JPH1190228A - Catalytic material for purifying exhaust gas, its production and catalyst for purifying exhaust gas - Google Patents

Catalytic material for purifying exhaust gas, its production and catalyst for purifying exhaust gas

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JPH1190228A
JPH1190228A JP9255682A JP25568297A JPH1190228A JP H1190228 A JPH1190228 A JP H1190228A JP 9255682 A JP9255682 A JP 9255682A JP 25568297 A JP25568297 A JP 25568297A JP H1190228 A JPH1190228 A JP H1190228A
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JP
Japan
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alumina
exhaust gas
based composite
composite oxide
cerium
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JP9255682A
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Japanese (ja)
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Yasunari Hanaki
木 保 成 花
Toru Sekiba
場 徹 関
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst for purifying exhaust gas in which low- temperature activity is enhanced during the period from the early stage to full operation after durableness and the purification rate of HC, CO, NOx is enhanced even in such the reduction atmosphere that the concentration of oxygen is insufficient while keeping a theoretical air-fuel ratio as a center. SOLUTION: The catalytic material for purifying exhaust gas contains alumina-based compound oxide incorporating nickel and cerium. Alumina-based compound oxide is shown in the following general formula. [X]a [Y]b Alc Od (in formula, X is cerium element, Y is nickel element and (a), (b), (c) and (d) show atomic ratio of each element. At time when (c) is 2.0, (a) is 0.01-0.10, (b) is 0.1-0.7, (d) is number of oxygen atoms necessary for satisfying valency of the above-mentioned each component.) The catalyst for purifying exhaust gas is constituted by carrying noble metal on the catalytic material for purifying exhaust gas.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス浄化用触媒
材料およびその製造方法ならびに排ガス浄化用触媒に関
し、特に、ニッケルおよびセリウムを一定の組成比率で
含有するアルミナ系複合酸化物を含む排ガス浄化用触媒
材料およびその製造方法ならびに排ガス浄化用触媒に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst material, a method for producing the same, and an exhaust gas purifying catalyst, and more particularly to an exhaust gas purifying catalyst containing an alumina-based composite oxide containing nickel and cerium at a fixed composition ratio. The present invention relates to a catalyst material, a method for producing the same, and an exhaust gas purifying catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、排ガス浄化用触媒である貴金
属の担持基材には、活性アルミナやセリウム酸化物等が
用いられている。また、セリウムおよびニッケルを含有
するアルミナ系複合酸化物の製造方法としては、ニッケ
ルアルミネートにセリウムの水溶液を含有させる含浸法
や、セリウムの水溶性塩とニッケルアルミネートを混合
する混練法が用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, activated alumina, cerium oxide and the like have been used as a base material for supporting a noble metal which is a catalyst for purifying exhaust gas. As a method for producing an alumina-based composite oxide containing cerium and nickel, an impregnation method in which an aqueous solution of cerium is contained in nickel aluminate, and a kneading method in which a water-soluble salt of cerium and nickel aluminate are mixed are used. ing.

【0003】この種の排ガス浄化用触媒としては、例え
ば、特開平5−305236号公報において、所定の式
で表わされる貴金属を含まないヘキサアルミネート組成
物を白金、ロジウム、パラジウム等の貴金属を担持した
アルミナに混成分散させた排ガス浄化用触媒が開示され
ている。より具体的には、一定の組成を有するヘキサア
ルミネート組成物と白金、ロジウム、パラジウムから成
る群より選ばれた少なくとも1種の貴金属を担持したア
ルミナを一定の重量比で混成したものである。
As this type of exhaust gas purifying catalyst, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-305236 discloses that a noble metal-free hexaaluminate composition represented by a predetermined formula is supported on a noble metal such as platinum, rhodium or palladium. Discloses an exhaust gas purifying catalyst mixed and dispersed in alumina. More specifically, it is a mixture of a hexaaluminate composition having a fixed composition and alumina supporting at least one noble metal selected from the group consisting of platinum, rhodium and palladium at a fixed weight ratio.

【0004】また、特開平6−378号公報には、活性
アルミナと酸化セリウムに、触媒成分として白金とパラ
ジウムのうち少なくとも1種と、塩基性元素であるカリ
ウム、セシウム、ストロンチウムおよびバリウムから成
る群より選ばれた少なくとも1種の金属の酸化物が担持
された排ガス浄化用触媒が提案されている。
JP-A-6-378 discloses a group consisting of activated alumina and cerium oxide, at least one of platinum and palladium as catalyst components, and potassium, cesium, strontium and barium as basic elements. There has been proposed an exhaust gas purifying catalyst supporting at least one metal oxide selected from the group consisting of:

【0005】この排ガス浄化用触媒は、白金族元素、活
性アルミナ、酸化セリウム等、従来から触媒成分として
使用されているものに加え、塩基性元素であるカリウム
化合物、セシウム化合物、ストロンチウム化合物および
バリウム化合物のうち少なくとも1種を組み合わせてな
るものである。
The exhaust gas purifying catalysts include those conventionally used as catalyst components such as platinum group elements, activated alumina and cerium oxide, as well as basic compounds such as potassium compounds, cesium compounds, strontium compounds and barium compounds. At least one of them.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ナ系複合酸化物にセリウムを含浸法あるいは混練法によ
り添加した場合、セリウムの分布が不均一となり、アル
ミナ系複合酸化物の表面を被覆してしまい、貴金属、特
にパラジウムに対して助触媒作用を担うNOx吸着活性
化点の機能を悪化させてしまうという問題点があった。
However, when cerium is added to the alumina-based composite oxide by the impregnation method or the kneading method, the distribution of cerium becomes uneven, and the surface of the alumina-based composite oxide is coated. There has been a problem that the function of the NOx adsorption activation point, which plays a cocatalyst effect on noble metals, particularly palladium, is deteriorated.

【0007】[0007]

【発明の目的】本発明は、貴金属の担持基材として用い
た場合、初期から耐久後まで低温活性を向上させ、且
つ、理論空燃比(以下、「ストイキ」と称す)を中心に
酸素濃度が不十分な還元雰囲気(以下、「リッチ」と称
す)においても、HC,CO,NOxの浄化率を向上さ
せることのできる排ガス浄化用触媒を提供することを目
的としている。
The object of the present invention is to improve the low-temperature activity from the initial stage to the end of durability when used as a support substrate for a noble metal, and to reduce the oxygen concentration around the stoichiometric air-fuel ratio (hereinafter referred to as "stoichiometric"). It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying catalyst capable of improving the purification rate of HC, CO, and NOx even in an insufficient reducing atmosphere (hereinafter, referred to as "rich").

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成するために鋭意研究した結果、一定の組成比率で
ニッケルおよびセリウムを含有したアルミナ系複合酸化
物を貴金属の担持基材として用いると、貴金属の活性化
が促進され、初期から耐久後まで低温活性を向上させ、
且つ、ストイキ域を中心に酸素濃度が不十分なリッチ域
においても、HC,CO,NOxの浄化率が向上するこ
とを見い出した。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have found that an alumina-based composite oxide containing nickel and cerium at a fixed composition ratio is used as a base material for supporting a noble metal. When used, the activation of precious metals is promoted, and the low-temperature activity is improved from the initial stage to after endurance,
Further, it has been found that the purification rate of HC, CO, and NOx is improved even in a rich region where the oxygen concentration is insufficient, mainly in the stoichiometric region.

【0009】さらに、このアルミナ系複合酸化物を製造
するに際し、微粒子アルミナ水和物コロイド(アルミナ
ゾル)とニッケルおよびセリウムの水溶性塩を水に溶解
または分散させた後、アンモニア水,炭酸アンモニウ
ム,炭酸水素アンモニウム,硫酸アンモニウムおよび硫
酸水素アンモニウムから成る群より選ばれた少なくとも
1種の水溶液を加え、水分を除去して乾燥した後焼成す
るようにして得たものは、ニッケルおよびセリウムが非
常に高分散した状態にあり、高温での構造安定性に優
れ、しかも、上記貴金属の活性化促進作用にも優れるこ
とを見い出して本発明に到達した。
Further, in producing this alumina-based composite oxide, a fine particle alumina hydrate colloid (alumina sol) and a water-soluble salt of nickel and cerium are dissolved or dispersed in water, and then ammonia water, ammonium carbonate, carbonate At least one aqueous solution selected from the group consisting of ammonium hydrogen, ammonium sulfate, and ammonium hydrogen sulfate was added, and after drying after removing water, calcined, nickel and cerium had very high dispersion. The present invention has been found to be in a state of being excellent in structural stability at high temperatures and also excellent in promoting the activation of the above-mentioned noble metal.

【0010】すなわち、本発明に係わる排ガス浄化用触
媒材料は、請求項1に記載しているように、ニッケルお
よびセリウムを含有するアルミナ系複合酸化物を含み、
アルミナ系複合酸化物が、次の一般式; [X][Y]Al (式中、Xはセリウム元素であり、Yはニッケル元素で
あって、a,b,cおよびdは各元素の原子比率を表わ
し、c=2.0の時、a=0.01以上0.10未満、
b=0.1以上0.7以下、dは上記各成分の原子価を
満足するのに必要な酸素原子数である。)で表わされる
アルミナ系複合酸化物であるものとしたことを特徴とし
ている。
That is, the exhaust gas purifying catalyst material according to the present invention contains an alumina-based composite oxide containing nickel and cerium, as described in claim 1.
The alumina-based composite oxide is represented by the following general formula: [X] a [Y] b Al c O d (where X is a cerium element, Y is a nickel element, and a, b, c and d Represents the atomic ratio of each element, and when c = 2.0, a = 0.01 or more and less than 0.10;
b = 0.1 or more and 0.7 or less, and d is the number of oxygen atoms required to satisfy the valence of each of the above components. ) Is an alumina-based composite oxide.

【0011】また、本発明に係わる排ガス浄化用触媒材
料の製造方法は、請求項2に記載しているように、請求
項1に記載のアルミナ系複合酸化物を製造するに際し、
微粒子アルミナ水和物コロイド(以下、「アルミナゾ
ル」と称す。)に、コバルト,ニッケル,亜鉛およびセ
リウムからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素の
水溶性塩を水に溶解または分散させた後、アンモニア
水,炭酸アンモニウム,炭酸水素アンモニウム,硫酸ア
ンモニウムおよび硫酸水素アンモニウムから成る群より
選ばれた少なくとも1種の水溶液を加え、水分を除去し
て乾燥した後焼成するようにしたことを特徴としてい
る。
[0011] Further, according to a second aspect of the present invention, there is provided a method for producing an exhaust gas purifying catalyst material, which comprises producing an alumina-based composite oxide according to the first aspect.
After dissolving or dispersing a water-soluble salt of at least one element selected from the group consisting of cobalt, nickel, zinc and cerium in fine-particle alumina hydrate colloid (hereinafter referred to as “alumina sol”) At least one aqueous solution selected from the group consisting of ammonia water, ammonium carbonate, ammonium hydrogen carbonate, ammonium sulfate, and ammonium hydrogen sulfate is added, the water is removed, dried, and fired.

【0012】そして、本発明に係わる排ガス浄化用触媒
材料の製造方法の実施態様においては、請求項3に記載
しているように、微粒子アルミナ水和物コロイドに、コ
バルト,ニッケル,亜鉛およびセリウムからなる群より
選ばれた少なくとも1種の元素の水溶性塩を水に溶解ま
たは分散させた後、アンモニア水,炭酸アンモニウム,
炭酸水素アンモニウム,硫酸アンモニウムおよび硫酸水
素アンモニウムから成る群より選ばれた少なくとも1種
の水溶液を加え、pHを7.0〜9.0の範囲となるよ
うに調整し、さらにこの混合溶液を100〜300℃で
加熱処理(煮沸)し、水分を除去して乾燥した後焼成す
るようになすことができる。
[0012] In an embodiment of the method for producing a catalyst material for purifying exhaust gas according to the present invention, as described in claim 3, the fine particle alumina hydrate colloid comprises cobalt, nickel, zinc and cerium. After dissolving or dispersing a water-soluble salt of at least one element selected from the group consisting of ammonia water, ammonium carbonate,
At least one aqueous solution selected from the group consisting of ammonium bicarbonate, ammonium sulfate and ammonium hydrogen sulfate is added, the pH is adjusted to be in the range of 7.0 to 9.0, and the mixed solution is further mixed with 100 to 300. Heat treatment (boiling) at 0 ° C., drying after removing water, and baking.

【0013】本発明に係わる排ガス浄化用触媒は、請求
項4に記載しているように、請求項1に記載のアルミナ
系複合酸化物にパラジウムを担持してなるものとしたこ
とを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying catalyst comprising an alumina-based composite oxide according to the first aspect and palladium supported thereon. .

【0014】そして、本発明に係わる排ガス浄化用触媒
の実施態様においては、請求項5に記載しているよう
に、全パラジウム量のうち金属換算で30〜80重量%
のパラジウムが請求項1に記載のアルミナ系複合酸化物
に含有されるものとすることができる。
Further, in the embodiment of the exhaust gas purifying catalyst according to the present invention, as described in claim 5, 30 to 80% by weight of the total palladium amount in terms of metal.
Can be contained in the alumina-based composite oxide according to the first aspect.

【0015】同じく、本発明に係わる排ガス浄化用触媒
の実施態様においては、請求項6に記載しているよう
に、排ガス浄化用触媒にさらにアルカリ金属およびアル
カリ土類金属から成る群より選ばれた少なくとも1種が
含有されるものとすることができる。
Similarly, in an embodiment of the exhaust gas purifying catalyst according to the present invention, the exhaust gas purifying catalyst is further selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals. At least one kind may be contained.

【0016】[0016]

【発明の作用】本発明に係わる排ガス浄化用触媒材料
は、上記したように、ニッケルおよびセリウムを含有す
るアルミナ系複合酸化物を含むものであるが、このアル
ミナ系複合酸化物の高温下での構造安定性および比表面
積を高めるため、次の一般式; [X][Y]Al (式中、Xはセリウム元素であり、Yはニッケル元素で
あって、a,b,cおよびdは各元素の原子比率を表わ
し、c=2.0の時、a=0.01以上0.10未満、
b=0.1以上0.7以下、dは上記各成分の原子価を
満足するのに必要な酸素原子数である。)で表わされる
アルミナ系複合酸化物であるものとしたことを特徴とし
ている。
As described above, the catalyst material for purifying exhaust gas according to the present invention contains an alumina-based composite oxide containing nickel and cerium, and the structural stability of the alumina-based composite oxide at high temperatures is high. In order to increase the properties and the specific surface area, the following general formula: [X] a [Y] b Al C O d (where X is a cerium element, Y is a nickel element, a, b, c and d represents an atomic ratio of each element, and when c = 2.0, a = 0.01 or more and less than 0.10;
b = 0.1 or more and 0.7 or less, and d is the number of oxygen atoms required to satisfy the valence of each of the above components. ) Is an alumina-based composite oxide.

【0017】このように、アルミナ系複合酸化物は、上
記一般式中において、c=2.0の時、a=0.01以
上0.10未満、b=0.1以上0.7以下のものであ
ることとするのが望ましいが、この場合、a=0.01
未満では、アルミナ系複合酸化物に添加しているセリウ
ム元素の作用が小さく、十分な改良効果が得られず、ニ
ッケルアルミネートと変わらない傾向となるので好まし
くない。また、a=0.10以上であると、BET比表
面積や熱安定性等のアルミナ系複合酸化物の物性が低下
するため、貴金属の分散性が悪く、初期において十分な
性能が得られなかったり、耐久中に貴金属のシンタリン
グを助長し、逆に耐久後の性能が悪化したりする傾向と
なるので好ましくない。
Thus, in the above general formula, when c = 2.0, a = 0.01 to less than 0.10 and b = 0.1 to 0.7 in the above general formula. Preferably, in this case, a = 0.01
If it is less than 1, the effect of the cerium element added to the alumina-based composite oxide is small, and a sufficient improvement effect cannot be obtained, which tends to be the same as that of nickel aluminate. Further, when a = 0.10 or more, physical properties of the alumina-based composite oxide such as BET specific surface area and thermal stability are reduced, so that noble metal dispersibility is poor and sufficient performance cannot be obtained in the initial stage. However, it is not preferable because sintering of the noble metal is promoted during the running, and the performance after the running tends to deteriorate.

【0018】他方、b=0.1未満であると、アルミナ
系複合酸化物に添加しているニッケル元素の作用が小さ
く、貴金属、特に、パラジウムに対して助触媒作用を担
うNOx吸着活性化点が得られないため好ましくない。
また、b=0.7超過であるとBET比表面積が低下す
るため、貴金属の分散性が悪く、初期において十分な性
能が得られなかったり、耐久中に貴金属のシンタリング
を助長し、耐久後の性能が悪化したりするので好ましく
ない。
On the other hand, when b is less than 0.1, the effect of the nickel element added to the alumina-based composite oxide is small, and the NOx adsorption activation point which acts as a co-catalyst for noble metals, particularly, palladium is used. Is not preferred because it cannot be obtained.
Further, when b exceeds 0.7, the BET specific surface area is reduced, so that the dispersibility of the noble metal is poor, and sufficient performance cannot be obtained at the initial stage, or sintering of the noble metal is promoted during the running, and after the running, Is not preferred because the performance of the device deteriorates.

【0019】このようなアルミナ系複合酸化物を製造す
るに際しては、高温下で結晶構造の熱安定性と、ストイ
キ域およびリッチ域での貴金属の活性化促進作用をさら
に向上するため、微粒子アルミナ水和物コロイド(アル
ミナゾル)に、コバルト,ニッケル,亜鉛およびセリウ
ムから成る群より選ばれた少なくとも1種の元素の水溶
性塩を水に溶解または分散させた後、アンモニア水,炭
酸アンモニウム,炭酸水素アンモニウム,硫酸アンモニ
ウムおよび硫酸水素アンモニウムから成る群より選ばれ
た少なくとも1種の水溶液を加え、水分を除去して乾燥
した後焼成して得るようになすことができる。
When producing such an alumina-based composite oxide, fine-grain alumina water is used in order to further improve the thermal stability of the crystal structure at a high temperature and the effect of promoting the activation of the noble metal in the stoichiometric and rich regions. After dissolving or dispersing a water-soluble salt of at least one element selected from the group consisting of cobalt, nickel, zinc and cerium in water colloid (alumina sol), aqueous ammonia, ammonium carbonate, ammonium hydrogen carbonate At least one aqueous solution selected from the group consisting of ammonium sulfate, ammonium sulfate and ammonium hydrogen sulfate is added, water is removed, dried, and then calcined.

【0020】そして必要に応じては、上記のアルミナ系
複合酸化物を製造するに際して、より好ましくは5〜2
00μmのコロイドの大きさを持つアルミナ水和物を安
定なコロイド状態に保つため、pHを2.0〜7.0に
調整したアルミナゾルと、コバルト,ニッケル,亜鉛お
よびセリウムの硝酸塩,炭酸塩,アンモニウム塩,酢酸
塩等の塩を任意に組合わせて製造することができるが、
特に水溶性塩を使用することが、結晶構造の均一性や耐
熱性を向上し、さらに、貴金属の活性化促進作用を向上
する点から好ましい。
If necessary, when producing the above alumina-based composite oxide, more preferably 5 to 2
Alumina sol whose pH is adjusted to 2.0 to 7.0 in order to keep the alumina hydrate having a colloidal size of 00 μm in a stable colloidal state, and nitrates, carbonates and ammoniums of cobalt, nickel, zinc and cerium Salts, acetates and other salts can be produced in any combination,
In particular, use of a water-soluble salt is preferable from the viewpoint of improving the uniformity of the crystal structure and the heat resistance, and further improving the activation promoting action of the noble metal.

【0021】このアルミナ系複合酸化物の製造方法とし
ては、特別な方法に限定されず、成分の著しい偏在を伴
わない限り、公知の蒸発乾固法、沈殿法、含浸法等の種
々の方法の中から適宜選択して使用することができる
が、上記各元素の原料を水に溶解または分散させた後、
特に、アンモニア水,炭酸アンモニウム,炭酸水素アン
モニウム,硫酸アンモニウムおよび硫酸水素アンモニウ
ムから成る群より選ばれた少なくとも1種の化合物の水
溶液を沈殿剤として加える沈殿法を用いることが、アル
ミナ系複合酸化物の十分なBET比表面積と結晶構造の
均一性を確保し、貴金属を均一に分散する点から好まし
い。
The method for producing the alumina-based composite oxide is not limited to a special method, and may be any of various known methods such as evaporation to dryness, precipitation, impregnation and the like, unless there is a significant uneven distribution of components. It can be appropriately selected from the following, but after dissolving or dispersing the raw materials of the above elements in water,
In particular, a precipitation method in which an aqueous solution of at least one compound selected from the group consisting of aqueous ammonia, ammonium carbonate, ammonium hydrogen carbonate, ammonium sulfate, and ammonium hydrogen sulfate is used as a precipitant is sufficient for the alumina-based composite oxide. This is preferable in that the BET specific surface area and the uniformity of the crystal structure are ensured and the noble metal is uniformly dispersed.

【0022】本発明に係わる排ガス浄化用触媒材料を製
造するに際しては、純水にアルミナゾルを加えた分散液
に、コバルト,ニッケル,亜鉛およびセリウムからなる
群より選ばれた少なくとも1種の元素の水溶性塩を純水
に溶解または分散させた水溶液を加えて撹拌する。この
際、各原料を同時にまたは個別に溶解した液を加えても
良い。
In producing the exhaust gas purifying catalyst material according to the present invention, a dispersion of pure water and alumina sol is added to a dispersion of at least one element selected from the group consisting of cobalt, nickel, zinc and cerium. An aqueous solution in which a neutral salt is dissolved or dispersed in pure water is added and stirred. At this time, a liquid in which each raw material is dissolved simultaneously or individually may be added.

【0023】次いで、この原料混合溶液に、アンモニア
水,炭酸アンモニウム,炭酸水素アンモニウム,硫酸ア
ンモニウムおよび硫酸水素アンモニウムから成る群より
選ばれた少なくとも1種の化合物の水溶液を徐々に添加
し、溶液のpHを7.0〜9.0の範囲となるように調
整し、さらにこの混合溶液を100〜300℃で加熱処
理(煮沸)し、水分を除去して乾燥した後残留物を熱処
理(焼成)してアルミナ系複合酸化物を得るようになす
ことができる。
Next, an aqueous solution of at least one compound selected from the group consisting of aqueous ammonia, ammonium carbonate, ammonium hydrogen carbonate, ammonium sulfate and ammonium hydrogen sulfate is gradually added to the raw material mixed solution to adjust the pH of the solution. The mixture is adjusted to be in a range of 7.0 to 9.0, and the mixed solution is heated (boiled) at 100 to 300 ° C., dried after removing water, and then heat-treated (calcined) to obtain a residue. An alumina-based composite oxide can be obtained.

【0024】本発明による排ガス浄化用触媒材料では、
微粒子のアルミナゾルを沈殿の核としニッケルおよびセ
リウムの水酸化物を凝集させる沈殿法で得られたアルミ
ナ系複合酸化物が有する微細な細孔構造と大きな比表面
積、さらにはアルミナ系複合酸化物の活性相の均一な分
散状態および均一な組成比の結晶構造が、貴金属の活性
化促進作用の発現に重要な役割を果たしている。
In the exhaust gas purifying catalyst material according to the present invention,
Fine pore structure and large specific surface area of the alumina-based composite oxide obtained by the precipitation method of agglomerating nickel and cerium hydroxides using the alumina sol of fine particles as the nucleus of the precipitation, and the activity of the alumina-based composite oxide The uniform dispersion state of the phase and the crystal structure having a uniform composition ratio play an important role in exhibiting the activation promoting action of the noble metal.

【0025】このような沈殿法に用いる沈殿剤として、
アンモニア水やアンモニウム化合物を使用すれば、沈殿
ケーキの洗浄が不十分であっても金属元素は残留せず、
また、アンモニウム化合物(滴下後は、主として、硝酸
アンモニウム)が残留しても後の焼成で容易に分解除去
することができる。さらに、硝酸アンモニウムに代わり
アルミナゾルを使用するため、沈殿物を乾燥・焼成する
際に、原料由来のNOxや硝酸アンモニウムに対する排
ガス・排水処理が著しく軽減される。
As a precipitant used in such a precipitation method,
If ammonia water or an ammonium compound is used, the metal element does not remain even if the precipitation cake is insufficiently washed,
Further, even if an ammonium compound (mainly ammonium nitrate after dropping) remains, it can be easily decomposed and removed in the subsequent baking. Furthermore, since alumina sol is used in place of ammonium nitrate, exhaust gas and wastewater treatment for NOx and ammonium nitrate derived from raw materials when drying and firing the precipitate are significantly reduced.

【0026】上記沈殿法を実施するに際しては、溶液の
pHを7.0〜9.0の範囲に調整することにより、各
種金属塩の沈殿物を形成することができる。この場合、
溶液のpHが7.0より低いと各種元素が十分に沈殿物
を形成せず、逆に、pHが9.0より高いと沈殿した成
分の一部が再溶解することがある。
In carrying out the precipitation method, precipitates of various metal salts can be formed by adjusting the pH of the solution to a range of 7.0 to 9.0. in this case,
When the pH of the solution is lower than 7.0, various elements do not sufficiently form a precipitate, and when the pH is higher than 9.0, some of the precipitated components may be redissolved.

【0027】さらに、水分の除去に際しては、例えば、
濾過法や蒸発乾固法等の公知の方法の中から適宜選択し
て行うことができる。そして、本発明によるアルミナ系
複合酸化物を得るための最初の熱処理は、特に制限はさ
れないが、例えば、700〜1200℃の温度範囲で空
気中および/または空気流通下で行うことが好ましい。
Further, when removing water, for example,
The method can be appropriately selected from known methods such as a filtration method and an evaporation to dryness method. The first heat treatment for obtaining the alumina-based composite oxide according to the present invention is not particularly limited, but is preferably performed, for example, in a temperature range of 700 to 1200 ° C. in the air and / or under an air flow.

【0028】本発明に係わる排ガス浄化用触媒において
は、上記のようにして得られたアルミナ系複合介在物に
貴金属を担持してなるものとすることができ、貴金属と
してとくにパラジウムを担持してなるものとすることが
できる。そしてこの場合、全パラジウム量のうち金属換
算で30〜80重量%のパラジウムがアルミナ系複合介
在物に含有されているものとすることが望ましく、アル
ミナ系複合介在物に含まれているパラジウム量が30重
量%よりも少ない場合には低温活性や浄化性能が十分に
発揮されず、また、80重量%よりも多い場合には貴金
属とくにパラジウムの分散性が悪くなり、低温活性や浄
化性能が顕著に向上せず、経済的にも有効でないので好
ましくない。
In the exhaust gas purifying catalyst according to the present invention, the noble metal can be carried on the alumina-based composite inclusion obtained as described above, and particularly, the palladium is carried as the noble metal. Things. In this case, it is desirable that 30 to 80% by weight of palladium in terms of metal in the total amount of palladium be contained in the alumina-based composite inclusion, and the amount of palladium contained in the alumina-based composite inclusion is preferably When the amount is less than 30% by weight, the low-temperature activity and purification performance are not sufficiently exhibited, and when the amount is more than 80% by weight, the dispersibility of noble metals, particularly palladium, deteriorates, and the low-temperature activity and purification performance become remarkable. It is not preferable because it does not improve and is not economically effective.

【0029】さらに場合によっては、本発明に係わる排
ガス浄化用触媒において、アルカリ金属およびアルカリ
土類金属から成る群より選ばれた少なくとも1種が含有
されているものとすることも望ましく、このようにアル
カリ金属およびアルカリ土類金属から成る群より選ばれ
た少なくとも1種が含有されているものとすることによ
って炭化水素種の吸着被毒や貴金属とくにパラジウムの
シンタリングを抑制することができる。
In some cases, the exhaust gas purifying catalyst according to the present invention preferably contains at least one selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals. By containing at least one selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals, adsorption poisoning of hydrocarbon species and sintering of precious metals, particularly palladium, can be suppressed.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明による排ガス浄化用触媒材料は、
請求項1に記載しているように、ニッケルおよびセリウ
ムを含有するアルミナ系複合酸化物を含み、アルミナ系
複合酸化物が、次の一般式; [X][Y]Al (式中、Xはセリウム元素であり、Yはニッケル元素で
あって、a,b,cおよびdは各元素の原子比率を表わ
し、c=2.0の時、a=0.01以上0.10未満、
b=0.1以上0.7以下、dは上記各成分の原子価を
満足するのに必要な酸素原子数である。)で表わされる
アルミナ系複合酸化物であるものとしたから、アルミナ
系複合介在物の高温下での構造安定性および比表面積を
より一層高めることが可能になり、ニッケルおよびセリ
ウムを含有するアルミナ系複合酸化物が貴金属種と密に
接触すると、アルミナ系複合介在物中の格子酸素や表面
の吸着酸素が移動・放出され易くなり、低温活性と酸素
不足雰囲気(リッチ域)での浄化性能等の触媒性能を向
上させることが可能になると共に、セリウムによる酸素
ストレージ能によってパラジウム等のシンタリングを抑
制することが可能となって耐久による触媒性能の劣化を
抑制することが可能になるという著しく優れた効果がも
たらされる。
The catalyst material for purifying exhaust gas according to the present invention comprises:
As described in claim 1, the composition includes an alumina-based composite oxide containing nickel and cerium, and the alumina-based composite oxide has the following general formula: [X] a [Y] b Al C O d ( In the formula, X is a cerium element, Y is a nickel element, a, b, c, and d represent the atomic ratio of each element. When c = 2.0, a = 0.01 to 0. Less than 10,
b = 0.1 or more and 0.7 or less, and d is the number of oxygen atoms required to satisfy the valence of each of the above components. ), It is possible to further enhance the structural stability and specific surface area of the alumina-based composite inclusion at a high temperature, and to improve the alumina-based alumina containing nickel and cerium. When the composite oxide comes into close contact with the noble metal species, the lattice oxygen in the alumina-based inclusions and the adsorbed oxygen on the surface are easily transferred and released, and the low-temperature activity and purification performance in an oxygen-deficient atmosphere (rich region) are improved. Not only is it possible to improve the catalyst performance, but also it is possible to suppress sintering of palladium and the like by the oxygen storage capacity of cerium, and it is possible to suppress deterioration of the catalyst performance due to durability. The effect is brought.

【0031】本発明による排ガス浄化用触媒材料の製造
方法は、請求項2に記載しているように、請求項1に記
載のアルミナ系複合酸化物を製造するに際し、微粒子ア
ルミナ水和物コロイドに、コバルト,ニッケル,亜鉛お
よびセリウムからなる群より選ばれた少なくとも1種の
元素の水溶性塩を水に溶解または分散させた後、アンモ
ニア水,炭酸アンモニウム,炭酸水素アンモニウム,硫
酸アンモニウムおよび硫酸水素アンモニウムから成る群
より選ばれた少なくとも1種の水溶液を加え、水分を除
去して乾燥した後焼成するようにしたから、アルミニウ
ムの水溶性塩を用いたアルミナ系複合酸化物と比べて、
結晶構造の均一性や耐久性能(熱安定性等)がさらに向
上したものとすることが可能であり、貴金属を高分散担
持するための比表面積を十分に確保することが可能であ
り、このため、貴金属と活性相とを密に接触させること
ができるため、貴金属の活性化促進作用を増大させるこ
とができ、排ガス浄化用触媒の低温活性と浄化性能等の
触媒性能をより一層向上させることが可能であるという
著しく優れた効果がもたらされる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for producing an exhaust gas purifying catalyst material, which comprises preparing a fine alumina hydrate colloid in producing the alumina-based composite oxide according to the first aspect. A water-soluble salt of at least one element selected from the group consisting of cobalt, nickel, zinc and cerium is dissolved or dispersed in water, and then dissolved in aqueous ammonia, ammonium carbonate, ammonium hydrogen carbonate, ammonium sulfate and ammonium hydrogen sulfate. At least one aqueous solution selected from the group consisting of the following was added, and after removing water, drying and calcining, compared with an alumina-based composite oxide using a water-soluble salt of aluminum,
It is possible to further improve the uniformity of the crystal structure and the durability performance (thermal stability, etc.), and it is possible to sufficiently secure a specific surface area for highly dispersing and supporting the noble metal. Since the noble metal and the active phase can be brought into close contact with each other, the activation promoting action of the noble metal can be increased, and the catalyst performance such as low-temperature activity and purification performance of the exhaust gas purifying catalyst can be further improved. A remarkably excellent effect is achieved.

【0032】そして、請求項3に記載しているように、
微粒子アルミナ水和物コロイドに、コバルト,ニッケ
ル,亜鉛およびセリウムからなる群より選ばれた少なく
とも1種の元素の水溶性塩を水に溶解または分散させた
後、アンモニア水,炭酸アンモニウム,炭酸水素アンモ
ニウム,硫酸アンモニウムおよび硫酸水素アンモニウム
から成る群より選ばれた少なくとも1種の水溶液を加
え、pHを7.0〜9.0の範囲となるように調整し、
さらにこの混合溶液を100〜300℃で加熱処理(煮
沸)し、水分を除去して乾燥した後焼成するようになす
ことによって、各種元素の金属塩の沈殿物を十分に形成
させることができ、高温下での結晶構造の熱安定性とス
トイキ域およびリッチ域での貴金属の活性化促進作用を
さらに向上させることが可能であるという著しく優れた
効果がもたらされる。
And, as described in claim 3,
A water-soluble salt of at least one element selected from the group consisting of cobalt, nickel, zinc, and cerium is dissolved or dispersed in water in fine-particle alumina hydrate colloid, and then ammonia water, ammonium carbonate, and ammonium hydrogen carbonate are dissolved. , Ammonium sulfate and ammonium hydrogen sulfate are added, and the pH is adjusted to be in a range of 7.0 to 9.0 by adding at least one aqueous solution selected from the group consisting of
Further, the mixed solution is heated (boiled) at 100 to 300 ° C., dried to remove water, and then calcined, so that precipitates of metal salts of various elements can be sufficiently formed. A remarkably excellent effect is obtained that the thermal stability of the crystal structure at a high temperature and the effect of promoting the activation of the noble metal in the stoichiometric region and the rich region can be further improved.

【0033】本発明に係わる排ガス浄化用触媒は、請求
項4に記載しているように、請求項1に記載のアルミナ
系複合酸化物にパラジウムを担持してなるものとしたか
ら、高温下における耐久性に優れ、貴金属種のシンタリ
ングを抑制し、さらに、貴金属種の活性化を促進するこ
とができ、さらにまた、結晶構造を均一化し高温での構
造安定性を向上し、さらにまた、活性相の分散状態を高
めて貴金属の活性化促進作用を向上できる排ガス浄化用
触媒を提供することが可能であるという著しく優れた効
果がもたらされる。
The exhaust gas purifying catalyst according to the present invention comprises palladium supported on the alumina-based composite oxide according to the first aspect of the present invention. It has excellent durability, suppresses sintering of precious metal species, can promote activation of precious metal species, furthermore, homogenizes the crystal structure, improves structural stability at high temperatures, A remarkably excellent effect is obtained in that it is possible to provide an exhaust gas purifying catalyst capable of enhancing the activity of accelerating the noble metal by increasing the dispersed state of the phase.

【0034】そして、請求項5に記載しているように、
全パラジウム量のうち金属換算で30〜80重量%のパ
ラジウムが請求項1に記載のアルミナ系複合酸化物に含
有されるものとすることによって、パラジウムの低温活
性およびNOx定常転換性能をより一層改良することが
可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
And, as described in claim 5,
The low-temperature activity and steady-state NOx conversion performance of palladium are further improved by including 30 to 80% by weight of palladium in terms of metal in the total palladium amount in the alumina-based composite oxide according to claim 1. Significantly better effect.

【0035】そしてまた、請求項6に記載しているよう
に、排ガス浄化用触媒にさらにアルカリ金属およびアル
カリ土類金属から成る群より選ばれた少なくとも1種が
含有されるものとすることによって、パラジウムのシン
タリングを抑制し、低温活性および酸素不足雰囲気下で
の活性をさらに向上させることが可能であるという著し
く優れた効果がもたらされる。
According to a sixth aspect of the present invention, the exhaust gas purifying catalyst further contains at least one selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals. A remarkably excellent effect is obtained in that the sintering of palladium can be suppressed, and the activity at low temperatures and the activity in an oxygen-deficient atmosphere can be further improved.

【0036】[0036]

【実施例】次に、本発明の実施例を比較例と共に詳細に
説明するが、本発明は以下に示す実施例のみに限定され
ないことはいうまでもない。
EXAMPLES Next, examples of the present invention will be described in detail together with comparative examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to only the following examples.

【0037】(実施例1)酢酸セリウム39.5g、硝
酸ニッケル485gを純水1000gに溶解した水溶液
を、アルミナ(Al)換算で20重量%のアルミ
ナゾル1700gを純水2500gに分散させた懸濁液
に加えた後、撹拌しながら5%アンモニア水を加え、p
Hを8.0に調整した。この溶液を150℃で4時間煮
沸した後、スプレードライヤーで乾燥し、400℃で2
時間、600℃で2時間、次いで800℃で4時間焼成
して、実施例1のアルミナ系複合酸化物Ce0.03
.5Al2.0を得た。なお、dは前記各成分
の原子価を満足するのに必要な酸素原子数である。
Example 1 An aqueous solution obtained by dissolving 39.5 g of cerium acetate and 485 g of nickel nitrate in 1000 g of pure water was dispersed in 2500 g of pure water with 1700 g of 20 wt% alumina sol in terms of alumina (Al 2 O 3 ). After adding to the suspension, 5% aqueous ammonia was added with stirring, and p
H was adjusted to 8.0. This solution was boiled at 150 ° C. for 4 hours, dried with a spray dryer, and then dried at 400 ° C. for 2 hours.
For 2 hours at 600 ° C. and then for 4 hours at 800 ° C. to obtain the alumina-based composite oxide Ce 0.03 N of Example 1.
i 0 . 5 Al 2.0 Od was obtained. Here, d is the number of oxygen atoms necessary to satisfy the valence of each component.

【0038】(実施例2)酢酸セリウム13.2g、硝
酸ニッケル485gを純水1000gに溶解した水溶液
を、アルミナ(Al)換算で20重量%のアルミ
ナゾル1700gを純水2500gに分散させた懸濁液
に加えた後、撹拌しながら5%アンモニア水を加え、p
Hを8.0に調整した。この溶液を150℃で4時間煮
沸した後、スプレードライヤーで乾燥し、400℃で2
時間、600℃で2時間、次いで800℃で4時間焼成
して、実施例2のアルミナ系複合酸化物Ce0.01
.5Al2.0を得た。
(Example 2) An aqueous solution in which 13.2 g of cerium acetate and 485 g of nickel nitrate were dissolved in 1000 g of pure water was dispersed in 2500 g of pure water in an amount of 1700 g of 20% by weight alumina (Al 2 O 3 ). After adding to the suspension, 5% aqueous ammonia was added with stirring, and p
H was adjusted to 8.0. This solution was boiled at 150 ° C. for 4 hours, dried with a spray dryer, and then dried at 400 ° C. for 2 hours.
And then calcined at 600 ° C. for 2 hours and then at 800 ° C. for 4 hours to obtain the alumina-based composite oxide Ce 0.01 N of Example 2.
i 0 . 5 Al 2.0 Od was obtained.

【0039】(実施例3)酢酸セリウム118.5g、
硝酸ニッケル485gを純水1000gに溶解した水溶
液を、アルミナ(Al)換算で20重量%のアル
ミナゾル1700gを純水2500gに分散させた懸濁
液に加えた後、撹拌しながら5%アンモニア水を加え、
pHを8.0に調整した。この溶液を150℃で4時間
煮沸した後、スプレードライヤーで乾燥し、400℃で
2時間、600℃で2時間、次いで800℃で4時間焼
成して、実施例3のアルミナ系複合酸化物Ce0.09
Ni0.5Al2.0を得た。
(Example 3) 118.5 g of cerium acetate,
An aqueous solution obtained by dissolving 485 g of nickel nitrate in 1000 g of pure water was added to a suspension in which 1700 g of 20 wt% alumina sol in terms of alumina (Al 2 O 3 ) was dispersed in 2500 g of pure water. Add water,
The pH was adjusted to 8.0. This solution was boiled at 150 ° C. for 4 hours, dried with a spray drier, calcined at 400 ° C. for 2 hours, 600 ° C. for 2 hours, and then at 800 ° C. for 4 hours to obtain the alumina-based composite oxide Ce of Example 3. 0.09
Ni 0.5 Al 2.0 Od was obtained.

【0040】(比較例1)酢酸セリウム6.6g、硝酸
ニッケル485gを純水1000gに溶解した水溶液
を、アルミナ(Al)換算で20重量%のアルミ
ナゾル1700gを純水2500gに分散させた懸濁液
に加えた後、撹拌しながら5%アンモニア水を加え、p
Hを8.0に調整した。この溶液を150℃で4時間煮
沸した後、スプレードライヤーで乾燥し、400℃で2
時間、600℃で2時間、次いで800℃で4時間焼成
して、比較例1のアルミナ系複合酸化物Ce0.005
Ni .5Al2.0を得た。
Comparative Example 1 An aqueous solution in which 6.6 g of cerium acetate and 485 g of nickel nitrate were dissolved in 1000 g of pure water was dispersed in 2500 g of pure water with 1700 g of 20 wt% alumina sol in terms of alumina (Al 2 O 3 ). After adding to the suspension, 5% aqueous ammonia was added with stirring, and p
H was adjusted to 8.0. This solution was boiled at 150 ° C. for 4 hours, dried with a spray dryer, and then dried at 400 ° C. for 2 hours.
For 2 hours at 600 ° C. and then for 4 hours at 800 ° C. to obtain the alumina-based composite oxide Ce 0.005 of Comparative Example 1.
Ni 0 . 5 Al 2.0 Od was obtained.

【0041】(比較例2)酢酸セリウム263.3g、
硝酸ニッケル485gを純水1000gに溶解した水溶
液を、アルミナ(Al)換算で20重量%のアル
ミナゾル1700gを純水2500gに分散させた懸濁
液に加えた後、撹拌しながら5%アンモニア水を加え、
pHを8.0に調整した。この溶液を150℃で4時間
煮沸した後、スプレードライヤーで乾燥し、400℃で
2時間、600℃で2時間、次いで800℃で4時間焼
成して、比較例2のアルミナ系複合酸化物Ce0.2
.5Al2.0を得た。
Comparative Example 2 263.3 g of cerium acetate,
An aqueous solution obtained by dissolving 485 g of nickel nitrate in 1000 g of pure water was added to a suspension in which 1700 g of 20 wt% alumina sol in terms of alumina (Al 2 O 3 ) was dispersed in 2500 g of pure water. Add water,
The pH was adjusted to 8.0. This solution was boiled at 150 ° C. for 4 hours, dried with a spray drier, calcined at 400 ° C. for 2 hours, 600 ° C. for 2 hours, and then at 800 ° C. for 4 hours to obtain an alumina-based composite oxide Ce of Comparative Example 2. 0.2 N
i 0 . 5 Al 2.0 Od was obtained.

【0042】(比較例3)硝酸ニッケル485gを純水
1000gに溶解した水溶液を、アルミナ(Al
)換算で20重量%のアルミナゾル1700gを
純水2500gに分散させた懸濁液に加えた後、撹拌し
ながら5%アンモニア水を加え、pHを8.0に調整し
た。この溶液を150℃で24時間乾燥した後、400
℃で2時間、600℃で2時間、次いで800℃で4時
間焼成して、アルミナ系複合酸化物Ni .5Al
2.0を得た。
Comparative Example 3 An aqueous solution obtained by dissolving 485 g of nickel nitrate in 1000 g of pure water was mixed with alumina (Al)
After adding 1700 g of alumina sol of 20% by weight in terms of 2 O 3 ) to a suspension in which 2500 g of pure water was dispersed, 5% aqueous ammonia was added with stirring to adjust the pH to 8.0. After drying this solution at 150 ° C. for 24 hours, 400
2 hours at 600 ° C., then 4 hours at 800 ° C. to obtain an alumina-based composite oxide Ni 0 . 5 Al
2.0 Od was obtained.

【0043】次に、酢酸セリウム39.5gを純水10
00gに溶解した水溶液に、Ni .5Al2.0
粉末100gを加え、2時間撹拌・混合した。この懸濁
液を150℃で24時間乾燥した後、400℃で2時
間、次いで600℃で2時間焼成し、Al元素2.0に
対してCo元素を0.03含むCe担持Ni0.5Al
2.0よりなる比較例3のアルミナ系複合酸化物を
得た。
Next, 39.5 g of cerium acetate was added to 10 parts of pure water.
In aqueous solution prepared by dissolving 00g, Ni 0. 5 Al 2.0 O d
100 g of powder was added, and the mixture was stirred and mixed for 2 hours. After drying this suspension at 150 ° C. for 24 hours, it is baked at 400 ° C. for 2 hours and then at 600 ° C. for 2 hours to obtain Ce supported Ni 0.5 containing 0.03 Co element to 2.0 Al element. Al
An alumina-based composite oxide of Comparative Example 3 consisting of 2.0 Od was obtained.

【0044】(比較例4)硝酸ニッケル485gを純水
1000gに溶解した水溶液を、アルミナ(Al
)換算で20重量%のアルミナゾル1700gを
純水2500gに分散させた懸濁液に加え、撹拌しなが
ら5%アンモニア水を加え、pHを8.0に調整した。
この溶液を150℃で24時間乾燥した後、400℃で
2時間、600℃で2時間、次いで800℃で4時間焼
成して、比較例4のアルミナ系複合酸化物Ni0.5
2.0を得た。
Comparative Example 4 An aqueous solution in which 485 g of nickel nitrate was dissolved in 1000 g of pure water was mixed with alumina (Al)
The suspension was prepared by adding 1700 g of an alumina sol of 20% by weight in terms of 2 O 3 ) to 2500 g of pure water and adding 5% aqueous ammonia with stirring to adjust the pH to 8.0.
After drying this solution at 150 ° C. for 24 hours, it was baked at 400 ° C. for 2 hours, 600 ° C. for 2 hours, and then at 800 ° C. for 4 hours, to obtain an alumina-based composite oxide Ni 0.5 A of Comparative Example 4.
It was obtained l 2.0 O d.

【0045】(実施例4)実施例1で得たアルミナ系複
合酸化物Ce0.03Ni0.5Al2.0にパラ
ジウムを1.0重量%担持した粉末(粉末A)692g
とランタンを1モル%(Laに換算して2重量
%)とジルコニウムを32モル%(ZrOOに換算し
て25重量%)を含むセリウム酸化物粉末にパラジウム
を0.75重量%担持した粉末(粉末B)480gに、
硝酸水溶液1200gを磁性ボールミルに投入し、混合
粉砕してスラリー液を得た。このスラリー液をコージェ
ライト質モノリス担体(1.3L、400セル)に付着
させ、400℃で1時間焼成し、コート層重量160g
/L、パラジウム担持量40g/cf(1.42g/
L)の触媒を得た。
Example 4 692 g of powder (powder A) in which 1.0% by weight of palladium was supported on the alumina-based composite oxide Ce 0.03 Ni 0.5 Al 2.0 Od obtained in Example 1
Cerium oxide powder containing 1 mol% of lanthanum and 1 mol% (2 wt% in terms of La 2 O 3 ) and 32 mol% of zirconium (25 wt% in terms of ZrO 2 O) and 0.75 wt% of palladium % Of the powder (powder B) carrying 480 g of
A nitric acid aqueous solution (1200 g) was charged into a magnetic ball mill and mixed and pulverized to obtain a slurry liquid. This slurry liquid was attached to a cordierite-based monolithic carrier (1.3 L, 400 cells), baked at 400 ° C. for 1 hour, and the coat layer weight was 160 g.
/ L, palladium carrying amount 40 g / cf (1.42 g /
The catalyst of L) was obtained.

【0046】次いで、上記触媒成分担持コージェライト
質モノリス担体に酢酸バリウム溶液を付着させた後、4
00℃で1時間焼成し、BaO15g/Lを含有させた
実施例4の排ガス浄化用触媒を得た。
Next, a barium acetate solution was adhered to the cordierite monolithic carrier carrying the catalyst component.
It was calcined at 00 ° C. for 1 hour to obtain an exhaust gas purifying catalyst of Example 4 containing 15 g / L of BaO.

【0047】(実施例5)実施例2で得たアルミナ系複
合酸化物Ce0.01Ni0.5Al2.0を用い
た以外は、実施例4と同様にしてコート層重量160g
/L、パラジウム担持量40g/cf(1.42g/
L)の触媒を得た。
Example 5 A coat layer weight of 160 g was prepared in the same manner as in Example 4 except that the alumina-based composite oxide Ce 0.01 Ni 0.5 Al 2.0 Od obtained in Example 2 was used.
/ L, palladium carrying amount 40 g / cf (1.42 g /
The catalyst of L) was obtained.

【0048】次いで、実施例4と同様にして酢酸バリウ
ム溶液を付着させた後、400℃で1時間焼成し、Ba
O15g/Lを含有させた実施例5の排ガス浄化用触媒
を得た。
Next, a barium acetate solution was applied in the same manner as in Example 4 and calcined at 400 ° C. for 1 hour to obtain Ba.
An exhaust gas purifying catalyst of Example 5 containing 15 g / L of O was obtained.

【0049】(実施例6)実施例3で得たアルミナ系複
合酸化物Ce0.09Ni0.5Al2.0を用い
た以外は、実施例4と同様にしてコート層重量160g
/L、パラジウム担持量40g/cf(1.42g/
L)の触媒を得た。
Example 6 A coat layer weight of 160 g was prepared in the same manner as in Example 4 except that the alumina-based composite oxide Ce 0.09 Ni 0.5 Al 2.0 Od obtained in Example 3 was used.
/ L, palladium carrying amount 40 g / cf (1.42 g /
The catalyst of L) was obtained.

【0050】次いで、実施例4と同様にして酢酸バリウ
ム溶液を付着させた後、400℃で1時間焼成し、Ba
O15g/Lを含有させた実施例6の排ガス浄化用触媒
を得た。
Then, after a barium acetate solution was applied in the same manner as in Example 4, the resultant was baked at 400 ° C. for 1 hour to obtain Ba.
The exhaust gas-purifying catalyst of Example 6 containing 15 g / L of O was obtained.

【0051】(比較例5)比較例1のアルミナ系複合酸
化物Ce0.005Ni0.5Al2.0を用いた
以外は、実施例4と同様にしてコート層重量160g/
L、パラジウム担持量40g/cf(1.42g/L)
の触媒を得た。
(Comparative Example 5) A coat layer weight of 160 g / g was obtained in the same manner as in Example 4 except that the alumina-based composite oxide Ce 0.005 Ni 0.5 Al 2.0 Od of Comparative Example 1 was used.
L, palladium carrying amount 40 g / cf (1.42 g / L)
Was obtained.

【0052】次いで、実施例4と同様にして酢酸バリウ
ム溶液を付着させた後、400℃で1時間焼成し、Ba
O15g/Lを含有させた比較例5の排ガス浄化用触媒
を得た。
Then, a barium acetate solution was applied in the same manner as in Example 4, and calcined at 400 ° C. for 1 hour to obtain Ba.
An exhaust gas purifying catalyst of Comparative Example 5 containing 15 g / L of O was obtained.

【0053】(比較例6)比較例2のアルミナ系複合酸
化物Ce0.2Ni0.5Al2.0を用いた以外
は、実施例4と同様にしてコート層重量160g/L、
パラジウム担持量40g/cf(1.42g/L)の触
媒を得た。
(Comparative Example 6) The coat layer weight was 160 g / L in the same manner as in Example 4 except that the alumina-based composite oxide Ce 0.2 Ni 0.5 Al 2.0 Od of Comparative Example 2 was used. ,
A catalyst having a palladium loading of 40 g / cf (1.42 g / L) was obtained.

【0054】次いで、実施例4と同様にして酢酸バリウ
ム溶液を付着させた後、400℃で1時間焼成し、Ba
O15g/Lを含有させた比較例6の排ガス浄化用触媒
を得た。
Then, a barium acetate solution was applied in the same manner as in Example 4 and calcined at 400 ° C. for 1 hour to obtain Ba.
An exhaust gas purifying catalyst of Comparative Example 6 containing 15 g / L of O was obtained.

【0055】(比較例7)比較例3のCe担持Ni
0.5Al2.0よりなるアルミナ系複合酸化物を
用いた以外は、実施例4と同様にしてコート層重量16
0g/L、パラジウム担持量40g/cf(1.42g
/L)の触媒を得た。
Comparative Example 7 Ce-supported Ni of Comparative Example 3
The same procedure as in Example 4 was carried out except that an alumina-based composite oxide composed of 0.5 Al 2.0 Od was used.
0 g / L, palladium carrying amount 40 g / cf (1.42 g
/ L).

【0056】次いで、実施例4と同様にして酢酸バリウ
ム溶液を付着させた後、400℃で1時間焼成し、Ba
O15g/Lを含有させた比較例7の排ガス浄化用触媒
を得た。
Then, a barium acetate solution was applied in the same manner as in Example 4 and calcined at 400 ° C. for 1 hour to obtain Ba.
An exhaust gas purifying catalyst of Comparative Example 7 containing 15 g / L of O was obtained.

【0057】(比較例8)比較例4のアルミナ系複合酸
化物Ni0.5Al2.0を用いた以外は、実施例
4と同様にしてコート層重量160g/L、パラジウム
担持量40g/cf(1.42g/L)の触媒を得た。
Comparative Example 8 A coat layer weight of 160 g / L and a palladium carrying amount were carried out in the same manner as in Example 4 except that the alumina-based composite oxide Ni 0.5 Al 2.0 Od of Comparative Example 4 was used. 40 g / cf (1.42 g / L) of the catalyst were obtained.

【0058】次いで、実施例4と同様にして酢酸バリウ
ム溶液を付着させた後、400℃で1時間焼成し、Ba
O15g/Lを含有させた比較例8の排ガス浄化用触媒
を得た。
Then, after a barium acetate solution was applied in the same manner as in Example 4, the resultant was baked at 400 ° C. for 1 hour to obtain Ba.
An exhaust gas purifying catalyst of Comparative Example 8 containing 15 g / L of O was obtained.

【0059】(試験例)前記実施例4〜6および比較例
5〜8で得た排ガス浄化用触媒について、以下の耐久条
件により耐久を行った後、下記評価条件で触媒活性評価
を行った。
(Test Examples) The exhaust gas purifying catalysts obtained in Examples 4 to 6 and Comparative Examples 5 to 8 were subjected to durability under the following durability conditions, and then evaluated for catalytic activity under the following evaluation conditions.

【0060】 耐久条件 エンジン排気量 4400cc 燃料 無鉛ガソリン 触媒入口ガス温度 750℃ 耐久時間 100時間 入口ガス組成 CO 0.5±0.1% O2 0.5±0.1% HC 約1100ppm NO 1300ppm CO2 15% 評価条件1:低温活性 エンジン排気量 2000cc 燃料 無鉛ガソリン 昇温速度 10℃/分 測定温度範囲 150〜500℃ 耐久後の各排ガス浄化用触媒の低温活性を、HC、CO
およびNOxの転化率が50%になった時の温度(T5
0/℃)で表わした。その結果を表1に示す。
Endurance conditions Engine displacement 4400cc Fuel unleaded gasoline Catalyst inlet gas temperature 750 ° C Endurance time 100 hours Inlet gas composition CO 0.5 ± 0.1% O 2 0.5 ± 0.1% HC About 1100ppm NO 1300ppm CO 2 15% Evaluation condition 1: Low-temperature activity Engine displacement 2000cc Fuel unleaded gasoline Heating rate 10 ° C / min Measurement temperature range 150-500 ° C The low-temperature activity of each exhaust gas purifying catalyst after endurance is determined by HC and CO.
And the temperature at which the conversion of NOx reaches 50% (T5
0 / ° C). Table 1 shows the results.

【0061】 評価条件2:浄化性能 エンジン排気量 2000cc 燃料 無鉛ガソリン 触媒入口排ガス温度 500℃ ストイキ雰囲気 中心A/F=14.6 振幅ΔA/F=±1.0 平均転化率 耐久後の各排ガス浄化用触媒の浄化活性を、ストイキ雰
囲気におけるHC、COおよびNOxの平均転化率
(%)を以下の式により決定した。その結果を同じく表
1に示す。
Evaluation Condition 2: Purification Performance Engine Displacement 2000cc Fuel Unleaded Gasoline Catalyst Inlet Exhaust Gas Temperature 500 ° C. Steak Atmosphere Center A / F = 14.6 Amplitude ΔA / F = ± 1.0 Average Conversion Rate Each exhaust gas purification after endurance The purification activity of the catalyst for use was determined by determining the average conversion (%) of HC, CO and NOx in the stoichiometric atmosphere by the following formula. The results are also shown in Table 1.

【0062】[0062]

【数1】 (Equation 1)

【0063】[0063]

【数2】 (Equation 2)

【0064】[0064]

【数3】 (Equation 3)

【0065】[0065]

【表1】 [Table 1]

【0066】表1に示した結果より明らかであるよう
に、本発明実施例による排ガス浄化用触媒はいずれも低
温活性に優れていると共に排ガス浄化性能がより一層向
上したものになっていることが認められた。
As is clear from the results shown in Table 1, the exhaust gas purifying catalysts according to the present invention all have excellent low-temperature activity and further improved exhaust gas purifying performance. Admitted.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01J 23/75 B01D 53/36 104A 23/755 B01J 23/74 311A 23/89 321A ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI B01J 23/75 B01D 53/36 104A 23/755 B01J 23/74 311A 23/89 321A

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ニッケルおよびセリウムを含有するアル
ミナ系複合酸化物を含み、アルミナ系複合酸化物が、次
の一般式; [X][Y]Al (式中、Xはセリウム元素であり、Yはニッケル元素で
あって、a,b,cおよびdは各元素の原子比率を表わ
し、c=2.0の時、a=0.01以上0.10未満、
b=0.1以上0.7以下、dは上記各成分の原子価を
満足するのに必要な酸素原子数である。)で表わされる
アルミナ系複合酸化物であることを特徴とする排ガス浄
化用触媒材料。
1. An alumina-based composite oxide containing nickel and cerium, wherein the alumina-based composite oxide has the following general formula: [X] a [Y] b Al c O d (where X is cerium Y is a nickel element, a, b, c and d represent the atomic ratio of each element, and when c = 2.0, a = 0.01 or more and less than 0.10;
b = 0.1 or more and 0.7 or less, and d is the number of oxygen atoms required to satisfy the valence of each of the above components. A catalyst material for purifying exhaust gas, which is an alumina-based composite oxide represented by the following formula:
【請求項2】 請求項1に記載のアルミナ系複合酸化物
を製造するに際し、微粒子アルミナ水和物コロイドに、
コバルト,ニッケル,亜鉛およびセリウムからなる群よ
り選ばれた少なくとも1種の元素の水溶性塩を水に溶解
または分散させた後、アンモニア水,炭酸アンモニウ
ム,炭酸水素アンモニウム,硫酸アンモニウムおよび硫
酸水素アンモニウムから成る群より選ばれた少なくとも
1種の水溶液を加え、水分を除去して乾燥した後焼成す
ることを特徴とする排ガス浄化用触媒材料の製造方法。
2. In producing the alumina-based composite oxide according to claim 1, the fine particle alumina hydrate colloid is
After dissolving or dispersing a water-soluble salt of at least one element selected from the group consisting of cobalt, nickel, zinc and cerium in water, it is composed of aqueous ammonia, ammonium carbonate, ammonium hydrogen carbonate, ammonium sulfate and ammonium hydrogen sulfate A method for producing an exhaust gas purifying catalyst material, comprising adding at least one aqueous solution selected from the group, removing water, drying, and firing.
【請求項3】 微粒子アルミナ水和物コロイドに、コバ
ルト,ニッケル,亜鉛およびセリウムからなる群より選
ばれた少なくとも1種の元素の水溶性塩を水に溶解また
は分散させた後、アンモニア水,炭酸アンモニウム,炭
酸水素アンモニウム,硫酸アンモニウムおよび硫酸水素
アンモニウムから成る群より選ばれた少なくとも1種の
水溶液を加え、pHを7.0〜9.0の範囲となるよう
に調整し、さらにこの混合溶液を100〜300℃で加
熱処理し、水分を除去して乾燥した後焼成する請求項2
に記載の排ガス浄化用触媒材料の製造方法。
3. A water-soluble salt of at least one element selected from the group consisting of cobalt, nickel, zinc and cerium is dissolved or dispersed in water in a fine-particle colloidal alumina hydrate. At least one aqueous solution selected from the group consisting of ammonium, ammonium bicarbonate, ammonium sulfate and ammonium hydrogen sulfate was added, the pH was adjusted to be in the range of 7.0 to 9.0, and the mixed solution was further added to 100 parts. 3. A heat treatment at a temperature of up to 300 [deg.] C., drying after removing water and firing.
4. The method for producing an exhaust gas purifying catalyst material according to item 1.
【請求項4】 請求項1に記載のアルミナ系複合酸化物
にパラジウムを担持してなることを特徴とする排ガス浄
化用触媒。
4. An exhaust gas purifying catalyst comprising the alumina-based composite oxide according to claim 1 carrying palladium.
【請求項5】 全パラジウム量のうち金属換算で30〜
80重量%のパラジウムが請求項1に記載のアルミナ系
複合酸化物に含有される請求項4に記載の排ガス浄化用
触媒。
5. The metal of the total palladium content is 30 to 30%.
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 4, wherein 80% by weight of palladium is contained in the alumina-based composite oxide according to claim 1.
【請求項6】 排ガス浄化用触媒にさらにアルカリ金属
およびアルカリ土類金属から成る群より選ばれた少なく
とも1種が含有される請求項4または5に記載の排ガス
浄化用触媒。
6. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 4, wherein the exhaust gas purifying catalyst further contains at least one selected from the group consisting of an alkali metal and an alkaline earth metal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006346604A (en) * 2005-06-16 2006-12-28 Daihatsu Motor Co Ltd Method for manufacturing catalyst composition

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