(57)【要約】【課題】高いＮＯx浄化能を達成可能とする。【解決手段】排ガス浄化用触媒１は、排ガスが流れる１つ以上の貫通孔が設けられた基材２と、前記貫通孔の壁面に支持され、この壁面と向き合った下層３Ｌと前記下層３Ｌを間に挟んで前記壁面と向き合った上層３Ｕとを含んだ触媒層３とを具備し、前記上層３Ｕは、第１白金族元素と第１酸素貯蔵材料とを含有した第１部分３ＵＦと、前記第１部分３ＵＦの下流に位置し、第２白金族元素と第２酸素貯蔵材料とを含有した第２部分３ＵＲとを含み、前記下層３Ｌは第３白金族元素と耐熱性担体とを含有し、前記第１酸素貯蔵材料は前記第２酸素貯蔵材料と比較して酸素吸蔵量がより大きく、前記第２酸素貯蔵材料は前記第１酸素貯蔵材料と比較して酸素吸蔵速度がより高いことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスが流れる１つ以上の貫通孔が設けられた基材と、前記貫通孔の壁面に支持され、この壁面と向き合った下層と前記下層を間に挟んで前記壁面と向き合った上層とを含んだ触媒層とを具備し、前記上層は、第１白金族元素と第１酸素貯蔵材料とを含有した第１部分と、前記第１部分の下流に位置し、第２白金族元素と第２酸素貯蔵材料とを含有した第２部分とを含み、前記下層は第３白金族元素と耐熱性担体とを含有し、前記第１酸素貯蔵材料は前記第２酸素貯蔵材料と比較して酸素吸蔵量がより大きく、前記第２酸素貯蔵材料は前記第１酸素貯蔵材料と比較して酸素吸蔵速度がより高いことを特徴とする排ガス浄化用触媒。
【請求項２】
排ガスが流れる１つ以上の貫通孔が設けられた基材と、前記貫通孔の壁面に支持され、この壁面と向き合った下層と前記下層を間に挟んで前記壁面と向き合った上層とを含んだ触媒層とを具備し、前記上層は、第１白金族元素と第１酸素貯蔵材料とを含有した第１部分と、前記第１部分の下流に位置し、第２白金族元素と第２酸素貯蔵材料とを含有した第２部分とを含み、前記下層は第３白金族元素と耐熱性担体とを含有し、前記第１及び第２酸素貯蔵材料の各々はセリウム及びジルコニウムの少なくとも一方を含んだ酸化物であり、前記第１酸素貯蔵材料に占めるセリウムの割合は前記第２酸素貯蔵材料に占めるセリウムの割合と比較してより高いことを特徴とする排ガス浄化用触媒。
【請求項３】
前記第１複合酸化物のセリア含有量は５０乃至８０質量％の範囲内にあり、第２複合酸化物のセリア含有量は２０乃至４０質量％の範囲内にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項４】
前記第１白金族元素は白金及びパラジウムの少なくとも一方であり、前記第２及び第３白金族元素の各々は白金とパラジウムとロジウムとの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項５】
前記第１及び第３白金族元素の各々は白金を含み、前記第２白金族元素はロジウムを含んだことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化用触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車等の排ガスを処理する排ガス浄化用触媒としては、アルミナなどの無機酸化物からなる耐熱性担体に白金族元素を担持させた三元触媒が広く使用されている。この三元触媒では、白金族元素は、窒素酸化物（ＮＯx）の還元反応並びに一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）の酸化反応を促進する役割を担っている。また、耐熱性担体は、白金族元素の比表面積を増大させると共に、反応による発熱を消散させて貴金属のシンタリングを抑制する役割を担っている。
【０００３】
ところで、排ガス浄化用触媒では、特許文献１に記載されているように、触媒層に多層構造を採用することがある。例えば、触媒層に二層構造を採用し、上層と下層とに異なる白金族元素を担持させた場合、触媒層に単層構造を採用した場合には実現困難な性能を達成できる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−６０１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者らは、本発明を為すに際し、そのような排ガス浄化用触媒を搭載した自動推進車両には、ＮＯxエミッションに関して未だ改善の余地があることを見出している。  
そこで、本発明は、高いＮＯx浄化能を達成可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１側面によると、排ガスが流れる１つ以上の貫通孔が設けられた基材と、前記貫通孔の壁面に支持され、この壁面と向き合った下層と前記下層を間に挟んで前記壁面と向き合った上層とを含んだ触媒層とを具備し、前記上層は、第１白金族元素と第１酸素貯蔵材料とを含有した第１部分と、前記第１部分の下流に位置し、第２白金族元素と第２酸素貯蔵材料とを含有した第２部分とを含み、前記下層は第３白金族元素と耐熱性担体とを含有し、前記第１酸素貯蔵材料は前記第２酸素貯蔵材料と比較して酸素吸蔵量がより大きく、前記第２酸素貯蔵材料は前記第１酸素貯蔵材料と比較して酸素吸蔵速度がより高いことを特徴とする排ガス浄化用触媒が提供される。
【０００７】
本発明の第２側面によると、排ガスが流れる１つ以上の貫通孔が設けられた基材と、前記貫通孔の壁面に支持され、この壁面と向き合った下層と前記下層を間に挟んで前記壁面と向き合った上層とを含んだ触媒層とを具備し、前記上層は、第１白金族元素と第１酸素貯蔵材料とを含有した第１部分と、前記第１部分の下流に位置し、第２白金族元素と第２酸素貯蔵材料とを含有した第２部分とを含み、前記下層は第３白金族元素と耐熱性担体とを含有し、前記第１及び第２酸素貯蔵材料の各々はセリウム及びジルコニウムの少なくとも一方を含んだ酸化物であり、前記第１酸素貯蔵材料に占めるセリウムの割合は前記第２酸素貯蔵材料に占めるセリウムの割合と比較してより高いことを特徴とする排ガス浄化用触媒が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、高いＮＯx浄化能を達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一態様に係る排ガス浄化用触媒を概略的に示す斜視図。
【図２】図１に示す排ガス浄化用触媒の一部を拡大して示す断面図。
【図３】酸素貯蔵材料について得られた酸素吸蔵速度を示すグラフ。
【図４】酸素貯蔵材料について得られた酸素吸蔵量を示すグラフ。
【図５】排ガス浄化用触媒について得られたＮＯx浄化能を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の態様について説明する。  
図１は、本発明の一態様に係る排ガス浄化用触媒を概略的に示す斜視図である。図２は、図１に示す排ガス浄化用触媒の一部を拡大して示す断面図である。なお、図２において、白抜きの矢印は、排ガスの流れ方向を示している。
【００１１】
図１及び図２に示す排ガス浄化用触媒１は、モノリス触媒である。この排ガス浄化用触媒１は、例えば、コージェライトなどのセラミックス又は金属からなる基材２を含んでいる。基材２には、１つ又は複数の貫通孔が設けられている。ここでは、一例として、基材２は、略円筒形のモノリスハニカム基材であるとする。
【００１２】
基材２の隔壁上、即ち基材２に設けられた貫通孔の壁面上には、触媒層３が形成されている。基材２と触媒層３との間には、他の層が介在していてもよい。
【００１３】
触媒層３は、下層３Ｌと上層３Ｕとを含んでいる。  
上層３Ｕは、下層３Ｌを間に挟んで基材２の隔壁と向き合っている。上層３Ｕは、第１部分３ＵＦと、第１部分３ＵＦの下流に位置した第２部分３ＵＲとを含んでいる。排ガス浄化用触媒１のうち、第１部分３ＵＦに対応した部分は略円筒形の上流部であり、第２部分３ＵＲに対応した部分は略円筒形の下流部である。第１部分３ＵＦと第２部分３ＵＲとは、互いに接触していてもよく、互いから離間していてもよい。
【００１４】
第１部分３ＵＦは、第１白金族元素と第１酸素貯蔵材料とを含有している。  
第１白金族元素は、例えば、白金、パラジウム及びロジウムの少なくとも１つである。典型的には、第１白金族元素は、白金及びパラジウムの少なくとも一方である。
【００１５】
上流部の単位容積当りの第１白金族元素の含有量は、例えば、０．５ｇ／Ｌ乃至１．５ｇ／Ｌの範囲内とする。この値を大きくすると、第１酸素貯蔵材料の酸素吸蔵量及び酸素吸蔵速度が大きくなる。但し、この場合、上流部の熱容量が増大するのに加え、シンタリングを生じ易くなる。また、この値を小さくすると、第１酸素貯蔵材料の酸素吸蔵量及び酸素吸蔵速度が小さくなるのに加え、十分な排ガス浄化能を達成することが難しくなる。
【００１６】
第１酸素貯蔵材料は、後述する第２酸素貯蔵材料と比較して酸素吸蔵量がより大きい。第１酸素貯蔵材料は、セリアであるか、又は、セリウムを含んだ第１複合酸化物であることが好ましい。典型的には、第１酸素貯蔵材料は第１複合酸化物である。
【００１７】
第１複合酸化物は、セリウムとジルコニウムとを含んでいることが好ましい。第１複合酸化物は、単一組成の複合酸化物であってもよく、複数の複合酸化物からなる混合物であってもよい。
【００１８】
第１複合酸化物において、酸化物で換算したセリウム含有量、即ち、セリア含有量は、例えば５０乃至８０質量％の範囲内とする。セリア含有量が小さいか又は大きいと、大きな酸素吸蔵量を達成することが難しい。
【００１９】
第１複合酸化物は、セリウム以外の希土類元素を更に含んでいてもよい。例えば、第１複合酸化物は、セリウムとジルコニウムとプラセオジムとランタンとを含んだ複合酸化物であってもよい。
【００２０】
セリウム以外の希土類元素としては、例えば、プラセオジム、ランタン、イットリウム及びネオジムの１つ以上を使用することができる。セリウム以外の希土類元素を使用する場合、第１複合酸化物において、セリウム以外の希土類元素の酸化物で換算した含有量は、例えば、５乃至２０質量％の範囲内とする。例えば、第１複合酸化物がプラセオジムとランタンとを含んでいる場合、第１複合酸化物において、プラセオジム酸化物の含有量は５乃至９質量％の範囲内とし、ランタン酸化物の含有量は１乃至５質量％の範囲内とする。
【００２１】
第１複合酸化物において、酸化物で換算したセリウム含有量とジルコニウム含有量との和、即ち、セリア含有量とジルコニア含有量との和は、例えば、８０乃至９５質量％の範囲内とする。この値が小さいか又は大きい場合、大きな酸素吸蔵量を達成できない可能性がある。
【００２２】
第１部分３ＵＦは、耐熱性担体を更に含有していてもよい。耐熱性担体としては、例えばアルミナを使用することができる。
【００２３】
上流部の単位容積当りの第１酸素貯蔵材料の含有量は、例えば、３０ｇ／Ｌ乃至１００ｇ／Ｌの範囲内とする。この値が小さい場合、大きな酸素吸蔵量を達成できない可能性がある。この値が大きい場合、上流部の耐熱性が不足するか又は排ガス浄化能が不十分となる可能性がある。
【００２４】
第２部分３ＵＲは、第２白金族元素と第２酸素貯蔵材料とを含有している。  
第２白金族元素は、例えば、白金、パラジウム及びロジウムの少なくとも１つであり、典型的にはロジウムを含んでいる。第２白金族元素は、第１白金族元素と等しくてもよく、異なっていてもよい。ここでは、一例として、第１白金族元素は白金であり、第２白金族元素はロジウムであるとする。
【００２５】
下流部の単位容積当りの第２白金族元素の含有量は、例えば、０．０５ｇ／Ｌ乃至０．５ｇ／Ｌの範囲内とする。この値を大きくすると、第２酸素貯蔵材料の酸素吸蔵量及び酸素吸蔵速度が大きくなる。但し、この場合、上流部の熱容量が増大するのに加え、シンタリングを生じ易くなる。また、この値を小さくすると、第２酸素貯蔵材料の酸素吸蔵量及び酸素吸蔵速度が小さくなるのに加え、十分な排ガス浄化能を達成することが難しくなる。
【００２６】
なお、下流部の単位容積当りの第２白金族元素の含有量は、上流部の単位容積当りの第１白金族元素の含有量と等しくてもよく、異なっていてもよい。
【００２７】
第２酸素貯蔵材料は、第１酸素貯蔵材料と比較して酸素吸蔵速度がより高い。第２酸素貯蔵材料は、例えば、セリウムとジルコニウムとを含んだ第２複合酸化物である。第２複合酸化物は、単一組成の複合酸化物であってもよく、複数の複合酸化物からなる混合物であってもよい。
【００２８】
第２複合酸化物において、酸化物で換算したセリウム含有量、即ち、セリア含有量は、例えば２０乃至４０質量％の範囲内とする。セリア含有量が小さいか又は大きいと、高い酸素吸蔵速度を達成することが難しい。
【００２９】
第２複合酸化物は、セリウム以外の希土類元素を更に含んでいてもよい。例えば、第２複合酸化物は、セリウムとジルコニウムとランタンとイットリウムとを含んだ複合酸化物であってもよい。
【００３０】
第２複合酸化物のセリウム以外の希土類元素として、例えば、第１複合酸化物に関して上述したものを使用することができる。セリウム以外の希土類元素を使用する場合、第２複合酸化物において、セリウム以外の希土類元素の酸化物で換算した含有量は、例えば、３乃至１５質量％の範囲内とする。例えば、第２複合酸化物がランタンとイットリウムとを含んでいる場合、第２複合酸化物において、ランタン酸化物の含有量は２乃至９質量％の範囲内とし、ネオジム酸化物の含有量は１乃至６質量％の範囲内とする。
【００３１】
第２複合酸化物において、酸化物で換算したセリウム含有量とジルコニウム含有量との和、即ち、セリア含有量とジルコニア含有量との和は、例えば、８５質量％乃至９７質量％の範囲内とする。この値が小さいか又は大きい場合、大きな酸素吸蔵量を達成できない可能性がある。
【００３２】
第２部分３ＵＲは、耐熱性担体を更に含有していてもよい。耐熱性担体としては、例えばアルミナを使用することができる。
【００３３】
下流部の単位容積当りの第２酸素貯蔵材料の含有量は、例えば、３０ｇ／Ｌ乃至１５０ｇ／Ｌの範囲内とする。この値が小さい場合、大きな酸素吸蔵量を達成できない可能性がある。この値が大きい場合、下流部の耐熱性が不足するか又は排ガス浄化能が不十分となる可能性がある。
【００３４】
第１部分３ＵＦの排ガスの流れ方向に沿った長さＬFと第２部分３ＵＲとの排ガスの流れ方向に沿った長さＬRとの比ＬF／ＬRは、例えば、０．２乃至１．５の範囲内とする。比ＬF／ＬRが小さい場合、大きな酸素貯蔵量を達成することが難しい。比ＬF／ＬRが大きい場合、排ガスの組成の変動を抑制することが困難である。
【００３５】
下層３Ｌは、上層３Ｕと基材２の隔壁との間に介在している。上層３Ｕは、上層３Ｕと下層３Ｌとの間には、他の層が介在していてもよい。
【００３６】
下層３Ｌは、第３白金族元素と耐熱性担体とを含有している。下層３Ｌは、第３酸素貯蔵材料を更に含有していてもよい。
【００３７】
第３白金族元素は、例えば、白金、パラジウム及びロジウムの少なくとも１つであり、典型的には白金である。
【００３８】
この排ガス浄化用触媒１の単位容積当りの第３白金族元素の含有量は、例えば、０．１ｇ／Ｌ乃至１．５ｇ／Ｌの範囲内とする。この値を大きくすると、第３酸素貯蔵材料の酸素吸蔵量及び酸素吸蔵速度が大きくなる。但し、この場合、下層３Ｌの熱容量が増大するのに加え、シンタリングを生じ易くなる。また、この値を小さくすると、第３酸素貯蔵材料の酸素吸蔵量及び酸素吸蔵速度が小さくなるのに加え、十分な排ガス浄化能を達成することが難しくなる。
【００３９】
第３酸素貯蔵材料は、セリアであるか、又は、セリウムを含んだ第３複合酸化物である。典型的には、第３酸素貯蔵材料は第３複合酸化物である。
【００４０】
第３複合酸化物は、セリウムとジルコニウムとを含んでいる。第３複合酸化物は、単一組成の複合酸化物であってもよく、複数の複合酸化物からなる混合物であってもよい。
【００４１】
第３複合酸化物において、酸化物で換算したセリウム含有量、即ち、セリア含有量は、例えば１０質量％乃至４０質量％の範囲内とする。セリア含有量が小さいか又は大きいと、大きな酸素吸蔵量を達成することが難しい。
【００４２】
第３複合酸化物は、セリウム以外の希土類元素を更に含んでいてもよい。例えば、第３複合酸化物は、セリウムとジルコニウムとイットリウムとランタンとを含んだ複合酸化物であってもよい。
【００４３】
第３複合酸化物のセリウム以外の希土類元素として、例えば、第１複合酸化物に関して上述したものを使用することができる。
【００４４】
セリウム以外の希土類元素を使用する場合、第３複合酸化物において、セリウム以外の希土類元素の酸化物で換算した含有量は、例えば、４乃至１２質量％の範囲内とする。例えば、第３複合酸化物がイットリウムとランタンとを含んでいる場合、第３複合酸化物において、イットリウム酸化物の含有量は３乃至７質量％の範囲内とし、ランタン酸化物の含有量は１乃至５質量％の範囲内とする。
【００４５】
第３複合酸化物において、酸化物で換算したセリウム含有量とジルコニウム含有量との和、即ち、セリア含有量とジルコニア含有量との和は、例えば９６質量％以下とし、典型的には８８質量％乃至９６質量％の範囲内とする。
【００４６】
耐熱性担体としては、例えばアルミナを使用することができる。上層３Ｕにおいて、耐熱性担体の含有量は、例えば２０ｇ／Ｌ乃至１００ｇ／Ｌの範囲内とする。
【００４７】
排ガス浄化用触媒１の単位容積当りの第３酸素貯蔵材料の含有量は、例えば、２０ｇ／Ｌ乃至１００ｇ／Ｌの範囲内とする。この値が小さい場合、大きな酸素吸蔵量を達成できない可能性がある。この値が大きい場合、耐熱性が不足するか又は排ガス浄化能が不十分となる可能性がある。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明の例について説明する。
【００４９】
＜酸素貯蔵材料ＯＳＭ１の製造＞
以下の方法により、酸素貯蔵材料ＯＳＭ１を製造した。  
まず、硝酸セリウム［Ｃｅ（ＮＯ3）3］とオキシ硝酸ジルコニウム［ＺｒＯ（ＮＯ3）2］とを５００ｍＬの脱イオン水中に溶解させた。硝酸セリウムとオキシ硝酸ジルコニウムとは、それぞれをセリアとジルコニアとに換算した質量比が２０：８０となるように混合した。
【００５０】
この水溶液に、１０重量％の水酸化アンモニウム（ＮＨ4ＯＨ）水溶液を室温で滴下して共沈を生じさせた。続いて、この水溶液を６０分間攪拌した。その後、この水溶液を濾過し、さらに濾過ケークを脱イオン水で十分に洗浄した。このようにして得られた共沈生成物は、１１０℃で乾燥させた。
【００５１】
次に、共沈生成物を、大気中、５００℃で３時間に亘ってか焼した。その後、か焼生成物を乳鉢で粉砕し、これにより得られた粉末を、大気中、８００℃で５時間焼成した。以下、このようにして得られた粉末を、「酸素貯蔵材料ＯＳＭ１」と呼ぶ。
【００５２】
酸素貯蔵材料ＯＳＭ１の一部を抜き取り、これをＸ線回折解析に供した。その結果、酸素貯蔵材料ＯＳＭ１は、化学式：（Ｃｅ，Ｚｒ）Ｏ2で表される複合酸化物からなることを確認できた。
【００５３】
＜酸素貯蔵材料ＯＳＭ２の製造＞
硝酸セリウムとオキシ硝酸ジルコニウムとを、それぞれをセリアとジルコニアとに換算した質量比が３０：７０となるように混合したこと以外は、酸素貯蔵材料ＯＳＭ１について説明したのと同様の方法により粉末を得た。以下、この粉末を、「酸素貯蔵材料ＯＳＭ３」と呼ぶ。
【００５４】
＜酸素貯蔵材料ＯＳＭ３の製造＞
硝酸セリウムとオキシ硝酸ジルコニウムとを、それぞれをセリアとジルコニアとに換算した質量比が４０：６０となるように混合したこと以外は、酸素貯蔵材料ＯＳＭ１について説明したのと同様の方法により粉末を得た。以下、この粉末を、「酸素貯蔵材料ＯＳＭ３」と呼ぶ。
【００５５】
＜酸素貯蔵材料ＯＳＭ４の製造＞
硝酸セリウムとオキシ硝酸ジルコニウムとを、それぞれをセリアとジルコニアとに換算した質量比が６０：４０となるように混合したこと以外は、酸素貯蔵材料ＯＳＭ１について説明したのと同様の方法により粉末を得た。以下、この粉末を、「酸素貯蔵材料ＯＳＭ４」と呼ぶ。
【００５６】
＜酸素貯蔵材料ＯＳＭ５の製造＞
硝酸セリウムとオキシ硝酸ジルコニウムとを、それぞれをセリアとジルコニアとに換算した質量比が８０：２０となるように混合したこと以外は、酸素貯蔵材料ＯＳＭ１について説明したのと同様の方法により粉末を得た。以下、この粉末を、「酸素貯蔵材料ＯＳＭ５」と呼ぶ。
【００５７】
＜酸素吸蔵速度の測定＞
酸素貯蔵材料ＯＳＭ１を５０ｇ秤量し、これを５００ｍＬの脱イオン水中に添加した。超音波攪拌を１０分間行うことにより粉末Ｐ１を脱イオン水中に十分に分散させ、続いて、このスラリーにジニトロジアミン白金硝酸溶液を添加した。ジニトロジアミン白金硝酸溶液の濃度及び添加量は、固形分の白金含有量が０．７１質量％となるように調節した。
【００５８】
その後、このスラリーを吸引濾過した。濾液を誘導結合高周波プラズマ（ＩＣＰ）分光分析に供した結果、スラリー中の白金のほぼ全てが濾過ケーク中に存在していることが分かった。
【００５９】
次に、濾過ケークを１１０℃で１２時間乾燥させた。続いて、これを、大気中、５００℃で１時間焼成した。
【００６０】
次いで、このようにして得られた粉末からなるペレットを製造した。これらペレットは、大気雰囲気中、１１００℃で５時間の熱処理に供した。
【００６１】
続いて、これらペレットを６００℃に加熱しながら、ペレットを取り巻く雰囲気を、０．２体積％の濃度で一酸化炭素を含んだ第１窒素雰囲気と、１体積％の濃度で酸素を含んだ第２窒素雰囲気との間で１分毎に交互に切り替えた。雰囲気の切り替えを暫く継続し、雰囲気を第２窒素雰囲気へと切り替えてから５秒間経過するまでの間にペレットが吸蔵した酸素の量を測定した。そして、この吸蔵酸素量から、酸素貯蔵速度を求めた。
【００６２】
具体的には、雰囲気を第２窒素雰囲気へと切り替えてから５秒間だけペレットに酸素を吸蔵させた。そして、これらペレットに酸素を放出させて、この酸素放出量をペレットが吸蔵した酸素の量とした。これらペレットが吸蔵した酸素とこれらペレットが含んでいるセリアとのモル比を算出し、このモル比を酸素吸蔵速度とした。
【００６３】
また、酸素貯蔵材料ＯＳＭ２乃至ＯＳＭ５についても、酸素貯蔵材料ＯＳＭ１について説明したのと同様の方法により、酸素吸蔵速度を求めた。
【００６４】
図３は、酸素貯蔵材料ＯＳＭ１乃至ＯＳＭ５について得られた酸素吸蔵速度を示すグラフである。図中、横軸は、酸素貯蔵材料のセリア含有率を示しており、縦軸は、酸素吸蔵速度を示している。図３に示すように、酸素貯蔵材料のセリア含有率が小さいほど、酸素吸蔵速度は大きかった。
【００６５】
＜酸素吸蔵量の測定＞
上述したのと同様の方法により、酸素貯蔵材料ＯＳＭ１を用いてペレットを製造した。これらペレットは、大気雰囲気中、１１００℃で５時間の熱処理に供した。
【００６６】
次に、これらペレットを６００℃に加熱しながら、ペレットを取り巻く雰囲気を、２体積％の濃度で一酸化炭素を含んだ第１窒素雰囲気と、１体積％の濃度で酸素を含んだ第２窒素雰囲気との間で１分毎に交互に切り替えた。雰囲気の切り替えを暫く継続し、雰囲気を第２窒素雰囲気へと切り替えてから２分間経過するまでの間にペレットが吸蔵した酸素の量を測定した。そして、この吸蔵酸素量から、酸素貯蔵速度を求めた。
【００６７】
具体的には、雰囲気を第２窒素雰囲気へと切り替えてから２分間に亘ってペレットに酸素を吸蔵させた。そして、これらペレットに酸素を放出させて、この酸素放出量を酸素吸蔵量とした。
【００６８】
また、酸素貯蔵材料ＯＳＭ２乃至ＯＳＭ５についても、酸素貯蔵材料ＯＳＭ１について説明したのと同様の方法により、酸素吸蔵量を求めた。
【００６９】
図４は、酸素貯蔵材料ＯＳＭ１乃至ＯＳＭ５について得られた酸素吸蔵量を示すグラフである。図中、横軸は、酸素貯蔵材料のセリア含有率を示しており、縦軸は、酸素吸蔵量を示している。図４に示すように、酸素貯蔵材料のセリア含有率が大きいほど、酸素吸蔵量は大きかった。
【００７０】
＜触媒Ｃ１の製造＞
図１及び図２に示す排ガス浄化用触媒１を、以下の方法で製造した。  
まず、０．５ｇの白金を含有した硝酸白金水溶液と、１００ｇの酸素貯蔵材料ＯＳＭ２と、５０ｇのアルミナ粉末と、固形分含有量が２０ｇのアルミナゾルと、脱イオン水とを混合して、スラリーを調製した。以下、このスラリーを、「スラリーＳ１」と呼ぶ。
【００７１】
次に、このスラリーＳ１の全量を、モノリスハニカム基材２の全体にコートした。ここでは、容積が１．０Ｌであるコージェライト製のモノリスハニカム基材を使用した。このモノリスハニカム基材２は、１５０℃で１時間乾燥させた。これにより、モノリスハニカム基材２上に、未焼成の下層３Ｕを形成した。
【００７２】
次いで、１．０ｇの白金を含有した硝酸白金水溶液と、４０ｇの酸素貯蔵材料ＯＳＭ４と、５０ｇのアルミナ粉末と、固形分含有量が２０ｇのアルミナゾルと、脱イオン水とを混合して、スラリーを調製した。以下、このスラリーを、「スラリーＳ２」と呼ぶ。
【００７３】
次に、このスラリーＳ２の全量を、先のモノリスハニカム基材２の上流部、ここではモノリスハニカム基材２の一端からその全長の半分の位置までの部分にのみコートした。そして、このモノリスハニカム基材２を、１５０℃で１時間乾燥させた。これにより、モノリスハニカム基材２上に、未焼成の第１部分３ＵＦを形成した。
【００７４】
その後、０．１５ｇのロジウムを含有した硝酸ロジウム水溶液と、５０ｇの酸素貯蔵材料ＯＳＭ１と、５０ｇのアルミナ粉末と、固形分含有量が２０ｇのアルミナゾルと、脱イオン水とを混合して、スラリーを調製した。以下、このスラリーを、「スラリーＳ３」と呼ぶ。
【００７５】
続いて、第２部分３ＵＲを形成すべく、このスラリーＳ３の全量を、先のモノリスハニカム基材２の下流部、ここではモノリスハニカム基材２の他端からその全長の半分の位置までの部分にのみコートした。そして、このモノリスハニカム基材２を、５００℃で１時間に亘って焼成した。これにより、下層３Ｌ上に、上層３Ｕを形成した。なお、排ガスの流れ方向に関する第１部分３ＵＦ及び第２部分３ＵＲの寸法は、互いに等しくした。
【００７６】
以上のようにして、図１及び図２に示す排ガス浄化用触媒１を完成した。以下、この排ガス浄化用触媒１を「触媒Ｃ１」と呼ぶ。
【００７７】
＜触媒Ｃ２の製造＞
スラリーＳ２の代わりにスラリーＳ３を用いて第１部分３ＵＦを形成し、スラリーＳ３の代わりにスラリーＳ２を用いて第２部分３ＵＲを形成したこと以外は、触媒Ｃ１について上述したのと同様の方法により、図１及び図２に示す排ガス浄化用触媒１を製造した。以下、この排ガス浄化用触媒１を「触媒Ｃ２」と呼ぶ。
【００７８】
＜触媒Ｃ３の製造＞
上層３Ｕと下層３Ｌとの位置を逆にしたこと以外は触媒Ｃ１と同様の構造を有している排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この排ガス浄化用触媒を「触媒Ｃ３」と呼ぶ。
【００７９】
＜触媒Ｃ４の製造＞
上層３Ｕと下層３Ｌとの位置を逆にしたこと以外は触媒Ｃ２と同様の構造を有している排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この排ガス浄化用触媒を「触媒Ｃ４」と呼ぶ。
【００８０】
＜触媒Ｃ５の製造＞
上層３Ｕの組成が均一であること以外は図１及び図２に示す排ガス浄化用触媒１と同様の構造を有している排ガス浄化用触媒を、以下の方法で製造した。
【００８１】
まず、０．５ｇの白金を含有した硝酸白金水溶液と、１００ｇの酸素貯蔵材料ＯＳＭ４と、５０ｇのアルミナ粉末と、固形分含有量が２０ｇのアルミナゾルと、脱イオン水とを混合して、スラリーを調製した。以下、このスラリーを、「スラリーＳ４」と呼ぶ。
【００８２】
次に、このスラリーＳ４の全量を、モノリスハニカム基材の全体にコートした。ここでは、モノリスハニカム基材として、触媒Ｃ１の製造において使用したのと同様のモノリスハニカム基材を使用した。このモノリスハニカム基材は、１５０℃で１時間乾燥させた。これにより、モノリスハニカム基材上に、未焼成の下層を形成した。
【００８３】
その後、０．１５ｇのロジウムを含有した硝酸ロジウム水溶液と、５０ｇの酸素貯蔵材料ＯＳＭ１と、５０ｇのアルミナ粉末と、固形分含有量が２０ｇのアルミナゾルと、脱イオン水とを混合して、スラリーを調製した。以下、このスラリーを、「スラリーＳ５」と呼ぶ。
【００８４】
続いて、このスラリーＳ５の全量を、先のモノリスハニカム基材の全体にコートした。そして、このモノリスハニカム基材を、５００℃で１時間に亘って焼成した。これにより、下層上に、上層を形成した。
【００８５】
以上のようにして、排ガス浄化用触媒を完成した。以下、この排ガス浄化用触媒を「触媒Ｃ５」と呼ぶ。
【００８６】
＜性能評価＞
触媒Ｃ１乃至Ｃ５の各々について、ＮＯx浄化能を調べた。  
具体的には、触媒Ｃ１乃至Ｃ５の各々を、排気量が２．０Ｌのエンジンを有する自動車に搭載した。この自動車をＬＡ＃４モードで走行させ、ＮＯx排出量を測定した。なお、「ＬＡ＃４モード」は、ＦＴＰ７５に規定された米国におけるテストモードである。
【００８７】
図５は、触媒Ｃ１乃至Ｃ５について得られたＮＯx浄化能を示すグラフである。図中、縦軸は、ＮＯx排出量を示している。図５に示すように、触媒Ｃ２乃至Ｃ５は、触媒Ｃ１と比較して、ＮＯx排出量が少なかった。
【符号の説明】
【００８８】
１…排ガス浄化用触媒、２…基材、３…触媒層、３Ｌ…下層、３Ｕ…上層、３ＵＦ…第１部分、３ＵＲ…第２部分。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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