JP4881758B2 - 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 - Google Patents

排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、自動車等の車両から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化用触媒及びその製造方法に関する。
近年、自動車用の排出ガス規制は益々厳しくなる一方であり、排気ガス浄化用触媒には、排ガス中に含まれる有害な成分、例えば、未燃焼炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)の浄化をより高効率で行なうことが要求されている。排ガス浄化触媒は、アルミナ等の基材の表面に貴金属粒子を担持したものであり、排ガス中に含まれる有害な成分を貴金属粒子で酸化し、無害な成分である水やガスに変換する。そして、一般に、触媒の浄化性能は貴金属粒子の表面積が大きいほど向上するため、貴金属粒子の粒径を小さくすることにより、貴金属粒子の表面積を大きくして表面エネルギーを増大させることが行われている。
ここで、排気ガス浄化用触媒の貴金属粒子は、初期段階では数nm以下の超微粒子状態になっている。しかし、高温の酸化雰囲気中に排気ガス浄化用触媒が晒されているうちに、貴金属粒子の表面が酸化され、近傍の貴金属粒子同士が凝集して数十nmに粗大化してしまい、貴金属粒子の表面積が低下して有害物質の浄化率が低下するという問題がある。この貴金属粒子の粗大化による表面積低下を防止すべく、逆ミセル法等のような表面積の大きい貴金属粒子の製法に関する開発が進んでいる。
この逆ミセル法とは、まず、有機溶媒中に界面活性剤と触媒活性な成分(例えば、貴金属元素)を含む水溶液とを混合する。その後、有機溶媒中に、貴金属を含む水溶液を含有する逆ミセルが形成されたエマルジョン溶液を調製し、貴金属を沈殿させた後、還元又は不溶化し、逆ミセルの中で微粒化した貴金属を析出させる方法である。また、特開2000−42411号公報には、エマルジョン溶液調製工程において、逆ミセルの中に酸素吸蔵作用を有する元素を含有させて触媒を製造する方法が開示されている。この逆ミセル法では、エマルジョン溶液中に含まれる逆ミセルの中で、基材に触媒活性な成分を担持した後、逆ミセルを崩壊させて、得られた沈殿物を濾過、乾燥、粉砕、焼成する各工程を経て触媒としている。本製造方法を用いて製造された触媒は、基材に酸素吸蔵作用を有する元素を担持できるだけではなく、基材の最表面及び基材中に形成された孔部表面にも触媒活性な成分を担持するため、触媒の活性を高めることができる。
特開2000−42411号公報
しかしながら、前述した逆ミセル法では、逆ミセルが形成されたエマルジョン溶液を噴霧焼成して触媒を製造するため、製造工程が複雑化して製造コストが上昇するという問題があった。
そこで、本発明は、製造工程が簡易で、高い浄化率を長期間保持することができる排気ガス浄化用触媒及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る排気ガス浄化用触媒は、ハニカム担体と、前記ハニカム担体上に設けられた触媒層と、を備え、前記触媒層は、貴金属粒子と、該貴金属粒子が担持され、Ceを含む酸化物又はMnとAlとの複合酸化物である複数の第1化合物と、これら貴金属粒子を担持した複数の第1化合物を覆い、第1化合物同士を互いに離隔させ、さらにAl及びZrのうち少なくともいずれかを含む酸化物である第2化合物とを有し、前記触媒層の細孔容積が0.24〜0.8cm/gの範囲内にあり、前記第2化合物の粒子径が10〜100nmの範囲内にあることを特徴とする。また、本発明に係る排気ガス浄化用触媒の製造方法は、第1化合物に貴金属粒子を持する担持工程と、第2化合物又は第2化合物の前駆体を水に分散させてスラリ化するスラリ化工程と、第2化合物のスラリ中に、貴金属粒子を持した第1化合物を分散させる分散化工程と、この第1化合物が分散化された第2化合物のスラリを乾燥した後に焼成する乾燥・焼成工程とを含み、分散化工程において、貴金属粒子を坦持した第1化合物の凝集体を解す条件で処理することを特徴とする。
本発明に係る排気ガス浄化用触媒及びその製造方法によれば、貴金属粒子を担持した複数の第1化合物の間に第2化合物を配置することにより、第2化合物を介して第1化合物同士を離隔するため、触媒を長期間使用した後においても、貴金属粒子同士及び第1化合物同士が凝集せずに大きい表面積を保持する触媒を得ることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
[触媒]
図1は、本発明に係る排気ガス浄化用触媒の断面の状態を拡大して示す概略図である。
本発明に係る排気ガス浄化用触媒1は、図1に示すように、排気ガスに接触して有害成分を浄化させる活性金属である貴金属粒子3と、該貴金属粒子3が担持された複数の第1化合物5と、これら複数の第1化合物5の間に配置され、第1化合物5同士を互いに離隔させる第2化合物7とを有し、これらの貴金属粒子3、第1化合物5及び第2化合物7の細孔容積を0.24〜0.8cm/gの範囲内に設定している。これにより、貴金属粒子3の移動及び凝集を抑制することができると共に、第1化合物5同士の凝集をも抑制できる。従って、触媒1が排気ガスに晒された後における貴金属粒子3の群からなる貴金属層の表面積が低下することを好適に抑制することができる。
貴金属粒子3の移動を抑制する場合、(1)化学的に貴金属粒子3と結合して該貴金属粒子3の移動を抑制する化学的拘束方法(アンカー方法)、又は(2)貴金属粒子3を化合物で覆うことによって、貴金属粒子3の移動を抑制する物理的拘束方法(包接方法)が考えられる。本発明は、これらの(1)(2)に加え、貴金属粒子3が担持された第1化合物5自身の凝集を抑制することに加え、更に貴金属粒子3のシンタリングをも抑制するものである。
貴金属粒子3が担持された第1化合物5を第2化合物7で覆う場合、排気ガスが拡散して貴金属粒子3の表面に到達することが必要である。このためには、第1化合物5及び第2化合物7には所定範囲の空隙が必要であり、この空隙は、貴金属粒子3、第1化合物5及び第2化合物7の細孔容積を所定範囲に設定すれば良い。触媒の初期の細孔容積、即ち、触媒を排気ガスに晒す前の細孔容積が0.3〜0.8cm/gの範囲内にあり、かつ、排気ガスに晒した後の細孔容積が0.24〜0.45cm/gの範囲内にあれば良い。従って、貴金属粒子3、第1化合物5及び第2化合物7の細孔容積を0.24〜0.8cm/gの範囲内とすることが条件となる。
[貴金属粒子]
貴金属粒子3は、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)から選択される少なくともいずれかからなることが好ましい。貴金属粒子3の粒子径は、1nm〜5nmが好ましい。
[第1化合物]
貴金属粒子3が担持される第1化合物5は、粒子状に形成されていることが好ましい。また、第1化合物5はCeを含む酸化物であることが好ましい。具体的には、CeOを含む化合物や、CeとZrとの複合酸化物を用いることができる。第1化合物5がCeを含む酸化物の場合には、貴金属粒子3、第1化合物5及び第2化合物7として以下の組合せが好ましい。
(a−1)貴金属粒子3としてPt粒子、第1化合物5としてCeO粒子、第2化合物7としてAl粒子の組合せ、即ち、Pt粒子が担持されたCeO粒子の間にAl粒子を配置する組合せが好ましい。
(a−2)貴金属粒子3としてPt粒子、第1化合物5としてCeZrO粒子、第2化合物7としてAl粒子の組合せ、即ち、Pt粒子が担持されたCeZrO粒子の間にAl粒子を配置することが好ましい。
(a−3)貴金属粒子3としてPt粒子、第1化合物5としてCeO粒子、第2化合物7としてZrO粒子の組合せ、即ち、Pt粒子が担持されたCeO粒子の間にZrO粒子を配置することが好ましい。
(a−4)貴金属粒子3としてPt粒子、第1化合物5としてCeO粒子、第2化合物7としてAlとZrOの複合酸化物の組合せ、即ち、Pt粒子が担持されたCeO粒子の間にAlとZrOの複合酸化物を配置することが好ましい。
(a−5)貴金属粒子3としてPt粒子、第1化合物5としてCeZrO粒子、第2化合物7としてAlとZrOの複合酸化物の組合せ、即ち、Pt粒子が担持されたCeZrO粒子の間にAlとZrOの複合酸化物を配置することが好ましい。
第1化合物5がCeOを含む酸化物の場合には、貴金属粒子3、第1化合物5及び第2化合物7として以下の組合せが好ましい。
(b−1)貴金属粒子3としてPt粒子、第1化合物5としてCeO粒子、第2化合物7としてAl粒子の組合せ、即ち、Pt粒子が担持されたCeO粒子の間にAl粒子を配置する組合せが好ましい。
(b−2)貴金属粒子3としてPt粒子、第1化合物5としてCeO粒子、第2化合物7としてZrO粒子の組合せ、即ち、Pt粒子が担持されたCeO粒子の間にZrO粒子を配置することが好ましい。
(b−3)貴金属粒子3としてPt粒子、第1化合物5としてCeO粒子、第2化合物7としてAlとZrOの複合酸化物の組合せ、即ち、Pt粒子が担持されたCeO粒子の間にAlとZrOの複合酸化物を配置することが好ましい。
第1化合物5がCeとZrとの複合酸化物を含む場合には、貴金属粒子3、第1化合物5及び第2化合物7として以下の組合せが好ましい。
(c−1)貴金属粒子3としてPt粒子、第1化合物5としてCeZrO粒子、第2化合物7としてAl粒子の組合せ、即ち、Pt粒子が担持されたCeZrO粒子の間にAl粒子を配置することが好ましい。
(c−2)貴金属粒子3としてPt粒子、第1化合物5としてCeZrO粒子、第2化合物7としてAlとZrOの複合酸化物の組合せ、即ち、Pt粒子が担持されたCeZrO粒子の間にAlとZrOの複合酸化物を配置することが好ましい。
第1化合物5がMnとAlとの複合酸化物の場合には、貴金属粒子3、第1化合物5及び第2化合物7として以下の組合せが好ましい。
(d−1)貴金属粒子3としてPd粒子、第1化合物5としてMnAl粒子、第2化合物7としてAl粒子の組合せ、即ち、Pd粒子が担持されたMnAl粒子の間にAl粒子を配置することが好ましい。
[第2化合物]
前記第2化合物7は、Al及びZrのうち少なくともいずれかを含む酸化物であることが好ましい。本発明の組合せにおいて、最も良い組み合わせは、Pt−CeOをAlで被覆する、又はPt−CeZrOをAlで被覆する組み合わせとなる。更に、Pt−CeOをZrOで被覆する組み合わせも良い。また、Pt−CeOやPt−CeZrOをAlとZrOの複合酸化物で被覆する組み合わせも良い。また、前記第2化合物7は粒子状に形成され、かつ、前記第2化合物7の平均粒子径は10〜100nmであることが好ましい。
本発明の実施形態による触媒1においては、図1に示すように、第2化合物7の粒子同士の隙間、及び第1化合物5と第2化合物7の粒子同士の隙間によって細孔9が形成される。ここで、第2化合物7の粒子の粒子径が10nmより小さい場合は、図2に示す触媒11のように第2化合物7の粒子同士で形成される細孔9が小さくなって細孔容積が小さくなる。このため、排気ガスが細孔9を通って拡散しにくくなり、触媒11の触媒活性が低下する。一方、粒子径が100nmよりも大きくなると第2化合物7の粒子同士で形成される細孔が大きくなって、貴金属粒子が担持された第1化合物5の粒子が第2化合物7の粒子の隙間から抜け出て、お互いに凝集してしまう等の影響が出る。
[触媒の製造方法]
本実施形態による触媒の製造方法は、第1化合物5に貴金属粒子3を坦持する担持工程と、第2化合物7又は第2化合物7の前駆体を水に分散させてスラリ化するスラリ化工程と、第2化合物7のスラリ中に、貴金属粒子3を坦持した前記第1化合物5を分散させる分散化工程と、この第1化合物が分散化された第2化合物のスラリを乾燥した後に焼成する乾燥・焼成工程とを含み、前記分散化工程において、貴金属粒子3を坦持した第1化合物5の凝集体を解す条件で処理する。
図3は、本発明の実施形態による触媒1の製造工程を示す概略図である。(a)は貴金属粒子3を示し、(b)は第1化合物5に貴金属粒子3が担持された状態を示し、(c)は、貴金属粒子3が担持された第1化合物5同士を、第2化合物7で覆った触媒1を示す。貴金属粒子3を坦持した第1化合物5の凝集体を解して第2化合物7に分散する処理としては、ポリビニールピロリドン等の分散材を用いる方法や、高速攪拌によるズリ力を用いた物理的方法等を用いることができる。
次いで、本発明を実施例を通して具体的に説明する。
[実施例1]
第1化合物5として平均粒径が30nmのCeO粒子を使用した。このCeO粒子にジニトロジアミンPtを含浸してPtを0.85wt%坦持したCeO粒子(これを「セリア粒子A」と呼ぶ)とした。水分が24wt%含有された針状ベーマイト(φ10nm×100nm)118.42gをビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製したセリア粒子A90gを加え高速攪拌により分散させた。この後、このスラリを乾燥、焼成してセリア粒子Aをアルミナで被覆した粉末a−1を調製した。この粉末a−1を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10wt%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末a−1を粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリa−1」と呼ぶ)とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムセリウム複合酸化物に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814wt%担持した第2化合物7の粒子Bを調製した。水分を24wt%含有した針状ベーマイト118.42gをビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子Bを90g加え高速攪拌により分散させた。この後、このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末b−1を調製した。この粉末b−1を172gと、ベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10wt%の硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリb−1」と呼ぶ)とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量:0.04L)にスラリa−1を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−1を59g/Lコーティングして乾燥し、その後400℃で焼成して実施例1の試料とした。得られた実施例1の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例2]
第1化合物5として平均粒径が30nmのCeO粒子を使用した。このCeO粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85wt%坦持したCeO粒子(これを「セリア粒子A」と呼ぶ)とした。水分を21wt%含有する板状ベーマイト(20×20×10nm)113.92gをビーカーに入れ、水に分散させて酸で解膠したところに、前に調製したセリア粒子Aを90g加え高速攪拌により分散させた。この後、このスラリを乾燥、焼成してセリア粒子Aをアルミナで被覆した粉末a−2を調製した。この粉末a−2を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10wt%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末a−2を粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリa−2」と呼ぶ)とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムセリウム複合酸化物に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814wt%担持した粒子Bを調製した。板状ベーマイト113.92g(水分21wt%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子Bを90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末b−2を調製した。この粉末b−2を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10wt%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリb−2」と呼ぶ)とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリa−2を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−2を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例2の試料とした。得られた実施例2の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例3]
第1化合物5として平均粒径30nmのCeO粒子を使用した。このCeO粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85wt%坦持したCeO粒子(これを「セリア粒子A」と呼ぶ)とした。寸法が20×20×20nmである立方体状のベーマイト105.88g(15wt%の水分を含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製したセリア粒子A90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成してセリア粒子Aをアルミナで被覆した粉末a−3を調製した。この粉末a−3を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10wt%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末a−3を粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリa−3」と呼ぶ)とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムセリウム複合酸化物に硝酸ロジウムを含浸し、0.814wt%のロジウムを担持した粒子Bを調製した。水分を15wt%含有した立方体状のベーマイト105.88gをビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子B90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末b−3を調製した。この粉末b−3を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10wt%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリb−3」と呼ぶ)とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量:0.04L)にスラリa−3を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−3を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例3の試料とした。得られた実施例3の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例4]
第1化合物5として平均粒径30nmのCeO粒子を使用した。このCeO粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85wt%坦持したCeO2粒子(これを「セリア粒子A」と呼ぶ)とした。角柱状ベーマイト(20×20×60nm)102.27g(水分を12wt%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製したセリア粒子A90gを加え高速攪拌により分散させた。この後、このスラリを乾燥、焼成してセリア粒子Aをアルミナで被覆した粉末a−4を調製した。この粉末a−4を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10wt%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末a−4を粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリa−4」と呼ぶ)とした。
次に、平均粒子径が20nmのジルコニウムセリウム複合酸化物に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814wt%担持した粒子Bを調製した。角柱状ベーマイト102.27g(水分を12wt%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子B90gを加え高速攪拌により分散させた。この後、このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末b−4を調製した。この粉末b−4を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10wt%の硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリb−4」と呼ぶ)とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量:0.04L)にスラリa−4を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−4を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例4の試料とした。得られた実施例4の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例5]
第1化合物5として平均粒径30nmのCeO粒子を使用した。このCeO粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85wt%坦持したCeO粒子(これを「セリア粒子A」と呼ぶ)とした。平均粒子径が40nmのアルミナナノ粒子90.9g(水分を1wt%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸性にしたところに、前に調製したセリア粒子A90gを加え高速攪拌により分散させた。この後、このスラリを乾燥、焼成してセリア粒子Aをアルミナで被覆した粉末a−5を調製した。この粉末a−5を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに、水307.5gと10wt%の硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末a−5を粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリa−5」と呼ぶ)とした。
次に、平均粒子径が20nmのジルコニウムセリウム複合酸化物に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814wt%担持した粒子Bを調製した。平均粒子径が40nmのアルミナナノ粒子90.9g(水分を1wt%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸性にしたところに、前に調製した粒子B90gを加え高速攪拌により分散させた。この後、このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末b−5を調製した。この粉末b−5を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと、10wt%の硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリb−5」と呼ぶ)とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量:0.04L)にスラリa−5を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−5を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例5の試料とした。得られた実施例5の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例6]
第1化合物5として、平均粒径20nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85wt%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子C」と呼ぶ)とした。針状ベーマイト:118.42g(水分を24wt%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子C:90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Cをアルミナで被覆した粉末ac−6を調製した。この粉末ac−6を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10wt%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末ac−6を粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリac−6」と呼ぶ)とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムセリウム複合酸化物に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814wt%担持した粒子Bを調製した。針状ベーマイト118.42g(水分を24wt%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子B90gを加え高速攪拌により分散させた。この後、このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末b−1を調製した。この粉末b−1を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10wt%の硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリb−1」と呼ぶ)とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量:0.04L)にスラリac−6を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−1を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例6の試料とした。得られた実施例6の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例7]
第1化合物5として平均粒径20nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85wt%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子C」と呼ぶ)とした。 板状ベーマイト113.92g(水分を21wt%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子C:90gを加え高速攪拌により分散させた。この後、このスラリを乾燥、焼成して粒子Cをアルミナで被覆した粉末ac−7を調製した。この粉末ac−7を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10wt%の硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末ac−7を粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリac−7」と呼ぶ)とした。
次に、平均粒子径が20nmのジルコニウムセリウム複合酸化物に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814wt%担持した粒子Bを調製した。板状ベーマイト113.92g(水分が21wt%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子B:90gを加え高速攪拌により分散させた。この後、このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末b−2を調製した。この粉末b−2を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと、10wt%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリb−2」と呼ぶ)とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量:0.04L)にスラリac−7を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−2を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例7の試料とした。得られた実施例7の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例8]
第1化合物5として平均粒径20nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85wt%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子C」と呼ぶ)とした。立方体状ベーマイト105.88g(水分を15wt%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子C:90gを加え高速攪拌により分散させた。この後、このスラリを乾燥、焼成して粒子Cをアルミナで被覆した粉末ac−8を調製した。この粉末c−3を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10wt%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末ac−8を粉砕し、平均粒径3μmのスラリとした(これを「スラリac−8」と呼ぶ)。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムセリウム複合酸化物に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814wt%担持した粒子Bを調製した。立方体状ベーマイト105.88g(水分を15wt%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子B90gを加え高速攪拌により分散させた。この後、このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末b−3を調製した。この粉末b−3を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10wt%の硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリb−3」と呼ぶ)とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量:0.04L)にスラリac−8を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−3を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例8の試料とした。得られた実施例8の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例9]
第1化合物5として平均粒径40nmのマンガンアルミネート粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPdを含浸して、Pdを0.85wt%坦持したマンガンアルミネート粒子(これを「粒子D」と呼ぶ)とした。板状ベーマイト113.92g(水分を21wt%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子D90gを加え高速攪拌により分散させた。この後、このスラリを乾燥、焼成して粒子Dをアルミナで被覆した粉末ad−9を調製した。この粉末ad−9を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10wt%の硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末ad−9を粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリad−9」と呼ぶ)とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムセリウム複合酸化物に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814wt%担持した粒子Bを調製した。板状ベーマイト113.92g(水分を21wt%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子B90gを加え高速攪拌により分散させた。この後、このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末b−2を調製した。この粉末b−2を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10wt%の硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリb−2」と呼ぶ)とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量:0.04L)にスラリad−9を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−2を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例9の試料とした。得られた実施例9の試料は、Pd:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例10]
第1化合物5として平均粒径40nmのマンガンアルミネート粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPdを含浸して、Pdを0.85wt%坦持したマンガンアルミネート粒子(これを「粒子D」と呼ぶ)とした。立方体状ベーマイト105.88g(水分を15wt%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子D90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Dをアルミナで被覆した粉末ad−10を調製した。この粉末ad−10を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10wt%の硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末ad−10を粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリad−10」と呼ぶ)とした。
次に、平均粒子径が20nmのジルコニウムセリウム複合酸化物に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814wt%担持した粒子Bを調製した。立方体状ベーマイト105.88g(水分を15wt%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子B90gを加え高速攪拌により分散させた。この後、このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末b−3を調製した。この粉末b−3を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと、10wt%の硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリb−3」と呼ぶ)とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量:0.04L)にスラリad−10を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−3を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例10の試料とした。得られた実施例10の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例11]
第1化合物5として平均粒径30nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子A」と呼ぶ)とした。針状ベーマイト(100nm×φ10nm、アスペクト比10)118.42g(水分24%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子A90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Aをアルミナで被覆した粉末a−11を調製した(この針状ベーマイトだけを焼成し、細孔容積を調べたところ、細孔容積は0.8cm/gであった)。この粉末a−11を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末a−11を粉砕し、平均粒径3μmのスラリa−11とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814担持した粒子Bを調製した。針状ベーマイト(100nm×φ10nm、アスペクト比10)118.42g(水分24%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子B90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末b−11を調製した。この粉末b−11を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5とを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリb−11とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリa−11を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−11を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例11の試料とした。得られた実施例11の試料はPt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例12]
第1化合物5として平均粒径30nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。このセリアジルコニウム粒子にジニトロジアミンPtを含浸してPtを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子A」と呼ぶ)とした。板状ベーマイト(10×20×20nm、アスペクト比0.5)113.92g(水分21%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子A90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Aをアルミナで被覆した粉末a−12を調製した(この板状ベーマイトだけを焼成し、細孔容積を調べたところ、細孔容積は0.85cm/gであった)。この粉末a−12を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末a−12を粉砕し、平均粒径3μmのスラリa−12とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子Bを調製した。板状ベーマイト(10×20×20nm、アスペクト比0.5)113.92g(水分21%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子B90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末b−12を調製した。この粉末b−12を172gと、ベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリb−12とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリa−12を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−12を59g/Lコーティングして乾燥し、その後400℃で焼成して実施例12の試料とした。得られた実施例12の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例13]
第1化合物5として平均粒径30nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。このセリウムジルコニウム複合酸化物粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子A」と呼ぶ)とした。立方体状ベーマイト(20×20×20nm、アスペクト比1)105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子A90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Aをアルミナで被覆した粉末a−13を調製した(この立方体状ベーマイトだけを焼成し、細孔容積を調べたところ、細孔容積は0.9cm/gであった)。この粉末a−13を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末a−13を粉砕し、平均粒径3μmのスラリa−13とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子Bを調製した。立方体状ベーマイト(20×20×20nm、アスペクト比1)105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子B90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末b−13を調製した。この粉末b−13を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリb−13とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリa−13を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−13を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例13の試料とした。得られた実施例13の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例14]
第1化合物5として平均粒径30nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。このセリウムジルコニウム複合酸化物粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子A」と呼ぶ)とした。角柱状ベーマイト(60×20×20nm、アスペクト比3)102.27g(水分12%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子A90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Aをアルミナで被覆した粉末a−14を調製した(この角柱状ベーマイトだけを焼成し、細孔容積を調べたところ、細孔容積は1.0cm/gであった)。この粉末a−14を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末a−14を粉砕し、平均粒径3μmのスラリa−14とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子Bを調製した。角柱状ベーマイト(60×20×20nm、アスペクト比3)102.27g(水分12%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子B90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末b−14を調製した。この粉末b−14を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリb−14とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリa−14を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−14を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例14の試料とした。得られた実施例14の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例15]
第1化合物5として平均粒径20nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用た。このセリウムジルコニウム複合酸化物粒子にジニトロジアミンPdを含浸して、Pdを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子C」と呼ぶ)とした。板状ベーマイト(10×20×20nm、アスペクト比0.5)113.93g(水分21%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸性にしたところに、前に調製した粒子C90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Cをアルミナで被覆した粉ad−15を調製した。この粉末ad−15を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末ad−15粉砕し、平均粒径3μmのスラリad−15とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子Bを調製した。板状ベーマイト(10×20×20nm、アスペクト比0.5)113.92g(水分21%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸性にしたところに、前に調製した粒子B90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末b−12を調製した。この粉末b−12を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリb−12とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリad−15を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−12を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例15の試料とした。得られた実施例15の試料は、Pd:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例16]
第1化合物5として平均粒径20nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPdを含浸して、Pdを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子C」と呼ぶ)とした。立方体状ベーマイト(20×20×20nm、アスペクト比1)105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子C90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Cをアルミナで被覆した粉末ad−16を調製した。この粉末ad−16を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末ad−16を粉砕し、平均粒径3μmのスラリad−16とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子Bを調製した。立方体状ベーマイト(20×20×20nm、アスペクト比1)105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子B90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末b−13を調製した。この粉末b−13を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリb−13とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリad−16を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−13を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例16の試料とした。得られた実施例16の試料は、Pd:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例17]
第1化合物5として細孔容積0.18cm/gのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子D1」と呼ぶ)とした。立方体状ベーマイト(20×20×20nm)105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子D1を90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子D1をアルミナで被覆した粉末a−17を調製した。この粉末a−17を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末a−17を粉砕し、平均粒径3μmのスラリa−17とした。
次に、細孔容積0.28cm/gのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子E1を調製した。立方体状ベーマイト(20×20×20nm)105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子E1を90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子E1をアルミナで被覆した粉末b−17を調製した。この粉末b−17を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリb−17とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリa−17を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−17を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例17の試料とした。得られた実施例17の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例18]
第1化合物5として細孔容積0.28cm/gのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子D2」と呼ぶ)とした。立方体状ベーマイト(20×20×20nm)105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子D2を90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子D2をアルミナで被覆した粉末a−18を調製した。この粉末a−18を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末a−18を粉砕し、平均粒径3μmのスラリa−18とした。
次に、細孔容積0.30cm/gのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子E2を調製した。立方体状ベーマイト(20×20×20nm)105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子E2を90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子E2をアルミナで被覆した粉末b−18を調製した。この粉末をb−18172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリb−18とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリをa−18141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−18を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例18の試料とした。得られた実施例18の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例19]
第1化合物5として細孔容積0.30cm/gのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子D3」と呼ぶ)とした。立方体状ベーマイト(20×20×20nm)105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子D3を90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子D3をアルミナで被覆した粉末a−19を調製した。この粉末a−19を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末をa−19粉砕し、平均粒径3μmのスラリa−19とした。
次に、細孔容積0.32cm/gのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子E3を調製した。立方体状ベーマイト(20×20×20nm)105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子E3を90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子E3アルミナで被覆した粉末b−19を調製した。この粉末b−19を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリb−19とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリa−19を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−19を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例19の試料とした。得られた実施例19の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例20]
第1化合物5としてセリウム74%、ジルコニウム26%のセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子F1」と呼ぶ)とした。立方体状ベーマイト(20×20×20nm)105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子F1を90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子F1をアルミナで被覆した粉末a−20を調製した。この粉末a−20を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末をa−20粉砕し、平均粒径3μmのスラリa−20とした。
次に、ジルコニウム95%、ランタン5%のジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子G1を調製した。立方体状ベーマイト(20×20×20nm)105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子G1を90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子G1をアルミナで被覆した粉末b−20を調製した。この粉末b−20を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリb−20とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリa−20を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−20を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例20の試料とした。得られた実施例20の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例21]
第1化合物5としてセリウム78%、ジルコニウム22%のセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子F2」と呼ぶ)とした。立方体状ベーマイト(20×20×20nm)105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子F2を90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子F2をアルミナで被覆した粉末a−21を調製した。この粉末をa−21173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末a−21を粉砕し、平均粒径3μmのスラリa−21とした。
次に、ジルコニウム97%、ランタン3%のジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子G2を調製した。立方体状ベーマイト(20×20×20nm)105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子G2を90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子G2をアルミナで被覆した粉末b−21を調製した。この粉末b−21を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリb−21とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリa−21を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−21を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例21の試料とした。得られた実施例21の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例22]
第1化合物5としてセリウム80%、ジルコニウム20%のセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子F3」と呼ぶ)とした。立方体状ベーマイト(20×20×20nm)105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子F3を90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子F3をアルミナで被覆した粉末a−22を調製した。この粉末a−22を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末a−22を粉砕し、平均粒径3μmのスラリa−22とした。
次に、ジルコニウム99%、ランタン1%のジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子G3を調製した。立方体状ベーマイト(20×20×20nm)105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子G3を90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子G3をアルミナで被覆した粉末b−22を調製した。この粉末b−22を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリb−22とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリa−22を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−22を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例22の試料とした。得られた実施例22の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例23]
第1化合物5として平均粒径30nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子A」と呼ぶ)とした。針状ベーマイト(φ10nm×100nm)105.04g(水分24.6%含有)を水を入れたビーカーに入れ、これに硝酸セリウムを酸化セリウムをとして4.5gと成るように加え、また、硝酸ジルコニルを酸化ジルコニウムとして6.3gと成るよう水に分散させたところに、前に調製した粒子Aを90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Aをアルミナで被覆した粉末a−23を調製した。この粉末a−23を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末a−23を粉砕し、平均粒径3μmのスラリa−23とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子Bを調製した。針状ベーマイト118.42g(水分24%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子Bを90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末b−11を調製した。この粉末b−11を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリb−11とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリa−23を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−11を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例23の試料とした。得られた実施例23の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例24]
第1化合物5として平均粒径30nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子A」と呼ぶ)とした。針状ベーマイト(φ10nm×100nm)101.46g(水分24.6%含有)を水を入れたビーカーに入れ、これに硝酸セリウムを酸化セリウムをとして9gと成るように加え、また、硝酸ジルコニルを酸化ジルコニウムとして4.5gと成るよう水に分散させたところに、前に調製した粒子Aを90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Aをアルミナで被覆した粉末a−24を調製した。この粉末a−24を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末a−24を粉砕し、平均粒径3μmのスラリa−24とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子Bを調製した。針状ベーマイト118.42g(水分24%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子Bを90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末b−1を調製した。この粉末b−11を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリb−11とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリa−24を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−11を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例24の試料とした。得られた実施例24の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例25]
第1化合物5として平均粒径30nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子A」と呼ぶ)とした。針状ベーマイト(φ10nm×100nm)97.88g(水分24.6%含有)を水を入れたビーカーに入れ、これに硝酸セリウムを酸化セリウムをとして13.5gと成るように加え、また、硝酸ジルコニルを酸化ジルコニウムとして2.7gと成るよう水に分散させたところに、前に調製した粒子Aを90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Aをアルミナで被覆した粉末a−25調製した。この粉末a−25を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末a−25を粉砕し、平均粒径3μmのスラリa−25とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子Bを調製した。針状ベーマイト118.42g(水分24%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子Bを90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末b−11を調製した。この粉末b−11を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリb−11とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリa−25を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−1を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例25の試料とした。得られた実施例25の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例26]
第1化合物5として平均粒径30nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。このセリウムジルコニウム複合酸化物粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、700℃で2時間焼成し、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子I1」と呼ぶ)とした。この粒子I1のPtの分散度は50%であった。立方体状ベーマイト(20×20×20nm)105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子I1を90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子I1をアルミナで被覆した粉末a−26を調製した。この粒子のPtの分散度は35%であった。この粉末a−26を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末a−26を粉砕し、平均粒径3μmのスラリa−26とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、400℃で1時間焼成しロジウムを0.814%担持したジルコニウムランタン複合酸化物粒子(これを「粒子J1」と呼ぶ)を調製した。この粒子J1のRhの分散度は56%であった。立方体状ベーマイト105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子J1を90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子J1をアルミナで被覆した粉末b−26を調製した。この粉末のRhの分散度は38%であった。この粉末b−26を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリb−26とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリa−26を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−26を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例26の試料とした。得られた実施例26の試料は、Pt:0.588g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例27]
第1化合物5として平均粒径30nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。このセリウムジルコニウム複合酸化物粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、600℃で2時間焼成し、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子I2」と呼ぶ)とした。この粒子I2のPtの分散度は80%であった。立方体状ベーマイト(20×20×20nm)105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子I2を90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子I2をアルミナで被覆した粉末a−27を調製した。この粒子a−27をのPtの分散度は50%であった。この粉末a−27を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末a−27を粉砕し、平均粒径3μmのスラリa−27とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、400℃で1時間焼成しロジウムを0.814%担持した粒子J1を調製した。この粒子J1のRhの分散度は56%であった。立方体状ベーマイト105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子J1を90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子J1をアルミナで被覆した粉末b−27を調製した。この粉末b−27のRhの分散度は38%であった。この粉末b−27を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリb−27とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリa−27を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−27を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例27の試料とした。得られた実施例27の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[実施例28]
第1化合物5としてとして平均粒径30nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。このセリウムジルコニウム複合酸化物粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、400℃で1時間焼成し、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子I3」と呼ぶ)とした。この粒子I3のPtの分散度は100%であった。立方体状ベーマイト(20×20×20nm)105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子I3を90g加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子I3をアルミナで被覆した粉末a−28を調製した。この粉末のPtの分散度は80%であった。この粉末a−28を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末a−28を粉砕し、平均粒径3μmのスラリa−28とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、400℃で1時間焼成しロジウムを0.814%担持した粒子J1を調製した。この粒子J1のRhの分散度は56%であった。立方体状ベーマイト105.88g(水分15%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子J1を90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子J1をアルミナで被覆した粉末b−28を調製した。この粉末b−28のRhの分散度は38%であった。この粉末b−28を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリb−28とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリa−28を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリb−28を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して実施例28の試料とした。得られた実施例28の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[比較例1]
第1化合物5として平均粒径30nmのCeO粒子を使用した。このCeO粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85wt%坦持したCeO粒子(これを「セリア粒子A」と呼ぶ)とした。Alとして90g相当のアルミニウムイソプロポキシドを2−メチル2,4ペンタンジオールに溶解し、これにセリア粒子Aを90g加え、水を加えて、加水分解した。水、及び2−メチル2,4ペンタンジオール等の有機物を蒸発乾燥させた後、焼成して、粒子Aをアルミナで被覆した粉末c−1を調製した。このアルミナの粒子径は7〜8nmであった。この粉末c−1を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10wt%の硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末c−1を粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリc−1」と呼ぶ」とした。
次に、平均粒子径が20nmのジルコニウムセリウム複合酸化物に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814wt%担持した粒子Bを調製した。平均粒径が8nmのジルコニアゾル562.5g(水分を84wt%含有)をビーカーに入れ、前に調製した粒子B90gを加え高速攪拌により分散させた。この後、このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをジルコニアで被覆した粉末cb−1を調製した。この粉末cb−1を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10wt%の硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリcb−1」と呼ぶ)とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量:0.04L)にスラリc−1を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリcb−1を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して比較例1の試料とした。得られた比較例1の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[比較例2]
第1化合物5として平均粒径30nmのCeO粒子を使用した。このCeO粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85wt%坦持したCeO粒子(これを「セリア粒子A」と呼ぶ)とした。平均粒子径が110nmのアルミナナノ粒子90.9g(水分を1wt%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸性にしたところに、前に調製したセリア粒子A90gを加え高速攪拌により分散させた。この後、このスラリを乾燥、焼成してセリア粒子Aをアルミナで被覆した粉末c−2を調製した。この粉末c−2を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10wt%の硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末c−2を粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリc−2」と呼ぶ)とした。
次に、平均粒子径が20nmのジルコニウムセリウム複合酸化物に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814wt%担持した粒子Bを調製した。平均粒子径が110nmのアルミナナノ粒子90.9g(水分を1wt%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸性にしたところに、前に調製した粒子B90gを加え高速攪拌により分散させた。この後、このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末cb−2を調製した。この粉末b−7を172gとベーマイトアルミナ3gと、をボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10wt%の硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリ(これを「スラリcb−2」と呼ぶ)とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量:0.04L)にスラリc−2を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリcb−2を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して比較例2の試料とした。得られた比較例2の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[比較例3]
第1化合物5として平均粒径30nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。このセリウムジルコニウム複合酸化物粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子A」と呼ぶ)とした。Alとして90g相当のアルミニウムイソプロポキシドを2−メチル2,4ペンタンジオールに溶解し、これに粒子Aを90g加え、水を加えて、加水分解した。水、2−メチル2,4ペンタンジオール等の有機物を蒸発乾燥させた後、焼成して、粒子Aをアルミナで被覆した粉末c−3を調製した。このアルミナの粒子径は7〜8nmであった。この粉末c−3を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末c−3を粉砕し、平均粒径3μmのスラリc−3とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子Bを調製した。Alとして90g相当のアルミニウムイソプロポキシドを2−メチル2,4ペンタンジオールに溶解し、粒子B90gを加え、水を加えて、加水分解した。水、2−メチル2,4ペンタンジオール等の有機物を蒸発乾燥させた後、焼成して、粒子Bをアルミナで被覆した粉末cb−3を調製した。この粉末cb−3を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリcb−3とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリc−3を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリcb−3を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して比較例3の試料とした。得られた比較例3の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[比較例4]
第1化合物5として平均粒径30nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。このセリウムジルコニウム複合酸化物粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子A」と呼ぶ)とした。平均粒子径130nmのアルミナナノ粒子90.9g(水分1%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸性にしたところに、前に調製した粒子A90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Aをアルミナで被覆した粉末c−4を調製した。この粉末c−4を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末c−4を粉砕し、平均粒径3μmのスラリc−4とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子Bを調製した。平均粒子径130nmのアルミナナノ粒子90.9g(水分1%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸性にしたところに、前に調製した粒子B90を加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末cb−4を調製した。この粉末cb−4を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリcb−4とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリc−4を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリcb−4を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して比較例4の試料とした。得られた比較例4の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[比較例5]
第1化合物5として平均粒径30nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子A」と呼ぶ)とした。針状ベーマイト(150nm×φ10nm、アスペクト比15)120g(水分25%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子A90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Aをアルミナで被覆した粉末c−5を調製した(この針状ベーマイトだけを焼成し、細孔容積を調べたところ、細孔容積は0.7cm/gであった)。この粉末c−5を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末c−5を粉砕し、平均粒径3μmのスラリc−5とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子Bを調製した。針状ベーマイト(150nm×φ10nm、アスペクト比15)120g(水分25%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子B90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末cb−5を調製した。この粉末cb−5を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリcb−5とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリc−5を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリcb−5を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して比較例5の試料とした。得られた比較例5の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[比較例6]
第1化合物5として平均粒径30nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。このセリアジルコニウム粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子A」と呼ぶ)とした。板状ベーマイト(5×20×20nm、アスペクト比0.25)113.92g(水分21%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子A90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Aをアルミナで被覆した粉末c−6を調製した(この板状ベーマイトだけを焼成し、細孔容積を調べたところ、細孔容積は0.85cm/gであった)。この粉末c−6を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末c−6を粉砕し、平均粒径3μmのスラリc−6とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子Bを調製した。板状ベーマイト(5×20×20nm、アスペクト比0.25)113.92g(水分21%含有)をビーカーに入れ、水に分散させ酸で解膠したところに、前に調製した粒子B90gを加え高速攪拌により分散させた。この後このスラリを乾燥、焼成して粒子Bをアルミナで被覆した粉末cb−6を調製した。この粉末cb−6を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリcb−6とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリc−6を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリcb−6を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して比較例6の試料とした。得られた比較例6の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[比較例7]
第1化合物5として細孔容積0.15cm/gのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子D4」と呼ぶ)とした。Alとして90g相当のアルミニウムイソプロポキシドを2−メチル2,4ペンタンジオールに溶解し、これに前記粒子D4を90g加え、水を加えて、加水分解した。水、2−メチル2,4ペンタンジオール等の有機物を蒸発乾燥させた後、焼成して、粒子D4をアルミナで被覆した粉末c−7を調製した。この粉末c−7を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末c−7を粉砕し、平均粒径3μmのスラリc−7とした。
次に、細孔容積0.16cm/gのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子E4を調製した。Alとして90g相当のアルミニウムイソプロポキシドを2−メチル2,4ペンタンジオールに溶解し、これに前記粒子E4を90g加え、水を加えて、加水分解した。水、2−メチル2,4ペンタンジオール等の有機物を蒸発乾燥させた後、焼成して、粒子E4をアルミナで被覆した粉末cb−7を調製した。この粉末cb−7を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリcb−7とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリc−7を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリcb−7を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して比較例7の試料とした。得られた比較例7の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[比較例8]
第1化合物5として細孔容積0.4cm/gのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%担持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子D5」と呼ぶ)とした。Alとして90g相当のアルミニウムイソプロポキシドを2−メチル2,4ペンタンジオールに溶解し、これに前記粒子D5を90g加え、水を加えて、加水分解した。水、2−メチル2,4ペンタンジオール等の有機物を蒸発乾燥させた後、焼成して、粒子D5をアルミナで被覆した粉末c−8を調製した。この粉末c−8を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末c−8を粉砕し、平均粒径3μmのスラリc−8とした。
次に、細孔容積0.41cm/gのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子E5を調製した。Alとして90g相当のアルミニウムイソプロポキシドを2−メチル2,4ペンタンジオールに溶解し、これに前記粒子E5を90g加え、水を加えて、加水分解した。水、2−メチル2,4ペンタンジオール等の有機物を蒸発乾燥させた後、焼成して、粒子E5をアルミナで被覆した粉末cb−8を調製した。この粉末cb−8を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリcb−8とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリc−8を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリcb−8を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して比較例8の試料とした。得られた比較例8の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[比較例9]
第1化合物5として酸化セリウム70%、酸化ジルコニウム30%のセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子F4」と呼ぶ)とした。Alとして90g相当のアルミニウムイソプロポキシドを2−メチル2,4ペンタンジオールに溶解し、これに前記粒子F4を90g加え、水を加えて、加水分解した。水、2−メチル2,4ペンタンジオール等の有機物を蒸発乾燥させた後、焼成して、粒子F4をアルミナで被覆した粉末c−9を調製した。この粉末c−9を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末c−9を粉砕し、平均粒径3μmのスラリc−9とした。
次に、ジルコニウム90%、ランタン10%のジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子G4を調製した。Alとして90g相当のアルミニウムイソプロポキシドを2−メチル2,4ペンタンジオールに溶解し、これに前記粒子G4を90g加え、水を加えて、加水分解した。水、2−メチル2,4ペンタンジオール等の有機物を蒸発乾燥させた後、焼成して、粒子G4をアルミナで被覆した粉末cb−9を調製した。この粉末cb−9を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリcb−9とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリc−9を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリcb−9を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して比較例9の試料とした。得られた比較例9の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[比較例10]
第1化合物5として酸化セリウム90%、酸化ジルコニウム10%のセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子F5」と呼ぶ)とした。Alとして90g相当のアルミニウムイソプロポキシドを2−メチル2,4ペンタンジオールに溶解し、これに前記粒子F5を90g加え、水を加えて、加水分解した。水、2−メチル2,4ペンタンジオール等の有機物を蒸発乾燥させた後、焼成して、粒子F5をアルミナで被覆した粉末c−10を調製した。この粉末c−10を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末c−10を粉砕し、平均粒径3μmのスラリc−10とした。
次に、ジルコニア100%のジルコニア粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子G5を調製した。Alとして90g相当のアルミニウムイソプロポキシドを2−メチル2,4ペンタンジオールに溶解し、これに前記粒子G5を90g加え、水を加えて、加水分解した。水、2−メチル2,4ペンタンジオール等の有機物を蒸発乾燥させた後、焼成して、粒子G5をアルミナで被覆した粉末cb−10を調製した。この粉末cb−10を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリcb−10とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリc−10を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリcb−10を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して比較例10の試料とした。得られた比較例10の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[比較例11]
第1化合物5として平均粒径30nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子A」と呼ぶ)とした。Alとして87.3g相当のアルミニウムイソプロポキシドを2−メチル2,4ペンタンジオールに溶解し、これにセリウムアセチルアセトナートを酸化セリウムをとして1.8gと成るように加え、また、ジルコニウムアセチルアセトナートを酸化ジルコニウムとして0.9gと成るよう加え、これに前記粒子Aを90g加え、水を加えて、加水分解した。水、2−メチル2,4ペンタンジオール等の有機物を蒸発乾燥させた後、焼成して、粒子Aをアルミナで被覆した粉末c−11を調製した。この粉末c−11を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末c−11を粉砕し、平均粒径3μmのスラリc−11とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子Bを調製した。Alとして90g相当のアルミニウムイソプロポキシドを2−メチル2,4ペンタンジオールに溶解し、粒子B90gを加え、水を加えて、加水分解した。水、2−メチル2,4ペンタンジオール等の有機物を蒸発乾燥させた後、焼成して、粒子Bをアルミナで被覆した粉末cb−3を調製した。この粉末cb−3を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリcb−3とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリc−11を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリcb−3を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して比較例11の試料とした。得られた比較例11の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[比較例12]
第1化合物5として平均粒径30nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子A」と呼ぶ)とした。Alとして63g相当のアルミニウムイソプロポキシドを2−メチル2,4ペンタンジオールに溶解し、これにセリウムアセチルアセトナートを酸化セリウムをとして18.0gと成るように加え、また、ジルコニウムアセチルアセトナートを酸化ジルコニウムとして9.0gと成るよう加え、これに前記粒子Aを90g加え、水を加えて、加水分解した。水、2−メチル2,4ペンタンジオール等の有機物を蒸発乾燥させた後、焼成して、粒子Aをアルミナで被覆した粉末c−12を調製した。この粉末c−12を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末c−12を粉砕し、平均粒径3μmのスラリc−12とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、ロジウムを0.814%担持した粒子Bを調製した。Alとして90g相当のアルミニウムイソプロポキシドを2−メチル2,4ペンタンジオールに溶解し、粒子B90gを加え、水を加えて、加水分解した。水、2−メチル2,4ペンタンジオール等の有機物を蒸発乾燥させた後、焼成して、粒子Bをアルミナで被覆した粉末cb−3を調製した。この粉末cb−3を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリcb−3とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリc−12を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリcb−3を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して比較例12の試料とした。得られた比較例12の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[比較例13]
第1化合物5として平均粒径30nmのセリウムジルコニウム複合酸化物粒子を使用した。この粒子にジニトロジアミンPtを含浸して、800℃で2時間焼成し、Ptを0.85%坦持したセリウムジルコニウム複合酸化物粒子(これを「粒子I4」と呼ぶ)とした。この粒子I4のPtの分散度は40%であった。Alとして90g相当のアルミニウムイソプロポキシドを2−メチル2,4ペンタンジオールに溶解し、これに前記粒子I4を90g加え、水を加えて、加水分解した。水、2−メチル2,4ペンタンジオール等の有機物を蒸発乾燥させた後、焼成して、粒子I4をアルミナで被覆した粉末c−13を調製した。この粉末c−13のPtの分散度は30%であった。この粉末c−13を173.4gとベーマイトアルミナ1.6gとをボールミルに加えた。その後、ボールミルに水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて、粉末c−13を粉砕し、平均粒径3μmのスラリc−13とした。
次に、平均粒子径20nmのジルコニウムランタン複合酸化物粒子に硝酸ロジウムを含浸し、700℃で2時間焼成して、ロジウムを0.814%担持した粒子J4を調製した。この粒子J4のRhの分散度は45%であった。Alとして90g相当のアルミニウムイソプロポキシドを2−メチル2,4ペンタンジオールに溶解し、粒子J4を90g加え、水を加えて、加水分解した。水、2−メチル2,4ペンタンジオール等の有機物を蒸発乾燥させた後、焼成して、粒子J4をアルミナで被覆した粉末cb−13を調製した。この粉末cb−13のRhの分散度は30%であった。この粉末cb−13を172gとベーマイトアルミナ3gとをボールミルに加えた後、さらに、水307.5gと10%硝酸水溶液17.5gとを加えて粉砕し、平均粒径3μmのスラリcb−13とした。直径φ36mm、400セル6ミルのハニカム担体(容量0.04L)にスラリc−13を141g/Lコーティングして乾燥した後、スラリcb−13を59g/Lコーティングして乾燥し、その後、400℃で焼成して比較例13の試料とした。得られた比較例13の試料は、Pt:0.593g/L、Rh:0.236g/Lを各々担持した触媒である。
[評価]
前記実施例1〜28及び比較例1,2,3〜13により調製した触媒を用いて、排気量3500ccのV型エンジンの排気部分に、片バンクあたり触媒を各5個ずつ装着した。国内レギュラーガソリンを使用して、触媒入口温度を650℃とし、30時間運転して耐久試験を行い熱履歴を検証した。さらに、耐久試験後における各触媒を模擬排ガス流通装置に組み込み、表1に示す組成の模擬排気ガスを模擬排ガス流通装置に流通させて、触媒温度を30℃/分の速度で昇温させながら、NOx、CO、HC(C)の浄化率が50%となる温度(T50温度)を調べた。また、耐久試験後の各触媒の第一層、第二層をかきとり、ガス吸着法により測定した触媒層の細孔容積を検証した。
Figure 0004881758
表2に、実施例1〜実施例10及び比較例1〜比較例2の各触媒の評価結果及び触媒層の細孔容積を示した。さらに、図4に、HC(C)浄化率が50%となるHCT50温度を実施例1〜実施例10及び比較例1〜2について示した。
Figure 0004881758
比較例1は、第一層にアルミニウムイソプロポキシドからのアルミナを使用し、第二層にジルコニアを使用した触媒であるが、いずれも細孔容積が最も小さかった。耐久試験後のPt粒子をTEMで観察したところ、Pt粒子の粒子径は10nm程度であり、Pt粒子の凝集は少なく、Rh粒子の凝集も少なかった。しかしながら、触媒活性としては低いものとなっている。これは、Pt粒子の粒子径は小さいものの、細孔容積が小さく、排気ガスが通りにくくなっており、Pt粒子まで排気ガスが到達しにくいことによると考えられる。
比較例2では、第一層に粒子径が110nmと大きいアルミナ粒子を使用している。このため、細孔容積も大きくなっている。耐久試験後の触媒について、Pt粒子をTEMで観察したところ、Pt粒子の粒子径が約20nm以上と大きくなっており、Pt粒子の凝集が確認され、CeO2粒子の凝集も観測された。これは、アルミナ粒子が大きいため、アルミナ粒子間の空隙が大きくPt付きセリア粒子が耐久試験中にこの空隙から移動してしまい、セリア粒子同士の凝集を生じたものと考えられる。Pt粒子についても、また、セリア粒子の凝集に伴って凝集し、Pt粒子径が大きくなったものと考えられる。第二層のRh粒子についても同様に15nmと粒子径の増大が見られた。このため、細孔容積は大きいが、触媒の活性としては低いものとなったと考えられる。
これに対して、実施例1〜実施例8の各触媒では、耐久試験後のPt粒子の粒子径は10nm程度であり、Pt粒子の凝集は少なかった。また、Rh粒子は粒子径が6nm程度であり凝集は少なかった。また、実施例9、実施例10において、耐久試験後のPd粒子径は7nm〜8nm程度と小さくPd粒子の凝集は少なかった。Rh粒子についても粒子径が6nm程度と凝集は少なかった。これらの各実施例1〜10の触媒活性は、比較例1〜2に対して非常に良好で、高い活性が得られた。
表3に、実施例11〜実施例16及び比較例3〜比較例6の各触媒の評価結果及び触媒層の細孔容積を示した。さらに、図5にHC(C)浄化率が50%となるHCT50温度を実施例11〜実施例16及び比較例3〜6について示した。
Figure 0004881758
比較例3は、第一層にアルミニウムイソプロポキシドからのアルミナを使用し、また、第二層アルミニウムイソプロポキシドにを使用した触媒であるが、いずれも細孔容積が最も小さい。耐久後のPt粒子をTEMで観察したところ、Pt粒径は10nm程度であり、Pt粒子の凝集は少なかった。また、Rhの凝集も少なかった。しかしながら触媒活性としては低いものとなっている。これは、Pt粒子径は小さいものの、細孔容積が小さく、排気ガスが通りにくくなっており、Ptまで排気ガスが到達しにくいことによると考えられる。
比較例4は、第一層に130nmと大きいアルミナ粒子を使用している。このため細孔容積も大きい値をとっている。耐久後の触媒について、Pt粒子をTEMで観察したところ、Pt粒径が約20nm以上と大きくなっており、Pt粒子の凝集が確認され、また、セリウムジルコニウム複合酸化物粒子の凝集も観測された。これは、アルミナ粒子が大きいため、アルミナ粒子間の空隙が大きくPt付きセリウムジルコニウム複合酸化物粒子が耐久中にこの空隙から移動していまい、セリウムジルコニウム複合酸化物粒子粒子同士の凝集を生じたものと考えられる。Ptもまた、セリウムジルコニウム複合酸化物粒子の凝集にともない凝集し、Pt粒子径が大きくなったものと考えられる。また第二層のRh粒子についても同様に15nmと粒子径の増大が見られた。このため、細孔容積は大きいが、触媒の活性としては低いものとなったと考えられる。
比較例5は、アルミナ源にアスペクト比が15とアスペクト比の大きいベーマイトを使用したものであり、細孔容積が大きい。耐久後のPt粒子をTEMで観察したところ、Pt粒径は20nm以上と大きくなっており、Pt粒子の凝集が確認され、また、セリウムジルコニウム複合酸化物粒子の凝集も観測された。これは、アルミナ粒子が長いため、アルミナ粒子間の空隙が大きくなり、Pt付きセリウムジルコニウム複合酸化物粒子が耐久中にこの空隙から移動していまい、セリウムジルコニウム複合酸化物粒子同士の凝集を生じたものと考えられる。Ptもまた、セリウムジルコニウム複合酸化物粒子の凝集にともない凝集し、Pt粒子径が大きくなったものと考えられる。また第二層のRh粒子についても同様に15nmと粒子径の増大が見られた。このため、細孔容積は大きいが、触媒の活性としては低いものとなったと考えられる。
比較例6は、アルミナ源にアスペクト比が0.25と小さいベーマイトを使用したものであり、第一層、第二層いずれも細孔容積が小さい。耐久後のPt粒子をTEMで観察したところ、Pt粒径は10nm程度であり、Pt粒子の凝集は少なかった。またRhの凝集も少なかった。しかしながら触媒活性としては低いものとなっている。これは、Pt粒子径は小さいものの、細孔容積が小さく、排気ガスが通りにくくなっており、Ptまで排気ガスが到達しにくいことによると考えられる。
これに対して、実施例11〜実施例14の各触媒では、耐久後のPt粒子径は10nm程度であり、Pt粒子の凝集は少なかった。また、Rh粒子も6nm程度と凝集は少なかった。また実施例15、実施例16の触媒において耐久後のPd粒子径は7〜8nm程度と小さくPd粒子の凝集は少なかった。またRh粒子についても6nm程度と凝集は少なかった。以上のことから、実施例の触媒活性は、比較例にくらべ非常に良好で、高い活性が得られている。
表4に、実施例17〜実施例19及び比較例7,8の各触媒の評価結果及び触媒層の細孔容積を示した。さらに、図6にHC(C)浄化率が50%となるHCT50温度を実施例17〜実施例19及び比較例7,8について示した。
Figure 0004881758
比較例7は、セリウムジルコニウム複合酸化物の細孔容積が0.15cm/g、ジルコニウムランタン複合酸化物容積が0.16cm/gのものを使用したものであるが、触媒活性としては低いものとなっている。比較例8においても同様であった。これは、セリウムジルコニウム複合酸化物やジルコニウムランタン複合酸化物の細孔容積が小さいため触媒層の細孔容積も小さくなったことが考えられる。これに対して、実施例17〜実施例19の各触媒では、耐久後のPt粒子径は10nm程度であり、Pt粒子の凝集は少なかった。また、Rh粒子も6nm程度と凝集は少なかった。以上のことから、実施例の触媒活性は、比較例にくらべ非常に良好で、高い活性が得られている。
表5に、実施例20〜実施例22及び比較例9,10の各触媒の評価結果及び触媒層の細孔容積を示した。さらに、図7にHC(C)浄化率が50%となるHCT50温度を実施例20〜実施例22及び比較例9,10について示した。
Figure 0004881758
比較例9、比較例10では、第1化合物5として、酸化セリウムと酸化ジルコニウム等の複合化比を変えたものである。比較例9では第一層の酸化セリウムと酸化ジルコニウムの複合化比が70%と30%で、第二層の酸化ジルコニウムと酸化ランタンの複合化比率が90%と10%であるが、実施例20〜22にくらべ、触媒の活性としては低いものとなっている。第一層のPt粒子径はTEMによる観察で10nm程度であった。第二層のRh粒子は6nm程度と小さかったが、ジルコニウムランタン複合酸化物粒子同士が凝集した中に埋もれている様子が見られた。また、比較例10では第一層の酸化セリウムと酸化ジルコニウムの複合化比が90%と10%で、第二層の酸化ジルコニウム100%であるが、実施例20〜22にくらべ触媒の活性としては低いものとなっている。
第一層のPt粒子径はTEMによる観察で10nm程度であった。第二層のRh粒子は6nm程度と小さかったが、酸化ジルコニウム粒子同士が凝集した中に埋もれている様子が見られた。これは、比較例の触媒の細孔容積が小さいことの他に、酸化セリウムと酸化ジルコニウムの複合酸化物の酸素放出能が劣ることによるものと考えられる。また、酸化ジルコニウムと酸化ランタンの複合化比率の関係で、ジルコニウムランタン複合酸化物が凝集しやすくなり、Rh粒子がジルコニウムランタン複合酸化物粒子や、酸化ジルコニウム粒子にうもれて、排気ガスとの接触が困難になったためと考えられる。
表6に、実施例23〜実施例25及び比較例11,12の各触媒の評価結果及び触媒層の細孔容積を示した。さらに、図8にHC(C)浄化率が50%となるHCT50温度を実施例23〜実施例25及び比較例11,12について示した。
Figure 0004881758
比較例11,12では実施例23〜25に比べ触媒活性としては低いものとなっている。実施例23〜25では、アルミナ前駆体にセリウム化合物やジルコニウム化合物を加えることにより、焼成後のアルミナの耐熱性が向上し、耐久後の細孔容積が大きく保持されたが、比較例11,12では、セリウム化合物やジルコニウム化合物の添加効果が無く、耐久後の細孔容積が確保できず、細孔容積が小さくなっており、このため、排気ガスが到達しにくくなり、触媒活性が低いものとなったことが考えられる。
表7に、実施例26〜実施例28及び比較例13の各触媒の評価結果及び触媒層の細孔容積を示した。さらに、図9にHC(C)浄化率が50%となるHCT50温度を実施例26〜実施例28及び比較例13について示した。
Figure 0004881758
比較例13では実施例26〜28に比べ、触媒活性としては低いものとなっている。実施例26〜28では、第一層のPt粒子径はTEMによる観察で10nm程度以下であった。第二層のRh粒子は6nm程度以下と小さかった。これは初期の貴金属の分散度が高く、耐久後もこの効果が持続したことによるものと考えられる。これに対し比較例13では、第一層のPt粒子径はTEMによる観察で15nm程度であった。第二層のRh粒子は10nm程度となっており、実施例26〜28に比べ粒子径がやや大きくなっていた。これは初期の貴金属分散度が低く、耐久による貴金属粒子の凝集が進みやすくなったことによるものと考えられる。
本発明の実施形態による排気ガス浄化用触媒を拡大して示す概略図である。 比較例による排気ガス浄化用触媒を拡大して示す概略図である。 本図は、本発明の実施形態による排気ガス浄化用触媒の製造工程を示す概略図であり、(a)は貴金属粒子を示し、(b)は第1化合物に貴金属粒子を担持した状態を示し、(c)は貴金属粒子が担持された第1化合物を第2化合物で覆った状態を示している。 実施例1〜10及び比較例1〜2における各触媒のHC(C)浄化率が50%となる温度を比較したグラフである。 実施例11〜16及び比較例3〜6における各触媒のHC(C)浄化率が50%となる温度を比較したグラフである。 実施例17〜19及び比較例7〜8における各触媒のHC(C)浄化率が50%となる温度を比較したグラフである。 実施例20〜22及び比較例9〜10における各触媒のHC(C)浄化率が50%となる温度を比較したグラフである。 実施例23〜25及び比較例11〜12における各触媒のHC(C)浄化率が50%となる温度を比較したグラフである。 実施例26〜28及び比較例13における各触媒のHC(C)浄化率が50%となる温度を比較したグラフである。
符号の説明
1…排気ガス浄化用触媒
3…貴金属粒子
5…第1化合物
7…第2化合物

Claims (15)

  1. ハニカム担体と、
    前記ハニカム担体上に設けられた触媒層と、
    を備え、
    前記触媒層は、貴金属粒子と、該貴金属粒子が担持され、Ceを含む酸化物又はMnとAlとの複合酸化物である複数の第1化合物と、これら貴金属粒子を担持した複数の第1化合物を覆い、第1化合物同士を互いに離隔させ、さらにAl及びZrのうち少なくともいずれかを含む酸化物である第2化合物と、を有し、
    前記触媒層の細孔容積が0.24〜0.8cm/gの範囲内にあり、前記第2化合物の粒子径が10〜100nmの範囲内にあることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
  2. 前記第1化合物は、CeOを含むことを特徴とする請求項1に記載の排気ガス浄化用触媒。
  3. 前記第1化合物は、CeとZrとの複合酸化物を含むことを特徴とする請求項1に記載の排気ガス浄化用触媒。
  4. 前記第1化合物が粒子状に形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の排気ガス浄化用触媒。
  5. 前記貴金属粒子は、Pt,Pd,Rhから選択される少なくとも一種からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の排気ガス浄化用触媒。
  6. 前記第1化合物は、74〜80%のCeOと20〜26%のZrOから成ることを特徴とする請求項3に記載の排気ガス浄化用触媒。
  7. 前記第2化合物の前駆体の焼成後の細孔容積が0.8〜1.0cm/gの範囲内にあることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の排気ガス浄化用触媒。
  8. 前記第2化合物はアルミナであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の排気ガス浄化用触媒。
  9. 前記第2化合物は、アルミナと、5〜15%のCeOと、3〜7%のZrOと、を含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の排気ガス浄化用触媒。
  10. 前記第2化合物の前駆体のアスペクト比が0.5〜10の範囲内にあることを特徴とする請求項8に記載の排気ガス浄化用触媒。
  11. 前記触媒層に含有される前の、前記貴金属粒子を担持した第1化合物を第2化合物で覆ってなる粉末中における前記貴金属粒子の分散度が35〜80%の範囲内にあることを特徴とする請求項1に記載の排気ガス浄化用触媒。
  12. 前記触媒層に含有される前でかつ前記第2化合物で覆う前の、前記第1化合物に担持された貴金属粒子の分散度が50〜100%の範囲内にあることを特徴とする請求項1に記載の排気ガス浄化用触媒。
  13. 前記貴金属粒子が担持された第1化合物の大きさが、前記第2化合物の粒子間の隙間よりも大きいことを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の排気ガス浄化用触媒。
  14. ハニカム担体と、
    前記ハニカム担体上に設けられた触媒層と、
    を備え、
    前記触媒層は、貴金属粒子と、該貴金属粒子が担持され、95〜99%のZrOと1〜5%のLaから成る複数の第1化合物と、これら貴金属粒子を担持した複数の第1化合物を覆い、第1化合物同士を互いに離隔させ、さらにAl及びZrのうち少なくともいずれかを含む酸化物である第2化合物と、を有し、
    前記触媒層の細孔容積が0.24〜0.8cm/gの範囲内にあり、前記第2化合物の粒子径が10〜100nmの範囲内にあることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
  15. 請求項1〜14のいずれか1項に記載の排気ガス浄化用触媒の製造方法であって、
    第1化合物に貴金属粒子を担持する担持工程と、
    第2化合物又は第2化合物の前駆体を水に分散させてスラリ化するスラリ化工程と、
    前記第2化合物のスラリ中に、貴金属粒子を担持した前記第1化合物を分散させる分散化工程と、
    この第1化合物が分散化された第2化合物のスラリを乾燥した後に焼成する乾燥・焼成工程とを含み、
    前記分散化工程において、貴金属粒子を担持した第1化合物の凝集体を解す条件で処理することを特徴とする排気ガス浄化用触媒の製造方法。
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