JPS63116742A - Catalyst for purifying exhaust gas - Google Patents

Catalyst for purifying exhaust gas

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JPS63116742A
JPS63116742A JP61262522A JP26252286A JPS63116742A JP S63116742 A JPS63116742 A JP S63116742A JP 61262522 A JP61262522 A JP 61262522A JP 26252286 A JP26252286 A JP 26252286A JP S63116742 A JPS63116742 A JP S63116742A
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oxide
catalyst
lanthanum
cerium
zirconium
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伸一 松本
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直人 三好
Mareo Kimura
希夫 木村
Masakuni Ozawa
正邦 小澤
Akio Isotani
磯谷 彰男
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Abstract

PURPOSE:To prevent the lowering in purifying capacity at high temp., by supporting a catalystic metal by a supporting layer consisting of oxides of cerium, zirconium and lanthanum partially being a composite oxide or a solid solution. CONSTITUTION:A catalyst supporting layer containing cerium oxide, zirconium oxide and lanthanum oxide partially present at least as a composite oxide or a solid solution is formed to a carrier base material having a honeycomb form composed of activated alumina. A noble metal such as Pt, Rh, Pd, Ir, Ru or Os or a base metal such as Cr, Ni, V, Cu, Co or Mn is supported by said catalyst supporting layer to form a catalyst for purifying exhaust gas. This catalyst is excellent in oxygen storage capacity at high temp. and the detachment of the catalyst supporting layer from the carrier base material is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は自動車エンジンなどの内燃層間から排出される
排気ガス中に含まれるco (−M化炭i>、HC(炭
化水素)、N0X(窒素酸化?85)を除去して浄化す
る排気ガス浄化用触媒に関するらのである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention is directed to the treatment of CO (-M carbonized carbon i>, HC (hydrocarbon), NOX ( This article relates to an exhaust gas purifying catalyst that removes and purifies nitrogen oxidation (85).

[従来の技術] 従来自動車の排気ガス浄化用触媒は、一般に触媒担持層
と、触媒1g持層に担持された触媒金属と、からなるも
のが知られている。そして効率良い浄化を目的として、
種々の排気ガス浄化用触媒が開発されている。
[Prior Art] Conventional catalysts for purifying exhaust gas from automobiles are generally known to consist of a catalyst support layer and a catalyst metal supported on the catalyst support layer. And for the purpose of efficient purification,
Various exhaust gas purifying catalysts have been developed.

例えば特公昭59−41775号、特開昭59−906
95号、特公昭58−20307号などには、セリウム
を利用した技術が開示されている。
For example, Japanese Patent Publication No. 59-41775, Japanese Patent Publication No. 59-906
No. 95 and Japanese Patent Publication No. 58-20307 disclose techniques using cerium.

これらの排気ガス浄化用触媒ではセリウムは酸化物とし
て存在し、(1)式に示す反応により酸素を放出あるい
は取込み(M素ストレージ能)、COおよびHCの酸化
反応およびNOXの還元反応を調節して浄化効率の向上
を図るものである。
In these exhaust gas purification catalysts, cerium exists as an oxide, releases or takes in oxygen (M storage capacity) through the reaction shown in equation (1), and regulates the oxidation reaction of CO and HC and the reduction reaction of NOX. This aims to improve purification efficiency.

Ce0ze−ラCe Ot−:t+手02− (1)と
ころで上記(1)式の反応は酸化セリウム粒子表面で生
じることがわかっている。しかしながら上記従来の排気
ガス浄化用触媒では、800℃以上の高温下で用いられ
ると酸化セリウムが粒成長して表面積が減少する場合が
あった。従って酸素ストレージ能の低下により浄化性能
が低下するという不具合があった。
Ce0ze-raCeOt-:t+hand02- (1) By the way, it is known that the reaction of the above formula (1) occurs on the surface of the cerium oxide particles. However, in the conventional exhaust gas purifying catalyst described above, when used at a high temperature of 800° C. or higher, the cerium oxide may grow grains and the surface area may decrease. Therefore, there was a problem in that the purification performance deteriorated due to a decrease in oxygen storage capacity.

また、活性アルミナの安定化を目標として、特公昭60
−7537号、特開昭48−18180号、特開昭61
−3531号、USP30030201USP3951
860、USP4170573などには、セリウムと他
の希土類や遷移金属とを同時に用いる技術が開示されて
いる。例えば特公昭60−7537号には、セリウムと
ランタンとを同時に用い、(2)式に示す複合酸化物C
e  +−x−L ax Ot−−7−(2)(0,3
≦メ≦0.5) を形成したものが開示されている。
In addition, with the goal of stabilizing activated alumina,
-7537, JP-A-48-18180, JP-A-61
-3531, USP30030201USP3951
No. 860, USP 4,170,573, etc., disclose a technique of simultaneously using cerium and other rare earths or transition metals. For example, in Japanese Patent Publication No. 60-7537, using cerium and lanthanum at the same time, a composite oxide C as shown in formula (2) was prepared.
e +-x-L ax Ot--7-(2)(0,3
≦Me≦0.5) is disclosed.

この排気ガス浄化用触媒は、複合酸化物の本タル石型構
造に酸素空孔をもつ格子欠陥を形成させ、醇化セリウム
の酸素ストレージ能に耐久性をもたせたものである。し
かしながらこの排気ガス浄化用触媒においては、ランタ
ンは高温下で1aAffiO3を生成して体積が収縮す
る。そして、これによりアルミナ触媒担持層に内部応力
が発生しアルミナ触媒担持層と担体基材との接合強度が
低下してアルミナ触媒担持層が剃落するという不具合が
あった。
This exhaust gas purification catalyst has lattice defects with oxygen vacancies formed in the talcite-type structure of the composite oxide, thereby making the oxygen storage ability of cerium diluted durable. However, in this exhaust gas purification catalyst, lanthanum generates 1aAffiO3 at high temperatures and shrinks in volume. As a result, internal stress is generated in the alumina catalyst support layer, the bonding strength between the alumina catalyst support layer and the carrier base material is reduced, and the alumina catalyst support layer is shaved off.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、浄化性
能を^く維持しつつ高温度下における酸化セリウムの粒
成長を抑制して浄化性能の低下を防止し、かつLaAλ
03の生成を防止した排気ガス浄化用触媒を提供するも
のである。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to suppress the grain growth of cerium oxide under high temperatures while maintaining the purification performance, thereby reducing the deterioration of the purification performance. prevent and LaAλ
The present invention provides an exhaust gas purifying catalyst that prevents the generation of 03.

[問題点を解決するための手段] 本発明の排気ガス浄化用触媒は、 触媒担持層と、触媒担持層に担持された触媒金属と、か
らなる排気ガス浄化用触媒において、触媒担持層シまセ
リウム酸化物とジルコニウム酸化物とランタン酸化物と
を含み、セリウム酸化物、ジルコニウム酸化物およびラ
ンタン酸化物の少なくとも一部は複合酸化物または固溶
体として存在していることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The exhaust gas purification catalyst of the present invention is an exhaust gas purification catalyst comprising a catalyst support layer and a catalytic metal supported on the catalyst support layer. It is characterized in that it contains cerium oxide, zirconium oxide, and lanthanum oxide, and at least a part of the cerium oxide, zirconium oxide, and lanthanum oxide exists as a composite oxide or a solid solution.

触媒担持層は触媒金属が担持されるものであり、例えば
比表面積の大きな活性アルミナ、ジルコニア、酸化チタ
ンなどを用いることができる。一般にはγ−アルミナ、
θ−アルミナなどが用いられる。なお、触媒担持層は、
そのままの状態で用いてもよいし、担体基材を用い、そ
の担体基材表面に触媒担持層を形成してもよい。
The catalyst supporting layer supports a catalytic metal, and for example, activated alumina, zirconia, titanium oxide, etc., which have a large specific surface area, can be used. Generally γ-alumina,
θ-alumina or the like is used. In addition, the catalyst support layer is
It may be used as it is, or a carrier base material may be used and a catalyst supporting layer may be formed on the surface of the carrier base material.

なお担体基材はハニカム形状のモノリス担体基材、ある
いはベレット状の担体基材など、従来と同様のものを用
いることができる。また担体基材の材質は、コージェラ
イト、ムライl−、アルミナ、マグネシア、スピネルな
どのセラミックス、あるいはフェライト鋼などの耐熱性
金属など公知のものを用いることができる。
Note that the carrier base material may be the same as conventional carrier base materials, such as a honeycomb-shaped monolith carrier base material or a pellet-shaped carrier base material. Further, as the material of the carrier base material, known materials such as ceramics such as cordierite, mullai l-, alumina, magnesia, and spinel, or heat-resistant metals such as ferritic steel can be used.

触媒担持層に担持される触媒金属としては、白金(Pt
)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、イリジウ
ム(Ir)、ルテニウム(RU)、オスミウム(Os>
などの貴金属、あるいはクロム(Cr)、ニッケル(N
 + > 、バナジウム(V)、銅(Cu)、コバルト
(co)、マンガン(Mn)などの卑金属など、従来と
同様の6のを用いることができる。
The catalyst metal supported on the catalyst support layer is platinum (Pt
), rhodium (Rh), palladium (Pd), iridium (Ir), ruthenium (RU), osmium (Os>
precious metals such as chromium (Cr), nickel (N
+>, base metals such as vanadium (V), copper (Cu), cobalt (co), manganese (Mn), and the like as in the past can be used.

本発明の最大の特徴は、触媒担持層はセリウム酸化物と
ジルコニウム酸化物とランタン酸化物を含み、セリウム
酸化物、ジルコニウム酸化物およびランタン酸化物の少
なくとも一部は複合酸化物または固溶体として存在して
いるところにある。
The greatest feature of the present invention is that the catalyst support layer contains cerium oxide, zirconium oxide, and lanthanum oxide, and at least a portion of the cerium oxide, zirconium oxide, and lanthanum oxide exists as a composite oxide or a solid solution. It's where you are.

酸化セリウムは単独酸化物では粒成長し易く、本発明者
らの研究によれば、1000℃で加熱すると直径0.1
μmP1度にまで粒成長することがわかっている。そし
て1000℃で加熱後に〈3)式の反応によりCOを浄
化しようとしても、反応率はほとんどゼロとなってしま
い、l!i索ストレージ能が著しく低下することもわか
っている。
Cerium oxide, as a single oxide, tends to grow grains, and according to research by the present inventors, when heated at 1000°C, grains grow to a diameter of 0.1
It is known that grains grow up to 1 degree μmP. Even if an attempt is made to purify CO by the reaction of equation (3) after heating at 1000°C, the reaction rate becomes almost zero, and l! It has also been found that the i-search storage capacity is significantly reduced.

C○十CeO2→ヱCO2+Ce○2−c −(3)そ
こで本発明者らは鋭意研究の結果、酸化セリラムと酸化
ジルコニウムと酸化ランタンとを共存させて熱処理した
ものにおいては、高温で加熱後にも酸素ストレージ能に
優れ、かつ触媒担持層が担体基材から脱落するのが防止
されることを見出して本発明を完成したものである。
C○1CeO2→ヱCO2+Ce○2−c −(3) Therefore, as a result of intensive research, the present inventors found that in a heat-treated product in which ceryllum oxide, zirconium oxide, and lanthanum oxide coexist, the The present invention was completed by discovering that it has excellent oxygen storage ability and prevents the catalyst support layer from falling off the carrier base material.

本発明にいう複合酸化物または固溶体とは、セリウム酸
化物、ジルコニウム酸化物およびランタン酸化物の少な
くとも一部から構成される。たとえば酸化セリウムと酸
化ランタンの複合酸化物または固溶体、酸化ジルコニウ
ムと酸化ランタンの複合酸化物または固溶体、酸化セリ
ウムと酸化ジルコニウムと酸化ランタンの複合酸化物ま
たは固溶体の、それぞれ単独体、あるいは複合混合体と
することができる。そしてこれらの複合酸化物または固
溶体とともにそれぞれの酸化物を単独で含有してもよい
The composite oxide or solid solution referred to in the present invention is composed of at least a portion of cerium oxide, zirconium oxide, and lanthanum oxide. For example, a composite oxide or solid solution of cerium oxide and lanthanum oxide, a composite oxide or solid solution of zirconium oxide and lanthanum oxide, a composite oxide or solid solution of cerium oxide, zirconium oxide, and lanthanum oxide, each alone or as a composite mixture. can do. Each oxide may be contained alone together with these composite oxides or solid solutions.

なお、本発明者らはθ−アルミナ粉末に、硝酸ランタン
単独、硝酸ランタンと硝酸セリウムの混合物、硝酸ラン
タンとオキシ硝酸ジルコニウムの混合物、硝酸ランタン
と硝酸セリウムとオキシ硝酸ジルコニウムとの混合物を
それぞれ水溶液として含浸させ、空気中にて温度を変え
て5時間熱処理を行った。その後X線回折法によりそれ
ぞれについてLaA1O3を同定した。その結果を第1
図に示す。なお、第1図において、縦軸はθ−アルミナ
を基準にしたLaA1O3のxg;+回折強度比を、横
軸は熱処理温度を示す。
The present inventors added lanthanum nitrate alone, a mixture of lanthanum nitrate and cerium nitrate, a mixture of lanthanum nitrate and zirconium oxynitrate, and a mixture of lanthanum nitrate, cerium nitrate, and zirconium oxynitrate to the θ-alumina powder as aqueous solutions. It was impregnated and heat treated in air at varying temperatures for 5 hours. Thereafter, LaA1O3 was identified for each by X-ray diffraction method. The result is the first
As shown in the figure. In FIG. 1, the vertical axis shows the xg;+ diffraction intensity ratio of LaA1O3 based on θ-alumina, and the horizontal axis shows the heat treatment temperature.

第1図よりランタン単独およびランタン−セリウム混合
系では800〜900℃程度からLaAffio3が生
成するが、ランタン−セリウム−ジルコニウム混合系で
は1100℃に加熱しても1aAJ!03はほとんど生
成していないことがわかる。
As shown in Figure 1, LaAffio3 is produced from about 800 to 900°C in lanthanum alone and in a lanthanum-cerium mixed system, but in a lanthanum-cerium-zirconium mixed system, even when heated to 1100°C, 1aAJ! It can be seen that 03 is hardly generated.

従ってランタン−セリウム−ジルコニウム混合系の複合
酸化物または固溶体とすることが望ましい。
Therefore, it is desirable to use a lanthanum-cerium-zirconium mixed oxide or solid solution.

触媒担持層にセリウム酸化物、ジルコニウム酸化物およ
びランタン酸化物との少なくとも一部を含む複合酸化物
、または固溶体を形成するには、セリウム塩、ジルコニ
ウム塩およびランタン塩の水溶液を同時にあるいは別々
に触媒担持層に含浸させ、600℃以上の温度で焼成す
ることにより行うことができる。またセリウム、ジルコ
ニウムおよびランタンの少なくとも一つに酸化物を用い
、触媒担持層形成時に活性アルミナ粉末と混合後8oO
℃以上の温度で焼成して行うこともできる。
To form a composite oxide or solid solution containing at least a portion of cerium oxide, zirconium oxide, and lanthanum oxide in the catalyst support layer, an aqueous solution of cerium salt, zirconium salt, and lanthanum salt is added to the catalyst simultaneously or separately. This can be done by impregnating the support layer and firing at a temperature of 600° C. or higher. In addition, an oxide of at least one of cerium, zirconium, and lanthanum is used, and after mixing with activated alumina powder during formation of the catalyst support layer, 8oO
It can also be carried out by firing at a temperature of .degree. C. or higher.

温度がこれらの値より低いと投合酸化物または固溶体が
生成しにくく、酸化セリウムの粒成長が生じやすくなり
、LaAffi○3が生成しやすくなる。
If the temperature is lower than these values, it is difficult to form a compound oxide or a solid solution, grain growth of cerium oxide is likely to occur, and LaAffi○3 is likely to be formed.

なお、セリウム酸化物、ジルコニウム酸化物およびラン
タン酸化物は、触媒担持層内部に含有された状態として
もよいし、触媒担持層表面に担持された状態であっても
よい。特に担持層:&面に存在すれば浄化性能に著しく
優れ、かつLaAlO3の生成を確実に防止することが
できる。
Note that the cerium oxide, zirconium oxide, and lanthanum oxide may be contained inside the catalyst support layer, or may be supported on the surface of the catalyst support layer. In particular, if it is present on the supporting layer:& surface, it will have an extremely excellent purification performance and can reliably prevent the formation of LaAlO3.

また、セリウム、ジルコニウムおよびランタンの比率は
特に$り限されないが、セリウム酸化物とジルコニウム
酸化物とランタン酸化物とは、セリウム原子100原子
に対してジルコニウム原子が5〜100原子およびラン
タン原子が5〜150原子の原子比となるように構成す
るのが好ましい。
In addition, the ratio of cerium, zirconium, and lanthanum is not particularly limited, but cerium oxide, zirconium oxide, and lanthanum oxide have a ratio of 5 to 100 zirconium atoms and 5 to 5 lanthanum atoms per 100 cerium atoms. It is preferable to configure the atomic ratio to be 150 atoms.

上記原子比において、ジルコニウム原子が5原子より少
ないと酸化セリウムに粒成長が生じやすくなり、かつL
aAlO3が生成しやすくなる。またジルコニウム原子
が100原子より多くなるとセリウム原子が相対的に少
なくなって(1)式に基づ(酸素ストレージ能が不足し
、浄化性能が低下するようになる。ランタン原子が5原
子より少なくなると複合酸化物の結晶構造に酸素空孔を
もつ格子欠陥による酸素ストレージ能が低下し、アルミ
ナの粒成長も生じやすくなる。また150原子より多く
なるとセリウム原子が相対的に少なくなって(1)式に
基づく酸素ストレージ能が不足し、浄化性能が低下する
ようになる。
In the above atomic ratio, if the number of zirconium atoms is less than 5 atoms, grain growth tends to occur in cerium oxide, and L
aAlO3 becomes easier to generate. Also, when the number of zirconium atoms exceeds 100 atoms, the number of cerium atoms decreases relatively, and based on formula (1), the oxygen storage capacity becomes insufficient and the purification performance decreases.When the number of lanthanum atoms decreases below 5 atoms, Oxygen storage capacity is reduced due to lattice defects with oxygen vacancies in the crystal structure of the composite oxide, and alumina grain growth is likely to occur.Also, when the number exceeds 150 atoms, the number of cerium atoms becomes relatively small, and the equation (1) The oxygen storage capacity based on the

[発明の作用および効果] 本発明の排気ガス浄化用触媒では、触媒担持層はセリウ
ム酸化物とジルコニウム酸化物とランタン酸化物とを含
み、セリウム酸化物、ジルコニウム酸化物およびランタ
ン酸化物の少なくとも一部は複合酸化物または固溶体と
して存在している。
[Operations and Effects of the Invention] In the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, the catalyst supporting layer contains cerium oxide, zirconium oxide, and lanthanum oxide, and at least one of cerium oxide, zirconium oxide, and lanthanum oxide. part exists as a composite oxide or a solid solution.

そしてその機構はまだ明らかとなっていないが、複合酸
化物または固溶体として存在することによリ、酸化セリ
ウムの粒成長が抑制される。そして複合酸化物結晶の構
造に酸素空孔をもつ格子欠陥を有しているので、結晶内
の酸素移動が非常に容易であり酸素ストレージ能は非常
に高い。またこれらの複合酸化物は粒成長しずらいので
、高温下で使用時にもその浄化性能は高く維持される。
Although the mechanism is not yet clear, grain growth of cerium oxide is suppressed by its presence as a composite oxide or solid solution. Since the structure of the composite oxide crystal has lattice defects with oxygen vacancies, oxygen movement within the crystal is very easy and the oxygen storage capacity is very high. Furthermore, since these composite oxides are difficult to grow grains, their purification performance remains high even when used at high temperatures.

さらにLaAλ03の生成が防止され、またアルミナ粒
子中に適度にランタン原子が侵入し、アルミナの粒成長
をも抑制する。
Furthermore, the formation of LaAλ03 is prevented, and a suitable amount of lanthanum atoms penetrate into the alumina particles, thereby suppressing alumina grain growth.

すなわち本発明の排気ガス浄化用触媒によれば、結晶構
造内の酸素移動が容易であるため酸素ストレージ能が高
く触媒性能に優れている。そして高温下で使用した場合
の酸化セリウムの粒成長が抑制されるので、酸化セリウ
ム自体の表面積は充分大きな値を維持できる。従って酸
化セリウムの酸素ストレージ能が低下するような不具合
がなく、浄化性能を長期に渡って高度に維持することが
できる。
That is, according to the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, since oxygen movement within the crystal structure is easy, the oxygen storage capacity is high and the catalyst performance is excellent. Since grain growth of cerium oxide is suppressed when used at high temperatures, the surface area of cerium oxide itself can maintain a sufficiently large value. Therefore, there is no problem such as a decrease in the oxygen storage capacity of cerium oxide, and the purification performance can be maintained at a high level over a long period of time.

またLaAio3の生成による体積収縮が防止されるの
で、触媒担持層に内部応力が生じるのが防止され、触媒
担持層の担体基材からの鋭落を防止することがでさ″る
Further, since volumetric shrinkage due to the formation of LaAio3 is prevented, internal stress is prevented from being generated in the catalyst support layer, and it is possible to prevent the catalyst support layer from falling sharply from the carrier base material.

[実施例] 以下実施例により具体的に説明する。[Example] This will be explained in detail below using examples.

(実施例1、比較例1) アルミナ含有率10wt%のアルミナシルア00gと、
アルミナ粉末1000gと、蒸溜水300gとを混合し
、撹拌してスラリーを調整した。
(Example 1, Comparative Example 1) 00 g of alumina silua with an alumina content of 10 wt%,
1000 g of alumina powder and 300 g of distilled water were mixed and stirred to prepare a slurry.

このスラリーにコージェライト貿からなるハニカム形状
のモノリス触媒担体基材を1分間浸漬後引き上げ、空気
流によりセル内のスラリーを吹き飛ばし150”Cで1
時間乾燥後、7o○℃で2時間焼成した。この操作を2
回繰返して活性アルミナからなる触媒担持層を形成した
A honeycomb-shaped monolithic catalyst carrier base material made of cordierite was immersed in this slurry for 1 minute, then pulled out, the slurry inside the cell was blown away by an air stream, and the base material was heated at 150"C for 1 minute.
After drying for an hour, it was baked at 7°C for 2 hours. This operation 2
This was repeated several times to form a catalyst support layer made of activated alumina.

次に硝u t’ l)ラム(ce (NO3) 3 )
が0゜05mol/λ、オキシ硝酸ジルコニウム(Zr
O(No3)2)が0.15mo l/1および硝酸ラ
ンタン(La (NO3) 3 )がO,Q5m。
Next, nitrate (ce (NO3) 3)
is 0°05mol/λ, zirconium oxynitrate (Zr
O(No3)2) was 0.15mol/1 and lanthanum nitrate (La(NO3)3) was O,Q5m.

1/λ溶解した混合水溶液に、前記触媒担持層を形成し
たモノリス担体長材を1分間浸漬後引き上げ、余分な水
分を吹き飛ばして200℃で3時間乾燥後、600”C
で5時間焼成した。これにより酸化セリウム、酸化ジル
コニウムおよび酸化ランタンを含む触媒担持層をもつモ
ノリス担体基材(A)を得た。
The long monolithic carrier material on which the catalyst supporting layer was formed was immersed in a mixed aqueous solution containing 1/λ for 1 minute, then pulled up, the excess water was blown off, and after drying at 200°C for 3 hours, it was heated to 600"C.
It was baked for 5 hours. As a result, a monolith carrier base material (A) having a catalyst support layer containing cerium oxide, zirconium oxide, and lanthanum oxide was obtained.

なお、硝酸セリウム、オキシ61’lJMジルコニウム
および硝酸ランタンの濃度が異なる混合水溶液を用いる
こと以外は同様にして、第1表に示す値で酸化セリウム
、酸化ジルコニウムおよび酸化ランタンを含有づるモノ
リス担体基材(B〜E)を19だ。また硝酸セリウムを
0.3mo l/ffi含む水溶液のみに浸漬すること
以外は同様にしてモノリス担体基材(F)を、オキシ硝
酸ジルコニウム水溶液は用いず硝酸セリウムを0.3m
ol/λおよび硝酸ランタンを0.2mo l/1含む
混合水溶液に浸漬すること以外は同様にしてモノリス担
体基材(G)を得た。
In addition, a monolithic carrier base material containing cerium oxide, zirconium oxide, and lanthanum oxide at the values shown in Table 1 was prepared in the same manner except that mixed aqueous solutions with different concentrations of cerium nitrate, oxy61'lJM zirconium, and lanthanum nitrate were used. (B-E) is 19. In addition, the monolith carrier base material (F) was immersed in the same manner except that it was immersed only in an aqueous solution containing 0.3 mol/ffi of cerium nitrate, and 0.3 m of cerium nitrate was immersed without using an aqueous solution of zirconium oxynitrate.
A monolith carrier base material (G) was obtained in the same manner except that it was immersed in a mixed aqueous solution containing 0.2 mol/1 of lanthanum nitrate and lanthanum nitrate.

次にこれらのモノリス担体基材(A−G)のそれぞれに
ついて第1表に示す触媒金属を担持させた。なお触媒金
属を担持させるには、担体基材を蒸溜水に浸漬し充分吸
水させた後引き上げて余分な水分を吹き飛ばし、白金は
ジニトロジアンミン白金を含む水溶液に1時間浸漬し、
ロジウムは塩化ロジウムを含む水溶液に同様に浸漬し、
パラジウムは塩化パラジウムを含む水溶液に同様に浸漬
し、それぞれ引き上げて余分な水分を吹き飛ばし、それ
ぞれ200℃で1時間乾燥することにより白金<Pt)
、ロジウム(Rh)およびパラジウム(Pd)を担持さ
せて触媒化し、第1表に示す実施例1a〜1eおよび比
較例1a、比較例1bの排気ガス浄化用触媒を19だ。
Next, catalyst metals shown in Table 1 were supported on each of these monolith carrier base materials (A-G). In order to support the catalytic metal, the carrier base material is immersed in distilled water to absorb sufficient water, then pulled out and the excess moisture is blown off.For platinum, it is immersed in an aqueous solution containing dinitrodiammine platinum for 1 hour.
Rhodium is similarly immersed in an aqueous solution containing rhodium chloride,
Palladium was similarly immersed in an aqueous solution containing palladium chloride, pulled up, blown off excess moisture, and dried at 200°C for 1 hour to obtain platinum < Pt).
, rhodium (Rh) and palladium (Pd) were supported to form a catalyst, and the exhaust gas purifying catalyst of Examples 1a to 1e and Comparative Examples 1a and 1b shown in Table 1 was prepared as No. 19.

(りられたそれぞれの排気ガス浄化用触媒について、3
λ直列6気筒エンジンの排気系に取付け、空燃比(Δ/
F)を14.6、入ガス温度850℃の条件で200時
間耐久試験を行った。そして耐久試験侵のそれぞれの触
媒について、耐久試験と同一のエンジンを用い、A/F
=1’1.6、大ガス温度400℃の条件下で1−tc
XCo、NOxの浄化率を測定した。
(For each exhaust gas purification catalyst, 3
Attached to the exhaust system of a λ inline 6-cylinder engine, the air-fuel ratio (Δ/
A 200-hour durability test was conducted under the conditions of F) of 14.6 and an inlet gas temperature of 850°C. Then, for each catalyst in the durability test, using the same engine as in the durability test,
= 1'1.6, 1-tc under the condition of large gas temperature 400℃
The purification rate of XCo and NOx was measured.

またそれぞれの排気ガス浄化用触媒について、ガスバー
ナを用いて大ガス温度が1000℃の状態にして100
時間の耐久試験を行った。そして耐久試験前後の用量の
差より触媒担持層の脱落伍を求めた。
In addition, for each exhaust gas purification catalyst, a gas burner was used to bring the large gas temperature to 1000°C.
A time durability test was conducted. Then, the degree of shedding of the catalyst support layer was determined from the difference in dosage before and after the durability test.

さらに上記1o○0℃で100時間加熱された後の担体
基材を粉砕し、Xa回折法にて酸化セリウムの粒径を測
定した。これらの結果を併せて第1表に示す。
Furthermore, the carrier base material after being heated at 100° C. for 100 hours was pulverized, and the particle size of cerium oxide was measured by Xa diffraction method. These results are also shown in Table 1.

(実施例2、比較例2) SET表面v4100〜150m2/(Jおよび平均細
孔径300〜/100オングストロームのγ−アルミナ
粒状担体(8輝ユニバーサル(株)製)1gを、a1度
が異なること以外は実施例1および比較例1と同様の混
合水溶液に浸漬し、同様に乾燥、焼成する。次にそれぞ
れの粒状担体を、振動ミルにて平均粒径7μmに粉砕し
た。そして得られたそれぞれの粉末100mff1部と
、!il′i酸アルミニウムを40wt%含有する水溶
液30重M部と、水100重量部とを混合し、1時間ミ
リングしてそれぞれのスラリーを調整した。このスラリ
ーを用いて実施例1と同様のハニカム担体に、同様の方
法で触媒担持層を形成し、さらに必要に応じて前記混合
水溶液を触媒担持層にスプレーして含浸させてセリウム
、ジルコニウム、ランタン伍を調整し、実fM@1a〜
10および比較例18〜1bと同様に触媒化して、第2
表に示す実施例2a〜2eおよび比較例2a〜2bの排
気ガス浄化用触媒を19だ。
(Example 2, Comparative Example 2) 1 g of γ-alumina granular carrier (manufactured by Yakitori Universal Co., Ltd.) with SET surface v4100 to 150 m2/(J and average pore diameter of 300 to 100 angstroms) was prepared with the following exceptions: a1 degree. were immersed in the same mixed aqueous solution as in Example 1 and Comparative Example 1, dried and fired in the same manner.Next, each granular carrier was ground to an average particle size of 7 μm using a vibration mill.Then, each of the obtained 1 part of 100mff powder, 30 parts by weight of an aqueous solution containing 40 wt% of aluminum !il'i acid, and 100 parts by weight of water were mixed and milled for 1 hour to prepare each slurry. A catalyst support layer is formed on the same honeycomb carrier as in Example 1 by the same method, and if necessary, the mixed aqueous solution is sprayed onto the catalyst support layer to impregnate it to adjust cerium, zirconium, and lanthanum. fM@1a~
10 and Comparative Examples 18 to 1b, the second
The exhaust gas purifying catalysts of Examples 2a to 2e and Comparative Examples 2a to 2b shown in the table are No. 19.

1りられた排気ガス浄化用触媒は実施例1と同様の試験
に供され、結果を第2表に示す。
The obtained exhaust gas purifying catalyst was subjected to the same test as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

(実施例3、比較例3) 上記実施例2で用いた粒状担体を粉砕して1qられた活
性アルミナ粉末と、酸化ジルコニウム粉末と、炭酸ラン
タン粉末と、水とを第3表の配合比に混合してスラリー
化し、実施例1と同様のハニカム担体を浸漬して同様に
乾燥、焼成して、酸化ジルコニウム、酸化ランタンおよ
びその両者の複合酸化物または固溶体を含む触媒担持層
を形成した。そして各担体に硝酸セリウム水溶液を2種
類の濃度で含浸させた後、実施例1と同様に焼成し触媒
金属を担持させ、第3表に示す実施例3a〜3bの排気
ガス浄化用触媒を得た。なお比較例3ではスラリーに活
性アルミナ粉末のみを用いている。
(Example 3, Comparative Example 3) 1q of activated alumina powder obtained by crushing the granular carrier used in Example 2 above, zirconium oxide powder, lanthanum carbonate powder, and water were mixed in the mixing ratio shown in Table 3. The mixture was mixed to form a slurry, and a honeycomb carrier similar to that in Example 1 was immersed, dried, and fired in the same manner as in Example 1 to form a catalyst support layer containing zirconium oxide, lanthanum oxide, and a composite oxide or solid solution of both. After each carrier was impregnated with cerium nitrate aqueous solution at two concentrations, it was fired in the same manner as in Example 1 to support the catalyst metal, thereby obtaining the exhaust gas purifying catalysts of Examples 3a to 3b shown in Table 3. Ta. Note that in Comparative Example 3, only activated alumina powder was used in the slurry.

得られた排気ガス浄化用触媒は実施例1と同様の触媒担
持層脱落試験に供され、結果を第3表に示す。
The obtained exhaust gas purifying catalyst was subjected to the same catalyst support layer shedding test as in Example 1, and the results are shown in Table 3.

〈実施例4、比較例4) 酸化ジルコニウム粉末の代わりに炭酸セリウム粉末を用
い、硝酸セリウムの代わりにオキシ塩化ジルコニウムを
用い、かつハニカム担体の材質にアルミニウムを含むフ
ェライト系全屈を採用したこと以外は実施例3、比較例
3と同様にして第3表に示す実施例48〜4b、比較例
48〜4bの排気ガス浄化用触媒を得た。
<Example 4, Comparative Example 4> Except that cerium carbonate powder was used instead of zirconium oxide powder, zirconium oxychloride was used instead of cerium nitrate, and ferrite-based full bending material containing aluminum was used as the material of the honeycomb carrier. Exhaust gas purifying catalysts of Examples 48 to 4b and Comparative Examples 48 to 4b shown in Table 3 were obtained in the same manner as in Example 3 and Comparative Example 3.

(qられた排気ガス浄化用触媒は実施例1と同様の触媒
担体脱落試験に供され、結果を第3表に示す。
(The thus obtained exhaust gas purifying catalyst was subjected to the same catalyst carrier shedding test as in Example 1, and the results are shown in Table 3.

(評価) それぞれの表より明らかに、いずれの実施例も比較例に
比べて浄化率に優れている。これは、実施例の排気ガス
浄化用触媒には酸化セリウム、酸化ジルコニウムおよび
酸化ランタンが少なくとも一部複合酸化物または固溶体
として共存している効采によるものであることが明らか
である。
(Evaluation) It is clear from each table that all Examples are superior in purification rate compared to Comparative Examples. It is clear that this is due to the effect that cerium oxide, zirconium oxide, and lanthanum oxide coexist at least in part as a composite oxide or solid solution in the exhaust gas purifying catalyst of the example.

また実施例の排気ガス浄化用触媒では、酸化セリウムの
粒成長はほと/Vどなく、その粒径は11〜13nmと
比較例の120〜150nmに比べ著しく小さい値を示
している。これにより酸素ストレージ能が高く維持され
浄化率の向上に貢献している。そして実施例の排気ガス
浄化用触媒は触媒担持層脱落試験にも極めて優れた結果
を示しており、高温下での耐久性に極めて優れている。
In addition, in the exhaust gas purifying catalyst of the example, there is almost no particle growth of cerium oxide, and the particle size is 11 to 13 nm, which is significantly smaller than the 120 to 150 nm of the comparative example. This maintains a high oxygen storage capacity and contributes to improving the purification rate. The exhaust gas purifying catalyst of the example also showed extremely excellent results in the catalyst support layer shedding test, and has extremely excellent durability under high temperatures.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は熱処理温度とLaAlO3の生成量を示すX線
回折強度比の関係を表わすグラフである。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 同   株式会社豊田中央研究所 代理人  弁理士   大川 宏 第1図 (0C)
FIG. 1 is a graph showing the relationship between heat treatment temperature and X-ray diffraction intensity ratio indicating the amount of LaAlO3 produced. Patent applicant Toyota Motor Corporation Toyota Central Research Institute Co., Ltd. Representative Patent attorney Hiroshi Okawa Figure 1 (0C)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)触媒担持層と、該触媒担持層に担持された触媒金
属と、からなる排気ガス浄化用触媒において、 該触媒担持層はセリウム酸化物とジルコニウム酸化物と
ランタン酸化物とを含み、該セリウム酸化物、該ジルコ
ニウム酸化物および該ランタン酸化物の少なくとも一部
は複合酸化物または固溶体として存在していることを特
徴とする排気ガス浄化用触媒。
(1) In an exhaust gas purifying catalyst comprising a catalyst support layer and a catalyst metal supported on the catalyst support layer, the catalyst support layer contains cerium oxide, zirconium oxide, and lanthanum oxide; A catalyst for exhaust gas purification, characterized in that at least a portion of the cerium oxide, the zirconium oxide, and the lanthanum oxide exist as a composite oxide or a solid solution.
(2)酸化物として担持されたセリウム、ジルコニウム
およびランタンは、セリウム原子100原子に対してジ
ルコニウム原子が5〜100原子およびランタン原子が
5〜150原子の原子比となるように構成されている特
許請求の範囲第1項記載の排気ガス浄化用触媒。
(2) A patent in which cerium, zirconium, and lanthanum supported as oxides are configured such that the atomic ratio is 5 to 100 atoms of zirconium atoms and 5 to 150 atoms of lanthanum atoms to 100 atoms of cerium atoms. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1.
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