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公開番号2025009140
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023111936
出願日2023-07-07
発明の名称排ガス浄化用触媒
出願人トヨタ自動車株式会社,株式会社キャタラー
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類B01J 23/63 20060101AFI20250110BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】HC被毒しやすい空燃比がリッチである雰囲気において、貴金属のHC被毒を抑制しつつ、暖機性が改善された排ガス浄化用触媒を提供する。
【解決手段】本発明は、基材と該基材上にコートされている触媒コート層とを有する排ガス浄化用触媒であって、触媒コート層が、基材上にコートされている下層コート層と、下層コート層上にコートされている上層コート層とを有し、上層コート層が、Pd及び/又はPt並びに第1の担体粒子を含み、第1の担体粒子が、Al₂O₃を含み、上層コート層中に含まれるPd及び/又はPtの一定量以上が、Al₂O₃に担持されており、上層コート層の厚さが、調整されており、下層コート層が、Rh及び第2の担体粒子を含み、第2の担体粒子の平均粒径D50が特定されており、下層コート層中に含まれるRhが、局所的に配置されている、排ガス浄化用触媒に関する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
基材と該基材上にコートされている触媒コート層とを有する排ガス浄化用触媒であって、
触媒コート層が、基材上にコートされている下層コート層と、下層コート層上にコートされている上層コート層とを有し、
上層コート層が、Ｐｄ及び／又はＰｔ並びに第１の担体粒子を含み、
第１の担体粒子が、Ａｌ
２
Ｏ
３
を含み、
上層コート層中に含まれるＰｄ及び／又はＰｔの全重量の８０重量％以上が、Ａｌ
２
Ｏ
３
に担持されており、
上層コート層と下層コート層の厚さの比（上層コート層／下層コート層）が、０．２以下であり、
下層コート層が、Ｒｈ及び第２の担体粒子を含み、
第２の担体粒子の平均粒径Ｄ５０が、５μｍ～１６μｍであり、
下層コート層中に含まれるＲｈが、下記式で表されるＲｈの局所度合い：
Ｒｈの局所度合い＝１／Ｒｈの均一度合い
（式中、「Ｒｈの均一度合い」は、１－（０のセル数／総セル数）を示し、ここで、「０のセル数」は、下層コート層の５００倍率のＲｈを抽出したＥＰＭＡ画像の元データであるｃｓｖデータにおいて、２００セル×２００セルの部分を切り出し、前記切り出した部分からそれぞれ５０セル×５０セルの下部、中央部及び上部を切り出したときの、前記下部、中央部及び上部の総セル中の０の値を示すセルの総数を示し、「総セル数」は、前記下部、中央部及び上部のセルの総数を示す）
が１．４７～２．１０になるように配置されている、
排ガス浄化用触媒。
続きを表示（約 750 文字）【請求項２】
第１の担体粒子の平均粒径Ｄ５０が、第２の担体粒子の平均粒径Ｄ５０と同等以上である、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項３】
上層コート層中に含まれるＰｄ及び／又はＰｔの全重量の９５重量％以上が、Ａｌ
２
Ｏ
３
に担持されている、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項４】
上層コート層の厚さが、２０μｍ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】
請求項１～４のいずれか一項に記載の排ガス浄化用触媒の製造方法であって、
（ｉ）Ｒｈの前駆体、第２の担体粒子、及び溶媒を撹拌及び混合し、得られた混合物を乾燥及び焼成してＲｈ担持担体粒子を得る工程と、
（ｉｉ）（ｉ）の工程で得られたＲｈ担持担体粒子、Ｒｈを担持させていない第２の担体粒子、及び溶媒を撹拌及び混合し、第２の担体粒子の平均粒径Ｄ５０が５μｍ～１６μｍになるように粉砕して下層コート層用の触媒コート層スラリーを調製する工程と、
（ｉｉｉ）基材上に、（ｉｉ）の工程で得られた下層コート層用の触媒コート層スラリーを被覆し、乾燥及び焼成して下層コート層を形成させる工程と、
（ｉｖ）Ｐｄ及び／又はＰｔの前駆体、Ａｌ
２
Ｏ
３
を含む第１の担体粒子、及び溶媒を撹拌及び混合して上層コート層用の触媒コート層スラリーを調製する工程と、
（ｖ）（ｉｉｉ）の工程で得られた下層コート層が形成された基材上に、（ｉｖ）の工程で得られた上層コート層用の触媒コート層スラリーを被覆し、乾燥及び焼成して上層コート層を形成させる工程と
を含む方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化用触媒に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【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、有害成分、例えば、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、及び窒素酸化物（ＮＯｘ）等が含まれている。
【０００３】
このため、一般的には、これらの有害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用触媒によってこれらの有害成分がほとんど無害化されている。
【０００４】
例えば、特許文献１は、ハニカム担体と、前記ハニカム担体上に設けられた触媒層と、を備え、前記触媒層は、貴金属粒子と、該貴金属粒子が担持され、Ｃｅを含む酸化物又はＭｎとＡｌとの複合酸化物である複数の第１化合物と、これら貴金属粒子を担持した複数の第１化合物を覆い、第１化合物同士を互いに離隔させ、さらにＡｌ及びＺｒのうち少なくともいずれかを含む酸化物である第２化合物と、を有し、前記触媒層の細孔容積が０．２４～０．８ｃｍ
３
／ｇの範囲内にあり、前記第２化合物の粒子径が１０～１００ｎｍの範囲内にあることを特徴とする排気ガス浄化用触媒を開示している。
【０００５】
特許文献２は、基材と、該基材の表面に形成された触媒コート層とを備える排ガス浄化用触媒であって、触媒コート層が、基材表面に近い方を下層とし相対的に遠い方を上層とする上下層を含み、触媒コート層の上層が、Ｒｈ及びＰｄと担体とを含有し、触媒コート層の上層が、上流側の端部から下流方向に２０ｍｍ以上の範囲の表面に、上層の他の部位より相対的にＰｄ濃度が高いＰｄ最表面層を含み、触媒コート層の下層が、Ｐｄ及びＰｔから選択される少なくとも１種の貴金属と担体とを含有し、Ｐｄ最表面層に含有されるＰｄの６０質量％以上が、基材表面に相対的に遠いＰｄ最表面層の表面から上層の厚さ５０％までの層に存在する、排ガス浄化用触媒を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００７－３１３４９８号公報
特開２０１９－０６９４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
各触媒コート層中に含まれる貴金属の量は、資源リスクの観点から低減させることが求められている。貴金属の量を低減させるためには、貴金属の触媒活性が排ガス浄化用触媒の使用によって低下することを防止すればよく、貴金属の触媒活性が低下するのを防ぐためには、例えば、貴金属の触媒活性の低下の１つの要因である貴金属の排ガス中のＨＣによる被毒（ＨＣ被毒）を抑制することが挙げられる。
【０００８】
一方で、排ガス浄化用触媒には良好な暖機性、すなわち排ガス浄化初期（例えば、エンジンをかけ始めた直後）における排ガスの浄化も求められる。
【０００９】
したがって、本発明は、ＨＣ被毒しやすい空燃比（Ａ／Ｆ）がリッチである雰囲気（酸素希薄雰囲気）において、貴金属のＨＣ被毒を抑制しつつ、暖機性が改善された排ガス浄化用触媒を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
各触媒コート層は、通常それぞれ異なる有害成分の浄化の役割を担う。したがって、排ガス浄化用触媒が、基材と、基材上にコートされている下層コート層と、下層コート層上にコートされている上層コート層とを有する場合、上層コート層は、下層コート層と有害成分を含む排ガスとが速やかに互いに接触することができる構造、すなわちガス拡散性に優れた構造を有することが望まれる。
（【００１１】以降は省略されています）

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