫
第2部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量D2とH2S排出量との関係を調べた。
以下のようにして、触媒C6乃至C10を製造した。下記表3及び表4に、これら触媒に関するデータを纏める。
Figure 2010029978
Figure 2010029978
表3は、触媒C6乃至C10の全体及び第1部分に関するデータを要約している。表4は、触媒C6乃至C10の第2部分に関するデータを要約している。
<例6:触媒C6の製造>
まず、ジニトロジアミン白金硝酸溶液と硝酸ロジウム溶液とセリウム酸化物粉末とジルコニウム酸化物粉末とアルミナ粉末とアルミナゾルとを混合して、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSF」と呼ぶ。
次に、ジニトロジアミン白金硝酸溶液と硝酸ロジウム溶液とアルミナ粉末とアルミナゾルとを混合して、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSG」と呼ぶ。
次いで、例1で使用したのと同様のモノリスハニカム担体基材を準備し、スラリーSFを基材の上流端から50%の位置までコートして、これを乾燥させた。続いて、スラリーSGを基材の下流端から50%の位置までコートして、これを乾燥させた。その後、これらコート層を、触媒C1について述べたのと同様の熱処理に供した。以下、このようにして得られた排ガス浄化用触媒を「触媒C6」と呼ぶ。
この触媒C6のうち、スラリーSFを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分における触媒の単位容積当りの白金含量は2.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は0.20×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.3mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.42mol/Lであり、アルミナ含量は0.54mol/Lであった。
触媒C6のうち、スラリーSGを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分における触媒の単位容積当りの白金含量は0.50×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は1.0×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0mol/Lであり、アルミナ含量は0.68mol/Lであった。
触媒C6の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。第1部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量D1は、0.6mol/Lであった。第2部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量D2は、0mol/Lであった。D2のD1に対する比は、0であった。
<例7:触媒C7の製造>
ジニトロジアミン白金硝酸溶液と硝酸ロジウム溶液とセリウム酸化物粉末とジルコニウム酸化物粉末とアルミナ粉末とアルミナゾルとを混合して、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSH」と呼ぶ。
スラリーSGの代わりにスラリーSHを使用したこと以外は、触媒C6について述べたのと同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C7」と呼ぶ。
この触媒C7のうち、スラリーSFを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分における触媒の単位容積当りの白金含量は2.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は0.20×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.3mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.42mol/Lであり、アルミナ含量は0.54mol/Lであった。
触媒C7のうち、スラリーSHを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分における触媒の単位容積当りの白金含量は0.50×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は1.0×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.075mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.105mol/Lであり、アルミナ含量は0.60mol/Lであった。
触媒C7の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。第1部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量D1は、0.6mol/Lであった。第2部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量D2は、0.15mol/Lであった。D2のD1に対する比は、0.25であった。
<例8:触媒C8の製造>
セリウム酸化物粉末及びジルコニウム酸化物粉末の含量をより多くし、アルミナ含量をより少なくしたこと以外は、スラリーSHと同様のスラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSI」と呼ぶ。
スラリーSHの代わりにスラリーSIを使用したこと以外は、触媒C7について述べたのと同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C8」と呼ぶ。
この触媒C8のうち、スラリーSFを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分における触媒の単位容積当りの白金含量は2.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は0.20×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.3mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.42mol/Lであり、アルミナ含量は0.54mol/Lであった。
触媒C8のうち、スラリーSIを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分における触媒の単位容積当りの白金含量は0.50×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は1.0×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.15mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.21mol/Lであり、アルミナ含量は0.52mol/Lであった。
触媒C8の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。第1部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量D1は、0.6mol/Lであった。第2部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量D2は、0.3mol/Lであった。D2のD1に対する比は、0.5であった。
<例9:触媒C9の製造>
セリウム酸化物粉末及びジルコニウム酸化物粉末の含量をより多くし、アルミナ含量をより少なくしたこと以外は、スラリーSIと同様のスラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSJ」と呼ぶ。
スラリーSHの代わりにスラリーSJを使用したこと以外は、触媒C7について述べたのと同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C9」と呼ぶ。
この触媒C9のうち、スラリーSFを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分における触媒の単位容積当りの白金含量は2.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は0.20×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.3mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.42mol/Lであり、アルミナ含量は0.54mol/Lであった。
触媒C9のうち、スラリーSJを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分における触媒の単位容積当りの白金含量は0.50×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は1.0×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.225mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.315mol/Lであり、アルミナ含量は0.44mol/Lであった。
触媒C9の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。第1部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量D1は、0.6mol/Lであった。第2部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量D2は、0.45mol/Lであった。D2のD1に対する比は、0.75であった。
<例10:触媒C10の製造>
セリウム酸化物粉末及びジルコニウム酸化物粉末の含量をより多くし、アルミナ含量をより少なくしたこと以外は、スラリーSJと同様のスラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSK」と呼ぶ。
スラリーSHの代わりにスラリーSKを使用したこと以外は、触媒C7について述べたのと同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C10」と呼ぶ。
この触媒C10のうち、スラリーSFを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分における触媒の単位容積当りの白金含量は2.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は0.20×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.3mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.42mol/Lであり、アルミナ含量は0.54mol/Lであった。
触媒C10のうち、スラリーSKを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分における触媒の単位容積当りの白金含量は0.50×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は1.0×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.3mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.42mol/Lであり、アルミナ含量は0.36mol/Lであった。
触媒C10の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。第1部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量D1は、0.6mol/Lであった。第2部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量D2は、0.6mol/Lであった。D2のD1に対する比は、1であった。
<H2S排出量の測定>
これら触媒C6乃至C10について、上述したのと同様の方法により、H2S排出量の測定を行った。その結果を図4に示す。
図4は、第2部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量D2とH2S排出量との関係を示すグラフである。
図4から分かるように、上記D2を0.3mol/L以下とすることにより、触媒C5を使用した場合と比較して、H2S排出量を大幅に減少させることができた。すなわち、比D2/D1を0.5以下とすることにより、H2S排出量を大幅に減少させられることが分かった。
≪第1部分及び第2部分のコート幅の影響≫
第1部分及び第2部分のコート幅と、H2S排出量及びNOx排出量との関係を調べた。
以下のようにして、触媒C11乃至C16を製造した。下記表5及び表6に、これら触媒に関するデータを纏める。
Figure 2010029978
Figure 2010029978
表5は、触媒C11乃至C16の全体及び第1部分に関するデータを要約している。表6は、触媒C11乃至C16の第2部分に関するデータを要約している。
<例11:触媒C11の製造>
スラリーSFを基材の上流端から50%の位置までコートする代わりに上流端から90%の位置までコートし、スラリーSGを基材の下流端から50%の位置までコートする代わりに下流端から10%の位置までコートしたこと以外は、触媒C6と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C11」と呼ぶ。
この触媒C11のうち、スラリーSFを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量D1は0.33mol/Lであった。一方、触媒C11のうち、スラリーSGを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量D2は0mol/Lであった。また、この触媒C11の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。
<例12:触媒C12の製造>
スラリーSFを基材の上流端から50%の位置までコートする代わりに上流端から85%の位置までコートし、スラリーSGを基材の下流端から50%の位置までコートする代わりに下流端から15%の位置までコートしたこと以外は、触媒C6と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C12」と呼ぶ。
この触媒C12のうち、スラリーSFを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量D1は0.35mol/Lであった。一方、触媒C12のうち、スラリーSGを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量D2は0mol/Lであった。また、この触媒C12の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。
<例13:触媒C13の製造>
スラリーSFを基材の上流端から50%の位置までコートする代わりに上流端から75%の位置までコートし、スラリーSGを基材の下流端から50%の位置までコートする代わりに下流端から25%の位置までコートしたこと以外は、触媒C6と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C13」と呼ぶ。
この触媒C13のうち、スラリーSFを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分のD1は0.40mol/Lであった。一方、触媒C13のうち、スラリーSGを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分のD2は0mol/Lであった。また、この触媒C13の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。
<例14:触媒C14の製造>
スラリーSFを基材の上流端から50%の位置までコートする代わりに上流端から25%の位置までコートし、スラリーSGを基材の下流端から50%の位置までコートする代わりに下流端から75%の位置までコートしたこと以外は、触媒C6と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C14」と呼ぶ。
この触媒C14のうち、スラリーSFを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分のD1は1.2mol/Lであった。一方、触媒C14のうち、スラリーSGを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分のD2は0mol/Lであった。また、この触媒C14の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。
<例15:触媒C15の製造>
スラリーSFを基材の上流端から50%の位置までコートする代わりに上流端から15%の位置までコートし、スラリーSGを基材の下流端から50%の位置までコートする代わりに下流端から85%の位置までコートしたこと以外は、触媒C6と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C15」と呼ぶ。
この触媒C15のうち、スラリーSFを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分のD1は2.0mol/Lであった。一方、触媒C15のうち、スラリーSGを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分のD2は0mol/Lであった。また、この触媒C15の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。
<例16:触媒C16の製造>
スラリーSFを基材の上流端から50%の位置までコートする代わりに上流端から10%の位置までコートし、スラリーSGを基材の下流端から50%の位置までコートする代わりに下流端から90%の位置までコートしたこと以外は、触媒C6と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C16」と呼ぶ。
この触媒C16のうち、スラリーSFを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分のD1は3.0mol/Lであった。一方、触媒C16のうち、スラリーSGを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分のD2は0mol/Lであった。また、この触媒C16の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。
<H2S排出量及びNOx排出量の測定>
触媒C6及び触媒C11乃至C16について、上述したのと同様の方法により、H2S排出量の測定を行った。
また、これら触媒について、排気量4.3Lのエンジンを用いて、950℃で50時間の耐久試験を行った。その後、これら触媒の各々を、直列4気筒2.4Lエンジンを搭載した自動車に設置した。そして、この自動車をLA#4(hot)モードで走行させて、NOx排出量を測定した。
図5は、第1部分及び第2部分のコート幅と、H2S排出量及びNOx排出量との関係を示すグラフである。
図5に示すように、第2部分のコート幅を大きくすると、H2S排出量は減少した。これは、酸素貯蔵材含量が少ない第2部分のコート幅が大きいほど、触媒層への硫黄の吸着がより抑制されるためであると考えられる。これに対し、第2部分のコート幅を小さくすると、NOx排出量は減少した。これは、酸素貯蔵材含量が多い第1部分のコート幅が大きいほど、触媒層の酸素貯蔵能が向上するためであると考えられる。
これら結果より、第2部分のコート幅を、基材の下流端から15乃至85%の範囲内とすることによって、H2S排出量の低減とNOx排出量の低減とを両立できることが分かった。
≪触媒の単位容積当りの表面積の影響≫
排ガス浄化用触媒の単位容積当りの表面積と、H2S排出量及びNOx排出量との関係を調べた。
以下のようにして、触媒C17乃至C23を製造した。下記表7及び表8に、これら触媒に関するデータを纏める。
Figure 2010029978
Figure 2010029978
表7は、触媒C17乃至C23の全体及び第1部分に関するデータを要約している。表8は、触媒C17乃至C23の第2部分に関するデータを要約している。
<例17:触媒C17の製造>
スラリーSF及びSGが含んでいる粉末として比表面積がより小さいものを使用したこと以外は、触媒C6について述べたのと同様にして、単位容積当りの表面積が1400m2/Lの排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C17」と呼ぶ。
<例18:触媒C18の製造>
スラリーSF及びSGが含んでいる粉末として比表面積がより小さいものを使用したこと以外は、触媒C6について述べたのと同様にして、単位容積当りの表面積が3400m2/Lの排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C18」と呼ぶ。
<例19:触媒C19の製造>
スラリーSF及びSGが含んでいる粉末として比表面積がより小さいものを使用したこと以外は、触媒C6について述べたのと同様にして、単位容積当りの表面積が5000m2/Lの排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C19」と呼ぶ。
<例20:触媒C20の製造>
スラリーSF及びSGが含んでいる粉末として比表面積がより小さいものを使用したこと以外は、触媒C6について述べたのと同様にして、単位容積当りの表面積が6800m2/Lの排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C20」と呼ぶ。
<例21:触媒C21の製造>
スラリーSF及びSGが含んでいる粉末として比表面積がより大きいものを使用したこと以外は、触媒C6について述べたのと同様にして、単位容積当りの表面積が20000m2/Lの排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C21」と呼ぶ。
<例22:触媒C22の製造>
スラリーSF及びSGが含んでいる粉末として比表面積がより大きいものを使用したこと以外は、触媒C6について述べたのと同様にして、単位容積当りの表面積が23000m2/Lの排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C22」と呼ぶ。
<例23:触媒C23の製造>
スラリーSF及びSGが含んでいる粉末として比表面積がより大きいものを使用したこと以外は、触媒C6について述べたのと同様にして、単位容積当りの表面積が26000m2/Lの排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C23」と呼ぶ。
<H2S排出量及びNOx排出量の測定>
触媒C6及び触媒C17乃至C23について、上述したのと同様の方法により、H2S排出量及びNOx排出量の測定を行った。
図6は、触媒の単位容積当りの表面積とH2S排出量及びNOx排出量との関係を示すグラフである。
図6より、単位容積当りの表面積を小さくするとH2S排出量が減少し、単位容積当りの表面積を大きくするとNOx排出量が減少することが分かった。特には、単位容積当りの表面積を、例えば5000乃至23000m2/Lの範囲内とすると、H2S排出量の低減とNOx排出量の低減とを両立できることが分かった。また、単位容積当りの表面積を5000乃至16000m2/Lの範囲内とすると、特に優れた性能を示すことが分かった。
≪第2部分の単位容積当りの表面積の影響≫
排ガス浄化用触媒の第2部分の単位容積当りの表面積と、H2S排出量及びNOx排出量との関係を調べた。
以下のようにして、触媒C24乃至C28を製造した。下記表9及び表10に、これら触媒に関するデータを纏める。
Figure 2010029978
Figure 2010029978
表9は、触媒C24乃至C28の第1部分に関するデータを要約している。表10は、触媒C24乃至C28の第2部分に関するデータを要約している。表10中、「表面積」の列には、第2部分の単位容積当りの表面積を記載している。
<例24:触媒C24の製造>
スラリーSBが含んでいる粉末の比表面積を変更したこと以外は、触媒C1について述べたのと同様にして、第2部分の単位容積当りの表面積が13000m2/Lの排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C24」と呼ぶ。
<例25:触媒C25の製造>
スラリーSBが含んでいる粉末の比表面積を変更したこと以外は、触媒C1について述べたのと同様にして、第2部分の単位容積当りの表面積が10000m2/Lの排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C25」と呼ぶ。
<例26:触媒C26の製造>
スラリーSBが含んでいる粉末の比表面積を変更したこと以外は、触媒C1について述べたのと同様にして、第2部分の単位容積当りの表面積が7500m2/Lの排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C26」と呼ぶ。
<例27:触媒C27の製造>
スラリーSBが含んでいる粉末の比表面積を変更したこと以外は、触媒C1について述べたのと同様にして、第2部分の単位容積当りの表面積が5000m2/Lの排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C27」と呼ぶ。
<例28:触媒C28の製造>
スラリーSBが含んでいる粉末の比表面積を変更したこと以外は、触媒C1について述べたのと同様にして、第2部分の単位容積当りの表面積が4000m2/Lの排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C28」と呼ぶ。
<H2S排出量及びNOx排出量の測定>
触媒C24乃至C28について、上述したのと同様の方法により、H2S排出量及びNOx排出量の測定を行った。その結果を、下記表11並びに図7及び図8に示す。
Figure 2010029978
表11は、触媒C24乃至C28の第2部分の単位容積当りの表面積、並びに、これら触媒を用いた場合のH2S排出量及びNOx排出量を要約している。
図7は、H2S排出量を示す棒グラフである。図8は、NOx排出量を示す棒グラフである。これら図7及び図8は、触媒の第2部分の単位容積当りの表面積と、H2S排出量及びNOx排出量との関係を示している。
なお、表11及び図7には、車両停止から60秒間に触媒C24乃至C28が排出したH2S量の積算値を、触媒C5について得られた値を100とした相対値で示している。
表11並びに図7及び図8より、第2部分の単位容積当りの表面積を小さくするとH2S排出量が減少し、第2部分の単位容積当りの表面積を大きくするとNOx排出量が減少することが分かった。特には、第2部分の単位容積当りの表面積を5000乃至10000m2/Lの範囲内とすることにより、H2S排出量の低減とNOx排出量の低減とを両立できることが分かった。また、第2部分の単位容積当りの表面積を5000乃至7500m2/Lの範囲内とすると、特に優れた性能を示すことが分かった。
≪第1部分の単位容積当りの貴金属含量と第2部分の単位容積当りの貴金属含量とのモル比の影響≫
排ガス浄化用触媒の第1部分のの単位容積当りの貴金属含量と第2部分のの単位容積当りの貴金属含量とのモル比と、NOx排出量との関係を調べた。
以下のようにして、触媒C29乃至C32を製造した。下記表12及び表13に、これら触媒に関するデータを纏める。
Figure 2010029978
Figure 2010029978
表12は、触媒C29乃至C32の全体及び第1部分に関するデータを要約している。表13は、触媒C29乃至C32の第2部分に関するデータを要約している。
<例29:触媒C29の製造>
白金及びロジウムの含量をより多くしたこと以外は、先に説明したスラリーSAと同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSL」と呼ぶ。
ジニトロジアミン白金硝酸溶液を省略し且つロジウムの含量をより少なくしたこと以外は、先に説明したスラリーSBと同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSM」と呼ぶ。
スラリーSAの代わりにスラリーSLを使用すると共に、スラリーSBの代わりにスラリーSMを使用したこと以外は、先に触媒C1について説明したのと同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C29」と呼ぶ。
この触媒C29のうち、スラリーSLを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分における触媒の単位容積当りの白金含量は3.0×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は0.40×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.17mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.34mol/Lであり、アルミナ含量は0.54mol/Lであった。
触媒C29のうち、スラリーSMを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分における触媒の単位容積当りのロジウム含量は0.80×10-3 mol/Lであり、アルミナ含量は0.68mol/Lであった。
触媒C29の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。また、第2部分の貴金属含量に対する第1部分の貴金属含量のモル比は、4.25であった。
<例30:触媒C30の製造>
ロジウムの含量をより多くしたこと以外は、先に説明したスラリーSLと同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSN」と呼ぶ。
ロジウムの含量をより少なくしたこと以外は、先に説明したスラリーSMと同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSO」と呼ぶ。
スラリーSLの代わりにスラリーSNを使用すると共に、スラリーSMの代わりにスラリーSOを使用したこと以外は、先に触媒C29について説明したのと同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C30」と呼ぶ。
この触媒C30のうち、スラリーSNを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分における触媒の単位容積当りの白金含量は3.0×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は0.60×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.17mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.34mol/Lであり、アルミナ含量は0.54mol/Lであった。
触媒C30のうち、スラリーSOを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分における触媒の単位容積当りのロジウム含量は0.60×10-3 mol/Lであり、アルミナ含量は0.68mol/Lであった。
触媒C30の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。また、第2部分の貴金属含量に対する第1部分の貴金属含量のモル比は、6.0であった。
<例31:触媒C31の製造>
ロジウムの含量をより多くしたこと以外は、先に説明したスラリーSNと同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSP」と呼ぶ。
ロジウムの含量をより少なくしたこと以外は、先に説明したスラリーSOと同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSQ」と呼ぶ。
スラリーSNの代わりにスラリーSPを使用すると共に、スラリーSOの代わりにスラリーSQを使用したこと以外は、先に触媒C30について説明したのと同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C31」と呼ぶ。
この触媒C31のうち、スラリーSPを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分における触媒の単位容積当りの白金含量は3.0×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は0.90×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.17mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.34mol/Lであり、アルミナ含量は0.54mol/Lであった。
触媒C31のうち、スラリーSQを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分における触媒の単位容積当りのロジウム含量は0.30×10-3 mol/Lであり、アルミナ含量は0.68mol/Lであった。
触媒C31の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。また、第2部分の貴金属含量に対する第1部分の貴金属含量の比は、13であった。
<例32:触媒C32の製造>
ロジウムの含量をより多くしたこと以外は、先に説明したスラリーSPと同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSR」と呼ぶ。
ロジウムの含量をより少なくしたこと以外は、先に説明したスラリーSQと同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSS」と呼ぶ。
スラリーSPの代わりにスラリーSRを使用すると共に、スラリーSQの代わりにスラリーSSを使用したこと以外は、先に触媒C31について説明したのと同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C32」と呼ぶ。
この触媒C32のうち、スラリーSRを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分における触媒の単位容積当りの白金含量は3.0×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は1.0×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.17mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.34mol/Lであり、アルミナ含量は0.54mol/Lであった。
触媒C32のうち、スラリーSSを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分における触媒の単位容積当りのロジウム含量は0.20×10-3 mol/Lであり、アルミナ含量は0.68mol/Lであった。
触媒C32の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。また、第2部分の貴金属含量に対する第1部分の貴金属含量のモル比は、20であった。
<NOx排出量の測定>
触媒C29乃至C32について、上述したのと同様の方法により、NOx排出量の測定を行った。その結果を、下記表14及び図9に示す。
Figure 2010029978
表14は、触媒C29乃至C32における第2部分の貴金属含量に対する第1部分の貴金属含量のモル比、及び、これら触媒を用いた場合のNOx排出量を要約している。なお、表14中の「貴金属比」の列には、第2部分の貴金属含量に対する第1部分の貴金属含量のモル比を記載している。
図9は、NOx排出量を示す棒グラフである。この図9は、第1部分の貴金属含量と第2部分の貴金属含量とのモル比と、NOx排出量との関係を示している。
表14及び図9より、第2部分の貴金属含量に対する第1部分の貴金属含量のモル比を6.0乃至13の範囲内とすることにより、特に優れたNO浄化性能を達成できることが分かった。
≪第1部分の組成の影響≫
排ガス浄化用触媒の第1部分の組成と、NOx排出量との関係を調べた。
以下のようにして、触媒C33乃至C39を製造した。下記表15及び表16に、これら触媒に関するデータを纏める。
Figure 2010029978
Figure 2010029978
表15は、触媒C33乃至C38の全体及び第1部分に関するデータを要約している。表15中、「セリウム酸化物」及び「ジルコニウム酸化物」の各列には、セリウム酸化物とジルコニウム酸化物との複合酸化物に占める各々の含有量を記載している。また、「ランタン酸化物」及び「イットリウム酸化物」の各列には、セリウム酸化物とジルコニウム酸化物との複合酸化物に対する各々の添加量を「mol%」の単位で記載している。表16は、触媒C33乃至C38の第2部分に関するデータを要約している。
<例33:触媒C33の製造>
セリウム酸化物粉末及びジルコニウム酸化物粉末の代わりに、セリウム酸化物とジルコニウム酸化物との複合酸化物の粉末を用いたこと以外は、先に説明したスラリーSAと同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーST」と呼ぶ。
スラリーSAの代わりにスラリーSTを使用したこと以外は、先に触媒C1について説明したのと同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C33」と呼ぶ。
この触媒C33のうち、スラリーSTを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分における触媒の単位容積当りの白金含量は2.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は0.20×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.03mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.37mol/Lであり、アルミナ含量は0.54mol/Lであった。
触媒C33のうち、スラリーSBを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分における触媒の単位容積当りの白金含量は0.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は1.0×10-3 mol/Lであり、アルミナ含量は0.68mol/Lであった。
触媒C33の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。また、第1部分に含まれている上記複合酸化物中のセリウム酸化物に対するジルコニウム酸化物のモル比は、12であった。
<例34:触媒C34の製造>
セリウムの含有率がより高い複合酸化物を用いたこと以外は、先に説明したスラリーSTと同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSU」と呼ぶ。
スラリーSTの代わりにスラリーSUを使用したこと以外は、先に触媒C33について説明したのと同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C34」と呼ぶ。
この触媒C34のうち、スラリーSUを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分における触媒の単位容積当りの白金含量は2.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は0.20×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.06mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.33mol/Lであり、アルミナ含量は0.54mol/Lであった。
触媒C34のうち、スラリーSBを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分における触媒の単位容積当りの白金含量は0.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は1.0×10-3 mol/Lであり、アルミナ含量は0.68mol/Lであった。
この触媒C34の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。また、第1部分に含まれている上記複合酸化物中のセリウム酸化物に対するジルコニウム酸化物のモル比は、5.5であった。
<例35:触媒C35の製造>
セリウムの含有率がより高い複合酸化物を用いたこと以外は、先に説明したスラリーSUと同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSV」と呼ぶ。
スラリーSUの代わりにスラリーSVを使用したこと以外は、先に触媒C34について説明したのと同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C35」と呼ぶ。
この触媒C35のうち、スラリーSVを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分における触媒の単位容積当りの白金含量は2.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は0.20×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.09mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.28mol/Lであり、アルミナ含量は0.54mol/Lであった。
触媒C35のうち、スラリーSBを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分における触媒の単位容積当りの白金含量は0.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は1.0×10-3 mol/Lであり、アルミナ含量は0.68mol/Lであった。
この触媒C35の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。また、第1部分に含まれている上記複合酸化物中のセリウム酸化物に対するジルコニウム酸化物のモル比は、3.1であった。
<例36:触媒C36の製造>
セリウムの含有率がより高い複合酸化物を用いたこと以外は、先に説明したスラリーSVと同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSW」と呼ぶ。
スラリーSVの代わりにスラリーSWを使用したこと以外は、先に触媒C35について説明したのと同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C36」と呼ぶ。
この触媒C36のうち、スラリーSWを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分における触媒の単位容積当りの白金含量は2.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は0.20×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.12mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.24mol/Lであり、アルミナ含量は0.54mol/Lであった。
触媒C36のうち、スラリーSBを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分における触媒の単位容積当りの白金含量は0.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は1.0×10-3 mol/Lであり、アルミナ含量は0.68mol/Lであった。
この触媒C36の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。また、第1部分に含まれている上記複合酸化物中のセリウム酸化物に対するジルコニウム酸化物のモル比は、2.0であった。
<例37:触媒C37の製造>
セリウムの含有率がより高い複合酸化物を用いたこと以外は、先に説明したスラリーSWと同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSX」と呼ぶ。
スラリーSWの代わりにスラリーSXを使用したこと以外は、先に触媒C36について説明したのと同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C37」と呼ぶ。
この触媒C37のうち、スラリーSXを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分における触媒の単位容積当りの白金含量は2.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は0.20×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.15mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.20mol/Lであり、アルミナ含量は0.54mol/Lであった。
触媒C37のうち、スラリーSBを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分における触媒の単位容積当りの白金含量は0.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は1.0×10-3 mol/Lであり、アルミナ含量は0.68mol/Lであった。
この触媒C37の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。また、第1部分に含まれている上記複合酸化物中のセリウム酸化物に対するジルコニウム酸化物のモル比は、1.3であった。
<例38:触媒C38の製造>
ランタン酸化物及びイットリウム酸化物を添加したこと以外は、先に説明したスラリーSVと同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSY」と呼ぶ。
スラリーSVの代わりにスラリーSYを使用したこと以外は、先に触媒C35について説明したのと同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C38」と呼ぶ。
この触媒C38のうち、スラリーSYを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分における触媒の単位容積当りの白金含量は2.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は0.20×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.09mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.28mol/Lであり、アルミナ含量は0.54mol/Lであった。ランタン酸化物の含有量は、セリウム酸化物とジルコニウム酸化物との複合酸化物に対して2mol%であった。また、イットリウム酸化物の含有量は、セリウム酸化物とジルコニウム酸化物との複合酸化物に対して3mol%であった。
触媒C38のうち、スラリーSBを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分における触媒の単位容積当りの白金含量は0.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は1.0×10-3 mol/Lであり、アルミナ含量は0.68mol/Lであった。
この触媒C38の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。また、触媒38の第1部分におけるセリウム酸化物に対するジルコニウム酸化物のモル比は、3.1であった。
<例39:触媒C39の製造>
セリウム酸化物粉末及びジルコニウム酸化物粉末の代わりに、セリウム酸化物とジルコニウム酸化物との複合酸化物の粉末を用いたこと以外は、先に説明したスラリーSAと同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーSZ」と呼ぶ。
スラリーSAの代わりにスラリーSZを使用したこと以外は、先に触媒C1について説明したのと同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒C39」と呼ぶ。
この触媒C39のうち、スラリーSZを用いて形成したコート層に対応した部分である第1部分における触媒の単位容積当りの白金含量は2.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は0.20×10-3 mol/Lであり、セリウム酸化物含量は0.17mol/Lであり、ジルコニウム酸化物含量は0.34mol/Lであり、アルミナ含量は0.54mol/Lであった。
触媒C39のうち、スラリーSBを用いて形成したコート層に対応した部分である第2部分における触媒の単位容積当りの白金含量は0.5×10-3 mol/Lであり、ロジウム含量は1.0×10-3 mol/Lであり、アルミナ含量は0.68mol/Lであった。
この触媒C39の単位容積当りの表面積は、13000m2/Lであった。また、触媒39の第1部分におけるセリウム酸化物に対するジルコニウム酸化物のモル比は、2.0であった。
<NOx排出量の測定>
触媒C33乃至C39について、上述したのと同様の方法により、NOx排出量の測定を行った。その結果を、下記表17及び図10に示す。
Figure 2010029978
表17は、触媒C33乃至C39の第1部分におけるセリウム酸化物に対するジルコニウム酸化物のモル比、及び、これら触媒を用いた場合のNOx排出量を要約している。なお、表17中の「ジルコニア/セリア比」の列には、第1部分におけるセリウム酸化物に対するジルコニウム酸化物のモル比を記載している。
図10は、NOx排出量を示す棒グラフである。この図10は、触媒の第1部分の組成とNOx排出量との関係を示している。
表17及び図10より、第1部分におけるセリウム酸化物に対するジルコニウム酸化物のモル比を2.0乃至12の範囲内とすることにより、特に優れたNO浄化性能を達成できることが分かった。また、この比を2.0乃至5.5の範囲内とすると、より優れたNO浄化性能を達成できることが分かった。そして、この比を3.1乃至5.5の範囲内とすると、更に優れたNO浄化性能を達成できることが分かった。
また、表17及び図10より、第1部分がランタン酸化物及びイットリウム酸化物を更に含んだ形態を採用すると、特に優れたNO浄化性能を達成できることが分かった。
更なる利益及び変形は、当業者には容易である。それゆえ、本発明は、そのより広い側面において、ここに記載された特定の記載や代表的な態様に限定されるべきではない。従って、添付の請求の範囲及びその等価物によって規定される本発明の包括的概念の真意又は範囲から逸脱しない範囲内で、様々な変形が可能である。

Claims (12)

  1. 排ガスが流れる1つ以上の貫通孔が設けられた基材と、前記基材に支持され、貴金属と酸素貯蔵材とを含有した触媒層とを具備した排ガス浄化用触媒であって、前記排ガス浄化用触媒は、前記排ガスが供給される第1部分と、前記第1部分を通過した前記排ガスが供給され、前記第1部分と比較して単位容積当りの酸素貯蔵材含量がより少ない第2部分とを含んだ排ガス浄化用触媒。
  2. 前記触媒層は、前記排ガス浄化用触媒の単位容積当り0.05乃至0.6mol/Lの酸素貯蔵材を含んでいる請求項1に記載の排ガス浄化用触媒。
  3. 前記第1部分及び前記第2部分のうち前記第1部分のみが前記酸素貯蔵材を含んでいるか、又は、前記第1部分及び前記第2部分の双方が前記酸素貯蔵材を含み、前記第1部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量に対する前記第2部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量の比は0.5以下である請求項1又は2に記載の排ガス浄化用触媒。
  4. 前記第2部分の単位容積当りの酸素貯蔵材含量は0.30mol/L以下である請求項1乃至3の何れか1項に記載の排ガス浄化用触媒。
  5. 前記第2部分の前記排ガスの流れ方向についての寸法は、前記流れ方向についての前記基材の寸法の15乃至85%である請求項3又は4に記載の排ガス浄化用触媒。
  6. 単位容積当りの表面積が5000乃至23000m2/Lの範囲内にある請求項3乃至5の何れか1項に記載の排ガス浄化用触媒。
  7. 前記第2部分は、前記第1部分と比較して単位容積当りの表面積がより小さい請求項3乃至6の何れか1項に記載の排ガス浄化用触媒。
  8. 前記第2部分の単位容積当りの表面積が5000乃至10000m2/Lの範囲内にある請求項3乃至7の何れか1項に記載の排ガス浄化用触媒。
  9. 触媒の単位容積当りの前記第2部分の貴金属含量に対する触媒の単位容積当りの前記第1部分の貴金属含量のモル比は1乃至20の範囲内にある請求項3乃至8の何れか1項に記載の排ガス浄化用触媒。
  10. 前記第1部分は前記酸素貯蔵材としてセリウム酸化物を含んでいる請求項3乃至9の何れか1項に記載の排ガス浄化用触媒。
  11. 前記第1部分は前記セリウム酸化物とジルコニウム酸化物との複合酸化物を含み、前記第1部分における前記セリウム酸化物に対する前記ジルコニウム酸化物のモル比は2乃至12の範囲内にある請求項10に記載の排ガス浄化用触媒。
  12. 前記触媒層は、チタン、タングステン、ケイ素、モリブデン、リン及びニオブからなる群より選択される少なくとも1つの元素を更に含んだ請求項3乃至11の何れか1項に記載の排ガス浄化用触媒。
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