JP2003181290A - 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 - Google Patents
排気ガス浄化用触媒及びその製造方法Info
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 触媒成分のＰｔのシンタリングが顕著に抑制
され、経時的に安定して高い触媒性能を発揮する排気ガ
ス浄化用触媒を提供する。 【解決手段】 Ｍｏ、Ｗ、及びＲｅのうち少なくとも１
種が担持された酸化物担体上にＰｔが担持されたことを
特徴とする排気ガス浄化用触媒である。好ましくは、前
記酸化物担体がＡｌ2Ｏ3を含んでなり、担持された前記
Ｐｔの４ｆ軌道電子が７２.５ｅＶ以上の結合エネルギ
ーを有する。好ましくは、こうした排気ガス浄化用触媒
は、Ｍｏ、Ｗ、及びＲｅのうち少なくとも１種が担持さ
れた酸化物担体上にＰｔを還元析出させることによって
製造する。
され、経時的に安定して高い触媒性能を発揮する排気ガ
ス浄化用触媒を提供する。 【解決手段】 Ｍｏ、Ｗ、及びＲｅのうち少なくとも１
種が担持された酸化物担体上にＰｔが担持されたことを
特徴とする排気ガス浄化用触媒である。好ましくは、前
記酸化物担体がＡｌ2Ｏ3を含んでなり、担持された前記
Ｐｔの４ｆ軌道電子が７２.５ｅＶ以上の結合エネルギ
ーを有する。好ましくは、こうした排気ガス浄化用触媒
は、Ｍｏ、Ｗ、及びＲｅのうち少なくとも１種が担持さ
れた酸化物担体上にＰｔを還元析出させることによって
製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温雰囲気下での
触媒成分のシンタリングが顕著に抑制され、高い耐久性
能を有する触媒に関する。
触媒成分のシンタリングが顕著に抑制され、高い耐久性
能を有する触媒に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用エンジン等の内燃機関から排出
される排気ガスには、一酸化炭素(ＣＯ)、炭化水素(Ｈ
Ｃ)、窒素酸化物(ＮＯX)等が含まれ、これらの有害物質
は、一般に、白金(Ｐｔ)を主成分とする触媒成分がγ-
アルミナ等の触媒担体に担持された排気ガス浄化用触媒
によって浄化される。
される排気ガスには、一酸化炭素(ＣＯ)、炭化水素(Ｈ
Ｃ)、窒素酸化物(ＮＯX)等が含まれ、これらの有害物質
は、一般に、白金(Ｐｔ)を主成分とする触媒成分がγ-
アルミナ等の触媒担体に担持された排気ガス浄化用触媒
によって浄化される。
【０００３】こうした排気ガス浄化用触媒が、これらの
有害物質の浄化反応を効率的に促進するためには、触媒
成分が排気ガスと広い面積で接触するように、担体上に
Ｐｔ等の触媒成分が高分散に担持されることが必要であ
る。そして、この高分散の担持状態が、排気ガス雰囲気
下で経時的に維持されることが必要である。
有害物質の浄化反応を効率的に促進するためには、触媒
成分が排気ガスと広い面積で接触するように、担体上に
Ｐｔ等の触媒成分が高分散に担持されることが必要であ
る。そして、この高分散の担持状態が、排気ガス雰囲気
下で経時的に維持されることが必要である。
【０００４】例えば、自動車用エンジンの排気ガス浄化
用触媒の場合、常温と高くは約１０００℃の間で温度が
繰り返し変動し、かつ比較的ＨＣとＣＯの濃度が高くて
Ｏ2濃度が低い還元性雰囲気と、比較的ＨＣとＣＯの濃
度が低くてＯ2濃度が高い酸化性雰囲気が繰り返される
条件下で、触媒成分の高分散の担持状態が維持される必
要がある。
用触媒の場合、常温と高くは約１０００℃の間で温度が
繰り返し変動し、かつ比較的ＨＣとＣＯの濃度が高くて
Ｏ2濃度が低い還元性雰囲気と、比較的ＨＣとＣＯの濃
度が低くてＯ2濃度が高い酸化性雰囲気が繰り返される
条件下で、触媒成分の高分散の担持状態が維持される必
要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
貴金属の触媒成分には、こうした雰囲気に長期間曝され
ると、触媒成分が担体上を移動して肥大化した粒子を形
成する、いわゆるシンタリングを生じる性質がある。こ
のため、触媒成分は、排気ガスとの広い接触面積を維持
することができず、排気ガスの浄化性能が経時的に低下
するという問題がある。
貴金属の触媒成分には、こうした雰囲気に長期間曝され
ると、触媒成分が担体上を移動して肥大化した粒子を形
成する、いわゆるシンタリングを生じる性質がある。こ
のため、触媒成分は、排気ガスとの広い接触面積を維持
することができず、排気ガスの浄化性能が経時的に低下
するという問題がある。
【０００６】ところで、本出願人は、触媒成分のシンタ
リングの抑制を目的として、特開平１１−１３７９９６
号公報において、酸化物担体の細孔内に担持された貴金
属を含む排気ガス浄化用触媒を提案し、また、特開平１
０−２１６５１９号公報において、貴金属と特定のアル
カリ金属等との金属化合物が担持された触媒を提案して
いる。
リングの抑制を目的として、特開平１１−１３７９９６
号公報において、酸化物担体の細孔内に担持された貴金
属を含む排気ガス浄化用触媒を提案し、また、特開平１
０−２１６５１９号公報において、貴金属と特定のアル
カリ金属等との金属化合物が担持された触媒を提案して
いる。
【０００７】本発明は、これらの先行技術とは異なる着
想に基づき、触媒成分のＰｔのシンタリングが顕著に抑
制され、経時的に安定して高い触媒性能を発揮する排気
ガス浄化用触媒を提供することを目的とする。
想に基づき、触媒成分のＰｔのシンタリングが顕著に抑
制され、経時的に安定して高い触媒性能を発揮する排気
ガス浄化用触媒を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、Ｍｏ、
Ｗ、及びＲｅのうち少なくとも１種が担持された酸化物
担体上にＰｔが担持されたことを特徴とする排気ガス浄
化用触媒によって達成される。こうした本発明の排気ガ
ス浄化用触媒においてＰｔのシンタリングが顕著に抑制
される理由は、以下のように考えられる。
Ｗ、及びＲｅのうち少なくとも１種が担持された酸化物
担体上にＰｔが担持されたことを特徴とする排気ガス浄
化用触媒によって達成される。こうした本発明の排気ガ
ス浄化用触媒においてＰｔのシンタリングが顕著に抑制
される理由は、以下のように考えられる。
【０００９】従来の排気ガス浄化用触媒において、γ-
アルミナ等の触媒担体に担持されたＰｔは、特に高温の
酸化性雰囲気では、ＰｔはＰｔＯ2等の気体状態を呈し
得る化合物となって気相中を移動し、それによってシン
タリングが起きるものと考えられる。これに対し、Ｐｔ
が、Ｍｏ、Ｗ、及びＲｅのうち少なくとも１種が担持さ
れた酸化物担体上に担持されると、Ｐｔは、Ｍｏ、Ｗ、
又はＲｅとの親和力が大きいため、これら担体に安定し
て固定され、したがって、上記のような気体状態が生じ
ず、シンタリングが抑制されるものと考えられる。
アルミナ等の触媒担体に担持されたＰｔは、特に高温の
酸化性雰囲気では、ＰｔはＰｔＯ2等の気体状態を呈し
得る化合物となって気相中を移動し、それによってシン
タリングが起きるものと考えられる。これに対し、Ｐｔ
が、Ｍｏ、Ｗ、及びＲｅのうち少なくとも１種が担持さ
れた酸化物担体上に担持されると、Ｐｔは、Ｍｏ、Ｗ、
又はＲｅとの親和力が大きいため、これら担体に安定し
て固定され、したがって、上記のような気体状態が生じ
ず、シンタリングが抑制されるものと考えられる。
【００１０】このようなＰｔの気相中の移動が抑制され
ることは、本発明の排気ガス浄化用触媒において、Ｐｔ
の４ｆ軌道電子が、従来になく高い結合エネルギーを有
すること、好ましくは、７２.５ｅＶ以上の結合エネル
ギーを有することに対応するものと考えられる。即ち、
Ｍｏ、Ｗ、及びＲｅのうち少なくとも１種が担持された
酸化物担体上に担持されたＰｔは、下記の実施例に示す
ように、従来になく高い４ｆ軌道電子の結合エネルギー
を示すことが実証されているが、このことは、Ｐｔが、
担体上で安定な電子状態を形成し、したがって、気相中
を移動しにくい状態になるものと考えられる。
ることは、本発明の排気ガス浄化用触媒において、Ｐｔ
の４ｆ軌道電子が、従来になく高い結合エネルギーを有
すること、好ましくは、７２.５ｅＶ以上の結合エネル
ギーを有することに対応するものと考えられる。即ち、
Ｍｏ、Ｗ、及びＲｅのうち少なくとも１種が担持された
酸化物担体上に担持されたＰｔは、下記の実施例に示す
ように、従来になく高い４ｆ軌道電子の結合エネルギー
を示すことが実証されているが、このことは、Ｐｔが、
担体上で安定な電子状態を形成し、したがって、気相中
を移動しにくい状態になるものと考えられる。
【００１１】こうしたＰｔのシンタリングが抑制された
排気ガス浄化用触媒は、好ましくは、Ｍｏ、Ｗ、及びＲ
ｅのうち少なくとも１種が担持された酸化物担体上にＰ
ｔを還元析出させることによって製造することができ
る。この理由は、ゆっくりとした速度で析出する還元析
出においては、Ｐｔが、Ｐｔとの親和力の大きいＭｏ、
Ｗ、又はＲｅの上に選択的に担持されることができるた
めと考えられる。
排気ガス浄化用触媒は、好ましくは、Ｍｏ、Ｗ、及びＲ
ｅのうち少なくとも１種が担持された酸化物担体上にＰ
ｔを還元析出させることによって製造することができ
る。この理由は、ゆっくりとした速度で析出する還元析
出においては、Ｐｔが、Ｐｔとの親和力の大きいＭｏ、
Ｗ、又はＲｅの上に選択的に担持されることができるた
めと考えられる。
【００１２】図１は、このような本発明の排気ガス浄化
用触媒の構成をモデル的に示す図であり、酸化物担体の
上にＭｏ、Ｗ、及びＲｅの少なくとも１種が金属又は金
属酸化物等として担持され、その上にＰｔが担持された
状態を示す。
用触媒の構成をモデル的に示す図であり、酸化物担体の
上にＭｏ、Ｗ、及びＲｅの少なくとも１種が金属又は金
属酸化物等として担持され、その上にＰｔが担持された
状態を示す。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明は、Ｍｏ、Ｗ、及びＲｅの
うち少なくとも１種が担持された酸化物担体上にＰｔが
担持されたことを特徴とする排気ガス浄化用触媒であ
る。酸化物担体としては、アルミナ、シリカ、ジルコニ
アのような酸化物のほか、シリカ-アルミナ、ジルコニ
ア-セリア、アルミナ-セリア-ジルコニア、セリア-ジル
コニア-イットリア、ジルコニア-カルシアのような複合
酸化物からなるものが好適に使用可能である。
うち少なくとも１種が担持された酸化物担体上にＰｔが
担持されたことを特徴とする排気ガス浄化用触媒であ
る。酸化物担体としては、アルミナ、シリカ、ジルコニ
アのような酸化物のほか、シリカ-アルミナ、ジルコニ
ア-セリア、アルミナ-セリア-ジルコニア、セリア-ジル
コニア-イットリア、ジルコニア-カルシアのような複合
酸化物からなるものが好適に使用可能である。
【００１４】これらの酸化物担体にＭｏ、Ｗ、Ｒｅの少
なくとも１種を担持するのは、例えば、七モリブデン酸
六アンモニウム四水和物(ＮＨ4)6Ｍｏ7Ｏ24・４Ｈ2Ｏ、
タングステン酸アンモニウム五水和物５(ＮＨ4)2１２Ｗ
Ｏ3・５Ｈ2Ｏのような水等の溶媒に溶解する化合物の溶
液、又はこれらの化合物の混合溶液を酸化物担体の粉末
に含浸し、次いで、乾燥・焼成することによって行うこ
とができる。
なくとも１種を担持するのは、例えば、七モリブデン酸
六アンモニウム四水和物(ＮＨ4)6Ｍｏ7Ｏ24・４Ｈ2Ｏ、
タングステン酸アンモニウム五水和物５(ＮＨ4)2１２Ｗ
Ｏ3・５Ｈ2Ｏのような水等の溶媒に溶解する化合物の溶
液、又はこれらの化合物の混合溶液を酸化物担体の粉末
に含浸し、次いで、乾燥・焼成することによって行うこ
とができる。
【００１５】あるいは、三酸化モリブデンＭｏＯ3、三
酸化タングステンＷＯ3、七酸化二レニウムＲｅ2Ｏ7の
ような粉末、又はこれらの混合粉末を酸化物担体の粉末
と混合し、次いで、乾燥・焼成することによって担持す
ることもできる。
酸化タングステンＷＯ3、七酸化二レニウムＲｅ2Ｏ7の
ような粉末、又はこれらの混合粉末を酸化物担体の粉末
と混合し、次いで、乾燥・焼成することによって担持す
ることもできる。
【００１６】次いで、このＭｏ、Ｗ、及びＲｅのうち少
なくとも１種が担持された酸化物担体上にＰｔが担持さ
れる。この担持の仕方は、ジニトロジアンミン白金錯体
Ｐｔ(ＮＨ3)2(ＮＯ2)2、塩化白金酸Ｈ2ＰｔＣｌ6・６Ｈ
2Ｏ、白金アセチルアセトナートＰｔ(ａｃａｃ)2等の白
金化合物を用い、これらの化合物の溶液を酸化物担体の
粉末に含浸し、次いで、乾燥・焼成することによって行
うことができる。
なくとも１種が担持された酸化物担体上にＰｔが担持さ
れる。この担持の仕方は、ジニトロジアンミン白金錯体
Ｐｔ(ＮＨ3)2(ＮＯ2)2、塩化白金酸Ｈ2ＰｔＣｌ6・６Ｈ
2Ｏ、白金アセチルアセトナートＰｔ(ａｃａｃ)2等の白
金化合物を用い、これらの化合物の溶液を酸化物担体の
粉末に含浸し、次いで、乾燥・焼成することによって行
うことができる。
【００１７】好ましくは、Ｐｔの担持は、還元析出によ
って行う。より詳しくは、上記のＭｏ、Ｗ、及びＲｅの
うち少なくとも１種が担持された酸化物担体を水に分散
させてスラリーにし、これにジニトロジアンミン白金錯
体、塩化白金酸のような白金化合物を溶解させる。次い
で、このスラリーに、クエン酸三ナトリウム二水和物Ｃ
6Ｈ5Ｎａ3Ｏ7・２Ｈ2Ｏ、ヒドラジンＮ2Ｈ4、チオ硫酸
ナトリウムＮａ2Ｓ2Ｏ3、チオ硫酸カリウムＫ2Ｓ2Ｏ3、
チオ硫酸アンモニウム(ＮＨ4)2Ｓ2Ｏ3、亜硫酸ナトリウ
ムＮａ2ＳＯ3、水素化ホウ素ナトリウムＮａＢＨ4等の
ホウ水素化物、次亜リン酸塩、クエン酸塩、ギ酸ＣＨ2
Ｏ2、シュウ酸ＣＨ2Ｏ4等の還元剤と、L-アスコルビン
酸ナトリウムＣ6Ｈ7Ｏ6Ｎａ、エチレンジアミン四酢酸
塩等の緩衝剤を添加して白金化合物を還元し、Ｐｔの微
粒子を析出させる。
って行う。より詳しくは、上記のＭｏ、Ｗ、及びＲｅの
うち少なくとも１種が担持された酸化物担体を水に分散
させてスラリーにし、これにジニトロジアンミン白金錯
体、塩化白金酸のような白金化合物を溶解させる。次い
で、このスラリーに、クエン酸三ナトリウム二水和物Ｃ
6Ｈ5Ｎａ3Ｏ7・２Ｈ2Ｏ、ヒドラジンＮ2Ｈ4、チオ硫酸
ナトリウムＮａ2Ｓ2Ｏ3、チオ硫酸カリウムＫ2Ｓ2Ｏ3、
チオ硫酸アンモニウム(ＮＨ4)2Ｓ2Ｏ3、亜硫酸ナトリウ
ムＮａ2ＳＯ3、水素化ホウ素ナトリウムＮａＢＨ4等の
ホウ水素化物、次亜リン酸塩、クエン酸塩、ギ酸ＣＨ2
Ｏ2、シュウ酸ＣＨ2Ｏ4等の還元剤と、L-アスコルビン
酸ナトリウムＣ6Ｈ7Ｏ6Ｎａ、エチレンジアミン四酢酸
塩等の緩衝剤を添加して白金化合物を還元し、Ｐｔの微
粒子を析出させる。
【００１８】こうした還元析出によれば、Ｐｔを原子レ
ベルの単位で、実質的に全てＭｏ、Ｗ、又はＲｅの上に
析出させることが比較的容易である。次いで、好ましく
は、大気中で３００〜７００℃の温度に数時間加熱して
焼成することにより、Ｐｔを強固に担持することができ
る。
ベルの単位で、実質的に全てＭｏ、Ｗ、又はＲｅの上に
析出させることが比較的容易である。次いで、好ましく
は、大気中で３００〜７００℃の温度に数時間加熱して
焼成することにより、Ｐｔを強固に担持することができ
る。
【００１９】このようにして得られる本発明の触媒担体
において、Ｐｔ／酸化物担体の質量比は、好ましくは、
０.１〜５、より好ましくは、０.５〜３であり、Ｐｔと
Ｍｏ、Ｗ、及びＲｅのうち少なくとも１種の成分(Ｍ)の
質量比Ｐｔ／Ｍは、好ましくは、０.５〜１５、より好
ましくは、１.０〜１０である。
において、Ｐｔ／酸化物担体の質量比は、好ましくは、
０.１〜５、より好ましくは、０.５〜３であり、Ｐｔと
Ｍｏ、Ｗ、及びＲｅのうち少なくとも１種の成分(Ｍ)の
質量比Ｐｔ／Ｍは、好ましくは、０.５〜１５、より好
ましくは、１.０〜１０である。
【００２０】こうして担持されたＰｔ原子の軌道電子の
結合エネルギーは、Ｘ線光電子分光分析(ＸＰＳ)によっ
て測定することができる。この測定法において、Ｐｔ金
属の４ｆ軌道電子の結合エネルギーは７１.２ｅＶであ
り、本発明の排気ガス浄化用触媒に担持されたＰｔは、
好ましくは、７２.５ｅＶ以上、より好ましくは、７３.
０ｅＶ以上の結合エネルギーを有する。以下、実施例に
よって本発明をより具体的に説明する。
結合エネルギーは、Ｘ線光電子分光分析(ＸＰＳ)によっ
て測定することができる。この測定法において、Ｐｔ金
属の４ｆ軌道電子の結合エネルギーは７１.２ｅＶであ
り、本発明の排気ガス浄化用触媒に担持されたＰｔは、
好ましくは、７２.５ｅＶ以上、より好ましくは、７３.
０ｅＶ以上の結合エネルギーを有する。以下、実施例に
よって本発明をより具体的に説明する。
【００２１】
【実施例】実施例１
以下のようにして、Ａｌ2Ｏ3粉末に１.０質量％のＰｔ
と５.０質量％のＭｏが担持された本発明の排気ガス浄
化用触媒を調製した。イオン交換した蒸留水５００ｇ
に、９４ｇのＡｌ2Ｏ3粉末(比表面積約１８０ｍ2／ｇ)
を入れて攪拌し、このスラリーに９.２０ｇの七モリブ
デン酸六アンモニウム四水和物を添加して溶解させ、１
時間にわたって攪拌した。次いで、攪拌しながら水溶液
の温度を１００℃にし、水を蒸発させて粉末を得た。得
られた粉末を酸素気流中で６００℃×５時間の焼成に供
し、Ｍｏが担持されたＡｌ2Ｏ3粉末を得た。
と５.０質量％のＭｏが担持された本発明の排気ガス浄
化用触媒を調製した。イオン交換した蒸留水５００ｇ
に、９４ｇのＡｌ2Ｏ3粉末(比表面積約１８０ｍ2／ｇ)
を入れて攪拌し、このスラリーに９.２０ｇの七モリブ
デン酸六アンモニウム四水和物を添加して溶解させ、１
時間にわたって攪拌した。次いで、攪拌しながら水溶液
の温度を１００℃にし、水を蒸発させて粉末を得た。得
られた粉末を酸素気流中で６００℃×５時間の焼成に供
し、Ｍｏが担持されたＡｌ2Ｏ3粉末を得た。
【００２２】次いで、この粉末１００ｇを、イオン交換
した蒸留水３００ｇに入れてスラリーにし、これにジニ
トロジアンミン白金錯体の溶液(Ｐｔ濃度４.４質量％)
を２２.７３ｇ添加して２時間攪拌した。次いで、この
スラリーをろ過・洗浄し、得られたケーキを１２０℃で
乾燥した後、５００℃×２時間の焼成に供してＰｔを担
持し、本発明の排気ガス浄化用触媒を得た。
した蒸留水３００ｇに入れてスラリーにし、これにジニ
トロジアンミン白金錯体の溶液(Ｐｔ濃度４.４質量％)
を２２.７３ｇ添加して２時間攪拌した。次いで、この
スラリーをろ過・洗浄し、得られたケーキを１２０℃で
乾燥した後、５００℃×２時間の焼成に供してＰｔを担
持し、本発明の排気ガス浄化用触媒を得た。
【００２３】実施例２
以下のようにして、Ａｌ2Ｏ3粉末に１.０質量％のＰｔ
と５.０質量％のＷが担持された本発明の排気ガス浄化
用触媒を調製した。イオン交換した蒸留水５００ｇに、
９４ｇのＡｌ2Ｏ3粉末を入れて攪拌し、このスラリーに
７.１０ｇのタングステン酸アンモニウム五水和物を添
加して溶解させ、１時間にわたって攪拌した。次いで、
攪拌しながら水溶液の温度を１００℃にし、水を蒸発さ
せて粉末を得た。得られた粉末を酸素気流中で５００℃
×２時間の焼成に供し、Ｗが担持されたＡｌ2Ｏ3粉末を
得た。次いで、この粉末に実施例１と同様にして、ジニ
トロジアンミン白金錯体の溶液を用いてＰｔを担持し、
本発明の排気ガス浄化用触媒を得た。
と５.０質量％のＷが担持された本発明の排気ガス浄化
用触媒を調製した。イオン交換した蒸留水５００ｇに、
９４ｇのＡｌ2Ｏ3粉末を入れて攪拌し、このスラリーに
７.１０ｇのタングステン酸アンモニウム五水和物を添
加して溶解させ、１時間にわたって攪拌した。次いで、
攪拌しながら水溶液の温度を１００℃にし、水を蒸発さ
せて粉末を得た。得られた粉末を酸素気流中で５００℃
×２時間の焼成に供し、Ｗが担持されたＡｌ2Ｏ3粉末を
得た。次いで、この粉末に実施例１と同様にして、ジニ
トロジアンミン白金錯体の溶液を用いてＰｔを担持し、
本発明の排気ガス浄化用触媒を得た。
【００２４】実施例３
以下のようにして、Ａｌ2Ｏ3粉末に１.０質量％のＰｔ
と５.０質量％のＲｅが担持された本発明の排気ガス浄
化用触媒を調製した。イオン交換した蒸留水５００ｇ
に、９４ｇのＡｌ2Ｏ3粉末を入れて攪拌し、このスラリ
ーに６.５０ｇの七酸化二レニウムの粉末を添加して分
散させ、１時間にわたって攪拌した。次いで、攪拌しな
がら水溶液の温度を１００℃にし、水を蒸発させて粉末
を得た。得られた粉末を酸素気流中で７００℃×５時間
の焼成に供し、Ｒｅが担持されたＡｌ2Ｏ3粉末を得た。
次いで、この粉末に実施例１と同様にして、ジニトロジ
アンミン白金錯体の溶液を用いてＰｔを担持し、本発明
の排気ガス浄化用触媒を得た。
と５.０質量％のＲｅが担持された本発明の排気ガス浄
化用触媒を調製した。イオン交換した蒸留水５００ｇ
に、９４ｇのＡｌ2Ｏ3粉末を入れて攪拌し、このスラリ
ーに６.５０ｇの七酸化二レニウムの粉末を添加して分
散させ、１時間にわたって攪拌した。次いで、攪拌しな
がら水溶液の温度を１００℃にし、水を蒸発させて粉末
を得た。得られた粉末を酸素気流中で７００℃×５時間
の焼成に供し、Ｒｅが担持されたＡｌ2Ｏ3粉末を得た。
次いで、この粉末に実施例１と同様にして、ジニトロジ
アンミン白金錯体の溶液を用いてＰｔを担持し、本発明
の排気ガス浄化用触媒を得た。
【００２５】実施例４
以下のようにして、Ｐｔを還元析出法によって担持させ
た以外は実施例１と同様にして、本発明の排気ガス浄化
用触媒を調製した。イオン交換した蒸留水５００ｇに、
実施例２と同様にして得たＷが担持されたアルミナ粉末
を３０ｇ入れ、１時間にわたって攪拌した。
た以外は実施例１と同様にして、本発明の排気ガス浄化
用触媒を調製した。イオン交換した蒸留水５００ｇに、
実施例２と同様にして得たＷが担持されたアルミナ粉末
を３０ｇ入れ、１時間にわたって攪拌した。
【００２６】次いで、このスラリーにジニトロジアンミ
ン白金錯体の溶液(Ｐｔ濃度４.４質量％)を６.８２ｇ
(１.５４×１０-3モル)添加し、緩衝剤としてL-アスコ
ルビン酸ナトリウムを６.１０ｇ(Ｐｔの２０倍のモル
数)、及び還元剤として水素化ホウ素ナトリウムを０.２
３ｇ(Ｐｔの４倍のモル数)添加し、さらに硝酸水溶液を
数滴加えてｐＨを７以下に調整した。このスラリーを室
温で２４時間にわたって攪拌し、ろ過・洗浄・乾燥の
後、５００℃×２時間の焼成に供してＰｔを担持し、本
発明の排気ガス浄化用触媒を得た。
ン白金錯体の溶液(Ｐｔ濃度４.４質量％)を６.８２ｇ
(１.５４×１０-3モル)添加し、緩衝剤としてL-アスコ
ルビン酸ナトリウムを６.１０ｇ(Ｐｔの２０倍のモル
数)、及び還元剤として水素化ホウ素ナトリウムを０.２
３ｇ(Ｐｔの４倍のモル数)添加し、さらに硝酸水溶液を
数滴加えてｐＨを７以下に調整した。このスラリーを室
温で２４時間にわたって攪拌し、ろ過・洗浄・乾燥の
後、５００℃×２時間の焼成に供してＰｔを担持し、本
発明の排気ガス浄化用触媒を得た。
【００２７】比較例１
以下のようにして、Ａｌ2Ｏ3粉末に１.０質量％のＰｔ
が担持された比較例の排気ガス浄化用触媒を調製した。
イオン交換した蒸留水３００ｇにジニトロジアンミン白
金錯体の溶液(Ｐｔ濃度４.４質量％)を２２.７３ｇ添加
して２時間攪拌し、この溶液に１００ｇのＡｌ2Ｏ3粉末
を入れ、２時間にわたって攪拌した。次いで、攪拌しな
がら水溶液の温度を１００℃にし、水を蒸発させて粉末
を得た。得られた粉末を酸素気流中で５００℃×２時間
の焼成に供し、比較例の排気ガス浄化用触媒を得た。
が担持された比較例の排気ガス浄化用触媒を調製した。
イオン交換した蒸留水３００ｇにジニトロジアンミン白
金錯体の溶液(Ｐｔ濃度４.４質量％)を２２.７３ｇ添加
して２時間攪拌し、この溶液に１００ｇのＡｌ2Ｏ3粉末
を入れ、２時間にわたって攪拌した。次いで、攪拌しな
がら水溶液の温度を１００℃にし、水を蒸発させて粉末
を得た。得られた粉末を酸素気流中で５００℃×２時間
の焼成に供し、比較例の排気ガス浄化用触媒を得た。
【００２８】比較例２
以下のようにして、Ａｌ2Ｏ3粉末に１.０質量％のＰｔ
と５.０質量％のＫが担持された比較例の排気ガス浄化
用触媒を調製した。イオン交換した蒸留水５００ｇに、
９４ｇのＡｌ2Ｏ3粉末を入れて攪拌し、このスラリーに
８.８４ｇの炭酸カリウムＫ2ＣＯ3を添加して溶解さ
せ、１時間にわたって攪拌した。次いで、攪拌しながら
水溶液の温度を１００℃にし、水を蒸発させて粉末を得
た。得られた粉末を酸素気流中で５００℃×２時間の焼
成に供し、Ｋが担持されたＡｌ2Ｏ3粉末を得た。次い
で、この粉末に実施例１と同様にして、ジニトロジアン
ミン白金錯体の溶液を用いてＰｔを担持し、比較例の排
気ガス浄化用触媒を得た。
と５.０質量％のＫが担持された比較例の排気ガス浄化
用触媒を調製した。イオン交換した蒸留水５００ｇに、
９４ｇのＡｌ2Ｏ3粉末を入れて攪拌し、このスラリーに
８.８４ｇの炭酸カリウムＫ2ＣＯ3を添加して溶解さ
せ、１時間にわたって攪拌した。次いで、攪拌しながら
水溶液の温度を１００℃にし、水を蒸発させて粉末を得
た。得られた粉末を酸素気流中で５００℃×２時間の焼
成に供し、Ｋが担持されたＡｌ2Ｏ3粉末を得た。次い
で、この粉末に実施例１と同様にして、ジニトロジアン
ミン白金錯体の溶液を用いてＰｔを担持し、比較例の排
気ガス浄化用触媒を得た。
【００２９】比較例３
以下のようにして、Ａｌ2Ｏ3粉末に１.０質量％のＰｔ
と５.０質量％のＣａが担持された比較例の排気ガス浄
化用触媒を調製した。比較例２における炭酸カリウムに
代えて、１２.４９ｇの炭酸カルシウムＣａＣＯ3を用い
た以外は比較例２と同様にして、比較例の排気ガス浄化
用触媒を得た。
と５.０質量％のＣａが担持された比較例の排気ガス浄
化用触媒を調製した。比較例２における炭酸カリウムに
代えて、１２.４９ｇの炭酸カルシウムＣａＣＯ3を用い
た以外は比較例２と同様にして、比較例の排気ガス浄化
用触媒を得た。
【００３０】比較例４
以下のようにして、Ａｌ2Ｏ3粉末に１.０質量％のＰｔ
と５.０質量％のＦｅが担持された比較例の排気ガス浄
化用触媒を調製した。比較例２における炭酸カリウムに
代えて、３６.１７ｇの硝酸鉄Ｆｅ(ＮＯ3)3・９Ｈ2Ｏを
用いた以外は比較例２と同様にして、比較例の排気ガス
浄化用触媒を得た。
と５.０質量％のＦｅが担持された比較例の排気ガス浄
化用触媒を調製した。比較例２における炭酸カリウムに
代えて、３６.１７ｇの硝酸鉄Ｆｅ(ＮＯ3)3・９Ｈ2Ｏを
用いた以外は比較例２と同様にして、比較例の排気ガス
浄化用触媒を得た。
【００３１】比較例５
以下のようにして、Ａｌ2Ｏ3粉末に１.０質量％のＰｔ
と５.０質量％のＺｎが担持された比較例の排気ガス浄
化用触媒を調製した。比較例２における炭酸カリウムに
代えて、２２.７５ｇの硝酸亜鉛Ｚｎ(ＮＯ3) 2・６Ｈ2Ｏ
を用いた以外は比較例２と同様にして、比較例の排気ガ
ス浄化用触媒を得た。
と５.０質量％のＺｎが担持された比較例の排気ガス浄
化用触媒を調製した。比較例２における炭酸カリウムに
代えて、２２.７５ｇの硝酸亜鉛Ｚｎ(ＮＯ3) 2・６Ｈ2Ｏ
を用いた以外は比較例２と同様にして、比較例の排気ガ
ス浄化用触媒を得た。
【００３２】比較例６
以下のようにして、Ａｌ2Ｏ3粉末に１.０質量％のＰｔ
と５.０質量％のＧａが担持された比較例の排気ガス浄
化用触媒を調製した。比較例２における炭酸カリウムに
代えて、６.７２ｇの酸化ガリウムＧａ2Ｏ3・９Ｈ2Ｏを
用い、かつ２３ｇの１０％硝酸水溶液を添加した以外は
比較例２と同様にして、比較例の排気ガス浄化用触媒を
得た。
と５.０質量％のＧａが担持された比較例の排気ガス浄
化用触媒を調製した。比較例２における炭酸カリウムに
代えて、６.７２ｇの酸化ガリウムＧａ2Ｏ3・９Ｈ2Ｏを
用い、かつ２３ｇの１０％硝酸水溶液を添加した以外は
比較例２と同様にして、比較例の排気ガス浄化用触媒を
得た。
【００３３】−Ｐｔ軌道電子の結合エネルギー評価−
Ｘ線光電子分光分析(ＸＰＳ)によって、上記の実施例と
比較例の排気ガス浄化用触媒に担持されたＰｔ原子の４
ｆ軌道電子の結合エネルギーを測定した。この結果を、
Ｐｔ金属について測定された結果と併せて図２に示す。
比較例の排気ガス浄化用触媒に担持されたＰｔ原子の４
ｆ軌道電子の結合エネルギーを測定した。この結果を、
Ｐｔ金属について測定された結果と併せて図２に示す。
【００３４】−Ｐｔ粒子径評価−
粉末Ｘ線回折(ＸＲＤ)によって、チャート上のピークの
半値幅より、上記の実施例と比較例の排気ガス浄化用触
媒の、大気中で８００℃×３時間の耐久後における担持
されたＰｔの粒子径を測定した。この結果を図３に示
す。
半値幅より、上記の実施例と比較例の排気ガス浄化用触
媒の、大気中で８００℃×３時間の耐久後における担持
されたＰｔの粒子径を測定した。この結果を図３に示
す。
【００３５】−触媒性能評価−
上記の実施例と比較例の排気ガス浄化用触媒を圧縮・解
砕して、直径約２ｍｍのペレットにした各２.０ｇを、
実験室用の排気ガス浄化性能評価装置の反応管内部に設
置し、触媒性能を評価した。評価用ガスとしては、Ｃ3
Ｈ6、ＣＯ、ＮＯ、ＣＯ2、Ｏ2、Ｈ2Ｏ、Ｈ2、Ｎ2のガス
をＡ／Ｆ＝１４.６のストイキオメトリーの排気ガス組
成に混合したガスを用い、触媒床温度を１０℃／分の速
度で４００℃まで昇温させながらＣ3Ｈ6(ＨＣ)の浄化率
を測定した。触媒性能は、ＨＣが５０％浄化される温度
(Ｔ50)を指標とした。
砕して、直径約２ｍｍのペレットにした各２.０ｇを、
実験室用の排気ガス浄化性能評価装置の反応管内部に設
置し、触媒性能を評価した。評価用ガスとしては、Ｃ3
Ｈ6、ＣＯ、ＮＯ、ＣＯ2、Ｏ2、Ｈ2Ｏ、Ｈ2、Ｎ2のガス
をＡ／Ｆ＝１４.６のストイキオメトリーの排気ガス組
成に混合したガスを用い、触媒床温度を１０℃／分の速
度で４００℃まで昇温させながらＣ3Ｈ6(ＨＣ)の浄化率
を測定した。触媒性能は、ＨＣが５０％浄化される温度
(Ｔ50)を指標とした。
【００３６】上記の浄化率の測定は、調製した耐久前の
触媒と下記の条件による耐久後の触媒について行った。
この結果を図４にまとめて示す。耐久条件は、下記のＡ
／Ｆ＝２０のモデル雰囲気ガスに１０００℃で３時間曝
す条件とした。 Ａ／Ｆ＝２０のモデルガス組成： ＣＯ2:１０.６％ ＋ ＣＯ:０.１６％ ＋ Ｃ3Ｈ6:２９００ppmＣ ＋ Ｏ2:６.２％ ＋ ＮＯ:９００ppm ＋ Ｈ2Ｏ:１０％ （残余Ｎ2）
触媒と下記の条件による耐久後の触媒について行った。
この結果を図４にまとめて示す。耐久条件は、下記のＡ
／Ｆ＝２０のモデル雰囲気ガスに１０００℃で３時間曝
す条件とした。 Ａ／Ｆ＝２０のモデルガス組成： ＣＯ2:１０.６％ ＋ ＣＯ:０.１６％ ＋ Ｃ3Ｈ6:２９００ppmＣ ＋ Ｏ2:６.２％ ＋ ＮＯ:９００ppm ＋ Ｈ2Ｏ:１０％ （残余Ｎ2）
【００３７】図２〜４に示した結果より、実施例の触媒
は、比較例の触媒と比較して、Ｐｔの４ｆ軌道電子の結
合エネルギーが高く、耐久後のＰｔ粒子径が小さく、Ｈ
Ｃ５０％浄化温度が低いことが明らかに分かる。これら
の結果から、Ｐｔの４ｆ軌道電子の結合エネルギーが高
いことは、Ｐｔの担持状態が安定であることを示すもの
であり、それによって、耐久条件下のシンタリングが抑
制され、触媒性能が向上したものと考えられる。
は、比較例の触媒と比較して、Ｐｔの４ｆ軌道電子の結
合エネルギーが高く、耐久後のＰｔ粒子径が小さく、Ｈ
Ｃ５０％浄化温度が低いことが明らかに分かる。これら
の結果から、Ｐｔの４ｆ軌道電子の結合エネルギーが高
いことは、Ｐｔの担持状態が安定であることを示すもの
であり、それによって、耐久条件下のシンタリングが抑
制され、触媒性能が向上したものと考えられる。
【００３８】また、実施例２と実施例４を比較すると、
実施例４の方が、Ｐｔの４ｆ軌道電子の結合エネルギー
が高く、耐久後のＰｔ粒子径が小さく、ＨＣ５０％浄化
温度が低いことが分かる。これらの相違は、Ｐｔを還元
析出によって担持させたことによるものであり、還元析
出によって実質的にＰｔが全てＷの上に担持された効果
と考えられる。
実施例４の方が、Ｐｔの４ｆ軌道電子の結合エネルギー
が高く、耐久後のＰｔ粒子径が小さく、ＨＣ５０％浄化
温度が低いことが分かる。これらの相違は、Ｐｔを還元
析出によって担持させたことによるものであり、還元析
出によって実質的にＰｔが全てＷの上に担持された効果
と考えられる。
【００３９】
【発明の効果】触媒成分のＰｔのシンタリングが顕著に
抑制され、経時的に安定して高い触媒性能を発揮する排
気ガス浄化用触媒を提供することができる。
抑制され、経時的に安定して高い触媒性能を発揮する排
気ガス浄化用触媒を提供することができる。
【図１】本発明の排気ガス浄化用触媒の構成をモデル的
に示す図である。
に示す図である。
【図２】Ｐｔの４ｆ軌道電子の結合エネルギーを比較し
たグラフである。
たグラフである。
【図３】Ｐｔの粒子径を比較したグラフである。
【図４】ＨＣ５０％浄化温度を比較したグラフである。
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ０１Ｊ 32/00 Ｂ０１Ｊ 23/64 １０３Ａ
35/02 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０４Ａ
37/02 １０１ ＺＡＢ
37/16 Ｇ
Ｆ０１Ｎ 3/10 １０２Ｂ
Ｂ０１Ｊ 23/64 １０４Ａ
(72)発明者 田村 央
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
(72)発明者 松永 真一
愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番
地の１ 株式会社豊田中央研究所内
(72)発明者 田辺 稔貴
愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番
地の１ 株式会社豊田中央研究所内
Ｆターム(参考） 3G091 AB02 BA01 GB06W GB10X
GB17X
4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 BA03X
BA26X BA27X BA29X BA30X
BA41X
4G069 AA03 AA08 BA01A BA01B
BC59A BC59B BC60A BC60B
BC64A BC64B BC75A BC75B
CA03 CA13 CA14 CA15 DA05
EB19 EC27 FA01 FB19 FB30
FB45
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｍｏ、Ｗ、及びＲｅのうち少なくとも１
種が担持された酸化物担体上にＰｔが担持されたことを
特徴とする排気ガス浄化用触媒。 - 【請求項２】 前記酸化物担体がＡｌ2Ｏ3を含んでな
り、担持された前記Ｐｔの４ｆ軌道電子が７２.５ｅＶ
以上の結合エネルギーを有する請求項１に記載の排気ガ
ス浄化用触媒。 - 【請求項３】 Ｍｏ、Ｗ、及びＲｅのうち少なくとも１
種が担持された酸化物担体上にＰｔを還元析出させるこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の排気ガス浄化用
触媒の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001381898A JP2003181290A (ja) | 2001-12-14 | 2001-12-14 | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001381898A JP2003181290A (ja) | 2001-12-14 | 2001-12-14 | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003181290A true JP2003181290A (ja) | 2003-07-02 |
Family
ID=27592434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001381898A Pending JP2003181290A (ja) | 2001-12-14 | 2001-12-14 | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003181290A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7674744B2 (en) | 2004-03-31 | 2010-03-09 | Nissan Motor Co., Ltd. | Catalyst powder, method of producing the catalyst powder, and exhaust gas purifying catalyst |
| US7713911B2 (en) | 2004-03-23 | 2010-05-11 | Nissan Motor Co., Ltd. | Catalyst powder, exhaust gas purifying catalyst, and method of producing the catalyst powder |
-
2001
- 2001-12-14 JP JP2001381898A patent/JP2003181290A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7713911B2 (en) | 2004-03-23 | 2010-05-11 | Nissan Motor Co., Ltd. | Catalyst powder, exhaust gas purifying catalyst, and method of producing the catalyst powder |
| US7674744B2 (en) | 2004-03-31 | 2010-03-09 | Nissan Motor Co., Ltd. | Catalyst powder, method of producing the catalyst powder, and exhaust gas purifying catalyst |
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