(57)【要約】【課題】パティキュレートフィルタに堆積したＰＭの燃焼が効率良く進むようにする。【解決手段】パティキュレートフィルタの排ガス通路壁２１に設けられた触媒層２２は、ジルコニウム（Ｚｒ）と、セリウム（Ｃｅ）以外の希土類元素とを含むＺｒ含有複合酸化物２３に触媒金属としてパラジウム（Ｐｄ）２４が担持されたＰｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物と、Ｚｒ含有複合酸化物２３に触媒金属として白金（Ｐｔ）２５が担持されたＰｔ担持Ｚｒ含有複合酸化物とを含む。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタの排ガス通路壁に、触媒層が設けられた触媒付パティキュレートフィルタであって、
前記触媒層は、ジルコニウム（Ｚｒ）と、セリウム（Ｃｅ）以外の希土類元素とを含むＺｒ含有複合酸化物に触媒金属としてパラジウム（Ｐｄ）が担持されたＰｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物、及び前記Ｚｒ含有複合酸化物に触媒金属として白金（Ｐｔ）が担持されたＰｔ担持Ｚｒ含有複合酸化物を含むことを特徴とする触媒付パティキュレートフィルタ。
【請求項２】
前記触媒層におけるＰｄとＰｔとの質量比Ｐｄ／Ｐｔは、１／３以上６／１以下であることを特徴とする請求項１に記載の触媒付パティキュレートフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンから排出されるパティキュレートを捕集するとともに、捕集したパティキュレートを燃焼除去するのに用いられる触媒を備えた触媒付パティキュレートフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の希薄燃焼エンジンを搭載した自動車の排ガス通路には、排ガス中のパティキュレート（炭素質微粒子等のＰＭ：Particulate matter）を捕集するフィルタが設けられている。このフィルタのＰＭ堆積量が多くなると、フィルタの目詰まりを招く。そのため、フィルタの前後に設けられた圧力センサの圧力差等に基づいてＰＭ堆積量を推定し、その堆積量が所定値になった時点で、エンジンの燃料噴射制御（燃料増量や後噴射等）によって、フィルタに到達する排ガスの温度を高め、ＰＭを燃焼除去するようにされている。そして、このＰＭの燃焼を促進するために、フィルタの排ガス通路壁に触媒が担持されており、特に触媒金属として白金（Ｐｔ）を担持することが行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ＰＭの燃焼速度を向上するために、フィルタの排ガス通路壁に、ジルコニウム（Ｚｒ）と、ネオジム（Ｎｄ）と、セリウム（Ｃｅ）及びＮｄ以外の希土類元素とを含有する複合酸化物粒子にＰｔを担持又はドープした触媒材を設けることが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、ＰＭの燃焼のためでなく、三元触媒、選択的触媒還元（Selective Catalytic Reduction：ＳＣＲ）触媒、又はフィルタの上流若しくは下流に配設されるディーゼル酸化触媒として、Ｐｔではなくパラジウム（Ｐｄ）をＣｅ含有複合酸化物に担持した触媒材を用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２２１２０４号公報
【特許文献２】特表２０１２−５１８５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の触媒付きパティキュレートフィルタでは、触媒層表面のＰＭ堆積量が少ないときは、そのＰＭが比較的効率良く燃焼除去されるが、ＰＭ堆積量が多くなると、ＰＭの燃焼除去に時間がかかる傾向がみられる。その理由は、本発明者の実験・研究に基づく知見によれば、次の通りである。
【０００７】
すなわち、図１のグラフは触媒層に堆積したＰＭ（図１、図３及び図５では、ＰＭを「煤」と記載している。）が燃焼していくときのＰＭ残存割合の経時変化を模式的に示す。当初はＰＭの燃焼が急速に進むが、その急速燃焼領域（例えば、ＰＭ残存割合が１００％から５０％になるまでの燃焼前期）を経た後、ＰＭの燃焼が緩慢になる緩慢燃焼領域（ＰＭ残存割合が５０％から０％になるまでの燃焼後期）に移る。この点を以下詳述する。
【０００８】
図２の写真に示すように、燃焼当初はＰＭがフィルタの表面に担持された触媒層に接触している。このため、例えば触媒層がＣｅ含有酸化物粒子やＺｒ含有酸化物粒子を含んでいる場合、図３に模式的に示すように、それら酸化物粒子から放出される活性な内部酸素が触媒層に接触しているＰＭに高活性状態で供給される。その結果、触媒層表面のＰＭが急速に燃焼していく。
【０００９】
しかし、上述の如く、触媒層表面のＰＭが燃焼除去される結果、図４の写真に示すように、触媒層とＰＭ堆積層との間に数十μｍ程度の隙間を部分的に生ずる。そのため、図５に模式的に示すように、酸化物粒子内部から放出される活性酸素は、ごく短時間であれば活性を維持するが、ほとんどの活性酸素がＰＭに到達する前に活性が低下し、例えば、気相中の酸素と同じ通常の酸素となる。その結果、ＰＭの燃焼が緩慢になる。もちろん、図５左上及び左下に示すように排ガス中の酸素もＰＭの燃焼に寄与するが、上述の活性酸素による燃焼に比べると、その燃焼は緩慢である。
【００１０】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、フィルタに堆積したＰＭの急速燃焼領域及び緩慢燃焼領域の双方において、その燃焼が効率良く進むようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、前記の目的を達成するために、さらに実験・研究を進めた結果、ＰＭを燃焼するための触媒金属としてパラジウム（Ｐｄ）を用い、このＰｄを、Ｚｒと、Ｃｅ以外の希土類元素とを含むＺｒ含有複合酸化物に担持したＰｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物を触媒材として用いることにより、白金（Ｐｔ）を担持した場合と比較して、特に急速燃焼領域におけるＰＭの燃焼速度を向上できることを見出した。さらに、Ｐｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物と共に、Ｐｔを上記のＺｒ含有複合酸化物に担持したＰｔ担持Ｚｒ含有複合酸化物を含む触媒材を用いることによって、急速燃焼領域だけでなく緩慢燃焼領域におけるＰＭの燃焼性をも良好にできることを見出して本発明を完成した。
【００１２】
すなわち、本発明に係る触媒付パティキュレートフィルタは、排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタの排ガス通路壁に、触媒層が設けられており、触媒層は、ジルコニウム（Ｚｒ）と、セリウム（Ｃｅ）以外の希土類元素とを含むＺｒ含有複合酸化物に触媒金属としてパラジウム（Ｐｄ）が担持されたＰｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物、及びＺｒ含有複合酸化物に触媒金属として白金（Ｐｔ）が担持されたＰｔ担持Ｚｒ含有複合酸化物を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る触媒付パティキュレートフィルタによると、上記の通り、Ｐｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物が特に急速燃焼領域のＰＭ燃焼速度を向上し、Ｐｔ担持Ｚｒ含有複合酸化物が特に緩慢燃焼領域のＰＭ燃焼速度を向上し、結果として、トータルのＰＭ燃焼速度を向上できる。そして、トータルのＰＭ燃焼速度を向上できるということは、上述したエンジン噴射制御が短時間となる、換言すると、燃料消費量が少なくなり、燃費性能が向上する。さらに、触媒金属としてＰｔの代わりにＰｄを一部用いるため、用いるＰｔの量を低減できて、コストを低減することが可能となる。
【００１４】
本発明に係る触媒付パティキュレートフィルタにおいて、上記の通り、Ｐｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物は、急速燃焼領域におけるＰＭ燃焼性能を向上できるため、触媒層におけるその含有率を上げるほど、急速燃焼領域におけるＰＭ燃焼性能をより向上できる。但し、緩慢燃焼領域におけるＰＭ燃焼性能を考慮すると、触媒層に含まれるＰｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物の比率を過剰に増大させずに、所定量のＰｔ担持Ｚｒ含有複合酸化物が含まれることが好ましい。それらの比率として、質量比Ｐｄ／Ｐｔは、１／３以上６／１以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るパティキュレートフィルタによると、急速燃焼領域及び緩慢燃焼領域におけるＰＭ燃焼性能を向上できるため、ＰＭの燃焼が効率良く進めることができ、燃費性能も向上できる。さらに、触媒金属として用いられるＰｔの量を低減できるため、コストを低減することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】触媒層に堆積したＰＭ（煤）が燃焼していくときのＰＭ残存割合の経時変化を模式的に示すグラフ図である。
【図２】触媒層にＰＭ堆積層が接触している状態（図１の急速燃焼領域における状態）を示す電子顕微鏡写真である。
【図３】急速燃焼領域におけるＰＭ（煤）の燃焼メカニズムを示す模式図である。
【図４】触媒層とＰＭ（煤）の堆積層との間に隙間ができた状態（図１の緩慢燃焼領域における状態）を示す電子顕微鏡写真である。
【図５】緩慢燃焼領域におけるＰＭ（煤）の燃焼メカニズムを示す模式図である。
【図６】パティキュレートフィルタをエンジンの排ガス通路に配置した状態を示す図である。
【図７】同フィルタを模式的に示す正面図である。
【図８】同フィルタを模式的に示す縦断面図である。
【図９】同フィルタの排ガス通路壁を模式的に示す拡大断面図である。
【図１０】Ｐｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物とＰｔ担持Ｚｒ含有複合酸化物とのカーボン燃焼性能を比較するグラフ図である。
【図１１】本発明の実施形態の触媒層を模式的に示す図である。
【図１２】本発明の実施例及び比較例に係る触媒付パティキュレートフィルタのカーボン燃焼速度を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでない。
【００１８】
＜パティキュレートフィルタの構造＞
以下、ＰＭを捕集するためのパティキュレートフィルタの構造について説明する。
【００１９】
図６はディーゼルエンジンの排ガス通路１１に配置されたパティキュレートフィルタ（以下、単に「フィルタ」という。）１０を示す。フィルタ１０よりも排ガス流の上流側の排ガス通路１１には、酸化物等からなるサポート材にＰｔ、Ｐｄ等に代表される触媒金属を担持した酸化触媒（図示省略）を配置することができる。配置される酸化触媒に、本実施形態に係る排ガス成分浄化触媒材を用いることができる。このような酸化触媒をフィルタ１０の上流側に配置するときは、該酸化触媒によって排ガス中のＨＣ、ＣＯを酸化させ、その酸化燃焼熱でフィルタ１０に流入する排ガス温度を高めてフィルタ１０を加熱することができ、ＰＭの燃焼除去に有利になる。また、ＮＯが酸化触媒でＮＯ２に酸化され、該ＮＯ２がフィルタ１０にＰＭを燃焼させる酸化剤として供給されることになる。
【００２０】
図７及び図８に模式的に示すように、フィルタ１０は、ハニカム構造をなしており、互いに平行に延びる多数の排ガス通路１２、１３を備えている。すなわち、フィルタ１０は、下流端が栓１４により閉塞された排ガス流入路１２と、上流端が栓１４により閉塞された排ガス流出路１３とが交互に設けられ、排ガス流入路１２と排ガス流出路１３とは薄肉の隔壁１５を介して隔てられている。なお、図７においてハッチングを付した部分は排ガス流出路１３の上流端の栓１４を示している。
【００２１】
フィルタ１０は、前記隔壁１５を含むフィルタ本体がコージェライト、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、サイアロン、ＡｌＴｉＯ３のような無機多孔質材料から形成されている。排ガス流入路１２内に流入した排ガスは図８において矢印で示したように周囲の隔壁１５を通って隣接する排ガス流出路１３内に流出する。すなわち、図９に示すように、隔壁１５は排ガス流入路１２と排ガス流出路１３とを連通する微小な細孔（排ガス通路）１６を有し、この細孔１６を排ガスが通る。ＰＭは主に排ガス流入路１２及び細孔１６の壁部に捕捉され堆積する。
【００２２】
上記フィルタ本体の排ガス通路（排ガス流入路１２、排ガス流出路１３及び細孔１６）を形成する壁面には触媒層１７が形成されている。なお、排ガス流出路１３側の壁面に触媒層を形成することは必ずしも要しない。
【００２３】
＜触媒材について＞
次に、本発明の実施形態に係るパティキュレートフィルタに設けられる触媒層の構成について説明する。
【００２４】
本発明者らは、Ｐｔ担持複合酸化物に代わるＰＭ燃焼性能が良好な触媒材について、実験・研究を進めた結果、Ｐｄを、Ｚｒと、Ｃｅ以外の希土類元素とを含むＺｒ含有複合酸化物に担持したＰｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物を触媒材として用いることを見出した。ここで、Ｐｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物と、上記Ｚｒ含有複合酸化物にＰｔを担持したＰｔ担持Ｚｒ含有複合酸化物とを用いて行ったカーボン燃焼試験及びその結果について以下に説明する。
【００２５】
カーボン燃焼試験では、Ｐｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物又はＰｔ担持Ｚｒ含有複合酸化物をそれぞれ触媒材として担持したサンプルフィルタを作製し、各サンプルフィルタにカーボン（カーボンブラック）を堆積させてカーボン燃焼速度を測定した。サンプルフィルタとしては、セル壁厚さ１６mil（４．０６４×１０−１ｍｍ）、１平方インチ（６４５．１６ｍｍ２）当たりのセル数１７８で、直径１７ｍｍ、長さ５０ｍｍの円筒状のＳｉＣ製ハニカム（容量１１．３ｃｃ）を用い、これに上流側と下流側とで交互になるように栓詰めしたフィルタを採用した。
【００２６】
なお、カーボンの堆積は、担体容量１Ｌ当たり５ｇ／Ｌのカーボンが堆積するように行った。５ｇ／Ｌ相当のカーボンをイオン交換水中でスターラーを用いて撹拌した後、サンプルフィルタの入口側を浸漬させ、出口側からアスピレータを用いて吸引した。吸水性のシートの上に載せて余分な水分を除去した後、１５０℃、１時間の乾燥処理を行った。得られた各サンプルフィルタを模擬ガス流通反応装置に取り付け、Ｎ２ガスを流通させながらそのガス温度を上昇させた。フィルタ入口温度が５４０℃で安定した後、Ｎ２ガスから模擬排ガス（Ｏ２；７．５％，ＮＯ；３００ｐｐｍ，残Ｎ２）に切り換え、該模擬排ガスを空間速度４５０００／ｈで流した。そして、カーボンが燃焼することにより生じるＣＯ２のガス中濃度をフィルタ出口においてリアルタイムで測定した。
【００２７】
その結果、図１０に示すように、Ｐｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物（Ｐｄ担持ＺｒＮｄＰｒＯｘ）は、Ｐｔ担持Ｚｒ含有複合酸化物（Ｐｔ担持ＺｒＮｄＰｒＯｘ）よりも燃焼初期における燃焼性能が極めて高いことが認められた。すなわち、触媒材として、Ｐｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物を用いると、特に急速燃焼領域におけるＰＭ燃焼性能を向上できることが示唆された。また、図１０に示すように、燃焼後期においては、Ｐｔ担持Ｚｒ含有複合酸化物の方が燃焼性能が良好であるため、Ｐｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物と、Ｐｔ担持Ｚｒ含有複合酸化物とを組み合わせることにより、ＰＭ燃焼性能を向上できると考えられる。
【００２８】
そこで、図１１に示すように、本実施形態では、フィルタの排ガス通路壁における壁面（フィルタ担体２１）の表面に触媒層２２が形成されており、触媒層２２には、Ｚｒと、Ｃｅ以外の希土類元素とを含むＺｒ含有複合酸化物２３が含まれている。また、Ｚｒ含有複合酸化物２３には、Ｐｄ２４が担持されているものと、Ｐｔ２５が担持されているものが含まれる。なお、Ｚｒ含有複合酸化物２３はＣｅを含まない。
【００２９】
触媒層に含まれるそれらの割合は、特に制限されないが、Ｐｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物の割合を増大すると、急速燃焼領域におけるＰＭの燃焼速度を向上でき、逆にＰｔ担持Ｚｒ含有複合酸化物の割合を増大すると、緩慢燃焼領域におけるＰＭの燃焼速度を向上できる。このため、使用者は目的によって、適宜、触媒層に含まれるそれらの割合を調整することができる。
【００３０】
＜触媒材の調製方法＞
次に、本発明の実施形態に係るパティキュレートフィルタに設けられる触媒材の調製方法について説明する。ここでは、Ｚｒと、Ｃｅ以外の希土類元素とを含むＺｒ含有複合酸化物として、ＺｒＮｄＰｒ複合酸化物の調製方法について説明する。
【００３１】
まず、オキシ硝酸ジルコニル溶液と硝酸ネオジム６水和物と硝酸プラセオジムとをイオン交換水に溶かす。この硝酸塩溶液に２８質量％アンモニア水の８倍希釈液を混合して中和させることにより、ＺｒＮｄＰｒ複合酸化物の前駆体（共沈体）を得る。この共沈物を遠心分離し、上澄み液を除去する脱水操作と、イオン交換水を加えて撹拌する水洗操作とを交互に必要回数繰り返す。最終的に脱水を行った後の共沈物を、大気中において１５０℃で一昼夜乾燥させた後、ボールミルにより平均粒子径１００ｎｍ程度まで粉砕した。その後、大気中において５００℃で２時間焼成することによりＺｒＮｄＰｒ複合酸化物粒子材を得ることができる。
【００３２】
次に、得られたＺｒＮｄＰｒ複合酸化物粒子材にＰｄ又はＰｔを担持する方法について説明する。
【００３３】
まず、ＺｒＮｄＰｒ複合酸化物粒子材にイオン交換水を加えてスラリー状にし、それをスターラー等により十分に撹拌する。続いて、撹拌しながらそのスラリーに所定量のジニトロジアミンＰｄ硝酸溶液、又はジニトロジアミンＰｔ硝酸溶液を滴下し、十分に撹拌する。その後、加熱しながらさらに撹拌を続けて、水分を完全に蒸発させる。蒸発後、大気中において５００℃で２時間焼成することにより、Ｐｄ担持ＺｒＮｄＰｒ複合酸化物粒子材又はＰｔ担持ＺｒＮｄＰｒ複合酸化物粒子材が得られる。
【００３４】
上記のようにして得られた複合酸化物粒子材に、イオン交換水及びバインダを加え、混合してスラリー状にする。このスラリーをフィルタにコーティングし、乾燥させた後、５００℃で２時間焼成することにより、触媒付パティキュレートフィルタが得られる。
【００３５】
本発明に係る触媒付パティキュレートフィルタは、Ｐｄ担持ＺｒＮｄＰｒ複合酸化物粒子材とＰｔ担持ＺｒＮｄＰｒ複合酸化物粒子材とを含んでいるが、これらの他に第三成分を含んでいても構わない。本発明は、Ｐｄ担持ＺｒＮｄＰｒ複合酸化物粒子材により、特に急速燃焼領域におけるＰＭ燃焼性能を向上するため、緩慢燃焼領域におけるＰＭ燃焼性能を補うための第三成分をさらに加えることもできる。そのような触媒材として、例えばロジウム（Ｒｈ）を含むＣｅ含有複合酸化物（例えばＣｅＺｒＮｄＯｘ）を用いることができる。
【実施例】
【００３６】
以下に、本発明に係る触媒付パティキュレートフィルタを詳細に説明するための実施例を示す。
【００３７】
本実施例では、触媒材としてＰｄ担持ＺｒＮｄＰｒ複合酸化物粒子材及びＰｔ担持ＺｒＮｄＰｒ複合酸化物粒子材を用いて、触媒材に含まれるそれらの比率を変えて、カーボン燃焼速度を検討した。また、比較例として、Ｐｔ担持ＺｒＮｄＰｒ複合酸化物粒子材のみを用いた場合、及びＰｄ又はＰｔを担持したＣｅ含有複合酸化物を用いた場合について検討した。各実施例及び比較例の触媒材の組成を以下の表１に示す。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
実施例１〜５及び比較例１の触媒材に含まれるＰｄ担持ＺｒＮｄＰｒ複合酸化物粒子材及びＰｔ担持ＺｒＮｄＰｒ複合酸化物粒子材は、上述の通りに調製し、各実施例ではそれらを混合してフィルタにコーティングすることによりサンプルフィルタ（触媒付パティキュレートフィルタ）を得た。なお、ＺｒＮｄＰｒ複合酸化物の組成は、ＺｒＯ２：Ｎｄ２Ｏ３：Ｐｒ２Ｏ３＝７０：１２：１８（モル比）とした。ここで、サポート材（貴金属を除くＺｒ含有複合酸化物）の総量は、２０ｇ／Ｌとして、Ｐｄ及びＰｔの総貴金属量は、０．１ｇ／Ｌとした。また、ＰｄとＰｔとの比率は、上記表１の通りである。
【００４０】
比較例２及び３の触媒材に含まれるＣｅ含有複合酸化物（ＣｅＺｒＮｄＯｘ）は、硝酸セリウム６水和物とオキシ硝酸ジルコニル溶液と硝酸ネオジム６水和物とを材料として、上記ＺｒＮｄＰｒ複合酸化物粒子材の調製方法と同様の方法で調製した。なお、ＣｅＺｒＮｄ複合酸化物の組成は、ＣｅＯ２：ＺｒＯ２：Ｎｄ２Ｏ３＝２４：７２：４（モル比）とした。ＣｅＺｒＮｄＯｘに対するＰｄ及びＰｔの担持方法も上記と同様の方法を用いて行った。なお、比較例２の触媒材において、第一成分と第二成分とに含まれるＰｔが含まれているが、それぞれに等量のＰｔが含まれており、トータルのＰｔとＰｄとの質量比が１：１となるように調製している。
【００４１】
カーボンの堆積は、担体容量１Ｌ当たり５ｇ／Ｌのカーボンが堆積するように行った。５ｇ／Ｌ相当のカーボンをイオン交換水中でスターラーを用いて撹拌した後、サンプルフィルタの入口側を浸漬させ、出口側からアスピレータを用いて吸引した。吸水性のシートの上に載せて余分な水分を除去した後、１５０℃、１時間の乾燥処理を行った。
【００４２】
得られた各サンプルフィルタを模擬ガス流通反応装置に取り付け、Ｎ２ガスを流通させながらそのガス温度を上昇させた。フィルタ入口温度が５４０℃で安定した後、Ｎ２ガスから模擬排ガス（Ｏ２；７．５％，ＮＯ；３００ｐｐｍ，残Ｎ２）に切り換え、該模擬排ガスを空間速度４５０００／ｈで流した。そして、カーボンが燃焼することにより生じるＣＯ及びＣＯ２のガス中濃度をフィルタ出口においてリアルタイムで測定し、それらの濃度から、下記の計算式を用いて、所定時間毎に、カーボン燃焼速度（単位時間当たりのＰＭ燃焼量）を計算した。
【００４３】
カーボン燃焼速度(g/h)
＝{ガス流速(L/h)×[(CO+CO２)濃度(ppm)/(1×10６)]}×12(g/mol)/22.4(L/mol)
上記所定時間毎のカーボン燃焼速度に基づいてカーボン燃焼量積算値の経時変化を求め、カーボン燃焼率が０％から５０％、５０％から９０％及び０％から９０％に達するまでに要した時間とその間のカーボン燃焼量の積算値とからカーボン燃焼速度（フィルタ１Ｌでの１分間当たりのＰＭ燃焼量(mg／min-L)）を求めた。その結果を図１２に示す。
【００４４】
図１２に示すように、実施例１〜５と比較例１〜３とを比較すると、Ｐｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物を含まない比較例１〜３よりも、Ｐｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物を含む実施例１〜５の方が、明らかにＰＭ燃焼性能が優れている。また、実施例１〜５を互いに比較すると、Ｐｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物の比率を上げるほど、急速燃焼領域（カーボン燃焼率が０％〜５０％）における燃焼速度が向上した。逆に、Ｐｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物の比率を下げてＰｔ担持Ｚｒ含有複合酸化物の比率を上げると緩慢燃焼領域（カーボン燃焼率が５０％〜９０％）における燃焼速度が向上した。その結果、実施例１〜５におけるカーボン燃焼率が０％から９０％に達するまでのトータルのカーボン燃焼速度に大差は認められなかった。
【００４５】
一方、比較例１は、Ｐｄ担持Ｚｒ含有複合酸化物を含まず、Ｐｔ担持Ｚｒ含有複合酸化物のみを含むため、実施例１〜５と比較して、緩慢燃焼領域におけるＰＭ燃焼性能は同等であるものの、急速燃焼領域におけるＰＭ燃焼性能が低く、その結果、カーボン燃焼率が０％から９０％に達するまでのトータルのカーボン燃焼速度が実施例１〜５よりも低くなった。
【００４６】
また、比較例２及び３では、触媒金属としてＰｄ及びＰｔを用いた。特に、比較例２ではＰｄとＰｔを共にＣｅ含有複合酸化物（ＣｅＺｒＮｄＯｘ）に担持した触媒材を用い、比較例３では、ＰｄとＰｔをそれぞれ独立してＣｅ含有複合酸化物（ＣｅＺｒＮｄＯｘ）に担持した触媒材を用いた。これらの比較例２及び３は、触媒金属としてＰｄを含むものの、実施例１〜５と比較して明らかにＰＭの燃焼性能が低い結果となった。すなわち、ＰｄをＣｅ含有複合酸化物に担持して得られた触媒材では、急速燃焼領域におけるＰＭの燃焼性能を向上できなかった。すなわち、Ｐｄは、Ｃｅを含まないＺｒ含有複合酸化物に担持することで、急速燃焼領域におけるＰＭ燃焼性能を向上できる触媒材として作用することが認められた。
【００４７】
以上の通り、Ｐｄを担持したＺｒ含有複合酸化物を触媒材として用いることにより、特に急速燃焼領域におけるＰＭ燃焼性能を顕著に向上でき、さらに、Ｐｔを担持したＺｒ含有複合酸化物を触媒材の第二成分として加えることにより、特に緩慢燃焼領域におけるＰＭ燃焼性能を向上でき、その結果、トータルのＰＭ燃焼性能を向上できることが示唆された。
【符号の説明】
【００４８】
１０  フィルタ
１１  排ガス通路
１２  排ガス流入路（排ガス通路）
１３  排ガス流出路（排ガス通路）
１４  栓
１５  隔壁
１６  細孔（排ガス通路）
１７  触媒層
２１  フィルタ担体
２２  触媒層
２３  Ｚｒ含有複合酸化物
２４  パラジウム（Ｐｄ）
２５  白金（Ｐｔ）
【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図２】
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【図４】
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