JP5796630B2 - 排ガス用浄化触媒およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、排ガス用浄化触媒、特にはロジウムと金とからなる微粒子を担持する触媒及びその製造方法に関する。

近年、地球環境保護の観点から、排ガス規制が世界的に年々強化されている。この対応策として、内燃機関においては、排ガス浄化用触媒が用いられる。この排ガス浄化用触媒において、排ガス中のハイドロカーボン（以下、ＨＣと略記することもある。）、ＣＯおよび窒素酸化物（以下、ＮＯｘと略記することもある。）を効率的に除去するために、触媒成分としてＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の貴金属などが使用されている。

この排ガス浄化用触媒を用いた自動車、例えばガソリンエンジン車あるいはジーゼルエンジン車では触媒活性とともに燃費の向上を図るために種々のシステムが用いられている。例えば、燃費を上げるために定常運転中では空燃比（Ａ／Ｆ）がリーン（酸素過剰）の条件で燃焼させ、触媒活性を向上させるために一時的にストイキ（理論空燃比、Ａ／Ｆ＝１４．７）〜リッチ（燃料過剰）の条件で燃焼させている。

これは、従来公知のＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の貴金属などの触媒は酸化条件でのＮＯｘ浄化性能が低く、浄化性能を高めるためにＨＣまたはＣＯ等を加えることによる還元雰囲気を必要とするためである。この触媒活性への影響から、定常運転中でも空燃比（Ａ／Ｆ）を大きくできず、前記貴金属などの触媒では燃費の向上に限界がある。

このように従来公知の貴金属などの触媒では、浄化用触媒を一時的に還元雰囲気にするための燃料と、エンジンでの空燃比（Ａ／Ｆ）を低くすることとが必要であり、自動車用エンジンを始め内燃機関の燃費を向上するために、例えば、ストイキ雰囲気下でＮＯｘ浄化性能を発揮することのできる新たな浄化用触媒が求められている。

ＮＯｘ浄化用触媒の性能向上について種々の改良の試みがなされている。
特許文献１は、金属酸化物からなる担体と、前記担体に担持された金属粒子とを備える排ガス浄化用触媒であって、前記金属粒子が、Ｐｔ、Ａｇ、Ｍｎ、Ｆｅ及びＡｕからなる群から選択される少なくとも一種の第一の金属と、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ及びＲｕからなる群から選択される少なくとも一種の第二の金属との固溶体からなり、前記金属粒子の平均一次粒子径が１．５ｎｍ以下であり、且つ、前記金属粒子における１次粒子毎の金属組成比の標準偏差が１０％以下であることを特徴とする排ガス浄化用触媒を記載する。

しかし、特許文献１は、固溶体としてのＰｔおよびＰｄの金属粒子を記載するものの、例えば、ロジウムの酸化防止、ＮＯｘ浄化温度の低温化などについて何ら具体的に開示していない。

特開２０１０−１９４３８４号公報

自動車用排気ガス触媒において、ロジウムはＯ_２共存下でもＮＯｘ還元能に優れることが知られており、ガソリンエンジン用三元触媒として欠かせない元素である。しかし、ロジウムは希少金属で非常に高価な上に価格変動が激しいことなどから、ロジウムの使用を低減する技術の開発が強く望まれている。また、ロジウムは、酸化されると活性が低下するため、ロジウムの酸化を防具ことが求められている。さらにＮＯｘ還元温度を低温化することが求められている。

本発明の態様は、以下のようである。
（１） ロジウムと金とからなる二元素微粒子を担持した排ガス浄化触媒であって、該二元素微粒子中において、該ロジウムと該金とが分相してなり、該ロジウム：該金の比率が３０〜９９．９原子％：７０〜０．１原子％である、排ガス浄化触媒。
（２） 該ロジウム：該金の比率が９０〜９９原子％：１０〜１原子％である、（１）に記載の排ガス浄化触媒。
（３） 該二元素微粒子の平均一次粒径が、２ｎｍ〜５ｎｍである、請求項１または２に記載の排ガス浄化触媒。
（４） ロジウム塩および金塩を含む混合溶液に有機化合物系還元剤を添加することにより、ロジウムと金とが分相してなる二元素微粒子を生成させ、次に該二元素微粒子を触媒に担持させることを含む、排ガス浄化触媒の製造方法であって、該還元剤が揮発性である、排ガス浄化触媒の製造方法。
（５） 該二元素微粒子の貧溶媒による沈殿操作を含まない、（４）に記載の排ガス浄化触媒の製造方法。

本発明の態様により、ロジウムの酸化を防ぎ、ＮＯｘ浄化開始温度を低下させた排ガス浄化触媒およびその製造方法を提供することが可能となる。

図１は、本発明に係る触媒と比較例１の触媒について、金に対するロジウムの原子％比率に対して、ＮＯｘの５０％浄化温度（℃）をプロットしたグラフである（Rhの比率とNO浄化開始温度の関係（Ｒｈ量＝０．１ｗｔ％））。 図２は、本発明に係る触媒のエネルギー分散型Ｘ線分析装置付走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ−ＥＤＸ）写真を示す図である。 図３は、図３中の各測定点１〜７について、ＳＴＥＭ−ＥＤＸ解析によるＲｈ：Ａｕそれぞれの原子％の測定結果を示す図である（担体に担持したＲｈ−Ａｕ（Ｒｈ：Ａｕ＝９７：３）ナノ粒子のＳＴＥＭ−ＥＤＸ分析結果）。 図４は、本発明に係る触媒のＸＲＤ解析の結果を示す図である（Ｒｈ：Ａｕ＝９７：３のＸＲＤプロファイル）。 図５は、本発明に係るＲｈ：Ａｕの比が９７原子％：３原子％である触媒および比較例１の触媒について、浄化温度に対するＮＯｘの浄化率をプロットしたグラフである。 図６は、本発明に係る触媒と比較例１の触媒などについて、ＣＯパルス測定を行った結果を示す図である。 図７は、本発明に係る二元素微粒子の製造プロセスを模式的に示す図である。

本発明者らは、鋭意努力した結果、分相しているロジウムと金とからなる二元素微粒子を担持する排ガス触媒が、ＮＯｘ還元能において優れた特性を示すことを見いだし本発明に至ったものである。

本明細書中において、「微粒子」とは、ナノメートルサイズの平均一次粒径を有する粒子をいう。そして分相した微粒子とは、同一微粒子内に分相したそれぞれの元素からなる微粒子、または、それぞれの元素からなる微粒子の両者をいう。

本明細書中において、「分相」とは、２元素以上の金属が混合しているが、それぞれの金属が異なる相として存在していることをいう、したがって、例えば、固溶は、分相に含まれない。

本発明に係る触媒は、ロジウムと金との原子％比率が、ロジウム：金で、それぞれ３０〜９９．９％原子％：７０〜０．１原子％であり、特に、ロジウム：金の比率が、好ましくは９０〜９９％原子％：１０〜１原子％、特に好ましくは、約９７％原子％：約３原子％であって、この場合に、ＮＯｘ触媒として低温で高活性を示すものである。

何らかの理論に拘束されることを意図しないが、金に対するロジウムの比率が、３０原子％未満になると、金がロジウムの活性点数を被覆するため活性が低下してしまい、９９．９％を超えると、金によるロジウムの酸化防止点数が少なくなってしまうため、ＮＯｘ浄化温度がより低下しないと考えられる。

本発明に係るロジウムと金とからなる二元素微粒子は、ロジウムと金とが分相してなることを特徴としている。

従来、ロジウムは、酸化物状態では低活性であることが問題であった。しかし、本発明に係る二元素微粒子においては、何らかの理論に拘束されることを意図しないが、ロジウムと金とを触媒中において近傍に存在させること、さらに金を局在させることで、驚いたことに、ロジウムの近傍に存在する局在した金がロジウムの酸化失活を抑制し、ＮＯｘ還元能に優れるものと考えられる。

そして、何らかの理論に拘束されることを意図しないが、下記に詳細を示すように、ロジウムの近傍に金が存在するだけでは足らず、固溶はむしろ活性点表面積を小さくしてしまうものであって、ロジウムと金とが固溶ではなく、分相していることにより、ロジウムの酸化を抑制できているものと考えられる。

さらに、本発明に係る微粒子は、非常に小さな一次粒径を有することができ、具体的には約６ｎｍ以下、約５ｎｍ以下、約４ｎｍ以下、および約１．５ｎｍ超、約２ｎｍ以上、約３ｎｍ以上の平均一次粒径を有することができる。ここで、本発明において「平均一次粒径」とは、特に断りのない限り、粉末Ｘ線回折の半価幅測定による結晶子径算出法を用いて算出した粒径のことをいうものである。

このように、本発明に係る二元素微粒子では、例えば、非常に小さな一次粒径を有する微粒子中といった、近傍にロジウムと金との両方の元素が分相して共存しているため、二元素微粒子による効果と、異種金属の分相による効果との両方の効果が期待できるものである。

さらに、本発明に係る態様では、このようなロジウムと金とが分相してなる二元素微粒子を含む排ガス浄化用触媒の製造方法がさらに提供される。

本発明者らは、ロジウム塩および金塩を含む混合溶液に、強還元剤ではなく、穏和な還元剤であって揮発性である有機化合物系還元剤を添加することにより、ロジウムと金とが原子レベルで分相してなる二元素微粒子を生成することができることを見出した。

図７は、本発明に係る二元素微粒子の製造プロセスを模式的に示す図である。なお、理解を容易にするため、強還元剤を用いた方法についても図７に併せて示している。

図７を参照すると、まず、ロジウム塩と金塩が１つ又は複数の溶媒中に溶解され、Ｒｈ³⁺イオン１１とＡｕ³⁺イオン１２、さらには下記で説明する任意選択的保護剤１３を含む混合溶液が調製される。そして、これらのイオン１１及び１２と保護剤１３によって錯体１４が形成される。還元剤として有機化合物系還元剤ではなくホウ素系還元剤を使用する場合には、混合溶液中に含まれるＲｈ^３＋イオン１１とＡｕ^３＋イオン１２が還元される。

何ら特定の理論に束縛されることを意図するものではないが、ホウ素系還元剤はその還元力が有機化合物系還元剤に比べて非常に強いために、還元剤としてホウ素系還元剤を使用することで、混合溶液中に溶解しているＲｈ^３＋イオン１１とＡｕ^３＋イオン１２の両イオンが同時に還元されてしまい、ＲｈとＡｕが原子レベルで固溶した微粒子１０が生成されてしまうと考えられる。

これに対し、還元剤として強い還元剤ではなく、比較的穏和な有機化合物系還元剤を使用した場合には、混合溶液中に含まれるＲｈ^３＋イオン１１とＡｕ^３＋イオン１２が還元される。その際、何らかの理論に拘束されることを意図しないが、有機化合物等の比較的弱い還元剤を用いた場合には、Ｒｈ³⁺イオン１１に比べて還元されやすいＡｕ³⁺イオン１２が優先的に還元されて粒成長し、その結果として、ＲｈとＡｕとが分相した、例えば、Ａｕ微粒子１５とＲｈ微粒子１６をそれぞれ生成させることができると考えられる。

水溶液中２５℃における標準電極電位が、Ａｕ^３＋→Ａｕ（ｓ）でＥ°＝１．５０（Ｖ）、Ｒｈ^３＋→Ｒｈ（ｓ）でＥ°＝０．７５８（Ｖ）であることから、本発明に係る方法では、還元剤の水溶液中２５℃における標準電極電位Ｅ°は、例えば、ｐＨ７において、−０．５以上のものを用いるとよいと考えられる。

何らかの理論に拘束されることを意図しないが、さらに上記有機化合物系還元剤が、揮発性であれば、生成した二元素微粒子は、一次凝集はするものの、生成した二元素微粒子の二次凝集を抑制し、単分散とすることができると考えられる。その結果として、本発明に係る方法により、ＲｈとＡｕとが原子レベルで分相した、例えば、二元素微粒子１５、１６を得ることができると考えられる。

本発明に係る方法では、ロジウムと金とからなる二元素微粒子をナノメートルサイズの平均一次粒径を有する微小な二元素微粒子の形態で合成したことにより、上記のように、バルクの状態および固溶状態では、達成し得ない、金によるロジウムの酸化防止を達成できるものと考えられる。

本発明に係る方法によれば、ロジウム塩及び金塩としては、特に限定されないが、例えば、塩化物、硝酸塩等を使用することができる。

また、上記のロジウム塩および金塩を含む混合溶液において用いられる溶媒としては、これらの金属塩を溶解させることができる任意の溶媒、例えば、水などの水性溶媒や有機溶媒等を使用することができる。なお、本発明に係る方法では、ロジウム塩と金塩とは、最終的に得られる二元素微粒子中の所望のＲｈ／Ａｕ比（モル比）に対応した量で溶媒中に適宜添加されればよい。特に限定されないが、一般的には、ロジウム塩と金塩とは、最終的に得られる二元素微粒子中のロジウムと金とのモル比を任意の比率になるように上記の溶媒中に添加することができる。

本発明に係る有機化合物系還元剤としては、穏和な還元剤として作用すれば、特に制限なく、ケトン、エステル、アルコールなどを使用できる。例示的アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノールなどの直鎖および分枝鎖異性体を含むアルキル基の炭素数が約１〜約５の低級アルコールなどを挙げることができる。水溶液中２５℃における標準電極電位Ｅ°が、例えば、ｐＨ７において、−０．５以上であると適し、０以上であるとさらに適する。

なお、本明細書中において揮発性とは、１．０１３×１０^５Ｐａ下において、約１２０℃以下の沸点を有するものをいい、上記有機化合物系還元剤の中から、適宜選択することにより使用できる。

さらに本発明に係る方法が、工程として、例えば、溶解度の低い貧溶媒を使用する工程を含まなければ、生成した二元素微粒子のさらなる二次凝集を避けることができ、好ましい。

本明細書中において、貧溶媒とは、金塩、ロジウム塩およびこれらの反応生成物が溶解および／または分散している水溶液中に、加えられた場合に、溶液中においてこれらの塩の加えられた溶媒への溶解度が低いことにより、目視上認識できる程度の二次凝集した粒子による、曇り、不透明さ、沈殿等を生じる溶媒をいう。

例えば、強還元剤であるホウ素系還元剤を使用した場合には、溶液中にホウ素系還元剤が残留しており、これは当該溶液を単に乾燥等させただけでは十分に分解除去することができない。そこで、ホウ素系還元剤を用いてロジウムイオンと金イオンを同時還元した後、これを多量のアセトン等を用いて精製処理することが、通常行われる。しかし、アセトンを加えることにより、貧溶媒沈殿を生じてしまう場合があるため問題となる。一方、本発明に係る有機溶媒系還元剤を用いた場合には、貧溶媒を用いないため、かかる沈殿を避けることができ、生成した二元素微粒子のさらなる二次凝集を防いだ単分散を行うことが可能となっている。

任意選択的に、本発明に係る方法では、当該方法により生成する二元素微粒子の表面に配位又は吸着して微粒子同士の凝集や粒成長を抑制しかつ安定化させる目的で、ロジウム塩及び金塩を含む混合溶液に保護剤を任意選択で添加してもよい。このような保護剤としては、金属コロイドの保護剤として公知の任意のものを使用することができる。例えば、有機高分子や、低分子でも窒素、リン、酸素、硫黄等のヘテロ原子を含み配位力の強い有機化合物を保護剤として使用することができる。有機高分子の保護剤としては、ポリアミド、ポリペプチド、ポリイミド、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリアクリル酸、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ヘテロ環ポリマー、及びポリエステル等の高分子化合物を使用することができる。特に好ましくは、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジン、ポリアクリルアミド等を使用することができる。このような保護剤を上記の混合溶液に添加することで、得られる二元素微粒子の大きさをより確実にナノメートルサイズに制御することが可能である。

本発明に係る二元素微粒子を担持させる担体としては、ロジウムと金とからなる二元素微粒子の機能を損なわなければ特に制限なく、例えば、アルミナ−セリア−ジルコニア固溶体、アルミナなどの知られた担体を使用できる。

なお、上記の例は、本発明に係る二元素微粒子の単なる一応用例に過ぎない。したがって、本発明に係る排ガス浄化用触媒は、排ガス浄化用触媒等の用途だけでなく、例えば、電子伝導体、光増感剤、酸化還元触媒など、幅広い分野の用途に適用することが可能である。

本発明が実施形態により、制約されることを意図しないが、より理解の助けとするために、以下に、例示的に実施例および比較例を記載する。

（合成例１：分相したロジウムと金とからなる微粒子（Ｒｈ：Ａｕ＝９７（原子％）：３（原子％）の合成）
１Ｌのセパラブルラスコに６．７ｇ（６０．０ｍｍｏｌ）のポリビニルピロリドン（ＰＶＰ） Ｋ−２５（平均重量分子量３５０００、製造メーカー名：ナカライテスク（株）、品番；９００３−３９−８）を入れ、イオン交換水７５ｍｌで完全に溶解させた。次に、０．０４５ｍｍｏｌのＨＡｕＣｌ_４（製造メーカー名：田中貴金属工業（株））と１．４５５ｍｍｏｌのＲｈＣｌ_３（製造メーカー名：田中貴金属工業（株））および６７５ｍｌ（１．４５５ｍｍｏｌ）の１−プロパノール（製造メーカー名：ナカライテスク（株）、品番；７１−２３−８）を加えた。これを１００℃のバス温においてＮ_２でバブリングしながら２時間加熱・還流し、次に反応溶液を室温まで放冷した。

（参考合成例１：Ｒｈ微粒子の合成）
１Ｌのセパラブルフラスコに、６．７ｇ（６０．０ｍｍｏｌ）のＰＶＰ Ｋ−２５を入れ、イオン交換水３７５ｍｌで完全に溶解させた。次に１．５ｍｍｏｌのＲｈＣｌ_３および３７５ｍｌのエタノールを加えた。これを１００℃のバス温において２時間加熱・還流した後、反応溶液を室温まで放冷させた。溶液の量が５０ｍｌ程度になるまで濃縮し、微粒子分散液を得た。

（実施例１）
（微粒子担持触媒の合成）
５０ｍｌの得られた微粒子分散液を３００ｍｌのビーカーに入れ、水を加えて約１００ｍｌに希釈した後、マグネチックスターラーで攪拌した。別のビーカーに（担持濃度０．１ｗｔ％で）９４．８ｇの担体粉末（アルミナ−セリア−ジルコニア固溶体、製造メーカー名：（株）キャタラー）を入れ、水を約５０ｍｌ加えて分散させた。これを水で希釈した微粒子分散液に加えて、約１５０℃で加熱攪拌することにより分散媒を除去した。

次に１２０℃で１２時間乾燥させた後、乳鉢で粉砕し、空気中において３０時間３００℃で焼成することにより、担持触媒粉末を得た。この粉末を９８ＭＰａで高圧成型することにより直径約２〜約５ｍｍ、厚さ約２〜約５ｍｍの粒状のペレット試料を作製した。

（比較例１：固溶したロジウムと金とからなる微粒子（Ｒｈ：Ａｕ＝９７（原子％）：３（原子％）の合成）
５００ｍＬのセパラブルフラスコに、６０．０ｍｍｏｌのＰＶＰ Ｋ−２５を入れ、イオン交換水２００ｍＬで完全に溶解させた。０．０４５ｍｍｏｌのＨＡｕＣｌ_４と１．４５５ｍｍｏｌのＲｈＣｌ_３とを溶解させ、これを室温で攪拌しながら、イオン交換水５０ｍＬに溶解させた９．０ｍｍｏｌのＮＨ_３ＢＨ_３を徐々に加えた。添加完了後さらに１０分攪拌した後に、この溶液を２Ｌのビーカーに溶液を移し、アセトン１２００ｍＬを加えて６時間整置して生成物を自然沈殿させた。無色透明になった上澄み液を捨てて、残留するＮＨ_３ＢＨ_３を除去した。次に黒色の沈殿物に１００ｍＬのエタノールを加えて、超音波洗浄器（製造メーカー：アズワン（株）、型番：ＵＳＫ−１）を用いて１５分間分散させることにより、生成物を得た。得られた微粒子分散液を３００ｍｌビーカーに入れビーカーに入れ、水を加えて１００ｍＬに希釈した後、マグネチックスターラーで攪拌した。別のビーカーに９４．８ｇの担体粉末（アルミナ−セリア−ジルコニア固溶体）を入れ、水を約５０ｍＬ加えて分散させた。これを水で希釈した微粒子分散液に加えて約１５０℃で加熱攪拌することにより分散媒を除去した。次に１２０℃で１２時間乾燥した後、乳鉢で粉砕し、空気中において３０時間３００℃で焼成することにより、担持触媒粉末を得た。これらの粉末を９８ＭＰａで高圧成型することにより実施例１と同様のペレット試料を得た。

（触媒活性評価）
上記の方法で担持・焼成した触媒ペレット２ｇを用いて、ガス条件：；ＣＯ ０．６５％、Ｃ_３Ｈ_６：１０００ｐｐｍ、ＮＯ：１５００ｐｐｍ、Ｏ_２：０．７％、ＣＯ_２：１０％、Ｈ_２Ｏ：０．３％、残余Ｎ_２、総流量１０Ｌ／分のモデルガスを流し昇温評価を実施した。その結果、（金に対する）ロジウムの原子％比率に対する、ＮＯｘが５０％浄化される温度（℃）をプロットしたグラフ（図１）に示されように、実施例１の試料は、比較例１の試料に対し、全Ｒｈ原子％領域において、より低いＮＯｘの５０浄化温度を達成している。

対照的に、微粒子の生成において有機化合物系還元剤の代わりに、より強い還元剤であるホウ素系還元剤を用いて、ロジウムと金とからなる二元素微粒子を分相ではなく、固溶体にしたものである比較例１の試料は、浄化温度が低下こそするものの、なんらピークを示さず、単調に低下するのみであって、しかも本発明に係る二元素微粒子より遙かに高い温度となっている。

さらに詳しく見てみると、実施例１の試料では、驚いたことに、金に対するロジウムの比率が３０原子％を超えると、ＮＯｘの５０％浄化温度が、約３３０℃から低下し始める。ロジウムの金に対する比率が増加するにつれて、この浄化温度は低下傾向を続け、９３原子％から９９原子％で３００℃以下の値となり、さらにはロジウムの金に対する比率が約９７原子％の場合に、最低温度である約２９０℃となっている。

（微粒子のＳＴＥＭ−ＥＤＸ分析）
実施例１の試料について、エネルギー分散型Ｘ線分析装置付走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ−ＥＤＸ）（日立製ＨＤ−２０００、加速電圧：２００ｋＶ）による分析を行った。試料溶液をエタノールで希釈し、モリブデングリッドに滴下乾燥させたものを測定した。

担体に担持されたロジウムと金とからなる二元素微粒子のＳＴＥＭ−ＥＤＸ写真（図２）中に示された明るい部分は金を表わし、暗い色の部分はロジウムを表わしている。そしてこのＳＴＥＭ−ＥＤＸ写真から、実施例１のロジウムと金とからなる二元素微粒子の平均一次粒径は、約３．５４ｎｍと計測された。

（微粒子のロジウム：金の原子％比率の分析）
実施例１の試料について、ロジウム：金の原子％比率の測定を、図２中の写真の各測定点１〜７において行った。図３に示すように、測定点１、３では、Ｒｈ；Ａｕの比が約０原子％超〜約２０原子％未満：約１００原子％未満〜約８０原子超となっており、測定点４では、Ｒｈ；Ａｕの比が４０原子％：約６０原子％となっており、測定点２では、Ｒｈ；Ａｕの比が約７０原子％：３０原子％になっている。

そして、実施例１の試料では、Ａｕの近辺にＲｈが存在し、中心部の組成はＡｕが多く、周辺部の組成はＲｈが多いＡｕコア−Ｒｈシェル構造を有しており、試料全体として、ロジウム；金の比率＝約９７原子％：約３原子％をなしていることが理解できる。

（ＥＤＸ分析）
実施例１の試料について、Ｘ線回折（ＸＲＤ）（リガク製ＲＩＮＴ２０００）によって測定を行った。なお、具体的な測定条件は以下のとおりである。
測定方法： ＦＴ法（Ｆｉｘｅｄ Ｔｉｍｅ法）
Ｘ線源： ＣｕＫα
ステップ幅： ０．０２ｄｅｇ．
計数時間： ０．５ｓ
発散スリット（ＤＳ）：２／３ｄｅｇ．
散乱スリット（ＳＳ）：２／３ｄｅｇ．
受光スリット（ＲＳ）：０．５ｍｍ
管電圧： ５０ｋＶ
管電流： ３００ｍＡ

図４に、実施例１の二元素微粒子のＸＲＤ解析結果を示す。図４中のＡｕ（１１１）面とＲｈ（１１１）面とのピークは、両者が固溶していれば１つになってしまうところ、それぞれ独立して存在しており、本発明に係るロジウムと金とからなる二元素微粒子が分相していることを示された。

（浄化温度に対するＮＯｘの５０％浄化率評価）
実施例１および比較例１の試料を用いて、（触媒活性評価）と同じ条件下でＮＯｘの５０％浄化率を測定した。浄化温度に対し浄化率（％）をプロットしたグラフ（図５）に示すように、４００℃において、比較例１の試料が、約５０％の転化率でピークを付けたのと対照的に、実施例１の試料は、比較例１の試料の、約２倍程度の１００％の浄化率を達成することができ、優れた性能であることが示された。

（ＣＯパルス測定）
次に実施例１、比較例１、参考合成例１で得られた試料について、ＣＯパルス測定を、大倉理研製 Ｒ６０１５を用いて行った。酸化還元前処理温度は３００℃、動作温度は５０℃で測定した。測定試料にはＡｌ_２Ｏ_３に担持したＲｈ微粒子、およびロジウムと金とからなる微粒子を使用し、担持濃度はＲｈ量０．１０ｗｔ％で測定を行った。

結果は、図６に示すように、実施例１の試料では、活性点表面積が約０．１８（ｍ^２／ｇ）と多いのに対し、比較例１の試料では、実施例１に係る試料のみならず、参考合成例１のロジウムのみの約０．１５（ｍ^２／ｇ）よりも圧倒的に少ない、約０．０１（ｍ^２／ｇ）であることを示し、比較例１の試料では、固溶により、活性点表面積が失われてしまい、実施例１に係る試料では、分相により活性点表面積が高められていることが判明した。

本発明に係る排ガス浄化装置によれば、ＲｈとＡｕとを用いたＮＯｘ浄化用触媒によって、ＮＯｘ浄化活性を上げるための加熱温度を従来のように高い温度にする必要がなく、ストイキ雰囲気でもＮＯｘ浄化活性を有することから雰囲気を還元状態にするための燃料の使用が不必要になるか又は少なくとも大幅に低減することが可能となり、幅広い排ガス組成において高いＮＯｘ浄化性能を提供することができる。

１０ 微粒子
１１ Ｒｈ³⁺イオン
１２ Ａｕ³⁺イオン
１３ 保護剤
１４ 錯体
１５ Ａｕ微粒子
１６ Ｒｈ微粒子

Claims (5)

1. ロジウムと金とを含有する微粒子を触媒担体上に担持した排ガス浄化触媒であって、前記微粒子中において、前記ロジウムと前記金とが分相してなり、前記ロジウム：前記金の比率が９０〜９９原子％：１０〜１原子％である、排ガス浄化触媒。
2. 前記微粒子の平均一次粒径が、２ｎｍ〜５ｎｍである、請求項１に記載の排ガス浄化触媒。
3. ロジウム塩および金塩を含む混合溶液に有機化合物系還元剤を添加することにより、ロジウムと金とが分相してなる二元素微粒子を生成させ、次に該二元素微粒子を前記触媒の触媒担体に担持させることを含む、請求項１に記載の排ガス浄化触媒の製造方法であって、該還元剤が揮発性である、排ガス浄化触媒の製造方法。
4. 該二元素微粒子の貧溶媒による沈殿操作を含まない、請求項３に記載の排ガス浄化触媒の製造方法。
5. 該微粒子が、ロジウムと金とからなる二元素微粒子である、請求項１に記載の排ガス浄化触媒。