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公開番号2025108926
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-24
出願番号2024002479
出願日2024-01-11
発明の名称排ガス浄化用触媒
出願人トヨタ自動車株式会社,株式会社キャタラー
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類B01J 23/63 20060101AFI20250716BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】本発明は、構造安定性が向上した排ガス浄化用触媒を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、基材と、前記基材上に形成された触媒層を備える排ガス浄化用触媒であって、前記触媒層が、前記基材上に形成された第1コート層と、前記第1コート層上に形成された第2コート層からなる2層構造であり、前記第1コート層が、アルミナ及びOSC材を含み、前記アルミナの平均粒径が6.0μm以上であり、且つ前記OSC材の平均粒径が6.0μm以上であり、前記OSC材が、アルミナを含まないセリア-ジルコニア系複合酸化物である、排ガス浄化用触媒に関する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基材と、前記基材上に形成された触媒層を備える排ガス浄化用触媒であって、
前記触媒層が、前記基材上に形成された第１コート層と、前記第１コート層上に形成された第２コート層からなる２層構造であり、
前記第１コート層が、アルミナ及びＯＳＣ材を含み、
前記アルミナの平均粒径が６．０μｍ以上であり、且つ前記ＯＳＣ材の平均粒径が６．０μｍ以上であり、
前記ＯＳＣ材が、アルミナを含まないセリア－ジルコニア系複合酸化物である、
排ガス浄化用触媒。
続きを表示（約 210 文字）【請求項２】
前記アルミナの平均粒径が６．０μｍ～１２．０μｍであり、且つ前記ＯＳＣ材の平均粒径が６．０μｍ～１２．０μｍである、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項３】
前記セリア－ジルコニア系複合酸化物が、蛍石構造を有し、且つＰｒを含まない、請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項４】
前記第１コート層が触媒金属としてＰｄを含む、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。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車等の内燃機関から排出される排ガスには、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、未燃の炭化水素（ＨＣ）等の有害ガスが含まれている。そのような有害ガスを分解するために、排ガス浄化用触媒（いわゆる三元触媒）が用いられている。排ガス浄化用触媒としては、基材に触媒層をコートしたものが広く用いられている。排ガス浄化用触媒の触媒層には、触媒金属に加えて、酸素吸放出能（酸素貯蔵能：ＯｘｙｇｅｎＳｔｏｒａｇｅＣａｐａｃｉｔｙ（ＯＳＣ）とも呼ばれる）を有する酸素吸放出材（ＯＳＣ材とも呼ばれる）が広く用いられている（例えば、特許文献１）。酸素吸放出材は、酸素を吸放出し、空燃比（Ａ／Ｆ）を調整することで、排ガス組成変動に伴う浄化率の低下を抑制することができる。
【０００３】
一方、近年の排ガス規制では、より長距離を走行した場合でも浄化性能を維持することが要求されている。このため、排ガス浄化用触媒には、さらなる構造安定性の向上が求められている。しかし、ＯＳＣ材を用いた排ガス浄化用触媒では、長期間にわたる使用中に、コート層が基材から剥離し、浄化性能が損なわれてしまうことがあった。これは以下の理由によると考えられる。具体的には、酸素吸放出に伴いＯＳＣ材の熱収縮が起こり、他の材料や基材との収縮差に伴い、構造安定性が低下する。結果として、基材とコート層の間の強度が低下し、コート層が基材から剥離してしまう。
【０００４】
この課題に対して、特許文献２では、ハニカム基材上に、アルミナ粒子を主成分とする剥離防止コート層を介して触媒コート層を配置することにより対処している。しかし、剥離防止コート層の存在により、コート厚みが増えてしまい、エンジンの出力に影響を及ぼす可能性がある。よって、剥離防止の役割のみを有する層の形成は避けることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－３８９９９号公報
特許第６８２０７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記の通り、ＯＳＣ材を用いた従来の排ガス浄化用触媒には、構造安定性の向上が求められていた。それ故、本発明は、構造安定性が向上した排ガス浄化用触媒を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、触媒層の下層において、アルミナ及びＯＳＣ材の平均粒径を特定の範囲に制御することにより、触媒の構造安定性が向上することを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
（１）基材と、前記基材上に形成された触媒層を備える排ガス浄化用触媒であって、
前記触媒層が、前記基材上に形成された第１コート層と、前記第１コート層上に形成された第２コート層からなる２層構造であり、
前記第１コート層が、アルミナ及びＯＳＣ材を含み、
前記アルミナの平均粒径が６．０μｍ以上であり、且つ前記ＯＳＣ材の平均粒径が６．０μｍ以上であり、
前記ＯＳＣ材が、アルミナを含まないセリア－ジルコニア系複合酸化物である、
排ガス浄化用触媒。
（２）前記アルミナの平均粒径が６．０μｍ～１２．０μｍであり、且つ前記ＯＳＣ材の平均粒径が６．０μｍ～１２．０μｍである、前記（１）に記載の排ガス浄化用触媒。
（３）前記セリア－ジルコニア系複合酸化物が、蛍石構造を有し、且つＰｒを含まない、前記（１）又は（２）に記載の排ガス浄化用触媒。
（４）前記第１コート層が触媒金属としてＰｄを含む、前記（１）～（３）のいずれかに記載の排ガス浄化用触媒。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、構造安定性が向上した排ガス浄化用触媒を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施例１～６及び比較例１の触媒のＯＳＣ性能及び耐久試験後の剥離率を示すグラフである。
比較例１及び比較例３の触媒のＯＳＣ性能及び耐久試験後の剥離率を示すグラフである。
実施例３及び比較例２の触媒のＯＳＣ性能及び耐久試験後の剥離率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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