(57)【要約】ＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物をコア部より多く含む表面部とからなる構造をもつ複合粒子を含む担体に、貴金属とＮＯｘ吸蔵材を担持した。この複合粒子は、内部の塩基性度が高く、表面に多く存在するＡｌ２Ｏ３あるいはＴｉＯ２によって表面の塩基性度が低い。そのため耐硫黄被毒性が向上するとともに、耐久後のＮＯｘ浄化能が向上する。
2002066155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質酸化物担体に貴金属とＮＯｘ吸蔵材とを担持してなるＮＯｘ吸蔵還元型触媒において、前記多孔質酸化物担体はＺｒＯ２を主成分とするコア部と該コア部の表面に形成されＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物を該コア部より多く含む表面部とからなる構造をもつ複合粒子を含むことを特徴とする排ガス浄化用触媒。
【請求項２】
前記ＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物はＡｌ２Ｏ３であり、前記複合粒子はＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物である請求の範囲第１項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項３】
前記複合粒子の組成は、モル比でＡｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２＝３／９７〜１５／８５の範囲にある請求の範囲第２項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項４】
前記ＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物はＴｉＯ２であり、前記複合粒子はＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合酸化物である請求の範囲第１項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項５】
前記複合粒子の表面部にはＴｉＯ２を３０重量％以上含む請求の範囲第４項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項６】
前記複合粒子はさらにＡｌ２Ｏ３を含む請求の範囲第４項又は第５項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項７】
前記Ａｌ２Ｏ３は前記複合粒子中に１０モル％以上含まれている請求の範囲第６項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項８】
前記複合粒子の平均粒径は１０μｍ以下である請求の範囲第１項〜第７項のいずれかに記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項９】
担体基材と、該担体基材上に形成された多孔質酸化物よりなるコート層と、該コート層に担持された貴金属と、該コート層に担持されたアルカリ金属，アルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれる少なくとも一種のＮＯｘ吸蔵材と、からなるＮＯｘ吸蔵還元型の排ガス浄化用触媒において、
該コート層には、ＺｒＯ２を主成分とするコア部と該コア部の表面に形成されＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物を該コア部より多く含む表面部とからなる構造をもつ複合粒子が含まれていることを特徴とする排ガス浄化用触媒。
【請求項１０】
前記ＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物はＡｌ２Ｏ３であり、前記複合粒子はＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物である請求項９に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項１１】
前記複合粒子の組成は、モル比でＡｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２＝３／９７〜１５／８５の範囲にある請求の範囲第１０項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項１２】
前記ＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物はＴｉＯ２であり、前記複合粒子はＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合酸化物である請求の範囲第１項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項１３】
前記複合粒子の表面部にはＴｉＯ２を３０重量％以上含む請求の範囲第１２項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項１４】
前記複合粒子はさらにＡｌ２Ｏ３を含む請求の範囲第１２項又は第１３項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項１５】
前記Ａｌ２Ｏ３は前記複合粒子中に１０モル％以上含まれている請求の範囲第１４項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項１６】
前記複合粒子の平均粒径は１０μｍ以下である請求の範囲第９項〜第１５項のいずれかに記載の排ガス浄化用触媒。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明はＮＯｘ吸蔵還元型の排ガス浄化用触媒に関し、詳しくは硫黄被毒を抑制して高いＮＯｘ浄化能を長期間発現できる排ガス浄化用触媒に関する。
背景技術
近年、酸素過剰のリーン雰囲気の排ガス中のＮＯｘを浄化する触媒として、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒が利用されている。このＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、例えば特開平５−３１７６２５号公報に開示されているように、Ａｌ２Ｏ３などの多孔質担体にＰｔ，Ｒｈなどの貴金属とＫ，ＢａなどのＮＯｘ吸蔵材とを担持したものである。このＮＯｘ吸蔵還元型触媒を用い、空燃比をリーン側からパルス状にストイキ〜リッチ側となるように制御する（リッチスパイク）ことにより、排ガスもリーン雰囲気からパルス状にストイキ〜リッチ雰囲気となるので、リーン側ではＮＯｘがＮＯｘ吸蔵材に吸蔵され、それがストイキ又はリッチ側で放出されてＨＣやＣＯなどの還元性成分と反応して浄化される。したがって、リーンバーンエンジンからの排ガスであってもＮＯｘを効率良く浄化することができる。また排ガス中のＨＣ及びＣＯは、貴金属により酸化されるとともにＮＯｘの還元に消費されるので、ＨＣ及びＣＯも効率よく浄化される。
例えば特開平５−３１７６５２号公報には、Ｂａなどのアルカリ土類金属とＰｔをＡｌ２Ｏ３などの多孔質酸化物担体に担持した排ガス浄化用触媒が提案されている。また特開平６−３１１３９号公報には、Ｋなどのアルカリ金属とＰｔをＡｌ２Ｏ３などの多孔質酸化物担体に担持した排ガス浄化用触媒が提案されている。さらに特開平５−１６８８６０号公報には、Ｌａなどの希土類元素とＰｔをＡｌ２Ｏ３などの多孔質酸化物担体に担持した排ガス浄化用触媒が提案されている。
ところが排ガス中には、燃料中に含まれる硫黄（Ｓ）が燃焼して生成したＳＯ２が含まれ、それがリーン雰囲気の排ガス中で貴金属により酸化されてＳＯ３となる。そしてそれがやはり排ガス中に含まれる水蒸気により容易に硫酸となり、これらがＮＯｘ吸蔵材と反応して亜硫酸塩や硫酸塩が生成し、これによりＮＯｘ吸蔵材が被毒劣化することが明らかとなった。これはＮＯｘ吸蔵材の硫黄被毒と称されている。また、Ａｌ２Ｏ３などの多孔質酸化物担体はＳＯｘを吸着しやすいという性質があることから、上記硫黄被毒が促進されるという問題がある。そして、このようにＮＯｘ吸蔵材が亜硫酸塩や硫酸塩となって被毒劣化すると、もはやＮＯｘを吸蔵することができなくなり、その結果、高温耐久試験後（以下、耐久後という）のＮＯｘ浄化性能が低下するという不具合があった。
また耐久後のＮＯｘ浄化能が低下するもう一つの原因は、担体基材として一般に用いられているコーディエライトとＮＯｘ吸蔵材としてのアルカリ成分との間に反応が生じ、それによってＮＯｘ吸蔵能が低下することにあることがわかっている。
つまりアルカリ成分はＡｌ２Ｏ３などのコート層内を移動しやすいと同時に、Ｓｉとの反応性も高い。そのためアルカリ成分は高温時にコート層内を移動して担体基材に到達し、そこでコーディエライト中のＳｉと反応して複合酸化物であるシリケートを形成すると考えられる。このシリケートは安定な化合物であるため、シリケートとなったアルカリ成分にはもはやＮＯｘを吸蔵する能力はなく、ＮＯｘ浄化性能が低下するのである。
また、ＴｉＯ２担体を用いることが想起され実験が行われた。その結果、ＳＯｘはＴｉＯ２には吸着されずそのまま下流に流れ、貴金属と直接接触したＳＯ２のみが酸化されるので、硫黄被毒の程度は少ないことが明らかとなった。ところがＴｉＯ２担体では初期活性が低く、またアルカリ成分との反応が生じてチタン酸塩などが生じるために、耐久後のＮＯｘの浄化性能も低いままであるという不具合があることも明らかとなった。そこで特開平８−０９９０３４号公報には、ＴｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３よりなる複合担体を用いることが提案されている。また、ルチル型のＴｉＯ２をＡｌ２Ｏ３に添加した担体を用いることも提案されている。しかしこのようにＴｉＯ２を添加したり複合酸化物とした担体を用いても、アルカリ成分とＴｉＯ２との反応を抑制することは困難である。
一方、特開平８−１１７６０２号公報には、Ａｌ２Ｏ３担体にＴｉ−Ｚｒ複合酸化物、ＮＯｘ吸蔵材及び貴金属を担持したＮＯｘ吸蔵還元型の排ガス浄化用触媒が提案されている。
このようにＡｌ２Ｏ３にＴｉ−Ｚｒ複合酸化物を担持した複合担体とすることで、Ａｌ２Ｏ３の長所により初期のＮＯｘ浄化率を高く維持することができる。またＴｉ−Ｚｒ複合酸化物を担持することで担体自身の酸性度を上げることができる。したがって、この複合担体はＡｌ２Ｏ３のみの場合に比べてＳＯｘを吸着しにくくなり、かつ吸着されたＳＯｘは低温で脱離しやすくなるので、ＮＯｘ吸蔵材とＳＯｘとの接触確率が低くなる。さらにＴｉ−Ｚｒ複合酸化物を担持した担体では、アルカリ成分の移動が抑制されると考えられ、アルカリ成分とＴｉＯ２との反応も抑制されることもわかった。したがって上記複合担体を用いると、初期においても高いＮＯｘ浄化率が確保され、硫黄被毒及び担体へのアルカリ成分の固溶が抑制されるため耐久後のＮＯｘ浄化率が向上する。
ところが、Ａｌ２Ｏ３担体にＴｉ−Ｚｒ複合酸化物を担持した担体を用いた触媒では、特開平８−０９９０３４号公報に開示されているようなＴｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３よりなる複合担体、あるいはＡｌ２Ｏ３にＴｉＯ２を添加した担体を用いた触媒に比べて、硫黄被毒の抑制効果が十分とはいえず、さらなる硫黄被毒の抑制とＮＯｘ浄化率の向上が求められている。
さらに、近年のエンジン性能の向上及び高速走行の増加などにより排ガス温度が上昇し、高温域におけるＮＯｘ浄化活性の向上が課題となっている。高温域ではＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されたＮＯｘが放出されやすく、リーン雰囲気におけるＮＯｘ吸蔵量が不足しやすいからである。そこで塩基性度が高く高温でも安定なＫをＮＯｘ吸蔵材とすることが行われているが、Ａｌ２Ｏ３などにＫを担持した触媒では、高温域におけるＮＯｘ吸蔵能がさほど向上しないという問題があった。
そこでより塩基性度が高い担体を用いることが想起され、特開平５−１９５７５５号公報にはＺｒＯ２にＫと貴金属を担持した触媒が開示されている。この触媒によれば、担体及びＮＯｘ吸蔵材の塩基性度が高いためＮＯｘを吸蔵しやすく離しがたい。したがって高温域におけるＮＯｘ吸蔵能が向上し、その結果高温域におけるＮＯｘ浄化能が向上する。
ところがＺｒＯ２にＫと貴金属を担持した触媒では、担体の塩基性度が高いためにＮＯｘばかりかＳＯｘも吸蔵しやすく、硫黄被毒による活性の低下が著しいという不具合があった。つまり担体の塩基性度が高ければ、ＮＯｘ吸蔵能は向上するものの硫黄被毒まで促進されてしまう。逆に担体の塩基性度が低ければ、硫黄被毒は抑制されるもののＮＯｘ吸蔵能まで低下してしまう。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ＮＯｘ吸蔵還元型の排ガス浄化用触媒の硫黄被毒をさらに抑制して、高温耐久後のＮＯｘ浄化率を一層向上させることを主たる目的とする。
また本発明の第２の目的は、高温域におけるＮＯｘ吸蔵能の向上と硫黄被毒の抑制という背反事象を両方とも満足でき、かつ耐熱性にも優れた触媒とすることにある。
上記課題を解決する請求の範囲第１項に記載の排ガス浄化用触媒の特徴は、多孔質酸化物担体に貴金属とＮＯｘ吸蔵材とを担持してなるＮＯｘ吸蔵還元型触媒において、多孔質酸化物担体はＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物をコア部より多く含む表面部とからなる構造をもつ複合粒子を含むことにある。
また上記課題を解決する請求の範囲第９項に記載の排ガス浄化用触媒の特徴は、担体基材と、担体基材上に形成された多孔質酸化物よりなるコート層と、コート層に担持された貴金属と、コート層に担持されたアルカリ金属，アルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれる少なくとも一種のＮＯｘ吸蔵材と、からなるＮＯｘ吸蔵還元型の排ガス浄化用触媒において、コート層には、ＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物をコア部より多く含む表面部とからなる構造をもつ複合粒子が含まれていることにある。
本発明の排ガス浄化用触媒において、ＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物はＡｌ２Ｏ３であり、複合粒子はＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物であることが好ましい。この場合、複合粒子の組成は、モル比でＡｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２＝３／９７〜１５／８５の範囲にあることが望ましい。
またＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物はＴｉＯ２であり、複合粒子はＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合酸化物であることも好ましい。この場合、複合粒子の表面部にはＴｉＯ２を３０重量％以上含むことが望ましい。また複合粒子はさらにＡｌ２Ｏ３を含むことが望ましく、Ａｌ２Ｏ３は前記複合粒子中に１０モル％以上含まれていることが望ましい。
そして本発明の排ガス浄化用触媒においては、複合粒子の平均粒径は１０μｍ以下であることが望ましい。
発明を実施するための最良の形態
本発明の排ガス浄化用触媒では、多孔質酸化物担体に貴金属とＮＯｘ吸蔵材とを担持してなるＮＯｘ吸蔵還元型触媒において、多孔質酸化物担体はＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物をコア部より多く含む表面部とからなる複合粒子を含んでいる。この複合粒子は表面部の塩基性度がＺｒＯ２より低いためＳＯｘの近接が抑制されると考えられ、本発明の排ガス浄化用触媒は耐硫黄被毒性が向上する。また均一な組成のＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物と同様に、Ｒｈの水蒸気改質反応活性を向上させる機能を有している。
ＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物としては、Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２，ＳｉＯ２などが例示される。例えば  一般的なＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物粒子は、図１に「一般品」として示すように、表面から内部までほぼ均一な組成となっている。しかし本発明で用いられる複合粒子は、図１に「改良品」として示すように、ＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＡｌ２Ｏ３をコア部より多く含む表面部とからなる構造となっている。表面部のＡｌ２Ｏ３は、微粒子状であってもよいし、膜状であってもよいが、ＺｒＯ２が部分的に表出していることが望ましい。また表面部のＡｌ２Ｏ３は、高分散状態で存在していることが望ましい。
このＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＡｌ２Ｏ３をコア部より多く含む表面部とからなる構造の複合粒子では、ＺｒＯ２を主成分とするコア部によって内部の塩基性度が高く、そのコア部の表面にコア部より多く存在するＡｌ２Ｏ３によって表面部の塩基性度が低い。そのため耐硫黄被毒性が向上するとともに、理由は不明であるが高温域におけるＮＯｘ吸蔵能が向上する。
なお図１に示す両粒子は何れもＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物であるが、区別するために、ＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＡｌ２Ｏ３をコア部より多く含む表面部とからなる構造の複合酸化物粒子を複合粒子といい、内部から表面まで均一な構造の複合酸化物粒子をＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物粒子という。この複合粒子を製造するには、例えばジルコニウム塩の水溶液からｐＨ調整によってジルコニア前駆体を析出させ、これを焼成してＺｒＯ２粉末とする。このＺｒＯ２粉末を水に混合した懸濁液にアルミニウム塩の水溶液を加え、さらにｐＨ調整することで、ＺｒＯ２粉末の表面にアルミナ前駆体を析出させる。その後、沈殿物を焼成することで、ＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＡｌ２Ｏ３をコア部より多く含む表面部とからなる構造の複合粒子を製造することができる。
ＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＡｌ２Ｏ３をコア部より多く含む表面部とからなる構造の複合粒子の組成は、粒子全体としてモル比でＡｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２＝３／９７〜１５／８５の範囲とするのが好ましい。ＺｒＯ２がこの範囲より少ないと高温域におけるＮＯｘ吸蔵能が低下し、ＺｒＯ２がこの範囲より多いと耐硫黄被毒性及び耐熱性が低下する。
またＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＡｌ２Ｏ３をコア部より多く含む表面部とからなる構造の複合粒子は、平均粒径が１０μｍ以下のものを用いることが望ましい。このようにすれば、近接する複合粒子どうしにおいてＡｌ２Ｏ３どうし又はＺｒＯ２どうしが接触する確率が低下すると考えられ、異材が隔壁となるためシンタリングが抑制されると考えられる。そのため耐熱性が向上し耐久後の比表面積の低下を抑制することができる。
ところでＡｌ２Ｏ３担体にＴｉ−Ｚｒ複合酸化物を担持した担体を用いたＮＯｘ吸蔵還元型の排ガス浄化用触媒において、硫黄被毒を抑制する作用が期待されたほど向上しない原因は、Ｔｉ−Ｚｒ複合酸化物ではＴｉとＺｒが均一に分散しているために、内部のＴｉＯ２が有効に機能していないことにあると考えられた。
そこでＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物としてＴｉＯ２を選択して、ＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合酸化物からなりＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＴｉＯ２をコア部より多く含む表面部とからなる構造をもつ複合粒子を用いることも好ましい。この複合粒子では表面にＴｉＯ２を多く含むため、ＴｉＯ２の利用効率が向上する。そしてＴｉＯ２は塩基点が少なくＳＯｘが吸着し難い、あるいは吸着したＳＯｘが脱離しやすいので、全体としてＳＯｘの吸着量が低減される。さらにはＮＯｘ吸蔵材とＴｉＯ２との接触界面が増加し、これにより分解し易い複合酸化物前駆体が形成されること、などの理由により吸着したＳＯｘの脱離が容易となる。これらの作用により、硫黄被毒の抑制作用が向上する。またこの複合粒子では、Ｔｉ−Ｚｒ複合酸化物と同様にアルカリ成分の移動が抑制され、アルカリ成分とＴｉＯ２との反応も抑制される。
ＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＴｉＯ２をコア部より多く含む表面部とからなる構造をもつ複合粒子は、図２に示すような二重構造をなしている。この複合粒子においては、表面部にはＴｉＯ２を３０重量％以上含むことが望ましい。表面部のＴｉＯ２が３０重量％未満であると、硫黄被毒抑制作用が低下する。なお表面部のＴｉＯ２量が多すぎても硫黄被毒抑制効果が低下することがわかっており、表面部のＴｉＯ２は８０重量％未満とすることが望ましい。
また、ＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＴｉＯ２をコア部より多く含む表面部とからなる構造をもつ複合粒子は、粒径１０μｍ以下の粒子であることが望ましい。粒径が１０μｍを超えると硫黄成分と接触するＴｉＯ２の表面積が小さくなり過ぎるために、硫黄被毒抑制作用が低下してしまう。そしてこの粒径が小さくなるほど表面部の占める割合が高くなるので、粒径１０μｍ以下であれば表面部のＴｉＯ２が３０重量％以上を占めることが容易となる。また近接する複合粒子どうしにおいてＴｉＯ２どうし又はＺｒＯ２どうしが接触する確率が低下すると考えられ、異材が隔壁となるためシンタリングが抑制されると考えられる。そのため耐熱性が向上し耐久後の比表面積の低下を抑制することができる。
ＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＴｉＯ２をコア部より多く含む表面部とからなる構造をもつ複合粒子には、さらにＡｌ２Ｏ３を含むことが望ましい。Ａｌ２Ｏ３を含むことで耐熱性が向上し、高温耐久後の比表面積の低下を抑制することができるとともに、それに伴う貴金属の粒成長を抑制することができ、耐久性が向上する。Ａｌ２Ｏ３は、コア部及び表面部の少なくとも一方に含むことができ、通常はコア部及び表面部の両方に含まれる。
Ａｌ２Ｏ３は１０モル％以上含まれていることが望ましい。１０モル％未満では添加した効果の発現が困難となる。Ａｌ２Ｏ３の含有量が多くなるほど高温耐久後の比表面積が大きくなるが、ＴｉＯ２の量が相対的に減少するので、Ａｌ２Ｏ３の量は５０モル％以下の範囲とすることが好ましい。
ＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＴｉＯ２をコア部より多く含む表面部とからなる構造をもつ複合粒子を製造するには、例えばジルコニウム塩の水溶液からｐＨ調整によってジルコニア前駆体を析出させ、これを焼成してＺｒＯ２粉末とする。このＺｒＯ２粉末を水に混合した懸濁液にチタン塩の水溶液を加えてさらにｐＨ調整することで、ＺｒＯ２の表面にチタニア前駆体を析出させる。その後、沈殿物を焼成することで、ＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＴｉＯ２をコア部より多く含む表面部とからなる構造をもつ複合粒子を製造することができる。またＡｌ２Ｏ３をさらに含ませるには、ジルコニウム塩及びチタン塩の一方あるいは両方の水溶液中にアルミニウム塩を溶解しておけばよい。
担体基材としては、コージェライトなどの耐熱性セラミックスあるいは金属から形成されたものを用いることができ、その形状はハニカム形状のモノリス型、フォーム型あるいはペレット型などから選択することができる。
本発明の排ガス浄化用触媒における多孔質酸化物担体は、上記した複合粒子の粉末のみから形成してもよいし、Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２，ＺｒＯ２，ＳｉＯ２，ＣｅＯ２など他の酸化物粉末を混合して用いてもよい。他の酸化物粉末を混合して用いる場合には、複合粒子を少なくとも２０重量％以上含むことが望ましい。複合粒子がこれより少ないと、耐硫黄被毒性の向上と高温域におけるＮＯｘ吸蔵能の向上の効果の発現が困難となる。
本発明の排ガス浄化用触媒は、ペレット形状、ハニカム形状あるいはフォーム形状など、従来の排ガス浄化用触媒と同様の形状とすることができる。例えばペレット形状とするには、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒粉末からペレット状に成形すればよい。また、耐熱性の担体基材の表面にＮＯｘ吸蔵還元型触媒粉末からコート層を形成することもできる。あるいは上記した種々の多孔質酸化物粉末から担体基材にコート層を形成し、そのコート層に貴金属及びＮＯｘ吸蔵材を担持して製造することもできる。
コート層は、一般的なウォッシュコート法で形成することができる。この場合のバインダとしては、アルミナゾル又はジルコニアゾルなどを用いることができる。またコート層には、ＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＡｌ２Ｏ３をコア部より多く含む表面部とからなる構造をもつ複合粒子からなる粉末，ＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＴｉＯ２をコア部より多く含む表面部とからなる構造をもつ複合粒子からなる粉末，あるいはこの複合粒子にさらにＡｌ２Ｏ３を含む粒子からなる粉末から選ばれる好適な複合粒子粉末の少なくとも一種を含むことが望ましい。またこれらに加えてＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２，ＴｉＯ２，ＣｅＯ２などの任意の多孔質酸化物粉末をさらに含んでいてもよい。またＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２，ＴｉＯ２，ＣｅＯ２などの多孔質酸化物からなるコート層に、上記の好適な複合粒子粉末群から選ばれる少なくとも一種の粉末を担持した構成とすることもできる。任意の多孔質酸化物粉末を共存させる場合には、好適な複合粒子粉末を少なくとも２０重量％以上用いることが望ましい。好適な複合粒子粉末がこれより少ないと、耐硫黄被毒性の向上と高温域におけるＮＯｘ吸蔵能の向上の効果の発現が困難となる。
コート層は、担体基材１リットルあたり１５０〜５００ｇの範囲で形成することが好ましい。コート層の形成量がこれより少ないと貴金属及びＮＯｘ吸蔵材の担持密度が高くなるために浄化性能の耐久性が低下し、これより多く形成すると通気抵抗が増大するなどの不具合が生じる。
コート層に担持される貴金属としては、Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄ，ＩｒあるいはＲｕの１種又は複数種を用いることができる。またコート層に担持されるＮＯｘ吸蔵材としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれる少なくとも一種を用いることができる。中でもアルカリ度が高くＮＯｘ吸蔵能の高いアルカリ金属及びアルカリ土類金属の少なくとも一方を用いるのが好ましい。
アルカリ金属としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓが例示される。アルカリ土類金属とは周期表２Ａ族元素をいい、Ｂａ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒなどが例示される。また希土類元素としては、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｙｂなどが例示される。
コート層における貴金属の担持量は、担体基材１リットルあたりに、Ｐｔ及びＰｄの場合は０．１〜１０ｇが好ましく、０．５〜１０ｇが特に好ましい。またＲｈの場合は０．０１〜１０ｇが好ましく、０．０５〜５ｇが特に好ましい。またＮＯｘ吸蔵材の担持量は、担体基材１リットルあたりに０．０５〜１．０モルの範囲が望ましい。ＮＯｘ吸蔵材の担持量が０．０５モル／Ｌより少ないとＮＯｘ吸蔵能が低下し、１．０モル／Ｌより多くなると貴金属のシンタリングを助長することになる。
複数種の多孔質酸化物粉末からコート層を形成した場合には、ＰｔとＲｈをそれぞれ異なる種類の多孔質酸化物粉末に担持することが好ましい。このようにすれば、ＰｔとＲｈとを異なる担体に分離して担持することができ、ＲｈによるＰｔの酸化能の低下を抑制することができる。またＲｈとＮＯｘ吸蔵材を分離担持することも可能であるため、相互の相性の悪さが発現されずＮＯｘ吸蔵材及びＲｈの特性が十分に発揮される。さらにＫなどのアルカリ金属を複合粒子に担持すれば、高温域におけるＮＯｘ吸蔵能に特に優れ、しかも耐硫黄被毒性も向上するので特に好ましい。
そして上記した本発明の排ガス浄化用触媒を用い、空燃比（Ａ／Ｆ）が１８程度以上で燃焼された酸素過剰雰囲気の排ガスと接触させて排ガス中に含まれるＮＯｘをＮＯｘ吸蔵材に吸蔵し、空燃比を間欠的にストイキ〜燃料過剰に変動させてＮＯｘ吸蔵材から放出されたＮＯｘを還元浄化する。酸素過剰雰囲気では、排ガス中に含まれるＮＯが触媒上で酸化されてＮＯｘとなり、それがＮＯｘ吸蔵材に吸蔵される。そして間欠的にストイキ〜燃料過剰雰囲気とされると、ＮＯｘ吸蔵材からＮＯｘが放出され、それが触媒上で排ガス中のＨＣやＣＯと反応して還元される。
そして複合粒子が含まれていることにより、ＳＯｘが吸着しにくくＮＯｘ吸蔵材の硫黄被毒が抑制される。またＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＴｉＯ２をコア部より多く含む表面部とからなる構造をもつ複合粒子が含まれていれば、ＴｉＯ２とＮＯｘ吸蔵材との界面が増加すること、これにより分解し易い複合酸化物前駆体が形成されること、などの理由により吸着したＳＯｘの脱離がさらに容易となると考えられ、耐久後にもＮＯｘ吸蔵材の硫黄被毒を十分に抑制することができ、ＮＯｘ浄化能の低下を十分に抑制することができる。
すなわち本発明の排ガス浄化用触媒によれば、硫黄被毒が高度に抑制されるため、耐久性が向上しＮＯｘを安定して浄化することができる。また高温域におけるＮＯｘ吸蔵能にも優れている。
（実施例）
以下、試験例、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。
（試験例）
濃度３０重量％のオキシ硝酸ジルコニウム水溶液を撹拌しながら、濃度１０重量％のアンモニア水をモル比Ｚｒ：ＮＨ３が２：３となるように徐々に添加し、ジルコニア前駆体を析出させた。得られた沈殿を濾過・洗浄後、２００℃で３時間乾燥し５００℃で２時間焼成してＺｒＯ２粉末を調製した。このＺｒＯ２粉末を蒸留水中に混合し、撹拌しながら濃度３０重量％の硝酸アルミニウム水溶液の所定量を撹拌混合し、そこへ濃度１０重量％のアンモニア水をモル比Ａｌ：ＮＨ３が２：３となるように徐々に添加して、ＺｒＯ２粉末の表面にアルミナ前駆体を析出させた。得られた沈殿を濾過・洗浄後、２００℃で３時間乾燥し５００℃で２時間焼成してＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物粉末を調製した。
上記製造方法により、硝酸アルミニウム水溶液の量を種々変化させることで、仕込み組成でモル比ＺｒＯ２：Ａｌ２Ｏ３が９９：１，９０：１０，８０：２０，７０：３０の４種類のＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物粉末を調製した。
得られたそれぞれのＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物粉末の粒子における表面組成をＸＰＳピークから計算して求め、結果を図３に示す。図３には仕込み組成も示している。ＸＰＳによれば表面から数ｎｍの範囲の情報が得られるので、各ＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物粒子では、表面から数ｎｍの範囲におけるＡｌ２Ｏ３組成が仕込み値よりも多いことがわかる。すなわち上記製造方法によれば、ＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＡｌ２Ｏ３をコア部より多く含む表面部とからなる構造の複合粒子を製造することができる。
（実施例１）
オキシ硝酸ジルコニウム水溶液（濃度３０重量％）を撹拌しながらアンモニア水溶液（濃度１０重量％）をモル比Ｚｒ：ＮＨ３＝２：３となるように徐々に添加し水酸化ジルコニウムを作製した。この懸濁液を濾過し、２００℃で３時間乾燥後５００℃で２時間焼成して、ＺｒＯ２粉末を得た。このＺｒＯ２粉末を蒸留水に投入し、撹拌しながら所定量の硝酸アルミニウム水溶液（濃度３０重量％）を添加し、その後アンモニア水溶液（濃度１０重量％）をモル比Ａｌ：ＮＨ３＝２：３となるように徐々に添加した。この懸濁液を濾過・洗浄し、２００℃で３時間乾燥後５００℃で２時間焼成して、ＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＡｌ２Ｏ３をコア部より多く含む表面部とからなる構造のＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子からなる粉末を調製した。このＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子には、Ａｌ２Ｏ３が全体の５モル％含まれ、その平均粒径は８μｍである。このＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子についてＸＰＳ分析を行い、表面部（最表面を含む深さ２〜３ｎｍまでの領域）のＡｌ２Ｏ３量を測定した。結果を図４に示す。
このＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子からなる粉末２４０重量部にアルミナゾル（Ａｌ２Ｏ３が３０重量％）を１００重量部と水１００重量部を混合してスラリーを調製し、直径３０ｍｍ長さ５０ｍｍのコージェライト製ハニカム基材（３５ｃｃ）を浸漬後引き上げて、２５０℃で１５分乾燥後５００℃で３０分焼成してコート層を形成した。コート層は、ハニカム基材１リットルあたり１５０ｇ形成された。
次に、所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶液の所定量をコート層に含浸させ、３００℃で１５分乾燥・焼成してＰｔを担持した。Ｐｔの担持量はハニカム基材１リットルあたり２ｇである。
さらに所定濃度の硝酸カリウム水溶液の所定量をコート層に含浸させ、２５０℃で１５分乾燥後５００℃で３０分焼成してＫを担持した。Ｋの担持量はハニカム基材１リットルあたり０．２モルである。
（実施例２）
Ａｌ２Ｏ３量が１０モル％のＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子からなる粉末（製法は実施例１と同様）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例２の触媒を調製した。用いたＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子について実施例１と同様のＸＰＳ分析を行い、表面部のＡｌ２Ｏ３量を測定した。結果を図４に示す。
（実施例３）
Ａｌ２Ｏ３量が１５モル％のＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子からなる粉末（製法は実施例１と同様）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例３の触媒を調製した。用いたＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子について実施例１と同様のＸＰＳ分析を行い、表面部のＡｌ２Ｏ３量を測定した。結果を図４に示す。
（実施例４）
Ａｌ２Ｏ３量が２０モル％のＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子からなる粉末（製法は実施例１と同様）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例４の触媒を調製した。用いたＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子について実施例１と同様のＸＰＳ分析を行い、表面部のＡｌ２Ｏ３量を測定した。結果を図４に示す。
（比較例１）
硝酸ジルコニウムと硝酸アルミニウムを蒸留水にそれぞれ濃度３０重量％となるように溶解し、撹拌しながらアンモニア水溶液（濃度１０重量％）をモル比（Ｚｒ＋Ａｌ）：ＮＨ３＝２：３となるように徐々に添加した。この溶液を濾過し、２００℃で３時間乾燥後５００℃で２時間焼成した。
このようにして表面から内部まで均一な組成のＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物粒子（Ａｌ２Ｏ３が５モル％）からなる粉末を調製した。そしてＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子に代えて、このＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物粒子からなる粉末を用いたこと以外は実施例１と同様にして、比較例１の触媒を調製した。用いたＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物粒子について実施例１と同様のＸＰＳ分析を行い、表面部のＡｌ２Ｏ３量を測定した。結果を図４に示す。
（比較例２）
ＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子に代えて、表面から内部まで均一な組成のＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物粒子（Ａｌ２Ｏ３が１０モル％）からなる粉末（製法は比較例１と同様））を用いたこと以外は実施例１と同様にして、比較例２の触媒を調製した。用いたＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物粒子について実施例１と同様のＸＰＳ分析を行い、表面部のＡｌ２Ｏ３量を測定した。結果を図４に示す。
（比較例３）
ＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子に代えて、表面から内部まで均一な組成のＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物粒子（Ａｌ２Ｏ３が１５モル％）からなる粉末（製法は比較例１と同様）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、比較例３の触媒を調製した。用いたＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物粒子について実施例１と同様のＸＰＳ分析を行い、表面部のＡｌ２Ｏ３量を測定した。結果を図４に示す。
（比較例４）
ＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子に代えて、表面から内部まで均一な組成のＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物粒子（Ａｌ２Ｏ３が２０モル％）からなる粉末（製法は比較例１と同様）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、比較例４の触媒を調製した。用いたＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物粒子について実施例１と同様のＸＰＳ分析を行い、表面部のＡｌ２Ｏ３量を測定した。結果を図４に示す。
＜試験・評価＞
図４より、比較例の触媒に用いたＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物粒子では表面部のＡｌ２Ｏ３量は仕込み量とほぼ同一であり、表面から内部まで均一な組成であることが裏付けられた。しかし実施例のＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子では表面部のＡｌ２Ｏ３量が仕込み比より多く、表面部にＡｌ２Ｏ３が多く存在していることがわかる。またＴＥＭ観察でも同じことが確認され、実施例のＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子では、粒径が２０〜５０ｎｍのＺｒＯ２粒子の表面に粒径が約２ｎｍの微粒子状のＡｌ２Ｏ３が高分散で存在していることが確認された。
【表１】
2002066155.tif 000003
次に実施例及び比較例の各触媒を評価装置に配置し、表１に示すモデルガスを触媒入りガス温度５５０℃、リーンガス５５秒−リッチガス５秒のサイクル、総流量３０Ｌ／分で繰り返し３時間流通する耐久試験を行った。
そして耐久試験後の各触媒について、表１に示すモデルガスからＳＯ２を除去したモデルガスを、総流量３０Ｌ／分で流通させ、入りガス温度６００℃におけるリーン時の飽和ＮＯｘ吸蔵量を測定した。結果を図５に示す。
図５より各実施例の触媒は対応する比較例の触媒に比べて耐久後の飽和ＮＯｘ吸蔵量が多いことがわかり、これは表面部にＡｌ２Ｏ３が多いＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子を担体としたことにより硫黄被毒が抑制された効果であることが明らかである。またＡｌ２Ｏ３量が１５モル％近傍にピーク値があり、１５モル％近傍のＡｌ２Ｏ３量とするのが特に好ましいこともわかる。
（実施例５）
平均粒径が異なること以外は実施例２と同様のＡｌ２Ｏ３量が１０モル％のＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子からなる粉末（製法は実施例１と同様）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、５種類の触媒を調製した。これらの触媒を評価装置に配置し、表１に示すモデルガスを触媒入りガス温度８００℃、リーンガス５５秒−リッチガス５秒のサイクル、総流量３０Ｌ／分で繰り返し５時間流通する耐久試験を行った。耐久試験後の比表面積をそれぞれ測定し、結果を図６に示す。
図６より、平均粒径が１０μｍを超えると比表面積が小さい状態で飽和していることがわかり、ＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子の平均粒径は１０μｍ以下とすることが望ましいことが明らかである。
（実施例６）
オキシ硝酸ジルコニウム水溶液（濃度３０重量％）を撹拌しながらアンモニア水溶液（濃度１０重量％）をモル比Ｚｒ：ＮＨ３＝２：３となるように徐々に添加し前駆体である水酸化ジルコニウムを作製した。この溶液を濾過し、２００℃で３時間乾燥後５００℃で２時間焼成してＺｒＯ２粉末を得た。このＺｒＯ２粉末を蒸留水に投入し、撹拌しながら所定量の塩化チタン水溶液（濃度３０重量％）を添加し、その後アンモニア水溶液（濃度１０重量％）をモル比Ｔｉ：ＮＨ３＝２：３となるように徐々に添加した。この懸濁液を濾過・洗浄し、２００℃で３時間乾燥後５００℃で２時間焼成して、ＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＴｉＯ２をコア部より多く含む表面部とからなる構造のＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合粒子からなる粉末を調製した。
またオキシ硝酸ジルコニウム水溶液（濃度３０重量％）と塩化チタン水溶液（濃度３０重量％）を所定比率で混合した混合水溶液から同様に前駆体を共沈させ、それを濾過後に焼成してＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合酸化物粉末を調製し、これを蒸留水に投入し、撹拌しながら所定量の塩化チタン水溶液（濃度３０重量％）を添加し、その後アンモニア水溶液（濃度１０重量％）をモル比Ｔｉ：ＮＨ３＝２：３となるように徐々に添加した。そして同様に濾過後に焼成し、ＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＴｉＯ２をコア部より多く含む表面部とからなる構造のＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合粒子からなる粉末を調製した。
このようにして表面部のＴｉＯ２量が種々異なる複数種のＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合粒子からなる粉末を用意した。それぞれのＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合粒子からなる粉末の仕込み組成は、ＴｉＯ２が３０重量％、ＺｒＯ２が７０重量％で同一であり、粒径もそれぞれ５μｍで同一である。
それぞれのＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合粒子からなる粉末の所定量に対し、所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶液の所定量を含浸して蒸発・乾固させ、さらに３００℃で２時間焼成してＰｔを担持した。次いで所定濃度の酢酸バリウム水溶液の所定量を含浸して蒸発・乾固させ、さらに５００℃で２時間焼成してＢａを担持した。担持量は、ＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合粒子からなる粉末１２０ｇに対してＰｔが２ｇ、Ｂａが０．２モルである。
得られたそれぞれの触媒粉末を常法でペレット化してそれぞれペレット触媒とし、評価装置にそれぞれ充填してＳＯ２を含むモデルガスを６００℃で３時間流通させた。そして触媒の重量の増加分をそれぞれ測定し、Ｂａと反応したＳＯ２のモル比（Ｓ／Ｂａ）を算出した結果を硫黄被毒量として図７に示す。
なお比較例として、表面から内部まで均一組成のＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合酸化物粉末についても同様に硫黄被毒量を測定し、結果を図７に示す。
図７より、ＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合粒子からなる粉末を用いた触媒では、表面部のＴｉＯ２量が３０重量％以上であれば比較例の触媒より硫黄被毒量が低下し、表面部のＴｉＯ２量が多いほど硫黄被毒抑制効果が大きいことが明らかである。
（実施例７）
実施例６と同様にして、ＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＴｉＯ２をコア部より多く含む表面部とからなる構造のＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合粒子であり、平均粒径が種々異なる複数種のＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合粒子からなる粉末をそれぞれ用意した。平均粒径を異ならせるには、水酸化ジルコニウムを析出させた後に懸濁液を加熱し、その加熱時間を異ならせることにより行った。なお、それぞれのＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合粒子からなる粉末の仕込み組成は、ＴｉＯ２が３０重量％、ＺｒＯ２が７０重量％で同一である。それぞれの表面組成をＸＰＳで測定し、表面部のＴｉＯ２量（重量％）を図８に示す。
それぞれのＺｒＯ２−ＴｉＯ２粉末を用いて実施例６と同様にＰｔ及びＢａを担持し、同様にペレット触媒とした。そして実施例６と同様にしてそれぞれの硫黄被毒量を測定し、結果を図８に示す。
図８より、ＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合粒子の粒径が小さくなるほど表面部のＴｉＯ２量が増大し、それに伴って硫黄被毒量も低下していることがわかる。そしてＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合粒子の平均粒径が１０μｍ以下であれば、硫黄被毒量が０．３以下となり、望ましい範囲となる。
（実施例８）
ＺｒＯ２を主成分とするコア部とコア部の表面に形成されＴｉＯ２をコア部より多く含む表面部とからなり、さらにＡｌ２Ｏ３を含む複合粒子として、Ａｌ２Ｏ３の含有量が種々異なる複数種のＺｒＯ２−ＴｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子からなる粉末を調製した。この調製は、実施例６の水溶液中に硝酸アルミニウムをさらに溶解させ、実施例６と同様に行った。それぞれのＺｒＯ２−ＴｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３粉末の仕込み組成におけるＴｉＯ２とＺｒＯ２の重量比は３０／７０で同一であり、粒径もそれぞれ５μｍで同一である。
それぞれのＺｒＯ２−ＴｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子からなる粉末を大気中にて８００℃で１０時間加熱する耐久試験を行い、その後比表面積（ＳＳＡ）をそれぞれ測定した。結果を図９に示す。
またそれぞれのＺｒＯ２−ＴｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子からなる粉末の所定量に対し、所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶液の所定量を含浸して蒸発・乾固させ、さらに３００℃で２時間焼成してＰｔを担持した。Ｐｔの担持量は、ＺｒＯ２−ＴｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子からなる粉末１２０ｇに対して２ｇである。
この触媒粉末を大気中にて６００℃で１０時間加熱する耐久試験を行い、その後ＣＯを含む窒素ガスを流通させてＣＯ吸着量を測定した。結果を図１０に示す。なおＣＯ吸着量は、Ｐｔの表面積と相関しＣＯ吸着量が多いほどＰｔの粒径が小さいので、Ｐｔの粒成長の指標として用いられている。
図９より、Ａｌ２Ｏ３の含有量が増えるにつれて比表面積が大きくなり、Ａｌ２Ｏ３の添加によって耐熱性が向上していることがわかる。そして図１０より、Ａｌ２Ｏ３量が増えるにつれてＣＯ吸着量が増大していることがわかり、Ｐｔの粒成長も抑制されていることがわかる。つまりＡｌ２Ｏ３の添加により担体の耐熱性が向上して高温耐久後にも比表面積の低下が抑制され、それによってＰｔの粒成長も抑制されたと考えられる。
そして図９及び図１０より、Ａｌ２Ｏ３の添加量が１０モル％以上であることが望ましいことがわかる。
（実施例９）
実施例８と同様のそれぞれのＺｒＯ２−ＴｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子からなる粉末を用い、実施例６と同様にしてＰｔ及びＢａを担持したペレット触媒とした。そして実施例６と同様にしてそれぞれ硫黄被毒量を測定し、結果を図１１に示す。
図１１より、Ａｌ２Ｏ３の含有量が３０モル％以下の範囲にあれば、硫黄被毒量は０．３以下と小さく実用域にあることがわかる。
【図面の簡単な説明】
図１は一般的なＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物粒子とその改良品である複合粒子の構造を模式的に示す説明図である。
図２はＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合酸化物よりなる複合粒子の構造を模式的に示す説明図である。
図３は、試験例において製造されたＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子の仕込み組成と表面部の組成を示すグラフである。
図４は、本発明の実施例及び比較例の触媒に用いたＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子の仕込みＡｌ２Ｏ３量と表面Ａｌ２Ｏ３量の関係を示すグラフである。
図５は、本発明の実施例及び比較例の触媒の耐久試験後の飽和ＮＯｘ吸蔵量を示すグラフである。
図６は、実施例で用いたＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合粒子の平均粒径と耐久試験後の比表面積との関係を示すグラフである。
図７は、実施例の触媒における複合粒子の表面ＴｉＯ２量と硫黄被毒量との関係を示すグラフである。
図８は、実施例の触媒における複合粒子の粒径と表面ＴｉＯ２量及び硫黄被毒量との関係を示すグラフである。
図９は、実施例の触媒で用いた複合粒子のＡｌ含有量と耐久後の比表面積との関係を示すグラフである。
図１０は、実施例の触媒で用いた複合粒子のＡｌ含有量とその触媒のＣＯ吸着量との関係を示すグラフである。
図１１は、実施例の触媒で用いた複合粒子のＡｌ含有量とその触媒の硫黄被毒量との関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2002066155.tif 000007
【図５】
2002066155.tif 000008
【図６】
2002066155.tif 000009
【図７】
2002066155.tif 000010
【図８】
2002066155.tif 000011
【図９】
2002066155.tif 000012
【図１０】
2002066155.tif 000013
【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年7月15日(2002.7.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質酸化物担体に貴金属とＮＯｘ吸蔵材とを担持してなるＮＯｘ吸蔵還元型触媒において、前記多孔質酸化物担体はＺｒＯ２を主成分とするコア部と該コア部の表面に形成されＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物を該コア部より多く含む表面部とからなる構造をもつ複合粒子を含むことを特徴とする排ガス浄化用触媒。
【請求項２】
前記ＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物はＡｌ２Ｏ３であり、前記複合粒子はＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物である請求の範囲第１項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項３】
前記複合粒子の組成は、モル比でＡｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２＝３／９７〜１５／８５の範囲にある請求の範囲第２項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項４】
前記ＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物はＴｉＯ２であり、前記複合粒子はＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合酸化物である請求の範囲第１項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項５】
前記複合粒子の表面部にはＴｉＯ２を３０重量％以上含む請求の範囲第４項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項６】
前記複合粒子はさらにＡｌ２Ｏ３を含む請求の範囲第４項又は第５項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項７】
前記Ａｌ２Ｏ３は前記複合粒子中に１０モル％以上含まれている請求の範囲第６項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項８】
前記複合粒子の平均粒径は１０μｍ以下である請求の範囲第１項〜第７項のいずれかに記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項９】
担体基材と、該担体基材上に形成された多孔質酸化物よりなるコート層と、該コート層に担持された貴金属と、該コート層に担持されたアルカリ金属，アルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれる少なくとも一種のＮＯｘ吸蔵材と、からなるＮＯｘ吸蔵還元型の排ガス浄化用触媒において、
該コート層には、ＺｒＯ２を主成分とするコア部と該コア部の表面に形成されＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物を該コア部より多く含む表面部とからなる構造をもつ複合粒子が含まれていることを特徴とする排ガス浄化用触媒。
【請求項１０】
前記ＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物はＡｌ２Ｏ３であり、前記複合粒子はＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３複合酸化物である請求項９に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項１１】
前記複合粒子の組成は、モル比でＡｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２＝３／９７〜１５／８５の範囲にある請求の範囲第１０項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項１２】
（補正後）前記ＺｒＯ２より塩基性度の低い酸化物はＴｉＯ２であり、前記複合粒子はＺｒＯ２−ＴｉＯ２複合酸化物である請求の範囲第９項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項１３】
前記複合粒子の表面部にはＴｉＯ２を３０重量％以上含む請求の範囲第１２項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項１４】
前記複合粒子はさらにＡｌ２Ｏ３を含む請求の範囲第１２項又は第１３項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項１５】
前記Ａｌ２Ｏ３は前記複合粒子中に１０モル％以上含まれている請求の範囲第１４項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項１６】
前記複合粒子の平均粒径は１０μｍ以下である請求の範囲第９項〜第１５項のいずれかに記載の排ガス浄化用触媒。
【国際調査報告】
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2002066155.tif 000016
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