(57)【要約】      （修正有）【課題】ＮＯｘ浄化性能をより向上させることが可能な排ガス浄化触媒の提供。【解決手段】排ガス浄化触媒は内燃機関の排ガスを浄化させることが可能な触媒であって、担体基材１０と、担体基材１０上に形成され、ＮＯｘ吸蔵材と貴金属とを含む触媒層１１と、を備え、触媒層１１における排ガスの流れ方向Ｆの下流側１１ｂでのＮＯｘ吸蔵材の担持量は、触媒層１１における排ガスの流れ方向Ｆの上流側１１ａでのＮＯｘ吸蔵材の担持量よりも多い。触媒層１１における厚さ方向の担体基材１０側でのＮＯｘ吸蔵材の担持量は、触媒層１１における厚さ方向の担体基材１０と逆側でのＮＯｘ吸蔵材の担持量よりも多い排ガス浄化用触媒。【選択図】図２
2016163856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排ガスを浄化する排ガス浄化触媒であって、
担体基材と、
前記担体基材上に形成され、ＮＯｘ吸蔵材と貴金属とを含む触媒層と、
を備え、
前記触媒層における排ガスの流れ方向の下流側でのＮＯｘ吸蔵材の担持量は、前記触媒層における排ガスの流れ方向の上流側でのＮＯｘ吸蔵材の担持量よりも多く、
前記触媒層における厚さ方向の担体基材側でのＮＯｘ吸蔵材の担持量は、前記触媒層における厚さ方向の前記担体基材と逆側でのＮＯｘ吸蔵材の担持量よりも多い、
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、排ガス浄化触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化触媒が知られている。例えば、特許文献１には、内燃機関の排ガスを浄化する排ガス浄化触媒であって、担体基材と、担体基材上に形成され、ＮＯｘ吸蔵材と貴金属とを含む触媒層と、を備え、触媒層における排ガスの流れ方向の下流側でのＮＯｘ吸蔵材の担持量は、触媒層における排ガスの流れ方向の上流側でのＮＯｘ吸蔵材の担持量よりも多い、排ガス浄化触媒が開示されている。
【０００３】
この排ガス浄化触媒は、内燃機関の排ガス雰囲気が酸素過剰のリーン雰囲気において、触媒層の貴金属により排ガス中のＮＯを酸化してＮＯ２を生成し、生成されたＮＯ２を触媒層のＮＯｘ吸蔵材に吸蔵し、排ガス雰囲気がストイキ又は還元成分過剰のリッチ雰囲気において、吸蔵されたＮＯ２を貴金属によりＮ２に還元して放出する。
【０００４】
ここで、排ガス中のＮＯを酸化してＮＯ２を生成するとき、ＮＯは触媒層における排ガスの流れ方向の上流側の端面から触媒層に流入し、上流側から下流側へ触媒層内を拡散しつつ貴金属と反応してＮＯ２に酸化される。そのため、触媒層の下流側の気相中ほどＮＯ２濃度は高くなる。そこで特許文献１では、ＮＯ２の気相中の濃度が低い触媒層の上流側ではＮＯｘ吸蔵材の担持量を少なくし、ＮＯ２の気相中の濃度が高くなる触媒層の下流側ではＮＯｘ吸蔵材の担持量を多くしている。それにより、ＮＯｘ吸蔵材でのＮＯ２の吸蔵量を増やして、ＮＯｘ浄化性能の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１６４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、排ガスの流れ方向でのＮＯ拡散及び反応を考慮してＮＯｘ吸蔵材を触媒層中に配置しているが、触媒層の厚さ方向でのＮＯ拡散及び反応を考慮してＮＯｘ吸蔵材を触媒層中に配置してはいない。しかし、本願発明者の研究によれば、触媒層の厚さ方向でのＮＯ拡散及び反応を考慮してＮＯｘ吸蔵材を触媒層中に配置すれば、排ガス浄化触媒のＮＯｘ浄化性能を向上させる余地がまだあると考えられる。ＮＯｘ浄化性能をより向上させることが可能な技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、内燃機関の排ガスを浄化する排ガス浄化触媒であって、担体基材と、前記担体基材上に形成され、ＮＯｘ吸蔵材と貴金属とを含む触媒層と、を備え、前記触媒層における排ガスの流れ方向の下流側でのＮＯｘ吸蔵材の担持量は、前記触媒層における排ガスの流れ方向の上流側でのＮＯｘ吸蔵材の担持量よりも多く、前記触媒層における厚さ方向の担体基材側でのＮＯｘ吸蔵材の担持量は、前記触媒層における厚さ方向の前記担体基材と逆側でのＮＯｘ吸蔵材の担持量よりも多い、排ガス浄化触媒が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＮＯｘ浄化性能をより向上させることが可能な排ガス浄化触媒を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】排ガス浄化触媒を用いた排ガス浄化装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】排ガス浄化触媒の構成を模式的に示す部分断面図である。
【図３】触媒活性評価試験の測定データの一例を示すグラフである。
【図４】実施例及び比較例のＮＯｘ浄化率を示すグラフである。
【図５】実施例及び比較例のＮＯｘ浄化率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施の形態において、内燃機関の排ガスを浄化する排ガス浄化触媒であって、担体基材と、前記担体基材上に形成され、ＮＯｘ吸蔵材と貴金属とを含む触媒層と、を備え、前記触媒層における排ガスの流れ方向の下流側でのＮＯｘ吸蔵材の担持量は、前記触媒層における排ガスの流れ方向の上流側でのＮＯｘ吸蔵材の担持量よりも多く、前記触媒層における厚さ方向の担体基材側でのＮＯｘ吸蔵材の担持量は、前記触媒層における厚さ方向の前記担体基材と逆側でのＮＯｘ吸蔵材の担持量よりも多い、排ガス浄化触媒が提供される。
【００１１】
本願発明者の研究によれば、排ガス浄化触媒では、排ガス中のＮＯは、触媒層における排ガスの流れ方向の上流側の端面、及び、触媒層における厚さ方向の上側（担体基材と逆側）の表面から流入し、貴金属と反応し、ＮＯ２へ酸化される。そのため、触媒層における流れ方向の下流側ほど、及び、触媒層における厚さ方向の下側（担体基材側）ほど、気相中のＮＯ２濃度は高くなる。そこで本実施の形態に係る排ガス浄化触媒では、気相中のＮＯ２濃度が高くなる触媒層の下流側、及び、触媒層の担体基材側の両方においてＮＯｘ吸蔵材の担持量を多くしている。それにより、触媒層におけるＮＯ２の吸蔵量をより増加させることができ、ＮＯｘ浄化性能をより向上させることができる。
【００１２】
以下、本実施の形態に係る排ガス浄化触媒について詳細に説明する。
【００１３】
図１は本実施の形態に係る排ガス浄化触媒３を用いた排ガス浄化装置１の構成を模式的に示す断面図である。排ガス浄化装置１は、自動車のエンジンのような内燃機関（図示せず）から排出される排ガス４を浄化する。排ガス浄化装置１は、排ガス浄化触媒３と、排ガス浄化触媒３を内包する筐体２とを備えている。筐体２は内燃機関の排ガス用配管（図示せず）内に配置され、例えばステンレス鋼のような金属で形成される。排ガス浄化触媒３は筐体２の入口１ａから供給される排ガス４を浄化して筐体２の出口１ｂへ排出する。
【００１４】
図２は排ガス浄化触媒３の構成を模式的に示す部分断面図である。排ガス浄化触媒３は担体基材１０を備えている。担体基材１０としては、ストレートフロー型ハニカム基材、又は、ウォールフロー型ハニカム基材が例示される。担体基材１０の材料としては、コージェライトや炭化ケイ素のようなセラミックス材料、又は、ステンレス鋼のような金属材料が例示される。
【００１５】
担体基材１０上には触媒層１１が形成されている。触媒層１１は、担体基材１０の表面に形成され、酸化物担体に担持されたＮＯｘ吸蔵材と貴金属とを含んでいる。触媒層１１としては、例えば、ウォッシュコート法等の方法により担体基材１０上に形成された、ＮＯｘ吸蔵材や貴金属を含む酸化物担体のコート層に例示される。触媒層１１の形成量としては、担体基材１０の容量１Ｌ（リットル）あたり１００ｇ以上３００ｇ以下の範囲が例示される。
【００１６】
酸化物担体の材料としては、例えばＡｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、ＳｉＯ２のような金属酸化物のうちから選択される少なくとも一種類の元素を含む多孔質酸化物を用いることができる。ＮＯｘ吸蔵材の材料としては、例えばＬｉやＫのようなアルカリ金属元素、ＢａやＣａのようなアルカリ土類金属元素、及び、ＬａやＣｅのような希土類金属元素のうちから選択される少なくとも一種類の元素を含む材料を用いることができる。ＮＯｘ吸蔵材の担持量としては、担体基材１０の容量１Ｌあたり０．０１ｍｏｌ以上２ｍｏｌ以下の範囲が例示される。貴金属の材料としては、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒのような白金族元素のうちから選択される少なくとも一種類の元素を含む材料を用いることができる。貴金属の担持量としては、例えば、担体基材１０の容量１Ｌあたり０．１ｇ以上２０ｇ以下の範囲が例示される。
【００１７】
触媒層１１は、厚さ方向Ｓの担体基材１０側の部分であり、担体基材１０上に形成された下層触媒層２１と、厚さ方向Ｓの担体基材１０と逆側の部分であり、下層触媒層２１上に形成された上層触媒層２２とを有している。ただし、下層触媒層２１の厚さ方向Ｓの厚みと上層触媒層２２の厚さ方向Ｓの厚みとは同じである必要はなく、いずれか一方が他方に対して厚くてもよい。
【００１８】
下層触媒層２１におけるＮＯｘ吸蔵材の担持量は、上層触媒層２２におけるＮＯｘ吸蔵材の担持量よりも多い。すなわち、気相中のＮＯ２濃度の高い下層触媒層２１においてＮＯｘ吸蔵材の担持量が多くされ、気相中のＮＯ２濃度の低い上層触媒層２２においてＮＯｘ吸蔵材の担持量が少なくされている。それにより、触媒層１１でのＮＯｘ吸蔵材の使用量を抑制しつつ、触媒層１１の厚さ方向Ｓにおいて、気相中のＮＯ２をより多く吸蔵できる。下層触媒層２１のＮＯｘ吸蔵材の担持量と上層触媒層２２のＮＯｘ吸蔵材の担持量とのｍｏｌ比は、９０：１０〜５５：４５が好ましい。
【００１９】
また、触媒層１１は、下層触媒層２１と上層触媒層２２とに明確に分かれている必要はなく、下層触媒層２１に対応する触媒層１１の厚さ方向Ｓの担体基材１０側におけるＮＯｘ吸蔵材の担持量が、上層触媒層２２に対応する触媒層１１の厚さ方向Ｓの担体基材１０と逆側におけるＮＯｘ吸蔵材の担持量よりも多ければよい。また、ＮＯｘ吸蔵材の担持量は、上層触媒層２２及び下層触媒層２１においてそれぞれ一定である必要はなく、例えば、上層触媒層２２から下層触媒層２１に向かって徐々に増加するようになっていてもよい。
【００２０】
また、触媒層１１は、排ガス４の流れ方向Ｆの下流側の部分である後部１１ｂと、排ガス４の流れ方向Ｆの上流側の部分である前部１１ａとを有している、と見ることもできる。ただし、後部１１ｂは下層触媒層２１及び上層触媒層２２の両方の下流側であり、前部１１ａは下層触媒層２１及び上層触媒層２２の両方の上流側である。また、後部１１ｂの流れ方向Ｆの長さと前部１１ａの流れ方向Ｆの長さとは同じである必要はなく、いずれか一方が他方に対して長くてもよい。
【００２１】
後部１１ｂにおけるＮＯｘ吸蔵材の担持量は、前部１１ａにおけるＮＯｘ吸蔵材の担持量よりも多い。すなわち、気相中のＮＯ２濃度の高い後部１１ｂにおいてＮＯｘ吸蔵材の担持量が多くされ、気相中のＮＯ２濃度の低い前部１１ａにおいてＮＯｘ吸蔵材の担持量が少なくされている。それにより、触媒層１１でのＮＯｘ吸蔵材の使用量を抑制しつつ、触媒層１１の排ガス４の流れ方向Ｆにおいて、気相中のＮＯ２をより多く吸蔵できる。後部１１ｂのＮＯｘ吸蔵材の担持量と前部１１ａのＮＯｘ吸蔵材の担持量とのｍｏｌ比は、９０：１０〜５５：４５が好ましい。
【００２２】
なお、後部１１ｂのＮＯｘ吸蔵材の担持量が、前部１１ａのＮＯｘ吸蔵材の担持量よりも多ければ、例えば、下層触媒層２１における後部１１ｂ側のＮＯｘ吸蔵材の担持量と下層触媒層２１における前部１１ａ側のＮＯｘ吸蔵材の担持量とが同じであってもよい。
【００２３】
また、触媒層１１は、後部１１ｂと前部１１ａとに明確に分かれている必要はなく、後部１１ｂに対応する触媒層１１の流れ方向Ｆの下流側におけるＮＯｘ吸蔵材の担持量が、前部１１ａに対応する触媒層１１の流れ方向Ｆの上流側におけるＮＯｘ吸蔵材の担持量よりも多ければよい。また、ＮＯｘ吸蔵材の担持量は、後部１１ｂ及び前部１１ａにおいてそれぞれ一定である必要はなく、例えば、前部１１ａから後部１１ｂに向かって徐々に増加するようにしてもよい。
【００２４】
下層触媒層２１及び上層触媒層２２、又は、後部１１ｂ及び前部１１ａにおける貴金属の担持量については特に制限はなく、例えば、貴金属は触媒層１１の全体にわたって概ね均一に担持される。あるいは、例えば、気相中のＮＯ濃度の高い上層触媒層２２において貴金属の担持量を多くし、気相中のＮＯ濃度の低い下層触媒層２１において貴金属の担持量を少なくしてもよい。例えば、気相中のＮＯ濃度の高い前部１１ａにおいて貴金属の担持量を多くし、気相中のＮＯ濃度の低い後部１１ｂにおいて貴金属の担持量を少なくしてもよい。
【００２５】
次に、本実施の形態に係る排ガス浄化触媒３の製造方法について説明する。排ガス浄化触媒３の製造方法としては、例えば以下の方法を採用することができる。ただし、その方法では、下層触媒層２１のＮＯｘ吸蔵材の担持量を全体に均一とし、上層触媒層２２のＮＯｘ吸蔵材の担持量よりも多くすると共に、上層触媒層２２におけるＮＯｘ吸蔵材の担持量を前部１１ａ側で少なく、後部１１ｂ側で多くしている。
【００２６】
まず、下層触媒層２１用の貴金属の塩を含有する原料溶液を用いて、貴金属を酸化物担体に含浸担持した粉末を形成する。ただし、貴金属の担持量は下層触媒層２１用に調整されている。次に、得られた粉末に、助触媒、バインダ及び水を加えて下層コート用スラリを形成する。
【００２７】
次いで、上層触媒層２２用の貴金属の塩を含有する原料溶液を用いて、貴金属を酸化物担体に含浸担持した粉末を形成する。ただし、貴金属の担持量は上層触媒層２２用に調整されている。次に、得られた粉末に、助触媒、バインダ及び水を加えて上層コート用スラリを形成する。
【００２８】
次いで、触媒層１１用のＮＯｘ吸蔵材の塩を含有する原料溶液である吸蔵材原料溶液を形成する。ただし、ＮＯｘ吸蔵材の量は触媒層１１のＮＯｘ吸蔵材の担持量に対応するように調整されている。
【００２９】
次いで、上層コート用スラリを担体基材１０にコートするときのコート量と下層コート用スラリを担体基材１０にコートするときのコート量との重量比（Ａ：Ｂ、０＜Ａ＜Ｂ）と同じ重量比になるように、吸蔵材原料溶液を上層用の吸蔵材原料溶液（以下、「上層原料溶液」という）と下層用の吸蔵材原料溶液（以下、「下層原料溶液」という）とに分ける。
【００３０】
次いで、下層触媒層２１を形成するために、まず、下層原料溶液を下層コート用スラリに混合する。その後、ウォッシュコート法により下層コート用スラリを担体基材１０上に前部側及び後部側からそれぞれ一度ずつコートする。その後、コートされた層を乾燥及び焼成する。それにより、担体基材１０上に下層触媒層２１が形成され、ＮＯｘ吸蔵材は下層触媒層２１全体に概ね均一に担持される。
【００３１】
次いで、上層触媒層２２を形成するために、まず、上層コート用スラリを半分ずつ二つに分けて、一方を前部用上層コート用スラリとし、他方を後部用上層コート用スラリとする。続いて、上層原料溶液を、ＮＯｘ吸蔵材のｍｏｌ比が所定のｍｏｌ比（Ｘ：Ｙ、０＜Ｘ＜Ｙ）となるように二つに分けて、それぞれ前部用下層コート用スラリ及び後部用下層コート用スラリに混合する。
【００３２】
次いで、ウォッシュコート法により、前部用下層コート用スラリを、担体基材１０の前部側の半分に、前部側及び後部側からそれぞれ一度ずつコートする。続いてウォッシュコート法により、後部用下層コート用スラリを、担体基材１０の後部側の半分に、前部側及び後部側からそれぞれ一度ずつコートする。その後、コートされた層を乾燥及び焼成する。それにより、担体基材１０上の下層触媒層２１上に上層触媒層２２が形成され、ＮＯｘ吸蔵材は上層触媒層２２の前部１１ａと後部１１ｂのｍｏｌ比がＸ：Ｙとなるように担持される。
【００３３】
以上により、ＮＯｘ吸蔵材の担持量が前部１１ａで少なく、後部１１ｂで多くなるよう、ＮＯｘ吸蔵材が担持された触媒層１１が形成され、それにより排ガス浄化触媒３が製造される。
【００３４】
上記の貴金属の塩やＮＯｘ吸蔵材の塩としては、例えば、硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩などを挙げることができる。また、各原料溶液の溶媒としては、例えば、メタノールなどのアルコール、又は、水が挙げられる。
【００３５】
上記の乾燥及び焼成の条件は、使用される材料に応じて適宜選択される。一例としては、乾燥は空気中において５０℃以上２００℃以下、１〜１０時間で行うことができ、焼成は空気中において３００℃以上８００℃以下、１〜１０時間で行うことができる。
【００３６】
なお、下層触媒層２１においても、前部１１ａ側と後部１１ｂ側とでＮＯｘ吸蔵材の担持量を変えたい場合には、上層触媒層２２を形成する場合と同様の方法を用いることができる。
【００３７】
特許文献１では、貴金属が担持された酸化物担体を担体基材上に配置することにより触媒層を形成した後に、ＮＯｘ吸蔵材を含浸担持している。そのため、ＮＯｘ吸蔵材の担持量を触媒層の上層と下層とで相違させることができない。一方、上記の本実施の形態に係る排ガス浄化触媒の製造方法では、触媒層１１を上層触媒２２と下層触媒２１とに分けて別々に形成することなどにより、ＮＯｘ吸蔵材の担持量を上層触媒２２と下層触媒２１とで相違するように、すなわち下層触媒層２１で多く、上層触媒層２２で少ないようにすることができる。その結果、触媒層１１でのＮＯｘ吸蔵材の使用量を抑制しつつ、触媒層１１の厚さ方向Ｓにおいて、気相中のＮＯ２をより多く吸蔵できる。
【００３８】
排ガス浄化触媒３の使用方法としては、例えば、排ガス浄化触媒３を用いた排ガス浄化装置１を内燃機関の排ガス配管内に配置し、排ガス配管を流通する排ガスを排ガス浄化触媒３に接触させる方法が挙げられる。ここで、内燃機関としてはガソリンエンジン又はディーゼルエンジンが挙げられる。各エンジンでは、排ガス雰囲気が酸素過剰のリーン状態と、排ガス雰囲気がストイキ又は還元成分過剰のリッチ状態とが周期的に繰り返される。排ガス浄化触媒３は、排ガス雰囲気がリーン状態において排ガスを貴金属に接触させ、排ガス中のＮＯをＮＯ２に酸化して、ＮＯｘ吸蔵材に吸蔵させ、排ガス雰囲気がリッチ状態においてＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されたＮＯ２を貴金属で還元してＮ２にする。すなわち、排ガス浄化触媒３は、排ガス中のＮＯをＮ２に還元することで排ガスを浄化する。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明に係る実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４０】
［実施例１］
（Ｉ）試料の作製
（１−１）下層触媒層用の下層コート用スラリの調整
Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合酸化物の粉末１００質量部に、硝酸Ｐｔ・Ｐｄ溶液、硝酸Ｐｄ溶液及び硝酸Ｒｈ溶液を用いて、Ｐｔ、Ｐｄ及びＰｈをそれぞれ０．２２質量部、０．１６質量部及び０．０１７質量部含浸担持した。この粉末に助触媒のＣｅＯ２酸化物９．４質量部及びＡｌ２Ｏ３バインダ３．３質量部を混合し、水を加えることにより、下層コート用スラリを調整した。
【００４１】
（１−２）上層触媒層用の上層コート用スラリの調整
Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合酸化物の粉末３７質量部に、硝酸Ｐｔ・Ｐｄ溶液を用いて、Ｐｔ及びＰｄをそれぞれ０．６５質量部及び０．１３質量部含浸担持した。この粉末に助触媒のＣｅＯ２酸化物３．９質量部及びＡｌ２Ｏ３バインダ３．３質量部を混合し、水を加えることにより、上層コート用スラリを調整した。
【００４２】
（１−３）ＮＯｘ吸蔵材（実施例）用の吸蔵材原料溶液の調整
触媒層１１全体のＮＯｘ吸蔵材の担持量として、Ｂａ：Ｋ：Ｌｉのｍｏｌ比が４４．５：３３．３：２２．２となるように酢酸バリウム、酢酸カリウム及び酢酸リチウムを含む混合水溶液を吸蔵材原料溶液として調整した。
【００４３】
（１−４）排ガス浄化触媒の形成
上記（１−２）の上層コート用スラリのコート量と、上記（１−１）の下層コート用スラリのコート量との重量比を２７．６：７２．４とした。そして、それに対応させて、重量比が２７．６：７２．４となるように、吸蔵材原料溶液を上層原料溶液と下層原料溶液とに分けた。このとき、上層原料溶液と下層原料溶液とに含まれるＮＯｘ吸蔵材の量のｍｏｌ比は２７．６：７２．４となる。
【００４４】
下層触媒層２１の形成には、まず、下層原料溶液を下層コート用スラリに混合した。次いで、ウォッシュコート法により下層コート用スラリを、担体基材１０としてのコージェライトハニカム基材（１３Ｒ１３、φ＝１２９ｍｍ、Ｌ＝１００ｍｍ）に前部側及び後部側からそれぞれ一度ずつコートした。その後、コートされた層を乾燥及び焼成した。これにより担体基材１０上に下層触媒層２１が形成された。このとき、下層触媒層２１にはほぼ均一にＮＯｘ吸蔵材が担持された。
【００４５】
一方、上層触媒層２２の形成には、まず上層コート用スラリを半分に分けて、一方を前部用上層コート用スラリとし、他方を後部用上層コート用スラリとした。次いで、上層原料溶液を、ＮＯｘ吸蔵材の担持量のｍｏｌ比が０：１００となるように分けて、それぞれ前部用上層コート用スラリと後部用上層コート用スラリに混合した。この場合、前部用上層コート用スラリに混合する上層原料溶液は、ｍｏｌ比が０なので、ゼロである。次いで、ウォッシュコート法により、前部用上層コート用スラリを、コージェライトハニカム基材の前部側の半分に、前部側及び後部側からそれぞれ一度ずつコートした。続いてウォッシュコート法により、後部用上層コート用スラリを、コージェライトハニカム基材の後部側の半分に、前部側及び後部側からそれぞれ一度ずつコートした。その後、コートされた層を乾燥及び焼成した。これにより、下層触媒層２１上に上層触媒層２２が形成され、すなわち排ガス浄化触媒３が得られた。このとき、上層触媒層２２には前部１１ａにＮＯｘ吸蔵材が担持されず（ｍｏｌ比：０）、後部１１ｂにＮＯｘ吸蔵材が担持された（ｍｏｌ比：１００）。
【００４６】
（ＩＩ）触媒活性評価試験
エンジンベンチにて、上記（１−４）の排ガス浄化触媒３（フルサイズ触媒）について、リーン状態とリッチ状態との間の切り替え試験を行った。すなわち、リーン状態の排ガスとリッチ状態の排ガス４とを、周期的に切り替えつつ排ガス浄化触媒３に供給して、排ガス浄化触媒３から排出されるＮＯｘ濃度を計測した。リーン状態の排ガス及びリッチ状態での排ガス４としては、下記の表１の「Ｌ（リーン）」及び「Ｒ（リッチ）」に示す組成のベンチ模擬ガスをそれぞれ用いた。
【００４７】
【表１】
2016163856.tif 000003
【００４８】
［実施例２］
（Ｉ）試料の作製
上記の実施例１の（１−４）において、上層原料溶液を、ＮＯｘ吸蔵材の担持量のｍｏｌ比が２０：８０となるように分けた他は、実施例１の場合と同じである。このとき、上層触媒層２２には前部１１ａにＮＯｘ吸蔵材が少し担持され（ｍｏｌ比：２０）、後部１１ｂにＮＯｘ吸蔵材が多く担持された（ｍｏｌ比：８０）。
（ＩＩ）触媒活性評価試験
実施例１の場合と同じである。
【００４９】
［比較例１］
（Ｉ）試料の作製
（１−１）〜（１−３）については実施例１の場合と同じである。
（１−４）排ガス浄化用触媒の形成
上層コート用スラリのコート量と下層コート用スラリのコート量との重量比を２７．６：７２．４とした。ただし、吸蔵材原料溶液を上層原料溶液と下層原料溶液とには分けない。
【００５０】
下層触媒層２１の形成には、吸蔵材原料溶液を下層コート用スラリに混合せずに、ウォッシュコート法により下層コート用スラリをコージェライトハニカム基材に前部側及び後部側からそれぞれ一度ずつコートし、その後、乾燥及び焼成した。これにより、担体基材１０上に下層触媒層２１が形成された。この段階では、下層触媒層２１にはＮＯｘ吸蔵材が担持されていない。
【００５１】
一方、上層触媒層２２の形成には、吸蔵材原料溶液を上層コート用スラリに混合せずに、ウォッシュコート法により上層コート用スラリをコージェライトハニカム基材に前部側及び後部側からそれぞれ一度ずつコートし、その後、乾燥及び焼成した。これにより、下層触媒層２１上に上層触媒層２２が形成され、すなわち排ガス浄化用触媒３が得られた。この段階では、上層触媒層２２及び下層触媒層２１にはＮＯｘ吸蔵材が担持されていない。
【００５２】
続いて、上層触媒層２２及び下層触媒層２１が形成されたコージェライトハニカム基材の全長の前半分及び後半分を、それぞれ吸蔵材原料溶液に含浸させた。そのとき、コージェライトハニカム基材の前半分と後半分の吸蔵材の担持量のｍｏｌ比が０：１００となるように、吸水量を制御した。その後、コージェライトハニカム基材を焼成して、Ｂａ、Ｋ及びＬｉを担持した。すなわち、前部１１ａにはＮＯｘ吸蔵材が担持されず（ｍｏｌ比：０）、後部１１ｂにＮＯｘ吸蔵材が担持された（ｍｏｌ比：１００）。
【００５３】
（ＩＩ）触媒活性評価試験
実施例１の場合と同じである。
【００５４】
［比較例２］
（Ｉ）試料の作製
上記の比較例１の（１−４）において、上層触媒層２２及び下層触媒層２１が形成されたコージェライトハニカム基材の前半分及び後半分を、それぞれ吸蔵材原料溶液に含浸させ、コージェライトハニカム基材の前半分と後半分の吸蔵材の担持量のｍｏｌ比が２０：８０となるように、吸水量を制御した他は、比較例１の場合と同じである。このとき、前部１１ａにＮＯｘ吸蔵材が少なく担持され（ｍｏｌ比：２０）、後部１１ｂにＮＯｘ吸蔵材が多く担持された（ｍｏｌ比：８０）。
【００５５】
（ＩＩ）触媒活性評価試験
比較例１の場合と同じである。
【００５６】
［評価結果］
（Ｉ）排ガス浄化触媒のＮＯｘ吸蔵材比率
触媒活性評価試験に使用された実施例１及び実施例２の排ガス浄化触媒におけるＮＯｘ吸蔵材比率（ｍｏｌ％）は下記の表２及び表３のとおりである。実施例１及び実施例２では、排ガスの流れ方向の下流側、すなわち後部１１ｂでのＮＯｘ吸蔵材の担持量（６３．８％及び５８．３％）は、上流側、すなわち前部１１ａでのＮＯｘ吸蔵材の担持量（３６．２％及び４１．７％）よりも多い。更に、厚さ方向の担体基材１０側、すなわち下層触媒層２１でのＮＯｘ吸蔵材の担持量（７２．４％及び７２．４％）は、担体基材１０と逆側、すなわち上層触媒層２２でのＮＯｘ吸蔵材の担持量（２７．６％及び２７．６％）よりも多い。
【００５７】
【表２】
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【００５８】
【表３】
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【００５９】
一方、触媒活性評価試験に使用された比較例１及び比較例２の排ガス浄化触媒におけるＮＯｘ吸蔵材比率（ｍｏｌ％）は下記の表４及び表５のとおりである。比較例１及び比較例２では、排ガスの流れ方向の下流側、すなわち後部１１ｂでのＮＯｘ吸蔵材の担持量（１００％及び８０％）は、上流側、すなわち前部１１ａでのＮＯｘ吸蔵材の担持量（０％及び２０％）よりも多い。しかし、厚さ方向の担体基材１０側、すなわち下層触媒層２１でのＮＯｘ吸蔵材の担持量（５０％及び５０％）は、担体基材１０と反対側、すなわち上層触媒層２２でのＮＯｘ吸蔵材の担持量（５０％及び５０％）と同じである。
【００６０】
【表４】
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【００６１】
【表５】
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【００６２】
（ＩＩ）触媒活性評価試験
図３は測定データの一例を示す。横軸は時間であり、縦軸は排ガス浄化触媒３から排出されるＮＯｘ濃度（触媒出ＮＯｘ濃度）である。排ガス浄化触媒３に供給するリーン状態の排ガスとリッチ状態の排ガス４とが周期的に変更されると、排ガス浄化触媒３での反応としてＮＯｘの吸蔵とＮＯｘの還元とが周期的に繰り返され、それに対応して排ガス浄化触媒３から排出されるＮＯｘ濃度も周期的に変化している。
【００６３】
下記の表６は実施例及び比較例の測定データをまとめた表であり、図４は表６を示すグラフである。横軸は上層触媒層２２の前部１１ａのＮＯｘ吸蔵材の比率である前部吸蔵材比率を示し、縦軸はＮＯｘ浄化率を示している。ただし、前部吸蔵材比率は、（上層触媒層２２の前部１１ａのＮＯｘ吸蔵材の担持量）／（上層触媒層２２のＮＯｘ吸蔵材の担持量）×１００（％）、により算出される。ＮＯｘ浄化率は、（入りガス中のＮＯｘ濃度−排出ガス中のＮＯｘ濃度）／（入りガス中のＮＯｘ濃度）×１００（％）、により計算される。
【００６４】
【表６】
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【００６５】
図４に示すように、前部吸蔵材比率が同じにもかかわらず、実施例の排ガス浄化触媒の方が比較例の排ガス浄化触媒よりもＮＯｘ浄化率が高くなった。これは、実施例の排ガス浄化触媒では上層触媒層２２よりも下層触媒層２１の方がＮＯｘ吸蔵材の担持量が多いのに対して、比較例の排ガス浄化触媒では上層触媒層２２及び下層触媒層２１のＮＯｘ吸蔵材の担持量が同じためと考えられる。
【００６６】
下記の表７は実施例及び比較例の測定データを別の視点でまとめた表であり、図５は表７を示すグラフである。横軸は後部１１ｂにおける下層触媒層２１に含まれるＮＯｘ吸蔵材の比率である下層触媒層吸蔵材比率を示し、縦軸はＮＯｘ浄化率を示している。ただし、下層触媒層吸蔵材比率は、（後部１１ｂの下層触媒層２１に含まれるＮＯｘ吸蔵材の担持量）／（後部１１ｂに含まれるＮＯｘ吸蔵材の担持量）×１００（％）、により算出される。ＮＯｘ浄化率は、（入りガス中のＮＯｘ濃度−排出ガス中のＮＯｘ濃度）／（入りガス中のＮＯｘ濃度）×１００（％）、により計算される。
【００６７】
【表７】
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【００６８】
図５に示すように、下層触媒層吸蔵材比率が５０％の場合、すなわち上層触媒層２２及び下層触媒層２１のＮＯｘ吸蔵材の担持量が等しい場合（比較例１、比較例２）、ＮＯｘ浄化率は５５％より低かった。しかし、下層触媒層吸蔵材比率が５０％を超える場合、すなわち下層触媒層２１の方が上層触媒層２２よりもＮＯｘ吸蔵材の担持量が多い場合（実施例１、実施例２）、ＮＯｘ浄化率は向上し、５５％よりも高くなることが分った。すなわち、上層触媒層２２のＮＯｘ吸蔵材の担持量よりも下層触媒層２１のＮＯｘ吸蔵材の担持量を多くすることで、ＮＯｘ浄化率を向上できることが分った。
【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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