(57)【要約】【課題】  排ガス浄化性能が低下しにくいハニカム触媒を提供する。【解決手段】  複数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム構造体に貴金属が担持されてなるハニカム触媒であって、上記隔壁は、セリア−ジルコニア複合酸化物とアルミナとを含む押出成形体で構成される基材部と、上記基材部の表面に形成され、上記貴金属を含むコート層とからなり、上記隔壁の長手方向の熱膨張係数が、７．０〜８．０×１０−６／℃であることを特徴とするハニカム触媒。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム構造体に貴金属が担持されてなるハニカム触媒であって、
前記隔壁は、セリア−ジルコニア複合酸化物とアルミナとを含む押出成形体で構成される基材部と、前記基材部の表面に形成され、前記貴金属を含むコート層とからなり、
前記隔壁の長手方向の熱膨張係数が、７．０〜８．０×１０−６／℃であることを特徴とするハニカム触媒。
【請求項２】
前記基材部に前記貴金属が担持されている請求項１に記載のハニカム触媒。
【請求項３】
前記基材部は、無機バインダをさらに含む請求項１又は２に記載のハニカム触媒。
【請求項４】
前記隔壁の厚さは０．０５〜０．２５ｍｍである請求項１〜３のいずれかに記載のハニカム触媒。
【請求項５】
前記ハニカム触媒の直径に対する長さの比（長さ／直径）は、０．５〜１．１である請求項１〜４のいずれかに記載のハニカム触媒。
【請求項６】
前記ハニカム触媒の直径は、１３０ｍｍ以下である請求項１〜５のいずれかに記載のハニカム触媒。
【請求項７】
前記ハニカム触媒におけるセリア−ジルコニア複合酸化物の占める割合は、２５〜７５重量％である請求項１〜６のいずれかに記載のハニカム触媒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の内燃機関から排出される排ガスには、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、炭化水素（ＨＣ）等の有害ガスが含まれている。そのような有害ガスを分解する排ガス浄化触媒は三元触媒とも称され、コージェライト等からなるハニカム状のモノリス基材に触媒活性を有する貴金属粒子を含むスラリーをウォッシュコートして触媒層を設けたものが一般的である。
【０００３】
一方、特許文献１には、ハニカム構造の多孔質基材にＰｄを担持させ、該多孔質基材上にＲｈを担持させたセリア−ジルコニア固溶体からなるコート層を有する排ガス浄化触媒（以下、ハニカム触媒ともいう）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２０１７−３９０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたようなハニカム触媒よりも、さらに排ガス浄化性能の高いハニカム触媒が求められている。
【０００６】
特許文献１に記載されたハニカム触媒について発明者が鋭意検討した結果、特許文献１に記載されたハニカム触媒では、使用中にコート層が剥離したり、コート層にクラックが発生しやすいことがわかった。その理由については、ハニカム触媒を構成する基材とコート層との熱膨張係数の差が大きいことが原因であると考えられる。
特許文献１では、セリア−ジルコニア固溶体を約７０重量％含む多孔質基材の表面に、セリア−ジルコニア固溶体を約９８重量％含むコート層が形成されている。セリア−ジルコニア固溶体（ＣＺ固溶体）は熱膨張係数が大きいため、ＣＺ固溶体を約９８重量％含んでいるコート層の熱膨張率とＣＺ固溶体を約７０重量％含む多孔質基材の熱膨張率の差が大きく、コート層の剥離及びクラックが発生しやすいと考えられる。コート層の剥離が発生すると、触媒量が減少して排ガス浄化性能が低下してしまう。またコート層にクラックが発生すると、コート層内における排ガスの拡散が不均一となりやすいため、排ガス浄化性能が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされた発明であり、本発明の目的は、排ガス浄化性能が低下しにくいハニカム触媒を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明のハニカム触媒は、複数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム構造体に貴金属が担持されてなるハニカム触媒であって、上記隔壁は、セリア−ジルコニア複合酸化物とアルミナとを含む押出成形体で構成される基材部と、上記基材部の表面に形成され、上記貴金属を含むコート層とからなり、上記隔壁の長手方向の熱膨張係数が、７．０〜８．０×１０−６／℃であることを特徴とする。
【０００９】
本発明のハニカム触媒では、隔壁の長手方向の熱膨張係数が７．０〜８．０×１０−６／℃となっている。これは、セリア−ジルコニア複合酸化物を含有するハニカム触媒の隔壁としては熱膨張率が低い。また、コート層の熱膨張率が高い場合には、コート層を含む隔壁の長手方向の熱膨張率が８．０×１０−６／℃を超えることが予想されるから、隔壁の長手方向の熱膨張率が上記範囲であるということは、基材部とコート層との熱膨張率の差が小さいことを示している。そのため、本発明のハニカム触媒では使用中に基材部の表面からコート層が剥離したり、コート層にクラックが発生しにくく、排ガス浄化性能の低下を起こしにくい。
隔壁の長手方向の熱膨張係数が８．０×１０−６／℃を超える場合には、コート層が剥離しやすくなる。一方、隔壁の長手方向の熱膨張係数が７．０×１０−６／℃未満の場合には、コート層にクラックが発生しやすくなる。
【００１０】
隔壁の長手方向の熱膨張係数は、ハニカム触媒から隔壁を５×５×２０ｍｍの寸法に切り出した試料を用いて、ＪＩＳ  Ｒ  １６１８（２００２）に準拠して測定される。
【００１１】
本発明のハニカム触媒では、上記基材部に上記貴金属が担持されていることが望ましい。
貴金属がコート層だけでなく基材部にも担持されていることにより、隔壁全体を排ガス浄化に使用することができ、排ガス浄化性能を向上させることができる。
【００１２】
本発明のハニカム触媒では、上記基材部は、無機バインダをさらに含むことが望ましい。
基材部が無機バインダをさらに含むと、隔壁の機械的強度を向上させることができる。
【００１３】
本発明のハニカム触媒において、上記隔壁の厚さは０．０５〜０．２５ｍｍであることが望ましい。
隔壁の厚さを上記範囲にすることで、ハニカム触媒の機械的強度と排ガス浄化性能とを両立させやすい。
【００１４】
本発明のハニカム触媒において、上記ハニカム触媒の直径に対する長さの比（長さ／直径）は、０．５〜１．１であることが望ましい。
ハニカム触媒の形状が上記範囲であると、ハニカム触媒の圧力損失を低く抑えつつ、必要な排ガス浄化性能を満たしやすい。
【００１５】
本発明のハニカム触媒において、上記ハニカム触媒の直径は、１３０ｍｍ以下であることが望ましい。
ハニカム触媒の直径を１３０ｍｍ以下にすることで、熱衝撃による破損を起こりにくくすることができる。
【００１６】
本発明のハニカム触媒において、セリア−ジルコニア複合酸化物の占める割合は、２５〜７５重量％であることが望ましい。
セリア−ジルコニア複合酸化物の占める割合を上記範囲に設定することで、ハニカム触媒の酸素吸蔵能（ＯＳＣ）を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明のハニカム触媒の一例を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明のハニカム触媒を構成する隔壁の一例を模式的に示す断面図である。
【００１８】
（発明の詳細な説明）
［ハニカム触媒］
まず、本発明のハニカム触媒について説明する。
【００１９】
本発明のハニカム触媒は、複数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム構造体に貴金属が担持されてなる。
【００２０】
本発明のハニカム触媒において、ハニカム構造体は、セリア−ジルコニア複合酸化物（以下、ＣＺともいう）とアルミナとを含む。
本発明のハニカム触媒が上記した成分を有していることは、Ｘ線回折（ＸＲＤ）にて確認することができる。
【００２１】
本発明のハニカム触媒において、ハニカム構造体を構成する隔壁は、セリア−ジルコニア複合酸化物粒子（以下、ＣＺ粒子ともいう）とアルミナ粒子とを含む押出成形体で構成される基材部と、基材部の表面に形成され、貴金属を含むコート層とからなる。
【００２２】
本発明のハニカム触媒においては、隔壁の長手方向の熱膨張係数が、７．０〜８．０×１０−６／℃である。
本発明のハニカム触媒は、セリア−ジルコニア複合酸化物を含有するハニカム触媒の隔壁としては熱膨張率が低い。また、基材部とコート層との熱膨張率の差が小さいことを示している。そのため、本発明のハニカム触媒では使用中に基材部の表面からコート層が剥離したり、コート層にクラックが発生しにくく、排ガス浄化性能の低下を起こしにくい。
隔壁の長手方向の熱膨張係数が８．０×１０−６／℃を超える場合には、コート層が剥離しやすくなる。一方、隔壁の長手方向の熱膨張係数が７．０×１０−６／℃未満の場合には、コート層にクラックが発生しやすくなる。
【００２３】
隔壁の長手方向の熱膨張係数は、ハニカム触媒から隔壁を５×５×２０ｍｍの寸法に切り出した試料を用いて、ＪＩＳ  Ｒ  １６１８（２００２）に準拠して測定される。
【００２４】
図１は、本発明のハニカム触媒の一例を模式的に示す斜視図である。
図１に示すハニカム触媒１０は、複数の貫通孔１２が隔壁１３を隔てて長手方向に並設された単一のハニカム構造体１１を備えている。
ハニカム構造体１１は、ＣＺとアルミナとを含み、貴金属が担持されている。
【００２５】
図２は、本発明のハニカム触媒を構成する隔壁の一例を模式的に示す断面図である。
図２に示すように、隔壁１３は、基材部１３ｂと貴金属１４を含むコート層１３ａからなる。基材部１３ｂはセリア−ジルコニア複合酸化物とアルミナとを含む押出成形体で構成されている。なお、基材部１３ｂにも貴金属１４が担持されていてもよい。
【００２６】
本発明のハニカム触媒では、基材部にも貴金属が担持されていることが望ましい。
貴金属がコート層だけでなく基材部にも担持されていることにより、隔壁全体を排ガス浄化に使用することができ、排ガス浄化性能を向上させることができる。
【００２７】
本発明のハニカム触媒を構成するＣＺ粒子の平均粒子径は耐熱衝撃性を向上させる観点から、１〜５０μｍであることが望ましい。また、ＣＺ粒子の平均粒子径は１〜３０μｍであることがより望ましい。
ＣＺ粒子の平均粒子径が１〜５０μｍであると、ハニカム触媒とした際に、表面積が大きくなるため、ＯＳＣを高くすることができる。
【００２８】
本発明のハニカム触媒を構成するアルミナ粒子の平均粒子径は特に限定されないが、排ガス浄化性能を向上させる観点から、１〜１０μｍであることが望ましく、１〜５μｍであることがより望ましい。
【００２９】
本発明のハニカム触媒を構成するＣＺ粒子及びアルミナ粒子の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、日立ハイテク社製  Ｓ−４８００）を用いて、ハニカム触媒のＳＥＭ写真を撮影することにより求めることができる。
【００３０】
本発明のハニカム触媒において、ハニカム触媒のうちアルミナ粒子が占める割合は、１５〜３５重量％であることが望ましい。
【００３１】
本発明のハニカム触媒において、ＣＺ粒子を構成するセリア−ジルコニア複合酸化物では、セリアがＯＳＣを有する。セリア−ジルコニア複合酸化物は、セリアとジルコニアが固溶体を形成していることが望ましい。
【００３２】
本発明のハニカム触媒において、セリア−ジルコニア複合酸化物は、セリアを３０重量％以上含むことが望ましく、４０重量％以上含むことがより望ましく、一方、セリアを９０重量％以下含むことが望ましく、８０重量％以下含むことがより望ましい。また、セリア−ジルコニア複合酸化物は、ジルコニアを６０重量％以下含むことが望ましく、５０重量％以下含むことがより望ましい。このようなセリア−ジルコニア複合酸化物はセリア比率が高いため、ＯＳＣが高い。
【００３３】
本発明のハニカム触媒において、上記アルミナ粒子の種類は特に限定されないが、θ相のアルミナ粒子（以下、θ−アルミナ粒子ともいう）であることが望ましい。
θ相のアルミナ粒子をセリア−ジルコニア複合酸化物の仕切り材として用いることにより、アルミナ粒子が使用中に熱によって互いに焼結することを抑制できるため、触媒機能を維持することが可能となる。さらに、アルミナ粒子をθ相とすることにより、耐熱性を高くすることができる。
【００３４】
本発明のハニカム触媒は、製造時に無機バインダとして用いられた無機粒子を含むことが望ましく、ベーマイトに由来するγ−アルミナ粒子を含むことがより望ましい。
【００３５】
本発明のハニカム触媒は、無機繊維を含むことが望ましく、アルミナ繊維を含むことがより望ましい。
ハニカム触媒がアルミナ繊維等の無機繊維を含んでいると、ハニカム触媒の機械的特性を改善することができる。
【００３６】
なお、無機繊維とは、アスペクト比が５以上のものをいい、無機粒子とは、アスペクト比が５未満のものをいう。
【００３７】
本発明のハニカム触媒において、ハニカム触媒の直径に対する長さの比（長さ／直径）は、０．５〜１．１であることが望ましく、０．６〜０．８であることがより望ましい。
【００３８】
本発明のハニカム触媒において、ハニカム触媒の直径は、１３０ｍｍ以下であることが望ましく、１２５ｍｍ以下であることがより望ましい。また、ハニカム触媒の直径は、８５ｍｍ以上であることが望ましい。
ハニカム触媒の直径を１３０ｍｍ以下にすることで、熱衝撃による破損を起こりにくくすることができる。
【００３９】
本発明のハニカム触媒において、ハニカム触媒の長さは、６５〜１２０ｍｍであることが望ましく、７０〜１１０ｍｍであることがより望ましい。
【００４０】
本発明のハニカム触媒の形状としては、円柱状に限定されず、角柱状、楕円柱状、長円柱状、丸面取りされている角柱状（例えば、丸面取りされている三角柱状）等が挙げられる。
【００４１】
本発明のハニカム触媒において、隔壁の厚さは、均一であることが望ましい。具体的には、ハニカム触媒の隔壁の厚さは、０．０５〜０．２５ｍｍであることが望ましく、０．０５〜０．１５ｍｍであることがより望ましい。
【００４２】
本発明のハニカム触媒において、コート層の厚さは、０．０１〜０．１０ｍｍであることが望ましく、０．０２〜０．０５ｍｍであることがより望ましい。
【００４３】
本発明のハニカム触媒において、基材部の厚さは０．０５〜０．２０ｍｍであることが望ましく、０．０５〜０．１５ｍｍであることがより望ましい。
【００４４】
本発明のハニカム触媒における貫通孔の形状としては、四角柱状に限定されず、三角柱状、六角柱状等が挙げられる。
【００４５】
本発明のハニカム触媒において、ハニカム触媒の長手方向に垂直な断面の貫通孔の密度は、３１〜１５５個／ｃｍ２であることが望ましい。
【００４６】
本発明のハニカム触媒における気孔率は、４０〜７０％であることが望ましい。ハニカム触媒の気孔率を上記範囲とすることにより、ハニカム触媒の強度を維持しつつ、高い排ガス浄化性能を発揮することができる。
【００４７】
ハニカム触媒の気孔率は、以下に説明する重量法にて測定することができる。
（１）ハニカム触媒を１０セル×１０セル×１０ｍｍの大きさに切断して、測定試料とする。この測定試料をイオン交換水及びアセトンを用いて超音波洗浄した後、オーブンを用いて１００℃で乾燥する。なお、１０セル×１０セル×１０ｍｍの測定試料とは、貫通孔が縦方向に１０個、横方向に１０個並んだ状態で、最も外側の貫通孔とその貫通孔を構成する隔壁を含み、長手方向の長さが１０ｍｍとなるように切り出した試料を指す。
（２）測定顕微鏡（ニコン製Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ  ＭＭ−４０  倍率：１００倍）を用いて、測定試料の断面形状の寸法を測定し、幾何学的な計算から体積を求める（なお、幾何学的な計算から体積を求めることができない場合は、飽水重量と水中重量とを実測して体積を測定する）。
（３）計算から求められた体積及びピクノメータで測定した測定試料の真密度から、測定試料が完全な緻密体であると仮定した場合の重量を計算する。なお、ピクノメータでの測定手順は（４）に示す通りとする。
（４）ハニカム焼成体を粉砕し、２３．６ｃｃの粉末を準備する。得られた粉末を２００℃で８時間乾燥させる。その後、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製  Ａｕｔｏ  Ｐｙｃｎｏｍｅｔｅｒ１３２０を用いて、ＪＩＳ  Ｒ  １６２０（１９９５）に準拠して真密度を測定する。排気時間は４０分とする。
（５）測定試料の実際の重量を電子天秤（Ａ＆Ｄ製  ＨＲ２０２ｉ）で測定する。
（６）以下の式から、ハニカム触媒の気孔率を求める。
（ハニカム触媒の気孔率）＝１００−（測定試料の実際の重量／測定試料が完全な緻密体であると仮定した場合の重量）×１００［％］
【００４８】
本発明のハニカム触媒において、ハニカム焼成体の外周面には、外周コート層が形成されていてもよい。
外周コート層の厚さは、０．１〜２．０ｍｍであることが望ましい。
【００４９】
本発明のハニカム触媒においては、ハニカム構造体に貴金属が担持されている。
貴金属としては、例えば、白金、Ｐｄ、Ｒｈ等の白金族金属が挙げられる。
貴金属は、ハニカム焼成体に直接担持されていてもよく、ハニカム焼成体を構成する隔壁の表面に、貴金属を含むコート層が形成されることにより担持されていてもよい。
【００５０】
本発明のハニカム触媒において、貴金属の担持量は、０．１〜１５ｇ／Ｌであることが望ましく、０．５〜１０ｇ／Ｌであることがより望ましい。
本明細書において、貴金属の担持量とは、ハニカム触媒の見掛けの体積当たりの貴金属の重量をいう。なお、ハニカム触媒の見掛けの体積は、空隙の体積を含む体積であり、外周コート層及び／又は接着層の体積を含むこととする。
【００５１】
［ハニカム触媒の製造方法］
次に、本発明のハニカム触媒を製造する方法について説明する。
本発明のハニカム触媒を製造する方法としては、例えば、以下の方法で製造したハニカム焼成体に対して、隔壁の表面に貴金属とＣＺ粒子とアルミナ粒子とを含むコート層を形成するコート層形成工程を行う方法が挙げられる。
【００５２】
（ハニカム焼成体の作製）
まず、ハニカム焼成体を作製する方法について説明する。
ハニカム焼成体を作製する方法としては、例えば、ＣＺ粒子とアルミナ粒子とを含む原料ペーストを成形することにより、複数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム成形体を作製する成形工程と、上記ハニカム成形体を焼成することにより、ハニカム焼成体を作製する焼成工程と、を含む方法が挙げられる。
【００５３】
（成形工程）
成形工程では、まずＣＺ粒子とアルミナ粒子とを含む原料ペーストを調製する。
【００５４】
ＣＺ粒子及びアルミナ粒子の種類、平均粒子径等については、［ハニカム触媒］の項目で説明したため、詳細な説明は省略する。
ただし、ハニカム触媒の原料となるＣＺ粒子及びアルミナ粒子の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（ＭＡＬＶＥＲＮ社製  ＭＡＳＴＥＲＳＩＺＥＲ２０００）により求めることができる。
【００５５】
原料ペーストを調製する際に用いる他の原料としては、無機繊維、無機バインダ、有機バインダ、造孔剤、成形助剤、分散媒等が挙げられる。
【００５６】
無機繊維を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、シリカアルミナ、ガラス、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム等が挙げられ、二種以上併用してもよい。これらの中では、アルミナ繊維が望ましい。
【００５７】
無機繊維のアスペクト比は、５〜３００であることが望ましく、１０〜２００であることがより望ましく、１０〜１００であることがさらに望ましい。
【００５８】
無機バインダとしては、特に限定されないが、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス、セピオライト、アタパルジャイト、ベーマイト等に含まれる固形分が挙げられる。これらの無機バインダは、二種以上併用してもよい。
【００５９】
無機バインダの中では、ベーマイトが望ましい。ベーマイトは、ＡｌＯＯＨの組成で示されるアルミナ１水和物であり、水等の媒体に良好に分散するので、ベーマイトを無機バインダとして用いることが望ましい。
【００６０】
有機バインダとしては、特に限定されないが、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００６１】
造孔剤としては、特に限定されないが、例えば、アクリル樹脂、コークス、デンプン等が挙げられる、本発明では、アクリル樹脂、コークス及びデンプンのうち２種類以上を用いることが望ましい。
造孔剤とは、ハニカム焼成体を作製する際、ハニカム焼成体の内部に気孔を導入するために用いられるものをいう。
【００６２】
成形助剤としては、特に限定されないが、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００６３】
分散媒としては、特に限定されないが、水、ベンゼン等の有機溶媒、メタノール等のアルコール等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００６４】
上記した原料としてＣＺ粒子、アルミナ粒子、アルミナ繊維及びベーマイトを使用した際、これらの配合割合は、原料中の焼成工程後に残存する全固形分に対し、ＣＺ粒子：２５〜７５重量％、アルミナ粒子：１５〜３５重量％、アルミナ繊維：５〜１５重量％、ベーマイト：５〜２０重量％が望ましい。
【００６５】
原料ペーストを調製する際には、混合混練することが望ましく、ミキサー、アトライタ等を用いて混合してもよく、ニーダー等を用いて混練してもよい。
【００６６】
上記方法により原料ペーストを調製した後、原料ペーストを成形することにより、複数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム成形体を作製する。
具体的には、上記原料ペーストを用いて押出成形することにより、ハニカム成形体を作製する。つまり、所定の形状の金型に上記ペーストを通過させることにより、所定の形状の貫通孔を有するハニカム成形体の連続体を形成し、所定の長さにカットすることにより、ハニカム成形体が得られる。
【００６７】
次に、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等の乾燥機を用いて、ハニカム成形体を乾燥してハニカム乾燥体を作製することが望ましい。
【００６８】
本明細書においては、焼成工程を行う前のハニカム成形体及びハニカム乾燥体をまとめてハニカム成形体とも呼ぶ。
【００６９】
（焼成工程）
焼成工程では、ハニカム成形体を焼成することにより、ハニカム焼成体を作製する。なお、この工程は、ハニカム成形体の脱脂及び焼成が行われるため、「脱脂・焼成工程」ということもできるが、便宜上「焼成工程」という。
【００７０】
焼成工程の温度は、８００〜１３００℃であることが望ましく、９００〜１２００℃であることがより望ましい。また、焼成工程の時間は、１〜２４時間であることが望ましく、３〜１８時間であることがより望ましい。焼成工程の雰囲気は特に限定されないが、酸素濃度が１〜２０％であることが望ましい。
【００７１】
以上の工程により、ハニカム焼成体を作製することができる。
続いて、該ハニカム焼成体の隔壁の表面に貴金属とＣＺとを含むコート層を形成するコート層形成工程について説明する。
【００７２】
（コート層形成工程）
まず、コート層の原料となるコート層形成用スラリーを準備する。
コート層形成用スラリーは、ＣＺ粒子、アルミナ粒子及び貴金属を溶媒と混合することにより得られる。
【００７３】
貴金属としては、例えば、白金、Ｐｄ、Ｒｈ等の白金族金属が挙げられる。
コート層形成用スラリーを準備する際の貴金属は、貴金属粒子の分散溶液であってもよく、貴金属塩や貴金属錯体の溶液であってもよい。
【００７４】
コート層形成用スラリーを準備する際の、各種原料の混合順は特に限定されず、ＣＺ粒子、アルミナ粒子、貴金属及び溶媒を一度に混合する方法であってもよく、まずＣＺ粒子と貴金属とを混合して貴金属担持ＣＺ粒子を得て、その後貴金属担持ＣＺ粒子、アルミナ粒子及び溶媒を混合する方法や、まずアルミナ粒子と貴金属とを混合して貴金属担持アルミナ粒子を得て、その後貴金属担持アルミナ粒子、ＣＺ粒子及び溶媒を混合する方法であってもよい。
【００７５】
コート層形成用スラリーを調製する際に用いる他の原料としては、無機バインダ、分散媒等が挙げられる。
上記原料としては、ハニカム成形体を作製する際の原料ペーストに用いられるものと同様のものを好適に用いることができる。
【００７６】
ハニカム焼成体をコート層形成用スラリーに浸漬し、引き上げた後、乾燥・焼成することによりハニカム焼成体を構成する隔壁の表面に、貴金属を含むコート層が形成されたハニカム触媒が得られる。
【００７７】
コート層形成工程で担持される貴金属の担持量は、０．１〜１５ｇ／Ｌとなるように調整することが望ましく、０．５〜１０ｇ／Ｌとすることがより望ましい。
【００７８】
隔壁の長手方向の熱膨張率を７．０〜８．０×１０−６／℃に調整するためには、コート層の熱膨張率をハニカム焼成体（基材部）の熱膨張率よりも低くすることが望ましい。
熱膨張率がハニカム焼成体よりも低くなるようなコート層形成用スラリーの組成としては、アルミナ粒子を２５重量％以上含むことが望ましい。
【００７９】
（その他の工程）
ハニカム焼成体の外周面に外周コート層を形成する場合、外周コート層は、ハニカム焼成体の両端面を除く外周面に外周コート層用ペーストを塗布した後、乾燥固化することにより形成することができる。
【００８０】
複数個のハニカム焼成体が接着層を介して接着されてなるハニカム構造体を用いる場合は、複数個のハニカム焼成体の両端面を除く外周面に接着層用ペーストを塗布して、接着させた後、乾燥固化することにより作製したものを用いることができる。接着層用ペーストとしては、原料ペーストやコート層形成用スラリーと同じ組成のものが挙げられる。
【００８１】
（実施例）
以下、本発明をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００８２】
［ハニカム触媒の作製］
（製造例１）
ＣＺ粒子［ＣｅＯ２：ＺｒＯ２＝３：７（重量比）、平均粒子径：２μｍ］を２６．４重量％、θ−アルミナ粒子（平均粒子径：２μｍ）を１３．２重量％、アルミナ繊維（平均繊維径：３μｍ、平均繊維長：６０μｍ）を５．３重量％、無機バインダとしてベーマイトを１１．３重量％、有機バインダとしてメチルセルロースを５．３重量％、造孔剤としてアクリル樹脂を２．１重量％、同じく造孔剤としてコークスを２．６重量％、成形助剤として界面活性剤であるポリオキシエチレンオレイルエーテルを４．２重量％、及び、イオン交換水を２９．６重量％混合混練して、原料ペーストを調製した。
【００８３】
押出成形機を用いて、原料ペーストを押出成形して、円柱状のハニカム成形体を作製した。そして、減圧マイクロ波乾燥機を用いて、ハニカム成形体を出力１．７４ｋＷ、減圧６．７ｋＰａで１２分間乾燥させた後、１１００℃で１０時間脱脂・焼成することにより、ハニカム焼成体を作製した。ハニカム焼成体は直径が１０３ｍｍ、長さが１０５ｍｍの円柱状であり、貫通孔の密度が７７．５個／ｃｍ２（５００ｃｐｓｉ）、隔壁の厚さが０．０７６ｍｍ（３ｍｉｌ）であった。
【００８４】
（貴金属の担持）
硝酸パラジウムＰｄ（ＮＯ３）２の硝酸溶液（Ｐｄ濃度１００ｇ／Ｌ）を準備した。この溶液中に、製造例１で得たハニカム焼成体を浸漬し、２４時間保持した。その後、ハニカム焼成体を混合溶液から引き上げ、１１０℃で２時間乾燥し、窒素雰囲気中５００℃で１時間焼成することによって、ハニカム焼成体にＰｄを担持させたＰｄ担持ハニカム焼成体を得た。
Ｐｄの担持量は、ハニカム焼成体の見掛けの体積当たり１．２ｇ／Ｌとした。
【００８５】
（熱膨張率の測定１：基材部の熱膨張率）
得られたＰｄ担持ハニカム焼成体を断面寸法が５×５ｍｍとなるよう、かつ長手方向の長さが２０ｍｍとなるように切り出して、ＪＩＳ  Ｒ  １６１８（２００２）に準拠して、基材部の熱膨張率を測定したところ、８．０×１０−６／℃であった。
【００８６】
（実施例１）
（コート層形成用スラリーの作製）
ＣＺ粒子［ＣｅＯ２：ＺｒＯ２＝３：７（重量比）、平均粒子径：２μｍ］を硝酸ロジウム溶液に添加して混合し、溶媒を乾燥させた後、５００℃で１時間焼成することにより、ＣＺ粒子にＲｈが担持されたＲｈ担持ＣＺ粒子を得た。続いて、得られたＲｈ担持ＣＺ粒子２０重量部とθ−アルミナ粒子（平均粒子径：２μｍ）を８０重量部を混合し、イオン交換水４００重量部と混合することによりコート層形成用スラリーを調製した。
【００８７】
（コート層の形成）
コート層形成用スラリーにＰｄ担持ハニカム焼成体を浸漬させた。次いでＰｄ担持ハニカム焼成体をコート層形成用スラリーから取り出し、送風機の風を吹き付けることでＰｄ担持ハニカム焼成体に付着した余分なコート層形成用スラリーを吹き飛ばした。その後、８０℃で一昼夜乾燥させ、５００℃で１時間焼成することにより、実施例１に係るハニカム触媒を得た。
コート層の厚さは片側０．０２５ｍｍとし、隔壁の厚さは０．１２６ｍｍとした。
Ｒｈの担持量は、ハニカム触媒の見掛けの体積当たり０．４ｇ／Ｌとした。
【００８８】
（実施例２）
コート層形成用スラリーにおけるＲｈ担持ＣＺ粒子とθ−アルミナ粒子との混合比を５０：５０（重量比）に変更したほかは、実施例１と同様の手順で実施例２に係るハニカム触媒を得た。
【００８９】
（比較例１）
コート層形成用スラリーにおけるＲｈ担持ＣＺ粒子とθ−アルミナ粒子との混合比を６０：４０（重量比）に変更したほかは、実施例１と同様の手順で比較例１に係るハニカム触媒を得た。
【００９０】
（熱膨張率の測定２：隔壁の熱膨張率）
実施例１〜２及び比較例１に係るハニカム触媒をそれぞれ５×５ｍｍの断面寸法に、かつ、長手方向の長さが２０ｍｍとなるよう切り出して、ＪＩＳ  Ｒ  １６１８（２００２）に準拠して隔壁の長手方向の熱膨張率を測定したところ、それぞれ７．４×１０−６／℃、８．０×１０−６／℃、８．２×１０−６／℃であった。
【００９１】
（耐剥離性試験）
以下の条件でコート層の耐剥離性試験を行い、コート層の耐剥離性を評価した。
実施例１〜２及び比較例１に係るハニカム触媒を、アルミナ製マットを介して金属ケーシング内に封入し、ガスバーナーで熱せられた空気と室温の空気とを交互に通気させた。ハニカム触媒の中心の温度が２００℃及び９５０℃となるように熱せられた空気と室温の空気の通気を１００サイクル繰り返し、ヒートサイクル試験を行った。ヒートサイクル試験後に各ハニカム触媒におけるコート層の様子を目視で確認したところ、実施例１〜２に係るハニカム触媒ではコート層の剥離がみられなかったが、比較例１に係るハニカム触媒ではコート層の剥離がみられた。
【００９２】
上記の結果から、隔壁の長手方向の熱膨張係数が７．０〜８．０×１０−６／℃である実施例１〜２に係るハニカム触媒は、コート層の耐剥離性が高く、排ガス浄化性能が低下しにくいことがわかった。
【符号の説明】
【００９３】
１０      ハニカム触媒
１１      ハニカム構造体
１２      貫通孔
１３      隔壁
１３ａ    コート層
１３ｂ    基材部
１４      貴金属
【図１】
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【図２】
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