JP5738231B2

JP5738231B2 - 排ガス浄化用触媒材およびその製造方法

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Publication number: JP5738231B2
Application number: JP2012106205A
Authority: JP
Inventors: 高橋　洋祐; 洋祐高橋
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2032-05-07
Also published as: JP2013233485A

Description

本発明は、内燃機関から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化用触媒材およびその製造方法に関し、特に、高価な希土類元素であるセリウム(Ｃｅ)の使用量を低減する技術に関する。

従来、特許文献１乃至３等に示すように、内燃機関から排出される排ガスを浄化する排気ガス浄化装置において、触媒担体に担持されて、触媒活性物質を大きく分布させる表面積の大きな排ガス浄化用触媒材として、セリウム(Ｃｅ)とジルコニウム(Ｚｒ)とからなるセリアジルコニア酸化物(Ｃｅ_ＸＺｒ_１−ＸＯ_２)やそれにランタン等の希土類元素が添加された材料が提案されている。

上記のようなセリアジルコニア酸化物系材料は、白金(Ｐｔ)、パラジウム、ロジウム等の触媒活性物質に酸素を供給し或いは脱離する役割を果たし、酸素貯蔵能材と称される。すなわち、セリアジルコニア酸化物系材料では、酸素の吸脱着機能が活用されており、この機能を有する特殊な機能性のもとはセリウムとなっている。

特開平０５−２７７３７３号公報特開平０５−２８５３８６号公報特許第２６９０６５４号公報

ところで、近年、レアアース価格の高騰の問題から、酸素貯蔵能材の主要構成元素であるセリウムの含有量をなるべく低減することが求められており、セリウムの含有量を低減させた酸素貯蔵能材が求められている。しかしながら、セリウムの含有量を低減させると酸素貯蔵能性能が低下する傾向があり、そのセリウムの含有量の低減は、酸素貯蔵能特性の低下だけでなく、実際の使用条件の高温上限範囲(８００〜１０００℃)で比表面積を低下させてしまうという問題も発生する。比表面積が低下すると、担持した触媒活性物質の活性が低下したり、剥離したりする問題がある。特に、高排気量自動車、ハイブリッド自動車等の用途では、そのセリウムの含有量を高く調整されるのが一般的であるため、そのような問題が顕著である。このため、セリウムの含有量を低減しても、従来の排ガス浄化用触媒材と同等以上の酸素貯蔵能性能を有しながら、高温(８００〜１０００℃)において比表面積が低下しない排ガス浄化用触媒材の創成が課題となっていた。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、セリウムの含有量を低減しても従来と同等以上の酸素貯蔵能性能および比表面積を有する排ガス浄化用触媒材およびその製造方法を提供することにある。

本発明者等は以上の事情を背景として種々検討を重ねた結果、排ガス浄化用触媒材であるセリアジルコニア酸化物系材料において、クロム(Ｃｒ)をジルコニア或いはセリアジルコニアに所定量添加することによって、セリウムの含有量を低減させても、従来に比較して高い酸素貯蔵能性能および高い比表面積を有することを見い出した。本発明はこのような知見に基づいて為されたものである。

前記目的を達成するための本発明の排ガス浄化用触媒材の要旨とするところは、(a) 触媒担体の表面に触媒活性物質と共に担持され、内燃機関から排出される排ガスを浄化するための排ガス浄化用触媒材であって、(b) Ｃｒを０．０１〜０．５ｍｏｌ％含有するセリアジルコニア酸化物粒子を含むことである。

本発明の排ガス浄化用触媒材によれば、Ｃｒを０．０１〜０．５ｍｏｌ％含有するセリアジルコニア酸化物粒子が含まれている。このため、Ｃｒがセリアジルコニア酸化物に添加されることで、セリウムの含有量を従来の排ガス浄化用触媒材におけるセリウムの含有量より低減させても、従来に比較して高い酸素貯蔵能性能および高い比表面積を有することができる。

ここで、好適には、前記セリアジルコニア酸化物粒子は、３０ｍ^２／ｇ以上の粒子比表面積を有するものであるので、従来の排ガス浄化用触媒材と同等以上の粒子比表面積を有する。

また、好適には、前記セリアジルコニア酸化物粒子と、Ｚｒ酸化物およびＣｒからなる複合物とが複合しているので、従来に比較して前記排ガス浄化用触媒材の酸素貯蔵能性能および比表面積を好適に高めることができる。

また、好適には、前記排ガス浄化用触媒材は、(a) ジルコニアゾルに硝酸クロム９水和物を混合させる第１混合工程と、(b) 前記第１混合工程によって混合された前記ジルコニアゾルおよび前記硝酸クロム９水和物の混合液を乾燥・焼成させる第１乾燥・焼成工程と、(c) 前記第１乾燥・焼成工程によって乾燥・焼成されたものにセリアジルコニア酸化物粒子を混合させる第２混合工程とを含む製造方法によって製造される。

上記排ガス浄化用触媒材の製造方法によれば、前記第１混合工程においてジルコニアゾルに硝酸クロム９水和物が混合され、前記第１乾燥・焼成工程において前記第１混合工程によって混合された前記ジルコニアゾルおよび前記硝酸クロム９水和物の混合液が乾燥・焼成され、前記第２混合工程において前記第１乾燥・焼成工程によって乾燥・焼成されたものにセリアジルコニア酸化物粒子が混合されて、セリウムの含有量を従来の排ガス浄化用触媒材におけるセリウムの含有量より低減させても、従来に比較して高い酸素貯蔵能性能および高い比表面積を有する排ガス浄化用触媒材が製造される。

また、好適には、前記排ガス浄化用触媒材は、(a) ジルコニアゾルに硝酸セリウムおよび硝酸クロム９水和物を混合させる第３混合工程と、(b) 前記第３混合工程によって混合された前記ジルコニアゾル、前記硝酸セリウム、前記硝酸クロム９水和物の混合液にアンモニア水を添加して混合させる第４混合工程と、(c) 前記第４混合工程によって混合された前記ジルコニアゾル、前記硝酸セリウム、前記硝酸クロム９水和物の混合液を濾過してその混合液中の固体分を分離させる分離工程と、(d) 前記分離工程によって分離された固体分を乾燥・焼成させる第２乾燥・焼成工程とを含む製造方法により製造される。

上記排ガス浄化用触媒材の製造方法によれば、前記第３混合工程においてジルコニアゾルに硝酸セリウムおよび硝酸クロム９水和物が混合され、前記第４混合工程において前記第３混合工程によって混合された前記ジルコニアゾル、前記硝酸セリウム、前記硝酸クロム９水和物の混合液にアンモニア水が添加されて混合され、前記分離工程において前記第４混合工程によって混合された前記ジルコニアゾル、前記硝酸セリウム、前記硝酸クロム９水和物の混合液を濾過してその混合液中の固体分が分離され、前記第２乾燥・焼成工程において前記分離工程によって分離された固体分が乾燥・焼成されて、セリウムの含有量を従来の排ガス浄化用触媒材におけるセリウムの含有量より低減させても、従来に比較して高い酸素貯蔵能性能および高い比表面積を有する排ガス浄化用触媒材が製造される。

ここで、好適には、前記ジルコニアゾルは、水の中にジルコニア粒子がコロイド状態で分散されたものであり、前記ジルコニアゾルの液性はアルカリ或いは酸性であり、前記ジルコニア粒子の粒子径は１〜数百ｎｍ程度の大きさである。

本発明の排ガス浄化用触媒材が好適に適用された三元触媒コンバータである排気ガス浄化装置の触媒相の一部を拡大して示す模式図である。図１の排ガス浄化用触媒材の製造方法を説明する工程図である。図２の排ガス浄化用触媒材の製造方法とは異なる他の製造方法を説明する工程図である。図２または図３の製造方法で製造された排ガス浄化用触媒材の酸素貯蔵能および比表面積の測定結果を示す図であり、排ガス浄化用触媒材にセリウムが１０ｍｏｌ％含有されているものである。図２または図３の製造方法で製造された排ガス浄化用触媒材の酸素貯蔵能および比表面積の測定結果を示す図であり、排ガス浄化用触媒材にセリウムが２０ｍｏｌ％含有されているものである。図２または図３の製造方法で製造された排ガス浄化用触媒材の酸素貯蔵能および比表面積の測定結果を示す図であり、排ガス浄化用触媒材にセリウムが３０ｍｏｌ％含有されているものである。

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確には描かれていない。

図１は、本発明が好適に適用された排気ガス浄化装置の一部である表面を拡大して示す模式図である。上記排気ガス浄化装置は、内燃機関からの排ガス中に含まれる有害成分である一酸化炭素(ＣＯ)、炭化水素(ＨＣ)および窒素酸化物(ＮＯｘ)を浄化させる三元触媒コンバータであり、上記内燃機関からの排ガスを挿通させるハニカム形状の複数の挿通穴を有し例えば多孔質セラミックで構成された図示しない本体部材と、その本体部材の複数の挿通穴の内周面に設けられた上記内燃機関からの排ガス中に含まれる有害成分を浄化させる触媒相１０とによって構成されている。なお、図１は、前記三元触媒コンバータの触媒相１０の一部を拡大させた拡大図である。

触媒相１０は、例えば、触媒活性物質である白金などの貴金属の硝酸塩などの水溶液中にアルミナなどの耐火性無機酸化物の粉末とセリウムおよび添加物を含有するジルコニウム酸化物の粉末とを十分に混合して含浸させたものを乾燥・焼成させて得られた粉末を、ボールミル等を用いて湿式粉砕してスラリー化させて、そのスラリーに前記本体部材を浸漬させて乾燥・焼成させることによって形成されたものである。すなわち、触媒相１０には、図１に示すように、前記本体部材の複数の挿通穴の内周面に担持されたアルミナ粉末(触媒担体)１２と、そのアルミナ粉末１２の表面１２ａに白金(触媒活性物質)１４の粉末と共に担持されたセリアジルコニア酸化物粒子を含む排ガス浄化用触媒材１６の粉末とが備えられている。排ガス浄化用触媒材１６は、多孔質であって白金１４を付着させる大きな表面積を有している。

排ガス浄化用触媒材１６は、排ガス中の酸素濃度が運転条件などにより変動することによって白金１４の効率が悪くなるのを抑制するために、触媒相１０の周囲の酸素が過剰な時は酸素を貯蔵し、触媒相１０の周囲の酸素が不足した時は酸素を放出する酸素貯蔵能性能を有する酸素貯蔵能材として機能する。

排ガス浄化用触媒材１６は、従来の排ガス浄化用触媒材に比較してセリウム(Ｃｅ)の含有量が低減されて製造されたものであるが、セリアジルコニア酸化物粒子に所定量のクロム(Ｃｒ)を含有させることによって従来と同等以上の酸素貯蔵能性能および比表面積を有するものである。以下において、排ガス浄化用触媒材１６の２通りの製造方法すなわち製法１および製法２を図２、図３を用いて説明すると共に、その製法１または製法２によって製造された排ガス浄化用触媒材１６の酸素貯蔵能性能および比表面積を測定して従来と同等以上の酸素貯蔵能性能および比表面積を有することを示す。

図２に示す製法１では、先ず、混合工程(第１混合工程)Ｐ１において、ジルコニア(Ｚｒ酸化物)の粒子が液体中にコロイド状態で分散された市販されているジルコニアゾルに、Ｃｒからなる複合物すなわち硝酸クロム９水和物を所定量すなわち０．０１ｍｏｌ％〜０．５ｍｏｌ％の範囲内の量を添加した混合液が、例えばスターラーにおいて攪拌子の回転によって常温で６時間混合された。

次に、乾燥・焼成工程(第１乾燥・焼成工程)Ｐ２において、混合工程Ｐ１によって混合されたジルコニアゾルおよび硝酸クロム９水和物の混合液が、８０℃で乾燥された後、８００℃で３時間焼成された。

次に、混合工程(第２混合工程)Ｐ３において、乾燥・焼成工程Ｐ２によって乾燥・焼成されたものに、セリウム(Ｃｅ)の含有量が全体の１０ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ％、３０ｍｏｌ％のいずれかになるようにＣｅＺｒＯ_２ナノ粒子(セリアジルコニア酸化物粒子)が混合された。これによって、前述した排ガス浄化用触媒材１６が得られた。なお、上記ＣｅＺｒＯ_２ナノ粒子は、例えば、硝酸セリウムと硝酸ジルコニウムとを含む溶液にアルカリを添加させて複数種類の難溶性塩を同時に沈殿させる共沈法により、予め作られたものである。また、必要に応じて、混合工程Ｐ３の後に焼成工程を加えることができる。

図３に示す製法２では、先ず、混合工程(第３混合工程)Ｐ４において、市販されているジルコニアゾルに、硝酸セリウムおよび硝酸クロム９水和物を所定量添加させた混合液がスターラーにおいて攪拌子を回転させて常温で６時間混合された。なお、混合工程Ｐ４では、セリウムの含有量が全体の１０ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ％、３０ｍｏｌ％のいずれかになるように調整されて硝酸セリウムが添加されており、硝酸クロム９水和物が０．０１ｍｏｌ％〜０．５ｍｏｌ％の範囲で添加されている。

次に、混合工程(第４混合工程)Ｐ５において、混合工程Ｐ４によって混合されたジルコニアゾル、硝酸セリウム、硝酸クロム９水和物の混合液に、アンモニア水が添加されてボールミルで湿式混合された。

次に、分離工程Ｐ６において、混合工程Ｐ５によって混合されたジルコニアゾル、硝酸セリウム、硝酸クロム９水和物の混合液が濾過されてその混合液中の固体分が分離された。

次に、乾燥・焼成工程(第２乾燥・焼成工程)Ｐ７において、分離工程Ｐ６によって分離された固体分が、８０℃で乾燥されて、８００℃で３時間焼成された。これによって、排ガス浄化用触媒材１６が得られた。なお、従来の排ガス浄化用触媒材のセリウムの含有量は全体の５０ｍｏｌ％程度であるが、製法１または製法２で製造された排ガス浄化用触媒材１６のセリウムの含有量は、全体の１０ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ％、３０ｍｏｌ％であるので従来に比較して大きくセリウムの含有量が減少されている。

ここで、上記製法１または製法２を用いて、Ｃｒの添加量およびセリウムの含有量を上述した所定範囲内で変化させることによって、２４種類の排ガス浄化用触媒材１６、すなわち図４乃至図６に示す実施例１１乃至１８、実施例２１乃至２８、実施例３１乃至３８の排ガス浄化用触媒材１６を作成し、それら排ガス浄化用触媒材１６の酸素貯蔵能(Ｌ／ｍｏｌ)および比表面積(ｍ^２／ｇ)を測定した。また、上記実施例１１乃至１８、実施例２１乃至２８、実施例３１乃至３８の排ガス浄化用触媒材１６と比較するために設けられた図４乃至図６に示す比較例１１乃至１６、比較例２１乃至２５、比較例３１乃至３５の排ガス浄化用触媒材１６を作成し、それら排ガス浄化用触媒材１６の酸素貯蔵能(Ｌ／ｍｏｌ)および比表面積(ｍ^２／ｇ)を測定した。以下、図４乃至図６を用いてその測定結果を示す。なお、排ガス浄化用触媒材１６の酸素貯蔵能(Ｌ／ｍｏｌ)は、例えば、熱重量分析器を用いて還元時の重量変化の測定するＴＰＲ(Temperature Programed Reduction)法により求めた。すなわち、排ガス浄化用触媒材１６を酸素を含む窒素中で酸化させ、室温まで冷却した後、水素を含む窒素中で昇温しながら重量減少量を測定した。この重量減少量が放出した酸素の量に相当する。また、排ガス浄化用触媒材１６の比表面積(ｍ^２／ｇ)は、例えば窒素ガスなどの物理吸着を用いて吸着温度が一定(１０００℃)である吸着等温線を測定し、ＢＥＴ法により算出したものである。

図４に示すように、実施例１１乃至１８および比較例１１乃至１５の排ガス浄化用触媒材１６はそれぞれセリウムの含有量が１０ｍｏｌ％であり、製法１でそれぞれ製造された実施例１１乃至１４および比較例１１、１２はＣｒが添加される添加量がそれぞれ異なっている点で相違しその他は略同様であり、製法２でそれぞれ製造された実施例１５乃至１８および比較例１３乃至１５はＣｒが添加される添加量がそれぞれ異なっている点で相違しその他は略同様である。なお、比較例１１乃至１５の排ガス浄化用触媒材１６において、Ｃｒが添加される添加量は、０．０１ｍｏｌ％乃至０．５ｍｏｌ％の所定の範囲内から外れている。また、比較例１６の排ガス浄化用触媒材１６は、従来の排ガス浄化用触媒材のセリウムの含有量と略同等例えばセリウムが５０ｍｏｌ％含有されたものである。

図４の実施例１１乃至１８および比較例１１乃至１６の排ガス浄化用触媒材１６における酸素貯蔵能および比表面積の測定結果から示すように、製法１または製法２で製造されたに関わらずＣｒが０．０１ｍｏｌ％乃至０．５ｍｏｌ％の範囲内で含有された実施例１１乃至１８の排ガス浄化用触媒材１６は、それぞれ、酸素貯蔵能が５．０(Ｌ／ｍｏｌ)以上であり且つ比表面積が３０(ｍ^２／ｇ)以上である。また、実施例１１乃至１８の排ガス浄化用触媒材１６において、製法１および製法２でのＣｒの添加量がそれぞれ同じもの、例えば実施例１１と実施例１５、実施例１２と実施例１６等を比較した場合に、製法１で製造された排ガス浄化用触媒材１６の酸素貯蔵能(Ｌ／ｍｏｌ)および比表面積(ｍ^２／ｇ)の少なくとも一方が、製法２で製造された排ガス浄化用触媒材１６より大きくなっている。また、製法１または製法２で製造されたに関わらず含有されるＣｒが０．０１ｍｏｌ％乃至０．５ｍｏｌ％の範囲内から外れている比較例１１乃至１５の排ガス浄化用触媒材１６は、それぞれ、酸素貯蔵能が５．０(Ｌ／ｍｏｌ)以下であり且つ比表面積が３０(ｍ^２／ｇ)以下である。また、比較例１６の排ガス浄化用触媒材１６は、酸素貯蔵能が５．０(Ｌ／ｍｏｌ)以下であるが、比表面積が３０(ｍ^２／ｇ)である。なお、本実施例では、排ガス浄化用触媒材１６の酸素貯蔵能(Ｌ／ｍｏｌ)において、実用的な酸素貯蔵能性能として、一般的に５．０(Ｌ／ｍｏｌ)以上は必要であり５．０(Ｌ／ｍｏｌ)以上を合格品としている。また、排ガス浄化用触媒材１６の比表面積(ｍ^２／ｇ)において、実用的な比表面積特性として、一般的に３０(ｍ^２／ｇ)以上は必要であり３０(ｍ^２／ｇ)以上を合格品としている。

図５に示すように、実施例２１乃至２８および比較例２１乃至２５の排ガス浄化用触媒材１６はそれぞれセリウムの含有量が２０ｍｏｌ％であり、製法１でそれぞれ製造された実施例２１乃至２４および比較例２１、２２はＣｒが添加される添加量がそれぞれ異なっている点で相違しその他は略同様であり、製法２でそれぞれ製造された実施例２５乃至２８および比較例２３乃至２５はＣｒが添加される添加量がそれぞれ異なっている点で相違しその他は略同様である。なお、比較例２１乃至２５の排ガス浄化用触媒材１６において、Ｃｒが添加される添加量は、０．０１ｍｏｌ％乃至０．５ｍｏｌ％の所定の範囲内から外れている。

図５の実施例２１乃至２８および比較例２１乃至２５の排ガス浄化用触媒材１６における酸素貯蔵能および比表面積の測定結果から示すように、製法１または製法２で製造されたに関わらずＣｒが０．０１ｍｏｌ％乃至０．５ｍｏｌ％の範囲内で含有された実施例２１乃至２８の排ガス浄化用触媒材１６は、それぞれ、酸素貯蔵能が５．０(Ｌ／ｍｏｌ)以上であり且つ比表面積が３０(ｍ^２／ｇ)以上である。また、実施例２１乃至２８の排ガス浄化用触媒材１６において、製法１および製法２でのＣｒの添加量がそれぞれ同じもの、例えば実施例２１と実施例２５、実施例２２と実施例２６等を比較した場合に、製法１で製造された排ガス浄化用触媒材１６の酸素貯蔵能(Ｌ／ｍｏｌ)および比表面積(ｍ^２／ｇ)の少なくとも一方が、製法２で製造された排ガス浄化用触媒材１６より大きくなっている。また、製法１または製法２で製造されたに関わらず含有されるＣｒが０．０１ｍｏｌ％乃至０．５ｍｏｌ％の範囲内から外れている比較例２１乃至２５の排ガス浄化用触媒材１６は、それぞれ、酸素貯蔵能が５．０(Ｌ／ｍｏｌ)以下であり且つ比表面積が３０(ｍ^２／ｇ)以下である。

図６に示すように、実施例３１乃至３８および比較例３１乃至３５の排ガス浄化用触媒材１６はそれぞれセリウムの含有量が３０ｍｏｌ％であり、製法１でそれぞれ製造された実施例３１乃至３４および比較例３１、３２はＣｒが添加される添加量がそれぞれ異なっている点で相違しその他は略同様であり、製法２でそれぞれ製造された実施例３５乃至３８および比較例３３乃至３５はＣｒが添加される添加量がそれぞれ異なっている点で相違しその他は略同様である。なお、比較例３１乃至３５の排ガス浄化用触媒材１６において、Ｃｒが添加される添加量は、０．０１ｍｏｌ％乃至０．５ｍｏｌ％の所定の範囲内から外れている。

図６の実施例３１乃至３８および比較例３１乃至３５の排ガス浄化用触媒材１６における酸素貯蔵能および比表面積の測定結果から示すように、製法１または製法２で製造されたに関わらずＣｒが０．０１ｍｏｌ％乃至０．５ｍｏｌ％の範囲内で含有された実施例３１乃至３８の排ガス浄化用触媒材１６は、それぞれ、酸素貯蔵能が５．０(Ｌ／ｍｏｌ)以上であり且つ比表面積が３０(ｍ^２／ｇ)以上である。また、実施例３１乃至３８の排ガス浄化用触媒材１６において、製法１および製法２でのＣｒの添加量がそれぞれ同じもの、例えば実施例３１と実施例３５、実施例３２と実施例３６等を比較した場合に、製法１で製造された排ガス浄化用触媒材１６の酸素貯蔵能(Ｌ／ｍｏｌ)および比表面積(ｍ^２／ｇ)の少なくとも一方が、製法２で製造された排ガス浄化用触媒材１６より大きくなっている。また、製法１または製法２で製造されたに関わらず含有されるＣｒが０．０１乃至０．５ｍｏｌ％の範囲内から外れている比較例３１乃至３５の排ガス浄化用触媒材１６は、それぞれ、酸素貯蔵能が５．０(Ｌ／ｍｏｌ)以下であり且つ比表面積が３０(ｍ^２／ｇ)以下である。

上述のように、実施例１１乃至１８、実施例２１乃至２８、実施例３１乃至３８の排ガス浄化用触媒材１６によれば、０．０１ｍｏｌ％〜０．５ｍｏｌ％のＣｒを含有するセリアジルコニア酸化物粒子が含まれている。このため、Ｃｒがセリアジルコニア酸化物に添加されることで、セリウムの含有量を従来の排ガス浄化用触媒材におけるセリウムの含有量例えば５０ｍｏｌ％より低減例えば１０ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ％、３０ｍｏｌ％にさせても、従来に比較して高い例えば５．０(Ｌ／ｍｏｌ)以上の酸素貯蔵性能および３０(ｍ^２／ｇ)以上の比表面積を有することができる。

また、実施例１１乃至１８、実施例２１乃至２８、実施例３１乃至３８の排ガス浄化用触媒材１６によれば、セリアジルコニア酸化物粒子によって構成される排ガス浄化用触媒材１６は、３０ｍ^２／ｇ以上の粒子比表面積を有するものであるので、従来の排ガス浄化用触媒材すなわちセリウムの含有量が比較的に多い例えばセリウムの含有量が５０ｍｏｌ％である比較例１６の排ガス浄化用触媒材１６と同等以上の粒子比表面積を有する。

また、実施例１１乃至１４、実施例２１乃至２４、実施例３１乃至３４の排ガス浄化用触媒材１６によれば、製法１において、ＣｅＺｒＯ_２ナノ粒子と、酸化ジルコニウムおよび硝酸クロム９水和物とが複合しているので、従来に比較して排ガス浄化用触媒材１６の酸素貯蔵性能および比表面積を高めることができる。また、製法２により製造された排ガス浄化用触媒材１６に比べて酸素貯蔵性能および比表面積の少なくとも一方を好適に高めることができる。

また、実施例１１乃至１４、実施例２１乃至２４、実施例３１乃至３４の排ガス浄化用触媒材１６の製造方法(製法１)によれば、混合工程Ｐ１においてジルコニアゾルに硝酸クロム９水和物が混合され、乾燥・焼成工程Ｐ２において混合工程Ｐ１によって混合されたジルコニアゾルおよび硝酸クロム９水和物の混合液が乾燥・焼成され、混合工程Ｐ３において乾燥・焼成工程Ｐ２によって乾燥・焼成されたものにＣｅＺｒＯ_２ナノ粒子が混合されて、セリウムの含有量を従来の排ガス浄化用触媒材におけるセリウムの含有量例えば５０ｍｏｌ％より低減例えば１０ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ％、３０ｍｏｌ％にさせても、従来に比較して高い例えば５．０(Ｌ／ｍｏｌ)以上の酸素貯蔵性能および３０(ｍ^２／ｇ)以上の比表面積を有する排ガス浄化用触媒材１６が製造される。

また、実施例１５乃至１８、実施例２５乃至２８、実施例３５乃至３８の排ガス浄化用触媒材１６の製造方法(製法２)によれば、混合工程Ｐ４においてジルコニアゾルに硝酸セリウムおよび硝酸クロム９水和物が混合され、混合工程Ｐ５において混合工程Ｐ４によって混合されたジルコニアゾル、硝酸セリウム、硝酸クロム９水和物の混合液にアンモニア水が添加されて混合され、分離工程Ｐ６において混合工程Ｐ５によって混合されたジルコニアゾル、硝酸セリウム、硝酸クロム９水和物の混合液を濾過してその混合液中の固体分が分離され、乾燥・焼成工程Ｐ７において分離工程Ｐ６によって分離された固体分が乾燥・焼成されて、セリウムの含有量を従来の排ガス浄化用触媒材におけるセリウムの含有量例えば５０ｍｏｌ％より低減例えば１０ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ％、３０ｍｏｌ％にさせても、従来に比較して高い例えば５．０(Ｌ／ｍｏｌ)以上の酸素貯蔵性能および３０(ｍ^２／ｇ)以上の比表面積を有する排ガス浄化用触媒材１６が製造される。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

本実施例において、排ガス浄化用触媒材１６は、触媒担体であるアルミナ粉末１２の表面１２ａに触媒活性物質である白金１４の粉末と共に担持されていた。しかしながら、触媒担体が必ずしもアルミナ粉末１２である必要なく、触媒活性物質が必ずしも白金１４である必要はない。例えば、白金に代えてパラジウム、ロジウム等が使用されても良い。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１２：アルミナ粉体(触媒担体)
１２ａ：表面
１４：白金(触媒活性物質)
１６：排ガス浄化用触媒材
Ｐ１：混合工程(第１混合工程)
Ｐ２：乾燥・焼成工程(第１乾燥・焼成工程)
Ｐ３：混合工程(第２混合工程)
Ｐ４：混合工程(第３混合工程)
Ｐ５：混合工程(第４混合工程)
Ｐ６：分離工程
Ｐ７：乾燥・焼成(第２乾燥・焼成工程)

Claims

触媒担体の表面に触媒活性物質と共に担持され、内燃機関から排出される排ガスを浄化するための排ガス浄化用触媒材であって、
Ｃｒを０．０１〜０．５ｍｏｌ％含有するセリアジルコニア酸化物粒子を含むことを特徴とする排ガス浄化用触媒材。
前記セリアジルコニア酸化物粒子は、３０ｍ^２／ｇ以上の粒子比表面積を有するものであることを特徴とする請求項１の排ガス浄化用触媒材。
前記セリアジルコニア酸化物粒子と、Ｚｒ酸化物およびＣｒからなる複合物とが複合していることを特徴とする請求項１または２の排ガス浄化用触媒材。
請求項１乃至３のいずれか１の排ガス浄化用触媒材の製造方法であって、
ジルコニアゾルに硝酸クロム９水和物を混合させる第１混合工程と、
前記第１混合工程によって混合された前記ジルコニアゾルおよび前記硝酸クロム９水和物の混合液を乾燥・焼成させる第１乾燥・焼成工程と、
前記第１乾燥・焼成工程によって乾燥・焼成されたものにセリアジルコニア酸化物粒子を混合させる第２混合工程と
を含む排ガス浄化用触媒材の製造方法。
請求項１または２の排ガス浄化用触媒材の製造方法であって、
ジルコニアゾルに硝酸セリウムおよび硝酸クロム９水和物を混合させる第３混合工程と、
前記第３混合工程によって混合された前記ジルコニアゾル、前記硝酸セリウム、前記硝酸クロム９水和物の混合液にアンモニア水を添加して混合させる第４混合工程と、
前記第４混合工程によって混合された前記ジルコニアゾル、前記硝酸セリウム、前記硝酸クロム９水和物の混合液を濾過してその混合液中の固体分を分離させる分離工程と、
前記分離工程によって分離された固体分を乾燥・焼成させる第２乾燥・焼成工程と
を含む排ガス浄化用触媒材の製造方法。