JP5024656B2 - COMPOSITE MATERIAL, COMPOSITE MATERIAL BASE, COMPOSITE MATERIAL DISPERSION AND METHOD FOR PRODUCING THEM - Google Patents

COMPOSITE MATERIAL, COMPOSITE MATERIAL BASE, COMPOSITE MATERIAL DISPERSION AND METHOD FOR PRODUCING THEM Download PDF

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本発明は、複合材料及びその製造方法、その複合材料を用いた複合材料基材、並びに複合材料分散液及びそれを用いた複合材料基材の製造方法に関する。   The present invention relates to a composite material and a method for producing the same, a composite material substrate using the composite material, a composite material dispersion, and a method for producing a composite material substrate using the same.

ガソリンエンジンについては、排気の厳しい規制とそれに対処できる技術の進歩とにより、排気中の有害成分は確実に減少している。しかし、ディーゼルエンジンについては、排気中にパティキュレート(粒子状物質:炭素微粒子からなるスート、可溶性有機成分(SOF)等、以下「PM」という)が含まれていることから、排気浄化のための技術的課題が多く残されている。   As for gasoline engines, harmful components in the exhaust are steadily reduced due to strict regulations on exhaust and technological advances that can cope with it. However, diesel engines contain particulates (particulate matter: soot made of carbon fine particles, soluble organic components (SOF), etc., hereinafter referred to as “PM”) for exhaust purification. Many technical issues remain.

そこで近年では、PM、なかでもスート成分を低温から酸化することのできる酸化触媒の開発が行われている。例えば、特開2004−42021号公報(特許文献1)においては、銀(Ag)及び/又はコバルト(Co)で安定化されたセリア(CeO)を有する触媒組成がDPFの再生中のすす酸化を促進することが開示され、Agとセリアのモル比は4:1〜1:4(CeとAgの合計量に対するAgの含有量(モル%)は20mol%〜80mol%に相当)が好ましく、3:1〜1:3(CeとAgの合計量に対するAgの含有量(モル%)は33mol%〜67mol%に相当)がより好ましいことが記載されている。そして、Agの含有量が75mol%でCeの含有量が25mol%の混合物について活性度が最大であったとされている。また、Agの含有量が25mol%でCeの含有量が75mol%の混合物では、唯一の酸化剤として酸素を用いてもすす酸化に関して活性であり、この場合に気相中に活性酸素種を生成することができると示されている。なお、特許文献1に記載されている触媒の製造方法は、セルロース材料(Whatman(登録商標)フィルタペーパー540)に硝酸塩前駆体を含浸させ、室温で一晩乾燥させた後に600℃、2時間の条件でセルロースを燃やすことにより、約70〜200Å程度に集中した多孔性と14〜150m/gの高比表面積を有する触媒組成を得る方法である。 Therefore, in recent years, an oxidation catalyst that can oxidize PM, particularly a soot component, from a low temperature has been developed. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-42021 (Patent Document 1), a catalyst composition having ceria (CeO 2 ) stabilized with silver (Ag) and / or cobalt (Co) is oxidized by soot oxidation during regeneration of DPF. The molar ratio of Ag to ceria is preferably 4: 1 to 1: 4 (the Ag content (mol%) relative to the total amount of Ce and Ag is equivalent to 20 mol% to 80 mol%), It is described that 3: 1 to 1: 3 (Ag content (mol%) with respect to the total amount of Ce and Ag is equivalent to 33 mol% to 67 mol%) is more preferable. The activity of the mixture having an Ag content of 75 mol% and a Ce content of 25 mol% is said to be maximum. In addition, a mixture having an Ag content of 25 mol% and a Ce content of 75 mol% is active with respect to soot oxidation even if oxygen is used as the only oxidant. In this case, active oxygen species are generated in the gas phase. It is shown that you can. In addition, the manufacturing method of the catalyst described in Patent Document 1 is obtained by impregnating a cellulose material (Whatman (registered trademark) filter paper 540) with a nitrate precursor and drying it overnight at room temperature. This is a method for obtaining a catalyst composition having a porosity concentrated to about 70 to 200 m2 and a high specific surface area of 14 to 150 m 2 / g by burning cellulose under conditions.

このような特許文献1における評価方法は大きく2つあり、一つはディーゼルすすと触媒組成をへらによりloose−contactせしめたものを酸素10%雰囲気等でTGAにより分解速度を測定する方法であり、もう一つはDPFにより圧損バランス試験を行う方法である。そして、例えばAgの含有量が75mol%の触媒組成についてのTGA評価では、NO:1010ppm、O:10%という好条件で且つ最良の触媒組成であっても323℃における酸化速度は0.117hr−1である。すなわち、NOという強力な酸化剤が十分に存在する条件であっても、1時間に酸化されるスートの割合は11.7%にすぎない。一方、圧損バランス試験においては、Ag−Ce系であるCPF−15では325℃付近でほぼPMを酸化できていることになっているが、この試験結果は先の試験結果と矛盾していることから、実際の圧損バランス試験においてはスート成分のすり抜け等が生じていると本発明者らは考えており、文献1に記載の触媒組成、すなわち単純にAg及びCeO又はCo及びCeOが存在するのみでは、スート等の炭素含有成分、HC、CO又はNO等の成分を低温で十分に酸化することはできなかった。
特開2004−42021号公報
There are mainly two evaluation methods in Patent Document 1, and one is a method of measuring the decomposition rate by TGA in a 10% oxygen atmosphere or the like in which diesel soot and the catalyst composition are loose-contacted with a spatula, The other is a method of performing a pressure loss balance test using a DPF. For example, in the TGA evaluation for the catalyst composition having an Ag content of 75 mol%, the oxidation rate at 323 ° C. is 0. 0 even under the best catalyst composition of NO 2 : 1010 ppm and O 2 : 10%. 117 hr −1 . That is, even under the condition that a strong oxidizer of NO 2 is sufficiently present, the ratio of soot oxidized in one hour is only 11.7%. On the other hand, in the pressure loss balance test, CPF-15, which is an Ag-Ce system, can oxidize PM at around 325 ° C, but this test result is inconsistent with the previous test result. Therefore, the present inventors consider that the soot component slipped out in the actual pressure loss balance test, and the catalyst composition described in Document 1, ie, simply Ag and CeO 2 or Co and CeO 2 exist. However, it was not possible to sufficiently oxidize carbon-containing components such as soot and components such as HC, CO or NO at low temperatures.
JP 2004-42021 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、スート等の炭素含有成分、HC、CO又はNO等の成分をより低温で十分に酸化することが可能な酸化触媒等として非常に有用な複合材料及びそれを用いた複合材料基材、並びにそのような複合材料及び複合材料基材を効率良く且つ確実に得ることができる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-described problems of the prior art. As an oxidation catalyst that can sufficiently oxidize carbon-containing components such as soot, components such as HC, CO, or NO at a lower temperature. It is an object of the present invention to provide a very useful composite material and a composite material substrate using the same, and a production method capable of efficiently and reliably obtaining such a composite material and composite material substrate.

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、価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子に、平均一次粒径が0.3〜30nmであり且つ少なくとも一部が+2価となっているAg超微粒子が担持された構造とすることにより、スート等の炭素含有成分、HC、CO又はNO等の成分をより低温で十分に酸化することが可能な酸化触媒等として非常に有用な複合材料となることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention have an average primary particle size of 0.3 to 30 nm and a metal oxide fine particle composed of a metal oxide capable of changing valence, and at least Oxidation that can sufficiently oxidize carbon-containing components such as soot, components such as HC, CO, or NO at a lower temperature by adopting a structure in which Ag ultrafine particles that are partially +2 are supported. The inventors have found that the composite material is very useful as a catalyst or the like, and have completed the present invention.

すなわち、本発明の複合材料は、価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子と、平均一次粒径が0.3〜30nmであり且つ少なくとも一部が+2価となっているAg超微粒子とからなることを特徴とするものである。   That is, the composite material of the present invention is composed of metal oxide fine particles made of a metal oxide capable of changing the valence, Ag having an average primary particle size of 0.3 to 30 nm and at least a part of +2 Ag. It is characterized by comprising ultrafine particles.

上記本発明にかかる前記金属酸化物微粒子を構成する第二の金属酸化物が、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Zr、Fe、Ti、Al、Mg、Co、Ni、Mn、Cr、Mo、W及びVの酸化物、これらの固溶体、並びにこれらの複合酸化物からなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。 The second metal oxide constituting the Kikin genus oxide fine particles before according to the present invention, La, Ce, Pr, Nd , Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb , Lu, Y, Zr, Fe, Ti, Al, Mg, Co, Ni, Mn, Cr, Mo, W and V oxides, solid solutions thereof, and at least selected from the group consisting of these complex oxides One type is preferred.

また、上記本発明にかかる前記金属酸化物微粒子が、前記Ag超微粒子により生成された酸素活性種を移動することが可能な酸素活性種移動材からなる酸素活性種移動材粒子であることが好ましく、中でも、前記酸素活性種移動材がCeO又はCeを含む複合酸化物であり、La、Nd、Pr、Sm、Y、Ca、Ti、Fe、Zr及びAlからなる群から選択される少なくとも一種を添加金属として更に含有していることが特に好ましい。 The metal oxide fine particles according to the present invention are preferably oxygen active species transfer material particles made of an oxygen active species transfer material capable of transferring oxygen active species generated by the Ag ultrafine particles. In particular, the oxygen active species transfer material is a composite oxide containing CeO 2 or Ce, and at least one selected from the group consisting of La, Nd, Pr, Sm, Y, Ca, Ti, Fe, Zr, and Al. It is particularly preferable to further contain as an additive metal.

このような本発明の複合材料においては、大気中500℃で5時間焼成した後の前記金属酸化物微粒子の平均一次粒径が1〜75nmであることが好ましい。また、このような本発明の複合材料は、炭素含有成分酸化用の酸化触媒等として非常に有用である。 In such a composite material of the present invention, it is preferable that an average primary particle size of the metal oxide fine particles after firing for 5 hours at 500 ° C. in the air is 1 to 75 nm. Further, such a composite material of the present invention is very useful as an oxidation catalyst for oxidizing carbon-containing components .

本発明の複合材料の第一の製造方法は、
Agの塩と価数変動可能な金属の塩とを含有する溶液から、Ag粒子が価数変動可能な金属の塩に由来する金属化合物微粒子により覆われている凝集体を生成せしめる工程と、
得られた凝集体から前記Agの一部を酸により溶出せしめた後に焼成することによって、価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子と、平均一次粒径が0.3〜30nmであり且つ少なくとも一部が+2価となっているAg超微粒子とからなる複合材料を得る工程と、
を含むことを特徴とする方法である。
The first production method of the composite material of the present invention is:
A step of producing an aggregate in which Ag particles are covered with metal compound fine particles derived from a metal salt capable of changing the valence, from a solution containing an Ag salt and a metal salt capable of changing the valence;
A part of Ag is eluted from the obtained aggregate with an acid and then baked to form metal oxide fine particles made of a metal oxide capable of changing the valence, and an average primary particle size of 0.3 to 30 nm. And a step of obtaining a composite material composed of Ag ultrafine particles having at least a part of +2;
It is the method characterized by including.

上記本発明の複合材料の第一の製造方法においては、前記凝集体から前記Agの一部を酸により溶出せしめる際に、アルカリを添加して前記溶出を停止せしめることが好ましい。   In the first method for producing a composite material of the present invention, it is preferable to stop the elution by adding an alkali when eluting a part of the Ag from the aggregate with an acid.

また、本発明の複合材料の第二の製造方法は、
Agの塩と価数変動可能な金属の塩とを含有する溶液から、Ag粒子が価数変動可能な金属の塩に由来する金属化合物微粒子により覆われている凝集体を生成せしめる工程と、
得られた凝集体から前記Agの少なくとも一部を酸により溶出せしめる工程と、
前記金属化合物微粒子の表面にアルカリの存在下でAg超微粒子を担持せしめた後に焼成することによって、価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子と、平均一次粒径が0.3〜30nmであり且つ少なくとも一部が+2価となっているAg超微粒子とからなる複合材料を得る工程と、
を含むことを特徴とする方法である。
In addition, the second production method of the composite material of the present invention includes:
A step of producing an aggregate in which Ag particles are covered with metal compound fine particles derived from a metal salt capable of changing the valence, from a solution containing an Ag salt and a metal salt capable of changing the valence;
Eluting at least a part of the Ag from the obtained aggregate with an acid;
A metal oxide fine particle composed of an oxide of a metal whose valence can be varied by carrying Ag ultrafine particles on the surface of the metal compound fine particles in the presence of an alkali and then firing, and an average primary particle size of 0.3. Obtaining a composite material composed of Ag ultrafine particles having a diameter of ˜30 nm and at least a part of which is +2;
It is the method characterized by including.

さらに、本発明の複合材料の第三の製造方法は、
価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子の表面を酸により溶解せしめる工程と、
前記金属酸化物微粒子の表面にアルカリの存在下でAg超微粒子を担持せしめることによって、価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子と、平均一次粒径が0.3〜30nmであり且つ少なくとも一部が+2価となっているAg超微粒子とからなる複合材料を得る工程と、
を含むことを特徴とする方法である。
Furthermore, the third method for producing the composite material of the present invention includes:
A step of dissolving the surface of metal oxide fine particles comprising a metal oxide capable of changing valence with an acid;
By supporting Ag ultrafine particles in the presence of alkali on the surface of the metal oxide fine particles, metal oxide fine particles made of a metal oxide capable of changing the valence, and an average primary particle size of 0.3 to 30 nm. A step of obtaining a composite material comprising Ag ultrafine particles that are present and at least a part of which is +2;
It is the method characterized by including.

前記本発明の複合材料の第一〜第三の製造方法において、前記アルカリがアンモニアであることが特に好ましい。   In the first to third production methods of the composite material of the present invention, the alkali is particularly preferably ammonia.

本発明の複合材料基材は、基材と、上記本発明の複合材料とを備えることを特徴とするものである。このような本発明の複合材料基材は、排気浄化基材等として非常に有用である。   The composite material base material of the present invention comprises a base material and the composite material of the present invention. Such a composite material substrate of the present invention is very useful as an exhaust purification substrate and the like.

本発明の第一の複合材料分散液は、上記本発明の複合材料と、分散媒とを含有していることを特徴とするものである。かかる本発明の第一の複合材料分散液は、バインダーを更に含有していてもよい。   The first composite material dispersion of the present invention contains the composite material of the present invention and a dispersion medium. The first composite material dispersion of the present invention may further contain a binder.

また、本発明の第二の複合材料分散液は、上記本発明の複合材料の第一又は第二の製造方法の過程で得られた焼成前の複合材料と、分散媒とを含有していることを特徴とするものである。   The second composite material dispersion of the present invention contains a composite material before firing obtained in the first or second production method of the composite material of the present invention and a dispersion medium. It is characterized by this.

さらに、本発明の複合材料基材の製造方法は、上記本発明の第一又は第二の複合材料分散液を基材に接触させた後に焼成することによって複合材料基材を得ることを特徴とする方法である。   Furthermore, the method for producing a composite material substrate of the present invention is characterized in that a composite material substrate is obtained by firing the first or second composite material dispersion of the present invention after contacting the substrate. It is a method to do.

なお、本発明の複合材料の製造方法により本発明の複合材料が得られるようになる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、本発明の複合材料の第一及び第二の製造方法においては、先ず、反応溶液中に価数変動可能な金属の塩に由来する金属化合物微粒子(固体状の金属酸化物前駆体)が生成し、それがAgの塩に由来するAgイオン又はAg化合物に対して還元剤として作用して、いわゆる銀鏡反応に類似した還元反応が進行する。このように還元法による無電解めっき反応において還元剤が固体である場合には、その固体の表面上で金属の析出反応が進行しながら、析出したAgが固体状の還元剤(金属化合物微粒子)に覆われる形態となる。そのため、金属化合物微粒子が核となるAg粒子を包み込む形で反応が進行し、Ag粒子の周りに金属化合物微粒子が凝集すると凝集体のゼータ電位が変化し、それによって凝集体同士に反発力が生じ、またこの状態が熱力学的に安定であることから、粒径の揃ったナノレベルの凝集体が生成するものと本発明者らは推察する。   The reason why the composite material of the present invention can be obtained by the method for producing the composite material of the present invention is not necessarily clear, but the present inventors speculate as follows. That is, in the first and second production methods of the composite material of the present invention, first, metal compound fine particles (solid metal oxide precursor) derived from a metal salt capable of changing the valence in the reaction solution. It is produced and acts as a reducing agent on Ag ions or Ag compounds derived from Ag salts, and a reduction reaction similar to the so-called silver mirror reaction proceeds. Thus, when the reducing agent is a solid in the electroless plating reaction by the reduction method, the precipitated Ag is a solid reducing agent (metal compound fine particles) while the metal precipitation reaction proceeds on the surface of the solid. It becomes the form covered with. Therefore, the reaction proceeds in such a way that the metal compound fine particles wrap around the core Ag particles, and when the metal compound fine particles aggregate around the Ag particles, the zeta potential of the aggregates changes, thereby generating repulsive forces between the aggregates. In addition, since this state is thermodynamically stable, the present inventors infer that nano-level aggregates with uniform particle sizes are produced.

そして、本発明の複合材料の第一の製造方法においては、得られた凝集体からAgの一部を酸処理により溶出せしめる際に、金属酸化物と電子の授受が可能であるAg超微粒子は酸による溶解処理によっても溶出しにくいため、核となっているAg粒子が優先的に溶解してAg超微粒子が残存することとなり、さらにAg粒子が溶解する過程において酸によるエッチング作用によりAg超微粒子が形成され易くなる。したがって、このようにして酸処理された材料を焼成することによって、価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子に平均一次粒径が0.3〜30nmであり且つ少なくとも一部が+2価となっているAg超微粒子が担持された複合材料が得られるようになる。   And in the 1st manufacturing method of the composite material of this invention, when eluting one part of Ag from the obtained aggregate by an acid treatment, the Ag ultrafine particle which can give / receive a metal oxide and an electron is Since it is difficult to elute even by dissolution treatment with an acid, the core Ag particles are preferentially dissolved and the Ag ultrafine particles remain, and further, the Ag ultrafine particles are caused by the etching action by the acid in the process of dissolving the Ag particles. Is easily formed. Therefore, by firing the acid-treated material in this way, the metal oxide fine particles made of a metal oxide capable of changing the valence have an average primary particle size of 0.3 to 30 nm and at least a part thereof. A composite material in which Ag fine particles having +2 valence are supported can be obtained.

また、本発明の複合材料の第二の製造方法においては、得られた凝集体からAgの少なくとも一部を酸処理により溶出せしめる際に酸によるエッチング作用によりAg超微粒子が形成され易くなり、さらに金属化合物微粒子の表面にアルカリ処理により水酸基が形成され、その水酸基とAgが原子レベルで反応することによってAg超微粒子が形成されることになる。したがって、このようにして酸処理された後にアルカリの存在下でAgイオンを反応せしめた材料を焼成することによって、価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子に平均一次粒径が0.3〜30nmであり且つ少なくとも一部が+2価となっているAg超微粒子が担持された複合材料が得られるようになる。   Further, in the second method for producing a composite material of the present invention, when at least a part of Ag is eluted from the obtained aggregate by acid treatment, Ag ultrafine particles are easily formed by an etching action with an acid. Hydroxyl groups are formed on the surface of the metal compound fine particles by alkali treatment, and Ag super fine particles are formed by reacting the hydroxyl groups with Ag at the atomic level. Therefore, by firing the material that has been subjected to acid treatment in this manner and then reacted with Ag ions in the presence of alkali, the average primary particle size of the metal oxide fine particles composed of metal oxides that can vary in valence can be increased. A composite material carrying Ag ultrafine particles of 0.3 to 30 nm and at least a part of which is +2 is supported.

さらに、本発明の複合材料の第三の製造方法においては、価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子の表面を酸処理により溶解せしめる際に酸によるエッチング作用によりAg超微粒子が形成され易くなり、さらに金属化合物微粒子の表面にアルカリ処理により水酸基が形成され、その水酸基とAgが原子レベルで反応することによってAg超微粒子が形成されることになる。したがって、このようにして酸処理された後にアルカリの存在下でAgイオンを反応せしめた材料を焼成することによって、価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子に平均一次粒径が0.3〜30nmであり且つ少なくとも一部が+2価となっているAg超微粒子が担持された複合材料が得られるようになる。   Furthermore, in the third production method of the composite material of the present invention, when the surface of the metal oxide fine particles made of a metal oxide capable of changing the valence is dissolved by acid treatment, the Ag ultrafine particles are formed by an etching action with an acid. It becomes easy to form, and furthermore, a hydroxyl group is formed on the surface of the metal compound fine particle by an alkali treatment, and the hydroxyl group and Ag react at the atomic level, thereby forming an Ag ultrafine particle. Therefore, by firing the material that has been subjected to acid treatment in this manner and then reacted with Ag ions in the presence of alkali, the average primary particle size of the metal oxide fine particles composed of metal oxides that can vary in valence can be increased. A composite material carrying Ag ultrafine particles of 0.3 to 30 nm and at least a part of which is +2 is supported.

また、本発明の複合材料を酸化触媒として用いた場合に、スート等の炭素含有成分、HC、CO、NO等の成分を含酸素物質が存在する雰囲気においてより低温で十分に酸化することが可能となる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。以下、金属酸化物微粒子として酸素活性種移動材粒子、含酸素物質として酸素を用いて炭素含有成分を酸化する場合を例にして説明する。   In addition, when the composite material of the present invention is used as an oxidation catalyst, it is possible to sufficiently oxidize carbon-containing components such as soot and components such as HC, CO, and NO at a lower temperature in an atmosphere containing oxygen-containing substances. The reason for this is not necessarily clear, but the present inventors infer as follows. Hereinafter, the case where the carbon-containing component is oxidized using oxygen active species transfer material particles as the metal oxide fine particles and oxygen as the oxygen-containing substance will be described as an example.

本発明の酸化触媒においては、Ag超微粒子が、含酸素物質から酸素を遊離させ酸素活性種を生成する酸素遊離材粒子としての役割を担っていると本発明者らは推察する。本発明にかかるAg超微粒子は、少なくとも一部がAg2+として検出されるものである。そして、価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子上にAgを配置することにより、価数変動可能な金属元素とAgとの電子のやりとりによりAg2+が生成し易くなる。こうして生成したAg2+は、電子スピン共鳴(ESR)により検出可能である。また、Ag2+として検出されるのは、孤立して存在するAg原子である。なお、Ag超微粒子の全てが原子状である必要はなく、平均一次粒径がなるべく小さくなるようにAgを担持すれば、その一部は孤立して存在してAg2+として存在することが可能となる。 In the oxidation catalyst of the present invention, the present inventors speculate that Ag ultrafine particles play a role as oxygen-releasing material particles that liberate oxygen from oxygen-containing substances and generate oxygen active species. The Ag ultrafine particles according to the present invention are at least partially detected as Ag 2+ . By arranging Ag on metal oxide fine particles made of a metal oxide capable of changing valence, Ag 2+ is easily generated by exchange of electrons between the metal element capable of changing valence and Ag. Ag 2+ thus generated can be detected by electron spin resonance (ESR). Further, Ag atoms that are detected as Ag 2+ are isolated. Note that it is not necessary for all of the Ag ultrafine particles to be atomic, and if Ag is supported so that the average primary particle size is as small as possible, some of them can be isolated and exist as Ag 2+. It becomes.

このようなAg超微粒子から酸素活性種が生成されるメカニズム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、前述のようにAg超微粒子の少なくとも一部は、価数変動可能な金属元素との電子の授受によってAg2+として存在する。なお、Agイオンは+1、+2、+3価を取り得るが、+1価が最も安定である。しかし、Agが超微粒子として存在するとAgと価数変動可能な金属元素がさらに電子の授受を行うためAg2+をとることが可能となり、このような電子の授受の際に酸素活性種が生成されるようになるものと本発明者らは推察する。 Although the mechanism by which oxygen active species are generated from such Ag ultrafine particles is not necessarily clear, the present inventors infer as follows. That is, as described above, at least a part of the Ag ultrafine particles exists as Ag 2+ by exchange of electrons with a metal element capable of changing the valence. In addition, although Ag ion can take +1, +2, +3 valence, +1 valence is the most stable. However, when Ag is present as ultrafine particles, Ag + and a metal element capable of changing the valence can further exchange electrons, so that it is possible to take Ag 2+ , and oxygen active species are generated during such electron transfer. The present inventors speculate that this will be done.

そして、本発明の酸化触媒においては、Ag超微粒子により比較的低温でも含酸素物質から酸素が遊離され、遊離されて生成した酸素活性種(O:例えば酸素イオン)が酸素活性種移動材粒子(金属酸化物微粒子)により炭素含有成分の表面に移動され、そこで表面酸化物が形成される。なお、このような表面酸化物のCとOの結合は、主にC=O、C=C及びC−Oに分類できることが知られている(Applied Catalysis B,50,185−194(2004))。次いで、このようにして形成された表面酸化物が気相酸素により、或いは酸素活性種移動材粒子を介して移動してくる酸素活性種により酸化される。このようにして、炭素含有成分の周囲から酸化された部分が除去され、炭素含有成分は縮小していき、最終的に完全に酸化されて炭素含有成分は消失する。 In the oxidation catalyst of the present invention, oxygen is released from the oxygen-containing substance even at a relatively low temperature by the Ag ultrafine particles, and the oxygen active species (O * : for example, oxygen ions) generated by the release are oxygen active species transfer material particles. It is moved to the surface of the carbon-containing component by (metal oxide fine particles), where a surface oxide is formed. In addition, it is known that the bond of C and O in such a surface oxide can be classified mainly into C═O, C═C, and C—O (Applied Catalysis B, 50, 185-194 (2004)). ). Next, the surface oxide formed in this way is oxidized by gas-phase oxygen or oxygen active species moving through oxygen active species transfer material particles. In this way, the oxidized portion is removed from the periphery of the carbon-containing component, the carbon-containing component shrinks, and finally, it is completely oxidized and the carbon-containing component disappears.

このように、本発明の酸化触媒においては、酸素活性種の酸化作用によりスート等の炭素含有成分を低温で十分に酸化することが可能となると本発明者らは推察する。なお、本発明の酸化触媒を用いてスート等の炭素含有成分以外を酸化する場合においても、また、含酸素物質が酸素以外の場合でも、酸素活性種が生じて同様な機構により、スート等の炭素含有成分、HC、CO、又はNO等の成分を酸化できる。   Thus, the present inventors speculate that in the oxidation catalyst of the present invention, carbon-containing components such as soot can be sufficiently oxidized at a low temperature by the oxidizing action of the oxygen active species. In addition, even in the case of oxidizing other than carbon-containing components such as soot using the oxidation catalyst of the present invention, and even when the oxygen-containing substance is other than oxygen, oxygen active species are generated, and soot or the like is generated by a similar mechanism. Components such as carbon-containing components, HC, CO, or NO can be oxidized.

なお、本発明において、このような含酸素物質としては、Oの他に、NO、SO、O、過酸化物、超酸化物、カルボニル化合物、アルコール化合物、エーテル化合物、ニトロ化合物等の酸素原子を含有する化合物であって、スート等の炭素含有成分、HC、CO、NO等の成分を酸化する雰囲気において気体となっているものを例示することができる。 In the present invention, as such oxygen-containing substances, in addition to O 2 , NO X , SO X , O 3 , peroxides, superoxides, carbonyl compounds, alcohol compounds, ether compounds, nitro compounds, etc. Examples of the compound containing oxygen atoms in the form of a gas in an atmosphere that oxidizes carbon-containing components such as soot and components such as HC, CO, and NO can be given.

また、酸素活性種としては、O 、O、O2−が例示される。酸素分子は、触媒上で電子を与えられるにしたがって、O→O →2O→2O2−といった酸素種に活性化されることが知られている。 Examples of the oxygen active species include O 2 , O and O 2− . It is known that oxygen molecules are activated to oxygen species such as O 2 → O 2 → 2O → 2O 2− as electrons are given on the catalyst.

本発明によれば、スート等の炭素含有成分、HC、CO又はNO等の成分をより低温で十分に酸化することが可能な酸化触媒等として非常に有用な複合材料及びそれを用いた複合材料基材、並びにそのような複合材料及び複合材料基材を効率良く且つ確実に得ることができる製造方法を提供することが可能となる。   According to the present invention, a composite material very useful as an oxidation catalyst capable of sufficiently oxidizing a carbon-containing component such as soot and a component such as HC, CO or NO at a lower temperature, and a composite material using the same It becomes possible to provide a substrate, and a production method capable of efficiently and reliably obtaining such a composite material and a composite material substrate.

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、本発明の複合材料について説明する。すなわち、本発明の複合材料は、価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子と、平均一次粒径が0.3〜30nmであり且つ少なくとも一部が+2価となっているAg超微粒子とからなることを特徴とするものである。   First, the composite material of the present invention will be described. That is, the composite material of the present invention is composed of metal oxide fine particles made of a metal oxide capable of changing the valence, Ag having an average primary particle size of 0.3 to 30 nm and at least a part of +2 Ag. It is characterized by comprising ultrafine particles.

なお、本発明にかかるAg超微粒子及び金属酸化物微粒子そのものは一次粒子であり、前者が後者により覆われてなる二次粒子や後者が凝集してなる二次粒子を「凝集体(又は一次凝集体)」、さらにそのような凝集体が集合してなる三次粒子を「集合体(又は二次凝集体)」と称する。   The Ag ultrafine particles and metal oxide fine particles themselves according to the present invention are primary particles. Secondary particles formed by the former being covered by the latter and secondary particles formed by aggregating the latter are referred to as “aggregates (or primary aggregates). Aggregation) ”and tertiary particles formed by aggregation of such aggregates are referred to as“ aggregates (or secondary aggregates) ”.

本発明の複合材料においては、Ag超微粒子が必須構成要素として用いられる。このようなAgは、含酸素物質からの酸素の遊離と酸素原子との結合性とのバランスがよく、含酸素物質から酸素を遊離させ酸素活性種を生成する酸素遊離材として機能するものである。そして、このようなAg超微粒子によって、効率的にPM等を酸化する反応系に酸素原子を取り込むことが可能となる。また、このようなAg超微粒子(酸素遊離材)は、含酸素物質捕捉材として機能することもある。そのため、このようなAg超微粒子によって、より低温から大量の酸素活性種を炭素含有成分、HC、CO又はNO等の成分に供給して酸化を促進することが可能となる。   In the composite material of the present invention, Ag ultrafine particles are used as an essential component. Such Ag has a good balance between the liberation of oxygen from the oxygen-containing substance and the binding properties of oxygen atoms, and functions as an oxygen-releasing material that liberates oxygen from the oxygen-containing substance and generates oxygen active species. . Such Ag ultrafine particles can incorporate oxygen atoms into a reaction system that efficiently oxidizes PM and the like. In addition, such Ag ultrafine particles (oxygen release material) may function as an oxygen-containing substance capturing material. Therefore, with such Ag ultrafine particles, it is possible to supply a large amount of oxygen active species from a lower temperature to components such as carbon-containing components, HC, CO, or NO to promote oxidation.

本発明にかかるAg超微粒子においては、その少なくとも一部が+2価となっているAg2+として検出されるものであることが必要である。Ag2+が存在しないと、含酸素物質からの酸素の遊離が十分に達成されず、炭素含有成分、HC、CO、又はNO等の成分を酸化する能力が低下する。 In the Ag ultrafine particles according to the present invention, it is necessary that at least a part of the Ag ultrafine particles is detected as Ag 2+ having +2. In the absence of Ag 2+ , the release of oxygen from the oxygen-containing substance is not sufficiently achieved, and the ability to oxidize components such as carbon-containing components, HC, CO, or NO decreases.

なお、本発明にかかるAg超微粒子におけるAg2+の存在比は特に制限されないが、ESRにより検出可能である程度以上含まれることが好ましい。 In addition, the abundance ratio of Ag 2+ in the Ag ultrafine particles according to the present invention is not particularly limited, but is preferably included to some extent so as to be detectable by ESR.

本発明にかかるAg超微粒子を構成するAgは、Agを単独で用いたものが好ましいが、AgとAg以外の他の金属とからなる合金であってもよい。また、Ag超微粒子は、その一部が、酸化物を形成していてもよく、他の元素との化合物を形成していてもよい。前記Ag超微粒子の一部が酸化物や化合物を形成している場合、Agの含有率が0.3質量%以上であることが好ましい。   The Ag constituting the Ag ultrafine particles according to the present invention is preferably Ag alone, but may be an alloy composed of Ag and another metal other than Ag. In addition, part of the Ag ultrafine particles may form an oxide or may form a compound with another element. When a part of the Ag ultrafine particles forms an oxide or a compound, the Ag content is preferably 0.3% by mass or more.

また、本発明にかかるAg超微粒子は、平均一次粒径が0.3〜30nmであることが必要であり、0.3〜20nmであることがより好ましい。Ag原子の大きさが0.3nm程度であることから平均一次粒径が0.3nm未満のAg超微粒子は理論上存在し得ず、他方、Ag超微粒子の平均一次粒径が30nmを超えると、Ag2+が孤立して存在しにくくなる。 In addition, the Ag ultrafine particles according to the present invention are required to have an average primary particle size of 0.3 to 30 nm, and more preferably 0.3 to 20 nm. Since the size of Ag atoms is about 0.3 nm, Ag ultrafine particles having an average primary particle size of less than 0.3 nm cannot theoretically exist. On the other hand, when the average primary particle size of Ag ultrafine particles exceeds 30 nm, , Ag 2+ is isolated and difficult to exist.

本発明にかかる金属酸化物微粒子を構成する金属としては、前記酸素活性種を移動することが可能な酸素活性種移動材であることが好ましく、このような観点から価数変動可能な金属が用いられる。このような第二の金属の酸化物としては、、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Zr、Fe、Ti、Al、Mg、Co、Ni、Mn、Cr、Mo、W及びVの酸化物、これらの固溶体、並びにこれらの複合酸化物からなる群から選択される少なくとも一種が好ましく、CeO、Fe、ZrO、Y、TiO、Al、MgO、Co、Pr、Nd、これらの固溶体、及びこれらの複合酸化物からなる群から選択される少なくとも一種であることがより好ましく、中でもCeO及びCeを含む複合酸化物が特に好ましい。また、本発明にかかる金属酸化物においては、酸素活性種を移動させるためにある程度の欠陥を有するものが好ましい。 The metal constituting the metal oxide fine particles according to the present invention is preferably an oxygen active species transfer material capable of transferring the oxygen active species, and a metal capable of changing the valence is used from such a viewpoint. It is done. Such second metal oxides include La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Y, Zr, Fe, At least one selected from the group consisting of oxides of Ti, Al, Mg, Co, Ni, Mn, Cr, Mo, W, and V, solid solutions thereof, and composite oxides thereof is preferable. CeO 2 , Fe 2 From the group consisting of O 3 , ZrO 2 , Y 2 O 3 , TiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, Co 3 O 4 , Pr 2 O 3 , Nd 2 O 3 , solid solutions thereof, and complex oxides thereof It is more preferable that it is at least one selected, and among these, composite oxides containing CeO 2 and Ce are particularly preferable. In addition, the metal oxide according to the present invention preferably has a certain amount of defects in order to move oxygen active species.

本発明にかかる金属酸化物がCeO又はCeを含む複合酸化物の場合には、酸素活性種の移動度を高めると共にCeO粒子又はCeを含む複合酸化物粒子の粗大化をより確実に防止するために、La、Nd、Pr、Sm、Y、Ca、Ti、Fe、Zr及びAlからなる群から選択される少なくとも一種(特に好ましくはLa及び/又はNd)を添加金属として更に含有していることがより好ましい。なお、このような添加成分を含有する場合、Ceと添加成分の合計量に対して添加成分の含有量が1〜30mol%程度が好ましく、5〜20mol%程度がより好ましい。 When the metal oxide according to the present invention is a complex oxide containing CeO 2 or Ce, the mobility of oxygen active species is increased and the coarsening of the complex oxide particles containing CeO 2 particles or Ce is more reliably prevented. Therefore, at least one selected from the group consisting of La, Nd, Pr, Sm, Y, Ca, Ti, Fe, Zr and Al (particularly preferably La and / or Nd) is further contained as an additive metal. More preferably. In addition, when such an additive component is contained, the content of the additive component is preferably about 1 to 30 mol%, and more preferably about 5 to 20 mol% with respect to the total amount of Ce and the additive component.

このような本発明にかかる金属酸化物微粒子の粒径は、特に限定されないが、大気中500℃で5時間焼成した後の平均粒径が1〜75nm(より好ましくは8〜20nm、更に好ましくは8〜15nm)であることが好ましく、また、酸素10容量%及び窒素90容量%からなる雰囲気中800℃で5時間焼成した後の平均粒径が8〜100nm(より好ましくは8〜60nm、更に好ましくは8〜40nm)であることが好ましい。金属酸化物微粒子の上記平均粒径が上記下限未満ではスート等の炭素含有成分との接触が阻害される傾向にあり、他方、上記上限を超えると酸素活性種が金属酸化物上を移動しにくくなる傾向にある。   The particle size of the metal oxide fine particles according to the present invention is not particularly limited, but the average particle size after firing for 5 hours at 500 ° C. in the atmosphere is 1 to 75 nm (more preferably 8 to 20 nm, still more preferably). The average particle size after firing for 5 hours at 800 ° C. in an atmosphere consisting of 10 volume% oxygen and 90 volume% nitrogen is preferably 8 to 100 nm (more preferably 8 to 60 nm, further It is preferably 8 to 40 nm. If the average particle size of the metal oxide fine particles is less than the lower limit, contact with a carbon-containing component such as soot tends to be inhibited. On the other hand, if the upper limit exceeds the upper limit, the oxygen active species hardly move on the metal oxide. Tend to be.

本発明の複合材料は、前記の金属酸化物微粒子と前記のAg超微粒子とからなるものであり、かかる金属酸化物微粒子とAg超微粒子との比率は特に限定されないが、Ag超微粒子を構成するAgと金属酸化物微粒子を構成する主たる金属との合計量に対するAg超微粒子を構成するAgの比率(モル比)が1〜40mol%であることが好ましく、1〜30mol%であることがより好ましい。Ag超微粒子を構成するAgの量が上記下限より少ないと、気相から遊離される酸素活性種の量が低下して炭素含有成分、HC、CO又はNO等の成分を酸化する能力が低下する傾向にあり、他方、金属酸化物微粒子を構成する主たる金属の量が上記下限より少ないと、炭素含有成分、HC、CO又はNO等の成分に移動できる酸素活性種の量が低下して炭素含有成分を酸化する能力が低下する傾向にある。   The composite material of the present invention comprises the metal oxide fine particles and the Ag ultrafine particles, and the ratio of the metal oxide fine particles to the Ag ultrafine particles is not particularly limited. The ratio (molar ratio) of Ag constituting the Ag ultrafine particles to the total amount of Ag and the main metal constituting the metal oxide fine particles is preferably 1 to 40 mol%, and more preferably 1 to 30 mol%. . If the amount of Ag constituting the Ag ultrafine particles is less than the above lower limit, the amount of oxygen active species released from the gas phase is reduced, and the ability to oxidize components such as carbon-containing components, HC, CO, or NO is reduced. On the other hand, if the amount of the main metal constituting the metal oxide fine particles is less than the above lower limit, the amount of oxygen-active species that can move to components such as carbon-containing components, HC, CO, or NO decreases, and carbon content The ability to oxidize components tends to decrease.

このような本発明の複合材料の平均粒径は特に制限されないが、0.005〜0.5μmであることが好ましく、0.005〜0.2μmであることがより好ましい。本発明の複合材料においては平均粒径が上記下限未満のようなものを得ることが困難となる傾向にあり、他方、平均粒径が上記上限を超えると金属酸化物微粒子(酸素活性種移動材粒子)と炭素含有成分等の接触が阻害される傾向にある。   The average particle size of the composite material of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.005 to 0.5 μm, and more preferably 0.005 to 0.2 μm. In the composite material of the present invention, it tends to be difficult to obtain a material having an average particle size less than the lower limit. On the other hand, if the average particle size exceeds the upper limit, metal oxide fine particles (oxygen-activated species transfer material) There is a tendency that contact between the particles) and the carbon-containing component is inhibited.

また、本発明の複合材料は、分散性が高いことが好ましく、全凝集体のうちの60容量%以上のものが前記平均粒径±50%の範囲内の粒径を有していることが好ましい。本発明の複合材料がこのように分散性が高いと、炭素含有成分を酸化する能力がより向上すると共に、DPF等の担体により均一に担持させることが可能となる傾向にある。   In addition, the composite material of the present invention preferably has high dispersibility, and 60% by volume or more of all aggregates may have a particle size in the range of the average particle size ± 50%. preferable. When the composite material of the present invention has such a high dispersibility, the ability to oxidize a carbon-containing component is further improved, and the composite material tends to be uniformly supported by a carrier such as DPF.

また、本発明の複合材料においては、前述のAg超微粒子の他に、Ag超微粒子より大きなAg粒子が存在してもよく、このようなAg粒子が存在する場合は、かかるAg粒子が核となり、その周囲を前記金属酸化物微粒子が覆っており、さらにその金属酸化物微粒子の表面に前記Ag超微粒子が担持されている凝集体となっていることが好ましい。このようなAg粒子が存在する場合、かかるAg粒子によっても酸素活性種が生成され、炭素含有成分、HC、CO又はNO等の成分に移動できる酸素活性種の量が増加して炭素含有成分を酸化する能力が向上する傾向にある。   Further, in the composite material of the present invention, in addition to the above-mentioned Ag ultrafine particles, Ag particles larger than Ag ultrafine particles may be present. When such Ag particles are present, such Ag particles serve as nuclei. It is preferable that the metal oxide fine particles cover the periphery of the metal oxide fine particles, and the Ag ultrafine particles are supported on the surface of the metal oxide fine particles. When such Ag particles are present, oxygen active species are also generated by such Ag particles, and the amount of oxygen active species that can be transferred to components such as carbon-containing components, HC, CO, or NO is increased, and the carbon-containing components are reduced. The ability to oxidize tends to improve.

このようなAg粒子の粒径は、前述のAg超微粒子の粒径より大きければよく(好ましくは1.1倍以上)、特に限定されないが、大気中500℃で5時間焼成した後の平均粒径が10〜100nm(より好ましくは10〜50nm)であることが好ましく、また、酸素10容量%及び窒素90容量%からなる雰囲気中800℃で5時間焼成した後の平均粒径が10〜400nm(より好ましくは10〜80nm)であることが好ましい。Ag粒子の平均粒径が上記上限を超えると、Ag粒子が金属酸化物微粒子によって覆われにくくなる傾向にある。   The particle size of such Ag particles should just be larger than the particle size of the above-mentioned Ag ultrafine particles (preferably 1.1 times or more), and although not particularly limited, the average particle size after firing at 500 ° C. in the atmosphere for 5 hours The diameter is preferably 10 to 100 nm (more preferably 10 to 50 nm), and the average particle diameter after baking at 800 ° C. for 5 hours in an atmosphere consisting of 10% oxygen and 90% nitrogen by volume is 10 to 400 nm. (More preferably, it is 10 to 80 nm). When the average particle diameter of the Ag particles exceeds the above upper limit, the Ag particles tend to be difficult to be covered with the metal oxide fine particles.

次に、本発明の複合材料の第一の製造方法について説明する。すなわち、本発明の複合材料の第一の製造方法は、
Agの塩と価数変動可能な金属の塩とを含有する溶液から、Ag粒子が価数変動可能な金属の塩に由来する金属化合物微粒子により覆われている凝集体を生成せしめる工程と、
得られた凝集体から前記Agの一部を酸により溶出せしめた後に焼成することによって、価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子と、平均一次粒径が0.3〜30nmであり且つ少なくとも一部が+2価となっているAg超微粒子とからなる複合材料を得る工程と、
を含む方法である。
Next, the 1st manufacturing method of the composite material of this invention is demonstrated. That is, the first manufacturing method of the composite material of the present invention is:
A step of producing an aggregate in which Ag particles are covered with metal compound fine particles derived from a metal salt capable of changing the valence, from a solution containing an Ag salt and a metal salt capable of changing the valence;
A part of Ag is eluted from the obtained aggregate with an acid and then baked to form metal oxide fine particles made of a metal oxide capable of changing the valence, and an average primary particle size of 0.3 to 30 nm. And a step of obtaining a composite material composed of Ag ultrafine particles having at least a part of +2;
It is a method including.

上記本発明にかかるAgの塩としては、Agの硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、無機錯塩等の水溶性の塩が挙げられ、中でも硝酸塩(例えば、硝酸銀)が好適に用いられる。また、本発明にかかる価数変動可能な金属の塩としては、前述の金属の硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、無機錯塩等の水溶性の塩が挙げられ、中でも硝酸塩(例えば、硝酸セリウム)が好適に用いられる。   Examples of the Ag salt according to the present invention include water-soluble salts such as Ag nitrate, acetate, sulfate, sulfite, and inorganic complex salt. Among them, nitrate (for example, silver nitrate) is preferably used. Examples of the metal salt capable of changing the valence according to the present invention include water-soluble salts such as nitrates, acetates, sulfates, sulfites, and inorganic complex salts of the aforementioned metals. Cerium) is preferably used.

さらに、Agの塩と前記金属の塩とを含有する溶液を調製するための溶媒としては、特に制限されず、水、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、エチレングリコール等の単独又は混合系溶媒)等の各種溶媒が挙げられるが、水が特に好ましい。   Further, the solvent for preparing the solution containing the Ag salt and the metal salt is not particularly limited, and water, alcohol (for example, methanol, ethanol, ethylene glycol or the like alone or mixed solvent), etc. Among them, water is particularly preferable.

なお、Agの塩と前記金属の塩との配合量(仕込み量)は、得られるAg粒子と金属酸化物微粒子との比率と完全には一致する必要はなく、得ようとする複合材料におけるAg粒子と金属酸化物微粒子との組み合わせや比率の好適条件に応じてAgの塩と前記金属の塩との組み合わせや配合量の条件が適宜設定される。また、前記金属の塩に対してAgの塩が過剰に存在するようにすると、溶液中に生成する金属酸化物微粒子を全て凝集体の一部とさせ易くなる傾向にあり、凝集体以外の成分が溶液中に生成しないので好ましい。   Note that the blending amount (preparation amount) of the Ag salt and the metal salt does not need to completely match the ratio of the obtained Ag particles to the metal oxide fine particles, and Ag in the composite material to be obtained. The combination of the Ag salt and the metal salt and the condition of the blending amount are appropriately set according to suitable conditions for the combination and ratio of the particles and the metal oxide fine particles. Further, if an excessive amount of Ag salt is present with respect to the metal salt, all the metal oxide fine particles generated in the solution tend to be part of the aggregate, and components other than the aggregate Is preferred because it does not form in solution.

本発明の複合材料の第一の製造方法においては、前記凝集体を生成せしめる工程において、pH調整剤の存在下で前記金属化合物微粒子を生成せしめ、前記金属化合物微粒子の還元作用によって前記Ag粒子を析出させることによって前記凝集体を生成せしめることが好ましい。   In the first method for producing a composite material of the present invention, in the step of forming the aggregate, the metal compound fine particles are generated in the presence of a pH adjuster, and the Ag particles are reduced by the reducing action of the metal compound fine particles. It is preferable to form the aggregates by precipitation.

酸化還元反応が起きるための要件は用いるAgと価数変動可能な金属との電位で説明することができるが、電位はpH依存性がある。一般的に、pHが大きくなるほど電位は低下する。したがって、本発明の複合材料の製造方法においては、適宜pH調整剤を添加して酸化還元反応を制御することが好ましい。また、pH調整剤を添加することによって、活性化エネルギーも変化することから、酸化還元反応を最適条件にすることが可能である。このようなpH調製剤としては、NaOH、KOH、NH、HNO、HSOが例示されるが、一般的な酸やアルカリを用いれば足りる。 The requirement for the oxidation-reduction reaction can be explained by the potential of Ag to be used and the metal whose valence can be varied, but the potential is pH-dependent. In general, the potential decreases as the pH increases. Therefore, in the method for producing a composite material of the present invention, it is preferable to control the oxidation-reduction reaction by adding a pH adjuster as appropriate. Further, since the activation energy is changed by adding the pH adjuster, the oxidation-reduction reaction can be made the optimum condition. Examples of such a pH adjuster include NaOH, KOH, NH 3 , HNO 3 , and H 2 SO 4, but it is sufficient to use a general acid or alkali.

なお、Agは酸性側では電位が高いため、反応が早く進行し過ぎるため、粗大なAgが析出し易くなる傾向があることから、塩基の存在下でアルカリ性とすることが好ましい。その際、pH調整剤としてNaOHを用いると沈殿が生じてしまうことから、アンモニアでアルカリ性とすることが好ましい。この場合には、アンモニアは後述する錯化剤としても機能している。また、このような塩基の濃度は特に限定されないが、塩基としてアンモニアを用いる場合には一般的には1〜50%程度のアンモニア濃度を有する溶液を用いることが好ましい。さらに、この場合における金属化合物微粒子は、用いた金属の水酸化物であると考えられる。   In addition, since Ag has a high potential on the acidic side and the reaction proceeds too quickly, there is a tendency that coarse Ag is likely to precipitate, so that it is preferable to make it alkaline in the presence of a base. At that time, if NaOH is used as a pH adjuster, precipitation occurs, and therefore it is preferable to make it alkaline with ammonia. In this case, ammonia also functions as a complexing agent described later. Further, the concentration of such a base is not particularly limited, but when ammonia is used as the base, it is generally preferable to use a solution having an ammonia concentration of about 1 to 50%. Furthermore, the metal compound fine particles in this case are considered to be the hydroxide of the metal used.

また、本発明の複合材料の第一の製造方法においては、前記凝集体を生成せしめる工程において、錯化剤の存在下でAgの化合物を生成せしめ、前記金属化合物微粒子の還元作用によって前記Agの化合物を還元してAg粒子を析出させることがより好ましい。   In the first method for producing the composite material of the present invention, in the step of forming the aggregate, an Ag compound is formed in the presence of a complexing agent, and the Ag compound is reduced by the reducing action of the metal compound fine particles. More preferably, the compound is reduced to precipitate Ag particles.

酸化還元反応を最適な条件にするためには、上記のようにpH調整剤を添加することが好ましいが、その場合、特に金属塩はpHによっては沈殿物を生じることがある。そこで、錯化剤を用いない場合に沈殿物が生成する条件であっても、錯化剤を添加することにより、金属塩の状態とすることができる。このようにすることにより、電位や活性化エネルギーも変化するため、適宜条件を合わせることが可能となる。例えば、CeO−Ag系の場合には、Agを[Ag(NHとすることが好ましい。このような錯化剤としては、アンモニア、有機酸(グリコール酸、クエン酸、酒石酸等)のアルカリ塩、チオグリコール酸、ヒドラジン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、グリシン、ピリジン、シアン化物が例示される。 In order to optimize the oxidation-reduction reaction, it is preferable to add a pH adjusting agent as described above. In this case, however, the metal salt may cause a precipitate depending on the pH. Therefore, even when the precipitate is generated when the complexing agent is not used, the metal salt can be obtained by adding the complexing agent. By doing so, the potential and the activation energy also change, so that the conditions can be appropriately adjusted. For example, in the case of a CeO 2 —Ag system, Ag is preferably [Ag (NH 3 ) 2 ] + . Examples of such a complexing agent include ammonia, alkali salts of organic acids (such as glycolic acid, citric acid, and tartaric acid), thioglycolic acid, hydrazine, triethanolamine, ethylenediamine, glycine, pyridine, and cyanide.

さらに、本発明の複合材料の第一の製造方法においては、前記凝集体を生成せしめる工程において、温度調整することが好ましい。反応溶液の温度条件は、酸化還元反応を支配する重要な因子である。溶媒が液体として機能している範囲で溶液の温度を適宜調整することが好ましい。例えば、CeO−Ag系の場合には、30℃以上とすることが好ましく、60℃以上とすることがより好ましい。後述する実施例のように、1〜3気圧、100〜150℃程度の条件とすると確実に反応を起こすことができる傾向にあり、また反応時間を短縮できることから産業への応用上も好ましい。 Furthermore, in the first method for producing a composite material of the present invention, it is preferable to adjust the temperature in the step of forming the aggregate. The temperature condition of the reaction solution is an important factor governing the redox reaction. It is preferable to appropriately adjust the temperature of the solution within a range in which the solvent functions as a liquid. For example, in the case of a CeO 2 -Ag system, it is preferably 30 ° C. or higher, and more preferably 60 ° C. or higher. As in the examples described later, when the conditions are about 1 to 3 atmospheres and about 100 to 150 ° C., the reaction tends to surely occur, and the reaction time can be shortened.

なお、前記凝集体を生成せしめる工程において、上記の金属塩溶液にpH調整剤含有溶液(例えば塩基性溶液)を添加・混合するいわゆる「沈殿法」であっても、pH調整剤含有溶液(例えば塩基性溶液)に上記の金属塩溶液を添加・混合するいわゆる「逆沈殿法」であってもよい。この場合において、Agの塩、前記金属の塩の順、又はその逆の順序で逐次添加・混合してもよい。また、反応時間は特に限定されないが、好ましくは0.1〜24時間程度、より好ましくは0.1〜3時間程度かけて凝集させることが好ましい。また、錯化剤を用いる場合には、予め錯化剤により金属塩としてから上記操作を行ってもよい。   Even in the so-called “precipitation method” in which the pH adjusting agent-containing solution (for example, basic solution) is added to and mixed with the metal salt solution in the step of forming the aggregate, the pH adjusting agent-containing solution (for example, The so-called “reverse precipitation method” in which the above metal salt solution is added to and mixed with the basic solution) may be used. In this case, you may add and mix sequentially in the order of the salt of Ag, the said salt of the metal, or the reverse order. The reaction time is not particularly limited, but it is preferably about 0.1 to 24 hours, more preferably about 0.1 to 3 hours for aggregation. Moreover, when using a complexing agent, you may perform the said operation, after previously making a metal salt with a complexing agent.

また、このような前記凝集体を生成せしめる工程における反応溶液中の固形分濃度は特に制限されないが、1質量%〜50質量%であることが好ましく、10質量%〜40質量%であることがより好ましく、15〜30質量%であることが更に好ましい。固形分濃度が前記下限未満では、凝集処理の促進効果が低下する傾向にあり、他方、上記上限を超えるとAg粒子を核とした凝集体を得ることが困難となる傾向にある。   Further, the solid content concentration in the reaction solution in the step of forming such an aggregate is not particularly limited, but is preferably 1% by mass to 50% by mass, and preferably 10% by mass to 40% by mass. More preferably, it is 15-30 mass%. If the solid content concentration is less than the lower limit, the accelerating effect of the aggregation treatment tends to be lowered. On the other hand, if the solid content concentration exceeds the upper limit, it tends to be difficult to obtain an aggregate having Ag particles as nuclei.

このように凝集処理を行うことで、前述のようにAg粒子が金属化合物微粒子により覆われている凝集体が効率良く且つ確実に得られるようになる。   By performing the aggregation treatment in this way, an aggregate in which the Ag particles are covered with the metal compound fine particles as described above can be obtained efficiently and reliably.

次に、本発明の複合材料の第一の製造方法においては、このようにして得られた凝集体を、必要に応じて遠心分離した後、酸溶液に分散させて凝集体からAgの一部を酸により溶出せしめる。かかる酸処理において用いる酸としては、硝酸、硫酸、フッ酸、塩酸が例示される。なお、塩酸はAgと塩化物を形成し易いため好ましくないが、酸処理後に塩化物イオンを適宜除去することができれば使用可能である。   Next, in the first method for producing a composite material of the present invention, the aggregate obtained in this way is centrifuged as necessary, and then dispersed in an acid solution to form a part of Ag from the aggregate. Is eluted with acid. Examples of the acid used in the acid treatment include nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, and hydrochloric acid. Although hydrochloric acid is not preferable because it easily forms chloride with Ag, it can be used if chloride ions can be appropriately removed after the acid treatment.

酸処理に用いる酸溶液のpHは、特に限定されないが、2以下が好ましく、1以下がさらに好ましい。酸溶液のpHが前記上限を超えると、酸処理に長時間を要したり、酸処理が不十分となる傾向にある。また、酸処理の際の温度も特に限定されないが、0〜100℃程度の範囲が好ましい。   The pH of the acid solution used for the acid treatment is not particularly limited, but is preferably 2 or less, and more preferably 1 or less. When the pH of the acid solution exceeds the above upper limit, the acid treatment tends to take a long time or the acid treatment tends to be insufficient. Further, the temperature during the acid treatment is not particularly limited, but a range of about 0 to 100 ° C is preferable.

さらに、酸処理を施す時間は、核となっているAg粒子の大きさ、目標とするAgの溶出量、用いる酸溶液等に応じて適宜設定されるが、一般的には0.1〜24時間程度かけてAgの一部を酸により溶出せしめることが好ましい。   Furthermore, the time for performing the acid treatment is appropriately set according to the size of the core Ag particles, the target Ag elution amount, the acid solution to be used, and the like. It is preferable to elute a part of Ag with acid over time.

なお、本発明の複合材料の第一の製造方法において酸処理により溶出せしめるAgの量は、特に限定されないが、凝集体に含有されるAgの1〜90質量%程度、核となっているAg粒子を構成するAgの1〜100質量%程度であることが好ましい。   The amount of Ag eluted by acid treatment in the first method for producing a composite material of the present invention is not particularly limited, but is about 1 to 90% by mass of Ag contained in the aggregate and is a core Ag. It is preferable that it is about 1-100 mass% of Ag which comprises particle | grains.

次いで、本発明の複合材料の第一の製造方法においては、このようにして酸処理された凝集体を、必要に応じて遠心分離や洗浄した後に、焼成することによって、前述の本発明の複合材料を得ることができる。かかる焼成の際の条件は特に限定されないが、一般的には酸化雰囲気(例えば、空気)中において300〜600℃で1〜5時間程度かけて焼成することが好ましい。   Next, in the first method for producing the composite material of the present invention, the aggregate treated in this manner is subjected to centrifugation or washing as necessary, and then fired, whereby the composite of the present invention described above is obtained. Material can be obtained. The conditions for such firing are not particularly limited, but in general, firing in an oxidizing atmosphere (for example, air) at 300 to 600 ° C. for about 1 to 5 hours is preferable.

なお、本発明の複合材料の第一の製造方法においては、前記酸処理の終了時に、アルカリを添加してAgの溶出を停止せしめることが好ましい。このようにアルカリを添加することにより、金属酸化物微粒子の表面に水酸基が形成され、その水酸基とAgイオンが反応することによりAg超微粒子が金属酸化物微粒子の表面に担持され易くなる傾向にある。   In the first method for producing a composite material of the present invention, it is preferable to stop the elution of Ag by adding an alkali at the end of the acid treatment. Thus, by adding an alkali, a hydroxyl group is formed on the surface of the metal oxide fine particles, and the reaction between the hydroxyl group and Ag ions tends to make the Ag ultrafine particles easily supported on the surface of the metal oxide fine particles. .

ここで用いるアルカリとしては、NaOH、KOH、NH等が挙げられるが、中でもアンモニアが好ましい。アンモニアを添加すれば、Agはアンミン錯体を形成し、金属酸化物微粒子の表面の水酸基との反応によりAg超微粒子がより形成され易くなる傾向にある。さらに、このようにアンミン錯体が形成されることにより、水酸基と未反応のAgイオンを系外に除去できるため、粗大なAg粒子の生成がより確実に抑制される傾向にある。なお、添加するアルカリの量は、特に限定されず、酸処理の溶液をアルカリ性にすることができる量以上であればよく、アンモニアを用いる場合は溶出したAgが完全にアンミン錯体となる量以上であることが好ましい。 Examples of the alkali used here include NaOH, KOH, NH 3 and the like, among which ammonia is preferable. When ammonia is added, Ag forms an ammine complex, and Ag ultrafine particles tend to be more easily formed by reaction with hydroxyl groups on the surface of the metal oxide fine particles. Furthermore, since the ammine complex is formed in this manner, hydroxyl groups and unreacted Ag ions can be removed from the system, and thus the generation of coarse Ag particles tends to be more reliably suppressed. The amount of alkali to be added is not particularly limited as long as it is an amount that can make the acid treatment solution alkaline, and when ammonia is used, it is at least an amount that makes the eluted Ag completely an ammine complex. Preferably there is.

次に、本発明の複合材料の第二の製造方法について説明する。すなわち、本発明の複合材料の第二の製造方法は、
Agの塩と価数変動可能な金属の塩とを含有する溶液から、Ag粒子が価数変動可能な金属の塩に由来する金属化合物微粒子により覆われている凝集体を生成せしめる工程と、
得られた凝集体から前記Agの少なくとも一部を酸により溶出せしめる工程と、
前記金属化合物微粒子の表面にアルカリの存在下でAg超微粒子を担持せしめた後に焼成することによって、価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子と、平均一次粒径が0.3〜30nmであり且つ少なくとも一部が+2価となっているAg超微粒子とからなる複合材料を得る工程と、
を含む方法である。
Next, the 2nd manufacturing method of the composite material of this invention is demonstrated. That is, the second manufacturing method of the composite material of the present invention is:
A step of producing an aggregate in which Ag particles are covered with metal compound fine particles derived from a metal salt capable of changing the valence, from a solution containing an Ag salt and a metal salt capable of changing the valence;
Eluting at least a part of the Ag from the obtained aggregate with an acid;
A metal oxide fine particle composed of an oxide of a metal whose valence can be varied by carrying Ag ultrafine particles on the surface of the metal compound fine particles in the presence of an alkali and then firing, and an average primary particle size of 0.3. Obtaining a composite material composed of Ag ultrafine particles having a diameter of ˜30 nm and at least a part of which is +2;
It is a method including.

本発明の複合材料の第二の製造方法において凝集体を生成せしめる工程は、前記第一の製造方法において凝集体を生成せしめる工程と同様である。また、本発明の複合材料の第二の製造方法において凝集体からAgの少なくとも一部を酸により溶出せしめる工程(酸処理工程)も、前記第一の製造方法における酸処理工程と同様である。   The step of generating aggregates in the second production method of the composite material of the present invention is the same as the step of generating aggregates in the first production method. In the second production method of the composite material of the present invention, the step of eluting at least a part of Ag from the aggregate with an acid (acid treatment step) is the same as the acid treatment step in the first production method.

但し、本発明の複合材料の第二の製造方法においては、かかる酸処理工程において凝集体に含まれるAgの少なくとも一部が溶出され、凝集体に含まれるAgが完全に溶出されてもよい。かかる酸処理工程で溶出せしめるAgの量は、凝集体に含有されるAgの1質量%程度以上であることが好ましい。また、本発明の複合材料の第二の製造方法においては、一般的には0.1〜24時間程度かけてAgを酸により溶出せしめることが好ましい。   However, in the second method for producing a composite material of the present invention, in the acid treatment step, at least a part of Ag contained in the aggregate may be eluted, and Ag contained in the aggregate may be completely eluted. The amount of Ag eluted in the acid treatment step is preferably about 1% by mass or more of Ag contained in the aggregate. In the second method for producing a composite material of the present invention, it is generally preferable to elute Ag with an acid over about 0.1 to 24 hours.

次に、本発明の複合材料の第二の製造方法においては、このようにして酸処理された凝集体を、必要に応じて遠心分離や洗浄した後に、前記金属化合物微粒子の表面にアルカリの存在下でAg超微粒子を担持せしめる。このようにアルカリを存在せしめることによってAgの溶出が停止すると共に、金属酸化物微粒子の表面に水酸基が形成され、その水酸基とAgイオンが反応することによりAg超微粒子が金属酸化物微粒子の表面に担持される。   Next, in the second production method of the composite material of the present invention, the acid-treated aggregate is centrifuged or washed as necessary, and then the presence of alkali on the surface of the metal compound fine particles is obtained. The Ag ultrafine particles are supported below. In this way, the presence of an alkali stops elution of Ag, and a hydroxyl group is formed on the surface of the metal oxide fine particles. By reacting the hydroxyl group with Ag ions, the Ag ultrafine particles are formed on the surface of the metal oxide fine particles. Supported.

ここで用いるアルカリとその添加量は、前記第一の製造方法において酸処理を停止させる際に好適に用いるアルカリとその添加量と同様である。また、ここで用いるAgイオンとしては、Agの塩(例えば硝酸銀、硫酸銀、炭酸銀、酢酸銀)を添加することにより溶液中に存在せしめることができる。なお、溶液中のAgイオンの濃度は、特に限定されないが、1.0×10−4〜5mol%程度であることが好ましい。また、この工程において反応を促進させるために加熱してもよく、30〜150℃程度の処理温度が好ましい。 The alkali used here and the addition amount thereof are the same as the alkali and the addition amount suitably used for stopping the acid treatment in the first production method. Moreover, as Ag ion used here, it can be made to exist in a solution by adding Ag salt (for example, silver nitrate, silver sulfate, silver carbonate, silver acetate). In addition, although the density | concentration of Ag ion in a solution is not specifically limited, It is preferable that it is about 1.0 * 10 < -4 > -5 mol%. Moreover, you may heat in order to accelerate | stimulate reaction in this process, and the processing temperature of about 30-150 degreeC is preferable.

なお、先の酸処理工程においてAgを溶出せしめた溶液をそのまま反応溶液として用いる場合は、反応溶液中にAgイオンが含有されているため、新たにAgの塩を添加する必要は必ずしもない。   In addition, when the solution from which Ag is eluted in the previous acid treatment step is used as it is as the reaction solution, Ag ions are contained in the reaction solution, and therefore it is not always necessary to newly add a salt of Ag.

次いで、本発明の複合材料の第二の製造方法においては、このようにしてアルカリの存在下でAg超微粒子を担持せしめた凝集体を、必要に応じて遠心分離や洗浄した後に、焼成することによって、前述の本発明の複合材料を得ることができる。かかる焼成の際の条件は、前記第一の製造方法における焼成の際の条件と同様である。   Next, in the second production method of the composite material of the present invention, the aggregates supporting the Ag ultrafine particles in the presence of alkali in this way are subjected to centrifuging or washing as necessary, followed by firing. Thus, the composite material of the present invention described above can be obtained. The conditions for the firing are the same as the conditions for the firing in the first manufacturing method.

次に、本発明の複合材料の第三の製造方法について説明する。すなわち、本発明の複合材料の第三の製造方法は、
価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子の表面を酸により溶解せしめる工程と、
前記金属酸化物微粒子の表面にアルカリの存在下でAg超微粒子を担持せしめることによって、価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子と、平均一次粒径が0.3〜30nmであり且つ少なくとも一部が+2価となっているAg超微粒子とからなる複合材料を得る工程と、
を含む方法である。
Next, the 3rd manufacturing method of the composite material of this invention is demonstrated. That is, the third production method of the composite material of the present invention is:
A step of dissolving the surface of metal oxide fine particles comprising a metal oxide capable of changing valence with an acid;
By supporting Ag ultrafine particles in the presence of alkali on the surface of the metal oxide fine particles, metal oxide fine particles made of a metal oxide capable of changing the valence, and an average primary particle size of 0.3 to 30 nm. A step of obtaining a composite material comprising Ag ultrafine particles that are present and at least a part of which is +2;
It is a method including.

本発明の複合材料の第三の製造方法において用いる価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子は、特に限定されず、市販の金属酸化物微粒子(例えば、CeO粉末)等を用いることができる。 The metal oxide fine particles comprising a metal oxide capable of changing the valence used in the third production method of the composite material of the present invention are not particularly limited, and commercially available metal oxide fine particles (for example, CeO 2 powder) are used. Can be used.

本発明の複合材料の第三の製造方法において金属酸化物微粒子の表面を酸により溶解せしめる工程(酸処理工程)は、前記第一の製造方法における酸処理工程と同様である。   In the third method for producing a composite material of the present invention, the step of dissolving the surface of the metal oxide fine particles with an acid (acid treatment step) is the same as the acid treatment step in the first production method.

但し、本発明の複合材料の第三の製造方法においては、かかる酸処理工程において金属酸化物微粒子の表面が溶解される。かかる酸処理工程で溶解せしめる金属酸化物の量は、特に限定されず、金属酸化物微粒子を構成する金属酸化物の1〜50質量%程度であることが好ましい。また、本発明の複合材料の第三の製造方法においては、一般的には0.1〜24時間程度かけて金属酸化物微粒子の表面を溶解せしめることが好ましい。   However, in the third method for producing a composite material of the present invention, the surface of the metal oxide fine particles is dissolved in the acid treatment step. The amount of the metal oxide dissolved in the acid treatment step is not particularly limited, and is preferably about 1 to 50% by mass of the metal oxide constituting the metal oxide fine particles. In the third method for producing the composite material of the present invention, it is generally preferable to dissolve the surface of the metal oxide fine particles over about 0.1 to 24 hours.

次に、本発明の複合材料の第三の製造方法においては、このようにして酸処理された金属酸化物微粒子を、必要に応じて遠心分離や洗浄した後に、前記金属化合物微粒子の表面にアルカリの存在下でAg超微粒子を担持せしめる。このようにアルカリを存在せしめることによって金属酸化物の溶解が停止すると共に、金属酸化物微粒子の表面に水酸基が形成され、その水酸基とAgイオンが反応することによりAg超微粒子が金属酸化物微粒子の表面に担持される。   Next, in the third method for producing the composite material of the present invention, the acid-treated metal oxide fine particles are centrifuged or washed as necessary, and then the surface of the metal compound fine particles is alkalinized. Ag ultrafine particles are supported in the presence of. In this way, dissolution of the metal oxide is stopped by the presence of the alkali, and a hydroxyl group is formed on the surface of the metal oxide fine particle. By reacting the hydroxyl group with Ag ions, the Ag ultrafine particle becomes a metal oxide fine particle. Supported on the surface.

ここで用いるアルカリとその添加量は、前記第一の製造方法において酸処理を停止させる際に好適に用いるアルカリとその添加量と同様である。また、ここで用いるAgイオンとそのイオン濃度、そして処理温度は、前記第二の製造方法において用いるAgイオンとそのイオン濃度、そして処理温度と同様である。   The alkali used here and the addition amount thereof are the same as the alkali and the addition amount suitably used for stopping the acid treatment in the first production method. The Ag ions, their ion concentration, and the treatment temperature used here are the same as the Ag ions, their ion concentration, and the treatment temperature used in the second production method.

本発明の複合材料の第三の製造方法においては、このようにしてアルカリの存在下でAg超微粒子を担持せしめた金属酸化物微粒子を、必要に応じて遠心分離や洗浄や焼成をすることによって、前述の本発明の複合材料を得ることができる。   In the third production method of the composite material of the present invention, the metal oxide fine particles supporting the Ag ultrafine particles in the presence of alkali in this way are centrifuged, washed or fired as necessary. The composite material of the present invention described above can be obtained.

次に、本発明の複合材料基材について説明する。すなわち、本発明の複合材料基材は、基材と、前記本発明の複合材料とを備えるものである。   Next, the composite material substrate of the present invention will be described. That is, the composite material base material of the present invention comprises a base material and the composite material of the present invention.

ここで用いられる基材は特に制限されず、得られる複合材料基材の用途等に応じて適宜選択されるが、DPF基材、モノリス状基材、ペレット状基材、プレート状基材、発泡状セラミック基材等が好適に採用される。また、このような基材の材質も特に制限されないが、コージエライト、炭化ケイ素、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が好適に採用される。   The base material used here is not particularly limited, and is appropriately selected according to the use of the obtained composite material base material. However, the DPF base material, monolithic base material, pellet base material, plate base material, foamed material A ceramic substrate or the like is preferably employed. Further, the material of such a base material is not particularly limited, but a base material made of a ceramic such as cordierite, silicon carbide, mullite, or a base material made of a metal such as stainless steel including chromium and aluminum is suitably employed. .

本発明の複合材料基材において基材に付与する複合材料の量は特に制限されず、得られる複合材料基材の用途等に応じて適宜調整されるが、基材体積1リットルに対して複合材料の量が10〜300g程度となる量が好ましい。なお、本発明の複合材料自身をペレット化する等して用いることもできる。また、上記本発明の複合材料基材においては、前記基材が1〜300μmの細孔を有するものであり、前記細孔内に前記凝集体の平均粒径の0.5〜50倍の平均厚さを有するコート層が前記複合材料により形成されていることが好ましい。このような本発明の複合材料基材は、排気浄化基材等として非常に有用である。   The amount of the composite material to be applied to the base material in the composite material base material of the present invention is not particularly limited and is appropriately adjusted according to the use of the composite material base material to be obtained. The amount that the amount of the material is about 10 to 300 g is preferable. The composite material itself of the present invention can be used by pelletizing it. Moreover, in the composite material base material of the present invention, the base material has 1 to 300 μm pores, and an average of 0.5 to 50 times the average particle size of the aggregates in the pores. It is preferable that the coating layer having a thickness is formed of the composite material. Such a composite material substrate of the present invention is very useful as an exhaust purification substrate and the like.

次に、本発明の複合材料分散液及びその製造方法について説明する。すなわち、本発明の第一の複合材料分散液は、上記本発明の複合材料と、分散媒とを含有しているものである。かかる第一の複合材料分散液は、バインダーを更に含有していることが好ましい。ここで用いるバインダーは特に制限されず、例えばセリアゾル等が好適に用いられる。また、複合材料とバインダーとの混合比率も特に制限されず、複合材料とバインダーとの混合比率が重量比で99:1〜80:20程度であることが好ましい。例えば、CeO−Ag系の場合には、バインダーを用いた場合であっても、超音波処理により容易に分散性の高い分散液(スラリー)を得ることができる。 Next, the composite material dispersion of the present invention and the production method thereof will be described. That is, the first composite material dispersion of the present invention contains the composite material of the present invention and a dispersion medium. The first composite material dispersion preferably further contains a binder. The binder used here is not particularly limited, and for example, ceria sol is preferably used. Further, the mixing ratio of the composite material and the binder is not particularly limited, and the mixing ratio of the composite material and the binder is preferably about 99: 1 to 80:20 by weight ratio. For example, in the case of CeO 2 -Ag system, even when a binder is used, a highly dispersible dispersion (slurry) can be easily obtained by ultrasonic treatment.

また、本発明の第二の複合材料分散液は、上記本発明の複合材料の第一又は第二の製造方法の過程で得られた焼成前の複合材料と、分散媒とを含有しているものである。かかる第二の複合材料分散液においては、上記本発明の複合材料の第一又は第二の製造方法の過程で得られた焼成前の複合材料を含有する溶液から、系中の残存イオンを50〜99.9%分離して得られた状態で複合材料を含有していることが好ましい。塩や錯化剤に起因する残存イオンを除去することにより非常に分散性の高い分散液を得ることができるようになる。   The second composite material dispersion of the present invention contains a composite material before firing obtained in the first or second production method of the composite material of the present invention and a dispersion medium. Is. In such a second composite material dispersion, 50 ions remaining in the system are obtained from the solution containing the composite material before firing obtained in the first or second production method of the composite material of the present invention. It is preferable that the composite material is contained in a state obtained by separating 99.9%. By removing residual ions caused by the salt or complexing agent, a dispersion with very high dispersibility can be obtained.

次に、本発明の複合材料基材の製造方法について説明する。すなわち、本発明の複合材料基材の第一の製造方法は、上記本発明の第一の複合材料分散液を基材に接触させた後に焼成することによって複合材料基材を得る方法である。また、本発明の複合材料基材の第二の製造方法は、上記本発明の第二の複合材料分散液を基材に接触させた後に焼成することによって複合材料基材を得る方法である。   Next, the manufacturing method of the composite material base material of this invention is demonstrated. That is, the first method for producing a composite material substrate of the present invention is a method for obtaining a composite material substrate by firing the first composite material dispersion of the present invention after contacting the substrate. Moreover, the 2nd manufacturing method of the composite material base material of this invention is a method of obtaining a composite material base material by baking after making the said 2nd composite material dispersion liquid of this invention contact a base material.

ここで、前記第一又は第二の複合材料分散液を基材に接触させる方法は特に制限されないが、例えばDPF等のフィルタ基材の細孔内に入り込ませる際には超音波をかけながら接触させることが好ましい。また、この場合の焼成条件は、前述の焼成条件と同様の条件が好ましい。   Here, the method for bringing the first or second composite material dispersion into contact with the base material is not particularly limited. For example, when entering the pores of the filter base material such as DPF, contact is made while applying ultrasonic waves. It is preferable to make it. In addition, the firing conditions in this case are preferably the same conditions as the aforementioned firing conditions.

また、本発明の複合材料基材の第二の製造方法によれば、スート等の炭素含有成分、HC、CO又はNO等を酸化できる成分が凝集体自身であるゆえ、それ自身がバインダーの役割を果たすことから、より効果的な複合材料基材を提供できる。なお、上記の第二の複合材料分散液を基材に接触させた後に焼成して基材を得る方法は、上記の複合材料を得る過程において得られた複合材料に限定されず、それ以外の基材を得る場合にも適用することができる。すなわち、複合材料自身がバインダーの役割を果たすものであれば、同一種同士の粒子の凝集体であってもよい。この場合において、均一なコート層を得るためには複合材料の分散性が高いことが好ましい。また、薄層コートを行うためには粒子径が小さいことが好ましい。さらに、より良好なコート層を得るためには、系中の残存イオンを除去することにより、残存イオンに由来する副生成物(例えば硝酸アンモニウム)の分解を抑制することが好ましい。   Further, according to the second method for producing a composite material base material of the present invention, the carbon-containing component such as soot and the component capable of oxidizing HC, CO, NO, etc. are aggregates themselves. Therefore, a more effective composite material substrate can be provided. The method of obtaining the base material by baking the second composite material dispersion liquid after contacting the base material is not limited to the composite material obtained in the process of obtaining the composite material. It can also be applied when obtaining a substrate. That is, if the composite material itself plays the role of a binder, it may be an aggregate of particles of the same species. In this case, in order to obtain a uniform coat layer, it is preferable that the dispersibility of the composite material is high. In order to perform thin layer coating, it is preferable that the particle diameter is small. Furthermore, in order to obtain a better coating layer, it is preferable to suppress decomposition of by-products (for example, ammonium nitrate) derived from the residual ions by removing the residual ions in the system.

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.

なお、Ce原料としては硝酸セリウム6水和物、Ag原料としては硝酸銀、La原料としては硝酸ランタン6水和物をそれぞれ用いた。   In addition, cerium nitrate hexahydrate was used as the Ce material, silver nitrate was used as the Ag material, and lanthanum nitrate hexahydrate was used as the La material.

また、硝酸塩溶液調製段階のCeと添加成分の合計量に対する添加成分のmol%を用いて得られた凝集体を表現した。例えば、Ce:Ag=40:60,Ce:La=90:10(Ce:Ag:La=90:135:10)の仕込み比で調製して得られた凝集体を「CeAg−La10」と表現した。   Moreover, the aggregate obtained by using mol% of the additional component with respect to the total amount of Ce and an additional component of a nitrate solution preparation stage was expressed. For example, an agglomerate prepared with a preparation ratio of Ce: Ag = 40: 60, Ce: La = 90: 10 (Ce: Ag: La = 90: 135: 10) is expressed as “CeAg-La10”. did.

(実施例1)
<凝集体の調製>
Ceと添加成分の合計量に対する添加成分(La)の含有率(mol%)がLa10mol%となるようにCe、Ag及び添加成分を含有する硝酸塩溶液を調製するようにして、以下のようにしてCeO−Ag−La凝集体「CeAg−La10」を得た。すなわち、先ず、50.46gのCe(NO・6HOと、5.59gのLa(NOと、29.62gのAgNOとを120mLの水で溶解せしめた溶液を調製し、次に、25%アンモニア水38.21gを水100gに希釈したアンモニア水を調製した。そして、上記アンモニア水を撹拌しているところに前述のようにして調製した溶液を投入し(逆沈殿)、10分間撹拌を継続した後、水の存在下、閉鎖系において2気圧の条件下にて120℃に加熱して2時間の凝集処理を行って凝集体を調製した。
Example 1
<Preparation of aggregate>
A nitrate solution containing Ce, Ag, and an additive component was prepared so that the content (mol%) of the additive component (La) with respect to the total amount of Ce and the additive component was La 10 mol%. A CeO 2 -Ag-La aggregate “CeAg-La10” was obtained. That is, first, a solution in which 50.46 g of Ce (NO 3 ) 3 .6H 2 O, 5.59 g of La (NO 3 ) 3 and 29.62 g of AgNO 3 were dissolved in 120 mL of water was prepared. Next, ammonia water was prepared by diluting 38.21 g of 25% aqueous ammonia into 100 g of water. Then, the solution prepared as described above is put into the place where the aqueous ammonia is being stirred (reverse precipitation), and the stirring is continued for 10 minutes, and then under the condition of 2 atm in the closed system in the presence of water. Then, the mixture was heated to 120 ° C. and subjected to an aggregation treatment for 2 hours to prepare an aggregate.

<Ag含有率の評価1>
得られたCeAg−La10におけるAgの含有率をICP発光分析法により分析したところ、Ce+Ag+La基準で47.82mol%、Ce+Ag基準で49.96mol%であった。
<Evaluation 1 of Ag content rate>
The content of Ag in the obtained CeAg-La10 was analyzed by ICP emission spectrometry. As a result, it was 47.82 mol% on the basis of Ce + Ag + La and 49.96 mol% on the basis of Ce + Ag.

<CeO粒子径及びAg粒子径の評価>
得られたCeAg−La10におけるCeO粒子径(平均一次粒径)及びAg粒子径(平均一次粒径)をXRDにより求めたところ、CeO粒子径は12nm、Ag粒子径は28nmであった。
<Evaluation of CeO 2 particle diameter and Ag particle diameter>
When the CeO 2 particle diameter (average primary particle diameter) and the Ag particle diameter (average primary particle diameter) in the obtained CeAg-La10 were determined by XRD, the CeO 2 particle diameter was 12 nm and the Ag particle diameter was 28 nm.

<TEM観察1>
得られたCeAg−La10の凝集処理後(焼成前)の形態をTEMにより観察した。得られた結果を図1に示す。また、図1に示すTEM写真における測定点においてエネルギー分散型X線分光法によりスペクトルを求め、含有される成分(Ce及びAg)についてのカウント数を求めた。得られた結果を図2に示す。さらに、同じ組成物(焼成前)の表面状態をSEMにより観察した。得られた結果を図3に示す。図1〜3に示した結果から明らかなとおり、凝集処理後においてはAg粒子の周囲がCeO粒子により覆われている凝集体が十分に形成されていることが確認された。
<TEM observation 1>
The form of the obtained CeAg-La10 after the aggregation treatment (before firing) was observed by TEM. The obtained results are shown in FIG. Moreover, the spectrum was calculated | required by the energy dispersive X-ray spectroscopy in the measurement point in the TEM photograph shown in FIG. 1, and the count number about the component (Ce and Ag) contained was calculated | required. The obtained results are shown in FIG. Furthermore, the surface state of the same composition (before firing) was observed by SEM. The obtained results are shown in FIG. As is clear from the results shown in FIGS. 1 to 3, it was confirmed that an aggregate in which the periphery of the Ag particles was covered with CeO 2 particles was sufficiently formed after the aggregation treatment.

<細孔容積及び細孔径分布の評価>
得られたCeAg−La10における細孔容積及び細孔径分布を水銀ポロシメータにより測定した。その結果、全細孔の容積は0.17cc/g、0.01〜1.0μmの細孔径を有する細孔の容積は0.16cc/gであった。また、凝集体により形成される空隙細孔の範囲は0.05〜0.15μmであり、その平均空隙細孔径は0.1μmであった。したがって、平均空隙細孔径±50%の範囲である0.05〜0.15μmの細孔径を有する空隙細孔の容積が、前記空隙細孔の全容積の80%を占めていることが確認された。さらに、0.05〜0.5μmの細孔径を有する細孔の容積が、全細孔の容積の85%を占めていることも確認された。
<Evaluation of pore volume and pore size distribution>
The pore volume and pore size distribution in the obtained CeAg-La10 were measured with a mercury porosimeter. As a result, the volume of all pores was 0.17 cc / g, and the volume of pores having a pore diameter of 0.01 to 1.0 μm was 0.16 cc / g. The range of void pores formed by the aggregates was 0.05 to 0.15 μm, and the average void pore diameter was 0.1 μm. Therefore, it was confirmed that the volume of void pores having a pore diameter of 0.05 to 0.15 μm in the range of average void pore diameter ± 50% occupies 80% of the total volume of the void pores. It was. It was also confirmed that the volume of pores having a pore diameter of 0.05 to 0.5 μm accounted for 85% of the total pore volume.

<酸処理>
次に、得られた凝集体(CeAg−La10)を遠心分離により分離した後、凝集体を水150mlで分散させた後、攪拌しながら硝酸(和光純薬社製、比重:1.40、品番:147−01346)30mlを加え、15℃で12時間攪拌を継続することによりAgの溶出処理(酸処理)を行った。なお、本実施例におけるAgの溶出処理の停止操作は、溶出したAgが完全にアンミン錯体となるまで濃度25%のNH水をpH=11となるまで加えることにより行った。
<Acid treatment>
Next, after the obtained aggregate (CeAg-La10) was separated by centrifugation, the aggregate was dispersed in 150 ml of water, and then nitric acid (made by Wako Pure Chemical Industries, specific gravity: 1.40, product number) with stirring. 147-01346) 30 ml was added, and stirring was continued at 15 ° C. for 12 hours to carry out elution treatment (acid treatment) of Ag. In addition, the operation of stopping the elution treatment of Ag in this example was performed by adding NH 3 water having a concentration of 25% until pH = 11 until the eluted Ag was completely an ammine complex.

このようにして酸処理を施した凝集体を再び遠心分離により分離した後、大気中500℃で5時間焼成を行うことにより、本発明の複合材料を得た。   After the aggregate subjected to the acid treatment was separated again by centrifugation in this way, the composite material of the present invention was obtained by firing at 500 ° C. in the atmosphere for 5 hours.

<Ag含有率の評価2>
得られた複合材料におけるAgの含有率をICP発光分析法により分析したところ、Ce+Ag基準で16mol%であった。
<Evaluation 2 of Ag content rate>
When the content rate of Ag in the obtained composite material was analyzed by the ICP emission spectrometry, it was 16 mol% on the basis of Ce + Ag.

<TEM観察2>
さらに、得られた複合材料を高分解能でTEMにより観察した。得られた結果を図4に示す。図4に示す測定点(1〜4)においてエネルギー分散型X線分光法によりスペクトルを求め、含有される成分(Ce及びAg)についてのカウント数を求めて各測定点における元素組成を算出した。Agの含有量は、1:14.15mol%、2:16.52mol%、3:7.93mol%、4:11.73mol%、5:14.51mol%、6:13.58mol%、7:13.04mol%であった。TEMによってCeO部分にAg粒子を確認できないにもかかわらず、その部分にもAgが含まれていたことから、CeO上にAg超微粒子が存在することが確認された。
<TEM observation 2>
Furthermore, the obtained composite material was observed by TEM with high resolution. The obtained results are shown in FIG. The spectrum was obtained by energy dispersive X-ray spectroscopy at the measurement points (1 to 4) shown in FIG. 4, and the count number for the contained components (Ce and Ag) was obtained to calculate the elemental composition at each measurement point. The content of Ag was 1: 14.15 mol%, 2: 16.52 mol%, 3: 7.93 mol%, 4: 11.73 mol%, 5: 14.51 mol%, 6: 13.58 mol%, 7: It was 13.04 mol%. Although Ag particles could not be confirmed in the CeO 2 portion by TEM, Ag was also contained in that portion, and it was confirmed that Ag ultrafine particles were present on CeO 2 .

<ESR測定1>
Ag2+の検出を目的として、得られた複合材料(CeAg−La10 HNO 12h)についてESR測定装置(ESP300E、Bruker社製)を用いて室温、大気中でESR測定を行った。得られたESRスペクトルを図5に示す。図5に示した結果から、得られた複合材料におけるAg2+の存在が確認された。
<ESR measurement 1>
For the purpose of detecting Ag 2+ , the obtained composite material (CeAg-La10 HNO 3 12h) was subjected to ESR measurement in the air at room temperature using an ESR measurement device (ESP300E, manufactured by Bruker). The obtained ESR spectrum is shown in FIG. From the results shown in FIG. 5, the presence of Ag 2+ in the obtained composite material was confirmed.

(実施例2)
実施例1と同様にして得られた凝集体(CeAg−La10)を用いて、酸処理における温度を25℃とし、硝酸投入後8時間撹拌してから16時間静置するように変更したこと以外は実施例1と同様にして本発明の複合材料を得た。
(Example 2)
Except that the aggregate (CeAg-La10) obtained in the same manner as in Example 1 was used, the temperature in the acid treatment was 25 ° C., the mixture was stirred for 8 hours and then allowed to stand for 16 hours after addition of nitric acid. Obtained a composite material of the present invention in the same manner as in Example 1.

得られた複合材料におけるAgの含有率を<Ag含有率の評価2>と同様に分析したところ、Ce+Ag基準で7.0mol%であった。また、170℃でO及びHにより酸化還元滴定を行うことにより露出Ag量を測定し、上記の組成分析と得られた露出Ag量に基づいてAg粒子径(平均一次粒径)を求めたところ、3.8nmであった。一方、得られた複合材料についてXRD測定を行ったところ、Agピークは確認できなかった。 When the content ratio of Ag in the obtained composite material was analyzed in the same manner as in <Evaluation 2 of Ag content ratio>, it was 7.0 mol% based on Ce + Ag. Moreover, the amount of exposed Ag is measured by performing oxidation-reduction titration with O 2 and H 2 at 170 ° C., and the Ag particle size (average primary particle size) is obtained based on the composition analysis and the obtained amount of exposed Ag. As a result, it was 3.8 nm. On the other hand, when XRD measurement was performed on the obtained composite material, an Ag peak could not be confirmed.

また、得られた複合材料についてESR測定を行ったところ、得られたESRスペクトルは実施例1で得られた図5に示すESRスペクトルと同様であった。   Moreover, when ESR measurement was performed about the obtained composite material, the obtained ESR spectrum was the same as the ESR spectrum shown in FIG.

さらに、得られた複合材料における細孔径分布を水銀ポロシメータにより測定した。得られた結果を図6に示す。図6に示した結果から明らかなとおり、実施例2において得られた複合材料は、0.05μmを中心とする細孔を有しており、その細孔径分布の均一性も高いことが確認された。   Furthermore, the pore size distribution in the obtained composite material was measured with a mercury porosimeter. The obtained result is shown in FIG. As is clear from the results shown in FIG. 6, it was confirmed that the composite material obtained in Example 2 had pores centered at 0.05 μm and the uniformity of the pore size distribution was also high. It was.

(実施例3)
実施例1と同様にして得られた凝集体(CeAg−La10)を遠心分離により分離した後、凝集体(固形分)を水150mlで分散させた後、攪拌しながら硝酸(和光純薬社製、比重:1.40、品番:147−01346)25mlを加え、25℃で24時間攪拌を継続することによりAgの溶出処理(酸処理)を行った。
(Example 3)
After the aggregate (CeAg-La10) obtained in the same manner as in Example 1 was separated by centrifugation, the aggregate (solid content) was dispersed in 150 ml of water, and then nitric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) with stirring. , Specific gravity: 1.40, product number: 147-01346) 25 ml was added, and stirring was continued at 25 ° C. for 24 hours to carry out elution treatment (acid treatment) of Ag.

このようにして酸処理を施した凝集体の一部を取り出し、遠心分離により分離して十分洗浄した後にAgの含有率をICP発光分析法により分析したところ、Agは含有されておらず、完全にAgが溶出されるまで酸処理がなされたことが確認された。   A part of the aggregate subjected to the acid treatment in this way was taken out, separated by centrifugation and sufficiently washed, and then analyzed for the content ratio of Ag by ICP emission spectrometry. It was confirmed that the acid treatment was carried out until Ag was eluted.

なお、本実施例におけるAgの溶出処理の停止操作は、撹拌を停止して静置した後、上澄みのAg含有溶液のみを除去した状態で、溶液がアルカリ性(pH=11)になるまで濃度25%のNH水を加えることにより行った。したがって、その溶液中には溶解していたAgが残存しており、そのAgから生成した[Ag(NH)]がCeO粒子の表面に形成されたCe(OH)と反応することによってCeO粒子の表面にAg(Ag錯体)が担持された。 In this example, the operation of stopping the elution process of Ag was performed after stopping the stirring and allowing to stand, and after removing only the supernatant Ag-containing solution, the concentration was 25 until the solution became alkaline (pH = 11). % NH 3 water was added. Therefore, dissolved Ag remains in the solution, and [Ag (NH 3 ) 2 )] + generated from the Ag reacts with Ce (OH) 3 formed on the surface of the CeO 2 particles. As a result, Ag (Ag complex) was supported on the surface of the CeO 2 particles.

このようにしてアルカリの存在下でAgを担持せしめた凝集体を再び遠心分離により分離した後、大気中500℃で5時間焼成を行うことにより、本発明の複合材料を得た。   Thus, after aggregating the aggregate carrying Ag in the presence of alkali again by centrifugation, firing was performed in the atmosphere at 500 ° C. for 5 hours to obtain the composite material of the present invention.

得られた複合材料におけるAgの含有率を<Ag含有率の評価2>と同様に分析したところ、Ce+Ag基準で9.7mol%であった。また、得られた複合材料についてESR測定を行ったところ、得られたESRスペクトルは実施例1で得られた図5に示すESRスペクトルと同様であった。   When the content rate of Ag in the obtained composite material was analyzed in the same manner as in <Evaluation 2 of Ag content rate>, it was 9.7 mol% on the basis of Ce + Ag. Moreover, when ESR measurement was performed about the obtained composite material, the obtained ESR spectrum was the same as the ESR spectrum shown in FIG.

(比較例1)
AgNOとCeO粉末(和光純薬社製、品番:034−01885)とのモル比が15:85となるように秤量し、両者の混合物に水を加えてAgNOを溶解させた。次いで、得られた分散液をスターラーで加熱撹拌し、蒸発乾固させ、さらに大気中500℃で5時間焼成して、CeとAgの合計量に対するAgの含有率(mol%)が15mol%となっているAg担持CeO粉末「Ag/CeO」を得た。
(Comparative Example 1)
AgNO 3 and CeO 2 powder (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., product number: 034-101885) were weighed so that the molar ratio was 15:85, and water was added to the mixture of both to dissolve AgNO 3 . Next, the obtained dispersion was heated and stirred with a stirrer, evaporated to dryness, and further calcined in the atmosphere at 500 ° C. for 5 hours. The Ag content (mol%) with respect to the total amount of Ce and Ag was 15 mol%. An Ag-supported CeO 2 powder “Ag / CeO 2 ” was obtained.

(比較例2)
AgNOとα−Al粉末(昭和電工社製、商品名:UA−5205)とのモル比が50:50となるように秤量し、両者の混合物に水を加えてAgNOを溶解させた。次いで、得られた分散液をスターラーで加熱撹拌し、蒸発乾固させ、さらに大気中500℃で5時間焼成して、AlとAgの合計量に対するAgの含有率(mol%)が50mol%となっているAg担持α−Al粉末「Ag/α−Al」を得た。
(Comparative Example 2)
AgNO 3 and α-Al 2 O 3 powder (manufactured by Showa Denko KK, trade name: UA-5205) are weighed so that the molar ratio is 50:50, and water is added to the mixture of both to dissolve AgNO 3 . I let you. Next, the obtained dispersion was heated and stirred with a stirrer, evaporated to dryness, and further calcined in the atmosphere at 500 ° C. for 5 hours. The Ag content (mol%) with respect to the total amount of Al and Ag was 50 mol%. An Ag-supported α-Al 2 O 3 powder “Ag / α-Al 2 O 3 ” was obtained.

<Ag粒子径の測定>
比較例1で得られたAg担持CeO粉末と比較例2で得られたAg担持α−Al粉末について、実施例2と同様にしてAg粒子径(平均一次粒径)を求めたところ、それぞれ40nm(比較例1)、124nm(比較例2)であった。
<Measurement of Ag particle diameter>
For the Ag-supported CeO 2 powder obtained in Comparative Example 1 and the Ag-supported α-Al 2 O 3 powder obtained in Comparative Example 2, the Ag particle size (average primary particle size) was determined in the same manner as in Example 2. However, they were 40 nm (Comparative Example 1) and 124 nm (Comparative Example 2), respectively.

<ESR測定2>
Ag2+の検出を目的として、比較例1で得られたAg担持CeO粉末と比較例2で得られたAg担持α−Al粉末について以下のESR測定装置を用いて以下の測定温度及び前処理条件の下でESR測定を行った。
測定装置:ESP350E、Bruker社製
測定温度:20K
前処理条件:
(i)試料20mgを計り取り、ESR試料管に入れ、O流通下(30ml/min)、600℃で処理した。その後、Oを流したまま試料を電気炉から出し、室温まで放冷した。
(ii)次に、ガスをHe(30ml/min)に切り替え、室温で30分間パージした。
<ESR measurement 2>
For the purpose of detecting Ag 2+ , the following measurement temperatures were used for the Ag-supported CeO 2 powder obtained in Comparative Example 1 and the Ag-supported α-Al 2 O 3 powder obtained in Comparative Example 2 using the following ESR measurement apparatus. And ESR measurement was performed under pretreatment conditions.
Measuring device: ESP350E, Bruker measuring temperature: 20K
Pre-processing conditions:
(i) A 20 mg sample was weighed, placed in an ESR sample tube, and treated at 600 ° C. under O 2 flow (30 ml / min). Thereafter, the sample was taken out of the electric furnace while flowing O 2 and allowed to cool to room temperature.
(ii) The gas was then switched to He (30 ml / min) and purged at room temperature for 30 minutes.

得られたESRスペクトルを図7(比較例1)及び図8(比較例2)に示す。図7及び図8に示した結果から、得られた材料はいずれもAgが担持されているものの、Ag2+は検出されなかった。 The obtained ESR spectrum is shown in FIG. 7 (Comparative Example 1) and FIG. 8 (Comparative Example 2). From the results shown in FIG. 7 and FIG. 8, Ag 2+ was not detected although the obtained materials both carry Ag.

<CO発生強度によるスート酸化性能の評価1>
実施例1〜3で得られた複合材料をそれぞれ以下の(試料1)の混合方法でスート(カーボン組成99.9%以上)と混合して試料1を作製した。また、比較例1で得られたAg担持CeO粉末と比較例2で得られたAg担持α−Al粉末をそれぞれ以下の(試料1)及び(試料2)の混合方法でスート(カーボン組成99.9%以上)と混合して試料1及び試料2を作製した。なお、複合材料(又は粉末)とスートとの混合比は、重量比(g)で2:0.1とした。
<Evaluation 1 of Soot Oxidation Performance by CO 2 Generation Strength>
Samples 1 were prepared by mixing the composite materials obtained in Examples 1 to 3 with soot (carbon composition 99.9% or more) by the following mixing method (Sample 1). Further, soot in the method of mixing the following respective Ag supported alpha-Al 2 O 3 powder obtained in Comparative Example 2 Ag-supported CeO 2 powder obtained in Comparative Example 1 (Sample 1) and (Sample 2) ( Sample 1 and Sample 2 were prepared by mixing with a carbon composition of 99.9% or more. Note that the mixing ratio of the composite material (or powder) and the soot was set to 2: 0.1 by weight ratio (g).

(試料1)スターラー(アズワン社製、MMPS−M1)とマグネット乳鉢(アズワン社製、MP−02)を用い、スピード目盛り「3」の電動混合にて3分間混合し、「緩い混合法」により混合した均一混合物を得た。   (Sample 1) Using a stirrer (manufactured by AS ONE, MMPS-M1) and a magnetic mortar (manufactured by AS ONE, MP-02), mix for 3 minutes by electric mixing with a speed scale of “3”. A mixed homogeneous mixture was obtained.

(試料2)試料1の均一混合物を更にめのう乳鉢により混合し、混合によりそれ以上のスート酸化活性の向上がみられなくなるまでその混合を繰り返すことにより、「強力な混合法」により混合した均一混合物を得た。本明細書に添付する図面では、試料2に相当するものを「tight」と表記した。   (Sample 2) The uniform mixture of Sample 1 was further mixed with an agate mortar, and the mixing was repeated until no further improvement in soot oxidation activity was observed by mixing, thereby mixing the uniform mixture by the “strong mixing method” Got. In the drawings attached to this specification, a sample corresponding to the sample 2 is denoted as “tight”.

なお、DPFを用いて細孔内で触媒とスートを接触させる場合には、排気圧により押し付けられ、またDPF細孔内での多重衝突により、単に触媒とスートを混合したようないわゆる「loose-contact」と呼ばれる混合状態より接触性が良好となる。試料1は、DPFを用いて細孔内で触媒とスートを接触させた混合状態に相当するものである。   In the case where the catalyst and the soot are brought into contact with each other in the pores using the DPF, the so-called “loose-” in which the catalyst and the soot are simply mixed by being pressed by the exhaust pressure or by the multiple collisions in the DPF pores. The contact is better than the mixed state called “contact”. Sample 1 corresponds to a mixed state in which the catalyst and soot are brought into contact with each other in the pores using DPF.

一方、乳鉢により極限まで混合したいわゆる「強力な混合法」と呼ばれる混合状態では、接触性は最良となるものの、形態因子の影響が排除されて化学的性質のみに着目した評価となる。試料2は、「強力な混合法」と呼ばれる混合状態に相当するものである。   On the other hand, in the mixed state called “strong mixing method” in which mixing is performed to the limit with a mortar, the contact property is the best, but the influence of the form factor is eliminated and the evaluation is focused on only the chemical properties. Sample 2 corresponds to a mixed state called “strong mixing method”.

次に、試料1及び試料2について、TG−mass法により昇温時のCO発生強度をそれぞれ測定した。熱重量分析計は「TG8120」(理学電機社製)を用いた。熱重量分析計には「GC−MS5972A」(Hewlett Packard社製)が接続され、熱重量分析計で発生したガス成分のマススペクトルを測定した。測定条件は、O10%/Heバランス雰囲気において、20K/分の昇温速度で800℃まで昇温し、m/e=44成分をスート酸化によって生じるCO成分として測定した。得られた結果を図9(実施例1〜3)、図10(比較例1)、図11(比較例2)に示す。 Next, with respect to Sample 1 and Sample 2, the CO 2 generation intensity at the time of temperature rise was measured by the TG-mass method. As the thermogravimetric analyzer, “TG8120” (manufactured by Rigaku Corporation) was used. “GC-MS5972A” (manufactured by Hewlett Packard) was connected to the thermogravimetric analyzer, and the mass spectrum of gas components generated by the thermogravimetric analyzer was measured. Measurement conditions were as follows. In an O 2 10% / He balance atmosphere, the temperature was increased to 800 ° C. at a temperature increase rate of 20 K / min, and m / e = 44 component was measured as a CO 2 component generated by soot oxidation. The obtained results are shown in FIG. 9 (Examples 1 to 3), FIG. 10 (Comparative Example 1), and FIG. 11 (Comparative Example 2).

図9〜図11に示した結果から明らかなとおり、Ag超微粒子が存在しない比較例の粉末を用いてもスート酸化温度は比較的高いが、本発明の複合材料を用いればスート酸化温度が低下することが確認された。この現象は、Ag超微粒子とCeOから生成した酸素活性種によりスート酸化温度が低下したことによると本発明者らは推察する。 As is apparent from the results shown in FIGS. 9 to 11, the soot oxidation temperature is relatively high even when the comparative powder without Ag ultrafine particles is used, but the soot oxidation temperature is lowered when the composite material of the present invention is used. Confirmed to do. The present inventors speculate that this phenomenon is caused by the soot oxidation temperature being lowered by the oxygen active species generated from the Ag ultrafine particles and CeO 2 .

(実施例4)
実施例1と同様にして得られた凝集体(CeAg−La10)を遠心分離により分離した後、凝集体(固形分)を水150mlで分散させた後、攪拌しながら硝酸(和光純薬社製、比重:1.40、品番:147−01346)25mlを加え、25℃で9時間攪拌を継続することによりAgの溶出処理(酸処理)を行った。
Example 4
After the aggregate (CeAg-La10) obtained in the same manner as in Example 1 was separated by centrifugation, the aggregate (solid content) was dispersed in 150 ml of water, and then nitric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) with stirring. , Specific gravity: 1.40, product number: 147-01346) 25 ml was added, and stirring was continued at 25 ° C. for 9 hours to carry out elution treatment (acid treatment) of Ag.

なお、本実施例におけるAgの溶出処理の停止操作は、遠心分離によりAg含有溶液を除去した状態で、溶液がアルカリ性(pH=11)になるまで濃度25%のNH水を加えることにより行った。 The operation for stopping the elution treatment of Ag in this example was performed by adding NH 3 water with a concentration of 25% until the solution became alkaline (pH = 11) with the Ag-containing solution removed by centrifugation. It was.

このようにして酸処理を施した凝集体を再び遠心分離により分離した後、凝集体(固形分)を水150mlで分散させることによりスラリーを得た。次いで、そのスラリーをテストピースサイズ(35ml)のDPF(コージェライト製、気孔率65%、平均細孔径30μm)の細孔内に入り込むように接触させた。その状態で吸引したのち大気中500℃で1時間の焼成を施しながら、担持量(被覆量)が70g/Lとなるまで繰り返し、本発明の複合材料が被覆された本発明の複合材料基材(テストピース)を得た。上記のスラリーの粒度分布を測定すると、約0.1μmの凝集体が安定に分散していたことから、DPFへの被覆が容易であることが確認された。   After the acid-treated aggregate was separated again by centrifugation, the aggregate (solid content) was dispersed with 150 ml of water to obtain a slurry. Next, the slurry was brought into contact with a test piece size (35 ml) DPF (manufactured by Cordierite, porosity: 65%, average pore diameter: 30 μm). The composite material substrate of the present invention in which the composite material of the present invention is coated is obtained by sucking in that state and then repeatedly firing it in the atmosphere at 500 ° C. for 1 hour until the carrying amount (coating amount) reaches 70 g / L. (Test piece) was obtained. When the particle size distribution of the slurry was measured, the aggregate of about 0.1 μm was stably dispersed, so that it was confirmed that coating with DPF was easy.

<剥離試験>
得られたテストピースをイオン交換水に浸漬し、超音波を2時間照射したが、本発明の複合材料の剥離は確認されなかった。
<Peel test>
The obtained test piece was immersed in ion-exchanged water and irradiated with ultrasonic waves for 2 hours, but peeling of the composite material of the present invention was not confirmed.

<CO発生強度によるスート酸化性能の評価2>
得られたテストピースを用いて、ディーゼルエンジンの排気中において200℃で約2g/LのPMを堆積させ、その後500℃、N雰囲気を15分間保持することにより未燃炭化水素成分を除去するようにした。このようにして実機PMを付着させたテストピースに対して、流量30L/min、O10%雰囲気において、昇温速度20℃/分で昇温させた。このときのCOピークによりスート酸化性能を評価した。得られた結果を図12に示す。
<Evaluation 2 of Soot Oxidation Performance by CO 2 Generation Strength>
Using the obtained test piece, about 2 g / L of PM is deposited at 200 ° C. in the exhaust of the diesel engine, and then the unburned hydrocarbon component is removed by maintaining the N 2 atmosphere at 500 ° C. for 15 minutes. I did it. For such test piece was attached actual PM in the flow rate 30L / min, the O 2 10% atmosphere, the temperature was raised at a heating rate of 20 ° C. / min. The soot oxidation performance was evaluated based on the CO 2 peak at this time. The obtained result is shown in FIG.

また、基材のみのDPFに実機PMを付着させた比較のためのテストピースに対しても同様にスート酸化性能を評価し、得られた結果を図12に併記する。   Further, the soot oxidation performance is similarly evaluated for a test piece for comparison in which the actual machine PM is adhered to the DPF of only the base material, and the obtained results are also shown in FIG.

図12に示した結果から明らかなとおり、本発明の複合材料が被覆されているテストピースによれば、本発明の複合材料が被覆されていない比較のためのテストピースに比べてPM酸化温度が低下する。したがって、Ag超微粒子とCeOからなる本発明の複合材料が酸化触媒として機能することが確認された。 As is apparent from the results shown in FIG. 12, the test piece coated with the composite material of the present invention has a PM oxidation temperature higher than that of the test piece for comparison not coated with the composite material of the present invention. descend. Therefore, it was confirmed that the composite material of the present invention comprising Ag ultrafine particles and CeO 2 functions as an oxidation catalyst.

以上説明したように、本発明によれば、スート等の炭素含有成分、HC、CO又はNO等の成分をより低温で十分に酸化することが可能な酸化触媒等として非常に有用な複合材料、並びにそれを用いた複合材料基材を提供することが可能となる。さらに、本発明によれば、そのような複合材料、並びにその複合材料を用いた複合材料基材を効率良く且つ確実に得ることが可能となる。   As described above, according to the present invention, a composite material that is very useful as an oxidation catalyst that can sufficiently oxidize a carbon-containing component such as soot, a component such as HC, CO, or NO at a lower temperature, In addition, a composite material substrate using the same can be provided. Furthermore, according to the present invention, such a composite material and a composite material substrate using the composite material can be obtained efficiently and reliably.

したがって、本発明は、排気ガス中のPM成分の除去手段、碍子等における炭素分付着による絶縁破壊の防止手段、改質触媒におけるコーキングの防止手段、フラーレン、カーボンナノチューブといった炭素材料の加工、エチレンからエチレンエポキシへの部分酸化といった炭化水素の部分酸化、等に応用できる酸化触媒に関する技術として非常に有用である。   Therefore, the present invention provides a means for removing PM components in exhaust gas, a means for preventing dielectric breakdown due to adhesion of carbon in insulators, a means for preventing coking in reforming catalysts, a process for carbon materials such as fullerene and carbon nanotubes, and ethylene. The present invention is very useful as a technique relating to an oxidation catalyst that can be applied to partial oxidation of hydrocarbons such as partial oxidation to ethylene epoxy.

また、本発明の複合材料は、Oを室温付近から分解することが可能なオゾン分解触媒や、気相中の酸素を取り込む性質を利用した排気浄化材や、Pt、Au、Ag等の導電性の高い性質を用いた燃料電池の空気極用触媒等としても有用なものである。 In addition, the composite material of the present invention includes an ozone decomposition catalyst capable of decomposing O 3 from around room temperature, an exhaust purification material utilizing the property of taking in oxygen in the gas phase, and a conductive material such as Pt, Au, and Ag. It is also useful as a catalyst for an air electrode of a fuel cell using high properties.

実施例1で得られたCeAg−La10の凝集処理後(焼成前)の形態の測定点を示すTEM写真である。It is a TEM photograph which shows the measurement point of the form after the aggregation process (before baking) of CeAg-La10 obtained in Example 1. FIG. 図1に示す測定点におけるCe及びAgについてのカウント数を示すグラフである。It is a graph which shows the count number about Ce and Ag in the measurement point shown in FIG. 実施例1で得られたCeAg−La10の凝集処理後(焼成前)の形態を示すSEM写真である。It is a SEM photograph which shows the form after the aggregation process (before baking) of CeAg-La10 obtained in Example 1. FIG. 実施例1で得られた複合材料の測定点を示すTEM写真である。2 is a TEM photograph showing measurement points of the composite material obtained in Example 1. FIG. 実施例1で得られた複合材料についてESR測定を行った結果を示すグラフである。4 is a graph showing the results of ESR measurement performed on the composite material obtained in Example 1. 実施例2で得られた複合材料における細孔径分布を測定した結果を示すグラフである。4 is a graph showing the results of measuring the pore size distribution in the composite material obtained in Example 2. 比較例1で得られたAg担持CeO粉末についてESR測定を行った結果を示すグラフである。6 is a graph showing the results of ESR measurement performed on the Ag-supported CeO 2 powder obtained in Comparative Example 1. 比較例2で得られたAg担持α−Al粉末についてESR測定を行った結果を示すグラフである。6 is a graph showing the results of ESR measurement performed on Ag-supported α-Al 2 O 3 powder obtained in Comparative Example 2. 実施例1〜3で得られた複合材料についてCO発生強度を測定した結果を示すグラフである。It is a graph showing the results of measurement of the CO 2 generation strength for the composite material obtained in Example 1-3. 比較例1で得られたAg担持CeO粉末についてCO発生強度を測定した結果を示すグラフである。6 is a graph showing the results of measuring the CO 2 generation strength of the Ag-supported CeO 2 powder obtained in Comparative Example 1. 比較例2で得られたAg担持α−Al粉末についてCO発生強度を測定した結果を示すグラフである。6 is a graph showing the results of measuring the CO 2 generation strength of the Ag-supported α-Al 2 O 3 powder obtained in Comparative Example 2. 実機PMを付着させたテストピースについてCO発生強度を測定した結果を示すグラフである。Is a graph showing the results of measurement of the CO 2 generation strength for the test piece was attached actual PM.

Claims (17)

価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子と、平均一次粒径が0.3〜30nmであり且つ少なくとも一部が+2価となっているAg超微粒子とからなることを特徴とする複合材料。   It is characterized by comprising metal oxide fine particles made of a metal oxide capable of changing the valence, and Ag ultrafine particles having an average primary particle size of 0.3 to 30 nm and at least a part of which is +2 valent. Composite material. 記金属酸化物微粒子を構成する第二の金属酸化物が、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Zr、Fe、Ti、Al、Mg、Co、Ni、Mn、Cr、Mo、W及びVの酸化物、これらの固溶体、並びにこれらの複合酸化物からなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項1に記載の複合材料。 Before the second metal oxide constituting the Kikin genus oxide fine particles, La, Ce, Pr, Nd , Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Y, It is at least one selected from the group consisting of oxides of Zr, Fe, Ti, Al, Mg, Co, Ni, Mn, Cr, Mo, W and V, solid solutions thereof, and composite oxides thereof. The composite material according to claim 1. 前記金属酸化物微粒子が、前記Ag超微粒子により生成された酸素活性種を移動することが可能な酸素活性種移動材からなる酸素活性種移動材粒子であることを特徴とする請求項1又は2に記載の複合材料。   The metal oxide fine particles are oxygen active species transfer material particles made of an oxygen active species transfer material capable of transferring oxygen active species generated by the Ag ultrafine particles. The composite material described in 1. 前記酸素活性種移動材がCeO又はCeを含む複合酸化物であり、La、Nd、Pr、Sm、Y、Ca、Ti、Fe、Zr及びAlからなる群から選択される少なくとも一種を添加金属として更に含有していることを特徴とする請求項3に記載の複合材料。 The oxygen active species transfer material is a composite oxide containing CeO 2 or Ce, and at least one selected from the group consisting of La, Nd, Pr, Sm, Y, Ca, Ti, Fe, Zr and Al is added to the metal The composite material according to claim 3, further comprising: 大気中500℃で5時間焼成した後の前記金属酸化物微粒子の平均一次粒径が1〜75nmであることを特徴とする請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の複合材料。   The composite material according to any one of claims 1 to 4, wherein an average primary particle size of the metal oxide fine particles after firing at 500 ° C for 5 hours in the air is 1 to 75 nm. 前記複合材料が炭素含有成分酸化用の酸化触媒であることを特徴とする請求項〜5のうちのいずれか一項に記載の複合材料。 The composite material according to any one of claims 3 to 5, wherein the composite material is an oxidation catalyst for oxidizing a carbon-containing component . Agの塩と価数変動可能な金属の塩とを含有する溶液から、Ag粒子が価数変動可能な金属の塩に由来する金属化合物微粒子により覆われている凝集体を生成せしめる工程と、
得られた凝集体から前記Agの一部を酸により溶出せしめた後に焼成することによって、価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子と、平均一次粒径が0.3〜30nmであり且つ少なくとも一部が+2価となっているAg超微粒子とからなる複合材料を得る工程と、
を含むことを特徴とする複合材料の製造方法。
A step of producing an aggregate in which Ag particles are covered with metal compound fine particles derived from a metal salt capable of changing the valence, from a solution containing an Ag salt and a metal salt capable of changing the valence;
A part of Ag is eluted from the obtained aggregate with an acid and then baked to form metal oxide fine particles made of a metal oxide capable of changing the valence, and an average primary particle size of 0.3 to 30 nm. And a step of obtaining a composite material composed of Ag ultrafine particles having at least a part of +2;
A method for producing a composite material, comprising:
前記凝集体から前記Agの一部を酸により溶出せしめる際に、アルカリを添加して前記溶出を停止せしめることを特徴とする請求項7に記載の複合材料の製造方法。   The method for producing a composite material according to claim 7, wherein when a part of the Ag is eluted from the aggregate with an acid, an alkali is added to stop the elution. Agの塩と価数変動可能な金属の塩とを含有する溶液から、Ag粒子が価数変動可能な金属の塩に由来する金属化合物微粒子により覆われている凝集体を生成せしめる工程と、
得られた凝集体から前記Agの少なくとも一部を酸により溶出せしめる工程と、
前記金属化合物微粒子の表面にアルカリの存在下でAg超微粒子を担持せしめた後に焼成することによって、価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子と、平均一次粒径が0.3〜30nmであり且つ少なくとも一部が+2価となっているAg超微粒子とからなる複合材料を得る工程と、
を含むことを特徴とする複合材料の製造方法。
A step of producing an aggregate in which Ag particles are covered with metal compound fine particles derived from a metal salt capable of changing the valence, from a solution containing an Ag salt and a metal salt capable of changing the valence;
Eluting at least a part of the Ag from the obtained aggregate with an acid;
A metal oxide fine particle composed of an oxide of a metal whose valence can be varied by carrying Ag ultrafine particles on the surface of the metal compound fine particles in the presence of an alkali and then firing, and an average primary particle size of 0.3. Obtaining a composite material composed of Ag ultrafine particles having a diameter of ˜30 nm and at least a part of which is +2;
A method for producing a composite material, comprising:
価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子の表面を酸により溶解せしめる工程と、
前記金属酸化物微粒子の表面にアルカリの存在下でAg超微粒子を担持せしめることによって、価数変動可能な金属の酸化物からなる金属酸化物微粒子と、平均一次粒径が0.3〜30nmであり且つ少なくとも一部が+2価となっているAg超微粒子とからなる複合材料を得る工程と、
を含むことを特徴とする複合材料の製造方法。
A step of dissolving the surface of metal oxide fine particles comprising a metal oxide capable of changing valence with an acid;
By supporting Ag ultrafine particles in the presence of alkali on the surface of the metal oxide fine particles, metal oxide fine particles made of a metal oxide capable of changing the valence, and an average primary particle size of 0.3 to 30 nm. A step of obtaining a composite material comprising Ag ultrafine particles that are present and at least a part of which is +2;
A method for producing a composite material, comprising:
前記アルカリがアンモニアであることを特徴とする請求項8〜10のうちのいずれか一項に記載の複合材料の製造方法。   The said alkali is ammonia, The manufacturing method of the composite material as described in any one of Claims 8-10 characterized by the above-mentioned. 基材と、請求項1〜6のうちのいずれか一項に記載の複合材料とを備えることを特徴とする複合材料基材。   A composite material base material comprising a base material and the composite material according to any one of claims 1 to 6. 排気浄化基材として用いることを特徴とする請求項12に記載の複合材料基材。   The composite material substrate according to claim 12, wherein the composite material substrate is used as an exhaust purification substrate. 請求項1〜6のうちのいずれか一項に記載の複合材料と、分散媒とを含有していることを特徴とする複合材料分散液。   A composite material dispersion liquid comprising the composite material according to any one of claims 1 to 6 and a dispersion medium. バインダーを更に含有していることを特徴とする請求項14に記載の複合材料分散液。   The composite material dispersion according to claim 14, further comprising a binder. 請求項7〜10のうちのいずれか一項に記載の複合材料の製造方法の過程で得られた焼成前の複合材料と、分散媒とを含有していることを特徴とする複合材料分散液。   A composite material dispersion, comprising: a composite material before firing obtained in the process of the method for producing a composite material according to any one of claims 7 to 10; and a dispersion medium. . 請求項14〜16のうちのいずれか一項に記載の複合材料分散液を基材に接触させた後に焼成することによって複合材料基材を得ることを特徴とする複合材料基材の製造方法。   A method for producing a composite material base material, wherein the composite material base material is obtained by firing the composite material dispersion liquid according to any one of claims 14 to 16 after contacting the base material.
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