JP5216189B2 - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents
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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。特に、セリアは、酸素ストレージ能を有しており、先の還元反応及び酸化反応を最適化し得る。
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。
また、自動推進車両には、地球温暖化を抑制するために、二酸化炭素排出量の低減が要求されている。そのため、排ガス浄化用触媒が高温に加熱された状態でエンジンへの燃料供給を停止する機会が増えている。
すなわち、排ガス浄化用触媒は、従来と比較してより高い温度で使用されると共に、高温で酸素過剰雰囲気に晒される機会が増加している。したがって、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乃至３には、セリアの熱安定性を高め、その酸素ストレージ能などの低下を抑制することが記載されている。具体的には、特許文献１には、白金族元素、活性アルミナ、酸化セリウム、バリウム化合物及びジルコニウム化合物を含んだ排ガス浄化用触媒が記載されている。特許文献２には、触媒担持層がセリウム酸化物とジルコニウム酸化物と触媒金属とを含み、それらセリウム酸化物及びジルコニウム酸化物の少なくとも一部が複合酸化物又は固溶体として存在している排ガス浄化用触媒が記載されている。特許文献３には、一般式：Ｃｅ1-(a+b)ＺｒaＹbＯ2-b/2で表されるセリウム系複合酸化物が記載されている。
また、特許文献４及び５には、白金を白金複合酸化物として存在させることにより、白金のシンタリングを抑制することが記載されている。具体的には、特許文献４には、白金と、アルカリ土類金属元素又はＩＩＩＡ族元素から選ばれる１種以上の元素とを含んだ高耐熱性複合酸化物を用いた排ガス浄化用触媒が記載されている。特許文献５には、無機酸化物担体上に白金元素とアルカリ土類金属元素とを含んだ白金複合酸化物層を備え、それらの間に金属Ｘ（ＸはＭｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌａ，Ｃｅから選ばれる１種以上の元素）の酸化物層が介在した排ガス浄化用触媒が記載されている。
しかしながら、単にセリアの熱安定性を高めただけでは、排ガス浄化用触媒を高温，例えば１０００℃乃至１２００℃，の酸素過剰雰囲気に晒した場合に、白金がシンタリングして、十分な活性が得られない。また、熱安定性に優れた白金複合酸化物を生成するためには、高温焼成が必要である。そのため、白金複合酸化物を用いた排ガス浄化用触媒の多くは、比表面積が小さく、活性が不十分である。
この問題に対し、本発明者らは、例えば、希土類元素とアルカリ土類元素と貴金属とを含み、希土類元素の一部とアルカリ土類元素の一部とは複合酸化物を形成し、この複合酸化物と貴金属の一部とは固溶体を形成した複合酸化物触媒を提案している。この複合酸化物触媒は、単独で使用したときには、高温であり且つ酸素濃度が高い雰囲気中で使用した場合であっても優れた活性を示す。しかしながら、この複合酸化物触媒は、アルミナからなる耐熱性担体と共に使用すると、場合によっては、活性低下を生じる可能性がある。
特開平５−１６８９２６号公報
特公平６−７５６７５公報
特開２０００−１６９１４８号公報
特開平１０−３５８号公報
特開２００１−１２９３９９号公報
本発明の目的は、複合酸化物触媒と耐熱性担体とを含むと共に、高温であり且つ酸素濃度が高い雰囲気中で使用した場合であっても活性低下が生じ難い排ガス浄化用触媒を提供することにある。
本発明の第１側面によると、希土類元素とアルカリ土類元素と貴金属とを含み、希土類元素の一部とアルカリ土類元素の一部とは複合酸化物を形成し、この複合酸化物と貴金属の一部とは固溶体を形成している粒状の複合酸化物触媒と、前記複合酸化物触媒を担持し、一般式ＡＢ2Ｏ4で表される第１複合酸化物と、一般式ＬＭＯ3で表されるペロブスカイト構造の第２複合酸化物と、一般式Ｘ2Ｙ2Ｏ7で表されるパイロクロア構造の第３複合酸化物とからなる群より選択される少なくとも１つの複合酸化物を含んだ粒状の耐熱性担体とを具備し、元素Ａはアルカリ土類元素及び／又は遷移金属元素であり、元素Ｂはアルミニウムとマグネシウムと遷移金属元素とからなる群より選択される少なくとも１つの元素であり且つ元素Ａとは異なり、元素Ｌは希土類元素及び／又はアルカリ土類元素であり、元素Ｍはアルミニウム及び／又は遷移金属元素であり、元素Ｘは希土類元素であり、元素Ｙはジルコニウム及び／又はチタンであり、全貴金属に占める固溶体を形成している貴金属の割合は１０％乃至８０％の範囲内にある排ガス浄化用触媒が提供される。
本発明の第２側面によると、希土類元素とアルカリ土類元素とジルコニウムと貴金属とを含み、希土類元素の一部とジルコニウムの一部とはアルカリ土類元素の少なくとも一部と複合酸化物を形成し、この複合酸化物と貴金属の一部とは固溶体を形成している粒状の複合酸化物触媒と、前記複合酸化物触媒を担持し、一般式ＡＢ2Ｏ4で表される第１複合酸化物と、一般式ＬＭＯ3で表されるペロブスカイト構造の第２複合酸化物と、一般式Ｘ2Ｙ2Ｏ7で表されるパイロクロア構造の第３複合酸化物とからなる群より選択される少なくとも１つの複合酸化物を含んだ粒状の耐熱性担体とを具備し、元素Ａはアルカリ土類元素及び／又は遷移金属元素であり、元素Ｂはアルミニウムとマグネシウムと遷移金属元素とからなる群より選択される少なくとも１つの元素であり且つ元素Ａとは異なり、元素Ｌは希土類元素及び／又はアルカリ土類元素であり、元素Ｍはアルミニウム及び／又は遷移金属元素であり、元素Ｘは希土類元素であり、元素Ｙはジルコニウム及び／又はチタンであり、全貴金属に占める固溶体を形成している貴金属の割合は１０％乃至８０％の範囲内にある排ガス浄化用触媒が提供される。
本発明によると、複合酸化物触媒と耐熱性担体とを含むと共に、高温であり且つ酸素濃度が高い雰囲気中で使用した場合であっても活性低下が生じ難い排ガス浄化用触媒が提供される。
以下、本発明の態様について説明する。
図１は、本発明の第１態様に係る排ガス浄化用触媒を概略的に示す図である。この排ガス浄化用触媒は、粒状の複合酸化物触媒１と粒状の耐熱性担体２との混合物を凝集させてなるペレット触媒であり、図１には、その一部を描いている。
図１は、本発明の第１態様に係る排ガス浄化用触媒を概略的に示す図である。この排ガス浄化用触媒は、粒状の複合酸化物触媒１と粒状の耐熱性担体２との混合物を凝集させてなるペレット触媒であり、図１には、その一部を描いている。
複合酸化物触媒１は、担体１１と、その表面を部分的に被覆した複合酸化物１２と、担体１１に担持された貴金属１３ａとを含んでいる。
担体１１は、希土類酸化物を主成分として含有しており、複合酸化物１２は、希土類元素とアルカリ土類元素との複合酸化物を主成分として含有している。この複合酸化物１２を形成している希土類元素は、担体１１を形成している希土類元素と同一である。また、複合酸化物１２は、貴金属１３ａと同一の貴金属を含有しており、固溶体を形成している。
ここでは、一例として、担体１１はセリア（ＣｅＯ2）からなり、複合酸化物１２は化学式ＢａＣｅＯ3で表される複合酸化物からなり、この複合酸化物が含む貴金属及び貴金属１３ａは白金（Ｐｔ）であることとする。すなわち、希土類元素としてセリウムを使用し、アルカリ土類元素としてバリウムを使用し、貴金属として白金を使用することとする。なお、先の複合酸化物と白金との固溶体は、化学式Ｂａ（Ｃｅ，Ｐｔ）Ｏ3及び／又は（Ｂａ，Ｐｔ）ＣｅＯ3で表すことができる。
耐熱性担体２は、複合酸化物触媒１を担持している。耐熱性担体２は、以下の第１乃至第３複合酸化物の少なくとも１つを含有しており、典型的には、第１乃至第３複合酸化物の少なくとも１つからなる。
第１複合酸化物は、一般式ＡＢ2Ｏ4で表される複合酸化物である。この一般式において、元素Ａは、アルカリ土類元素及び／又は遷移金属元素である。また、元素Ｂは、アルミニウムとマグネシウムと遷移金属元素とからなる群より選択される少なくとも１つの元素であり、元素Ａとは異なっている。第１複合酸化物は、典型的にはスピネル構造を有しているが、クリソベリル構造などの他の結晶構造を有していてもよい。
元素Ａ及びＢに使用可能な遷移金属元素としては、例えば、原子番号が２１乃至３０の範囲内にある金属元素を挙げることができる。元素Ａとしては、例えば、マグネシウム、ストロンチウム、バリウムなどを使用することができる。典型的には、元素Ｂはアルミニウムであるか、又は、元素Ｂの大部分はアルミニウムである。元素Ｂの一部としてアルミニウムを使用し、元素Ｂの他の一部として鉄及び／又はコバルトなどの遷移金属元素を使用してもよい。
第２複合酸化物は、一般式ＬＭＯ3で表されるペロブスカイト構造の複合酸化物である。この一般式において、Ｌは希土類元素及び／又はアルカリ土類元素であり、Ｍはアルミニウム及び／又は遷移金属元素である。
元素Ｌとしては、例えば、ランタン、ネオジムなどを使用することができる。元素Ｍに使用可能な遷移金属元素としては、例えば、原子番号が２１乃至３０の範囲内にある金属元素を挙げることができる。典型的には、元素Ｍはアルミニウムであるか、又は、元素Ｍの大部分はアルミニウムである。元素Ｍの一部としてアルミニウムを使用し、元素Ｍの他の一部として鉄及び／又はコバルトなどの遷移金属元素を使用してもよい。
第３複合酸化物は、一般式Ｘ2Ｙ2Ｏ7で表されるパイロクロア構造の複合酸化物である。この一般式において、Ｘは希土類元素であり、Ｙはジルコニウム及び／又はチタンである。Ｘとしては、例えば、ネオジム、ランタンなどを使用することができる。典型的には、元素Ｙはジルコニウムであるか、又は、元素Ｙの大部分はジルコニウムである。
この排ガス浄化用触媒は、高温条件下で雰囲気の組成を変化させた場合に、可逆的な状態変化を示す。これについて、図２を参照しながら説明する。
図２は、図１の排ガス浄化用触媒が高温条件下で示す状態変化を概略的に示す概念図である。図２において、「Ｌｅａｎ」と表記した状態は、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が呈する状態を示している。他方、「Ｒｉｃｈ」と表記した状態は、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が呈する状態を示している。
図２に「Ｌｅａｎ」と表記した状態は、図１を参照しながら説明した状態に相当している。但し、このとき、貴金属１３ａの少なくとも一部は、酸化されている（酸化数が増加している）可能性がある。
この状態では、主として、貴金属１３ａが排ガス浄化用触媒の活性に寄与し、複合酸化物１２中の白金は活性には殆ど寄与しない。しかしながら、排ガス浄化用触媒が「Ｌｅａｎ」と表記した状態を呈している期間において、排ガス中の有害成分（例えば、窒素酸化物、一酸化炭素、炭化水素など）の濃度，すなわち雰囲気中の有害成分濃度，は比較的低い。したがって、排ガス浄化用触媒は、十分な性能を発揮する。
高温条件下で雰囲気中の酸素濃度が低くなると、排ガス浄化用触媒は、「Ｌｅａｎ」と表記した状態から「Ｒｉｃｈ」と表記した状態へと変化する。具体的には、複合酸化物１２から白金が析出し、この析出した白金は、複合酸化物１２の表面に貴金属１３ｂを形成する。
排ガス浄化用触媒が「Ｒｉｃｈ」と表記した状態を呈している期間において、排ガス中の有害成分濃度は比較的高い。すなわち、「Ｒｉｃｈ」と表記した状態に対応した期間では、「Ｌｅａｎ」と表記した状態に対応した期間と比較して、排ガス浄化用触媒にはより高い活性が要求される。
貴金属１３ｂは、貴金属１３ａと比較して遥かに小さい。例えば、貴金属１３ａの寸法が数ｎｍ程度であるのに対し、貴金属１３ｂの寸法は約１ｎｍ以下である。それゆえ、「Ｒｉｃｈ」と表記した状態を呈している排ガス浄化用触媒は、「Ｌｅａｎ」と表記した状態を呈している排ガス浄化用触媒と比較して高い活性を有している。したがって、この排ガス浄化用触媒は、排ガス中の有害成分濃度が高い場合であっても、十分な性能を発揮する。
「Ｒｉｃｈ」と表記した状態を呈している排ガス浄化用触媒は、高温条件下で雰囲気中の酸素濃度が高くなると、「Ｌｅａｎ」と表記した状態へと変化する。すなわち、貴金属１３ｂを形成している白金と複合酸化物とは固溶体を形成する。なお、白金とセリアとが固溶体を形成することは殆どない。
このように、排ガス浄化用触媒は、可逆的な状態変化を生じる。また、この排ガス浄化用触媒は、「Ｌｅａｎ」と表記した状態から「Ｒｉｃｈ」と表記した状態へと変化する毎に、複合酸化物１２の表面に極めて微細な貴金属１３ｂを形成する。したがって、この状態は、「Ｒｉｃｈ」と表記した状態から「Ｌｅａｎ」と表記した状態への変化及びその逆変化を生じることにより回復する。自動推進車両では、排ガス中の酸素濃度は比較的頻繁に変化するので、この排ガス浄化用触媒は、高温で低酸素濃度雰囲気に晒される場合、常時、高い活性を示し、十分な性能を発揮する。
また、この排ガス浄化用触媒では、貴金属１３ａは、雰囲気の組成や温度に拘らず、排ガス浄化用触媒の活性に寄与する。したがって、この排ガス浄化用触媒は、高温で高い酸素濃度雰囲気に晒される場合に十分な性能を発揮するのに加え、初期使用時や低温条件下でも十分な性能を発揮する。
さらに、この排ガス浄化用触媒では、上記の通り、高温条件下で雰囲気中の酸素濃度が高くなると、貴金属１３ｂと複合酸化物とは固溶体を形成する。そのため、この排ガス浄化用触媒は、高酸素濃度雰囲気中での白金の蒸発減が少ない。
また、耐熱性担体２にアルミナを使用した場合には、１０００℃以上の高温環境でアルミナと複合酸化物１２との反応を生じる。例えば、アルミナと複合酸化物１２との反応により、ＢａＡｌ2Ｏ4を生じるか又はＢａＡｌ2Ｏ4及びＢａＣＯ3を生じる。このような複合酸化物１２の分解反応が生じると、排ガス浄化用触媒の活性は著しく低下する。
これに対し、上記の第１乃至第３複合酸化物は、１０００℃以上の高温環境であっても、複合酸化物触媒１との反応を生じない。それゆえ、この排ガス浄化用触媒は、複合酸化物１２の分解反応に起因した活性低下を生じ難い。すなわち、本態様に係る排ガス浄化用触媒は、高温であり且つ酸素濃度が高い雰囲気中で使用した場合であっても活性低下が生じ難い。
理論に束縛されることを望む訳ではないが、アルミナが複合酸化物触媒１との反応を生じ、第１乃至第３複合酸化物が複合酸化物触媒１との反応を生じない理由は、以下のように考えられる。すなわち、第１乃至第３複合酸化物は、アルカリ土類元素、希土類元素、遷移金属元素の共存下において、非常に安定な物質であるためである。
この排ガス浄化用触媒は、例えば、以下の方法により製造することができる。
まず、希土類酸化物を主成分として含有した粉末状の担体１１を準備し、そのスラリーを調製する。このとき、分散媒としては、例えば水を使用する。次に、このスラリーに貴金属塩溶液を添加し、これを濾過する。続いて、濾過ケークの乾燥及び焼成を順次行う。このようにして、担体１１に貴金属を担持させる。
まず、希土類酸化物を主成分として含有した粉末状の担体１１を準備し、そのスラリーを調製する。このとき、分散媒としては、例えば水を使用する。次に、このスラリーに貴金属塩溶液を添加し、これを濾過する。続いて、濾過ケークの乾燥及び焼成を順次行う。このようにして、担体１１に貴金属を担持させる。
次いで、貴金属を担持した担体１１を、アルカリ土類塩溶液に添加する。さらに、このスラリーを加熱して液体を十分に除去する。このようにして、担体１１にアルカリ土類元素を担持させる。
担体１１にアルカリ土類元素を担持させる方法に特に制限はない。例えば、貴金属を担持した担体１１にアルカリ土類塩溶液を含浸させる方法、共沈を利用する方法、アルカリ土類金属のアルコキシドを使用する方法などを利用してもよい。
その後、貴金属及びアルカリ土類元素を担持した担体１１を酸化雰囲気中で焼成する。これにより、希土類元素とアルカリ土類元素との複合酸化物を生成すると共に、この複合酸化物と貴金属との固溶体を生成して、複合酸化物触媒１を得る。
なお、焼成温度は、例えば約７００℃乃至約１１００℃の範囲内とする。焼成温度が低い場合、複合酸化物を生成することが難しい。焼成温度が高い場合、担体１１の比表面積が低下し、これに伴い、担体１１上に貴金属１３ａを良好に分散させることが難しくなる。そのため、高い活性が得られないことがある。
次に、この複合酸化物触媒１と粉末状の耐熱性担体２とを混合する。さらに、この混合物を圧縮成形し、必要に応じ、成形物を粉砕する。以上のようにして、ペレット状の排ガス浄化用触媒を得る。
次に、本発明の第２態様について説明する。
図３は、本発明の第２態様に係る排ガス浄化用触媒を概略的に示す図である。この排ガス浄化用触媒は、粒状の複合酸化物触媒１と粒状の耐熱性担体２との混合物を凝集させてなるペレット触媒であり、図３には、その一部を描いている。
図３は、本発明の第２態様に係る排ガス浄化用触媒を概略的に示す図である。この排ガス浄化用触媒は、粒状の複合酸化物触媒１と粒状の耐熱性担体２との混合物を凝集させてなるペレット触媒であり、図３には、その一部を描いている。
第２態様に係る排ガス浄化用触媒は、複合酸化物触媒１の組成が異なること以外は、第１態様に係る排ガス浄化用触媒と同様である。したがって、耐熱性担体２についての説明は省略する。
第２態様に係る排ガス浄化用触媒において、複合酸化物触媒１は、担体１１と、その表面を部分的に被覆した複合酸化物１２ａ乃至１２ｃと、担体１１に担持された貴金属１３ａとを含んでいる。
担体１１は、希土類元素の酸化物を主成分として含有している。担体１１は、例えば、ジルコニア（ＺｒＯ2）をさらに含有することができる。担体１１は、希土類元素とジルコニウムとの複合酸化物を主成分として含有してもよい。
複合酸化物１２ａは、希土類元素とアルカリ土類元素との複合酸化物を主成分として含有している。複合酸化物１２ｂは、ジルコニウムとアルカリ土類元素との複合酸化物を主成分として含有している。複合酸化物１２ｃは、希土類元素とジルコニウムとアルカリ土類元素との複合酸化物を主成分として含有している。
複合酸化物１２ａ及び１２ｃが含んでいる希土類元素は担体１１が含んでいる希土類元素と同一であり、複合酸化物１２ａ乃至１２ｃは同一のアルカリ土類元素を含んでいる。また、複合酸化物１２ａ乃至１２ｃは、貴金属１３ａと同一の貴金属を含有しており、固溶体を形成している。
ここでは、一例として、担体１１はセリアを主成分として含有し、複合酸化物１２ａは化学式ＢａＣｅＯ3で表される複合酸化物からなり、複合酸化物１２ｂは化学式ＢａＺｒＯ3で表される複合酸化物からなり、複合酸化物１２ｃは化学式Ｂａ（Ｚｒ，Ｃｅ）Ｏ3で表される複合酸化物からなることとする。また、複合酸化物１２ａ乃至１２ｃが含む貴金属及び貴金属１３ａは白金であることとする。すなわち、希土類元素としてセリウムを使用し、アルカリ土類元素としてバリウムを使用し、貴金属として白金を使用することとする。なお、複合酸化物１２ａと白金との固溶体は例えば化学式Ｂａ（Ｃｅ，Ｐｔ）Ｏ3で表すことができ、複合酸化物１２ｂと白金との固溶体は例えば化学式Ｂａ（Ｚｒ，Ｐｔ）Ｏ3で表すことができ、複合酸化物１２ｃと白金との固溶体は例えば化学式Ｂａ（Ｚｒ，Ｃｅ，Ｐｔ）Ｏ3で表すことができる。
この排ガス浄化用触媒は、高温条件下で雰囲気の組成を変化させた場合に、第１態様に係る排ガス浄化用触媒と同様の可逆的な状態変化を示す。また、この排ガス浄化用触媒が含む複合酸化物触媒１と上記の第１乃至第３複合酸化物とは、１０００℃以上の高温環境であっても反応しない。すなわち、本態様に係る排ガス浄化用触媒は、第１態様に係る排ガス浄化用触媒と同様、高温であり且つ酸素濃度が高い雰囲気中で使用した場合であっても活性低下が生じ難い。
この複合酸化物触媒１は、例えば、以下の方法により製造することができる。
まず、希土類元素とジルコニアとの複合酸化物を主成分として含有した粉末状の担体１１を準備し、そのスラリーを調製する。このとき、分散媒としては、例えば水を使用する。次に、このスラリーに貴金属塩溶液を添加し、これを濾過する。続いて、濾過ケークの乾燥及び焼成を順次行う。このようにして、担体１１に貴金属を担持させる。
まず、希土類元素とジルコニアとの複合酸化物を主成分として含有した粉末状の担体１１を準備し、そのスラリーを調製する。このとき、分散媒としては、例えば水を使用する。次に、このスラリーに貴金属塩溶液を添加し、これを濾過する。続いて、濾過ケークの乾燥及び焼成を順次行う。このようにして、担体１１に貴金属を担持させる。
次いで、貴金属を担持した担体１１を、アルカリ土類塩溶液に添加する。さらに、このスラリーを加熱して液体を十分に除去する。このようにして、担体１１にアルカリ土類元素を担持させる。
担体１１にアルカリ土類元素を担持させる方法に特に制限はない。例えば、貴金属を担持した担体１１にアルカリ土類塩溶液を含浸させる方法、共沈を利用する方法、アルカリ土類金属のアルコキシドを使用する方法などを利用してもよい。
その後、貴金属及びアルカリ土類元素を担持した担体１１を酸化雰囲気中で焼成する。これにより、複合酸化物１２ａ乃至１２ｃを生成すると共に、これら複合酸化物１２ａ乃至１２ｃと貴金属との固溶体を生成して、複合酸化物触媒１を得る。
なお、焼成温度は、例えば約７００℃乃至約１１００℃の範囲内とする。焼成温度が低い場合、複合酸化物１２ａ乃至１２ｃを生成し難く、これら複合酸化物１２ａ乃至１２ｃに貴金属を固溶させることが難しい。焼成温度が高い場合、担体１１の比表面積が低下し、これに伴い、担体１１上に貴金属１３ａを良好に分散させることが難しくなる。そのため、高い活性が得られないことがある。
次に、この複合酸化物触媒１と粉末状の耐熱性担体２とを混合する。さらに、この混合物を圧縮成形し、必要に応じ、成形物を粉砕する。以上のようにして、ペレット状の排ガス浄化用触媒を得る。
第１及び第２態様に係る排ガス浄化用触媒では、複合酸化物触媒１の含量は、例えば、１重量％乃至９９重量％の範囲内とする。
複合酸化物触媒１が担持している全貴金属に占める固溶体を形成している貴金属の割合（以下、固溶体形成率という）は、例えば、１０％乃至８０％の範囲内とする。固溶体形成率が小さい場合、貴金属のシンタリングに起因した活性低下を抑制する効果が不十分となることがある。固溶体形成率が大きい場合、初期活性が不十分となることがある。
第１及び第２態様では、複合酸化物触媒１の希土類元素としてセリウムを使用した場合を例に説明したが、希土類元素として他の元素を使用してもよい。例えば、ランタン、プラセオジム、ネオジムなどを使用してもよい。また、複数の希土類元素を使用してもよい。
第１及び第２態様では複合酸化物触媒１のアルカリ土類元素としてバリウムを使用したが、このアルカリ土類元素としてバリウム以外の元素を使用してもよい。例えば、ストロンチウム、カルシウム及びマグネシウムなどを使用してもよい。また、複数のアルカリ土類元素を使用してもよい。
第１態様に係る排ガス浄化用触媒では、複合酸化物触媒１中の希土類元素に対するアルカリ土類元素の原子比は、例えば１原子％乃至８０原子％の範囲内とし、典型的には１０原子％乃至５０原子％の範囲内とする。希土類元素に対するアルカリ土類元素の原子比が小さい場合、担体１１に対する複合酸化物１２の体積比が小さい。そのため、雰囲気の組成変動による複合酸化物触媒１の性能回復が不十分となることがある。また、希土類元素に対するアルカリ土類元素の原子比を過剰に大きくすると、高温で雰囲気中の酸素濃度を高めたときに貴金属の酸化（酸化数の増加）が生じ難くなることがある。そのため、この場合、高温で雰囲気中の酸素濃度を高めた際に、貴金属と複合酸化物との固溶体が生成し難くなり、その結果、貴金属のシンタリングが生じ易くなることがある。
第２態様に係る排ガス浄化用触媒では、複合酸化物触媒１中の希土類元素とジルコニウムとの和に対するアルカリ土類元素の原子比は、例えば７００℃以上１０００℃未満の高温条件下で使用する場合には、例えば０．１原子％以上１０原子％未満とし、典型的には０．３原子％乃至５原子％の範囲内とする。また、この原子比は、例えば１０００℃以上の高温条件下で使用する場合には、１０原子％以上とし、典型的には２０原子％以上とする。また、この場合、先の原子比は、例えば１００原子％以下とし、典型的には８０原子％以下とする。この原子比が小さい場合、担体１１に対する複合酸化物１２の体積比が小さい。そのため、雰囲気の組成変動による複合酸化物触媒１の性能回復が不十分となることがある。また、この原子比を過剰に大きくすると、複合酸化物触媒１が担持している全貴金属に占める貴金属１３ａの割合が低くなる。そのため、高温且つ高酸素濃度条件下において十分な触媒活性が得られないことがある。加えて、この原子比を過剰に大きくすると、高温使用時に担体１１の耐熱性が低下し、その結果、貴金属のシンタリングが生じ易くなることがある。
第１及び第２態様では貴金属として白金を使用したが、貴金属として白金以外の元素を使用してもよい。例えば、パラジウム及びロジウムなどの白金族元素を使用してもよい。また、複数の貴金属を使用してもよい。
複合酸化物触媒１の貴金属含量は、例えば０．０１重量％乃至１０重量％の範囲内とし、典型的には０．１重量％乃至５重量％の範囲内とする。貴金属含量が小さい場合、十分な触媒活性が得られないことがある。貴金属含量が大きい場合、貴金属のシンタリングが生じ易くなることがある。
以上、排ガス浄化用触媒がペレット触媒である場合を例に説明したが、排ガス浄化用触媒は様々な形態をとり得る。例えば、排ガス浄化用触媒は、モノリス触媒であってもよい。
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
＜複合酸化物触媒Ａの調製＞
硝酸セリウム［Ｃｅ（ＮＯ3）3］とオキシ硝酸ジルコニウム［ＺｒＯ（ＮＯ3）2］とを、セリウムとジルコニウムとの原子比が１：１となるように秤量し、これらを５００ｍＬの脱イオン水中に添加した。十分に攪拌した後、室温で、この水溶液に１０重量％の水酸化アンモニウム水溶液を滴下して共沈を生じさせた。この沈殿物を含んだ水溶液を６０分間攪拌し、次いで、濾過した。
＜複合酸化物触媒Ａの調製＞
硝酸セリウム［Ｃｅ（ＮＯ3）3］とオキシ硝酸ジルコニウム［ＺｒＯ（ＮＯ3）2］とを、セリウムとジルコニウムとの原子比が１：１となるように秤量し、これらを５００ｍＬの脱イオン水中に添加した。十分に攪拌した後、室温で、この水溶液に１０重量％の水酸化アンモニウム水溶液を滴下して共沈を生じさせた。この沈殿物を含んだ水溶液を６０分間攪拌し、次いで、濾過した。
次に、濾過ケークを脱イオン水で十分に洗浄し、１１０℃で乾燥させた。この乾燥品は、大気雰囲気中、５００℃で３時間の仮焼成に供した。得られた仮焼成品は乳鉢で粉砕し、さらに、大気雰囲気中、８００℃で５時間の本焼成に供した。
このようにして得られた粉末について、Ｘ線回折計で回折スペクトルを測定した。その結果、この粉末は、化学式（Ｃｅ，Ｚｒ）Ｏ2で表される酸化物からなることを確認できた。また、この粉末の比表面積は９０ｍ2／ｇであった。
次に、先の酸化物粉末を５０ｇ秤量し、これを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酸化物粉末を脱イオン水中に十分に分散させ、続いて、このスラリーにジニトロジアミン白金硝酸溶液を添加した。ジニトロジアミン白金硝酸溶液の濃度及び添加量は、調製すべき複合酸化物触媒において、白金担持量が１重量％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。濾液を誘導結合高周波プラズマ（ＩＣＰ）分光分析に供した結果、スラリー中の白金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℃で焼成した。これにより、先の酸化物に白金を担持させた。
その後、酢酸バリウムを１００ｍＬの脱イオン水中に溶解させた。次いで、白金を担持した酸化物を５０ｇ秤量し、これを酢酸バリウム水溶液中に添加した。なお、酢酸バリウム水溶液の濃度は、調製すべき複合酸化物触媒において、セリウムとジルコニウムとの和に対するバリウムの原子比が２０．０原子％となるように調節した。
次に、このスラリーを加熱して、余分な水分を除去した。続いて、これを、大気中、１０００℃で３時間焼成した。これにより、バリウムを含んだ複合酸化物を生じさせると共に、この複合酸化物と白金との固溶体を生成した。以下、このようにして得られた粉末を複合酸化物触媒Ａと呼ぶ。
次に、複合酸化物触媒Ａについて、Ｘ線回折計で回折スペクトルを測定した。その結果、この複合酸化物触媒Ａは、化学式ＢａＺｒＯ3で表される複合酸化物と、化学式Ｂａ（Ｃｅ，Ｚｒ）Ｏ3で表される複合酸化物とを含有していた。
また、複合酸化物触媒Ａの一部を抜き取り、これを、室温に維持した１０％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、先の粉末のうちバリウムを含んだ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ＩＣＰ分光分析に供した。その結果、濾液の白金含量から、白金の４５％が固溶体を形成していること，すなわち固溶体形成率が４５％であること，が分かった。
＜耐熱性担体Ａの調製＞
酢酸マグネシウム［Ｍｇ（ＣＨ3ＣＯＯ）2・４Ｈ2Ｏ］と硝酸アルミニウム［Ａｌ（ＮＯ3）3・９Ｈ2Ｏ］とを、マグネシウムとアルミニウムとの原子比が１：２となるように秤量し、これらを脱イオン水中に添加した。ここでは、１０７．２ｇの酢酸マグネシウムと３７５．１ｇの硝酸アルミニウムとを２０００ｍＬの脱イオン水中に添加した。
酢酸マグネシウム［Ｍｇ（ＣＨ3ＣＯＯ）2・４Ｈ2Ｏ］と硝酸アルミニウム［Ａｌ（ＮＯ3）3・９Ｈ2Ｏ］とを、マグネシウムとアルミニウムとの原子比が１：２となるように秤量し、これらを脱イオン水中に添加した。ここでは、１０７．２ｇの酢酸マグネシウムと３７５．１ｇの硝酸アルミニウムとを２０００ｍＬの脱イオン水中に添加した。
十分に攪拌した後、室温で、この水溶液に水酸化アンモニウム水溶液を滴下して共沈を生じさせた。この沈殿物を含んだ水溶液を十分に攪拌し、次いで、濾過した。なお、この水酸化アンモニウム水溶液は、７０ｇのアンモニアを１０００ｍＬの脱イオン水中に溶解させることにより調製した。
次に、濾過ケークを脱イオン水で十分に洗浄し、１１０℃で乾燥させた。この乾燥品は、大気雰囲気中、６００℃で３時間の仮焼成に供した。得られた仮焼成品は乳鉢で粉砕し、さらに、大気雰囲気中、１０００℃で５時間の本焼成に供した。以下、このようにして得られた粉末を耐熱性担体Ａと呼ぶ。
次に、耐熱性担体Ａについて、Ｘ線回折計で回折スペクトルを測定した。その結果、この耐熱性担体Ａは、化学式ＭｇＡｌ2Ｏ4で表されるスピネルであることを確認できた。また、耐熱性担体Ａの比表面積は３８ｍ2／ｇであった。
＜排ガス浄化用触媒ＡＡの調製＞
１０ｇの複合酸化物触媒Ａと１０ｇの耐熱性担体Ａとを乳鉢を用いて均一に混合した。次に、この混合物を圧縮成形した。さらに、この成形物を粉砕し、粒径が約０．５ｍｍ乃至約１．０ｍｍのペレット状の排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を排ガス浄化用触媒ＡＡと呼ぶ。
１０ｇの複合酸化物触媒Ａと１０ｇの耐熱性担体Ａとを乳鉢を用いて均一に混合した。次に、この混合物を圧縮成形した。さらに、この成形物を粉砕し、粒径が約０．５ｍｍ乃至約１．０ｍｍのペレット状の排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を排ガス浄化用触媒ＡＡと呼ぶ。
（実施例２）
＜複合酸化物触媒Ｂの調製＞
酢酸バリウムと酢酸カルシウムとを１００ｍＬの脱イオン水中に溶解させた。この水溶液を酢酸バリウム水溶液の代わりに使用したこと以外は、複合酸化物触媒Ａについて説明したのと同様の方法により複合酸化物触媒粉末を調製した。なお、先の水溶液中のバリウム及びカルシウム濃度は、調製すべき複合酸化物触媒において、セリウムとジルコニウムとの和に対するバリウムの原子比及びカルシウムの原子比の各々が１０．０原子％となるように調節した。以下、このようにして得られた粉末を複合酸化物触媒Ｂと呼ぶ。
＜複合酸化物触媒Ｂの調製＞
酢酸バリウムと酢酸カルシウムとを１００ｍＬの脱イオン水中に溶解させた。この水溶液を酢酸バリウム水溶液の代わりに使用したこと以外は、複合酸化物触媒Ａについて説明したのと同様の方法により複合酸化物触媒粉末を調製した。なお、先の水溶液中のバリウム及びカルシウム濃度は、調製すべき複合酸化物触媒において、セリウムとジルコニウムとの和に対するバリウムの原子比及びカルシウムの原子比の各々が１０．０原子％となるように調節した。以下、このようにして得られた粉末を複合酸化物触媒Ｂと呼ぶ。
次に、複合酸化物触媒Ｂについて、Ｘ線回折計で回折スペクトルを測定した。その結果、この複合酸化物触媒Ｂは、化学式ＢａＺｒＯ3で表される複合酸化物と、化学式Ｂａ（Ｃｅ，Ｚｒ）Ｏ3で表される複合酸化物と、化学式ＣａＺｒＯ3で表される複合酸化物とを含有していた。
また、複合酸化物触媒Ｂについて、複合酸化物触媒Ａについて説明したのと同様の方法により、白金の固溶体形成率を調べた。その結果、複合酸化物触媒Ｂでは、白金の固溶体形成率は３８％であった。
＜排ガス浄化用触媒ＢＡの調製＞
複合酸化物触媒Ａの代わりに複合酸化物触媒Ｂを使用したこと以外は、排ガス浄化用触媒ＡＡについて説明したのと同様の方法により、ペレット状の排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を排ガス浄化用触媒ＢＡと呼ぶ。
複合酸化物触媒Ａの代わりに複合酸化物触媒Ｂを使用したこと以外は、排ガス浄化用触媒ＡＡについて説明したのと同様の方法により、ペレット状の排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を排ガス浄化用触媒ＢＡと呼ぶ。
（実施例３）
＜複合酸化物触媒Ｃの調製＞
酢酸カルシウムを１００ｍＬの脱イオン水中に溶解させた。この水溶液を酢酸バリウム水溶液の代わりに使用したこと以外は、複合酸化物触媒Ａについて説明したのと同様の方法により複合酸化物触媒粉末を調製した。なお、先の水溶液中のカルシウム濃度は、調製すべき複合酸化物触媒において、セリウムとジルコニウムとの和に対するカルシウムの原子比が２０．０原子％となるように調節した。以下、このようにして得られた粉末を複合酸化物触媒Ｃと呼ぶ。
＜複合酸化物触媒Ｃの調製＞
酢酸カルシウムを１００ｍＬの脱イオン水中に溶解させた。この水溶液を酢酸バリウム水溶液の代わりに使用したこと以外は、複合酸化物触媒Ａについて説明したのと同様の方法により複合酸化物触媒粉末を調製した。なお、先の水溶液中のカルシウム濃度は、調製すべき複合酸化物触媒において、セリウムとジルコニウムとの和に対するカルシウムの原子比が２０．０原子％となるように調節した。以下、このようにして得られた粉末を複合酸化物触媒Ｃと呼ぶ。
次に、複合酸化物触媒Ｃについて、Ｘ線回折計で回折スペクトルを測定した。その結果、この複合酸化物触媒Ｃは、化学式ＣａＺｒＯ3で表される複合酸化物を含有していた。
また、複合酸化物触媒Ｃについて、複合酸化物触媒Ａについて説明したのと同様の方法により、白金の固溶体形成率を調べた。その結果、複合酸化物触媒Ｃでは、白金の固溶体形成率は２５％であった。
＜排ガス浄化用触媒ＣＡの調製＞
複合酸化物触媒Ａの代わりに複合酸化物触媒Ｃを使用したこと以外は、排ガス浄化用触媒ＡＡについて説明したのと同様の方法により、ペレット状の排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を排ガス浄化用触媒ＣＡと呼ぶ。
複合酸化物触媒Ａの代わりに複合酸化物触媒Ｃを使用したこと以外は、排ガス浄化用触媒ＡＡについて説明したのと同様の方法により、ペレット状の排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を排ガス浄化用触媒ＣＡと呼ぶ。
（実施例４）
＜耐熱性担体Ｂの調製＞
硝酸ランタン［Ｌａ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏ］と硝酸アルミニウム［Ａｌ（ＮＯ3）3・９Ｈ2Ｏ］とを、ランタンとアルミニウムとの原子比が１：１となるように秤量し、これらを脱イオン水中に添加した。ここでは、１４５ｇの硝酸ランタンと１２５ｇの硝酸アルミニウムとを１５００ｍＬの脱イオン水中に添加した。
＜耐熱性担体Ｂの調製＞
硝酸ランタン［Ｌａ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏ］と硝酸アルミニウム［Ａｌ（ＮＯ3）3・９Ｈ2Ｏ］とを、ランタンとアルミニウムとの原子比が１：１となるように秤量し、これらを脱イオン水中に添加した。ここでは、１４５ｇの硝酸ランタンと１２５ｇの硝酸アルミニウムとを１５００ｍＬの脱イオン水中に添加した。
十分に攪拌した後、室温で、この水溶液に水酸化アンモニウム水溶液を滴下して共沈を生じさせた。この沈殿物を含んだ水溶液を十分に攪拌し、次いで、濾過した。なお、水酸化アンモニウム水溶液は、アンモニアの添加量が２ｍｏｌとなるように滴下した。
次に、濾過ケークを脱イオン水で十分に洗浄し、１１０℃で乾燥させた。この乾燥品は、大気雰囲気中、６００℃で３時間の仮焼成に供した。得られた仮焼成品は乳鉢で粉砕し、さらに、大気雰囲気中、８００℃で５時間の本焼成に供した。以下、このようにして得られた粉末を耐熱性担体Ｂと呼ぶ。
次に、耐熱性担体Ｂについて、Ｘ線回折計で回折スペクトルを測定した。その結果、この耐熱性担体Ｂは、化学式ＬａＡｌＯ3で表される組成のペロブスカイト構造を有していることを確認できた。また、耐熱性担体Ｂの比表面積は６０ｍ2／ｇであった。
＜排ガス浄化用触媒ＡＢの調製＞
耐熱性担体Ａの代わりに耐熱性担体Ｂを使用したこと以外は、排ガス浄化用触媒ＡＡについて説明したのと同様の方法により、ペレット状の排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を排ガス浄化用触媒ＡＢと呼ぶ。
耐熱性担体Ａの代わりに耐熱性担体Ｂを使用したこと以外は、排ガス浄化用触媒ＡＡについて説明したのと同様の方法により、ペレット状の排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を排ガス浄化用触媒ＡＢと呼ぶ。
（実施例５）
＜耐熱性担体Ｃの調製＞
硝酸ネオジム［Ｎｄ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏ］とオキシ硝酸ジルコニウム［ＺｒＯ（ＮＯ3）2・２Ｈ2Ｏ］とを、ネオジムとジルコニウムとの原子比が１：１となるように秤量し、これらを脱イオン水中に添加した。ここでは、１０９．５ｇの硝酸ネオジムと６６．８ｇのオキシ硝酸ジルコニウムとを１０００ｍＬの脱イオン水中に添加した。
＜耐熱性担体Ｃの調製＞
硝酸ネオジム［Ｎｄ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏ］とオキシ硝酸ジルコニウム［ＺｒＯ（ＮＯ3）2・２Ｈ2Ｏ］とを、ネオジムとジルコニウムとの原子比が１：１となるように秤量し、これらを脱イオン水中に添加した。ここでは、１０９．５ｇの硝酸ネオジムと６６．８ｇのオキシ硝酸ジルコニウムとを１０００ｍＬの脱イオン水中に添加した。
十分に攪拌した後、室温で、この水溶液に水酸化アンモニウム水溶液を滴下して共沈を生じさせた。この沈殿物を含んだ水溶液を十分に攪拌し、次いで、濾過した。なお、水酸化アンモニウム水溶液は、アンモニアの添加量が３．５ｍｏｌとなるように滴下した。
次に、濾過ケークを脱イオン水で十分に洗浄し、１１０℃で乾燥させた。この乾燥品は、大気雰囲気中、６００℃で３時間の仮焼成に供した。得られた仮焼成品は乳鉢で粉砕し、さらに、大気雰囲気中、９００℃で５時間の本焼成に供した。以下、このようにして得られた粉末を耐熱性担体Ｃと呼ぶ。
次に、耐熱性担体Ｃについて、Ｘ線回折計で回折スペクトルを測定した。その結果、この耐熱性担体Ｃは、化学式Ｎｄ2Ｚｒ2Ｏ7で表される組成のパイロクロア構造を有していることを確認できた。また、耐熱性担体Ｃの比表面積は４５ｍ2／ｇであった。
＜排ガス浄化用触媒ＡＣの調製＞
耐熱性担体Ａの代わりに耐熱性担体Ｃを使用したこと以外は、排ガス浄化用触媒ＡＡについて説明したのと同様の方法により、ペレット状の排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を排ガス浄化用触媒ＡＣと呼ぶ。
耐熱性担体Ａの代わりに耐熱性担体Ｃを使用したこと以外は、排ガス浄化用触媒ＡＡについて説明したのと同様の方法により、ペレット状の排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を排ガス浄化用触媒ＡＣと呼ぶ。
（比較例）
＜排ガス浄化用触媒ＡＤの調製＞
耐熱性担体Ａの代わりに耐熱性担体Ｄとして市販のアルミナ（比表面積：９０ｍ2／ｇ）を使用したこと以外は、排ガス浄化用触媒ＡＡについて説明したのと同様の方法により、ペレット状の排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を排ガス浄化用触媒ＡＤと呼ぶ。
＜排ガス浄化用触媒ＡＤの調製＞
耐熱性担体Ａの代わりに耐熱性担体Ｄとして市販のアルミナ（比表面積：９０ｍ2／ｇ）を使用したこと以外は、排ガス浄化用触媒ＡＡについて説明したのと同様の方法により、ペレット状の排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を排ガス浄化用触媒ＡＤと呼ぶ。
次に、これら排ガス浄化用触媒の耐久性を以下の方法により調べた。
まず、各排ガス浄化用触媒を流通式の耐久試験装置内に配置し、触媒床に窒素を主成分としたガスを１０００ｍＬ／分の流量で３０時間流通させた。この間、触媒床温度は１０５０℃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５％加えてなるリーンガスと、窒素に一酸化炭素を１０％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。
まず、各排ガス浄化用触媒を流通式の耐久試験装置内に配置し、触媒床に窒素を主成分としたガスを１０００ｍＬ／分の流量で３０時間流通させた。この間、触媒床温度は１０５０℃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５％加えてなるリーンガスと、窒素に一酸化炭素を１０％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、これら排ガス浄化用触媒を、常圧固定床流通反応装置内に配置した。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、以下の表に示す。
上記表において、「Ｂａ」、「Ｃｅ」、「Ｚｒ」、「Ｃａ」と表記した列には、複合酸化物触媒が含む白金以外の金属元素に占めるバリウム、セリウム、ジルコニウム、カルシウムの原子比をそれぞれ記載している。「Ｐｔ」と表記した列には、複合酸化物触媒に占める白金の重量比を記載している。「５０％浄化温度」と表記した列には、モデルガスに含まれる各成分の５０％以上を浄化できた触媒床の最低温度を記載しており、「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。
この表に示すように、排ガス浄化用触媒ＡＡ、ＢＡ、ＣＡ、ＡＢ及びＡＣは、排ガス浄化用触媒ＡＤと比較して、モデルガスをより低い温度で浄化することができた。この結果から、排ガス浄化用触媒ＡＡ、ＢＡ、ＣＡ、ＡＢ及びＡＣは、排ガス浄化用触媒ＡＤと比較して、耐久性に優れていることが分かる。
次に、耐久試験後の排ガス浄化用触媒ＡＡ及びＡＤについて、Ｘ線回折計で回折スペクトルを測定した。その結果を図４に示す。
図４は、耐久試験後の排ガス浄化用触媒について得られたＸ線回折スペクトルを示すグラフである。図中、横軸は回折角を示し、縦軸は検出強度を示している。また、図中、曲線ＳAAは耐久試験後の排ガス浄化用触媒ＡＡについて得られたＸ線回折スペクトルを示し、曲線ＳADは耐久試験後の排ガス浄化用触媒ＡＤについて得られたＸ線回折スペクトルを示している。
スペクトルＳAAは、化学式ＢａＡｌ2Ｏ4で表される複合酸化物に由来したピークを含んでいない。これに対し、スペクトルＳADは、化学式ＢａＡｌ2Ｏ4で表される複合酸化物に由来したピークを含んでいる。また、図示していないが、耐久試験前の排ガス浄化用触媒ＡＡ及びＡＤについて得られたスペクトルの何れも、化学式ＢａＡｌ2Ｏ4で表される複合酸化物に由来したピークを含んでいない。
これから明らかなように、排ガス浄化用触媒ＡＤは、耐久試験により複合酸化物触媒Ａが分解し、分解生成物として化学式ＢａＡｌ2Ｏ4で表される複合酸化物を生成した。これに対し、排ガス浄化用触媒ＡＡは、耐久試験による複合酸化物触媒Ａの分解を生じることはなかった。
１…複合酸化物触媒、２…耐熱性担体、１１…担体、１２…複合酸化物、１２ａ…複合酸化物、１２ｂ…複合酸化物、１２ｃ…複合酸化物、１３ａ…貴金属、１３ｂ…貴金属。
Claims (5)
- 希土類元素とアルカリ土類元素と貴金属とを含み、希土類元素の一部とアルカリ土類元素の一部とは複合酸化物を形成し、この複合酸化物と貴金属の一部とは固溶体を形成している粒状の複合酸化物触媒と、
前記複合酸化物触媒を担持し、一般式ＡＢ2Ｏ4で表される第１複合酸化物と、一般式ＬＭＯ3で表されるペロブスカイト構造の第２複合酸化物と、一般式Ｘ2Ｙ2Ｏ7で表されるパイロクロア構造の第３複合酸化物とからなる群より選択される少なくとも１つの複合酸化物を含んだ粒状の耐熱性担体とを具備し、
元素Ａはアルカリ土類元素及び／又は遷移金属元素であり、元素Ｂはアルミニウムとマグネシウムと遷移金属元素とからなる群より選択される少なくとも１つの元素であり且つ元素Ａとは異なり、元素Ｌは希土類元素及び／又はアルカリ土類元素であり、元素Ｍはアルミニウム及び／又は遷移金属元素であり、元素Ｘは希土類元素であり、元素Ｙはジルコニウム及び／又はチタンであり、全貴金属に占める固溶体を形成している貴金属の割合は１０％乃至８０％の範囲内にある排ガス浄化用触媒。 - 希土類元素とアルカリ土類元素とジルコニウムと貴金属とを含み、希土類元素の一部とジルコニウムの一部とはアルカリ土類元素の少なくとも一部と複合酸化物を形成し、この複合酸化物と貴金属の一部とは固溶体を形成している粒状の複合酸化物触媒と、
前記複合酸化物触媒を担持し、一般式ＡＢ2Ｏ4で表される第１複合酸化物と、一般式ＬＭＯ3で表されるペロブスカイト構造の第２複合酸化物と、一般式Ｘ2Ｙ2Ｏ7で表されるパイロクロア構造の第３複合酸化物とからなる群より選択される少なくとも１つの複合酸化物を含んだ粒状の耐熱性担体とを具備し、
元素Ａはアルカリ土類元素及び／又は遷移金属元素であり、元素Ｂはアルミニウムとマグネシウムと遷移金属元素とからなる群より選択される少なくとも１つの元素であり且つ元素Ａとは異なり、元素Ｌは希土類元素及び／又はアルカリ土類元素であり、元素Ｍはアルミニウム及び／又は遷移金属元素であり、元素Ｘは希土類元素であり、元素Ｙはジルコニウム及び／又はチタンであり、全貴金属に占める固溶体を形成している貴金属の割合は１０％乃至８０％の範囲内にある排ガス浄化用触媒。 - 前記耐熱性担体は前記第１複合酸化物を含み、前記第１複合酸化物はスピネル構造を有し、前記元素Ｂはアルミニウムを含んだことを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス浄化用触媒。
- 前記耐熱性担体は前記第２複合酸化物を含み、前記元素Ｍはアルミニウムを含んだことを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス浄化用触媒。
- 前記耐熱性担体は前記第３複合酸化物を含み、前記元素Ｙはジルコニウムを含んだことを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス浄化用触媒。
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