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JP2017070912A - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents

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JP2017070912A
JP2017070912A JP2015200173A JP2015200173A JP2017070912A JP 2017070912 A JP2017070912 A JP 2017070912A JP 2015200173 A JP2015200173 A JP 2015200173A JP 2015200173 A JP2015200173 A JP 2015200173A JP 2017070912 A JP2017070912 A JP 2017070912A
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悟司 松枝
Satoshi Matsueda
悟司 松枝
章雅 平井
Akimasa Hirai
章雅 平井
健一 滝
Kenichi Taki
健一 滝
将 星野
Sho Hoshino
将 星野
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Cataler Corp
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Abstract

【課題】貴金属のシンタリングに起因した性能の劣化を生じ難い排ガス浄化用触媒を提供する。【解決手段】本発明の排ガス浄化用触媒は、一般式ＡＯ・ｘＢ2-αＣαＯ3で表される組成を有している複合酸化物を含み、Ａは原子価が１である元素及び原子価が２である元素の少なくとも一方を表し、Ｂは原子価が３の元素を表し、Ｃは、イリジウム、ルテニウム、タンタル、ニオブ、モリブデン及びタングステンからなる群より選択される１以上の元素を表し、ｘは１乃至６の範囲内の数値を表し、αは０より大きく且つ２未満の数値を表している担体と、前記担体に担持された１以上の貴金属からなる触媒金属とを含む。【選択図】なし

Description

本発明は、排ガス浄化用触媒に関する。
従来から、自動車の排ガスを処理する排ガス浄化用触媒としては、セリアやアルミナ等の無機酸化物に白金等の貴金属を担持させてなる三元触媒が広く使用されている。この三元触媒では、貴金属は、窒素酸化物の還元反応並びに一酸化炭素及び炭化水素の酸化反応を促進する役割を担っている。また、無機酸化物は、貴金属の比表面積を増大させると共に、反応による発熱を消散させて貴金属のシンタリングを抑制する役割を担っている。
ところで、近年、自動車等の自動推進車両は、そのエンジン性能向上に伴い、高速で走行する機会が増えている。これに加え、大気汚染を防止すべく、排ガス規制の強化が進められている。このような背景のもと、自動推進車両の排ガス温度は益々高くなる傾向にある。従って、このような使用環境下でも十分な性能を発揮する排ガス浄化用触媒を実現すべく、研究開発が盛んに行われている。
例えば、特許文献１には、排ガスから硫化水素を除去するためにニッケルを使用すると、貴金属を担持しているアルミナとニッケルとが高温時に反応して、スピネル構造のＮｉＡｌ2Ｏ4を生成することが記載されている。この特許文献には、この反応は触媒の活性を大幅に低下させることが記載されている。更に、この特許文献には、この反応の抑制には、セリアとジルコニアとの複合酸化物の使用が有効であることが記載されている。
特許文献２には、セリアは、高温で使用すると粒成長を生じ、その結果、酸素貯蔵能が低下することが記載されている。また、この特許文献には、一般式Ｃｅ1-xＬａxＯ2-x/2で表される蛍石構造の複合酸化物も、高温で使用すると粒成長を生じ、その結果、浄化性能が低下することが記載されている。更に、この特許文献には、ジルコニウムとセリウムとの原子比が５／９５乃至７０／３０の範囲内にあるセリアとジルコニアとの複合酸化物又は固溶体は、高温で使用した場合においても粒成長を生じ難いことが記載されている。
特許文献３には、アルミナ、セリア及びジルコニアが均一に分散した担体は、高い耐熱性を示すことが記載されている。
特許文献４には、一般式ＡＢＰｄＯ3で表されるペロブスカイト構造の複合酸化物が記載されている。この一般式において、元素Ａは、Ｌａ、Ｎｄ及びＹのように原子価が３であり且つ他の原子価を示さない少なくとも１種の希土類元素である。また、元素Ｂは、遷移元素及びＡｌからなる群より選ばれ、Ｃｏ、Ｐｄ及び希土類元素とは異なる少なくとも１種の元素である。この特許文献には、先の複合酸化物を使用すると、パラジウムの触媒活性が長期に亘って高いレベルに維持されることが記載されている。
特許文献５には、一般式ＡＢＲｈＯ3で表されるペロブスカイト構造の複合酸化物が記載されている。この一般式において、元素Ａは、Ｌａ、Ｎｄ及びＹのように原子価が３であり且つ他の原子価を示さない少なくとも１種の希土類元素、又は、そのような希土類元素とＣｅ及びＰｒの少なくとも一方との組み合わせである。また、元素Ｂは、遷移元素及びＡｌからなる群より選ばれ、Ｃｏ、Ｒｈ及び希土類元素とは異なる少なくとも１種の元素である。この特許文献には、先の複合酸化物を使用すると、ロジウムの触媒活性が長期に亘って高いレベルに維持されることが記載されている。
特許文献６には、一般式Ａ1-xＡ'xＢ1-y-zＢ'yＰｔzＯ3で表されるペロブスカイト構造の複合酸化物が記載されている。この一般式において、元素Ａは、Ｌａ、Ｎｄ及びＹのように原子価が３であり且つ他の原子価を示さない少なくとも１種の希土類元素である。元素Ａ’は、アルカリ土類金属及びＡｇから選ばれる少なくとも１種の元素である。元素Ｂは、Ｆｅ、Ｍｎ及びＡｌから選ばれる少なくとも１種の元素である。元素Ｂ’は、遷移元素から選ばれ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ及び希土類元素とは異なる少なくとも１種の元素である。この特許文献には、先の複合酸化物を使用すると、白金の触媒活性が長期に亘って高いレベルに維持されることが記載されている。
特開平１−２４２１４９号公報 特公平６−７５６７５号公報 特開平１０−２０２１０１号公報 特開２００４−４１８６６号公報 特開２００４−４１８６７号公報 特開２００４−４１８６８号公報
パラジウムなどの貴金属を含んだ排ガス浄化用触媒は、高温であり且つ燃料リッチの排ガスが供給された場合に、貴金属のシンタリングを生じ易い。
そこで、本発明は、貴金属のシンタリングに起因した性能の劣化を生じ難い排ガス浄化用触媒を提供することを目的とする。
本発明の一側面によると、一般式ＡＯ・ｘＢ2-αＣαＯ3で表される組成を有している複合酸化物を含み、Ａは原子価が１である元素及び原子価が２である元素の少なくとも一方を表し、Ｂは原子価が３の元素を表し、Ｃは、イリジウム、ルテニウム、タンタル、ニオブ、モリブデン及びタングステンからなる群より選択される１以上の元素を表し、ｘは１乃至６の範囲内の数値を表し、αは０より大きく且つ２未満の数値を表している担体と、前記担体に担持された１以上の貴金属からなる触媒金属とを含んだ排ガス浄化用触媒が提供される。なお、上記一般式で表される組成を有している複合酸化物には、酸素原子の一部が欠損しているものも含まれる。
本発明によると、貴金属のシンタリングに起因した性能の劣化を生じ難い排ガス浄化用触媒が提供される
本発明の一態様に係る排ガス浄化用触媒を概略的に示す斜視図。 図１に示す排ガス浄化用触媒の一部を拡大して示す断面図。 図１に示す排ガス浄化用触媒の触媒層が燃料リーンな高温雰囲気中で呈する状態を概略的に示す断面図。 図１に示す排ガス浄化用触媒の触媒層が燃料リッチな高温雰囲気中で呈する状態を概略的に示す断面図。 担体の組成が排ガス浄化用触媒の性能に及ぼす影響の例を示すグラフ。 担体の組成が排ガス浄化用触媒の性能に及ぼす影響の他の例を示すグラフ。 耐久試験後の触媒Ｃ１について得られた触媒層の電子顕微鏡写真。 耐久試験後の触媒Ｃ２６について得られた触媒層の電子顕微鏡写真。
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
図１は、本発明の一態様に係る排ガス浄化用触媒を概略的に示す斜視図である。図２は、図１に示す排ガス浄化用触媒の一部を拡大して示す断面図である。図３は、図１に示す排ガス浄化用触媒の触媒層が燃料リーンな高温雰囲気中で呈する状態を概略的に示す断面図である。図４は、図１に示す排ガス浄化用触媒の触媒層が燃料リッチな高温雰囲気中で呈する状態を概略的に示す断面図である。
図１及び図２に示す排ガス浄化用触媒１は、モノリス触媒である。この排ガス浄化用触媒１は、モノリスハニカム基材などの基材２を含んでいる。基材２は、典型的には、コージェライトなどのセラミックス製である。
基材２の隔壁上には、触媒層３が形成されている。触媒層３は、図３及び図４に示す担体３１及び触媒金属３２を含んでいる。
担体３１は、例えば、粒子の形態で存在している。この場合、担体３１の平均粒径は、例えば０．５乃至１００μｍの範囲内にあり、典型的には、１乃至２０μｍの範囲内にある。なお、この「平均粒径」は、以下の方法によって得られる値を意味している。
まず、排ガス浄化用触媒１から触媒層３の一部を除去する。次に、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、この試料のＳＥＭ像を、２５００倍乃至５００００倍の範囲内の倍率で撮影する。ＳＥＭ像の撮影は、２５視野について行う。次いで、各ＳＥＭ像に写っている担体３１の中から、全体が見えている粒子を無作為に４つ選択し、選択した各粒子の面積を求める。これら面積と等しい面積を有している円の直径をそれぞれ算出し、更に、これら直径の算術平均を求める。この算術平均を平均粒径とする。なお、この平均粒径の標準偏差は１５μｍ以下である。
担体３１は、触媒金属３２の比表面積を増大させると共に、反応による発熱を消散させて触媒金属３２のシンタリングを抑制する役割を担っている。なお、担体３１が果たす他の役割については、後で詳しく説明する。
担体３１は、下記一般式で表される組成を有している複合酸化物を含んでいる。
ＡＯ・ｘＢ2-αＣαＯ3
この複合酸化物は、例えば、一般式ＡＯ・ｘＢ2-αＣαＯ3で表される化合物である。或いは、この複合酸化物は、一般式ＡＯ・ｘＢ2-αＣαＯ3で各々が表される複数の化合物を含んだ混合物である。
この一般式において、Ａは、原子価が１である元素及び原子価が２である元素の少なくとも一方を表している。元素Ａは、例えば、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム及びバリウムからなる群より選択される１以上の元素である。元素Ａは、典型的には、マグネシウムであるか、又は、マグネシウムと他の元素との組み合わせである。後者の場合、マグネシウムが元素Ａに占める割合は、例えば７０原子％以上であり、典型的には８５原子％以上である。また、この場合、マグネシウムが元素Ａに占める割合は、例えば９９原子％以下であり、典型的には９５原子％以下である。
Ｂは、原子価が３の元素を表している。元素Ｂは、例えば、アルミニウム及び鉄の少なくとも一方である。典型的には、元素Ｂは、アルミニウムであるか、又は、アルミニウムと鉄との組み合わせである。後者の場合、アルミニウムが元素Ｂに占める割合は、例えば４５原子％以上であり、典型的には７０原子％以上である。また、この場合、アルミニウムが元素Ｂに占める割合は、例えば９９．９原子％以下であり、典型的には９９．５原子％以下である。
Ｃは、イリジウム、ルテニウム、タンタル、ニオブ、モリブデン及びタングステンからなる群より選択される１以上の元素を表している。元素Ｃは、例えば、イリジウムであるか、又は、イリジウムと他の元素との組み合わせである。後者の場合、イリジウムが元素Ｃに占める割合は、例えば３０原子％以上であり、より典型的には５０原子％以上である。また、この場合、イリジウムが元素Ｃに占める割合は、例えば９９原子％以下であり、典型的には９５原子％以下である。
αは、０より大きく且つ２未満の数値を表している。αは、例えば０．０００４乃至０．２の範囲内にあり、典型的には０．０００４乃至０．１１の範囲内にあり、より典型的には０．００８５乃至０．０９５の範囲内にある。複合酸化物が上記一般式で表される組成を有している化合物である場合、αは先の条件を満足する。複合酸化物が上記一般式で各々が表される複数の化合物を含んだ混合物である場合、例えば、この複合酸化物が含んでいる化合物の各々において、αは先の条件を満足する。αを大きくすると、触媒金属３２のシンタリングを抑制する効果が高くなる。但し、一般に、αが大きな複合酸化物は製造が難しい。
ｘは、１乃至６の範囲内の数値を表している。複合酸化物が上記一般式で表される組成を有している化合物である場合、ｘは例えば１又は６である。複合酸化物が上記一般式で各々が表される複数の化合物を含んだ混合物である場合、この複合酸化物は、例えば、各々が上記一般式で表され且つｘが１である１以上の化合物と、各々が上記一般式で表され且つｘが６である１以上の化合物との少なくとも一方を含む。上記一般式で表され且つｘが１である化合物は、例えば、スピネル構造を有している化合物である。他方、上記一般式で表され且つｘが６である化合物は、例えば、ヘキサアルミネートである。
なお、上述した化合物は、酸素欠損を有していてもよい。同様に、ここで説明した複合酸化物は、上記一般式で表されるものに加え、酸素のモル分率がより小さなものも包含する。
典型的には、担体３１は、上述した複合酸化物に加え、元素Ｃ、例えば複合酸化物が含んでいるのと同一の元素Ｃを、この複合酸化物に固溶していない元素金属の形態で更に含んでいる。排ガス浄化用触媒１が含んでいる元素Ｃの全量に占める元素金属の形態にある元素Ｃの割合は、例えば９０原子％以下であり、典型的には７０原子％以下である。そして、この割合は、例えば１原子％以上であり、典型的には５原子％以上である。
また、排ガス浄化用触媒１が含んでいる元素Ｃの全量に占める複合酸化物が含んでいる元素Ｃの量の割合は、例えば３原子％以上であり、典型的には１０原子％以上であり、より典型的には３０原子％以上である。そして、この割合は、例えば９９原子％以下であり、典型的には９５原子％以下である。
なお、ここで元素Ｃについて言及した数値は、酸化性雰囲気中で高温に加熱した直後の排ガス浄化用触媒１について得られる値である。
触媒金属３２は、１以上の貴金属を含んでいる。貴金属は、ロジウム、パラジウム、白金、又はそれらの組み合わせである。酸化性雰囲気中で高温に加熱した直後の排ガス浄化用触媒１において、貴金属は、例えば元素金属として存在している。このとき、貴金属の少なくとも一部は酸化されている（酸化数が増大している）可能性がある。また、還元性雰囲気中で高温に加熱した直後の排ガス浄化用触媒１において、貴金属の少なくとも一部は、元素Ｃとの合金の形態で存在している。
担体３１の質量と触媒金属３２の質量との合計に占める触媒金属３２が含んでいる貴金属の質量の割合は、例えば０．０１乃至１０質量％の範囲内にあり、典型的には０．１乃至５質量％の範囲内にある。この質量比を小さくすると、高い排ガス浄化性能を達成するためには、より多量の担体３１が必要となり、それ故、排ガス浄化用触媒１の熱容量が増大する。この質量比を大きくすると、触媒金属３２のシンタリングを生じ易くなる。
触媒金属３２の質量と排ガス浄化用触媒１の容積との比は、例えば０．１乃至２０ｇ／Ｌの範囲内にあり、典型的には１乃至１０ｇ／Ｌの範囲内にある。この比が小さい場合、高い排ガス浄化性能を達成することが難しい。この比を大きくすると、排ガス浄化用触媒１の原料コストが増大する。
なお、ここで触媒金属３２について言及した数値は、酸化性雰囲気中で高温に加熱した直後の排ガス浄化用触媒１について得られる値である。
触媒層３は、他の成分を更に含むことができる。例えば、触媒層３は、酸素貯蔵材料を更に含んでいてもよい。
酸素貯蔵材料は、酸素過剰条件下で酸素を吸蔵し、酸素希薄条件下で酸素を放出して、ＨＣ及びＣＯの酸化反応並びにＮＯxの還元反応を最適化する。酸素貯蔵材料は、例えば粒子の形態にある。
酸素貯蔵材料は、例えば、セリア、セリアと他の金属酸化物との複合酸化物、又はそれらの混合物である。複合酸化物としては、例えば、セリアとジルコニアとの複合酸化物を使用することができる。
この排ガス浄化用触媒１は、高温条件下で以下に説明する状態変化を生じる。
図３は、高温条件下で高酸素濃度雰囲気に晒した場合、例えばエンジンへの燃料供給を停止した場合に排ガス浄化用触媒１の触媒層３が呈する状態を示している。他方、図４は、高温条件下で低酸素濃度雰囲気に晒した場合、例えばエンジンに多量の燃料を供給し続けている場合に排ガス浄化用触媒１の触媒層３が呈する状態を示している。なお、ここでは、説明を簡略化するために、触媒金属３２が含んでいる貴金属はパラジウムであり、元素Ｃはイリジウムであるとする。また、図３において、参照符号３１ａは、担体３１に固溶しているイリジウムを表している。また、図４において、参照符号３２ａは、パラジウムとイリジウムとの合金を表している。
図３に示す状態において、触媒金属３２が含んでいるパラジウムは、例えば、単体金属として存在している。なお、この状態において、パラジウムの少なくとも一部は酸化されている可能性がある。
高温条件下で雰囲気中の酸素濃度が低くなると、排ガス浄化用触媒１の触媒層３は、図３に示す状態から図４に示す状態へと変化する。具体的には、担体３１からイリジウムが析出し、この析出したイリジウムの少なくとも一部とパラジウムとは合金を形成する。
そして、高温条件下で雰囲気中の酸素濃度が再び高くなると、排ガス浄化用触媒１の触媒層３は、図４に示す状態から図３に示す状態へと変化する。具体的には、パラジウムと合金を形成していたイリジウムの少なくとも一部は担体３１へと固溶し、パラジウムは合金から単体金属又はその酸化物への変化を生じる。また、単体金属として存在していたイリジウムの少なくとも一部も、担体３１へと固溶する。
このように、排ガス浄化用触媒１の触媒層３は、高温条件下において、雰囲気中の酸素濃度の変化に伴って可逆的な変化を生じる。
イリジウムとパラジウムとの合金の融点は、パラジウムの融点と比較して高い。それ故、雰囲気が高温であり且つその酸素濃度が低い場合、パラジウムのシンタリングは生じ難い。
また、イリジウムは、雰囲気が高温であり且つその酸素濃度が高い場合、酸化イリジウムとして揮発する可能性がある。しかしながら、高温条件下で雰囲気中の酸素濃度を高くすると、イリジウムは担体３１へと固溶する。イリジウムを含んだ複合酸化物は、酸化イリジウムと比較して揮発し難い。それ故、この排ガス浄化用触媒１は、イリジウムの揮発を生じ難い。
以上の説明から明らかなように、上述した構成を採用すると、触媒金属３２が含んでいる貴金属のシンタリングを長期間に亘って抑制することができる。即ち、この排ガス浄化用触媒１は、貴金属のシンタリングに起因した性能の劣化を生じ難い。
この排ガス浄化用触媒１は、例えば、以下の方法により製造する。
まず、担体３１を準備する。担体３１は、例えば、以下の方法により調製する。即ち、元素Ａの塩と元素Ｂの塩とを含んだ水溶液において共沈を生じさせる。次いで、この水溶液を、例えば、４０乃至７０℃の範囲内の温度で３０乃至１２０分間に亘って攪拌した後、これに、元素Ｃの塩を含んだ水溶液を加え、この混合液において共沈を更に生じさせる。その後、このようにして得られた共沈物を、乾燥させ、更に酸化性雰囲気中で焼成する。焼成温度は、例えば５００乃至１０００℃の範囲内とする。以上のようにして、担体３１を得る。
次に、担体３１を脱イオン水中に分散させる。続いて、この分散液に、ロジウム、パラジウム及び白金の少なくとも１つの貴金属の塩を含んだ溶液を添加して、担体３１に貴金属を吸着させる。その後、これを乾燥させ、更に酸化性雰囲気中で焼成する。焼成温度は、例えば約２５０乃至約５００℃の範囲内とする。以上のようにして、担体３１とこれに担持された触媒金属３２とを含んだ担持触媒を得る。
その後、この担持触媒を含んだスラリーを調製する。このスラリーには、必要に応じて、他の成分、例えば酸素貯蔵材料を添加する。次いで、このスラリーを基材２にコートし、更に塗膜の乾燥及び焼成を行う。以上のようにして、排ガス浄化用触媒１を完成する。
なお、ここで説明した排ガス浄化用触媒１において、触媒層３は単層構造を有しているが、触媒層３は多層構造を有していてもよい。また、ここでは、モノリス触媒について説明したが、上述した技術はペレット触媒に適用することも可能である。
以下に、本発明の例を記載する。
＜触媒Ｃ１の製造＞
排ガス浄化用触媒を、以下の方法により製造した。
まず、０．１モルのマグネシウムを含んだ酢酸マグネシウム水溶液と、０．１９５モルのアルミニウムを含んだ硝酸アルミニウム水溶液と、０．００４モルの鉄を含んだ硝酸鉄水溶液とを、５００ｍＬの脱イオン水に添加し、この混合液を攪拌した。次いで、この混合液に、２０質量％の濃度で水酸化カリウムを含んだ水溶液を、室温下でｐＨが１０になるまで添加して、共沈を生じさせた。
この水溶液を５０℃で６０分間に亘って攪拌した後、これに、イリジウムを０．００１モル含んだ硝酸イリジウム水溶液を添加した。次いで、この水溶液に、２０質量％の濃度で水酸化カリウムを含んだ水溶液を、室温下でｐＨが１２になるまで添加して、共沈を生じさせた。
その後、この溶液を濾過し、濾過ケークを純水で洗浄した。続いて、これを１１０℃で乾燥させ、更に、大気雰囲気中、１０００℃で１時間に亘って焼成した。以上のようにして、粉末状の担体を得た。
この粉末の一部を抜き取り、これを、室温に維持した２０％のフッ化水素水溶液中に１２時間浸漬させた。なお、この条件は、先の粉末のうち複合酸化物のみが溶解する条件である。続いて、この液を濾過し、濾液を誘導結合高周波プラズマ（ＩＣＰ）分光分析に供した。その結果、濾液のイリジウム含量から、イリジウムの８６％が固溶体を形成していること、即ち固溶体形成率が８６％であることが分かった。
次に、上述した方法によって得られた粉末状の担体を、５００ｍＬの脱イオン水中に添加した。超音波攪拌を１０分間行うことにより担体を脱イオン水中に十分に分散させ、続いて、このスラリーに硝酸パラジウム水溶液を添加した。硝酸パラジウム水溶液の濃度及び添加量は、調製すべき担持触媒に占めるパラジウムの割合が１質量％となるように調節した。
その後、このスラリーを吸引濾過した。濾液をＩＣＰ分光分析に供した結果、スラリー中のパラジウムのほぼ全てが濾過ケーク中に存在していることが分かった。
次に、濾過ケークを１１０℃で１２時間乾燥させた。続いて、これを、大気中、５００℃で１時間に亘って焼成した。これにより、担体にパラジウムを担持させた。
その後、この担持触媒を圧縮成形し、この成形品を粒径が０．５ｍｍ乃至１．０ｍｍのペレットへと粉砕した。以上のようにして、排ガス浄化用触媒としてペレット触媒を得た。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ１」と呼ぶ。
＜触媒Ｃ２の製造＞
担体を得るための焼成を、１０００℃で行う代わりに、９００℃で行ったこと以外は、触媒Ｃ１について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ２」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ２の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったのと同様の方法により、イリジウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は６３％であった。
＜触媒Ｃ３の製造＞
担体を得るための焼成を、１０００℃で行う代わりに、８００℃で行ったこと以外は、触媒Ｃ１について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ３」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ３の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったのと同様の方法により、イリジウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は４９％であった。
＜触媒Ｃ４の製造＞
担体を得るための焼成を、１０００℃で行う代わりに、７００℃で行ったこと以外は、触媒Ｃ１について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ４」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ４の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったのと同様の方法により、イリジウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は２９％であった。
＜触媒Ｃ５の製造＞
担体を得るための焼成を、１０００℃で行う代わりに、６００℃で行ったこと以外は、触媒Ｃ１について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ５」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ５の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったのと同様の方法により、イリジウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は１０％であった。
＜触媒Ｃ６の製造＞
担体を得るための焼成を、１０００℃で行う代わりに、５００℃で行ったこと以外は、触媒Ｃ１について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ６」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ６の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったのと同様の方法により、イリジウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は３％であった。
＜触媒Ｃ７の製造＞
排ガス浄化用触媒を、以下の方法により製造した。
まず、０．１モルのマグネシウムを含んだ酢酸マグネシウム水溶液と、０．１９６モルのアルミニウムを含んだ硝酸アルミニウム水溶液と、０．００４モルの鉄を含んだ硝酸鉄水溶液とを、５００ｍＬの脱イオン水に添加し、この混合液を攪拌した。次いで、この混合液に、２０質量％の濃度で水酸化カリウムを含んだ水溶液を、室温下でｐＨが１０になるまで添加して、共沈を生じさせた。
その後、この溶液を濾過し、濾過ケークを純水で洗浄した。続いて、これを１１０℃で乾燥させ、更に、大気雰囲気中、１０００℃で１時間に亘って焼成した。以上のようにして、粉末状の担体を得た。
次に、上述した方法によって得られた粉末状の担体を、５００ｍＬの脱イオン水中に添加した。超音波攪拌を１０分間行うことにより担体を脱イオン水中に十分に分散させ、続いて、このスラリーに硝酸パラジウム水溶液を添加した。硝酸パラジウム水溶液の濃度及び添加量は、調製すべき担持触媒に占めるパラジウムの割合が１質量％となるように調節した。
その後、このスラリーを吸引濾過した。濾液をＩＣＰ分光分析に供した結果、スラリー中のパラジウムのほぼ全てが濾過ケーク中に存在していることが分かった。
次に、濾過ケークを１１０℃で１２時間乾燥させた。続いて、これを、大気中、５００℃で１時間に亘って焼成した。これにより、担体にパラジウムを担持させた。
その後、この担持触媒を圧縮成形し、この成形品を粒径が０．５ｍｍ乃至１．０ｍｍのペレットへと粉砕した。以上のようにして、排ガス浄化用触媒としてペレット触媒を得た。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ７」と呼ぶ。
＜触媒Ｃ８の製造＞
０．１９５モルのアルミニウムを含んだ硝酸アルミニウム水溶液及びイリジウムを０．００１モル含んだ硝酸イリジウム水溶液の代わりに、０．１９５９５モルのアルミニウムを含んだ硝酸アルミニウム水溶液及びイリジウムを０．００００５モル含んだ硝酸イリジウム水溶液をそれぞれ使用したこと以外は、触媒Ｃ１について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ８」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ８の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったのと同様の方法により、イリジウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は８７％であった。
＜触媒Ｃ９の製造＞
０．１９５モルのアルミニウムを含んだ硝酸アルミニウム水溶液及びイリジウムを０．００１モル含んだ硝酸イリジウム水溶液の代わりに、０．１９５９モルのアルミニウムを含んだ硝酸アルミニウム水溶液及びイリジウムを０．０００１モル含んだ硝酸イリジウム水溶液をそれぞれ使用したこと以外は、触媒Ｃ１について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ９」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ９の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったのと同様の方法により、イリジウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は８５％であった。
＜触媒Ｃ１０の製造＞
０．１９５モルのアルミニウムを含んだ硝酸アルミニウム水溶液及びイリジウムを０．００１モル含んだ硝酸イリジウム水溶液の代わりに、０．１８６モルのアルミニウムを含んだ硝酸アルミニウム水溶液及びイリジウムを０．０１モル含んだ硝酸イリジウム水溶液をそれぞれ使用したこと以外は、触媒Ｃ１について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ１０」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ１０の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったのと同様の方法により、イリジウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は６８％であった。
＜触媒Ｃ１１の製造＞
０．１９５モルのアルミニウムを含んだ硝酸アルミニウム水溶液及びイリジウムを０．００１モル含んだ硝酸イリジウム水溶液の代わりに、０．１４６モルのアルミニウムを含んだ硝酸アルミニウム水溶液及びイリジウムを０．０５モル含んだ硝酸イリジウム水溶液をそれぞれ使用したこと以外は、触媒Ｃ１について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ１１」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ１１の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったのと同様の方法により、イリジウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は１９％であった。
＜触媒Ｃ１２の製造＞
０．１９５モルのアルミニウムを含んだ硝酸アルミニウム水溶液及びイリジウムを０．００１モル含んだ硝酸イリジウム水溶液の代わりに、０．０９６モルのアルミニウムを含んだ硝酸アルミニウム水溶液及びイリジウムを０．１モル含んだ硝酸イリジウム水溶液をそれぞれ使用したこと以外は、触媒Ｃ１について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ１２」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ１２の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったのと同様の方法により、イリジウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は１１％であった。
＜触媒Ｃ１３の製造＞
０．１９５モルのアルミニウムを含んだ硝酸アルミニウム水溶液、０．００４モルの鉄を含んだ硝酸鉄水溶液、及びイリジウムを０．００１モル含んだ硝酸イリジウム水溶液の代わりに、１．１７モルのアルミニウムを含んだ硝酸アルミニウム水溶液、０．０２４モルの鉄を含んだ硝酸鉄水溶液、及びイリジウムを０．００６モル含んだ硝酸イリジウム水溶液をそれぞれ使用したこと以外は、触媒Ｃ１について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ１３」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ１３の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったのと同様の方法により、イリジウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は８６％であった。
＜触媒Ｃ１４の製造＞
排ガス浄化用触媒を、以下の方法により製造した。
まず、０．１モルのマグネシウムを含んだ酢酸マグネシウム水溶液と、０．１９９モルのアルミニウムを含んだ硝酸アルミニウム水溶液とを、５００ｍＬの脱イオン水に添加し、この混合液を攪拌した。次いで、この混合液に、２０質量％の濃度で水酸化カリウムを含んだ水溶液を、室温下でｐＨが１０になるまで添加して、共沈を生じさせた。
この水溶液を５０℃で６０分間に亘って攪拌した後、これに、イリジウムを０．００１モル含んだ硝酸イリジウム水溶液を添加した。次いで、この水溶液に、２０質量％の濃度で水酸化カリウムを含んだ水溶液を、室温下でｐＨが１２になるまで添加して、共沈を生じさせた。
その後、この溶液を濾過し、濾過ケークを純水で洗浄した。続いて、これを１１０℃で乾燥させ、更に、大気雰囲気中、１０００℃で１時間に亘って焼成した。以上のようにして、粉末状の担体を得た。
この粉末の一部を抜き取り、触媒Ｃ１の製造において行ったのと同様の方法により、イリジウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は８０％であった。
次に、上述した方法によって得られた粉末状の担体を、５００ｍＬの脱イオン水中に添加した。超音波攪拌を１０分間行うことにより担体を脱イオン水中に十分に分散させ、続いて、このスラリーに硝酸パラジウム水溶液を添加した。硝酸パラジウム水溶液の濃度及び添加量は、調製すべき担持触媒に占めるパラジウムの割合が１質量％となるように調節した。
その後、このスラリーを吸引濾過した。濾液をＩＣＰ分光分析に供した結果、スラリー中のパラジウムのほぼ全てが濾過ケーク中に存在していることが分かった。
次に、濾過ケークを１１０℃で１２時間乾燥させた。続いて、これを、大気中、５００℃で１時間に亘って焼成した。これにより、担体にパラジウムを担持させた。
その後、この担持触媒を圧縮成形し、この成形品を粒径が０．５ｍｍ乃至１．０ｍｍのペレットへと粉砕した。以上のようにして、排ガス浄化用触媒としてペレット触媒を得た。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ１４」と呼ぶ。
＜触媒Ｃ１５の製造＞
０．１モルのマグネシウムを含んだ酢酸マグネシウム水溶液の代わりに、０．１モルのカルシウムを含んだ酢酸カルシウム水溶液を使用したこと以外は、触媒Ｃ１について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ１５」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ１５の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったのと同様の方法により、イリジウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は７７％であった。
＜触媒Ｃ１６の製造＞
０．１モルのマグネシウムを含んだ酢酸マグネシウム水溶液の代わりに、０．１モルのストロンチウムを含んだ酢酸ストロンチウム水溶液を使用したこと以外は、触媒Ｃ１について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ１６」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ１６の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったのと同様の方法により、イリジウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は５３％であった。
＜触媒Ｃ１７の製造＞
０．１モルのマグネシウムを含んだ酢酸マグネシウム水溶液の代わりに、０．１モルのバリウムを含んだ酢酸バリウム水溶液を使用したこと以外は、触媒Ｃ１について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ１７」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ１７の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったのと同様の方法により、イリジウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は３７％であった。
＜触媒Ｃ１８の製造＞
イリジウムを０．００１モル含んだ硝酸イリジウム水溶液の代わりに、ルテニウムを０．００１モル含んだ硝酸ルテニウム水溶液を使用したこと以外は、触媒Ｃ１４について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ１８」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ１８の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったイリジウムの固溶体形成率の測定と同様の方法により、ルテニウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は８１％であった。
＜触媒Ｃ１９の製造＞
イリジウムを０．００１モル含んだ硝酸イリジウム水溶液の代わりに、タンタルを０．００１モル含んだタンタル−ｎ−ブトキシド溶液を使用したこと以外は、触媒Ｃ１４について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ１９」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ１９の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったイリジウムの固溶体形成率の測定と同様の方法により、タンタルの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は６４％であった。
＜触媒Ｃ２０の製造＞
イリジウムを０．００１モル含んだ硝酸イリジウム水溶液の代わりに、ニオブを０．００１モル含んだペンタエトキシニオブ溶液を使用したこと以外は、触媒Ｃ１４について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ２０」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ２０の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったイリジウムの固溶体形成率の測定と同様の方法により、ニオブの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は４４％であった。
＜触媒Ｃ２１の製造＞
イリジウムを０．００１モル含んだ硝酸イリジウム水溶液の代わりに、モリブデンを０．００１モル含んだ七モリブデン酸六アンモニウム溶液を使用したこと以外は、触媒Ｃ１４について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ２１」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ２１の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったイリジウムの固溶体形成率の測定と同様の方法により、モリブデンの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は４０％であった。
＜触媒Ｃ２２の製造＞
イリジウムを０．００１モル含んだ硝酸イリジウム水溶液の代わりに、タングステンを０．００１モル含んだタングステン酸アンモニウム溶液を使用したこと以外は、触媒Ｃ１４について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ２２」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ２２の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったイリジウムの固溶体形成率の測定と同様の方法により、タングステンの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は３８％であった。
＜触媒Ｃ２３の製造＞
イリジウムを０．００１モル含んだ硝酸イリジウム水溶液の代わりに、白金を０．００１モル含んだジニトロジアミン白金硝酸溶液を使用したこと以外は、触媒Ｃ１４について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ２３」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ２３の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったイリジウムの固溶体形成率の測定と同様の方法により、白金の固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は４％であった。
＜触媒Ｃ２４の製造＞
硝酸パラジウム水溶液の代わりにジニトロジアミン白金硝酸溶液を使用したこと以外は、触媒Ｃ１について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ２４」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ２４の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったのと同様の方法により、イリジウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は８６％であった。
＜触媒Ｃ２５の製造＞
硝酸パラジウム水溶液の代わりに硝酸ロジウム水溶液を使用したこと以外は、触媒Ｃ１について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ２５」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ２５の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったのと同様の方法により、イリジウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は８６％であった。
＜触媒Ｃ２６の製造＞
排ガス浄化用触媒を、以下の方法により製造した。
まず、市販のγ−アルミナ粉末を、５００ｍＬの脱イオン水中に添加した。ここで使用したアルミナ粉末の比表面積は１５０ｍ2／ｇであった。超音波攪拌を１０分間行うことによりアルミナ粉末を脱イオン水中に十分に分散させ、続いて、このスラリーに硝酸パラジウム水溶液を添加した。硝酸パラジウム水溶液の濃度及び添加量は、調製すべき担持触媒に占めるパラジウムの割合が１質量％となるように調節した。
その後、このスラリーを吸引濾過した。濾液をＩＣＰ分光分析に供した結果、スラリー中のパラジウムのほぼ全てが濾過ケーク中に存在していることが分かった。
次に、濾過ケークを１１０℃で１２時間乾燥させた。続いて、これを、大気中、５００℃で１時間に亘って焼成した。これにより、アルミナ担体にパラジウムを担持させた。
その後、この担持触媒を圧縮成形し、この成形品を粒径が０．５ｍｍ乃至１．０ｍｍのペレットへと粉砕した。以上のようにして、排ガス浄化用触媒としてペレット触媒を得た。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ２６」と呼ぶ。
＜触媒Ｃ２７の製造＞
硝酸パラジウム水溶液の代わりにジニトロジアミン白金硝酸溶液を使用したこと以外は、触媒Ｃ２６について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ２７」と呼ぶ。
＜触媒Ｃ２８の製造＞
硝酸パラジウム水溶液の代わりに硝酸ロジウム水溶液を使用したこと以外は、触媒Ｃ２６について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ２８」と呼ぶ。
＜触媒Ｃ２９の製造＞
担体の調製において、５０℃で６０分間に亘る攪拌を省略したこと以外は、触媒Ｃ１について上述したのと同様の方法によりペレット触媒を製造した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ２９」と呼ぶ。
なお、触媒Ｃ２９の製造においても、触媒Ｃ１の製造において行ったのと同様の方法により、イリジウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は２％であった。
＜触媒Ｃ３０の製造＞
０．１００モルのマグネシウムメトキシプロピレートおよび０．０９６モルのチタンイソプロポキシドを、５００ｍＬ容量の丸底フラスコに添加し、更に２００ｍＬのトルエンを添加し、この混合液を撹拌して、マグネシウムメトキシプロピレートおよびチタンイソプロポキシドを溶解させた。得られた混合アルコキシド溶液に、２００ｍＬの脱イオン水を滴下して加水分解反応を行い、粘稠沈殿を生じさせた。粘稠沈殿を含む混合アルコキシド溶液からトルエンを留去し、スラリーを得た。その後、スラリーに硝酸イリジウム水溶液（イリジウム含量：０．００４モル）を添加して、室温下で１時間撹拌した。その後、得られた混合液から水を減圧下で留去して、この混合液を乾固させた。得られた乾固物を、大気雰囲気中、９５０℃で２時間に亘って焼成した。以上のようにして、粉末状の担体を得た。
この粉末の一部を抜き取り、触媒Ｃ１の製造において行ったのと同様の方法により、イリジウムの固溶体形成率を測定した。その結果、固溶体形成率は８８％であった。
次に、上述した方法によって得られた粉末状の担体を、５００ｍＬの脱イオン水中に添加した。超音波攪拌を１０分間行うことにより担体を脱イオン水中に十分に分散させ、続いて、このスラリーに硝酸パラジウム水溶液を添加した。硝酸パラジウム水溶液の濃度及び添加量は、調製すべき担持触媒に占めるパラジウムの割合が１質量％となるように調節した。
その後、このスラリーを吸引濾過した。濾液をＩＣＰ分光分析に供した結果、スラリー中のパラジウムのほぼ全てが濾過ケーク中に存在していることが分かった。
次に、濾過ケークを１１０℃で１２時間乾燥させた。続いて、これを、大気中、５００℃で１時間に亘って焼成した。これにより、担体にパラジウムを担持させた。
その後、この担持触媒を圧縮成形し、この成形品を粒径が０．５ｍｍ乃至１．０ｍｍのペレットへと粉砕した。以上のようにして、排ガス浄化用触媒としてペレット触媒を得た。このペレット触媒の担体に含まれる複合酸化物がイルメナイト構造を有していることをＸ線回折にて確認した。以下、このペレット触媒を「触媒Ｃ３０」と呼ぶ。
＜評価＞
触媒Ｃ１乃至Ｃ３０の耐久性を以下の方法により調べた。
まず、触媒Ｃ１乃至Ｃ３０の各々を流通式の耐久試験装置内に設置し、触媒床に窒素を主成分としたガスを５００ｍＬ／分の流量で３０時間流通させた。この間、触媒床温度は９５０℃に維持した。また、触媒床に流通させるガスとしては、窒素に酸素を３％加えてなるリーンガスと、窒素に一酸化炭素を９％加えてなるリッチガスとを使用し、これらガスは５分毎に切り替えた。
その後、触媒Ｃ１乃至Ｃ３０の各々を、常圧固定床流通反応装置内に設置した。次いで、触媒床にモデルガスを流通させながら、触媒床温度を１００℃から５００℃まで１２℃／分の速度で昇温させ、その間の排ガス浄化率を連続的に測定した。なお、モデルガスとしては、酸化性成分（酸素及び窒素酸化物）と還元性成分（一酸化炭素、炭化水素、水素）とを化学量論的に当量としたガスを使用した。その結果を、以下の表１乃至表３に示す。
表１乃至表３において、「担体」の「最終生成物の組成」は、元素分析によって特定した元素の原子比とＸ線回折を利用して特定した結晶構造とから得られた組成である。なお、ここでは、酸素欠損を無視している。また、Ir以外の元素の原子比は、製造時の添加量（仕込み量）の値が実測値と推定できるため、仕込み量の値を最終生成物の実測値と推定して記載した。
また、表１乃至表３において、「５０％浄化温度」と表記した列には、モデルガスに含まれる成分の５０％以上を浄化できた触媒床の最低温度を記載している。「ＨＣ」及び「ＮＯx」と表記した列には、それぞれ、炭化水素及び窒素酸化物についてのデータを記載している。
図５は、担体の組成が排ガス浄化用触媒の性能に及ぼす影響の例を示すグラフである。図５には、触媒Ｃ１乃至Ｃ７について得られたデータを示している。図５おいて、横軸はイリジウムの固溶体形成率を表し、縦軸はＮＯxの５０％浄化温度を表している。
図６は、担体の組成が排ガス浄化用触媒の性能に及ぼす影響の他の例を示すグラフである。図６には、触媒Ｃ１及びＣ７乃至Ｃ１２について得られたデータを示している。図６において、横軸は上記一般式におけるαを表し、縦軸はＮＯxの５０％浄化温度を表している。
表１〜３及び図５に示すように、担体に含まれる複合酸化物がスピネル構造又はヘキサアルミネート構造を有し、且つイリジウムの少なくとも一部が担体に固溶している場合、担体に含まれる複合酸化物がイルメナイト構造を有している場合又はイリジウムが全く担体に固溶していない場合と比較して、高い排ガス浄化性能を達成することができた。イリジウムの固溶体形成率が１０％以上の場合に特に優れた排ガス浄化性能を達成することができ、イリジウムの固溶体形成率が３０％以上の場合に最も優れた排ガス浄化性能を達成することができた。
また、表１〜３及び図６に示すように、αが０よりも大きい場合、αが０である場合と比較して、高い排ガス浄化性能を達成することができた。αが０．０００４乃至０．１１の範囲内にある場合に特に優れた排ガス浄化性能を達成することができ、αが０．００８５乃至０．０９５の範囲内にある場合に最も優れた排ガス浄化性能を達成することができた。
触媒Ｃ２９の製造方法は、触媒Ｃ１の製造方法とは、担体の調製において、５０℃で６０分間に亘る攪拌を省略した点でのみ異なっている。しかしながら、触媒Ｃ２９は、触媒Ｃ１と比較して、イリジウムの固溶体形成率が著しく低い。このことから、第１回目の共沈工程の直後に行う熱処理が、イリジウムの固溶体形成率に大きな影響を及ぼすことが分かる。
触媒Ｃ１４及びＣ１８乃至Ｃ２２について得られたデータを比較すると、触媒Ｃ１４及びＣ１８は、触媒Ｃ１９乃至Ｃ２２と比較して優れた性能を達成している。この理由の１つは、イリジウム及びルテニウムは、タンタル、ニオブ、モリブデン及びタングステンと比較して、高い固溶体形成率を達成し、それ故、蒸発を生じ難いことにあると考えられる。また、他の理由は、イリジウム及びルテニウムは、タンタル、ニオブ、モリブデン及びタングステンと比較して、ロジウム、パラジウム及び白金との合金を形成し易く、それら合金のシンタリングを抑制する効果が大きいことにあると考えられる。
＜分析＞
触媒Ｃ１及びＣ２６の各々を流通式の耐久試験装置内に設置し、触媒床に窒素を主成分としたガスを５００ｍＬ／分の流量で３０時間流通させた。この間、触媒床温度は９５０℃に維持した。また、触媒床に流通させるガスとしては、窒素に酸素を３％加えてなるリーンガスと、窒素に一酸化炭素を９％加えてなるリッチガスとを使用し、これらガスは５分毎に切り替えた。この耐久試験は、触媒床に最後に流通させるガスがリッチガスとなるように行った。
この耐久試験後、触媒Ｃ１及びＣ２６の各々の触媒層を、ＦＥ−ＳＥＭ（field emission-scanning electron microscope）で観察した。
図７は、耐久試験後の触媒Ｃ１について得られた触媒層の電子顕微鏡写真である。図８は、耐久試験後の触媒Ｃ２６について得られた触媒層の電子顕微鏡写真である。
図８に示すように、触媒Ｃ２６の触媒層では、パラジウムの平均粒径は約７０ｎｍであった。これに対し、触媒Ｃ１の触媒層では、図７に示すように、パラジウムの平均粒径は約３０ｎｍであった。
また、触媒Ｃ１の触媒層について、ＥＤＸ（field emission-scanning electron microscope-energy dispersive X-ray）分析を行った。その結果、その触媒金属は、パラジウムとイリジウムとを８：２の原子比で含んだ合金であることが確認された。
１…排ガス浄化用触媒、２…基材、３…触媒層、３１…担体、３２…触媒金属。

Claims (8)

  1. 一般式ＡＯ・ｘＢ2-αＣαＯ3で表される組成を有している複合酸化物を含み、Ａは原子価が１である元素及び原子価が２である元素の少なくとも一方を表し、Ｂは原子価が３の元素を表し、Ｃは、イリジウム、ルテニウム、タンタル、ニオブ、モリブデン及びタングステンからなる群より選択される１以上の元素を表し、ｘは１乃至６の範囲内の数値を表し、αは０より大きく且つ２未満の数値を表している担体と、
    前記担体に担持され、ロジウム、パラジウム及び白金からなる群より選択される１以上の貴金属を含んだ触媒金属と
    を含んだ排ガス浄化用触媒。
  2. 前記排ガス浄化用触媒が含んでいる前記元素Ｃの全量に占める前記複合酸化物が含んでいる前記元素Ｃの量の割合は３原子％以上である請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
  3. 前記元素Ａは、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム及びバリウムからなる群より選択される１以上の元素である請求項１又は２に記載の排ガス浄化用触媒。
  4. 前記元素Ｂは、アルミニウム及び鉄の少なくとも一方である請求項１乃至３の何れか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
  5. 前記複合酸化物は、前記一般式で表され且つｘが１である化合物と、前記一般式で表され且つｘが６である化合物との少なくとも一方を含んだ請求項１乃至４の何れか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
  6. αは０．０００４乃至０．２の範囲内にある請求項１乃至５の何れか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
  7. 前記複合酸化物は、ヘキサアルミネート及びスピネル構造を有している化合物の少なくとも一方を含んだ請求項１乃至６の何れか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
  8. 前記触媒金属はパラジウムを含んだ請求項１乃至７の何れか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
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