(57)【要約】  優れた排ガス浄化性能を達成可能とする技術を提供する。本発明に係る排ガス浄化用触媒（１）は、基材（１０）と、基材（１０）上に形成され、パラジウム及び／又は白金と、アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナとを含んだ触媒層（２０）とを備えている。この排ガス浄化用触媒（１）は、下式により与えられる相関係数ρAl,AEが０．７５以上である。【数１】2010071205.tif 000025
2010071205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材上に形成され、パラジウム及び／又は白金と、アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナとを含み、下記式（１）により与えられる相関係数ρAl,AEが０．７５以上である第１触媒層とを具備した排ガス浄化用触媒。
【数１】
2010071205.tif 000019
前記式（１）中、ＣAl,AE、σAl及びσAEは、それぞれ、下記式（２）、（３）及び（４）により表される。
【数２】
2010071205.tif 000020
【数３】
2010071205.tif 000021
【数４】
2010071205.tif 000022
前記式（２）乃至（４）中、
ｉは１乃至３５０の自然数であり、
ＩAl,iは、前記第１触媒層を厚み方向に３５０等分して得られる面と前記第１触媒層の主面に垂直な線との３５０個の交点のうちｉ番目の交点において、電子線マイクロアナライザを用いて測定したアルミニウムの特性Ｘ線強度であり、
ＩAl,avは、下記式（５）により与えられる前記ＩAl,iの相加平均値であり、
【数５】
2010071205.tif 000023
ＩAE,iは、前記ｉ番目の交点において、前記電子線マイクロアナライザを用いて測定した前記アルカリ土類金属元素の特性Ｘ線強度であり、
ＩAE,avは、下記式（６）により与えられる前記ＩAE,iの相加平均値である。
【数６】
2010071205.tif 000024
【請求項２】
前記相関係数ρAl,AEは０．７９以上である請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項３】
前記アルカリ土類金属元素はバリウムである請求項１又は２に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項４】
前記第１触媒層における前記基材の単位容積当りの前記アルカリ土類金属元素の含有量は０．１ｇ／Ｌ乃至８０ｇ／Ｌの範囲内にある請求項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】
前記アルカリ土類金属元素のドープ量は、前記アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナの質量を基準として０．１質量％乃至２０質量％の範囲内にある請求項１乃至４の何れか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項６】
前記第１触媒層における前記パラジウム及び／又は白金の含有量に対する前記アルカリ土類金属元素の含有量の質量比は０．１乃至８０の範囲内にある請求項１乃至５の何れか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項７】
前記第１触媒層上に形成され且つロジウムを含んだ第２触媒層を更に具備した請求項１乃至６の何れか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項８】
前記基材と前記第１触媒層との間に介在し且つロジウムを含んだ第２触媒層を更に具備した請求項１乃至６の何れか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項９】
前記第２触媒層は前記アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナを含んでいないか、又は、前記第２触媒層は前記アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナを更に含み、前記第２触媒層における前記基材の単位容積当りの前記アルカリ土類金属元素の含有量は、前記第１触媒層における前記基材の単位容積当りの前記アルカリ土類金属元素の含有量と比較してより少ない請求項７又は８に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項１０】
基材と、
パラジウム及び／又は白金と、アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナとを含んだスラリーを前記基材上に塗布することにより得られる触媒層と
を具備した排ガス浄化用触媒。
【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】
近年、自動車等に対する排ガス規制が強化されてきている。そのため、これに対応すべく、排ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び窒素酸化物（ＮＯx）等を浄化するための種々の排ガス浄化用触媒が開発されている。【０００３】
排ガス浄化用触媒の多くは、触媒金属として、パラジウム及び／又は白金を含んでいる。パラジウム及び／又は白金は、ＨＣ及びＣＯの酸化反応並びにＮＯxの還元反応を促進させる役割を担っている。【０００４】
ところが、パラジウム及び白金には、排ガス中のＨＣによる被毒を受け易いという問題点がある。パラジウム及び／又は白金がＨＣにより被毒されると、これら貴金属上におけるＮＯx還元反応が生じ難くなる。それゆえ、パラジウム及び／又は白金を含んだ触媒では、特には排ガス中のＨＣ濃度が高いリッチ雰囲気下において、ＮＯx浄化率が不十分となることがある。【０００５】
そこで、これを抑止すべく、これら貴金属を含んだ触媒に、アルカリ土類金属元素の塩を添加する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような構成を採用すると、アルカリ土類金属元素の作用によってパラジウム及び白金のＨＣによる被毒が抑制され、ＮＯx浄化率などの排ガス浄化性能をある程度向上させることができる。【０００６】
しかしながら、排ガス浄化用触媒の排ガス浄化性能については、更なる改良の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２０７１８３号公報
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、優れた排ガス浄化性能を達成可能とする技術を提供することにある。
【０００９】
本発明の第１側面によると、基材と、前記基材上に形成され、パラジウム及び／又は白金と、アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナとを含み、下記式（１）により与えられる相関係数ρAl,AEが０．７５以上である第１触媒層とを具備した排ガス浄化用触媒が提供される。
【数１】
2010071205.tif 000003
【００１０】
前記式（１）中、ＣAl,AE、σAl及びσAEは、それぞれ、下記式（２）、（３）及び（４）により表される。
【数２】
2010071205.tif 000004
【数３】
2010071205.tif 000005
【数４】
2010071205.tif 000006
【００１１】
前記式（２）乃至（４）中、ｉは１乃至３５０の自然数であり、ＩAl,iは、前記第１触媒層を厚み方向に３５０等分して得られる３５０個の点のうちｉ番目の点において、電子線マイクロアナライザを用いて測定したアルミニウムの特性Ｘ線強度であり、ＩAl,avは、下記式（５）により与えられる前記ＩAl,iの相加平均値である。
【数５】
2010071205.tif 000007
【００１２】
また、ＩAE,iは、前記ｉ番目の点において、前記電子線マイクロアナライザを用いて測定した前記アルカリ土類金属元素の特性Ｘ線強度であり、ＩAE,avは、下記式（６）により与えられる前記ＩAE,iの相加平均値である。
【数６】
2010071205.tif 000008
【００１３】
本発明の第２側面によると、基材と、パラジウム及び／又は白金と、アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナとを含んだスラリーを前記基材上に塗布することにより得られる触媒層とを具備した排ガス浄化用触媒が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１態様に係る排ガス浄化用触媒を概略的に示す断面図。
【図２】本発明の第２態様に係る排ガス浄化用触媒を概略的に示す断面図。
【図３】本発明の第３態様に係る排ガス浄化用触媒を概略的に示す断面図。
【図４】基材の単位容積当りのバリウムの量とＮＯx排出量との関係の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面を通じて同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。また、ここで「複合酸化物」とは、複数の酸化物が単に物理的に混合されたものではなく、複数の酸化物が固溶体を形成しているものを意味することとする。そして、「アルカリ土類金属」には、ベリリウム及びマグネシウムが含まれるものとする。
【００１６】
図１は、本発明の第１態様に係る排ガス浄化用触媒を概略的に示す断面図である。  
この排ガス浄化用触媒１は、基材１０と、基材１０上に形成された触媒層２０とを備えている。
【００１７】
基材１０としては、例えば、モノリスハニカム型の基材を使用する。典型的には、基材は、コージェライトなどのセラミックス製である。
【００１８】
触媒層２０は、パラジウム及び／又は白金と、アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナとを含んでいる。  
パラジウム及び／又は白金は、典型的には、アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナ上に担持されている。このパラジウム及び／又は白金は、ＨＣ及びＣＯの酸化反応並びにＮＯxの還元反応を触媒する役割を担っている。
【００１９】
アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナは、アルカリ土類金属元素が各アルミナ粒子の内部に位置した構造を備えている。これらアルカリ土類金属元素は、アルミナの結晶格子を構成している原子の一部を置換していてもよく、これら原子間の空隙に位置していてもよい。また、アルカリ土類金属元素の一部がアルミナの結晶格子を構成している原子の一部を置換していると共に、アルカリ土類金属元素の他の一部がこれら原子間の空隙に位置していてもよい。
【００２０】
アルミナにドープされたアルカリ土類金属元素は、パラジウム及び／又は白金のＨＣ被毒を抑制する役割を担っている。このアルカリ土類金属元素としては、例えば、バリウム、カルシウム、ストロンチウム又はこれらの２以上の組み合わせを使用する。
【００２１】
ここで、触媒層２０の材料としてアルミナとアルカリ土類金属元素の塩との混合物を使用した場合、アルミナ上に担持されたパラジウム及び／又は白金とアルカリ土類金属元素との接触は、比較的生じ難い。即ち、アルカリ土類金属元素の一部は上記パラジウム及び／又は白金と接触するものの、アルカリ土類金属元素の他の一部は上記パラジウム及び／又は白金と接触しない。そして、パラジウム及び／又は白金と接触しないアルカリ土類金属元素は、パラジウム及び／又は白金のＨＣ被毒の抑制に寄与しない。それゆえ、このようなアルカリ土類金属元素が多く存在する場合には、触媒の排ガス浄化性能を向上させることが困難となる場合がある。
【００２２】
これに対し、アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナを使用した場合、アルミナの構造中に、アルカリ土類金属元素を高い均一性で分布させることができる。この場合、アルミナにドープされたアルカリ土類金属元素と、アルミナ上に担持されたパラジウム及び／又は白金とは、互いに近接して存在している。即ち、この場合、アルミナとアルカリ土類金属元素の塩との混合物を使用する場合と比較して、アルカリ土類金属元素とパラジウム及び／又は白金との接触が生じ易い。それゆえ、この場合、パラジウム及び／又は白金のＨＣ被毒を、より効率的に抑制することが可能となる。従って、このような構成を採用することにより、特に優れた排ガス浄化性能を達成し得る。
【００２３】
触媒層２０におけるアルカリ土類金属元素の分布の均一性は、以下のようにして評価する。  
まず、触媒層２０の表面と触媒層２０の基材１０側の面との間を３５０等分して得られる３５０個の面を考える。そして、これら３５０個の面と触媒層２０の主面に垂直な直線との３５０個の交点を考える。以下、これら３５０個の交点を、点Ｐi（ｉ＝１，２，…，３５０；以下同様）と呼ぶ。
【００２４】
次に、これら３５０個の点Ｐiの各々において、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）を用いて、アルミニウムに対応した特性Ｘ線強度ＩAl,iと、アルカリ土類金属元素に対応した特性Ｘ線強度ＩAE,iとを測定する。そして、これら測定値に基づいて、下記式（１）により与えられる相関係数ρAl,AEを求める。
【数７】
2010071205.tif 000009
【００２５】
上記式（１）において、ＣAl,AEは強度ＩAl,iと強度ＩAE,iとの共分散であり、σAlは強度ＩAl,iの標準偏差であり、σAEは強度ＩAE,iの標準偏差である。共分散ＣAl,AE並びに標準偏差σAl及びσAEは、それぞれ、下記式（２）乃至（４）により与えられる。
【数８】
2010071205.tif 000010
【数９】
2010071205.tif 000011
【数１０】
2010071205.tif 000012
【００２６】
上記各式において、ＩAl,avは、下記式（５）により与えられる強度ＩAl,iの相加平均値であり、ＩAE,avは、下記式（６）により与えられる強度ＩAE,iの相加平均値である。
【数１１】
2010071205.tif 000013
【数１２】
2010071205.tif 000014
【００２７】
式（１）により表される相関係数ρAl,AEは、触媒層２０におけるアルミニウムの分布とアルカリ土類金属元素の分布との相関を表す指標となる。即ち、アルカリ土類金属元素が触媒層２０において比較的均一に分布している場合、この相関係数ρAl,AEは、１以下の大きな正の値となる。他方、アルカリ土類金属元素が触媒層２０において比較的不均一に分布している場合、この相関係数ρAl,AEは、０に近い小さな値となる。
【００２８】
このように、相関係数ρAl,AEを用いると、触媒層２０におけるアルカリ土類金属元素の分布の均一性を評価することができる。排ガス浄化用触媒１では、触媒層２０の相関係数ρAl,AEは、０．７５以上であり、典型的には０．７９以上である。
【００２９】
触媒層２０は、酸素貯蔵材を更に含んでいてもよい。この酸素貯蔵材としては、例えば、セリウム酸化物、ジルコニウム酸化物又はこれらの複合酸化物を使用する。或いは、酸素貯蔵材として、プラセオジム酸化物、ランタン酸化物及びイットリウム酸化物などの希土類酸化物、酸化鉄及び酸化マンガンなどの遷移金属酸化物、又はこれらの複合酸化物を使用してもよい。或いは、酸素貯蔵材として、上記化合物の混合物又は複合酸化物を使用してもよい。典型的には、酸素貯蔵材として、セリウム酸化物とジルコニウム酸化物との複合酸化物、セリウム酸化物とジルコニウム酸化物とランタン酸化物との複合酸化物、又は、セリウム酸化物とジルコニウム酸化物とランタン酸化物とイットリウム酸化物との複合酸化物を使用する。
【００３０】
触媒層２０は、希土類元素を更に含んでいてもよい。希土類元素は、排ガス浄化用触媒１のＨＣ浄化性能を低下させることなく、そのＮＯx浄化性能を向上させる機能を有している。この希土類元素としては、例えば、ネオジム、ランタン、プラセオジム又はイットリウムを使用することができる。
【００３１】
触媒層２０は、ゼオライトを更に含んでいてもよい。ゼオライトは、高い比表面積を有し、排ガス中のＨＣを吸着する性能に優れている。従って、ゼオライトを含有させることにより、排ガス浄化用触媒１のＨＣ浄化性能を更に向上させることができる。
【００３２】
触媒層２０は、バインダを更に含んでいてもよい。バインダは、触媒層２０を構成している複数の粒子間の結合をより強固にして触媒の耐久性を向上させる役割を担っている。バインダとしては、例えば、アルミナゾル、チタニアゾル又はシリカゾルを使用する。
【００３３】
排ガス浄化用触媒１では、基材１０の単位容積当りのアルカリ土類金属元素の含有量は、例えば０．１ｇ／Ｌ乃至８０ｇ／Ｌの範囲内とし、典型的には１ｇ／Ｌ乃至４０ｇ／Ｌの範囲内とする。この含有量を０．１ｇ／Ｌより少なくすると、アルカリ土類金属元素によるパラジウム及び／又は白金のＨＣ被毒の抑制が不十分となることがある。この含有量を８０ｇ／Ｌより多くすると、触媒層２０の耐熱性が低下し、パラジウム及び／又は白金の凝集が生じ易くなる可能性がある。
【００３４】
排ガス浄化用触媒１では、アルカリ土類金属元素のドープ量は、アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナの質量を基準として、例えば０．１質量％乃至２０質量％の範囲内とし、典型的には１質量％乃至１０質量％の範囲内とする。このドープ量を０．１質量％より少なくすると、アルカリ土類金属元素によるパラジウム及び／又は白金のＨＣ被毒の抑制が不十分となることがある。このドープ量を２０質量％より多くすると、アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナの耐熱性が低下し、パラジウム及び／又は白金の凝集が生じ易くなる可能性がある。
【００３５】
また、排ガス浄化用触媒１では、触媒層２０におけるパラジウム及び／又は白金の含有量に対するアルカリ土類金属元素の含有量の質量比は、例えば０．１乃至８０の範囲内とし、典型的には０．５乃至４０の範囲内とする。この質量比を０．１より小さくすると、アルカリ土類金属元素によるパラジウム及び／又は白金のＨＣ被毒の抑制が不十分となることがある。この質量比を８０より大きくすると、パラジウム及び／又は白金の凝集が生じ易くなる可能性がある。
【００３６】
アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナは、例えば、以下のようにして調製する。即ち、まず、硝酸アルミニウムとアルカリ土類金属元素の炭酸塩とクエン酸とを含んだ混合水溶液を準備する。次に、この混合水溶液に、ヒドラジンを添加する。その後、反応系を加熱攪拌し、沈殿物を得る。この沈殿物を濾別し、得られた濾過ケークを乾燥させる。次いで、得られた固体を焼成する。このようにして、アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナを得る。
【００３７】
排ガス浄化用触媒１の触媒層２０は、例えば、パラジウム及び／又は白金とアルカリ土類金属元素がドープされたアルミナとを含んだスラリーを、基材１０上に塗布することにより得られる。
【００３８】
触媒層２０の構成成分としてパラジウムを使用する場合、上記スラリーの材料としては、例えば、硝酸パラジウム等のパラジウム塩又はパラジウム錯体を使用する。触媒層２０の構成成分として白金を使用する場合、上記スラリーの材料としては、例えば、ジニトロジアミン白金硝酸等の白金錯体又は白金塩を使用する。
【００３９】
排ガス浄化用触媒１は、触媒層２０上又は触媒層２０と基材１０との間に、他の触媒層を更に含んでいてもよい。この場合、触媒層２０と他の触媒層とでは、例えば、触媒金属の種類及び含量などを互いに異ならせる。これにより、排ガス浄化用触媒１の排ガス浄化性能を最適化することができる。
【００４０】
図２は、本発明の第２態様に係る排ガス浄化用触媒を概略的に示す断面図である。  
この排ガス浄化用触媒１は、基材１０と、基材１０上に形成された第１触媒層２０Ａと、第１触媒層２０Ａ上に形成された第２触媒層２０Ｂとを含んでいる。この第１触媒層２０Ａは、図１を参照しながら説明した触媒層２０と同様の構成を有している。即ち、この排ガス浄化用触媒１は、第２触媒層２０Ｂを更に備えていること以外は、図１を参照しながら説明した排ガス浄化用触媒と同様の構成を有している。
【００４１】
第２触媒層２０Ｂは、ロジウムを含んでいる。ロジウムは、ＨＣ及びＣＯの酸化反応並びにＮＯxの還元反応を触媒する役割を担っている。
【００４２】
第２触媒層２０Ｂは、アルミナを更に含んでいてもよい。  
第２触媒層２０Ｂは、典型的には、アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナを含んでいない。第２触媒層２０Ｂは、アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナを含んでいてもよい。但し、この場合、典型的には、第２触媒層２０Ｂにおける基材１０の単位容積当りのアルカリ土類金属元素の含有量は、第１触媒層２０Ａにおける基材１０の単位容積当りのアルカリ土類金属元素の含有量と比較してより少なくする。
【００４３】
第２触媒層２０Ｂは、酸素貯蔵材を更に含んでいてもよい。この酸素貯蔵材としては、図１を参照しながら説明した排ガス浄化用触媒１の触媒層２０について述べたのと同様の材料を使用することができる。この酸素貯蔵材としては、典型的には、セリウム酸化物とジルコニウム酸化物との複合酸化物を使用する。
【００４４】
第２触媒層２０Ｂは、希土類元素、ゼオライト又はバインダを更に含んでいてもよい。これら元素又は材料としては、先に触媒層２０について述べたのと同様のものを使用することができる。
【００４５】
図３は、本発明の第３態様に係る排ガス浄化用触媒を概略的に示す断面図である。  
この排ガス浄化用触媒１は、基材１０と、基材１０上に形成された第２触媒層２０Ｂと、第２触媒層２０Ｂ上に形成された第１触媒層２０Ａとを含んでいる。即ち、この排ガス浄化用触媒１は、第１触媒層２０Ａと第２触媒層２０Ｂとの積層順が逆転していること以外は、図２を参照しながら説明した排ガス浄化用触媒と同様の構成を有している。
【００４６】
なお、図２及び図３を参照しながら説明した構成を採用する場合、第１触媒層２０Ａ及び第２触媒層２０Ｂの各々におけるアルカリ土類金属元素の分布の均一性は、例えば、以下のようにして評価することができる。以下では、一例として、触媒層２０Ａ及び２０Ｂが図２に示すような構成で配置されている場合について説明する。
【００４７】
まず、第１触媒層２０Ａの第２触媒層２０Ｂ側の面と第１触媒層２０Ａの基材１０側の面との間を３５０等分して得られる３５０個の面を考える。そして、これら３５０個の面と第１触媒層２０Ａの主面に垂直な直線との３５０個の交点を考える。そして、これら３５０個の交点Ｐj（ｊ＝１，２，…，３５０）について、ＥＰＭＡによる測定を行う。その後、先に触媒層２０について述べたのと同様にして、第１触媒層２０Ａにおける相関係数ρAl,AEを計算する。
【００４８】
また、第２触媒層２０Ｂの表面と第２触媒層２０Ｂの第１触媒層２０Ａ側の面との間を３５０等分して得られる３５０個の面を考える。そして、これら３５０個の面と第２触媒層２０Ｂの主面に垂直な直線との３５０個の交点を考える。これら３５０個の交点Ｐk（ｋ＝１，２，…，３５０）について、ＥＰＭＡによる測定を行う。その後、先に触媒層２０について述べたのと同様にして、第２触媒層２０Ｂにおける相関係数ρAl,AEを計算する。
【００４９】
図２及び図３を参照しながら説明した排ガス浄化用触媒１では、第１触媒層２０Ａにおける相関係数ρAl,AEは、０．７５以上であり、典型的には０．７９以上である。即ち、これら排ガス浄化用触媒１では、少なくとも第１触媒層２０Ａにおいて、アルカリ土類金属元素が比較的均一に分布している。
【実施例】
【００５０】
＜アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナの調製＞
アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナを、以下のようにして調製した。即ち、まず、硝酸アルミニウムとアルカリ土類金属元素の炭酸塩とクエン酸とを含んだ混合水溶液を準備した。次に、この混合水溶液に、ヒドラジンを添加した。その後、反応系を７０℃で２４時間に亘って攪拌し、沈殿物を得た。この沈殿物を濾別し、得られた濾過ケークを乾燥させた。次いで、得られた固体を、９００℃で５時間に亘って焼成した。このようにして、アルカリ土類金属元素がドープされたアルミナを得た。【００５１】
なお、アルカリ土類金属元素のドープ量は、硝酸アルミニウムとアルカリ土類金属元素の炭酸塩との質量比を変化させることにより、適宜調整した。【００５２】
＜例１：触媒Ｃ１の製造＞
１０質量％のバリウムがドープされたアルミナを準備した。以下、これを「ＢａアルミナＢＡ１」と呼ぶ。【００５３】
また、セリウム酸化物とジルコニウム酸化物との複合酸化物を準備した。この複合酸化物では、ジルコニウム元素に対するセリウム元素のモル比は、７／３とした。以下、この複合酸化物を「ＣＺ酸化物」と呼ぶ。【００５４】
加えて、コージェライトからなり、全長が１００ｍｍであり、容積が１Ｌであり、セル数が１平方インチ当り９００セルであるモノリスハニカム基材を準備した（１インチ＝２．５４ｃｍ）。【００５５】
１００ｇのＢａアルミナＢＡ１と、１００ｇのＣＺ酸化物と、１ｇのパラジウムを含んだ硝酸パラジウム水溶液とを混合して、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。【００５６】
次に、このスラリーＳ１を、上記基材上に塗布した。次いで、これを２５０℃で１時間に亘り乾燥させた後、５００℃で１時間に亘り焼成した。【００５７】
以上のようにして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ１」と呼ぶ。【００５８】
＜例２：触媒Ｃ２の製造＞
０．１質量％のバリウムがドープされたアルミナを準備した。以下、これを「ＢａアルミナＢＡ２」と呼ぶ。【００５９】
ＢａアルミナＢＡ１の代わりにＢａアルミナＢＡ２を使用したこと以外は、スラリーＳ１と同様にして、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。【００６０】
そして、スラリーＳ１の代わりにスラリーＳ２を使用したこと以外は、触媒Ｃ１と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ２」と呼ぶ。【００６１】
＜例３：触媒Ｃ３の製造＞
２０質量％のバリウムがドープされたアルミナを準備した。以下、これを「ＢａアルミナＢＡ３」と呼ぶ。【００６２】
ＢａアルミナＢＡ１の代わりにＢａアルミナＢＡ３を使用したこと以外は、スラリーＳ１と同様にして、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。【００６３】
そして、スラリーＳ１の代わりにスラリーＳ３を使用したこと以外は、触媒Ｃ１と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ３」と呼ぶ。【００６４】
＜例４：触媒Ｃ４の製造＞
１００ｇのＢａアルミナＢＡ３の代わりに４００ｇのＢａアルミナＢＡ３を使用し、１００ｇのＣＺ酸化物の代わりに５０ｇのＣＺ酸化物を使用したこと以外は、スラリーＳ３と同様にして、スラリーを製造した。以下、このスラリーを「スラリーＳ４」と呼ぶ。【００６５】
そして、スラリーＳ３の代わりにスラリーＳ４を使用したこと以外は、触媒Ｃ３と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ４」と呼ぶ。【００６６】
＜例５：触媒Ｃ５の製造＞
１００ｇのＢａアルミナＢＡ１の代わりに５０ｇのＢａアルミナＢＡ１を使用し、１００ｇのＣＺ酸化物の代わりに５０ｇのＣＺ酸化物を使用し、１ｇのパラジウムを含んだ硝酸パラジウムの代わりに０．５ｇのパラジウムを含んだ硝酸パラジウムを使用したこと以外は、スラリーＳ１と同様にして、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。【００６７】
セリウム酸化物とジルコニウム酸化物との複合酸化物を準備した。この複合酸化物では、ジルコニウム元素に対するセリウム元素のモル比は、３／７とした。以下、この複合酸化物を「ＺＣ酸化物」と呼ぶ。【００６８】
５０ｇのアルミナと、５０ｇのＺＣ酸化物と、０．５ｇのロジウムを含んだ硝酸ロジウム水溶液とを混合して、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーＳ６」と呼ぶ。【００６９】
スラリーＳ５を、上記基材上に塗布した。次いで、これを２５０℃で１時間に亘り乾燥させた後、５００℃で１時間に亘り焼成した。その後、スラリーＳ５が塗布された基材上に、スラリーＳ６を塗布した。続いて、これを２５０℃で１時間に亘り乾燥させた後、５００℃で１時間に亘り焼成した。【００７０】
以上のようにして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ５」と呼ぶ。【００７１】
＜例６：触媒Ｃ６の製造＞
スラリーＳ６を、上記基材上に塗布した。次いで、これを２５０℃で１時間に亘り乾燥させた後、５００℃で１時間に亘り焼成した。その後、スラリーＳ６が塗布された基材上に、スラリーＳ５を塗布した。続いて、これを２５０℃で１時間に亘り乾燥させた後、５００℃で１時間に亘り焼成した。【００７２】
以上のようにして、排ガス浄化用触媒を製造した。即ち、スラリーＳ５とスラリーＳ６との塗布の順序を逆転させたこと以外は、触媒Ｃ５と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ６」と呼ぶ。【００７３】
＜例７：触媒Ｃ７の製造＞
１ｇのパラジウムを含んだ硝酸パラジウム水溶液の代わりに、１ｇの白金を含んだジニトロジアミン白金硝酸水溶液を使用したこと以外は、スラリーＳ１と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーＳ７」と呼ぶ。【００７４】
そして、スラリーＳ１の代わりにスラリーＳ７を使用したこと以外は、触媒Ｃ１と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ７」と呼ぶ。【００７５】
＜例８：触媒Ｃ８の製造＞
１ｇのパラジウムを含んだ硝酸パラジウム水溶液の代わりに、０．５ｇのパラジウムを含んだ硝酸パラジウムと０．５ｇの白金を含んだジニトロジアミン白金硝酸との混合物の水溶液を使用したこと以外は、スラリーＳ１と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーＳ８」と呼ぶ。【００７６】
そして、スラリーＳ１の代わりにスラリーＳ８を使用したこと以外は、触媒Ｃ１と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ８」と呼ぶ。【００７７】
＜例９：触媒Ｃ９の製造＞
１０質量％のストロンチウムがドープされたアルミナを準備した。以下、これを「Ｓｒアルミナ」と呼ぶ。【００７８】
ＢａアルミナＢＡ１の代わりにＳｒアルミナを使用したこと以外は、スラリーＳ１と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーＳ９」と呼ぶ。【００７９】
そして、スラリーＳ１の代わりにスラリーＳ９を使用したこと以外は、触媒Ｃ１と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ９」と呼ぶ。【００８０】
＜例１０：触媒Ｃ１０の製造＞
１０質量％のカルシウムがドープされたアルミナを準備した。以下、これを「Ｃａアルミナ」と呼ぶ。【００８１】
ＢａアルミナＢＡ１の代わりにＣａアルミナを使用したこと以外は、スラリーＳ１と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーＳ１０」と呼ぶ。【００８２】
そして、スラリーＳ１の代わりにスラリーＳ１０を使用したこと以外は、触媒Ｃ１と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ１０」と呼ぶ。【００８３】
＜例１１：触媒Ｃ１１の製造＞
５質量％のバリウムと５質量％のストロンチウムとがドープされたアルミナを準備した。以下、これを「ＢａＳｒアルミナ」と呼ぶ。【００８４】
ＢａアルミナＢＡ１の代わりにＢａＳｒアルミナを使用したこと以外は、スラリーＳ１と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーＳ１１」と呼ぶ。【００８５】
そして、スラリーＳ１の代わりにスラリーＳ１１を使用したこと以外は、触媒Ｃ１と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ１１」と呼ぶ。【００８６】
＜例１２：触媒Ｃ１２の製造＞
０．０５質量％のバリウムがドープされたアルミナを準備した。以下、これを「ＢａアルミナＢＡ４」と呼ぶ。【００８７】
ＢａアルミナＢＡ１の代わりにＢａアルミナＢＡ４を使用したこと以外は、スラリーＳ１と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーＳ１２」と呼ぶ。【００８８】
そして、スラリーＳ１の代わりにスラリーＳ１２を使用したこと以外は、触媒Ｃ１と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ１２」と呼ぶ。【００８９】
＜例１３：触媒Ｃ１３の製造＞
２１質量％のバリウムがドープされたアルミナを準備した。以下、これを「ＢａアルミナＢＡ５」と呼ぶ。【００９０】
ＢａアルミナＢＡ３の代わりにＢａアルミナＢＡ５を使用したこと以外は、スラリーＳ４と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーＳ１３」と呼ぶ。【００９１】
そして、スラリーＳ４の代わりにスラリーＳ１３を使用したこと以外は、触媒Ｃ４と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ１３」と呼ぶ。【００９２】
＜例１４：触媒Ｃ１４の製造（比較例）＞
９０ｇのアルミナと、１００ｇのＣＺ酸化物と、１７ｇの硫酸バリウムと、１ｇのパラジウムを含んだ硝酸パラジウム水溶液とを混合し、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーＳ１４」と呼ぶ。【００９３】
そして、スラリーＳ１の代わりにスラリーＳ１４を使用したこと以外は、触媒Ｃ１と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ１４」と呼ぶ。【００９４】
なお、この触媒Ｃ１４では、アルミナの質量とバリウムの質量との和に対するバリウムの質量の比は、１０質量％であった。【００９５】
＜例１５：触媒Ｃ１５の製造（比較例）＞
９０ｇのアルミナの代わりに４５ｇのアルミナを使用し、１００ｇのＣＺ酸化物の代わりに５０ｇのＣＺ酸化物を使用し、１７ｇの硫酸バリウムの代わりに８．５ｇの硫酸バリウムを使用し、１ｇのパラジウムを含んだ硝酸パラジウムの代わりに０．５ｇのパラジウムを含んだ硝酸パラジウムを使用したこと以外は、スラリーＳ１４と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーＳ１５」と呼ぶ。【００９６】
そして、スラリーＳ５の代わりにスラリーＳ１５を使用したこと以外は、触媒Ｃ５と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ１５」と呼ぶ。【００９７】
なお、この触媒Ｃ１５では、アルミナの質量とバリウムの質量との和に対するバリウムの質量の比は、１０質量％であった。【００９８】
＜例１６：触媒Ｃ１６の製造（比較例）＞
スラリーＳ５の代わりにスラリーＳ１５を使用したこと以外は、触媒Ｃ６と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ１６」と呼ぶ。【００９９】
なお、この触媒Ｃ１６では、アルミナの質量とバリウムの質量との和に対するバリウムの質量の比は、１０質量％であった。【０１００】
＜例１７：触媒Ｃ１７の製造（比較例）＞
１ｇのパラジウムを含んだ硝酸パラジウム水溶液の代わりに、１ｇの白金を含んだジニトロジアミン白金硝酸水溶液を使用したこと以外は、スラリーＳ１４と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーＳ１６」と呼ぶ。【０１０１】
そして、スラリーＳ１４の代わりにスラリーＳ１６を使用したこと以外は、触媒Ｃ１４と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ１７」と呼ぶ。【０１０２】
なお、この触媒Ｃ１７では、アルミナの質量とバリウムの質量との和に対するバリウムの質量の比は、１０質量％であった。【０１０３】
＜例１８：触媒Ｃ１８の製造（比較例）＞
１ｇのパラジウムを含んだ硝酸パラジウム水溶液の代わりに、０．５ｇのパラジウムを含んだ硝酸パラジウムと０．５ｇの白金を含んだジニトロジアミン白金硝酸との混合物の水溶液を使用したこと以外は、スラリーＳ１４と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーＳ１７」と呼ぶ。【０１０４】
そして、スラリーＳ１４の代わりにスラリーＳ１７を使用したこと以外は、触媒Ｃ１４と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ１８」と呼ぶ。【０１０５】
なお、この触媒Ｃ１８では、アルミナの質量とバリウムの質量との和に対するバリウムの質量の比は、１０質量％であった。【０１０６】
＜例１９：触媒Ｃ１９の製造＞
１質量％のバリウムがドープされたアルミナを準備した。以下、これを「ＢａアルミナＢＡ６」と呼ぶ。【０１０７】
ＢａアルミナＢＡ１の代わりにＢａアルミナＢＡ６を使用したこと以外は、スラリーＳ１と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーＳ１８」と呼ぶ。【０１０８】
そして、スラリーＳ１の代わりにスラリーＳ１８を使用したこと以外は、触媒Ｃ１と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ１９」と呼ぶ。【０１０９】
＜例２０：触媒Ｃ２０の製造＞
ＢａアルミナＢＡ３の代わりにＢａアルミナＢＡ１を使用したこと以外は、スラリーＳ４と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーＳ１９」と呼ぶ。【０１１０】
そして、スラリーＳ４の代わりにスラリーＳ１９を使用したこと以外は、触媒Ｃ１と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ１９」と呼ぶ。【０１１１】
＜例２１：触媒Ｃ２１の製造＞
ＢａアルミナＢＡ１の代わりにＢａアルミナＢＡ６を使用したこと以外は、スラリーＳ５と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーＳ２０」と呼ぶ。【０１１２】
そして、スラリーＳ５の代わりにスラリーＳ２０を使用したこと以外は、触媒Ｃ５と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ２１」と呼ぶ。【０１１３】
＜例２２：触媒Ｃ２２の製造＞
セリウム酸化物とジルコニウム酸化物とランタン酸化物との複合酸化物を準備した。この複合酸化物では、セリウム元素とジルコニウム元素とランタン元素とのモル比は、５：３：２とした。以下、この複合酸化物を「ＣＺＬ酸化物」と呼ぶ。【０１１４】
ＣＺ酸化物の代わりにＣＺＬ酸化物を使用したこと以外は、スラリーＳ１と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーＳ２１」と呼ぶ。【０１１５】
そして、スラリーＳ１の代わりにスラリーＳ２１を使用したこと以外は、触媒Ｃ１と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ２２」と呼ぶ。【０１１６】
＜例２３：触媒Ｃ２３の製造＞
セリウム酸化物とジルコニウム酸化物とランタン酸化物とイットリウム酸化物との複合酸化物を準備した。この複合酸化物では、セリウム元素とジルコニウム元素とランタン元素とイットリウム元素とのモル比は、５：３：１：１とした。以下、この複合酸化物を「ＣＺＬＹ酸化物」と呼ぶ。【０１１７】
ＣＺ酸化物の代わりにＣＺＬＹ酸化物を使用したこと以外は、スラリーＳ１と同様にして、スラリーを調製した。以下、このスラリーを「スラリーＳ２２」と呼ぶ。【０１１８】
そして、スラリーＳ１の代わりにスラリーＳ２２を使用したこと以外は、触媒Ｃ１と同様にして、排ガス浄化用触媒を製造した。以下、この触媒を「触媒Ｃ２３」と呼ぶ。【０１１９】
＜触媒層におけるアルカリ土類金属元素の分散性の評価＞
触媒Ｃ１乃至Ｃ２３の各々について、上述した相関係数ρAl,AEを、以下のようにして求めた。【０１２０】
まず、触媒Ｃ１乃至Ｃ２３の各々を１ｃｍ×１ｃｍ×１ｃｍの立方体形状に切断して、ＥＰＭＡ測定用のサンプルとした。そして、先に述べたようにして決定した３５０個の点Ｐi又はＰｊ（ｉ＝１，２，…，３５０；ｊ＝１，２，…，３５０）の各々について、ＥＰＭＡ測定を行った。具体的には、これら各点において、アルミニウムに対応した特性Ｘ線強度ＩAl,i又はＩAl,jと、アルカリ土類金属元素に対応した特性Ｘ線強度ＩAE,i又はＩAE,jとを測定した。そして、上述した式に基づいて、各々が備えた触媒層の相関係数ρAl,AEを計算した。このようにして得られた相関係数ρAl,AEを、他の物性値と共に、下記表１乃至表３に纏める。
【表１】
2010071205.tif 000015
【表２】
2010071205.tif 000016
【表３】
2010071205.tif 000017
【０１２１】
表１乃至表３中、「アルカリ土類金属元素の量」の列には、基材の単位容積当りのアルカリ土類金属元素の質量を記載している。「アルカリ土類金属元素のドープ量」の列には、アルミナの質量を基準としたアルカリ土類金属元素のドープ量を記載している。また、「触媒金属の量」の列には、基材の単位容積当りの触媒金属の質量を記載している。【０１２２】
＜排ガス浄化性能の評価＞
まず、触媒Ｃ１乃至Ｃ２３の各々について、６万ｋｍの走行に相当する耐久試験を行った。次に、これらを１．０Ｌの排気量を有するエンジンを備えた実機車両に搭載した。続いて、この実機車両をＪＣ０８Ｃモード（コールドスタートによるＪＣ０８モード）及びＪＣ０８Ｈモード（ホットスタートによるＪＣ０８モード）で走行させ、各モードにおける非メタン炭化水素（ＮＭＨＣ）、ＣＯ及びＮＯxの排出量を測定した。そして、各モードで得られた排出量を次式に代入し、ＪＣ０８モードによるＮＭＨＣ、ＣＯ及びＮＯx排出量のコンバイン値を求めた。
【数１３】
2010071205.tif 000018
【０１２３】
ここで、ＥはＪＣ０８モードによる各排ガスの排出量のコンバイン値であり、ＥC はＪＣ０８Ｃモードによる各排ガスの排出量の測定値であり、ＥH はＪＣ０８Ｈモードによる各排ガスの排出量の測定値である。このようにして得られた各排ガスの排出量のコンバイン値を、他の物性値と共に、上記表１乃至表３に示す。【０１２４】
表１乃至表３から分かるように、触媒Ｃ１乃至Ｃ１３及びＣ１９乃至Ｃ２３は、触媒Ｃ１４乃至Ｃ１８と比較してより優れたＨＣ浄化性能を有していた。【０１２５】
また、触媒Ｃ１と触媒Ｃ１４、触媒Ｃ５と触媒Ｃ１５、触媒Ｃ６と触媒Ｃ１６、触媒Ｃ７と触媒Ｃ１７、及び、触媒Ｃ８と触媒Ｃ１８との比較により、以下のことが明らかとなった。即ち、基材の単位容積当りのアルカリ土類金属元素の量が同一であっても、このアルカリ土類金属元素をアルミナにドープすることにより、より優れたＨＣ、ＣＯ及びＮＯx浄化性能を達成できることが明らかとなった。【０１２６】
図４は、基材の単位容積当りのバリウムの量とＮＯx排出量との関係の一例を示すグラフである。図４には、触媒Ｃ１乃至Ｃ４、Ｃ１２及びＣ１３、並びにＣ１９及びＣ２０のＮＯx排出量を示している。【０１２７】
図４から分かるように、基材の単位容積当りのバリウムの量を０．１ｇ／Ｌ乃至８０ｇ／Ｌの範囲内とすることにより、特に優れたＮＯx浄化性能を達成することができた。また、基材の単位容積当りのバリウムの量を１ｇ／Ｌ乃至４０ｇ／Ｌの範囲内とすることにより、更に優れたＮＯx浄化性能を達成することができた。【０１２８】
更なる利益及び変形は、当業者には容易である。それゆえ、本発明は、そのより広い側面において、ここに記載された特定の記載や代表的な態様に限定されるべきではない。従って、添付の請求の範囲及びその等価物によって規定される本発明の包括的概念の真意又は範囲から逸脱しない範囲内で、様々な変形が可能である。
【図１】
2010071205.tif 000026
【図２】
2010071205.tif 000027
【図３】
2010071205.tif 000028
【図４】
2010071205.tif 000029
【国際調査報告】
2010071205.tif 000030
2010071205.tif 000031
2010071205.tif 000032
2010071205.tif 000033
2010071205.tif 000034
2010071205.tif 000035
2010071205.tif 000036