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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024000368
(43)【公開日】2024-01-05
(54)【発明の名称】排ガス浄化用触媒
(51)【国際特許分類】
B01J 23/63 20060101AFI20231225BHJP
B01J 35/61 20240101ALI20231225BHJP
B01J 35/60 20240101ALI20231225BHJP
B01J 35/57 20240101ALI20231225BHJP
B01D 53/94 20060101ALI20231225BHJP
F01N 3/10 20060101ALI20231225BHJP
F01N 3/28 20060101ALI20231225BHJP
【ＦＩ】
B01J23/63 A ZAB
B01J35/10 301J
B01J35/10 301F
B01J35/04 301L
B01D53/94 245
B01D53/94 280
B01D53/94 222
F01N3/10 A
F01N3/28 301Q
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022099117
(22)【出願日】2022-06-20
(71)【出願人】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000104607
【氏名又は名称】株式会社キャタラー
(74)【代理人】
【識別番号】110002572
【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】西尾 昂大
(72)【発明者】
【氏名】白川 翔吾
(72)【発明者】
【氏名】東條 巧
(72)【発明者】
【氏名】高木 信之
(72)【発明者】
【氏名】戸田 陽介
(72)【発明者】
【氏名】星野 将
(72)【発明者】
【氏名】坂本 俊
【テーマコード（参考）】
3G091
4D148
4G169
【Ｆターム（参考）】
3G091AB03
3G091BA11
3G091BA14
3G091BA15
3G091BA19
3G091GA06
3G091GA18
3G091GB04W
3G091GB05W
3G091GB06W
3G091GB07W
3G091GB10W
4D148AA06
4D148AA08
4D148AA13
4D148AA18
4D148AB01
4D148AB02
4D148AB08
4D148BA01Y
4D148BA03X
4D148BA06Y
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4D148BA08X
4D148BA13X
4D148BA15X
4D148BA18X
4D148BA19X
4D148BA30X
4D148BA31X
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4D148BA33X
4D148BA33Y
4D148BA34Y
4D148BA41X
4D148BA42X
4D148BB02
4D148BB16
4D148BB17
4D148BC01
4G169AA03
4G169BA01A
4G169BA01B
4G169BA05A
4G169BA05B
4G169BB06A
4G169BB06B
4G169BC40B
4G169BC42B
4G169BC43A
4G169BC43B
4G169BC44B
4G169BC71A
4G169BC71B
4G169BC72A
4G169BC72B
4G169BC75A
4G169BC75B
4G169CA03
4G169CA09
4G169CA13
4G169DA06
4G169EC02X
4G169EC02Y
4G169EC22X
4G169EC28
4G169EC29
4G169EE06
4G169EE09
(57)【要約】
【課題】ＨＣ被毒しやすい空燃比（Ａ／Ｆ）がリッチである雰囲気において、触媒性能とＯＳＣ性能とを両立させ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、触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔを含む第１の触媒コート層と、触媒金属としてのＲｈを含む第２の触媒コート層とを有し、第１の触媒コート層が、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されており、第２の触媒コート層が、比表面積が４０ｍ２／ｇ超である高比表面積ＯＳＣ材、比表面積が４ｍ２／ｇ～４０ｍ２／ｇである中比表面積ＯＳＣ材、及び比表面積が４ｍ２／ｇ未満である低比表面積ＯＳＣ材を含む排ガス浄化用触媒に関する。
【選択図】図９
【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、触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔを含む第１の触媒コート層と、触媒金属としてのＲｈを含む第２の触媒コート層とを有し、第１の触媒コート層が、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されており、第２の触媒コート層が、比表面積が４０ｍ２／ｇ超である高比表面積ＯＳＣ材、比表面積が４ｍ２／ｇ～４０ｍ２／ｇである中比表面積ＯＳＣ材、及び比表面積が４ｍ２／ｇ未満である低比表面積ＯＳＣ材を含む排ガス浄化用触媒に関する。
【選択図】図９
【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、触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔを含む第１の触媒コート層と、触媒金属としてのＲｈを含む第２の触媒コート層とを有し、
第１の触媒コート層が、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されており、
第２の触媒コート層が、比表面積が４０ｍ２／ｇ超である高比表面積ＯＳＣ材、比表面積が４ｍ２／ｇ～４０ｍ２／ｇである中比表面積ＯＳＣ材、及び比表面積が４ｍ２／ｇ未満である低比表面積ＯＳＣ材を含む
排ガス浄化用触媒。
触媒コート層が、触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔを含む第１の触媒コート層と、触媒金属としてのＲｈを含む第２の触媒コート層とを有し、
第１の触媒コート層が、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されており、
第２の触媒コート層が、比表面積が４０ｍ２／ｇ超である高比表面積ＯＳＣ材、比表面積が４ｍ２／ｇ～４０ｍ２／ｇである中比表面積ＯＳＣ材、及び比表面積が４ｍ２／ｇ未満である低比表面積ＯＳＣ材を含む
排ガス浄化用触媒。
【請求項2】
高比表面積ＯＳＣ材及び中比表面積ＯＳＣ材が、それぞれ独立して、アルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物又はセリア－ジルコニア系複合酸化物を含み、低比表面積ＯＳＣ材が、セリア－ジルコニア系複合酸化物を含む、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項3】
低比表面積ＯＳＣ材が、パイロクロア構造を有するセリア－ジルコニア系複合酸化物を含む、請求項２に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項4】
第２の触媒コート層が、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている上流側コート層及び排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている下流側コート層を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項5】
第１の触媒コート層の幅が、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、２０％～５０％であり、上流側コート層の幅が、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、３０％～７０％であり、下流側コート層の幅が、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、３０％～７０％である、請求項４に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項6】
第１の触媒コート層が、上流側コート層の上に配置されている、請求項４に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項7】
第１の触媒コート層が、上流側コート層の下に配置されている、請求項４に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項8】
上流側コート層が、高比表面積ＯＳＣ材及び低比表面積ＯＳＣ材を含み、下流側コート層が、中比表面積ＯＳＣ材及び低比表面積ＯＳＣ材を含む、請求項４に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項9】
高比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、１０重量％～４０重量％であり、中比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、１０重量％～４０重量％であり、高比表面積ＯＳＣ材及び中比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、６０重量％以下であり、低比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、４０重量％～８０重量％であり、ここで、高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材、及び低比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量すべてを足し合せると、１００重量％になる、請求項８に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項10】
第１の触媒コート層が、触媒金属としてのＰｄを含む、請求項４に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項11】
二触媒システムにおけるＳ／Ｃとして使用するための請求項４に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項12】
第２の触媒コート層が、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項13】
第１の触媒コート層の幅が、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、１５％～５０％であり、第２の触媒コート層の幅が、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、６５％～９５％である、請求項１２に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項14】
第１の触媒コート層が、触媒金属としてのＰｔを含む、請求項１２に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項15】
二触媒システムにおけるＵＦ／Ｃとして使用するための請求項１２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する。
【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、排ガスが流通するセル構造の基材と、該基材のセル壁面に形成されている触媒層とからなる排ガス浄化用触媒であって、前記触媒層は、前記基材の表面に形成される下触媒層と、該下触媒層の表面に形成される上触媒層とからなり、前記上触媒層は、ロジウムが担持されたジルコニア担体と、ロジウムが担持されておらず、且つ比表面積の異なる二種類のセリア－ジルコニア系複合酸化物と、から少なくとも形成されており、前記下触媒層は、白金が担持されたアルミナ担体と、セリア－ジルコニア系複合酸化物とから形成されている排ガス浄化用触媒を開示している。
【0005】
特許文献２は、内燃機関の排気通路内に配置され、前記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、前記基材の表面に形成された触媒コート層と、を備え、前記触媒コート層は、酸素貯蔵能を有するＯＳＣ材を含み、且つ、前記触媒コート層は、触媒金属としてＲｈが主体として配置されているＲｈ層と、触媒金属としてＰｄ及び／又はＰｔが主体として配置されているＰｄ／Ｐｔ層と、を備えており、ここで前記触媒コート層のうちの前記Ｐｄ／Ｐｔ層の少なくとも一部は、前記ＯＳＣ材として、セリア－ジルコニア系複合酸化物からなる比表面積が４０ｍ２／ｇ以上６０ｍ２／ｇ以下である低比表面積ＯＳＣ材を含む、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】
【特許文献1】特開２０１６－１７５０５３号公報
【特許文献2】特開２０２２－００７５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１及び２の排ガス浄化用触媒は、基材に触媒コート層が塗布されている構造を有する。触媒コート層は、触媒金属としての貴金属を含む。
【0008】
排ガス浄化用触媒に用いられる貴金属の量は、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。
【0009】
一方で、触媒コート層は、触媒金属の他に、酸素貯蔵能（ＯＳＣ：Ｏｘｙｇｅｎ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｃａｐａｃｉｔｙ）を有する材料（ＯＳＣ材）を含み得る。ＯＳＣ材とは、酸素を吸放出することができる材料であり、ＯＳＣ材によって、空燃比が変動するような場合においても、酸素濃度を一定に保ち、排ガス浄化用触媒の浄化性能（触媒性能）を維持することができる。
【0010】
つまり、排ガス浄化用触媒としては、触媒性能、すなわち貴金属のＨＣ被毒の抑制とＯＳＣ性能とを両立させた排ガス浄化用触媒が望ましい。
【0011】
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において、触媒性能とＯＳＣ性能とを両立させ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】
【0012】
触媒活性におけるＮＯｘの浄化は、貴金属の中でも特にロジウム（Ｒｈ）によって担われている。しかしながら、Ｒｈの触媒活性は、ＨＣ被毒による影響を受けて低下しやすく、特に、例えば酸素濃度の低い状態が継続するＡ／Ｆがリッチである雰囲気下ではＲｈ表面がＨＣにより覆われ得るため、より低下しやすい。したがって、触媒活性の低下の抑制には、ＲｈのＨＣ被毒の抑制が効果的である。
【0013】
一方で、ＯＳＣ材は、そのＯＳＣ性能によって、貴金属の状態変化の遅延や、触媒活性の低下を引き起こす可能性がある。例えば、比表面積が大きいＯＳＣ材は、高いＯＳＣ性能を有するものの、排ガス中のＨＣにより覆われ易いため、貴金属の触媒活性の低下と共に、ＯＳＣ性能の低下を引き起こし得る。これに対して、例えば、比表面積が小さいＯＳＣ材は、排ガス中のＨＣにより覆われにくいことで貴金属の触媒活性の低下は抑えられるものの、ＯＳＣ性能に限界がある。したがって、適切なＯＳＣ性能の確保には、適切なＯＳＣ材の選択が求められる。
【0014】
そこで、本発明者らは、前記課題を解決するための手段を種々検討した結果、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において、触媒コート層として、触媒金属として貴金属であるＰｄ及び／又はＰｔを含む第１の触媒コート層と、触媒金属として貴金属であるＲｈを含む第２の触媒コート層とを配置し、第１の触媒コート層を排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成させ、第２の触媒コート層に、比表面積が異なる３種類のＯＳＣ材を配置することによって、第１の触媒コート層においてＰｄ及び／又はＰｔによりＨＣを浄化しつつ、第２の触媒コート層において３種類のＯＳＣ材により調整された酸素雰囲気下にてＲｈにより効率的にＮＯｘを浄化できることを見出し、本発明を完成した。
【0015】
すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
（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、触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔを含む第１の触媒コート層と、触媒金属としてのＲｈを含む第２の触媒コート層とを有し、
第１の触媒コート層が、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されており、
第２の触媒コート層が、比表面積が４０ｍ２／ｇ超である高比表面積ＯＳＣ材、比表面積が４ｍ２／ｇ～４０ｍ２／ｇである中比表面積ＯＳＣ材、及び比表面積が４ｍ２／ｇ未満である低比表面積ＯＳＣ材を含む
排ガス浄化用触媒。
（２）高比表面積ＯＳＣ材及び中比表面積ＯＳＣ材が、それぞれ独立して、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）－セリア（ＣｅＯ２）－ジルコニア（ＺｒＯ２）系複合酸化物（ＡＣＺ）又はセリア－ジルコニア系複合酸化物（ＣＺ）を含み、低比表面積ＯＳＣ材が、セリア－ジルコニア系複合酸化物を含む、（１）に記載の排ガス浄化用触媒。
（３）低比表面積ＯＳＣ材が、パイロクロア構造を有するセリア－ジルコニア系複合酸化物を含む、（２）に記載の排ガス浄化用触媒。
（４）第２の触媒コート層が、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている上流側コート層及び排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている下流側コート層を有する、（１）～（３）のいずれか１つに記載の排ガス浄化用触媒。
（５）第１の触媒コート層の幅が、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、２０％～５０％であり、上流側コート層の幅が、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、３０％～７０％であり、下流側コート層の幅が、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、３０％～７０％である、（４）に記載の排ガス浄化用触媒。
（６）第１の触媒コート層が、上流側コート層の上に配置されている、（４）又は（５）に記載の排ガス浄化用触媒。
（７）第１の触媒コート層が、上流側コート層の下に配置されている、（４）又は（５）に記載の排ガス浄化用触媒。
（８）上流側コート層が、高比表面積ＯＳＣ材及び低比表面積ＯＳＣ材を含み、下流側コート層が、中比表面積ＯＳＣ材及び低比表面積ＯＳＣ材を含む、（４）～（７）のいずれか１つに記載の排ガス浄化用触媒。
（９）高比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、１０重量％～４０重量％であり、中比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、１０重量％～４０重量％であり、高比表面積ＯＳＣ材及び中比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、６０重量％以下であり、低比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、４０重量％～８０重量％であり、ここで、高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材、及び低比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量すべてを足し合せると、１００重量％になる、（８）に記載の排ガス浄化用触媒。
（１０）第１の触媒コート層が、触媒金属としてのＰｄを含む、（４）～（９）のいずれか１つに記載の排ガス浄化用触媒。
（１１）二触媒システムにおけるＳ／Ｃとして使用するための（４）～（１０）のいずれか１つに記載の排ガス浄化用触媒。
（１２）第２の触媒コート層が、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている、（１）～（３）のいずれか１つに記載の排ガス浄化用触媒。
（１３）第１の触媒コート層の幅が、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、１５％～５０％であり、第２の触媒コート層の幅が、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、６５％～９５％である、（１２）に記載の排ガス浄化用触媒。
（１４）第１の触媒コート層が、触媒金属としてのＰｔを含む、（１２）又は（１３）に記載の排ガス浄化用触媒。
（１５）二触媒システムにおけるＵＦ／Ｃとして使用するための（１２）～（１４）のいずれか１つに記載の排ガス浄化用触媒。
（１６）基材と該基材上にコートされている第１の触媒コート層及び第２の触媒コート層を含む触媒コート層とを有する排ガス浄化用触媒の製造方法であって、
（ｉ）触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔを含む触媒金属前駆体と溶媒とを含む第１の触媒コート層用スラリーを調製する工程と、
（ｉｉ）触媒金属としてのＲｈを含むＲｈ前駆体と溶媒と比表面積が４０ｍ２／ｇ超である高比表面積ＯＳＣ材と比表面積が４ｍ２／ｇ～４０ｍ２／ｇである中比表面積ＯＳＣ材と比表面積が４ｍ２／ｇ未満である低比表面積ＯＳＣ材とを含む第２の触媒コート層用スラリーを調製する工程と、
（ｉｉｉ）（ｉ）の工程で調製した第１の触媒コート層用スラリーを排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から塗布して第１の触媒コート層を形成する工程と、
（ｉｖ）（ｉｉ）の工程で調製した第２の触媒コート層用スラリーを塗布して第２の触媒コート層を形成する工程と、
を含む、排ガス浄化用触媒を製造する方法。
（１７）高比表面積ＯＳＣ材及び中比表面積ＯＳＣ材が、それぞれ独立して、アルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物又はセリア－ジルコニア系複合酸化物を含み、低比表面積ＯＳＣ材が、セリア－ジルコニア系複合酸化物を含む、（１６）に記載の方法。
（１８）低比表面積ＯＳＣ材が、パイロクロア構造を有するセリア－ジルコニア系複合酸化物を含む、（１７）に記載の方法。
（１９）第２の触媒コート層が、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている上流側コート層及び排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている下流側コート層を有し、（ｉｉ）の工程が、第２の触媒コート層用スラリーを調製する工程として、（ｉｉ－１）下流側コート層用スラリーを調製する工程、及び（ｉｉ－２）上流側コート層用スラリーを調製する工程を含み、（ｉｖ）の工程が、第２の触媒コート層を形成する工程として、（ｉｖ－１）（ｉｉ－１）の工程で調製した下流側コート層用スラリーを塗布して下流側コート層を形成する工程、及び（ｉｖ－２）（ｉｉ－２）の工程で調製した上流側コート層用スラリーを塗布して上流側コート層を形成する工程を含む、（１６）～（１８）のいずれか１つに記載の方法。
（２０）（ｉｉｉ）の工程において、第１の触媒コート層用スラリーが、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、２０％～５０％まで塗布され、（ｉｖ－１）の工程において、下流側コート層用スラリーが、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、３０％～７０％まで塗布され、（ｉｖ－２）の工程において、上流側コート層用スラリーが、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、３０％～７０％まで塗布される、（１９）に記載の方法。
（２１）（ｉｉｉ）の工程が、（ｉｖ－２）の工程の後に実施される、（１９）又は（２０）に記載の方法。
（２２）（ｉｉｉ）の工程が、（ｉｖ－２）の工程の前に実施される、（１９）又は（２０）に記載の方法。
（２３）（ｉｉ－１）の工程が、Ｒｈ前駆体と溶媒と中比表面積ＯＳＣ材と低比表面積ＯＳＣ材とを含む下流側コート層用スラリーを調製する工程であり、（ｉｉ－２）の工程が、Ｒｈ前駆体と溶媒と高比表面積ＯＳＣ材と低比表面積ＯＳＣ材とを含む上流側コート層用スラリーを調製する工程である、（１９）～（２２）のいずれか１つに記載の方法。
（２４）（ｉｉ－１）及び（ｉｉ－２）の工程において、高比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、１０重量％～４０重量％になり、中比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、１０重量％～４０重量％になり、高比表面積ＯＳＣ材及び中比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、６０重量％以下になり、低比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、４０重量％～８０重量％になり、ここで、高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材、及び低比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量すべてを足し合せると、１００重量％になるように調整される、（２３）に記載の方法。
（２５）（ｉ）の工程が、Ｐｄ前駆体と溶媒とを含む第１の触媒コート層用スラリーを調製する工程である、（１９）～（２４）のいずれか１つに記載の方法。
（２６）排ガス浄化用触媒が、二触媒システムにおけるＳ／Ｃとして使用される、（１９）～（２５）のいずれか１つに記載の方法。
（２７）（ｉｖ）の工程が、（ｉｉ）の工程で調製した第２の触媒コート層用スラリーを排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から塗布して第２の触媒コート層を形成する工程である、（１６）～（１８）のいずれか１つに記載の方法。
（２８）（ｉｉｉ）の工程において、第１の触媒コート層用スラリーが、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、１５％～５０％まで塗布され、（ｉｖ）の工程において、第２の触媒コート層用スラリーが、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、６５％～９５％まで塗布される、（２７）に記載の方法。
（２９）（ｉ）の工程が、Ｐｔ前駆体と溶媒とを含む第１の触媒コート層用スラリーを調製する工程である、（２７）又は（２８）に記載の方法。
（３０）排ガス浄化用触媒が、二触媒システムにおけるＵＦ／Ｃとして使用される、（２７）～（２９）のいずれか１つに記載の方法。
（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、触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔを含む第１の触媒コート層と、触媒金属としてのＲｈを含む第２の触媒コート層とを有し、
第１の触媒コート層が、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されており、
第２の触媒コート層が、比表面積が４０ｍ２／ｇ超である高比表面積ＯＳＣ材、比表面積が４ｍ２／ｇ～４０ｍ２／ｇである中比表面積ＯＳＣ材、及び比表面積が４ｍ２／ｇ未満である低比表面積ＯＳＣ材を含む
排ガス浄化用触媒。
（２）高比表面積ＯＳＣ材及び中比表面積ＯＳＣ材が、それぞれ独立して、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）－セリア（ＣｅＯ２）－ジルコニア（ＺｒＯ２）系複合酸化物（ＡＣＺ）又はセリア－ジルコニア系複合酸化物（ＣＺ）を含み、低比表面積ＯＳＣ材が、セリア－ジルコニア系複合酸化物を含む、（１）に記載の排ガス浄化用触媒。
（３）低比表面積ＯＳＣ材が、パイロクロア構造を有するセリア－ジルコニア系複合酸化物を含む、（２）に記載の排ガス浄化用触媒。
（４）第２の触媒コート層が、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている上流側コート層及び排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている下流側コート層を有する、（１）～（３）のいずれか１つに記載の排ガス浄化用触媒。
（５）第１の触媒コート層の幅が、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、２０％～５０％であり、上流側コート層の幅が、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、３０％～７０％であり、下流側コート層の幅が、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、３０％～７０％である、（４）に記載の排ガス浄化用触媒。
（６）第１の触媒コート層が、上流側コート層の上に配置されている、（４）又は（５）に記載の排ガス浄化用触媒。
（７）第１の触媒コート層が、上流側コート層の下に配置されている、（４）又は（５）に記載の排ガス浄化用触媒。
（８）上流側コート層が、高比表面積ＯＳＣ材及び低比表面積ＯＳＣ材を含み、下流側コート層が、中比表面積ＯＳＣ材及び低比表面積ＯＳＣ材を含む、（４）～（７）のいずれか１つに記載の排ガス浄化用触媒。
（９）高比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、１０重量％～４０重量％であり、中比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、１０重量％～４０重量％であり、高比表面積ＯＳＣ材及び中比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、６０重量％以下であり、低比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、４０重量％～８０重量％であり、ここで、高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材、及び低比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量すべてを足し合せると、１００重量％になる、（８）に記載の排ガス浄化用触媒。
（１０）第１の触媒コート層が、触媒金属としてのＰｄを含む、（４）～（９）のいずれか１つに記載の排ガス浄化用触媒。
（１１）二触媒システムにおけるＳ／Ｃとして使用するための（４）～（１０）のいずれか１つに記載の排ガス浄化用触媒。
（１２）第２の触媒コート層が、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている、（１）～（３）のいずれか１つに記載の排ガス浄化用触媒。
（１３）第１の触媒コート層の幅が、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、１５％～５０％であり、第２の触媒コート層の幅が、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、６５％～９５％である、（１２）に記載の排ガス浄化用触媒。
（１４）第１の触媒コート層が、触媒金属としてのＰｔを含む、（１２）又は（１３）に記載の排ガス浄化用触媒。
（１５）二触媒システムにおけるＵＦ／Ｃとして使用するための（１２）～（１４）のいずれか１つに記載の排ガス浄化用触媒。
（１６）基材と該基材上にコートされている第１の触媒コート層及び第２の触媒コート層を含む触媒コート層とを有する排ガス浄化用触媒の製造方法であって、
（ｉ）触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔを含む触媒金属前駆体と溶媒とを含む第１の触媒コート層用スラリーを調製する工程と、
（ｉｉ）触媒金属としてのＲｈを含むＲｈ前駆体と溶媒と比表面積が４０ｍ２／ｇ超である高比表面積ＯＳＣ材と比表面積が４ｍ２／ｇ～４０ｍ２／ｇである中比表面積ＯＳＣ材と比表面積が４ｍ２／ｇ未満である低比表面積ＯＳＣ材とを含む第２の触媒コート層用スラリーを調製する工程と、
（ｉｉｉ）（ｉ）の工程で調製した第１の触媒コート層用スラリーを排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から塗布して第１の触媒コート層を形成する工程と、
（ｉｖ）（ｉｉ）の工程で調製した第２の触媒コート層用スラリーを塗布して第２の触媒コート層を形成する工程と、
を含む、排ガス浄化用触媒を製造する方法。
（１７）高比表面積ＯＳＣ材及び中比表面積ＯＳＣ材が、それぞれ独立して、アルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物又はセリア－ジルコニア系複合酸化物を含み、低比表面積ＯＳＣ材が、セリア－ジルコニア系複合酸化物を含む、（１６）に記載の方法。
（１８）低比表面積ＯＳＣ材が、パイロクロア構造を有するセリア－ジルコニア系複合酸化物を含む、（１７）に記載の方法。
（１９）第２の触媒コート層が、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている上流側コート層及び排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている下流側コート層を有し、（ｉｉ）の工程が、第２の触媒コート層用スラリーを調製する工程として、（ｉｉ－１）下流側コート層用スラリーを調製する工程、及び（ｉｉ－２）上流側コート層用スラリーを調製する工程を含み、（ｉｖ）の工程が、第２の触媒コート層を形成する工程として、（ｉｖ－１）（ｉｉ－１）の工程で調製した下流側コート層用スラリーを塗布して下流側コート層を形成する工程、及び（ｉｖ－２）（ｉｉ－２）の工程で調製した上流側コート層用スラリーを塗布して上流側コート層を形成する工程を含む、（１６）～（１８）のいずれか１つに記載の方法。
（２０）（ｉｉｉ）の工程において、第１の触媒コート層用スラリーが、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、２０％～５０％まで塗布され、（ｉｖ－１）の工程において、下流側コート層用スラリーが、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、３０％～７０％まで塗布され、（ｉｖ－２）の工程において、上流側コート層用スラリーが、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、３０％～７０％まで塗布される、（１９）に記載の方法。
（２１）（ｉｉｉ）の工程が、（ｉｖ－２）の工程の後に実施される、（１９）又は（２０）に記載の方法。
（２２）（ｉｉｉ）の工程が、（ｉｖ－２）の工程の前に実施される、（１９）又は（２０）に記載の方法。
（２３）（ｉｉ－１）の工程が、Ｒｈ前駆体と溶媒と中比表面積ＯＳＣ材と低比表面積ＯＳＣ材とを含む下流側コート層用スラリーを調製する工程であり、（ｉｉ－２）の工程が、Ｒｈ前駆体と溶媒と高比表面積ＯＳＣ材と低比表面積ＯＳＣ材とを含む上流側コート層用スラリーを調製する工程である、（１９）～（２２）のいずれか１つに記載の方法。
（２４）（ｉｉ－１）及び（ｉｉ－２）の工程において、高比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、１０重量％～４０重量％になり、中比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、１０重量％～４０重量％になり、高比表面積ＯＳＣ材及び中比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、６０重量％以下になり、低比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量が、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、４０重量％～８０重量％になり、ここで、高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材、及び低比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量すべてを足し合せると、１００重量％になるように調整される、（２３）に記載の方法。
（２５）（ｉ）の工程が、Ｐｄ前駆体と溶媒とを含む第１の触媒コート層用スラリーを調製する工程である、（１９）～（２４）のいずれか１つに記載の方法。
（２６）排ガス浄化用触媒が、二触媒システムにおけるＳ／Ｃとして使用される、（１９）～（２５）のいずれか１つに記載の方法。
（２７）（ｉｖ）の工程が、（ｉｉ）の工程で調製した第２の触媒コート層用スラリーを排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から塗布して第２の触媒コート層を形成する工程である、（１６）～（１８）のいずれか１つに記載の方法。
（２８）（ｉｉｉ）の工程において、第１の触媒コート層用スラリーが、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、１５％～５０％まで塗布され、（ｉｖ）の工程において、第２の触媒コート層用スラリーが、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、６５％～９５％まで塗布される、（２７）に記載の方法。
（２９）（ｉ）の工程が、Ｐｔ前駆体と溶媒とを含む第１の触媒コート層用スラリーを調製する工程である、（２７）又は（２８）に記載の方法。
（３０）排ガス浄化用触媒が、二触媒システムにおけるＵＦ／Ｃとして使用される、（２７）～（２９）のいずれか１つに記載の方法。
【発明の効果】
【0016】
本発明によって、ＨＣ被毒しやすい空燃比（Ａ／Ｆ）がリッチである雰囲気において、触媒性能とＯＳＣ性能とを両立させた排ガス浄化用触媒が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の第１の実施形態の一つの例を模式的に示す図である。
【図2】本発明の第１の実施形態の一つの例を模式的に示す図である。
【図3】本発明の第１の実施形態の一つの例を模式的に示す図である。
【図4】本発明の第１の実施形態の一つの例を模式的に示す図である。
【図5】本発明の第１の実施形態の一つの例を模式的に示す図である。
【図6】本発明の第１の実施形態の一つの例を模式的に示す図である。
【図7】本発明の第２の実施形態の一つの例を模式的に示す図である。
【図8】本発明の第２の実施形態の一つの例を模式的に示す図である。
【図9】比較例１及び実施例２の排ガス浄化用触媒のリッチ雰囲気でのＮＯｘ浄化率並びに低温及び高温でのＯＳＣ性能を示すグラフである。
【図10】比較例３及び実施例５の排ガス浄化用触媒のリッチ雰囲気でのＮＯｘ浄化率並びに低温及び高温でのＯＳＣ性能を示すグラフである。
【図11】第２の触媒コート層における高比表面積ＯＳＣ材が占めるセリア割合とリッチ雰囲気でのＮＯｘ浄化率及びＯＳＣ性能との関係を示すグラフである。
【図12】比較例４及び５並びに実施例９の排ガス浄化用触媒のリッチ雰囲気でのＮＯｘ浄化率及びＯＳＣ性能を示すグラフである。
【図13】比較例４及び６並びに実施例８及び１０の排ガス浄化用触媒のリッチ雰囲気でのＮＯｘ浄化率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
本明細書では、適宜図面を参照して本発明の特徴を説明する。図面では、明確化のために各部の寸法及び形状を誇張しており、実際の寸法及び形状を正確に描写してはいない。それ故、本発明の技術的範囲は、これら図面に表された各部の寸法及び形状に限定されるものではない。なお、本発明の排ガス浄化用触媒は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。
本明細書では、適宜図面を参照して本発明の特徴を説明する。図面では、明確化のために各部の寸法及び形状を誇張しており、実際の寸法及び形状を正確に描写してはいない。それ故、本発明の技術的範囲は、これら図面に表された各部の寸法及び形状に限定されるものではない。なお、本発明の排ガス浄化用触媒は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。
【0019】
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、触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔを含む第１の触媒コート層と、触媒金属としてのＲｈを含む第２の触媒コート層とを有し、第１の触媒コート層が、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されており、第２の触媒コート層が、比表面積が異なる３種類のＯＳＣ材を含む排ガス浄化用触媒に関する。
【0020】
（基材）
基材としては、公知のハニカム形状を有する基材を使用することができ、具体的には、ハニカム形状のモノリス基材（ハニカムフィルタ、高密度ハニカム等）等が好適に採用される。また、このような基材の材質も特に制限されず、コージェライト、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ムライト等のセラミックスからなる基材や、クロム及びアルミニウムを含むステンレススチール等の金属からなる基材が好適に採用される。これらの中でも、コストの観点から、コージェライトであることが好ましい。
基材としては、公知のハニカム形状を有する基材を使用することができ、具体的には、ハニカム形状のモノリス基材（ハニカムフィルタ、高密度ハニカム等）等が好適に採用される。また、このような基材の材質も特に制限されず、コージェライト、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ムライト等のセラミックスからなる基材や、クロム及びアルミニウムを含むステンレススチール等の金属からなる基材が好適に採用される。これらの中でも、コストの観点から、コージェライトであることが好ましい。
【0021】
（触媒コート層）
触媒コート層は、触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔを含む第１の触媒コート層と、触媒金属としてのＲｈを含む第２の触媒コート層とを少なくとも有する。
触媒コート層は、触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔを含む第１の触媒コート層と、触媒金属としてのＲｈを含む第２の触媒コート層とを少なくとも有する。
【0022】
第１の触媒コート層は、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側（排ガスが流入する側）の端部（端面）から形成されている。
【0023】
第１の触媒コート層が前記構成をしていることにより、流入した排ガスにおける排ガス、特にＨＣを効率よく浄化することができる。
【0024】
・第１の実施形態
本発明の第１の実施形態では、第２の触媒コート層は、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている上流側コート層及び排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側（排ガスが流出する側）の端部（端面）から形成されている下流側コート層を有する。
本発明の第１の実施形態では、第２の触媒コート層は、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている上流側コート層及び排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側（排ガスが流出する側）の端部（端面）から形成されている下流側コート層を有する。
【0025】
本発明の第１の実施形態では、第１の触媒コート層の幅は、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、通常２０％～５０％、好ましくは２０％～３５％である。
【0026】
本発明の第１の実施形態において、第１の触媒コート層の幅が前記範囲であることにより、幅が短すぎることによる触媒金属同士の凝集、例えばＰｄ、Ｐｔの高密度化によるＰｄ、Ｐｔの凝集を抑制しつつ、Ｐｄ、Ｐｔと排ガス中の有害成分、例えばＨＣとの接触頻度を向上させることができ、排ガス浄化性能を向上することができる。
【0027】
本発明の第１の実施形態では、上流側コート層の幅は、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、通常３０％～７０％、好ましくは３０％～６０％である。
【0028】
本発明の第１の実施形態では、下流側コート層の幅は、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、通常３０％～７０％、好ましくは５０％～７０％である。
【0029】
本発明の第１の実施形態において、上流側コート層及び下流側コート層の幅が前記範囲であることにより、幅が短すぎることによる触媒金属同士の凝集、例えばＲｈの高密度化によるＲｈの凝集を抑制しつつ、Ｒｈと排ガス中の有害成分、例えばＮＯｘとの接触頻度を向上させることができ、排ガス浄化性能を向上することができる。
【0030】
本発明の第１の実施形態では、第１の触媒コート層は、上流側コート層の上に配置されていてもよい。
【0031】
本発明の第１の実施形態において、第１の触媒コート層が、上流側コート層の上に配置されることにより、第１の触媒コート層中に含まれるＰｄ、Ｐｔにより流入した排ガス中の有害成分、特にＨＣを浄化した後に、上流側コート層中に含まれるＲｈにより有害成分、特にＮＯｘを浄化することができる。
【0032】
本発明の第１の実施形態では、第１の触媒コート層は、上流側コート層の下に配置されていてもよい。
【0033】
本発明の第１の実施形態において、第１の触媒コート層が、上流側コート層の下に配置されることにより、例えば暖機運転時での、Ｐｄ、Ｐｔによるアンモニア（ＮＨ３）の亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）への酸化を防ぎつつ、ＲｈによりＮＯｘを浄化することができる。
【0034】
本発明の第１の実施形態では、第１の触媒コート層及び上流側コート層の幅は、それぞれ同じであっても、異なっていてもよい。本発明の第１の実施形態では、第１の触媒コート層及び上流側コート層の幅がそれぞれ異なる場合、第１の触媒コート層の幅の方が長くてもよい。本発明の第１の実施形態では、第１の触媒コート層及び上流側コート層の幅がそれぞれ異なる場合、上流側コート層の幅の方が長くてもよい。
【0035】
本発明の第１の実施形態では、第１の触媒コート層及び上流側コート層の幅がそれぞれ異なる場合、上流側コート層の幅の方が長いことが好ましい。
【0036】
上流側コート層の幅が第１の触媒コート層の幅より長いことにより、Ｐｄ及びＰｔの活性と比較して、Ｒｈの活性を高くし、より有効なＲｈ活用を実現することができる。
【0037】
本発明の第１の実施形態では、第１の触媒コート層と下流側コート層とは、基材上の全体において一緒になって単層を形成していてもよい。本発明の第１の実施形態では、第１の触媒コート層と下流側コート層とは、重なっていてもよい。本発明の第１の実施形態では、第１の触媒コート層と下流側コート層とが重なる場合、当該重なる部分において、第１の触媒コート層は、下流側コート層の上に配置されていてもよい。本発明の第１の実施形態では、第１の触媒コート層と下流側コート層とが重なる場合、当該重なる部分において、第１の触媒コート層は、下流側コート層の下に配置されていてもよい。本発明の第１の実施形態では、第１の触媒コート層と下流側コート層とが重なる場合、当該重なる部分において、第１の触媒コート層及び下流側コート層の互いに重なり合う領域のラップ幅は、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、通常５％～３０％である。
【0038】
本発明の第１の実施形態では、第１の触媒コート層は、下流側コート層と重ならないことが好ましい。
【0039】
第１の触媒コート層が下流側コート層と重ならないことにより、第１の触媒コート層中のＰｄ及び／又はＰｔと下流側コート層中のＲｈとが合金化することを防ぐことができる。
【0040】
本発明の第１の実施形態では、上流側コート層と下流側コート層とは、基材上の全体において一緒になって単層を形成していてもよい。
【0041】
本発明の第１の実施形態では、上流側コート層と下流側コート層とは、重なっていてもよい。本発明の第１の実施形態では、上流側コート層と下流側コート層とが重なる場合、当該重なる部分において、上流側コート層は、下流側コート層の上に配置されていてもよい。本発明の第１の実施形態では、上流側コート層と下流側コート層とが重なる場合、当該重なる部分において、上流側コート層は、下流側コート層の下に配置されていてもよい。本発明の第１の実施形態では、上流側コート層と下流側コート層とが重なる場合、当該重なる部分において、上流側コート層及び下流側コート層の互いに重なり合う領域のラップ幅は、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、通常５％～３０％である。
【0042】
本発明の第１の実施形態では、上流側コート層と下流側コート層とが重なる場合、当該重なる部分において、上流側コート層は、下流側コート層の上に配置されることが好ましい。
【0043】
上流側コート層が下流側コート層の上に配置されることにより、排ガスが上流側コート層による雰囲気緩和の後で下流側コート層に導入されるため、その結果、下流側コート層をより有効に活用することができる。
【0044】
本発明の第１の実施形態では、第１の触媒コート層と上流側コート層と下流側コート層とが重なる場合、当該重なる部分において、上流側コート層は、第１の触媒コート層と下流側コート層とが接しないように、第１の触媒コート層の上、且つ下流側コート層の下に配置されていてもよい。本発明の第１の実施形態では、第１の触媒コート層と上流側コート層と下流側コート層とが重なる場合、当該重なる部分において、上流側コート層は、第１の触媒コート層と下流側コート層とが接しないように、第１の触媒コート層の下、且つ下流側コート層の上に配置されていてもよい。本発明の第１の実施形態では、第１の触媒コート層と上流側コート層と下流側コート層とが重なる場合、当該重なる部分において、第１の触媒コート層と上流側コート層と下流側コート層との互いに重なり合う領域のラップ幅は、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、通常５％～３０％である。
【0045】
本発明の第１の実施形態では、上流側コート層により第１の触媒コート層と下流側コート層とが接しないことにより、第１の触媒コート層中のＰｄ及び／又はＰｔと下流側コート層中のＲｈとが合金化することを防ぐことができる。
【0046】
本発明の第１の実施形態において、第２の触媒コート層が前記構成をしていることにより、当該排ガス浄化用触媒を、特に、スタートアップ触媒（Ｓ／Ｃ、スタートアップコンバータ等とも称される）及びアンダーフロア触媒（ＵＦ／Ｃ、アンダーフロアコンバータ、床下触媒等とも称される）を含む二触媒システムにおいて、Ｓ／Ｃに使用した場合に、暖機運転時等の高濃度の排ガスが存在し得る雰囲気でも排ガスを効率よく浄化することができる。
【0047】
図１～６に、本発明の第１の実施形態の例を示す。
【0048】
図１に示す本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒は、基材１と該基材１上にコートされている触媒コート層２～４とを有する。触媒コート層２～４は、基材１上に配置されている排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている上流側コート層２及び排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている下流側コート層３を有する第２の触媒コート層２及び３、ここで、上流側コート層２及び下流側コート層３は、基材１上の全体において一緒になって単層を形成している、と、第２の触媒コート層２及び３における上流側コート層２上に配置されており、且つ排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている第１の触媒コート層４、ここで、第１の触媒コート層４の幅は、上流側コート層２の幅より短い、とからなる。
【0049】
図１に示す本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒には、上流側コート層２と下流側コート層３とが互いに重なる部分（ラップ部分）が存在しない。したがって、当該排ガス浄化用触媒では、最も有効なＲｈの活用が実現できる。したがって、当該排ガス浄化用触媒では、より良好な浄化性能とＯＳＣ性能との両立が達成できる。
【0050】
図２に示す本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒は、基材１と該基材１上にコートされている触媒コート層２～４とを有する。触媒コート層２～４は、基材１上に配置されている排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている上流側コート層２及び排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている下流側コート層３を有する第２の触媒コート層２及び３、ここで、上流側コート層２と下流側コート層３とは重なっており、当該重なる部分において、上流側コート層２は、下流側コート層３の下に配置されている、と、第２の触媒コート層２及び３の上流側コート層２上に配置されており、且つ排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている第１の触媒コート層４、ここで、第１の触媒コート層４の幅は、上流側コート層２の幅より短い、とからなる。
【0051】
図２に示す本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒には、Ｒｈの有効活用部分を低減し得る上流側コート層２及び下流側コート層３のラップ部分が存在する。一方で、当該ラップ部分は、十分なＯＳＣ性能を担保する。したがって、当該排ガス浄化用触媒では、良好な浄化性能とＯＳＣ性能との両立が達成できる。
【0052】
図３に示す本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒は、基材１と該基材１上にコートされている触媒コート層２～４とを有する。触媒コート層２～４は、基材１上に配置されている排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている上流側コート層２及び排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている下流側コート層３を有する第２の触媒コート層２及び３、ここで、上流側コート層２と下流側コート層３とは重なっており、当該重なる部分において、上流側コート層２は、下流側コート層３の上に配置されている、と、第２の触媒コート層２及び３の上流側コート層２上に配置されており、且つ排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている第１の触媒コート層４、ここで、第１の触媒コート層４の幅は、上流側コート層２の幅より短い、とからなる。
【0053】
図３に示す本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒には、Ｒｈの有効活用部分を低減し得る上流側コート層２及び下流側コート層３のラップ部分が存在する。一方で、当該ラップ部分は、十分なＯＳＣ性能を担保し、さらに、当該ラップ部分では、上流側コート層２が、排ガスの雰囲気緩和を行い、下流側コート層３をより有効に活用する。したがって、当該排ガス浄化用触媒では、より良好な浄化性能とＯＳＣ性能との両立が達成できる。
【0054】
図４に示す本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒は、基材１と該基材１上にコートされている触媒コート層２～４とを有する。触媒コート層２～４は、基材１上に配置されている排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている上流側コート層２及び排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている下流側コート層３を有する第２の触媒コート層２及び３、ここで、上流側コート層２と下流側コート層３とは重なっており、当該重なる部分において、上流側コート層２は、下流側コート層３の下に配置されている、と、第２の触媒コート層２及び３の上流側コート層２上に配置されており、且つ排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている第１の触媒コート層４、ここで、第１の触媒コート層４の幅は、上流側コート層２の幅より長く、第１の触媒コート層４と上流側コート層２と下流側コート層３とが重なる部分が存在し、当該重なる部分において、第１の触媒コート層４は、上流側コート層２及び下流側コート層３の上に配置されている、とからなる。
【0055】
図４に示す本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒では、上流側コート層２が第１の触媒コート層４又は下流側コート層３に覆われているため、排ガスの上流側コート層２への接触頻度が低下し、上流側コート層２の雰囲気緩和能が低下する。一方で、上流側コート層２及び下流側コート層３のラップ部分は、十分なＯＳＣ性能を担保する。また、第１の触媒コート層４及び下流側コート層３のラップ部分では、第１の触媒コート層４が、排ガスの浄化、特にＨＣを効率的に浄化し、下流側コート層３中のＲｈの被毒を抑制する。したがって、当該排ガス浄化用触媒では、浄化性能とＯＳＣ性能との両立が達成できる。
【0056】
図５に示す本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒は、基材１と該基材１上にコートされている触媒コート層２～４とを有する。触媒コート層２～４は、基材１上に配置されている排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている上流側コート層２及び排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている下流側コート層３を有する第２の触媒コート層２及び３、ここで、上流側コート層２及び下流側コート層３は、基材１上の全体において一緒になって単層を形成している、と、第２の触媒コート層２及び３の上流側コート層２上に配置されており、且つ排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている第１の触媒コート層４、ここで、第１の触媒コート層４の幅は、上流側コート層２の幅と同じである、とからなる。
【0057】
図５に示す本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒では、上流側コート層２が第１の触媒コート層４に覆われているため、排ガスの上流側コート層２への接触頻度が低下し、上流側コート層２の雰囲気緩和能が低下する。一方で、上流側コート層２及び下流側コート層３のラップ部分が存在しないため、有効なＲｈの活用が実現できる。したがって、当該排ガス浄化用触媒では、浄化性能とＯＳＣ性能との両立が達成できる。
【0058】
図６に示す本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒は、基材１と該基材１上にコートされている触媒コート層２～４とを有する。触媒コート層２～４は、基材１上に配置されている排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている第１の触媒コート層４と、第１の触媒コート層４及び基材１上に配置されており、且つ排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている上流側コート層２、及び排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている下流側コート層３を有する第２の触媒コート層２及び３、ここで、上流側コート層２及び下流側コート層３は、基材１上の全体において一緒になって単層を形成しており、第１の触媒コート層４の幅は、上流側コート層２の幅より短い、とからなる。
【0059】
図６に示す本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒では、第１の触媒コート層４が上流側コート層２に覆われているため、排ガスの第１の触媒コート層４への接触頻度が低下し、第１の触媒コート層４の浄化性能が低下する。一方で、上流側コート層２及び下流側コート層３のラップ部分が存在しないため、有効なＲｈの活用が実現できる。また、上流側コート層２の向上された排ガスの雰囲気緩和により、高いＯＳＣ性能を確保できる。したがって、当該排ガス浄化用触媒では、浄化性能とＯＳＣ性能との両立が達成できる。
【0060】
・第２の実施形態
本発明の第２の実施形態では、第２の触媒コート層は、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている。
本発明の第２の実施形態では、第２の触媒コート層は、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている。
【0061】
本発明の第２の実施形態では、第１の触媒コート層の幅は、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、通常１５％～５０％、好ましくは１５％～３５％である。
【0062】
本発明の第２の実施形態において、第１の触媒コート層の幅が前記範囲であることにより、幅が短すぎることによる触媒金属同士の凝集、例えばＰｄ、Ｐｔの高密度化によるＰｄ、Ｐｔの凝集を抑制しつつ、Ｐｄ、Ｐｔと排ガス中の有害成分、例えばＨＣとの接触頻度を向上させることができ、排ガス浄化性能を向上することができる。
【0063】
本発明の第２の実施形態では、第２の触媒コート層の幅は、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、通常６５％～９５％、好ましくは８０％～９５％である。
【0064】
本発明の第２の実施形態において、第２の触媒コート層の幅が前記範囲であることにより、幅が短すぎることによる触媒金属同士の凝集、例えばＲｈの高密度化によるＲｈの凝集を抑制しつつ、Ｒｈと排ガス中の有害成分、例えばＮＯｘとの接触頻度を向上させることができ、排ガス浄化性能を向上することができる。
【0065】
本発明の第２の実施形態では、第１の触媒コート層と第２の触媒コート層とは、重なっていてもよい。
【0066】
本発明の第２の実施形態では、第１の触媒コート層と第２の触媒コート層とが重なる場合、当該重なる部分において、第１の触媒コート層は、第２の触媒コート層の上に配置されていてもよい。
【0067】
本発明の第２の実施形態において、第１の触媒コート層が第２の触媒コート層の上に配置されていることにより、第１の触媒コート層中に含まれるＰｄ、Ｐｔにより排ガス中の有害成分、特にＨＣを浄化した後に、上流側コート層中に含まれるＲｈにより有害成分、特にＮＯｘを浄化することができる。
【0068】
本発明の第２の実施形態では、第１の触媒コート層と第２の触媒コート層とが重なる場合、当該重なる部分において、第１の触媒コート層は、第２の触媒コート層の下に配置されていてもよい。
【0069】
本発明の第２の実施形態において、第１の触媒コート層が第２の触媒コート層の下に配置されていることにより、例えば暖機運転時での、Ｐｄ、Ｐｔによるアンモニア（ＮＨ３）の亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）への酸化を防ぎつつ、ＲｈによりＮＯｘを浄化することができる。
【0070】
本発明の第２の実施形態では、第１の触媒コート層と第２の触媒コート層とが重なる場合、当該重なる部分において、第１の触媒コート層及び第２の触媒コート層の互いに重なり合う領域のラップ幅は、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、通常５％～３０％、好ましくは１０％～２０％である。
【0071】
本発明の第２の実施形態において、ラップ幅が前記範囲になることにより、Ｐｄ及び／又はＰｔとＲｈとの合金形成を抑制しつつ、排ガスを効率的に浄化することができる。
【0072】
本発明の第２の実施形態において、第２の触媒コート層が前記構成をしていることにより、当該排ガス浄化用触媒を、特に、Ｓ／Ｃ及びＵＦ／Ｃを含む二触媒システムにおいて、Ｓ／Ｃで浄化しきれない低濃度の排ガスを浄化する働きを有するＵＦ／Ｃに使用した場合に、Ｓ／Ｃにおける排ガス浄化により酸素濃度がＳ／Ｃでの雰囲気と比較して低くなった（酸素が不足している）雰囲気でも排ガスを効率よく浄化することができる。
【0073】
図７及び８に、本発明の第２の実施形態の例を示す。
【0074】
図７に示す本発明の第２の実施形態の排ガス浄化用触媒は、基材１と該基材１上にコートされている触媒コート層４及び５とを有する。触媒コート層４及び５は、基材１上に配置されている排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている第１の触媒コート層４と、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている第２の触媒コート層５とからなり、ここで、第１の触媒コート層４と第２の触媒コート層５とは重なっており、当該重なる部分において、第１の触媒コート層４は、第２の触媒コート層５の上に配置されており、第１の触媒コート層４の幅は、第２の触媒コート層５の幅より短い。
【0075】
図７に示す本発明の第２の実施形態の排ガス浄化用触媒では、排ガスの第１の触媒コート層４への接触頻度が高いため、両立させた触媒性能及びＯＳＣ性能の中でも、特に触媒性能を向上させることができる。
【0076】
図８に示す本発明の第２の実施形態の排ガス浄化用触媒は、基材１と該基材１上にコートされている触媒コート層４及び５とを有する。触媒コート層４及び５は、基材１上に配置されている排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている第１の触媒コート層４と、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている第２の触媒コート層５とからなり、ここで、第１の触媒コート層４と第２の触媒コート層５とは重なっており、当該重なる部分において、第１の触媒コート層４は、第２の触媒コート層５の下に配置されており、第１の触媒コート層４の幅は、第２の触媒コート層５の幅より短い。
【0077】
図７に示す本発明の第２の実施形態の排ガス浄化用触媒では、排ガスの第２の触媒コート層５への接触頻度が高いため、両立させた触媒性能及びＯＳＣ性能の中でも、特にＯＳＣ性能を向上させることができる。
【0078】
本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態において、触媒コート層は、最上層において第１の触媒コート層と、第２の触媒コート層とを含む限り、第１の触媒コート層と、第２の触媒コート層とからなる層のみからなるものであっても、あるいは、第１の触媒コート層と、第２の触媒コート層とからなる層の下に、一層以上、すなわち一層、二層、三層、又は四層以上の層（下層触媒コート層）を有していてもよい。下層触媒コート層の組成及び構造は限定されず、第１の触媒コート層及び／又は第２の触媒コート層と同様のものであっても、あるいは、いずれとも異なるものであってもよい。さらに、下層触媒コート層は必ずしも排ガス浄化用触媒の基材全体に亘って均一でなくてもよく、最上層のように排ガス流れ方向に対して上流側と下流側で領域ごとに異なる組成及び構造を有していてもよい。
【0079】
触媒コート層が第１の触媒コート層と第２の触媒コート層とを有することで、第１の触媒コート層でのＨＣの浄化及び第２の触媒コート層でのＮＯｘの浄化を効率よく行うことができる。
【0080】
（第１の触媒コート層）
第１の触媒コート層は、触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔを含む。
第１の触媒コート層は、触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔを含む。
【0081】
Ｐｄ及びＰｔは、ＨＣやＣＯを燃焼浄化する能力が高く、有害成分の浄化性能に関しては同様の性能を有するため、互換性のある貴金属として扱われ得る。
【0082】
したがって、例えば、Ｓ／Ｃ及びＵＦ／Ｃを含む二触媒システムにおけるＳ／Ｃで浄化しきれない低濃度の排ガスを浄化する働きを有するＵＦ／Ｃとして本発明の第２の実施形態の排ガス浄化用触媒を使用する場合、第１の触媒コート層中の触媒金属としては、Ｐｄ及び／又はＰｔを使用することができ、好ましくはコストの観点から有利になり得るＰｔを使用することができる。
【0083】
一方で、排ガス浄化用触媒において良好な暖機性が求められる場合、Ｐｔは、Ｐｄと比較して耐久後にシンタリングしやすく、その結果、暖機性能を低下させ得ることから、Ｐｄを使用することが好ましい。
【0084】
したがって、例えば、Ｓ／Ｃ及びＵＦ／Ｃを含む二触媒システムにおける高濃度の排ガスを浄化するＳ／Ｃとして本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒を使用する場合、第１の触媒コート層中の触媒金属としては、Ｐｄを使用することが好ましい。
【0085】
第１の触媒コート層に含まれる触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔの含有量は、限定されないが、基材の第１の触媒コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、触媒金属の金属換算で、通常０．２ｇ～１０ｇ、好ましくは０．５ｇ～７．０ｇである。なお、第１の触媒コート層に含まれる触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔの含有量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としての触媒金属前駆体の添加量（揮発させる成分を除く）に依存する。
【0086】
第１の触媒コート層が触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔを含むこと、すなわち、上流側、つまり排ガス浄化用触媒前部にＰｄ及び／又はＰｔを含む第１の触媒コート層を配置することで、Ｐｄ、Ｐｔの高密度化による着火性向上により、排ガス、特にＨＣの浄化性能が向上する。
【0087】
第１の触媒コート層は、排ガス浄化用触媒の技術分野において一般に用いられる他の貴金属、例えばＲｈ、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、イリジウム（Ｉｒ）及びルテニウム（Ｒｕ）からなる群から選択される少なくとも一種をさらに含んでいてもよい。
【0088】
第１の触媒コート層に含まれる触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔ及び場合により他の貴金属は、そのままでも排ガス浄化用触媒として機能するが、本発明の排ガス浄化用触媒に任意選択的に含まれる担体粒子に担持されていることが好ましい。
【0089】
触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔ及び場合により他の貴金属が担持される担体粒子は、限定されないが、排ガス浄化用触媒の技術分野において一般に担体粒子として用いられる任意の金属酸化物でよい。
【0090】
したがって、第１の触媒コート層は、担体粒子をさらに含んでいてもよい。担体粒子としては、金属酸化物、例えば、シリカ、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、ジルコニア、セリア、アルミナ、チタニア（ＴｉＯ２）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、酸化ネオジム（Ｎｄ２Ｏ３）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）及びそれらの複合酸化物や固溶体、例えばアルミナ－ジルコニア系複合酸化物（ＡＺ）、セリア－ジルコニア系複合酸化物（ＣＺ）、アルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物（ＡＣＺ）並びにそれらの二種以上の組み合わせ等が挙げられる。なお、複合酸化物、例えばＡＺ、ＣＺ及びＡＣＺ中の各酸化物の比率は限定されず、排ガス浄化用触媒の技術分野において一般に用いられる比率でよい。ＣＺ及びＡＣＺとしては、例えば第２の触媒コート層の項目で説明するＣＺ及びＡＣＺを用いることができる。
【0091】
例えば、セリアは、リーン雰囲気で酸素を吸蔵し、リッチ雰囲気で酸素を放出するＯＳＣ特性を有するため、排ガス浄化用触媒内をストイキ雰囲気に保つことができ、アルミナ、ジルコニア、他の金属酸化物は、添加することにより担体の耐久性を高めることができる。
【0092】
前記の担体粒子の特性によれば、選択した担体粒子の種類、組成、組み合わせとその比率、及び／又は量によって、本発明の排ガス浄化用触媒の排ガス浄化性能、特に、ＨＣ浄化性能が向上する可能性があることを理解されたい。
【0093】
触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔ及び場合により他の貴金属が、前記担体粒子に担持されている場合には、担体粒子の比表面積が大きいことから、排ガスと触媒金属との接触面を大きくすることができる。これにより、排ガス浄化用触媒の性能を向上させることができる。
【0094】
触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔ及び場合により他の貴金属の担体粒子への担持方法は、排ガス浄化用触媒の技術分野において一般に用いられる方法を使用することができる。
【0095】
第１の触媒コート層中の担体粒子の含有量は、限定されないが、基材の第１の触媒コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常２０ｇ～２００ｇ、好ましくは２０ｇ～１００ｇ、より好ましくは４０ｇ～１００ｇである。なお、第１の触媒コート層に含まれる担体粒子の含有量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としての担体粒子の添加量に依存する。
【0096】
第１の触媒コート層は、主として触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔ、場合により他の貴金属、並びに当該触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔ及び他の貴金属を担持している担体粒子から構成されるが、本発明の効果を損なわない範囲で他の成分をさらに含んでいてもよい。他の成分としては、この種の用途の触媒コート層に用いられる他の金属酸化物や添加剤等、具体的にはカリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、セリウム（Ｃｅ）等の希土類元素、鉄（Ｆｅ）等の遷移金属、前記担体粒子として挙げた金属酸化物（すなわち、触媒金属等を担持していない金属酸化物）等の一種以上が挙げられる。他の成分は、そのままの形態でも、触媒金属と同様に、担体粒子に担持した形態でもよい。
【0097】
第１の触媒コート層中の他の成分の含有量は、存在する場合、限定されないが、基材の第１の触媒コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常１０ｇ～１００ｇ、好ましくは２０ｇ～１００ｇ、より好ましくは４０ｇ～１００ｇである。なお、第１の触媒コート層に含まれ得る他の成分の含有量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としての他の成分の添加量（揮発させる成分を除く）に依存する。
【0098】
第１触媒コート層中には、空隙を形成させることもできる。空隙を形成させる方法は、排ガス浄化用触媒の技術分野において公知の技術を使用することができ、具体的には限定されない。
【0099】
第１の触媒コート層のコート量は、限定されないが、基材の第１の触媒コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常４０ｇ～２００ｇ、好ましくは７０ｇ～２００ｇである。なお、第１の触媒コート層のコート量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料の総重量（揮発させる成分を除く）に依存する。
【0100】
第１の触媒コート層の厚さは、限定されないが、平均の厚さで、通常５μｍ～５０μｍ、好ましくは１０μｍ～３０μｍである。第１の触媒コート層の厚さは、例えば走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）等で測定することができる。
【0101】
第１の触媒コート層中の各材料の量及び第１の触媒コート層の厚さが前記範囲になることにより、排ガス浄化用触媒における圧力損失と触媒性能と耐久性のバランスを良好に保つことができる。
【0102】
前記で説明した第１の触媒コート層の構成は、本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態のいずれにおいても使用することができる。
【0103】
（第２の触媒コート層）
・第１の実施形態
本発明の第１の実施形態では、第２の触媒コート層は、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている上流側コート層及び排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている下流側コート層を有し、上流側コート層は、触媒金属としてのＲｈと、下記で詳細を説明するＯＳＣ材とを含み、下流側コート層は、触媒金属としてのＲｈと、下記で詳細を説明するＯＳＣ材とを含む。
・第１の実施形態
本発明の第１の実施形態では、第２の触媒コート層は、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている上流側コート層及び排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている下流側コート層を有し、上流側コート層は、触媒金属としてのＲｈと、下記で詳細を説明するＯＳＣ材とを含み、下流側コート層は、触媒金属としてのＲｈと、下記で詳細を説明するＯＳＣ材とを含む。
【0104】
上流側コート層に含まれる触媒金属としてのＲｈの含有量は、限定されないが、基材の上流側コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、触媒金属の金属換算で、通常０．０５ｇ～１．０ｇ、好ましくは０．１ｇ～０．８ｇである。なお、上流側コート層に含まれる触媒金属としてのＲｈの含有量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としてのＲｈ前駆体の添加量（揮発させる成分を除く）に依存する。
【0105】
上流側コート層がＲｈを前記含有量で含むことで、上流側コート層が第１の触媒コート層の下に配置されている場合、第１の触媒コート層でＨＣが十分に浄化された雰囲気の下、Ｒｈが、ＨＣ被毒されることなく、ＮＯｘ浄化性能を十分に発揮することができ、上流側コート層が第１の触媒コート層の上に配置されている場合、暖機運転時での、Ｐｄ、Ｐｔによるアンモニア（ＮＨ３）の亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）への酸化の前に、ＲｈによりＮＯｘを浄化することができる。
【0106】
下流側コート層に含まれる触媒金属としてのＲｈの含有量は、限定されないが、基材の下流側コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、触媒金属の金属換算で、通常０．０５ｇ～１．０ｇ、好ましくは０．２ｇ～０．８ｇである。なお、下流側コート層に含まれる触媒金属としてのＲｈの含有量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としてのＲｈ前駆体の添加量（揮発させる成分を除く）に依存する。
【0107】
下流側コート層がＲｈを前記含有量で含むことで、上流側に存在する第１の触媒コート層でＨＣが十分に浄化された雰囲気の下、Ｒｈが、ＨＣ被毒されることなく、ＮＯｘ浄化性能を十分に発揮することができる。
【0108】
下流側コート層に含まれる触媒金属としてのＲｈの含有量は、上流側コート層に含まれる触媒金属としてのＲｈの含有量と比較して高いことが好ましい。
【0109】
下流側コート層のＲｈ含有量が上流側コート層のＲｈ含有量よりも高いことにより、上流側コート層と比較して低温になりやすい下流側コート層をより有効活用することができる。
【0110】
上流側コート層及び下流側コート層は、それぞれ、排ガス浄化用触媒の技術分野において一般に用いられる他の貴金属、例えばＰｄ、Ｐｔ、金、銀、イリジウム及びルテニウムからなる群から選択される少なくとも一種をさらに含んでいてもよい。
【0111】
上流側コート層及び下流側コート層に含まれる触媒金属としてのＲｈ及び場合により他の貴金属は、そのままでも排ガス浄化用触媒として機能するが、下記で詳細を説明するＯＳＣ材、本発明の排ガス浄化用触媒に任意選択的に含まれる担体粒子に担持されていることが好ましい。
【0112】
触媒金属としてのＲｈ及び場合により他の貴金属が担持される担体粒子は、限定されないが、下記で詳細を説明するＯＳＣ材や、排ガス浄化用触媒の技術分野において一般に担体粒子として用いられる任意の金属酸化物でよい。
【0113】
したがって、第２の触媒コート層、すなわち上流側コート層及び下流側コート層は、それぞれ、担体粒子をさらに含んでいてもよい。担体粒子としては、金属酸化物、例えば、シリカ、酸化マグネシウム、ジルコニア、セリア、アルミナ、チタニア、イットリア、酸化ネオジム、酸化ランタン及びそれらの複合酸化物や固溶体、例えばアルミナ－ジルコニア系複合酸化物（ＡＺ）、下記で詳細を説明するＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物（ＡＣＺ）、セリア－ジルコニア系複合酸化物（ＣＺ）等、並びにそれらの二種以上の組み合わせ等が挙げられる。
【0114】
酸性担体、例えば、シリカでは、ＮＯｘを還元する触媒金属との相性がよい。塩基性担体、例えば、酸化マグネシウムでは、ＮＯｘを吸蔵するカリウムやバリウムとの相性がよい。ジルコニアは、他の担体粒子がシンタリングを生じるような高温下において、当該他の担体粒子のシンタリングを抑制し、かつ触媒金属としてのＲｈと組み合わせることによって、水蒸気改質反応を生じてＨ２を生成し、ＮＯｘの還元を効率よく行うことができる。酸塩基両性担体、例えば、アルミナは高い比表面積を有するため、これをＮＯｘの吸蔵及び還元を効率よく行うのに用いることができる。チタニアは、触媒金属の硫黄被毒を抑制する効果を発揮することができる。また、アルミナ、ジルコニア、他の金属酸化物は、添加することにより担体の耐久性を高めることができる。
【0115】
前記の担体粒子の特性によれば、選択した担体粒子の種類、組成、組み合わせとその比率、及び／又は量によって、本発明の排ガス浄化用触媒の排ガス浄化性能、特に、ＮＯｘ浄化性能が向上する可能性があることを理解されたい。
【0116】
触媒金属としてのＲｈ及び場合により他の貴金属が、前記担体粒子に担持されている場合には、担体粒子の比表面積が大きいことから、排ガスと触媒金属との接触面を大きくすることができる。これにより、排ガス浄化用触媒の性能を向上させることができる。
【0117】
触媒金属としてのＲｈ及び場合により他の貴金属の担体粒子への担持方法は、排ガス浄化用触媒の技術分野において一般に用いられる方法を使用することができる。
【0118】
上流側コート層及び下流側コート層中の担体粒子（担体粒子が下記で詳細を説明するＯＳＣ材を含む場合、これらのＯＳＣ材の含有量を除く）の含有量は、限定されない。上流側コート層中の担体粒子の含有量は、例えば、基材の上流側コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常１０ｇ～１００ｇ、好ましくは１５ｇ～８０ｇである。下流側コート層中の担体粒子の含有量は、例えば、基材の下流側コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常２５ｇ～１７０ｇ、好ましくは３０ｇ～１００ｇである。なお、上流側コート層又は下流側コート層に含まれ得る担体粒子の含有量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としての担体粒子の添加量に依存する。
【0119】
上流側コート層は、比表面積が４０ｍ２／ｇ超である高比表面積ＯＳＣ材、比表面積が４ｍ２／ｇ～４０ｍ２／ｇである中比表面積ＯＳＣ材、及び比表面積が４ｍ２／ｇ未満である低比表面積ＯＳＣ材からなる群から選択される少なくとも１種のＯＳＣ材を含む。下流側コート層は、高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材、及び低比表面積ＯＳＣ材からなる群から選択される少なくとも１種のＯＳＣ材を含む。ただし、上流側コート層及び下流側コート層は、合わせて、高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材、及び低比表面積ＯＳＣ材の３種のＯＳＣ材を含む。
【0120】
なお、高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材、及び低比表面積ＯＳＣ材は、それぞれ２種以上のＯＳＣ材からなっていてもよい。例えば、高比表面積ＯＳＣ材は、第１の高比表面積ＯＳＣ材及び第２の高比表面積ＯＳＣ材からなっていてもよい。例えば、中比表面積ＯＳＣ材は、第１の中比表面積ＯＳＣ材及び第２の中比表面積ＯＳＣ材からなっていてもよい。例えば、低比表面積ＯＳＣ材は、第１の低比表面積ＯＳＣ材及び第２の低比表面積ＯＳＣ材からなっていてもよい。
【0121】
本発明において、比表面積は、ＢＥＴ法により測定された各材料単体での比表面積（ＢＥＴ比表面積）を指す。
【0122】
高比表面積ＯＳＣ材の比表面積は、６０ｍ２／ｇ～９０ｍ２／ｇが好ましい。
【0123】
中比表面積ＯＳＣ材の比表面積は、３０ｍ２／ｇ～４０ｍ２／ｇが好ましい。
【0124】
低比表面積ＯＳＣ材の比表面積は、０．５ｍ２／ｇ～２．０ｍ２／ｇが好ましい。
【0125】
高比表面積ＯＳＣ材としては、アルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物（ＡＣＺ）、セリア－ジルコニア系複合酸化物（ＣＺ）、例えば蛍石構造を有するセリア－ジルコニア系複合酸化物（ＣｅＺｒＯ４）等が挙げられる。
【0126】
アルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物は、アルミナ中にセリア及びジルコニアが分散しており、セリア及びジルコニアの一部がセリア－ジルコニア固溶体を形成している複合酸化物であり、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）等で観察可能である。なお、セリア及びジルコニアがセリア－ジルコニア固溶体を形成していることは、例えばＸ線回折（ＸＲＤ）により確認することができる。
【0127】
高比表面積ＯＳＣ材としてアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物を含むことで、アルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物はセリア－ジルコニア系複合酸化物より酸素吸放出速度が速いため、十分なＯＳＣ性能の確保が実現できる。
【0128】
高比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物の組成は、Ｃｅ／Ｚｒモル比が通常０．６以下、例えば０．１～０．６、好ましくは０．１５～０．５５であり、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）成分の含有量が、アルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物総重量に対して、通常４０重量％～７０重量％である。なお、高比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物の組成は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物の組成に依存する。
【0129】
高比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物の組成を前記範囲にすることで、アルミナによる粒子成長の抑制（耐熱性向上、比表面積の確保）、セリアによる酸素吸放出性能（ＯＳＣ性能）の確保、ジルコニアによるセリアの安定化作用の確保の効果を十分に得ることができる。
【0130】
高比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物は、セリウム以外の希土類元素から選択される１種以上の元素をさらに含んでいてもよい。希土類元素としては、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム、ランタン、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）等が挙げられる。希土類元素としては、イットリウム及びランタンが好ましい。希土類元素の含有量は、アルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物総重量に対して、酸化物として、通常２重量％～６重量％である。
【0131】
高比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物が希土類元素を含むことで、アルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物の耐熱性を向上させたり、ＯＳＣ性能を向上させたりすることができる。
【0132】
高比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物の一次粒子の粒径（平均粒径）は、高比表面積ＯＳＣ材としての比表面積を有する限り限定されない。高比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物の一次粒子の粒径（平均粒径）は、限定されないが、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）又は透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）の平均値で、通常１ｎｍ～５００ｎｍ未満、好ましくは１０ｎｍ～１００ｎｍである。
【0133】
また、高比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物におけるセリア－ジルコニア系複合酸化物の結晶子径は、限定されない。高比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物におけるセリア－ジルコニア系複合酸化物の結晶子径は、限定されないが、通常１０ｎｍ未満、例えば２ｎｍ～１０ｎｍである。なお、セリア－ジルコニア系複合酸化物の結晶子径は、例えば、ＸＲＤの半価幅で測定することができる。
【0134】
高比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物の平均粒径及びアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物におけるセリア－ジルコニア系複合酸化物の結晶子径を前記範囲にすることで、セリアによるＯＳＣ性能の確保の効果を十分に得ることができる。
【0135】
高比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物は、例えば、アルコキシド法又は共沈法によって調製することができる。アルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物をアルコキシド法又は共沈法で調製することにより、均一で微細な一次粒子からなる複合酸化物を調製することができ、かつセリア－ジルコニア固溶体を含む複合酸化物を容易に調製することができる。
【0136】
アルコキシド法では、例えばアルミニウム、セリウム、ジルコニウム、及び場合により希土類元素のすべての金属アルコキシドを混合し、加水分解後に焼成することによりアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物を調製することができる。またアルミニウム、セリウム、ジルコニウム、及び場合により希土類元素の全部を金属アルコキシドとして用いなくても、その少なくとも一種を金属アルコキシドとして用いれば、残りの金属は硝酸塩やアセチルアセテート塩等の溶液として用いることもできる。
【0137】
この金属アルコキシドとしては、メトキシド、エトキシド、ブトキシド等のいずれでもよいが、溶媒であるアルコールに対する溶解度が高いものが好ましい。なお、溶媒であるアルコールに関しても任意のものを使用できる。
【0138】
共沈法では、例えばアルミニウム、セリウム、ジルコニウム、及び場合により希土類元素のすべての金属の硝酸塩等の水溶性の塩を混合し、アンモニア水等で水酸化物として共沈させ、それを焼成することによりアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物を調製することができる。またアルミニウム、セリウム、ジルコニウム、及び場合により希土類元素の全部を水溶性の塩として用いずとも、その少なくとも一種を水溶性の塩として用いれば、残りの金属を金属粉末又は酸化物粉末等の固体として用いることもできる。
【0139】
このようにして得られたアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物は、予め熱処理することが好ましい。アルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物を予め熱処理することにより、粒子の過度の結晶成長を抑えつつ、耐久後のＯＳＣ性能の低下を一層抑制することができる。
【0140】
高比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物の比表面積は、アルコキシド法や共沈法における、反応条件、例えば材料濃度、添加速度、反応時間及び反応温度、焼成温度及び時間、並びに粉砕条件等、特に焼成温度及び時間並びに粉砕条件により調整することができる。通常、焼成温度を高くするほど比表面積は小さくなり、また、焼成時間を長くするほど比表面積は小さくなる。高比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物を調製する場合、焼成温度及び時間は、限定されないが、大気中、通常５００℃～８００℃で、通常０．５時間～１０時間である。
【0141】
高比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物としては、当該技術分野において公知のもの、例えば、特開平１０－２０２１０２号公報、特開２００１－２３２１９９号公報、特開２０１２－１８７５１８号公報に記載されているものであってよい。
【0142】
高比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物では、セリア－ジルコニア系複合酸化物におけるセリウムとジルコニウムとの含有比率が、モル比（［セリウム］：［ジルコニウム］）で、通常４３：５７～４８：５２の範囲である。なお、高比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物の組成は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物の組成に依存する。
【0143】
高比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物におけるセリウムとジルコニウムとの含有比率が前記範囲であることで、耐熱性がより十分に高く、長時間高温に晒された後においてもより十分に優れたＯＳＣ性能を発揮することができる。
【0144】
高比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物は、セリウム以外の希土類元素から選択される１種以上の元素をさらに含んでいてもよい。希土類元素としては、スカンジウム、イットリウム、ランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、イッテルビウム、ルテチウム等が挙げられる。希土類元素としては、イットリウム及びランタンが好ましい。希土類元素の含有量は、セリア－ジルコニア系複合酸化物総重量に対して、酸化物として、通常１重量％～２０重量％、好ましくは３重量％～７重量％である。
【0145】
高比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物が希土類元素を含むことにより、セリア－ジルコニア系複合酸化物の耐熱性を向上させたり、ＯＳＣ性能を向上させたりすることができる。
【0146】
高比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物の一次粒子の粒径（平均粒径）は、高比表面積ＯＳＣ材としての比表面積を有する限り限定されない。
【0147】
また、高比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物の結晶子径は、限定されない。なお、セリア－ジルコニア系複合酸化物の結晶子径は、例えば、ＸＲＤの半価幅で測定することができる。
【0148】
高比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物は、従来排ガス浄化触媒において助触媒（酸素貯蔵材）として用いられている材料であり、その詳細は当業者には公知である。高比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物は、好ましくはセリアとジルコニアが固溶体を形成している。高比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物は、アルコキシド法又は共沈法で調製することができ、共沈法であれば、例えばセリウム塩（硝酸セリウム等）とジルコニウム塩（オキシ硝酸ジルコニウム等）を溶解させた水溶液に、アンモニア水を加えて共沈殿を生成させ、得られた沈殿物を乾燥させた後に焼成し、さらに通常４００ｋｇｆ／ｃｍ２～３５００ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で加圧成型し、通常１４５０℃～２０００℃の温度条件で還元処理することにより調製することができる。
【0149】
高比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物の比表面積は、アルコキシド法や共沈法における、反応条件、例えば材料濃度、添加速度、反応時間及び反応温度、焼成温度及び時間、並びに粉砕条件等、特に焼成温度及び時間並びに粉砕条件により調整することができる。通常、焼成温度を高くするほど比表面積は小さくなり、また、焼成時間を長くするほど比表面積は小さくなる。高比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物を調製する場合、焼成温度及び時間は、限定されない。
【0150】
高比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物としては、当該技術分野において公知のもの、例えば、特開２０１１－２１９３２９号公報に記載されているものであってよい。
【0151】
中比表面積ＯＳＣ材としては、アルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物（ＡＣＺ）、セリア－ジルコニア系複合酸化物（ＣＺ）、例えば蛍石構造を有するセリア－ジルコニア系複合酸化物（ＣｅＺｒＯ４）等が挙げられる。
【0152】
中比表面積ＯＳＣ材として使用され得るアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物（ＡＣＺ）及びセリア－ジルコニア系複合酸化物（ＣＺ）は、比表面積及び当該比表面積により変化し得る特性以外の性質、例えば各成分の含有量等については、高比表面積ＯＳＣ材として使用され得るアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物（ＡＣＺ）及びセリア－ジルコニア系複合酸化物（ＣＺ）と同じであってよい。
【0153】
中比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物及びセリア－ジルコニア系複合酸化物の比表面積は、アルコキシド法や共沈法における、反応条件、例えば材料濃度、添加速度、反応時間及び反応温度、焼成温度及び時間、並びに粉砕条件等、特に焼成温度及び時間並びに粉砕条件により調整することができる。通常、焼成温度を高くするほど比表面積は小さくなり、また、焼成時間を長くするほど比表面積は小さくなる。
【0154】
例えば、中比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物の一次粒子の粒径（平均粒径）は、限定されないが、ＳＥＭ又はＴＥＭの平均値で、通常１ｎｍ～５００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ～１００ｎｍである。
【0155】
例えば、中比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物におけるセリア－ジルコニア系複合酸化物の結晶子径は、限定されないが、通常２５ｎｍ未満、例えば１０ｎｍ～２５ｎｍである。
【0156】
例えば、中比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物を調製する場合、焼成温度及び時間は、限定されないが、大気中、通常８００℃～１２００℃で、通常０．５時間～１０時間である。
【0157】
例えば、中比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物の一次粒子の粒径（平均粒径）は、限定されないが、ＳＥＭ又はＴＥＭの平均値で、通常１ｎｍ～５００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ～１００ｎｍである。
【0158】
例えば、中比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物の結晶子径は、限定されないが、通常２５ｎｍ未満、好ましくは１０ｎｍ～２５ｎｍである。
【0159】
例えば、中比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物を調製する場合、焼成温度及び時間は、限定されないが、大気中、通常８００℃～１２００℃で、通常０．５時間～１０時間である。
【0160】
低比表面積ＯＳＣ材としては、セリア－ジルコニア系複合酸化物（ＣＺ）、例えばパイロクロア構造を有するセリア－ジルコニア系複合酸化物（Ｃｅ２Ｚｒ２Ｏ７、パイロクロアＣＺ）等を挙げることができる。
【0161】
セリア－ジルコニア系複合酸化物において「パイロクロア構造を有する」とは、セリウムイオンとジルコニウムイオンとによるパイロクロア型の規則配列構造を有する結晶相（パイロクロア相）が構成されていることを意味する。セリウムイオン及びジルコニウムイオンは、その一部がプラセオジム等の追加の元素により置換されていてもよい。パイロクロア相の配列構造は、ＣｕＫαを用いたＸ線回折パターンの２θ角が１４．５°、２８°、３７°、４４．５°及び５１°の位置にそれぞれピークを有することにより特定することができる。ここで、「ピーク」とは、ベースラインからピークトップまでの高さが３０ｃｐｓ以上のものをいう。また、回折線強度を求める際には、各回折線強度の値から、バックグラウンド値として２θ＝１０～１２゜の平均回折線強度を差し引いて計算する。
【0162】
低比表面積ＯＳＣ材としてのパイロクロア構造を有するセリア－ジルコニア系複合酸化物において、Ｘ線回折パターンのピーク強度比により求められる全結晶相に対するパイロクロア型に規則配列した結晶相の含有比率は５０％以上、特に８０％以上であることが好ましい。低比表面積ＯＳＣ材としてのパイロクロア構造を有するセリア－ジルコニア系複合酸化物の調製方法は当業者に公知である。
【0163】
セリア－ジルコニア系複合酸化物のパイロクロア相（Ｃｅ２Ｚｒ２Ｏ７）は酸素欠陥サイトを有し、そのサイトに酸素原子が入り込むとパイロクロア相はκ相（Ｃｅ２Ｚｒ２Ｏ８）に相変化する。一方、κ相は酸素原子を放出することによりパイロクロア相に相変化することができる。セリア－ジルコニア系複合酸化物の酸素貯蔵能は、パイロクロア相とκ相との間で相互に相変化して酸素を吸放出することによるものである。
【0164】
ここで、セリア－ジルコニア系複合酸化物のκ相は、再配列により蛍石構造を有する結晶相（ＣｅＺｒＯ４：蛍石型相）に相変化することが知られており、リーン時、特に高温リーン時には、パイロクロアＣＺは、κ相を経て、蛍石型相に相変化しやすくなる。
【0165】
低比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物の結晶相のＣｕＫαを用いたＸ線回折（ＸＲＤ）測定において、２θ＝１４．５°の回折線は規則相（κ相）の（１１１）面に帰属する回折線であり、２θ＝２９°の回折線は規則相の（２２２）面に帰属する回折線とパイロクロア相を有しないセリア－ジルコニア固溶体の（１１１）面に帰属する回折線とが重なったものであるため、両者の回折線の強度比であるＩ（１４／２９）値を規則相の存在率を示す指標とすることができる。低比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物における、大気中、１１００℃で５時間加熱した後のＸ線回折測定により得られるＣｕＫαを用いたＸ線回折パターンから求められる２θ＝１４．５°の回折線と２θ＝２９°の回折線との強度比Ｉ（１４／２９）値は、良好な規則相の維持及び耐久試験後の酸素貯蔵能の観点から、好ましくは、０．０１７以上である。なお、κ相のＰＤＦカード（ＰＤＦ２：０１－０７０－４０４８）及びパイロクロア相のＰＤＦカード（ＰＤＦ２：０１－０７５－２６９４）に基づき、完全なκ相のＩ（１４／２９）値は０．０４、完全なパイロクロア相のＩ（１４／２９）値は０．０５と計算することができる。また、低比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物の結晶相のＣｕＫαを用いたＸＲＤ測定において、２θ＝２８．５゜の回折線はＣｅＯ２単体の（１１１）面に帰属する回折線であるため、２θ＝２８．５゜の回折線と２θ＝２９゜の回折線の強度比であるＩ（２８／２９）値を、複合酸化物からＣｅＯ２が分相している程度を示す指標とすることができる。低比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物における、大気中、１１００℃で５時間加熱した後のＸ線回折測定により得られるＣｕＫαを用いたＸ線回折パターンから求められる２θ＝２８．５°の回折線と２θ＝２９°の回折線との強度比Ｉ（２８／２９）値は、セリアの分相の抑制及び耐久試験後の酸素貯蔵能の観点から、好ましくは、０．０５以下である。
【0166】
低比表面積ＯＳＣ材としてのパイロクロア構造を有するセリア－ジルコニア系複合酸化物は、二次粒子径（Ｄ５０）が３μｍ～７μｍであり、好ましくは３μｍ～６μｍであり、より好ましくは３μｍ～５μｍである。低比表面積ＯＳＣ材としてのパイロクロアＣＺが、この範囲の二次粒子径（Ｄ５０）を有すると、二次粒子径（Ｄ５０）がこの範囲にないものと比較して、十分な耐熱性を有しつつ、高い酸素貯蔵容量を維持したまま、酸素吸放出速度を有意に向上させることができる。なお、蛍石構造を有するセリア－ジルコニア系複合酸化物では、二次粒子径と酸素吸放出速度との間にこのような関係がないため、パイロクロアＣＺにおいて二次粒子径（Ｄ５０）を特定の範囲とすることで酸素吸放出速度が有意に向上することは、パイロクロアＣＺに特異的な予想外の効果である。パイロクロアＣＺでは、パイロクロア構造特有の酸素内部拡散が速い特性により二次粒子径の影響が非常に大きく、一方、トレードオフの関係にある耐熱性は、二次粒子径に対して酸素吸放出速度とは異なる感度を示し、十分に高い耐熱性が維持されるため、結果として、パイロクロアＣＺにおいて二次粒子径（Ｄ５０）を特定の範囲とすることで、高い耐熱性を有しつつ、高い酸素貯蔵容量を維持したまま、酸素吸放出速度を有意に向上させることができると推測される。よって、パイロクロアＣＺが３μｍ～７μｍの二次粒子径（Ｄ５０）を有することにより、十分な耐熱性を有しつつ、酸素貯蔵容量及び酸素吸放出速度を両立でき、特に、酸素吸放出速度を有意に向上させることができる。
【0167】
ここで、「二次粒子」とは、一次粒子が集合したものであり、「一次粒子」とは、一般的に粉末を構成する最も小さい粒子のことをいう。一次粒子は、ＳＥＭ又はＴＥＭ等により観察して判断することができる。低比表面積ＯＳＣ材としてのパイロクロアＣＺの一次粒子径は、通常、二次粒子径よりも小さく、低比表面積ＯＳＣ材としての比表面積を有する限り限定されない。低比表面積ＯＳＣ材としてのパイロクロアＣＺの一次粒子の粒径（平均粒径）は、限定されない。ここで、一次粒子径（Ｄ５０）とは、個数分布を測定した際の平均一次粒子径のことを意味する。一方、二次粒子径（Ｄ５０）とは、二次粒子径が５０％累積粒子径（メジアン径又はＤ５０とも呼ばれる）であることを意味する。二次粒子径（Ｄ５０）は、例えば、レーザー回折散乱法により測定して得られた体積基準粒度分布において、全体積を１００％とした累積体積分布曲線における５０％となる体積の粒子径（すなわち体積基準累積５０％径）である。
【0168】
低比表面積ＯＳＣ材としての特定の範囲の二次粒子径（Ｄ５０）を有するパイロクロアＣＺは、例えば、原料を混合して沈殿を得、得られた沈殿を乾燥及び焼成し、粉砕して粉末を得、得られた粉末を加圧成型し、還元処理を施した後、所定の二次粒子径（Ｄ５０）となるように粉砕することによって得られる。成型体の粉砕は、例えば、ボールミル、振動ミル、ストリームミル及びピンミル等によって行うことができる。
【0169】
低比表面積ＯＳＣ材としてのパイロクロアＣＺの比表面積は、特に焼成温度及び時間並びに粉砕条件により調整することができる。通常、焼成温度を高くするほど比表面積は小さくなり、また、焼成時間を長くするほど比表面積は小さくなる。低比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物を調製する場合、焼成温度及び時間は、限定されない。
【0170】
低比表面積ＯＳＣ材としてのパイロクロアＣＺにおいて、ジルコニウム（Ｚｒ）とセリウム（Ｃｅ）のモル比（Ｚｒ／Ｃｅ）は１．１３＜Ｚｒ／Ｃｅ＜１．３０である。
【0171】
低比表面積ＯＳＣ材としてのパイロクロアＣＺは、プラセオジムを含んでいてもよく、好ましくは、セリウム及びジルコニウムに加えてプラセオジムを含む。プラセオジムは、式：Ｐｒ６Ｏ１１→３Ｐｒ２Ｏ３＋Ｏ２で表される還元反応のΔＧ（ギブズの自由エネルギー）が負であるため、ΔＧが正である、式：２ＣｅＯ２→Ｃｅ２Ｏ３＋０．５Ｏ２で表されるＣｅＯ２の還元反応を起こりやすくするものと考えられる。低比表面積ＯＳＣ材としてのパイロクロアＣＺがプラセオジムを含む場合、パイロクロアＣＺは、好ましくは、全陽イオン合計量に対して０．５モル％～５モル％のプラセオジムを含有し、また、Ｚｒと（Ｃｅ＋Ｐｒ）のモル比は、好ましくは１．１３＜Ｚｒ／（Ｃｅ＋Ｐｒ）＜１．３０である。
【0172】
低比表面積ＯＳＣ材としてのパイロクロアＣＺは、セリウム及びジルコニウム以外の追加の元素として、プラセオジム以外の元素を含んでいてもよい。プラセオジム以外の追加の元素としては、限定されずに、例えば、セリウム及びプラセオジム以外の希土類元素やアルカリ土類金属が挙げられる。セリウム及びプラセオジム以外の希土類元素としては、スカンジウム、イットリウム、ランタン、ネオジム、サマリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、イッテルビウム、ルテチウム等が挙げられ、中でも、貴金属を担持させた際に貴金属との相互作用が強くなり、親和性が大きくなる傾向にあるという観点から、ランタン、ネオジム、イットリウム、スカンジウムが好ましい。また、アルカリ土類金属元素としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム（Ｒａ）が挙げられ、中でも、貴金属を担持させた際に、貴金属との相互作用が強くなり、親和性が大きくなる傾向にあるという観点から、マグネシウム、カルシウム、バリウムが好ましい。追加の元素の含有量は、通常、パイロクロアＣＺの全陽イオン合計量に対して５モル％以下である。
【0173】
低比表面積ＯＳＣ材としてのパイロクロアＣＺとしては、当該技術分野において公知のもの、例えば、特開２０１８－０３８９９９号公報に記載されているものであってよい。
【0174】
例えば、低比表面積ＯＳＣ材としてのパイロクロアＣＺの一次粒子の粒径（平均粒径）は、限定されないが、ＳＥＭ又はＴＥＭの平均値で、通常１μｍ超、好ましくは１μｍ超～２０μｍである。
【0175】
例えば、低比表面積ＯＳＣ材としてのパイロクロアＣＺの結晶子径は、限定されないが、通常１００ｎｍ超、例えば１５０ｎｍ～５００ｎｍである。
【0176】
例えば、低比表面積ＯＳＣ材としてのパイロクロアＣＺを調製する場合、焼成温度及び時間は、限定されないが、大気中、通常１１００℃～２０００℃で、通常０．５時間～１５時間である。
【0177】
上流側コート層に含まれる高比表面積ＯＳＣ材の含有量は、限定されないが、基材の上流側コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常１０ｇ～１００ｇ、好ましくは１０ｇ～８０ｇである。なお、上流側コート層に含まれ得る高比表面積ＯＳＣ材の含有量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としての高比表面積ＯＳＣ材の添加量に依存する。
【0178】
上流側コート層に含まれる中比表面積ＯＳＣ材の含有量は、限定されないが、基材の上流側コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常０ｇ～４５ｇ、好ましくは０ｇである。なお、上流側コート層に含まれ得る中比表面積ＯＳＣ材の含有量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としての中比表面積ＯＳＣ材の添加量に依存する。
【0179】
上流側コート層に含まれる低比表面積ＯＳＣ材の含有量は、限定されないが、基材の上流側コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常３ｇ～２５ｇ、好ましくは５ｇ～２０ｇである。なお、上流側コート層に含まれ得る低比表面積ＯＳＣ材の含有量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としての低比表面積ＯＳＣ材の添加量に依存する。
【0180】
下流側コート層に含まれる高比表面積ＯＳＣ材の含有量は、限定されないが、基材の下流側コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常０ｇ～８０ｇ、好ましくは０ｇである。なお、下流側コート層に含まれ得る高比表面積ＯＳＣ材の含有量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としての高比表面積ＯＳＣ材の添加量に依存する。
【0181】
下流側コート層に含まれる中比表面積ＯＳＣ材の含有量は、限定されないが、基材の下流側コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常２０ｇ～８０ｇ、好ましくは４０ｇ～８０ｇである。なお、下流側コート層に含まれ得る中比表面積ＯＳＣ材の含有量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としての中比表面積ＯＳＣ材の添加量に依存する。
【0182】
下流側コート層に含まれる低比表面積ＯＳＣ材の含有量は、限定されないが、基材の下流側コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常５ｇ～４０ｇ、好ましくは２０ｇ～４０ｇである。なお、下流側コート層に含まれ得る低比表面積ＯＳＣ材の含有量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としての低比表面積ＯＳＣ材の添加量に依存する。
【0183】
上流側コート層は、高比表面積ＯＳＣ材及び低比表面積ＯＳＣ材を含むことが好ましい。
【0184】
上流側コート層が高比表面積ＯＳＣ材及び低比表面積ＯＳＣ材を含むことにより、本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒をＳ／Ｃとして使用した場合に、下流側と比較して比較的酸素濃度が高く、ＨＣが堆積しにくい上流側において、ＮＯｘを効率よく浄化することができる。
【0185】
下流側コート層は、中比表面積ＯＳＣ材及び低比表面積ＯＳＣ材を含むことが好ましい。
【0186】
下流側コート層が中比表面積ＯＳＣ材及び低比表面積ＯＳＣ材を含むことにより、本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒をＳ／Ｃとして使用した場合に、上流側と比較して比較的酸素濃度が低く、ＨＣが堆積しやすい下流側において、比較的低めの比表面積を有するＯＳＣ材によりＨＣの堆積を防ぎつつ、ＮＯｘを効率よく浄化することができる。
【0187】
したがって、上流側コート層が、高比表面積ＯＳＣ材及び低比表面積ＯＳＣ材を含み、下流側コート層が、中比表面積ＯＳＣ材及び低比表面積ＯＳＣ材を含むことにより、ＯＳＣ性能と触媒性能とをより両立することができる。
【0188】
本発明の第１の実施形態では、高比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量は、限定されないが、第２の触媒コート層全体（すなわち、上流側コート層及び下流側コート層）のセリア重量に対して、通常１０重量％～４０重量％、好ましくは２０重量％～４０重量％である。
【0189】
本発明の第１の実施形態では、中比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量は、限定されないが、第２の触媒コート層全体のセリア重量に対して、通常１０重量％～４５重量％、好ましくは１０重量％～４０重量％、より好ましくは２０重量％～４０重量％である。
【0190】
本発明の第１の実施形態では、高比表面積ＯＳＣ材及び中比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量は、限定されないが、第２の触媒コート層全体のセリア重量に対して、通常８０重量％以下、好ましくは６０重量％以下、より好ましくは４０重量％以下である。
【0191】
本発明の第１の実施形態では、低比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量は、限定されないが、第２の触媒コート層全体のセリア重量に対して、通常２０重量％～８０重量％、好ましくは４０重量％～８０重量％、より好ましくは４０重量％～６０重量％である。
【0192】
ここで、本発明の第１の実施形態において、第２の触媒コート層に高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材、及び低比表面積ＯＳＣ材以外にセリアを含有する化合物が含まれない場合、高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材、及び低比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量すべてを足し合せると１００重量％になる。
【0193】
第２の触媒コート層における各ＯＳＣ材のセリア量が前記範囲になることにより、より両立した、低温及び高温の両方のＯＳＣ性能と、排ガス浄化性能、特にＮＯｘ浄化性能とを確立することができる。
【0194】
具体的には、本発明の第１の実施形態において、第２の触媒コート層（上流側コート層及び下流側コート層）がＲｈと共に比表面積が異なる３種類のＯＳＣ材を含むことで、ＲｈのＨＣ被毒の抑制、特に（１）空燃比（Ａ／Ｆ）がリッチであり、かつ（２）排ガス浄化用触媒の低体格化に伴う加速時等の吸入空気量が多い（高吸入空気量又は高Ｇａ：高空間速度又は高ＳＶと同義）条件下におけるＲｈのＨＣ被毒の抑制と、低温及び高温のＯＳＣ性能の確保とを両立させて、触媒性能、特にＮＯｘ浄化性能を向上させた排ガス浄化用触媒を得ることができる。
【0195】
第２の触媒コート層を構成する上流側コート層及び下流側コート層は、それぞれ、主として触媒金属としてのＲｈ、場合により他の貴金属、当該触媒金属としてのＲｈ及び他の貴金属を担持している担体粒子、並びに前記のＯＳＣ材から構成されるが、本発明の効果を損なわない範囲で他の成分をさらに含んでいてもよい。他の成分としては、この種の用途の触媒コート層に用いられる他の金属酸化物や添加剤等、具体的にはカリウム、ナトリウム、リチウム、セシウム等のアルカリ金属、バリウム、カルシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属、ランタン、イットリウム、セリウム等の希土類元素、鉄等の遷移金属、前記担体粒子として挙げた金属酸化物（すなわち、Ｒｈ等を担持していない金属酸化物）等の一種以上が挙げられる。他の成分は、そのままの形態でも、Ｒｈ等と同様に、担体粒子に担持した形態でもよい。
【0196】
第２の触媒コート層を構成する上流側コート層及び下流側コート層それぞれにおいて、コート層中の他の成分の含有量は、存在する場合、限定されないが、基材の上流側コート層又は下流側コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常２０ｇ～１２０ｇ、好ましくは８０ｇ～１２０ｇである。なお、上流側コート層又は下流側コート層に含まれ得る他の成分の含有量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としての他の成分の添加量（揮発させる成分を除く）に依存する。
【0197】
上流側コート層のコート量は、限定されないが、基材の上流側コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常３０ｇ～２５０ｇ、好ましくは５０ｇ～２５０ｇである。なお、上流側コート層のコート量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料の総重量（揮発させる成分を除く）に依存する。
【0198】
下流側コート層のコート量は、限定されないが、基材の下流側コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常５０ｇ～２５０ｇ、好ましくは１００ｇ～２５０ｇである。なお、下流側コート層のコート量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料の総重量（揮発させる成分を除く）に依存する。
【0199】
上流側コート層の厚さは、限定されないが、平均の厚さで、通常５μｍ～５０μｍ、好ましくは１０μｍ～３０μｍである。上流側コート層の厚さは、例えばＳＥＭ等で測定することができる。
【0200】
下流側コート層の厚さは、限定されないが、平均の厚さで、通常５μｍ～５０μｍ、好ましくは１０μｍ～３０μｍである。下流側コート層の厚さは、例えばＳＥＭ等で測定することができる。
【0201】
上流側コート層及び下流側コート層中の各材料の量並びに上流側コート層及び下流側コート層の厚さが前記範囲になることにより、排ガス浄化用触媒における圧力損失と触媒性能と耐久性のバランスを良好に保つことができる。
【0202】
・第２の実施形態
本発明の第２の実施形態では、第２の触媒コート層は、触媒金属としてのＲｈと、下記で詳細を説明する比表面積が異なる３種類のＯＳＣ材とを含む。
本発明の第２の実施形態では、第２の触媒コート層は、触媒金属としてのＲｈと、下記で詳細を説明する比表面積が異なる３種類のＯＳＣ材とを含む。
【0203】
第２の触媒コート層に含まれる触媒金属としてのＲｈの含有量は、限定されないが、基材の第２の触媒コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、触媒金属の金属換算で、通常０．０５ｇ～１．０ｇ、好ましくは０．２ｇ～０．８ｇである。なお、第２の触媒コート層に含まれる触媒金属としてのＲｈの含有量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としてのＲｈ前駆体の添加量（揮発させる成分を除く）に依存する。
【0204】
第２の触媒コート層がＲｈを前記含有量で含むことで、第１の触媒コート層でＨＣが十分に浄化された雰囲気の下、Ｒｈが、ＨＣ被毒されることなく、ＮＯｘ浄化性能を十分に発揮することができる。
【0205】
第２の触媒コート層は、排ガス浄化用触媒の技術分野において一般に用いられる他の貴金属、例えばＰｄ、Ｐｔ、金、銀、イリジウム及びルテニウムからなる群から選択される少なくとも一種をさらに含んでいてもよい。
【0206】
第２の触媒コート層に含まれるＲｈ及び場合により他の貴金属の各触媒コート層での態様は、第１の実施形態において説明したＲｈ及び場合により他の貴金属の態様、すなわちそのままの態様、担体粒子に担持された態様等と同様にすることができる。第２の触媒コート層に含まれるＲｈ及び場合により他の貴金属が担体粒子に担持される場合、第２の触媒コート層中の担体粒子の含有量（担体粒子が前記の第１の実施形態において説明したＯＳＣ材を含む場合、これらのＯＳＣ材の含有量を除く）は、例えば、基材の第２の触媒コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常２０ｇ～１７０ｇ、好ましくは５０ｇ～１４０ｇである。なお、第２の触媒コート層に含まれ得る担体粒子の含有量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としての担体粒子の添加量に依存する。
【0207】
本発明の第２の実施形態において、第２の触媒コート層中に含まれるＯＳＣ材は、高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材、及び低比表面積ＯＳＣ材からなる。ここで、高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材、及び低比表面積ＯＳＣ材は、前記の第１の実施形態において説明した通りである。
【0208】
本発明の第２の実施形態において、第２の触媒コート層が、比表面積が異なる３種類のＯＳＣ材を含むことにより、ＯＳＣ性能と、排ガス浄化性能、特にＮＯｘ浄化性能とを両立することができる。
【0209】
本発明の第２の実施形態において、第２の触媒コート層に含まれる高比表面積ＯＳＣ材の含有量は、限定されないが、基材の第２の触媒コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常１０ｇ～８０ｇ、好ましくは２０ｇ～４０ｇである。なお、第２の触媒コート層に含まれる高比表面積ＯＳＣ材の含有量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としての高比表面積ＯＳＣ材の添加量に依存する。
【0210】
本発明の第２の実施形態において、第２の触媒コート層に含まれる中比表面積ＯＳＣ材の含有量は、限定されないが、基材の第２の触媒コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常１０ｇ～４０ｇ、好ましくは２０ｇ～４０ｇである。なお、第２の触媒コート層に含まれる中比表面積ＯＳＣ材の含有量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としての中比表面積ＯＳＣ材の添加量に依存する。
【0211】
本発明の第２の実施形態において、第２の触媒コート層に含まれる低比表面積ＯＳＣ材の含有量は、限定されないが、基材の第２の触媒コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常５ｇ～３０ｇ、好ましくは１０ｇ～３０ｇである。なお、第２の触媒コート層に含まれる低比表面積ＯＳＣ材の含有量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としての低比表面積ＯＳＣ材の添加量に依存する。
【0212】
本発明の第２の実施形態において、第２の触媒コート層が、比表面積が異なる３種類のＯＳＣ材を前記の含有量で含むことにより、より両立した、低温及び高温の両方のＯＳＣ性能と、排ガス浄化性能、特にＮＯｘ浄化性能とを確立することができる。
【0213】
具体的には、本発明の第２の実施形態において、第２の触媒コート層がＲｈと共に比表面積が異なる３種類のＯＳＣ材を含むことで、ＲｈのＨＣ被毒の抑制、特に（１）空燃比（Ａ／Ｆ）がリッチであり、かつ（２）排ガス浄化用触媒の低体格化に伴う加速時等の吸入空気量が多い（高吸入空気量又は高Ｇａ：高空間速度又は高ＳＶと同義）条件下におけるＲｈのＨＣ被毒の抑制と、ＯＳＣ性能の確保とを両立させて、触媒性能、特にＮＯｘ浄化性能を向上させた排ガス浄化用触媒を得ることができる。
【0214】
本発明の第２の実施形態において、第２の触媒コート層は、主として触媒金属としてのＲｈ、場合により他の貴金属、当該触媒金属としてのＲｈ及び他の貴金属を担持している担体粒子、並びに前記のＯＳＣ材から構成されるが、本発明の効果を損なわない範囲で他の成分をさらに含んでいてもよい。他の成分としては、この種の用途の触媒コート層に用いられる他の金属酸化物や添加剤等、具体的にはカリウム、ナトリウム、リチウム、セシウム等のアルカリ金属、バリウム、カルシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属、ランタン、イットリウム、セリウム等の希土類元素、鉄等の遷移金属、前記担体粒子として挙げた金属酸化物（すなわち、Ｒｈ等を担持していない金属酸化物）等の一種以上が挙げられる。他の成分は、そのままの形態でも、Ｒｈ等と同様に、担体粒子に担持した形態でもよい。
【0215】
第２の触媒コート層中の他の成分の含有量は、存在する場合、限定されないが、基材の第２の触媒コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常２０ｇ～１２０ｇ、好ましくは８０ｇ～１２０ｇである。なお、第２の触媒コート層に含まれ得る他の成分の含有量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料としての他の成分の添加量（揮発させる成分を除く）に依存する。
【0216】
第２の触媒コート層のコート量は、限定されないが、基材の第２の触媒コート層が塗布されている部分の容量１Ｌに対して、通常５０ｇ～２５０ｇ、好ましくは１５０ｇ～２５０ｇである。なお、第２の触媒コート層のコート量は、排ガス浄化用触媒製造時の材料の総重量（揮発させる成分を除く）に依存する。
【0217】
第２の触媒コート層の厚さは、限定されないが、平均の厚さで、通常５μｍ～５０μｍ、好ましくは１０μｍ～３０μｍである。第２の触媒コート層の厚さは、例えばＳＥＭ等で測定することができる。
【0218】
第２の触媒コート層中の各材料の量及び第２の触媒コート層の厚さが前記範囲になることにより、排ガス浄化用触媒における圧力損失と触媒性能と耐久性のバランスを良好に保つことができる。
【0219】
（排ガス浄化用触媒の製造方法）
本発明の排ガス浄化用触媒は、前記で説明した排ガス浄化用触媒の構成成分を使用すること以外は、公知のコーティング技術を使用して製造することができる。
本発明の排ガス浄化用触媒は、前記で説明した排ガス浄化用触媒の構成成分を使用すること以外は、公知のコーティング技術を使用して製造することができる。
【0220】
例えば、本発明の、基材と該基材上にコートされている第１の触媒コート層及び第２の触媒コート層を含む触媒コート層とを有する排ガス浄化用触媒は、（ｉ）触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔを含む触媒金属前駆体と溶媒とを含む第１の触媒コート層用スラリーを調製する工程と、（ｉｉ）触媒金属としてのＲｈを含むＲｈ前駆体と溶媒と高比表面積ＯＳＣ材と中比表面積ＯＳＣ材と低比表面積ＯＳＣ材とを含む第２の触媒コート層用スラリーを調製する工程と、（ｉｉｉ）（ｉ）の工程で調製した第１の触媒コート層用スラリーを排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から塗布して第１の触媒コート層を形成する工程と、（ｉｖ）（ｉｉ）の工程で調製した第２の触媒コート層用スラリーを塗布して第２の触媒コート層を形成する工程と、を含む、方法により製造することができる。
【0221】
ここで、高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材、及び低比表面積ＯＳＣ材は、前記した通りである。
【0222】
・第１の実施形態
本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒を製造する場合、（ｉｉ）の工程は、第２の触媒コート層用スラリーを調製する工程として、（ｉｉ－１）排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている下流側コート層用スラリーを調製する工程、及び（ｉｉ－２）排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている上流側コート層用スラリーを調製する工程を含む。さらに、（ｉｖ）の工程は、第２の触媒コート層を形成する工程として、（ｉｖ－１）（ｉｉ－１）の工程で調製した下流側コート層用スラリーを塗布して下流側コート層を形成する工程、及び（ｉｖ－２）（ｉｉ－２）の工程で調製した上流側コート層用スラリーを塗布して上流側コート層を形成する工程を含む。なお、（ｉ）～（ｉｖ）の工程順序は、（ｉ）の工程の後に（ｉｉｉ）の工程が実施され、（ｉｉ－１）の工程の後に（ｉｖ－１）の工程が実施され、（ｉｉ－２）の工程の後に（ｉｖ－２）の工程が実施されれば、限定されない。例えば、（ｉ）→（ｉｉ－１）→（ｉｉ－２）→（ｉｉｉ）→（ｉｖ－１）→（ｉｖ－２）の順序以外にも、（ｉｉ－２）→（ｉｉ－１）→（ｉｖ－１）→（ｉｖ－２）→（ｉ）→（ｉｉｉ）、（ｉ）→（ｉｉ－１）→（ｉｉ－２）→（ｉｖ－１）→（ｉｉｉ）→（ｉｖ－２）、（ｉｉ－１）→（ｉｖ－１）→（ｉｉ－２）→（ｉｖ－２）→（ｉ）→（ｉｉｉ）、（ｉ）→（ｉｉｉ）→（ｉｉ－１）→（ｉｖ－１）→（ｉｉ－２）→（ｉｖ－２）等の順序を採用することができる。
本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒を製造する場合、（ｉｉ）の工程は、第２の触媒コート層用スラリーを調製する工程として、（ｉｉ－１）排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から形成されている下流側コート層用スラリーを調製する工程、及び（ｉｉ－２）排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から形成されている上流側コート層用スラリーを調製する工程を含む。さらに、（ｉｖ）の工程は、第２の触媒コート層を形成する工程として、（ｉｖ－１）（ｉｉ－１）の工程で調製した下流側コート層用スラリーを塗布して下流側コート層を形成する工程、及び（ｉｖ－２）（ｉｉ－２）の工程で調製した上流側コート層用スラリーを塗布して上流側コート層を形成する工程を含む。なお、（ｉ）～（ｉｖ）の工程順序は、（ｉ）の工程の後に（ｉｉｉ）の工程が実施され、（ｉｉ－１）の工程の後に（ｉｖ－１）の工程が実施され、（ｉｉ－２）の工程の後に（ｉｖ－２）の工程が実施されれば、限定されない。例えば、（ｉ）→（ｉｉ－１）→（ｉｉ－２）→（ｉｉｉ）→（ｉｖ－１）→（ｉｖ－２）の順序以外にも、（ｉｉ－２）→（ｉｉ－１）→（ｉｖ－１）→（ｉｖ－２）→（ｉ）→（ｉｉｉ）、（ｉ）→（ｉｉ－１）→（ｉｉ－２）→（ｉｖ－１）→（ｉｉｉ）→（ｉｖ－２）、（ｉｉ－１）→（ｉｖ－１）→（ｉｉ－２）→（ｉｖ－２）→（ｉ）→（ｉｉｉ）、（ｉ）→（ｉｉｉ）→（ｉｉ－１）→（ｉｖ－１）→（ｉｉ－２）→（ｉｖ－２）等の順序を採用することができる。
【0223】
本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒を製造する場合、（ｉｉｉ）の工程において、第１の触媒コート層用スラリーは、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、２０％～５０％まで塗布されることが好ましい。さらに、（ｉｖ－１）の工程において、下流側コート層用スラリーは、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、３０％～７０％まで塗布されることが好ましい。また、（ｉｖ－２）の工程において、上流側コート層用スラリーは、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、３０％～７０％まで塗布されることが好ましい。
【0224】
本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒を製造する場合、（ｉｉ－１）の工程は、Ｒｈ前駆体と溶媒と中比表面積ＯＳＣ材と低比表面積ＯＳＣ材とを含む下流側コート層用スラリーを調製する工程であることが好ましい。さらに、（ｉｉ－２）の工程は、Ｒｈ前駆体と溶媒と高比表面積ＯＳＣ材と低比表面積ＯＳＣ材とを含む上流側コート層用スラリーを調製する工程であることが好ましい。
【0225】
本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒を製造する場合、（ｉｉ－１）及び（ｉｉ－２）の工程において、使用する高比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量は、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、１０重量％～４０重量％になることが好ましい。さらに、使用する中比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量は、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、１０重量％～４０重量％になることが好ましい。また、使用する高比表面積ＯＳＣ材及び中比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量は、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、６０重量％以下になることが好ましい。さらに、使用する低比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量は、第２の触媒コート層としての上流側コート層及び下流側コート層全体のセリア重量に対して、４０重量％～８０重量％になることが好ましい。ここで、高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材、及び低比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量すべてを足し合せると、１００重量％になるように調整される。
【0226】
本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒を製造する場合、（ｉ）の工程は、Ｐｄ前駆体と溶媒とを含む第１の触媒コート層用スラリーを調製する工程であることが好ましい。
【0227】
・第２の実施形態
本発明の第２の実施形態の排ガス浄化用触媒を製造する場合、（ｉｖ）の工程は、（ｉｉ）の工程で調製した第２の触媒コート層用スラリーを排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から塗布して第２の触媒コート層を形成する工程である。なお、（ｉ）～（ｉｖ）の工程順序は、（ｉ）の工程の後に（ｉｉｉ）の工程が実施され、（ｉｉ）の工程の後に（ｉｖ）の工程が実施されれば、限定されない。例えば、（ｉ）→（ｉｉ）→（ｉｉｉ）→（ｉｖ）の順序以外にも、（ｉｉ）→（ｉｖ）→（ｉ）→（ｉｉｉ）、（ｉ）→（ｉｉｉ）→（ｉｉ）→（ｉｖ）等の順序を採用することができる。
本発明の第２の実施形態の排ガス浄化用触媒を製造する場合、（ｉｖ）の工程は、（ｉｉ）の工程で調製した第２の触媒コート層用スラリーを排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から塗布して第２の触媒コート層を形成する工程である。なお、（ｉ）～（ｉｖ）の工程順序は、（ｉ）の工程の後に（ｉｉｉ）の工程が実施され、（ｉｉ）の工程の後に（ｉｖ）の工程が実施されれば、限定されない。例えば、（ｉ）→（ｉｉ）→（ｉｉｉ）→（ｉｖ）の順序以外にも、（ｉｉ）→（ｉｖ）→（ｉ）→（ｉｉｉ）、（ｉ）→（ｉｉｉ）→（ｉｉ）→（ｉｖ）等の順序を採用することができる。
【0228】
本発明の第２の実施形態の排ガス浄化用触媒を製造する場合、（ｉｉｉ）の工程において、第１の触媒コート層用スラリーは、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、１５％～５０％まで塗布されることが好ましい。さらに、（ｉｖ）の工程において、第２の触媒コート層用スラリーは、排ガス浄化用触媒における基材の全長の、６５％～９５％まで塗布されることが好ましい。
【0229】
本発明の第２の実施形態の排ガス浄化用触媒を製造する場合、（ｉ）の工程は、Ｐｔ前駆体と溶媒とを含む第１の触媒コート層用スラリーを調製する工程であることが好ましい。
【0230】
本発明の排ガス浄化用触媒は、例えば、以下のように製造することができる。
【0231】
本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒を製造する場合、まず、（ｉｉ－１）の工程として、下流側コート層を構成する材料、すなわちＲｈ前駆体（例えばＲｈを含む塩（例えば硝酸塩）等）、高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材及び低比表面積ＯＳＣ材からなる群から選択される１種以上のＯＳＣ材（例えば中比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物及び低比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物等）、溶媒（例えば水、アルコール、水とアルコールの混合物等）、並びに場合によりさらなる担体粒子（例えばアルミナ－ジルコニア系複合酸化物）及び添加剤（例えばバインダー）等を含む下流側コート層用の触媒コート層スラリーを調製する。続いて、（ｉｖ－１）の工程として、基材上において、下流側コート層を形成させる領域に、当該スラリーをウォッシュコート法により被覆する。余分なスラリーをブロアー等で吹き払った後、例えば、大気中、通常１００℃～１５０℃で通常１時間～３時間乾燥して溶媒分を除去し、大気中、通常４５０℃～５５０℃で通常１時間～３時間焼成を行い、下流側コート層を形成させる。続いて、（ｉｉ－２）の工程として、上流側コート層を構成する材料、すなわちＲｈ前駆体（例えばＲｈを含む塩（例えば硝酸塩）等）、高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材及び低比表面積ＯＳＣ材からなる群から選択される１種以上のＯＳＣ材（例えば高比表面積ＯＳＣ材としてのアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物及び低比表面積ＯＳＣ材としてのセリア－ジルコニア系複合酸化物等）、溶媒（例えば水、アルコール、水とアルコールの混合物等）、並びに場合によりさらなる担体粒子（例えばアルミナ－ジルコニア系複合酸化物）及び添加剤（例えばバインダー）等を含む上流側コート層用の触媒コート層スラリーを調製する。次に、（ｉｖ－２）の工程として、下流側コート層を形成させた基材上において、上流側コート層を形成させる領域に、当該スラリーをウォッシュコート法により被覆する。余分なスラリーをブロアー等で吹き払った後、例えば、大気中、通常１００℃～１５０℃で通常１時間～３時間乾燥して溶媒分を除去し、大気中、通常４５０℃～５５０℃で通常１時間～３時間焼成を行い、上流側コート層を形成させる。続いて、（ｉ）の工程として、第１の触媒コート層を構成する材料、すなわち触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔの前駆体（例えばＰｄ及び／又はＰｔを含む塩（例えば硝酸塩）等、特に硝酸Ｐｄ）、溶媒（例えば水、アルコール、水とアルコールの混合物等）、並びに場合により担体粒子（例えばアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物及び／又はセリア－ジルコニア系複合酸化物）及び添加剤（例えばバインダー）等を含む第１の触媒コート層用の触媒コート層スラリーを調製する。次に、（ｉｉｉ）の工程として、第２の触媒コート層（下流側コート層及び上流側コート層）を形成させた基材上において、第１の触媒コート層を形成させる領域（上流側コート層上）に、当該スラリーをウォッシュコート法により被覆する。余分なスラリーをブロアー等で吹き払った後、例えば、大気中、通常１００℃～１５０℃で通常１時間～３時間乾燥して溶媒分を除去し、大気中、通常４５０℃～５５０℃で通常１時間～３時間焼成を行い、第１の触媒コート層を形成させる。なお、本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒の製造方法において、前記の通り、触媒コート層の形成順序は限定されず、第１の触媒コート層、上流側コート層、下流側コート層の順に、第１の触媒コート層、下流側コート層、上流側コート層の順に、上流側コート層、下流側コート層、第１の触媒コート層の順に、上流側コート層、第１の触媒コート層、下流側コート層の順に、又は下流側コート層、第１の触媒コート層、上流側コート層の順に、触媒コート層を形成させてもよい。
【0232】
本発明の第２の実施形態の排ガス浄化用触媒を製造する場合、まず、（ｉｉ）の工程として、第２の触媒コート層を構成する材料、すなわちＲｈ前駆体（例えばＲｈを含む塩（例えば硝酸塩）等）、比表面積が異なる３種類のＯＳＣ材（例えばアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物及び／又はセリア－ジルコニア系複合酸化物等）、溶媒（例えば水、アルコール、水とアルコールの混合物等）、並びに場合によりさらなる担体粒子（例えばアルミナ－ジルコニア系複合酸化物）及び添加剤（例えばバインダー）等を含む第２の触媒コート層用の触媒コート層スラリーを調製する。続いて、（ｉｖ）の工程として、基材上において第２の触媒コート層を形成させる領域に、当該スラリーをウォッシュコート法により被覆する。余分なスラリーをブロアー等で吹き払った後、例えば、大気中、通常１００℃～１５０℃で通常１時間～３時間乾燥して溶媒分を除去し、大気中、通常４５０℃～５５０℃で通常１時間～３時間焼成を行い、第２の触媒コート層を形成させる。続いて、（ｉ）の工程として、第１の触媒コート層を構成する材料、すなわち触媒金属としてのＰｄ及び／又はＰｔの前駆体（例えばＰｄ及び／又はＰｔを含む塩（例えば硝酸塩）等）、溶媒（例えば水、アルコール、水とアルコールの混合物等）、並びに場合により担体粒子（例えばアルミナ－セリア－ジルコニア系複合酸化物及び／又はセリア－ジルコニア系複合酸化物等）及び添加剤（例えばバインダー）等を含む第１の触媒コート層用の触媒コート層スラリーを調製する。続いて、（ｉｉｉ）の工程として、第２の触媒コート層を形成させた基材上において、第１の触媒コート層を形成させる領域に、当該スラリーをウォッシュコート法により被覆する。余分なスラリーをブロアー等で吹き払った後、例えば、大気中、通常１００℃～１５０℃で通常１時間～３時間乾燥して溶媒分を除去し、大気中、通常４５０℃～５５０℃で通常１時間～３時間焼成を行い、第１の触媒コート層を形成させる。なお、本発明の第２の実施形態の排ガス浄化用触媒の製造方法において、前記の通り、触媒コート層の形成順序は限定されず、第１の触媒コート層を形成させてから、第２の触媒コート層を形成させてもよい。
【0233】
（排ガス浄化用触媒の用途）
本発明の排ガス浄化用触媒は、リッチ雰囲気での排ガス浄化性能において大きく効果を発揮することができ、リッチ雰囲気で余剰のＨＣ等が排ガス浄化用触媒に吸着して、当該排ガス浄化用触媒を被毒し得るような環境下においても使用することができる高いＨＣ被毒抑制効果を発現する排ガス浄化用触媒として使用することができる。
本発明の排ガス浄化用触媒は、リッチ雰囲気での排ガス浄化性能において大きく効果を発揮することができ、リッチ雰囲気で余剰のＨＣ等が排ガス浄化用触媒に吸着して、当該排ガス浄化用触媒を被毒し得るような環境下においても使用することができる高いＨＣ被毒抑制効果を発現する排ガス浄化用触媒として使用することができる。
【0234】
例えば、本発明の第１の実施形態の排ガス浄化用触媒は、Ｓ／Ｃ及びＵＦ／Ｃを含む二触媒システムにおいて、Ｓ／Ｃとして使用することができる。
【0235】
例えば、本発明の第２の実施形態の排ガス浄化用触媒は、Ｓ／Ｃ及びＵＦ／Ｃを含む二触媒システムにおいて、ＵＦ／Ｃとして使用することができる。
【実施例0236】
以下、本発明に関するいくつかの実施例につき説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。
【0237】
Ｉ．第１の実施形態
Ｉ－１．使用材料
材料１（Ａｌ２Ｏ３）
：Ｌａ２Ｏ３複合化Ａｌ２Ｏ３
（Ａｌ２Ｏ３：９９重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：１重量％）
材料２（高比表面積ＯＳＣ材）
：Ａｌ２Ｏ３－ＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物（ＡＣＺ）
（Ａｌ２Ｏ３：３０重量％）
（ＣｅＯ２：２０重量％）
（ＺｒＯ２：４４重量％）
（Ｎｄ２Ｏ３：２重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：２重量％）
（Ｙ２Ｏ３：２重量％）
ＢＥＴ比表面積：６５ｍ２／ｇ
材料３（中比表面積ＯＳＣ材）
：Ａｌ２Ｏ３－ＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物（ＡＣＺ）
（Ａｌ２Ｏ３：３０重量％）
（ＣｅＯ２：２０重量％）
（ＺｒＯ２：４４重量％）
（Ｎｄ２Ｏ３：２重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：２重量％）
（Ｙ２Ｏ３：２重量％）
ＢＥＴ比表面積：３５ｍ２／ｇ
材料４（低比表面積ＯＳＣ材）
：パイロクロア構造を有するＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物（Ｃｅ２Ｚｒ２Ｏ７）
（ＣｅＯ２：５１．５重量％）
（ＺｒＯ２：４５．５重量％）
（Ｐｒ６Ｏ１１：３重量％）
（特開２０１８－０３８９９９号公報に基づいて調製）
ＢＥＴ比表面積：１．５ｍ２／ｇ
材料５（ＡＺ）
：Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２系複合酸化物（ＡＺ）
（Ａｌ２Ｏ３：３０重量％）
（ＺｒＯ２：６０重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：５重量％）
（Ｙ２Ｏ３：５重量％）
材料６（ＣＺ）
：ＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物（ＣＺ）
（ＣｅＯ２：４０重量％）
（ＺｒＯ２：５０重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：５重量％）
（Ｙ２Ｏ３：５重量％）
材料７（Ｂａ）
：硫酸バリウム
材料８（Ｒｈ）
：硝酸ロジウム水溶液
Ｒｈ濃度：２．７５重量％
材料９（Ｐｄ）
：硝酸パラジウム水溶液
Ｐｄ濃度：８．４重量％
基材
：８７５ｃｃ（６００セル六角 壁厚２ｍｉｌ 全長１０５ｍｍ）のコージェライトハニカム基材
Ｉ－１．使用材料
材料１（Ａｌ２Ｏ３）
：Ｌａ２Ｏ３複合化Ａｌ２Ｏ３
（Ａｌ２Ｏ３：９９重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：１重量％）
材料２（高比表面積ＯＳＣ材）
：Ａｌ２Ｏ３－ＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物（ＡＣＺ）
（Ａｌ２Ｏ３：３０重量％）
（ＣｅＯ２：２０重量％）
（ＺｒＯ２：４４重量％）
（Ｎｄ２Ｏ３：２重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：２重量％）
（Ｙ２Ｏ３：２重量％）
ＢＥＴ比表面積：６５ｍ２／ｇ
材料３（中比表面積ＯＳＣ材）
：Ａｌ２Ｏ３－ＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物（ＡＣＺ）
（Ａｌ２Ｏ３：３０重量％）
（ＣｅＯ２：２０重量％）
（ＺｒＯ２：４４重量％）
（Ｎｄ２Ｏ３：２重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：２重量％）
（Ｙ２Ｏ３：２重量％）
ＢＥＴ比表面積：３５ｍ２／ｇ
材料４（低比表面積ＯＳＣ材）
：パイロクロア構造を有するＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物（Ｃｅ２Ｚｒ２Ｏ７）
（ＣｅＯ２：５１．５重量％）
（ＺｒＯ２：４５．５重量％）
（Ｐｒ６Ｏ１１：３重量％）
（特開２０１８－０３８９９９号公報に基づいて調製）
ＢＥＴ比表面積：１．５ｍ２／ｇ
材料５（ＡＺ）
：Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２系複合酸化物（ＡＺ）
（Ａｌ２Ｏ３：３０重量％）
（ＺｒＯ２：６０重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：５重量％）
（Ｙ２Ｏ３：５重量％）
材料６（ＣＺ）
：ＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物（ＣＺ）
（ＣｅＯ２：４０重量％）
（ＺｒＯ２：５０重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：５重量％）
（Ｙ２Ｏ３：５重量％）
材料７（Ｂａ）
：硫酸バリウム
材料８（Ｒｈ）
：硝酸ロジウム水溶液
Ｒｈ濃度：２．７５重量％
材料９（Ｐｄ）
：硝酸パラジウム水溶液
Ｐｄ濃度：８．４重量％
基材
：８７５ｃｃ（６００セル六角 壁厚２ｍｉｌ 全長１０５ｍｍ）のコージェライトハニカム基材
【0238】
Ｉ－２．排ガス浄化用触媒の調製
比較例１
最初に、蒸留水に、撹拌しながら、材料８（Ｒｈ）、材料５（ＡＺ）を投入し、得られた懸濁液を１２０℃及び２時間で乾燥し、さらに５００℃及び２時間で焼成することで、Ｒｈ担持ＡＺ（Ｒｈ／ＡＺ）を調製した。
比較例１
最初に、蒸留水に、撹拌しながら、材料８（Ｒｈ）、材料５（ＡＺ）を投入し、得られた懸濁液を１２０℃及び２時間で乾燥し、さらに５００℃及び２時間で焼成することで、Ｒｈ担持ＡＺ（Ｒｈ／ＡＺ）を調製した。
【0239】
次に、蒸留水に、撹拌しながら、Ｒｈ／ＡＺ、材料１（Ａｌ２Ｏ３）、材料２（高比表面積ＯＳＣ材）、材料４（低比表面積ＯＳＣ材）、材料５（ＡＺ）、及びＡｌ２Ｏ３系バインダーを投入し、懸濁したスラリー１を調製した。
【0240】
続いて、調製したスラリー１を基材に流し込み、ブロアーで不要分を吹き払うことで、基材壁面に材料をコーティングし、下流側コート層の前駆体層を調製した。その際に、各コーティング材料について、基材の下流側コート層が塗布される部分の容量１Ｌに対して、材料８がＲｈの金属換算で０．４０ｇ（０．４０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になり、材料１が４０ｇ（４０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になり、材料２が７５ｇ（７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になり、材料４が２８ｇ（２８ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になり、材料５が４０ｇ（４０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になるようにした。また、第２の触媒コート層の前駆体層のコート長は、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から、排ガス浄化用触媒における基材の全長の６５％を占めるように調整した。
【0241】
最後に、１２０℃に保たれた乾燥機で、２時間水分を飛ばした後、５００℃に保たれた電気炉で、２時間の焼成を行い、下流側コート層（後部）を調製した。
【0242】
続いて、蒸留水に、撹拌しながら、材料８（Ｒｈ）、材料５（ＡＺ）を投入し、得られた懸濁液を１２０℃及び２時間で乾燥し、さらに５００℃及び２時間で焼成することで、Ｒｈ担持ＡＺ（Ｒｈ／ＡＺ）を調製した。
【0243】
次に、蒸留水に、撹拌しながら、Ｒｈ／ＡＺ、材料１（Ａｌ２Ｏ３）、材料２（高比表面積ＯＳＣ材）、材料４（低比表面積ＯＳＣ材）、及びＡｌ２Ｏ３系バインダーを投入し、懸濁したスラリー２を調製した。
【0244】
続いて、調製したスラリー２を、下流側コート層を形成させた基材に、下流側コート層を形成させた端面の逆側の端面から流し込み、ブロアーで不要分を吹き払うことで、基材壁面に材料をコーティングし、上流側コート層の前駆体層を調製した。その際に、各コーティング材料について、基材の上流側コート層が塗布される部分の容量１Ｌに対して、材料８がＲｈの金属換算で０．１５ｇ（０．１５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になり、材料１が２０ｇ（２０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になり、材料２が１５ｇ（１５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になり、材料４が８ｇ（８ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になり、材料５が２０ｇ（２０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になるようにした。また、上流側コート層の前駆体層のコート長は、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から、排ガス浄化用触媒における基材の全長の５５％を占めるように調整した。
【0245】
最後に、１２０℃に保たれた乾燥機で、２時間水分を飛ばした後、５００℃に保たれた電気炉で、２時間の焼成を行い、上流側コート層（前部）を調製した。
【0246】
続いて、前記同様に、蒸留水に、撹拌しながら、材料９（Ｐｄ）、材料１（Ａｌ２Ｏ３）、材料６（ＣＺ）、材料７（Ｂａ）、及びＡｌ２Ｏ３系バインダーを投入し、懸濁したスラリー３を調製した。
【0247】
次に、調製したスラリー３を、第２の触媒コート層である下流側コート層及び上流側コート層を形成させた基材に、上流側コート層を形成させた端面と同じ端面から流し込み、ブロアーで不要分を吹き払うことで、基材壁面に材料をコーティングし、第１の触媒コート層の前駆体層を調製した。その際に、各コーティング材料について、基材の第１の触媒コート層が塗布される部分の容量１Ｌに対して、材料９がＰｄの金属換算で５ｇ（５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になり、材料１が２５ｇ（２５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になり、材料６が７５ｇ（７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になり、材料７が１３ｇ（１３ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になるようにした。また、第１の触媒コート層の前駆体層のコート長は、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から、排ガス浄化用触媒における基材の全長の３０％を占めるように調整した。
【0248】
最後に、１２０℃に保たれた乾燥機で、２時間水分を飛ばした後、５００℃に保たれた電気炉で、２時間の焼成を行い、第１の触媒コート層（前部）を調製し、最終的に排ガス浄化用触媒を調製した。
【0249】
比較例２
比較例１において、スラリー１における材料２の全量（７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）を材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更し、スラリー２における材料２の全量（１５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）を材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（１５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更した以外は、比較例１と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
比較例１において、スラリー１における材料２の全量（７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）を材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更し、スラリー２における材料２の全量（１５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）を材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（１５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更した以外は、比較例１と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
【0250】
実施例１
比較例１において、スラリー１における材料２の全量（７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）を材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更し、スラリー１に添加する材料４の量を変更してスラリー１中の材料４が全量で８ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅになるように調整し、スラリー２に添加する材料２の量を変更してスラリー２中の材料２が全量で７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅになるように調整した以外は、比較例１と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
比較例１において、スラリー１における材料２の全量（７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）を材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更し、スラリー１に添加する材料４の量を変更してスラリー１中の材料４が全量で８ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅになるように調整し、スラリー２に添加する材料２の量を変更してスラリー２中の材料２が全量で７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅになるように調整した以外は、比較例１と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
【0251】
実施例２
比較例１において、スラリー１における材料２の全量（７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）を材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更し、スラリー２に添加する材料２の量を変更してスラリー２中の材料２が全量で３０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅになるように調整した以外は、比較例１と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
比較例１において、スラリー１における材料２の全量（７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）を材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更し、スラリー２に添加する材料２の量を変更してスラリー２中の材料２が全量で３０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅになるように調整した以外は、比較例１と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
【0252】
実施例３
比較例１において、スラリー１における材料２の全量（７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）を材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（２５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更し、スラリー１に添加する材料４の量を変更してスラリー１中の材料４が全量で３３ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅになるように調整し、スラリー２に添加する材料２の量を変更してスラリー２中の材料２が全量で３０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅになるように調整し、スラリー２に添加する材料４の量を変更してスラリー２中の材料４が全量で１８ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅになるように調整した以外は、比較例１と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
比較例１において、スラリー１における材料２の全量（７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）を材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（２５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更し、スラリー１に添加する材料４の量を変更してスラリー１中の材料４が全量で３３ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅになるように調整し、スラリー２に添加する材料２の量を変更してスラリー２中の材料２が全量で３０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅになるように調整し、スラリー２に添加する材料４の量を変更してスラリー２中の材料４が全量で１８ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅになるように調整した以外は、比較例１と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
【0253】
実施例４
比較例１において、スラリー１における材料２の全量（７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）を材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（２５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更し、スラリー１に添加する材料４の量を変更してスラリー１中の材料４が全量で１８ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅになるように調整し、スラリー２に添加する材料２の量を変更してスラリー２中の材料２が全量で７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅになるように調整し、スラリー２に添加する材料４の量を変更してスラリー２中の材料４が全量で１８ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅになるように調整した以外は、比較例１と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
比較例１において、スラリー１における材料２の全量（７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）を材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（２５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更し、スラリー１に添加する材料４の量を変更してスラリー１中の材料４が全量で１８ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅになるように調整し、スラリー２に添加する材料２の量を変更してスラリー２中の材料２が全量で７５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅになるように調整し、スラリー２に添加する材料４の量を変更してスラリー２中の材料４が全量で１８ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅになるように調整した以外は、比較例１と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
【0254】
比較例３
比較例１において、触媒コート層を形成する順番を（下流側コート層→上流側コート層→第１の触媒コート層）から（第１の触媒コート層→下流側コート層→上流側コート層）に変更した以外は、比較例１と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
比較例１において、触媒コート層を形成する順番を（下流側コート層→上流側コート層→第１の触媒コート層）から（第１の触媒コート層→下流側コート層→上流側コート層）に変更した以外は、比較例１と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
【0255】
実施例５
実施例３において、触媒コート層を形成する順番を（下流側コート層→上流側コート層→第１の触媒コート層）から（第１の触媒コート層→下流側コート層→上流側コート層）に変更した以外は、実施例３と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
実施例３において、触媒コート層を形成する順番を（下流側コート層→上流側コート層→第１の触媒コート層）から（第１の触媒コート層→下流側コート層→上流側コート層）に変更した以外は、実施例３と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
【0256】
表１に、比較例１～３及び実施例１～５の排ガス浄化用触媒における上流側コート層及び下流側コート層のＯＳＣ材の触媒構成をまとめる。
【0257】
【表1】
【0258】
表２に、比較例１～３及び実施例１～５の排ガス浄化用触媒における材料全体に対する各材料が占めるセリアの割合をまとめる。ここで、高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材、及び低比表面積ＯＳＣ材におけるセリアの量（割合）は、すべてを足し合せると、１００重量％になる。ただし、表２では、３つのＯＳＣ材における各ＯＳＣ材のセリアの割合は有効数字３桁で表示されているため、当該セリアの割合は、全て足し合せると、１００±０．１重量％になる。
【0259】
【表2】
【0260】
Ｉ－３．耐久試験
比較例１～３及び実施例１～５の排ガス浄化用触媒について、実際のエンジンを用いて以下の耐久試験を実施した。
各排ガス浄化用触媒を、Ｖ型８気筒エンジンの排気系にそれぞれ装着し、触媒床温９５０℃で５０時間にわたって、ストイキ及びリーンの各雰囲気の排ガスを一定時間（３：１の比率）ずつ繰り返して流すことにより行った。
比較例１～３及び実施例１～５の排ガス浄化用触媒について、実際のエンジンを用いて以下の耐久試験を実施した。
各排ガス浄化用触媒を、Ｖ型８気筒エンジンの排気系にそれぞれ装着し、触媒床温９５０℃で５０時間にわたって、ストイキ及びリーンの各雰囲気の排ガスを一定時間（３：１の比率）ずつ繰り返して流すことにより行った。
【0261】
Ｉ－４．性能評価
Ｉ－３．耐久試験を実施した比較例１～３及び実施例１～５の排ガス浄化用触媒について、実際のエンジンを用いて以下の性能評価を実施した。
Ｉ－３．耐久試験を実施した比較例１～３及び実施例１～５の排ガス浄化用触媒について、実際のエンジンを用いて以下の性能評価を実施した。
【0262】
Ｉ－４－１．ＯＳＣ評価
各排ガス浄化用触媒を、Ｌ型４気筒エンジンの排気系にそれぞれ装着し、Ｇａ＝１０ｇ／ｓ、５００℃（低温）又は７５０℃（高温）の条件下、Ａ／Ｆが１４．１と１５．１になるようにＡ／Ｆフィードバック制御を行った。ストイキ点とＡ／Ｆセンサ出力の差分より、酸素の過不足を以下の式から算出し、Ｇａ＝１０ｇ／ｓ、５００℃（低温）又は７５０℃（高温）での最大酸素吸蔵量をＯＳＣとして評価した。
ＯＳＣ（ｇ）＝０．２３×ΔＡ／Ｆ×噴射燃料量
各排ガス浄化用触媒を、Ｌ型４気筒エンジンの排気系にそれぞれ装着し、Ｇａ＝１０ｇ／ｓ、５００℃（低温）又は７５０℃（高温）の条件下、Ａ／Ｆが１４．１と１５．１になるようにＡ／Ｆフィードバック制御を行った。ストイキ点とＡ／Ｆセンサ出力の差分より、酸素の過不足を以下の式から算出し、Ｇａ＝１０ｇ／ｓ、５００℃（低温）又は７５０℃（高温）での最大酸素吸蔵量をＯＳＣとして評価した。
ＯＳＣ（ｇ）＝０．２３×ΔＡ／Ｆ×噴射燃料量
【0263】
Ｉ－４－２．リッチ雰囲気でのＮＯｘ浄化率
各排ガス浄化用触媒を、Ｌ型４気筒エンジンの排気系にそれぞれ装着し、空燃比（Ａ／Ｆ）が１４．４の排ガスを供給し、Ｇａ＝３０／ｓ、５５０℃でのＮＯｘ浄化率を測定した。３分継続時のＮＯｘ浄化率をリッチ雰囲気でのＮＯｘ浄化活性として評価した。
各排ガス浄化用触媒を、Ｌ型４気筒エンジンの排気系にそれぞれ装着し、空燃比（Ａ／Ｆ）が１４．４の排ガスを供給し、Ｇａ＝３０／ｓ、５５０℃でのＮＯｘ浄化率を測定した。３分継続時のＮＯｘ浄化率をリッチ雰囲気でのＮＯｘ浄化活性として評価した。
【0264】
Ｉ－５．評価結果
表３並びに図９及び１０に結果を示す。
表３並びに図９及び１０に結果を示す。
【0265】
【表3】
【0266】
表３より、比較例１及び２と実施例１～４とを比較することで、実施例１～４では、第２の触媒コート層が、比表面積が異なる３種のＯＳＣ材、すなわち高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材、及び低比表面積ＯＳＣ材を含むことにより、より好ましくは、上流側コート層が高比表面積ＯＳＣ材及び低比表面積ＯＳＣ材を含み、下流側コート層が中比表面積ＯＳＣ材及び低比表面積ＯＳＣ材を含むことにより、不足性能を生じずに、高温及び低温でのＯＳＣ性能を維持しながら、リッチ雰囲気下において高いＮＯｘ浄化率を得られる、すなわち３つの性能をバランスよく高い次元で維持できることがわかった。例えば、図９より、実施例２では、比較例１において不足していたＮＯｘ浄化率を、低温及び高温でのＯＳＣを維持しながら向上させている。
【0267】
したがって、第２の触媒コート層が、高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材、及び低比表面積ＯＳＣ材のすべてを含むことによって、ＯＳＣ性能とＮＯｘ浄化率とを両立できることがわかった。
【0268】
また、表３及び図１０より、比較例３と実施例５とを比較することで、本発明の効果は、第１の触媒コート層と上流側コート層との配置を入れ替えても、すなわち上流側コート層が第１の触媒コート層の上に配置されていても得られることがわかった。
【0269】
ＩＩ．第２の実施形態
ＩＩ－１．使用材料
材料１（Ａｌ２Ｏ３）
：Ｌａ２Ｏ３複合化Ａｌ２Ｏ３
（Ａｌ２Ｏ３：９９重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：１重量％）
材料２（高比表面積ＯＳＣ材）
：Ａｌ２Ｏ３－ＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物（ＡＣＺ）
（Ａｌ２Ｏ３：３０重量％）
（ＣｅＯ２：２０重量％）
（ＺｒＯ２：４４重量％）
（Ｎｄ２Ｏ３：２重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：２重量％）
（Ｙ２Ｏ３：２重量％）
ＢＥＴ比表面積：６５ｍ２／ｇ
材料３（中比表面積ＯＳＣ材）
：Ａｌ２Ｏ３－ＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物（ＡＣＺ）
（Ａｌ２Ｏ３：３０重量％）
（ＣｅＯ２：２０重量％）
（ＺｒＯ２：４４重量％）
（Ｎｄ２Ｏ３：２重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：２重量％）
（Ｙ２Ｏ３：２重量％）
ＢＥＴ比表面積：３５ｍ２／ｇ
材料４（低比表面積ＯＳＣ材）
：パイロクロア構造を有するＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物（Ｃｅ２Ｚｒ２Ｏ７）
（ＣｅＯ２：５１．５重量％）
（ＺｒＯ２：４５．５重量％）
（Ｐｒ６Ｏ１１：３重量％）
（特開２０１８－０３８９９９号公報に基づいて調製）
ＢＥＴ比表面積：１．５ｍ２／ｇ
材料７（Ｂａ）
：硫酸バリウム
材料８（Ｒｈ）
：硝酸ロジウム水溶液
Ｒｈ濃度：２．７５重量％
材料１０（高比表面積ＯＳＣ材）
：ＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物（ＣＺ）
（ＣｅＯ２：２０重量％）
（ＺｒＯ２：７０重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：５重量％）
（Ｙ２Ｏ３：５重量％）
ＢＥＴ比表面積：８０ｍ２／ｇ
材料１１（高比表面積ＯＳＣ材）
：ＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物（ＣＺ）
（ＣｅＯ２：２０重量％）
（ＺｒＯ２：７０重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：５重量％）
（Ｙ２Ｏ３：５重量％）
ＢＥＴ比表面積：３５ｍ２／ｇ
材料１２（Ｐｔ）
：硝酸白金水溶液
Ｐｔ濃度：８．２重量％
材料１３（ＡＺ）
：Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２系複合酸化物（ＡＺ）
（Ａｌ２Ｏ３：３０重量％）
（ＺｒＯ２：６０重量％）
（Ｎｄ２Ｏ３：２重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：４重量％）
（Ｙ２Ｏ３：４重量％）
基材
：８７５ｃｃ（６００セル六角 壁厚２ｍｉｌ 全長１０５ｍｍ）のコージェライトハニカム基材
ＩＩ－１．使用材料
材料１（Ａｌ２Ｏ３）
：Ｌａ２Ｏ３複合化Ａｌ２Ｏ３
（Ａｌ２Ｏ３：９９重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：１重量％）
材料２（高比表面積ＯＳＣ材）
：Ａｌ２Ｏ３－ＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物（ＡＣＺ）
（Ａｌ２Ｏ３：３０重量％）
（ＣｅＯ２：２０重量％）
（ＺｒＯ２：４４重量％）
（Ｎｄ２Ｏ３：２重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：２重量％）
（Ｙ２Ｏ３：２重量％）
ＢＥＴ比表面積：６５ｍ２／ｇ
材料３（中比表面積ＯＳＣ材）
：Ａｌ２Ｏ３－ＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物（ＡＣＺ）
（Ａｌ２Ｏ３：３０重量％）
（ＣｅＯ２：２０重量％）
（ＺｒＯ２：４４重量％）
（Ｎｄ２Ｏ３：２重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：２重量％）
（Ｙ２Ｏ３：２重量％）
ＢＥＴ比表面積：３５ｍ２／ｇ
材料４（低比表面積ＯＳＣ材）
：パイロクロア構造を有するＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物（Ｃｅ２Ｚｒ２Ｏ７）
（ＣｅＯ２：５１．５重量％）
（ＺｒＯ２：４５．５重量％）
（Ｐｒ６Ｏ１１：３重量％）
（特開２０１８－０３８９９９号公報に基づいて調製）
ＢＥＴ比表面積：１．５ｍ２／ｇ
材料７（Ｂａ）
：硫酸バリウム
材料８（Ｒｈ）
：硝酸ロジウム水溶液
Ｒｈ濃度：２．７５重量％
材料１０（高比表面積ＯＳＣ材）
：ＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物（ＣＺ）
（ＣｅＯ２：２０重量％）
（ＺｒＯ２：７０重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：５重量％）
（Ｙ２Ｏ３：５重量％）
ＢＥＴ比表面積：８０ｍ２／ｇ
材料１１（高比表面積ＯＳＣ材）
：ＣｅＯ２－ＺｒＯ２系複合酸化物（ＣＺ）
（ＣｅＯ２：２０重量％）
（ＺｒＯ２：７０重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：５重量％）
（Ｙ２Ｏ３：５重量％）
ＢＥＴ比表面積：３５ｍ２／ｇ
材料１２（Ｐｔ）
：硝酸白金水溶液
Ｐｔ濃度：８．２重量％
材料１３（ＡＺ）
：Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２系複合酸化物（ＡＺ）
（Ａｌ２Ｏ３：３０重量％）
（ＺｒＯ２：６０重量％）
（Ｎｄ２Ｏ３：２重量％）
（Ｌａ２Ｏ３：４重量％）
（Ｙ２Ｏ３：４重量％）
基材
：８７５ｃｃ（６００セル六角 壁厚２ｍｉｌ 全長１０５ｍｍ）のコージェライトハニカム基材
【0270】
ＩＩ－２．排ガス浄化用触媒の調製
比較例４
最初に、蒸留水に、撹拌しながら、材料８（Ｒｈ）、材料１３（ＡＺ）を投入し、得られた懸濁液を１２０℃及び２時間で乾燥し、さらに５００℃及び２時間で焼成することで、Ｒｈ担持ＡＺ（Ｒｈ／ＡＺ）を調製した。
比較例４
最初に、蒸留水に、撹拌しながら、材料８（Ｒｈ）、材料１３（ＡＺ）を投入し、得られた懸濁液を１２０℃及び２時間で乾燥し、さらに５００℃及び２時間で焼成することで、Ｒｈ担持ＡＺ（Ｒｈ／ＡＺ）を調製した。
【0271】
次に、蒸留水に、撹拌しながら、Ｒｈ／ＡＺ、材料１（Ａｌ２Ｏ３）、材料２（高比表面積ＯＳＣ材）、材料４（低比表面積ＯＳＣ材）、及びＡｌ２Ｏ３系バインダーを投入し、懸濁したスラリー１を調製した。
【0272】
続いて、調製したスラリー１を基材に流し込み、ブロアーで不要分を吹き払うことで、基材壁面に材料をコーティングし、第２の触媒コート層の前駆体層を調製した。その際に、各コーティング材料について、基材の第２の触媒コート層が塗布される部分の容量１Ｌに対して、材料１が４０ｇ（４０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になり、材料２が６０ｇ（６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になり、材料４が１５ｇ（１５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になり、材料１３が６０ｇ（６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になり、材料８がＲｈの金属換算で０．１８ｇ（０．１８ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になるようにした。また、第２の触媒コート層の前駆体層のコート長は、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して下流側の端部から、排ガス浄化用触媒における基材の全長の８０％を占めるように調整した。
【0273】
最後に、１２０℃に保たれた乾燥機で、２時間水分を飛ばした後、５００℃に保たれた電気炉で、２時間の焼成を行い、第２の触媒コート層（後部）を調製した。
【0274】
続いて、前記同様に、蒸留水に、撹拌しながら、材料１２（Ｐｔ）、材料１（Ａｌ２Ｏ３）、材料１０（高比表面積ＯＳＣ材）、材料７（Ｂａ）、及びＡｌ２Ｏ３系バインダーを投入し、懸濁したスラリー２を調製した。
【0275】
次に、調製したスラリー２を、第２の触媒コート層を形成させた基材に、第２の触媒コート層を形成させた端面の逆側の端面から流し込み、ブロアーで不要分を吹き払うことで、基材壁面に材料をコーティングし、第１の触媒コート層の前駆体層を調製した。その際に、各コーティング材料について、基材の第１の触媒コート層が塗布される部分の容量１Ｌに対して、材料１２がＰｔの金属換算で０．７ｇ（０．７ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になり、材料１が３５ｇ（３５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になり、材料１０が３０ｇ（３０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になり、材料７が５ｇ（５ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）になるようにした。また、第１の触媒コート層の前駆体層のコート長は、排ガス浄化用触媒における排ガス流れ方向に対して上流側の端部から、排ガス浄化用触媒における基材の全長の３５％を占めるように調整した。
【0276】
最後に、１２０℃に保たれた乾燥機で、２時間水分を飛ばした後、５００℃に保たれた電気炉で、２時間の焼成を行い、第１の触媒コート層（前部）を調製し、最終的に排ガス浄化用触媒を調製した。
【0277】
実施例６
比較例４において、スラリー１における材料２（全量：６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）の内の１０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ分を、材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（全量：１０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更した以外は、比較例４と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
比較例４において、スラリー１における材料２（全量：６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）の内の１０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ分を、材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（全量：１０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更した以外は、比較例４と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
【0278】
実施例７
比較例４において、スラリー１における材料２（全量：６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）の内の２０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ分を、材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（全量：２０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更した以外は、比較例４と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
比較例４において、スラリー１における材料２（全量：６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）の内の２０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ分を、材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（全量：２０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更した以外は、比較例４と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
【0279】
実施例８
比較例４において、スラリー１における材料２（全量：６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）の内の３０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ分を、材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（全量：３０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更した以外は、比較例４と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
比較例４において、スラリー１における材料２（全量：６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）の内の３０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ分を、材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（全量：３０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更した以外は、比較例４と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
【0280】
実施例９
比較例４において、スラリー１における材料２（全量：６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）の内の４０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ分を、材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（全量：４０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更した以外は、比較例４と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
比較例４において、スラリー１における材料２（全量：６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）の内の４０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ分を、材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（全量：４０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更した以外は、比較例４と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
【0281】
比較例５
比較例４において、スラリー１における材料２の全量（６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）を、材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（全量：６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更した以外は、比較例４と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
比較例４において、スラリー１における材料２の全量（６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）を、材料３（中比表面積ＯＳＣ材）（全量：６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更した以外は、比較例４と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
【0282】
比較例６
比較例４において、スラリー１における材料２の全量（６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）を、材料１０（高比表面積ＯＳＣ材）（全量：６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更した以外は、比較例４と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
比較例４において、スラリー１における材料２の全量（６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）を、材料１０（高比表面積ＯＳＣ材）（全量：６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更した以外は、比較例４と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
【0283】
実施例１０
比較例６において、スラリー１における材料１０（全量：６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）の内の３０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ分を、材料１１（中比表面積ＯＳＣ材）（全量：３０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更した以外は、比較例６と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
比較例６において、スラリー１における材料１０（全量：６０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）の内の３０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ分を、材料１１（中比表面積ＯＳＣ材）（全量：３０ｇ／Ｌ－ｚｏｎｅ）に変更した以外は、比較例６と同様に、排ガス浄化用触媒を調製した。
【0284】
表４に、比較例４～６及び実施例６～１０の排ガス浄化用触媒における第２の触媒コート層のＯＳＣ材の触媒構成をまとめる。
【0285】
【表4】
【0286】
ＩＩ－３．耐久試験
比較例４～６及び実施例６～１０の排ガス浄化用触媒について、実際のエンジンを用いて以下の耐久試験を実施した。
各排ガス浄化用触媒を、Ｖ型８気筒エンジンの排気系にそれぞれ装着し、触媒床温９００℃で５０時間にわたって、ストイキ及びリーンの各雰囲気の排ガスを一定時間（３：１の比率）ずつ繰り返して流すことにより行った。
比較例４～６及び実施例６～１０の排ガス浄化用触媒について、実際のエンジンを用いて以下の耐久試験を実施した。
各排ガス浄化用触媒を、Ｖ型８気筒エンジンの排気系にそれぞれ装着し、触媒床温９００℃で５０時間にわたって、ストイキ及びリーンの各雰囲気の排ガスを一定時間（３：１の比率）ずつ繰り返して流すことにより行った。
【0287】
ＩＩ－４．性能評価
ＩＩ－３．耐久試験を実施した比較例４～６及び実施例６～１０の排ガス浄化用触媒について、実際のエンジンを用いて以下の性能評価を実施した。
ＩＩ－３．耐久試験を実施した比較例４～６及び実施例６～１０の排ガス浄化用触媒について、実際のエンジンを用いて以下の性能評価を実施した。
【0288】
ＩＩ－４－１．ＯＳＣ評価
各排ガス浄化用触媒を、Ｌ型４気筒エンジンの排気系にそれぞれ装着し、Ｇａ＝１０ｇ／ｓ、５００℃の条件下、Ａ／Ｆが１４．１と１５．１になるようにＡ／Ｆフィードバック制御を行った。ストイキ点とＡ／Ｆセンサ出力の差分より、酸素の過不足を以下の式から算出し、Ｇａ＝１０ｇ／ｓ、５００℃での最大酸素吸蔵量をＯＳＣとして評価した。
ＯＳＣ（ｇ）＝０．２３×ΔＡ／Ｆ×噴射燃料量
各排ガス浄化用触媒を、Ｌ型４気筒エンジンの排気系にそれぞれ装着し、Ｇａ＝１０ｇ／ｓ、５００℃の条件下、Ａ／Ｆが１４．１と１５．１になるようにＡ／Ｆフィードバック制御を行った。ストイキ点とＡ／Ｆセンサ出力の差分より、酸素の過不足を以下の式から算出し、Ｇａ＝１０ｇ／ｓ、５００℃での最大酸素吸蔵量をＯＳＣとして評価した。
ＯＳＣ（ｇ）＝０．２３×ΔＡ／Ｆ×噴射燃料量
【0289】
ＩＩ－４－２．リッチ雰囲気でのＮＯｘ浄化率
各排ガス浄化用触媒を、Ｌ型４気筒エンジンの排気系にそれぞれ装着し、空燃比（Ａ／Ｆ）が１４．４の排ガスを供給し、Ｇａ＝３０／ｓ、５００℃でのＮＯｘ浄化率を測定した。３分継続時のＮＯｘ浄化率をリッチ雰囲気でのＮＯｘ浄化活性として評価した。
各排ガス浄化用触媒を、Ｌ型４気筒エンジンの排気系にそれぞれ装着し、空燃比（Ａ／Ｆ）が１４．４の排ガスを供給し、Ｇａ＝３０／ｓ、５００℃でのＮＯｘ浄化率を測定した。３分継続時のＮＯｘ浄化率をリッチ雰囲気でのＮＯｘ浄化活性として評価した。
【0290】
ＩＩ－５．評価結果
表５及び図１１～１３に結果を示す。
表５及び図１１～１３に結果を示す。
【0291】
【表5】
【0292】
表５及び図１１より、比較例４と実施例６～９とを比較することで、第２の触媒コート層中に高比表面積ＯＳＣ材及び低比表面積ＯＳＣ材に加えて中比表面積ＯＳＣ材を添加することにより、ＯＳＣ性能を維持しながら、リッチ雰囲気下におけるＮＯｘ浄化率を向上できることがわかった。これは、高比表面積ＯＳＣ材の一部を中比表面積ＯＳＣ材に置き換えることで、ＯＳＣ材に付着するＨＣ量を少なくし、貴金属活性が維持されやすくなったためである。
【0293】
一方で、表５及び図１２より、比較例４又は５と実施例９とを比較することで、第２の触媒コート層において、ＯＳＣ材を高比表面積ＯＳＣ材及び低比表面積ＯＳＣ材のみで構成すると、ＯＳＣ性能は高く維持できるものの、リッチ雰囲気下におけるＮＯｘ浄化率は低下してしまい、ＯＳＣ材を中比表面積ＯＳＣ材及び低比表面積ＯＳＣ材のみで構成すると、リッチ雰囲気下におけるＮＯｘ浄化率は高く維持できるものの、ＯＳＣ性能が低下してしまうことがわかった。
【0294】
したがって、第２の触媒コート層が、高比表面積ＯＳＣ材、中比表面積ＯＳＣ材、及び低比表面積ＯＳＣ材のすべてを含むことによって、ＯＳＣ性能とＮＯｘ浄化率とを両立できることがわかった。
【0295】
また、表５及び図１３より、比較例４と実施例８の関係及び比較例６と実施例１０の関係を比較することで、高比表面積ＯＳＣ材及び中比表面積ＯＳＣ材としては、ＡＣＺのみならず、ＣＺも使用できることがわかった。
【符号の説明】
【0296】
１：基材、２：上流側コート層、３：下流側コート層、４：第１の触媒コート層、５：第２の触媒コート層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】