(57)【要約】【課題】本発明は、ＮＯｘ浄化性能が向上した排ガス浄化触媒を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の排ガス浄化触媒は、触媒金属及び当該触媒金属が担持されている第一の担体粉末と、ＮＯｘ吸蔵材及び当該ＮＯｘ吸蔵材が担持されている第二の担体粉末とを含む。本発明の排ガス浄化触媒では、当該第一の担体粉末の平均二次粒子径を当該第二の担体粉末の平均二次粒子径で除した値が、３．３以上６．９以下であり、かつ当該第二の担体粉末の平均二次粒子径が、３．８μｍ以上６．９μｍ以下である。【選択図】図７
2018108552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒金属及び前記触媒金属が担持されている第一の担体粉末と、ＮＯｘ吸蔵材及び前記ＮＯｘ吸蔵材が担持されている第二の担体粉末とを含む排ガス浄化触媒であって、
前記第一の担体粉末の平均二次粒子径を前記第二の担体粉末の平均二次粒子径で除した値が、３．３以上６．９以下であり、かつ
前記第二の担体粉末の平均二次粒子径が、３．８μｍ以上６．９μｍ以下である、
排ガス浄化触媒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等のための内燃機関、例えば、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガスは、成分、例えば、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、及び窒素酸化物（ＮＯｘ）等を含む。
【０００３】
このため、一般的には、これらの成分を分解除去するための排ガス浄化装置が内燃機関に設けられており、この排ガス浄化装置内に取り付けられた排ガス浄化触媒によってこれらの成分が実質的に浄化されている。このような浄化反応の例として、ＮＯｘ吸蔵還元触媒が知られている。
【０００４】
一般的に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ浄化効率は、排ガス中のＮＯをリーン雰囲気でＮＯ２に酸化して吸蔵する効率と、このＮＯ２をストイキ雰囲気及びリッチ雰囲気で窒素（Ｎ２）に還元する効率とに依存している。
【０００５】
さらに、これらの酸化吸蔵効率及び還元効率は、触媒反応を介することから、一般的には、触媒の周囲の温度等に依存している。すなわち、一般的には、触媒の周囲の温度が高い場合には、触媒反応が促進される一方で、その温度が低い場合には、触媒反応が抑制される。
【０００６】
近年、エンジンの燃焼効率が向上したことなどから、排ガスの温度が従来よりも低下している可能性がある。したがって、低温の条件下において、排ガス、特に、ＮＯｘ含有排ガスの浄化効率が向上した排ガス浄化触媒が検討されている。
【０００７】
特許文献１の排ガス浄化触媒は、第一の担体及び当該第一の担体に担持された貴金属を備えている第一の粉末と、第二の担体及び当該第二の担体に担持されたＮＯｘ吸蔵材とを備えている第二の粉末とを備えており、ここで、当該第一の粉末の平均粒子径（Ｄ１）が３．０μｍ以下であり、当該第一の粉末の３０質量％以上が粒子径１．０μｍ以下の粒子であり、かつ、当該第一の粉末の平均粒子径（Ｄ１）と当該第二の粉末の平均粒子径（Ｄ２）との比（Ｄ１／Ｄ２）の値が１／３以下である。
【０００８】
特許文献１の排ガス浄化触媒では、第一の粉末の平均粒子径が３．０μｍ以下と小さいので比表面積が比較的大きく、それによって触媒反応の能力が向上している。また、特許文献１の排ガス浄化触媒では、第一の粉末の平均粒子径と第二の粉末の平均粒子径との比を規定することによって、アンモニア生成反応を抑制し、かつＮＯｘ還元反応を促進している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１５−２３１５９８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、ＮＯｘ浄化性能が向上した排ガス浄化触媒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】
本発明者らは、以下の手段により、上記の課題を解決できることを見出した。
【００１２】
〈１〉触媒金属及び上記触媒金属が担持されている第一の担体粉末と、ＮＯｘ吸蔵材及び上記ＮＯｘ吸蔵材が担持されている第二の担体粉末とを含む排ガス浄化触媒であって、
上記第一の担体粉末の平均二次粒子径を上記第二の担体粉末の平均二次粒子径で除した値が、３．３以上６．９以下であり、かつ
上記第二の担体粉末の平均二次粒子径が、３．８μｍ以上６．９μｍ以下である、
排ガス浄化触媒。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＮＯｘ浄化性能が向上した排ガス浄化触媒を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１（ａ）は、アルミナ粉末の粉砕時間に関して、粒子径（μｍ）と頻度（％）の関係を示し、図１（ｂ）は、当該アルミナ粉末の粉砕時間に関して、粒子径（μｍ）と積算頻度（％）の関係を示す図である。
【図２】図２（ａ）は、セリア粉末の粉砕時間に関して、粒子径（μｍ）と頻度（％）の関係を示し、図２（ｂ）は、当該セリア粉末の粉砕時間に関して、粒子径（μｍ）と積算頻度（％）の関係を示す図である。
【図３】図３は、実施例１の排ガス浄化触媒の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を示す図である。
【図４】図４は、比較例１の排ガス浄化触媒の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を示す図である。
【図５】図５は、実施例１及び比較例１の排ガス浄化触媒の圧力損失（ｋＰａ）を示す図である。
【図６】図６は、実施例１及び比較例１の排ガス浄化触媒のＨＣ５０％浄化温度（℃）を示す図である。
【図７】図７は、実施例１〜４及び比較例１〜６の排ガス浄化触媒に関して、アルミナ粉末（Ａ）及びセリア粉末（Ｂ）の平均二次粒子径比（Ａ／Ｂ）と、１８０℃でのＮＯｘ浄化率（％）との関係を示す図である。
【図８】図８は、比較例１、実施例１、実施例４、及び比較例５の排ガス浄化触媒に関して、セリア粉末の平均二次粒子径（μｍ）と、１８０℃でのＮＯｘ浄化率（％）との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々変形して実施できる。
【００１６】
なお、本発明において「平均二次粒子径」とは、堀場製作所製の粒度分布計（型式ＬＡ−９５０）によって測定された粒子の粒度分布において、積算頻度５０％に対応する粒子径を意味する。
【００１７】
《従来のＮＯｘ吸蔵還元触媒》
上記したように、ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ浄化効率は、排ガス中のＮＯをリーン雰囲気でＮＯ２に酸化して吸蔵する効率と、このＮＯ２をストイキ雰囲気及びリッチ雰囲気で窒素に還元する効率とに依存している。
【００１８】
この中で、排ガス中のＮＯをリーン雰囲気でＮＯ２に酸化して吸蔵する効率は、さらに、ＮＯを酸化してＮＯ２に転化する効率と、このＮＯ２を吸蔵する効率とに依存している。
【００１９】
本発明者らは、低温条件下で、ＮＯ２を吸蔵する効率が低下することを見出した。これは、何らの論理に束縛されるものではないが、排ガスに含有されているＨＣ等の還元剤が、低温条件下で活性化エネルギーが低くなるために十分に酸化されることなく残留し、この残留した還元剤が、ＮＯ２がＮＯｘ吸蔵材に吸蔵される反応を抑制するためと考えられる。
【００２０】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒において、ＮＯ２を吸蔵する効率が低下した場合には、ＮＯｘ浄化効率も低下する可能性がある。したがって、本発明者らは、ＮＯｘ浄化性能が向上した排ガス浄化触媒を鋭意検討し、下記の本発明の排ガス浄化触媒に想到した。
【００２１】
《本発明の排ガス浄化触媒》
本発明の排ガス浄化触媒は、触媒金属及び当該触媒金属が担持されている第一の担体粉末と、ＮＯｘ吸蔵材及び当該ＮＯｘ吸蔵材が担持されている第二の担体粉末とを含み、ここで、当該第一の担体粉末の平均二次粒子径を当該第二の担体粉末の平均二次粒子径で除した値が、３．３以上６．９以下であり、かつ当該第二の担体粉末の平均二次粒子径が、３．８μｍ以上６．９μｍ以下である。
【００２２】
第一及び第二の担体粉末は、混合された状態で存在してよい。第一の担体粉末の平均二次粒子径を第二の担体粉末の平均二次粒子径で除した値（「平均二次粒子径比第一の担体粉末／第二の担体粉末」としても呼称する）が、所定の値の範囲内に含まれることによって、第一の担体粉末粒子と第二の担体粉末粒子との間に、排ガスが効率的に流通する連続的な間隙が形成されてよい。すなわち、この平均二次粒子径比第一の担体粉末／第二の担体粉末は、第一及び第二の担体粉末の全体の嵩容積に占める間隙の容積の割合、すなわち、連続的な間隙の多さを制御することができる。
【００２３】
また、この連続的な間隙の大きさ及び距離は、第二の担体粉末の平均二次粒子径によって制御することができる。これは、平均二次粒子径比第一の担体粉末／第二の担体粉末が一定である場合には、第一及び第二の担体粉末の二次粒子径の間に比例関係があるためである。
【００２４】
この連続的な間隙の多さ及び大きさを適切に制御することが、排ガスの圧力損失を抑制しつつ、排ガスがこれを通り抜けるまでに、排ガスに含有されているＨＣ等の還元剤を十分に酸化することを可能にする。
【００２５】
平均二次粒子径比第一の担体粉末／第二の担体粉末の値が小さい、すなわち１に近い場合には、第一及び第二の担体粉末の全体の嵩容積が小さくかつその密度が高い可能性がある。平均二次粒子径比第一の担体粉末／第二の担体粉末の値が大きい場合には、第一の担体粉末粒子同士の間に第二の担体粉末粒子が密に詰まり、結果として、第一及び第二の担体粉末の全体の嵩容積が小さくかつその密度が高い可能性がある。第一及び第二の担体粉末の全体の嵩容積が小さくかつその密度が高い場合には、それらの間の連続的な間隙が少ない可能性がある。
【００２６】
したがって、平均二次粒子径比第一の担体粉末／第二の担体粉末の値は、３．３以上、３．５以上、３．８以上、又は４．０以上でよい。また、平均二次粒子径比第一の担体粉末／第二の担体粉末の値は、６．９以下、６．５以下、５．７以下、又は５．１以下でよい。
【００２７】
また、第二の担体粉末の平均二次粒子径、及び平均二次粒子径比第一の担体粉末／第二の担体粉末の値に基いて、これらの担体粉末の粒子同士の間の連続的な間隙の大きさが制御される。したがって、上記の平均二次粒子径比第一の担体粉末／第二の担体粉末の値の条件下において、第二の担体粉末の平均二次粒子径は、３．８μｍ以上、４．０μｍ以上、又は４．３μｍ以上でよく、かつ６．９μｍ以下、６．５μｍ以下、又は６．０μｍ以下でよい。
【００２８】
さらに、第一及び第二の担体粉末の質量比は、特に限定されないが、１：２〜１：４でよい。
【００２９】
以下に、排ガス浄化触媒の構成を詳細に説明する。
【００３０】
〈第一の担体粉末〉
第一の担体粉末は、触媒金属を担持している。
【００３１】
第一の担体粉末の例としては、シリカ（ＳｉＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、セリア（ＣｅＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、チタニア（ＴｉＯ２）、及びそれらの固溶体、並びにそれらの組み合わせ等を挙げることができる。
【００３２】
酸性担体、例えば、ＳｉＯ２では、ＮＯｘを還元する触媒金属との相性がよい。塩基性担体、例えば、ＭｇＯでは、ＮＯｘを吸蔵するＫやＢａとの相性がよい。ＺｒＯ２は、他の担体がシンタリングを生じるような高温下において、当該他の担体のシンタリングを抑制し、かつ触媒金属としてのＲｈと組み合わせることによって、水蒸気改質反応が生じてＨ２が生成され、ＮＯｘの還元が高効率で行われてよい。塩基性担体、例えば、ＣｅＯ２は、リーン雰囲気で酸素を吸蔵し、リッチ雰囲気で酸素を放出するＯＳＣ（Ｏｘｙｇｅｎ  Ｓｔｏｒａｇｅ  ｃａｐａｃｉｔｙ）特性を有し、したがって、これを三元触媒等で好適に用いることができる。酸塩基両性担体、例えば、Ａｌ２Ｏ３は、高い比表面積を有するため、これをＮＯｘの吸蔵及び還元を効率よく行うのに用いることができ、かつその非固溶特性に起因する拡散障壁としての機能も有している。酸性担体、ＴｉＯ２は、触媒金属の硫黄被毒を抑制することができる。
【００３３】
（触媒金属）
触媒金属の例としては、ＮＯｘ酸化用触媒金属、ＮＯｘ還元用触媒金属、及びＨＣ等の酸化用触媒金属を挙げることができる。
【００３４】
ＮＯｘ酸化用触媒金属は、ＮＯｘの酸化反応を触媒することが可能であれば、特に限定されない。ＮＯｘ酸化用触媒金属の例は、リーン雰囲気において、ＮＯｘの酸化反応を触媒する能力の観点から、白金族元素、例えば、Ｐｔ及び／又はＰｄでよい。
【００３５】
ＮＯｘ還元用触媒金属は、リッチ雰囲気において、ＮＯｘの還元反応を触媒することが可能な金属であれば、特に限定されない。ＮＯｘ還元用触媒金属の例は、ＮＯｘの還元反応を触媒する能力の観点から、白金族元素、例えば、Ｒｈでよい。
【００３６】
ＨＣ等の酸化用触媒金属は、ＨＣ等の酸化反応を触媒することが可能であれば、特に限定されない。ＨＣ等の酸化用触媒金属の例は、ＮＯｘ酸化用触媒金属の例を参照してよい。
【００３７】
〈第二の担体粉末〉
第二の担体粉末は、ＮＯｘ吸蔵材を担持している。
【００３８】
第二の担体粉末の例としては、上記の第一の担体粉末の例を参照してよい。
【００３９】
第一の担体粉末と、第二の担体粉末の組み合わせは、例えば、アルミナ粉末とセリア粉末でよい。アルミナは、酸化反応を触媒し易いＰｔやＰｄと相性がよく、かつ塩基性担体のセリアは、これがＮＯｘ吸着特性を有していることからＮＯｘ吸蔵材と相性がよい。また、シンタリングを生じ易いセリアに対して、アルミナが拡散障壁として作用するため、これらの組み合わせの相性もよい。なお、シンタリングとは、所定の粒子に関して、その粒子の融点以下の温度で粒子同士が凝集して粒成長する現象を意味する。
【００４０】
（ＮＯｘ吸蔵材）
ＮＯｘ吸蔵材は、特に限定されないが、塩基性材料でよい。ＮＯｘ吸蔵材の例として、アルカリ金属及びその塩、例えば、カリウム（Ｋ）及び酢酸カリウム等；アルカリ土類金属及びその塩、例えば、バリウム（Ｂａ）及び酢酸バリウム等；並びにこれらの組み合わせを挙げることができる。
【００４１】
本発明の排ガス浄化触媒は、下記の排ガス浄化触媒の製造方法によって、製造することができる。
【００４２】
《排ガス浄化触媒の製造方法》
排ガス浄化触媒の製造方法は、特に限定されない。排ガス浄化触媒の製造方法の一実施形態は、基材に、触媒スラリーを塗工して、触媒スラリー層を形成し、触媒スラリー層を乾燥及び／又は焼成して、触媒層を形成する工程を含んでよい。
【００４３】
〈触媒層を形成する工程〉
触媒層を形成する工程の回数は、限定されない。触媒層は、連続的な複数の層でも形成してよく、又は他の触媒層と交互に形成してもよい。
【００４４】
触媒層を形成する工程は、触媒スラリーを調製する操作を含んでよい。
【００４５】
触媒スラリーは、上記の本発明の排ガス浄化触媒の触媒層に含まれる材料の他に、溶媒及びバインダーを含んでよい。例えば、触媒金属が担持されている第一の担体粉末、ＮＯｘ吸蔵材が担持されている第二の担体粉末、溶媒、及びバインダーを共に混合して撹拌することによって、触媒スラリーを調製してよい。
【００４６】
触媒金属やＮＯｘ吸蔵材を、それぞれ、第一及び第二の担体粉末に担持する方法は、特に限定されないが、例えば、含浸法でよい。
【００４７】
第一及び第二の担体粉末については、それぞれ所望の粒子径を達成するために、メカニカルミリング処理を予め行ってよい。当該メカニカルミリング処理に関しては、下記の「他の工程」を参照されたい。
【００４８】
溶媒の例は、特に限定されないが、例えば水やイオン交換水でよい。また、バインダーの例は、特に限定されないが、アルミナバインダーでよい。
【００４９】
触媒スラリーを塗工するための基材は、排ガスを通過させるガス流路（「孔」としても呼称される）を有する。このガス流路の構造は、例えばハニカム構造、フォーム構造、又はプレート構造でよい。基材の材質の例は、特に限定されず、コーディエライト、ＳｉＣ等のセラミックス製のもの、金属製のもの等でよい。
【００５０】
触媒スラリーを塗工する方法の例は、特に限定されないが、ウォッシュコート法でよい。
【００５１】
〈他の工程〉
排ガス浄化触媒を製造する方法は、他の工程、例えば、第一及び第二の担体粉末の粒子径を調整する工程を含んでよい。これらの担体粉末の粒子径は、例えば、メカニカルミリング処理によって、調整してよい。メカニカルミリング処理における、ミリング回転数及び時間は、所望の粒子径の担体粉末を得ることが可能であれば、特に限定されない。例えば、ミリング回転数を一定にして、ミリング時間を変更することによって、所望の粒子径の担体粉末を得てもよい。メカニカルミリング処理は、湿式条件又は乾式条件で行ってよい。
【００５２】
排ガス浄化触媒の製造方法に関して、上記の本発明の排ガス浄化触媒の記載を参照することができる。
【００５３】
以下に示す実施例を参照して本発明をさらに詳しく説明するが、本発明の範囲は、これらの実施例によって限定されるものでないことは言うまでもない。
【実施例】
【００５４】
《留意》
以下、単位「ｇ／Ｌ」とは、コージェライトモノリス基材の体積１Ｌあたりに担持されている材料の質量（ｇ）を意味する。例えば、「アルミナ粉末２３ｇ／Ｌ」と記載されている場合には、この表現は、コージェライトモノリス基材の体積１Ｌあたりに、アルミナ粉末が２３ｇ担持されていることを意味している。
【００５５】
また、「上流端」とは、コージェライトモノリス基材を通過する排ガスが当該基材に進入する入口部分を意味し、かつ「下流端」とは、かかる排ガスが当該基材から退出する出口部分を意味する。
【００５６】
《担体粉末の粒子径の調整》
第一の担体粉末としてのアルミナ粉末に関して、メカニカルミリング処理を行った。具体的には、当該アルミナ粉末、アルミナボール、及び純水を湿式粉砕機に投入して、メカニカルミリングを行った。ミリング回転数は、４６０ｒｐｍで一定とし、かつミリング時間を変えることによって、アルミナ粉末の粒子径を調整した。なお、アルミナ粉末及び純水の質量比は、１００：３５であった。
【００５７】
アルミナ粉末の粒子の粒子径は、メカニカルミリングを行う破砕時間（０、５、８、１０、１６、及び２１分）によって、制御した。アルミナ粉末に関して、粉砕時間及び平均二次粒子径の関係を、下記の表１に示している。また、アルミナ粉末の粉砕時間に関して、粒子径（μｍ）と頻度（％）の関係を図１（ａ）に示し、かつ粒子径（μｍ）と積算頻度（％）の関係を図１（ｂ）に示している。
【００５８】
さらに、粉砕時間（０、５、１０、及び１９分）を変更したことを除き、第二の担体粉末としてのセリア粉末に第一の担体粉末と同様のメカニカルミリング処理を行った。セリア粉末に関して、粉砕時間及び平均二次粒子径の関係を、下記の表２に示している。また、セリア粉末の粉砕時間に関して、粒子径（μｍ）と頻度（％）の関係を図２（ａ）に示し、かつ粒子径（μｍ）と積算頻度（％）の関係を図２（ｂ）に示している。
【００５９】
【表１】
2018108552.tif 000003
【００６０】
【表２】
2018108552.tif 000004
【００６１】
なお、メカニカルミリング処理されたアルミナ粉末及びセリア粉末の粒子径は、堀場製作所製の粒度分布計（型式ＬＡ−９５０）を用いて測定した。また、これらの粉末の平均二次粒子径は、測定された粒子径の粒度分布において、積算頻度５０％に対応する粒子径に相当する。
【００６２】
《実施例１》
〈触媒層を形成する工程：１回目〉
第一の担体粉末としてのアルミナ粉末６５ｇ／Ｌに、触媒金属としてのＰｔ２．２ｇ／Ｌ及びＰｄ０．２２ｇ／Ｌを含浸担持し、これを乾燥して焼成し、これによって触媒金属が担持された第一の担体粉末を調製した。なお、含浸担持に用いた溶媒はイオン交換水であった。
【００６３】
また、第二の担体粉末としてのセリア粉末１７０ｇ／Ｌを、ＮＯｘ吸蔵材の前駆体としての酢酸バリウム溶液０．１ｍｏｌ／Ｌに含浸担持し、これを乾燥して焼成し、これによって酢酸バリウムが担持された第二の担体粉末を調製した。
【００６４】
これら調製した第一及び第二の担体粉末、バインダーとしてのアルミナバインダー、並びに溶媒としてのイオン交換水を混合して撹拌し、これによって触媒スラリーを調製した。
【００６５】
当該触媒スラリーをコージェライトモノリス基材（１．３Ｌ）にウォッシュコートし、これを乾燥して焼成し、触媒層を形成した。
【００６６】
〈触媒層を形成する工程：２回目〉
アルミナ粉末２３ｇ／Ｌに、触媒金属としてのＰｔ０．６２ｇ／Ｌ及びＰｄ０．３１ｇ／Ｌを含浸担持し、これを乾燥して焼成し、これによって触媒金属が担持された担体粉末を調製した。なお、含浸担持に用いた溶媒はイオン交換水であった。
【００６７】
調製した担体粉末、セリア粉末４７ｇ／Ｌ、バインダーとしてのアルミナバインダー、並びに溶媒としてのイオン交換水を混合して撹拌し、これによって別の触媒スラリーを調製した。
【００６８】
当該別の触媒スラリーを、上記の触媒層でコートされているコージェライトモノリス基材にさらにウォッシュコートし、これを乾燥して焼成し、別の触媒層を形成した。以上の操作によって、コージェライトモノリス基材、この表面に形成されている触媒層、及びこの触媒層の表面に形成されている別の触媒層からなる排ガス浄化触媒を製造した。
【００６９】
《実施例２〜４及び比較例１〜６》
上記の「触媒層を形成する工程：１回目」において、アルミナ粉末の粒子の平均二次粒子径と、セリア粉末の粒子の平均二次粒子径とを変更したことを除き、実施例２〜４及び比較例１〜６の排ガス浄化触媒を、実施例１のものと同様にして調製した。実施例１〜４及び比較例１〜６の排ガス浄化触媒で用いたアルミナ粉末の粒子の平均二次粒子径（Ａ）、及びセリア粉末の粒子の平均二次粒子径（Ｂ）、並びに平均二次粒子径比第一の担体粉末／第二の担体粉末（Ａ／Ｂ）を、下記の表３に示している。
【００７０】
【表３】
2018108552.tif 000005
【００７１】
《評価》
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像の評価、圧力損失及びＨＣ５０％浄化温度の評価、並びにＮＯｘ浄化率の評価を行った。
【００７２】
〈ＳＥＭ像の評価〉
平均二次粒子径比第一の担体粉末／第二の担体粉末がそれぞれ５．１及び５．０である、実施例１及び比較例１の排ガス浄化触媒のＳＥＭ像を撮影した。結果を、それぞれ、図３及び４に示している。
【００７３】
図３の実施例１のＳＥＭ像からは、セリア粉末の粒子及びアルミナ粉末の粒子の間に、比較的大きな連続的な間隙が、多数、形成されていることが分かる。
【００７４】
また、図４の比較例１のＳＥＭ像からは、セリア粉末の粒子及びアルミナ粉末の粒子の間に、連続的な間隙が形成されているが分かる。しかしながら、その連続的な間隙は、小さいものであることが分かる。
【００７５】
実施例１及び比較例１の平均二次粒子径比第一の担体粉末／第二の担体粉末は、それぞれ、５．１及び５．０で略同一である。したがって、間隙の多さは、ほぼ同じであると考えられる。しかしながら、何らの論理に束縛されるものではないが、これら実施例１及び比較例１の排ガス浄化触媒に関して、連続的な間隙の大きさが異なる理由は、担体の大きさにあると考えられる。具体的には、第二の担体粉末としてのセリア粉末の平均二次粒子径は、実施例１では５．１μｍであり、かつ比較例１では２．６μｍであり、これらの間には、約２倍の差異があるため、連続的な間隙の大きさに関して差異が生じたものと考えられる。
【００７６】
〈圧力損失及びＨＣ５０％浄化温度の評価〉
（圧力損失の評価）
実施例１及び比較例１の排ガス浄化触媒を構成している基材の中間位置より２cm分を切り出し、室温にて２５ｍｌ／分の空気を流し、これによって１セル分の圧力損失の測定を行った。また、基材の各上流端及び下流端に圧力センサーを設け、これらの圧力センサーの測定値の差を圧力損失（ｋＰａ）として算出した。結果を、図５に示している。
【００７７】
図５からは、約８２ｋＰａである実施例１の圧力損失が、約９１ｋＰａである比較例１のものより低いことが分かる。何らの論理に束縛されるものではないが、この結果は、図３及び４のＳＥＭ像に関して上記で説明したように、実施例１の連続的な間隙が比較例１のものより大きいことに起因すると考えられる。
【００７８】
（ＨＣ５０％浄化温度の評価）
ＨＣ５０％浄化温度の測定は、ＨＣの全量の５０％が酸化等によって消費される温度を測定することによって行った。具体的には、ＨＣを含有している排ガスを、排ガス浄化触媒を構成している基材の上流端から排ガス流量１０Ｌ／秒の速度で流し、ＨＣの浄化率を当該基材の上流端及び下流端の排ガス中のＨＣの濃度差から算出し、当該ＨＣの浄化率が５０％となる温度を測定した。排ガス浄化触媒で処理される前の排ガスの成分を、下記の表４に示している。
【００７９】
【表４】
2018108552.tif 000006
【００８０】
ＨＣ５０％浄化温度の測定は、実施例１及び比較例１の排ガス浄化触媒に対して行った。結果を、図６に示している。
【００８１】
図６からは、約２０９℃である実施例１のＨＣ５０％浄化温度が、約２１４℃である比較例１のものより低いことが分かる。何らの論理に束縛されるものではないが、この結果は、図３及び４のＳＥＭ像に関して上記で説明したように、実施例１の排ガス浄化触媒の連続的な間隙が比較例１のものより大きいことに起因すると考えられる。
【００８２】
すなわち、これは、連続的な間隙の大きさが比較的大きい実施例１の排ガス浄化触媒中の至る所に、排ガスが浸透し、これによって、ＨＣの酸化反応が促進されたことによると考えられる。結果として、実施例１の排ガス浄化触媒では、より低温で、ＨＣの５０％浄化率を達成したと考えられる。
【００８３】
〈ＮＯｘ浄化率の評価〉
各実施例１〜４及び比較例１〜６の排ガス浄化触媒を電気炉内に入れ、これを７００℃で３３時間にわたって加熱耐久した。各排ガス浄化触媒を、ディーゼルエンジンに装着し、エンジン回転数を１６００ｒｐｍに設定し、かつトルクを１４Ｎｍに設定した。ＮＯｘ１０００ｍｇ（ＮＯｘ全量）を含有している１８０℃の排ガスを、各排ガス浄化触媒に通過させ、各排ガス浄化触媒のＮＯｘ保持量を測定した。当該ＮＯｘ保持量をＮＯｘ全量で除することによって、ＮＯｘ浄化率を算出した。なお、排ガス浄化触媒で処理される前の排ガスの成分を、下記の表５に示している。
【００８４】
【表５】
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【００８５】
また、結果を、下記の表６、並びに図７及び８に示している。
【００８６】
【表６】
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【００８７】
図７は、実施例１〜４及び比較例１〜６の排ガス浄化触媒に関して、アルミナ粉末（Ａ）及びセリア粉末（Ｂ）の平均二次粒子径比（Ａ／Ｂ）と、１８０℃でのＮＯｘ浄化率（％）との関係を示している。
【００８８】
図７の点線は、セリア粉末の平均二次粒子径（Ｂ）が５．１μｍである比較例３、比較例２、実施例１、実施例２、及び比較例４を結び、実施例１を頂点とした上に凸の点線である。
【００８９】
この点線からは、平均二次粒子径比（Ａ／Ｂ）の値が小さい、すなわち１に近い場合には、ＮＯｘ浄化率が低下していることが分かる。これは、平均二次粒子径比（Ａ／Ｂ）の値が小さい場合には、アルミナ粉末及びセリア粉末の全体の嵩容積が小さくかつその密度が高いことから、圧力損失が上昇し、かつ／又はＨＣ浄化率が低下したためと考えられる。
【００９０】
また、この点線からは、平均二次粒子径比（Ａ／Ｂ）の値が大きい場合にも、ＮＯｘ浄化率が低下していることが分かる。これは、平均二次粒子径比（Ａ／Ｂ）の値が大きい場合には、アルミナ粉末の粒子同士の間にセリア粉末の粒子が密に詰まり、結果として、アルミナ粉末及びセリア粉末の全体の嵩容積が小さくかつその密度が高いためと考えられる。具体的には、この密度の高さのために、圧力損失が上昇し、かつ／又はＨＣ浄化率が低下し、結果として、ＮＯｘ浄化率が低下したと考えられる。
【００９１】
また、図７の点線に関して、実施例２のＮＯｘ浄化率５２．３％と実施例１のＮＯｘ浄化率５６．３％で囲まれた部分の領域は、高いＮＯｘ浄化率を達成可能な平均二次粒子径比（Ａ／Ｂ）に対応すると考えられる。当該領域における平均二次粒子径比（Ａ／Ｂ）は、３．３〜６．９である。
【００９２】
なお、セリア粉末の平均二次粒子径（Ｂ）が５．１μｍである比較例３、比較例２、実施例１、実施例２、及び比較例４を結ぶ上に凸の点線と同様にして、セリア粉末の平均二次粒子径（Ｂ）が６．９μｍである実施例３及び４は、実施例４を頂点とした上に凸の線のプロットの一部である可能性がある。
【００９３】
また、少なくとも、実施例３のＮＯｘ浄化率５１．６％と、実施例４のＮＯｘ浄化率５３．８％で囲まれた部分の領域は、高いＮＯｘ浄化率を達成可能な平均二次粒子径比（Ａ／Ｂ）に対応すると考えられる。すなわち、当該領域における平均二次粒子径比（Ａ／Ｂ）は、３．８〜５．１である。
【００９４】
図８は、比較例１、実施例１、実施例４、及び比較例５の排ガス浄化触媒に関して、セリア粉末の平均二次粒子径（μｍ）と、１８０℃でのＮＯｘ浄化率（％）との関係を示している。
【００９５】
図８の点線は、平均二次粒子径比（Ａ／Ｂ）の値が５．０〜５．１である比較例１、実施例１、実施例４、及び比較例５を結び、実施例１を頂点とした上に凸の点線である。
【００９６】
この点線からは、平均二次粒子径比（Ａ／Ｂ）の値が略一定である条件下で、第二の担体粉末としてのセリア粉末の平均二次粒子径が小さ過ぎる又は大き過ぎる場合には、ＮＯｘ浄化率が低下することが分かる。
【００９７】
これは、セリア粉末の平均二次粒子径の大きさに、アルミナ粉末とセリア粉末の粒子同士の間の連続的な間隙の大きさが依存しているためと考えられる。具体的には、セリア粉末の平均二次粒子径が小さ過ぎる場合には、粒子同士の間の連続的な間隙が小さいため、圧力損失が上昇し、かつ／又はＨＣ浄化率が低下し、結果として、ＮＯｘ浄化率が低下すると考えられる。また、セリア粉末の平均二次粒子径が大き過ぎる場合には、粒子同士の間の連続的な間隙が大き過ぎるため、圧力損失は低減される一方で、排ガスが粒子同士の間に滞留する時間が短い可能性がある。したがって、ＮＯｘ浄化率が低下すると考えられる。
【００９８】
また、図８の点線に関して、実施例４のＮＯｘ浄化率５３．８％と実施例１のＮＯｘ浄化率５６．３％で囲まれた部分の領域は、高いＮＯｘ浄化率を達成可能な、セリア粉末の平均二次粒子径に対応すると考えられる。当該領域におけるセリア粉末の平均二次粒子径は、３．８μｍ〜６．９μｍである。
【００９９】
本発明の好ましい実施形態を詳細に記載したが、特許請求の範囲から逸脱することなく、本発明で使用される装置、機器、及び薬品等について、そのメーカー、等級、及び品質等の変更が可能であることを当業者は理解する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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