JP2003080081A

JP2003080081A - 排ガス浄化用触媒

Info

Publication number: JP2003080081A
Application number: JP2001276852A
Authority: JP
Inventors: Makoto Tsuji; 誠辻; Norihiko Aono; 紀彦青野; Daisuke Oki; 大祐沖
Original assignee: Cataler Corp
Current assignee: Cataler Corp
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2003-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】高い酸化性能およびＮＯｘ吸蔵還元性能を有
す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は、耐火性を
有する三次元構造体と、三次元構造体上にもうけられた
第一無機酸化物よりなる第一担持層部と、第一担持層部
に担持された第一触媒金属と、を有する酸化触媒部と、
三次元構造体上にもうけられた第二無機酸化物よりなる
第二担持層部と、第二担持層部に担持された第二触媒金
属と、第二担持層部に担持されたＮＯｘ吸蔵還元材と、
を有するＮＯｘ吸蔵還元部と、を有することを特徴とす
る。本発明の排ガス浄化用触媒は、三次元構造体上に酸
化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部とを有することで、高い酸
化性能およびＮＯｘ吸蔵還元性能を有する触媒となって
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス浄化用触媒
に関し、詳しくは、高いＮＯｘ吸蔵還元性能を有する排
ガス浄化用触媒に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジン等の内燃機関から排出
される排気ガスは、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）などの有害成分を含有して
いる。この有害な成分を含有した排気ガスをそのまま大
気中に排出すると、公害の発生や環境の悪化が生じるよ
うになる。このため、これらの成分を含む排気ガスは、
排ガス浄化用触媒等の浄化手段により有害成分が浄化さ
れた後に大気中に排出されている。

【０００３】また、地球環境への関心の高まりにより、
特に自動車においては、低燃費、低公害であることが求
められている。この要求を満たす車両のエンジンとし
て、リーンバーンエンジンやディーゼルエンジンの利用
が図られている。

【０００４】リーンバーンエンジンやディーゼルエンジ
ンは、酸素過剰雰囲気下で燃焼を行うため、多量のＮＯ
ｘを排出する。このため、これらのエンジンの排ガスを
浄化する排ガス浄化用触媒には、通常の排ガス浄化用触
媒に、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属の元素よ
りなるＮＯｘ吸蔵還元材が添加された吸蔵還元型触媒が
用いられている。

【０００５】しかしながら、アルカリ金属やアルカリ土
類金属の元素には、触媒作用を有する触媒金属の酸化機
能を著しく低下させる作用を有することが知られてい
る。このため、ＮＯｘ吸蔵還元材を添加することで、吸
蔵還元型触媒は、触媒金属の酸化性能が低下するという
問題を有していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであり、高い酸化性能およびＮＯｘ吸
蔵還元性能を有する排ガス浄化用触媒を提供することを
課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明者らは、三次元構造体上に酸化触媒部とＮＯｘ
吸蔵還元部とを有する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。

【０００８】すなわち、本発明の排ガス浄化用触媒は、
耐火性を有する三次元構造体と、三次元構造体上にもう
けられた第一無機酸化物よりなる第一担持層部と、第一
担持層部に担持された第一触媒金属と、を有する酸化触
媒部と、三次元構造体上にもうけられた第二無機酸化物
よりなる第二担持層部と、第二担持層部に担持された第
二触媒金属と、第二担持層部に担持されたＮＯｘ吸蔵還
元材と、を有するＮＯｘ吸蔵還元部と、を有することを
特徴とする。

【０００９】本発明の排ガス浄化用触媒は、三次元構造
体上に酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部とを有すること
で、酸化触媒部の第一触媒金属とＮＯｘ吸蔵還元部のＮ
Ｏｘ吸蔵還元材とが接触しなくなり、第一触媒金属が酸
化機能の低下を生じなくなっている。すなわち、本発明
の排ガス浄化用触媒は、酸化触媒部が排ガスを酸化浄化
し、ＮＯｘ吸蔵還元部がＮＯｘを吸蔵還元により浄化す
る。この結果、本発明の排ガス浄化用触媒は、高い酸化
性能およびＮＯｘ吸蔵還元性能を有する触媒となってい
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の排ガス浄化用触媒は、三
次元構造体と、酸化触媒部と、ＮＯｘ吸蔵還元部と、を
有する。

【００１１】三次元構造体は、耐火性を有し、表面上に
酸化触媒部およびＮＯｘ吸蔵還元部が形成される部材で
ある。すなわち、三次元構造体は、表面上に触媒成分を
保持する。また、三次元構造体が耐火性を有すること
で、高温の排ガスを浄化することができる。

【００１２】酸化触媒部は、三次元構造体上にもうけら
れた第一無機酸化物よりなる第一担持層部と、第一担持
層部に担持された第一触媒金属と、を有する。すなわ
ち、酸化触媒部が、第一担持層部と第一触媒金属とを有
することで、本発明の排ガス浄化用触媒は、排ガスを酸
化浄化することができる。

【００１３】ＮＯｘ吸蔵還元部は、三次元構造体上にも
うけられた第二無機酸化物よりなる第二担持層部と、第
二担持層部に担持された第二触媒金属と、第二担持層部
に担持されたＮＯｘ吸蔵還元材と、を有する。すなわ
ち、ＮＯｘ吸蔵還元部が、第二担持層部と、第二触媒金
属と、ＮＯｘ吸蔵還元材と、を有することで、本発明の
排ガス浄化用触媒は、排ガス中のＮＯｘを吸蔵還元する
ことができる。

【００１４】本発明の排ガス浄化用触媒は、酸化触媒部
とＮＯｘ吸蔵還元部とを有することで、酸化機能が損な
われることなく高いＮＯｘ吸蔵還元性能を有する排ガス
浄化用触媒となっている。詳しくは、酸化触媒部が排ガ
ス中の有害成分を酸化浄化し、ＮＯｘ成分をＮＯｘ吸蔵
還元部が還元浄化をするため、本発明の排ガス浄化用触
媒は、酸化性能が損なわれることなく高いＮＯｘ吸蔵還
元性能を有する排ガス浄化用触媒となっている。

【００１５】酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部とが、三次
元構造体上で排ガスの流れ方向に並んだ状態でもうけら
れたことが好ましい。すなわち、酸化触媒部とＮＯｘ吸
蔵還元部とが並んだ状態で配されていることで、酸化触
媒部とＮＯｘ吸蔵還元部とが混在しないため、ＮＯｘ吸
蔵還元材による第一触媒金属の触媒性能の低下が抑えら
れている。

【００１６】また、酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部と
が、排ガスの流れ方向にそって並んだ状態でもうけられ
たことで、ＮＯｘ吸蔵還元部あるいは酸化触媒部により
浄化された排ガスが酸化触媒部あるいはＮＯｘ吸蔵還元
部により浄化される。このため、酸化性能が損なわれる
ことなく高いＮＯｘ吸蔵還元性能を発揮することができ
る。

【００１７】なお、酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部と
は、排ガスの流れ方向に並んだ状態であればよく、相対
的な位置については、特に限定されるものではない。詳
しくは、三次元構造体上に、酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還
元部とが排ガスの流れ方向にそって並んだ状態でもうけ
られたときに、上流側に酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部
のいずれをもうけてもよい。

【００１８】さらに、排ガスの流れ方向にそって並んだ
状態で配された酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部は、それ
ぞれ複数部であってもよい。すなわち、酸化触媒部とＮ
Ｏｘ吸蔵還元部とが交互にもうけられていてもよい。

【００１９】また、本発明の排ガス浄化用触媒におい
て、酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部とは、同一の三次元
構造体上にもうけられていても、それぞれ異なる三次元
構造体にもうけられていてもよい。

【００２０】酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部とが、三次
元構造体上で積層してもうけられたことが好ましい。す
なわち、酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部とが積層しても
うけられることで、酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部とが
混在しないため、ＮＯｘ吸蔵還元材による第一触媒金属
の触媒性能の低下が抑えられている。

【００２１】また、酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部と
が、三次元構造体上で積層してもうけられたことで、Ｎ
Ｏｘ吸蔵還元部あるいは酸化触媒部により浄化された排
ガスが酸化触媒部あるいはＮＯｘ吸蔵還元部により浄化
される。このため、酸化性能が損なわれることなく高い
ＮＯｘ吸蔵還元性能を発揮することができる。

【００２２】なお、酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部と
は、三次元構造体上で積層してもうけられていればよ
く、相対的な位置については、特に限定されるものでは
ない。詳しくは、三次元構造体上で酸化触媒部とＮＯｘ
吸蔵還元部とが積層してもうけられたときに、上層に酸
化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部のいずれをもうけてもよ
い。

【００２３】さらに、三次元構造体上で積層してもうけ
られた酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部は、それぞれ複数
部であってもよい。すなわち、三次元構造体上で酸化触
媒部とＮＯｘ吸蔵還元部とが交互に積層してもうけられ
ていてもよい。

【００２４】さらに、本発明の排ガス浄化用触媒は、酸
化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部とが、排ガスの流れ方向に
並ぶとともに積層していてもよい。

【００２５】酸化触媒部を構成する第一無機酸化物およ
び第一触媒金属は、特に限定されるものではなく、従来
の排ガス浄化用触媒に用いられた材質を用いられること
ができる。

【００２６】第一無機酸化物は、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。第一無機酸化物がこれら
の少なくとも一種よりなることで、耐熱性に優れかつ大
きな比表面積を有する担持層が形成されるようになる。

【００２７】第一触媒金属は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｉｒの少なくとも一種よりなることが好まし
い。すなわち、第一触媒金属が、これらの少なくとも一
種よりなることで、酸化触媒部が排ガスを浄化すること
ができるようになる。

【００２８】ＮＯｘ吸蔵還元部を構成する第二無機酸化
物、ＮＯｘ吸蔵還元材および第二触媒金属は、特に限定
されるものではなく、従来のＮＯｘ吸蔵還元型排ガス浄
化用触媒において用いられた材質を用いられることがで
きる。

【００２９】第二無機酸化物は、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。第二無機酸化物がこれら
の少なくとも一種よりなることで、耐熱性に優れかつ大
きな比表面積を有する担持層が形成されるようになる。

【００３０】第二触媒金属は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｉｒの少なくとも一種よりなることが好まし
い。すなわち、第二触媒金属が、これらの少なくとも一
種よりなることで、ＮＯｘ吸蔵還元部が排ガスを浄化す
ることができるようになる。

【００３１】ＮＯｘ吸蔵還元材は、アルカリ金属、アル
カリ土類金属より選ばれる少なくとも一種よりなること
が好ましい。すなわち、ＮＯｘ吸蔵還元材が、これらの
少なくとも一種よりなることで、ＮＯｘ吸蔵還元部がＮ
Ｏｘを吸蔵することができるようになる。

【００３２】第一無機酸化物と第二無機酸化物とは、同
種の無機酸化物あるいは異種の無機酸化物のいずれでも
よい。材料の種類が増えないことから同種の無機酸化物
であることが好ましい。さらに、同種の無機酸化物とす
ると、酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部の配置によって
は、第一担持層と第二担持層とを同時に形成することが
でき、製造に要するコストの上昇を抑えることができ
る。

【００３３】第一触媒金属と第二触媒金属とは、同種の
金属であっても異種の金属であっても、どちらでもよ
い。材料の種類が増えないことから同種の触媒金属であ
ることが好ましい。さらに、同種の触媒金属とすると、
酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部の配置によっては、第一
触媒金属と第二触媒金属とを同時に担持させることが可
能となり、製造に要するコストの上昇を抑えることがで
きる。

【００３４】三次元構造体は、オープンフローのハニカ
ムあるいはウォールフローのＤＰＦであることが好まし
い。

【００３５】また、三次元構造体は、セラミックスある
いはメタルよりなることが好ましい。三次元構造体を形
成するセラミックスあるいはメタルとしては、たとえ
ば、コーディエライト、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ステン
レス、セラミックス繊維をあげることができる。

【００３６】三次元構造体上にもうけられた第一担持層
および第二担持層における第一および第二無機酸化物の
担持量は、特に限定されるものではない。すなわち、そ
れぞれの担持層に担持されるべき触媒金属および吸蔵還
元成分を担持できるようにもうけられていればよい。

【００３７】第一触媒金属の第一担持層部への担持量
は、第一担持層部全体を１００ｗｔ％としたときに、
０．０１〜１０ｗｔ％で含まれることが好ましい。すな
わち、第一担持層部が第一触媒金属を０．０１〜１０ｗ
ｔ％で有することで、排ガスの浄化が十分に行われる。
なお、第一触媒金属が０．０１ｗｔ％未満では、第一触
媒金属量が少なく、排ガスの浄化が不十分となる。ま
た、第一触媒金属が１０ｗｔ％を超えると、触媒金属の
担持量の増加に対する排ガス浄化の効果の向上が小さく
なる。より好ましくは、０．１〜５ｗｔ％の範囲であ
る。

【００３８】ＮＯｘ吸蔵還元材の第二担持層部への担持
量は、第二担持層部全体を１００ｗｔ％としたときに、
０．５〜３０ｗｔ％で含まれることが好ましい。すなわ
ち、第二担持層部がＮＯｘ吸蔵還元材を０．５〜３０ｗ
ｔ％で有することで、ＮＯｘ吸蔵還元部がＮＯｘを還元
浄化することができる。なお、ＮＯｘ吸蔵還元材が０．
５ｗｔ％未満では、ＮＯｘ吸蔵還元材量が少なく、排ガ
ス中のＮＯｘの浄化が不十分となる。また、ＮＯｘ吸蔵
還元材が３０ｗｔ％を超えると、ＮＯｘ吸蔵還元材の担
持量の増加に対するＮＯｘ浄化の効果の向上が小さくな
る。より好ましくは、１〜２０ｗｔ％の範囲である。

【００３９】また、第二触媒金属の第二担持層部への担
持量は、第二担持層部全体を１００ｗｔ％としたとき
に、０．１〜１０ｗｔ％で含まれることが好ましい。す
なわち、第二担持層部が第二触媒金属を０．１〜１０ｗ
ｔ％で有することで、ＮＯｘの浄化が十分に行われる。
なお、第二触媒金属が０．１ｗｔ％未満では、第二触媒
金属量が少なく、排ガス中のＮＯｘの浄化が不十分とな
る。また、第二触媒金属が１０ｗｔ％を超えると、触媒
金属の担持量の増加に対するＮＯｘ浄化の効果の向上が
小さくなる。より好ましくは、１〜５ｗｔ％の範囲であ
る。

【００４０】酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部との割合
は、特に限定されるものではなく、浄化される排ガスの
成分により適宜決定することができる。さらに、それぞ
れに担持された触媒金属およびＮＯｘ吸蔵還元材の担持
量によっても適宜決定できる。

【００４１】本発明の排ガス浄化用触媒は、三次元構造
体と、酸化触媒部と、ＮＯｘ吸蔵還元部と、を有してい
ればよく、その製造方法が特に限定されるものではな
い。

【００４２】本発明の排ガス浄化用触媒は、三次元構造
体上に酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部とを有すること
で、酸化触媒部の第一触媒金属とＮＯｘ吸蔵還元部のＮ
Ｏｘ吸蔵還元材とが接触しなくなり、第一触媒金属が酸
化機能の低下を生じなくなっている。すなわち、本発明
の排ガス浄化用触媒は、酸化触媒部が排ガスを酸化浄化
し、ＮＯｘ吸蔵還元部がＮＯｘを吸蔵還元により浄化す
る。この結果、本発明の排ガス浄化用触媒は、高い酸化
性能およびＮＯｘ吸蔵還元性能を有する触媒となってい
る。

【００４３】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明を説明する。

【００４４】実施例として、排ガス浄化用触媒を製造し
た。

【００４５】（実施例１）まず、アルミナ粉末１００重
量部を脱イオン水１４０重量部に分散させ、ついでアル
ミナ換算で３重量部のアルミナゾルを添加し、湿式粉砕
してアルミナスラリーを調製した。

【００４６】調製されたアルミナスラリーを、セル数が
４７個／ｃｍ²（約３００個／ｉｎｃｈ²）のウォールフ
ローのガス流通セルを有する直径１２．９センチ×軸方
向の長さ１５．０センチの円筒状のコーディエライト製
ＤＰＦ担体に塗布し、２５０℃で１時間乾燥し、ついで
５００℃で１時間焼成してアルミナコートコーディエラ
イトＤＰＦを得た。

【００４７】得られたアルミナコートコーディエライト
ＤＰＦのアルミナ量は、耐火性三次元構造体１リットル
あたり１００ｇであった。

【００４８】得られたアルミナコートコーディエライト
ＤＰＦに白金硝酸塩水溶液を含浸させ、２５０℃で１時
間乾燥後、硝酸ロジウム水溶液を含浸させ、２５０℃で
１時間乾燥させ、触媒貴金属担持アルミナコートコーデ
ィエライトＤＰＦを得た。触媒貴金属担持アルミナコー
トコーディエライトＤＰＦの触媒貴金属の担持量は、Ｄ
ＰＦ担体１リットルあたり白金で５ｇ、ロジウムで０．
１ｇであった。

【００４９】触媒貴金属担持アルミナコートコーディエ
ライトＤＰＦを脱イオン水中に浸漬した後に、吸引を行
い触媒貴金属担持アルミナコートコーディエライトＤＰ
Ｆの１個あたりの吸水量を求めた。なお、触媒貴金属担
持アルミナコートコーディエライトＤＰＦに担持された
触媒貴金属は、脱イオン水中に浸漬されても、焼成が施
されているため、脱イオン水中に溶解しない。また、吸
水量の測定は、事前に触媒貴金属担持アルミナコートコ
ーディエライトＤＰＦの重量を測定し、脱イオン水に浸
しして吸引を行った後の重量を測定することで、両者の
重量の差から吸水量を得た。

【００５０】得られた吸水量の半分量の脱イオン水に酢
酸バリウム、硝酸リチウムを溶解させ、その溶解液に触
媒貴金属担持アルミナコートコーディエライトＤＰＦを
一方の端面からのみ浸漬させた。このとき、溶解液は、
一方の端面からＤＰＦ担体の軸方向の長さの１／２まで
の部分に浸漬された。その後、２５０℃で１時間乾燥
し、ついで５００℃で１時間焼成することで実施例１の
ガス浄化用触媒を得た。実施例１の排ガス浄化用触媒の
ＮＯｘ吸蔵材量は三次元構造体１個あたりバリウムで１
３．５ｇ、リチウムで１．４ｇであった。

【００５１】実施例１の排ガス浄化用触媒は、バリウ
ム、リチウムが担持された部分がＮＯｘ吸蔵還元部に、
担持されていない部分が酸化触媒部となっている。

【００５２】詳しくは、実施例１の排ガス浄化用触媒
は、コーディエライト製ＤＰＦ担体と、ＤＰＦ担体上に
もうけられたアルミナコート層部と、アルミナコート層
部に担持された白金、ロジウムとを有する酸化触媒部
と、ＤＰＦ担体上にもうけられたアルミナコート層部
と、アルミナコート層部に担持された白金、ロジウム
と、アルミナコート層部に担持されたバリウム、リチウ
ムとを有するＮＯｘ吸蔵還元部と、を有する触媒であ
る。

【００５３】（実施例２）実施例２の排ガス浄化用触媒
は、担持層がチタニアにより形成されかつＮＯｘ吸蔵還
元部にさらにカリウムを担持させた以外は、実施例１と
同様な排ガス浄化用触媒である。

【００５４】まず、チタニア１００重量部を脱イオン水
６７重量部に分散させ、さらに、チタニアゾル８３重量
部を添加して湿式粉砕してチタニアスラリーを調製し
た。

【００５５】調製されたチタニアスラリーを、実施例１
と同様なコーディエライト製ＤＰＦ担体に塗布し、２５
０℃で１時間乾燥し、ついで５００℃で１時間焼成して
チタニアコートコーディエライトＤＰＦを得た。

【００５６】得られたチタニアコートコーディエライト
ＤＰＦのチタニア量は、耐火性三次元構造体１リットル
あたり１００ｇであった。

【００５７】得られたチタニアコートコーディエライト
ＤＰＦに白金硝酸塩水溶液を含浸させ、２５０℃で１時
間乾燥後、硝酸ロジウム水溶液を含浸させ、２５０℃で
１時間乾燥させ、触媒貴金属担持チタニアコートコーデ
ィエライトＤＰＦを得た。

【００５８】得られた触媒貴金属担持チタニアコートコ
ーディエライトＤＰＦの触媒貴金属の担持量は、ＤＰＦ
担体１リットルあたり白金で５ｇ、ロジウムで０．１ｇ
であった。

【００５９】得られた触媒貴金属担持チタニアコートコ
ーディエライトＤＰＦを脱イオン水中に浸漬した後に、
吸引を行い触媒貴金属担持チタニアコートコーディエラ
イトＤＰＦの１個あたりの吸水量を求めた。

【００６０】得られた吸水量の半分量の脱イオン水に酢
酸バリウム、硝酸リチウム、酢酸カリウムを溶解させ、
その溶解液に触媒貴金属担持チタニアコートコーディエ
ライトＤＰＦを一方の端面からのみ浸漬させた。このと
き、溶解液は、一方の端面からＤＰＦ担体の軸方向の長
さの１／２までの部分に浸漬された。その後、２５０℃
で１時間乾燥し、ついで５００℃で１時間焼成すること
で実施例２の排ガス浄化用触媒を得た。実施例２の排ガ
ス浄化用触媒のＮＯｘ吸蔵材量は三次元構造体１個あた
りバリウムで１３．５ｇ、リチウムで１．４ｇ、カリウ
ムで３．８ｇであった。

【００６１】（実施例３）実施例３の排ガス浄化用触媒
は、担持層がＨ型モルデナイトよりなるゼオライトによ
り形成された以外は、実施例２と同様な排ガス浄化用触
媒である。

【００６２】なお、実施例３は、Ｈ型モルデナイトより
なるゼオライト１００重量部を脱イオン水８７重量部に
分散させ、さらに、シリカゾル６３重量部を添加し、湿
式粉砕してゼオライトスラリーを、チタニアスラリーに
替えて製造された排ガス浄化用触媒である。

【００６３】実施例３の排ガス浄化用触媒において、ゼ
オライト量はＤＰＦ担体１リットルあたり１００ｇであ
り、触媒貴金属量がＤＰＦ担体１リットルあたり白金で
５ｇ、ロジウムで０．１ｇであった。また、ＮＯｘ吸蔵
材量はＤＰＦ担体１個あたりバリウムで１３．５ｇ、リ
チウムで１．４ｇ、カリウムで３．８ｇであった。

【００６４】（実施例４）実施例４の排ガス浄化用触媒
は、ＤＰＦ担体に替えてセル数が６２個／ｃｍ²（４０
０個／ｉｎｃｈ²）のオープンフローのガス流通セルを
有する１２．９センチ径×１５．０センチ長さの円筒状
のコーディエライト製ハニカム担体を用い、かつＮＯｘ
吸蔵還元部にさらにカリウムを担持させた以外は、実施
例１と同様な排ガス浄化用触媒である。

【００６５】また、実施例４の排ガス浄化用触媒は、実
施例１および２の製造方法と同様にして製造した。

【００６６】実施例４の排ガス浄化用触媒におけるアル
ミナ量は、ハニカム担体１リットルあたり１００ｇであ
り、触媒貴金属量はハニカム担体１リットルあたり白金
で５ｇ、ロジウムで０．１ｇであった。また、ＮＯｘ吸
蔵材量は、ハニカム担体１個あたりバリウムで１３．５
ｇ、リチウムで１．４ｇ、カリウムで３．８ｇであっ
た。

【００６７】（実施例５）まず、酢酸バリウム２９．５
重量部を脱イオン水２００重量部に溶解させ、この溶液
に１００重量部のアルミナ粉末を投入し、１時間攪拌し
た後２５０℃で１２時間乾燥させ、５００℃で１時間焼
成してバリウム担持アルミナ粉末を調製した。

【００６８】このバリウム担持アルミナ粉末１００重量
部を脱イオン水１４０重量部に分散させ、ついで、硝酸
アルミニウム９水和物１９重量部とコンディア製アルミ
ナ水和物３重量部を添加し、湿式粉砕してバリウムアル
ミナスラリーを調製した。

【００６９】得られたバリウムアルミナスラリーを、セ
ル数が４７個／ｃｍ²（約３００個／ｉｎｃｈ²）のウォ
ールフローの直径１２．９センチ×軸方向の長さ１５．
０センチの円筒状のコーディエライト製ＤＰＦ担体に塗
布し、２５０℃で１時間乾燥し、ついで５００℃で１時
間焼成してバリウムアルミナコートコーディエライトＤ
ＰＦを得た。

【００７０】得られたバリウムアルミナコートコーディ
エライトＤＰＦのバリウムアルミナ量は、ＤＰＦ担体１
リットルあたり５０ｇであった。

【００７１】つづいて、アルミナ粉末１００重量部を脱
イオン水１４０重量部に分散させ、ついでアルミナ換算
で３重量部のアルミナゾルを添加し、湿式粉砕してアル
ミナスラリーを調製した。

【００７２】調製されたアルミナスラリーを、バリウム
アルミナコートコーディエライトＤＰＦに塗布し、多層
アルミナコートコーディエライトＤＰＦを得た。ここ
で、上層にもうけられたアルミナ量は、ＤＰＦ担体１リ
ットルあたり５０ｇであった。

【００７３】その後、多層アルミナコートコーディエラ
イトＤＰＦに白金硝酸塩水溶液を含浸させ、２５０℃で
１時間乾燥後、硝酸ロジウム水溶液を含浸させ、２５０
℃で１時間乾燥させ、実施例５の排ガス浄化用触媒を得
た。実施例５の排ガス浄化用触媒における触媒貴金属量
は、ＤＰＦ担体１リットルあたり、白金で５ｇ、ロジウ
ムで０．１ｇであった。

【００７４】（実施例６）実施例６の排ガス浄化用触媒
は、酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部とがそれぞれ異なる
担体上にもうけられた排ガス浄化用触媒である。

【００７５】詳しくは、実施例６の排ガス浄化用触媒
は、セル数が６２個／ｃｍ²（約４００個／ｉｎｃ
ｈ²）、直径１２．９センチ、軸方向の長さが７．５セ
ンチの円筒状のハニカム構造体上に酸化触媒部のみが形
成された酸化触媒と、セル数が４７個／ｃｍ²（約３０
０個／ｉｎｃｈ²）、直径１２．９センチ、軸方向の長
さが７．５センチの円筒状のハニカム構造体上にＮＯｘ
吸蔵還元部のみが形成されたＮＯｘ吸蔵還元触媒と、か
らなり、酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部のそれぞれが実
施例１の酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部と同様な触媒で
ある。

【００７６】より詳しくは、実施例６の排ガス浄化用触
媒は、セル数が６２個／ｃｍ²のハニカム構造体の表面
にアルミナがコートされ、このアルミナに触媒貴金属が
担持されてなる酸化触媒と、セル数が６２個／ｃｍ²の
ハニカム構造体の表面にアルミナがコートされ、このア
ルミナに触媒貴金属とバリウム、リチウムが担持された
ＮＯｘ吸蔵還元触媒と、からなる。

【００７７】この酸化触媒とＮＯｘ吸蔵還元触媒は、実
施例１の酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部のそれぞれの製
造方法と同様の方法により製造された。

【００７８】実施例６の排ガス浄化用触媒は、酸化触媒
が前段にＮＯｘ吸蔵還元触媒が後段に近接して配された
状態で同一容器内に保持されて用いられる。

【００７９】実施例６の排ガス浄化用触媒は、酸化触媒
が高密度な担体に形成されていることで、後段に配され
たＮＯｘ吸蔵還元触媒における触媒反応が促進される。
すなわち、酸化触媒における触媒反応は発熱反応である
ため、高密度な酸化触媒により排ガスが浄化されるとき
に発熱を生じる。酸化触媒において発生した熱は、後段
に位置するＮＯｘ吸蔵還元触媒に伝導し、この熱がＮＯ
ｘ吸蔵還元触媒での触媒反応を促進するようになる。

【００８０】（比較例）比較例は、従来のＮＯｘ吸蔵還
元材が触媒金属と混在した状態で担持された排ガス浄化
用触媒である。

【００８１】まず、アルミナ粉末１００重量部を脱イオ
ン水１４０重量部に分散させ、ついで硝酸アルミニウム
９水和物１９重量部とアルミナ水和物３重量部を添加
し、湿式粉砕してアルミナスラリーを調製した。

【００８２】得られたアルミナスラリーを、セル数が４
７個／ｃｍ²（約３００個／ｉｎｃｈ²）のウォールフロ
ーの直径１２．９センチ、軸方向の長さが１５．０セン
チの円筒状のコーディエライト製ＤＰＦ担体に塗布し、
２５０℃で１時間乾燥し、ついで５００℃で１時間焼成
してアルミナコートコーディエライトＤＰＦが得られ
た。ここで、アルミナコートコーディエライトＤＰＦに
担持されたアルミナ量は、ＤＰＦ担体１リットルあたり
５０ｇであった。

【００８３】アルミナコートコーディエライトＤＰＦ
に、白金硝酸塩水溶液を含浸させ、２５０℃で１時間乾
燥後、硝酸ロジウム水溶液を含浸させ、２５０℃で１時
間乾燥させ、触媒貴金属担持アルミナコートコーディエ
ライトＤＰＦを得た。貴金属担持アルミナコートコーデ
ィエライトＤＰＦの触媒貴金属量は、ＤＰＦ担体１リッ
トルあたり白金で５ｇ、ロジウムで０．１ｇであった。

【００８４】触媒貴金属担持アルミナコートコーディエ
ライトＤＰＦを脱イオン水中に浸漬した後に、吸引を行
い貴金属担持アルミナコートコーディエライトＤＰＦの
１個あたりの吸水量を求めた。

【００８５】求められた吸水量の脱イオン水に酢酸バリ
ウム、硝酸リチウム、硝酸カリウムを溶解させ、その溶
解液に貴金属担持アルミナコートコーディエライトＤＰ
Ｆを浸漬させた。この浸漬は、貴金属担持アルミナコー
トコーディエライトＤＰＦの両端面から全体に溶解液を
浸漬させることでなされた。その後、２５０℃で１時間
乾燥し、ついで５００℃で１時間焼成して比較例の排ガ
ス浄化用触媒を得た。比較例の排ガス浄化用触媒のＮＯ
ｘ吸蔵材量はＤＰＦ担体１個あたりバリウムで２６．９
ｇ、リチウムで２．７ｇ、カリウムで７．７ｇであっ
た。

【００８６】（評価）実施例１〜６および比較例の触媒
の評価として、ディーゼルエンジンからの排ガスを実際
に浄化させて浄化性能の測定を行った。

【００８７】なお、浄化性能の評価は、それぞれの触媒
を耐久（劣化）させた状態で行われた。この耐久（劣
化）は、オーブンを用いて６５０℃で５０時間の焼成を
施すことでなされた。

【００８８】そして、過給機付き直接噴射式ディーゼル
エンジン（４気筒、２０００ｃｃ）を用い、触媒床温が
１００℃から４５０℃まで昇温する運転条件でディーゼ
ルエンジンを作動させ、触媒床温が３００℃のときの炭
化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（Ｎ
Ｏｘ）の濃度を測定し、浄化率を求めた。なお、実施例
１〜６の多段型排ガス浄化用触媒においては、排ガス流
の上流側に酸化触媒部が位置する状態で排ガスの浄化が
行われた。また、それぞれの成分の濃度の測定は、堀場
製作所製ガス分析機（ＭＥＸＡ９１００）を用いて行わ
れた。なお、ディーゼルエンジンの運転は、回転数を２
１００ｒｐｍで一定に保持し、触媒昇温が１００〜４５
０℃になるように負荷（トルク）を変化させることでな
された。ここで、実施例６の触媒では、二つのハニカム
担体が同一容器内に近接した状態で配された構造である
ことから、二つの触媒部の触媒床温がほぼ一致する。こ
のことから、実施例６の触媒床温には、一方のハニカム
担体触媒の触媒床温が用いられた。

【００８９】また、浄化率の測定は、触媒の入口と出口
の両端でのガス濃度を測定し、入りガス濃度とでガス濃
度から浄化率を求めた。

【００９０】また、この試験において排出される粒子状
物質（ＰＭ）濃度を、小型トンネル希釈採取法により測
定した。また、この測定値から粒子状物質の浄化率を計
算した。それぞれの浄化率の測定結果を表１に示した。

【００９１】

【表１】

【００９２】表１において、ＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘの
浄化率は、浄化率（％）＝｛（入りガス成分濃度
（％））−（出ガス成分濃度（％））｝×１００／（入
りガス成分濃度（％））で、ＰＭ浄化率は、浄化率
（％）＝｛（入りガスＰＭ質量（ｍｇ））−（出ガスＰ
Ｍ質量（ｍｇ））｝×１００／（入りガスＰＭ質量（ｍ
ｇ））により得られた。

【００９３】表１より、実施例１〜６の排ガス浄化用触
媒は、比較例の排ガス浄化用触媒と比較して、ＨＣ、Ｃ
Ｏ、ＮＯｘのいずれの浄化率も高くなっている。すなわ
ち、実施例１〜６の排ガス浄化用触媒は、酸化触媒部と
ＮＯｘ吸蔵還元部とが分離してもうけられているため、
酸化触媒部に担持された触媒貴金属がＮＯｘ吸蔵還元材
による酸化機能の低下を受けないため、酸化性能が損な
われることなく高いＮＯｘ吸蔵還元性能を有する排ガス
浄化用触媒となっている。

【００９４】

【発明の効果】本発明の排ガス浄化用触媒は、三次元構
造体上に酸化触媒部とＮＯｘ吸蔵還元部とを有すること
で、酸化触媒部の第一触媒金属とＮＯｘ吸蔵還元部のＮ
Ｏｘ吸蔵還元材とが接触しなくなり、第一触媒金属が酸
化機能の低下を生じなくなっている。すなわち、本発明
の排ガス浄化用触媒は、酸化触媒部が排ガスを酸化浄化
し、ＮＯｘ吸蔵還元部がＮＯｘを吸蔵還元により浄化す
る。この結果、本発明の排ガス浄化用触媒は、高い酸化
性能およびＮＯｘ吸蔵還元性能を有する触媒となってい
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０１Ｎ 3/08 Ｆ０１Ｎ 3/10 Ａ 3/10 3/24 Ｅ 3/24 3/28 ３０１Ｃ 3/28 ３０１Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ // Ｂ０１Ｄ 46/42 53/36 １０２Ｂ１０４Ａ１０４Ｂ (72)発明者沖大祐静岡県小笠郡大東町千浜7800番地株式会社キャタラー内Ｆターム(参考） 3G090 AA01 AA02 AA03 BA01 EA01 EA05 3G091 AA02 AA12 AA17 AA18 AB02 AB06 AB09 AB13 BA00 BA14 BA15 BA19 GA06 GA20 GB01W GB01X GB02Y GB05W GB06W GB07W GB10X GB16X GB17X HA11 4D048 AA06 AA13 AA14 AA18 AB01 AB05 AB07 BA03X BA06Y BA07X BA08Y BA10X BA11Y BA14X BA15X BA19Y BA30X BA31Y BA33X BA34Y BA39Y BA41X BB02 BB14 BB16 CC32 CC47 EA04 4D058 JA32 JB06 MA44 SA08 4G069 AA03 BA01A BA01B BA02A BA04A BA04B BA05A BA07A BA13A BA13B BA17 BB04A BB04B BC01A BC03B BC04B BC08A BC13B BC32A BC33A BC43A BC71A BC71B BC72A BC74A BC75A BC75B CA03 CA09 CA18 EA18 EA19 EA27 EB12Y EB14Y EC28 EC29 EE09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐火性を有する三次元構造体と、該三次元構造体上にもうけられた第一無機酸化物よりな
る第一担持層部と、該第一担持層部に担持された第一触
媒金属と、を有する酸化触媒部と、該三次元構造体上にもうけられた第二無機酸化物よりな
る第二担持層部と、該第二担持層部に担持された第二触
媒金属と、該第二担持層部に担持されたＮＯｘ吸蔵還元
材と、を有するＮＯｘ吸蔵還元部と、を有することを特
徴とする排ガス浄化用触媒。
【請求項２】前記酸化触媒部および前記ＮＯｘ吸蔵還
元部は、前記三次元構造体上で排ガスの流れ方向に並ん
だ状態でもうけられた請求項１記載の排ガス浄化用触
媒。
【請求項３】前記酸化触媒部と前記ＮＯｘ吸蔵還元部
とが、前記三次元構造体上で積層してもうけられた請求
項１記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項４】前記第一無機酸化物は、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請求項１記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項５】前記第一触媒金属は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒ
ｈ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｒの少なくとも一種よりなる請求項
１記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項６】前記第二無機酸化物は、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請求項１記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項７】前記第二触媒金属は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒ
ｈ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｒの少なくとも一種よりなる請求項
１記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項８】前記ＮＯｘ吸蔵還元材は、アルカリ金
属、アルカリ土類金属より選ばれる少なくとも一種より
なる請求項１記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項９】前記三次元構造体は、オープンフローの
ハニカムあるいはウォールフローのＤＰＦである請求項
記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項１０】前記三次元構造体は、セラミックスあ
るいはメタルよりなる請求項１記載の排ガス浄化用触
媒。