(57)【要約】  【課題】  触媒性能の低下を抑制できる排ガス浄化用触媒を提供する。  【解決手段】  排ガス浄化用触媒は、軸方向に貫通する貫通孔を有する担体と、触媒金属および耐火性無機酸化物を含み、貫通孔の内面に形成された触媒層と、を有している。貫通孔３の内面に形成された触媒層１１は、排ガスの流れ方向９の上流側から順に、第１領域１１ａ、第２領域１１ｂ、第３領域１１ｃを有している。第１領域１１ａおよび第２領域１１ｂは、触媒金属として、パラジウム、白金、およびロジウムからなる群より選択される触媒成分を含む。このとき、第１領域１１ａと第２領域１１ｂにおける触媒成分の密度の比が１：２〜１：３０の範囲となっている。【選択図】図１
2015009163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に貫通する貫通孔を有する担体と、
触媒金属および耐火性無機酸化物を含み、前記貫通孔の内面に形成された触媒層と、
を有しており、前記貫通孔により排ガスの流路を形成する排ガス浄化用触媒であって、
前記触媒層は、排ガスの流れ方向の上流側から順に、第１領域、第２領域、および第３領域を有しており、
少なくとも前記第１領域および前記第２領域は、前記触媒金属として、パラジウム、白金、およびロジウムからなる群より選択される触媒成分を含み、
前記第１領域における前記触媒成分の密度と、前記第２領域における前記触媒成分の密度と、の比が１：２〜１：３０であり、
前記第３領域における前記触媒成分の密度は、前記第２領域における前記触媒成分の密度よりも小さい
ことを特徴とする排ガス浄化用触媒。
【請求項２】
前記第２領域は、前記貫通孔の前記上流側の端部から１０ｍｍ下流側の位置よりも下流側に存在する
ことを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項３】
前記第２領域は、前記軸方向に１０ｍｍ〜３０ｍｍの長さを有する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項４】
前記第１領域における前記触媒成分の密度と、前記第２領域における前記触媒成分の密度と、の比が１：５〜１：２１である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項５】
前記触媒成分とはパラジウムである
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、二輪車等の内燃機関からの排ガス中に含まれる有害成分を除去する排ガス浄化用触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の内燃機関から排出される排ガス浄化用触媒は多数提案されており、現在では、ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを同時に浄化する三元触媒が主流になっている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
上記の三元触媒としては、アルミナ、セリア−ジルコニア等の耐火性無機化合物粉体に、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）等の触媒成分を単独で、あるいは組み合わせて分散担持してなる触媒組成物をコージェライトや金属製等のハニカム担体に被覆せしめてなるものがあった。
【０００４】
また、三元触媒としては、コージェライトや金属製等のハニカム担体等に、アルミナ、セリア−ジルコニア等の耐火性無機酸化物を被覆した後、該担体をＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の触媒成分を単独で、あるいはそれらの組み合わせを含むスラリーに浸漬することにより、これらの触媒成分を担持せしめてなるものが知られている。
【０００５】
またエンジンの冷機始動時に効率的に排ガスを処理するため、ガス流れの上流端部に触媒貴金属を高担持する技術も提案されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１９６８４１号公報
【特許文献２】特開平５−２３５９３号公報
【特許文献３】特開２００１−２５９４２４号公報
【特許文献４】特開２００１−１６２１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
排ガス浄化用触媒は、熱や被毒物質により漸進的に劣化が進行する。その結果、例えば長期間使用した後に所望の排ガス浄化性能が得られなくなる虞がある。劣化を予測して初期の機能を高めておくことも考えられるが、その場合には高価なＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈを予め多く担持させておかなければならない。
【０００８】
本発明の目的は触媒性能の低下を抑制できる排ガス浄化用触媒を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した問題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、軸方向に貫通する貫通孔を有する担体と、触媒金属および耐火性無機酸化物を含み、上記貫通孔の内面に形成された触媒層と、を有しており、上記貫通孔により排ガスの流路を形成する排ガス浄化用触媒であって、さらに以下の特徴を有する。
【００１０】
上記排ガス浄化用触媒の触媒層は、排ガスの流れ方向の上流側から順に、第１領域、第２領域、および第３領域を有している。そして、少なくとも第１領域および第２領域は、触媒金属として、パラジウム、白金、およびロジウムからなる群より選択される触媒成分を含んでおり、第１領域における上記触媒成分の密度と、第２領域における上記触媒成分の密度と、の比が１：２〜１：３０である。なお密度は、例えば各領域の平均値を用いることができる。
【００１１】
また、第３領域における触媒成分の密度は、第２領域における触媒成分の密度よりも小さくなるように構成されている。
通常、排ガス浄化用触媒は排ガスの流路の上流端部に近いほど熱や被毒物質による劣化が進行しやすい。上述した本発明の排ガス浄化用触媒では、排ガス流路の上流端部から距離を空けた第２領域においてＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈの少なくともいずれか１種の触媒成分を高密度に担持するため、上記触媒成分の熱や被毒物質による触媒性能の性能低下を抑制することができる。
【００１２】
なお本発明の排ガス浄化用触媒では第１領域にも上記触媒成分が含まれている。第１領域においても触媒反応が生じて熱ストレスや被毒が起こることで、第２領域における熱ストレスや被毒を抑制され、第２領域の触媒性能低下が抑制できると考えられる。
【００１３】
第３領域には上記触媒成分が含まれていても良いが、含まれていなくともよい。また、第１〜第３の各領域は隣接している必要はなく、間隔を有していてもよい。例えば第１領域と第２領域の間に、それら領域の間の密度で上記触媒成分を有する領域が存在していてもよい。
【００１４】
上述した触媒性能の低下は、特に排ガス流れ上流側の端部から１０ｍｍまでの領域において顕著である。よって、上述した第２領域は、貫通孔の上流側端部から１０ｍｍ下流側の位置よりも下流側に存在するように構成してもよい。このように構成することで、触媒性能の低下を高度に抑制できる。
【００１５】
なお触媒金属が高担持された部分が上流側端部から近いほど触媒性能が高くなるため、第２領域は上流側端部から５０ｍｍ下流側の位置までの範囲に位置するように構成してもよい。これらを考慮すると、第２領域は上流側の端部から１０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に存在するように構成することが考えられる。
【００１６】
第１領域と第２領域におけるＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈの少なくともいずれか１種の触媒成分の密度の比は、その触媒性能と耐劣化性能との両方を良好に得られる範囲とすることが望まれる。上述した第１領域と第２領域との密度の比が１：２よりも低くなるように第１領域の密度を相対的に低くすることで、第１領域の触媒性能が低下することによる触媒全体としての触媒性能の低下を良好に抑制することができる。
【００１７】
一方、上述した比が１：３０よりも高くなるように第１領域の密度を相対的に高くすることで、特に冷機始動時における第１領域での触媒反応を効率的に起こさせることができ、触媒全体としての触媒性能を高くすることができると共に、第２領域での触媒性能の低下を抑制する作用を充分に発揮することができる。従って、上述した比は１：２〜１：３０とすることが好ましい。
【００１８】
また、第１領域の上記触媒成分の比を１：５よりも低くすることで、より高度に触媒性能の低下を抑制でき、またその比を１：２１よりも高くすることで、触媒性能を高くすることができる。
【００１９】
第２領域は、その領域における触媒反応を充分に機能させるために、担体の軸方向に１０ｍｍ〜３０ｍｍの長さを有するように構成するとよい。
ところで、上記触媒成分としてパラジウムを選択してもよい。このように構成された排ガス浄化用触媒では、特にエンジンの冷機始動時の排ガス浄化性能を優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】排ガス浄化用触媒の貫通孔断面の表面部分の拡大模式図である。
【図２】実施例２と比較例１との耐久試験前後のＷＵ−Ｔ５０の比較と耐久後悪化率を示すグラフである。
【図３】実施例１〜９および比較例１、２の耐久試験後のＷＵ−Ｔ５０を示すグラフである。
【図４】実施例２と比較例１とのエミッション測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお本発明は、以下の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
【００２２】
本発明の一実施形態である排ガス浄化用触媒は、軸方向に貫通する貫通孔を有する担体と、触媒金属および耐火性無機酸化物を含み、貫通孔の内面に形成された触媒層と、を有している。
【００２３】
担体としては、一般的に排ガス浄化用触媒として使用されるものであれば特に制限はなく、例えば、ハニカム型、コルゲート型、モノリスハニカム型等が挙げられる。担体の材質は、耐火性を有するものであればいずれのものであっても良く、例えば、コージェライト等の耐火性を有するセラミックス製、フェライト系ステンレス等金属製の一体構造型を用いることができる。
【００２４】
耐火性無機酸化物としては、例えば、アルミナ（特に活性アルミナ）、Ｚｒ酸化物、Ｃｅ酸化物、ＺｒＣｅ複合酸化物、シリカ、チタニア等が挙げられる。耐火性無機酸化物の量は、触媒１Ｌあたり、例えば１００〜３００ｇとすることが考えられる。
【００２５】
図１は排ガス浄化用触媒の貫通孔断面の表面部分を拡大して模式的に示す図である。担体１に設けられた貫通孔３において、図１における左側の端部は上流側端部５であり、右側の端部は下流側端部７である。軸方向とは図１の左右方向となる。排ガスは、上流側端部５から貫通孔３に入り、貫通孔３を通り、下流側端部７から外部に抜ける。
【００２６】
従って、図１に示す貫通孔３は排ガスの流路を形成しており、左から右に向かう方向が排ガスの流れ方向９である。担体１には多数の貫通孔３が互いに平行に形成されている。
貫通孔３の内面に形成された触媒層１１は、排ガスの流れ方向９の上流側から順に、第１領域１１ａ、第２領域１１ｂ、第３領域１１ｃを有している。
【００２７】
第１領域１１ａは、第２領域１１ｂよりも上流側にあればよいが、貫通孔３において排ガスの入り口となる上流側端部５を含む領域であってもよい。また、上記第３領域１１ｃは、第２領域１１ｂよりも下流側であればよいが、貫通孔３において排ガスの出口となる下流側端部７を含む領域であってもよい。
【００２８】
触媒層１１は、第１〜第３の各領域において担持する金属の種類または金属濃度を調整することができるが、以下の条件を満たすように構成される。
少なくとも第１領域１１ａおよび第２領域１１ｂは、触媒金属として、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、およびロジウム（Ｒｈ）からなる群より選択される触媒成分を含む。このとき、第１領域１１ａと第２領域１１ｂにおける触媒成分の密度の比が１：２〜１：３０の範囲となっている。
【００２９】
このように触媒成分が担持される領域を調整することにより、例えば触媒成分を上流側端部５に隣接する位置に高担持した場合と比較して、同量の触媒成分を用いて、触媒性能の低下を抑制しつつ、耐久性を向上した排ガス浄化用触媒を製造することができる。
【００３０】
また、なるべく第３領域に担持させる触媒成分の密度を下げてなるべく上流側に触媒成分の高担持領域を形成することで、特に冷機始動時などの触媒性能を向上することができる。
【００３１】
さらに、第１領域１１ａの上記触媒成分の比を１：５よりも低くすることで、より高度に触媒性能の低下を抑制でき、またその比を１：２１よりも高くすることで、触媒性能を高くすることができる。
【００３２】
第３領域１１ｃにおける触媒成分の密度は、第２領域１１ｂにおける触媒成分の密度よりも小さければ良い。第３領域１１ｃにはＰｄ，Ｐｔ，Ｒｈを含まない構成であってもよい。
【００３３】
なお第１〜第３領域は、それらのみで触媒層１１全体を構成する構成であってもよいが、各領域の間や、第１領域１１ａの上流および第３領域１１ｃの下流に、第１〜第３領域とは担持する金属の種類または金属濃度が異なる領域が形成されていてもよい。
【００３４】
図１の排ガス浄化用触媒では、１つの担体１が備える貫通孔３に、第１〜第３領域がそれぞれ形成される構成を例示している。しかしながら、本発明の排ガス浄化用触媒は、２以上（または３以上）の担体で構成され、それらの担体が備える貫通孔を組み合わせて排ガスの流路を形成する構成であってもよい。
【００３５】
この場合は、ある担体の貫通孔に第１領域を設け、他の担体の貫通孔に第２領域を設け、さらに別の担体に第３領域を設けることができる。そして、第１領域が設けられた担体、第２領域が設けられた担体、第３領域が設けられた担体を、排ガスの流れ方向に沿って配置することができる。
【００３６】
担体１の軸方向の長さは特に規定されるものではなく、大型車、小型車および二輪車等を含む一般的な車両用の排ガス浄化用触媒担体に対して広く適用することができる。
また第１〜第３領域の軸方向の長さも特に規定されるものではない。担体１の長さが短ければ短くする必要があるが、各領域は軸方向に少なくとも５ｍｍ程度の長さを有していればよい。
【００３７】
触媒層１１は、異なる金属種が２層以上重ねて構成されるものであってもよいし、一層の構成のものであってもよい。即ち、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈのいずれかの貴金属が高担持される第２領域１１ｂを有していれば、様々な形態とすることができる。
【００３８】
また触媒層１１には、アルカリ土類金属化合物が含まれていても良い。また、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、ネオジム（Ｎｄ）、プラセオジム（Ｐｒ）などを含有していても良い。
【００３９】
以下に、排ガス浄化用触媒の実施例を記載する。なお以下の実施例ではパラジウムを対象に製造および試験を行っているが、白金およびロジウムも熱や被毒による性能低下の傾向は類似しているため、同様の結果を得ることができる。もちろん、それら金属が同時に複数用いられる場合にも適用できる。
【００４０】
＜実施例＞
以下に本発明の実施例を記載する。
［実施例１］
硝酸Ｐｄ溶液（Ｐｄ含有量換算で１ｇ)とアルミナ９５ｇ、１０ｗｔ％アルミナゾル５０ｇ、ＺｒＣｅ複合酸化物５０ｇ、バリウム化合物１０ｇ、水１００ｇを混合し、スラリー１を調製した。
【００４１】
硝酸Ｒｈ溶液（Ｒｈで０．２ｇ)とＺｒＣｅ複合酸化物５０ｇ、アルミナ４５ｇ、１０ｗｔ％アルミナゾル５０ｇ、水１００ｇを混合し、スラリー２を調製した。
モノリスハニカム担体（貫通孔を含む担体全体の容積１Ｌ、全長１００ｍｍ）にスラリー１を固形物量換算で１６１ｇコートし、２５０℃で１時間乾燥させた後、５００℃で１時間焼成した。さらにスラリー２を固形物量換算で１００．２ｇコートし、２５０℃で１時間乾燥させた後、５００℃で１時間焼成した。ここで調製した触媒を、以降、ベース触媒と述べる。
【００４２】
次に、ベース触媒に対し、ガス流れ上流側端部から１０ｍｍまでの範囲にＰＶＡ（ポリビニルアルコール）樹脂コートを施した後に、端部から３０ｍｍの範囲に硝酸Ｐｄ溶液を用いた吸水法によりＰｄを塗布し、２５０℃で１時間乾燥させた後、５００℃で１時間焼成した。ＰＶＡ樹脂コートにより端部から１０ｍｍまでのＰｄ塗布が抑制され、またＰＶＡ樹脂コートは焼成により除去された。
【００４３】
以上の工程により、端面から１０ｍｍ部から３０ｍｍ部間に、Ｐｄ密度１０ｇ／Ｌ（Ｐｄ含有量換算で２ｇ）のＰｄ高担持部が形成されてなる排ガス浄化用触媒を調製した。なおこのＰｄ高担持部を有する、上流側端部からの距離が１０ｍｍ〜３０ｍｍの領域の触媒層が、本発明における触媒層の第２領域に対応する。
【００４４】
なお本実施例では吸水法によりＰｄ塗布を行ったが、コート法、含浸担持法など様々な手法で担体へのＰｄの担持を行わせることが可能である。
［実施例２］
実施例１に準じた調製法で、ベース触媒にガス流れ上流側の端面から１５ｍｍ部までの範囲にＰＶＡ樹脂コートを施し、硝酸Ｐｄ溶液を用いた吸水法により３５ｍｍ部までＰｄを塗布して、２５０℃で１時間乾燥させた後、５００℃で１時間焼成し端面から１５ｍｍ部から３５ｍｍ部間にＰｄ密度１０ｇ／Ｌ（Ｐｄで２ｇ）のＰｄ高担持部が形成されてなる排ガス浄化用触媒を調製した。
【００４５】
［実施例３］
実施例１に準じた調製法で、ベース触媒にガス流れ上流側の端面から２０ｍｍ部までの範囲にＰＶＡ樹脂コートを施し、硝酸Ｐｄ溶液を用いた吸水法により４０ｍｍ部までＰｄを塗布して、２５０℃で１時間乾燥させた後、５００℃で１時間焼成し端面から２０ｍｍ部から４０ｍｍ部間にＰｄ密度１０ｇ／Ｌ（Ｐｄで２ｇ）のＰｄ高担持部が形成されてなる排ガス浄化用触媒を調製した。
【００４６】
［実施例４］
実施例１に準じた調製法で、ベース触媒にガス流れ上流側の端面から３０ｍｍ部までの範囲にＰＶＡ樹脂コートを施し、硝酸Ｐｄ溶液を用いた吸水法により５０ｍｍ部までＰｄを塗布して、２５０℃で１時間乾燥させた後、５００℃で１時間焼成し端面から３０ｍｍ部から５０ｍｍ部間にＰｄ密度１０ｇ／Ｌ（Ｐｄで２ｇ）のＰｄ高担持部が形成されてなる排ガス浄化用触媒を調製した。
【００４７】
［実施例５］
実施例１に準じた調製法で、ベース触媒にガス流れ上流側の端面から４０ｍｍ部までの範囲にＰＶＡ樹脂コートを施し、硝酸Ｐｄ溶液を用いた吸水法により６０ｍｍ部までＰｄを塗布して、２５０℃で１時間乾燥させた後、５００℃で１時間焼成し端面から４０ｍｍ部から６０ｍｍ部間にＰｄ密度１０ｇ／Ｌ（Ｐｄで２ｇ）のＰｄ高担持部が形成されてなる排ガス浄化用触媒を調製した。
【００４８】
［実施例６］
実施例１に準じた調製法で、ベース触媒にガス流れ上流側の端面から１５ｍｍ部までの範囲にＰＶＡ樹脂コートを施し、硝酸Ｐｄ溶液を用いた吸水法により２２．５ｍｍ部までＰｄを塗布して、２５０℃で１時間乾燥させた後、５００℃で１時間焼成し端面から１５ｍｍ部から２２．５ｍｍ部間にＰｄ密度２０ｇ／Ｌ（Ｐｄで２ｇ）のＰｄ高担持部が形成されてなる排ガス浄化用触媒を調製した。
【００４９】
［実施例７］
実施例１に準じた調製法で、ベース触媒にガス流れ上流側の端面から１５ｍｍ部までの範囲にＰＶＡ樹脂コートを施し、硝酸Ｐｄ溶液を用いた吸水法により２５ｍｍ部までＰｄを塗布して、２５０℃で１時間乾燥させた後、５００℃で１時間焼成し端面から１５ｍｍ部から２５ｍｍ部間にＰｄ密度２０ｇ／Ｌ（Ｐｄで２ｇ）のＰｄ高担持部が形成されてなる排ガス浄化用触媒を調製した。
【００５０】
［実施例８］
実施例１に準じた調製法で、ベース触媒にガス流れ上流側の端面から１５ｍｍ部までの範囲にＰＶＡ樹脂コートを施し、硝酸Ｐｄ溶液を用いた吸水法により４５ｍｍ部までＰｄを塗布して、２５０℃で１時間乾燥させた後、５００℃で１時間焼成し端面から１５ｍｍ部から４５ｍｍ部間にＰｄ密度６．６７ｇ／Ｌ（Ｐｄで２ｇ）のＰｄ高担持部が形成されてなる排ガス浄化用触媒を調製した。
【００５１】
［実施例９］
実施例１に準じた調製法で、ベース触媒にガス流れ上流側の端面から１５ｍｍ部までの範囲にＰＶＡ樹脂コートを施し、硝酸Ｐｄ溶液を用いた吸水法により５５ｍｍ部までＰｄを塗布して、２５０℃で１時間乾燥させた後、５００℃で１時間焼成し端面から１５ｍｍ部から５５ｍｍ部間にＰｄ密度５ｇ／Ｌ（Ｐｄで２ｇ）のＰｄ高担持部が形成されてなる排ガス浄化用触媒を調製した。
【００５２】
［比較例１］
ＰＶＡ樹脂コートを施す以外は実施例１に準じた調製法で、ベース触媒に、硝酸Ｐｄ溶液を用いた吸水法により上流側端部から２０ｍｍ部までの範囲にＰｄを塗布して、２５０℃で１時間乾燥させた後、５００℃で１時間焼成し端面から２０ｍｍ部間にＰｄ密度１０ｇ／Ｌ（Ｐｄで２ｇ）のＰｄ高担持部が形成されてなる排ガス浄化用触媒を調製した。
【００５３】
［比較例２］
実施例１に準じた調製法で、ベース触媒にガス流れ上流側の端面から１５ｍｍ部までの範囲にＰＶＡ樹脂コートを施し、硝酸Ｐｄ溶液を用いた吸水法により２０ｍｍ部までＰｄを塗布して、２５０℃で１時間乾燥させた後、５００℃で１時間焼成し端面から１５ｍｍ部から２０ｍｍ部間にＰｄ密度４０ｇ／Ｌ（Ｐｄで２ｇ）のＰｄ高担持部が形成されてなる排ガス浄化用触媒を調製した。
【００５４】
以上説明した、実施例１〜９および比較例１、２の排ガス浄化用触媒にＰｄ高担持部の構成を表１に示す。
【００５５】
【表１】
2015009163.tif 000003
【００５６】
＜評価＞
排気量４０００ｃｃのガソリンエンジンに、実施例１〜９および比較例１にて製造した排ガス浄化用触媒を取り付け、平均エンジン回転数３５００ｒｐｍ、触媒床内ピーク温度１０００℃にて、５０時間の耐久試験を行った。その後、評価試験を行った。
【００５７】
（１）エンジンベンチ評価
排気量２４００ｃｃのガソリンエンジンに耐久試験後の各排ガス浄化用触媒を取り付け、平均エンジン回転数２４００ｒｐｍにて運転して排ガス流路に取り付けた触媒に排ガスを流通させ、ＨＣ、ＣＯ、およびＮＯｘのエミッション浄化率を測定し、触媒への排ガス流通開始時点から浄化率５０％となる時間（ＷＵ−Ｔ５０、以降単にＷＵ（ｓ）とも記載する）を得た。
【００５８】
図２は、実施例２と比較例１との耐久試験前後のＷＵ−Ｔ５０の比較と耐久後悪化率を示すグラフを示している。耐久後悪化率は、以下のように算出した。
耐久後悪化率（％）＝（耐久試験後のＷＵ（ｓ）−初期のＷＵ（ｓ））／初期のＷＵ（ｓ）×１００
図２から分かるように、耐久試験前は比較例１の方が良好な結果を得られた（早期に浄化率５０％に達した）が、耐久試験後は実施例２の方が良好な結果となった。
【００５９】
つまり、比較例１のようにＰｄ高担持部が排ガス流れ上流側の端部にある場合は、初期（耐久試験前）は良好な結果を得ることができるが、使用による触媒性能低下の度合が高いことが分かる。比較例１では耐久後悪化率は１００％であったが、実施例２ではその悪化率が４２％程度まで減少した。即ち、Ｐｄ高担持部を下流側に設けることによって、触媒性能の低下を抑制することができた。
【００６０】
表２に、実施例１〜９および比較例１、２の排ガス浄化用触媒における耐久試験前後のＷＵ−Ｔ５０の比較と耐久後悪化率の一覧を示す。耐久後悪化率は、実施例１〜９のすべてにおいて９０％以下の悪化率に抑制できた。よって、実施例１〜９は、長期間に亘って触媒性能を担保できるという点で、悪化率が１００％を超えた比較例１、２よりも優れているといえる。
【００６１】
【表２】
2015009163.tif 000004
【００６２】
なお上記実施例１〜９では、第１領域（Ｐｄ高担持部よりも上流）と第２領域（Ｐｄ高担持部）の密度の比が１：６〜１：２７．７の間であるときに、良好に触媒性能の低下を抑制することができた。よって、このような割合で第２領域のＰｄ密度を高くするように担持のバランスを調整することにより、触媒性能の低下を抑制できる。
【００６３】
なお、上記密度の比が１：２より第１領域の密度が相対的に低くなる範囲であれば、第１領域の使用後の性能低下による触媒全体の性能低下を抑制できる。各実施例の結果から明らかであるように、その比が１：５より第１領域の密度が小さくなる範囲において、特にその効果が顕著になる。
【００６４】
また、上記密度の比が１：３０よりも第１領域の密度が高くなるように構成すれば、第１領域の触媒性能を低下させることなく、全体として触媒性能の向上と、第２領域の触媒性能低下を高度に実現できる。また各実施例から明らかであるように、その比が１：２１より第１領域の密度が大きくなる範囲において、耐久性悪化率を７３％以下にでき、特にその効果が顕著になる。
【００６５】
耐久試験後の実施例１〜９および比較例１の測定結果を図３（Ａ）、（Ｂ）に示す。実施例１〜４、７〜９の排ガス浄化用触媒については、比較例１と比較して、Ｐｄの担持量が同量であるにも関わらず早期に浄化率５０％に達するという良好な結果を得た。即ち上記実施例１〜４、７〜９では、触媒性能の低下を抑制して、耐久後は従来よりも高い触媒性能を保つことができた。
【００６６】
図３（Ａ）に記載した実施例１〜５の排ガス浄化用触媒は、Ｐｄ高担持部の軸方向の長さは同じで、その位置がそれぞれ異なるものである。実施例１〜４において良好な結果を得られたことから、Ｐｄ高担持部は上流側端部から１０〜５０ｍｍの範囲に存在することで、Ｐｄ高担持部が上流側端部にある場合（比較例１）と比較して、良好な結果を得られることが分かる。特に、１０〜４０ｍｍの範囲に存在するときに良好な結果を得られると言える。
【００６７】
また図３（Ｂ）に記載した実施例２、６〜９の排ガス浄化用触媒は、Ｐｄ高担持部の上流側位置が上流端部から１５ｍｍであってその軸方向の長さがそれぞれ異なるものである。この比較からは、軸方向の長さが１０ｍｍ以上であることにより、特に良好な結果を得られることが分かる。なお試験結果より４０ｍｍ以下であれば良好な結果を得られることが分かるが、Ｐｄ高担持部以外の領域への貴金属担持を考慮するとＰｄ高担持部は３０ｍｍ以下とすることで、上流および下流の領域を充分に確保することができる。
【００６８】
（２）車両評価
いずれも耐久試験後の実施例２および比較例１の排ガス浄化用触媒を排気量２２００ｃｃのガソリンエンジンを搭載した車両に取り付け、ＦＴＰ７５（Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｔｅｓｔ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ  ７５）テストモード（http://www.epa.gov/nvfel/methods/ftpdds.gif参照）を走行し、ＨＣ、ＣＯ、およびＮＯｘのエミッションを測定した。
【００６９】
測定結果を図４のグラフに示す。実施例２のグラフは、比較例１のエミッションを１００％とした場合の相対値である。ＨＣ、ＣＯ、およびＮＯｘのいずれにおいてもエミッションは低下した。
【００７０】
このように、実施例２の排ガス浄化用触媒は、耐久試験前は比較例１よりも触媒性能が劣っていたものの、触媒性能の耐久試験による低下が抑制されることにより耐久試験後は触媒性能が比較例１よりも高くすることができた。
【符号の説明】
【００７１】
１…担体、３…貫通孔、５…上流側端部、７…下流側端部、１１…触媒層、１１…第１領域、１１ａ…第１領域、１１ｂ…第２領域、１１ｃ…第３領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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