JP2013111525A - Exhaust gas purifying catalyst - Google Patents

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Tenryu Kyo
天龍 姜
Masashi Taniguchi
昌司 谷口
Mari Uenishi
真里 上西
Hirohisa Tanaka
裕久 田中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas purifying catalyst capable of efficiently purifying carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC) and nitrogen oxide (NO), especially hydrocarbon (HC).SOLUTION: An alloy of nickel and copper and a composite oxide supporting the alloy are contained in the exhaust gas purifying catalyst. In this exhaust gas purifying catalyst, since the support amount of the alloy to composite oxide is 6-35 pts.mass based on 100 pts.mass of the total amount of the alloy and the composite oxide, hydrocarbon (HC) can be efficiently purified.

Description

本発明は、排ガス浄化用触媒に関し、詳しくは、自動車用エンジンなどの排気ガス中に含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)および窒素酸化物(NO)、とりわけ、炭化水素(HC)を効率よく浄化するための排ガス浄化用触媒に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst, and more particularly, to carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC) and nitrogen oxide (NO x ), particularly hydrocarbon ( The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst for efficiently purifying HC).

排気ガス中に含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)および窒素酸化物(NO)を同時に浄化できる三元触媒からなる排ガス浄化用触媒は、Pt、Rh、Pdなどの貴金属を活性物質としている。 An exhaust gas purifying catalyst comprising a three-way catalyst capable of simultaneously purifying carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC) and nitrogen oxide (NO x ) contained in exhaust gas is a precious metal such as Pt, Rh and Pd. Active substance.

このような貴金属は高価であり、また、価格変動が激しいため、貴金属を用いることなく、低コストで製造することができる触媒組成物が、種々検討されている。   Since such noble metals are expensive and the price fluctuates severely, various catalyst compositions that can be produced at low cost without using noble metals have been studied.

このような排ガス浄化用触媒としては、例えば、アルミナよりなる担体に、銅と、ニッケル、コバルトおよび鉄から選ばれる少なくとも1種とを酸化物として担持させて得られる窒素酸化物浄化触媒、より具体的には、アルミナからなる担体に、銅酸化物およびニッケル酸化物を担持させて得られる窒素酸化物浄化触媒が、提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   As such an exhaust gas purification catalyst, for example, a nitrogen oxide purification catalyst obtained by supporting copper and at least one selected from nickel, cobalt and iron as an oxide on a support made of alumina, more specifically, Specifically, a nitrogen oxide purification catalyst obtained by supporting copper oxide and nickel oxide on a support made of alumina has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開平8−108071号公報JP-A-8-108071

しかるに、このような触媒は、窒素酸化物(NO)の浄化率に優れる一方、炭化水素(HC)の浄化率に劣る場合がある。 However, such a catalyst is excellent in the purification rate of nitrogen oxides (NO x ), but may be inferior in the purification rate of hydrocarbons (HC).

本発明の目的は、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)および窒素酸化物(NO)、とりわけ、炭化水素(HC)を効率よく浄化することができる排ガス浄化用触媒を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying catalyst capable of efficiently purifying carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC) and nitrogen oxides (NO x ), especially hydrocarbons (HC). It is in.

上記目的を達成するために、本発明の排ガス浄化用触媒は、ニッケルおよび銅からなる合金と、前記合金を担持する複合酸化物とを含み、前記複合酸化物に対する前記合金の担持量が、前記合金および前記複合酸化物の総量100質量部に対して、6〜35質量部であることを特徴としている。   In order to achieve the above object, an exhaust gas purifying catalyst of the present invention includes an alloy made of nickel and copper and a composite oxide supporting the alloy, and the amount of the alloy supported on the composite oxide The total amount of the alloy and the composite oxide is 6 to 35 parts by mass with respect to 100 parts by mass.

本発明の排ガス浄化用触媒は、ニッケルおよび銅からなる合金が複合酸化物に担持されており、その合金の担持量が、合金および複合酸化物の総量100質量部に対して6〜35質量部であるため、とりわけ、炭化水素(HC)を効率よく浄化することができる。   In the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, an alloy composed of nickel and copper is supported on a composite oxide, and the supported amount of the alloy is 6 to 35 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the alloy and the composite oxide. Therefore, in particular, hydrocarbon (HC) can be efficiently purified.

実施例1〜3および比較例1〜2において得られた排ガス浄化用触媒のHC浄化率を示す。The HC purification rate of the exhaust gas purification catalyst obtained in Examples 1-3 and Comparative Examples 1-2 is shown.

本発明の排ガス浄化用触媒は、ニッケルおよび銅からなる合金を含有している。   The exhaust gas purifying catalyst of the present invention contains an alloy composed of nickel and copper.

ニッケルおよび銅からなる合金を得る方法としては、特に制限されず、公知の方法を採用することができる。具体的には、例えば、ニッケルおよび銅を還元雰囲気下において焼成する方法が挙げられる。   The method for obtaining an alloy composed of nickel and copper is not particularly limited, and a known method can be employed. Specifically, for example, a method of firing nickel and copper in a reducing atmosphere can be mentioned.

還元雰囲気としては、特に制限されないが、例えば、5〜10体積%の水素を含有する窒素雰囲気などが挙げられる。   The reducing atmosphere is not particularly limited, and examples thereof include a nitrogen atmosphere containing 5 to 10% by volume of hydrogen.

また、焼成条件としては、加熱温度が、例えば、600〜1000℃、好ましくは、700〜850℃であり、加熱時間が、例えば、1〜8時間、好ましくは、3〜5時間である。   Moreover, as baking conditions, heating temperature is 600-1000 degreeC, for example, Preferably, it is 700-850 degreeC, and heating time is 1 to 8 hours, for example, Preferably, it is 3 to 5 hours.

合金において、ニッケルおよび銅の含有割合は、ニッケルおよび銅の総量100質量部に対して、ニッケルが、例えば、1〜99質量部、好ましくは、58〜78質量部であり、銅が、例えば、1〜99質量部、好ましくは、22〜42質量部である。   In the alloy, the content ratio of nickel and copper is, for example, 1 to 99 parts by mass, preferably 58 to 78 parts by mass of nickel with respect to 100 parts by mass of the total amount of nickel and copper. 1 to 99 parts by mass, preferably 22 to 42 parts by mass.

また、ニッケルおよび銅のモル比は、ニッケルおよび銅の総量100モルに対して、ニッケルが、例えば、1〜99モル、好ましくは、60〜80モルであり、銅が、例えば、1〜99モル、好ましくは、20〜40モルである。   The molar ratio of nickel and copper is, for example, 1 to 99 mol, preferably 60 to 80 mol, and 1 to 99 mol of copper, for example, with respect to the total amount of nickel and copper of 100 mol. , Preferably, it is 20-40 mol.

また、合金の平均粒子径(測定法:X線回折分析およびシェラ−の式)は、例えば、8〜17nm、好ましくは、8〜13nmである。   The average particle size of the alloy (measurement method: X-ray diffraction analysis and Scherrer's formula) is, for example, 8 to 17 nm, preferably 8 to 13 nm.

また、このようにして得られる合金は、好ましくは、複合酸化物に担持されている。   The alloy thus obtained is preferably supported on a composite oxide.

複合酸化物としては、例えば、ペロブスカイト型複合酸化物、スピネル型複合酸化物、ジルコニア系複合酸化物、セリア系複合酸化物、アルミナなどが挙げられる。   Examples of the complex oxide include perovskite complex oxide, spinel complex oxide, zirconia complex oxide, ceria complex oxide, and alumina.

ペロブスカイト型複合酸化物は、下記一般式(1)で示される。   The perovskite complex oxide is represented by the following general formula (1).

ABO (1)
(式中、Aは、希土類元素およびアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の元素を示し、Bは、貴金属を除く遷移元素およびAlから選ばれる少なくとも1種の元素を示す。)
一般式(1)において、Aで示される希土類元素としては、例えば、Sc(スカンジウム)、Y(イットリウム)、La(ランタン)、Ce(セリウム)、Pr(プラセオジム)、Nd(ネオジム)、Pm(プロメチウム)、Sm(サマリウム)、Eu(ユーロピウム)、Gd(ガドリニウム)、Tb(テルビウム)、Dy(ジスプロシウム)、Ho(ホルミウム)、Er(エルビウム)、Tm(ツリウム)、Yb(イッテルビウム)、Lu(ルテチウム)などが挙げられる。
ABO 3 (1)
(In the formula, A represents at least one element selected from rare earth elements and alkaline earth metals, and B represents at least one element selected from transition elements excluding noble metals and Al.)
In the general formula (1), examples of the rare earth element represented by A include Sc (scandium), Y (yttrium), La (lanthanum), Ce (cerium), Pr (praseodymium), Nd (neodymium), Pm ( Promethium), Sm (samarium), Eu (europium), Gd (gadolinium), Tb (terbium), Dy (dysprosium), Ho (holmium), Er (erbium), Tm (thulium), Yb (ytterbium), Lu ( Lutetium).

また、Aで示されるアルカリ土類金属としては、例えば、Be(ベリリウム)、Mg(マグネシウム)、Ca(カルシウム)、Sr(ストロンチウム)、Ba(バリウム)、Ra(ラジウム)などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、また、2種以上併用してもよい。   Examples of the alkaline earth metal represented by A include Be (beryllium), Mg (magnesium), Ca (calcium), Sr (strontium), Ba (barium), and Ra (radium). These may be used alone or in combination of two or more.

一般式(1)において、Bで示される貴金属を除く遷移元素およびAlとしては、例えば、周期律表(IUPAC Periodic Table of the Elements(version date 19 February 2010)に従う。以下同じ。)において、原子番号21(Sc)〜原子番号30(Zn)、原子番号39(Y)〜原子番号48(Cd)、および、原子番号57(La)〜原子番号80(Hg)の各元素(ただし、貴金属(原子番号44〜47および76〜78)を除く)、Alが挙げられ、好ましくは、Ti(チタン)、Cr(クロム)、Mn(マンガン)、Fe(鉄)、Co(コバルト)、Ni(ニッケル)、Cu(銅)、Zn(亜鉛)およびAl(アルミニウム)が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、また、2種以上併用してもよい。   In the general formula (1), the transition element excluding the noble metal represented by B and Al are, for example, according to the periodic table (IUPAC Periodic Table of the Elements (version date 19 February 2010). 21 (Sc) to atomic number 30 (Zn), atomic number 39 (Y) to atomic number 48 (Cd), and atomic number 57 (La) to atomic number 80 (Hg) (provided that noble metal (atom No. 44-47 and 76-78)), and Al, preferably Ti (titanium), Cr (chromium), Mn (manganese), Fe (iron), Co (cobalt), Ni (nickel) Cu (copper), Zn (zinc) and Al (aluminum). These may be used alone or in combination of two or more.

このようなペロブスカイト型複合酸化物は、特に制限されることなく、例えば、特開2004−243305号の段落番号〔0039〕〜〔0059〕の記載に準拠して、複合酸化物を調製するための適宜の方法、例えば、共沈法、クエン酸錯体法、アルコキシド法などの製造方法によって、製造することができる。   Such a perovskite complex oxide is not particularly limited, and for example, for preparing a complex oxide in accordance with the description of paragraph numbers [0039] to [0059] of JP-A-2004-243305. It can be produced by an appropriate method, for example, a production method such as a coprecipitation method, a citric acid complex method, or an alkoxide method.

スピネル型複合酸化物は、下記一般式(2)で示される。   The spinel complex oxide is represented by the following general formula (2).

MO・nAl (2)
(式中、Mは、Mg、Fe、CoおよびNiから選択される少なくとも1種の元素を示し、nは、0.08〜5を示す。)
一般式(2)において、Mは、Mg(マグネシウム)、Fe(鉄)、Co(コバルト)およびNi(ニッケル)から選択される少なくとも1種の元素を示している。これらの元素は、単独でもよく、また、2種類以上併用もできる。
MO.nAl 2 O 3 (2)
(Wherein M represents at least one element selected from Mg, Fe, Co and Ni, and n represents 0.08 to 5)
In the general formula (2), M represents at least one element selected from Mg (magnesium), Fe (iron), Co (cobalt), and Ni (nickel). These elements may be used alone or in combination of two or more.

また、一般式(2)において、nは、0.08〜5を示し、好ましくは、0.16〜5を示す。   Moreover, in General formula (2), n shows 0.08-5, Preferably, 0.16-5 is shown.

なお、nが1であれば、上記式(2)に記載の複合酸化物は、定比性(化学量論組成、ストイキオメトリ)のスピネル型結晶相を有する複合酸化物(以下、定比性スピネル型複合酸化物と称する。)として形成される。   Note that when n is 1, the composite oxide described in the above formula (2) is a composite oxide having a spinel crystal phase of stoichiometry (stoichiometric composition, stoichiometry) (hereinafter referred to as a constant ratio). This is referred to as a spinel type complex oxide).

これに対して、nが1未満、または、1を超過する場合には、上記式(2)に記載の複合酸化物は、主な結晶相としてスピネル型結晶相を有するとともに、他の結晶相、例えば、マグネトプランバイト型結晶相、アルミナ型結晶相などを混合相などとして有する、不定比性(非化学量論組成、ノンストイキオメトリ)のスピネル型結晶相を有する複合酸化物(以下、不定比性スピネル型複合酸化物と称する。)として形成される。   On the other hand, when n is less than 1 or exceeds 1, the composite oxide described in the above formula (2) has a spinel crystal phase as a main crystal phase and other crystal phases. For example, a composite oxide having a non-stoichiometric (non-stoichiometric composition, non-stoichiometric) spinel crystal phase (hereinafter referred to as indefinite) having a magnetoplumbite crystal phase, an alumina crystal phase, etc. Called a specific spinel type complex oxide).

このようなスピネル型複合酸化物は、特に制限されることなく、例えば、特開2011−45840号の段落番号〔0014〕〜〔0021〕の記載に準拠して、複合酸化物を調製するための適宜の方法、例えば、共沈法、クエン酸錯体法、アルコキシド法などによって、製造することができる。   Such a spinel type complex oxide is not particularly limited, and for example, for preparing a complex oxide in accordance with the description of paragraph numbers [0014] to [0021] of JP2011-45840A. It can be produced by an appropriate method, for example, a coprecipitation method, a citric acid complex method, an alkoxide method, or the like.

ジルコニア系複合酸化物は、下記一般式(3)で示される。   The zirconia composite oxide is represented by the following general formula (3).

Zr1−(a+b)Ce2−c (3)
(式中、Lは、アルカリ土類金属および/または希土類元素(ただし、Ceを除く。)を示し、aは、Ceの原子割合を示し、bは、Lの原子割合を示し、1−(a+b)は、Zrの原子割合を示し、cは、酸素欠陥量を示す。)
一般式(3)において、Lで示されるアルカリ土類金属としては、一般式(1)で示したアルカリ土類金属が挙げられる。また、Lで示される希土類元素としては、一般式(1)で示した希土類金属が挙げられる(ただし、Ceを除く。)。これらアルカリ土類金属および希土類元素は、単独で用いてもよく、また、2種以上併用してもよい。
Zr 1- (a + b) Ce a L b O 2-c (3)
(In the formula, L represents an alkaline earth metal and / or rare earth element (excluding Ce), a represents the atomic ratio of Ce, b represents the atomic ratio of L, and 1- ( a + b) indicates the atomic ratio of Zr, and c indicates the amount of oxygen defects.)
In the general formula (3), the alkaline earth metal represented by L includes the alkaline earth metal represented by the general formula (1). The rare earth element represented by L includes the rare earth metal represented by the general formula (1) (excluding Ce). These alkaline earth metals and rare earth elements may be used alone or in combination of two or more.

また、aで示されるCeの原子割合は、0.1〜0.65の範囲であり、好ましくは、0.1〜0.5の範囲である。   Moreover, the atomic ratio of Ce shown by a is in the range of 0.1 to 0.65, and preferably in the range of 0.1 to 0.5.

また、bで示されるLの原子割合は0〜0.55の範囲である(すなわち、Rは必須成分ではなく任意的に含まれる任意成分であり、含まれる場合には、0.55以下の原子割合である)。0.55を超えると、相分離や他の複合酸化物相を生成する場合がある。   In addition, the atomic ratio of L represented by b is in the range of 0 to 0.55 (that is, R is an optional component that is arbitrarily included rather than an essential component, and if included, 0.55 or less. Atomic ratio). If it exceeds 0.55, phase separation or other complex oxide phases may be generated.

また、1−(a+b)で示されるZrの原子割合は、0.35〜0.9の範囲であり、好ましくは、0.5〜0.9の範囲である。   In addition, the atomic ratio of Zr represented by 1- (a + b) is in the range of 0.35 to 0.9, and preferably in the range of 0.5 to 0.9.

さらに、cは酸素欠陥量を示し、これは、Zr、CeおよびLの酸化物が通常形成する蛍石型の結晶格子において、その結晶格子にできる空孔の割合を意味する。   Further, c represents the amount of oxygen defects, which means the ratio of vacancies formed in the crystal lattice in the fluorite-type crystal lattice usually formed by the oxides of Zr, Ce and L.

このようなジルコニア系複合酸化物は、特に制限されることなく、例えば、特開2004−243305号の段落番号〔0090〕〜〔0102〕の記載に準拠して、複合酸化物を調製するための適宜の方法、例えば、共沈法、クエン酸錯体法、アルコキシド法などの製造方法によって、製造することができる。   Such a zirconia-based composite oxide is not particularly limited, and for example, for preparing a composite oxide according to the description of paragraph numbers [0090] to [0102] of JP-A-2004-243305. It can be produced by an appropriate method, for example, a production method such as a coprecipitation method, a citric acid complex method, or an alkoxide method.

セリア系複合酸化物は、下記一般式(4)で表される。   The ceria-based composite oxide is represented by the following general formula (4).

Ce1−(d+e)Zr2−f (4)
(式中、Lは、アルカリ土類金属および/または希土類元素(ただし、Ceを除く。)を示し、dは、Zrの原子割合を示し、eは、Lの原子割合を示し、1−(d+e)は、Ceの原子割合を示し、fは、酸素欠陥量を示す。)
一般式(4)において、Lで示されるアルカリ土類金属としては、一般式(1)で示したアルカリ土類金属が挙げられる。また、Lで示される希土類元素としては、一般式(1)で示した希土類金属が挙げられる(ただし、Ceを除く。)。これらアルカリ土類金属および希土類元素は、単独で用いてもよく、また、2種以上併用してもよい。
Ce 1- (d + e) Zr d L e O 2-f (4)
(In the formula, L represents an alkaline earth metal and / or rare earth element (excluding Ce), d represents the atomic ratio of Zr, e represents the atomic ratio of L, and 1- ( d + e) indicates the atomic ratio of Ce, and f indicates the amount of oxygen defects.)
In the general formula (4), the alkaline earth metal represented by L includes the alkaline earth metal represented by the general formula (1). The rare earth element represented by L includes the rare earth metal represented by the general formula (1) (excluding Ce). These alkaline earth metals and rare earth elements may be used alone or in combination of two or more.

また、dで示されるZrの原子割合は、ジルコニア系複合酸化物のZrの原子割合よりも少なく、0.2〜0.7の範囲であり、好ましくは、0.2〜0.5の範囲である。   Further, the atomic ratio of Zr represented by d is less than the atomic ratio of Zr in the zirconia-based composite oxide, and is in the range of 0.2 to 0.7, preferably in the range of 0.2 to 0.5. It is.

また、eで示されるLの原子割合は0〜0.2の範囲である(すなわち、Lは必須成分ではなく任意的に含まれる任意成分であり、含まれる場合には、0.2以下の原子割合である)。0.2を超えると、相分離や他の複合酸化物相を生成する場合がある。   In addition, the atomic ratio of L represented by e is in the range of 0 to 0.2 (that is, L is an optional component that is optionally included rather than an essential component, and if included, 0.2 or less) Atomic ratio). If it exceeds 0.2, phase separation or other complex oxide phases may be generated.

また、1−(d+e)で示されるCeの原子割合は、ジルコニア系複合酸化物のCeの原子割合よりも多く、0.3〜0.8の範囲であり、好ましくは、0.4〜0.6の範囲である。   Further, the atomic ratio of Ce represented by 1- (d + e) is larger than the atomic ratio of Ce of the zirconia-based composite oxide, and is in the range of 0.3 to 0.8, preferably 0.4 to 0. .6 range.

さらに、fは酸素欠陥量を示し、これは、Ce、ZrおよびLの酸化物が通常形成する蛍石型の結晶格子において、その結晶格子にできる空孔の割合を意味する。   Further, f represents the amount of oxygen defects, which means the ratio of vacancies formed in the crystal lattice in the fluorite-type crystal lattice usually formed by Ce, Zr and L oxides.

このようなセリア系複合酸化物は、上記したジルコニア系複合酸化物の製造方法と同様の製造方法によって、製造することができる。   Such a ceria-based composite oxide can be manufactured by a manufacturing method similar to the above-described manufacturing method of the zirconia-based composite oxide.

アルミナとしては、例えば、αアルミナ、θアルミナ、γアルミナなどが挙げられる。   Examples of alumina include α alumina, θ alumina, and γ alumina.

αアルミナは、結晶相としてα相を有し、例えば、AKP−53(商品名、高純度アルミナ、住友化学社製)などが挙げられる。このようなαアルミナは、例えば、アルコキシド法、ゾルゲル法、共沈法などの方法によって得ることができる。   α-alumina has an α-phase as a crystal phase, and examples thereof include AKP-53 (trade name, high-purity alumina, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.). Such α-alumina can be obtained by a method such as an alkoxide method, a sol-gel method, or a coprecipitation method.

θアルミナは、結晶相としてθ相を有し、αアルミナに遷移するまでの中間(遷移)アルミナの一種であって、例えば、SPHERALITE 531P(商品名、γアルミナ、プロキャタリゼ社製)などが挙げられる。このようなθアルミナは、例えば、市販の活性アルミナ(γアルミナ)を、大気中にて、900〜1100℃で、1〜10時間熱処理することによって得ることができる。   θ-alumina is a kind of intermediate (transition) alumina that has a θ-phase as a crystal phase and transitions to α-alumina, and includes, for example, SPHERALITE 531P (trade name, γ-alumina, manufactured by Procatalyze). . Such θ-alumina can be obtained, for example, by subjecting commercially available activated alumina (γ-alumina) to heat treatment at 900 to 1100 ° C. for 1 to 10 hours in the air.

γアルミナは、結晶相としてγ相を有し、特に限定されず、例えば、排ガス浄化用触媒などに用いられている公知のものが挙げられる。   γ-alumina has a γ-phase as a crystal phase and is not particularly limited, and examples thereof include known ones used for exhaust gas purification catalysts.

また、アルミナとして、Laおよび/またはBaが含まれる上記アルミナを用いることもできる。Laおよび/またはBaを含むアルミナは、特開2004−243305号の段落番号〔0073〕の記載に準拠して、製造することができる。   Moreover, the said alumina containing La and / or Ba can also be used as an alumina. Alumina containing La and / or Ba can be produced according to the description in paragraph [0073] of JP-A No. 2004-243305.

さらに、複合酸化物としては、目的および用途に応じて、その他の複合酸化物(例えば、酸化マグネシウム)などを、適宜の割合で含有することができる。   Furthermore, as a complex oxide, other complex oxides (for example, magnesium oxide) etc. can be contained in an appropriate ratio according to the purpose and application.

これら複合酸化物は、単独で用いてもよく、また、2種以上併用してもよい。   These composite oxides may be used alone or in combination of two or more.

複合酸化物として、好ましくは、マグネシウムを含有する複合酸化物が挙げられる。   As the composite oxide, a composite oxide containing magnesium is preferable.

マグネシウムを含有する複合酸化物として、具体的には、例えば、上記式(1)においてAで示されるアルカリ土類金属としてMgを含有するペロブスカイト型複合酸化物、上記式(2)においてMで示される元素としてMgを含有するとともにnが1である定比性スピネル型複合酸化物、上記式(2)においてMで示される元素としてMgを含有するとともにnが1未満または1を超過する不定比性スピネル型複合酸化物、上記式(3)においてLで示されるアルカリ土類金属としてMgを含有するジルコニア系複合酸化物、上記式(4)においてLで示されるアルカリ土類金属としてMgを含有するセリア系複合酸化物が挙げられる。   Specific examples of the composite oxide containing magnesium include, for example, a perovskite-type composite oxide containing Mg as an alkaline earth metal represented by A in the above formula (1), and represented by M in the above formula (2). A stoichiometric spinel composite oxide containing Mg as an element and n is 1, and an indefinite ratio containing Mg as an element represented by M in the above formula (2) and n being less than 1 or exceeding 1. Spinel-type composite oxide, zirconia-based composite oxide containing Mg as an alkaline earth metal represented by L in the above formula (3), and Mg as an alkaline earth metal represented by L in the above formula (4) And ceria-based composite oxide.

複合酸化物として、マグネシウムを含有する複合酸化物を用いれば、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)および窒素酸化物(NO)、とりわけ、窒素酸化物(NO)を優れた効率で浄化することができる。 If a composite oxide containing magnesium is used as the composite oxide, carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), and nitrogen oxide (NO x ), particularly nitrogen oxide (NO x ), have excellent efficiency. Can be purified.

また、このような複合酸化物において、マグネシウムの含有量は、複合酸化物の総量100質量部に対して、例えば、32質量部以下、好ましくは、11質量部以下、より好ましくは、8質量部以下、通常、2質量部以上である。   In such a complex oxide, the magnesium content is, for example, 32 parts by mass or less, preferably 11 parts by mass or less, more preferably 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the complex oxide. Hereinafter, it is usually 2 parts by mass or more.

また、複合酸化物として、より好ましくは、さらに、アルミニウムを含有する複合酸化物が挙げられる。   More preferably, the composite oxide further includes a composite oxide containing aluminum.

アルミニウムおよびマグネシウムを含有する複合酸化物として、具体的には、例えば、上記式(1)において、Aで示されるアルカリ土類金属としてMgを含有するとともに、Bで示される貴金属を除く遷移元素およびAlとしてAlを含有するペロブスカイト型複合酸化物、上記式(2)においてMで示される元素としてMgを含有するとともにnが1である定比性スピネル型複合酸化物、上記式(2)においてMで示される元素としてMgを含有するとともにnが1未満または1を超過する不定比性スピネル型複合酸化物が挙げられる。   Specifically, as the composite oxide containing aluminum and magnesium, for example, in the above formula (1), Mg is contained as the alkaline earth metal represented by A, and a transition element excluding the noble metal represented by B and Perovskite complex oxide containing Al as Al, a stoichiometric spinel complex oxide containing Mg as an element represented by M in the above formula (2) and n being 1, M in the above formula (2) Examples of the non-stoichiometric spinel-type composite oxide containing Mg as an element represented by and having n less than 1 or more than 1.

また、複合酸化物がマグネシウムおよびアルミニウムを含有する場合において、複合酸化物中のマグネシウムの含有割合は、アルミニウム1モルに対して、例えば、2.5モル以下、好ましくは、1.5モル以下、より好ましくは、0.25モル以下である。   In the case where the composite oxide contains magnesium and aluminum, the content ratio of magnesium in the composite oxide is, for example, 2.5 mol or less, preferably 1.5 mol or less, relative to 1 mol of aluminum. More preferably, it is 0.25 mol or less.

マグネシウムの含有量が上記範囲であれば、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)および窒素酸化物(NO)、とりわけ、炭化水素(HC)を優れた効率で浄化することができる。 When the magnesium content is in the above range, carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC) and nitrogen oxide (NO x ), particularly hydrocarbon (HC), can be purified with excellent efficiency.

そして、ニッケルおよび銅からなる合金を、上記の複合酸化物に担持させるには、特に制限されず、公知の方法を採用することができる。例えば、ニッケルおよび銅の合金の前駆体と、複合酸化物とを混合した後、それらを還元雰囲気下において焼成する方法が挙げられる。   And in order to carry | support the alloy which consists of nickel and copper on said composite oxide, it does not restrict | limit in particular, A well-known method is employable. For example, there is a method in which a precursor of an alloy of nickel and copper and a composite oxide are mixed and then fired in a reducing atmosphere.

具体的には、この方法では、まず、ニッケルおよび銅の合金の前駆体(水酸化物)の沈殿を生成させる。   Specifically, in this method, first, a precipitate of a precursor (hydroxide) of an alloy of nickel and copper is generated.

ニッケルおよび銅の合金の前駆体(水酸化物)の沈殿は、例えば、銅およびニッケルの塩を所定の化学量論比で含む混合塩水溶液を調製し、この混合塩水溶液を、沈殿剤に加えて共沈させることにより、得ることができる。   For the precipitation of nickel and copper alloy precursor (hydroxide), for example, a mixed salt aqueous solution containing a copper and nickel salt in a predetermined stoichiometric ratio is prepared, and this mixed salt aqueous solution is added to the precipitant. Can be obtained by coprecipitation.

銅およびニッケルの塩としては、例えば、硫酸塩、硝酸塩、塩化物、りん酸塩などの無機塩、例えば、酢酸塩、しゅう酸塩などの有機酸塩などが挙げられる。また、混合塩水溶液は、例えば、銅およびニッケル塩を、所定の化学量論比となるような割合で水に加えて、攪拌混合することにより調製することができる。   Examples of the copper and nickel salts include inorganic salts such as sulfates, nitrates, chlorides and phosphates, and organic acid salts such as acetates and oxalates. The mixed salt aqueous solution can be prepared, for example, by adding copper and nickel salt to water at a ratio such that a predetermined stoichiometric ratio is obtained, and stirring and mixing.

沈殿剤としては、例えば、アンモニア、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドなどが挙げられる。   Examples of the precipitant include ammonia and tetramethylammonium hydroxide.

次いで、この方法では、得られた共沈物(ニッケルおよび銅の合金の前駆体(水酸化物)の沈殿)を、必要によりろ過および水洗し、複合酸化物と混合する。   Then, in this method, the obtained coprecipitate (precipitation of nickel and copper alloy precursor (hydroxide)) is optionally filtered and washed with water and mixed with the composite oxide.

ニッケルおよび銅の合金の前駆体(水酸化物)の沈殿と、複合酸化物との混合割合は、例えば、ニッケルおよび銅の合金の前駆体(水酸化物)の沈殿および複合酸化物の総量100質量部に対して、ニッケルおよび銅の合金の前駆体(水酸化物)の沈殿が、例えば、10〜35質量部、好ましくは、15〜25質量部であり、複合酸化物が、例えば、65〜90質量部、好ましくは、75〜85質量部である。   The mixing ratio of the precursor (hydroxide) of the nickel and copper alloy to the composite oxide is, for example, the precipitation of the precursor of the nickel and copper (hydroxide) and the total amount of the composite oxide of 100. Precipitation of nickel and copper alloy precursor (hydroxide) is, for example, 10 to 35 parts by mass, preferably 15 to 25 parts by mass, and the composite oxide is, for example, 65 parts by mass. -90 mass parts, Preferably, it is 75-85 mass parts.

次いで、この方法では、得られた混合物を、必要により乾燥させ、その後、還元雰囲気下において焼成する。   Next, in this method, the obtained mixture is dried as necessary, and then calcined in a reducing atmosphere.

還元雰囲気としては、上記と同様の還元雰囲気が挙げられ、具体的には、例えば、5〜10体積%の水素を含有する窒素雰囲気などが挙げられる。   Examples of the reducing atmosphere include the same reducing atmosphere as described above, and specific examples include a nitrogen atmosphere containing 5 to 10% by volume of hydrogen.

また、焼成条件としては、上記と同様の焼成条件が挙げられ、具体的には、加熱温度が、例えば、600〜1000℃、好ましくは、700〜850℃であり、加熱時間が、例えば、1〜8時間、好ましくは、3〜5時間である。   Moreover, as baking conditions, the baking conditions similar to the above are mentioned, Specifically, heating temperature is 600-1000 degreeC, for example, Preferably, it is 700-850 degreeC, and heating time is, for example, 1 -8 hours, preferably 3-5 hours.

これにより、複合酸化物に担持されたニッケルおよび銅の合金を得ることができる。   Thereby, an alloy of nickel and copper supported on the composite oxide can be obtained.

また、ニッケルおよび銅からなる合金を複合酸化物に担持させる方法として、例えば、上記の方法によりニッケルおよび銅の合金の前駆体(水酸化物)の沈殿を生成させ、その沈殿が生成している溶媒(沈殿剤)中に、複合酸化物を上記割合で配合および混合した後、蒸発および乾固させ、その後、上記した還元雰囲気下において焼成する方法も挙げられる。   Further, as a method of supporting an alloy composed of nickel and copper on a composite oxide, for example, a precipitate of a precursor (hydroxide) of an alloy of nickel and copper is generated by the above method, and the precipitate is generated. A method of mixing and mixing the composite oxide in the solvent (precipitating agent) in the above ratio, evaporating and drying, and then firing in the reducing atmosphere described above is also included.

さらに、例えば、複合酸化物として、スピネル型複合酸化物が用いられる場合には、ニッケルおよび銅と、スピネル型複合酸化物を構成する元素(例えば、マグネシウムおよびアルミニウム)とを含有する水酸化物、好ましくは、ハイドロタルサイト型水酸化物(ニッケルおよび銅の合金、および、複合酸化物の前駆体)を、還元雰囲気下において焼成する方法が挙げられる。   Further, for example, when a spinel type composite oxide is used as the composite oxide, a hydroxide containing nickel and copper and an element (for example, magnesium and aluminum) constituting the spinel type composite oxide, Preferably, a method of firing a hydrotalcite type hydroxide (an alloy of nickel and copper and a precursor of a composite oxide) in a reducing atmosphere is exemplified.

ハイドロタルサイト型水酸化物は、具体的には、例えば、下記一般式(5)で表される。   Specifically, the hydrotalcite-type hydroxide is represented by the following general formula (5), for example.

(Ni1−gCu0.5Mg2.5Al(OH)1/2CO 2−・2HO (5)
(式中、gは、0.2〜0.8を示す。)
一般式(5)において、gで示されるCuの原子割合は、0.2〜0.8の範囲である。
(Ni 1-g Cu g ) 0.5 Mg 2.5 Al (OH) 8 1 / 2CO 3 2 · 2H 2 O (5)
(In the formula, g represents 0.2 to 0.8.)
In General formula (5), the atomic ratio of Cu shown by g is the range of 0.2-0.8.

このようなハイドロタルサイト型水酸化物を製造するには、例えば、まず、上記した各元素(ハイドロタルサイト型水酸化物を構成する元素)の塩を所定の化学量論比で含む混合塩水溶液を調製し、この混合塩水溶液を沈殿剤に加えて共沈させた後、得られた共沈物を乾燥後、熱処理する。   In order to produce such a hydrotalcite type hydroxide, for example, first, a mixed salt containing a salt of each of the above elements (elements constituting the hydrotalcite type hydroxide) in a predetermined stoichiometric ratio. An aqueous solution is prepared, and this mixed salt aqueous solution is added to a precipitant to cause coprecipitation, and then the obtained coprecipitate is dried and then heat treated.

各元素の塩としては、例えば、上記した無機塩、上記した有機酸塩などが挙げられる。また、混合塩水溶液は、例えば、各元素の塩を、所定の化学量論比となるような割合で水に加えて、攪拌混合することにより調製することができる。   Examples of the salt of each element include the inorganic salts described above and the organic acid salts described above. Further, the mixed salt aqueous solution can be prepared, for example, by adding the salt of each element to water at a ratio that gives a predetermined stoichiometric ratio and stirring and mixing.

その後、この混合塩水溶液を、上記した沈殿剤に加えて共沈させ、得られた共沈物を、必要により水洗し、例えば、80〜150℃、好ましくは、100〜120℃で、例えば、8〜24時間、好ましくは、10〜12時間乾燥させる。   Thereafter, this mixed salt aqueous solution is coprecipitated with the above-mentioned precipitating agent, and the obtained coprecipitate is washed with water as necessary, for example, at 80 to 150 ° C., preferably at 100 to 120 ° C., for example, Dry for 8-24 hours, preferably 10-12 hours.

そして、これにより得られたハイドロタルサイト型水酸化物を、上記した還元雰囲気下において焼成する。これにより、スピネル型複合酸化物に、ニッケルおよび銅からなる合金が担持された排ガス浄化用触媒を得ることができる。   And the hydrotalcite type hydroxide obtained by this is baked in the above-mentioned reducing atmosphere. Thereby, it is possible to obtain an exhaust gas purifying catalyst in which an alloy composed of nickel and copper is supported on a spinel type complex oxide.

なお、排ガス浄化用触媒を製造する方法としては、上記した方法に限定されず、種々の方法を採用することができる。   The method for producing the exhaust gas purifying catalyst is not limited to the above-described method, and various methods can be employed.

排ガス浄化用触媒において、複合酸化物に対するニッケルおよび銅の合金の担持量(ニッケルおよび銅の総量)は、複合酸化物と合金との総量100質量部に対して、6〜35質量部、好ましくは、10〜30質量部、さらに好ましくは、10〜20質量部である。また、複合酸化物と合金との総量100質量部に対して、ニッケルが、例えば、3〜12質量部、好ましくは、6〜9質量部であり、銅が、例えば、3〜12質量部、好ましくは、6〜9質量部である。   In the exhaust gas purifying catalyst, the amount of nickel and copper alloy supported on the composite oxide (total amount of nickel and copper) is 6 to 35 parts by weight, preferably 100 parts by weight of the total amount of composite oxide and alloy, 10 to 30 parts by mass, and more preferably 10 to 20 parts by mass. Moreover, nickel is 3-12 mass parts with respect to 100 mass parts of total amounts of complex oxide and an alloy, Preferably, it is 6-9 mass parts, Copper is 3-12 mass parts, for example, Preferably, it is 6-9 mass parts.

合金の担持量が、上記下限未満では、排気ガス(酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)および窒素酸化物(NO)など)を十分に浄化できない場合がある。 If the amount of the alloy supported is less than the lower limit, exhaust gas (carbon oxide (CO), hydrocarbon (HC), nitrogen oxide (NO x ), etc.) may not be sufficiently purified.

また、ニッケルおよび銅の合金が複合酸化物に担持された排ガス浄化用触媒の平均粒子径(結晶子径)(測定法:X線回折分析およびシェラ−の式)は、例えば、8〜17nm、好ましくは、8〜13nmであり、比表面積(BET比表面積)は、例えば、100〜160m/g、好ましくは、130〜160m/gである。 The average particle diameter (crystallite diameter) (measurement method: X-ray diffraction analysis and Scherrer formula) of the exhaust gas-purifying catalyst in which an alloy of nickel and copper is supported on the composite oxide is, for example, 8 to 17 nm, Preferably, it is 8-13 nm, and a specific surface area (BET specific surface area) is 100-160 m < 2 > / g, for example, Preferably, it is 130-160 m < 2 > / g.

また、このようにして得られる排ガス浄化用触媒(ニッケルおよび銅の合金、ニッケルおよび銅の合金が担持された複合酸化物)は、そのまま用いることもできるが、例えば、触媒担体上に担持させるなど、公知の方法により、触媒化合物として調製されることもできる。   Further, the exhaust gas-purifying catalyst (nickel and copper alloy, composite oxide on which nickel and copper alloy are supported) thus obtained can be used as it is, for example, supported on a catalyst carrier. The catalyst compound can also be prepared by a known method.

触媒担体としては、特に限定されず、例えば、コージェライトなどからなるハニカム状のモノリス担体など、公知の触媒担体が挙げられる。   The catalyst carrier is not particularly limited, and examples thereof include known catalyst carriers such as a honeycomb monolith carrier made of cordierite.

触媒担体上に担持させるには、例えば、まず、得られた排ガス浄化用触媒に、水を加えてスラリーとした後、触媒担体上にコーティングし、乾燥させ、その後、約300〜800℃、好ましくは、約300〜600℃で熱処理する。   For carrying on the catalyst carrier, for example, first, water is added to the obtained exhaust gas-purifying catalyst to form a slurry, which is then coated on the catalyst carrier, dried, and then about 300 to 800 ° C., preferably Is heat-treated at about 300-600 ° C.

なお、このような場合には、排ガス浄化用触媒は、必要により、アルミナや複合酸化物(例えば、ペロブスカイト型複合酸化物、蛍石型複合酸化物など)などの公知の耐熱性酸化物と併用することができる。   In such a case, the exhaust gas purifying catalyst is used in combination with known heat-resistant oxides such as alumina and complex oxides (for example, perovskite complex oxide, fluorite complex oxide, etc.) if necessary. can do.

そして、このようにして得られる排ガス浄化用触媒は、ニッケルおよび銅からなる合金と、合金を担持する複合酸化物とを含み、複合酸化物に対する合金の担持量が、合金および複合酸化物の総量100質量部に対して、6〜35質量部であるので、とりわけ、炭化水素(HC)を効率よく浄化することができる。   The exhaust gas purifying catalyst thus obtained includes an alloy composed of nickel and copper and a composite oxide supporting the alloy, and the amount of the alloy supported on the composite oxide is the total amount of the alloy and the composite oxide. Since it is 6-35 mass parts with respect to 100 mass parts, especially hydrocarbon (HC) can be purified efficiently.

また、このような排ガス浄化用触媒では、安価で入手可能なニッケルおよび銅が活性成分として含まれているため、コスト性に優れる。   Further, such an exhaust gas purifying catalyst is excellent in cost because it contains nickel and copper which are available at low cost as active components.

そのため、このような排ガス浄化用触媒は、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関や、ボイラなどから排出される排ガスを浄化するため、とりわけ、内燃機関の三元触媒として、好適に用いることができる。   Therefore, such an exhaust gas purifying catalyst is preferably used particularly as a three-way catalyst for an internal combustion engine in order to purify exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine or a boiler. Can do.

次に、本発明を実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。   Next, although this invention is demonstrated based on an Example and a comparative example, this invention is not limited by the following Example.

実施例1
硝酸銅(II)・3水和物2.4558gと、硝酸ニッケル(II)・6水和物4.4789gと、硝酸マグネシウム・6水和物3.2579gと、硝酸アルミニウム・9水和物19.2598gとを約30mLの水に溶解し、得られた溶液を、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド400mL中に5mL/minで滴下した後、2時間攪拌し、一晩熟成させることにより、沈殿(前駆体)を生成させた。
Example 1
Copper (II) nitrate trihydrate 2.4558 g, Nickel nitrate (II) hexahydrate 4.4789 g, Magnesium nitrate hexahydrate 3.2579 g, Aluminum nitrate nonahydrate 19 2598 g was dissolved in about 30 mL of water, and the resulting solution was dropped into 400 mL of tetramethylammonium hydroxide at 5 mL / min, stirred for 2 hours, and aged overnight to precipitate (precursor). ) Was generated.

次いで、得られた沈殿(前駆体)を吸引ろ過し、オーブンにおいて、110℃で12時間乾燥させ、乳鉢で粉砕することにより、(Ni0.6Cu0.40.5Mg0.25Al(OH)1/2CO 2−・2HOの粉末を製造した。 Subsequently, the obtained precipitate (precursor) is filtered by suction, dried in an oven at 110 ° C. for 12 hours, and pulverized in a mortar to obtain (Ni 0.6 Cu 0.4 ) 0.5 Mg 0.25. A powder of Al (OH) 4 1 / 2CO 3 2 · 2H 2 O was produced.

次いで、得られた(Ni0.6Cu0.40.5Mg0.25Al(OH)1/2CO 2−・2HOを5g秤量し、石英ボード上で、還元雰囲気(5体積%H/N)において、850℃で5時間焼成した。 Next, 5 g of the obtained (Ni 0.6 Cu 0.4 ) 0.5 Mg 0.25 Al (OH) 4 1 / 2CO 3 2 · 2H 2 O was weighed and reduced on a quartz board ( 5 vol% H 2 / N 2 ) and calcined at 850 ° C. for 5 hours.

これにより、Ni−Cu合金を担持するMg0.5Alからなる排ガス浄化用触媒の粉末を得た。 As a result, an exhaust gas purifying catalyst powder made of Mg 0.5 Al 2 O 4 carrying a Ni—Cu alloy was obtained.

得られた粉末において、Ni−Cu合金の担持濃度が30.5質量%、Niの担持濃度は17.7質量%、Cuの担持濃度は12.8質量%であり、NiおよびCuのモル比は、Ni:Cu=60:40であった。   In the obtained powder, the supported concentration of Ni—Cu alloy was 30.5 mass%, the supported concentration of Ni was 17.7 mass%, the supported concentration of Cu was 12.8 mass%, and the molar ratio of Ni and Cu Was Ni: Cu = 60: 40.

また、Cu−Ni合金を担持する複合酸化物(2MgO・(1/2)MgAl)において、Mgの含有量は、Alに対して、2.5倍モルであり、具体的には、複合酸化物の総量100質量部に対して、6.1質量部であった。 Further, in the composite oxide (2MgO · (1/2) MgAl 2 O 4 ) supporting the Cu—Ni alloy, the Mg content is 2.5 times mol with respect to Al. Specifically, The amount was 6.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the composite oxide.

また、得られたCu−Ni合金を担持する複合酸化物の結晶子径をX線回折装置およびシェラーの式により求めたところ、13.1nmであった。   Further, the crystallite diameter of the composite oxide supporting the obtained Cu—Ni alloy was found to be 13.1 nm by an X-ray diffractometer and Scherrer's equation.

実施例2
硝酸銅(II)・3水和物1.5211gと、硝酸ニッケル(II)・6水和物2.7743gと、硝酸マグネシウム・6水和物4.0366gと、硝酸アルミニウム・9水和物23.8600gとを約30mLの水に溶解し、得られた溶液を、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド400mL中に5mL/minで滴下した後、2時間攪拌し、一晩熟成させることにより、沈殿(前駆体)を生成させた。
Example 2
Copper (II) nitrate trihydrate 1.5211 g, Nickel nitrate (II) hexahydrate 2.7743 g, Magnesium nitrate hexahydrate 4.0366 g, Aluminum nitrate 9 hydrate 23 8600 g was dissolved in about 30 mL of water, and the obtained solution was dropped into 400 mL of tetramethylammonium hydroxide at 5 mL / min, stirred for 2 hours, and aged overnight to precipitate (precursor). ) Was generated.

次いで、得られた沈殿(前駆体)を吸引ろ過し、オーブンにおいて、110℃で12時間乾燥させ、乳鉢で粉砕することにより、(Ni0.6Cu0.40.25Mg0.25Al(OH)・2HOの粉末を製造した。 Subsequently, the obtained precipitate (precursor) is suction filtered, dried in an oven at 110 ° C. for 12 hours, and pulverized in a mortar to obtain (Ni 0.6 Cu 0.4 ) 0.25 Mg 0.25. A powder of Al (OH) 4 .2H 2 O was produced.

次いで、得られた(Ni0.6Cu0.40.25Mg0.25Al(OH)・2HOを5g秤量し、石英ボード上で、還元雰囲気(5体積%H/N)において、850℃で5時間焼成した。 Next, 5 g of the obtained (Ni 0.6 Cu 0.4 ) 0.25 Mg 0.25 Al (OH) 4 .2H 2 O was weighed and reduced on a quartz board (5% by volume H 2 / N 2 ) and calcined at 850 ° C. for 5 hours.

これにより、Ni−Cu合金を担持するMg0.5Alからなる排ガス浄化用触媒の粉末を得た。 As a result, an exhaust gas purifying catalyst powder made of Mg 0.5 Al 2 O 4 carrying a Ni—Cu alloy was obtained.

得られた粉末において、Ni−Cu合金の担持濃度が18.9質量%、Niの担持濃度は11.0質量%、Cuの担持濃度は7.9質量%であり、NiおよびCuのモル比は、Ni:Cu=60:40であった。   In the obtained powder, the supported concentration of Ni—Cu alloy was 18.9% by mass, the supported concentration of Ni was 11.0% by mass, the supported concentration of Cu was 7.9% by mass, and the molar ratio of Ni and Cu Was Ni: Cu = 60: 40.

また、Cu−Ni合金を担持する複合酸化物(2MgO・(1/2)MgAl)において、Mgの含有量は、Alに対して、2.5倍モルであり、具体的には、複合酸化物の総量100質量部に対して、7.6質量部であった。 Further, in the composite oxide (2MgO · (1/2) MgAl 2 O 4 ) supporting the Cu—Ni alloy, the Mg content is 2.5 times mol with respect to Al. Specifically, The amount of the composite oxide was 7.6 parts by mass with respect to 100 parts by mass.

また、得られたCu−Ni合金を担持する複合酸化物の結晶子径をX線回折装置およびシェラーの式により求めたところ、10.4nmであった。   Further, the crystallite diameter of the obtained composite oxide carrying the Cu—Ni alloy was determined by an X-ray diffractometer and Scherrer's formula to be 10.4 nm.

実施例3
硝酸銅(II)・3水和物0.8637gと、硝酸ニッケル(II)・6水和物1.5753gと、硝酸マグネシウム・6水和物4.5834gと、硝酸アルミニウム・9水和物27.0960gとを約30mLの水に溶解し、得られた溶液を、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド400mL中に5mL/minで滴下した後、2時間攪拌し、一晩熟成させることにより、沈殿(前駆体)を生成させた。
Example 3
Copper (II) nitrate trihydrate 0.8637 g, Nickel nitrate (II) hexahydrate 1.5753 g, Magnesium nitrate hexahydrate 4.5834 g, Aluminum nitrate 9 hydrate 27 0.0960 g was dissolved in about 30 mL of water, and the resulting solution was dropped into 400 mL of tetramethylammonium hydroxide at 5 mL / min, stirred for 2 hours, and aged overnight to precipitate (precursor). ) Was generated.

次いで、得られた沈殿(前駆体)を吸引ろ過し、オーブンにおいて、110℃で12時間乾燥させ、乳鉢で粉砕することにより、(Ni0.6Cu0.40.125Mg0.25Al(OH)・3/4CO 2−2HOの粉末を製造した。 Next, the obtained precipitate (precursor) is suction filtered, dried in an oven at 110 ° C. for 12 hours, and pulverized in a mortar, thereby (Ni 0.6 Cu 0.4 ) 0.125 Mg 0.25 was prepared al (OH) 3 · 3 / 4CO 3 powder of 2-2H 2 O.

次いで、得られた(Ni0.6Cu0.40.125Mg0.25Al(OH)・3/4CO 2−2HOを5g秤量し、石英ボード上で、還元雰囲気(5体積%H/N)において、850℃で5時間焼成した。 Subsequently, the obtained (Ni 0.6 Cu 0.4) to 0.125 Mg 0.25 Al (OH) 3 · 3 / 4CO 3 2- 2H 2 O and 5g weighed on a quartz board, a reducing atmosphere ( 5 vol% H 2 / N 2 ) and calcined at 850 ° C. for 5 hours.

これにより、Ni−Cu合金を担持するMg0.5Alからなる排ガス浄化用触媒の粉末を得た。 As a result, an exhaust gas purifying catalyst powder made of Mg 0.5 Al 2 O 4 carrying a Ni—Cu alloy was obtained.

得られた粉末において、Ni−Cu合金の担持濃度が10.7質量%、Niの担持濃度は6.2質量%、Cuの担持濃度は4.5質量%であり、NiおよびCuのモル比は、Ni:Cu=60:40であった。   In the obtained powder, the supported concentration of Ni—Cu alloy was 10.7 mass%, the supported concentration of Ni was 6.2 mass%, the supported concentration of Cu was 4.5 mass%, and the molar ratio of Ni and Cu Was Ni: Cu = 60: 40.

また、Cu−Ni合金を担持する複合酸化物(2MgO・(1/2)MgAl)において、Mgの含有量は、Alに対して、2.5倍モルであり、具体的には、複合酸化物の総量100質量部に対して、8.6質量部であった。 Further, in the composite oxide (2MgO · (1/2) MgAl 2 O 4 ) supporting the Cu—Ni alloy, the Mg content is 2.5 times mol with respect to Al. Specifically, The total amount of the composite oxide was 8.6 parts by mass.

また、得られたCu−Ni合金を担持する複合酸化物の結晶子径をX線回折装置およびシェラーの式により求めたところ、9.8nmであった。   Further, the crystallite diameter of the composite oxide supporting the obtained Cu—Ni alloy was determined to be 9.8 nm by an X-ray diffractometer and Scherrer's equation.

比較例1
硝酸銅(II)・3水和物0.4630gと、硝酸ニッケル(II)・6水和物0.8557gと、硝酸マグネシウム・6水和物4.9140gと、硝酸アルミニウム・9水和物29.0506gとを約30mLの水に溶解し、得られた溶液を、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド400mL中に5mL/minで滴下した後、2時間攪拌し、一晩熟成させることにより、沈殿(前駆体)を生成させた。
Comparative Example 1
Copper (II) nitrate trihydrate 0.4630 g, Nickel nitrate (II) hexahydrate 0.8557 g, Magnesium nitrate hexahydrate 4.9140 g, Aluminum nitrate 9 hydrate 29 0.0506 g was dissolved in about 30 mL of water, and the resulting solution was added dropwise to 400 mL of tetramethylammonium hydroxide at 5 mL / min, stirred for 2 hours, and aged overnight to precipitate (precursor). ) Was generated.

次いで、得られた沈殿(前駆体)を吸引ろ過し、オーブンにおいて、110℃で12時間乾燥させ、乳鉢で粉砕することにより、(Ni0.6Cu0.40.0625Mg0.25Al(OH)・3/5CO 2−2HOの粉末を製造した。 Next, the obtained precipitate (precursor) is suction filtered, dried in an oven at 110 ° C. for 12 hours, and pulverized in a mortar to obtain (Ni 0.6 Cu 0.4 ) 0.0625 Mg 0.25. was prepared al (OH) 3 · 3 / 5CO 3 powder of 2-2H 2 O.

次いで、得られた(Ni0.6Cu0.40.0625Mg0.25Al(OH)・3/5CO 2−2HOを5g秤量し、石英ボード上で、還元雰囲気(5体積%H/N)において、850℃で5時間焼成した。 Subsequently, the obtained (Ni 0.6 Cu 0.4) 0.0625 a Mg 0.25 Al (OH) 3 · 3 / 5CO 3 2- 2H 2 O and 5g weighed on a quartz board, a reducing atmosphere ( 5 vol% H 2 / N 2 ) and calcined at 850 ° C. for 5 hours.

これにより、Ni−Cu合金を担持するMg0.5Alからなる排ガス浄化用触媒の粉末を得た。 As a result, an exhaust gas purifying catalyst powder made of Mg 0.5 Al 2 O 4 carrying a Ni—Cu alloy was obtained.

得られた粉末において、Ni−Cu合金の担持濃度が5.7質量%、Niの担持濃度は3.3質量%、Cuの担持濃度は2.4質量%であり、NiおよびCuのモル比は、Ni:Cu=60:40であった。   In the obtained powder, the supported concentration of Ni—Cu alloy was 5.7% by mass, the supported concentration of Ni was 3.3% by mass, the supported concentration of Cu was 2.4% by mass, and the molar ratio of Ni and Cu. Was Ni: Cu = 60: 40.

また、Cu−Ni合金を担持する複合酸化物(2MgO・(1/2)MgAl)において、Mgの含有量は、Alに対して、2.5倍モルであり、具体的には、複合酸化物の総量100質量部に対して、9.2質量部であった。 Further, in the composite oxide (2MgO · (1/2) MgAl 2 O 4 ) supporting the Cu—Ni alloy, the Mg content is 2.5 times mol with respect to Al. Specifically, The amount of the composite oxide was 9.2 parts by mass with respect to 100 parts by mass.

また、得られたCu−Ni合金を担持する複合酸化物の結晶子径をX線回折装置およびシェラーの式により求めたところ、12.9nmであった。   Further, the crystallite diameter of the obtained composite oxide carrying the Cu—Ni alloy was determined by an X-ray diffractometer and Scherrer's formula to be 12.9 nm.

比較例2
θアルミナ4.85gと、硝酸銅(II)・3水和物0.2881gと、硝酸ニッケル(II)・6水和物0.3792gとを、ホットスターラー(回転数250〜300rpm)により120℃で混合した。
Comparative Example 2
θ Alumina 4.85 g, copper (II) nitrate trihydrate 0.2881 g, nickel nitrate (II) hexahydrate 0.3792 g was heated to 120 ° C. with a hot stirrer (rotation speed 250 to 300 rpm). Mixed.

次いで、得られた混合物を焼成した。なお、焼成では、混合物を、300℃まで1時間かけて昇温した後、650℃まで1時間かけて昇温し、その後、650℃で1時間保持した。   The resulting mixture was then fired. In firing, the mixture was heated to 300 ° C. over 1 hour, then heated to 650 ° C. over 1 hour, and then held at 650 ° C. for 1 hour.

これにより、NiおよびCuが担持されたAlからなる排ガス浄化用触媒の粉末を得た。 As a result, an exhaust gas purifying catalyst powder made of Al 2 O 3 supporting Ni and Cu was obtained.

得られた粉末において、Niの担持濃度は1.5質量%、Cuの担持濃度は1.5質量%であった。   In the obtained powder, the supported concentration of Ni was 1.5% by mass, and the supported concentration of Cu was 1.5% by mass.

各実施例および各比較例における排ガス浄化用触媒の組成を表1に示す。   Table 1 shows the composition of the exhaust gas purifying catalyst in each Example and each Comparative Example.

Figure 2013111525
評価
(ニッケルおよび銅からなる合金の効果)
実施例1〜3、比較例1および2において得られた排ガス浄化用触媒の粉末を、0.5〜1.0mmのサイズのペレットに成型して試験片を調製した。
Figure 2013111525
Evaluation (Effect of alloy consisting of nickel and copper)
Exhaust gas purifying catalyst powders obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were molded into pellets having a size of 0.5 to 1.0 mm to prepare test pieces.

表2に示す組成のモデルガスを用いて、このモデルガスの燃焼(空燃比A/F=14.5)によって排出される排気ガス(温度:600℃、流速:2.5L/min)を各試験片に供給し、各試験片の、HC(THC:全炭化水素)の浄化率を測定した。   Using a model gas having the composition shown in Table 2, each exhaust gas (temperature: 600 ° C., flow rate: 2.5 L / min) exhausted by combustion of this model gas (air-fuel ratio A / F = 14.5) It supplied to the test piece and measured the purification rate of HC (THC: total hydrocarbon) of each test piece.

その結果を、図1に示す。   The result is shown in FIG.

Figure 2013111525
図1より、実施例1〜3で得られた、複合酸化物に対する合金の担持量が、合金および複合酸化物の総量100質量部に対して、6〜35質量部である排ガス浄化用触媒は、比較例1および2で得られた、複合酸化物に対する合金の担持量が、上記の範囲に含まれない排ガス浄化用触媒に比べて、HC浄化率に優れることが確認された。
Figure 2013111525
From FIG. 1, the exhaust gas purifying catalyst obtained in Examples 1 to 3 is 6 to 35 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the alloy and the complex oxide. It was confirmed that the amount of the alloy supported on the composite oxide obtained in Comparative Examples 1 and 2 was excellent in the HC purification rate compared to the exhaust gas purification catalyst not included in the above range.

Claims (1)

ニッケルおよび銅からなる合金と、前記合金を担持する複合酸化物とを含み、
前記複合酸化物に対する前記合金の担持量が、前記合金および前記複合酸化物の総量100質量部に対して、6〜35質量部であることを特徴とする、排ガス浄化用触媒。
An alloy composed of nickel and copper, and a composite oxide supporting the alloy,
The exhaust gas purifying catalyst, wherein the amount of the alloy supported on the composite oxide is 6 to 35 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the alloy and the composite oxide.
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