JP2006055836A - 無機酸化物、排気浄化用触媒担体及び排気浄化用触媒 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 酸化アルミニウムと、酸化アルミニウムとの複合酸化物を形成しない金属酸化物と、希土類元素及びアルカリ土類元素のうち少なくとも一方からなる添加元素と、を含有する粒子状の無機酸化物であって、添加元素の含有割合が、その酸化物の量に換算したときに、当該添加元素、アルミニウム、上記金属酸化物の合計量に対して1.5〜5.6モル%であり、無機酸化物の一次粒子のうち80%以上が100nm以下の粒径を有し、一次粒子の少なくとも一部は、その表層部において添加元素の含有割合が局部的に高められた表面濃化領域を有する、無機酸化物。
【選択図】図1
Description
<触媒の調製>
1モルの硝酸アルミニウム9水和物、0.95モルのオキシ硝酸ジルコニル2水和物及び0.008モルの硝酸ランタン6水和物1600mLのイオン交換水に溶解して得た溶液を、十分に攪拌しながら、溶液中の金属カチオンに対する中和当量の1.2倍のアンモニアを含有するアンモニア水に加えて溶液のpHを9以上とし、アルミニウム、ジルコニウム及びランタンの水酸化物を共沈させてこれらの金属元素を含有する共沈物を生成させた。そして、共沈物を遠心分離してから十分に洗浄した後、大気中400℃で5時間加熱して仮焼成した。続いて、仮焼成後の固形物を、大気中700℃で5時間加熱してから、さらに900℃で5時間加熱することにより焼成(第一焼成)して、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム及び酸化ランタンを含有する酸化物の混合物を得た。この混合物における組成比は酸化アルミニウム/酸化ジルコニウム/酸化ランタン=50/95/0.4(モル比)であった。すなわち、酸化物の混合物におけるランタンの含有割合は、その酸化物(La2O3)の量に換算したときに、ランタン、アルミニウム及びジルコニウムの合計量に対して0.20モル%であった。
得られたペレット状の触媒を、耐久試験装置内に配置して触媒層を形成させ、ガスの触媒層入口温度を1000℃、空間速度を10000/時間に設定して、表1に示す組成のリッチガス及びリーンガスを5分間ずつ交互に触媒層に流通させる耐久試験を5時間行った。耐久試験後の触媒について、CO吸着法によりロジウム分散性(全ロジウム原子中、粒子表面に存在するロジウム原子の割合)を測定した。ロジウム分散性の数値が大きいことは、大きな比表面積を維持していることに対応し、高温環境下でのロジウム粒子の粒成長が抑制されていることを意味する。
1モルの硝酸アルミニウム9水和物、0.95モルのオキシ硝酸ジルコニル2水和物及び0.05モルの硝酸ランタン6水和物を1600mLのイオン交換水に溶解して得た溶液を用いて共沈物を生成させ、混合物の組成比を酸化アルミニウム/酸化ジルコニウム/酸化ランタン=50/95/2.5(モル比)とし、酸化ランタン、酸化アルミニウム及び酸化ジルコニウムの合計量に対する混合物中の酸化ランタンの含有割合を1.25モル%とした他は、実施例1と同様にして、無機酸化物及び触媒の調製と、触媒の耐久性試験とを行った。得られた無機酸化物において、酸化ランタンの含有割合は、酸化ランタン、酸化アルミニウム及び酸化ジルコニウムの合計量に対して2.6モル%であり、一次粒子の80%以上は100nm以下の粒径を有していた。
1モルの硝酸アルミニウム9水和物、0.95モルのオキシ硝酸ジルコニル2水和物及び0.08モルの硝酸ランタン6水和物を1600mLのイオン交換水に溶解して得た溶液を用いて共沈物を生成させ、混合物の組成比を酸化アルミニウム/酸化ジルコニウム/酸化ランタン=50/95/4(モル比)とし、酸化ランタン、酸化アルミニウム及び酸化ジルコニウムの合計量に対する混合物中の酸化ランタンの含有割合を1.97モル%とした他は、実施例1と同様にして、無機酸化物及び触媒の調製と、触媒の耐久性試験とを行った。得られた無機酸化物において、酸化ランタンの含有割合は、酸化ランタン、酸化アルミニウム及び酸化ジルコニウムの合計量に対して、3.32モル%であり、一次粒子の80%以上は100nm以下の粒径を有していた。
1モルの硝酸アルミニウム9水和物、0.95モルのオキシ硝酸ジルコニル2水和物及び0.12モルの硝酸ランタン6水和物を1600mLのイオン交換水に溶解して得た溶液を用いて共沈物を生成させ、混合物の組成比を酸化アルミニウム/酸化ジルコニウム/酸化ランタン=50/95/6(モル比)とし、酸化ランタン、酸化アルミニウム及び酸化ジルコニウムの合計量に対する混合物中の酸化ランタンの含有割合を2.9モル%とした他は、実施例1と同様にして、無機酸化物及び触媒の調製と、触媒の耐久性試験とを行った。得られた無機酸化物において、酸化ランタンの含有割合は、酸化ランタン、酸化アルミニウム及び酸化ジルコニウムの合計量に対して、4.24モル%であり、一次粒子の80%以上は100nm以下の粒径を有していた。
1モルの硝酸アルミニウム9水和物、0.95モルのオキシ硝酸ジルコニル2水和物及び0.17モルの硝酸ランタン6水和物を1600mLのイオン交換水に溶解して得た溶液を用いて共沈物を生成させ、混合物の組成比を酸化アルミニウム/酸化ジルコニウム/酸化ランタン=50/95/8.5(モル比)とし、酸化ランタン、酸化アルミニウム及び酸化ジルコニウムの合計量に対する混合物中の酸化ランタンの含有割合を4.0モル%とした他は、実施例1と同様にして、無機酸化物及び触媒の調製と、触媒の耐久性試験とを行った。得られた無機酸化物において、酸化ランタンの含有割合は、酸化ランタン、酸化アルミニウム及び酸化ジルコニウムの合計量に対して、5.34モル%であり、一次粒子の80%以上は100nm以下の粒径を有していた。
実施例2と同様にして得た第一焼成後の混合物47.5gを、硝酸ネオジウム6水和物6.6g(酸化ネオジウムの量に換算すると、得られる無機酸化物の全体量に対して5質量%となる量)が溶解した溶液に懸濁させることにより、後添加元素としてネオジウムを加えた他は、実施例1と同様にして無機酸化物及び触媒の調製と、触媒の耐久性試験とを行った。得られた無機酸化物において、酸化ランタン及び酸化ネオジウムの合計の含有割合は、酸化ランタン、酸化ネオジウム、酸化アルミニウム及び酸化ジルコニウムの合計量に対して、2.6モル%であり、一次粒子の80%以上は100nm以下の粒径を有していた。
硝酸ランタン6水和物に代えて、硝酸ネオジウム6水和物を用いて共沈物を生成させた他は実施例2と同様にして、無機酸化物及び触媒の調製と、触媒の耐久性試験とを行った。得られた無機酸化物において、酸化ランタンの含有割合は、酸化ランタン、酸化アルミニウム及び酸化ジルコニウムの合計量に対して2.6モル%であり、一次粒子の80%以上は100nm以下の粒径を有していた。
硝酸ランタン6水和物を用いなかった他は実施例1と同様にして得た第一焼成後の混合物をそのまま担体として用いて、実施例1と同様にして触媒の調製とその耐久性試験を行った。得られた無機酸化物中の組成比は、酸化アルミニウム/酸化ジルコニウム=50/95(モル比)であった。
1モルの硝酸アルミニウム9水和物、0.95モルのオキシ硝酸ジルコニル2水和物及び0.20モルの硝酸ランタン6水和物を1600mLのイオン交換水に溶解して得た溶液を用いて共沈物を生成させ、混合物の組成比を酸化アルミニウム/酸化ジルコニウム/酸化ランタン=50/95/10(モル比)とし、酸化ランタン、酸化アルミニウム及び酸化ジルコニウムの合計量に対する混合物中の酸化ランタンの含有割合を4.65モル%とした他は、実施例1と同様にして、無機酸化物及び触媒の調製と、触媒の耐久性試験とを行った。得られた無機酸化物において、酸化ランタンの含有割合は、酸化ランタン、酸化アルミニウム及び酸化ジルコニウムの合計量に対して、5.98モル%であり、一次粒子の80%以上は100nm以下の粒径を有していた。
Claims (13)
- 酸化アルミニウムと、酸化アルミニウムとの複合酸化物を形成しない金属酸化物と、希土類元素及びアルカリ土類元素のうち少なくとも一方からなる添加元素と、を含有する粒子状の無機酸化物であって、
前記添加元素の含有割合が、その酸化物の量に換算したときに、当該添加元素、前記酸化アルミニウム中のアルミニウム及び前記金属酸化物中の金属元素の合計量に対して1.5〜5.6モル%であり、
前記無機酸化物の一次粒子のうち80%以上が100nm以下の粒径を有し、
前記一次粒子の少なくとも一部は、その表層部において前記添加元素の含有割合が局部的に高められた表面濃化領域を有する、無機酸化物。 - 酸化アルミニウムと、酸化ジルコニウムと、希土類元素及びアルカリ土類元素のうち少なくとも一方からなる添加元素と、を含有する粒子状の無機酸化物であって、
前記添加元素の含有割合が、その酸化物の量に換算したときに、当該添加元素、前記酸化アルミニウム中のアルミニウム及び前記酸化ジルコニウム中のジルコニウムの合計量に対して1.5〜5.6モル%であり、
前記無機酸化物の一次粒子のうち80%以上が100nm以下の粒径を有し、
前記一次粒子の少なくとも一部は、その表層部において前記添加元素の含有割合が局部的に高められた表面濃化領域を有する、無機酸化物。 - 前記表面濃化領域において、酸化物の量に換算したときに、前記無機酸化物の全体量に対して1〜5質量%の前記添加元素が存在している、請求項1又は2に記載の無機酸化物。
- アルミニウム、酸化物となったときに酸化アルミニウムとの複合酸化物を形成しない金属元素、並びに、希土類元素及びアルカリ土類元素のうち少なくとも一方からなる添加元素、を含有する共沈物を得る共沈工程と、
前記共沈物を焼成して酸化物の混合物を得る第一焼成工程と、
前記混合物に希土類元素及びアルカリ土類元素のうち少なくとも一方からなる添加元素を付着し、これを更に焼成する第二焼成工程と、を備え、
前記共沈物は、前記アルミニウム、前記金属元素及び前記添加元素が溶解した溶液から生成され、
当該溶液における前記添加元素の含有割合が、その酸化物の量に換算したときに、当該添加元素、前記アルミニウム及び前記金属元素の合計量に対して0.20〜4.0モル%である製造方法によって得られる粒子状の無機酸化物。 - アルミニウム、ジルコニウム、並びに、希土類元素及びアルカリ土類元素のうち少なくとも一方からなる添加元素、を含有する共沈物を得る共沈工程と、
前記共沈物を焼成して酸化物の混合物を得る第一焼成工程と、
前記混合物に希土類元素及びアルカリ土類元素のうち少なくとも一方からなる添加元素を付着し、これを更に焼成する第二焼成工程と、を備え、
前記共沈物は、前記アルミニウム、前記ジルコニウム及び前記添加元素が溶解した溶液から生成され、
当該溶液における前記添加元素の含有割合が、その酸化物の量に換算したときに、当該添加元素、前記アルミニウム及び前記ジルコニウムの合計量に対して0.20〜4.0モル%である製造方法によって得られる粒子状の無機酸化物。 - 前記第二焼成工程において、酸化物の量に換算したときに、得られる無機酸化物の全体量に対して1〜5質量%となるような量の前記添加元素を付着する、請求項4又は5に記載の無機酸化物。
- 前記第一焼成工程において、前記共沈物を酸化性雰囲気下で600〜1200℃に加熱して焼成し、
前記第二焼成工程において、前記添加元素が付着した前記混合物を500〜900℃に加熱して焼成する、請求項4〜6の何れか一項に記載の無機酸化物。 - 前記希土類元素は、イットリウム、ランタン、プラセオジウム、ネオジウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素であり、
前記アルカリ土類元素は、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ばれる少なくとも1種の元素である、請求項1〜7の何れか一項に記載の無機酸化物。 - 前記添加元素は、イットリウム、ランタン、プラセオジウム、ネオジウム、イッテルビウム、マグネシウム、カルシウム及びバリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素である、請求項1〜7の何れか一項に記載の無機酸化物。
- 前記添加元素は、ランタン又はネオジウムである、請求項1〜7の何れか一項に記載の無機酸化物。
- 請求項1〜10の何れか一項に記載の無機酸化物を含んでなる排気浄化用触媒担体。
- 請求項11に記載の排気浄化用触媒担体と、これに担持されたロジウムと、を備える排気浄化用触媒。
- 前記ロジウムの少なくとも一部は、前記無機酸化物の一次粒子の表層部において前記添加元素の含有割合が局部的に高められた領域と接触するように担持されている、請求項12に記載の排気浄化用触媒。
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