(57)【要約】【課題】排ガス中のパティキュレートをより低温且つ短時間で酸化、燃焼できる排ガス浄化用酸化触媒装置を提供する。【解決手段】排ガス浄化用酸化触媒装置１は、多孔質フィルタ基材２と多孔質フィルタ基材２に担持された触媒とを備え、多孔質フィルタ基材２は流入セル４と流出セル５とセル隔壁６とを備え、該触媒は、セル隔壁６の流入セル４側の表面に担持された第１の触媒層３ａと、セル隔壁６の気孔７の壁面表面に担持された第２の触媒層とからなり、排ガス中のパティキュレートを触媒により酸化し浄化する。触媒は、一般式Ｙ１−ｘＡｇｘＭｎ１−ｙＴｉｙＯ３で表され、０．０１≦ｘ≦０．３０かつ０．００５≦ｙ≦０．３０である複合金属酸化物と、酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質体からなる。触媒層３ａ，３ｂは、直径が０．０１〜３．０μｍの気孔を備える多孔質体からなり、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂ全体の気孔率が、３０〜５５体積％である。【選択図】  図１
2010042396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部を排ガス流入部とし、他方の端部を排ガス流出部とするウォールフロー構造を有する多孔質フィルタ基材と、該多孔質フィルタ基材に担持された触媒とを備え、
該多孔質フィルタ基材は、軸方向に貫通して形成された複数の貫通孔のうち、排ガス流入部が開放されるとともに排ガス流出部が閉塞された複数の流入セルと、該複数の貫通孔の排ガス流入部が閉塞されるとともに排ガス流出部が開放された複数の流出セルと、該流入セル及び該流出セルを隔てるセル隔壁とを備え、
該触媒は、該セル隔壁の少なくとも該流入セル側の表面に担持された第１の触媒層と、該セル隔壁を形成する該多孔質フィルタ基材の気孔の壁面表面に担持された第２の触媒層とからなり、
該排ガス流入部から流入する内燃機関の排ガスを該セル隔壁を介して該流出セルに流通させる間に、該排ガス中のパティキュレートを前記触媒により酸化し、浄化された該排ガスを該排ガス流出部から流出せしめる排ガス浄化用酸化触媒装置において、
該触媒は、一般式Ｙ１−ｘＡｇｘＭｎ１−ｙＴｉｙＯ３で表され、０．０１≦ｘ≦０．３０かつ０．００５≦ｙ≦０．３０である複合金属酸化物と、酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質体からなることを特徴とする排ガス浄化用酸化触媒装置。
【請求項２】
前記各触媒層は、直径が０．０１〜３．０μｍの範囲の気孔を備える多孔質体からなり、前記多孔質フィルタ基材及び該各触媒層全体の気孔率が、３０〜５５体積％の範囲であることを特徴とする請求項１記載の排ガス浄化用酸化触媒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排ガスに含まれるパティキュレートを、複合金属酸化物からなる触媒を用いて酸化、燃焼して浄化する排ガス浄化用酸化触媒装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排ガスに含まれるパティキュレートや炭化水素を酸化、燃焼して浄化するために、ペロブスカイト型複合金属酸化物からなる触媒を用いた排ガス浄化用酸化触媒装置が知られている。
【０００３】
前記排ガス浄化用酸化触媒装置として、一方の端部を排ガス流入部とし、他方の端部を排ガス流出部とするウォールフロー構造を有する多孔質フィルタ基材と、該多孔質フィルタ基材に担持された触媒とを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
前記ウォールフロー構造を備える前記多孔質フィルタ基材は、軸方向に貫通して形成された複数の貫通孔のうち、排ガス流入部が開放されるとともに排ガス流出部が閉塞された複数の流入セルと、該複数の貫通孔の排ガス流入部が閉塞されるとともに排ガス流出部が開放された複数の流出セルと、該流入セル及び該流出セルを隔てるセル隔壁とを備えるものである。一方、前記触媒は、前記セル隔壁の前記流入セル側の表面に担持された第１の触媒層と、前記多孔質フィルタ基材の気孔を形成する壁面表面に担持された第２の触媒層とからなる。
【０００５】
前記排ガス浄化用酸化触媒装置によれば、前記排ガス流入部から流入する内燃機関の排ガスを前記セル隔壁を介して前記流出セルに流通させる間に、該排ガス中のパティキュレートを前記触媒により酸化、燃焼し、浄化された該排ガスを前記排ガス流出部から流出せしめる。
【０００６】
前記従来の排ガス浄化用酸化触媒装置において、前記触媒としては、一般式ＡＭＯ３で表され、ＡサイトにはＬａ、Ｙ、Ｄｙ、Ｎｄ等の１種以上と、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ等の１種以上の金属が入り、ＭサイトにはＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏ等の１種以上の金属が入るペロブスカイト型複合金属酸化物が用いられるとされている。前記ペロブスカイト型複合金属酸化物として、具体的には、Ｌａ１−ｘＳｒｘＦｅＯ３（０.１≦ｘ≦０.６５）、Ｌａ１−ｘＢａｘＦｅＯ３（０.１≦ｘ≦０.６５）等が挙げられている。
【０００７】
また、本発明者らにより、前記触媒として、一般式Ｙ１−ｘＡｇｘＭｎ１−ｙＡｙＯ３で表され、ＡはＴｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｒｕからなる群から選択される１種の金属であり、０．０１≦ｘ≦０．１５かつ０．００５≦ｙ≦０．２であるペロブスカイト型複合金属酸化物が提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
前記ペロブスカイト型複合金属酸化物を備える排ガス浄化用酸化触媒装置によれば、前記パティキュレートの燃焼温度を低下させることができるが、該燃焼温度をさらに低下させることができ、且つ短時間で燃焼することができる排ガス浄化用酸化触媒装置が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２３７０１２号公報
【特許文献２】特開２００８−１００１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、内燃機関の排ガス中のパティキュレートをより低温且つ短時間で酸化、燃焼することができる排ガス浄化用酸化触媒装置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】
【００１１】
かかる目的を達成するために、本発明は、一方の端部を排ガス流入部とし、他方の端部を排ガス流出部とするウォールフロー構造を有する多孔質フィルタ基材と、該多孔質フィルタ基材に担持された触媒とを備え、該多孔質フィルタ基材は、軸方向に貫通して形成された複数の貫通孔のうち、排ガス流入部が開放されるとともに排ガス流出部が閉塞された複数の流入セルと、該複数の貫通孔の排ガス流入部が閉塞されるとともに排ガス流出部が開放された複数の流出セルと、該流入セル及び該流出セルを隔てるセル隔壁とを備え、該触媒は、該セル隔壁の少なくとも該流入セル側の表面に担持された第１の触媒層と、該セル隔壁を形成する該多孔質フィルタ基材の気孔の壁面表面に担持された第２の触媒層とからなり、該排ガス流入部から流入する内燃機関の排ガスを該セル隔壁を介して該流出セルに流通させる間に、該排ガス中のパティキュレートを前記触媒により酸化し、浄化された該排ガスを該排ガス流出部から流出せしめる排ガス浄化用酸化触媒装置において、該触媒は、一般式Ｙ１−ｘＡｇｘＭｎ１−ｙＴｉｙＯ３で表され、０．０１≦ｘ≦０．３０かつ０．００５≦ｙ≦０．３０である複合金属酸化物と、酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質体からなることを特徴とする。
【００１２】
本発明の排ガス浄化用酸化触媒装置は、前記ウォールフロー構造を有する多孔質フィルタ基材のセル隔壁の少なくとも流入セル側の表面に担持された第１の触媒層と、該多孔質フィルタ基材の気孔を形成する壁面表面に担持された第２の触媒層とを形成する触媒を、一般式Ｙ１−ｘＡｇｘＭｎ１−ｙＴｉｙＯ３で表され、０．０１≦ｘ≦０．３０かつ０．００５≦ｙ≦０．３０である複合金属酸化物と、酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質体とすることにより、内燃機関の排ガス中のパティキュレートを、より低温且つ短時間で燃焼させることができる。
【００１３】
前記複合金属酸化物の一般式Ｙ１−ｘＡｇｘＭｎ１−ｙＡｙＯ３において、ｘが０．０１未満では、触媒活性を高める効果が不十分であり、ｘが０．３０を超えると、酸化触媒の耐熱性が低下し十分な性能を得ることができない。また、ｙが０．００５未満では、触媒活性を高める効果が不十分であり、ｙが０．３０を超えると、酸化触媒の耐熱性が低下し十分な性能を得ることができない。
【００１４】
本発明の排ガス浄化用酸化触媒装置において、前記各触媒層は、直径が０．０１〜３．０μｍの範囲の気孔を備える多孔質体からなり、前記多孔質フィルタ基材及び該各触媒層全体の気孔率が、３０〜５５体積％の範囲であることが好ましい。本発明の排ガス浄化用酸化触媒装置は、前記各触媒層を形成する前記多孔質体の気孔の直径が、前記範囲内であるか、または、前記多孔質フィルタ基材及び該各触媒層全体の気孔率が、前記範囲内であることにより、内燃機関の排ガス中のパティキュレートの燃焼温度を、十分に低温にすることができる。
【００１５】
本発明の排ガス浄化用酸化触媒装置において、前記各触媒層を形成する前記多孔質体の気孔の直径が０．０１μｍ未満である場合には、圧力損失が増大することがある。一方、前記各触媒層の前記気孔の直径が３．０μｍを超える場合には、前記排ガス中の前記パティキュレートが該気孔の表面に十分に接触することができなくなり、該パティキュレートの燃焼温度を低下させる効果が十分に得られないことがある。
【００１６】
また、本発明の排ガス浄化用酸化触媒装置において、前記多孔質フィルタ基材及び前記各触媒層全体の気孔率が３０体積％未満である場合には、前記排ガスが前記気孔を通過する際に圧力損失が増大することがある。一方、前記多孔質フィルタ基材及び前記各触媒層全体の気孔率が５５体積％を超える場合には、前記排ガスと該触媒層との接触確率が低下し、該パティキュレートの燃焼温度を低下させる効果が十分に得られないことがある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の排ガス浄化用酸化触媒装置の説明図であり、図１（ａ）は説明的断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部の模式的拡大図。
【図２】実施例１の排ガス浄化用酸化触媒装置による排出ガスのＣＯ２濃度を示すグラフ。
【図３】実施例１の排ガス浄化用酸化触媒装置における多孔質フィルタ基材及び各触媒層の気孔の直径を示すグラフ。
【図４】実施例１の排ガス浄化用酸化触媒装置における多孔質フィルタ基材及び各触媒層全体の気孔率を示すグラフ。
【図５】実施例１の排ガス浄化用酸化触媒装置のセル隔壁の断面画像であり、図５（ａ）は倍率５０倍の断面画像、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ部を拡大して示す倍率５００倍の断面画像。
【図６】触媒性能評価試験に用いられる触媒評価装置を示す説明図。
【図７】実施例２−６の排ガス浄化用酸化触媒装置によるパティキュレート燃焼時間を示すグラフ。
【図８】実施例２の排ガス浄化用酸化触媒装置における多孔質フィルタ基材及び各触媒層の気孔の直径を示すグラフ。
【図９】実施例２−６の排ガス浄化用酸化触媒装置における多孔質フィルタ基材及び各触媒層全体の気孔率を示すグラフ。
【図１０】実施例３の排ガス浄化用酸化触媒装置における多孔質フィルタ基材及び各触媒層の気孔の直径を示すグラフ。
【図１１】実施例４の排ガス浄化用酸化触媒装置における多孔質フィルタ基材及び各触媒層の気孔の直径を示すグラフ。
【図１２】実施例５の排ガス浄化用酸化触媒装置における多孔質フィルタ基材及び各触媒層の気孔の直径を示すグラフ。
【図１３】実施例６の排ガス浄化用酸化触媒装置における多孔質フィルタ基材及び各触媒層の気孔の直径を示すグラフ。
【図１４】実施例７−１０の排ガス浄化用酸化触媒装置によるパティキュレート燃焼時間を示すグラフ。
【図１５】実施例７の排ガス浄化用酸化触媒装置における多孔質フィルタ基材及び各触媒層の気孔の直径を示すグラフ。
【図１６】実施例７−１０の排ガス浄化用酸化触媒装置における多孔質フィルタ基材及び各触媒層全体の気孔率を示すグラフ。
【図１７】実施例８の排ガス浄化用酸化触媒装置における多孔質フィルタ基材及び各触媒層の気孔の直径を示すグラフ。
【図１８】実施例９の排ガス浄化用酸化触媒装置における多孔質フィルタ基材及び各触媒層の気孔の直径を示すグラフ。
【図１９】実施例１０の排ガス浄化用酸化触媒装置における多孔質フィルタ基材及び各触媒層の気孔の直径を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１（ａ）に示すように、本実施形態の排ガス浄化用酸化触媒装置１は、一方の端部を排ガス流入部１ａとし、他方の端部を排ガス流出部１ｂとするウォールフロー構造を有する多孔質フィルタ基材２と、多孔質フィルタ基材２に担持された触媒とを備えている。
【００１９】
多孔質フィルタ基材２は、例えばＳｉＣからなる多孔質体であって、直径が２０〜２５μｍの範囲の複数の気孔を備えると共に、それ自体５５〜６０体積％の範囲の気孔率を備えている。多孔質フィルタ基材２は、例えば直方体形状であり、軸方向に貫通する複数の貫通孔が断面格子状に配設されて、該貫通孔からなる複数の流入セル４と複数の流出セル５とを備えている。流入セル４は、排ガス流入部１ａ側の端部４ａが開放されると共に排ガス流出部１ｂ側の端部４ｂが閉塞されている。一方、流出セル５は、排ガス流入部１ａ側の端部５ａが閉塞されると共に排ガス流出部１ｂ側の端部５ｂが開放されている。流入セル４及び流出セル５は、断面市松格子状となるように交互に配設されていて、各セル４，５の境界部を形成するセル隔壁６により相互に隔てられている。
【００２０】
排ガス浄化用酸化触媒装置１は、触媒として、図１（ａ）に示すようにセル隔壁６の流入セル４側の表面に担持されている第１の触媒層３ａと、図１（ｂ）に示すようにセル隔壁６の気孔７の壁面表面に担持されている第２の触媒層３ｂとを備えている。各触媒層３ａ，３ｂは、直径が０．０１〜３．０μｍの範囲の気孔（図示せず）を備える多孔質体であって、一般式Ｙ１−ｘＡｇｘＭｎ１−ｙＴｉｙＯ３で表され、０．０１≦ｘ≦０．３０かつ０．００５≦ｙ≦０．３０である複合金属酸化物と、酸化ジルコニウムとの混合物からなる。また、多孔質フィルタ基材２及び各触媒層３ａ，３ｂは、両者を合わせた全体の気孔率が３０〜５５体積％の範囲となっている。尚、図示しないが、最外層のセル隔壁６の外周部には、排ガスの流出を規制する金属からなる規制部材が設けられている。
【００２１】
排ガス浄化用酸化触媒装置１においては、第１の触媒層３ａは、セル隔壁６の流入セル４側の表面のみに担持されているが、流入セル４側の表面と流出セル５側の表面との両方に担持されていてもよい。また、多孔質フィルタ基材２として、ＳｉＣからなる多孔質体を用いているが、Ｓｉ−ＳｉＣからなる多孔質体を用いてもよい。
【００２２】
次に、図１を参照して本実施形態の排ガス浄化用酸化触媒装置１の作動について説明する。まず、排ガス浄化用酸化触媒装置１を、排ガス流入部１ａが内燃機関の排ガスの流路に対して上流側となるように設置する。このようにすると、流出セル５は端部５ａが閉塞されているので、前記排ガスは、図１（ａ）に矢示するように、端部４ａから流入セル４内へ導入される。
【００２３】
このとき、流入セル４は排ガス流出部１ｂ側の端部が閉塞されているので、流入セル４内へ導入された前記排ガスは、セル隔壁６の気孔７を介して流出セル５内へ流通せしめられる。そして、前記流通せしめられる間に、前記排ガス中のパティキュレートが、セル隔壁６の表面に担持された第１の触媒層３ａと、気孔７の壁面表面に担持された第２の触媒層３ｂとに接触し、各触媒層３ａ，３ｂの触媒の作用により酸化、燃焼され、除去される。
【００２４】
この結果、前記パティキュレートが燃焼除去された前記排ガスが、流出セル５の排ガス流出部１ｂ側の端部５ｂから、外部に排出される。
【００２５】
本実施形態の排ガス浄化用酸化触媒装置１によれば、第１の触媒層３ａ及び第２の触媒層３ｂを形成する触媒が、一般式Ｙ１−ｘＡｇｘＭｎ１−ｙＴｉｙＯ３で表され、０．０１≦ｘ≦０．３０かつ０．００５≦ｙ≦０．３０である複合金属酸化物と、酸化ジルコニウムとの混合物からなることにより、内燃機関の排ガス中のパティキュレートをより低温且つ短時間で酸化、燃焼し、浄化することができる。
【００２６】
また、本実施形態の排ガス浄化用酸化触媒装置１によれば、第１の触媒層３ａ及び第２の触媒層３ｂが多孔質体からなり、直径が０．０１〜３．０μｍの範囲の気孔７を備え、多孔質フィルタ基材２及び各触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体が３０〜５５体積％の範囲の気孔率を備えている。この結果、前記排ガス中のパティキュレートと触媒層３ａ，３ｂとの接触確率を高めることができる。従って、本発明によれば、従来技術の排ガス浄化用酸化触媒装置と比較して、内燃機関の排ガス中のパティキュレートをさらに低温で酸化、燃焼し、浄化することができる。
【００２７】
次に、本発明の実施例及び比較例を示す。
【実施例１】
【００２８】
本実施例では、まず、硝酸イットリウム５水和物と、硝酸銀と、硝酸マンガン６水和物と、アナターゼ型酸化チタンと、クエン酸と、水とを、０．９５：０．０５：０．９５：０．０５：６：４０のモル比で混合した混合物を、２５℃の温度で１５分間乳鉢で混合粉砕した後、４００℃の温度に１時間保持して一次焼成を行った。次に、酸化ジルコニウム粉末を水に分散してなる水分散ジルコニアゾル（酸化ジルコニウム粉末の含有量が２０質量％）を、前記一次焼成で得られた結果物に対して酸化ジルコニウム粉末の含有量が１０質量％となるように混合し、１５分間乳鉢で混合粉砕した後、回転式ボールミルを用いて１００回転／分で５時間混合粉砕し、触媒前駆体スラリーを調製した。
【００２９】
次に、軸方向に貫通する複数の貫通孔が断面格子状に配設された多孔質フィルタ基材２（日本碍子株式会社製ＳｉＣ多孔質体、商品名：ＭＳＣ１４）を用意した。多孔質フィルタ基材２は、３６×３６×５０ｍｍの寸法を備える見かけ体積６５０００ｍｍ３の直方体形状であり、気孔の平均直径が２０〜２５μｍの範囲にある。
【００３０】
次に、多孔質フィルタ基材２の前記貫通孔の一端部を一つ置きに（すなわち、断面市松格子状となるように）、シリカを主成分とするセラミックス接着剤にて閉塞することにより、流出セル５を形成した。次に、多孔質フィルタ基材２に、前記端部が閉塞されている側から前記スラリーを流し込むことにより、端部が閉塞されていない前記複数の貫通孔（すなわち、流出セル５以外のセル）内に該スラリーを流入させ、次いで、多孔質フィルタ基材２から過剰な前記スラリーを除去した。
【００３１】
次に、前記スラリーが付着された多孔質フィルタ基材２を、８００℃の温度に１時間保持して二次焼成を行った。この結果、流出セル５以外のセルのセル隔壁６の表面に、化学式Ｙ０．９５Ａｇ０．０５Ｍｎ０．９５Ｔｉ０．０５Ｏ３で表される複合金属酸化物と、酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質からなる第１の触媒層３ａが形成されると共に、セル隔壁６の気孔７の壁面表面に該混合物の多孔質からなる第２の触媒層３ｂが形成された。触媒層３ａ，３ｂは、前記二次焼成により、直径が０．０１〜３．０μｍの範囲の気孔を備える多孔質体となっている。また、触媒層３ａ，３ｂは、多孔質フィルタ基材２の見かけ体積１Ｌあたりの担持量が合計８０ｇとなっている。
【００３２】
次に、流出セル５以外のセルの前記端部が閉塞された側とは反対側の端部を、シリカを主成分とするセラミックス接着剤にて閉塞して、流入セル４を形成することにより、図１（ａ）に示す構成を備える排ガス浄化用酸化触媒装置１を製造した。排ガス浄化用酸化触媒装置１は、多孔質フィルタ基材２及び各触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体が３０〜５５体積％の範囲の気孔率を備えている。
【００３３】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、次のようにして触媒性能評価試験を行った。まず、排ガス浄化用酸化触媒装置１を、エンジンベンチ内に設置した排気量が２．４Ｌであるディーゼルエンジンの排気系に搭載した。次に、前記ディーゼルエンジンを２０分間運転することにより、排ガス浄化用酸化触媒装置１に、排ガス浄化用酸化触媒装置１の見かけ体積１Ｌあたり２ｇのパティキュレートを捕集させた。前記ディーゼルエンジンの運転条件は、排ガス浄化用酸化触媒装置１への流入ガス温度１８０℃、エンジン回転数１５００回転／分、トルク７０Ｎ／ｍであった。
【００３４】
次に、パティキュレートが捕集された排ガス浄化用酸化触媒装置１を前記排気系から取り出し、流通型昇温度装置内の石英管内に固定した。次に、前記石英管の一端部（供給口）から、酸素と窒素とを混合してなる雰囲気ガスを供給し、石英管の他端部（排出口）から排出させながら、排ガス浄化用酸化触媒装置１を加熱した。前記雰囲気ガスは、酸素と窒素との体積比が１０：９０であり、空間速度２００００／時間で供給された。また、前記加熱は、前記流通型昇温度装置の管状マッフル炉により行われ、排ガス浄化用酸化触媒装置１を室温から７００℃の温度まで３℃／分で昇温した。このとき、前記石英管からの排出ガスのＣＯ２濃度を質量分析計を用いて測定した。結果を図２に示す。尚、図２において、ＣＯ２濃度のピークに対応する温度がパティキュレートの燃焼温度に相当する。
【００３５】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１をダイヤモンドカッターにて切削することにより、５ｍｍ角の立方体を３個切り出した。
【００３６】
次に、１個目の立方体の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、自動水銀ポロシメータを用いて、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径と、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率とを測定した。多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径の測定結果を図３に示す。多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率の測定結果を図４に示す。
【００３７】
図３に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径は、０．０１〜１００μｍの範囲にあった。ここで、多孔質フィルタ基材２の気孔の平均直径が２０〜２５μｍの範囲にあることを考慮すると、触媒層３ａ，３ｂの気孔の直径は０．０１〜２．０μｍの範囲にあると考えられる。また、図４に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率は５０．４体積％であることが明らかである。
【００３８】
次に、２個目の立方体の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、透過型電子顕微鏡を用いて断面画像を撮影した。図５（ａ），（ｂ）に排ガス浄化用酸化触媒装置１の断面画像を示す。図５（ｂ）に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１には、セル隔壁６の気孔７の壁面表面に第２の触媒層３ｂが形成されていることが明らかである。
【００３９】
次に、３個目の立方体の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、Ｘ線回折装置を用いて、触媒層３ａ，３ｂを構成する触媒の成分を評価した。触媒層３ａ，３ｂのＸ線回折の結果から、前記触媒は、複合金属酸化物であるＹＭＯ３（Ｍは金属）に起因する結晶ピークと、２θ＝３１°前後にメインピークを有する酸化ジルコニウムに起因する結晶ピークとを備えている。
【００４０】
従って、前記触媒は、化学式Ｙ０．９５Ａｇ０．０５Ｍｎ０．９５Ｔｉ０．０５Ｏ３で表される複合金属酸化物と、酸化ジルコニウムとの混合物からなることが明らかである。尚、前記酸化ジルコニウムは、複合金属酸化物であるＹ０．９５Ａｇ０．０５Ｍｎ０．９５Ｔｉ０．０５Ｏ３中のイットリウムの一部が酸化ジルコニウム中に固溶して生成された立方晶イットリウム安定化ジルコニアである。
〔比較例１〕
本比較例では、触媒層３ａ，３ｂを全く形成しなかった以外は、実施例１と全く同一にして、排ガス浄化用酸化触媒装置を製造した。
【００４１】
次に、本比較例の排ガス浄化用酸化触媒装置に対して、実施例１と全く同一にして、触媒性能評価試験を行った。結果を図２に示す。
【００４２】
図２から、実施例１の排ガス浄化用酸化触媒装置１によれば、本比較例の排ガス浄化用酸化触媒装置に比較して、内燃機関の排ガス中のパティキュレートをより低温で酸化、燃焼することができることが明らかである。
【００４３】
次に、本比較例の排ガス浄化用酸化触媒装置をダイヤモンドカッターにて切削することにより、５ｍｍ角の立方体を１個切り出した。
【００４４】
次に、前記立方体の排ガス浄化用酸化触媒装置に対して、自動水銀ポロシメータを用いて、多孔質フィルタ基材の気孔の直径を測定した。多孔質フィルタ基材の気孔の直径の測定結果を図３に示す。
【００４５】
図３に示すように、本比較例の排ガス浄化用酸化触媒装置において、多孔質フィルタ基材の気孔は、平均直径が２０〜２５μｍの範囲にあることが明らかである。
〔比較例２〕
本比較例では、まず、硝酸イットリウム５水和物と、硝酸マンガン６水和物と、クエン酸と、水とを、１：１：６：４０のモル比で混合した以外は、実施例１と全く同一にして、触媒前駆体スラリーを調製した。
【００４６】
次に、本比較例で得られた触媒前駆体スラリーを用い、化学式ＹＭｎＯ３で表される複合金属酸化物と酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質からなる第１の触媒層及び第２の触媒層を形成した以外は、実施例１と全く同一にして、本比較例の排ガス浄化用酸化触媒装置を製造した。
【００４７】
次に、本比較例の排ガス浄化用酸化触媒装置に対して、実施例１と全く同一にして、触媒性能評価試験を行った。結果を図２に示す。
【００４８】
図２から、実施例１の排ガス浄化用酸化触媒装置１によれば、本比較例の排ガス浄化用酸化触媒装置に比較して、内燃機関の排ガス中のパティキュレートをより低温で酸化、燃焼することができることが明らかである。
【００４９】
次に、本比較例の排ガス浄化用酸化触媒装置から、実施例１と全く同一にして、５ｍｍ角の立方体を１個切り出し、多孔質フィルタ基材の気孔の直径及び第１，第２の触媒層の気孔の直径と、多孔質フィルタ基材及び第１，第２の触媒層を合わせた全体の気孔率とを測定した。多孔質フィルタ基材の気孔の直径及び第１，第２の触媒層の気孔の直径の測定結果を図３に示す。多孔質フィルタ基材及び第１，第２の触媒層を合わせた全体の気孔率の測定結果を図４に示す。
【００５０】
図３に示すように、本比較例の排ガス浄化用酸化触媒装置において、多孔質フィルタ基材の気孔の直径及び第１，第２の触媒層の気孔の直径は、０．０１〜１００μｍの範囲にあった。ここで、多孔質フィルタ基材の気孔の平均直径が２０〜２５μｍの範囲にあることを考慮すると、第１，第２の触媒層の気孔の直径は０．２０〜５．０μｍの範囲にあると考えられる。また、図４に示すように、本比較例の排ガス浄化用酸化触媒装置において、多孔質フィルタ基材の気孔の直径及び第１，第２の触媒層を合わせた全体の気孔率は６１．１体積％であることが明らかである。
【実施例２】
【００５１】
本実施例では、まず、一次焼成の温度を３５０℃にした以外は、実施例１と全く同一にして、触媒前駆体スラリーを調製した。
【００５２】
次に、本実施例で得られた触媒前駆体スラリーを用いた以外は、実施例１と全く同一にして、排ガス浄化用酸化触媒装置１を製造した。
【００５３】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、次のようにして触媒性能評価試験を行った。まず、排ガス浄化用酸化触媒装置１を、エンジンベンチ内に設置した排気量が２．２Ｌであるディーゼルエンジンの排気系に搭載した。次に、前記ディーゼルエンジンを運転することにより、排ガス浄化用酸化触媒装置１に、排ガス浄化用酸化触媒装置１の見かけ体積１Ｌあたり１．４ｇのパティキュレートを捕集させた。前記ディーゼルエンジンの運転条件は、排ガス浄化用酸化触媒装置１への流入ガス温度３００℃、エンジン回転数１５００回転／分、トルク８０Ｎ／ｍであった。
【００５４】
次に、所定量のパティキュレートが捕集された排ガス浄化用酸化触媒装置１を前記排気系から取り出し、図６に示す触媒評価装置１１の石英管１２内に固定した。ここで、触媒評価装置１１は、石英管１２の周囲に加熱炉１３を備えるとともに、石英管１２の一端部１２ａ側に複数のガスボンベ１４，１５，１６を備えている。ガスボンベ１４には一酸化窒素、ガスボンベ１５には酸素、ガスボンベ１６には窒素がそれぞれ収容されている。
【００５５】
次に、ガスボンベ１６から供給した窒素ガスを、石英管１２の一端部１２ａ（供給口）から１２．８Ｌ／分の流量で供給しながら、加熱炉１３により排ガス浄化用酸化触媒装置１を室温から６００℃の温度まで昇温した。
【００５６】
次に、ガスボンベ１４，１５，１６から一酸化窒素と酸素と窒素とを供給し、体積比が０．０２：３．８：９６．１８である混合ガスを生成した。次に、前記混合ガスを、石英管１２の一端部１２ａから１３．５Ｌ／分の流量で供給した。そして、排ガス浄化用酸化触媒装置１に捕集されたパティキュレートの酸化、燃焼により生じた一酸化炭素及び二酸化炭素を、石英管１２の他端部１２ｂ（排出口）に接続したガス分析装置（株式会社堀場製作所製、商品名：ＭＥＸＡ−７５００Ｄ）１７に導入した。次に、ガス分析装置１７により、一酸化炭素及び二酸化炭素の濃度を測定し、排ガス浄化用酸化触媒装置１に捕集されたパティキュレートのうちの９０質量％が燃焼されるまでに要した時間を計測した。結果を図７に示す。
【００５７】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１から、実施例１と全く同一にして、５ｍｍ角の立方体を１個切り出し、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径と、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率とを測定した。多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径の測定結果を図８に示す。多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率の測定結果を図９に示す。
【００５８】
図８に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径は、０．０１〜１００μｍの範囲にあった。ここで、多孔質フィルタ基材２の気孔の平均直径が２０〜２５μｍの範囲にあることを考慮すると、触媒層３ａ，３ｂの気孔の直径は０．０１〜２．０μｍの範囲にあると考えられる。また、図９に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率は４１．５体積％であることが明らかである。
【実施例３】
【００５９】
本実施例では、まず、硝酸イットリウム５水和物と、硝酸銀と、硝酸マンガン６水和物と、アナターゼ型酸化チタンと、クエン酸と、水とを、０．９０：０．１０：０．９５：０．０５：６：４０のモル比で混合した以外は、実施例２と全く同一にして、触媒前駆体スラリーを調製した。
【００６０】
次に、本実施例で得られた触媒前駆体スラリーを用い、化学式Ｙ０．９Ａｇ０．１Ｍｎ０．９５Ｔｉ０．０５Ｏ３で表される複合金属酸化物と酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質からなる第１の触媒層３ａ及び第２の触媒層３ｂを形成した以外は、実施例２と全く同一にして、排ガス浄化用酸化触媒装置１を製造した。
【００６１】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、排ガス浄化用酸化触媒装置１の見かけ体積１Ｌあたり１．９ｇのパティキュレートを捕集させた以外は、実施例２と全く同一にして、触媒性能評価試験を行った。結果を図７に示す。
【００６２】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１から、実施例２と全く同一にして、５ｍｍ角の立方体を１個切り出し、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径と、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率とを測定した。多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径の測定結果を図１０に示す。多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率の測定結果を図９に示す。
【００６３】
図１０に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径は、０．０１〜１００μｍの範囲にあった。ここで、多孔質フィルタ基材２の気孔の平均直径が２０〜２５μｍの範囲にあることを考慮すると、触媒層３ａ，３ｂの気孔の直径は０．０２〜２．０μｍの範囲にあると考えられる。また、図９に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率は４１．０体積％であることが明らかである。
【実施例４】
【００６４】
本実施例では、まず、硝酸イットリウム５水和物と、硝酸銀と、硝酸マンガン６水和物と、アナターゼ型酸化チタンと、クエン酸と、水とを、０．８５：０．１５：０．９５：０．０５：６：４０のモル比で混合した以外は、実施例２と全く同一にして、触媒前駆体スラリーを調製した。
【００６５】
次に、本実施例で得られた触媒前駆体スラリーを用い、化学式Ｙ０．８５Ａｇ０．１５Ｍｎ０．９５Ｔｉ０．０５Ｏ３で表される複合金属酸化物と酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質からなる第１の触媒層３ａ及び第２の触媒層３ｂを形成した以外は、実施例２と全く同一にして、排ガス浄化用酸化触媒装置１を製造した。
【００６６】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、排ガス浄化用酸化触媒装置１の見かけ体積１Ｌあたり１．８ｇのパティキュレートを捕集させた以外は、実施例２と全く同一にして、触媒性能評価試験を行った。結果を図７に示す。
【００６７】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１から、実施例２と全く同一にして、５ｍｍ角の立方体を１個切り出し、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径と、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率とを測定した。多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径の測定結果を図１１に示す。多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率の測定結果を図９に示す。
【００６８】
図１１に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径は、０．０１〜１００μｍの範囲にあった。ここで、多孔質フィルタ基材２の気孔の平均直径が２０〜２５μｍの範囲にあることを考慮すると、触媒層３ａ，３ｂの気孔の直径は０．０２〜３．０μｍの範囲にあると考えられる。また、図９に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率は４２．０体積％であることが明らかである。
【実施例５】
【００６９】
本実施例では、まず、硝酸イットリウム５水和物と、硝酸銀と、硝酸マンガン６水和物と、アナターゼ型酸化チタンと、クエン酸と、水とを、０．８０：０．２０：０．９５：０．０５：６：４０のモル比で混合した以外は、実施例２と全く同一にして、触媒前駆体スラリーを調製した。
【００７０】
次に、本実施例で得られた触媒前駆体スラリーを用い、化学式Ｙ０．８Ａｇ０．２Ｍｎ０．９５Ｔｉ０．０５Ｏ３で表される複合金属酸化物と酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質からなる第１の触媒層３ａ及び第２の触媒層３ｂを形成した以外は、実施例２と全く同一にして、排ガス浄化用酸化触媒装置１を製造した。
【００７１】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、排ガス浄化用酸化触媒装置１の見かけ体積１Ｌあたり１．８ｇのパティキュレートを捕集させた以外は、実施例２と全く同一にして、触媒性能評価試験を行った。結果を図７に示す。
【００７２】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１から、実施例２と全く同一にして、５ｍｍ角の立方体を１個切り出し、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径と、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率とを測定した。多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径の測定結果を図１２に示す。多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率の測定結果を図９に示す。
【００７３】
図１２に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径は、０．０１〜１００μｍの範囲にあった。ここで、多孔質フィルタ基材２の気孔の平均直径が２０〜２５μｍの範囲にあることを考慮すると、触媒層３ａ，３ｂの気孔の直径は０．０２〜２．０μｍの範囲にあると考えられる。また、図９に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率は４７．８体積％であることが明らかである。
【実施例６】
【００７４】
本実施例では、まず、硝酸イットリウム５水和物と、硝酸銀と、硝酸マンガン６水和物と、アナターゼ型酸化チタンと、クエン酸と、水とを、０．７０：０．３０：０．９５：０．０５：６：４０のモル比で混合した以外は、実施例２と全く同一にして、触媒前駆体スラリーを調製した。
【００７５】
次に、本実施例で得られた触媒前駆体スラリーを用い、化学式Ｙ０．７Ａｇ０．３Ｍｎ０．９５Ｔｉ０．０５Ｏ３で表される複合金属酸化物と酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質からなる第１の触媒層３ａ及び第２の触媒層３ｂを形成した以外は、実施例２と全く同一にして、排ガス浄化用酸化触媒装置１を製造した。
【００７６】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、排ガス浄化用酸化触媒装置１の見かけ体積１Ｌあたり１．７ｇのパティキュレートを捕集させた以外は、実施例２と全く同一にして、触媒性能評価試験を行った。結果を図７に示す。
【００７７】
図７から、一般式Ｙ１−ｘＡｇｘＭｎ０．９５Ｔｉ０．０５Ｏ３（０．０５≦ｘ≦０．３０）で表される複合金属酸化物と酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質からなる第１の触媒層３ａ及び第２の触媒層３ｂを備える実施例２〜６の排ガス浄化用酸化触媒装置１は、捕集されたパティキュレートのうちの９０質量％が燃焼されるまでに要した時間がいずれも２５０秒未満であることが明らかである。したがって、実施例２〜６の排ガス浄化用酸化触媒装置１は、内燃機関の排ガス中のパティキュレートを短時間で酸化、燃焼することができることが明らかである。
【００７８】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１から、実施例２と全く同一にして、５ｍｍ角の立方体を１個切り出し、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径と、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率とを測定した。多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径の測定結果を図１３に示す。多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率の測定結果を図９に示す。
【００７９】
図１３に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径は、０．０１〜１００μｍの範囲にあった。ここで、多孔質フィルタ基材２の気孔の平均直径が２０〜２５μｍの範囲にあることを考慮すると、触媒層３ａ，３ｂの気孔の直径は０．０２〜２．０μｍの範囲にあると考えられる。また、図９に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率は４１．３体積％であることが明らかである。
【実施例７】
【００８０】
図７から、実施例２〜６の排ガス浄化用酸化触媒装置１のうち、化学式Ｙ０．８Ａｇ０．２Ｍｎ０．９５Ｔｉ０．０５Ｏ３で表される複合金属酸化物と酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質からなる第１の触媒層３ａ及び第２の触媒層３ｂを備える実施例５の排ガス浄化用酸化触媒装置１が、前記時間が最も短いことが明らかである。
【００８１】
そこで、本実施例では、まず、硝酸イットリウム５水和物と、硝酸銀と、硝酸マンガン６水和物と、アナターゼ型酸化チタンと、クエン酸と、水とを、０．８０：０．２０：０．９０：０．１０：６：４０のモル比で混合した以外は、実施例５と全く同一にして、触媒前駆体スラリーを調製した。
【００８２】
次に、本実施例で得られた触媒前駆体スラリーを用い、化学式Ｙ０．８Ａｇ０．２Ｍｎ０．９Ｔｉ０．１Ｏ３で表される複合金属酸化物と酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質からなる第１の触媒層３ａ及び第２の触媒層３ｂを形成した以外は、実施例５と全く同一にして、排ガス浄化用酸化触媒装置１を製造した。
【００８３】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、排ガス浄化用酸化触媒装置１の見かけ体積１Ｌあたり１．４ｇのパティキュレートを捕集させた以外は、実施例５と全く同一にして、触媒性能評価試験を行った。結果を図１４に示す。
【００８４】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１から、実施例５と全く同一にして、５ｍｍ角の立方体を１個切り出し、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径と、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率とを測定した。多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径の測定結果を図１５に示す。多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率の測定結果を図１６に示す。
【００８５】
図１５に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径は、０．０１〜１００μｍの範囲にあった。ここで、多孔質フィルタ基材２の気孔の平均直径が２０〜２５μｍの範囲にあることを考慮すると、触媒層３ａ，３ｂの気孔の直径は０．０２〜２．０μｍの範囲にあると考えられる。また、図１６に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率は４８．６体積％であることが明らかである。
【実施例８】
【００８６】
本実施例では、まず、硝酸イットリウム５水和物と、硝酸銀と、硝酸マンガン６水和物と、アナターゼ型酸化チタンと、クエン酸と、水とを、０．８０：０．２０：０．８５：０．１５：６：４０のモル比で混合した以外は、実施例５と全く同一にして、触媒前駆体スラリーを調製した。
【００８７】
次に、本実施例で得られた触媒前駆体スラリーを用い、化学式Ｙ０．８Ａｇ０．２Ｍｎ０．８５Ｔｉ０．１５Ｏ３で表される複合金属酸化物と酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質からなる第１の触媒層３ａ及び第２の触媒層３ｂを形成した以外は、実施例５と全く同一にして、排ガス浄化用酸化触媒装置１を製造した。
【００８８】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、排ガス浄化用酸化触媒装置１の見かけ体積１Ｌあたり１．６ｇのパティキュレートを捕集させた以外は、実施例５と全く同一にして、触媒性能評価試験を行った。結果を図１４に示す。
【００８９】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１から、実施例５と全く同一にして、５ｍｍ角の立方体を１個切り出し、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径と、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率とを測定した。多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径の測定結果を図１７に示す。多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率の測定結果を図１６に示す。
【００９０】
図１７に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径は、０．０１〜１００μｍの範囲にあった。ここで、多孔質フィルタ基材２の気孔の平均直径が２０〜２５μｍの範囲にあることを考慮すると、触媒層３ａ，３ｂの気孔の直径は０．０１〜０．５μｍの範囲にあると考えられる。また、図１６に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率は３５．５体積％であることが明らかである。
【実施例９】
【００９１】
本実施例では、まず、硝酸イットリウム５水和物と、硝酸銀と、硝酸マンガン６水和物と、アナターゼ型酸化チタンと、クエン酸と、水とを、０．８０：０．２０：０．８０：０．２０：６：４０のモル比で混合した以外は、実施例５と全く同一にして、触媒前駆体スラリーを調製した。
【００９２】
次に、本実施例で得られた触媒前駆体スラリーを用い、化学式Ｙ０．８Ａｇ０．２Ｍｎ０．８Ｔｉ０．２Ｏ３で表される複合金属酸化物と酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質からなる第１の触媒層３ａ及び第２の触媒層３ｂを形成した以外は、実施例５と全く同一にして、排ガス浄化用酸化触媒装置１を製造した。
【００９３】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、排ガス浄化用酸化触媒装置１の見かけ体積１Ｌあたり１．４ｇのパティキュレートを捕集させた以外は、実施例５と全く同一にして、触媒性能評価試験を行った。結果を図１４に示す。
【００９４】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１から、実施例５と全く同一にして、５ｍｍ角の立方体を１個切り出し、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径と、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率とを測定した。多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径の測定結果を図１８に示す。多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率の測定結果を図１６に示す。
【００９５】
図１８に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径は、０．０１〜１００μｍの範囲にあった。ここで、多孔質フィルタ基材２の気孔の平均直径が２０〜２５μｍの範囲にあることを考慮すると、触媒層３ａ，３ｂの気孔の直径は０．２０〜１．０μｍの範囲にあると考えられる。また、図１６に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率は４１．２体積％であることが明らかである。
【実施例１０】
【００９６】
本実施例では、まず、硝酸イットリウム５水和物と、硝酸銀と、硝酸マンガン６水和物と、アナターゼ型酸化チタンと、クエン酸と、水とを、０．８０：０．２０：０．７０：０．３０：６：４０のモル比で混合した以外は、実施例５と全く同一にして、触媒前駆体スラリーを調製した。
【００９７】
次に、本実施例で得られた触媒前駆体スラリーを用い、化学式Ｙ０．８Ａｇ０．２Ｍｎ０．７Ｔｉ０．３Ｏ３で表される複合金属酸化物と酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質からなる第１の触媒層３ａ及び第２の触媒層３ｂを形成した以外は、実施例５と全く同一にして、排ガス浄化用酸化触媒装置１を製造した。
【００９８】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、排ガス浄化用酸化触媒装置１の見かけ体積１Ｌあたり１．５ｇのパティキュレートを捕集させた以外は、実施例５と全く同一にして、触媒性能評価試験を行った。結果を図１４に示す。
【００９９】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１から、実施例５と全く同一にして、５ｍｍ角の立方体を１個切り出し、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径と、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率とを測定した。多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径の測定結果を図１９に示す。多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率の測定結果を図１６に示す。
【０１００】
図１９に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３ａ，３ｂの気孔７の直径は、０．０１〜１００μｍの範囲にあった。ここで、多孔質フィルタ基材２の気孔の平均直径が２０〜２５μｍの範囲にあることを考慮すると、触媒層３ａ，３ｂの気孔の直径は０．０２〜２．０μｍの範囲にあると考えられる。また、図１６に示すように、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１において、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３ａ，３ｂを合わせた全体の気孔率は４３．３体積％であることが明らかである。
【０１０１】
図１４から、一般式Ｙ０．８Ａｇ０．２Ｍｎ１−ｙＴｉｙＯ３（０．０５≦ｙ≦０．３０）で表される複合金属酸化物と酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質からなる第１の触媒層３ａ及び第２の触媒層３ｂを備える実施例５，７〜１０の排ガス浄化用酸化触媒装置１は、捕集されたパティキュレートのうちの９０質量％が燃焼されるまでに要した時間がいずれも１３０秒未満であることが明らかである。したがって、実施例５，７〜１０の排ガス浄化用酸化触媒装置１は、実施例２〜４，６の排ガス浄化用酸化触媒装置１と比較して、内燃機関の排ガス中のパティキュレートをさらに短時間で酸化、燃焼することができることが明らかである。
【符号の説明】
【０１０２】
１…排ガス浄化用酸化触媒装置、  ２…多孔質フィルタ基材、  ３ａ…第１の触媒層、  ３ｂ…第２の触媒層、  ４…流入セル、  ５…流出セル、  ６…セル隔壁、  ７…気孔。
【図２】
2010042396.tif 000003
【図３】
2010042396.tif 000004
【図４】
2010042396.tif 000005
【図６】
2010042396.tif 000006
【図７】
2010042396.tif 000007
【図８】
2010042396.tif 000008
【図９】
2010042396.tif 000009
【図１０】
2010042396.tif 000010
【図１１】
2010042396.tif 000011
【図１２】
2010042396.tif 000012
【図１３】
2010042396.tif 000013
【図１４】
2010042396.tif 000014
【図１５】
2010042396.tif 000015
【図１６】
2010042396.tif 000016
【図１７】
2010042396.tif 000017
【図１８】
2010042396.tif 000018
【図１９】
2010042396.tif 000019
【図１】
2010042396.tif 000020
【図５】
2010042396.tif 000021