JP2018008255A - Catalyst carrier for purifying exhaust gas, catalyst for purifying exhaust gas using the same, and manufacturing method of catalyst carrier for purifying exhaust gas - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst carrier for purifying exhaust gas capable of forming a catalyst for purifying exhaust gas exhibiting high oxygen discharge rate even when exposed to high temperature for long time.SOLUTION: There is provided a catalyst carrier for purifying exhaust gas in which a standard deviation of a percentage content of each metal element obtained by measuring a percentage content (mass%) of the metal element at 100 measurement points in a microprobe analysis range of 20 nm angle by an energy dispersion type X ray spectroscopic analysis using a scanning transmission electron microscope with a spherical surface aberration correction function on all metal elements contained in a composite metal oxide porous body containing alumina, ceria and zirconia at 0.1 mass% or more is 10 or less, a specific surface area of the porous body calculated by a BET method is 30 m/g or more, the reduction rate of the specific surface area of the porous body by burning in ambient air at 1,100°C for 5 hours is 50% or less, the reduction rate of the specific surface area of the porous body by heating at 1,100°C for 5 hours with changing reduction atmosphere and oxidation atmosphere every 5 minutes alternatively is 55% or less, and the reduction rate of the specific surface area of the porous body by heating at 1,100°C for 50 hours by changing the reduction atmosphere and the oxidation atmosphere every 5 minutes alternatively is 80% or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、排ガス浄化用触媒担体、それを用いた排ガス浄化用触媒、及び排ガス浄化用触媒担体の製造方法に関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification catalyst carrier, an exhaust gas purification catalyst using the same, and a method for producing an exhaust gas purification catalyst carrier.

従来から、自動車等の内燃機関から排出される有害物質を含むガスを浄化するための排ガス浄化用触媒として、白金、ロジウム及びパラジウム等の貴金属をアルミナ、チタニア、シリカ、ジルコニア、セリア等からなる複合金属酸化物担体に担持した三元触媒が広く知られている。このような複合金属酸化物からなる触媒担体の製造方法としては、粉末混合法や共沈法等が知られているが、これらの方法により製造された触媒担体は、耐熱性が必ずしも十分なものではなく、高温に曝された場合に酸素ストレージ能が低下することがあった。このため、より耐熱性に優れた複合金属酸化物からなる触媒担体が求められてきた。   Conventionally, as a catalyst for exhaust gas purification for purifying gas containing harmful substances discharged from internal combustion engines such as automobiles, a composite made of alumina, titania, silica, zirconia, ceria, etc. with noble metals such as platinum, rhodium and palladium Three-way catalysts supported on metal oxide supports are widely known. As a method for producing a catalyst carrier comprising such a composite metal oxide, a powder mixing method, a coprecipitation method, and the like are known. However, a catalyst carrier produced by these methods is not necessarily sufficient in heat resistance. However, the oxygen storage capacity sometimes deteriorated when exposed to high temperatures. For this reason, a catalyst carrier made of a composite metal oxide having more excellent heat resistance has been demanded.

例えば、国際公開2011/030875号(特許文献1)には、所定の高い剪断速度となっている領域に、アルミニウムイオンを含有する原料溶液と高分子分散剤を含有する原料溶液とを独立に直接導入して均質混合することにより第一のコロイド溶液を調製し、また、所定の高い剪断速度となっている領域に、ジルコニウムイオンを含有する原料溶液と高分子分散剤を含有する原料溶液とを独立に直接導入して均質混合することにより第二のコロイド溶液を調製し、得られた第一のコロイド溶液と第二のコロイド溶液とを所定のpH条件下で混合してコロイド溶液を調製した後、前記コロイド溶液のpHを所定の条件に調整することによって凝集物を調製し、この凝集物を熱処理することによって、アルミナを含有する第一の超微粒子とジルコニアを含有する第二の超微粒子とが極めて高い分散性で均一に混合されている複合金属酸化物多孔体が得られ、この複合金属酸化物多孔体が、触媒活性とその高温耐久性を高水準で実現する理想的な触媒をもたらす触媒担体として有用であることが記載されている。しかしながら、このような複合金属酸化物多孔体においても、耐熱性は必ずしも十分なものではなく、高温に曝された場合に、金属元素の分散性が低下し、酸素ストレージ能が低下することがあった。   For example, in International Publication 2011/030875 (Patent Document 1), a raw material solution containing an aluminum ion and a raw material solution containing a polymer dispersant are directly and independently provided in a region having a predetermined high shear rate. A first colloidal solution is prepared by introducing and homogeneously mixed, and a raw material solution containing zirconium ions and a raw material solution containing a polymer dispersant are added to a region having a predetermined high shear rate. A second colloidal solution was prepared by direct introduction independently and homogeneously mixed, and the obtained first colloidal solution and the second colloidal solution were mixed under a predetermined pH condition to prepare a colloidal solution. Thereafter, an aggregate is prepared by adjusting the pH of the colloidal solution to a predetermined condition, and the aggregate is heat-treated to obtain first ultrafine particles containing alumina. A composite metal oxide porous body in which the second ultrafine particles containing luconia are uniformly mixed with extremely high dispersibility is obtained. This composite metal oxide porous body has high catalytic activity and high temperature durability. It is described as being useful as a catalyst support resulting in an ideal catalyst realized at the standard. However, even in such a composite metal oxide porous body, the heat resistance is not always sufficient, and when exposed to high temperatures, the dispersibility of the metal element may decrease and the oxygen storage capacity may decrease. It was.

また、特開2014−24058号公報(特許文献2)には、アルミニウムイオン、セリウムイオン及びジルコニウムイオンを含有する第一の原料溶液と、高分子分散剤を含有する第二の原料溶液とを、所定の高い剪断速度となっている領域に、独立に直接導入して均質混合することにより金属化合物のコロイド溶液を調製し、得られたコロイド溶液のpHを所定の条件に調整し、必要に応じて有機アミンを添加してゲル化させた後、酸化雰囲気下で熱処理することによって、高温に曝された場合であっても、アルミナ、セリア及びジルコニアが相互に微細かつ均一に分散している複合金属酸化物多孔体が得られ、この複合金属酸化物多孔体が、高温に曝された場合であっても、優れた酸素ストレージ能を示す触媒の担体として有用であることが記載されている。しかしながら、このような複合金属酸化物多孔体においても、耐熱性は必ずしも十分なものではなく、高温に長時間曝された場合に、比表面積が大きく低下したり、細孔径が大きく増加したりするため、前記複合酸化物多孔体に貴金属を担持した触媒は、酸素放出速度が低下し、触媒周囲の酸素分圧の過渡的な変化に素早く対応できないことがあった。   JP-A-2014-24058 (Patent Document 2) discloses a first raw material solution containing aluminum ions, cerium ions and zirconium ions, and a second raw material solution containing a polymer dispersant. Prepare a colloidal solution of a metal compound by directly introducing it into a region with a predetermined high shear rate and mixing it homogeneously, and adjust the pH of the obtained colloidal solution to a predetermined condition. This is a composite in which alumina, ceria, and zirconia are finely and evenly dispersed with each other even when exposed to high temperatures by heat treatment in an oxidizing atmosphere after adding an organic amine and gelling. A metal oxide porous body is obtained, and this composite metal oxide porous body is useful as a catalyst support exhibiting excellent oxygen storage ability even when exposed to high temperatures. There has been described. However, even in such a composite metal oxide porous body, the heat resistance is not always sufficient, and when exposed to high temperature for a long time, the specific surface area is greatly reduced or the pore diameter is greatly increased. For this reason, the catalyst in which a noble metal is supported on the composite oxide porous body has a low oxygen release rate, and may not be able to quickly cope with a transient change in oxygen partial pressure around the catalyst.

国際公開2011/030875号International Publication No. 2011/030875 特開2014−24058号公報JP 2014-24058 A

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合であっても高い酸素放出速度(OSC−r)を示す排ガス浄化用触媒、このような触媒を形成することが可能な排ガス浄化用触媒担体及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has a high oxygen release rate (OSC-r) even when exposed to high temperatures for a long time (for example, 1100 ° C. for 50 hours). It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying catalyst, an exhaust gas purifying catalyst carrier capable of forming such a catalyst, and a method for producing the same.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、アルミニウムイオン、セリウムイオン及びジルコニウムイオンを含有する第一の原料溶液と過酸化水素を含有する第二の原料溶液と中和剤を含有する第三の原料溶液とを、高い剪断速度となっている領域に独立に直接導入して均質混合することによって、各金属元素が相互に微細かつ均一に(すなわち、高い相互微分散度で)分散しており、また、高温(例えば、1100℃)に曝された場合であっても比表面積の低下や細孔径の増加が小さい複合金属酸化物多孔体からなる排ガス浄化用触媒担体が得られ、この触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒が、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合であっても高い酸素放出速度(OSC−r)を示すことを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have neutralized a first raw material solution containing aluminum ions, cerium ions and zirconium ions and a second raw material solution containing hydrogen peroxide. By introducing the third raw material solution containing the agent directly into the region where the shear rate is high and mixing it homogeneously, each metallic element is mutually fine and uniform (that is, high mutual fine dispersion). Catalyst support for exhaust gas purification comprising a composite metal oxide porous body that has a reduced specific surface area and a small increase in pore diameter even when exposed to high temperatures (for example, 1100 ° C.) The exhaust gas-purifying catalyst having a noble metal supported on the catalyst carrier exhibits a high oxygen release rate (OSC-r) even when exposed to a high temperature for a long time (for example, 1100 ° C. for 50 hours). This The heading, which resulted in the completion of the present invention.

すなわち、本発明の排ガス浄化用触媒担体は、アルミナ、セリア及びジルコニアを含有する複合金属酸化物多孔体からなり、
前記多孔体に0.1質量%以上含有されるすべての金属元素について、球面収差補正機能付き走査透過型電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型X線分光分析により20nm角の微小分析範囲における前記金属元素の含有率(質量%)を100箇所の測定点で測定して得られた各金属元素の含有率の標準偏差が10以下であり、
BET法により求めた前記多孔体の比表面積が30m/g以上であり、
大気中、1100℃で5時間の焼成による前記多孔体の比表面積の低下率が50%以下であり、
下記条件:
還元雰囲気:H(2容量%)+CO(10容量%)+HO(3容量%)+N(残部)、1気圧
酸化雰囲気:O(1容量%)+CO(10容量%)+HO(3容量%)+N(残部)、1気圧
の還元雰囲気と酸化雰囲気とを5分間毎に交互に切り替えながら1100℃で5時間加熱したことによる前記多孔体の比表面積の低下率が55%以下であり、
前記条件の還元雰囲気と酸化雰囲気とを5分間毎に交互に切り替えながら1100℃で50時間加熱したことによる前記多孔体の比表面積の低下率が80%以下である、
ことを特徴とするものである。
That is, the exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention comprises a composite metal oxide porous body containing alumina, ceria and zirconia,
With respect to all the metal elements contained in the porous body in an amount of 0.1% by mass or more, the metal elements in a minute analysis range of 20 nm square by energy dispersive X-ray spectroscopic analysis using a scanning transmission electron microscope with a spherical aberration correction function. The standard deviation of the content of each metal element obtained by measuring the content (mass%) of 100 at 100 measurement points is 10 or less,
The specific surface area of the porous body determined by the BET method is 30 m 2 / g or more,
The reduction rate of the specific surface area of the porous body by firing at 1100 ° C. for 5 hours in the air is 50% or less,
The following conditions:
Reducing atmosphere: H 2 (2% by volume) + CO 2 (10% by volume) + H 2 O (3% by volume) + N 2 (remainder), 1 atmosphere oxidizing atmosphere: O 2 (1% by volume) + CO 2 (10% by volume) + H 2 O (3% by volume) + N 2 (remainder) Reduction rate of the specific surface area of the porous body by heating at 1100 ° C. for 5 hours while alternately switching between a reducing atmosphere of 1 atm and an oxidizing atmosphere every 5 minutes Is 55% or less,
The reduction rate of the specific surface area of the porous body by heating at 1100 ° C. for 50 hours while alternately switching the reducing atmosphere and oxidizing atmosphere under the above conditions every 5 minutes is 80% or less,
It is characterized by this.

このような本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、窒素吸着法により求めた前記多孔体の微分細孔容積分布における最大頻度細孔径が0.001〜0.2μmの範囲内にあり、
大気中、1100℃で5時間の焼成による前記多孔体の最大頻度細孔径の増加率が90%以下であり、
前記条件の還元雰囲気と酸化雰囲気とを5分間毎に交互に切り替えながら1100℃で5時間加熱したことによる前記多孔体の最大頻度細孔径の増加率が100%以下であり、
前記条件の還元雰囲気と酸化雰囲気とを5分間毎に交互に切り替えながら1100℃で50時間加熱したことによる前記多孔体の最大頻度細孔径の増加率が260%以下である、ことが好ましい。
In such a catalyst support for exhaust gas purification of the present invention, the maximum frequency pore diameter in the differential pore volume distribution of the porous body determined by the nitrogen adsorption method is in the range of 0.001 to 0.2 μm,
The increase rate of the maximum frequency pore diameter of the porous body by firing at 1100 ° C. for 5 hours in the atmosphere is 90% or less,
The increase rate of the maximum frequency pore diameter of the porous body by heating at 1100 ° C. for 5 hours while alternately switching the reducing atmosphere and oxidizing atmosphere of the above conditions every 5 minutes is 100% or less,
It is preferable that the increase rate of the maximum frequency pore diameter of the porous body by heating at 1100 ° C. for 50 hours while alternately switching the reducing atmosphere and the oxidizing atmosphere of the above conditions every 5 minutes is 260% or less.

さらに、本発明の排ガス浄化用触媒担体には、2.5原子%以下の原子比でランタンを更に含有することが好ましく、また、2.0原子%以下の原子比でイットリウムを更に含有することも好ましい。   Further, the exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention preferably further contains lanthanum in an atomic ratio of 2.5 atomic% or less, and further contains yttrium in an atomic ratio of 2.0 atomic% or less. Is also preferable.

本発明の排ガス浄化用触媒は、このような本発明の排ガス浄化用触媒担体と、この触媒担体に担持されている貴金属とを備えていることを特徴とするものである。   The exhaust gas purifying catalyst of the present invention is characterized by comprising such an exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention and a noble metal supported on the catalyst carrier.

本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法は、
アルミニウムイオン、セリウムイオン及びジルコニウムイオンを含有する第一の原料溶液を調製する工程と、
過酸化水素を含有する第二の原料溶液を調製する工程と、
中和剤を含有する第三の原料溶液を調製する工程と、
第一の原料溶液と第二の原料溶液と第三の原料溶液とを5000〜40000sec−1の剪断速度となっている領域に独立に直接導入して均質混合し、金属化合物ナノスラリーを得る工程と、
前記ナノスラリーを脱脂し、酸化雰囲気下で加熱して、アルミナ、セリア及びジルコニアを含有する複合金属酸化物多孔体を得る工程と、
を含むことを特徴とする方法である。ここで、本発明にかかる剪断速度の値は、所定の領域内(反応場)の流れが層流であると仮定して算出される値である。
The method for producing the exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention comprises:
Preparing a first raw material solution containing aluminum ions, cerium ions and zirconium ions;
Preparing a second raw material solution containing hydrogen peroxide;
Preparing a third raw material solution containing a neutralizing agent;
A step of obtaining a metal compound nano-slurry by directly and independently introducing the first raw material solution, the second raw material solution, and the third raw material solution independently into a region having a shear rate of 5000 to 40000 sec −1. When,
Degreasing the nanoslurry and heating in an oxidizing atmosphere to obtain a composite metal oxide porous body containing alumina, ceria and zirconia;
It is the method characterized by including. Here, the value of the shear rate according to the present invention is a value calculated on the assumption that the flow in a predetermined region (reaction field) is a laminar flow.

このような本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法においては、前記第三の原料溶液が分散剤(より好ましくはジカルボン酸)を更に含有するものであることが好ましく、また、前記第二の原料溶液がグリセロールを更に含有するものであることが好ましく、さらに、前記第一の原料溶液がランタンイオン及びイットリウムイオンからなる群から選択される少なくとも1種の金属イオンを更に含有するものであることが好ましい。   In such a method for producing an exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention, the third raw material solution preferably further contains a dispersant (more preferably a dicarboxylic acid), and the second raw material solution It is preferable that the raw material solution further contains glycerol, and further, the first raw material solution further contains at least one metal ion selected from the group consisting of lanthanum ions and yttrium ions. Is preferred.

また、本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法においては、前記第一の原料溶液中の全カウンターアニオンのうち、47〜65モル%が塩化物イオンであり、35〜53モル%が硝酸イオンであることが好ましい。   Moreover, in the manufacturing method of the exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention, 47 to 65 mol% is chloride ion and 35 to 53 mol% is nitrate ion among all counter anions in the first raw material solution. It is preferable that

なお、本発明の排ガス浄化用触媒が高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合であっても高い酸素放出速度(OSC−r)を示す理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、本発明の排ガス浄化用触媒担体は、各金属元素が相互に微細かつ均一に(すなわち、高い相互微分散度で)分散しており、また、高温(例えば、1100℃)に曝された場合であっても比表面積の低下や細孔径の増加が小さい複合金属酸化物多孔体により構成されている。本発明の排ガス浄化用触媒においては、このような複合金属酸化物多孔体に貴金属が担持されており、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合であっても、複合金属酸化物多孔体の比表面積の低下や細孔径の増加が小さいため、貴金属のシンタリングが起こりにくく、触媒担体上での貴金属の高分散性が維持されると推察される。このため、本発明の排ガス浄化用触媒は、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合であっても高い酸素放出速度(OSC−r)を示すと推察される。   The reason why the exhaust gas purification catalyst of the present invention exhibits a high oxygen release rate (OSC-r) even when it is exposed to a high temperature for a long time (for example, 50 hours at 1100 ° C.) is not necessarily clear, The present inventors infer as follows. That is, in the exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention, each metal element is dispersed finely and uniformly (that is, with a high degree of mutual fine dispersion) and is exposed to a high temperature (eg, 1100 ° C.). Even if it is a case, it is comprised with the composite metal oxide porous body with a small fall of a specific surface area and a small increase in a pore diameter. In the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, noble metal is supported on such a composite metal oxide porous body, and even when exposed to high temperatures for a long time (for example, 1100 ° C. for 50 hours) Since the decrease in the specific surface area and the increase in the pore diameter of the metal oxide porous body are small, it is presumed that noble metal sintering hardly occurs and the high dispersibility of the noble metal on the catalyst support is maintained. For this reason, it is speculated that the exhaust gas purifying catalyst of the present invention exhibits a high oxygen release rate (OSC-r) even when exposed to high temperatures for a long time (for example, at 1100 ° C. for 50 hours).

本発明によれば、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合であっても高い酸素放出速度(OSC−r)を示す排ガス浄化用触媒、このような触媒を形成することが可能な排ガス浄化用触媒担体を得ることが可能となる。   According to the present invention, an exhaust gas purifying catalyst showing such a high oxygen release rate (OSC-r) even when exposed to a high temperature for a long time (for example, at 1100 ° C. for 50 hours), such a catalyst is formed. It is possible to obtain an exhaust gas purifying catalyst carrier that can be used.

本発明に用いられるナノスラリーの製造装置の好適な一実施態様を示す模式横断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows one suitable embodiment of the manufacturing apparatus of the nano slurry used for this invention. 図1に示すアウターノズル型ホモジナイザー10の先端部(攪拌部)を示す拡大縦断面図である。FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view showing a tip portion (stirring portion) of the outer nozzle type homogenizer 10 shown in FIG. 1. 図1に示すアウターノズル型ホモジナイザー10の先端部(攪拌部)の横断面図である。It is a cross-sectional view of the front-end | tip part (stirring part) of the outer nozzle type homogenizer 10 shown in FIG. 従来のコロイド溶液の製造装置の一例を示す模式横断面図である。It is a schematic cross section which shows an example of the manufacturing apparatus of the conventional colloidal solution. 図4に示すインナーノズル型ホモジナイザー40の先端部(攪拌部)を示す拡大縦断面図である。FIG. 5 is an enlarged longitudinal sectional view showing a tip portion (stirring portion) of the inner nozzle type homogenizer 40 shown in FIG. 4. 図4に示す内側ステータ43の側面図である。It is a side view of the inner side stator 43 shown in FIG. 図4に示す内側ステータ43の横断面図である。FIG. 5 is a transverse sectional view of an inner stator 43 shown in FIG. 4.

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

先ず、本発明の排ガス浄化用触媒担体について説明する。本発明の排ガス浄化用触媒担体は、アルミナ、セリア及びジルコニアを含有する複合金属酸化物多孔体からなるものである。このような複合金属酸化物多孔体としては、アルミナを含有する第一の超微粒子と、セリア及びジルコニアを含有する第二の超微粒子との混合物であることが好ましく、前記第二の超微粒子としては、ジルコニア固溶セリア超微粒子が好ましい。このような複合金属酸化物多孔体からなる触媒担体に貴金属を担持した触媒は耐熱性に優れている。なお、ここでいう「超微粒子」とは、金属酸化物又は複合金属酸化物の結晶子の一次粒子又は数個の前記結晶子の凝集体からなる微小な二次粒子をいう。本発明にかかる複合金属酸化物多孔体は、これら超微粒子が間隔を空けて凝集した超微粒子の凝集体からなるものである。   First, the exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention will be described. The exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention comprises a composite metal oxide porous body containing alumina, ceria and zirconia. Such a composite metal oxide porous body is preferably a mixture of first ultrafine particles containing alumina and second ultrafine particles containing ceria and zirconia. Is preferably zirconia solid-solution ceria ultrafine particles. A catalyst in which a noble metal is supported on a catalyst carrier made of such a composite metal oxide porous body is excellent in heat resistance. The “ultrafine particles” used herein refer to primary particles of metal oxide or composite metal oxide crystallites or minute secondary particles composed of aggregates of several crystallites. The composite metal oxide porous body according to the present invention is composed of an aggregate of ultrafine particles obtained by aggregating these ultrafine particles at intervals.

また、前記複合金属酸化物多孔体には、これに貴金属を担持した触媒の耐熱性が向上するという観点から、Ce以外の希土類元素(La、Pr、Y、Sc等)の酸化物及びアルカリ土類金属(Sr、Ca、Ba等)の酸化物からなる群から選択される少なくとも1種の他の金属酸化物が更に含まれていることが好ましく、前記触媒の酸素ストレージ能及び耐熱性が更に向上するという観点から、イットリア(Y)及びランタナ(La)のうちの少なくとも1種が更に含まれていることがより好ましく、イットリア(Y)が更に含まれていることが特に好ましい。このような他の金属酸化物の含有量は、その効果が得られるように適宜設定されるが、例えば、ランタナ(La)の場合には、ランタン原子換算で2.5原子%以下であることが好ましく、イットリア(Y)の場合には、イットリウム原子換算で2.0原子%以下であることが好ましい。ランタナ(La)やイットリア(Y)の含有量が前記上限を超えると、耐熱性向上効果が向上するのみならず、主要構成成分であるジルコニア固溶セリアの含有量が低下するというマイナス要因が際立つ傾向にある。 Further, the composite metal oxide porous body includes oxides and alkaline earths of rare earth elements other than Ce (La, Pr, Y, Sc, etc.) from the viewpoint of improving the heat resistance of the catalyst supporting the noble metal. It is preferable that at least one other metal oxide selected from the group consisting of oxides of similar metals (Sr, Ca, Ba, etc.) is further included, and the oxygen storage capacity and heat resistance of the catalyst are further increased. From the viewpoint of improving, it is more preferable that at least one of yttria (Y 2 O 3 ) and lantana (La 2 O 3 ) is further included, and yttria (Y 2 O 3 ) is further included. It is particularly preferable. The content of such other metal oxides is appropriately set so as to obtain the effect. For example, in the case of lantana (La 2 O 3 ), 2.5 atomic% or less in terms of lanthanum atoms. In the case of yttria (Y 2 O 3 ), it is preferably 2.0 atomic% or less in terms of yttrium atoms. When the content of Lantana (La 2 O 3 ) or yttria (Y 2 O 3 ) exceeds the above upper limit, not only the heat resistance improvement effect is improved, but the content of zirconia solid solution ceria which is a main constituent component is reduced. There is a tendency for negative factors to stand out.

前記複合金属酸化物多孔体が第一の超微粒子と第二の超微粒子との混合物である場合、このようなCe以外の希土類元素やアルカリ土類金属は、第一の超微粒子及び第二の超微粒子のうちの一方に含まれていてもよいし、両方に含まれていてもよいが、このような複合金属酸化物多孔体からなる触媒担体に貴金属を担持した触媒の酸素ストレージ能及び耐熱性が更に向上するという観点から、少なくとも、第二の超微粒子にイットリア(Y)及びランタナ(La)のうちの少なくとも1種が更に含まれていることが好ましく、イットリア(Y)が更に含まれていることがより好ましく、第二の超微粒子がCeO−ZrO−Y3元系複合金属酸化物やCeO−ZrO−La3元系複合金属酸化物であることが更に好ましく、CeO−ZrO−La−Y4元系複合金属酸化物であることが特に好ましい。また、第一の超微粒子にはランタナ(La)が更に含まれていてもよい。 When the composite metal oxide porous body is a mixture of the first ultrafine particles and the second ultrafine particles, the rare earth element and alkaline earth metal other than Ce are the first ultrafine particles and the second ultrafine particles. Oxygen storage capacity and heat resistance of a catalyst in which a noble metal is supported on a catalyst carrier made of such a composite metal oxide porous body may be contained in one or both of the ultrafine particles. From the viewpoint of further improving the properties, it is preferable that at least one of yttria (Y 2 O 3 ) and lantana (La 2 O 3 ) is further included in at least the second ultrafine particles. Y 2 O 3) is more preferably is further included, the second ultrafine particles CeO 2 -ZrO 2 -Y 2 O 3 3 -component composite metal oxide and CeO 2 -ZrO 2 -La 2 O 3 Ternary duplex A mixed metal oxide is more preferable, and a CeO 2 —ZrO 2 —La 2 O 3 —Y 2 O 3 quaternary composite metal oxide is particularly preferable. Further, the first ultrafine particles may further contain lantana (La 2 O 3 ).

第一の超微粒子がアルミナと他の金属酸化物とを含有する複合金属酸化物又は金属酸化物混合物の場合、第一の超微粒子におけるアルミナの含有率は30モル%以上であることが好ましい。また、第二の超微粒子がセリアとジルコニアと他の金属酸化物とを含有する複合金属酸化物又は金属酸化物混合物の場合、第二の超微粒子におけるセリアの含有率は30モル%以上であることが好ましく、ジルコニアの含有率は30モル%以上であることが好ましい。   When the first ultrafine particles are a composite metal oxide or a metal oxide mixture containing alumina and another metal oxide, the content of alumina in the first ultrafine particles is preferably 30 mol% or more. When the second ultrafine particles are a composite metal oxide or a metal oxide mixture containing ceria, zirconia and other metal oxides, the ceria content in the second ultrafine particles is 30 mol% or more. It is preferable that the content of zirconia is 30 mol% or more.

前記複合金属酸化物多孔体が第一の超微粒子と第二の超微粒子との混合物である場合、第一の超微粒子と第二の超微粒子との混合比率は特に制限されないが、得られる混合物中のアルミナの含有率が30〜70体積%(Alの質量比率で22〜61質量%に相当)となる混合比率であることが好ましい。アルミナの含有率が前記下限未満になると、アルミナの拡散障壁としての機能が小さくなる傾向にある。他方、アルミナの含有率が前記上限を超える触媒担体に貴金属を担持した触媒は、酸素ストレージ能や貴金属の安定した吸着能といったセリアやジルコニウムに起因する機能が小さくなる傾向にある。 When the composite metal oxide porous body is a mixture of the first ultrafine particles and the second ultrafine particles, the mixing ratio of the first ultrafine particles and the second ultrafine particles is not particularly limited, but the resulting mixture It is preferable that the content ratio of alumina in the mixture is 30 to 70% by volume (corresponding to 22 to 61% by mass in terms of the mass ratio of Al 2 O 3 ). When the content of alumina is less than the lower limit, the function of alumina as a diffusion barrier tends to be reduced. On the other hand, a catalyst in which a noble metal is supported on a catalyst carrier having an alumina content exceeding the upper limit tends to have smaller functions due to ceria and zirconium such as oxygen storage ability and stable adsorption ability of the noble metal.

本発明の排ガス浄化用触媒担体は、前記複合金属酸化物多孔体に0.1質量%以上含有される全ての金属元素について、球面収差補正機能付き走査透過型電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型X線分光分析により20nm角の微小分析範囲における前記金属元素の含有率(質量%)を100箇所の測定点で測定して得られた各金属元素の含有率の標準偏差が10以下であるという条件を満たすものである。なお、この金属元素の含有率の標準偏差の値が小さいほど、各金属元素が相互に微細かつ均一に分散している(すなわち、相互微分散度が高い)ことを意味している。このような条件を満たす触媒担体、すなわち、各金属元素が高い相互微分散度で分散している触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高温(例えば、1100℃で5時間)に曝された場合であっても、優れた酸素ストレージ能を有しており、特に、高い酸素放出速度(OSC−r)を示し、触媒周囲の酸素分圧の過渡的な変化に素早く対応することができる。一方、各金属元素の含有率の標準偏差が前記上限を超える触媒担体に貴金属を担持した触媒は、高温(例えば、1100℃で5時間)に曝された場合に酸素ストレージ能が低下し、特に、酸素放出速度(OSC−r)が低く、触媒周囲の酸素分圧の過渡的な変化に素早く対応することができない。   The catalyst carrier for exhaust gas purification of the present invention is an energy dispersive X using a scanning transmission electron microscope with a spherical aberration correction function for all metal elements contained in the composite metal oxide porous body in an amount of 0.1% by mass or more. A condition that the standard deviation of the content of each metal element obtained by measuring the content (mass%) of the metal element in a minute analysis range of 20 nm square by line spectroscopic analysis at 100 measurement points is 10 or less. It satisfies. In addition, it means that each metal element is disperse | distributing finely and uniformly mutually (namely, mutual fine dispersion degree is high), so that the value of the standard deviation of the content rate of this metal element is small. A catalyst carrier that satisfies such conditions, that is, a catalyst for purifying an exhaust gas in which a noble metal is supported on a catalyst carrier in which each metal element is dispersed with a high degree of mutual fine dispersion, is exposed to high temperatures (for example, 1100 ° C. for 5 hours). Even if it is, it has an excellent oxygen storage capacity, in particular, exhibits a high oxygen release rate (OSC-r), and can respond quickly to transient changes in oxygen partial pressure around the catalyst. it can. On the other hand, a catalyst in which a noble metal is supported on a catalyst carrier in which the standard deviation of the content of each metal element exceeds the upper limit has a reduced oxygen storage capacity when exposed to a high temperature (eg, 1100 ° C. for 5 hours). The oxygen release rate (OSC-r) is low, and it is not possible to quickly cope with a transient change in the oxygen partial pressure around the catalyst.

なお、このような標準偏差は、具体的には以下の方法により求められる。すなわち、先ず、エネルギー分散型X線分析装置(EDS)を装着した球面収差補正装置付き走査透過型電子顕微鏡(JOEL社製「JEM−2100F−Csコレクター」)を用いて、前記複合金属酸化物多孔体のSTEM観察を行い、さらに、前記複合金属酸化物多孔体に0.1質量%以上含まれるすべての金属元素についてEDSマッピングを行う。得られたEDSマッピング像において、20nm角の微小分析範囲内の各金属元素の含有率をそれぞれ求める。この金属元素の含有率を、無作為に抽出した100個の測定点(20nm角の微小分析範囲)について求める。仕込量から求めた各金属元素の含有率又はICP発光分光分析により求めた各金属元素の含有率を平均含有率として各金属元素の含有率の標準偏差を算出する。   Such a standard deviation is specifically obtained by the following method. That is, first, using a scanning transmission electron microscope equipped with a spherical aberration correction device (“JEM-2100F-Cs collector” manufactured by JOEL) equipped with an energy dispersive X-ray analyzer (EDS), the composite metal oxide porous STEM observation of the body is performed, and further, EDS mapping is performed on all the metal elements contained in the composite metal oxide porous body in an amount of 0.1% by mass or more. In the obtained EDS mapping image, the content of each metal element within a 20 nm square microanalysis range is determined. The content of this metal element is determined for 100 measurement points (20 nm square microanalysis range) extracted at random. The standard deviation of the content rate of each metal element is calculated by using the content rate of each metal element obtained from the charged amount or the content rate of each metal element obtained by ICP emission spectroscopic analysis as the average content rate.

また、本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、窒素吸着等温線からBET法により求めた前記複合金属酸化物多孔体の比表面積(BET比表面積)が30m/g以上である。このような条件を満たす触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高い酸素放出速度(OSC−r)及び飽和酸素貯蔵量(OSC−c)を示す。一方、前記複合金属酸化物多孔体の比表面積が前記下限未満である触媒担体に貴金属を担持した触媒は、酸素放出速度(OSC−r)及び飽和酸素貯蔵量(OSC−c)が低くなる。また、より高い酸素放出速度(OSC−r)及び飽和酸素貯蔵量(OSC−c)を示す排ガス浄化用触媒が得られるという観点から、前記複合金属酸化物多孔体のBET比表面積は、35m/g以上であることが好ましく、40m/g以上であることがより好ましい。なお、前記複合金属酸化物多孔体のBET比表面積の上限として特に制限はないが、200m/g以下であることが好ましい。 In the exhaust gas purification catalyst carrier of the present invention, the specific surface area (BET specific surface area) of the composite metal oxide porous body determined by the BET method from the nitrogen adsorption isotherm is 30 m 2 / g or more. An exhaust gas purifying catalyst in which a noble metal is supported on a catalyst carrier that satisfies such conditions exhibits a high oxygen release rate (OSC-r) and a saturated oxygen storage amount (OSC-c). On the other hand, a catalyst in which a noble metal is supported on a catalyst carrier whose specific surface area of the composite metal oxide porous body is less than the lower limit has a low oxygen release rate (OSC-r) and a saturated oxygen storage amount (OSC-c). Further, from the viewpoint of obtaining an exhaust gas purifying catalyst showing a higher oxygen release rate (OSC-r) and saturated oxygen storage amount (OSC-c), the BET specific surface area of the composite metal oxide porous body is 35 m 2. / G or more is preferable, and 40 m 2 / g or more is more preferable. In addition, although there is no restriction | limiting in particular as an upper limit of the BET specific surface area of the said composite metal oxide porous body, It is preferable that it is 200 m < 2 > / g or less.

さらに、本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、大気中、1100℃で5時間の焼成による前記複合金属酸化物多孔体の比表面積(BET比表面積)の低下率が50%以下である。このような条件を満たす触媒担体は、高温での焼成による微結晶及び微結晶の凝集体の凝集構造の変化が小さく、耐熱性に優れている。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合であっても、高い酸素放出速度(OSC−r)を示す。一方、前記複合金属酸化物多孔体の比表面積の低下率が前記上限を超える触媒担体は、微結晶及び微結晶の凝集体の凝集構造が高温での焼成により変化しており、耐熱性が低下する。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、高温(例えば、1100℃で5時間)に曝された場合には比較的高い酸素放出速度(OSC−r)を示すものの、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合には酸素放出速度(OSC−r)が低下する。また、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合であっても、より高い酸素放出速度(OSC−r)を示す排ガス浄化用触媒が得られるという観点から、前記複合金属酸化物多孔体の比表面積(BET比表面積)の低下率は40%以下であることが好ましい。   Furthermore, in the exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention, the reduction rate of the specific surface area (BET specific surface area) of the composite metal oxide porous body by firing at 1100 ° C. for 5 hours in the air is 50% or less. A catalyst carrier that satisfies such conditions is excellent in heat resistance because the change in the aggregate structure of the microcrystals and the aggregates of microcrystals due to firing at a high temperature is small. Therefore, such an exhaust gas purifying catalyst having a noble metal supported on such a catalyst carrier has a high oxygen release rate (OSC-r) even when exposed to high temperatures for a long time (for example, at 1100 ° C. for 50 hours). Indicates. On the other hand, in the catalyst carrier in which the reduction rate of the specific surface area of the composite metal oxide porous body exceeds the upper limit, the aggregate structure of the microcrystals and the aggregates of the microcrystals is changed by firing at a high temperature, and the heat resistance decreases. To do. For this reason, a catalyst in which a noble metal is supported on such a catalyst carrier exhibits a relatively high oxygen release rate (OSC-r) when exposed to a high temperature (for example, 1100 ° C. for 5 hours), but at a high temperature. When exposed for a long time (for example, at 1100 ° C. for 50 hours), the oxygen release rate (OSC-r) decreases. Further, from the viewpoint of obtaining an exhaust gas purifying catalyst exhibiting a higher oxygen release rate (OSC-r) even when exposed to a high temperature for a long time (for example, at 1100 ° C. for 50 hours), the composite metal The reduction rate of the specific surface area (BET specific surface area) of the oxide porous body is preferably 40% or less.

また、本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、下記条件:
還元雰囲気(リッチ雰囲気):H(2容量%)+CO(10容量%)+HO(3容量%)+N(残部)、1気圧
酸化雰囲気(リーン雰囲気):O(1容量%)+CO(10容量%)+HO(3容量%)+N(残部)、1気圧
の還元雰囲気(R)と酸化雰囲気(L)とを5分間毎に交互に切り替えながら(以下、この雰囲気を「R/L雰囲気」と略す。)1100℃で5時間加熱したことによる前記複合金属酸化物多孔体の比表面積(BET比表面積)の低下率が55%以下である。このような条件を満たす触媒担体は、R/L雰囲気下、高温(例えば、1100℃で5時間)での加熱による微結晶及び微結晶の凝集体の凝集構造の変化が小さく、耐熱性に優れている。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合であっても、高い酸素放出速度(OSC−r)を示す。一方、前記複合金属酸化物多孔体の比表面積の低下率が前記上限を超える触媒担体は、微結晶及び微結晶の凝集体の凝集構造が、R/L雰囲気下、高温(例えば、1100℃で5時間)での加熱により変化しており、耐熱性が低下する。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、高温(例えば、1100℃で5時間)に曝された場合には比較的高い酸素放出速度(OSC−r)を示すものの、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合には酸素放出速度(OSC−r)が低下する。
In the exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention, the following conditions:
Reducing atmosphere (rich atmosphere): H 2 (2% by volume) + CO 2 (10% by volume) + H 2 O (3% by volume) + N 2 (remainder), 1 atmosphere oxidizing atmosphere (lean atmosphere): O 2 (1% by volume) ) + CO 2 (10% by volume) + H 2 O (3% by volume) + N 2 (remainder) While alternately switching a reducing atmosphere (R) of 1 atm and an oxidizing atmosphere (L) every 5 minutes (hereinafter referred to as this The atmosphere is abbreviated as “R / L atmosphere.”) The reduction rate of the specific surface area (BET specific surface area) of the composite metal oxide porous body by heating at 1100 ° C. for 5 hours is 55% or less. A catalyst carrier that satisfies such conditions is excellent in heat resistance because the change in the aggregate structure of microcrystals and aggregates of microcrystals due to heating at a high temperature (for example, 1100 ° C. for 5 hours) in an R / L atmosphere is small. ing. Therefore, such an exhaust gas purifying catalyst having a noble metal supported on such a catalyst carrier has a high oxygen release rate (OSC-r) even when exposed to high temperatures for a long time (for example, at 1100 ° C. for 50 hours). Indicates. On the other hand, in the catalyst support in which the reduction rate of the specific surface area of the composite metal oxide porous body exceeds the upper limit, the aggregate structure of the microcrystals and the aggregates of microcrystals has a high temperature (for example, at 1100 ° C.) in an R / L atmosphere. 5 hours), the heat resistance decreases. For this reason, a catalyst in which a noble metal is supported on such a catalyst carrier exhibits a relatively high oxygen release rate (OSC-r) when exposed to a high temperature (for example, 1100 ° C. for 5 hours), but at a high temperature. When exposed for a long time (for example, at 1100 ° C. for 50 hours), the oxygen release rate (OSC-r) decreases.

さらに、本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、前記条件の還元雰囲気(R)と酸化雰囲気(L)とを5分間毎に交互に切り替えながら1100℃で50時間加熱したことによる前記複合金属酸化物多孔体の比表面積(BET比表面積)の低下率が80%以下である。このような条件を満たす触媒担体は、R/L雰囲気下、高温で長時間(例えば、1100℃で50時間)の加熱による微結晶及び微結晶の凝集体の凝集構造の変化が小さく、耐熱性に優れている。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合であっても、高い酸素放出速度(OSC−r)を示す。一方、前記複合金属酸化物多孔体の比表面積の低下率が前記上限を超える触媒担体は、微結晶及び微結晶の凝集体の凝集構造が、R/L雰囲気下、高温で長時間(例えば、1100℃で50時間)の加熱により変化しており、耐熱性が低下する。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、高温(例えば、1100℃で5時間)に曝された場合には比較的高い酸素放出速度(OSC−r)を示すものの、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合には酸素放出速度(OSC−r)が低下する。また、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合であっても、より高い酸素放出速度(OSC−r)を示す排ガス浄化用触媒が得られるという観点から、前記複合金属酸化物多孔体の比表面積(BET比表面積)の低下率は75%以下であることが好ましい。   Furthermore, in the exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention, the composite metal oxidation by heating at 1100 ° C. for 50 hours while alternately switching the reducing atmosphere (R) and oxidizing atmosphere (L) under the above conditions every 5 minutes. The reduction rate of the specific surface area (BET specific surface area) of the porous object is 80% or less. A catalyst carrier that satisfies such conditions has a small change in the aggregate structure of microcrystals and aggregates of microcrystals due to heating at high temperatures for a long time (for example, 1100 ° C. for 50 hours) in an R / L atmosphere, and is heat resistant. Is excellent. Therefore, such an exhaust gas purifying catalyst having a noble metal supported on such a catalyst carrier has a high oxygen release rate (OSC-r) even when exposed to high temperatures for a long time (for example, at 1100 ° C. for 50 hours). Indicates. On the other hand, the catalyst support in which the reduction rate of the specific surface area of the composite metal oxide porous body exceeds the upper limit is such that the aggregate structure of the microcrystals and the aggregates of the microcrystals is a long time at a high temperature in an R / L atmosphere (for example, It is changed by heating at 1100 ° C. for 50 hours, and the heat resistance is lowered. For this reason, a catalyst in which a noble metal is supported on such a catalyst carrier exhibits a relatively high oxygen release rate (OSC-r) when exposed to a high temperature (for example, 1100 ° C. for 5 hours), but at a high temperature. When exposed for a long time (for example, at 1100 ° C. for 50 hours), the oxygen release rate (OSC-r) decreases. Further, from the viewpoint of obtaining an exhaust gas purifying catalyst exhibiting a higher oxygen release rate (OSC-r) even when exposed to a high temperature for a long time (for example, at 1100 ° C. for 50 hours), the composite metal The reduction rate of the specific surface area (BET specific surface area) of the oxide porous body is preferably 75% or less.

なお、本発明において、前記焼成又は加熱による比表面積の低下率は下記式に従って求められるものである。
比表面積の低下率(%)=(焼成(又は加熱)前の比表面積−焼成(又は加熱)後の比表面積)/焼成(又は加熱)前の比表面積×100。
In the present invention, the rate of decrease of the specific surface area due to the firing or heating is determined according to the following formula.
Reduction ratio (%) of specific surface area = (specific surface area before firing (or heating) −specific surface area after firing (or heating)) / specific surface area before firing (or heating) × 100.

また、本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、窒素吸着等温線からBJH法により求めた前記複合金属酸化物多孔体の微分細孔容積分布における最大頻度細孔径が0.001〜0.2μmの範囲内にあることが好ましい。本発明において「最大頻度細孔径」とは、微分細孔容積分布において、頻度(微分細孔容積)が最大となるピークの頂点(ピークトップ)の細孔径をいう。このような条件を満たす触媒担体は細孔内のガスの拡散性に優れる傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高い酸素放出速度(OSC−r)及び飽和酸素貯蔵量(OSC−c)を示す傾向にある。一方、前記複合金属酸化物多孔体の最大頻度細孔径が前記下限未満である触媒担体は細孔内のガスの拡散性が低くなる傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、酸素放出速度(OSC−r)及び飽和酸素貯蔵量(OSC−c)が低くなる傾向にある。他方、前記複合金属酸化物多孔体の最大頻度細孔径が前記上限を超える触媒担体も細孔内のガスの拡散性が低くなる傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、酸素放出速度(OSC−r)及び飽和酸素貯蔵量(OSC−c)が低くなる傾向にある。   Further, in the exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention, the maximum frequency pore diameter in the differential pore volume distribution of the composite metal oxide porous body obtained from the nitrogen adsorption isotherm by the BJH method is 0.001 to 0.2 μm. It is preferable to be within the range. In the present invention, the “maximum frequency pore diameter” means the pore diameter at the peak (peak top) at which the frequency (differential pore volume) is maximum in the differential pore volume distribution. A catalyst carrier that satisfies such a condition tends to be excellent in gas diffusibility in the pores. For this reason, the exhaust gas purifying catalyst having a noble metal supported on such a catalyst carrier tends to exhibit a high oxygen release rate (OSC-r) and a saturated oxygen storage amount (OSC-c). On the other hand, the catalyst carrier in which the maximum frequency pore diameter of the composite metal oxide porous body is less than the lower limit tends to decrease the gas diffusibility in the pores. For this reason, a catalyst in which a noble metal is supported on such a catalyst carrier tends to have a low oxygen release rate (OSC-r) and a saturated oxygen storage amount (OSC-c). On the other hand, the catalyst carrier in which the maximum frequency pore diameter of the composite metal oxide porous body exceeds the upper limit also tends to reduce the gas diffusibility in the pores. For this reason, a catalyst in which a noble metal is supported on such a catalyst carrier tends to have a low oxygen release rate (OSC-r) and a saturated oxygen storage amount (OSC-c).

さらに、本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、大気中、1100℃で5時間の焼成による前記複合金属酸化物多孔体の最大頻度細孔径の増加率が90%以下であることが好ましく、75%以下であることがより好ましく、50%以下であることが特に好ましい。このような条件を満たす触媒担体は、細孔構造及びそれを形成する微結晶の凝集構造が高温での焼成により変化しにくく、耐熱性に優れる傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合であっても、高い酸素放出速度(OSC−r)を示す傾向にある。一方、前記複合金属酸化物多孔体の最大頻度細孔径の増加率が前記上限を超える触媒担体は、細孔構造及びそれを形成する微結晶の凝集構造が高温での焼成により変化しやすく、耐熱性が低下する傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、高温(例えば、1100℃で5時間)に曝された場合には比較的高い酸素放出速度(OSC−r)を示すものの、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合には酸素放出速度(OSC−r)が低下する傾向にある。   Furthermore, in the exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention, it is preferable that the increase rate of the maximum frequency pore diameter of the composite metal oxide porous body by firing at 1100 ° C. for 5 hours in the atmosphere is 90% or less, 75 % Or less is more preferable, and 50% or less is particularly preferable. A catalyst carrier that satisfies such conditions tends to be excellent in heat resistance because the pore structure and the aggregate structure of the microcrystals that form the catalyst carrier are not easily changed by firing at a high temperature. Therefore, such an exhaust gas purifying catalyst having a noble metal supported on such a catalyst carrier has a high oxygen release rate (OSC-r) even when exposed to high temperatures for a long time (for example, at 1100 ° C. for 50 hours). Tend to show. On the other hand, the catalyst carrier in which the increase rate of the maximum frequency pore diameter of the composite metal oxide porous body exceeds the upper limit is such that the pore structure and the agglomeration structure of the microcrystals forming the same are easily changed by firing at high temperature, Tend to decrease. For this reason, a catalyst in which a noble metal is supported on such a catalyst carrier exhibits a relatively high oxygen release rate (OSC-r) when exposed to a high temperature (for example, 1100 ° C. for 5 hours), but at a high temperature. When exposed for a long time (for example, at 1100 ° C. for 50 hours), the oxygen release rate (OSC-r) tends to decrease.

また、本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、前記条件の還元雰囲気(R)と酸化雰囲気(L)とを5分間毎に交互に切り替えながら1100℃で5時間加熱したことによる前記複合金属酸化物多孔体の最大頻度細孔径の増加率が100%以下であることが好ましく、90%以下であることがより好ましく、80%以下であることが特に好ましい。このような条件を満たす触媒担体は、細孔構造及びそれを形成する微結晶の凝集構造が、R/L雰囲気下、高温(例えば、1100℃で5時間)での加熱により変化しにくく、耐熱性に優れる傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合であっても、高い酸素放出速度(OSC−r)を示す傾向にある。一方、前記複合金属酸化物多孔体の最大頻度細孔径の増加率が前記上限を超える触媒担体は、細孔構造及びそれを形成する微結晶の凝集構造が、R/L雰囲気下、高温(例えば、1100℃で5時間)での加熱により変化しやすく、耐熱性が低下する傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、高温(例えば、1100℃で5時間)に曝された場合には比較的高い酸素放出速度(OSC−r)を示すものの、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合には酸素放出速度(OSC−r)が低下する傾向にある。   Further, in the exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention, the composite metal oxidation by heating at 1100 ° C. for 5 hours while alternately switching the reducing atmosphere (R) and oxidizing atmosphere (L) under the above conditions every 5 minutes. The increase rate of the maximum frequency pore diameter of the porous material is preferably 100% or less, more preferably 90% or less, and particularly preferably 80% or less. The catalyst carrier satisfying such conditions is such that the pore structure and the aggregate structure of the microcrystals forming the same are not easily changed by heating at a high temperature (eg, 1100 ° C. for 5 hours) in an R / L atmosphere. It tends to be excellent. Therefore, such an exhaust gas purifying catalyst having a noble metal supported on such a catalyst carrier has a high oxygen release rate (OSC-r) even when exposed to high temperatures for a long time (for example, at 1100 ° C. for 50 hours). Tend to show. On the other hand, the catalyst carrier in which the increase rate of the maximum frequency pore diameter of the composite metal oxide porous body exceeds the upper limit has a pore structure and an agglomerated structure of microcrystals forming the same in an R / L atmosphere at a high temperature (for example, It tends to change due to heating at 1100 ° C. for 5 hours, and the heat resistance tends to decrease. For this reason, a catalyst in which a noble metal is supported on such a catalyst carrier exhibits a relatively high oxygen release rate (OSC-r) when exposed to a high temperature (for example, 1100 ° C. for 5 hours), but at a high temperature. When exposed for a long time (for example, at 1100 ° C. for 50 hours), the oxygen release rate (OSC-r) tends to decrease.

さらに、本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、前記条件の還元雰囲気(R)と酸化雰囲気(L)とを5分間毎に交互に切り替えながら1100℃で50時間加熱したことによる前記複合金属酸化物多孔体の最大頻度細孔径の増加率が260%以下であることが好ましく、200%以下であることがより好ましく、150%以下であることが特に好ましい。このような条件を満たす触媒担体は、細孔構造及びそれを形成する微結晶の凝集構造が、R/L雰囲気下、高温で長時間(例えば、1100℃で50時間)の加熱により変化しにくく、耐熱性に優れる傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合であっても、高い酸素放出速度(OSC−r)を示す傾向にある。一方、前記複合金属酸化物多孔体の最大頻度細孔径の増加率が前記上限を超える触媒担体は、細孔構造及びそれを形成する微結晶の凝集構造が、R/L雰囲気下、高温で長時間(例えば、1100℃で50時間)の加熱により変化しやすく、耐熱性が低下する傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、高温(例えば、1100℃で5時間)に曝された場合には比較的高い酸素放出速度(OSC−r)を示すものの、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合には酸素放出速度(OSC−r)が低下する傾向にある。   Furthermore, in the exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention, the composite metal oxidation by heating at 1100 ° C. for 50 hours while alternately switching the reducing atmosphere (R) and oxidizing atmosphere (L) under the above conditions every 5 minutes. The increase rate of the maximum frequency pore diameter of the porous material is preferably 260% or less, more preferably 200% or less, and particularly preferably 150% or less. In the catalyst carrier that satisfies such conditions, the pore structure and the aggregate structure of the microcrystals that form the catalyst carrier are unlikely to change by heating at a high temperature for a long time (eg, 1100 ° C. for 50 hours) in an R / L atmosphere. The heat resistance tends to be excellent. Therefore, such an exhaust gas purifying catalyst having a noble metal supported on such a catalyst carrier has a high oxygen release rate (OSC-r) even when exposed to high temperatures for a long time (for example, at 1100 ° C. for 50 hours). Tend to show. On the other hand, the catalyst carrier in which the increase rate of the maximum frequency pore diameter of the composite metal oxide porous body exceeds the upper limit has a long pore structure and an agglomerated structure of microcrystals forming it at a high temperature in an R / L atmosphere. It tends to change due to heating for a period of time (eg, 1100 ° C. for 50 hours), and the heat resistance tends to decrease. For this reason, a catalyst in which a noble metal is supported on such a catalyst carrier exhibits a relatively high oxygen release rate (OSC-r) when exposed to a high temperature (for example, 1100 ° C. for 5 hours), but at a high temperature. When exposed for a long time (for example, at 1100 ° C. for 50 hours), the oxygen release rate (OSC-r) tends to decrease.

なお、本発明において、前記焼成又は加熱による最大頻度細孔径の増加率は下記式に従って求められるものである。
最大頻度細孔径の増加率(%)=(焼成(又は加熱)後の最大頻度細孔径−焼成(又は加熱)前の最大頻度細孔径)/焼成(又は加熱)前の最大頻度細孔径×100。
In the present invention, the increasing rate of the maximum frequency pore diameter by the firing or heating is determined according to the following formula.
Increase rate (%) of maximum frequency pore diameter = (maximum frequency pore diameter after firing (or heating) −maximum frequency pore diameter before firing (or heating)) / maximum frequency pore diameter before firing (or heating) × 100 .

また、本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、窒素吸着等温線からBJH法により求めた前記複合金属酸化物多孔体の微分細孔容積分布において0.001〜0.2μmの細孔径を有する細孔の合計細孔容量が0.2ml/g以上であることが好ましい。このような条件を満たす触媒担体は細孔内のガスの拡散性に優れる傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高い酸素放出速度(OSC−r)及び飽和酸素貯蔵量(OSC−c)を示す傾向にある。一方、前記複合金属酸化物多孔体の合計細孔容量が前記下限未満である触媒担体は細孔内のガスの拡散性が低くなる傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、酸素放出速度(OSC−r)及び飽和酸素貯蔵量(OSC−c)が低くなる傾向にある。   In the exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention, the fine pore diameter of 0.001 to 0.2 μm in the differential pore volume distribution of the composite metal oxide porous body determined by the BJH method from the nitrogen adsorption isotherm. The total pore volume of the pores is preferably 0.2 ml / g or more. A catalyst carrier that satisfies such a condition tends to be excellent in gas diffusibility in the pores. For this reason, the exhaust gas purifying catalyst having a noble metal supported on such a catalyst carrier tends to exhibit a high oxygen release rate (OSC-r) and a saturated oxygen storage amount (OSC-c). On the other hand, a catalyst carrier having a total pore volume of the composite metal oxide porous body that is less than the lower limit tends to have low gas diffusibility in the pores. For this reason, a catalyst in which a noble metal is supported on such a catalyst carrier tends to have a low oxygen release rate (OSC-r) and a saturated oxygen storage amount (OSC-c).

次に、本発明の排ガス浄化用触媒について説明する。本発明の排ガス浄化用触媒は、前記本発明の排ガス浄化用触媒担体と、前記触媒担体の表面に担持されている貴金属とを備えるものである。本発明の排ガス浄化用触媒は、触媒担体が、各金属元素が高い相互微分散度で分散されており、また、高温(例えば、1100℃)に曝された場合であっても比表面積の低下や細孔径の増加が小さい複合金属酸化物多孔体からなるものであるため、高温に長時間(例えば、1100℃で50時間)曝された場合であっても高い酸素放出速度(OSC−r)を示す。   Next, the exhaust gas purifying catalyst of the present invention will be described. The exhaust gas purifying catalyst of the present invention comprises the exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention and a noble metal supported on the surface of the catalyst carrier. In the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, the catalyst carrier has each metal element dispersed with a high degree of mutual fine dispersion, and the specific surface area is reduced even when exposed to high temperatures (eg, 1100 ° C.). And a high release rate of oxygen (OSC-r) even when exposed to a high temperature for a long time (for example, 50 hours at 1100 ° C.). Indicates.

前記貴金属としては、白金、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、金等が挙げられる。これらの貴金属は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。中でも、得られる触媒が排ガス浄化用の触媒等として有用なものとなるという観点から白金、ロジウム、パラジウムが好ましく、パラジウムがより好ましい。貴金属の担持量としては特に制限はなく、得られる触媒の用途等に応じて適宜調整されるが、排ガス浄化用触媒担体100質量部に対して0.1〜10質量部程度であることが好ましい。   Examples of the noble metal include platinum, rhodium, palladium, osmium, iridium, and gold. These noble metals may be used alone or in combination of two or more. Among these, platinum, rhodium, and palladium are preferable and palladium is more preferable from the viewpoint that the obtained catalyst is useful as a catalyst for purifying exhaust gas. The amount of the noble metal supported is not particularly limited and is appropriately adjusted according to the use of the obtained catalyst, but is preferably about 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the exhaust gas purification catalyst carrier. .

本発明の排ガス浄化用触媒において、その形態は特に制限されず、例えば、前記触媒を粒子の形態のまま用いてもよく、或いは、前記触媒を基材に担持したハニカム形状のモノリス触媒や、前記触媒をペレット形状に成形したペレット触媒の形態等として用いてもよい。ここで用いられる基材も特に制限されず、パティキュレートフィルタ基材(DPF基材)、モノリス状基材、ペレット状基材、プレート状基材等を好適に採用することができる。また、このような基材の材質も特に制限されないが、コーディエライト、炭化ケイ素、チタン酸アルミ、ムライト等のセラミックスからなる基材や、クロム及びアルミニウムを含むステンレススチール等の金属からなる基材を好適に採用することができる。さらに、本発明の排ガス浄化用触媒においては、その効果を損なわない範囲で各種触媒に用いることが可能な他の成分(例えば、NOx吸蔵材等)が適宜担持されていてもよい。   In the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, the form thereof is not particularly limited. For example, the catalyst may be used in the form of particles, or the honeycomb-shaped monolith catalyst supporting the catalyst on a base material, You may use as a form of the pellet catalyst etc. which shape | molded the catalyst in the pellet shape. The base material used here is not particularly limited, and a particulate filter base material (DPF base material), a monolithic base material, a pellet base material, a plate base material, and the like can be suitably used. The material of such a substrate is not particularly limited, but a substrate made of a ceramic such as cordierite, silicon carbide, aluminum titanate, mullite, or a substrate made of a metal such as stainless steel containing chromium and aluminum. Can be suitably employed. Furthermore, in the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, other components (for example, NOx occlusion material) that can be used for various catalysts within a range not impairing the effect thereof may be appropriately supported.

次に、本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法について説明する。本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法は、
アルミニウムイオン、セリウムイオン及びジルコニウムイオンを含有する第一の原料溶液を調製する工程と、
過酸化水素を含有する第二の原料溶液を調製する工程と、
中和剤を含有する第三の原料溶液を調製する工程と、
第一の原料溶液と第二の原料溶液と第三の原料溶液とを5000〜40000sec−1の剪断速度となっている領域に独立に直接導入して均質混合し、金属化合物ナノスラリーを得る工程と、
前記ナノスラリーを脱脂し、酸化雰囲気下で加熱して、アルミナ、セリア及びジルコニアを含有する複合金属酸化物多孔体を得る工程と
を含むことを特徴とする方法である。この方法によれば、各金属元素が高い相互微分散度で分散しており、また、高温(例えば、1100℃)に曝された場合であっても比表面積の低下や細孔径の増加が小さい複合金属酸化物多孔体からなる前記本発明の排ガス浄化用触媒担体を得ることができる。
Next, a method for producing the exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention will be described. The method for producing the exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention comprises:
Preparing a first raw material solution containing aluminum ions, cerium ions and zirconium ions;
Preparing a second raw material solution containing hydrogen peroxide;
Preparing a third raw material solution containing a neutralizing agent;
A step of obtaining a metal compound nano-slurry by directly and independently introducing the first raw material solution, the second raw material solution, and the third raw material solution independently into a region having a shear rate of 5000 to 40000 sec −1. When,
And degreasing the nano-slurry and heating in an oxidizing atmosphere to obtain a composite metal oxide porous body containing alumina, ceria and zirconia. According to this method, each metal element is dispersed with a high degree of mutual fine dispersion, and even when exposed to high temperatures (for example, 1100 ° C.), the decrease in specific surface area and the increase in pore diameter are small. The exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention comprising a composite metal oxide porous body can be obtained.

〔第一の原料溶液調製工程〕
前記アルミニウムイオン、セリウムイオン及びジルコニウムイオンを含有する第一の原料溶液(好ましくは、ランタンイオン及びイットリウムイオンからなる群から選択される少なくとも1種の金属イオンを更に含有する原料溶液)は、アルミニウム化合物、セリウム化合物及びジルコニウム化合物と、必要に応じて、Ce以外の希土類元素(La、Pr、Y、Sc等)の化合物及びアルカリ土類金属(Sr、Ca、Ba等)の化合物からなる群から選択される少なくとも1種の他の金属化合物とを溶媒に溶解することによって得ることができる。
[First raw material solution preparation step]
The first raw material solution containing aluminum ions, cerium ions and zirconium ions (preferably, a raw material solution further containing at least one metal ion selected from the group consisting of lanthanum ions and yttrium ions) is an aluminum compound. Selected from the group consisting of compounds of rare earth elements other than Ce (La, Pr, Y, Sc, etc.) and compounds of alkaline earth metals (Sr, Ca, Ba, etc.) It can be obtained by dissolving in a solvent at least one other metal compound.

このようなアルミニウム化合物、セリウム化合物、ジルコニウム化合物及び他の金属化合物としては、それらの金属の塩(酢酸塩、硝酸塩、塩化物、硫酸塩、亜硫酸塩、無機錯塩等)が好ましく、硝酸塩と塩化物とを併用することがより好ましく、前記第一の原料溶液中の全カウンターアニオンのうち、47〜65モル%が塩化物イオン、35〜53モル%が硝酸イオンとなるように、硝酸塩と塩化物とを併用することが特に好ましい。これにより、硝酸イオンが過剰に存在する場合の脱脂処理時における熱暴走反応が抑制されて異常粒成長が抑制される。一方、硝酸イオンが存在しない場合、過酸化水素のみではCe4+の安定化が不十分となり、セリアのジルコニアに対する固溶度が低下する。したがって、塩化物イオンと硝酸イオンの割合を前記範囲内に調整することが特に好ましい。 As such aluminum compounds, cerium compounds, zirconium compounds and other metal compounds, salts of those metals (acetates, nitrates, chlorides, sulfates, sulfites, inorganic complex salts, etc.) are preferred, and nitrates and chlorides. Nitrate and chloride so that 47 to 65 mol% of chloride ions and 35 to 53 mol% of nitrate ions are out of all counter anions in the first raw material solution. It is particularly preferred to use together. Thereby, the thermal runaway reaction at the time of a degreasing process in case nitrate ion exists excessively is suppressed, and abnormal grain growth is suppressed. On the other hand, in the absence of nitrate ions, the stabilization of Ce 4+ is insufficient with hydrogen peroxide alone, and the solid solubility of ceria in zirconia decreases. Therefore, it is particularly preferable to adjust the ratio of chloride ions and nitrate ions within the above range.

第一の原料溶液に用いられる溶媒としては、水、水溶性有機溶媒(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、アセトニトリル等)、水と前記水溶性有機溶媒との混合溶媒等が挙げられる。   Examples of the solvent used for the first raw material solution include water, a water-soluble organic solvent (methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, acetone, acetonitrile, etc.), a mixed solvent of water and the water-soluble organic solvent, and the like. .

第一の原料溶液中のアルミニウム化合物、セリウム化合物、ジルコニウム化合物、他の金属化合物の各濃度は、得られる複合金属酸化物多孔体中のアルミナ、セリア、ジルコニア、他の金属酸化物の含有率が所定の値となるように適宜調整すればよい。   Each concentration of aluminum compound, cerium compound, zirconium compound, and other metal compounds in the first raw material solution is such that the content of alumina, ceria, zirconia, and other metal oxides in the obtained composite metal oxide porous body is What is necessary is just to adjust suitably so that it may become a predetermined value.

第一の原料溶液の陽イオン濃度としては、0.005〜1.0モル/Lが好ましく、0.005〜0.5モル/Lがより好ましく、0.01〜0.3モル/Lがさらに好ましい。陽イオン濃度が前記範囲にあると、金属化合物結晶子は、径が小さく均一な凝集体の状態で溶媒中に分散し、保存安定性に優れたナノスラリーを得ることができる。一方、陽イオン濃度が前記下限未満になると、金属化合物コロイド粒子の収率が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、金属化合物コロイド粒子同士がさらに凝集する傾向にある。   The cation concentration of the first raw material solution is preferably 0.005 to 1.0 mol / L, more preferably 0.005 to 0.5 mol / L, and 0.01 to 0.3 mol / L. Further preferred. When the cation concentration is in the above range, the metal compound crystallites are dispersed in the solvent in the form of uniform aggregates having a small diameter, and a nano slurry having excellent storage stability can be obtained. On the other hand, when the cation concentration is less than the lower limit, the yield of the metal compound colloid particles tends to decrease, and when it exceeds the upper limit, the metal compound colloid particles tend to further aggregate.

〔第二の原料溶液調製工程〕
前記過酸化水素を含有する第二の原料溶液は、過酸化水素と、必要に応じてグリセロールとを溶媒に溶解することによって得ることができる。本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法において、過酸化水素は、塩化セリウム又は硝酸セリウムのCe(III)をCe(IV)に変化させる酸化剤として機能し、グリセロールは、細孔容量を増加させる造孔剤として機能する。
[Second raw material solution preparation step]
The second raw material solution containing hydrogen peroxide can be obtained by dissolving hydrogen peroxide and, if necessary, glycerol in a solvent. In the method for producing a catalyst carrier for exhaust gas purification according to the present invention, hydrogen peroxide functions as an oxidizing agent that changes Ce (III) of cerium chloride or cerium nitrate to Ce (IV), and glycerol increases pore volume. It functions as a pore-forming agent.

第二の原料溶液に用いられる溶媒としては、水、水溶性有機溶媒(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、アセトニトリル等)、水と前記水溶性有機溶媒との混合溶媒等が挙げられる。   Examples of the solvent used for the second raw material solution include water, a water-soluble organic solvent (methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, acetone, acetonitrile, etc.), a mixed solvent of water and the water-soluble organic solvent, and the like. .

第二の原料溶液中の過酸化水素の濃度は、得られるナノスラリーに含まれる過酸化水素のモル量が第一の原料溶液に含まれるセリウムイオン当量(より好ましくは、第一の原料溶液に含まれる全陽イオン当量)となるように調整することが好ましい。これにより、セリウムとジルコニウムの固溶度が高くなり、均質なジルコニア固溶セリアが得ることができ、また、過酸化水素の無駄な消費が抑制され、さらに、得られるナノスラリーにおける発泡を防ぐことができる。   The concentration of hydrogen peroxide in the second raw material solution is such that the molar amount of hydrogen peroxide contained in the resulting nanoslurry is equivalent to the cerium ion equivalent contained in the first raw material solution (more preferably, in the first raw material solution). It is preferable to adjust so that the total cation equivalent contained). As a result, the solid solubility of cerium and zirconium is increased, homogeneous zirconia solid solution ceria can be obtained, wasteful consumption of hydrogen peroxide is suppressed, and foaming in the resulting nanoslurry is prevented. Can do.

第二の原料溶液中のグリセロールの濃度は、得られるナノスラリーにおけるグリセロールの含有量が最終的に得られる複合金属酸化物多孔体100質量部に対して10質量部以上(より好ましくは、20質量部以上)となるように調整することが好ましい。得られるナノスラリーにおけるグリセロールの含有量が前記下限未満になると、得られる複合金属酸化物多孔体の細孔容量が小さくなる傾向にある。ただし、第三の原料溶液が分散剤として酸を含む場合には、このグリセロールを添加する必要はない(グリセロールの含有量は0質量%)。また、得られるナノスラリーにおけるグリセロールの含有量の上限としては特に制限はないが、脱脂処理時の発熱(熱暴走反応)を抑制し、高濃度の可燃性ミストの発生を防止するという観点から、最終的に得られる複合金属酸化物多孔体100質量部に対して50質量部以下が好ましい。   The concentration of glycerol in the second raw material solution is 10 parts by mass or more (more preferably 20 parts by mass) with respect to 100 parts by mass of the composite metal oxide porous body finally obtained in the resulting nanoslurry. Part or more) is preferably adjusted. When the glycerol content in the obtained nano-slurry is less than the lower limit, the pore volume of the obtained composite metal oxide porous body tends to be small. However, when the third raw material solution contains an acid as a dispersant, it is not necessary to add this glycerol (the content of glycerol is 0% by mass). Moreover, although there is no restriction | limiting in particular as an upper limit of glycerol content in the obtained nano slurry, From a viewpoint of suppressing the heat_generation | fever (thermal runaway reaction) at the time of a degreasing process, and preventing generation | occurrence | production of high concentration combustible mist, 50 mass parts or less are preferable with respect to 100 mass parts of composite metal oxide porous bodies finally obtained.

〔第三の原料溶液調製工程〕
前記中和剤を含有する第三の原料溶液は、中和剤と、必要に応じて分散剤とを溶媒に溶解することによって得ることができる。前記中和剤としては、アンモニアが好ましい。また、前記分散剤としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジカルボン酸(例えば、コハク酸、マレイン酸、マロン酸、シュウ酸、グルタル酸、酒石酸、リンゴ酸)、トリカルボン酸(例えば、クエン酸)等が挙げられ、中でも、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジカルボン酸が好ましく、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、マレイン酸がより好ましい。
[Third raw material solution preparation step]
The 3rd raw material solution containing the said neutralizing agent can be obtained by melt | dissolving a neutralizing agent and a dispersing agent as needed in a solvent. As the neutralizing agent, ammonia is preferable. Examples of the dispersant include monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, dicarboxylic acid (for example, succinic acid, maleic acid, malonic acid, oxalic acid, glutaric acid, tartaric acid, malic acid), tricarboxylic acid (for example, citric acid). Acid) and the like. Among them, monoethanolamine, diethanolamine, and dicarboxylic acid are preferable, and monoethanolamine, diethanolamine, and maleic acid are more preferable.

第三の原料溶液に用いられる溶媒としては、水、水溶性有機溶媒(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、アセトニトリル等)、水と前記水溶性有機溶媒との混合溶媒等が挙げられる。   Examples of the solvent used for the third raw material solution include water, a water-soluble organic solvent (methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, acetone, acetonitrile, etc.), a mixed solvent of water and the water-soluble organic solvent, and the like. .

第三の原料溶液中の中和剤の濃度は、得られるナノスラリーのpHが7.5以上(より好ましくは、8.5以上)となるように調整することが好ましい。得られるナノスラリーのpHが前記下限未満になると、イットリア(Y)やランタナ(La)等が十分に析出せず、偏析が顕著になる傾向にある。また、得られるナノスラリーのpHの上限としては特に制限はないが、中和剤の濃度を高くしても、通常、得られるナノスラリーのpHは9を超えることはないため、投入する中和剤が無駄になる傾向にある。 The concentration of the neutralizing agent in the third raw material solution is preferably adjusted so that the pH of the resulting nanoslurry is 7.5 or higher (more preferably 8.5 or higher). When the pH of the resulting nano-slurry is less than the lower limit, yttria (Y 2 O 3 ), lantana (La 2 O 3 ) and the like are not sufficiently precipitated, and segregation tends to be remarkable. The upper limit of the pH of the obtained nanoslurry is not particularly limited, but even if the concentration of the neutralizing agent is increased, the pH of the obtained nanoslurry usually does not exceed 9, so The agent tends to be wasted.

第三の原料溶液中の分散剤の濃度は、得られるナノスラリーにおける分散剤の含有量が最終的に得られる複合金属酸化物多孔体100質量部に対して20〜30質量部となるように調整することが好ましい。得られるナノスラリーにおける分散剤の含有量が前記下限未満になると、分散剤がコロイド粒子の表面を覆いきれず、コロイド粒子同士の凝集が顕著になる傾向にあり、得られる複合金属酸化物多孔体の細孔容量が小さく、不十分となる傾向にある。他方、得られるナノスラリーにおける分散剤の含有量が前記上限を超えると、分散剤としてアミン系分散剤を用いた場合には、脱脂処理時に粘稠なタール状物質が多く生成し、脱脂処理時に可燃性ミストが高濃度で発生して危険な上、得られる複合金属酸化物多孔体の比表面積が小さくなる傾向にあり、カルボン酸系分散剤を用いた場合には、特に不都合はないが、分散剤が無駄に消費される傾向にある。   The concentration of the dispersant in the third raw material solution is 20 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the composite metal oxide porous body finally obtained in the resulting nanoslurry. It is preferable to adjust. When the content of the dispersing agent in the obtained nano-slurry is less than the lower limit, the dispersing agent cannot cover the surface of the colloidal particles and the aggregation of the colloidal particles tends to become remarkable, and the resulting composite metal oxide porous body The pore volume of these tends to be insufficient. On the other hand, when the content of the dispersant in the obtained nano-slurry exceeds the above upper limit, when an amine-based dispersant is used as the dispersant, a lot of viscous tar-like material is generated during the degreasing treatment, and during the degreasing treatment. Inflammable mist is generated at a high concentration and dangerous, and the resulting composite metal oxide porous body tends to have a small specific surface area. When a carboxylic acid dispersant is used, there is no particular inconvenience, Dispersants tend to be wasted.

〔ナノスラリー調製工程〕
ナノスラリーを得る工程においては、5000〜40000sec−1の剪断速度となっている領域(以下、「高剪断速度領域」という。)に、前記第一の原料溶液と前記第二の原料溶液と前記第三の原料溶液とを独立に直接導入して均質に混合する。このような均質混合によって、金属化合物結晶子径がより小さく、均一でかつ適度な空隙を有する凝集体の状態で(好ましくは、アルミナ(ベーマイト)超微粒子とジルコニア固溶セリア超微粒子とが相互に良好に)溶媒中に分散した金属化合物ナノスラリーを得ることが可能となる。
[Nano slurry preparation process]
In the step of obtaining the nano-slurry, the first raw material solution, the second raw material solution, and the above in a region having a shear rate of 5000 to 40000 sec −1 (hereinafter referred to as “high shear rate region”). The third raw material solution is directly introduced independently and mixed homogeneously. By such homogeneous mixing, in a state of an aggregate having a smaller metal compound crystallite diameter, uniform and appropriate voids (preferably, alumina (boehmite) ultrafine particles and zirconia solid solution ceria ultrafine particles are mutually It is possible to obtain a metal compound nanoslurry dispersed in a solvent (good).

このような混合方法に用いられる装置としては、例えば、図1〜図3に示すナノスラリーの製造装置(アウターノズル型スーパーアジテーションリアクター)が挙げられるが、本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法は、図1〜図3に示すナノスラリーの製造装置を用いた方法に限定されるものではない。以下、図面を参照しながら、本発明に好適な装置ついて詳細に説明する。なお、以下の説明及び図面中、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   Examples of the apparatus used for such a mixing method include the nano-slurry manufacturing apparatus (outer nozzle type super agitation reactor) shown in FIGS. 1 to 3. Is not limited to the method using the nano-slurry manufacturing apparatus shown in FIGS. Hereinafter, an apparatus suitable for the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description and drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted.

図1に示すナノスラリーの製造装置は、高速撹拌装置としてアウターノズル型ホモジナイザー10を備えており、アウターノズル型ホモジナイザー10の先端部(攪拌部)が反応容器20内に配置されている。アウターノズル型ホモジナイザー10の先端部は、図2に示すように、ローター11と、ローター11の外周との間に所定のギャップの領域が形成されるように配置された外側ステータ12とを備えているが、ローター11の内側には、ローター11の内周との間に所定のギャップの領域を形成することにより液体の流れを阻害する部材(例えば、ステータ)は存在しない。さらに、ローター11は、回転シャフト13を介してモーター14に接続されており、高速回転することが可能となっている。   The nano-slurry production apparatus shown in FIG. 1 includes an outer nozzle type homogenizer 10 as a high-speed stirring apparatus, and the tip (stirring part) of the outer nozzle type homogenizer 10 is disposed in the reaction vessel 20. As shown in FIG. 2, the distal end portion of the outer nozzle type homogenizer 10 includes a rotor 11 and an outer stator 12 arranged so that a predetermined gap region is formed between the outer periphery of the rotor 11. However, there is no member (for example, a stator) that obstructs the flow of liquid by forming a predetermined gap region between the inner periphery of the rotor 11 and the inner periphery of the rotor 11. Furthermore, the rotor 11 is connected to a motor 14 via a rotating shaft 13 and can rotate at a high speed.

そして、図1に示すナノスラリーの製造装置においては、図2及び図3に示すように、原料溶液Aを導入するための分岐のないノズル15Aと原料溶液Bを導入するための分岐のないノズル15Bと原料溶液Cを導入するための分岐のないノズル15Cとがそれぞれ外側ステータ12におけるローター11に対向する面に設けられている。ここで、「分岐のないノズル」とは、1つの入口と1つの出口を有し、後述するように分岐のない流路を介して原料溶液の供給装置に接続され、この供給装置により前記分岐のない流路を通して前記入口から供給される原料溶液を、途中で分岐させることなく、前記出口から吐出させることが可能なノズルのことをいう。また、図3に示すように、ローター11及び外側ステータ12には、スリット11a及び12aが設けられている。ただし、外側ステータ12のノズル15Aとノズル15Bとの間及びノズル15Aとノズル15Cとの間にはスリットは設けられていない。   In the nano-slurry manufacturing apparatus shown in FIG. 1, as shown in FIGS. 2 and 3, a nozzle 15 </ b> A without branch for introducing the raw material solution A and a nozzle without branch for introducing the raw material solution B are used. 15B and an unbranched nozzle 15C for introducing the raw material solution C are provided on the surface of the outer stator 12 facing the rotor 11 respectively. Here, the “no-branch nozzle” has one inlet and one outlet, and is connected to a raw material solution supply device via a non-branch channel as will be described later. This refers to a nozzle that can discharge the raw material solution supplied from the inlet through the flow path without any branching from the outlet. Further, as shown in FIG. 3, the rotor 11 and the outer stator 12 are provided with slits 11a and 12a. However, no slit is provided between the nozzle 15A and the nozzle 15B of the outer stator 12 and between the nozzle 15A and the nozzle 15C.

図1〜図3に示すナノスラリーの製造装置においては、ノズル15Aには分岐のない流路16Aを介して原料溶液Aの供給装置(図示せず)が、ノズル15Bには分岐のない流路16Bを介して原料溶液Bの供給装置(図示せず)が、ノズル15Cには分岐のない流路16Cを介して原料溶液Cの供給装置(図示せず)が、それぞれ独立に接続されており、ローター11と外側ステータ12との間の領域に原料溶液Aと原料溶液Bと原料溶液Cとをそれぞれ独立して直接的に導入することが可能となっている。ここで、「分岐のない流路」とは、1つの原料溶液供給装置と1つのノズルとを接続している1本の流路であって、1つの原料溶液供給装置から送り出される原料溶液を、途中で分岐させることなく、1つのノズルに供給することが可能な流路のことをいう。また、図1〜図3に示すナノスラリーの製造装置は、流路16A、流路16B及び流路16Cに、それぞれ原料溶液A、原料溶液B及び原料溶液Cが滞留する空間を持っていないことが好ましい。   In the nano-slurry manufacturing apparatus shown in FIGS. 1 to 3, the supply device (not shown) of the raw material solution A is connected to the nozzle 15 </ b> A via a flow path 16 </ b> A that is not branched, and the flow path that is not branched to the nozzle 15 </ b> B. A supply device (not shown) for the raw material solution B is connected to the supply device 16 (not shown) via the nozzle 16C, and a supply device (not shown) for the raw material solution C is connected independently to the nozzle 15C via the flow path 16C. The raw material solution A, the raw material solution B, and the raw material solution C can be independently and directly introduced into the region between the rotor 11 and the outer stator 12. Here, the “flow path without branching” is one flow path connecting one raw material solution supply apparatus and one nozzle, and the raw material solution sent out from one raw material solution supply apparatus is It means a flow path that can be supplied to one nozzle without branching along the way. In addition, the nano-slurry manufacturing apparatus shown in FIGS. 1 to 3 does not have a space in which the raw material solution A, the raw material solution B, and the raw material solution C stay in the channel 16A, the channel 16B, and the channel 16C, respectively. Is preferred.

また、図1に示すナノスラリーの製造装置において、各ノズルは外側ステータ12におけるローター11に対向する面において、ローター11の回転軸に対して直交する同一の面内に配置されていなくてもよいが、微小時間での急速な原料溶液の混合をより確実に行うためには、図2及び図3に示すように、ノズル15A、ノズル15B及びノズル15Cが、ローター11の回転軸Xに対して直交する同一の面Y内に配置されていることが好ましい。なお、図3は、図2中の面Yにおけるアウターノズル型ホモジナイザー10の先端部(攪拌部)の横断面である。また、各ノズルは外側ステータ12におけるローター11に対向する面において、ローター11の回転軸に対して直交する複数の面の外側ステータ12の内周に沿った方向に複数列で配置されていてもよいが、微小時間での急速な原料溶液の混合をより確実に行うためには、図2及び図3に示すように、ノズル15A、ノズル15B及びノズル15Cからなる少なくとも1組のノズルセットが、ローター11の回転軸Xに対して直交する同一の面Yの外側ステータ12の内周に沿った方向に一列に配置されていることが好ましい。   Further, in the nano-slurry manufacturing apparatus shown in FIG. 1, each nozzle does not have to be arranged in the same plane orthogonal to the rotation axis of the rotor 11 on the surface of the outer stator 12 facing the rotor 11. However, in order to more reliably mix the raw material solution in a short time, as shown in FIGS. 2 and 3, the nozzle 15 </ b> A, the nozzle 15 </ b> B, and the nozzle 15 </ b> C are connected to the rotation axis X of the rotor 11. It is preferable to arrange in the same plane Y orthogonal. 3 is a cross-sectional view of the tip (stirring portion) of the outer nozzle homogenizer 10 on the surface Y in FIG. Further, each nozzle may be arranged in a plurality of rows in a direction along the inner circumference of the outer stator 12 on a plurality of surfaces orthogonal to the rotation axis of the rotor 11 on the surface of the outer stator 12 facing the rotor 11. However, in order to more reliably mix the raw material solution in a short time, as shown in FIGS. 2 and 3, at least one set of nozzles including the nozzle 15A, the nozzle 15B, and the nozzle 15C It is preferable that they are arranged in a line in a direction along the inner circumference of the outer stator 12 on the same surface Y orthogonal to the rotation axis X of the rotor 11.

なお、図1〜図3に示すナノスラリーの製造装置においては、3個のノズルからなる2組のノズルセットが設けられているが、ノズルの数は原料溶液の数に応じて適宜設定することができ、少なくとも、原料溶液の数と同数の分岐のないノズルを設置すればよい。また、前記ノズルセットは少なくとも1組設けられていればよいが、外側ステータのサイズ(径)が十分に大きい場合には、2組以上のノズルセットを設けることも可能である。これにより、装置の処理能力を向上させることができる。さらに、ノズルセットの数を増加させるために、ローターと外側ステータのサイズ(径)を大きくすることも可能である。   In the nano-slurry manufacturing apparatus shown in FIGS. 1 to 3, two sets of nozzles including three nozzles are provided, and the number of nozzles should be set appropriately according to the number of raw material solutions. It is only necessary to install at least as many nozzles without branching as the number of raw material solutions. In addition, at least one nozzle set may be provided, but when the size (diameter) of the outer stator is sufficiently large, it is possible to provide two or more nozzle sets. Thereby, the processing capability of the apparatus can be improved. Furthermore, in order to increase the number of nozzle sets, it is possible to increase the size (diameter) of the rotor and the outer stator.

このようなノズルの開口部の大きさ(円形の場合には直径、楕円形の場合には短軸の長さ)は、特に制限されず、装置の大きさによっても変わってくるが、ノズルの詰まりをより確実に防止するという観点から、0.4〜2mmであることが好ましい。また、隣接するノズルとの間隔は、特に制限されず、装置の大きさによっても変わってくるが、微小時間での急速な原料溶液の混合をより確実に行うためには、隣接するノズル孔同士の間の距離で0〜10mmであることが好ましく、前記範囲の中でもより小さい値が特に好ましい。   The size of the nozzle opening (diameter in the case of a circle and the length of the short axis in the case of an ellipse) is not particularly limited and varies depending on the size of the device. From the viewpoint of more reliably preventing clogging, the thickness is preferably 0.4 to 2 mm. In addition, the distance between adjacent nozzles is not particularly limited and varies depending on the size of the apparatus. However, in order to more reliably mix raw material solutions in a minute time, adjacent nozzle holes It is preferable that it is 0-10 mm in the distance between, and a smaller value is especially preferable among the said ranges.

本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法においては、図1〜図3に示すナノスラリーの製造装置のノズル15Aとノズル15Bとノズル15Cとから原料溶液A、原料溶液B及び原料溶液Cがそれぞれ導入される領域、すなわち、図1〜図3に示すナノスラリーの製造装置のローター11の外周と外側ステータ12の内周との間の領域において、5000〜40000sec−1の剪断速度となることが必要であり、10000〜40000sec−1の剪断速度となることが特に好ましい。このような領域の剪断速度が前記下限未満になると、原料溶液を微小時間で急速に混合することが困難であり、十分に微細で且つ均一性の高いコロイド粒子又はコロイド粒子の凝集体を含有するコロイド溶液又はナノスラリーを得ることが困難となる。なお、前記剪断速度は、所定のギャップの領域内の流れが層流であると仮定して算出される値である。 In the method of manufacturing the exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention, the raw material solution A, the raw material solution B, and the raw material solution C are respectively formed from the nozzle 15A, the nozzle 15B, and the nozzle 15C of the nano-slurry manufacturing apparatus shown in FIGS. In a region to be introduced, that is, a region between the outer periphery of the rotor 11 and the inner periphery of the outer stator 12 in the nano-slurry manufacturing apparatus illustrated in FIGS. 1 to 3, the shear rate may be 5000 to 40000 sec −1. It is particularly preferable that the shear rate is 10,000 to 40,000 sec −1 . When the shear rate in such a region is less than the lower limit, it is difficult to rapidly mix the raw material solution in a minute time, and it contains sufficiently fine and highly uniform colloidal particles or colloidal particle aggregates. It becomes difficult to obtain a colloidal solution or nanoslurry. The shear rate is a value calculated on the assumption that the flow in the predetermined gap region is a laminar flow.

このような高剪断速度領域を形成するための条件としては、ローターの回転速度及びローターと外側ステータとの間のギャップの大きさが影響するため、前記領域の剪断速度が前記条件を満たすようにそれらを設定する必要がある。具体的なローター11の回転速度は特に制限されず、装置の大きさによっても変わってくる。したがって、ローター11の回転速度の周速の下限も特に制限されないが、一般的には3m/sec以上であることが好ましい。また、上限も特に制限はなく、大きいほど好ましいが、気泡の巻き込み、モーターの過負荷、溶液の過熱による沸騰が起こらない範囲がより好ましい。   The conditions for forming such a high shear rate region are affected by the rotational speed of the rotor and the size of the gap between the rotor and the outer stator, so that the shear rate of the region satisfies the above condition. You need to set them. The specific rotation speed of the rotor 11 is not particularly limited and varies depending on the size of the apparatus. Therefore, the lower limit of the peripheral speed of the rotation speed of the rotor 11 is not particularly limited, but generally it is preferably 3 m / sec or more. Also, the upper limit is not particularly limited and is preferably as large as possible. However, it is more preferably in a range in which boil-in, bubble overload, and boiling due to solution overheating do not occur.

また、ローター11と外側ステータ12との間のギャップの大きさも特に制限されず、装置の大きさによっても変わってくるが、0.25〜0.5mmであることが好ましい。なお、アウターノズル型ホモジナイザーを相似形で大きくする場合には、このキャップのサイズも、その比率で大きくすることが好ましい。   Further, the size of the gap between the rotor 11 and the outer stator 12 is not particularly limited, and varies depending on the size of the device, but is preferably 0.25 to 0.5 mm. When the outer nozzle type homogenizer is enlarged in a similar shape, it is preferable to increase the size of the cap by the ratio.

さらに、図1〜図3に示すナノスラリーの製造装置においては、ノズル15Aとノズル15Bとノズル15Cとからそれぞれ供給された原料溶液A、原料溶液B及び原料溶液Cが、前記高剪断速度領域に導入されてから1msec以内(特に好ましくは、0.3msec以内)に均質混合されるようにノズル15Aとノズル15Bとノズル15Cとが配置されていることが好ましい。なお、ここでいう原料溶液が前記高剪断速度領域に導入されてから均質混合されるまでの時間とは、例えば、図3においては、ノズル15Aから導入された原料溶液Aが隣接するノズル15Bの位置に到達し、ノズル15Bから導入された原料溶液Bと混合された後、さらに、隣接するノズル15Cの位置に到達し、ノズル15Cから導入された原料溶液Cと混合されるまでの時間をいう。   Further, in the nano-slurry manufacturing apparatus shown in FIGS. 1 to 3, the raw material solution A, the raw material solution B, and the raw material solution C respectively supplied from the nozzle 15A, the nozzle 15B, and the nozzle 15C are in the high shear rate region. It is preferable that the nozzle 15A, the nozzle 15B, and the nozzle 15C are arranged so as to be homogeneously mixed within 1 msec (particularly preferably within 0.3 msec) after the introduction. Here, the time from when the raw material solution is introduced into the high shear rate region until it is homogeneously mixed is, for example, in FIG. 3, the raw material solution A introduced from the nozzle 15A is adjacent to the adjacent nozzle 15B. After reaching the position and being mixed with the raw material solution B introduced from the nozzle 15B, it further means the time from reaching the position of the adjacent nozzle 15C and being mixed with the raw material solution C introduced from the nozzle 15C. .

また、図1〜図3に示すナノスラリーの製造装置においては、ローター11の内側に、ローター11の内周との間に所定のギャップの領域を形成することにより液体の流れを阻害する部材が存在しない。すなわち、ローター11の内側に部材(例えば、ステータ)が存在する場合、装置の大きさによっても変わってくるが、この部材とローター11の内周との間のギャップの大きさが通常2.5mm以下であると、液体の流れが阻害されやすい。したがって、図1〜図3に示すナノスラリーの製造装置においては、ローター11の内側に部材が存在していない(例えば、ローター11の内側が空洞である)ことが好ましいが、ローター11の内側に部材が存在する場合には、前記部材とローター11の内周との間のギャップの大きさが2.5mmを超えていれば、液体の流れは阻害されにくい。   In the nano-slurry manufacturing apparatus shown in FIG. 1 to FIG. 3, there is a member that inhibits the flow of liquid by forming a predetermined gap region between the rotor 11 and the inner periphery of the rotor 11. not exist. That is, when a member (for example, a stator) is present inside the rotor 11, the size of the gap between the member and the inner periphery of the rotor 11 is usually 2.5 mm, although it varies depending on the size of the device. If it is below, the flow of the liquid tends to be hindered. Accordingly, in the nano-slurry manufacturing apparatus shown in FIGS. 1 to 3, it is preferable that no member exists inside the rotor 11 (for example, the inside of the rotor 11 is a cavity). When a member is present, the flow of the liquid is less likely to be inhibited if the size of the gap between the member and the inner periphery of the rotor 11 exceeds 2.5 mm.

以上説明した図1〜図3に示すナノスラリーの製造装置においては、ローター11を高速回転させることによって、ローター11と外側ステータ12との間に高剪断速度領域が形成され、このような高剪断速度領域に、原料溶液A、原料溶液B及び原料溶液Cをそれぞれノズル15A、ノズル15B及びノズル15Cから独立して直接導入する。これにより、前記高剪断速度領域において、原料溶液A、原料溶液B及び原料溶液Cは、微小時間で急速に均質混合されて反応が進行し、前記原料溶液中の原料に由来するコロイド粒子又はコロイド粒子の凝集体を含有する溶液(ナノスラリー)を製造することが可能となる。   In the nano slurry manufacturing apparatus shown in FIGS. 1 to 3 described above, a high shear rate region is formed between the rotor 11 and the outer stator 12 by rotating the rotor 11 at a high speed. The raw material solution A, the raw material solution B, and the raw material solution C are directly introduced into the speed region independently from the nozzle 15A, the nozzle 15B, and the nozzle 15C, respectively. Thereby, in the high shear rate region, the raw material solution A, the raw material solution B, and the raw material solution C are rapidly homogeneously mixed in a minute time and the reaction proceeds, and the colloidal particles or colloid derived from the raw material in the raw material solution It is possible to produce a solution (nano slurry) containing particle aggregates.

以上、本発明に用いられるナノスラリーの製造装置について説明したが、本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法においては、原料溶液Aとして第一の原料溶液を用い、原料溶液Bとして第二の原料溶液を用い、原料溶液Cとして第三の原料溶液を用いてもよいし、原料溶液Aとして第二の原料溶液を用い、原料溶液Bとして第一の原料溶液を用い、原料溶液Cとして第三の原料溶液を用いてもよいし、他の組み合わせ(原料溶液A〜Cと第一〜第三の原料溶液との対応)であってもよい。   As described above, the nano-slurry manufacturing apparatus used in the present invention has been described. However, in the method for manufacturing an exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention, the first raw material solution is used as the raw material solution A, and the second raw material solution B is used as the second raw material solution B. A raw material solution may be used, a third raw material solution may be used as the raw material solution C, a second raw material solution may be used as the raw material solution A, a first raw material solution may be used as the raw material solution B, and a first raw material solution C may be used. Three raw material solutions may be used, or other combinations (correspondence between the raw material solutions A to C and the first to third raw material solutions) may be used.

また、第一の原料溶液、第二の原料溶液及び第三の原料溶液の各供給速度としては特に制限はないが、装置の大きさによっても変わってくる。例えば、ローター11と外側ステータ12との間のギャップの大きさが0.5mmである場合には、50〜300ml/minが好ましい。原料溶液の供給速度が前記下限未満になると、金属化合物コロイド粒子の製造効率が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると金属化合物コロイド粒子の粒子径が大きくなる傾向にある。なお、アウターノズル型ホモジナイザーの大きさをn倍に変更する場合(例えば、相似形のスケールアップにより前記ギャップの大きさがn倍になる場合)には、原料溶液の供給速度をn倍に設定することが好ましい。 Moreover, although there is no restriction | limiting in particular as each supply rate of a 1st raw material solution, a 2nd raw material solution, and a 3rd raw material solution, it changes also with the magnitude | size of an apparatus. For example, when the size of the gap between the rotor 11 and the outer stator 12 is 0.5 mm, 50 to 300 ml / min is preferable. When the supply rate of the raw material solution is less than the lower limit, the production efficiency of the metal compound colloidal particles tends to decrease, and when the upper limit is exceeded, the particle diameter of the metal compound colloidal particles tends to increase. When the size of the outer nozzle type homogenizer is changed to n times (for example, when the size of the gap is increased n times by scaling up a similar shape), the feed rate of the raw material solution is increased to n 3 times. It is preferable to set.

〔熱処理工程〕
本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法においては、前記ナノスラリー調製工程において、アルミニウムイオン、セリウムイオン及びジルコニウムイオンを含有する第一の原料溶液と過酸化水素を含有する第二の原料溶液と中和剤を含有する第三の原料溶液とを高剪断速度領域で一度に混合しているため、得られた金属化合物ナノスラリーは既に中和されている(金属化合物ナノスラリーのpHが、好ましくは7.5〜9であり、より好ましくは8.5〜9である)。このため、得られた金属化合物ナノスラリーに中和剤を添加してpH調整する必要はない。
[Heat treatment process]
In the method for producing an exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention, in the nanoslurry preparation step, a first raw material solution containing aluminum ions, cerium ions and zirconium ions, and a second raw material solution containing hydrogen peroxide, Since the third raw material solution containing the neutralizing agent is mixed at once in the high shear rate region, the obtained metal compound nanoslurry is already neutralized (the pH of the metal compound nanoslurry is preferably Is 7.5-9, more preferably 8.5-9). For this reason, it is not necessary to adjust pH by adding a neutralizing agent to the obtained metal compound nanoslurry.

すなわち、本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法においては、前記ナノスラリー調製工程で得られた金属化合物ナノスラリーに、pH調整することなく、脱脂処理を施した後、酸化雰囲気下で熱処理を施すことによって、前記本発明の排ガス浄化用触媒担体を得ることができる。   That is, in the method for producing a catalyst carrier for exhaust gas purification of the present invention, the metal compound nanoslurry obtained in the nanoslurry preparation step is degreased without adjusting pH, and then subjected to heat treatment in an oxidizing atmosphere. By applying, the exhaust gas purifying catalyst carrier of the present invention can be obtained.

前記脱脂処理としては、特に制限されないが、酸化雰囲気(例えば、空気)下、80〜200℃で1〜10時間の条件で乾燥し、その後、200〜400℃で1〜5時間の条件で脱脂することが好ましい。   Although it does not restrict | limit especially as said degreasing process, It dries on the conditions for 1 to 10 hours at 80-200 degreeC under oxidizing atmosphere (for example, air), and then degreases on the conditions for 1 to 5 hours at 200-400 degreeC. It is preferable to do.

また、前記熱処理としては、酸化雰囲気(例えば、空気)下、700〜1050℃の温度で加熱することが好ましい。加熱温度が前記下限未満になると、焼結が完結しないため、触媒使用時に焼結が進行して酸素ストレージ能が著しく低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、複合金属酸化物多孔体の比表面積や合計細孔容量が小さくなり、酸素ストレージ能が低下する傾向にある。また、より優れた酸素ストレージ能が得られるという観点から、加熱温度としては800〜1050℃が特に好ましい。さらに、加熱時間としては、特に制限はないが、1〜10時間が好ましい。加熱時間が前記下限未満になると、脱脂処理後の金属化合物が十分に金属酸化物に変換されない傾向にあり、他方、前記上限を超えると、高温・酸化雰囲気によりシンタリング等の性能低下が起こりやすくなる傾向にある。   Moreover, as said heat processing, it is preferable to heat at the temperature of 700-1050 degreeC by oxidizing atmosphere (for example, air). When the heating temperature is less than the lower limit, sintering is not completed, so that the sintering proceeds during use of the catalyst and the oxygen storage capacity tends to be remarkably reduced. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the composite metal oxide porous body There is a tendency that the specific surface area and the total pore volume of the material become smaller, and the oxygen storage capacity tends to decrease. Moreover, as a heating temperature, 800-1050 degreeC is especially preferable from a viewpoint that the outstanding oxygen storage ability is obtained. Further, the heating time is not particularly limited, but 1 to 10 hours is preferable. When the heating time is less than the lower limit, the metal compound after the degreasing treatment tends not to be sufficiently converted to a metal oxide. On the other hand, when the upper limit is exceeded, performance degradation such as sintering is likely to occur due to high temperature and oxidizing atmosphere. Tend to be.

次に、本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法について説明する。本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法は、前記本発明の製造方法により得られた排ガス浄化用触媒担体の表面に貴金属を担持させる工程を含む方法である。このような貴金属を担持させる具体的な方法は特に制限されないが、例えば、貴金属の塩(硝酸塩、塩化物、酢酸塩等)又は貴金属の錯体を水、アルコール等の溶媒に溶解した溶液に前記排ガス浄化用触媒担体を浸漬し、溶媒を除去した後に焼成及び粉砕するといった方法が好適に用いられる。なお、前記貴金属を担持させる工程において、溶媒を除去する際における乾燥条件としては30〜150℃で10分以内程度が好ましく、また、焼成条件としては、酸化雰囲気(例えば、空気)中において250〜600℃で30〜180分程度が好ましい。また、所望の担持量になるまでこのような貴金属の担持工程を繰り返してもよい。   Next, the manufacturing method of the exhaust gas purifying catalyst of the present invention will be described. The method for producing an exhaust gas purification catalyst of the present invention is a method including a step of supporting a noble metal on the surface of an exhaust gas purification catalyst carrier obtained by the production method of the present invention. A specific method for supporting such a noble metal is not particularly limited. For example, the exhaust gas is dissolved in a solution of a noble metal salt (nitrate, chloride, acetate, etc.) or a noble metal complex dissolved in a solvent such as water or alcohol. A method of immersing the purification catalyst carrier, removing the solvent, and firing and pulverizing is suitably used. In the step of supporting the noble metal, the drying condition for removing the solvent is preferably within 30 minutes at 30 to 150 ° C. The firing condition is 250 to 250 in an oxidizing atmosphere (for example, air). About 600 minutes and 30 to 180 minutes are preferable. Moreover, you may repeat such a noble metal carrying | support process until it becomes a desired carrying amount.

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

(実施例1)
塩化セリウム七水和物(三津和化学薬品(株)製)111.8g(0.30モル)、オキシ塩化ジルコニウム八水和物(和光純薬工業(株)製)178.6g(0.55モル)、塩化ランタン七水和物(和光純薬工業(株)製)16.4g(0.044モル)、塩化イットリウム六水和物(三津和化学薬品(株)製)9.8g(0.032モル)、塩化アルミニウム六水和物(和光純薬工業(株)製)62.8g(0.26モル)、及び硝酸アルミニウム九水和物(和光純薬工業(株)製)300g(0.80モル)をイオン交換水に溶解して1100mlの第一の原料溶液を調製した。また、30%の過酸化水素水(和光純薬工業(株)製)112gをイオン交換水に溶解して1100mlの第二の原料溶液を調製した。さらに、無水マレイン酸(和光純薬工業(株)製)42.23g(0.43モル)及び28%のアンモニア水(和光純薬工業(株)製)450gをイオン交換水に溶解して1100mlの第三の原料溶液を調製した。
Example 1
Cerium chloride heptahydrate (manufactured by Mitsuwa Chemicals Co., Ltd.) 111.8 g (0.30 mol), zirconium oxychloride octahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 178.6 g (0.55) Mol), lanthanum chloride heptahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 16.4 g (0.044 mol), yttrium chloride hexahydrate (manufactured by Mitsuwa Chemicals) 9.8 g (0 0.032 mol), aluminum chloride hexahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 62.8 g (0.26 mol), and aluminum nitrate nonahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 300 g ( 0.80 mol) was dissolved in ion exchange water to prepare 1100 ml of a first raw material solution. Further, 112 g of 30% hydrogen peroxide water (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in ion-exchanged water to prepare 1100 ml of a second raw material solution. Further, 42.23 g (0.43 mol) of maleic anhydride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 450 g of 28% ammonia water (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were dissolved in ion-exchanged water to obtain 1100 ml. A third raw material solution was prepared.

図1〜図3に示す製造装置(アウターノズル型スーパーアジテーションリアクター)を用いて金属化合物のナノスラリーを作製した。なお、ローター11として、外径42mmのものを使用し、ローター11と外側ステータ12との間のギャップを0.5mmとした。また、外側ステータ12として、ノズル15A、ノズル15B及びノズル15Cがそれぞれ2個ずつ設けられているものを使用した。   A metal compound nano-slurry was produced using the production apparatus (outer nozzle type super agitation reactor) shown in FIGS. Note that a rotor 11 having an outer diameter of 42 mm was used, and a gap between the rotor 11 and the outer stator 12 was set to 0.5 mm. Further, as the outer stator 12, one having two nozzles 15A, two nozzles 15B, and two nozzles 15C was used.

先ず、原料溶液Aとして前記第一の原料溶液を、原料溶液Bとして前記第二の原料溶液を、原料溶液Cとして前記第三の原料溶液をそれぞれ用い、ローター11の回転方向の上流側のノズルから、原料溶液A、原料溶液B及び原料溶液Cが順に吐出されるように、原料溶液Aの送液ホース(図示なし)をノズル15Aに接続されている流路16Aに、原料溶液Bの送液ホース(図示なし)をノズル15Bに接続されている流路16Bに、原料溶液Cの送液ホース(図示なし)をノズル15Cに接続されている流路16Cに、それぞれ接続した。また、各送液ホースには独立した送液ポンプを接続した。   First, the first raw material solution is used as the raw material solution A, the second raw material solution is used as the raw material solution B, the third raw material solution is used as the raw material solution C, and the nozzle on the upstream side in the rotation direction of the rotor 11 is used. The raw material solution A, the raw material solution B, and the raw material solution C are discharged in order, and a raw material solution A feeding hose (not shown) is fed to the flow path 16A connected to the nozzle 15A. A liquid hose (not shown) was connected to the flow path 16B connected to the nozzle 15B, and a liquid supply hose (not shown) of the raw material solution C was connected to the flow path 16C connected to the nozzle 15C. In addition, an independent liquid feeding pump was connected to each liquid feeding hose.

次に、1Lのビーカー20にスタートアップ液としてイオン交換水700mlを入れ、アウターノズル型ホモジナイザー10の先端を前記スタートアップ液に浸るようにセットした。アウターノズル型ホモジナイザー10におけるローター11を8000rpmで回転させながら前記原料溶液Aと前記原料溶液Bと前記原料溶液Cとをそれぞれ50ml/minの供給速度で送液ポンプを用いてノズル15A、ノズル15B及びノズル15Cからローター11と外側ステータ12との間の領域に送液した。なお、ローター11と外側ステータ12との間の領域における流れが層流であると仮定して算出した剪断速度は、35186sec−1であった。 Next, 700 ml of ion-exchanged water as a start-up liquid was placed in a 1 L beaker 20, and the tip of the outer nozzle type homogenizer 10 was set to be immersed in the start-up liquid. While rotating the rotor 11 in the outer nozzle type homogenizer 10 at 8000 rpm, the raw material solution A, the raw material solution B, and the raw material solution C are respectively supplied at a supply rate of 50 ml / min using a liquid feed pump, the nozzles 15A, 15B, and Liquid was fed from the nozzle 15 </ b> C to a region between the rotor 11 and the outer stator 12. The shear rate calculated on the assumption that the flow in the region between the rotor 11 and the outer stator 12 is a laminar flow was 35186 sec −1 .

ビーカー20からあふれ出てくる金属化合物のナノスラリーをビーカー20の下にセットした5Lのビーカー(図示せず)で捕集した。得られたナノスラリーを1Lのガラス製ビーカーに500gずつ入れ、150℃の脱脂炉内で10時間乾燥させた後、350℃で3時間焼成して脱脂処理を施した。さらに、脱脂後の複合金属酸化物粉末をアルミナ坩堝に入れ、900℃で2時間焼成して触媒担体粉末を得た。   The metal compound nano-slurry overflowing from the beaker 20 was collected by a 5 L beaker (not shown) set under the beaker 20. 500 g of the obtained nanoslurry was put in a 1 L glass beaker, dried in a degreasing furnace at 150 ° C. for 10 hours, and then baked at 350 ° C. for 3 hours to perform a degreasing treatment. Further, the degreased composite metal oxide powder was put in an alumina crucible and calcined at 900 ° C. for 2 hours to obtain a catalyst carrier powder.

(実施例2)
実施例1と同様にして1100mlの第一の原料溶液を調製した。また、30%の過酸化水素水(和光純薬工業(株)製)112g及びグリセロール(和光純薬工業(株)製)80gをイオン交換水に溶解して1100mlの第二の原料溶液を調製した。さらに、ジエタノールアミン(和光純薬工業(株)製)200g(1.90モル)、モノエタノールアミン(和光純薬工業(株)製)50g(0.82モル)、及び28%のアンモニア水(和光純薬工業(株)製)190gをイオン交換水に溶解して1100mlの第三の原料溶液を調製した。
(Example 2)
In the same manner as in Example 1, 1100 ml of the first raw material solution was prepared. Further, 112 g of 30% hydrogen peroxide water (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 80 g of glycerol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are dissolved in ion-exchanged water to prepare 1100 ml of a second raw material solution. did. Furthermore, 200 g (1.90 mol) of diethanolamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 50 g (0.82 mol) of monoethanolamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and 28% ammonia water (Japanese 190 g (manufactured by Kojun Pharmaceutical Co., Ltd.) was dissolved in ion-exchanged water to prepare 1100 ml of a third raw material solution.

原料溶液Aとして前記第二の原料溶液を、原料溶液Bとして前記第一の原料溶液を、原料溶液Cとして前記第三の原料溶液をそれぞれ用いた以外は実施例1と同様にして、触媒担体粉末を調製した。   The catalyst carrier was the same as in Example 1 except that the second raw material solution was used as the raw material solution A, the first raw material solution was used as the raw material solution B, and the third raw material solution was used as the raw material solution C. A powder was prepared.

(比較例1)
塩化セリウム七水和物(三津和化学薬品(株)製)111.8g(0.30モル)、オキシ塩化ジルコニウム八水和物(和光純薬工業(株)製)178.6g(0.55モル)、塩化ランタン七水和物(和光純薬工業(株)製)16.4g(0.044モル)、塩化イットリウム六水和物(三津和化学薬品(株)製)9.8g(0.032モル)、塩化アルミニウム六水和物(和光純薬工業(株)製)62.8g(0.26モル)、硝酸アルミニウム九水和物(和光純薬工業(株)製)300g(0.80モル)、及び30%の過酸化水素水(和光純薬工業(株)製)112gをイオン交換水に溶解して1750mlの原料溶液aを調製した。また、ジエタノールアミン(和光純薬工業(株)製)240g(2.28モル)及びグリシン(和光純薬工業(株)製)80g(1.06モル)をイオン交換水に溶解して17500mlの原料溶液bを調製した。
(Comparative Example 1)
Cerium chloride heptahydrate (manufactured by Mitsuwa Chemicals Co., Ltd.) 111.8 g (0.30 mol), zirconium oxychloride octahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 178.6 g (0.55) Mol), lanthanum chloride heptahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 16.4 g (0.044 mol), yttrium chloride hexahydrate (manufactured by Mitsuwa Chemicals) 9.8 g (0 0.032 mol), aluminum chloride hexahydrate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 62.8 g (0.26 mol), aluminum nitrate nonahydrate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 300 g (0 .80 mol) and 112 g of 30% hydrogen peroxide water (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were dissolved in ion-exchanged water to prepare 1750 ml of raw material solution a. Further, 240 g (2.28 mol) of diethanolamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 80 g (1.06 mol) of glycine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were dissolved in ion-exchanged water to obtain 17500 ml of raw material. Solution b was prepared.

図4〜図7に示す従来の製造装置(インナーノズル型スーパーアジテーションリアクター)を用いて金属化合物のコロイド溶液を作製した。なお、ローター41として、外径42mm、内径37mmのものを使用し、ローター41と内側ステータ43との間のギャップを0.5mmとした。また、内側ステータ43として、ノズル45a及びノズル45bがそれぞれ24個ずつ設けられている48孔タイプのものを使用した。   A colloidal solution of a metal compound was prepared using the conventional manufacturing apparatus (inner nozzle type super agitation reactor) shown in FIGS. A rotor 41 having an outer diameter of 42 mm and an inner diameter of 37 mm was used, and the gap between the rotor 41 and the inner stator 43 was set to 0.5 mm. Further, as the inner stator 43, a 48-hole type in which 24 nozzles 45a and 24 nozzles 45b were provided, respectively, was used.

先ず、原料溶液aの送液ホース(図示なし)をノズル45aに接続されている流路46aに、原料溶液bの送液ホース(図示なし)をノズル45bに接続されている流路46bに、それぞれ接続した。また、各送液ホースには独立した送液ポンプを接続した。   First, the liquid supply hose (not shown) of the raw material solution a is connected to the flow path 46a connected to the nozzle 45a, and the liquid supply hose (not shown) of the raw material solution b is connected to the flow path 46b connected to the nozzle 45b. Each connected. In addition, an independent liquid feeding pump was connected to each liquid feeding hose.

次に、500mlのポリプロピレン製ビーカー20に、イオン交換水300mlに硝酸を添加してpHを4に調整したスタートアップ液を入れ、インナーノズル型ホモジナイザー40の先端を前記スタートアップ液に浸るようにセットした。インナーノズル型ホモジナイザー40におけるローター41を8000rpmで回転させながら前記原料溶液aと前記原料溶液bとをそれぞれ50ml/minの供給速度で送液ポンプを用いてノズル45a及びノズル45bからローター41と内側ステータ43との間の領域に送液した。なお、ローター41と内側ステータ43との間の領域における流れが層流であると仮定して算出した剪断速度は、30997sec−1であった。 Next, a 500 ml polypropylene beaker 20 was charged with start-up liquid adjusted to pH 4 by adding nitric acid to 300 ml ion-exchanged water, and the tip of the inner nozzle type homogenizer 40 was set so as to be immersed in the start-up liquid. While rotating the rotor 41 of the inner nozzle type homogenizer 40 at 8000 rpm, the raw material solution a and the raw material solution b are respectively fed from the nozzle 45a and the nozzle 45b to the rotor 41 and the inner stator at a supply rate of 50 ml / min. The solution was fed to the area between 43. The shear rate calculated on the assumption that the flow in the region between the rotor 41 and the inner stator 43 is a laminar flow was 30997 sec −1 .

ビーカー20からあふれ出てくる赤褐色の透明なコロイド溶液をビーカー20の下にセットした5Lのビーカー(図示せず)で捕集した。得られたコロイド溶液に、ホモミキサー(プライミクス(株)製)を用いて攪拌(3000rpm)しながら、モノエタノールアミン(和光純薬工業(株)製)220g(3.6モル)を添加してpHを7以上に調整し、ナノスラリーを得た。得られたナノスラリーを1Lのガラス製ビーカーに500gずつ入れ、150℃の脱脂炉内で10時間乾燥させた後、350℃で3時間焼成して脱脂処理を施した。さらに、脱脂後の複合金属酸化物粉末をアルミナ坩堝に入れ、900℃で2時間焼成して触媒担体粉末を得た。   The reddish brown transparent colloidal solution overflowing from the beaker 20 was collected by a 5 L beaker (not shown) set under the beaker 20. To the obtained colloidal solution, 220 g (3.6 mol) of monoethanolamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added while stirring (3000 rpm) using a homomixer (manufactured by Primics Co., Ltd.). The pH was adjusted to 7 or more to obtain a nano slurry. 500 g of the obtained nanoslurry was put in a 1 L glass beaker, dried in a degreasing furnace at 150 ° C. for 10 hours, and then baked at 350 ° C. for 3 hours to perform a degreasing treatment. Further, the degreased composite metal oxide powder was put in an alumina crucible and calcined at 900 ° C. for 2 hours to obtain a catalyst carrier powder.

(比較例2)
実施例1と同様にして、第一の原料溶液、第二の原料溶液及び第三の原料溶液を調製した。原料溶液Aとして前記第一の原料溶液を、原料溶液Bとして前記第二の原料溶液を、原料溶液Cとして前記第三の原料溶液をそれぞれ用い、5Lのビーカーの上方に、原料溶液Aの送液ホース、原料溶液Bの送液ホース及び原料溶液Cの送液ホースをそれぞれ固定した。
(Comparative Example 2)
In the same manner as in Example 1, a first raw material solution, a second raw material solution, and a third raw material solution were prepared. The first raw material solution is used as the raw material solution A, the second raw material solution is used as the raw material solution B, and the third raw material solution is used as the raw material solution C. The feed of the raw material solution A is placed above a 5 L beaker. The liquid hose, the liquid supply hose of the raw material solution B, and the liquid supply hose of the raw material solution C were fixed, respectively.

次に、前記ビーカーにスタートアップ液としてイオン交換水700mlを入れ、プロペラ攪拌(300rpm)しながら、前記原料溶液Aと前記原料溶液Bと前記原料溶液Cとをそれぞれ50ml/minの供給速度で前記ビーカーに滴下し、4Lのスラリーを得た。得られたスラリーを1Lのガラス製ビーカーに500gずつ入れ、150℃の脱脂炉内で10時間乾燥させた後、350℃で3時間焼成して脱脂処理を施した。さらに、脱脂後の複合金属酸化物粉末をアルミナ坩堝に入れ、900℃で2時間焼成して触媒担体粉末を得た。   Next, 700 ml of ion-exchanged water is added to the beaker as a start-up liquid, and the beaker is fed with the raw material solution A, the raw material solution B, and the raw material solution C at a supply rate of 50 ml / min while propeller stirring (300 rpm) And 4 L of slurry was obtained. 500 g of the obtained slurry was put into a 1 L glass beaker, dried in a degreasing furnace at 150 ° C. for 10 hours, and then baked at 350 ° C. for 3 hours to perform a degreasing treatment. Further, the degreased composite metal oxide powder was put in an alumina crucible and calcined at 900 ° C. for 2 hours to obtain a catalyst carrier powder.

<金属元素の含有率の標準偏差>
得られた触媒担体粉末を乳鉢で粉砕し、得られた微粒子を、透過型電子顕微鏡(TEM)用カーボン膜を有するCu製グリッド上に乗せ、エネルギー分散型X線分析装置(EDS)を装着した球面収差補正装置付き走査透過型電子顕微鏡(JOEL社製「JEM−2100F−Csコレクター」)を用いて前記微粒子のSTEM像観察とEDSマッピングを行なった。得られたEDSマッピング像において、20nm角の微小分析範囲内のAl、Zr、Ce、Y、Laの含有率をそれぞれ求め、これを無作為に抽出した100個の測定点(20nm角の微小分析範囲)について行なった。仕込量から求めた含有率又はICP発光分光分析により求めた含有率を平均含有率として各金属元素の含有率の標準偏差を算出した。その結果を表1に示す。
<Standard deviation of metal element content>
The obtained catalyst carrier powder was pulverized in a mortar, and the obtained fine particles were placed on a Cu grid having a carbon film for a transmission electron microscope (TEM), and an energy dispersive X-ray analyzer (EDS) was mounted. STEM image observation and EDS mapping of the fine particles were performed using a scanning transmission electron microscope with a spherical aberration correction device (“JEM-2100F-Cs collector” manufactured by JOEL). In the obtained EDS mapping image, the content of Al, Zr, Ce, Y, and La within a 20 nm square microanalysis range was determined, and 100 measurement points (20 nm square microanalysis were randomly extracted). Range). The standard deviation of the content rate of each metal element was computed by making the content rate calculated | required from the preparation amount or the content rate calculated | required by ICP emission-spectral-analysis into an average content rate. The results are shown in Table 1.

<触媒担体ペレットの調製>
250mlのポリプロピレン製容器に0.5mm径のアルミナボール70gを入れ、さらに、得られた触媒担体粉末10g及び水20gを入れて、触媒担体粉末の大きさが1〜30μmとなるように100rpmで4時間の粉砕処理を施した。得られたスラリーを300mlのビーカーに移し、スラリーの体積が100mlとなるように水を加えた。このスラリーにアルミナゾル(日産化学工業(株)製「A520」)を、触媒担体粉末の乾燥質量とアルミナゾル中のAlとの質量比が触媒担体:Al=9:1となるように添加した後、マグネットスターラーを用いて300rpmで30分間攪拌した。得られたスラリーを150℃で3時間蒸発乾固させた後、粉砕処理を施し、目開き1mmと0.5mmの篩を用いて直径0.5〜1mmの触媒担体ペレットを捕集した。
<Preparation of catalyst carrier pellets>
70 g of 0.5 mm diameter alumina balls are put into a 250 ml polypropylene container, and further 10 g of the obtained catalyst carrier powder and 20 g of water are added, and 4 at 100 rpm so that the size of the catalyst carrier powder becomes 1 to 30 μm. Time grinding was applied. The obtained slurry was transferred to a 300 ml beaker, and water was added so that the volume of the slurry was 100 ml. Alumina sol (“A520” manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) is added to this slurry, and the mass ratio of the dry weight of the catalyst carrier powder to Al 2 O 3 in the alumina sol is catalyst carrier: Al 2 O 3 = 9: 1. After the addition, the mixture was stirred for 30 minutes at 300 rpm using a magnetic stirrer. The obtained slurry was evaporated to dryness at 150 ° C. for 3 hours, and then pulverized, and catalyst support pellets having a diameter of 0.5 to 1 mm were collected using a sieve having an opening of 1 mm and 0.5 mm.

<比表面積及び微分細孔容積分布>
自動比表面積・細孔分布測定装置(マイクロメリティックス社製「Tristar II3020」)を用い、得られた触媒担体ペレットの窒素吸着等温線を求めた。この窒素吸着等温線からBET法により多点式比表面積(BET比表面積)及びBJH法により微分細孔容積分布を求め、さらに、得られた微分細孔容積分布から最大頻度細孔径及び0.001〜0.2μmの細孔径を有する細孔の合計細孔容量を求めた。その結果を表1に示す。
<Specific surface area and differential pore volume distribution>
Using an automatic specific surface area / pore distribution measuring device (“Tristar II3020” manufactured by Micromeritics), the nitrogen adsorption isotherm of the obtained catalyst support pellet was determined. From this nitrogen adsorption isotherm, the multipoint specific surface area (BET specific surface area) is obtained by the BET method and the differential pore volume distribution is obtained by the BJH method. Further, the maximum frequency pore diameter and 0.001 are obtained from the obtained differential pore volume distribution. The total pore volume of pores having a pore diameter of ˜0.2 μm was determined. The results are shown in Table 1.

<耐熱試験(1)>
得られた触媒担体ペレットをアルミナ坩堝に入れ、電気炉内で大気中、1100℃で5時間の焼成処理を施した。
<Heat resistance test (1)>
The obtained catalyst carrier pellets were placed in an alumina crucible and subjected to a firing treatment at 1100 ° C. for 5 hours in the air in an electric furnace.

<耐熱試験(2)>
得られた触媒担体ペレット1.5gを内径7mmの石英管に充填し、充填部を石英ウールで挟んだ。この石英管に、1気圧、ガス流量500ml/minの条件で、還元雰囲気ガス(H(2容量%)+CO(10容量%)+HO(3容量%)+N(残部))と酸化雰囲気ガス(O(1容量%)+CO(10容量%)+HO(3容量%)+N(残部))とを5分間毎に交互に切り替えて流通させながら、触媒担体ペレットに1100℃で5時間の加熱処理を施した。
<Heat resistance test (2)>
1.5 g of the obtained catalyst carrier pellets were filled in a quartz tube having an inner diameter of 7 mm, and the filling part was sandwiched between quartz wool. In this quartz tube, reducing atmosphere gas (H 2 (2% by volume) + CO 2 (10% by volume) + H 2 O (3% by volume) + N 2 (remainder))) under the conditions of 1 atm and gas flow rate of 500 ml / min. Oxidizing atmosphere gas (O 2 (1% by volume) + CO 2 (10% by volume) + H 2 O (3% by volume) + N 2 (remainder)) is alternately switched every 5 minutes to flow into the catalyst carrier pellets. Heat treatment was performed at 1100 ° C. for 5 hours.

<耐熱試験(3)>
加熱時間を50時間に変更した以外は前記耐熱試験(2)と同様にして、触媒担体ペレットにR/L雰囲気下、1100℃での加熱処理を施した。
<Heat resistance test (3)>
Except for changing the heating time to 50 hours, the catalyst support pellets were heat-treated at 1100 ° C. in an R / L atmosphere in the same manner as in the heat resistance test (2).

<耐熱試験による比表面積の低下率及び最大頻度細孔径の増加率>
耐熱試験(1)〜(3)後の各触媒担体ペレットのBET比表面積及び最大頻度細孔径を前記方法に従って求め、耐熱試験による比表面積の低下率及び耐熱試験による最大頻度細孔径の増加率を下記式に従って求めた。これらの結果を表1に示す。
比表面積の低下率(%)=(耐熱試験前の比表面積−耐熱試験後の比表面積)/耐熱試験前の比表面積×100。
最大頻度細孔径の増加率(%)=(耐熱試験後の最大頻度細孔径−耐熱試験前の最大頻度細孔径)/耐熱試験前の最大頻度細孔径×100。
<Decrease rate of specific surface area by heat test and increase rate of maximum frequency pore diameter>
The BET specific surface area and the maximum frequency pore diameter of each catalyst support pellet after the heat resistance tests (1) to (3) are obtained according to the above method, and the decrease rate of the specific surface area by the heat resistance test and the increase rate of the maximum frequency pore diameter by the heat resistance test are determined. It calculated | required according to the following formula. These results are shown in Table 1.
Reduction ratio of specific surface area (%) = (specific surface area before heat test−specific surface area after heat test) / specific surface area before heat test × 100.
Increase rate (%) of maximum frequency pore diameter = (maximum frequency pore diameter after heat test−maximum frequency pore diameter before heat test) / maximum frequency pore diameter before heat test × 100.

<触媒調製>
250mlのポリプロピレン製容器に0.5mm径のアルミナボール70gを入れ、さらに、得られた触媒担体粉末10g及び水20gを入れて、触媒担体粉末の大きさが1〜30μmとなるように100rpmで4時間の粉砕処理を施した。得られたスラリーを300mlのビーカーに移し、スラリーの体積が100mlとなるように水を加えた。このスラリーにアルミナゾル(日産化学工業(株)製「A520」)を、触媒担体粉末の乾燥質量とアルミナゾル中のAlとの質量比が触媒担体:Al=9:1となるように添加し、同時に硝酸パラジウムをPd担持量が触媒担体粉末100質量部に対して0.42質量部となるように添加した後、マグネットスターラーを用いて300rpmで30分間攪拌した。得られたスラリーを150℃で3時間蒸発乾固させた後、固形分を磁製坩堝に移し、500℃で2時間焼成して触媒担体にPdを固定した。その後、粉砕処理を施し、目開き1mmと0.5mmの篩を用いて直径0.5〜1mmのPd担持触媒ペレットを捕集した。
<Catalyst preparation>
70 g of 0.5 mm diameter alumina balls are put into a 250 ml polypropylene container, and further 10 g of the obtained catalyst carrier powder and 20 g of water are added, and 4 at 100 rpm so that the size of the catalyst carrier powder becomes 1 to 30 μm. Time grinding was applied. The obtained slurry was transferred to a 300 ml beaker, and water was added so that the volume of the slurry was 100 ml. Alumina sol (“A520” manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) is added to this slurry, and the mass ratio of the dry weight of the catalyst carrier powder to Al 2 O 3 in the alumina sol is catalyst carrier: Al 2 O 3 = 9: 1. At the same time, palladium nitrate was added so that the amount of Pd supported was 0.42 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the catalyst carrier powder, and then stirred at 300 rpm for 30 minutes using a magnetic stirrer. The obtained slurry was evaporated to dryness at 150 ° C. for 3 hours, and then the solid content was transferred to a magnetic crucible and calcined at 500 ° C. for 2 hours to immobilize Pd on the catalyst carrier. Thereafter, a pulverization process was performed, and Pd-supported catalyst pellets having a diameter of 0.5 to 1 mm were collected using a sieve having an opening of 1 mm and 0.5 mm.

<耐熱試験(4)>
触媒担体ペレットの代わりに、得られたPd担持触媒ペレットを用いた以外は前記耐熱試験(2)と同様にして、Pd担持触媒ペレットにR/L雰囲気下、1100℃で5時間の加熱処理を施した。
<Heat resistance test (4)>
The Pd-supported catalyst pellets were heat-treated at 1100 ° C. for 5 hours in an R / L atmosphere in the same manner as in the heat resistance test (2) except that the obtained Pd-supported catalyst pellets were used instead of the catalyst support pellets. gave.

<耐熱試験(5)>
触媒担体ペレットの代わりに、得られたPd担持触媒ペレットを用いた以外は前記耐熱試験(3)と同様にして、Pd担持触媒ペレットにR/L雰囲気下、1100℃で50時間の加熱処理を施した。
<Heat resistance test (5)>
In the same manner as in the heat resistance test (3) except that the obtained Pd-supported catalyst pellet was used instead of the catalyst support pellet, the Pd-supported catalyst pellet was subjected to heat treatment at 1100 ° C. for 50 hours in an R / L atmosphere. gave.

<耐熱試験後のPd担持触媒の酸素放出速度及び飽和酸素貯蔵量>
耐熱試験後(4)〜(5)後の各Pd担持触媒ペレット0.5gを内径10mmの石英管に充填し、触媒床を作製した。この触媒床に、前処理として、触媒床温度600℃、ガス流量10L/minの条件で、還元雰囲気ガス(CO(2容量%)+CO(10容量%)+HO(3容量%)+N(残部))と酸化雰囲気ガス(O(1容量%)+CO(10容量%)+HO(3容量%)+N(残部))とを1分間毎に交互に切り替えながら、10分間(5サイクル)流通させた。次に、窒素ガス雰囲気下で触媒床の温度を500℃に変更した後、触媒床に、ガス流量10L/minの条件で、前記酸化雰囲気ガスを3分間、窒素ガスを1分間、前記還元雰囲気ガスを3分間、窒素ガスを1分間順次流通させ、これを3回繰り返した(3サイクル)。2回目(2サイクル目)の還元雰囲気ガス流通時において、初期の5秒間のCO発生速度(5秒間のCO発生量/5秒)及び3分間のCO発生量を測定し、これらをそれぞれ酸素放出速度(OSC−r)及び飽和酸素貯蔵量(OSC−c)とした。その結果を表1に示す。
<Oxygen release rate and saturated oxygen storage amount of Pd-supported catalyst after heat test>
After the heat resistance test (4) to (5), 0.5 g of each Pd-supported catalyst pellet was filled in a quartz tube having an inner diameter of 10 mm to prepare a catalyst bed. As a pretreatment, a reducing atmosphere gas (CO (2% by volume) + CO 2 (10% by volume) + H 2 O (3% by volume) + N is applied to the catalyst bed as a pretreatment under the conditions of a catalyst bed temperature of 600 ° C. and a gas flow rate of 10 L / min. 2 (remainder)) and oxidizing atmosphere gas (O 2 (1 vol%) + CO 2 (10 vol%) + H 2 O (3 vol%) + N 2 (remainder))) are alternately switched every minute for 10 Circulated for 5 minutes (5 cycles). Next, after changing the temperature of the catalyst bed to 500 ° C. in a nitrogen gas atmosphere, the oxidizing atmosphere gas is applied to the catalyst bed for 3 minutes, the nitrogen gas is applied for 1 minute, and the reducing atmosphere at a gas flow rate of 10 L / min. Gas was continuously passed for 3 minutes and nitrogen gas for 1 minute, and this was repeated 3 times (3 cycles). During the second (second cycle) reducing atmosphere gas flow, the initial CO 2 generation rate for 5 seconds (CO 2 generation amount for 5 seconds / 5 seconds) and the CO 2 generation amount for 3 minutes were measured. The oxygen release rate (OSC-r) and the saturated oxygen storage amount (OSC-c) were used, respectively. The results are shown in Table 1.

表1に示した結果から明らかなように、Alイオン、Ceイオン及びZrイオンを含有する第一の原料溶液と過酸化水素を含有する第二の原料溶液と中和剤を含有する原料溶液とをそれぞれ独立に高剪断速度領域に供給して調製した触媒担体(実施例1〜2)は、各金属元素が相互に微細かつ均一に分散しており、耐熱試験(大気中又はR/L雰囲気下、1100℃での加熱処理)を長時間施した場合でも、比表面積の低下率や最大頻度細孔径の増加率が小さく、耐熱性に優れたものであることが確認された。また、このような触媒担体に貴金属を担持することによって、耐熱試験(大気中又はR/L雰囲気下、1100℃での加熱処理)を長時間施した場合でも速い酸素放出速度(OSC−r)を有する排ガス浄化用触媒が得られることも確認された。   As is apparent from the results shown in Table 1, a first raw material solution containing Al ions, Ce ions and Zr ions, a second raw material solution containing hydrogen peroxide, and a raw material solution containing a neutralizing agent, In the catalyst support (Examples 1 and 2) prepared by supplying each independently to a high shear rate region, each metal element is finely and uniformly dispersed in each other, and a heat resistance test (in air or R / L atmosphere) Even when the heat treatment at 1100 ° C. was performed for a long time, it was confirmed that the decrease rate of the specific surface area and the increase rate of the maximum frequency pore diameter were small and excellent in heat resistance. In addition, by supporting a noble metal on such a catalyst carrier, a high oxygen release rate (OSC-r) can be obtained even when a heat resistance test (in the air or in an R / L atmosphere, heat treatment at 1100 ° C.) is performed for a long time. It was also confirmed that an exhaust gas purifying catalyst having the following can be obtained.

一方、Alイオン、Ceイオン、Zrイオン及び過酸化水素を含有する原料溶液と中和剤を含有する原料溶液とをそれぞれ独立に高剪断速度領域に供給して調製した触媒担体(比較例1)は、各金属元素が相互に微細かつ均一に分散しているものの、耐熱試験(大気中又はR/L雰囲気下、1100℃での加熱処理)によって、比表面積が著しく低下し、最大頻度細孔径が著しく増加し、耐熱性に劣るものであった。また、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、本発明の排ガス浄化用触媒(実施例1〜2)に比べて、耐熱試験(R/L雰囲気下、1100℃での加熱処理)後の酸素放出速度(OSC−r)が遅いことがわかった。   On the other hand, a catalyst carrier prepared by independently supplying a raw material solution containing Al ions, Ce ions, Zr ions and hydrogen peroxide and a raw material solution containing a neutralizing agent to the high shear rate region (Comparative Example 1) Although each metal element is finely and uniformly dispersed in each other, the specific surface area is remarkably reduced by the heat resistance test (in the air or in an R / L atmosphere at 1100 ° C.), and the maximum frequency pore diameter Significantly increased and the heat resistance was poor. In addition, the catalyst in which a noble metal is supported on such a catalyst carrier is compared with the exhaust gas purifying catalyst (Examples 1 and 2) of the present invention after a heat resistance test (heat treatment at 1100 ° C. in an R / L atmosphere). Was found to have a slow oxygen release rate (OSC-r).

また、Alイオン、Ceイオン及びZrイオンを含有する第一の原料溶液と過酸化水素を含有する第二の原料溶液と中和剤を含有する原料溶液とをプロペラ攪拌により混合して調製した触媒担体(比較例2)は、AlとZrの分散性が低いものであった。このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、本発明の排ガス浄化用触媒(実施例1〜2)に比べて、耐熱試験(R/L雰囲気下、1100℃での加熱処理(特に、50時間の加熱処理))後の酸素放出速度(OSC−r)が遅く、飽和酸素貯蔵量(OSC−c)が少ないことがわかった。   A catalyst prepared by mixing a first raw material solution containing Al ions, Ce ions, and Zr ions, a second raw material solution containing hydrogen peroxide, and a raw material solution containing a neutralizing agent by propeller stirring. The carrier (Comparative Example 2) had low dispersibility of Al and Zr. Compared with the exhaust gas purifying catalyst of the present invention (Examples 1 and 2), the catalyst in which the noble metal is supported on such a catalyst carrier is subjected to a heat treatment (in particular, heat treatment at 1100 ° C. in an R / L atmosphere (in particular 50 It was found that the oxygen release rate (OSC-r) after the heat treatment for a time)) was slow, and the saturated oxygen storage amount (OSC-c) was small.

以上説明したように、本発明によれば、各金属元素が相互に微細かつ均一に分散しており、また、高温に曝された場合であっても比表面積の低下や細孔径の増加が小さい複合金属酸化物多孔体からなる排ガス浄化用触媒担体を得ることが可能となる。   As described above, according to the present invention, the metal elements are finely and uniformly dispersed with each other, and even when exposed to high temperatures, the decrease in specific surface area and the increase in pore diameter are small. It becomes possible to obtain a catalyst carrier for exhaust gas purification comprising a composite metal oxide porous body.

したがって、本発明の排ガス浄化用触媒は、このような排ガス浄化用触媒担体に貴金属を担持したものであり、高温に長時間曝された場合であっても高い酸素放出速度を示すため、自動車等の内燃機関から排出される有害物質を含むガスを浄化するための排ガス浄化用触媒、特に、高温環境下で長時間使用される排ガス浄化用触媒等として有用である。   Therefore, the exhaust gas purifying catalyst of the present invention is such that a noble metal is supported on such an exhaust gas purifying catalyst carrier, and exhibits a high oxygen release rate even when exposed to a high temperature for a long time. The present invention is useful as an exhaust gas purifying catalyst for purifying gas containing harmful substances discharged from an internal combustion engine, particularly as an exhaust gas purifying catalyst used for a long time in a high temperature environment.

10:アウターノズル型ホモジナイザー、11:ローター、11a:スリット、12:ノズル付外側ステータ、12a:スリット、13:回転シャフト、14:モーター、15A,15B,15C:分岐のないノズル、16A,16B,16C:分岐のない流路、20:反応容器、40:インナーノズル型ホモジナイザー、41:ローター、42:外側ステータ、43:内側ステータ、45a,45b:ノズル、46a,46b:流路   10: outer nozzle type homogenizer, 11: rotor, 11a: slit, 12: outer stator with nozzle, 12a: slit, 13: rotating shaft, 14: motor, 15A, 15B, 15C: nozzle without branching, 16A, 16B, 16C: Unbranched flow path, 20: Reaction vessel, 40: Inner nozzle type homogenizer, 41: Rotor, 42: Outer stator, 43: Inner stator, 45a, 45b: Nozzle, 46a, 46b: Flow path

Claims (10)

アルミナ、セリア及びジルコニアを含有する複合金属酸化物多孔体からなり、
前記多孔体に0.1質量%以上含有されるすべての金属元素について、球面収差補正機能付き走査透過型電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型X線分光分析により20nm角の微小分析範囲における前記金属元素の含有率(質量%)を100箇所の測定点で測定して得られた各金属元素の含有率の標準偏差が10以下であり、
BET法により求めた前記多孔体の比表面積が30m/g以上であり、
大気中、1100℃で5時間の焼成による前記多孔体の比表面積の低下率が50%以下であり、
下記条件:
還元雰囲気:H(2容量%)+CO(10容量%)+HO(3容量%)+N(残部)、1気圧
酸化雰囲気:O(1容量%)+CO(10容量%)+HO(3容量%)+N(残部)、1気圧
の還元雰囲気と酸化雰囲気とを5分間毎に交互に切り替えながら1100℃で5時間加熱したことによる前記多孔体の比表面積の低下率が55%以下であり、
前記条件の還元雰囲気と酸化雰囲気とを5分間毎に交互に切り替えながら1100℃で50時間加熱したことによる前記多孔体の比表面積の低下率が80%以下である、
ことを特徴とする排ガス浄化用触媒担体。
It consists of a composite metal oxide porous body containing alumina, ceria and zirconia,
With respect to all the metal elements contained in the porous body in an amount of 0.1% by mass or more, the metal elements in a minute analysis range of 20 nm square by energy dispersive X-ray spectroscopic analysis using a scanning transmission electron microscope with a spherical aberration correction function. The standard deviation of the content of each metal element obtained by measuring the content (mass%) of 100 at 100 measurement points is 10 or less,
The specific surface area of the porous body determined by the BET method is 30 m 2 / g or more,
The reduction rate of the specific surface area of the porous body by firing at 1100 ° C. for 5 hours in the air is 50% or less,
The following conditions:
Reducing atmosphere: H 2 (2% by volume) + CO 2 (10% by volume) + H 2 O (3% by volume) + N 2 (remainder), 1 atmosphere oxidizing atmosphere: O 2 (1% by volume) + CO 2 (10% by volume) + H 2 O (3% by volume) + N 2 (remainder) Reduction rate of the specific surface area of the porous body by heating at 1100 ° C. for 5 hours while alternately switching between a reducing atmosphere of 1 atm and an oxidizing atmosphere every 5 minutes Is 55% or less,
The reduction rate of the specific surface area of the porous body by heating at 1100 ° C. for 50 hours while alternately switching the reducing atmosphere and oxidizing atmosphere under the above conditions every 5 minutes is 80% or less,
A catalyst carrier for exhaust gas purification characterized by the above.
窒素吸着法により求めた前記多孔体の微分細孔容積分布における最大頻度細孔径が0.001〜0.2μmの範囲内にあり、
大気中、1100℃で5時間の焼成による前記多孔体の最大頻度細孔径の増加率が90%以下であり、
前記条件の還元雰囲気と酸化雰囲気とを5分間毎に交互に切り替えながら1100℃で5時間加熱したことによる前記多孔体の最大頻度細孔径の増加率が100%以下であり、
前記条件の還元雰囲気と酸化雰囲気とを5分間毎に交互に切り替えながら1100℃で50時間加熱したことによる前記多孔体の最大頻度細孔径の増加率が260%以下である、ことを特徴とする請求項1に記載の排ガス浄化用触媒担体。
The maximum frequency pore diameter in the differential pore volume distribution of the porous body determined by the nitrogen adsorption method is in the range of 0.001 to 0.2 μm,
The increase rate of the maximum frequency pore diameter of the porous body by firing at 1100 ° C. for 5 hours in the atmosphere is 90% or less,
The increase rate of the maximum frequency pore diameter of the porous body by heating at 1100 ° C. for 5 hours while alternately switching the reducing atmosphere and oxidizing atmosphere of the above conditions every 5 minutes is 100% or less,
The increase rate of the maximum frequency pore diameter of the porous body by heating at 1100 ° C. for 50 hours while alternately switching the reducing atmosphere and the oxidizing atmosphere under the above conditions every 5 minutes is 260% or less. The exhaust gas purifying catalyst carrier according to claim 1.
2.5原子%以下の原子比でランタンを更に含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の排ガス浄化用触媒担体。   The catalyst carrier for exhaust gas purification according to claim 1 or 2, further comprising lanthanum in an atomic ratio of 2.5 atomic% or less. 2.0原子%以下の原子比でイットリウムを更に含有することを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の排ガス浄化用触媒担体。   The catalyst carrier for exhaust gas purification according to any one of claims 1 to 3, further comprising yttrium in an atomic ratio of 2.0 atomic% or less. 請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の排ガス浄化用触媒担体と、該触媒担体に担持されている貴金属とを備えていることを特徴とする排ガス浄化用触媒。   An exhaust gas purifying catalyst comprising the exhaust gas purifying catalyst carrier according to any one of claims 1 to 4 and a noble metal supported on the catalyst carrier. アルミニウムイオン、セリウムイオン及びジルコニウムイオンを含有する第一の原料溶液を調製する工程と、
過酸化水素を含有する第二の原料溶液を調製する工程と、
中和剤を含有する第三の原料溶液を調製する工程と、
第一の原料溶液と第二の原料溶液と第三の原料溶液とを5000〜40000sec−1の剪断速度となっている領域に独立に直接導入して均質混合し、金属化合物ナノスラリーを得る工程と、
前記ナノスラリーを脱脂し、酸化雰囲気下で加熱して、アルミナ、セリア及びジルコニアを含有する複合金属酸化物多孔体を得る工程と、
を含むことを特徴とする排ガス浄化用触媒担体の製造方法。
Preparing a first raw material solution containing aluminum ions, cerium ions and zirconium ions;
Preparing a second raw material solution containing hydrogen peroxide;
Preparing a third raw material solution containing a neutralizing agent;
A step of obtaining a metal compound nano-slurry by directly and independently introducing the first raw material solution, the second raw material solution, and the third raw material solution independently into a region having a shear rate of 5000 to 40000 sec −1. When,
Degreasing the nanoslurry and heating in an oxidizing atmosphere to obtain a composite metal oxide porous body containing alumina, ceria and zirconia;
A method for producing an exhaust gas purifying catalyst carrier, comprising:
前記第三の原料溶液が分散剤を更に含有するものであることを特徴とする請求項6に記載の排ガス浄化用触媒担体の製造方法。   The method for producing a catalyst carrier for exhaust gas purification according to claim 6, wherein the third raw material solution further contains a dispersant. 前記第二の原料溶液がグリセロールを更に含有するものであることを特徴とする請求項6又は7に記載の排ガス浄化用触媒担体の製造方法。   The method for producing a catalyst carrier for exhaust gas purification according to claim 6 or 7, wherein the second raw material solution further contains glycerol. 前記第一の原料溶液中の全カウンターアニオンのうち、47〜65モル%が塩化物イオンであり、35〜53モル%が硝酸イオンであることを特徴とする請求項6〜8のうちのいずれか一項に記載の排ガス浄化用触媒担体の製造方法。   The total counter anion in the first raw material solution is 47 to 65 mol% chloride ions, and 35 to 53 mol% is nitrate ions. A method for producing an exhaust gas purifying catalyst carrier according to claim 1. 前記第一の原料溶液がランタンイオン及びイットリウムイオンからなる群から選択される少なくとも1種の金属イオンを更に含有するものであることを特徴とする請求項6〜9のうちのいずれか一項に記載の排ガス浄化用触媒担体の製造方法。   The first raw material solution further contains at least one metal ion selected from the group consisting of lanthanum ions and yttrium ions, according to any one of claims 6 to 9, The manufacturing method of the catalyst carrier for purification | cleaning of exhaust gas as described.
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