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JP7827641B2 - Exhaust gas purification catalyst for straddle-type vehicles - Google Patents
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Exhaust gas purification catalyst for straddle-type vehicles

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Description

本発明は、二輪自動車等の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒及びその製造方法に関し、特に、触媒層が一層のみからなる鞍乗型車両用排ガス浄化触媒等に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification catalyst for saddle-type vehicles such as motorcycles and a method for manufacturing the same, and in particular to an exhaust gas purification catalyst for saddle-type vehicles that consists of only one catalyst layer.

ガソリンを燃料とする自動車や二輪自動車の排ガス中には、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。これらを浄化するには、炭化水素(HC)は酸化して水と二酸化炭素に転化させ、一酸化炭素(CO)は酸化して二酸化炭素に転化させ、窒素酸化物(NOx)は還元して窒素に転化させる等、それぞれの有害成分を触媒で浄化する必要がある。このような排ガスを処理するための触媒(以下「排ガス浄化触媒」と称する)としては、CO、HC及びNOxを酸化還元することができる3元触媒(Three-Way Catalyst:TWC)が用いられている。このような3元触媒としては、例えば高い比表面積を有するアルミナ母材粒子上に、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、プラチナ等の白金族元素(PGM:Platinum Group Metal)等を触媒活性成分として担持し、これを基材、例えば耐火性セラミック又は金属製ハニカム構造のモノリス型(Monolithic)基材に担持したものが広く知られている。 Exhaust gas from gasoline-fueled automobiles and motorcycles contains harmful components such as hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NOx). Purifying these components requires the use of a catalyst to purify each of these harmful components, such as by oxidizing hydrocarbons (HC) to water and carbon dioxide, oxidizing carbon monoxide (CO) to carbon dioxide, and reducing nitrogen oxides (NOx) to nitrogen. A three-way catalyst (TWC), capable of oxidizing and reducing CO, HC, and NOx, is used as a catalyst for treating such exhaust gases (hereinafter referred to as "exhaust gas purification catalyst"). As such a three-way catalyst, for example, a catalyst in which a platinum group metal (PGM) such as ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum, or the like is supported as a catalytically active component on alumina base particles having a high specific surface area, and this is supported on a substrate, for example, a monolithic substrate having a refractory ceramic or metallic honeycomb structure, is widely known.

上述した自動車等の内燃機関は、加速、減速、低速走行、高速走行等、エンジンの作動条件に応じて燃料と空気の比(空燃比、A/F)が大きく変化し、排ガスにおける理論空燃比14.7を境に、酸化反応が有利となる酸素過剰雰囲気(燃料リーン雰囲気)と、還元反応が有利となる燃料過剰条件(燃料リッチ雰囲気)とが、走行条件に応じて交互に繰り返し出現する。そのため、排ガス用触媒は、燃料リーン雰囲気及び燃料リッチ雰囲気のいずれの条件下でも一定以上の触媒性能を発揮する必要がある。特に二輪自動車の場合には、出力アップのために燃料リッチ雰囲気下でエンジンの回転数を高めて運転する傾向があるため、燃料リッチ雰囲気下において優れた触媒性能を発揮することが求められる。そのため従来から空燃比(A/F)の制御が行われていたが、空燃比(A/F)を制御するだけでは触媒が十分に浄化触媒性能を発揮することができないため、触媒層自身にも空燃比(A/F)を制御する作用が求められている。In the internal combustion engines of automobiles and other vehicles, the fuel-to-air ratio (A/F) varies significantly depending on engine operating conditions, such as acceleration, deceleration, low-speed driving, and high-speed driving. With the theoretical exhaust gas air-fuel ratio of 14.7 as the boundary, an oxygen-rich atmosphere (a lean atmosphere) favoring oxidation reactions and a fuel-rich atmosphere (a rich atmosphere) favoring reduction reactions alternate depending on driving conditions. Therefore, exhaust gas catalysts must be able to perform at a certain level under both lean and rich-fuel conditions. In particular, motorcycles tend to operate at higher engine speeds in a fuel-rich atmosphere to increase power output, so excellent catalytic performance in a fuel-rich atmosphere is required. For this reason, air-fuel ratio (A/F) control has traditionally been used. However, controlling the A/F ratio alone does not allow catalysts to fully demonstrate their catalytic performance. Therefore, the catalyst layer itself must also be able to control the A/F ratio.

そこで、空燃比の変化に起因して発生する触媒の浄化性能の低下を、触媒自体の化学的作用により防止する目的で、触媒活性成分である白金族元素に助触媒を併用した触媒が用いられている。このような助触媒として、還元雰囲気では酸素を放出し、酸化雰囲気では酸素を吸収する酸素ストレージ能(OSC:Oxygen Storage capacity)を有する助触媒(以降において、「OSC材」と称する場合がある。)が知られている。具体的には、セリア(酸化セリウム、CeO)や、セリア-ジルコニア複合酸化物等が、酸素ストレージ能を有するOSC材として知られている。これらのOSC材は、排ガスの酸化性と還元性の変化を小さくする緩衝剤としての機能を果たし、触媒の浄化性能を維持する機能を有している。また、セリアにジルコニアを固溶させたセリア-ジルコニア複合酸化物は、酸素ストレージ能(OSC)がさらに優れているため、OSC材として多くの触媒に加えられている。 Therefore, in order to prevent the deterioration of catalyst purification performance caused by changes in the air-fuel ratio through the chemical action of the catalyst itself, catalysts that combine a platinum group element, which is a catalytically active component, with a promoter are used. Known promoters of this type have oxygen storage capacity (OSC), which release oxygen in a reducing atmosphere and absorb oxygen in an oxidizing atmosphere (hereinafter, sometimes referred to as "OSC materials"). Specifically, ceria (cerium oxide, CeO 2 ) and ceria-zirconia composite oxides are known as OSC materials with oxygen storage capacity. These OSC materials function as buffers that reduce the change between the oxidizing and reducing properties of exhaust gases and maintain the purification performance of the catalyst. Furthermore, ceria-zirconia composite oxides, which are ceria solid-solved with zirconia, have even better oxygen storage capacity (OSC), and are therefore added to many catalysts as OSC materials.

ところで、二輪自動車用の排ガス浄化触媒は、四輪自動車用の排ガス浄化触媒等とは異なる特殊な課題を抱えている。例えば二輪自動車用の排ガス浄化触媒は、四輪自動車用のものと比較して触媒を搭載するスペースが限られるため、小容量でありながら、高度の浄化能力を発揮することが求められる。また、二輪自動車は、比較的に排ガス流路が短く、また、出力を重視して燃料を多く使用する傾向にあるため、触媒が高温に曝され易い。しかも、それに応じて排ガス中の酸素濃度が低下するため、排ガスにおける空燃比(A/F)が、理論空燃比14.7未満になる場面が多い傾向にある。そのため、耐熱性に優れるとともに、空燃比(A/F)が14.7未満の燃料リッチ雰囲気においても排ガス浄化効率に優れることが求められる。However, exhaust gas purification catalysts for motorcycles face unique challenges that differ from those for automobiles. For example, compared to automobiles, the space available for installing a catalyst is limited, so motorcycle catalysts must be small in volume yet offer high purification capabilities. Furthermore, motorcycles tend to have relatively short exhaust gas flow paths and use large amounts of fuel to prioritize power output, exposing catalysts to high temperatures. Furthermore, the oxygen concentration in the exhaust gas decreases accordingly, often resulting in an exhaust gas air-fuel ratio (A/F) below the stoichiometric air-fuel ratio of 14.7. Therefore, catalysts must have excellent heat resistance and be highly efficient at purifying exhaust gases, even in fuel-rich environments with an A/F ratio below 14.7.

例えば特許文献1には、CeOの量が45~70質量%であり、ZrOの量が20~45質量%であり、Nd量が2~20質量%であり、La量が1~10質量%であるセリウム-ジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアと、該キャリアに担持された金属Pd又はPd酸化物からなる触媒成分とを有することを特徴とする内燃機関排気ガス浄化用触媒材料が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a catalytic material for purifying exhaust gas from an internal combustion engine, characterized by having a carrier made of a cerium-zirconium composite oxide in which the amount of CeO2 is 45 to 70 mass%, the amount of ZrO2 is 20 to 45 mass%, the amount of Nd2O3 is 2 to 20 mass %, and the amount of La2O3 is 1 to 10 mass%, and a catalytic component made of metal Pd or Pd oxide supported on the carrier.

また、特許文献2には、セラミックス又は金属材料からなる担体の表面に形成された第一触媒層と該第一触媒層の上に形成された第二触媒層とを有し、該第一触媒層はCeOの量が45~70質量%であり、ZrOの量が20~45質量%であり、Ndの量が2~20質量%であり、Laの量が1~10質量%であるセリウム-ジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアと、該キャリアに担持された金属Pd又はPd酸化物からなる触媒成分とを有し、該第二触媒層はZrOの量が50~95質量%であり、CeOの量が0~40質量%であり、Ndの量が2~20質量%であり、Laの量が1~10質量%であるジルコニウム系複合酸化物からなるキャリアと、該キャリアに担持された金属Rh又はRh酸化物からなる触媒成分とを有するか、又は該キャリアに担持された金属Rh又はRh酸化物からなる触媒成分及び金属Pt又はPt酸化物からなる触媒成分とを有することを特徴とする鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒が開示されている。 Patent Document 2 also describes a catalyst having a first catalytic layer formed on the surface of a carrier made of a ceramic or metal material and a second catalytic layer formed on the first catalytic layer, the first catalytic layer having a carrier made of a cerium-zirconium composite oxide in which the amount of CeO 2 is 45 to 70 mass %, the amount of ZrO 2 is 20 to 45 mass %, the amount of Nd 2 O 3 is 2 to 20 mass %, and the amount of La 2 O 3 is 1 to 10 mass %, and a catalytic component made of metal Pd or Pd oxide supported on the carrier, and the second catalytic layer having a ZrO 2 amount of 50 to 95 mass %, the amount of CeO 2 is 0 to 40 mass %, the amount of Nd 2 O 3 is 2 to 20 mass %, and the amount of La 2 O 3 is 1 to 10 mass %. The present invention discloses an exhaust gas purification catalyst for straddle-type vehicles, characterized by having a carrier made of a zirconium-based composite oxide in which the amount of 3 is 1 to 10 mass % and a catalytic component made of metallic Rh or Rh oxide supported on the carrier, or having a catalytic component made of metallic Rh or Rh oxide and a catalytic component made of metallic Pt or Pt oxide supported on the carrier.

一方、貴金属の中でも比較的に高価なPtやRhを使用せずに低コスト化を図った触媒として、特許文献3には、内燃機関の排気通路に設けられる鞍乗型車両用排気ガス浄化触媒であって、基材と、触媒活性成分としてのパラジウム、触媒担持体としての多孔質γ-アルミナ等の無機多孔質体、助触媒成分としてのセリア(CeO)粒子及びバリウムを含有する単層としての触媒層と、を備えた鞍乗型車両排気ガス用パラジウム触媒が開示されている。 On the other hand, Patent Document 3 discloses an exhaust gas purification catalyst for saddle-type vehicles that is provided in the exhaust passage of an internal combustion engine and that aims to reduce costs by not using Pt or Rh, which are relatively expensive among precious metals, and that includes a substrate, palladium as a catalytically active component, an inorganic porous material such as porous γ-alumina as a catalyst support, and a catalyst layer as a single layer containing ceria (CeO 2 ) particles and barium as promoter components.

特開2010-227739号公報JP 2010-227739 A WO2010/109734WO2010/109734 特開2013-208578号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-208578

上記特許文献1では、母材粒子として特定組成のセリウム-ジルコニウム系複合酸化物の表面にPdを担持させた触媒材料(Pd担持セリウム-ジルコニウム系複合酸化物)を用いている。しかしながら、この触媒材料は、単独では依然として浄化性能が不十分なものである(実施例1及び2参照)。 Patent Document 1 uses a catalyst material (Pd-supported cerium-zirconium composite oxide) in which Pd is supported on the surface of a cerium-zirconium composite oxide of a specific composition as the base particle. However, this catalyst material alone still has insufficient purification performance (see Examples 1 and 2).

また、自動車等の内燃機関から排出される排ガスは、始動時等の触媒温度が低い状態では、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)が多く排出される。浄化性能を向上させるためには、触媒の早期昇温と触媒の低温浄化性能の向上が重要である。しかしながら、特許文献1に記載の触媒材料は、単独では依然として低温触媒活性が不十分なものである(実施例1及び2参照)。 In addition, exhaust gases emitted from internal combustion engines of automobiles and other vehicles emit large amounts of carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx) when the catalyst temperature is low, such as during startup. To improve purification performance, it is important to quickly increase the catalyst's temperature and improve the catalyst's low-temperature purification performance. However, the catalyst material described in Patent Document 1 alone still has insufficient low-temperature catalytic activity (see Examples 1 and 2).

一方、触媒材料用途以外においても蛍光体やガラス基板研磨剤等で使用されている重要なレアアースであるCeは、昨今の海外情勢により供給危機に陥り、供給が極度に制限され、また、国際価格が暴騰した経緯がある。そのため、Ceの使用量が少ない新規触媒材料が求められているが、特許文献1に記載の触媒材料は、依然としてCe使用量が比較的に多く、かかる観点で昨今の要請に応じたものとなっていない。 Meanwhile, Ce is an important rare earth element used in applications other than catalytic materials, such as phosphors and glass substrate polishing agents. Due to recent overseas circumstances, the supply of Ce has been in crisis, with supply severely restricted and international prices skyrocketing. Therefore, there is a demand for new catalytic materials that use less Ce. However, the catalytic material described in Patent Document 1 still uses a relatively large amount of Ce, and from this perspective, it does not meet recent demands.

また、特許文献2に記載の排ガス浄化触媒は、基材表面に、特許文献1に記載のPd担持セリウム-ジルコニウム系複合酸化物を触媒成分とする第一触媒層を設け、この第一触媒層上にRh又はPt担持セリウム-ジルコニウム系複合酸化物を触媒成分とする第二触媒層をさらに設けた、積層構造を有する。このように触媒層を2層以上設けるには、触媒スラリーの塗工、焼成、PGMの担持、乾燥及び焼成という一連のプロセスが触媒層毎に要求されるため、製造コストが増大し、その結果、得られる排ガス浄化触媒は高コストなものとなってしまう。また、特許文献2に記載の排ガス浄化触媒は、触媒層が積層構造であるためガス拡散性が乏しく、浄化性能や低温触媒活性が不十分なものであった(表3及び表5参照)。 The exhaust gas purification catalyst described in Patent Document 2 has a laminated structure in which a first catalyst layer containing the Pd-supported cerium-zirconium composite oxide described in Patent Document 1 as its catalytic component is provided on the surface of a substrate, and a second catalyst layer containing Rh- or Pt-supported cerium-zirconium composite oxide as its catalytic component is further provided on this first catalyst layer. Providing two or more catalyst layers in this way requires a series of processes for each catalyst layer: coating the catalyst slurry, calcining, supporting the PGM, drying, and calcining. This increases manufacturing costs, resulting in expensive exhaust gas purification catalysts. Furthermore, the exhaust gas purification catalyst described in Patent Document 2 has a laminated catalyst layer structure, which results in poor gas diffusion, and insufficient purification performance and low-temperature catalytic activity (see Tables 3 and 5).

一方、特許文献3には、Ce使用量が比較的に少ない単層触媒を設けた排ガス浄化触媒が記載されているものの、浄化性能が極度に低いものであった(表2及び表3参照)。 On the other hand, Patent Document 3 describes an exhaust gas purification catalyst that uses a single-layer catalyst with a relatively small amount of Ce, but its purification performance is extremely low (see Tables 2 and 3).

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、一層の触媒層だけが設けられた簡易且つ低コストな構成でありながらも、CO,HC,NOxの浄化性能及びこれらの低温浄化性能に優れる、鞍乗型車両用排ガス浄化触媒等を提供することにある。The present invention was made in consideration of the above-mentioned problems. Specifically, the object of the present invention is to provide an exhaust gas purification catalyst for straddle-type vehicles that has a simple, low-cost configuration with only one catalyst layer, yet has excellent CO, HC, and NOx purification performance and low-temperature purification performance.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した。その結果、所定のRh担持複合触媒粒子と所定のPd担持複合触媒粒子とを組み合わせて用いた単層触媒を見出し、かかる単層触媒を用いることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。The inventors conducted extensive research to resolve the above-mentioned issues. As a result, they discovered a single-layer catalyst that combines specific Rh-supported composite catalyst particles and specific Pd-supported composite catalyst particles, and found that the above-mentioned issues can be resolved by using such a single-layer catalyst, which led to the completion of the present invention.

すなわち、本発明は、以下に示す種々の具体的態様を提供する。
〔1〕内燃機関の排ガス通路に設けられる鞍乗型車両用排ガス浄化触媒であって、メタル基材と、該メタル基材上に設けられた単層の触媒層とを備え、前記触媒層は、ジルコニア系母材粒子と該ジルコニア系母材粒子の表面に共担持されたRh及びCeO粒子とを少なくとも有する第1複合触媒粒子、並びに、アルミナ母材粒子と該アルミナ母材粒子の表面に担持されたPdを含む第2複合触媒粒子、及び/又は、セリアアルミナ母材粒子と該セリアアルミナ母材粒子の表面に担持されたPdとを少なくとも有する第3複合触媒粒子を含有する、鞍乗型車両用排ガス浄化触媒。
That is, the present invention provides various specific embodiments as shown below.
[1] An exhaust gas purification catalyst for a saddle-ride type vehicle that is provided in an exhaust gas passage of an internal combustion engine, the catalyst comprising: a metal substrate; and a single-layer catalyst layer provided on the metal substrate, the catalyst layer containing first composite catalyst particles having at least zirconia-based matrix particles and Rh and CeO2 particles co-supported on the surfaces of the zirconia-based matrix particles; second composite catalyst particles including alumina matrix particles and Pd supported on the surfaces of the alumina matrix particles; and/or third composite catalyst particles having at least ceria-alumina matrix particles and Pd supported on the surfaces of the ceria-alumina matrix particles.

〔2〕前記ジルコニア系母材粒子は、Ce、Nd、及びLaよりなる群から選択される少なくとも1以上の希土類元素が固溶した希土類固溶ジルコニア母材粒子である、〔1〕に記載の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒。 [2] An exhaust gas purification catalyst for saddle-type vehicles as described in [1], wherein the zirconia-based base particles are rare earth solid-doped zirconia base particles in which at least one rare earth element selected from the group consisting of Ce, Nd, and La is solid-dissolved.

〔3〕前記ジルコニア系母材粒子は、酸化物換算で、ZrOを65~85質量%及び希土類元素の酸化物を15~35質量%含有する、〔1〕又は〔2〕に記載の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒。 [3] The exhaust gas purification catalyst for straddle-type vehicles according to [1] or [2], wherein the zirconia-based base particles contain, in oxide equivalent, 65 to 85 mass% of ZrO 2 and 15 to 35 mass% of an oxide of a rare earth element.

〔4〕前記第2複合触媒粒子は、前記アルミナ母材粒子と前記アルミナ母材粒子の表面に担持されたPd及びBaを含む、〔1〕~〔3〕のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒。 [4] An exhaust gas purification catalyst for a saddle-type vehicle described in any one of [1] to [3], wherein the second composite catalyst particle comprises the alumina matrix particle and Pd and Ba supported on the surface of the alumina matrix particle.

〔5〕前記第3複合触媒粒子の前記セリアアルミナ母材粒子は、酸化物換算で、Alを70~90質量%及びCeOを10~30質量%含有する、〔1〕~〔4〕のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒。 [5] The exhaust gas purification catalyst for a saddle-type vehicle according to any one of [1] to [4], wherein the ceria - alumina base particles of the third composite catalyst particles contain, in oxide equivalent, 70 to 90 mass% of Al 2 O 3 and 10 to 30 mass% of CeO 2 .

〔6〕前記触媒層は、セリアアルミナ母材粒子と該セリアアルミナ母材粒子の表面に担持されたRhを含む第4複合触媒粒子をさらに含有する、〔1〕~〔5〕のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒。 [6] An exhaust gas purification catalyst for a saddle-type vehicle described in any one of [1] to [5], wherein the catalyst layer further contains a fourth composite catalyst particle comprising ceria-alumina base particles and Rh supported on the surface of the ceria-alumina base particles.

〔7〕前記触媒層の塗工量が、前記メタル基材1Lあたり1~200g/Lである、〔1〕~〔6〕のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒。 [7] An exhaust gas purification catalyst for saddle-type vehicles described in any one of [1] to [6], wherein the coating amount of the catalyst layer is 1 to 200 g/L per 1 L of the metal substrate.

本発明によれば、触媒層が一層だけ設けられた簡易且つ低コストな構成でありながらも、CO,HC,NOxの浄化性能及びこれらの低温浄化性能に優れ、生産性及び経済性に優れる高性能な鞍乗型車両用排ガス浄化触媒等を実現することができる。そして、本発明の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒等は、その組成及び構造に基づいて、排ガス中のNOx、CO、HC等を削減する三元触媒(TWC:Three Way Catalyst)として特に好適に用いることができる。とりわけ、本発明の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒等は、小容量で高い耐熱性が求められ、また、燃料リッチ雰囲気においても高い排ガス浄化効率が求められる二輪自動車等の分野において、好ましく用いることができる。According to the present invention, it is possible to realize a high-performance exhaust gas purification catalyst for straddle-type vehicles that has excellent CO, HC, and NOx purification performance and low-temperature purification performance, and is highly productive and economical, even though it has a simple and low-cost configuration with only one catalyst layer. Furthermore, based on its composition and structure, the exhaust gas purification catalyst for straddle-type vehicles of the present invention is particularly suitable for use as a three-way catalyst (TWC) that reduces NOx, CO, HC, and other exhaust gases. In particular, the exhaust gas purification catalyst for straddle-type vehicles of the present invention is suitable for use in fields such as motorcycles, which require high heat resistance in a small volume and high exhaust gas purification efficiency even in a fuel-rich atmosphere.

実施形態の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒100を示す模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing an exhaust gas purification catalyst 100 for a straddle-type vehicle according to an embodiment. 第1複合触媒粒子31の概略構成を示す模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the general configuration of a first composite catalyst particle 31. 第2複合触媒粒子41の概略構成を示す模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the general configuration of a second composite catalyst particle 41. 第3複合触媒粒子51の概略構成を示す模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a third composite catalyst particle 51. 第4複合触媒粒子61の概略構成を示す模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a fourth composite catalyst particle 61. 実施例と比較例の浄化性能(C450浄化率)を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the purification performance (C450 purification rate) of an example and a comparative example. 実施例と比較例の低温浄化性能(T50)を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing low-temperature purification performance (T50) of Examples and Comparative Examples.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。但し、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はこれらに限定されるものではない。すなわち本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施することができる。なお、本明細書において、例えば「1~100」との数値範囲の表記は、その下限値「1」及び上限値「100」の双方を包含する。他の数値範囲の表記も同様である。また、本明細書において、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. However, the following embodiments are merely examples for explaining the present invention, and the present invention is not limited to these. In other words, the present invention can be implemented with any modifications within the scope of its gist. Note that in this specification, a numerical range such as "1 to 100" includes both the lower limit "1" and the upper limit "100". The same applies to other numerical ranges. Furthermore, in this specification, positional relationships such as up, down, left, and right are based on the positional relationships shown in the drawings, unless otherwise specified. Furthermore, the dimensional ratios of the drawings are not limited to those shown.

図1は、本実施形態の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒100を示す模式断面図である。また、図2~5は、第1複合触媒粒子31、第2複合触媒粒子41、第3複合触媒粒子51、及び第4複合触媒粒子61の概略構成を示す模式断面図である。 Figure 1 is a schematic cross-sectional view showing an exhaust gas purification catalyst 100 for a saddle-type vehicle according to this embodiment. Figures 2 to 5 are schematic cross-sectional views showing the general configurations of a first composite catalyst particle 31, a second composite catalyst particle 41, a third composite catalyst particle 51, and a fourth composite catalyst particle 61.

本実施形態の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒100は、メタル基材11と、前記メタル基材11上に設けられた単層の触媒層21とを備え、前記触媒層21は、第1複合触媒粒子31と、第2複合触媒粒子41及び/又は第3複合触媒粒子51とを含有することを特徴とする。本実施形態の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒100は、内燃機関の排ガス通路に設けられ、系内を通過する一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)等を浄化する。The exhaust gas purification catalyst 100 for a saddle-type vehicle of this embodiment comprises a metal substrate 11 and a single-layer catalyst layer 21 provided on the metal substrate 11, and the catalyst layer 21 contains first composite catalyst particles 31, second composite catalyst particles 41, and/or third composite catalyst particles 51. The exhaust gas purification catalyst 100 for a saddle-type vehicle of this embodiment is provided in the exhaust gas passage of an internal combustion engine, and purifies carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), nitrogen oxides (NOx), etc. passing through the system.

メタル基材11は、上述した単層の触媒層21を支持する支持体である。メタル基材11としては、当業界で公知のものを適宜選択することができ、その種類は特に限定されない。メタル基材11としては、例えばステンレス製等のメタルハニカム担体、ステンレス製等のワイヤメッシュ担体、スチールウール状のニットワイヤ担体等が挙げられるが、これらに特に限定されない。また、その形状も、特に限定されず、例えば角柱状、円筒状、球状、ハニカム状、シート状、ペレット状等の任意の形状を選択可能である。これらは、1種を単独で、又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。 The metal substrate 11 is a support that supports the single-layer catalyst layer 21 described above. The metal substrate 11 can be selected from those known in the industry as appropriate, and its type is not particularly limited. Examples of the metal substrate 11 include, but are not limited to, metal honeycomb substrates made of stainless steel or the like, wire mesh substrates made of stainless steel or the like, and steel wool-like knitted wire substrates. The shape of the metal substrate 11 is also not particularly limited, and any shape can be selected, such as a prismatic, cylindrical, spherical, honeycomb, sheet, or pellet shape. These may be used alone or in combination of two or more types.

触媒層21は、メタル基材11上に設けられた単一の触媒層である。触媒層21は、第1複合触媒粒子31と、第2複合触媒粒子41及び/又は第3複合触媒粒子51と、必要に応じてさらに第4複合触媒粒子61とを含有する。 The catalyst layer 21 is a single catalyst layer provided on the metal substrate 11. The catalyst layer 21 contains first composite catalyst particles 31, second composite catalyst particles 41 and/or third composite catalyst particles 51, and, if necessary, fourth composite catalyst particles 61.

第1複合触媒粒子31は、ジルコニア系母材粒子32と、このジルコニア系母材粒子32の表面32aに共担持されたRh及びCeO粒子33とを少なくとも有する複合粒子である。この第1複合触媒粒子31においては、ジルコニア系母材粒子32の表面32aにRh及びCeO粒子33を共担持させることにより、Rhの粒成長による触媒活性の低下を抑制するとともに、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)の濃度変化が激しい鞍乗型車両の排ガスに対して、CeO粒子33の担持により幅広いA/Fウィンドで高い浄化性能を発揮させ、低温浄化性能をも向上させている。なお、第1複合触媒粒子31は、1種を単独で、又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。 The first composite catalyst particle 31 is a composite particle having at least zirconia-based base particles 32 and Rh and CeO2 particles 33 co-supported on the surfaces 32a of the zirconia-based base particles 32. In the first composite catalyst particle 31, by co-supporting the Rh and CeO2 particles 33 on the surfaces 32a of the zirconia-based base particles 32, a decrease in catalytic activity due to Rh particle growth is suppressed. Furthermore, the support of the CeO2 particles 33 provides high purification performance over a wide A/F window for exhaust gas from saddle-ride vehicles, which exhibits significant changes in the concentrations of carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx), and also improves low-temperature purification performance. Note that the first composite catalyst particle 31 can be used alone or in appropriate combination of two or more types.

ジルコニア系母材粒子32は、ジルコニア(ZrO)、又はジルコニア(ZrO)に他元素がドープされた複合酸化物或いはその固溶体である。ジルコニア系母材粒子32の具体例としては、酸化ジルコニウム(IV)、ジルコニウム-希土類元素複合酸化物、ジルコニウム-遷移元素複合酸化物、ジルコニウム-希土類元素-遷移元素複合酸化物等が挙げられる。ここで、希土類元素としては、特に限定さないが、セリウム、ネオジム、プラセオジム、ランタン、イットリウム等が挙げられる。希土類元素は、1種を単独で、又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。希土類元素が含まれる場合、その含有割合は、特に限定されないが、ジルコニア系母材粒子32の総量に対して、希土類元素の酸化物換算の総量(例えばLa、Nd、Pr11等の総和)で、0.1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、10質量%以上がさらに好ましく、50質量%以下が好ましく、45質量%以下がより好ましく、40質量%以下がさらに好ましい。また、遷移元素としては、特に限定さないが、クロム、コバルト、鉄、ニッケル、チタン、マンガン及び銅等が挙げられる。遷移元素は、1種を単独で、又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。遷移元素が含まれる場合、その含有割合は、特に限定されないが、ジルコニア系母材粒子32の総量に対して、上述した遷移元素の酸化物換算の総量(例えばFe、TiO等の総和)で、0.01質量%以上が好ましく、0.1質量%以上がより好ましく、0.5質量%以上がさらに好ましく、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、3質量%以下がさらに好ましい。なお、ジルコニア系母材粒子32は、1種を単独で、又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。 The zirconia-based base particles 32 are zirconia (ZrO 2 ), a composite oxide in which zirconia (ZrO 2 ) is doped with other elements, or a solid solution thereof. Specific examples of the zirconia-based base particles 32 include zirconium (IV) oxide, zirconium-rare earth element composite oxide, zirconium-transition element composite oxide, and zirconium-rare earth element-transition element composite oxide. Examples of rare earth elements include, but are not limited to, cerium, neodymium, praseodymium, lanthanum, and yttrium. The rare earth elements can be used singly or in appropriate combination of two or more. When a rare earth element is contained, its content is not particularly limited, but is preferably 0.1 mass % or more, more preferably 5 mass % or more, even more preferably 10 mass % or more , and preferably 50 mass % or less , more preferably 45 mass % or less, and even more preferably 40 mass % or less, in terms of the oxides of the rare earth elements (e.g., the sum of La2O3 , Nd2O3, Pr5O11 , etc.) relative to the total amount of the zirconia-based base particles 32. Transition elements are not particularly limited, but include chromium, cobalt, iron, nickel, titanium, manganese, copper, etc. The transition elements can be used alone or in appropriate combinations of two or more. When a transition element is contained, its content is not particularly limited, but is preferably 0.01 mass % or more, more preferably 0.1 mass % or more, even more preferably 0.5 mass % or more , and preferably 10 mass % or less, more preferably 5 mass % or less, and even more preferably 3 mass % or less, in terms of the total amount of the transition element oxide (e.g., the sum of Fe2O3, TiO2, etc.) relative to the total amount of the zirconia-based base particles 32. The zirconia-based base particles 32 may be used singly or in appropriate combination of two or more types.

ジルコニア系母材粒子32としては、酸化物換算でZrOを65~85質量%及び希土類元素の酸化物を15~35質量%含有するジルコニア系複合酸化物が好ましく、酸化物換算でZrOを70~80質量%及び希土類元素の酸化物を20~30質量%含有するジルコニア系複合酸化物がより好ましい。 The zirconia-based base particles 32 are preferably zirconia-based composite oxides containing, in oxide equivalents, 65 to 85 mass % of ZrO2 and 15 to 35 mass % of an oxide of a rare earth element, and more preferably zirconia-based composite oxides containing, in oxide equivalents, 70 to 80 mass % of ZrO2 and 20 to 30 mass % of an oxide of a rare earth element.

なお、ジルコニア系母材粒子32において、ジルコニウムの一部が、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属元素や、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等のアルカリ土類金属元素等で置換されていてもよい。また、アルカリ金属元素及びアルカリ土類金属元素は、それぞれ1種を単独で、又は2種以上の任意の組み合わせ及び割合で用いることができる。また、ジルコニア系母材粒子32は、ジルコニア鉱石中に通常1~2質量%程度含まれているハフニウム(Hf)を不可避不純物として含有していても構わない。 In the zirconia-based base material particles 32, a portion of the zirconium may be substituted with an alkali metal element such as lithium, sodium, or potassium, or an alkaline earth metal element such as beryllium, magnesium, calcium, strontium, or barium. The alkali metal element and alkaline earth metal element may each be used alone or in any combination and ratio of two or more. The zirconia-based base material particles 32 may also contain hafnium (Hf) as an inevitable impurity, which is typically contained in zirconia ore at approximately 1 to 2% by mass.

ジルコニア系母材粒子32の平均粒子径D50は、所望性能に応じて適宜設定することができ、特に限定されない。大きな比表面積を保持させるとともに耐熱性を高めて自身の触媒活性サイトの数を増大させる等の観点から、ジルコニア系母材粒子32の平均粒子径D50は、1μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましく、10μm以上がさらに好ましく、30μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましく、15μm以下がさらに好ましい。なお、本明細書において、粒子の平均粒子径D50は、レーザー回折式粒度分布測定装置(例えば、島津製作所社製、レーザー回 折式粒度分布測定装置SALD-3100等)で測定されるメディアン径を意味する。 The average particle diameter D50 of the zirconia-based base particles 32 can be appropriately set depending on the desired performance and is not particularly limited. From the viewpoint of maintaining a large specific surface area, improving heat resistance, and increasing the number of catalytically active sites, the average particle diameter D50 of the zirconia-based base particles 32 is preferably 1 μm or more, more preferably 5 μm or more, even more preferably 10 μm or more, and preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less, and even more preferably 15 μm or less. In this specification, the average particle diameter D50 of the particles means the median diameter measured with a laser diffraction particle size analyzer (e.g., the laser diffraction particle size analyzer SALD-3100 manufactured by Shimadzu Corporation).

ジルコニア系母材粒子32の表面32aには、Rh及びCeO粒子33が高分散に共担持されている。ここで、Rhは触媒活性成分として機能し、CeO粒子33は、触媒活性成分ないしは酸素ストレージ能(OSC:Oxygen Storage Capacity)を有する助触媒として機能する。ジルコニア系母材粒子32の表面32aにRh及びCeO粒子33を共担持させることにより、耐熱性を高めて、高温に曝された際の触媒性能の低下を抑制でき、これにより浄化性能及び低温浄化性能が高められる。また、ジルコニア系母材粒子32の表面32aにCeO粒子33を担持しているため、Rh及びCeの相互作用を促進され、これによっても浄化性能及び低温浄化性能が高められる。 Rh and CeO2 particles 33 are co-supported in a highly dispersed manner on the surfaces 32a of the zirconia-based base particles 32. Here, Rh functions as a catalytically active component, and the CeO2 particles 33 function as a catalytically active component or a promoter having oxygen storage capacity (OSC). By co-supporting Rh and CeO2 particles 33 on the surfaces 32a of the zirconia-based base particles 32, heat resistance is improved and a decrease in catalytic performance when exposed to high temperatures can be suppressed, thereby improving purification performance and low-temperature purification performance. Furthermore, since the CeO2 particles 33 are supported on the surfaces 32a of the zirconia-based base particles 32, the interaction between Rh and Ce is promoted, which also improves purification performance and low-temperature purification performance.

Rhの含有割合は、ジルコニア系母材粒子32の素材や細孔径等を考慮して所望性能に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、触媒活性等の観点から、第1複合触媒粒子31の総量に対して、Rhの金属換算で合計0.001~5質量%が好ましく、より好ましくは0.01~3質量%であり、さらに好ましくは0.1~1質量%である。 The Rh content is not particularly limited and can be set appropriately according to the desired performance, taking into account the material and pore size of the zirconia-based base particles 32. However, from the standpoint of catalytic activity, etc., it is preferable that the total amount of Rh, in metal equivalent, be 0.001 to 5 mass%, more preferably 0.01 to 3 mass%, and even more preferably 0.1 to 1 mass%, relative to the total amount of the first composite catalyst particles 31.

CeO粒子33の含有割合は、ジルコニア系母材粒子32の素材や細孔径等を考慮して所望性能に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、触媒活性等の観点から、第1複合触媒粒子31の総量(貴金属量を除く。)に対して、酸化物換算で、5~20質量%が好ましく、より好ましくは7~18質量%であり、さらに好ましくは10~15質量%である。 The content ratio of the CeO2 particles 33 may be appropriately set according to the desired performance, taking into consideration the material and pore diameter of the zirconia-based base particles 32, and is not particularly limited. However, from the viewpoint of catalytic activity and the like, the content ratio of the CeO2 particles 33 is preferably 5 to 20 mass %, more preferably 7 to 18 mass %, and even more preferably 10 to 15 mass %, in terms of oxide, relative to the total amount of the first composite catalyst particles 31 (excluding the amount of precious metals).

第2複合触媒粒子41は、アルミナ母材粒子42と、このアルミナ母材粒子42の表面42aに担持されたPdとを少なくとも有する複合粒子である。第2複合触媒粒子41は、1種を単独で、又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。 The second composite catalyst particles 41 are composite particles having at least an alumina matrix particle 42 and Pd supported on the surface 42a of the alumina matrix particle 42. The second composite catalyst particles 41 can be used alone or in appropriate combination of two or more types.

アルミナ母材粒子42は、アルミナ(Al)を主成分として含有する母材粒子である。ここで「アルミナを主成分として含有する」とは、アルミナ母材粒子42の総量に対してアルミナを90質量%超~100質量%以下含有することを意味する。アルミナ母材粒子42の具体例としては、例えばアルミナ、シリカ-アルミナ、アルミノシリケート類、アルミナ-ジルコニア、アルミナ-クロミア、アルミナ-セリア、アルミナ-酸化マグネシウム、アルミナ-酸化バリウム、アルミナ-酸化ランタン等が挙げられるが、これらに特に限定されない。なお、アルミナ母材粒子42は、1種を単独で、又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。 The alumina matrix particles 42 are matrix particles containing alumina (Al 2 O 3 ) as a main component. Here, "containing alumina as a main component" means that the alumina content is more than 90 mass % and not more than 100 mass % of the total amount of the alumina matrix particles 42. Specific examples of the alumina matrix particles 42 include, but are not limited to, alumina, silica-alumina, aluminosilicates, alumina-zirconia, alumina-chromia, alumina-ceria, alumina-magnesium oxide, alumina-barium oxide, and alumina-lanthanum oxide. The alumina matrix particles 42 may be used singly or in appropriate combination of two or more types.

アルミナ母材粒子42の平均粒子径D50は、所望性能に応じて適宜設定することができ、特に限定されない。大きな比表面積を保持させるとともに触媒活性サイトの数を増大させる等の観点から、アルミナ母材粒子42の平均粒子径D50は、0.1μm以上が好ましく、1μm以上がより好ましく、3μm以上がさらに好ましく、50μm以下が好ましく、45μm以下がより好ましく、40μm以下がさらに好ましい。 The average particle diameter D50 of the alumina base particles 42 is not particularly limited and can be appropriately set depending on the desired performance. From the viewpoint of maintaining a large specific surface area and increasing the number of catalytic active sites, the average particle diameter D50 of the alumina base particles 42 is preferably 0.1 μm or more, more preferably 1 μm or more, and even more preferably 3 μm or more, and is preferably 50 μm or less, more preferably 45 μm or less, and even more preferably 40 μm or less.

アルミナ母材粒子42の表面42aには、Pdが高分散に共担持されている。ここで、Pdは触媒活性成分として機能する。アルミナ母材粒子42の表面42aにPdを担持させることにより、浄化性能及び低温浄化性能が高められる。 Pd is highly dispersed and co-loaded on the surfaces 42a of the alumina matrix particles 42. Here, Pd functions as a catalytically active component. By loading Pd on the surfaces 42a of the alumina matrix particles 42, purification performance and low-temperature purification performance are improved.

Pdの含有割合は、アルミナ母材粒子42の素材や細孔径等を考慮して所望性能に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、触媒活性等の観点から、第2複合触媒粒子41の総量に対して、Pdの金属換算で合計0.001~5質量%が好ましく、より好ましくは0.01~3質量%であり、さらに好ましくは0.1~1質量%である。 The Pd content is not particularly limited and can be set appropriately according to the desired performance, taking into account the material and pore size of the alumina base particles 42. However, from the standpoint of catalytic activity, etc., it is preferable that the total amount of Pd, in metal equivalent, be 0.001 to 5 mass%, more preferably 0.01 to 3 mass%, and even more preferably 0.1 to 1 mass%, relative to the total amount of the second composite catalyst particles 41.

第2複合触媒粒子41は、アルミナ母材粒子42の表面42aにアルカリ土類金属であるBa成分をさらに担持していてもよい。これらの成分は、NOx吸蔵成分として知られている。Ba成分は、例えば炭酸バリウムや硫酸バリウム等としてアルミナ母材粒子42の表面42aに担持することができ、酸素が多いLean環境下では、NOxを吸蔵し、酸素が少ないRich環境下では吸蔵したNOxを放出する。Ba成分の含有割合は、アルミナ母材粒子42の素材や細孔径等を考慮して所望性能に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、触媒活性等の観点から、第2複合触媒粒子41の総量(貴金属量を除く。)に対して、酸化物換算で、0.1~10質量%が好ましく、より好ましくは0.5~8質量%であり、さらに好ましくは1~5質量%である。The second composite catalyst particle 41 may further support a Ba component, an alkaline earth metal, on the surface 42a of the alumina matrix particle 42. These components are known as NOx storage components. The Ba component can be supported on the surface 42a of the alumina matrix particle 42, for example, as barium carbonate or barium sulfate. The Ba component stores NOx in a lean, oxygen-rich environment and releases the stored NOx in a rich, oxygen-poor environment. The Ba component content is not particularly limited and can be set appropriately based on the desired performance, taking into account the material and pore size of the alumina matrix particle 42. However, from the perspective of catalytic activity, the Ba component content is preferably 0.1 to 10 mass% (oxide equivalent) of the total amount of the second composite catalyst particle 41 (excluding the amount of precious metals), more preferably 0.5 to 8 mass%, and even more preferably 1 to 5 mass%.

第3複合触媒粒子51は、セリアアルミナ母材粒子52と、このセリアアルミナ母材粒子52の表面52aに担持されたPdとを少なくとも有する複合粒子である。第3複合触媒粒子51は、1種を単独で、又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。 The third composite catalyst particle 51 is a composite particle having at least a ceria-alumina base particle 52 and Pd supported on the surface 52a of the ceria-alumina base particle 52. The third composite catalyst particle 51 can be used alone or in an appropriate combination of two or more types.

セリアアルミナ母材粒子52は、セリア(CeO)及びアルミナ(Al)の複合酸化物である。セリア及びアルミナの含有割合は、所望性能に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、酸化物換算で、セリア:アルミナの含有割合が10~30質量%:70~90質量%であることが好ましく、より好ましくは15~25質量%:75~85質量%である。なお、セリアアルミナ母材粒子52は、セリア及びアルミナ以外に、上述した希土類元素、遷移元素、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素等を含んでいてもよい。また、セリアアルミナ母材粒子52は、1種を単独で、又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。 The ceria-alumina base particles 52 are a composite oxide of ceria (CeO 2 ) and alumina (Al 2 O 3 ). The content ratio of ceria and alumina can be appropriately set depending on the desired performance and is not particularly limited. However, the content ratio of ceria:alumina, calculated as oxides, is preferably 10-30% by mass:70-90% by mass, and more preferably 15-25% by mass:75-85% by mass. In addition to ceria and alumina, the ceria-alumina base particles 52 may contain the above-mentioned rare earth elements, transition elements, alkali metal elements, alkaline earth metal elements, etc. Furthermore, the ceria-alumina base particles 52 can be used singly or in appropriate combination of two or more types.

セリアアルミナ母材粒子52の平均粒子径D50は、所望性能に応じて適宜設定することができ、特に限定されない。大きな比表面積を保持させるとともに触媒活性サイトの数を増大させる等の観点から、セリアアルミナ母材粒子52の平均粒子径D50は、1μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましく、10μm以上がさらに好ましく、30μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましく、15μm以下がさらに好ましい。 The average particle diameter D50 of the ceria-alumina base particles 52 is not particularly limited and can be appropriately set depending on the desired performance. From the viewpoint of maintaining a large specific surface area and increasing the number of catalytically active sites, the average particle diameter D50 of the ceria-alumina base particles 52 is preferably 1 μm or more, more preferably 5 μm or more, and even more preferably 10 μm or more, and is preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less, and even more preferably 15 μm or less.

セリアアルミナ母材粒子52の表面52aには、Pdが高分散に共担持されている。ここで、Pdは触媒活性成分として機能する。セリアアルミナ母材粒子52の表面52aにPdを担持させることにより、耐熱性及びOSC性能を高く維持でき、これにより浄化性能及び低温浄化性能が高められる。 Pd is highly dispersed and co-loaded on the surfaces 52a of the ceria-alumina base particles 52. Here, Pd functions as a catalytically active component. By loading Pd on the surfaces 52a of the ceria-alumina base particles 52, high heat resistance and OSC performance can be maintained, thereby improving purification performance and low-temperature purification performance.

Pdの含有割合は、セリアアルミナ母材粒子52の素材や細孔径等を考慮して所望性能に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、触媒活性等の観点から、第3複合触媒粒子51の総量に対して、Pdの金属換算で合計0.001~15質量%が好ましく、より好ましくは0.1~5質量%であり、さらに好ましくは0.3~3質量%である。 The Pd content is not particularly limited and can be set appropriately according to the desired performance, taking into account the material and pore size of the ceria-alumina base particles 52. However, from the standpoint of catalytic activity, etc., it is preferable that the total amount of Pd, in metal equivalent, be 0.001 to 15 mass%, more preferably 0.1 to 5 mass%, and even more preferably 0.3 to 3 mass%, relative to the total amount of the third composite catalyst particles 51.

第4複合触媒粒子61は、セリアアルミナ母材粒子62と、このセリアアルミナ母材粒子62の表面62aに担持されたRhとを少なくとも有する複合粒子である。第4複合触媒粒子61は、1種を単独で、又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。 The fourth composite catalyst particle 61 is a composite particle having at least a ceria-alumina base particle 62 and Rh supported on the surface 62a of the ceria-alumina base particle 62. The fourth composite catalyst particle 61 can be used alone or in an appropriate combination of two or more types.

セリアアルミナ母材粒子62は、セリア(CeO)及びアルミナ(Al)の複合酸化物である。セリア及びアルミナの含有割合は、所望性能に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、酸化物換算で、セリア:アルミナの含有割合が10~30質量%:70~90質量%であることが好ましく、より好ましくは15~25質量%:75~85質量%である。なお、セリアアルミナ母材粒子62は、セリア及びアルミナ以外に、上述した希土類元素、遷移元素、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素等を含んでいてもよい。また、セリアアルミナ母材粒子62は、1種を単独で、又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。 The ceria-alumina base particles 62 are a composite oxide of ceria (CeO 2 ) and alumina (Al 2 O 3 ). The content ratio of ceria and alumina can be appropriately set depending on the desired performance and is not particularly limited. However, the content ratio of ceria:alumina, calculated as oxides, is preferably 10-30% by mass:70-90% by mass, and more preferably 15-25% by mass:75-85% by mass. In addition to ceria and alumina, the ceria-alumina base particles 62 may contain the above-mentioned rare earth elements, transition elements, alkali metal elements, alkaline earth metal elements, etc. Furthermore, the ceria-alumina base particles 62 can be used singly or in appropriate combination of two or more types.

セリアアルミナ母材粒子62の平均粒子径D50は、所望性能に応じて適宜設定することができ、特に限定されない。大きな比表面積を保持させるとともに触媒活性サイトの数を増大させる等の観点から、セリアアルミナ母材粒子62の平均粒子径D50は、1μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましく、10μm以上がさらに好ましく、30μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましく、15μm以下がさらに好ましい。 The average particle diameter D50 of the ceria-alumina base particles 62 is not particularly limited and can be appropriately set depending on the desired performance. From the viewpoint of maintaining a large specific surface area and increasing the number of catalytic active sites, the average particle diameter D50 of the ceria-alumina base particles 62 is preferably 1 μm or more, more preferably 5 μm or more, and even more preferably 10 μm or more, and is preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less, and even more preferably 15 μm or less.

セリアアルミナ母材粒子62の表面62aには、Rhが高分散に共担持されている。ここで、Rhは触媒活性成分として機能する。セリアアルミナ母材粒子62の表面62aにRhを担持させることにより、耐熱性及びOSC性能を高く維持でき、また、高温に曝された際の触媒性能の低下を抑制でき、これにより浄化性能及び低温浄化性能が高められる。 Rh is highly dispersed and co-loaded on the surface 62a of the ceria-alumina base particles 62. Here, Rh functions as a catalytically active component. By loading Rh on the surface 62a of the ceria-alumina base particles 62, high heat resistance and OSC performance can be maintained, and degradation of catalytic performance when exposed to high temperatures can be suppressed, thereby improving purification performance and low-temperature purification performance.

Rhの含有割合は、セリアアルミナ母材粒子62の素材や細孔径等を考慮して所望性能に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、触媒活性等の観点から、第4複合触媒粒子61の総量に対して、Rhの金属換算で合計0.001~15質量%が好ましく、より好ましくは0.1~5質量%であり、さらに好ましくは0.3~3質量%である。 The Rh content is not particularly limited and can be set appropriately according to the desired performance, taking into account the material and pore size of the ceria-alumina base particles 62. However, from the standpoint of catalytic activity, etc., it is preferable that the total amount of Rh, in metal equivalent, be 0.001 to 15 mass%, more preferably 0.1 to 5 mass%, and even more preferably 0.3 to 3 mass%, relative to the total amount of the fourth composite catalyst particles 61.

本実施形態の触媒層21において、各複合触媒粒子31,41,51,61に担持されるRhやPdは、外部環境に応じて金属単体、金属酸化物に変化し得るものである。そのため、各複合触媒粒子31,41,51,61に担持されるRhやPdは、少なくとも還元性雰囲気において確認されればよく、酸化性雰囲気やストイキ雰囲気におけるRhやPdの性状は金属単体に特に限定されない。ここで本明細書において、還元性雰囲気とは、水素ガス雰囲気下400℃で0.5時間以上、静置した状態を意味する。なお、RhやPdの存在は、走査透過型電子顕微鏡(STEM:Scanning Transmission Electron Microscope)による観察、粉末X線回折(XRD:X‐ray Diffraction、電子プローブマイクロアナライザ(EPMA:Electron Probe Micro Analyzer)、X線光電分光法(XPS:X-ray Photoelectron Spectroscopy、又はESCA:Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)等の各種測定方法により把握することができる。In the catalyst layer 21 of this embodiment, the Rh and Pd supported on each composite catalyst particle 31, 41, 51, and 61 can change into elemental metals or metal oxides depending on the external environment. Therefore, it is sufficient for the Rh and Pd supported on each composite catalyst particle 31, 41, 51, and 61 to be confirmed at least in a reducing atmosphere; the properties of Rh and Pd in an oxidizing atmosphere or stoichiometric atmosphere are not particularly limited to elemental metals. In this specification, a reducing atmosphere refers to a state in which the particles are left stationary in a hydrogen gas atmosphere at 400°C for 0.5 hours or more. The presence of Rh and Pd can be confirmed by various measurement methods such as observation with a scanning transmission electron microscope (STEM), powder X-ray diffraction (XRD), electron probe micro analyzer (EPMA), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), or electron spectroscopy for chemical analysis (ESCA).

各複合触媒粒子31,41,51,61の製造方法は、上述したとおりRhやPdやCeO粒子33やバリウム成分が各母材粒子32,42,52,62の表面32a,42a,52a,62a上に担持されたものが得られる限り、特に限定されない。簡易且つ低コストで複合粒子を製造する観点からは、蒸発乾固法(含浸法)等が好ましい。 The method for producing the composite catalyst particles 31, 41, 51, and 61 is not particularly limited as long as it can produce the Rh, Pd, or CeO2 particles 33 and the barium component supported on the surfaces 32a, 42a, 52a, and 62a of the base particles 32, 42, 52, and 62, respectively. From the viewpoint of producing the composite particles simply and at low cost, an evaporation-to-dryness method (impregnation method) or the like is preferred.

ここで原料として使用する各母材粒子32,42,52,62は、各種グレードの市販品を用いることができ、また、当業界で公知の方法で製造することもできる。これらの製造方法は、特に限定されないが、例えばジルコニア系母材粒子32は、共沈法やアルコキシド法が好ましい。共沈法としては、例えば、セリウム塩及び/又はジルコニウム塩と、必要に応じて配合する他の希土類金属元素や遷移元素等とを所定の化学量論比で混合した水溶液に、アルカリ物質を添加して加水分解させ或いは前駆体を共沈させ、その加水分解生成物或いは共沈物を焼成する製法が好ましい。ここで用いる各種塩の種類は、特に限定されない。一般的には、塩酸塩、オキシ塩酸塩、硝酸塩、オキシ硝酸塩、炭酸塩、リン酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩等が好ましい。また、アルカリ性物質の種類も、特に限定されない。一般的には、アンモニア水溶液が好ましい。アルコキシド法としては、例えば、セリウムアルコキシド及び/又はジルコニウムアルコキシドと、必要に応じて配合する他の希土類金属元素や遷移元素等とを所定の化学量論比で混合した混合物を加水分解し、その後に焼成する製法が好ましい。ここで用いるアルコキシドの種類は、特に限定されない。一般的には、メトキシド、エトキシド、プロポキシド、イソプロポキシド、ブトキシドや、これらのエチレンオキサイド付加物等が好ましい。また、希土類金属元素は、金属アルコキシドとして配合しても、上述した各種塩として配合してもよい。焼成条件は、常法にしたがえばよく、特に限定されない。焼成雰囲気は、酸化性雰囲気、還元性雰囲気、大気雰囲気のいずれの雰囲気でもよい。焼成温度及び処理時間は、所望する組成及びその化学量論比によって変動するが、生産性等の観点からは、一般的には、150℃以上1300℃以下で1~12時間が好ましく、より好ましくは350℃以上800℃以下で2~4時間である。なお、高温焼成に先立って、真空乾燥機等を用いて減圧乾燥を行い、50℃以上200℃以下で約1~48時間程度の乾燥処理を行うことが好ましい。The base particles 32, 42, 52, and 62 used as raw materials can be commercially available in various grades or can be manufactured by methods known in the art. While there are no particular limitations on the manufacturing methods, for example, the coprecipitation method or alkoxide method is preferred for the zirconia-based base particles 32. A preferred coprecipitation method involves adding an alkaline substance to an aqueous solution containing a cerium salt and/or zirconium salt, optionally mixed with other rare earth metal elements or transition elements, in a predetermined stoichiometric ratio, to hydrolyze or coprecipitate a precursor, and then calcining the hydrolysis product or coprecipitate. The types of salts used are not particularly limited. Generally, hydrochlorides, oxyhydrochlorides, nitrates, oxynitrates, carbonates, phosphates, acetates, oxalates, citrates, etc. are preferred. The type of alkaline substance is also not particularly limited. Generally, an ammonia solution is preferred. A preferred example of the alkoxide method involves hydrolyzing a mixture of cerium alkoxide and/or zirconium alkoxide with, optionally, other rare earth metal elements and transition elements in a predetermined stoichiometric ratio, followed by calcination. The type of alkoxide used is not particularly limited. Generally, methoxide, ethoxide, propoxide, isopropoxide, butoxide, or their ethylene oxide adducts are preferred. The rare earth metal elements may be compounded as metal alkoxides or as the various salts described above. Calcination conditions are not particularly limited and may follow conventional methods. The calcination atmosphere may be any of an oxidizing atmosphere, a reducing atmosphere, or air. The calcination temperature and treatment time vary depending on the desired composition and its stoichiometric ratio. However, from the standpoint of productivity, a temperature of 150°C to 1300°C for 1 to 12 hours is generally preferred, and a temperature of 350°C to 800°C for 2 to 4 hours is more preferred. Prior to the high-temperature firing, it is preferable to carry out reduced-pressure drying using a vacuum dryer or the like at a temperature of 50° C. to 200° C. for about 1 to 48 hours.

蒸発乾固法としては、上述した各母材粒子32,42,52,62に、担持させようとするRhやPdのイオンやCeイオンやBaイオン等を含有する水溶液を含浸させ、その後に熱処理又は化学処理する製法が好ましい。この含浸処理により、RhやPdのイオンやCeイオンやBaイオン等が、各母材粒子32,42,52,62の表面32a,42a,52a,62a上に高分散状態で吸着(付着)される。このとき、RhやPdのイオンは、RhやPdの各種塩として水溶液に配合することができる。ここで用いる各種塩の種類は、特に限定されない。一般的には、硫酸塩、塩酸塩、オキシ塩酸塩、硝酸塩、オキシ硝酸塩、炭酸塩、オキシ炭酸塩、リン酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩、塩化物、酸化物、複合酸化物、錯塩等が好ましい。また、水溶液中のRhやPdのイオンの含有割合は、得られる各複合触媒粒子31,41,51,61ないしは触媒層21においてRhやPdが所望の含有割合となるように適宜調整することができ、特に限定されない。また、言うまでもないが、ここで用いる水溶液は、上述した任意成分、例えば他の希土類元素や遷移元素、さらには不可避不純物を含んでいてもよい。A preferred evaporation-to-dryness method involves impregnating each of the base particles 32, 42, 52, and 62 with an aqueous solution containing the Rh or Pd ions, Ce ions, Ba ions, and other ions to be supported, followed by heat treatment or chemical treatment. This impregnation process results in highly dispersed Rh or Pd ions, Ce ions, Ba ions, and other ions adsorbed (attached) to the surfaces 32a, 42a, 52a, and 62a of each base particle 32, 42, 52, and 62. The Rh and Pd ions can be incorporated into the aqueous solution as various Rh and Pd salts. The types of salts used are not particularly limited. Generally, sulfates, hydrochlorides, oxyhydrochlorides, nitrates, oxynitrates, carbonates, oxycarbonates, phosphates, acetates, oxalates, citrates, chlorides, oxides, composite oxides, complex salts, and the like are preferred. Furthermore, the content ratio of Rh and Pd ions in the aqueous solution is not particularly limited and can be appropriately adjusted so that the desired content ratio of Rh and Pd is achieved in each of the obtained composite catalyst particles 31, 41, 51, 61 or catalyst layer 21. Furthermore, it goes without saying that the aqueous solution used here may contain the above-mentioned optional components, for example, other rare earth elements and transition elements, and further unavoidable impurities.

含浸処理後、必要に応じて、固液分離処理、水洗処理、例えば大気中50℃以上200℃以下程度の温度で約1~48時間程度、水分を除去する乾燥処理等を常法にしたがって行うことができる。乾燥処理は、自然乾燥でもよいし、ドラム式乾燥機、減圧乾燥機、スプレードライ等の乾燥装置を使用してもよい。また、乾燥処理の際の雰囲気は、大気中、真空中、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中のいずれでもよい。なお、乾燥の前後に、さらに必要に応じて粉砕処理や分級処理等を行ってもよい。また、化学処理を行ってもよく、例えば、上記蒸発乾固法における含浸処理の後に、塩基性成分を用いてRhやPdのイオンを各母材粒子32,42,52,62上で加水分解させてもよい。ここで用いる塩基性成分は、アンモニア、エタノールアミン等のアミン類、苛性ソーダ、水酸化ストロンチウム等のアルカリ金属水酸化物、水酸化バリウム等のアルカリ土類金属水酸化物が好ましい。これらの熱処理や化学処理により、ナノオーダーサイズに高分散したRhやPd等が、さらに必要に応じてCeO粒子33やバリウム成分が、各母材粒子32,42,52,62上に生成される。 After the impregnation treatment, if necessary, solid-liquid separation, water washing, and drying treatment to remove moisture, for example, in air at a temperature of approximately 50°C to 200°C for approximately 1 to 48 hours, can be performed according to conventional methods. The drying treatment can be natural drying, or a drying device such as a drum dryer, a vacuum dryer, or a spray dryer can be used. The drying atmosphere can be air, a vacuum, or an inert gas atmosphere such as nitrogen gas. Before or after drying, further grinding or classification treatment can be performed as needed. Chemical treatment can also be performed. For example, after the impregnation treatment in the evaporation-to-dryness method, a basic component can be used to hydrolyze Rh or Pd ions on each base material particle 32, 42, 52, 62. The basic component used here is preferably ammonia, amines such as ethanolamine, caustic soda, alkali metal hydroxides such as strontium hydroxide, or alkaline earth metal hydroxides such as barium hydroxide. By these heat treatments and chemical treatments, Rh, Pd, etc. highly dispersed to nano-order size, and further CeO 2 particles 33 and barium components as required, are produced on each of the base particles 32 , 42 , 52 , 62 .

焼成条件は、常法にしたがえばよく、特に限定されない。加熱手段は、特に限定されず、例えば電気炉やガス炉等の公知の機器を用いることができる。焼成雰囲気は、酸化性雰囲気、大気雰囲気、還元性雰囲気のいずれでもよく、酸化性雰囲気、大気雰囲気が好ましい。焼成温度及び処理時間は、所望性能によって変動するが、RhやPdの生成及び生産性等の観点からは、一般的には、300℃以上1100℃以下で0.1~12時間が好ましく、より好ましくは400℃以上800℃以下で0.5~6時間である。 The firing conditions may be conventional and are not particularly limited. The heating means is not particularly limited, and known equipment such as an electric furnace or gas furnace can be used. The firing atmosphere may be an oxidizing atmosphere, air atmosphere, or reducing atmosphere, with an oxidizing atmosphere or air atmosphere being preferred. The firing temperature and treatment time vary depending on the desired performance. From the perspective of Rh and Pd production and productivity, however, firing at a temperature of 300°C to 1100°C for 0.1 to 12 hours is generally preferred, and firing at a temperature of 400°C to 800°C for 0.5 to 6 hours is more preferred.

触媒層21は、上述した各成分以外に、当業界で公知の触媒や助触媒や母材粒子等と混合して使用することができる。併用可能な公知の触媒や助触媒や母材粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化プラセオジム等の金属酸化物乃至は金属複合酸化物;ペロブスカイト型酸化物;シリカ-アルミナ、シリカ-アルミナ-ジルコニア、シリカ-アルミナ-ボリア等のアルミナを含む複合酸化物;バリウム化合物、ゼオライト等が挙げられるが、これらに特に限定されない。なお、併用する触媒や助触媒や母材粒子の使用割合は、要求性能などに応じて適宜設定でき、特に限定されないが、総量に対して合計で0.01質量%以上20質量%以下が好ましく、合計で0.05質量%以上10質量%以下がより好ましく、合計で0.1質量%以上8質量%以下がさらに好ましい。In addition to the components described above, the catalyst layer 21 can be used in combination with catalysts, co-catalysts, and base particles known in the industry. Examples of known catalysts, co-catalysts, and base particles that can be used in combination include, but are not limited to, metal oxides or metal composite oxides such as silica, alumina, lanthanum oxide, neodymium oxide, and praseodymium oxide; perovskite-type oxides; composite oxides containing alumina such as silica-alumina, silica-alumina-zirconia, and silica-alumina-boria; barium compounds; and zeolites. The proportion of the catalysts, co-catalysts, and base particles used in combination can be appropriately determined depending on the required performance, but is not particularly limited. While the proportion is not particularly limited, a total of 0.01% by mass to 20% by mass is preferred, a total of 0.05% by mass to 10% by mass is more preferred, and a total of 0.1% by mass to 8% by mass is even more preferred.

また、触媒層21は、上述した各成分以外に、当業界で公知の添加剤と混合して使用することができる。併用可能な添加剤としては、各種バインダー、非イオン系界面活性剤やアニオン系界面活性剤等の分散安定化剤、pH調整剤、粘度調整剤等が挙げられるが、これらに特に限定されない。バインダーとしては、アルミナゾル、チタニアゾル、シリカゾル、ジルコニアゾル等の種々のゾルが挙げられるが、これらに特に限定されない。また、硝酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、硝酸チタン、酢酸チタン、硝酸ジルコニウム、酢酸ジルコニウム等の可溶性の塩もバインダーとして使用することができる。その他、酢酸、硝酸、塩酸、硫酸等の酸も、バインダーとして使用することができる。なお、バインダーの使用量は、特に限定されず、成形体の維持に必要な程度の量であれば構わない。なお、上述した添加剤の使用割合は、要求性能などに応じて適宜設定でき、特に限定されないが、総量に対して合計で0.01~20質量%が好ましく、合計で0.05~10質量%がより好ましく、合計で0.1~8質量%がさらに好ましい。In addition to the above-mentioned components, the catalyst layer 21 can be used in combination with additives known in the art. Examples of additives that can be used include, but are not limited to, various binders, dispersion stabilizers such as nonionic surfactants and anionic surfactants, pH adjusters, and viscosity adjusters. Examples of binders include, but are not limited to, various sols such as alumina sol, titania sol, silica sol, and zirconia sol. Soluble salts such as aluminum nitrate, aluminum acetate, titanium nitrate, titanium acetate, zirconium nitrate, and zirconium acetate can also be used as binders. Acids such as acetic acid, nitric acid, hydrochloric acid, and sulfuric acid can also be used as binders. The amount of binder used is not particularly limited, and can be any amount necessary to maintain the molded body. The proportion of the above-mentioned additives can be appropriately determined depending on the required performance, but is not particularly limited. A total of 0.01 to 20% by mass of the total amount is preferred, a total of 0.05 to 10% by mass is more preferred, and a total of 0.1 to 8% by mass is even more preferred.

本実施形態の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒100は、上述した触媒層21がメタル基材11の少なくとも一方の面側に設けられている。このような構成を採用することで、製造負荷が少なく低コストな触媒構成を実現しつつ、製造時の装置への組み込みが容易となる等、種々の用途への適用可能性が増大する。例えばメタル基材11としてメタルハニカム構造担体等を用い、ガス流が通過する流路内にこの鞍乗型車両用排ガス浄化触媒100を設置し、ハニカム構造担体のセル内にガス流を通過させることで、高効率に排ガス浄化を行うことができる。In the present embodiment, the exhaust gas purification catalyst 100 for straddle-type vehicles has the above-described catalyst layer 21 provided on at least one side of the metal substrate 11. By adopting such a configuration, a low-cost catalyst configuration with a low manufacturing load can be realized, while also facilitating incorporation into manufacturing equipment, thereby increasing the applicability to a variety of applications. For example, by using a metal honeycomb structure carrier as the metal substrate 11, and placing this exhaust gas purification catalyst 100 for straddle-type vehicles in the flow path through which the gas flow passes, and passing the gas flow within the cells of the honeycomb structure carrier, highly efficient exhaust gas purification can be achieved.

ここで、本明細書において、「単層触媒」とは、触媒層を1つのみ有する触媒を意味する。また、「メタル基材11の少なくとも一方の面側に設けられた」とは、メタル基材11の一方の面と触媒層との間に、触媒層以外の任意の他の層が介在した態様を包含する意味である。 In this specification, the term "single-layer catalyst" refers to a catalyst having only one catalyst layer. Furthermore, the term "provided on at least one surface of the metal substrate 11" encompasses an embodiment in which any layer other than the catalyst layer is interposed between one surface of the metal substrate 11 and the catalyst layer.

このような鞍乗型車両用排ガス浄化触媒100は、例えば、上述したメタル基材11上に触媒層21を設けることで得ることができる。触媒層21の形成方法は、常法にしたがって行えばよく、特に限定されない。例えば、上述した触媒層21の各成分を含むスラリー状混合物を、各種公知のコーティング法やウォッシュコート法等を適用してメタル基材11上に塗工し、必要に応じて乾燥や焼成等を行うことにより、本実施形態の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒100を得ることができる。Such an exhaust gas purification catalyst 100 for a saddle-type vehicle can be obtained, for example, by providing a catalyst layer 21 on the metal substrate 11 described above. The method for forming the catalyst layer 21 may be performed according to a conventional method and is not particularly limited. For example, the exhaust gas purification catalyst 100 for a saddle-type vehicle of this embodiment can be obtained by applying a slurry mixture containing each of the components of the catalyst layer 21 described above to the metal substrate 11 using various known coating methods, washcoating methods, etc., and then drying and firing the mixture as necessary.

具体例としては、上述した各複合触媒粒子31,41,51,61と水系媒体と必要に応じて当業界で公知のバインダー、他の触媒、助触媒、OSC材、各種母材粒子、添加剤等とを所望の配合割合で混合してスラリー状混合物を調製し、得られたスラリー状混合物をメタル基材11の表面に付与し、乾燥及び焼成することで、メタル基材11上に触媒層21が設けられた鞍乗型車両用排ガス浄化触媒100を得ることができる。 As a specific example, each of the above-mentioned composite catalyst particles 31, 41, 51, 61 is mixed with an aqueous medium and, if necessary, binders known in the industry, other catalysts, co-catalysts, OSC materials, various base material particles, additives, etc. in the desired proportions to prepare a slurry mixture, and the resulting slurry mixture is applied to the surface of a metal substrate 11, dried, and fired to obtain an exhaust gas purification catalyst 100 for saddle-type vehicles having a catalyst layer 21 provided on the metal substrate 11.

スラリー状混合物の調製時に用いる水系媒体は、スラリー中で各主成分が均一に分散できる量を用いればよい。このとき、必要に応じてpH調整のための酸や塩基を配合したり、粘性の調整やスラリー分散性向上のための界面活性剤や分散用樹脂等を配合したりすることができる。得られる触媒層21をメタル基材11に強固に付着させ或いは結合させる観点からは、上述したバインダー等を用いることが好ましい。また、スラリーの混合方法としては、ボールミル等による粉砕混合等、公知の粉砕方法又は混合方法を適用することができる。The aqueous medium used in preparing the slurry mixture should be in an amount that allows each main component to be uniformly dispersed in the slurry. If necessary, an acid or base can be added to adjust the pH, or a surfactant or dispersion resin can be added to adjust the viscosity or improve the dispersibility of the slurry. From the perspective of firmly adhering or bonding the resulting catalyst layer 21 to the metal substrate 11, it is preferable to use the binders described above. Furthermore, known grinding or mixing methods, such as grinding and mixing using a ball mill, can be used to mix the slurry.

メタル基材11上にスラリー状混合物を付与した後においては、常法にしたがい乾燥や焼成を行うことができる。なお、乾燥温度は、特に限定されないが、例えば70~200℃が好ましく、80~150℃がより好ましい。また、焼成温度は、特に限定されないが、例えば300~650℃が好ましく、400~600℃がより好ましい。このとき用いる加熱手段については、例えば電気炉やガス炉等の公知の加熱手段によって行うことができる。After the slurry mixture is applied to the metal substrate 11, it can be dried and fired according to conventional methods. The drying temperature is not particularly limited, but is preferably 70 to 200°C, and more preferably 80 to 150°C. The firing temperature is also not particularly limited, but is preferably 300 to 650°C, and more preferably 400 to 600°C. Known heating methods, such as an electric furnace or gas furnace, can be used.

上述した触媒層21の総塗工量は、特に限定されないが、触媒性能や圧損のバランス等の観点から、メタル基材11の容量1Lあたり1~200g/L(貴金属量を除く。)であることが好ましく、50~180g/L(貴金属量を除く。)がより好ましい。 The total coating amount of the above-mentioned catalyst layer 21 is not particularly limited, but from the viewpoint of the balance between catalytic performance and pressure loss, it is preferable that it be 1 to 200 g/L (excluding the amount of precious metal) per 1 L of capacity of the metal substrate 11, and more preferably 50 to 180 g/L (excluding the amount of precious metal).

また、Rh及びPdの総塗工量は、特に限定されないが、触媒性能や圧損のバランス等の観点から、金属換算で0.05~1.5g/Lが好ましく、0.1~1.0g/Lがより好ましい。このとき、Rhの総塗工量は、特に限定されないが、触媒性能や圧損のバランス等の観点から、金属換算で0.02~0.6g/Lが好ましく、0.04~0.4g/Lがより好ましい。一方、Pdの総塗工量は、特に限定されないが、触媒性能や圧損のバランス等の観点から、金属換算で0.03~0.9g/Lが好ましく、0.06~0.6g/Lがより好ましい。そして、PdとRhとの塗工量の質量比(Pd/Rh)は、金属換算で10/1~10/9が好ましく、10/2~10/8がより好ましい。 The total coating amount of Rh and Pd is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 1.5 g/L, more preferably 0.1 to 1.0 g/L, in terms of metal equivalent, from the viewpoint of catalytic performance, balance of pressure drop, etc. The total coating amount of Rh is not particularly limited, but is preferably 0.02 to 0.6 g/L, more preferably 0.04 to 0.4 g/L, in terms of metal equivalent, from the viewpoint of catalytic performance, balance of pressure drop, etc. The total coating amount of Pd is not particularly limited, but is preferably 0.03 to 0.9 g/L, more preferably 0.06 to 0.6 g/L, in terms of metal equivalent, from the viewpoint of catalytic performance, balance of pressure drop, etc. The mass ratio of the coating amounts of Pd and Rh (Pd/Rh) is preferably 10/1 to 10/9, more preferably 10/2 to 10/8, in terms of metal equivalent.

上述した本実施形態の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒100は、鞍乗型車両の各種エンジンの排気系に配置することができ、その設置個数及び設置箇所は、排ガスの規制に応じて任意に設計できる。そして、本実施形態の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒100によれば、触媒層が一層だけ設けられた簡易且つ低コストな構成でありながらも、CO,HC,NOxの浄化性能及び低温浄化性能に優れた効果を発揮することができる。The exhaust gas purification catalyst 100 for straddle-type vehicles of this embodiment described above can be placed in the exhaust system of various engines of straddle-type vehicles, and the number and locations of the catalysts can be designed as desired in accordance with exhaust gas regulations. Furthermore, the exhaust gas purification catalyst 100 for straddle-type vehicles of this embodiment has a simple, low-cost configuration with only one catalyst layer, yet is capable of demonstrating excellent CO, HC, and NOx purification performance and low-temperature purification performance.

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらによりなんら限定されるものではない。すなわち、以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更することができる。また、以下の実施例における各種の製造条件や評価結果の値は、本発明の実施態様における好ましい上限値又は好ましい下限値としての意味をもつものであり、好ましい数値範囲は前記の上限値又は下限値と、下記実施例の値又は実施例同士の値との組み合わせで規定される範囲であってもよい。The following examples and comparative examples further illustrate the features of the present invention, but the present invention is not limited by them in any way. In other words, the materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, etc. shown in the following examples can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Furthermore, the values of various manufacturing conditions and evaluation results in the following examples represent preferred upper or lower limits for embodiments of the present invention, and preferred numerical ranges may be defined by combining the above-mentioned upper or lower limits with the values in the following examples or with each other.

(実施例1)
酸化物換算でZrOを75.0質量%及び希土類元素の酸化物を25.0質量%含有するジルコニア複合酸化物母材粒子をナウタ―ミキサーに投入し、所定量の硝酸セリウム及び希釈用の純水をさらに加えた後、15分間撹拌して、ジルコニア複合酸化物母材粒子の表面に酸化物換算で12.5質量%のCeO粒子を担持した複合粒子を調製した。
Example 1
Zirconia composite oxide base particles containing 75.0 mass % of ZrO2 and 25.0 mass % of a rare earth element oxide, calculated as oxides, were charged into a Nauta mixer, and predetermined amounts of cerium nitrate and pure water for dilution were further added. The mixture was stirred for 15 minutes to prepare composite particles in which 12.5 mass % of CeO2 particles, calculated as oxides, were supported on the surfaces of the zirconia composite oxide base particles.

次に、攪拌器に、所定量の硝酸ロジウム及び純水を投入して5分間攪拌した後、上記の複合粒子を投入して15分間さらに攪拌した。これにより、ジルコニア複合酸化物母材粒子の表面にRh及びCeO粒子が共担持された第1複合触媒粒子を含むRh触媒スラリーを得た。 Next, a predetermined amount of rhodium nitrate and pure water were added to the stirrer and stirred for 5 minutes, and then the composite particles were added and stirred for an additional 15 minutes, thereby obtaining a Rh catalyst slurry containing first composite catalyst particles in which Rh and CeO2 particles were co-supported on the surfaces of zirconia composite oxide base particles.

次いで、攪拌器に、所定量の硝酸パラジウム及び純水を投入して5分間攪拌した後、第3複合触媒粒子用の酸化物換算でAlを80.7質量%及びCeOを19.3質量%含有するセリアアルミナ母材粒子をさらに投入し、15分間攪拌した。これにより、セリアアルミナ母材粒子の表面にPdが担持された第3複合触媒粒子を含むPd触媒スラリーを得た。 Next, predetermined amounts of palladium nitrate and pure water were added to the stirrer and stirred for 5 minutes, after which ceria- alumina base particles containing 80.7 mass % Al2O3 and 19.3 mass % CeO2 , calculated as oxides, for the third composite catalyst particles were further added and stirred for 15 minutes, thereby obtaining a Pd catalyst slurry containing third composite catalyst particles in which Pd was supported on the surfaces of the ceria-alumina base particles.

得られたRh触媒スラリー及びPd触媒スラリーをそれぞれ所定量秤量して攪拌器に投入し、15分間攪拌した。その後、平均粒子径D90が11μmになるまでボールミルで粉砕処理した。得られた混合物に対して、アルミナゾル系バインダー材及び蒸留水を加えた後、さらに10分間攪拌することにより、ウォッシュコート用触媒スラリーを得た。The resulting Rh catalyst slurry and Pd catalyst slurry were each weighed out in predetermined amounts, placed in a stirrer, and stirred for 15 minutes. They were then pulverized in a ball mill until the average particle size D90 reached 11 μm. An alumina sol binder and distilled water were added to the resulting mixture, which was then stirred for an additional 10 minutes to obtain a catalyst slurry for washcoating.

そして、ステンレス製メタルハニカム担体(300cpsi/50μm、40×90mmL)をウォッシュコート用触媒スラリーに浸漬した後、エアブローでセル中の余分のウォシュコート液を除去し、乾燥させ、500℃で1時間焼成して、鞍乗型車両用排ガス浄化触媒を得た。この触媒のウォシュコート量は、ステンレス製メタルハニカム担体1Lあたり120g/L(貴金属量を除く。)であり、Rh含有量は0.2g/L、Pd含有量は0.3g/Lであった。A stainless steel metal honeycomb carrier (300 cpsi/50 μm, 40 x 90 mmL) was then immersed in the washcoat catalyst slurry, after which excess washcoat liquid was removed from the cells using an air blower. The carrier was then dried and calcined at 500°C for 1 hour to obtain an exhaust gas purification catalyst for straddle-type vehicles. The washcoat amount of this catalyst was 120 g/L (excluding precious metals) per 1 L of stainless steel metal honeycomb carrier, with an Rh content of 0.2 g/L and a Pd content of 0.3 g/L.

(実施例2)
攪拌器に、所定量の硝酸ロジウム及び純水を投入して5分間攪拌した後、実施例1で得たCeO粒子担持複合粒子を投入して15分間さらに攪拌した。そこに、第4複合触媒粒子用の酸化物換算でAlを80.7質量%及びCeOを19.3質量%含有するセリアアルミナ母材粒子をさらに投入し、15分間攪拌した。これにより、ジルコニア複合酸化物母材粒子の表面にRh及びCeO粒子が共担持された第1複合触媒粒子とセリアアルミナ母材粒子の表面にRhが担持された第4複合触媒粒子を含むRh触媒スラリーを得た。
Example 2
A predetermined amount of rhodium nitrate and pure water were added to a stirrer and stirred for 5 minutes, and then the CeO2 particle-supported composite particles obtained in Example 1 were added and stirred for an additional 15 minutes. Ceria-alumina base particles containing 80.7 mass% Al2O3 and 19.3 mass% CeO2 , calculated as oxides , for the fourth composite catalyst particles were further added and stirred for 15 minutes. This resulted in a Rh catalyst slurry containing first composite catalyst particles in which Rh and CeO2 particles were co-supported on the surfaces of zirconia composite oxide base particles and fourth composite catalyst particles in which Rh was supported on the surfaces of ceria-alumina base particles.

次いで、攪拌器に、所定量の硝酸パラジウム及び純水を投入して5分間攪拌した後、表面にBaが担持されたAl粉体を投入して、15分間さらに攪拌した。その後、pHが4~5になるまで1Nの硝酸を加え、15分間攪拌した。これにより、アルミナ粒子の表面にPd及びBaが担持された第2複合触媒粒子を含むPd触媒スラリーを得た。 Next, a predetermined amount of palladium nitrate and pure water were added to the stirrer and stirred for 5 minutes, after which Al2O3 powder with Ba supported on its surface was added and stirred for an additional 15 minutes. 1N nitric acid was then added until the pH reached 4-5, and the mixture was stirred for 15 minutes. This yielded a Pd catalyst slurry containing second composite catalyst particles with Pd and Ba supported on the surfaces of alumina particles.

得られたRh触媒スラリー及びPd触媒スラリーをそれぞれ所定量秤量して攪拌器に投入し、15分間攪拌した後、表面にBaが担持されたAl粉体をさらに投入して、15分間攪拌した。その後、平均粒子径D90が11μmになるまでボールミルで粉砕処理した。得られた混合物に対して、アルミナゾル系バインダー材及び蒸留水を加えた後、さらに10分間攪拌することにより、ウォッシュコート用触媒スラリーを得た。 The resulting Rh catalyst slurry and Pd catalyst slurry were each weighed in a predetermined amount and placed in a stirrer. After stirring for 15 minutes, Ba-supported Al2O3 powder was added and stirred for 15 minutes. The mixture was then pulverized in a ball mill until the average particle size D90 reached 11 μm. An alumina sol binder and distilled water were added to the resulting mixture, which was then stirred for another 10 minutes to obtain a catalyst slurry for washcoating.

そして、ステンレス製メタルハニカム担体(300cpsi/50μm、40×90mmL)をウォッシュコート用触媒スラリーに浸漬した後、エアブローでセル中の余分のウォシュコート液を除去し、乾燥させ、500℃で1時間焼成して、鞍乗型車両用排ガス浄化触媒を得た。この触媒のウォシュコート量は、ステンレス製メタルハニカム担体1Lあたり120g/L(貴金属量を除く。)であり、Rh含有量は0.2g/L、Pd含有量は0.3g/Lであった。A stainless steel metal honeycomb carrier (300 cpsi/50 μm, 40 x 90 mmL) was then immersed in the washcoat catalyst slurry, after which excess washcoat liquid was removed from the cells using an air blower. The carrier was then dried and calcined at 500°C for 1 hour to obtain an exhaust gas purification catalyst for straddle-type vehicles. The washcoat amount of this catalyst was 120 g/L (excluding precious metals) per 1 L of stainless steel metal honeycomb carrier, with an Rh content of 0.2 g/L and a Pd content of 0.3 g/L.

(比較例1)
攪拌器に、所定量の硝酸ロジウム及び純水を投入して5分間攪拌した後、セリアアルミナ母材粒子を投入し、15分間攪拌した。これにより、セリアアルミナ母材粒子の表面にRhが担持された複合触媒粒子を含む混合スラリーを得た。その後、この混合スラリーを平均粒子径D90が11μmになるまでボールミルで粉砕処理した。得られた混合物に対して、アルミナゾル系バインダー材及び蒸留水を加えた後、さらに10分間攪拌することにより、セリアアルミナ母材粒子の表面にRhが担持された複合触媒粒子を含むRh触媒スラリーを得た。
(Comparative Example 1)
A predetermined amount of rhodium nitrate and pure water were added to a stirrer and stirred for 5 minutes, after which ceria-alumina base particles were added and stirred for 15 minutes. This resulted in a mixed slurry containing composite catalyst particles in which Rh was supported on the surfaces of ceria-alumina base particles. This mixed slurry was then pulverized in a ball mill until the average particle diameter D90 reached 11 μm. An alumina sol binder and distilled water were added to the resulting mixture, and the mixture was stirred for an additional 10 minutes to obtain a Rh catalyst slurry containing composite catalyst particles in which Rh was supported on the surfaces of ceria-alumina base particles.

次いで、攪拌器に、所定量の硝酸パラジウム及び純水を投入して5分間攪拌した後、セリアアルミナ母材粒子を投入し、15分間攪拌した。これにより、セリアアルミナ母材粒子の表面にPdが担持された複合触媒粒子を含む混合スラリーを得た。その後、この混合スラリーを平均粒子径D90が11μmになるまでボールミルで粉砕処理した。得られた混合物に対して、アルミナゾル系バインダー材及び蒸留水を加えた後、さらに10分間攪拌することにより、Pd触媒スラリーを得た。Next, a predetermined amount of palladium nitrate and pure water were added to the stirrer and stirred for 5 minutes, after which ceria-alumina base particles were added and stirred for 15 minutes. This resulted in a mixed slurry containing composite catalyst particles in which Pd was supported on the surface of ceria-alumina base particles. This mixed slurry was then pulverized in a ball mill until the average particle diameter D90 reached 11 μm. An alumina sol binder and distilled water were added to the resulting mixture, which was then stirred for an additional 10 minutes to yield a Pd catalyst slurry.

そして、ステンレス製メタルハニカム担体(300cpsi/50μm、40×90mmL)をPd触媒スラリーに浸漬した後、エアブローでセル中の余分のウォシュコート液を除去し、乾燥させ、500℃で1時間焼成した。その後、Pd触媒スラリー塗工後のステンレス製メタルハニカム担体をRh触媒スラリーに浸漬した後、エアブローでセル中の余分のウォシュコート液を除去し、乾燥させ、500℃で1時間焼成して、鞍乗型車両用排ガス浄化多層触媒を得た。この触媒のウォシュコート量は、ステンレス製メタルハニカム担体1Lあたり120g/L(貴金属量を除く。)であり、Rh含有量は0.2g/L、Pd含有量は0.3g/Lであった。A stainless steel metal honeycomb carrier (300 cpsi/50 μm, 40 x 90 mmL) was then immersed in the Pd catalyst slurry, followed by air-blowing to remove excess washcoat liquid from the cells, drying, and firing at 500°C for 1 hour. The Pd catalyst slurry-coated stainless steel metal honeycomb carrier was then immersed in Rh catalyst slurry, followed by air-blowing to remove excess washcoat liquid from the cells, drying, and firing at 500°C for 1 hour to obtain a multilayer catalyst for saddle-type vehicles. The washcoat amount of this catalyst was 120 g/L (excluding precious metals) per 1 L of stainless steel metal honeycomb carrier, with an Rh content of 0.2 g/L and a Pd content of 0.3 g/L.

(比較例2)
比較例1で得られたRh触媒スラリー及び比較例1で得られたPd触媒スラリーをそれぞれ所定量秤量して攪拌器に投入し、アルミナゾル系バインダー材及び蒸留水を加えた後、10分間攪拌することにより、ウォッシュコート用触媒スラリーを得た。
(Comparative Example 2)
A predetermined amount of the Rh catalyst slurry obtained in Comparative Example 1 and a predetermined amount of the Pd catalyst slurry obtained in Comparative Example 1 were weighed and placed in a stirrer, and an alumina sol binder material and distilled water were added thereto, followed by stirring for 10 minutes to obtain a catalyst slurry for wash coating.

そして、ステンレス製メタルハニカム担体(300cpsi/50μm、40×90mmL)をウォッシュコート用触媒スラリーに浸漬した後、エアブローでセル中の余分のウォシュコート液を除去し、乾燥させ、500℃で1時間焼成して、鞍乗型車両用排ガス浄化触媒を得た。この触媒のウォシュコート量は、ステンレス製メタルハニカム担体1Lあたり120g/L(貴金属量を除く。)であり、Rh含有量は0.2g/L、Pd含有量は0.3g/Lであった。A stainless steel metal honeycomb carrier (300 cpsi/50 μm, 40 x 90 mmL) was then immersed in the washcoat catalyst slurry, after which excess washcoat liquid was removed from the cells using an air blower. The carrier was then dried and calcined at 500°C for 1 hour to obtain an exhaust gas purification catalyst for straddle-type vehicles. The washcoat amount of this catalyst was 120 g/L (excluding precious metals) per 1 L of stainless steel metal honeycomb carrier, with an Rh content of 0.2 g/L and a Pd content of 0.3 g/L.

<性能評価>
堀場製作所社製のモデルガス評価装置を用いて、各々の触媒の浄化特性を評価した。ここでは、モデルガス中のHC、CO及びNO(酸化窒素が450℃で低減される割合(C450浄化率)及び50%浄化率に到達する温度〔T50(℃)〕を測定して、各々の触媒の三元浄化性能を評価した。なお、この評価では、実施例1~2及び比較例1~2で得られた鞍乗型車両用排ガス浄化触媒からテストピース(25.4×50mmL)を打ち抜き、このテストピースを2%CO+10%HO+残Nのリッチ雰囲気と5%O+10%HO+残Nのリーン雰囲気とを各5分間隔で変動させた雰囲気下、1050℃で5時間保持した、耐久処理後の触媒を、評価用サンプルとしてそれぞれ用いた。また、用いた評価装置は、ステンレス製配管で構成された流通型反応装置であり、入り側から下記組成のモデルガスを導入し、これを排ガス浄化反応部に流通させて、出口側に排出するものである。モデルガスを外部ヒーターにて加熱して排ガス浄化反応部に送ることで、浄化反応部分が加熱される。100℃から450℃の温度範囲で、流出側(触媒部分通過後)のガス組成を分析し、CO、HC、及びNO濃度の変化率を求める。結果を、図6及び図7に示す。
<Performance evaluation>
The purification characteristics of each catalyst were evaluated using a model gas evaluation device manufactured by Horiba, Ltd. Here, the ratio of HC, CO, and NO (nitrogen oxide) in the model gas reduced at 450°C (C450 purification rate) and the temperature at which 50% purification rate is reached [T50 (°C)] were measured to evaluate the three-way purification performance of each catalyst. In this evaluation, test pieces (25.4 x 50 mmL) were punched out from the exhaust gas purification catalysts for straddle-type vehicles obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, and these test pieces were placed in a rich atmosphere of 2% CO + 10% H2O + balance N2 and a rich atmosphere of 5% O2 + 10% H2O + balance N2. The catalysts were subjected to durability testing at 1050°C for 5 hours under conditions where the lean atmosphere of 2 and 3 were varied at 5-minute intervals. The evaluation samples were used. The evaluation device used was a flow-type reactor consisting of stainless steel piping. A model gas with the following composition was introduced from the inlet, circulated through the exhaust gas purification reaction section, and discharged to the outlet. The model gas was heated by an external heater and sent to the exhaust gas purification reaction section, heating the purification reaction section. The gas composition on the outlet side (after passing through the catalyst section) was analyzed over a temperature range of 100°C to 450°C, and the rate of change in CO, HC, and NO concentrations was determined. The results are shown in Figures 6 and 7.

モデルガス組成:CO:0.3%、C:3000ppm、NO:3000ppm、O:0.15%、CO:10%、HO:10%、N:残余
A/F=14.5
空間速度(SV):72,000/h
評価温度 :100~500℃
昇温速度 :10℃/min
Model gas composition: CO: 0.3%, C 3 H 6 : 3000 ppm, NO: 3000 ppm, O 2 : 0.15%, CO 2 : 10%, H 2 O: 10%, N 2 : balance A/F = 14.5
Space velocity (SV): 72,000/h
Evaluation temperature: 100 to 500°C
Temperature rise rate: 10°C/min

本発明の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒等は、触媒層が一層だけ設けられた簡易且つ低コストな構成でありながらも、CO,HC,NOxの浄化性能及びこれらの低温浄化性能に優れ、生産性及び経済性に優れるため、その組成及び構造に基づいて、排ガス中のNOx、CO、HC等を削減する三元触媒(TWC:Three Way Catalyst)として広く且つ有効に利用可能である。とりわけ、本発明の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒等は、小容量で高い耐熱性が求められ、また、燃料リッチ雰囲気においても高い排ガス浄化効率が求められる二輪自動車等の分野において特に有効に利用可能である。 The exhaust gas purification catalyst for straddle-type vehicles of the present invention has a simple, low-cost configuration with only one catalyst layer, yet it exhibits excellent CO, HC, and NOx purification performance and low-temperature purification performance, and is highly productive and economical. Based on its composition and structure, it can be widely and effectively used as a three-way catalyst (TWC) that reduces NOx, CO, HC, and other exhaust gases. In particular, the exhaust gas purification catalyst for straddle-type vehicles of the present invention can be effectively used in fields such as motorcycles, which require high heat resistance in a small volume and high exhaust gas purification efficiency even in a fuel-rich atmosphere.

100 ・・・鞍乗型車両用排ガス浄化触媒
11 ・・・メタル基材
21 ・・・触媒層
31 ・・・第1複合触媒粒子
32 ・・・ジルコニア系母材粒子
32a・・・表面
33 ・・・CeO粒子
41 ・・・第2複合触媒粒子
42 ・・・アルミナ母材粒子
42a・・・表面
51 ・・・第3複合触媒粒子
52 ・・・セリアアルミナ母材粒子
52a・・・表面
61 ・・・第4複合触媒粒子
62 ・・・セリアアルミナ母材粒
62a・・・表面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Exhaust gas purification catalyst for straddle-type vehicle 11 Metal substrate 21 Catalyst layer 31 First composite catalyst particle 32 Zirconia-based matrix particle 32a Surface 33 CeO2 particle 41 Second composite catalyst particle 42 Alumina matrix particle 42a Surface 51 Third composite catalyst particle 52 Ceria-alumina matrix particle 52a Surface 61 Fourth composite catalyst particle 62 Ceria-alumina matrix particle 62a Surface

Claims (5)

内燃機関の排ガス通路に設けられる鞍乗型車両用排ガス浄化触媒であって、
メタル基材と、該メタル基材上に設けられた単層の触媒層とを備える三元触媒であり
前記触媒層は、
ジルコニア系母材粒子と該ジルコニア系母材粒子の表面に共担持されたRh及びCeO2粒子とを少なくとも有する第1複合触媒粒子、並びに、
アルミナ母材粒子と該アルミナ母材粒子の表面に担持されたPdを含む第2複合触媒粒子、及び/又は、セリアアルミナ母材粒子と該セリアアルミナ母材粒子の表面に担持されたPdとを少なくとも有する第3複合触媒粒子を含有し、
前記ジルコニア系母材粒子は、酸化物換算で、ZrO 2 を65~85質量%及び希土類元素の酸化物を15~35質量%含有し、
前記第3複合触媒粒子の前記セリアアルミナ母材粒子は、酸化物換算で、Al 2 3 を70~90質量%及びCeO 2 を10~30質量%含有する、
鞍乗型車両用排ガス浄化触媒。
An exhaust gas purification catalyst for a straddle-type vehicle that is provided in an exhaust gas passage of an internal combustion engine,
A three-way catalyst including a metal substrate and a single catalyst layer provided on the metal substrate,
The catalyst layer is
First composite catalyst particles having at least zirconia-based base particles and Rh and CeO2 particles co-supported on the surfaces of the zirconia-based base particles; and
The catalyst comprises second composite catalyst particles containing alumina matrix particles and Pd supported on the surfaces of the alumina matrix particles, and/or third composite catalyst particles having at least ceria-alumina matrix particles and Pd supported on the surfaces of the ceria-alumina matrix particles ,
The zirconia-based base particles contain, in oxide equivalent, 65 to 85 mass % of ZrO 2 and 15 to 35 mass % of an oxide of a rare earth element,
The ceria-alumina matrix particles of the third composite catalyst particles contain, in oxide equivalent, 70 to 90 mass % of Al 2 O 3 and 10 to 30 mass % of CeO 2 ;
Exhaust gas purification catalyst for saddle-type vehicles.
前記ジルコニア系母材粒子は、Ce、Nd、及びLaよりなる群から選択される少なくとも1以上の希土類元素が固溶した希土類固溶ジルコニア母材粒子である、
請求項1に記載の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒。
The zirconia-based base particles are rare earth-doped zirconia base particles in which at least one rare earth element selected from the group consisting of Ce, Nd, and La is dissolved.
The exhaust gas purifying catalyst for a straddle-type vehicle according to claim 1.
前記第2複合触媒粒子は、前記アルミナ母材粒子と前記アルミナ母材粒子の表面に担持されたPd及びBaを含む、
請求項1又は2に記載の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒。
The second composite catalyst particles include the alumina matrix particles and Pd and Ba supported on the surfaces of the alumina matrix particles.
The exhaust gas purifying catalyst for a straddle-type vehicle according to claim 1 or 2 .
前記触媒層は、セリアアルミナ母材粒子と該セリアアルミナ母材粒子の表面に担持されたRhを含む第4複合触媒粒子をさらに含有する、
請求項1~3のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒。
the catalyst layer further contains fourth composite catalyst particles containing ceria-alumina matrix particles and Rh supported on the surfaces of the ceria-alumina matrix particles;
The exhaust gas purifying catalyst for a straddle-type vehicle according to any one of claims 1 to 3 .
前記触媒層の塗工量が、前記メタル基材1Lあたり1~200g/Lである、
請求項1~4のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用排ガス浄化触媒。
the coating amount of the catalyst layer is 1 to 200 g/L per 1 L of the metal substrate;
The exhaust gas purifying catalyst for a straddle-type vehicle according to any one of claims 1 to 4 .
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Citations (6)

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