JPH1119514A - Catalyst for cleaning lean exhaust gas - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンからの排ガスなど、被酸化性成分を酸化するのに必要
な量よりも過剰の酸素を含むリーン排ガス中の有害物質
を効率よく除去できるリーン排ガス浄化用触媒に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lean exhaust gas capable of efficiently removing harmful substances contained in a lean exhaust gas, such as an exhaust gas from a diesel engine, which contains oxygen in excess of an amount necessary for oxidizing oxidizable components. It relates to a purification catalyst.
【0002】[0002]
【従来の技術】ガソリンエンジンについては、排ガスの
厳しい規制とそれに対処できる技術の進歩により、排ガ
ス中の有害物質は確実に減少している。しかしディーゼ
ルエンジンについては、有害成分が主としてパティキュ
レートとして排出されるという特異な事情から、規制も
技術の開発もガソリンエンジンに比べて遅れており、有
害物質を確実に浄化できる排ガス浄化触媒の開発が望ま
れている。2. Description of the Related Art Regarding gasoline engines, harmful substances in exhaust gas have been steadily reduced due to strict regulations on exhaust gas and advances in technology capable of coping with it. However, in the case of diesel engines, regulations and development of technology have been delayed compared to gasoline engines due to the unique circumstances that harmful components are mainly emitted as particulates, and the development of exhaust gas purification catalysts that can reliably purify harmful substances has been developed. Is desired.
【0003】現在までに開発されているディーゼルエン
ジン排ガス浄化用触媒としては、大きく分けてトラップ
触媒と、オープン型SOF(Soluble Organic Fractio
n)分解触媒とが知られている。このうちトラップ触媒
は、ディーゼルパティキュレートを捕捉してその排出を
規制するものであり、特にドライスーツの比率の高い排
ガスに有効である。しかしながらトラップ触媒では、捕
捉されたディーゼルパティキュレートを焼却するための
再生処理装置が必要となり、再生時の触媒構造体の割
れ、アッシュによる閉塞あるいはシステムが複雑になる
など、実用上多くの課題を残している。[0003] The diesel engine exhaust gas purifying catalysts which have been developed so far are roughly classified into trap catalysts and open type SOF (Soluble Organic Fractio).
n) Decomposition catalysts are known. Of these, the trap catalyst captures diesel particulates and regulates their emission, and is particularly effective for exhaust gas with a high dry suit ratio. However, trapping catalysts require regeneration equipment to incinerate trapped diesel particulates, leaving many practical problems, such as cracking of the catalyst structure during regeneration, clogging by ash, or complicated systems. ing.
【0004】一方オープン型SOF分解触媒は、例えば
特開平3−38255号公報に示されるように、ガソリ
ンエンジンと同様に活性アルミナなどの担持層に白金族
金属などの触媒貴金属を担持した触媒が利用され、CO
(一酸化炭素)やHC(炭化水素)とともにSOFを酸
化分解して浄化している。このオープン型SOF分解触
媒は、ドライスーツの除去率が低いという欠点がある
が、ドライスーツの量はディーゼルエンジンや燃料自体
の改良によって低減することが可能であり、かつ再生処
理装置が不要という大きなメリットがあるため、今後の
一段の技術の向上が期待されている。On the other hand, an open-type SOF cracking catalyst, as disclosed in, for example, JP-A-3-38255, uses a catalyst in which a catalytic noble metal such as a platinum group metal is supported on a supporting layer of activated alumina or the like as in a gasoline engine. And CO
SOF is purified by oxidative decomposition together with (carbon monoxide) and HC (hydrocarbon). This open-type SOF cracking catalyst has a drawback that the removal rate of dry suit is low, but the amount of dry suit can be reduced by improving the diesel engine and the fuel itself, and there is no need for a regeneration treatment device. Because of the merits, further improvement in technology is expected in the future.
【0005】ところがオープン型SOF分解触媒は、高
温下ではSOFを効率良く分解可能であるが、低温条件
では触媒貴金属の触媒作用が低いためにSOFの浄化性
能が低いという欠点がある。また未燃のSOFによって
触媒貴金属が覆われるために、触媒貴金属の活性が低下
するというSOF被毒が生じることも多い。そのためエ
ンジン始動時やアイドリング運転時などには、排ガスの
温度が低く、未分解のSOFが排出されるという不具合
があった。また排出されないまでも煤となってハニカム
通路内に堆積する現象が起こる。そして堆積した煤によ
り触媒に目詰まりが生じ、触媒性能が低下するという不
具合があった。[0005] However, the open type SOF decomposition catalyst can efficiently decompose SOF at a high temperature, but has a disadvantage that the catalytic performance of a catalytic noble metal is low at a low temperature condition, so that the SOF purification performance is low. Further, since the catalytic noble metal is covered with the unburned SOF, the SOF poisoning in which the activity of the catalytic noble metal is reduced often occurs. Therefore, when the engine is started or the engine is idling, the temperature of the exhaust gas is low and undecomposed SOF is discharged. Also, a phenomenon occurs in which it becomes soot and accumulates in the honeycomb passage even if it is not discharged. Then, there is a problem that the catalyst is clogged by the deposited soot and the catalyst performance is reduced.
【0006】そこで従来より、助触媒として酸化セリウ
ムを併用することが行われている。酸化セリウムは酸素
ストアレージ能を有し、酸化セリウムから放出される酸
素は低温活性が高い。したがってエンジン始動時やアイ
ドリング運転時などにおいても、酸化セリウムが触媒貴
金属に活性な酸素を与えるため、触媒貴金属を失活させ
ているSOFが燃焼しやすくなり触媒活性が復活する。Therefore, conventionally, cerium oxide has been used in combination as a co-catalyst. Cerium oxide has an oxygen storage capacity, and oxygen released from cerium oxide has high low-temperature activity. Therefore, even when the engine is started or idling, the cerium oxide gives active oxygen to the catalytic noble metal, so that the SOF deactivating the catalytic noble metal easily burns and the catalytic activity is restored.
【0007】なお、排ガス浄化用触媒は高温で使用され
るので、高温における浄化活性が高いことが必要であ
る。そのため酸化セリウムには、高温での使用時に比表
面積の低下が生じないこと、つまり耐熱性に優れている
ことが要求されている。そこで従来より、酸化セリウム
に酸化ジルコニウムやセリウムを除く希土類元素の酸化
物を固溶させて安定化することが行われている。Since the exhaust gas purifying catalyst is used at a high temperature, it is necessary that the catalyst has a high purifying activity at a high temperature. Therefore, it is required that cerium oxide does not cause a decrease in specific surface area when used at a high temperature, that is, has excellent heat resistance. Therefore, it has been conventionally performed to stabilize cerium oxide by dissolving an oxide of a rare earth element other than zirconium oxide and cerium.
【0008】例えば特開平4−55315号公報には、
セリウムの水溶性塩とジルコニウムの水溶性塩の混合水
溶液から酸化セリウムと酸化ジルコニウムとを共沈さ
せ、それを熱処理する酸化セリウム微粉体の製造方法が
開示されている。この製造方法によれば、共沈物を熱処
理することによりセリウムとジルコニウムは複合酸化物
となり、互いに固溶したセリア・ジルコニア固溶体が生
成する。For example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-55315 discloses that
Cerium oxide and zirconium oxide are coprecipitated from a mixed aqueous solution of a water-soluble salt of cerium and a water-soluble salt of zirconium, and a method for producing cerium oxide fine powder is disclosed, which is subjected to heat treatment. According to this manufacturing method, cerium and zirconium become a composite oxide by heat-treating the coprecipitate, and a ceria-zirconia solid solution forming a solid solution with each other is generated.
【0009】また特開平4−284847号公報には、
含浸法又は共沈法により、酸化ジルコニウム又は希土類
元素の酸化物と酸化セリウムとが固溶した粉末を製造す
ることが示されている。このように酸化セリウムに酸化
ジルコニウムを固溶させることにより、セリア・ジルコ
ニア固溶体における高熱による比表面積の低下が抑制さ
れ、酸化セリウムの酸素ストアレージ能の低下を防止す
ることができる。Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-284847 discloses that
It is disclosed that a powder in which an oxide of zirconium oxide or a rare earth element and cerium oxide are dissolved in a solid solution is produced by an impregnation method or a coprecipitation method. By dissolving zirconium oxide in cerium oxide in this manner, a decrease in specific surface area due to high heat in the ceria-zirconia solid solution can be suppressed, and a decrease in oxygen storage capacity of cerium oxide can be prevented.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところが本発明者らの
研究によれば、比表面積の低下が抑制されているにもか
かわらず、耐久試験後にはセリア・ジルコニア固溶体の
酸素ストアレージ能が約1/10にまで低下することが
明らかとなった。この原因は、排ガス中に含まれる硫黄
酸化物とセリア・ジルコニア固溶体とが反応し、硫酸塩
となることによって酸素ストアレージ能が失活するとい
う硫黄被毒が生じるためである。特にリーン雰囲気の排
ガスでは、硫酸塩の還元が困難であり酸素ストアレージ
能の復活は困難である。According to the study of the present inventors, however, the oxygen storage capacity of the solid solution of ceria-zirconia is about 1 after the endurance test, although the decrease in specific surface area is suppressed. It has been clarified to decrease to / 10. This is because sulfur poisoning occurs in that the sulfur oxide contained in the exhaust gas reacts with the ceria-zirconia solid solution to form a sulfate, thereby deactivating the oxygen storage capacity. In particular, in the case of an exhaust gas in a lean atmosphere, it is difficult to reduce sulfate and it is difficult to restore oxygen storage capacity.
【0011】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、リーン排ガス中におけるセリア・ジルコニ
ア固溶体の硫黄被毒を抑制し、耐久性に優れた排ガス浄
化用触媒とすることを目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying catalyst which suppresses sulfur poisoning of a solid solution of ceria-zirconia in lean exhaust gas and has excellent durability. I do.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項1記載のリーン排ガス浄化用触媒の特徴は、酸化セリ
ウムに酸化ジルコニウムが固溶したセリア・ジルコニア
固溶体を含み、セリア・ジルコニア固溶体中の酸化セリ
ウムに対する酸化ジルコニウムの固溶度が50%以上で
あり、かつ結晶子の平均径が10nm以下であり、さら
にセリア・ジルコニア固溶体中のジルコニウムの比率が
モル比で0.55≦Zr/(Ce+Zr)≦0.90の
範囲にある酸化物固溶体粒子と、触媒貴金属と、耐火性
の多孔質体と、よりなることにある。According to a first aspect of the present invention, there is provided a lean exhaust gas purifying catalyst comprising a ceria-zirconia solid solution in which zirconium oxide is dissolved in cerium oxide. The solid solubility of zirconium oxide in cerium oxide is 50% or more, the average diameter of crystallites is 10 nm or less, and the ratio of zirconium in the ceria-zirconia solid solution is 0.55 ≦ Zr / (Ce + Zr) in molar ratio. ) ≦ 0.90, comprising oxide solid solution particles, a catalytic noble metal, and a refractory porous material.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】固溶度とは次式(1)によって定
義される値をいう。 固溶度(%)= 100×(酸化セリウムの総量に固溶した酸化ジルコニウムの量)/酸化 ジルコニウムの総量 … (1) ここで、セリア・ジルコニア固溶体(固溶度100%)
のジルコニア濃度x(mol%)と格子定数a(オング
ストローム)の間には式(2)の関係がある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The solid solubility refers to a value defined by the following equation (1). Solid solubility (%) = 100 × (amount of zirconium oxide dissolved in the total amount of cerium oxide) / total amount of zirconium oxide (1) where, ceria-zirconia solid solution (solid solubility 100%)
Equation (2) exists between the zirconia concentration x (mol%) and the lattice constant a (angstrom).
【0014】 x=(5.423−a)/0.003 …(2) これは次のように導出された。各酸化セリウム、酸化ジ
ルコニウムの配合比において界面活性剤の量を増加させ
ながら後述の実施例1と同様の調製を行い格子定数を測
定すると、その格子定数の値はある一定の値に漸近す
る。酸化セリウム/酸化ジルコニウム=5/5の組成の
例を図2に示す。これを各組成で行い、界面活性剤の多
い領域で得られる格子定数を、酸化ジルコニウム濃度に
対してプロットすると図3となる。この値を最小二乗法
によって整理したものが式(2)である。X = (5.423-a) /0.003 (2) This was derived as follows. When the same preparation as in Example 1 described later is performed and the lattice constant is measured while increasing the amount of the surfactant in the mixing ratio of each cerium oxide and zirconium oxide, the value of the lattice constant asymptotically approaches a certain value. FIG. 2 shows an example of a composition of cerium oxide / zirconium oxide = 5/5. This is performed for each composition, and the lattice constant obtained in the region with a large amount of surfactant is plotted against the zirconium oxide concentration, as shown in FIG. Equation (2) is obtained by rearranging the values by the least square method.
【0015】図3中で酸化ジルコニウム濃度0%及び1
00%の時のプロットは、JCPDSカードに示されて
いる値である。図3の各プロットはベガード(Vegard)
の法則に従っており、式(2)は固溶度100%の際の
酸化ジルコニウム濃度と格子定数の関係を示しているこ
とが判断できる。式(1)と式(2)を基に、セリア・
ジルコニア固溶体の固溶度S(%)は式(3)によって
示される。In FIG. 3, the zirconium oxide concentrations of 0% and 1
The plot at 00% is the value shown on the JCPDS card. Each plot in FIG. 3 is Vegard
It can be determined that equation (2) shows the relationship between the zirconium oxide concentration and the lattice constant when the solid solubility is 100%. Based on equations (1) and (2), ceria
The solid solubility S (%) of the zirconia solid solution is represented by equation (3).
【0016】 S=100×(x/C)×〔(100−C)/(100−x)〕 …(3) ここでxは式(2)によって求められる。試料中の酸化
ジルコニウム含有率Cは、セリウムとジルコニウムの配
合比から求められる。請求項1に記載の本発明の排ガス
浄化用触媒では、セリア・ジルコニア固溶体中の酸化セ
リウムに対する酸化ジルコニウムの固溶度が50%以上
である。固溶度が50%以上であれば、酸素吸蔵容量
(OSC)は250〜800μmolO 2 /g以上とな
り、酸素ストアレージ能にきわめて優れる。S = 100 × (x / C) × [(100−C) / (100−x)] (3) where x is obtained by equation (2). Oxidation in the sample
The zirconium content C is determined by the distribution of cerium and zirconium.
It is determined from the ratio. The exhaust gas of the present invention according to claim 1
For purification catalysts, cerium oxide in ceria-zirconia solid solution
Solid solubility of zirconium oxide in lithium is 50% or more
It is. If the solid solubility is 50% or more, oxygen storage capacity
(OSC) is 250-800 μmolO Two/ G or more
It is extremely excellent in oxygen storage capacity.
【0017】また本発明にいう酸化物固溶体粒子では、
セリア・ジルコニア固溶体の結晶子の平均径が10nm
以下である。この結晶子の大きさは、X線回折ピークの
半値幅より、次式のシェラーの式を用いて算出される。 D=kλ/(βcosθ) ここでk:定数0.9、λ:X線波長(Å)、β:試料
の回折線幅−標準試料の回折線幅(ラジアン)、θ:回
折角(度)である。In the oxide solid solution particles according to the present invention,
Crystallite of ceria-zirconia solid solution has an average diameter of 10 nm
It is as follows. The size of the crystallite is calculated from the half-width of the X-ray diffraction peak using the following Scherrer equation. D = kλ / (βcos θ) where k: constant 0.9, λ: X-ray wavelength (Å), β: diffraction line width of sample−diffraction line width of standard sample (radian), θ: diffraction angle (degree) It is.
【0018】結晶子の平均径が10nm以下であれば、
結晶子が緻密な充填になっておらず、結晶子間に細孔を
もった固溶体粒子となっている。平均粒子径が10nm
を超えると、細孔容積及び比表面積が低下し耐熱性も低
下するようになる。なお本発明にいう酸化物固溶体粒子
の比表面積は1m2 /g以上、さらには20m2 /g以
上、より好ましくは50m2 /g以上であることが望ま
しい。If the average diameter of the crystallite is 10 nm or less,
The crystallites are not densely packed, and are solid solution particles having pores between the crystallites. Average particle size is 10nm
If it exceeds, the pore volume and the specific surface area decrease, and the heat resistance also decreases. Note the specific surface area of the oxide solid solution particles in the present invention is 1 m 2 / g or more, further 20 m 2 / g or more, and more preferably at 50 m 2 / g or more.
【0019】本発明にいうセリア・ジルコニア固溶体で
は、酸化第2セリウムの蛍石構造を保ったままセリウム
の位置の一部をジルコニウムが置換して固溶体となり、
ジルコニアが十分固溶している。その固溶体中では、ジ
ルコニウムイオンはセリウムイオンよりも15%程度小
さい。したがって、その固溶体が多くの酸素を排出し、
それに伴ってセリウムイオンが4価から3価に変化して
15%程度体積膨張を起こしても、ジルコニウムイオン
の存在が結晶格子の歪みを緩和できるために、酸素の脱
離が容易となると考えられる。また正方晶や単斜晶など
に比べて立方晶は酸素イオンの移動が容易であるため、
より高いOSCを示す。In the ceria-zirconia solid solution according to the present invention, a part of the cerium position is replaced by zirconium while maintaining the fluorite structure of cerium oxide to form a solid solution,
Zirconia is sufficiently dissolved. In the solid solution, zirconium ions are about 15% smaller than cerium ions. Therefore, the solid solution emits a lot of oxygen,
Accordingly, even if cerium ions change from tetravalent to trivalent and cause volume expansion of about 15%, the presence of zirconium ions can alleviate the distortion of the crystal lattice, and thus it is considered that oxygen is easily desorbed. . In addition, cubic crystals are easier to move oxygen ions than tetragonal crystals and monoclinic crystals.
Indicates a higher OSC.
【0020】また結晶子の平均径が10nm以下と小さ
ければ、結晶子間の粒界が大きくなり、粒界を移動する
酸素イオンが移動しやすくなるため、酸素の吸蔵・放出
速度が十分大きくなり、酸素ストアレージ能が一層向上
する。そして酸素の吸蔵・放出は表面で行われるから、
比表面積が20m2 /g以上と大きければ、酸素の吸蔵
・放出速度が十分大きくなり、高いOSCと相まって優
れた酸素ストアレージ能を示す。比表面積が50m2 /
gであればさらに好ましい。If the average diameter of the crystallites is as small as 10 nm or less, the grain boundaries between the crystallites become large, and the oxygen ions moving through the grain boundaries are easily moved. The oxygen storage capacity is further improved. And because oxygen is absorbed and released on the surface,
When the specific surface area is as large as 20 m 2 / g or more, the oxygen storage / release speed becomes sufficiently high, and excellent oxygen storage capability is exhibited in combination with high OSC. The specific surface area is 50m 2 /
g is more preferable.
【0021】セリア・ジルコニア固溶体中のセリウムと
ジルコニウムは、モル比で0.55≦Zr/(Ce+Z
r)≦0.90の範囲である。ジルコニウムの含有率が
55モル%以下になると、固溶体の結晶中でジルコニウ
ムの骨格を形成する作用が弱まり、酸素の脱離により蛍
石構造の立方晶を維持することが困難となるため、酸素
が脱離できなくなりOSCが低下する。そして硫酸塩を
作りやすいセリウムの量が相対的に多くなるため、ある
いは固溶体相が熱力学的に不安定となって硫酸塩を作り
やすくなるため、硫黄被毒が生じやすくなり耐久後のO
SCが低下する。Cerium and zirconium in the ceria-zirconia solid solution have a molar ratio of 0.55 ≦ Zr / (Ce + Z
r) ≦ 0.90. When the content of zirconium is 55 mol% or less, the action of forming the skeleton of zirconium in the solid solution crystal is weakened, and it becomes difficult to maintain a cubic crystal having a fluorite structure due to desorption of oxygen. It cannot be desorbed and the OSC decreases. In addition, since the amount of cerium that easily forms a sulfate is relatively large, or the solid solution phase is thermodynamically unstable and the sulfate is easily formed, sulfur poisoning is likely to occur, and oxygen after durability has been increased.
SC decreases.
【0022】また酸素の吸蔵・放出能はセリウムの3価
と4価の価数変化によるため、ジルコニウムの含有率が
90モル%以上になると、セリウムの絶対量が不足する
ことによりOSCが低下する。すなわち本発明の排ガス
浄化用触媒では、酸化物固溶体粒子中に含まれるセリア
・ジルコニア固溶体において、モル比で0.55≦Zr
/(Ce+Zr)≦0.90としたことにより、硫酸塩
を作りにくいジルコニウムの方が硫酸塩を作りやすいセ
リウムより相対的に多くなり、かつジルコニウムが多い
方が固溶体相が熱力学的に安定となって硫酸塩を作りに
くくなるため、硫黄被毒が防止され耐久性が向上する。Further, since the ability to occlude and release oxygen depends on the trivalent and tetravalent changes in cerium, when the zirconium content exceeds 90 mol%, the absolute amount of cerium becomes insufficient and the OSC decreases. . That is, in the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, the ceria-zirconia solid solution contained in the oxide solid solution particles has a molar ratio of 0.55 ≦ Zr
By setting /(Ce+Zr)≦0.90, zirconium, which hardly forms a sulfate, is relatively more than cerium, which easily forms a sulfate, and zirconium, which has a large amount of zirconium, makes the solid solution phase thermodynamically stable. As a result, it becomes difficult to form sulfate, so that sulfur poisoning is prevented and durability is improved.
【0023】本発明にいう酸化物固溶体粒子は、セリア
・ジルコニア固溶体粒子のみから構成してもよいし、後
述するように、アルカリ土類金属酸化物が混合した構
成、あるいは少なくとも一部がセリア・ジルコニア固溶
体に固溶した構成とすることもできる。また特性に悪影
響を与えない範囲で、他の金属の酸化物を混合あるいは
固溶してもよい。The oxide solid solution particles according to the present invention may be composed of only ceria-zirconia solid solution particles, or may be composed of a mixture of alkaline earth metal oxides, or at least partially composed of ceria-zirconia, as described later. A configuration in which the solid solution is dissolved in a zirconia solid solution may be employed. Further, oxides of other metals may be mixed or dissolved as long as the properties are not adversely affected.
【0024】上記酸化物固溶体粒子を製造するには、例
えば、3価のセリウムを含む化合物及びジルコニウムを
含む化合物が溶解した水溶液に、過酸化水素と界面活性
剤及びアルカリ性物質を添加することによりアルカリ溶
液中に沈殿物を形成する第1工程と、沈殿物を含むアル
カリ溶液を蒸発乾固させ乾燥物を得る第2工程と、乾燥
物を加熱することで、酸化セリウムに酸化ジルコニウム
が固溶したセリア・ジルコニア固溶体を含み、セリア・
ジルコニア固溶体中の酸化セリウムに対する酸化ジルコ
ニウムの固溶度が50%以上かつ結晶子の平均径が10
nm以下であり、さらにセリア・ジルコニア固溶体中の
ジルコニウムの比率がモル比で0.55≦Zr/(Ce
+Zr)≦0.90の範囲にあるセリア・ジルコニア固
溶体粒子よりなる酸化物固溶体粒子を得る第3工程と、
よりなる製造方法を採用することができる。In order to produce the oxide solid solution particles, for example, an alkali solution is prepared by adding hydrogen peroxide, a surfactant and an alkaline substance to an aqueous solution in which a compound containing trivalent cerium and a compound containing zirconium are dissolved. The first step of forming a precipitate in the solution, the second step of evaporating the alkaline solution containing the precipitate to dryness to obtain a dried product, and heating the dried product, the zirconium oxide dissolved in the cerium oxide. Including ceria-zirconia solid solution, ceria
The solid solubility of zirconium oxide to cerium oxide in the zirconia solid solution is 50% or more and the average diameter of crystallites is 10%.
nm or less, and the ratio of zirconium in the ceria-zirconia solid solution is 0.55 ≦ Zr / (Ce
+ Zr) a third step of obtaining oxide solid solution particles comprising ceria-zirconia solid solution particles in the range of 0.90;
Can be adopted.
【0025】上記した製造方法では、先ず第1工程にお
いて、3価のセリウムを含む化合物及びジルコニウムを
含む化合物が溶解した水溶液に、過酸化水素と界面活性
剤及びアルカリ性物質を添加することにより沈殿物を得
る。この第1工程では、先ず3価のセリウムが過酸化水
素と錯体を作り酸化されて4価のセリウムとなるため、
酸化セリウムが酸化ジルコニウムと容易に固溶されやす
くなる。In the above-mentioned production method, first, in the first step, hydrogen peroxide, a surfactant and an alkaline substance are added to an aqueous solution in which a compound containing trivalent cerium and a compound containing zirconium are dissolved, thereby forming a precipitate. Get. In the first step, first, trivalent cerium forms a complex with hydrogen peroxide and is oxidized to tetravalent cerium.
Cerium oxide is easily dissolved with zirconium oxide.
【0026】過酸化水素の添加量は、セリウムイオンの
1/4以上であることが望ましい。過酸化水素の添加量
がセリウムイオンの1/4未満であると、酸化セリウム
と酸化ジルコニウムの固溶が不十分となる。過酸化水素
の過剰の添加は特に悪影響を及ぼさないが、経済的な面
で不利となるのみでメリットはなく、セリウムイオンの
1/2〜2倍の範囲にあることがより望ましい。The amount of hydrogen peroxide to be added is preferably at least 1/4 of cerium ion. If the added amount of hydrogen peroxide is less than 1/4 of the cerium ion, the solid solution of cerium oxide and zirconium oxide becomes insufficient. Excessive addition of hydrogen peroxide has no particular adverse effect, but is only disadvantageous in terms of economy and has no merit, and is more preferably in the range of 1/2 to 2 times the cerium ion.
【0027】なお、過酸化水素の添加時期は特に制限さ
れず、アルカリ性物質及び界面活性剤の添加前でもよい
し、これらと同時あるいはそれより後に添加することも
できる。過酸化水素は後処理が不要となるので特に望ま
しい酸化剤である。そしてアルカリ性物質の添加によ
り、系がアルカリ性となり、セリウム及びジルコニウム
が不溶性の水酸化物あるいは酸化物となって沈殿する。The timing of adding hydrogen peroxide is not particularly limited, and it may be before the addition of the alkaline substance and the surfactant, or may be added simultaneously with or after these. Hydrogen peroxide is a particularly desirable oxidizing agent because no post treatment is required. The addition of the alkaline substance makes the system alkaline, and cerium and zirconium precipitate as insoluble hydroxides or oxides.
【0028】ここで界面活性剤の作用は明らかではない
が、以下のように推察される。つまり、アルカリ性物質
で中和したばかりの状態では、セリウム及びジルコニウ
ムは数nm以下の粒径の非常に微細な水酸化物又は酸化
物の状態で沈殿する。そして界面活性剤の添加により界
面活性剤のミセルの中に複数種の沈殿粒子が均一に取り
込まれ、ミセル中で中和、凝集及び熟成が進行すること
によって、複数成分が均一に含まれ濃縮された小さな空
間の中で固溶体粒子の生成が進行する。さらに、界面活
性剤の分散効果により沈殿微粒子の分散性が向上し、偏
析が小さくなって接触度合いが高まる。これらにより固
溶度が高くなるとともに、結晶子の平均径を小さくする
ことができる。Here, the action of the surfactant is not clear, but is presumed as follows. That is, in the state just neutralized with an alkaline substance, cerium and zirconium precipitate in the state of very fine hydroxide or oxide having a particle size of several nm or less. Then, by adding the surfactant, plural kinds of precipitated particles are uniformly taken into the micelles of the surfactant, and neutralization, aggregation and aging progress in the micelles, whereby the plural components are uniformly contained and concentrated. The formation of solid solution particles proceeds in the small space. Furthermore, the dispersing effect of the surfactant improves the dispersibility of the precipitated fine particles, reduces segregation, and increases the degree of contact. As a result, the solid solubility is increased, and the average diameter of crystallites can be reduced.
【0029】界面活性剤の添加時期は、アルカリ性物質
の先に添加してもよいし、アルカリ性物質と同時でもよ
く、またアルカリ性物質より後に添加することもでき
る。しかし界面活性剤の添加時期があまり遅くなると偏
析が生じてしまうので、アルカリ物質の添加と同時もし
くはそれより前に添加することが望ましい。第2工程で
は、沈殿物を含むアルカリ溶液を蒸発乾固させ、第3工
程でその乾燥物を加熱することにより、セリア・ジルコ
ニア固溶体粒子からなる酸化物固溶体粒子が生成する。The surfactant may be added before the alkaline substance, at the same time as the alkaline substance, or after the alkaline substance. However, if the surfactant is added too late, segregation will occur. Therefore, it is desirable to add the surfactant at the same time as or before the addition of the alkali substance. In the second step, the alkaline solution containing the precipitate is evaporated to dryness, and the dried substance is heated in the third step to generate oxide solid solution particles composed of ceria-zirconia solid solution particles.
【0030】なお第3工程における加熱温度は、300
〜1000℃の範囲とすることが望ましい。300℃よ
り低いとセリア・ジルコニア固溶体粒子の生成が不十分
となり、耐熱性が低下する。また1000℃より高くな
ると、比表面積の低下によりOSCが低下する。3価の
セリウムを含む化合物としては、硝酸セリウム(III
)、塩化セリウム(III )、硫酸セリウム(III )な
どが例示される。またジルコニウムを含む化合物として
は、オキシ硝酸ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニウム
などが例示される。アルカリ土類金属としては、カルシ
ウム、ストロンチウム、バリウムなどが用いられる。The heating temperature in the third step is 300
It is desirable to be in the range of -1000 ° C. When the temperature is lower than 300 ° C., the generation of ceria-zirconia solid solution particles becomes insufficient, and the heat resistance decreases. If the temperature is higher than 1000 ° C., the OSC decreases due to a decrease in specific surface area. Compounds containing trivalent cerium include cerium nitrate (III
), Cerium chloride (III), cerium sulfate (III) and the like. Examples of the compound containing zirconium include zirconium oxynitrate and zirconium oxychloride. As the alkaline earth metal, calcium, strontium, barium or the like is used.
【0031】さらにアルカリ性物質としては、水溶液と
してアルカリ性を示すものであれば用いることができ
る。加熱時に容易に分離できるアンモニアが特に望まし
い。しかしアルカリ金属の水酸化物などの他のアルカリ
性物質であっても、水洗によって容易に除去することが
できるので用いることができる。界面活性剤としては、
陰イオン系、陽イオン系及び非イオン系のいずれも用い
ることができるが、その中でも形成するミセルが内部に
狭い空間を形成しうる形状、例えば球状ミセルを形成し
易い界面活性剤が望ましい。またアルカリによる沈殿形
成条件の下で臨界ミセル濃度(cmc)が0.1mol
/リットル以下のもの、より望ましくは、0.01mo
l/リットル以下の界面活性剤が望ましい。また界面活
性剤が形成するミセルの形状は、球状など内部に狭い空
間ができるものが望ましい。Further, as the alkaline substance, any substance which exhibits alkalinity as an aqueous solution can be used. Ammonia, which can be easily separated on heating, is particularly desirable. However, other alkaline substances such as alkali metal hydroxides can be used because they can be easily removed by washing with water. As a surfactant,
Any of anionic, cationic and nonionic types can be used, and among them, a surfactant capable of easily forming a micelle to form a narrow space therein, for example, a spherical micelle is desirable. In addition, the critical micelle concentration (cmc) is 0.1 mol under the condition of forming a precipitate by alkali.
/ Liter or less, more preferably 0.01 mo
Less than 1 / liter of surfactant is desirable. The micelle formed by the surfactant preferably has a narrow space inside such as a sphere.
【0032】これらの界面活性剤を例示すると、アルキ
ルベンゼンスルホン酸、及びその塩、αオレフィンスル
ホン酸、及びその塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキ
ルエーテル硫酸エステル塩、フェニルエーテル硫酸エス
テル塩、メチルタウリン酸塩、スルホコハク酸塩、エー
テル硫酸塩、アルキル硫酸塩、エーテルスルホン酸塩、
飽和脂肪酸、及びその塩、オレイン酸等の不飽和脂肪
酸、及びその塩、その他のカルボン酸、スルホン酸、硫
酸、リン酸、フェノールの誘導体等の陰イオン性界面活
性剤、ポリオキシエチレンポリプロレンアルキルエーテ
ル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシ
エチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレ
ンポリスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン
ポリオキシポリプロピレンアルキルエーテル、ポリオキ
シエチレンポリオキシプロピレングリコール、多価アル
コール;グリコール;グリセリン;ソルビトール;マン
ニトール;ペンタエリトリトール;ショ糖;など多価ア
ルコールの脂肪酸部分エステル、多価アルコール;グリ
コール;グリセリン;ソルビトール;マンニトール;ペ
ンタエリトリトール;ショ糖;など多価アルコールのポ
リオキシエチレン脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチ
レン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン化ヒマシ油、
ポリグリセン脂肪酸エステル、脂肪酸ジエタノールアミ
ド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、トリエタノー
ルアミン脂肪酸部分エステル、トリアルキルアミンオキ
サイド等の非イオン性界面活性剤、第一脂肪アミン塩、
第二脂肪アミン塩、第三脂肪アミン塩、テトラアルキル
アンモニウム塩;トリアルキルベンジルアンモニウム
塩;アルキルピロジニウム塩;2−アルキル−1−アル
キル−1−ヒドロキシエチルイミダゾリニウム塩;N,
N−ジアルキルモルホリニウム塩;ポリエチレンポリア
ミン脂肪酸アミド塩;等の第四級アンモニウム塩、等の
陽イオン性界面活性剤、ベタイン化合物等の両イオン性
界面活性剤から選ばれる少なくとも一種である。Examples of these surfactants include alkyl benzene sulfonic acid and its salts, α-olefin sulfonic acid and its salts, alkyl sulfates, alkyl ether sulfates, phenyl ether sulfates, and methyl taurate. , Sulfosuccinate, ether sulfate, alkyl sulfate, ether sulfonate,
Saturated fatty acids and their salts, unsaturated fatty acids such as oleic acid and its salts, other anionic surfactants such as carboxylic acid, sulfonic acid, sulfuric acid, phosphoric acid and phenol derivatives, polyoxyethylene polyprolene alkyl Ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene polystyryl phenyl ether, polyoxyethylene polyoxy polypropylene alkyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, polyhydric alcohol; glycol; glycerin; sorbitol; Mannitol; pentaerythritol; sucrose; fatty acid partial esters of polyhydric alcohols, such as polyhydric alcohol; glycol; glycerin; sorbitol; mannitol; Sucrose; polyoxyethylene fatty acid partial esters, such as polyhydric alcohols, polyoxyethylene fatty acid esters, polyoxyethylene castor oil,
Polyglycene fatty acid ester, fatty acid diethanolamide, polyoxyethylene alkylamine, triethanolamine fatty acid partial ester, nonionic surfactant such as trialkylamine oxide, primary fatty amine salt,
A second fatty amine salt, a tertiary fatty amine salt, a tetraalkylammonium salt; a trialkylbenzylammonium salt; an alkylpyridinium salt; a 2-alkyl-1-alkyl-1-hydroxyethylimidazolinium salt;
It is at least one selected from cationic surfactants such as quaternary ammonium salts such as N-dialkylmorpholinium salts; polyethylene polyamine fatty acid amide salts; and zwitterionic surfactants such as betaine compounds.
【0033】なお、上記臨界ミセル濃度(cmc)と
は、ある界面活性剤がミセルを形成する最低の濃度のこ
とである。界面活性剤の添加量としては、製造するセリ
ア・ジルコニア固溶体粒子100重量部に対して1〜5
0重量部となる範囲が望ましい。1重量部以上とするこ
とにより、より固溶度が向上する。50重量部を超える
と、界面活性剤が効果的にミセルを形成しにくくなるお
それがある。The critical micelle concentration (cmc) is the lowest concentration at which a certain surfactant forms micelles. The addition amount of the surfactant is 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the ceria-zirconia solid solution particles to be produced.
A range of 0 parts by weight is desirable. When the content is 1 part by weight or more, the solid solubility is further improved. If it exceeds 50 parts by weight, the surfactant may not be able to effectively form micelles.
【0034】また、前述した製造方法において、得られ
たセリア・ジルコニア固溶体粒子に以下に示す後処理を
施すことが望ましい。すなわち、還元雰囲気(例えば、
一酸化炭素、水素、炭化水素等の気体が含まれる状態)
において、800〜1300℃で熱処理を行えば、固溶
が促進されセリア中にジルコニアの骨格を確実に形成さ
せOSCを高めることができるので、好ましい。このよ
うに、還元雰囲気における熱処理の際には、得られた固
溶体中の酸素の一部が欠落し、陽イオン(セリウム)の
一部が低い価数(3価)に還元された状態となってい
る。しかし、その後空気中で約300℃以上に加熱され
れば容易に元の状態に復帰する。よって、熱処理後の冷
却過程で、約600℃以下で空気と接触させ、元の価数
に復帰させる処理をあわせて行ってもよい。In the above-mentioned production method, it is desirable to subject the obtained ceria-zirconia solid solution particles to the following post-treatment. That is, a reducing atmosphere (for example,
Contains gas such as carbon monoxide, hydrogen and hydrocarbons)
In this case, heat treatment at 800 to 1300 ° C. is preferable because solid solution is promoted and a zirconia skeleton can be surely formed in ceria to increase OSC. Thus, during the heat treatment in the reducing atmosphere, a part of the oxygen in the obtained solid solution is lost, and a part of the cation (cerium) is reduced to a low valence (trivalent). ing. However, if it is heated to about 300 ° C. or more in the air thereafter, it easily returns to the original state. Therefore, in the cooling process after the heat treatment, a process of bringing the material into contact with air at a temperature of about 600 ° C. or lower to restore the original valence may be performed.
【0035】沈殿物の加熱の際に、噴霧乾燥により加熱
した場合には、粉末状のもの(乾燥物)として複合酸化
物が得られる。また、その他の加熱方法による場合に
は、得られる複合酸化物は塊状であるため、ハンマーミ
ル、ボールミル、振動ミルなどで乾式粉砕することによ
り粉末が得られる。ところでセリア・ジルコニア固溶体
は、熱力学的な安定相ではないため、酸化雰囲気での使
用において固溶度が低下する場合がある。そこで、セリ
ア・ジルコニア固溶体にアルカリ土類金属又はセリウム
以外の希土類酸化物の少なくとも一部を固溶させること
が望ましい。これにより固溶体相を一層安定化させるこ
とができる。この目的で用いるものは、セリウム、ジル
コニウムとイオン半径が近いカルシウム、イットリウム
などが適している。When the precipitate is heated by spray drying, a composite oxide is obtained as a powder (dry matter). In the case of using other heating methods, since the obtained composite oxide is in a lump, a powder is obtained by dry pulverization using a hammer mill, a ball mill, a vibration mill or the like. By the way, the ceria-zirconia solid solution is not a thermodynamically stable phase, so that its solid solubility may decrease when used in an oxidizing atmosphere. Therefore, it is desirable that at least a part of the rare earth oxide other than the alkaline earth metal or cerium be dissolved in the ceria-zirconia solid solution. Thereby, the solid solution phase can be further stabilized. Suitable for this purpose are calcium, yttrium, and the like, whose ionic radius is close to that of cerium and zirconium.
【0036】共存するアルカリ土類金属の範囲は、セリ
ア・ジルコニア固溶体粒子に対してアルカリ土類金属の
酸化物の少なくとも一つ(M)がモル比で0<M/(C
e+Zr+M)≦0.15の範囲が望ましい。そして、
その酸化物粒子の結晶子の平均径は10nm以下が望ま
しく、比表面積が20m2 /g以上であることが望まし
い。50m2 /gであればさらに望ましい。The range of the coexisting alkaline earth metal is such that at least one (M) of the oxide of the alkaline earth metal is 0 <M / (C) in a molar ratio with respect to the ceria-zirconia solid solution particles.
e + Zr + M) ≦ 0.15 is desirable. And
The average diameter of crystallites of the oxide particles is desirably 10 nm or less, and the specific surface area is desirably 20 m 2 / g or more. More preferably, it is 50 m 2 / g.
【0037】セリア・ジルコニア固溶体に対するアルカ
リ土類金属酸化物の共存は、900℃以上の酸化雰囲気
においてセリア・ジルコニア固溶体相の安定度を高める
効果をもつ。つまりセリア・ジルコニア固溶体の固溶度
が50%以上でセリウムが理想的に働く環境下におい
て、アルカリ土類金属酸化物はセリア・ジルコニア固溶
体と平衡状態にあり、アルカリ土類金属酸化物はセリア
・ジルコニア固溶体粒子の間に位置し、焼結の進行を妨
げるようになる。このためセリア・ジルコニア固溶体粒
子の凝集が抑制され、比表面積の低下が防止される。こ
の目的には、バリウムなどのセリウムよりイオン半径が
大きく固溶しにくいアルカリ土類元素が適している。The coexistence of the alkaline earth metal oxide with the ceria-zirconia solid solution has the effect of increasing the stability of the ceria-zirconia solid solution phase in an oxidizing atmosphere at 900 ° C. or higher. That is, in an environment where ceria-zirconia solid solution has a solid solubility of 50% or more and cerium works ideally, the alkaline earth metal oxide is in equilibrium with the ceria-zirconia solid solution, and the alkaline earth metal oxide is ceria-zirconia. It is located between zirconia solid solution particles and hinders the progress of sintering. Therefore, aggregation of the ceria-zirconia solid solution particles is suppressed, and a decrease in specific surface area is prevented. For this purpose, an alkaline earth element such as barium which has a larger ionic radius than cerium and is hard to form a solid solution is suitable.
【0038】セリア・ジルコニア固溶体のOSCを高め
るという意味では、アルカリ土類金属酸化物の共存はほ
とんど効果が明確ではない。ただ高温の酸化雰囲気にお
いて長時間使用する場合においては、セリア・ジルコニ
ア固溶体では固溶体相が徐々に2相に分離し、OSCが
低下する傾向がある。そのような条件下で使用する場
合、アルカリ土類金属酸化物が共存すれば、固溶体相が
相対的に安定となるため、使用後のOSCの低下がほと
んど生じない。In terms of increasing the OSC of the ceria-zirconia solid solution, the effect of the coexistence of the alkaline earth metal oxide is hardly clear. However, when used for a long time in a high-temperature oxidizing atmosphere, the solid solution phase in the ceria-zirconia solid solution gradually separates into two phases, and the OSC tends to decrease. When used under such conditions, if an alkaline earth metal oxide is present, the solid solution phase becomes relatively stable, so that the OSC after use hardly decreases.
【0039】なお、セリア・ジルコニア固溶体に対して
アルカリ土類金属の少なくとも一つ(M)がモル比で0
<M/(Ce+Zr+M)≦0.15の範囲より多くな
ると、OSCがかえって小さくなる。また、成分が増え
コスト的に不利となる。またアルカリ土類金属酸化物の
結晶子の平均径が10nmより大きい、又は比表面積が
20m2 /g未満であると、酸素の吸放出速度が小さく
なるため、急激に酸素分圧が変化する雰囲気で用いた場
合、実質的なOSCが小さくなる場合がある。It should be noted that at least one of the alkaline earth metals (M) is present in a molar ratio of 0 with respect to the ceria-zirconia solid solution.
If it exceeds the range of <M / (Ce + Zr + M) ≦ 0.15, the OSC will be rather small. In addition, the number of components increases, which is disadvantageous in cost. If the average diameter of the crystallites of the alkaline earth metal oxide is greater than 10 nm or the specific surface area is less than 20 m 2 / g, the rate of oxygen absorption and desorption is reduced, so that the atmosphere in which the oxygen partial pressure changes rapidly. , The OSC may be substantially reduced.
【0040】上記複合酸化物を製造するには、前述した
製造方法において、例えば第1工程でアルカリ土類金属
の少なくとも1種を含む化合物と、3価のセリウムを含
む化合物及びジルコニウムを含む化合物が溶解した水溶
液を用いる。すると、アルカリ性物質の添加によりセリ
ウム及びジルコニウムが不溶性の水酸化物あるいは酸化
物となって沈殿すると、アルカリ土類金属を含む化合物
は溶液中に溶解した状態を維持する。In order to produce the above-mentioned composite oxide, in the above-mentioned production method, for example, in the first step, a compound containing at least one kind of alkaline earth metal, a compound containing trivalent cerium and a compound containing zirconium are used. Use a dissolved aqueous solution. Then, when cerium and zirconium precipitate as insoluble hydroxides or oxides due to the addition of the alkaline substance, the compound containing the alkaline earth metal remains dissolved in the solution.
【0041】そして第2工程で沈殿物を含むアルカリ溶
液を蒸発乾固させて乾燥物とすると、この乾燥物にはア
ルカリ土類金属を含む化合物も析出している。そして第
3工程で乾燥物を加熱することにより、セリア・ジルコ
ニア固溶体粒子が生成するとともに、アルカリ土類金属
酸化物と酸化ジルコニウムとの複合酸化物からなる酸化
物粒子が生成する。アルカリ土類金属酸化物と酸化ジル
コニウムとの複合酸化物が生成する理由は、アルカリ土
類金属のイオン半径がCe,Zrと異なるためCeO2
とZrO2 の固溶体中に固溶しにくいこと、ジルコニウ
ムがアルカリ土類金属との複合酸化物を作りやすいこと
の二つが考えられる。When the alkaline solution containing the precipitate is evaporated to dryness in the second step to obtain a dried product, a compound containing an alkaline earth metal is also precipitated in the dried product. Then, by heating the dried product in the third step, ceria-zirconia solid solution particles are generated, and oxide particles composed of a composite oxide of an alkaline earth metal oxide and zirconium oxide are generated. The reason that the composite oxide of the alkaline earth metal oxide and the zirconium oxide is formed is that the ionic radius of the alkaline earth metal is different from Ce and Zr, so that CeO 2
And zirconium are difficult to form a solid solution in a solid solution of ZrO 2 and zirconium easily forms a composite oxide with an alkaline earth metal.
【0042】また上記複合酸化物の他の製造方法とし
て、3価のセリウムを含む化合物とジルコニウムを含む
化合物とが溶解した水溶液に過酸化水素と界面活性剤及
びアルカリ性物質を添加することにより沈殿物を含む第
1溶液を形成する第1工程と、アルカリ土類金属の少な
くとも1種の化合物が溶解した水溶液にアルカリ土類金
属との塩が不溶性である酸を添加することにより沈殿物
を含む第2溶液を形成する第2工程と、第1溶液及び第
2溶液を混合し、蒸発乾固後加熱して、酸化セリウムに
酸化ジルコニウムが固溶したセリア・ジルコニア固溶体
を含み、セリア・ジルコニア固溶体中の酸化セリウムに
対する酸化ジルコニウムの固溶度が50%以上かつ結晶
子の平均径が10nm以下であり、さらにセリア・ジル
コニア固溶体中のジルコニウムの比率がモル比で0.5
5≦Zr/(Ce+Zr)≦0.90の範囲にあるセリ
ア・ジルコニア固溶体粒子と、アルカリ土類金属酸化物
と酸化ジルコニウムとの複合酸化物からなる酸化物粒子
とよりなり、セリア・ジルコニア固溶体粒子と酸化物粒
子とがそれぞれ50nm以下の粒径で互いに混合されて
なる複合酸化物を得る第3工程と、よりなる製造方法を
採用することもできる。As another method for producing the above-mentioned composite oxide, hydrogen peroxide, a surfactant and an alkaline substance are added to an aqueous solution in which a compound containing trivalent cerium and a compound containing zirconium are dissolved. A first step of forming a first solution containing an alkaline earth metal and adding an acid in which a salt with the alkaline earth metal is insoluble to an aqueous solution in which at least one compound of the alkaline earth metal is dissolved. A second step of forming a second solution, mixing the first solution and the second solution, evaporating to dryness, and then heating to include a ceria-zirconia solid solution in which zirconium oxide is dissolved in cerium oxide; The solid solubility of zirconium oxide in cerium oxide is not less than 50% and the average diameter of crystallites is not more than 10 nm; Ratio of Koniumu is in a molar ratio 0.5
Ceria-zirconia solid solution particles comprising ceria-zirconia solid solution particles in the range of 5 ≦ Zr / (Ce + Zr) ≦ 0.90 and oxide particles composed of a composite oxide of an alkaline earth metal oxide and zirconium oxide And a third step of obtaining a composite oxide in which the oxide particles and the oxide particles are mixed with a particle diameter of 50 nm or less, respectively.
【0043】この製造方法では先ず第1工程において、
3価のセリウムを含む化合物とジルコニウムを含む化合
物とが溶解した水溶液に過酸化水素と界面活性剤及びア
ルカリ性物質を添加することにより沈殿物を含む第1溶
液が形成される。この第1工程では、前述の製造方法の
第1工程と同様の作用により、セリウム及びジルコニウ
ムの化合物が不溶性となって沈殿する。In this manufacturing method, first, in the first step,
By adding hydrogen peroxide, a surfactant, and an alkaline substance to an aqueous solution in which a compound containing trivalent cerium and a compound containing zirconium are dissolved, a first solution containing a precipitate is formed. In the first step, the cerium and zirconium compounds become insoluble and precipitate by the same operation as in the first step of the above-described manufacturing method.
【0044】そして第2工程では、アルカリ土類金属の
少なくとも1種の化合物が溶解した水溶液にアルカリ土
類金属との塩が不溶性である酸を添加することにより沈
殿物を含む第2溶液が形成される。この第2工程では、
不溶性のアルカリ土類金属塩が沈殿する。なお、添加さ
れる酸は、酸であってもよいし、アルカリ土類金属の化
合物と反応すれば塩の形で用いることもできる。In the second step, a second solution containing a precipitate is formed by adding an acid in which a salt with the alkaline earth metal is insoluble to an aqueous solution in which at least one compound of the alkaline earth metal is dissolved. Is done. In this second step,
Insoluble alkaline earth metal salts precipitate. The acid to be added may be an acid, or may be used in the form of a salt if it reacts with a compound of an alkaline earth metal.
【0045】さらに第3工程では、第1溶液及び第2溶
液が混合され、蒸発乾固後加熱される。これによりセリ
ア・ジルコニア固溶体粒子が生成するとともに、アルカ
リ土類金属酸化物と酸化ジルコニウムとの複合酸化物か
らなる酸化物粒子が生成する。アルカリ土類金属酸化物
と酸化ジルコニウムとの複合酸化物が生成する理由は、
アルカリ土類金属のイオン半径がCe,Zrと異なるた
めCeO2 とZrO2の固溶体中に固溶しにくいこと、
ジルコニウムがアルカリ土類金属との複合酸化物を作り
やすいことの二つが考えられる。さらに、セリア・ジル
コニア固溶体と、アルカリ土類金属酸化物と酸化ジルコ
ニウムとの複合酸化物とを別々に調製することにより、
それぞれがより生成しやすくなると考えられる。In the third step, the first solution and the second solution are mixed, evaporated to dryness, and heated. As a result, ceria-zirconia solid solution particles are generated, and oxide particles composed of a composite oxide of an alkaline earth metal oxide and zirconium oxide are generated. The reason why the composite oxide of alkaline earth metal oxide and zirconium oxide is generated
The ionic radius of the alkaline earth metal is different from Ce and Zr, so that it is difficult to form a solid solution in the solid solution of CeO 2 and ZrO 2 ;
There are two possible reasons that zirconium easily forms a composite oxide with an alkaline earth metal. Furthermore, by separately preparing a ceria-zirconia solid solution and a composite oxide of an alkaline earth metal oxide and zirconium oxide,
It is thought that each will be easier to generate.
【0046】なお、上記した二つの製造方法において
は、得られた酸化物固溶体粒子にはアルカリ土類金属の
塩が含まれている。したがって希硫酸などの酸で洗浄す
ることも好ましい。触媒貴金属としては、Pt、Rh、
Pd、Irなどが例示され、耐火性の多孔質体として
は、アルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ、シリカ
−アルミナ、ゼオライトなどが例示される。触媒貴金属
は一般にこの多孔質体に担持されるが、上記酸化物固溶
体粒子に担持させてもよい。In the above two production methods, the obtained oxide solid solution particles contain a salt of an alkaline earth metal. Therefore, washing with an acid such as dilute sulfuric acid is also preferable. Pt, Rh,
Examples of Pd, Ir, and the like, and examples of the refractory porous body include alumina, titania, zirconia, silica, silica-alumina, and zeolite. The catalytic noble metal is generally supported on the porous body, but may be supported on the oxide solid solution particles.
【0047】触媒貴金属の担持量は、貴金属種によって
も異なるが、一般に排ガス浄化用触媒の体積1リットル
当たり0.1〜2gである。酸化物固溶体粒子は、排ガ
ス浄化用触媒の体積1リットル当たりに0.1〜1モル
(陽イオンのモル数)含有することが望ましい。酸化物
固溶体粒子が0.1モル/リットルより少ないと低温時
の浄化性能が低下し、1モル/リットルより多くなると
多孔質粒子が相対的に少なくなり吸着能の低下により浄
化性能が低下する。The loading amount of the catalyst noble metal varies depending on the kind of the noble metal, but is generally 0.1 to 2 g per liter of the volume of the exhaust gas purifying catalyst. It is desirable that the oxide solid solution particles be contained in an amount of 0.1 to 1 mol (moles of cations) per 1 liter of the volume of the exhaust gas purifying catalyst. When the amount of the oxide solid solution particles is less than 0.1 mol / liter, the purification performance at low temperature is reduced. When the amount is more than 1 mol / liter, the porous particles are relatively small, and the purification performance is reduced due to a decrease in adsorption ability.
【0048】また本発明の排ガス浄化用触媒は、粉末形
状からペレット形状やハニカム形状に成形して用いても
よいし、予め形成されたハニカム担体基材にコートして
用いることもできる。The exhaust gas purifying catalyst of the present invention may be used after being formed into a pellet shape or a honeycomb shape from a powder shape, or may be used after being coated on a honeycomb carrier substrate formed in advance.
【0049】[0049]
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定され
るものではない。 (実施例1)硝酸セリウム(III )とオキシ硝酸ジルコ
ニウムを、モル比でCe/Zr=45/55{Zr/
(Ce+Zr)=0.55}となるように混合した水溶
液を調製し、攪拌しながらアンモニア水を滴下して中和
し沈殿を生成させた。続いてこの混合水溶液に含まれる
セリウムイオンと等モル数の過酸化水素を含む過酸化水
素水と、得られる酸化物の重量の10%のアルキルベン
ゼンスルホン酸を含む水溶液を添加し、混合攪拌した。The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples. Note that the present invention is not limited to the following embodiments. Example 1 Cerium (III) nitrate and zirconium oxynitrate were mixed at a molar ratio of Ce / Zr = 45/55 @ Zr /
An aqueous solution was prepared by mixing so that (Ce + Zr) = 0.55 °, and ammonia water was added dropwise with stirring to neutralize to form a precipitate. Subsequently, a hydrogen peroxide solution containing hydrogen peroxide in an equimolar number to the cerium ion contained in the mixed aqueous solution and an aqueous solution containing 10% by weight of the obtained oxide of alkylbenzenesulfonic acid were added, and the mixture was stirred.
【0050】得られたスラリーを120℃で24時間乾
燥させて水分を除去した後、300℃で5時間加熱して
副生成物の硝酸アンモニウムを除去し、結晶子の径が1
0nm以下の酸化物固溶体粒子を調製した。この酸化物
固溶体粒子について、X線回折による格子定数と出発原
料の配合比から式(3)により算出された酸化ジルコニ
ウムの固溶度は90%であった。また、結晶子の平均径
をX線回折パターンの(311)ピークからシェラーの
式を用いて算出したところ、平均径は7nmであった。
さらにBET法により測定された酸化物固溶体粒子の比
表面積は80m2 /gであった。The obtained slurry was dried at 120 ° C. for 24 hours to remove water, and then heated at 300 ° C. for 5 hours to remove ammonium nitrate as a by-product.
Oxide solid solution particles of 0 nm or less were prepared. With respect to the oxide solid solution particles, the solid solubility of zirconium oxide calculated from the lattice constant by X-ray diffraction and the mixing ratio of the starting materials according to the formula (3) was 90%. The average diameter of the crystallites was calculated from the (311) peak of the X-ray diffraction pattern using Scherrer's formula, and the average diameter was 7 nm.
Further, the specific surface area of the oxide solid solution particles measured by the BET method was 80 m 2 / g.
【0051】得られた酸化物固溶体粒子40gと、γ−
アルミナ粉末60gとを、1リットルの水とともにボー
ルミルを用いて2時間混合した。得られたスラリー全量
に1gのPtを含むジニトロジアンミン白金硝酸塩溶液
を加え、攪拌後蒸発乾固してPtを担持して実施例1の
触媒粉末を調製した。 (実施例2)硝酸セリウム(III )とオキシ硝酸ジルコ
ニウムを、モル比でCe/Zr=40/60{Zr/
(Ce+Zr)=0.6}となるように混合して溶解し
た水溶液を調製したこと以外は実施例1と同様にして、
酸化物固溶体粒子を調製した。The obtained oxide solid solution particles (40 g) and γ-
60 g of alumina powder was mixed with 1 liter of water for 2 hours using a ball mill. A dinitrodiammineplatinum nitrate solution containing 1 g of Pt was added to the whole amount of the obtained slurry, and the mixture was stirred and evaporated to dryness to carry Pt, thereby preparing a catalyst powder of Example 1. Example 2 Cerium (III) nitrate and zirconium oxynitrate were mixed at a molar ratio of Ce / Zr = 40/60 / Zr /
Except that an aqueous solution was prepared by mixing and dissolving so that (Ce + Zr) = 0.6 °, in the same manner as in Example 1,
Oxide solid solution particles were prepared.
【0052】この酸化物固溶体粒子について、固溶度を
X線回折による格子定数と出発原料の配合比から式
(3)により算出したところ、酸化ジルコニウムの固溶
度は90%であった。また結晶子の平均径をX線回折パ
ターンの(311)ピークからシェラーの式を用いて算
出したところ、平均径は7nmであった。さらにBET
法により測定された複合酸化物粒子の比表面積は75m
2 /gであった。When the solid solubility of the oxide solid solution particles was calculated from the lattice constant by X-ray diffraction and the mixing ratio of the starting materials according to the formula (3), the solid solubility of zirconium oxide was 90%. The average diameter of the crystallites was calculated from the (311) peak of the X-ray diffraction pattern using Scherrer's formula, and the average diameter was 7 nm. Further BET
Surface area of the composite oxide particles measured by the method is 75 m
2 / g.
【0053】そして実施例1と同様にして、実施例2の
触媒粉末を調製した。 (実施例3)硝酸セリウム(III )とオキシ硝酸ジルコ
ニウムを、モル比でCe/Zr=30/70{Zr/
(Ce+Zr)=0.7}となるように混合して溶解し
た水溶液を調製したこと以外は実施例1と同様にして、
酸化物固溶体粒子を調製した。Then, in the same manner as in Example 1, the catalyst powder of Example 2 was prepared. Example 3 Cerium (III) nitrate and zirconium oxynitrate were mixed at a molar ratio of Ce / Zr = 30/70 @ Zr /
Except that an aqueous solution was prepared by mixing and dissolving (Ce + Zr) = 0.7 ° in the same manner as in Example 1,
Oxide solid solution particles were prepared.
【0054】この酸化物固溶体粒子について、固溶度を
X線回折による格子定数と出発原料の配合比から式
(3)により算出したところ、酸化ジルコニウムの固溶
度は95%であった。また結晶子の平均径をX線回折パ
ターンの(311)ピークからシェラーの式を用いて算
出したところ、平均径は6nmであった。さらにBET
法により測定された複合酸化物粒子の比表面積は83m
2 /gであった。The solid solubility of the oxide solid solution particles was calculated from the lattice constant by X-ray diffraction and the mixing ratio of the starting materials according to the formula (3). As a result, the solid solubility of zirconium oxide was 95%. The average diameter of the crystallites was calculated from the (311) peak of the X-ray diffraction pattern using Scherrer's formula, and the average diameter was 6 nm. Further BET
Surface area of the composite oxide particles measured by the method is 83 m
2 / g.
【0055】そして実施例1と同様にして、実施例3の
触媒粉末を調製した。 (実施例4)硝酸セリウム(III )とオキシ硝酸ジルコ
ニウムを、モル比でCe/Zr=20/80{Zr/
(Ce+Zr)=0.8}となるように混合して溶解し
た水溶液を調製したこと以外は実施例1と同様にして、
酸化物固溶体粒子を調製した。Then, in the same manner as in Example 1, the catalyst powder of Example 3 was prepared. Example 4 Cerium (III) nitrate and zirconium oxynitrate were mixed in a molar ratio of Ce / Zr = 20/80 / Zr /
Except that an aqueous solution was prepared by mixing and dissolving so that (Ce + Zr) = 0.8 °, in the same manner as in Example 1,
Oxide solid solution particles were prepared.
【0056】この酸化物固溶体粒子について、固溶度を
X線回折による格子定数と出発原料の配合比から式
(3)により算出したところ、酸化ジルコニウムの固溶
度は100%であった。また結晶子の平均径をX線回折
パターンの(311)ピークからシェラーの式を用いて
算出したところ、平均径は8nmであった。さらにBE
T法により測定された複合酸化物粒子の比表面積は68
m2 /gであった。The solid solubility of the oxide solid solution particles was calculated from the lattice constant by X-ray diffraction and the mixing ratio of the starting materials according to the formula (3). The solid solubility of zirconium oxide was 100%. The average diameter of the crystallites was calculated from the (311) peak of the X-ray diffraction pattern using Scherrer's formula, and was found to be 8 nm. Further BE
The specific surface area of the composite oxide particles measured by the T method is 68
m 2 / g.
【0057】そして実施例1と同様にして、実施例4の
触媒粉末を調製した。 (実施例5)硝酸セリウム(III )とオキシ硝酸ジルコ
ニウムを、モル比でCe/Zr=10/90{Zr/
(Ce+Zr)=0.9}となるように混合して溶解し
た水溶液を調製したこと以外は実施例1と同様にして、
酸化物固溶体粒子を調製した。Then, in the same manner as in Example 1, the catalyst powder of Example 4 was prepared. Example 5 Cerium (III) nitrate and zirconium oxynitrate were mixed at a molar ratio of Ce / Zr = 10/90 {Zr /
Except that an aqueous solution was prepared by mixing and dissolving so that (Ce + Zr) = 0.9 °, in the same manner as in Example 1,
Oxide solid solution particles were prepared.
【0058】この酸化物固溶体粒子について、X線回折
による格子定数と出発原料の配合比から式(3)により
算出された酸化ジルコニウムの固溶度は100%であっ
た。また結晶子の平均径をX線回折パターンの(31
1)ピークからシェラーの式を用いて算出したところ、
平均径は6nmであった。さらにBET法により測定さ
れた複合酸化物粒子の比表面積は72m2 /gであっ
た。With respect to the oxide solid solution particles, the solid solubility of zirconium oxide calculated from the lattice constant by X-ray diffraction and the mixing ratio of the starting materials by the formula (3) was 100%. In addition, the average diameter of the crystallites was calculated as (31)
1) Calculating from the peak using Scherrer's formula,
The average diameter was 6 nm. Further, the specific surface area of the composite oxide particles measured by the BET method was 72 m 2 / g.
【0059】そして実施例1と同様にして、実施例5の
触媒粉末を調製した。 (比較例1)硝酸セリウム(III )とオキシ硝酸ジルコ
ニウムを、モル比でCe/Zr=70/30{Zr/
(Ce+Zr)=0.3}となるように混合して溶解し
た水溶液を調製したこと以外は実施例1と同様にして、
酸化物固溶体粒子を調製した。Then, in the same manner as in Example 1, the catalyst powder of Example 5 was prepared. Comparative Example 1 Ce / Zr = 70/30 @ Zr / Cerium (III) nitrate and zirconium oxynitrate in molar ratio
Except that an aqueous solution was prepared by mixing and dissolving so that (Ce + Zr) = 0.3 °, in the same manner as in Example 1,
Oxide solid solution particles were prepared.
【0060】この酸化物固溶体粒子について、固溶度を
X線回折による格子定数と出発原料の配合比から式
(3)により算出したところ、酸化ジルコニウムの固溶
度は90%であった。また結晶子の平均径をX線回折パ
ターンの(311)ピークからシェラーの式を用いて算
出したところ、平均径は7nmであった。さらにBET
法により測定された複合酸化物粒子の比表面積は73m
2 /gであった。The solid solubility of the oxide solid solution particles was calculated from the lattice constant by X-ray diffraction and the mixing ratio of the starting materials according to equation (3). The solid solubility of zirconium oxide was 90%. The average diameter of the crystallites was calculated from the (311) peak of the X-ray diffraction pattern using Scherrer's formula, and the average diameter was 7 nm. Further BET
Surface area of the composite oxide particles measured by the method is 73 m
2 / g.
【0061】そして実施例1と同様にして、比較例1の
触媒粉末を調製した。 (比較例2)硝酸セリウム(III )とオキシ硝酸ジルコ
ニウムを、モル比でCe/Zr=60/40{Zr/
(Ce+Zr)=0.4}となるように混合して溶解し
た水溶液を調製したこと以外は実施例1と同様にして、
酸化物固溶体粒子を調製した。Then, a catalyst powder of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1. Comparative Example 2 Ce / Zr = 60/40 = Zr / Cerium (III) nitrate and zirconium oxynitrate in molar ratio
Except that an aqueous solution was prepared by mixing and dissolving so that (Ce + Zr) = 0.4 °, in the same manner as in Example 1,
Oxide solid solution particles were prepared.
【0062】この酸化物固溶体粒子について、固溶度を
X線回折による格子定数と出発原料の配合比から式
(3)により算出したところ、酸化ジルコニウムの固溶
度は90%であった。また結晶子の平均径をX線回折パ
ターンの(311)ピークからシェラーの式を用いて算
出したところ、平均径は7nmであった。さらにBET
法により測定された複合酸化物粒子の比表面積は90m
2 /gであった。The solid solubility of the oxide solid solution particles was calculated from the lattice constant by X-ray diffraction and the mixing ratio of the starting materials according to the formula (3). The solid solubility of zirconium oxide was 90%. The average diameter of the crystallites was calculated from the (311) peak of the X-ray diffraction pattern using Scherrer's formula, and the average diameter was 7 nm. Further BET
Surface area of the composite oxide particles measured by the method is 90 m
2 / g.
【0063】そして実施例1と同様にして、比較例2の
触媒粉末を調製した。 (比較例3)硝酸セリウム(III )とオキシ硝酸ジルコ
ニウムを、モル比でCe/Zr=50/50{Zr/
(Ce+Zr)=0.5}となるように混合して溶解し
た水溶液を調製したこと以外は実施例1と同様にして、
酸化物固溶体粒子を調製した。Then, in the same manner as in Example 1, a catalyst powder of Comparative Example 2 was prepared. Comparative Example 3 Cerium (III) nitrate and zirconium oxynitrate were mixed at a molar ratio of Ce / Zr = 50/50 {Zr /
Except that an aqueous solution was prepared by mixing and dissolving so that (Ce + Zr) = 0.5 °,
Oxide solid solution particles were prepared.
【0064】この酸化物固溶体粒子について、固溶度を
X線回折による格子定数と出発原料の配合比から式
(3)により算出したところ、酸化ジルコニウムの固溶
度は90%であった。また結晶子の平均径をX線回折パ
ターンの(311)ピークからシェラーの式を用いて算
出したところ、平均径は8nmであった。さらにBET
法により測定された複合酸化物粒子の比表面積は84m
2 /gであった。When the solid solubility of the oxide solid solution particles was calculated from the lattice constant by X-ray diffraction and the mixing ratio of the starting materials according to the formula (3), the solid solubility of zirconium oxide was 90%. The average diameter of the crystallites was calculated from the (311) peak of the X-ray diffraction pattern using Scherrer's formula, and was found to be 8 nm. Further BET
Surface area of the composite oxide particles measured by the method is 84 m
2 / g.
【0065】そして実施例1と同様にして、比較例3の
触媒粉末を調製した。 (比較例4)硝酸セリウム(III )とオキシ硝酸ジルコ
ニウムを、モル比でCe/Zr=5/95{Zr/(C
e+Zr)=0.95}となるように混合して溶解した
水溶液を調製したこと以外は実施例1と同様にして、酸
化物固溶体粒子を調製した。Then, a catalyst powder of Comparative Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1. Comparative Example 4 Cerium (III) nitrate and zirconium oxynitrate were mixed at a molar ratio of Ce / Zr = 5/95 {Zr / (C
e + Zr) = Oxide solid solution particles were prepared in the same manner as in Example 1, except that an aqueous solution was prepared by mixing and dissolving so as to satisfy 0.95 °.
【0066】この酸化物固溶体粒子について、X線回折
による格子定数と出発原料の配合比から式(3)により
算出された酸化ジルコニウムの固溶度は100%であっ
た。また結晶子の平均径をX線回折パターンの(31
1)ピークからシェラーの式を用いて算出したところ、
平均径は7nmであった。さらにBET法により測定さ
れた複合酸化物粒子の比表面積は75m2 /gであっ
た。With respect to the oxide solid solution particles, the solid solubility of zirconium oxide calculated by the formula (3) from the lattice constant by X-ray diffraction and the mixing ratio of the starting materials was 100%. In addition, the average diameter of the crystallites was calculated as (31)
1) Calculating from the peak using Scherrer's formula,
The average diameter was 7 nm. Further, the specific surface area of the composite oxide particles measured by the BET method was 75 m 2 / g.
【0067】そして実施例1と同様にして、比較例4の
触媒粉末を調製した。 <耐熱性評価>各実施例及び比較例の触媒粉末を、それ
ぞれ0.5gずつ内径10mmの石英管に詰め、600
℃で2時間SO2 を含むガスを流通させて耐久試験を行
った。ガスの組成は、2%SO2 ガスを20cc/mi
n、酸素を33cc/min、窒素を280cc/mi
n、水蒸気を10cc/minである。それぞれの触媒
粉末について耐久前後のOSCを以下に示す昇温COパ
ルス試験によって測定した。Then, in the same manner as in Example 1, a catalyst powder of Comparative Example 4 was prepared. <Evaluation of heat resistance> 0.5 g of each of the catalyst powders of the examples and the comparative examples was packed in a quartz tube having an inner diameter of 10 mm.
A durability test was performed by flowing a gas containing SO 2 at 2 ° C. for 2 hours. The composition of the gas was 2 cc SO 2 gas at 20 cc / mi.
n, oxygen 33 cc / min, nitrogen 280 cc / mi
n, water vapor is 10 cc / min. OSC of each catalyst powder before and after endurance was measured by a temperature-raised CO pulse test shown below.
【0068】昇温COパルス試験は、固定床流通反応装
置を用い、反応管内に充填した触媒粉末を予め600℃
で十分に酸化処理した後、Heガス中、COパルス注入
下で、室温から600℃まで昇温する際に生成するCO
2 を測定したものである。COパルスサイズは7.72
μmol、昇温速度10℃/minの条件下で測定を行
った。OSC値は、室温から300℃までに生成したC
O2 量とした。In the heating CO pulse test, a catalyst bed filled in a reaction tube was previously heated to 600 ° C. using a fixed bed flow reactor.
After oxidizing sufficiently, the CO generated when the temperature is raised from room temperature to 600 ° C. in He gas under CO pulse injection.
2 was measured. CO pulse size is 7.72
The measurement was performed under the conditions of μmol and a heating rate of 10 ° C./min. The OSC value is calculated from the room temperature to 300 ° C.
O 2 amount was used.
【0069】耐久前の比較例3のOSC値は、CO2 量
として5μmolであり、この値を基準値、すなわち1
として、各触媒の耐久後OSCを図1に示した。図1よ
り、各比較例の触媒では耐久後にOSCが約1/10以
下まで低下しているのに対し、各実施例の触媒は耐久後
にも高いOSCが維持されていることが明らかである。The OSC value of Comparative Example 3 before endurance was 5 μmol in terms of the amount of CO 2.
FIG. 1 shows the post-durability OSC of each catalyst. From FIG. 1, it is apparent that the OSC of each comparative example decreases to about 1/10 or less after the durability, whereas the catalyst of each example maintains the high OSC after the durability.
【0070】[0070]
【発明の効果】すなわち本発明のリーン排ガス浄化用触
媒によれば、耐久時のOSCの低下が抑制されているの
で、始動時やアイドリング時など低温域の排ガス中のS
OFの高い浄化能が長期間維持される。According to the lean exhaust gas purifying catalyst of the present invention, a decrease in OSC during durability is suppressed, so that the amount of sulfur contained in exhaust gas in a low temperature region such as at start-up or idling is reduced.
The high purification ability of OF is maintained for a long time.
【図1】Zr/(Ce+Zr)比と耐久後のOSC(耐
久前の値に対する比)との関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the Zr / (Ce + Zr) ratio and the OSC after endurance (ratio to the value before endurance).
【図2】アルキルベンゼンスルホン酸の添加率と形成さ
れた酸化物固溶体粒子の結晶の格子定数との関係を示す
グラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the addition ratio of alkylbenzenesulfonic acid and the lattice constant of crystals of the formed oxide solid solution particles.
【図3】セリア・ジルコニア固溶体粒子中のジルコニア
濃度と格子定数との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the zirconia concentration in ceria-zirconia solid solution particles and the lattice constant.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神取 利男 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 寺尾 直洋 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1株式会社豊田中央研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Toshio Jintori 41-Cho, Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside Toyota Central Research Institute, Inc. 41 at Yokomichi, Toyota Central Research Laboratory, Inc.
Claims (1)
したセリア・ジルコニア固溶体を含み、該セリア・ジル
コニア固溶体中の酸化セリウムに対する酸化ジルコニウ
ムの固溶度が50%以上であり、かつ結晶子の平均径が
10nm以下であり、さらに該セリア・ジルコニア固溶
体中のジルコニウムの比率がモル比で0.55≦Zr/
(Ce+Zr)≦0.90の範囲にある酸化物固溶体粒
子と、 触媒貴金属と、耐火性の多孔質体と、よりなることを特
徴とするリーン排ガス浄化用触媒。1. A solid solution of ceria-zirconia in which zirconium oxide is dissolved in cerium oxide, wherein the solid solubility of zirconium oxide in cerium oxide in the ceria-zirconia solid solution is 50% or more, and the average diameter of crystallites Is not more than 10 nm, and the molar ratio of zirconium in the ceria-zirconia solid solution is 0.55 ≦ Zr /
A lean exhaust gas purifying catalyst comprising: oxide solid solution particles in a range of (Ce + Zr) ≦ 0.90; a catalytic noble metal; and a refractory porous material.
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JP17178497A JP3861385B2 (en) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | Lean exhaust gas purification catalyst |
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JP17178497A JP3861385B2 (en) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | Lean exhaust gas purification catalyst |
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