JP2005288307A - 高耐熱性触媒、その製造方法及び排ガス浄化用触媒 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】同一の多孔質酸化物2粒子上に貴金属Aおよび遷移金属Bが担持され、かつ、貴金属Aと遷移金属Bとの少なくとも一部が、多孔質酸化物2上で互いに接触しているか、複合酸化物3または合金を形成していることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
n−アミルトリn−ブチルアンモニウムヨウ化物、ナトリウムビス(2−エチルヘキシル)琥珀酸塩、ナトリウムジノニルナフタレンスルホネート、カルシウムセチルサルフェート、ドデシルアミンオレイン酸塩、ドデシルアミンプロピオン酸塩、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド、ステアリルトリメチルアンモニウムブロマイド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、オクタデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ジドデシルジメチルアンモニウムブロマイド、ジテトラデシルジメチルアンモニウムブロマイド、ジドデシルジメチルアンモニウムクロライド、ジテトラデシルジメチルアンモニウムクロライド、(2−オクチルオキシ−1−オクチルオキシメチル)ポリオキシエチレンエチルエーテル等を使用することができる。また、これらの2種以上の混合溶液を用いても良く、例えば、貴金属Aを含むミセルと遷移金属Bを含むミセルの界面活性剤を異なる溶液を用いて調製しても良い。
実施例1は、図4に示すアルミニウムイソプロポキシド(Al-isoP)を多孔質酸化物前駆体源とし、PtとCoを同時に還元して触媒粉末を作製した。
実施例2は、図5に示す硝酸アルミニウムによる共還元を使用して触媒粉末を作製した。
実施例3は、基本的に実施例1と同様の手順を用いた。実施例1と異なるのは工程12である。工程12では、ジニトロジアミンPt硝酸酸性溶液と純水のみを添加した後に水素化ホウ素ナトリウムを添加したPtの3倍のモル数を加えて、Ptを還元し、約2時間攪拌した。次いで、硝酸コバルト6水和物粉末と純水を加え攪拌した水溶液を混合溶液中に加え、しかる後にヒドラジンを添加したコバルトの3倍のモル数を加え、約2時間攪拌した。
実施例4は、基本的に実施例2と同様の手順を用いた。実施例2と異なるのは工程20である。工程20では、硝酸アルミニウム9水和物と硝酸セリウムとをアルミニウムとセリウムとの酸化物換算で9:1となるように純水と混合した水溶液を調製した。その他は実施例2と同様の手順を用いて、0.9g のAl2O3及び0.1g のCeO2に対して、Pt1wt%、Co5t%を各々担持した実施例4の触媒粉末を得た。
実施例5は、基本的に実施例2と同様の手順を用いた。実施例2と異なるのは工程20である。工程20では、硝酸アルミニウム9水和物と硝酸ランタンとをアルミニウムとランタンとの酸化物換算で20:1となるように純水と混合した水溶液を調製した。その他は実施例2と同様の手順を用いて、0.95gのAl2O3及び0.05gのLa2O3に対して、Pt1wt%、Co5t%を各々担持した実施例5の触媒粉末を得た。
実施例6は、基本的に実施例1と同様の手順を用いた。実施例1と異なる工程は、工程12及び工程13である。工程12では、ジニトロジアミンPt硝酸酸性溶液と純水のみを加えて約2時間攪拌した。工程13では、還元剤量をPtのモル比の3倍量として添加し、焼成して触媒粉末とした。
実施例7は、基本的に実施例1と同様の手順を用いた。実施例1と異なる工程は、工程12である。工程12では、ジニトロジアミンPt硝酸酸性溶液と硝酸ロジウム溶液とを、Al2O3 1gに対しPt1wt%、Rh0.2wt%となるように混合し、また、硝酸コバルトに変えて硝酸ジルコニウムを等モル加えた。
実施例8は、基本的に実施例1と同様の手順を用いた。実施例1と異なる工程は、工程12である。工程12では、ジニトロジアミンPt硝酸酸性溶液に代えて硝酸パラジウム溶液を、Al2O3 1gに対しPd0.5wt%となるよう混合し、また、硝酸コバルトに変えて硝酸鉄を等モル加えた。
実施例9は、基本的に実施例1と同様の手順を用いた。実施例1と異なる工程は、工程12である。工程12では、ジニトロジアミンPt硝酸酸性溶液を、Al2O31gに対してPt0.3wt%となるよう混合した。
実施例10は、基本的に実施例1と同様の手順を用いた。実施例1と異なる工程は、工程11である。工程11では、Alイソプロポキシドに替えてオルトケイ酸テトラエチルを、Si2O21gに対してPt1wt%、Co5wt%となるよう混合した。
実施例11は、基本的に実施例1と同様の手順を用いた。実施例1と異なる工程は、工程11である。工程11では、Alイソプロポキシドに替えてTiテトライsプロポキシドを、Ti2O21gに対してPt1wt%、Co5wt%となるよう混合した。
[比較例1]
比較例1は、図6に示す製造手順を用いて触媒粉末を作製した。
比較例2は、図7に示す製造手順を用いて触媒粉末を作製した。
前述した実施例1の製造方法を用いて触媒を作製し、空気気流中、400℃で1時間焼成した後、400℃、600℃、800℃の各温度で1時間焼成し、各触媒粉末を得た。
前述した比較例1の製造方法を用いて触媒を作製し、空気気流中、400℃で1時間焼成した後、400℃、600℃、800℃の各温度で1時間焼成し、各触媒粉末を得た。
実施例では、前述した実施例1の触媒粉末を使用した。
比較例では、前述した比較例1の触媒粉末を使用した。
2…多孔質酸化物,
3…多孔質酸化物と遷移金属Bの化合物,
4…複合粒子,
A…貴金属,
B…遷移金属,
Claims (17)
- 同一の多孔質酸化物粒子上に貴金属Aおよび遷移金属Bが担持され、かつ、前記貴金属Aと前記遷移金属Bとの少なくとも一部が、前記多孔質酸化物上で互いに接触しているか、複合酸化物または合金を形成していることを特徴とする高耐熱性触媒。
- 前記貴金属Aの粒径が0.1 nm〜10nmであり、かつ、前記遷移金属Bの粒径が1nm〜50nmであることを特徴とする請求項1記載の高耐熱性触媒。
- 前記貴金属Aは、Ru、Rh、Pd、Ag、Ir、PtおよびAuの中から選択される少なくとも一種類以上の元素であることを特徴とする請求項1又は2記載の高耐熱性触媒。
- 前記遷移金属Bは、Fe、Co、Ni、CuおよびMnの中から選択される少なくとも一種類以上の元素であることを特徴とする請求項1又は2記載の高耐熱性触媒。
- さらに、前記多孔質酸化物粒子上に担持されたCe、Nd、Pr、La、Zr、BaおよびMgの中から選択される少なくとも一種類以上の元素を含む化合物を含むことを特徴とする請求項1記載の高耐熱性触媒。
- 前記多孔質酸化物は、アルミナ、酸化セリウム、酸化チタン、ジルコニア及びシリカの中から選択される少なくとも一種類以上の化合物から形成されることを特徴とする請求項1又は5記載の高耐熱性触媒。
- 有機溶媒中に界面活性剤と水とを混合して、微小水滴を界面活性剤により包接したミセルを形成する逆ミセル溶液調製工程と、
多孔質酸化物前駆体を前記ミセル溶液中に混合し、前記ミセル内に含有された多孔質酸化物前駆体を不溶化または沈澱させる多孔質酸化物調製工程と、
前記逆ミセル溶液中に、少なくとも貴金属A塩水溶液及び遷移金属B塩水溶液を混合し、ミセル内で貴金属A及び遷移金属Bを析出させる析出工程と、
を含むことを特徴とする高耐熱性触媒の製造方法。 - さらに、前記ミセルを崩壊し、得られた沈澱物を焼成する焼成工程を含むことを特徴とする請求項7記載の高耐熱性触媒の製造方法。
- 前記逆ミセル溶液調製工程は、内部に微小水滴を含むミセルの直径を20nm以下とすることを特徴とする請求項7記載の高耐熱性触媒の製造方法。
- 前記析出工程は、同一のミセル内で前記貴金属Aと前記遷移金属Bとを同時に析出させることを特徴とする請求項7記載の高耐熱性触媒の製造方法。
- 前記析出工程は、同一のミセル内で貴金属A又は遷移金属Bのいずれか一方を析出させた後に、他方の貴金属A又は遷移金属Bのいずれかを順次析出させることを特徴とする請求項7記載の高耐熱性触媒の製造方法。
- 前記多孔質酸化物調製工程は、多孔質酸化物の前駆体としてアルコキシドを前記ミセル溶液中に混合し、前記ミセル内で加水分解を行い、多孔質酸化物の前駆体を不溶化することを特徴とする請求項7記載の高耐熱性触媒の製造方法。
- 前記多孔質酸化物調製工程は、有機溶媒中に多孔質酸化物前駆体水溶液及び界面活性剤を分散した混合溶液を前記ミセル溶液中に混合し、沈澱剤を混合して前記ミセル内に含有された多孔質酸化物前駆体を沈澱することを特徴とする請求項7記載の高耐熱性触媒の製造方法。
- 前記貴金属Aとして、Ru、Rh、Pd、Ag、Ir、PtおよびAuの中から選択される少なくとも一種類以上の元素を用いることを特徴とする請求項7記載の高耐熱性触媒の製造方法。
- 前記遷移金属Bとして、Fe、Co、Ni、CuおよびMnの中から選択される少なくとも一種類以上の元素を用いることを特徴とする請求項7記載の高耐熱性触媒の製造方法。
- 前記析出工程は、さらに、Ce、Nd、Pr、La、Zr、BaおよびMgの中から選択される少なくとも一種の化合物を析出させることを特徴とする請求項7、10及び11のいずれか1項に記載の高耐熱性触媒の製造方法。
- 請求項7乃至16のいずれか1項に記載の製造方法により製造した触媒を含む排ガス浄化用触媒。
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