(57)【要約】【課題】  材料のロスを発生させることなく設計通りの特性を発揮できる排ガス浄化用触媒を提供すること。【解決手段】  本発明の排ガス浄化用触媒１は、軸方向に排ガスが通過する複数のセルを有する触媒担体基材１０と、触媒担体基材のセルの表面に形成された第一の担持層と、第一の担持層に担持された第一の触媒金属と、を有する第一の触媒部１１と、触媒担体基材の第一の触媒部が形成されていないセルの表面に形成された第二の担持層と、第二の担持層に担持された第二の触媒金属と、を有する第二の触媒部１２と、を有する排ガス浄化用触媒であって、第一の触媒部１１と第二の触媒部１２の間は触媒担体基材１０が露出していることを特徴とする。本発明の排ガス浄化用触媒は、材料のロスを発生させることなく触媒の設計通りに触媒部が形成されているとともに圧損の増加が抑えられている。【選択図】  図１
2005334801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に排ガスが通過する複数のセルを有する触媒担体基材と、
該触媒担体基材の該セルの表面上に形成された第一の担持層と、該第一の担持層に担持された第一の触媒金属と、を有する第一の触媒部と、
該触媒担体基材の該第一の触媒部が形成されていない該セルの表面上に形成された第二の担持層と、該第二の担持層に担持された第二の触媒金属と、を有する第二の触媒部と、
を有する排ガス浄化用触媒であって、
該第一の触媒部と該第二の触媒部は接触していないことを特徴とする排ガス浄化用触媒。
【請求項２】
第三の担持層と該第三の担持層に担持された第三の触媒金属とをもつ第三の触媒部および／または吸着材をもつ吸着部が前記触媒担体基材の前記セルの表面に形成され、
前記第一の触媒部および前記第二の触媒層が、該第三の触媒部および／または該吸着部上に形成された請求項１記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項３】
前記第一の担持層の端部と前記第二の担持層の端部との距離が１０ｍｍ以下である請求項１記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項４】
前記第一の触媒部は前記触媒担体基材の一方の端部側にもうけられ、前記第二の触媒部は該触媒担体基材の他方の端部側にもうけられた請求項１記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項５】
前記触媒担体基材は、モノリスハニカム触媒担体である請求項１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、自動車のエンジン等の内燃機関から排出される排気ガスを浄化する排ガス浄化用触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境問題への関心の高まりにともない、自動車のエンジン等の内燃機関からの排気ガス対策が重要視されてきている。内燃機関からの排気ガスをそのまま大気に排出すると、公害や環境の悪化といった問題が発生するためである。このため、これらの排気ガスは排ガス浄化用触媒などを用いて浄化された後に大気中に排出されている。
【０００３】
排ガス浄化用触媒は、他の方法に比べ、排気ガスを発生するエンジン等の内燃機関にそれほどの負担をかけることなく、大幅なエミッションの低減が可能であるために広く採用されている。
【０００４】
排ガス浄化用触媒は、一般的には、耐熱性を有する触媒担体基材の表面に耐熱性無機酸化物等よりなる多孔質の担持層を形成し、この担持層に触媒金属を担持して形成されている。排ガス浄化用触媒は、触媒金属の作用により、排気ガスに含まれる有害な窒素酸化物（ＮＯｘ）、炭化水素（ＨＣ）および一酸化炭素（ＣＯ）を無害な窒素、二酸化炭素、水に変換している。
【０００５】
そして、近年は、車両への搭載性やコストの低減などの目的のために、ひとつの排ガス浄化用触媒において異なる特性を持たせた排ガス浄化用触媒が開発されている。（たとえば、特許文献１〜４参照。）
特許文献１には、上流側に低酸素活性ゾーンを、下流側に高酸素活性ゾーンを配設した触媒コンバータが開示されている。特許文献１に記載の触媒コンバータは、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈの少なくとも一種を触媒金属として有し、低酸素活性ゾーンおよび高酸素活性ゾーンにおいては、この触媒金属の担持量を異なるように形成されている。
【０００６】
特許文献２には、モノリス触媒担体に担持された触媒層を有し、触媒層が流入口側はＰｔを主体とし流出口側はＰｄを主体としている排気ガス浄化用モノリス触媒が開示されている。特許文献２に開示された排気ガス浄化用モノリス触媒は、モノリス触媒担体にアルミナ層などの触媒担持層を形成し、この触媒担持層が形成されたモノリス触媒担体を流入口側の端部からＰｔ水溶液に浸漬し、流出口側からＰｄ水溶液に浸漬して焼成して触媒層を製造している。
【０００７】
特許文献３には、モノリス触媒担体に担持された触媒層を有し、触媒層が流入口側はＰｔおよびＣｅを含むアルミナ層よりなり、流出口側はＰｄとＬａおよび／またはＮｄを含むアルミナ層よりなる排気ガス浄化用モノリス触媒が開示されている。
【０００８】
特許文献４には、排ガスの流れ方向に対して上流側にＮＯｘ還元触媒を、下流側にＨＣおよびＣＯ酸化触媒を担持したハニカム触媒が開示されている。
【０００９】
特許文献３〜４に開示された排ガス浄化用触媒は、触媒金属を担持する担持層が異なる材質より形成されている。すなわち、特許文献２〜４に開示された排ガス浄化用触媒は、異なる組成を有するスラリーを調製し、それぞれモノリス担体触媒の両端部から所定のコート長さで塗布して焼成することで担持層を形成している。
【００１０】
上記したように、ひとつの触媒担体基材上に異なる特性を持たせた排ガス浄化用触媒は、スラリーや触媒金属溶液よりなりそれぞれ異なる特性を発揮する二種類のコート液をモノリス担体等の触媒担体基材の両方の端部側からコートして製造されている。そして、実際の排ガス浄化用触媒の製造時には、一方の端部側からコート液のコートを行った後に他方の端部側から異なるコート液をコートするときには、互いのコート液の一部が重なるように行われている。コート液の一部が重なり合うコート方法は、コ−ト液がコートされない部分が発生して排ガスの浄化性能が低下することを抑えるために行われている。
【００１１】
従来の排ガス浄化用触媒においては、コート液が重なった部分においてコート液のロスが発生するという問題があった。また、コート液が重なると、異なる特性を発揮するように調製されたコート液が重なり合うため、排ガスの浄化性能が設計通りに発揮されなくなるという問題もあった。たとえば、特許文献１〜２に開示された排ガス浄化用触媒は、ひとつの担持層に異なる担持量で触媒金属を担持させているが、触媒金属の低担持量の部分と高担持量の部分とが重なり合うと、重なり合った部分の担持量が増加して設計値以上の担持量となる。
【００１２】
さらに、コート液が担持層を形成するためのスラリーであるときには、コート液が重なった部分において、担持層の厚さが過剰に厚くなり、排ガスの通路が狭くなるという問題があった。排ガスの通路が狭くなると、排ガスを通過させるときに圧損が高くなりエンジンに負担がかかるようになる。
【００１３】
すなわち、従来の排ガス浄化用触媒においては、材料のロスの発生や、排ガスの浄化性能や通気性能などの特性が設計値より低下するという問題が発生していた。
【特許文献１】特開平８−１１４１１６号公報
【特許文献２】特開昭６１−７８４３８号公報
【特許文献３】特開昭６２−６８５４４号公報
【特許文献４】特開平４−２７６１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、材料のロスを発生させることなく設計通りの特性を発揮できる排ガス浄化用触媒を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために本発明者らは排ガス浄化用触媒について検討を重ねた結果、セルののびる方向に特性の異なる複数の触媒部をもつ排ガス浄化用触媒においてそれぞれの触媒部が接触しない排ガス浄化用触媒とすることで上記課題を解決できることを見出した。
【００１６】
すなわち、本発明の排ガス浄化用触媒は、軸方向に排ガスが通過する複数のセルを有する触媒担体基材と、触媒担体基材のセルの表面上に形成された第一の担持層と、第一の担持層に担持された第一の触媒金属と、を有する第一の触媒部と、触媒担体基材の第一の触媒部が形成されていないセルの表面上に形成された第二の担持層と、第二の担持層に担持された第二の触媒金属と、を有する第二の触媒部と、を有する排ガス浄化用触媒であって、第一の触媒部と第二の触媒部は接触していないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の排ガス浄化用触媒は、材料のロスを発生させることなく触媒の設計通りに触媒部が形成できる。また本発明の排ガス浄化用触媒は、触媒部の担持層の重なり合いがないため、セルの開口量が減少しない。すなわち、圧損の増加が抑えられている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の排ガス浄化用触媒は、触媒担体基材と、第一の触媒部と、第二の触媒部と、を有する。そして、本発明の排ガス浄化用触媒は、第一の触媒部と第二の触媒部が接触していない。
【００１９】
本発明の排ガス浄化用触媒は、第一の触媒部と第二の触媒部が接触しなくなったことで、第一の触媒部と第二の触媒部の間は触媒部が形成されなくなっている。本発明の排ガス浄化用触媒は、第一の触媒部と第二の触媒部の間に触媒部が形成されないため、第一および第二の触媒部が重なり合わなくなっている。これにより、それぞれの触媒部の製造に要する材料のロスが生じなくなっているとともに、それぞれの触媒部が設計通りの浄化性能を発揮できる。また、第一の触媒部と第二の触媒部の間に担持層が形成されないため、担持層が重なり合うことによるセルの通気性の低下が抑えられる。
【００２０】
触媒担体基材は、軸方向に排ガスが通過する複数のセルを有する部材である。すなわち、その内部を排ガスが通過する複数のセルを有する構造とすることで、排ガス浄化用触媒は排ガスとの接触面積を大きくすることができ、排ガスの浄化能を向上させる。このような排ガス浄化用触媒としては、たとえば、モノリスハニカム担体等の触媒担体基材をあげることができる。また、触媒担体基材は、従来の排ガス浄化用触媒に用いられる材質を用いられることができ、たとえば、コーディエライトなどの耐熱性セラミックス、耐熱性金属等の材質を用いることができる。好ましくは、モノリスハニカム触媒担体である。
【００２１】
第一のおよび第二の触媒部は、触媒担体基材のセルの表面上に形成された担持層と、担持層に担持された触媒金属と、を有する。そして、第二の触媒部は、第一の触媒部が形成されていないセルの表面上に形成されている。
【００２２】
第一および第二の触媒部を形成する担持層および触媒金属は、特に限定されるものではない。すなわち、従来の排ガス浄化用触媒において担持層および触媒金属として用いられているものを用いることができる。
【００２３】
担持層は、排ガス浄化用触媒において、排ガスとの接触面積を大きくするために用いられる。通常の排ガス浄化用触媒に用いられる耐熱性無機酸化物を用いることができ、耐熱性無機酸化物としては、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、セリア、ゼオライトの少なくとも一種よりなることが好ましい。好ましい担持層としては、活性アルミナを主成分とする耐熱性無機酸化物である。また、担持層は、従来公知の添加物を有することが好ましい。これらの酸化物を担持層に有することで、排気ガス浄化用装置の浄化特性が向上する。
【００２４】
触媒金属は、担持層に担持されている。この触媒金属の担持は、担持層を形成した後に担持させても、担持層を形成するときに活性アルミナ等からなるスラリーに混合させて金属担体にコートすることにより付与させても、どちらでも良い。触媒金属は、排ガス浄化用触媒において、排ガスを浄化する成分である。触媒金属は、通常の排ガス浄化用触媒に用いられる触媒金属を用いることができる。すなわち、酸化触媒、還元触媒、三元触媒のいずれの触媒を用いてもよい。
【００２５】
詳しくは、触媒金属に、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、イリジウム（Ｉｒ）の少なくとも１種を用いることで排ガス中に含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、および窒素酸化物（ＮＯｘ）を効率よく除去できる。また、触媒金属の担持層への担持量も特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜選択することができる。
【００２６】
また、第一の触媒部を構成する第一の担持層および第一の触媒金属、第二の触媒部を構成する第二の担持層および第二の触媒金属は、それぞれ特に限定されるものではない。
【００２７】
すなわち、第一の担持層と第二の担持層は、同じ材質により形成されていても別の材質により形成されていてもどちらでもよい。また、第一の担持層の層厚および第二の担持層の層厚についても、特に限定されるものではなく、同じ厚さであっても異なる厚さであってもどちらでもよい。第一の担持層と第二の担持層は、第一の触媒部および第二の触媒部のそれぞれの用途に応じて適宜選択して形成できる。
【００２８】
また、第一の触媒金属および第二の触媒金属についても、上記担持層のときと同様に、同じ触媒金属であっても別の触媒金属であってもどちらでもよい。また、第一の触媒金属の担持量および第二の触媒金属の担持量についても、特に限定されるものではなく、同じ担持量であっても異なる担持量であってもどちらでもよい。第一の触媒金属と第二の触媒金属は、第一の触媒部および第二の触媒部のそれぞれの用途に応じて適宜選択して形成できる。
【００２９】
本発明の排ガス浄化用触媒において、第一の触媒部および第二の触媒部は、セルの内表面を形成する。すなわち、第一の触媒部および第二の触媒部は、セルの表面に直接形成されていても、それぞれの触媒部と特性の異なる下層触媒部上に少なくともその一部が形成されていてもよい。また、この下層触媒部は、吸着材をもつ吸着部であってもよい。さらに、下層触媒部と吸着部とが積層してなる部材上に第一の触媒部および第二の触媒部が形成されていてもよい。
【００３０】
第一の触媒部および第二の触媒部がそれぞれの触媒部と特性の異なる下層触媒部上に直接形成されたときに、この下層触媒部は、セルののびる方向において一体であっても複数に分かれていてもよい。下層触媒部は、セルののびる方向において一体であることが好ましい。
【００３１】
第三の担持層と第三の担持層に担持された第三の触媒金属とをもつ第三の触媒部および／または吸着材をもつ吸着部が触媒担体基材のセルの表面に形成され、第一の触媒部および第二の触媒層が、第三の触媒部および／または吸着部上に形成されたことが好ましい。
【００３２】
第三の触媒部を構成する第三の担持層および第三の触媒金属は、第一の触媒部および第二の触媒部の時と同様に、それぞれ特に限定されるものではない。
【００３３】
また、吸着部に含まれる吸着材は、その材質が特に限定されるものではない。たとえば、従来の排ガス浄化用触媒においてＨＣの吸着を行っている吸着材を用いることができる。このような吸着材としては、たとえば、ゼオライトをあげることができる。
【００３４】
本発明の排ガス浄化用触媒において、第一の担持層の端部と第二の担持層の端部との距離が１０ｍｍ以下であることが好ましい。第一の担持層の端部と第二の担持層の端部との距離が１０ｍｍを超えると、触媒部が形成されない部分が多くなり、排ガスの浄化性能が低下し、排ガス浄化用触媒の触媒担体基材の容積に占める排ガスの浄化性能が低下する。第一の担持層の端部と第二の担持層の端部との距離は、好ましくは１〜５ｍｍである。
【００３５】
ここで、第一の担持層の端部と第二の担持層の端部との距離とは、排ガス浄化用触媒において排ガスの流れる方向（触媒担体基材のセルののびる方向）における第一の触媒層の端部と第二の触媒層の端部の距離である。具体的には、第一の触媒部が排ガスの流れる方向の上流側に第二の触媒部が下流側にもうけられた排ガス浄化用触媒においては、第一の担持層の下流側の端部と、第一の担持層の下流側の端部より排ガスの下流側に位置する第二の担持層の上流側の端部と、の距離を示す。
【００３６】
本発明の排ガス浄化用触媒においてセルののびる方向における触媒部の数は二以上であれば特に限定されない。すなわち、本発明の排ガス浄化用触媒は、セルののびる方向に複数の触媒部を有し、それぞれの触媒部が互いに隣接した触媒部と接触していない構成を有していればよい。好ましい触媒部の数は、触媒部の製造のしやすさから二つである。すなわち、第一の触媒部は触媒担体基材の一方の端部側にもうけられ、第二の触媒部は触媒担体基材の他方の端部側にもうけられたことが好ましい。
【００３７】
本発明の排ガス浄化用触媒において、第一の触媒部は、アルミナよりなる第一の担持層と、Ｐｄよりなる第一の触媒金属と、よりなり、第二の触媒部は、ジルコニアよりなる第二の担持層と、Ｒｈよりなる第二の触媒金属と、よりなることが好ましい。この第一の触媒部と第二の触媒部は、お互いが重なり合って製造されると、重なり合った部分でその効果が十分に発揮されなくなり、設計通りの排ガス浄化性能が得られなくなる。具体的には、排ガス浄化用触媒の排ガス流の上流側にＨＣ浄化性能に優れた（ＨＣを酸化する）Ｐｄを配置して排ガス浄化用触媒の着火性能を向上させることがあるが、このＰｄを含む触媒部にＲｈを含む触媒部が重なり合うと、Ｒｈは還元作用の強い触媒であり、お互いの触媒の担持の効果が低減するようになる。
【００３８】
本発明の排ガス浄化用触媒は、その製造方法が限定されるものではなく、従来公知の製造方法を用いて製造することができる。たとえば、二つの触媒部をもつ排ガス浄化用触媒の製造方法を例示する。
【００３９】
まず、第一の触媒部および第二の触媒部を形成できる二種類のスラリーを調製する。この二種類のスラリーのうち一方のスラリーを触媒担体基材の一方の端部側からセル内に導入し、所定の長さでコートし、乾燥させる。つづいて、他方のスラリーを触媒担体基材の他方の端部から一方のスラリーの端部と当接しない所定の長さで塗布し、乾燥させる。その後、所定の温度で焼成することで製造することができる。
【００４０】
また、第一の触媒部および第二の触媒部が、それぞれ無機酸化物等よりなる担持層を形成した後に、担持層を触媒金属溶液に浸漬して焼成して担持層に触媒金属を担持して製造することができる。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例を用いて本発明を説明する。この実施例は本発明の排ガス浄化用触媒を例示するものであり、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００４２】
（実施例１）
活性アルミナ粉末１００ｇ、アルミナ含有量４０ｗｔ％の酸性アルミナゾル３０ｇ、硝酸白金溶液、水１００ｇとを秤量し、これらを均一になるように攪拌混合してスラリーＡを調製した。このスラリーＡを構成する硝酸白金溶液は、モノリスハニカム担体にコートされたスラリー中にＰｔ換算で１．０ｇのＰｔを含むように添加された。
【００４３】
活性アルミナ粉末１００ｇ、アルミナ含有量４０ｗｔ％の酸性アルミナゾル３０ｇ、硝酸ロジウム溶液、水１００ｇとを秤量し、これらを均一になるように攪拌混合してスラリーＢを調製した。このスラリーＢを構成する硝酸ロジウム溶液は、モノリスハニカム担体にコートされたスラリー中にＲｈ換算で０．２ｇのＲｈを含むように添加された。
【００４４】
そして、コーディエライト製のモノリスハニカム担体（外径：１０９ｍｍ、長さ：１０７ｍｍ、セル数：９３セル／ｃｍ2（６００セル／ｉｎｃｈ2））を一方の端部（端面）から半分の長さ（５３ｍｍ）までスラリーＡに浸漬した。このとき、スラリーＡの液面は、モノリスハニカム担体のセルののびる方向と垂直であった。
【００４５】
モノリスハニカム担体をスラリーＡから取りだした後に、モノリスハニカム担体のスラリーＡがコートされていない上方の端面からエアーを吹き付けて過剰なスラリーを吹き払った。その後、モノリスハニカム担体にコートしたスラリーＡを２５０℃で１時間乾燥させた。スラリーＡのコート量は、モノリスハニカム担体の見かけの容積で１００ｇ／Ｌであった。
【００４６】
スラリーＡが乾燥したモノリスハニカム担体は、スラリーＡがコートされていない他方の端部から４９ｍｍの長さでスラリーＢがコートされた。スラリーＢのコートは、スラリーＡのコートと同様の手段で行われた。そして、スラリーＢもスラリーＡのときと同様にして乾燥された。スラリーＢのコート量は、モノリスハニカム担体の見かけの容積で１００ｇ／Ｌであった
乾燥後、５００℃で１時間焼成した。
【００４７】
以上により本実施例の排ガス浄化用触媒が製造できた。
【００４８】
本実施例の排ガス浄化用触媒は、モノリスハニカム担体の一方の端部から５３ｍｍの長さで活性アルミナよりなる第一の担持層が形成され、第一の担持層にはＰｔが担持されている。また、モノリスハニカム担体の他方の端部から４９ｍｍの長さで活性アルミナよりなる第二の担持層が形成され、第二の担持層にはＲｈが担持されている。そして、本実施例の排ガス浄化用触媒１は、第一の触媒部１１と第二の触媒部１２とは接触することなく、その間に５ｍｍのすき間が形成されている。この５ｍｍのすき間においてはモノリスハニカム担体１０が露出している。本実施例の排ガス浄化用触媒の略中央部のセル壁近傍の断面を図１に示した。
【００４９】
（実施例２）
活性アルミナ粉末１００ｇ、アルミナ含有量４０ｗｔ％の酸性アルミナゾル３０ｇ、水１００ｇとを秤量し、これらを均一になるように攪拌混合してスラリーＣを調製した。
【００５０】
活性アルミナ粉末１００ｇ、アルミナ含有量４０ｗｔ％の酸性アルミナゾル３０ｇ、水１００ｇとを秤量し、これらを均一になるように攪拌混合してスラリーＤを調製した。
【００５１】
そして、実施例１において用いたものと同様のモノリスハニカム担体に実施例１において用いられた手段と同様の手段を用いて、一方の端部から５３ｍｍの長さでスラリーＣをコートし２５０℃で１時間乾燥した。スラリーＣのコート量は、モノリスハニカム担体の見かけの容積で１００ｇ／Ｌであった。
【００５２】
つづいて、スラリーＣがコートされたモノリスハニカム担体に実施例１において用いられた手段と同様の手段を用いて、一方の端部から４９ｍｍの長さでスラリーＤをコートし２５０℃で１時間乾燥した。スラリーＤのコート量は、モノリスハニカム担体の見かけの容積で１００ｇ／Ｌであった。
【００５３】
乾燥後、５００℃で１時間焼成した。これによりモノリスハニカム担体上に担持層が形成された。
【００５４】
１Ｌの硝酸白金溶液を調製し、この硝酸白金溶液に担持層が形成されたモノリスハニカム担体を浸漬した。この浸漬は、スラリーＣから製造された担持層のみが浸漬するようになされた。取りだした後に、風乾した。この浸漬により、スラリーＣから製造された担持層には、１．０ｇのＰｔが担持された。
【００５５】
１Ｌの硝酸ロジウム溶液を調製し、この硝酸ロジウム溶液に担持層が形成されたモノリスハニカム担体を浸漬した。この浸漬は、スラリーＤから製造された担持層のみが浸漬するようになされた。取りだした後に、風乾し、その後、２５０℃で１時間乾燥させた。この浸漬により、スラリーＤから製造された担持層には、０．２ｇのＲｈが担持された。
【００５６】
以上により本実施例の排ガス浄化用触媒が製造できた。
【００５７】
本実施例の排ガス浄化用触媒は、モノリスハニカム担体の一方の端部から５３ｍｍの長さで活性アルミナよりなる第一の担持層が形成され、第一の担持層にはＰｔが担持されている。また、モノリスハニカム担体の他方の端部から４９ｍｍの長さで活性アルミナよりなる第二の担持層が形成され、第二の担持層にはＲｈが担持されている。そして、第一の触媒部と第二の触媒部とは接触することなく、その間に５ｍｍのすき間が形成されている。この５ｍｍのすき間はモノリスハニカム担体が露出している。
【００５８】
（比較例１）
スラリーＢを６４ｍｍの長さでコートした以外は実施例１と同様にして排ガス浄化用触媒を製造した。
【００５９】
本比較例の排ガス浄化用触媒は、モノリスハニカム担体の一方の端部から５３ｍｍの長さで活性アルミナよりなる第一の担持層が形成され、第一の担持層にはＰｔが担持されている。また、モノリスハニカム担体の他方の端部から６４ｍｍの長さで活性アルミナよりなる第二の担持層が形成され、第二の担持層にはＲｈが担持されている。そして、第一の触媒部の端部と第二の触媒部の端部とが１０ｍｍにわたって重なり合っている。この重なり合いは、第一の触媒部の表面上に第二の触媒部が形成されたことでなされている。
【００６０】
（比較例２）
スラリーＤを６４ｍｍの長さでコートした以外は実施例２と同様にして排ガス浄化用触媒を製造した。
【００６１】
本比較例の排ガス浄化用触媒は、モノリスハニカム担体の一方の端部から５３ｍｍの長さで活性アルミナよりなる第一の担持層が形成され、第一の担持層にはＰｔが担持されている。また、モノリスハニカム担体の他方の端部から６４ｍｍの長さで活性アルミナよりなる第二の担持層が形成され、第二の担持層にはＲｈが担持されている。そして、本比較例の排ガス浄化用触媒１は、第一の触媒部１１の端部と第二の触媒部１２の端部とが１０ｍｍにわたって重なり合っている。この重なり合いは、モノリスハニカム担体１０上にもうけられた第一の触媒部１１の表面上に第二の触媒部１２が形成されたことでなされている。本比較例の排ガス浄化用触媒の略中央部の断面を図２に示した。
【００６２】
（評価）
実施例および比較例の排ガス浄化用触媒の評価として、圧損を測定した。
【００６３】
圧損の測定は、排ガス浄化用触媒に一定の流速でガスを通し、排ガス浄化用触媒の通過前後のガス圧を測定しその差圧を圧損とすることで行われた。具体的には、吸引ポンプと、排ガス浄化用触媒のセルが吸引ポンプと連通した状態で排ガス浄化用触媒を保持する保持手段と、を有する圧力損失測定装置を用いて、吸引ポンプを作動して５ｍ3／ｍｉｎの流速で吸引し、排ガス浄化用触媒のセルを通過した直後の大気の圧力と大気圧との差から圧損を測定した。測定結果を表１に示した。
【００６４】
【表１】
2005334801.tif 000003
【００６５】
表１より、各実施例の排ガス浄化用触媒は、各比較例の排ガス浄化用触媒と比較して圧力損失が小さくなっている。すなわち、各実施例の排ガス浄化用触媒は、実際の使用時に排ガス浄化用触媒のセルを排ガスが通過するときに圧損が高くなることが抑えられている。
【００６６】
対して、各比較例の排ガス浄化用触媒は、排ガスの流れ方向の中央部近傍において第一の触媒部の端部と第二の触媒部の端部が重なり合っている。この重なり合った部分は、その厚さが厚くなっている。すなわち、この重なり合った部分においては、セルの開口量が小さくなっている。これにより圧損が大きくなった。
【００６７】
また、各実施例の排ガス浄化用触媒は、設計通りにそれぞれの触媒部が形成できている。すなわち、スラリーおよび触媒金属にロスが生じていない。これに対して、各比較例の排ガス浄化用触媒は、重なり合いが生じた部分においては、第二の触媒部の下に位置する第一の触媒部は排ガスとの接触が抑えられたことでその浄化性能が十分に発揮されなくなる。加えて、比較例４の排ガス浄化用触媒においては、担持層を形成した後に触媒金属溶液に浸漬して触媒金属を担持させているが、触媒金属溶液に浸漬したときに毛細管現象により担持層の所望の範囲以上の範囲に溶液が浸透し、結果として設計以上の範囲に触媒金属が担持された。すなわち、各比較例の排ガス浄化用触媒は、設計通りの浄化性能が得られなくなっている。
【００６８】
さらに、各実施例の排ガス浄化用触媒は、第一および第二の触媒部が形成された部分と触媒部が形成されずにモノリスハニカム担体が露出した部分とでは、触媒部の厚みの分だけセルの開口量が異なっている。すなわち、一方の端部側から排ガス浄化用触媒に排ガスが流れ込み、第一の触媒部の形成された前半部分を通過した排ガスは、セルの開口量の変化により流れが乱され、この乱れた流れが第二の触媒部の形成された後半部分を通過することになる。すなわち、後半部分において排ガスの流れが乱されることで、第二の触媒部に排ガスが当たりやすくなる。特に、セルの中央部近傍を流れる排ガスは、第一の触媒部と接触しにくい（浄化されにくい）が、排ガスの流れが乱されることで第二の触媒部に接触し有害成分が浄化されるようになる。この結果、各実施例の排ガス浄化用触媒は、排ガスの浄化性能が向上するという効果を発揮する。
【００６９】
さらに、上記各実施例の排ガス浄化用触媒は、モノリスハニカム担体にスラリーＡ，Ｃをコートした後に２５０℃で乾燥を行い、その後、スラリーＢ，Ｄをコートし、２５０℃で乾燥を行っている。モノリスハニカム担体にコートされるスラリーＡおよびスラリーＣは、重なり合わないため、風乾により乾燥も行うことができる。これに対して、比較例の排ガス浄化用触媒は、スラリーＡとスラリーＣとが重なり合うため、２５０℃での乾燥が必要となっている。すなわち、上記各実施例の排ガス浄化用触媒は、製造時にスラリーの乾燥に要するコストを低減できる効果も有する。
【００７０】
（実施例３）
本実施例は、上記各実施例の別の形態である。具体的には、第一および第二の触媒部を第三の触媒部上に形成した排ガス浄化用触媒である。図３にその断面を示した。
【００７１】
活性アルミナ粉末１００ｇ、アルミナ含有量４０ｗｔ％の酸性アルミナゾル３０ｇ、硝酸白金溶液、水１００ｇとを秤量し、これらを均一になるように攪拌混合してスラリーＥを調製した。このスラリーＥを構成する硝酸白金溶液は、モノリスハニカム担体にコートされたスラリー中にＰｔ換算で１．０ｇのＰｔを含むように添加された。
【００７２】
そして、実施例１において用いたものと同様のモノリスハニカム担体にスラリーＥを全長にわたってコートし２５０℃で１時間乾燥した。スラリーＥのコート量は、モノリスハニカム担体の見かけの容積で１００ｇ／Ｌであった。乾燥後、５００℃で１時間焼成した。
【００７３】
活性アルミナ粉末１００ｇ、アルミナ含有量４０ｗｔ％の酸性アルミナゾル３０ｇ、硝酸パラジウム溶液、水１００ｇとを秤量し、これらを均一になるように攪拌混合してスラリーＦを調製した。このスラリーＦを構成する硝酸パラジウム溶液は、モノリスハニカム担体にコートされたスラリー中にＰｄ換算で１．０ｇのＰｄを含むように添加された。
【００７４】
酸化ジルコニウム粉末１００ｇ、酸化ジルコニウム含有量４０ｗｔ％の酸化ジルコニウムゾル３０ｇ、硝酸ロジウム溶液、水１００ｇとを秤量し、これらを均一になるように攪拌混合してスラリーＧを調製した。このスラリーＧを構成する硝酸ロジウム溶液は、モノリスハニカム担体にコートされたスラリー中にＲｈ換算で０．２ｇのＲｈを含むように添加された。
【００７５】
そして、上記スラリーＥがコートされたモノリスハニカム担体に実施例１において用いられた手段と同様の手段を用いて、一方の端部から５３ｍｍの長さでスラリーＦをコートし２５０℃で１時間乾燥した。スラリーＦのコート量は、モノリスハニカム担体の見かけの容積で１００ｇ／Ｌであった。
【００７６】
つづいて、スラリーＥがコートされたモノリスハニカム担体に実施例１において用いられた手段と同様の手段を用いて、一方の端部から４９ｍｍの長さでスラリーＤをコートし２５０℃で１時間乾燥した。スラリーＤのコート量は、モノリスハニカム担体の見かけの容積で１００ｇ／Ｌであった。
【００７７】
スラリーＥが乾燥したモノリスハニカム担体は、スラリーＥがコートされていない他方の端部から４９ｍｍの長さでスラリーＦがコートされた。スラリーＦのコートは、スラリーＥのコートと同様の手段で行われた。そして、スラリーＦもスラリーＥのときと同様にして乾燥された。スラリーＦのコート量は、モノリスハニカム担体の見かけの容積で１００ｇ／Ｌであった。
【００７８】
乾燥後、５００℃で１時間焼成した。
【００７９】
以上により本実施例の排ガス浄化用触媒が製造できた。
【００８０】
本実施例の排ガス浄化用触媒１は、モノリスハニカム担体１０のセルの表面上にアルミナよりなる第三の担持層が形成され、この第三の担持層にＰｔが担持された第三の触媒部１３が形成されている。そして、この第三の触媒部１３の表面上に一方の端部から５３ｍｍの長さで活性アルミナよりなる第一の担持層が形成され、第一の担持層にＰｄが担持されている。すなわち、第三の触媒部の表面上に第一の触媒部１１が形成されている。また、モノリスハニカム担体の第三の触媒部１３の表面上に他方の端部から４９ｍｍの長さで酸化ジルコニウムよりなる第二の担持層が形成され、第二の担持層にはＲｈが担持されている。すなわち、第三の触媒部の表面上に第二の触媒部１２が形成されている。そして、本実施例の排ガス浄化用触媒１において、第一の触媒部１１と第二の触媒部１２とは接触することなく、その間に５ｍｍのすき間が形成されている。この５ｍｍのすき間においては第三の触媒部１３が露出している。
【００８１】
本実施例の排ガス浄化用触媒１は、第一の触媒部１１および第二の触媒部１２が第三の触媒部１３上に形成された以外は、上記実施例１および２の排ガス浄化用触媒と同様な構成を有している。すなわち、本実施例の排ガス浄化用触媒１は、上記実施例１および２の排ガス浄化用触媒と同様な効果を得られた。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】実施例１の排ガス浄化用触媒の略中央部のセル壁近傍の断面図である。
【図２】比較例１の排ガス浄化用触媒の略中央部のセル壁近傍の断面図である。
【図３】実施例３の排ガス浄化用触媒の略中央部のセル壁近傍の断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１…排ガス浄化用触媒
１０…モノリスハニカム担体
１１…第一の触媒部
１２…第二の触媒部
１３…第三の触媒部
【図１】
2005334801.tif 000004
【図２】
2005334801.tif 000005
【図３】
2005334801.tif 000006