(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス又は金属材料からなる担体の表面に形成された第一触媒層と該第一触媒層の上に形成された第二触媒層とを有し、該第一触媒層はＣｅＯ2の量が４５〜７０質量％であり、ＺｒＯ2の量が２０〜４５質量％であり、Ｎｄ2Ｏ3の量が２〜２０質量％であり、Ｌａ2Ｏ3の量が１〜１０質量％であるセリウム−ジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアと、該キャリアに担持された金属Ｐｄ又はＰｄ酸化物からなる触媒成分とを有し、該第二触媒層はＺｒＯ2の量が５０〜９５質量％であり、ＣｅＯ2の量が０〜４０質量％であり、Ｎｄ2Ｏ3の量が２〜２０質量％であり、Ｌａ2Ｏ3の量が１〜１０質量％であるジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアと、該キャリアに担持された金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物からなる触媒成分とを有するか、又は該キャリアに担持された金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物からなる触媒成分及び金属Ｐｔ又はＰｔ酸化物からなる触媒成分とを有することを特徴とする鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒。
【請求項２】
第一触媒層において金属Ｐｄ又はＰｄ酸化物からなる触媒成分の量が、キャリアの質量を基準として金属Ｐｄ換算で０．３〜５質量％である請求項１記載の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒。
【請求項３】
第二触媒層中の触媒成分が金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物である場合にＰｄの量とＲｈの量との質量比が金属換算でＰｄ／Ｒｈ＝１／１〜２０／１であり、又第二触媒層中の触媒成分が金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物と金属Ｐｔ又はＰｔ酸化物とからなる場合にＰｄの量とＲｈの量とＰｔの量との質量比が金属換算で（Ｐｔ＋Ｐｄ）／Ｒｈ＝１／１〜２０／１である請求項１又は２記載の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒。
【請求項４】
第一触媒層はキャリアと触媒成分との合計量５０〜８０質量％と、耐熱性アルミナ系成分１０〜４０質量％と、バインダー材固形分５〜２０質量％とで構成されており、Ｐｄの担持量が金属換算で触媒１Ｌ当り０．７〜５．５ｇである請求項１、２又は３記載の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒。
【請求項５】
第二触媒層はキャリアと触媒成分との合計量５０〜８０質量％と、耐熱性アルミナ系成分１０〜４０質量％と、バインダー材固形分５〜２０質量％とで構成されており、Ｐｄ、Ｒｈ及びＰｔの合計担持量が金属換算で触媒１Ｌ当り０．７〜６．５ｇである請求項１〜４のいずれか１項に記載の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒。
【請求項６】
第一触媒層の質量と第二触媒層の質量との比が１〜３：１である請求項１〜５のいずれか１項に記載の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒。
【請求項７】
鞍乗型車両エンジンの空燃比（Ａ／Ｆ）の平均値が１４．５以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒に関し、より詳しくは、触媒成分として用いるＰｄＯ（酸化パラジウム）の金属化を抑制することにより、ＰｄＯの金属化に起因するＰｄ微粒子の粒成長（シンタリング）による触媒活性の低下が抑制され、従って、排気ガス中の酸素、ＨＣ（炭化水素）及びＣＯ（一酸化炭素）の濃度変化が激しく、Ａ／Ｆのウィンド幅が非常に広い鞍乗型車両の排気ガス雰囲気で使用しても触媒活性の低下が生じにくい鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の内燃機関から排出される排気ガス中にはＨＣ、ＣＯ、ＮＯx（窒素酸化物）等の成分が含まれている。それで、従来から、これら成分を浄化する目的で三元触媒が用いられており、触媒主成分として貴金属が用いられている。特に自動二輪車等の鞍乗型車両では触媒貴金属としてＰｔ、Ｒｈを用いることが一般的である。【０００３】
鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒の主要活性成分であるＰｔ及びＲｈの価格に比較して比較的安価なＰｄを代替活性成分として利用することにより排気ガス浄化触媒のコストを削減することが検討されている。触媒成分としてＲｈを用いた場合に比較してＰｄを用いた場合にはリーンの状態ではＮＯxの還元浄化性能が悪く、また、リッチの状態では還元性排気ガス成分によるＰｄＯの金属への還元を経由して粒成長による触媒活性の低下が生じることによりＰｄは耐久性が劣るので、Ｐｄ触媒利用の支障となっている。その対策として触媒層を２層にし、上層に触媒成分としてＲｈ又はＲｈ＋Ｐｔを用い、下層にＰｄを用いた触媒も提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。これらの従来技術では、触媒の性能試験をストイキ〜リーン雰囲気（A/F ≒15）で燃焼されるガソリンエンジンの排気系で実施していることからも明らかなように、ストイキ〜リーンの状態で運転される通常の四輪車への適用を目的としており、Ａ／Ｆのウィンド幅が四輪車と比較して広く、リッチな状態で運転される割合が多い鞍乗型車両の排気ガス浄化触媒として適しているとは言えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０００６４８号公報
【特許文献２】特開平１０−２９６０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、触媒成分として用いるＰｄＯの金属化を抑制することにより、ＰｄＯの金属化に起因するＰｄ微粒子の粒成長による触媒活性の低下が抑制され、従って、排気ガス中の酸素、ＨＣ及びＣＯの濃度変化が激しく、Ａ／Ｆのウィンド幅が非常に広い鞍乗型車両の排気ガス雰囲気で使用しても触媒活性の低下が生じにくい鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記の問題を解決するために鋭意検討した結果、触媒層を２層とし、下層として高いＯＳＣ性能を有するセリウム−ジルコニウム系の複合酸化物であって酸化セリウムの質量が酸化ジルコニウムの質量よりも多い特定の複合酸化物材料の上に金属Ｐｄ又はＰｄ酸化物を分散させたものを用い、上層としてＲｈ又はＲｈ＋Ｐｔを特定のセリウム−ジルコニウム系の複合酸化物材料の上に分散させたものを用いることにより、Ａ／Ｆ変動時のＰｄＯの還元が抑制されてパラジウムの耐久安定性が向上し、更に、熱安定性に劣る酸化セリウムの熱安定性を改善して鞍乗型車両排気ガスに長時間に曝されても高いＯＳＣ性能などを維持するために、このセリウム−ジルコニウム系複合酸化物に第３の元素Ｎｄと第４の元素Ｌａを固溶体化させてキャリアとすることにより、ＯＳＣ性能及び貴金属担持後の触媒浄化性能の低下が改善され、耐久性能が向上し、その結果鞍乗型車両エンジンを空燃比（Ａ／Ｆ）の平均値がいわゆるリーンの状態から１４．５以下となるようなリッチの状態まで適用できることを見出した。【０００７】
即ち、本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒は、セラミックス又は金属材料からなる担体の表面に形成された第一触媒層と該第一触媒層の上に形成された第二触媒層とを有し、該第一触媒層はＣｅＯ2の量が４５〜７０質量％であり、ＺｒＯ2の量が２０〜４５質量％であり、Ｎｄ2Ｏ3の量が２〜２０質量％であり、Ｌａ2Ｏ3の量が１〜１０質量％であるセリウム−ジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアと、該キャリアに担持された金属Ｐｄ又はＰｄ酸化物からなる触媒成分とを有し、該第二触媒層はＺｒＯ2の量が５０〜９５質量％であり、ＣｅＯ2の量が０〜４０質量％であり、Ｎｄ2Ｏ3の量が２〜２０質量％であり、Ｌａ2Ｏ3の量が１〜１０質量％であるジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアと、該キャリアに担持された金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物からなる触媒成分とを有するか、又は該キャリアに担持された金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物からなる触媒成分及び金属Ｐｔ又はＰｔ酸化物からなる触媒成分とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
金属Ｐｄ又はＰｄ酸化物からなる触媒成分が高いＯＳＣ性能を有するセリウム−ジルコニウム系の複合酸化物であって酸化セリウムの質量が酸化ジルコニウムの質量よりも多い特定のキャリアに担持されている本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒においては、触媒成分のＰｄＯの金属化が抑制されるので、ＰｄＯの金属化に起因するＰｄ微粒子の粒成長による触媒活性の低下が抑制され、従って、排気ガス中の酸素、ＨＣ及びＣＯの濃度変化が激しく、Ａ／Ｆのウィンド幅が非常に広い鞍乗型車両の排気ガス雰囲気で使用しても触媒活性の低下が生じにくいので、本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒は、Ｐｄを用いても、耐久性、浄化性能を向上させることができ、鞍乗型車両エンジンを空燃比（Ａ／Ｆ）の平均値が１４．５以下となるようなリッチの状態で用いても触媒の耐久性、浄化性能を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の二層構造の触媒の概略部分断面図である。
【図２】下層における複合酸化物中のＣｅＯ2の量とＴ−５０との相関関係を示すグラフである。
【図３】下層における複合酸化物中のＣｅＯ2の量と４００℃浄化率との相関関係を示すグラフである。
【図４】本発明の排気ガス浄化触媒を使用する自動二輪車の輪郭を概略的に示す側面図である。
【図５】本発明の排気ガス浄化触媒を使用するスクーター型自動二輪車の輪郭を概略的に示す側面図である。
【図６】図４に示す自動二輪車に本発明の排気ガス浄化触媒を組み込んだ場合の排気浄化装置を周辺構成と共に模式的に示す図である。
【図７】図４に示す自動二輪車に本発明の排気ガス浄化触媒を組み込んだ場合の排気浄化装置をマフラーと共に模式的に示す図である。
【図８】自動二輪車及び一般の四輪車について空燃比の割合を求めた走行条件を示すグラフである。
【図９】耐久距離とＣＯ浄化率との相関関係を示すグラフである。
【図１０】耐久距離とＨＣ浄化率との相関関係を示すグラフである。
【図１１】耐久距離とＮＯｘ浄化率との相関関係を示すグラフである。
【図１２】参考触媒１〜４の耐久後のＢＥＴ比表面積及びＯＳＣ性能とキャリア中のＮｄ2Ｏ3の量（質量％）との相関関係を示すグラフである。
【図１３】参考触媒１、３及び４の耐久後のＸＲＤを示すチャートである。
【図１４】参考触媒１及び５の耐久後のＴＰＲ測定のチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施形態を具体的に説明する。
本発明において鞍乗型車両とは一般に鞍乗型車両といわれている鞍乗型二輪車、鞍乗型三輪車、鞍乗型四輪車だけでなく、スクーター型自動二輪車も包含するものである。
【００１１】
本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒はセラミックス又は金属材料からなる担体の表面に形成された第一触媒層と該第一触媒層の上に形成された第二触媒層とを有しており、該第一触媒層はＣｅＯ2の量が４５〜７０質量％であり、ＺｒＯ2の量が２０〜４５質量％であり、Ｎｄ2Ｏ3の量が２〜２０質量％であり、Ｌａ2Ｏ3の量が１〜１０質量％であるセリウム−ジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアと、該キャリアに担持された金属Ｐｄ又はＰｄ酸化物からなる触媒成分とを有している。
【００１２】
本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒の第一触媒層に用いるキャリアは、焼成によりＣｅＯ2に変化し得るＣｅ化合物、焼成によりＺｒＯ2に変化し得るＺｒ化合物、焼成によりＮｄ2Ｏ3に変化し得るＮｄ化合物、及び焼成によりＬａ2Ｏ3に変化し得るＬａ化合物を含有する溶液のｐＨを６．０〜８．０程度に調整し、得られた沈殿物をろ過し、洗浄し、十分に乾燥させ、その後焼成することにより、例えば１０００℃で３時間焼成することにより得ることができる。
【００１３】
また、本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒の第一触媒層に用いる金属Ｐｄ又はＰｄ酸化物からなる触媒成分を担持したキャリアは、水溶性パラジウム化合物の水溶液中に、撹拌しながら上記の方法で得られたキャリアを添加して吸液させ、次いで十分に乾燥させ、その後焼成することにより、例えば５００℃で３時間焼成することにより得ることができる。
【００１４】
本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒の第一触媒層においては、ＰｄＯの金属化に起因するＰｄ微粒子の粒成長による触媒活性の低下を抑制し、従って、排気ガス中の酸素、ＨＣ及びＣＯの濃度変化が激しく、Ａ／Ｆのウィンド幅が非常に広い鞍乗型車両の排気ガス雰囲気で使用しても触媒活性の低下が生じにくくするために、金属Ｐｄ又はＰｄ酸化物からなる触媒成分を担持させるためのキャリア中のＣｅＯ2の量を４５〜７０質量％にし、ＺｒＯ2の量を２０〜４５質量％にし、ＣｅＯ2の質量をＺｒＯ2の質量よりも多くすることが好ましい。ＣｅＯ2の量が７０質量％を超え、或いはＺｒＯ2の量が２０質量％未満である場合にも、ＣｅＯ2の量が４５質量％未満であり、或いはＺｒＯ2の量が４５質量％を超える場合にも、活性種の性能が充分には発揮されず、また、高温時に、例えば９００℃以上の温度で担体の比表面積の低下が大きく、触媒の熱劣化を引き起こすことがあるので好ましくない。ＣｅＯ2の量が４５質量％未満である場合には、ＰｄＯの還元を抑制する能力が低下する傾向があり、また、ＺｒＯ2の量が４５質量％を超える場合にはそれに応じてＣｅＯ2の量が減少するので好ましくない。
【００１５】
本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒の第一触媒層においては、金属Ｐｄ又はＰｄ酸化物からなる触媒成分を担持させるためのセリウム−ジルコニウム系複合酸化物キャリアは更にＮｄ2Ｏ3及びＬａ2Ｏ3を含有する。Ｎｄ2Ｏ3及びＬａ2Ｏ3を含むことにより、ＣｅＯ2の熱安定性が良くなり、セリウム−ジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアのＯＳＣ性能及び貴金属担持後の触媒浄化性能の低下が改善され、耐久性能が向上する。この効果が達成されるためには、Ｎｄ2Ｏ3の量が２質量％以上であり、Ｌａ2Ｏ3の量が１質量％以上であることが必須である。しかし、Ｎｄ2Ｏ3の量が２０質量％を超えたり、Ｌａ2Ｏ3の量が１０質量％を超えたりする場合には、それに応じてＣｅＯ2及びＺｒＯ2の相対量が低下し、セリウム−ジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアの特性が低下する傾向がある。
【００１６】
本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒の第一触媒層においては、触媒成分として貴金属の中では比較的安価な金属Ｐｄ又はＰｄ酸化物を用いる。これらの触媒成分の量はキャリアの質量を基準として金属Ｐｄ換算で０．３質量％未満である場合には排気ガスに対する浄化性能が不十分となる傾向があり、逆に金属Ｐｄ換算で５質量％を超える場合には排気ガス浄化触媒のコストが高くなり、そのコストの増加に見合った効果の増強が得られない。従って、これらの触媒成分の量はキャリアの質量を基準として金属Ｐｄ換算で０．３〜５質量％であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒において第一触媒層の上に形成された第二触媒層はＺｒＯ2の量が５０〜９５質量％であり、ＣｅＯ2の量が０〜４０質量％であり、Ｎｄ2Ｏ3の量が２〜２０質量％であり、Ｌａ2Ｏ3の量が１〜１０質量％であるジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアと、該キャリアに担持された金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物からなる触媒成分とを有するか、又は該キャリアに担持された金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物からなる触媒成分及び金属Ｐｔ又はＰｔ酸化物からなる触媒成分とを有している。
【００１８】
本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒の第二触媒層においては、金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物からなる触媒成分、又は金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物と金属Ｐｔ又はＰｔ酸化物とからなる触媒成分を担持させるためのキャリアとしてＺｒＯ2の量が５０〜９５質量％であり、ＣｅＯ2の量が０〜４０質量％であり、Ｎｄ2Ｏ3の量が２〜２０質量％であり、Ｌａ2Ｏ3の量が１〜１０質量％であるジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアを用いるが、このようなキャリアは、焼成によりＺｒＯ2に変化し得るＺｒ化合物、焼成によりＣｅＯ2に変化し得るＣｅ化合物、焼成によりＮｄ2Ｏ3に変化し得るＮｄ化合物、及び焼成によりＬａ2Ｏ3に変化し得るＬａ化合物を含有する溶液のｐＨを６．０〜８．０程度に調整し、得られた沈殿物をろ過し、洗浄し、十分に乾燥させ、その後焼成することにより、例えば１０００℃で３時間焼成することにより得ることができる。
【００１９】
また、本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒の第二触媒層に用いる金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物からなる触媒成分、又は金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物と金属Ｐｔ又はＰｔ酸化物とからなる触媒成分を担持したキャリアは、水溶性ロジウム化合物の水溶液中に、又は水溶性ロジウム化合物及び水溶性白金化合物を含有する水溶液中に、撹拌しながら上記の方法で得られたキャリアを添加して吸液させ、次いで十分に乾燥させ、その後焼成することにより、例えば５００℃で３時間焼成することにより得ることができる。
【００２０】
本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒の第二触媒層においては、担持された金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物からなる触媒成分、又は金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物と金属Ｐｔ又はＰｔ酸化物とからなる触媒成分が排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯxをより低温で且つより高活性に浄化でき、しかも耐熱性で触媒の熱劣化を防止し得るためには、触媒成分を担持させるためのキャリア中のＺｒＯ2の量を５０〜９５質量％にし、ＣｅＯ2の量を０〜４０質量％にする。即ち、ＣｅＯ2を含有しない場合でも本発明で目的とする効果を得ることができる。ＺｒＯ2の量が９５質量％を超えることは、それに応じてＮｄ2Ｏ3及びＬａ2Ｏ3の量が減少することになり、本発明で目的とする効果が低下する。逆に、ＺｒＯ2の量が５０質量％未満になるとキャリアの特性が低下する傾向がある。
【００２１】
本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒の第二触媒層においては、金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物からなる触媒成分、又は金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物と金属Ｐｔ又はＰｔ酸化物とからなる触媒成分を担持させるためのジルコニウム系複合酸化物キャリアは更にＮｄ2Ｏ3及びＬａ2Ｏ3を含有する。Ｎｄ2Ｏ3及びＬａ2Ｏ3を含むことにより、ジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアのＯＳＣ性能及び貴金属担持後の触媒浄化性能の低下が飛躍的に改善され、耐久性能が向上する。この効果が達成されるためには、Ｎｄ2Ｏ3の量が２質量％以上であり、Ｌａ2Ｏ3の量が１質量％以上であることが必須である。しかし、Ｎｄ2Ｏ3の量が２０質量％を超えたり、Ｌａ2Ｏ3の量が１０質量％を超えたりする場合には、それに応じてＣｅＯ2及びＺｒＯ2の相対量が低下し、ジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアの特性が低下する傾向がある。
【００２２】
本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒においては、Ｐｄ、Ｒｈ及びＰｔの各々の価格を考量すると、比較的安価で比較的高活性を維持し得るためには、第二触媒層中の触媒成分が金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物である場合にＰｄの量とＲｈの量との質量比が金属換算でＰｄ／Ｒｈ＝１／１〜２０／１であり、又第二触媒層中の触媒成分が金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物と金属Ｐｔ又はＰｔ酸化物とからなる場合にＰｄの量とＲｈの量とＰｔの量との質量比が金属換算で（Ｐｔ＋Ｐｄ）／Ｒｈ＝１／１〜２０／１であることが好ましい。
【００２３】
本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒においては、担体に担持された従来の排気ガス浄化用三元触媒と同様に、セラミックス又は金属材料からなる担体上に上記の第一触媒層及び第二触媒層を担持させて用いる。このセラミックス又は金属材料からなる担体の形状は、特に限定されるものではないが、一般的にはハニカム、板等のモノリス形状や、ペレットの形状であり、好ましくはハニカム形状である。また、このような担体の材質としては、例えば、アルミナ、ムライト、コージライト等のセラミックスや、ステンレス等の金属材料が挙げられる。
【００２４】
本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒の製造においては、最初に、上記の金属Ｐｄ又はＰｄ酸化物からなる触媒成分を担持したキャリア５０〜８０質量％と、耐熱性アルミナ系成分１０〜４０質量％と、バインダー材固形分５〜２０質量％と、適量の蒸留水とをボールミルに入れ、湿式粉砕してウォッシュコート液を調製する。次いで、セラミックス又は金属材料からなる担体、例えばステンレス製メタルハニカム担体（３００セル、φ３０×３０Ｌ、容量２１ｃｃのテストピース）をそのウォッシュコート液に浸漬した後、エアブローでセル中の余分のウォッシュコート液を除去し、乾燥させ、例えば５００℃で１時間焼成して第一触媒層を形成する。この場合に、Ｐｄの担持量が金属換算で触媒１Ｌ当り０．７〜５．５ｇとなるようにすることが好ましい。これらの触媒成分の量は触媒１Ｌ当り金属Ｐｄ換算で０．７ｇ未満である場合には排気ガスに対する浄化性能が不十分となる傾向があり、逆に金属Ｐｄ換算で５．５ｇを超える場合には排気ガス浄化触媒のコストが高くなり、そのコストの増加に見合った効果の増強が得られない。従って、これらの触媒成分の量は触媒１Ｌ当り金属Ｐｄ換算で０．７〜５．５ｇであることが好ましい。
【００２５】
その後、上記の金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物からなる触媒成分、又は金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物と金属Ｐｔ又はＰｔ酸化物とからなる触媒成分を担持したキャリア５０〜８０質量％と、耐熱性アルミナ系成分１０〜４０質量％と、バインダー材固形分５〜２０質量％と、適量の蒸留水とをボールミルに入れ、湿式粉砕してウォッシュコート液を調製する。次いで、上記の第一触媒層を有する担体をそのウォッシュコート液に浸漬した後、エアブローでセル中の余分のウォッシュコート液を除去し、乾燥させ、例えば５００℃で１時間焼成して第二触媒層を形成する。この場合に、ＰｄとＲｈとＰｔとの合計担持量が金属換算で触媒１Ｌ当り０．７〜６．５ｇとなるようにすることが好ましい。これらの触媒成分の合計量は触媒１Ｌ当り金属換算で０．７ｇ未満である場合には排気ガスに対する浄化性能が不十分となる傾向があり、逆に金属換算で６．５ｇを超える場合には排気ガス浄化触媒のコストが高くなり、そのコストの増加に見合った効果の増強が得られない。従って、これらの触媒成分の合計量は触媒１Ｌ当り金属換算で０．７〜６．５ｇであることが好ましい。
【００２６】
本発明で用いることができる耐熱性アルミナ系成分は従来の排気ガス浄化用三元触媒において一般に用いられている如何なるものでもよいが、Ａｌ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3複合酸化物、ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3複合酸化物、ＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3複合酸化物、ＺｒＯ2−ＣｅＯ2−Ａｌ2Ｏ3複合酸化物又はそれらの混合物であることが好ましい。
【００２７】
本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒においては、コスト、性能等を考慮すると、第一触媒層の質量と第二触媒層の質量との比（第一触媒層：第二触媒層）が１〜３：１であることが好ましい。第一触媒層の質量と第二触媒層の質量との比が１：１よりも小さい（第二触媒層の質量が第一触媒層の質量より大きい）場合には同じ性能を達成し得る触媒のコストが高くなり、逆に第一触媒層の質量と第二触媒層の質量との比が３：１よりも大きい（第二触媒層の質量が第一触媒層の質量より小さい）場合には同じ質量の触媒で判断して性能が比較的に低い傾向がある。
【００２８】
本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒においては、触媒層が２層になっていてＰｄは下層の第一触媒層に含まれており、上層の第二触媒層には還元性ガスの除去活性が高く且つ耐久性の強いＲｈ又はＲｈ＋Ｐｔが含まれているので、空燃比のリッチ状態や空燃比の変動時でも還元性ガスがＰｄを含有する下層に拡散することを抑制することができるので、特定のキャリアによりＰｄの耐久性が改善されている下層のＰｄの耐久性を更に向上させることができる。
【００２９】
本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒は、空燃比のリッチ状態でも還元性ガスがＰｄを含有する下層に拡散することを抑制することができるので、本発明の鞍乗型車両に搭載されるエンジンの空燃比の平均値を理論空燃比の１４．６よりもリッチな１４．５以下とした場合であっても、上記のように下層のＰｄの耐久性を向上させつつ、ＮＯｘ浄化性能を向上させることができる。
【００３０】
以下に、製造例、実施例、比較例、性能試験及び参考試験に基づいて本発明を説明する。以下の製造例、実施例、比較例及び参考試験において、各成分の相対量を示す質量部は分散媒、溶媒を除いた量を示している。
【００３１】
製造例１（比較例関連）
硝酸セリウム（ＣｅＯ2換算量で）８８質量部、硝酸ネオジム（Ｎｄ2Ｏ3換算量で）１０質量部及び硝酸ランタン（Ｌａ2Ｏ3換算量で）２質量部を５Ｌのフラスコに入れ、２０００ｍＬの純水を加え、１時間撹拌して均一な溶液を調製した。この溶液を撹拌しながら、１ＮのＮＨ4ＯＨ溶液をｐＨが７になるまで滴下し、得られた沈殿物をろ過し、洗浄し、８０℃で１５時間乾燥させ、その後１０００℃で３時間焼成して８８ＣｅＯ2−１０Ｎｄ2Ｏ3−２Ｌａ2Ｏ3複合酸化物Ｂ１（ＺｒＯ2を含有せず、ＣｅＯ2の量が範囲外である）を調製した。
【００３２】
製造例２
硝酸セリウム（ＣｅＯ2換算量で）６５質量部、硝酸ジルコニウム（ＺｒＯ2換算量で）２５質量部、硝酸ネオジム（Ｎｄ2Ｏ3換算量で）８質量部及び硝酸ランタン（Ｌａ2Ｏ3換算量で）２質量部を５Ｌのフラスコに入れ、２０００ｍＬの純水を加え、１時間撹拌して均一な溶液を調製した。この溶液を撹拌しながら、１ＮのＮＨ4ＯＨ溶液をｐＨが７になるまで滴下し、得られた沈殿物をろ過し、洗浄し、８０℃で１５時間乾燥させ、その後１０００℃で３時間焼成して６５ＣｅＯ2−２５ＺｒＯ2−８Ｎｄ2Ｏ3−２Ｌａ2Ｏ3複合酸化物Ｂ２を調製した。
【００３３】
製造例３
硝酸セリウム（ＣｅＯ2換算量で）４６質量部、硝酸ジルコニウム（ＺｒＯ2換算量で）４６質量部、硝酸ネオジム（Ｎｄ2Ｏ3換算量で）６質量部及び硝酸ランタン（Ｌａ2Ｏ3換算量で）２質量部を使用した以外は製造例２と同様にして４６ＣｅＯ2−４６ＺｒＯ2−６Ｎｄ2Ｏ3−２Ｌａ2Ｏ3複合酸化物Ｂ３を調製した。
【００３４】
製造例４
硝酸セリウム（ＣｅＯ2換算量で）３０質量部、硝酸ジルコニウム（ＺｒＯ2換算量で）６０質量部、硝酸ネオジム（Ｎｄ2Ｏ3換算量で）８質量部及び硝酸ランタン（Ｌａ2Ｏ3換算量で）２質量部を使用した以外は製造例２と同様にして３０ＣｅＯ2−６０ＺｒＯ2−８Ｎｄ2Ｏ3−２Ｌａ2Ｏ3複合酸化物Ｂ４を調製した。
【００３５】
製造例５
硝酸ジルコニウム（ＺｒＯ2換算量で）９２質量部、硝酸ネオジム（Ｎｄ2Ｏ3換算量で）５質量部及び硝酸ランタン（Ｌａ2Ｏ3換算量で）３質量部を使用し、硝酸セリウムを使用しなかった以外は製造例２と同様にして９２ＺｒＯ2−５Ｎｄ2Ｏ3−３Ｌａ2Ｏ3複合酸化物Ｂ５を調製した。
【００３６】
製造例６（比較例関連）
硝酸セリウム（ＣｅＯ2換算量で）４６質量部及び硝酸ジルコニウム（ＺｒＯ2換算量で）５４質量部を使用し、硝酸ネオジム及び硝酸ランタンを使用しなかった以外は製造例２と同様にして４６ＣｅＯ2−５４ＺｒＯ2複合酸化物Ｂ６（Ｎｄ2Ｏ3及びＬａ2Ｏ3を含有しない）を調製した。
【００３７】
実施例１
製造例２で調製した複合酸化物Ｂ２粉末６０質量部、活性アルミナ粉末３５質量部、アルミナゾル系バインダー材（アルミナ換算量で）５質量部及び純水１５０質量部をボールミルに入れ、８時間湿式粉砕して下層用スラリー（ウォッシュコート液）を調製した。
【００３８】
また、製造例４で調製した複合酸化物Ｂ４粉末３０質量部、活性アルミナ粉末６５質量部、アルミナゾル系バインダー材（アルミナ換算量で）５質量部及び純水２００質量部をボールミルに入れ、８時間湿式粉砕して上層用スラリー（ウォッシュコート液）を調製した。
【００３９】
次いで、２種のステンレス製メタルハニカム担体（３００セル、コアサイズφ３０×３０Ｌ、コア容量２５．６ｃｃのテストピース、及びコアサイズφ４０×９０Ｌ、コア容量１１３ｃｃの実車評価用担体）をそれぞれ用意し、先ず、上記の下層用スラリーをウォッシュコートし、乾燥させ、５００℃で１時間焼成して下コート層を形成した。この下コート層のウォッシュコートの量は担体基材１Ｌ当り１００ｇであった。
【００４０】
次に、所定濃度の硝酸パラジウム水溶液中に上記の下コート層を形成したメタルハニカム担体を浸漬し、取り出した後５００℃で１時間焼成して、パラジウム担持下触媒層を形成した。
【００４１】
次いで、上記のパラジウム担持触媒下層を形成したメタルハニカム担体に上記の上層用スラリーをウォッシュコートし、乾燥させ、５００℃で１時間焼成して上コート層を形成した。この上コート層のウォッシュコートの量は担体基材１Ｌ当り５０ｇであった。
【００４２】
次に、所定濃度の硝酸ロジウムと白金の硝酸溶液との混合溶液に上記の上コート層を形成したメタルハニカム担体を浸漬し、取り出した後５００℃で１時間焼成して、下層にパラジウムを担持しており上層に白金とロジウムとを担持している二層構造の触媒を調製した。図１はこのようにして得られた二層構造の触媒の概略部分断面図であり、図１（ａ）はメタルハニカムの場合であり、図１（ｂ）はモノリスハニカムの場合である。図１（ａ）、図１（ｂ）において１はステンレス製メタルハニカム担体であり、２はパラジウムを担持した下層（第一触媒層）であり、３は白金及びロジウムを担持した上層（第二触媒層）であり、４はセラミックス製ハニカム担体である。この触媒の下層のパラジウム担持量はＰｄ換算で担体基材１Ｌ当り１．５０ｇであり、上層の白金担持量はＰｔ換算で担体基材１Ｌ当り０．７５ｇであり、ロジウム担持量はＲｈ換算で担体基材１Ｌ当り０．１５ｇであった。
【００４３】
実施例２
実施例１に記載の方法において、製造例２で調製した複合酸化物Ｂ２粉末の代わりに製造例３で調製した複合酸化物Ｂ３粉末を用いて下層用スラリーを調製した以外は実施例１と同様にして二層構造の触媒を調製した。
【００４４】
比較例１（下層が範囲外）
実施例１に記載の方法において、製造例２で調製した複合酸化物Ｂ２粉末の代わりに製造例１で調製した複合酸化物Ｂ１粉末を用いて下層用スラリーを調製した以外は実施例１と同様にして二層構造の触媒を調製した。
【００４５】
比較例２（下層が範囲外）
実施例１に記載の方法において、製造例２で調製した複合酸化物Ｂ２粉末の代わりに製造例４で調製した複合酸化物Ｂ４粉末を用いて下層用スラリーを調製した以外は実施例１と同様にして二層構造の触媒を調製した。
【００４６】
比較例３（下層が範囲外）
実施例１に記載の方法において、製造例２で調製した複合酸化物Ｂ２粉末の代わりに製造例５で調製した複合酸化物Ｂ５粉末を用いて下層用スラリーを調製した以外は実施例１と同様にして二層構造の触媒を調製した。
【００４７】
実施例３
実施例２に記載の方法において、製造例４で調製した複合酸化物Ｂ４粉末の代わりに製造例５で調製した複合酸化物Ｂ５粉末を用いて上層用スラリーを調製した以外は実施例２と同様にして二層構造の触媒を調製した。
【００４８】
実施例４
実施例２に記載の方法において、担体基材１Ｌ当り１００ｇの下コート層のウォッシュコートの量を１５０ｇに増量し、担体基材１Ｌ当り５０ｇの上コート層のウォッシュコートの量を３０ｇに減量した以外は実施例２と同様にして二層構造の触媒を調製した。
【００４９】
実施例５
実施例２に記載の方法において、製造例３で調製した複合酸化物Ｂ３粉末３０質量部、活性アルミナ粉末６５質量部、アルミナゾル系バインダー材（アルミナ換算量で）５質量部及び純水１５０質量部を用いて下層用スラリーを調製した以外は実施例２と同様にして二層構造の触媒を調製した。
【００５０】
比較例４（上層が範囲外）
実施例２に記載の方法において、製造例４で調製した複合酸化物Ｂ４粉末の代わりに製造例３で調製した複合酸化物Ｂ３粉末を用いて上層用スラリーを調製した以外は実施例２と同様にして二層構造の触媒を調製した。
【００５１】
比較例５（下層及び上層共Ｎｄ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3を含まず）
実施例１に記載の方法において、製造例２で調製した複合酸化物Ｂ２粉末の代わりに製造例６で調製した複合酸化物Ｂ６粉末を用いて下層用スラリーを調製し、製造例４で調製した複合酸化物Ｂ４粉末の代わりに製造例６で調製した複合酸化物Ｂ６粉末を用いて上層用スラリーを調製した以外は実施例１と同様にして二層構造の触媒を調製した。
【００５２】
比較例６（下層が複合酸化物を含まず）
実施例１に記載の方法において、製造例２で調製した複合酸化物Ｂ２粉末を使用しないで活性アルミナ粉末の使用量を９５質量部とし、アルミナゾル系バインダー材（アルミナ換算量で）の使用量を５質量部とし、純水の使用量を１５０質量部として下層用スラリーを調製した以外は実施例１と同様にして二層構造の触媒を調製した。
【００５３】
比較例７（一層構造触媒）
実施例２に記載の方法と同じ方法で製造した下層用スラリーを２種のステンレス製メタルハニカム担体（３００セル、コアサイズφ３０×３０Ｌ、コア容量２５．６ｃｃのテストピース、及びコアサイズφ４０×９０Ｌ、コア容量１１３ｃｃの実車評価用担体）にウォッシュコートし、乾燥させ、５００℃で１時間焼成してコート層を形成した。このコート層のウォッシュコート質量は担体基材１Ｌ当り１５０ｇであった。次に、所定濃度の硝酸パラジウムと、硝酸ロジウムと白金の硝酸溶液との混合溶液に上記のコート層を形成したメタルハニカム担体を浸漬し、取り出した後５００℃で１時間焼成してパラジウム、白金及びロジウムとを担持している一層構造触媒を調製した。この触媒のパラジウム担持量はＰｄ換算で担体基材１Ｌ当り１．５０ｇであり、白金担持量はＰｔ換算で担体基材１Ｌ当り０．７５ｇであり、ロジウム担持量はＲｈ換算で担体基材１Ｌ当り０．１５ｇであった。
【００５４】
上記製造例１〜６で得られた複合酸化物の組成を要約すると第１表に示す通りであり、実施例１〜５及び比較例１〜７で得られた触媒の構成を要約すると第２表に示す通りである。
【００５５】
【表１】
0005425888.tif 000002
【００５６】
【表２−１】
0005425888.tif 000003
【００５７】
【表２−２】
0005425888.tif 000004
【００５８】
＜各触媒のモデルガス浄化性能試験＞
実施例１〜５及び比較例１〜７で調製したそれぞれのテストピース触媒を９００℃に保持した電気炉に入れ、１体積％ＣＯ−Ｎ2混合ガスを２０Ｌ／ｍｉｎで流して２４時間熱処理し、その後室温まで冷却した。次いで、下記組成のモデルガス中のＨＣ、ＣＯ及びＮＯx（酸化窒素が４００℃で低減される割合（浄化率）及び５０％浄化率に到達する温度〔Ｔ−５０（℃）〕を測定して、各々の触媒の三元浄化性能を評価した。評価条件は下記の通りであった。それらの結果は第３表に示す通りであった。
【００５９】
モデルガス組成：ＣＯ:０．９％、Ｃ3Ｈ6：９００ｐｐｍ、Ｃ3Ｈ8：４５０ｐｐｍ、ＮＯ：５００ｐｐｍ、Ｏ2：０．５％、ＣＯ2：１４％、Ｈ2Ｏ：１０％、Ｎ2：残余、
Ａ／Ｆ＝１４．４、
ガス流速：２５Ｌ／ｍｉｎ、
昇温：１０℃／ｍｉｎ。
【００６０】
【表３】
0005425888.tif 000005
【００６１】
比較例１（下層に用いた複合酸化物中のＣｅＯ2の量８８質量％）、実施例１（下層に用いた複合酸化物中のＣｅＯ2の量６５質量％）、実施例２（下層に用いた複合酸化物中のＣｅＯ2の量４６質量％）、比較例２（下層に用いた複合酸化物中のＣｅＯ2の量３０質量％）及び比較例３（下層に用いた複合酸化物中のＣｅＯ2の量０質量％）におけるモデルガス浄化性能試験の結果をグラフに示すとＴ−５０については図２、４００℃浄化率については図３となる。図２及び図３から明らかなように、下層における複合酸化物中のＣｅＯ2の量が４５〜７０質量％である時に良好な結果が得られる。
【００６２】
本発明の排気ガス浄化触媒は鞍乗型車両用であり、このような鞍乗型車両として図４に示す自動二輪車や図５に示すスクーター型自動二輪車等がある。
【００６３】
図６は図４に示す鞍乗型車両である自動二輪車に本発明の排気ガス浄化触媒を組み込んだ場合の排気浄化装置を周辺構成と共に模式的に示す図である。この排気浄化装置１０はエアクリーナ１１からエンジン（内燃機関）１２に供給される空気にフューエルインジェクター１３Ａ（フューエルインジェクターの代わりにキャブレターを用いる形式であってもよい）から燃料が供給される自動二輪車に搭載され、エアクリーナ１１で浄化された二次空気（新気）をエンジン１２の排気ポート１２Ｂに供給する二次空気導入装置２０と、エンジン１２の排気ポート１２Ｂに排気管１４を介して接続された排気マフラー１５と、排気マフラー１５内に配置された触媒コンバータ３０とを備えている。なお、図６において、矢印Ｘは空気の流れを示し、矢印Ｙはバキュームプレッシャを示し、矢印Ｚはクランクケース内で発生したブローバイガスの流れを示している。
【００６４】
エアクリーナ１１は、エアクリーナケース１１Ａの内部が仕切り壁１１Ｂによってダーティサイド１１Ｃとクリーンサイド１１Ｄとの２室に仕切られている。ダーティサイド１１Ｃには外気導入口１１Ｅが設けられ、この外気導入口１１Ｅを介して外気がダーティサイド１１Ｃ内に導入される。仕切り壁１１Ｂにはダーティサイド１１Ｃとクリーンサイド１１Ｄとを連通する開口を覆うようにフィルタエレメント１１Ｆが配置され、ダーティサイド１１Ｃ内の空気がフィルタエレメント１１Ｆを通過して浄化された後にクリーンサイド１１Ｄに導入される。クリーンサイド１１Ｄには空気排出口１１Ｇが設けられ、この空気排出口１１Ｇはコネクティングチューブ１６を介してスロットルバルブ１３Ｂ部、フューエルインジェクター１３Ａ部に連結され、更にエンジン１２の吸気ポート１２Ａに連通される。
【００６５】
エンジン１２は自動二輪車に搭載される一般的な単気筒４サイクルエンジンであり、エンジン１２内のシリンダ孔（気筒）１２Ｃに連通する吸気ポート１２Ａを開閉する吸気バルブ１２Ｄと、シリンダ孔１２Ｃに連通する排気ポート１２Ｂを開閉する排気バルブ１２Ｅとを備え、シリンダ孔１２Ｃに摺動自在に配置されたピストン１２Ｆがコンロッド１２Ｇを介してクランクシャフト１２Ｈに連結される。このエンジン１２の吸気バルブ１２Ｄが開の状態でピストン１２Ｆが下がる吸気工程（排気バルブ１２Ｅは閉）の際に、ピストン１２Ｆの降下によって生じるエンジン１２側の負圧でエアクリーナ１１のクリーンサイド１１Ｄ内の空気がシリンダ孔１２Ｃのピストン１２Ｆ上方に吸い込まれると共にフューエルインジェクター１３Ａから燃料が供給されて燃料と空気の混合気がエンジン１２に供給される。
【００６６】
続いて、４サイクルエンジンの一般的な圧縮工程、燃焼工程を経た後に、排気バルブ１２Ｅが開いた状態（吸気バルブ１２Ｄは閉）でピストン１２Ｆが上昇する排気工程が実施されることにより、燃焼ガスが排気ポート１２Ｂに排出され、排気ガスとして排気管１４に排出される。
【００６７】
排気管１４の後端には接続管１７を介して排気マフラー１５が接続され、この排気マフラー１５は、排気管１４を通った高温・高圧の排気ガスを消音して外部に排出するサイレンサとして機能する。図６には、この排気マフラー１５が複数の隔壁１５Ａ、１５Ｂによって複数の室に仕切られて各室を連通管１５Ｃ、１５Ｄ、１５Ｅで連通した多段膨張型に構成されており、最も上流側に位置する前室に触媒コンバータ３０が配置されている。これら排気管１４（主管部）、排気マフラー１５（収容部）及び接続管１７（接続部）は一体となって、上記車両の排気管を構成する。
【００６８】
二次空気導入装置２０は、エアクリーナ１１のクリーンサイド１１Ｄの空気（二次空気）をエンジン１２の排気ポート１２Ｂに送る機構であり、エアクリーナ１１のクリーンサイド１１Ｄとエンジン１２の排気ポート１２Ｂとを接続する二次空気供給管２１を備える。この二次空気供給管２１の途中には、バルブユニット２２が設けられると共に、排気ポート１２Ｂから排気ガスを二次空気供給管２１へ逆流させないためのリードバルブ２３が、バルブユニット２２と排気ポート１２Ｂとの間に設けられる。なお、図６では、リードバルブ２３の追従性向上の観点から、リードバルブ２３を排気ポート１２Ｂにより近い位置であるエンジン１２上方に配設した状態を示している。
【００６９】
バルブユニット２２は、エンジン減速時に排気ポート１２Ｂへの二次空気の供給を防ぐ二次空気供給制御バルブ２４を備えており、この二次空気供給制御バルブ２４は、エンジン１２の吸気ポート１２Ａとバルブユニット２２とをつなぐ連通管２５を介して伝わる吸気ポート１２Ａのバキュームプレッシャに応じて作動するように構成されている。
【００７０】
また、図中符号３５は、エアクリーナ１１のクリーンサイド１１Ｄと、エンジン１２のクランクケースとを連通する連通管である。この連通管３５は、クランクケース内で発生するブローバイガスをクリーンサイド１１Ｄ、コネクティングチューブ１６を通してエンジン１２に戻し、ブローバイガスの放出を防止するクランクケースエミッション制御装置として機能する。
【００７１】
排気浄化装置１０は上記した排気管１４、排気マフラー１５、接続管１７及び排気マフラー１５内の触媒コンバータ３０等を備えている。接続管１７は内径が異なる排気管１４と排気マフラー１５とを排気管１４から排気マフラー１５への排気ガスの流れを妨げないように繋いでいる。排気マフラー１５は、排気効率を高めるため、排気管１４よりも内径が太い管として構成される。このため、接続管１７の内径は、排気管１４に接合される側の端では、排気管１４の内径とほぼ等しく、排気マフラー１５に接合される側の端では排気マフラー１５の内径とほぼ等しくなっており、接続管１７は、一端から他端にかけて径が滑らかに変化するテーパーを有する形状となっている。また、排気管１４と接続管１７との接合部、及び、接続管１７と排気マフラー１５との接合部は、いずれも溶接により接合されている。
【００７２】
図７は図４に示す自動二輪車に本発明の排気ガス浄化触媒を組み込んだ場合の排気浄化装置をマフラーと共に模式的に示す図である。図６に示す場合と同様に排気管１４の後端には接続管１７を介して排気マフラー１５が接続されており、接続管１７は内径が異なる排気管１４と排気マフラー１５とを排気管１４から排気マフラー１５への排気ガスの流れを妨げないように繋いでいる。排気マフラー１５は排気効率を高めるため排気管１４よりも内径が太い管として構成される。このため、接続管１７の内径は排気管１４に接合される側の端では排気管１４の内径とほぼ等しく、排気マフラー１５に接合される側の端では排気マフラー１５の内径とほぼ等しくなっており、接続管１７は、一端から他端にかけて径が滑らかに変化するテーパーを有する形状となっている。この排気マフラー１５は、排気管１４を通った高温・高圧の排気ガスを消音して外部に排出するサイレンサとして機能する。この排気マフラー１５には触媒コンバータ３０が配置されている。これら排気管１４（主管部）、排気マフラー１５（収容部）及び接続管１７（接続部）は一体となって上記車両の排気管を構成する。
【００７３】
本実施形態の触媒コンバータ３０は、セラミックス又は金属材料からなる担体の表面に形成された第一触媒層と該第一触媒層の上に形成された第二触媒層とを有し、該第一触媒層はＣｅＯ2の量が４５〜７０質量％であり、ＺｒＯ2の量が２０〜４５質量％であり、Ｎｄ2Ｏ3の量が２〜２０質量％であり、Ｌａ2Ｏ3の量が１〜１０質量％であるセリウム−ジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアと、該キャリアに担持された金属Ｐｄ又はＰｄ酸化物からなる触媒成分とを有し、該第二触媒層はＺｒＯ2の量が５０〜９５質量％であり、ＣｅＯ2の量が０〜４０質量％であり、Ｎｄ2Ｏ3の量が２〜２０質量％であり、Ｌａ2Ｏ3の量が１〜１０質量％であるジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアと、該キャリアに担持された金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物からなる触媒成分とを有するか、又は該キャリアに担持された金属Ｒｈ又はＲｈ酸化物からなる触媒成分及び金属Ｐｔ又はＰｔ酸化物からなる触媒成分とを有することを特徴とする鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒を用いているものである。
【００７４】
触媒コンバータ３０を構成する担体は耐熱性を有するもの、例えば、アルミナ、ムライト、コージライト等のセラミックスや、ステンレス、鉄−アルミニウム−クロム系合金等の金属材料で作製されたものであり、担体の形状は、特に限定されるものではないが、一般的にはハニカム、板等のモノリス形状や、ペレットの形状であり、好ましくはハニカム形状である。
【００７５】
自動二輪車及び一般の四輪車について図８に示す走行条件で走行した場合の空燃比の割合を求めたところ、第４表に示す通りであった。
【００７６】
【表４】
0005425888.tif 000006
【００７７】
第４表に示すデータから明らかなように、同じ走行条件を与えた場合、自動二輪車の場合は高負荷域の使用領域が大きく、空燃比の割合が一般の四輪車と比較してリッチ側に振れていて、その平均値は１４．５以下になっている。
【００７８】
＜実車浄化性能試験＞
実施例１〜５及び比較例１〜７で調製したそれぞれの触媒を、実車浄化性能評価のために下記の条件により耐久を行った。
エンジン排気量：１３００ｃｃ、
燃料：無鉛ガソリン、
触媒入り口ガス温度：７３０℃、
耐久時間：３２時間、
Ａ／Ｆ変動：燃料カット  １０秒、
リッチスパイク（二次エアカット）  ４０秒。
【００７９】
次いで、上記耐久後の各触媒を、図６に示す基本構成を有し、二次エアをカットした状態の自動二輪車のマフラーに組み込み、触媒の実車浄化性能を下記の条件下で測定した。それらの結果（エミッション値）は第５表に示す通りであった。
使用車両：単気筒１２５ｃｃ自動二輪車、
燃料：無鉛ガソリン、
走行モード：図８に示す０−１２００秒の範囲を１サイクルとし、車速をＭＡＸ７０ｋｍ／ｈまで引き上げたモード、
測定方法：ＩＳＯ６４６０
【００８０】
【表５】
0005425888.tif 000007
【００８１】
＜実車浄化性能耐久試験＞
上記の実車浄化性能試験で用いた自動二輪車を用い、実施例２の排気ガス浄化触媒、比較例６の排気ガス浄化触媒又は比較例７の排気ガス浄化触媒を用い、耐久距離（走行距離）と浄化率との相関関係を求めたところ、ＣＯ浄化率については図９に示す通りであり、ＨＣ浄化率については図１０に示す通りであり、ＮＯｘ浄化率については図１１に示す通りであった。
【００８２】
＜参考試験＞
本発明の鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒の第一触媒層（下層）におけるＮｄ2Ｏ3の添加効果、第一触媒層の熱安定性及びＰｄＯの還元抑制効果を評価した。これらの検査においては第二触媒層（上層）が存在しているとＲｈ、Ｐｔの影響を受けて評価が困難になるため、担体に第一触媒層のみを担持させた参考触媒を用いて評価した。用いた参考触媒はそれぞれ下記のキャリアにＰｄを１．５０ｇ／Ｌの量で担持しているものである。
４８ＣｅＯ2−４４ＺｒＯ2−６Ｎｄ2Ｏ3−２Ｌａ2Ｏ3（参考触媒１）
４６ＣｅＯ2−３６ＺｒＯ2−１６Ｎｄ2Ｏ3−２Ｌａ2Ｏ3（参考触媒２）
４６ＣｅＯ2−４９ＺｒＯ2−５Ｌａ2Ｏ3（参考触媒３）
４６ＣｅＯ2−２８ＺｒＯ2−２４Ｎｄ2Ｏ3−２Ｌａ2Ｏ3（参考触媒４）
３０ＣｅＯ2−６０ＺｒＯ2−８Ｎｄ2Ｏ3−２Ｌａ2Ｏ3（参考触媒５）
【００８３】
参考触媒１〜４を９００℃に保持した電気炉に入れ、１体積％ＣＯ−Ｎ2混合ガスを２０Ｌ／ｍｉｎで流して２４時間熱処理し、次いで触媒のコート層を掻き取り、得られた粉末についてＢＥＴ比表面積、ＯＳＣ性能及びＸＲＤ回折法によるＰｄの結晶子径を測定した。それらの結果は第６表に示す通りであった。
【００８４】
【表６】
0005425888.tif 000008
【００８５】
参考触媒１〜４についての第６表中のＢＥＴ比表面積及びＯＳＣ性能とキャリア中のＮｄ2Ｏ3の量（質量％）との相関関係は図１２に示すグラフの通りである。図１２に示すグラフから明らかなように、キャリア中のＮｄ2Ｏ3の量が２〜２０質量％である時に良好な結果が得られている。
【００８６】
参考触媒１、３及び４を上記の条件下で９００℃で２４時間熱処理した後にＸＲＤを求めたところ図１３に示すチャートが得られた。図１３に示すチャートから明らかなように参考触媒１については耐久後にも相分離がなく、熱安定性が改善されていた。参考触媒３についてはＮｄ2Ｏ3を含有していないため耐久後に相分離し、熱安定性が悪かった。参考触媒４についてはＮｄ2Ｏ3を過剰に（２４質量％）含有しているため耐久後に高角度側に相分離し、熱安定性が悪かった。
【００８７】
参考触媒１及び５を下記の条件（リッチ条件）下で耐久した後にＴＰＲ測定を実施したところ図１４に示すチャートが得られた。図１４に示すチャートから明らかなように、第一触媒層のキャリアが本発明の条件を満足している参考触媒１の場合にはＰｄＯが残ったままであったが、第一触媒層のキャリアが本発明の条件を満足していない参考触媒５の場合にはＰｄＯが消失していた。
耐久条件：
エンジン排気量：１３００ｃｃ、
燃料：無鉛ガソリン、
触媒入り口ガス温度：７３０℃、
耐久時間：３２時間、
Ａ／Ｆ変動：燃料カット  １０秒、
リッチスパイク（二次エアカット）  ４０秒。
【図１】
0005425888.tif 000009
【図２】
0005425888.tif 000010
【図３】
0005425888.tif 000011
【図４】
0005425888.tif 000012
【図５】
0005425888.tif 000013
【図６】
0005425888.tif 000014
【図７】
0005425888.tif 000015
【図８】
0005425888.tif 000016
【図９】
0005425888.tif 000017
【図１０】
0005425888.tif 000018
【図１１】
0005425888.tif 000019
【図１２】
0005425888.tif 000020
【図１３】
0005425888.tif 000021
【図１４】
0005425888.tif 000022