JP2007283207A - Catalyst for cleaning exhaust gas and its manufacturing method - Google Patents

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正興 岩崎
Kiyoshi Yamazaki
清 山崎
Hirobumi Shinjo
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst for cleaning exhaust gas, which can satisfactorily restrain grain growth of a noble metal while exhibiting such high-level resistance to sulfur poisoning that the catalyst is sufficiently restrained from being poisoned by sulfur even when exposed for a long period of time to a high-temperature atmosphere and can keep high-level activity of removing NOx over a long period of time, and to provide a method for manufacturing the catalyst. <P>SOLUTION: The catalyst for cleaning exhaust gas comprises: a basic oxide carrier 1 containing an oxide of at least one metal selected from the group composed of cerium, praseodymium, lanthanum, zirconium, magnesium and calcium; the noble metal 2 deposited on the basic oxide carrier 1; a NOx storage material 3 deposited on the basic oxide carrier; and an oxide covering layer 4 which is formed on the exposed surface of the basic oxide carrier 1 where the noble metal 2 and the NOx storage material 3 are not deposited and is composed of oxides of silicon and/or titanium. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、排ガス浄化用触媒及びその製造方法に関し、より詳しくは、エンジン等から排出される排ガスを浄化するのに好適に用いることが可能な排ガス浄化用触媒及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst and a method for producing the same, and more particularly to an exhaust gas purifying catalyst that can be suitably used to purify exhaust gas discharged from an engine or the like and a method for producing the same.

近年、希薄燃焼ガソリンエンジンからの排ガスを浄化する触媒として、NO吸蔵還元型触媒が実用化されている。このようなNO吸蔵還元型触媒としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属等のNO吸蔵材と貴金属とをアルミナ(Al)等の担体に担持させたものが挙げられる。そして、このようなNO吸蔵還元型触媒を使用する際においては、空燃比を燃料リーン側からパルス状に燃料ストイキ〜リッチ側となるように制御する(リッチスパイクを打つ)と、リーン側において、排ガス中のNOは触媒中のNO吸蔵材に吸蔵される。また、ストイキ〜リッチ側においては、NO吸蔵材からNOが放出されて貴金属に接触し、その触媒作用によってHCやCO等の還元性成分と反応してNOが浄化される。そのため、このようなNO吸蔵還元型触媒においては、リーン側においてもNOの排出が抑制できるため、全体として高いNO浄化能を発揮することが可能である。 Recently, as a catalyst for purifying exhaust gases from lean-burn gasoline engine, NO x storage reduction catalyst has been put to practical use. Examples of such NO x storage reduction catalysts include those in which a NO x storage material such as an alkali metal or an alkaline earth metal and a noble metal are supported on a support such as alumina (Al 2 O 3 ). Then, in the case of using such a NO x storage-and-reduction type catalyst, for controlling the air-fuel ratio so that the fuel stoichiometric-rich side from the fuel-lean side in a pulsed manner and (hitting the rich spike), in the lean side The NO x in the exhaust gas is occluded by the NO x occlusion material in the catalyst. On the stoichiometric to rich side, NO x is released from the NO x storage material and comes into contact with the noble metal, and its catalytic action reacts with reducing components such as HC and CO to purify NO x . For this reason, in such a NO x storage reduction catalyst, NO x emission can be suppressed even on the lean side, so that it is possible to exhibit high NO x purification ability as a whole.

しかしながら、このような従来のNO吸蔵還元型触媒においては、NO吸蔵材が排ガス中に存在するSOと反応して被毒劣化する(このような現象は「硫黄被毒」と称されている)という問題があった。また、このような従来のNO吸蔵還元型触媒においては、Al等の多孔質担体がSOを吸着しやすいという性質があるため、硫黄被毒が促進されるという問題があった。そのため、このような硫黄被毒の問題に対して種々の排ガス浄化用触媒が研究されてきた。 However, in such a conventional NO x storage reduction catalyst, the NO x storage material reacts with SO x present in the exhaust gas and deteriorates poisoning (this phenomenon is called “sulfur poisoning”). There was a problem. In addition, such a conventional NO x storage-reduction catalyst has a problem in that sulfur poisoning is promoted because a porous carrier such as Al 2 O 3 easily adsorbs SO x . . Therefore, various exhaust gas purifying catalysts have been studied for the problem of sulfur poisoning.

例えば、特開平8−099034号公報(特許文献1)においては、TiO−Al3、ZrO−Al及びSiO−Alから選ばれる少なくとも1種の複合担体と、該複合担体に担持されたアルカリ金属,アルカリ土類金属及び希土類元素の中から選ばれる少なくとも1種のNOx吸収材と、該複合担体に担持された触媒貴金属とからなる排気ガス浄化触媒が開示されている。また、特開2000−24499号公報(特許文献2)には、アルミナを含む担体と、前記担体に担持された貴金属と、前記担体に担持されたNO吸蔵材と、前記担体の前記貴金属及び前記NO吸蔵材が担持されていない表面に形成されたSi、Ti、Zr、W、Nb、Fe及びMoから選ばれる少なくとも一種の金属の酸化物よりなる酸化物層とからなる排ガス浄化用触媒が開示されている。しかしながら、このような特許文献1〜2に記載の排ガス浄化用触媒においては、長時間高温雰囲気下に曝されると貴金属が粒成長(シンタリング)してNO浄化活性が低下してしまうという問題があった。また、このような特許文献1〜2に記載の排ガス浄化用触媒においても、硫黄による被毒を必ずしも十分に抑制することはできなかった。 For example, in JP-A-8-099034 (Patent Document 1), at least one composite carrier selected from TiO 2 —Al 2 O 3, ZrO 2 —Al 2 O 3 and SiO 2 —Al 2 O 3 is used. An exhaust gas purification catalyst comprising at least one NOx absorbent selected from alkali metals, alkaline earth metals and rare earth elements supported on the composite carrier and a catalytic noble metal supported on the composite carrier is disclosed. Has been. JP 2000-24499 A (Patent Document 2) discloses a support containing alumina, a noble metal supported on the support, a NO x storage material supported on the support, the noble metal of the support, and Exhaust gas purifying catalyst comprising an oxide layer made of an oxide of at least one metal selected from Si, Ti, Zr, W, Nb, Fe and Mo formed on a surface on which the NO x storage material is not supported Is disclosed. However, in the catalyst for purification of exhaust gas according to this patent Documents 1 and 2, that a long time exposure to a high temperature atmosphere noble metal lowers it is the NO x purification activity grain growth (sintering) There was a problem. Further, even in such exhaust gas purifying catalysts described in Patent Documents 1 and 2, poisoning by sulfur has not necessarily been sufficiently suppressed.

一方、貴金属に粒成長が発生した排ガス浄化用触媒を再生する方法が種々開発されてきている。例えば、特開2000−202309号公報(特許文献3)においては、アルカリ土類金属酸化物及び希土類酸化物から選ばれる少なくとも一種を含む担体と該担体に担持された白金とよりなる排ガス浄化用触媒に対して、酸素を含む酸化雰囲気中にて加熱する酸化処理を行い、次いで還元処理を行う排ガス浄化用触媒の再生方法が開示されている。また、特開2003−74334号公報(特許文献4)においては、比表面積が10m/g以上の塩基性酸化物を含む担体と前記担体に担持された貴金属とよりなる排ガス浄化用触媒の処理方法であって、排ガスに晒され触媒性能が低下した前記触媒を600℃以上の高温の酸化性雰囲気中で処理する酸化処理と、前記酸化処理後の前記触媒を800℃以下のストイキ雰囲気又は還元性雰囲気中で処理する還元処理とを行う排ガス浄化用触媒の再生方法が開示されている。しかしながら、このような特許文献3〜4に記載されている排ガス浄化用触媒においては、貴金属の粒成長を抑制することは可能であるが、用いる担体がSOを吸着し易いものであることからNO吸蔵材の硫黄被毒が促進されてしまい、長時間高温雰囲気下に曝されるとNO浄化活性が低下してしまうという問題があった。
特開平8−099034号公報 特開2000−24499号公報 特開2000−202309号公報 特開2003−74334号公報
On the other hand, various methods for regenerating an exhaust gas purifying catalyst in which grain growth has occurred in a noble metal have been developed. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-202309 (Patent Document 3), an exhaust gas purifying catalyst comprising a support containing at least one selected from alkaline earth metal oxides and rare earth oxides and platinum supported on the support. On the other hand, a method for regenerating an exhaust gas purifying catalyst is disclosed in which an oxidation treatment is performed by heating in an oxidizing atmosphere containing oxygen, followed by a reduction treatment. Further, in JP-A-2003-74334 (Patent Document 4), treatment of an exhaust gas purifying catalyst comprising a support containing a basic oxide having a specific surface area of 10 m 2 / g or more and a noble metal supported on the support. An oxidation treatment in which the catalyst that has been exposed to exhaust gas and has deteriorated catalyst performance is treated in a high-temperature oxidizing atmosphere at 600 ° C. or higher, and the catalyst after the oxidation treatment is subjected to a stoichiometric atmosphere or reduction at 800 ° C. or lower. A method for regenerating an exhaust gas purifying catalyst that performs a reduction treatment in a neutral atmosphere is disclosed. However, in such exhaust gas purifying catalysts described in Patent Documents 3 to 4, it is possible to suppress the growth of noble metal grains, but the carrier used is easy to adsorb SO x. There has been a problem in that sulfur poisoning of the NO x storage material is promoted, and the NO x purification activity decreases when exposed to a high temperature atmosphere for a long time.
JP-A-8-099034 JP 2000-24499 A JP 2000-202309 A JP 2003-74334 A

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、硫黄による被毒を十分に抑制することが可能な高度な耐硫黄被毒性を発揮しつつ、高温雰囲気下に長時間曝された場合においても貴金属の粒成長を十分に抑制することができ、長期に亘り高度なNO浄化活性を維持することが可能な排ガス浄化用触媒及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and is exposed to a high-temperature atmosphere for a long time while exhibiting a high degree of sulfur poisoning resistance capable of sufficiently suppressing sulfur poisoning. also it can be sufficiently suppress grain growth of the noble metal, and an object thereof is to provide an exhaust gas purifying catalyst and a manufacturing method thereof capable of maintaining a high degree of the NO x purification activity for a long time in a case where it is .

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、セリウム、プラセオジム、ランタン、ジルコニウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群から選択される少なくとも一種の金属の酸化物を含む塩基性酸化物担体を用い、前記担体にNO吸蔵材及び貴金属を担持せしめ、更に前記塩基性酸化物担体の表面の前記貴金属及び前記NO吸蔵材が担持されていない露出面にケイ素及び/又はチタンの酸化物からなる酸化物被覆層を形成することにより、驚くべきことに、硫黄による被毒を十分に抑制することが可能な高度な耐硫黄被毒性を発揮しつつ、高温雰囲気下に長時間曝された場合においても貴金属の粒成長を十分に抑制することができ、長期に亘り高度なNO浄化活性を維持することが可能な排ガス浄化用触媒が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a basic oxide containing an oxide of at least one metal selected from the group consisting of cerium, praseodymium, lanthanum, zirconium, magnesium and calcium. Using a carrier, the carrier is loaded with a NO x storage material and a noble metal, and the exposed surface of the basic oxide carrier on which the noble metal and the NO x storage material are not carried is oxidized of silicon and / or titanium. Surprisingly, by forming an oxide coating layer made of a material, it is exposed to a high temperature atmosphere for a long time while exhibiting a high degree of sulfur poisoning resistance that can sufficiently suppress sulfur poisoning. also can be sufficiently suppress grain growth of the noble metal when the advanced the NO x purification activity can be the maintenance of the exhaust gas purifying catalyst for a long period of time to give Heading to be, and have completed the present invention.

すなわち、本発明の排ガス浄化用触媒は、セリウム、プラセオジム、ランタン、ジルコニウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群から選択される少なくとも一種の金属の酸化物を含む塩基性酸化物担体と、前記塩基性酸化物担体に担持された貴金属と、前記塩基性酸化物担体に担持されたNO吸蔵材と、前記塩基性酸化物担体の表面の前記貴金属及び前記NO吸蔵材が担持されていない露出面に形成されたケイ素及び/又はチタンの酸化物からなる酸化物被覆層とを含むことを特徴とするものである。 That is, the exhaust gas purifying catalyst of the present invention includes a basic oxide support containing an oxide of at least one metal selected from the group consisting of cerium, praseodymium, lanthanum, zirconium, magnesium, and calcium, and the basic oxide. to the exposed surface of a noble metal supported on a carrier, and the nO x storage material that is supported on the basic oxide support, the noble metal and the the nO x storage material on the surface of said basic oxide support is not carried And an oxide coating layer made of oxide of silicon and / or titanium.

また、本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法は、セリウム、プラセオジム、ランタン、ジルコニウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群から選択される少なくとも一種の金属の酸化物を含む塩基性酸化物担体に貴金属及びNO吸蔵材を担持する工程と、
前記塩基性酸化物担体の表面の前記貴金属及び前記NO吸蔵材が担持されていない露出面の水酸基と、ケイ素の塩化物、ケイ素のアルコキシド、チタンの塩化物及びチタンのアルコキシドからなる群から選択される少なくとも1種の被覆層材料とを加水分解反応させて、前記露出面に酸化物被覆層を形成して排ガス浄化用触媒を得る工程と、
を含むことを特徴とする方法である。
Further, the method for producing an exhaust gas purifying catalyst of the present invention includes a basic oxide support containing an oxide of at least one metal selected from the group consisting of cerium, praseodymium, lanthanum, zirconium, magnesium and calcium, and a noble metal and NO. x carrying the occlusion material;
Selected from the group consisting of the hydroxyl group of the exposed surface on which the noble metal and the NO x storage material are not supported on the surface of the basic oxide support, and silicon chloride, silicon alkoxide, titanium chloride and titanium alkoxide. Hydrolyzing at least one kind of coating layer material to form an oxide coating layer on the exposed surface to obtain an exhaust gas purification catalyst;
It is the method characterized by including.

上記本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法においては、前記塩基性酸化物担体に貴金属及びNO吸蔵材を担持する工程において、NO吸蔵材を有機物の塩として担持することが好ましい。 In the method of manufacturing the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, in the step of supporting the noble metal and NO x storage material on the basic oxide support, it is preferable to carrying the NO x storage material as a salt of organic matter.

なお、本発明の排ガス浄化用触媒及びその製造方法によって、硫黄による被毒を十分に抑制することが可能な高度な耐硫黄被毒性を発揮しつつ、高温雰囲気下に長時間曝された場合においても貴金属の粒成長を十分に抑制することができ、長期に亘り高度なNO浄化活性を維持することが可能となる理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、先ず、本発明においては、セリウム、プラセオジム、ランタン、ジルコニウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群から選択される少なくとも一種の金属の酸化物を含む塩基性酸化物担体を用いており、その塩基性酸化物担体が貴金属に対して極めて強い相互作用を示すものであるから、触媒使用時の貴金属の粒成長が十分に抑制される。一方、このような塩基性酸化物担体はSOの吸着が促進されてしまうものであることからそのまま用いると硫黄被毒を十分に抑制することが困難となる。しかしながら、本発明においては、塩基性酸化物担体の表面の貴金属及びNO吸蔵材が担持されていない露出面に、ケイ素及び/又はチタンの酸化物からなる酸性酸化物の被覆層が形成されているため、SOが吸着され難く、担体へのSOの吸着が十分に抑制される。そして、本発明においては、その理由は必ずしも定かではないが、上述のような特定の塩基性酸化物担体と、その塩基性酸化物担体の表面の前記貴金属及び前記NO吸蔵材が担持されていない露出面に形成された前述のような特定の酸性酸化物の被覆層とによって、硫黄被毒を抑制する効果と貴金属の粒成長を抑制する効果とを相乗的に向上せしめることが可能となり、これによって硫黄被毒の抑制と貴金属の粒成長の抑制との両立がより高い水準で達成されるものと本発明者らは推察する。 In addition, in the case of being exposed to a high temperature atmosphere for a long time while exhibiting high sulfur poisoning resistance capable of sufficiently suppressing sulfur poisoning by the exhaust gas purifying catalyst of the present invention and the manufacturing method thereof. Although the reason why the grain growth of the noble metal can be sufficiently suppressed and the high NO x purification activity can be maintained for a long time is not necessarily clear, the present inventors infer as follows. . That is, first, in the present invention, a basic oxide carrier containing an oxide of at least one metal selected from the group consisting of cerium, praseodymium, lanthanum, zirconium, magnesium and calcium is used, and the basic oxidation is performed. Since the material support exhibits a very strong interaction with the noble metal, the grain growth of the noble metal when using the catalyst is sufficiently suppressed. On the other hand, since such a basic oxide support promotes the adsorption of SO x , if it is used as it is, it becomes difficult to sufficiently suppress sulfur poisoning. However, in the present invention, an acidic oxide coating layer made of an oxide of silicon and / or titanium is formed on the exposed surface of the surface of the basic oxide carrier on which noble metal and NO x storage material are not supported. Therefore, it is difficult for SO x to be adsorbed, and the adsorption of SO x to the carrier is sufficiently suppressed. In the present invention, the reason is not necessarily clear, but the specific basic oxide support as described above, and the noble metal and the NO x storage material on the surface of the basic oxide support are supported. With the above-mentioned specific acidic oxide coating layer formed on the exposed surface, it becomes possible to synergistically improve the effect of suppressing sulfur poisoning and the effect of suppressing grain growth of noble metals, The present inventors infer that the coexistence of suppression of sulfur poisoning and suppression of noble metal grain growth can be achieved at a higher level.

また、本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法においては、塩基性酸化物担体の表面の貴金属及びNO吸蔵材が担持されていない露出面の水酸基と、ケイ素の塩化物、ケイ素のアルコキシド、チタンの塩化物及びチタンのアルコキシドからなる群から選択される少なくとも1種の被覆層材料との加水分解反応を利用することによって、前記露出面に優先的に効率よく酸化物被覆層を形成させて、上記本発明の排ガス浄化用触媒を効率よく製造することを可能とする。更に、NO吸蔵材を有機物の塩として担持した場合には、NO吸蔵材上に前記酸化物被覆層が形成されることがより十分に防止されるため、NO吸蔵材の活性の低下をより効率よく抑制しながら排ガス浄化用触媒を製造することが可能となる。 Further, in the method for producing an exhaust gas purifying catalyst of the present invention, the exposed surface of the basic oxide support on which noble metal and NO x storage material are not supported, the hydroxyl group of silicon, the chloride of silicon, the alkoxide of silicon, titanium By using a hydrolysis reaction with at least one coating layer material selected from the group consisting of chlorides and alkoxides of titanium, an oxide coating layer is preferentially and efficiently formed on the exposed surface, The exhaust gas purifying catalyst of the present invention can be efficiently produced. Further, when carrying the NO x storage material as salts of organic substances, since that the oxide coating layer on the NO x storage material is formed is more sufficiently prevented, lowering of the activity of the NO x storage material This makes it possible to produce an exhaust gas purifying catalyst while more efficiently suppressing the above.

本発明によれば、硫黄による被毒を十分に抑制することが可能な高度な耐硫黄被毒性を発揮しつつ、高温雰囲気下に長時間曝された場合においても貴金属の粒成長を十分に抑制することができ、長期に亘り高度なNO浄化活性を維持することが可能な排ガス浄化用触媒及びその製造方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, while exhibiting a high degree of sulfur poisoning resistance capable of sufficiently suppressing poisoning by sulfur, the grain growth of noble metals is sufficiently suppressed even when exposed to a high temperature atmosphere for a long time. to be able to, it is possible to provide a high degree of the NO x purification activity of exhaust gas purifying catalyst and a manufacturing method thereof can be maintained for a long period.

以下、図面を参照しながら本発明の排ガス浄化用触媒の好適な一実施形態について説明する。なお、以下の説明及び図面中、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the exhaust gas purifying catalyst of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description and drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted.

本発明の排ガス浄化用触媒は、セリウム、プラセオジム、ランタン、ジルコニウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群から選択される少なくとも一種の金属の酸化物を含む塩基性酸化物担体と、前記塩基性酸化物担体に担持された貴金属と、前記塩基性酸化物担体に担持されたNO吸蔵材と、前記塩基性酸化物担体の表面の前記貴金属及び前記NO吸蔵材が担持されていない露出面に形成されたケイ素及び/又はチタンの酸化物からなる酸化物被覆層とを含むことを特徴とするものである。 The exhaust gas purifying catalyst of the present invention includes a basic oxide carrier containing an oxide of at least one metal selected from the group consisting of cerium, praseodymium, lanthanum, zirconium, magnesium and calcium, and the basic oxide carrier. and supported noble metal, and the nO x storage material that is supported on the basic oxide support, the noble metal and the the nO x storage material on the surface of said basic oxide support is formed on the exposed surface not being carried And an oxide coating layer made of an oxide of silicon and / or titanium.

図1は、本発明の排ガス浄化用触媒の好適な一実施形態の塩基性酸化物担体の表面近傍の一部を示す模式図である。図1に示す本発明の排ガス浄化用触媒は、塩基性酸化物担体1と、担体1に担持された貴金属2及びNOx吸蔵材3と、担体1の表面のNOx吸蔵材3及び貴金属2が担持されていない露出面に形成された酸化物被覆層4とからなる。   FIG. 1 is a schematic view showing a part of the vicinity of the surface of a basic oxide carrier according to a preferred embodiment of the exhaust gas purifying catalyst of the present invention. The exhaust gas purifying catalyst of the present invention shown in FIG. 1 includes a basic oxide carrier 1, a noble metal 2 and NOx occlusion material 3 carried on the carrier 1, and an NOx occlusion material 3 and noble metal 2 on the surface of the carrier 1. And an oxide coating layer 4 formed on an exposed surface that is not formed.

本発明にかかる塩基性酸化物担体1は、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ランタン(La)、ジルコニウム(Zr)、マグネシウム(Mg)及びカルシウム(Ca)からなる群から選択される少なくとも一種の金属の酸化物を含むものである。このような塩基性酸化物担体の中でも、貴金属との相互作用がより強く貴金属との親和性が大きい傾向にあるという観点から、CeOを含むものがより好ましい。また、このような塩基性酸化物担体は、前記金属の酸化物を単独で含有するものであっても複合酸化物として含有するものであってもよい。 The basic oxide carrier 1 according to the present invention is at least one selected from the group consisting of cerium (Ce), praseodymium (Pr), lanthanum (La), zirconium (Zr), magnesium (Mg), and calcium (Ca). The metal oxide is included. Among such basic oxide carriers, those containing CeO 2 are more preferable from the viewpoint that the interaction with the noble metal is stronger and the affinity with the noble metal tends to be greater. Such a basic oxide carrier may contain the above metal oxide alone or as a composite oxide.

このような複合酸化物としては、例えば、CeO−ZrO、ZrO−La、CeO−ZrO−La−Pr、CeO−CaO、CaO−ZrO、La−MgO等が挙げられる。例えば、このような塩基性酸化物担体がCeとZrの複合酸化物の場合においては、CeOを単独で用いた場合と比べて比表面積が増加し、耐熱性も向上する傾向にある。 Such composite oxides, for example, CeO 2 -ZrO 2, ZrO 2 -La 2 O 3, CeO 2 -ZrO 2 -La 2 O 3 -Pr 2 O 3, CeO 2 -CaO, CaO-ZrO 2 , La 2 O 3 —MgO, and the like. For example, in the case where such a basic oxide support is a complex oxide of Ce and Zr, the specific surface area is increased and the heat resistance tends to be improved as compared with the case where CeO 2 is used alone.

また、塩基性酸化物担体1が前記複合酸化物を含むものである場合には、その複合酸化物の酸素1s軌道の結合エネルギーの値が531eV以下の値を示すものであることが好ましく、531〜529eVの値を示すものであることが特に好ましい。前記結合エネルギーの値が531eVを超えている複合酸化物を用いた場合は、貴金属と担体との相互作用が十分に強くならない傾向にある。他方、前記結合エネルギーの値が529eV未満の複合酸化物を用いた場合は、貴金属と担体との相互作用が強くなり過ぎて十分な活性が得られなくなる傾向にある。   Further, when the basic oxide carrier 1 contains the composite oxide, the value of the binding energy of the oxygen 1s orbital of the composite oxide is preferably 531 eV or less, and 531 to 529 eV. It is particularly preferable that the value of When a composite oxide having a binding energy value exceeding 531 eV is used, the interaction between the noble metal and the support tends not to be sufficiently strong. On the other hand, when a composite oxide having a binding energy value of less than 529 eV is used, the interaction between the noble metal and the support becomes so strong that sufficient activity tends not to be obtained.

このような条件を満たす前記複合酸化物としては、例えば以下のもの:
ZrO−La:530.64eV
CeO−ZrO:530eV
CeO−ZrO−La−Pr:529.79eV
が挙げられる。
Examples of the composite oxide satisfying such conditions include the following:
ZrO 2 -La 2 O 3: 530.64eV
CeO 2 —ZrO 2 : 530 eV
CeO 2 -ZrO 2 -La 2 O 3 -Pr 2 O 3: 529.79eV
Is mentioned.

また、このような塩基性酸化物担体1においては前記金属の酸化物を含むものであればよく、他の成分(例えばAl、SiO、TiO等)が更に含まれていてもよい。このような他の成分が含有される場合においては、塩基性酸化物担体1中における前記他の成分の比率が30質量%以下であることが好ましい。前記上限を超えると、貴金属と担体との相互作用が十分に強くならない傾向にある。 In addition, such a basic oxide carrier 1 may be any material as long as it contains the metal oxide, and may contain other components (for example, Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2, etc.). Good. When such other components are contained, the ratio of the other components in the basic oxide carrier 1 is preferably 30% by mass or less. When the upper limit is exceeded, the interaction between the noble metal and the carrier tends not to be sufficiently strong.

このような塩基性酸化物担体1の形状としては特に制限されないが、比表面積を向上させてより高い触媒活性が得るという観点から、粉体状であることが好ましい。また、このような塩基性酸化物担体の比表面積としては特に制限されないが、20〜300m/gであることが好ましく、50〜300m/gであることがより好ましい。このような塩基性酸化物担体の比表面積が20m/gより小さくなると、担体表面に存在する貴金属等の活性種の凝集が著しくなって触媒性能が十分に発揮できなくなる傾向にあり、他方、300m/gを超えると、担体の耐熱性が低下する傾向にある。なお、このような比表面積は吸着等温線からBET等温吸着式を用いてBET比表面積として算出することができる。 The shape of the basic oxide carrier 1 is not particularly limited, but is preferably in the form of powder from the viewpoint of increasing the specific surface area and obtaining higher catalytic activity. Although this is not a particular restriction on the specific surface area of the basic oxide support is preferably from 20 to 300 m 2 / g, and more preferably 50 to 300 m 2 / g. When the specific surface area of such a basic oxide support is smaller than 20 m 2 / g, active species such as noble metals present on the support surface tend to aggregate significantly and the catalyst performance tends not to be sufficiently exhibited, When it exceeds 300 m 2 / g, the heat resistance of the carrier tends to decrease. Such a specific surface area can be calculated as a BET specific surface area from an adsorption isotherm using a BET isotherm adsorption equation.

なお、本発明にかかる塩基性酸化物担体1の製造方法は特に制限されず、公知の方法を適宜採用して製造することができる。例えば、複合酸化物を含有する塩基性酸化物担体1を製造する場合においては、上述の諸金属の塩(例えば、硝酸塩)と、更に必要に応じて界面活性剤(例えば、ノニオン系界面活性剤)とを含有する水溶液からアンモニアの存在下で金属の酸化物の共沈殿物を生成せしめ、得られた共沈殿物を濾過、洗浄した後に乾燥し、更に焼成する方法を採用することができる。   In addition, the manufacturing method in particular of the basic oxide support | carrier 1 concerning this invention is not restrict | limited, It can manufacture by employ | adopting a well-known method suitably. For example, in the case of producing the basic oxide carrier 1 containing a composite oxide, the above-mentioned salts of various metals (for example, nitrate) and, if necessary, a surfactant (for example, a nonionic surfactant). In the presence of ammonia, a metal oxide coprecipitate is produced in the presence of ammonia, and the resulting coprecipitate is filtered, washed, dried, and then calcined.

また、本発明にかかる貴金属2としては、白金、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、金等が挙げられるが、得られる排ガス浄化用触媒がより高い触媒活性を示すという観点からは、白金、ロジウム、パラジウムが好ましい。このような貴金属は一種を単独で又は複数種を混合して用いることができる。   Further, examples of the noble metal 2 according to the present invention include platinum, rhodium, palladium, osmium, iridium, and gold. From the viewpoint that the obtained exhaust gas purifying catalyst exhibits higher catalytic activity, platinum, rhodium, Palladium is preferred. Such noble metals can be used singly or in combination.

さらに、このような貴金属2の担持量としては前記担体に対して0.05〜20質量%とすることが好ましい。前記貴金属の担持量が0.05質量%未満では、貴金属により得られる触媒活性が不十分となってNO浄化活性が低下する傾向にあり、他方、20質量%を越えると、コストが高騰するとともに貴金属の粒成長を十分に抑制することが困難となる傾向にある。 Further, the amount of the noble metal 2 supported is preferably 0.05 to 20% by mass with respect to the carrier. The supported amount is less than 0.05 wt% of the noble metal tend to decrease the NO x purification activity catalytic activity obtained by the noble metal becomes insufficient, while if it exceeds 20 wt%, the cost soars At the same time, it tends to be difficult to sufficiently suppress the grain growth of the noble metal.

また、本発明の排ガス浄化用触媒において、貴金属2はより細粒化された粒子の状態で担体に担持されることが好ましい。このような貴金属の粒子の粒径としては3nm以下であることが好ましく、2nm以下であることがより好ましい。前記貴金属の粒子径が前記上限を超えると高度な触媒活性が得ることが困難になる傾向にある。   In the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, the noble metal 2 is preferably supported on the carrier in the form of finer particles. The particle diameter of such noble metal particles is preferably 3 nm or less, and more preferably 2 nm or less. When the particle diameter of the noble metal exceeds the upper limit, it tends to be difficult to obtain high catalytic activity.

本発明にかかるNO吸蔵材3としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属希土類金属及び希土類金属からから選ばれる少なくとも一種の元素を好適に用いることができる。このようなアルカリ金属としてはリチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)、フランシウム(Fr)が挙げられる。また、アルカリ土類金属とは周期表2A族元素をいい、ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、ラジウム(Ra)が挙げられる。更に、このような希土類金属としてはランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)等が挙げられる。 As the NO x storage material 3 according to the present invention, at least one element selected from alkali metals, alkaline earth metal rare earth metals and rare earth metals can be suitably used. Examples of such alkali metals include lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), and francium (Fr). An alkaline earth metal refers to a Group 2A element of the periodic table, and examples include beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), and radium (Ra). Furthermore, examples of such rare earth metals include lanthanum (La), cerium (Ce), and praseodymium (Pr).

さらに、前記NO吸蔵材3の担持量は前記塩基性酸化物担体1リットルあたり0.1〜1.2モルであることが好ましい。前記NO吸蔵材の担持量が前記下限未満では、NO吸蔵性能が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、前記NO吸蔵材が貴金属を被覆してしまい、これによりNO浄化活性が低下する傾向にある。 Further, the loading amount of the NO x storage material 3 is preferably 0.1 to 1.2 mol per liter of the basic oxide support. Is less than the the NO x storage material supported amount the lower limit, the NO x storage performance tends to decrease, whereas if it exceeds the upper limit, the the NO x storage material ends up covering the precious metal, thereby NO x There exists a tendency for purification activity to fall.

また、本発明においては、ケイ素及び/又はチタンの酸化物からなる酸化物被覆層4が、塩基性酸化物担体1の表面の貴金属2及びNO吸蔵材3が担持されていない露出面に形成されている。そして、本発明においては、このように、酸化物被覆層4がケイ素及び/又はチタンの酸化物からなるためSOの吸着を十分に抑制することが可能となる。また、このような酸化物被覆層4と塩基性酸化物担体1とにより貴金属の粒成長と硫黄被毒とをより十分に抑制することが可能となる。 In the present invention, the oxide coating layer 4 made of silicon and / or titanium oxide is formed on the exposed surface of the basic oxide carrier 1 on which the noble metal 2 and the NO x storage material 3 are not supported. Has been. Then, in the present invention, thus, it is possible to sufficiently suppress the adsorption of the SO x for the oxide coating layer 4 is made of an oxide of silicon and / or titanium. In addition, the oxide coating layer 4 and the basic oxide carrier 1 can more sufficiently suppress the noble metal grain growth and sulfur poisoning.

また、このような酸化物被覆層4の厚みは特に制限されないが、塩基性酸化物担体1の表面から1〜3原子層程度の厚みであることが好ましい。このような酸化物被覆層4の厚みが前記塩基性酸化物担体の表面から3原子層を超えると、貴金属やNO吸蔵材の表面が覆われ易くなる傾向にあり、このようにして貴金属やNO吸蔵材の表面が覆われるとこれらの活性種が失活し、NO浄化性能が低下する傾向にある。他方、1原子層よりも薄い酸化物被覆層4においてはSOの吸着を抑制する効果が十分に得られなくなる傾向にある。 The thickness of the oxide coating layer 4 is not particularly limited, but is preferably about 1 to 3 atomic layers from the surface of the basic oxide carrier 1. When the thickness of the oxide coating layer 4 exceeds the triatomic layer from the surface of the basic oxide support, the surface of the noble metal or the NO x storage material tends to be covered. When the surface of the NO x storage material is covered, these active species are deactivated, and the NO x purification performance tends to decrease. On the other hand, in the oxide coating layer 4 thinner than one atomic layer, the effect of suppressing the adsorption of SO x tends to be insufficient.

さらに、このようなケイ素及び/又はチタンの酸化物の担持量としては、塩基性酸化物担体1の比表面積やその厚み等によりその割合を適宜変更するものであるため一概には決められないが、塩基性酸化物担体1に対して1〜20質量%程度であることが好ましい。ケイ素及び/又はチタンの酸化物の担持量が前記下限未満では、十分な厚みを有する酸化物被覆層4が形成されない傾向にあり、他方、前記上限を超えると、貴金属やNO吸蔵材の表面が酸化物被覆層4に覆われてしまい、NO浄化性能が低下する傾向にある。また、このようなケイ素及び/又はチタンの酸化物の担持量は、触媒1Lあたり1〜40g程度であることが好ましい。 Further, the amount of silicon and / or titanium oxide supported is not generally determined because the ratio is appropriately changed depending on the specific surface area or thickness of the basic oxide carrier 1. The basic oxide carrier 1 is preferably about 1 to 20% by mass. If the supported amount of oxide of silicon and / or titanium is less than the lower limit, the oxide coating layer 4 having a sufficient thickness tends not to be formed. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the surface of the noble metal or NO x storage material there will be covered with the oxide coating layer 4 tends to the NO x purification performance is reduced. The supported amount of silicon and / or titanium oxide is preferably about 1 to 40 g per liter of the catalyst.

また、本発明の排ガス浄化用触媒の形態は特に制限されず、ハニカム形状のモノリス触媒、ペレット形状のペレット触媒等の形態とすることができる。   The form of the exhaust gas purifying catalyst of the present invention is not particularly limited, and may be a form of a honeycomb-shaped monolith catalyst, a pellet-shaped pellet catalyst, or the like.

また、本発明の排ガス浄化用触媒は、これを排ガスと接触させることでNOを浄化することが可能である。以下、本発明の排ガス浄化用触媒を用いた場合に起こると推定されるNO浄化作用について説明する。 Further, the exhaust gas purifying catalyst of the present invention can purify NO x by bringing it into contact with exhaust gas. Hereinafter, the NO x purification action estimated to occur when the exhaust gas purification catalyst of the present invention is used will be described.

すなわち、先ず、排ガス中のNOが貴金属2によって酸化されてNOとなる。そして、このようにして貴金属2上で酸化されたNOはスピルオーバーしてNO吸蔵材3に吸蔵される。一方、排ガス中のSOは酸化物層4には吸着され難いため、NO吸蔵材3と接触するSOが少なくなり、硫黄被毒が十分に抑制される。また、NO還元時においては、NO吸蔵材3に吸蔵されていたNOが脱離してスピルオーバーし、酸化物被覆層4の表面を移動して貴金属2により排ガス中のHCと反応してNに還元される。そして、このような排ガス浄化用触媒においては、その理由は必ずしも定かではないが、塩基性酸化物担体1と酸化物被覆層4とによって、硫黄被毒を抑制する効果と貴金属2の粒成長を抑制する効果とが相乗的に向上し、これによって硫黄被毒の抑制と貴金属2の粒成長の抑制との両立がより高い水準で達成され、長期に亘り高度なNO浄化活性が維持されるものと推察される。 That is, first, NO in the exhaust gas is NO x are oxidized by the precious metal 2. The NO x oxidized on the noble metal 2 in this way spills over and is stored in the NO x storage material 3. On the other hand, since SO x in the exhaust gas is difficult to be adsorbed by the oxide layer 4, SO x coming into contact with the NO x storage material 3 is reduced, and sulfur poisoning is sufficiently suppressed. Further, at the time of the NO x reduction, NO x storage material 3 NO x that was stored in is eliminated by spillover, it reacts with HC in the exhaust gas by the noble metal 2 by moving the surface of the oxide coating layer 4 Reduced to N 2 . In such an exhaust gas purifying catalyst, the reason is not necessarily clear, but the basic oxide carrier 1 and the oxide coating layer 4 provide the effect of suppressing sulfur poisoning and the grain growth of the noble metal 2. the effect of suppressing a is synergistically improved, thereby both the inhibition of grain growth inhibition and precious metal 2 sulfur poisoning is achieved at higher levels, advanced the NO x purification activity is maintained for a long period of time Inferred.

以上、本発明の排ガス浄化用触媒について説明したが、以下において、本発明の排ガス浄化用触媒を好適に製造することが可能な本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法について説明する。   While the exhaust gas purification catalyst of the present invention has been described above, the following will describe the method of manufacturing the exhaust gas purification catalyst of the present invention that can suitably manufacture the exhaust gas purification catalyst of the present invention.

本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法は、セリウム、プラセオジム、ランタン、ジルコニウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群から選択される少なくとも一種の金属の酸化物を含む塩基性酸化物担体に貴金属及びNO吸蔵材を担持する工程(A)と、
前記塩基性酸化物担体の表面の前記貴金属及び前記NO吸蔵材が担持されていない露出面の水酸基と、ケイ素の塩化物、ケイ素のアルコキシド、チタンの塩化物及びチタンのアルコキシドからなる群から選択される少なくとも1種の被覆層材料とを加水分解反応させて、前記露出面に酸化物被覆層を形成して排ガス浄化用触媒を得る工程(B)と、
を含むことを特徴とする方法である。
The method for producing an exhaust gas purifying catalyst of the present invention comprises a basic oxide support containing an oxide of at least one metal selected from the group consisting of cerium, praseodymium, lanthanum, zirconium, magnesium and calcium, and stores a noble metal and NO x. A step (A) of supporting a material;
Selected from the group consisting of the hydroxyl group of the exposed surface on which the noble metal and the NO x storage material are not supported on the surface of the basic oxide support, and silicon chloride, silicon alkoxide, titanium chloride and titanium alkoxide. Hydrolyzing at least one kind of coating layer material to form an oxide coating layer on the exposed surface to obtain an exhaust gas purifying catalyst (B);
It is the method characterized by including.

本発明においては、先ず、セリウム、プラセオジム、ランタン、ジルコニウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群から選択される少なくとも一種の金属の酸化物を含む塩基性酸化物担体に貴金属及びNO吸蔵材を担持する(工程(A))。 In the present invention, first, a noble metal and a NO x storage material are supported on a basic oxide support containing an oxide of at least one metal selected from the group consisting of cerium, praseodymium, lanthanum, zirconium, magnesium and calcium ( Step (A)).

本発明に用いられる塩基性酸化物担体、貴金属及びNO吸蔵材は、それぞれ上記本発明の排ガス浄化用触媒において説明したものと同様のものである。 The basic oxide carrier, the noble metal and the NO x storage material used in the present invention are the same as those described in the exhaust gas purifying catalyst of the present invention.

工程(A)において、貴金属を担持する方法としては特に制限されず、例えば、貴金属の塩(例えば、ジニトロジアミン塩)や錯体(例えば、テトラアンミン錯体)を含有する水溶液を前記塩基性酸化物担体に接触させた後に乾燥し、更に焼成する方法を採用することができる。   In the step (A), the method for supporting the noble metal is not particularly limited. For example, an aqueous solution containing a salt of a noble metal (for example, a dinitrodiamine salt) or a complex (for example, a tetraammine complex) is used as the basic oxide carrier. The method of drying after making it contact and also baking can be employ | adopted.

また、工程(A)において、NO吸蔵材を担持させる方法としては特に制限されず、例えば、NO吸蔵材として好適に用いられる上述の元素の塩(例えば、炭酸塩、硝酸塩、クエン酸塩、カルボン酸塩、ジカルボン酸塩、硫酸塩)や錯体を含有する水溶液を前記塩基性酸化物担体に接触させた後に乾燥し、更に焼成する方法を採用することができる。 Further, in the step (A), the method for supporting the NO x storage material is not particularly limited. For example, the salt of the above-described element suitably used as the NO x storage material (for example, carbonate, nitrate, citrate) , Carboxylate, dicarboxylate, sulfate) and an aqueous solution containing the complex are brought into contact with the basic oxide carrier, dried, and further calcined.

このようなNO吸蔵材を担持させる方法としては、NO吸蔵材を有機物の塩として担持する方法を採用することが好ましい。このようにしてNO吸蔵材を有機物の塩として担持することで、酸化物被覆層を形成させる際に、NO吸蔵材の表面に酸化物被覆層が形成されるのをより効率よく防止でき、得られる排ガス浄化用触媒により高度なNO浄化性能を付与することができる。 As a method for carrying such the NO x storage material, it is preferable to employ a method of carrying the NO x storage material as a salt of organic matter. By supporting the NO x storage material as an organic salt in this way, it is possible to more efficiently prevent the oxide coating layer from being formed on the surface of the NO x storage material when the oxide coating layer is formed. , it is possible to impart a high degree of the NO x purification performance by the resulting catalyst for purification of exhaust gas.

また、このようなNO吸蔵材の有機物の塩としては、上述のNO吸蔵材として用いられる元素のカルボン酸塩(酢酸塩、酪酸塩、ステアリン酸塩等)やジカルボン酸塩(シュウ酸塩、マロン酸塩等)が挙げられる。更に、このようなNO吸蔵材の有機物塩の中でも、製造コストの観点から酢酸塩が好ましい。 Also, such as the organic salts, such the NO x storage material, carboxylates of the elements to be used as the NO x storage material described above (acetate, butyrate, stearate, etc.) or a dicarboxylic acid salt (oxalate , Malonate, etc.). Further, among the organic salts of such NO x storage materials, acetate is preferable from the viewpoint of production cost.

また、工程(A)においては、前記担体に前記NO吸蔵材と前記貴金属等を担持させる順序は特に制限されないが、NO吸蔵材の水への溶出という観点から、貴金属担持後にNO吸蔵材を担持するのが好ましい。 In the step (A), the order in which the NO x storage material and the noble metal are supported on the carrier is not particularly limited, but from the viewpoint of elution of the NO x storage material into water, the NO x storage is performed after the noble metal is supported. It is preferable to carry a material.

次に、本発明においては、前記塩基性酸化物担体の表面の前記貴金属及び前記NO吸蔵材が担持されていない露出面の水酸基と、ケイ素の塩化物、ケイ素のアルコキシド、チタンの塩化物及びチタンのアルコキシドからなる群から選択される少なくとも1種の被覆層材料とを加水分解反応させて、前記露出面に酸化物被覆層を形成して排ガス浄化用触媒を得る(工程(B))。 Next, in the present invention, the exposed surface hydroxyl group on which the noble metal and the NO x storage material are not supported on the surface of the basic oxide carrier, silicon chloride, silicon alkoxide, titanium chloride and At least one coating layer material selected from the group consisting of titanium alkoxides is hydrolyzed to form an oxide coating layer on the exposed surface to obtain an exhaust gas purification catalyst (step (B)).

このような被覆層材料は、ケイ素の塩化物、ケイ素のアルコキシド、チタンの塩化物及びチタンのアルコキシドからなる群から選択される少なくとも1種である。このようなケイ素の塩化物、ケイ素のアルコキシド、チタンの塩化物又はチタンのアルコキシドとしては、例えば、塩化ケイ素、オルトケイ酸テトラメチル、オルトケイ酸テトラエチル、オルトケイ酸テトライソプロピル、オルトケイ酸テトラブチル、塩化チタン、チタンテトライソプロポキシド等が挙げられる。また、前記ケイ素又はチタンのアルコキシドとしては、加水分解の速度の観点から、炭素数が1〜3のアルコキシドが結合したケイ素又はチタンのアルコキシドが好ましい。   Such a coating layer material is at least one selected from the group consisting of silicon chloride, silicon alkoxide, titanium chloride and titanium alkoxide. Examples of such silicon chloride, silicon alkoxide, titanium chloride or titanium alkoxide include silicon chloride, tetramethyl orthosilicate, tetraethyl orthosilicate, tetraisopropyl orthosilicate, tetrabutyl orthosilicate, titanium chloride, titanium. Examples thereof include tetraisopropoxide. The silicon or titanium alkoxide is preferably a silicon or titanium alkoxide bonded with an alkoxide having 1 to 3 carbon atoms from the viewpoint of hydrolysis rate.

また、このような工程(B)としては特に制限されないが、前記被覆層材料が水によって容易に加水分解するものであることから前記塩基性酸化物担体の露出面の水酸基と効率的に加水分解反応を起こさせて酸化物被覆層を形成させるために、例えば、前記貴金属及び前記NO吸蔵材が担持された前記塩基性酸化物担体(以下、「触媒前駆体」という。)に前記被覆層材料の蒸気を接触させて加水分解反応せしめ、その後に焼成する方法(i)や、アルコールやエーテル等の有機溶媒中に触媒前駆体と前記被覆層材料とを導入して加水分解反応せしめ、その後に焼成する方法(ii)を採用することができる。なお、このような方法を1回〜3回繰り返すことにより、前記塩基性酸化物担体に1〜3原子層程度の厚みの酸化物被覆層を形成させることができる。 In addition, the step (B) is not particularly limited, but since the coating layer material is easily hydrolyzed by water, it is efficiently hydrolyzed with the hydroxyl group on the exposed surface of the basic oxide support. In order to cause the reaction to form an oxide coating layer, for example, the coating layer is formed on the basic oxide support (hereinafter referred to as “catalyst precursor”) on which the noble metal and the NO x storage material are supported. Method (i) in which the vapor of the material is brought into contact to cause a hydrolysis reaction, and then calcined, or the catalyst precursor and the coating layer material are introduced into an organic solvent such as alcohol or ether to cause a hydrolysis reaction, and then The method (ii) of firing can be employed. In addition, by repeating such a method once to three times, an oxide coating layer having a thickness of about 1 to 3 atomic layers can be formed on the basic oxide support.

また、このような前記被覆層材料の蒸気を接触させる方法(i)としては、例えば、公知の方法を採用して前記触媒前駆体を脱気処理した後に、50〜500℃の温度に0.5〜5時間程度保持しながらNガスのバブリングにより前記被覆層材料を蒸気として前記触媒前駆体に接触せしめ、これにより前記触媒前駆体に対して前記被覆層材料を導入し、その後、100〜500℃の温度条件下においてHOをバブリングにより0.5〜5時間程度導入して担体表面のアルコキシドを完全に加水分解させ、更に焼成する方法が挙げられる。 In addition, as the method (i) for bringing the vapor of the coating layer material into contact, for example, a known method is adopted and the catalyst precursor is degassed, and then the temperature is set to 50 to 500 ° C. The coating layer material is brought into contact with the catalyst precursor as a vapor by bubbling N 2 gas while maintaining for about 5 to 5 hours, thereby introducing the coating layer material into the catalyst precursor, An example is a method in which H 2 O is introduced by bubbling for about 0.5 to 5 hours under a temperature condition of 500 ° C. to completely hydrolyze the alkoxide on the surface of the carrier, and further calcined.

また、有機溶媒中で反応させる方法(ii)としては、例えば、前記触媒前駆体を、エタノールやイソプロパノール等のアルコール中に含浸し、前記被覆層材料を添加した後、前記被覆層材料が付着した前記触媒前駆体を取り出し、これをイオン交換水中に含浸して加水分解させ、更に焼成する方法が挙げられる。   In addition, as a method (ii) of reacting in an organic solvent, for example, the catalyst precursor is impregnated in an alcohol such as ethanol or isopropanol, and after the coating layer material is added, the coating layer material is adhered. There is a method in which the catalyst precursor is taken out, impregnated in ion-exchanged water for hydrolysis, and further calcined.

また、前記焼成処理としては特に制限されないが、300〜700℃の温度条件で1〜10時間程度焼成する方法を採用することが好ましい。このようにして焼成することによって、酸化物被覆層が形成され、これによって前記塩基性酸化物担体の表面の前記貴金属及び前記NO吸蔵材が担持されていない露出面に酸化物被覆層が形成された本発明の排ガス浄化用触媒を好適に製造することが可能となる。 Moreover, although it does not restrict | limit especially as said baking process, It is preferable to employ | adopt the method of baking about 1 to 10 hours on the temperature conditions of 300-700 degreeC. By firing in this way, an oxide coating layer is formed, whereby an oxide coating layer is formed on the exposed surface of the surface of the basic oxide carrier on which the noble metal and the NO x storage material are not supported. Thus, the exhaust gas purifying catalyst of the present invention can be suitably produced.

また、本発明においては、このようにして得られる排ガス浄化用触媒の形態をハニカム形状のモノリス触媒、ペレット形状のペレット触媒等の形態にすることができる。このような形態の触媒を製造方法としては特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。例えば、モノリス触媒を製造する場合は、コーディエライトや金属箔から形成されたハニカム形状の基材に、上述の塩基性酸化物担体の粉末からなるコート層を形成し、それに貴金属及びNO吸蔵材を担持せしめた後、酸化物被覆層を形成する方法や、上述の担体の粉末に貴金属及びNO吸蔵材を担持せしめた後に酸化物被覆層を形成した粉末を用いて、かかる粉末を前記基材にコート層を形成する方法を好適に採用することができる。なお、ここで用いられる基材としては特に制限されず、得られる触媒の用途等に応じて適宜選択されるが、DPF基材、モノリス状基材、ペレット状基材、プレート状基材等が好適に採用される。また、このような基材の材質も特に制限されないが、コーディエライト、炭化ケイ素、ムライト等のセラミックスからなる基材や、クロム及びアルミニウムを含むステンレススチール等の金属からなる基材が好適に採用される。 In the present invention, the exhaust gas purifying catalyst thus obtained can be in the form of a honeycomb-shaped monolith catalyst, a pellet-shaped pellet catalyst, or the like. The production method of the catalyst in such a form is not particularly limited, and a known method can be appropriately employed. For example, in the case of producing a monolithic catalyst, a coat layer made of the above-mentioned basic oxide carrier powder is formed on a honeycomb-shaped substrate formed of cordierite or metal foil, and a noble metal and NO x occlusion are formed thereon. A method of forming an oxide coating layer after supporting a material, or a powder in which an oxide coating layer is formed after supporting a noble metal and a NO x storage material on the above-described carrier powder, A method of forming a coat layer on the substrate can be suitably employed. In addition, it does not restrict | limit especially as a base material used here, According to the use etc. of the catalyst obtained, it selects suitably, However, A DPF base material, a monolithic base material, a pellet-shaped base material, a plate-shaped base material etc. Preferably employed. Also, the material of such a base material is not particularly limited, but a base material made of a ceramic such as cordierite, silicon carbide, mullite, or a base material made of a metal such as stainless steel including chromium and aluminum is suitably employed. Is done.

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example.

(実施例1)
先ず、硝酸セリウム(III)6水和物、オキシ硝酸ジルコニルをそれぞれCe/Zrのモル比が1/1となるようにして純水中に溶解して水溶液を調製した。次に、得られた水溶液中にセリウムイオンの1.1倍当量の過酸化水素水を加えた後に、激しく撹拌しながら各塩の硝酸根の中和当量の1.2倍のアンモニア水を加えて沈殿物を析出させた。次いで、得られた沈殿物を遠心分離器にかけて上澄み液を捨て、これにイオン交換水を加えて撹拌し、再び遠心分離器にかけて前記沈殿物を洗浄した。そして、洗浄後の沈殿物を100℃の温度条件で8時間乾燥した後、大気中にて300℃の温度条件で3時間仮焼し、更に大気中にて600℃で5時間焼成してCeO−ZrO粉末(比表面積100m/g)を得た。
Example 1
First, an aqueous solution was prepared by dissolving cerium (III) nitrate hexahydrate and zirconyl oxynitrate in pure water so that the molar ratio of Ce / Zr was 1/1. Next, after adding 1.1 times the equivalent amount of hydrogen peroxide solution of cerium ion to the resulting aqueous solution, 1.2 times as much ammonia solution as the neutralization equivalent of the nitrate radical of each salt was added with vigorous stirring. To precipitate a precipitate. Next, the resulting precipitate was centrifuged to discard the supernatant, and ion-exchanged water was added thereto and stirred, and the precipitate was washed again by being centrifuged. The washed precipitate is dried at 100 ° C. for 8 hours, calcined in air at 300 ° C. for 3 hours, and further calcined in air at 600 ° C. for 5 hours to obtain CeO. 2- ZrO 2 powder (specific surface area 100 m 2 / g) was obtained.

次に、得られたCeO−ZrO粉末270gと全固形分の10質量%相当のセリアゾルとをボールミルにて混合し、スラリーを調製した。そして、得られたスラリーを用いて、コージェライト製のハニカム基材(直径30mm、長さ50mm)に前記スラリーのコート量がハニカム基材の体積1Lあたり160gとなるようにしてウォッシュコートし、500℃で3時間焼成してコート層を形成せしめた。 Next, 270 g of the obtained CeO 2 —ZrO 2 powder and ceria sol corresponding to 10% by mass of the total solid content were mixed in a ball mill to prepare a slurry. Then, using the obtained slurry, wash coating was performed on a cordierite honeycomb substrate (diameter 30 mm, length 50 mm) so that the coating amount of the slurry was 160 g per liter of the honeycomb substrate volume, and 500 The coating layer was formed by baking at 3 ° C. for 3 hours.

次いで、Rhの担持量がハニカム基材の体積1Lあたり0.3gとなるようにして、前記コート層に硝酸ロジウム水溶液を吸水させ、300℃の温度条件で3時間焼成してRhを担持した。次に、Ptの担持量がハニカム基材の体積1Lあたり3gとなるようにしてジニトロジアンミン白金水溶液を前記コート層に吸水させ、300℃の温度条件で3時間焼成してPtを担持した。次いで、Ba、K及びLiの担持量がハニカム基材の体積1Lあたりそれぞれ0.05モル、0.025モル、0.3モルとなるようにして酢酸バリウム、酢酸カリウム及び酢酸リチウムの混合水溶液をコート層に吸水させ、100℃の温度条件で6時間乾燥してBa、K及びLiの酢酸塩を担持した。このようにして塩基性酸化物担体に貴金属(Rh及びPt)とNO吸蔵材(Ba、K及びLi)とが担持された触媒前駆体を得た。 Next, the amount of Rh supported was 0.3 g per liter of the honeycomb substrate volume, and the aqueous rhodium nitrate solution was absorbed into the coating layer and fired at 300 ° C. for 3 hours to support Rh. Next, an aqueous dinitrodiammine platinum solution was absorbed by the coating layer so that the amount of Pt supported was 3 g per liter of the honeycomb substrate, and Pt was supported by firing at 300 ° C. for 3 hours. Next, a mixed aqueous solution of barium acetate, potassium acetate and lithium acetate was prepared so that the supported amounts of Ba, K and Li were 0.05 mol, 0.025 mol and 0.3 mol, respectively, per 1 L of the honeycomb substrate volume. The coating layer was allowed to absorb water and dried at 100 ° C. for 6 hours to carry Ba, K and Li acetates. In this way, a catalyst precursor in which a noble metal (Rh and Pt) and a NO x storage material (Ba, K and Li) were supported on a basic oxide support was obtained.

次に、得られた触媒前駆体に対してNガスの流通下において200℃で1時間脱気処理を施した。次いで、脱気処理後の触媒前駆体に対して200℃の温度条件下で2時間保持しながらNガスのバブリングによりオルトケイ酸テトラメチルを蒸気として接触せしめ、触媒前駆体にオルトケイ酸テトラメチルを導入した。その後、HOをバブリングにより0.5時間導入して前記触媒前駆体の表面のアルコキシドを完全に加水分解した。続いて、このようにして加水分解させた後の触媒前駆体に存在するHO及び加水分解により生成されたMeOHを、Nガスを流通させて完全に除去した後、再び200℃の温度条件下で2時間保持しながらNガスのバブリングによりオルトケイ酸テトラメチルを蒸気として接触せしめ、オルトケイ酸テトラメチルを導入した。その後、大気中にて650℃の温度条件で3時間焼成して前記塩基性酸化物担体の表面の前記貴金属及び前記NO吸蔵材が担持されていない露出面にSiOからなる酸化物被覆層を形成せしめ、モノリス触媒(排ガス浄化用触媒)を得た。なお、SiOの担持量はハニカム基材の体積1Lあたり8.0gであった。 Next, the obtained catalyst precursor was degassed at 200 ° C. for 1 hour under a flow of N 2 gas. Next, tetramethyl orthosilicate is brought into contact with the catalyst precursor as a vapor by bubbling N 2 gas while maintaining the temperature at 200 ° C. for 2 hours with respect to the catalyst precursor after degassing treatment, and tetramethyl orthosilicate is added to the catalyst precursor. Introduced. Thereafter, H 2 O was introduced for 0.5 hour by bubbling to completely hydrolyze the alkoxide on the surface of the catalyst precursor. Subsequently, H 2 O present in the catalyst precursor after being hydrolyzed in this way and MeOH generated by the hydrolysis were completely removed by flowing N 2 gas, and then again at a temperature of 200 ° C. While maintaining for 2 hours under conditions, tetramethyl orthosilicate was brought into contact as a vapor by bubbling N 2 gas, and tetramethyl orthosilicate was introduced. Then, the oxide coating layer made of SiO 2 is baked in the atmosphere at a temperature condition of 650 ° C. for 3 hours on the exposed surface on the surface of the basic oxide carrier on which the noble metal and the NO x storage material are not supported. To form a monolithic catalyst (exhaust gas purifying catalyst). The amount of SiO 2 supported was 8.0 g per liter of honeycomb substrate volume.

(実施例2)
オルトケイ酸テトラメチルに代えて、チタンテトライソプロポキシドを用いて、TiOからなる酸化物被覆層を形成せしめた以外は実施例1と同様にしてモノリス触媒(排ガス浄化用触媒)を得た。なお、TiOの担持量はハニカム基材の体積1Lあたり8.3gであった。
(Example 2)
A monolith catalyst (exhaust gas purification catalyst) was obtained in the same manner as in Example 1 except that titanium tetraisopropoxide was used instead of tetramethyl orthosilicate to form an oxide coating layer made of TiO 2 . The amount of TiO 2 supported was 8.3 g per liter of honeycomb substrate volume.

(実施例3)
先ず、実施例1において触媒前駆体を調製した方法と同様の方法を採用して触媒前駆体を調製した。次に、その触媒前駆体をオルトケイ酸テトラエチル10mLとエタノール50mLが混合した溶液に含浸し、触媒前駆体の表面でオルトケイ酸テトラエチルを加水分解させた。次いで、このようにして加水分解させた後の触媒前駆体を引き上げて余分な液滴を吹き払った後、これをイオン交換水に含浸して担体表面のアルコキシドを完全に加水分解させた。更に、アルコキシドを完全に加水分解させた後の触媒前駆体を100℃の温度条件で6時間乾燥させた後、再びオルトケイ酸テトラエチルが溶解したエタノール溶液に前記触媒前駆体を含浸して、触媒前駆体の表面でオルトケイ酸テトラエチルを加水分解させた。その後、650℃の温度条件で3時間焼成して前記塩基性酸化物担体の表面の前記貴金属及び前記NO吸蔵材が担持されていない露出面にSiOからなる酸化物被覆層を形成せしめ、モノリス触媒(排ガス浄化用触媒)を得た。なお、SiOの担持量はハニカム基材の体積1Lあたり9.1gであった。
(Example 3)
First, a catalyst precursor was prepared by adopting the same method as the method for preparing the catalyst precursor in Example 1. Next, the catalyst precursor was impregnated in a mixed solution of 10 mL of tetraethyl orthosilicate and 50 mL of ethanol, and tetraethyl orthosilicate was hydrolyzed on the surface of the catalyst precursor. Subsequently, after the catalyst precursor after hydrolysis in this manner was pulled up and excess droplets were blown off, this was impregnated in ion-exchanged water to completely hydrolyze the alkoxide on the surface of the support. Further, after drying the catalyst precursor after completely hydrolyzing the alkoxide at a temperature of 100 ° C. for 6 hours, the catalyst precursor is impregnated again in an ethanol solution in which tetraethyl orthosilicate is dissolved. Tetraethyl orthosilicate was hydrolyzed on the surface of the body. Thereafter, baking is performed at a temperature of 650 ° C. for 3 hours to form an oxide coating layer made of SiO 2 on the exposed surface of the basic oxide carrier on which the noble metal and the NO x storage material are not supported. A monolith catalyst (catalyst for exhaust gas purification) was obtained. The amount of SiO 2 supported was 9.1 g per liter of honeycomb substrate volume.

(実施例4)
オルトケイ酸テトラメチルに代えてチタンテトライソプロポキシドおよびイソプロパノールが混合した溶液を用いて、TiOからなる酸化物被覆層を形成せしめた以外は実施例3と同様にしてモノリス触媒(排ガス浄化用触媒)を得た。なお、TiOの担持量はハニカム基材の体積1Lあたり9.5gであった。
Example 4
A monolith catalyst (catalyst for exhaust gas purification) was used in the same manner as in Example 3 except that a solution in which titanium tetraisopropoxide and isopropanol were mixed instead of tetramethyl orthosilicate and an oxide coating layer made of TiO 2 was formed. ) The amount of TiO 2 supported was 9.5 g per liter of honeycomb substrate volume.

(実施例5)
Ba、K及びLiの酢酸塩を担持せしめた後に、400℃で3時間焼成して酢酸塩を分解し、Ba、K及びLiをそれぞれ酸化物として担持した以外は実施例1と同様にしてモノリス触媒(排ガス浄化用触媒)を得た。なお、SiOの担持量はハニカム基材の体積1Lあたり8.8gであった。
(Example 5)
A monolith was prepared in the same manner as in Example 1 except that Ba, K, and Li acetates were supported and then calcined at 400 ° C. for 3 hours to decompose the acetate, and Ba, K, and Li were each supported as oxides. A catalyst (catalyst for exhaust gas purification) was obtained. The amount of SiO 2 supported was 8.8 g per liter of honeycomb substrate volume.

(比較例1)
オルトケイ酸テトラメチルを用いてSiOからなる酸化物被覆層を形成しなかった以外は実施例1と同様にして比較のためのモノリス触媒(排ガス浄化用触媒)を得た。
(Comparative Example 1)
A monolith catalyst (exhaust gas purifying catalyst) for comparison was obtained in the same manner as in Example 1 except that tetramethyl orthosilicate was not used to form an oxide coating layer made of SiO 2 .

(比較例2)
CeO−ZrO粉末の代わりに市販のγ−Al粉末を用いたこと以外は実施例1と同様にして比較のためのモノリス触媒(排ガス浄化用触媒)を得た。
(Comparative Example 2)
A monolith catalyst for comparison (exhaust gas purification catalyst) was obtained in the same manner as in Example 1 except that a commercially available γ-Al 2 O 3 powder was used instead of the CeO 2 —ZrO 2 powder.

[実施例1〜5及び比較例1〜2で得られた排ガス浄化用触媒の特性の評価]
<耐久試験>
実施例1〜5及び比較例1〜2で得られた排ガス浄化用触媒に対して耐久試験として、(a)耐熱試験及び(b)硫黄被毒・脱離試験を行った。
[Evaluation of characteristics of exhaust gas purification catalysts obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2]
<Durability test>
As the durability test, (a) heat resistance test and (b) sulfur poisoning / desorption test were performed on the exhaust gas purifying catalysts obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2.

(a)耐熱試験
各排ガス浄化用触媒をそれぞれ、大気中にて750℃で5時間加熱した(耐熱試験)。
(A) Heat resistance test Each exhaust gas purification catalyst was heated in the atmosphere at 750 ° C for 5 hours (heat resistance test).

(b)硫黄被毒・脱離試験
耐熱試験後の各排ガス浄化用触媒に対して、表1に示す硫黄被毒試験のリーン雰囲気及びリッチ雰囲気のモデルガスを、供給時間がそれぞれ120秒(リーン)及び3秒(リッチ)となり且つ各ガスの流量が3L/分となる条件で交互に供給し、350℃の温度条件で41分間加熱した(硫黄被毒試験)。このようにして供給された硫黄量は触媒体積1Lあたり1.5g(0.047モル)であった。
(B) Sulfur poisoning / desorption test For each exhaust gas purification catalyst after the heat resistance test, the supply time of the model gas in the lean atmosphere and rich atmosphere in the sulfur poisoning test shown in Table 1 was 120 seconds (lean). ) And 3 seconds (rich), and each gas was supplied alternately at a flow rate of 3 L / min, and heated at 350 ° C. for 41 minutes (sulfur poisoning test). The amount of sulfur supplied in this way was 1.5 g (0.047 mol) per liter of catalyst volume.

次いで、硫黄被毒試験後の各排ガス浄化用触媒に対して、表1に示す硫黄脱離試験のリッチ雰囲気のモデルガスを流量30L/分で供給しながら、600℃の温度条件で10分間加熱した(硫黄脱離試験)。   Next, the exhaust gas purification catalyst after sulfur poisoning test is heated for 10 minutes at a temperature condition of 600 ° C. while supplying a rich atmosphere model gas of sulfur desorption test shown in Table 1 at a flow rate of 30 L / min. (Sulfur desorption test).

Figure 2007283207
Figure 2007283207

<NO浄化率の測定>
上述のような耐久試験後の各排ガス浄化用触媒をそれぞれ常圧固定床流通型反応装置に設置し、表1に示す活性評価試験のリーン雰囲気及びリッチ雰囲気のモデルガスを、供給時間がそれぞれ30秒(リーン)及び3秒(リッチ)となり且つガス流量が30L/分となる条件で交互に供給した。このときの入りガス温度は400℃又は350℃とした。また、このときの空間速度は約51000h−1であった。そして、各触媒について、それぞれ入りガス及び出ガス中に含有されるNOの濃度を測定し、そのNO濃度からNOx浄化率を求めた。なお、表1に示すモデルガスは代表的な運転条件でのディーゼルエンジンから排出される排ガスを模擬したものである。得られた結果を表2及び図2に示す。
<Measurement of NO x purification rate>
Each exhaust gas purifying catalyst after the endurance test as described above is installed in a normal pressure fixed bed flow type reaction apparatus, and the model gas in the lean atmosphere and the rich atmosphere in the activity evaluation test shown in Table 1 is supplied for 30 hours. Second (lean) and 3 seconds (rich), and the gas flow rate was alternately supplied at 30 L / min. The inlet gas temperature at this time was 400 ° C. or 350 ° C. In addition, the space velocity at this time was about 51000 h −1 . Then, for each catalyst, the concentration of the NO x contained in each gas entering and exiting gas was measured to determine the NOx purification rate from the concentration of NO x. The model gas shown in Table 1 simulates exhaust gas discharged from a diesel engine under typical operating conditions. The obtained results are shown in Table 2 and FIG.

Figure 2007283207
Figure 2007283207

表2及び図2に示す結果からも明らかなように、CeO−ZrOを担体としてSi又はTiの酸化物被覆層を形成した排ガス浄化用触媒(実施例1〜5)は、比較例1〜2で得られた排ガス浄化用触媒に比べてNO浄化率が高く、NO浄化性能が優れていることが確認された。このような結果から、担体としてCeO−ZrO(塩基性酸化物担体)を用い、これに酸化物被覆層を形成せしめることで長期に亘り高度なNO浄化活性が得られることが分かった。 As is clear from the results shown in Table 2 and FIG. 2, the exhaust gas purifying catalysts (Examples 1 to 5) in which an oxide coating layer of Si or Ti was formed using CeO 2 —ZrO 2 as a carrier were Comparative Example 1. high the NO x purification rate than the exhaust gas purifying catalyst obtained in ~ 2, it was confirmed that superior the NO x purification performance. From these results, it was found that a high NO x purification activity can be obtained over a long period of time by using CeO 2 —ZrO 2 (basic oxide support) as a support and forming an oxide coating layer thereon. .

また、NO吸蔵材を酸化物として担持した後に酸化物被覆層を形成して得られた排ガス浄化用触媒(実施例5)よりも、NO吸蔵材を有機物の塩として担持した後に酸化物被覆層を形成して得られた排ガス浄化用触媒(実施例1〜4)の方が、より高いNO浄化率となることが確認された。このような結果から、NO吸蔵材を有機物の塩として担持することで、NO吸蔵材上に酸化物被覆層が形成されにくくなり、NO吸蔵材の失活をより効率よく防止できることが分かった。 Further, NO x than storage material supported by the oxide coating layer formed by the resultant catalyst after as an oxide (Example 5), oxide after carrying the NO x storage material as the salt of the organic substance It was confirmed that the exhaust gas purifying catalysts (Examples 1 to 4) obtained by forming the coating layer had a higher NO x purification rate. From these results, by carrying the NO x storage material as salts of organic, less likely to be an oxide coating layer on the NO x storage material is formed, to be able to more efficiently prevent deactivation of the NO x storage material I understood.

<NO浄化率の活性低下割合>
実施例1〜5及び比較例1〜2で得られた排ガス浄化用触媒に対して、上記NO浄化率の測定方法と同様の方法(入りガス温度400℃)を採用して耐久試験前(初期)のNO浄化率、(a)耐熱試験後のNO浄化率、上記(b)硫黄被毒・脱離試験後のNO浄化率をそれぞれ測定し、初期のNO浄化率に対する耐久試験後のNO浄化率の活性低下割合(耐久試験後のNO浄化率/初期のNO浄化率)を算出した。結果を表3及び図3に示す。
<Activity reduction rate of NO x purification rate>
For the exhaust gas purifying catalysts obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2, the same method as the method for measuring the NO x purification rate (entered gas temperature of 400 ° C.) was adopted before the durability test ( the NO x purification rate of initial), (a) the NO x purification ratio after the heat resistance test, durability with respect to the (b) sulfur poisoning and desorption after the test the NO x purification rate were measured, the initial of the NO x purification rate It was calculated activity decrease rate of the NO x purification ratio after the test (the NO x purification ratio after the durability test / the initial of the NO x purification rate). The results are shown in Table 3 and FIG.

Figure 2007283207
Figure 2007283207

表3及び図3に示す結果からも明らかなように、CeO−ZrOを担体として用いた本発明の排ガス浄化用触媒(実施例1〜5)は、Alを担体として用いた排ガス浄化用触媒(比較例2)に比べて、耐熱試験後における活性の低下が小さく貴金属の粒成長が十分に抑制されていることが確認された。また、耐熱試験後に硫黄被毒・脱離試験を行った場合、酸化物被覆層を形成していない排ガス浄化用触媒(比較例1)は活性が大きく低下したのに対し、酸化物被覆層を形成した本発明の排ガス浄化用触媒(実施例1〜5)は活性低下が小さく、NO吸蔵材の硫黄被毒が抑制されていることを確認された。更に、CeO−ZrOを担体として用い、酸化物被覆層を形成した本発明の排ガス浄化用触媒(実施例1〜5)は、Alを担体として用い、酸化物被覆層を形成した排ガス浄化用触媒(比較例2)に比べて、硫黄被毒・脱離試験後における活性の低下が小さく高度な耐硫黄被毒性を発揮できることが確認された。このような結果から、担体としてCeO−ZrO(塩基性酸化物担体)を用い、これに酸化物被覆層を形成せしめた本発明の排ガス浄化用触媒は、貴金属の粒成長を十分に抑制できるととともに高い硫黄被毒性を発揮できることが確認された。 As is clear from the results shown in Table 3 and FIG. 3, the exhaust gas purifying catalysts (Examples 1 to 5) of the present invention using CeO 2 —ZrO 2 as a carrier used Al 2 O 3 as the carrier. Compared to the exhaust gas purifying catalyst (Comparative Example 2), it was confirmed that the decrease in activity after the heat resistance test was small and the grain growth of the noble metal was sufficiently suppressed. In addition, when the sulfur poisoning / desorption test was performed after the heat resistance test, the activity of the exhaust gas purifying catalyst (Comparative Example 1) that did not form the oxide coating layer was greatly reduced, whereas the oxide coating layer was It was confirmed that the formed exhaust gas purifying catalysts of the present invention (Examples 1 to 5) had a small decrease in activity and suppressed sulfur poisoning of the NO x storage material. Further, the exhaust gas purifying catalysts (Examples 1 to 5) of the present invention using CeO 2 —ZrO 2 as a carrier and forming an oxide coating layer formed an oxide coating layer using Al 2 O 3 as a carrier. Compared to the exhaust gas purifying catalyst (Comparative Example 2), it was confirmed that the decrease in activity after the sulfur poisoning / desorption test was small and that high sulfur poisoning resistance could be exhibited. From these results, the exhaust gas purifying catalyst of the present invention in which CeO 2 —ZrO 2 (basic oxide carrier) is used as a carrier and an oxide coating layer is formed thereon sufficiently suppresses noble metal grain growth. It was confirmed that it can exhibit high sulfur poisoning as well as possible.

以上説明したように、本発明によれば、硫黄による被毒を十分に抑制することが可能な高度な耐硫黄被毒性を発揮しつつ、高温雰囲気下に長時間曝された場合においても貴金属の粒成長を十分に抑制することができ、長期に亘り高度なNO浄化活性を維持することが可能な排ガス浄化用触媒及びその製造方法を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, while exhibiting a high degree of sulfur poisoning resistance capable of sufficiently suppressing poisoning due to sulfur, even when exposed to a high temperature atmosphere for a long time, It is possible to provide an exhaust gas purifying catalyst capable of sufficiently suppressing grain growth and capable of maintaining high NO x purification activity over a long period of time and a method for producing the same.

したがって、本発明の排ガス浄化用触媒は、長期に亘り高度なNO浄化活性を発揮できる点で特に優れるため、エンジン等から排出される排ガス中のHC、CO、NOx等の有害成分を除去するための排ガス浄化用触媒等として有用である。 Thus, the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, because particularly excellent in that it can exhibit a high degree of the NO x purification activity for a long period of time, to remove HC in exhaust gas discharged from an engine or the like, CO, harmful components such as NOx Therefore, it is useful as an exhaust gas purifying catalyst.

本発明の排ガス浄化用触媒の好適な一実施形態の塩基性酸化物担体の表面近傍の一部を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a part of surface vicinity of the basic oxide support | carrier of preferable one Embodiment of the exhaust gas purification catalyst of this invention. 実施例1〜5及び比較例1〜2で得られた排ガス浄化用触媒の耐久試験後のNO浄化率を示すグラフである。Is a graph showing the NO x purification ratio after the durability test of the catalyst for purification of exhaust gas obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1-2. 実施例1〜5及び比較例1〜2で得られた排ガス浄化用触媒のNO浄化率の活性低下割合を示すグラフである。Is a graph showing the activity decrease rate of the NO x purification rate of the catalyst for purification of exhaust gas obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1-2.

符号の説明Explanation of symbols

1…塩基性酸化物担体、2…貴金属、3…NO吸蔵材、4…酸化物被覆層。 1 ... basic oxide support, 2 ... precious metal, 3 ... NO x storage material, 4 ... oxide coating layer.

Claims (3)

セリウム、プラセオジム、ランタン、ジルコニウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群から選択される少なくとも一種の金属の酸化物を含む塩基性酸化物担体と、前記塩基性酸化物担体に担持された貴金属と、前記塩基性酸化物担体に担持されたNO吸蔵材と、前記塩基性酸化物担体の表面の前記貴金属及び前記NO吸蔵材が担持されていない露出面に形成されたケイ素及び/又はチタンの酸化物からなる酸化物被覆層とを含むことを特徴とする排ガス浄化用触媒。 A basic oxide support containing an oxide of at least one metal selected from the group consisting of cerium, praseodymium, lanthanum, zirconium, magnesium and calcium; a noble metal supported on the basic oxide support; and the basic and the nO x storage material that is supported on an oxide support, from the basic oxide the noble metal and the oxide of the nO x silicon storage material is formed on the exposed surface which is not supported and / or titanium on the surface of the carrier An exhaust gas purification catalyst comprising: an oxide coating layer. セリウム、プラセオジム、ランタン、ジルコニウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群から選択される少なくとも一種の金属の酸化物を含む塩基性酸化物担体に貴金属及びNO吸蔵材を担持する工程と、
前記塩基性酸化物担体の表面の前記貴金属及び前記NO吸蔵材が担持されていない露出面の水酸基と、ケイ素の塩化物、ケイ素のアルコキシド、チタンの塩化物及びチタンのアルコキシドからなる群から選択される少なくとも1種の被覆層材料とを加水分解反応させて、前記露出面に酸化物被覆層を形成して排ガス浄化用触媒を得る工程と、
を含むことを特徴とする排ガス浄化用触媒の製造方法。
Carrying a noble metal and a NO x storage material on a basic oxide support containing an oxide of at least one metal selected from the group consisting of cerium, praseodymium, lanthanum, zirconium, magnesium and calcium;
Selected from the group consisting of the hydroxyl group of the exposed surface on which the noble metal and the NO x storage material are not supported on the surface of the basic oxide support, and silicon chloride, silicon alkoxide, titanium chloride and titanium alkoxide. Hydrolyzing at least one kind of coating layer material to form an oxide coating layer on the exposed surface to obtain an exhaust gas purification catalyst;
A method for producing an exhaust gas purifying catalyst, comprising:
前記塩基性酸化物担体に貴金属及びNO吸蔵材を担持する工程において、NO吸蔵材を有機物の塩として担持することを特徴とする請求項2に記載の排ガス浄化用触媒の製造方法。 In the step of supporting the noble metal and NO x storage material on the basic oxide carrier, method of manufacturing the exhaust gas purifying catalyst according to claim 2, characterized in that carrying the NO x storage material as a salt of organic matter.
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