JP2007130590A - Exhaust gas cleaning catalyst and manufacturing method of exhaust gas cleaning catalyst - Google Patents

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広憲 若松
Katsuo Suga
克雄 菅
Masaki Nakamura
雅紀 中村
Hiroto Kikuchi
博人 菊地
Makoto Aoyama
誠 青山
Jun Ikezawa
純 池澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas cleaning catalyst preventing lowering of promotor action caused by multiplexing of a transition metal compound in the exhaust gas cleaning catalyst having multiplexed particles formed by bringing transition metal compound particles having a promotor action into contact with noble metal particles, with a heat resisting inorganic oxide of a carrier. <P>SOLUTION: This exhaust gas cleaning catalyst has the noble metal particles 1, the transition metal compound particles 2 forming composite particles by contact with the noble metal particles 1, and the heat resisting inorganic oxide 4 formed by covering composite particles 3 of the noble metal particles 1 and transition metal compound particles 2. An average particle size of the transition metal compound particles 2 is larger than that of the noble metal particles 1, and the composite particles 3 are dispersed in the heat resisting inorganic oxide 4. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車のエンジンから排出される排気ガスを浄化する、排気ガス浄化触媒及び排気ガス浄化触媒の製造方法に関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification catalyst and an exhaust gas purification catalyst manufacturing method for purifying exhaust gas discharged from an automobile engine.

環境保全意識の高まりに伴い、自動車等の排気ガスの排出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気ガスを浄化する排気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 exhaust emissions 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.

排気ガス浄化触媒は、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活性により、排気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 are usually composed of a particulate metal oxide carrier made of alumina (Al 2 O 3 ) or the like and supported with noble metal fine particles such as platinum (Pt), palladium (Pd), or rhodium (Rh). Due to the catalytic activity 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, It is converted into harmless water and gas.

上掲した触媒活性を有する貴金属は、高価であるとともに、資源の枯渇が懸念されている。そこで、排気ガス浄化触媒における貴金属の使用量を低減するための試みが種々になされている。例えば、貴金属粒子を微粒化して表面積を拡大し、排気ガスと貴金属粒子との接触面積を増大させて浄化効率を向上させたり、貴金属以外の金属又はその化合物の粒子を助触媒成分として含有させたりする試みがある。   The above-mentioned noble metals having catalytic activity are expensive and there is a concern about resource depletion. Thus, various attempts have been made to reduce the amount of noble metal used in the exhaust gas purification catalyst. For example, the precious metal particles are atomized to increase the surface area, the contact area between the exhaust gas and the precious metal particles is increased to improve the purification efficiency, or particles of a metal other than the precious metal or a compound thereof are included as a promoter component. There is an attempt to do.

この助触媒成分としては遷移金属化合物が挙げられる。助触媒成分に用いられる遷移金属化合物は酸素供給能を有し、この遷移金属化合物を貴金属と複合化することで貴金属と遷移金属とが接触し、遷移金属化合物の酸素供給能により貴金属の酸化活性が向上する。したがって、遷移金属化合物は、貴金属の使用量を低下させた場合の触媒活性の向上に有効に寄与する。   Examples of the promoter component include transition metal compounds. The transition metal compound used for the cocatalyst component has an oxygen supply ability, and when the transition metal compound is combined with a noble metal, the noble metal and the transition metal come into contact with each other, and the oxygen supply ability of the transition metal compound makes the noble metal oxidation activity. Will improve. Therefore, the transition metal compound effectively contributes to the improvement of the catalytic activity when the amount of noble metal used is reduced.

複合化された貴金属及び遷移金属化合物は、一般に、耐熱性無機酸化物よりなる担体に担持されている。ところが、排ガス浄化触媒に適用される種々の耐熱性無機酸化物のうち、耐熱性が高く、主に使用されているアルミナは、上述した助触媒成分としての遷移金属化合物と反応して複合化を生じ易い。そのため、アルミナの担体に担持された遷移金属化合物は、このアルミナと複合化してしまい、貴金属の触媒活性に寄与する量が減少するので、遷移金属化合物を触媒中に含有させた効果が十分に得られなかった。   The composite noble metal and transition metal compound are generally supported on a carrier made of a heat-resistant inorganic oxide. However, among various heat-resistant inorganic oxides applied to exhaust gas purification catalysts, alumina having high heat resistance and mainly used reacts with the above-described transition metal compound as a promoter component to form a composite. It is likely to occur. For this reason, the transition metal compound supported on the alumina carrier is complexed with the alumina, and the amount contributing to the catalytic activity of the noble metal is reduced, so that the effect of including the transition metal compound in the catalyst is sufficiently obtained. I couldn't.

この点、アルミナの代わりに、遷移金属化合物とは反応しない耐熱性無機酸化物、例えばジルコニア等を担体に用いた場合には、このジルコニア等に遷移金属化合物が固溶、複合化することはない。しかし、この場合には、遷移金属化合物がジルコニア等の担体上で凝集してしまうので、やはり、遷移金属化合物を触媒中に含有させた効果が十分に得られなかった。   In this regard, when a heat-resistant inorganic oxide that does not react with the transition metal compound instead of alumina, such as zirconia, is used as the support, the transition metal compound does not form a solid solution or complex with the zirconia. . However, in this case, since the transition metal compound aggregates on a support such as zirconia, the effect of including the transition metal compound in the catalyst was not sufficiently obtained.

また、触媒の製造方法に、逆ミセル法がある(例えば、特許文献1参照)。逆ミセル法により触媒を製造した場合には、担体中に、貴金属と遷移金属との複合粒が一部埋没した状態で担持された触媒が得られる。そのため、遷移金属又はその化合物の粒子は凝集しない。
特開平10−216527号公報
Moreover, there exists a reverse micelle method in the manufacturing method of a catalyst (for example, refer patent document 1). When a catalyst is produced by the reverse micelle method, a catalyst in which a composite particle of a noble metal and a transition metal is partially embedded in a support is obtained. Therefore, the particles of the transition metal or its compound do not aggregate.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-216527

逆ミセル法により得られた触媒は、遷移金属が凝集することはないが、貴金属塩及び遷移金属塩の逆ミセルを形成させるのに有機溶媒を使用するため、コストが高く、かつ、環境負荷の高いものになってしまう。また、逆ミセル法により製造された触媒では、遷移金属粒子の粒径が、貴金属粒子の粒径と同じ程度の微粒子になるため、担体にアルミナを用いた場合には、このアルミナに遷移金属粒子が固溶して、遷移金属化合物を触媒中に含有させた効果が十分に得られないことがあった。   Although the catalyst obtained by the reverse micelle method does not aggregate the transition metal, it uses an organic solvent to form the reverse micelle of the noble metal salt and the transition metal salt. It will be expensive. In addition, in the catalyst manufactured by the reverse micelle method, the transition metal particles have the same particle size as that of the noble metal particles. Therefore, when alumina is used as the carrier, the transition metal particles are added to the alumina. In some cases, the effect of containing the transition metal compound in the catalyst was not sufficiently obtained.

本発明の排気ガス浄化触媒は、貴金属の粒子と、前記貴金属の粒子と接触し複合粒を形成する遷移金属化合物の粒子と、前記貴金属の粒子と前記遷移金属化合物の粒子との複合粒を覆って形成された耐熱性無機酸化物とを有し、かつ、前記貴金属の粒子の平均粒径に比べて前記遷移金属化合物の粒子の平均粒径が大きく、前記複合粒が前記耐熱性無機酸化物内で分散していることを要旨とする。   The exhaust gas purification catalyst of the present invention covers noble metal particles, transition metal compound particles that come into contact with the noble metal particles to form composite particles, and composite particles of the noble metal particles and the transition metal compound particles. The transition metal compound particles are larger in average particle diameter than the noble metal particles, and the composite particles are the heat-resistant inorganic oxide. The main point is that it is dispersed within the network.

また、本発明の排気ガス浄化触媒は、貴金属粒子と、前記貴金属と接触して複合粒を形成する遷移金属化合物の粒子と、前記貴金属の粒子と前記遷移金属化合物の粒子との複合粒を覆って形成された耐熱性無機酸化物とを有し、かつ、前記遷移金属化合物の粒子の平均粒径が30nm以上であることを要旨とする。   The exhaust gas purifying catalyst of the present invention covers noble metal particles, particles of a transition metal compound that contacts the noble metal to form a composite particle, and composite particles of the noble metal particle and the transition metal compound particle. And the average particle size of the transition metal compound particles is 30 nm or more.

また、本発明の排気ガス浄化触媒の製造方法は、貴金属の粒子と、この貴金属の粒子の平均粒径に比べて大きい平均粒径になる遷移金属化合物の粒子とを有する複合粒を作成する工程と、前記複合粒の周囲に、耐熱性無機酸化物の前駆体である水酸化物を被覆して触媒前駆体を形成する工程と、前記触媒前駆体を酸化性雰囲気中で焼成する工程とを有することを要旨とする。   The method for producing an exhaust gas purifying catalyst of the present invention is a step of producing composite particles having noble metal particles and transition metal compound particles having an average particle size larger than the average particle size of the noble metal particles. And a step of coating the periphery of the composite grain with a hydroxide which is a precursor of a heat-resistant inorganic oxide to form a catalyst precursor, and a step of firing the catalyst precursor in an oxidizing atmosphere. It is summarized as having.

本発明の排気ガス浄化触媒によれば、遷移金属化合物の粒子が凝集したりアルミナ等の担体と複合化したりすることが抑制され、浄化性能に優れた触媒を得ることが可能である。   According to the exhaust gas purification catalyst of the present invention, it is possible to suppress the aggregation of the transition metal compound particles and the combination with a carrier such as alumina, and to obtain a catalyst having excellent purification performance.

本発明の排気ガス浄化触媒の製造方法によれば、本発明の排気ガス浄化触媒を確実かつ容易に製造することが可能である。   According to the method for producing an exhaust gas purification catalyst of the present invention, the exhaust gas purification catalyst of the present invention can be reliably and easily produced.

図1は、本発明の排気ガス浄化触媒の一例の要部を模式的に示す断面図である。同図において、貴金属の粒子1が遷移金属化合物の粒子2の表面上でこの遷移金属化合物の粒子2と接していて、複合粒3を形成している。この複合粒3は、この複合粒3を覆って形成された耐熱性無機酸化物4内で分散している。この耐熱性無機酸化物は、図示しない多数の細孔を有していて、この細孔を通して貴金属の粒子1及び遷移金属化合物の粒子2が、排気ガスと触れ、触媒活性を十分に発揮できるようになっている。また、遷移金属化合物の粒子2の粒径D2は、貴金属の粒子1の粒径D1よりも大きい。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a main part of an example of an exhaust gas purification catalyst of the present invention. In the drawing, noble metal particles 1 are in contact with the transition metal compound particles 2 on the surface of the transition metal compound particles 2 to form composite particles 3. The composite grain 3 is dispersed in a heat-resistant inorganic oxide 4 formed so as to cover the composite grain 3. The heat-resistant inorganic oxide has a large number of pores (not shown) so that the noble metal particles 1 and the transition metal compound particles 2 can come into contact with the exhaust gas through the pores to sufficiently exhibit catalytic activity. It has become. The particle diameter D2 of the transition metal compound particle 2 is larger than the particle diameter D1 of the noble metal particle 1.

図1に示した実施形態により容易に分かるように、本発明の触媒は、貴金属の粒子の平均粒径に比べて前記遷移金属化合物の粒子の平均粒径が大きいことを特徴の一つとしている。従来の排気ガス浄化触媒において、遷移金属化合物が劣化する要因の一つとして、この遷移金属化合物が担持される担体の材料である耐熱性無機酸化物へ、この遷移金属化合物が固溶することが挙げられる。この固溶現象は、遷移金属化合物と担体の耐熱性無機酸化物とが接触している界面が大きければ大きいほど進む。この理由は、固体同士の反応、いわゆる固相反応は、その界面が多いほど進むためである。そして、従来の排気ガス浄化触媒のように遷移金属化合物の平均粒径が、貴金属粒子と同じ程度に小さい場合には、上記界面が相対的に大きいことから、遷移金属化合物の固溶現象が進行する。   As easily understood from the embodiment shown in FIG. 1, the catalyst of the present invention is characterized in that the average particle diameter of the transition metal compound particles is larger than the average particle diameter of the noble metal particles. . In a conventional exhaust gas purification catalyst, as one of the factors that deteriorate the transition metal compound, the transition metal compound is dissolved in the heat-resistant inorganic oxide that is the material of the carrier on which the transition metal compound is supported. Can be mentioned. This solid solution phenomenon proceeds as the interface between the transition metal compound and the heat-resistant inorganic oxide of the support is larger. This is because the reaction between solids, so-called solid phase reaction, proceeds as the number of interfaces increases. When the average particle size of the transition metal compound is as small as that of the precious metal particles as in the conventional exhaust gas purification catalyst, the above-mentioned interface is relatively large, so that the transition metal compound solid solution phenomenon proceeds. To do.

これに対して、本発明の排気ガス浄化触媒は、遷移金属化合物に、貴金属よりも平均粒径が大きなものを用いることで、触媒中への含有量が従来の触媒と同じであっても、上述した遷移金属化合物と担体の耐熱性無機酸化物との界面を低減できる。したがって、遷移金属化合物の固溶を抑制することができ、しかも、遷移金属化合物の粒子上に貴金属の粒子が接触していることもあり、排気ガス浄化触媒を長時間使用した後も、貴金属粒子に対する助触媒作用を示すことができ、遷移金属化合物を触媒中に含有させた効果を十分に得ることができる。   In contrast, the exhaust gas purification catalyst of the present invention uses a transition metal compound having a larger average particle size than the noble metal, so that the content in the catalyst is the same as the conventional catalyst, The interface between the above-described transition metal compound and the heat-resistant inorganic oxide of the support can be reduced. Therefore, the solid solution of the transition metal compound can be suppressed, and the noble metal particles may be in contact with the transition metal compound particles. Even after the exhaust gas purification catalyst has been used for a long time, the noble metal particles It is possible to exhibit a co-catalytic action on the catalyst, and to sufficiently obtain the effect of including the transition metal compound in the catalyst.

本発明の実施形態に係る排気ガス浄化触媒において、遷移金属化合物の粒子の平均粒径は、好ましくは30nm以上である。遷移金属化合物の粒子の平均粒径として、30nm以上であれば、排気ガス浄化触媒を高温、長時間で使用しても遷移金属化合物の固溶抑制効果が得られ、また、複合粒における貴金属の粒子の凝集劣化を低減する包接効果も期待できる。更に望ましくは、遷移金属化合物の粒子の平均粒径が50nm以上であり、50nm以上で上述した効果が充分に得られる。遷移金属化合物の粒子の平均粒径の上限については、上述した効果の観点からは、特に制限されるものではなく、例えば、100nmオーダの粒径であっても、所期した効果が得られる。本発明に従い、貴金属粒子と複合粒を形成し、この複合粒を耐熱性無機酸化物で包接した形態を有する触媒粉末粒子における好ましい触媒粉末粒径の範囲で、上記形態を形成し得る限度として遷移金属化合物の粒径を定めることができる。遷移金属化合物が、あまりに大きな粒径では、耐熱性無機酸化物内における分散性が低下し、充分な包接効果が得られない。   In the exhaust gas purification catalyst according to the embodiment of the present invention, the average particle diameter of the transition metal compound particles is preferably 30 nm or more. If the average particle diameter of the transition metal compound particles is 30 nm or more, the effect of suppressing the solid solution of the transition metal compound can be obtained even if the exhaust gas purification catalyst is used at a high temperature for a long time. It is also possible to expect an inclusion effect to reduce the aggregation degradation of particles. More desirably, the average particle diameter of the transition metal compound particles is 50 nm or more, and the effects described above are sufficiently obtained when the average particle diameter is 50 nm or more. The upper limit of the average particle diameter of the transition metal compound particles is not particularly limited from the viewpoint of the above-described effect. For example, even if the particle diameter is on the order of 100 nm, the expected effect can be obtained. According to the present invention, the above-mentioned form can be formed within the range of the preferable catalyst powder particle diameter in the catalyst powder particle having a form in which the composite grain is formed with noble metal particles and the composite grain is clad with a heat-resistant inorganic oxide. The particle size of the transition metal compound can be determined. If the transition metal compound has a too large particle size, the dispersibility in the heat-resistant inorganic oxide is lowered, and a sufficient inclusion effect cannot be obtained.

本発明の実施形態に係る排気ガス浄化触媒において、貴金属の粒子の平均粒径Daが1.5nm以上であり、かつ、このこの貴金属の粒子の平均粒径Daに対する遷移金属化合物の粒子の平均粒径Dbの比Db/Daが20以上であることは好ましい。貴金属の粒子の平均粒径として、1.5nm以上あれば、耐熱性無機酸化物による包接効果が期待できる。これに対して、従来の排気ガス浄化触媒のように、貴金属塩溶液に担体を単に含浸させて製造された触媒では、貴金属粒の粒子径はÅオーダーのものとなり、その融点が低下し、貴金属自身の移動凝集が促進してしまう。貴金属の粒子の平均粒径の上限は、特に限定するものではないが、遷移金属化合物の粒子の平均粒径との関係でDb/Daが20以上を満足するような粒径とすることが好ましい。   In the exhaust gas purification catalyst according to the embodiment of the present invention, the average particle diameter Da of the noble metal particles is 1.5 nm or more, and the average particle diameter of the transition metal compound particles with respect to the average particle diameter Da of the noble metal particles The Db ratio Db / Da is preferably 20 or more. If the average particle diameter of the noble metal particles is 1.5 nm or more, the inclusion effect by the heat-resistant inorganic oxide can be expected. On the other hand, in a catalyst produced by simply impregnating a carrier with a noble metal salt solution, such as a conventional exhaust gas purification catalyst, the particle diameter of the noble metal particles is on the order of Å, its melting point is lowered, and the noble metal Its own movement aggregation is promoted. The upper limit of the average particle diameter of the noble metal particles is not particularly limited, but is preferably a particle diameter that satisfies Db / Da of 20 or more in relation to the average particle diameter of the transition metal compound particles. .

また、貴金属の粒子の平均粒径Daに対する遷移金属化合物の粒子の平均粒径Dbの比Db/Daが20以上であれば、上述した耐久性向上効果がよりいっそう期待できる。   Further, if the ratio Db / Da of the average particle diameter Db of the transition metal compound particles to the average particle diameter Da of the noble metal particles is 20 or more, the above-described durability improvement effect can be further expected.

貴金属には、PtおよびPdから選ばれる少なくとも1種が有効である。なかでも、貴金属と遷移金属化合物とを接触させる本発明の排気ガス浄化触媒においては、貴金属がPdである場合に、より効果が大きい。これは、詳細は不明だが、遷移金属化合物は酸素供給能に優れる為、Pdの活性種であるPdOの生成を促進し、これにより、例えば、空燃比A/Fが14.6程度の化学量論的比率付近から、若干でも還元性の雰囲気に排気ガスの雰囲気が移行した際のHC、COなど還元性排気ガスの酸化活性に対し、特に効果が生じる。また、Pt粒とPd粒との混合粒を遷移金属化合物の粒子と接触させた複合粒を本実施形態の排気ガス浄化触媒に適用することもできる。   As the noble metal, at least one selected from Pt and Pd is effective. Among them, the exhaust gas purification catalyst of the present invention in which a noble metal and a transition metal compound are brought into contact is more effective when the noble metal is Pd. Although the details are unknown, the transition metal compound has an excellent oxygen supply capability, so it promotes the production of PdO, which is an active species of Pd, and thus, for example, a stoichiometric air / fuel ratio A / F of about 14.6. This is particularly effective for the oxidizing activity of reducing exhaust gases such as HC and CO when the exhaust gas atmosphere is shifted to a slightly reducing atmosphere from around the ratio. In addition, composite particles obtained by bringing mixed particles of Pt particles and Pd particles into contact with particles of a transition metal compound can be applied to the exhaust gas purification catalyst of the present embodiment.

貴金属に接触して複合粒を形成する遷移金属化合物には、Co、Ni及びMnから選ばれる少なくとも1種を含んだ酸化物が望ましい。遷移金属化合物に貴金属が接触していることにより、触媒性能が向上する。これは、遷移金属化合物の活性な酸素供給能により、貴金属の酸化活性が向上するためと考えられる。このような効果を有する遷移金属化合物としては、Co、Ni又はMnの各酸化物、あるいはこれらの複合酸化物が望ましい。また、これらの各酸化物、複合酸化物のみを含有する場合に限られず、例えば、MnとCeの複合酸化物の粒なども上述した効果を発揮できる。   An oxide containing at least one selected from Co, Ni, and Mn is desirable for the transition metal compound that forms a composite grain upon contact with a noble metal. When the noble metal is in contact with the transition metal compound, the catalyst performance is improved. This is presumably because the oxidation activity of the noble metal is improved by the active oxygen supply ability of the transition metal compound. As the transition metal compound having such an effect, each of oxides of Co, Ni or Mn, or a composite oxide thereof is desirable. Further, the present invention is not limited to the case of containing only each of these oxides and complex oxides, and for example, the above-described effects can also be exhibited by grains of complex oxides of Mn and Ce.

耐熱性無機酸化物には、Al、Ce、Zr及びLaから選ばれる少なくとも1種を含む酸化物であることが好ましい。これらの酸化物が貴金属と遷移金属との複合粒の活性点の周囲に形成されることにより、その分散性向上効果、貴金属及び遷移金属化合物のシンタリング(凝集)防止効果が期待できる。これらの酸化物のうち、Al2O3(アルミナ)は、耐熱性が高い点で有利である。Al2O3を主成分とした場合は、CeO2などを添加剤として添加することができ、アルミナ自身の細孔維持効果(耐熱性向上)を発揮しつつ、貴金属と遷移金属化合物との複合粒の包接効果をより強固なものにする効果が発揮される。更に、耐熱性無機酸化物に、ZrO2等の、そもそも遷移金属化合物が固溶しない酸化物を適用した場合でも、この遷移金属化合物自身の凝集を抑制する効果が期待でき、この点でも触媒の耐久性が向上するものと考える。 The heat-resistant inorganic oxide is preferably an oxide containing at least one selected from Al, Ce, Zr and La. By forming these oxides around the active points of the composite grains of the noble metal and the transition metal, the effect of improving the dispersibility and the effect of preventing the sintering (aggregation) of the noble metal and the transition metal compound can be expected. Of these oxides, Al 2 O 3 (alumina) is advantageous because of its high heat resistance. When Al 2 O 3 is the main component, CeO 2 can be added as an additive, and the composite of noble metal and transition metal compound while exhibiting the pore maintaining effect (improving heat resistance) of alumina itself The effect of strengthening the inclusion effect of the grains is exhibited. Furthermore, even when an oxide such as ZrO 2 where the transition metal compound is not dissolved in the first place is applied to the heat-resistant inorganic oxide, an effect of suppressing the aggregation of the transition metal compound itself can be expected. We think that durability improves.

上述した貴金属と、遷移金属化合物との組み合わせの態様として、貴金属がPdであり、遷移金属化合物が酸化マンガン(Mn2O3)であることは、より好ましい態様である。この組み合わせの場合には、Pdの活性種であるPdOの生成がよりいっそう促進され、これにより、Pdの酸化活性が向上し、特に効果が生じる。 As a mode of combination of the above-mentioned noble metal and transition metal compound, it is a more preferable mode that the noble metal is Pd and the transition metal compound is manganese oxide (Mn 2 O 3 ). In the case of this combination, the production of PdO, which is an active species of Pd, is further promoted, whereby the oxidation activity of Pd is improved and particularly effective.

次に、本発明の排気ガス浄化触媒の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the exhaust gas purification catalyst of the present invention will be described.

本発明の排気ガス浄化触媒の製造方法は、貴金属の粒子と、この貴金属の粒子の平均粒径に比べて大きい平均粒径になる遷移金属化合物の粒子とを有する複合粒を作成する工程と、前記複合粒の周囲に、耐熱性無機酸化物の前駆体である水酸化物を被覆して触媒前駆体を形成する工程と、前記触媒前駆体を酸化性雰囲気中で焼成する工程とを有する。   The method for producing an exhaust gas purification catalyst of the present invention includes a step of creating composite particles having noble metal particles and transition metal compound particles having an average particle size larger than the average particle size of the noble metal particles; The composite grain has a step of coating a hydroxide, which is a precursor of a heat-resistant inorganic oxide, to form a catalyst precursor, and a step of firing the catalyst precursor in an oxidizing atmosphere.

既に述べたように、本発明の排気ガス浄化触媒が、貴金属の粒子と遷移金属化合物の粒子との複合粒を覆って、耐熱性無機酸化物を包接させた形態になる。このような形態を有する排気ガス浄化を得るには、あらかじめ作成した複合粒の周囲に、耐熱性無機酸化物の前駆体である水酸化物を被覆して触媒前駆体を形成した後、この触媒前駆体を酸化性雰囲気中で焼成して排気ガス浄化触媒を得る包接法を用いるのが好適である。   As described above, the exhaust gas purifying catalyst of the present invention is in a form in which a composite particle of noble metal particles and transition metal compound particles is covered and a heat-resistant inorganic oxide is included. In order to obtain exhaust gas purification having such a form, a catalyst precursor is formed by coating a hydroxide, which is a precursor of a heat-resistant inorganic oxide, around a composite grain prepared in advance, and then the catalyst. It is preferable to use an inclusion method in which the precursor is calcined in an oxidizing atmosphere to obtain an exhaust gas purification catalyst.

図2は、本発明の実施形態に係る排気ガス浄化触媒の製造過程における包接法の説明図である。図2(a)に示すように、本実施形態の製造方法では、貴金属の粒子1と遷移金属化合物の粒子2との複合コロイド粒3Aを形成する。次いで図2(b)に示すように、この複合コロイド粒3Aの周囲に耐熱性無機酸化物の前駆体である水酸化物4Aを形成させる。その後に酸化性雰囲気中で焼成することにより、この水酸化物4を酸化物にする。   FIG. 2 is an explanatory view of an inclusion method in the manufacturing process of the exhaust gas purification catalyst according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2 (a), in the manufacturing method of the present embodiment, composite colloidal particles 3A of noble metal particles 1 and transition metal compound particles 2 are formed. Next, as shown in FIG. 2B, a hydroxide 4A which is a precursor of a heat-resistant inorganic oxide is formed around the composite colloidal particles 3A. Thereafter, the hydroxide 4 is converted into an oxide by firing in an oxidizing atmosphere.

このように、本発明の排気ガス浄化触媒の製造方法においては、包接法を用いて排気ガス浄化触媒を製造することにより、担体内部に複合粒を分散担持させることが可能となる。さらに、複合粒の周囲に耐熱性無機酸化物の前駆体である水酸化物を形成するため、複合粒の一部が担体に埋没された形態の触媒が得られる。このため、複合粒の固定化が可能となり、得られた触媒は、複合粒の凝集が抑制されて耐熱性が高い。   As described above, in the method for producing an exhaust gas purification catalyst of the present invention, it is possible to disperse and carry the composite particles inside the carrier by producing the exhaust gas purification catalyst using the inclusion method. Furthermore, since a hydroxide which is a precursor of a heat-resistant inorganic oxide is formed around the composite grain, a catalyst having a form in which a part of the composite grain is embedded in a carrier is obtained. For this reason, it becomes possible to fix the composite grains, and the obtained catalyst has high heat resistance because aggregation of the composite grains is suppressed.

さらに、この触媒前駆体の酸化性雰囲気での焼成時には、耐熱性無機酸化物の前駆体である水酸化物から水が蒸発することにより、焼成後に得られる耐熱性無機酸化物には細孔が多く形成され、比表面積が高い触媒担体が形成される。そして、この触媒担体内では、複合粒が内表面も含む担体表面に均一に分散されて担持された状態となる。   Further, when the catalyst precursor is calcined in an oxidizing atmosphere, water is evaporated from the hydroxide which is a precursor of the heat-resistant inorganic oxide, so that the heat-resistant inorganic oxide obtained after the firing has pores. A large number of catalyst supports having a high specific surface area are formed. In this catalyst carrier, the composite particles are uniformly dispersed and supported on the carrier surface including the inner surface.

耐熱性無機酸化物の前駆体は、Al、Ce、Zr、及びLaの群から選ばれる少なくとも一種を含む酸化物の前駆体であることが好ましい。これらの前駆体は、例えば、硝酸塩や酢酸塩などの水溶性無機塩の形で、初めに貴金属と遷移金属化合物との複合コロイド粒子を含有する水溶液に投入し、アンモニア水やテトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液などの塩基性沈殿剤を投入して水酸化物を形成して得ることができる。また、複合コロイド水溶液にアルコキシドを投入し、複合コロイド粒子の周囲に水酸化物を形成することによっても得ることができる。さらに、複合コロイドを構成する有機分子のポリマー鎖が、たとえば、イミノ(NH)基などを有し、コロイド溶液の液性が塩基性であれば、前駆体を含有する水溶液に沈殿剤と複合コロイドの混合水溶液を投入することにより、複合コロイド粒を担体に安定して担持させることが可能となる。   The precursor of the heat-resistant inorganic oxide is preferably an oxide precursor containing at least one selected from the group consisting of Al, Ce, Zr, and La. These precursors, for example, in the form of water-soluble inorganic salts such as nitrates and acetates, are first introduced into an aqueous solution containing composite colloidal particles of a noble metal and a transition metal compound, and then ammonia water or tetramethylammonium (TMAH ) It can be obtained by adding a basic precipitant such as an aqueous solution to form a hydroxide. It can also be obtained by introducing an alkoxide into the aqueous composite colloid solution to form a hydroxide around the composite colloidal particles. Furthermore, if the polymer chain of the organic molecules that make up the composite colloid has, for example, an imino (NH) group and the liquidity of the colloid solution is basic, the precipitant and the composite colloid are added to the aqueous solution containing the precursor. By introducing the mixed aqueous solution, it becomes possible to stably support the composite colloidal particles on the carrier.

耐熱性無機酸化物の前駆体の例として、アルミナの前駆体を形成する場合を説明すると、一つの方法には、貴金属と遷移金属化合物との複合コロイド粒を、予めアルミニウムイソプロポキシド(以下、「AIP」ともいう。)等を溶解させたヘキシレングリコール(以下、「HEG」ともいう。)内に滴下させ、貴金属と遷移金属化合物との複合コロイド粒の周囲に水酸化Alを形成する方法がある。また、別の方法には、ベーマイトを分散させた水溶液に、貴金属と遷移金属化合物との複合コロイド溶液を滴下した後、硝酸を添加するなどして、ベーマイトの邂逅処理を施した後、乾燥処理を行う方法がある。前者の方法では、高耐熱性の担体を形成することができるため、包接した効果をより発揮できる。一方、後者の方法では、その製造コストを安くできる。   As an example of the precursor of the heat-resistant inorganic oxide, a case where an alumina precursor is formed will be described. In one method, a composite colloidal particle of a noble metal and a transition metal compound is preliminarily prepared with aluminum isopropoxide (hereinafter referred to as “aluminum isopropoxide”). A method of forming Al hydroxide around a composite colloidal particle of a noble metal and a transition metal compound by dropping it into hexylene glycol (hereinafter also referred to as "HEG") in which "AIP" is dissolved. There is. Another method is to drop a complex colloidal solution of a noble metal and a transition metal compound into an aqueous solution in which boehmite is dispersed, add nitric acid, etc. There is a way to do. In the former method, since a highly heat-resistant carrier can be formed, the inclusion effect can be further exhibited. On the other hand, the latter method can reduce the manufacturing cost.

上述した、耐熱性無機酸化物の前駆体である水酸化物を被覆させる複合粒、すなわち、貴金属の粒子と、この貴金属の粒子の平均粒径に比べて大きい平均粒径になる遷移金属化合物の粒子とを有する複合粒を作成する工程については、複数の方法が考えられ、本発明の排気ガス浄化触媒の製造方法では特に限定するものではないが、遷移金属化合物の粒子の周囲に高分子層を形成してコロイド化した後、このコロイド表面上に貴金属を還元析出する工程であることは好ましい。この工程によれば、市販されている遷移金属化合物の粒子を原料として使用することが可能となり、より安価に貴金属と遷移金属化合物との複合粒を形成することが可能となる。もっとも、市販されている遷移金属化合物は粉末状態であるため、単純に、その粉末を水溶液などの系に添加しても各々の粒子の凝集が進行し、系中で沈降するのみであり、所望の複合粒を得ることが困難である。   The composite particles for coating the hydroxide, which is the precursor of the heat-resistant inorganic oxide, described above, that is, the noble metal particles and the transition metal compound having an average particle size larger than the average particle size of the noble metal particles. A plurality of methods can be considered for the step of producing composite particles having particles, and the method for producing an exhaust gas purification catalyst of the present invention is not particularly limited, but a polymer layer around the particles of the transition metal compound It is preferable that the step of forming a colloid to form a noble metal on the surface of the colloid. According to this process, it is possible to use commercially available transition metal compound particles as raw materials, and it is possible to form composite particles of a noble metal and a transition metal compound at a lower cost. However, since the commercially available transition metal compound is in a powder state, simply adding the powder to a system such as an aqueous solution causes aggregation of each particle and only precipitates in the system. It is difficult to obtain composite grains.

そこで、本発明の実施形態に係る製造方法では、酸化物等の遷移金属化合物の粉末を水溶液へ分散させた後、分散剤を添加することで、遷移金属化合物の粒子の周囲に高分子層を形成してコロイド化する。このコロイド化する処理により各粒子は系中で分散し、沈降が生じない。このような各遷移金属化合物の粒子が分散した状態を経由することにより、後に続く貴金属粒子の析出の際に、各遷移金属化合物粒に一旦吸着した貴金属塩の量を制御でき、貴金属粒の析出の不要な凝集を制御可能となる。   Therefore, in the manufacturing method according to the embodiment of the present invention, after the powder of the transition metal compound such as an oxide is dispersed in the aqueous solution, a polymer layer is formed around the particles of the transition metal compound by adding a dispersant. Form and colloid. By this colloidalization treatment, each particle is dispersed in the system and no sedimentation occurs. By passing through the state in which the particles of each transition metal compound are dispersed, the amount of the noble metal salt once adsorbed on each transition metal compound particle can be controlled at the time of subsequent precipitation of the noble metal particles. Unnecessary aggregation can be controlled.

金属粒子のコロイドを作製する際の有機分子としては、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミド、ポリアクリル酸、シュウ酸、クエン酸、マレイン酸などの安定度の高い化合物又はこれらの混合物を用いることが好ましい。また、分散媒としては、水、メタノール、エタノールなどのアルコール類、酢酸メチルエステル、酢酸エチルエステルなどのエステル類、ジエチルエーテルなどのエーテル類又はこれらの混合物を用いることができる。これらの有機分子や分散媒を用いることで、金属粒子を均一に分散媒中に分散させることができる。さらに、コロイド溶液の安定性、すなわち、沈降分離抑制が可能となる。このため、複合粒が均一に耐熱性無機酸化物の前駆体に取り込まれた状態で触媒前駆体が形成される。   As an organic molecule for producing a colloid of metal particles, a highly stable compound such as polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyethylene imide, polyacrylic acid, oxalic acid, citric acid, maleic acid or a mixture thereof may be used. preferable. As the dispersion medium, water, alcohols such as methanol and ethanol, esters such as acetic acid methyl ester and ethyl acetate, ethers such as diethyl ether, or a mixture thereof can be used. By using these organic molecules and the dispersion medium, the metal particles can be uniformly dispersed in the dispersion medium. Furthermore, the stability of the colloidal solution, that is, the sedimentation separation can be suppressed. For this reason, the catalyst precursor is formed in a state where the composite particles are uniformly incorporated into the precursor of the heat-resistant inorganic oxide.

貴金属粒子の析出は、コロイド化した遷移金属化合物粒子を含む系中に、貴金属塩を添加し、更に還元剤を添加することにより行うことができる。この貴金属塩には、ジニトロジアミン塩、トリアンミン塩、テトラアンミン塩、ヘキサアンミン塩などの貴金属錯体、硝酸塩、塩化物、硫酸塩などの無機塩が使用可能である。また、還元剤には、例えばエタノールを用いることができる。また、貴金属の粒子の平均粒径Daに対する遷移金属化合物の粒子の平均粒径Dbの比Db/Daが20以上である、本発明の実施形態に係る排気ガス浄化触媒を得るためには、貴金属粒の粒径を制御することが好ましいが、この貴金属粒の粒径を制御する手段として、前述した還元条件を変えることが挙げられる。例えば、還元剤としてエタノールを使用する場合には、エタノール/水比を変更し、その沸点を変更することで、貴金属の粒径制御が可能となる。詳細は不明だが、これは、エタノール蒸気のもつ還元力が沸点の上昇とともに大きくなるためと推測している。また、還元剤としては、エタノールの他に、NaBH4、N2H4、アスコルビン酸などが挙げられるが、いずれを用いても、同様の効果が得られる。 Precipitation of the noble metal particles can be performed by adding a noble metal salt and further adding a reducing agent to the system containing the colloidal transition metal compound particles. As this noble metal salt, a noble metal complex such as a dinitrodiamine salt, a triammine salt, a tetraammine salt or a hexaammine salt, or an inorganic salt such as a nitrate, chloride or sulfate can be used. Further, for example, ethanol can be used as the reducing agent. In order to obtain the exhaust gas purification catalyst according to the embodiment of the present invention, the ratio Db / Da of the average particle diameter Db of the transition metal compound particles to the average particle diameter Da of the noble metal particles is 20 or more. Although it is preferable to control the particle size of the particles, a means for controlling the particle size of the noble metal particles includes changing the above-described reduction conditions. For example, when ethanol is used as the reducing agent, the particle size of the noble metal can be controlled by changing the ethanol / water ratio and changing its boiling point. Details are unknown, but this is presumed to be due to the fact that the reducing power of ethanol vapor increases as the boiling point increases. Examples of the reducing agent include NaBH 4 , N 2 H 4 , and ascorbic acid in addition to ethanol, and the same effect can be obtained by using any of them.

本発明の排気ガス浄化触媒は、上記の製造方法により得られた触媒粉末を含むスラリーを、セラミックス製又は耐熱性金属製の基材の壁面に塗布し乾燥させ、焼成することにより、排気ガス浄化触媒を含有する触媒層が基材の壁面に被覆形成されて実機に用いられる。   The exhaust gas purifying catalyst of the present invention is an exhaust gas purifying method by applying a slurry containing the catalyst powder obtained by the above production method to a wall surface of a ceramic or heat-resistant metal substrate, drying and firing. The catalyst layer containing the catalyst is coated on the wall surface of the base material and used in an actual machine.

図3は、実機と同様の条件による耐久実験後の貴金属のPt粒子径をTEMにより調べた結果を示すグラフである。図中、従来品は、含浸法により担体粒の表面上に微小な貴金属粒を担持させた例、参考品は、包接法により担体内に複合粒を分散させ、かつ、その複合粒の貴金属粒子の粒径と遷移金属化合物粒子の粒径とが同じ程度である例、そして、本発明品は、本発明に従い、遷移金属化合物粒子の粒径が貴金属粒子の粒径よりも大きい例である。同図に示されるように、含浸法による従来例は、シンタリングにより耐久試験後のPtの粒径が増大し、特に高温での耐久試験後は、粒径の増大が著しい。これに対して、包接法より製造された参考品及び本発明品は、シンタリングが抑制されたため、耐久試験後のPtの粒径の増加が従来品に比べて小さい。   FIG. 3 is a graph showing the result of examining the Pt particle diameter of the noble metal after the durability test under the same conditions as the actual machine by TEM. In the figure, the conventional product is an example in which fine noble metal particles are supported on the surface of the carrier particles by the impregnation method, and the reference product is a composite particle dispersed in the carrier by the inclusion method, and the noble metal of the composite particles An example in which the particle size of the particle and the particle size of the transition metal compound particle are the same level, and the product of the present invention is an example in which the particle size of the transition metal compound particle is larger than the particle size of the noble metal particle according to the present invention. . As shown in the figure, in the conventional example by the impregnation method, the particle size of Pt after the durability test is increased by sintering, and the particle size is remarkably increased particularly after the durability test at a high temperature. On the other hand, since the reference product and the product of the present invention manufactured by the clathrate method suppressed sintering, the increase in the Pt particle size after the durability test was smaller than that of the conventional product.

図4(a)は、コロイド溶液中の貴金属粒子と遷移金属化合物粒子を電子顕微鏡で観察した像を描写した図である。遷移金属化合物の粒子2は、アトマイズ法等により製造されたものが市販されていて、図示されているような不定な形状を有している。この遷移金属化合物の粒子2のコロイド上に貴金属の粒子1が析出形成されている。   FIG. 4A is a diagram depicting an image obtained by observing the noble metal particles and the transition metal compound particles in the colloid solution with an electron microscope. The transition metal compound particles 2 manufactured by the atomizing method or the like are commercially available and have an indefinite shape as shown in the figure. Noble metal particles 1 are deposited on the colloid of transition metal compound particles 2.

図4(b)は、耐久試験前の排気ガス浄化触媒を電子顕微鏡で観察した像を描写した図である。なお、理解の便宜のため、複合粒3及び耐熱性無機酸化物4にはハッチングを描いてある。貴金属と遷移金属化合物との複合粒3が、耐熱性無機酸化物4内で分散している。   FIG. 4B is a diagram depicting an image obtained by observing the exhaust gas purification catalyst before the durability test with an electron microscope. For convenience of understanding, the composite grain 3 and the heat-resistant inorganic oxide 4 are hatched. Composite particles 3 of a noble metal and a transition metal compound are dispersed in a heat-resistant inorganic oxide 4.

同図(c)は、耐久試験後の排気ガス浄化触媒を電子顕微鏡で観察した像を描写した図である。なお、理解の便宜のため、複合粒3及び耐熱性無機酸化物4にはハッチングを描いてある。また、触媒を観察した位置は、図4(b)で示した位置とは異なっている。図4(c)に示されるように、耐久試験後においても、貴金属と遷移金属化合物との複合粒3は残存していて、すなわち、遷移金属化合物が耐熱性無機酸化物4と複合化して消滅してはいなかった。   FIG. 3C is a diagram depicting an image obtained by observing the exhaust gas purification catalyst after the durability test with an electron microscope. For convenience of understanding, the composite grain 3 and the heat-resistant inorganic oxide 4 are hatched. Further, the position where the catalyst is observed is different from the position shown in FIG. As shown in FIG. 4C, even after the durability test, the composite particles 3 of the noble metal and the transition metal compound remain, that is, the transition metal compound is combined with the heat-resistant inorganic oxide 4 and disappears. I didn't.

(実施例1)
1.コロイド溶液調製:
Mn2O3ナノ粒子(平均粒径51nm)粉末を所定量分種し、水溶液へ投下した後、超音波分散した状態で、このMn2O3に対し、モノマーのモル比で20倍量のポリビニルピロリドン(K30)を投入し、Mn2O3コロイド溶液を調製した。このMn2O3コロイド溶液に、所定量のジニトロジアミンPt溶液を滴下し、1時間攪拌混合した後、エタノール/水の重量比が1.0になるようにエタノール及びイオン交換水を投入して、83℃で攪拌した後、Pt(0.2wt%)+Mn2O3(0.6wt%)−PVPコロイド溶液を得た。
Example 1
1. Colloid solution preparation:
A predetermined amount of Mn 2 O 3 nanoparticle (average particle size 51 nm) powder is seeded, dropped into an aqueous solution, and in an ultrasonically dispersed state, the molar ratio of the monomer is 20 times the amount of this Mn 2 O 3 Polyvinylpyrrolidone (K30) was added to prepare a Mn 2 O 3 colloid solution. A predetermined amount of dinitrodiamine Pt solution was dropped into this Mn 2 O 3 colloidal solution and stirred and mixed for 1 hour, and then ethanol and ion-exchanged water were added so that the weight ratio of ethanol / water was 1.0. After stirring at ° C., Pt (0.2 wt%) + Mn 2 O 3 (0.6 wt%)-PVP colloidal solution was obtained.

2.触媒粉末の作成:
所定量のアルミニウムイソプロポキシド(AIP)をヘキシレングリコール(溶媒)に投入し、120℃で1時間攪拌した後、所定量のアセチルアセトナトセリウム粉末を投入し、80℃まで降温した後、上述したPt(0.2wt%)+Mn2O3(0.6 wt%)−PVPコロイド溶液を所定量滴下投入し、触媒前駆体ゲルを得た。このゲルをロータリーエバポレータへ移し、150℃で真空乾燥した後、400℃で1時間空気気流中で焼成し、実施例1の触媒粉末(Pt(0.3 wt%)+Mn2O3(0.9 wt%)/CeO2(10 wt%)/Al2O3)を得た。得られた触媒粉末をTEMにて確認したPtの粒子径は1.5nmであった。
2. Preparation of catalyst powder:
A predetermined amount of aluminum isopropoxide (AIP) was added to hexylene glycol (solvent), stirred at 120 ° C for 1 hour, a predetermined amount of acetylacetonatocerium powder was added, and the temperature was lowered to 80 ° C. A predetermined amount of the Pt (0.2 wt%) + Mn 2 O 3 (0.6 wt%)-PVP colloid solution was added dropwise to obtain a catalyst precursor gel. This gel was transferred to a rotary evaporator, vacuum dried at 150 ° C., and then calcined at 400 ° C. for 1 hour in an air stream. The catalyst powder of Example 1 (Pt (0.3 wt%) + Mn 2 O 3 (0.9 wt%)) / CeO 2 (10 wt%) / Al 2 O 3 ). The obtained catalyst powder was confirmed by TEM to have a Pt particle size of 1.5 nm.

3.ハニカム基材へのコーティング:
得られた触媒粉末を40gと、ベーマイトを4gと、125.6gの10%硝酸含有水溶液とをアルミナ製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、触媒スラリーを得た。更に、この触媒スラリーをコージェライト製、0.0595Lのハニカム基材(400セル/6ミル)に投入し、空気流にて余剰スラリーを除去し、120℃にて乾燥した後、400℃の温度で空気気流中で焼成し、実施例1の触媒担持ハニカム基材を得た。得られた触媒担持ハニカム基材にコートされた触媒量は触媒1Lあたり110gであり、触媒1L当たりの触媒貴金属の重量は0.3gであった。
3. Coating on honeycomb substrate:
40 g of the obtained catalyst powder, 4 g of boehmite, and 125.6 g of a 10% nitric acid-containing aqueous solution were placed in an alumina magnetic pot, and shaken and pulverized with alumina balls to obtain a catalyst slurry. Furthermore, this catalyst slurry was put into a cordierite-made 0.0595L honeycomb substrate (400 cells / 6 mil), excess slurry was removed by air flow, dried at 120 ° C, and then at a temperature of 400 ° C. Firing in an air stream yielded a catalyst-supporting honeycomb substrate of Example 1. The amount of catalyst coated on the obtained catalyst-supporting honeycomb substrate was 110 g per liter of catalyst, and the weight of the catalyst noble metal per liter of catalyst was 0.3 g.

(実施例2)
実施例2は、実施例1に対し、貴金属の粒子径を大きくすることにより、貴金属の粒子の平均粒径Daに対する遷移金属化合物の粒子の平均粒径Dbの比Db/Daを異ならせた例である。
(Example 2)
Example 2 is an example in which the ratio Db / Da of the average particle diameter Db of the transition metal compound particles to the average particle diameter Da of the noble metal particles is made different from that of Example 1 by increasing the particle diameter of the noble metal. It is.

1.コロイド溶液調製:
Mn2O3ナノ粒子(平均粒径51nm)粉末を所定量分種し、水溶液へ投下した後、超音波分散した状態で、このMn2O3に対し、モノマーのモル比で20倍量のポリビニルピロリドン(K30)を投入し、Mn2O3コロイド溶液を調製した。このMn2O3コロイド溶液に、所定量のジニトロジアミンPt溶液を滴下し、1時間攪拌混合した後、エタノール/水の重量比が0.1になるようにエタノール及びイオン交換水を投入して、93℃で攪拌した後、Pt(0.2wt%)+Mn2O3(0.6wt%)−PVPコロイド溶液を得た。
1. Colloid solution preparation:
A predetermined amount of Mn 2 O 3 nanoparticle (average particle size 51 nm) powder is seeded, dropped into an aqueous solution, and in an ultrasonically dispersed state, the molar ratio of the monomer is 20 times the amount of this Mn 2 O 3 Polyvinylpyrrolidone (K30) was added to prepare a Mn 2 O 3 colloid solution. A predetermined amount of dinitrodiamine Pt solution was dropped into this Mn 2 O 3 colloid solution, and after stirring and mixing for 1 hour, ethanol and ion-exchanged water were added so that the weight ratio of ethanol / water was 0.1. After stirring at ° C., Pt (0.2 wt%) + Mn 2 O 3 (0.6 wt%)-PVP colloidal solution was obtained.

2.触媒粉末の作成:
所定量のアルミニウムイソプロポキシド(AIP)をヘキシレングリコール(溶媒)に投入し、120℃で1時間攪拌した後、所定量のアセチルアセトナトセリウム粉末を投入し、80℃まで降温した後、上述したPt(0.2wt%)+Mn2O3(0.6wt%)−PVPコロイド溶液を所定量滴下投入し、触媒前駆体ゲルを得た。このゲルをロータリーエバポレータへ移し、150℃で真空乾燥した後、400℃で1時間空気気流中で焼成し、実施例2の触媒粉末(Pt(0.3wt%)+Mn2O3(0.9wt%)/CeO2(10wt%)/ Al2O3)を得た。得られた触媒粉末をTEMにて確認したPtの粒子径は2.5nmであった。
2. Preparation of catalyst powder:
A predetermined amount of aluminum isopropoxide (AIP) was added to hexylene glycol (solvent), stirred at 120 ° C for 1 hour, a predetermined amount of acetylacetonatocerium powder was added, and the temperature was lowered to 80 ° C. A predetermined amount of the Pt (0.2 wt%) + Mn 2 O 3 (0.6 wt%)-PVP colloid solution was added dropwise to obtain a catalyst precursor gel. This gel was transferred to a rotary evaporator, vacuum-dried at 150 ° C., and then calcined at 400 ° C. for 1 hour in an air stream. The catalyst powder of Example 2 (Pt (0.3 wt%) + Mn 2 O 3 (0.9 wt%)) / CeO 2 (10 wt%) / Al 2 O 3 ). The obtained catalyst powder was confirmed by TEM to have a Pt particle size of 2.5 nm.

3.ハニカム基材へのコーティング:
得られた触媒粉末を40gと、ベーマイトを4gき、125.6gの10%硝酸含有水溶液とをアルミナ製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、触媒スラリーを得た。更に、この触媒スラリーをコージェライト製、0.0595Lのハニカム基材(400セル/6ミル)に投入し、空気流にて、余剰スラリを除去し、120℃にて乾燥し、400℃での空気気流中で焼成し、実施例2の触媒担持ハニカム基材を得た。得られた触媒担持ハニカム基材にコートされた触媒量は触媒1Lあたり110gであり、触媒1L当たりの触媒貴金属の重量は0.3gであった。
3. Coating on honeycomb substrate:
40 g of the obtained catalyst powder, 4 g of boehmite, and 125.6 g of a 10% nitric acid-containing aqueous solution were put into an alumina magnetic pot, and shaken and pulverized with alumina balls to obtain a catalyst slurry. Furthermore, this catalyst slurry was put into a cordierite 0.0595 L honeycomb substrate (400 cells / 6 mil), excess slurry was removed by air flow, dried at 120 ° C., and air at 400 ° C. The catalyst-supported honeycomb substrate of Example 2 was obtained by firing in an air stream. The amount of catalyst coated on the obtained catalyst-supporting honeycomb substrate was 110 g per liter of catalyst, and the weight of the catalyst noble metal per liter of catalyst was 0.3 g.

(実施例3)
実施例3は、触媒活性を有する貴金属をPdとした例である。
(Example 3)
Example 3 is an example in which the noble metal having catalytic activity is Pd.

1.コロイド溶液調製:
Mn2O3ナノ粒子(33nm)粉末を所定量分種し、水溶液へ投下した後、超音波分散した状態で、このMn2O3に対し、モノマーのモル比で20倍量のポリビニルピロリドン(K30)を投入し、Mn2O3コロイド溶液を調製した。このMn2O3コロイド溶液に、所定量のジニトロジアミンPd溶液を滴下し、1時間攪拌混合した後、エタノール/水の重量比が1.0になるようにエタノール及びイオン交換水を投入して、83℃で攪拌した後、Pd(0.2wt%)+Mn2O3(0.6wt%)−PVPコロイド溶液を得た。
1. Colloid solution preparation:
A predetermined amount of Mn 2 O 3 nanoparticle (33 nm) powder was seeded, dropped into an aqueous solution, and in an ultrasonically dispersed state, a 20-fold amount of polyvinylpyrrolidone (molar ratio of monomer to this Mn 2 O 3) ( K30) was added to prepare a Mn 2 O 3 colloidal solution. To this Mn 2 O 3 colloidal solution, a predetermined amount of dinitrodiamine Pd solution was dropped and mixed with stirring for 1 hour, and then ethanol and ion-exchanged water were added so that the weight ratio of ethanol / water was 1.0. After stirring at ° C., Pd (0.2 wt%) + Mn 2 O 3 (0.6 wt%)-PVP colloidal solution was obtained.

2.触媒粉末の作成:
所定量のアルミニウムイソプロポキシド(AIP)をヘキシレングリコール(溶媒)に投入し、120℃で1時間攪拌した後、所定量のアセチルアセトナトセリウム粉末を投入、80℃まで降温した後、上述したPd(0.2wt%)+Mn2O3(0.6wt%)−PVPコロイド溶液を所定量滴下投入し、触媒前駆体ゲルを得た。このゲルをロータリーエバポレータへ移し、150℃で真空乾燥した後、400℃で1時間空気気流中で焼成し、実施例3の触媒粉末(Pd(0.7wt%)+Mn2O3(2.1wt%)/CeO2(10wt%)/ Al2O3)を得た。得られた触媒粉末をTEMにて確認したPdの粒子径は1.7nmであった。
2. Preparation of catalyst powder:
A predetermined amount of aluminum isopropoxide (AIP) was added to hexylene glycol (solvent) and stirred at 120 ° C. for 1 hour. Then, a predetermined amount of acetylacetonatocerium powder was added and the temperature was lowered to 80 ° C. A predetermined amount of Pd (0.2 wt%) + Mn 2 O 3 (0.6 wt%)-PVP colloid solution was added dropwise to obtain a catalyst precursor gel. This gel was transferred to a rotary evaporator, vacuum-dried at 150 ° C., and then calcined at 400 ° C. for 1 hour in an air stream. The catalyst powder of Example 3 (Pd (0.7 wt%) + Mn 2 O 3 (2.1 wt%)) / CeO 2 (10 wt%) / Al 2 O 3 ). The obtained catalyst powder was confirmed by TEM and the particle size of Pd was 1.7 nm.

3.ハニカムへのコーティング:
得られた触媒粉末を40gと、ベーマイトを4gと、125.6gの10%硝酸含有水溶液とをアルミナ製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、触媒スラリーを得た。更に、この触媒スラリーをコージェライト製、0.0595Lのハニカム基材(400セル/6ミル)に投入し、空気流にて、余剰スラリを除去し、120℃にて乾燥した後、400℃の温度で空気気流中で焼成し、実施例3の触媒担持ハニカム基材を得た。得られた触媒担持ハニカム基材にコートされた触媒量は触媒1Lあたり110gであり、触媒1L当たり触媒貴金属の重量は0.7gであった。
3. Coating on honeycomb:
40 g of the obtained catalyst powder, 4 g of boehmite, and 125.6 g of a 10% nitric acid-containing aqueous solution were placed in an alumina magnetic pot, and shaken and pulverized with alumina balls to obtain a catalyst slurry. Furthermore, this catalyst slurry was put into a cordierite-made 0.0595 L honeycomb substrate (400 cells / 6 mils), excess slurry was removed by air flow, dried at 120 ° C, and then heated to 400 ° C. Was fired in an air stream to obtain a catalyst-supporting honeycomb substrate of Example 3. The amount of catalyst coated on the obtained catalyst-supporting honeycomb substrate was 110 g per liter of catalyst, and the weight of catalyst noble metal per liter of catalyst was 0.7 g.

(実施例4)
実施例4は、実施例3に対し、貴金属の粒子径を大きくすることにより、貴金属の粒子の平均粒径Daに対する遷移金属化合物の粒子の平均粒径Dbの比Db/Daを異ならせた例である。
Example 4
Example 4 is an example in which the ratio Db / Da of the average particle diameter Db of the transition metal compound particles to the average particle diameter Da of the noble metal particles is made different from that of Example 3 by increasing the particle diameter of the noble metal. It is.

1.コロイド溶液調製:
Mn2O3ナノ粒子(33nm)粉末を所定量分種し、水溶液へ投下した後、超音波分散した状態で、このMn2O3に対し、モノマーのモル比で20倍量のポリビニルピロリドン(K30)を投入し、Mn2O3コロイド溶液を調製した。このMn2O3コロイド溶液に、所定量のジニトロジアミンPd溶液を滴下し、1時間攪拌混合した後、エタノール/水の重量比が1.3になるようにエタノール及びイオン交換水を投入して、83℃で攪拌した後、Pd(0.2wt%)+Mn2O3(0.6wt%)−PVPコロイド溶液を得た。
1. Colloid solution preparation:
A predetermined amount of Mn 2 O 3 nanoparticle (33 nm) powder was seeded, dropped into an aqueous solution, and in an ultrasonically dispersed state, a 20-fold amount of polyvinylpyrrolidone (molar ratio of monomer to this Mn 2 O 3) ( K30) was added to prepare a Mn 2 O 3 colloidal solution. To this Mn 2 O 3 colloidal solution, a predetermined amount of dinitrodiamine Pd solution was dropped and mixed with stirring for 1 hour, and then ethanol and ion-exchanged water were added so that the weight ratio of ethanol / water was 1.3. After stirring at ° C., Pd (0.2 wt%) + Mn 2 O 3 (0.6 wt%)-PVP colloidal solution was obtained.

2.触媒粉末の作成:
所定量のアルミニウムイソプロポキシド(AIP)をヘキシレングリコール(溶媒)に投入し、120℃で1時間攪拌した後、所定量のアセチルアセトナトセリウム粉末を投入、80℃まで降温した後、上述したPd(0.2wt%)+Mn2O3(0.6wt%)−PVPコロイド溶液を所定量滴下投入し、触媒前駆体ゲルを得た。このゲルをロータリーエバポレータへ移し、150℃で真空乾燥した後、400℃で1時間空気気流中で焼成し、実施例4の触媒粉末(Pd(0.7wt%)+Mn2O3(2.1wt%)/CeO2(10%)/Al2O3)を得た。得られた触媒粉末をTEMにて確認したPdの粒子径は1.9nmであった。
2. Preparation of catalyst powder:
A predetermined amount of aluminum isopropoxide (AIP) was added to hexylene glycol (solvent) and stirred at 120 ° C. for 1 hour. Then, a predetermined amount of acetylacetonatocerium powder was added and the temperature was lowered to 80 ° C. A predetermined amount of Pd (0.2 wt%) + Mn 2 O 3 (0.6 wt%)-PVP colloid solution was added dropwise to obtain a catalyst precursor gel. This gel was transferred to a rotary evaporator, vacuum-dried at 150 ° C., and then calcined in an air stream at 400 ° C. for 1 hour. The catalyst powder of Example 4 (Pd (0.7 wt%) + Mn 2 O 3 (2.1 wt%)) / CeO 2 (10%) / Al 2 O 3 ). The obtained catalyst powder was confirmed by TEM to have a Pd particle size of 1.9 nm.

3.ハニカムへのコーティング:
得られた触媒粉末を40gと、ベーマイトを4gと、125.6gの10%硝酸含有水溶液とをアルミナ製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、触媒スラリーを得た。更に、この触媒スラリーをコージェライト製、0.0595Lのハニカム基材(400セル/6ミル)に投入し、空気流にて余剰スラリを除去し、120℃にて乾燥した後、400℃の温度で空気気流中で焼成し、実施例4の触媒担持ハニカム基材を得た。得られた触媒担持ハニカム基材にコートされた触媒量は触媒1Lあたり110gであり、触媒1L当たりの触媒貴金属の重量は0.7gであった。
3. Coating on honeycomb:
40 g of the obtained catalyst powder, 4 g of boehmite, and 125.6 g of a 10% nitric acid-containing aqueous solution were placed in an alumina magnetic pot, and shaken and pulverized with alumina balls to obtain a catalyst slurry. Furthermore, this catalyst slurry was put into a cordierite-made 0.0595L honeycomb substrate (400 cells / 6 mil), excess slurry was removed by air flow, dried at 120 ° C, and then at a temperature of 400 ° C. Firing was performed in an air stream to obtain a catalyst-supporting honeycomb substrate of Example 4. The amount of catalyst coated on the obtained catalyst-supporting honeycomb substrate was 110 g per liter of catalyst, and the weight of the catalyst noble metal per liter of catalyst was 0.7 g.

(実施例5)
実施例5は、実施例1及び実施例2に対し、貴金属の粒子径を大きくすることにより、貴金属の粒子の平均粒径Daに対する遷移金属化合物の粒子の平均粒径Dbの比Db/Daを異ならせた例である。
(Example 5)
In Example 5, the ratio Db / Da of the average particle diameter Db of the transition metal compound particles to the average particle diameter Da of the noble metal particles is increased by increasing the particle diameter of the noble metal compared to Example 1 and Example 2. This is a different example.

1.コロイド溶液調製:
Mn2O3ナノ粒子(51nm)粉末を所定量分種し、水溶液へ投下した後、超音波分散した状態で、このMn2O3に対し、モノマーのモル比で20倍量のポリビニルピロリドン(K30)を投入し、Mn2O3コロイド溶液を調製した。このMn2O3コロイド溶液に、所定量のジニトロジアミンPt溶液を滴下し、1時間攪拌混合した後、0.1wt%ヒドラジン水溶液を投入し、Pt(0.2wt%)+Mn2O3(0.6wt%)−PVPコロイド溶液を得た。
1. Colloid solution preparation:
A predetermined amount of Mn 2 O 3 nanoparticle (51 nm) powder is seeded, dropped into an aqueous solution, and in an ultrasonically dispersed state, a 20-fold amount of polyvinylpyrrolidone (molar ratio of monomer to this Mn 2 O 3) ( K30) was added to prepare a Mn 2 O 3 colloidal solution. To this Mn 2 O 3 colloidal solution, a predetermined amount of dinitrodiamine Pt solution was dropped, and after stirring for 1 hour, 0.1 wt% hydrazine aqueous solution was added, and Pt (0.2 wt%) + Mn 2 O 3 (0.6 wt%) ) -PVP colloidal solution was obtained.

2.触媒粉末の作成:
所定量のアルミニウムイソプロポキシド(AIP)をヘキシレングリコール(溶媒)に投入し、120℃で1時間攪拌した後、所定量のアセチルアセトナトセリウム粉末を投入、80℃まで降温した後、上述したPt(0.2wt%)+Mn2O3(0.6wt%)−PVPコロイド溶液を所定量滴下投入し、触媒前駆体ゲルを得た。このゲルをロータリーエバポレータへ移し、150℃で真空乾燥した後、400℃で1時間空気気流中で焼成し、実施例5の触媒粉末(Pt(0.3wt%)+Mn2O3(0.9wt%)/CeO2(10wt%)/Al2O3)を得た。得られた触媒粉末をTEMにて確認したPtの粒子径は3.0nmであった。
2. Preparation of catalyst powder:
A predetermined amount of aluminum isopropoxide (AIP) was added to hexylene glycol (solvent) and stirred at 120 ° C. for 1 hour. Then, a predetermined amount of acetylacetonatocerium powder was added and the temperature was lowered to 80 ° C. A predetermined amount of Pt (0.2 wt%) + Mn 2 O 3 (0.6 wt%)-PVP colloid solution was added dropwise to obtain a catalyst precursor gel. This gel was transferred to a rotary evaporator, vacuum-dried at 150 ° C., and then calcined at 400 ° C. for 1 hour in an air stream. The catalyst powder of Example 5 (Pt (0.3 wt%) + Mn 2 O 3 (0.9 wt%)) / CeO 2 (10 wt%) / Al 2 O 3 ). The obtained catalyst powder was confirmed by TEM to have a Pt particle size of 3.0 nm.

3.ハニカムへのコーティング:
得られた触媒粉末を40g、ベーマイトを4g、125.6gの10%硝酸含有水溶液をアルミナ製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、触媒スラリーを得た。
3. Coating on honeycomb:
40 g of the obtained catalyst powder, 4 g of boehmite, and 125.6 g of a 10% nitric acid-containing aqueous solution were put into an alumina magnetic pot and shaken and pulverized with alumina balls to obtain a catalyst slurry.

更に、この触媒スラリーをコージェライト製、0.0595Lのハニカム基材(400セル/6ミル)に投入し、空気流にて、余剰スラリを除去し、120℃にて乾燥、400℃、空気気流中で焼成し、実施例1の触媒担持ハニカム基材を得た。得られた触媒担持ハニカム基材にコートされた触媒量は触媒1Lあたり110gであり、触媒1L当たりの触媒貴金属の重量は0.3gであった。 Furthermore, this catalyst slurry was put into a cordierite-made 0.0595L honeycomb substrate (400 cells / 6 mil), excess slurry was removed with an air stream, dried at 120 ° C, and 400 ° C in an air stream To obtain a catalyst-supporting honeycomb substrate of Example 1. The amount of catalyst coated on the obtained catalyst-supporting honeycomb substrate was 110 g per liter of catalyst, and the weight of the catalyst noble metal per liter of catalyst was 0.3 g.

(実施例6)
実施例5の酸化マンガンを酸化ニッケル(粒子径65nm)とし、触媒粉末調製工程において、触媒前駆体ゲルと作成した後に硝酸ジルコニル及び、硝酸La水溶液を滴下した以外は、同様にして、実施例6の触媒を得た。
(Example 6)
In the same manner as in Example 6 except that manganese oxide of Example 5 was changed to nickel oxide (particle diameter: 65 nm), and in the catalyst powder preparation step, zirconyl nitrate and an aqueous solution of La nitrate were added dropwise after forming the catalyst precursor gel. The catalyst was obtained.

得られた触媒粉末はPt(0.3wt%)+NiO(0.9wt%)/CeO2(10wt%)+La2O3(3wt%)+ZrO2(5wt%)/Al2O3)の成分組成であり、貴金属粒子径が3.0nmであった。 The obtained catalyst powder has a component composition of Pt (0.3 wt%) + NiO (0.9 wt%) / CeO 2 (10 wt%) + La 2 O 3 (3 wt%) + ZrO 2 (5 wt%) / Al 2 O 3 ). The noble metal particle diameter was 3.0 nm.

(実施例7)
実施例5の酸化マンガンを酸化コバルト(粒子径73nm)とし、触媒粉末調製工程において、触媒前駆体ゲルと作成した後に硝酸ジルコニル及び、硝酸La水溶液を滴下した以外は、同様にして、実施例7の触媒を得た.
得られた触媒粉末はPt(0.3wt%)+Co3O4(0.9wt%)/CeO2(10wt%)+La2O3(3wt%)+ZrO2(5wt%)/Al2O3)の成分組成であり、貴金属粒子径が2.9nmであった。
(Example 7)
In the same manner as in Example 7 except that the manganese oxide of Example 5 was changed to cobalt oxide (particle diameter: 73 nm), and in the catalyst powder preparation step, zirconyl nitrate and an aqueous solution of La nitrate were added dropwise after forming the catalyst precursor gel. The catalyst was obtained.
The resulting catalyst powder Pt (0.3wt%) + Co 3 O 4 (0.9wt%) / CeO 2 (10wt%) + La2O 3 (3wt%) + ZrO2 (5wt%) / Al 2 O 3) be a composition of The noble metal particle diameter was 2.9 nm.

(比較例1)
比較例1は、含浸法により耐熱性無機酸化物上に貴金属粒子及び遷移金属粒子を形成した例である。
(Comparative Example 1)
Comparative Example 1 is an example in which noble metal particles and transition metal particles are formed on a heat-resistant inorganic oxide by an impregnation method.

γ−アルミナに硝酸セリウム水溶液をCeO2として、10wt%となるように含浸担持したのち、120℃で1晩乾燥した後、400℃で1時間空気気流中で焼成した。更に、焼成して得られた粉末に、Mn2O3として、0.9wt%となるように、酢酸マンガン水溶液を含浸し、120℃で1晩乾燥したのち、400℃で1時間空気気流中で焼成した。次いで、所定量のジニトロジアミンPt水溶液を含浸担持し、同じく120℃で1晩乾燥し、400℃で1時間空気気流中で焼成し、比較例1の粉末(Pt(0.3wt%)/Mn2O3(0.9wt%)/CeO2(10wt%)/アルミナ)を得た。次いで、得られた粉末を実施例1と同様にして、ハニカム基材へコートし、比較例1の触媒担持ハニカム基材を得た。 After impregnating and supporting 10% by weight of cerium nitrate aqueous solution as CeO 2 on γ-alumina, it was dried at 120 ° C. overnight and then calcined at 400 ° C. for 1 hour in an air stream. Further, the powder obtained by firing was impregnated with manganese acetate aqueous solution so as to become 0.9 wt% as Mn 2 O 3 , dried at 120 ° C. overnight, and then in an air stream at 400 ° C. for 1 hour. Baked. Subsequently, a predetermined amount of a dinitrodiamine Pt aqueous solution was impregnated and supported, dried at 120 ° C. overnight, and calcined at 400 ° C. for 1 hour in an air stream to obtain the powder of Comparative Example 1 (Pt (0.3 wt%) / Mn 2 O 3 (0.9 wt%) / CeO 2 (10 wt%) / alumina) was obtained. Next, the obtained powder was coated on a honeycomb substrate in the same manner as in Example 1 to obtain a catalyst-supporting honeycomb substrate of Comparative Example 1.

(比較例2)
比較例2は、触媒活性を有する貴金属をPdとし、含浸法により耐熱性無機酸化物上に貴金属粒子及び遷移金属粒子を形成した例である。
(Comparative Example 2)
Comparative Example 2 is an example in which noble metal having catalytic activity is Pd, and noble metal particles and transition metal particles are formed on a heat-resistant inorganic oxide by an impregnation method.

γ−アルミナに硝酸セリウム水溶液をCeO2として、10wt%となるように含浸担持したのち、120℃で1晩乾燥した後、400℃で1時間空気気流中で焼成した。更に、焼成してえられた粉末に、Mn2O3として、2.1wt%となるように、酢酸マンガン水溶液を含浸し、120℃で1晩乾燥したのち、400℃で1時間空気気流中で焼成した。次いで、所定量のジニトロジアミンPd水溶液を含浸担持し、同じく120℃で1晩乾燥し、400℃で1時間空気気流中で焼成し、比較例2の粉末(Pd(0.7wt%)/Mn2O3(2.1wt%)/CeO2(10wt%)/アルミナ)を得た。次いで、得られた粉末を実施例1と同様にして、ハニカム基材へコートし、比較例2の触媒担持ハニカム基材を得た。 After impregnating and supporting 10% by weight of cerium nitrate aqueous solution as CeO 2 on γ-alumina, it was dried at 120 ° C. overnight and then calcined at 400 ° C. for 1 hour in an air stream. Furthermore, the powder obtained by firing was impregnated with manganese acetate aqueous solution so as to be 2.1 wt% as Mn 2 O 3 , dried at 120 ° C. overnight, and then in an air stream at 400 ° C. for 1 hour. Baked. Next, a predetermined amount of a dinitrodiamine Pd aqueous solution was impregnated and supported, dried at 120 ° C. overnight, and calcined at 400 ° C. for 1 hour in an air stream. The powder of Comparative Example 2 (Pd (0.7 wt%) / Mn 2 O 3 (2.1 wt%) / CeO 2 (10 wt%) / alumina) was obtained. Next, the obtained powder was coated on a honeycomb substrate in the same manner as in Example 1 to obtain a catalyst-supporting honeycomb substrate of Comparative Example 2.

上述した実施例1〜7及び比較例1及び2の排気ガス浄化触媒について、触媒耐久試験を行った。この触媒耐久試験では、日産自動車(株)製、V型6気筒、排気量3.5L(リットル、以下同じ。)のエンジンを使用して、無縁ガソリンを燃料とした。そして触媒入口温度を700℃として、30時間エンジンを稼動させた。   A catalyst durability test was performed on the exhaust gas purification catalysts of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 described above. In this catalyst endurance test, an unrelated gasoline was used as fuel, using an engine of Nissan Motor Co., Ltd., V type 6 cylinder, displacement 3.5L (liter, the same applies hereinafter). The catalyst inlet temperature was set to 700 ° C. and the engine was operated for 30 hours.

耐久試験後の触媒を切断し、触媒容量40ccとして、触媒活性を評価した。この触媒活性の評価は、酸素量と還元剤量とが等しいストイキ組成のモデルガスを用い、触媒入口の濃度と触媒出口のHC濃度とが安定した時点で、500℃のHC浄化率(ηHC)を算出し、HC浄化率により行った。モデルガスの組成を表1に示し、HC浄化率を求める式を次式に示す。また、実施例1〜3及び比較例1及び2のHC浄化率を表2に示す。

Figure 2007130590
Figure 2007130590
Figure 2007130590
The catalyst after the durability test was cut to evaluate the catalyst activity with a catalyst capacity of 40 cc. This catalytic activity was evaluated using a model gas with a stoichiometric composition in which the amount of oxygen and the amount of reducing agent were equal, and when the concentration at the catalyst inlet and the HC concentration at the catalyst outlet were stabilized, the HC purification rate (ηHC) at 500 ° C Was calculated according to the HC purification rate. The composition of the model gas is shown in Table 1, and the equation for obtaining the HC purification rate is shown in the following equation. In addition, Table 2 shows the HC purification rates of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2.
Figure 2007130590
Figure 2007130590
Figure 2007130590

また、貴金属にPtを用い、このPtの担持量が同一である実施例1及び比較例1について、表2に示したHC浄化率を比較して図5に示す。また、貴金属にPdを用い、このPdの担持量が同一である実施例3及び比較例2について、表2に示したHC浄化率を比較して図6に示す。   Further, FIG. 5 compares the HC purification rates shown in Table 2 for Example 1 and Comparative Example 1 in which Pt is used as the noble metal and the amount of Pt supported is the same. 6 shows a comparison of the HC purification rates shown in Table 2 for Example 3 and Comparative Example 2 in which Pd is used as the noble metal and the amount of Pd supported is the same.

表2及び図5、図6より、本発明に従う実施例1〜7は、いずれも比較例に比べてHC浄化率に優れている。また、実施例1、実施例2及び実施例5の対比により、貴金属の平均粒径Daに対する遷移金属化合物の平均粒径Dbの比Db/Daが20以上の場合には、特に優れた浄化性能を示した。   From Table 2, FIG. 5, and FIG. 6, Examples 1-7 according to this invention are all excellent in HC purification rate compared with a comparative example. Further, when the ratio Db / Da of the average particle diameter Db of the transition metal compound to the average particle diameter Da of the noble metal is 20 or more by comparing Example 1, Example 2 and Example 5, particularly excellent purification performance. showed that.

これに対して、比較例1及び比較例2は、含浸法により製造され、担体に担持された遷移金属化合物(Mn2O3)は、この担体(Al2O3)と複合化してMnAl2O4を形成したため、遷移金属化合物の粒子の形態は残存しておらず、HC浄化率は実施例に比べて劣っていた。 On the other hand, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were produced by the impregnation method, and the transition metal compound (Mn 2 O 3 ) supported on the support was combined with this support (Al 2 O 3 ) to form MnAl 2 Since O 4 was formed, the form of the transition metal compound particles did not remain, and the HC purification rate was inferior to that of the example.

本発明の排気ガス浄化触媒の一例の要部の模式図。The schematic diagram of the principal part of an example of the exhaust-gas purification catalyst of this invention. 本発明の実施形態に係る排気ガス浄化触媒の製造過程における包接法の説明図。Explanatory drawing of the inclusion method in the manufacture process of the exhaust-gas purification catalyst which concerns on embodiment of this invention. 耐久実験温度と貴金属のPt粒子径との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between durability experiment temperature and the Pt particle diameter of a noble metal. 電子顕微鏡で観察した像を描写した図。The figure which depicted the image observed with the electron microscope. 実施例と比較例についてのHC浄化率を示すグラフ。The graph which shows the HC purification rate about an Example and a comparative example. 実施例と比較例についてのHC浄化率を示すグラフ。The graph which shows the HC purification rate about an Example and a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

1 貴金属の粒子
2 遷移金属化合物の粒子
3 複合粒
4 耐熱性無機酸化物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Noble metal particle 2 Transition metal compound particle 3 Composite particle 4 Heat resistant inorganic oxide

Claims (8)

貴金属の粒子と、
前記貴金属の粒子と接触し複合粒を形成する遷移金属化合物の粒子と、
前記貴金属の粒子と前記遷移金属化合物の粒子との複合粒を覆って形成された耐熱性無機酸化物と
を有し、かつ、
前記貴金属の粒子の平均粒径に比べて前記遷移金属化合物の粒子の平均粒径が大きく、前記複合粒が前記耐熱性無機酸化物内で分散していることを特徴とする排気ガス浄化触媒。
Noble metal particles,
Transition metal compound particles that come into contact with the noble metal particles to form composite grains;
A heat-resistant inorganic oxide formed over a composite grain of the noble metal particles and the transition metal compound particles, and
An exhaust gas purification catalyst, wherein the average particle size of the transition metal compound particles is larger than the average particle size of the noble metal particles, and the composite particles are dispersed in the heat-resistant inorganic oxide.
貴金属粒子と、
前記貴金属と接触して複合粒を形成する遷移金属化合物の粒子と、
前記貴金属の粒子と前記遷移金属化合物の粒子との複合粒を覆って形成された耐熱性無機酸化物と
を有し、かつ、
前記遷移金属化合物の粒子の平均粒径が30nm以上であることを特徴とする排気ガス浄化触媒。
Precious metal particles,
Transition metal compound particles that form composite grains in contact with the noble metal;
A heat-resistant inorganic oxide formed over a composite grain of the noble metal particles and the transition metal compound particles, and
An exhaust gas purification catalyst, wherein the average particle diameter of the transition metal compound particles is 30 nm or more.
前記貴金属の粒子の平均粒径Daが1.5nm以上であり、かつ、この貴金属の粒子の平均粒径Daに対する遷移金属化合物の粒子の平均粒径Dbの比Db/Daが20以上であ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触媒。 The average particle diameter Da of the noble metal particles is 1.5 nm or more, and the ratio Db / Da of the average particle diameter Db of the transition metal compound particles to the average particle diameter Da of the noble metal particles is 20 or more. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1 or 2, characterized in that: 前記貴金属がPt及びPdから選ばれる少なくとも1種であり、前記遷移金属化合物がCo、Mn及びNiから選ばれる少なくとも1種の遷移金属を含む化合物であり、前記耐熱性無機酸化物が、Al、Ce、Zr及びLaから選ばれる少なくとも1種を含む酸化物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の排気ガス浄化触媒。 The noble metal is at least one selected from Pt and Pd, the transition metal compound is a compound containing at least one transition metal selected from Co, Mn, and Ni, and the heat-resistant inorganic oxide is Al, The exhaust gas purification catalyst according to any one of claims 1 to 3, wherein the exhaust gas purification catalyst is an oxide containing at least one selected from Ce, Zr and La. 前記貴金属がPdであり、前記遷移金属化合物が酸化マンガンであることを特徴とする請求項4に記載の排気ガス浄化触媒。 The exhaust gas purification catalyst according to claim 4, wherein the noble metal is Pd and the transition metal compound is manganese oxide. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の排気ガス浄化触媒を含有する触媒層が基材の壁面に被覆形成されていることを特徴とする排気ガス浄化触媒。 An exhaust gas purification catalyst, wherein a catalyst layer containing the exhaust gas purification catalyst according to any one of claims 1 to 5 is coated on a wall surface of a base material. 貴金属の粒子と、この貴金属の粒子の平均粒径に比べて大きい平均粒径になる遷移金属化合物の粒子とを有する複合粒を作成する工程と、
前記複合粒の周囲に、耐熱性無機酸化物の前駆体である水酸化物を被覆して触媒前駆体を形成する工程と、
前記触媒前駆体を酸化性雰囲気中で焼成する工程と
を有することを特徴とする排気ガス浄化触媒の製造方法。
Creating a composite particle having noble metal particles and transition metal compound particles having an average particle size larger than the average particle size of the noble metal particles;
A step of forming a catalyst precursor by coating a hydroxide that is a precursor of a heat-resistant inorganic oxide around the composite grains;
And a step of calcining the catalyst precursor in an oxidizing atmosphere.
前記複合粒を作成する工程が、遷移金属化合物の粒子の周囲に高分子層を形成してコロイド化した後、このコロイド表面上に貴金属を還元析出する工程を含むことを特徴とする請求項7記載の排気ガス浄化触媒の製造方法。

8. The step of creating the composite grain includes a step of forming a polymer layer around the transition metal compound particles to form a colloid and then reducing and precipitating a noble metal on the colloid surface. The manufacturing method of the exhaust-gas purification catalyst as described.

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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009078246A1 (en) * 2007-12-14 2009-06-25 Nissan Motor Co., Ltd. Purification catalyst
JP2015024353A (en) * 2013-07-24 2015-02-05 ダイハツ工業株式会社 Catalyst for exhaust gas purification

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009078246A1 (en) * 2007-12-14 2009-06-25 Nissan Motor Co., Ltd. Purification catalyst
US8101539B2 (en) 2007-12-14 2012-01-24 Nissan Motor Co., Ltd. Purifying catalyst
JP2015024353A (en) * 2013-07-24 2015-02-05 ダイハツ工業株式会社 Catalyst for exhaust gas purification

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