JP2012075992A - Catalyst for cleaning exhaust gas - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst for cleaning exhaust gas, in which accumulation of a sulfur component can be sufficiently suppressed and which can exhibit sufficiently high catalytic activity even after exposed to high temperature for a long period of time.SOLUTION: The catalyst for cleaning exhaust gas includes: a carrier comprising a metal oxide on which at least one additive component selected from the group consisting of phosphorus and tungsten is deposited; and palladium and iron which are deposited on the carrier. In terms of the metal, the deposited amount of the additive component is 0.3-9.0 parts mass, that of the palladium is 0.1-10 parts mass and that of the iron is 0.06-2.0 parts mass based on 100 parts mass of the metal oxide.

Description

本発明は、排ガス浄化用触媒に関する。   The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst.

自動車エンジンからの排ガス中の炭化水素ガス(HC)、一酸化炭素(CO)及び窒素酸化物(NO)等の有害成分を除去するために、従来から様々な排ガス浄化用触媒が用いられてきた。このような排ガス浄化用触媒においては、使用時に排ガス中に含まれる硫黄(S)成分を吸蔵して次第に蓄積してしまうこと(硫黄被毒)が問題視されており、硫黄成分の蓄積を抑制するために様々な試みがなされてきた。例えば、特開2008−279319号公報(特許文献1)においては、W、Ti、Si、P及びMoのから選ばれる少なくとも一種の金属の酸化物からなる酸性酸化物が担持されたアルミナを含む担体と、前記担体に担持された貴金属とを含む排ガス浄化用触媒が開示されている。そして、特許文献1においては、かかる酸性酸化物によりSOの吸着が抑制されるという旨の記載がある。しかしながら、このような特許文献1に記載のような従来の排ガス浄化用触媒においては、高温に長時間晒された後の触媒活性が必ずしも十分なものではなく、硫黄成分の蓄積の抑制と触媒活性の高温耐久性との両立の点で必ずしも十分なものではなかった。 Various exhaust gas purification catalysts have been conventionally used to remove harmful components such as hydrocarbon gas (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NO x ) in exhaust gas from automobile engines. It was. In such an exhaust gas purifying catalyst, the sulfur (S) component contained in the exhaust gas is occluded and gradually accumulated (sulfur poisoning) at the time of use, and the accumulation of the sulfur component is suppressed. Various attempts have been made to do this. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-279319 (Patent Document 1), a carrier containing alumina on which an acidic oxide composed of an oxide of at least one metal selected from W, Ti, Si, P and Mo is supported. And an exhaust gas purifying catalyst including the noble metal supported on the carrier. Then, in Patent Document 1, there is a description to the effect that the adsorption of the SO x is prevented by such acidic oxide. However, in such a conventional exhaust gas purifying catalyst as described in Patent Document 1, the catalytic activity after being exposed to a high temperature for a long time is not always sufficient, and the accumulation of sulfur components and the catalytic activity are suppressed. However, it was not always sufficient in terms of compatibility with high temperature durability.

また、排ガス浄化用触媒においては、触媒活性の観点からも様々な研究が進められてきた。例えば、特開2005−185959号公報(特許文献2)においては、貴金属と、Mn、Fe、Co、Ni、Cu及びZnから選ばれる少なくとも一種以上の遷移金属化合物とを担体に担持してなり、貴金属と遷移金属化合物とが複合物を形成してい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2に記載のような排ガス浄化用触媒においては、硫黄成分の蓄積を抑制するという点で必ずしも十分なものではなかった。   Further, various studies have been made on exhaust gas purification catalysts from the viewpoint of catalytic activity. For example, in JP-A-2005-185959 (Patent Document 2), a noble metal and at least one transition metal compound selected from Mn, Fe, Co, Ni, Cu and Zn are supported on a carrier, An exhaust gas purifying catalyst in which a noble metal and a transition metal compound form a composite is disclosed. However, such an exhaust gas purifying catalyst as described in Patent Document 2 is not necessarily sufficient in terms of suppressing the accumulation of sulfur components.

特開2008−279319号公報JP 2008-279319 A 特開2005−185959号公報JP 2005-185959 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、触媒への硫黄成分の蓄積を十分に抑制することができ、しかも高温に長期間晒された後においても十分に高度な触媒活性を示すことが可能な排ガス浄化用触媒を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, can sufficiently suppress the accumulation of sulfur components in the catalyst, and is sufficiently advanced even after being exposed to a high temperature for a long period of time. An object is to provide an exhaust gas purifying catalyst capable of exhibiting catalytic activity.

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、リン及びタングステンからなる群から選択される少なくとも1種の添加成分が担持された金属酸化物を担体として用い、その担体にパラジウム及び鉄を担持し、前記添加成分、前記パラジウム及び前記鉄の担持量をそれぞれ、金属換算で、前記金属酸化物100質量部に対して、0.3〜9.0質量部(添加成分)、0.1〜10質量部(パラジウム)、0.06〜2.0質量部(鉄)とした排ガス浄化用触媒により、触媒への硫黄成分の蓄積を十分に抑制することができ、しかも高温に長期間晒された後においても十分に高度な触媒活性を示すことが可能となることを見出し、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 used, as a support, a metal oxide on which at least one additive component selected from the group consisting of phosphorus and tungsten is supported. Palladium and iron are supported, and the supported amounts of the additive component and the palladium and iron are each 0.3 to 9.0 parts by mass (additional component) with respect to 100 parts by mass of the metal oxide in terms of metal. 0.1 to 10 parts by mass (palladium) and 0.06 to 2.0 parts by mass (iron) of the exhaust gas purifying catalyst can sufficiently suppress the accumulation of sulfur components in the catalyst, and the temperature is high. It has been found that a sufficiently high catalytic activity can be exhibited even after being exposed to a long period of time, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明の排ガス浄化用触媒は、リン及びタングステンからなる群から選択される少なくとも1種の添加成分が担持された金属酸化物からなる担体と、該担体に担持されたパラジウム及び鉄とを備え、
金属換算による担持量として、前記金属酸化物100質量部に対して、前記添加成分の担持量が0.3〜9.0質量部であり、前記パラジウムの担持量が0.1〜10質量部であり且つ前記鉄の担持量が0.06〜2.0質量部であること、
を特徴とするものである。
That is, the exhaust gas purifying catalyst of the present invention comprises a carrier made of a metal oxide carrying at least one additive component selected from the group consisting of phosphorus and tungsten, and palladium and iron carried on the carrier. Prepared,
The supported amount in terms of metal is that the supported amount of the additive component is 0.3 to 9.0 parts by mass and the supported amount of palladium is 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the metal oxide. And the supported amount of iron is 0.06 to 2.0 parts by mass,
It is characterized by.

このような本発明の排ガス浄化用触媒においては、前記金属酸化物がアルミナを含有することが好ましい。   In such an exhaust gas purification catalyst of the present invention, the metal oxide preferably contains alumina.

また、上記本発明にかかる担体としては、CO昇温脱離測定による担体1gあたりのCOの脱離量を基準として求められる塩基点量が17.8〜38μmol−CO/gの担体が好ましい。 In addition, as the carrier according to the present invention, a carrier having a base point amount of 17.8 to 38 μmol-CO 2 / g determined on the basis of the amount of CO 2 desorbed per gram of the carrier measured by CO 2 temperature programmed desorption measurement. Is preferred.

また、上記本発明の排ガス浄化用触媒においては、前記パラジウムの一部に前記鉄の一部が固溶していることが好ましい。   In the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, it is preferable that a part of the iron is dissolved in a part of the palladium.

さらに、上記本発明の排ガス浄化用触媒においては、酸素吸放出能を有する酸化物を更に備えることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the exhaust gas purifying catalyst of the present invention further includes an oxide having oxygen absorption / release capability.

なお、本発明の排ガス浄化用触媒によって、触媒への硫黄成分の蓄積を十分に抑制することができ、しかも高温に長期間晒された後においても十分に高度な触媒活性を示す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、担体に、リン(P)及びタングステン(W)からなる群から選択される少なくとも1種の添加成分が担持された金属酸化物を用いている。このような添加成分が金属酸化物に担持されることによって、金属酸化物の硫黄成分の吸着サイトである塩基点が低減される。そのため、このような添加成分の担持されている金属酸化物を担体に用いることにより、硫黄成分の蓄積を十分に抑制することができる。なお、上記特許文献1に記載のようなMo、Ti、Si添加成分として用いた場合においても、金属酸化物の塩基点を低減させること自体は可能である。しかしながら、先ず、Moに関しては、Moが高温で蒸散してしまうことから、高温に長期間晒された後においては必ずしも十分な効果が得られない。また、Tiに関しては、Feとともに用いた場合にFeと容易に反応してFeTiOを形成してしまうことから、Feを担持するような触媒系においては、Feを担持することにより得られる効果が低減してしまい、高温に長期間晒された後に触媒活性を十分に維持することができない。更に、Siに関しては金属酸化物(例えばアルミナ)と容易に反応して比表面積を著しく低下してしまう。一方、P及びWは、高温条件下で容易に蒸散することやFeと容易に反応することといった問題がなく、しかも担体の金属酸化物と反応して比評面積を著しく低下させるとこともなく、P及び/又はWを利用することで、塩基点を効率よく低減させて硫黄成分の蓄積を抑制する効果を十分なものとすることが可能となる。本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、添加成分に関して上述のような知見を見出し、Feを担持する触媒系において金属酸化物に担持する添加成分として様々な成分の中からP及びWを選択して用いている。また、本発明においては、このような添加成分の担持量は前記金属酸化物100質量部に対して0.3〜9.0質量部である。かかる添加成分の担持量を前記範囲とすることにより、金属酸化物の塩基点の量を十分に低減させながら、比表面積を十分に維持することが可能となるため、触媒への硫黄成分の蓄積を十分に抑制しながら高温に長期間晒された後においても触媒活性が低下することを十分に抑制することが可能となる。 The exhaust gas purifying catalyst of the present invention can sufficiently suppress the accumulation of sulfur components in the catalyst, and can exhibit sufficiently high catalytic activity even after being exposed to high temperatures for a long period of time. The reason for this is not necessarily clear, but the present inventors infer as follows. That is, first, in the present invention, a metal oxide on which at least one additive component selected from the group consisting of phosphorus (P) and tungsten (W) is supported is used as the support. By supporting such an added component on the metal oxide, the base point that is the adsorption site of the sulfur component of the metal oxide is reduced. Therefore, accumulation of sulfur components can be sufficiently suppressed by using a metal oxide carrying such added components as a carrier. Even when used as an additive component for Mo, Ti, and Si as described in Patent Document 1, it is possible to reduce the base point of the metal oxide itself. However, first, regarding Mo, since Mo evaporates at a high temperature, a sufficient effect is not necessarily obtained after being exposed to a high temperature for a long time. Further, regarding Ti, when used together with Fe, it easily reacts with Fe to form FeTiO 3, and therefore, in a catalyst system supporting Fe, the effect obtained by supporting Fe can be obtained. The catalytic activity cannot be sufficiently maintained after being exposed to a high temperature for a long time. In addition, Si easily reacts with a metal oxide (for example, alumina) to significantly reduce the specific surface area. On the other hand, P and W do not have the problem of easily evaporating under high temperature conditions or easily reacting with Fe, and without reacting with the metal oxide of the carrier and significantly reducing the specific area. By using P and / or W, it is possible to sufficiently reduce the base point and to sufficiently suppress the accumulation of sulfur components. As a result of intensive research, the present inventors have found the above-mentioned knowledge regarding the additive component, and select P and W from various components as additive components supported on the metal oxide in the catalyst system supporting Fe. It is used as. Moreover, in this invention, the load of such an additional component is 0.3-9.0 mass parts with respect to 100 mass parts of said metal oxides. By setting the loading amount of the additive component within the above range, it is possible to sufficiently maintain the specific surface area while sufficiently reducing the amount of the base point of the metal oxide, so that the sulfur component is accumulated in the catalyst. It is possible to sufficiently suppress a decrease in catalyst activity even after being exposed to a high temperature for a long time while sufficiently suppressing the above.

また、本発明においてはパラジウム(Pd)が前記金属酸化物100質量部に対して0.1〜10質量部となる割合で担体に担持されている。このようにパラジウムを用いることにより、得られる触媒に十分な排ガス浄化性能を発現させることが可能となる。また、本発明においてはPdとともに鉄(Fe)が前記金属酸化物100質量部に対して0.06〜2.0質量部となる割合で担体に担持されている。このように、本発明においては、Pdの近傍にFeが存在するため、Pdの酸化及び還元が容易となるという効果が得られ、触媒活性が十分に高度なものとなる。また、このような触媒においては、高温に晒された場合に、FeとPdとが固溶(合金化)して、FeとPdとの固溶体(合金)が形成される。このように固溶したFeにより、Pd粒子の表面ではFe−O−Pd結合が形成され、Pdの蒸発に伴うPd粒子の粒成長(シンタリング)が十分に抑制される。また、Pdに固溶したFeは、金属酸化物の表面の金属(以下、場合により単に「M」と表します。)とFe−O−M結合を形成して、PdをMに繋ぎ止めるようなアンカーとしても働くため、Pdが担体の表面を移動することに伴う粒成長も十分に抑制される。このように、本発明においては、FeによりPdの蒸散や担体上のPdの表面移動が十分に抑制されるため、高温に長時間晒された後においても触媒活性の低下が十分に抑制されるものと本発明者らは推察する。このように、本発明においては、特定量の添加成分(P、W)を担持した金属酸化物を担体として用い、その担体にPdとFeとを特定量担持しているため、触媒への硫黄成分の蓄積を十分に抑制しながら、高温に長期間晒された後においても十分に高度な触媒活性を示すことが可能となるものと本発明者らは推察する。   Moreover, in this invention, palladium (Pd) is carry | supported by the support | carrier in the ratio used as 0.1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of said metal oxides. By using palladium in this way, it is possible to develop sufficient exhaust gas purification performance for the resulting catalyst. Moreover, in this invention, iron (Fe) is carry | supported by the support | carrier with the ratio used as 0.06-2.0 mass part with respect to 100 mass parts of said metal oxides with Pd. Thus, in the present invention, since Fe is present in the vicinity of Pd, the effect of facilitating the oxidation and reduction of Pd is obtained, and the catalytic activity becomes sufficiently high. In such a catalyst, when exposed to a high temperature, Fe and Pd are dissolved (alloyed) to form a solid solution (alloy) of Fe and Pd. The Fe dissolved in this way forms Fe—O—Pd bonds on the surface of the Pd particles, and the grain growth (sintering) of the Pd particles accompanying the evaporation of Pd is sufficiently suppressed. In addition, Fe dissolved in Pd forms an Fe—OM bond with a metal on the surface of the metal oxide (hereinafter, simply referred to as “M”) so that Pd is bound to M. Therefore, the grain growth accompanying the movement of Pd on the surface of the carrier is sufficiently suppressed. As described above, in the present invention, the transpiration of Pd and the surface movement of Pd on the carrier are sufficiently suppressed by Fe, and thus the decrease in catalytic activity is sufficiently suppressed even after being exposed to a high temperature for a long time. The present inventors infer that. As described above, in the present invention, a metal oxide carrying a specific amount of additive components (P, W) is used as a carrier, and a specific amount of Pd and Fe is carried on the carrier. The present inventors speculate that it is possible to exhibit sufficiently high catalytic activity even after being exposed to a high temperature for a long period of time while sufficiently suppressing the accumulation of components.

本発明によれば、触媒への硫黄成分の蓄積を十分に抑制することができ、しかも高温に長期間晒された後においても十分に高度な触媒活性を示すことが可能な排ガス浄化用触媒を提供することが可能となる。   According to the present invention, there is provided an exhaust gas purifying catalyst capable of sufficiently suppressing the accumulation of sulfur components in a catalyst and exhibiting a sufficiently high catalytic activity even after being exposed to a high temperature for a long time. It becomes possible to provide.

製造例1で得られた金属酸化物及び製造例2〜4で得られたFeを担持した金属酸化物の比表面積を示すグラフである。It is a graph which shows the specific surface area of the metal oxide obtained by manufacture example 1 and the metal oxide which carry | supported Fe obtained by manufacture example 2-4.

以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments thereof.

本発明の排ガス浄化用触媒は、リン及びタングステンからなる群から選択される少なくとも1種の添加成分が担持された金属酸化物からなる担体と、該担体に担持されたパラジウム及び鉄とを備え、
金属換算による担持量として、前記金属酸化物100質量部に対して、前記添加成分の担持量が0.3〜9.0質量部であり、前記パラジウムの担持量が0.1〜10質量部であり且つ前記鉄の担持量が0.06〜2.0質量部であること、
を特徴とするものである。
The exhaust gas purifying catalyst of the present invention comprises a support made of a metal oxide on which at least one additive component selected from the group consisting of phosphorus and tungsten is supported, and palladium and iron supported on the support,
The supported amount in terms of metal is that the supported amount of the additive component is 0.3 to 9.0 parts by mass and the supported amount of palladium is 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the metal oxide. And the supported amount of iron is 0.06 to 2.0 parts by mass,
It is characterized by.

このような金属酸化物としては、排ガス浄化用触媒の担体に用いることが可能な金属酸化物であればよく、特に制限されず、例えば、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ルテニウム(Lu)、イットリウム(Y)、ジルコニウム(Zr)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、バナジウム(V)等の金属の酸化物、これらの金属の酸化物の混合物、これらの金属の酸化物の固溶体、これらの金属の複合酸化物を適宜用いることができる。また、このような金属酸化物の中でも、高温条件下において、より十分に比表面積を維持することが可能であるという観点から、アルミナを含有するものが好ましい。このようなアルミナを含有する金属酸化物としては、アルミナ、ランタン安定化活性アルミナ、アルミナ−セリア−ジルコニア、アルミナ−ジルコニア、アルミナ−セリア等のアルミナを含有する公知の金属酸化物を適宜用いることができるが、より高い効果が得られることから、アルミナ、ランタン安定化活性アルミナ、アルミナ−セリアがより好ましい。また、このような金属酸化物の製造方法は特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。更に、このような金属酸化物としては、市販のものを用いてもよい。   Such a metal oxide is not particularly limited as long as it is a metal oxide that can be used as a carrier for an exhaust gas purification catalyst. For example, lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr) , Neodymium (Nd), promethium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm) , Oxides of metals such as ytterbium (Yb), ruthenium (Lu), yttrium (Y), zirconium (Zr), aluminum (Al), magnesium (Mg), vanadium (V), and mixtures of these metal oxides A solid solution of these metal oxides or a composite oxide of these metals can be used as appropriate. Among such metal oxides, those containing alumina are preferable from the viewpoint that the specific surface area can be more sufficiently maintained under high temperature conditions. As such a metal oxide containing alumina, a known metal oxide containing alumina such as alumina, lanthanum-stabilized activated alumina, alumina-ceria-zirconia, alumina-zirconia, alumina-ceria, etc. may be appropriately used. However, alumina, lanthanum stabilized activated alumina, and alumina-ceria are more preferable because higher effects can be obtained. Moreover, the manufacturing method in particular of such a metal oxide is not restrict | limited, A well-known method is employable suitably. Furthermore, as such a metal oxide, a commercially available product may be used.

このような金属酸化物としては、比表面積が200〜50m/gであることが好ましく、200〜100m/gであることがより好ましい。前記比表面積が前記上限を超えると、硫黄成分の付着サイトが多くなり、硫黄成分が蓄積し易くなる傾向にあり、他方、前記下限未満では、触媒性能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。なお、このようなBET比表面積は、市販の装置を利用して求めることができる。 Examples of such metal oxides, it is preferable that the specific surface area of 200~50m 2 / g, more preferably 200~100m 2 / g. When the specific surface area exceeds the upper limit, sulfur component adhesion sites tend to increase, and the sulfur component tends to accumulate. On the other hand, when the specific surface area is less than the lower limit, the catalyst performance 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 formula. In addition, such a BET specific surface area can be calculated | required using a commercially available apparatus.

また、本発明にかかる担体においては、前記金属酸化物にリン及びタングステンからなる群から選択される少なくとも1種の添加成分が担持されている。このように、本発明においては、添加成分としてリン及び/又はタングステンを用いるが、このような添加成分を担持することにより、担体の比表面積が低下することや鉄と添加成分とが反応すること等を十分に抑制しながら、担体の塩基点の量を十分に低減させることができる。そのため、このような添加成分により、金属酸化物の塩基点の量を十分に低減させて硫黄成分が担体上に蓄積することを十分に高度な水準で抑制しながら、鉄を担持することにより得られる効果を十分に維持して、十分に高度な触媒活性を得ることが可能となる。また、このようなリン及びタングステンからなる群から選択される少なくとも1種の添加成分は、酸化物として担持されていてもよい。   In the carrier according to the present invention, at least one additive component selected from the group consisting of phosphorus and tungsten is supported on the metal oxide. Thus, in the present invention, phosphorus and / or tungsten is used as an additive component. However, by supporting such an additive component, the specific surface area of the carrier is decreased, and iron and the additive component react. The amount of the base point of the carrier can be sufficiently reduced while sufficiently suppressing the above. Therefore, such an additive component can be obtained by supporting iron while sufficiently reducing the amount of base points of the metal oxide and suppressing the accumulation of sulfur components on the support at a sufficiently high level. It is possible to maintain a sufficiently high effect and obtain a sufficiently high catalytic activity. In addition, at least one additive component selected from the group consisting of phosphorus and tungsten may be supported as an oxide.

また、このような添加成分の担持量は、金属換算で、前記金属酸化物100質量部に対して0.3〜9.0質量部である。このような担持量が前記下限未満では塩基点の量を十分に低減させることができず、硫黄成分の蓄積を十分に抑制することができず、他方、前記上限を超えると、比表面積の低下及び活性サイトの被毒が発生するため、触媒活性が低下してしまう。また、このような添加成分の担持量としては、同様の点でより高い効果を得るという観点、すなわち、得られる触媒に硫黄成分の蓄積を十分に抑制する性能と触媒活性とをよりバランスよく発揮させるという観点から、前記添加成分がリンである場合、その担持量は金属換算で前記金属酸化物100質量部に対して0.3〜2.0質量部であることが更に好ましく、0.3〜1.8であることが特に好ましい。更に、前記添加成分がタングステンである場合には、その担持量は金属換算で前記金属酸化物100質量部に対して0.3〜3.0質量部であることが更に好ましく、1.0〜3.0であることが特に好ましい。このようなリン又はタングステンの担持量が前記下限未満では硫黄成分の蓄積を十分に抑制することができなくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると触媒活性が低下する傾向にある。なお、本明細書においてはリン(P)元素を金属元素として考慮して担持量を計算する。また、このような添加成分の中でも、高温条件下における酸化物の安定性の観点からは、Pが好ましい。   Moreover, the load of such an additional component is 0.3-9.0 mass parts with respect to 100 mass parts of said metal oxides in metal conversion. If the amount supported is less than the lower limit, the amount of base points cannot be sufficiently reduced, and accumulation of sulfur components cannot be sufficiently suppressed. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the specific surface area decreases. In addition, since active site poisoning occurs, the catalytic activity decreases. In addition, the loading amount of such an additive component is similar in terms of obtaining a higher effect, that is, exhibiting a balance between the ability to sufficiently suppress the accumulation of sulfur components in the resulting catalyst and the catalyst activity. From the viewpoint of making the additive component phosphorus, the supported amount is more preferably 0.3 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the metal oxide in terms of metal, -1.8 is particularly preferred. Further, when the additive component is tungsten, the supported amount is more preferably 0.3 to 3.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the metal oxide in terms of metal. Particularly preferred is 3.0. If the amount of phosphorus or tungsten supported is less than the lower limit, sulfur component accumulation tends not to be sufficiently suppressed. On the other hand, if the upper limit is exceeded, catalyst activity tends to decrease. In the present specification, the loading amount is calculated considering the phosphorus (P) element as a metal element. Among these additive components, P is preferable from the viewpoint of the stability of the oxide under high temperature conditions.

また、このような金属酸化物に添加成分が担持されてなる担体においては、担体の塩基点量が17.8〜38μmol−CO/gであることが好ましく、20〜30μmol−CO/gであることがより好ましい。このような塩基点量が前記下限未満では、触媒活性が低下し、触媒活性と硫黄成分の蓄積防止性能とをバランスよく発揮することができなくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、硫黄成分の蓄積を十分に抑制することが困難となる傾向にある。かかる塩基点量の値は、前記添加成分の担持量が前記金属酸化物100質量部に対して0.3〜9.0質量部となる範囲内において、担体の種類等に応じて前記添加成分の担持量を適宜変更することにより所望の値とすることができる。なお、ここにいう「塩基点」とは、CO昇温脱離測定における担体1gあたりのCOの脱離量として測定される値である。以下、CO昇温脱離測定を利用した本発明における「塩基点量」の測定方法を説明する。 In the carrier adding components such a metal oxide is formed by carrying, it is preferable that the base point of the carrier is 17.8~38μmol-CO 2 / g, 20~30μmol -CO 2 / g It is more preferable that If the amount of the base point is less than the lower limit, the catalytic activity tends to be reduced, and the catalyst activity and the sulfur component accumulation preventing performance tend not to be exhibited in a well-balanced manner. It tends to be difficult to sufficiently suppress the accumulation of components. The value of the basic point amount is within the range in which the supported amount of the additive component is 0.3 to 9.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the metal oxide, depending on the type of the carrier, A desired value can be obtained by appropriately changing the loading amount. Here, the “base point” is a value measured as the amount of CO 2 desorbed per 1 g of carrier in CO 2 temperature-programmed desorption measurement. Hereinafter, a method for measuring the “base point amount” in the present invention using CO 2 temperature programmed desorption measurement will be described.

このような「塩基点量」の測定方法においては、先ず、測定用の試料として担体を1g準備する。次に、H(4容量%)とN(96容量%)とからなるリッチガスと、O(4容量%)とN(96容量%)とからなるリーンガスとを60秒ごとに切り替えながら交互に供給して、前記担体にガス(前記リッチガス及び前記リーンガス)を接触させる。この際、前記担体に接触させるガス(前記リッチガス及び前記リーンガス)の温度は、初期温度を90℃とし、昇温速度を40℃/minとして600℃になるまで昇温する。そして、かかるガスの温度が600℃になった後においては、ガスの温度を600℃に保持し、前記リーンガスと前記リッチガスとを10秒ごとに切り替えながら交互に供給して、前記担体にガス(前記リッチガス及び前記リーンガス)を10分間接触させる。その後、前記リッチガス及び前記リーンガスの供給を停止し、90℃のNガスを30分間供給して、前記担体にNガスを接触させる。次に、90℃のCO(0.5容量%)とN(99.5容量%)とからなるガスを10分間供給して、前記担体にCOを含有するガスを接触させることにより、前記担体にCOを吸着させる(CO吸着処理)。その後、初期温度を90℃として40℃/minの昇温速度で600℃まで昇温しながらNガスを供給して、前記担体にNガスを接触させて、担体からCOを脱離させる(CO脱離処理)。そして、このようなCO脱離処理において、Nガスを昇温し始めた時点からガス温度が600℃になるまでの間の出ガス中のCOの量を測定する(CO昇温脱離測定)。このようなガス濃度の測定には、市販のガス測定装置(堀場製作所製の商品名「MEXA−4300FT」等)を測定装置として用いることができる。そして、このようにして測定された担体1gあたりのCOの量を、本発明においては「塩基点量」とする。なお、このような「塩基点量」の測定方法において前記担体に接触させるガスの流量は、いずれのガスも前記担体1gに対して5L/minとする。また、このような塩基点量の測定には特開2002−311013号公報に記載の反応装置を利用してもよい。 In such a “base point amount” measurement method, first, 1 g of a carrier is prepared as a measurement sample. Next, a rich gas composed of H 2 (4 vol%) and N 2 (96 vol%) and a lean gas composed of O 2 (4 vol%) and N 2 (96 vol%) are switched every 60 seconds. The gas (the rich gas and the lean gas) is brought into contact with the carrier while being alternately supplied. At this time, the temperature of the gas (the rich gas and the lean gas) brought into contact with the carrier is increased to 600 ° C. with an initial temperature of 90 ° C. and a temperature increase rate of 40 ° C./min. Then, after the temperature of the gas reaches 600 ° C., the gas temperature is maintained at 600 ° C., and the lean gas and the rich gas are alternately supplied while being switched every 10 seconds, and the gas ( The rich gas and the lean gas) are contacted for 10 minutes. Thereafter, the supply of the rich gas and the lean gas is stopped, N 2 gas at 90 ° C. is supplied for 30 minutes, and N 2 gas is brought into contact with the carrier. Next, a gas composed of 90 ° C. CO 2 (0.5% by volume) and N 2 (99.5% by volume) is supplied for 10 minutes, and a gas containing CO 2 is brought into contact with the carrier. Then, CO 2 is adsorbed on the carrier (CO 2 adsorption treatment). Thereafter, the initial temperature is set to 90 ° C., N 2 gas is supplied while raising the temperature to 600 ° C. at a rate of 40 ° C./min, and the N 2 gas is brought into contact with the carrier to desorb CO 2 from the carrier. (CO 2 desorption treatment). In such CO 2 desorption treatment, the amount of CO 2 in the output gas from the time when the temperature of the N 2 gas begins to rise until the gas temperature reaches 600 ° C. is measured (CO 2 temperature rise). Desorption measurement). For measurement of such gas concentration, a commercially available gas measuring device (trade name “MEXA-4300FT” manufactured by Horiba, Ltd.) can be used as the measuring device. The amount of CO 2 measured per 1 g of the carrier in this way is defined as “base point amount” in the present invention. In such a “base point amount” measurement method, the flow rate of the gas brought into contact with the carrier is 5 L / min with respect to 1 g of the carrier. Moreover, you may utilize the reaction apparatus as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-311013 for the measurement of such a basic point amount.

また、前記添加成分を金属酸化物に担持する方法としては特に制限されず、P及び/又はWを担持することが可能な公知の方法を適宜採用することができる。このような方法としては、例えば、Pを担持する場合にはリンの化合物を水やアルコール等の溶媒に溶解した溶液(例えばリン酸水溶液など)を用いて前記溶液を金属酸化物接触せしめて乾燥した後に焼成する方法等が挙げられ、Wを担持する場合にはタングステンの化合物(例えば、パラタングステン酸アンモニウムなど)を水やアルコール等の溶媒に溶解した溶液を用いて前記溶液を金属酸化物に接触せしめて乾燥した後に焼成する方法等が挙げられる。なお、このような乾燥や焼成の際の条件は特に制限されず、公知の条件を適宜採用することができ、例えば、乾燥条件としては80〜140℃で1〜24時間程度加熱する条件を、焼成条件としては200〜700℃で0.5〜5時間程度加熱する条件をそれぞれ採用してもよい。   Further, the method for supporting the additive component on the metal oxide is not particularly limited, and a known method capable of supporting P and / or W can be appropriately employed. As such a method, for example, when P is supported, the solution is dried by bringing the solution into contact with a metal oxide using a solution in which a phosphorus compound is dissolved in a solvent such as water or alcohol (for example, phosphoric acid aqueous solution). In the case of supporting W, the solution is made into a metal oxide using a solution in which a tungsten compound (for example, ammonium paratungstate) is dissolved in a solvent such as water or alcohol. The method of baking after making it contact and drying is mentioned. In addition, the conditions in the case of such drying and baking are not restrict | limited in particular, Well-known conditions can be employ | adopted suitably, For example, as drying conditions, the conditions heated about 80-140 degreeC for about 1 to 24 hours, As the firing conditions, conditions of heating at 200 to 700 ° C. for about 0.5 to 5 hours may be employed.

また、本発明においては、前記担体にパラジウムが担持されている。このようなパラジウムの担持量は、金属換算で、前記金属酸化物100質量部に対して0.1〜10質量部である。このようなパラジウムの担持量が前記下限未満では十分な触媒活性を発揮することが困難となり、他方、前記上限を超えると、担持密度の増大によりパラジウムのシンタリングが促進され易くなるとともに、活性が飽和するためコストが増大する。また、このようなパラジウムの担持量としては、上記と同様の点でより高い効果を得るという観点から、金属換算で、前記金属酸化物100質量部に対して0.1〜5質量部であることがより好ましく、0.1〜3質量部であることが特に好ましい。なお、このようなパラジウムは、酸化物として担持されていてもよい。   In the present invention, palladium is supported on the carrier. The supported amount of palladium is 0.1 to 10 parts by mass in terms of metal with respect to 100 parts by mass of the metal oxide. When the supported amount of palladium is less than the lower limit, it becomes difficult to exhibit sufficient catalytic activity. On the other hand, when the upper limit is exceeded, palladium sintering is easily promoted by an increase in supported density, and the activity is increased. Saturation increases costs. The amount of palladium supported is 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the metal oxide in terms of metal from the viewpoint of obtaining a higher effect in the same manner as described above. It is more preferable that the content is 0.1 to 3 parts by mass. Such palladium may be supported as an oxide.

また、このように担体に担持されているパラジウムの結晶子径としては、0.1〜100nm(より好ましくは2〜20nm)であることが好ましい。このような結晶子径が前記下限未満ではメタル化速度が遅くなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると十分な触媒活性が得られなくなる傾向にある。なお、このようなパラジウムの結晶子径は、X線回析(XRD)による測定を行って得られるパラジウムの結晶の(111)面に由来するピークの半値幅に基づいて、シェラーの式:
D=0.9λ/βcosθ
(式中、Dは粒子径を示し、λは使用X線波長を示し、βはXRDの測定試料の半値幅を示し、θは回折角を示す)
を計算することにより求めることができる。このような結晶子径を確認する際におけるX線回折測定の方法としては、測定装置として、理学電機社製の商品名「RINT−TTR」を用いて、スキャンステップ0.01°、発散及び散乱スリット1/2deg、受光スリット0.15mm、CuKα線、40kV、30mA、スキャン速度2θ=0.25°/minの条件で測定する方法を採用する。
In addition, the crystallite size of palladium thus supported on the carrier is preferably 0.1 to 100 nm (more preferably 2 to 20 nm). If the crystallite diameter is less than the lower limit, the metalation rate tends to be slow, whereas if it exceeds the upper limit, sufficient catalytic activity tends not to be obtained. In addition, such a crystallite diameter of palladium is based on Scherrer's formula on the basis of a half-value width of a peak derived from a (111) plane of a palladium crystal obtained by measurement by X-ray diffraction (XRD):
D = 0.9λ / βcos θ
(In the formula, D represents the particle diameter, λ represents the used X-ray wavelength, β represents the half width of the XRD measurement sample, and θ represents the diffraction angle)
Can be obtained by calculating. As a method of X-ray diffraction measurement when confirming such a crystallite diameter, as a measuring device, a trade name “RINT-TTR” manufactured by Rigaku Corporation is used, a scan step of 0.01 °, divergence and scattering. A method of measuring under the conditions of slit 1/2 deg, light receiving slit 0.15 mm, CuKα ray, 40 kV, 30 mA, scan speed 2θ = 0.25 ° / min is adopted.

また、前記担体にパラジウムを担持させる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、例えば、パラジウムの化合物(例えば、硝酸塩、塩化物、酢酸塩等のパラジウムの塩や、パラジウムの錯体など)を水やアルコール等の溶媒に溶解した溶液に、前記担体を接触させた後に乾燥し、焼成する方法を採用してもよい。なお、このような乾燥や焼成の際の条件は特に制限されず、公知の条件を適宜採用することができ、例えば、乾燥条件としては80〜140℃で1〜24時間程度加熱する条件を、焼成条件としては200〜700℃で0.5〜5時間程度加熱する条件を、それぞれ採用してもよい。   In addition, the method for supporting palladium on the carrier is not particularly limited, and a known method can be appropriately employed. For example, a palladium compound (for example, a palladium salt such as nitrate, chloride, acetate, A method in which the carrier is brought into contact with a solution in which a palladium complex or the like is dissolved in a solvent such as water or alcohol, and then dried and fired may be employed. In addition, the conditions in the case of such drying and baking are not restrict | limited in particular, Well-known conditions can be employ | adopted suitably, For example, as drying conditions, the conditions heated about 80-140 degreeC for about 1 to 24 hours, As the firing conditions, conditions of heating at 200 to 700 ° C. for about 0.5 to 5 hours may be employed.

また、本発明においては、前記担体に鉄が担持されている。このように、本発明の触媒においては、前記担体にパラジウムとともに鉄が担持されているため、パラジウムの近傍に鉄が存在することとなり、パラジウムの酸化及び還元が容易となって十分に高度な触媒活性が得られ、しかも高温条件下においてパラジウムが粒成長することを十分に抑制することが可能となり、高温で長期間使用した後においても触媒活性を十分に維持することが可能である。また、このように担体に鉄が担持されると、触媒の還元性が十分に向上し、より高度な触媒性能が得られる。なお、このような鉄は、酸化物として担持されていてもよい。   In the present invention, iron is supported on the carrier. As described above, in the catalyst of the present invention, iron is supported along with palladium on the carrier. Therefore, iron is present in the vicinity of palladium, and the oxidation and reduction of palladium is facilitated and the catalyst is sufficiently advanced. Activity can be obtained, and it is possible to sufficiently suppress the grain growth of palladium under high temperature conditions, and the catalytic activity can be sufficiently maintained even after long-term use at high temperature. Further, when iron is supported on the carrier in this way, the reducibility of the catalyst is sufficiently improved, and higher catalyst performance can be obtained. Such iron may be supported as an oxide.

このような鉄の担持量は、金属換算で前記金属酸化物100質量部に対して0.06〜2.0質量部である。このような鉄の担持量が前記下限未満では鉄を担持することにより得られる効果が不十分となり、高温条件下においてパラジウムの粒成長を十分に抑制することが困難となり、他方、前記上限を超えると高温に長期間晒された場合に担体の比表面積が低下して、十分な触媒活性が得られなくなる。また、このような鉄の担持量としては、同様の観点から、0.1〜1.7質量部であることがより好ましく、0.5〜1.0質量部であることが特に好ましい。   The amount of iron supported is 0.06 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the metal oxide in terms of metal. If the amount of iron supported is less than the lower limit, the effect obtained by supporting iron becomes insufficient, and it becomes difficult to sufficiently suppress the grain growth of palladium under high-temperature conditions, while exceeding the upper limit. When the substrate is exposed to a high temperature for a long time, the specific surface area of the support is lowered and sufficient catalytic activity cannot be obtained. Moreover, as a load of such iron, it is more preferable that it is 0.1-1.7 mass part from the same viewpoint, and it is especially preferable that it is 0.5-1.0 mass part.

また、前記担体に担持されている前記鉄の担持状態は特に制限されないが、前記鉄が前記パラジウムのより近傍に担持されていることが好ましい。パラジウムのより近傍に鉄を担持させることで、パラジウムの粒成長を抑制する効果がより向上する傾向にある。   Further, the state of supporting the iron supported on the carrier is not particularly limited, but it is preferable that the iron is supported closer to the palladium. By supporting iron closer to palladium, the effect of suppressing the grain growth of palladium tends to be further improved.

また、このような鉄を担体に担持させる方法としては特に制限されないが、例えば、鉄の化合物(例えば、炭酸塩、硝酸塩、クエン酸塩、酢酸塩、硫酸塩等の鉄の塩や鉄の錯体)を水やアルコール等の溶媒に溶解した溶液に、前記担体を接触させた後に乾燥し、焼成する方法を採用することができる。なお、このような乾燥や焼成の際の条件は特に制限されず、公知の条件を適宜採用することができ、例えば、乾燥条件としては80〜140℃で1〜24時間程度加熱する条件を、焼成条件としては200〜700℃で0.5〜5時間程度加熱する条件をそれぞれ採用してもよい。また、このような鉄の担持は前記パラジウムの担持と同時に行ってもよく、例えば、パラジウムの塩の水溶液と鉄の塩の水溶液の混合液を前記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方法を採用してもよい。また、担体に鉄とパラジウムとを別々に担持させる場合において、これらを担持する順序は特に制限されない。   In addition, the method for supporting such iron on a carrier is not particularly limited. For example, iron compounds (for example, iron salts such as carbonate, nitrate, citrate, acetate, sulfate, and iron complexes) ) Is dissolved in a solvent such as water or alcohol, the carrier is brought into contact with the substrate, and then dried and fired. In addition, the conditions in the case of such drying and baking are not restrict | limited in particular, Well-known conditions can be employ | adopted suitably, For example, as drying conditions, the conditions heated about 80-140 degreeC for about 1 to 24 hours, As the firing conditions, conditions of heating at 200 to 700 ° C. for about 0.5 to 5 hours may be employed. In addition, such iron loading may be performed simultaneously with the palladium loading. For example, a mixed solution of an aqueous solution of palladium salt and an aqueous solution of iron salt is brought into contact with the carrier, dried, and further fired. You may employ | adopt the method of employ | adopting a method. In the case where iron and palladium are separately supported on the carrier, the order in which these are supported is not particularly limited.

また、本発明の排ガス浄化用触媒においては、前記担体に担持されている前記パラジウムの一部に、前記鉄の一部が固溶していることが好ましい。このように鉄が固溶することにより、高温条件下においてパラジウムが蒸発することが十分に抑制されるとともに固溶体中の鉄が金属酸化物の表面とも結合し得ることから、担体上をパラジウムが移動してしまうことが鉄により十分に抑制されるため、パラジウムの粒成長をより高度に抑制することができる。このような固溶体は、800℃以上で還元処理することにより生成することができ、鉄とパラジウムとを担持した触媒を高温条件下(例えば800℃以上の温度条件下)において1〜5時間使用することによっても生成することができる。なお、本発明の排ガス浄化用触媒を、例えば、自動車の排ガスを浄化するために用いた場合においては、その使用環境下においても固溶体が形成され得るため、本発明の排ガス浄化用触媒は耐久性の高い触媒として自動車の排ガスを浄化するための触媒に好適に利用することができる。また、このような固溶体の存在は、パラジウムの結晶子径を測定する際のX線回析測定と同様にしてパラジウムの結晶の(111)面に由来するピークを測定して、格子定数を求めることにより確認することができる。更に、このように固溶体に対してX線回析測定を行った場合、前記格子定数の変化からVegard則に基づいて固溶している鉄の量を求めることも可能である。このようにして求められるパラジウムに固溶している鉄の量としては、固溶体中の全金属を基準として0.1〜20at%であることが好ましい。このような鉄の固溶量が前記下限未満ではシンタリングをより高い水準で十分に抑制することができなくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、露出するPdの数が減少して触媒活性が低下する傾向にある。   In the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, it is preferable that a part of the iron is dissolved in a part of the palladium supported on the carrier. This solid solution of iron sufficiently suppresses palladium from evaporating under high temperature conditions, and the iron in the solid solution can also bind to the surface of the metal oxide, so palladium moves on the support. Since this is sufficiently suppressed by iron, the grain growth of palladium can be suppressed to a higher degree. Such a solid solution can be produced by reduction treatment at 800 ° C. or higher, and a catalyst supporting iron and palladium is used for 1 to 5 hours under high temperature conditions (for example, temperature conditions of 800 ° C. or higher). Can also be generated. Note that when the exhaust gas purification catalyst of the present invention is used, for example, to purify automobile exhaust gas, a solid solution can be formed even in the environment of use. Therefore, the exhaust gas purification catalyst of the present invention is durable. As a high catalyst, it can be suitably used as a catalyst for purifying automobile exhaust gas. Further, the presence of such a solid solution is obtained by measuring a peak derived from the (111) plane of the palladium crystal in the same manner as the X-ray diffraction measurement when measuring the crystallite diameter of palladium, and obtaining the lattice constant. This can be confirmed. Furthermore, when X-ray diffraction measurement is performed on the solid solution in this way, it is also possible to determine the amount of iron dissolved in the solution based on the Vegard law from the change in the lattice constant. The amount of iron solid-dissolved in palladium thus obtained is preferably 0.1 to 20 at% based on the total metal in the solid solution. If the amount of solid solution of iron is less than the lower limit, sintering tends not to be sufficiently suppressed at a higher level. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the number of exposed Pd decreases and the catalyst is reduced. The activity tends to decrease.

また、本発明の排ガス浄化用触媒としては、他の成分として、酸素吸放出能を有する酸化物を更に備えることが好ましい。このような酸素吸放出能を有する酸化物を更に備えることにより、排ガス雰囲気を安定してストイキ近傍に維持することが可能となり、より高い触媒活性を得ることが可能となる。このような酸素吸放出能を有する酸化物としては、酸素吸放出能(OSC能)により、リーン雰囲気で酸素を吸収し、リーン雰囲気で酸素を吸収しリッチ雰囲気で酸素を放出することができるものであることが好ましい。また、このような酸素吸放出能を有する酸化物としては、触媒分野において、いわゆるOSC材として利用されている公知の金属酸化物を適宜用いることができ、特に制限されず、例えば、セリア(CeO)、セリア−ジルコニア(CeO−ZrO)複合酸化物等が挙げられる。また、このような酸素吸放出能を有する酸化物としては、ランタン、イットリウム、ネオジム、プラセオジム等の希土類元素が担持されたものであってもよい。このように希土類元素が担持されたものを用いることにより、高温条件下における比表面積の低下をより十分に抑制できる傾向にある。 Moreover, it is preferable that the exhaust gas purifying catalyst of the present invention further includes an oxide having oxygen absorbing / releasing ability as another component. By further providing such an oxide having oxygen absorbing / releasing capability, the exhaust gas atmosphere can be stably maintained in the vicinity of the stoichiometric range, and higher catalytic activity can be obtained. As such an oxide having oxygen absorbing / releasing ability, it can absorb oxygen in a lean atmosphere, absorb oxygen in a lean atmosphere, and release oxygen in a rich atmosphere due to the oxygen absorbing / releasing ability (OSC ability). It is preferable that In addition, as the oxide having such an oxygen absorption / release ability, a known metal oxide used as a so-called OSC material in the catalyst field can be appropriately used, and is not particularly limited. For example, ceria (CeO 2), ceria - zirconia (CeO 2 -ZrO 2) include composite oxides and the like. In addition, the oxide having such oxygen absorption / release ability may be one in which a rare earth element such as lanthanum, yttrium, neodymium, or praseodymium is supported. Thus, by using what carry | supported the rare earth elements, it exists in the tendency which can fully suppress the fall of the specific surface area under high temperature conditions.

また、このような酸素吸放出能を有する酸化物(第二成分)の含有量は、前記担体と前記担体に担持されている前記パラジウム及び前記鉄とからなる触媒(第一成分)100質量部に対して、1〜500質量部であることが好ましく、100〜300質量部であることがより好ましい。このような酸素吸放出能を有する酸化物(第二成分)の含有量が前記下限未満ではOSC性能により雰囲気調整を行う効果が十分に得られなくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えるとコート層の厚さの増大により圧損が増大する傾向にある。なお、このような酸素吸放出能を有する酸化物としては市販のものを用いてもよい。   Further, the content of the oxide (second component) having such an oxygen absorption / release capacity is 100 parts by mass of the catalyst (first component) composed of the carrier and the palladium and iron supported on the carrier. The amount is preferably 1 to 500 parts by mass, and more preferably 100 to 300 parts by mass. If the content of the oxide (second component) having oxygen absorption / release capacity is less than the lower limit, the effect of adjusting the atmosphere due to OSC performance tends not to be obtained sufficiently. Pressure loss tends to increase with increasing layer thickness. A commercially available oxide may be used as the oxide having such oxygen storage / release capability.

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.

(製造例1〜4)
金属酸化物としてLaを3質量%(Laとして1.5質量%)含有するγ−アルミナ(La安定化活性アルミナ)を用い、製造例1(Feの担持量0.00質量部)においては、前記金属酸化物に対してFeを担持することなく、前記金属酸化物をそのまま用い、製造例2〜4においては、前記金属酸化物に対して鉄の担持量が下記表1に記載の割合となるようにして、前記金属酸化物を硝酸鉄水溶液中に分散させた後、加熱して水を蒸発させ、120℃で5時間乾燥し、大気中、500℃の温度条件で1時間焼成して、Feが担持された金属酸化物(Fe担持体)をそれぞれ得た。
(Production Examples 1-4)
Using γ-alumina (La stabilized activated alumina) containing 3 % by mass of La as a metal oxide (1.5% by mass as La 2 O 3 ), Production Example 1 (Fe loading 0.00 parts by mass) In Example 1, the metal oxide was used as it was without supporting Fe on the metal oxide. In Production Examples 2 to 4, the supported amount of iron with respect to the metal oxide is shown in Table 1 below. After the metal oxide was dispersed in the iron nitrate aqueous solution so as to have a ratio of water, it was heated to evaporate water, dried at 120 ° C. for 5 hours, and dried in the atmosphere at 500 ° C. for 1 hour. Firing was performed to obtain metal oxides (Fe-supported bodies) on which Fe was supported.

Figure 2012075992
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[金属酸化物(製造例1)とFe担持体(製造例2〜4)の特性の評価]
製造例1で得られた金属酸化物及び製造例2〜4で得られたFe担持体をそれぞれ用いて比表面積を測定した。すなわち、先ず、製造例1で得られた金属酸化物及び製造例2〜4で得られたFe担持体に対して、大気中、1000℃の温度条件で5時間加熱する耐久試験(I)を行った後、測定装置としてマイクロデータ社製の商品名「全自動表面積計」を用いてBET等温吸着式に基づいて比表面積を求めた。得られた結果を図1に示す。
[Evaluation of characteristics of metal oxide (Production Example 1) and Fe carrier (Production Examples 2 to 4)]
The specific surface area was measured using the metal oxide obtained in Production Example 1 and the Fe carrier obtained in Production Examples 2 to 4, respectively. That is, first, an endurance test (I) in which the metal oxide obtained in Production Example 1 and the Fe carrier obtained in Production Examples 2 to 4 are heated in the atmosphere at 1000 ° C. for 5 hours. After the measurement, the specific surface area was determined based on the BET isotherm adsorption method using a trade name “Fully Automatic Surface Area Meter” manufactured by Microdata Corporation as a measuring device. The obtained results are shown in FIG.

図1に示す結果からも明らかなように、耐久試験(I)の後においても、十分に比表面積を維持する(例えば、比表面積を90m/g以上に維持する)という観点からは、Feの担持量を金属換算で金属酸化物100質量部に対して2.0質量部以下とする必要があることが分かった。 As is clear from the results shown in FIG. 1, even after the durability test (I), from the viewpoint of sufficiently maintaining the specific surface area (for example, maintaining the specific surface area at 90 m 2 / g or more), Fe It was found that it was necessary to make the loading amount of 2.0 2.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the metal oxide in terms of metal.

(製造例5〜7)
先ず、製造例1で採用した方法と同様の方法を採用して金属酸化物(La安定化活性アルミナ)を得た。次いで、前記金属酸化物に対するリン(P)の担持量が下記表2に記載の割合となるようにして、前記金属酸化物をリン酸水溶液中に分散させた後、加熱して水を蒸発させた後、120℃で5時間乾燥し、大気中、500℃の温度条件で1時間焼成して、Pが担持された金属酸化物(P担持体)をそれぞれ得た。
(Production Examples 5-7)
First, a metal oxide (La stabilized activated alumina) was obtained by employing the same method as that employed in Production Example 1. Next, the metal oxide is dispersed in a phosphoric acid aqueous solution so that the amount of phosphorus (P) supported on the metal oxide is in the ratio shown in Table 2 below, and then heated to evaporate the water. Then, it was dried at 120 ° C. for 5 hours and calcined in the atmosphere at a temperature condition of 500 ° C. for 1 hour to obtain a metal oxide (P carrier) carrying P thereon.

Figure 2012075992
Figure 2012075992

(製造例8〜10)
先ず、製造例1で採用した方法と同様の方法を採用して金属酸化物(La安定化活性アルミナ)を得た。次いで、前記金属酸化物に対するタングステン(W)の担持量が下記表3に記載の割合となるようにして、前記金属酸化物をパラタングステン酸アンモニウム水溶液中に分散させた後、加熱して水を蒸発させた後、120℃で5時間乾燥し、大気中、500℃の温度条件で1時間焼成して、Wが担持された金属酸化物(W担持体)をそれぞれ得た。
(Production Examples 8 to 10)
First, a metal oxide (La stabilized activated alumina) was obtained by employing the same method as that employed in Production Example 1. Next, the metal oxide was dispersed in an aqueous solution of ammonium paratungstate so that the supported amount of tungsten (W) with respect to the metal oxide was in the ratio shown in Table 3 below, and then heated to remove water. After evaporation, it was dried at 120 ° C. for 5 hours, and calcined in the atmosphere at a temperature condition of 500 ° C. for 1 hour, thereby obtaining W-supported metal oxides (W carrier).

Figure 2012075992
Figure 2012075992

[金属酸化物(製造例1)とP又はW担持体(製造例5〜10)の特性の評価]
製造例1で得られた金属酸化物、製造例5〜7で得られたP担持体及び製造例8〜10で得られたW担持体をそれぞれ1g準備し、上述の塩基点量の測定方法と同様の方法を採用して塩基点量を測定した。なお、かかる塩基点量の測定方法に際してガス濃度の測定には堀場製作所製の商品名「MEXA−4300FT」を測定装置として利用した。得られた測定結果を表4に示す。
[Evaluation of characteristics of metal oxide (Production Example 1) and P or W carrier (Production Examples 5 to 10)]
1 g each of the metal oxide obtained in Production Example 1, the P carrier obtained in Production Examples 5 to 7 and the W carrier obtained in Production Examples 8 to 10 were prepared, and the above-described method for measuring the amount of base points The amount of base points was measured using the same method as described above. In this method of measuring the amount of base points, the product name “MEXA-4300FT” manufactured by HORIBA, Ltd. was used as a measuring device for measuring the gas concentration. The obtained measurement results are shown in Table 4.

Figure 2012075992
Figure 2012075992

(実施例1)
先ず、製造例5で得られたPが担持された金属酸化物を担体として用いて、以下のようにして、担体にパラジウム(Pd)を担持した後に鉄(Fe)を担持して触媒(第一成分)を製造した後に、得られた触媒(第一成分)に対してランタン及びイットリウムを含有するセリア−ジルコニア複合酸化物(第二成分)を混合して排ガス浄化用触媒を得た。すなわち、先ず、パラジウムの担持量が担体中の金属酸化物100質量部に対して1.00質量部(金属換算)となるようにして、前記担体を硝酸パラジウム水溶液中に分散させ、加熱して水を蒸発させた後、120℃で5時間乾燥し、大気中、500℃の温度条件で1時間焼成する工程(パラジウム担持工程)を実施して、パラジウムが担持された担体を得た。次に、鉄の担持量が担体中の金属酸化物100質量部に対して0.54質量部(金属換算)となるようにして、前記パラジウムが担持された担体を硝酸鉄水溶液中に分散させ、加熱して水を蒸発させた後、120℃で5時間乾燥し、大気中、500℃の温度条件で1時間焼成する工程(鉄の担持工程)を実施して、担体にパラジウムと鉄とが担持された触媒(第一成分)を得た。このようにして得られた触媒(第一成分)中の各成分の金属酸化物100質量部に対する担持量を表5に示す。
Example 1
First, using the metal oxide supporting P obtained in Production Example 5 as a support, palladium (Pd) is supported on the support and then iron (Fe) is supported on the support as described below. After the production of one component), the resulting catalyst (first component) was mixed with ceria-zirconia composite oxide (second component) containing lanthanum and yttrium to obtain an exhaust gas purification catalyst. That is, first, the support is dispersed in an aqueous palladium nitrate solution and heated so that the supported amount of palladium is 1.00 parts by mass (in terms of metal) with respect to 100 parts by mass of the metal oxide in the support. After evaporating the water, it was dried at 120 ° C. for 5 hours, and subjected to a step of firing in the atmosphere at 500 ° C. for 1 hour (palladium loading step) to obtain a carrier carrying palladium. Next, the palladium-supported carrier is dispersed in an iron nitrate aqueous solution so that the amount of iron supported is 0.54 parts by mass (as metal) with respect to 100 parts by mass of the metal oxide in the carrier. , After evaporating the water by heating, drying at 120 ° C. for 5 hours, firing in the atmosphere at 500 ° C. for 1 hour (iron loading step), A catalyst (first component) on which was supported was obtained. Table 5 shows the amount of each component in the catalyst (first component) thus obtained with respect to 100 parts by mass of the metal oxide.

次いで、得られた触媒(第一成分)に対して、触媒100質量部に対する質量比が60質量部となる割合で、CeO(60wt%)、ZrO(30wt%)、La(3wt%)、Pr(7wt%)からなるセリア−ジルコニア複合酸化物を混合して、排ガス浄化用触媒を得た。 Subsequently, with respect to the obtained catalyst (first component), CeO 2 (60 wt%), ZrO 2 (30 wt%), La 2 O 3 ( 3 wt%) and Pr 2 O 3 (7 wt%) ceria-zirconia composite oxide was mixed to obtain an exhaust gas purification catalyst.

(実施例2)
製造例5で得られたPが担持された金属酸化物の代わりに製造例6で得られたPが担持された金属酸化物を担体として用いた以外は、実施例1と同様にして排ガス浄化用触媒を得た。このようにして得られた触媒(第一成分)中の各成分の金属酸化物100質量部に対する担持量を表5に示す。
(Example 2)
Exhaust gas purification in the same manner as in Example 1 except that the metal oxide supporting P obtained in Production Example 6 was used as a carrier instead of the metal oxide supporting P obtained in Production Example 5. A catalyst was obtained. Table 5 shows the amount of each component in the catalyst (first component) thus obtained with respect to 100 parts by mass of the metal oxide.

(実施例3)
製造例5で得られたPが担持された金属酸化物の代わりに製造例7で得られたPが担持された金属酸化物を担体として用いた以外は、実施例1と同様にして排ガス浄化用触媒を得た。このようにして得られた触媒(第一成分)中の各成分の金属酸化物100質量部に対する担持量を表5に示す。
(Example 3)
Exhaust gas purification in the same manner as in Example 1 except that the metal oxide supporting P obtained in Production Example 7 was used as a support instead of the metal oxide supporting P obtained in Production Example 5. A catalyst was obtained. Table 5 shows the amount of each component in the catalyst (first component) thus obtained with respect to 100 parts by mass of the metal oxide.

(実施例4)
製造例5で得られたPが担持された金属酸化物の代わりに製造例8で得られたWが担持された金属酸化物を担体として用いた以外は、実施例1と同様にして排ガス浄化用触媒を得た。このようにして得られた触媒(第一成分)中の各成分の金属酸化物100質量部に対する担持量を表5に示す。
Example 4
Exhaust gas purification in the same manner as in Example 1 except that the metal oxide supporting W obtained in Production Example 8 was used as a support instead of the metal oxide supporting P obtained in Production Example 5. A catalyst was obtained. Table 5 shows the amount of each component in the catalyst (first component) thus obtained with respect to 100 parts by mass of the metal oxide.

(比較例1)
製造例5で得られたPが担持された金属酸化物の代わりに製造例1で得られた金属酸化物を担体として用い、且つ、鉄の担持工程を実施せずに担体にパラジウムのみを担持した以外は、実施例1と同様にして比較のための排ガス浄化用触媒を得た。このようにして得られた触媒(第一成分)中の各成分の金属酸化物100質量部に対する担持量を表5に示す。
(Comparative Example 1)
The metal oxide obtained in Production Example 1 was used as a carrier instead of the metal oxide on which P obtained in Production Example 5 was supported, and only palladium was supported on the carrier without performing the iron loading step. Except that, an exhaust gas purifying catalyst for comparison was obtained in the same manner as in Example 1. Table 5 shows the amount of each component in the catalyst (first component) thus obtained with respect to 100 parts by mass of the metal oxide.

(比較例2)
鉄の担持工程を実施せずに担体にパラジウムのみを担持した以外は、実施例1と同様にして比較のための排ガス浄化用触媒を得た。このようにして得られた触媒(第一成分)中の各成分の金属酸化物100質量部に対する担持量を表5に示す。
(Comparative Example 2)
Exhaust gas purifying catalysts for comparison were obtained in the same manner as in Example 1 except that only the palladium was supported on the support without carrying out the iron supporting step. Table 5 shows the amount of each component in the catalyst (first component) thus obtained with respect to 100 parts by mass of the metal oxide.

(比較例3)
製造例5で得られたPが担持された金属酸化物の代わりに製造例6で得られたPが担持された金属酸化物を担体として用い、且つ、鉄の担持工程を実施せずに担体にパラジウムのみを担持した以外は、実施例1と同様にして比較のための排ガス浄化用触媒を得た。このようにして得られた触媒(第一成分)中の各成分の金属酸化物100質量部に対する担持量を表5に示す。
(Comparative Example 3)
The metal oxide carrying P supported in Production Example 6 was used as a carrier instead of the metal oxide carrying P obtained in Production Example 5, and the carrier was carried out without carrying out the iron loading step. Exhaust gas purification catalyst for comparison was obtained in the same manner as in Example 1 except that only palladium was supported on the catalyst. Table 5 shows the amount of each component in the catalyst (first component) thus obtained with respect to 100 parts by mass of the metal oxide.

(比較例4)
製造例5で得られたPが担持された金属酸化物の代わりに製造例7で得られたPが担持された金属酸化物を担体として用い、且つ、鉄の担持工程を実施せずに担体にパラジウムのみを担持した以外は、実施例1と同様にして比較のための排ガス浄化用触媒を得た。このようにして得られた触媒(第一成分)中の各成分の金属酸化物100質量部に対する担持量を表5に示す。
(Comparative Example 4)
The metal oxide carrying P supported in Production Example 7 was used as a carrier instead of the metal oxide carrying P obtained in Production Example 5, and the carrier was carried out without carrying out the iron loading step. Exhaust gas purification catalyst for comparison was obtained in the same manner as in Example 1 except that only palladium was supported on the catalyst. Table 5 shows the amount of each component in the catalyst (first component) thus obtained with respect to 100 parts by mass of the metal oxide.

(比較例5)
製造例5で得られたPが担持された金属酸化物の代わりに製造例8で得られたWが担持された金属酸化物を担体として用い、且つ、鉄の担持工程を実施せずに担体にパラジウムのみを担持した以外は、実施例1と同様にして比較のための排ガス浄化用触媒を得た。このようにして得られた触媒(第一成分)中の各成分の金属酸化物100質量部に対する担持量を表5に示す。
(Comparative Example 5)
Instead of the metal oxide carrying P supported in Production Example 5, the metal oxide carrying W obtained in Production Example 8 was used as a carrier, and the carrier was carried out without carrying out the iron loading step. Exhaust gas purification catalyst for comparison was obtained in the same manner as in Example 1 except that only palladium was supported on the catalyst. Table 5 shows the amount of each component in the catalyst (first component) thus obtained with respect to 100 parts by mass of the metal oxide.

(比較例6)
製造例5で得られたPが担持された金属酸化物の代わりに製造例9で得られたWが担持された金属酸化物を担体として用い、且つ、鉄の担持工程を実施せずに担体にパラジウムのみを担持した以外は、実施例1と同様にして比較のための排ガス浄化用触媒を得た。このようにして得られた触媒(第一成分)中の各成分の金属酸化物100質量部に対する担持量を表5に示す。
(Comparative Example 6)
Instead of the metal oxide supporting P obtained in Production Example 5, the metal oxide carrying W obtained in Production Example 9 was used as a carrier, and the carrier was supported without carrying out the iron loading step. Exhaust gas purification catalyst for comparison was obtained in the same manner as in Example 1 except that only palladium was supported on the catalyst. Table 5 shows the amount of each component in the catalyst (first component) thus obtained with respect to 100 parts by mass of the metal oxide.

(比較例7)
製造例5で得られたPが担持された金属酸化物の代わりに製造例10で得られたWが担持された金属酸化物を担体として用い、且つ、鉄の担持工程を実施せずに担体にパラジウムのみを担持した以外は、実施例1と同様にして比較のための排ガス浄化用触媒を得た。このようにして得られた触媒(第一成分)中の各成分の金属酸化物100質量部に対する担持量を表5に示す。
(Comparative Example 7)
Instead of the metal oxide carrying P supported in Production Example 5, the metal oxide carrying W obtained in Production Example 10 was used as a carrier, and the carrier was carried out without carrying out the iron loading step. Exhaust gas purification catalyst for comparison was obtained in the same manner as in Example 1 except that only palladium was supported on the catalyst. Table 5 shows the amount of each component in the catalyst (first component) thus obtained with respect to 100 parts by mass of the metal oxide.

(比較例8)
製造例5で得られたPが担持された金属酸化物の代わりに製造例1で得られた金属酸化物を担体として用いた以外は、実施例1と同様にして比較のための排ガス浄化用触媒を得た。このようにして得られた触媒(第一成分)中の各成分の金属酸化物100質量部に対する担持量を表5に示す。
(Comparative Example 8)
Exhaust gas purification for comparison in the same manner as in Example 1 except that the metal oxide obtained in Production Example 1 was used as a support instead of the metal oxide on which P obtained in Production Example 5 was supported. A catalyst was obtained. Table 5 shows the amount of each component in the catalyst (first component) thus obtained with respect to 100 parts by mass of the metal oxide.

(比較例9)
製造例5で得られたPが担持された金属酸化物の代わりに製造例9で得られたWが担持された金属酸化物を担体として用いた以外は、実施例1と同様にして比較のための排ガス浄化用触媒を得た。このようにして得られた触媒(第一成分)中の各成分の金属酸化物100質量部に対する担持量を表5に示す。
(Comparative Example 9)
A comparative example was made in the same manner as in Example 1 except that the metal oxide supporting W obtained in Production Example 9 was used as a support instead of the metal oxide supporting P obtained in Production Example 5. An exhaust gas purifying catalyst was obtained. Table 5 shows the amount of each component in the catalyst (first component) thus obtained with respect to 100 parts by mass of the metal oxide.

(比較例10)
製造例5で得られたPが担持された金属酸化物の代わりに製造例10で得られたWが担持された金属酸化物を担体として用いた以外は、実施例1と同様にして比較のための排ガス浄化用触媒を得た。このようにして得られた触媒(第一成分)中の各成分の金属酸化物100質量部に対する担持量を表5に示す。
(Comparative Example 10)
A comparative example was made in the same manner as in Example 1 except that the metal oxide supporting W obtained in Production Example 10 was used as a support instead of the metal oxide supporting P obtained in Production Example 5. An exhaust gas purifying catalyst was obtained. Table 5 shows the amount of each component in the catalyst (first component) thus obtained with respect to 100 parts by mass of the metal oxide.

[実施例1〜4及び比較例1〜10で得られた排ガス浄化用触媒の特性の評価]
〈耐久試験(II)〉
実施例1〜4及び比較例1〜10で得られた排ガス浄化用触媒をそれぞれ用いて、以下のようにして耐久試験(II)を行った。すなわち、各触媒2.5gに対して、1000℃の温度条件下においてガス流量が0.5L/分となるようにして、H(5容量%)とHO(3容量%)とN(残部)とからなるリッチガスと、O(5容量%)とHO(3容量%)とN(残部)とからなるリーンガスとを5分ごとに切り替えながら交互に供給して、各触媒にガス(リッチガス及びリーンガス)を5時間接触せしめた。
[Evaluation of characteristics of exhaust gas purification catalysts obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 10]
<Durability test (II)>
Using each of the exhaust gas purifying catalysts obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 10, a durability test (II) was performed as follows. That is, with respect to 2.5 g of each catalyst, H 2 (5% by volume), H 2 O (3% by volume), and N are set so that the gas flow rate is 0.5 L / min under a temperature condition of 1000 ° C. And alternately supplying a rich gas composed of 2 (remainder) and a lean gas composed of O 2 (5% by volume), H 2 O (3% by volume) and N 2 (remainder) every 5 minutes, Gases (rich gas and lean gas) were contacted with each catalyst for 5 hours.

〈NOx浄化活性の測定試験〉
上記耐久試験(II)を実施した後の実施例1〜4及び比較例1〜10で得られた排ガス浄化用触媒をそれぞれ1g用い、以下のようにしてNOx20%浄化温度を測定した。すなわち、先ず、触媒を1gに対して、O(0.43容量%)、NO(0.12容量%)、CO(1.12容量%)、C(0.17容量%C(炭素原子換算による容量%))、HO(10容量%)、CO(10容量%)及びN(残部)からなるガスを、20L/minの流量で110℃(初期温度)から12℃/分の昇温速度で昇温しながら接触させて、触媒に接触した後のガス(出ガス)中のNOxの濃度を測定して、触媒に接触する前のガス中のNOx量を基準として、NOxが20%浄化されている温度(NOx20%浄化温度)を求めた。各触媒のNOx20%浄化温度を表5に示す。
<Measurement test of NOx purification activity>
1 g of each of the exhaust gas purifying catalysts obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 10 after carrying out the durability test (II) was used, and the NOx 20% purification temperature was measured as follows. That is, first, O 2 (0.43% by volume), NO (0.12% by volume), CO (1.12% by volume), C 3 H 6 (0.17% by volume C) per 1 g of catalyst. (Capacity% in terms of carbon atoms)), H 2 O (10% by volume), CO 2 (10% by volume) and N 2 (remainder) from 110 ° C. (initial temperature) at a flow rate of 20 L / min. Contact with heating at a rate of 12 ° C./min, measure the concentration of NOx in the gas (outgas) after contacting the catalyst, and determine the amount of NOx in the gas before contacting the catalyst. As a reference, a temperature at which NOx was purified by 20% (NOx 20% purification temperature) was determined. Table 5 shows the NOx 20% purification temperature of each catalyst.

〈硫黄成分の蓄積量の測定〉
上記耐久試験(II)を実施した後の実施例1〜4及び比較例1〜10で得られた排ガス浄化用触媒をそれぞれ1g用い、以下のようにして硫黄成分の蓄積量を測定した。すなわち、先ず、触媒1gに対してHO(10容量%)とCO(10容量%)とN(残部)とからなるガスを25L/minの流量で接触させた。なお、この際のガスの温度は、初期温度を90℃とし、昇温速度40℃/minとして780℃になるまで昇温し、780℃で20分間保持した後、ガスの温度を480℃に変更して5分間保持した(前処理)。
<Measurement of accumulated sulfur content>
1 g of each of the exhaust gas purifying catalysts obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 10 after carrying out the durability test (II) was used, and the amount of accumulated sulfur components was measured as follows. That is, first, a gas composed of H 2 O (10% by volume), CO 2 (10% by volume), and N 2 (remainder) was brought into contact with 1 g of the catalyst at a flow rate of 25 L / min. The gas temperature at this time is 90 ° C. as the initial temperature, the temperature is increased to 780 ° C. at a rate of temperature increase of 40 ° C./min, held at 780 ° C. for 20 minutes, and then the gas temperature is increased to 480 ° C. Changed and held for 5 minutes (pretreatment).

次に、H(0.3容量%)、O(0.1容量%)、HO(10容量%)、CO(10容量%)、SO(20ppm)及びN(残部)からなるリッチガスと、H(0.2容量%)、O(0.15容量%)、HO(10容量%)、CO(10容量%)、SO(20ppm)及びN(残部)からなるリーンガスとを、ガス温度を480℃に保持しながら、30秒ごとに切り替えて交互に15分間供給し、前処理後の触媒1gに対して25L/minの流量でガス(前記リッチガス及び前記リーンガス)を接触させた(硫黄被毒処理)。そして、このような硫黄被毒処理中において、触媒に接触した後のガス(出ガス)中のSOの量を測定し続け、出ガス中のSOの量の積算量を求め、SOの全供給量と前記積算量との差に基づいて触媒に蓄積したSOの量を算出し、硫黄(S)の蓄積量(μmol/g)を測定した。 Next, H 2 (0.3 volume%), O 2 (0.1 volume%), H 2 O (10 volume%), CO 2 (10 volume%), SO 2 (20ppm) and N 2 (balance ) Rich gas, H 2 (0.2% by volume), O 2 (0.15% by volume), H 2 O (10% by volume), CO 2 (10% by volume), SO 2 (20 ppm) and N 2 (remainder) and the lean gas are alternately supplied every 15 seconds for 15 minutes while maintaining the gas temperature at 480 ° C., and gas (at a flow rate of 25 L / min with respect to 1 g of the pretreated catalyst) The rich gas and the lean gas were contacted (sulfur poisoning treatment). Then, during such sulfur poisoning treatment, the amount of SO 2 in the gas (outgas) after contact with the catalyst is continuously measured, and an integrated amount of the amount of SO 2 in the outgas is obtained to obtain SO 2. The amount of SO 2 accumulated in the catalyst was calculated based on the difference between the total supply amount and the integrated amount, and the accumulation amount (μmol / g) of sulfur (S) was measured.

Figure 2012075992
Figure 2012075992

表5に示した結果から明らかなように、本発明の排ガス浄化用触媒を用いた場合(実施例1〜4)には、NOx20%浄化温度が414.8℃以下と十分に低い温度となっており、しかも硫黄成分の蓄積量も40.4μmol/g以下と低い値を示していることから、高温の耐久試験(耐久試験(II))の後においても、触媒活性と硫黄成分の蓄積を抑制する性能とを十分に高い水準でバランスよく発揮できることが確認された。   As is clear from the results shown in Table 5, when the exhaust gas purifying catalyst of the present invention is used (Examples 1 to 4), the NOx 20% purification temperature is a sufficiently low temperature of 414.8 ° C. or less. In addition, since the accumulated amount of sulfur component is as low as 40.4 μmol / g or less, the catalyst activity and the accumulation of sulfur component are maintained even after the high temperature endurance test (endurance test (II)). It was confirmed that the ability to suppress can be exhibited in a sufficiently high level with a good balance.

これに対して、比較のための排ガス浄化用触媒を用いた場合(比較例1〜10)には、触媒活性の高温耐久性と硫黄成分の蓄積を抑制する性能とをバランスよく発揮することができないことが分かった。特に、添加成分(P及びW)を担持していない金属酸化物(製造例1)を担体として用いた場合(比較例1及び8で得られた排ガス浄化用触媒の場合)においては、硫黄成分の蓄積量が60.0μmol/g以上となっており、硫黄成分の蓄積を十分に抑制できないことが分かった。また、比較例1〜7で得られた排ガス浄化用触媒の結果から、Feを担持せずにパラジウムと添加成分(P及びW)とを担持した場合には、耐久試験後の触媒活性が低下し、触媒活性の高温耐久性が低下することが分かった。また、添加成分(P及びW)の担持量が9.0質量部を超えている担体(製造例8及び9)を用いた場合(比較例6〜7及び比較例9〜10で得られた排ガス浄化用触媒の場合)には、担体に鉄を担持した場合(比較例9〜10)においてもNOx20%浄化温度が464.8℃以上となっており、触媒活性の高温耐久性が十分なものとならないことが分かった。また、担体にFeを担持していない比較例2〜5で得られた排ガス浄化用触媒と実施例1〜4で得られた本発明の排ガス浄化用触媒の結果に基づいて、同じ担体を用いた場合の効果の違いを検討すると、添加成分(P及びW)とともにFeを担持することにより、触媒活性の高温耐久性と硫黄成分の蓄積を抑制する性能とがより高度な水準でバランスよく向上されることが分かった。このような結果から、鉄を担持するとともに、添加成分(P及びW)の担持量を0.3〜9.0質量部とすることにより、触媒活性の高温耐久性と硫黄成分の蓄積量を十分に低減させる性能とがバランスよく達成されることが分かった。なお、表5に示す結果と図1に示す結果とを併せ勘案すれば、鉄を担持した効果を十分に得ながら比表面積を十分に維持するという観点からは、Feを金属換算で金属酸化物100質量部に対して少なくとも0.06質量部以上担持する必要があることが分かる。さらに、表5に示す結果と表4に示す結果とを合わせ勘案すると、添加成分(P及びW)を担持することで金属酸化物の塩基点量が低下することが確認され、塩基点量が17.8〜40.0μmol−CO/gの範囲にある担体(製造例5〜8)を用いて鉄を担持した場合に、触媒活性の高温耐久性と硫黄成分の蓄積量を十分に低減させる性能とがバランスよく達成されることも分かった。 On the other hand, when the exhaust gas purifying catalyst for comparison is used (Comparative Examples 1 to 10), the high temperature durability of the catalytic activity and the performance of suppressing the accumulation of sulfur components can be exhibited in a balanced manner. I found it impossible. In particular, when the metal oxide (Production Example 1) that does not carry the additive components (P and W) is used as a carrier (in the case of the exhaust gas purification catalyst obtained in Comparative Examples 1 and 8), the sulfur component It was found that the accumulation amount of sulfur was 60.0 μmol / g or more, and accumulation of sulfur components could not be sufficiently suppressed. In addition, from the results of the exhaust gas purifying catalysts obtained in Comparative Examples 1 to 7, when palladium and additive components (P and W) were supported without supporting Fe, the catalytic activity after the durability test decreased. As a result, it was found that the high-temperature durability of the catalytic activity is lowered. Moreover, when the support | carrier (manufacture examples 8 and 9) with which the load of the addition component (P and W) exceeded 9.0 mass parts was used (comparative examples 6-7 and comparative examples 9-10). In the case of an exhaust gas purifying catalyst), the NOx 20% purification temperature is 464.8 ° C. or higher even when iron is supported on the carrier (Comparative Examples 9 to 10), and the high temperature durability of the catalytic activity is sufficient. I knew it wouldn't be. Further, based on the results of the exhaust gas purification catalyst obtained in Comparative Examples 2 to 5 in which Fe is not supported on the carrier and the exhaust gas purification catalyst of the present invention obtained in Examples 1 to 4, the same carrier is used. When the difference in the effect is investigated, Fe is supported together with the additive components (P and W), and the high-temperature durability of the catalytic activity and the performance of suppressing the accumulation of sulfur components are improved in a balanced manner at a higher level. I found out that From these results, while supporting iron, the loading amount of the additive components (P and W) is 0.3 to 9.0 parts by mass, so that the high temperature durability of the catalytic activity and the accumulation amount of the sulfur component can be reduced. It has been found that a sufficiently reduced performance can be achieved in a well-balanced manner. If the results shown in Table 5 and the results shown in FIG. 1 are taken into consideration, Fe is a metal oxide in terms of metal from the viewpoint of sufficiently maintaining the specific surface area while sufficiently obtaining the effect of supporting iron. It turns out that it is necessary to carry | support at least 0.06 mass part or more with respect to 100 mass parts. Furthermore, when the results shown in Table 5 and the results shown in Table 4 are taken into consideration, it is confirmed that the base point amount of the metal oxide is reduced by supporting the additive components (P and W). When iron is supported using a carrier (Production Examples 5 to 8) in the range of 17.8 to 40.0 μmol-CO 2 / g, the high temperature durability of the catalytic activity and the amount of accumulated sulfur components are sufficiently reduced. It was also found that the performance to be achieved is balanced.

〈X線回折(XRD)測定〉
実施例1で得られた排ガス浄化用触媒(Feの担持量:0.54質量部)及びFeを担持していない比較例1で得られた排ガス浄化用触媒(Feの担持量:0.00質量部)をそれぞれ用いて、各触媒にそれぞれ上記耐久試験(II)を実施した後、各触媒中のパラジウムの(111)面に帰属されるXRDパターンを測定し、かかるXRDパターンの半値幅に基づいて、各触媒中のパラジウムの結晶子径及びパラジウムへの鉄の固溶率(固溶体中の全原子に対するFeの含有量)を算出した。なお、このようなX線回折によるXRDパターンの測定は、測定装置として、理学電機社製の商品名「RINT−TTR」を用いて、スキャンステップ0.01°、発散及び散乱スリット1/2deg、受光スリット0.15mm、CuKα線、40kV、30mA、スキャン速度2θ=0.25°/minの条件で行った。得られた結果を表6に示す。Feの固溶率はVegard則に基づいて算出した。
<X-ray diffraction (XRD) measurement>
Exhaust gas purifying catalyst obtained in Example 1 (Fe carrying amount: 0.54 parts by mass) and exhaust gas purifying catalyst obtained in Comparative Example 1 not carrying Fe (Fe carrying amount: 0.004) After the above durability test (II) was carried out on each catalyst using the respective parts by mass), the XRD pattern attributed to the (111) plane of palladium in each catalyst was measured, and the half-value width of the XRD pattern was measured. Based on this, the crystallite diameter of palladium in each catalyst and the solid solution ratio of iron in palladium (the content of Fe with respect to all atoms in the solid solution) were calculated. In addition, the measurement of the XRD pattern by such an X-ray diffraction uses a scanning name of 0.01 °, a divergence and scattering slit 1/2 deg, using a trade name “RINT-TTR” manufactured by Rigaku Corporation as a measuring device. The measurement was performed under the conditions of a light receiving slit of 0.15 mm, CuKα ray, 40 kV, 30 mA, scan speed 2θ = 0.25 ° / min. The results obtained are shown in Table 6. The solid solution rate of Fe was calculated based on the Vegard law.

Figure 2012075992
Figure 2012075992

表6に示す結果からも明らかなように、Feが金属酸化物100質量部に対して0.54質量部担持された実施例1で得られた排ガス浄化用触媒においては、パラジウムの結晶子径が30nmとなっているのに対して、Feを担持していない比較例1で得られた排ガス浄化用触媒においてはパラジウムの結晶子径が41nmとなっており、Feを担持することによりパラジウムの粒成長(シンタリング)を十分に抑制できることが確認された。また、実施例1で得られた排ガス浄化用触媒においてはFeの固溶率(固溶体中の全原子に対するFeの含有量)が3.4at%となっていた。このような結果から、固溶したFeにより、Pd粒子の表面においてはFe−O−Pd結合が形成されるとともに、金属酸化物の表面の金属(M)においてFe−O−M結合が形成され、FeがPdをMに繋ぎ止め、Pdの蒸発やPdが担体の表面を移動することに伴うPdの粒成長が十分に抑制され、高温に長期間晒された後においても十分に高度な触媒活性を示すことが可能となるものと本発明者らは推察する。   As is clear from the results shown in Table 6, in the exhaust gas-purifying catalyst obtained in Example 1 in which 0.54 parts by mass of Fe was supported on 100 parts by mass of the metal oxide, the crystallite diameter of palladium was Is 30 nm, whereas in the exhaust gas purifying catalyst obtained in Comparative Example 1 that does not carry Fe, the crystallite diameter of palladium is 41 nm. It was confirmed that grain growth (sintering) can be sufficiently suppressed. In the exhaust gas purifying catalyst obtained in Example 1, the solid solution rate of Fe (the content of Fe with respect to all atoms in the solid solution) was 3.4 at%. From these results, Fe—O—Pd bonds are formed on the surface of the Pd particles by the dissolved Fe, and Fe—OM bonds are formed on the metal (M) on the surface of the metal oxide. , Fe binds Pd to M, Pd evaporation and Pd grain growth associated with Pd moving on the surface of the support are sufficiently suppressed, and a sufficiently advanced catalyst even after long-term exposure to high temperatures The present inventors speculate that it is possible to show activity.

以上説明したように、本発明によれば、触媒への硫黄成分の蓄積を十分に抑制することができ、しかも高温に長期間晒された後においても十分に高度な触媒活性を示すことが可能な排ガス浄化用触媒を提供することが可能となる。このように、本発明の排ガス浄化用触媒は、高温耐久性に優れるとともに硫黄被毒を十分に防止できるため、特に自動車からの排ガスを浄化するための触媒等として有用である。
As described above, according to the present invention, accumulation of sulfur components in the catalyst can be sufficiently suppressed, and sufficiently high catalytic activity can be exhibited even after long-term exposure to high temperatures. It is possible to provide an exhaust gas purifying catalyst. As described above, the exhaust gas purifying catalyst of the present invention is excellent in high temperature durability and can sufficiently prevent sulfur poisoning, and thus is particularly useful as a catalyst for purifying exhaust gas from automobiles.

Claims (5)

リン及びタングステンからなる群から選択される少なくとも1種の添加成分が担持された金属酸化物からなる担体と、該担体に担持されたパラジウム及び鉄とを備え、
金属換算による担持量として、前記金属酸化物100質量部に対して、前記添加成分の担持量が0.3〜9.0質量部であり、前記パラジウムの担持量が0.1〜10質量部であり且つ前記鉄の担持量が0.06〜2.0質量部であること、
を特徴とする排ガス浄化用触媒。
A support made of a metal oxide on which at least one additive component selected from the group consisting of phosphorus and tungsten is supported, and palladium and iron supported on the support,
The supported amount in terms of metal is that the supported amount of the additive component is 0.3 to 9.0 parts by mass and the supported amount of palladium is 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the metal oxide. And the supported amount of iron is 0.06 to 2.0 parts by mass,
An exhaust gas purifying catalyst characterized by.
前記金属酸化物がアルミナを含有することを特徴とする請求項1に記載の排ガス浄化用触媒。   The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein the metal oxide contains alumina. 前記担体が、CO昇温脱離測定による担体1gあたりのCOの脱離量を基準として求められる塩基点量が17.8〜38μmol−CO/gの担体であることを特徴とする請求項1又は2に記載の排ガス浄化用触媒。 The carrier is a carrier having a base point amount of 17.8 to 38 μmol-CO 2 / g determined on the basis of CO 2 desorption amount per gram of carrier measured by CO 2 temperature-programmed desorption measurement. The exhaust gas-purifying catalyst according to claim 1 or 2. 前記パラジウムの一部に前記鉄の一部が固溶していることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の排ガス浄化用触媒。   The exhaust gas-purifying catalyst according to any one of claims 1 to 3, wherein a part of the iron is dissolved in a part of the palladium. 酸素吸放出能を有する酸化物を更に備えることを特徴とする請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の排ガス浄化用触媒。   The exhaust gas-purifying catalyst according to any one of claims 1 to 4, further comprising an oxide having an oxygen absorption / release capability.
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