JP4265626B2 - 触媒担体粒子及びその製造方法、並びに排ガス浄化触媒 - Google Patents
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Description
本発明は、触媒担体粒子及びその製造方法、並びに排ガス浄化触媒、特にロジウムのための触媒担体粒子及びその製造方法、並びにロジウム担持排ガス浄化触媒に関する。
自動車エンジン等の内燃機関からの排ガス中には、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等が含まれる。従って一般に、ＣＯ及びＨＣを酸化すると同時に、ＮＯｘを還元できる排ガス浄化触媒によって浄化した後で、これらの排ガスを大気中に放出している。排ガス浄化触媒の代表的なものとしては、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属をγ−アルミナ等の多孔質金属酸化物担体に担持させた三元触媒が知られている。
この金属酸化物担体は様々な材料で作ることができるが、従来は高表面積を得るためにアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を使用することが一般的であった。しかしながら近年では、担体の化学的性質を利用して排ガスの浄化を促進するために、セリア（ＣｅＯ２）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、チタニア（ＴｉＯ２）などの様々な他の材料を、アルミナと組み合わせて又は組み合わせないで、使用することも提案されている。
触媒担体の化学的性質に関して、一般に触媒担体として使用されているアルミナ粒子にロジウムを担持させると、使用の間にロジウムがアルミナに固溶することによって、触媒活性が低下することが知られている。これに対してロジウムのための担体としてジルコニアを使用する場合には、このようなロジウムの固溶による問題を解消して、ロジウム固有の高い触媒活性を利用することができる。
このような触媒担体としてのジルコニアに関し、ジルコニアにアルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類からなる群より選択される元素を加えることによって、ジルコニアの耐熱性を改良できることが知られている（例えば特許文献１）。また特許文献２では、希土類添加ジルコニア触媒担体粒子にロジウムを担持させることによって、良好な排ガス浄化性能が得られることを開示している。また更に、特許文献３では、ジルコニア中に存在するランタノイド元素が、アンカー効果、すなわちジルコニア表面でのロジウムの移動を抑制する効果によって、ロジウムのシンタリングを抑制することを開示している。
上述のように、ジルコニア粒子中に存在するランタノイド元素は、ジルコニア粒子の耐熱性を改良するだけでなく、ジルコニア粒子に担持されるロジウムの表面移動を抑制することによって、ロジウムのシンタリングを抑制することができる。
これに関し、本件発明者等は、希土類によるジルコニア粒子表面でのロジウム移動の抑制が、希土類酸化物とロジウムのとの間の親和性によって提供されていること、及びこの親和性が、ロジウムの電子の一部が希土類元素の空電子軌道に配位することによって提供されていることを見出した。また本件発明者等は同時に、このような希土類酸化物とロジウムとの親和性が、触媒の製造及び使用の間に、ロジウムを希土類添加ジルコニア粒子表面において非常に高分散にすることを見出した。
貴金属を触媒担体粒子に高分散に担持させることは一般に、触媒活性を有する貴金属の表面積を大きくするために好ましい。しかしながら上述のように、希土類酸化物上にロジウムを担持する場合、ロジウムの電子の一部が希土類元素の空電子軌道に配位する。従って、個々のロジウム粒子の大きさが過度に小さくなると、希土類酸化物と接する部分におけるロジウム粒子の電子の不足がロジウム粒子の表面にも達して、ロジウム粒子の表面の電子が不足した状態、すなわちロジウム粒子の表面が比較的酸化された状態になることがある。ロジウムは金属状態においてその活性を提供するので、ロジウム表面が酸化状態であることは、触媒活性に関して好ましくない。
そこで本発明では、希土類酸化物の使用によって、触媒担体表面におけるロジウムの移動及びシンタリングを抑制しつつ、触媒担体表面においてロジウムを適度に分散させることを可能にする触媒担体粒子を提供する。また本発明では、このような触媒担体粒子の製造方法、及びこのような触媒担体粒子にロジウムが担持されてなる排ガス浄化触媒を提供する。
本発明の触媒担体粒子は、ジルコニア系金属酸化物粒子の表面に、希土類酸化物富化領域が点在してなる。ここで、ジルコニア系金属酸化物粒子は、金属元素として、ジルコニウム、又はジルコニウムとアルカリ土類金属及び希土類元素からなる群より選択される金属とを含む。
この本発明の触媒担体粒子にロジウムを担持して排ガス浄化触媒を得る場合、排ガス浄化触媒の製造及び使用の間に、ロジウムが、希土類酸化物富化領域上に集中的に担持及び固定され、それによってロジウムの移動によるシンタリングを防ぎつつ、ロジウムが触媒担体粒子全体に過剰に分散することを防ぐことができる。
本発明の触媒担体粒子の１つの態様では、触媒担体粒子中の全金属元素に対して、希土類酸化物富化領域中の希土類元素のモル分率が、０．５ｍｏｌ％〜３０ｍｏｌ％、特に１〜１０ｍｏｌ％である。
また、本発明の触媒担体粒子の１つの態様では、希土類酸化物が、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム及びサマリウム、特にランタン、ネオジム及びサマリウムからなる群より選択される希土類元素の酸化物である。
本発明の排ガス浄化触媒は、本発明の触媒担体粒子にロジウムが担持されてなる。
この本発明の排ガス浄化触媒では、上記のように、ロジウムの移動及びそれによるシンタリングを防ぎつつ、ロジウム粒子が過度に分散して担持されることを抑制できる。
触媒担体粒子を製造する本発明の方法は、下記の工程を含む：
（ａ）希土類水酸化物又は酸化物のコロイド粒子を含有しているコロイド溶液を提供すること、
（ｂ）コロイド溶液に、ジルコニア系金属酸化物粒子を加えて、ジルコニア系金属酸化物粒子の表面にコロイド粒子を吸着担持させること、並びに
（ｃ）コロイド粒子を吸着担持させたジルコニア系金属酸化物粒子を、乾燥及び焼成すること。
ここで、ジルコニア系金属酸化物粒子は、金属元素として、ジルコニウム、又はジルコニウムとアルカリ土類金属及び希土類元素からなる群より選択される金属とを含む。
（ａ）希土類水酸化物又は酸化物のコロイド粒子を含有しているコロイド溶液を提供すること、
（ｂ）コロイド溶液に、ジルコニア系金属酸化物粒子を加えて、ジルコニア系金属酸化物粒子の表面にコロイド粒子を吸着担持させること、並びに
（ｃ）コロイド粒子を吸着担持させたジルコニア系金属酸化物粒子を、乾燥及び焼成すること。
ここで、ジルコニア系金属酸化物粒子は、金属元素として、ジルコニウム、又はジルコニウムとアルカリ土類金属及び希土類元素からなる群より選択される金属とを含む。
この本発明の方法によれば、本発明の触媒担体粒子を得ることができる。
触媒担体粒子を製造する本発明の方法の１つの態様では、希土類の塩の溶液を提供し、そしてこの塩溶液に塩基を加えることによって、工程（ａ）のコロイド溶液を提供する。
本発明について図１を用いて説明する。ここで図１は、本発明の触媒担体粒子の概念図である。
図１で示されるように、本発明の触媒担体粒子１０は、ジルコニア系金属酸化物粒子（ＺｒＯ２）１の表面に、希土類酸化物富化領域（ＲＯｘ（Ｒは希土類元素））２が点在してなる。ここで、希土類酸化物富化領域２と他の部分との境界は、一般に明確なものではなく、組成が徐々に変化している部分として現れていてよい。ジルコニア系金属酸化物粒子に希土類水酸化物又は酸化物のコロイド粒子を吸着担持させることを含む方法によって本発明の触媒担体粒子を製造する場合、希土類酸化物富化領域２は、個々のコロイド粒子に対応するものであってよい。
これに対して、従来技術でのように、ジルコニア系金属酸化物粒子を希土類塩溶液に浸漬し、乾燥及び焼成する場合、図２に示すように、得られる触媒担体粒子（ＲＯｘ−ＺｒＯ２）２０では、ジルコニア系金属酸化物粒子の表面が均一に希土類酸化物を含有している。
本発明の排ガス浄化触媒は、本発明の触媒担体粒子にロジウムが担持されてなる。また本発明の排ガス浄化触媒は、ロジウム以外の貴金属、例えば白金、パラジウム、及び／又はいわゆるＮＯｘ吸蔵還元元素、すなわちアルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群より選択される元素、特にリチウム及びバリウムを更に担持することができる。
本発明の排ガス浄化触媒は、それ自体を成形して用いるだけでなく、モノリス担体、例えばセラミックハニカムにコートして用いることもできる。
本発明の触媒担体粒子は任意の方法で製造できるが、特に本発明の方法によって製造できる。以下ではこの本発明の方法の各工程について説明する。尚、本発明の触媒担体粒子を構成しているジルコニア系金属酸化物粒子及び希土類酸化物の詳細については、本発明の方法に関する下記の説明を参照することができる。
〔コロイド溶液の提供〕
本発明の方法では始めに、希土類水酸化物又は酸化物のコロイド粒子を含有しているコロイド溶液を提供する。
本発明の方法では始めに、希土類水酸化物又は酸化物のコロイド粒子を含有しているコロイド溶液を提供する。
ここで、用語「コロイド粒子」は、液体、特に水に分散している金属酸化物又は酸素に結合した金属を有する粒子であって、分散媒を除去し、焼成することによって金属酸化物を生成するものを意味している。この「コロイド粒子」は、一般には１〜１０００ｎｍ、特に１〜５００ｎｍの直径を有するものとして理解され、例えば１００ｎｍ未満又は５０ｎｍ未満又は１０ｎｍ未満の直径を有するものを入手できる。
またここで、用語「コロイド溶液」は、コロイド粒子を液体である分散媒に分散させてなる分散系を意味し、「ゾル」として言及されることもある。コロイド溶液に含まれる分散媒は、水であることが一般的であるが、必要に応じてアルコール、アセチルアセトン等の有機分散媒を含むこともできる。
本発明の方法では、希土類水酸化物又は酸化物のコロイド粒子は、得られる触媒担体粒子においてジルコニア系金属酸化物粒子の表面に希土類酸化物富化領域が点在する量、すなわち希土類酸化物富化領域がジルコニア系金属酸化物粒子の表面全体を覆わない量で用いることができる。また、希土類水酸化物又は酸化物のコロイド粒子は、得られる触媒担体粒子にロジウムを担持させたときに、ロジウムの適度な粒子径を可能にする量で用いることが好ましい。
従って、希土類水酸化物又は酸化物のコロイド粒子の使用量は、このコロイド粒子の粒径、ジルコニア系金属酸化物粒子の粒径、担持することを意図するロジウムの量等に依存する。具体的には例えば、希土類水酸化物又は酸化物のコロイド粒子の使用量は、得られる触媒担体粒子中の全金属元素に対して、希土類酸化物富化領域中の希土類元素のモル分率が、０．５ｍｏｌ％〜３０ｍｏｌ％、特に１〜１０ｍｏｌ％になる量である。
具体的なコロイド溶液としては、金属のアルコキシド、アセチルアセトナート、酢酸塩、及び硝酸塩などを加水分解及び縮合して得られた物質を挙げることができる。
例えば本発明の方法で使用できるコロイド粒子は、希土類の塩の溶液を提供し、そしてこの塩溶液に塩基を加えることによって提供することができる。この塩基としては、アンモニア水、水酸化ナトリウム等を用いることができる。また塩溶液のｐＨの調製のために、塩基を加える前に又は塩基と共に、硝酸アンモニウムのような緩衝剤を加えて、塩溶液が過度に塩基性になることを抑制することもできる。
本発明で用いる希土類酸化物を構成する希土類元素は、ロジウムから電子を受容する電子受容性を有する。また好ましくは、本発明で用いる希土類酸化物を構成する希土類元素は、希土類元素のうちの原子番号が若く、且つ４ｆ電子軌道に空きがある又は空きが多いイオンを形成する元素、例えばランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム及びサマリウムからなる群より選択される希土類元素である。
このような希土類酸化物を含む触媒担体粒子に、触媒金属としてのロジウムを担持する場合、ロジウムの電子が、希土類酸化物の空電子軌道に配位することによって、触媒の使用の間のロジウムのシンタリングを抑制することができる。
より好ましくは、本発明で用いる希土類酸化物を構成する希土類元素は、ロジウムから電子を受容する電子受容性であり且つ触媒の使用の間における酸化還元反応によって原子価の変化がない希土類元素、例えばランタン、ネオジム及びサマリウムからなる群より選択される希土類元素である。
このような希土類元素の酸化物を有する複合金属酸化物の触媒担体に、触媒金属としてのロジウムを担持する場合、触媒の使用の間のロジウムのシンタリングを特に良好に抑制することができる。これに対して、触媒の使用の間における酸化還元反応によって原子価が変化する希土類元素、例えばＯＳＣ能に関して好ましく使用されているセリアでは、還元雰囲気において原子価が変化し、それによってロジウムとの相互作用が低下することがある。
尚、希土類水酸化物又は酸化物のコロイド粒子を、ジルコニア系金属酸化物粒子に担持するためには、ジルコニア系金属酸化物粒子とコロイド粒子とが異なる符号のゼータ電位を有し、それによって静電気的な力によってコロイド粒子がジルコニア系金属酸化物粒子に担持されるようにすることが好ましい。
ここでこのコロイド粒子のゼータ電位は、粒子を構成する酸化物のような材料自体によって限定されるものではなく、コロイド粒子の表面改質、特に有機化合物によるコロイド粒子の表面改質、及び溶液のｐＨの調整によって任意に設定できるものである。従って本発明の方法で用いるコロイド粒子は、本発明の方法のために適切なゼータ電位を有するように調整することもできる。
〔ジルコニア系金属酸化物粒子へのコロイド粒子の吸着〕
本発明の方法では、次に、コロイド粒子を含有しているコロイド溶液に、ジルコニア系金属酸化物粒子を加えて、ジルコニア系金属酸化物粒子にコロイド粒子を吸着担持させる。
本発明の方法では、次に、コロイド粒子を含有しているコロイド溶液に、ジルコニア系金属酸化物粒子を加えて、ジルコニア系金属酸化物粒子にコロイド粒子を吸着担持させる。
ここで使用されるジルコニア系金属酸化物粒子は、ジルコニウム（Ｚｒ）以外の金属、例えばアルカリ土類金属及び希土類元素からなる群より選択される金属、特にイットリウム（Ｙ）又はカルシウム（Ｃａ）を含むことができる。これらのアルカリ土類金属及び希土類元素は、ジルコニア粒子に優れた耐熱性を提供することを可能にする。また、ジルコニア系金属酸化物粒子は、任意の比表面積を有する粒子でよく、例えばＢＥＴ比表面積が、１０〜１００ｍ２／ｇ、特に１４〜３０ｍ２／ｇであってよい。
〔乾燥及び焼成〕
コロイド粒子を吸着担持させたジルコニア系金属酸化物粒子を、乾燥及び焼成することによって、ジルコニア系金属酸化物粒子の表面に、希土類酸化物富化領域が点在してなる本発明の触媒担体粒子を得ることができる。
コロイド粒子を吸着担持させたジルコニア系金属酸化物粒子を、乾燥及び焼成することによって、ジルコニア系金属酸化物粒子の表面に、希土類酸化物富化領域が点在してなる本発明の触媒担体粒子を得ることができる。
分散媒の除去及び乾燥は、任意の方法及び任意の温度で行うことができる。これは例えば、コロイド粒子を吸着担持させたジルコニア系金属酸化物粒子を１２０℃のオーブンに入れて達成できる。このようにして分散媒を除去及び乾燥したジルコニア系金属酸化物粒子を焼成して、本発明の触媒担体粒子を得ることができる。この焼成は、金属酸化物合成において一般的に用いられる温度、例えば５００〜１１００℃の温度で行うことができる。
〔排ガス浄化触媒〕
本発明の排ガス浄化触媒は、本発明の触媒担体粒子にロジウムを担持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触媒は、本発明の触媒担体粒子にロジウムを担持することによって得ることができる。
金属酸化物粒子へのロジウムの担持は、任意の方法で行うことができる。これは、ロジウムの塩及び／又は錯塩を含有する溶液、例えば硝酸ロジウム水溶液を吸水担持し、乾燥及び焼成して行うことができる。金属酸化物粒子へのロジウムの担持量は、金属酸化物粒子に対して０．０１〜５質量％、特に０．１〜２質量％であってよい。
以下、本発明を実施例に基づき更に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔実施例１〕
最終的に得られる触媒担体粒子においてネオジムが全金属量の５ｍｏｌ％になるようにして、硝酸ネオジムを２Ｌの蒸留水に溶解して硝酸ネオジム溶液を得た。その後、この溶液に対し、緩衝剤としての硝酸アンモニウムを２ｍｏｌ／Ｌの量で溶解させ、更にアンモニア水を加えてｐＨを８まで増加させた。得られた溶液では、沈殿は発生していなかったが、光散乱があり、従って水酸化ネオジムコロイド粒子が存在していることが分かった。これらのコロイド粒子は、硝酸イオン及び水分子の吸着によって弱く負に帯電していると考えられる。
最終的に得られる触媒担体粒子においてネオジムが全金属量の５ｍｏｌ％になるようにして、硝酸ネオジムを２Ｌの蒸留水に溶解して硝酸ネオジム溶液を得た。その後、この溶液に対し、緩衝剤としての硝酸アンモニウムを２ｍｏｌ／Ｌの量で溶解させ、更にアンモニア水を加えてｐＨを８まで増加させた。得られた溶液では、沈殿は発生していなかったが、光散乱があり、従って水酸化ネオジムコロイド粒子が存在していることが分かった。これらのコロイド粒子は、硝酸イオン及び水分子の吸着によって弱く負に帯電していると考えられる。
上記のようにして得られる水酸化ネオジムコロイド溶液に、イットリウム５％添加ジルコニア粉末を加えて、コロイド粒子をこのジルコニア粉末に吸水担持させた。コロイド粒子を吸水担持させたジルコニア粉末を、ろ過し、２５０℃で通風乾燥し、６００℃で１時間にわたって焼成して、イットリウム添加ジルコニア粒子の表面に酸化ネオジム富化領域が点在してなる実施例１の触媒担体粒子を得た。
〔実施例２〕
水酸化ネオジムコロイド溶液を得る工程において、アンモニア水を加えてｐＨを８まで増加させる代わりに、アンモニア水を加えてｐＨを６まで増加させたことを除いて実施例１と同様にして、イットリウム添加ジルコニア粒子の表面に酸化ネオジム富化領域が点在してなる実施例２の触媒担体粒子を得た。
水酸化ネオジムコロイド溶液を得る工程において、アンモニア水を加えてｐＨを８まで増加させる代わりに、アンモニア水を加えてｐＨを６まで増加させたことを除いて実施例１と同様にして、イットリウム添加ジルコニア粒子の表面に酸化ネオジム富化領域が点在してなる実施例２の触媒担体粒子を得た。
〔比較例１〕
最終的に得られる触媒担体粒子においてネオジムが全金属量の５ｍｏｌ％になるようにして、硝酸ネオジムを２Ｌの蒸留水に溶解して硝酸ネオジム溶液を得た。このようにして得られる硝酸ネオジム溶液に、イットリウム５％添加ジルコニア粉末を加えて、ネオジムイオンをこのジルコニア粉末に吸水担持させた。
最終的に得られる触媒担体粒子においてネオジムが全金属量の５ｍｏｌ％になるようにして、硝酸ネオジムを２Ｌの蒸留水に溶解して硝酸ネオジム溶液を得た。このようにして得られる硝酸ネオジム溶液に、イットリウム５％添加ジルコニア粉末を加えて、ネオジムイオンをこのジルコニア粉末に吸水担持させた。
その後、ジルコニア粉末から過剰な水分を吹き払い、そしてジルコニア粉末を２５０℃で乾燥し、８００℃で１時間にわたって焼成して、イットリウム添加ジルコニア粒子の表面に酸化ネオジムが均一に分布している比較例１の触媒担体粒子を得た。
尚、硝酸ネオジム溶液中では、ネオジムイオンに硝酸イオン、水分子及び水酸化物イオンが配位することによって、ネオジムイオンはマイナスに帯電していると考えられる。また一方で、硝酸ネオジム溶液が酸性のｐＨを有することによって、硝酸ネオジム溶液中のジルコニア粉末は、正に帯電している。従って硝酸ネオジム溶液にジルコニア粉末を加えることによって、ジルコニア粉末の表面に均一にネオジムイオンを担持させることができると考えられる。
〔比較例２〕
硝酸ネオジム、硝酸イットリウム及びオキシ硝酸ジルコニウムを、Ｎｄ：Ｙ：Ｚｒの比が５：５：９０になるように溶解して、塩溶液を得た。この塩溶液にアンモニア水を添加してｐＨを１０にして、共沈によって沈殿を発生させた。その後、この沈殿を有する溶液に硝酸を加えてｐＨを７まで低下させ、２時間にわたって保持して沈殿物の組成を均一化させた。
その後、再びアンモニア水を加えてｐＨを１０とし、複合金属酸化物前駆体を得、ろ過を行い、この前駆体を乾燥し、８００℃で２時間にわたって焼成して、均一な酸化ネオジム−酸化イットリウム−ジルコニア固溶体である比較例２の触媒担体粒子を得た。
〔評価１〕
実施例及び比較例の触媒担体粒子を、塩化ロジウム水溶液に１時間にわたって浸漬して、ロジウムを実施例及び比較例の触媒担体粒子に担持した。ロジウムを担持した実施例及び比較例の触媒担体粒子を乾燥及び焼成して、評価１のための実施例及び比較例のロジウム担持触媒担体粒子を得た。
実施例及び比較例の触媒担体粒子を、塩化ロジウム水溶液に１時間にわたって浸漬して、ロジウムを実施例及び比較例の触媒担体粒子に担持した。ロジウムを担持した実施例及び比較例の触媒担体粒子を乾燥及び焼成して、評価１のための実施例及び比較例のロジウム担持触媒担体粒子を得た。
上記のようにして得た実施例及び比較例のロジウム担持触媒担体粒子を、理論空燃比の排ガス中において１，０００℃で２時間にわたって加熱して耐久を行った。耐久前及び耐久後の実施例及び比較例のロジウム担持触媒担体粒子について、ＣＯ吸着法によって、ロジウムの粒子径を調べた。結果を下記の表１に示す。
この結果からは、実施例及び比較例の触媒におけるロジウム粒子径の差が小さいことが理解される。
〔評価２〕
実施例及び比較例の触媒担体粒子を含有するコート用スラリーを、下記の表２に示す組成で調製した。このスラリーを１時間にわたってミリングし、１２０ｇ／基材−Ｌの量で、モノリスハニカム基材にコートした。スラリーでコートしたモノリス基材を乾燥し、６００℃で１時間にわたって焼成して、評価用モノリス触媒担体基材を得た。
実施例及び比較例の触媒担体粒子を含有するコート用スラリーを、下記の表２に示す組成で調製した。このスラリーを１時間にわたってミリングし、１２０ｇ／基材−Ｌの量で、モノリスハニカム基材にコートした。スラリーでコートしたモノリス基材を乾燥し、６００℃で１時間にわたって焼成して、評価用モノリス触媒担体基材を得た。
次に、この評価用のモノリス触媒担体基材を、塩化ロジウム水溶液に１時間にわたって浸漬して、ロジウムを０．４ｇ／基材−Ｌの量で、このモノリス触媒担体基材に担持した。ロジウムを担持したモノリス触媒担体基材を乾燥及び焼成して、実施例及び比較例の評価用モノリス触媒を得た。
上記のようにして得た実施例及び比較例の評価用モノリス触媒を、空気中において１，０００℃で２０時間にわたって加熱して、耐久を行った。
耐久前及び耐久後の実施例及び比較例の評価用モノリス触媒について、下記の表３に示す組成の評価ガスを供給し、この排ガスの温度を徐々に上げていき、ＮＯｘの浄化率が５０％に達する温度（ＮＯｘ５０％浄化温度）を調べた。
ＮＯｘ５０％浄化温度が低いことは、触媒が比較的低温から高い活性を有すること、すなわち比較的良好な低温活性を有することを意味する。結果を下記の表４に示す。
この表４から理解されるように、実施例の評価用モノリス触媒は、比較例の評価用モノリス触媒と比較して、耐久前及び耐久後のいずれにも、良好な触媒低温活性を有していた。
上記表１で示されているように、実施例の触媒と比較例の触媒とでは、耐久前及び耐久後のいずれにおいても、ロジウム粒子径の差が小さい。にもかかわらず、この表４で示されているように実施例の触媒が比較的良好な活性を示すのは、本発明の実施例の触媒では、希土類酸化物である酸化ネオジムが富化された領域が担体上に点在しており、この領域にロジウムが高濃度で担持されていることによると考えられる。
〔評価３〕
実施例及び比較例の触媒担体粒子を用いて、ディーゼル排ガス浄化用のディーゼルパティキュレートＮＯｘ還元触媒を製造した。本発明の触媒担体粒子では、比較的低温からＨＣとＮＯｘとの反応が起こり、比較例の触媒担体粒子と比較して低温活性が大幅に改良された。
実施例及び比較例の触媒担体粒子を用いて、ディーゼル排ガス浄化用のディーゼルパティキュレートＮＯｘ還元触媒を製造した。本発明の触媒担体粒子では、比較的低温からＨＣとＮＯｘとの反応が起こり、比較例の触媒担体粒子と比較して低温活性が大幅に改良された。
１ ジルコニア系金属酸化物粒子
２ 希土類酸化物富化領域
１０ 本発明の触媒担体粒子
２０ 従来技術の触媒担体粒子
２ 希土類酸化物富化領域
１０ 本発明の触媒担体粒子
２０ 従来技術の触媒担体粒子
Claims (6)
- ジルコニア系金属酸化物粒子の表面に、希土類酸化物富化領域が点在してなり、且つ前記ジルコニア系金属酸化物粒子が、金属元素として、ジルコニウム、又はジルコニウムとアルカリ土類金属及び希土類元素からなる群より選択される金属とを含む、触媒担体粒子。
- 前記触媒担体粒子中の全金属元素に対して、希土類酸化物を富化された前記領域中の希土類元素のモル分率が、０．５ｍｏｌ％〜３０ｍｏｌ％である、請求項１に記載の触媒担体粒子。
- 前記希土類酸化物が、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム及びサマリウムからなる群より選択される希土類元素の酸化物である、請求項１又は２に記載の触媒担体粒子。
- 請求項１〜３のいずれかに記載の触媒担体粒子にロジウムが担持されてなる、排ガス浄化触媒。
- （ａ）希土類水酸化物又は酸化物のコロイド粒子を含有しているコロイド溶液を提供すること、
（ｂ）前記コロイド溶液に、ジルコニア系金属酸化物粒子を加えて、ジルコニア系金属酸化物粒子の表面に前記コロイド粒子を吸着担持させること、並びに
（ｃ）前記コロイド粒子を吸着担持させたジルコニア系金属酸化物粒子を、乾燥及び焼成すること、
を含み、且つ前記ジルコニア系金属酸化物粒子が、金属元素として、ジルコニウム、又はジルコニウムとアルカリ土類金属及び希土類元素からなる群より選択される金属とを含む、触媒担体粒子の製造方法。 - 希土類の塩の溶液を提供し、そしてこの塩溶液に塩基を加えることによって、工程（ａ）の前記コロイド溶液を提供する、請求項５に記載の方法。
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