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公開番号2025150257
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024051057
出願日2024-03-27
発明の名称排ガス浄化用触媒
出願人エヌ・イーケムキャット株式会社,ダイハツ工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B01J 35/57 20240101AFI20251002BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】パラフィンのエミッション量を削減することが可能な排ガス浄化用触媒、また、比較的に少ない貴金属の使用量でありながらも、暖機性能がさらに改善された排ガス浄化用触媒を提供する。
【解決手段】排ガス浄化用触媒は、基材11と、基材上に設けられた触媒層とを少なくとも備え、触媒層は、基材上に設けられ且つPdを含有する第1触媒層21、第1触媒層上に設けられ且つRhを含有する第2触媒層31、第2触媒層上に設けられた第3触媒層41であって、上流側でPdとPtを含有する上流側第3触媒層41aと、排ガス流路の下流側であり上流側第3触媒層と距離Lcだけ離間して設けられ且つRhを含有する下流側第3触媒層41bとを有する第3触媒層とを備える。前記距離Lcは、基材全長に対して0.5～15%であり、上流側第3触媒層中のPt含有量(g/L)は、上流側第3触媒層中のPd含有量(g/L)に対して3%以上30%以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
排ガスが通過するガス流路を区画する基材と、
前記基材上に設けられた触媒層と、を少なくとも備え、
前記触媒層は、前記基材上に設けられ且つＰｄを含有する第１触媒層、前記第１触媒層上に設けられ且つＲｈを含有する第２触媒層、並びに、前記第２触媒層上に設けられた第３触媒層であって前記排ガス流路の上流側に設けられ且つＰｄとＰｔを含有する上流側第３触媒層と前記排ガス流路の下流側に設けられ前記上流側第３触媒層と距離Ｌｃだけ離間して設けられ且つＲｈを含有する下流側第３触媒層とを有する前記第３触媒層を備え、
前記距離Ｌｃが、前記排ガスの流れ方向の断面視で前記基材の全長を基準として０．５～１５％の範囲内にあり、
前記上流側第３触媒層中の前記基材１ＬあたりのＰｔ含有量（ｇ／Ｌ）は、前記上流側第３触媒層中の前記基材１ＬあたりのＰｄ含有量（ｇ／Ｌ）に対して３％以上３０％以下の範囲内にある、
排ガス浄化用触媒。
続きを表示（約 450 文字）【請求項２】
前記上流側第３触媒層は、前記排ガスの流れ方向の断面視で前記基材の全長に対して３０～７０％の範囲で前記第２触媒層を覆うように設けられており、
前記下流側第３触媒層は、前記排ガスの流れ方向の断面視で前記基材の全長に対して７０～３０％の範囲で前記第２触媒層を覆うように設けられている
請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項３】
前記基材１Ｌあたりの前記下流側第３触媒層中のＲｈ含有量（ｇ／Ｌ）が、前記基材１Ｌあたりの前記第２触媒層中のＲｈ含有量（ｇ／Ｌ）よりも多い
請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項４】
前記基材１Ｌあたりの前記第１触媒層の触媒量が、１０～１００（ｇ／Ｌ）である
請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項５】
前記上流側第３触媒層は、ＣｅとＺｒを含む第４母材粒子を含有し、
前記第４母材粒子上にＰｔが担持されている
請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。

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し、特に白金、パラジウム及びロジウムを必須成分として用いた、積層構造の触媒層を備える排ガス浄化用触媒に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車等の内燃機関から排出される炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び窒素酸化物（ＮＯｘ）等の浄化において、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）等の白金族元素（ＰＧＭ：Platinum Group Metal）を触媒活性成分として用いた三元触媒（ＴＷＣ：Three-Way Catalyst）が広く用いられている。
【０００３】
従来、比較的に高価なＰＧＭの使用量を削減するとともに高い触媒活性を確保するため、微細な粒子の状態で触媒活性成分を基材上に担持させた複合粒子構造の排ガス浄化用触媒が広く用いられている。具体的には、アルミナ、ジルコニア、セリア等の金属酸化物からなる母材粒子と、この母材粒子上に担持されたＰＧＭとを有する排ガス浄化用触媒等が例示される。
【０００４】
この種の排ガス浄化用触媒は、高温の排ガスを供給して暖機時間を短縮し、触媒活性温度まで早期に昇温させて高効率な浄化性能を発揮させるために、エンジンの直下に設けられることが多い。しかし、例えばエンジン始動初期では排ガスの温度が低いため、目的とする触媒活性が得られ難い。また近年では、エンジンの停止と運転を頻繁に繰り返す車両が多くなってきている。そのため、触媒の暖機性能の向上及び低温浄化性能の向上が求められてきている。触媒の低温浄化性能の向上のためには、触媒貴金属の担持量を増やすことが考えられるが、コストアップにつながるという潜在的な問題がある。
【０００５】
かかる課題に対して、従来から種々の提案がなされており、例えばＰｄ及びＲｈを必須成分として用いた、積層構造の触媒層を備える排ガス浄化用触媒等が開発されている。具体的には、特許文献１及び特許文献２には、ハニカム基材上に、Ｐｄ触媒層、Ｒｈ触媒層、及びＰｄ触媒層をこの順に有する３層積層構造の触媒層を備える排ガス浄化用触媒が開示されている。
【０００６】
また、排ガス流路において上流側と下流側で別個の触媒層をハニカム基材上に配置したゾーンコート触媒等も開発されている。例えば特許文献３には、ハニカム基材等の表面に、Ｐｄ領域とこれに隣接配置されたＲｈ領域を有する触媒層を備える排気ガス浄化用触媒が開示されている。また、特許文献４には、ハニカム基材等の表面に形成されたＰｄ及びＰｔの少なくとも１種を含む下触媒層と、下触媒層の表面であって排ガスのガス流れ方向の上流側を被覆するＰｄを含む前段上触媒層と、下触媒層の表面であって前段上触媒層よりもガス流れ方向の下流側を被覆するＲｈを含む後段上触媒層とから構成され、触媒層のＰｄ担持密度、コート長さ、及びコート量が調整された、排ガス浄化用触媒が開示されている。
【０００７】
さらに、本出願人らは、特許文献５において、排ガス流路において上流側と下流側で別個の触媒層をハニカム基材上のＯＳＣ（Oxygen Storage Capacity）層上に配置したゾーンコート触媒等を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特表２０１０－５０１３３７号公報
得表２０１２－５２５９５５号公報
特開２０１５－０９３２６６号公報
特開２０１６－０２６１１２号公報
特開２０２０－０３２３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
自動車等の内燃機関から排出される排ガスは、始動時等の触媒温度が低い状態では、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）が多く排出される。浄化性能を向上させるためには、触媒の早期昇温と触媒の低温浄化性能の向上が重要である。すなわち触媒の昇温性能、換言すれば触媒の暖まりやすさである暖機性能を向上することで、触媒を早期活性化させることができる。また、低温浄化性能を向上させることで、排ガス中の有害物質を高効率で浄化させることができる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２は、三元触媒の浄化性能が改善する旨の単なる開示に留まる。そして、特許文献１及び特許文献２では、自動車等の内燃機関から排出される排ガスの低温浄化性能や暖機性能に関しては十分な検討がなされていない。
（【００１１】以降は省略されています）

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