JP6925856B2 - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents

Description

本発明は、排ガス浄化用触媒に関する。

近年、世界中で、自動車排出ガス規制が強化されてきている。これに対応すべく、排ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び窒素酸化物（ＮＯ_x）等を浄化するための種々の排ガス浄化用触媒が開発されている。特に、欧州の自動車排出ガス規制ＥＵＲＯ６では、ＮＯ_x排出量に関する規制が厳しい。それゆえ、ＮＯ_x浄化性能に優れた排ガス浄化用触媒が求めらている。

また、近年、自動車の燃料消費量の低減が、ますます要求されてきている。この要求に応えるために、自動車に搭載される内燃機関として、リーンバーン（希薄燃焼）エンジンが注目されている。そして、リーンバーンエンジンを搭載した自動車用の排ガス浄化用触媒として、特許文献１乃至８に記載されているように、ＮＯ_x吸蔵還元触媒（ＮＯ_x storage and reduction catalyst；ＮＳＲ触媒）が提案されている。

ＮＳＲ触媒は、ＮＯ_xの還元反応を促進する貴金属と、ＮＯ_xを吸蔵及び放出可能なＮＯ_x吸蔵材とを含んでいる。ＮＯ_x吸蔵材としては、例えば、カリウム（Ｋ）などのアルカリ金属元素、バリウム（Ｂａ）などのアルカリ土類金属元素、セリウム（Ｃｅ）やジルコニウム（Ｚｒ）などの希土類金属元素、又はこれらの２以上が用いられている。

アルカリ金属元素及びアルカリ土類金属元素を含むＮＯ_x吸蔵材は、単位質量当りのＮＯ_x吸蔵量が多い。しかしながら、アルカリ金属元素及びアルカリ土類金属元素を含むＮＯ_x吸蔵材は、排ガス浄化用触媒中で均一に分散させにくい。それゆえ、このＮＯ_x吸蔵材の使用量を過剰に高めると、単位質量当りのＮＯ_x吸蔵量が低下する傾向にある。また、希土類金属元素を含むＮＯ_x吸蔵材は、アルカリ金属元素及びアルカリ土類金属元素を含むＮＯ_x吸蔵材と比較して、排ガス中のＮＯ_xを吸着する力が弱く、十分なＮＯ_x吸蔵量を達成することが困難である。

更に、リーンバーンエンジンから排出される排ガスの温度は、比較的低温である。したがって、ＮＳＲ触媒には、比較的低温領域において、優れたＮＯ_x吸蔵能を実現することが求められる。

特開２０１３−０６３４３８号公報 特開２０１２−０３５２５３号公報 特開２００８−１００２３０号公報 特開２００３−２４５５２３号公報 特開２００３−２１０９８８号公報 特開２００２−３６４３３８号公報 特開２００１−２５２５６３号公報 特表２００７−５３０２７１号公報

本発明は、優れたＮＯ_x吸蔵能を達成可能とする技術を提供することを目的とする。

本発明の一側面によると、基材と、前記基材に支持された触媒層とを備え、前記触媒層は、第１耐熱性担体及び前記第１耐熱性担体に担持されたロジウムを含む第１担持触媒と、スピネル構造を有し、アルミナ及びマグネシアを含んだ無機酸化物を含む第２耐熱性担体及び前記第２耐熱性担体に担持された白金を含む第２担持触媒と、第３耐熱性担体並びに前記第３耐熱性担体に担持された白金及び白金以外の貴金属を含む第３担持触媒と、窒素酸化物吸蔵材とを含み、前記触媒層に含まれる白金の全質量に占める前記第２担持触媒に含まれる白金の質量の割合は、１５質量％乃至３５質量％の範囲内にあり、前記第１耐熱性担体は、ジルコニアであるか、又は、アルミナとジルコニアとを含んだ複合酸化物であり、前記第３耐熱性担体はアルミナである排ガス浄化用触媒が提供される。

本発明によると、優れたＮＯ_x吸蔵能を達成可能とする技術が提供される。

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に採用可能な構造の一例を概略的に示す断面図。 図１及び図２に示す排ガス浄化用触媒の変形例を概略的に示す断面図。 窒素酸化物吸蔵量測定試験における時間と温度との関係を示すグラフ。 ２００℃の温度における窒素酸化物吸蔵量評価試験の結果を示すグラフ。 ３００℃の温度における窒素酸化物吸蔵量評価試験の結果を示すグラフ。 ４００℃の温度における窒素酸化物吸蔵量評価試験の結果を示すグラフ。 ５００℃の温度における窒素酸化物吸蔵量評価試験の結果を示すグラフ。 スピネル担体白金率と窒素酸化物吸蔵量との関係の一例を示すグラフ。 温度と窒素酸化物吸蔵量との関係の一例を示すグラフ。

以下、本発明の態様について説明する。

［排ガス浄化用触媒］
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に採用可能な構造の一例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、典型的には、リーンバーンエンジン用の排ガス浄化用触媒である。この排ガス浄化用触媒１は、図２に示すように、モノリスハニカム基材などの基材１０を含んでいる。基材１０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１０の隔壁上には、触媒層２０が形成されている。触媒層２０は、基材１０に支持された第１触媒層２０ａと、第１触媒層２０ａ上に設けられた第２触媒層２０ｂとを含んでいる。

［第１触媒層］
第１触媒層２０ａは、第１担持触媒２１と、第２担持触媒２２と、第１窒素酸化物（ＮＯ_x）吸蔵材２４とを含んでいる。第１触媒層２０ａは、主に、酸化性雰囲気下においてＮＯ_xを吸蔵し、還元性雰囲気下においてＮＯ_xを還元する役割を担っている。

［第１担持触媒］
第１担持触媒２１は、第１耐熱性担体２１０と、第１貴金属２１１とを含んでいる。第１担持触媒２１は、主に、ＮＯ_xを還元する役割を担っている。

第１触媒層２０ａに占める第１担持触媒２１の割合は、例えば、１０質量％乃至２０質量％の範囲内にあることが好ましく、１２．５質量％乃至１７．５質量％の範囲内にあることがより好ましい。

排ガス浄化用触媒１の単位容積当りの第１担持触媒２１の量は、例えば、１５ｇ／Ｌ乃至４０ｇ／Ｌの範囲内にあり、好ましくは、２５ｇ／Ｌ乃至３０ｇ／Ｌの範囲内にある。

排ガス浄化用触媒１に含まれる第１担持触媒２１の量を過剰に多くすると、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x貯蔵量が低下する傾向にある。また、排ガス浄化用触媒１に含まれる第１担持触媒２１の量を過剰に少なくすると、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x浄化性能が低下する傾向にある。

［第１耐熱性担体］
第１耐熱性担体２１０は、典型的には、ジルコニア（ＺｒＯ₂）、セリア（ＣｅＯ₂）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）又はこれらの複合酸化物を含む無機酸化物からなる。第１耐熱性担体２１０は、Ａｌ₂Ｏ₃とＣｅＯ₂とＺｒＯ₂との複合酸化物であることが好ましく、ＺｒＯ₂であることがより好ましい。

Ａｌ₂Ｏ₃とＣｅＯ₂とＺｒＯ₂との複合酸化物において、Ａｌ₂Ｏ₃が占める割合は、３０質量％乃至７５質量％の範囲内にすることが好ましい。第１耐熱性担体２１０に占めるＡｌ₂Ｏ₃割合がこの範囲内にあると、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x吸蔵能が高まる傾向にある。

Ａｌ₂Ｏ₃とＣｅＯ₂とＺｒＯ₂との複合酸化物において、ＣｅＯ₂が占める割合は、１０質量％乃至４０質量％の範囲内にあることが好ましく、１５質量％乃至２５質量％の範囲内にあることがより好ましい。第１耐熱性担体２１０に占めるＣｅＯ₂の割合がこの範囲内にあると、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x吸蔵能が高まる傾向にある。

Ａｌ₂Ｏ₃とＣｅＯ₂とＺｒＯ₂との複合酸化物において、ＺｒＯ₂が占める割合は、２０質量％乃至５０質量％の範囲内にあることが好ましく、２０質量％乃至４０質量％の範囲内にあることがより好ましい。第１耐熱性担体２１０に占めるＺｒＯ₂の割合がこの範囲内にあると、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x吸蔵能が高まる傾向にある。

第１耐熱性担体２１０は、典型的には、結晶質である。第１耐熱性担体２１０の結晶構造は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）により確認することができる。第１耐熱性担体２１０の結晶構造は、例えば、スピネル型又は単斜晶型である。

第１耐熱性担体２１０の平均粒径は、例えば、５μｍ乃至３０μｍの範囲内にあり、典型的には、５μｍ乃至１５μｍ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。

先ず、排ガス浄化用触媒１から第１触媒層２０ａ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、１０００倍乃至５００００倍の範囲内の倍率で撮影する。次いで、このＳＥＭ像に写っている第１耐熱性担体２１０の中から、全体が見えている粒子を選択し、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。

第１耐熱性担体２１０のＢＥＴ比表面積は、８０ｍ²／ｇ以上であることが好ましく、１００ｍ²／ｇ以上であることがより好ましい。この比表面積に上限値は特にないが、一例によると、１３０ｍ²／ｇ以下である。第１耐熱性担体２１０の比表面積が大きいと、第１耐熱性担体２１０に担持される、第１貴金属２１１、及び第１ＮＯ_x吸蔵材２４の分散性が高い傾向にある。

なお、この「比表面積」は、窒素ＢＥＴ（Brunauer, Emmet and Teller）法により求めた比表面積、すなわち、ＢＥＴ比表面積を意味している。この窒素ＢＥＴ法に基づく比表面積は、以下の方法により求めることができる。

先ず、７７Ｋ（窒素の沸点）の窒素ガス中で、窒素ガスの圧力Ｐ（ｍｍＨｇ）を徐々に高めながら、各圧力Ｐ毎に、第１耐熱性担体２１０の窒素ガス吸着量（ｍＬ／ｍＬ）を測定する。次いで、圧力Ｐ（ｍｍＨｇ）を窒素ガスの飽和蒸気圧Ｐ₀（ｍｍＨｇ）で除した値を相対圧力Ｐ／Ｐ₀として、各相対圧力Ｐ／Ｐ₀に対する窒素ガス吸着量をプロットすることにより吸着等温線を得る。次いで、この窒素吸着等温線とＢＥＴ式とからＢＥＴプロットを算出し、このＢＥＴプロットを利用して比表面積を得る。なお、ＢＥＴプロットの算出には、ＢＥＴ多点法を用いる。

［第１貴金属］
第１貴金属２１１は、第１耐熱性担体２１０の表面に選択的に担持されている。ここで、「選択的に担持されている」とは、第１貴金属２１１のほぼすべてが、第１耐熱性担体２１０に担持されていることを意味している。ただし、第１耐熱性担体２１０から不可避的に脱落した第１貴金属２１１の存在を排除するものではない。

第１貴金属２１１は、ロジウム（Ｒｈ）を含んでいる。第１貴金属２１１は、Ｒｈ以外の貴金属を含んでいてもよいが、Ｒｈのみを含んでいることが好ましい。第１耐熱性担体２１０が、Ｒｈのみを選択的に担持していると、Ｒｈと、Ｒｈ以外の貴金属とが、第１耐熱性担体２１０上で合金を形成しにくい。ＲｈがＲｈ以外の貴金属と合金化すると、Ｒｈ及びＲｈ以外の貴金属の触媒性能が低下する傾向にある。それゆえ、第１貴金属２１１がＲｈのみを含んでいると、第１担持触媒２１の浄化性能が低下しにくい。

第１貴金属２１１は、ＣＯ及びＨＣの酸化反応、並びにＮＯ_xの還元反応を促進する。第１貴金属２１１に含まれるＲｈは、Ｐｔ及びＰｄなどその他の貴金属と比較して、ＮＯ_x還元反応の促進に優れている。ＮＯ_xが還元剤Ｒと反応して、窒素（Ｎ₂）及び還元剤酸化物（ＲＯ_x）を生成する反応式（１）を以下に示す。

ＮＯ_x ＋ Ｒ → １／２Ｎ₂ + ＲＯ_x （１）
第１貴金属２１１は、典型的には、粒子の形態にある。第１貴金属２１１の平均粒径は、第１耐熱性担体２１０の平均粒径よりも小さい。第１貴金属２１１の平均粒径は、例えば４０ｎｍ以下であり、典型的には２０ｎｍ以下である。この平均粒径の下限値は特にないが、一例によると０．１ｎｍ以上である。第１貴金属２１１の平均粒径を小さくすると、第１貴金属２１１と排ガスとの接触効率が高まり、浄化性能が高まる傾向にある。なお、この「平均粒径」は、ＣＯパルス吸着法によって得られる値を意味している。ＣＯパルス吸着装置としては、ヘンミ計算尺株式会社製のガス吸着量測定装置などを用いることができる。

第１担持触媒２１に占める第１貴金属２１１の割合は、０．０１質量％乃至５．０質量％の範囲内にあることが好ましく、０．０１質量％乃至１．５質量％の範囲内にあることがより好ましい。第１担持触媒２１に占める第１貴金属２１１の割合を過剰に高く又は過剰に低くすると、第１担持触媒２１のＮＯ_x浄化性能が低下する傾向にある。

排ガス浄化用触媒１の単位容積当りの第１貴金属２１１の量は、０．０５ｇ／Ｌ乃至１．０ｇ／Ｌの範囲内にあることが好ましく、０．２５ｇ／Ｌ乃至０．７ｇ／Ｌの範囲内にあることがより好ましい。

［第２担持触媒］
第２担持触媒２２は、第２耐熱性担体２２０と、第２貴金属２２１とを含んでいる。第２担持触媒２２は、主に、第２耐熱性担体２２０に担持された第１ＮＯ_x吸蔵材２４とともに、ＮＯ_x吸蔵材として機能する。

排ガス浄化用触媒１に含まれるすべての担持触媒のうち、第２担持触媒２２が占める割合は最も高いことが好ましい。すなわち、排ガス浄化用触媒１に含まれる第２担持触媒２２の質量は、第１担持触媒２１の質量よりも大きく、かつ、第３担持触媒２５の質量よりも大きいことが好ましい。また、排ガス浄化用触媒１に含まれる第２担持触媒２２の質量は、第１担持触媒２１の質量と、第３担持触媒２５の質量との合計量よりも大きいことがより好ましい。

排ガス浄化用触媒１の単位容積当りの第２担持触媒２２の量は、例えば、７０ｇ／Ｌ以上であり、１００ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、１３５ｇ／Ｌ以上であることがより好ましい。排ガス浄化用触媒１の単位容積当りの第２担持触媒２２の量の上限値は特にないが、一例によると、１５０ｇ／Ｌである。第２担持触媒２２の量を多くすると、第２担持触媒２２に担持される第１ＮＯ_x吸蔵材２４の割合が高まり、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x吸蔵量を多くすることができる。

第２担持触媒２２の質量Ｍ１と、第１担持触媒２１の質量Ｍ２との比Ｍ１／Ｍ２は、例えば、４．０乃至５．５の範囲内にあることが好ましく、４．５乃至５．２５の範囲内にあることがより好ましい。

また、第２担持触媒２２の質量Ｍ１と、第３担持触媒２５の質量Ｍ３との比Ｍ１／Ｍ３は、１．０乃至２．５の範囲内にあることが好ましく、１．８乃至２．４の範囲内にあることがより好ましい。

第１触媒層２０ａに占める第２担持触媒２２の割合は、７０質量％乃至８５質量％の範囲内にあることが好ましく、７３質量％乃至８２質量％の範囲内にあることがより好ましい。

［第２耐熱性担体］
第２耐熱性担体２２０は、スピネル構造を有し、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）及びマグネシア（ＭｇＯ₂）を含む無機酸化物、すなわち、スピネル型Ａｌ−Ｍｇ系複合酸化物を含んでいる。第２耐熱性担体２２０の結晶構造は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）により確認することができる。スピネル型Ａｌ−Ｍｇ系複合酸化物は、ＮＯ_x吸蔵能に優れている。

スピネル型Ａｌ−Ｍｇ系複合酸化物は、ＣｅＯ₂、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、炭酸バリウム（ＢａＣＯ₃）又はこれらの複合酸化物を更に含んでいることが好ましい。スピネル型Ａｌ−Ｍｇ系複合酸化物がこれらの酸化物を更に含んでいると、排ガス浄化用触媒１の低温下でのＮＯ_x吸蔵能が高まる傾向にある。

このスピネル型Ａｌ−Ｍｇ系複合酸化物においてＡｌ₂Ｏ₃が占める割合は、４０質量％乃至７０質量％の範囲内にあることが好ましく、５０質量％乃至６５質量％の範囲内にあることがより好ましい。Ａｌ−Ｍｇ系複合酸化物においてＡｌ₂Ｏ₃が占める割合を高くすると、第２担持触媒２２の耐熱性が高まる傾向にある。

また、スピネル型Ａｌ−Ｍｇ系複合酸化物においてＭｇＯ₂が占める割合は、１０質量％乃至３０質量％の範囲内にあることが好ましく、１５質量％乃至２５質量％の範囲内にあることがより好ましい。

スピネル型Ａｌ−Ｍｇ系複合酸化物においてＣｅＯ₂が占める割合は、１質量％乃至１０質量％の範囲内にあることが好ましく、４．５質量％乃至６．０質量％の範囲内にあることがより好ましい。スピネル型Ａｌ−Ｍｇ系複合酸化物がＣｅＯ₂を更に含んでいると、第２耐熱性担体２２０のＮＯ_x吸蔵能が高まる傾向にある。

また、スピネル型Ａｌ−Ｍｇ系複合酸化物においてＦｅ₂Ｏ₃が占める割合は、０質量％乃至５質量％の範囲内にあることが好ましく、０質量％乃至３質量％の範囲内にあることがより好ましい。

また、スピネル型Ａｌ−Ｍｇ系複合酸化物においてＢａＣＯ₃が占める割合は、０質量％乃至１０質量％の範囲内にあることが好ましく、０質量％乃至５質量％の範囲内にあることがより好ましい。

第２耐熱性担体２２０のＮＯ_x吸着能は、第１及び第３耐熱性担体と比較してより高い。各耐熱性担体のＮＯ_x吸着能は、以下の方法により求めることができる。先ず、各耐熱性担体材料を１〜２ｍｍのペレットに成型して、サンプルを作成する。次いで、０．５ｇのサンプルを模擬ガス反応装置にセットする。次いで、このサンプルを５００℃まで加熱したのち、ＣＯを混合させたＮ₂ガスを５分間供給して前処理を行う。次いで、供給するガスをＮ₂ガスに切り替えて、サンプルの温度を２００℃にまで下げる。次いで、供給するガスをＮＯ₂とＯ₂とを含むＮ₂ガスに切替え、一定時間にわたってサンプルに供給して、サンプル下流側のガスに含まれるＮＯ_xの質量を測定する。次いで、この一定時間における各期間ごとのサンプル下流側のガスに含まれるＮＯ_xの質量と、供給ガスに含まれるＮＯ_xの質量との差を積算し、サンプルのＮＯ_x吸蔵量を求める。

第２耐熱性担体２２０の平均粒径は、例えば、３μｍ乃至３０μｍの範囲内にあり、典型的には、３μｍ乃至１５μｍの範囲内にある。なお、この平均粒径は、上述した第１耐熱性担体２１０の平均粒径の測定方法と同様の方法で求めることができる。

第２耐熱性担体２２０のＢＥＴ比表面積は、第１耐熱性担体２１０のＢＥＴ比表面積よりも大きく、また、第３耐熱性担体２５０のＢＥＴ比表面積よりも大きいことが好ましい。第２耐熱性担体２２０のＢＥＴ比表面積は、例えば、５０ｍ²／ｇ以上であり、８０ｍ²／ｇ以上であることが好ましく、１００ｍ²／ｇ以上であることがより好ましく、１３０ｍ²／ｇ以上であることが更に好ましい。第２耐熱性担体２２０のＢＥＴ比表面積が大きいと、第２耐熱性担体２２０に担持される、第２貴金属２２１と、第１ＮＯ_x吸蔵材２４との分散性が高まり、酸化性雰囲気下において、第２担持触媒２２のＮＯ_x吸蔵能が高まる傾向にある。

このＢＥＴ比表面積の上限値は特にないが、一例によると、１８０ｍ²／ｇ以下であり、典型的には、１５５ｍ²／ｇ以下である。なお、このＢＥＴ比表面積は、上述した第１耐熱性担体２１０のＢＥＴ比表面積の測定方法と同様の方法で求めることができる。

［第２貴金属］
第２貴金属２２１は、第２耐熱性担体２２０の表面に選択的に担持されている。第２貴金属２２１は、ＣＯ及びＨＣの酸化反応、並びにＮＯ_xの還元反応を促進する。

第２貴金属２２１は、Ｐｔを含んでいる。第２貴金属２２１は、Ｐｔ以外の貴金属を含んでいてもよいが、Ｐｔのみを含んでいることが好ましい。第２耐熱性担体２２０が、Ｐｔのみを選択的に担持していると、第２担持触媒２２のＮＯ_x吸蔵能が高まる傾向にある。

Ｐｔは、酸化性雰囲気下において、Ｐｄ及びＲｈなどその他の貴金属と比較して、一酸化窒素（ＮＯ）を酸化してＮＯ₂を生成させる反応の促進に優れている。ＮＯ₂は、ＮＯよりもＮＯ_x吸蔵材に吸蔵されやすい。それゆえ、Ｐｔが担持された第２耐熱性担体２２０は、Ｐｔが担持されていない担体と比較して、ＮＯ_x吸蔵能をより高めることができる。

第２貴金属２２１は、典型的には、粒子の形態にある。第２貴金属２２１の平均粒径は、第２耐熱性担体２２０の平均粒径よりも小さい。第２貴金属２２１の平均粒径は、３０ｎｍ以下であり、１０ｎｍ以下であることがより好ましい。この平均粒径の下限値は特にないが、一例によると０．１ｎｍ以上である。第２貴金属２２１の平均粒径を小さくすると、第２貴金属２２１と排ガスとの接触効率が高まり、浄化性能が高まる傾向にある。なお、この平均粒径は、上述した第１貴金属２１１の平均粒径の測定方法と同様の測定方法で求めることができる。

排ガス浄化用触媒１に含まれる白金の全質量Ｐｔ_Aに占める第２担持触媒２２に含まれる白金の質量Ｐｔ₂の割合、すなわち、Ｐｔ率（Ｐｔ₂／Ｐｔ_A）は、１５質量％乃至３５質量％の範囲内にある。Ｐｔ率（Ｐｔ₂／Ｐｔ_A）がこの範囲内にあると、主に後述する第３担持触媒２５の働きにより生成されるＮＯ₂量と、主に第２担持触媒２２の働きにより貯蔵されるＮＯ₂量とのバランスが調整されるため、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x吸蔵率を高めることができる。すなわち、Ｐｔ率（Ｐｔ₂／Ｐｔ_A）が過剰に高い場合、第２担持触媒２２のＮＯ_x吸蔵能は高まるが、第３担持触媒２５のＮＯ_x生成能が低下するため、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x吸蔵量は低下する傾向にある。また、Ｐｔ率（Ｐｔ₂／Ｐｔ_A）が過剰に低い場合、第３担持触媒２５のＮＯ_x生成能は高まるが、第２担持触媒２２のＮＯ_x吸蔵能が低下するため、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x吸蔵量は低下する傾向にある。Ｐｔ率（Ｐｔ₂／Ｐｔ_A）は、２０質量％乃至３５質量％の範囲内にあることがより好ましい。

第２担持触媒２２に占める第２貴金属２２１の割合は、０．１質量％乃至１．０質量％の範囲内にあることが好ましく、０．２質量％乃至０．５質量％の範囲内にあることがより好ましい。第２担持触媒２２に占める第２貴金属２２１の割合を過剰に高く又は過剰に低くすると、第２担持触媒２２のＮＯ_x吸蔵能が低下する傾向にある。

排ガス浄化用触媒１の単位容積当りの第２貴金属２２１の量は、例えば、０．１ｇ／Ｌ乃至１．０ｇ／Ｌの範囲内にあり、好ましくは、０．２ｇ／Ｌ乃至０．５ｇ／Ｌの範囲内にある。

［第１ＮＯ_x吸蔵材］
第１ＮＯ_x吸蔵材２４は、典型的には、バリウム（Ｂａ）、カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）及びセリウム（Ｃｅ）からなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を含む炭酸塩若しくは酸化物を含んでいる。

Ｃｅを含む酸化物の結晶構造は、非晶質であることが好ましい。また、Ｃｅを含む酸化物のＢＥＴ比表面積は、１２０ｍ²／ｇ以上であることが好ましい。このＢＥＴ比表面積の上限値は特にないが、一例によると、２００ｍ²／ｇ以下である。なお、このＢＥＴ比表面積は、上述した第１耐熱性担体２１０のＢＥＴ比表面積の測定方法と同様の方法で求めることができる。また、Ｃｅを含む酸化物におけるＣｅＯ₂の割合は、典型的には、７０質量％以上である。

第１ＮＯ_x吸蔵材２４は、典型的には、第１及び第２担持触媒に担持されている。第１ＮＯ_x吸蔵材２４は、典型的には、粒子の形態にある。第１ＮＯ_x吸蔵材２４の平均粒径は、第１及び第２耐熱性担体よりも小さい。第１ＮＯ_x吸蔵材２４の平均粒径は、５ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以下であることが更に好ましい。第１ＮＯ_x吸蔵材２４の平均粒径の下限値は特にないが、一例によると、０．１ｎｍ以上である。第１ＮＯ_x吸蔵材２４の平均粒径を小さくすると、第１ＮＯ_x吸蔵材２４と排ガスとの接触効率が高まり、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x吸蔵量が高まる傾向にある。なお、第１ＮＯ_x吸蔵材２４の平均粒径は、上述した第１耐熱性担体２１０の平均粒径の測定方法と同様の方法により求めることができる。

第１ＮＯ_x吸蔵材２４は、酸化性雰囲気下においてＮＯ_xを吸蔵し、還元性雰囲気下においてＮＯ_xを放出する。第１ＮＯ_x吸蔵材２４のＮＯ_x吸蔵放出機構について、以下に詳細を説明する。

先ず、第１ＮＯ_x吸蔵材２４は、酸化性雰囲気下において、排ガス中のＣＯと反応して、炭酸塩を生成する。そして、第１ＮＯ_x吸蔵材２４の炭酸塩は、排ガス中のＮＯ₂と反応して、硝酸塩を生成する。すなわち、排ガス中のＮＯ_xは、硝酸塩の形態で、第１ＮＯ_x吸蔵材２４に吸蔵される。

第１ＮＯ_x吸蔵材２４のＮＯ_x吸蔵機構の一例として、炭酸バリウム（ＢａＣＯ₃）が、ＮＯ₂及びＯ₂から硝酸バリウム（Ｂａ(ＮＯ₃)₂）を生成する反応式（２）と、炭酸カリウム（Ｋ₂ＣＯ₃）が、ＮＯ₂及びＯ₂から硝酸カリウム（ＫＮＯ₃）を生成する反応式（３）とを以下に示す。

ＢａＣＯ₃ ＋ ２ＮＯ₂ ＋ １／２Ｏ₂ → Ｂａ(ＮＯ₃)₂ ＋ ＣＯ₂ （２）
Ｋ₂ＣＯ₃ ＋ ２ＮＯ₂ ＋ １／２Ｏ₂ → ２ＫＮＯ₃ ＋ ＣＯ₂ （３）
次に、第１ＮＯ_x吸蔵材２４の硝酸塩は、還元性雰囲気下において、還元剤Ｒと反応して、ＮＯ_xを放出する。第１ＮＯ_x吸蔵材２４のＮＯ_x放出機構の一例として、Ｂａ(ＮＯ₃)₂が、還元剤Ｒと反応して、酸化バリウム（ＢａＯ）及び還元剤酸化物（ＲＯ）を生成する反応式（４）と、ＫＮＯ₃が、還元剤Ｒと反応して、酸化カリウム（Ｋ₂Ｏ）、及びＲＯを生成する反応式（５）とを以下に示す。

Ｂａ(ＮＯ₃)₂ ＋ ２Ｒ → ２ＮＯ_x ＋ ＢａＯ ＋ ２ＲＯ_2.5-x （４）
ＫＮＯ₃ ＋ Ｒ → ＮＯ_x ＋ １／２Ｋ₂Ｏ ＋ ＲＯ_2.5-x （５）
ＮＯ_xを放出した第１ＮＯ_x吸蔵材２４は、硝酸塩から、酸化物へと還元される。これにより、第１ＮＯ_x吸蔵材２４のＮＯ_x吸蔵能が再生され、第１ＮＯ_x吸蔵材２４は、再びＮＯ_xを吸蔵することができる。

第１触媒層２０ａに占める第１ＮＯ_x吸蔵材２４の割合は、１０質量％乃至４０質量％の範囲内にあることが好ましく、１５質量％乃至２５質量％の範囲内にあることがより好ましい。第１触媒層２０ａに占める第１ＮＯ_x吸蔵材２４の割合を過剰に高めると、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x浄化性能が低下する傾向にある。第１触媒層２０ａに占める第１ＮＯ_x吸蔵材２４の割合を過剰に低めると、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x吸蔵量が低下する傾向にある。

排ガス浄化用触媒１の単位容積当りの第１ＮＯ_x吸蔵材２４の量は、３０ｇ／Ｌ乃至６０ｇ／Ｌの範囲内にあることが好ましく、４０ｇ／Ｌ乃至５０ｇ／Ｌの範囲内にあることがより好ましい。

［第２触媒層］
第２触媒層２０ｂは、第３担持触媒２５と、第２ＮＯ_x吸蔵材２６とを含んでいる。第２触媒層２０ｂは、主に、酸化性雰囲気下においてＮＯを酸化して、ＮＯ₂を生成する役割を担っている。

［第３担持触媒］
第３担持触媒２５は、第３耐熱性担体２５０と、第３貴金属２５１とを含んでいる。第３担持触媒２５は、主に、ＮＯを酸化してＮＯ₂を生成する役割を担っている。

第２触媒層２０ｂに占める第３担持触媒２５の割合は、６０質量％乃至９０質量％の範囲内にあることが好ましく、７０質量％乃至８０質量％の範囲内にあることがより好ましい。

排ガス浄化用触媒１の単位容積当りの第３担持触媒２５の量は、例えば、５０ｇ／Ｌ乃至８０ｇ／Ｌの範囲内にあり、好ましくは、６０ｇ／Ｌ乃至７０ｇ／Ｌの範囲内にある。

排ガス浄化用触媒１に含まれる第３担持触媒２５の量を過剰に多く又は過剰に少なくすると、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x吸蔵量が低下する傾向にある。

［第３耐熱性担体］
第３耐熱性担体２５０は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、又はチタン（Ｔｉ）を主成分とする多孔質酸化物である。第３耐熱性担体２５０は、典型的には、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂（シリカ）、ＴｉＯ₂（チタニア）、Ｌａ₂Ｏ₃（酸化ランタン）、Ｙ₂Ｏ₃（酸化イットリウム）、又はこれらの複合酸化物を含む無機酸化物からなる。第３耐熱性担体２５０は、Ａｌ₂Ｏ₃であることが好ましく、Ａｌ₂Ｏ₃を主成分とするアルミナ系複合酸化物であってもよい。アルミナ系複合酸化物に含まれるＡｌ₂Ｏ₃の割合は、７０質量％以上であることが好ましい。

第３耐熱性担体２５０は、典型的には、結晶質である。第３耐熱性担体２５０の結晶構造は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）により確認することができる。第３耐熱性担体２５０の結晶構造は、例えば、γ型（スピネル型）である。

第３耐熱性担体２５０のＮＯ_x吸着能は、第１耐熱性担体２１０のＮＯ_x吸着能と比較してより低いことが好ましい。第３耐熱性担体２５０のＮＯ_x吸着能が、第１耐熱性担体２１０のＮＯ_x吸着能より低いと、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x吸蔵能が高まる傾向にある。

第３耐熱性担体２５０の平均粒径は、例えば、５μｍ乃至３０μｍの範囲内にあり、典型的には、１０μｍ乃至１５μｍの範囲内にある。なお、この平均粒径は、上述した第１耐熱性担体２１０の平均粒径の測定方法と同様の方法で求めることができる。

第３耐熱性担体２５０のＢＥＴ比表面積は、８０ｍ²／ｇ以上であることが好ましく、１２０ｍ²／ｇ以上であることが更に好ましい。第３耐熱性担体２５０のＢＥＴ比表面積が大きいと、第３担持触媒２５に担持される、第３貴金属２５１及び第２ＮＯ_x吸蔵材２６の分散性が高まり、ＮＯ_x吸蔵能が高まる傾向にある。このＢＥＴ比表面積の上限値は特にないが、一例によると、２００ｍ²／ｇ以下であり、典型的には、１８０ｍ²／ｇ以下である。なお、このＢＥＴ比表面積は、上述した第１耐熱性担体２１０のＢＥＴ比表面積の測定方法と同様の方法で求めることができる。

［第３貴金属］
第３貴金属２５１は、第３耐熱性担体２５０の表面に選択的に担持されている。第３貴金属２５１は、ＣＯ及びＨＣの酸化反応、並びにＮＯ_xの還元反応を促進する。

第３貴金属２５１は、典型的には、粒子の形態にある。第３貴金属２５１は、Ｐｔ粒子２５１ａ及びＰｔ以外の貴金属粒子２５１ｂを含んでいる。Ｐｔ粒子２５１ａは、主に、酸化性雰囲気下において、ＮＯの酸化反応を促進してＮＯ₂を生成する役割を担っている。また、Ｐｔ粒子２５１ａは、酸化性雰囲気下において、排ガス中の還元剤の濃度を低下させる役割を担っている。すなわち、排ガス中にＨＣやＣＯなどの還元剤が多く含まれていると、ＮＯ₂がＮＯへと還元されて、ＮＯ₂生成量が減少する傾向にある。Ｐｔは、酸化性雰囲気下において酸化反応の促進に優れているため、ＨＣやＣＯを酸化し、排ガス中の還元剤の濃度を低下させることができる。

Ｐｔ以外の貴金属粒子２３１ｂは、ＣＯ、ＨＣ及びＮＯの酸化反応の促進に加えて、Ｐｔのシンタリングを抑制する役割を担っている。Ｐｔ以外の貴金属としては、パラジウムを用いることが好ましい。第３貴金属２５１がＰｔ及びＰｄを含んでいると、Ｐｔ及びＰｄがシンタリングしにくく、長期間の使用後であってもこれらの分散性が高い傾向にある。

また、第３貴金属２５１に含まれるＰｔの少なくとも一部と、Ｐｄの少なくとも一部とは、合金を形成していてもよい。ＰｔとＰｄとが合金化していると、Ｐｔ及びＰｄがよりシンタリングしにくい傾向にある。

第３貴金属２５１に含まれるＰｔ粒子２５１ａの平均粒径は、第２貴金属２２１の平均粒径よりも小さいことが好ましい。Ｐｔ粒子２５１ａの平均粒径は、２０ｎｍ以下であることが好ましく、１３ｎｍ以下であることがより好ましい。Ｐｔ粒子２５１ａの平均粒径の下限値は特にないが、一例によると、１ｎｍ以上である。Ｐｔ粒子２５１ａの平均粒径を小さくすると、Ｐｔ粒子２５１ａと排ガスとの接触効率が高まり、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x浄化性能が高まる傾向にある。

第３貴金属２５１に含まれるＰｔ以外の貴金属粒子２５１ｂの平均粒径は、１５ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以下であることがより好ましい。Ｐｔ以外の貴金属粒子２５１ｂの平均粒径の下限値は特にないが、一例によると、１ｎｍ以上である。Ｐｔ以外の貴金属粒子２５１ｂの平均粒径が小さいと、Ｐｔ粒子２５１ａがよりシンタリングしにくい傾向にある。

この平均粒径は、Ｘ線回折測定又はＣＯパルス吸着法を利用して求めることができる。すなわち、第３担持触媒２５に対してＸ線回折測定を行い、これによって得られる回折スペクトルからＰｔ又はＰｔ以外の貴金属のピークを選択し、シェラー式を利用して平均粒径を算出する。Ｐｔ粒子２５１ａの粒径がＸ線回折測定の検出限界以下である場合は、ＣＯパルス吸着法を利用して平均粒径を求める。即ち、第３担持触媒２５に対し、ＣＯパルス吸着法による測定を行い、これによって得られるＣＯ吸着量よりＰｔの表面積を算出する。そして、Ｐｔ粒子は粒径が同一の球状粒子であると仮定して、算出されたＰｔの表面積と、Ｐｔの質量と、Ｐｔの比重とにより、粒子の直径を求める。この直径をＰｔの平均粒径とする。なお、Ｘ線回折測定の検出限界値は、７ｎｍである。

第３貴金属２５１の質量Ｍ８と、第２貴金属２２１の質量Ｍ９との比Ｍ８／Ｍ９は、２．５乃至６の範囲内にあることが好ましい。比Ｍ８／Ｍ９がこの範囲内にあると、第２触媒層２０ｂから第１触媒層２０ａへと拡散する排ガスに含まれるＮＯ₂が、効率的に第２担持触媒２２に吸蔵されるため、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x浄化性能が高まる傾向にある。比Ｍ８／Ｍ９は、３乃至４の範囲内にあることがより好ましい。

第３貴金属２５１に含まれるＰｔの質量Ｐｔ₃は、第２貴金属２２１に含まれるＰｔの質量Ｐｔ₂よりも大きい。すなわち、排ガス浄化用触媒１に含まれるＰｔの全質量Ｐｔ_Aに占める第３担持触媒２５に含まれるＰｔの質量Ｐｔ₃の割合、すなわち、Ｐｔ率（Ｐｔ₃／Ｐｔ_A）は、６５質量％乃至８５質量％の範囲内にあることが好ましい。ここで、上述したように、この排ガス浄化用触媒１においては、第３貴金属２５１及び第２貴金属２２１のみがＰｔを含んでいることが好ましい。したがって、排ガス浄化用触媒に含まれる白金の全質量Ｐｔ_Aとは、典型的には、第２担持触媒に含まれる白金の質量Ｐｔ₂と、第３担持触媒に含まれる白金の質量Ｐｔ₃との合計を意味している。

第３担持触媒２５に占める第３貴金属２５１の割合は、０．５質量％乃至５．０質量％の範囲内にあることが好ましく、２．０質量％乃至３．０質量％の範囲内にあることがより好ましい。第３担持触媒２５に占める第３貴金属２５１の割合を過剰に高く又は過剰に低くすると、第３担持触媒２５のＮＯ_x浄化性能が低下する傾向にある。

排ガス浄化用触媒１の単位容積当りの第３貴金属２５１の量は、例えば、０．２ｇ／Ｌ乃至５．０ｇ／Ｌの範囲内にあり、好ましくは、１．０ｇ／Ｌ乃至３．０ｇ／Ｌの範囲内にある。

［第２ＮＯ_x吸蔵材］
第２ＮＯ_x吸蔵材２６としては、上述した第１ＮＯ_x吸蔵材２４と同様のものを用いることができる。第２ＮＯ_x吸蔵材２６の質量と、第１ＮＯ_x吸蔵材２４の質量とは、同じであってもよく、異ならしめてもよい。

第２触媒層２０ｂに占める第２ＮＯ_x吸蔵材２６の割合は、１０質量％乃至３０質量％の範囲内にあることが好ましく、１５質量％乃至２５質量％の範囲内にあることがより好ましい。第２触媒層２０ｂに占める第２ＮＯ_x吸蔵材２６の割合を過剰に高めると、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x浄化性能が低下する傾向にある。第２触媒層２０ｂに占める第２ＮＯ_x吸蔵材２６の割合を過剰に低めると、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x吸蔵量が低下する傾向にある。

排ガス浄化用触媒１の単位容積当りの第２ＮＯ_x吸蔵材２６の量は、例えば、５ｇ／Ｌ乃至３０ｇ／Ｌの範囲内にあり、好ましくは、１２ｇ／Ｌ乃至２４ｇ／Ｌの範囲内にある。

［その他の成分］
第１及び第２触媒層は、上述した成分以外に、バインダを更に含んでいてもよい。
バインダは、第１及び第２触媒層に含まれる構成成分同士の結合をより強固にして、触媒の耐久性を向上させる。バインダとしては、例えば、アルミナゾル、チタニアゾル、シリカゾル又はこれらの混合物を用いることができる。

第１触媒層２０ａに占めるバインダの割合は、１．０質量％乃至５．０質量％の範囲内にあることが好ましく、３．０質量％乃至４．０質量％の範囲内にあることがより好ましい。

第２触媒層２０ｂに占めるバインダの割合は、１．０質量％乃至５．０質量％の範囲内にあることが好ましく、３．０質量％乃至４．０質量％の範囲内にあることがより好ましい。

排ガス浄化用触媒１の単位容積当りのバインダの量は、例えば、２．０ｇ／Ｌ乃至１０ｇ／Ｌの範囲内にあり、好ましくは、５．０ｇ／Ｌ乃至１５．０ｇ／Ｌの範囲内にある。

［排ガス浄化用触媒の製造方法］
次に、この排ガス浄化用触媒１の製造方法の一例について説明する。

［第１担持触媒の調製方法］
先ず、第１担持触媒２１を調製する。具体的には、先ず、第１貴金属２１１を含む溶液と、第１耐熱性担体２１０の粉末とを混合して、十分に撹拌する。次いで、この混合液を乾燥させ、粉末を得る。次いで、大気中で４５０℃乃至５５０℃の温度で、１時間乃至３時間に渡って、得られた粉末を焼成する。このようにして、第１担持触媒２１を得る。

［第２担持触媒の調製方法］
次に、第２担持触媒２２を調製する。具体的には、先ず、第２貴金属２２１を含む溶液と、第２耐熱性担体２２０の粉末とを混合して、十分に撹拌する。次いで、この混合液を乾燥させ、粉末を得る。次いで、大気中で４５０℃乃至５５０℃の温度で、１時間乃至３時間に渡って、得られた粉末を焼成する。このようにして、第２担持触媒２２を得る。

［第３担持触媒の調製方法］
次に、第３担持触媒２５を調製する。具体的には、先ず、Ｐｔ溶液と、Ｐｔ以外の貴金属を含む溶液と、第３耐熱性担体２５０とを混合して、十分に撹拌する。次いで、この混合液を乾燥させ、粉末を得る。次いで、大気中で４５０℃乃至５５０℃の温度で、１時間乃至３時間に渡って、得られた粉末を焼成する。このようにして、第３担持触媒２５を得る。

［第１及び第２触媒層の形成］
次に、第１担持触媒２１と、第２担持触媒２２と、第１ＮＯ_x吸蔵材２４源と、水とを混合し、十分に撹拌して、第１スラリーを得る。

第１ＮＯ_x吸蔵材２４源としては、Ｂａ、Ｋ、Ｌｉ、及びＣｅからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を含む酢酸塩、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩又はこれらの混合物を用いることができる。

次に、この第１スラリーをハニカム基材１０にコートし、９０℃乃至２５０℃の範囲内の温度で、５分乃至３時間にわたって加熱して、コート層を乾燥させる。次いで、４５０℃乃至５５０℃の範囲内の温度で、１時間乃至３時間にわたってこの基材１０を焼成する。このようにして、基材１０上に第１触媒層２０ａを形成する。

次に、第３担持触媒２５と、第２ＮＯ_x吸蔵材２６源と、水とを混合し、十分に撹拌して、第２スラリーを得る。第２ＮＯ_x吸蔵材２６源としては、第１ＮＯ_x吸蔵材２４源と同様のものを用いることができる。

次に、この第２スラリーを第１触媒層２０ａが形成されたハニカム基材１０にコートし、９０℃乃至２５０℃の範囲内の温度で、５分乃至３時間にわたって加熱して、コート層を乾燥させる。次いで、４５０℃乃至５５０℃の範囲内の温度で、１時間乃至３時間にわたってこの基材１０を焼成する。このようにして、第１触媒層２０ａ上に第２触媒層２０ｂを形成する。

［ＮＯ_x浄化機構］
以上のようにして得られる排ガス浄化用触媒１は、優れたＮＯ_x吸蔵能を達成可能である。したがって、この排ガス浄化用触媒１は、優れたＮＯ_x浄化性能をも達成可能である。その理由は、例えば、以下に説明する通りであると考えられる。ここでは、燃焼機関がリーンバーンエンジンであるとして説明する。

リーンバーンエンジンは、通常走行時に、空燃比が理論空燃比よりも大きい混合気を燃焼室へ供給するエンジンである。それゆえ、通常走行時のリーンバーンエンジンの排ガスは、ＣＯ及びＨＣの濃度が比較的低く、Ｏ₂及びＮＯ_xの濃度が比較的高い。

図１及び図２に示す排ガス浄化用触媒１に含まれる触媒層２０は、第１触媒層２０ａ及び第２触媒層２０ｂからなる２層構造を有している。したがって、通常走行時にリーンバーンエンジンから排出された排ガスは、先ず、第１触媒層２０ａ上に設けられた第２触媒層２０ｂ内に拡散する。第２触媒層２０ｂ内に拡散した排ガスに含まれるＮＯの少なくとも一部は、第３担持触媒２５に担持された第３貴金属２５１により、ＮＯ₂へと酸化される。ＮＯ₂の少なくとも一部は、第３担持触媒２５に担持された第２ＮＯ_x吸蔵材２６と反応して、硝酸塩を生成する。

また、第２触媒層２０ｂ内に拡散した排ガスに含まれるＣＯ、ＨＣ及びＮＯ_xの少なくとも一部は、第３担持触媒２５によりＨ₂Ｏ又はＣＯ₂へと酸化されるか、又は、Ｎ₂へと還元され、第２触媒層２０ｂから大気中に排出される。

上述したように、第３担持触媒２５は、Ｐｔを含んでいる。そして、Ｐｔは、特に酸化性雰囲気下において酸化反応の促進に優れた触媒である。したがって、Ｐｔは、排ガス中のＮＯのＮＯ₂への酸化を促進するとともに、ＨＣやＣＯなどの還元剤の酸化を促進して、ＮＯ₂の還元反応を生じにくくする。それゆえ、第３担持触媒２５は、排ガス中のＮＯを効率よくＮＯ₂に酸化することができる。

次に、第２触媒層２０ｂを通過した排ガスは、第１触媒層２０ａ内へと拡散する。第２触媒層２０ｂを通過した排ガスに含まれるＮＯの濃度は、第２触媒層２０ｂを通過する前の排ガスに含まれるＮＯの濃度よりも低く、第２触媒層２０ｂを通過した排ガスに含まれるＮＯ₂の濃度は、第２触媒層２０ｂを通過する前の排ガスに含まれるＮＯ₂の濃度よりも高い傾向にある。

第１触媒層２０ａへと拡散したＮＯの少なくとも一部は、第１触媒層２０ａに含まれる第１及び第２担持触媒に担持された貴金属により、ＮＯ₂へと酸化される。この第１及び第２担持触媒上で生成したＮＯ₂は、それぞれ、第１及び第２担持触媒に担持された第２ＮＯ_x吸蔵材２４と反応して、硝酸塩を生成する。また、第２触媒層２０ｂから第１触媒層２０ａへと拡散したＮＯ₂の少なくとも一部は、第１及び第２担持触媒に担持された第２ＮＯ_x吸蔵材２４と反応して、硝酸塩を生成する。

また、第１触媒層２０ａ内へと拡散した排ガスに含まれるＣＯ及びＨＣの少なくとも一部は、第１及び第２担持触媒に担持された貴金属によりＣＯ₂及びＨ₂Ｏへとそれぞれ酸化され、第１触媒層２０ａ内へと拡散した排ガスに含まれるＮＯ_xの少なくとも一部は、第１及び第２担持触媒に担持された貴金属によりＮ₂へと還元されて、第１触媒層２０ａから第２触媒層２０ｂを介して大気中に排出される。

ここで、排ガス浄化用触媒１に含まれる白金の全質量Ｐｔ_Aに占める第２担持触媒２２に含まれる白金の質量Ｐｔ₂の割合、すなわち、Ｐｔ率（Ｐｔ₂／Ｐｔ_A）は、１５質量％乃至３５質量％の範囲内にある。なお、典型的には、白金は第２及び第３担持触媒のみが含んでいる。したがって、この場合、排ガス浄化用触媒に含まれる白金の全質量Ｐｔ_Aとは、第２担持触媒に含まれる白金の質量Ｐｔ₂と、第３担持触媒に含まれる白金の質量Ｐｔ₃との合計を意味している。また、第２担持触媒２２は、その担体として、ＮＯ_x吸蔵能を有するスピネル型Ａｌ−Ｍｇ系複合酸化物を含んでいる。

上記の通り、Ｐｔは、ＮＯのＮＯ₂への酸化を促進する役割を果たす。また、上記の通り、第２担持触媒２２が含んでいるＰｔは、第２耐熱性担体２２０のＮＯ_x吸蔵能を高める役割も果たす。Ｐｔ率（Ｐｔ₂／Ｐｔ_A）が上記の範囲内にあると、第３担持触媒２５のＮＯ₂生成速度と、第２担持触媒２２のＮＯ₂吸蔵速度との釣り合いが良好となり、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x吸蔵量を最大限に高めることができる。

それゆえ、このような構成を採用することにより、排ガス浄化用触媒１は、酸化性雰囲気の排ガス供給時に、大量のＮＯ_xを吸蔵することができる。したがって、この排ガス浄化用触媒１は、排ガスの温度が比較的低温であってもＮＯ_x吸蔵量が多く、燃焼機関から外部へと排出されるＮＯ_xの量を少なくすることができる。

また、リーンバーンエンジンシステムにおいては、排ガス浄化用触媒１が吸蔵したＮＯ_xを浄化するために、リッチスパイク処理を行う。リッチスパイク処理は、リーンバーンエンジンの燃焼室に供給される混合気の空燃比を理論空燃比よりも小さくする処理である。リッチスパイク処理の具体例としては、運転条件又はエンジン制御により、燃焼室に過剰な燃料を供給して、燃焼室内の混合気の空燃比を小さくする処理を挙げることができる。

このリッチスパイク処理により、排ガス浄化用触媒１には、リーンバーンエンジンから還元性の排ガスが供給される。この還元性の排ガスは、ＣＯ及びＨＣの濃度が比較的高く、Ｏ₂及びＮＯ_xの濃度が比較的低い。

この還元性の排ガスは、先ず、第２触媒層２０ｂ内へと拡散する。排ガス中に含まれるＣＯ及びＨＣの少なくとも一部は、第３担持触媒２５上で還元剤としてはたらき、第２ＮＯ_x吸蔵材２６の硝酸塩を還元する。この還元反応により、第２ＮＯ_x吸蔵材２６からＮＯ_xが放出されるとともに、第２ＮＯ_x吸蔵材２６のＮＯ_x吸蔵能が回復する。第２ＮＯ_x吸蔵材２６から放出されたＮＯ_xの少なくとも一部は、第３担持触媒２５に担持された第３貴金属２５１上で、ＣＯ及びＨＣを還元剤としてＮ₂に還元される。

また、第２触媒層２０ｂ内を拡散する排ガスに含まれるＣＯ及びＨＣの少なくとも一部は、第３担持触媒２５に担持された第３貴金属２５１によりＣＯ₂及びＨ₂Ｏへとそれぞれ酸化され、第２触媒層２０ｂ内を拡散する排ガスに含まれるＮＯ_xの少なくとも一部は、第３担持触媒２５に担持された第３貴金属２５１によりＮ₂へと還元されて、第２触媒層２０ｂから大気中に排出される。

次に、第２触媒層２０ｂを通過した排ガスは、第１触媒層２０ａへと拡散する。第２触媒層２０ｂ内を拡散した排ガスは、第２触媒層２０ｂ内を拡散する前の排ガスと比較して、ＣＯ及びＨＣの濃度が低く、ＮＯ_xの濃度が高い。

第１触媒層２０ａ内へと拡散したＣＯ及びＨＣの少なくとも一部は、第１及び第２担持触媒に担持された貴金属上で還元剤としてはたらき、第１ＮＯ_x吸蔵材２４の硝酸塩を還元する。この還元反応により、第１ＮＯ_x吸蔵材２４からＮＯ_xが放出されるとともに、第１ＮＯ_x吸蔵材２４のＮＯ_x吸蔵能が回復する。第１ＮＯ_x吸蔵材２４から放出されたＮＯ_xの少なくとも一部は、第１及び第２担持触媒に担持された貴金属上でＣＯ及びＨＣを還元剤として、Ｎ₂に還元される。

また、第１触媒層２０ａ内へと拡散した排ガスに含まれるＣＯ及びＨＣの少なくとも一部は、第１及び第２担持触媒に担持された貴金属によりＨ₂Ｏ及びＣＯ₂へとそれぞれ酸化され、第１触媒層２０ａ内へと拡散した排ガスに含まれるＮＯ_xの少なくとも一部は、第１及び第２担持触媒に担持された貴金属によりＮ₂へと還元されて、第１触媒層２０ａから第２触媒層２０ｂを介して大気中に排出される。

上述したように、第１担持触媒２１に担持されたＲｈは、高いＮＯ_x浄化性能を有している。また、第１触媒層２０ａにおいて、第１担持触媒２１と第２担持触媒２２とは、均一に混合されている。したがって、第１担持触媒２１の少なくとも一部と第２担持触媒２２の少なくとも一部とは、隣接している可能性が高い。それゆえ、第１担持触媒２１は、自身が放出したＮＯ_xに加えて、第２担持触媒２２が放出した大量のＮＯ_xの少なくとも一部も還元することができる。

このような構成を採用することにより、排ガス浄化用触媒１は、還元性雰囲気の排ガス供給時に、大量のＮＯ_xをＮ₂に還元することができる。したがって、この排ガス浄化用触媒は、比較的低温の排ガス供給時においても多量のＮＯ_xを吸蔵することが可能であり、高いＮＯ_x浄化性能を実現することができる。

この排ガス浄化用触媒１は、Ｒｈを主に担持する第１担持触媒２１と、Ｐｔを主に担持する第２担持触媒２２と、Ｐｔ及びＰｔ以外の貴金属を主に担持する第３担持触媒２５という３種類の担持触媒を含んでいる。そして、第１及び第２担持触媒は第１触媒層２０ａに含まれ、第３担持触媒２５は、第１触媒層２０ａよりも排ガスに近い第２触媒層２０ｂに含まれている。

このように、３種類の担持触媒に主に担持される貴金属の種類をそれぞれ異ならしめること、及び、第１担持触媒２１及び第２担持触媒２２と、第３担持触媒２５とを異なる層に配置することにより、第１触媒層２０ａが担う主要な役割と、第２触媒層２０ｂが担う主要な役割とを異ならしめることができる。そして、第１触媒層２０ａが担う主要な役割をＮＯ_xの貯蔵と還元とし、第２触媒層２０ｂが担う主要な役割をＮＯの酸化とすることにより、排ガス浄化用触媒１のＮＯ_x吸蔵能をより高めることができる。

［その他の構成］
この排ガス浄化用触媒１の構成には、上述した構成以外にも様々な変形が可能である。

［変形例］
図３は、図１及び図２に示す排ガス浄化用触媒の変形例を概略的に示す断面図である。この排ガス浄化用触媒１は、触媒層２０が、単層構造を有していること以外は、図１及び図２に示す排ガス浄化用触媒１と同様の構成を採用した排ガス浄化用触媒１である。

このような構成を採用した場合、複数の触媒層を有する構造を採用した場合と比較して、比較的高温の排ガス供給時のＮＯ_x吸蔵量をより高めることができる。すなわち、このような構成を採用した場合、触媒層２０において、第１担持触媒２１と、第２担持触媒２２と、第３担持触媒２５とは、比較的均一に混合されている。そして、触媒層に供給される排ガスの温度が十分に高いと、各担持触媒の活性が十分に高められる。このような状態で、ＮＯ_x生成を主な役割とする第３担持触媒２５と、ＮＯ_x吸蔵を主な役割とする第２担持触媒２２とが同一層内で均一に混合されているため、多量のＮＯ_xを吸蔵することができると考えられる。

また、複数の触媒層を有する排ガス浄化用触媒１と比較して、より少ない工数で排ガス浄化用触媒１を製造することができる。すなわち、この図３に示す排ガス浄化用触媒は、第１スラリーに第３担持触媒２５を加え、第２スラリーを用いた第２触媒層の形成を省略すること以外は、上述した製造方法で得ることができる。

［排ガス浄化システム］
排ガス浄化システムは、排ガスを排出する内燃機関と、排ガスの排出経路に設置された排ガス浄化用触媒１とを含んでいる。

内燃機関としては、リーンバーンエンジン、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジンなどを用いることができる。

この排ガス浄化システムは、内燃機関及び排ガス浄化用触媒１の他に、三元触媒、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、ディーゼルパーティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、及び選択触媒還元（ＳＣＲ）システムなどを更に含んでいてもよい。

三元触媒及びＤＯＣは、酸化性雰囲気下では、ＣＯ及びＨＣの酸化を促進し、還元性雰囲気下では、ＮＯ_xの還元反応を促進する。

三元触媒及びＤＯＣの少なくとも一方は、内燃機関と、排ガス浄化用触媒１との間に設置されることが好ましい。このような構成を採用した場合、内燃機関から排出された排ガスに含まれるＮＯの少なくとも一部は、先ず、三元触媒及びＤＯＣの少なくとも一方でＮＯ₂へと酸化される。したがって、このような構成を採用した場合、三元触媒及びＤＯＣの少なくとも一方を含まない場合と比較して、排ガス浄化用触媒１に供給される排ガスに含まれるＮＯ₂の濃度が高くなる。それゆえ、排ガス浄化用触媒１がＮＯ₂をより吸蔵しやすくなり、外部へと排出されるＮＯ₂の量を減らすことができる。

ＤＰＦは、内燃機関から排出される排ガスに含まれる粒子状物質を吸着する。ＤＰＦは、三元触媒及びＤＯＣの少なくとも一方と、排ガス浄化用触媒１との間に設置されてもよく、排ガスの流れに沿って排ガス浄化用触媒１の下流に設置されてもよい。

ＳＣＲシステムは、尿素などの還元剤を用いてＮＯ_xを浄化する。ＳＣＲシステムは、排ガスの流れに沿って排ガス浄化用触媒１の下流に設置されることが好ましい。このような構成を使用した場合、外部に排出されるＮＯ_xの量をより減らすことができる。

以下に、本発明の例を記載する。
＜例１＞
［第１担持触媒Ｓ１Ａの調製］
０．１ｇのＲｈを含む硝酸ロジウム溶液と、３０ｇのＡｌ−Ｚｒ−Ｃｅ複合酸化物ＡＺＣ１とを混合して、十分に撹拌した。なお、Ａｌ−Ｚｒ−Ｃｅ複合酸化物ＡＺＣ１に占めるＡｌ₂Ｏ₃の割合は５５質量％であり、ＣｅＯ₂の割合は２０質量％であり、ＺｒＯ₂の割合は２５質量％であった。また、Ａｌ−Ｚｒ−Ｃｅ複合酸化物ＡＺＣ１の結晶構造は、スピネル型であった。次いで、この混合液を乾燥させて、粉末を得た。次いで、大気中で５００℃の温度で１時間に渡って、得られた粉末を焼成した。このようにして、第１担持触媒Ｓ１Ａを得た。

［第２担持触媒Ｓ２Ａの調製］
０．４６ｇのＰｔを含む硝酸白金溶液と、１４０ｇのスピネル型Ａｌ−Ｍｇ複合酸化物ＡＭ１とを混合して、十分に撹拌した。なお、スピネル型Ａｌ−Ｍｇ複合酸化物ＡＭ１のＢＥＴ比表面積は、１５０ｍ²／ｇであった。また、スピネル型Ａｌ−Ｍｇ複合酸化物ＡＭ１に占めるＡｌ₂Ｏ₃の割合は８０質量％であり、ＭｇＯ₂の割合は２０質量％であった。次いで、この混合液を乾燥させて、粉末を得た。次いで、大気中で５００℃の温度で１時間に渡って、得られた粉末を焼成した。このようにして、第２担持触媒Ｓ２Ａを得た。

［第３担持触媒Ｓ３Ａの調製］
１．４６ｇのＰｔを含む硝酸Ｐｔ溶液と、０．２２ｇのＰｄを含む硝酸Ｐｄ溶液と、６０ｇのアルミナＡＯ１とを混合して、十分に撹拌した。なお、アルミナＡＯ１の結晶構造は、γ型（スピネル型）であった。次いで、この混合液を乾燥させて、粉末を得た。次いで、大気中で５００℃の温度で１時間に渡って、得られた粉末を焼成した。このようにして、第３担持触媒Ｓ３Ａを得た。

［触媒Ａの製造］
第１担持触媒Ｓ１Ａの全量と、第２担持触媒Ｓ２Ａの全量と、８．５ｇのバインダと、酢酸バリウムと、５００ｇのイオン交換水とを混合して、第１スラリーを得た。次いで、この第１スラリーを、モノリスハニカム担体に塗布し、２５０℃の温度で１時間乾燥させた後、５００℃の温度で１時間焼成して、第１触媒層を得た。なお、モノリスハニカム担体の容積は１Ｌであった。また、第１触媒層の単位容積当りのコート量は、２２０ｇ／Ｌであった。

次に、第３担持触媒Ｓ３Ａの全量と、３ｇのバインダと、酢酸バリウムと、２００ｇのイオン交換水とを混合して、第２スラリーを得た。次いで、この第２スラリーを、第１触媒層が設けられたモノリスハニカム担体に塗布し、２５０℃の温度で１時間乾燥させた後、５００℃の温度で１時間焼成して、第２触媒層を得た。なお、第２触媒層の単位容積当りのコート量は、９０ｇ／Ｌであった。

このようにして、排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を触媒Ａという。

＜例２＞
［第２担持触媒Ｓ２Ｂの調製］
硝酸白金溶液に含まれるＰｔの量を０．４６ｇから０．３ｇに変更したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第２担持触媒Ｓ２Ｂを得た。

［第３担持触媒Ｓ３Ｂの調製］
硝酸白金溶液に含まれるＰｔの量を１．４６ｇから１．６２ｇに変更したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第３担持触媒Ｓ３Ｂを得た。

［触媒Ｂの製造］
第２担持触媒Ｓ２Ａ及び第３担持触媒Ｓ３Ａの代わりに、それぞれ、第２担持触媒Ｓ２Ｂ及び第３担持触媒Ｓ３Ｂを用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を触媒Ｂという。

＜例３＞
［第２担持触媒Ｓ２Ｃの調製］
硝酸白金溶液に含まれるＰｔの量を０．４６ｇから０．６７ｇに変更したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第２担持触媒Ｓ２Ｃを得た。

［第３担持触媒Ｓ３Ｃの調製］
硝酸白金溶液に含まれるＰｔの量を１．４６ｇから１．２５ｇに変更したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第３担持触媒Ｓ３Ｃを得た。

［触媒Ｃの製造］
第２担持触媒Ｓ２Ａ及び第３担持触媒Ｓ３Ａの代わりに、それぞれ、第２担持触媒Ｓ２Ｃ及び第３担持触媒Ｓ３Ｃを用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を触媒Ｃという。

＜例４＞
［第２担持触媒Ｓ２Ｄの調製］
スピネル型Ａｌ−Ｍｇ複合酸化物ＡＭ１の量を１４０ｇから７０ｇに変更したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第２担持触媒Ｓ２Ｄを得た。

［第３担持触媒Ｓ３Ｄの調製］
アルミナＡＯ１の量を６０ｇから１３０ｇに変更したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第３担持触媒Ｓ３Ｄを得た。

［触媒Ｄの製造］
第２担持触媒Ｓ２Ａ及び第３担持触媒Ｓ３Ａの代わりに、それぞれ、第２担持触媒Ｓ２Ｄ及び第３担持触媒Ｓ３Ｄを用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を触媒Ｄという。

＜例５＞
［第２担持触媒Ｓ２Ｅの調製］
スピネル型Ａｌ−Ｍｇ複合酸化物ＡＭ１の量を１４０ｇから１００ｇに変更したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第２担持触媒Ｓ２Ｅを得た。

［第３担持触媒Ｓ３Ｅの調製］
アルミナＡＯ１の量を６０ｇから１１０ｇに変更したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第３担持触媒Ｓ３Ｅを得た。

［触媒Ｅの製造］
第２担持触媒Ｓ２Ａ及び第３担持触媒Ｓ３Ａの代わりに、それぞれ、第２担持触媒Ｓ２Ｅ及び第３担持触媒Ｓ３Ｅを用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を触媒Ｅという。

＜例６＞
［第１担持触媒Ｓ１Ｆの調製］
Ａｌ−Ｚｒ−Ｃｅ複合酸化物ＡＺＣ１の代わりにジルコニアＺＲ１を用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第１担持触媒Ｓ１Ｆを得た。なお、ジルコニアＺＲ１の結晶構造は、単斜晶型であった。

［触媒Ｆの製造］
第１担持触媒Ｓ１Ａの代わりに第１担持触媒Ｓ１Ｆを用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を触媒Ｆという。

＜例７＞
［触媒Ｇの製造］
第１担持触媒Ｓ１Ａの全量と、第２担持触媒Ｓ２Ａの全量と、第３担持触媒Ｓ３Ａの全量と、２ｍｏｌのバリウムを含む酢酸バリウムと、５００ｇのイオン交換水とを混合して、スラリーを得た。次いで、このスラリーを、モノリスハニカム担体に塗布し、２５０℃の温度で１時間乾燥させた後、５００℃の温度で１時間焼成して、排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を触媒Ｇという。なお、モノリスハニカム担体の容積は１Ｌであった。また、第１触媒層の単位容積当りのコート量は、２９０ｇ／Ｌであった。

＜例８＞
［第２担持触媒Ｓ２Ｈの調製］
白金を省略したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第２担持触媒Ｓ２Ｈを得た。

［第３担持触媒Ｓ３Ｈの調製］
硝酸白金溶液に含まれるＰｔの量を１．４６ｇから１．９２ｇに変更したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第３担持触媒Ｓ３Ｈを得た。

［触媒Ｈの製造］
第２担持触媒Ｓ２Ａ及び第３担持触媒Ｓ３Ａの代わりに、それぞれ、第２担持触媒Ｓ２Ｈ及び第３担持触媒Ｓ３Ｈを用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を触媒Ｈという。

＜例９＞
［第２担持触媒Ｓ２Ｉの調製］
硝酸白金溶液に含まれるＰｔの量を０．４６ｇから０．１９ｇに変更したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第２担持触媒Ｓ２Ｉを得た。

［第３担持触媒Ｓ３Ｉの調製］
硝酸白金溶液に含まれるＰｔの量を１．４６ｇから１．７３ｇに変更したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第３担持触媒Ｓ３Ｉを得た。

［触媒Ｉの製造］
第２担持触媒Ｓ２Ａ及び第３担持触媒Ｓ３Ａの代わりに、それぞれ、第２担持触媒Ｓ２Ｉ及び第３担持触媒Ｓ３Ｉを用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を触媒Ｉという。

＜例１０＞
［第２担持触媒Ｓ２Ｊの調製］
硝酸白金溶液に含まれるＰｔの量を０．４６ｇから０．７７ｇに変更したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第２担持触媒Ｓ２Ｂを得た。

［第３担持触媒Ｓ３Ｊの調製］
硝酸白金溶液に含まれるＰｔの量を１．４６ｇから１．１５ｇに変更したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第３担持触媒Ｓ３Ｊを得た。

［触媒Ｊの製造］
第２担持触媒Ｓ２Ａ及び第３担持触媒Ｓ３Ａの代わりに、それぞれ、第２担持触媒Ｓ２Ｊ及び第３担持触媒Ｓ３Ｊを用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を触媒Ｊという。

＜例１１＞
［第２担持触媒Ｓ２Ｋの調製］
硝酸白金溶液に含まれるＰｔの量を０．４６ｇから０．９６ｇに変更したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第２担持触媒Ｓ２Ｋを得た。

［第３担持触媒Ｓ３Ｋの調製］
硝酸白金溶液に含まれるＰｔの量を１．４６ｇから．９６ｇに変更したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第３担持触媒Ｓ３Ｋを得た。

［触媒Ｋの製造］
第２担持触媒Ｓ２Ａ及び第３担持触媒Ｓ３Ａの代わりに、それぞれ、第２担持触媒Ｓ２Ｋ及び第３担持触媒Ｓ３Ｋを用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を触媒Ｋという。

＜例１２＞
［第２担持触媒Ｓ２Ｌの調製］
スピネル型Ａｌ−Ｍｇ複合酸化物ＡＭ１の代わりにアルミナＡＯ１を用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第２担持触媒Ｓ２Ｌを得た。

［触媒Ｌの製造］
第２担持触媒Ｓ２Ａの代わりに第２担持触媒Ｓ２Ｌを用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を触媒Ｌという。

＜例１３＞
［第２担持触媒Ｓ２Ｍの調製］
スピネル型Ａｌ−Ｍｇ複合酸化物ＡＭ１の代わりにスピネル型Ａｌ−Ｍｇ−Ｆｅ複合酸化物ＡＭＦ１を用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第２担持触媒Ｓ２Ｍを得た。なお、スピネル型Ａｌ−Ｍｇ−Ｆｅ複合酸化物ＡＭＦ１に占めるＡｌ₂Ｏ₃の割合は６５質量％であり、ＭｇＯ₂の割合は１５質量％であり、Ｆｅ₂Ｏ₃の割合は２０質量％であった。

［触媒Ｍの製造］
第２担持触媒Ｓ２Ａの代わりに第２担持触媒Ｓ２Ｍを用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を触媒Ｍという。

＜例１４＞
［第２担持触媒Ｓ２Ｎの調製］
スピネル型Ａｌ−Ｍｇ複合酸化物ＡＭ１の代わりにスピネル型Ａｌ−Ｍｇ−Ｃｅ−Ｂａ複合酸化物ＡＭＣＢ１を用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、第２担持触媒Ｓ２Ｎを得た。なお、スピネル型Ａｌ−Ｍｇ−Ｃｅ−Ｂａ複合酸化物ＡＭＣＢ１に占めるＡｌ₂Ｏ₃の割合は６０質量％であり、ＭｇＯ₂の割合は２０質量％であり、ＣｅＯ₂の割合は７質量％であり、ＢａＣＯ₃の割合は１３質量％であった。

［触媒Ｎの製造］
第２担持触媒Ｓ２Ａの代わりに第２担持触媒Ｓ２Ｎを用いたこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、排ガス浄化用触媒を得た。以下、この排ガス浄化用触媒を触媒Ｎという。

＜排ガス浄化用触媒のＮＯ_x吸蔵量評価＞
触媒Ａ乃至Ｎについて、ＮＯ_x吸蔵量を評価した。
具体的には、先ず、触媒Ａ乃至Ｎの各々を、電気炉に設置して熱処理を行った。熱処理温度は７００℃とし、熱処理時間は５０時間とした。

次いで、熱処理後の触媒を、模擬ガス発生装置に設置した。次いで、図４に示す条件で、ＮＯ_x吸蔵量測定試験を実施した。図４は、窒素酸化物吸蔵量測定試験における時間と温度との関係を示すグラフである。図４のグラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は温度を示している。図４のＲ１及びＲ２は、前処理動作を行う期間を表し、Ｌ１及びＬ２は、ＮＯ_x吸蔵量測定を行う期間を表している。

この試験では、先ず、前処理動作として、触媒に、リッチガスを１０分間供給した。リッチガスの温度は５００℃とし、空間速度ＳＶ（１／ｈｒ）は４００００とした。また、リッチガスとしては、Ｎ₂ガスに５体積％のＣＯ₂と、５体積％のＨ₂Ｏと、７００ｐｐｍのＣ₃Ｈ₆と、１体積％のＣＯとを混合してなるガスを用いた。

次に、触媒に供給するガスを、リッチガスから２００℃のリーンガスに切り替えて、３０分間供給した。リーンガスの空間速度ＳＶ（１／ｈｒ）は４００００とした。また、リーンガスとしては、Ｎ₂ガスに５００ｐｐｍのＮＯと、１０体積％のＯ₂と、５体積％のＣＯ₂と、５体積％のＨ₂Ｏとを混合してなるガスを用いた。

次いで、触媒から排出されるガスにおけるＮＯ濃度が１５０ｐｐｍに達するまでの間に、触媒が吸蔵したＮＯ量を算出して、２００℃の温度におけるＮＯ_x吸蔵量とした。

次いで、触媒に供給するガスを、リーンガスからリッチガスに切り替えて、１０分間供給して、触媒中のＮＯ_xをパージした。次いで、触媒に供給するガスを、リッチガスから３００℃のリーンガスに切り替えて、３０分間供給した。次いで、このリーンガス供給期間において、触媒から排出されるガスのＮＯ_x濃度が１５０ｐｐｍに達するまでの間に、触媒が吸蔵したＮＯ量を算出して、３００℃の温度におけるＮＯ_x吸蔵量とした。

次いで、このリッチガスによる前処理と、リーンガスによるＮＯ_x吸蔵量測定とを繰り返して、４００℃及び５００℃の温度におけるＮＯ_x吸蔵量を測定した。

この結果を表１に示す。

上記表１において、「第１担持触媒」という見出しの下方の列の「第１耐熱性担体」と表記した列には、第１耐熱性担体の種類を記載している。

また、「第２担持触媒」という見出しの下方の列のうち、「第２耐熱性担体」と表記した列には、第２耐熱性担体の種類を記載している。「含有量（ｇ／Ｌ）」と表記した列には、単位容積当りの第２耐熱性担体の量を記載している。「Ｐｔ₂（ｇ／Ｌ）」と表記した列には、単位容積当りの第２担持触媒に含まれるＰｔの量を記載している。

また、上記表１において、「第３担持触媒」という見出しの下方の列のうち、「第３耐熱性担体」と表記した列には、第３耐熱性担体の種類を記載している。「含有量（ｇ／Ｌ）」と表記した列には、単位容積当りの第３耐熱性担体の量を記載している。「Ｐｔ₃（ｇ／Ｌ）」と表記した列には、単位容積当りの第３担持触媒に含まれるＰｔの量を記載している。「触媒層」と表記した列には、第３担持触媒が含まれる触媒層を記載している。

また、上記表１において、Ｐｔ率Ｐｔ₂／Ｐｔ_A（質量％）という見出しの下方の列には、排ガス浄化用触媒１に含まれる白金の全質量Ｐｔ_Aに占める第２担持触媒に含まれる白金の質量Ｐｔ₂の割合を記載している。

更に、上記表１において、「ＮＯ_x吸蔵量（ｍｇ／Ｌ）」という見出しの下方の列のうち、「２００℃」、「３００℃」、「４００℃」及び「５００℃」と表記した列には、それぞれ、上記の排ガス浄化用触媒の性能評価で得られた２００℃乃至５００℃の温度におけるＮＯ_x吸蔵量を記載している。

図５は、２００℃の温度における窒素酸化物吸蔵量評価試験の結果を示すグラフである。図６は、３００℃の温度における窒素酸化物吸蔵量評価試験の結果を示すグラフである。図７は、４００℃の温度における窒素酸化物吸蔵量評価試験の結果を示すグラフである。図８は、５００℃の温度における窒素酸化物吸蔵量評価試験の結果を示すグラフである。図５乃至図８は、触媒Ａ乃至触媒Ｌについて得られたデータを利用して作成している。図５乃至図８に示すグラフにおいて、縦軸は、各触媒について得られたＮＯ_x吸蔵量（ｍｇ／Ｌ）を表している。

図５乃至図８に示すように、触媒Ａ乃至触媒Ｇに係るＮＯ_x吸蔵量は、触媒Ｈ乃至触媒Ｌに係るＮＯ_x吸蔵量よりも多かった。この傾向は、特に、２００℃乃至３００℃の比較的低温の排ガス供給時に見られた。また、表１及び図５乃至図８から明らかなように、第１耐熱性担体の種類がジルコニアである触媒Ｆは、低温で特に優れたＮＯ_x吸蔵量を示した。また、表１及び図５乃至図８から明らかなように、単一層構造の触媒Ｇは、高温で特に優れたＮＯ_x吸蔵量を示した。

図９は、スピネル担体白金率と窒素酸化物吸蔵量との関係の一例を示すグラフである。。図９は、３００℃の温度における触媒Ａ乃至Ｃ及びＨ乃至Ｋについて得られたＮＯ_x吸蔵量評価結果を利用して作成している。表１及び図９から明らかなように、スピネル担体Ｐｔ率、すなわち、Ｐｔ率Ｐｔ₂／Ｐｔ_Aが１５質量％乃至３５質量％の範囲内にある触媒Ａ乃至Ｃに係るＮＯ_x吸蔵量は、Ｐｔ率Ｐｔ₂／Ｐｔ_Aが１５質量％よりも低い触媒Ｈ及びＩ、並びに、Ｐｔ率Ｐｔ₂／Ｐｔ_Aが３５質量％よりも高い触媒Ｊ及びＫと比較して多かった。

図１０は、温度と窒素酸化物吸蔵量との関係の一例を示すグラフである。図１０は、触媒Ａ及び触媒Ｈについて得られたデータを利用して作成している。図１０から明らかように、何れの排ガス温度においても、触媒ＡのＮＯ_ｘ吸蔵量は、触媒ＨのＮＯ_ｘ吸蔵量よりも多かった。
以下に、当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
［１］
基材と、前記基材に支持された触媒層とを備え、
前記触媒層は、第１耐熱性担体及び前記第１耐熱性担体に担持されたロジウムを含む第１担持触媒と、スピネル構造を有し、アルミナ及びマグネシアを含んだ無機酸化物を含む第２耐熱性担体及び前記第２耐熱性担体に担持された白金を含む第２担持触媒と、第３耐熱性担体並びに前記第３耐熱性担体に担持された白金及び白金以外の貴金属を含む第３担持触媒と、窒素酸化物吸蔵材とを含み、
前記触媒層に含まれる白金の全質量に占める前記第２担持触媒に含まれる白金の質量の割合は、１５質量％乃至３５質量％の範囲内にある排ガス浄化用触媒。
［２］
前記触媒層は、前記基材に支持された第１触媒層と、前記第１触媒層に支持された第２触媒層とを含み、前記第１触媒層は、前記第１担持触媒及び前記第２担持触媒を含み、前記第２触媒層は、前記第３担持触媒を含む項１に記載の排ガス浄化用触媒。
［３］
前記第１及び第２担持触媒は混合されており、前記窒素酸化物吸蔵材の少なくとも一部は前記第１及び第２担持触媒に担持されている項１又は２に記載の排ガス浄化用触媒。
［４］
前記第１担持触媒と、前記第２担持触媒と、前記第３担持触媒と、前記窒素酸化物吸蔵材とは混合されている項２又は３に記載の排ガス浄化用触媒。
［５］
前記第２耐熱性担体は、前記第１及び第３耐熱性担体と比較して、窒素酸化物吸着能がより高い項１乃至４の何れか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
［６］
前記スピネル構造を有し、アルミナ及びマグネシアを含む無機酸化物における前記マグネシアの割合は、５質量％乃至３０質量％の範囲内にある項１乃至５の何れか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
［７］
前記第１耐熱性担体は、ジルコニア、セリア、アルミナ、又はこれらの１以上を含んだ複合酸化物を含み、前記第３耐熱性担体は、アルミナを含んだ複合酸化物を含む項１乃至６の何れか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
［８］
前記白金以外の貴金属は、パラジウムである項１乃至７の何れか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
［９］
前記窒素酸化物吸蔵材は、バリウム、カリウム、リチウム及びセリウムからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を含む炭酸塩又は酸化物を含んでいる項１乃至８の何れか１項に記載の排ガス浄化用触媒。

１…排ガス浄化用触媒、１０…基材、２０…触媒層、２０ａ…第１触媒層、２０ｂ…第２触媒層、２１…第１担持触媒、２２…第２担持触媒、２４…第１ＮＯ_x吸蔵材、２５…第３担持触媒、２６…第２ＮＯ_x吸蔵材、２１０…第１耐熱性担体、２１１…第１貴金属、２２０…第２耐熱性担体、２２１…第２貴金属、２５０…第３耐熱性担体、２５１…第３貴金属、２５１ａ…白金粒子、２５１ｂ…白金以外の貴金属粒子。

Claims (8)

1. 基材と、前記基材に支持された触媒層とを備え、
   前記触媒層は、第１耐熱性担体及び前記第１耐熱性担体に担持されたロジウムを含む第１担持触媒と、スピネル構造を有し、アルミナ及びマグネシアを含んだ無機酸化物を含む第２耐熱性担体及び前記第２耐熱性担体に担持された白金を含む第２担持触媒と、第３耐熱性担体並びに前記第３耐熱性担体に担持された白金及び白金以外の貴金属を含む第３担持触媒と、窒素酸化物吸蔵材とを含み、
   前記触媒層に含まれる白金の全質量に占める前記第２担持触媒に含まれる白金の質量の割合は、１５質量％乃至３５質量％の範囲内にあり、
   前記第１耐熱性担体は、ジルコニアであるか、又は、アルミナとジルコニアとを含んだ複合酸化物であり、
   前記第３耐熱性担体はアルミナである排ガス浄化用触媒。
2. 前記触媒層は、前記基材に支持された第１触媒層と、前記第１触媒層に支持された第２触媒層とを含み、前記第１触媒層は、前記第１担持触媒及び前記第２担持触媒を含み、前記第２触媒層は、前記第３担持触媒を含む請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
3. 前記第１及び第２担持触媒は混合されており、前記窒素酸化物吸蔵材の少なくとも一部は前記第１及び第２担持触媒に担持されている請求項１又は２に記載の排ガス浄化用触媒。
4. 前記第１担持触媒と、前記第２担持触媒と、前記第３担持触媒と、前記窒素酸化物吸蔵材とは混合されている請求項２又は３に記載の排ガス浄化用触媒。
5. 前記第２耐熱性担体は、前記第１及び第３耐熱性担体と比較して、窒素酸化物吸着能がより高い請求項１乃至４の何れか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
6. 前記スピネル構造を有し、アルミナ及びマグネシアを含む無機酸化物における前記マグネシアの割合は、５質量％乃至３０質量％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. 前記白金以外の貴金属は、パラジウムである請求項１乃至６の何れか１項に記載の排ガス浄化用触媒。
8. 前記窒素酸化物吸蔵材は、バリウム、カリウム、リチウム及びセリウムからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を含む炭酸塩又は酸化物を含んでいる請求項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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