WO2022209154A1 - 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化システム - Google Patents

排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化システム Download PDF

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裕樹 田中
格 森田
有希 永尾
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三井金属鉱業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purification catalyst and an exhaust gas purification system.
  • Exhaust gases emitted from internal combustion engines such as automobiles and motorcycles contain harmful components such as hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NOx).
  • HC hydrocarbons
  • CO carbon monoxide
  • NOx nitrogen oxides
  • a three-way catalyst is used.
  • Zr—Ln-based composite oxide alumina, zirconium element (Zr ) and a rare earth element (Ln) (hereinafter referred to as “Zr—Ln-based composite oxide”), etc. are used, and barium element (Ba) or the like is used as a cocatalyst.
  • Zr--Ln-based composite oxide for example, a composite oxide containing zirconium element (Zr) and cerium element (Ce) (hereinafter referred to as "Zr--Ce-based composite oxide”) is used.
  • Zr--Ce-based composite oxide has an oxygen storage capacity (OSC), and is advantageous in that it mitigates fluctuations in the oxygen concentration in the exhaust gas and expands the operating window of the catalyst.
  • OSC oxygen storage capacity
  • Patent Document 1 describes an exhaust gas purifying catalyst comprising a substrate and a catalyst layer provided on the substrate.
  • the catalyst layer in Patent Document 1 includes a lower layer containing Pt or Pd, a Zr--Ce-based composite oxide, alumina, and barium sulfate, Rh or Pt, a Zr--Ce-based composite oxide, and alumina.
  • an upper layer comprising;
  • the contents of the Zr—Ce-based composite oxide, alumina, and Ba in the lower layer are about 58% by mass, about 29% by mass, and about 7% by mass, respectively, based on the mass of the lower layer.
  • the contents of the composite oxide and alumina are about 49% by mass and about 49% by mass, respectively, based on the mass of the upper layer.
  • an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying catalyst with improved exhaust gas purifying performance and an exhaust gas purifying system provided with the exhaust gas purifying catalyst.
  • the present inventors have found that in a catalyst layer comprising a first layer containing a first platinum group element and a second layer containing a second platinum group element, the aluminum element in the first layer is converted to an oxide equivalent and the content of the barium element are set to a predetermined value or more, the content of the aluminum element in terms of oxide and the content of the barium element in the second layer are set to less than the predetermined values, and the zirconium element and the rare earth element in the second layer It has been found that the exhaust gas purification performance of the exhaust gas purification catalyst is improved by setting the total content of the elements in terms of oxides to a predetermined value or more.
  • the present invention is an invention completed based on the above findings, and includes the following inventions.
  • An exhaust gas purification catalyst comprising a substrate and a catalyst layer provided on the substrate,
  • the catalyst layer comprises a first platinum group element, an oxide containing an aluminum element, a first layer containing a barium element, a second platinum group element, a composite oxide containing a zirconium element and a rare earth element.
  • the content of the aluminum element in terms of oxide and the content of the barium element in the first layer are 15% by mass or more and 3% by mass or more, respectively, based on the mass of the first layer;
  • the total content of zirconium elements and rare earth elements in terms of oxides, the content of aluminum elements in terms of oxides, and the content of barium elements in the second layer are each based on the mass of the second layer, 80% by mass or more, less than 15% by mass, and less than 3% by mass, an exhaust gas purifying catalyst.
  • An exhaust gas purification system for purifying exhaust gas emitted from an internal combustion engine comprises an exhaust passage through which exhaust gas flows, a first exhaust gas purification catalyst provided upstream in the exhaust passage, and a second exhaust gas purification catalyst provided downstream in the exhaust passage. and a catalyst for The exhaust gas purifying system, wherein the second exhaust gas purifying catalyst is the exhaust gas purifying catalyst according to [1].
  • an exhaust gas purifying catalyst with improved exhaust gas purifying performance especially exhaust gas purifying performance after being exposed to a high-temperature environment, and an exhaust gas purifying system provided with the exhaust gas purifying catalyst are provided.
  • FIG. 1 is a partial end view showing a state in which an exhaust gas purifying catalyst according to a first embodiment of the present invention is arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine.
  • FIG. 2 is an end view taken along the line AA of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the area indicated by symbol R in FIG. 4 is an end view taken along the line BB of FIG. 1.
  • FIG. 5 is an end view (end view corresponding to FIG. 4) of the exhaust gas purification catalyst according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an end view (corresponding to FIG. 4) of an exhaust gas purifying catalyst according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an end view (end view corresponding to FIG. 4) of an exhaust gas purifying catalyst according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view of an exhaust gas purification system according to one embodiment of the present invention.
  • the BET specific surface area is measured according to "(3.5) One-point method” in “6.2 Flow method” of JIS R1626 "Method for measuring specific surface area of fine ceramic powder by gas adsorption BET method".
  • a nitrogen-helium mixed gas containing 30% by volume of nitrogen as an adsorption gas and 70% by volume of helium as a carrier gas is used.
  • a measuring device "BELSORP-MR6” manufactured by Microtrac Bell is used.
  • the platinum group element group means an element group consisting of platinum element (Pt), palladium element (Pd), rhodium element (Rh), ruthenium element (Ru), osmium element (Os) and iridium element (Ir).
  • rare earth elements include cerium element (Ce), yttrium element (Y), praseodymium element (Pr), scandium element (Sc), lanthanum element (La), neodymium element (Nd), samarium element (Sm ), europium element (Eu), gadolinium element (Gd), terbium element (Tb), dysprosium element (Dy), holmium element (Ho), erbium element (Er), thulium element (Tm), ytterbium element (Yb), A lutetium element (Lu) etc. are mentioned.
  • the oxide of aluminum element (Al) is Al2O3
  • the oxide of silicon element (Si) is SiO2
  • the oxide of zirconium element (Zr) is ZrO2
  • the oxide of chromium element ( Cr) is Cr2O .
  • the oxide of boron (B) is B 2 O 3
  • the oxide of magnesium element (Mg) is MgO
  • the oxide of calcium element (Ca) is CaO
  • the oxide of strontium element (Sr) is SrO
  • the barium element (Ba) oxide means BaO.
  • Oxides of rare earth elements mean sesquioxides (Ln 2 O 3 ), excluding oxides of Ce, Pr and Tb, where CeO 2 is CeO 2 and Pr 6 O is Pr oxide. 11 , the oxide of Tb means Tb4O7 .
  • Al-based oxides are used as supports for catalytically active components.
  • Al-based oxides are distinguished from alumina used as a binder (hereinafter referred to as "alumina binder").
  • the Al-based oxide is, for example, particulate. From the viewpoint of improving the supportability of the catalytically active component, the Al-based oxide is preferably porous.
  • the BET specific surface area of the Al-based oxide is preferably 50 m 2 /g or more and 250 m 2 /g or less, more preferably 80 m 2 /g or more and 200 m 2 /g or less.
  • the Al-based oxide may or may not contain elements other than Al and O.
  • the Al-based oxide according to one embodiment does not contain elements other than Al and O. That is, the first Al-based oxide is alumina.
  • An Al-based oxide (hereinafter referred to as "second Al-based oxide") according to another embodiment contains one or more elements other than Al and O.
  • the second Al-based oxide include oxides obtained by modifying the surface of alumina with elements other than Al and O, oxides obtained by dissolving elements other than Al and O in alumina, and the like. is mentioned.
  • Elements other than Al and O may be non-metallic elements or metallic elements.
  • nonmetallic elements include B, Si, etc.
  • metal elements include Zr, Cr, Ln (e.g., Ce, La, Nd, etc.), Mg, Ca, Sr, Ba, etc. .
  • elements other than Al and O are preferably selected from La, Ce, Sr and Ba.
  • Examples of the second Al-based oxide include alumina-silica, alumina-silicate, alumina-zirconia, alumina-chromia, alumina-ceria, and alumina-lanthana.
  • elements other than Al and O may form a solid solution phase together with Al and O, or may be a single phase that is a crystalline phase or an amorphous phase (for example, element), or both a solid solution phase and a single phase may be formed.
  • the content of Al in terms of oxide in the second Al-based oxide is preferably 80% by mass or more and 99.9% by mass based on the mass of the second Al-based oxide. Below, it is more preferably 90% by mass or more and 99.8% by mass or less, and still more preferably 95% by mass or more and 99.5% by mass or less.
  • the content of elements other than Al and O in the second Al-based oxide in terms of oxides is preferably 0.1 mass based on the mass of the second Al-based oxide. % or more and 20 mass % or less, more preferably 0.2 mass % or more and 10 mass % or less, and still more preferably 0.5 mass % or more and 5 mass % or less.
  • the content of elements other than Al and O in terms of oxides is, when the second Al-based oxide contains two or more elements other than Al and O, oxides of the two or more elements Means the total content of conversion.
  • a Zr--Ln-based composite oxide is used as a carrier for catalytically active components.
  • the Zr—Ln-based composite oxide is, for example, particulate. From the viewpoint of improving the supportability of the catalytically active component, the Zr--Ln-based composite oxide is preferably porous.
  • the BET specific surface area of the Zr—Ln-based oxide is preferably 20 m 2 /g or more and 120 m 2 /g or less, more preferably 30 m 2 /g or more and 80 m 2 /g or less.
  • a Zr--Ln-based composite oxide (hereinafter referred to as "first Zr--Ln-based composite oxide") according to one embodiment contains Zr and Ce.
  • Zr mainly contributes to improving the heat resistance of the Zr--Ln-based composite oxide
  • Ce mainly contributes to improving the oxygen storage capacity of the Zr--Ln-based composite oxide.
  • the total content of Zr and Ce in terms of oxides in the first Zr-Ln-based composite oxide is based on the mass of the first Zr-Ln-based composite oxide. , preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and even more preferably 80% by mass or more.
  • the upper limit is 100% by mass.
  • Zr may form a solid solution phase with Ce and O, or may form a single phase that is a crystalline phase or an amorphous phase (for example, ZrO 2 single phase). Although Zr may form both a solid solution phase and a single phase, it is preferable that at least part of Zr forms a solid solution phase.
  • the content of Zr in terms of oxide in the first Zr--Ln-based composite oxide is preferably 20% by mass based on the mass of the first Zr--Ln-based composite oxide. 95 mass % or more, more preferably 30 mass % or more and 85 mass % or less, and still more preferably 40 mass % or more and 75 mass % or less.
  • Ce may form a solid solution phase with Zr and O, or may form a single phase that is a crystalline phase or an amorphous phase (eg, CeO 2 single phase). Although Ce may form both a solid solution phase and a single phase, it is preferable that at least part of Ce forms a solid solution phase.
  • the content of Ce in terms of oxide in the first Zr-Ln-based composite oxide is preferably based on the mass of the first Zr-Ln-based composite oxide. is 5% by mass or more and 80% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less, and still more preferably 15% by mass or more and 50% by mass or less.
  • the ratio of the amount of Ce in terms of oxide to the total amount of Zr and Ce in terms of oxide in the first Zr—Ln-based composite oxide is , preferably 0.001 or more and 0.9 or less, more preferably 0.05 or more and 0.7 or less, and still more preferably 0.1 or more and 0.6 or less.
  • the first Zr--Ln-based composite oxide may contain one or two or more types of Ln other than Ce, or may contain no Ln other than Ce.
  • Ln other than Ce in the first Zr—Ln-based composite oxide is preferably selected from La, Nd, Pr, Y, Gd and Sm, and La, Nd, Pr and Y It is more preferable to select from
  • Ln other than Ce may form a solid solution phase with Zr and/or Ce and O, or may be a crystalline phase or amorphous
  • a single phase (for example, a single Ln oxide phase other than Ce) may be formed, or both a solid solution phase and a single phase may be formed, but at least one of Ln other than Ce may be formed.
  • the part preferably forms a solid solution phase.
  • the content of Ln other than Ce in the first Zr-Ln-based composite oxide in terms of oxide is , based on the mass of the first Zr-Ln-based composite oxide, preferably 1% by mass or more and 40% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 30% by mass or less, still more preferably 5% by mass or more and 20% by mass % or less.
  • the “content of Ln other than Ce in terms of oxides” is the two or more types of Ln in terms of oxides. means the total content of
  • a Zr--Ln-based composite oxide (hereinafter referred to as a "second Zr--Ln-based composite oxide") according to another embodiment contains Zr and one or more Ln other than Ce, Does not contain Ce.
  • Zr may form a solid solution phase with Ln and O other than Ce, or may be a single phase that is a crystalline phase or an amorphous phase (for example, ZrO 2 alone phase), or both a solid solution phase and a single phase may be formed, but at least part of Zr preferably forms a solid solution phase.
  • the content of Zr in terms of oxide in the second Zr--Ln-based composite oxide is preferably 60% by mass based on the mass of the second Zr--Ln-based composite oxide. 99 mass % or less, more preferably 70 mass % or more and 99 mass % or less, and still more preferably 80 mass % or more and 95 mass % or less.
  • Ln other than Ce in the second Zr—Ln-based composite oxide is preferably selected from Y, La, Nd and Pr, and more preferably selected from Y, La and Nd. preferable.
  • Ln other than Ce may form a solid solution phase with Zr and O, or may be a single phase that is a crystalline phase or an amorphous phase (for example, Ln oxide single phase) may be formed, or both a solid solution phase and a single phase may be formed, but at least a part of Ln other than Ce forms a solid solution phase. preferable.
  • the content of Ln other than Ce in the second Zr—Ln-based composite oxide in terms of oxide is preferably It is 1% by mass or more and 30% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 25% by mass or less, and even more preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less.
  • the content of Ln other than Ce in terms of oxides is, when the second Zr-Ln-based composite oxide contains two or more Ln other than Ce, the two or more Ln in terms of oxides means the total content of
  • the first or second Zr--Ln-based composite oxide may contain one or more alkali metal elements.
  • the alkaline earth metal element is preferably selected from Ca, Sr and Ba from the viewpoint of improving the co-catalyst effect for the platinum group element.
  • the content of the alkaline earth metal element in terms of oxide in the first or second Zr-Ln-based composite oxide is the first or second Zr-Ln Based on the mass of the system composite oxide, preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.2% by mass or more and 5% by mass or less, still more preferably 0.5% by mass or more and 3% by mass It is below.
  • Alkaline earth metal element content in terms of oxide means that when the first or second Zr-Ln-based composite oxide contains two or more alkaline earth metal elements, the two or more It means the total content of alkaline earth metal elements in terms of oxides.
  • binders include inorganic binders such as alumina, zirconia, titania, silica, and ceria.
  • the Al source is not particularly limited as long as it is an oxide containing Al.
  • Al sources include, for example, Al-based oxides and alumina binders.
  • the content of Al in a layer in terms of oxide means, when the layer contains one type of Al source, the content of Al in terms of oxide derived from the one type of Al source, and the layer contains two or more Al sources, it means the total content of Al derived from the two or more Al sources in terms of oxides.
  • the content of Al in a layer in terms of oxide can be measured using, for example, a scanning electron microscope-energy dispersive X-ray analyzer (SEM-EDX).
  • SEM-EDX scanning electron microscope-energy dispersive X-ray analyzer
  • the Ba source is not particularly limited as long as it contains Ba.
  • the Ba source include barium carbonate, barium oxide, barium aluminate, barium zirconate, Al-based oxides containing Ba, and Zr—Ln-based composite oxides containing Ba.
  • the content of Ba in a layer means the content of Ba derived from the one Ba source when the layer contains one Ba source, and the layer contains two or more Ba sources. When included, it means the total content of Ba derived from the two or more Ba sources.
  • the content of Ba means the content of Ba in terms of metal.
  • the content of Ba in a layer can be measured using, for example, a scanning electron microscope-energy dispersive X-ray analyzer (SEM-EDX).
  • SEM-EDX scanning electron microscope-energy dispersive X-ray analyzer
  • the Zr source is not particularly limited as long as it is an oxide containing Zr.
  • Zr sources include, for example, Zr—Ln-based composite oxides, Al-based oxides containing Zr, and zirconia binders.
  • the content of Zr in a layer in terms of oxide means, when the layer contains one type of Zr source, the content of Zr derived from the one type of Zr source in terms of oxide, and the layer contains two or more Zr sources, it means the total content of Zr derived from the two or more Zr sources in terms of oxides.
  • the content of Zr in a layer in terms of oxide can be measured using, for example, a scanning electron microscope-energy dispersive X-ray analyzer (SEM-EDX).
  • SEM-EDX scanning electron microscope-energy dispersive X-ray analyzer
  • the Ln source is not particularly limited as long as it is an oxide containing Ln.
  • Ln sources include Zr—Ln-based composite oxides, Al-based oxides containing Ln, and binders containing Ln (eg, ceria binder).
  • the Ln source does not need to be an oxide different from the Zr source, and may be the same oxide as the Zr source.
  • a Zr—Ln-based composite oxide is both an Ln source and a Zr source.
  • Al-based oxides containing Zr and Ln are both Ln sources and Zr sources.
  • the content of Ln in terms of oxide in a layer means the content of Ln in terms of oxide derived from the one Ln source when the layer contains one type of Ln source, and the layer contains two or more Ln sources, it means the total content of Ln derived from the two or more Ln sources in terms of oxides.
  • the content of Ln in a layer in terms of oxide can be measured using, for example, a scanning electron microscope-energy dispersive X-ray analyzer (SEM-EDX).
  • SEM-EDX scanning electron microscope-energy dispersive X-ray analyzer
  • the Ce source is not particularly limited as long as it is an oxide containing Ce.
  • the Ce source include Zr—Ln-based composite oxides containing Ce, Al-based oxides containing Ce, and ceria binders.
  • the Ce source does not need to be an oxide different from the Zr source, and may be the same oxide as the Zr source.
  • a Zr—Ln-based composite oxide containing Ce is both a Ce source and a Zr source.
  • Al-based oxides containing Zr and Ce are both Ce sources and Zr sources.
  • the content of Ce in a layer in terms of oxide means, when the layer contains one type of Ce source, the content of Ce derived from the one type of Ce source in terms of oxide, and the layer contains two or more Ce sources, it means the total content of Ce derived from the two or more Ce sources in terms of oxides.
  • the content of Ce in a layer in terms of oxide can be measured using, for example, a scanning electron microscope-energy dispersive X-ray analyzer (SEM-EDX).
  • SEM-EDX scanning electron microscope-energy dispersive X-ray analyzer
  • the Ln source other than Ce is not particularly limited as long as it is an oxide containing Ln other than Ce.
  • Ln sources other than Ce include Zr—Ln-based composite oxides containing Ln other than Ce and Al-based oxides containing Ln other than Ce.
  • the Ln source other than Ce need not be an oxide different from the Zr source, and may be the same oxide as the Zr source.
  • a Zr—Ln-based composite oxide containing Ln other than Ce is a Zr source as well as an Ln source other than Ce.
  • Zr and Al-based oxides containing Ln other than Ce are both Ln sources other than Ce and Zr sources.
  • the content of Ln other than Ce in a layer in terms of oxide is the amount of Ln other than Ce derived from the one Ln source other than Ce. means the content in terms of oxide, and when the layer contains two or more Ln sources other than Ce, the content of Ln other than Ce derived from the two or more Ln sources other than Ce means total content.
  • the content of Ln other than Ce in a layer can be measured using, for example, a scanning electron microscope-energy dispersive X-ray analyzer (SEM-EDX).
  • SEM-EDX scanning electron microscope-energy dispersive X-ray analyzer
  • an exhaust gas purifying catalyst 1A is arranged in an exhaust passage within an exhaust pipe P of an internal combustion engine.
  • the internal combustion engine is, for example, a gasoline engine.
  • the internal combustion engine may be a lean burn engine.
  • Exhaust gas discharged from the internal combustion engine flows through an exhaust passage in the exhaust pipe P from one end to the other end of the exhaust pipe P, and is purified by the exhaust gas purification catalyst 1A provided in the exhaust pipe P.
  • the exhaust gas flow direction is indicated by X.
  • the upstream side in the exhaust gas circulation direction X may be called the "exhaust gas inflow side”
  • the downstream side in the exhaust gas circulation direction X may be called the "exhaust gas outflow side”.
  • the exhaust gas purifying catalyst 1A includes a substrate 10 and a catalyst layer 20A provided on the substrate 10. As shown in FIGS. 2 to 4, the exhaust gas purifying catalyst 1A includes a substrate 10 and a catalyst layer 20A provided on the substrate 10. As shown in FIGS. 2 to 4, the exhaust gas purifying catalyst 1A includes a substrate 10 and a catalyst layer 20A provided on the substrate 10. As shown in FIGS. 2 to 4, the exhaust gas purifying catalyst 1A includes a substrate 10 and a catalyst layer 20A provided on the substrate 10. As shown in FIGS.
  • the material constituting the base material 10 can be appropriately selected from materials generally used as base materials for exhaust gas purification catalysts.
  • the material forming the base material 10 is preferably a material that allows the base material 10 to have a stable shape even when the base material 10 is exposed to an exhaust gas of 400° C. or higher, for example.
  • Examples of the material of the base material 10 include cordierite, silicon carbide, ceramics such as aluminum titanate, and alloys such as stainless steel.
  • the substrate 10 is, for example, a honeycomb structure.
  • the substrate 10 includes a tubular portion 11 that defines the outer shape of the substrate 10, partition walls 12 provided in the tubular portion 11, and cells partitioned by the partition walls 12. 13.
  • the shape of the cylindrical portion 11 is, for example, cylindrical, but it may be other shapes such as an elliptical cylindrical shape and a polygonal cylindrical shape.
  • partition walls 12 exist between adjacent cells 13, and the adjacent cells 13 are partitioned by the partition walls 12.
  • the partition wall 12 is preferably porous.
  • the thickness of the partition 12 is, for example, 20 ⁇ m or more and 1500 ⁇ m or less.
  • the cell 13 extends in the exhaust gas flow direction X and has an exhaust gas inflow side end and an exhaust gas outflow side end.
  • both the end on the exhaust gas inflow side and the exhaust gas outflow side of the cell 13 are open. Therefore, the exhaust gas that has flowed in from the end (opening) of the cell 13 on the exhaust gas inflow side flows out from the end (opening) of the cell 13 on the exhaust gas outflow side.
  • Such a mode is called a flow-through type.
  • the planar view shape of the end (opening) of the cell 13 on the exhaust gas inflow side is quadrangular, but it may be hexagonal, octagonal, or other shape.
  • the planar view shape of the end (opening) of the cell 13 on the exhaust gas outflow side is the same.
  • the cell density per square inch of the substrate 10 is, for example, 200 cells or more and 1000 cells or less.
  • the cell density per square inch of the substrate 10 is the total number of cells 13 per square inch in a cross section obtained by cutting the substrate 10 along a plane perpendicular to the exhaust gas flow direction X.
  • the volume of the base material 10 is, for example, 0.1 L or more and 20 L or less.
  • the volume of substrate 10 means the apparent volume of substrate 10 .
  • the catalyst layer 20A is provided on the partition wall portion 12 of the substrate 10. As shown in FIG. 4, the catalyst layer 20A may be provided directly on the partition wall 12, or may be provided on the partition wall 12 via another layer.
  • the catalyst layer 20A extends along the exhaust gas flow direction X from the end of the partition wall 12 on the exhaust gas inflow side to the end of the partition wall 12 on the exhaust gas outflow side.
  • the catalyst layer 20A may extend along the exhaust gas flow direction X from the end of the partition wall 12 on the exhaust gas inflow side so as not to reach the end of the partition wall 12 on the exhaust gas outflow side. It may extend from the end of the partition wall 12 on the exhaust gas outflow side along the direction opposite to the exhaust gas flow direction X so as not to reach the exhaust gas inflow side end of the partition wall portion 12 .
  • the mass of the catalyst layer 20A per unit volume of the substrate 10 is preferably 50 g/L or more and 500 g/L or less. It is more preferably 70 g/L or more and 400 g/L or less, and still more preferably 90 g/L or more and 300 g/L or less.
  • the catalyst layer 20A includes a first layer 21 and a second layer 22.
  • the first layer 21 will be described below.
  • the first layer 21 contains a first platinum group element, an oxide containing an aluminum element (Al-based oxide), and a barium element (Ba).
  • the first platinum group element contained in the first layer 21 is composed of one or more elements selected from the group of platinum group elements.
  • the first platinum group element is contained in the first layer 21 in a form capable of functioning as a catalytically active component, such as a form of metal, alloy, compound (eg, oxide).
  • a catalytically active component such as a form of metal, alloy, compound (eg, oxide).
  • the catalytically active component containing the first platinum group element is preferably in the form of particles.
  • the first platinum group element preferably contains Pd.
  • the low-temperature exhaust gas purification performance is particularly improved. This effect is significant when the first layer 21 contains Pd and the second layer 22 contains Rh.
  • "low temperature” usually means 100°C or higher and 500°C or lower, preferably 150°C or higher and 400°C or lower.
  • the molar amount of the platinum group element other than Pd in the first layer 21 is preferably less than the molar content of Pd.
  • the ratio of the total molar amount of platinum group elements other than Pd to the molar amount of Pd is preferably 0.2 or less. The lower bound is zero.
  • the catalytically active component containing the first platinum group element is preferably supported on an Al-based oxide.
  • “Supported” means a state in which the catalytically active component containing the first platinum group element is physically or chemically adsorbed or retained on the outer surface or inner surface of pores of the Al-based oxide.
  • SEM-EDX can be used to confirm that the catalytically active component containing the first platinum group element is supported on the Al-based oxide.
  • the content of the first platinum group element in the first layer 21 is preferably 0.01% by mass or more, based on the mass of the first layer 21.15 % by mass or less, more preferably 0.05% by mass or more and 10% by mass or less, and even more preferably 0.1% by mass or more and 7.5% by mass or less.
  • the content of the first platinum group element means the total content of the two or more elements.
  • the mass of the first platinum group element is the mass in terms of metal.
  • the Al-based oxide contained in the first layer 21 can be selected from first and second Al-based oxides.
  • the first layer 21 may contain one or both of the first and second Al-based oxides.
  • the content of Al in the first layer 21 in terms of oxide is preferably 15% by mass or more, more preferably 20% by mass, based on the mass of the first layer 21. Above, more preferably 25% by mass or more.
  • the content of Al in terms of oxide in the first layer 21 is preferably 80% by mass or less, more preferably 70% by mass, based on the mass of the first layer 21. % or less, more preferably 60 mass % or less. Each of these upper limits may be combined with any of the above lower limits.
  • the ratio of the mass of Al derived from Al-based oxides in terms of oxide is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, More preferably, it is 90% by mass or more.
  • the upper limit of the ratio is 100% by mass.
  • Examples of the Ba source contained in the first layer 21 include barium carbonate, barium oxide, barium aluminate, barium zirconate, and the like.
  • the Ba source may be an Al-based oxide containing Ba, a Zr—Ln-based composite oxide containing Ba, or the like.
  • the content of Ba in the first layer 21 is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, based on the mass of the first layer 21. Preferably, it is 8% by mass or more.
  • the content of Ba in the first layer 21 is based on the mass of the first layer 21. , preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and even more preferably 15% by mass or less. Each of these upper limits may be combined with any of the above lower limits.
  • the mass of Ba is the mass in terms of metal (same throughout the specification).
  • the content of Ba in the first layer 21 is preferably 8 mass based on the mass of the first layer 21 % or more, more preferably 10 mass % or more, and even more preferably 12 mass % or more.
  • the upper limit is the same as above.
  • Each of the above upper limits may be combined with any of the above lower limits.
  • Ba absorbs NOx, while Rh has NOx purification performance. Therefore, NOx occluded by Ba is purified by Rh. This effect is remarkable when the content of Ba in the first layer 21 is within the above range.
  • the first layer 21 may contain one or more Zr--Ln-based composite oxides, or may contain no Zr--Ln-based composite oxides.
  • the catalytically active component containing the first platinum group element may be supported on the Zr--Ln-based composite oxide.
  • the Zr--Ln-based composite oxide contained in the first layer 21 can be selected from first and second Zr--Ln-based composite oxides.
  • the first layer 21 may contain one or both of the first and second Zr—Ln-based composite oxides.
  • the total content of Zr and Ln in the first layer 21 in terms of oxides is Based on the mass, it is preferably 10% by mass or more and 80% by mass or less, more preferably 20% by mass or more and 75% by mass or less, and still more preferably 30% by mass or more and 65% by mass or less.
  • the ratio of the total mass of Zr and Ln in terms of oxides derived from the Zr—Ln-based composite oxide is preferably 50% by mass or more. , more preferably 60% by mass or more, and still more preferably 70% by mass or more. The upper limit of the ratio is 100% by mass.
  • the content of Zr in the first layer 21 in terms of oxide is based on the mass of the first layer 21. is preferably 5% by mass or more and 60% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less, and still more preferably 15% by mass or more and 30% by mass or less.
  • the ratio of the mass of Zr in terms of oxide derived from the Zr—Ln-based composite oxide is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass. % or more, more preferably 70 mass % or more. The upper limit of the ratio is 100% by mass.
  • the content of Ln in the first layer 21 in terms of oxide is based on the mass of the first layer 21. is preferably 5% by mass or more and 60% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less, and still more preferably 20% by mass or more and 40% by mass or less.
  • the ratio of the mass of Ln in terms of oxide derived from the Zr—Ln-based composite oxide is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass. % or more, more preferably 70 mass % or more. The upper limit of the ratio is 100% by mass.
  • the content of Ce in the first layer 21 in terms of oxide is Based on the mass of No. 21, it is preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less, and still more preferably 15% by mass or more and 30% by mass or less.
  • the ratio of the mass of Ce derived from the Zr—Ln-based composite oxide in terms of oxide is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass. % or more, more preferably 70 mass % or more. The upper limit of the ratio is 100% by mass.
  • the content of Ln other than Ce in the first layer 21 in terms of oxide is , based on the mass of the first layer 21, preferably 1% by mass or more and 15% by mass or less, more preferably 1.5% by mass or more and 10% by mass or less, still more preferably 2.0% by mass or more and 7.5% by mass % by mass or less.
  • the ratio of the mass of Ln other than Ce derived from the Zr—Ln-based composite oxide in terms of oxide is preferably 50% by mass or more. , more preferably 60% by mass or more, and still more preferably 70% by mass or more. The upper limit of the ratio is 100% by mass.
  • the first layer 21 is positioned between the base material 10 and the second layer 22 . That is, the first layer 21 is provided below the second layer 22 .
  • the expression “the first layer 21 is provided below the second layer 22” means that, of the two main surfaces of the first layer 21, means that part or all of the second layer 22 is present on the opposite major surface.
  • the “principal surface of the first layer 21” means the outer surface of the first layer 21 extending in the exhaust gas flow direction X.
  • the second layer 22 may be provided directly on the main surface of the first layer 21, or may be provided via another layer.
  • the first layer 21 may be provided directly on the partition wall 12 or may be provided on the partition wall 12 via another layer.
  • the first layer 21 may be provided above the second layer 22 .
  • the expression “the first layer 21 is provided on the upper side of the second layer 22” means that, of the two main surfaces of the second layer 22, the main surface of the base material 10 on the partition wall portion 12 side is It means that part or all of the first layer 21 is present on the opposite major surface.
  • the “main surface of the second layer 22” means the outer surface of the second layer 22 extending in the exhaust gas flow direction X.
  • the first layer 21 may be provided directly on the main surface of the second layer 22, or may be provided via another layer.
  • the first layer 21 is provided on the upper side of the second layer 22, Ba contained in the first layer 21 is eluted and mixed into the second layer 22, and the second layer 22 It may promote sintering of the contained Zr--Ln-based composite oxide. Therefore, the first layer 21 is preferably provided below the second layer 22 . As a result, Ba contained in the first layer 21 is prevented from being eluted and mixed into the second layer 22 to promote sintering of the Zr—Ln-based composite oxide contained in the second layer 22. be. As a result, the oxygen storage/release performance of the Zr—Ln-based composite oxide is improved, the dispersibility of the second platinum group element in the second layer 22 is improved, and the exhaust gas purification performance is improved. In particular, exhaust gas purifying performance is improved after being exposed to a high-temperature environment. In addition, in this specification, "high temperature” means the temperature exceeding low temperature.
  • the second layer 22 contains a second platinum group element and a composite oxide (Zr--Ln composite oxide) containing a zirconium element and a rare earth element.
  • the second platinum group element contained in the second layer 22 is composed of one or more elements selected from the group of platinum group elements.
  • the second platinum group element is contained in the second layer 22 in a form that can function as a catalytically active component, such as a form of metal, alloy, compound (eg, oxide).
  • a catalytically active component such as a form of metal, alloy, compound (eg, oxide).
  • the catalytically active component containing the second platinum group element is preferably particulate from the viewpoint of improving exhaust gas purification performance.
  • the second platinum group element preferably contains Rh.
  • the second layer 22 contains Rh, the low-temperature exhaust gas purification performance is particularly improved. This effect is significant when the first layer 21 contains Pd and the second layer 22 contains Rh.
  • the mole of the platinum group element other than Rh in the second layer 22 is preferably less than the molar content of Rh.
  • the ratio of the total molar amount of platinum group elements other than Rh to the molar amount of Rh is preferably 0.2 or less. The lower bound is zero.
  • the catalytically active component containing the second platinum group element is preferably supported on a Zr--Ln-based composite oxide.
  • the significance of carrying and the method for confirming that it is carried are the same as described above.
  • the content of the second platinum group element in the second layer 22 is preferably 0.01% by mass or more based on the mass of the second layer 22. It is 10 mass % or less, more preferably 0.05 mass % or more and 7.5 mass % or less, and still more preferably 0.1 mass % or more and 5.0 mass % or less.
  • the content of the second platinum group element means the total content of the two or more elements.
  • the mass of the second platinum group element is the mass in terms of metal.
  • the second layer 22 may contain one type of Zr--Ln-based composite oxide, or may contain two or more types of Zr--Ln-based composite oxides.
  • the second layer 22 may contain one or both of the first Zr--Ln-based composite oxide and the second Zr--Ln-based composite oxide.
  • the total content of Zr and Ln in terms of oxides in the second layer 22 is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass, based on the mass of the second layer 22. % or more, more preferably 95 mass % or more.
  • the total content of Zr and Ln in the second layer in terms of oxides is based on the mass of the second layer, It is preferably 99.9% by mass or less, more preferably 99.8% by mass or less, and even more preferably 99.7% by mass or less.
  • Each of these upper limits may be combined with any of the above lower limits.
  • the ratio of the total mass of Zr and Ln in terms of oxides derived from the Zr—Ln-based composite oxide is preferably 50% by mass or more. , more preferably 60% by mass or more, and still more preferably 70% by mass or more. The upper limit of the ratio is 100% by mass.
  • the content of Zr in terms of oxide in the second layer 22 is preferably 30% by mass or more and 95% by mass or less, more preferably 40% by mass, based on the mass of the second layer 22. % by mass or more and 90% by mass or less, more preferably 50% by mass or more and 85% by mass or less.
  • the ratio of the mass of Zr in terms of oxide derived from the Zr—Ln-based composite oxide is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass. % or more, more preferably 70 mass % or more. The upper limit of the ratio is 100% by mass.
  • the content of Ce in the second layer 22 in terms of oxide is the second layer Based on the mass of No. 22, it is preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 30% by mass or less, still more preferably 6% by mass or more and 20% by mass or less.
  • the ratio of the mass of Ce derived from the Zr—Ln-based composite oxide in terms of oxide is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass. % or more, more preferably 70 mass % or more. The upper limit of the ratio is 100% by mass.
  • the content of Ln other than Ce in the second layer 22 in terms of oxide is , based on the mass of the second layer 22, preferably 1% to 30% by mass, more preferably 2% to 20% by mass, and even more preferably 3% to 15% by mass.
  • the ratio of the mass of Ln other than Ce derived from the Zr—Ln-based composite oxide in terms of oxide is preferably 50% by mass or more. , more preferably 60% by mass or more, and still more preferably 70% by mass or more. The upper limit of the ratio is 100% by mass.
  • the second layer 22 may contain Al-based oxide and/or Ba.
  • the catalytically active component containing the second platinum group element may be supported on the Al-based oxide.
  • the Al-based oxide contained in the second layer 22 can be selected from first and second Al-based oxides.
  • the second layer 22 may contain one or both of the first and second Al-based oxides.
  • the content of Al in the second layer 22 in terms of oxide is Based on the weight of 22, preferably less than 15 wt%, more preferably 5 wt% or less, even more preferably 1 wt% or less.
  • the lower limit of the Al oxide content in the second layer 22 is zero.
  • the content of Al in the second layer 22 in terms of oxide is, for example, 0.01% by mass or more, 0.1% by mass or more, or 0.5% by mass or more, based on the mass of the second layer 22. There may be. Each of these lower limits may be combined with any of the above upper limits.
  • Ba sources include barium carbonate, barium oxide, barium nitrate, barium aluminate, barium zirconate, and the like.
  • the Ba source may be an Al-based oxide containing Ba, a Zr—Ln-based composite oxide containing Ba, or the like.
  • the content of Ba in the second layer 22 is the mass of the second layer 22 As a standard, it is preferably less than 3% by mass, more preferably 1.5% by mass or less, and even more preferably 0.5% by mass or less.
  • the lower limit of the Ba content in the second layer 22 is zero.
  • the content of Ba in the second layer 22 may be, for example, 0.01% by mass or more, 0.05% by mass or more, or 0.1% by mass or more, based on the mass of the second layer 22. . Each of these lower limits may be combined with any of the above upper limits.
  • the second layer 22 is the outermost layer of the catalyst layer 20A.
  • the “outermost layer” means a layer that forms the main surface of the substrate 10 opposite to the main surface of the base material 10 on the partition wall portion 12 side, out of the two main surfaces of the catalyst layer 20A.
  • Another layer may be provided on the upper side of the second layer 22 (in this case, the other layer will be the outermost layer), but the platinum group element contained in the second layer 22 and the exhaust gas From the viewpoint of improving contact efficiency and improving exhaust gas purification performance, the second layer 22 is preferably the outermost layer.
  • a method for forming the catalyst layer 20A will be described below.
  • a substrate 10, a slurry for forming the first layer 21, and a slurry for forming the second layer 22 are prepared.
  • the compositions of the slurries for forming the first layer 21 and the second layer 22 are adjusted according to the compositions of the first layer 21 and the second layer 22, respectively.
  • the slurry contains, for example, a platinum group element supply source, a Ba supply source, an Al-based oxide, a Zr—Ln-based composite oxide, a binder, a solvent, and the like.
  • the supply source of the noble metal element include salts of the noble metal element
  • examples of the salt of the noble metal element include nitrates, ammine complex salts, acetates, and chlorides.
  • Ba supply sources include barium carbonate, barium nitrate, and barium acetate.
  • binders include alumina sol, zirconia sol, titania sol, silica sol, and ceria sol.
  • solvents include water and organic solvents.
  • the slurry for forming the first layer 21 is applied to the base material 10, dried and baked
  • the slurry for forming the second layer 22 is applied to the base material 10, dried and baked.
  • the slurry is applied, for example, by immersing the entire substrate 10 in the slurry, or by immersing the end of the substrate 10 on the exhaust gas inflow side or the exhaust gas outflow side in the slurry and applying the slurry from the opposite side. can be performed by aspirating the
  • the drying temperature is, for example, 50° C. or more and 200° C. or less
  • the drying time is, for example, 0.1 hour or more and 12 hours or less
  • the baking temperature is, for example, 400° C. or more and 700° C. or less
  • the baking time is, for example, 0.5 hour or more and 8 hours. It is below. Firing can be performed, for example, in an air atmosphere.
  • the exhaust gas purifying catalyst 1B differs from the exhaust gas purifying catalyst 1A in that it includes a catalyst layer 20B.
  • the catalyst layer 20B differs from the catalyst layer 20A in that the third layer 23 is provided. Unless otherwise specified, the above description of catalyst layer 20A also applies to catalyst layer 20B.
  • the third layer 23 is preferably positioned between the first layer 21 and the second layer 22 as shown in FIG.
  • the third layer 23 contains a third platinum group element.
  • the third platinum group element is composed of one or more elements selected from the group of platinum group elements.
  • the third platinum group element is contained in the third layer 23 in a form capable of functioning as a catalytically active component, such as a form of metal, alloy, compound (eg oxide).
  • the catalytically active component containing the third platinum group element is preferably particulate from the viewpoint of improving exhaust gas purification performance.
  • the third platinum group element preferably contains Pd.
  • the molar amount of the platinum group element other than Pd in the third layer 23 is preferably less than the molar content of Pd.
  • the ratio of the total molar amount of platinum group elements other than Pd to the molar amount of Pd is preferably 0.2 or less. The lower bound is zero.
  • the third platinum group element is preferably supported on an Al-based oxide and/or a Zr--Ln-based composite oxide.
  • the significance of carrying and the method for confirming that it is carried are the same as described above.
  • the content of the third platinum group element in the third layer 23 is preferably 0.01% by mass or more based on the mass of the third layer 23. It is 10 mass % or less, more preferably 0.05 mass % or more and 7.5 mass % or less, and still more preferably 0.1 mass % or more and 5.0 mass % or less.
  • the content of the third platinum group element means the total content of the two or more elements.
  • the mass of the third platinum group element is the mass in terms of metal.
  • the third layer 23 preferably contains a Zr--Ln-based composite oxide.
  • the Zr--Ln-based composite oxide contained in the third layer 23 can be selected from the first and second Zr--Ln-based composite oxides.
  • the third layer 23 may contain one or both of the first and second Zr--Ln-based composite oxides.
  • the total content of Zr and Ln in the third layer 23 in terms of oxides is Based on the mass, it is preferably 80% by mass or more and 99.9% by mass or less, more preferably 90% by mass or more and 99.7% by mass or less, and still more preferably 95% by mass or more and 99.5% by mass or less.
  • the ratio of the total mass of Zr and Ln in terms of oxides derived from the Zr—Ln-based composite oxide is preferably 50% by mass or more. , more preferably 60% by mass or more, and still more preferably 70% by mass or more. The upper limit of the ratio is 100% by mass.
  • the content of Zr in the third layer 23 in terms of oxide is based on the mass of the third layer 23. is preferably 20% by mass or more and 90% by mass or less, more preferably 30% by mass or more and 80% by mass or less, and still more preferably 35% by mass or more and 70% by mass or less.
  • the ratio of the mass of Zr in terms of oxide derived from the Zr—Ln-based composite oxide is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass. % or more, more preferably 70 mass % or more. The upper limit of the ratio is 100% by mass.
  • the content of Ln in the third layer 23 in terms of oxide is based on the mass of the third layer 23. is preferably 10% by mass or more and 80% by mass or less, more preferably 20% by mass or more and 70% by mass or less, and still more preferably 30% by mass or more and 60% by mass or less.
  • the ratio of the mass of Ln in terms of oxide derived from the Zr—Ln-based composite oxide is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass. % or more, more preferably 70 mass % or more. The upper limit of the ratio is 100% by mass.
  • the content of Ce in the third layer 23 in terms of oxide is Based on the mass of No. 23, it is preferably 5% by mass or more and 80% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 70% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or more and 60% by mass or less.
  • the ratio of the mass of Ce derived from the Zr—Ln-based composite oxide in terms of oxide is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass. % or more, more preferably 70 mass % or more. The upper limit of the ratio is 100% by mass.
  • the content of Ln other than Ce in the third layer 23 in terms of oxide is , based on the mass of the third layer 23, preferably 1.0% by mass or more and 40% by mass or less, more preferably 2.5% by mass or more and 30% by mass or less, still more preferably 4.0% by mass or more and 20% by mass % by mass or less.
  • the ratio of the mass of Ln other than Ce derived from the Zr—Ln-based composite oxide in terms of oxide is preferably 50% by mass or more. , more preferably 60% by mass or more, and still more preferably 70% by mass or more. The upper limit of the ratio is 100% by mass.
  • the third layer 23 may contain an Al-based oxide.
  • the Al-based oxide contained in the third layer 23 can be selected from the first and second Al-based oxides.
  • the third layer 23 may contain one or both of the first and second Al-based oxides.
  • the content of Al in the third layer 23 in terms of oxide is the third layer Based on the weight of No. 23, preferably less than 15 wt%, more preferably 5 wt% or less, even more preferably 1 wt% or less.
  • the lower limit of the Al oxide content in the third layer 23 is zero.
  • the content of Al in the third layer 23 in terms of oxide is, for example, 0.01% by mass or more, 0.1% by mass or more, or 0.5% by mass or more, based on the mass of the third layer 23. There may be. Each of these lower limits may be combined with any of the above upper limits.
  • the third layer 23 may contain Ba.
  • Ba can be contained in the third layer 23 in the form of, for example, barium carbonate, barium oxide, barium nitrate, barium aluminate, barium zirconate, or the like.
  • the Ba source contained in the third layer 23 may be an Al-based oxide containing Ba, a Zr—Ln-based composite oxide containing Ba, or the like.
  • it is preferably 8% by mass or less, more preferably 6% by mass or less, even more preferably less than 3% by mass, still more preferably 1% by mass or less, and even more preferably 0.5% by mass or less.
  • the lower limit of the Ba content in the third layer 23 is zero.
  • the content of Ba in the third layer 23 may be, for example, 0.01% by mass or more, 0.05% by mass or more, or 0.1% by mass or more, based on the mass of the third layer 23. . Each of these lower limits may be combined with any of the above upper limits.
  • a method for forming the catalyst layer 20B will be described below. Unless otherwise specified, the above description of the method of forming catalyst layer 20A also applies to the method of forming catalyst layer 20B.
  • the substrate 10, slurry for forming the first layer 21, slurry for forming the second layer 22, and slurry for forming the third layer 23 are prepared.
  • composition of the slurry for forming the first layer 21, the second layer 22 and the third layer 23 depends on the composition of the first layer 21, the second layer 22 and the third layer 23 respectively. adjusted by
  • the slurry for forming the first layer 21 is applied to the substrate 10, dried and baked, and then the slurry for forming the third layer 23 is applied to the substrate 10, dried and baked. Then, the slurry for forming the second layer 22 is applied to the substrate 10, dried, and fired to form the catalyst layer 20B.
  • the base material 10 has a first sealing portion 14 that seals the ends of some of the cells 13 on the exhaust gas outflow side, and a second seal that seals the ends of the remaining cells 13 on the exhaust gas inflow side.
  • a stop portion 15 is provided, whereby some of the cells 13 are open at the end on the exhaust gas inflow side, and are closed with the first sealing portion 14 at the end on the exhaust gas outflow side.
  • the remaining cells 13 are closed at the ends on the exhaust gas inflow side with the second sealing portion 15, and the outflow side cells 13b are open at the ends on the exhaust gas outflow side.
  • the catalyst layer 30 is provided on the inflow-side cell 13a side of the partition wall portion 12 of the base material 10, and the catalyst layer 20A is provided on the outflow-side cell 13b side of the partition wall portion 12 of the base material 10, thereby purifying the exhaust gas. It is different from the catalyst for catalyst 1A.
  • a plurality of (for example, four) outflow-side cells 13b are arranged adjacently around one inflow-side cell 13a.
  • the outflow side cell 13b adjacent to 13a is separated by a porous partition wall portion 12 .
  • the catalyst layer 30 extends along the exhaust gas flow direction X from the end of the partition wall 12 on the exhaust gas inflow side, and the catalyst layer 20A extends from the end of the partition wall 12 on the exhaust gas outflow side. It extends along the direction opposite to the exhaust gas flow direction X from the part. That is, the catalyst layer 30 is provided upstream of the catalyst layer 20A.
  • the exhaust gas that has flowed in from the end (opening) of the inflow-side cell 13a on the exhaust gas inflow side passes through the porous partition wall portion 12 and reaches the end (opening) of the outflow-side cell 13b on the exhaust gas outflow side. opening).
  • a mode is called a wall-flow type.
  • the exhaust gas purifying catalyst 1C when the exhaust gas that has flowed in from the end (opening) of the inflow-side cell 13a on the exhaust gas inflow side passes through the porous partition wall portion 12, particulate matter (PM) in the exhaust gas ) are collected in the pores of the partition wall portion 12 . Therefore, the exhaust gas purifying catalyst 1C is useful as a particulate filter for gasoline engines or a diesel particulate filter for diesel engines.
  • the catalyst layer 20A includes a first layer 21 and a second layer 22.
  • the above description regarding the catalyst layer 20A also applies to the third embodiment.
  • the catalyst layer 30 has a single layer structure, but may have a laminated structure.
  • the catalyst layer 30 can be configured similarly to known catalyst layers.
  • the catalyst layer 20A is provided on the inflow-side cell 13a side of the partition wall portion 12 of the substrate 10
  • the catalyst layer 30 is provided on the outflow-side cell 13b side of the partition wall portion 12 of the substrate 10.
  • the catalyst layer 20A may be provided on the inflow side cell 13a side of the partition wall portion 12 of the substrate 10. That is, the catalyst layer 20A may be provided on both the inflow-side cell 13a side and the outflow-side cell 13b side of the partition wall portion 12 of the substrate 10 .
  • the exhaust gas purifying catalyst 1D differs from the exhaust gas purifying catalyst 1C in that it includes a catalyst layer 20B.
  • the above description regarding the catalyst layer 20B also applies to the fourth embodiment.
  • the exhaust gas purification system 100 includes an exhaust pipe P, a first exhaust gas purification catalyst 101 provided upstream of the exhaust passage in the exhaust pipe P, and a second exhaust gas purifying catalyst 102 provided downstream of.
  • One end P1 of the exhaust pipe P is connected to the internal combustion engine, and the exhaust gas discharged from the internal combustion engine flows through the exhaust pipe P from the one end P1 of the exhaust pipe P toward the other end P2. That is, the exhaust pipe P forms an exhaust passage through which exhaust gas flows.
  • the exhaust gas flow direction is indicated by X.
  • the exhaust gas flowing through the exhaust pipe P is treated by the first exhaust gas purifying catalyst 101 provided upstream of the exhaust passage in the exhaust pipe P, and the exhaust gas passing through the first exhaust gas purifying catalyst 101 is It is treated by the second exhaust gas purifying catalyst 102 provided downstream of the exhaust passage in the exhaust pipe P.
  • the exhaust gas purifying catalyst of the present invention eg, exhaust gas purifying catalyst 1A, 1B, 1C or 1D
  • the exhaust gas purifying catalyst of the present invention eg, exhaust gas purifying catalyst 1A, 1B, 1C or 1D
  • the exhaust gas purifying catalyst of the present invention (for example, the exhaust gas purifying catalyst 1A, 1B, 1C or 1D) may be used.
  • the first exhaust gas purifying catalyst 101 is configured in the same manner as a known exhaust gas purifying catalyst. be able to.
  • the exhaust gas purifying catalyst 1C or 1D is used as the second exhaust gas purifying catalyst 102. preferably.
  • Al oxide equivalent amount 99% by mass
  • La oxide equivalent amount 1% by mass
  • specific surface area 120 m 2 /g
  • the oxide of Zr (ZrO 2 ) and the oxide of the rare earth element (Ln) formed a solid solution.
  • Example 1 (1) Formation of first layer Lanthanum oxide-modified alumina, barium acetate, CZ material, binder (alumina sol) and water were added to a ball mill pot, mixed and pulverized by a ball mill to obtain a first base slurry. The first base slurry and an aqueous palladium nitrate solution were mixed to obtain a first slurry. The composition of the first slurry was adjusted so that the composition of the first layer formed from the first slurry was shown in Table 1.
  • D50 and D90 are particle sizes at which the cumulative volume is 50% and 90 % in the volume-based particle size distribution of the base slurry constituent material obtained by laser diffraction scattering particle size distribution measurement.
  • a laser diffraction scattering particle size distribution analyzer automatic sample feeder (“Microtorac SDC” manufactured by Microtrack Bell) is used to disperse the base slurry constituent material into an aqueous dispersion medium (e.g., pure water), irradiated with 40 W ultrasonic waves for 360 seconds at a flow rate of 26 mL / sec, and then measured using a laser diffraction scattering particle size distribution analyzer (“Microtrac MT3300EXII” manufactured by Microtrac Bell). rice field.
  • a laser diffraction scattering particle size distribution analyzer automatic sample feeder (“Microtorac SDC” manufactured by Microtrack Bell) is used to disperse the base slurry constituent material into an aqueous dispersion medium (e.g., pure water), irradiated with 40 W ultrasonic waves for 360 seconds at a flow rate of 26 mL / sec, and then measured using a laser diffraction scattering particle size distribution analyzer (“Microtrac MT
  • the measurement of D50 is performed twice under the conditions of a particle refractive index of 1.5, a particle shape of "spherical", a solvent refractive index of 1.3, “set zero” for 30 seconds, and a measurement time of 30 seconds. , the average value of the obtained measured values was taken as D50 . The same is true for the D90 .
  • a ceramic honeycomb substrate (25.4 mm diameter, 40 mm length, 600 cells/square inch) was immersed in the first slurry, excess slurry was removed, and the first Slurry was applied.
  • the base material coated with the first slurry was dried at 150° C. for 2.5 hours and then baked at 500° C. for 2.5 hours to form the first layer on the inner wall surface of the base material.
  • the amount of the first layer per unit volume of the substrate was 114 g/L.
  • Second Layer A NZ material, a ZC material, a binder (zirconia sol) and water were added to a ball mill pot and mixed and pulverized by a ball mill to obtain a second base slurry. The second slurry and an aqueous solution of rhodium nitrate were mixed to obtain a second slurry. The composition of the second slurry was adjusted so that the composition of the second layer formed from the second slurry was shown in Table 1. Mixing and pulverization by a ball mill were carried out until the D50 of the integrated under-sieve distribution of the constituent materials of the base slurry became 10 ⁇ m or less. The meaning and measuring method of D50 are the same as above.
  • the substrate on which the first layer was formed was immersed in the second slurry, excess slurry was removed, and the second slurry was applied onto the first layer.
  • the substrate coated with the second slurry was dried at 150° C. for 2.5 hours and then baked at 500° C. for 2.5 hours to form a second layer on the first layer.
  • the amount of the second layer per unit volume of the substrate was 50.5 g/L.
  • Example 2 Add lanthanum oxide-modified alumina, barium acetate, a binder (alumina sol) and water to a ball mill pot, mix and pulverize with a ball mill to obtain a first base slurry, and the composition of the first slurry. Form the first layer on the wall surface inside the substrate in the same manner as in Example 1, except that the composition of the first layer formed from the slurry of No. 1 was adjusted to have the composition shown in Table 1. did. The amount of the first layer per unit volume of the substrate (washcoat amount) was 47 g/L.
  • the substrate on which the first layer was formed was immersed in the third slurry, excess slurry was removed, and the third slurry was applied onto the first layer.
  • the substrate coated with the third slurry was dried at 150° C. for 2.5 hours and then baked at 500° C. for 2.5 hours to form a third layer on the first layer.
  • the amount of the third layer per unit volume of the substrate was 67 g/L.
  • the substrate on which the third layer was formed was immersed in the second slurry obtained in the same manner as in Example 1, excess slurry was removed, and the second slurry was applied on the third layer. .
  • the substrate coated with the second slurry was dried at 150° C. for 2.5 hours and then baked at 500° C. for 2.5 hours to form a second layer on the third layer.
  • the amount of the second layer per unit volume of the substrate was 50.5 g/L.
  • Example 3 Add lanthanum oxide-modified alumina, barium acetate, a binder (alumina sol) and water to a ball mill pot, mix and pulverize with a ball mill to obtain a first base slurry, and the composition of the first slurry. Form the first layer on the wall surface inside the substrate in the same manner as in Example 2, except that the composition of the first layer formed from the slurry of No. 1 was adjusted to have the composition shown in Table 1. did. The amount of the first layer per unit volume of the substrate (washcoat amount) was 52 g/L.
  • a CZ material, a binder (alumina sol) and water were added to a ball mill pot, mixed and pulverized by a ball mill to obtain a third base slurry, and the composition of the third slurry was formed from the third slurry.
  • a third layer was formed on the first layer in the same manner as in Example 2, except that the composition of the third layer was adjusted to be the composition shown in Table 1.
  • the amount of the third layer per unit volume of the substrate was 62 g/L.
  • a second layer was formed on the third layer in the same manner as in Example 2.
  • the amount of the first layer per unit volume of the substrate was 50.5 g/L.
  • alumina, ZC material, binder (alumina sol) and water were added to a ball mill pot, and mixed and pulverized by a ball mill to obtain a second base slurry.
  • a second layer was formed on the first layer in the same manner as in Example 1, except that the composition of the second layer formed from the slurry of No. 2 was adjusted to have the composition shown in Table 1. .
  • the amount of the second layer per unit volume of the substrate was 50.5 g/L.
  • a second layer was formed on the first layer in the same manner as in Example 1.
  • the amount of the second layer per unit volume of the substrate was 50.5 g/L.
  • a second layer was formed on the first layer in the same manner as in Example 1.
  • the amount of the second layer per unit volume of the substrate was 50.5 g/L.
  • Example 4 A NZ material, a CZ material, a ZC material, a binder (zirconia sol) and water were added to a ball mill pot, and mixed and pulverized by a ball mill to obtain a first base slurry.
  • a first layer was formed on the walls inside the substrate.
  • the amount of the first layer per unit volume of the substrate was 164 g/L.
  • the exhaust gas purifying catalysts of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 include a substrate, a first layer provided on the substrate, and a second layer provided on the first layer.
  • the exhaust gas purifying catalysts of Examples 2 and 3 consisted of a substrate, a first layer provided on the substrate, a third layer provided on the first layer, and and a second layer provided.
  • the exhaust gas purifying catalyst of Comparative Example 4 includes a substrate and a first layer provided on the substrate.
  • Example gas purification performance test> After the exhaust gas purifying catalysts of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were subjected to endurance treatment, the exhaust gas purifying performance was evaluated as follows. The durability treatment was performed by heat treatment at 1000° C. for 30 hours in an atmosphere containing 0.50% O 2 gas, 10% water vapor, and N 2 as balance gas.
  • a model gas having the following composition with an A/F of 14.6 was applied to an exhaust gas purification catalyst (catalyst volume of 15 mL) after endurance treatment so that the A/F varied in the range of 14.4 to 14.8.
  • Flow was at 25 L/min while adjusting the O2 concentration.
  • the temperature of the gas flowing into the exhaust gas purifying catalyst was gradually increased from room temperature at a predetermined rate of temperature rise, and the amount of HC contained in the exhaust gas that passed through the catalyst was determined using the following device, and the purification rate was determined based on the following formula.
  • X represents the detected amount when the catalyst is not installed
  • the catalyst inlet gas temperature when the purification rate reached 50% was obtained as the light-off temperature T50.
  • T50 was measured at elevated temperature.
  • the purification rate when the inlet gas temperature of the catalyst is 400° C. is obtained as ⁇ 400.
  • Table 3 shows the measurement results of T50 and ⁇ 400.
  • the exhaust gas purifying catalysts of Examples 1 to 3 had good T50 and ⁇ 400 results.
  • the exhaust gas purifying catalysts of Comparative Examples 1, 3 and 4 were inferior in T50 results.
  • the exhaust gas purifying catalysts of Comparative Examples 1 and 2 were inferior in the results of ⁇ 400.
  • Exhaust gas purifying catalyst 10 Substrates 20A, 20B Catalyst layer 21 First layer 22 Second layer 23 Third Layer 100 Exhaust gas purifying system 101 First exhaust gas purifying catalyst 102 Second exhaust gas purifying catalyst

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Abstract

本発明は、排ガス浄化性能が向上した排ガス浄化用触媒を提供することを目的とし、かかる目的を達成するために、基材（１０）と、基材（１０）上に設けられた触媒層（２０Ａ）とを備える排ガス浄化用触媒（１Ａ）であって、触媒層（２０Ａ）の第１の層（２１）におけるアルミニウム元素の酸化物換算の含有率及びバリウム元素の含有率が、それぞれ、第１の層（２１）の質量を基準として、１５質量％以上及び３質量％以上であり、触媒層（２０Ａ）の第２の層（２２）におけるジルコニウム元素及び希土類元素の酸化物換算の合計含有率、アルミニウム元素の酸化物換算の含有率並びにバリウム元素の含有率が、それぞれ、第２の層（２２）の質量を基準として、８０質量％以上、１５質量％未満及び３質量％未満である排ガス浄化用触媒（１Ａ）を提供する。

Description

排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化システム
　本発明は、排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化システムに関する。
　自動車、バイク等の内燃機関から排出される排ガス中には、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害成分が含まれている。これらの有害成分を浄化して無害化する排ガス浄化用触媒として、ＨＣを酸化して水及び二酸化炭素に、ＣＯを酸化して二酸化炭素に、ＮＯｘを還元して窒素に変換する触媒活性を有する三元触媒が使用されている。
　三元触媒等の排ガス浄化用触媒では、白金元素（Ｐｔ）、パラジウム元素（Ｐｄ）、ロジウム元素（Ｒｈ）等の白金族元素を含む触媒活性成分を担持する担体として、アルミナ、ジルコニウム元素（Ｚｒ）及び希土類元素（Ｌｎ）を含む複合酸化物（以下「Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物」という。）等が使用されており、助触媒として、バリウム元素（Ｂａ）等が使用されている。Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物としては、例えば、ジルコニウム元素（Ｚｒ）及びセリウム元素（Ｃｅ）を含む複合酸化物（以下「Ｚｒ－Ｃｅ系複合酸化物」という。）が使用されている。Ｚｒ－Ｃｅ系複合酸化物は、酸素貯蔵能（ＯＳＣ：Ｏｘｙｇｅｎ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｃａｐａｃｉｔｙ）を有し、排ガス中の酸素濃度の変動を緩和して触媒の作動ウインドウを拡大する点で有利である。
　特許文献１には、基材と、該基材上に設けられた触媒層とを備える排ガス浄化用触媒が記載されている。特許文献１における触媒層は、Ｐｔ又はＰｄと、Ｚｒ－Ｃｅ系複合酸化物と、アルミナと、硫酸バリウムとを含む下層と、Ｒｈ又はＰｔと、Ｚｒ－Ｃｅ系複合酸化物と、アルミナとを含む上層とを備える。下層におけるＺｒ－Ｃｅ系複合酸化物、アルミナ及びＢａの含有率は、それぞれ、下層の質量を基準として、約５８質量％、約２９質量％及び約７質量％であり、上層におけるＺｒ－Ｃｅ系複合酸化物及びアルミナの含有率は、それぞれ、上層の質量を基準として、約４９質量％及び約４９質量％である。
特開２００８－１２４１０号公報
　排ガス浄化用触媒の排ガス浄化性能のさらなる向上が求められている。
　そこで、本発明は、排ガス浄化性能が向上した排ガス浄化用触媒及び該排ガス浄化用触媒を備える排ガス浄化システムを提供することを目的とする。
　本発明者らは、第１の白金族元素を含む第１の層と、第２の白金族元素を含む第２の層とを備える触媒層において、第１の層におけるアルミニウム元素の酸化物換算の含有率及びバリウム元素の含有率を所定値以上とし、第２の層におけるアルミニウム元素の酸化物換算の含有率及びバリウム元素の含有率を所定値未満とし、第２の層におけるジルコニウム元素及び希土類元素の酸化物換算の合計含有率を所定値以上とすることにより、排ガス浄化用触媒の排ガス浄化性能が向上することを見出した。
　本発明は、上記知見に基づいて完成された発明であり、以下の発明を包含する。
［１］基材と、前記基材上に設けられた触媒層とを備える排ガス浄化用触媒であって、
　前記触媒層が、第１の白金族元素と、アルミニウム元素を含む酸化物と、バリウム元素とを含む第１の層と、第２の白金族元素と、ジルコニウム元素及び希土類元素を含む複合酸化物とを含む第２の層とを備え、
　前記第１の層におけるアルミニウム元素の酸化物換算の含有率及びバリウム元素の含有率が、それぞれ、前記第１の層の質量を基準として、１５質量％以上及び３質量％以上であり、
　前記第２の層におけるジルコニウム元素及び希土類元素の酸化物換算の合計含有率、アルミニウム元素の酸化物換算の含有率並びにバリウム元素の含有率が、それぞれ、前記第２の層の質量を基準として、８０質量％以上、１５質量％未満及び３質量％未満である、排ガス浄化用触媒。
［２］内燃機関から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化システムであって、
　前記排ガス浄化システムが、排ガスが流通する排気通路と、前記排気通路内の上流側に設けられた第１の排ガス浄化用触媒と、前記排気通路内の下流側に設けられた第２の排ガス浄化用触媒とを備え、
　前記第２の排ガス浄化用触媒が、前記［１］に記載の排ガス浄化用触媒である、前記排ガス浄化システム。
　本発明によれば、排ガス浄化性能、特に、高温環境に曝露された後の排ガス浄化性能が向上した排ガス浄化用触媒及び該排ガス浄化用触媒を備える排ガス浄化システムが提供される。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る排ガス浄化用触媒が内燃機関の排気通路に配置されている状態を示す一部端面図である 図２は、図１のＡ－Ａ線端面図である。 図３は、図２中の符号Ｒで示す領域の拡大図である。 図４は、図１のＢ－Ｂ線端面図である。 図５は、本発明の第２の実施形態に係る排ガス浄化用触媒の端面図（図４に対応する端面図）である。 図６は、本発明の第３の実施形態に係る排ガス浄化用触媒の端面図（図４に対応する端面図）である。 図７は、本発明の第４実施形態に係る排ガス浄化用触媒の端面図（図４に対応する端面図）である。 図８は、本発明の一実施形態に係る排ガス浄化システムの平面図である。
≪用語の説明≫
　以下、本明細書で使用される用語について説明する。
＜ＢＥＴ比表面積＞
　ＢＥＴ比表面積は、ＪＩＳ　Ｒ１６２６「ファインセラミック粉体の気体吸着ＢＥＴ法による比表面積測定方法」の「６．２流動法」における「（３．５）一点法」に従って測定される。気体としては、吸着ガスである窒素を３０容量％、キャリアガスであるヘリウムを７０容量％含有する窒素－ヘリウム混合ガスが使用される。測定装置としては、マイクロトラック・ベル製の「ＢＥＬＳＯＲＰ－ＭＲ６」が使用される。
＜白金族元素群＞
　白金族元素群は、白金元素（Ｐｔ）、パラジウム元素（Ｐｄ）、ロジウム元素（Ｒｈ）、ルテニウム元素（Ｒｕ）、オスミウム元素（Ｏｓ）及びイリジウム元素（Ｉｒ）からなる元素群を意味する。
＜希土類元素＞
　希土類元素（Ｌｎ）としては、例えば、セリウム元素（Ｃｅ）、イットリウム元素（Ｙ）、プラセオジム元素（Ｐｒ）、スカンジウム元素（Ｓｃ）、ランタン元素（Ｌａ）、ネオジム元素（Ｎｄ）、サマリウム元素（Ｓｍ）、ユーロピウム元素（Ｅｕ）、ガドリニウム元素（Ｇｄ）、テルビウム元素（Ｔｂ）、ジスプロシウム元素（Ｄｙ）、ホルミウム元素（Ｈｏ）、エルビウム元素（Ｅｒ）、ツリウム元素（Ｔｍ）、イッテルビウム元素（Ｙｂ）、ルテチウム元素（Ｌｕ）等が挙げられる。
＜酸化物＞
　アルミニウム元素（Ａｌ）の酸化物はＡｌ２Ｏ３、ケイ素元素（Ｓｉ）の酸化物はＳｉＯ２、ジルコニウム元素（Ｚｒ）の酸化物はＺｒＯ２、クロム元素（Ｃｒ）の酸化物はＣｒ２Ｏ３、ホウ素（Ｂ）の酸化物はＢ２Ｏ３、マグネシウム元素（Ｍｇ）の酸化物はＭｇＯ、カルシウム元素（Ｃａ）の酸化物はＣａＯ、ストロンチウム元素（Ｓｒ）の酸化物はＳｒＯ、バリウム元素（Ｂａ）の酸化物はＢａＯを意味する。希土類元素（Ｌｎ）の酸化物は、Ｃｅ、Ｐｒ及びＴｂの酸化物を除いてセスキ酸化物（Ｌｎ２Ｏ３）を意味し、Ｃｅの酸化物はＣｅＯ２、Ｐｒの酸化物はＰｒ６Ｏ１１、Ｔｂの酸化物はＴｂ４Ｏ７を意味する。
＜アルミニウム元素を含む酸化物（Ａｌ系酸化物）＞
　Ａｌ系酸化物は、触媒活性成分の担体として使用される。Ａｌ系酸化物は、バインダとして使用されるアルミナ（以下「アルミナバインダ」という。）とは区別される。Ａｌ系酸化物は、例えば、粒子状である。触媒活性成分の担持性を向上させる観点から、Ａｌ系酸化物は、多孔質であることが好ましい。Ａｌ系酸化物のＢＥＴ比表面積は、好ましくは５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下、より好ましくは８０ｍ２／ｇ以上２００ｍ２／ｇ以下である。
　Ａｌ系酸化物は、Ａｌ及びＯ以外の元素を含んでいてもよいし、含まなくてもよい。
　一実施形態に係るＡｌ系酸化物（以下「第１のＡｌ系酸化物」という。）は、Ａｌ及びＯ以外の元素を含まない。すなわち、第１のＡｌ系酸化物は、アルミナである。
　別の実施形態に係るＡｌ系酸化物（以下「第２のＡｌ系酸化物」という。）は、Ａｌ及びＯ以外の１種又は２種以上の元素を含む。第２のＡｌ系酸化物としては、例えば、アルミナの表面をＡｌ及びＯ以外の元素で修飾して得られる酸化物、アルミナ中にＡｌ及びＯ以外の元素を固溶して得られる酸化物等が挙げられる。
　Ａｌ及びＯ以外の元素は、非金属元素であってもよいし、金属元素であってもよい。非金属元素としては、例えば、Ｂ、Ｓｉ等が挙げられ、金属元素としては、例えば、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｌｎ（例えば、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ等）、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等が挙げられる。第２のＡｌ系酸化物の耐熱性を改善する観点から、Ａｌ及びＯ以外の元素は、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｒ及びＢａから選択することが好ましい。
　第２のＡｌ系酸化物としては、例えば、アルミナ－シリカ、アルミナ－シリケート、アルミナ－ジルコニア、アルミナ－クロミア、アルミナ－セリア、アルミナ－ランタナ等が挙げられる。
　第２のＡｌ系酸化物において、Ａｌ及びＯ以外の元素は、Ａｌ及びＯとともに固溶体相を形成していてもよいし、結晶相又は非晶質相である単独相（例えば、Ａｌ及びＯ以外の元素の酸化物相）を形成していてもよいし、固溶体相及び単独相の両方を形成していてもよい。
　耐熱性を向上させる観点から、第２のＡｌ系酸化物におけるＡｌの酸化物換算の含有率は、第２のＡｌ系酸化物の質量を基準として、好ましくは８０質量％以上９９．９質量％以下、より好ましくは９０質量％以上９９．８質量％以下、より一層好ましくは９５質量％以上９９．５質量％以下である。
　耐熱性を向上させる観点から、第２のＡｌ系酸化物におけるＡｌ及びＯ以外の元素の酸化物換算の含有率は、第２のＡｌ系酸化物の質量を基準として、好ましくは０．１質量％以上２０質量％以下、より好ましくは０．２質量％以上１０質量％以下、より一層好ましくは０．５質量％以上５質量％以下である。「Ａｌ及びＯ以外の元素の酸化物換算の含有率」は、第２のＡｌ系酸化物がＡｌ及びＯ以外の２種以上の元素を含む場合には、当該２種以上の元素の酸化物換算の合計含有率を意味する。
＜ジルコニウム元素及び希土類元素を含む複合酸化物（Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物）＞
　Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物は、触媒活性成分の担体として使用される。Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物は、例えば、粒子状である。触媒活性成分の担持性を向上させる観点から、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物は、多孔質であることが好ましい。Ｚｒ－Ｌｎ系酸化物のＢＥＴ比表面積は、好ましくは２０ｍ２／ｇ以上１２０ｍ２／ｇ以下、より好ましくは３０ｍ２／ｇ以上８０ｍ２／ｇ以下である。
　一実施形態に係るＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物（以下「第１のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物」という。）は、Ｚｒと、Ｃｅとを含む。Ｚｒは、主として、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物の耐熱性の向上に寄与し、Ｃｅは、主として、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物の酸素貯蔵能の向上に寄与する。耐熱性及び酸素貯蔵能を向上させる観点から、第１のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物におけるＺｒ及びＣｅの酸化物換算の合計含有率は、第１のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物の質量を基準として、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、より一層好ましくは８０質量％以上である。上限は１００質量％である。
　第１のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物において、Ｚｒは、Ｃｅ及びＯとともに固溶体相を形成していてもよいし、結晶相又は非晶質相である単独相（例えば、ＺｒＯ２単独相）を形成していてもよいし、固溶体相及び単独相の両方を形成していてもよいが、Ｚｒの少なくとも一部は固溶体相を形成していることが好ましい。
　耐熱性を向上させる観点から、第１のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物におけるＺｒの酸化物換算の含有率は、第１のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物の質量を基準として、好ましくは２０質量％以上９５質量％以下、より好ましくは３０質量％以上８５質量％以下、より一層好ましくは４０質量％以上７５質量％以下である。
　第１のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物において、Ｃｅは、Ｚｒ及びＯとともに固溶体相を形成していてもよいし、結晶相又は非晶質相である単独相（例えば、ＣｅＯ２単独相）を形成していてもよいし、固溶体相及び単独相の両方を形成していてもよいが、Ｃｅの少なくとも一部は固溶体相を形成していることが好ましい。
　酸素貯蔵能及び耐熱性を向上させる観点から、第１のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物におけるＣｅの酸化物換算の含有率は、第１のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物の質量を基準として、好ましくは５質量％以上８０質量％以下、より好ましくは１０質量％以上６０質量％以下、より一層好ましくは１５質量％以上５０質量％以下である。
　酸素貯蔵能と耐熱性とのバランスを図る観点から、第１のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物におけるＺｒ及びＣｅの酸化物換算の合計量に対するＣｅの酸化物換算の量の比は、質量比で、好ましくは０．００１以上０．９以下、より好ましくは０．０５以上０．７以下、より一層好ましくは０．１以上０．６以下である。
　第１のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物は、Ｃｅ以外の１種又は２種以上のＬｎを含んでいてもよいし、Ｃｅ以外のＬｎを含まなくてもよい。
　耐熱性を向上させる観点から、第１のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物におけるＣｅ以外のＬｎは、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｙ、Ｇｄ及びＳｍから選択することが好ましく、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ及びＹから選択することがより好ましい。
　第１のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物がＣｅ以外のＬｎを含む場合、Ｃｅ以外のＬｎは、Ｚｒ及び／又はＣｅとＯとともに固溶体相を形成していてもよいし、結晶相又は非晶質相である単独相（例えば、Ｃｅ以外のＬｎの酸化物単独相）を形成していてもよいし、固溶体相及び単独相の両方を形成していてもよいが、Ｃｅ以外のＬｎの少なくとも一部は固溶体相を形成していることが好ましい。
　第１のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物がＣｅ以外のＬｎを含む場合、耐熱性を向上させる観点から、第１のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物におけるＣｅ以外のＬｎの酸化物換算の含有率は、第１のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物の質量を基準として、好ましくは１質量％以上４０質量％以下、より好ましくは３質量％以上３０質量％以下、より一層好ましくは５質量％以上２０質量％以下である。「Ｃｅ以外のＬｎの酸化物換算の含有率」は、第１のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物がＣｅ以外の２種以上のＬｎを含む場合には、当該２種以上のＬｎの酸化物換算の合計含有率を意味する。
　別の実施形態に係るＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物（以下「第２のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物」という。）は、Ｚｒと、Ｃｅ以外の１種又は２種以上のＬｎとを含み、Ｃｅを含まない。
　第２のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物において、Ｚｒは、Ｃｅ以外のＬｎ及びＯとともに固溶体相を形成していてもよいし、結晶相又は非晶質相である単独相（例えば、ＺｒＯ２単独相）を形成していてもよいし、固溶体相及び単独相の両方を形成していてもよいが、Ｚｒの少なくとも一部は固溶体相を形成していることが好ましい。
　耐熱性を向上させる観点から、第２のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物におけるＺｒの酸化物換算の含有率は、第２のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物の質量を基準として、好ましくは６０質量％以上９９質量％以下、より好ましくは７０質量％以上９９質量％以下、より一層好ましくは８０質量％以上９５質量％以下である。
　耐熱性を向上させる観点から、第２のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物におけるＣｅ以外のＬｎは、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ及びＰｒから選択することが好ましく、Ｙ、Ｌａ及びＮｄから選択することがより好ましい。
　第２のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物において、Ｃｅ以外のＬｎは、Ｚｒ及びＯとともに固溶体相を形成していてもよいし、結晶相又は非晶質相である単独相（例えば、Ｃｅ以外のＬｎの酸化物単独相）を形成していてもよいし、固溶体相及び単独相の両方を形成していてもよいが、Ｃｅ以外のＬｎの少なくとも一部は固溶体相を形成していることが好ましい。
　耐熱性を向上させる観点から、第２のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物におけるＣｅ以外のＬｎの酸化物換算の含有率は、第２のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物の質量を基準として、好ましくは１質量％以上３０質量％以下、より好ましくは３質量％以上２５質量％以下、より一層好ましくは５質量％以上２０質量％以下である。「Ｃｅ以外のＬｎの酸化物換算の含有率」は、第２のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物がＣｅ以外の２種以上のＬｎを含む場合には、当該２種以上のＬｎの酸化物換算の合計含有率を意味する。
　第１又は第２のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物は、１種又は２種以上のアルカリ金属元素を含んでいてもよい。白金族元素に対する助触媒効果を向上させる観点から、アルカリ土類金属元素は、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａから選択することが好ましい。
　白金族元素に対する助触媒効果を向上させる観点から、第１又は第２のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物におけるアルカリ土類金属元素の酸化物換算の含有率は、第１又は第２のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物の質量を基準として、好ましくは０．１質量％以上１０質量％以下、より好ましくは０．２質量％以上５質量％以下、より一層好ましくは０．５質量％以上３質量％以下である。「アルカリ土類金属元素の酸化物換算の含有率」は、第１又は第２のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物が２種以上のアルカリ土類金属元素を含む場合には、当該２種以上のアルカリ土類金属元素の酸化物換算の合計含有率を意味する。
＜バインダ＞
　バインダとしては、例えば、アルミナ、ジルコニア、チタニア、シリカ、セリア等の無機バインダが挙げられる。
＜アルミニウム元素（Ａｌ）の酸化物換算の含有率＞
　ある層におけるＡｌの酸化物換算の含有率を算出する際、Ａｌ源は、Ａｌを含む酸化物である限り特に限定されない。Ａｌ源としては、例えば、Ａｌ系酸化物、アルミナバインダ等が挙げられる。
　ある層におけるＡｌの酸化物換算の含有率は、当該層が１種のＡｌ源を含む場合には、当該１種のＡｌ源に由来するＡｌの酸化物換算の含有率を意味し、当該層が２種以上のＡｌ源を含む場合には、当該２種以上のＡｌ源に由来するＡｌの酸化物換算の合計含有率を意味する。
　ある層におけるＡｌの酸化物換算の含有率は、例えば、走査型電子顕微鏡－エネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＳＥＭ－ＥＤＸ）を使用して測定することができる。
＜バリウム元素（Ｂａ）の含有率＞
　ある層におけるＢａの含有率を算出する際、Ｂａ源は、Ｂａを含む限り特に限定されない。Ｂａ源としては、例えば、炭酸バリウム、酸化バリウム、バリウムアルミネート、バリウムジルコネート、Ｂａを含むＡｌ系酸化物、Ｂａを含むＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物等が挙げられる。
　ある層におけるＢａの含有率は、当該層が１種のＢａ源を含む場合には、当該１種のＢａ源に由来するＢａの含有率を意味し、当該層が２種以上のＢａ源を含む場合には、当該２種以上のＢａ源に由来するＢａの合計含有率を意味する。Ｂａの含有率は、Ｂａの金属換算の含有率を意味する。
　ある層におけるＢａの含有率は、例えば、走査型電子顕微鏡－エネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＳＥＭ－ＥＤＸ）を使用して測定することができる。
＜ジルコニウム元素（Ｚｒ）の酸化物換算の含有率＞
　ある層におけるＺｒの酸化物換算の含有率を算出する際、Ｚｒ源は、Ｚｒを含む酸化物である限り特に限定されない。Ｚｒ源としては、例えば、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物、Ｚｒを含むＡｌ系酸化物、ジルコニアバインダ等が挙げられる。
　ある層におけるＺｒの酸化物換算の含有率は、当該層が１種のＺｒ源を含む場合には、当該１種のＺｒ源に由来するＺｒの酸化物換算の含有率を意味し、当該層が２種以上のＺｒ源を含む場合には、当該２種以上のＺｒ源に由来するＺｒの酸化物換算の合計含有率を意味する。
　ある層におけるＺｒの酸化物換算の含有率は、例えば、走査型電子顕微鏡－エネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＳＥＭ－ＥＤＸ）を使用して測定することができる。
＜希土類元素（Ｌｎ）の酸化物換算の含有率＞
　ある層におけるＬｎの酸化物換算の含有率を算出する際、Ｌｎ源は、Ｌｎを含む酸化物である限り特に限定されない。Ｌｎ源としては、例えば、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物、Ｌｎを含むＡｌ系酸化物、Ｌｎを含むバインダ（例えば、セリアバインダ）等が挙げられる。なお、Ｌｎ源は、Ｚｒ源とは異なる酸化物である必要はなく、Ｚｒ源と同じ酸化物であってもよい。例えば、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物は、Ｌｎ源であるとともに、Ｚｒ源である。また、Ｚｒ及びＬｎを含むＡｌ系酸化物は、Ｌｎ源であるとともに、Ｚｒ源である。
　ある層におけるＬｎの酸化物換算の含有率は、当該層が１種のＬｎ源を含む場合には、当該１種のＬｎ源に由来するＬｎの酸化物換算の含有率を意味し、当該層が２種以上のＬｎ源を含む場合には、当該２種以上のＬｎ源に由来するＬｎの酸化物換算の合計含有率を意味する。
　ある層におけるＬｎの酸化物換算の含有率は、例えば、走査型電子顕微鏡－エネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＳＥＭ－ＥＤＸ）を使用して測定することができる。
＜セリウム元素（Ｃｅ）の酸化物換算の含有率＞
　ある層におけるＣｅの酸化物換算の含有率を算出する際、Ｃｅ源は、Ｃｅを含む酸化物である限り特に限定されない。Ｃｅ源としては、例えば、Ｃｅを含むＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物、Ｃｅを含むＡｌ系酸化物、セリアバインダ等が挙げられる。なお、Ｃｅ源は、Ｚｒ源とは異なる酸化物である必要はなく、Ｚｒ源と同じ酸化物であってもよい。例えば、Ｃｅを含むＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物は、Ｃｅ源であるとともに、Ｚｒ源である。また、Ｚｒ及びＣｅを含むＡｌ系酸化物は、Ｃｅ源であるとともに、Ｚｒ源である。
　ある層におけるＣｅの酸化物換算の含有率は、当該層が１種のＣｅ源を含む場合には、当該１種のＣｅ源に由来するＣｅの酸化物換算の含有率を意味し、当該層が２種以上のＣｅ源を含む場合には、当該２種以上のＣｅ源に由来するＣｅの酸化物換算の合計含有率を意味する。
　ある層におけるＣｅの酸化物換算の含有率は、例えば、走査型電子顕微鏡－エネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＳＥＭ－ＥＤＸ）を使用して測定することができる。
＜セリウム元素（Ｃｅ）以外の希土類元素（Ｌｎ）の酸化物換算の含有率＞
　ある層におけるＣｅ以外のＬｎの酸化物換算の含有率を算出する際、Ｃｅ以外のＬｎ源は、Ｃｅ以外のＬｎを含む酸化物である限り特に限定されない。Ｃｅ以外のＬｎ源としては、例えば、Ｃｅ以外のＬｎを含むＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物、Ｃｅ以外のＬｎを含むＡｌ系酸化物等が挙げられる。なお、Ｃｅ以外のＬｎ源は、Ｚｒ源とは異なる酸化物である必要はなく、Ｚｒ源と同じ酸化物であってもよい。例えば、Ｃｅ以外のＬｎを含むＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物は、Ｃｅ以外のＬｎ源であるとともに、Ｚｒ源である。また、Ｚｒ及びＣｅ以外のＬｎを含むＡｌ系酸化物は、Ｃｅ以外のＬｎ源であるとともに、Ｚｒ源である。
　ある層におけるＣｅ以外のＬｎの酸化物換算の含有率は、当該層が１種のＣｅ以外のＬｎ源を含む場合には、当該１種のＣｅ以外のＬｎ源に由来するＣｅ以外のＬｎの酸化物換算の含有率を意味し、当該層が２種以上のＣｅ以外のＬｎ源を含む場合には、当該２種以上のＣｅ以外のＬｎ源に由来するＣｅ以外のＬｎの酸化物換算の合計含有率を意味する。
　ある層におけるＣｅ以外のＬｎの含有率は、例えば、走査型電子顕微鏡－エネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＳＥＭ－ＥＤＸ）を使用して測定することができる。
≪排ガス浄化用触媒≫
　以下、本発明の排ガス浄化用触媒について説明する。
＜第１の実施形態＞
　以下、図１～４に基づいて、本発明の第１の実施形態に係る排ガス浄化用触媒１Ａについて説明する。
　図１に示すように、排ガス浄化用触媒１Ａは、内燃機関の排気管Ｐ内の排気通路に配置されている。内燃機関は、例えば、ガソリンエンジンである。内燃機関は、リーンバーンエンジンであってもよい。内燃機関から排出された排ガスは、排気管Ｐの一端から他端に向けて排気管Ｐ内の排気通路を流通し、排気管Ｐ内に設けられた排ガス浄化用触媒１Ａで浄化される。図面において、排ガス流通方向は、符号Ｘで示されている。排ガス流通方向Ｘの上流側を「排ガス流入側」、排ガス流通方向Ｘの下流側を「排ガス流出側」という場合がある。
　図２～４に示すように、排ガス浄化用触媒１Ａは、基材１０と、基材１０上に設けられた触媒層２０Ａとを備える。
　基材１０を構成する材料は、排ガス浄化用触媒の基材の材料として一般的に使用されている材料から適宜選択することができる。基材１０を構成する材料は、基材１０が例えば４００℃以上の排ガスに曝露された場合にも基材１０が安定した形状を有し得る材料であることが好ましい。基材１０の材料としては、例えば、コージェライト、炭化ケイ素、チタン酸アルミニウム等のセラミックス、ステンレス鋼等の合金等が挙げられる。
　基材１０は、例えば、ハニカム構造体である。
　図２～４に示すように、基材１０は、基材１０の外形を規定する筒状部１１と、筒状部１１内に設けられた隔壁部１２と、隔壁部１２によって仕切られたセル１３とを有する。
　図２に示すように、筒状部１１の形状は、例えば、円筒状であるが、楕円筒状、多角筒状等のその他の形状であってもよい。
　図２～４に示すように、隣接するセル１３の間には、隔壁部１２が存在し、隣接するセル１３は、隔壁部１２によって仕切られている。隔壁部１２は、多孔質であることが好ましい。隔壁部１２の厚みは、例えば２０μｍ以上１５００μｍ以下である。
　図４に示すように、セル１３は、排ガス流通方向Ｘに延在しており、排ガス流入側の端部及び排ガス流出側の端部を有する。
　図４に示すように、セル１３の排ガス流入側の端部及び排ガス流出側の端部はともに開口している。したがって、セル１３の排ガス流入側の端部（開口部）から流入した排ガスは、セル１３の排ガス流出側の端部（開口部）から流出する。このような様式は、フロースルー型と呼ばれる。
　図２及び３に示すように、セル１３の排ガス流入側の端部（開口部）の平面視形状は、四角形であるが、六角形、八角形等のその他の形状であってもよい。セル１３の排ガス流出側の端部（開口部）の平面視形状も同様である。
　基材１０の１平方インチあたりのセル密度は、例えば２００セル以上１０００セル以下である。基材１０の１平方インチあたりのセル密度は、基材１０を排ガス流通方向Ｘと垂直な平面で切断して得られた断面における１平方インチあたりのセル１３の合計個数である。
　基材１０の体積は、例えば０．１Ｌ以上２０Ｌ以下である。基材１０の体積は、基材１０の見かけの体積を意味する。基材１０が円柱状である場合、基材１０の外径を２ｒとし、基材１０の長さをＬとすると、基材１０の体積は、式：基材１０の体積＝π×ｒ２×Ｌで表される。
　図４に示すように、触媒層２０Ａは、基材１０の隔壁部１２上に設けられている。触媒層２０Ａは、隔壁部１２上に直接設けられていてもよいし、他の層を介して隔壁部１２上に設けられていてもよい。
　図４に示すように、触媒層２０Ａは、隔壁部１２の排ガス流入側の端部から隔壁部１２の排ガス流出側の端部まで排ガス流通方向Ｘに沿って延在している。触媒層２０Ａは、隔壁部１２の排ガス流出側の端部に至らないように、隔壁部１２の排ガス流入側の端部から排ガス流通方向Ｘに沿って延在していてもよいし、隔壁部１２の排ガス流入側の端部に至らないように、隔壁部１２の排ガス流出側の端部から排ガス流通方向Ｘとは反対の方向に沿って延在していてもよい。
　触媒の昇温性と浄化性能とのバランスを図る観点から、基材１０の単位体積当たりの触媒層２０Ａの質量（乾燥及び焼成後の質量）は、好ましくは５０ｇ／Ｌ以上５００ｇ／Ｌ以下、より好ましくは７０ｇ／Ｌ以上４００ｇ／Ｌ以下、より一層好ましくは９０ｇ／Ｌ以上３００ｇ／Ｌ以下である。
　図４に示すように、触媒層２０Ａは、第１の層２１と、第２の層２２とを備える。
＜第１の層＞
　以下、第１の層２１について説明する。
　第１の層２１は、第１の白金族元素と、アルミニウム元素を含む酸化物（Ａｌ系酸化物）と、バリウム元素（Ｂａ）とを含む。
　第１の層２１に含まれる第１の白金族元素は、白金族元素群から選択された１種又は２種以上の元素で構成される。
　第１の白金族元素は、触媒活性成分として機能し得る形態、例えば、金属、合金、化合物（例えば、酸化物）等の形態で第１の層２１に含まれる。第１の白金族元素を含む触媒活性成分は、排ガス浄化性能を向上させる観点から、粒子状であることが好ましい。
　第１の層２１に含まれるＢａは、Ｐｄの助触媒として作用し、排ガス浄化性能を向上させる。したがって、第１の白金族元素は、Ｐｄを含むことが好ましい。第１の層２１がＰｄを含む場合、特に、低温の排ガス浄化性能が向上する。第１の層２１がＰｄを含み、第２の層２２がＲｈを含む場合、この効果は顕著である。なお、本明細書において、「低温」は、通常１００℃以上５００℃以下、好ましくは１５０℃以上４００℃以下を意味する。
　第１の白金族元素がＰｄを含む場合、ＰｄとＰｄ以外の白金族元素との合金化によるＰｄの不活性化を防止する観点から、第１の層２１におけるＰｄ以外の白金族元素のモル基準の合計含有率は、Ｐｄのモル基準の含有率よりも少ないことが好ましい。第１の層２１において、Ｐｄのモル量に対するＰｄ以外の白金族元素の合計モル量の比は、０．２以下であることが好ましい。下限はゼロである。
　第１の白金族元素を含む触媒活性成分は、Ａｌ系酸化物に担持されていることが好ましい。「担持」は、第１の白金族元素を含む触媒活性成分が、Ａｌ系酸化物の外表面又は細孔内表面に物理的又は化学的に吸着又は保持されている状態を意味する。第１の白金族元素を含む触媒活性成分がＡｌ系酸化物に担持されていることは、例えば、ＳＥＭ－ＥＤＸを使用して確認することができる。
　排ガス浄化性能とコストとのバランスを図る観点から、第１の層２１における第１の白金族元素の含有率は、第１の層２１の質量を基準として、好ましくは０．０１質量％以上１５質量％以下、より好ましくは０．０５質量％以上１０質量％以下、より一層好ましくは０．１質量％以上７．５質量％以下である。第１の白金族元素の含有率は、第１の白金族元素が２種以上の元素で構成される場合には、当該２種以上の元素の合計含有率を意味する。第１の白金族元素の質量は、金属換算の質量である。
　第１の層２１に含まれるＡｌ系酸化物は、第１及び第２のＡｌ系酸化物から選択することができる。第１の層２１は、第１及び第２のＡｌ系酸化物のうち、一方を含んでいていてもよいし、両方を含んでいてもよい。
　触媒の比表面積を担保する観点から、第１の層２１におけるＡｌの酸化物換算の含有率は、第１の層２１の質量を基準として、好ましくは１５質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、より一層好ましくは２５質量％以上である。また、酸素貯蔵能を担保する観点から、第１の層２１におけるＡｌの酸化物換算の含有率は、第１の層２１の質量を基準として、好ましくは８０質量％以下、より好ましくは７０質量％以下、より一層好ましくは６０質量％以下である。これらの上限値はそれぞれ、上記の下限値のいずれと組み合わせてもよい。第１の層２１におけるＡｌの酸化物換算の質量のうち、Ａｌ系酸化物に由来するＡｌの酸化物換算の質量が占める割合は、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、より一層好ましくは９０質量％以上である。当該割合の上限は１００質量％である。
　第１の層２１に含まれるＢａ源としては、例えば、炭酸バリウム、酸化バリウム、バリウムアルミネート、バリウムジルコネート等が挙げられる。Ｂａ源は、Ｂａを含むＡｌ系酸化物、Ｂａを含むＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物等であってもよい。
　Ｐｄに対する助触媒効果を高める観点から、第１の層２１におけるＢａの含有率は、第１の層２１の質量を基準として、好ましくは３質量％以上、より好ましくは５質量％以上、より一層好ましくは８質量％以上である。また、ＢａとＡｌ系酸化物又はＺｒ－Ｌｎ系酸化物との反応による耐熱性の低下を抑制する観点から、第１の層２１におけるＢａの含有率は、第１の層２１の質量を基準として、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、より一層好ましくは１５質量％以下である。これらの上限値はそれぞれ、上記の下限値のいずれと組み合わせてもよい。Ｂａの質量は、金属換算の質量である（本明細書を通じて同様）。
　第１の白金族元素がＰｄを含み、第２の白金族元素がＲｈを含む場合、第１の層２１におけるＢａの含有率は、第１の層２１の質量を基準として、好ましくは８質量％以上、より好ましくは１０質量％以上、より一層好ましくは１２質量％以上である。なお、上限は上記と同様である。上記の上限値はそれぞれ、上記の下限値のいずれと組み合わせてもよい。ＢａはＮＯｘを吸蔵する一方、ＲｈはＮＯｘ浄化性能を有する。したがって、Ｂａに吸蔵されたＮＯｘは、Ｒｈにより浄化される。第１の層２１におけるＢａの含有率が上記範囲であると、この効果が顕著である。
　第１の層２１は、１種又は２種以上のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物を含んでいてもよいし、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物を含まなくてもよい。第１の層２１がＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物を含む場合、第１の白金族元素を含む触媒活性成分はＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物に担持されていてもよい。担持の意義及びは担持されていることの確認方法は、上記と同様である。
　第１の層２１に含まれるＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物は、第１及び第２のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物から選択することができる。第１の層２１は、第１及び第２のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物のうち、一方を含んでいていてもよいし、両方を含んでいてもよい。
　第１の層２１がＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物を含む場合、耐熱性を向上させる観点から、第１の層２１におけるＺｒ及びＬｎの酸化物換算の合計含有率は、第１の層２１の質量を基準として、好ましくは１０質量％以上８０質量％以下、より好ましくは２０質量％以上７５質量％以下、より一層好ましくは３０質量％以上６５質量％以下である。第１の層２１におけるＺｒ及びＬｎの酸化物換算の合計質量のうち、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物に由来するＺｒ及びＬｎの酸化物換算の合計質量が占める割合は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、より一層好ましくは７０質量％以上である。当該割合の上限は１００質量％である。
　第１の層２１がＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物を含む場合、耐熱性を向上させる観点から、第１の層２１におけるＺｒの酸化物換算の含有率は、第１の層２１の質量を基準として、好ましくは５質量％以上６０質量％以下、より好ましくは１０質量％以上４０質量％以下、より一層好ましくは１５質量％以上３０質量％以下である。第１の層２１におけるＺｒの酸化物換算の質量のうち、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物に由来するＺｒの酸化物換算の質量が占める割合は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、より一層好ましくは７０質量％以上である。当該割合の上限は１００質量％である。
　第１の層２１がＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物を含む場合、耐熱性を向上させる観点から、第１の層２１におけるＬｎの酸化物換算の含有率は、第１の層２１の質量を基準として、好ましくは５質量％以上６０質量％以下、より好ましくは１０質量％以上５０質量％以下、より一層好ましくは２０質量％以上４０質量％以下である。第１の層２１におけるＬｎの酸化物換算の質量のうち、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物に由来するＬｎの酸化物換算の質量が占める割合は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、より一層好ましくは７０質量％以上である。当該割合の上限は１００質量％である。
　第１の層２１が、Ｃｅを含むＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物を含む場合、酸素貯蔵能を向上させる観点から、第１の層２１におけるＣｅの酸化物換算の含有率は、第１の層２１の質量を基準として、好ましくは５質量％以上５０質量％以下、より好ましくは１０質量％以上４０質量％以下、より一層好ましくは１５質量％以上３０質量％以下である。第１の層２１におけるＣｅの酸化物換算の質量のうち、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物に由来するＣｅの酸化物換算の質量が占める割合は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、より一層好ましくは７０質量％以上である。当該割合の上限は１００質量％である。
　第１の層２１が、Ｃｅ以外のＬｎを含むＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物を含む場合、耐熱性を向上させる観点から、第１の層２１におけるＣｅ以外のＬｎの酸化物換算の含有率は、第１の層２１の質量を基準として、好ましくは１質量％以上１５質量％以下、より好ましくは１．５質量％以上１０質量％以下、より一層好ましくは２．０質量％以上７．５質量％以下である。第１の層２１におけるＣｅ以外のＬｎの酸化物換算の質量のうち、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物に由来するＣｅ以外のＬｎの酸化物換算の質量が占める割合は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、より一層好ましくは７０質量％以上である。当該割合の上限は１００質量％である。
　図４に示すように、第１の層２１は、基材１０と第２の層２２との間に位置する。すなわち、第１の層２１は、第２の層２２の下側に設けられている。「第１の層２１が第２の層２２の下側に設けられている」という表現は、第１の層２１の２つの主面のうち、基材１０の隔壁部１２側の主面とは反対側の主面上に、第２の層２２の一部又は全部が存在することを意味する。「第１の層２１の主面」は、排ガス流通方向Ｘに延在する、第１の層２１の外表面を意味する。第２の層２２は、第１の層２１の主面上に直接設けられていてもよいし、他の層を介して設けられていてもよい。第１の層２１は、隔壁部１２上に直接設けられていてもよいし、他の層を介して隔壁部１２上に設けられていてもよい。
　第１の層２１は、第２の層２２の上側に設けられていてもよい。「第１の層２１が第２の層２２の上側に設けられている」という表現は、第２の層２２の２つの主面のうち、基材１０の隔壁部１２側の主面とは反対側の主面上に、第１の層２１の一部又は全部が存在することを意味する。「第２の層２２の主面」は、排ガス流通方向Ｘに延在する、第２の層２２の外表面を意味する。第１の層２１は、第２の層２２の主面上に直接設けられていてもよいし、他の層を介して設けられていてもよい。
　但し、第１の層２１が第２の層２２の上側に設けられている場合、第１の層２１に含まれるＢａが溶出して第２の層２２に混入し、第２の層２２に含まれるＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物のシンタリングを促進するおそれがある。したがって、第１の層２１は、第２の層２２の下側に設けられていることが好ましい。これにより、第１の層２１に含まれるＢａが溶出して第２の層２２に混入し、第２の層２２に含まれるＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物のシンタリングを促進することが防止される。その結果、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物の酸素吸放出性能が向上するとともに、第２の層２２における第２の白金族元素の分散性が向上し、ひいては、排ガス浄化性能が向上する。特に、高温環境に曝露された後の排ガス浄化性能が向上する。なお、本明細書において、「高温」は、低温を超える温度を意味する。
＜第２の層＞
　以下、第２の層２２について説明する。
　第２の層２２は、第２の白金族元素と、ジルコニウム元素及び希土類元素を含む複合酸化物（Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物）とを含む。
　第２の層２２に含まれる第２の白金族元素は、白金族元素群から選択された１種又は２種以上の元素で構成される。
　第２の白金族元素は、触媒活性成分として機能し得る形態、例えば、金属、合金、化合物（例えば、酸化物）等の形態で第２の層２２に含まれる。第２の白金族元素を含む触媒活性成分は、排ガス浄化性能を向上させる観点から、粒子状であることが好ましい。
　第２の層２２におけるＡｌの酸化物換算の含有率は１５質量％未満であるため、Ｒｈは還元されやすくなる。また、第２の層２２におけるＢａの含有率は３質量％未満であるが、Ｒｈは、Ｂａの共存なしに、排ガス浄化性能を発揮する。したがって、第２の白金族元素は、Ｒｈを含むことが好ましい。第２の層２２がＲｈを含む場合、特に、低温の排ガス浄化性能が向上する。第１の層２１がＰｄを含み、第２の層２２がＲｈを含む場合、この効果は顕著である。
　第２の白金族元素がＲｈを含む場合、ＲｈとＲｈ以外の白金族元素との合金化によるＲｈの不活性化を防止する観点から、第２の層２２におけるＲｈ以外の白金族元素のモル基準の合計含有率は、Ｒｈのモル基準の含有率よりも少ないことが好ましい。第２の層２２において、Ｒｈのモル量に対するＲｈ以外の白金族元素の合計モル量の比は、０．２以下であることが好ましい。下限はゼロである。
　第２の白金族元素を含む触媒活性成分は、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物に担持されていることが好ましい。担持の意義及びは担持されていることの確認方法は、上記と同様である。
　排ガス浄化性能とコストとをバランスよく実現する観点から、第２の層２２における第２の白金族元素の含有率は、第２の層２２の質量を基準として、好ましくは０．０１質量％以上１０質量％以下、より好ましくは０．０５質量％以上７．５質量％以下、より一層好ましくは０．１質量％以上５．０質量％以下である。第２の白金族元素の含有率は、第２の白金族元素が２種以上の元素で構成される場合には、当該２種以上の元素の合計含有率を意味する。第２の白金族元素の質量は、金属換算の質量である。
　第２の層２２は、１種のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物を含んでいてもよいし、２種以上のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物を含んでいてもよい。第２の層２２は、第１のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物及び第２のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物のうち、一方を含んでいてもよいし、両方を含んでいてもよい。
　耐熱性を向上させる観点から、第２の層２２におけるＺｒ及びＬｎの酸化物換算の合計含有率は、第２の層２２の質量を基準として、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、より一層好ましくは９５質量％以上である。また、白金族元素、助触媒成分等の他の成分の量を確保する観点から、第２の層におけるＺｒ及びＬｎの酸化物換算の合計含有率は、第２の層の質量を基準として、好ましくは９９．９質量％以下、より好ましくは９９．８質量％以下、より一層好ましくは９９．７質量％以下である。これらの上限値はそれぞれ、上記の下限値のいずれと組み合わせてもよい。第２の層２２におけるＺｒ及びＬｎの酸化物換算の合計質量のうち、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物に由来するＺｒ及びＬｎの酸化物換算の合計質量が占める割合は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、より一層好ましくは７０質量％以上である。当該割合の上限は１００質量％である。
　耐熱性を向上させる観点から、第２の層２２におけるＺｒの酸化物換算の含有率は、第２の層２２の質量を基準として、好ましくは３０質量％以上９５質量％以下、より好ましくは４０質量％以上９０質量％以下、より一層好ましくは５０質量％以上８５質量％以下である。第２の層２２におけるＺｒの酸化物換算の質量のうち、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物に由来するＺｒの酸化物換算の質量が占める割合は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、より一層好ましくは７０質量％以上である。当該割合の上限は１００質量％である。
　第２の層２２が、Ｃｅを含むＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物を含む場合、酸素貯蔵能を向上させる観点から、第２の層２２におけるＣｅの酸化物換算の含有率は、第２の層２２の質量を基準として、好ましくは１質量％以上５０質量％以下、より好ましくは３質量％以上３０質量％以下、より一層好ましくは６質量％以上２０質量％以下である。第２の層２２におけるＣｅの酸化物換算の質量のうち、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物に由来するＣｅの酸化物換算の質量が占める割合は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、より一層好ましくは７０質量％以上である。当該割合の上限は１００質量％である。
　第２の層２２が、Ｃｅ以外のＬｎを含むＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物を含む場合、耐熱性を向上させる観点から、第２の層２２におけるＣｅ以外のＬｎの酸化物換算の含有率は、第２の層２２の質量を基準として、好ましくは１質量％以上３０質量％以下、より好ましくは２質量％以上２０質量％以下、より一層好ましくは３質量％以上１５質量％以下である。第２の層２２におけるＣｅ以外のＬｎの酸化物換算の質量のうち、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物に由来するＣｅ以外のＬｎの酸化物換算の質量が占める割合は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、より一層好ましくは７０質量％以上である。当該割合の上限は１００質量％である。
　第２の層２２は、Ａｌ系酸化物及び／又はＢａを含んでいてもよい。第２の層２２がＡｌ系酸化物を含む場合、第２の白金族元素を含む触媒活性成分はＡｌ系酸化物に担持されていてもよい。担持の意義及びは担持されていることの確認方法は、上記と同様である。
　第２の層２２に含まれるＡｌ系酸化物は、第１及び第２のＡｌ系酸化物から選択することができる。第２の層２２は、第１及び第２のＡｌ系酸化物のうち、一方を含んでいていてもよいし、両方を含んでいてもよい。
　ＡｌによるＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物のシンタリングの促進を防止し、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物の酸素吸放出性能を向上させるとともに、第２の層２２における第２の白金族元素の分散性を向上させ、ひいては、排ガス浄化性能（特に、高温環境に曝露された後の排ガス浄化性能）を向上させる観点から、第２の層２２におけるＡｌの酸化物換算の含有率は、第２の層２２の質量を基準として、好ましくは１５質量％未満、より好ましくは５質量％以下、より一層好ましくは１質量％以下である。第２の層２２におけるＡｌの酸化物換算の含有率の下限はゼロである。第２の層２２におけるＡｌの酸化物換算の含有率は、第２の層２２の質量を基準として、例えば、０．０１質量％以上、０．１質量％以上又は０．５質量％以上であってもよい。これらの下限値はそれぞれ、上記の上限値のいずれと組み合わせてもよい。
　Ｂａ源としては、例えば、炭酸バリウム、酸化バリウム、硝酸バリウム、バリウムアルミネート、バリウムジルコネート等が挙げられる。Ｂａ源は、Ｂａを含むＡｌ系酸化物、Ｂａを含むＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物等であってもよい。
　ＢａによるＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物のシンタリングの促進を防止し、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物の酸素吸放出性能を向上させるとともに、第２の層２２における第２の白金族元素の分散性を向上させ、ひいては、排ガス浄化性能（特に、高温環境に曝露された後の排ガス浄化性能）を向上させる観点から、第２の層２２におけるＢａの含有率は、第２の層２２の質量を基準として、好ましくは３質量％未満、より好ましくは１.５質量％以下、より一層好ましくは０．５質量％以下である。第２の層２２におけるＢａの含有率の下限はゼロである。第２の層２２におけるＢａの含有率は、第２の層２２の質量を基準として、例えば、０．０１質量％以上、０．０５質量％以上又は０．１質量％以上であってもよい。これらの下限値はそれぞれ、上記の上限値のいずれと組み合わせてもよい。
　図４に示すように、第２の層２２は、触媒層２０Ａの最外層である。「最外層」は、触媒層２０Ａの２つの主面のうち、基材１０の隔壁部１２側の主面とは反対側の主面を形成する層を意味する。
　第２の層２２の上側には別の層が設けられていてもよいが（この場合、当該別の層が最外層となる）、第２の層２２に含まれる白金族元素と排ガスとの接触効率を向上させ、排ガス浄化性能を向上させる観点から、第２の層２２が最外層であることが好ましい。
＜触媒層の形成方法＞
　以下、触媒層２０Ａの形成方法について説明する。
　基材１０と、第１の層２１を形成するためのスラリーと、第２の層２２を形成するためのスラリーとを準備する。
　第１の層２１及び第２の層２２を形成するためのスラリーの組成は、それぞれ、第１の層２１及び第２の層２２の組成に応じて調整される。スラリーは、例えば、白金族元素の供給源、Ｂａの供給源、Ａｌ系酸化物、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物、バインダ、溶媒等を含む。貴金属元素の供給源としては、例えば、貴金属元素の塩が挙げられ、貴金属元素の塩としては、例えば、硝酸塩、アンミン錯体塩、酢酸塩、塩化物等が挙げられる。Ｂａの供給源としては、例えば、炭酸バリウム、硝酸バリウム、酢酸バリウム等が挙げられる。バインダとしては、例えば、アルミナゾル、ジルコニアゾル、チタニアゾル、シリカゾル、セリアゾル等が挙げられる。溶媒としては、例えば、水、有機溶媒等が挙げられる。
　第１の層２１を形成するためのスラリーを基材１０に塗布し、乾燥させ、焼成した後、第２の層２２を形成するためのスラリーを基材１０に塗布し、乾燥させ、焼成することにより、触媒層２０Ａを形成することができる。スラリーの塗布は、例えば、基材１０の全体を、スラリー中に浸漬することにより、あるいは、基材１０の排ガス流入側又は排ガス流出側の端部を、スラリー中に浸漬し、反対側からスラリーを吸引することにより行うことができる。乾燥温度は、例えば５０℃以上２００℃以下、乾燥時間は、例えば０．１時間以上１２時間以下、焼成温度は、例えば４００℃以上７００℃以下、焼成時間は、例えば０．５時間以上８時間以下である。焼成は、例えば、大気雰囲気下で行うことができる。
＜第２の実施形態＞
　以下、図５に基づいて、本発明の第２の実施形態に係る排ガス浄化用触媒１Ｂについて説明する。排ガス浄化用触媒１Ｂにおいて、排ガス浄化用触媒１Ａと同一の部材及び部分は、排ガス浄化用触媒１Ａと同一の符号で示されている。別段規定される場合を除き、排ガス浄化用触媒１Ａに関する上記説明は、排ガス浄化用触媒１Ｂにも適用される。
　図５に示すように、排ガス浄化用触媒１Ｂは、触媒層２０Ｂを備える点で、排ガス浄化用触媒１Ａと相違する。
　図５に示すように、触媒層２０Ｂは、第３の層２３を備える点で、触媒層２０Ａと相違する。別段規定される場合を除き、触媒層２０Ａに関する上記説明は、触媒層２０Ｂにも適用される。
　酸素吸放出性能を十分に発揮させる観点から、図５に示すように、第３の層２３は、第１の層２１と第２の層２２との間に位置することが好ましい。
　第３の層２３は、第３の白金族元素を含む。
　第３の白金族元素は、白金族元素群から選択された１種又は２種以上の元素で構成される。
　第３の白金族元素は、触媒活性成分として機能し得る形態、例えば、金属、合金、化合物（例えば、酸化物）等の形態で第３の層２３に含まれる。第３の白金族元素を含む触媒活性成分は、排ガス浄化性能を向上させる観点から、粒子状であることが好ましい。
　酸素吸放出性能を十分に発揮させる観点から、第３の白金族元素は、Ｐｄを含むことが好ましい。
　第３の白金族元素がＰｄを含む場合、ＰｄとＰｄ以外の白金族元素との合金化によるＰｄの不活性化を防止する観点から、第３の層２３におけるＰｄ以外の白金族元素のモル基準の合計含有率は、Ｐｄのモル基準の含有率よりも少ないことが好ましい。第３の層２３において、Ｐｄのモル量に対するＰｄ以外の白金族元素の合計モル量の比は、０．２以下であることが好ましい。下限はゼロである。
　第３の白金族元素は、Ａｌ系酸化物及び／又はＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物に担持されていることが好ましい。担持の意義及びは担持されていることの確認方法は、上記と同様である。
　排ガス浄化性能とコストとをバランスよく実現する観点から、第３の層２３における第３の白金族元素の含有率は、第３の層２３の質量を基準として、好ましくは０．０１質量％以上１０質量％以下、より好ましくは０．０５質量％以上７．５質量％以下、より一層好ましくは０．１質量％以上５．０質量％以下である。第３の白金族元素の含有率は、第３の白金族元素が２種以上の元素で構成される場合には、当該２種以上の元素の合計含有率を意味する。第３の白金族元素の質量は、金属換算の質量である。
　第３の層２３は、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物を含むことが好ましい。第３の層２３に含まれるＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物は、第１及び第２のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物から選択することができる。第３の層２３は、第１及び第２のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物のうち、一方を含んでいていてもよいし、両方を含んでいてもよい。
　第３の層２３がＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物を含む場合、耐熱性を向上させる観点から、第３の層２３におけるＺｒ及びＬｎの酸化物換算の合計含有率は、第３の層２３の質量を基準として、好ましくは８０質量％以上９９．９質量％以下、より好ましくは９０質量％以上９９．７質量％以下、より一層好ましくは９５質量％以上９９．５質量％以下である。第３の層２３におけるＺｒ及びＬｎの酸化物換算の合計質量のうち、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物に由来するＺｒ及びＬｎの酸化物換算の合計質量が占める割合は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、より一層好ましくは７０質量％以上である。当該割合の上限は１００質量％である。
　第３の層２３がＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物を含む場合、耐熱性を向上させる観点から、第３の層２３におけるＺｒの酸化物換算の含有率は、第３の層２３の質量を基準として、好ましくは２０質量％以上９０質量％以下、より好ましくは３０質量％以上８０質量％以下、より一層好ましくは３５質量％以上７０質量％以下である。第３の層２３におけるＺｒの酸化物換算の質量のうち、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物に由来するＺｒの酸化物換算の質量が占める割合は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、より一層好ましくは７０質量％以上である。当該割合の上限は１００質量％である。
　第３の層２３がＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物を含む場合、耐熱性を向上させる観点から、第３の層２３におけるＬｎの酸化物換算の含有率は、第３の層２３の質量を基準として、好ましくは１０質量％以上８０質量％以下、より好ましくは２０質量％以上７０質量％以下、より一層好ましくは３０質量％以上６０質量％以下である。第３の層２３におけるＬｎの酸化物換算の質量のうち、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物に由来するＬｎの酸化物換算の質量が占める割合は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、より一層好ましくは７０質量％以上である。当該割合の上限は１００質量％である。
　第３の層２３が、Ｃｅを含むＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物を含む場合、酸素貯蔵能を向上させる観点から、第３の層２３におけるＣｅの酸化物換算の含有率は、第３の層２３の質量を基準として、好ましくは５質量％以上８０質量％以下、より好ましくは１０質量％以上７０質量％以下、より一層好ましくは２０質量％以上６０質量％以下である。第３の層２３におけるＣｅの酸化物換算の質量のうち、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物に由来するＣｅの酸化物換算の質量が占める割合は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、より一層好ましくは７０質量％以上である。当該割合の上限は１００質量％である。
　第３の層２３が、Ｃｅ以外のＬｎを含むＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物を含む場合、耐熱性を向上させる観点から、第３の層２３におけるＣｅ以外のＬｎの酸化物換算の含有率は、第３の層２３の質量を基準として、好ましくは１．０質量％以上４０質量％以下、より好ましくは２．５質量％以上３０質量％以下、より一層好ましくは４.０質量％以上２０質量％以下である。第３の層２３におけるＣｅ以外のＬｎの酸化物換算の質量のうち、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物に由来するＣｅ以外のＬｎの酸化物換算の質量が占める割合は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、より一層好ましくは７０質量％以上である。当該割合の上限は１００質量％である。
　第３の層２３は、Ａｌ系酸化物を含んでいてもよい。
　第３の層２３に含まれるＡｌ系酸化物は、第１及び第２のＡｌ系酸化物から選択することができる。第３の層２３は、第１及び第２のＡｌ系酸化物のうち、一方を含んでいていてもよいし、両方を含んでいてもよい。
　ＡｌによるＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物のシンタリングの促進を防止し、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物の酸素吸放出性能を向上させるとともに、第３の層２３における第３の白金族元素の分散性を向上させ、ひいては、排ガス浄化性能（特に、高温環境に曝露された後の排ガス浄化性能）を向上させる観点から、第３の層２３におけるＡｌの酸化物換算の含有率は、第３の層２３の質量を基準として、好ましくは１５質量％未満、より好ましくは５質量％以下、より一層好ましくは１質量％以下である。第３の層２３におけるＡｌの酸化物換算の含有率の下限はゼロである。第３の層２３におけるＡｌの酸化物換算の含有率は、第３の層２３の質量を基準として、例えば、０．０１質量％以上、０．１質量％以上又は０．５質量％以上であってもよい。これらの下限値はそれぞれ、上記の上限値のいずれと組み合わせてもよい。
　第３の層２３は、Ｂａを含んでいてもよい。Ｂａは、例えば、炭酸バリウム、酸化バリウム、硝酸バリウム、バリウムアルミネート、バリウムジルコネート等の形態で第３の層２３に含まれ得る。第３の層２３に含まれるＢａ源は、Ｂａを含むＡｌ系酸化物、Ｂａを含むＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物等であってもよい。
　ＢａによるＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物のシンタリングの促進を防止し、Ｚｒ－Ｌｎ系複合酸化物の酸素吸放出性能を向上させるとともに、第３の層２３における第３の白金族元素の分散性を向上させ、ひいては、排ガス浄化性能（特に、高温環境に曝露された後の排ガス浄化性能）を向上させる観点から、第３の層２３におけるＢａの含有率は、第３の層２３の質量を基準として、好ましくは８質量％以下、より好ましくは６質量％以下、より一層好ましくは３質量％未満、より一層好ましくは１質量％以下、より一層好ましくは０．５質量％以下である。第３の層２３におけるＢａの含有率の下限はゼロである。第３の層２３におけるＢａの含有率は、第３の層２３の質量を基準として、例えば、０．０１質量％以上、０．０５質量％以上又は０．１質量％以上であってもよい。これらの下限値はそれぞれ、上記の上限値のいずれと組み合わせてもよい。
　以下、触媒層２０Ｂの形成方法について説明する。別段規定される場合を除き、触媒層２０Ａの形成方法に関する上記説明は、触媒層２０Ｂの形成方法にも適用される。
　基材１０と、第１の層２１を形成するためのスラリーと、第２の層２２を形成するためのスラリーと、第３の層２３を形成するためのスラリーとを準備する。
　第１の層２１、第２の層２２及び第３の層２３を形成するためのスラリーの組成は、それぞれ、第１の層２１、第２の層２２及び第３の層２３の組成に応じて調整される。
　第１の層２１を形成するためのスラリーを基材１０に塗布し、乾燥させ、焼成し、次いで、第３の層２３を形成するためのスラリーを基材１０に塗布し、乾燥させ、焼成し、次いで、第２の層２２を形成するためのスラリーを基材１０に塗布し、乾燥させ、焼成することにより、触媒層２０Ｂを形成することができる。
＜第３の実施形態＞
　以下、図６に基づいて、本発明の第３の実施形態に係る排ガス浄化用触媒１Ｃについて説明する。排ガス浄化用触媒１Ｃにおいて、排ガス浄化用触媒１Ａと同一の部材及び部分は、排ガス浄化用触媒１Ａと同一の符号で示されている。別段規定される場合を除き、排ガス浄化用触媒１Ａに関する上記説明は、排ガス浄化用触媒１Ｃにも適用される。
　図６に示すように、排ガス浄化用触媒１Ｃは、
　基材１０に、一部のセル１３の排ガス流出側の端部を封止する第１の封止部１４、及び、残りのセル１３の排ガス流入側の端部を封止する第２の封止部１５が設けられており、これにより、一部のセル１３が、排ガス流入側の端部が開口しており、排ガス流出側の端部が第１の封止部１４で閉塞されている流入側セル１３ａとなっており、残りのセル１３が、排ガス流入側の端部が第２の封止部１５で閉塞されており、排ガス流出側の端部が開口している流出側セル１３ｂとなっている点、並びに、
　基材１０の隔壁部１２の流入側セル１３ａ側に触媒層３０が設けられており、基材１０の隔壁部１２の流出側セル１３ｂ側に触媒層２０Ａが設けられている点
で、排ガス浄化用触媒１Ａと相違する。
　図６に示すように、１個の流入側セル１３ａの周りには、複数（例えば４つ）の流出側セル１３ｂが隣接するように配置されており、流入側セル１３ａと、当該流入側セル１３ａに隣接する流出側セル１３ｂとは、多孔質の隔壁部１２によって仕切られている。
　図６に示すように、触媒層３０は、隔壁部１２の排ガス流入側の端部から排ガス流通方向Ｘに沿って延在しており、触媒層２０Ａは、隔壁部１２の排ガス流出側の端部から排ガス流通方向Ｘとは反対の方向に沿って延在している。すなわち、触媒層３０は、触媒層２０Ａの上流側に設けられている。
　排ガス浄化用触媒１Ｃでは、流入側セル１３ａの排ガス流入側の端部（開口部）から流入した排ガスが、多孔質の隔壁部１２を通過して流出側セル１３ｂの排ガス流出側の端部（開口部）から流出する。このような様式は、ウォールフロー型と呼ばれる。
　排ガス浄化用触媒１Ｃにおいて、流入側セル１３ａの排ガス流入側の端部（開口部）から流入した排ガスが、多孔質の隔壁部１２を通過する際、排ガス中の粒子状物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｍａｔｔｅｒ）が、隔壁部１２の細孔に捕集される。したがって、排ガス浄化用触媒１Ｃは、ガソリンエンジン用のパティキュレートフィルタ（Ｇａｓｏｌｉｎｅ　Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｆｉｌｔｅｒ）又はディーゼルエンジン用のパティキュレートフィルタ（Ｄｉｅｓｅｌ　Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｆｉｌｔｅｒ）として有用である。
　図６に示すように、触媒層２０Ａは、第１の層２１と、第２の層２２とを備える。触媒層２０Ａに関する上記説明は、第３の実施形態にも適用される。
　図６に示すように、触媒層３０は、単層構造を有するが、積層構造を有していてもよい。触媒層３０は、公知の触媒層と同様に構成することができる。
　排ガス浄化用触媒１Ｃにおいて、基材１０の隔壁部１２の流入側セル１３ａ側に触媒層２０Ａが設けられており、基材１０の隔壁部１２の流出側セル１３ｂ側に触媒層３０が設けられていてもよい。
　排ガス浄化用触媒１Ｃにおいて、基材１０の隔壁部１２の流入側セル１３ａ側に触媒層２０Ａが設けられていてもよい。すなわち、基材１０の隔壁部１２の流入側セル１３ａ側及び流出側セル１３ｂ側のいずれにも触媒層２０Ａが設けられていてもよい。
＜第４の実施形態＞
　以下、図７に基づいて、本発明の第４の実施形態に係る排ガス浄化用触媒１Ｄについて説明する。排ガス浄化用触媒１Ｄにおいて、排ガス浄化用触媒１Ｃと同一の部材及び部分は、排ガス浄化用触媒１Ｃと同一の符号で示されている。別段規定される場合を除き、排ガス浄化用触媒１Ｃに関する上記説明は、排ガス浄化用触媒１Ｄにも適用される。
　図７に示すように、排ガス浄化用触媒１Ｄは、触媒層２０Ｂを備える点で、排ガス浄化用触媒１Ｃと相違する。触媒層２０Ｂに関する上記説明は、第４の実施形態にも適用される。
≪排ガス浄化システム≫
　以下、本発明の排ガス浄化システムについて説明する。
　以下、図８に基づいて、本発明の一実施形態に係る排ガス浄化システム１００について説明する。
　図８に示すように、排ガス浄化システム１００は、排気管Ｐと、排気管Ｐ内の排気通路の上流側に設けられた第１の排ガス浄化用触媒１０１と、排気管Ｐ内の排気通路内の下流側に設けられた第２の排ガス浄化用触媒１０２とを備える。
　排気管Ｐの一端部Ｐ１は内燃機関に接続されており、内燃機関から排出された排ガスは、排気管Ｐの一端部Ｐ１から他端部Ｐ２に向けて排気管Ｐ内を流通する。すなわち、排気管Ｐは、排ガスが流通する排気通路を形成する。図面において、排ガス流通方向は、符号Ｘで示されている。排気管Ｐ内を流通する排ガスは、排気管Ｐ内の排気通路の上流側に設けられた第１の排ガス浄化用触媒１０１で処理され、第１の排ガス浄化用触媒１０１を通過した排ガスは、排気管Ｐ内の排気通路の下流側に設けられた第２の排ガス浄化用触媒１０２で処理される。
　第２の排ガス浄化用触媒１０２として、本発明の排ガス浄化用触媒（例えば、排ガス浄化用触媒１Ａ、１Ｂ、１Ｃ又は１Ｄ）が使用される。
　第１の排ガス浄化用触媒１０１として、本発明の排ガス浄化用触媒（例えば、排ガス浄化用触媒１Ａ、１Ｂ、１Ｃ又は１Ｄ）が使用されてもよい。第１の排ガス浄化用触媒１０１として、本発明の排ガス浄化用触媒以外の排ガス浄化用触媒が使用される場合、第１の排ガス浄化用触媒１０１は、公知の排ガス浄化用触媒と同様に構成することができる。
　第１の排ガス浄化用触媒１０１を触媒コンバータとして機能させ、第２の排ガス浄化用触媒１０２をＧＰＦとして機能させる場合、第２の排ガス浄化用触媒１０２として、排ガス浄化用触媒１Ｃ又は１Ｄが使用されることが好ましい。
　以下のＺｒ－Ｌｎ系複合酸化物（ＣＺ材料、ＺＣ材料及びＮＺ材料）及び酸化ランタン修飾アルミナを準備した。
［ＣＺ材料］
　Ｃｅの酸化物換算量：４５質量％，Ｚｒの酸化物換算量：４５質量％，Ｌａの酸化物換算量：５質量％，Ｎｄの酸化物換算量：５質量％，比表面積：７０ｍ２／ｇ
［ＺＣ材料］
　Ｃｅの酸化物換算量：２０質量％，Ｚｒの酸化物換算量：７０質量％，Ｎｄの酸化物換算量：１０質量％，比表面積：６５ｍ２／ｇ
［ＮＺ材料］
　Ｚｒの酸化物換算量：９０質量％，Ｎｄの酸化物換算量：１０質量％，比表面積：８０ｍ２／ｇ
［酸化ランタン修飾アルミナ］
　Ａｌの酸化物換算量：９９質量％，Ｌａの酸化物換算量：１質量％，比表面積：１２０ｍ２／ｇ
　なお、ＣＺ材料、ＺＣ材料及びＮＺ材料のいずれにおいても、Ｚｒの酸化物（ＺｒＯ２）と希土類元素（Ｌｎ）の酸化物とは固溶体を形成していた。
＜実施例１＞
（１）第１の層の形成
　ボールミルポットに、酸化ランタン修飾アルミナ、酢酸バリウム、ＣＺ材料、バインダ（アルミナゾル）及び水を加え、ボールミルによる混合及び粉砕を行い、第１のベーススラリーを得た。第１のベーススラリー及び硝酸パラジウム水溶液を混合し、第１のスラリーを得た。第１のスラリーの組成は、第１のスラリーから形成される第１の層の組成が表１に示す組成となるように調整した。
　ボールミルによる混合及び粉砕は、ベーススラリー構成材料の積算ふるい下分布におけるＤ５０及びＤ９０がそれぞれ１２μｍ以下及び２０μｍ以上３５μｍ以下となるまで行った。Ｄ５０及びＤ９０は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法によって得られたベーススラリー構成材料の体積基準の粒度分布において、累積体積が５０％及び９０％となる粒径である。レーザー回折散乱式粒度分布測定法は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置自動試料供給機（マイクロトラック・ベル社製「Ｍｉｃｒｏｔｏｒａｃ　ＳＤＣ」）を使用して、ベーススラリー構成材料を水性分散媒（例えば純水）に投入し、２６ｍＬ／ｓｅｃの流速中、４０Ｗの超音波を３６０秒間照射した後、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置（マイクロトラック・ベル社製「マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸＩＩ」）を使用して行った。Ｄ５０の測定は、粒子屈折率を１．５、粒子形状を「真球形」、溶媒屈折率を１．３、「セットゼロ」を３０秒、測定時間を３０秒の条件で、２回行い、得られた測定値の平均値をＤ５０とした。Ｄ９０も同様である。
　第１のスラリーに、セラミック製ハニカム基材（直径２５．４ｍｍ、長さ４０ｍｍ、セル数６００個／平方インチ）を浸漬し、余分なスラリーを除去し、基材内部の壁面上に第１のスラリーを塗工した。第１のスラリーを塗工した基材を、１５０℃で２．５時間乾燥させた後、５００℃で２．５時間焼成して、基材内部の壁面上に第１の層を形成した。基材の単位体積あたりの第１の層の量（ウォッシュコート量）は１１４ｇ／Ｌであった。
（２）第２層の形成
　ボールミルポットに、ＮＺ材料、ＺＣ材料、バインダ（ジルコニアゾル）及び水を加え、ボールミルによる混合及び粉砕を行い、第２のベーススラリーを得た。第２のスラリー及び硝酸ロジウム水溶液を混合し、第２のスラリーを得た。第２のスラリーの組成は、第２のスラリーから形成される第２の層の組成が表１に示す組成となるように調整した。ボールミルによる混合及び粉砕は、ベーススラリー構成材料の積算ふるい下分布におけるＤ５０が１０μｍ以下となるまで行った。Ｄ５０の意義及び測定方法は上記と同様である。
　第２のスラリーに、第１の層が形成された基材を浸漬し、余分なスラリーを除去し、第１の層上に第２のスラリーを塗工した。第２のスラリーを塗工した基材を、１５０℃で２．５時間乾燥させた後、５００℃で２．５時間焼成して、第１の層上に第２の層を形成した。基材の単位体積あたりの第２の層の量（ウォッシュコート量）は５０．５ｇ／Ｌであった。
＜実施例２＞
　ボールミルポットに、酸化ランタン修飾アルミナ、酢酸バリウム、バインダ（アルミナゾル）及び水を加え、ボールミルによる混合及び粉砕を行い、第１のベーススラリーを得た点、並びに、第１のスラリーの組成を、第１のスラリーから形成される第１の層の組成が表１に示す組成となるように調整した点を除き、実施例１と同様にして、基材内部の壁面上に第１の層を形成した。基材の単位体積あたりの第１の層の量（ウォッシュコート量）は４７ｇ／Ｌであった。
　ボールミルポットに、酢酸バリウム、ＣＺ材料、バインダ（アルミナゾル）及び水を加え、ボールミルによる混合及び粉砕を行い、第３のベーススラリーを得た。第３のベーススラリー及び硝酸パラジウム水溶液を混合し、第３のスラリーを得た。第３のスラリーの組成は、第３のスラリーから形成される第３の層の組成が表１に示す組成となるように調整した。ボールミルによる混合及び粉砕は、ベーススラリー構成材料の積算ふるい下分布におけるＤ５０及びＤ９０がそれぞれ１２μｍ以下及び２０μｍ以上３５μｍ以下となるまで行った。Ｄ５０及びＤ９０の意義及び測定方法は上記と同様である。
　第３のスラリーに、第１の層が形成された基材を浸漬し、余分なスラリーを除去し、第１の層上に第３のスラリーを塗工した。第３のスラリーを塗工した基材を、１５０℃で２．５時間乾燥させた後、５００℃で２．５時間焼成して、第１の層上に第３の層を形成した。基材の単位体積あたりの第３の層の量（ウォッシュコート量）は６７ｇ／Ｌであった。
　実施例１と同様にして得た第２のスラリーに、第３の層が形成された基材を浸漬し、余分なスラリーを除去し、第３の層上に第２のスラリーを塗工した。第２のスラリーを塗工した基材を、１５０℃で２．５時間乾燥させた後、５００℃で２．５時間焼成して、第３の層上に第２の層を形成した。基材の単位体積あたりの第２の層の量（ウォッシュコート量）は５０．５ｇ／Ｌであった。
＜実施例３＞
　ボールミルポットに、酸化ランタン修飾アルミナ、酢酸バリウム、バインダ（アルミナゾル）及び水を加え、ボールミルによる混合及び粉砕を行い、第１のベーススラリーを得た点、並びに、第１のスラリーの組成を、第１のスラリーから形成される第１の層の組成が表１に示す組成となるように調整した点を除き、実施例２と同様にして、基材内部の壁面上に第１の層を形成した。基材の単位体積あたりの第１の層の量（ウォッシュコート量）は５２ｇ／Ｌであった。
　ボールミルポットに、ＣＺ材料、バインダ（アルミナゾル）及び水を加え、ボールミルによる混合及び粉砕を行い、第３のベーススラリーを得た点、並びに、第３のスラリーの組成を、第３のスラリーから形成される第３の層の組成が表１に示す組成となるように調整した点を除き、実施例２と同様にして、第１の層上に第３の層を形成した。基材の単位体積あたりの第３の層の量（ウォッシュコート量）は６２ｇ／Ｌであった。
　実施例２と同様にして、第３の層上に第２の層を形成した。基材の単位体積あたりの第１の層の量（ウォッシュコート量）は５０．５ｇ／Ｌであった。
＜比較例１＞
　実施例１と同様にして、基材内部の壁面上に第１の層を形成した。基材の単位体積あたりの第１の層の量（ウォッシュコート量）は１１４ｇ／Ｌであった。
　ボールミルポットに、酸化ランタン修飾アルミナ、ＺＣ材料、バインダ（アルミナゾル）及び水を加え、ボールミルによる混合及び粉砕を行い、第２のベーススラリーを得た点、並びに、第２のスラリーの組成を、第２のスラリーから形成される第２の層の組成が表１に示す組成となるように調整した点を除き、実施例１と同様にして、第１の層上に第２の層を形成した。基材の単位体積あたりの第２の層の量（ウォッシュコート量）は５０．５ｇ／Ｌであった。
＜比較例２＞
　ボールミルポットに、酢酸バリウム、ＮＺ材料、ＣＺ材料、バインダ（ジルコニアゾル）及び水を加え、ボールミルによる混合及び粉砕を行い、第１のベーススラリーを得た点、並びに、第１のスラリーの組成を、第１のスラリーから形成される第１の層の組成が表１に示す組成となるように調整した点を除き、実施例１と同様にして、基材内部の壁面上に第１の層を形成した。基材の単位体積あたりの第１の層の量（ウォッシュコート量）は１１４ｇ／Ｌであった。
　実施例１と同様にして、第１の層上に第２の層を形成した。基材の単位体積あたりの第２の層の量（ウォッシュコート量）は５０．５ｇ／Ｌであった。
＜比較例３＞
　ボールミルポットに、ＮＺ材料、ＣＺ材料、バインダ（ジルコニアゾル）及び水を加え、ボールミルによる混合及び粉砕を行い、第１のベーススラリーを得た点、並びに、第１のスラリーの組成を、第１のスラリーから形成される第１の層の組成が表１に示す組成となるように調整した点を除き、実施例１と同様にして、基材内部の壁面上に第１の層を形成した。基材の単位体積あたりの第１の層の量（ウォッシュコート量）は１１４ｇ／Ｌであった。
　実施例１と同様にして、第１の層上に第２の層を形成した。基材の単位体積あたりの第２の層の量（ウォッシュコート量）は５０．５ｇ／Ｌであった。
＜比較例４＞
　ボールミルポットに、ＮＺ材料、ＣＺ材料、ＺＣ材料、バインダ（ジルコニアゾル）及び水を加え、ボールミルによる混合及び粉砕を行い、第１のベーススラリーを得た点、第１のスラリーの組成を、第１のスラリーから形成される第１の層の組成が表１に示す組成となるように調整した点、並びに、第２の層を形成しなかった点を除き、実施例１と同様にして、基材内部の壁面上に第１の層を形成した。基材の単位体積あたりの第１の層の量（ウォッシュコート量）は１６４ｇ／Ｌであった。
　以上のようにして、実施例１～３及び比較例１～４の排ガス浄化用触媒を得た。
　実施例１及び比較例１～３の排ガス浄化用触媒は、基材と、基材上に設けられた第１の層と、第１の層上に設けられた第２の層とを備える。実施例２及び３の排ガス浄化用触媒は、基材と、基材上に設けられた第１の層と、第１の層上に設けられた第３の層と、第３の層上に設けられた第２の層とを備える。比較例４の排ガス浄化用触媒は、基材と、基材上に設けられた第１の層とを備える。
　実施例１～３及び比較例１～４の排ガス浄化用触媒の各層における、Ｐｄの金属換算の含有率（質量％）、Ｒｈの金属換算の含有率（質量％）Ａｌの酸化物換算の含有率（質量％）、Ｂａの金属換算の含有率（質量％）、Ｚｒの酸化物換算の含有率（質量％）、Ｃｅの酸化物換算の含有率（質量％）、Ｃｅ以外のＬｎの酸化物換算の含有率（質量％）並びにＺｒ及びＬｎの酸化物換算の合計含有率（質量％）を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
＜排ガス浄化性能試験＞
　実施例１～３及び比較例１～４の排ガス浄化用触媒を耐久処理した後、排ガス浄化性能を以下のようにして評価した。なお、耐久処理は、Ｏ２ガスを０．５０％、水蒸気を１０％、バランスガスとしてＮ２を流通させた雰囲気下、１０００℃で３０時間、熱処理することにより行った。
　耐久処理後の排ガス浄化触媒（触媒容積１５ｍＬ）に、Ａ／Ｆが１４．６である下記組成のモデルガスをＡ／Ｆが１４．４～１４．８の範囲で変動するようにＣＯ濃度及びＯ２濃度を調整しつつ、２５Ｌ／分で流通させた。排ガス浄化触媒に流入するガス温度を常温から所定昇温速度で漸次上昇させていき、触媒を通過した排ガスに含まれるＨＣ量を下記装置にて求め、下記式に基づいて浄化率を求めた。なお、Ｘは、触媒未設置のときの検出量、Ｙは、触媒設置後の検出量を表す。
　浄化率（％）＝（Ｘ－Ｙ）／Ｘ×１００
　浄化率が５０％に達したときの触媒の入口ガス温度をライトオフ温度Ｔ５０として求めた。Ｔ５０は、昇温時について測定した。また、触媒の入口ガス温度が４００℃のときの浄化率をη４００として求めた。Ｔ５０及びη４００の測定結果を表３に示す。
［モデルガス（組成は体積基準）］
ＣＯ：０．３％、Ｃ３Ｈ６：１０００ｐｐｍＣ、ＮＯ：５００ｐｐｍ、Ｏ２：０．２８％、ＣＯ２：１４％、Ｈ２Ｏ：１０％、Ｎ２：残部
［昇温速度］１０℃／分
［評価装置］堀場製作所社製ＭＯＴＯＲ　ＥＸＨＡＵＳＴ　ＧＡＳ　ＡＮＡＬＹＺＥＲ　ＭＥＸＡ７１００
　表３に示すように、実施例１～３の排ガス浄化用触媒は、Ｔ５０及びη４００の結果がいずれも良好であった。一方、比較例１，３，４の排ガス浄化用触媒は、Ｔ５０の結果が劣るものであった。また、比較例１，２の排ガス浄化用触媒は、η４００の結果が劣るものであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ・・・排ガス浄化用触媒
１０・・・基材
２０Ａ，２０Ｂ・・・触媒層
２１・・・第１の層
２２・・・第２の層
２３・・・第３の層
１００・・・排ガス浄化システム
１０１・・・第１の排ガス浄化用触媒
１０２・・・第２の排ガス浄化用触媒

Claims (9)

  1. 　基材と、前記基材上に設けられた触媒層とを備える排ガス浄化用触媒であって、
    　前記触媒層が、
    　第１の白金族元素と、アルミニウム元素を含む酸化物と、バリウム元素とを含む第１の層と、
    　第２の白金族元素と、ジルコニウム元素及び希土類元素を含む複合酸化物とを含む第２の層と
    を備え、
    　前記第１の層におけるアルミニウム元素の酸化物換算の含有率及びバリウム元素の含有率が、それぞれ、前記第１の層の質量を基準として、１５質量％以上及び３質量％以上であり、
    　前記第２の層におけるジルコニウム元素及び希土類元素の酸化物換算の合計含有率、アルミニウム元素の酸化物換算の含有率並びにバリウム元素の含有率が、それぞれ、前記第２の層の質量を基準として、８０質量％以上、１５質量％未満及び３質量％未満である、排ガス浄化用触媒。
  2. 　前記第１の層が前記基材と前記第２の層との間に位置する、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
  3. 　前記第２の層が前記触媒層の最外層である、請求項２に記載の排ガス浄化用触媒。
  4. 　前記第１の白金族元素がパラジウム元素を含み、前記第２の白金族元素がロジウム元素を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の排ガス浄化用触媒。
  5. 　前記第１の層におけるバリウム元素の含有率が、前記第１の層の質量を基準として、８質量％以上である、請求項４に記載の排ガス浄化用触媒。
  6. 　前記触媒層が、パラジウム元素を含む第３の層をさらに備える、請求項４又は５に記載の排ガス浄化用触媒。
  7. 　前記第３の層が、ジルコニウム元素及び希土類元素を含む複合酸化物を含み、
    　前記第３の層におけるジルコニウム元素及び希土類元素の酸化物換算の合計含有率、アルミニウム元素の酸化物換算の含有率並びにバリウム元素の含有率が、それぞれ、前記第３の層の質量を基準として、８０質量％以上、１５質量％未満及び８質量％以下である、請求項６に記載の排ガス浄化用触媒。
  8. 　前記第３の層が、前記第１の層と前記第２の層との間に位置する、請求項６又は７に記載の排ガス浄化用触媒。
  9. 　内燃機関から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化システムであって、
    　前記排ガス浄化システムが、排ガスが流通する排気通路と、前記排気通路内の上流側に設けられた第１の排ガス浄化用触媒と、前記排気通路内の下流側に設けられた第２の排ガス浄化用触媒とを備え、
    　前記第２の排ガス浄化用触媒が、請求項１～８のいずれか一項に記載の排ガス浄化用触媒である、前記排ガス浄化システム。
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