JP6826000B2 - Manufacturing method of catalyst for exhaust gas purification - Google Patents

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本発明は、排ガス浄化用触媒並びにその製造方法に関する。 The present invention relates to a catalyst for purifying exhaust gas and a method for producing the same.

従来から、自動車等に搭載される排ガス浄化用触媒として、排気ガス中に含まれる有害ガス(炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)等)を浄化するために、三元触媒や酸化触媒、NOx吸蔵還元型触媒等が開発されている。 Conventionally, as a catalyst for purifying exhaust gas mounted on automobiles, etc., in order to purify harmful gases (hydrogen (HC), carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx), etc.) contained in the exhaust gas. , Three-way catalysts, oxidation catalysts, NOx storage reduction catalysts, etc. have been developed.

このような排ガス浄化用触媒として、例えば、特開2000−246103号公報(特許文献1)においては、カーボンブラック(燃焼によりガス化する固体物質)に貴金属を担持して貴金属担持体を形成した後に、担体源と該貴金属担持体とを溶液中で混合し、次いで、該担体源から該貴金属担持体を含む担体前駆体を合成し、得られた担体前駆体を熱処理して多孔質酸化物担体を形成するとともに該貴金属担持体に含まれるカーボンブラックを燃焼させて、排ガス浄化用触媒を得る方法及びその方法により得られる排ガス浄化用触媒が実施例などにより具体的に開示されている。しかしながら、このような特許文献1に記載のような従来の排ガス浄化用触媒は触媒活性の点で十分なものではなかった。 As such an exhaust gas purification catalyst, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-246103 (Patent Document 1), after a noble metal is supported on carbon black (a solid substance gasified by combustion) to form a noble metal carrier. , The carrier source and the noble metal carrier are mixed in a solution, then a carrier precursor containing the noble metal carrier is synthesized from the carrier source, and the obtained carrier precursor is heat-treated to form a porous oxide carrier. A method of obtaining a catalyst for purifying exhaust gas by burning carbon black contained in the noble metal carrier while forming the above, and a catalyst for purifying exhaust gas obtained by the method are specifically disclosed by Examples and the like. However, the conventional exhaust gas purification catalyst as described in Patent Document 1 is not sufficient in terms of catalytic activity.

特開2000−246103号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-246103

本発明は、前記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、より高度な触媒活性を有するものとすることが可能な排ガス浄化用触媒及びその排ガス浄化用触媒を効率よく製造することが可能な排ガス浄化用触媒の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-mentioned problems of the prior art, and it is possible to efficiently manufacture an exhaust gas purification catalyst capable of having a higher catalytic activity and an exhaust gas purification catalyst thereof. It is an object of the present invention to provide a possible method for producing an exhaust gas purification catalyst.

本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、排ガス浄化用触媒を、金属酸化物粒子の成形体からなりかつ平均細孔直径が0.5〜20μmのマクロ孔を有する担体と、該担体に担持された貴金属とを備えるものとするとともに、電子プローブマイクロアナライザーを用いて前記担体に担持された貴金属の分布状態を確認した場合に、全測定点における貴金属の担持量の平均値(A)に対して、前記マクロ孔の壁面から担体側に向かって3μmの領域と前記マクロ孔の壁面から該マクロ孔の空隙側に向かって1μmの領域との合計領域の測定点における貴金属の担持量の平均値(B)が1.1倍以上となるようにすることにより、より高度な触媒活性を発揮させることが可能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 diligent research to achieve the above object, the present inventors have made the exhaust gas purification catalyst composed of a molded body of metal oxide particles and having macropores having an average pore diameter of 0.5 to 20 μm. When the carrier and the noble metal supported on the carrier are provided and the distribution state of the noble metal supported on the carrier is confirmed using an electronic probe microanalyzer, the amount of the noble metal supported at all measurement points is measured. At the measurement point of the total region of the region of 3 μm from the wall surface of the macro hole toward the carrier side and the region of 1 μm from the wall surface of the macro hole toward the void side of the macro hole with respect to the average value (A). We have found that it is possible to exert a higher level of catalytic activity by making the average value (B) of the supported amount of the noble metal 1.1 times or more, and have completed the present invention.

本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法は、平均直径が0.7〜15μmの繊維状造孔材に対して貴金属を担持して貴金属担持造孔材を得る工程と、
貴金属が担持された金属酸化物粒子と前記貴金属担持造孔材とを混合して触媒スラリーを得る工程と、
前記触媒スラリーを成形した後に焼成することにより、前記金属酸化物粒子の成形体からなりかつ平均細孔直径が0.5〜20μmのマクロ孔を有する担体と該担体に担持された貴金属とを備え、かつ、電子プローブマイクロアナライザーを用いて前記担体に担持された貴金属の分布状態を確認した場合に、全測定点における貴金属の担持量の平均値(A)に対して、前記マクロ孔の壁面から担体側に向かって3μmの領域と前記マクロ孔の壁面から該マクロ孔の空隙側に向かって1μmの領域との合計領域の測定点における貴金属の担持量の平均値(B)が1.1倍以上となっている排ガス浄化用触媒を得る工程と、
を含むことを特徴とする方法である。
The method for producing an exhaust gas purification catalyst of the present invention includes a step of supporting a noble metal on a fibrous pore-forming material having an average diameter of 0.7 to 15 μm to obtain a noble metal-supported pore-forming material.
A step of mixing the noble metal-supported metal oxide particles and the noble metal-supported pore-forming material to obtain a catalyst slurry, and
By firing after molding the catalyst slurry, precious metal Li Kui average pore diameter such from the molded body of the metal oxide particles are supported on a carrier and the carrier that have a macropores of 0.5~20μm When the distribution state of the noble metal supported on the carrier is confirmed by using an electron probe microanalyzer, the macropores are based on the average value (A) of the amount of noble metal supported at all measurement points. The average value (B) of the amount of the noble metal supported at the measurement point of the total region of the region of 3 μm from the wall surface toward the carrier side and the region of 1 μm from the wall surface of the macro hole toward the void side of the macro hole is 1. .The process of obtaining a catalyst for purifying exhaust gas, which is more than 1 time , and
It is a method characterized by including.

上記本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法においては、前記貴金属担持造孔材中の貴金属の含有量が、前記排ガス浄化用触媒中の貴金属の総量の10質量%以上であることが好ましい。また、上記本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法においては、前記金属酸化物粒子が、前記排ガス浄化用触媒中の貴金属の総量の90質量%以下が担持された金属酸化物粒子であることが好ましい。 In the method for producing an exhaust gas purification catalyst of the present invention, the content of the noble metal in the noble metal-supported pore-forming material is preferably 10% by mass or more of the total amount of the noble metal in the exhaust gas purification catalyst . Further, in the method for producing an exhaust gas purification catalyst of the present invention, the metal oxide particles are metal oxide particles in which 90% by mass or less of the total amount of noble metals in the exhaust gas purification catalyst is supported. preferable.

なお、本発明の排ガス浄化用触媒によって前記目的が達成され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、先ず、本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意研究を重ね、上記特許文献1に記載の排ガス浄化用触媒は、製造時に燃焼によりガス化する固体物質としてカーボンブラックを利用しているため、細孔が数十nm〜数百nm程度の大きさになり、ガスの拡散性が低いため触媒活性が十分なものとならないことを見出した。そこで、本発明においては、触媒に利用する担体を、金属酸化物粒子の成形体からなりかつ平均細孔直径が0.5〜20μmのマクロ孔を有する担体としている。このようなマクロ孔を有する担体を利用することで、マクロ孔を主たるガス流路として触媒内部へのガスの拡散性が飛躍的に向上し、これにより、より高度な触媒活性が発現されるものと本発明者らは推察する。また、本発明の排ガス浄化用触媒においては、前記担体に貴金属が担持されているが、電子プローブマイクロアナライザーを用いて前記担体に担持された貴金属の分布状態を確認した場合に、全測定点における貴金属の担持量の平均値(A)に対して、前記マクロ孔の壁面から担体側に向かって3μmの領域と前記マクロ孔の壁面から該マクロ孔の空隙側に向かって1μmの領域との合計領域の測定点における貴金属の担持量の平均値(B)が1.1倍以上となっている。このように、担体のマクロ孔の壁面近傍に担持された貴金属の濃度が、他の部位に担持された貴金属の濃度よりも高くなっていることから(言い換えれば、貴金属が担体のマクロ孔の壁面近傍に選択的に担持されていることから)、マクロ孔を介して拡散されたガスと貴金属とが接触する機会がより増加するため、これに伴って、触媒活性が更に向上するものと本発明者らは推察する。 The reason why the above object is achieved by the exhaust gas purification catalyst of the present invention is not always clear, but the present inventors presume as follows. That is, first, the present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and the exhaust gas purification catalyst described in Patent Document 1 utilizes carbon black as a solid substance that is gasified by combustion during production. Therefore, it has been found that the pores have a size of about several tens of nm to several hundreds of nm, and the gas diffusivity is low, so that the catalytic activity is not sufficient. Therefore, in the present invention, the carrier used for the catalyst is a carrier made of a molded body of metal oxide particles and having macropores having an average pore diameter of 0.5 to 20 μm. By using a carrier having such macropores, the diffusibility of the gas into the catalyst is dramatically improved by using the macropores as the main gas flow path, and as a result, a higher level of catalytic activity is exhibited. The inventors infer. Further, in the catalyst for purifying exhaust gas of the present invention, a noble metal is supported on the carrier, but when the distribution state of the noble metal supported on the carrier is confirmed by using an electron probe microanalyzer, the distribution state of the noble metal supported on the carrier is confirmed at all measurement points. With respect to the average value (A) of the amount of the noble metal supported, the total of the region of 3 μm from the wall surface of the macro hole toward the carrier side and the region of 1 μm from the wall surface of the macro hole toward the void side of the macro hole. The average value (B) of the amount of noble metal supported at the measurement point in the region is 1.1 times or more. As described above, the concentration of the noble metal supported near the wall surface of the macropores of the carrier is higher than the concentration of the noble metal supported on other parts (in other words, the noble metal is the wall surface of the macropores of the carrier. Since it is selectively supported in the vicinity), the chances of contact between the gas diffused through the macropores and the noble metal are further increased, and the catalytic activity is further improved accordingly. Those guess.

本発明によれば、より高度な触媒活性を有するものとすることが可能な排ガス浄化用触媒及びその排ガス浄化用触媒を効率よく製造することが可能な排ガス浄化用触媒の製造方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, there is provided an exhaust gas purification catalyst capable of having a higher catalytic activity and a method for producing an exhaust gas purification catalyst capable of efficiently producing the exhaust gas purification catalyst thereof. Is possible.

マクロ孔の開口部が形成されている部位の周辺の担体の断面の状態を模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically the state of the cross section of the carrier around the part where the opening of a macro hole is formed. EPMAにより測定される担体の表面の反射電子像の一例(一実施形態)を示す図である。It is a figure which shows an example (one Embodiment) of the reflected electron image of the surface of a carrier measured by EPMA. 参考例1で得られた排ガス浄化用触媒(コート層)についてのEPMAの測定結果の一部であって、(a)はEPMAにより測定された触媒表面の反射電子像と、該反射電子像中に示された線分析の測定部位のPdの濃度のグラフとを示し、(b)は、該反射電子像の部位のパラジウム(Pd)の分布状態を示す像を示す図である。 It is a part of the EPMA measurement result for the exhaust gas purification catalyst (coat layer) obtained in Reference Example 1, and (a) is a reflected electron image of the catalyst surface measured by EPMA and in the reflected electron image. A graph showing the concentration of Pd at the measurement site of the line analysis shown in is shown in (b), and (b) is a diagram showing an image showing the distribution state of palladium (Pd) at the site of the backscattered electron image. 図3中の(a)に示すPdの濃度のグラフに関して、該図3中の(a)に点線で記載された領域Xについて拡大して示したグラフである。With respect to the graph of the concentration of Pd shown in FIG. 3A, it is an enlarged graph showing the region X shown by the dotted line in FIG. 3A. 参考例1〜2、実施例1及び比較例1〜3で得られた排ガス浄化触媒についてCOへの転化率が約50%に到達するまでの時間(CO−T50)を示すグラフである。Is a graph showing a reference example 1-2, until conversion to Example 1 and the exhaust gas purifying catalyst obtained in Comparative Example 1 to 3 CO 2 reaches approximately 50% of the time (CO 2 -T50) ..

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 according to its preferred embodiment.

[排ガス浄化用触媒]
先ず、本発明の排ガス浄化用触媒について説明する。本発明の排ガス浄化用触媒は、金属酸化物粒子の成形体からなりかつ平均細孔直径が0.5〜20μmのマクロ孔を有する担体と、
該担体に担持された貴金属と、
を備え、かつ、電子プローブマイクロアナライザーを用いて前記担体に担持された貴金属の分布状態を確認した場合に、全測定点における貴金属の担持量の平均値(A)に対して、前記マクロ孔の壁面から担体側に向かって3μmの領域と前記マクロ孔の壁面から該マクロ孔の空隙側に向かって1μmの領域との合計領域の測定点における貴金属の担持量の平均値(B)が1.1倍以上となっていることを特徴とするものである。
[Catalyst for purifying exhaust gas]
First, the exhaust gas purification catalyst of the present invention will be described. The catalyst for purifying exhaust gas of the present invention comprises a carrier made of a molded body of metal oxide particles and having macropores having an average pore diameter of 0.5 to 20 μm.
The precious metal supported on the carrier and
When the distribution state of the noble metal supported on the carrier is confirmed by using an electron probe microanalyzer, the macropores of the macropores are based on the average value (A) of the amount of noble metal supported at all measurement points. The average value (B) of the amount of noble metal supported at the measurement points in the total region of the region 3 μm from the wall surface toward the carrier side and the region 1 μm from the wall surface of the macro hole toward the void side of the macro hole is 1. It is characterized by being 1 times or more.

このような担体を構成する前記金属酸化物粒子としては特に制限されず、排ガス浄化用触媒の担体等に利用することが可能な公知の金属酸化物からなる粒子を適宜利用することができる。このような金属酸化物粒子としては、例えば、酸化アルミニウム(Al、アルミナ)、酸化セリウム(CeO、セリア)、酸化ジルコニウム(ZrO、ジルコニア)、酸化珪素(SiO、シリカ)、酸化イットリウム(Y、イットリア)及び酸化ネオジム(Nd)等の酸化物又はこれらの複合酸化物からなる多孔質酸化物粒子を挙げることができる。このような金属酸化物粒子の中でも貴金属との相互作用(活性な状態の維持)の観点から、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウムを利用することが好ましく、酸化アルミニウムが特に好ましい。また、このような金属酸化物粒子は、それ自体に貴金属が担持されたものを使用してもよい。 The metal oxide particles constituting such a carrier are not particularly limited, and particles made of known metal oxides that can be used as a carrier for an exhaust gas purification catalyst or the like can be appropriately used. Examples of such metal oxide particles include aluminum oxide (Al 2 O 3 , alumina), cerium oxide (CeO 2 , ceria), zirconium oxide (ZrO 2 , zirconia), silicon oxide (SiO 2 , silica), and the like. Examples thereof include porous oxide particles composed of oxides such as yttrium oxide (Y 2 O 3 , itria) and neodymium oxide (Nd 2 O 3 ) or composite oxides thereof. Among such metal oxide particles, aluminum oxide, cerium oxide, and zirconium oxide are preferably used, and aluminum oxide is particularly preferable, from the viewpoint of interaction with a noble metal (maintenance of an active state). Further, as such metal oxide particles, those on which a noble metal is supported may be used.

このような担体を構成する前記金属酸化物粒子の平均粒子径としては特に制限されないが、1〜10μmであることが好ましく、3〜8μmであることがより好ましい。このような平均粒子径が前記下限未満では成形体が緻密になり、ガス拡散性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると成形体がもろくなり、強度が不足する傾向にある。このような平均粒子径はスラリーの粒度分布測定により求めることができる。例えば、測定対象となる金属酸化物粒子を利用してスラリーを調製し、レーザー回折法を用いた粒度分布測定装置を用いてスラリーの粒度分布を求めて、その結果から粒子の算術平均径を平均粒子径として算出することで求めてもよい。 The average particle size of the metal oxide particles constituting such a carrier is not particularly limited, but is preferably 1 to 10 μm, and more preferably 3 to 8 μm. If the average particle size is less than the lower limit, the molded body tends to be dense and the gas diffusibility tends to decrease, while if it exceeds the upper limit, the molded body tends to be brittle and the strength tends to be insufficient. Such an average particle size can be obtained by measuring the particle size distribution of the slurry. For example, a slurry is prepared using the metal oxide particles to be measured, the particle size distribution of the slurry is obtained using a particle size distribution measuring device using a laser diffraction method, and the arithmetic mean diameter of the particles is averaged from the result. It may be obtained by calculating as a particle size.

また、前記金属酸化物粒子の成形体の形態は特に制限されず、例えば、基材に担持されたコート層、ペレット、粒子の凝集体等の形態とすることができ、目的の設計に応じて、その形態を適宜変更することができる。なお、基材に担持する場合、その基材としては、特に制限されず、排ガス浄化用触媒の基材として用いることが可能な公知の基材が使用できる。 The form of the molded body of the metal oxide particles is not particularly limited, and may be, for example, a coat layer supported on a base material, pellets, agglomerates of particles, or the like, depending on the desired design. , The form can be changed as appropriate. When supported on a base material, the base material is not particularly limited, and a known base material that can be used as a base material for an exhaust gas purification catalyst can be used.

また、このような金属酸化物粒子の成形体からなる担体は、平均細孔直径が0.5〜20μmのマクロ孔を有する。このような平均細孔直径が前記下限未満ではガスの拡散性が低下して、十分に高度な触媒活性を達成することができなくなり、他方、前記上限を超えると、成形体の強度が低下したり、必要以上に成形体の嵩が大きくなるためハニカム構造の担体にコートした形態の触媒を調製した場合に圧力損失が大きくなる、等といった不具合が生じる。また、このような担体が有するマクロ孔の平均細孔直径としては、ガスの拡散の点でより高い効果が得られることから、1〜10μmであることがより好ましく、2〜10μmであることが更に好ましく、3〜10μmであることが特に好ましい。なお、このようなマクロ孔は、例えば、後述の造孔材を鋳型(テンプレート)として利用することで金属酸化物粒子の成形体中に容易に形成することができる。また、このような担体が有するマクロ孔の平均細孔直径は、以下のようにして測定することができる。すなわち、前記マクロ孔の平均細孔直径は、例えば、測定装置として、電子プローブマイクロアナライザー(EPMA:例えば日本電子社製の商品名「JXA−8500F」)を用いて、先ず、50μm角の領域を1視野として、任意の複数の測定視野(測定領域)について50μm角の反射電子像をそれぞれ測定(面分析)し、得られた全ての反射電子像(全測定視野の面分析結果)に基づいて、任意の20点以上の細孔(マクロ孔)について、各細孔ごとに、細孔の開口部の長手方向(細孔の開口部の長さをあらゆる方向に測った場合に最も長さが長くなる方向)に対して垂直な方向の細孔の開口部の長さの最大のもの(長手方向に対して垂直な方向の細孔の開口部の長さの最大長)をそれぞれの細孔の直径として測定し、その直径(前記最大長)の平均を算出することにより測定することができる。特に、マクロ孔が後述の繊維状造孔材を鋳型(テンプレート)として利用して形成されたものである場合には、EPMAによる反射電子像において、担体の表面上に確認される細孔(マクロ孔)の開口部は基本的に長手方向が確認されるような細長い形態のものとなるため、上述の測定方法を採用して、長手方向に対して垂直な方向の細孔の開口部の長さの最大長を細孔の直径と擬制することで平均細孔直径を求めることができる。なお、このような電子プローブマイクロアナライザー(EPMA)による測定の方法は、例えば、後述の電子プローブマイクロアナライザー(EPMA)を用いて担体に担持された貴金属の分布状態を確認する方法において採用している条件(装置、加速電圧等の条件)と同様の条件を採用して、任意の複数の測定視野において反射電子像をそれぞれ測定する方法を採用できる。なお、このような平均細孔直径は、例えば、測定装置としてSEMやX線CT等を利用して、成形体の断面像や三次元像を測定して直径に相当する部位の長さを算出することによっても確認できる。 Further, the carrier made of a molded body of such metal oxide particles has macropores having an average pore diameter of 0.5 to 20 μm. If the average pore diameter is less than the lower limit, the diffusibility of the gas is lowered and a sufficiently high level of catalytic activity cannot be achieved. On the other hand, if the average pore diameter exceeds the upper limit, the strength of the molded product is lowered. In addition, since the bulk of the molded body becomes larger than necessary, there are problems such as a large pressure loss when a catalyst coated on a carrier having a honeycomb structure is prepared. Further, the average pore diameter of the macropores contained in such a carrier is preferably 1 to 10 μm, more preferably 2 to 10 μm, because a higher effect can be obtained in terms of gas diffusion. It is more preferably 3 to 10 μm, and particularly preferably 3 to 10 μm. It should be noted that such macropores can be easily formed in a molded body of metal oxide particles by using, for example, a pore-forming material described later as a template. Moreover, the average pore diameter of the macropores contained in such a carrier can be measured as follows. That is, the average pore diameter of the macropores is, for example, using an electron probe microanalyzer (EPMA: for example, trade name "JXA-8500F" manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd.) as a measuring device to first set a region of 50 μm square. As one visual field, 50 μm square reflected electron images are measured (plane analysis) for each of a plurality of arbitrary measurement visual fields (measurement regions), and based on all the obtained reflected electron images (surface analysis results of all measurement visual fields). , For any 20 or more pores (macropores), the length of each pore is the longest in the longitudinal direction of the pore opening (when the length of the pore opening is measured in all directions). The maximum length of the opening of the pore in the direction perpendicular to the lengthening direction (the maximum length of the opening of the pore in the direction perpendicular to the longitudinal direction) is the maximum length of each pore. It can be measured by measuring as the diameter of the above and calculating the average of the diameter (the maximum length). In particular, when the macropores are formed by using the fibrous pore-forming material described later as a template, the pores (macro) confirmed on the surface of the carrier in the reflected electron image by EPMA. Since the opening of the hole) basically has an elongated shape so that the longitudinal direction can be confirmed, the length of the opening of the pore in the direction perpendicular to the longitudinal direction is adopted by adopting the above-mentioned measurement method. The average pore diameter can be obtained by mimicking the maximum length of the template with the diameter of the pores. In addition, such a method of measurement by an electron probe microanalyzer (EPMA) is adopted in, for example, a method of confirming the distribution state of a noble metal supported on a carrier by using an electron probe microanalyzer (EPMA) described later. By adopting the same conditions as the conditions (conditions such as device and acceleration voltage), it is possible to adopt a method of measuring the reflected electron image in any plurality of measurement fields. For such an average pore diameter, for example, using SEM, X-ray CT, or the like as a measuring device, a cross-sectional image or a three-dimensional image of the molded body is measured to calculate the length of a portion corresponding to the diameter. You can also check by doing.

このような担体が有する細孔の平均アスペクト比は9〜40の範囲内であることが好ましく、9〜30の範囲内であることがより好ましく、9〜28の範囲内であることが特に好ましい。このような平均アスペクト比が前記下限未満では、ガス拡散性が不足する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、拡散性が大きくなり過ぎることにより、触媒活性点と接触せずに素通りするガスの割合が増えて十分な触媒性能が得られなくなる傾向にある。このように、細孔の平均アスペクト比が前記範囲内にある場合には、ガス拡散性と触媒性能のバランスがより向上する傾向にある。なお、このような細孔の平均アスペクトは、電子プローブマイクロアナライザー(EPMA:例えば日本電子社製の商品名「JXA−8500F」)を用いて、50μm角の領域を1視野として、任意の複数の測定視野(測定領域)について50μm角の反射電子像をそれぞれ測定(面分析)し、得られた全ての反射電子像(全測定視野の面分析結果)に基づいて、任意の20点以上の細孔(マクロ孔)について、各細孔ごとに「細孔の開口部の長手方向の長さ/長手方向に垂直な方向の細孔の開口部の長さの最大長」の値(アスペクト比)を求めて平均化することにより求めることができる。 The average aspect ratio of the pores of such a carrier is preferably in the range of 9 to 40, more preferably in the range of 9 to 30, and particularly preferably in the range of 9 to 28. .. If the average aspect ratio is less than the lower limit, the gas diffusivity tends to be insufficient, while if it exceeds the upper limit, the diffusivity becomes too large, so that the gas passes through without contacting the catalytic active site. There is a tendency that sufficient catalytic performance cannot be obtained due to an increase in the proportion of gas. As described above, when the average aspect ratio of the pores is within the above range, the balance between gas diffusivity and catalytic performance tends to be further improved. The average aspect of such pores can be obtained by using an electron probe microanalyzer (EPMA: for example, a trade name "JXA-8500F" manufactured by JEOL Ltd.) with a 50 μm square region as one field of view. Each 50 μm square reflected electron image is measured (surface analysis) for the measurement field (measurement area), and based on all the obtained reflected electron images (surface analysis results of all measurement fields), any 20 or more points are fine. For the pores (macropores), the value (aspect ratio) of "the length of the opening of the pore in the longitudinal direction / the maximum length of the opening of the pore in the direction perpendicular to the longitudinal direction" for each pore. Can be obtained by finding and averaging.

このような担体としては、比表面積が10m/g以上であることが好ましく、比表面積が50m/g以上であることがより好ましい。このような比表面積が前記下限未満ではマクロ孔部(マクロ孔の細孔壁の近傍部分)に貴金属を高分散に担持することが困難となる傾向にある。このような比表面積は、窒素ガスの吸着等温線からBET等温吸着式を用いてBET比表面積として算出することができる。なお、吸着等温線は、担体を液体窒素温度(−196℃)に冷却して窒素ガスを導入し、定容量法(ガス吸着法)あるいは重量法によりその吸着量を求め、次いで、導入する窒素ガスの圧力を徐々に増加させ、各平衡圧に対する窒素ガスの吸着量をプロットすることにより求めることができる。 As such a carrier, the specific surface area is preferably 10 m 2 / g or more, and more preferably 50 m 2 / g or more. If the specific surface area is less than the lower limit, it tends to be difficult to support the noble metal in the macropore portion (the portion near the pore wall of the macropore) in a highly dispersed manner. Such a specific surface area can be calculated as a BET specific surface area from the adsorption isotherm of nitrogen gas using the BET isotherm adsorption formula. For the adsorption isotherm, the carrier is cooled to the liquid nitrogen temperature (-196 ° C.), nitrogen gas is introduced, the adsorption amount is determined by the constant volume method (gas adsorption method) or the gravimetric method, and then the nitrogen to be introduced is introduced. It can be obtained by gradually increasing the gas pressure and plotting the amount of nitrogen gas adsorbed for each equilibrium pressure.

また、前記担体に担持される貴金属としては、特に制限されないが、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)、金(Au)、銀(Ag)、イリジウム(Ir)及びルテニウム(Ru)からなる群から選択される少なくとも1種のものを用いることが好ましい。これらの中でも、触媒性能という観点から、Pt、Rh、Pd、Ir及びRuからなる群から選択される少なくとも一種がより好ましく、Pt、Rh及びPdからなる群から選択される少なくとも一種が特に好ましい。 The noble metal supported on the carrier is not particularly limited, but platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), gold (Au), silver (Ag), iridium (Ir) and ruthenium (Ru). It is preferable to use at least one selected from the group consisting of). Among these, at least one selected from the group consisting of Pt, Rh, Pd, Ir and Ru is more preferable, and at least one selected from the group consisting of Pt, Rh and Pd is particularly preferable from the viewpoint of catalytic performance.

また、本発明においては、電子プローブマイクロアナライザー(EPMA)を用いて前記担体に担持された貴金属の分布状態を確認した場合に、全測定点における貴金属の担持量の平均値(A)に対して、前記マクロ孔の壁面から担体側に向かって3μmの領域と前記マクロ孔の壁面から該マクロ孔の空隙側に向かって1μmの領域との合計領域の測定点における貴金属の担持量の平均値(B)が1.1倍以上となっている必要がある。このように貴金属の担持量の平均値(B)が貴金属の担持量の平均値(A)の1.1倍以上となるという条件は、前記マクロ孔の壁面から担体側に向かって3μmの領域と前記マクロ孔の壁面から該マクロ孔の空隙側に向かって1μmの領域との合計領域に存在する貴金属の量(濃度)が、他の部位と比較して高いことを意味しており、本発明においては、このように、ガスの主たる流路であるマクロ孔の壁面近傍おける貴金属の量が担体上の他の位置を比較して多いため、ガスと触媒活性点である貴金属との接触頻度をより高めることができ、これにより、より高度な触媒活性を得ることを可能とする。以下、このような平均値(A)及び平均値(B)の測定方法(電子プローブマイクロアナライザー(EPMA)を用いて担体に担持された貴金属の分布状態を確認する方法)を、図面を用いながら説明する。 Further, in the present invention, when the distribution state of the noble metal supported on the carrier is confirmed using an electron probe microanalyzer (EPMA), the average value (A) of the amount of the noble metal supported at all measurement points is relative to the average value (A). , The average value of the amount of noble metal supported at the measurement points in the total region of the region 3 μm from the wall surface of the macropore toward the carrier side and the region 1 μm from the wall surface of the macropore toward the void side of the macropore. B) needs to be 1.1 times or more. As described above, the condition that the average value (B) of the carried amount of the noble metal is 1.1 times or more the average value (A) of the carried amount of the noble metal is a region of 3 μm from the wall surface of the macropore toward the carrier side. This means that the amount (concentration) of the noble metal present in the total region of 1 μm from the wall surface of the macropore to the void side of the macropore is higher than that of other portions. In the present invention, since the amount of the noble metal near the wall surface of the macropore, which is the main flow path of the gas, is larger than that of other positions on the carrier, the contact frequency between the gas and the noble metal, which is the catalytically active point, is large. Can be further enhanced, which makes it possible to obtain a higher level of catalytic activity. Hereinafter, such a method for measuring the average value (A) and the average value (B) (a method for confirming the distribution state of the noble metal supported on the carrier using an electron probe microanalyzer (EPMA)) will be described with reference to the drawings. explain.

ここで、このような平均値(A)及び(B)の測定方法を説明するにあたり、先ず、図1を用いて、前記マクロ孔の壁面から担体側に向かって3μmの領域と前記マクロ孔の壁面から該マクロ孔の空隙側に向かって1μmの領域との合計領域について簡単に説明する。図1は、マクロ孔の開口部Oが形成されている部位の周辺部位に存在する担体Sと貴金属Nとの状態を模式的に示す、担体Sのマクロ孔の開口部Oの近傍の部位の断面の模式図である。なお、図中のPは、担体Sとマクロ孔の開口部O(空隙部分)との境界部位であるマクロ孔の壁面(細孔壁)を示し、矢印D1は図の左側の担体Sの壁面Pに対して担体側の方向を示し、矢印D2は図の左側の担体Sの壁面Pに対してマクロ孔の空隙側の方向を示す。本発明においては、図1中の左側の担体Sを参照すると、前記合計領域は、マクロ孔の壁面Pから担体側(D1方向)に向かって3μmの領域Aと、マクロ孔の壁面Pから該マクロ孔の空隙側(D2方向)に向かって1μmの領域Aと合わせた領域(A+A)となる。そして、このような平均値(A)及び(B)の測定に際しては、先ず、貴金属Nが担持された担体Sに関して、電子プローブマイクロアナライザー(EPMA:例えば日本電子社製の商品名「JXA−8500F」)を用いて、加速電圧:10KV、試料電流:100nA、ビーム径:1μm以下となる条件で、1視野を50μm角の大きさとして、任意の複数の測定視野(測定領域)において、それぞれ面分析を行い、各測定視野ごとに50μm角の反射電子像をそれぞれ測定する。このような面分析においては、全ての測定点(画素:ピクセル)の大きさを縦200nm×横200nm(200nm角)として分析する。このような測定により、得られる反射電子像は測定点(画素:ピクセル)の個数(総数)が62500個(250ピクセル×250ピクセル)となり、その反射電子像中の測定点(ピクセル)のそれぞれの位置において、貴金属の濃度のデータを得ることができる。なお、ここにいう測定点(画素:ピクセル)ごとの貴金属の濃度は、各測定点に存在する全元素(貴金属も含めた全元素)に対する貴金属の割合であり、貴金属の分布状態の確認に際しては、その濃度をそのまま測定点ごとの貴金属の量と置き換えることができる。そして、各測定視野(各反射電子像)ごとに、測定点の総数(62500点)と、全ての測定点における貴金属の量の総和を求め、かかる総和を前記測定点の総数(62500点)で割ることにより、各測定視野(反射電子像)ごとに、全測定点(62500点)における「貴金属の担持量の平均値(a)」を求めることができる。そして、全ての測定視野(全ての測定領域)ごとに求められた「貴金属の担持量の平均値(a)」を利用して、平均値(a)の平均を算出することで「貴金属の担持量の平均値(A)」を求めることができる。このように、本発明においては、前記平均値(a)の平均の値を「貴金属の担持量の平均値(A)」として採用する。なお、このような測定方法から「貴金属の担持量の平均値(A)」は面分析の結果として求められる値であるといえる。次いで、上述の「貴金属の担持量の平均値(a)」を求めた全ての測定視野(測定領域)に対して、測定視野ごとに、その測定結果として求められる反射電子像(EPMAの分析結果)に基づいて線分析を行う。このような線分析は、前記測定視野(測定領域:前記反射電子像)ごとに、任意の3本以上のライン状の領域を測定することにより行う。なお、このような線分析は、線分析するラインの一部が必ず細孔の開口部Oの上を通るようにして測定する部位(測定するライン)を選択する必要があり、開口部Oがない部位(担体の表面のみしか測定できない部位)は線分析する部位としては選択しない。なお、このような線分析は、上記測定視野(測定領域:前記反射電子像)ごとに、電子プローブマイクロアナライザー(EPMA)を用いて加速電圧:10KV、試料電流:100nA、ビーム径:1μm以下、分析するライン(線)の長さ:50μmとなる条件で、任意の3本以上のライン状の領域について行う線分析となる。また、このような線分析においては、ライン上の測定点(大きさ:200nm角、総数:250ピクセル)ごとに、貴金属の濃度のデータを求める。そして、このような線分析の結果から、線分析の測定ライン上の測定点であってかつマクロ孔の壁面Pから担体側に向かって3μmの領域Aと前記マクロ孔の壁面Pから該マクロ孔の空隙側に向かって1μmの領域Aとの合計領域(A+A)中の測定点の数と、該合計領域(A+A)中の測定点ごとの貴金属の量をそれぞれ求める。そして、全ての測定視野(全ての反射電子像)の線分析の結果から、全測定視野における前記合計領域(A+A)中に存在する測定点の数の合計数(合計数A:全測定視野中の全測定ライン上の測定点であってかつ前記合計領域(A+A)中に存在する測定点の数の合計数)と、全測定視野における前記合計領域(A+A)中に存在する全ての測定点(全測定視野中の全測定ライン上の測定点であってかつ前記合計領域(A+A)中に存在する測定点)の貴金属の量の総和を求めて、その総和を前記合計数Aで割ることにより、前記マクロ孔の壁面から担体側に向かって3μmの領域と前記マクロ孔の壁面から該マクロ孔の空隙側に向かって1μmの領域との合計領域の測定点における「貴金属の担持量の平均値(B)」を求めることができる。このようにして、全ての測定視野(全ての反射電子像)の線分析の結果から、全測定視野における全ての測定ライン上の全ての前記合計領域(A+A)中に存在する全ての測定点の数(合計数A)と、全測定視野における全ての測定ライン上の全ての前記合計領域(A+A)中に存在する全測定点の貴金属の量の総和とを求めて、貴金属の量の平均([前記貴金属の量の総和]/[合計数A])を算出することで、「貴金属の担持量の平均値(B)」を求めることができる。このように、「貴金属の担持量の平均値(B)」は、全測定視野の全測定ライン上の全合計領域(A+A)中の全ての測定点における貴金属の量の平均値(全ての測定視野の全ての線分析の結果から、全ての測定視野の全合計領域(A+A)中の全ての測定点における貴金属の量を求め、その貴金属の量の平均値)として求められる値である。このようにして、全測定視野(全反射電子像)の測定結果(面分析の結果、線分析の結果)をそれぞれ利用して、上述のようにして「平均値(A)」と「平均値(B)」をそれぞれ求めることができる。 Here, in explaining the method of measuring the average values (A) and (B), first, using FIG. 1, a region of 3 μm from the wall surface of the macro hole toward the carrier side and the macro hole. The total area including the area of 1 μm from the wall surface toward the void side of the macro hole will be briefly described. FIG. 1 schematically shows the state of the carrier S and the noble metal N existing in the peripheral portion of the portion where the opening O of the macro hole is formed, and shows the portion in the vicinity of the opening O of the macro hole of the carrier S. It is a schematic diagram of a cross section. In the figure, P indicates the wall surface (pore wall) of the macro hole, which is the boundary portion between the carrier S and the opening O (void portion) of the macro hole, and the arrow D1 indicates the wall surface of the carrier S on the left side of the figure. The direction on the carrier side with respect to P is indicated, and the arrow D2 indicates the direction on the void side of the macropore with respect to the wall surface P of the carrier S on the left side of the drawing. In the present invention, referring to the support S on the left side in FIG. 1, the total area includes an area A 1 of 3μm towards the carrier side (D1 direction) from the wall surface P of the macropores, the wall surface P of macropores It becomes a region (A 1 + A 2 ) combined with the region A 2 of 1 μm toward the void side (D2 direction) of the macro hole. Then, in measuring the average values (A) and (B), first, regarding the carrier S carrying the noble metal N, an electron probe microanalyzer (EPMA: for example, a trade name "JXA-8500F" manufactured by JEOL Ltd. ”), Acceleration voltage: 10 KV, sample current: 100 nA, beam diameter: 1 μm or less, one field of view is 50 μm square, and each surface in any plurality of measurement fields (measurement areas). The analysis is performed, and a 50 μm square backscattered electron image is measured for each measurement field. In such surface analysis, the sizes of all measurement points (pixels: pixels) are analyzed as 200 nm in length × 200 nm in width (200 nm square). By such measurement, the number (total number) of the number of measurement points (pixels: pixels) in the obtained reflected electron image is 62500 (250 pixels x 250 pixels), and each of the measurement points (pixels) in the reflected electron image is obtained. At the position, data on the concentration of the noble metal can be obtained. The concentration of the noble metal for each measurement point (pixel: pixel) mentioned here is the ratio of the noble metal to all the elements (all elements including the noble metal) existing at each measurement point, and when confirming the distribution state of the noble metal, , The concentration can be directly replaced with the amount of precious metal for each measurement point. Then, for each measurement field (each reflected electron image), the total number of measurement points (62,500 points) and the total amount of precious metals at all the measurement points are obtained, and the total is calculated as the total number of the measurement points (62500 points). By dividing, the "average value (a) of the amount of precious metal carried" at all the measurement points (62,500 points) can be obtained for each measurement field (reflected electron image). Then, by using the "average value (a) of the amount of precious metal carried" obtained for each measurement field (all measurement areas), the average of the average value (a) is calculated to "support the precious metal". The average value (A) of the quantity can be obtained. As described above, in the present invention, the average value of the average value (a) is adopted as the "average value (A) of the amount of the noble metal supported". From such a measurement method, it can be said that the "mean value (A) of the supported amount of precious metal" is a value obtained as a result of surface analysis. Next, for all the measurement visual fields (measurement regions) for which the above-mentioned "mean value (a) of the amount of precious metal carried" was obtained, the reflected electron image (EPMA analysis result) obtained as the measurement result for each measurement visual field. ) Is used for line analysis. Such line analysis is performed by measuring an arbitrary three or more line-shaped regions for each measurement field of view (measurement region: the reflected electron image). In such line analysis, it is necessary to select a part (measurement line) to be measured so that a part of the line to be analyzed always passes over the opening O of the pores, and the opening O is Sites that do not exist (sites that can measure only the surface of the carrier) are not selected as sites for line analysis. In such line analysis, acceleration voltage: 10 KV, sample current: 100 nA, beam diameter: 1 μm or less, using an electron probe microanalyzer (EPMA) for each measurement field (measurement area: the reflected electron image). The line analysis is performed on any three or more line-shaped regions under the condition that the length of the line to be analyzed is 50 μm. Further, in such line analysis, data on the concentration of precious metal is obtained for each measurement point (size: 200 nm square, total number: 250 pixels) on the line. Then, the macro from the results of such line analysis, a measurement point on the measurement line of the line analysis and toward the wall surface P of the macropores in the support side region A 1 of 3μm from the wall surface P of the macropores The number of measurement points in the total region (A 1 + A 2 ) with the region A 2 of 1 μm toward the void side of the hole and the amount of precious metal for each measurement point in the total region (A 1 + A 2 ), respectively. Ask. Then, from the results of line analysis of all measurement visual fields (all reflected electron images), the total number of measurement points existing in the total region (A 1 + A 2 ) in all measurement visual fields (total number A: total). and a measuring point on the entire measurement line and the total area in the measurement field (a 1 + a 2) the total number of the number of measurement points present in), the total area of all the measurement field of view (a 1 + a 2 ) All measurement points (measurement points on all measurement lines in all measurement fields and measurement points existing in the total region (A 1 + A 2 )) are calculated as the sum of the amounts of precious metals. By dividing the total by the total number A, the total of the region of 3 μm from the wall surface of the macro hole toward the carrier side and the region of 1 μm from the wall surface of the macro hole toward the void side of the macro hole. The "average value (B) of the amount of noble metal carried" at the measurement point in the region can be obtained. In this way, from the results of line analysis of all measurement fields (all reflected electron images), all the total regions (A 1 + A 2 ) existing on all measurement lines in all measurement fields are present. The number of measurement points (total number A) and the total amount of precious metals at all measurement points existing in all the total regions (A 1 + A 2 ) on all measurement lines in all measurement fields are calculated. By calculating the average amount of noble metals ([total amount of the noble metals] / [total number A]), the "average value (B) of the amount of noble metals carried" can be obtained. In this way, the "mean value (B) of the amount of noble metal carried" is the average value of the amount of noble metal at all measurement points in the total area (A 1 + A 2 ) on all measurement lines in all measurement fields. From the results of all line analysis of all measurement fields, the amount of precious metal at all measurement points in the total area (A 1 + A 2 ) of all measurement fields is calculated, and the average value of the amount of precious metal is calculated. Is the value to be. In this way, using the measurement results (results of surface analysis, results of line analysis) of the entire measurement field of view (total reflected electron image), the "mean value (A)" and "mean value" are as described above. (B) ”can be obtained respectively.

なお、このような平均値(A)及び平均値(B)の測定について、図2を参照しながら更に説明する。図2は、担体の表面上の縦50μm、横50μmの任意の領域(測定視野のうちの一つ)に対してEPMAを用いて面分析を行った場合に測定される反射電子像(250ピクセル×250ピクセル)の一形態を示す図面である(なお、図中の黒く塗りつぶされた領域はマクロ孔の開口部Oである)。このように、図2は、1視野を50μm角の大きさとして面分析した場合に得られる反射電子像(250ピクセル×250ピクセル)の一形態であり、EPMAによる該反射電子像の測定においては、該像を形成する各ピクセル(各画素)のそれぞれの位置において貴金属の濃度のデータを求めることができる。そして、かかる面分析の結果(反射電子像)から、該反射電子像中の測定点の合計数(62500点)と、その測定点における貴金属の量の総和を求めて、その測定領域(反射電子像)中の全測定点の「貴金属の担持量の平均値(a)」を求めることができる。そして、本発明においては、任意の複数の測定視野(測定領域)ごとに、それぞれ「貴金属の担持量の平均値(a)」を求め、全ての測定領域(全測定視野)の平均値(a)の平均として「貴金属の担持量の平均値(A)」を求めることができる。また、本発明においては、「貴金属の担持量の平均値(B)」を求めるために、上述のように、平均値(a)を求めた各測定視野においてそれぞれ線分析を行う。このような線(ライン)分析としては、前記反射電子像内(1視野)において、測定するラインとして任意の3本以上の線上の領域(図2に示す形態においては、ラインL1、ラインL、ラインLの任意の3本のライン、各ラインの長さ:50μm)を選択する。このように、前記反射電子像の測定結果に基づいて、線分析の任意の測定領域(測定するライン)としてラインL、ラインL、ラインLを選択した場合、図2(250×250ピクセル)に示す反射電子像おいては、それぞれのラインごとに(測定部位ごと)に測定点(画素:ピクセル)の個数は250点となり(各画素のサイズは200nm角である)、これらの測定点ごとに貴金属の濃度のデータが得られることから、そのデータに基づいて、ラインL〜Lごとに、ライン上の前記領域Aと前記領域Aとの合計領域(A+A)中の測定点(ライン上の測定点)の数と、その合計領域(A+A)中の測定点(ライン上の測定点)ごとの貴金属の量とを求めることができる。そして、このような線分析を各測定視野においてそれぞれ行って、全ての測定視野における測定(線分析)の結果から、全ての測定視野内の全ての測定ライン上に存在する前記合計領域(A+A)中の測定点の数の合計数(合計数A)と、全ての測定視野内の全ての測定ライン上に存在する前記合計領域(A+A)中の全ての測定点の貴金属の量の総和を求めて、その総和を合計数Aで割ることにより、「貴金属の担持量の平均値(B)」を求めることができる。このようにして、「貴金属の担持量の平均値(A)」と「貴金属の担持量の平均値(B)」を求めることができる。 The measurement of the average value (A) and the average value (B) will be further described with reference to FIG. FIG. 2 shows a reflected electron image (250 pixels) measured when surface analysis is performed using EPMA on an arbitrary region (one of the measurement fields of view) having a length of 50 μm and a width of 50 μm on the surface of the carrier. It is a drawing showing one form (× 250 pixels) (note that the black-filled area in the drawing is the opening O of the macro hole). As described above, FIG. 2 is a form of a reflected electron image (250 pixels × 250 pixels) obtained when one field is surface-analyzed with a size of 50 μm square, and in the measurement of the reflected electron image by EPMA, , Data on the concentration of noble metal can be obtained at each position of each pixel (each pixel) forming the image. Then, from the result of such surface analysis (reflected electron image), the total number of measurement points (62,500 points) in the reflected electron image and the total amount of precious metal at the measurement points are obtained, and the measurement region (reflected electrons) is obtained. The "mean value (a) of the amount of noble metal carried" at all the measurement points in the image) can be obtained. Then, in the present invention, the "average value (a) of the amount of the noble metal carried" is obtained for each of a plurality of arbitrary measurement fields (measurement regions), and the average value (a) of all the measurement regions (all measurement fields) is obtained. ), The “average value (A) of the amount of precious metal carried” can be obtained. Further, in the present invention, in order to obtain the "mean value (B) of the amount of the noble metal supported", as described above, line analysis is performed in each measurement field of view for which the mean value (a) is obtained. In such a line analysis, in the backscattered electron image (one field of view), regions on any three or more lines as measurement lines (in the form shown in FIG. 2, line L1 and line L). 2. Arbitrary 3 lines of line L3, length of each line: 50 μm) is selected. Thus, based on the measurement result of the reflected electron image, the line L 1 as any measurement region of line analysis (line measuring), the line L 2, if you select the line L 3, FIG. 2 (250 × 250 In the reflected electron image shown in (pixels), the number of measurement points (pixels: pixels) for each line (for each measurement site) is 250 (the size of each pixel is 200 nm square), and these measurements are taken. Since the noble metal concentration data can be obtained for each point, based on the data, the total region (A 1 + A 2) of the region A 1 and the region A 2 on the line is obtained for each line L 1 to L 3. The number of measurement points (measurement points on the line) in) and the amount of precious metal for each measurement point (measurement point on the line) in the total area (A 1 + A 2 ) can be obtained. Then, such line analysis is performed in each measurement field, and from the results of measurement (line analysis) in all measurement fields, the total area (A 1) existing on all measurement lines in all measurement fields is obtained. The total number of measurement points in + A 2 ) (total number A) and the precious metal of all measurement points in the total area (A 1 + A 2 ) existing on all measurement lines in all measurement fields. By obtaining the total amount of the above and dividing the total by the total number A, the "average value (B) of the amount of precious metal carried" can be obtained. In this way, the "average value of the amount of the noble metal supported (A)" and the "average value of the amount of the noble metal supported (B)" can be obtained.

本発明においては、上述のように、貴金属の担持量の平均値(A)に対して貴金属の担持量の平均値(B)は1.1倍以上である必要がある。また、本発明においては、貴金属の担持量の平均値(A)に対して貴金属の担持量の平均値(B)は1.1〜5.5倍であることがより好ましく、1.15〜5.5倍であることが更に好ましく、1.2〜4.0倍であることが特に好ましい。このような貴金属の担持量の平均値(B)の貴金属の担持量の平均値(A)に対する倍率が前記下限未満ではガス流路に選択的に貴金属を担持した効果が小さくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると貴金属の担持密度が過度となり、貴金属の粒子径が大きくなって活性が低下する傾向にある。 In the present invention, as described above, the average value (B) of the amount of noble metal supported needs to be 1.1 times or more the average value (A) of the amount of noble metal supported. Further, in the present invention, the average value (B) of the supported amount of the noble metal is more preferably 1.1 to 5.5 times the average value (A) of the supported amount of the noble metal, and 1.15 to 1.15. It is more preferably 5.5 times, and particularly preferably 1.2 to 4.0 times. If the ratio of the average value of the amount of the noble metal supported (B) to the average value (A) of the amount of the noble metal supported is less than the lower limit, the effect of selectively supporting the noble metal in the gas flow path tends to be small. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the loading density of the noble metal becomes excessive, the particle size of the noble metal tends to increase, and the activity tends to decrease.

本発明において貴金属の担持量は、前記担体100質量部に対して、0.01〜10質量部であることが好ましく、0.02〜5質量部であることがより好ましく、0.03〜2質量部であることが特に好ましい。このような貴金属の担持量(総量)が前記下限未満では活性点が不足するために活性が発現しない傾向にあり、他方、前記上限を超えると貴金属の粒成長が促進されたり、コストアップにつながる傾向にある。 In the present invention, the amount of the noble metal supported is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.02 to 5 parts by mass, and 0.03 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carrier. It is particularly preferable that it is by mass. If the amount of the noble metal supported (total amount) is less than the lower limit, the active sites tend to be insufficient and the activity tends not to be exhibited. On the other hand, if the amount exceeds the upper limit, the grain growth of the noble metal is promoted and the cost is increased. There is a tendency.

このような本発明の排ガス浄化用触媒は、担体の成形体の形態に応じて様々な形態とすることができる。例えば、基材と、該基材の表面に形成されたコート層として担持されてた触媒成分(排ガス浄化用触媒)とからなる形態としてもよい。このような基材としては、特に制限されず、排ガス浄化用触媒の基材として用いることが可能な公知の基材が使用でき、ハニカム形状の基材を好適に利用することができる。このようなハニカム形状の基材としては、特に制限されず、排ガス浄化用触媒の基材として用いることが可能な公知のハニカム形状の基材が使用でき、具体的には、ハニカム形状のモノリス基材(ハニカムフィルタ、高密度ハニカム等)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ず、コージエライト、炭化ケイ素、シリカ、アルミナ、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。これらの中でも、コストの観点から、コージエライトであることが好ましい。 Such an exhaust gas purification catalyst of the present invention can be in various forms depending on the form of the molded body of the carrier. For example, it may be in the form of a base material and a catalyst component (catalyst for purifying exhaust gas) supported as a coat layer formed on the surface of the base material. The base material is not particularly limited, and a known base material that can be used as a base material for an exhaust gas purification catalyst can be used, and a honeycomb-shaped base material can be preferably used. The honeycomb-shaped base material is not particularly limited, and a known honeycomb-shaped base material that can be used as a base material for an exhaust gas purification catalyst can be used. Specifically, a honeycomb-shaped monolith group can be used. Materials (honeycomb filter, high-density honeycomb, etc.) are preferably used. Further, the material of such a base material is not particularly limited, and a base material made of ceramics such as cordierite, silicon carbide, silica, alumina, and mullite, and a base material made of a metal such as stainless steel containing chromium and aluminum are preferable. Will be adopted by. Among these, cordierite is preferable from the viewpoint of cost.

また、本発明の排ガス浄化用触媒としては、マクロ孔の空隙率が2〜30容量%であることが好ましく、5〜20容量%であることがより好ましい。このような空隙率が前記範囲外では触媒活性が低下する傾向にある。なお、このような触媒のマクロ孔の空隙率(容量%)は、後述の造孔材(繊維状造孔材)を使用して排ガス浄化用触媒を形成した場合には、例えば、金属酸化物粒子の使用量と繊維状造孔材の使用量とから、繊維状造孔材の比重を1とした場合の各成分の比重に基づいて、製造時に粒子中に取り込まれた繊維状造孔材が占める部位の総容積を求めて、その値をマクロ孔の空隙部分の容積(細孔の容量)とみなすことにより見積ることができる。また、このような触媒のマクロ孔の空隙率(容量%)は、水銀ポロシメータやガス吸着測定法で該当する細孔の容積を求めることにより測定することもできる。なお、マクロ孔の空隙率(容量%)は、FIB−SEM(Focused Ion Beam−Scanning Electron Microscope)又はX線CT等で得られるマクロ孔の三次元情報から断面画像を解析することにより確認することもできる。 Further, as the exhaust gas purification catalyst of the present invention, the porosity of the macropores is preferably 2 to 30% by volume, more preferably 5 to 20% by volume. If such a porosity is out of the above range, the catalytic activity tends to decrease. The porosity (volume%) of the macropores of such a catalyst can be determined, for example, when a catalyst for purifying exhaust gas is formed using a pore-forming material (fibrous pore-forming material) described later. Based on the amount of particles used and the amount of fibrous porosity used, based on the specific gravity of each component when the specific gravity of the fibrous porosity is 1, the fibrous porosity incorporated into the particles during production. It can be estimated by obtaining the total volume of the portion occupied by the macropores and regarding the value as the volume of the void portion of the macropore (the volume of the pores). Further, the porosity (volume%) of the macropores of such a catalyst can be measured by obtaining the volume of the corresponding pores by a mercury porosimeter or a gas adsorption measurement method. The void ratio (volume%) of the macropores should be confirmed by analyzing the cross-sectional image from the three-dimensional information of the macropores obtained by FIB-SEM (Focused Ion Beam-Scanning Electron Microscope) or X-ray CT. You can also.

また、本発明の排ガス浄化用触媒を基材に担持したコート層の形態とする場合、そのコート層は平均厚さを20〜300μmとすることが好ましく、50〜200μmとすることがより好ましい。このような平均厚さが前記下限未満では触媒量が不足し、活性が得られない傾向にあり、他方、前記上限を超えるとガス流路が狭まって圧力損失が大きくなったり、コート層の下部にガスが拡散しなくなる傾向にある。なお、ここにいう「厚さ」とは、前記コート層の基材の平坦部の中心に対して垂直な方向の長さを言う。なお、このような厚さは、前記触媒コート層を走査型電子顕微鏡写真(SEM)観察や光学顕微鏡観察等により求め、任意の10個以上の部分について厚さを測定し、「平均厚さ」はその厚さの平均値を算出することにより測定することができる。 Further, in the form of a coat layer in which the catalyst for purifying exhaust gas of the present invention is supported on a base material, the average thickness of the coat layer is preferably 20 to 300 μm, more preferably 50 to 200 μm. If the average thickness is less than the lower limit, the amount of catalyst is insufficient and the activity tends not to be obtained. On the other hand, if the average thickness exceeds the upper limit, the gas flow path is narrowed and the pressure loss is increased, or the lower part of the coat layer is formed. The gas tends not to diffuse. The term "thickness" as used herein refers to the length in the direction perpendicular to the center of the flat portion of the base material of the coat layer. Such a thickness is determined by determining the catalyst coat layer by scanning electron micrograph (SEM) observation, optical microscope observation, or the like, and measuring the thickness of any 10 or more portions to obtain "average thickness". Can be measured by calculating the average value of its thickness.

また、本発明の排ガス浄化用触媒を基材に担持したコート層の形態とする場合、基材に対する触媒の被覆量(コート層の量)が前記基材の単位体積当たり20〜300g/L(より好ましくは50〜250g/L)の範囲内であることが好ましい。前記被覆量が前記下限未満では、触媒活性性能が十分に得られない傾向にあり、他方、前記上限を超えると、圧力損失が増大し燃費が低下する傾向にある。 Further, in the form of a coat layer in which the exhaust gas purification catalyst of the present invention is supported on a base material, the coating amount of the catalyst on the base material (amount of the coat layer) is 20 to 300 g / L (amount of the coat layer) per unit volume of the base material. More preferably, it is in the range of 50 to 250 g / L). If the coating amount is less than the lower limit, the catalytic activity performance tends not to be sufficiently obtained, while if it exceeds the upper limit, the pressure loss tends to increase and the fuel consumption tends to decrease.

また、本発明の排ガス浄化用触媒は、本発明の効果を損なわない範囲で他の成分を含んでいてもよい。このような他の成分としては、排ガス浄化用触媒に用いられる他の金属酸化物や添加剤等を用いることができる。このような他の成分としては、具体的には、カリウム(K)、ナトリウム(Na)、リチウム(Li)、セシウム(Cs)等のアルカリ金属、バリウム(Ba)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、ランタン(La)、イットリウム(Y)、セリウム(Ce)等の希土類元素、鉄(Fe)等の遷移金属等の一種以上が挙げられる。 Further, the exhaust gas purification catalyst of the present invention may contain other components as long as the effects of the present invention are not impaired. As such other components, other metal oxides, additives and the like used in the exhaust gas purification catalyst can be used. Specific examples of such other components include alkali metals such as potassium (K), sodium (Na), lithium (Li), and cesium (Cs), barium (Ba), calcium (Ca), and strontium ( Examples thereof include alkaline earth metals such as Sr), rare earth elements such as lanthanum (La), ittrium (Y) and cesium (Ce), and transition metals such as iron (Fe).

また、本発明の排ガス浄化用触媒は、他の触媒と組み合わせて利用してもよい。このような他の触媒としては、特に制限されず、公知の触媒(例えば、自動車の排ガス浄化用触媒の場合は、酸化触媒、NOx還元触媒、NOx吸蔵還元型触媒(NSR触媒)、希薄NOxトラップ触媒(LNT触媒)、NOx選択還元触媒(SCR触媒)等)を適宜用いてもよい。 Further, the exhaust gas purification catalyst of the present invention may be used in combination with other catalysts. Such other catalysts are not particularly limited, and are known catalysts (for example, in the case of an automobile exhaust gas purification catalyst, an oxidation catalyst, a NOx reduction catalyst, a NOx storage reduction catalyst (NSR catalyst), and a dilute NOx trap. A catalyst (LNT catalyst), NOx selective reduction catalyst (SCR catalyst), etc.) may be used as appropriate.

なお、このような本発明の排ガス浄化用触媒を排ガスの浄化に利用した場合の効果に関して、平均細孔直径が0.5〜20umの細孔(マクロ孔)が主たるガスの流通部となって他の部位よりもマクロ孔内へのガスの拡散性が高くなり、触媒中へのガスの拡散性が高く、また、かかる触媒が、そのマクロ孔の壁面に選択的に、他の部位よりも高濃度で貴金属が担持されている状態にあるため、ガスと貴金属との接触機会もより増加させることができ、貴金属を担体全体に均一に分散させて担持(分布)させた触媒と比較して、触媒活性をより高度なものとすることが可能であるものと本発明者らは推察している。また、本発明の排ガス浄化用触媒においては、上述のように、触媒中へのガスの拡散性が高くかつガスと貴金属との接触機会もより増加することから、特にガス雰囲気の変化に対する感度をより高度な水準のものとすることも可能であると本発明者らは推察する。また、このように、本発明の排ガス浄化用触媒においては、ガスと貴金属の接触機会がより向上するようにマクロ孔に選択的に貴金属が担持されているため、貴金属の利用効率が向上し、貴金属の使用量自体や触媒体格をより低減させることも可能であると本発明者らは推察する。 Regarding the effect when the catalyst for purifying exhaust gas of the present invention is used for purifying exhaust gas, pores (macropores) having an average pore diameter of 0.5 to 20 um serve as a main gas flow part. The gas is more diffusible into the macropores than the other parts, and the gas is more diffusible into the catalyst, and the catalyst selectively acts on the wall surface of the macropores than the other parts. Since the noble metal is supported at a high concentration, the chance of contact between the gas and the noble metal can be further increased, as compared with the catalyst in which the noble metal is uniformly dispersed and supported (distributed) throughout the carrier. The present inventors speculate that it is possible to make the catalytic activity more advanced. Further, in the exhaust gas purification catalyst of the present invention, as described above, the diffusibility of the gas into the catalyst is high and the chance of contact between the gas and the noble metal is further increased. Therefore, the sensitivity to changes in the gas atmosphere is particularly high. The present inventors speculate that it is possible to achieve a higher level. Further, as described above, in the exhaust gas purification catalyst of the present invention, since the noble metal is selectively supported in the macropores so as to further improve the contact opportunity between the gas and the noble metal, the utilization efficiency of the noble metal is improved. The present inventors speculate that it is possible to further reduce the amount of precious metal used and the catalyst physique.

[排ガス浄化用触媒の製造方法]
次に、本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法を説明する。本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法は、平均直径が0.7〜15μmの繊維状造孔材に対して貴金属を担持して貴金属担持造孔材を得る工程(I)と、
金属酸化物粒子と前記貴金属担持造孔材とを混合して触媒スラリーを得る工程(II)と、
前記触媒スラリーを成形した後に焼成することにより、金属酸化物粒子の成形体からなる担体と該担体に担持された貴金属とを備える上記本発明の排ガス浄化用触媒を得る工程(III)と、
を含むことを特徴とする方法である。以下、各工程を分けて説明する。
[Manufacturing method of catalyst for exhaust gas purification]
Next, a method for producing the exhaust gas purification catalyst of the present invention will be described. The method for producing an exhaust gas purification catalyst of the present invention includes a step (I) of supporting a noble metal on a fibrous pore-forming material having an average diameter of 0.7 to 15 μm to obtain a noble metal-supported pore-forming material.
The step (II) of mixing the metal oxide particles and the noble metal-supported pore-forming material to obtain a catalyst slurry, and
The step (III) of obtaining the catalyst for exhaust gas purification of the present invention comprising a carrier made of a molded body of metal oxide particles and a noble metal supported on the carrier by molding the catalyst slurry and then firing the catalyst slurry.
It is a method characterized by including. Hereinafter, each step will be described separately.

〈貴金属担持造孔材を得る工程(I)〉
このような工程(I)は、平均直径が0.7〜15μmの繊維状造孔材に対して貴金属を担持して貴金属担持造孔材を得る工程である。
<Step (I) of obtaining a noble metal-supported pore-forming material>
Such a step (I) is a step of supporting a noble metal on a fibrous pore-forming material having an average diameter of 0.7 to 15 μm to obtain a noble metal-supported pore-forming material.

このように、本発明においては、繊維状造孔材を利用する。そして、このような繊維状造孔材に貴金属を担持した後、これを触媒スラリーに含有させ、その後の工程における焼成などにより繊維状造孔材の少なくとも一部を除去することで、繊維状造孔材の形状と同等形状の空隙を金属酸化物粒子の成形体の内部に形成することを可能とし、更に、繊維状造孔材に担持されていた貴金属を金属酸化物粒子の成形体中の該造孔材が存在していた部位の近傍に担持(転写)することを可能とする。本発明においては、このようにして貴金属担持造孔材が存在していた部位の近傍に貴金属を選択的に担持する。このように、繊維状造孔材は、マクロ孔を形成するための鋳型(テンプレート)として利用されるとともに、マクロ孔の細孔壁の近傍に貴金属を選択的に担持するための材料として利用される。そのため、このような繊維状造孔材としては、金属酸化物粒子の凝集物等の成形体に細孔を形成するための鋳型(テンプレート)として利用することが可能であり、かつ、貴金属を担持することが可能である繊維状の有機物が好ましく、その種類は特に制限されるものではない。 As described above, in the present invention, the fibrous pore-forming material is used. Then, after supporting the noble metal on such a fibrous pore-forming material, the noble metal is contained in the catalyst slurry, and at least a part of the fibrous pore-forming material is removed by firing in a subsequent step to form a fibrous material. It is possible to form voids having the same shape as the pore material inside the molded body of the metal oxide particles, and further, the noble metal supported on the fibrous pore-forming material is formed in the molded body of the metal oxide particles. It is possible to carry (transfer) the pore-forming material in the vicinity of the site where the pore-forming material was present. In the present invention, the noble metal is selectively supported in the vicinity of the portion where the noble metal-supporting pore-forming material was present in this way. As described above, the fibrous pore-forming material is used as a template for forming macropores and as a material for selectively supporting a noble metal in the vicinity of the pore wall of the macropores. To. Therefore, such a fibrous pore-forming material can be used as a template for forming pores in a molded body such as an aggregate of metal oxide particles, and supports a noble metal. A fibrous organic substance that can be produced is preferable, and the type thereof is not particularly limited.

このような繊維状造孔材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、セルロース繊維が挙げられる。このような繊維状造孔材の中でも、加工性と焼成温度のバランスの観点から、PET繊維及びナイロン繊維からなる群から選択される少なくとも1種のものを用いることが好ましい。 Examples of such fibrous pore-forming materials include polyethylene terephthalate (PET) fibers, acrylic fibers, nylon fibers, rayon fibers, and cellulose fibers. Among such fibrous pore-forming materials, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of PET fibers and nylon fibers from the viewpoint of the balance between processability and firing temperature.

また、本発明にかかる繊維状造孔材は、平均直径(平均繊維径)が0.7〜15μmであることが必要である。前記繊維状造孔材の平均直径が前記下限未満では、マクロ孔を形成することができなくなって、得られる排ガス浄化用触媒の触媒性能が低下し、他方、前記上限を超えると、得られる触媒の嵩が必要以上に大きくなってしまうか、あるいは、嵩が大きくなることを抑制するために繊維状造孔材の添加量を少なくすると形成される細孔のガス流路としての機能が低下してしまう。なお、繊維状造孔材の平均直径(平均繊維径)は、ガス拡散性に適した範囲の大きさであるという観点から、1〜12μmの範囲内であることが好ましく、2〜10μmの範囲内であることが特に好ましい。このような平均直径(平均繊維径)は、無作為に50以上の繊維状造孔材を抽出し、これら繊維状造孔材の繊維径を測定して平均することによって求めることができる。 Further, the fibrous pore-forming material according to the present invention needs to have an average diameter (average fiber diameter) of 0.7 to 15 μm. If the average diameter of the fibrous pore-forming material is less than the lower limit, macropores cannot be formed, and the catalytic performance of the obtained exhaust gas purification catalyst deteriorates. On the other hand, if the average diameter exceeds the upper limit, the obtained catalyst If the bulk of the pores becomes larger than necessary, or if the amount of the fibrous pore-forming material added is reduced in order to prevent the bulk from becoming larger, the function of the formed pores as a gas flow path deteriorates. It ends up. The average diameter of the fibrous pore-forming material (average fiber diameter) is preferably in the range of 1 to 12 μm, preferably in the range of 2 to 10 μm, from the viewpoint of the size of the range suitable for gas diffusivity. It is particularly preferable to be inside. Such an average diameter (average fiber diameter) can be obtained by randomly extracting 50 or more fibrous pore-forming materials, measuring the fiber diameters of these fibrous pore-forming materials, and averaging them.

また、このような触媒スラリー調製工程において用いる繊維状造孔材としては、平均アスペクト比が9〜40の範囲内であることが好ましく、9〜30の範囲内であることがより好ましく、9〜28の範囲内であることが特に好ましい。このような平均アスペクト比が前記下限未満では、細孔の連通性が不十分になるため、ガス拡散性が不足する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、拡散性が大きくなり過ぎることにより、触媒活性点と接触せずに素通りするガスの割合が増えて、十分な触媒性能が得られなくなる傾向にある。このように平均アスペクト比が前記範囲内にある場合には、ガス拡散性と触媒性能のバランスがより向上する傾向にある。なお、このような繊維状造孔材の平均アスペクトは「平均繊維長/平均直径(平均繊維径)」と定義する。ここで、繊維長とは繊維の始点と終点を結ぶ直線距離とする。平均繊維長は、無作為に50以上の繊維状造孔材を抽出し、これら繊維状造孔材の繊維長を測定して平均することによって求めることができる。なお、平均直径については前述の通りである。 Further, as the fibrous pore-forming material used in such a catalyst slurry preparation step, the average aspect ratio is preferably in the range of 9 to 40, more preferably in the range of 9 to 30, and 9 to 30. It is particularly preferably in the range of 28. If the average aspect ratio is less than the lower limit, the permeability of the pores becomes insufficient, so that the gas diffusivity tends to be insufficient. On the other hand, if the average aspect ratio exceeds the upper limit, the diffusivity becomes too large. , The proportion of gas that passes through without contacting the catalytic active site increases, and there is a tendency that sufficient catalytic performance cannot be obtained. When the average aspect ratio is within the above range, the balance between gas diffusivity and catalytic performance tends to be further improved. The average aspect of such a fibrous pore-forming material is defined as "average fiber length / average diameter (average fiber diameter)". Here, the fiber length is a straight line distance connecting the start point and the end point of the fiber. The average fiber length can be obtained by randomly extracting 50 or more fibrous pore-forming materials, measuring the fiber lengths of these fibrous pore-forming materials, and averaging them. The average diameter is as described above.

また、このような工程(I)においては、前記繊維状造孔材に対して貴金属を担持する。このように繊維状造孔材に対して貴金属を担持する方法としては特に制限されず、公知の方法を適宜採用することが可能である。このような繊維状造孔材に対して貴金属を担持する方法としては、例えば、貴金属(例えば、Pt、Rh、Pd、Ru等、又はその化合物)の塩(例えば、酢酸塩、炭酸塩、硝酸塩、アンモニウム塩、クエン酸塩、ジニトロジアンミン塩、等)又はそれらの錯体(例えば、テトラアンミン錯体)を水、アルコール等の溶媒に溶解した溶液を繊維状造孔材に含浸担持た後、溶媒を除去して、繊維状造孔材に貴金属を担持する方法を挙げることができる。 Further, in such a step (I), the noble metal is supported on the fibrous pore-forming material. As described above, the method of supporting the noble metal on the fibrous pore-forming material is not particularly limited, and a known method can be appropriately adopted. As a method for supporting the noble metal on such a fibrous pore-forming material, for example, a salt (for example, acetate, carbonate, nitrate) of the noble metal (for example, Pt, Rh, Pd, Ru, etc., or a compound thereof) is used. , Ammonium salt, citrate, dinitrodiammine salt, etc.) or a solution thereof (for example, tetraammine complex) dissolved in a solvent such as water or alcohol is impregnated and supported in a fibrous pore-forming material, and then the solvent is removed. Then, a method of supporting the noble metal on the fibrous pore-forming material can be mentioned.

なお、貴金属として白金を用いる場合、白金塩としては、特に制限されないが、例えば、白金(Pt)の酢酸塩、炭酸塩、硝酸塩、アンモニウム塩、クエン酸塩、ジニトロジアンミン塩等又はそれらの錯体が挙げられ、中でも、担持されやすさと高分散性の観点から、ジニトロジアンミン塩が好ましい。また、貴金属としてパラジウムを用いる場合、パラジウム塩としては、特に制限されないが、例えば、パラジウム(Pd)の酢酸塩、炭酸塩、硝酸塩、アンモニウム塩、クエン酸塩、ジニトロジアンミン塩等又はそれらの錯体の溶液が挙げられ、中でも、担持されやすさと高分散性の観点から、硝酸塩やジニトロジアンミン塩が好ましい。さらに、溶媒としては、特に制限されないが、例えば、水(好ましくはイオン交換水及び蒸留水等の純水)等のイオン状に溶解せしめることが可能な溶媒が挙げられる。 When platinum is used as the noble metal, the platinum salt is not particularly limited, and for example, acetate, carbonate, nitrate, ammonium salt, citrate, dinitrodiammine salt, etc. of platinum (Pt) or a complex thereof can be used. Among them, the dinitrodiammine salt is preferable from the viewpoint of ease of carrying and high dispersibility. When palladium is used as the noble metal, the palladium salt is not particularly limited, but for example, acetic acid salt, carbonate, nitrate, ammonium salt, citrate, dinitrodiammine salt, etc. of palladium (Pd) or a complex thereof. Examples thereof include solutions, and among them, nitrates and dinitrodiammine salts are preferable from the viewpoint of ease of carrying and high dispersibility. Further, the solvent is not particularly limited, and examples thereof include a solvent that can be dissolved in an ionic state such as water (preferably pure water such as ion-exchanged water and distilled water).

このようにして繊維状造孔材に対して貴金属を担持することで、貴金属担持造孔材を得ることができる。このような繊維状造孔材に対する貴金属の担持量は特に制限されず、目的とする設計等に応じて適宜必要量担持させればよい。このような貴金属の担持量としては、繊維状造孔材100質量部に対して、0.1〜10質量部であることが好ましく、0.2〜5質量部であることがより好ましく、0.5〜3質量部であることが特に好ましい。このような貴金属の担持量が前記下限未満ではガス流路に選択的に貴金属を配置する効果が小さくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると貴金属の担持密度が過度となり、粒子径が大きくなる傾向にある。 By supporting the noble metal on the fibrous pore-forming material in this way, the noble metal-supported pore-forming material can be obtained. The amount of the noble metal supported on such a fibrous pore-forming material is not particularly limited, and a required amount may be appropriately supported according to a target design or the like. The amount of such a noble metal supported is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.2 to 5 parts by mass, and 0, with respect to 100 parts by mass of the fibrous pore-forming material. .5 to 3 parts by mass is particularly preferable. If the amount of such noble metal supported is less than the lower limit, the effect of selectively arranging the noble metal in the gas flow path tends to be small, while if it exceeds the upper limit, the carrying density of the noble metal becomes excessive and the particle size becomes large. It tends to be.

〈触媒スラリーを得る工程(II))
このような工程(II)は、金属酸化物粒子と前記貴金属担持造孔材とを混合して触媒スラリーを得る工程である。
<Step of obtaining catalyst slurry (II))
Such a step (II) is a step of mixing the metal oxide particles and the noble metal-supported pore-forming material to obtain a catalyst slurry.

このような金属酸化物粒子としては、上記本発明の排ガス浄化用触媒において説明したもの(担体を構成する金属酸化物粒子)と同様のものである(その好適なものも同様である)。また、このような金属酸化物粒子としては、金属酸化物粒子として貴金属が予め担持された金属酸化物粒子(貴金属担持粒子)を利用してもよい。 Such metal oxide particles are the same as those described in the above-mentioned exhaust gas purification catalyst of the present invention (metal oxide particles constituting a carrier) (the same applies to suitable ones). Further, as such metal oxide particles, metal oxide particles (precious metal-supported particles) in which a noble metal is previously supported may be used as the metal oxide particles.

さらに、このような工程(II)において用いる前記貴金属担持造孔材の使用量は、前記金属酸化物粒子100質量部に対して、0.5〜10質量部であることが好ましく、1〜8質量部であることがより好ましく、3〜5質量部であることが特に好ましい。このような貴金属担持造孔材の使用量(混合量)が前記下限未満では、造孔材の量が不十分なものとなって、成形体内に形成されるマクロ孔に十分な細孔連通性が得られなくなるため、ガスの拡散性が低下し、触媒活性が低下してしまう傾向にあり、他方、前記上限を超えると、効果が飽和する、嵩が必要以上に大きくなる、強度が低下する等といった不都合が生じる傾向にある。 Further, the amount of the noble metal-supporting pore-forming material used in such step (II) is preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the metal oxide particles, and is preferably 1 to 8 parts. It is more preferably parts by mass, and particularly preferably 3 to 5 parts by mass. If the amount of the noble metal-supported pore-forming material used (mixed amount) is less than the lower limit, the amount of the pore-forming material is insufficient, and the pores have sufficient pore communication properties with the macropores formed in the molded body. On the other hand, if the above upper limit is exceeded, the effect is saturated, the bulk becomes larger than necessary, and the strength is lowered, because the diffusibility of the gas is lowered and the catalytic activity is lowered. There is a tendency for inconveniences such as.

また、本発明においては、触媒の製造に用いる貴金属担持造孔材中の貴金属の含有量が、製造する排ガス浄化用触媒中の貴金属の総量の10質量%以上であることが好ましく、12〜100質量%であることがより好ましく、15〜100質量%であることが特に好ましい。このような貴金属の含有量が前記下限未満ではマクロ孔の細孔壁(壁面)近傍以外の部位に存在する貴金属の量が多くなってしまい、触媒中の貴金属の総量に対して、得られる触媒活性が十分なものではなくなる傾向にある。また、このような貴金属の含有量が前記下限未満では上記本発明の排ガス浄化用触媒を製造することが困難となる傾向にある。なお、得られる排ガス浄化用触媒において、貴金属担持造孔材中の貴金属以外の貴金属が担体に担持されている場合、そのような貴金属を担持する方法は特に制限されず、例えば、各工程を実施して触媒を形成した後に、別途担体に貴金属の塩等を担持し、焼成することにより担体に貴金属担持造孔材中の貴金属以外の貴金属を担持する方法を採用してもよく、あるいは、排ガス浄化用触媒の製造に用いる金属酸化物粒子として、貴金属を予め担持した金属酸化物粒子(貴金属担持粒子)を準備し、これを用いて触媒を製造する方法を採用してもよい。 Further, in the present invention, the content of the noble metal in the noble metal-supported pore-forming material used for producing the catalyst is preferably 10% by mass or more of the total amount of the noble metal in the exhaust gas purification catalyst to be produced, and is 12 to 100. It is more preferably mass%, and particularly preferably 15 to 100 mass%. If the content of such noble metal is less than the above lower limit, the amount of noble metal existing in a portion other than the vicinity of the pore wall (wall surface) of the macropores becomes large, and the obtained catalyst is obtained with respect to the total amount of noble metals in the catalyst. The activity tends to be inadequate. Further, if the content of such a noble metal is less than the lower limit, it tends to be difficult to produce the exhaust gas purification catalyst of the present invention. When a noble metal other than the noble metal in the noble metal-supported pore-forming material is supported on the carrier in the obtained exhaust gas purification catalyst, the method of supporting such the noble metal is not particularly limited, and for example, each step is carried out. After forming the catalyst, a method may be adopted in which a salt or the like of a noble metal is separately supported on the carrier and a noble metal other than the noble metal in the noble metal-supporting pore-forming material is supported on the carrier by firing. As the metal oxide particles used for producing the purification catalyst, a method may be adopted in which metal oxide particles (noble metal-supported particles) on which a noble metal is supported in advance are prepared and the catalyst is produced using the metal oxide particles.

また、本発明の排ガス浄化用触媒を効率よく製造するといった観点からは、前記金属酸化物粒子として、貴金属が予め担持された金属酸化物粒子(貴金属担持粒子)を利用する場合、その貴金属担持粒子に担持された貴金属の量が、得られる排ガス浄化用触媒中の貴金属の総量の90質量%以下となるようにして利用することが好ましい。このような担持量が前記上限を超えると細孔の壁面近傍に担持した貴金属の濃度を十分に高いものとすることが困難となり、上記本発明の排ガス浄化用触媒を製造することが困難となる傾向にある。このように、上記本発明の排ガス浄化用触媒を効率よく製造するといった観点からは、触媒の製造に用いる貴金属担持造孔材中の貴金属の含有量が、製造する排ガス浄化用触媒中の貴金属の総量の10質量%以上となるという条件を満たすようにして(貴金属担持造孔材中に含有される貴金属の量と、貴金属が予め担持された金属酸化物粒子(貴金属担持粒子)中に含有される貴金属の量との合計量に対して、貴金属担持造孔材中に含有される貴金属の量が10質量%以上となるという条件を満たすようにして)、前記金属酸化物粒子として貴金属担持粒子を利用することが好ましい。 Further, from the viewpoint of efficiently producing the catalyst for purifying exhaust gas of the present invention, when metal oxide particles (precious metal-supported particles) on which a noble metal is previously supported are used as the metal oxide particles, the noble metal-supported particles are used. It is preferable that the amount of the noble metal supported on the surface is 90% by mass or less of the total amount of the noble metal in the obtained exhaust gas purification catalyst. If such a supported amount exceeds the upper limit, it becomes difficult to make the concentration of the noble metal supported in the vicinity of the wall surface of the pores sufficiently high, and it becomes difficult to manufacture the exhaust gas purification catalyst of the present invention. There is a tendency. As described above, from the viewpoint of efficiently producing the exhaust gas purification catalyst of the present invention, the content of the precious metal in the noble metal-supporting pore-forming material used for producing the catalyst is the same as that of the noble metal in the exhaust gas purification catalyst to be produced. Satisfying the condition that the total amount is 10% by mass or more (the amount of the noble metal contained in the noble metal-supported pore-forming material and the noble metal contained in the metal oxide particles (precious metal-supported particles) previously supported). The noble metal-bearing particles as the metal oxide particles (so that the condition that the amount of the noble metal contained in the noble metal-bearing pore-forming material is 10% by mass or more with respect to the total amount of the precious metal) is satisfied. It is preferable to use.

また、このような工程(II)において、前記金属酸化物粒子と前記貴金属担持造孔材とを混合して触媒スラリーを調製する方法としては、特に制限されず、前記金属酸化物粒子と前記貴金属担持造孔材とを混合してスラリーを得ることが可能となるような方法であればよく、公知のスラリーの調製方法と同様の方法を適宜採用することができる。このような触媒スラリーを調製する方法としては、特に制限されないが、例えば、分散媒中に金属酸化物粒子を分散させて金属酸化物粒子を含む分散液を得た後、該分散液に貴金属担持造孔材を混合する方法、分散媒中に貴金属担持造孔材を分散させて貴金属担持造孔材を含む分散液を得た後、該分散液に金属酸化物粒子及び繊維状有機物を混合する方法、分散媒中に貴金属担持造孔材及び金属酸化物粒子を同時に添加して混合する方法等を採用することができる。このような混合の条件としては、貴金属担持造孔材が触媒スラリー中で均一に分散混合できれるように適宜設定すればよく、特に制限されないが、例えば、アトライタミルを用いて、撹拌速度を100〜400rpmとし、処理時間を30分以上とすることが好ましい。また、このようなスラリーの調製に利用する分散媒(溶媒)としては、特に制限されず、触媒製造時にスラリーを製造するために利用することが可能な公知の溶媒を適宜利用でき、例えば、水(好ましくはイオン交換水及び蒸留水等の純水)等の溶媒が挙げられる。 Further, in such a step (II), the method for preparing the catalyst slurry by mixing the metal oxide particles and the noble metal-supported pore-forming material is not particularly limited, and the metal oxide particles and the noble metal are not particularly limited. Any method may be used as long as it is possible to obtain a slurry by mixing it with a supported pore-forming material, and a method similar to a known method for preparing a slurry can be appropriately adopted. The method for preparing such a catalyst slurry is not particularly limited, but for example, the metal oxide particles are dispersed in a dispersion medium to obtain a dispersion liquid containing the metal oxide particles, and then the noble metal is supported on the dispersion liquid. Method of mixing pore-forming materials, a dispersion liquid containing a noble metal-supported pore-forming material is obtained by dispersing the noble metal-supported pore-forming material in a dispersion medium, and then metal oxide particles and fibrous organic substances are mixed with the dispersion liquid. A method, a method of simultaneously adding a noble metal-supporting pore-forming material and metal oxide particles to a dispersion medium and mixing them can be adopted. The conditions for such mixing may be appropriately set so that the noble metal-supported pore-forming material can be uniformly dispersed and mixed in the catalyst slurry, and are not particularly limited. For example, the stirring speed is set to 100 to 100 using an attritamill. It is preferable that the speed is 400 rpm and the processing time is 30 minutes or more. Further, the dispersion medium (solvent) used for preparing such a slurry is not particularly limited, and a known solvent that can be used for producing the slurry at the time of producing the catalyst can be appropriately used, for example, water. (Preferably pure water such as ion-exchanged water and distilled water) and the like.

なお、このような触媒スラリーには、前記金属酸化物粒子と前記貴金属担持造孔材以外にも、本発明の効果を損なわない範囲で、排ガス浄化用触媒の製造に利用することが可能な公知の他の成分を適宜含有させてもよい。このような他の成分としては、目的とする排ガス浄化用触媒の設計に応じて排ガス浄化用触媒の製造に利用することが可能な公知のものを適宜選択することができ、例えば、バインダー成分(アルミナゾル等)、アルカリ金属の塩又は錯体、アルカリ土類金属の塩又は錯体、希土類元素の塩又は錯体、遷移金属の塩又は錯体などを挙げることができる。 In addition to the metal oxide particles and the noble metal-supported pore-forming material, such a catalyst slurry can be used for producing an exhaust gas purification catalyst as long as the effects of the present invention are not impaired. Other components may be appropriately contained. As such other components, known components that can be used in the production of the exhaust gas purification catalyst can be appropriately selected according to the design of the target exhaust gas purification catalyst. For example, a binder component ( Alumina sol, etc.), alkali metal salts or complexes, alkaline earth metal salts or complexes, rare earth element salts or complexes, transition metal salts or complexes, and the like.

〈排ガス浄化用触媒を得る工程(III)〉
このような工程(III)は、前記触媒スラリーを成形した後に焼成することにより、金属酸化物粒子の成形体からなる担体と該担体に担持された貴金属とを備える上記本発明の排ガス浄化用触媒を得る工程である。
<Step of obtaining catalyst for exhaust gas purification (III)>
In such a step (III), the catalyst for exhaust gas purification of the present invention comprises a carrier made of a molded body of metal oxide particles and a noble metal supported on the carrier by firing after molding the catalyst slurry. Is the process of obtaining.

このような工程(III)においては、先ず、前記触媒スラリーを成形する。このような触媒スラリーを成形する方法としては、特に制限されず、目的の設計に応じて、公知のスラリーの成形方法を適宜採用することでき、例えば、特定の成形型にスラリーを投入し、分散媒(溶媒)を蒸発させることで成形する方法や、得られる排ガス浄化用触媒を基材に担持したコート層の形態とする場合には、前記触媒スラリーを基材の表面に塗布して触媒スラリー層を形成することによりコート層の形態に成形する方法、等を適宜採用することができる。なお、このようなスラリーの成形方法としては、上記方法に制限されるものではなく、例えば、押出成形、射出成形、一軸プレス成形などの公知の成形方法を適宜採用してもよい。 In such a step (III), first, the catalyst slurry is molded. The method for forming such a catalyst slurry is not particularly limited, and a known method for forming a slurry can be appropriately adopted according to a desired design. For example, the slurry is charged into a specific molding die and dispersed. In the case of a method of molding by evaporating a medium (solvent) or a coating layer in which the obtained exhaust gas purification catalyst is supported on a base material, the catalyst slurry is applied to the surface of the base material to form a catalyst slurry. A method of molding into the form of a coat layer by forming a layer, or the like can be appropriately adopted. The method for forming such a slurry is not limited to the above method, and for example, a known molding method such as extrusion molding, injection molding, or uniaxial press molding may be appropriately adopted.

ここで、触媒スラリーを成形する方法の好適な一実施形態である「前記触媒スラリーを基材の表面に塗布して触媒スラリー層を形成することにより、触媒スラリーをコート層の形態に成形する方法」について簡単に説明する。このような成形をする場合において、前記触媒スラリーを基材の表面に塗布する方法として採用することが可能な方法は、特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。具体的には、基材を触媒スラリーに浸漬させて塗布する方法(浸漬法)、ウォッシュコート法、触媒スラリーを圧入手段により圧入する方法、等が挙げられる。なお、このような塗布条件としては、前記触媒スラリーを基材の表面に、焼成後の触媒コート層の平均厚さが20〜300μm(より好ましくは50〜200μm)の範囲内となるようにして、触媒スラリーを塗布することが好ましい。また、前記触媒スラリーを塗布する際には、焼成後のコート層の被覆量が前記基材の単位体積当たり20〜300g/L(より好ましくは50〜250g/L)の範囲内となるように触媒スラリーを塗布することが好ましい。なお、このような触媒スラリーをコート層の形態に成形する方法において用いる基材としては、特に制限されないが、例えば、前記本発明の排ガス浄化用触媒において説明した基材と同様のものを用いることができる。このようにして、前記触媒スラリーを基材の表面に塗布して触媒スラリー層を形成することにより、触媒スラリーをコート層の形態に成形することができる。以上、触媒スラリーをコート層の形態に成形する場合に採用することが可能な好適な条件等について説明したが、触媒スラリーを成形する際に採用することが可能な方法や条件は上記の方法等に制限されるものではない。 Here, a preferred embodiment of the method of molding the catalyst slurry is "a method of molding the catalyst slurry into the form of a coat layer by applying the catalyst slurry to the surface of the base material to form the catalyst slurry layer. Will be briefly explained. In the case of such molding, the method that can be adopted as the method of applying the catalyst slurry to the surface of the base material is not particularly limited, and a known method can be appropriately adopted. Specific examples thereof include a method of immersing the base material in the catalyst slurry and applying it (immersion method), a wash coat method, a method of press-fitting the catalyst slurry by a press-fitting means, and the like. As such coating conditions, the catalyst slurry is placed on the surface of the base material so that the average thickness of the catalyst coat layer after firing is in the range of 20 to 300 μm (more preferably 50 to 200 μm). , It is preferable to apply the catalyst slurry. Further, when the catalyst slurry is applied, the coating amount of the coat layer after firing is set to be within the range of 20 to 300 g / L (more preferably 50 to 250 g / L) per unit volume of the base material. It is preferable to apply the catalyst slurry. The base material used in the method of molding such a catalyst slurry into the form of a coat layer is not particularly limited, but for example, the same base material as that described in the exhaust gas purification catalyst of the present invention may be used. Can be done. In this way, by applying the catalyst slurry to the surface of the base material to form the catalyst slurry layer, the catalyst slurry can be molded in the form of a coat layer. The suitable conditions and the like that can be adopted when molding the catalyst slurry into the form of the coat layer have been described above, but the methods and conditions that can be adopted when molding the catalyst slurry are the above-mentioned methods and the like. It is not limited to.

このようにして触媒スラリーを成形した後、本発明においては、形成された成形物を焼成する。このような焼成工程により、前記成形物を焼成することで、前記成形物の内部に取り込まれている前記貴金属担持造孔材中の繊維状造孔材の少なくとも一部を除去(焼失)することが可能となり、これにより、該造孔材が存在していた部分においては、空隙が形成される。このような空隙は、前記貴金属担持造孔材中の繊維状造孔材の形状に由来したものとなり、本発明においては、平均直径が0.7〜15μmの繊維状造孔材を用いていることから、かかる繊維状造孔材の大きさに由来して、金属酸化物粒子の成形体からなる担体に、平均細孔直径が0.5〜20μmのマクロ孔を形成することが可能となる。なお、このようにして調製されたマクロ孔(空隙)は最終的に得られる触媒において排ガスの拡散流路となるため、得られる排ガス浄化用触媒は高ガス流量の高負荷領域においても優れた触媒性能を発揮し得る。また、このような焼成工程により、本発明においては、前述のようなマクロ孔が形成されるとともに、その貴金属担持造孔材が存在していた部分の近傍に存在する金属酸化物粒子(マクロ孔の壁面を形成する粒子やその粒子の近傍に存在する粒子)に対して、造孔材に担持されていた貴金属を転写して担持することが可能となり、結果として、金属酸化物粒子の成形体からなる担体の細孔(マクロ孔)の壁面の近傍部分に貴金属を選択的に担持することが可能となる。このように、本発明においては、前記焼成工程は、触媒スラリーの成形後に得られる成形物から、前記貴金属担持造孔材中の繊維状造孔材の少なくとも一部を除去し、貴金属を金属酸化物粒子に担持する工程であるともいえる。なお、前記貴金属担持造孔材中の繊維状造孔材を焼成により除去すると、上述のように、貴金属が、担体の細孔(マクロ孔)の壁面の近傍部分に転写されて壁面近傍部分に担持されるが、この際に、マクロ孔の壁面の表面上に貴金属が担持されるとともに、繊維状造孔材を焼失する際に、その一部が溶融して金属酸化物の粒子間に流入するため、その流入に伴ってマクロ孔の壁面から担体側に向かって3μmの領域に貴金属が侵入して担持される傾向にあることから、前記マクロ孔の壁面から担体側に向かって3μmの領域と前記マクロ孔の壁面から該マクロ孔の空隙側に向かって1μmの領域との合計領域における貴金属の濃度を高度なものとすることが可能となる。 After molding the catalyst slurry in this way, in the present invention, the formed molded product is fired. By firing the molded product in such a firing step, at least a part of the fibrous pore-forming material in the noble metal-supported pore-forming material incorporated in the molded product is removed (burned). This makes it possible to form voids in the portion where the pore-forming material was present. Such voids are derived from the shape of the fibrous pore-forming material in the noble metal-supported pore-forming material, and in the present invention, a fibrous pore-forming material having an average diameter of 0.7 to 15 μm is used. Therefore, due to the size of the fibrous pore-forming material, it is possible to form macropores having an average pore diameter of 0.5 to 20 μm on the carrier made of the molded body of the metal oxide particles. .. Since the macropores (voids) prepared in this way serve as a diffusion flow path for exhaust gas in the finally obtained catalyst, the obtained exhaust gas purification catalyst is an excellent catalyst even in a high load region with a high gas flow rate. It can demonstrate its performance. Further, in the present invention, the above-mentioned macropores are formed by such a firing step, and the metal oxide particles (macropores) existing in the vicinity of the portion where the noble metal-supported pore-forming material was present are formed. It is possible to transfer and support the noble metal supported on the pore-forming material on the particles forming the wall surface of the metal or the particles existing in the vicinity of the particles), and as a result, the molded body of the metal oxide particles. It is possible to selectively support a noble metal in the vicinity of the wall surface of the pores (macropores) of the carrier made of the above. As described above, in the present invention, in the firing step, at least a part of the fibrous pore-forming material in the noble metal-supported pore-forming material is removed from the molded product obtained after molding the catalyst slurry, and the noble metal is metal-oxidized. It can be said that it is a process of supporting on a physical particle. When the fibrous pore-forming material in the noble metal-supported pore-forming material is removed by firing, the noble metal is transferred to the vicinity of the wall surface of the pores (macropores) of the carrier as described above and becomes the portion near the wall surface. At this time, the noble metal is supported on the surface of the wall surface of the macropores, and when the fibrous pore-forming material is burnt down, a part of the metal is melted and flows between the metal oxide particles. Therefore, the noble metal tends to invade and be supported in the region of 3 μm from the wall surface of the macro hole toward the carrier side with the inflow, and therefore, the region of 3 μm from the wall surface of the macro hole toward the carrier side. It is possible to increase the concentration of the noble metal in the total region of 1 μm from the wall surface of the macropore to the void side of the macropore.

このような焼成工程としては、前記触媒スラリーを成形した後、300〜800℃の範囲内の温度で焼成せしめることが好ましく、400〜700℃の範囲内の温度で焼成せしめることがより好ましい。前記焼成温度が、前記下限未満では、繊維状造孔材が残存して、細孔を十分に形成することが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、貴金属粒子が粒成長する傾向にある。また、焼成(加熱)時間としては、前記焼成温度により異なるものであるため、一概には言えないが、20分以上であることが好ましく、30分〜2時間であることがより好ましい。さらに、このような焼成工程における雰囲気としては、特に制限されないが、大気中或いは窒素(N)等の不活性ガス中であることが好ましい。 In such a firing step, after molding the catalyst slurry, it is preferable to fire it at a temperature in the range of 300 to 800 ° C., and more preferably to fire it at a temperature in the range of 400 to 700 ° C. If the firing temperature is less than the lower limit, the fibrous pore-forming material tends to remain and it tends to be difficult to sufficiently form pores, while if it exceeds the upper limit, precious metal particles grow. There is a tendency. Further, the firing (heating) time varies depending on the firing temperature, and therefore cannot be unconditionally stated, but is preferably 20 minutes or more, and more preferably 30 minutes to 2 hours. Further, the atmosphere in such a firing step is not particularly limited, but is preferably in the atmosphere or in an inert gas such as nitrogen (N 2 ).

このようにして触媒スラリーを成形後に焼成することで、金属酸化物粒子の成形体からなる担体と該担体に担持された貴金属とを備える上記本発明の排ガス浄化用触媒を得ることができる。なお、このようにして得られる金属酸化物粒子の成形体の形態は、触媒スラリーの成形物の形態に由来したものとなる。そのため、得られる排ガス浄化用触媒の形態も触媒スラリーの成形物の形態に由来したものとなる。 By firing the catalyst slurry after molding in this way, it is possible to obtain the catalyst for exhaust gas purification of the present invention, which comprises a carrier made of a molded body of metal oxide particles and a noble metal supported on the carrier. The form of the molded body of the metal oxide particles thus obtained is derived from the form of the molded product of the catalyst slurry. Therefore, the form of the obtained exhaust gas purification catalyst is also derived from the form of the molded product of the catalyst slurry.

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。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

参考例1
先ず、平均直径が4μmのポリエチレンテレフタラート製の繊維(平均アスペクト比:14)からなる繊維状造孔材に対して、硝酸パラジウム溶液を含浸担持して110℃で12時間乾燥することにより、繊維状造孔材にパラジウム(Pd)を担持し、Pd担持造孔材を得た。なお、かかる含浸担持工程においては、繊維状造孔材100質量部に対するPdの担持量が1質量部となるようにして硝酸パラジウム溶液を用いた。
( Reference example 1 )
First, a fibrous pore-forming material made of polyethylene terephthalate fibers having an average diameter of 4 μm (average aspect ratio: 14) is impregnated with a palladium nitrate solution and supported and dried at 110 ° C. for 12 hours. Palladium (Pd) was supported on the shaped pore-forming material to obtain a Pd-supported pore-forming material. In the impregnation supporting step, a palladium nitrate solution was used so that the amount of Pd supported with respect to 100 parts by mass of the fibrous pore-forming material was 1 part by mass.

次に、前記Pd担持造孔材4gと、予め粉砕して平均粒子径を6μmとしたアルミナ粒子(日本軽金属株式会社製の商品名「C20」を粉砕して調製した粒子)100gと、アルミナゾル(日産化学工業株式会社製の商品名「A520」、アルミナの固形分量は20.9質量%)53gとを、イオン交換水125mLに添加し、アトライタミルを用いて撹拌速度300rpmで30分間混合することにより、触媒スラリーを調製した。このように、前記Pd担持造孔材の使用量は、アルミナ粒子100質量部に対して4質量部とした。 Next, 4 g of the Pd-supported pore-forming material, 100 g of alumina particles (particles prepared by crushing the trade name "C20" manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.) having an average particle diameter of 6 μm by crushing in advance, and alumina sol ( By adding 53 g of the trade name "A520" manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. and the solid content of alumina is 20.9% by mass) to 125 mL of ion-exchanged water and mixing with an attritamill at a stirring speed of 300 rpm for 30 minutes. , A catalyst slurry was prepared. As described above, the amount of the Pd-supported pore-forming material used was 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alumina particles.

次いで、触媒スラリーをコージェライト製のハニカム基材(直径30mm、長さ25mm、容積:17.5ml、セル密度:400cell/inch)に、焼成後のコート層(排ガス浄化用触媒の層)の担持量(被覆量)がハニカム基材の容量1Lあたりに対して200g/Lとなるようにウオッシュコートすることにより、該ハニカム基材の表面に触媒スラリー層(コート層)を形成した。次いで、前記触媒スラリー層が形成されたハニカム基材を、大気中において500℃の温度条件で1時間焼成することにより、ハニカム基材上のコート層として排ガス浄化用触媒を製造した。なお、このような焼成後のコート層(排ガス浄化用触媒の層)の厚みは100μmであった。 Next, the catalyst slurry was applied to a honeycomb base material (diameter 30 mm, length 25 mm, volume: 17.5 ml, cell density: 400 cell / inch 2 ) made of Cordellite, and the coated layer (layer of the catalyst for exhaust gas purification) after firing was applied. A catalyst slurry layer (coat layer) was formed on the surface of the honeycomb base material by wash-coating so that the supported amount (coating amount) was 200 g / L per 1 L of the capacity of the honeycomb base material. Next, the honeycomb base material on which the catalyst slurry layer was formed was fired in the air at a temperature of 500 ° C. for 1 hour to produce an exhaust gas purification catalyst as a coat layer on the honeycomb base material. The thickness of the coat layer (layer of the catalyst for purifying exhaust gas) after such firing was 100 μm.

なお、このような500℃での焼成により、焼成前の触媒スラリーのコート層から前記Pd担持造孔材中の繊維状造孔材が焼失して除去され、さらに、前記Pd担持造孔材に担持されていたPdが金属酸化物粒子(アルミナ粒子)に担持(転写)された。そのため、得られた排ガス浄化用触媒においては、金属酸化物粒子(アルミナ粒子)の成形体(担体)100質量部に対する貴金属(Pd)の担持量は0.04質量部となった。このようにして得られたコート層を構成する金属酸化物粒子の成形体(担体)の細孔の平均細孔直径を、測定装置として電子プローブマイクロアナライザー(日本電子社製の商品名「JXA−8500F」)を用い、加速電圧:10KV、試料電流:100nA、ビーム径:1μm(最小サイズ)の条件で担体の表面を分析し、任意の複数の50μm角の測定視野(測定領域)に対して、担体の表面の反射電子像(50μm角の正方形の領域についての像)をそれぞれ測定し、得られた全ての反射電子像(全測定視野の面分析の結果)に基づいて、細孔の任意の20点について、細孔の開口部の長手方向に対して垂直な方向の開口部の長さの最大長をそれぞれ求め、得られた全ての前記最大長の値を平均化することにより算出したところ、その平均細孔直径は4μmであり、金属酸化物粒子(アルミナ粒子)の成形体(担体)はマクロ孔を有するものであることが確認された。なお、細孔の平均アスペクト比は15であった。 By such firing at 500 ° C., the fibrous pore-forming material in the Pd-supported pore-forming material was burnt and removed from the coat layer of the catalyst slurry before firing, and further, the Pd-supported pore-forming material was formed. The supported Pd was supported (transferred) on the metal oxide particles (alumina particles). Therefore, in the obtained catalyst for purifying exhaust gas, the amount of the noble metal (Pd) supported on 100 parts by mass of the molded body (carrier) of the metal oxide particles (alumina particles) was 0.04 parts by mass. The average pore diameter of the pores of the molded body (carrier) of the metal oxide particles constituting the coat layer thus obtained is measured as an electron probe microanalyzer (trade name "JXA-" manufactured by JEOL Ltd.) as a measuring device. Using 8500F ”), the surface of the carrier was analyzed under the conditions of acceleration voltage: 10 KV, sample current: 100 nA, beam diameter: 1 μm (minimum size), and for any plurality of 50 μm square measurement fields (measurement regions). , The reflected electron image on the surface of the carrier (the image for a square region of 50 μm square) is measured, and based on all the obtained reflected electron images (results of surface analysis of the entire measurement field), the pores are arbitrary. The maximum length of the opening in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the opening of the pore was obtained for each of the 20 points, and all the obtained values of the maximum length were averaged. However, it was confirmed that the average pore diameter was 4 μm, and that the molded product (carrier) of the metal oxide particles (alumina particles) had macropores. The average aspect ratio of the pores was 15.

また、このようにして得られた排ガス浄化用触媒(コート層)の表面を、以下のようにして、EPMAにより分析した。すなわち、このような分析に際しては、測定装置として電子プローブマイクロアナライザー(日本電子社製の商品名「JXA−8500F」)を用い、加速電圧:10KV、試料電流:100nA、ビーム径:1μm(最小サイズ)の条件で、任意の複数の50μm角の測定視野(測定領域)において、それぞれ面分析を行った。なお、このような面分析により、各測定視野ごとに、測定点(画素:ピクセル)の総数が62500(250×250)点となる50μm角の反射電子像をそれぞれ求め、測定点(画素:ピクセル)ごとの貴金属(Pd)の濃度データを求めた。そして、かかる測定点ごとの貴金属の濃度データに基づいて、各測定点(画素:ピクセル)ごとの貴金属の量を算出した(なお、各ピクセルのサイズは200nm角であった)。そして、得られた反射電子像(測定視野)ごとに、全ての測定点の貴金属(Pd)の量の総和を求め、かかる総和を全ての測定点の数(62500点)で割ることにより「貴金属の担持量の平均値(a)」を求めた。このようにして、前記反射電子像(測定視野)ごとに「貴金属の担持量の平均値(a)」を求めた後、全ての測定視野における平均値(a)の平均を求めることにより、全測定点の「貴金属の担持量の平均値(A)」を求めた。次いで、前記面分析を行った全測定視野(全反射電子像)を対象として、前記測定視野ごとに、それぞれ線分析を行った。このような線分析においては、各測定視野(各反射電子像)ごとに、任意の5本の線状の領域(任意の5本の測定ライン)に対して線分析を行った。また、このような線分析において測定するライン(測定箇所)はいずれも、そのラインの一部が必ず細孔の開口部上を通るようにした以外は、表面上の任意の箇所とした。また、このような線分析は、前記反射電子像の測定結果に基づくものであり、測定装置及び測定条件を上記面分析で採用するものと同様として、測定するラインの長さをいずれも50μmとし、各ラインごとの測定点(ピクセル)の数が250点となるようにして測定したものとした(なお、各ピクセルのサイズは200nm角であった)。このような線分析により、線分析をしたライン(線)上の測定点(250ピクセル)ごとの貴金属(Pd)の濃度データを得て、その結果に基づいて、測定点ごとの貴金属の量をそれぞれ求めた。そして、全ての測定視野(全ての反射電子像)の線分析の結果から、全ての測定視野中の全ての測定ライン上の測定点(ピクセル)であってかつマクロ孔の壁面から担体側に向かって3μmの領域とマクロ孔の壁面から該マクロ孔の空隙側に向かって1μmの領域との合計領域の位置に存在する測定点の数の合計数(合計数A:全測定視野における全ライン上の全ての前記合計領域中の測定点の数の総数)と、全測定視野中の全ての測定ライン上の測定点(ピクセル)であってかつマクロ孔の壁面から担体側に向かって3μmの領域とマクロ孔の壁面から該マクロ孔の空隙側に向かって1μmの領域との合計領域の位置に存在する全ての測定点の貴金属の量の総和を求め、その総和を前記合計数Aで割ることにより、全ての測定視野(反射電子像)における全ての測定ライン上の全ての前記合計領域中の全測定点における貴金属(Pd)の担持量の平均値として、前記マクロ孔の壁面から担体側に向かって3μmの領域と前記マクロ孔の壁面から該マクロ孔の空隙側に向かって1μmの領域との合計領域の測定点における「貴金属の担持量の平均値(B)」を求めた。なお、このようなEPMAの測定結果の一部を図3に示す。なお、図3中、(a)にEPMAにより得られた排ガス浄化用触媒の表面の反射電子像、線分析した部位及びその部位のPdの濃度のグラフを併せて示し、(b)にパラジウム(Pd)の分布状態を示す像を示す。また、図4に、図3中の(a)に示すPdの濃度のグラフに関して、該図3中の(a)に点線で記載された領域Xに相当する部分を拡大して示す。 Further, the surface of the exhaust gas purification catalyst (coat layer) thus obtained was analyzed by EPMA as follows. That is, in such an analysis, an electron probe microanalyzer (trade name "JXA-8500F" manufactured by JEOL Ltd.) is used as a measuring device, acceleration voltage: 10 KV, sample current: 100 nA, beam diameter: 1 μm (minimum size). ), A surface analysis was performed in each of a plurality of arbitrary 50 μm square measurement visual fields (measurement regions). By such surface analysis, a 50 μm square reflected electron image in which the total number of measurement points (pixels: pixels) is 62500 (250 × 250) points is obtained for each measurement field, and the measurement points (pixels: pixels) are obtained. ), The concentration data of the precious metal (Pd) was obtained. Then, based on the concentration data of the precious metal for each measurement point, the amount of the precious metal for each measurement point (pixel: pixel) was calculated (note that the size of each pixel was 200 nm square). Then, for each obtained reflected electron image (measurement field), the total amount of precious metals (Pd) at all measurement points is obtained, and the total is divided by the number of all measurement points (62500 points) to obtain "precious metal". The average value (a) of the carrying amount of the above was obtained. In this way, after obtaining the "average value (a) of the amount of precious metal carried" for each of the reflected electron images (measurement visual fields), the average value (a) of all the measurement visual fields is obtained. The "mean value (A) of the amount of noble metal carried" at the measurement point was obtained. Next, line analysis was performed for each measurement field of view (total reflected electron image) for which the surface analysis was performed. In such line analysis, line analysis was performed on arbitrary five linear regions (arbitrary five measurement lines) for each measurement field of view (each reflected electron image). In addition, all the lines (measurement points) to be measured in such line analysis are arbitrary points on the surface except that a part of the lines always passes over the openings of the pores. Further, such line analysis is based on the measurement result of the reflected electron image, and the length of the line to be measured is set to 50 μm in the same manner as that in which the measuring device and the measuring conditions are adopted in the surface analysis. , The number of measurement points (pixels) for each line was set to 250 (note that the size of each pixel was 200 nm square). By such a line analysis, the concentration data of the precious metal (Pd) for each measurement point (250 pixels) on the line (line) where the line analysis was performed is obtained, and the amount of the precious metal for each measurement point is calculated based on the result. I asked for each. Then, from the results of line analysis of all measurement fields (all reflected electron images), the measurement points (pixels) on all measurement lines in all measurement fields and from the wall surface of the macropore toward the carrier side. The total number of measurement points existing at the position of the total region of the region of 3 μm and the region of 1 μm from the wall surface of the macro hole toward the void side of the macro hole (total number A: on all lines in the entire measurement field of view). (Total number of measurement points in all the total regions) and measurement points (pixels) on all measurement lines in the entire measurement field, and a region of 3 μm from the wall surface of the macro hole toward the carrier side. And the sum of the amounts of precious metals at all the measurement points existing at the position of the total region of 1 μm from the wall surface of the macro hole toward the void side of the macro hole, and dividing the sum by the total number A. As a result, the average value of the amount of the noble metal (Pd) carried at all the measurement points in all the total regions on all the measurement lines in all the measurement fields (reflected electron images) is set from the wall surface of the macropore to the carrier side. The "average value (B) of the amount of noble metal carried" at the measurement point of the total region of the region of 3 μm and the region of 1 μm from the wall surface of the macro hole toward the void side of the macro hole was determined. A part of the measurement result of such EPMA is shown in FIG. In FIG. 3, (a) shows a reflected electron image on the surface of the exhaust gas purification catalyst obtained by EPMA, a line-analyzed part and a graph of the Pd concentration of the part, and (b) shows palladium ( An image showing the distribution state of Pd) is shown. Further, FIG. 4 shows an enlarged portion of the graph of the Pd concentration shown in FIG. 3 (a) corresponding to the region X indicated by the dotted line in FIG. 3 (a).

このようなEPMAによる分析の結果、全測定点の貴金属の担持量の平均値(A)は0.75であり、前記合計領域の測定点における貴金属の担持量の平均値(B)は2.28であった。そのため、得られた排ガス浄化用触媒は、全測定点の貴金属の担持量の平均値(A)に対する前記合計領域の測定点における貴金属の担持量の平均値(B)は3.04倍であることが分かり、マクロ孔の壁面近傍に選択的に貴金属(Pd)が担持されていることが確認された。このようにして得られた排ガス浄化用触媒の特性を表1に示す。 As a result of such analysis by EPMA, the average value (A) of the amount of noble metal supported at all the measurement points is 0.75, and the average value (B) of the amount of noble metal supported at the measurement points in the total region is 2. It was 28. Therefore, in the obtained catalyst for purifying exhaust gas, the average value (B) of the amount of noble metal supported at the measurement points in the total region is 3.04 times the average value (A) of the amount of noble metal supported at all measurement points. It was found that the precious metal (Pd) was selectively supported near the wall surface of the macropores. Table 1 shows the characteristics of the exhaust gas purification catalyst thus obtained.

また、このようにして得られた排ガス浄化用触媒のマクロ孔の空隙率(容量%)を、製造時に利用したアルミナ粒子の量及び繊維状造孔材の量に基づいて、アルミナの比重を4.0とし、繊維状造孔材の比重1として計算することにより求めた。得られた結果を表1に示す。 Further, the void ratio (volume%) of the macropores of the exhaust gas purification catalyst thus obtained is determined by setting the specific gravity of alumina to 4 based on the amount of alumina particles and the amount of fibrous pore-forming material used in the production. It was calculated as 0.0 and the specific gravity of the fibrous pore-forming material was 1. The results obtained are shown in Table 1.

参考例2)
繊維状造孔材100質量部に対するPdの担持量が1質量部となるようにして硝酸パラジウム溶液を用いる代わりに、繊維状造孔材100質量部に対するPdの担持量が2質量部となるようにして硝酸パラジウム溶液を用い、かつ、Pd担持造孔材の使用量をアルミナ粒子100質量部に対して4質量部とする代わりにアルミナ粒子100質量部に対して2質量部に変更した以外は、参考例1と同様にして排ガス浄化用触媒を得た。このようにして得られた排ガス浄化用触媒においては、金属酸化物粒子(アルミナ粒子)の成形体(担体)100質量部に対する貴金属(Pd)の担持量は0.04質量部となった。なお、参考例1と同様にして、得られた排ガス浄化用触媒中の金属酸化物粒子の成形体(担体)の細孔の平均細孔直径及び排ガス浄化用触媒の空隙率を確認(測定)するとともに、排ガス浄化用触媒(コート層)の表面をEPMAにより分析して全測定点の貴金属の担持量の平均値(A)及び前記合計領域の測定点における貴金属の担持量の平均値(B)並びに平均値(A)に対する平均値(B)の倍率を求めた。得られた排ガス浄化用触媒の特性を表1に示す。
( Reference example 2)
Instead of using a palladium nitrate solution so that the amount of Pd supported on 100 parts by mass of the fibrous pore-forming material is 1 part by mass, the amount of Pd supported on 100 parts by mass of the fibrous pore-forming material is 2 parts by mass. Except that the palladium nitrate solution was used and the amount of Pd-supporting pore-forming material used was changed to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of alumina particles instead of 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of alumina particles. , A catalyst for purifying exhaust gas was obtained in the same manner as in Reference Example 1. In the catalyst for purifying exhaust gas thus obtained, the amount of the noble metal (Pd) supported on 100 parts by mass of the molded body (carrier) of the metal oxide particles (alumina particles) was 0.04 parts by mass. In the same manner as in Reference Example 1, the average pore diameter of the pores of the molded body (carrier) of the metal oxide particles in the obtained exhaust gas purification catalyst and the porosity of the exhaust gas purification catalyst were confirmed (measurement). At the same time, the surface of the exhaust gas purification catalyst (coat layer) is analyzed by EPMA, and the average value of the amount of noble metal supported at all measurement points (A) and the average value of the amount of noble metal supported at the measurement points in the total region (B). ) And the multiplication factor of the average value (B) with respect to the average value (A). Table 1 shows the characteristics of the obtained exhaust gas purification catalyst.

(実施例
繊維状造孔材100質量部に対するPdの担持量が1質量部となるようにして硝酸パラジウム溶液を用いる代わりに、繊維状造孔材100質量部に対するPdの担持量が0.5質量部となるようにして硝酸パラジウム溶液を用い、Pd担持造孔材の使用量をアルミナ粒子100質量部に対して4質量部とする代わりにアルミナ粒子100質量部に対して2質量部に変更し、かつ、アルミナ粒子をそのまま用いる代わりに該アルミナ粒子に予めPdをアルミナ粒子100質量部に対するPdの担持量が0.03質量部となるようにして担持した、Pd担持アルミナ粒子を用いた以外は、参考例1と同様にして排ガス浄化用触媒を得た。このようにして得られた排ガス浄化用触媒においては、金属酸化物粒子(アルミナ粒子)の成形体(担体)100質量部に対する貴金属(Pd)の担持量は0.04質量部となった。なお、前記Pd担持アルミナ粒子は、予め粉砕して平均粒子径を6μmとしたアルミナ粒子(日本軽金属株式会社製の商品名「C20」を粉砕して調製した粒子)に、Pdの担持量が0.03wt%となるようにして硝酸パラジウム溶液を含浸担持した後、110℃で12時間乾燥し、その後、500℃で3時間焼成することにより製造した。また、参考例1と同様にして、得られた排ガス浄化用触媒中の金属酸化物粒子の成形体(担体)の細孔の平均細孔直径及び排ガス浄化用触媒の空隙率を確認(測定)するとともに、排ガス浄化用触媒(コート層)の表面をEPMAにより分析して全測定点の貴金属の担持量の平均値(A)及び前記合計領域の測定点における貴金属の担持量の平均値(B)並びに平均値(A)に対する平均値(B)の倍率を求めた。得られた排ガス浄化用触媒の特性を表1に示す。
(Example 1 )
Instead of using a palladium nitrate solution so that the amount of Pd supported on 100 parts by mass of the fibrous pore-forming material is 1 part by mass, the amount of Pd supported on 100 parts by mass of the fibrous pore-forming material is 0.5 parts by mass. Using a palladium nitrate solution, the amount of the Pd-supported pore-forming material used was changed to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alumina particles instead of 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alumina particles. , the amount of supported Pd advance Pd to the alumina particles instead of using alumina particles as against 100 parts by weight of alumina particles was carried out as 0.03 parts by weight, except for using the Pd-carried alumina particles, reference A catalyst for purifying exhaust gas was obtained in the same manner as in Example 1. In the catalyst for purifying exhaust gas thus obtained, the amount of the noble metal (Pd) supported on 100 parts by mass of the molded body (carrier) of the metal oxide particles (alumina particles) was 0.04 parts by mass. The Pd-supported alumina particles are such that the amount of Pd supported is 0 in the alumina particles (particles prepared by crushing the trade name "C20" manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.) having an average particle diameter of 6 μm. It was produced by impregnating and supporting a palladium nitrate solution so as to have a concentration of .03 wt%, drying at 110 ° C. for 12 hours, and then firing at 500 ° C. for 3 hours. Further, in the same manner as in Reference Example 1, the average pore diameter of the pores of the molded body (carrier) of the metal oxide particles in the obtained exhaust gas purification catalyst and the porosity of the exhaust gas purification catalyst were confirmed (measurement). At the same time, the surface of the exhaust gas purification catalyst (coat layer) is analyzed by EPMA, and the average value of the amount of noble metal supported at all measurement points (A) and the average value of the amount of noble metal supported at the measurement points in the total region (B). ) And the multiplication factor of the average value (B) with respect to the average value (A). Table 1 shows the characteristics of the obtained exhaust gas purification catalyst.

(比較例1)
先ず、予め粉砕して平均粒子径を6μmとしたアルミナ粒子(日本軽金属株式会社製の商品名「C20」を粉砕して調製した粒子)に、アルミナ粒子100質量部に対するPdの担持量が0.04質量部となるようにして硝酸パラジウム溶液を含浸担持した後、110℃で12時間乾燥し、その後、500℃で3時間焼成することによりPd担持アルミナ粒子を得た。
(Comparative Example 1)
First, the amount of Pd supported on 100 parts by mass of alumina particles on alumina particles (particles prepared by crushing the trade name "C20" manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.) having an average particle diameter of 6 μm by crushing in advance is 0. Pd-supported alumina particles were obtained by impregnating and supporting a palladium nitrate solution so as to have a volume of 04 parts by mass, drying at 110 ° C. for 12 hours, and then firing at 500 ° C. for 3 hours.

次に、前記Pd担持アルミナ粒子と、平均直径が4μmのポリエチレンテレフタラート製の繊維(平均アスペクト比:14)からなる繊維状造孔材とを、イオン交換水125mLに添加し、アトライタミルを用いて撹拌速度300rpmで30分間混合することにより、触媒スラリーを調製した。このように、前記繊維状造孔材の使用量は、アルミナ粒子100質量部に対して4質量部とした。 Next, the Pd-supported alumina particles and a fibrous pore-forming material made of polyethylene terephthalate fibers having an average diameter of 4 μm (average aspect ratio: 14) were added to 125 mL of ion-exchanged water, and the atomizer mill was used. A catalytic slurry was prepared by mixing at a stirring speed of 300 rpm for 30 minutes. As described above, the amount of the fibrous pore-forming material used was 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alumina particles.

次いで、触媒スラリーをコージェライト製のハニカム基材(直径30mm、長さ25mm、容積:17.5ml、セル密度:400cell/inch)に、焼成後のコート層(排ガス浄化用触媒の層)の担持量(被覆量)がハニカム基材の容量1Lあたりに対して200g/Lとなるようにウオッシュコートすることにより、該ハニカム基材の表面に触媒スラリー層(コート層)を形成した。次いで、前記触媒スラリー層が形成されたハニカム基材を、大気中において500℃の温度条件で1時間焼成することにより、ハニカム基材上のコート層として排ガス浄化用触媒を製造した。 Next, the catalyst slurry was applied to a honeycomb base material (diameter 30 mm, length 25 mm, volume: 17.5 ml, cell density: 400 cell / inch 2 ) made of Cordellite, and the coated layer (layer of the catalyst for exhaust gas purification) after firing was applied. A catalyst slurry layer (coat layer) was formed on the surface of the honeycomb base material by wash-coating so that the supported amount (coating amount) was 200 g / L per 1 L of the capacity of the honeycomb base material. Next, the honeycomb base material on which the catalyst slurry layer was formed was fired in the air at a temperature of 500 ° C. for 1 hour to produce an exhaust gas purification catalyst as a coat layer on the honeycomb base material.

なお、このようにして得られた排ガス浄化用触媒においては、金属酸化物粒子(アルミナ粒子)の成形体(担体)100質量部に対する貴金属(Pd)の担持量は0.04質量部であった。また、このような焼成後のコート層(排ガス浄化用触媒の層)の厚みは100μmであった。また、参考例1と同様にして、得られた排ガス浄化用触媒中の金属酸化物粒子の成形体(担体)の細孔の平均細孔直径及び排ガス浄化用触媒の空隙率を確認(測定)するとともに、排ガス浄化用触媒(コート層)の表面をEPMAにより分析して全測定点の貴金属の担持量の平均値(A)及び前記合計領域の測定点における貴金属の担持量の平均値(B)並びに平均値(A)に対する平均値(B)の倍率を求めた。得られた排ガス浄化用触媒の特性を表1に示す。 In the catalyst for purifying exhaust gas thus obtained, the amount of the noble metal (Pd) supported on 100 parts by mass of the molded body (carrier) of the metal oxide particles (alumina particles) was 0.04 parts by mass. .. Further, the thickness of the coat layer (layer of the catalyst for purifying exhaust gas) after such firing was 100 μm. Further, in the same manner as in Reference Example 1, the average pore diameter of the pores of the molded body (carrier) of the metal oxide particles in the obtained exhaust gas purification catalyst and the porosity of the exhaust gas purification catalyst were confirmed (measurement). At the same time, the surface of the exhaust gas purification catalyst (coat layer) is analyzed by EPMA, and the average value of the amount of noble metal supported at all measurement points (A) and the average value of the amount of noble metal supported at the measurement points in the total region (B). ) And the multiplication factor of the average value (B) with respect to the average value (A). Table 1 shows the characteristics of the obtained exhaust gas purification catalyst.

(比較例2)
前記繊維状造孔材の使用量を、アルミナ粒子100質量部に対して4質量部からアルミナ粒子100質量部に対して2質量部に変更した以外は比較例1と同様にして排ガス浄化用触媒を得た。このようにして得られた排ガス浄化用触媒においては、金属酸化物粒子(アルミナ粒子)の成形体(担体)100質量部に対する貴金属(Pd)の担持量は0.04質量部であった。なお、参考例1と同様にして、得られた排ガス浄化用触媒中の金属酸化物粒子の成形体(担体)の細孔の平均細孔直径及び排ガス浄化用触媒の空隙率を確認(測定)するとともに、排ガス浄化用触媒(コート層)の表面をEPMAにより分析して全測定点の貴金属の担持量の平均値(A)及び前記合計領域の測定点における貴金属の担持量の平均値(B)並びに平均値(A)に対する平均値(B)の倍率を求めた。得られた排ガス浄化用触媒の特性を表1に示す。
(Comparative Example 2)
Exhaust gas purification catalyst in the same manner as in Comparative Example 1 except that the amount of the fibrous pore-forming material used was changed from 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of alumina particles to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of alumina particles. Got In the catalyst for purifying exhaust gas thus obtained, the amount of the noble metal (Pd) supported on 100 parts by mass of the molded body (carrier) of the metal oxide particles (alumina particles) was 0.04 parts by mass. In the same manner as in Reference Example 1, the average pore diameter of the pores of the molded body (carrier) of the metal oxide particles in the obtained exhaust gas purification catalyst and the porosity of the exhaust gas purification catalyst were confirmed (measurement). At the same time, the surface of the exhaust gas purification catalyst (coat layer) is analyzed by EPMA, and the average value of the amount of noble metal supported at all measurement points (A) and the average value of the amount of noble metal supported at the measurement points in the total region (B). ) And the multiplication factor of the average value (B) with respect to the average value (A). Table 1 shows the characteristics of the obtained exhaust gas purification catalyst.

(比較例3)
前記繊維状造孔材を使用しなかった以外は、比較例1と同様にして排ガス浄化用触媒を得た。このようにして得られた排ガス浄化用触媒においては、その製造方法からも明らかなように、金属酸化物粒子(アルミナ粒子)の成形体(担体)100質量部に対する貴金属(Pd)の担持量は0.04質量部であった。なお、参考例1と同様にして、得られた排ガス浄化用触媒中の金属酸化物粒子の成形体(担体)の細孔の平均細孔直径を確認(測定)したところ、平均細孔直径が0.5〜20μmとなるようなマクロ孔は確認されなかった。また、参考例1と同様にして、排ガス浄化用触媒の空隙率を求めるとともに、排ガス浄化用触媒(コート層)の表面をEPMAにより分析して全測定点の貴金属の担持量の平均値(A)を求めた(なお、マクロ孔が確認されなかったため、平均値(B)は測定できなかった。)。得られた排ガス浄化用触媒の特性を表1に示す。
(Comparative Example 3)
An exhaust gas purification catalyst was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the fibrous pore-forming material was not used. In the catalyst for purifying exhaust gas thus obtained, as is clear from the production method, the amount of the noble metal (Pd) supported on 100 parts by mass of the molded body (carrier) of the metal oxide particles (alumina particles) is It was 0.04 parts by mass. In the same manner as in Reference Example 1, when the average pore diameter of the pores of the molded body (carrier) of the metal oxide particles in the obtained exhaust gas purification catalyst was confirmed (measured), the average pore diameter was found. No macropores with a diameter of 0.5 to 20 μm were confirmed. Further, in the same manner as in Reference Example 1, the porosity of the exhaust gas purification catalyst is obtained, and the surface of the exhaust gas purification catalyst (coat layer) is analyzed by EPMA, and the average value of the amount of noble metal supported at all measurement points (A). ) Was calculated (Note that the mean value (B) could not be measured because no macropores were confirmed). Table 1 shows the characteristics of the obtained exhaust gas purification catalyst.

[排ガス浄化用触媒の触媒活性の評価]
参考例1〜2、実施例1及び比較例1〜3で得られた排ガス浄化用触媒をそれぞれ用いて、以下のようにして、各触媒の触媒活性を測定した。すなわち、このような触媒活性の測定試験においては、先ず、固定床流通式反応装置を用い、ガス流路に導入された入りガスが排ガス浄化用触媒に接触した後(触媒通過後)にガス流路の出口に向かうように、ガス流路に排ガス浄化用触媒を設置した。次いで、前記ガス流路への入りガスとしてO(0.28容量%)及びN(残部)からなるガス(A)を、温度(入りガス温度)を500℃として50000ml/分の流量でガス流路に15分間供給した。その後、入りガスの種類を前記ガス(A)から、O(0.28容量%)、C(0.15容量%C[炭素換算の容量%])及びN(残部)からなるガス(B)に変更して、該ガス(B)を、温度(入りガス温度)を500℃として50000ml/分の流量でガス流路に供給し、該ガス(B)の導入を開始(Cガスの導入を開始)した時点から、排ガス浄化用触媒に接触した後(触媒通過後)の出ガス中のCOの濃度の測定を開始して、COの濃度が0.08容量%C(全てのCがCOとHOとに転化した場合の約1/2の量)となるまでの時間(かかる時間を、以下において、場合により「CO−T50」と称する)を測定した。このような時間(CO−T50)は、COへの転化率が約50%に到達するまでの時間(単位:秒)であり(ただし、本測定においてCO−T50は装置上の応答遅れ時間も含んだ時間とする)、かかる時間によりCOの生成速度を比較することが可能となる。ガス(A)及び(B)の組成を表2に示し、各排ガス浄化触媒のCO−T50の測定結果を図5に示す。
[Evaluation of catalytic activity of exhaust gas purification catalyst]
Using the exhaust gas purification catalysts obtained in Reference Examples 1 and 2, Examples 1 and Comparative Examples 1 and 3, the catalytic activity of each catalyst was measured as follows. That is, in such a catalyst activity measurement test, first, a fixed-bed flow reactor is used, and the gas flow after the incoming gas introduced into the gas flow path comes into contact with the exhaust gas purification catalyst (after passing through the catalyst). An exhaust gas purification catalyst was installed in the gas flow path toward the exit of the road. Next, the gas (A) composed of O 2 (0.28% by volume) and N 2 (remaining portion) is used as the gas entering the gas flow path at a flow rate of 50,000 ml / min with the temperature (entering gas temperature) of 500 ° C. It was supplied to the gas flow path for 15 minutes. After that, the type of entering gas is changed from the gas (A) to O 2 (0.28% by volume), C 3 H 6 (0.15 by volume C [carbon equivalent volume%]) and N 2 (remaining). The gas (B) is supplied to the gas flow path at a flow rate of 50,000 ml / min at a temperature (entering gas temperature) of 500 ° C., and the introduction of the gas (B) is started ( From the time when the introduction of C 3 H 6 gas was started), the measurement of the concentration of CO 2 in the gas emitted after contacting with the exhaust gas purification catalyst (after passing through the catalyst) was started, and the concentration of CO 2 was 0. The time required to reach 08 volume% C (about half the amount when all C 3 H 6 is converted to CO 2 and H 2 O) (the time required is hereinafter referred to as “CO 2 −” in some cases. T50 ”) was measured. Such time (CO 2 -T50) is the time to conversion to CO 2 reaches about 50% (unit: seconds) (however, CO 2 -T50 in the measurement response of the device It is possible to compare the CO 2 generation rate according to the time taken (the time including the delay time). The composition of the gas (A) and (B) shown in Table 2 shows the results of measurement of CO 2 -T50 each exhaust gas purifying catalyst in FIG.

図5に示す結果からも明らかなように、500℃の温度条件下において、参考例1〜2及び実施例1で得られた排ガス浄化用触媒はいずれも、比較例1〜3で得られた排ガス浄化用触媒と比較して、COの生成速度(転化速度)がより速く、本発明の排ガス浄化用触媒(実施例1)及び参考例1〜2で得られた排ガス浄化用触媒によれば、触媒活性がより高度なものとなることが確認された。 As is clear from the results shown in FIG. 5, the exhaust gas purification catalysts obtained in Reference Examples 1 and 2 and Example 1 were all obtained in Comparative Examples 1 and 3 under the temperature condition of 500 ° C. The CO 2 production rate (conversion rate) is faster than that of the exhaust gas purification catalyst, and the exhaust gas purification catalyst of the present invention (Example 1) and the exhaust gas purification catalysts obtained in Reference Examples 1 and 2 are used. For example, it was confirmed that the catalytic activity becomes higher.

このような結果と、本発明の排ガス浄化用触媒(実施例1)及び参考例1〜2で得られた排ガス浄化用触が表1に示す結果からマクロ孔の近傍の貴金属(Pd)の分布が高いことが明らかであること、比較例3で得られた排ガス浄化用触媒がマクロ孔を有していないこと、等を併せ勘案すれば、本発明の排ガス浄化用触媒(実施例1)及び参考例1〜2で得られた排ガス浄化用触媒は、担体(金属酸化物粒子の成形体)がマクロ孔を有し、かつ、該マクロ孔の近傍の貴金属(Pd)の担持量が他の部位の貴金属の担持量と比較して高くなっていることに基づいて、触媒活性がより高度なものとなったことが明らかである。 From these results and the results shown in Table 1 for the exhaust gas purification catalyst of the present invention (Example 1) and the exhaust gas purification touch obtained in Reference Examples 1 and 2, the distribution of the noble metal (Pd) in the vicinity of the macropores. Considering the fact that the catalyst for purifying the exhaust gas obtained in Comparative Example 3 does not have macropores, etc., the catalyst for purifying the exhaust gas of the present invention (Example 1) and In the catalyst for purifying exhaust gas obtained in Reference Examples 1 and 2 , the carrier (molded body of metal oxide particles) has macropores, and the amount of noble metal (Pd) supported in the vicinity of the macropores is other. It is clear that the catalytic activity became more advanced based on the fact that it was higher than the amount of the noble metal supported at the site.

以上説明したように、本発明によれば、より高度な触媒活性を有するものとすることが可能な排ガス浄化用触媒及びその排ガス浄化用触媒を効率よく製造することが可能な排ガス浄化用触媒の製造方法を提供することが可能となる。したがって、本発明の排ガス浄化用触媒及びその製造方法は、自動車用エンジン等の内燃機関から排出される排ガス中に含まれる有害成分を浄化するための排ガス浄化用触媒及びその製造方法として特に有用である。 As described above, according to the present invention, an exhaust gas purification catalyst capable of having a higher catalytic activity and an exhaust gas purification catalyst capable of efficiently producing the exhaust gas purification catalyst thereof. It becomes possible to provide a manufacturing method. Therefore, the exhaust gas purification catalyst of the present invention and its manufacturing method are particularly useful as an exhaust gas purifying catalyst for purifying harmful components contained in exhaust gas emitted from an internal combustion engine such as an automobile engine and a manufacturing method thereof. is there.

S…担体、N…貴金属、P…マクロ孔の壁面、O…マクロ孔の開口部、D1…図1の左側の担体Sの壁面Pに対して担体側の方向、D2…図1の左側の担体Sの壁面Pに対してマクロ孔の空隙側の方向、A…マクロ孔の壁面から担体側に向かって3μmの領域、A…マクロ孔の壁面から該マクロ孔の空隙側に向かって1μmの領域、L〜L…それぞれEPMAの線分析の測定部位を模式的に示す線。 S ... Carrier, N ... Precious metal, P ... Macro hole wall surface, O ... Macro hole opening, D1 ... Carrier side direction with respect to wall surface P of carrier S on the left side of FIG. 1, D2 ... Left side of FIG. The direction of the gap side of the macro hole with respect to the wall surface P of the carrier S, A 1 ... a region of 3 μm from the wall surface of the macro hole toward the carrier side, A 2 ... from the wall surface of the macro hole toward the void side of the macro hole. 1 μm region, L 1 to L 3 ... Lines schematically showing the measurement sites of EPMA line analysis.

Claims (3)

平均直径が0.7〜15μmの繊維状造孔材に対して貴金属を担持して貴金属担持造孔材を得る工程と、
貴金属が担持された金属酸化物粒子と前記貴金属担持造孔材とを混合して触媒スラリーを得る工程と、
前記触媒スラリーを成形した後に焼成することにより、前記金属酸化物粒子の成形体からなりかつ平均細孔直径が0.5〜20μmのマクロ孔を有する担体と該担体に担持された貴金属とを備え、かつ、電子プローブマイクロアナライザーを用いて前記担体に担持された貴金属の分布状態を確認した場合に、全測定点における貴金属の担持量の平均値(A)に対して、前記マクロ孔の壁面から担体側に向かって3μmの領域と前記マクロ孔の壁面から該マクロ孔の空隙側に向かって1μmの領域との合計領域の測定点における貴金属の担持量の平均値(B)が1.1倍以上となっている排ガス浄化用触媒を得る工程と、
を含むことを特徴とする排ガス浄化用触媒の製造方法。
A step of supporting a noble metal on a fibrous pore-forming material having an average diameter of 0.7 to 15 μm to obtain a noble metal-supported pore-forming material.
A step of mixing the noble metal-supported metal oxide particles and the noble metal-supported pore-forming material to obtain a catalyst slurry, and
By molding the catalyst slurry and then firing it, a carrier made of a molded body of the metal oxide particles and having macropores having an average pore diameter of 0.5 to 20 μm and a noble metal supported on the carrier are provided. In addition, when the distribution state of the noble metal supported on the carrier was confirmed using an electron probe microanalyzer, the average value (A) of the amount of noble metal supported at all measurement points was seen from the wall surface of the macropore. The average value (B) of the amount of noble metal supported at the measurement points in the total region of the region 3 μm toward the carrier side and the region 1 μm from the wall surface of the macropore toward the void side of the macropore is 1.1 times. The process of obtaining the catalyst for purifying exhaust gas as described above and
A method for producing a catalyst for purifying exhaust gas, which comprises.
前記貴金属担持造孔材中の貴金属の含有量が、前記排ガス浄化用触媒中の貴金属の総量の10質量%以上であることを特徴とする請求項に記載の排ガス浄化用触媒の製造方法。 The content of noble metal of the noble metal loaded pore former in the method for producing a catalyst for purification of exhaust gas according to claim 1, wherein at least 10 wt% of the total amount of noble metal of the exhaust gas purifying catalyst. 前記金属酸化物粒子が、前記排ガス浄化用触媒中の貴金属の総量の90質量%以下が担持された金属酸化物粒子であることを特徴とする請求項1又は2に記載の排ガス浄化用触媒の製造方法。 The exhaust gas purification catalyst according to claim 1 or 2 , wherein the metal oxide particles are metal oxide particles in which 90% by mass or less of the total amount of the noble metal in the exhaust gas purification catalyst is supported. Production method.
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