JPWO2018199249A1 - 排気ガス浄化用触媒およびそれを用いた排気ガス浄化方法 - Google Patents
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Abstract
排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素および窒素酸化物を低温で浄化することができる排気ガス浄化用触媒を提供するために、本発明の排気ガス浄化用触媒は、三次元構造体（１）上にパラジウムとイットリウムとを含む領域（２）が設けられ、領域（２）上であって排気ガスが流入する側から流出する側に向けて順に、第一領域（３）と第二領域（４）とが設けられ、第一領域（３）および／または第二領域（４）中に含まれるイットリウムの濃度が領域（２）に含まれるイットリウムの濃度に比べて高くなっている。
Description
本発明は、排気ガス浄化用触媒およびそれを用いた排気ガス浄化方法に関し、詳しくは排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）を低温で浄化することができる排気ガス浄化用触媒およびそれを用いた排気ガス浄化方法に関する。
排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）を同時に除去する排気ガス浄化方法が数多く提案されている。
例えば、触媒担体に触媒成分を重ねて被覆し、この重ねた部分に含まれる貴金属の濃度を変えることで、排ガス中に含まれる被毒成分が触媒に付着したときであっても、一定量の触媒活性成分を被毒物質から守り、触媒活性成分が一度に被毒されて該触媒の活性低下を生じることの無い技術が提案されている（特許文献１）。また、触媒に含まれる酸素貯蔵成分と排気ガスとの接触効率を向上させるために、触媒上に重ねて被覆する技術が提案されている（特許文献２）。また、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈの各貴金属の作用を考慮して触媒成分を重ねて被覆し、さらに担体に直接被覆される部分に含まれるＰｔとＰｄとが存在する領域を分けることで排気ガス中のＨＣ、ＮＯｘの浄化を目的とする技術が提案されている（特許文献３）。
しかし、排気ガスの規制は日を追うごとに厳しくなり、従来の排気ガス浄化用触媒では十分に対応することができなくなりつつある。特に、ＮＯｘの還元に効果を示すロジウムの性能を十分に活用できていないのが現状である。例えば、排気ガスが触媒と接触してＮＯｘなどの被浄化成分および酸素の濃度が変化することで、排気ガスの入口側から出口側に向けて被浄化成分が浄化（処理）される量が変化するために、排気ガスを十分に浄化することが困難となっている。具体的には、例えば自動車がアイドリング状態から走行状態に移ると、多量の高温の排気ガスが瞬時に発生して排気ガス浄化用触媒に導入されることになる。しかしながら、排気ガス浄化用触媒は排気ガスに比べて低温である。それゆえ、従来の排気ガス浄化用触媒では排気ガスを直ちに浄化することが難しい。即ち、従来の排気ガス浄化用触媒は、排気ガスに対して触媒の応答性が低い。
上記特許文献１〜３の技術では、単に排気ガス中のＨＣ、ＮＯｘを浄化できるにとどまり、排気ガスの温度が低温である場合に適用するには十分とはいい難い。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、触媒が十分に作用し難い低温時に排出された排気ガス中のＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘを効率よく浄化することができる排気ガス浄化用触媒およびそれを用いた排気ガス浄化方法を提供することを目的とする。本発明に係る排気ガス浄化用触媒およびそれを用いた排気ガス浄化方法は、低温でＮＯｘを浄化することができる。特に、少量の低温の排気ガスが導入されている状態から、多量の高温の排気ガスが瞬時に導入される状態となったとき、つまり、排気ガスの温度の急上昇のみならず、触媒に対する空間速度（単位体積の触媒を通過する排気ガスの単位時間当たりの容量（ｈ−１））が急激に速くなった場合であっても、多量の高温の排気ガスを処理することができる応答性に優れた浄化用触媒およびそれを用いた排気ガス浄化方法を提供することができることを目的とする。さらに、本発明に係る排気ガス浄化用触媒は、ＮＯｘを長時間に亘り浄化することができ、耐久性を備えている触媒である。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討の結果、下記排気ガス浄化用触媒を見出して発明を完成するに至った。
即ち、本発明の排気ガス浄化用触媒は、三次元構造体上にパラジウムとイットリウムとを含む領域が設けられ、該パラジウムとイットリウムとを含む領域上であって排気ガスが流入する側から流出する側に向けて順に、第一領域と第二領域とが設けられ、第一領域および／または第二領域中に含まれるイットリウムの濃度がパラジウムとイットリウムとを含む領域中に含まれる該イットリウムの濃度に比べて高くなっていることを特徴とする。
本発明によれば、触媒が十分に作用し難い低温時に排出された排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）を効率よく浄化することができる排気ガス浄化用触媒およびそれを用いた排気ガス浄化方法を提供することができるという効果を奏する。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、記述した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。なお、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「Ａ〜Ｂ」は、「Ａ以上、Ｂ以下」を意味する。そして、各元素において質量または物性に関する特徴があるときには、別途、個々に換算式や物質名などを記載する。
本発明の一実施の形態に係る排気ガス浄化用触媒（以下、単に「触媒」と記載する場合がある）は、三次元構造体上にパラジウムとイットリウムとを含む領域（以下、単に「パラジウムとイットリウムとを含む領域」と記載する場合がある）が設けられ、該パラジウムとイットリウムとを含む領域上であって排気ガスが流入する側から流出する側に向けて順に、第一領域と第二領域とが設けられ、第一領域および／または第二領域中に含まれるイットリウムの濃度がパラジウムとイットリウムとを含む領域中に含まれるイットリウムの濃度に比べて高くなっている。そして、（ｉ）第二領域中に含まれるイットリウムの量が第一領域中に含まれるイットリウムの量に比べて多くなっていることがより好ましく、（ii）パラジウムとイットリウムとを含む領域および第二領域がイットリウム含有複合酸化物を有し、第二領域が有するイットリウム含有複合酸化物（２）の方が、パラジウムとイットリウムとを含む領域が有するイットリウム含有複合酸化物（３）よりも、イットリウムの含有率が高くなっていることがより好ましい。また、本発明の一実施の形態に係る排気ガス浄化方法は、上記排気ガス浄化用触媒を用いて排気ガスを浄化する。
（三次元構造体）
本発明の一実施の形態に用いられる三次元構造体は、その表面に触媒を被覆することができる構造体であればよく、特に限定されないものの、フロースルー型ハニカム、プラグハニカム、コルゲート型ハニカム、板状、波板状などの、触媒担体として通常用いられる形状の構造体が好ましく、フロースルー型ハニカム形状の構造体がより好ましい。三次元構造体の材質は、耐熱性を有する材質であればよく、特に限定されないものの、ステンレスなどの鉄系の金属、コージェライト、ＳｉＣ、アルミナなどのセラミックスを好適に用いることができる。
本発明の一実施の形態に用いられる三次元構造体は、その表面に触媒を被覆することができる構造体であればよく、特に限定されないものの、フロースルー型ハニカム、プラグハニカム、コルゲート型ハニカム、板状、波板状などの、触媒担体として通常用いられる形状の構造体が好ましく、フロースルー型ハニカム形状の構造体がより好ましい。三次元構造体の材質は、耐熱性を有する材質であればよく、特に限定されないものの、ステンレスなどの鉄系の金属、コージェライト、ＳｉＣ、アルミナなどのセラミックスを好適に用いることができる。
三次元構造体は排気ガス浄化用の三次元構造体として市販されているので、これを用いることができる。三次元構造体の大きさは、処理する排気ガスの量に応じて、好ましい大きさおよび形状を適宜選択することができる。
三次元構造体の長さは、２００ｍｍ以下、好ましくは１６０ｍｍ以下、さらに好ましくは１２０ｍｍ以下、最も好ましくは１００ｍｍ以下であり、また、３０ｍｍ以上、好ましくは５０ｍｍ以上、さらに好ましくは６０ｍｍ以上、最も好ましくは７０ｍｍ以上である。
三次元構造体の断面の相当直径は、６０ｍｍ以上、好ましくは７０ｍｍ以上であり、また、１２０ｍｍ以下、好ましくは１００ｍｍ以下である。
三次元構造体の容積は、０．４リットル（以下、「Ｌ」と記載することもある）以上、好ましくは０．５Ｌ以上、さらに好ましくは０．６Ｌ以上であり、また、２．０Ｌ以下、好ましくは１．６Ｌ以下、さらに好ましくは１．４Ｌ以下である。
三次元構造体が孔を有する場合には、その孔の形状は、三角形、四角形、六角形、円形など何れの形状であってもよいが、好ましくは四角形、六角形である。孔の数は１５個／ｃｍ２〜１９０個／ｃｍ２が好ましく、６０個／ｃｍ２〜１４０個／ｃｍ２がより好ましい。
（パラジウムとイットリウムとを含む領域）
パラジウムとイットリウムを含む領域は、三次元構造体上に設けられる。該パラジウムとイットリウムとを含む領域には、少なくともパラジウムとイットリウムとが含まれていればよい。該領域中に含まれるパラジウムの量は、三次元構造体に対して、金属換算で、０．１ｇ／Ｌ以上（以下、三次元構造体１リットル当たりの各成分量を「ｇ／Ｌ」と記載する場合がある）、より好ましくは０．２ｇ／Ｌ以上、さらに好ましくは０．４ｇ／Ｌ以上、最も好ましくは２ｇ／Ｌ以上である。パラジウムの量が０．１ｇ／Ｌ未満である場合には、三次元構造体における反応サイトが不足する。また、該領域中に含まれるパラジウムの量は、三次元構造体に対して、金属換算で、２０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは１５ｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは１０ｇ／Ｌ以下、最も好ましくは５ｇ／Ｌ以下である。パラジウムの量が２０ｇ／Ｌを超える場合には、反応効率が低下する。
パラジウムとイットリウムを含む領域は、三次元構造体上に設けられる。該パラジウムとイットリウムとを含む領域には、少なくともパラジウムとイットリウムとが含まれていればよい。該領域中に含まれるパラジウムの量は、三次元構造体に対して、金属換算で、０．１ｇ／Ｌ以上（以下、三次元構造体１リットル当たりの各成分量を「ｇ／Ｌ」と記載する場合がある）、より好ましくは０．２ｇ／Ｌ以上、さらに好ましくは０．４ｇ／Ｌ以上、最も好ましくは２ｇ／Ｌ以上である。パラジウムの量が０．１ｇ／Ｌ未満である場合には、三次元構造体における反応サイトが不足する。また、該領域中に含まれるパラジウムの量は、三次元構造体に対して、金属換算で、２０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは１５ｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは１０ｇ／Ｌ以下、最も好ましくは５ｇ／Ｌ以下である。パラジウムの量が２０ｇ／Ｌを超える場合には、反応効率が低下する。
該領域中に含まれるパラジウムの濃度は、好ましくは１質量％以上、より好ましくは３質量％以上であり、また、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは８質量％以下である。本明細書において「濃度」とは、対象とする領域中に含まれる全成分を合計した質量に対する各成分の質量の百分率（％）である。以下、「濃度」に関する記載は、他の領域における各成分に関しても同様である。なお、パラジウム、ロジウムおよび白金は金属換算し、他の成分は酸化物換算し、それぞれ百分率で示す。
該領域には、必要に応じて、白金、ロジウムが含まれていてもよいが、パラジウムの効果を際立たせるには、白金、ロジウムの量は少ない方が好ましい。
パラジウム、白金、ロジウム（総称として、「貴金属」と記載することがある）の原料としては、硝酸塩や塩化物塩などを用いることができ、硝酸塩がより好ましい。
パラジウムとイットリウムとを含む領域中に含まれるイットリウムの量は、三次元構造体１リットルに対して、Ｙ２Ｏ３換算で、０．０１ｇ／Ｌ以上、より好ましくは０．０５ｇ／Ｌ以上である。イットリウムの量が０．０１ｇ／Ｌ未満である場合には、領域の耐熱性が不足する。また、イットリウムの量は、三次元構造体に対して、Ｙ２Ｏ３換算で、０．７ｇ／Ｌ以下、より好ましくは０．６ｇ／Ｌ以下である。イットリウムの量が０．７ｇ／Ｌを超える場合には、該イットリウムの分散性が不足する。
該パラジウムとイットリウムとを含む領域中に含まれるイットリウムの濃度は、０．０１質量％以上、好ましくは０．１質量％以上、さらに好ましくは０．３質量％以上であり、また、２質量％未満、好ましくは０．９質量％以下、より好ましくは０．７質量％以下である。イットリウムの濃度が０．０１質量％未満である場合には、該領域の耐熱性が不足する。イットリウムの濃度が７質量％を超える場合には、該イットリウムの分散効率が低くなり、該イットリウムの添加に応じた効果が得られ難くなる。
該領域中に含まれるイットリウムは、酸化イットリウムを用いることができるが、イットリウム以外の金属、希土類金属（イットリウムを除く、以下同様）、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムなどとの複合酸化物となっていることがより好ましい。該領域中に含まれるイットリウム複合酸化物（３）におけるイットリウムの含有率は、Ｙ２Ｏ３換算で、０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上であり、また、７質量％以下、より好ましくは５質量％以下である。
該領域の長さは、排気ガスが流入する側を起点として、三次元構造体における長さの５０％以上が好ましく、６０％以上がより好ましく、７０％以上がさらに好ましく、８０％以上が最も好ましく、また、８５％以下が好ましく、９０％以下がより好ましく、９５％以下がさらに好ましく、１００％以下が最も好ましい。
該領域中に含まれる貴金属およびイットリウム以外の成分としては、通常、触媒に用いられるα−アルミナ、γ−アルミナ、θ−アルミナなどのアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニアまたはこれらの混合物、またはこれらの複合酸化物などの耐火性無機酸化物；アルカリ金属酸化物、Ｍｇ、アルカリ土類金属酸化物、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｎｄなどの希土類金属酸化物、遷移金属酸化物が挙げられる。上記例示の成分の中でも、耐火性無機酸化物または金属酸化物であって、酸素を吸蔵することができる酸素吸蔵物質（例えば、酸化セリウムなど）がより好ましい。上記酸化物は、市販されている酸化物を適宜使用することができる。
希土類元素の中でもセリウムは、その酸化物が酸素吸蔵物質としてパラジウムと相互に作用し、低温でＮＯｘの浄化性能を向上させることができる。該領域中に含まれる酸化セリウムの量は、三次元構造体１リットルに対して、ＣｅＯ２換算で、２ｇ／Ｌ以上、より好ましくは５ｇ／Ｌ以上、さらに好ましくは７ｇ／Ｌ以上である。酸化セリウムの量が２ｇ／Ｌ未満である場合には、酸素吸蔵量が不足する。また、酸化セリウムの量は、三次元構造体に対して、ＣｅＯ２換算で、５０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは２０ｇ／Ｌ以下である。酸化セリウムの量が５０ｇ／Ｌを超える場合には、該領域の耐熱性が不足する。酸化セリウムは、他の金属酸化物、例えば酸化アルミニウムおよび／または酸化ジルコニウムと複合された複合酸化物として用いることができる。複合酸化物中に含まれる他の金属酸化物の総量は、酸化アルミニウム換算で、１０質量％以上、好ましくは１５質量％以上であり、また、５０質量％以下、好ましくは４５質量％以下である。
該領域に用いられる耐火性無機酸化物の量は、三次元構造体１リットルに対して、５ｇ／Ｌ以上、より好ましくは７ｇ／Ｌ以上、さらに好ましくは１０ｇ／Ｌ以上であり、また、１００ｇ／Ｌ以下、より好ましくは８０ｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは７０ｇ／Ｌ以下である。該領域に用いられるアルカリ土類金属酸化物の量は、三次元構造体に対して、１ｇ／Ｌ以上、より好ましくは５ｇ／Ｌ以上であり、また、２５ｇ／Ｌ以下、より好ましくは１５ｇ／Ｌ以下である。該領域に用いられる、セリウムを除く希土類金属酸化物の量は、三次元構造体に対して、１ｇ／Ｌ以上、より好ましくは５ｇ／Ｌ以上であり、また、２５ｇ／Ｌ以下、より好ましくは１５ｇ／Ｌ以下である。該領域に用いられる遷移金属酸化物の量は、三次元構造体に対して、１ｇ／Ｌ以上、より好ましくは５ｇ／Ｌ以上であり、また、２５ｇ／Ｌ以下、より好ましくは１５ｇ／Ｌ以下である。
特に、該領域に用いられる酸化ジルコニウムの量は、三次元構造体１リットルに対して、５ｇ／Ｌ以上、より好ましくは１０ｇ／Ｌ以上である。酸化ジルコニウムの量が５ｇ／Ｌ未満である場合には、領域の耐熱性が不足する。また、酸化ジルコニウムの量は、三次元構造体に対して、５０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは３０ｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは２０ｇ／Ｌ以下である。酸化ジルコニウムの量が５０ｇ／Ｌを超える場合には、他の成分の濃度が希薄になるので、他の成分の効果が低くなり易くなる。
該パラジウムとイットリウムを含む領域に設けられる全成分の量は、三次元構造体１リットル（Ｌ）に対して、１０ｇ／Ｌ以上、好ましくは４０ｇ／Ｌ以上、より好ましくは７０ｇ／Ｌ以上、さらに好ましくは８０ｇ／Ｌ以上であり、最も好ましくは９０ｇ／Ｌ以上であり、また、２００ｇ／Ｌ以下、好ましくは１５０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは１００ｇ／Ｌ以下である。
（第一領域）
第一領域は、パラジウムとイットリウムとを含む領域上であって、排気ガスが流入する側に設けられる。該第一領域には、イットリウムが含まれていることが好ましい。第一領域中に含まれるイットリウムの量は０ｇ／Ｌであってもよいものの、第一領域が比較的長い場合、または、排気ガスの濃度が高い場合においては、該第一領域に耐熱性が求められるため、イットリウムが含まれていることが望ましい。この場合において、第一領域中に含まれるイットリウムの量は、三次元構造体１リットルに対して、Ｙ２Ｏ３換算で、０ｇ／Ｌ、または０ｇ／Ｌを超えた量が含まれていてもよい。また、イットリウムの量は、三次元構造体に対して、Ｙ２Ｏ３換算で、２ｇ／Ｌ以下、好ましくは１ｇ／Ｌ未満である。なお１０ｇ／Ｌを超える量のイットリウムを添加しても、添加に応じた効果が得られ難い。
第一領域は、パラジウムとイットリウムとを含む領域上であって、排気ガスが流入する側に設けられる。該第一領域には、イットリウムが含まれていることが好ましい。第一領域中に含まれるイットリウムの量は０ｇ／Ｌであってもよいものの、第一領域が比較的長い場合、または、排気ガスの濃度が高い場合においては、該第一領域に耐熱性が求められるため、イットリウムが含まれていることが望ましい。この場合において、第一領域中に含まれるイットリウムの量は、三次元構造体１リットルに対して、Ｙ２Ｏ３換算で、０ｇ／Ｌ、または０ｇ／Ｌを超えた量が含まれていてもよい。また、イットリウムの量は、三次元構造体に対して、Ｙ２Ｏ３換算で、２ｇ／Ｌ以下、好ましくは１ｇ／Ｌ未満である。なお１０ｇ／Ｌを超える量のイットリウムを添加しても、添加に応じた効果が得られ難い。
また、排気ガスの燃焼による熱の発生が少ない場合においては、第一領域中に含まれるイットリウムの濃度は、０質量％であってもよい。一方、排気ガスの燃焼による熱の発生が多い場合には、該第一領域に耐熱性が求められるため、イットリウムが含まれていることが望ましい。好ましい耐熱性を有するには、第一領域中に含まれるイットリウムの濃度は、０質量％、または０質量％を超えていてもよく、また、８質量％以下、好ましくは４質量％未満、更に好ましくは０．１質量％未満、最も好ましくは０．０１質量％未満である。イットリウムの濃度が８質量％を超える場合には、該イットリウムの添加に応じた耐熱性が得られ難くなる。
該第一領域中に含まれるイットリウムは、酸化イットリウムを用いることができるが、イットリウム以外の金属との複合酸化物となっていることがより好ましい。具体的には、例えば、イットリウムと、希土類元素（イットリウムを除く）、ジルコニウムまたはセリウムとの複合酸化物が挙げられる。該第一領域中に含まれるイットリウム複合酸化物（１）におけるイットリウムの含有率は、Ｙ２Ｏ３換算で、０．５質量％以上、より好ましくは１質量％以上であり、また、１５質量％以下、より好ましくは３質量％以下である。
該第一領域中に含まれるイットリウム以外の成分としては、通常、触媒に用いられるα−アルミナ、γ−アルミナ、θ−アルミナなどのアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニアまたはこれらの混合物、またはこれらの複合酸化物などの耐火性無機酸化物；アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、希土類金属酸化物、遷移金属酸化物が挙げられる。上記例示の成分の中でも、耐火性無機酸化物または金属酸化物であって、酸素を吸蔵することができる酸素吸蔵物質（例えば、酸化セリウムなど）がより好ましく、γ−アルミナ、θ−アルミナ、ジルコニア、酸化セリウムがさらに好ましい。該第一領域に用いられる上記酸化物の総量は、三次元構造体１リットルに対して、１０ｇ／Ｌ以上、より好ましくは２０ｇ／Ｌ以上であり、また、６０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは４０ｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは３５ｇ／Ｌである。
第一領域の長さは、排気ガスが流入する側を起点として、２０ｍｍ以上であることが好ましく、２５ｍｍ以上であることがより好ましく、３０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。第一領域の長さが２０ｍｍよりも短いと、排気ガスが流入する側に貴金属が十分に存在しないため、排気ガスの浄化率が低くなる。また、第一領域の長さは、排気ガスが流入する側を起点として、５０ｍｍ以下であることが好ましく、４０ｍｍ以下であることがより好ましく、３５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。第一領域の長さが５０ｍｍよりも長いと、排気ガスが流入する側に貴金属が集中的に担持されないため、排気ガスの浄化率が低くなる。
ここで、各領域の長さは、完成した触媒または各領域を被覆した三次元構造体を分割し、内部における当該領域の長さが最も短い値Ｌｍｉｎと最も長い値Ｌｍａｘとの平均値「（Ｌｍｉｎ＋Ｌｍａｘ）÷２」である。
後述する各スラリーの、三次元構造体上における塗布状態（塗布長さ、塗布厚さ、塗布量）を確認する方法としては、例えば、予め、幾つかの塗布条件にて各スラリーを塗布して形成した触媒を破壊して、上述の長さ、厚さ、量を、ノギス、電子天秤、および３次元（３Ｄ）マイクロスコープなどの顕微鏡を用いて測定する方法が使用可能である。また、Ｘ線ＣＴ装置を用いて、触媒を破壊せずに上述の長さ、厚さ、量を測定することもできる。所望の長さ、厚さ、量となるように塗布されることを確認した塗布条件にて後述する各スラリーの塗布を行うことにより、好適な触媒を容易に製造することができる。
特に、該第一領域に用いられる酸化ジルコニウムの量は、三次元構造体１リットルに対して、２ｇ／Ｌ以上、より好ましくは３ｇ／Ｌ以上、さらに好ましくは５ｇ／Ｌ以上である。酸化ジルコニウムの量が２ｇ／Ｌ未満である場合には、第一領域の耐熱性が不足する。また、酸化ジルコニウムの量は、三次元構造体１リットルに対して、５０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは３０ｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは２０ｇ／Ｌ以下である。酸化ジルコニウムの量が５０ｇ／Ｌを超える場合には、他の成分の濃度が希薄になるので、他の成分の効果が低くなり易くなる。
該第一領域には、白金、パラジウム、ロジウムなどの貴金属がさらに含まれていてもよい。貴金属としては、白金、ロジウムがより好ましく、ロジウムがさらに好ましい。第一領域に用いられる白金またはパラジウムの量は、排気ガスの状態によっては白金またはパラジウムが効果を生じない程度の量である実質的に０ｇ／Ｌであってもよく、排気ガスの状態によっては三次元構造体１リットルに対して、金属換算で、それぞれ、０ｇ／Ｌを超え、好ましくは０．０１ｇ／Ｌ以上、より好ましくは０．０２ｇ／Ｌ以上であり、また、１２ｇ／Ｌ以下、より好ましくは１０ｇ／Ｌ以下である。第一領域に用いられるロジウムの濃度は、０．３質量％以上、好ましくは０．９質量％以上、さらに好ましくは１．５質量％以上であり、また、５質量％以下、好ましくは３質量％以下、より好ましくは２．５質量％以下である。第一領域に用いられるロジウムの量は、三次元構造体１リットルに対して、金属換算で、０．１ｇ／Ｌ以上、より好ましくは０．２ｇ／Ｌ以上、さらに好ましくは０．４ｇ／Ｌ以上、最も好ましくは０．５ｇ／Ｌ以上であり、また、１．２ｇ／Ｌ以下、より好ましくは１．０ｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは０．８ｇ／Ｌ以下である。
該第一領域に設けられる全成分の量は、三次元構造体１リットル（Ｌ）に対して、２１ｇ／Ｌ以上、好ましくは２５ｇ／Ｌ以上であり、また、６０ｇ／Ｌ以下、好ましくは４５ｇ／Ｌ未満、より好ましくは４０ｇ／Ｌ未満、さらに好ましくは３５ｇ／Ｌ以下である。
（第二領域）
第二領域は、パラジウムとイットリウムとを含む領域上であって、排気ガスが流出する側に設けられる。好ましくは該パラジウムとイットリウムとを含む領域上かつ排気ガスが流出する側であって該第一領域が設けられていない部分に設けられる。該第二領域には、イットリウムが含まれていることが好ましい。第二領域中に含まれるイットリウムの量は０ｇ／Ｌであってもよいものの、第二領域が好ましい耐熱性を有するには、イットリウムが含まれていることが望ましい。この場合において、第二領域中に含まれるイットリウムの量は、三次元構造体１リットルに対して、Ｙ２Ｏ３換算で、０ｇ／Ｌ以上、好ましくは１ｇ／Ｌ以上、より好ましくは２．１ｇ／Ｌ以上、最も好ましくは２．５ｇ／Ｌ以上である。また、イットリウムの量は、三次元構造体に対して、Ｙ２Ｏ３換算で、１０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは５ｇ／Ｌ以下である。イットリウムの量が１０ｇ／Ｌを超える場合には、該イットリウムの分散性が不足する。
第二領域は、パラジウムとイットリウムとを含む領域上であって、排気ガスが流出する側に設けられる。好ましくは該パラジウムとイットリウムとを含む領域上かつ排気ガスが流出する側であって該第一領域が設けられていない部分に設けられる。該第二領域には、イットリウムが含まれていることが好ましい。第二領域中に含まれるイットリウムの量は０ｇ／Ｌであってもよいものの、第二領域が好ましい耐熱性を有するには、イットリウムが含まれていることが望ましい。この場合において、第二領域中に含まれるイットリウムの量は、三次元構造体１リットルに対して、Ｙ２Ｏ３換算で、０ｇ／Ｌ以上、好ましくは１ｇ／Ｌ以上、より好ましくは２．１ｇ／Ｌ以上、最も好ましくは２．５ｇ／Ｌ以上である。また、イットリウムの量は、三次元構造体に対して、Ｙ２Ｏ３換算で、１０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは５ｇ／Ｌ以下である。イットリウムの量が１０ｇ／Ｌを超える場合には、該イットリウムの分散性が不足する。
また、第二領域は第一領域に比べて排気ガスの燃焼によって発生する熱の影響が大きくなるので、第二領域中に含まれるイットリウムの濃度は、触媒の耐熱性を必要としない排気ガスを対象とする場合には、０質量％であってもよい。触媒の耐熱性を必要とする排気ガスを対象とする場合には、第二領域中に含まれるイットリウムの濃度は、０．１質量％以上、好ましくは１質量％以上、より好ましくは２質量％以上、さらに好ましくは３質量％以上、最も好ましくは４質量％以上であり、また、１５質量％以下、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは９質量％以下である。イットリウムの濃度が１５質量％を超える場合には、該イットリウムの添加に応じた耐熱性が得られ難くなる。
第二領域中に含まれるイットリウムは、酸化イットリウムを用いることができるが、イットリウム以外の金属との複合酸化物となっていることがより好ましく、例えば、希土類元素（イットリウムを除く）、ジルコニウムまたはセリウムとの複合酸化物が挙げられる。該第二領域中に含まれるイットリウム複合酸化物（２）におけるイットリウムの含有率は、Ｙ２Ｏ３換算で、８質量％以上、より好ましくは１０質量％以上であり、また、２０質量％以下、より好ましくは１７質量％以下である。
第二領域の長さは、第一領域における排気ガスが流出する側の端部を起点として、三次元構造体における排気ガスが流出する側の端部までの長さであることが好ましい。
第二領域中に含まれるイットリウム以外の成分としては、通常、触媒に用いられるα−アルミナ、γ−アルミナ、θ−アルミナなどのアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニアまたはこれらの混合物、またはこれらの複合酸化物などの耐火性無機酸化物；アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、希土類金属酸化物、遷移金属酸化物が挙げられる。上記例示の成分の中でも、耐火性無機酸化物または金属酸化物であって、酸素を吸蔵することができる酸素吸蔵物質（例えば、酸化セリウムなど）がより好ましく、γ−アルミナ、θ−アルミナ、ジルコニア、酸化セリウムがさらに好ましい。該第二領域に用いられる上記酸化物の総量は、三次元構造体１リットルに対して、２０ｇ／Ｌ以上、より好ましくは２５ｇ／Ｌ以上であり、また、１５０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは１２０ｇ／Ｌ以下である。
特に、該第二領域に用いられる酸化ジルコニウムの量は、三次元構造体１リットルに対して、１ｇ／Ｌ以上、より好ましくは３ｇ／Ｌ以上、さらに好ましくは４ｇ／Ｌ以上である。酸化ジルコニウムの量が１ｇ／Ｌ未満である場合には、第二領域の耐熱性が不足する。また、酸化ジルコニウムの量は、三次元構造体に対して、５０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは３０ｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは１７ｇ／Ｌ以下である。酸化ジルコニウムの量が５０ｇ／Ｌを超える場合には、他の成分の濃度が希薄になるので、他の成分の効果が低くなり易くなる。
該第二領域には、白金、パラジウム、ロジウムなどの貴金属がさらに含まれていてもよい。貴金属としては、白金、ロジウムがより好ましく、ロジウムがさらに好ましい。第二領域に用いられる白金またはパラジウムの量は、排気ガスの状態によっては白金またはパラジウムが効果を生じない程度の量である実質的に０ｇ／Ｌであってもよく、排気ガスの状態によっては三次元構造体１リットルに対して、金属換算で、それぞれ、０ｇ／Ｌを超え、好ましくは０．０１ｇ／Ｌ以上、より好ましくは０．０２ｇ／Ｌ以上であり、また、０．８ｇ／Ｌ未満、より好ましくは０．４５ｇ／Ｌ未満、さらに好ましくは０．３ｇ／Ｌ未満である。第二領域に用いられるロジウムの濃度は、０．１質量％以上、好ましくは０．３質量％以上、さらに好ましくは０．４質量％以上であり、また、０．８質量％以下、好ましくは０．７質量％以下、より好ましくは０．６質量％以下である。第二領域に用いられるロジウムの量は、三次元構造体１リットルに対して、金属換算で、０．１ｇ／Ｌ以上、より好ましくは０．２ｇ／Ｌ以上であり、また、１．２ｇ／Ｌ以下、より好ましくは１．０ｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは０．５ｇ／Ｌ以下、０．４ｇ／Ｌ未満、０．３５ｇ／Ｌ以下である。
該第二領域に設けられる全成分の量は、三次元構造体１リットル（Ｌ）に対して、２１ｇ／Ｌ以上、好ましくは４０ｇ／Ｌ以上、より好ましくは４５ｇ／Ｌ以上であり、また、７０ｇ／Ｌ未満、好ましくは６０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは５５ｇ／Ｌ以下である。
（領域間におけるイットリウムの濃度および量の比較）
本発明の一実施の形態に係る排気ガス浄化用触媒は、第一領域および／または第二領域中に含まれるイットリウムの濃度がパラジウムとイットリウムとを含む領域中に含まれるイットリウムの濃度に比べて高い。該第一領域および／または該第二領域中に含まれるイットリウムの濃度が高いことで、排気ガス浄化用触媒の耐熱性がより向上する。好ましくは、該イットリウムの濃度は、第二領域が、該パラジウムとイットリウムを含む領域に比べ高いことである。該第二領域中に含まれるイットリウムの量は、第一領域中に含まれるイットリウムの量に比べて多くなっていることがより好ましい。各領域中に含まれるイットリウムの濃度とは、各領域においてイットリウム（Ｙ２Ｏ３換算）とイットリウム以外の成分（領域中に含まれる化合物の質量）との合計の質量に対する、イットリウム（Ｙ２Ｏ３換算）の質量の百分率を指す。該第一領域および／または該第二領域中に含まれるイットリウムの濃度がパラジウムとイットリウムとを含む領域中に含まれるイットリウムの濃度に比べて低くなっている場合には、排気ガスの燃焼によって発生する熱により触媒が劣化し易くなる。
本発明の一実施の形態に係る排気ガス浄化用触媒は、第一領域および／または第二領域中に含まれるイットリウムの濃度がパラジウムとイットリウムとを含む領域中に含まれるイットリウムの濃度に比べて高い。該第一領域および／または該第二領域中に含まれるイットリウムの濃度が高いことで、排気ガス浄化用触媒の耐熱性がより向上する。好ましくは、該イットリウムの濃度は、第二領域が、該パラジウムとイットリウムを含む領域に比べ高いことである。該第二領域中に含まれるイットリウムの量は、第一領域中に含まれるイットリウムの量に比べて多くなっていることがより好ましい。各領域中に含まれるイットリウムの濃度とは、各領域においてイットリウム（Ｙ２Ｏ３換算）とイットリウム以外の成分（領域中に含まれる化合物の質量）との合計の質量に対する、イットリウム（Ｙ２Ｏ３換算）の質量の百分率を指す。該第一領域および／または該第二領域中に含まれるイットリウムの濃度がパラジウムとイットリウムとを含む領域中に含まれるイットリウムの濃度に比べて低くなっている場合には、排気ガスの燃焼によって発生する熱により触媒が劣化し易くなる。
また、上記イットリウムは、イットリウム以外の金属との複合酸化物となっていることがより好ましく、具体的には、酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの混合物であること、イットリウムが酸化ジルコニウムに固溶されていること、または、イットリウムとジルコニウムとが複合酸化物を形成していることがさらに好ましい。本明細書においては、イットリウムが含まれている複合酸化物を、イットリウム含有複合酸化物と称する。
そして、該第一領域および／または該第二領域が有するイットリウム含有複合酸化物（該イットリウム複合酸化物（１）および／または該イットリウム複合酸化物（２））の方が、パラジウムとイットリウムを含む領域が有するイットリウム含有複合酸化物（３）よりも、イットリウムの含有率が高いイットリウム含有複合酸化物であることがより好ましく、さらに好ましくは該第二領域が有するイットリウム含有複合酸化物（２）は、該パラジウムとイットリウムとを含む領域が有するイットリウム複合酸化物（３）よりもイットリウムの含有率よりも高いことである。
上述した本発明の一実施の形態に係る排気ガス浄化用触媒を用いることにより、排気ガスの温度が低温で、かつ、空間速度が速い場合においても、該排気ガスを効率よく浄化することができる。ここで「低温」とは、三次元構造体の排気ガスが流入する側の端部における排気ガスの温度が１００℃以上、４００℃以下であることを指し、「空間速度が速い」とは、８００００ｈ−１以上であることを指す。
（領域間におけるロジウムの濃度の比較）
本発明の一実施の形態に係る排気ガス浄化用触媒は、該第一領域中に含まれるロジウムの濃度が、第二領域中に含まれるロジウムの濃度に比べて、高いことが好ましい。各領域中に含まれるロジウムの濃度とは、各領域においてロジウムとロジウム以外の成分との合計の質量に対する、ロジウム（金属換算）の質量の百分率を指す。第一領域中に含まれるロジウムの濃度が第二領域中に含まれるロジウムの濃度に比べて低くなっている場合には、触媒の低温での着火特性が低下する。なお、着火特性とは、特定温度の排気ガスにおいて触媒のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの浄化率が５０％（Ｔ５０）に達する時間（着火時間）で表される特性である。
本発明の一実施の形態に係る排気ガス浄化用触媒は、該第一領域中に含まれるロジウムの濃度が、第二領域中に含まれるロジウムの濃度に比べて、高いことが好ましい。各領域中に含まれるロジウムの濃度とは、各領域においてロジウムとロジウム以外の成分との合計の質量に対する、ロジウム（金属換算）の質量の百分率を指す。第一領域中に含まれるロジウムの濃度が第二領域中に含まれるロジウムの濃度に比べて低くなっている場合には、触媒の低温での着火特性が低下する。なお、着火特性とは、特定温度の排気ガスにおいて触媒のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの浄化率が５０％（Ｔ５０）に達する時間（着火時間）で表される特性である。
（領域間に設けられる全成分の量の比較）
各領域に設けられる全成分の量は、触媒活性を向上させる量であれば特に制限はない。（１）好ましくは、該第二領域が該第一領域に比べて同等か多い量、好ましくは多い量である。（２）また、各領域に設けられる全成分の量は、該パラジウムとイットリウムとを含む領域が該第一領域および／または第二領域よりも多い量であり、好ましくは該パラジウムとイットリウムとを含む領域が該第一領域および第二領域よりも多い量である。（３）さらに好ましくは、各領域に設けられる全成分の量は、該パラジウムとイットリウムとを含む領域が第二領域よりも多く、第二領域が第一領域よりも多い。なお、各領域に設けられる全成分の量は、上述した各領域に設けられる各成分の量から適宜選択して得ることができる。
各領域に設けられる全成分の量は、触媒活性を向上させる量であれば特に制限はない。（１）好ましくは、該第二領域が該第一領域に比べて同等か多い量、好ましくは多い量である。（２）また、各領域に設けられる全成分の量は、該パラジウムとイットリウムとを含む領域が該第一領域および／または第二領域よりも多い量であり、好ましくは該パラジウムとイットリウムとを含む領域が該第一領域および第二領域よりも多い量である。（３）さらに好ましくは、各領域に設けられる全成分の量は、該パラジウムとイットリウムとを含む領域が第二領域よりも多く、第二領域が第一領域よりも多い。なお、各領域に設けられる全成分の量は、上述した各領域に設けられる各成分の量から適宜選択して得ることができる。
（排気ガス浄化用触媒の調製方法）
本発明の一実施の形態に係る排気ガス浄化用触媒の調製方法は、排気ガス浄化用触媒に用いられる通常の調製方法であればよく、特に限定されないものの、より好ましい調製方法の一例を、以下に具体的に説明する。
本発明の一実施の形態に係る排気ガス浄化用触媒の調製方法は、排気ガス浄化用触媒に用いられる通常の調製方法であればよく、特に限定されないものの、より好ましい調製方法の一例を、以下に具体的に説明する。
排気ガス浄化用触媒の調製方法としては、例えば、（１）パラジウムとイットリウムとを含む領域を成形するためのスラリーａ、第一領域を形成するためのスラリーｂ、および、第二領域を形成するためのスラリーｃを作製し、三次元構造体に、スラリーａを接触させた後、余剰のスラリーを除いて乾燥または焼成し、次いで、パラジウムとイットリウムとを含む領域上における第一領域となる部分に、スラリーｂを接触させた後、余剰のスラリーを除いて乾燥または焼成し、続いて、パラジウムとイットリウムとを含む領域上における第二領域となる部分に、スラリーｃを接触させた後、余剰のスラリーを除いて乾燥または焼成することで、触媒を得る方法；（２）上記（１）と同様にしてスラリーａ、ｂ、ｃを作製し、パラジウムとイットリウムとを含む領域を形成した後、パラジウムとイットリウムとを含む領域上における第二領域となる部分に、スラリーｃを接触させた後、余剰のスラリーを除いて乾燥または焼成し、次いで、パラジウムとイットリウムとを含む領域上における第一領域となる部分に、スラリーｂを接触させた後、余剰のスラリーを除いて乾燥または焼成することで、触媒を得る方法；（３）パラジウムとイットリウムとを含む領域に特有の成分を含むスラリーｄ、第一領域に特有の成分を含むスラリーｅ、第二領域に特有の成分を含むスラリーｆ、および、各領域に共通の成分を含む溶液を作製し、三次元構造体に、スラリーｄを接触させた後、余剰のスラリーを除いて乾燥または焼成し、次いで、第一領域となる部分に、スラリーｅを接触させた後、余剰のスラリーを除いて乾燥または焼成し、続いて、第二領域となる部分に、スラリーｆを接触させた後、余剰のスラリーを除いて乾燥または焼成し、最後に、焼成後の三次元構造体に溶液を含浸させた後、乾燥または焼成することで、触媒を得る方法；などが挙げられる。
乾燥温度は室温から１５０℃程度が好適であり、焼成温度は１５０〜６００℃程度が好適である。乾燥および焼成の条件は、対象物に応じて適宜、変更することができる。
上記スラリーａ〜ｆを作製する方法としては、例えば、（１）各成分の粉体同士を湿式粉砕してスラリーとする方法；（２）ある成分の粉体に他の成分の液体（前駆体）を含浸させた後、乾燥または焼成して混合粉体とし、該混合粉体を湿式粉砕してスラリーとする方法；（３）ある成分の粉体に他の成分の液体（前駆体）を混合し、湿式粉砕してスラリーとする方法；などが挙げられる。或いは、粉体が微粉末である場合には、該微粉末を適切な媒体と混合することでスラリーを作製することもできる。
（排気ガス浄化方法）
本発明の一実施の形態に係る排気ガス浄化方法が対象とする（適用される）排気ガスは、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ガスタービンなどの内燃機関から排出される排気ガスであればよく、特に限定されないものの、ガソリンエンジンから排出される排気ガスがより好ましい。本発明の一実施の形態に係る排気ガス浄化用触媒を、内燃機関から排出される排気ガスと接触させることで、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化することができる。特に、本発明の一実施の形態に係る排気ガス浄化用触媒は、排気ガスが５００℃よりも高温である方が該排気ガスをより有効に浄化することができるものの、排気ガスが好ましくは５００℃以下、より好ましくは４００℃以下、さらに好ましくは３５０℃以下の低温であっても、該排気ガスの浄化率を５０％以上にすることができる。ここで、排気ガスの浄化率が５０％に達する時間をＴ５０とすると、Ｔ５０に達する時間（着火時間）が短いほど、排気ガスが迅速に浄化されることを意味する。
本発明の一実施の形態に係る排気ガス浄化方法が対象とする（適用される）排気ガスは、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ガスタービンなどの内燃機関から排出される排気ガスであればよく、特に限定されないものの、ガソリンエンジンから排出される排気ガスがより好ましい。本発明の一実施の形態に係る排気ガス浄化用触媒を、内燃機関から排出される排気ガスと接触させることで、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化することができる。特に、本発明の一実施の形態に係る排気ガス浄化用触媒は、排気ガスが５００℃よりも高温である方が該排気ガスをより有効に浄化することができるものの、排気ガスが好ましくは５００℃以下、より好ましくは４００℃以下、さらに好ましくは３５０℃以下の低温であっても、該排気ガスの浄化率を５０％以上にすることができる。ここで、排気ガスの浄化率が５０％に達する時間をＴ５０とすると、Ｔ５０に達する時間（着火時間）が短いほど、排気ガスが迅速に浄化されることを意味する。
また、本発明の一実施の形態に係る排気ガス浄化用触媒は、上記排気ガスの空間速度が好ましくは８００００ｈ−１以上、より好ましくは１０００００ｈ−１以上、さらに好ましくは１２００００ｈ−１以上であっても、該排気ガスを有効に浄化することができる。排気ガスの空間速度の上限は、エンジンなどの内燃機関の排気量に依存するものの、５０００００ｈ−１以下が好ましい。
また、上記排気ガス浄化用触媒は、８００〜１０００℃で４０〜４５０時間、排気ガスに曝された場合においても有効に作用し、排気ガス中のＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘを浄化することができるので、特にＮＯｘを長時間に亘り浄化することができ、耐久性を備えている。
〔まとめ〕
以上のように、本発明は、以下の〔１〕〜〔１４〕に記載の発明を含む。
以上のように、本発明は、以下の〔１〕〜〔１４〕に記載の発明を含む。
〔１〕 三次元構造体上にパラジウムとイットリウムとを含む領域が設けられ、該パラジウムとイットリウムとを含む領域上であって排気ガスが流入する側から流出する側に向けて順に、第一領域と第二領域とが設けられ、第一領域および／または第二領域中に含まれるイットリウムの濃度がパラジウムとイットリウムとを含む領域中に含まれる該イットリウムの濃度に比べて高くなっていることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
〔２〕 該第二領域中に含まれるイットリウムの濃度が、Ｙ２Ｏ３換算で、２質量％以上、１５質量％以下であり、該パラジウムとイットリウムとを含む領域中に含まれるイットリウムの濃度が、Ｙ２Ｏ３換算で、０．０１質量％以上、０．９質量％以下であることを特徴とする〔１〕に記載の排気ガス浄化用触媒。
〔３〕 該第二領域中に含まれるイットリウムの量が該第一領域中に含まれるイットリウムの量に比べて多くなっていることを特徴とする〔１〕または〔２〕に記載の排気ガス浄化用触媒。
〔４〕 該第二領域中に含まれるイットリウムの量が、三次元構造体１リットルに対して、Ｙ２Ｏ３換算で、２．１ｇ／Ｌ以上、１０ｇ／Ｌ以下であり、該パラジウムとイットリウムとを含む領域中に含まれるイットリウムの量が、三次元構造体１リットルに対して、Ｙ２Ｏ３換算、で０．０１ｇ／Ｌ以上、０．７ｇ／Ｌ以下であることを特徴とする〔１〕〜〔３〕の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。
〔５〕 該第二領域が有するイットリウム含有複合酸化物（２）の方が、該パラジウムとイットリウムとを含む領域が有するイットリウム含有複合酸化物（３）よりも、イットリウムの含有率が高くなっていることを特徴とする〔１〕〜〔４〕の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。
〔６〕 該第二領域が有するイットリウム含有複合酸化物（２）におけるイットリウムの含有率が、Ｙ２Ｏ３換算で、８質量％以上、２０質量％以下であり、該パラジウムとイットリウムとを含む領域が有するイットリウム含有複合酸化物（３）におけるイットリウムの含有率が、Ｙ２Ｏ３換算、で０．０１質量％以上、７質量％以下であることを特徴とする〔１〕〜〔５〕の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。
〔７〕 該第一領域中に含まれるロジウムの濃度が第二領域中に含まれるロジウムの濃度に比べて高いことを特徴とする〔１〕〜〔６〕の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。
〔８〕 該パラジウムとイットリウムとを含む領域中に含まれるパラジウムの濃度が、３質量％以上、１０質量％以下であり、該第一領域中に含まれるロジウムの濃度が、０．９質量％以上、５質量％以下であり、該第二領域中に含まれるロジウムの濃度が、０．１質量％以上、０．８質量％以下であることを特徴とする〔１〕〜〔７〕の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。
〔９〕 該パラジウムとイットリウムとを含む領域中に含まれるパラジウムの量が、三次元構造体１リットルに対して、金属換算で、０．１ｇ／Ｌ以上、１５ｇ／Ｌ以下であり、該第一領域中に含まれるロジウムの量が、三次元構造体１リットルに対して、金属換算で、０．４ｇ／Ｌ以上、１．２ｇ／Ｌ以下であり、該第二領域中に含まれるロジウムの量が、三次元構造体１リットルに対して、金属換算で、０．１ｇ／Ｌ以上、０．４ｇ／Ｌ未満であることを特徴とする〔１〕〜〔８〕の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。
〔１０〕 各領域に設けられる全成分の量は、該パラジウムとイットリウムとを含む領域が第二領域よりも多く、第二領域が第一領域よりも多く、かつ、三次元構造体１リットルに対して、該パラジウムとイットリウムとを含む領域に設けられる全成分の量は、７０ｇ／Ｌ以上、１５０ｇ／Ｌ以下であり、該第一領域に設けられる全成分の量は、２１ｇ／Ｌ以上、４０ｇ／Ｌ未満であり、該第二領域に設けられる全成分の量は、４０ｇ／Ｌ以上、７０ｇ／Ｌ未満であることを特徴とする〔１〕〜〔９〕の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。
〔１１〕 該三次元構造体が３０ｍｍ以上、２００ｍｍ以下であり、該パラジウムとイットリウムとを含む領域が該三次元構造体の長さに対して６０％以上、１００％以下であり、該第一領域が２０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下であり、該第二領域が該パラジウムとイットリウムとを含む領域上かつ排気ガスが流出する側であって該第一領域が設けられていない部分に設けられることを特徴とする〔１〕〜〔１０〕の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。
〔１２〕 〔１〕〜〔１１〕の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒を用いて排気ガスを浄化することを特徴とする排気ガス浄化方法。
〔１３〕 １００℃以上、５００℃以下の排気ガスを浄化することを特徴とする〔１２〕に記載の排気ガス浄化方法。
〔１４〕 空間速度が８００００ｈ−１以上の排気ガスを浄化することを特徴とする〔１２〕または〔１３〕に記載の排気ガス浄化方法。
以下、実施例および比較例を用いて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されて解釈されるべきではない。
（実施例１）
（パラジウムとイットリウムを含む領域）
パラジウムを含む水溶液と、アルミニウムを含む酸化物（Ａｌ２Ｏ３換算で９７質量％）、酸化バリウムおよびイットリウムを含む酸化物（イットリウムの含有率はＹ２Ｏ３換算で２質量％、他にセリウム、ジルコニウムおよびランタンを含む）とを混合した後、乾燥および焼成して粉体を得た。この粉体に水を添加し、湿式粉砕して、パラジウムとイットリウムを含む領域を成形するためのスラリーを得た。次に、長さ８０ｍｍのコージェライト製のハニカム（三次元構造体）を該スラリーに浸漬した後、余剰のスラリーを除いて乾燥および焼成することにより、上記ハニカムにパラジウムとイットリウムを含む領域を設けた。ハニカム１リットル当たり、パラジウムが５ｇ、ジルコニウムが酸化ジルコニウム換算（ＺｒＯ２換算）で１５ｇ、アルミニウムが酸化アルミニウム換算（Ａｌ２Ｏ３換算）で４３ｇ、イットリウムが酸化イットリウム換算（Ｙ２Ｏ３換算）で０．５ｇ、セリウムが酸化セリウム換算（ＣｅＯ２換算）で１５ｇ／Ｌ、バリウムがＢａＯ換算で９ｇ、ランタンがＬａ２Ｏ３換算で７ｇ含まれていた。該領域のパラジウムの濃度は５質量％であり、イットリウムの濃度は質量０．５％である。該領域には、三次元構造体１リットル当たり、成分が全量で９５ｇ設けられている。
（パラジウムとイットリウムを含む領域）
パラジウムを含む水溶液と、アルミニウムを含む酸化物（Ａｌ２Ｏ３換算で９７質量％）、酸化バリウムおよびイットリウムを含む酸化物（イットリウムの含有率はＹ２Ｏ３換算で２質量％、他にセリウム、ジルコニウムおよびランタンを含む）とを混合した後、乾燥および焼成して粉体を得た。この粉体に水を添加し、湿式粉砕して、パラジウムとイットリウムを含む領域を成形するためのスラリーを得た。次に、長さ８０ｍｍのコージェライト製のハニカム（三次元構造体）を該スラリーに浸漬した後、余剰のスラリーを除いて乾燥および焼成することにより、上記ハニカムにパラジウムとイットリウムを含む領域を設けた。ハニカム１リットル当たり、パラジウムが５ｇ、ジルコニウムが酸化ジルコニウム換算（ＺｒＯ２換算）で１５ｇ、アルミニウムが酸化アルミニウム換算（Ａｌ２Ｏ３換算）で４３ｇ、イットリウムが酸化イットリウム換算（Ｙ２Ｏ３換算）で０．５ｇ、セリウムが酸化セリウム換算（ＣｅＯ２換算）で１５ｇ／Ｌ、バリウムがＢａＯ換算で９ｇ、ランタンがＬａ２Ｏ３換算で７ｇ含まれていた。該領域のパラジウムの濃度は５質量％であり、イットリウムの濃度は質量０．５％である。該領域には、三次元構造体１リットル当たり、成分が全量で９５ｇ設けられている。
（第一領域）
次いで、ロジウムを含む水溶液と、酸化ランタン、ジルコニウムを含む酸化物（ＺｒＯ２換算で７３質量％含む）およびアルミニウムを含む酸化物（Ａｌ２Ｏ３換算で９７質量％含む）とを混合した後、乾燥および焼成して粉体を得た。この粉体に水を添加し、湿式粉砕して、第一領域を形成するためのスラリーを得た。次に、パラジウムとイットリウムを含む領域を設けた上記ハニカムを、その一方の端部から所定の位置（第二領域との境目となる位置）まで、第一領域を形成するためのスラリーに浸漬した後、余剰のスラリーを除いて乾燥および焼成することにより、パラジウムとイットリウムを含む領域上でハニカムの排気ガスの入口側から３０ｍｍに第一領域を設けた。ハニカム１リットル当たり、ロジウムが０．６ｇ、ランタンがＬａ２Ｏ３換算で３ｇ、ジルコニウムが酸化ジルコニウム換算（ＺｒＯ２換算）で１０ｇ、アルミニウムが酸化アルミニウム換算（Ａｌ２Ｏ３換算）で１４ｇ含まれていた。該領域のイットリウムの濃度（Ｙ２Ｏ３換算）は０質量％、ロジウム濃度は１．９質量％である。該領域には、三次元構造体１リットル当たり、成分が全量で３１ｇ設けられている。
次いで、ロジウムを含む水溶液と、酸化ランタン、ジルコニウムを含む酸化物（ＺｒＯ２換算で７３質量％含む）およびアルミニウムを含む酸化物（Ａｌ２Ｏ３換算で９７質量％含む）とを混合した後、乾燥および焼成して粉体を得た。この粉体に水を添加し、湿式粉砕して、第一領域を形成するためのスラリーを得た。次に、パラジウムとイットリウムを含む領域を設けた上記ハニカムを、その一方の端部から所定の位置（第二領域との境目となる位置）まで、第一領域を形成するためのスラリーに浸漬した後、余剰のスラリーを除いて乾燥および焼成することにより、パラジウムとイットリウムを含む領域上でハニカムの排気ガスの入口側から３０ｍｍに第一領域を設けた。ハニカム１リットル当たり、ロジウムが０．６ｇ、ランタンがＬａ２Ｏ３換算で３ｇ、ジルコニウムが酸化ジルコニウム換算（ＺｒＯ２換算）で１０ｇ、アルミニウムが酸化アルミニウム換算（Ａｌ２Ｏ３換算）で１４ｇ含まれていた。該領域のイットリウムの濃度（Ｙ２Ｏ３換算）は０質量％、ロジウム濃度は１．９質量％である。該領域には、三次元構造体１リットル当たり、成分が全量で３１ｇ設けられている。
（第二領域）
続いて、ロジウムを含む水溶液と、酸化ランタン、アルミニウムを含む酸化物（Ａｌ２Ｏ３換算で９７質量％含む）およびイットリウムを含む酸化物（イットリウムの含有率はＹ２Ｏ３換算で１３質量％、他にセリウム、ジルコニウムおよびランタンを含む）とを混合した後、乾燥および焼成して粉体を得た。この粉体に水を添加し、湿式粉砕して、第二領域を形成するためのスラリーを得た。次に、第一領域を設けた上記ハニカムを、その他方の端部から所定の位置（第一領域との境目となる位置）まで、第二領域を形成するためのスラリーに浸漬した後、余剰のスラリーを除いて乾燥および焼成することにより、パラジウムとイットリウムを含む領域上でハニカムの排気ガスの出口側から５０ｍｍに第二領域を設けた。ハニカム１リットル当たり、ロジウムが０．３ｇ、ランタンがＬａ２Ｏ３換算で６ｇ、ジルコニウムが酸化ジルコニウム換算（ＺｒＯ２換算）で１３ｇ、アルミニウムが酸化アルミニウム換算（Ａｌ２Ｏ３換算）で２３ｇ、イットリウムが酸化イットリウム換算（Ｙ２Ｏ３換算）で３ｇ含まれていた。該領域のイットリウムの濃度（Ｙ２Ｏ３換算）は５．４質量％、ロジウム濃度は０．５質量％である。該領域には、三次元構造体１リットル当たり、成分が全量で５０ｇ設けられている。
続いて、ロジウムを含む水溶液と、酸化ランタン、アルミニウムを含む酸化物（Ａｌ２Ｏ３換算で９７質量％含む）およびイットリウムを含む酸化物（イットリウムの含有率はＹ２Ｏ３換算で１３質量％、他にセリウム、ジルコニウムおよびランタンを含む）とを混合した後、乾燥および焼成して粉体を得た。この粉体に水を添加し、湿式粉砕して、第二領域を形成するためのスラリーを得た。次に、第一領域を設けた上記ハニカムを、その他方の端部から所定の位置（第一領域との境目となる位置）まで、第二領域を形成するためのスラリーに浸漬した後、余剰のスラリーを除いて乾燥および焼成することにより、パラジウムとイットリウムを含む領域上でハニカムの排気ガスの出口側から５０ｍｍに第二領域を設けた。ハニカム１リットル当たり、ロジウムが０．３ｇ、ランタンがＬａ２Ｏ３換算で６ｇ、ジルコニウムが酸化ジルコニウム換算（ＺｒＯ２換算）で１３ｇ、アルミニウムが酸化アルミニウム換算（Ａｌ２Ｏ３換算）で２３ｇ、イットリウムが酸化イットリウム換算（Ｙ２Ｏ３換算）で３ｇ含まれていた。該領域のイットリウムの濃度（Ｙ２Ｏ３換算）は５．４質量％、ロジウム濃度は０．５質量％である。該領域には、三次元構造体１リットル当たり、成分が全量で５０ｇ設けられている。
これにより、排気ガス浄化用触媒Ａを調製した。該排気ガス浄化用触媒Ａの概略の構成を図１に示す。
図１に示すように、本実施例の排気ガス浄化用触媒Ａは、コージェライト製のハニカム１上に、パラジウムとイットリウムを含む領域２が設けられ、該パラジウムとイットリウムを含む領域２上であって排気ガスが流入する側から流出する側に向けて順に、第一領域３と第二領域４とが設けられている構造となっていた。
（比較例１）
（パラジウムとイットリウムを含む領域）
パラジウムを含む水溶液と、酸化バリウム、アルミニウムを含む酸化物およびイットリウムを含む酸化物（イットリウムの含有率はＹ２Ｏ３換算で２質量％、他にセリウム、ジルコニウムおよびランタンを含む）とを混合した後、乾燥および焼成して粉体を得た。この粉体に水を添加し、湿式粉砕して、パラジウムとイットリウムを含む領域を成形するためのスラリーを得た。次に、長さ８０ｍｍのコージェライト製のハニカムを該スラリーに浸漬した後、余剰のスラリーを除いて乾燥および焼成することにより、上記ハニカムにパラジウムとイットリウムを含む領域を設けた。該領域には、ハニカム１リットル当たり、パラジウムが５ｇ、セリウムが酸化セリウム換算（ＣｅＯ２換算）で２０ｇ、ジルコニウムが酸化ジルコニウム換算（ＺｒＯ２換算）で２０ｇ、アルミニウムが酸化アルミニウム換算（Ａｌ２Ｏ３換算）で５８ｇ、ランタンが酸化ランタン換算（Ｌａ２Ｏ３換算）で１０ｇ、イットリウムが酸化イットリウム換算（Ｙ２Ｏ３換算）で０．７ｇ含まれていた。該領域のパラジウムの濃度は４質量％であり、イットリウムの濃度（Ｙ２Ｏ３換算）は０．６質量％である。該領域には、全成分が三次元構造体１リットル当たり１２５ｇ設けられている。
（パラジウムとイットリウムを含む領域）
パラジウムを含む水溶液と、酸化バリウム、アルミニウムを含む酸化物およびイットリウムを含む酸化物（イットリウムの含有率はＹ２Ｏ３換算で２質量％、他にセリウム、ジルコニウムおよびランタンを含む）とを混合した後、乾燥および焼成して粉体を得た。この粉体に水を添加し、湿式粉砕して、パラジウムとイットリウムを含む領域を成形するためのスラリーを得た。次に、長さ８０ｍｍのコージェライト製のハニカムを該スラリーに浸漬した後、余剰のスラリーを除いて乾燥および焼成することにより、上記ハニカムにパラジウムとイットリウムを含む領域を設けた。該領域には、ハニカム１リットル当たり、パラジウムが５ｇ、セリウムが酸化セリウム換算（ＣｅＯ２換算）で２０ｇ、ジルコニウムが酸化ジルコニウム換算（ＺｒＯ２換算）で２０ｇ、アルミニウムが酸化アルミニウム換算（Ａｌ２Ｏ３換算）で５８ｇ、ランタンが酸化ランタン換算（Ｌａ２Ｏ３換算）で１０ｇ、イットリウムが酸化イットリウム換算（Ｙ２Ｏ３換算）で０．７ｇ含まれていた。該領域のパラジウムの濃度は４質量％であり、イットリウムの濃度（Ｙ２Ｏ３換算）は０．６質量％である。該領域には、全成分が三次元構造体１リットル当たり１２５ｇ設けられている。
（表面領域）
次いで、ロジウムを含む水溶液と、酸化ランタン、アルミニウムを含む酸化物およびイットリウムを含む酸化物（イットリウムの含有率はＹ２Ｏ３換算で１３質量％、他にセリウム、ジルコニウム、ランタンを含む）とを混合した後、乾燥および焼成して粉体を得た。この粉体に水を添加し、湿式粉砕して、表面領域を形成するためのスラリーを得た。次に、パラジウムとイットリウムを含む領域を設けた上記ハニカムを、表面領域を形成するためのスラリーに浸漬した後、余剰のスラリーを除いて乾燥および焼成することにより、パラジウムとイットリウムを含む領域上に表面領域を設けた。表面領域には、ハニカム１リットル当たり、ロジウムが０．６ｇ、ジルコニウムが酸化ジルコニウム換算（ＺｒＯ２換算）で２０ｇ、アルミニウムが酸化アルミニウム換算（Ａｌ２Ｏ３換算）で３７ｇ、ランタンが酸化ランタン換算（Ｌａ２Ｏ３換算）で１０ｇ、イットリウムが酸化イットリウム換算（Ｙ２Ｏ３換算）で４．４ｇ含まれていた。該領域のイットリウムの濃度（Ｙ２Ｏ３換算）は５．４質量％である。該領域には、全成分が三次元構造体１リットル当たり８１ｇ設けられている。
次いで、ロジウムを含む水溶液と、酸化ランタン、アルミニウムを含む酸化物およびイットリウムを含む酸化物（イットリウムの含有率はＹ２Ｏ３換算で１３質量％、他にセリウム、ジルコニウム、ランタンを含む）とを混合した後、乾燥および焼成して粉体を得た。この粉体に水を添加し、湿式粉砕して、表面領域を形成するためのスラリーを得た。次に、パラジウムとイットリウムを含む領域を設けた上記ハニカムを、表面領域を形成するためのスラリーに浸漬した後、余剰のスラリーを除いて乾燥および焼成することにより、パラジウムとイットリウムを含む領域上に表面領域を設けた。表面領域には、ハニカム１リットル当たり、ロジウムが０．６ｇ、ジルコニウムが酸化ジルコニウム換算（ＺｒＯ２換算）で２０ｇ、アルミニウムが酸化アルミニウム換算（Ａｌ２Ｏ３換算）で３７ｇ、ランタンが酸化ランタン換算（Ｌａ２Ｏ３換算）で１０ｇ、イットリウムが酸化イットリウム換算（Ｙ２Ｏ３換算）で４．４ｇ含まれていた。該領域のイットリウムの濃度（Ｙ２Ｏ３換算）は５．４質量％である。該領域には、全成分が三次元構造体１リットル当たり８１ｇ設けられている。
これにより、比較用の排気ガス浄化用触媒Ｂを調製した。該排気ガス浄化用触媒Ｂの概略の構成を図２に示す。
図２に示すように、比較例の排気ガス浄化用触媒Ｂは、コージェライト製のハニカム１上に、パラジウムとイットリウムを含む領域２が設けられ、該パラジウムとイットリウムを含む領域２上に、表面領域５が設けられている構造となっていた。
（触媒評価）
実施例１および比較例１で調製した排気ガス浄化用触媒ＡおよびＢを別個に、ストイキオメトリＡ／Ｆ（空気／燃料）でＡ／Ｆ振幅がある制御が行われるガソリンエンジンの排気管に設置した。そして、該排気ガス浄化用触媒ＡおよびＢを１０００℃の排気ガスに８０時間、曝した後、排気ガス温度を１００℃に保ち、排気ガス温度を上昇させてＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの浄化率が５０％に達したときの温度を測定した。結果を表１に示す。本発明の構成を有する触媒は、第一領域および第二領域を有さない触媒に比べて、転化率が５０％に到達する温度が低く、優れた低温活性を有していた。
実施例１および比較例１で調製した排気ガス浄化用触媒ＡおよびＢを別個に、ストイキオメトリＡ／Ｆ（空気／燃料）でＡ／Ｆ振幅がある制御が行われるガソリンエンジンの排気管に設置した。そして、該排気ガス浄化用触媒ＡおよびＢを１０００℃の排気ガスに８０時間、曝した後、排気ガス温度を１００℃に保ち、排気ガス温度を上昇させてＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの浄化率が５０％に達したときの温度を測定した。結果を表１に示す。本発明の構成を有する触媒は、第一領域および第二領域を有さない触媒に比べて、転化率が５０％に到達する温度が低く、優れた低温活性を有していた。
本発明に係る排気ガス浄化用触媒およびそれを用いた排気ガス浄化方法は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ガスタービンなどの内燃機関から排出される排気ガスの浄化に好適に利用可能である。
１ ハニカム（三次元構造体）
２ パラジウムとイットリウムとを含む領域
３ 第一領域
４ 第二領域
５ 表面領域
２ パラジウムとイットリウムとを含む領域
３ 第一領域
４ 第二領域
５ 表面領域
Claims (14)
- 三次元構造体上にパラジウムとイットリウムとを含む領域が設けられ、該パラジウムとイットリウムとを含む領域上であって排気ガスが流入する側から流出する側に向けて順に、第一領域と第二領域とが設けられ、
第一領域および／または第二領域中に含まれるイットリウムの濃度がパラジウムとイットリウムとを含む領域中に含まれる該イットリウムの濃度に比べて高くなっていることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。 - 該第二領域中に含まれるイットリウムの濃度が、Ｙ２Ｏ３換算で、２質量％以上、１５質量％以下であり、
該パラジウムとイットリウムとを含む領域中に含まれるイットリウムの濃度が、Ｙ２Ｏ３換算で、０．０１質量％以上、０．９質量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化用触媒。 - 該第二領域中に含まれるイットリウムの量が該第一領域中に含まれるイットリウムの量に比べて多くなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の排気ガス浄化用触媒。
- 該第二領域中に含まれるイットリウムの量が、三次元構造体１リットルに対して、Ｙ２Ｏ３換算で、２．１ｇ／Ｌ以上、１０ｇ／Ｌ以下であり、
該パラジウムとイットリウムとを含む領域中に含まれるイットリウムの量が、三次元構造体１リットルに対して、Ｙ２Ｏ３換算で、０．０１ｇ／Ｌ以上、０．７ｇ／Ｌ以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。 - 該第二領域が有するイットリウム含有複合酸化物（２）の方が、該パラジウムとイットリウムとを含む領域が有するイットリウム含有複合酸化物（３）よりも、イットリウムの含有率が高くなっていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。
- 該第二領域が有するイットリウム含有複合酸化物（２）におけるイットリウムの含有率が、Ｙ２Ｏ３換算で、８質量％以上、２０質量％以下であり、
該パラジウムとイットリウムとを含む領域が有するイットリウム含有複合酸化物（３）におけるイットリウムの含有率が、Ｙ２Ｏ３換算で、０．０１質量％以上、７質量％以下であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。 - 該第一領域中に含まれるロジウムの濃度が第二領域中に含まれるロジウムの濃度に比べて高いことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。
- 該パラジウムとイットリウムとを含む領域中に含まれるパラジウムの濃度が、３質量％以上、１０質量％以下であり、
該第一領域中に含まれるロジウムの濃度が、０．９質量％以上、５質量％以下であり、
該第二領域中に含まれるロジウムの濃度が、０．１質量％以上、０．８質量％以下であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。 - 該パラジウムとイットリウムとを含む領域中に含まれるパラジウムの量が、三次元構造体１リットルに対して、金属換算で、０．１ｇ／Ｌ以上、１５ｇ／Ｌ以下であり、
該第一領域中に含まれるロジウムの量が、三次元構造体１リットルに対して、金属換算で、０．４ｇ／Ｌ以上、１．２ｇ／Ｌ以下であり、
該第二領域中に含まれるロジウムの量が、三次元構造体１リットルに対して、金属換算で、０．１ｇ／Ｌ以上、０．４ｇ／Ｌ未満であることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。 - 各領域に設けられる全成分の量は、該パラジウムとイットリウムとを含む領域が第二領域よりも多く、第二領域が第一領域よりも多く、
かつ、三次元構造体１リットルに対して、
該パラジウムとイットリウムとを含む領域に設けられる全成分の量は、７０ｇ／Ｌ以上、１５０ｇ／Ｌ以下であり、
該第一領域に設けられる全成分の量は、２１ｇ／Ｌ以上、４０ｇ／Ｌ未満であり、
該第二領域に設けられる全成分の量は、４０ｇ／Ｌ以上、７０ｇ／Ｌ未満であることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。 - 該三次元構造体が３０ｍｍ以上、２００ｍｍ以下であり、該パラジウムとイットリウムとを含む領域が該三次元構造体の長さに対して６０％以上、１００％以下であり、該第一領域が２０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下であり、該第二領域が該パラジウムとイットリウムとを含む領域上かつ排気ガスが流出する側であって該第一領域が設けられていない部分に設けられることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。
- 請求項１〜１１の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒を用いて排気ガスを浄化することを特徴とする排気ガス浄化方法。
- １００℃以上、５００℃以下の排気ガスを浄化することを特徴とする請求項１２に記載の排気ガス浄化方法。
- 空間速度が８００００ｈ−１以上の排気ガスを浄化することを特徴とする請求項１２または１３に記載の排気ガス浄化方法。
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| JP2022050754A (ja) * | 2020-09-18 | 2022-03-31 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012040547A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-03-01 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒 |
| WO2013099251A1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification catalyst |
| JP2015039667A (ja) * | 2013-08-22 | 2015-03-02 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒コンバーター |
| JP2015093266A (ja) * | 2013-11-14 | 2015-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | 排気ガス浄化用触媒 |
| WO2015087872A1 (ja) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒 |
| JP2017006905A (ja) * | 2015-06-19 | 2017-01-12 | マツダ株式会社 | 排気ガス浄化用触媒 |
Family Cites Families (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2530489B1 (fr) * | 1982-07-26 | 1987-02-27 | Pro Catalyse | Procede de fabrication de catalyseurs pour le traitement des gaz d'echappement des moteurs a combustion interne |
| FR2556236B1 (fr) * | 1983-12-09 | 1988-04-01 | Pro Catalyse | Procede de fabrication d'un catalyseur pour le traitement des gaz d'echappement |
| US5015617A (en) * | 1988-04-14 | 1991-05-14 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. | Catalyst for purifying exhaust gas and method for production thereof |
| US5232890A (en) * | 1990-01-02 | 1993-08-03 | Ganguli Partha S | Precious metal catalysts with oxygen-ion conducting support |
| JP2821033B2 (ja) * | 1991-01-07 | 1998-11-05 | 株式会社日本触媒 | ディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒 |
| US6107239A (en) * | 1998-01-19 | 2000-08-22 | Luchuang Environment Protection Science Co. Ltd. | Heat resistant metallic oxide catalyst for reducing pollution emission |
| US20020032123A1 (en) * | 2000-02-23 | 2002-03-14 | Ford Global Technologies, Inc. | Exhaust gas catalyst and method of manufacturing same |
| US7276212B2 (en) | 2001-10-01 | 2007-10-02 | Engelhard Corporation | Exhaust articles for internal combustion engines |
| EP1332788B1 (en) * | 2002-02-01 | 2014-09-24 | Cataler Corporation | Catalyst for purifying exhaust gases |
| WO2006046316A1 (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-04 | Cataler Corporation | 排ガス浄化用触媒 |
| US7678347B2 (en) | 2005-07-15 | 2010-03-16 | Basf Catalysts Llc | High phosphorous poisoning resistant catalysts for treating automobile exhaust |
| WO2007043442A1 (ja) * | 2005-10-06 | 2007-04-19 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | パティキュレート燃焼触媒、パティキュレートフィルター及び排ガス浄化装置 |
| KR101051418B1 (ko) * | 2006-03-16 | 2011-07-22 | 인터내쇼날 카탈리스트 테크놀로지, 인코포레이티드 | 배기가스 정화용 촉매, 그 제조방법 및 이러한 촉매를이용한 배기가스의 정화방법 |
| JP5273446B2 (ja) * | 2008-05-12 | 2013-08-28 | 日産自動車株式会社 | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
| JP4751917B2 (ja) | 2008-06-30 | 2011-08-17 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化用触媒 |
| JP5386121B2 (ja) * | 2008-07-25 | 2014-01-15 | エヌ・イーケムキャット株式会社 | 排気ガス浄化触媒装置、並びに排気ガス浄化方法 |
| JP5422087B2 (ja) * | 2008-08-08 | 2014-02-19 | 本田技研工業株式会社 | 低貴金属担持三元触媒 |
| US8568675B2 (en) * | 2009-02-20 | 2013-10-29 | Basf Corporation | Palladium-supported catalyst composites |
| US10773209B2 (en) * | 2009-02-20 | 2020-09-15 | Basf Corporation | Aging-resistant catalyst article for internal combustion engines |
| JP5287884B2 (ja) * | 2011-01-27 | 2013-09-11 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化用触媒 |
| CN103402627A (zh) * | 2011-03-04 | 2013-11-20 | 优美科触媒日本有限公司 | 废气净化用催化剂、其制备方法以及使用该催化剂的废气净化方法 |
| US20140170046A1 (en) * | 2011-07-29 | 2014-06-19 | Flsmidth A/S | Pollution control system for kiln exhaust |
| KR20140116126A (ko) * | 2011-12-22 | 2014-10-01 | 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니 | 개선된 ＮＯｘ 트랩 |
| CN104968430B (zh) * | 2013-01-31 | 2018-05-08 | 优美科触媒日本有限公司 | 废气净化用催化剂以及使用该催化剂的废气净化方法 |
| GB2514177A (en) * | 2013-05-17 | 2014-11-19 | Johnson Matthey Plc | Oxidation catalyst for a compression ignition engine |
| GB201401115D0 (en) * | 2014-01-23 | 2014-03-12 | Johnson Matthey Plc | Diesel oxidation catalyst and exhaust system |
| JP6187770B2 (ja) * | 2014-06-02 | 2017-08-30 | 株式会社豊田中央研究所 | 排ガス浄化触媒、その製造方法、及び、それを用いた排ガス浄化方法 |
| US9579604B2 (en) * | 2014-06-06 | 2017-02-28 | Clean Diesel Technologies, Inc. | Base metal activated rhodium coatings for catalysts in three-way catalyst (TWC) applications |
| US9931651B2 (en) * | 2014-08-28 | 2018-04-03 | Nebia Inc. | Immersive showerhead |
| WO2016031104A1 (ja) * | 2014-08-29 | 2016-03-03 | マツダ株式会社 | 排気ガス浄化触媒装置及び排気ガス浄化方法 |
| JP6034356B2 (ja) * | 2014-12-12 | 2016-11-30 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化触媒 |
| JP6133835B2 (ja) * | 2014-12-12 | 2017-05-24 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化触媒 |
| JP6133836B2 (ja) * | 2014-12-12 | 2017-05-24 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化触媒 |
| JP6213508B2 (ja) * | 2015-03-20 | 2017-10-18 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒コンバーター |
| JP6176278B2 (ja) * | 2015-03-23 | 2017-08-09 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒コンバーター |
| CN105772023A (zh) * | 2016-03-31 | 2016-07-20 | 湖南省吉安特技术有限公司 | 一种高效三元催化剂涂层的制作方法 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012040547A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-03-01 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒 |
| WO2013099251A1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification catalyst |
| JP2015039667A (ja) * | 2013-08-22 | 2015-03-02 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒コンバーター |
| JP2015093266A (ja) * | 2013-11-14 | 2015-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | 排気ガス浄化用触媒 |
| WO2015087872A1 (ja) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒 |
| JP2017006905A (ja) * | 2015-06-19 | 2017-01-12 | マツダ株式会社 | 排気ガス浄化用触媒 |
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