特許 7288555 ガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体およびこれを用いた排ガス浄化システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-30

(45)【発行日】2023-06-07

(54)【発明の名称】ガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体およびこれを用いた排ガス浄化システム

(51)【国際特許分類】

   B01J 29/76 20060101AFI20230531BHJP

   B01J 35/04 20060101ALI20230531BHJP

   B01D 53/94 20060101ALI20230531BHJP

   F01N 3/28 20060101ALI20230531BHJP

【ＦＩ】

B01J29/76 A ZAB

B01J35/04 301L

B01J35/04 301J

B01D53/94 228

F01N3/28 J

F01N3/28 Q

F01N3/28 301B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022579913

(86)(22)【出願日】2022-09-06

(86)【国際出願番号】 JP2022033405

【審査請求日】2022-12-23

(31)【優先権主張番号】P 2022028512

(32)【優先日】2022-02-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【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】小川 亮一

(72)【発明者】

【氏名】大橋 達也

【審査官】安齋 美佐子

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１７－５３３０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／２２６１２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－３１４９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１４４５９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｊ ２１／００－３８／７４

Ｂ０１Ｄ ５３／８６－５３／９０，５３／９４－５３／９６

Ｆ０１Ｎ ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガソリンエンジンの排気経路に配置されるように構成されたガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体であって、
前記排ガス浄化用触媒体は、
基材と、
ゼオライトを含有するＮＨ_３吸着層と、
触媒貴金属を含有する触媒層と、
を備え、
前記ＮＨ_３吸着層は、前記触媒層よりも前記基材側に位置するように、前記触媒層と積層されており、
前記ＮＨ_３吸着層は、前記排気経路に配置された際に排ガスの流れ方向の上流側に位置するフロント部と、前記フロント部よりも排ガスの流れ方向の下流側に位置するリア部と、を有し、
前記フロント部は、金属担持ゼオライトを含有し、
前記リア部は、プロトン型ゼオライトを含有し、
前記触媒層は、前記ＮＨ_３吸着層の前記フロント部および前記リア部を覆っている、
排ガス浄化用触媒体。

【請求項2】

前記金属担持ゼオライトが、銅を担持するチャバサイト型ゼオライトであり、
前記プロトン型ゼオライトが、チャバサイト型ゼオライトである、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒体。

【請求項3】

前記触媒層が、前記触媒貴金属としてＲｈと、ＰｄおよびＰｔの少なくともいずれかと、を含有する、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒体。

【請求項4】

前記触媒層が、表層部側の第１層と、基材側の第２層とを少なくとも含む複層構造を有し、
前記第１層が前記触媒貴金属としてＲｈを含有し、かつ前記第２層が前記触媒貴金属としてＰｄを含有する、
請求項１に記載の排ガス浄化用触媒体。

【請求項5】

ガソリンエンジンの排気経路に配置されるように構成されたガソリンエンジン用排ガス浄化システムであって、
前記排ガス浄化システムは、第１触媒体を含む上流触媒コンバータと、第２触媒体を含む下流触媒コンバータと、を含み
前記第１触媒体は、触媒貴金属を含有し、
前記第２触媒体が、請求項１～４のいずれか１項に記載の排ガス浄化用触媒体である、
ガソリンエンジン用排ガス浄化システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体に関する。本発明はまた、当該排ガス浄化用触媒体を用いたガソリンエンジン用排ガス浄化システムに関する。なお、本出願は２０２２年２月２５日に出願された日本国特許出願第２０２２－０２８５１２号に基づく優先権を主張しており、その出願の全内容は本明細書中に参照として組み入れられている。

【背景技術】

【0002】

自動車等のガソリンエンジンから排出される排ガスには、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害成分が含まれる。これら有害成分を排ガス中から効率よく反応によって除去するために、従来から排ガス浄化用触媒が利用されている。

【0003】

近年、排ガス規制は益々強化されており、ガソリンエンジン車からのＮＨ_３排出量の低減が望まれている。ＮＨ_３は、排ガス浄化触媒によるＮＯｘの過還元によって発生し得る成分である。ＮＨ_３の除去に関しては、ディーゼルエンジン分野において、ＮＨ_３吸着能を有するゼオライトを利用した選択触媒還元（ＳＣＲ）技術が知られている（例えば、特許文献１～３参照）。ＮＨ_３吸着能を有するゼオライトとしては、特許文献１の実施例でも使用されているように、Ｃｕ担持チャバサイト型ゼオライト（Ｃｕ－ＣＨＡ）等の金属担持ゼオライトがしばしば用いられている。

【0004】

また、ガソリンエンジン分野において、排ガス浄化用触媒体に、ゼオライトを用いることは公知である（例えば、特許文献４および５参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】日本国特許出願公開第２０１８－１８７６３１号公報

【文献】日本国公表特許第２０１７－５３３０９３号公報

【文献】日本国特許出願公開第２０１１－２４１７６号公報

【文献】日本国特許出願公開第２００４－１９５３２７号公報

【文献】日本国特許出願公開第平５－２２８３７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら本発明者らが鋭意検討した結果、ガソリンエンジン車からのＮＨ_３排出量の低減を目的として、Ｃｕ－ＣＨＡ等の金属担持ゼオライトをＮＨ_３吸着材に用いた場合には、近年のより厳しい排ガス規制に対しては、耐久後におけるＮＨ_３浄化性能が不十分であるという問題があることを見出した。

【0007】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐久後におけるＮＨ_３浄化性能が高いガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

ここに開示されるガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体は、ガソリンエンジンの排気経路に配置されるように構成されるものであり、前記排ガス浄化用触媒体は、基材と、ゼオライトを含有するＮＨ_３吸着層と、触媒貴金属を含有する触媒層と、を備える。前記ＮＨ_３吸着層は、前記触媒層よりも前記基材側に位置するように、前記触媒層と積層されている。前記ＮＨ_３吸着層は、前記排気経路に配置された際に排ガスの流れ方向の上流側に位置するフロント部と、前記フロント部よりも排ガスの流れ方向の下流側に位置するリア部と、を有する。前記フロント部は、金属担持ゼオライトを含有する。前記リア部は、プロトン型ゼオライトを含有する。前記触媒層は、前記ＮＨ_３吸着層の前記フロント部および前記リア部を覆っている。

【0009】

本発明者らは、ここに開示されるガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体の完成に際し、次のことを見出した。ディーゼルエンジンと異なり、ガソリンエンジンにおいては、排ガス浄化用触媒体の使用環境温度が、約３５０℃以上（典型的には、約３５０℃～約６００℃）に達する。従来よく用いられるＮＨ_３吸着材であるＣｕ－ＣＨＡに対して、加熱発生ガス分析（ＴＰＤ）を行ったところ、約２００℃に物理吸着によるＮＨ_３種の脱離ピークが、約３５０℃にルイス酸点に吸着したＮＨ_３種の脱離ピークが、約５５０℃にブレンステッド酸点に吸着したＮＨ_３種の脱離ピークが観測された。このルイス酸点の吸着サイトは、ゼオライトにおいてイオン交換されたサイトであり、金属を担持するゼオライトにおいては、主となる吸着サイトである。このため、Ｃｕ等の金属を担持したゼオライトは、約３５０℃以上の温度域では、ＮＨ_３の十分な吸着および保持ができない。

【0010】

そこで、ここに開示されるガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体では、ＮＨ_３吸着層が、金属ゼオライトと含有するフロント部と、プロトン型ゼオライト部を含有するリア部と有し、触媒貴金属を含有する触媒層が、フロント部と、リア部とを覆っている。

【0011】

プロトン型ゼオライトは、ブレンステッド酸点が主となる吸着サイトである。このため、３５０℃以上の温度域では、ＮＨ_３の吸着・保持能に優れている。したがって、このような構成によれば、３５０℃未満の温度領域では、金属担持ゼオライトを含有するフロント部において、ＮＨ_３を吸着および保持し、フューエルカット（Ｆ／Ｃ）時に選択的触媒還元（ＳＣＲ）反応および貴金属触媒反応によりＮＨ_３を除去して排ガスを浄化することができる。加えて、３５０℃以上の温度領域では、プロトン型ゼオライトを含有するリア部において、ＮＨ_３を吸着および保持し、フューエルカット時に貴金属触媒反応によりＮＨ_３を除去して排ガスを浄化することができる。その結果、ここに開示されるガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体は、耐久後における優れたＮＨ_３浄化性能を発揮することができる。

【0012】

ここに開示されるガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体の好ましい一態様においては、前記金属担持ゼオライトが、銅を担持するチャバサイト型ゼオライトであり、前記プロトン型ゼオライトが、チャバサイト型ゼオライトである。チャバサイト型ゼオライトは、排ガス浄化用触媒体によるＮＨ_３の除去に特に適しており、有利である。

【0013】

ここに開示されるガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体の好ましい一態様においては、前記触媒層が、前記触媒貴金属としてＲｈと、ＰｄおよびＰｔの少なくともいずれかと、を含有する。このような構成によれば、排ガス浄化用触媒体の触媒性能が特に高くなる。

【0014】

ここに開示されるガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体の好ましい一態様においては、前記触媒層が、表層部側の第１層と、基材側の第２層とを少なくとも含む複層構造を有する。前記第１層が前記触媒貴金属としてＲｈを含有し、かつ前記第２層が前記触媒貴金属としてＰｄを含有する。このような構成によれば、耐久後におけるＮＨ_３浄化性能が特に高い排ガス浄化システムを提供することができる。

【0015】

別の側面から、ここに開示されるガソリンエンジン用排ガス浄化システムは、ガソリンエンジンの排気経路に配置されるように構成されるものであり、前記排ガス浄化システムは、第１触媒体を含む上流触媒コンバータと、第２触媒体を含む下流触媒コンバータと、を含む。前記第１触媒体は、触媒貴金属を含有する。前記第２触媒体は、上記の排ガス浄化用触媒体である。このような構成によれば、耐久後におけるＮＨ_３浄化性能が特に高い排ガス浄化システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１実施形態に係る排ガス浄化システムを示す模式図である。

【図2】第１実施形態に係る排ガス浄化システムに用いられる第２触媒体を模式的に示す斜視図である。

【図3】図２の第２触媒体の一例を筒軸方向に切断した部分断面図である。

【図4】図２の第２触媒体の別の例を筒軸方向に切断した部分断面図である。

【図5】第１実施形態に係る排ガス浄化システムに用いられる第１触媒体の積層構造を模式的に示す部分断面図である。

【図6】第２実施形態に係る排ガス浄化システムを示す模式図である。

【図7】第３実施形態に係る排ガス浄化システムを示す模式図である。

【図8】第４実施形態に係る排ガス浄化システムを示す模式図である。

【図9】第５実施形態に係る排ガス浄化システムを示す模式図である。

【図10】第６実施形態に係る排ガス浄化システムを示す模式図である。

【図11】第７実施形態に係る排ガス浄化システムを示す模式図である。

【図12】第８実施形態に係る排ガス浄化システムを示す模式図である。

【図13】図１３Ａ～図１３Ｈはそれぞれ、実施例１，２および比較例１～６の排ガス浄化システムの第２触媒体の層構造を示す模式図である。

【図14】実施例１，２および比較例１～６の排ガス浄化システムの耐久後のＮＨ_３排出量を示すグラフである。

【図15】実施例１，３および比較例５，６の排ガス浄化システムの耐久後のＮＨ_３排出量を示すグラフである。

【図16】図１６Ａ～図１６Ｅは実施例４および比較例７～１０の排ガス浄化システムの第２触媒体の層構造を示す模式図である。

【図17】実施例４および比較例７～１０の排ガス浄化システムの耐久後のＮＨ_３排出量を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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又は簡略化することがある。各図における寸法関係（長さ、幅、厚み等）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以下の意と共に、「好ましくはＡより大きい」および「好ましくはＢより小さい」の意を包含する。

【0018】

〔第１実施形態〕
図１は、ここに開示されるガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体の一例を用いた第１実施形態に係る排ガス浄化システム１００の模式図である。なお、本明細書において、「ガソリンエンジン」とは、燃料としてガソリンを使用し、理論空燃比（空気：ガソリン＝１４．７：１）を含むリッチ域からリーン域の空燃比の混合気が燃焼されるエンジンであり、リーンバーンエンジンを含まない。

【0019】

排ガス浄化システム１００は、ガソリンエンジン１の排気経路に配置されるように構成されており、排ガス浄化システム１００は、ガソリンエンジン１に接続されている。図１に示す矢印Ｆは、排気経路に配置された際の排ガスの流れ方向を示している。排ガス浄化システム１００は、上流触媒コンバータ１０と、下流触媒コンバータ５０と、を含む。なお、触媒コンバータの「上流」および「下流」との用語は、排ガスの流れ方向における位置関係を示すものである。よって、下流触媒コンバータ５０は、上流触媒コンバータ１０よりも、ガソリンエンジン１の排気経路の排ガスの流れ方向Ｆにおける下流側に配置されている。

【0020】

上流触媒コンバータ１０は、第１触媒体と、これを収容する第１筐体とを備える。下流触媒コンバータ５０は、第２触媒体と、これを収容する第２筐体とを備える。第１触媒体は、排ガスの流れ方向Ｆにおいて、第２触媒体よりも上流側に存在する。第１触媒体は、典型的にはスタートアップ触媒（Ｓ／Ｃ）であるが、これに限られない。第２触媒体は、排ガスの流れ方向Ｆにおいて、第１触媒体よりも下流側に存在する。第１触媒体は、典型的にはアンダーフロア触媒（ＵＦ／Ｃ）であるが、これに限られない。第１筐体および第２筐体の構成は、従来のスタートアップ触媒およびアンダーフロア触媒に用いられる筐体と同じまたは類似の構成であってよい。

【0021】

以下、第１触媒体および第２触媒体について詳細に説明する。第１触媒体は、従来公知の触媒体と同じまたは類似の構成であってよい。一方、第２触媒体には、ここに開示されるガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体が用いられる。よって、まず、第２触媒体について説明する。

【0022】

＜第２触媒体＞
第２触媒体の構成例を図２～図４に示す。特に図３および図４の２つの例に示すように、第２触媒体６０は、第２基材７０上に、ＮＨ_３吸着層８０と第２触媒層９０とが積層された構造を有する。よって、第２触媒体６０は、第２基材７０と、ＮＨ_３吸着層８０と、第２触媒層９０とを備える。

【0023】

第２基材７０は、第２触媒体６０の骨組みを構成するものである。第２基材７０としては特に限定されず、従来の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。第２基材７０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担体であってもよいし、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、第２基材７０は、ここではハニカム構造を有している。図示例の第２基材７０は、ストレートフロー型基材であるが、ウォールフロー型基材であってもよい。

【0024】

図面において、方向Ｘは第２基材７０の筒軸方向を示し、Ｘ１は、排ガスの流れ方向Ｆにおける上流側を示し、Ｘ２は排ガスの流れ方向における下流側を示す。第２基材７０は、筒軸方向Ｘに規則的に配列された複数のセル（空洞）７２と、複数のセル７２を仕切る隔壁（リブ）７４と、を備えている。特に限定されるものではないが、第２基材７０の体積（セル７２の容積を含んだ見掛けの体積）は、概ね０．１～１０Ｌ、例えば０．５～５Ｌであってもよい。また、第２基材７０の筒軸方向Ｘに沿う平均長さ（全長）Ｌは、概ね１０～５００ｍｍ、例えば５０～３００ｍｍであってもよい。

【0025】

セル７２は、排ガスの流路となる。セル７２は、筒軸方向Ｘに延びている。セル７２は、第２基材７０を筒軸方向Ｘに貫通する貫通孔である。セル７２の形状、大きさ、数等は、例えば、第２触媒体６０を流動する排ガスの流量や成分等を考慮して設計すればよい。セル７２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７２の断面形状は、例えば、正方形、平行四辺形、長方形、台形等の四角形や、その他の多角形（例えば、三角形、六角形、八角形）、波形、円形等種々の幾何学形状であってよい。隔壁７４は、セル７２に面し、隣り合うセル７２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７４の平均厚み（表面に直交する方向の寸法。以下同じ。）は、機械的強度を向上する観点や圧損を低減する観点等から、概ね０．１～１０ｍｉｌ（１ｍｉｌは、約２５．４μｍ）、例えば０．２～５ｍｉｌであってもよい。隔壁７４は、排ガスが通過可能なように多孔質であってもよい。

【0026】

この第２基材７０上に、ＮＨ_３吸着層８０および第２触媒層９０が積層される。このとき、図３に示すように第２触媒体６０において、ＮＨ_３吸着層８０は、第２触媒層９０よりも第２基材７０側（すなわち、下層側）に配置される。第２触媒層９０がＮＨ_３吸着層８０よりも上層側にあることにより、効率良くＮＨ_３を除去することができる。

【0027】

ＮＨ_３吸着層８０は、ゼオライトを含有し、当該ゼオライトはＮＨ_３吸着材として機能する。ＮＨ_３吸着層８０は、排ガスの流れ方向Ｆの上流側（図のＸ１側）に位置するフロント部８２と、フロント部８２よりも排ガスの流れ方向Ｆの下流側（図のＸ２側）に位置するリア部８４と、を有する。

【0028】

フロント部８２は、ゼオライトとして、金属担持ゼオライトを含有する。金属担持ゼオライトの主たる吸着サイトは、金属カチオンサイトであるルイス酸点であり、約３５０℃未満の温度において、このルイス酸点で、ＮＨ_３を吸着および保持することができる。よって、３５０℃未満の温度領域では、金属担持ゼオライトを含有するフロント部８２において、ＮＨ_３を吸着および保持し、フューエルカット時に、ＮＯ、Ｏ_２を用いた選択的触媒還元（ＳＣＲ）反応、および第２触媒層９０の貴金属触媒反応によりＮＨ_３を除去して、排ガスを浄化することができる。

【0029】

ここで、ガソリンエンジンにおいては、排ガス浄化用触媒体の使用環境温度域は、３５０℃以上の範囲（典型的には約３５０℃～約６００℃）を含む。そのため、金属担持ゼオライトでは、３５０℃以上の温度域では、ＮＨ_３を十分に吸着および保持することができない。そこで、リア部８４は、ゼオライトとして、プロトン型ゼオライトを含有する。プロトン型ゼオライトの主たる吸着サイトは、ブレンステッド酸点である。よって、３５０℃以上の温度域では、ブレンステッド酸点においてＮＨ_３の吸着・保持ができるため、ＮＨ_３の吸着・保持能に優れている。よって、３５０℃以上の温度領域では、プロトン型ゼオライトを含有するリア部８４において、ＮＨ_３を吸着および保持し、フューエルカット時に、Ｏ_２および第２触媒層９０の触媒貴金属を用いて、ＮＨ_３を除去して排ガスを浄化することができる。

【0030】

したがって、ＮＨ_３吸着層８０が、金属担持ゼオライトを含有するフロント部８２と、プロトン型ゼオライトを含有するリア部８４とを有し、第２触媒層９０が、フロント部８２およびリア部８４を覆うことによって、第２触媒体６０は、耐久後における優れたＮＨ_３浄化性能を発揮することができる。

【0031】

フロント部８２に使用される金属担持ゼオライトは、典型的には、イオン交換ゼオライトである。金属担持ゼオライトの例としては、遷移金属を担持したゼオライトが挙げられる。

【0032】

このゼオライトに担持される遷移金属は、例えば、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｃｅ、およびＡｇからなる群より選ばれる少なくとも１種の遷移金属であり、好ましくはＦｅ、Ｃｕ、およびＡｇからなる群より選ばれる少なくとも１種の遷移金属であり、より好ましくは、Ｃｕおよび／またはＦｅであり、最も好ましくはＣｕである。なお、本明細書において「Ａおよび／またはＢ」との表現は、ＡおよびＢのいずれか、またはＡとＢの両方を指す。

【0033】

基本骨格をなすゼオライトは、典型的には、アルミノケイ酸塩であるが、シリコアルミノリン酸塩（ＳＡＰＯ）であってもよい。ゼオライトは、ＮＨ_３を吸着するのに好適なサイズの細孔を有するものが好ましい。ゼオライトの構造を国際ゼオライト学会（ＩＺＡ：International Zeolite Association）が定めるコードで例示すると、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＡＦＴ、ＡＳＴ、ＢＥＡ、ＢＥＣ、ＣＨＡ、ＥＡＢ、ＥＴＲ、ＧＭＥ、ＩＴＥ、ＫＦＩ、ＬＥＶ、ＰＡＵ、ＳＡＳ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＴＨＯ、ＵＦＩ、ＡＴＴ、ＤＤＲ、ＥＲＩ、ＩＦＹ、ＪＳＴ、ＬＯＶ、ＬＴＡ、ＯＷＥ、ＲＨＯ、ＲＳＮ、ＳＦＷ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＶＳＶなどが挙げられる。なかでも、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＡＦＴ、ＡＳＴ、ＢＥＡ、ＢＥＣ、ＣＨＡ、ＥＡＢ、ＥＴＲ、ＧＭＥ、ＩＴＥ、ＫＦＩ、ＬＥＶ、ＰＡＵ、ＳＡＳ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＴＨＯ、ＵＦＩが挙げられ、ＣＨＡ（チャバサイト）が好ましい。

【0034】

ＮＨ_３吸着能の観点から、金属担持ゼオライトとして特に好ましくは、Ｃｕを担持するＣＨＡ型ゼオライト（Ｃｕ担持ＣＨＡゼオライト）である。

【0035】

リア部８４は上述の理由から、プロトン型ゼオライトを含有する。加えて、プロトン型ゼオライトの電荷補償カチオン種がプロトンであるため、ＮＨ_３吸着層８０全体を金属担持ゼオライトを用いて構成する場合に比べて、電荷補償カチオンに由来する金属の溶出によるＮＨ_３吸着能の低下を抑制することができる。

【0036】

本明細書において、「プロトン型ゼオライト」とは、イオン交換可能なカチオンサイトの少なくとも一部（好ましくは５０％超、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは９０％以上、最も好ましくは全部（１００％））がプロトン（Ｈ^＋）で占有されているゼオライトを指す。典型的に例えば、プロトン型ゼオライトは、イオン交換工程を経ることなく得られるゼオライトである。ＮＨ_３吸着層８０の製造時において、プロトン型ゼオライトに変換されたものを使用することもできる。例えば、プロトン型ゼオライトは、アンモニウムイオン（ＮＨ_４ ^＋）を電荷補償カチオン種とするゼオライトが、ＮＨ_３吸着層８０の製造時の焼成によって、プロトン型ゼオライトに変換されたものであってもよい。

【0037】

プロトン型ゼオライトの種類は、特に限定されず、大細孔ゼオライト（すなわち、１２員環以上を最大細孔として有するゼオライト）、中細孔ゼオライト（すなわち、１０員環を最大細孔として有するゼオライト）、または小細孔（すなわち、８員環を最大細孔として有するゼオライト）ゼオライトなどであってよい。

【0038】

ゼオライトは、分子オーダーの細孔径を有し、その吸着性能は、その細孔径に左右され、ＮＨ_３は、２．６Å（オングストローム：０．２６ｎｍ）の分子サイズを有する。ここで、プロトン型ゼオライトの細孔径が大きいと、プロトン型ゼオライトは、ＮＨ_３のみならず炭化水素も吸着するようになる。したがって、プロトン型ゼオライトの細孔径を適切に選択することにより、ＮＨ_３をより効率よく吸着することができる。そのような観点から、大細孔ゼオライトとしては、ＢＥＡ型ゼオライトが好ましい。

【0039】

ＮＨ_３をより効率よく吸着する観点から、プロトン型ゼオライトは、好ましくは、小細孔ゼオライト（すなわち、８員環を最大細孔として有するゼオライト）であり、より好ましくは、基本骨格が、実質的に４員環、６員環、および８員環のみから構成されているゼオライトである。

【0040】

なお、ゼオライトには、構造欠陥が存在し得る。その点を考慮して、本明細書においては「ゼオライトの基本骨格が実質的に４員環、６員環、および８員環のみから構成される」とは、ゼオライトの基本骨格が４員環、６員環、および８員環のみからなる場合のみならず、ゼオライトの基本骨格が、４員環、６員環、および８員環に加えて、本発明の効果を著しく阻害しない範囲内で、製造時の技術的限界等による構造欠陥によって、これら以外の環が含まれる場合を包含する。

【0041】

基本骨格が、実質的に４員環、６員環、および８員環のみから構成されているゼオライトの一例として、本実施形態では、チャバサイト型ゼオライト（ＣＨＡ型ゼオライト）が用いられている。本明細書において、「ＣＨＡ型ゼオライト」とは、国際ゼオライト学会（International Zeolite Association）が定めているＩＵＰＡＣ構造コードにおいてＣＨＡ構造となる結晶構造を有するゼオライトのことを指す。ＣＨＡ型ゼオライトは０．３８ｎｍ×０．３８ｎｍの径を有する酸素８員環からなる３次元細孔を有する。

【0042】

チャバサイト型ゼオライトの例としては、ＳＳＺ－１３、ＳＳＺ－６２、ＬＺ－２１８、Ｌｉｎｄｅ Ｄ、Ｌｉｎｄｅ Ｒ、ＺＫ－１４等が挙げられ、なかでもＳＳＺ－１３が好ましい。

【0043】

基本骨格が、実質的に４員環、６員環、および８員環のみから構成されているゼオライトの他の例としては、ＡＣＯ，ＡＥＩ，ＡＥＮ，ＡＦＮ，ＡＦＴ，ＡＦＸ，ＡＮＡ，ＡＰＣ，ＡＰＤ，ＡＴＴ，ＣＤＯ，ＣＨＡ，ＤＤＲ，ＤＦＴ，ＥＡＢ，ＥＤＩ，ＥＰＩ，ＥＲＩ，ＧＩＳ，ＧＯＯ，ＩＨＷ，ＩＴＥ，ＩＴＷ，ＬＥＶ，ＬＴＡ，ＫＦＩ，ＭＥＲ，ＭＯＮ，ＮＳＩ，ＯＷＥ，ＰＡＵ，ＰＨＩ，ＲＨＯ，ＲＴＨ，ＳＡＴ，ＳＡＶ，ＳＩＶ，ＴＨＯ，ＴＳＣ，ＵＥＩ，ＵＦＩ，ＶＮＩ，ＹＵＧ，ＺＯＮ型ゼオライトが挙げられる。

【0044】

なお、ゼオライトの結晶構造は、粉末Ｘ線回折測定を行うことにより確認することができる。具体的には、ＮＨ_３吸着層８０に含まれるゼオライトの粉末Ｘ線回折パターンを測定し、基本骨格が既知のゼオライトの粉末Ｘ線回折パターンと比較することで、確認することができる。

【0045】

プロトン型ゼオライトにおけるＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３比は、特に限定されず、例えば、５～５００であり、好ましくは１０～１００である。

【0046】

プロトン型ゼオライトとして、特に好ましくは、ＣＨＡ型ゼオライトおよびＢＥＡ型ゼオライトであり、最も好ましくはＣＨＡ型ゼオライトである。よって、ＮＨ_３吸着層８０において、フロント部８２にＣｕ担持ＣＨＡゼオライトを用い、リア部８４にＣＨＡ型ゼオライトおよび／またはＢＥＡ型ゼオライト（特にＣＨＡ型ゼオライト）を用いる組み合わせが特に好ましい。

【0047】

フロント部８２中の金属担持ゼオライトの量は、特に限定されない。フロント部８２中の金属担持ゼオライトの量は、耐久後におけるより高いＮＨ_３浄化性能の観点から、１０質量％以上が好ましい。また、排ガスの雰囲気変動が小さい場合には、フロント部８２中の金属担持ゼオライトの量を大きくすることが、耐久後におけるより高いＮＨ_３浄化性能に関して有利である。よって、フロント部８２中の金属担持ゼオライトの量は、５０質量％以上、または８０質量％以上であり得る。

【0048】

なお、フロント部８２は、本発明の効果を顕著に阻害しない範囲内（例えば、フロント部８２中の全ゼオライトに対し、１０質量％未満、好ましくは５質量％未満、さらに好ましくは３質量％未満）で、金属担持ゼオライト以外のゼオライトを含有していてもよい。特に好ましくは、フロント部８２は、ゼオライトとして金属担持ゼオライトのみを含む。

【0049】

同様に、リア部８４中のプロトン型ゼオライトの量は、特に限定されない。ＮＨ_３吸着層８０中のプロトン型ゼオライトの量は、耐久後におけるより高いＮＨ_３浄化性能の観点から、１０質量％以上が好ましい。また、排ガスの雰囲気変動が大きい場合には、フロント部８２の劣化が起こりやすいため、ＮＨ_３吸着層８０中のプロトン型ゼオライトの量を大きくすることが、耐久後におけるより高いＮＨ_３浄化性能に関して有利である。よって、ＮＨ_３吸着層８０中のプロトン型ゼオライトの量は、５０質量％以上、または８０質量％以上であり得る。

【0050】

なお、リア部８４は、本発明の効果を顕著に阻害しない範囲内（例えば、リア部８４中の全ゼオライトに対し、１０質量％未満、好ましくは５質量％未満、さらに好ましくは３質量％未満）で、プロトン型ゼオライト以外のゼオライトを含有していてもよい。特に好ましくは、リア部８４は、ゼオライトとしてプロトン型ゼオライトのみを含む。

【0051】

ＮＨ_３吸着層８０は、任意成分として、ゼオライト以外の成分を含み得る。任意成分の例としては、酸素吸放出能を有する酸素吸放出材（いわゆる、ＯＳＣ材）が挙げられる。ＯＳＣ材としては、酸素吸蔵能を有することが知られている公知の化合物を用いてよく、その具体例としては、セリア（ＣｅＯ_２）を含んだ金属酸化物（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およびＡｌのうちの少なくとも一方を含む複合酸化物、例えば、セリア（ＣｅＯ_２）－ジルコニア（ＺｒＯ_２）複合酸化物（ＣＺ複合酸化物）であってよい。ＣＺ複合酸化物は、耐熱性を向上する観点等から、例えば、Ｎｄ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｐｒ_６Ｏ_１０等の希土類金属酸化物をさらに含んでいてもよい。

【0052】

ＯＳＣ材が酸化セリウムを含む複合酸化物である場合、その酸素吸蔵能を十分に発揮させる観点から、酸化セリウムの含有率は、好ましくは１５質量％以上であり、より好ましくは２０質量％以上である。一方、酸化セリウムの含有率が高過ぎると、ＯＳＣ材の塩基性が高くなり過ぎるおそれがある。そのため、酸化セリウムの含有率は、好ましくは６０質量％以下であり、より好ましくは５０質量％以下である。

【0053】

ＮＨ_３吸着層８０中の上記ＯＳＣ材の量は、特に限定されない。ＮＨ_３吸着層８０中の上記ＯＳＣ材の量は、例えば１０質量％以上であり、好ましくは２０質量％以上である。一方、上記ＯＳＣ材の量は、例えば６０質量％以下であり、好ましくは４０質量％以下である。

【0054】

触媒貴金属は、上記のＯＳＣ材に担持されていてもよく、非ＯＳＣ材（例、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、チタニア（ＴｉＯ_２）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、シリカ（ＳｉＯ_２）など）に担持されていてもよい。

【0055】

ＮＨ_３吸着層８０の任意成分のさらに別の例としては、アルミナゾル、シリカゾル等のバインダ、各種添加剤などが挙げられる。

【0056】

ＮＨ_３吸着層８０のコート量（すなわち、成形量）は、特に限定されない。フロント部８２のコート量は、筒軸方向Ｘに沿ってフロント部８２が形成されている基材の部分の体積１Ｌあたり、例えば１０～２００ｇ／Ｌであり、１００～２００ｇ／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、耐久性や耐剥離性を向上することができる。リア部８４のコート量は、筒軸方向Ｘに沿ってリア部８４が形成されている基材の部分の体積１Ｌあたり、例えば３～２００ｇ／Ｌであり、１０～１００ｇ／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、耐久性や耐剥離性を向上することができる。

【0057】

ＮＨ_３吸着層８０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。ＮＨ_３吸着層８０の厚みは、例えば１～１００μｍであり、５～１００μｍであってよい。

【0058】

ＮＨ_３吸着層８０のコート幅（筒軸方向Ｘの平均寸法）は、特に限定されず、第２基材７０の大きさや第２触媒体６０に流通する排ガスの流量等を考慮して適宜設計すればよい。当該コート幅は、例えば、基材の筒軸方向Ｘの全長の１０％～１００％であり、好ましくは２０％～１００％であり、より好ましくは３０％～１００％である。

【0059】

ＮＨ_３吸着層８０におけるフロント部のコート幅と、リア部のコート幅との比は特に限定されないが、これらの比（フロント部のコート幅：リア部のコート幅）は、好ましくは４：６～８：２であり、より好ましくは４：６～７：３であり、さらに好ましくは４：６～６：４である。

【0060】

第２触媒層９０は、触媒貴金属を含有する。当該触媒貴金属は、通常、担体に担持され、よって、第２触媒層９０は、通常、三元触媒を含有する。第２触媒層９０は、三元触媒を含有する公知の触媒層と同様にして構成することができる。

【0061】

触媒貴金属は、排ガス中の有害成分を浄化する触媒金属成分である。触媒貴金属の例としては、ＮＨ_３吸着層８０に用いられる触媒貴金属として例示されたものが挙げられる。触媒貴金属は、１種単独で用いてもよいが、２種以上を組み合わせて用いることが好ましい。触媒貴金属としては、触媒性能の観点から、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、ＩｒおよびＲｕからなる群から選ばれる少なくとも２種が好ましく、還元活性が高いＲｈと、酸化活性が高いＰｄおよびＰｔの少なくともいずれかとの組み合わせより好ましい。

【0062】

触媒貴金属は、粒子径が十分に小さな微粒子として用いることが好ましい。触媒貴金属粒子の平均粒子径（具体的には、透過電子顕微鏡による触媒層の断面画像に基づいて求められる２０個以上の貴金属粒子の粒子径の平均値）は、通常１～１５ｎｍ程度であり、好ましくは１０ｎｍ以下、より好ましくは７ｎｍ以下、さらに好ましくは５ｎｍ以下である。これにより、触媒貴金属の排ガスとの接触面積を高めて浄化性能をより向上させることができる。

【0063】

第２触媒体６０における触媒貴金属の量（ＮＨ_３吸着層８０中および第２触媒層９０中の触媒貴金属の合計量）は、特に限定されず、触媒貴金属の種類等に応じて適宜決定することができる。第２基材７０の体積１Ｌ当たりの触媒貴金属の量として、特に高い排ガス浄化性能の観点からは、当該量は、例えば、０．０１ｇ／Ｌ以上、０．０３ｇ／Ｌ以上、０．０５ｇ／Ｌ以上、０．０８ｇ／Ｌ以上、または０．１０ｇ／Ｌ以上であってよい。排ガス浄化性能とコストとのバランスの観点からは、当該量は、例えば、５．００ｇ／Ｌ以下、３．００ｇ／Ｌ以下、２．００ｇ／Ｌ以下、１．５０ｇ／Ｌ以下、１．００ｇ／Ｌ以下、０．８０ｇ／Ｌ以下、または０．５０ｇ／Ｌ以下であってよい。

【0064】

なお、本明細書において「基材の体積１Ｌ当たり」とは、基材の純体積にセル通路の容積も含めた全体の嵩容積１Ｌ当たりをいう。以下の説明において（ｇ／Ｌ）と記載しているものについては、基材の体積１Ｌに含まれる量を示すものである。

【0065】

第２触媒層９０は、ＯＳＣ材を含有することが好ましい。第２触媒層９０に含有されるＯＳＣ材の例としては、ＮＨ_３吸着層８０に使用可能なＯＳＣ材として例示されたものが挙げられる。

【0066】

当該ＯＳＣ材は、触媒貴金属を担持していてもよいし、担持していなくてもよい。一部のＯＳＣ材が触媒貴金属を担持し、その他のＯＳＣ材が触媒貴金属を担持していない態様も可能である。

【0067】

第２触媒層９０は、非ＯＳＣ材（すなわち、酸素吸放出能を有しない材料）をさらに含んでいてよく、触媒貴金属が当該非ＯＳＣ材に担持されていてもよい。非ＯＳＣ材の例としては、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、チタニア（ＴｉＯ_２）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、シリカ（ＳｉＯ_２）などが挙げられる。

【0068】

よって、第２触媒層９０においては、通常、担体として、ＯＳＣ材および非ＯＳＣ材のいずれかまたは両方が用いられる。担体は、比表面積が大きいことが好ましく、よって好適には多孔質状の担体粒子が用いられる。担体粒子は、ＢＥＴ法により求まるその比表面積が５～２００ｍ^２／ｇ（特に、１０～１００ｍ^２／ｇ）であることが耐熱性、および構造安定性の観点から好ましい。

【0069】

第２触媒層９０中のＯＳＣ材の量は、例えば１０質量％以上であり、好ましくは３０質量％以上であり、より好ましくは４０質量％以上である。また、第２触媒層９０中のＯＳＣ材の量は、例えば９０質量％未満であり、好ましくは６０質量％未満であり、より好ましくは５０質量％以下である。

【0070】

第２触媒層９０中の非ＯＳＣ材の量は、例えば１０質量％以上であり、好ましくは３０質量％以上であり、より好ましくは４０質量％以上である。また、第２触媒層９０中の非ＯＳＣ材の量は、例えば９０質量％未満であり、好ましくは７０質量％未満であり、より好ましくは６０質量％未満である。

【0071】

第２触媒層９０は、上記以外の成分をさらに含有していてもよい。例えば、第２触媒層９０は、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、遷移金属元素、希土類元素等の金属種を含んでもよい。これらの元素（特に、アルカリ土類元素）は、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。第２触媒層９０において、アルカリ土類金属元素（特にＢａ）とＰｔおよび／またはＰｄとを共存させることが好ましい。

【0072】

第２触媒層９０のその他の任意成分としては、アルミナゾル、シリカゾル等のバインダ；ＮＯｘ吸蔵能を有するＮＯｘ吸着材；安定化等などの各種添加剤などが挙げられる。

【0073】

第２触媒層９０は、ＮＨ_３吸着層８０のフロント部８２とリア部８４の両方を覆っている。図示例では、第２触媒層９０は、ＮＨ_３吸着層８０のフロント部８２の全体と、リア部８４の全体とを覆っている。しかしながら、フロント部８２およびリア部８４はそれぞれ、その一部が第２触媒層９０に覆われていなくてもよい。第２触媒層は、好ましくはＮＨ_３吸着層８０のフロント部８２の表面を、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上、最も好ましくは１００％を覆う。第２触媒層は、好ましくはＮＨ_３吸着層８０のリア部８４の表面を、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上、最も好ましくは１００％を覆う。

【0074】

第２触媒層９０は、単層構造であってもよいし、複層構造であってもよい。図３に示す例では、第２触媒層９０は、単層である。第２触媒層９０が単層構造の場合、第２触媒層９０は、組成、性状等の異なる複数の領域から構成されていてもよい。例えば、第２触媒層９０は、筒軸方向Ｘにおいて、上流側Ｘ１に位置するフロント部と、当該フロント部よりも下流側Ｘ２に位置するリア部とを有し、フロント部とリア部とで、組成および／または性状が異なっていてもよい。具体的に例えば、フロント部とリア部とで、異なる触媒貴金属を含有していてもよい。

【0075】

第２触媒層９０が複層構造である場合、層の数は特に限定されない。第２触媒層９０は、基材側の層（下層）と表面側の層（上層）とを有する二層構造であってもよいし、基材側の層（下層）と表面側の層（上層）と、その間に位置する１層以上の中間層とを有する三層以上の構造であってもよい。この複層構造において、各層が異なる触媒貴金属を含有していてもよい。

【0076】

第２触媒層９０が複層構造である場合の例を図４に示す。図４においては、第２基材７０上にＮＨ_３吸着層８０が設けられ、第２触媒層９０がＮＨ_３吸着層８０上に設けられている。

【0077】

第２触媒層９０は、基材側の層である下層部９２と、下層部９２の上に設けられた上層部９４とを有している。図示例では、上層部９４は、第２触媒層９０の露出表面側（表層部側）の層でもある。第２触媒層９０の下層部９２と上層部９４はそれぞれ、触媒貴金属を含有している。下層部９２は、触媒貴金属としてＰｄ、Ｐｔ等の酸化触媒を含有する。一方、上層部９４は、触媒貴金属としてＲｈ等の還元触媒を含有する。この場合、酸化触媒と還元触媒とを積層方向に分離して担持することにより、触媒貴金属の劣化（例えば粒成長に伴うシンタリング）を抑制して、第２触媒体６０の耐久性をより向上することができる。

【0078】

ここで、下層部９２が触媒貴金属としてＰｄを含み、上層部９４が触媒貴金属としてＲｈとして含む場合には、第２触媒体６０の耐久後におけるＮＨ_３浄化性能が特に高くなり、好ましい。

【0079】

第２触媒層９０のコート量（すなわち、成形量）は、特に限定されない。当該コート量は、筒軸方向Ｘに沿って第２触媒層９０が形成されている基材の部分の体積１Ｌあたり、例えば１０～５００ｇ／Ｌであり、１００～２００ｇ／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、耐久性や耐剥離性を向上することができる。

【0080】

第２触媒層９０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。第２触媒層９０の厚みは、例えば１～１００μｍであり、５～１００μｍであってよい。

【0081】

第２触媒層９０のコート幅（筒軸方向Ｘの平均寸法）は、特に限定されず、第２基材７０の大きさや第２触媒体６０に流通する排ガスの流量等を考慮して適宜設計すればよい。当該コート幅は、例えば、基材の筒軸方向Ｘの全長の１０％～１００％であり、好ましくは２０％～１００％であり、より好ましくは３０％～１００％である。

【0082】

第２触媒体６０は、ＮＨ_３吸着層８０および第２触媒層９０以外の層を有していてもよい。

【0083】

第２触媒体６０は、公知方法に従い、作製することができる。例えば、金属担持ゼオライトと、溶媒と、任意成分（例、ＯＳＣ材、触媒貴金属源、バインダなど）とを含有するＮＨ_３吸着層フロント部形成用スラリーを用意する。また、プロトン型ゼオライトと、溶媒と、任意成分（例、ＯＳＣ材、触媒貴金属源、バインダなど）とを含有するＮＨ_３吸着層リア部形成用スラリーを用意する。また、触媒貴金属源と、ＯＳＣ材と、必要に応じ非ＯＳＣ材と、溶媒と、その他の任意成分とを含有する触媒層形成用スラリーを用意する。また、図２に示すような第２基材７０を用意する。

【0084】

まず、第２基材７０の排ガスの流れ方Ｆの上流側（Ｘ１側）の端部から所定の内部位置まで、ＮＨ_３吸着層フロント部形成用スラリーをウォッシュコート法等によって塗布し、乾燥する。次に、第２基材７０の排ガスの流れ方Ｆの下流側（Ｘ２側）の端部から所定の内部位置まで、ＮＨ_３吸着層リア部形成用スラリーをウォッシュコート法等によって塗布し、乾燥する。その後、焼成を行って、フロント部８２およびリア部８４を有するＮＨ_３吸着層８０を形成する。

【0085】

次に、形成したＮＨ_３吸着層８０の上に触媒層形成用スラリーを、ＮＨ_３吸着層８０のフロント部８２およびリア部８４を覆うように塗布し、必要に応じ乾燥した後、焼成して第２触媒層９０を形成する。これにより、第２触媒体６０を得ることができる。

【0086】

＜第１触媒体＞
第１触媒体２０は、スタートアップ触媒（Ｓ／Ｃ）とアンダーフロア触媒（ＵＦ／Ｃ）とを備える公知のガソリンエンジン用排ガス浄化システムの、スタートアップ触媒と同じまたは類似の構成であってよい。

【0087】

第１触媒体２０の一例を図５に示す。例えば、第１触媒体２０は、第１基材３０と、第１触媒層４０とを含有する。第１触媒体２０は、典型的には、ガソリンエンジン１の排気経路において、エキゾーストマニホールド及びエンジンルームの近くの位置（クローズドカップル（ＣＣ）位置）に配置される。

【0088】

第１実施形態においては、第１基材３０には、ストレートフロー型基材が用いられる。しかしながら、第１基材３０はこれに限られず、ウォールフロー型基材であってもよい。例えば、後述の実施形態のように、第１基材３０としてウォールフロー型基材を用いて、第１触媒体２０を、触媒コート型のガソリンパティキュレートフィルター（ＧＰＦ）として構成することも可能である。

【0089】

第１基材３０は、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担体であってもよいし、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。

【0090】

第１実施形態においては、第１触媒体２０は、一つの第１基材３０を有すが、これに限られない。例えば、後述の実施形態のように、第１触媒体２０は、複数の第１基材３０を備え、それぞれの第１基材３０に第１触媒層４０が設けられたタンデム型の触媒体であってよい。タンデム型の触媒体において、複数の第１基材３０の種類は同じであっても異なっていてもよい。また、複数の第１触媒層４０の組成は、同じであっても異なっていてもよい。

【0091】

第１触媒層４０は、触媒貴金属を含有する。第１触媒層４０に含有される触媒貴金属は、第２触媒体６０の第２触媒層９０に含有される触媒貴金属と同様であってよい。第１触媒層４０は、通常、触媒貴金属を担持する担体を含有する。第１触媒層４０に含有される担体は、第２触媒体６０の第２触媒層９０に含有される担体と同様であってよい。第１触媒層４０に含有されるその他の成分についても、第２触媒体６０の第２触媒層９０と同様であってよい。

【0092】

第１触媒層４０は、単層構造であってもよいし、複層構造であってもよい。第１触媒層４０が単層構造の場合、第１触媒層４０は、組成、性状等の異なる複数の領域から構成されていてもよい。例えば、第１触媒層４０は、筒軸方向Ｙにおいて、上流側Ｙ１に位置するフロント部と、下流側Ｙ２に位置するリア部とを有し、フロント部とリア部とで、組成および／または性状が異なっていてもよい。具体的に例えば、フロント部とリア部とで、異なる貴金属を含有していてもよい。

【0093】

第１触媒層４０が複層構造である場合、層の数は特に限定されない。第１触媒層４０は、基材側の層（下層）と表面側の層（上層）とを有する二層構造であってもよいし、基材側の層（下層）と表面側の層（上層）と、その間に位置する１層以上の中間層とを有する三層以上の構造であってもよい。この複層構造において、各層が異なる貴金属を含有していてもよい。

【0094】

図５に示す例では、第１触媒層４０は、複層構造であり、基材側の下層部４２と露出表面側の上層部４４とを有している。第１触媒層４０の下層部４２と上層部４４はそれぞれ、触媒貴金属を含有している。下層部４２は、触媒貴金属としてＰｄを含有する。一方、上層部４４は、触媒貴金属としてＲｈを含有する。この場合、酸化触媒と還元触媒とを積層方向に分離して担持することにより、触媒貴金属の劣化（例えば粒成長に伴うシンタリング）を抑制して、第１触媒体２０の耐久性をより向上することができる。

【0095】

第１触媒体２０は、公知方法に従い、作製することができる。例えば、触媒貴金属源と、ＯＳＣ材と、非ＯＳＣ材と、溶媒と、任意成分とを含有するスラリーを用意する。このスラリーを、第１基材３０に公知方法に従い塗工し、必要に応じ乾燥した後、焼成して、第１触媒層４０を形成する。これにより、第１触媒体２０を得ることができる。

【0096】

≪排ガス浄化システム１００≫
ガソリンエンジン１においては、理論空燃比を含むリッチ領域からリーン域の空燃比の混合気が燃焼される。図１に示すように、ガソリンエンジン１において生成した排ガスは、まず、上流触媒コンバータ１０の第１触媒体２０において浄化される。第１触媒体２０は、三元触媒の触媒貴金属を含有しており、ＮＯｘを浄化する際にＮＨ_３が生成し、ＮＨ_３を含む排ガスが上流触媒コンバータ１０から流出する。

【0097】

上流触媒コンバータ１０から流出した排ガスは、下流触媒コンバータ５０に流入する。ここで、下流触媒コンバータ５０内の温度が低く、触媒活性温度に到達していない場合には、ＮＨ_３を浄化することができない。そのため、排ガス浄化システム１００では、第２触媒体６０がＮＨ_３吸着層８０を備える。これにより、排ガスに含まれるＮＨ_３は、下流触媒コンバータ５０の第２触媒体６０が備えるＮＨ_３吸着層８０に吸着され、排ガス浄化システム１００外に排出されることが抑制される。ＮＨ_３吸着層８０に吸着されたＮＨ_３は、第２触媒層９０において、例えばフューエルカット（Ｆ／Ｃ）のタイミングで浄化される。

【0098】

ここで、ディーゼルエンジンおよびリーンバーンエンジンとは異なり、ガソリンエンジンにおいては、排ガス浄化システムの温度は、約３５０℃以上（例えば、約３５０℃～約６００℃）に達し、また、リッチ雰囲気－リーン雰囲気間で雰囲気が変動する。上述のように、３５０℃未満の温度域では、第２触媒体６０のＮＨ_３吸着層８０のフロント部において、金属担持ゼオライトによってＮＨ_３の吸着・保持を行うことができ、約３５０℃以上の温度域では、第２触媒体６０のＮＨ_３吸着層８０のフロント部において、プロトン型ゼオライトによって、ＮＨ_３の吸着・保持を行うことができる。

【0099】

よって、３５０℃未満の温度領域では、フロント部８２において、ＮＨ_３を吸着および保持し、フューエルカット時に、ＮＯ、Ｏ_２を用いた選択的接触還元（ＳＣＲ）反応、および貴金属触媒反応により、ＮＨ_３を除去して排ガスを浄化することができる。３５０℃以上の温度領域では、リア部８４において、ＮＨ_３を吸着および保持し、フューエルカット時に、Ｏ_２および第２触媒層９０の触媒貴金属を用いて、ＮＨ_３を除去して排ガスを浄化することができる。したがって、第２触媒体６０は、ガソリンエンジンの排ガスに対して、耐久後における優れたＮＨ_３浄化性能を発揮することができる。

【0100】

≪その他の実施形態≫
図６～１２にその他の実施形態を示す。なお、以下の実施形態について、第１実施形態と同じ部分については説明を省略している。

【0101】

図６に例示される第２実施形態に係るガソリンエンジン用排ガス浄化システム２００は、ガソリンエンジン１の排気経路に配置されるように構成されており、排ガス浄化システム２００は、ガソリンエンジン１に接続されている。排ガス浄化システム２００は、上流触媒コンバータ１０と、下流触媒コンバータ５０と、ガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）１１０とを含む。ＧＰＦ１１０は、排ガスの流れ方向Ｆにおいて、上流触媒コンバータ１０の下流側であって、かつ下流触媒コンバータ５０の上流側に配置されている。すなわち、第２実施形態のガソリンエンジン用排ガス浄化システム２００は、第１実施形態のガソリンエンジン用排ガス浄化システム１００に、上流触媒コンバータ１０と下流触媒コンバータ５０との間にＧＰＦ１１０が追加されたものである。ＧＰＦ１１０としては、公知のガソリンエンジン用排ガス浄化システムに用いられる公知のＧＰＦを用いることができる。

【0102】

このような構成によれば、排ガス中のパーティキュレートマター（ＰＭ）をＧＰＦにより捕集することができる。よって、このような構成によれば、耐久後におけるＮＨ_３浄化性能が高く、ＰＭ排出量が低減されたガソリンエンジン用排ガス浄化システムを提供することができる。

【0103】

図７に例示される第３実施形態に係るガソリンエンジン用排ガス浄化システム３００は、第２実施形態と同様にガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）１１０を含む。しかしながら、ＧＰＦ１１０は、下流触媒コンバータ５０よりも排ガスの流れ方向Ｆにおける下流側に配置されている。すなわち、第３実施形態のガソリンエンジン用排ガス浄化システム３００は、第１実施形態のガソリンエンジン用排ガス浄化システム１００に、下流触媒コンバータ５０の下流側にＧＰＦ１１０が追加されたものである。

【0104】

このような構成によれば、排ガス中のＰＭをＧＰＦにより捕集することができる。よって、このような構成によれば、耐久後におけるＮＨ_３浄化性能が高く、ＰＭ排出量が低減されたガソリンエンジン用排ガス浄化システムを提供することができる。

【0105】

図８に例示される第４実施形態に係るガソリンエンジン用排ガス浄化システム４００においては、上流触媒コンバータ１０の第１触媒体２０が、上流側触媒体２２と下流側触媒体２４とを含むタンデム型の触媒体であり、この点において第１実施形態のガソリンエンジン用排ガス浄化システム１００と異なっている。このような構成によれば、第１触媒体２０の浄化性能をさらに高めることができる。

【0106】

図９に例示される第５実施形態に係るガソリンエンジン用排ガス浄化システム５００においては、上流触媒コンバータ１０の第１触媒体２０が、上流側触媒体２２と下流側触媒体２４とを含むタンデム型の触媒体であり、ＧＰＦ１１０が、排ガスの流れ方向Ｆにおいて、上流触媒コンバータ１０の下流側であって、かつ下流触媒コンバータ５０の上流側に配置されている。すなわち、第５実施形態のガソリンエンジン用排ガス浄化システム５００は、第４実施形態のガソリンエンジン用排ガス浄化システム４００に、上流触媒コンバータ１０と下流触媒コンバータ５０との間にＧＰＦ１１０が追加されたものである。このような構成によれば、第１触媒体２０の浄化性能をさらに高めつつ、排ガス中のＰＭを効率よく捕集することができる。

【0107】

図１０に示された第６実施形態に係るガソリンエンジン用排ガス浄化システム６００においては、上流触媒コンバータ１０の第１触媒体２０が、上流側触媒体２２と下流側触媒体２４とを含むタンデム型の触媒体であり、ＧＰＦ１１０が、排ガスの流れ方向Ｆにおいて、下流触媒コンバータ５０の下流側に配置されている。すなわち、第６実施形態のガソリンエンジン用排ガス浄化システム６００は、第４実施形態のガソリンエンジン用排ガス浄化システム４００に、下流触媒コンバータ５０の下流側にＧＰＦ１１０が追加されたものである。このような構成によれば、第１触媒体２０の浄化性能をさらに高めつつ、排ガス中のＰＭを効率よく捕集することができる。

【0108】

図１１に示された第７実施形態に係るガソリンエンジン用排ガス浄化システム７００においては、上流触媒コンバータ１０の第１触媒体２６の基材に、ウォールフロー型の基材が用いられており、第１触媒体２６の基材は、ＧＰＦの機能を備えている。このような構成によれば、排ガス中のＰＭをＧＰＦにより捕集することができる。よって、このような構成によれば、耐久後におけるＮＨ_３浄化性能が高く、ＰＭ排出量が低減されたガソリンエンジン用排ガス浄化システムを提供することができる。

【0109】

図１２に示された第８実施形態に係るガソリンエンジン用排ガス浄化システム８００においては、上流触媒コンバータ１０の第１触媒体２０が、上流側触媒体２２と下流側触媒体２６とを含むタンデム型の触媒体である。下流側触媒体２６の基材には、ウォールフロー型の基材が用いられており、下流側触媒体２６の基材は、ＧＰＦの機能を備えている。このような構成によれば、第１触媒体２０の浄化性能をさらに高めつつ、排ガス中のＰＭを効率よく捕集することができる。

【0110】

以上、ここに開示されるガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体が、排ガス浄化システムに用いられる実施形態について説明した。しかしながら、ここに開示されるガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体は、単独で用いてもよい。あるいは、ここに開示されるガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体は、基材と触媒貴金属を含有する触媒層とを備える上流側触媒体と、下流側触媒体とを備えるタンデム触媒であって、下流側触媒体が、ここに開示されるガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体であるタンデム触媒として構成することもできる。このタンデム触媒は、１つの触媒コンバータの筐体に収容され得る。

【0111】

≪ガソリンエンジン用排ガス浄化システム１００の用途≫
ガソリンエンジン用排ガス浄化システム１００は、自動車、トラック、オートバイ等の車両のみならず、船舶等のガソリンエンジン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。なかでも、ガソリンエンジンを備える自動車、トラック等の車両に対して好適に用いることができる。また、ガソリンエンジン用排ガス浄化システム１００は、還元ガスが存在し得る環境において効率的にＮＨ_３を吸着除去できるため、ガソリンエンジン用排ガス浄化システム１００は、Ｈ_２エンジン、ＮＨ_３エンジン、ｅ－Ｆｕｅｌエンジンの排ガス浄化にも応用可能である。

【0112】

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。

【0113】

実施例１
第１基材として、ハニカム基材（コージェライト製、直径：１１７ｍｍ、全長：１００ｍｍ、１平方インチ当たりのセル数：６００ｃｐｓｉ）を用意した。硝酸パラジウムと、ＣｅＯ_２－ＺｒＯ_２系複合酸化物粉末（ＯＳＣ材）と、Ａｌ_２Ｏ_３粉末と、硫酸バリウムと、バインダと、イオン交換水とを混合して、Ｐｄ含有スラリーを調製した。このＰｄ含有スラリーを、下層形成用スラリーとして第１基材に流し込み、ブロアーで不要部分を吹き払うことで、第１基材表面を下層形成用の材料でコーティングした。これを電気炉内で焼成することにより、第１基材上にＰｄ触媒を含有する下層を形成した。

【0114】

硝酸ロジウムと、ＣｅＯ_２－ＺｒＯ_２系複合酸化物粉末（ＯＳＣ材）と、Ａｌ_２Ｏ_３粉末と、バインダと、イオン交換水とを混合して、Ｒｈ含有スラリーを調製した。このＲｈ含有スラリーを、上層形成用スラリーとして下層を形成した第１基材に流し込み、ブロアーで不要部分を吹き払うことで、基材に形成された下層の表面を上層形成用の材料でコーティングした。これを、電気炉内で焼成することにより、下層上にＲｈ触媒を含有する上層を形成した。このようにして、第１触媒体を作製した。

【0115】

次に、第２基材として第１基材と同じハニカム基材を用意した。金属担持ゼオライトとしてＣｕ担持ＣＨＡ型ゼオライト（Ｃｕ－ＣＨＡ）と、アルミナバインダと、イオン交換水とを混合して、Ｃｕ担持ゼオライト含有スラリーを調製した。プロトン型ゼオライトとして、プロトン型のＣＨＡ型ゼオライト（Ｈ－ＣＨＡ）と、アルミナバインダと、イオン交換水とを混合して、プロトン型ゼオライト含有スラリーを調製した。

【0116】

まず、Ｃｕ担持ゼオライト含有スラリーを、第２基材の全長のうち上流側の５０％に相当する部分に、塗布し、乾燥した。次に、プロトン型ゼオライト含有スラリーを、第２基材の全長のうち下流側の５０％に相当する部分に、塗布し、乾燥した。これを焼成することによって、第２基材上に、Ｃｕ担持ゼオライトを含有するフロント部と、プロトン型ゼオライトを含有するリア部とを有する下層を形成した。

【0117】

上記で調製したＰｄ含有スラリーを、中間層形成用スラリーとして下層を形成した第２基材に流し込み、ブロアーで不要部分を吹き払うことで、第２基材に形成された下層の表面を中間層形成用の材料でコーティングした。これを、電気炉内で焼成することにより、下層上にＰｄ触媒を含有する中間層を形成した。

【0118】

上記で作製したＲｈ含有スラリーを、上層形成用スラリーとして中間層を形成した第２基材に流し込み、ブロアーで不要部分を吹き払うことで、第２基材に形成された中間層の表面を上層形成用の材料でコーティングした。これを、電気炉内で焼成することにより、中間層上にＲｈ触媒を含有する上層を形成した。このようにして、第２触媒体を作製した。作製した第１触媒体および第２触媒体を組み合わせて、実施例１の排ガス浄化システムを構築した。その第２触媒体の層構成を模式的に図１３Ａに示す。

【0119】

実施例２
実施例１と同様にして第１触媒体を作製した。次に、硝酸白金と、ＣｅＯ_２－ＺｒＯ_２系複合酸化物粉末（ＯＳＣ材）と、Ａｌ_２Ｏ_３粉末と、硫酸バリウムと、バインダと、イオン交換水とを混合して、Ｐｔ含有スラリーを調製した。このＰｔ含有スラリーを、中間層形成用スラリーとして用いた以外は、実施例１と同様にして、第２触媒体を作製した。なお、実施例２の第２触媒体におけるＰｔ量は、実施例１の第２触媒体におけるＰｄ量と同じとした。作製した第１触媒体および第２触媒体を組み合わせて、実施例２の排ガス浄化システムを構築した。その第２触媒体の層構成を模式的に図１３Ｂに示す。

【0120】

比較例１
実施例１と同様にして第１触媒体を作製した。実施例１と同様にして、第２触媒体上に下層を形成した。Ｐｄ含有スラリーを、第２基材の全長のうち下流側の５０％に相当する部分に、塗布し、乾燥し、焼成することにより、下層のリア部上に中間層を形成した。なお、この中間層の各成分のコート量は、実施例１の中間層の各成分のコート量と同じなるようにした。Ｒｈ含有スラリーを、第２基材の全長のうち下流側の５０％に相当する部分に、塗布し、乾燥し、焼成することにより、中間層上に上層を形成した。なお、この上層の各成分のコート量は、実施例１の上層の各成分のコート量と同じなるようにした。このようにして、第２触媒体を得た。作製した第１触媒体および第２触媒体を組み合わせて、比較例１の排ガス浄化システムを構築した。その第２触媒体の層構成を模式的に図１３Ｃに示す。

【0121】

比較例２
実施例１と同様にして第１触媒体を作製した。第２基材として第１基材と同じハニカム基材を用意した。まず、プロトン型ゼオライト含有スラリーを、第２基材の全長のうち上流側の５０％に相当する部分に、塗布し、乾燥した。次に、Ｃｕ担持ゼオライト含有スラリーを、第２基材の全長のうち下流側の５０％に相当する部分に、塗布し、乾燥した。これを焼成することによって、第２基材上に、プロトン型ゼオライトを含有するフロント部と、Ｃｕ担持ゼオライトを含有するリア部とを有する下層を形成した。

【0122】

Ｐｄ含有スラリーを、第２基材の全長のうち上流側の５０％に相当する部分に、塗布し、乾燥し、焼成することにより、下層のフロント部上に中間層を形成した。なお、この中間層の各成分のコート量は、実施例１の中間層の各成分のコート量と同じなるようにした。さらに、Ｒｈ含有スラリーを、第２基材の全長のうち上流側の５０％に相当する部分に、塗布し、乾燥し、焼成することにより、中間層上に上層を形成した。なお、この上層の各成分のコート量は、実施例１の上層の各成分のコート量と同じなるようにした。このようにして、第２触媒体を作製した。作製した第１触媒体および第２触媒体を組み合わせて、比較例２の排ガス浄化システムを構築した。その第２触媒体の層構成を模式的に図１３Ｄに示す。

【0123】

比較例３
実施例１と同様にして第１触媒体を作製した。Ｐｄ含有スラリーを用いて下層のリア部上に中間層を形成し、Ｒｈ含有スラリーを用いてその中間層の上に上層を形成した以外は、比較例２と同様にして、第２触媒体を作製した。作製した第１触媒体および第２触媒体を組み合わせて、比較例３の排ガス浄化システムを構築した。その第２触媒体の層構成を模式的に図１３Ｅに示す。

【0124】

比較例４
実施例１と同様にして第１触媒体を作製した。プロトン型ゼオライト含有スラリーを、第２基材の全長のうち上流側の５０％に相当する部分に、塗布し、Ｃｕ担持ゼオライト含有スラリーを、第２基材の全長のうち下流側の５０％に相当する部分に、塗布した以外は、実施例１と同様にして第２触媒体を作製した。作製した第１触媒体および第２触媒体を組み合わせて、比較例４の排ガス浄化システムを構築した。その第２触媒体の層構成を模式的に図１３Ｆに示す。

【0125】

比較例５
実施例１と同様にして第１触媒体を作製した。Ｃｕ担持ゼオライト含有スラリーを、第２基材の全長にわたって塗布した以外は、実施例１と同様にして第２触媒体を作製した。作製した第１触媒体および第２触媒体を組み合わせて、比較例５の排ガス浄化システムを構築した。その第２触媒体の層構成を模式的に図１３Ｇに示す。

【0126】

比較例６
実施例１と同様にして第１触媒体を作製した。プロトン型ゼオライト含有スラリーを、第２基材の全長にわたって塗布した以外は、実施例１と同様にして第２触媒体を作製した。作製した第１触媒体および第２触媒体を組み合わせて、比較例６の排ガス浄化システムを構築した。その第２触媒体の層構成を模式的に図１３Ｈに示す。

【0127】

［耐久処理］
Ｖ型８気筒ガソリンエンジンの排気系に、実施例１，２および比較例１～６の排ガス浄化システムを取り付けた。このとき、排気系において第１触媒体が、排ガスの流れ方向の上流側に位置するように配置した。流入ガス温度を９５０℃として、５０時間にわたり、リッチ、ストイキ、およびリーンの各雰囲気の排ガスを所定の時間ずつ繰り返して排ガス浄化システムに流した。これにより、第１触媒体を１０００℃の耐久処理、第２触媒体を７００℃の耐久処理にさらした。

【0128】

［ＮＨ_３排出量の測定］
上記耐久処理を施した実施例１，２および比較例１～６の排ガス浄化システムを、ガソリンエンジンを備える車両に搭載させた。このとき第１触媒体を筐体に収容してスタートアップ触媒位置に取り付け、第２触媒体を筐体に収容してアンダーフロア位置に取り付けた。第２触媒体の下流側にＦＴ－ＩＲ分析計を取り付けた。シャシダイナモメータ上でこの車両をＷＬＴＣモードに従って運転し、排ガス中に含まれるアンモニア濃度を測定し、ＮＨ_３排出量を求めた。結果を図１４に示す。

【0129】

図１４の結果が示すように、ＮＨ_３吸着層が、金属担持ゼオライトを含有するフロント部と、プロトン型ゼオライトを含有するリア部とを有し、第２触媒層が、フロント部およびリア部を覆う場合に、耐久後のＮＨ_３排出量を顕著に低減できることがわかる。

【0130】

具体的には、比較例１は、フロント部が第２触媒層で覆われていない比較例である。実施例１と比較例１との比較より、第２触媒層が、フロント部およびリア部の両方を覆うことにより、耐久後のＮＨ_３排出量を顕著に低減できることがわかる。

【0131】

比較例２～４は、ＮＨ_３吸着層のフロント部とリア部の配置を逆にした比較例、すなわち、フロント部がプロトン型ゼオライトを含み、リア部が金属担持ゼオライトを含む比較例である。さらに比較例２は、リア部が第２触媒層で覆われておらず、比較例３は、フロント部が第２触媒層で覆われていない。比較例５および６は、ＮＨ_３吸着層において１種類のゼオライトのみを使用した比較例である。実施例１と比較例２～６との比較より、フロント部が金属担持ゼオライトを含有し、リア部がプロトン型ゼオライトを含有することにより、耐久後のＮＨ_３排出量を顕著に低減できることがわかる。

【0132】

実施例２は、第２触媒体の触媒層の触媒貴金属をＰｔに変更した例である。実施例１および実施例２の比較より、触媒層の触媒貴金属は、下層部にＰｄと上層部にＲｈの組み合わせの方が、耐久後におけるより高いＮＨ_３浄化性能向上効果が得られることがわかる。

【0133】

実施例３：ＮＨ_３吸着層のフロント部とリア部の比率変更
実施例１と同様にして第１触媒体を作製した。Ｃｕ担持ゼオライト含有スラリーを、第２基材の全長のうち上流側の８０％に相当する部分に塗布したこと、およびプロトン型ゼオライト含有スラリーを、第２基材の全長のうち下流側の２０％に相当する部分に塗布したこと以外は、実施例１と同様にして第２触媒体を作製した。作製した第１触媒体および第２触媒体を組み合わせて、実施例３の排ガス浄化システムを構築した。

【0134】

実施例３の排ガス浄化システムに対して、上記の耐久処理およびＮＨ_３排出量の測定を行った。その結果を、実施例１および比較例５，６の結果と共に図１５に示す。図１５の結果が示すように、ＮＨ_３吸着層のフロント部とリア部の比率を変更しても、耐久後のＮＨ_３排出量を顕著に低減できることがわかる。

【0135】

実施例４：プロトン型ゼオライト種の変更
Ｃｕ担持ＣＨＡ型ゼオライト（Ｃｕ－ＣＨＡ）に代えてＣｕ担持ＢＥＡ型ゼオライト（Ｃｕ－ＢＥＡ）を用い、かつプロトン型のＣＨＡ型ゼオライト（Ｈ－ＣＨＡ）に代えてプロトン型のＢＥＡ型ゼオライト（Ｈ－ＢＥＡ）を用いて第２触媒体を作製した以外は、実施例１と同様にして、実施例４の排ガス浄化システムを構築した。その第２触媒体の層構成を模式的に図１６Ａに示す。

【0136】

比較例７
実施例１と同様にして第１触媒体を作製した。次に、金属担持ゼオライトとしててＣｕ担持ＢＥＡ型ゼオライト（Ｃｕ－ＢＥＡ）と、プロトン型のＢＥＡ型ゼオライト（Ｈ－ＢＥＡ）と、アルミナバインダと、イオン交換水とを混合して、混合ゼオライト含有スラリーを調製した。混合ゼオライト含有スラリーを、第２基材の全長にわたって塗布した以外は、実施例１と同様にして第２触媒体を作製した。作製した第１触媒体および第２触媒体を組み合わせて、比較例７の排ガス浄化システムを構築した。その第２触媒体の層構成を模式的に図１６Ｂに示す。

【0137】

比較例８
Ｃｕ担持ＣＨＡ型ゼオライト（Ｃｕ－ＣＨＡ）に代えてＣｕ担持ＢＥＡ型ゼオライト（Ｃｕ－ＢＥＡ）を用い、かつプロトン型のＣＨＡ型ゼオライト（Ｈ－ＣＨＡ）に代えてプロトン型のＢＥＡ型ゼオライトを用いて第２触媒体を作製した以外は、比較例４と同様にして、比較例８の排ガス浄化システムを構築した。その第２触媒体の層構成を模式的に図１６Ｃに示す。

【0138】

比較例９
プロトン型のＣＨＡ型ゼオライト（Ｈ－ＣＨＡ）に代えてプロトン型のＢＥＡ型ゼオライトを用いて第２触媒体を作製した以外は、比較例６と同様にして、比較例９の排ガス浄化システムを構築した。その第２触媒体の層構成を模式的に図１６Ｄに示す。

【0139】

比較例１０
Ｃｕ担持ＣＨＡ型ゼオライト（Ｃｕ－ＣＨＡ）に代えてＣｕ担持ＢＥＡ型ゼオライト（Ｃｕ－ＢＥＡ）を用いて第２触媒体を作製した以外は、比較例５と同様にして、比較例１０の排ガス浄化システムを構築した。その第２触媒体の層構成を模式的に図１６Ｅに示す。

【0140】

実施例４および比較例７～１０の排ガス浄化システムに対して、上記の耐久処理およびＮＨ_３排出量の測定を行った。その結果を、図１７に示す。図１４および図１７の結果より、ゼオライトの基本骨格の種類を変更しても、耐久後のＮＨ_３排出量の低減効果が得られることがわかる。

【0141】

以上のことから、ここに開示されるガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体およびガソリンエンジン用排ガス浄化システムによれば、耐久後におけるＮＨ_３浄化性能が高いことがわかる。

【0142】

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。

【要約】

本発明により、耐久後におけるＮＨ_３浄化性能が高いガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体が提供される。ここに開示されるガソリンエンジンの排ガス浄化用触媒体は、ガソリンエンジンの排気経路に配置されるように構成されている。前記排ガス浄化用触媒体は、基材と、ゼオライトを含有するＮＨ_３吸着層と、触媒貴金属を含有する触媒層と、を備える。前記ＮＨ_３吸着層は、前記触媒層よりも前記基材側に位置するように、前記触媒層と積層されている。前記ＮＨ_３吸着層は、前記排気経路に配置された際に排ガスの流れ方向の上流側に位置するフロント部と、前記フロント部よりも排ガスの流れ方向の下流側に位置するリア部と、を有する。前記フロント部は、金属担持ゼオライトを含有する。前記リア部は、プロトン型ゼオライトを含有する。前記触媒層は、前記ＮＨ_３吸着層の前記フロント部および前記リア部を覆っている。

【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】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】