JP5620799B2 - Catalyst production method and combustion exhaust gas purification catalyst - Google Patents

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Description

本発明は、マグネトプランバイト型複合酸化物(LaMnAl1119)を形成しつつ貴金属が担持された触媒の製造方法及び燃焼排ガスの浄化触媒に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a catalyst in which a noble metal is supported while forming a magnetoplumbite type composite oxide (LaMnAl 11 O 19 ), and a combustion exhaust gas purification catalyst.

通常、排ガス浄化触媒は、触媒活性成分である貴金属微粒子の粒子成長に起因して性能劣化が生じてしまうと考えられている。この貴金属微粒子は、一般には、耐熱性アルミナ担体(触媒担体)の表面に分散して使用されるが、環境温度が上昇するにつれてアルミナ表面を拡散・移動して凝集を繰り返して成長してしまうことから、このような担体表面における貴金属微粒子の拡散・移動を抑制することにより貴金属触媒の性能劣化を抑制すべく、技術開発が進められている。   In general, it is considered that the exhaust gas purification catalyst is deteriorated in performance due to particle growth of noble metal fine particles which are catalytic active components. These noble metal fine particles are generally used by being dispersed on the surface of a heat-resistant alumina carrier (catalyst carrier). However, as the environmental temperature rises, the alumina surface diffuses and moves to grow repeatedly by agglomeration. Therefore, technical development has been advanced in order to suppress the performance deterioration of the noble metal catalyst by suppressing the diffusion / migration of the noble metal fine particles on the surface of the support.

例えば特許文献1には、アルミナ担体の細孔内に貴金属微粒子を閉じ込め、その移動・拡散を抑制する方法が開示されている。かかる方法においては、アルミナ細孔内に貴金属微粒子を閉じ込めるにあたり、貴金属微粒子とともに酸化セリウムや酸化ジルコニウムあるいは酸化マグネシウムなどの酸化物粒子を同時に閉じ込め、細孔内における貴金属微粒子の凝集を防止する工夫がなされている。   For example, Patent Document 1 discloses a method of confining noble metal fine particles in the pores of an alumina support and suppressing the movement / diffusion thereof. In such a method, when confining the noble metal fine particles in the alumina pores, an idea is made to simultaneously confine oxide particles such as cerium oxide, zirconium oxide or magnesium oxide together with the noble metal fine particles to prevent aggregation of the noble metal fine particles in the pores. ing.

然るに、近年、耐熱性に優れたペロブスカイト型複合酸化物触媒が注目されている。かかるペロブスカイト型複合酸化物はABOと表記されるが、Aにランタン(La)、Bに鉄(Fe)やコバルト(Co)或いはマンガン(Mn)を使用することが多い。かかるペロブスカイト型複合酸化物(LaFeOやLaCoO、LaMnO)だけでも排ガス浄化活性はあるが、処理ガス量が少ないことやNO浄化性能に劣ることが指摘されていた。この欠点を克服するため、従来、LaFeOの一部を貴金属(Pd)で置換したLaFe(1−x)Pdが提案されるに至っている(例えば特許文献2参照)。 However, in recent years, perovskite complex oxide catalysts having excellent heat resistance have attracted attention. Such a perovskite complex oxide is expressed as ABO 3, and in many cases, lanthanum (La) is used for A and iron (Fe), cobalt (Co), or manganese (Mn) is used for B. It has been pointed out that such a perovskite complex oxide (LaFeO 3 , LaCoO 3 , LaMnO 3 ) alone has an exhaust gas purification activity, but has a small amount of processing gas and inferior NO purification performance. In order to overcome this drawback, LaFe (1-x) Pd x O 3 in which a part of LaFeO 3 is substituted with a noble metal (Pd) has been proposed (for example, see Patent Document 2).

ところで、アルミナを主成分とし、アルカリ土類金属としてランタン(La)を含有するマグネトプランバイト型複合酸化物を触媒として使用することが提案されており、その場合、置換金属原子としてマンガンや鉄を選択することも提案されている。マグネトプランバイト型複合酸化物(MPBと略記)は上記したペロブスカイト型複合酸化物よりも耐熱性に優れた複合酸化物と考えられており、アルミナ(Al)や酸化鉄(Fe)を主成分として結晶格子を形成し、結晶格子内にアルカリ金属イオン、あるいはアルカリ土類金属イオンを含有している。 By the way, it has been proposed to use a magnetoplumbite type complex oxide containing alumina as a main component and lanthanum (La) as an alkaline earth metal as a catalyst. In this case, manganese or iron is used as a substituted metal atom. It has also been proposed to choose. A magnetoplumbite type complex oxide (abbreviated as MPB) is considered to be a complex oxide having better heat resistance than the above-described perovskite type complex oxide, and is composed of alumina (Al 2 O 3 ) and iron oxide (Fe 2 O). 3 ) The crystal lattice is formed with the main component, and alkali metal ions or alkaline earth metal ions are contained in the crystal lattice.

而して、従来より、AMnAl12−x19(但し、Aはアルカリ金属、アルカリ土類金属または希土類金属)と表記されるMPBを貴金属塩の水溶液に浸漬し、その乾燥・焼成物を耐熱性に優れた排ガス浄化触媒とする技術が提案されている(特許文献3参照)。かかる従来技術によれば、Mn置換MPB((La・Mn)Al1119−x)を合成するには1モルのLaと1モルのMn、11モルのAl前駆体を精確に秤量し1300℃以上、好ましくは1450℃で5時間以上焼成して排ガス触媒を得ていた。 Thus, conventionally, MPB represented as AMn x Al 12-x O 19 (where A is an alkali metal, alkaline earth metal or rare earth metal) is immersed in an aqueous solution of a noble metal salt, and dried and fired. Has been proposed (see Patent Document 3). According to such prior art, 1 mol of La 2 O 3 , 1 mol of Mn 2 O 3 , 11 mol of Al 2 O are used to synthesize Mn-substituted MPB ((La · Mn) Al 11 O 19-x ). The three precursors were accurately weighed and calcined at 1300 ° C. or higher, preferably 1450 ° C. for 5 hours or longer to obtain an exhaust gas catalyst.

特開2003−135963号公報JP 2003-135963 A 特開平5−3136号公報JP-A-5-3136 特開平9−271672号公報JP-A-9-271672

しかしながら、上記従来の触媒においては、以下の如き問題があった。
即ち、ペロブスカイト型複合酸化物触媒を用いた従来のものは、900℃で100時間の熱処理をしたあとでもHCやCO、NO浄化性能に劣化がなく、すでに実車に搭載されるに至っている。しかし、近時においては、燃焼装置の熱効率改善の観点からより高温での燃焼技術が開発されており、それに伴って燃焼排ガスの温度も上昇していることから、冷間時排ガス浄化のため、エンジン直下に設置される触媒は900℃を超える高温環境下となることもあり、上記従来の触媒では当該高性能燃焼装置に適用した場合、耐熱性及び耐久性に十分ではないという問題があった。
However, the conventional catalyst has the following problems.
That is, the conventional one using a perovskite type complex oxide catalyst has not been deteriorated in HC, CO, NO purification performance even after heat treatment at 900 ° C. for 100 hours, and has already been installed in an actual vehicle. However, recently, combustion technology at higher temperatures has been developed from the viewpoint of improving the thermal efficiency of the combustion apparatus, and the temperature of the combustion exhaust gas has risen accordingly. The catalyst installed directly under the engine may be in a high temperature environment exceeding 900 ° C., and the conventional catalyst has a problem that it is not sufficient in heat resistance and durability when applied to the high performance combustion apparatus. .

また、マグネトプランバイト型複合酸化物を用いた従来のものは、MPBそのものが耐熱性に優れた材料であることから、耐熱性を向上し得ると思われるものの、Mn置換MPB((La・Mn)Al1119−x)を合成するには1モルのLaと1モルのMn、11モルのAl前駆体を精確に秤量し1300℃以上、好ましくは1450℃で5時間以上焼成する必要があり、製造工程が多く且つ複雑であるとともに、得られたMn置換MPBの比表面積は非常に小さく、例えば10m/g以下となるため、触媒材料として使用することはできない。 In addition, the conventional one using the magnetoplumbite type complex oxide is considered to be able to improve the heat resistance because MPB itself is a material having excellent heat resistance, but Mn substituted MPB ((La · Mn ) Al 11 O 19-x ) In order to synthesize 1 mol of La 2 O 3 , 1 mol of Mn 2 O 3 , 11 mol of Al 2 O 3 precursor, weighed accurately 1300 ° C. or higher, preferably 1450 Since it is necessary to calcinate at 5 ° C. for 5 hours or more, the manufacturing process is many and complicated, and the specific surface area of the obtained Mn-substituted MPB is very small, for example, 10 m 2 / g or less. It is not possible.

しかるに、本出願人は、マグネトプランバイト型複合酸化物を用いた触媒について鋭意研究するに至ったが、当該マグネトプランバイト型複合酸化物を用いた触媒において、特にNOの浄化能の更なる向上や高温雰囲気下での貴金属の高分散化状態の維持(貴金属の移動・凝集による成長の抑制)について改善の余地を見出すとともに、触媒の製造方法においては、製造工程の簡素化について検討の余地があることを見出した。   However, the present applicant has earnestly researched a catalyst using a magnetoplumbite type composite oxide, and in the catalyst using the magnetoplumbite type composite oxide, in particular, further improving the purifying ability of NO. In addition, there is room for improvement in maintaining a highly dispersed state of noble metals in high-temperature atmospheres (suppression of growth due to movement and aggregation of noble metals), and there is room for study on simplification of the manufacturing process in catalyst production methods. I found out.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、NO浄化能の更なる向上及び高温雰囲気下での貴金属の高分散化の維持を図るとともに、製造工程をより簡素化可能な触媒の製造方法及び燃焼排ガスの浄化触媒を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and aims to further improve the NO purification ability and maintain high dispersion of the noble metal in a high-temperature atmosphere, and can further simplify the manufacturing process. An object of the present invention is to provide a production method and a combustion exhaust gas purification catalyst.

請求項1記載の発明は、マグネトプランバイト型複合酸化物(LaMnAl1119)を形成しつつ貴金属が担持された触媒の製造方法であって、ランタンイオン及びマンガンイオンに加えて前記貴金属イオンを含む混合水溶液を調製する水溶液調製工程と、前記多孔質アルミナの細孔にて生じる毛細管現象を利用したポアフィリング法により当該細孔内に前記水溶液調製工程で得られた前記混合水溶液を充填する水溶液充填工程と、該水溶液充填工程にて細孔内に前記混合水溶液が充填された多孔質アルミナを乾燥する乾燥工程と、該乾燥工程で得られた多孔質アルミナを焼成することにより、前記細孔内に前記貴金属を含有したマグネトプランバイト型複合酸化物を生成させる焼成工程とを有することを特徴とする。 The invention described in claim 1 is a method for producing a catalyst in which a noble metal is supported while forming a magnetoplumbite type complex oxide (LaMnAl 11 O 19 ), wherein the noble metal ion is added in addition to lanthanum ion and manganese ion. An aqueous solution preparation step for preparing a mixed aqueous solution, and an aqueous solution for filling the mixed aqueous solution obtained in the aqueous solution preparation step into the pores by a pore filling method using a capillary phenomenon generated in the pores of the porous alumina. a filling step, a drying step of the mixed aqueous solution in the pores to dry the porous alumina is filled with aqueous solution filling step, by firing the porous alumina obtained in the drying step, the pores And a firing step for generating a magnetoplumbite type composite oxide containing the noble metal therein.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の触媒の製造方法において、前記貴金属がパラジウムであることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the method for producing a catalyst according to the first aspect, the noble metal is palladium.

請求項3記載の発明は、マグネトプランバイト型複合酸化物(LaMnAl1119)構造中のマンガンの少なくとも一部を貴金属に置換させ、La(Mn1−x)Al1119(但しMは貴金属)なる組成式から成るものとされたことを特徴とする燃焼排ガスの浄化触媒である。 According to the third aspect of the present invention, at least a part of manganese in the magnetoplumbite type complex oxide (LaMnAl 11 O 19 ) structure is replaced with a noble metal, and La (Mn 1-x M x ) Al 11 O 19 (however, A combustion exhaust gas purifying catalyst characterized in that M is composed of a noble metal).

請求項4記載の発明は、請求項3記載の燃焼排ガスの浄化触媒において、前記貴金属がパラジウムとされ、La(Mn1−xPd)Al1119なる組成式から成るものとされたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the purification catalyst for combustion exhaust gas according to the third aspect, the noble metal is palladium and is composed of a composition formula of La (Mn 1-x Pd x ) Al 11 O 19. It is characterized by.

請求項5記載の発明は、請求項3又は請求項4記載の燃焼排ガスの浄化触媒において、前記組成式において、0<x<0.25とされたことを特徴とする。 The invention according to claim 5 is characterized in that, in the combustion exhaust gas purifying catalyst according to claim 3 or claim 4, 0 <x <0.25 in the composition formula.

本発明によれば、ランタンイオン及びマンガンイオンに加えて貴金属イオンを含む混合水溶液を調製し、かかる混合水溶液を多孔質アルミナの細孔内にポアフィリング法にて充填し、乾燥及び焼成するので、貴金属を触媒担体に担持させるための別個の工程を必要とせず、製造工程を簡素化することができるとともに、得られた触媒においても、NO浄化能の更なる向上及び高温雰囲気下での貴金属の高分散化の維持を図ることができる。   According to the present invention, a mixed aqueous solution containing noble metal ions in addition to lanthanum ions and manganese ions is prepared, and the mixed aqueous solution is filled in the pores of porous alumina by a pore filling method, and dried and fired. A separate process for supporting the noble metal on the catalyst carrier is not required, and the manufacturing process can be simplified. Further, in the obtained catalyst, the NO purification ability can be further improved and the noble metal in the high temperature atmosphere can be improved. High dispersion can be maintained.

さらに、マグネトプランバイト型複合酸化物(LaMnAl1119)構造中のマンガンの少なくとも一部を貴金属に置換させ、La(Mn1−x)Al1119(但しMは貴金属)なる組成式から成る燃焼排ガスの浄化触媒とされたので、NO浄化能の更なる向上及び高温雰囲気下での貴金属の高分散化の維持を図ることができる。 Further, at least a part of manganese in the structure of the magnetoplumbite type complex oxide (LaMnAl 11 O 19 ) is substituted with a noble metal, and the composition is La (Mn 1−x M x ) Al 11 O 19 (where M is a noble metal). Since it is a combustion exhaust gas purification catalyst having the formula, it is possible to further improve the NO purification performance and maintain a high dispersion of the noble metal in a high temperature atmosphere.

本発明の実施形態に係る触媒の製造方法を示すフローチャートThe flowchart which shows the manufacturing method of the catalyst which concerns on embodiment of this invention. 実施例1〜4及び比較例1に係る触媒のXRD回折パターンを示すグラフThe graph which shows the XRD diffraction pattern of the catalyst which concerns on Examples 1-4 and Comparative Example 1 実施例1〜4及び比較例1に係る触媒の活性評価を示すグラフThe graph which shows the activity evaluation of the catalyst which concerns on Examples 1-4 and Comparative Example 1 実施例1〜4及び比較例1に係る触媒の活性評価を示すグラフThe graph which shows the activity evaluation of the catalyst which concerns on Examples 1-4 and Comparative Example 1 実施例4及び比較例1に係る触媒の活性評価(450℃での浄化率の変化)を示すグラフThe graph which shows the activity evaluation (change of the purification rate in 450 degreeC) of the catalyst which concerns on Example 4 and Comparative Example 1 実施例1及び比較例1に係る触媒の活性評価(T(50)の変化)を示すグラフThe graph which shows the activity evaluation (change of T (50)) of the catalyst which concerns on Example 1 and Comparative Example 1

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る触媒は、多孔質アルミナの細孔内にマグネトプランバイト型複合酸化物(LaMnAl1119)(MPB)を形成して成り、その上にパラジウム(Pd)等の貴金属が担持されたものであり、図1に示すように、水溶液調製工程S1と、水溶液充填工程S2と、乾燥工程S3と、仮焼工程S4、焼成工程S5とを経ることにより排ガス浄化触媒を得ることができる。なお、本実施形態においては、貴金属を触媒担体に担持させる如き貴金属担持工程は不要とされている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
The catalyst according to the present embodiment is formed by forming magnetoplumbite-type composite oxide (LaMnAl 11 O 19 ) (MPB) in the pores of porous alumina, and a noble metal such as palladium (Pd) is supported thereon. As shown in FIG. 1, an exhaust gas purification catalyst can be obtained through an aqueous solution preparation step S1, an aqueous solution filling step S2, a drying step S3, a calcination step S4, and a calcination step S5. it can. In the present embodiment, a noble metal supporting step for supporting the noble metal on the catalyst carrier is unnecessary.

水溶液調製工程S1は、ランタン(La)イオン及びマンガン(Mn)イオンに加えてパラジウム(Pd)イオン(貴金属イオン)を含む混合水溶液(即ち、マグネトプランバイト型複合酸化物を構成するためのLaイオン及びMnイオン、及び触媒反応を行わせるための貴金属としてのパラジウム(Pd)イオンを必須として、水溶液中に混合させたもの)を調製する工程である。なお、添加物として他のイオンを混合させるようにしてもよい。   The aqueous solution preparation step S1 is a mixed aqueous solution containing palladium (Pd) ions (noble metal ions) in addition to lanthanum (La) ions and manganese (Mn) ions (that is, La ions for constituting a magnetoplumbite type complex oxide). And Mn ions and palladium (Pd) ions as precious metals for causing a catalytic reaction to be essential and mixed in an aqueous solution). Other ions may be mixed as an additive.

水溶液充填工程S2は、多孔質アルミナの細孔にて生じる毛細管現象を利用したポアフィリング法により当該細孔内に水溶液調製工程S1で得られた混合水溶液を充填する工程である。このポアフィリング法は、アルミナ担体(触媒担体)の細孔容積を測定し、その容積と同量の水溶液(本実施形態においては水溶液調製工程S1で得られた混合水溶液)を添加して混合・撹拌することにより当該アルミナ担体(触媒担体)の細孔内に毛細管現象を利用して充填させる方法をいう。   The aqueous solution filling step S2 is a step of filling the pores in the pores of the porous alumina with the mixed aqueous solution obtained in the aqueous solution preparation step S1 by the pore filling method using the capillary phenomenon. In this pore filling method, the pore volume of the alumina support (catalyst support) is measured, and the same volume of the aqueous solution (in this embodiment, the mixed aqueous solution obtained in the aqueous solution preparation step S1) is added and mixed. It refers to a method of filling the pores of the alumina support (catalyst support) by utilizing capillary action by stirring.

乾燥工程S3は、水溶液充填工程S2にて細孔内に混合水溶液が充填された多孔質アルミナを乾燥する工程であり、これにより、触媒担体の細孔内は、その壁面がマグネトプランバイト型複合酸化物(MPB)生成のための成分(組成)で被覆(コーティング)された状態となる。かかる乾燥工程S3において、例えば110℃で12時間程度乾燥するのが好ましい。   The drying step S3 is a step of drying the porous alumina in which the mixed aqueous solution is filled in the pores in the aqueous solution filling step S2. Thus, the walls of the catalyst support pores are magnetoplumbite type composites. It will be in the state coat | covered (coating) with the component (composition) for oxide (MPB) production | generation. In the drying step S3, it is preferable to dry at 110 ° C. for about 12 hours, for example.

仮焼工程S4は、乾燥工程S3で乾燥したものを、例えば約600℃で4時間程度焼成する工程である。焼成工程S5は、乾燥工程S3で得られて仮焼工程S4を経た多孔質アルミナを更に空気中において約1000℃で焼成し、その細孔内でマグネトプランバイト型複合酸化物を生成させるための工程である。焼成時間は、60時間以上とされる。   The calcination step S4 is a step of baking the material dried in the drying step S3, for example, at about 600 ° C. for about 4 hours. In the firing step S5, the porous alumina obtained in the drying step S3 and subjected to the calcination step S4 is further fired in air at about 1000 ° C., and a magnetoplumbite type composite oxide is generated in the pores. It is a process. The firing time is 60 hours or more.

以上の工程S1〜S5を経ることにより、本実施形態に係る触媒が製造されることとなる。即ち、本実施形態によれば、触媒担体の細孔内に混合水溶液を充填させる単一の工程(水溶液充填工程S2)にて、マグネトプランバイト型複合酸化物(MPB)生成と触媒反応を行わせるための貴金属の担持とを同時に行わせることができるのであり、既述したように、貴金属を触媒担体に担持させる如き貴金属担持工程は不要とされているのである。   Through the above steps S1 to S5, the catalyst according to the present embodiment is manufactured. That is, according to the present embodiment, magnetoplumbite type complex oxide (MPB) generation and catalytic reaction are performed in a single step (aqueous solution filling step S2) in which the mixed aqueous solution is filled into the pores of the catalyst carrier. The noble metal supporting step for supporting the noble metal on the catalyst carrier is unnecessary as described above.

上記実施形態によれば、ランタン(La)イオン及びマンガン(Mn)イオンに加えて貴金属イオン(パラジウムイオン)を含む混合水溶液を調製し、かかる混合水溶液を多孔質アルミナの細孔内にポアフィリング法にて充填し、乾燥及び焼成するので、貴金属(パラジウム)を触媒担体に担持させるための別個の工程を必要とせず、製造工程を簡素化することができるとともに、得られた触媒においても、NO浄化能の更なる向上及び高温雰囲気下での貴金属の高分散化の維持を図ることができる。   According to the above embodiment, a mixed aqueous solution containing noble metal ions (palladium ions) in addition to lanthanum (La) ions and manganese (Mn) ions is prepared, and the mixed aqueous solution is pore-filled into the pores of porous alumina. In this case, it is possible to simplify the manufacturing process without using a separate process for supporting the noble metal (palladium) on the catalyst support, and in the obtained catalyst, NO is also required. It is possible to further improve the purifying ability and maintain high dispersion of the noble metal in a high temperature atmosphere.

しかるに、本実施形態の如く水溶液充填工程S2にて混合水溶液を触媒担体の細孔内に充填させた後、乾燥及び焼成させることにより、マグネトプランバイト型複合酸化物(LaMnAl1119)構造中のマンガンの少なくとも一部を貴金属に置換させ(残部のパラジウムイオン(貴金属イオン)はPdO微粒子として共存)、La(Mn1−x)Al1119(但しMは貴金属;本実施形態においては「Pd」)なる組成式から成るものとなっている。特に、かかる組成式において、0<x<0.25とされた触媒が好ましい。 However, after the mixed aqueous solution is filled in the pores of the catalyst support in the aqueous solution filling step S2 as in the present embodiment, it is dried and fired, so that the magnetoplumbite type complex oxide (LaMnAl 11 O 19 ) structure is formed. In this embodiment, at least a part of manganese is substituted with a noble metal (the remaining palladium ions (noble metal ions) coexist as PdO fine particles), and La (Mn 1-x M x ) Al 11 O 19 (where M is a noble metal; Is composed of the composition formula "Pd"). In particular, in such a composition formula, a catalyst in which 0 <x <0.25 is preferable.

このように、マグネトプランバイト型複合酸化物(LaMnAl1119)構造中のマンガンの少なくとも一部を貴金属に置換させ、La(Mn1−x)Al1119(但しMは貴金属)なる組成式から成るものとされたので、NO浄化能の更なる向上及び高温雰囲気下での貴金属の高分散化の維持を図ることができる。本実施形態における貴金属は、パラジウム(Pd)とされているが、触媒反応が行われる他の貴金属を用いるようにしてもよい。 In this way, at least part of manganese in the structure of magnetoplumbite type complex oxide (LaMnAl 11 O 19 ) is substituted with noble metal, and La (Mn 1-x M x ) Al 11 O 19 (where M is a noble metal). Therefore, it is possible to further improve the NO purification ability and maintain high dispersion of the noble metal in a high temperature atmosphere. The noble metal in this embodiment is palladium (Pd), but other noble metals that undergo catalytic reaction may be used.

なお、上記触媒担体及び触媒の製造方法によれば、ポアフィリング法により多孔質アルミナの細孔内に水溶液調製工程で得られた水溶液を充填し、その多孔質アルミナを乾燥させることにより細孔内でマグネトプランバイト型複合酸化物を析出させているので、例えば約1000℃という高温雰囲気下に長時間曝された後もHCやCO、NOの浄化性能を維持し得る触媒担体及び触媒をより簡易に得ることができる。   According to the above catalyst carrier and catalyst production method, the pores of the porous alumina are filled with the aqueous solution obtained in the aqueous solution preparation step by the pore filling method, and the porous alumina is dried to dry the porous alumina. Since the magnetoplumbite-type composite oxide is deposited at a low temperature, the catalyst carrier and the catalyst that can maintain the purification performance of HC, CO, and NO even after being exposed to a high temperature atmosphere of, for example, about 1000 ° C for a long time are simplified. Can get to.

さらに、(La・Mn)Al1119に他の金属としてCo(コバルト)、Cu(銅)又はNb(ニオブ)の何れかを添加した(La(Mn・M1−x)Al1119(但し、Mは、Co、Cu又はNb))を使用するものとしてもよい。この場合、HCやCOの低温燃焼活性の改善及びリーン条件下におけるNO浄化能の向上を図ることができる触媒担体及び触媒をより簡易に得ることができる。 Furthermore, (La (Mn x M 1-x ) Al 11 O in which any of Co (cobalt), Cu (copper) or Nb (niobium) is added to (La · Mn) Al 11 O 19 as another metal. 19 (where M is Co, Cu or Nb)). In this case, a catalyst carrier and a catalyst that can improve the low-temperature combustion activity of HC and CO and the NO purification ability under lean conditions can be obtained more easily.

次に、本発明における具体的特性等を示すための実験結果について、実施例を用いて説明する。
(実施例1)
8.66g(0.02mol)の硝酸ランタン(La(NO・6HO)と、4.31g(0.015mol)の硝酸マンガン(Mn(NO・4HO)を4mlの蒸留水に溶解させ、これにPd濃度8.304wt.%のジニトロジアミンPd溶液5.80gを混合させた(水溶液調製工程)。この混合溶液は、0.482g(0.005mol)のPdイオンを含んでいる。なお、硝酸ランタンや硝酸マンガンには、結晶水があるため、混合水溶液の容積は、約11mlとなっている。
Next, experimental results for showing specific characteristics and the like in the present invention will be described using examples.
Example 1
4.66 g (0.02 mol) of lanthanum nitrate (La (NO 3 ) 3 .6H 2 O) and 4.31 g (0.015 mol) of manganese nitrate (Mn (NO 3 ) 2 .4H 2 O) Of Pd concentration of 8.304 wt. % Dinitrodiamine Pd solution 5.80 g was mixed (aqueous solution preparation step). This mixed solution contains 0.482 g (0.005 mol) of Pd ions. In addition, since lanthanum nitrate and manganese nitrate have crystal water, the volume of the mixed aqueous solution is about 11 ml.

この混合水溶液を、11.22g(0.11mol)の市販アルミナ(比表面積;247m/g、細孔容積;1.0ml/g)の細孔内にポアフィリング法により充填(水溶液充填工程)し、110℃に保持した乾燥器で12時間乾燥(乾燥工程)した後、600℃で4時間仮焼成させ、更に1000℃で60時間焼成する(焼成工程)ことにより、La(Mn0.75Pd0.25)Al1119触媒粉末(実施例1)を調整した。この触媒には、3.0wt.%のPd(貴金属)が担持されている。なお、本実施例においては、本触媒の熱耐久性を評価するために、さらに1000℃で60時間(合計120時間)の熱処理を行った。 This mixed aqueous solution was filled in pores of 11.22 g (0.11 mol) of commercially available alumina (specific surface area: 247 m 2 / g, pore volume: 1.0 ml / g) by a pore filling method (aqueous solution filling step). Then, after drying (drying process) for 12 hours in a drier kept at 110 ° C., pre-baking at 600 ° C. for 4 hours and further baking at 1000 ° C. for 60 hours (baking process), La (Mn 0.75 Pd 0.25 ) Al 11 O 19 catalyst powder (Example 1) was prepared. This catalyst contains 3.0 wt. % Pd (noble metal) is supported. In this example, in order to evaluate the thermal durability of the catalyst, a heat treatment was further performed at 1000 ° C. for 60 hours (total of 120 hours).

(実施例2)
8.66g(0.02mol)の硝酸ランタン(La(NO・6HO)と、4.70g(0.0164mol)の硝酸マンガン(Mn(NO・4HO)を4mlの蒸留水に溶解させ、これにPd濃度8.304wt.%のジニトロジアミンPd溶液4.617gを混合させた(水溶液調製工程)。この混合溶液は、0.383g(0.0036mol)のPdイオンを含んでいる。そして、他の製造工程及び条件を実施例1と同様のものとし、La(Mn0.82Pd0.18)Al1119触媒粉末(実施例2)を調整した。この触媒には、2.37wt.%のPd(貴金属)が担持されている。
(Example 2)
4 ml of 8.66 g (0.02 mol) of lanthanum nitrate (La (NO 3 ) 3 .6H 2 O) and 4.70 g (0.0164 mol) of manganese nitrate (Mn (NO 3 ) 2 .4H 2 O) Of Pd concentration of 8.304 wt. % Of dinitrodiamine Pd solution (4.617 g) was mixed (aqueous solution preparation step). This mixed solution contains 0.383 g (0.0036 mol) of Pd ions. The other production steps and conditions were the same as in Example 1, and a La (Mn 0.82 Pd 0.18 ) Al 11 O 19 catalyst powder (Example 2) was prepared. This catalyst contains 2.37 wt. % Pd (noble metal) is supported.

(実施例3)
8.66g(0.02mol)の硝酸ランタン(La(NO・6HO)と、4.88g(0.0170mol)の硝酸マンガン(Mn(NO・4HO)を4mlの蒸留水に溶解させ、これにPd濃度8.304wt.%のジニトロジアミンPd溶液3.844gを混合させた(水溶液調製工程)。この混合溶液は、0.319g(0.0030mol)のPdイオンを含んでいる。そして、他の製造工程及び条件を実施例1と同様のものとし、La(Mn0.85Pd0.15)Al1119触媒粉末(実施例3)を調整した。この触媒には、1.98wt.%のPd(貴金属)が担持されている。
Example 3
4.66 g (0.02 mol) of lanthanum nitrate (La (NO 3 ) 3 .6H 2 O) and 4.88 g (0.0170 mol) of manganese nitrate (Mn (NO 3 ) 2 .4H 2 O) Of Pd concentration of 8.304 wt. % Of dinitrodiamine Pd solution 3.844 g was mixed (aqueous solution preparation step). This mixed solution contains 0.319 g (0.0030 mol) of Pd ions. The other production steps and conditions were the same as in Example 1, and a La (Mn 0.85 Pd 0.15 ) Al 11 O 19 catalyst powder (Example 3) was prepared. This catalyst contains 1.98 wt. % Pd (noble metal) is supported.

(実施例4)
8.66g(0.02mol)の硝酸ランタン(La(NO・6HO)と、5.00g(0.0175mol)の硝酸マンガン(Mn(NO・4HO)を4mlの蒸留水に溶解させ、これにPd濃度8.304wt.%のジニトロジアミンPd溶液3.191gを混合させた(水溶液調製工程)。この混合溶液は、0.265g(0.0025mol)のPdイオンを含んでいる。そして、他の製造工程及び条件を実施例1と同様のものとし、La(Mn0.88Pd0.12)Al1119触媒粉末(実施例4)を調整した。この触媒には、1.50wt.%のPd(貴金属)が担持されている。
Example 4
4.66 g (0.02 mol) of lanthanum nitrate (La (NO 3 ) 3 .6H 2 O) and 5.00 g (0.0175 mol) of manganese nitrate (Mn (NO 3 ) 2 .4H 2 O) Of Pd concentration of 8.304 wt. 3.191 g of% dinitrodiamine Pd solution was mixed (aqueous solution preparation step). This mixed solution contains 0.265 g (0.0025 mol) of Pd ions. The other production steps and conditions were the same as in Example 1, and a La (Mn 0.88 Pd 0.12 ) Al 11 O 19 catalyst powder (Example 4) was prepared. This catalyst contains 1.50 wt. % Pd (noble metal) is supported.

(比較例1)
8.66g(0.02mol)の硝酸ランタン(La(NO・6HO)と、5.74g(0.02mol)の硝酸マンガン(Mn(NO・4HO)を5mlの蒸留水に溶解させた。なお、硝酸ランタンや硝酸マンガンには、結晶水があるため、水溶液の容積は、約11mlとなっている。この水溶液を、11.22g(0.11mol)の市販アルミナ(比表面積;247m/g、細孔容積;1.0ml/g)の細孔内にポアフィリング法により充填し、110℃に保持した乾燥器で12時間乾燥した後、600℃で4時間仮焼成させ、更に1000℃で60時間焼成することにより、LaMnAl1119(MPB)粉末、16.1gを得た。
(Comparative Example 1)
5.66 g (0.02 mol) of lanthanum nitrate (La (NO 3 ) 3 .6H 2 O) and 5.74 g (0.02 mol) of manganese nitrate (Mn (NO 3 ) 2 .4H 2 O) In distilled water. Since lanthanum nitrate and manganese nitrate have crystal water, the volume of the aqueous solution is about 11 ml. This aqueous solution was filled in pores of 11.22 g (0.11 mol) of commercially available alumina (specific surface area: 247 m 2 / g, pore volume: 1.0 ml / g) by the pore filling method and maintained at 110 ° C. After drying for 12 hours in the dryer, calcined at 600 ° C. for 4 hours and further calcined at 1000 ° C. for 60 hours to obtain LaMnAl 11 O 19 (MPB) powder, 16.1 g.

この粉末は、0.3ml/gの細孔を有しているが、その細孔内にPd濃度8.304wt.%のジニトロジアミンPd溶液5.80g(0.482gのPdイオンを含んでいる)を充填させ、110℃に保持した乾燥器で12時間乾燥した後、600℃で4時間焼成することにより、3%Pd/MPB触媒(比較例1)を調製した。なお、この触媒の熱耐久性を評価するため、1000℃で60時間或いは120時間の熱処理を行った。   This powder has pores of 0.3 ml / g, and Pd concentration of 8.304 wt. 3% dinitrodiamine Pd solution 5.80 g (containing 0.482 g of Pd ions), dried in a drier kept at 110 ° C. for 12 hours, and then calcined at 600 ° C. for 4 hours. % Pd / MPB catalyst (Comparative Example 1) was prepared. In order to evaluate the thermal durability of this catalyst, heat treatment was performed at 1000 ° C. for 60 hours or 120 hours.

(比較例2)
比較例1で調整したLaMnAl1119(MPB)粉末(5g)を、2.0mlの蒸留水で希釈した1.0gのアルミナゾル(繊維状アルミナ含有率10wt.%)と混合させ、110℃に保持した乾燥器で12時間乾燥した後、600℃で4時間仮焼成させ、更に1000℃で5時間焼成することにより、アルミナゾルコートMPB粉末を得た。このMPB粉末の表面は、バリア(仕切り)材としての機能を持つ繊維状アルミナで被覆されている。
(Comparative Example 2)
LaMnAl 11 O 19 (MPB) powder (5 g) prepared in Comparative Example 1 was mixed with 1.0 g of alumina sol (fibrous alumina content 10 wt.%) Diluted with 2.0 ml of distilled water and heated to 110 ° C. After drying for 12 hours in the held drier, the alumina sol-coated MPB powder was obtained by calcining at 600 ° C. for 4 hours and further calcining at 1000 ° C. for 5 hours. The surface of the MPB powder is coated with fibrous alumina having a function as a barrier (partition) material.

このようにして得られたアルミナゾルコートMPB粉末の細孔に対し、Pd濃度8.304wt.%のジニトロジアミンPd溶液1.08g(0.09gのPdイオンを含んでいる)を充填させ、110℃に保持した乾燥器で12時間乾燥した後、600℃で4時間焼成することにより、3%Pd/アルミナゾルコートMPB触媒(比較例2)を調製した。なお、この触媒の熱耐久性を評価するため、1000℃で60時間或いは120時間の熱処理を行った。   The alumina sol-coated MPB powder thus obtained has a Pd concentration of 8.304 wt. 1% dinitrodiamine Pd solution 1.08 g (containing 0.09 g of Pd ions) was charged in a drier kept at 110 ° C. for 12 hours, and then calcined at 600 ° C. for 4 hours to obtain 3 % Pd / alumina sol-coated MPB catalyst (Comparative Example 2) was prepared. In order to evaluate the thermal durability of this catalyst, heat treatment was performed at 1000 ° C. for 60 hours or 120 hours.

(実験1)
実施例1〜4および比較例1に係る触媒について、MPB生成とPdO存在状態の確認を目的としてXRDを測定した。その測定結果を図2に示す。この測定結果によれば、測定した全ての試料についてMPBの生成を確認することができた。また、PdOについては、多くの回析線がMPBのピークと重なり合うことから、その存在を確認することが困難であったが、2θ=29.3(図2中符号αで示したピーク)と2θ=54.7(同図中符号βで示したピーク)がPdOに同定されるものである。
(Experiment 1)
For the catalysts according to Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, XRD was measured for the purpose of confirming MPB generation and PdO presence state. The measurement results are shown in FIG. According to this measurement result, it was possible to confirm the generation of MPB for all the measured samples. In addition, as for PdO, since many diffraction lines overlap with the peak of MPB, it was difficult to confirm the existence thereof, but 2θ = 29.3 (the peak indicated by symbol α in FIG. 2) and 2θ = 54.7 (the peak indicated by the symbol β in the figure) is identified as PdO.

この2つのピークは、比較例1(3%Pd/MPB触媒)では(ピーク強度は弱いが)明瞭に存在するものの、実施例1〜4では確認できない。すなわち、比較例1においては、PdイオンがPdO粒子として存在するが、実施例1〜4においては、Pdイオンの一部がMPB構造(MPB格子)内のMnイオンと置換されて当該MPB構造(MPB格子)に取り込まれているものと推測できる。尚、MPB構造(MPB格子)に取り込まれなかたPdイオンは、PdO粒子として触媒中に共存するものと思われる。   These two peaks are clearly present in Comparative Example 1 (3% Pd / MPB catalyst) (although the peak intensity is weak), but cannot be confirmed in Examples 1 to 4. That is, in Comparative Example 1, Pd ions exist as PdO particles, but in Examples 1 to 4, a part of Pd ions is replaced with Mn ions in the MPB structure (MPB lattice), and the MPB structure ( It can be inferred that it is incorporated in the (MPB lattice). In addition, it is considered that Pd ions that have not been incorporated into the MPB structure (MPB lattice) coexist in the catalyst as PdO particles.

(実験2)
実施例1〜4、及び比較例1、2に係る触媒中のPd粒子の粒子径を測定した。粒子径の測定には、COパルス吸着法を利用したが、Pdは酸化物(PdO)となっているので、窒素で希釈した10vol.%H/Nにより、150℃で30分間還元処理をした後、室温におけるCOの吸着量を観測することにより、Pd粒子の比表面積や粒子径を算出した。その結果を以下の表1に示す。なお、ここでは、実施例1〜4に係る触媒中のPdイオンもPdOとして存在するものと仮定し、Pd粒子の比表面積及び粒子径を算出することとした。
(Experiment 2)
The particle diameters of the Pd particles in the catalysts according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were measured. For the measurement of the particle diameter, the CO pulse adsorption method was used. Since Pd is an oxide (PdO), 10 vol. After reducing with% H 2 / N 2 at 150 ° C. for 30 minutes, the specific surface area and particle diameter of Pd particles were calculated by observing the amount of CO adsorbed at room temperature. The results are shown in Table 1 below. Here, it was assumed that Pd ions in the catalysts according to Examples 1 to 4 also exist as PdO, and the specific surface area and particle diameter of the Pd particles were calculated.

Figure 0005620799
Figure 0005620799

上記表1によれば、実施例1と比較例1、2とは、何れも3%のPdを担持しているが、実施例1のものは、1000℃−60時間の熱処理でも120時間の熱処理でもPd粒子の粒子径は小さくなっていることが分かる。このことから、本発明の如く「触媒担体の細孔内に混合水溶液を充填させる単一の工程(水溶液充填工程S2)にて、マグネトプランバイト型複合酸化物(MPB)生成と触媒反応を行わせるための貴金属の担持とを同時に行わせる」ことにより得られた触媒は、担体にPd塩水溶液を含浸させる従来の汎用的方法で調製した触媒に比べると、貴金属粒子(Pd粒子)の粒子成長を抑制することができることが分かった。したがって、実施例1(実施例2〜4も同様)は、高温雰囲気下での貴金属の高分散化の維持を図ることができるのである。   According to Table 1 above, Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 both carry 3% Pd, but Example 1 has 120 hours of heat treatment at 1000 ° C. for 60 hours. It can be seen that the particle size of the Pd particles is reduced even by heat treatment. From this, as in the present invention, “magnetoplumbite type complex oxide (MPB) generation and catalytic reaction are performed in a single step (aqueous solution filling step S2) in which the mixed aqueous solution is filled into the pores of the catalyst carrier. The catalyst obtained by “supporting the precious metal for carrying out the simultaneous formation” is a particle growth of precious metal particles (Pd particles) as compared with the catalyst prepared by a conventional general method in which the support is impregnated with an aqueous Pd salt solution. It was found that can be suppressed. Therefore, Example 1 (same as in Examples 2 to 4) can maintain high dispersion of the noble metal in a high temperature atmosphere.

また、実施例1のものは、MPB担体表面に貴金属粒子の成長を抑制する成長抑制材としての繊維状アルミナを塗布したもの(比較例2)と比べると、1000℃−120時間の熱処理ではPd粒子径が若干大きくなっているものの、60時間熱処理ではPd粒子径はほとんど同一であることが分かる。すなわち、本発明の如く「触媒担体の細孔内に混合水溶液を充填させる単一の工程(水溶液充填工程S2)にて、マグネトプランバイト型複合酸化物(MPB)生成と触媒反応を行わせるための貴金属の担持とを同時に行わせる」ことにより得られた触媒は、担体表面にバリア(仕切り)材をコーティングさせて成る触媒とほぼ同程度の粒子径抑制効果があると判断できる。   Moreover, the thing of Example 1 compared with the thing which apply | coated the fibrous alumina as a growth suppression material which suppresses the growth of a noble metal particle on the MPB support | carrier surface (comparative example 2), in the heat processing of 1000 degreeC-120 hours, Pd Although the particle size is slightly larger, it can be seen that the Pd particle size is almost the same in the heat treatment for 60 hours. That is, as in the present invention, “in order to cause magnetoplumbite type complex oxide (MPB) generation and catalytic reaction in a single step (aqueous solution filling step S2) of filling the mixed aqueous solution into the pores of the catalyst carrier. It can be determined that the catalyst obtained by “supporting the noble metal simultaneously” has almost the same particle size suppression effect as the catalyst obtained by coating the surface of the carrier with a barrier (partition) material.

(実験3)
実施例1〜4、及び比較例1に係る触媒をペレット状に成型した後、粉砕し、0.25〜1.0mmの粉末とし、これを用いて浄化活性を評価した。但し、実施例1〜4におけるLa(Mn1−xPd)Al1119のPd担持量はxの値により1.5〜3.0%と異なるため、活性評価に用いる試料粉末の量を調整してPd量が10mgとなるようにした。すなわち、実施例1(Pd担持量が3%)は0.338g(0.5ml)、実施例2(Pd担持量が2.37%)は0.427g(0.63ml)、実施例3(Pd担持量が1.98%)は0.514g(0.76ml)、実施例4(Pd担持量が1.98%)は0.667g(1.0ml)の触媒をそれぞれ用いることとした。
(Experiment 3)
The catalysts according to Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 were formed into pellets and then pulverized to obtain a powder of 0.25 to 1.0 mm, and the purification activity was evaluated using this. However, since the amount of Pd supported by La (Mn 1-x Pd x ) Al 11 O 19 in Examples 1 to 4 differs from 1.5 to 3.0% depending on the value of x, the amount of sample powder used for activity evaluation To adjust the amount of Pd to 10 mg. That is, Example 1 (Pd carrying amount 3%) is 0.338 g (0.5 ml), Example 2 (Pd carrying amount 2.37%) is 0.427 g (0.63 ml), Example 3 ( A catalyst of 0.514 g (0.76 ml) was used for the Pd loading amount of 1.98%, and 0.667 g (1.0 ml) of the catalyst for Example 4 (Pd loading amount of 1.98%) was used.

実験で用いる模擬ガスの組成は、NO;1500ppm、CO;0.65%、HC;360ppm(内訳はC;180ppm、C;180ppm)、O;0.50%とされ、バランスガスとして窒素を用い、ガス流量を1l/minに設定した。触媒層の温度を室温から600℃まで45℃/minで昇温させ、当該触媒層に対して模擬ガスを通過させるとともに、各温度における触媒層入口と出口のガス組成を赤外分光法と磁気式酸素分析法で測定することにより、触媒活性を評価した。 The composition of the simulated gas used in the experiment is NO: 1500 ppm, CO: 0.65%, HC: 360 ppm (breakdown is C 3 H 8 ; 180 ppm, C 3 H 6 ; 180 ppm), O 2 : 0.50% Nitrogen was used as the balance gas, and the gas flow rate was set to 1 l / min. The temperature of the catalyst layer is raised from room temperature to 600 ° C. at 45 ° C./min, and the simulated gas is allowed to pass through the catalyst layer, and the gas composition at the catalyst layer inlet and outlet at each temperature is determined by infrared spectroscopy and magnetic properties. The catalytic activity was evaluated by measuring with a formula oxygen analysis method.

なお、触媒活性評価にあたっては二つの指標を用いることとし、一つは、HCやCO、NOの濃度が半減する温度(T50)の観測とし、もう一つは、450℃におけるHCやCO、NOの浄化率の観測とした。これらの観測結果を以下の表2に示す。かかる表2においては、1000℃で60時間熱処理をした触媒について得られた結果とされており、これらの結果において、xの値が異なる実施例1〜4の相互比較を行い易いように、図3、4にも実験結果を示すこととした。   In the catalyst activity evaluation, two indices are used, one is observation of the temperature (T50) at which the concentration of HC, CO, NO is reduced by half, and the other is HC, CO, NO at 450 ° C. The purification rate was observed. These observation results are shown in Table 2 below. In Table 2, the results obtained for the catalyst heat-treated at 1000 ° C. for 60 hours are shown, and in these results, in order to facilitate mutual comparison of Examples 1 to 4 having different values of x, FIG. The experimental results are also shown in 3 and 4.

Figure 0005620799
Figure 0005620799

上記表2、図3からも分かるように、Pd担持量が3%と同一である実施例4と比較例1とでは、450℃における活性を比べると、CO浄化率は同等であるが、HCやNOの浄化率は実施例4の方が高く、これらHCやNOの浄化率について実施例の方がより優れていることが判断できる。また、表2、図4からも分かるように、HCやCO、NOの濃度が半減する温度T(50)についても、実施例4の方が比較例1よりも低く、これらHCやCO、NOの浄化について実施例の方が優れていることが判断できる。   As can be seen from the above Table 2 and FIG. 3, in Example 4 and Comparative Example 1 in which the amount of Pd supported is the same as 3%, the CO purification rate is equivalent when the activity at 450 ° C. is compared, but HC The purification rate of NO and NO is higher in Example 4, and it can be determined that the Example is superior in terms of the purification rate of HC and NO. As can be seen from Table 2 and FIG. 4, the temperature T (50) at which the concentrations of HC, CO, and NO are halved is lower in Example 4 than in Comparative Example 1, and these HC, CO, and NO are reduced. It can be judged that the embodiment is superior in purifying the water.

すなわち、本発明の如く「触媒担体の細孔内に混合水溶液を充填させる単一の工程(水溶液充填工程S2)にて、マグネトプランバイト型複合酸化物(MPB)生成と触媒反応を行わせるための貴金属の担持とを同時に行わせる」ことにより得られた触媒は、比較例1に対して排ガス浄化性能に優れていることが分かる。これは、本発明に係る触媒(特に実施例4)におけるPdの分散性が比較例1のものと比べて優れていることに起因すると思われる。また、実施例1〜4におけるLa(Mn1−xPd)Al1119について比較すると、xの値が小さく触媒中のPd担持量が少ない方が450℃におけるHCやCO、NOの浄化活性、及び濃度が半減する温度T(50)の両方共、有利であることが確認された。 That is, as in the present invention, “in order to cause magnetoplumbite type complex oxide (MPB) generation and catalytic reaction in a single step (aqueous solution filling step S2) of filling the mixed aqueous solution into the pores of the catalyst carrier. It can be seen that the catalyst obtained by carrying out the loading of the noble metal at the same time is superior in exhaust gas purification performance to Comparative Example 1. This seems to be due to the fact that the dispersibility of Pd in the catalyst according to the present invention (particularly Example 4) is superior to that of Comparative Example 1. Further, when comparing La (Mn 1-x Pd x ) Al 11 O 19 in Examples 1 to 4, purification of HC, CO, and NO at 450 ° C. is smaller when the value of x is smaller and the amount of Pd supported in the catalyst is smaller. Both activity and temperature T (50) at which the concentration is halved have been found to be advantageous.

しかるに、実施例1〜4におけるLa(Mn1−xPd)Al1119について、xの値が0.25を超えるとMPB構造(MPB格子)に組み込まれないPdイオンの量が増加してPdOの析出量が多くなるため、比較例1と性能が類似する一方、xの値が0.1より小さいと、例えば車両等の触媒体に塗布する触媒粉末の量がより多く必要とされることとなり、走行時に剥離してしまう虞がある。したがって、La(Mn1−xPd)Al1119なる組成式において、0.1<x<0.25が好ましい。尚、走行時の剥離等の不具合を解消することにより、La(Mn1−xPd)Al1119なる組成式において、0<x<0.25が好ましい。 However, for La (Mn 1-x Pd x ) Al 11 O 19 in Examples 1 to 4, when the value of x exceeds 0.25, the amount of Pd ions that are not incorporated into the MPB structure (MPB lattice) increases. However, when the value of x is smaller than 0.1, the amount of catalyst powder applied to a catalyst body such as a vehicle is required more. Therefore, there is a risk of peeling during traveling. Therefore, 0.1 <x <0.25 is preferable in the composition formula La (Mn 1-x Pd x ) Al 11 O 19 . In the composition formula La (Mn 1-x Pd x ) Al 11 O 19 by eliminating problems such as peeling during running, 0 <x <0.25 is preferable.

(実験4)
実験3で用いた実施例1〜4、及び比較例1に係る触媒を更に1000℃で60時間(合計120時間)熱処理した後、同実験1と同様の方法で浄化活性を測定して触媒の熱耐久性を評価した。その結果を以下の表3に示す。なお、実施例4と比較例1の1000℃−60時間熱処理語における450℃での浄化率やT(50)の変化を、図5、6に示した。
(Experiment 4)
The catalysts according to Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 used in Experiment 3 were further heat-treated at 1000 ° C. for 60 hours (120 hours in total), and then the purification activity was measured by the same method as in Experiment 1 to determine the catalyst activity. Thermal durability was evaluated. The results are shown in Table 3 below. In addition, the change in the purification rate at 450 ° C. and the change in T (50) in the 1000 ° C.-60 hour heat treatment words of Example 4 and Comparative Example 1 are shown in FIGS.

Figure 0005620799
Figure 0005620799

上記表3及び図5からも分かるように、1000℃−120時間の熱処理によりHC浄化率は実施例4及び比較例1の両方共若干低下しているものの、NOについて実施例4に係る触媒においては、比較例1の触媒と比較して高浄化率を維持しており、活性低下が観測されなかった。また、表3及び図6からも分かるように、実施例4に係る触媒のT(50)は、T(50)HCやT(50)COだけでなくT(50)NOについてもほぼ一定を維持しており、熱耐久性に非常に優れていることが分かる。   As can be seen from Table 3 and FIG. 5, the HC purification rate was slightly decreased in both Example 4 and Comparative Example 1 by the heat treatment at 1000 ° C. for 120 hours. Maintained a high purification rate as compared with the catalyst of Comparative Example 1, and no decrease in activity was observed. Further, as can be seen from Table 3 and FIG. 6, the T (50) of the catalyst according to Example 4 is substantially constant not only for T (50) HC and T (50) CO but also for T (50) NO. It can be seen that the thermal durability is very good.

なお、表2と表3とを比べることにより、実施例1〜4におけるLa(Mn1−xPd)Al1119なる組成のxの値が小さくなるほど熱耐久性が向上し、特にNO浄化についてはその傾向が著しいことが分かった。これは、触媒中の貴金属濃度を低くすることによるPd粒子の成長抑制効果に起因するものと考えられる。すなわち、本発明に係るLa(Mn1−xPd)Al1119なる組成の触媒は、触媒中の貴金属濃度を低くすることができることに加え、担体を修飾して貴金属(酸化物)粒子との親和性を向上させ、貴金属粒子を安定的に担体表面に固定することができるものである。 In addition, by comparing Table 2 with Table 3, the thermal durability is improved as the value of x of the composition of La (Mn 1-x Pd x ) Al 11 O 19 in Examples 1 to 4 is reduced. It turned out that the tendency is remarkable about purification. This is considered due to the effect of suppressing the growth of Pd particles by lowering the concentration of noble metal in the catalyst. That is, the catalyst having a composition of La (Mn 1-x Pd x ) Al 11 O 19 according to the present invention can reduce the concentration of noble metal in the catalyst, and also modifies the carrier to modify noble metal (oxide) particles. The noble metal particles can be stably fixed on the surface of the carrier.

ランタンイオン及びマンガンイオンに加えて前記貴金属イオンを含む混合水溶液を調製する水溶液調製工程と、多孔質アルミナの細孔にて生じる毛細管現象を利用したポアフィリング法により当該細孔内に水溶液調製工程で得られた混合水溶液を充填する水溶液充填工程と、水溶液充填工程にて細孔内に前記混合水溶液が充填された多孔質アルミナを乾燥する乾燥工程と、乾燥工程で得られた多孔質アルミナを焼成することにより、細孔内に貴金属を含有したマグネトプランバイト型複合酸化物を生成させる焼成工程とを有する触媒の製造方法及び燃焼排ガスの浄化触媒であれば、種々工程を付加したもの等にも適用することができる。 An aqueous solution preparation step of preparing a mixed aqueous solution containing the noble metal ion in addition to lanthanum ions and manganese ions, and an aqueous solution preparation step in the pores by a pore filling method using a capillary phenomenon generated in the pores of porous alumina An aqueous solution filling step for filling the obtained mixed aqueous solution, a drying step for drying the porous alumina filled with the mixed aqueous solution in the pores in the aqueous solution filling step, and firing the porous alumina obtained in the drying step As a catalyst manufacturing method and a combustion exhaust gas purification catalyst having a calcining step for producing a magnetoplumbite type composite oxide containing a noble metal in the pores, it is also possible to add various steps, etc. Can be applied.

S1 水溶液調製工程
S2 水溶液充填工程
S3 乾燥工程
S4 仮焼工程
S5 焼成工程
S1 aqueous solution preparation step S2 aqueous solution filling step S3 drying step S4 calcination step S5 baking step

Claims (5)

マグネトプランバイト型複合酸化物(LaMnAl1119)を形成しつつ貴金属が担持された触媒の製造方法であって、
ランタンイオン及びマンガンイオンに加えて前記貴金属イオンを含む混合水溶液を調製する水溶液調製工程と、
前記多孔質アルミナの細孔にて生じる毛細管現象を利用したポアフィリング法により当該細孔内に前記水溶液調製工程で得られた前記混合水溶液を充填する水溶液充填工程と、
該水溶液充填工程にて細孔内に前記混合水溶液が充填された多孔質アルミナを乾燥する乾燥工程と、
該乾燥工程で得られた多孔質アルミナを焼成することにより、前記細孔内に前記貴金属を含有したマグネトプランバイト型複合酸化物を生成させる焼成工程と、
を有することを特徴とする触媒の製造方法。
A method for producing a catalyst in which a noble metal is supported while forming a magnetoplumbite type composite oxide (LaMnAl 11 O 19 ),
An aqueous solution preparation step of preparing a mixed aqueous solution containing the noble metal ions in addition to lanthanum ions and manganese ions;
An aqueous solution filling step of filling the mixed aqueous solution obtained in the aqueous solution preparation step into the pores by a pore filling method utilizing a capillary phenomenon generated in the pores of the porous alumina;
A drying step of drying the porous alumina in which the mixed aqueous solution is filled in the pores in the aqueous solution filling step;
By firing the porous alumina obtained in the drying step, a firing step of generating a magnetoplumbite type composite oxide containing the noble metal in the pores ;
A method for producing a catalyst, comprising:
前記貴金属がパラジウムであることを特徴とする請求項1記載の触媒の製造方法。   The method for producing a catalyst according to claim 1, wherein the noble metal is palladium. マグネトプランバイト型複合酸化物(LaMnAl1119)構造中のマンガンの少なくとも一部を貴金属に置換させ、La(Mn1−x)Al1119(但しMは貴金属)なる組成式から成るものとされたことを特徴とする燃焼排ガスの浄化触媒。 From the composition formula of La (Mn 1-x M x ) Al 11 O 19 (where M is a noble metal) by substituting at least part of manganese in the magnetoplumbite type complex oxide (LaMnAl 11 O 19 ) structure with a noble metal. Combustion exhaust gas purification catalyst characterized by comprising 前記貴金属がパラジウムとされ、La(Mn1−xPd)Al1119なる組成式から成るものとされたことを特徴とする請求項3記載の燃焼排ガスの浄化触媒。 The noble metal is palladium, La (Mn 1-x Pd x) Al 11 O 19 becomes that which is assumed to consist of the composition formula, characterized in claims 3 purifying catalyst of the combustion exhaust gas as claimed. 前記組成式において、0<x<0.25とされたことを特徴とする請求項3又は請求項4記載の燃焼排ガスの浄化触媒。 5. The combustion exhaust gas purifying catalyst according to claim 3, wherein 0 <x <0.25 in the composition formula.
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