(57)【要約】【課題】本発明は、ＮＯｘの吸着を維持しつつ酸素の放出を抑制することができる複合酸化物担体粒子を提供することを目的とする。【解決手段】セリア及びイットリアを含有している本発明の複合酸化物担体粒子では、セリア及びイットリアの総質量に対するイットリアの質量の割合が、１７質量％以上２８質量％以下であり、複合酸化物担体粒子の質量に対するセリアの質量の割合が、４０質量％以上６５質量％以下である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セリア及びイットリアを含有している複合酸化物担体粒子であって、
前記セリア及び前記イットリアの総質量に対する前記イットリアの質量の割合が、１７質量％以上２８質量％以下であり、
前記複合酸化物担体粒子の質量に対する前記セリアの質量の割合が、４０質量％以上６５質量％以下である、
複合酸化物担体粒子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合酸化物担体粒子に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等のための内燃機関、例えば、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中には、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、及び窒素酸化物（ＮＯｘ）等の成分が含まれている。
【０００３】
このため、一般的には、これらの成分を分解除去するための排ガス浄化装置が内燃機関に設けられており、この排ガス浄化装置内に取り付けられた排ガス浄化触媒によって、これらの成分がほとんど分解されている。このような排ガス浄化触媒の例として、ＮＯｘ吸蔵還元触媒が知られている。
【０００４】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒は、リーン雰囲気で排ガス中のＮＯをＮＯ２に酸化して硝酸塩の形態で吸蔵し、かつストイキ雰囲気及びリッチ雰囲気でＮＯ２を窒素（Ｎ２）に還元する触媒であり、この触媒では、リーン雰囲気、ストイキ雰囲気、及びリッチ雰囲気の排ガス成分の変化を巧妙に利用している。
【０００５】
このＮＯｘ吸蔵還元触媒では、高い温度、例えば４００℃以上の高い温度の条件下で、ＮＯｘの浄化率が低下する可能性がある。これは、かかる高温領域において、上記の硝酸塩の熱分解が生じ、これによってＮＯ２が、還元されることなく外部に排出されるためと考えられている。
【０００６】
この問題を解決する手段の一つとして、Ｄｉ−Ａｉｒ（Ｄｉｅｓｅｌ  ＮＯｘ  Ａｆｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｂｙ  Ａｄｓｏｒｂｅｄ  Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｒｅｄｕｃｔａｎｔｓ）システムが知られている。
【０００７】
Ｄｉ−Ａｉｒシステムは、触媒、特にＮＯｘ吸蔵還元触媒に適用され、かつ所定の周期、特に短い周期でリーン雰囲気とリッチ雰囲気とを交互に作り出すシステムである。このシステムでは、リーン雰囲気で瞬間的に生じたＮＯ２活性種、及びリッチ雰囲気で生じた炭化水素ラジカル種とを反応せしめ、還元性中間体（例えば有機イソシアネート化合物）等を生成してこれを担体等に吸着し、その後に、この還元性中間体等と別のＮＯ２活性種とを反応せしめてＮ２に還元し、これによって高いＮＯｘ浄化率を達成するシステムである。このＤｉ−Ａｉｒシステムは、高温領域で高いＮＯｘ浄化率を達成することが可能である。
【０００８】
したがって、ＮＯｘ吸蔵還元触媒や、これを用いるＤｉ−Ａｉｒシステムでは、高いＮＯｘ浄化率を達成することが期待されている。しかしながら、ＮＯｘ吸蔵還元に関して、未だに改善の余地がある。
【０００９】
特許文献１の排ガス浄化用触媒は、担体基材と、当該担体基材の表面に形成されているＮＯｘ吸蔵層と、当該ＮＯｘ吸蔵層の表面に形成されているＮＯｘ浄化層とを含み、かつ当該ＮＯｘ吸蔵層にＮＯｘ吸着材が含有されている。特許文献１では、当該ＮＯｘ吸着材の例としてセリアが記載され、かつ、さらにＮＯｘを浄化し難い２００℃以下の温度領域では、当該セリアがＮＯｘを吸着し、高温領域で当該ＮＯｘを浄化する旨の記載もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２２６３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の排ガス浄化用触媒では、ＮＯｘ吸着材としてセリアを使用している。しかしながら、セリアは、酸素吸蔵能（ＯＳＣ：Ｏｘｙｇｅｎ  Ｓｔｏｒａｇｅ  ｃａｐａｃｉｔｙ）を有し、これによって酸素が過剰に放出される可能性がある。
【００１２】
したがって、本発明は、ＮＯｘの吸着を維持しつつ酸素の放出を抑制することができる複合酸化物担体粒子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】
【００１３】
本発明者らは、以下の手段により、上記の課題を解決できることを見出した。
【００１４】
〈１〉セリア及びイットリアを含有している複合酸化物担体粒子であって、
上記セリア及び上記イットリアの総質量に対する上記イットリアの質量の割合が、１７質量％以上２８質量％以下であり、
上記複合酸化物担体粒子の質量に対する上記セリアの質量の割合が、４０質量％以上６５質量％以下である、
複合酸化物担体粒子。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＮＯｘの吸着を維持しつつ酸素の放出を抑制することができる複合酸化物担体粒子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の複合酸化物担体粒子を含む排ガス浄化触媒の一実施形態を示す模式図である。
【図２】図２は、実施例１及び比較例１の粉末担体のＸ線回折パターンを示す図である。
【図３】図３は、実施例１及び２、並びに比較例１の複合酸化物担体粒子を、それぞれ含む排ガス浄化触媒に関して、Ｙ２Ｏ３／（Ｙ２Ｏ３＋ＣｅＯ２）（質量比）と、Ｏ２反応量（ｍｇ／ｇ）との関係を示す図である。
【図４】図４は、実施例１及び２、並びに比較例１〜３の複合酸化物担体粒子を、それぞれ含む排ガス浄化触媒に関して、ＣｅＯ２（質量％）と、Ｏ２反応量（ｍｇ／ｇ）との関係を示す図である。
【図５】図５は、実施例１及び２、並びに比較例１〜３の複合酸化物担体粒子を、それぞれ含む排ガス浄化触媒に関して、ＮＯｘ浄化率（％）を示す。
【図６】図６は、実施例１及び２、並びに比較例１〜３の複合酸化物担体粒子を、それぞれ含む排ガス浄化触媒に関して、ＣｅＯ２（質量％）と、ＮＯｘ浄化率（％）との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々変形して実施できる。
【００１８】
本発明において、「複合酸化物担体粒子」とは、少なくとも２種類の金属酸化物が少なくとも部分的に固溶している材料を意味している。したがって、例えばセリア及びイットリアを含有している複合酸化物担体粒子とは、セリア及びイットリアが少なくとも部分的に固溶しており、特にセリア及びイットリアが少なくとも部分的に単一の結晶構造の酸化物を共に形成していることを意味する。すなわち、例えば「セリア及びイットリアを含有している複合酸化物担体粒子」は、セリア及びイットリアが固溶している部分だけでなく、セリア及びイットリアがそれぞれ単独で存在している部分を有していてもよい。
【００１９】
《セリアの特徴》
セリア（ＣｅＯ２としても言及される）は、一般的にリーン雰囲気で酸素を吸蔵し、リッチ雰囲気で酸素を放出するＯＳＣ（Ｏｘｙｇｅｎ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｃａｐａｃｉｔｙ）特性を有し、したがって、これを三元触媒等で好適に適用することができる。
【００２０】
何らの原理によって限定されないが、セリアがＯＳＣ特性を発現する理由は、セリアが立方晶（ＣｅＯ２型）と六方晶（Ｃｅ２Ｏ３型）との間で構造変化を生じるためと考えられる。
【００２１】
さらに、セリアは、上記のＯＳＣ特性に加えてＮＯ２を吸着し易い特性を有する。したがって、セリアは、リーン雰囲気で酸素の吸蔵及びＮＯ２の吸着を行い、リッチ雰囲気で酸素及びＮＯ２を放出する。なお、セリアがＮＯ２を吸着し易い理由は、セリアが、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３としても言及される）と比較して塩基性であるためと考えられる。
【００２２】
セリアのＮＯ２の吸着効果は、リーン雰囲気でより多くのＮＯｘを保持できるため、ＮＯｘ吸蔵還元触媒では有利な効果である。他方、セリアのＯＳＣ特性は、リッチ雰囲気で放出された酸素が還元剤を消費するため、ＮＯｘ吸蔵還元触媒では不利な効果である。
【００２３】
本発明者らは、上記のセリアのＯＳＣ特性を抑制しつつ、そのＮＯ２吸着能を維持する手段を検討し、下記の複合酸化物担体粒子を見出した。
【００２４】
《複合酸化物担体粒子》
セリア及びイットリアを含有している本発明の複合酸化物担体粒子では、セリア及びイットリアの総質量に対するイットリアの質量の割合が、１７質量％以上２８質量％以下であり、複合酸化物担体粒子の質量に対する上記セリアの質量の割合が、４０質量％以上６５質量％以下である。
【００２５】
〈本発明の複合酸化物担体粒子の説明〉
上記のように、セリアがＯＳＣ特性を発現する理由は、立方晶と六方晶との間の構造変化を生じるためと考えられる。これに関して、セリア及びイットリアを含有している複合酸化物担体粒子では、何らの原理によって限定されないが、イットリアがセリアの構造変化を抑制し、これによってセリアのＯＳＣ特性の発現が抑制されると考えられる。
【００２６】
また、複合酸化物担体粒子においてセリア及びイットリアの総質量に対するイットリアの質量の割合が小さ過ぎる場合には、イットリアによるセリアの構造変化の抑制が、不十分となる可能性がある。したがって、複合酸化物担体粒子においてセリア及びイットリアの総質量に対するイットリアの質量の割合は、１７質量％以上、１８質量％以上、１９質量％以上、又は２０質量％以上でよい。
【００２７】
さらに、複合酸化物担体粒子においてセリア及びイットリアの総質量に対するイットリアの質量の割合が大きすぎる場合には、セリアのＮＯ２の吸着効果が抑制される可能性がある。したがって、複合酸化物担体粒子においてセリア及びイットリアの総質量に対するイットリアの質量の割合は、２８質量％以下、２７質量％以下、２６質量％以下、又は２５質量％以下でよい。
【００２８】
なお、複合酸化物担体粒子の質量に対するセリアの質量の割合が、十分に大きい場合には、セリアのＮＯ２の吸着効果を向上させることができる。したがって、複合酸化物担体粒子の質量に対するセリアの質量の割合は、４０質量％以上、又は４５質量％以上でよい。
【００２９】
さらに、複合酸化物担体粒子の質量に対するセリアの質量の割合が、十分に小さい場合には、セリア粒子が、別のセリア粒子及び他の金属酸化物とシンタリングを生じることを抑制することができる。したがって、複合酸化物担体粒子の質量に対するセリアの質量の割合は、６５質量％以下、６０質量％以下、又は５５質量％以下でよい。
【００３０】
なお、複合酸化物担体粒子においてセリア及びイットリア以外の成分の例としては、シリカ（ＳｉＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、セリア（ＣｅＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、チタニア（ＴｉＯ２）、及びそれらの固溶体を挙げることができる。この中でも、拡散障壁及び比表面積の観点から、アルミナが含有されているのが好ましい。
【００３１】
上記の構成を有する本発明の複合酸化物担体粒子は、ＮＯｘの吸着を維持しつつ酸素の放出を抑制することができる。
【００３２】
図１を参照して、本発明の複合酸化物担体粒子を説明する。図１は、本発明の複合酸化物担体粒子を含む排ガス浄化触媒の一実施形態を示す模式図である。図１では、基材１１０、基材１１０の表面に形成されているＮＯｘ吸蔵層１２０、及びＮＯｘ吸蔵層１２０の表面に形成されているＮＯｘ浄化層１３０が、この順で積層されている排ガス浄化触媒１００が示されている。この排ガス浄化触媒１００では、ＮＯｘ浄化層１３０においてＮＯｘ等を吸着し、ＮＯｘをＮＯｘ吸蔵層１２０で吸蔵する。ＮＯｘ浄化層１３０は、セリア及びイットリアを含有している複合酸化物担体粒子を含み、イットリアがセリアのＯＳＣ特性を抑制している。
【００３３】
〈複合酸化物担体粒子の応用例〉
本発明の複合酸化物担体粒子は、特に限定されないが、例えばＮＯｘ吸蔵還元触媒、又はＤｉ−Ａｉｒシステムで用いるＮＯｘ吸蔵還元触媒に適用してよい。
【００３４】
（ＮＯｘ吸蔵還元触媒）
ＮＯｘ吸蔵還元触媒は、例えば触媒金属、担体、ＮＯｘ吸蔵材、及び基材から構成されていてよい。
【００３５】
触媒金属としては、特に限定されることなく、少なくとも１種の卑金属、その酸化物、及びそれらの複合酸化物；少なくとも１種の貴金属、その酸化物、及びそれらの複合酸化物；並びにそれらの組み合わせを挙げることができる。
【００３６】
担体としては、本発明の複合酸化物担体粒子に加えてさらに、例えば、シリカ、酸化マグネシウム、ジルコニア、セリア、アルミナ、チタニア、及びそれらの固溶体、並びにそれらの組み合わせ等を挙げることができる。
【００３７】
ＮＯｘ吸蔵材は、特に限定されないが、塩基性材料でよい。ＮＯｘ吸蔵材としては、アルカリ金属及びその塩、例えば、カリウム（Ｋ）及び酢酸カリウム等；アルカリ土類金属及びその塩、例えば、バリウム（Ｂａ）及びは酢酸バリウム等；並びにこれらの組み合わせを挙げることができる。
【００３８】
基材は、特に限定されないが、例えばコーディエライトハニカムやコーディエライトモノリスでよい。
【００３９】
（Ｄｉ−Ａｉｒシステムで用いる触媒）
Ｄｉ−Ａｉｒシステムで用いる触媒は、例えば上記のＮＯｘ吸蔵還元触媒でよい。
【００４０】
本発明の複合酸化物担体粒子に関して、下記の複合酸化物担体粒子の製造方法を参照することができる。
【００４１】
《複合酸化物担体粒子の製造方法》
セリア及びイットリアを含有している複合酸化物担体粒子を製造する方法の例としては、クエン酸錯体法、錯体重合法、含浸法、共沈法、均一沈殿法、逆均一沈殿法、ミセル法、及び逆ミセル法を挙げることができる。かかる複合酸化物担体粒子の製造方法の一実施形態として、共沈法を説明する。
【００４２】
〈共沈法〉
セリア及びイットリアを含有している複合酸化物担体粒子を製造する方法は、下記の工程を含む：
セリウムの塩、イットリウムの塩、及び溶媒を含有している混合溶液を調製する工程；
上記混合溶液に中和剤を加えて、複合酸化物担体粒子の前駆体を析出させ、これによって前駆体スラリーを調製する工程；並びに
上記前駆体スラリーを乾燥及び／又は焼成し、これによって複合酸化物担体粒子を作製する工程。
【００４３】
（混合溶液調製工程）
セリウムの塩の例としては、無機塩、例えば、硫酸塩、硝酸塩、塩化物、及びりん酸塩等；有機酸塩、例えば、酢酸塩及びシュウ酸塩等；並びにこれらの組み合わせを挙げることができる。
【００４４】
イットリウムの塩の例に関しては、上記のセリウムの塩の例の記載を参照することができる。
【００４５】
混合溶液におけるセリウムのモル及びイットリウムのモル比は、上記の本発明の複合酸化物担体粒子におけるセリア及びイットリアの総質量に対するイットリアの質量の割合を達成することが可能であれば特に限定されない。この場合において、これらのモル比は、セリウム及びイットリウムの還元の尺度、例えば酸化還元電位や、セリア及びイットリアの固溶のし易さを考慮して決定してもよい。
【００４６】
溶媒の例としては、特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール、及び水を挙げることができる。
【００４７】
混合溶液は、分散剤、例えばピロリドンンカルボン酸ナトリウム（ＰＡＡ−Ｎａ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を含有してもよい。
【００４８】
（前駆体スラリー調製工程）
中和剤の例としては例えば、アンモニア（ＮＨ３）、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）等の無機塩基性化合物を挙げることができる。また、中和剤としては例えば、ピリジン、（ポリ）エチレンジアミン化合物の有機塩基性化合物を挙げることができ、好適には（ポリ）エチレンジアミン化合物を挙げることができる。
【００４９】
好適な中和剤の例としての、（ポリ）エチレンジアミン化合物としては、エチレン単位を１〜１０個有するもの、特にエチレン単位を１〜６個有するものを挙げることができる。具体的には、好ましいポリエチレンジアミン化合物としては、エチレンジアミン（ＥＤＡ：Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ：Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ：Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）、テトラエチレンペンタミン［ＴＥＰＡ：Ｈ２Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ）３ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）］、ペンタエチレンヘキサミン［ＰＥＨＡ：Ｈ２Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ）４Ｈ２ＣＨ２ＮＨ２］、特にエチレンジアミン（ＤＤＡ）を挙げることができる。
【００５０】
中和剤を加えて、複合酸化物の前駆体を析出させる工程においては、水溶液のｐＨを７〜９の範囲に調整することが好適である。
【００５１】
（複合酸化物担体粒子作製工程）
乾燥及び焼成は、複合酸化物担体粒子を得ることができる任意の条件で行うことができる。例えば、乾燥は、空気中において、５０℃以上２００℃以下の温度で行うことができ、また、焼成は、３００℃以上、６００℃以上であって、８００℃未満、７００℃以下の温度で、１〜１０時間、又は２〜８時間にわたって行うことができる。
【００５２】
（その他の工程）
その他、複合酸化物担体粒子を製造する方法は、任意選択的に触媒金属担持工程、基材担持工程、及びＮＯｘ吸蔵材担持工程を含む。
【００５３】
これらの工程の順序は、特に限定されない。これらの工程の組み合わせの例は、上記の複合酸化物担体粒子を含む溶液に、触媒金属の塩を添加して含浸担持を行うこと；触媒金属が担持されている複合酸化物担体粒子を含む溶液又はスラリーに、基材、例えばコーディエライトハニカムを浸漬してウォッシュコートを行うこと；ＮＯｘ吸蔵材、例えばバリウムを含む溶液に、かかるコーディエライトハニカムを浸漬して含浸担持を行うことを挙げることができる。なお、これらの工程は、任意選択的に乾燥及び／又は焼成の操作や、バインダー等の結着材を添加する操作を含んでよい。
【００５４】
なお、これらの方法を実施するための反応容器は特に制限されるものではなく、バッチ式の反応装置又は連続式の反応装置を用いることができる。
【００５５】
さらに、複合酸化物担体粒子のセリア、イットリア、及びアルミナの質量比は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）発光分光分析法によって、測定することができる。
【００５６】
〈その他〉
複合酸化物担体粒子を製造する方法に関して、上記の本発明の複合酸化物担体粒子の記載を参照することができる。
【００５７】
以下に示す実施例を参照して本発明をさらに詳しく説明するが、本発明の範囲は、これらの実施例によって限定されるものでないことは言うまでもない。
【実施例】
【００５８】
《実施例１》
〈混合溶液を調製する工程〉
硝酸セリウム、硝酸イットリウム、硝酸アルミニウム、及び溶媒としての純水を含む混合溶液を調製した。混合溶液に関して、セリウム、イットリウム、及びアルミニウムのモル比は、ターゲットの複合酸化物担体粒子のセリア、イットリア、及びアルミナの質量比、すなわち５０：１０：４０を達成するように調整した。
【００５９】
〈前駆体スラリー調製工程〉
上記の混合溶液に中和剤としてのアンモニア水溶液を加えて、複合酸化物担体粒子の前駆体を析出させ、これによって前駆体スラリーを調製した。
【００６０】
〈複合酸化物担体粒子作製工程〉
上記の前駆体スラリーを乾燥及び焼成し、これによってセリア、イットリア、及びアルミナを含有している複合酸化物担体粒子を作製した。かかる複合酸化物担体粒子のセリア、イットリア、及びアルミナの質量比は、５０：１０：４０であった。なお、これらの質量比の算出に関しては、複合酸化物担体粒子に対して誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）分析によって定量分析等を行い、これによってこれらの質量比を算出した。
【００６１】
《実施例２及び比較例１〜３》
実施例１の混合溶液を調製する工程において、セリウム、イットリウム、及びアルミニウムのモル比を、実施例２及び比較例１〜３のターゲットの複合酸化物担体粒子のセリア、イットリア、及びアルミナの質量比を達成するように調整したことを除き、実施例２及び比較例１〜３の複合酸化物担体粒子を、実施例１の複合酸化物担体粒子と同様に作製した。各例のターゲットの複合酸化物担体粒子のセリア、イットリア、及びアルミナの質量比を、下記に示している：
実施例２    ５０：２０：３０；
比較例１    ５０：０：５０；
比較例２    ３５：７：５８；
比較例３    ７０：１０：２０。
【００６２】
各例の複合酸化物担体粒子に関して、セリア（質量％）、イットリア（質量％）、及びアルミナ（質量％）、並びにセリア及びイットリアの総質量に対するイットリアの質量の割合を、下記の表１に示している。
【００６３】
【表１】
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【００６４】
《評価》
〈Ｘ線回折分析の評価〉
実施例１及び比較例１の複合酸化物担体粒子に対して、Ｘ線回折分析を行った。結果を図２に示している。
【００６５】
図２において、約２８．５°の線はＣｅＯ２のピークを示し、約２８．７°の線はＣｅ２Ｙ２Ｏ７のピークを示し、かつ約２９．０°の線はＹ２Ｏ３のピークを示している。図２からは、比較例１の複合酸化物担体粒子のＸ線回折のピークが、ＣｅＯ２のピークに相当していることが分かる。他方、図２からは、実施例１の複合酸化物担体粒子のＸ線回折のピークが、Ｃｅ２Ｙ２Ｏ７のピークの付近に出現していることが分かる。
【００６６】
さらに、図２からは、実施例１の複合酸化物粒子のＸ線回折のピークが、比較例１のものよりもブロードであることが分かる。これは、セリアに、イットリアが少なくとも部分的に固溶していることを示している。
【００６７】
〈酸素反応量の評価〉
実施例１及び２並びに比較例１〜３の複合酸化物担体粒子に、触媒金属としてのＰｔ及びＰｄを担持した触媒金属担持型複合酸化物担体粒子（下記の触媒金属担持工程Ｃ−１及び表２を参照されたい）に関して、酸素反応量を測定した。なお、下記の工程Ａ−１、Ａ−２、Ｂ、Ｃ−１、及びＣ−２によって得られる排ガス浄化触媒は、下記のＤｉ−Ａｉｒシステムにおける排ガス浄化能の評価で用いる。
【００６８】
（ＮＯｘ吸蔵層：触媒金属担持工程Ａ−１）
セリアを含む溶液に、触媒金属としてのＰｔ塩を添加して含浸担持を行い、さらにこれを乾燥及び焼成した。また、ジルコニアを含む溶液に、触媒金属としてのＲｈ塩を添加して含浸担持を行い、さらにこれを乾燥及び焼成した。さらに、ジルコニアを含む溶液に、触媒金属としてのＰｄ塩を添加して含浸担持を行い、さらにこれを乾燥及び焼成した。
【００６９】
（ＮＯｘ吸蔵層：基材担持工程Ａ−２）
上記のＰｔ担持セリア、Ｒｈ担持ジルコニア、Ｐｄ担持ジルコニア、及びバインダーを混合してスラリーを調製し、このスラリーに、基材としてのコーディエライトモノリスを浸漬してウォッシュコートを行い、これを乾燥及び焼成した。
【００７０】
（ＮＯｘ吸蔵層：ＮＯｘ吸蔵材担持工程Ｂ）
ＮＯｘ吸蔵材としての酢酸バリウムを含む溶液に、基材担持工程Ａを経たコーディエライトモノリスを浸漬して含浸担持を行い、さらにこれを乾燥及び焼成した。
【００７１】
（ＮＯｘ浄化層：触媒金属担持工程Ｃ−１）
複合酸化物担体粒子を含む溶液に、触媒金属としてのＰｔ塩及びＰｄ塩を添加して含浸担持を行い、さらにこれを乾燥及び焼成した。
【００７２】
（ＮＯｘ浄化層：基材担持工程Ｃ−２）
上記のＰｔ及びＰｄ担持複合酸化物担体粒子、並びにバインダーを混合してスラリーを調製し、このスラリーに、上記のＮＯｘ吸蔵材担持工程Ｂを経たコーディエライトモノリスを浸漬してウォッシュコートを行い、これを乾燥及び焼成した。これによって排ガス浄化触媒を得た。
【００７３】
なお、この排ガス浄化触媒では、基材としてのコーディエライトモノリス、このコーディエライトモノリスの表面に形成されているＮＯｘ吸蔵層、及びこのＮＯｘ吸蔵層の表面に形成されているＮＯｘ浄化層が、この順で積層されている。基材の構成等、ＮＯｘ吸蔵層の構成等、及びＮＯｘ浄化層の構成等を下記の表２に示している。
【００７４】
【表２】
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【００７５】
なお、表２において、「複合酸化物担体粒子」は、上記の各例の複合酸化物担体粒子に対応する。また、表２において、例えば「セリア（Ｐｔ）」の記載は、Ｐｔ担持セリアを意味し、これに対応する「１７０ｇ（１ｇ）」の記載は、セリアの量が１７０ｇであること、かつこのセリアに担持されているＰｔの量が１ｇであることを意味している。
【００７６】
（酸素反応量の測定）
触媒金属担持工程Ｃ−１で作製した触媒金属担持型複合酸化物担体粒子を、プレス圧１ｔｏｎ／ｃｍ２で２ｍｍ角のペレット状に成形した。このペレットを電気炉で７００℃で３３時間にわたって焼成し、これによって耐久試験を実施した。
【００７７】
耐久試験を経た後、触媒金属担持型複合酸化物担体粒子を流通式管型反応器に設置し、この反応器内にモデルガスを流通させ、これによって酸素反応量の測定を行った。
【００７８】
モデルガスは、リーンガス及びリッチガスから構成した。モデルガスの温度を４３０℃とし、かかるガスの流速を１５Ｌ／分とし、これらの条件下でリーンガス及びリッチガスを２分毎に切り替えた。これによって、ＣＯと反応したＯ２の量を、生成したＣＯ２から算出した。リーンガス及びリッチガスの組成を下記の表３に示し、かつ結果を図３及び４に示している。
【００７９】
【表３】
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【００８０】
図３は、実施例１及び２、並びに比較例１の複合酸化物担体粒子を、それぞれ含む排ガス浄化触媒に関して、Ｙ２Ｏ３／（Ｙ２Ｏ３＋ＣｅＯ２）（質量比）と、Ｏ２反応量（ｍｇ／ｇ）との関係を示す図である。
【００８１】
図３からは、Ｏ２反応量に関して、実施例１及び２の触媒金属担持型複合酸化物担体粒子のＯ２反応量は、比較例１のものより低いことが分かる。つまり、複合酸化物担体粒子中のセリアの含有率が各複合酸化物担体粒子で同一である（例えば、実施例１及び２並びに比較例１の複合酸化物担体粒子中のセリアの含有率は、それぞれ５０質量％である）場合には、イットリアの含有率がより高いものほど、Ｏ２反応量がより低くなることが、理解される。これは、イットリアがセリアの構造変化を抑制し、これによってセリアのＯＳＣ特性の発現が抑制されたためと考えられる。
【００８２】
図４は、実施例１及び２、並びに比較例１〜３の複合酸化物担体粒子を、それぞれ含む排ガス浄化触媒に関して、セリア（質量％）と、Ｏ２反応量（ｍｇ／ｇ）との関係を示す図である。
【００８３】
図４からは、比較例２、実施例１及び２、並びに比較例３の触媒金属担持型複合酸化物担体粒子が、一直線上（点線）に並んでいることが分かる。これは、これらの例のセリアの質量及びイットリアの質量の比が、それぞれ５：１、５：１、５：２、及び７：１で略同一であり、これによって所定の質量比を有する、イットリア含有セリアの量及びＯ２反応量に関して、近似的な比例の関係が存在しているためと考えられる。
【００８４】
また、図４の直線（点線）からは、セリアが５０質量％含有されている比較例１の触媒金属担持型複合酸化物担体粒子のＯ２反応量が、約５０（ｍｇ／ｇ）であることに着目した場合には、少なくともセリアが５０質量％と６５質量％の間の範囲にある条件で、Ｏ２反応量を５０（ｍｇ／ｇ）以下に抑制しつつ、セリアの割合を増加させてＮＯｘ吸着を促進することができることが理解される。
【００８５】
〈Ｄｉ−Ａｉｒシステムにおける排ガス浄化能の評価〉
上記の工程Ａ−１、Ａ−２、Ｂ、Ｃ−１、及びＣ−２から構成される排ガス浄化触媒の調製方法により、実施例１及び２並びに比較例１〜３の複合酸化物担体粒子をそれぞれ含む排ガス浄化触媒（１．３Ｌ）を調製し、これらの排ガス浄化触媒を適用したＤｉ−Ａｉｒシステムによって、排ガス浄化能の評価を行った。
【００８６】
具体的には、かかる評価の条件を下記の（１）〜（３）に示し、結果を下記の表４並びに図５及び６に示している：
（１）各例の複合酸化物担体粒子を含む排ガス浄化触媒を、電気炉で７００℃で３３時間にわたって焼成し、これによって耐久試験を実施する。
（２）ディーゼルエンジン、燃料を供給するための燃料供給弁、及び上記の耐久試験を経た排ガス浄化触媒からなる構成の試験装置を準備する。
（３）かかる試験装置に関して、ディーゼルエンジンにおける回転数を２０００ｒｐｍに設定し、かつそのトルクを４０Ｎｍに設定し；燃料供給弁からの燃料の添加を、燃費悪化率２％、並びに所定のリーン時間及びリッチ時間のサイクルで行う。
【００８７】
【表４】
2017094312.tif 000006
【００８８】
図５は、実施例１及び２、並びに比較例１〜３の複合酸化物担体粒子を、それぞれ含む排ガス浄化触媒に関して、ＮＯｘ浄化率（％）を示す。
【００８９】
表５及び図５からは、実施例１及び２の排ガス浄化触媒のＮＯｘ浄化率が、比較例１〜３の排ガス浄化触媒のＮＯｘ浄化率よりも高いことが分かる。これは、イットリアがセリアの構造変化を抑制し、これによってセリアのＯＳＣ特性の発現を抑制しつつ、セリアのＮＯ２吸着能が維持されたためと考えられる。
【００９０】
図６は、実施例１及び２、並びに比較例１〜３の複合酸化物担体粒子を、それぞれ含む排ガス浄化触媒に関して、セリア（質量％）と、ＮＯｘ浄化率（％）との関係を示す図である。
【００９１】
図６の曲線（点線）は、図４での説明と同様に、セリアの質量及びイットリアの質量の比が、５：１、５：１、５：２、及び７：１で略同一である、それぞれ比較例２、実施例１及び２、並びに比較例３に関する、近似曲線である。
【００９２】
図６の曲線からは、セリアが５０質量％含有されている比較例１の排ガス浄化触媒のＮＯｘ浄化率が、３２％であることに着目した場合には、少なくともセリアが４０質量％と６５質量％の間の範囲にある条件で、ＮＯｘ浄化率を３２％以上に向上することができることが理解される。
【００９３】
本発明の好ましい実施形態を詳細に記載したが、特許請求の範囲から逸脱することなく、本発明で使用される装置、機器、及び薬品等について、そのメーカー、等級、及び品質等の変更が可能であることを当業者は理解する。
【符号の説明】
【００９４】
１００    排ガス浄化触媒
１１０    基材
１２０    ＮＯｘ吸蔵層
１３０    ＮＯｘ浄化層
【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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