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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】P2024093964
(43)【公開日】2024-07-09
(54)【発明の名称】排ガス浄化用触媒
(51)【国際特許分類】
B01J 33/00 20060101AFI20240702BHJP
B01D 53/94 20060101ALI20240702BHJP
F01N 3/10 20060101ALI20240702BHJP
B01J 27/053 20060101ALI20240702BHJP
【ＦＩ】
B01J33/00 C ZAB
B01D53/94 222
B01D53/94 245
B01D53/94 280
F01N3/10 A
B01J27/053 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022210636
(22)【出願日】2022-12-27
(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】100117606
【弁理士】
【氏名又は名称】安部 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100130605
【弁理士】
【氏名又は名称】天野 浩治
(72)【発明者】
【氏名】大関 武尚
(72)【発明者】
【氏名】平尾 哲大
【テーマコード（参考）】
3G091
4D148
4G169
【Ｆターム（参考）】
3G091AB01
3G091BA11
3G091GB05W
3G091GB07W
4D148AA06
4D148AA13
4D148AA18
4D148AB01
4D148AB02
4D148BA01Y
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4D148BA34Y
4D148BA41X
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4D148DA03
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4D148EA04
4G169AA03
4G169BA01B
4G169BA13A
4G169BB02A
4G169BB06B
4G169BB10A
4G169BB10B
4G169BB16A
4G169BB16B
4G169BC09A
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4G169BC13B
4G169BC16A
4G169BC40B
4G169BC42B
4G169BC43B
4G169BC44B
4G169BC51B
4G169BC71A
4G169BC71B
4G169BC72A
4G169BC72B
4G169CA09
4G169DA06
4G169EA18
4G169EB14X
4G169EC02Y
4G169EC03Y
4G169EC28
4G169ED07
4G169EE01
4G169EE09
(57)【要約】
【課題】リンによる被毒の抑制と、優れた排ガス浄化性能とが両立された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、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る。該排ガス浄化用触媒は、基材１１と、基材１１の上に配置され、触媒金属およびＯＳＣ材を含む触媒層２０と、触媒層２０の上に配置され、リン捕捉成分として硫酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムを含み、触媒金属を実質的に含まないリン捕捉層３０とを備えている。リン捕捉層３０は、排ガス流通方向における基材１１の上流側の端部から下流側に向かって配置されている。
【選択図】図３
【解決手段】ここに開示される排ガス浄化用触媒は、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る。該排ガス浄化用触媒は、基材１１と、基材１１の上に配置され、触媒金属およびＯＳＣ材を含む触媒層２０と、触媒層２０の上に配置され、リン捕捉成分として硫酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムを含み、触媒金属を実質的に含まないリン捕捉層３０とを備えている。リン捕捉層３０は、排ガス流通方向における基材１１の上流側の端部から下流側に向かって配置されている。
【選択図】図３
【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、
前記基材の上に配置され、触媒金属およびＯＳＣ材を含む触媒層と、
前記触媒層の上に配置され、リン捕捉成分として硫酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムを含み、前記触媒金属を実質的に含まないリン捕捉層と
を備えており、
前記リン捕捉層は、排ガス流通方向における前記基材の上流側の端部から下流側に向かって配置されている、排ガス浄化用触媒。
基材と、
前記基材の上に配置され、触媒金属およびＯＳＣ材を含む触媒層と、
前記触媒層の上に配置され、リン捕捉成分として硫酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムを含み、前記触媒金属を実質的に含まないリン捕捉層と
を備えており、
前記リン捕捉層は、排ガス流通方向における前記基材の上流側の端部から下流側に向かって配置されている、排ガス浄化用触媒。
【請求項2】
前記触媒層は、
前記基材の上に配置され、前記触媒金属として少なくともＰｄを含む第１触媒層と、
前記第１触媒層の上に配置され、前記触媒金属として少なくともＲｈを含む第２触媒層と
を備えている、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
前記基材の上に配置され、前記触媒金属として少なくともＰｄを含む第１触媒層と、
前記第１触媒層の上に配置され、前記触媒金属として少なくともＲｈを含む第２触媒層と
を備えている、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項3】
前記リン捕捉層は、前記リン捕捉成分に加えてＡｌ含有酸化物を含む、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項4】
前記Ａｌ含有酸化物の比表面積が５０ｍ２／ｇ以上である、請求項３に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項5】
前記基材の上流側端部から下流側端部までの排ガス流通方向の全長を１００％としたときに、前記リン捕捉層の排ガス流通方向の平均長さは少なくとも３０％以上である、請求項１または２に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項6】
前記リン捕捉層の排ガス流通方向における下流側において、前記触媒層が配置されていない、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する。詳しくは、内燃機関の排気経路に配置され、該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に関する。
【背景技術】
【0002】
車両などの内燃機関から排出される排ガスには、窒素酸化物（ＮＯｘ）、炭化水素（ＨＣ：Ｈｙｄｒｏ－Ｃａｒｂｏｎ）、一酸化炭素（ＣＯ）などの有害成分が含まれる。これら有害成分を排ガス中から効率よく反応・除去するために、従来から排ガス浄化用触媒が利用されている。
【0003】
排ガス中には、潤滑油添加剤等に由来するリン化合物が含まれている。排ガスとともに当該リン化合物が排ガス浄化用触媒中に流入することにより、触媒金属等の周囲に付着することがある。このような現象は、一般的に「リン被毒」と呼ばれている。かかるリン被毒によって例えば触媒金属の触媒活性が低下し、排ガス浄化用触媒の浄化性能が低下し得る。このようなリン被毒を抑制に関連する従来技術文献として、例えば特許文献１～３が挙げられる。
【0004】
特許文献１には、シリコン化合物およびリン化合物による排ガス浄化用触媒成分の被毒を防止するために、カルシウムおよびマグネシウムの少なくとも一方の金属元素を含む非酸化物を含有する被毒防止層が設けることが記載されている。また、特許文献２には、リンによる被毒を抑制するために、特定の構造を有する複合酸化物を含むリン捕集層を設けることが記載されている。特許文献３には、排ガス浄化用触媒において触媒層の上流側に触媒金属を含まない毒捕捉領域を設けることが記載されている。また、当該毒捕捉領域の下流側では触媒金属の濃度が高い領域を設けることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許２８９７３６７号公報
【特許文献2】国際公開２０２１／２６１３６３号
【特許文献3】特開２０１３－６１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明者らが検討した結果、排ガス浄化用触媒は、特に上流側の表層部分においてリン被毒を受けやすいことを見出した。また、リンによる被毒は、触媒金属だけではなく酸素吸蔵放出能を有するＯＳＣ（oxygen storage capacity）材にも付着して、当該ＯＳＣ材の酸素吸蔵放出能を低下させ得る。しかしながら、特許文献１では、ＯＳＣ材のリン被毒については検討されていない。
【0007】
近年では、排ガス浄化システムの使用年数が増加しており、排ガス浄化用触媒に堆積するリン化合物の量も増加傾向にある。このため、大量のリンを捕捉するための技術が求められている。しかしながら、特許文献１および２に記載された構成では、リン捕捉性能が十分ではなく、大量のリン化合物が流入した場合には排ガス浄化用触媒の浄化性能が低下する。また、リン捕捉性能を高めるためにリン捕捉剤の含有量を増やした場合には、相対的に触媒金属やＯＳＣ材の含有量が減るため、排ガス浄化用触媒の浄化性能が低下する。
【0008】
また、特許文献３に記載される構成のように、触媒層の上流側に触媒金属を含まない毒捕捉領域を配置した場合には、例えばエンジン始動直後等、排ガス浄化用触媒が十分に暖機されていない状態での浄化性能が好ましくないことを見出した。本発明者らの検討によれば、触媒金属の量が同じであれば、排ガス浄化用触媒において上流側に触媒金属が配置されていることにより、エンジン始動直後でも好適な浄化性能が発揮される。このため、引用文献３に記載されている構成では、排ガス浄化用触媒の上流側において触媒金属が配置されないため暖機性能が著しく低下し得る。
【0009】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、リンによる被毒の抑制と、優れた排ガス浄化性能とが両立された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】
【0010】
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。
【0011】
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る。該排ガス浄化用触媒は、基材と、上記基材の上に配置され、触媒金属およびＯＳＣ材を含む触媒層と、上記触媒層の上に配置され、リン捕捉成分として硫酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムを含み、上記触媒金属を実質的に含まないリン捕捉層とを備えている。上記リン捕捉層は、排ガス流通方向における上記基材の上流側の端部から下流側に向かって配置されている。
【0012】
硫酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムは、硫酸バリウムなどの従来のリン捕捉成分と比較してグラム当たりのリン捕捉量が多い。このため、浄化性能を発揮させるための触媒金属やＯＳＣ材の含有量を十分に確保したうえで、リンの捕捉量も増加させることができる。また、リン捕捉層を触媒層の上であって、かつ、上流側端部を含む位置に配置することで、排ガス中に含まれるリン化合物を効果的に捕捉することができる。かかる構成によれば、リンによる被毒の抑制と、優れた排ガス浄化性能とが両立された排ガス浄化用触媒を実現することができる。
【0013】
ここに開示される排ガス浄化用触媒（２）では、上記排ガス浄化用触媒（１）において、上記触媒層が上記基材の上に配置され、上記触媒金属として少なくともＰｄを含む第１触媒層と、上記第１触媒層の上に配置され、上記触媒金属として少なくともＲｈを含む第２触媒層とを備えている。
これによって、ＨＣ、ＣＯ、およびＮＯｘを効率よく浄化することができる。
これによって、ＨＣ、ＣＯ、およびＮＯｘを効率よく浄化することができる。
【0014】
ここに開示される排ガス浄化用触媒（３）では、上記排ガス浄化用触媒（１）または（２）において、上記リン捕捉層は、上記リン捕捉成分に加えてＡｌ含有酸化物を含む。
これにより、リン捕捉層のリンの捕捉性能をより向上することができる。
これにより、リン捕捉層のリンの捕捉性能をより向上することができる。
【0015】
ここに開示される排ガス浄化用触媒（４）では、上記排ガス浄化用触媒（３）において、上記Ａｌ含有酸化物の比表面積が５０ｍ２／ｇ以上である。
これにより、リン捕捉層のリン捕捉性能がより好適に向上する。
これにより、リン捕捉層のリン捕捉性能がより好適に向上する。
【0016】
ここに開示される排ガス浄化用触媒（５）では、上記排ガス浄化用触媒（１）～（４）のいずれかにおいて、上記リン捕捉層の延伸方向の長さは、上記基材の上流側端部から下流側端部までの全長を１００％としたときに３０％以上８０％以下である。
これにより、触媒層の上流側はリン捕捉層によってリン被毒を抑制することができ、触媒層の下流側は排ガスと接触しやすくなるため浄化性能をより好適に発揮することができる。
これにより、触媒層の上流側はリン捕捉層によってリン被毒を抑制することができ、触媒層の下流側は排ガスと接触しやすくなるため浄化性能をより好適に発揮することができる。
【0017】
ここに開示される排ガス浄化用触媒（６）では、上記排ガス浄化用触媒（１）～（５）のいずれかにおいて、上記リン捕捉層の排ガス流通方向における下流側において、上記触媒層が配置されていない。
これにより、エンジン始動直後でも好適な浄化性能が発揮される。
これにより、エンジン始動直後でも好適な浄化性能が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。各図における寸法関係（長さ、幅、厚みなど）は、実際の寸法関係を必ずしも反映するものではない。また、本明細書において範囲を示す「Ａ～Ｂ」（Ａ，Ｂは任意の数値）の表記は、Ａ以上Ｂ以下を意味する。
【0020】
＜排ガス浄化システム＞
図１は、排ガス浄化システム１の模式図である。排ガス浄化システム１は、内燃機関（エンジン）２と、排ガス浄化装置３と、を備えている。排ガス浄化システム１は、内燃機関２から排出される排ガスに含まれる有害成分、例えば、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するとともに、排ガスに含まれる融資状物質（ＰＭ）を捕集する。なお、図１の矢印は、排ガスの流動方向を示している。また、以下の説明では、排ガスの流れに沿って、内燃機関２に近い側を上流側（「排ガス流入側」、「フロント側」ともいう。）、内燃機関２から遠ざかる側を下流側（「排ガス流出側」、「リア側」ともいう。）という。
図１は、排ガス浄化システム１の模式図である。排ガス浄化システム１は、内燃機関（エンジン）２と、排ガス浄化装置３と、を備えている。排ガス浄化システム１は、内燃機関２から排出される排ガスに含まれる有害成分、例えば、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するとともに、排ガスに含まれる融資状物質（ＰＭ）を捕集する。なお、図１の矢印は、排ガスの流動方向を示している。また、以下の説明では、排ガスの流れに沿って、内燃機関２に近い側を上流側（「排ガス流入側」、「フロント側」ともいう。）、内燃機関２から遠ざかる側を下流側（「排ガス流出側」、「リア側」ともいう。）という。
【0021】
内燃機関２は、ここではガソリン車両のガソリンエンジンを主体として構成されている。ただし、内燃機関２は、ガソリン以外のエンジン、例えばディーゼルエンジンやハイブリッド車に搭載されるエンジン等であってもよい。内燃機関２は、燃焼室（図示せず）を備えている。燃焼室は、燃料タンク（図示せず）に接続されている。燃料タンクには、ここではガソリンが貯留されている。ただし、燃料タンクに貯留される燃料はディーゼル燃料（軽油）等であってもよい。燃焼室では、燃料タンクから供給された燃料が酸素と混合され、燃焼される。これにより、燃焼エネルギーが力学的エネルギーへと変換される。燃焼室は、排気ポートに連通している。排気ポートは、排ガス浄化装置３に連通している。燃焼された燃料ガスは、排ガスとなって排ガス浄化装置３に排出される。排ガスは、未燃成分（有害成分）を含んでいる。
【0022】
排ガス浄化装置３は、排気経路４と、エンジンコントロールユニット（Engine Control Unit：ＥＣＵ）７と、センサ８と、第１触媒１０と、第２触媒９と、を備えている。排気経路４は、排ガスが流通する排ガス流路である。本実施形態の排気経路４は、エキゾーストマニホールド５と、排気管６と、を備えている。エキゾーストマニホールド５の一端（上流側の端部）は、内燃機関２の排気ポート（図示せず）に接続されている。エキゾーストマニホールド５の他端（下流側の端部）は、排気管６に接続されている。排気管６の途中には、上流側から順に第１触媒１０と第２触媒９とが配置されている。
【0023】
第２触媒９については従来と同様でよく、特に限定されない。第２触媒９は、例えば、従来公知の酸化触媒（ＤＯＣ）、３元触媒、ＮＯｘ吸着還元触媒（ＬＮＴ）などであってもよい。第２触媒９は、例えば、担体と、該担体に担持された貴金属、例えば、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）などを備えていてもよい。なお、第２触媒９は必須の構成ではなく、省略することもできる。
【0024】
第１触媒１０は、ここでは排ガスと最初に接触する触媒である。第１触媒１０は、ここに開示される排ガス浄化用触媒の一例である。以下では、第１触媒１０を「排ガス浄化用触媒１０」ということがある。第１触媒１０は、詳しくは後述するが、排ガスの有害成分であるＨＣ、ＣＯ、およびＮＯｘを浄化する機能を有する。なお、第１触媒１０と第２触媒９との配置は、任意に可変であってもよい。また、第１触媒１０と第２触媒９との個数は特に限定されず、それぞれ複数個が設けられていてもよい。また、第１触媒１０の上流側には、第１触媒１０および第２触媒とは異なる構成の触媒、例えば、通常運転時に（リーン条件下で）ＮＯｘを吸蔵し、燃料を多めに噴射した時に（リッチ雰囲気で）ＨＣ、ＣＯを還元剤としてＮＯｘを浄化するＮＯｘ吸着還元（ＮＳＲ：NOx Storage-Reduction）触媒等がさらに配置されていてもよい。
【0025】
ＥＣＵ７は、内燃機関２と排ガス浄化装置３とを制御する。ＥＣＵ７の構成については、従来と同様でよく、特に限定されない。ＥＣＵ７は、例えば、プロセッサや集積回路である。ＥＣＵ７は、内燃機関２や排ガス浄化装置３の各部位に設置されているセンサ（例えば、圧力センサ、酸素センサ、温度センサ等）８と、電気的に接続されている。センサ８で検知した情報は、入力ポート（図示せず）を介して電気信号としてＥＣＵ７に受信される。ＥＣＵ７は、例えば車両の運転状態や、内燃機関２から排出される排ガスの量、温度、圧力等の情報を受信する。ＥＣＵ７は、例えば受信した情報に応じ、出力ポート（図示せず）を介して制御信号を送信する。ＥＣＵ７は、例えば、内燃機関２から排出される排ガスの量等に応じて、排ガス浄化装置３の起動と停止とを制御する。
【0026】
＜排ガス浄化用触媒＞
図２は、ここに開示される排ガス浄化用触媒１０を模式的に示す斜視図である。図３は、排ガス浄化用触媒１０を筒軸方向に沿って切断した断面を模式的に示す断面図である。なお、図２および図３の矢印は、排ガスの流れを示している。すなわち、図２および図３では、左側が相対的に内燃機関２に近い排気経路４の上流側（フロント側）であり、右側が相対的に内燃機関２から遠い排気経路４の下流側（リア側）である。また、図２および図３において、符号Ｘは、排ガス浄化用触媒１０（第１触媒１０）の筒軸方向を表している。第１触媒１０は、筒軸方向Ｘが排ガスの流動方向に沿うように排気経路４に設置されている。以下では、筒軸方向Ｘにうち、Ｘ１の側が上流側（排ガス流入側、フロント側ともいう。）であり、Ｘ２の側が下流側（排ガス流出側、リア側ともいう。）である。
図２は、ここに開示される排ガス浄化用触媒１０を模式的に示す斜視図である。図３は、排ガス浄化用触媒１０を筒軸方向に沿って切断した断面を模式的に示す断面図である。なお、図２および図３の矢印は、排ガスの流れを示している。すなわち、図２および図３では、左側が相対的に内燃機関２に近い排気経路４の上流側（フロント側）であり、右側が相対的に内燃機関２から遠い排気経路４の下流側（リア側）である。また、図２および図３において、符号Ｘは、排ガス浄化用触媒１０（第１触媒１０）の筒軸方向を表している。第１触媒１０は、筒軸方向Ｘが排ガスの流動方向に沿うように排気経路４に設置されている。以下では、筒軸方向Ｘにうち、Ｘ１の側が上流側（排ガス流入側、フロント側ともいう。）であり、Ｘ２の側が下流側（排ガス流出側、リア側ともいう。）である。
【0027】
第１触媒１０は、排ガス中の有害成分であるＨＣ、ＣＯ、およびＮＯｘを浄化する機能を有する。ここに開示される排ガス浄化用触媒１０は、リン化合物を含む排ガスを好ましく浄化することができる。例えば排ガス浄化用触媒１０は、オイル由来のリンが触媒に到達し、多量に被毒付着しても高い浄化性能を維持することができる。特に限定されないが、排ガス浄化用触媒１０は、排ガス浄化用触媒１個あたりにおけるリン化合物の含有量がリン元素換算で、８ｇ～１３ｇ程度であっても排ガス中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘを好適に浄化することができる。なお、排ガス浄化用触媒１個当たりのリン化合物の含有量は、ＸＲＦ（蛍光Ｘ線分析法）等によって確認することができる。第１触媒１０のＸ１側の端部は排ガスの流入口１０ａであり、Ｘ２側の端部は排ガスの流出口１０ｂである。第１触媒１０の外形は、ここでは円筒形状である。ただし、第１触媒１０の外形は特に限定されず、例えば、楕円筒形状、多角筒形状、パイプ状、フォーム上、ペレット形状、繊維状等であってもよい。
【0028】
第１触媒１０は、例えば図３に示すように、基材１１と、基材１１の上に形成された触媒層２０と、触媒層２０の上に形成されたリン捕捉層３０と、を備えている。このような構成によれば、排ガス浄化用触媒１０に流入した排ガスは、触媒層２０よりも先にリン捕捉層３０と接触する。このため、排ガス中に含まれるリン化合物が触媒層２０に付着することを好適に抑制することができる。これにより、触媒層２０に含まれる触媒金属の触媒機能やＯＳＣ（oxygen storage capacity）材の酸素吸蔵放出能がリンによって阻害されないため、好適な浄化性能を発揮させることができる。
【0029】
基材１１は、第１触媒１０の骨組みを構成するものである。基材１１としては特に限定されず、従来この種の用途に用いられる種々の素材および形態のものが使用可能である。図示例では、基材１１として、ストレートフロー構造の基材が用いられている。基材１１は、例えば、コージェライト、チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素等のセラミックスで構成されるセラミックス製であってもよいし、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ系合金、Ｎｉ－Ｃｒ－Ａｌ系合金等で構成されるメタル担体であってもよい。図２に示すように、基材１１は、ここではハニカム構造を有している。基材１１は、筒軸方向Ｘに規則的に配列された複数のセル（空洞）１２と、複数のセル１２を仕切る隔壁（リブ）１４と、を備えている。特に限定されるものではないが、基材１１の筒軸方向Ｘに沿う長さ（全長）は、概ね１０ｍｍ～５００ｍｍ、例えば５０ｍｍ～３００ｍｍであってもよい。また、基材１１の体積は、概ね０．１Ｌ～１０Ｌ、例えば１Ｌ～５Ｌであってもよい。なお、本明細書において、「基材の体積」とは、基材１１自体の体積（純体積）に加えて、内部のセル１２の容積を含んだ見かけの体積（嵩容積）をいう。
【0030】
セル１２は、排ガスの流路である。セル１２は、筒軸方向Ｘに延びている。セル１２は、基材１１を筒軸方向Ｘに貫通する貫通孔である。セル１２の形状、大きさ、数等は、例えば第１触媒１０に供給される排ガスの流量や成分などを考慮して設計することができる。セル１２の筒軸方向Ｘに直交する断面の形状は特に限定されない。セル１２の断面形状は、例えば正方形、平行四辺形、長方形、台形等の矩形や、その他の多角形（例えば三角形、六角形、八角形）、円形状等の種々の幾何学形状であってもよい。隔壁１４は、セル１２に面し、隣り合うセル１２の間を区切っている。特に限定されるものではないが、隔壁１４の厚み（表面に直交する方向の寸法。以下同じ。）は、機械的強度を向上や、圧損を低減する観点から、概ね１０μｍ～５００μｍ、例えば２０μｍ～１００μｍであってもよい。
【0031】
触媒層２０は、排ガスを浄化する場である。ここに開示される触媒層２０は、触媒金属とＯＳＣ材とを含んでいる。第１触媒１０に流入した排ガスは、第１触媒１０の流路内（セル１２）を流動している間に触媒層２０と接触する。これにより、排ガス中の有害成分が浄化される。例えば排ガスに含まれるＨＣやＣＯは、触媒層２０の触媒機能によって酸化され、水や二酸化炭素等に変換（浄化）される。また、例えばＮＯｘは、触媒層２０の触媒機能によって還元され、窒素に変換（浄化）される。
【0032】
触媒層２０は、図３に示すように、筒軸方向Ｘと直交する厚み方向において、後述するリン捕捉層３０よりも、基材１１の表面に近い側に設けられている。触媒層２０は、基材１１の表面、具体的には隔壁１４の上に設けられている。ただし、触媒層２０は、その一部またはその全部が、触媒層２０の内部に浸透していてもよい。触媒層２０は、典型的には連通した多数の空隙を有する多孔質体である。
【0033】
図３に示す例では、触媒層２０は、筒軸方向Ｘに直交する厚み方向において、相互に構成の異なる二つの触媒層が積層された積層構造を有している。すなわち、触媒層２０は、ここでは、基材１１の隔壁１４の表面に設けられた第１触媒層２１と、第１触媒層２１の上に設けられた第２触媒層２２と、を備えている。第１触媒層２１と第２触媒層２２とは、長さや厚みが相互に異なっていてもよい。また、第１触媒層２１と第２触媒層２２との間には、さらに組成や性状の異なる第３の層（中間層）が設けられていてもよい。触媒層２０は、第１触媒層２１と、１つまたは２つ以上の第３の層と、第２触媒層２２とを備えていてもよい。
【0034】
第１触媒層２１と第２触媒層２２とは、それぞれ触媒金属を含んでいる。触媒金属は、排ガス中の有害成分を浄化する貴金属である。触媒金属としては特に限定されず、従来この種の触媒において用いられ得る貴金属を用いてよい。かかる貴金属の具体例としては、白金族元素である、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）；金（Ａｕ）；銀（Ａｇ）が挙げられる。これらは、単独で、または二種以上を組み合わせて用いることができる。なかでも、触媒性能の観点から、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、ＩｒおよびＲｕが好ましく、Ｐｔ、ＲｈおよびＰｄがより好ましい。触媒金属の含有量は、特に限定されないが、筒軸方向Ｘに沿って触媒層２０が形成されている基材の部分の体積１Ｌあたり、例えば０．０５ｇ／Ｌ～１０ｇ／Ｌであることが好ましく、０．１ｇ／Ｌ～５ｇ／Ｌであってもよい。
【0035】
ここに開示される排ガス浄化用触媒１０では、第１触媒層２１と第２触媒層２２とは、相互に異なる種類の触媒金属を含んでいることが好ましい。例えば、第１触媒層２１が酸化活性の高い酸化触媒を含み、第２触媒層２２が還元活性の高い還元触媒を含むとよい。具体的には、第１触媒層２１は、触媒金属としてＰｄおよびＰｔのうち少なくとも一つを含むことが好ましく、Ｐｄを含むことがより好ましい。また、第２触媒層２２は、還元活性の高い還元触媒を含む。第２触媒層２２は、触媒金属としてＲｈを含むことが好ましい。これにより、排ガス中に含まれる、ＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘをいずれも好適に浄化することができる。また、触媒金属を異なる層に配置することにより、貴金属のシンタリング等が抑制されて、それぞれの触媒金属の浄化性能が好適に発揮され得る。
【0036】
ここに開示される排ガス浄化用触媒１０では、第１触媒層２１が触媒金属としてＰｄを含み、第２触媒層２２が触媒金属としてＲｈを含むことが好ましい。Ｒｈは、ＨＣ、ＣＯＮＯｘのいずれの浄化にも寄与が高く、特にＮＯｘの浄化への寄与が高い。そして、触媒層２０において表層側（すなわち第２触媒層２２）にＲｈを配置することでＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを効率よく浄化することができるため好ましい。一方で、Ｒｈは、Ｐｄと比較してリン被毒によって活性低下しやすい傾向にある。このため、リン被毒環境下では、Ｒｈを表層側に配置することは好ましくない。そこで、ここに開示される排ガス浄化用触媒１０では、後述するリン捕捉層３０を、Ｒｈを含む第２触媒層２２の上に設けることにより、第２触媒層２２のリン被毒を好適に抑制する。かかる構成によれば、Ｒｈのリン被毒を好適に抑制することができるため、Ｒｈを表層側に配置することができ、ＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘを、いずれも好適に浄化することができる排ガス浄化用触媒が実現される。
【0037】
触媒金属は、排ガスとの接触面積を高める観点から、十分に小さい粒子状であることが好ましい。触媒金属の平均粒子径は、概ね０．１ｎｍ～１５ｎｍ、例えば１０ｎｍ以下、さらには５ｎｍ以下であるとよい。なお、本明細書において、「平均粒子径」とは、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission Electron Microscope）観察で求められる２０個以上の粒径の個数基準の平均値である。
【0038】
第１触媒層２１と第２触媒層２２とは、それぞれ、触媒金属を担持する担体を含有している。担体としては特に限定されず、従来この種の触媒において用いられ得る無機化合物を用いてよい。担体は、比表面積が大きい無機多孔質体であるとよい。なお、本明細書において「比表面積」とは、特に記載のない限り、ＢＥＴ法により測定される比表面積を指す。担体としては、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、シリカ（ＳｉＯ２）、セリア（ＣｅＯ２）、チタニア（ＴｉＯ２）等の金属酸化物や、その固溶体（例えば、セリア－ジルコニア複合酸化物等）、あるいはそれらの組み合わせが挙げられる。担持材料の形状（外形）は特に限定されないが、より大きい比表面積を確保できるという観点から、粉末状のもの（例えば、アルミナ粉末等）が好ましく用いられ得る。担体粒子としては、比表面積が５０ｍ２／ｇ以上５００ｍ２／ｇ以下（例えば２００ｍ２／ｇ以上４００ｍ２／ｇ以下）であることが、耐熱性、構造安定性の観点からは好ましい。また、担体粒子の平均粒子径は、例えば０．００１μｍ～１０μｍ（好ましくは０．０１μｍ～５μｍ）程度であるとよい。
【0039】
第１触媒層２１と第２触媒層２２とは、それぞれＯＳＣ材を含んでいる。ＯＳＣ材は、排ガスの空燃比がリーンであるときに排ガス中の酸素を吸蔵し、排ガスの空燃比がリッチであるときに吸蔵されている酸素を放出する機能（酸素吸蔵放出能）を有し、雰囲気変動を緩和する作用を有する成分である。ＯＳＣ材は、触媒金属の担体として機能していてもよいし、触媒金属を担持していない非担持体であってもよい。ＯＳＣ材としては、具体的に例えば、酸素吸蔵能の高いセリア（ＣｅＯ２）を含む金属酸化物（Ｃｅ含有酸化物）が挙げられる。Ｃｅ含有酸化物は、セリアであってもよく、セリアとセリア以外の金属酸化物との複合酸化物であってもよい。Ｃｅ含有酸化物は、耐熱性や耐久性を向上する観点等から、Ｚｒを含む酸化物、例えばＣｅＯ２－ＺｒＯ２複合酸化物（ＣＺ複合酸化物）であるとよい。ＣＺ複合酸化物は、例えばＬａ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１０、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３等の希土類金属酸化物をさらに含んでいてもよい。
【0040】
ＣＺ複合酸化物は、Ｃｅリッチであってもよく、Ｚｒリッチであってもよい。いくつかの態様において、セリアの混合割合は、ＣＺ複合酸化物の全体を１００質量％としたときに、概ね１０質量％～７０質量％、例えば２０質量％～６０質量％であるとよい。セリアの混合割合が所定値以上であることにより、酸素吸蔵放出能をより向上させることができる。一方で、セリアの混合割合が所定値以下であることにより、耐熱性を向上することができる。上記範囲内であるとここに開示される技術の効果と耐熱性とを高いレベルで兼ね備えることができる。
【0041】
触媒層２０は、上記した触媒金属、ＯＳＣ材に加えて、他の成分を含有していてもよい。具体的に例えば、触媒層２０は助触媒成分を含んでいてもよい。助触媒成分の好適例としては、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属元素が挙げられる。触媒層２０は、例えばアルカリ土類金属元素の酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、酢酸塩、ギ酸塩、シュウ酸塩、ハロゲン化物等の形態で含有されていてもよい。触媒層２０における、このようなＢａ等のアルカリ土類金属元素の含有量は、筒軸方向Ｘに沿って触媒層２０が形成されている基材の部分の体積１Ｌあたり、例えば０．１ｇ／Ｌ～１０ｇ／Ｌ（好ましくは１ｇ／Ｌ～１０ｇ／Ｌ）程度であるとよい。特に限定されないが、第１触媒層２１において、触媒金属としてのＰｄと、助触媒成分（特にはＢａ）とを共存させることにより、ＢａからＰｄへの電子供与によりＰｄのシンタリングが抑制されて、Ｐｄの触媒活性を向上することができる。したがって、助触媒成分を含む場合には、第１触媒層２１に助触媒成分を含み、Ｐｄと共存させることが好ましい。
【0042】
触媒層２０は、排ガスの流入口１０ａから下流側に向かって、筒軸方向Ｘに沿うように設けられていてもよいし、排ガスの流出口１０ｂから上流側に向かって、筒軸方向Ｘに沿うように設けられていてもよい。好ましくは、触媒層２０は排ガスの流入口１０ａから下流側に向かって、筒軸方向Ｘに沿うように設けられているとよい。触媒層２０は、基材１１の上に連続的に設けられていてもよく、断続的に設けられていてもよい。触媒層２０の筒軸方向Ｘの全体のコート幅（平均長さ）Ｌ１は、例えば基材１１の大きさや排ガス浄化用触媒１０に流通する排ガスの流量等を考慮して設計すればよい。いくつかの態様において、触媒層２０の筒軸方向Ｘのコート幅Ｌ１は、排ガス浄化用触媒１０の筒軸方向Ｘの全長をＬとしたときに、０．５Ｌ≦Ｌ１≦Ｌを満たし、好ましくは、０．８Ｌ≦Ｌ１≦Ｌ、例えば、０．９Ｌ≦Ｌ１≦Ｌを満たしている。
【0043】
触媒層２０のコート量（成形量）は、特に限定されない。触媒層２０のコート量は、筒軸方向Ｘに沿って触媒層２０が形成されている基材の部分の体積１Ｌあたり、例えば１０ｇ／Ｌ～５００ｇ／Ｌであり、１００ｇ／Ｌ～３００ｇ／Ｌであってもよい。上記範囲を満たすことにより、有害成分の浄化性能の向上と圧損の低減とを高いレベルで両立することができる。また、触媒層２０の厚みは、特に限定されず、耐久性や耐剥離性等を考慮して適宜設計すればよい。触媒層２０の厚み（筒軸方向Ｘに直交する厚み方向の平均長さ）は、例えば１～１００μｍであり、５～１００μｍであってもよい。
【0044】
リン捕捉層３０は、排ガス中に含まれるリン化合物を捕捉する機能を有する。リン捕捉層３０がリン化合物を捕捉することにより、触媒層２０がリンによって被毒されて浄化性能が低下することを抑制することができる。本発明者らの検討によれば、排ガス浄化用触媒１０は、排ガスの流入側（上流側）の表層部分が最もリン被毒を受けやすいことを見出した。このため、図３に示すように、リン捕捉層３０は、排ガス浄化用触媒１０の筒軸方向Ｘと直交する厚み方向において触媒層２０の上（すなわち、触媒層２０よりも基材１１の表面から離れた側）であって、かつ、流入口１０ａ（すなわち、上流側の端部）から下流側に向かって、筒軸方向Ｘに沿うように配置される。これにより、排ガス中に含まれるリン化合物を好適に捕捉することができ、触媒層２０がリンによって被毒され難く、十分な浄化性能が確保される。特に限定されないが、リン捕捉層３０におけるリン捕捉成分の含有量は、筒軸方向Ｘに沿ってリン捕捉層３０が形成されている基材の部分の体積１Ｌあたり、例えば１ｇ／Ｌ～１００ｇ／Ｌであることが好ましく、２０ｇ／Ｌ～８０ｇ／Ｌであることがより好ましく、３０ｇ／Ｌ～８０ｇ／Ｌであることがさらに好ましい。
【0045】
リン捕捉層３０は、リン捕捉成分として硫酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムを含む。リンを捕捉する成分として、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）等が知られているが、本発明者らは、これらの中でも、カルシウムはグラム当たりのリン捕捉量が非常に大きく、少ない添加量で大量のリンを捕捉できることを見出した。また、カルシウムを硫酸カルシウムおよび炭酸カルシウムとしてリン捕捉層３０に含ませることにより、リンとの反応性がさらに向上することも見出した。これにより、リン捕捉成分として硫酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムを含むことにより、従来のリン捕捉成分と同程度の含有量であってもリンの捕捉量を大幅に増加させることができる。したがって、排ガス浄化用触媒１０において触媒金属やＯＳＣ材等の量が十分に確保されるため、浄化性能を十分に発揮しつつ、リン被毒を抑制することができる。なお、リン捕捉層に硫酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムが含まれることは、例えばＳＥＭ－ＥＤＸ（Scanning Electron Microscopy - Energy Dispersive X-ray Spectroscopy）、ＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analyzer）によるコート層（リン捕捉層）の観察、あるいは掻き取ったコート層（リン捕捉層）のＸＲＤ（X-ray Diffraction）分析によって確認することができる。
【0046】
さらに、本発明者らが検討した結果によれば、カルシウムは、他の材料と比較してリンとの反応性が高く、リンとの化合物の安定性が高いことを見出した。具体的には、例えばアルミナ等の他材料では、一度リンと化合してリンを捕捉したとしても、高温環境（例えば８００℃以上の環境）や酸化還元の厳しい雰囲気下では分解し、リンを放出する。そして、放出されたリンはいずれ触媒層２０に到達して触媒金属（例えば、ＲｈやＰｄ）が被毒される。一方で、本発明者らが検討した結果によれば、カルシウムはリンとの化合物が非常に安定で、例えば１０００℃以上の高温環境や酸化還元の厳しい雰囲気下でも化学状態が変わらず、捕捉したリンを放出しない。このように、ここに開示される排ガス浄化用触媒１０では、カルシウムをリン捕捉成分として用いることにより、リンの再放出も抑制して、リンが触媒層２０へ移動することを防止することができる。したがって、より好適に触媒層２０をリン被毒から守ることができる。
【0047】
リン捕捉層３０は、上記リン捕捉成分に加えて、Ａｌ含有酸化物を含むことが好ましい。リン捕捉層３０がＡｌ含有酸化物を含むことにより、例えばリンの捕捉性能がより向上し得る。また、リン捕捉層３０がＡｌ含有酸化物を含むことにより、リン捕捉層３０の耐熱性を向上する機能、リン捕捉層３０の耐久性を向上する機能、および、触媒層２０からリン捕捉層３０の剥離を抑制する機能のうち少なくとも１つが向上する。Ａｌ含有酸化物は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）であってもよいし、アルミナとアルミナ以外の金属酸化物（例えば希土類金属酸化物）との複合酸化物であってもよい。Ａｌ含有酸化物は、耐熱性や耐久性を向上する観点から、例えば、Ｌａ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３複合酸化物であるとよい。Ｌａ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３複合酸化物は、Ｌａリッチであってもよく、Ａｌリッチであってもよい。Ｌａ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３複合酸化物におけるアルミナ以外の金属酸化物の混合割合は特に限定されない。使用に伴う経年劣化を抑制する等の観点から、Ｌａ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３複合酸化物の全体を１００質量％としたときに、アルミナ以外の金属酸化物が例えば５０質量％未満であり、０．１質量％～２０質量％であってよい。
【0048】
ここに開示される排ガス浄化用触媒１０においては、リン捕捉層３０は、比表面積が２０ｍ２／ｇ以上であるＡｌ含有酸化物を含むことが好ましく、比表面積が５０ｍ２／ｇ以上であるＡｌ含有酸化物を含むことがより好ましい。より好ましくは、リン捕捉層３０は、比表面積が５０ｍ２／ｇ以上であるアルミナを含むとよい。アルミナの比表面積は、８０ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、１００ｍ２／ｇ以上であることがより好ましい。比表面積の上限は、特に限定されないが、例えば２２０ｍ２／ｇ以下であってもよく、２００ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。比表面積が５０ｍ２／ｇ以上であるアルミナを用いることにより、排ガス中に含まれるリン化合物との接触点が増えてより好適にリン化合物を捕捉することができる。これにより、触媒層２０のリン被毒をさらに抑制することができるため、排ガス浄化用触媒１０の浄化性能が向上する
【0049】
排ガス浄化用触媒１０において、上記のとおり、リン捕捉成分に加えてＡｌ含有酸化物を含むことによりリンの捕捉量を増加させることができる。したがって、かかる観点からは、アルミナの含有量は、筒軸方向Ｘに沿ってリン捕捉層３０が形成されている基材の部分の体積１Ｌあたり、例えば２０ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、３０ｇ／Ｌ以上であることがより好ましい。一方で、リン捕捉層３０がアルミナを多く含みすぎる場合には、リン捕捉層３０の厚みが厚くなる虞があり、排ガスが触媒層２０に接触し難くなるため好ましくない。したがって、かかる観点からは、アルミナの含有量は、筒軸方向Ｘに沿ってリン捕捉層３０が形成されている基材の部分の体積１Ｌあたり、９０ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、８０ｇ／Ｌ以下であることがより好ましい。
【0050】
触媒層２０は、上記した触媒金属、Ａｌ含有酸化物に加えて、他の成分を含有していてもよい。他の成分としては、例えばシリカゾル等のバインダ、各種添加剤等が挙げられる。
【0051】
上記したように、触媒層２０は触媒金属とＯＳＣ材とを含んでいる。触媒金属は、リン被毒を受けた場合には、触媒性能が低下する。また、ＯＳＣ材がリン被毒した場合には、酸素吸蔵放出能が好適に発揮されなくなるため、触媒全体としての浄化性能が低下する。本発明者らが検討した結果によれば、上記したようにリンの捕捉性能が高い硫酸カルシウムや炭酸カルシウムを触媒層２０中に混合した場合であっても、触媒金属やＯＳＣ材に対するリン被毒を抑制することは難しい。このため、ここに開示される排ガス浄化用触媒１０においては、図３に示すように、リン捕捉層３０と触媒層２０とは独立しており、リン捕捉層３０が触媒層２０の上に配置されている。また、上記した観点から、リン捕捉層３０は触媒金属を実質的に含まないことが好ましく、リン捕捉層３０は触媒金属およびＯＳＣ材を実質的に含まないことがより好ましい。
なお、本明細書において、リン捕捉層がある成分を実質的に含まないとは、リン捕捉層を形成するにあたって少なくとも意図的に当該成分を混入させないことを意味する。したがって、例えば他の層の形成にあたって、もしくは排ガス浄化用触媒の使用段階において、他の層から意図せず上記成分が混入することは許容され得る。また、不可避的な微量成分の混在が許容されることは言うまでもない。特に限定されるものではないが、リン捕捉層がある成分を実質的に含まないとは、例えば、リン捕捉層の全質量に対する当該成分の含有量が、１質量％以下（好ましくは０．５質量％以下、より好ましくは０．１質量％以下、さらに好ましくは０質量％）であることをいう。
なお、本明細書において、リン捕捉層がある成分を実質的に含まないとは、リン捕捉層を形成するにあたって少なくとも意図的に当該成分を混入させないことを意味する。したがって、例えば他の層の形成にあたって、もしくは排ガス浄化用触媒の使用段階において、他の層から意図せず上記成分が混入することは許容され得る。また、不可避的な微量成分の混在が許容されることは言うまでもない。特に限定されるものではないが、リン捕捉層がある成分を実質的に含まないとは、例えば、リン捕捉層の全質量に対する当該成分の含有量が、１質量％以下（好ましくは０．５質量％以下、より好ましくは０．１質量％以下、さらに好ましくは０質量％）であることをいう。
【0052】
リン捕捉層３０は、上記したとおり、排ガスの流入口１０ａ（すなわち上流側の端部）から下流側に向かって、筒軸方向Ｘに沿うように設けられている。リン捕捉層３０は、触媒層２０の上に連続的に設けられていることが好ましい。これにより、触媒層２０のリン被毒を好適に抑制することができる。特に限定されないが、排ガス浄化用触媒１０の筒軸方向Ｘにおいて上流側の端部を０％、下流側の端部を１００％としたときに、リン捕捉層３０は、少なくとも３０％以上のコート幅（平均長さ）で設けられていることが好ましく、４０％以上のコート幅で設けられていてもよく、５０％以上のコート幅で設けられていてもよく、例えば１００％のコート幅で（すなわち筒軸方向Ｘの全長に）設けられていてもよい。これにより、流入した排ガスは触媒層２０に接触するよりも先にリン捕捉層３０と接触するため、リン化合物を好適に捕捉することができ、触媒層２０のリン被毒が抑制される。一方で、排ガスと触媒層２０との接触性の観点からは、排ガス浄化用触媒１０の上流側において触媒層２０の上にリン捕捉層３０が配置され、下流側では触媒層２０の上にリン捕捉層３０が配置されていなくてもよい。具体的に、排ガス浄化用触媒１０の筒軸方向Ｘにおいて上流側の端部を０％、下流側の端部を１００％としたときに、リン捕捉層３０は、９０％以下のコート幅で設けられていることが好ましく、８０％以下のコート幅で設けられていることがより好ましく、７０％以下のコート幅で設けられていてもよく、６０％以下のコート幅で設けられていてもよい。例えば、リン捕捉層３０は、筒軸方向Ｘの長さを１００％としたときに、３０％以上９０％以下（好ましくは３０％以上８０％以下）のコート幅で上流側の端部から下流側に向けて設けられているとよい。これにより、排ガス浄化用触媒１０の上流側ではリン被毒が好適に抑制され、下流側では排ガスと触媒層２０とが好適に接触するため、排ガス浄化用触媒１０の全体としての浄化性能が向上する。
【0053】
ここに開示される排ガス浄化用触媒１０では、リン捕捉層３０の下流側に、触媒金属を含む触媒層２０が配置されていないことが好ましい。排ガス浄化用触媒１０において触媒金属の含有量が同じである場合、触媒金属を下流側に配置すると排ガス浄化用触媒１０が十分に暖機されていない状態での浄化性能が低下するためである。これは、触媒の暖気過程では上流側から順に温まるため、触媒金属量が同じであれば上流側に触媒金属を配置することにより、暖機中であっても浄化性能を確保することができる。一方で、下流側は上流側と比較すると暖機が遅く、下流側に触媒金属を配置した場合には、当該触媒金属の活性温度になるまで浄化性能が十分に発揮されない。したがって、上記観点からは、リン捕捉層３０の下流側に触媒層２０が配置されていないことが好ましい。
【0054】
リン捕捉層３０のコート量（成形量）は、特に限定されない。リン捕捉層３０のコート量は、筒軸方向Ｘに沿ってリン捕捉層３０が形成されている基材の部分の体積１Ｌあたり、例えば１０ｇ／Ｌ～２００ｇ／Ｌであり、３０ｇ／Ｌ～１００ｇ／Ｌであってもよく、５０ｇ／Ｌ～１００ｇ／Ｌであってもよい。上記範囲を満たすことにより、リン捕捉層３０によるリン捕捉機能を好適に発揮させることができる。また、リン捕捉層３０の厚みは、特に限定されず、耐久性や耐剥離性等を考慮して適宜設計すればよい。リン捕捉層３０の厚み（筒軸方向Ｘに直交する厚み方向の平均長さ）は、例えば１～１００μｍであり、５～１００μｍであってもよい。
【0055】
＜排ガス浄化用触媒の製造方法＞
上記したような排ガス浄化用触媒１０は、例えば以下の手順によって作製することができる。まず、基材１１と、第１触媒層２１を形成するための第１触媒層形成用スラリーと、第２触媒層２２を形成するための第２触媒層形成用スラリーと、リン捕捉層３０を形成するためのリン捕捉層形成用スラリーと、を用意する。第１触媒層形成用スラリーおよび第２触媒層形成用スラリーについては、三元触媒を含有する触媒層を形成するための公知の触媒層形成用スラリーと同様であってよい。例えば、第１触媒層形成用スラリーおよび第２触媒層形成用スラリーは、貴金属源（例えば、貴金属をイオンとして含む溶液）、担体、および任意成分（バインダ、各種添加剤等）を、分散媒に分散させることにより調製することができる。また、リン捕捉層形成用スラリーは、リン捕捉成分としての硫酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウム、Ａｌ複合酸化物、および任意成分（バインダ、各種添加剤等）を、分散媒に分散させることにより調製することができる。
上記したような排ガス浄化用触媒１０は、例えば以下の手順によって作製することができる。まず、基材１１と、第１触媒層２１を形成するための第１触媒層形成用スラリーと、第２触媒層２２を形成するための第２触媒層形成用スラリーと、リン捕捉層３０を形成するためのリン捕捉層形成用スラリーと、を用意する。第１触媒層形成用スラリーおよび第２触媒層形成用スラリーについては、三元触媒を含有する触媒層を形成するための公知の触媒層形成用スラリーと同様であってよい。例えば、第１触媒層形成用スラリーおよび第２触媒層形成用スラリーは、貴金属源（例えば、貴金属をイオンとして含む溶液）、担体、および任意成分（バインダ、各種添加剤等）を、分散媒に分散させることにより調製することができる。また、リン捕捉層形成用スラリーは、リン捕捉成分としての硫酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウム、Ａｌ複合酸化物、および任意成分（バインダ、各種添加剤等）を、分散媒に分散させることにより調製することができる。
【0056】
次いで、第１触媒層形成用スラリーと、第２触媒層形成用スラリーと、リン捕捉層形成用スラリーとを基材１１に塗工する。これらのスラリーの塗工は、従来使用されている方法、例えば含浸法やウォッシュコート法等で行うことができる。一例では、まず、上記で調製した第１触媒層形成用スラリーを基材１１の流入口１０ａ側の端部からセル１２に流入させ、筒軸方向Ｘに沿って所定の長さまで供給し、乾燥した後、焼成する。次いで、上記で調製した第２触媒層形成用スラリーを基材１１の流入口１０ａ側の端部からセル１２に流入させ、筒軸方向Ｘに沿って所定の長さまで供給し、乾燥した後、焼成する。そして、リン捕捉層形成用スラリーを基材１１の流出口１０ｂ側の端部からセル１２に流入させ、筒軸方向Ｘに沿って所定の長さまで供給し、乾燥した後、焼成する。スラリーの乾燥や焼成の方法（時間や温度等）は従来と同様であってよい。これにより、基材１１に触媒層２０およびリン捕捉層３０を形成することができる。このようにして排ガス浄化用触媒１０を形成することができる。
【0057】
上述した排ガス浄化用触媒は、自動車やトラック等の車両や、自動二輪車や原動機付き自転車をはじめとして、船舶、タンカー、水上バイク、パーソナルウォータークラフト、船外機などのマリン用製品、草刈機、チェーンソー、トリマーなどのガーデニング用製品、ゴルフカート、四輪バギーなどのレジャー用製品、コージェネレーションシステムなどの発電設備、ゴミ焼却炉などの内燃機関から排出される排ガスの浄化に好適に用いることができる。
【0058】
以下、本発明に関する試験例を説明するが、本発明を以下の試験例に示すものに限定することを意図したものではない。なお、以下の試験例において「ｇ／Ｌ」との単位は、円筒軸方向において、所定の層が形成された基材の部分の体積１Ｌ当たりの含有量を示す。
【0059】
＜第１の試験＞
ここでは、組成が異なる５種類のスラリー（Ａ）～（Ｅ）を用いて構成が異なる排ガス浄化用触媒を作製し、リン被毒を好適に抑制できる構成を検討した。
ここでは、組成が異なる５種類のスラリー（Ａ）～（Ｅ）を用いて構成が異なる排ガス浄化用触媒を作製し、リン被毒を好適に抑制できる構成を検討した。
【0060】
１．各例の作製
まず、円筒形状のハニカム基材（コージェライト製、容量：１．２Ｌ、基材の直径：１１８ｍｍ、基材の全長：１１２ｍｍ）を用意した。次に、以下の５種類のスラリー（第１触媒層形成用スラリー、第２触媒層形成用スラリー、リン捕捉層形成用スラリー、第１混合層形成用スラリー、第２混合層形成用スラリー）を調製した。なお、アルミナとしてはＬａを含む複合化アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）であり、比表面積が１００ｍ２／ｇであるものを用いた。また、ＯＳＣ材としては、Ｌａ、Ｐｒ、ＮｄおよびＹを添加成分として含むセリア－ジルコニア（ＣｅＯ２－ＺｒＯ２）複合酸化物を用いた。
（Ａ）第１触媒層形成用スラリー：ＯＳＣ材と、アルミナと、硝酸Ｐｄ水溶液と、助触媒としての硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）と、アルミナ系バインダとを蒸留水中で混合した。そして、この混合液をミリングして粒子径を制御し、第１触媒層形成用スラリーを調製した。
（Ｂ）第２触媒層形成用スラリー：ＯＳＣ材と、アルミナと、塩酸Ｒｈ水溶液と、アルミナ系バインダとを蒸留水中で混合した。そして、この混合液をミリングして粒子径を制御し、第２触媒層形成用スラリーを調製した。
（Ｃ）リン捕捉層形成用スラリー：リン捕捉成分としての硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）と、アルミナと、アルミナ系バインダとを蒸留水中で混合した。そして、この混合液をミリングして粒子径を制御し、リン捕捉層形成用スラリーを調製した。
（Ｄ）第１混合層形成用スラリー：ＯＳＣ材と、アルミナと、硝酸Ｐｄ水溶液と、リン捕捉成分としての硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）と、アルミナ系バインダとを蒸留水中で混合した。そして、この混合液をミリングして粒子径を制御し、触媒金属としてのＰｄと、リン捕捉成分としての硫酸カルシウムとを含む第１混合層形成用スラリーを調製した。
（Ｅ）第２混合層形成用スラリー：ＯＳＣ材と、アルミナと、塩酸Ｒｈ水溶液と、リン捕捉成分としての硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）と、アルミナ系バインダとを蒸留水中で混合した。そして、この混合液をミリングして粒子径を制御し、触媒金属としてのＲｈと、リン捕捉成分としての硫酸カルシウムとを含む第２混合層形成用スラリーを調製した。
まず、円筒形状のハニカム基材（コージェライト製、容量：１．２Ｌ、基材の直径：１１８ｍｍ、基材の全長：１１２ｍｍ）を用意した。次に、以下の５種類のスラリー（第１触媒層形成用スラリー、第２触媒層形成用スラリー、リン捕捉層形成用スラリー、第１混合層形成用スラリー、第２混合層形成用スラリー）を調製した。なお、アルミナとしてはＬａを含む複合化アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）であり、比表面積が１００ｍ２／ｇであるものを用いた。また、ＯＳＣ材としては、Ｌａ、Ｐｒ、ＮｄおよびＹを添加成分として含むセリア－ジルコニア（ＣｅＯ２－ＺｒＯ２）複合酸化物を用いた。
（Ａ）第１触媒層形成用スラリー：ＯＳＣ材と、アルミナと、硝酸Ｐｄ水溶液と、助触媒としての硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）と、アルミナ系バインダとを蒸留水中で混合した。そして、この混合液をミリングして粒子径を制御し、第１触媒層形成用スラリーを調製した。
（Ｂ）第２触媒層形成用スラリー：ＯＳＣ材と、アルミナと、塩酸Ｒｈ水溶液と、アルミナ系バインダとを蒸留水中で混合した。そして、この混合液をミリングして粒子径を制御し、第２触媒層形成用スラリーを調製した。
（Ｃ）リン捕捉層形成用スラリー：リン捕捉成分としての硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）と、アルミナと、アルミナ系バインダとを蒸留水中で混合した。そして、この混合液をミリングして粒子径を制御し、リン捕捉層形成用スラリーを調製した。
（Ｄ）第１混合層形成用スラリー：ＯＳＣ材と、アルミナと、硝酸Ｐｄ水溶液と、リン捕捉成分としての硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）と、アルミナ系バインダとを蒸留水中で混合した。そして、この混合液をミリングして粒子径を制御し、触媒金属としてのＰｄと、リン捕捉成分としての硫酸カルシウムとを含む第１混合層形成用スラリーを調製した。
（Ｅ）第２混合層形成用スラリー：ＯＳＣ材と、アルミナと、塩酸Ｒｈ水溶液と、リン捕捉成分としての硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）と、アルミナ系バインダとを蒸留水中で混合した。そして、この混合液をミリングして粒子径を制御し、触媒金属としてのＲｈと、リン捕捉成分としての硫酸カルシウムとを含む第２混合層形成用スラリーを調製した。
【0061】
［比較例１］
第１触媒層形成用スラリーを、基材の上流側（排ガス流入側）から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の全長の１００％に当たる部分にコートした。当該第１触媒層形成用スラリーのコート量は、Ｐｄの含有量が２．８３ｇ／Ｌとなるようにした。そして、これを２５０℃の乾燥機で１時間乾燥した後、５００℃の電気炉で１時間焼成した。これにより、基材の隔壁の表面に第１触媒層を形成した。
次に、第２触媒層形成用スラリーを、基材の上流側から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の全長の１００％に当たる部分にコートした。当該第２触媒層形成用スラリーのコート量は、Ｒｈの含有量が０．１２ｇ／Ｌとなるようにした。そして、これを２５０℃の乾燥機で１時間乾燥した後、５００℃の電気炉で１時間焼成した。これにより、上記形成した第１触媒層の表面に第２触媒層を形成した。このようにして、リン捕捉層を有しない、比較例１の排ガス浄化用触媒を得た。
第１触媒層形成用スラリーを、基材の上流側（排ガス流入側）から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の全長の１００％に当たる部分にコートした。当該第１触媒層形成用スラリーのコート量は、Ｐｄの含有量が２．８３ｇ／Ｌとなるようにした。そして、これを２５０℃の乾燥機で１時間乾燥した後、５００℃の電気炉で１時間焼成した。これにより、基材の隔壁の表面に第１触媒層を形成した。
次に、第２触媒層形成用スラリーを、基材の上流側から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の全長の１００％に当たる部分にコートした。当該第２触媒層形成用スラリーのコート量は、Ｒｈの含有量が０．１２ｇ／Ｌとなるようにした。そして、これを２５０℃の乾燥機で１時間乾燥した後、５００℃の電気炉で１時間焼成した。これにより、上記形成した第１触媒層の表面に第２触媒層を形成した。このようにして、リン捕捉層を有しない、比較例１の排ガス浄化用触媒を得た。
【0062】
［比較例２］
第１触媒層形成用スラリーを比較例１と同様にして基材にコートし、乾燥および焼成した。これにより、基材の隔壁の表面に第１触媒層を形成した。次に、第２混合層形成用スラリーを、基材の上流側から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の全長の１００％に当たる部分にコートした。当該第２混合層形成用スラリーのコート量は、Ｒｈの含有量が０．１２ｇ／Ｌ、リン捕捉成分の含有量が硫酸カルシウム換算で３０ｇ／Ｌとなるようにした。そして、これを２５０℃の乾燥機で１時間乾燥した後、５００℃の電気炉で１時間焼成した。これにより、上記形成した第１触媒層の表面に、触媒金属としてのＲｈと、リン捕捉成分としての硫酸カルシウムとを含む第２混合層を形成した。このようにして、第１触媒層の表面に第２混合層を有する、比較例２の排ガス浄化用触媒を得た。
第１触媒層形成用スラリーを比較例１と同様にして基材にコートし、乾燥および焼成した。これにより、基材の隔壁の表面に第１触媒層を形成した。次に、第２混合層形成用スラリーを、基材の上流側から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の全長の１００％に当たる部分にコートした。当該第２混合層形成用スラリーのコート量は、Ｒｈの含有量が０．１２ｇ／Ｌ、リン捕捉成分の含有量が硫酸カルシウム換算で３０ｇ／Ｌとなるようにした。そして、これを２５０℃の乾燥機で１時間乾燥した後、５００℃の電気炉で１時間焼成した。これにより、上記形成した第１触媒層の表面に、触媒金属としてのＲｈと、リン捕捉成分としての硫酸カルシウムとを含む第２混合層を形成した。このようにして、第１触媒層の表面に第２混合層を有する、比較例２の排ガス浄化用触媒を得た。
【0063】
［比較例３］
第１混合層形成用スラリーを、基材の上流側から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の全長の１００％に当たる部分にコートした。当該第１混合層形成用スラリーのコート量は、Ｐｄの含有量が２．８３ｇ／Ｌ、リン捕捉成分の含有量が硫酸カルシウム換算で３０ｇ／Ｌとなるようにした。そして、これを２５０℃の乾燥機で１時間乾燥した後、５００℃の電気炉で１時間焼成した。これにより、基材の隔壁の表面に、触媒金属としてのＰｄと、リン捕捉成分としての硫酸カルシウムとを含む第１混合層を形成した。次に、第２触媒層形成用スラリーを比較例１と同様にして基材にコートし、乾燥および焼成した。これにより、上記形成した第１混合層の表面に第２触媒層を形成した。このようにして、第１混合層の表面に第２触媒層を有する、比較例３の排ガス浄化用触媒を得た。
第１混合層形成用スラリーを、基材の上流側から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の全長の１００％に当たる部分にコートした。当該第１混合層形成用スラリーのコート量は、Ｐｄの含有量が２．８３ｇ／Ｌ、リン捕捉成分の含有量が硫酸カルシウム換算で３０ｇ／Ｌとなるようにした。そして、これを２５０℃の乾燥機で１時間乾燥した後、５００℃の電気炉で１時間焼成した。これにより、基材の隔壁の表面に、触媒金属としてのＰｄと、リン捕捉成分としての硫酸カルシウムとを含む第１混合層を形成した。次に、第２触媒層形成用スラリーを比較例１と同様にして基材にコートし、乾燥および焼成した。これにより、上記形成した第１混合層の表面に第２触媒層を形成した。このようにして、第１混合層の表面に第２触媒層を有する、比較例３の排ガス浄化用触媒を得た。
【0064】
［比較例４］
第１触媒層形成用スラリーを比較例１と同様にして基材にコートし、乾燥および焼成した。これにより、基材の隔壁の表面に第１触媒層を形成した。次に、第２触媒層形成用スラリーを比較例１と同様にして基材にコートし、乾燥および焼成した。これにより、第１触媒層の表面に、第２触媒層を形成した。そして、リン捕捉層形成用スラリーを、基材の下流側（排ガス流出側）から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の下流側から４０％に当たる部分（すなわち、基材の筒軸方向の上流側の端部を０％、下流側の端部を１００％としたときに、６０％～１００％の部分）にコートした。当該リン捕捉層形成用スラリーのコート量は、リン捕捉成分の含有量が硫酸カルシウム換算で３０ｇ／Ｌとなるようにした。これを２５０℃の乾燥機で１時間乾燥した後、５００℃の電気炉で１時間焼成した。これにより、上記形成した第２触媒層の表面であって、基材の筒軸方向の下流側から４０％の部分にリン捕捉成分として硫酸カルシウムを含むリン捕捉層を形成した。このようにして、基材の筒軸方向の全長において、第１触媒層と、第２触媒層とを有し、基材の筒軸方向の下流側から４０％の部分にリン捕捉層を有する比較例４の排ガス浄化用触媒を得た。
第１触媒層形成用スラリーを比較例１と同様にして基材にコートし、乾燥および焼成した。これにより、基材の隔壁の表面に第１触媒層を形成した。次に、第２触媒層形成用スラリーを比較例１と同様にして基材にコートし、乾燥および焼成した。これにより、第１触媒層の表面に、第２触媒層を形成した。そして、リン捕捉層形成用スラリーを、基材の下流側（排ガス流出側）から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の下流側から４０％に当たる部分（すなわち、基材の筒軸方向の上流側の端部を０％、下流側の端部を１００％としたときに、６０％～１００％の部分）にコートした。当該リン捕捉層形成用スラリーのコート量は、リン捕捉成分の含有量が硫酸カルシウム換算で３０ｇ／Ｌとなるようにした。これを２５０℃の乾燥機で１時間乾燥した後、５００℃の電気炉で１時間焼成した。これにより、上記形成した第２触媒層の表面であって、基材の筒軸方向の下流側から４０％の部分にリン捕捉成分として硫酸カルシウムを含むリン捕捉層を形成した。このようにして、基材の筒軸方向の全長において、第１触媒層と、第２触媒層とを有し、基材の筒軸方向の下流側から４０％の部分にリン捕捉層を有する比較例４の排ガス浄化用触媒を得た。
【0065】
［実施例１］
第１触媒層形成用スラリーを、基材の上流側（排ガス流入側）から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の全長の１００％に当たる部分にコートした。当該第１触媒層形成用スラリーのコート量は、Ｐｄの含有量が２．８３ｇ／Ｌとなるようにした。そして、これを２５０℃の乾燥機で１時間乾燥した後、５００℃の電気炉で１時間焼成した。これにより、基材の隔壁の表面に、触媒金属としてＰｄを含む第１触媒層を形成した。
次に、第２触媒層形成用スラリーを、基材の上流側から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の全長の１００％に当たる部分にコートした。当該第２触媒層形成用スラリーのコート量は、Ｒｈの含有量が０．１２ｇ／Ｌとなるようにした。そして、これを２５０℃の乾燥機で１時間乾燥した後、５００℃の電気炉で１時間焼成した。これにより、上記形成した第１触媒層の表面に、触媒金属としてＲｈを含む第２触媒層を形成した。
そして、リン捕捉層形成用スラリーを、基材の上流側から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の全長の１００％に当たる部分にコートした。当該リン捕捉層形成用スラリーのコート量は、アルミナの含有量が５０ｇ／Ｌ、リン捕捉成分の含有量が硫酸カルシウム換算で３０ｇ／Ｌとなるようにした。これを２５０℃の乾燥機で１時間乾燥した後、５００℃の電気炉で１時間焼成した。これにより、上記形成した第２触媒層の表面に、リン捕捉成分として硫酸カルシウムを含むリン捕捉層を形成した。このようにして、基材の筒軸方向の全長において、第１触媒層と、第２触媒層と、リン捕捉層とを有する実施例１の排ガス浄化用触媒を得た。
第１触媒層形成用スラリーを、基材の上流側（排ガス流入側）から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の全長の１００％に当たる部分にコートした。当該第１触媒層形成用スラリーのコート量は、Ｐｄの含有量が２．８３ｇ／Ｌとなるようにした。そして、これを２５０℃の乾燥機で１時間乾燥した後、５００℃の電気炉で１時間焼成した。これにより、基材の隔壁の表面に、触媒金属としてＰｄを含む第１触媒層を形成した。
次に、第２触媒層形成用スラリーを、基材の上流側から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の全長の１００％に当たる部分にコートした。当該第２触媒層形成用スラリーのコート量は、Ｒｈの含有量が０．１２ｇ／Ｌとなるようにした。そして、これを２５０℃の乾燥機で１時間乾燥した後、５００℃の電気炉で１時間焼成した。これにより、上記形成した第１触媒層の表面に、触媒金属としてＲｈを含む第２触媒層を形成した。
そして、リン捕捉層形成用スラリーを、基材の上流側から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の全長の１００％に当たる部分にコートした。当該リン捕捉層形成用スラリーのコート量は、アルミナの含有量が５０ｇ／Ｌ、リン捕捉成分の含有量が硫酸カルシウム換算で３０ｇ／Ｌとなるようにした。これを２５０℃の乾燥機で１時間乾燥した後、５００℃の電気炉で１時間焼成した。これにより、上記形成した第２触媒層の表面に、リン捕捉成分として硫酸カルシウムを含むリン捕捉層を形成した。このようにして、基材の筒軸方向の全長において、第１触媒層と、第２触媒層と、リン捕捉層とを有する実施例１の排ガス浄化用触媒を得た。
【0066】
［実施例２］
リン捕捉層形成用スラリーを、基材の上流側から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の上流側から４０％に当たる部分（すなわち、基材の筒軸方向の上流側の端部を０％、下流側の端部を１００％としたときに、０％～４０％の部分）にコートした。このこと以外は実施例１と同様にした。このようにして、基材の筒軸方向の全長において、第１触媒層と、第２触媒層とを有し、基材の筒軸方向の上流側から４０％の部分にリン捕捉層を有する実施例２の排ガス浄化用触媒を得た。
リン捕捉層形成用スラリーを、基材の上流側から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の上流側から４０％に当たる部分（すなわち、基材の筒軸方向の上流側の端部を０％、下流側の端部を１００％としたときに、０％～４０％の部分）にコートした。このこと以外は実施例１と同様にした。このようにして、基材の筒軸方向の全長において、第１触媒層と、第２触媒層とを有し、基材の筒軸方向の上流側から４０％の部分にリン捕捉層を有する実施例２の排ガス浄化用触媒を得た。
【0067】
［リン被毒耐久試験］
各例の排ガス浄化用触媒において、リン被毒ありの耐久試験と、リン被毒なしの耐久試験とをそれぞれ実施した。リン被毒ありの耐久試験は、以下のようにして実施した。まず、５ＬのＶ型エンジンの排気系に各例の排ガス浄化用触媒を設置した。次いで、市販のガソリンに高濃度のリン（Ｐ）を含有するエンジンオイルを混入させ、エンジン内でガソリンを燃焼させることにより、リン化合物を含む排ガスを生成した。リン化合物を含有する排ガスを各例の排ガス浄化用触媒に通過させることでリン被毒を行いつつ、触媒温度９５０℃で１５０時間保持するリン被毒ありの耐久試験を行った。なお、このときの排ガス浄化用触媒へのリン被毒は、触媒１個当たりリン元素換算で１３ｇとなるように制御した。
各例の排ガス浄化用触媒において、リン被毒ありの耐久試験と、リン被毒なしの耐久試験とをそれぞれ実施した。リン被毒ありの耐久試験は、以下のようにして実施した。まず、５ＬのＶ型エンジンの排気系に各例の排ガス浄化用触媒を設置した。次いで、市販のガソリンに高濃度のリン（Ｐ）を含有するエンジンオイルを混入させ、エンジン内でガソリンを燃焼させることにより、リン化合物を含む排ガスを生成した。リン化合物を含有する排ガスを各例の排ガス浄化用触媒に通過させることでリン被毒を行いつつ、触媒温度９５０℃で１５０時間保持するリン被毒ありの耐久試験を行った。なお、このときの排ガス浄化用触媒へのリン被毒は、触媒１個当たりリン元素換算で１３ｇとなるように制御した。
【0068】
リン被毒なしの耐久試験は、以下のようにして実施した。５ＬのＶ型エンジンの排気系に各例の排ガス浄化用触媒を設置した。そして、エンジン内で市販のガソリンを燃焼させ、触媒温度９５０℃で１５０時間保持することによりリン被毒なしの耐久試験を行った。
【0069】
［ＯＳＣ維持率の評価］
各例の排ガス浄化用触媒のＯＳＣ維持率は、リン被毒ありの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ａと、リン被毒なしの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ｂを求め、ＯＳＣ量Ｂに対するＯＳＣ量Ａの比から算出した。すなわち、各例のＯＳＣ維持率は、式：各例のＯＳＣ維持率（％）＝（各例の排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ａ／各例の排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ｂ）×１００；から算出することができる。
各例の排ガス浄化用触媒のＯＳＣ維持率は、リン被毒ありの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ａと、リン被毒なしの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ｂを求め、ＯＳＣ量Ｂに対するＯＳＣ量Ａの比から算出した。すなわち、各例のＯＳＣ維持率は、式：各例のＯＳＣ維持率（％）＝（各例の排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ａ／各例の排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ｂ）×１００；から算出することができる。
【0070】
各例の排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ａは次のようにして求めた。２ＬのＬ型エンジンの排気系にリン被毒ありの耐久試験後の各例の排ガス浄化用触媒を設置し、該触媒の下流側にＯ２センサを取り付けた。エンジンに供給する混合ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）をリッチとリーンとの間で所定時間ごとに周期的に切り替えながら、Ｏ２センサの挙動の遅れから各例の排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ａを算出した。
各例の排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ｂは、２ＬのＬ型エンジンの排気系にリン被毒なしの耐久試験後の各例の排ガス浄化用触媒を設置したこと以外は、ＯＳＣ量Ａと同様にして算出した。
算出した各例のＯＳＣ量Ａと、ＯＳＣ量Ｂとを用いて、上記した式から各例の排ガス浄化用触媒のＯＳＣ維持率（％）を算出した。結果を図４に示す。
各例の排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ｂは、２ＬのＬ型エンジンの排気系にリン被毒なしの耐久試験後の各例の排ガス浄化用触媒を設置したこと以外は、ＯＳＣ量Ａと同様にして算出した。
算出した各例のＯＳＣ量Ａと、ＯＳＣ量Ｂとを用いて、上記した式から各例の排ガス浄化用触媒のＯＳＣ維持率（％）を算出した。結果を図４に示す。
【0071】
［ＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘ浄化性能の評価］
リン被毒ありの耐久試験を実施した各例の排ガス浄化用触媒に対して、ＣＯ浄化性能、ＨＣ浄化性能およびＮＯｘ浄化性能をそれぞれ評価する評価試験を実施した。まず、２ＬのＬ型エンジンの排気系に、リン被毒ありの耐久試験を実施した各例の排ガス浄化用触媒を設置した。そして、Ａ／Ｆ＝１４．６としたエンジン出ガスを供給しながら、温度を１５０℃から５００℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温した。このときの排ガス浄化用触媒への流入ガスのＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘの濃度と、排ガス浄化用触媒からの流出ガスのＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘの濃度との比から、ＣＯ浄化率、ＨＣ浄化率およびＮＯｘ浄化率を連続的に測定して、各成分の浄化率が５０％に達したときの流入ガスの温度（５０％浄化達成温度）をそれぞれ求めた。なお、ＨＣ浄化率は、全炭化水素（ＴＨＣ）浄化率として求めた。５０％浄化達成温度が低いほど、浄化性能が良好なことを示している。結果を図５に示す。
リン被毒ありの耐久試験を実施した各例の排ガス浄化用触媒に対して、ＣＯ浄化性能、ＨＣ浄化性能およびＮＯｘ浄化性能をそれぞれ評価する評価試験を実施した。まず、２ＬのＬ型エンジンの排気系に、リン被毒ありの耐久試験を実施した各例の排ガス浄化用触媒を設置した。そして、Ａ／Ｆ＝１４．６としたエンジン出ガスを供給しながら、温度を１５０℃から５００℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温した。このときの排ガス浄化用触媒への流入ガスのＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘの濃度と、排ガス浄化用触媒からの流出ガスのＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘの濃度との比から、ＣＯ浄化率、ＨＣ浄化率およびＮＯｘ浄化率を連続的に測定して、各成分の浄化率が５０％に達したときの流入ガスの温度（５０％浄化達成温度）をそれぞれ求めた。なお、ＨＣ浄化率は、全炭化水素（ＴＨＣ）浄化率として求めた。５０％浄化達成温度が低いほど、浄化性能が良好なことを示している。結果を図５に示す。
【0072】
図４に示すように、触媒金属およびＯＳＣ材を含む触媒層と、該触媒層の表面であって、上流側端部を含む領域においてリン捕捉成分を含むリン捕捉層と、を有する実施例１および実施例２の排ガス浄化用触媒では、リン被毒処理および耐久試験後であっても、ＯＳＣ維持率が高いことがわかる。また、図５に示すように、実施例１および実施例２の排ガス浄化用触媒では、リン被毒処理および耐久試験後であってもＣＯ浄化性能、ＨＣ浄化性能およびＮＯｘ浄化性能が顕著に高いことがわかる。これは、リン捕捉層が上流側の端部を含む領域に設けられていることにより、第１触媒層および第２触媒層に含まれる触媒金属とＯＳＣ材の被毒を、ともに抑制することができるためと推測される。これにより、触媒金属に十分に酸素が供給されてＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘの浄化性能が向上すると推測される。
【0073】
さらに、実施例１と実施例２を比較すると、上流側の端部から４０％の部分にリン捕捉層を有する実施例２のほうが、ＣＯ浄化性能、ＨＣ浄化性能およびＮＯｘ浄化性能がより高いことがわかる。これは、リン被毒を受けやすい上流側の端部を含む領域にリン捕捉層を設け、リン被毒を受け難い下流側では第２触媒層を露出させることにより、第２触媒層と排ガスとが接触しやすくなるため、浄化性能が向上すると推測される。
【0074】
＜第２の試験＞
ここでは、リン捕捉層形成用スラリーに含まれるリントラップ成分を変更して、リン被毒を好適に抑制できる成分を検討した。
ここでは、リン捕捉層形成用スラリーに含まれるリントラップ成分を変更して、リン被毒を好適に抑制できる成分を検討した。
【0075】
［実施例１１］
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるリン捕捉成分を炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）に変更した。このリン捕捉層形成用スラリーのコート量は、リン捕捉成分の含有量が炭酸カルシウム換算で３０ｇ／Ｌとなるように変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、実施例１１の排ガス浄化用触媒を得た。
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるリン捕捉成分を炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）に変更した。このリン捕捉層形成用スラリーのコート量は、リン捕捉成分の含有量が炭酸カルシウム換算で３０ｇ／Ｌとなるように変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、実施例１１の排ガス浄化用触媒を得た。
【0076】
［比較例１２］
リン捕捉層形成用スラリーに代えて、リン捕捉成分を含まないスラリーを調製した。そして、このスラリーのコート量は、アルミナの含有量が５０ｇ／Ｌとなるようにした。このこと以外は実施例２と同様にして、リン捕捉成分を含まない、比較例１２の排ガス浄化用触媒を得た。
リン捕捉層形成用スラリーに代えて、リン捕捉成分を含まないスラリーを調製した。そして、このスラリーのコート量は、アルミナの含有量が５０ｇ／Ｌとなるようにした。このこと以外は実施例２と同様にして、リン捕捉成分を含まない、比較例１２の排ガス浄化用触媒を得た。
【0077】
［比較例１３］
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるリン捕捉成分を硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）に変更した。このリン捕捉層形成用スラリーのコート量は、リン捕捉成分の含有量が硫酸バリウム換算で３０ｇ／Ｌとなるように変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、比較例１３の排ガス浄化用触媒を得た。
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるリン捕捉成分を硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）に変更した。このリン捕捉層形成用スラリーのコート量は、リン捕捉成分の含有量が硫酸バリウム換算で３０ｇ／Ｌとなるように変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、比較例１３の排ガス浄化用触媒を得た。
【0078】
［比較例１４］
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるリン捕捉成分を硫酸ストロンチウム（ＳｒＳＯ４）に変更した。このリン捕捉層形成用スラリーのコート量は、リン捕捉成分の含有量が硫酸ストロンチウム換算で３０ｇ／Ｌとなるように変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、比較例１４の排ガス浄化用触媒を得た。
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるリン捕捉成分を硫酸ストロンチウム（ＳｒＳＯ４）に変更した。このリン捕捉層形成用スラリーのコート量は、リン捕捉成分の含有量が硫酸ストロンチウム換算で３０ｇ／Ｌとなるように変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、比較例１４の排ガス浄化用触媒を得た。
【0079】
［ＯＳＣ維持率の評価］
上記作製した実施例１１、比較例１２～１４の排ガス浄化用触媒に対して、上記と同様にしてＯＳＣ維持率を評価した。すなわち、各例の排ガス浄化用触媒につき、リン被毒ありの耐久試験を実施したものと、リン被毒なしの耐久試験を実施したものをそれぞれ用意した。そして、リン被毒ありの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ａ、およびリン被毒なしの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ｂを求め、ＯＳＣ量Ｂに対するＯＳＣ量Ａの比から、各例のＯＳＣ維持率を算出した。結果を図６に示す。なお、図６には、実施例２の結果も併せて示した。
上記作製した実施例１１、比較例１２～１４の排ガス浄化用触媒に対して、上記と同様にしてＯＳＣ維持率を評価した。すなわち、各例の排ガス浄化用触媒につき、リン被毒ありの耐久試験を実施したものと、リン被毒なしの耐久試験を実施したものをそれぞれ用意した。そして、リン被毒ありの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ａ、およびリン被毒なしの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ｂを求め、ＯＳＣ量Ｂに対するＯＳＣ量Ａの比から、各例のＯＳＣ維持率を算出した。結果を図６に示す。なお、図６には、実施例２の結果も併せて示した。
【0080】
［ＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘ浄化性能の評価］
リン被毒ありの耐久試験を実施した実施例１１、比較例１２～１４の排ガス浄化用触媒に対して、上記と同様にしてＣＯ浄化性能、ＨＣ浄化性能およびＮＯｘ浄化性能をそれぞれ評価した。５０％浄化達成温度が低いほど、浄化性能が良好なことを示している。結果を図７に示す。なお、図７には、実施例２の結果も併せて示した。
リン被毒ありの耐久試験を実施した実施例１１、比較例１２～１４の排ガス浄化用触媒に対して、上記と同様にしてＣＯ浄化性能、ＨＣ浄化性能およびＮＯｘ浄化性能をそれぞれ評価した。５０％浄化達成温度が低いほど、浄化性能が良好なことを示している。結果を図７に示す。なお、図７には、実施例２の結果も併せて示した。
【0081】
図６に示すように、リン捕捉成分として硫酸カルシウムおよび炭酸カルシウムを含む実施例２および実施例１１では、リン被毒処理および耐久試験後であっても、ＯＳＣ維持率が高いことがわかる。また、図７に示すように、実施例２および実施例１１の排ガス浄化用触媒では、リン被毒処理および耐久試験後であってもＣＯ浄化性能、ＨＣ浄化性能およびＮＯｘ浄化性能が顕著に高いことがわかる。これは、カルシウムは、グラム当たりのリンの捕捉量が大きくリンとの反応性が高いため、触媒金属やＯＳＣ材の被毒を好適に抑制できるためと推測される。
【0082】
＜第３の試験＞
ここでは、リン捕捉層の筒軸方向のコート幅を変更して、リン被毒を好適に抑制できる構成について検討した。
ここでは、リン捕捉層の筒軸方向のコート幅を変更して、リン被毒を好適に抑制できる構成について検討した。
【0083】
［実施例２１］
リン捕捉層形成用スラリーを、基材の上流側から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の上流側の端部から３０％に当たる部分にコートした。このこと以外は実施例１と同様して、実施例２１の排ガス浄化用触媒を得た。
リン捕捉層形成用スラリーを、基材の上流側から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の上流側の端部から３０％に当たる部分にコートした。このこと以外は実施例１と同様して、実施例２１の排ガス浄化用触媒を得た。
【0084】
［実施例２２］
リン捕捉層形成用スラリーを、基材の上流側から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の上流側の端部から８０％に当たる部分にコートした。このこと以外は実施例１と同様して、実施例２２の排ガス浄化用触媒を得た。
リン捕捉層形成用スラリーを、基材の上流側から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の上流側の端部から８０％に当たる部分にコートした。このこと以外は実施例１と同様して、実施例２２の排ガス浄化用触媒を得た。
【0085】
［参考例２３］
リン捕捉層形成用スラリーを、基材の上流側から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の上流側の端部から１５％に当たる部分にコートした。このこと以外は実施例１と同様して、参考例２３の排ガス浄化用触媒を得た。
リン捕捉層形成用スラリーを、基材の上流側から流し込み、ブロアーで吸引することで、基材の筒軸方向の上流側の端部から１５％に当たる部分にコートした。このこと以外は実施例１と同様して、参考例２３の排ガス浄化用触媒を得た。
【0086】
［ＯＳＣ維持率の評価］
上記作製した実施例２１、２２および参考例２３の排ガス浄化用触媒に対して、上記と同様にして各例のＯＳＣ維持率を評価した。すなわち、各例の排ガス浄化用触媒につき、リン被毒ありの耐久試験を実施したものと、リン被毒なしの耐久試験を実施したものをそれぞれ用意した。そして、リン被毒ありの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ａ、およびリン被毒なしの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ｂを求め、ＯＳＣ量Ｂに対するＯＳＣ量Ａの比から、各例のＯＳＣ維持率を算出した。結果を図８に示す。なお、図８には、実施例１、２および比較例１の結果も併せて示した。
上記作製した実施例２１、２２および参考例２３の排ガス浄化用触媒に対して、上記と同様にして各例のＯＳＣ維持率を評価した。すなわち、各例の排ガス浄化用触媒につき、リン被毒ありの耐久試験を実施したものと、リン被毒なしの耐久試験を実施したものをそれぞれ用意した。そして、リン被毒ありの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ａ、およびリン被毒なしの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ｂを求め、ＯＳＣ量Ｂに対するＯＳＣ量Ａの比から、各例のＯＳＣ維持率を算出した。結果を図８に示す。なお、図８には、実施例１、２および比較例１の結果も併せて示した。
【0087】
［ＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘ浄化性能の評価］
リン被毒ありの耐久試験を実施した実施例２１、２２および参考例２３の排ガス浄化用触媒に対して、上記と同様にしてＣＯ浄化性能、ＨＣ浄化性能およびＮＯｘ浄化性能をそれぞれ評価した。５０％浄化達成温度が低いほど、浄化性能が良好なことを示している。結果を図９に示す。なお、図９には、実施例１、２および比較例１の結果も併せて示した。
リン被毒ありの耐久試験を実施した実施例２１、２２および参考例２３の排ガス浄化用触媒に対して、上記と同様にしてＣＯ浄化性能、ＨＣ浄化性能およびＮＯｘ浄化性能をそれぞれ評価した。５０％浄化達成温度が低いほど、浄化性能が良好なことを示している。結果を図９に示す。なお、図９には、実施例１、２および比較例１の結果も併せて示した。
【0088】
図８に示すように、上流側の端部から下流側に向けて少なくとも３０％以上のコート幅でリン捕捉層が設けられている実施例１，２、２１および２２の排ガス浄化用触媒では、リン被毒処理および耐久試験後であっても、ＯＳＣ維持率が顕著に高いことがわかる。また、図９に示すように、実施例１，２、２１および２２の排ガス浄化用触媒では、リン被毒処理および耐久試験後であってもＣＯ浄化性能、ＨＣ浄化性能およびＮＯｘ浄化性能が顕著に高いことがわかる。これは、排ガス浄化用触媒において上流側の端部から３０％程度までの領域は、特にリン被毒を受けやすいためであると推測される。このため、リン捕捉層を上流側の端部から下流側に向けて、少なくとも３０％以上のコート幅で配置することにより、リン被毒を好適に抑制して、高いレベルで排ガス浄化用触媒の浄化性能を発揮させることができる。
【0089】
＜第４の試験＞
ここでは、リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナの含有量を変更して、リン被毒を好適に抑制できる構成について検討した。
ここでは、リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナの含有量を変更して、リン被毒を好適に抑制できる構成について検討した。
【0090】
［実施例３１］
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナの含有量を変更し、リン捕捉層形成用スラリーのコート量を、アルミナの含有量が１０ｇ／Ｌとなるように変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、実施例３１の排ガス浄化用触媒を得た。
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナの含有量を変更し、リン捕捉層形成用スラリーのコート量を、アルミナの含有量が１０ｇ／Ｌとなるように変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、実施例３１の排ガス浄化用触媒を得た。
【0091】
［実施例３２］
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナの含有量を変更し、リン捕捉層形成用スラリーのコート量を、アルミナの含有量が３０ｇ／Ｌとなるように変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、実施例３２の排ガス浄化用触媒を得た。
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナの含有量を変更し、リン捕捉層形成用スラリーのコート量を、アルミナの含有量が３０ｇ／Ｌとなるように変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、実施例３２の排ガス浄化用触媒を得た。
【0092】
［実施例３３］
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナの含有量を変更し、リン捕捉層形成用スラリーのコート量を、アルミナの含有量が８０ｇ／Ｌとなるように変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、実施例３３の排ガス浄化用触媒を得た。
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナの含有量を変更し、リン捕捉層形成用スラリーのコート量を、アルミナの含有量が８０ｇ／Ｌとなるように変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、実施例３３の排ガス浄化用触媒を得た。
【0093】
［実施例３４］
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナの含有量を変更し、リン捕捉層形成用スラリーのコート量を、アルミナの含有量が１００ｇ／Ｌとなるように変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、実施例３４の排ガス浄化用触媒を得た。
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナの含有量を変更し、リン捕捉層形成用スラリーのコート量を、アルミナの含有量が１００ｇ／Ｌとなるように変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、実施例３４の排ガス浄化用触媒を得た。
【0094】
［ＯＳＣ維持率の評価］
上記作製した実施例３１～３４の排ガス浄化用触媒に対して、上記と同様にして各例のＯＳＣ維持率を評価した。すなわち、各例の排ガス浄化用触媒につき、リン被毒ありの耐久試験を実施したものと、リン被毒なしの耐久試験を実施したものをそれぞれ用意した。そして、リン被毒ありの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ａ、およびリン被毒なしの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ｂを求め、ＯＳＣ量Ｂに対するＯＳＣ量Ａの比から、各例のＯＳＣ維持率を算出した。結果を図１０に示す。なお、図１０には、実施例２および比較例１２の結果も併せて示した。
上記作製した実施例３１～３４の排ガス浄化用触媒に対して、上記と同様にして各例のＯＳＣ維持率を評価した。すなわち、各例の排ガス浄化用触媒につき、リン被毒ありの耐久試験を実施したものと、リン被毒なしの耐久試験を実施したものをそれぞれ用意した。そして、リン被毒ありの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ａ、およびリン被毒なしの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ｂを求め、ＯＳＣ量Ｂに対するＯＳＣ量Ａの比から、各例のＯＳＣ維持率を算出した。結果を図１０に示す。なお、図１０には、実施例２および比較例１２の結果も併せて示した。
【0095】
［ＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘ浄化性能の評価］
リン被毒ありの耐久試験を実施した実施例３１～３４の排ガス浄化用触媒に対して、上記と同様にしてＣＯ浄化性能、ＨＣ浄化性能およびＮＯｘ浄化性能をそれぞれ評価した。５０％浄化達成温度が低いほど、浄化性能が良好なことを示している。結果を図１１に示す。なお、図１１には、実施例２および比較例１２の結果も併せて示した。
リン被毒ありの耐久試験を実施した実施例３１～３４の排ガス浄化用触媒に対して、上記と同様にしてＣＯ浄化性能、ＨＣ浄化性能およびＮＯｘ浄化性能をそれぞれ評価した。５０％浄化達成温度が低いほど、浄化性能が良好なことを示している。結果を図１１に示す。なお、図１１には、実施例２および比較例１２の結果も併せて示した。
【0096】
図１０に示すように、リン捕捉層がリン捕捉成分に加えてアルミナを含むことにより、リン被毒処理および耐久試験後であっても、ＯＳＣ維持率が高いことがわかる。また、図１１に示すように、リン捕捉層がリン捕捉成分に加えてアルミナを含むことにより、リン被毒処理および耐久試験後であってもＣＯ浄化性能、ＨＣ浄化性能およびＮＯｘ浄化性能が高いことがわかる。これは、リン捕捉層において、リン捕捉成分とともにアルミナが含まれていることにより、排ガス浄化用触媒に流入したリンを好適に捕捉することができるためと推測される。これによって、触媒金属やＯＳＣ材の被毒を抑制できると推測される。
【0097】
さらに、図１０よび図１１に示すように、リン捕捉層に含まれるアルミナの含有量が３０ｇ／Ｌ以上８０ｇ／Ｌ以下である実施例２、３２および３３と、リン捕捉層に含まれるアルミナの含有量が１０ｇ／Ｌである実施例３１および１００ｇ／Ｌである実施例３４とを比較すると、実施例２、３２および３３の方がＯＳＣ維持率が高く、浄化性能が良好であることがわかる。これは、リン捕捉層において、リン捕捉成分に加えてアルミナを含む場合であって、さらにリン捕捉層においてアルミナの含有量が３０ｇ／Ｌ以上であることにより、リンの捕捉量が特に好適に増加するためと推測される。また、アルミナの含有量が１００ｇ／Ｌ程度になるとリン捕捉層が厚くなる傾向にあり、流入した排ガスと触媒層とが接触しにくくなるためと推測される。
【0098】
＜第５の試験＞
ここでは、リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナの比表面積を変更して、リン被毒を好適に抑制できる構成について検討した。なお、アルミナの比表面積はアルミナを熱処理をすることによって調製した。
ここでは、リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナの比表面積を変更して、リン被毒を好適に抑制できる構成について検討した。なお、アルミナの比表面積はアルミナを熱処理をすることによって調製した。
【0099】
［実施例４１］
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナを、比表面積が２０ｍ２／ｇのアルミナに変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、実施例４１の排ガス浄化用触媒を得た。
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナを、比表面積が２０ｍ２／ｇのアルミナに変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、実施例４１の排ガス浄化用触媒を得た。
【0100】
［実施例４２］
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナを、比表面積が５０ｍ２／ｇのアルミナに変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、実施例４２の排ガス浄化用触媒を得た。
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナを、比表面積が５０ｍ２／ｇのアルミナに変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、実施例４２の排ガス浄化用触媒を得た。
【0101】
［実施例４３］
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナを、比表面積が８０ｍ２／ｇのアルミナに変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、実施例４３の排ガス浄化用触媒を得た。
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナを、比表面積が８０ｍ２／ｇのアルミナに変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、実施例４３の排ガス浄化用触媒を得た。
【0102】
［実施例４４］
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナを、比表面積が２００ｍ２／ｇのアルミナに変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、実施例４４の排ガス浄化用触媒を得た。
リン捕捉層形成用スラリーに含まれるアルミナを、比表面積が２００ｍ２／ｇのアルミナに変更した。このこと以外は実施例２と同様にして、実施例４４の排ガス浄化用触媒を得た。
【0103】
［ＯＳＣ維持率の評価］
上記作製した実施例４１～４４の排ガス浄化用触媒に対して、上記と同様にして各例のＯＳＣ維持率を評価した。すなわち、各例の排ガス浄化用触媒につき、リン被毒ありの耐久試験を実施したものと、リン被毒なしの耐久試験を実施したものをそれぞれ用意した。そして、リン被毒ありの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ａ、およびリン被毒なしの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ｂを求め、ＯＳＣ量Ｂに対するＯＳＣ量Ａの比から、各例のＯＳＣ維持率を算出した。結果を図１２に示す。なお、図１２には、実施例２および比較例１２の結果も併せて示した。
上記作製した実施例４１～４４の排ガス浄化用触媒に対して、上記と同様にして各例のＯＳＣ維持率を評価した。すなわち、各例の排ガス浄化用触媒につき、リン被毒ありの耐久試験を実施したものと、リン被毒なしの耐久試験を実施したものをそれぞれ用意した。そして、リン被毒ありの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ａ、およびリン被毒なしの耐久試験を実施した排ガス浄化用触媒のＯＳＣ量Ｂを求め、ＯＳＣ量Ｂに対するＯＳＣ量Ａの比から、各例のＯＳＣ維持率を算出した。結果を図１２に示す。なお、図１２には、実施例２および比較例１２の結果も併せて示した。
【0104】
［ＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘ浄化性能の評価］
リン被毒ありの耐久試験を実施した実施例４１～４４の排ガス浄化用触媒に対して、上記と同様にしてＣＯ浄化性能、ＨＣ浄化性能およびＮＯｘ浄化性能をそれぞれ評価した。５０％浄化達成温度が低いほど、浄化性能が良好なことを示している。結果を図１３に示す。なお、図１３には、実施例２および比較例１２の結果も併せて示した。
リン被毒ありの耐久試験を実施した実施例４１～４４の排ガス浄化用触媒に対して、上記と同様にしてＣＯ浄化性能、ＨＣ浄化性能およびＮＯｘ浄化性能をそれぞれ評価した。５０％浄化達成温度が低いほど、浄化性能が良好なことを示している。結果を図１３に示す。なお、図１３には、実施例２および比較例１２の結果も併せて示した。
【0105】
図１２に示すように、リン捕捉層において、リン捕捉成分に加えてアルミナを含む場合であって、さらに当該アルミナの比表面積が５０ｍ２／ｇ以上２００ｍ２／ｇ以下である実施例２および実施例４２～４４では、リン被毒処理および耐久試験後であっても、特にＯＳＣ維持率が高いことがわかる。また、図１３に示すように、実施例２および実施例４２～４４の排ガス浄化用触媒では、リン被毒処理および耐久試験後であってもＣＯ浄化性能、ＨＣ浄化性能およびＮＯｘ浄化性能が特に高いことがわかる。これは、アルミナの比表面積が一定以上であることにより、排ガス浄化用触媒に流入したリンを好適に捕捉することができるためと推測される。これにより、より好適に触媒金属やＯＳＣ材の被毒を抑制できると推測される。
【0106】
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、上記実施形態は一例に過ぎない。本発明は、他にも種々の形態にて実施することができる。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。請求の範囲に記載の技術には、上記に例示した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、上記した実施形態の一部を、他の変形態様に置き換えることも可能であり、上記した実施形態に他の変形態様を追加することも可能である。また、その技術的特徴が必須なものとして説明されていなければ、適宜削除することも可能である。
【符号の説明】
【0107】
１ 排ガス浄化システム
２ 内燃機関（エンジン）
３ 排ガス浄化装置
４ 排気経路
５ エキゾーストマニホールド
６ 排気管
７ エンジンコントロールユニット
８ センサ
９ 第２触媒
１０ 第１触媒
１０ａ 流入口
１０ｂ 流出口
１１ 基材
１２ セル（空洞）
１４ 隔壁（リブ）
２０ 触媒層
２１ 第１触媒層
２２ 第２触媒層
３０ リン捕捉層
２ 内燃機関（エンジン）
３ 排ガス浄化装置
４ 排気経路
５ エキゾーストマニホールド
６ 排気管
７ エンジンコントロールユニット
８ センサ
９ 第２触媒
１０ 第１触媒
１０ａ 流入口
１０ｂ 流出口
１１ 基材
１２ セル（空洞）
１４ 隔壁（リブ）
２０ 触媒層
２１ 第１触媒層
２２ 第２触媒層
３０ リン捕捉層
【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】