JP2017023999A - Catalyst for exhaust purification - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To propose a catalyst for exhaust purification using an apatite compound, capable of effectively inhibiting the sintering of metal catalyst particles.SOLUTION: The present invention provides a catalyst comprising an apatite compound represented by formula (1): A(B'O)B"X(1) (A is at least one metal element selected from rare earth, Sr, Ba and Ca; B' is Si or P, or both of them; B" is a metal element; X is O or OH, or both of them; when a valence of B" is M and a valence of X is N, -2≤M×a+N×b<0; 0<a≤2; 0<b≤2)SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、内燃機関から排出される排気ガスを浄化するために用いることができる排気ガス浄化触媒、特にアパタイト化合物を含有する排気ガス浄化触媒に関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification catalyst that can be used for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas purification catalyst containing an apatite compound.

ガソリンを燃料とする自動車等の内燃機関の排気ガス中には、炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)等の有害成分が含まれているため、それぞれの有害成分を、酸化還元反応を用いて浄化して排気する必要がある。例えば炭化水素(HC)は酸化して水と二酸化炭素に転化させ、一酸化炭素(CO)は酸化して二酸化炭素に転化させ、窒素酸化物(NOx)は還元して窒素に転化させて浄化する必要がある。   The exhaust gas of internal combustion engines such as automobiles that use gasoline as fuel contains harmful components such as hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NOx). It is necessary to purify the components using an oxidation-reduction reaction and exhaust the components. For example, hydrocarbons (HC) are oxidized and converted to water and carbon dioxide, carbon monoxide (CO) is oxidized and converted to carbon dioxide, and nitrogen oxides (NOx) are reduced and converted to nitrogen for purification. There is a need to.

このような内燃機関からの排気ガスを処理するための触媒(以下「排気ガス浄化触媒」と称する)として、CO、HC及びNOxを酸化還元することができる三元触媒(Three way catalysts:TWC)が用いられている。   As a catalyst for treating exhaust gas from such an internal combustion engine (hereinafter referred to as “exhaust gas purification catalyst”), a three-way catalyst (Three way catalysts: TWC) capable of oxidizing and reducing CO, HC and NOx. Is used.

この種の三元触媒としては、例えば高い表面積を有するアルミナ多孔質体などの耐火性酸化物多孔質体に貴金属を担持し、これを基材、例えば耐火性セラミック又は金属製ハニカム構造で出来ているモノリス型基材に担持したり、或いは、耐火性粒子に担持したりしたものが知られている。   As this type of three-way catalyst, for example, a noble metal is supported on a refractory oxide porous body such as an alumina porous body having a high surface area, and this is made of a base material such as a refractory ceramic or a metal honeycomb structure. It is known that it is supported on a monolith type substrate or supported on refractory particles.

この際、触媒活性成分としての貴金属と基材との結合力はそれ程強くないため、基材に貴金属を直接担持させようとしても十分な担持量を確保することは難しい。そこで、十分な量の触媒活性成分を基材の表面に担持させるために、高い比表面積を有する触媒担体に貴金属を担持させることが行われている。   At this time, since the bonding force between the noble metal as the catalytic active component and the substrate is not so strong, it is difficult to ensure a sufficient loading amount even if the noble metal is directly supported on the substrate. Therefore, in order to support a sufficient amount of the catalytically active component on the surface of the substrate, a noble metal is supported on a catalyst carrier having a high specific surface area.

触媒担体としては、従来から、シリカやアルミナ、チタニア化合物などの耐火性無機酸化物からなる多孔質体が知られている。また近年、耐熱性に優れており、しかも、担持している金属触媒粒子のシンタリングを防止できる触媒担体として、アパタイト型複合酸化物からなる触媒担体が注目されている。   Conventionally, porous bodies made of refractory inorganic oxides such as silica, alumina and titania compounds are known as catalyst carriers. In recent years, a catalyst carrier made of an apatite-type composite oxide has attracted attention as a catalyst carrier that is excellent in heat resistance and can prevent sintering of the supported metal catalyst particles.

アパタイト型複合酸化物からなる触媒担体として、例えば特許文献1(特開平7−24323号公報)には、一般式M10・(ZO46・X2(Mの一部または全部が周期表の1B族及び/又は8族から選ばれた1種または2種以上の遷移金属、好ましくは銅,コバルト,ニッケル及び/又は鉄から選ばれた1種または2種以上の遷移金属であり、かつこれら遷移金属を0.5から10wt%含有したもの。Zは3〜7価の陽イオン、Xは1〜3価の陰イオンを表す。)で表わされるアパタイト化合物からなる触媒担体が開示されている。 As a catalyst carrier made of an apatite-type composite oxide, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-24323) discloses a general formula M 10 · (ZO 4 ) 6 · X 2 (a part or all of M is a periodic table. One or more transition metals selected from Group 1B and / or Group 8 of the above, preferably one or more transition metals selected from copper, cobalt, nickel and / or iron, and A catalyst carrier comprising an apatite compound represented by the formula (1) containing 0.5 to 10 wt% of these transition metals, Z represents a 3 to 7 valent cation and X represents a 1 to 3 valent anion. Yes.

特許文献2(特開2007−144412号公報)には、比較的低温状態でも排気ガスの浄化効果が達成され、高温域でも三元触媒としての浄化性能が達成される触媒として、(Laa−x)(Si6−y)O27−zで示される複合酸化物と、該複合酸化物に固溶体化しているか又は担持されている貴金属成分とからなり、低温活性が高く、且つ耐熱性に優れ、安定した排気ガス浄化性能を得ることができる排気ガス浄化用触媒が開示されている。 Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-144212) discloses (La a-) as a catalyst that achieves an exhaust gas purification effect even in a relatively low temperature state and achieves a purification performance as a three-way catalyst even in a high temperature range. xM x ) (Si 6-y N y ) O 27-z and a noble metal component that is solid solution or supported on the composite oxide, has high low-temperature activity, and An exhaust gas purification catalyst that is excellent in heat resistance and can obtain stable exhaust gas purification performance is disclosed.

特許文献3(特開2011−16124号公報)には、一般式(Aa−w−xM')(Si6−y)O27−z(式中、AはLa及びPrの少なくとも1種の元素の陽イオン、MはBa、Ca及びSrの少なくとも1種の元素の陽イオン、M'はNd、Y、Al、Pr、Ce、Sr、Li及びCaの少なくとも1種の元素の陽イオン、NはFe、Cu及びAlの少なくとも1種の元素の陽イオン、6≦a≦10、0<w<5、0≦x<5、0<w+x≦5、0≦y≦3、0≦z≦3、A≠M'、AがLaの陽イオンである場合にはx≠0である)で示される複合酸化物と、該複合酸化物に固溶体化しているか又は担持されている貴金属成分とからなる排気ガス浄化用触媒が開示されている。 Patent Document 3 (JP 2011-16124), the general formula (A a-w-x M w M 'x) (Si 6-y N y) O 27-z ( wherein, A is La and Cation of at least one element of Pr, M is a cation of at least one element of Ba, Ca and Sr, M ′ is at least one of Nd, Y, Al, Pr, Ce, Sr, Li and Ca N is a cation of at least one element of Fe, Cu and Al, 6 ≦ a ≦ 10, 0 <w <5, 0 ≦ x <5, 0 <w + x ≦ 5, 0 ≦ y ≦ 3, 0 ≦ z ≦ 3, A ≠ M ′, and when A is a La cation, x ≠ 0) and a solid solution or supported by the composite oxide An exhaust gas purifying catalyst comprising a precious metal component is disclosed.

特許文献4(特開2013−6170号公報)には、一般式A10(PO)(OH)(式中、AはSr、Ba及びCaの少なくとも1種である)で表されるアパタイト化合物に貴金属成分が担持されてなる排気ガス浄化用触媒が開示されている。 In Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2013-6170), it is represented by the general formula A 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 (wherein A is at least one of Sr, Ba and Ca). An exhaust gas purifying catalyst in which a noble metal component is supported on an apatite compound is disclosed.

特開平7−24323号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-24323 特開2007−144412号公報JP 2007-144212 A 特開2011−16124号公報JP 2011-16124 A 特開2013−6170号公報JP 2013-6170 A

前記特許文献4に開示されているアパタイト化合物を用いた排気ガス浄化用触媒、すなわち、一般式A10(PO)(OH)(式中、AはSr、Ba及びCaの少なくとも1種である)で表されるアパタイト化合物に貴金属成分が担持されてなる排気ガス浄化用触媒は、周期的なリッチ又はリーン条件下で燃料を供給して燃焼させる内燃機関において、排気ガス中に含まれているTHC、NOxに対して低温域から高温域まで高い浄化性能を発揮することができるという優れた特徴を有している。しかしその一方で、当該アパタイト化合物は、自動車等の使用環境下で使用されると、担持している金属触媒粒子がシンタリングして劣化し易いという課題を抱えていた。 Exhaust gas purification catalyst using apatite compound disclosed in Patent Document 4, that is, general formula A 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 (wherein A is at least one of Sr, Ba and Ca) The exhaust gas purifying catalyst in which a noble metal component is supported on an apatite compound represented by the formula (1) is included in exhaust gas in an internal combustion engine that supplies and burns fuel under periodic rich or lean conditions. It has an excellent feature that it can exhibit high purification performance from low temperature to high temperature for THC and NOx. On the other hand, however, the apatite compound has a problem that when it is used in an environment such as an automobile, the supported metal catalyst particles are easily sintered and deteriorated.

そこで本発明の目的は、所定のアパタイト化合物を用いた排気ガス浄化用触媒に関し、自動車等の使用環境下で使用されても劣化し難い、新たな排気ガス浄化用触媒を提案することにある。   Accordingly, an object of the present invention relates to an exhaust gas purification catalyst using a predetermined apatite compound, and is to propose a new exhaust gas purification catalyst that hardly deteriorates even when used in an environment such as an automobile.

本発明は、式(1):A10(B’O)B”a(式(1)中、Aは希土類、Sr、Ba及びCaからなる群の中から選択される1種又は2種以上の金属元素であり、B’はSi又はP又はこれら両方であり、B”は金属元素であり、XはO又はOH又はこれら両方である。かつ、B”の価数をM、Xの価数をNとしたとき、−2≦M×a+N×b<0の関係式を満たし、0<a≦2であり、0<b≦2である。)で表されるアパタイト化合物を含有することを特徴とする排気ガス浄化用触媒を提案する。 The present invention relates to formula (1): A 10 (B′O 4 ) 6 B ″ a X b (wherein A is one selected from the group consisting of rare earth, Sr, Ba and Ca) Or two or more metal elements, B ′ is Si or P, or both, B ″ is a metal element, X is O or OH, or both, and the valence of B ″ is M , When the valence of X is N, it satisfies the relational expression of −2 ≦ M × a + N × b <0, and 0 <a ≦ 2 and 0 <b ≦ 2.) The present invention proposes an exhaust gas purifying catalyst characterized by containing the above.

本発明が提案する排気ガス浄化用触媒は、前記特許文献4等に開示されている所定のアパタイト化合物に触媒活性金属を担持してなる触媒活性種が表面に担持されるタイプの触媒に比べ、自動車等の使用環境下で繰り返し使用されても、例えばアパタイト化合物が高温加熱された後に冷却されると、金属元素B”のイオン(「B”イオン」と称する)が、上記式(1)で表されるアパタイト化合物中に存在する六方チャネル内から析出したり、固溶したりする性質を示すことにより、排気ガス浄化性能の劣化を有効に抑えることができる点で優れている。   The exhaust gas purifying catalyst proposed by the present invention is compared with a catalyst of a type in which a catalytically active species formed by supporting a catalytically active metal on a predetermined apatite compound disclosed in Patent Document 4 is supported on the surface, Even if the apatite compound is repeatedly used in a use environment such as an automobile, if the apatite compound is cooled after being heated at a high temperature, ions of the metal element B ″ (referred to as “B” ions ”) are expressed by the above formula (1). By exhibiting the property of precipitating from the hexagonal channel present in the apatite compound represented, or being dissolved, it is excellent in that the deterioration of the exhaust gas purification performance can be effectively suppressed.

すなわち、本発明が提案する排気ガス浄化用触媒は、少なくとも製造直後の初期状態(常温常圧状態)では、触媒活性種として機能する金属元素B”イオンがアパタイト化合物の六方チャネル内に存在し、外部の雰囲気が変化する自動車などでの使用環境、例えば高温加熱と急冷が繰り返される使用環境においては、該金属元素B”イオンが固溶と表面析出を繰り返すという特徴を有している。このように、金属元素B”イオンが、上記式(1)で表されるアパタイト化合物中に存在する六方チャネルへの出入りを繰り返すため、前記の触媒活性種が表面に担持されるタイプに比べ、金属元素B”がシンタリングしやすい環境下に置かれる頻度が少なくなり、その結果、排気ガス浄化性能の劣化を抑えることができる。   That is, in the exhaust gas purification catalyst proposed by the present invention, at least in the initial state immediately after production (normal temperature and normal pressure state), the metal element B ″ ion that functions as a catalytically active species is present in the hexagonal channel of the apatite compound, In an environment where the external atmosphere changes such as in an automobile, for example, in an environment where high temperature heating and rapid cooling are repeated, the metal element B ″ ions are repeatedly dissolved and surface precipitated. Thus, since the metal element B ″ ions repeatedly enter and exit the hexagonal channel present in the apatite compound represented by the above formula (1), compared to the type in which the catalytically active species is supported on the surface, The frequency with which the metal element B ″ is placed in an environment where sintering is easy to occur is reduced, and as a result, deterioration of the exhaust gas purification performance can be suppressed.

なお、一般式ABO3で表されるペロブスカイト型酸化物構造内にPdなどの触媒活性種が固溶・析出することで、当該触媒活性種のシンタリングが抑制されることが知られている。しかし、このペロブスカイト型酸化物構造内への触媒活性種の固溶・析出は構造骨格を形成するBサイトで起こるため、ペロブスカイト型酸化物構造のBサイトを占有していた触媒活性種が析出すると、構造骨格の一部が崩壊するため、結晶学的に不安定であった。これに対し、本発明が提案する排気ガス浄化用触媒は、上述のように、触媒活性種として機能する金属元素B”イオンが、上記式(1)で表されるアパタイト化合物中に存在する六方チャネル内に存在しており、高温加熱と冷却が繰り返されると、該金属元素B”イオンが当該六方チャネルから出入りするため、構造骨格が崩壊することなく、結晶学的に安定であるという点でも優れている。 It is known that sintering of catalytically active species such as Pd is suppressed by solid solution and precipitation in the perovskite oxide structure represented by the general formula ABO 3 . However, since the solid solution / precipitation of the catalytically active species into the perovskite oxide structure occurs at the B site forming the structural skeleton, the catalytically active species that occupied the B site of the perovskite oxide structure is deposited. The crystal structure was unstable because a part of the structural skeleton collapsed. In contrast, in the exhaust gas purifying catalyst proposed by the present invention, as described above, the metal element B ″ ion that functions as a catalytically active species exists in the apatite compound represented by the above formula (1). When the high temperature heating and cooling are repeated in the channel and the metal element B ″ ions enter and exit the hexagonal channel, the structural skeleton does not collapse and is crystallographically stable. Are better.

実施例1で得られたサンプルの高温X線回折の測定結果であり、1100℃まで昇温後、冷却した時の各温度で測定したXRDパターンである。It is a measurement result of the high temperature X-ray diffraction of the sample obtained in Example 1, and is an XRD pattern measured at each temperature when it is cooled to 1100 ° C. and then cooled.

次に、実施の形態例に基づいて本発明を説明する。但し、本発明が次に説明する実施形態に限定されるものではない。   Next, the present invention will be described based on an embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment described below.

<本アパタイト化合物>
本発明の実施形態の一例に係るアパタイト化合物(「本アパタイト化合物」と称する)は、式(1):A10(B’O)B”a(式(1)中、Aは希土類、Sr、Ba及びCaからなる群の中から選択される1種又は2種以上の金属元素であり、B’はSi又はP又はこれら両方であり、B”は金属元素であり、XはO又はOH又はこれら両方である。かつ、B”の価数をM、Xの価数をNとしたとき、−2≦M×a+N×b<0の関係式を満たし、0<a≦2であり、0<b≦2である。)で表されるアパタイト化合物である。
<This apatite compound>
The apatite compound (referred to as “the present apatite compound”) according to an example of the embodiment of the present invention has the formula (1): A 10 (B′O 4 ) 6 B ″ a X b (wherein A is One or more metal elements selected from the group consisting of rare earth, Sr, Ba and Ca, B ′ is Si and / or P, B ″ is a metal element, and X is O or OH, or both. When the valence of B ″ is M and the valence of X is N, the relational expression −2 ≦ M × a + N × b <0 is satisfied, and 0 <a ≦ 2 And 0 <b ≦ 2.).

式(1)で表されるアパタイト化合物において、aとbは上述の関係にあるから、チャージバランスの点から、当該アパタイト化合物において金属元素B”イオンは固溶しており、少なくとも製造直後の初期状態における常温常圧状態下では、B”イオンはすべて、上記式(1)で表されるアパタイト化合物、すなわち上記式(1)で表される結晶構造からなるアパタイト化合物中に存在する六方チャネル内に存在しており、担持された状態とは区別される。
なお、粉末X線回析から求めたa軸格子定数を確認することによって、金属元素B”イオンが、上記式(1)で表されるアパタイト化合物中に存在する六方チャネル内に存在しているか、或いは、担持されているかを区別することができる。
In the apatite compound represented by the formula (1), a and b are in the above-described relationship. From the viewpoint of charge balance, the metal element B ″ ion is dissolved in the apatite compound, and at least the initial state immediately after the production. Under normal temperature and normal pressure conditions, all B ″ ions are present in the apatite compound represented by the above formula (1), that is, in the hexagonal channel existing in the apatite compound having the crystal structure represented by the above formula (1). And is distinguished from the carried state.
Whether the metal element B ″ ion is present in the hexagonal channel present in the apatite compound represented by the above formula (1) by confirming the a-axis lattice constant obtained from powder X-ray diffraction. Alternatively, it can be distinguished whether it is carried.

式(1)において「A」は、希土類に属する元素(すなわちLa、Sc、Y、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)、Sr、Ba及びCaからなる群の中から選択される1種又は2種以上の金属元素であればよい。これらの金属元素はアパタイト化合物中ではイオンの状態で存在する。
なお、後述する実施例では、AとしてCaの場合の実施例が示されているが、アパタイト化合物中でAイオンは、(B’O)ユニットの間に存在し、結晶の単位格子の大きさを決めるため、Caのようにイオン半径が大きい元素であれば単位格子が大きくなり、その分チャネルの空隙が広がると考えることができるから、Caの代わりに上記元素を使用してもCaと同様の効果を得ることができるものと考えることができる。
In the formula (1), “A” represents an element belonging to a rare earth (ie, La, Sc, Y, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu). Any one or more metal elements selected from the group consisting of Sr, Ba and Ca may be used. These metal elements exist in an ionic state in the apatite compound.
In the examples described later, examples in which Ca is used as A are shown. However, in the apatite compound, A ions exist between (B′O 4 ) units, and the size of the unit cell of the crystal is large. Therefore, if the element has a large ionic radius, such as Ca, the unit cell becomes larger and the channel voids can be considered to be expanded accordingly. It can be considered that the same effect can be obtained.

式(1)において「B’」は、Si又はP又はこれら両方であればよい。これらの元素はアパタイト化合物中ではイオンの状態で存在する。
なお、後述する実施例では、B’としてPの場合の実施例が示されているが、(PO)イオンと(SiO)イオンはイオン半径が同様であることから、Pの代わりに或いはPと共にSiを使用しても、Pと同様の効果を得ることができる。
In the formula (1), “B ′” may be Si, P, or both. These elements exist in an ionic state in the apatite compound.
In the example described later, an example in which P is used as B ′ is shown. However, since (PO 4 ) ions and (SiO 4 ) ions have the same ion radius, instead of P or Even if Si is used together with P, the same effect as P can be obtained.

式(1)において、「B”」は、金属元素、中でも触媒活性種として機能する金属元素であればよい。例えば、Cu、Co、Mn、Fe及びNiからなる群から選ばれる一種又は二種以上の金属元素を挙げることができる。これらの金属元素はアパタイト化合物中ではイオンの状態で存在する。
なお、後述する実施例では、触媒活性種の中でもシンタリングしやすいCuであっても、シンタリング抑制効果を確認することができたため、他の触媒活性種、例えばCo、Mn、Fe及びNiなどについても、Cuと同様、或いはそれ以上のシンタリング抑制効果を得ることができると考えられる。
In the formula (1), “B ″” may be a metal element, particularly a metal element that functions as a catalytically active species. For example, one or more metal elements selected from the group consisting of Cu, Co, Mn, Fe and Ni can be mentioned. These metal elements exist in an ionic state in the apatite compound.
In Examples described later, since the sintering suppressing effect could be confirmed even with Cu that is easy to sinter among catalytic active species, other catalytic active species such as Co, Mn, Fe, Ni, etc. As for Cu, it is considered that the same sintering suppression effect as Cu can be obtained.

式(1)において「X」は、O又はOH又はこれら両方であればよい。これらは、アパタイト化合物中では酸化物イオンまたは水酸化物イオンの状態で存在する。   In the formula (1), “X” may be O, OH, or both. These exist in the state of oxide ions or hydroxide ions in the apatite compound.

式(1)において、B”の価数をM、Xの価数をNとしたとき、−2≦M×a+N×b<0の関係式を満たし、且つ、0<a≦2及び0<b≦2を満たすものである。特に、排気ガス浄化性能向上の観点から、aに関しては0.5≦a≦2であるのが好ましく、1≦a≦2であるのがより好ましい。
なお、−2≦M×a+N×b<0の関係式を満たすということは、アパタイト化合物であるための電荷バランスを満足することを示すものである。よって、アパタイト化合物であればかかる関係式を満足するはずであり、かかる関係式から外れると、アパタイト化合物以外の異相や異物が生じる可能性がある。
In Formula (1), when the valence of B ″ is M and the valence of X is N, the relational expression −2 ≦ M × a + N × b <0 is satisfied, and 0 <a ≦ 2 and 0 < In particular, from the viewpoint of improving exhaust gas purification performance, a is preferably 0.5 ≦ a ≦ 2, and more preferably 1 ≦ a ≦ 2.
In addition, satisfying the relational expression of −2 ≦ M × a + N × b <0 indicates that the charge balance for the apatite compound is satisfied. Therefore, if it is an apatite compound, this relational expression should be satisfied, and if it deviates from this relational expression, there is a possibility that a different phase or foreign matter other than the apatite compound is generated.

例えば、本アパタイト化合物の好ましい一例として、Ca10(B’O)Cua(式中、B’はSi又はP又はこれら両方であり、0<a≦2であり、0<b≦2である。)で表されるアパタイト化合物を示すことができる。 For example, as a preferred example of the present apatite compound, Ca 10 (B′O 4 ) 6 Cu a O b (wherein B ′ is Si or P or both, 0 <a ≦ 2, 0 <b ≦ 2)).

(形状・色)
本アパタイト化合物は、粒子状、針状、棒状、他の形状であってもよい。
また、例えば金属元素B”としてCuを使用した場合、アパタイト化合物に銅を担持してなる触媒活性種が表面に担持されるタイプの場合は、粉末の色が略黒色を呈するのに対し、本アパタイト化合物は「A」の種類によって赤色、紫色、青色等の色味を呈する特徴を有しており、色の点でも、触媒活性種が表面に担持されるタイプとは区別することができる。
(Shape / color)
The apatite compound may be in the form of particles, needles, rods, or other shapes.
Further, for example, when Cu is used as the metal element B ″, when the catalytically active species formed by supporting copper on the apatite compound is supported on the surface, the powder color is substantially black, The apatite compound has a characteristic of exhibiting a color such as red, purple, or blue depending on the type of “A”, and can be distinguished from the type in which the catalytically active species is supported on the surface in terms of color.

(機能的特徴)
本アパタイト化合物において、少なくとも製造直後の初期状態における常温常圧状態下では、金属元素B”イオンは、上記式(1)で表されるアパタイト化合物中に存在する六方チャネル内に存在する。
(Functional features)
In the present apatite compound, the metal element B ″ ions are present in the hexagonal channel existing in the apatite compound represented by the above formula (1) at least under normal temperature and normal pressure conditions in the initial state immediately after production.

この際、金属元素B”イオンが、上記式(1)で表されるアパタイト化合物中に存在する六方チャネル内に存在するか否かは、粉末X線回折から求めたa軸格子定数から判断することができる。例えば、B”としてCuを用いた場合において、製造直後の初期状態における常温常圧状態で求めた本アパタイト化合物のa軸格子定数を「L’」とし、Cuイオンが六方チャネル内に存在しないアパタイト化合物、言い換えればCuを含有しないアパタイト化合物の常温常圧の状態で求めたa軸格子定数を「L」とした場合、金属元素Cuイオンが六方チャネル内に存在すれば、Cuの含有量に応じて、L’≦L+0.01nmの関係式を満足することになる。よって、L’がかかる関係式を満足していれば、金属元素Cuイオンが上記式(1)で表されるアパタイト化合物中に存在する六方チャネル内に存在することを確認することができる。   At this time, whether or not the metal element B ″ ion is present in the hexagonal channel present in the apatite compound represented by the above formula (1) is determined from the a-axis lattice constant obtained from powder X-ray diffraction. For example, when Cu is used as B ″, the a-axis lattice constant of the present apatite compound obtained at normal temperature and normal pressure in the initial state immediately after production is set to “L ′”, and Cu ions are contained in the hexagonal channel. If the a-axis lattice constant determined in the normal temperature and normal pressure state of the apatite compound not containing Cu, in other words the Cu-free apatite compound, is “L”, if the metal element Cu ion is present in the hexagonal channel, Depending on the content, the relational expression L ′ ≦ L + 0.01 nm is satisfied. Therefore, if L ′ satisfies this relational expression, it can be confirmed that the metal element Cu ions are present in the hexagonal channel existing in the apatite compound represented by the above formula (1).

また、本アパタイト化合物におけるB”イオンは、外部の雰囲気の変化で、該六方チャネルを出入りする。すなわち、高温加熱と冷却が繰り返されると、金属元素B”イオンは該六方チャネルへの出入りを繰り返すことになる。
より具体的には、本アパタイト化合物は、大気雰囲気下で加熱されると、金属元素B”イオンは、上記式(1)で表されるアパタイト化合物中に存在する六方チャネルから外に析出するようになり、1100℃付近まで加熱された後に急冷すると、金属元素B”イオンは該六方チャネル内に存在した状態となる。その一方で、1100℃付近まで加熱された後に徐々に冷却(「徐冷」とも称する)されると、金属元素B”イオンは該六方チャネルの外に析出するという挙動を示す。
In addition, B ″ ions in the apatite compound enter and exit the hexagonal channel due to changes in the external atmosphere. That is, when high-temperature heating and cooling are repeated, the metal element B ″ ions repeatedly enter and exit the hexagonal channel. It will be.
More specifically, when the apatite compound is heated in an air atmosphere, the metal element B ″ ions are precipitated out of the hexagonal channel existing in the apatite compound represented by the above formula (1). When the metal element B ″ ions are rapidly cooled after being heated to around 1100 ° C., the metal element B ″ ions are present in the hexagonal channel. On the other hand, when heated to about 1100 ° C. and then gradually cooled (also referred to as “slow cooling”), the metal element B ″ ions behave out of the hexagonal channel.

よって、例えば、本アパタイト化合物を大気雰囲気下1100℃で加熱した後、例えば100℃/minの降温速度で室温まで冷却(急冷)すると、上記アパタイト化合物におけるB”イオンは、上記式(1)で表されるアパタイト化合物中に存在する六方チャネル内に存在する状態を示す一方、本アパタイト化合物を大気雰囲気下1100℃で加熱した後、例えば10℃/minの降温速度で室温まで徐々に冷却すると、当該B”イオンは該六方チャネルの外に析出した状態を示すことになる。   Therefore, for example, when the apatite compound is heated at 1100 ° C. in the air atmosphere and then cooled (rapidly cooled) to room temperature at a temperature decrease rate of, for example, 100 ° C./min, B ″ ions in the apatite compound are represented by the above formula (1). While showing the state existing in the hexagonal channel present in the represented apatite compound, after heating the apatite compound at 1100 ° C. in an air atmosphere, for example, gradually cooling to room temperature at a temperature decrease rate of 10 ° C./min, The B ″ ions will be deposited outside the hexagonal channel.

この際、上記のように、例えばB”としてCuを用いた場合において、製造直後の初期状態における常温常圧状態で求めた本アパタイト化合物のa軸格子定数を「L’」とし、Cuイオンが該六方チャネル内に存在しないアパタイト化合物、言い換えればCuを含有しないアパタイト化合物の常温常圧の状態で求めたa軸格子定数を「L」とした場合、本アパタイト化合物を大気雰囲気下1100℃で加熱した後、10℃/minの降温速度で室温まで徐冷すると、当該Cuイオンは該六方チャネルの外に存在する状態となるから、この場合のa軸格子定数LはLに近づき、L=L±0.0002nmとなる。
他方、本アパタイト化合物を大気雰囲気下1100℃で加熱した後、100℃/minの降温速度で室温まで急冷すると、上記アパタイト化合物におけるCuイオンは該六方チャネル内に存在するから、この場合のa軸格子定数LはL’に近づき、L=L’±0.0002nmとなる。
At this time, as described above, for example, when Cu is used as B ″, the a-axis lattice constant of the apatite compound obtained in the initial state immediately after production at normal temperature and normal pressure is “L ′”, and the Cu ion is When the a-axis lattice constant of the apatite compound that does not exist in the hexagonal channel, in other words, the apatite compound not containing Cu is “L”, the apatite compound is heated at 1100 ° C. in an air atmosphere. Then, when the temperature is gradually cooled to room temperature at a rate of 10 ° C./min, the Cu ions are present outside the hexagonal channel. In this case, the a-axis lattice constant L 1 approaches L, and L 1 = L ± 0.0002 nm.
On the other hand, when the apatite compound is heated at 1100 ° C. in an air atmosphere and then rapidly cooled to room temperature at a rate of 100 ° C./min, Cu ions in the apatite compound exist in the hexagonal channel. The lattice constant L 2 approaches L ′, and L 2 = L ′ ± 0.0002 nm.

なお、本発明でいう「高温加熱」及び「急冷」とは、使用する金属元素Aや金属元素B”や酸素分圧等によっても異なるため一概にはいえないが、例えば金属元素AとしてCaを用いて、金属元素B”としてCuを用いた場合には、500℃以上で加熱することを高温加熱といい、50℃/min以上で降温させることを急冷という。   It should be noted that “high temperature heating” and “rapid cooling” in the present invention are different depending on the metal element A and metal element B ”used, oxygen partial pressure, etc. When Cu is used as the metal element B ″, heating at 500 ° C. or more is called high-temperature heating, and lowering at 50 ° C./min or more is called rapid cooling.

以上のように、本アパタイト化合物は、製造直後の初期状態における常温常圧状態下では、触媒活性種として機能する金属元素B”イオンが、上記式(1)で表されるアパタイト化合物中に存在する六方チャネル内に存在する一方、加熱して500〜900℃程度(定常走行時の排気ガス温度領域)になると、当該金属元素B”イオンは該六方チャネルの外側に析出するため、触媒活性が高まるようになる。そして、さらに高温領域まで加熱されて1100℃程度に達した後に急冷すると、当該金属元素B”イオンは該六方チャネルの内側に戻るため、金属元素B”イオンがシンタリングしやすい環境下に置かれる頻度が少なく、排気ガス浄化性能の劣化を抑えることもできる。
また、自動車などにおける過酷な使用環境、すなわち高温加熱と冷却が繰り返される使用環境においては、当該金属元素B”イオンは、該六方チャネルへの出入りを繰り返すため、アパタイト化合物に触媒活性金属を担持してなる触媒活性種が表面に担持されるタイプに比べ、金属元素B”がシンタリングしやすい環境下に置かれる頻度が少なく、排気ガス浄化性能の劣化を抑えることができるという特徴を有している。
As described above, in the apatite compound, the metal element B ″ ion that functions as a catalytically active species exists in the apatite compound represented by the above formula (1) under normal temperature and normal pressure conditions in the initial state immediately after production. However, when heated to about 500 to 900 ° C. (exhaust gas temperature range during steady running), the metal element B ″ ions are deposited outside the hexagonal channel, so that the catalytic activity is increased. It will increase. When the metal element B ″ ion returns to the inside of the hexagonal channel when the metal element B ″ ion is rapidly cooled after being heated to a higher temperature region and reaching about 1100 ° C., it is placed in an environment where the metal element B ″ ion is easy to sinter. Infrequently, deterioration of exhaust gas purification performance can be suppressed.
Further, in a severe use environment such as in an automobile, that is, a use environment in which high temperature heating and cooling are repeated, the metal element B ″ ion repeatedly enters and exits the hexagonal channel, so that a catalytically active metal is supported on the apatite compound. Compared with the type in which the catalytically active species is supported on the surface, the metal element B ″ is less likely to be placed in an environment that is easy to sinter, and the deterioration of exhaust gas purification performance can be suppressed. Yes.

(製法)
本アパタイト化合物の製造方法の一例について説明する。但し、ここで説明する製法はあくまでも一例であって、本アパタイト化合物の製造方法が限定されるものではない。
(Manufacturing method)
An example of a method for producing the apatite compound will be described. However, the manufacturing method demonstrated here is an example to the last, and the manufacturing method of this apatite compound is not limited.

先ず、希土類、Sr、Ba又はCa又はこれらの2種類以上の金属イオンを含む化合物の水溶液Iを調製する。
この際、希土類、Sr、Ba又はCa又はこれらの2種類以上を含む化合物としては、例えば、それぞれの酢酸塩を用いることができる。Sr又はBaの酢酸塩を用いる場合には、硝酸等の酸を加えて溶解させることが好ましい。
他方、ケイ酸化合物またはリン酸化合物の少なくとも1種を水に溶解させて水溶液IIを調製する。
ケイ酸化合物としては、例えばシリカゾル等の珪酸塩が挙げられる。また、リン酸化合物としては、例えばリン酸二水素カリウム、リン酸二水素ナトリウム等を用いることができる。
First, an aqueous solution I of a compound containing rare earth, Sr, Ba, or Ca or two or more kinds of these metal ions is prepared.
Under the present circumstances, as a compound containing rare earth, Sr, Ba, Ca, or these 2 or more types, each acetate can be used, for example. When Sr or Ba acetate is used, it is preferable to add an acid such as nitric acid to dissolve it.
On the other hand, an aqueous solution II is prepared by dissolving at least one of a silicic acid compound or a phosphoric acid compound in water.
Examples of the silicate compound include silicates such as silica sol. Moreover, as a phosphoric acid compound, potassium dihydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, etc. can be used, for example.

次に、前記水溶液IIに対して、水溶液I及びアルカリ水溶液を同時に少量ずつ加えて、これらの混合水溶液をアルカリ性に保ちながら沈殿物を生成させる。
この際、混合水溶液のpHは13以上に保持することが好ましい。
滴下するアルカリ水溶液として、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の1〜2mol/L程度の水溶液を用いることができる。
Next, the aqueous solution I and the alkaline aqueous solution are added little by little to the aqueous solution II at the same time, and a precipitate is generated while keeping the mixed aqueous solution alkaline.
At this time, the pH of the mixed aqueous solution is preferably maintained at 13 or more.
As the alkaline aqueous solution to be dropped, for example, an aqueous solution of about 1 to 2 mol / L such as sodium hydroxide or potassium hydroxide can be used.

そして、このようにして得られる沈殿物を40〜90℃で12〜24時間程度熟成させた後、水洗し、ろ過し、30〜120℃で乾燥させてアパタイト化合物前駆体を得ることができる。   The precipitate thus obtained is aged at 40 to 90 ° C. for about 12 to 24 hours, washed with water, filtered, and dried at 30 to 120 ° C. to obtain an apatite compound precursor.

次に、上記アパタイト化合物を、触媒活性種として機能する金属元素B”を含有するB”溶液に含浸させ、蒸発乾固させて乾固物を得る。
この際、金属元素B”を含有するB”溶液としては、例えば硝酸塩溶液、酢酸塩溶液などを挙げることができる。
Next, the apatite compound is impregnated in a B ″ solution containing a metal element B ″ that functions as a catalytically active species, and evaporated to dryness to obtain a dried product.
At this time, examples of the B ″ solution containing the metal element B ″ include a nitrate solution and an acetate solution.

さらに、前記乾固物を大気雰囲気や窒素雰囲気下、900〜1200℃、中でも金属元素B”をすべてチャネル内に固溶させる観点から1000〜1200℃が好ましく、1〜5時間焼成した後、急冷処理することで、本アパタイト化合物を得ることができる。
この際、急冷処理としては、50〜300℃/minの降温速度で冷却させるのが好ましく、中でも50℃/min以上或いは100℃/min以下の降温速度で冷却させるのがより好ましい。
Further, the dried product is preferably 900 to 1200 ° C. in an air atmosphere or a nitrogen atmosphere, and particularly preferably 1000 to 1200 ° C. from the viewpoint of dissolving all the metal element B ″ in the channel, and after quenching for 1 to 5 hours, it is rapidly cooled. The apatite compound can be obtained by treatment.
At this time, as the rapid cooling treatment, it is preferable to cool at a cooling rate of 50 to 300 ° C./min, and it is more preferable to cool at a cooling rate of 50 ° C./min or more or 100 ° C./min or less.

<用途>
本アパタイト化合物は、そのままの状態で三元触媒として使用することができる。
<Application>
The apatite compound can be used as it is as a three-way catalyst.

また、本アパタイト化合物では、六方チャネル内に存在させることができる金属元素B”の量には限界があるため、金属元素B”のような触媒活性種をさらに担持させて、触媒性能を高めることもできる。
この際、担持させる触媒活性種としては、金属元素B”として挙げたCu、Co、Mn、Fe、Niのほか、Ag、Pt、Pd、Rhを挙げることができる。
また、触媒活性種を本アパタイト化合物に担持させる方法は、公知の方法を採用することができる。例えば、粉末又はスラリー状の本アパタイト化合物を、金属元素B”を含むB”溶液(塩基性又は酸性の溶液)に浸漬するか又は金属元素B”を含有するB”溶液と混合して金属元素B”を本アパタイト化合物に吸着させ、加熱して蒸発乾固させ、次いで焼成すればよい。但し、この方法に限定するもではない。
この際、触媒活性種の追加担持量は特に制限するものではない。例えばアパタイト化合物の質量を基準にして0.1〜20質量%程度であるのが好ましい。
Further, in the present apatite compound, since the amount of the metal element B ″ that can be present in the hexagonal channel is limited, a catalytically active species such as the metal element B ″ is further supported to improve the catalyst performance. You can also.
In this case, examples of the catalytically active species to be supported include Ag, Pt, Pd, and Rh in addition to Cu, Co, Mn, Fe, and Ni mentioned as the metal element B ″.
Moreover, a well-known method can be employ | adopted as the method of making this apatite compound carry | support catalyst active species. For example, the present apatite compound in a powder or slurry state is immersed in a B ″ solution (basic or acidic solution) containing a metal element B ″ or mixed with a B ″ solution containing a metal element B ″ to form a metal element B ″ may be adsorbed on the apatite compound, heated to evaporate to dryness, and then fired. However, the method is not limited to this method.
At this time, the additional supported amount of the catalytically active species is not particularly limited. For example, it is preferably about 0.1 to 20% by mass based on the mass of the apatite compound.

また、本アパタイト化合物は、他の触媒、すなわち担体成分に触媒活性種を担持してなる構成を備えた触媒粒子と混合して使用することもできる。
この際、上記担体成分としては、例えばアルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、アルミノ−シリケート類、アルミナ−ジルコニア、アルミナ−クロミア、アルミナ−セリアおよびチタニアから選択される化合物からなる多孔質体などを挙げることができる。
また、上記触媒活性種としては、例えばパラジウム、白金、ロジウム、金、銀、ルテニウム、イリジウム、ニッケル、マンガン、鉄、セリウム、コバルト、銅、オスミウム、ストロンチウム等を挙げることができる。
The apatite compound can also be used by mixing with other catalysts, that is, catalyst particles having a structure in which a catalytic component is supported on a carrier component.
In this case, examples of the carrier component include a porous body composed of a compound selected from alumina, silica, silica-alumina, alumino-silicates, alumina-zirconia, alumina-chromia, alumina-ceria, and titania. Can do.
Examples of the catalytically active species include palladium, platinum, rhodium, gold, silver, ruthenium, iridium, nickel, manganese, iron, cerium, cobalt, copper, osmium, and strontium.

<本触媒>
本アパタイト化合物は、例えば必要に応じてOSC材と、その他の成分と混合した上で、ペレット状などの適宜形状に成形して、単独で触媒(「本触媒成分」と称する)として用いることもできるし、また、セラミックス又は金属材料からなる基材に担持された形態の排気ガス浄化用触媒(「本触媒」と称する)として用いることもできる。
<This catalyst>
The apatite compound may be used as a catalyst (referred to as “the present catalyst component”) by mixing with an OSC material and other components, if necessary, and forming into an appropriate shape such as a pellet. It can also be used as an exhaust gas purifying catalyst (referred to as “the present catalyst”) in a form supported on a base material made of ceramics or a metal material.

上記OSC材、すなわち酸素ストレージ能(OSC:Oxygen Storage Capacity)を有する助触媒(OSC材)としては、例えばセリウム酸化物、ジルコニウム酸化物、セリア・ジルコニア複合酸化物などを挙げることができる。   Examples of the OSC material, that is, a promoter (OSC material) having oxygen storage capacity (OSC) include cerium oxide, zirconium oxide, ceria-zirconia composite oxide, and the like.

本触媒成分は、以上の成分のほか、安定剤など、他の成分を含むことができる。
上記安定剤としては、例えばアルカリ土類金属やアルカリ金属を挙げることができる。中でも、マグネシウム、バリウム、ホウ素、トリウム、ハフニウム、ケイ素、カルシウムおよびストロンチウムから成る群から選択される金属のうちの一種又は二種以上を選択可能である。その中でも、PdOxが還元される温度が一番高い、つまり還元されにくいという観点から、バリウムが好ましい。
In addition to the above components, the present catalyst component can contain other components such as a stabilizer.
Examples of the stabilizer include alkaline earth metals and alkali metals. Of these, one or more metals selected from the group consisting of magnesium, barium, boron, thorium, hafnium, silicon, calcium, and strontium can be selected. Among these, barium is preferable from the viewpoint that the temperature at which PdOx is reduced is highest, that is, it is difficult to reduce.

また、本触媒成分は、バインダ−成分など、公知の添加成分を含んでいてもよい。
バインダ−成分としては、無機系バインダ−、例えばアルミナゾル等の水溶性溶液を使用することができる。
Further, the catalyst component may contain a known additive component such as a binder component.
As the binder component, an inorganic binder such as an aqueous solution such as alumina sol can be used.

(基材)
基材の材質としては、セラミックス等の耐火性材料や金属材料を挙げることができる。
セラミック製基材の材質としては、耐火性セラミック材料、例えばコージライト、コージライト−アルファアルミナ、窒化ケイ素、ジルコンムライト、アルミナ−シリカマグネシア、ケイ酸ジルコン、シリマナイト(sillimanite)、ケイ酸マグネシウム、ジルコン、ペタライト(petalite)、アルファアルミナおよびアルミノシリケート類などを挙げることができる。
(Base material)
Examples of the material of the substrate include refractory materials such as ceramics and metal materials.
Examples of the material for the ceramic substrate include refractory ceramic materials such as cordierite, cordierite-alpha alumina, silicon nitride, zircon mullite, alumina-silica magnesia, zircon silicate, sillimanite, magnesium silicate, zircon, Examples include petalite, alpha alumina, and aluminosilicates.

金属製基材の材質としては、耐火性金属、例えばステンレス鋼または鉄を基とする他の適切な耐食性合金などを挙げることができる。
基材の形状は、ハニカム状、ペレット状、球状を挙げることができる。
The material of the metal substrate can include refractory metals such as other suitable corrosion resistant alloys based on stainless steel or iron.
Examples of the shape of the substrate include a honeycomb shape, a pellet shape, and a spherical shape.

(本触媒の製法)
本触媒を製造するための一例として、本アパタイト化合物を、必要に応じて、触媒活性種、OSC材、安定剤、バインダ−成分などと混合し、水を加えて混合・撹拌してスラリーとし、得られたスラリーを例えばセラミックハニカム体などの基材に塗布し、これを焼成して、基材表面に触媒層を形成する方法などを挙げることができる。
また、上記スラリーを例えばセラミックハニカム体などの基材に塗布して触媒担体層を形成した後、これを触媒活性種の溶液に浸漬して、前記触媒担体層に触媒活性種を吸着させてこれを焼成して、基材表面に触媒層を形成する方法を挙げることもできる。
なお、本触媒を製造するための方法は公知のあらゆる方法を採用することが可能であり、上記例に限定するものではない。
(Production method of this catalyst)
As an example for producing the present catalyst, the present apatite compound is mixed with a catalytically active species, an OSC material, a stabilizer, a binder component, etc., if necessary, and water is added and mixed and stirred to form a slurry. Examples thereof include a method in which the obtained slurry is applied to a substrate such as a ceramic honeycomb body and fired to form a catalyst layer on the surface of the substrate.
The slurry is applied to a substrate such as a ceramic honeycomb body to form a catalyst carrier layer, which is then immersed in a solution of catalytically active species to adsorb the catalytically active species to the catalyst carrier layer. The method of baking and forming a catalyst layer on the substrate surface can also be mentioned.
In addition, the method for manufacturing this catalyst can employ | adopt all the well-known methods, and is not limited to the said example.

いずれの製法においても、触媒層は、単層であっても、二層以上の多層であってもよい。   In any of the production methods, the catalyst layer may be a single layer or a multilayer of two or more layers.

(三元触媒用途)
本触媒は、例えば自動車などの内燃機関から排出される排気ガスを浄化するために用いる三元触媒として利用することができる。すなわち、炭化水素(HC)は酸化して水と二酸化炭素に転化させ、一酸化炭素(CO)は酸化して二酸化炭素に転化させ、窒素酸化物(NOx)は還元して窒素に転化させて浄化することができる。
(Three-way catalyst application)
The present catalyst can be used as a three-way catalyst used for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an automobile. That is, hydrocarbon (HC) is oxidized and converted into water and carbon dioxide, carbon monoxide (CO) is oxidized and converted into carbon dioxide, and nitrogen oxide (NOx) is reduced and converted into nitrogen. Can be purified.

このように、本アパタイト化合物を自動車に搭載する三元触媒として使用すると、例えば次のようになる。すなわち、アクセルを踏み込んで、エンジンを高速回転させると、定常走行で触媒温度が500℃程度となり、触媒活性種が六方チャネルから析出し始め、排気ガス浄化性能が発揮する。さらにアクセルを踏み込み、触媒温度が1100℃程度まで上昇した後ブレーキをかけることで急冷すると、触媒活性種が再びチャネル内に戻ることとなる。このような自動車の実際の使用状況に応じて、触媒活性種が常に表面に析出することなく六方チャネル内を出入りするため、触媒活性種のシンタリングを抑制することができる。   Thus, when this apatite compound is used as a three-way catalyst mounted on an automobile, for example, the following occurs. That is, when the accelerator is depressed and the engine is rotated at a high speed, the catalyst temperature reaches about 500 ° C. in steady running, and the catalytically active species starts to precipitate from the hexagonal channel, thereby exhibiting exhaust gas purification performance. Further, when the accelerator is stepped on and the catalyst temperature rises to about 1100 ° C. and then rapidly cooled by applying a brake, the catalytically active species will return into the channel again. Depending on the actual use situation of such an automobile, since the catalytically active species always enters and exits the hexagonal channel without precipitating on the surface, sintering of the catalytically active species can be suppressed.

<語句の説明>
本明細書において「x〜y」(x,yは任意の数字)と表現する場合、特にことわらない限り「x以上y以下」の意と共に、「好ましくはxより大きい」或いは「好ましくはyより小さい」の意も包含する。
また、「x以上」(xは任意の数字)或いは「y以下」(yは任意の数字)と表現した場合、「xより大きいことが好ましい」或いは「y未満であることが好ましい」旨の意図も包含する。
<Explanation of words>
In the present specification, when expressed as “x to y” (x and y are arbitrary numbers), unless otherwise specified, “preferably greater than x” or “preferably y” with the meaning of “x to y”. It also includes the meaning of “smaller”.
Further, when expressed as “more than x” (x is an arbitrary number) or “y or less” (y is an arbitrary number), it is “preferably greater than x” or “preferably less than y”. Includes intentions.

以下、本発明を実施例、比較例に基づいてさらに詳述する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples and comparative examples.

<実施例1>
先ず、目的化合物の所定比となるように秤量した酢酸カルシウムを純水に溶解して透明水溶液Iを得た。次に、所定比になるように秤量したリン酸二水素カリウムを純水に溶解して得られた透明水溶液IIに上記の透明水溶液I及び2mol/Lの水酸化カリウム水溶液を同時に滴下した。この沈殿操作において、水溶液のpHを13以上に保持して沈澱物を得た。得られた沈殿物を60℃で24時間熟成させた後、水洗・ろ過し、60℃で12時間乾燥させて、中間物質Ca10(PO)(OH)を得た。
<Example 1>
First, calcium acetate weighed so as to have a predetermined ratio of the target compound was dissolved in pure water to obtain a transparent aqueous solution I. Next, the above transparent aqueous solution I and 2 mol / L potassium hydroxide aqueous solution were simultaneously added dropwise to a transparent aqueous solution II obtained by dissolving potassium dihydrogen phosphate weighed to a predetermined ratio in pure water. In this precipitation operation, the pH of the aqueous solution was maintained at 13 or higher to obtain a precipitate. The obtained precipitate was aged at 60 ° C. for 24 hours, then washed with water, filtered, and dried at 60 ° C. for 12 hours to obtain an intermediate substance Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 .

次に、Ca10(PO)Cu0.61.3となるように、Ca10(PO)(OH)を硝酸銅水溶液に含浸させた後、蒸発乾固させて乾固物を得た。さらに、この乾固物を1100℃で焼成した後、急冷処理してアパタイト化合物、すなわち排気ガス浄化用触媒(サンプル)を得た。
なお、触媒粉末の色は赤褐色であった。
Next, an aqueous solution of copper nitrate was impregnated with Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 so as to be Ca 10 (PO 4 ) 6 Cu 0.6 O 1.3, and then evaporated to dryness to dry. Solid material was obtained. Further, the dried product was calcined at 1100 ° C. and then rapidly cooled to obtain an apatite compound, that is, an exhaust gas purifying catalyst (sample).
The color of the catalyst powder was reddish brown.

<比較例1>
実施例1の中間物質として得たCa10(PO)(OH)に、Cu担持量3.7wt%(実施例1のCu固溶量相当)となるように硝酸銅水溶液に含浸させた後、蒸発乾固させ、600℃で焼成をして、排気ガス浄化用触媒(サンプル)を得た。なお、触媒粉末の色は黒色であった。
<Comparative Example 1>
Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 obtained as an intermediate substance in Example 1 was impregnated with an aqueous copper nitrate solution so that the Cu loading amount was 3.7 wt% (corresponding to the Cu solid solution amount in Example 1). Then, it was evaporated to dryness and baked at 600 ° C. to obtain an exhaust gas purifying catalyst (sample). In addition, the color of the catalyst powder was black.

<高温X線回折>
実施例1で得た排気ガス浄化用触媒(サンプル)について高温X線回折を測定し、Cuの固溶、析出挙動を評価した(図1)。測定条件は、大気雰囲気下、各温度間は20℃/minで昇降温し、測定温度に到達後5min間保持した後、10°/minのスキャン速度で回折線測定範囲を10〜60°とした。
<High temperature X-ray diffraction>
The exhaust gas purification catalyst (sample) obtained in Example 1 was measured for high temperature X-ray diffraction, and the solid solution and precipitation behavior of Cu was evaluated (FIG. 1). The measurement conditions are as follows: air temperature is increased / decreased at 20 ° C./min between each temperature, held for 5 min after reaching the measurement temperature, and the diffraction line measurement range is 10-60 ° at a scan rate of 10 ° / min. did.

図1から、実施例1で得た排気ガス浄化用触媒(サンプル)を加熱すると、到達温度700℃又は900℃においてCuOの析出が確認された。別途実施した熱分析の結果から、500〜900℃で重量増加が見られたことから、CuOの析出はCuイオンの酸化に伴うことが推定され、この温度域でCuOが析出するものと考えることができる。
また、加熱到達温度が1100℃になると、CuOの回折線が消失し、その後に徐冷すると再びCuOの回折線が現れることから、高温加熱した後に徐冷するとCuが六方チャネル内から再び析出することが分かった。
From FIG. 1, when the exhaust gas purification catalyst (sample) obtained in Example 1 was heated, CuO deposition was confirmed at an ultimate temperature of 700 ° C. or 900 ° C. From the results of thermal analysis conducted separately, an increase in weight was observed at 500 to 900 ° C., so it is estimated that CuO precipitation is accompanied by oxidation of Cu ions, and CuO is considered to precipitate at this temperature range. Can do.
Further, when the temperature reached by heating reaches 1100 ° C., the CuO diffraction line disappears, and when it is gradually cooled thereafter, the CuO diffraction line appears again. Therefore, when it is gradually cooled after heating at high temperature, Cu is precipitated again from within the hexagonal channel. I understood that.

<触媒活性種の固溶・析出挙動の検討>
実施例1及び比較例1で得た各排気ガス浄化用触媒(サンプル)を常温常圧で粉末X線回折して回折パターンを分析し、a軸方向の格子定数を算出した(表1の「実施例1」「比較例1」)。なお、実施例1で得た中間物質に関しても、同様に常温常圧で粉末X線回折して回折パターンを分析し、a軸方向の格子定数を算出した(表1の「中間物質」)。
また、実施例1で得た各排気ガス浄化用触媒(サンプル)を、大気雰囲気下1100℃で加熱した後、10℃/minの降温速度で室温まで冷却した状態で粉末X線回折し、回折パターンを分析し、a軸方向の格子定数を算出した(表1の「実施例1+加熱徐冷」)。
また、実施例1で得た各排気ガス浄化用触媒(サンプル)を、大気雰囲気下1100℃で加熱した後、100℃/minの降温速度で室温まで冷却した状態で粉末X線回折し、回折パターンを分析し、a軸方向の格子定数を算出した(表1の「実施例1+加熱急冷」)。
なお、それぞれの回折パターンにおいて、アパタイト化合物の最強線からa軸方向の格子定数を算出した。
<Examination of solid solution / precipitation behavior of catalytically active species>
Each exhaust gas purifying catalyst (sample) obtained in Example 1 and Comparative Example 1 was subjected to powder X-ray diffraction at room temperature and normal pressure to analyze a diffraction pattern, and a lattice constant in the a-axis direction was calculated ("Table 1" Example 1 "" Comparative Example 1 "). The intermediate material obtained in Example 1 was similarly subjected to powder X-ray diffraction at room temperature and normal pressure, and the diffraction pattern was analyzed to calculate the lattice constant in the a-axis direction (“Intermediate material” in Table 1).
Further, each exhaust gas purification catalyst (sample) obtained in Example 1 was heated at 1100 ° C. in an air atmosphere, and then cooled to room temperature at a temperature decrease rate of 10 ° C./min. The pattern was analyzed, and the lattice constant in the a-axis direction was calculated (“Example 1 + heated slow cooling” in Table 1).
Further, each exhaust gas purification catalyst (sample) obtained in Example 1 was heated at 1100 ° C. in an air atmosphere, and then cooled to room temperature at a temperature decrease rate of 100 ° C./min. The pattern was analyzed, and the lattice constant in the a-axis direction was calculated (“Example 1 + Heating rapid cooling” in Table 1).
In each diffraction pattern, the lattice constant in the a-axis direction was calculated from the strongest line of the apatite compound.

Figure 2017023999
Figure 2017023999

上記実施例及びこれまで発明者が行ってきた試験結果から、本発明が提案する排気ガス浄化用触媒は、少なくとも製造直後の初期状態における常温常圧状態下では、触媒活性種として機能する金属元素B”イオンがアパタイト化合物の六方チャネル内に存在していることを確認した。
次に、初期状態から加熱していくと、別途実施した熱分析の結果も合わせて考えると、500〜900℃付近にて金属元素B”イオンが六方チャネルから析出することが分かった。
さらに1100℃付近まで加熱した後、例えば100℃/minの降温速度で室温まで急冷すると、金属元素B”イオンはアパタイト化合物の六方チャネル内に存在したままとなる一方、1100℃付近まで加熱した後、例えば10〜20℃/minの降温速度で室温まで徐冷すると、金属元素B”イオンは六方チャネルの外に析出するという挙動を示すことが分かった。
From the above examples and the results of tests conducted by the inventors so far, the exhaust gas purifying catalyst proposed by the present invention is a metal element that functions as a catalytically active species at least under normal temperature and normal pressure conditions in the initial state immediately after production. It was confirmed that B ″ ions were present in the hexagonal channel of the apatite compound.
Next, when heating was performed from the initial state, it was found that the metal element B ″ ions were precipitated from the hexagonal channel in the vicinity of 500 to 900 ° C., considering the result of the thermal analysis performed separately.
After further heating to near 1100 ° C., for example, when rapidly cooled to room temperature at a rate of 100 ° C./min, the metal element B ″ ions remain in the hexagonal channel of the apatite compound, while after heating to near 1100 ° C. For example, when it was gradually cooled to room temperature at a temperature lowering rate of 10 to 20 ° C./min, it was found that the metal element B ″ ions behave out of the hexagonal channel.

このように、本発明が提案する排気ガス浄化用触媒は、初期状態では、B”イオンは六方チャネル内に存在する一方、外部の雰囲気の変化で六方チャネルを出入りする。例えば、自動車などでの過酷な使用環境、すなわち高温加熱と急冷が繰り返される使用環境においては、該金属元素B”イオンが固溶と表面析出を繰り返す。言い換えれば、六方チャネルへの出入りを繰り返すため、触媒活性種が表面に担持されるタイプに比べ、金属元素B”がシンタリング発生環境下に置かれる頻度が少なく、そのため、排気ガス浄化性能の劣化を抑えることができる。   As described above, in the exhaust gas purifying catalyst proposed by the present invention, in the initial state, B ″ ions exist in the hexagonal channel, but the hexagonal channel enters and exits due to changes in the external atmosphere. In a severe use environment, that is, a use environment in which high-temperature heating and rapid cooling are repeated, the metal element B ″ ion repeats solid solution and surface precipitation. In other words, since it repeatedly enters and exits the hexagonal channel, the metal element B ″ is less frequently placed in the sintering generation environment than the type in which the catalytically active species is supported on the surface, and therefore the exhaust gas purification performance is deteriorated. Can be suppressed.

<排気ガス浄化性能試験>
実施例1及び比較例1で得た各排気ガス浄化用触媒(サンプル)をペレット成形して粉砕し、それぞれふるい分けして355〜600μmの部分を採取した。その後、各々の0.2gをそれぞれ固定床流通反応装置(検出器:島津製作所製VMS-1000F及び堀場製作所製PG-240を使用)の反応器に入れて、表2に示す組成のモデルガスを1.4L/minで流通させて、100〜700℃の温度条件下での排気ガス浄化性能を、NO及びHCそれぞれについて評価した(1回目浄化能)。
その後、大気中で700℃で10分間、加熱保持し、50℃/minで室温まで降温させた後、さらに同様に表2に示す組成のモデルガスを1.4L/minで流通させて100〜700℃の温度条件下での排気ガス浄化性能を、NO及びHCそれぞれについて評価した(2回目排浄化能)。
以上のように、浄化性能評価を2回繰り返した時の500℃での浄化能維持率(2回目浄化能/1回目浄化能)をNO及びHCそれぞれについて表3に示した。
<Exhaust gas purification performance test>
Each exhaust gas purifying catalyst (sample) obtained in Example 1 and Comparative Example 1 was pelletized and pulverized, and each was sieved to collect a portion of 355 to 600 μm. Thereafter, 0.2 g of each was put into a reactor of a fixed bed flow reactor (detector: VMS-1000F manufactured by Shimadzu Corporation and PG-240 manufactured by Horiba Manufacturing Co., Ltd.), and model gas having the composition shown in Table 2 was added. The exhaust gas purification performance under a temperature condition of 100 to 700 ° C. was evaluated with respect to each of NO and HC (first purification ability) by circulating at 1.4 L / min.
Then, after heating and holding at 700 ° C. for 10 minutes in the atmosphere, the temperature was lowered to room temperature at 50 ° C./min, and a model gas having the composition shown in Table 2 was further circulated at 1.4 L / min in the same manner. The exhaust gas purification performance under a temperature condition of 700 ° C. was evaluated for each of NO and HC (second exhaust purification ability).
As described above, the purification capacity maintenance rate (second purification capacity / first purification capacity) at 500 ° C. when the purification performance evaluation was repeated twice is shown in Table 3 for NO and HC, respectively.

Figure 2017023999
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Figure 2017023999
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(考察)
実際の自動車等の使用環境である高温加熱と急冷が繰り返される環境においても、同様に排気ガス浄化性能の劣化を効果的に抑制しうることが分かる。上記試験は、排気ガス流量が増加する500℃での浄化能維持率を確認したものであり、比較例1よりも実施例1の方が排気ガス浄化性能が維持されることが示された。
(Discussion)
It can be seen that the deterioration of the exhaust gas purification performance can also be effectively suppressed in an environment where high-temperature heating and rapid cooling, which are actual usage environments of automobiles, are repeated. The above test confirmed the purification capacity maintenance rate at 500 ° C. at which the exhaust gas flow rate increased, and it was shown that the exhaust gas purification performance of Example 1 is maintained more than that of Comparative Example 1.

<実施例2〜3>
実施例1において、表4に示すCa10(PO)Cu(a=0.2〜1.0、b=1.1〜1.5)となるように硝酸銅水溶液に含浸させた以外、実施例1と同様にして排気ガス浄化用触媒(サンプル)を得た。いずれの触媒粉末の色も赤褐色であり、Cuの濃度に応じて色濃度が向上していた。
<Examples 2-3>
In Example 1, an aqueous copper nitrate solution was impregnated so that Ca 10 (PO 4 ) 6 Cu a O b (a = 0.2 to 1.0, b = 1.1 to 1.5) shown in Table 4 was obtained. Exhaust gas purifying catalyst (sample) was obtained in the same manner as in Example 1 except that. The color of any catalyst powder was reddish brown, and the color density was improved according to the Cu density.

<C-O反応(Light−off試験)>
酸化活性評価試験の前処理として、実施例1〜3の各排気ガス浄化用触媒(サンプル)0.1gに対して、1.5%O2/He(600℃)のガスを、ガス流量:500cm3/minの割合で10min流して、前処理を行った。
<C 3 H 6 -O 2 reaction (Light-off test)>
As a pretreatment for the C 3 H 6 oxidation activity evaluation test, a gas of 1.5% O 2 / He (600 ° C.) was used for 0.1 g of each exhaust gas purifying catalyst (sample) of Examples 1 to 3. Gas pre-treatment was carried out at a gas flow rate of 500 cm 3 / min for 10 min.

次に、実施例1〜3の各排気ガス浄化用触媒(サンプル)について、固定床流通型の反応装置を用いて、模擬排ガスによる浄化性能を評価した。すなわち、反応管内に、各排気ガス浄化用触媒(サンプル)0.1gを、各排気ガス浄化用触媒(サンプル)の前後にそれぞれ石英ウールを詰めてセットした。
そして、上記前処理の後、C1500ppm、O9000ppm、残部Heの組成からなる模擬排ガスを、総流量500cm3/minで前記反応管内に導入し、100℃から600℃まで10℃/minで連続昇温し、反応管出口における排出ガスを、四重極型質量分析計を用いて分析し、反応ガス中の成分組成を求めた。結果を表4に示した。なお、HCの浄化率は測定温度500℃での値を示した。
Next, the exhaust gas purification catalysts (samples) of Examples 1 to 3 were evaluated for purification performance with simulated exhaust gas using a fixed bed flow type reactor. That is, 0.1 g of each exhaust gas purification catalyst (sample) was set in the reaction tube, and quartz wool was packed before and after each exhaust gas purification catalyst (sample).
Then, after the pretreatment, a simulated exhaust gas having a composition of C 3 H 6 1500 ppm, O 2 9000 ppm and the balance He is introduced into the reaction tube at a total flow rate of 500 cm 3 / min, and 10 ° C. from 100 ° C. to 600 ° C. The temperature was continuously raised at / min, and the exhaust gas at the outlet of the reaction tube was analyzed using a quadrupole mass spectrometer to determine the component composition in the reaction gas. The results are shown in Table 4. In addition, the purification rate of HC showed the value in the measurement temperature of 500 degreeC.

Figure 2017023999
Figure 2017023999

(考察)
上記実施例及びこれまで発明者が行ってきた試験結果から、式(1):A10(B’O)B”で表されるアパタイト化合物に関して、0.5≦a≦2であるのが好ましく、1≦a≦2であるのがより好ましいと考えることができる。
(Discussion)
From the above examples and the results of tests conducted by the inventors so far, 0.5 ≦ a ≦ 2 with respect to the apatite compound represented by the formula (1): A 10 (B′O 4 ) 6 B ″ a X b It is preferable that 1 ≦ a ≦ 2 is more preferable.

なお、式(1):A10(B’O)B”aで表されるアパタイト化合物において、上記実施例は、AがCaの場合であるが、アパタイト化合物中でAイオンは、(B’O)ユニットの間に存在し、結晶の単位格子の大きさを決めるため、Caのようにイオン半径が大きい元素であれば、単位格子が大きくなり、その分チャネルの空隙が広がると考えることができる。よって、Caの代わりに、希土類、Sr、Ba、Caを使用しても、実施例と同様の効果を得ることができるものと考えることができる。
また、上記実施例では、B’としてPを使用しているが、(PO)イオンと(SiO)イオンはともに大きさが同様であることから、Pの代わりに或いはPと共にSiを使用しても、実施例と同様の効果を期待することができる。
In the apatite compound represented by the formula (1): A 10 (B′O 4 ) 6 B ″ a Xb , the above examples are cases where A is Ca, but the A ion in the apatite compound is In order to determine the size of the unit cell of the crystal that exists between the (B′O 4 ) units, an element having a large ionic radius such as Ca has a large unit cell, and the channel voids correspondingly. Therefore, even if rare earth, Sr, Ba, or Ca is used instead of Ca, it can be considered that the same effect as in the embodiment can be obtained.
In the above embodiment, P is used as B ′. However, since both (PO 4 ) ions and (SiO 4 ) ions have the same size, Si is used instead of or together with P. Even in this case, the same effect as in the embodiment can be expected.

また、上記の実施例では、B”として触媒活性種の中でもシンタリングしやすいCuを使用してシンタリング抑制効果を検討した。他の触媒活性種、例えばCo、Mn、Fe及びNiなどは、価数、イオン半径などを考慮しても、Cu同様、本アパタイト化合物の六方チャネル内へ出入りすることはでき、シンタリングしやすいCuでもシンタリング抑制効果を得ることができるのであるから、他の触媒活性種を使用した場合も、Cuと同様、或いはそれ以上のシンタリング抑制効果を得ることができるものと推察することができる。
Further, in the above-described example, the sintering suppression effect was examined using Cu which is easily sintered among catalytic active species as B ″. Other catalytic active species such as Co, Mn, Fe and Ni Even if considering the valence, ion radius, etc., it is possible to enter and exit the hexagonal channel of the apatite compound as well as Cu, and the sintering suppressing effect can be obtained even with Cu that is easy to sinter. Even when a catalytically active species is used, it can be inferred that a sintering suppression effect similar to or higher than Cu can be obtained.

Claims (12)

式(1):A10(B’O)B”a(式(1)中、Aは希土類、Sr、Ba及びCaからなる群の中から選択される1種又は2種以上の金属元素であり、B’はSi又はP又はこれら両方であり、B”は金属元素であり、XはO又はOH又はこれら両方である。かつ、B”の価数をM、Xの価数をNとしたとき、−2≦M×a+N×b<0の関係式を満たし、0<a≦2であり、0<b≦2である。)で表されるアパタイト化合物を含有することを特徴とする排気ガス浄化用触媒。 Formula (1): A 10 (B′O 4 ) 6 B ″ a X b (In Formula (1), A is one or more selected from the group consisting of rare earth, Sr, Ba, and Ca) B ′ is Si or P, or both, B ″ is a metal element, X is O or OH, or both. The valence of B ″ is the valence of M or X. When the number is N, it satisfies the relational expression of −2 ≦ M × a + N × b <0, and 0 <a ≦ 2 and 0 <b ≦ 2. An exhaust gas purifying catalyst characterized by. 式(1)におけるB”は、Cu、Co、Mn、Fe及びNiからなる群から選ばれる一種又は二種以上の金属元素であることを特徴とする請求項1記載の排気ガス浄化用触媒。   2. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein B ″ in the formula (1) is one or more metal elements selected from the group consisting of Cu, Co, Mn, Fe and Ni. 上記アパタイト化合物におけるB”イオンは、上記式(1)で表されるアパタイト化合物中に存在する六方チャネル内に存在することを特徴とする請求項1又は2に記載の排気ガス浄化用触媒。   The catalyst for exhaust gas purification according to claim 1 or 2, wherein B "ions in the apatite compound are present in a hexagonal channel existing in the apatite compound represented by the formula (1). 上記アパタイト化合物におけるB”イオンは、外部の雰囲気の変化で、上記式(1)で表されるアパタイト化合物中に存在する六方チャネルを出入りすることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の排気ガス浄化用触媒。   The B ″ ion in the apatite compound enters and exits a hexagonal channel existing in the apatite compound represented by the above formula (1) due to a change in the external atmosphere. The catalyst for exhaust gas purification as described. 上記アパタイト化合物におけるB”イオンは、大気雰囲気下で加熱されると、上記式(1)で表されるアパタイト化合物中に存在する六方チャネルから析出することを特徴とする請求項4に記載の排気ガス浄化用触媒。   5. The exhaust according to claim 4, wherein B ″ ions in the apatite compound are precipitated from a hexagonal channel existing in the apatite compound represented by the formula (1) when heated in an air atmosphere. Gas purification catalyst. 前記排気ガス浄化用触媒を大気雰囲気下1100℃で加熱した後、100℃/minの降温速度で室温まで冷却すると、上記アパタイト化合物におけるB”イオンは、上記式(1)で表されるアパタイト化合物中に存在する六方チャネル内に存在することを特徴とする請求項4に記載の排気ガス浄化用触媒。   When the exhaust gas purifying catalyst is heated at 1100 ° C. in an air atmosphere and then cooled to room temperature at a temperature decreasing rate of 100 ° C./min, the B ″ ion in the apatite compound is converted to the apatite compound represented by the above formula (1). The exhaust gas purifying catalyst according to claim 4, wherein the exhaust gas purifying catalyst is present in a hexagonal channel existing therein. Ca10(B’O)Cua(式中、B’はSi又はP又はこれら両方であり、0<a≦2であり、0<b≦2である。)で表されるアパタイト化合物を含有することを特徴とする排気ガス浄化用触媒。 Ca 10 (B′O 4 ) 6 Cu a O b (wherein B ′ is Si or P, or both, 0 <a ≦ 2 and 0 <b ≦ 2). An exhaust gas purifying catalyst comprising an apatite compound. 上記アパタイト化合物におけるCuイオンは、上記式(1)で表されるアパタイト化合物中に存在する六方チャネル内に存在することを特徴とする請求項7に記載の排気ガス浄化用触媒。   The exhaust gas purifying catalyst according to claim 7, wherein Cu ions in the apatite compound exist in a hexagonal channel existing in the apatite compound represented by the formula (1). 上記アパタイト化合物におけるCuイオンは、外部の雰囲気の変化で、上記式(1)で表されるアパタイト化合物中に存在する六方チャネルを出入りすることを特徴とする請求項7又は8に記載の排気ガス浄化用触媒。   The exhaust gas according to claim 7 or 8, wherein Cu ions in the apatite compound enter and exit the hexagonal channel existing in the apatite compound represented by the formula (1) by a change in an external atmosphere. Purification catalyst. 上記アパタイト化合物におけるCuイオンは、大気雰囲気下で加熱されると、上記式(1)で表されるアパタイト化合物中に存在する六方チャネルから析出することを特徴とする請求項9に記載の排気ガス浄化用触媒。   The exhaust gas according to claim 9, wherein Cu ions in the apatite compound are precipitated from a hexagonal channel existing in the apatite compound represented by the formula (1) when heated in an air atmosphere. Purification catalyst. 前記排気ガス浄化用触媒を大気雰囲気下1100℃で加熱した後、100℃/minの降温速度で室温まで冷却すると、上記アパタイト化合物におけるCuイオンは、上記式(1)で表されるアパタイト化合物中に存在する六方チャネル内に存在することを特徴とする請求項9に記載の排気ガス浄化用触媒。   When the exhaust gas purifying catalyst is heated at 1100 ° C. in an air atmosphere and then cooled to room temperature at a temperature decreasing rate of 100 ° C./min, Cu ions in the apatite compound are contained in the apatite compound represented by the above formula (1). The exhaust gas purifying catalyst according to claim 9, wherein the exhaust gas purifying catalyst is present in a hexagonal channel existing in the exhaust gas. 上記アパタイト化合物にさらに触媒活性種を担持させてなる構成を備えた請求項1〜11の何れかに記載の排気ガス浄化用触媒。   The exhaust gas purifying catalyst according to any one of claims 1 to 11, further comprising a catalytically active species supported on the apatite compound.
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