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公開番号2025076169
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023187957
出願日2023-11-01
発明の名称排気ガス浄化用触媒
出願人マツダ株式会社
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類B01J 35/57 20240101AFI20250508BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】ゾーンコート構造を採用しつつP被毒を効果的に抑制して冷間浄化機能の向上と低コスト化を両立できる排気ガス浄化用触媒をもたらす。
【解決手段】排気ガス浄化用触媒1は、ハニカム担体2と触媒層3と、を備え、触媒層3は、フロント部41と、リア部45と、を含有し、フロント部41は、Ceを含有する第1OSC材411aにPdが担持されてなる第1触媒材411と、Ceを含有する第2OSC材412aにPdが担持されてなる第2触媒材412と、を含有し、リア部45は、Ceを含有する第3OSC材451aにPdが担持されてなる第3触媒材451を含有し、第1触媒材411のPd濃度をC1、第2触媒材412のPd濃度をC2、第3触媒材451のPd濃度をC3としたときに、C1>C3>C2であり、第1触媒材411及び第2触媒材412に含まれるPd量と第3触媒材451に含まれるPd量との比は、70/30～92/8である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
エンジンの排気通路に配設され、該エンジンのＰを含有する排気ガスを浄化する排気ガス浄化用触媒であって、
担体と、該担体上に形成され前記排気ガスを浄化するための触媒層と、を備え、
前記触媒層は、排気ガス流れ上流側に配置されたフロント部と、該フロント部よりも排気ガス流れ下流側に配置されたリア部と、を含有し、
前記フロント部は、Ｃｅを含有する第１酸素吸蔵放出材にＰｄが担持されてなる第１触媒材と、Ｃｅを含有する第２酸素吸蔵放出材にＰｄが担持されてなる第２触媒材と、を含有し、
前記リア部は、Ｃｅを含有する第３酸素吸蔵放出材にＰｄが担持されてなる第３触媒材を含有し、
前記第１触媒材における前記Ｐｄの濃度をＣ１、前記第２触媒材における前記Ｐｄの濃度をＣ２、前記第３触媒材における前記Ｐｄの濃度をＣ３としたときに、Ｃ１＞Ｃ３＞Ｃ２であり、
前記第１触媒材及び前記第２触媒材に含まれるＰｄ量と前記第３触媒材に含まれるＰｄ量との比は、７０／３０～９２／８である
ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記第１酸素吸蔵放出材、前記第２酸素吸蔵放出材及び前記第３酸素吸蔵放出材の少なくともいずれかはＣｅ含有Ｚｒ系複合酸化物である
ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記フロント部の排気ガス流れ方向における長さは、前記担体の排気ガス流れ方向における全長の３０％以上９０％以下である
ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
【請求項４】
請求項１又は請求項２において、
前記第１触媒材に含まれるＰｄ量と前記第２触媒材に含まれるＰｄ量との比は、９０／１０～９９／１である
ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
【請求項５】
請求項１又は請求項２において、
前記触媒層は、前記フロント部及び前記リア部の上に積層され、Ｒｈを含有する表面層を備えた
ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
【請求項６】
請求項５において、
前記表面層は、Ｃｅ含有Ｚｒ系複合酸化物にＲｈが担持されてなる第１Ｒｈ触媒材と、Ｃｅ非含有Ｚｒ系複合酸化物にＲｈが担持されてなる第２Ｒｈ触媒材と、を含む
ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
【請求項７】
請求項１又は請求項２において、
前記フロント部は、前記第１触媒材と前記第２触媒材との混合物を含有する単層からなる
ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、排気ガス浄化用触媒に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車エンジンの排気通路には、排気ガス中のＨＣ（炭化水素）、ＣＯ、ＮＯｘ（窒素酸化物）等の有害成分を浄化するための触媒が配置される。
【０００３】
近年の排気ガス規制強化に伴い、このような触媒において、浄化機能向上、特にエンジン始動時等における冷間浄化機能向上と低コスト化の両立が求められている。
【０００４】
解決策の１つとして、触媒モノリス内において触媒材料の配置を工夫するゾーンコート構造が提案されている（例えば特許文献１、２参照）。例えば、触媒装置の前方（排気ガス流入側）や触媒層の表層側等の排気ガスとの接触性の高い部位への貴金属比率を重点的に高めたゾーンコート構造を採用することにより、高価な貴金属の使用量増加を抑制しつつ浄化効率を向上できる可能性がある。
【０００５】
具体的に、特許文献１には、触媒層を排ガス流動方向に沿って２以上の区画に区分し、上流側区画の貴金属の濃度を下流側区画に比べて高くし、かつ、上流側区画において表面側の貴金属量が基材側に比して多い構成とすることが記載されている。これにより、該貴金属の量を抑制しながら始動時及び高速走行時の両方において排ガス浄化性能が高い触媒が得られるというものである。
【０００６】
特許文献２には、ハニカム担体の全体にＰｄ層がコーティングされており、当該Ｐｄ層にＲｈ層がコーティングされてなる排ガス浄化用触媒が開示されている。当該触媒において、Ｐｄ層は、上流部Ｐｄ層と下流部Ｐｄ層とにより構成され、上流部Ｐｄ層は下層と上層とにより構成される。そして、下層のＰｄ濃度は上層のＰｄ濃度よりも高濃度であり、上層のＰｄ濃度は下流部Ｐｄ層のＰｄ濃度よりも高濃度である。このようなＰｄ濃度を偏在させた排ガス浄化用触媒によれば、低温活性を維持しつつ、耐久性を向上させることができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
国際公開第２０１９／１８７１９８号
特開２００９－０５０７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、排気ガス浄化用触媒には、排気ガスの酸素濃度が高いリーン雰囲気で酸素を吸蔵し、排気ガスの酸素濃度が低いストイキ又はリッチ雰囲気で活性な酸素を放出する酸素吸蔵放出材（ＯＳＣ材）を含有させることが多い。三元触媒にあっては、この酸素吸蔵放出材の働きにより、排気ガス浄化性能を発揮し易いストイキ雰囲気が形成される。つまり、排気ガスのＡ／Ｆ（空燃比）が理論Ａ／Ｆから多少変動しても、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）及びＮＯｘ（窒素酸化物）が効率良く浄化される（Ａ／Ｆウインドウが拡大する）。このようなＯＳＣ材としては、一般にＣｅを含有する酸化物が用いられる。Ｃｅを含有する酸化物は、Ｃｅの価数変化を伴う反応が可逆的に進行することにより排気ガス中の酸素を吸蔵して活性酸素として放出する。
【０００９】
しかしながら、エンジンの作動には酸化防止剤等を含有するエンジンオイルが不可欠であるところ、このようなエンジンオイルにはＰ等の触媒毒となる物質が含まれており、それが排気ガスに混入する。上述のＯＳＣ材は、Ｐ被毒によってＣｅとＰの化合物が形成され、その酸素吸蔵放出能が低下する傾向にある。
【００１０】
一般に、触媒のＰ被毒は、上流側や表層側等の排気ガスとの接触性の高い部位で起こりやすい。すなわち、特許文献１、２のようなゾーンコート構造においてＯＳＣ材を採用した場合、当該部位への貴金属比率を重点的に高めているにも拘わらず、Ｐ被毒によって上流側の酸素吸蔵放出能が低下し、浄化性能向上の妨げとなる。
（【００１１】以降は省略されています）

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