(57)【要約】【課題】貴金属の使用量を抑制しながらも、効率良く窒素酸化物を無害化することができる触媒、及び触媒の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の触媒は、担体２の表面にロジウム（Ｒｈ）原子層１を積層して形成されている。担体２は、表面に積層されたＲｈ原子層１での原子間距離がバルクのＲｈでの原子間距離以上の大きさになるような材料で構成される。原子間距離がバルクのＲｈでの原子間距離以上の大きさになったＲｈ原子層１の表面では、一酸化窒素が解離吸着する確率が高く、窒素酸化物（ＮＯｘ）が容易に還元されるので、触媒は効率良くＮＯｘを無害化することができる。担体２の表面に積層するＲｈ原子層１の層数を少なくした場合は、Ｒｈの使用量をより削減し、しかもＮＯｘを無害化する能力をより向上させることが可能となる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素酸化物を含むガスを接触させることにより、ガス中の窒素酸化物を還元させる触媒において、
ｄ電子を有する特定の金属元素の原子層を、原子間距離がバルクでの原子間距離以上の大きさになった状態で、担体の表面に積層してあり、前記原子層の表面に対する窒素酸化物の解離吸着エネルギーが、マイナスの値で、前記原子層の表面に対する窒素酸化物の分子吸着エネルギーよりも低エネルギーの値であることを特徴とする触媒。
【請求項２】
前記金属元素は、ロジウム、イリジウム、コバルト、又は銅のいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の触媒。
【請求項３】
前記担体は、前記金属元素以外の金属結晶であり、原子間距離が前記金属元素のバルクでの原子間距離以上の大きさであることを特徴とする請求項１又は２に記載の触媒。
【請求項４】
前記担体は、金属酸化物の結晶であり、原子間距離が前記金属元素のバルクでの原子間距離以上の大きさであることを特徴とする請求項１又は２に記載の触媒。
【請求項５】
前記担体は、半導体物質の結晶であり、原子間距離が前記金属元素のバルクでの原子間距離以上の大きさであることを特徴とする請求項１又は２に記載の触媒。
【請求項６】
前記担体はクラスター構造をなしていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の触媒。
【請求項７】
前記担体は膜状の構造を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の触媒。
【請求項８】
請求項１に記載の触媒を製造する方法であって、
ｄ電子を有する各金属元素について、当該金属元素の原子層を担体の表面に積層したときに前記原子層内での原子間距離がバルクでの原子間距離以上の大きさになるような担体を選択し、
第一原理計算により、各金属元素について、選択した担体の表面に積層した当該金属元素の原子層の表面に対する窒素酸化物の分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーを計算し、
計算した解離吸着エネルギーがマイナスの値であり、しかも解離吸着エネルギーが分子吸着エネルギーよりも低エネルギーの値となる金属元素を選出し、
選出した金属元素の原子層を、前記金属元素について選択した担体の表面に積層することによって、前記触媒を製造すること
を特徴とする触媒の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関等から排出される排ガスに含まれる有害成分を無害化するための触媒及び触媒の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジン等の内燃機関又はボイラー等の燃焼装置から排出される排ガスには、窒素酸化物を始めとする有害成分が含まれており、この有害成分を無害化するための各種の触媒が開発されている。特に、多くの自動車に備えられているガソリンエンジンについては、排ガスに含まれる有害成分の規制が強化され続けており、効率良く有害成分を無害化することができる触媒の開発が望まれている。
【０００３】
ガソリンエンジンから排出される排ガスに含まれる主な有害成分には、窒素酸化物（ＮＯｘ）、炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）がある。これらの有害成分を無害化する方法は、ＨＣ及びＣＯを酸化反応により二酸化炭素及び水に変化させ、ＮＯｘを還元反応により窒素及び酸素に変化させることが一般的である。ＨＣ及びＣＯの酸化反応並びにＮＯｘの還元反応を促進させることにより、ＮＯｘ、ＨＣ及びＣＯを効率的に無害化させる触媒は、三元触媒と呼ばれ、ガソリンエンジンから排出される排ガスを無害化するために利用されている。従来、三元触媒として、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）又はロジウム（Ｒｈ）等の貴金属を用いた触媒が開発されている。また特許文献１には、貴金属の一種であるイリジウム（Ｉｒ）を材料の一つに用いた触媒が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−６１３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＮＯｘ、ＨＣ及びＣＯの三種の有害成分の内、ＮＯｘは最も無害化が困難であり、特にＮＯｘを効率的に無害化する触媒の開発が望まれている。また従来の三元触媒は、希少な資源である貴金属を使用しているので、高価であり、また大量生産が困難である。従って、貴金属の使用量を削減した触媒の開発が望まれている。
【０００６】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、貴金属の使用量を抑制しながらも、効率良くＮＯｘを無害化することができる触媒、及び触媒の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る触媒は、窒素酸化物を含むガスを接触させることにより、ガス中の窒素酸化物を還元させる触媒において、ｄ電子を有する特定の金属元素の原子層を、原子間距離がバルクでの原子間距離以上の大きさになった状態で、担体の表面に積層してあり、前記原子層の表面に対する窒素酸化物の解離吸着エネルギーが、マイナスの値で、前記原子層の表面に対する窒素酸化物の分子吸着エネルギーよりも低エネルギーの値であることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る触媒は、前記金属元素は、ロジウム、イリジウム、コバルト、又は銅のいずれか一つであることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る触媒は、前記担体は、前記金属元素以外の金属結晶であり、原子間距離が前記金属元素のバルクでの原子間距離以上の大きさであることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る触媒は、前記担体は、金属酸化物の結晶であり、原子間距離が前記金属元素のバルクでの原子間距離以上の大きさであることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る触媒は、前記担体は、半導体物質の結晶であり、原子間距離が前記金属元素のバルクでの原子間距離以上の大きさであることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る触媒は、前記担体はクラスター構造をなしていることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る触媒は、前記担体は膜状の構造を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る触媒の製造方法は、本発明の触媒を製造する方法であって、ｄ電子を有する各金属元素について、当該金属元素の原子層を担体の表面に積層したときに前記原子層内での原子間距離がバルクでの原子間距離以上の大きさになるような担体を選択し、第一原理計算により、各金属元素について、選択した担体の表面に積層した当該金属元素の原子層の表面に対する窒素酸化物の分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーを計算し、計算した解離吸着エネルギーがマイナスの値であり、しかも解離吸着エネルギーが分子吸着エネルギーよりも低エネルギーの値となる金属元素を選出し、選出した金属元素の原子層を、前記金属元素について選択した担体の表面に積層することによって、前記触媒を製造することを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、触媒は担体の表面にｄ電子を有する特定の金属元素の原子層を積層して形成されており、原子層における原子間距離はバルクでの原子間距離以上の大きさとなっており、原子層の表面に対する窒素酸化物の解離吸着エネルギーがマイナスで分子吸着エネルギーよりも低エネルギーの値となっている。窒素酸化物の解離吸着エネルギーがマイナスで分子吸着エネルギーよりも低エネルギーであるために、原子層の表面に窒素酸化物が解離吸着し、解離吸着した窒素酸化物は容易に還元されるので、触媒は効率良く窒素酸化物を無害化することができる。
【００１６】
また本発明においては、原子層を構成する金属元素は、Ｒｈ、Ｉｒ、コバルト、又は銅であり、これらの金属元素の原子層を担体に積層することにより、窒素酸化物の解離吸着エネルギーがマイナスで分子吸着エネルギーよりも低エネルギーの値となる触媒が得られる。
【００１７】
また本発明においては、原子層を構成する金属元素のバルクでの原子間距離以上の大きさの原子間距離を有する金属元素以外の金属結晶、金属酸化物の結晶、又は半導体物質の結晶で担体を構成する。担体の原子間距離がバルクの金属元素での原子間距離以上の大きさであることにより、原子層での原子間距離がバルクでの原子間距離よりも大きくなる。
【００１８】
また本発明においては、クラスター構造をなす担体の表面に金属元素の原子層を積層して触媒を構成する。クラスター状に構成することにより触媒の表面積が大きくなり、ＮＯｘを還元する効率が向上する。
【００１９】
また本発明においては、膜状に構成した担体の表面に金属元素の原子層を積層して触媒を構成する。これにより、薄膜状の触媒が構成される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にあっては、担体の表面に積層されたＲｈ等の特定の金属元素の原子層における原子間距離がバルクの状態での原子間距離以上の大きさであれば、一酸化窒素がＲｈ表面に解離吸着する確率が高く、ＮＯｘが容易に還元されることが明らかとなったので、Ｒｈ等の特定の金属元素の原子層における原子間距離をバルクの状態での原子間距離以上の大きさにする担体の表面に原子層を積層することにより、Ｒｈ等の特定の金属元素の使用量を抑制しながらも効率良くＮＯｘを無害化することができる触媒を実現できる。特に、担体の表面に積層する原子層を１層にした場合は、Ｒｈ等の特定の金属元素の使用量を最小限に抑制し、しかもＮＯｘを無害化する能力を最大限に向上させることが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】Ｒｈ金属結晶の表面に対するＮＯの分子吸着エネルギーを計算した結果を示す図表である。
【図２】Ｒｈ金属結晶の表面に対するＮＯの解離吸着エネルギーを計算した結果を示す図表である。
【図３】Ｒｈ金属結晶の表面に吸着するＮ原子又はＯ原子の位置を示す模式図である。
【図４】Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ及びＩｒの夫々について計算した分子吸着エネルギー、解離吸着エネルギー及び活性化障壁の計算結果を示す図表である。
【図５】Ｒｈ表面でＮＯが還元されるプロセスを示す想像図である。
【図６】４層のＣｕ原子層に積層した１層のＲｈ原子層について計算したＮＯの分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーの計算結果を示す図表である。
【図７】４層のＡｌ原子層に積層した１層のＲｈ原子層について計算したＮＯの分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーの計算結果を示す図表である。
【図８】４層のＡｇ原子層に積層した１層のＲｈ原子層について計算したＮＯの分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーの計算結果を示す図表である。
【図９】本発明の触媒の構造を示す模式的断面図である。
【図１０】４層のＡｌ原子層に積層した１層のＣｏ原子層について計算したＮＯの分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーの計算結果を示す図表である。
【図１１】４層のＡｇ原子層に積層した１層のＣｏ原子層について計算したＮＯの分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーの計算結果を示す図表である。
【図１２】４層のＡｌ原子層に積層した１層のＣｕ原子層について計算したＮＯの分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーの計算結果を示す図表である。
【図１３】４層のＡｇ原子層に積層した１層のＣｕ原子層について計算したＮＯの分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーの計算結果を示す図表である。
【図１４】本発明の触媒の使用形態を示す模式図である。
【図１５】触媒の利用条件を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
（第１の実施の形態）
従来、触媒に多く利用されているＲｈ、Ｐｔ及びＰｄの内、Ｒｈが最もＮＯｘを還元し易いことが知られている。しかしながら、その理由は明らかではなかった。本願の発明者は、密度汎関数法を用いた第一原理計算により、Ｒｈが最もＮＯｘを還元し易い理由を解明し、更に、ＲｈがＮＯｘを還元する能力を維持しながらもＲｈ使用量を最小源に削減することができる触媒の構造を解明した。
【００２３】
まず、密度汎関数法を用いた第一原理計算により、Ｒｈの金属結晶の表面に対する一酸化窒素（ＮＯ）分子の分子吸着エネルギー、及び解離吸着エネルギーを計算した。ここで、分子吸着エネルギーは、ＮＯ分子が分子の状態でＲｈ表面に吸着した状態のエネルギーであり、解離吸着エネルギーは、ＮＯ分子がＮ原子とＯ原子とに解離した上でＮ原子及びＯ原子が共にＲｈ表面に吸着した状態のエネルギーである。Ｒｈ金属結晶の結晶構造は、面心立方構造となっている。計算では、バルクのＲｈ金属結晶の（１１１）表面にＮＯ分子を吸着させる計算を行った。
【００２４】
図１は、Ｒｈ金属結晶の表面に対するＮＯの分子吸着エネルギーを計算した結果を示す図表である。図１に示した１行目のＯＮ／Ｒｈ（１１１）は、ＮＯ分子をＮ原子側からＲｈ金属結晶の（１１１）表面に近付けて分子吸着エネルギーを計算した結果を示し、２行目のＮＯ／Ｒｈ（１１１）は、ＮＯ分子をＯ原子側からＲｈ金属結晶の（１１１）表面に近付けて分子吸着エネルギーを計算した結果を示す。また図１には、ＮＯ分子が、Ｒｈの表面の内、Ｔｏｐサイト、ｆｃｃ−ｈｏｌｌｏｗサイト、ｈｃｐ−ｈｏｌｌｏｗサイト、及びＢｒｉｄｇｅサイトの夫々に吸着した場合の分子吸着エネルギーを計算した結果を示す。Ｔｏｐサイトは、表面のＲｈ原子上の位置であり、Ｂｒｉｄｇｅサイトは、二つのＲｈ原子間の位置であり、ｆｃｃ−ｈｏｌｌｏｗサイトは、面心立方格子の隙間に相当する三つ以上のＲｈ原子の隙間の位置であり、ｈｃｐ−ｈｏｌｌｏｗサイトは、六方細密格子の隙間に相当する三つ以上のＲｈ原子の隙間の位置である。計算結果の単位は全てエレクトロンボルト（ｅＶ）である。
【００２５】
吸着エネルギーがマイナスである場合は、ＮＯ分子が吸着する反応が発熱反応であり、ＮＯ分子がＲｈ表面に吸着した状態が安定であることを示し、絶対値の値が大きいほど、即ちより低エネルギーであるほど、ＮＯ分子が吸着する確率は高い。また吸着エネルギーがプラスである場合は、ＮＯ分子がＲｈ表面に吸着する反応が吸熱反応であり、ＮＯ分子がＲｈ表面に吸着した状態は不安定であることを示し、実質的にＮＯ分子は吸着しない。図１に示す計算結果によれば、ＯＮ／Ｒｈ（１１１）のｈｃｐ−ｈｏｌｌｏｗサイトでの吸着エネルギーが−１．９７４ｅＶとなり、符号がマイナスで絶対値が最大である。これにより、ＮＯ分子がＲｈ金属結晶の表面に分子吸着する場合は、Ｎ原子の側がｈｃｐ−ｈｏｌｌｏｗサイトに位置する分子吸着が最も発生する確率が高いことが分かる。
【００２６】
図２は、Ｒｈ金属結晶の表面に対するＮＯの解離吸着エネルギーを計算した結果を示す図表であり、図３は、Ｒｈ金属結晶の表面に吸着するＮ原子又はＯ原子の位置を示す模式図である。ＮＯが解離吸着を行う際は、Ｎ原子とＯ原子とが分離して個別にＲｈ表面に吸着する。図３は、Ｒｈ金属結晶の（１１１）表面を模式的に示しており、実線の丸記号は表面のＲｈ原子を示し、破線の丸記号は表面から２層目のＲｈ原子を示す。図３には、ａ、ｂ、ｃ及びｄの位置を示しており、ａ及びｄの位置はｈｃｐ−ｈｏｌｌｏｗサイトであり、ｂ及びｃの位置はｆｃｃ−ｈｏｌｌｏｗサイトである。
【００２７】
図２（ａ）は、Ｎ原子がａの位置に吸着し、Ｏ原子がｂ、ｃ又はｄの何れかの位置に吸着するときの解離吸着エネルギーを示し、図２（ｂ）は、Ｎ原子がｂの位置に吸着し、Ｏ原子がａ、ｃ又はｄの何れかの位置に吸着するときの解離吸着エネルギーを示す。図２中に「不安定」と示した組み合わせは、状態が不安定で吸着エネルギーが計算できなかった組み合わせである。その他の計算結果の単位は全てｅＶである。図２に示す計算結果によれば、Ｎ原子がａの位置に吸着し、Ｏ原子がｃの位置に吸着するときの吸着エネルギーが−２．１９０ｅＶとなり、符号がマイナスで絶対値が最大であり、最も低エネルギーとなっている。これにより、ＮＯ分子がＲｈ金属結晶の表面に解離吸着する場合は、Ｎ原子がａの位置に吸着し、Ｏ原子がｃの位置に吸着する解離吸着が最も発生する確率が高いことが分かる。
【００２８】
図１に示した最も発生する確率が高い分子吸着エネルギーと、図２に示した最も発生する確率が高い解離吸着エネルギーとを比較すれば、解離吸着エネルギーの方が絶対値が大きい。従って、Ｒｈ金属結晶の表面では、ＮＯは、分子吸着よりも解離吸着を行う確率が高い。
【００２９】
次に、密度汎関数法を用いた第１原理計算により、ＮＯが解離吸着する前後でＲｈ金属結晶の表面における状態密度を計算した。図３に示すｅの位置のＲｈ原子の状態密度を、ＮＯが吸着していない状態と、図３に示すａの位置にＮ原子が吸着し、ｃの位置にＯ原子が吸着した状態とについて計算した。ｅの位置のＲｈ原子は、ＮＯがＲｈ金属結晶の表面に解離吸着した際にＮ原子に隣接するＲｈ原子である。状態密度の計算によれば、ｅの位置のＲｈ原子におけるｄｚｚ軌道は、ＮＯの解離吸着前は非占有軌道であったのに対し、ＮＯの解離吸着後では占有軌道になっていることが明らかとなった。これは、金属結晶表面のＲｈ原子が有するｄ電子がＮＯを解離吸着させるために寄与していることを示唆している。
【００３０】
次に、Ｒｈについての計算結果を他の金属と比較する。Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、銅（Ｃｕ）、Ｉｒの夫々について、表面にＮＯが吸着する際の分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーを計算し、更に、表面にＮＯが解離吸着するために必要な活性化障壁を計算した。Ｐｔ及びＰｄは、Ｒｈと同様に触媒として多く利用される材料であり、Ｃｕは遷移金属の代表であり、Ｉｒは特許文献１で触媒に利用された材料である。図４は、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ及びＩｒの夫々について計算した分子吸着エネルギー、解離吸着エネルギー及び活性化障壁の計算結果を示す図表である。分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーはいずれのマイナスの値が得られている。
【００３１】
図４を参照すれば、Ｐｔ、Ｐｄ及びＣｕでは、分子吸着エネルギーの方が、解離吸着エネルギーよりも絶対値が大きい。従って、Ｐｔ、Ｐｄ及びＣｕの表面では、ＮＯは、解離吸着よりも分子吸着を行う確率が高い。逆に、Ｒｈ及びＩｒでは、分子吸着エネルギーよりも解離吸着エネルギーの方が絶対値が大きく、Ｒｈ及びＩｒの表面では、ＮＯは解離吸着を行う確率が高いことが分かる。またＲｈは、表面にＮＯが解離吸着するための活性化障壁が最も小さいので、他の材料に比べてＮＯが解離吸着し易いことが分かる。
【００３２】
解離吸着したＮＯは、Ｎ原子とＯ原子とが既に分離しているので、分子吸着したＮＯに比べてより還元され易い。例えば、ＮＯがＣＯと反応して還元される場合、ＮＯ分子に含まれるＯ原子がＮ原子から引き離されてＣＯと反応するよりも、Ｎ原子から既に分離しているＯ原子がＣＯと反応する方がより容易である。図５は、Ｒｈ表面でＮＯが還元されるプロセスを示す想像図である。図５（ａ）に示すように、ＮＯ及びＣＯを含む排ガスがＲｈ表面に接触した場合、ＮＯはＲｈ表面に解離吸着する。図５（ｂ）に示すように、Ｎ原子から分離して吸着したＯ原子は、排ガス中のＣＯと反応し、また吸着したＮ原子はＲｈ表面上で拡散してＮ原子同士が反応する。最終的に、図５（ｃ）に示すように、ＮＯは還元されて窒素分子となり、窒素分子はＲｈ表面から離脱する。またＮＯを還元したＣＯは、自身は酸化されて二酸化炭素となる。このようにして、排ガス中のＮＯ及びＣＯは、窒素分子及び二酸化炭素となって共に無害化される。ＮＯ以外のＮＯｘについても、Ｏ原子が分離してＣＯと反応する還元反応が繰り返されることにより、最終的に還元されて窒素分子となる。
【００３３】
以上のように、Ｒｈは、Ｐｔ及びＰｄとは異なり、表面にＮＯが解離吸着し易い。解離吸着したＮＯは、分子吸着したＮＯよりも還元され易いので、表面にＮＯが解離吸着し易いＲｈは、表面でＮＯの解離吸着よりも分子吸着が起こり易いＰｔ及びＰｄに比べて、ＮＯを還元する能力が高くなる。このように、Ｐｔ及びＰｄに比べてＲｈがＮＯｘを還元し易い理由が明らかとなった。
【００３４】
次に、本願の発明者は、Ｒｈ以外の金属結晶を被膜したＲｈ原子層に対するＮＯの吸着し易さを密度汎関数法を用いた第一原理計算により計算した。触媒の形態を、他の金属結晶等の担体をＲｈで被膜した形態とした場合は、触媒でのＲｈの使用量を削減することができる。各種の担体を被膜したＲｈに対するＮＯの吸着し易さを計算することにより、触媒の能力をシミュレートすることができる。担体にＲｈ原子層を積層する場合、担体とＲｈとで結晶構造が同一であれば、Ｒｈ原子層が積層し易い。また担体にＲｈ原子層を積層した状態では、担体の原子層の数の方がＲｈ原子層の数よりも大幅に多いので、Ｒｈ原子層における原子間距離は、担体における原子距離の影響を受けて変化する。これを反映するために、計算では、Ｒｈ原子層における原子間距離は、バルクの状態での担体の原子間距離と同一の値に設定した。計算では、担体として、Ｃｕ、及びアルミニウム（Ａｌ）及び銀（Ａｇ）びの金属結晶を用いた。これらの金属結晶はいずれも立方細密構造を有するので、バルクの状態での担体の原子間距離として、格子定数を用いればよい。夫々の格子定数は、Ｒｈで３．８Å、Ｃｕで３．６１Å、Ａｌで４．０５Å、Ａｇで４．０９Åである。Ｃｕの金属結晶を担体とした場合は、Ｒｈ原子層における原子間距離はバルクの状態よりも小さくなる。またＡｌ又はＡｇの金属結晶を担体とした場合は、Ｒｈ原子層における原子間距離はバルクの状態よりも大きくなる。
【００３５】
図６は、４層のＣｕ原子層に積層した１層のＲｈ原子層について計算したＮＯの分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーの計算結果を示す図表である。計算では、４層のＣｕ原子層からなるＣｕ金属結晶の（１１１）表面に１層のＲｈ原子層を積層し、Ｒｈ原子層にＮＯが吸着する際の分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーを計算した。Ｒｈ原子層における原子間距離は、Ｃｕの原子間距離である３．６１Åに設定した。この計算は、Ｃｕの金属結晶でなる担体の表面にＲｈ原子層を積層し、Ｃｕの原子間距離の影響を受けてＲｈ原子層での原子間距離がバルクの状態よりも小さくなった状態を模している。分子吸着エネルギーについては、ＮＯ分子のＮ原子側がｆｃｃ−ｈｏｌｌｏｗサイト及びｈｃｐ−ｈｏｌｌｏｗサイトの夫々に吸着した場合の分子吸着エネルギーを計算した。また解離吸着エネルギーについては、Ｎ原子及びＯ原子が共にｆｃｃ−ｈｏｌｌｏｗサイトに位置する場合（Ｎ−ｆｃｃ＿Ｏ−ｆｃｃ)、Ｎ原子がｆｃｃ−ｈｏｌｌｏｗサイトに位置してＯ原子がｈｃｐ−ｈｏｌｌｏｗサイトに位置する場合（Ｎ−ｆｃｃ＿Ｏ−ｈｃｐ)、Ｎ原子がｈｃｐ−ｈｏｌｌｏｗサイトに位置してＯ原子がｆｃｃ−ｈｏｌｌｏｗサイトに位置する場合（Ｎ−ｈｃｐ＿Ｏ−ｆｃｃ)、並びにＮ原子及びＯ原子が共にｈｃｐ−ｈｏｌｌｏｗサイトに位置する場合（Ｎ−ｈｃｐ＿Ｏ−ｈｃｐ)の夫々の解離吸着エネルギーを計算した。
【００３６】
図６を参照すれば、分子吸着エネルギーの最小値は−１．７８７ｅＶであり、解離吸着エネルギーの最小値は−１．４８６ｅＶであり、分子吸着エネルギーの方が解離吸着エネルギーよりも絶対値が大きい。このため、バルクのＲｈとは異なり、Ｃｕ金属結晶の表面に積層した１層のＲｈ原子層の表面ではＮＯの解離吸着は発生し難い。従って、Ｃｕ金属結晶の表面に積層したＲｈ原子層は、ＮＯを還元させる能力が低く、ＮＯｘを還元するための触媒としては能力が不十分である。
【００３７】
図７は、４層のＡｌ原子層に積層した１層のＲｈ原子層について計算したＮＯの分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーの計算結果を示す図表である。計算では、４層のＡｌ原子層からなるＡｌ金属結晶の（１１１）表面に１層のＲｈ原子層を積層し、Ｒｈ原子層にＮＯが吸着する際の分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーを計算した。Ｒｈ原子層における原子間距離は、バルクの状態でのＡｌの原子間距離である４．０５Åに設定した。この計算は、Ａｌの金属結晶でなる担体の表面にＲｈ原子層を積層し、Ａｌの原子間距離の影響を受けてＲｈ原子層での原子間距離がバルクの状態よりも大きくなった状態を模している。
【００３８】
図７を参照すれば、分子吸着エネルギーの最小値は−２．５３３ｅＶであり、解離吸着エネルギーの最小値は−３．０９９ｅＶであり、分子吸着エネルギーよりも解離吸着エネルギーの方が絶対値が大きい。このため、バルクのＲｈと同様に、Ａｌ金属結晶の表面に積層した１層のＲｈ原子層の表面ではＮＯが解離吸着する確率が高く、ＮＯは容易に還元される。従って、Ａｌ金属結晶の表面に積層したＲｈ原子層は、ＮＯを還元させる能力が十分に高く、ＮＯｘを還元するための触媒としては十分な能力を有する。
【００３９】
図８は、４層のＡｇ原子層に積層した１層のＲｈ原子層について計算したＮＯの分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーの計算結果を示す図表である。計算では、４層のＡｇ原子層からなるＡｇ金属結晶の（１１１）表面に１層のＲｈ原子層を積層し、Ｒｈ原子層にＮＯが吸着する際の分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーを計算した。Ｒｈ原子層における原子間距離は、バルクの状態でのＡｇの原子間距離である４．０９Åに設定した。この計算は、Ａｇの金属結晶でなる担体の表面にＲｈ原子層を積層し、Ａｇの原子間距離の影響を受けてＲｈ原子層での原子間距離がバルクの状態よりも大きくなった状態を模している。
【００４０】
図８を参照すれば、Ａｌ金属結晶の表面に積層した１層のＲｈ原子層と同様に、Ａｇ金属結晶の表面に積層した１層のＲｈ原子層では、分子吸着エネルギーよりも解離吸着エネルギーの方が絶対値が大きい。このため、バルクのＲｈと同様に、Ａｇ金属結晶の表面に積層した１層のＲｈ原子層の表面ではＮＯが解離吸着する確率が高く、ＮＯは容易に還元される。従って、Ａｇ金属結晶の表面に積層したＲｈ原子層は、ＮＯを還元させる能力が十分に高く、ＮＯｘを還元するための触媒としては十分な能力を有する。
【００４１】
以上の計算結果より、担体表面にＲｈ原子層を積層した場合は、Ｒｈ原子層での原子間距離がバルクの状態よりも小さくなった状態では、ＮＯを還元させる能力が低く、Ｒｈ原子層での原子間距離がバルクの状態よりも大きくなった状態で、ＮＯを還元させる能力が高くなることが明らかとなった。そこで、本願の発明者は、ＮＯｘを還元するための触媒として、原子間距離がバルクでの原子間距離以上の大きさになった状態のＲｈ原子層を担体の表面に積層してある構造の触媒を提案する。担体表面に積層されたＲｈ原子層における原子間距離がバルクの状態での原子間距離以上の大きさであれば、ＮＯがＲｈ表面に解離吸着する確率が高くなり、解離吸着したＮＯは容易に還元されるので、触媒は効率良くＮＯｘを無害化することができる。担体に積層するＲｈ原子層の数が多いほど、Ｒｈ原子層における原子間距離はバルクの状態に近づくので、担体に積層するＲｈ原子層の数が少ないほど、Ｒｈ原子層における原子間距離は大きく、ＮＯｘを還元させる能力が高い。従って、本発明の触媒は、貴金属であるＲｈの使用量を削減すると同時に、ＮＯｘを無害化する能力を向上させるために、担体に積層するＲｈ原子層の数を可及的に少なくすることが望ましい。特に、担体表面に積層するＲｈ原子層を１層にした場合は、Ｒｈの使用量を最小限に抑制し、しかもＮＯｘを無害化する能力を最大限に向上させることができる。
【００４２】
触媒に用いる担体の材料は、Ｒｈ以外の金属結晶であって、結晶構造が面心立方構造であり、原子間距離がバルク状態でのＲｈの原子間距離以上の大きさである金属結晶であることが望ましい。例えば、前述したように、Ａｇ又はＡｌの金属結晶が望ましい。Ｒｈの金属結晶は面心立方構造を有するので、担体の材料が面心立方構造の金属結晶である場合は、Ｒｈと担体との親和性が高く、Ｒｈの原子層は担体の表面に容易に積層される。担体の原子間距離がバルク状態でのＲｈの原子間距離より大きい場合は、Ｒｈ原子層における原子間距離がバルクの状態よりも大きくなり、触媒がＮＯｘを無害化する能力が向上する。担体の原子間距離がバルク状態でのＲｈの原子間距離と同一である場合でも、バルクのＲｈを触媒に利用した場合に比べ、Ｒｈ原子層における原子間距離は同一であるので、触媒がＮＯｘを無害化する能力は同等であり、しかもＲｈの使用量を削減することが可能である。このように、本発明の触媒は、貴金属であるＲｈの使用量を従来よりも削減することができるので、従来よりも安価に製造することが可能であり、また従来よりも大量生産が可能である。
【００４３】
図９は、本発明の触媒の構造を示す模式的断面図である。図９（ａ）は、クラスター状の触媒を示す。触媒は、クラスター構造をなす担体２の表面に２層以上のＲｈ原子層１を積層して形成されている。担体２が金属であれば、バルクの金属を粉末状に破砕する方法、蒸発させた金属原子を気相中で凝集させる方法、又は溶液中で金属イオンを還元する方法等の方法により、クラスター構造をなす担体２を作成することができる。Ｒｈ原子層１は、クラスター構造をなす担体２の表面に気相中でＲｈ原子を凝集させるか、又は溶液中でＲｈイオンを還元する等の方法により、作成することができる。担体２の表面にＲｈ原子層１が作成された状態で、クラスターを回収することにより、図９（ａ）に示す如き本発明の触媒を製造することができる。なお、本発明の触媒の製造方法は、その他のものであってもよい。クラスター状の触媒のサイズは、直径が数十ｎｍ以下のサイズにすることが望ましい。クラスター状の触媒の直径を数十ｎｍ以下のサイズにした場合は、触媒の表面積が大きくなり、ＮＯｘを還元する効率が向上する。クラスター状の触媒は、ハニカム形状に形成したセラミック等の構造材に塗布されて、排ガスを浄化するための浄化器が作成される。
【００４４】
図９（ｂ）は、薄膜状の構造を有する触媒を示す。セラミック等の構造材３の表面を膜状の担体２が被膜し、更に担体２の表面にＲｈ原子層１が積層されている。膜状の担体２は、溶液中での金属イオンの還元、物理蒸着又は化学蒸着等の方法で構造材３の表面に形成することができる。またＲｈ原子層１も、同様の方法で担体２の表面に形成することができ、これによって薄膜状の触媒を製造することができる。なお、触媒の製造方法は、その他の方法であってもよい。ハニカム形状に形成した構造材３の表面を担体２で被膜し、担体２の表面に２層以上Ｒｈ原子層１を積層して図９（ｂ）に示す如き本発明の触媒を製造することにより、浄化器が作成される。なお、薄膜状の触媒は、担体２として利用することができる材料で構造材３を構成しておき、この構造材３の表面にＲｈ原子層１を直接積層することによって製造してもよい。
【００４５】
担体２としてＡｌの金属結晶を用いた場合は、前述したように、触媒がＮＯｘを還元させる能力が向上する。またＡｌとＲｈとは結晶構造が同じ面心立方構造であるので、Ｒｈ原子層１と担体２との親和性が高くなり、Ｒｈ原子層１は担体２の表面に容易に積層される。Ａｌの金属結晶をクラスター状に形成する技術、及びＡｌの金属結晶を薄膜状に形成する技術は確立されているので、図９に示す構造の本発明の触媒は容易に製造することが可能である。またＡｌは貴金属に比べて安価で豊富に存在するので、担体２としてＡｌの金属結晶を用いることにより、本発明の触媒を安価に製造することが可能となり、また大量生産が可能となる。
【００４６】
なお、本発明の触媒を構成するための担体２の材料は、金属結晶に限るものではなく、金属酸化物の結晶であってもよい。金属結晶の表面に金属元素の原子層を積層する技術と同様に、金属酸化物の表面に金属元素の原子層を積層する技術は確立された技術であり、Ｒｈ原子層１は金属酸化物を用いた担体２の表面に容易に積層することができる。金属酸化物の内、ＮａＣｌ型の金属酸化物は、面心立方構造を有し、Ｒｈ原子層１を容易に積層することができるので、担体２の材料として望ましい。より具体的には、酸化ニッケル（ＮｉＯ）は格子定数が４．２６Åであり、酸化コバルト（ＣｏＯ）は格子定数が４．１７Åであり、共にバルクのロジウムよりも格子定数が大きい。ＮａＣｌ型の金属酸化物の（１１１）面に対してＲｈ原子層１を積層した場合は、Ｒｈ原子は、共に面心立方構造を取る金属原子又は酸素原子の位置に配置され、またＲｈ原子間の距離は金属酸化物の格子定数に応じた値となる。ＮｉＯ又はＣｏＯ等、バルクのロジウムよりも格子定数が大きい金属酸化物を担体２の材料として用いた場合は、Ｒｈ原子層１内での原子間距離がバルクのロジウムでの原子間距離よりも大きくなり、Ｒｈ原子層１の表面でＮＯｘを還元させる能力が向上する。従って、Ｒｈ原子層１内での原子間距離がバルクのロジウムでの原子間距離以上の大きさとなるような金属酸化物を担体２の材料とした場合においても、Ｒｈの使用量を抑制しながらも効率良くＮＯｘを無害化できる触媒を実現することができる。
【００４７】
また、本発明の触媒を構成するための担体２の材料は、半導体物質の結晶であってもよい。金属結晶又は金属酸化物と同様に、半導体物質の表面に金属元素の原子層を積層する技術は確立された技術であり、また半導体物質の結晶は結晶性が良いので、Ｒｈ原子間の距離がバルクのロジウムでの原子間距離よりも大きくなるように、半導体物質の結晶を用いた担体２の表面にＲｈ原子層１を積層することが可能である。具体的には、半導体物質としては、シリコン（Ｓｉ）及びゲルマニウム（Ｇｅ）等の４族半導体、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の２−６族化合物半導体、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、インジウム燐（ＩｎＰ）及び窒化ガリウム（ＧａＮ）等の３−５族化合物半導体、炭化ケイ素（ＳｉＣ）及びシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）等の４族化合物半導体、セレン化インジウム銅（ＣｕＩｎＳｅ2 ）等の１−３−６族化合物半導体を用いることが可能である。このように、Ｒｈ原子層１内での原子間距離がバルクのロジウムでの原子間距離以上の大きさとなるような半導体物質を担体２の材料とした場合においても、Ｒｈの使用量を抑制しながらも効率良くＮＯｘを無害化できる触媒を実現することができる。
【００４８】
また、本発明の触媒を構成するための担体２の材料は、Ｒｈ原子層１での原子間距離がバルクのＲｈでの原子間距離以上の大きさになるように担体２の表面にＲｈ原子層１が積層することができる材料であれば、以上に挙げた材料以外の材料であってもよい。例えば、面心立方構造以外の構造を有する金属結晶又は金属酸化物であってもよく、非晶質の金属又は金属酸化物であってもよく、非晶質又は多結晶の半導体物質であってもよい。またセラミック又は樹脂等のその他の材料であってもよい。担体２の材料がこれらの物質であったとしても、Ｒｈ原子層１での原子間距離がバルクのＲｈでの原子間距離以上の大きさになるように担体２の表面にＲｈ原子層１が積層することができる材料であれば、効率良くＮＯｘを無害化できる触媒を実現することが可能である。
【００４９】
（他の実施の形態）
本発明では、担体２の表面に積層する金属元素として、Ｒｈの替わりにＩｒを用いて本発明の触媒を構成することも可能である。図４に示すように、Ｉｒは、Ｒｈと同様に、解離吸着エネルギーがマイナスの値であり、しかも解離吸着エネルギーは分子吸着エネルギーよりも低エネルギーの値である。このため、Ｉｒは、Ｒｈと同様にＮＯを還元させる能力が高い。従って、担体２の表面にＩｒの原子層を積層した触媒は、担体２の表面にＲｈ原子層１を積層した触媒と同様に、効率良くＮＯｘを無害化することができる。またこの触媒は、貴金属であるＩｒの使用量が少ないので、従来よりも安価に製造することが可能であり、また従来よりも大量生産が可能である。
【００５０】
また本発明では、担体２の表面に積層する金属元素として、Ｒｈの替わりにコバルト（Ｃｏ）を用いて本発明の触媒を構成することも可能である。Ｃｏは、Ｒｈ及びＩｒと同じ９族元素であり、同様にＮＯｘを還元させる能力が高いことが予想される。
【００５１】
図１０は、４層のＡｌ原子層に積層した１層のＣｏ原子層について計算したＮＯの分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーの計算結果を示す図表である。計算では、４層のＡｌ原子層からなるＡｌ金属結晶の（１１１）表面に１層のＣｏ原子層を積層し、Ｃｏ原子層にＮＯが吸着する際の分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーを計算した。Ｃｏ原子層における原子間距離は、バルクの状態でのＡｌの原子間距離に設定した。また図１１は、４層のＡｇ原子層に積層した１層のＣｏ原子層について計算したＮＯの分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーの計算結果を示す図表である。計算では、４層のＡｇ原子層からなるＡｇ金属結晶の（１１１）表面に１層のＣｏ原子層を積層し、Ｃｏ原子層にＮＯが吸着する際の分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーを計算した。Ｃｏ原子層における原子間距離は、バルクの状態でのＡｇの原子間距離に設定した。
【００５２】
図１０及び図１１を参照すれば、Ａｌ金属結晶及びＡｇ金属結晶のいずれに積層したＣｏ原子層においても、解離吸着エネルギーはマイナスの値であり、しかも解離吸着エネルギーは分子吸着エネルギーよりも低エネルギーの値である。このため、Ｒｈの場合と同様に、Ａｌ金属結晶又はＡｇ金属結晶の表面に積層した１層のＣｏ原子層の表面ではＮＯが解離吸着する確率が高く、ＮＯは容易に還元される。従って、バルクの状態よりも原子間距離が大きくなるようにＣｏの原子層を担体２の表面に積層した触媒は、担体２の表面にＲｈ原子層１を積層した触媒と同様に、効率良くＮＯｘを無害化することができる。
【００５３】
また本発明では、担体２の表面に積層する金属元素として、Ｃｕを用いて本発明の触媒を構成することも可能である。図１２は、４層のＡｌ原子層に積層した１層のＣｕ原子層について計算したＮＯの分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーの計算結果を示す図表である。計算では、４層のＡｌ原子層からなるＡｌ金属結晶の（１１１）表面に１層のＣｕ原子層を積層し、Ｃｕ原子層にＮＯが吸着する際の分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーを計算した。Ｃｕ原子層における原子間距離は、バルクの状態でのＡｌの原子間距離に設定した。また図１３は、４層のＡｇ原子層に積層した１層のＣｕ原子層について計算したＮＯの分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーの計算結果を示す図表である。計算では、４層のＡｇ原子層からなるＡｇ金属結晶の（１１１）表面に１層のＣｕ原子層を積層し、Ｃｕ原子層にＮＯが吸着する際の分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーを計算した。Ｃｕ原子層における原子間距離は、バルクの状態でのＡｇの原子間距離に設定した。
【００５４】
図１２及び図１３を参照すれば、Ａｌ金属結晶及びＡｇ金属結晶のいずれに積層したＣｕ原子層においても、解離吸着エネルギーはマイナスの値であり、しかも解離吸着エネルギーは分子吸着エネルギーよりも低エネルギーの値である。このため、Ｒｈの場合と同様に、Ａｌ金属結晶又はＡｇ金属結晶の表面に積層した１層のＣｕ原子層の表面ではＮＯが解離吸着する確率が高く、ＮＯは容易に還元される。従って、バルクの状態よりも原子間距離が大きくなるようにＣｕの原子層を担体２の表面に積層した触媒は、担体２の表面にＲｈ原子層１を積層した触媒と同様に、効率良くＮＯｘを無害化することができる。
【００５５】
以上のＩｒ、Ｃｏ及びＣｕはいずれもｄ電子を有する金属元素であり、Ｒｈの場合と同様に、ｄ電子の寄与によってＮＯの解離吸着が促進されると考えられる。Ｉｒ、Ｃｏ又はＣｕの原子層を積層する担体２の材料は、Ｒｈの場合と同様の材料である。但し、担体２の材料は、原子層での原子間距離がバルクでの原子間距離よりも大きくなるように担体２の表面に原子層を積層することができる材料である必要がある。また、原子層の金属元素としてＩｒ、Ｃｏ又はＣｕを用いた触媒の構造は、図９に示した金属元素がＲｈの場合と同様である。また原子層の金属元素としてＩｒ、Ｃｏ又はＣｕを用いた触媒では、Ｒｈの場合と同様に、担体２の表面に積層する金属元素の原子層を１層にすることにより、金属元素の使用量が最小になり、しかもＮＯｘを無害化する能力が最大になる。
【００５６】
また本発明の触媒は、担体２に積層した原子層の表面に対する窒素酸化物の解離吸着エネルギーが、マイナスの値で、分子吸着エネルギーよりも低エネルギーの値になるような金属元素であれば、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｏ及びＣｕ以外の金属元素を用いた触媒であってもよい。以下に、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｏ及びＣｕ以外の金属元素を用いた触媒を含む本発明の触媒の製造方法を説明する。まず、ｄ電子を有する各金属元素について、各金属元素の原子層を担体２の表面に積層したときに原子層内での原子間距離がバルクでの原子間距離以上の大きさになるような担体２を選択する。担体２としては、例えば、金属元素の単体と結晶構造が同一で、金属元素の単体よりも格子定数が大きい担体２を選択する。次に、密度汎関数法を用いた第一原理計算により、各金属元素について、選択した担体２の表面に積層した金属元素の原子層の表面に対するＮＯの分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーを計算する。なお、第一原理計算を実行することができる計算方法であれば、密度汎関数法以外の計算方法を用いてもよい。次に、分子吸着エネルギー及び解離吸着エネルギーを計算した金属元素の中から、計算した解離吸着エネルギーがマイナスの値であり、しかも計算した分子吸着エネルギーよりも解離吸着エネルギーが低エネルギーの値となる金属元素を選出する。次に、選出した金属元素の原子層を、選択してある担体２の表面に積層する。以上の製造方法によって、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｏ又はＣｕ等の特定の金属元素の原子層を担体２の表面に積層した本発明の触媒を製造することができる。以上の製造方法で製造した触媒は、金属元素がＲｈ、Ｉｒ、Ｃｏ及びＣｕである場合について説明したように、効率良くＮＯｘを無害化することができる。
【００５７】
（本発明の使用形態）
次に、本発明の触媒の使用形態を説明する。図１４は、本発明の触媒の使用形態を示す模式図である。本発明の触媒を用いて構成された浄化器４はガソリンエンジンに装着されて使用される。ガソリンエンジンは、シリンダ５１に連結した給気管５２及び排気管５３を備え、給気管５２には、給気される空気の流量を測定する流量計５４と燃料インジェクタ５５が設けられている。また排気管５３には、排ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサ５７と、浄化器４とが設けられている。浄化器４は、内部がハニカム状に形成された構造材で構成され、本発明のクラスター状の触媒が構造材に塗布されているか、又は本発明の薄膜状の触媒が構造材上に形成されており、内部を排ガスが通過できる構造となっている。排気管５３に設けられた浄化器４は、内部を排ガスが通過し、本発明の触媒に排ガスが十分接触するように配置されている。また流量計５４、燃料インジェクタ５５及び酸素センサ５７は、コントローラ５６に接続されている。コントローラ５６は、流量計５４及び酸素センサ５７の測定結果に基づいて、燃料インジェクタ５５の動作を制御する処理を実行する。
【００５８】
図１５は、触媒の利用条件を示す特性図である。図１５中の横軸はガソリンエンジンにおける空燃比を示し、縦軸は、各空燃比の条件において浄化器４でＣＯ、ＨＣ及びＮＯの夫々が転化されて無害化する割合を示す。空燃比１４．６付近の図１５中に斜線で示した最適条件の元では、ＣＯ、ＨＣ及びＮＯの転化率は１００％に近く、効率良く無害化される。しかし、空燃比が最適条件を上回った場合はＮＯの転化率が急激に低下し、また空燃比が最適条件を下回った場合はＣＯ及びＨＣの転化率が急激に低下する。従って、本発明の触媒を利用した浄化器４を用いてＣＯ、ＨＣ及びＮＯを効果的に無害化するには、図１５中に斜線で示した最適条件の元で浄化器４を使用する必要がある。コントローラ５６は、流量計５４及び酸素センサ５７の測定結果に基づき、空燃比が図１５中に示した最適条件に含まれるように燃料インジェクタ５５の動作を制御する処理を行う。このようにして本発明の触媒を利用することで、ガソリンエンジンから排出される排ガスに含まれる有害成分を効果的に無害化することが可能となる。
【００５９】
なお、本発明の触媒は、ディーゼルエンジン等、ガソリンエンジン以外の内燃機関からから排出される排ガスに含まれる有害成分を無害化するように使用することも可能である。また本発明の触媒は、内燃機関に限らず、ボイラー等の燃焼装置から排出される排ガスに含まれる有害成分を効果的に無害化するように使用することも可能である。いずれの使用形態においても、本発明の触媒は、貴金属であるＲｈの使用量を抑制しながらも、排ガスに含まれる有害成分を効率良く無害化することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の触媒は、特にＮＯｘを還元する能力が高く、ガソリンエンジンから排出される排ガスに含まれるＮＯｘ等の有害成分を効率的に無害化するために利用することが可能である。同様に、本発明の触媒は、ガソリンエンジン以外の内燃機関、又は内燃機関以外の燃焼装置から排出される排ガスに含まれる有害成分を無害化するために利用することも可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１  Ｒｈ原子層
２  担体
３  構造材
４  浄化器
【図１】
2011056342.tif 000003
【図２】
2011056342.tif 000004
【図３】
2011056342.tif 000005
【図４】
2011056342.tif 000006
【図５】
2011056342.tif 000007
【図６】
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【図７】
2011056342.tif 000009
【図８】
2011056342.tif 000010
【図９】
2011056342.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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