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公開番号2024132159
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023042840
出願日2023-03-17
発明の名称排ガス浄化用触媒
出願人株式会社キャタラー
代理人個人,個人
主分類B01J 27/232 20060101AFI20240920BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】NOx吸蔵性能が良好である排ガス浄化用触媒を提供すること。
【解決手段】ここに開示される排ガス浄化用触媒は、基材10と、該基材10の上に配置される触媒層20と、を備えている。触媒層20は、少なくともPdを含む第1層21と、触媒金属およびNOx吸蔵材を含む第2層22と、少なくともRhを含む第3層23と、を含む。第2層22は、触媒金属として少なくともPtおよびPdを含む第2層上流側部分22aと、触媒金属として少なくともPtを含む第2層下流側部分22bと、を有しており、第2層上流側部分22aにおける触媒金属の含有量に対するPd含有量の比をPd含有率A、第2層下流側部分22bにおける前記触媒金属の含有量に対するPd含有量の比をPd含有率Bとしたときに、Pd含有率Aは0.5未満であり、かつ、Pd含有率Aは前記Pd含有率Bよりも高い。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
内燃機関から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化用触媒であって、
基材と、
該基材の上に配置される触媒層と、を備えており、
前記触媒層は、
前記基材の上に配置され、触媒金属として少なくともＰｄを含む第１層と、
前記第１層の上に配置され、触媒金属およびＮＯｘ吸蔵材を含む第２層と、
前記第２層の上に配置され、触媒金属として少なくともＲｈを含む第３層と、
を含み、
前記第２層は、前記排ガスの流通方向において前記基材の上流側端部から下流側に向けて配置され、前記触媒金属として少なくともＰｔおよびＰｄを含む上流側部分と、
前記排ガスの流通方向において前記基材の下流側端部から上流側に向けて配置され、前記触媒金属として少なくともＰｔを含む下流側部分と、
を有しており、
ここで、前記上流側部分における前記触媒金属の含有量に対するＰｄ含有量の比をＰｄ含有率Ａ、前記下流側部分における前記触媒金属の含有量に対するＰｄ含有量の比をＰｄ含有率Ｂとしたときに、
前記Ｐｄ含有率Ａは０．５未満であり、かつ、
前記Ｐｄ含有率Ａは前記Ｐｄ含有率Ｂよりも高い、排ガス浄化用触媒。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
前記第２層のＰｄ含有量に対する前記第２層のＰｔ含有量の比が３以上である、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項３】
前記下流側端部は触媒金属としてＰｄを含み、前記Ｐｄ含有率Ｂが０．３未満である、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項４】
前記上流側部分における前記触媒金属の含有量に対するＰｔ含有量の比をＰｔ含有率Ｃとしたときに、該Ｐｔ含有率Ｃは０．５以上０．７以下である、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項５】
前記下流側部分における前記触媒金属の含有量に対するＰｔ含有量の比をＰｔ含有率Ｄとしたときに、該Ｐｔ含有率Ｄは０．７以上である、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項６】
前記Ｐｄ含有率Ｂに対する前記Ｐｄ含有率Ａの比（Ａ／Ｂ）が２以上である、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項７】
前記上流側部分のコート量（ｇ／Ｌ）に対する前記下流側部分のコート量（ｇ／Ｌ）が０．９以上１．１以下である、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項８】
前記ＮＯｘ吸蔵材がアルカリ土類金属を含む、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項９】
前記ＮＯｘ吸蔵材がバリウムを含む、請求項８に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項１０】
前記第３層は、触媒金属としてＲｈおよびＰｄを含む、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
ここに開示される技術は、排ガス浄化用触媒に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車エンジン等の内燃機関から排出される排ガスには、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害成分が含まれる。従来、これらの有害成分を除去するために、基材と、触媒金属を含む触媒層と、を備えた排ガス浄化用触媒が用いられている。排ガス浄化用触媒に供給された排ガスは、触媒層と接触し、有害成分が浄化される。例えば、排ガス中のＨＣやＣＯは酸化されて水（Ｈ
２
Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ
２
）に変換（浄化）され、排ガス中のＮＯｘは還元されて窒素（Ｎ
２
）に変換（浄化）される
。
【０００３】
内燃機関の始動時は、排ガス浄化用触媒が十分に暖機されておらず、触媒金属の活性が低い。このため、触媒金属が所定の活性温度に達するまで、有害成分の残った状態で排ガスが排出されてしまう虞がある。そのため、内燃機関の始動時に供給する混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を薄くして、内燃機関の制御をリーン（酸素過剰）の状態、所謂、リーン始動制御とすることで、ＣＯやＨＣを低減させることがある。しかし、リーン雰囲気ではＮＯｘから酸素を引き抜くことが困難で、ＮＯｘを浄化できない課題がある。そこで、リーン始動制御時の暖機過程におけるＮＯｘの排出を抑制するために、ＮＯｘ吸蔵材を含むＮＯｘ吸蔵還元（ＮＳＲ：ＮＯｘ Storage-Reduction）触媒が広く用いられている（特許文献１～３参照）。
【０００４】
特許文献１には、三層からなり、下層にＰｔおよび／またはＰｄと酸素吸蔵材とを含み、中層にＰｔおよび／またはＰｄとＮＯｘ吸蔵材とを含み、表層にＲｈを含む排ガス浄化用触媒が開示されている。特許文献２には、Ｐｄと、ＰｔおよびＲｈの一種およびＮＯｘ吸蔵材と、を含み、Ｐｄが上流側に担持されている排ガス浄化用触媒が開示されている。特許文献３には、ＰｔおよびＰｄを含む金属層と、耐火性無機酸化物およびＮＯｘ吸蔵材とを含む触媒層を備え、ＰｔとＰｄの担持量の比率（Ｐｔ／Ｐｄ）が０．７以上１未満である排ガス浄化用触媒が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－１４３９３５号公報
特開２００９－０００６２４号公報
特開２０１０－１０４８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＮＯｘ吸蔵材は、混合気の空燃比が酸素過剰（リーン）である状態ではＮＯｘを硝酸塩の形態で一時的に吸蔵し、空燃比がストイキ～リッチに切り替えられると吸蔵したＮＯｘを放出する機能を有する成分である。排ガス中のＮＯｘは、大部分が一酸化窒素（ＮＯ）であり、ＮＯｘ吸蔵材がＮＯｘを硝酸塩の形態で好適に吸蔵するためには、当該ＮＯが酸化されたＮＯ
２
を生成する必要がある。本発明者らが検討した結果によれば、Ｐｔはリーン雰囲気下でのＮＯ酸化性能が高いが、その一方でＰｔは耐熱性が低い。高温かつ雰囲気変動する環境下では、Ｐｔがシンタリングすることで触媒性能が低下しやすい傾向にある。このため、ＮＯｘ吸蔵性能が低下するという課題がある。
【０００７】
本発明は上述の課題を鑑みてなされたものであり、ＮＯｘ吸蔵性能が良好である排ガス浄化用触媒を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を実現するべく、ここに開示される技術によって下記の構成の排ガス浄化用触媒が提供される。
【０００９】
ここに開示される排ガス浄化用触媒（１）は、内燃機関から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化用触媒であって、基材と、該基材の上に配置される触媒層と、を備えている。上記触媒層は、上記基材の上に配置され、触媒金属として少なくともＰｄを含む第１層と、上記第１層の上に配置され、触媒金属およびＮＯｘ吸蔵材を含む第２層と、上記第２層の上に配置され、触媒金属として少なくともＲｈを含む第３層と、を含む。上記第２層は、上記排ガスの流通方向において上記基材の上流側端部から下流側に向けて配置され、上記触媒金属として少なくともＰｔおよびＰｄを含む上流側部分と、上記排ガスの流通方向において上記基材の下流側端部から上流側に向けて配置され、上記触媒金属として少なくともＰｔを含む下流側部分と、を有している。ここで、上記上流側部分における上記触媒金属の含有量に対するＰｄ含有量の比をＰｄ含有率Ａ、上記下流側部分における上記触媒金属の含有量に対するＰｄ含有量の比をＰｄ含有率Ｂとしたときに、上記Ｐｄ含有率Ａは０．５未満であり、かつ、上記Ｐｄ含有率Ａは上記Ｐｄ含有率Ｂよりも高い。
【００１０】
排ガス浄化用触媒の上流側の領域では、高温の排ガスが流入しやすいため、Ｐｔの劣化（例えば浄化性能の低下）が生じやすい。そこで、第２層上流側部分においてＮＯｘ吸蔵材と、触媒金属としてのＰｄおよびＰｔと、を含むことにより、Ｐｔの耐熱性を向上させることができる。また、排ガス浄化用触媒の下流側の領域では、高温の排ガスが比較的流入し難いため、Ｐｔの劣化が進行しにくい。このため、第２層下流側部分においては、ＮＯ酸化性能が高いＰｔを多く含むことにより、ＮＯｘ吸蔵量を高くすることができる。かかる構成によれば、耐久後もＰｔのＮＯ酸化性能が好適に発揮され、ＮＯｘ吸蔵性能が良好な排ガス浄化用触媒を実現することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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