JP2007105632A - Exhaust gas cleaning catalyst - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車のエンジンから排出される排ガスを浄化する排ガス浄化触媒に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification catalyst for purifying exhaust gas discharged from an automobile engine.
環境保全意識の高まりに伴い、自動車等の排ガス量についての規制が強化されている。そのため、自動車のエンジンから排出される排ガスを浄化する排ガス浄化触媒の性能向上を図る研究が各種行われている。 With increasing awareness of environmental conservation, regulations on the amount of exhaust gas from automobiles and the like have been strengthened. For this reason, various studies have been conducted to improve the performance of exhaust gas purification catalysts that purify exhaust gas discharged from automobile engines.
排ガス浄化触媒は、通常、アルミナ(Al2O3)等よりなる粒状の金属酸化物の担体表面に、白金(Pt)やパラジウム(Pd)やロジウム(Rh)等の貴金属の微粒子を担持した構成を有していて、これらの貴金属粒子の触媒作用により、排ガス中に含まれる未燃焼炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)や窒素酸化物(NOx)等の有害なガスを、無害な水やガスに変換している。 Exhaust gas purification catalysts usually have a particulate metal oxide support surface made of alumina (Al 2 O 3 ), etc., supported with fine particles of noble metals such as platinum (Pt), palladium (Pd), and rhodium (Rh) Because of the catalytic action of these noble metal particles, harmful gases such as unburned hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NO x ) contained in the exhaust gas are harmless. It is converted into water and gas.
排ガス浄化触媒に用いられる貴金属のなかでも、Rhは、低温浄化性能に優れていることから必須の成分であり、排ガス浄化触媒中に欠かさず含有される。また、排ガス浄化触媒中には、助触媒成分として、酸素吸蔵放出材が含有される場合がある。この酸素吸蔵放出材は、例えば、Ce酸化物(CeO2)である。このような酸素吸蔵放出材を排ガス浄化触媒中に含有させることにより、反応雰囲気が酸素と還元剤量の等しい領域(ストイキオメトリー領域)から酸素量の多い領域(リーン領域)又は少ない領域(リッチ領域)に変動したとしても、酸素吸蔵放出材の酸素吸放出効果が発揮され、貴金属粒子周辺の雰囲気変動を緩和し、触媒の活性が高まり、ひいては排ガス浄化触媒の性能を向上させることができる。 Among precious metals used in exhaust gas purification catalysts, Rh is an essential component because of its excellent low-temperature purification performance, and is always contained in the exhaust gas purification catalyst. The exhaust gas purification catalyst may contain an oxygen storage / release material as a promoter component. This oxygen storage / release material is, for example, Ce oxide (CeO 2 ). By including such an oxygen storage / release material in the exhaust gas purification catalyst, the reaction atmosphere ranges from a region where the amount of oxygen and the reducing agent are equal (stoichiometry region) to a region where the amount of oxygen is high (lean region) or a region where the amount of oxygen is rich (rich). Even if it varies, the oxygen storage / release effect of the oxygen storage / release material is exhibited, the atmospheric fluctuation around the noble metal particles is relaxed, the activity of the catalyst is increased, and the performance of the exhaust gas purification catalyst can be improved.
このようなCe酸化物を含有する排ガス浄化触媒に関して、担体上に形成される第一の触媒層と、この第一の触媒層上に形成される第二の触媒層を有し、かつ、第一の触媒層は酸素貯蔵性セリア(CeO2)−ジルコニア(ZrO2)複合酸化物を含有し、第二の触媒層は低熱劣化性のセリア−ジルコニア複合酸化物と、この低熱劣化性のセリア−ジルコニア複合酸化物に担持させたロジウムを含有しているものが開示されている(特許文献1参照)。
しかしながら、Rhと、CeO2等の酸素吸蔵放出材とを共に含む従来の排ガス浄化触媒は、このRhの触媒性能が低下する場合があった。これは、排ガス浄化触媒中で、RhがCeO2に接触することにより、Rhの酸化が促進されたのが原因と考えられる。Rhは酸化雰囲気中もしくは活性酸素を放出する材料との界面において酸化が進行し、Rh2O3を経て、更に高酸化状態のRhとなると、触媒活性が著しく低下することが知られている。 However, the conventional exhaust gas purifying catalyst containing both Rh and an oxygen storage / release material such as CeO 2 sometimes deteriorates the catalytic performance of Rh. This is considered to be because oxidation of Rh was promoted by contact of Rh with CeO 2 in the exhaust gas purification catalyst. It is known that Rh undergoes oxidation in an oxidizing atmosphere or at the interface with a material that releases active oxygen, and when it becomes Rh in a higher oxidation state via Rh2O3, the catalytic activity is significantly reduced.
Rhの触媒性能の低下は、特許文献1に開示された触媒においても同様であって、すなわち、特許文献1に開示された触媒における第二の触媒層では、Rhが、セリア−ジルコニウム複合酸化物に担持されているので、この複合酸化物のセリアに接しているRhの界面から酸化が促進され、Rhの触媒性能が低下する。 The decrease in the catalyst performance of Rh is the same in the catalyst disclosed in Patent Document 1, that is, in the second catalyst layer of the catalyst disclosed in Patent Document 1, Rh is a ceria-zirconium composite oxide. Therefore, oxidation is promoted from the interface of Rh in contact with the ceria of the composite oxide, and the catalytic performance of Rh is lowered.
本発明の排ガス浄化触媒は、ロジウムを含む貴金属微粒子と、この貴金属微粒子を担持する担体粒子と、排ガス中で活性酸素の授受を行う酸素吸蔵放出材粒子とを同一層中に備え、この酸素吸蔵放出材粒子の一次粒子径が5 nm〜50nmであり、この担体粒子の一次粒子径が5 nm〜50nmであることを要旨とする。 The exhaust gas purifying catalyst of the present invention comprises noble metal fine particles containing rhodium, carrier particles supporting the noble metal fine particles, and oxygen storage / release material particles that transfer active oxygen in the exhaust gas in the same layer. The gist is that the primary particle diameter of the release material particles is 5 nm to 50 nm, and the primary particle diameter of the carrier particles is 5 nm to 50 nm.
本発明の排ガス浄化触媒によれば、Rhを含む触媒層中に、Rhを担持した担体粒子と酸素吸蔵放出材とを、Rhの高酸化化を抑制するように構成して含有することで、Rhの高酸化化を抑制し、かつ酸素吸蔵放出材が具備する酸素吸蔵放出能を活用した、性能の向上した排ガス浄化触媒触媒を得ることができる。 According to the exhaust gas purification catalyst of the present invention, in the catalyst layer containing Rh, by containing the carrier particles carrying Rh and the oxygen storage / release material so as to suppress high oxidation of Rh, It is possible to obtain an exhaust gas purification catalyst catalyst with improved performance that suppresses the high oxidation of Rh and utilizes the oxygen storage / release capability of the oxygen storage / release material.
図1は、本発明の排ガス浄化触媒の一例を模式的に示す図である。同図に示す排ガス浄化触媒は、酸素吸蔵放出材粒子1と、担体粒子2と、Rhを含む貴金属微粒子3とを、同一層中に備えている。貴金属微粒子3は、Rhを単独で又はRhと共に他の貴金属を含有するものであり、担体粒子2に担持される。酸素吸蔵放出材粒子1の一次粒子径は5 nm〜50nmであり、担体粒子2の一次粒子径は5 nm〜50nmである。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of an exhaust gas purification catalyst of the present invention. The exhaust gas purifying catalyst shown in the figure includes oxygen storage / release material particles 1,
一般に、触媒に用いられるRhは、高酸化状態となることで触媒活性が著しく低下することが広く知られている。したがって、Rhは、排ガス中の雰囲気で高酸化状態にしないようにすることが望まれる。 In general, it is widely known that Rh used for a catalyst is remarkably lowered in catalytic activity when it is in a highly oxidized state. Therefore, it is desired that Rh should not be in a highly oxidized state in the atmosphere in the exhaust gas.
一方、酸素吸蔵放出材は、酸化−還元雰囲気を繰り返す排ガス中の雰囲気では、活性酸素の授受を行い、反応活性を大きく向上させることができるので、触媒に必須の添加材である。しかし、この酸素吸蔵放出材の酸素供給能は、例えばRh上に吸着したCO分子に活性酸素を供給し速やかにCO2として浄化する反応に用いられるだけでなく、直接Rhに活性酸素を与え、Rhを高酸化状態にしてしまうことが分かっている。このため、Rhと、酸素吸蔵放出材とを共に含有する触媒において、Rhの電子状態をできるだけ還元された状態に保って触媒活性を維持しつつ、酸素吸蔵放出材による活性向上を行うことが要望される。 On the other hand, the oxygen storage / release material is an additive essential to the catalyst because it can give and receive active oxygen and greatly improve the reaction activity in an atmosphere in exhaust gas that repeats an oxidation-reduction atmosphere. However, the oxygen supply ability of this oxygen storage / release material is not only used for the reaction of supplying active oxygen to CO molecules adsorbed on Rh and quickly purifying it as CO 2, for example, but directly giving active oxygen to Rh, It has been found that Rh is in a highly oxidized state. For this reason, in a catalyst containing both Rh and an oxygen storage / release material, it is desired to improve the activity of the oxygen storage / release material while maintaining the catalytic activity by keeping the electronic state of Rh as reduced as possible. Is done.
発明者らは、鋭意検討を行った結果、Rhと、酸素吸蔵放出材との触媒中での距離を制御することで、上記要望を実現可能であることを見出した。すなわち、Rhの高酸化化をもたらすRhに対する酸素吸蔵放出材の直接の活性酸素の供給は、Rhと当該酸素吸蔵放出材との接触界面で進行するのに対し、触媒反応に用いられる活性酸素は、Rhに対し数〜数十nmの範囲の距離を隔てて、具体的には5〜30nm程度の範囲の距離を隔てて酸素吸蔵放出材が存在すれば、十分にRhの活性向上を行うことが可能であることを解明した。 As a result of intensive studies, the inventors have found that the above demand can be realized by controlling the distance in the catalyst between Rh and the oxygen storage / release material. That is, the direct supply of active oxygen of the oxygen storage / release material to Rh resulting in high oxidation of Rh proceeds at the contact interface between Rh and the oxygen storage / release material, whereas the active oxygen used for the catalytic reaction is If the oxygen storage / release material is present at a distance in the range of several to several tens of nm with respect to Rh, specifically a distance in the range of about 5 to 30 nm, the Rh activity should be sufficiently improved. Clarified that is possible.
このような距離の制御は、Rhと酸素吸蔵放出材との直接の界面を作らないように、Rhを、所定の粒径になる担体に担持させることとして、一次粒子の粒径5nm〜50nmになる酸素吸蔵放出材を、触媒中に混在させることで、実現することができる。このような構成により、図1に示したように酸素吸蔵放出材は、Rhとは直接の界面を作らず、Rhと5〜30nm程度の範囲の距離を隔てて存在することになるので、Rhが高酸化状態になるのが抑制され、かつ、酸素吸蔵放出能を十分に発揮させることができる。 Such control of the distance is carried out by supporting Rh on a carrier having a predetermined particle size so that a direct interface between Rh and the oxygen storage / release material is not formed, so that the primary particle size is 5 nm to 50 nm. This can be realized by mixing the oxygen storage / release material in the catalyst. With such a configuration, as shown in FIG. 1, the oxygen storage / release material does not form a direct interface with Rh, but exists with a distance in the range of about 5 to 30 nm from Rh. Is suppressed from becoming a highly oxidized state, and the ability to store and release oxygen can be sufficiently exhibited.
また、本発明の排ガス浄化触媒は、酸素吸蔵放出材と、担体とを同一層中に備えていることから、この酸素吸蔵放出材が排ガス中のH2Oを吸着し、高温でのH2O分子による担体の焼結が抑制されると考えられる。このことから、長時間の使用後においてもRhのシンタリングを抑制することができる。 Further, the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, the oxygen storage material, since it is a carrier in the same layer, the oxygen storage material adsorbs of H 2 O in the exhaust gas, H 2 at high temperature It is considered that sintering of the support by O molecules is suppressed. Thus, Rh sintering can be suppressed even after long-term use.
Rhを含む貴金属微粒子は、もっぱら担体に担持させ、酸素吸蔵放出材には、直接Rhを担持しないことが好ましい。直接Rhを担持した場合には、先に述べたとおり、酸素吸蔵放出材とRhとの界面で、この酸素吸蔵放出材の当該酸素吸蔵放出能により、Rhに活性酸素の供与が起こり、触媒の調製直後からRhの電子状態が活性の低い高酸化状態となるためである。これはXPSによりRh3d5軌道の結合エネルギーを比較することで確認されている。 It is preferable that the noble metal fine particles containing Rh are supported on a carrier exclusively, and the oxygen storage / release material does not support Rh directly. When Rh is directly supported, as described above, at the interface between the oxygen storage / release material and Rh, active oxygen is supplied to Rh due to the oxygen storage / release ability of this oxygen storage / release material, and the catalyst This is because the electronic state of Rh becomes a highly oxidized state with low activity immediately after preparation. This is confirmed by comparing the binding energies of Rh3d5 orbitals by XPS.
酸素吸蔵放出材粒子の一次粒子径は、5 nm〜50nmの範囲である。一次粒子径が5nmに満たないと、この酸素吸蔵放出材の混合時に、Rhと当該酸素吸蔵放出材粒子とが接触する割合が大きくなり、Rhの酸化が促進されてしまう。また、50nmを超えると、酸素吸蔵放出材の表面積が相対的に低下するため、十分な酸素吸蔵放出能が得られず、触媒性能が低下する。 The primary particle diameter of the oxygen storage / release material particles is in the range of 5 nm to 50 nm. When the primary particle diameter is less than 5 nm, the ratio of contact between Rh and the oxygen storage / release material particles increases when the oxygen storage / release material is mixed, and oxidation of Rh is promoted. On the other hand, if it exceeds 50 nm, the surface area of the oxygen storage / release material is relatively reduced, so that a sufficient oxygen storage / release capability cannot be obtained and the catalyst performance is reduced.
また、担体粒子の粒径は、5nm〜50nmの一次粒子径である。上記の範囲の粒子径とすることによって、酸素吸蔵放出材の粒子径を前述の範囲に限定したことと相まって、Rhと酸素吸蔵放出材との距離を、前述の適切な範囲内にすることができる。担体粒子又は担持された貴金属微粒子の熱凝集の観点からは、更に好ましくは、担体の一次粒子径は10〜50nmである。10nm未満では一般的に担体の熱凝集が進行し易く、それに伴いRhの熱凝集も進行し易く、触媒の長時間使用後のRh表面積が著しく低下する。50nm超では、Rhが熱凝集により移動する範囲が増加し、より多くの周囲に存在するRhと凝集を繰り返し、これも長時間使用後にRh表面積が低下する。 The particle size of the carrier particles is the primary particle size of 5 nm to 50 nm. By setting the particle size in the above range, the particle size of the oxygen storage / release material is limited to the above range, and the distance between Rh and the oxygen storage / release material can be within the above-described appropriate range. it can. From the viewpoint of thermal aggregation of the carrier particles or the supported noble metal fine particles, the primary particle diameter of the carrier is more preferably 10 to 50 nm. If it is less than 10 nm, thermal aggregation of the support generally tends to proceed, and accordingly, thermal aggregation of Rh also tends to proceed, and the Rh surface area after long-time use of the catalyst is remarkably reduced. If it exceeds 50 nm, the range in which Rh moves due to thermal aggregation increases and repeats aggregation with more Rh present in the surroundings, which also decreases the Rh surface area after prolonged use.
本発明の排ガス浄化触媒の好適な態様においては、酸素吸蔵放出材粒子の一次粒子径が5nm〜20nmであり、かつ、担体粒子の一次粒子径が5〜30nmである。 In a preferred embodiment of the exhaust gas purification catalyst of the present invention, the primary particle diameter of the oxygen storage / release material particles is 5 nm to 20 nm, and the primary particle diameter of the carrier particles is 5 to 30 nm.
前述したように、本発明の排ガス浄化触媒における酸素吸蔵放出材粒子の一次粒子径は、50nm以下であることでRhとの距離を適正に保つことが可能であるが、さらに好ましくは20nm以下であることが良い。20nm以下にすることにより、さらに酸素吸蔵放出材とRhとの距離を触媒層中で近接させることができる。 As described above, the primary particle diameter of the oxygen storage / release material particles in the exhaust gas purifying catalyst of the present invention can be kept at an appropriate distance from Rh by being 50 nm or less, more preferably 20 nm or less. It is good to be. By setting it to 20 nm or less, the distance between the oxygen storage / release material and Rh can be made closer in the catalyst layer.
また、担体粒子の一次粒子径が5〜30nmであることが、より好ましい。担体粒子の流径を30nm以下とすることで、さらに触媒中でのRhの分散性を向上させることが可能である。 Further, the primary particle diameter of the carrier particles is more preferably 5 to 30 nm. By making the flow diameter of the carrier particles 30 nm or less, it is possible to further improve the dispersibility of Rh in the catalyst.
酸素吸蔵放出材としては、Ce酸化物を含むものが好ましい。例えば、セリウム酸化物(CeO2)がある。これは酸素吸蔵放出能を有する酸化物としては、CeO2が最も活性酸素供与能及び酸素吸蔵能が高いためである。また、CeO2単独の金属酸化物である場合に限定されず、CeO2及びZrO2を含む複合化合物であることは、より望ましい態様である。CeO2−ZrO2の複合化合物を形成することで、酸素吸蔵放出材の耐熱性が向上し、結果として触媒を長時間使用した後にも高い酸素吸蔵放出能を有することができる。また、酸素吸蔵放出材の安定化のために、La、Nd、Ca、Ti及びYなどの成分を1種又は2種以上で添加することが可能である。 As the oxygen storage / release material, a material containing Ce oxide is preferable. An example is cerium oxide (CeO 2 ). This is because CeO 2 has the highest active oxygen donating ability and oxygen storage ability as an oxide having oxygen storage / release ability. Further, the present invention is not limited to the case where the CeO 2 is a single metal oxide, and it is a more desirable embodiment that it is a composite compound containing CeO 2 and ZrO 2 . By forming a composite compound of CeO 2 —ZrO 2 , the heat resistance of the oxygen storage / release material is improved, and as a result, a high oxygen storage / release ability can be obtained even after the catalyst has been used for a long time. In addition, in order to stabilize the oxygen storage / release material, it is possible to add one or more components such as La, Nd, Ca, Ti and Y.
セリウム酸化物を含む酸素吸蔵放出材において、セリウムの含有率は、粒子中にセリウム酸化物の単独で含有する場合及び複合酸化物として含有する場合のいずれにおいても、Ceの含有率が1〜30モル%の範囲とすることが好ましい。Ceの含有率が1モル%に満たないと、十分な酸素吸蔵放出能を得ることができない。一方、Ceの含有率が30モル%を超えると、高温での長時間の使用により貴金属を担持する担体上でRhの粒移動が発生し、酸素吸蔵放出材と接触した際に、Rhがより高酸化状態をとり易くなるためである。これは詳細は不明であるが、Ceのモル%の増加に伴い、酸素吸蔵放出材の結晶面間隔が拡大し、Rhが当該酸素吸蔵放出材粒子の格子間に侵入して活性が低下する、いわゆる固溶の状態が発生するためと考えられる。Ceの含有率が30モル%以下では、結晶面間隔の縮小していることにより、熱移動のためにRhと酸素吸蔵放出材とが接触した際であっても、この酸素吸蔵放出材の結晶格子内へのRhの侵入をある程度抑制することができ、長時間の使用後にも高い触媒性能を得ることができる。加えて、酸素吸蔵放出材が、CeO2−ZrO2系複合化合物である場合には、Ce含有率の増加に伴い、一般的に30モル%以上では耐熱性が低下し、長時間の使用後の表面積が低下する傾向にある。Ce含有率が1〜30モル%の範囲であれば、長時間の使用後も十分な表面積を維持することができる。 In the oxygen storage / release material containing cerium oxide, the cerium content is 1 to 30 in any case where the cerium oxide is contained alone or in the composite oxide in the particles. It is preferable to make it the range of mol%. If the Ce content is less than 1 mol%, sufficient oxygen storage / release capability cannot be obtained. On the other hand, when the Ce content exceeds 30 mol%, Rh particle migration occurs on the carrier supporting the noble metal due to long-term use at high temperature, and when the oxygen storage / release material comes into contact, Rh is more It is because it becomes easy to take a high oxidation state. Although details are unknown, as the mol% of Ce increases, the crystal plane spacing of the oxygen storage / release material expands, and Rh enters between the lattices of the oxygen storage / release material particles, and the activity decreases. This is probably because a so-called solid solution state occurs. When the Ce content is 30 mol% or less, the crystal plane spacing is reduced, so that even when Rh and the oxygen storage / release material are in contact with each other due to heat transfer, the crystals of this oxygen storage / release material The penetration of Rh into the lattice can be suppressed to some extent, and high catalyst performance can be obtained even after long-term use. In addition, when the oxygen storage / release material is a CeO 2 -ZrO 2 -based composite compound, with increasing Ce content, heat resistance generally decreases at 30 mol% or more, and after long-term use The surface area tends to decrease. When the Ce content is in the range of 1 to 30 mol%, a sufficient surface area can be maintained even after long-term use.
担体は、Al2O3、ZrO2、TiO2及びLa2O3から選ばれる1種又は2種以上を含むものとすることができる。貴金属を担持する金属酸化物は、耐熱性に優れ、表面積の大きいことが望ましい。上掲したAl2O3、ZrO2、TiO2及びLa2O3はいずれも、これらの要件を満たしている。なかでも、ZrO2を主成分とする酸化物を用いることが望ましい。この理由は、ZrO2が、Rhとの相互作用がないため、Rhが担体へ固溶することによる活性低下や、担体からRhへの酸素供与によりRhが高酸化状態となり同様に活性低下することを防ぐことができるためである。Al2O3なども担体として使用できるが、Al2O3などのような多くの細孔を有する金属酸化物を担体として用いた場合には、Rhが細孔の内部に担持され易く、触媒層中に混在する酸素吸蔵放出材から供給される活性酸素を、必ずしも十分に反応に用いることができないことがある。これに対し、ZrO2を主成分とする酸化物を用いる場合には、Rhが担体表面に担持され、近傍に存在する酸素吸蔵放出材の酸素供給能を、より有効に活用することができる。 The support may contain one or more selected from Al 2 O 3, ZrO 2 , TiO 2 and La 2 O 3 . The metal oxide supporting the noble metal is preferably excellent in heat resistance and has a large surface area. All of Al 2 O 3, ZrO 2 , TiO 2 and La 2 O 3 listed above satisfy these requirements. Among these, it is desirable to use an oxide containing ZrO 2 as a main component. The reason for this is that ZrO 2 has no interaction with Rh, so that Rh is dissolved in the support and the activity is reduced, and Rh is in a highly oxidized state due to oxygen supply from the support to Rh. It is because it can prevent. Al 2 O 3 and the like can also be used as a support, but when a metal oxide having many pores such as Al 2 O 3 is used as a support, Rh is easily supported inside the pores, and the catalyst The active oxygen supplied from the oxygen storage / release material mixed in the layer may not always be sufficiently used for the reaction. On the other hand, when an oxide containing ZrO 2 as a main component is used, Rh is supported on the surface of the carrier, and the oxygen supply ability of the oxygen storage / release material existing in the vicinity can be utilized more effectively.
担体及び担体に担持させる貴金属の製造方法については、共沈法、逆均一沈殿法、ゾルゲル法、逆ミセル法などを適宜に用いることができる。 As for the carrier and the method for producing the noble metal supported on the carrier, a coprecipitation method, a reverse homogeneous precipitation method, a sol-gel method, a reverse micelle method, or the like can be appropriately used.
酸素吸蔵放出材から供給される活性酸素能を向上させるためには、触媒の長時間の使用後にも高い比表面積を保つことが重要であり、好ましくは空気気流下で1000℃×4hrの焼成を行った後に25m2/g、さらに好ましくは30m2/g以上の比表面積を有することが望ましい。 In order to improve the active oxygen capacity supplied from the oxygen storage / release material, it is important to maintain a high specific surface area even after a long period of use of the catalyst. Preferably, firing is performed at 1000 ° C. for 4 hours in an air stream. After performing, it is desirable to have a specific surface area of 25 m 2 / g, more preferably 30 m 2 / g or more.
担体は、酸素吸蔵放出能を有する成分(例えば、CeやPr)が存在しないか、又はCe及びPrを合計で0.3wt%以下(モル%では3mol%以下)に低減したものであることは好ましい。換言すれば、貴金属を担持する金属酸化物中にはCe及びPrができるだけ含まれないことが好ましい。この理由は、Ce又はPrが含まれている場合、Ce及びPrとRhとの界面にて、CeやPrが具備している酸素吸蔵放出能により、Rhに対して活性酸素の供与が起こり、調製直後からRhの電子状態が活性の低い高酸化状態となるためである。これはXPSによりRh3d5軌道の結合エネルギーを比較することで確認することができる。触媒中にRhと直接的に接しない形でRhの周辺にCe及びPrが存在することにより、反応中に活性酸素の授受を行い触媒活性を大きく向上させることが可能である。しかし、RhとCe及びPrの直接の界面上では、上記の供与によりRhの電子状態が高酸化状態となり、Rhの触媒活性自体が低下し易くなる。本発明ではCe及びPrを合計で0.3wt%以下にすることにより、Rhの酸化を抑制し、触媒中のRhとCe及びPrとの距離を適正化した本発明の排ガス浄化触媒中のRhが、最も触媒活性を発揮しやすい状態とすることができる。 It is preferable that the carrier has no oxygen storage / release capacity component (for example, Ce or Pr), or is a total of Ce and Pr reduced to 0.3 wt% or less (3 mol% or less in mol%). . In other words, it is preferable that Ce and Pr are not contained as much as possible in the metal oxide supporting the noble metal. The reason for this is that when Ce or Pr is contained, active oxygen is provided to Rh due to the oxygen storage / release ability of Ce and Pr at the interface between Ce and Pr and Rh. This is because the electronic state of Rh becomes a highly oxidized state with low activity immediately after preparation. This can be confirmed by comparing the binding energies of Rh3d5 orbitals by XPS. The presence of Ce and Pr around Rh in a form that does not directly contact Rh in the catalyst makes it possible to exchange active oxygen during the reaction and greatly improve the catalytic activity. However, on the direct interface between Rh and Ce and Pr, the above donation makes the electronic state of Rh highly oxidized, and the catalytic activity of Rh tends to decrease. In the present invention, the total amount of Ce and Pr is 0.3 wt% or less, thereby suppressing the oxidation of Rh, and the Rh in the exhaust gas purification catalyst of the present invention in which the distance between Rh in the catalyst and Ce and Pr is optimized is Thus, it is possible to obtain a state where the catalytic activity is most easily exhibited.
本発明の排ガス浄化触媒の貴金属は、Rhを必須とするが、Rhと共に他の貴金属を含有してもよい。また、2層構造の触媒として、下地層にはPt等の貴金属を、表面層にはRhの貴金属を担持させた触媒とすることもできることはいうまでもない。 The noble metal of the exhaust gas purification catalyst of the present invention requires Rh, but may contain other noble metals together with Rh. As a two-layered catalyst, it is needless to say that a catalyst having a noble metal such as Pt supported on the underlayer and a noble metal Rh supported on the surface layer can be used.
本発明の排ガス浄化触媒は、従来公知の方法により貴金属を担持させた担体と、酸素吸蔵放出材とを混合することにより製造することができる。 The exhaust gas purification catalyst of the present invention can be produced by mixing a carrier carrying a noble metal and an oxygen storage / release material by a conventionally known method.
以下に述べる実施例1〜6、比較例1〜3の排ガス浄化触媒を作製した。各々の排ガス浄化触媒は2層構造とし、以下の説明では、ハニカム基材に近い層を内層、表面に近い層を表層として述べる。 Exhaust gas purification catalysts of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 described below were produced. Each exhaust gas purification catalyst has a two-layer structure. In the following description, a layer close to the honeycomb substrate is described as an inner layer, and a layer close to the surface is described as a surface layer.
[実施例1]
(ステップ1) 硝酸セリウム6水和物をイオン交換水中に溶解させた溶液中に、活性アルミナ(比表面積180m2/g)を分散させ、約1時間マグネットスターラにて攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行った。この粉末をジニトロジアミン白金硝酸酸性水溶液(田中貴金属製:8.83wt%)とイオン交換水とを混合した溶液中に分散させてマグネットスターラにて1時間攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行い、Ptを担持したセリウム担持アルミナを得た。
[Example 1]
(Step 1) Activated alumina (specific surface area 180 m 2 / g) was dispersed in a solution of cerium nitrate hexahydrate dissolved in ion-exchanged water, and stirred for about 1 hour with a magnetic stirrer. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired at 400 ° C. for 1 hour in an air stream. The powder was dispersed in a mixed solution of an acidic aqueous solution of dinitrodiamine platinum nitrate (manufactured by Tanaka Kikinzoku: 8.83 wt%) and ion-exchanged water, and stirred for 1 hour with a magnetic stirrer. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired at 400 ° C. for 1 hour in an air stream to obtain cerium-carrying alumina carrying Pt.
(ステップ2) 硝酸ロジウム溶液(田中貴金属製Rh:13.81wt%)及び純水を混合した水溶液中に活性アルミナ(比表面積180m2/g)を分散させ、約1時間マグネットスターラにて攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行い、Rhが担持されたAl2O3を得た。 (Step 2) Activated alumina (specific surface area 180 m 2 / g) was dispersed in an aqueous solution in which a rhodium nitrate solution (Rh: 13.81 wt% made by Tanaka Kikinzoku) and pure water were mixed, and the mixture was stirred with a magnetic stirrer for about 1 hour. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired in an air stream at 400 ° C. for 1 hour to obtain Al 2 O 3 carrying Rh.
(ステップ3) ステップ1の操作を繰り返し得られた触媒粉末を363.6g、ベーマイトを50.9g、10%硝酸を42.0g、イオン交換水を575.3g、磁性ポットに投入し、アルミナボールとともに振とう粉砕し、内層用触媒スラリーを得た。このときのスラリー粒径は2.8μmであった。 (Step 3) 363.6g of the catalyst powder obtained by repeating the operation in Step 1, 50.9g of boehmite, 42.0g of 10% nitric acid, 575.3g of ion-exchanged water, 575.3g, put into a magnetic pot and shaken and ground with alumina balls As a result, an inner layer catalyst slurry was obtained. At this time, the particle size of the slurry was 2.8 μm.
(ステップ4)ステップ2の操作を繰り返し得られた触媒粉末を290.9g、CeO2粉末(90m2/g)を72.72g、ベーマイトを50.9g、10%硝酸を42.0g、イオン交換水を575.3g、磁性ポットに投入し、アルミナボールとともに振とう粉砕し、表層用触媒スラリーを得た。このときのスラリー粒径は3.5μmであった。
(Step 4) 290.9g of the catalyst powder obtained by repeating the operation of
(ステップ5) ステップ3の触媒スラリーをコージェライト製、ハニカム基材(900セル/2.5ミル)に投入し、空気流にて、余剰スラリーを除去し、120℃にて乾燥、400℃、空気気流中で焼成した。コート量は100g/L(グラム/リットル。以下同じ)であった。次に、ステップ4の触媒スラリーを同様に塗布した。コート量は100g/Lであった。これにより内層にPtが0.3g/L、CeO2が20g/L、表層にRhが0.3wt%、CeO2が20g/Lコートされた実施例1の触媒を得た。 (Step 5) The catalyst slurry of Step 3 is put into a cordierite-made honeycomb substrate (900 cells / 2.5 mil), excess slurry is removed with an air stream, dried at 120 ° C, 400 ° C, air stream Baked in. The coating amount was 100 g / L (gram / liter, the same applies hereinafter). Next, the catalyst slurry of Step 4 was applied in the same manner. The coating amount was 100 g / L. As a result, a catalyst of Example 1 was obtained in which the inner layer was coated with 0.3 g / L Pt, 20 g / L CeO 2 , the surface layer was coated with 0.3 wt% Rh, and 20 g / L CeO 2 .
[実施例2]
(ステップ1) 硝酸セリウム6水和物をイオン交換水中に溶解させた溶液中に、活性アルミナ(比表面積180m2/g)を分散させ、約1時間マグネットスターラにて攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行った。この粉末を硝酸パラジウム水溶液(田中貴金属製:20.52wt%)とイオン交換水とを混合した溶液中に分散させてマグネットスターラにて1時間攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行い、Pdを担持したセリウム担持アルミナを得た。
[Example 2]
(Step 1) Activated alumina (specific surface area 180 m 2 / g) was dispersed in a solution of cerium nitrate hexahydrate dissolved in ion-exchanged water, and stirred for about 1 hour with a magnetic stirrer. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired at 400 ° C. for 1 hour in an air stream. This powder was dispersed in a mixed solution of an aqueous palladium nitrate solution (Tanaka Kikinzoku: 20.52 wt%) and ion-exchanged water, and stirred with a magnetic stirrer for 1 hour. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired in an air stream at 400 ° C. for 1 hour to obtain cerium-carrying alumina carrying Pd.
(ステップ2) 硝酸ロジウム溶液(田中貴金属製Rh:13.81wt%)及び純水を混合した水溶液中にオキシ硝酸ジルコニウム水溶液をアンモニアにて沈殿させて作成した酸化ジルコニウム(比表面積90m2/g)を分散させ、約1時間マグネットスターラにて攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行い、Rhが担持されたZrO2を得た。 (Step 2) Zirconium oxide (specific surface area 90m 2 / g) prepared by precipitating zirconium oxynitrate aqueous solution with ammonia in an aqueous solution mixed with rhodium nitrate solution (Tanaka Kikinzoku Rh: 13.81wt%) and pure water. The mixture was dispersed and stirred with a magnetic stirrer for about 1 hour. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired in an air stream at 400 ° C. for 1 hour to obtain ZrO 2 carrying Rh.
(ステップ3) ステップ1の操作を繰り返し得られた触媒粉末を363.6g、ベーマイトを50.9g、10%硝酸を42.0g、イオン交換水を575.3g、磁性ポットに投入し、アルミナボールとともに振とう粉砕し、内層用触媒スラリーを得た。このときのスラリー粒径は2.8μmであった。 (Step 3) 363.6g of the catalyst powder obtained by repeating the operation in Step 1, 50.9g of boehmite, 42.0g of 10% nitric acid, 575.3g of ion-exchanged water, and put into a magnetic pot, shaken and ground with alumina balls As a result, an inner layer catalyst slurry was obtained. At this time, the particle size of the slurry was 2.8 μm.
(ステップ4) ステップ2の操作を繰り返し得られた触媒粉末を236.3g、CeO2−ZrO2複合酸化物(表面積60m2/g)を127.3g、ベーマイトを50.9g、10%硝酸を42.0g、イオン交換水を575.3g、磁性ポットに投入し、アルミナボールとともに振とう粉砕し、表層用触媒スラリーを得た。このときのスラリー粒径は3.5μmであった。
(Step 4) 236.3 g of the catalyst powder obtained by repeating the operation of
(ステップ5) ステップ3の触媒スラリーをコージェライト製、ハニカム基材(900セル/2.5ミル)に投入し、空気流にて、余剰スラリーを除去し、120℃にて乾燥、400℃、空気気流中で焼成した。コート量は100g/Lであった。次に、ステップ4の触媒スラリーを同様に塗布した。コート量は100g/Lであった。これにより内層にPdが0.3g/L、CeO2が20g/L、表層にRhが0.2wt%、CeO2−ZrO2複合酸化物が35g/Lコートされた実施例2の触媒を得た。 (Step 5) The catalyst slurry of Step 3 is put into a cordierite-made honeycomb substrate (900 cells / 2.5 mil), excess slurry is removed with an air stream, dried at 120 ° C, 400 ° C, air stream Baked in. The coating amount was 100 g / L. Next, the catalyst slurry of Step 4 was applied in the same manner. The coating amount was 100 g / L. As a result, a catalyst of Example 2 was obtained in which Pd was 0.3 g / L, CeO 2 was 20 g / L on the inner layer, Rh was 0.2 wt% on the surface layer, and 35 g / L of CeO 2 —ZrO 2 composite oxide was coated.
[実施例3]
(ステップ1) 硝酸セリウム6水和物をイオン交換水中に溶解させた溶液中に、活性アルミナ(比表面積180m2/g)を分散させ、約1時間マグネットスターラにて攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行った。この粉末をジニトロジアミン白金硝酸酸性水溶液(田中貴金属製:8.83wt%)とイオン交換水とを混合した溶液中に分散させてマグネットスターラにて1時間攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行い、Ptを担持したセリウム担持アルミナを得た。
[Example 3]
(Step 1) Activated alumina (specific surface area 180 m 2 / g) was dispersed in a solution of cerium nitrate hexahydrate dissolved in ion-exchanged water, and stirred for about 1 hour with a magnetic stirrer. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired at 400 ° C. for 1 hour in an air stream. The powder was dispersed in a mixed solution of an acidic aqueous solution of dinitrodiamine platinum nitrate (manufactured by Tanaka Kikinzoku: 8.83 wt%) and ion-exchanged water, and stirred for 1 hour with a magnetic stirrer. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired at 400 ° C. for 1 hour in an air stream to obtain cerium-carrying alumina carrying Pt.
(ステップ2) 硝酸ロジウム溶液(田中貴金属製Rh:13.81wt%)及び純水を混合した水溶液中にオキシ硝酸ジルコニウム水溶液及び硝酸ランタン水溶液をアンモニアにて沈殿させて作成したZrO2−La2O3複合化合物(比表面積70m2/g)を分散させ、約1時間マグネットスターラにて攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行い、Rhが担持されたZrO2−La2O3複合化合物を得た。 (Step 2) ZrO 2 -La 2 O 3 prepared by precipitating a zirconium oxynitrate aqueous solution and a lanthanum nitrate aqueous solution with ammonia in an aqueous solution obtained by mixing a rhodium nitrate solution (Rh: 13.81 wt% made by Tanaka Kikinzoku) and pure water. The composite compound (specific surface area 70 m 2 / g) was dispersed and stirred with a magnetic stirrer for about 1 hour. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired in an air stream at 400 ° C. for 1 hour to obtain a ZrO 2 —La 2 O 3 composite compound carrying Rh.
(ステップ3) ステップ1の操作を繰り返し得られた触媒粉末を363.6g、ベーマイトを50.9g、10%硝酸を42.0g、イオン交換水を575.3g、磁性ポットに投入し、アルミナボールとともに振とう粉砕し、内層用触媒スラリーを得た。このときのスラリー粒径は2.8μmであった。 (Step 3) 363.6g of the catalyst powder obtained by repeating the operation in Step 1, 50.9g of boehmite, 42.0g of 10% nitric acid, 575.3g of ion-exchanged water, and put into a magnetic pot, shaken and ground with alumina balls As a result, an inner layer catalyst slurry was obtained. At this time, the particle size of the slurry was 2.8 μm.
(ステップ4) ステップ2の操作を繰り返し得られた触媒粉末を272.7g、CeO2−ZrO2複合酸化物(表面積55m2/g)を90.9g、ベーマイトを50.9g、10%硝酸を42.0g、イオン交換水を575.3g、磁性ポットに投入し、アルミナボールとともに振とう粉砕し、表層用触媒スラリーを得た。このときのスラリー粒径は3.5μmであった。
(Step 4) 272.7 g of the catalyst powder obtained by repeating the operation of
(ステップ5) ステップ3の触媒スラリーをコージェライト製、ハニカム基材(900セル/2.5ミル)に投入し、空気流にて、余剰スラリーを除去し、120℃にて乾燥、400℃、空気気流中で焼成した。コート量は100g/Lであった。次に、ステップ4の触媒スラリーを同様に塗布した。コート量は100g/Lであった。これにより内層にPtが0.2g/L、CeO2が20g/L、表層にRhが0.4wt%、CeO2−ZrO2複合酸化物が25g/Lコートされた実施例3の触媒を得た。 (Step 5) The catalyst slurry of Step 3 is put into a cordierite-made honeycomb substrate (900 cells / 2.5 mil), excess slurry is removed with an air stream, dried at 120 ° C, 400 ° C, air stream Baked in. The coating amount was 100 g / L. Next, the catalyst slurry of Step 4 was applied in the same manner. The coating amount was 100 g / L. As a result, a catalyst of Example 3 in which Pt was 0.2 g / L, CeO 2 was 20 g / L on the inner layer, Rh was 0.4 wt% on the surface layer, and 25 g / L of CeO 2 —ZrO 2 composite oxide was obtained.
[実施例4]
(ステップ1) 硝酸セリウム6水和物をイオン交換水中に溶解させた溶液中に、活性アルミナ(比表面積180m2/g)を分散させ、約1時間マグネットスターラにて攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行った。この粉末をジニトロジアミン白金硝酸酸性水溶液(田中貴金属製:8.83wt%)とイオン交換水とを混合した溶液中に分散させてマグネットスターラにて1時間攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行い、Ptを担持したセリウム担持アルミナを得た。
[Example 4]
(Step 1) Activated alumina (specific surface area 180 m 2 / g) was dispersed in a solution of cerium nitrate hexahydrate dissolved in ion-exchanged water, and stirred for about 1 hour with a magnetic stirrer. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired at 400 ° C. for 1 hour in an air stream. The powder was dispersed in a mixed solution of an acidic aqueous solution of dinitrodiamine platinum nitrate (manufactured by Tanaka Kikinzoku: 8.83 wt%) and ion-exchanged water, and stirred for 1 hour with a magnetic stirrer. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired at 400 ° C. for 1 hour in an air stream to obtain cerium-carrying alumina carrying Pt.
(ステップ2) 硝酸ロジウム溶液(田中貴金属製Rh:13.81wt%)及び純水を混合した水溶液中にアナターセ型酸化チタン(60m2/g)を混合して分散させ、約1時間マグネットスターラにて攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行い、Rhが担持されたTiO2を得た。 (Step 2) Anatase-type titanium oxide (60m 2 / g) is mixed and dispersed in an aqueous solution containing rhodium nitrate solution (Rh: 13.81wt% made by Tanaka Kikinzoku) and pure water. Stir. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired in an air stream at 400 ° C. for 1 hour to obtain TiO 2 carrying Rh.
(ステップ3) ステップ1の操作を繰り返し得られた触媒粉末を363.6g、ベーマイトを50.9g、10%硝酸を42.0g、イオン交換水を575.3g、磁性ポットに投入し、アルミナボールとともに振とう粉砕し、内層用触媒スラリーを得た。このときのスラリー粒径は2.8μmであった。 (Step 3) 363.6g of the catalyst powder obtained by repeating the operation in Step 1, 50.9g of boehmite, 42.0g of 10% nitric acid, 575.3g of ion-exchanged water, and put into a magnetic pot, shaken and ground with alumina balls As a result, an inner layer catalyst slurry was obtained. At this time, the particle size of the slurry was 2.8 μm.
(ステップ4) ステップ2の操作を繰り返し得られた触媒粉末を309.1g、CeO2−ZrO2複合酸化物(表面積70m2/g)を54.5g、ベーマイトを50.9g、10%硝酸を42.0g、イオン交換水を575.3g、磁性ポットに投入し、アルミナボールとともに振とう粉砕し、表層用触媒スラリーを得た。このときのスラリー粒径は3.0μmであった。
(Step 4) 309.1 g of the catalyst powder obtained by repeating the operation of
(ステップ5) ステップ3の触媒スラリーをコージェライト製、ハニカム基材(900セル/2.5ミル)に投入し、空気流にて、余剰スラリーを除去し、120℃にて乾燥、400℃、空気気流中で焼成した。コート量は100g/Lであった。次に、ステップ4の触媒スラリーを同様に塗布した。コート量は100g/Lであった。これにより内層にPtが0.3g/L、CeO2が20g/L、表層にRhが0.1wt%、CeO2−ZrO2複合酸化物が15g/Lコートされた実施例4の触媒を得た。 (Step 5) The catalyst slurry of Step 3 is put into a cordierite-made honeycomb substrate (900 cells / 2.5 mil), excess slurry is removed with an air stream, dried at 120 ° C, 400 ° C, air stream Baked in. The coating amount was 100 g / L. Next, the catalyst slurry of Step 4 was applied in the same manner. The coating amount was 100 g / L. As a result, a catalyst of Example 4 was obtained, in which the inner layer was coated with 0.3 g / L of Pt, CeO 2 of 20 g / L, the surface layer was coated with 0.1 wt% of Rh, and the CeO 2 —ZrO 2 composite oxide was coated with 15 g / L.
[実施例5]
(ステップ1) 硝酸セリウム6水和物をイオン交換水中に溶解させた溶液中に、活性アルミナ(比表面積180m2/g)を分散させ、約1時間マグネットスターラにて攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行った。この粉末を硝酸パラジウム水溶液(田中貴金属製:20.52wt%)とイオン交換水とを混合した溶液中に分散させてマグネットスターラにて1時間攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行い、Pdを担持したセリウム担持アルミナを得た。
[Example 5]
(Step 1) Activated alumina (specific surface area 180 m 2 / g) was dispersed in a solution of cerium nitrate hexahydrate dissolved in ion-exchanged water, and stirred for about 1 hour with a magnetic stirrer. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired at 400 ° C. for 1 hour in an air stream. This powder was dispersed in a mixed solution of an aqueous palladium nitrate solution (Tanaka Kikinzoku: 20.52 wt%) and ion-exchanged water, and stirred with a magnetic stirrer for 1 hour. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired in an air stream at 400 ° C. for 1 hour to obtain cerium-carrying alumina carrying Pd.
(ステップ2) 硝酸ロジウム溶液(田中貴金属製Rh:13.81wt%)及び純水を混合した水溶液中にオキシ硝酸ジルコニウム水溶液をアンモニアにて沈殿させて作成した酸化ジルコニウム(比表面積90m2/g)を分散させ、約1時間マグネットスターラにて攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行い、Rhが担持されたZrO2を得た。 (Step 2) Zirconium oxide (specific surface area 90m 2 / g) prepared by precipitating zirconium oxynitrate aqueous solution with ammonia in an aqueous solution mixed with rhodium nitrate solution (Tanaka Kikinzoku Rh: 13.81wt%) and pure water. The mixture was dispersed and stirred with a magnetic stirrer for about 1 hour. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired in an air stream at 400 ° C. for 1 hour to obtain ZrO 2 carrying Rh.
(ステップ3) ステップ1の操作を繰り返し得られた触媒粉末を363.6g、ベーマイトを50.9g、10%硝酸を42.0g、イオン交換水を575.3g、磁性ポットに投入し、アルミナボールとともに振とう粉砕し、内層用触媒スラリーを得た。このときのスラリー粒径は2.8μmであった。 (Step 3) 363.6g of the catalyst powder obtained by repeating the operation in Step 1, 50.9g of boehmite, 42.0g of 10% nitric acid, 575.3g of ion-exchanged water, and put into a magnetic pot, shaken and ground with alumina balls As a result, an inner layer catalyst slurry was obtained. At this time, the particle size of the slurry was 2.8 μm.
(ステップ4) ステップ2の操作を繰り返し得られた触媒粉末を327.2g、CeO2−ZrO2複合酸化物(表面積45m2/g)を36.4g、ベーマイトを50.9g、10%硝酸を42.0g、イオン交換水を575.3g、磁性ポットに投入し、アルミナボールとともに振とう粉砕し、表層用触媒スラリーを得た。このときのスラリー粒径は3.2μmであった。
(Step 4) 327.2 g of the catalyst powder obtained by repeating the operation of
(ステップ5) ステップ3の触媒スラリーをコージェライト製、ハニカム基材(900セル/2.5ミル)に投入し、空気流にて、余剰スラリーを除去し、120℃にて乾燥、400℃、空気気流中で焼成した。コート量は100g/Lであった。次に、ステップ4の触媒スラリーを同様に塗布した。コート量は100g/Lであった。これにより内層にPdが0.3g/L、CeO2が20g/L、表層にRhが0.3wt%、CeO2−ZrO2複合酸化物が10g/Lコートされた実施例5の触媒を得た。 (Step 5) The catalyst slurry of Step 3 is put into a cordierite-made honeycomb substrate (900 cells / 2.5 mil), excess slurry is removed with an air stream, dried at 120 ° C, 400 ° C, air stream Baked in. The coating amount was 100 g / L. Next, the catalyst slurry of Step 4 was applied in the same manner. The coating amount was 100 g / L. As a result, a catalyst of Example 5 in which Pd was 0.3 g / L, CeO 2 was 20 g / L, Rh was 0.3 wt%, and CeO 2 —ZrO 2 composite oxide was coated at 10 g / L on the inner layer was obtained.
[実施例6]
(ステップ1) 硝酸セリウム6水和物をイオン交換水中に溶解させた溶液中に、活性アルミナ(比表面積180m2/g)を分散させ、約1時間マグネットスターラにて攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行った。この粉末を硝酸パラジウム水溶液(田中貴金属製:20.52wt%)とイオン交換水とを混合した溶液中に分散させてマグネットスターラにて1時間攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行い、Pdを担持したセリウム担持アルミナを得た。
[Example 6]
(Step 1) Activated alumina (specific surface area 180 m 2 / g) was dispersed in a solution of cerium nitrate hexahydrate dissolved in ion-exchanged water, and stirred for about 1 hour with a magnetic stirrer. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired at 400 ° C. for 1 hour in an air stream. This powder was dispersed in a mixed solution of an aqueous palladium nitrate solution (Tanaka Kikinzoku: 20.52 wt%) and ion-exchanged water, and stirred with a magnetic stirrer for 1 hour. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired in an air stream at 400 ° C. for 1 hour to obtain cerium-carrying alumina carrying Pd.
(ステップ2) 硝酸ロジウム溶液(田中貴金属製Rh:13.81wt%)及び純水を混合した水溶液中にオキシ硝酸ジルコニウム水溶液をアンモニアにて沈殿させて作成した酸化ジルコニウム(比表面積90m2/g)を分散させ、約1時間マグネットスターラにて攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行い、Rhが担持されたZrO2を得た。 (Step 2) Zirconium oxide (specific surface area 90m 2 / g) prepared by precipitating zirconium oxynitrate aqueous solution with ammonia in an aqueous solution mixed with rhodium nitrate solution (Tanaka Kikinzoku Rh: 13.81wt%) and pure water. The mixture was dispersed and stirred with a magnetic stirrer for about 1 hour. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired in an air stream at 400 ° C. for 1 hour to obtain ZrO 2 carrying Rh.
(ステップ3) ステップ1の操作を繰り返し得られた触媒粉末を363.6g、ベーマイトを50.9g、10%硝酸を42.0g、イオン交換水を575.3g、磁性ポットに投入し、アルミナボールとともに振とう粉砕し、内層用触媒スラリーを得た。このときのスラリー粒径は2.8μmであった。 (Step 3) 363.6g of the catalyst powder obtained by repeating the operation in Step 1, 50.9g of boehmite, 42.0g of 10% nitric acid, 575.3g of ion-exchanged water, and put into a magnetic pot, shaken and ground with alumina balls As a result, an inner layer catalyst slurry was obtained. At this time, the particle size of the slurry was 2.8 μm.
(ステップ4) ステップ2の操作を繰り返し得られた触媒粉末を236.3g、CeO2−ZrO2−La2O3複合酸化物(表面積60m2/g)を127.3g、ベーマイトを50.9g、10%硝酸を42.0g、イオン交換水を575.3g、磁性ポットに投入し、アルミナボールとともに振とう粉砕し、表層用触媒スラリーを得た。このときのスラリー粒径は3.2μmであった。
(Step 4) 236.3 g of the catalyst powder obtained by repeating the operation of
(ステップ5) ステップ3の触媒スラリーをコージェライト製、ハニカム基材(900セル/2.5ミル)に投入し、空気流にて、余剰スラリーを除去し、120℃にて乾燥、400℃、空気気流中で焼成した。コート量は100g/Lであった。次に、ステップ4の触媒スラリーを同様に塗布した。コート量は100g/Lであった。これにより内層にPdが0.4g/L、CeO2が20g/L、表層にRhが0.3wt%、CeO2−ZrO2−La2O3複合酸化物が35g/Lコートされた実施例6の触媒を得た。 (Step 5) The catalyst slurry of Step 3 is put into a cordierite-made honeycomb substrate (900 cells / 2.5 mil), excess slurry is removed with an air stream, dried at 120 ° C, 400 ° C, air stream Baked in. The coating amount was 100 g / L. Next, the catalyst slurry of Step 4 was applied in the same manner. The coating amount was 100 g / L. As a result, the inner layer was coated with 0.4 g / L of Pd, 20 g / L of CeO 2 , 0.3 wt% of Rh on the surface layer, and 35 g / L of CeO 2 —ZrO 2 —La 2 O 3 composite oxide. A catalyst was obtained.
[比較例1]
(ステップ1) 硝酸セリウム6水和物をイオン交換水中に溶解させた溶液中に、活性アルミナ(比表面積180m2/g)を分散させ、約1時間マグネットスターラにて攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行った。この粉末をジニトロジアミン白金硝酸酸性水溶液(田中貴金属製:8.83wt%)とイオン交換水とを混合した溶液中に分散させてマグネットスターラにて1時間攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行い、Ptを担持したセリウム担持アルミナを得た。
[Comparative Example 1]
(Step 1) Activated alumina (specific surface area 180 m 2 / g) was dispersed in a solution of cerium nitrate hexahydrate dissolved in ion-exchanged water, and stirred for about 1 hour with a magnetic stirrer. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired at 400 ° C. for 1 hour in an air stream. The powder was dispersed in a mixed solution of an acidic aqueous solution of dinitrodiamine platinum nitrate (manufactured by Tanaka Kikinzoku: 8.83 wt%) and ion-exchanged water, and stirred for 1 hour with a magnetic stirrer. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired at 400 ° C. for 1 hour in an air stream to obtain cerium-carrying alumina carrying Pt.
(ステップ2) 硝酸ロジウム溶液(田中貴金属製Rh:13.81wt%)及び純水を混合した水溶液中に酸化セリウム(90m2/g)を混合して分散させ、約1時間マグネットスターラにて攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行い、Rhが担持されたCeO2を得た。 (Step 2) Cerium oxide (90m 2 / g) was mixed and dispersed in an aqueous solution mixed with rhodium nitrate solution (Rh: 13.81wt% made by Tanaka Kikinzoku) and pure water, and stirred with a magnetic stirrer for about 1 hour. . This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired at 400 ° C. for 1 hour in an air stream to obtain CeO 2 carrying Rh.
(ステップ3) ステップ1の操作を繰り返し得られた触媒粉末を363.6g、ベーマイトを50.9g、10%硝酸を42.0g、イオン交換水を575.3g、磁性ポットに投入し、アルミナボールとともに振とう粉砕し、内層用触媒スラリーを得た。このときのスラリー粒径は2.8μmであった。 (Step 3) 363.6g of the catalyst powder obtained by repeating the operation in Step 1, 50.9g of boehmite, 42.0g of 10% nitric acid, 575.3g of ion-exchanged water, and put into a magnetic pot, shaken and ground with alumina balls As a result, an inner layer catalyst slurry was obtained. At this time, the particle size of the slurry was 2.8 μm.
(ステップ4) ステップ2の操作を繰り返し得られた触媒粉末を363.9g、ベーマイトを50.9g、10%硝酸を42.0g、イオン交換水を575.3g、磁性ポットに投入し、アルミナボールとともに振とう粉砕し、表層用触媒スラリーを得た。このときのスラリー粒径は3.2μmであった。
(Step 4) 363.9g of catalyst powder obtained by repeating the operation of
(ステップ5) ステップ3の触媒スラリーをコージェライト製、ハニカム基材(900セル/2.5ミル)に投入し、空気流にて、余剰スラリーを除去し、120℃にて乾燥、400℃、空気気流中で焼成した。コート量は100g/Lであった。次に、ステップ4の触媒スラリーを同様に塗布した。コート量は100g/Lであった。これにより内層にPtが0.3g/L、CeO2が20g/L、表層にRhが0.3wt%、(CeO2が100g/L)コートされた比較例1の触媒を得た。 (Step 5) The catalyst slurry of Step 3 is put into a cordierite-made honeycomb substrate (900 cells / 2.5 mil), excess slurry is removed with an air stream, dried at 120 ° C, 400 ° C, air stream Baked in. The coating amount was 100 g / L. Next, the catalyst slurry of Step 4 was applied in the same manner. The coating amount was 100 g / L. As a result, a catalyst of Comparative Example 1 was obtained in which the inner layer was coated with Pt of 0.3 g / L, CeO 2 of 20 g / L, and the surface layer of Rh of 0.3 wt% (CeO 2 of 100 g / L).
[比較例2]
(ステップ1) ジニトロジアミン白金硝酸酸性水溶液(田中貴金属製:8.83wt%)とイオン交換水を混合した溶液中に活性アルミナ(比表面積180m2/g)を分散させてマグネットスターラにて1時間攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行い、Ptを担持したアルミナを得た。
[Comparative Example 2]
(Step 1) Activated alumina (specific surface area 180m 2 / g) is dispersed in a solution of dinitrodiamineplatinic acid acidic aqueous solution (Tanaka Kikinzoku: 8.83wt%) and ion-exchanged water and stirred with a magnetic stirrer for 1 hour. did. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then calcined at 400 ° C. for 1 hour in an air stream to obtain alumina carrying Pt.
(ステップ2) 硝酸セリウム6水和物をイオン交換水中に溶解させた溶液中に、活性アルミナ(比表面積180m2/g)を分散させ、約1時間マグネットスターラにて攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行った。この粉末を硝酸ロジウム溶液(田中貴金属製Rh:13.81wt%)とイオン交換水とを混合した溶液中に分散させてマグネットスターラにて1時間攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行い、Rh及び酸化セリウムを担持したアルミナを得た。 (Step 2) Activated alumina (specific surface area 180 m 2 / g) was dispersed in a solution of cerium nitrate hexahydrate dissolved in ion-exchanged water, and stirred for about 1 hour with a magnetic stirrer. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired at 400 ° C. for 1 hour in an air stream. This powder was dispersed in a solution in which a rhodium nitrate solution (Rh: 13.81 wt% made by Tanaka Kikinzoku) and ion-exchanged water was mixed, and stirred for 1 hour with a magnetic stirrer. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then calcined at 400 ° C. for 1 hour in an air stream to obtain alumina carrying Rh and cerium oxide.
(ステップ3) ステップ1の操作を繰り返し得られた触媒粉末を363.6g、ベーマイトを50.9g、10%硝酸を42.0g、イオン交換水を575.3g、磁性ポットに投入し、アルミナボールとともに振とう粉砕し、内層用触媒スラリーを得た。このときのスラリー粒径は2.8μmであった。 (Step 3) 363.6g of the catalyst powder obtained by repeating the operation in Step 1, 50.9g of boehmite, 42.0g of 10% nitric acid, 575.3g of ion-exchanged water, and put into a magnetic pot, shaken and ground with alumina balls As a result, an inner layer catalyst slurry was obtained. At this time, the particle size of the slurry was 2.8 μm.
(ステップ4) ステップ2の操作を繰り返し得られた触媒粉末を363.9g、ベーマイトを50.9g、10%硝酸を42.0g、イオン交換水を575.3g、磁性ポットに投入し、アルミナボールとともに振とう粉砕し、表層用触媒スラリーを得た。このときのスラリー粒径は3.2μmであった。
(Step 4) 363.9g of catalyst powder obtained by repeating the operation of
(ステップ5) ステップ3の触媒スラリーをコージェライト製、ハニカム基材(900セル/2.5ミル)に投入し、空気流にて、余剰スラリーを除去し、120℃にて乾燥、400℃、空気気流中で焼成した。コート量は100g/Lであった。次に、ステップ4の触媒スラリーを同様に塗布した。コート量は100g/Lであった。これにより内層にPtが0.3g/L、表層にRhが0.3wt%、(CeO2が8g/L)コートされた比較例2の触媒を得た。 (Step 5) The catalyst slurry of Step 3 is put into a cordierite-made honeycomb substrate (900 cells / 2.5 mil), excess slurry is removed with an air stream, dried at 120 ° C, 400 ° C, air stream Baked in. The coating amount was 100 g / L. Next, the catalyst slurry of Step 4 was applied in the same manner. The coating amount was 100 g / L. As a result, a catalyst of Comparative Example 2 was obtained in which the inner layer was coated with 0.3 g / L of Pt, the surface layer was coated with 0.3 wt% of Rh, and (CeO 2 was 8 g / L).
[比較例3]
(ステップ1) ジニトロジアミン白金硝酸酸性水溶液(田中貴金属製:8.83wt%)とイオン交換水を混合した溶液中に活性アルミナ(比表面積180m2/g)を分散させてマグネットスターラにて1時間攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行い、Ptを担持したアルミナを得た。
[Comparative Example 3]
(Step 1) Activated alumina (specific surface area 180m 2 / g) is dispersed in a solution of dinitrodiamineplatinic acid acidic aqueous solution (Tanaka Kikinzoku: 8.83wt%) and ion-exchanged water and stirred with a magnetic stirrer for 1 hour. did. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then calcined at 400 ° C. for 1 hour in an air stream to obtain alumina carrying Pt.
(ステップ2) 硝酸ロジウム溶液(田中貴金属製Rh:13.81wt%)及び純水を混合した水溶液中にオキシ硝酸ジルコニウム水溶液をアンモニアにて沈殿させて作成した酸化ジルコニウム(比表面積90m2/g)を分散させ、約1時間マグネットスターラにて攪拌した。これを蒸発乾固し、粉砕、整粒した後に空気気流下にて400℃、1時間焼成を行い、Rhが担持されたZrO2を得た。 (Step 2) Zirconium oxide (specific surface area 90m 2 / g) prepared by precipitating zirconium oxynitrate aqueous solution with ammonia in an aqueous solution mixed with rhodium nitrate solution (Tanaka Kikinzoku Rh: 13.81wt%) and pure water. The mixture was dispersed and stirred with a magnetic stirrer for about 1 hour. This was evaporated to dryness, pulverized and sized, and then fired in an air stream at 400 ° C. for 1 hour to obtain ZrO 2 carrying Rh.
(ステップ3) ステップ1の操作を繰り返し得られた触媒粉末を363.6g、ベーマイトを50.9g、10%硝酸を42.0g、イオン交換水を575.3g、磁性ポットに投入し、アルミナボールとともに振とう粉砕し、内層用触媒スラリーを得た。このときのスラリー粒径は2.8μmであった。 (Step 3) 363.6g of the catalyst powder obtained by repeating the operation in Step 1, 50.9g of boehmite, 42.0g of 10% nitric acid, 575.3g of ion-exchanged water, and put into a magnetic pot, shaken and ground with alumina balls As a result, an inner layer catalyst slurry was obtained. At this time, the particle size of the slurry was 2.8 μm.
(ステップ4) ステップ2の操作を繰り返し得られた触媒粉末を363.9g、ベーマイトを50.9g、10%硝酸を42.0g、イオン交換水を575.3g、磁性ポットに投入し、アルミナボールとともに振とう粉砕し、表層用触媒スラリーを得た。このときのスラリー粒径は3.2μmであった。
(Step 4) 363.9g of catalyst powder obtained by repeating the operation of
(ステップ5) ステップ3の触媒スラリーをコージェライト製、ハニカム基材(900セル/2.5ミル)に投入し、空気流にて、余剰スラリーを除去し、120℃にて乾燥、400℃、空気気流中で焼成した。コート量は100g/Lであった。次に、ステップ4の触媒スラリーを同様に塗布した。コート量は100g/Lであった。これにより内層にPtが0.3g/L、表層にRhが0.3wt%コートされた比較例3の触媒を得た。 (Step 5) The catalyst slurry from Step 3 is put into a cordierite-made honeycomb substrate (900 cells / 2.5 mil), excess slurry is removed by air flow, dried at 120 ° C, 400 ° C, air stream Baked in. The coating amount was 100 g / L. Next, the catalyst slurry of Step 4 was applied in the same manner. The coating amount was 100 g / L. As a result, a catalyst of Comparative Example 3 was obtained in which the inner layer was coated with 0.3 g / L of Pt and the surface layer was coated with 0.3 wt% of Rh.
以上述べた方法により得られた実施例1〜6及び比較例1〜3の各触媒について、以下に示す触媒耐久試験を行い、その後、触媒の性能を評価した。 About each catalyst of Examples 1-6 obtained by the method described above and Comparative Examples 1-3, the catalyst durability test shown below was done, and the performance of the catalyst was evaluated after that.
触媒耐久試験は、日産自動車(株)社製のV型6気筒エンジンを使用して、無鉛ガソリンを燃料とした。この耐久試験にはテストピース用にハニカム基材への排ガス流量を調節可能な治具を使用し、排ガス浄化触媒として、実施例1〜実施例6及び比較例1〜比較例3の各触媒を用いて、触媒の入口温度を800℃となるよう触媒位置を調節し、50時間エンジンを稼働した。その後、耐久試験後の触媒を切断し、触媒の一部をくり抜き、触媒容量40ccとして、触媒の性能を評価した。なお、触媒の性能を評価する条件として、耐久試験後の各触媒を模擬排ガス流通装置に組み込み、表1に示す組成の模擬排ガスをガス流量40リットル毎分として模擬排ガス流通装置に流通させて、触媒温度を30℃/分の速度で昇温させながら、NOxの浄化率が50%となる温度(T50)を調べた。その評価結果を表2に示す。
表2において、コート量は各層のコート量であり、最終焼成後の150℃における乾燥コート量を示している。また、各実施例中では各粉末中の貴金属担持量等を述べていないが、各層コート量において、表2に示した貴金属量となるよう適宜担持量を調整した。また、表層における酸素吸蔵放出材の組成はモル比であり、存在量は表層内における存在量である。また、一次粒子径は、最終焼成後にTEM観察により確認した粒子径である。なお、一次粒子径とは、粒子同士が凝集した状態の集合径(二次粒径)ではなく、50万倍以上のTEM観察倍率において、単一の最小単位の粒子径の算術平均値を表したものである。ここに、粒子径は各々の粒子の長辺と短辺とをTEM画像から測定した値の中間値を粒子径としたものである。 In Table 2, the coating amount is the coating amount of each layer, and shows the dry coating amount at 150 ° C. after the final baking. In each example, the amount of noble metal supported in each powder is not described, but the amount supported was appropriately adjusted so that the amount of noble metal shown in Table 2 was obtained in each layer coat amount. The composition of the oxygen storage / release material in the surface layer is a molar ratio, and the abundance is the abundance in the surface layer. The primary particle size is a particle size confirmed by TEM observation after the final firing. The primary particle size is not the aggregate size (secondary particle size) in the state where the particles are aggregated, but the arithmetic average value of the particle size of a single smallest unit at a TEM observation magnification of 500,000 times or more. It is a thing. Here, the particle diameter is obtained by setting an intermediate value of values obtained by measuring the long side and the short side of each particle from the TEM image as the particle diameter.
表2から明らかなように、実施例1〜6は、比較例1〜3と比べて、T50の温度が低く、優れた触媒性能を示している。 As is clear from Table 2, Examples 1 to 6 have a lower T50 temperature than Comparative Examples 1 to 3, and exhibit excellent catalytic performance.
これに対して、比較例1は、表層においてRhを担持する担体がCeO2であり、このCeO2にRhが担持されていることから、耐久試験中にRhが高酸化状態になったため、実施例1〜6に比べてT50の温度が高い。また、比較例2は、表層において、Rhを担持する担体がAl2O3とCeO2との複合金属酸化物であり、Rhの一部がCeO2に担持されていることから、耐久試験中にRhが高酸化状態になったため、実施例1〜6に比べてT50の温度が高い。また、比較例3は、Rhを担持する担体がZrO2であったため、耐久試験中にRhが高酸化状態になることはなかったが、排ガス中のH2Oにより耐久試験中に焼結してしまい、Rhのシンタリングを招いたことから、実施例1〜6に比べてT50の温度が高い。 In contrast, Comparative Example 1 is the carrier is CeO 2 that supporting Rh in the surface layer, since Rh on the CeO 2 are supported, because Rh in the durability test becomes higher oxidation state, carried The T50 temperature is higher than in Examples 1-6. In Comparative Example 2, the carrier carrying Rh on the surface layer is a composite metal oxide of Al 2 O 3 and CeO 2, and a part of Rh is carried on CeO 2 , so the durability test is in progress. Since Rh was in a highly oxidized state, the T50 temperature was higher than in Examples 1-6. In Comparative Example 3, since the carrier supporting Rh was ZrO 2 , Rh was not in a highly oxidized state during the durability test, but was sintered during the durability test with H 2 O in the exhaust gas. As a result, sintering of Rh was invited, so the temperature of T50 was higher than in Examples 1-6.
上掲した実施例1及び比較例2の触媒について、XPSにより表層触媒粉末の分析を行った。この複合表面分析装置には、PHI製ESCA−5600を用い、X線源をMg−Kα線(1253.6 eV)、300Wとし、測定深さを約4nm(光電子取り出し角度45゜)とし、測定エリアを2mm×0.8mmとして、前処理にメノー乳鉢にて粉砕後、手動にて圧粉したものについて分析を行った。その分析結果を図2のグラフに示す。 About the catalyst of Example 1 and the comparative example 2 which were listed above, the surface layer catalyst powder was analyzed by XPS. This composite surface analyzer uses PHI ESCA-5600, the X-ray source is Mg-Kα ray (1253.6 eV), 300 W, the measurement depth is about 4 nm (photoelectron extraction angle 45 °), and the measurement area is The analysis was conducted on a sample that was 2 mm × 0.8 mm and pulverized in a menor mortar and then manually compacted. The analysis result is shown in the graph of FIG.
図2のグラフから、Rh3d5軌道結合エネルギーは、実施例1と比較して、比較例2が大きく高酸化側(高エネルギー側)にシフトしており、Rhの酸化が進行していることがわかる。実施例1の結合エネルギーは308.6eVであり、比較例2の結合エネルギーは309.8eVであった。 From the graph of FIG. 2, it can be seen that the Rh3d5 orbital binding energy is larger in Comparative Example 2 than in Example 1 and shifted to the higher oxidation side (higher energy side), and the oxidation of Rh proceeds. . The binding energy of Example 1 was 308.6 eV, and the binding energy of Comparative Example 2 was 309.8 eV.
Rh3d5軌道結合エネルギーは、メタルRhが307.2eV、Rh2O3が308.8eV、高酸化Rh が309.8eVであることが知られていて、これらの値との対比により、比較例2は、ほぼ高酸化Rhに近い状態であるといえる。触媒活性が、メタルRh>Rh2O3>高酸化Rhの順で高いことは広く知られており、高酸化Rhの状態では触媒活性は著しく低下する。これに対して、実施例1では、結合エネルギーが308.6eVであり、Rh2O3に近い状態であり、触媒活性が比較例2よりも高い状態で触媒を構成することが可能となり、結果として大きく触媒性能を向上させることが可能となった。 The Rh3d5 orbital binding energy is known to be 307.2 eV for metal Rh, 308.8 eV for Rh 2 O 3 , and 309.8 eV for high oxidation Rh. By comparison with these values, Comparative Example 2 is almost high. It can be said that it is a state close to oxidation Rh. It is widely known that the catalytic activity is higher in the order of metal Rh> Rh 2 O 3 > high oxidation Rh, and in the state of high oxidation Rh, the catalytic activity is significantly reduced. On the other hand, in Example 1, the binding energy is 308.6 eV, a state close to Rh 2 O 3 , and the catalyst can be configured with a higher catalytic activity than Comparative Example 2, and as a result The catalyst performance can be greatly improved.
1 酸素吸蔵放出材
2 担体
3 貴金属微粒子
1 Oxygen storage /
Claims (5)
この貴金属微粒子を担持する担体粒子と、
排ガス中で活性酸素の授受を行う酸素吸蔵放出材粒子と
を同一層中に備え、この酸素吸蔵放出材粒子の一次粒子径が5 nm〜50nmであり、この担体粒子の一次粒子径が5 nm〜50nmであることを特徴とする排ガス浄化触媒。 Noble metal fine particles containing rhodium,
Carrier particles carrying the noble metal fine particles,
Oxygen storage / release material particles that exchange active oxygen in exhaust gas are provided in the same layer, and the primary particle size of the oxygen storage / release material particles is 5 nm to 50 nm, and the primary particle size of the carrier particles is 5 nm. An exhaust gas purification catalyst characterized by having a thickness of ˜50 nm.
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