(57)【要約】【課題】内燃機関の排ガスに含まれるＰＭを捕集して浄化する排ガス浄化触媒において、排ガスの熱による触媒成分（セシウムとバナジウム）の揮発を抑えた排ガス浄化触媒を提供する。【解決手段】内燃機関の排ガスに含まれるＰＭを捕集して浄化する排ガス浄化触媒８であって、Ｃｓ２Ｖ４Ｏ１１とＣｓＶＯ３の少なくとも一つの複合酸化物、またはＣｓ２Ｖ４Ｏ１１とＣｓＶＯ３の少なくとも一つの複合酸化物と硫酸セシウムを含む排ガス浄化触媒である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排ガスに含まれるＰＭを捕集して浄化する排ガス浄化触媒であって、
Ｃｓ２Ｖ４Ｏ１１とＣｓＶＯ３の少なくとも一つの複合酸化物を含む触媒、またはＣｓ２Ｖ４Ｏ１１またはＣｓＶＯ３の少なくとも一つの複合酸化物と硫酸セシウムを含む触媒であることを特徴とする排ガス浄化触媒。
【請求項２】
前記セシウムとバナジムのモル比が０．５より多く１．０以下であることを特徴とする請求項１記載の排ガス浄化触媒。
【請求項３】
前記複合酸化物と硫酸セシウムがアルミナに担持されていることを特徴とする請求項１または２記載の排ガス浄化触媒。
【請求項４】
請求項１または３に記載の排ガス浄化触媒を担持した排ガス浄化フィルタであって、表面に存在する前記セシウムとバナジムのモル比が０．５より多く１．０以下である排ガス浄化フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排ガスの浄化に使用される排ガス浄化フィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンは排ガス中に粒子状物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）を含んでおり、これが大気中に排出されることが課題となっている。ディーゼルパーティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）は、ＰＭを捕集し燃焼除去する機能を持っている。ＰＭが自己燃焼するには６００℃以上の温度が必要となるため、ＤＰＦに触媒を塗布することで燃焼温度を下げ、効率的にＰＭを燃焼することができる。
【０００３】
現在、排ガス浄化触媒としてＰＭ燃焼触媒には白金、パラジウム等の白金族金属が広く使用されている。これは白金族金属を用いた触媒が、良好なＰＭ燃焼性能と耐久性とを持つためである。しかし、白金族金属は希少、かつ高価である。そのためＰＭ燃焼触媒においては、白金族金属の省使用、白金族金属の代替材料に関する研究が世界中において行われている。
【０００４】
白金族金属を不使用としたＰＭ燃焼触媒には、アルカリ金属等からなる溶融塩型触媒（または溶融易動型触媒とも言う）がある。溶融塩型触媒は、ＰＭとの反応温度近傍において溶融し、液相となる。そのため、触媒とＰＭとの接触は飛躍的に増大し、性能が良化すると考えられている。溶融塩型触媒としては、例えば、セシウム（Ｃｓ）とバナジウム（Ｖ）との複合酸化物（以下、ＣｓＶ酸化物と記載）が知られている。ＣｓＶ酸化物の触媒としては、例えばセリアにＣｓＶ酸化物を担持してなる触媒が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１６３０７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の排ガス浄化触媒はＰＭの燃焼性能が高く、ＰＭを燃焼除去する排ガス浄化触媒として効果を有する。しかしながら、ＰＭの燃焼性能に着眼するだけでは、排ガス負荷による触媒の耐久性が確保できないという課題を有していた。
【０００７】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、セシウムとバナジウムの揮発を抑えた排ガス浄化触媒およびそれを担持した排ガス浄化フィルタ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】
【０００８】
本発明の排ガス浄化触媒は、内燃機関の排ガスに含まれるＰＭを捕集して浄化する排ガス浄化触媒であって、Ｃｓ２Ｖ４Ｏ１１またはＣｓＶＯ３の少なくとも一つの複合酸化物を含む触媒、または少なくともＣｓ２Ｖ４Ｏ１１またはＣｓＶＯ３の一つの複合酸化物と硫酸セシウムを含む触媒である。これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の排ガス浄化触媒によれば、セシウムとバナジウムの揮発を抑えた排ガス浄化触媒を提供することができる。特にセシウムとバナジウムにより構成される複合酸化物（ＣｓＶ酸化物）は、高温雰囲気で液相となりＰＭと直接接触して燃焼反応へ酸素供給を行う溶融易動型触媒であり、燃焼反応を活性化させる触媒として効果を奏する。中でもＣｓ２Ｖ４Ｏ１１とＣｓＶＯ３は、融点が高く熱により分解しにくく安定であるため、触媒反応を繰り返しても成分の揮発が起きにくい排ガス浄化触媒を提供するおよびそれを担持した排ガス浄化フィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の排ガス浄化フィルタの断面図
【図２】本発明の評価例１のサンプルにおけるＣｓ／Ｖモル比を示す図
【図３】本発明の評価例１における排ガス浄化触媒のセシウムとバナジウムの揮発量測定した結果を示す図（（ａ）揮発量を０から９０．０μｍｏｌ／ｍ３／ｇの範囲で示した図、（ｂ）揮発量を０から１６．０μｍｏｌ／ｍ３／ｇの範囲で示した図）
【図４】本発明の評価例２のサンプルにおけるＣｓ／Ｖモル比を示す図
【図５】評価例２で使用するテストピース用フィルタ基材の図
【図６】本発明の評価例２におけるテストピース流入側の表面上のＣｓ／Ｖを示す図
【図７】本発明の評価例３における排ガス浄化触媒を塗布したテストピースのセシウムとバナジウムの揮発量測定した結果を示す図
【図８】本発明の評価例４のサンプルにおける担体構成を示す図
【図９】本発明の評価例４における排ガス浄化触媒のセシウムの揮発量測定した結果を示す図
【図１０】本発明の評価例５のサンプルにおけるＡｌ／Ｖモル比を示す図
【図１１】本発明の評価例５における排ガス浄化触媒を塗布したテストピースのバナジウムの揮発量測定した結果を示す図
【図１２】本発明の実施例６、７における排ガス浄化触媒の組成としてＡｌ／Ｖモル比の上限値を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の請求項１に係る排ガス浄化触媒は、内燃機関の排ガスに含まれるＰＭを捕集して浄化する排ガス浄化触媒であって、Ｃｓ２Ｖ４Ｏ１１とＣｓＶＯ３の少なくとも一つの複合酸化物を含む触媒、またはＣｓ２Ｖ４Ｏ１１とＣｓＶＯ３の少なくとも一つの複合酸化物と硫酸セシウムを含む触媒であることを特徴とするものである。
【００１２】
セシウムとバナジウムにより構成される複合酸化物（ＣｓＶ酸化物）は、高温雰囲気で液相となりＰＭと直接接触して燃焼反応へ酸素供給を行う溶融易動型触媒であり、燃焼反応を活性化させる触媒として効果を奏する。中でもＣｓ２Ｖ４Ｏ１１とＣｓＶＯ３は、融点が高く熱により分解しにくく安定であるため、触媒反応を繰り返しても成分の揮発が起きにくい。また、ＰＭを燃焼させる触媒としても十分な触媒活性を奏する。
【００１３】
また、ＣｓＶ酸化物の近傍に硫酸セシウムが共存すると、ＣｓＶ酸化物の層状構造や鎖状構造を結合するセシウム原子を供給できるため、触媒の分子構造の分解を抑制し成分の揮発が抑えられるので、耐久性の向上が期待できる。
【００１４】
また、請求項２に係る排ガス浄化触媒は、Ｃｓ／Ｖ（バナジウムに対するセシウムのモル比）が０．５より多く１．０以下であることを特徴とする排ガス浄化触媒である。
【００１５】
これにより、Ｃｓ／Ｖが０．５より多く１．０以下の時、規定の温度で焼成し触媒を合成すると、Ｃｓ２Ｖ４Ｏ１１とＣｓＶＯ３の少なくとも一つの複合酸化物を含む触媒、またはＣｓ２Ｖ４Ｏ１１とＣｓＶＯ３の少なくとも一つの複合酸化物と硫酸セシウムを含む触媒を選択的に生成できるので、触媒反応を繰り返しても成分の揮発が起きにくくすることができる。
【００１６】
また、請求項３に係る排ガス浄化触媒は、前記Ｃｓ２Ｖ４Ｏ１１とＣｓＶＯ３の少なくとも一つの複合酸化物、またはＣｓ２Ｖ４Ｏ１１とＣｓＶＯ３の少なくとも一つの複合酸化物と硫酸セシウムがアルミナに担持されていることを特徴とする。
【００１７】
アルミナ担体は反応性が低いため、反応性の高いセシウムとバナジウムを担持するのに適している。
【００１８】
またアルミナ担体は耐熱性が高く凝集しにくいため、ＣｓＶ酸化物触媒の活性を高く維持することができる。
【００１９】
また、請求項４に係る排ガス浄化フィルタは、請求項１から３のいずれか一つに係る排ガス浄化触媒をフィルタ基材の表面に担持した排ガス浄化フィルタであって、前記表面に存在する前記セシウムとバナジムのモル比が０．５より多く１．０以下であることを特徴とする。
【００２０】
これにより、バナジウムとセシウムの飛散量が増大することを抑制することができ、ＰＭの燃焼性能を高く維持できる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
排ガス浄化フィルタ１は、内燃機関の排気経路に設置され、排気ガス中のＰＭを捕集することができるものである。
【００２３】
図１に示すように排ガス浄化フィルタ１は、円筒形のフィルタ基材２を有し、フィルタ基材２の軸方向に延設した流路３を複数備えている。それぞれの流路３は、セル壁４によって区画形成されている。フィルタ基材２の端部は、プラグ５によって、それぞれの流路３が交互に目封じされている。それぞれの流路３は、交互に目封じされることで、フィルタ基材２の内側に入り込んだ流入面６側の流路と、流出面７側の流路とに区別できる。流入面６には排ガス浄化触媒８が塗布されて、触媒層９が形成されている。
【００２４】
本実施の形態の排ガス浄化触媒８は、Ｃｓ２Ｖ４Ｏ１１とＣｓＶＯ３の少なくとも一つの複合酸化物を含む溶融塩型触媒、またはＣｓ２Ｖ４Ｏ１１とＣｓＶＯ３の少なくとも一つの複合酸化物と硫酸セシウムを含む溶融塩型触媒である。すなわち、セシウムとバナジウムにより構成される複合酸化物（ＣｓＶ酸化物）を含む触媒である。
【００２５】
上記構成において、浄化させる排ガスは、フィルタ基材２のセル壁４に設けられた細孔を通じて流入面６側の流路から流出面７側の流路へ流通させることができ、この際にセル壁４の内部および表面（流入面６）、さらには触媒層９で排ガス中のＰＭが捕集される。捕集されたＰＭは、触媒層９に含まれる排ガス浄化触媒８によって速やかに燃焼除去される。
【００２６】
ＣｓＶ酸化物は、高温雰囲気で液相となりＰＭと直接接触して燃焼反応へ酸素供給を行う溶融易動型触媒であり、燃焼反応を活性化させる触媒として効果を奏する。
【００２７】
本実施の形態のＣｓ２Ｖ４Ｏ１１とＣｓＶＯ３は、融点が高く熱により分解しにくく安定であるため、触媒反応を繰り返しても触媒成分の揮発が起きにくい。また、ＰＭを燃焼させる触媒としても十分な触媒活性を奏する。
【００２８】
また、ＣｓＶ酸化物は層状構造または鎖状構造を有しており、複数の層状構造または複数の鎖状構造が混在している。触媒層９は、これらの層状構造、鎖状構造がセシウム原子によってイオン結合をして形成されている。そして、触媒層９において、ＣｓＶ酸化物の近傍に硫酸セシウムが共存すると、前記イオン結合に寄与するセシウム原子を硫酸セシウムから供給できるため、触媒の分解が抑制され成分の揮発が抑えられ、耐久性を高めることができる。
【００２９】
また、実施の形態の排ガス浄化触媒８は、ＣｓＶ酸化物は近傍に硫酸セシウムが共存する状態において、バナジウムに対するセシウムのモル比（Ｃｓ／Ｖ）が０．５より多く１．０以下である。なお、前述の排ガス浄化フィルタ１の場合、排ガス浄化フィルタ１の表面、すなわち流入面６における排ガス浄化触媒８の塗布状態を評価するために、ＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分光法）が広く用いられる。ＥＤＸにより排ガス浄化フィルタ表面上の元素分析を行い、原子数濃度から触媒の成分であるバナジウムに対するセシウムの存在比（モル比）を定量することができる。
【００３０】
Ｃｓ／Ｖが０．５より多く１．０以下の時、規定の温度で焼成し触媒を合成すると、Ｃｓ２Ｖ４Ｏ１１とＣｓＶＯ３の少なくとも一つの複合酸化物を含む触媒、またはＣｓ２Ｖ４Ｏ１１とＣｓＶＯ３の少なくとも一つの複合酸化物と硫酸セシウムを含む触媒を選択的に生成できる。
【００３１】
Ｃｓ／Ｖが０．５より多く０．８以下の時、Ｃｓ２Ｖ４Ｏ１１と硫酸セシウムから成る触媒を選択的に生成し易い。Ｃｓ２Ｖ４Ｏ１１の近傍に硫酸セシウムが共存することで、前記に述べた効果により高温雰囲気でのセシウムとバナジウムの揮発を抑えられる。
【００３２】
Ｃｓ／Ｖが０．８より多く１．０未満の時、Ｃｓ２Ｖ４Ｏ１１とＣｓＶＯ３と硫酸セシウムから成る触媒を生成でき、セシウムとバナジウムのモル比が１．０の時、ＣｓＶＯ３から成る触媒を生成でき、セシウムやバナジウムの揮発を抑えられる。
【００３３】
しかし、セシウムとバナジウムのモル比が０．５以下、又は１．０より多い時、反応しないセシウム塩やバナジウム塩が多量に存在するため、高温雰囲気中でセシウムとバナジウムが揮発する。Ｃｓ／Ｖが０．５未満の時、バナジウム塩が過剰に存在し、ＣｓＶ３Ｏ８が生成する。ＣｓＶ３Ｏ８は熱に弱く容易に分解するため、バナジウムが多量に揮発する。Ｃｓ／Ｖが１．０より多いとき、ＣｓＶ酸化物の安定化へ寄与できる硫酸セシウムが過剰となり、Ｃｓが多量に揮発する。
【００３４】
排ガス浄化触媒８は、ＣｓＶ酸化物と、硫酸セシウムと、担体としてアルミナとを含む溶融塩型触媒とすることが望ましい。セシウムおよびバナジウムを含有する酸化物と硫酸セシウムとを含有する溶融塩型触媒は、ＰＭとの反応温度近傍において溶融し、液相となるため、触媒とＰＭとの接触は飛躍的に増大し、性能が良化すると考えられている。さらに担体を用いることで、排ガス浄化触媒８の表面積を増大させ、ＰＭの燃焼性能を上昇させることができる。セシウムやバナジウムは反応性が高いため、担体として反応性の低いアルミナを用いることが好ましい。
【００３５】
次に、本実施の形態に係る排ガス浄化フィルタの製造方法について説明する。
【００３６】
上述の排ガス浄化触媒８と分散溶媒とを混合し、これを湿式粉砕してスラリーを得る。このスラリーに増粘剤を混合し、スラリー粘度の調整を行う。具体的には、分散溶媒として水を用い、増粘剤としてＰＥＯ（ポリエチレンオキサイド）を用いる。
【実施例】
【００３７】
以下、本実施の形態について実施例を説明する。
【００３８】
＜１．触媒粉末の成分揮発量評価＞
触媒成分の粉末状態における揮発量を評価するために、図２に示すサンプル１から５を作成した。
【００３９】
（実施例１）
セシウムとバナジウムのモル比がＣｓ／Ｖ＝０．８となるように、硫酸セシウムと酸化硫酸バナジウムを測り取り、水に溶解する。その水溶液に、担体としてアルミナ粉末をＡｌ／Ｖ＝１０となるように混合した後、ホットスターラーで温めながら混合し、蒸発乾固させた。得られた粉末を乳鉢で粉砕し、電気炉にて７２０℃５時間焼成し、本実施例の排ガス浄化触媒（図２、サンプル１）を得た。
【００４０】
（実施例２）
セシウムとバナジウムのモル比がＣｓ／Ｖ＝１．０であること以外は実施例１と同様の作り方で排ガス浄化触媒を得た（図２、サンプル２）。
【００４１】
（比較例１）
セシウムとバナジウムのモル比がＣｓ／Ｖ＝０．５であること以外は実施例１と同様の作り方で排ガス浄化触媒を得た（図２、サンプル３）。
【００４２】
（比較例２）
セシウムとバナジウムのモル比がＣｓ／Ｖ＝０．３であること以外は実施例１と同様の作り方で排ガス浄化触媒を得た（図２、サンプル４）。
【００４３】
（比較例３）
セシウムとバナジウムのモル比がＣｓ／Ｖ＝１．１であること以外は実施例１と同様の作り方で排ガス浄化触媒を得た（図２、サンプル５）。
【００４４】
（評価例１）
実施例１、２と比較例１、２、３で得た排ガス浄化触媒を、φ１４ｍｍ径の穴の開いた金型にセットし、油圧プレス機でプレスする。触媒ペレットを取り出し、メノウ乳鉢にて軽く粉砕し、ふるいを通過させて大きさが均一なペレットを得た。
【００４５】
石英管の中に、上流側に触媒ペレット、下流側にアルミナペレットが配置されるよう、石英ウールで仕切りを詰めながら入れる。準備した石英管に、上流側から７００℃、水５％含有の水蒸気ガスを１Ｌ／ｍｉｎ、２０時間連続で流通させる。試験後のアルミナペレットを酸分解し、セシウムはＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合プラズマ質量分析計）、バナジウムはＩＣＰ−ＯＥＳ（誘導結合プラズマ発光分光分析装置）を用いて定量分析を行い、吸着量を算出する。
【００４６】
評価結果を図２（ａ）、（ｂ）に示す。
【００４７】
バナジウムの揮発量は、Ｃｓ／Ｖが０．５を境に極大化する。Ｃｓ／Ｖが０．５のときは、Ｃｓ２Ｖ４Ｏ１１が単独で存在するため、熱により分解しやすくバナジウム揮発量が増加したと考えられる。Ｃｓ／Ｖが０．５未満のとき、熱的に不安定なＣｓＶ３Ｏ８の構造をとるため、バナジウムが多量に揮発した。Ｃｓ／Ｖが０．５より多く、硫酸セシウムが余剰にある場合は、バナジウムの揮発量が抑えられた。
【００４８】
セシウムの揮発量はＣｓ／Ｖが１．０より多い範囲で増加した。これはＣｓＶＯ３等のＣｓＶ酸化物の構造に関与しないセシウム原子が存在するため、セシウム揮発量が急激に上昇したと推定される。
【００４９】
以上の結果から、Ｃｓ／Ｖが０．５より多く１．０以下の範囲であれば、セシウムとバナジウムの揮発量を抑制できることがわかった。
【００５０】
＜２−１．ＤＰＦ形状における初期成分量分析＞
ＤＰＦ形状における初期成分量分析とＤＰＦ形状における成分揮発量の評価を行うために、図４に示すサンプル６から７を作成した。
【００５１】
排ガス浄化フィルタに用いるフィルタ基材２のサイズは様々であり、ＤＰＦ形状における触媒成分の量を測定するために、本実施例では図５に示す直径１インチ×長さ３インチのフィルタ基材１０をテストピースとして用いる。
【００５２】
（実施例３）
２５０ｍＬのボトルに、実施例２で作製した触媒（サンプル２）１３．３ｇと、分散溶媒として水１２５ｇと、Ｃｓ／Ｖ＝１．０となるように硫酸セシウムを０．６６２ｇと、ｐＨ調整剤として硫酸１．０ｇとを混合した。φ１．５ｍｍのジルコニアビーズ１００ｇを入れ、ボールミルで湿式粉砕し、排ガス浄化触媒スラリーを得た。得られた排ガス浄化触媒スラリーに、増粘剤としてＰＥＯを添加し、３０分間攪拌した。得られた排ガス浄化触媒スラリーをフィルタ基材１０の排ガスが流入する側のセル内、すなわち流入面６（図５では図示せず、図１を参照）に塗布し、乾燥炉を用いて１５０℃で１時間乾燥させた。次に、得られたテストピースを大気中、昇温速度３００℃／ｈとし、７００℃で２時間焼成することにより、本実施例のテストピース（サンプル６）を得た。テストピースは、ＤＰＦ形状における初期成分量分析用と揮発量評価用として２つを作製した。テストピースの排ガス浄化触媒担持量は、初期成分量分析用のテストピースにおいて１８ｇ／Ｌとなった。
【００５３】
（実施例４）
Ｃｓ／Ｖ＝１．３となるように排ガス浄化触媒スラリーに硫酸セシウムを１．６５６ｇ添加すること以外は、実施例３と同様の手順でテストピース（サンプル７）を作製した。
【００５４】
（比較例４）
Ｃｓ／Ｖ＝０．８となるように、硫酸セシウムを添加しないこと以外は、実施例３と同様の手順でテストピース（サンプル８）を作製した。
【００５５】
（評価例２）
実施例３、比較例４、５で得た初期分析用のテストピースを割断し、流入面６の基材表面上のＣｓ／ＶをＥＤＸを用いて測定した。測定条件は、加速電圧１５ｋＶ、プローブ電流７０μＡ、倍率１００、ＷＤ１０ｍｍに設定し、触媒が塗布された面についてライン分析を行った。得られたデータのうち、触媒が塗布された部分のデータのみの平均値を算出し、Ｃｓ／Ｖを求めた。
【００５６】
評価結果を図６に示す。
【００５７】
ＥＤＸ実測値のＣｓ／Ｖは、材料仕込み時（スラリー作製時）の材料比率とは異なった。これは、テストピースの流入側から触媒スラリーを流し入れる際、テストピースの流入側の表面には不溶性分のみが担持され、水溶成分は流出側含むテストピースの全体へ拡散する為と考えられる。本触媒スラリーは、水溶成分として硫酸セシウムを含むため、硫酸セシウムがテストピース全体へ拡散し、流入面６のセシウム比率が小さくなった。
【００５８】
以上の結果から、テストピースの表面のＣｓ／Ｖが０．５より大きく１．０以下となるためには、スラリー作製時のＣｓ／Ｖの材料仕込みを０．７より大きく１．６以下が好ましいと推測される。
【００５９】
＜２−２．ＤＰＦ形状における成分揮発量の評価＞
（評価例３）
実施例３、比較例４、５で得た揮発量評価用のテストピースを、内径φ２８ｍｍの石英管の中に配置し、上流側にテストピース、下流側にアルミナペレットが配置されるよう、石英ウールで仕切りを詰めながら入れる。準備した石英管に、上流側から６５０℃、水５％含有の水蒸気ガスを２４．５Ｌ／ｍｉｎ、２０時間連続で流通させる。試験後のアルミナペレットを酸分解し、セシウムはＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合プラズマ質量分析計）、バナジウムはＩＣＰ−ＯＥＳ（誘導結合プラズマ発光分光分析装置）を用いて定量分析を行い、吸着量を算出する。
【００６０】
評価結果を図７に示す。
【００６１】
テストピースのセシウムとバナジウム揮発量は、テストピース表面上すなわち流入面６上のＣｓ／Ｖにより変化した。テストピースではＣｓ／Ｖ＝０．５より大きい範囲でバナジウムの揮発量が減少し、＜１．触媒粉末の成分揮発量評価＞と同様の傾向となった。
【００６２】
以上の結果から、排ガス浄化フィルタについてもセシウムやバナジウムの飛散量はＣｓ／Ｖに依存することがわかり、また出発原料の触媒粉末のＣｓ／Ｖではなく、テストピース表面に存在するＣｓ／Ｖが重要であることが示唆された。
【００６３】
＜３．揮発量に係る担体の評価＞
揮発量に係る担体を評価するために図８に示すサンプル９から１１を作成した。
【００６４】
（実施例５）
セシウムとバナジウムのモル比がＣｓ／Ｖ＝０．５５となるように、硫酸セシウムと酸化硫酸バナジウムを測り取り、水に溶解する。その水溶液に、担体としてアルミナ粉末をＡｌ／Ｖ＝１０となるように混合した後、ホットスターラーで温めながら混合し、蒸発乾固させた。得られた粉末を乳鉢で粉砕し、電気炉にて７２０℃５時間焼成し、本実施例のＰＭ燃焼触媒を得た（図８、サンプル９）。
【００６５】
（比較例５）
実施例５のアルミナと重量比が同じとなるよう、担体としてジルコニア（ＵＥＰ５０）を混合すること以外は実施例４と同様の作り方で排ガス浄化触媒を得た（図８、サンプル１０）。
【００６６】
（比較例６）
実施例５のアルミナと重量比が同じとなるよう、担体としてチタニア（ＣＳ４１Ｌ）を混合すること以外は実施例４と同様の作り方で排ガス浄化触媒を得た（図８、サンプル１１）。
【００６７】
（評価例４）
評価例１と同様の評価を用いて、実施例５、比較例５、６の触媒の揮発量評価を行った。
【００６８】
結果を図９に示す。
【００６９】
ジルコニアやチタニア担体を用いると、セシウムの揮発量が増大することが分かった。これは、反応性の高いＣｓＶ酸化物がジルコニアやチタニアとの接点で副生成物を生成し、その副生成物からセシウムやバナジウムが揮発したためと考えられる。つまり、アルミナを担体として用いることがよい。
【００７０】
＜４．揮発量に係る担体の割合の評価＞
揮発量に係る担体の割合を評価するために、図１０に示すサンプル１２、１３を作成した。
【００７１】
（実施例６）
実施例３と同様の手順、すなわち、２５０ｍＬのボトルに、実施例２で作製した触媒１３．３ｇと、分散溶媒として水１２５ｇと、Ｃｓ／Ｖ＝１．０となるように硫酸セシウムを０．６６２ｇと、ｐＨ調整剤として硫酸１．０ｇとを混合した。φ１．５ｍｍのジルコニアビーズ１００ｇを入れ、ボールミルで湿式粉砕し、スラリーを得た。得られた排ガス浄化触媒スラリーに、増粘剤としてＰＥＯを添加し、３０分間攪拌した。得られたスラリーを、フィルタ基材１０の排ガスが流入する側のセル内、すなわち流入面６に塗布し、乾燥炉を用いて１５０℃で１時間乾燥させた。次に、得られたテストピースを大気中、昇温速度３００℃／ｈとし、７００℃で２時間焼成することにより、本実施例のテストピースを得た（図１０、サンプル１２）。テストピースは初期成分量分析用と揮発量評価用の２つを作製した。テストピースの排ガス浄化触媒担持量は、初期成分量分析用において１８ｇ／Ｌとなった。
【００７２】
（実施例７）
Ａｌ／Ｖ＝１５（バナジウムに対するアルミニュムのモル比）であること以外は実施例６と同様の手順でテストピース（図１０、サンプル１３）を作製した。
【００７３】
（評価例５）
評価例３と同様の手順で、実施例６と実施例７で得た揮発量評価用のテストピースを、内径φ２８ｍｍの石英管の中に配置し、上流側にテストピース、下流側にアルミナペレットが配置されるよう、石英ウールで仕切りを詰めながら入れる。準備した石英管に、上流側から５５０℃〜６５０℃、水５％含有の水蒸気ガスを２４．５Ｌ／ｍｉｎ、２０時間連続で流通させる。試験後のアルミナペレットを酸分解し、セシウムはＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合プラズマ質量分析計）、バナジウムはＩＣＰ−ＯＥＳ（誘導結合プラズマ発光分光分析装置）を用いて定量分析を行い、吸着量を算出する。
【００７４】
結果を図１１に示す。
【００７５】
実施例７はアルミナで触媒粉末を嵩高くしたことにより、どの温度域でも実施例６よりバナジウムの飛散量が減少した。
【００７６】
セシウムとバナジウムは反応性が高いため、ＤＰＦのフィルタとの接点で反応が起こり得る。フィルタ材料と反応が起きることで副生成物を生成し、セシウムやバナジウムの揮発量が増加する可能性があり、実施例７のように担体を増加することでフィルタとＣｓＶ酸化物の接点を減らすことができ、揮発量が減少したと考えられる。つまり、Ｃｓ／Ｖ比率が同じとき、担体の増加により触媒を嵩高くすることでセシウムとバナジウムの揮発量を減らすことができる。
【００７７】
また、Ａｌ／Ｖの値を調整したデータを示すと、図１２に示すように、触媒中のＡｌ／Ｖを上げていくと共に触媒活性を示すＴ−ｍａｘ（ＰＭの燃焼温度）が上がる。Ａｌ／Ｖが２０を超えるとＴ−ｍａｘが急激に上昇し、Ｔ−ｍａｘの臨界点はＡｌ／Ｖが２０と２５の間に存在することが分かる。これは担体の割合が増えることでＣｓＶ酸化物とＰＭの接触点が激減するため、燃焼性能が下がってしまうことを示している。
【００７８】
以上の結果から、担体比率の調整により、触媒燃焼性能と触媒耐久性（成分の揮発）を兼ね備えた触媒を調整することができる。ＰＭの燃焼を３８０℃以下に抑えるためには、Ａｌ／Ｖは１０から２０が適切である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明に係る排ガス浄化触媒およびそれを担持した排ガス浄化フィルタは、高いＰＭ燃焼性能を発現できる触媒の担持量を確保しつつ、触媒成分の分解・揮発を抑えるため、各種内燃機関から発生する排ガスを浄化する排ガス浄化フィルタや、ディーゼルエンジンの排ガスを浄化する触媒ＤＰＦ等として有用である。
【符号の説明】
【００８０】
１    排ガス浄化フィルタ
２    フィルタ基材
３    流路
４    セル壁
５    プラグ
６    流入面
７    流出面
８    排ガス浄化触媒
９    触媒層
１０    フィルタ基材
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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