JP2017154108A - Catalyst for exhaust purification - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst for exhaust purification having improved NOx occlusion performance and NOx reduction performance.SOLUTION: A catalyst for exhaust purification comprises a composite metal fine particle, and an NOx occlusion material, and the composite metal fine particle comprises Rh and Co.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

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

自動車等のための内燃機関、例えば、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガスは、有害成分、例えば、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、及び窒素酸化物(NOx)等を含む。   Exhaust gas discharged from an internal combustion engine for automobiles, for example, an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine, contains harmful components such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx). ) Etc.

このため、一般的には、これらの有害成分を分解除去するための排ガス浄化装置が内燃機関に設けられており、この排ガス浄化装置内に取り付けられた排ガス浄化触媒によってこれらの有害成分が実質的に無害化されている。このような排ガス浄化触媒の例として、NOx吸蔵還元触媒が知られている。   For this reason, in general, an exhaust gas purification device for decomposing and removing these harmful components is provided in the internal combustion engine, and these harmful components are substantially reduced by the exhaust gas purification catalyst installed in the exhaust gas purification device. Has been detoxified. As an example of such an exhaust gas purification catalyst, a NOx storage reduction catalyst is known.

一般的に、NOx吸蔵還元触媒のNOx還元効率は、排ガス中のNOをリーン雰囲気でNOに酸化して吸蔵する能力と、このNOをストイキ雰囲気及びリッチ雰囲気で窒素(N)に還元する能力とによって決定される。 In general, the NOx reduction efficiency of a NOx storage reduction catalyst is based on the ability to oxidize and store NO in exhaust gas to NO 2 in a lean atmosphere and to reduce this NO 2 to nitrogen (N 2 ) in a stoichiometric atmosphere and a rich atmosphere. And the ability to do.

これらの能力を示すNOx吸蔵還元触媒の構成元素の例として、白金族元素、特に、Pt、Pd、及びRh等が知られている。しかしながら、白金族元素は、比較的高価な希少金属である。したがって、当該白金族元素に代わる他の元素が検討されている。   Platinum group elements, particularly Pt, Pd, Rh, and the like are known as examples of constituent elements of the NOx storage reduction catalyst exhibiting these capabilities. However, platinum group elements are relatively expensive rare metals. Therefore, other elements that replace the platinum group elements have been studied.

非特許文献1のCo含有NOx吸蔵還元触媒の製造方法は、ヘキサクロロ白金(IV)酸六水和物、硝酸バリウム、硝酸コバルト、及び塩化ロジウム(III)三水和物前駆体を蒸留水に溶解させて溶液を調製すること、この溶液を担体に含浸しかつ焼成して焼成物を調製すること、並びにこの焼成物を還元してCo含有NOx吸蔵還元触媒を調製することを含む。この非特許文献1では、上記の方法で製造されたCo含有NOx吸蔵還元触媒中でCoの形態で存在するCoが、NOをNOに酸化する酸化サイトを提供することによって高い酸化力を示し、かつBaのNOx吸蔵サイトに対してNO流出物のためのより大きな接触面積を提供すると記載されている。 Non-patent document 1 discloses a method for producing a Co-containing NOx occlusion reduction catalyst in which hexachloroplatinum (IV) acid hexahydrate, barium nitrate, cobalt nitrate, and rhodium (III) chloride trihydrate precursor are dissolved in distilled water. Preparing a solution, impregnating the solution into a support and calcining to prepare a calcined product, and reducing the calcined product to prepare a Co-containing NOx storage reduction catalyst. In this Non-Patent Document 1, Co present in the form of Co 3 O 4 in the Co-containing NOx occlusion reduction catalyst produced by the above method provides high oxidation by providing an oxidation site that oxidizes NO to NO 2. And is described as providing a larger contact area for NO 2 effluent to the NOx storage site of Ba.

Rohit Vijay, Christopher M. Snively, Jochen Lauterbach, 2006, Performance of Co−containing NOx storage and reduction catalysts as a function of cycling condition. Journal of Catalysis,Volume 243, Issue 2, 25 October 2006, Pages 368-375.Rohh Vijay, Christopher M. et al. Snivly, Jochen Lauterbach, 2006, Performance of Co-containing NOx storage and reduction catalytics as a function of cycling conditions. Journal of Catalysis, Volume 243, Issue 2, 25 October 2006, Pages 368-375.

本発明は、NOx吸蔵性能及びNOx還元性能が向上した排ガス浄化触媒を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification catalyst having improved NOx storage performance and NOx reduction performance.

本発明者らは、以下の手段により、上記の課題を解決できることを見出した。   The present inventors have found that the above problem can be solved by the following means.

〈1〉複合金属微粒子、及びNOx吸蔵材を含む排ガス浄化触媒であって、
上記複合金属微粒子が、Rh及びCoを含む、
排ガス浄化触媒。
<1> An exhaust gas purification catalyst containing fine composite metal particles and a NOx storage material,
The composite metal fine particles include Rh and Co.
Exhaust gas purification catalyst.

本発明によれば、NOx吸蔵性能及びNOx還元性能が向上した排ガス浄化触媒を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an exhaust gas purification catalyst with improved NOx storage performance and NOx reduction performance.

図1は、含浸法によって製造された従来の排ガス浄化触媒の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of a conventional exhaust gas purification catalyst produced by an impregnation method. 図2(a)、(b)、及び(c)は、本発明の排ガス浄化触媒の一実施形態を製造する液相還元法の概略図である。2A, 2B, and 2C are schematic views of a liquid phase reduction method for producing an embodiment of the exhaust gas purification catalyst of the present invention. 図3(a)〜(e)は、それぞれ実施例1〜5の排ガス浄化触媒のSTEM像である。FIGS. 3A to 3E are STEM images of the exhaust gas purification catalysts of Examples 1 to 5, respectively. 図4(a)は、実施例3の排ガス浄化触媒のSTEM像であり、図4(b)〜(d)は、それぞれバリウム、Rh、及びCoに関する図4(a)のSTEM−EDXマッピングを示し、図4(e)は、図4(a)の枠線のエリア内のEDX分析結果を示している。4A is an STEM image of the exhaust gas purification catalyst of Example 3, and FIGS. 4B to 4D are STEM-EDX mappings of FIG. 4A regarding barium, Rh, and Co, respectively. FIG. 4 (e) shows the EDX analysis result in the area of the frame line in FIG. 4 (a). 図5(a)は、比較例3の排ガス浄化触媒のSTEM像であり、図5(b)及び(c)は、それぞれ図5(a)の枠1及び2のエリア内のEDX分析結果を示している。Fig.5 (a) is a STEM image of the exhaust gas purification catalyst of the comparative example 3, FIG.5 (b) and (c) respectively show the EDX analysis result in the area of the frame 1 and 2 of Fig.5 (a). Show. 図6は、実施例1〜5の排ガス浄化触媒のX線回折パターン;並びにRh、Rh、Co、CoO、Co、及びBaCOの回折ピーク位置を示している。FIG. 6 shows X-ray diffraction patterns of exhaust gas purifying catalysts of Examples 1 to 5; and diffraction peak positions of Rh 2 O 3 , Rh, Co, CoO, Co 3 O 4 , and BaCO 3 . 図7は、実施例1〜5、及び比較例1〜4のサンプルに関して、Co/Rh(mol比)及びNOx吸蔵量(μmol/g)の関係を示している。FIG. 7 shows the relationship between Co / Rh (mol ratio) and NOx occlusion amount (μmol / g) for the samples of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4. 図8は、実施例1〜5、及び比較例1〜4のサンプルに関して、Co/Rh(mol比)及びNOx還元効率(%)の関係を示している。FIG. 8 shows the relationship between Co / Rh (mol ratio) and NOx reduction efficiency (%) for the samples of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々変形して実施できる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. Note that the present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with various modifications within the scope of the gist of the present invention.

《排ガス浄化触媒》
〈従来の排ガス浄化触媒、特にNOx吸蔵還元触媒〉
非特許文献1で示されるように、Rh及びCo、並びにNOx吸蔵材を含むNOx吸蔵還元触媒が知られている。このNOx吸蔵還元触媒は、これに含有されているCo、特にCoの酸化能力が特に高いため、排ガス中のNOをリーン雰囲気でNOに酸化して効率的に吸蔵することが可能であり、かつRhによるNOx還元能力が特に高いため、吸蔵されたNOをストイキ雰囲気及びリッチ雰囲気でNに還元することが可能である。
<Exhaust gas purification catalyst>
<Conventional exhaust gas purification catalyst, especially NOx storage reduction catalyst>
As shown in Non-Patent Document 1, a NOx occlusion reduction catalyst including Rh and Co and a NOx occlusion material is known. Since this NOx occlusion reduction catalyst has a particularly high ability to oxidize Co, particularly Co 3 O 4 contained therein, it is possible to oxidize NO in exhaust gas to NO 2 in a lean atmosphere and efficiently occlude it. In addition, since the NOx reduction ability by Rh is particularly high, it is possible to reduce the stored NO 2 to N 2 in a stoichiometric atmosphere and a rich atmosphere.

しかしながら、一般的に、Co、特にCo含有微粒子と、これに最も近いRh、特にRh含有微粒子との間の距離が長い場合には、当該Co含有微粒子の近傍において生成しかつNOx吸蔵材に吸蔵されたNOが、当該Rh含有微粒子で還元されない可能性がある。 However, in general, when the distance between Co, particularly Co-containing fine particles, and the closest Rh, particularly Rh-containing fine particles, is long, it is generated in the vicinity of the Co-containing fine particles and is stored in the NOx storage material. There is a possibility that the reduced NO 2 is not reduced by the Rh-containing fine particles.

本発明者らは、NOxを効率的に吸蔵し、かつ当該NOxを効率的に還元することができる触媒を鋭意検討し、本発明に想到した。本発明を下記に示している。   The present inventors have intensively studied a catalyst capable of efficiently storing NOx and efficiently reducing the NOx, and have come up with the present invention. The invention is shown below.

〈本発明の排ガス浄化触媒〉
本発明の排ガス浄化触媒は、複合金属微粒子、及びNOx吸蔵材を含み、かつ複合金属微粒子が、Rh及びCoを含む。
<Exhaust gas purification catalyst of the present invention>
The exhaust gas purifying catalyst of the present invention includes composite metal fine particles and a NOx storage material, and the composite metal fine particles include Rh and Co.

本発明の排ガス浄化触媒では、Rh及びCoが、複合金属微粒子中において複合化されているため、Rh及びCoが近接している。したがって、リーン雰囲気において、CoがNOをNOに酸化し、これをNOx吸蔵材で吸蔵し、かつリッチ雰囲気において、Rhが、吸蔵された当該NOxを迅速に還元することができる。 In the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, since Rh and Co are compounded in the composite metal fine particles, Rh and Co are close to each other. Therefore, Co oxidizes NO to NO 2 in a lean atmosphere, and this is occluded by the NOx occlusion material. In a rich atmosphere, Rh can quickly reduce the occluded NOx.

結果として、本発明によれば、NOx吸蔵性能及びNOx還元性能が向上した排ガス浄化触媒を提供することができる。   As a result, according to the present invention, it is possible to provide an exhaust gas purification catalyst having improved NOx storage performance and NOx reduction performance.

以下では、本発明の排ガス浄化触媒を構成している複数の構成要素について説明する。   Below, the several component which comprises the exhaust gas purification catalyst of this invention is demonstrated.

(複合金属微粒子)
本発明の排ガス浄化触媒は、複合金属微粒子を含有し、かつこの複合金属微粒子は、Rh及びCoを含む。
(Composite metal fine particles)
The exhaust gas purifying catalyst of the present invention contains composite metal fine particles, and the composite metal fine particles contain Rh and Co.

本発明において、「複合金属微粒子」とは、少なくとも2種類の金属元素及び/又はそれらの酸化物を一つの粒子中に有している微粒子を意味している。したがって、複合金属微粒子の例としての「Co及びRhを含む複合金属微粒子」とは、Co及びRh、並びに/又はそれらの酸化物を一つの粒子中に有している微粒子を意味している。   In the present invention, “composite metal fine particles” mean fine particles having at least two kinds of metal elements and / or oxides thereof in one particle. Therefore, “a composite metal fine particle containing Co and Rh” as an example of the composite metal fine particle means a fine particle having Co and Rh and / or an oxide thereof in one particle.

本発明の排ガス浄化触媒では、金属微粒子を、走査透過型電子顕微鏡−エネルギー分散X線分光(STEM−EDX)法によって分析することによって、Rh及びCoを含む複合金属微粒子が存在していることを確認することができる。   In the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, the metal fine particles are analyzed by a scanning transmission electron microscope-energy dispersive X-ray spectroscopy (STEM-EDX) method, whereby composite metal fine particles containing Rh and Co are present. Can be confirmed.

複合金属微粒子の粒径が十分に小さい場合には、比表面積が大きくなって、Rhの活性点数及びCoの活性点数が多くなり、排ガス浄化触媒のNOx浄化能を向上することができる可能性がある。   When the particle diameter of the composite metal fine particles is sufficiently small, the specific surface area is increased, the number of Rh active points and the number of Co active points are increased, and the NOx purification ability of the exhaust gas purification catalyst may be improved. is there.

また、複合金属微粒子の粒径が適度に大きい場合には、排ガス浄化触媒のNOx浄化能を十分に発揮できる可能性がある。   Moreover, when the particle diameter of the composite metal fine particles is moderately large, there is a possibility that the NOx purification ability of the exhaust gas purification catalyst can be sufficiently exhibited.

したがって、複数の複合金属微粒子の平均粒径の例は、特に限定されないが、0nm超、1nm以上、又は2nm以上の平均粒径でよい。また、複数の複合金属微粒子の平均粒径の例は、特に限定されないが、100nm以下、70nm以下、40nm以下、10nm以下、7nm以下、5nm以下、4nm以下、又は3nm以下の平均粒径でよい。   Therefore, an example of the average particle diameter of the plurality of composite metal fine particles is not particularly limited, but may be an average particle diameter of more than 0 nm, 1 nm or more, or 2 nm or more. The average particle diameter of the plurality of composite metal fine particles is not particularly limited, but may be an average particle diameter of 100 nm or less, 70 nm or less, 40 nm or less, 10 nm or less, 7 nm or less, 5 nm or less, 4 nm or less, or 3 nm or less. .

なお、本発明において「平均粒径」とは、特に断りのない限り、走査透過電子顕微鏡(STEM)等の手段を用いて、無作為に選択した10個以上の粒子の円相当径(Heywood径)を測定した場合のそれらの測定値の算術平均値をいうものである。   In the present invention, the “average particle diameter” means a circle equivalent diameter (Heywood diameter) of 10 or more particles randomly selected using means such as a scanning transmission electron microscope (STEM) unless otherwise specified. ) Is the arithmetic average value of those measured values.

複合金属微粒子のRhとCoの合計に対するCoの平均割合が、十分に大きい場合には、Coによる酸化能力が十分に発揮される。また、この割合が大き過ぎない場合には、Rhの活性点の数を十分に確保することができる。   When the average ratio of Co to the total of Rh and Co in the composite metal fine particles is sufficiently large, the oxidation ability by Co is sufficiently exhibited. Moreover, when this ratio is not too large, it is possible to secure a sufficient number of Rh active points.

特に、複数の複合金属微粒子中のRhとCoの合計に対するCoの平均割合の例として、0原子%超、1原子%以上、2原子%以上、及び5原子%以上、並びに/又は100原子%未満、90原子%以下、70原子%以下、50原子%以下、及び30原子%以下の平均割合を挙げることができる。   In particular, as an example of the average ratio of Co to the total of Rh and Co in a plurality of fine composite metal particles, more than 0 atomic%, 1 atomic% or more, 2 atomic% or more, and 5 atomic% or more, and / or 100 atomic% And an average ratio of 90 atomic% or less, 70 atomic% or less, 50 atomic% or less, and 30 atomic% or less.

(NOx吸蔵材)
本発明の排ガス浄化触媒は、任意選択的にNOx吸蔵材を含有している。
(NOx storage material)
The exhaust gas purification catalyst of the present invention optionally contains a NOx storage material.

NOx吸蔵材は、特に限定されないが、塩基性材料でよい。NOx吸蔵材の例として、アルカリ金属及びその塩、例えば、カリウム(K)及び酢酸カリウム等;アルカリ土類金属及びその塩、例えば、バリウム(Ba)及びは酢酸バリウム等;並びにこれらの組み合わせを挙げることができる。   The NOx storage material is not particularly limited, but may be a basic material. Examples of NOx storage materials include alkali metals and salts thereof such as potassium (K) and potassium acetate; alkaline earth metals and salts thereof such as barium (Ba) and barium acetate; and combinations thereof. be able to.

(粉末担体)
本発明の排ガス浄化触媒は、任意選択的に粉末担体を含有し、この場合には、複合金属微粒子及び/又はNOx吸蔵材は、粉末担体に担持されている。
(Powder carrier)
The exhaust gas purifying catalyst of the present invention optionally contains a powder carrier. In this case, the composite metal fine particles and / or the NOx storage material are supported on the powder carrier.

複合金属微粒子が担持される粉末担体は、特に限定されないが、排ガス浄化触媒の技術分野において粉末担体として一般的に用いられる任意の酸化物でよい。   The powder carrier on which the composite metal fine particles are supported is not particularly limited, and may be any oxide generally used as a powder carrier in the technical field of exhaust gas purification catalysts.

このような粉末担体としては、例えば、シリカ(SiO)、マグネシア(MgO)、ジルコニア(ZrO)、セリア(CeO)、アルミナ(Al)、チタニア(TiO)、及びそれらの固溶体、並びにそれらの組み合わせ等を挙げることができる。 Examples of such a powder carrier include silica (SiO 2 ), magnesia (MgO), zirconia (ZrO 2 ), ceria (CeO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), titania (TiO 2 ), and their Examples thereof include solid solutions and combinations thereof.

粉末担体の種類やそれらの組み合わせ等によって、本発明の排ガス浄化触媒の排ガス浄化能、特に、NOx浄化能が向上する可能性があることを理解されたい。   It should be understood that the exhaust gas purification ability of the exhaust gas purification catalyst of the present invention, particularly the NOx purification ability, may be improved depending on the types of powder carriers, combinations thereof, and the like.

〈その他〉
本発明の排ガス浄化触媒に関して、下記の本発明の排ガス浄化触媒の製造方法を参照することができる。
<Others>
Regarding the exhaust gas purification catalyst of the present invention, the following method for producing an exhaust gas purification catalyst of the present invention can be referred to.

《排ガス浄化触媒の製造方法》
〈従来の排ガス浄化触媒の製造方法、特に含浸法〉
一般に、ナノサイズの金属微粒子は、量子サイズ効果によってバルクとは異なる電子エネルギー構造を有し、これによって粒子サイズに依存した電気的・光学的特性を示す。さらに、比表面積が非常に大きいナノサイズの金属微粒子には、高活性な触媒として働くことが期待されている。
<Method for producing exhaust gas purification catalyst>
<Conventional method for producing exhaust gas purification catalyst, especially impregnation method>
In general, nano-sized metal fine particles have an electron energy structure different from that of the bulk due to the quantum size effect, and thus exhibit electrical and optical characteristics depending on the particle size. Furthermore, it is expected that nano-sized metal fine particles having a very large specific surface area will work as a highly active catalyst.

このようなナノサイズの金属微粒子の製造方法に関して、各金属元素の塩を含む混合溶液を調整すること、及びこの混合溶液を粉末担体に含浸しかつ焼成して排ガス浄化触媒を調製することを含む方法、いわゆる含浸法が知られている。しかしながら、一般的には、含浸法によってRh及びCoが複合化した微粒子を製造することはできない。   Regarding the method for producing such nano-sized fine metal particles, the method includes preparing a mixed solution containing a salt of each metal element, and impregnating the mixed solution into a powder carrier and calcining to prepare an exhaust gas purification catalyst. Methods, so-called impregnation methods are known. However, generally, fine particles in which Rh and Co are combined cannot be produced by an impregnation method.

これは、何らの特定の論理に束縛されることを意図するものではないが、各金属イオン間での酸化還元電位の差異、及びイオン同士の反発等の要因によってRh含有微粒子及びCo含有微粒子が別々に析出するためと考えられる。   This is not intended to be bound by any particular logic, but Rh-containing fine particles and Co-containing fine particles are caused by factors such as a difference in redox potential between metal ions and repulsion between ions. It is thought that it precipitates separately.

この場合には、Co含有微粒子と、これに最も近いRh含有微粒子との間の距離が長くなる。したがって、当該含浸法によって製造した排ガス浄化触媒では、当該Co含有微粒子の近傍において生成しかつNOx吸蔵材に吸蔵されたNOが、当該Rh含有微粒子で還元されない可能性がある。 In this case, the distance between the Co-containing fine particles and the closest Rh-containing fine particles is long. Therefore, in the exhaust gas purification catalyst manufactured by the impregnation method, NO 2 generated in the vicinity of the Co-containing fine particles and stored in the NOx storage material may not be reduced by the Rh-containing fine particles.

図1は、含浸法によって製造された従来の排ガス浄化触媒の概略図を示している。従来の排ガス浄化触媒1では、Rh含有微粒子2と、Co含有微粒子3とが別々に析出し、かつそれらの間の距離が長い。なお、Rh含有微粒子2及びCo含有微粒子3のすぐ横には、NOx吸蔵材4が存在している。   FIG. 1 is a schematic view of a conventional exhaust gas purification catalyst manufactured by an impregnation method. In the conventional exhaust gas purification catalyst 1, the Rh-containing fine particles 2 and the Co-containing fine particles 3 are separately deposited, and the distance between them is long. Note that a NOx occlusion material 4 is present immediately beside the Rh-containing fine particles 2 and the Co-containing fine particles 3.

〈本発明の排ガス浄化触媒の製造方法:液相還元法〉
本発明の排ガス浄化触媒を製造する方法は、Rhイオン、Coイオン、保護剤、及び還元剤を含有している溶液を加熱還流することによって複合金属微粒子を生成する工程を含む。
<Production method of exhaust gas purification catalyst of the present invention: liquid phase reduction method>
The method for producing an exhaust gas purification catalyst of the present invention includes a step of producing composite metal fine particles by heating and refluxing a solution containing Rh ions, Co ions, a protective agent, and a reducing agent.

上記の含浸法とは対照的に、液相還元法によって、Rh及びCoが複合化した微粒子を製造することができる。これは、何らの特定の論理によって束縛されることを意図するものではないが、Rhイオン及びCoイオンを含む水酸化物が保護剤によって保護されるため、複数の水酸化物同士の凝集が適度に抑制され、この状態においてかかる水酸化物が、還元剤によって一括で還元されるためと考えられる。   In contrast to the above impregnation method, fine particles in which Rh and Co are complexed can be produced by a liquid phase reduction method. This is not intended to be bound by any particular logic, but since the hydroxide containing Rh ions and Co ions is protected by the protective agent, the aggregation of a plurality of hydroxides is moderate. This is considered to be because the hydroxides in this state are collectively reduced by the reducing agent.

Rhイオン、Coイオン、保護剤、及び還元剤を含有している溶液を加熱還流する時間の例としては、特に限定されないが、0.5時間以上、1時間以上、1.5時間以上、及び3時間以上、並びに/又は48時間以下、24時間以下、12時間以下、及び6時間以下の時間を挙げることができる。   Examples of the time for heating and refluxing the solution containing Rh ions, Co ions, a protective agent, and a reducing agent are not particularly limited, but are 0.5 hours or more, 1 hour or more, 1.5 hours or more, and Mention may be made of 3 hours or more and / or 48 hours or less, 24 hours or less, 12 hours or less and 6 hours or less.

また、この方法は、任意選択的に、複合金属微粒子を生成する工程の最中又はその後に、複合金属微粒子を粉末担体に担持する工程をさらに含んでよい。   In addition, the method may further optionally include a step of supporting the composite metal fine particles on the powder carrier during or after the step of generating the composite metal fine particles.

複合金属微粒子を粉末担体に担持する順序及び方法は、任意の順序及び方法でよい。複合金属微粒子を粉末担体に担持する順序及び方法は、例えば、Rhイオン、Coイオン、保護剤、及び還元剤を含有している溶液を加熱還流した後に、この溶液に粉末担体を添加して撹拌し、複合金属微粒子を粉末担体に担持する順序及び方法でよい。これによって、複合金属微粒子を効率良く粉末担体に担持することができる。   The order and method of supporting the composite metal fine particles on the powder carrier may be any order and method. The order and method of supporting the composite metal fine particles on the powder carrier is, for example, heating and refluxing a solution containing Rh ions, Co ions, a protective agent, and a reducing agent, and then adding the powder carrier to this solution and stirring. The order and method of supporting the composite metal fine particles on the powder carrier may be used. Thereby, the composite metal fine particles can be efficiently supported on the powder carrier.

図2(a)、(b)、及び(c)は、本発明の排ガス浄化触媒の一実施形態を製造する液相還元法の概略図である。図2(a)は、Rhイオン101、Coイオン102、保護剤103、及び還元剤104、並びに図示しない溶媒を混合する前の状態を示し;図2(b)は、これらを混合した混合溶液を加熱還流し、これによって生成した水酸化物105を示し:並びに、図2(c)は、この水酸化物105を乾燥し、及び/又は焼成することによって生成した本発明の排ガス浄化触媒の一実施形態100を示している。   2A, 2B, and 2C are schematic views of a liquid phase reduction method for producing an embodiment of the exhaust gas purification catalyst of the present invention. FIG. 2A shows a state before mixing Rh ions 101, Co ions 102, a protective agent 103, a reducing agent 104, and a solvent (not shown); FIG. 2B shows a mixed solution in which these are mixed. And FIG. 2 (c) shows the exhaust gas purification catalyst of the present invention produced by drying and / or calcining the hydroxide 105. One embodiment 100 is shown.

この本発明の排ガス浄化触媒の一実施形態100では、Rh及び/又はその酸化物106、並びにCo及び/又はその酸化物107が、複合金属微粒子110中において共に複合化されているため、Rh及びCoが近接している。なお、複合金属微粒子110のすぐ横には、NOx吸蔵材108が存在し、これらが担体109に担持されている。   In this embodiment 100 of the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, Rh and / or its oxide 106, and Co and / or its oxide 107 are combined together in the composite metal fine particle 110, so that Rh and Co is close. Note that the NOx occlusion material 108 exists immediately next to the composite metal fine particles 110, and these are supported on the carrier 109.

〈Rhイオン及びCoイオン〉
Rhイオン及びCoイオンは、保護剤及び還元剤を含有している溶液に含有されている。
<Rh ion and Co ion>
Rh ions and Co ions are contained in a solution containing a protective agent and a reducing agent.

Rhイオンの原料としては、特に限定されないが、例えば、Rhの塩及びRhハロゲン化物等、並びにこれらの組み合わせを挙げることができる。Rhイオンの原料としては、Rhの無機塩、例えば、硝酸塩、リン酸塩、及び硫酸塩等;Rhの有機酸塩、例えば、シュウ酸塩及び酢酸塩等;Rhのハロゲン化物、例えば、フッ化物、塩化物、臭化物、及びヨウ化物等;並びにこれらの組み合わせを挙げることができる。   Although it does not specifically limit as a raw material of Rh ion, For example, the salt of Rh, Rh halide, etc., and these combinations can be mentioned. As raw materials for Rh ions, inorganic salts of Rh, such as nitrates, phosphates, and sulfates; organic salts of Rh, such as oxalates and acetates; halides of Rh, such as fluorides , Chlorides, bromides, and iodides; and combinations thereof.

Coイオンの原料に関して、上記のRhイオンの原料の記載を参照することができる。   Regarding the Co ion raw material, the above description of the Rh ion raw material can be referred to.

Rhイオン及びCoイオンの濃度は、特に限定しない。Rhイオン及びCoイオンの濃度の例としては、それらの総イオン濃度が0.01M〜0.20Mの範囲にあることが好ましい。   The concentration of Rh ions and Co ions is not particularly limited. As an example of the concentration of Rh ions and Co ions, the total ion concentration is preferably in the range of 0.01M to 0.20M.

Rhイオン及びCoイオンのmol比の例としては、特に限定されないが、目的とする複合金属微粒子中のRh及びCoのmol比と相関してよく、例えば、99:1〜1:99の範囲のmol比、80:20〜20:80の範囲のmol比、及び60:40〜40:60の範囲のmol比を挙げることができる。   Although it does not specifically limit as an example of the molar ratio of Rh ion and Co ion, It may correlate with the molar ratio of Rh and Co in the target composite metal fine particle, for example, the range of 99: 1 to 1:99 is sufficient. Mention may be made of a molar ratio, a molar ratio in the range of 80:20 to 20:80, and a molar ratio in the range of 60:40 to 40:60.

Rhイオン及びCoイオンのmol比は、上記の本発明の排ガス浄化触媒の複合金属微粒子を製造することが可能であれば、特に限定されない。これらのモル比は、上記の本発明の排ガス浄化触媒の複合金属微粒子のRhとCoの合計に対するCoの平均割合と相関してよい。この場合において、これらのモル比は、それらのイオンの還元の尺度、例えば酸化還元電位や、各元素の固溶のし易さを考慮して決定してもよい。   The molar ratio of Rh ions and Co ions is not particularly limited as long as the composite metal fine particles of the above-described exhaust gas purification catalyst of the present invention can be produced. These molar ratios may correlate with the average ratio of Co to the total of Rh and Co in the composite metal fine particles of the exhaust gas purification catalyst of the present invention. In this case, these molar ratios may be determined in consideration of a reduction scale of those ions, for example, a redox potential and easiness of solid solution of each element.

〈還元剤〉
還元剤は、Rhイオン、Coイオン、及び保護剤を含有している溶液に含有されている。還元剤は、Rhイオン及びCoイオンを還元して複合金属微粒子を生成するのに用いることができる。
<Reducing agent>
The reducing agent is contained in a solution containing Rh ions, Co ions, and a protective agent. The reducing agent can be used to reduce Rh ions and Co ions to produce composite metal fine particles.

還元剤の例は、Rh及びCoを含む水酸化物を還元することが可能であれば特に限定されない。還元剤の例は、水素化ホウ素ナトリウム(NaBH)でよい。 The example of a reducing agent will not be specifically limited if the hydroxide containing Rh and Co can be reduced. An example of a reducing agent may be sodium borohydride (NaBH 4 ).

還元剤の量は、特に限定されないが、Rh及びCoの合計mol量に対して、1倍〜100000倍の範囲のmol量、1倍〜50000倍の範囲のmol量、又は1倍〜10000倍の範囲のmol量でよい。   The amount of the reducing agent is not particularly limited, but the molar amount in the range of 1 to 100000 times, the molar amount in the range of 1 to 50000 times, or 1 to 10000 times the total molar amount of Rh and Co. A mol amount in the range of may be sufficient.

〈保護剤〉
保護剤は、Rhイオン、Coイオン、及び還元剤を含有している溶液に含有されている。
<Protective agent>
The protective agent is contained in a solution containing Rh ions, Co ions, and a reducing agent.

保護剤は、複数の水酸化物同士の過度な凝集を抑制し、水酸化物を溶液中に適度に分散させることができる。したがって、保護剤は、略均一なナノサイズの複数の水酸化物を、適度に分散させるのに役立つ。結果として、Rh及びCoを含む複合金属微粒子が分散して存在している排ガス浄化触媒を実現することができる。   The protective agent can suppress excessive aggregation of a plurality of hydroxides and can appropriately disperse the hydroxide in the solution. Therefore, the protective agent serves to moderately disperse a plurality of substantially uniform nano-sized hydroxides. As a result, an exhaust gas purification catalyst in which composite metal fine particles containing Rh and Co are dispersed can be realized.

保護剤の例として、特に限定されないが、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリビニルピロリドンK25(PVP−K25)、ポリエチレンイミン等、並びにこれらの組み合わせを挙げることができる。この中でも、溶解度の高さの観点から、PVPK25が好ましい。   Examples of the protective agent include, but are not limited to, polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinylpyrrolidone K25 (PVP-K25), polyethyleneimine, and the like, and combinations thereof. Among these, PVPK25 is preferable from the viewpoint of high solubility.

保護剤の濃度は、複数の水酸化物同士の凝集を抑制することができれば、特に限定されないが、例えば、Rh及びCoの合計mol量に対して、1倍〜1000倍の範囲のmol量、1倍〜500倍の範囲のmol量、又は1倍〜100倍の範囲のmol量となる濃度でよい。ここで、保護剤がPVPK25等のポリマーである場合には、保護剤のmol量とは、そのモノマー単位のmol量を意味する。   The concentration of the protective agent is not particularly limited as long as aggregation of a plurality of hydroxides can be suppressed. For example, the molar amount in the range of 1 to 1000 times the total molar amount of Rh and Co, The concentration may be a mol amount in the range of 1 to 500 times, or a mol amount in the range of 1 to 100 times. Here, when the protective agent is a polymer such as PVPK25, the molar amount of the protective agent means the molar amount of the monomer unit.

〈溶媒〉
溶媒は、Rhイオン、Coイオン、保護剤、及び還元剤を含有している溶液に、任意選択的に含有されている。
<solvent>
The solvent is optionally contained in a solution containing Rh ions, Co ions, a protective agent, and a reducing agent.

溶媒の例は、上記の還元剤によって還元されない溶媒でありさえすれば、特に限定されない。溶媒の例は、グリコール類、例えばテトラエチレングリコールでよい。   Examples of the solvent are not particularly limited as long as the solvent is not reduced by the above reducing agent. Examples of solvents may be glycols such as tetraethylene glycol.

〈その他〉
本発明の排ガス浄化触媒を製造する方法に関して、上記の本発明の排ガス浄化触媒の記載を参照することができる。
<Others>
Regarding the method for producing the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, reference can be made to the above description of the exhaust gas purifying catalyst of the present invention.

以下に示す実施例を参照して本発明をさらに詳しく説明するが、本発明の範囲は、これらの実施例によって限定されるものでないことは言うまでもない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but it goes without saying that the scope of the present invention is not limited by these examples.

《実施例1(液相還元法)》   << Example 1 (liquid phase reduction method) >>

〈工程A〉
200mLビーカーにテトラエチレングリコール120mLを入れ、これを80℃で加熱攪拌し、これにPVPK25を22.5g(モノマー換算で202.5mmol)加えて完全に溶解させた。この溶液に、3mLの蒸留水に溶解させた酢酸コバルト(II)四水和物420mg(1.69mmol)を加えた。
<Process A>
In a 200 mL beaker, 120 mL of tetraethylene glycol was added and heated and stirred at 80 ° C., and 22.5 g (202.5 mmol in terms of monomer) of PVPK25 was added thereto and completely dissolved. To this solution was added 420 mg (1.69 mmol) of cobalt (II) acetate tetrahydrate dissolved in 3 mL of distilled water.

〈工程B〉
次いで、この溶液に、40mLのテトラエチレングリコールに溶解させた塩化Rh溶液(Rh濃度4.64wt%)11.2g(5.06mmol)を加え、これを窒素雰囲気下で10分間にわたって室温で攪拌した。
<Process B>
Next, 11.2 g (5.06 mmol) of an Rh chloride solution (Rh concentration 4.64 wt%) dissolved in 40 mL of tetraethylene glycol was added to this solution, and this was stirred at room temperature for 10 minutes under a nitrogen atmosphere. .

〈工程C〉
オイルバスで、溶液が入った上記のビーカーを加熱しつつ、このビーカーに40mLのテトラエチレングリコールに溶解させた水素化ホウ素ナトリウム1.02g(27.0mmol)を少しずつ添加した。このオイルバスの温度を160℃まで加熱し、攪拌を1時間にわたって継続した。溶液を室温まで冷却し、この溶液が入ったビーカーにアセトンを加え、溶液の総量を2L(10倍希釈)にした。この溶液を遠心分離機にて遠心分離(3000rpm×10分)し、生成物を沈殿させ、溶液の上澄みを捨てた。さらに、遠心分離機内の溶液に、約20mlのアセトンを壁面を伝わせて加え、溶液の上澄みを捨て、これによってスラリーを得た。
<Process C>
While heating the above beaker containing the solution in an oil bath, 1.02 g (27.0 mmol) of sodium borohydride dissolved in 40 mL of tetraethylene glycol was gradually added to the beaker. The oil bath temperature was heated to 160 ° C. and stirring was continued for 1 hour. The solution was cooled to room temperature, acetone was added to the beaker containing the solution, and the total amount of the solution was reduced to 2 L (diluted 10 times). This solution was centrifuged with a centrifuge (3000 rpm × 10 minutes) to precipitate the product, and the supernatant of the solution was discarded. Further, about 20 ml of acetone was added to the solution in the centrifuge along the wall surface, and the supernatant of the solution was discarded, thereby obtaining a slurry.

〈工程D〉
得られたスラリーを50mLのエタノール中に分散させ、半量に分け、26.0gのγ−アルミナ担体を加えて溶媒を加熱蒸発させ、固形物を得た。さらに、この固形物を、120℃で2時間にわたって乾燥させ、粉砕し、500℃で3時間にわたって焼成し、これによって触媒前駆体を得た。
<Process D>
The obtained slurry was dispersed in 50 mL of ethanol, divided into half, 26.0 g of γ-alumina carrier was added, and the solvent was evaporated by heating to obtain a solid. Further, the solid was dried at 120 ° C. for 2 hours, pulverized, and calcined at 500 ° C. for 3 hours, thereby obtaining a catalyst precursor.

〈工程E〉
300mLビーカーに蒸留水100mLを入れ、このビーカーにさらに酢酸バリウムを5.2g加えて室温で攪拌し、これによって酢酸バリウムを完全に溶解させた。このビーカーにさらに上記で得た触媒前駆体を26.0g加えて120℃に加熱し、分散媒を蒸発させて固形物を得た。この固形物をさらに120℃で一晩乾燥させた。この固形物を、乳鉢で粉砕して均一な粉状にし、電気炉で500℃で2時間にわたって焼成し、これによって排ガス浄化触媒を得た。
<Process E>
Distilled water (100 mL) was placed in a 300 mL beaker, and further 5.2 g of barium acetate was added to the beaker and stirred at room temperature, whereby barium acetate was completely dissolved. Further, 26.0 g of the catalyst precursor obtained above was added to this beaker and heated to 120 ° C., and the dispersion medium was evaporated to obtain a solid. This solid was further dried at 120 ° C. overnight. This solid was pulverized in a mortar to form a uniform powder, and baked in an electric furnace at 500 ° C. for 2 hours to obtain an exhaust gas purification catalyst.

《実施例2(液相還元法)》
下記の変更点を除き、実施例2の排ガス浄化触媒を、実施例1と同様にして得た:
・工程Aで酢酸コバルト(II)四水和物の量を841mg(3.38mmol)とする;
・工程Bで塩化Rh溶液の量を7.49g(3.38mmol)とする;
・工程Dでγ−アルミナ担体の量を、それぞれ17.4gとする;
・工程Eで酢酸バリウムの量を3.4gとし、かつ触媒前駆体の量を16.6gとする。
Example 2 (Liquid Phase Reduction Method)
Exhaust gas purification catalyst of Example 2 was obtained in the same manner as Example 1 except for the following changes:
-In step A, the amount of cobalt (II) acetate tetrahydrate is 841 mg (3.38 mmol);
The amount of Rh chloride solution in step B is 7.49 g (3.38 mmol);
The amount of γ-alumina support in step D is 17.4 g each;
In step E, the amount of barium acetate is 3.4 g and the amount of catalyst precursor is 16.6 g.

《実施例3(液相還元法)》
下記の変更点を除き、実施例3の排ガス浄化触媒を、実施例1と同様にして得た:
・工程Aで酢酸コバルト(II)四水和物の量を1260mg(5.06mmol)とする;
・工程Bで塩化Rh溶液の量を3.75g(1.69mmol)とする;
・工程Dでγ−アルミナ担体の量を、それぞれ8.7gとする;
・工程Eで酢酸バリウムの量を1.5gとし、かつ触媒前駆体の量を8.1gとする。
Example 3 (Liquid Phase Reduction Method)
Except for the following changes, the exhaust gas purification catalyst of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1:
The amount of cobalt (II) acetate tetrahydrate in step A is 1260 mg (5.06 mmol);
The amount of Rh chloride solution is 3.75 g (1.69 mmol) in step B;
The amount of γ-alumina support in step D is 8.7 g each;
In step E, the amount of barium acetate is 1.5 g and the amount of catalyst precursor is 8.1 g.

《実施例4(液相還元法)》
下記の変更点を除き、実施例4の排ガス浄化触媒を、実施例1と同様にして得た:
・工程Aで酢酸コバルト(II)四水和物の量を1510mg(6.08mmol)とする;
・工程Bで塩化Rh溶液の量を1.50g(0.68mmol)とする;
・工程Dでγ−アルミナ担体の量を、それぞれ3.5gとする;
・工程Eで酢酸バリウムの量を0.7gとし、かつ触媒前駆体の量を3.3gとする;
・工程A〜Eの操作を2回行う。
Example 4 (Liquid Phase Reduction Method)
Except for the following changes, the exhaust gas purification catalyst of Example 4 was obtained in the same manner as in Example 1:
-The amount of cobalt (II) acetate tetrahydrate in step A is 1510 mg (6.08 mmol);
The amount of Rh chloride solution is 1.50 g (0.68 mmol) in step B;
The amount of γ-alumina support in step D is 3.5 g each;
In step E the amount of barium acetate is 0.7 g and the amount of catalyst precursor is 3.3 g;
-Operation of process AE is performed twice.

《実施例5(液相還元法)》
下記の変更点を除き、実施例5の排ガス浄化触媒を、実施例1と同様にして得た:
・工程Aで酢酸コバルト(II)四水和物の量を1630mg(6.53mmol)とする;
・工程Bで塩化Rh溶液の量を0.49g(0.22mmol)とする;
・工程Dでγ−アルミナ担体の量を、それぞれ1.2gとする;
・工程Eで酢酸バリウムの量を0.2gとし、かつ触媒前駆体の量を1.0gとする;
・工程A〜Eの操作を6回行う。
Example 5 (Liquid Phase Reduction Method)
Exhaust gas purification catalyst of Example 5 was obtained in the same manner as Example 1 except for the following changes:
The amount of cobalt (II) acetate tetrahydrate is 1630 mg (6.53 mmol) in step A;
The amount of Rh chloride solution is 0.49 g (0.22 mmol) in Step B;
The amount of γ-alumina support in step D is 1.2 g each;
In step E the amount of barium acetate is 0.2 g and the amount of catalyst precursor is 1.0 g;
-Operation of process AE is performed 6 times.

《比較例1(含浸法)》
〈工程A〉
酢酸コバルト(II)四水和物210mg(0.85mmol)、及び100mLの蒸留水を混合し、これによって溶液を得た。
<< Comparative Example 1 (impregnation method) >>
<Process A>
Cobalt (II) acetate tetrahydrate (210 mg, 0.85 mmol) and 100 mL of distilled water were mixed to obtain a solution.

〈工程B〉
上記の溶液に、塩化Rh溶液(Rh濃度4.64wt%)5.6g(2.53mmol)を添加した。
<Process B>
To the above solution, 5.6 g (2.53 mmol) of Rh chloride solution (Rh concentration 4.64 wt%) was added.

〈工程C〉
省略(なんらの操作を行っていない)。
<Process C>
Omitted (no operation is performed).

〈工程D〉
上記の溶液(工程B)に、26.0gのγ−アルミナ担体を加えて溶媒を加熱蒸発させ、これによって固形物を得た。この固形物を、120℃で2時間にわたって乾燥させ、粉砕し、500℃で3時間にわたって焼成し、これによって触媒前駆体を得た。
<Process D>
To the above solution (Step B), 26.0 g of γ-alumina carrier was added and the solvent was evaporated by heating, whereby a solid was obtained. The solid was dried at 120 ° C. for 2 hours, ground and calcined at 500 ° C. for 3 hours, thereby obtaining a catalyst precursor.

〈工程E〉
300mLビーカーに蒸留水100mLを入れ、このビーカーにさらに酢酸バリウムを5.2g加えて室温で攪拌し、これによって酢酸バリウムを完全に溶解させた。このビーカーにさらに上記で得た触媒前駆体を26.0g加えて120℃に加熱し、分散媒を蒸発させて固形物を得た。この固形物をさらに120℃で一晩乾燥させた。この固形物を、乳鉢で粉砕して均一な粉状にし、電気炉で500℃で2時間にわたって焼成し、これによって排ガス浄化触媒を得た。
<Process E>
Distilled water (100 mL) was placed in a 300 mL beaker, and further 5.2 g of barium acetate was added to the beaker and stirred at room temperature, whereby barium acetate was completely dissolved. Further, 26.0 g of the catalyst precursor obtained above was added to this beaker and heated to 120 ° C., and the dispersion medium was evaporated to obtain a solid. This solid was further dried at 120 ° C. overnight. This solid was pulverized in a mortar to form a uniform powder, and baked in an electric furnace at 500 ° C. for 2 hours to obtain an exhaust gas purification catalyst.

《比較例2(含浸法)》
下記の変更点を除き、比較例2の排ガス浄化触媒を、比較例1と同様にして得た:
・工程Aで酢酸コバルト(II)四水和物の量を420mg(1.69mmol)とする;
・工程Bで塩化Rh溶液の量を3.75g(1.69mmol)とする;
・工程Dでγ−アルミナ担体の量を17.4gとする;
・工程Eで酢酸バリウムの量を3.4gとし、かつ触媒前駆体の量を17.0gとする。
<< Comparative Example 2 (impregnation method) >>
Except for the following changes, the exhaust gas purification catalyst of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as Comparative Example 1:
The amount of cobalt (II) acetate tetrahydrate is 420 mg (1.69 mmol) in step A;
The amount of Rh chloride solution is 3.75 g (1.69 mmol) in step B;
The amount of γ-alumina support is 17.4 g in step D;
In step E, the amount of barium acetate is 3.4 g and the amount of catalyst precursor is 17.0 g.

《比較例3(含浸法)》
下記の変更点を除き、比較例3の排ガス浄化触媒を、比較例1と同様にして得た:
・工程Aで酢酸コバルト(II)四水和物の量を630mg(2.53mmol)とする;
・工程Bで塩化Rh溶液の量を1.88g(0.85mmol)とする;
・工程Dでγ−アルミナ担体の量を8.7gとする;
・工程Eで酢酸バリウムの量を1.5とし、かつ触媒前駆体の量を8.1gとする。
<< Comparative Example 3 (impregnation method) >>
Except for the following changes, the exhaust gas purification catalyst of Comparative Example 3 was obtained in the same manner as Comparative Example 1:
-In step A, the amount of cobalt (II) acetate tetrahydrate is 630 mg (2.53 mmol);
The amount of Rh chloride solution is 1.88 g (0.85 mmol) in step B;
-In step D, the amount of γ-alumina support is set to 8.7 g;
In step E, the amount of barium acetate is 1.5 and the amount of catalyst precursor is 8.1 g.

《比較例4(含浸法)》
下記の変更点を除き、比較例4の排ガス浄化触媒を、比較例1と同様にして得た:
・工程Aで酢酸コバルト(II)四水和物の量を750mg(3.04mmol)とする;
・工程Bで塩化Rh溶液の量を0.75g(0.34mmol)とする;
・工程Dでγ−アルミナ担体の量を3.5gとする;
・工程Eで酢酸バリウムの量を0.7とし、かつ触媒前駆体の量を3.3gとする。
<< Comparative Example 4 (impregnation method) >>
Except for the following changes, the exhaust gas purification catalyst of Comparative Example 4 was obtained in the same manner as Comparative Example 1:
-The amount of cobalt acetate (II) tetrahydrate in step A is 750 mg (3.04 mmol);
-In step B, the amount of the Rh chloride solution is 0.75 g (0.34 mmol);
In step D, the amount of γ-alumina support is 3.5 g;
In step E, the amount of barium acetate is 0.7 and the amount of catalyst precursor is 3.3 g.

実施例1〜5及び比較例1〜4の排ガス浄化触媒に関して、製法、工程A〜Eの主な材料、及び複合金属微粒子中のRh:Coのmol比を、下記の表1に示している。   Regarding the exhaust gas purification catalysts of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4, the manufacturing method, main materials of Steps A to E, and the molar ratio of Rh: Co in the composite metal fine particles are shown in Table 1 below. .

表1から、排ガス浄化触媒中でRhに対するCoのmol比が、実施例1、2、3、4、5の順に小さいこと、すなわち実施例1が最小となり、かつ実施例5が最大となることに留意されたい。また、表1から、排ガス浄化触媒中でRhに対するCoのmol比が、比較例1、2、3、4の順に小さい、すなわち比較例1が最小となり、かつ比較例4が最大となることに留意されたい。   From Table 1, the molar ratio of Co to Rh in the exhaust gas purification catalyst is small in the order of Examples 1, 2, 3, 4, and 5, that is, Example 1 is the smallest and Example 5 is the largest. Please note that. Further, from Table 1, the molar ratio of Co to Rh in the exhaust gas purification catalyst is smaller in the order of Comparative Examples 1, 2, 3, and 4, that is, Comparative Example 1 is the smallest and Comparative Example 4 is the largest. Please keep in mind.

《評価》
実施例1〜5、及び比較例3の排ガス浄化触媒に関して、エネルギー分散型X線分析装置付走査透過型電子顕微鏡(STEM−EDX)による評価、粉末X線回折(XRD)による評価、及びNOx浄化特性の評価を行った。
<Evaluation>
Regarding the exhaust gas purification catalysts of Examples 1 to 5 and Comparative Example 3, evaluation by a scanning transmission electron microscope with an energy dispersive X-ray analyzer (STEM-EDX), evaluation by powder X-ray diffraction (XRD), and NOx purification The characteristics were evaluated.

〈STEM−EDXによる評価〉
実施例1〜5、及び比較例3の排ガス浄化触媒を、それぞれ適量でエタノールと混合し、この混合溶液をCuグリッドに滴下して乾燥させ、このCuグリッドを200kVの加速電圧に設定したSTEM装置(日本電子株式会社製のJEM−1000)で測定した。実施例1〜5の結果を、それぞれ図3(a)〜(e)に示し;実施例3の詳細な結果を図4(a)〜(e)に示し:かつ比較例3の詳細な結果を図5(a)〜(c)に示している。
<Evaluation by STEM-EDX>
The exhaust gas purifying catalysts of Examples 1 to 5 and Comparative Example 3 were mixed with ethanol in appropriate amounts, the mixed solution was dropped onto a Cu grid and dried, and the Cu grid was set to an acceleration voltage of 200 kV. (Measured with JEM-1000 manufactured by JEOL Ltd.) The results of Examples 1 to 5 are shown in FIGS. 3 (a) to (e), respectively; the detailed results of Example 3 are shown in FIGS. 4 (a) to (e): and the detailed results of Comparative Example 3 are shown. Are shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c).

図3(a)〜(e)は、それぞれ実施例1〜5の排ガス浄化触媒のSTEM像である。また、図3(a)〜(e)からは、排ガス浄化触媒中でRhに対するCoのmol比が大きくなるにつれて、微粒子の粒径が大きくなることが分かる。また、図3(a)〜(e)中の微粒子に対してEDX分析を行い、図3(a)〜(e)中のかかる粒子中にRh及びCoが含まれていることが確認された。   FIGS. 3A to 3E are STEM images of the exhaust gas purification catalysts of Examples 1 to 5, respectively. 3A to 3E show that the particle size of the fine particles increases as the molar ratio of Co to Rh increases in the exhaust gas purification catalyst. Further, EDX analysis was performed on the fine particles in FIGS. 3A to 3E, and it was confirmed that Rh and Co were contained in the particles in FIGS. 3A to 3E. .

図4(a)は、実施例3の排ガス浄化触媒のSTEM像であり、図4(b)〜(d)は、それぞれバリウム、Rh、及びCoに関する図4(a)のSTEM−EDXマッピングを示し、図4(e)は、図4(a)の枠線のエリア内のEDX分析結果を示している。   4A is an STEM image of the exhaust gas purification catalyst of Example 3, and FIGS. 4B to 4D are STEM-EDX mappings of FIG. 4A regarding barium, Rh, and Co, respectively. FIG. 4 (e) shows the EDX analysis result in the area of the frame line in FIG. 4 (a).

図4(a)の微粒子の位置、図4(c)のRhの位置、及び図4(d)のCoの位置は、略一致し、これらの図から、Rh及びCoが近接して存在していることが分かる。また、図4(e)からは、図4(a)の枠線のエリア内にRh及びCoが存在し、これからもRh及びCoが近接して存在していることが分かる。これは、実施例3の排ガス浄化触媒が液相還元法によって製造されたためと考えられる。   The position of the fine particles in FIG. 4A, the position of Rh in FIG. 4C, and the position of Co in FIG. 4D are substantially the same. From these figures, Rh and Co are close to each other. I understand that FIG. 4 (e) shows that Rh and Co exist in the area of the frame line in FIG. 4 (a), and that Rh and Co are also present in the vicinity. This is presumably because the exhaust gas purification catalyst of Example 3 was produced by the liquid phase reduction method.

図5(a)は、比較例3の排ガス浄化触媒のSTEM像であり、図5(b)及び(c)は、それぞれ図5(a)の枠線1及び2のエリア内のEDX分析結果を示している。図5(a)及び(b)からは、枠線1のエリア内にRhのみが存在し、かつ図5(a)及び(c)からは、枠線2のエリア内にCoのみが存在していることが分かる。これは、比較例3の排ガス浄化触媒が、含浸法によって製造されたためと考えられる。   FIG. 5A is an STEM image of the exhaust gas purification catalyst of Comparative Example 3, and FIGS. 5B and 5C are the results of EDX analysis in the areas of the frame lines 1 and 2 in FIG. 5A, respectively. Is shown. From FIGS. 5A and 5B, only Rh exists in the area of the frame line 1, and from FIGS. 5A and 5C, only Co exists in the area of the frame line 2. I understand that This is presumably because the exhaust gas purification catalyst of Comparative Example 3 was produced by the impregnation method.

〈XRDによる評価〉
実施例1〜5の排ガス浄化触媒を、X線回折(XRD)法によって測定した。この測定を、株式会社リガク製のRINT2000RSで行った。X線源はCuKα(λ=1.5418nm)であり、10〜90deg.の範囲をステップ幅0.02deg.で測定し、管電圧を50kVとし、管電流を300mAとした。回折ピーク位置をJCPDSデータファイルの既知データと比較した。結果を図6に示している。
<Evaluation by XRD>
The exhaust gas purifying catalysts of Examples 1 to 5 were measured by an X-ray diffraction (XRD) method. This measurement was performed with RINT2000RS manufactured by Rigaku Corporation. The X-ray source is CuKα (λ = 1.5418 nm), 10 to 90 deg. Of step width 0.02 deg. The tube voltage was 50 kV and the tube current was 300 mA. The diffraction peak position was compared with the known data in the JCPDS data file. The results are shown in FIG.

図6は、実施例1〜5の排ガス浄化触媒のX線回折パターン;並びにRh、Rh、Co、CoO、Co、及びBaCOの回折ピーク位置を示す図である。図6の(1)〜(5)は、それぞれ実施例1〜5の排ガス浄化触媒のX線回折パターンに対応する。また、図6のRh、Rh、Co、CoO、Co、及びBaCOの回折ピーク位置はJCPDSデータファイルの既知データに対応する。 FIG. 6 is a diagram showing X-ray diffraction patterns of exhaust gas purifying catalysts of Examples 1 to 5; and diffraction peak positions of Rh 2 O 3 , Rh, Co, CoO, Co 3 O 4 , and BaCO 3 . (1) to (5) in FIG. 6 correspond to the X-ray diffraction patterns of the exhaust gas purification catalysts of Examples 1 to 5, respectively. Further, the diffraction peak positions of Rh 2 O 3 , Rh, Co, CoO, Co 3 O 4 , and BaCO 3 in FIG. 6 correspond to known data in the JCPDS data file.

図6からは、排ガス浄化触媒中でRhに対するCoのmol比が大きくなるにつれて、Coのピークが大きくなるため、CoはCoとして存在することが分かる。 From FIG. 6, it can be seen that the Co 3 O 4 peak increases as the molar ratio of Co to Rh increases in the exhaust gas purification catalyst, so that Co exists as Co 3 O 4 .

〈NOx浄化特性の評価〉
実施例1〜5、及び比較例1〜4の排ガス浄化触媒のNOx浄化吸蔵量及びNOx還元効率を評価した。当該評価では、ガス流通式の触媒評価装置を用いた。当該装置に、各例の排ガス浄化触媒のサンプルを配置し、FT−IR分析計及び磁気圧式分析計(それぞれベスト測器株式会社製のSESAM−HL、Bex)で所定の温度での各ガスの転化挙動を分析した。結果を図7及び8に示している。
<Evaluation of NOx purification characteristics>
The NOx purification storage amount and NOx reduction efficiency of the exhaust gas purification catalysts of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 were evaluated. In the evaluation, a gas flow type catalyst evaluation apparatus was used. Samples of the exhaust gas purification catalyst of each example are placed in the apparatus, and each gas at a predetermined temperature is measured with an FT-IR analyzer and a magnetic pressure analyzer (SESAM-HL and Bex manufactured by Best Sokki Co., Ltd.). The conversion behavior was analyzed. The results are shown in FIGS.

なお、上記のサンプルの質量は3gとした。また、500℃の条件下において、リーンガスを60秒間とし、かつリッチガスを5秒間とする1サイクルを、5サイクル繰り返した。リーン期間中のNOx吸蔵量、並びにリッチ期間中のNOx還元効率は、それぞれ、2〜5サイクルの平均値とした。なお、リーンガス及びリッチガスの組成を下記の表2に示している。   The mass of the above sample was 3 g. Further, under the condition of 500 ° C., one cycle in which the lean gas was 60 seconds and the rich gas was 5 seconds was repeated 5 cycles. The NOx occlusion amount during the lean period and the NOx reduction efficiency during the rich period were each an average value of 2 to 5 cycles. The composition of lean gas and rich gas is shown in Table 2 below.

図7は、実施例1〜5、及び比較例1〜4のサンプルに関して、Co/Rh(mol比)及びNOx吸蔵量(μmol/g)の関係を示している。図7からは、比較例1〜4のサンプルと比較して、実施例1〜5のサンプルのNOx吸蔵量はより多いことが分かる。これは、実施例1〜5のサンプルでは、Rh及びCoを含む複合金属微粒子が、分散して存在しているためと考えられる。   FIG. 7 shows the relationship between Co / Rh (mol ratio) and NOx occlusion amount (μmol / g) for the samples of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4. FIG. 7 shows that the NOx occlusion amounts of the samples of Examples 1 to 5 are larger than those of the samples of Comparative Examples 1 to 4. This is presumably because the composite metal fine particles containing Rh and Co are dispersed in the samples of Examples 1 to 5.

図8は、実施例1〜5、及び比較例1〜4のサンプルに関して、Co/Rh(mol比)及びNOx還元効率(%)の関係を示している。図8からは、含浸法で製造した比較例1〜4のサンプルと比較して、実施例1〜5のサンプルのNOx還元効率はより高いことが分かる。これは、Rh及びCoが、複合金属微粒子中においてRh及びCoが近接し、これによってリーン雰囲気において、CoがNOをNOに酸化し、これをNOx吸蔵材で吸蔵し、かつリッチ雰囲気において、Rhが、吸蔵された当該NOxを迅速に還元したためと考えられる。 FIG. 8 shows the relationship between Co / Rh (mol ratio) and NOx reduction efficiency (%) for the samples of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4. FIG. 8 shows that the NOx reduction efficiency of the samples of Examples 1 to 5 is higher than that of the samples of Comparative Examples 1 to 4 manufactured by the impregnation method. This is because Rh and Co are close to each other in the composite metal fine particles, whereby in a lean atmosphere, Co oxidizes NO to NO 2 , and this is occluded with a NOx occlusion material, and in a rich atmosphere, It is considered that Rh rapidly reduced the stored NOx.

本発明の好ましい実施形態を詳細に記載したが、特許請求の範囲から逸脱することなく、本発明で使用される装置、機器、及び薬品等について、そのメーカー、等級、及び品質等の変更が可能であることを当業者は理解する。   Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail, it is possible to change the manufacturer, grade, quality, etc. of the apparatus, equipment, chemicals, etc. used in the present invention without departing from the scope of the claims. Those skilled in the art understand that.

1 従来の排ガス浄化触媒
2 Rh含有微粒子
3 Co含有微粒子
4 NOx吸蔵材
100 本発明の排ガス浄化触媒の一実施形態
101 Rhイオン
102 Coイオン
103 保護剤
104 還元剤(Reducing Agent)
105 水酸化物
106 Rh及び/又はその酸化物
107 Co及び/又はその酸化物
108 NOx吸蔵材
109 担体
110 複合金属微粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conventional exhaust gas purification catalyst 2 Rh containing fine particle 3 Co containing fine particle 4 NOx occlusion material 100 One Embodiment of the exhaust gas purification catalyst of this invention 101 Rh ion 102 Co ion 103 Protective agent 104 Reducing agent
105 Hydroxides 106 Rh and / or their oxides 107 Co and / or their oxides 108 NOx storage materials 109 Supports 110 Composite metal fine particles

Claims (1)

複合金属微粒子、及びNOx吸蔵材を含む排ガス浄化触媒であって、
前記複合金属微粒子が、Rh及びCoを含む、
排ガス浄化触媒。
An exhaust gas purification catalyst comprising composite metal fine particles and a NOx storage material,
The composite metal fine particles include Rh and Co;
Exhaust gas purification catalyst.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002066335A (en) * 2000-08-24 2002-03-05 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Dispersed noble metal-containing alumina particle, its preparation process and exhaust gas purification catalyst
JP2010194384A (en) * 2009-02-23 2010-09-09 Toyota Central R&D Labs Inc Catalyst for purification of exhaust gas and method of producing the same
JP2012035182A (en) * 2010-08-05 2012-02-23 Daihatsu Motor Co Ltd Catalyst composition

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002066335A (en) * 2000-08-24 2002-03-05 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Dispersed noble metal-containing alumina particle, its preparation process and exhaust gas purification catalyst
JP2010194384A (en) * 2009-02-23 2010-09-09 Toyota Central R&D Labs Inc Catalyst for purification of exhaust gas and method of producing the same
JP2012035182A (en) * 2010-08-05 2012-02-23 Daihatsu Motor Co Ltd Catalyst composition

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