(57)【要約】【課題】低温活性に優れた性能を有するとともに、耐久性に優れたＯＳＣをも有し、しかも、層厚の増加を招くことのない排ガス浄化用触媒、及び排ガス浄化用触媒の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の排ガス浄化用触媒は、ハニカム状のモノリスの全体に、ＰＭ／アルミナ担体とＰＭ／ＣｅＺｒ担体とを含有するコーティング層が形成されており、当該コーティング層のうち排ガス流出側の領域には、ＰＭ／アルミナ担体とＰＭ／ＣｅＺｒ担体との間隙にＣｅＺｒ複合微粒子が導入されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハニカム状のモノリスの全体に、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも一種以上の貴金属（ＰＭ）がアルミナ担体に担持されてなるＰＭ／アルミナ担体と、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも一種以上の貴金属（ＰＭ）がＣｅＺｒ担体に担持されてなるＰＭ／ＣｅＺｒ担体とを含有するコーティング層が形成されており、当該コーティング層のうち排ガス流出側の領域には、前記ＰＭ／アルミナ担体と前記ＰＭ／ＣｅＺｒ担体との間隙にＣｅＺｒ複合微粒子が導入されていることを特徴とする排ガス浄化用触媒。
【請求項２】
請求項１において、
前記領域は、Ｌ×０．３〜Ｌ×０．８（但し、Ｌ＝前記モノリスの全長）で表示される領域であることを特徴とする排ガス浄化用触媒。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記ＣｅＺｒ複合微粒子は、その平均粒径が１５０ｎｍ未満であることを特徴とする排ガス浄化用触媒。
【請求項４】
ハニカム状のモノリスの全体を、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも一種以上の貴金属（ＰＭ）がアルミナ担体に担持されてなるＰＭ／アルミナ担体と、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも一種以上の貴金属（ＰＭ）がＣｅＺｒ担体に担持されてなるＰＭ／ＣｅＺｒ担体とを含有する第一のスラリーに浸漬する工程と、
当該工程で得られたモノリスのうち排ガス流出側となる領域を、ＣｅＺｒ複合微粒子を含有する第二のスラリーに浸漬する工程と、
を有することを特徴とする排ガス浄化用触媒の製造方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記領域は、Ｌ×０．３〜Ｌ×０．８（但し、Ｌ＝前記モノリスの全長）で表示される領域であることを特徴とする排ガス浄化用触媒の製造方法。
【請求項６】
請求項４又は５において、
前記ＣｅＺｒ複合微粒子は、その平均粒径が１５０ｎｍ未満であることを特徴とする排ガス浄化用触媒の製造方法。
【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、及び排ガス浄化用触媒の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などから排出される排ガスには、炭化窒素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）などの有害物質が含まれている。そこで、このような排ガスを浄化するために、各種の排ガス浄化用触媒（例えば、三元触媒（ＴＷＣ：Three Way Catalyst））が開発されている。
【０００３】
具体的には、ハニカム状のモノリスの全体に、ＰＭ／アルミナ担体とＰＭ／ＣｅＺｒ担体とを含有するコーティング層が形成された排ガス浄化用触媒が知られている。ＰＭ／アルミナ担体は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも一種以上の貴金属（ＰＭ）がアルミナ担体に担持されたものであり、他方、ＰＭ／ＣｅＺｒ担体は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも一種以上の貴金属（ＰＭ）がＣｅＺｒ担体に担持されたものである。
【０００４】
ところが、このような排ガス浄化用触媒は、低温活性に優れているものの、耐久性に優れた酸素吸蔵放出能(Oxygen Storage Capacity：以下「ＯＳＣ」という。)を有しておらず、劣化しやすいという問題があった。そこで、耐久性に優れたＯＳＣを付与するために、排ガス浄化用触媒にＯＳＣ材層をコーティングしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このようにＯＳＣ材層をコーティングした場合には、層厚の増加を招き、圧力損失が増加してしまう。
【特許文献１】特表２００７−５３０２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、低温活性に優れた性能を有するとともに、耐久性に優れたＯＳＣをも有し、しかも、層厚の増加を招くことのない排ガス浄化用触媒、及び排ガス浄化用触媒の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の排ガス浄化用触媒は、ハニカム状のモノリスの全体に、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも一種以上の貴金属（ＰＭ）がアルミナ担体に担持されてなるＰＭ／アルミナ担体と、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも一種以上の貴金属（ＰＭ）がＣｅＺｒ担体に担持されてなるＰＭ／ＣｅＺｒ担体とを含有するコーティング層が形成されており、当該コーティング層のうち排ガス流出側の領域には、前記ＰＭ／アルミナ担体と前記ＰＭ／ＣｅＺｒ担体との間隙にＣｅＺｒ複合微粒子が導入されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明において、前記領域は、Ｌ×０．３〜Ｌ×０．８（但し、Ｌ＝前記モノリスの全長）で表示される領域であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明において、前記ＣｅＺｒ複合微粒子は、その平均粒径が１５０ｎｍ未満であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法は、ハニカム状のモノリスの全体を、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも一種以上の貴金属（ＰＭ）がアルミナ担体に担持されてなるＰＭ／アルミナ担体と、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも一種以上の貴金属（ＰＭ）がＣｅＺｒ担体に担持されてなるＰＭ／ＣｅＺｒ担体とを含有する第一のスラリーに浸漬する工程と、当該工程で得られたモノリスのうち排ガス流出側となる領域を、ＣｅＺｒ複合微粒子を含有する第二のスラリーに浸漬する工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明において、前記領域は、Ｌ×０．３〜Ｌ×０．８（但し、Ｌ＝前記モノリスの全長）で表示される領域であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明において、前記ＣｅＺｒ複合微粒子は、その平均粒径が１５０ｎｍ未満であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、低温活性に優れた性能を有するとともに、耐久性に優れたＯＳＣをも有し、しかも、層厚の増加を招くことのない排ガス浄化用触媒、及び排ガス浄化用触媒の製造方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る排ガス浄化用触媒を示す概略図である。
【００１４】
図１に示す排ガス浄化用触媒１００は、ハニカム状のモノリスの全体に、ＰＭ／アルミナ担体とＰＭ／ＣｅＺｒ担体とを含有するコーティング層１０が形成されており、当該コーティング層１０のうち排ガス流出側の領域１０ａ（すなわち、同図の触媒後部）には、ＰＭ／アルミナ担体とＰＭ／ＣｅＺｒ担体との間隙に、ＣｅＺｒ複合微粒子が導入されている。領域１０ａは、Ｌ×０．３〜Ｌ×０．８（但し、Ｌ＝前記モノリスの全長）で表示される領域である。また、ＣｅＺｒ複合微粒子は、その平均粒径が１５０ｎｍ未満であるもの好ましい（より好ましくは、１００ｎｍ未満）。
【００１５】
なお、前述した通り、ＰＭ／アルミナ担体は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも一種以上の貴金属（ＰＭ）がアルミナ担体に担持されたものであり、他方、ＰＭ／ＣｅＺｒ担体は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうち少なくとも一種以上の貴金属（ＰＭ）がＣｅＺｒ担体に担持されたものである。
【００１６】
このような排ガス浄化用触媒１００の製造方法は、次の通りである。すなわち、その製造方法は、ＣｅＺｒ複合微粒子を平均粒径１５０ｎｍ未満（好ましくは、１００ｎｍ未満）に湿式粉砕するとともに、湿式粉砕して得られた液に予め作製したＴＷＣの後側部分を浸漬し、続いて乾燥焼成し、その表層内部にＣｅＺｒ微粒子を導入するというものである。より具体的には、まず、ハニカム状のモノリスの全体を、ＰＭ／アルミナ担体とＰＭ／ＣｅＺｒ担体とを含有する第一のスラリーに浸漬する。続いて、当該工程で得られたモノリスのうち排ガス流出側となる領域を、ＣｅＺｒ複合微粒子を含有する第二のスラリーに浸漬する。これにより、図１に示した排ガス浄化用触媒１００が得られるのである。
【００１７】
このような排ガス浄化用触媒１００において、ライトオフ性を左右する排ガス入口端面部には、従来と同様のコーティング層が形成されているため、従来と同様に、低温活性が維持されることとなる。また、温度上昇後の反応能力に寄与する触媒後部の表面層近傍には、ＣｅＺｒが配置されているため、定常走行でＯＳＣが効果的に機能することとなる。さらに、ＣｅＺｒ粉末は、複合酸化物を粉砕したものであるため、ＣｅＺｒ粉末を湿式粉砕して得られた液は、Ｃｅバインダーなどの溶液ゾルよりもはるかに耐久性に優れている。しかも、このＣｅＺｒ粉末は、超微粒子であり、コーティング層内に入り込むため、層厚は増加せず、圧力損失も増加しない。なお、ＣｅＺｒ粉末としては、その耐久性を向上させるために、希土類をドープしたものが望ましい。
【００１８】
＜実施例＞
以下、本発明の実施例について説明する。  
本発明者らは、次のようにして、本発明の実施例に係る排ガス浄化用触媒を製造し、その排ガス浄化用触媒について実車評価試験を実施した。
【００１９】
すなわち、本発明者らは、まず、Ｐｄ／Ｒｈ＝１／１＝１．５７ｇ／ｌのφ１０３×７６（２．５ミル／９００セル）のＴＷＣを作成した。Ｐｄは、粒径が５．５μｍのアルミナ担体に担持され、他方、Ｒｈは、粒径が１．５μｍのＣｅＺｒ担体（具体的には、ＣｅＺｒ＝３５／５５／１０の粉末）に担持されている。次に、本発明者らは、蒸留水を用いて、ＣｅＺｒＮｄ＝２３／６７／１０の複合酸化物を湿式粉砕して、微粒子スラリー（本発明の「第二のスラリー」に相当する。）を得た。続いて、本発明者らは、この微粒子スラリーを用いて、ＴＷＣの後部を４０ｍｍの長さまでディッピングし、その後、当該ＴＷＣを乾燥してから焼成することにより、本発明の実施例に係る排ガス浄化用触媒を得たのである。
【００２０】
そして、本発明者らは、このようにして得られた排ガス浄化用触媒について、次のような実車評価試験を実施した。具体的には、本発明者らは、本発明の実施例に係る排ガス浄化用触媒について、１１モード（すなわち、始動時から１００秒間）の排ガス浄化率（％）を測定し、低温活性に優れた性能を有するか否かを確認するとともに、１１モードトータルのＯＳＣを測定し、耐久性に優れたＯＳＣを有するか否かを確認した。また、従来のＴＷＣを比較例として、この比較例についても、実施例と同様の実車評価試験を実施した。それぞれの測定結果を図２、図３に示す。なお、図３（ａ）は、ＳＣの測定結果を示すグラフであり、図３（ｂ）はＯＳＣ性能の評価方法の説明図である。
【００２１】
図２に示すように、１１モードの排ガス浄化率（％）は、炭化窒素（具体的には、ＴＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び窒素酸化物（ＮＯｘ）のいずれについても、実施例の場合と比較例の場合とで、ほぼ同等の性能を示した。このことから、実施例の場合であっても、比較例の場合と同様に、低温活性に優れた性能を有するといえる。
【００２２】
また、図３（ａ）に示すように、１１モードトータルのＯＳＣは、実施例の場合には、比較例の場合と比べ、良好な結果を示した。このことから、実施例の場合には、比較例の場合と比べ、耐久性に優れたＯＳＣを有するといえる。
【００２３】
以上の通り、本発明の実施例に係る排ガス浄化用触媒は、低温活性に優れた性能を有するとともに、耐久性に優れたＯＳＣをも有することが判明した。また、本発明の実施例に係る排ガス浄化用触媒においては、Ｍ／アルミナ担体とＰＭ／ＣｅＺｒ担体との間隙に、ＣｅＺｒ複合微粒子が導入されることになるため、層厚の増加を招くことはない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る排ガス浄化用触媒を示す概略図である。
【図２】排ガス浄化率（％）の測定結果を示すグラフである。
【図３】（ａ）はＯＳＣの測定結果を示すグラフであり、（ｂ）はＯＳＣ性能の評価方法の説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１００  排ガス浄化用触媒
１０  コーティング層
１０ａ  ＣｅＺｒ複合微粒子が導入される領域
【図２】
2010005565.tif 000003
【図１】
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【図３】
2010005565.tif 000005