JPWO2013098987A1 - 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法並びに排気ガス浄化用触媒構成体 - Google Patents
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Abstract
酸化アルミニウムと酸化ホウ素の比が10:2〜9:2の特定組成のホウ酸アルミニウムをLa2O3で修飾され、前記La2O3の量がホウ酸アルミニウムの質量を基準にして0.3〜2質量%である、La2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムを含む担体、該担体と該担体に担持されたPd又はPd+Baとを含む排気ガス浄化用触媒、セラミックス又は金属材料からなる触媒支持体と、該触媒支持体上に担持されている該排気ガス浄化用触媒の層とを含むか、更に該排気ガス浄化用触媒の層の上に担持されているRh触媒層とを含む排気ガス浄化用触媒構成体、及び排気ガス浄化用触媒の製造方法とする。
Description
本発明は排気ガス浄化用触媒及びその製造方法に関し、より詳しくは、高温耐久後の排気ガス浄化性能に優れ、貴金属、特にPdの分散度に優れた排気ガス浄化用触媒、例えば、自動車等の内燃機関から排出される排気ガスに含まれる有害成分を浄化する触媒及びその製造方法に関する。
自動車等の内燃機関から排出される排気ガス中には炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOX)等の有害成分が含まれている。それで、従来から、これらの有害成分を浄化して無害化する三元触媒が用いられている。
このような三元触媒においては、触媒活性成分としてPt、Pd、Rh等の貴金属が用いられており、担体としてアルミナ、セリア、ジルコニアや酸素吸蔵能力を持つセリア−ジルコニア複合酸化物等が用いられており、触媒支持体としてセラミックス又は金属材料からなるハニカム、板、ペレット等の形状のものが用いられている。自動車排気ガスの規制強化に伴い、内燃機関排気ガス浄化用触媒の主要触媒活性成分である貴金属のPt及びRhの価格が高騰したことを受け、比較的安価なPdを触媒活性成分として利用することにより排気ガス浄化用触媒のコストを削減することが検討され、種々の手段が提案されている(例えば、特許文献1、2、3参照)。また、担体としてホウ酸アルミニウムを用いた例もあり、ホウ酸アルミニウムウィスカーによって外側が覆われその内部に中空部が形成された粉状体を含む圧粉体に触媒成分を担持させることで、ガス拡散性の向上を図っている(特許文献4参照)。
しかしながら、ホウ酸アルミニウムウィスカーは針状であるので比表面積が小さく、それで耐久後の貴金属の凝集が避けられず、耐久性に問題がある。
本発明の目的は、高温耐久後の排気ガス浄化性能に優れ、貴金属、特にPdの分散度に優れた排気ガス浄化用触媒のための担体、排気ガス浄化用触媒及びその製造方法を提供することにある。
本発明者らは上記目的を達成するために鋭意検討した結果、酸化アルミニウムと酸化ホウ素の比が10:2〜9:2の耐熱性に優れた特定組成のホウ酸アルミニウムをLa2O3で修飾したものを担体とし、その上にPdを担持させると、La安定化アルミナを担体とし、その上にPdを担持させた場合と比較して高温耐久後の排気ガス浄化性能に優れ、且つPd分散度も優れることを見いだし、本発明を完成した。
即ち、本発明の排気ガス浄化用触媒のための担体は、ホウ酸アルミニウムの質量を基準にして0.3〜2質量%となる量のLa2O3で修飾された、酸化アルミニウムと酸化ホウ素の比が10:2〜9:2のホウ酸アルミニウムを含むことを特徴とする。
ここで、酸化アルミニウムと酸化ホウ素の比が10:2〜9:2のホウ酸アルミニウムとは、式10Al2O3・2B2O3(5Al2O3:B2O3、Al20B4O36)で表示されるもの、又は式9Al2O3・2B2O3(Al18B4O33)で表示されるものを包含するものであり、以下、特定組成のホウ酸アルミニウムといい、これをLa2O3で修飾したものを、La2O3で修飾した特定組成のホウ酸アルミニウムという。
本発明の排気ガス浄化用触媒は、ホウ酸アルミニウムの質量を基準にして0.3〜2質量%となる量のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムを含む担体と、該担体に担持されたPdとを含むことを特徴とする。
また、本発明の排気ガス浄化用触媒は、ホウ酸アルミニウムの質量を基準にして0.3〜2質量%となる量のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムを含む担体と、該担体に担持されたPd及びBaとを含むことを特徴とする。
本発明の排気ガス浄化用触媒構成体は、セラミックス又は金属材料からなる触媒支持体と、該触媒支持体上に担持されている上記の本発明の排気ガス浄化用触媒の層とを含むことを特徴とする。
また、本発明の排気ガス浄化用触媒構成体は、セラミックス又は金属材料からなる触媒支持体と、該触媒支持体上に担持されている上記の排気ガス浄化用触媒の層と、該排気ガス浄化用触媒の層の上に担持されているロジウム触媒層とを含むことを特徴とする。
本発明の排気ガス浄化用触媒の製造方法は、特定組成のホウ酸アルミニウムとランタン化合物の溶液とを混合し、蒸発乾固させ、焼成してLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムを製造し、次いで、該修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムとPd化合物の溶液とを混合するか、又は該修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムとBa化合物とPd化合物の溶液とを混合し、その後、蒸発乾固させ、焼成することを特徴とする。
本発明の排気ガス浄化用触媒のための担体は高温耐久後の排気ガス浄化性能に優れ、貴金属、特にPdの分散度に優れた排気ガス浄化用触媒を製造するのに有用なものであり、本発明の排気ガス浄化用触媒及び本発明の排気ガス浄化用触媒構成体は高温耐久後の排気ガス浄化性能に優れ、Pdの分散度に優れたものであり、本発明の製造方法は本発明の排気ガス浄化用触媒を製造するのに好適なものである。
本発明で用いる特定組成のホウ酸アルミニウムの特性及びその製造方法は、例えば、Siba P. Ray, “Preparation and Characterization of Aluminum Borate”, J. Am. Ceram. Soc.,75〔9〕, p2605-2609 (1992)に記載されている。従来は、ホウ酸アルミニウムは化学分析により式9Al2O3・2B2O3(Al18B4O33)で表示されていたが、Martin 等,“Crystal-chemistry of mullite-type aluminoborates Al18B4O33 and Al5BO9:A stoichiometry puzzle”, Journal of Solid State Chemistry 184(2011) 70-80には、結晶構造解析によればホウ酸アルミニウムはAl5BO9(5Al2O3:B2O3、Al20B4O36)、すなわち、式10Al2O3・2B2O3で表示されること、ホウ酸アルミニウムに対しては式9Al2O3・2B2O3(Al18B4O33)及びAl5BO9(5Al2O3:B2O3、Al20B4O36)の両方が許容されること(即ち、同一物質であること)が記載されている。
よって、本発明で用いる特定組成のホウ酸アルミニウムは、式10Al2O3・2B2O3(5Al2O3:B2O3、Al20B4O36)で表示されるもの、又は式9Al2O3・2B2O3(Al18B4O33)で表示されるものを包含するものである。
また、特定組成のホウ酸アルミニウムは結晶構造の内部に直径約0.4nmの空洞を持つことが知られている。このようなホウ酸アルミニウムをホウ酸アルミニウムの質量を基準にして0.3〜2質量%、好ましくは0.4〜2質量%、より好ましくは0.5〜1.5質量%となる量のLa2O3で修飾することにより本発明の排気ガス浄化用触媒のための担体が得られる。La2O3の量がホウ酸アルミニウムの質量を基準にして0.3質量%未満であるか、2質量%超である場合には後記の実施例、比較例からも明らかなように高温耐久後の触媒の排気ガス浄化性能の改善程度が不十分である。
本発明の排気ガス浄化用触媒のための担体は、上記のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムのみからなるものであっても、上記のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムと三元触媒において普通に使用されているアルミナ等のバインダーや酸素貯蔵能力(OSC)を有するCeO2−ZrO2等の担体との混合物であってもよい。即ち、本発明の排気ガス浄化用触媒のための担体は上記のLa2O3で修飾されたホウ酸アルミニウムを含むものである。
上記の本発明の排気ガス浄化用触媒のための担体はPd、Rh及びPtの何れの貴金属を担持させても、高温耐久後の貴金属分散度劣化率が抑えられ、高温耐久後の貴金属シンタリングの抑制が図られるが、貴金属がPdである場合に効果は顕著である。
本発明の排気ガス浄化用触媒は、上記のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムを含む担体にPdを担持させたものである。Pdの担持量はPdメタルの質量に換算して担体の質量を基準にして好ましくは0.3〜3質量%、より好ましくは0.4〜2質量%である。上記のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムにPdを担持させることにより、酸素貯蔵能力を有するCeO2−ZrO2にPdを担持させた場合やLa安定化アルミナにPdを担持させた場合よりも、高温耐久後のPd分散度劣化率が抑えられ、高温耐久後のPdシンタリングの抑制が図られる。
また、本発明の排気ガス浄化用触媒は、上記のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムを含む担体にPd及びBaを担持させたものである。Pd及びBaを担持させることによりPdOの酸素解離温度を高温化することができ、Pdの触媒作用を高めることができる。Pdの担持量及び効果は上記のとおりである。Baの担持量はBaOの質量に換算してPdメタルの質量を基準にして好ましくは2〜3質量%、より好ましくは2〜2.5質量%である。
本発明の排気ガス浄化用触媒構成体は、セラミックス又は金属材料からなる触媒支持体上に上記の本発明の排気ガス浄化用触媒からなる層を形成させ、担持させたものである。その担持量は好ましくは70〜300g/L、より好ましくは100〜230g/Lである。このような排気ガス浄化用触媒構成体においては、セラミックス又は金属材料からなる触媒支持体の形状は、特に限定されるものではないが、一般的にはハニカム、板、ペレット等の形状であり、好ましくはハニカム形状である。また、このような触媒支持体の材質としては、例えば、アルミナ(Al2O3)、ムライト(3Al2O3−2SiO2)、コージェライト(2MgO−2Al2O3−5SiO2)等のセラミックスや、ステンレス等の金属材料を挙げることができる。
本発明の排気ガス浄化用触媒構成体のその他の形態は、セラミックス又は金属材料からなる触媒支持体上に上記の本発明の排気ガス浄化用触媒からなる層を担持させた後、その層の上にRh触媒層を形成させ、担持させたものである。このような排気ガス浄化用触媒構成体におけるセラミックス又は金属材料からなる触媒支持体の形状、材質は上記と同じである。Rh触媒層におけるRhの担持量はRh触媒層中の担体の質量を基準にして好ましくは0.1〜0.6質量%、より好ましくは0.1〜0.4質量%である。この形態の排気ガス浄化用触媒構成体においてはPd:Rhの比は好ましくは3〜20:1、より好ましくは5〜20:1である。また、下層の担持量は好ましくは70〜200g/L、より好ましくは100〜160g/Lであり、上層の担持量は耐熱性、下層へのガス拡散性、排圧等を考慮すると好ましくは30〜100g/L、より好ましくは50〜70g/Lである。
本発明の排気ガス浄化用触媒の製造方法は、特定組成のホウ酸アルミニウムとランタン化合物の溶液とを混合し、蒸発乾固させ、焼成してLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムを製造し、次いで、該修飾されたホウ酸アルミニウムとPd化合物の溶液とを混合するか、又は該修飾されたホウ酸アルミニウムとBa化合物とPd化合物の溶液とを混合し、その後、蒸発乾固させ、焼成することからなる。その処理工程を以下に具体的に説明する。なお、本明細書、請求の範囲等の記載において、「溶液」を構成する溶媒は溶液を形成できるものであれば特には制限されないが、一般的には水が用いられる。
本発明の排気ガス浄化用触媒の製造方法で用いる特定組成のホウ酸アルミニウムは市販されており、また実験室規模では、例えば次の方法で製造することができる。50℃の湯浴に浸した三口フラスコ中に溶媒(例えば、2−プロパノール、ブタノール、エタノール)1.5L、瑪瑙乳鉢にて粉砕したAlのアルコキシド(例えば、アルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムn−ブトキシド、アルミニウムs−ブトキシド、アルミニウムt−ブトキシド、アルミニウムトリブトキシド、アルミニウムフェノキシド、アルミニウムエトキシエトキシエトキシド)200g、及びBのアルコキシド(例えば、ボロンn−プロポキシド、ボロントリメチルシロキシド、ボロンエトキシエトキシド、ボロンビニルジメチルシロキシド、ボロンアルリルオキシド、ボロンn−ブトキシド、ボロンt−ブトキシド、ボロンエトキシド、ボロンイソプロポキシド、ボロンメトキシド)40.9gを入れ、N2ガスにて置換しながら攪拌する。Alのアルコキシドとしてアルミニウムイソプロポキシドを用いる場合には、アルミニウムイソプロポキシドが加水分解すると2−プロパノールが生成されるので、溶媒として2−プロパノールを用いることが製造上最も好ましい。Alのアルコキシドが完全に溶解した後、溶媒(例えば、2−プロパノール):水=1:1の混合溶液24.6gをゆっくり滴下して徐々に加水分解させると白いゲル状物質が生成する。得られた沈殿物をエタノールで洗浄し、次いで純水で洗浄し、ろ過した後、120℃で一晩(約15時間)乾燥させ、空気中300℃で3時間焼成した後、更に空気中1,000℃で5時間焼成して白色生成物であるホウ酸アルミニウムを得る。このホウ酸アルミニウムはX線回折によって式10Al2O3・2B2O3で表わされるホウ酸アルミニウムであると同定できる。また、X線回折の標準チャートとして式9Al2O3・2B2O3(Al18B4O33)が存在するが、生成物は、式9Al2O3・2B2O3(Al18B4O33)とも同定できるものである。
本発明の排気ガス浄化用触媒の製造方法において特定組成のホウ酸アルミニウムとランタン化合物(可溶性のランタン化合物、例えば硝酸ランタン、酢酸ランタン、塩化ランタン、臭化ランタン、硫酸ランタン)の溶液とを混合する工程は、ホウ酸アルミニウム含有スラリーとランタン化合物の溶液とを混合しても、ランタン化合物の溶液中にホウ酸アルミニウムを添加してもよい。この際のホウ酸アルミニウムの量とランタン化合物の量との比は、焼成後にホウ酸アルミニウムの質量を基準にして0.3〜2質量%、好ましくは0.4〜2質量%、より好ましくは0.5〜1.5質量%のLa2O3となるようにする。
その後、ランタン化合物がホウ酸アルミニウムの表面にほぼ均一に付着するようにして120℃で一晩(約15時間)蒸発乾固させ、次いで空気中600℃で3時間焼成して、La2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム、即ち本発明の排気ガス浄化用触媒のための担体を得る。
上記のようにして得られたLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムを次いでPd化合物(可溶性のPd化合物、例えば、硝酸Pd、塩化Pd、硫酸Pd)の溶液と混合する。この際、三元触媒において普通に使用されている通常の担体や酸素貯蔵能力(OSC)を有するCeO2−ZrO2等の担体を共存させることもできる。また、この際の担体の量とPd化合物の量との比は、焼成後にPdの担持量が全担体の質量を基準にして好ましくは0.5〜3質量%、より好ましくは0.7〜2質量%となるようにする。
また、Pd及びBaが担持された排気ガス浄化用触媒を製造する場合には、上記のようにして得られたLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムを次いでBa化合物(例えば、酸化バリウム、硝酸バリウム、酢酸バリウム、シュウ酸バリウム、水酸化バリウム、炭酸バリウム)及びPd化合物(可溶性のPd化合物、例えば、硝酸Pd、塩化Pd、硫酸Pd)の溶液と混合する。この際、三元触媒において普通に使用されている通常の担体や酸素貯蔵能力(OSC)を有するCeO2−ZrO2等の担体を共存させることもできる。この際の担体の量とPd化合物の量との比は上記のとおりにし、Ba化合物の量はBaO量に換算してPdメタルの質量を基準にして好ましくは2〜3質量%、より好ましくは2〜2.5質量%となるようにする。
その後、Pd化合物、又はPd化合物及びBa化合物の両方が担体の表面にほぼ均一に付着するようにして120℃で一晩(約15時間)蒸発乾固させ、次いで空気中600℃で3時間焼成して、La2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムにPd、又はPd及びBaの両方が担持されている本発明の排気ガス浄化用触媒を得る。
本発明の排気ガス浄化用触媒構成体は、例えば、次の方法によって製造することができる。La2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム、バインダー、所望により酸素貯蔵能力を有するCeO2−ZrO2等の担体、及び所望によりBa化合物をPd化合物の溶液と混合し、湿式粉砕処理してスラリーを調製する。得られたスラリーを、周知の方法に従って、セラミックス又は金属材料からなる触媒支持体、好ましくはハニカム形状の触媒支持体に塗布し、乾燥させ、焼成して、触媒支持体と、該触媒支持体上に担持されている排気ガス浄化用触媒の層とを含む排気ガス浄化用触媒構成体を得る。この触媒層の上に更にRh触媒層を有する排気ガス浄化用触媒構成体も同様に製造することができる。
以下に、実施例及び比較例に基づいて本発明を具体的に説明する。
実施例1
50℃の湯浴に浸した三口フラスコ中に2−プロパノール1.5L、瑪瑙乳鉢にて粉砕したアルミニウムイソプロポキシド200g及びボロンn−プロポキシド40.9gを入れ(酸化アルミニウムと酸化ホウ素の比が9:2となる配合)、N2ガスにて置換しながら攪拌した。アルミニウムイソプロポキシドが完全に溶解した(溶液が透明になった)後、2−プロパノール:水=1:1の混合溶液24.6gをゆっくり滴下して徐々に加水分解させると白いゲル状物質が生成した。得られた沈殿物をエタノールで洗浄し、次いで純水で洗浄し、ろ過した。その後、120℃で一晩(約15時間)乾燥し、空気中300℃で3時間焼成し、更に空気中1,000℃で5時間焼成して白色生成物であるホウ酸アルミニウムを得た。このホウ酸アルミニウムはX線回折によって式10Al2O3・2B2O3で表わされるホウ酸アルミニウムであると同定できた。また、この生成物は、式9Al2O3・2B2O3(Al18B4O33)とも同定できるものである。
50℃の湯浴に浸した三口フラスコ中に2−プロパノール1.5L、瑪瑙乳鉢にて粉砕したアルミニウムイソプロポキシド200g及びボロンn−プロポキシド40.9gを入れ(酸化アルミニウムと酸化ホウ素の比が9:2となる配合)、N2ガスにて置換しながら攪拌した。アルミニウムイソプロポキシドが完全に溶解した(溶液が透明になった)後、2−プロパノール:水=1:1の混合溶液24.6gをゆっくり滴下して徐々に加水分解させると白いゲル状物質が生成した。得られた沈殿物をエタノールで洗浄し、次いで純水で洗浄し、ろ過した。その後、120℃で一晩(約15時間)乾燥し、空気中300℃で3時間焼成し、更に空気中1,000℃で5時間焼成して白色生成物であるホウ酸アルミニウムを得た。このホウ酸アルミニウムはX線回折によって式10Al2O3・2B2O3で表わされるホウ酸アルミニウムであると同定できた。また、この生成物は、式9Al2O3・2B2O3(Al18B4O33)とも同定できるものである。
図1には、ホウ酸アルミニウムのX線回折の測定結果と、式10Al2O3・2B2O3(Al20B4O36)で表されるホウ酸アルミニウム及び式9Al2O3・2B2O3(Al18B4O33)で表されるホウ酸アルミニウムの標準のカードデータを示す。
上記で得られたホウ酸アルミニウムを硝酸ランタン水溶液中に浸漬させた。この硝酸ランタン水溶液中の硝酸ランタンの量は、目的とするLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム中のLa2O3の量がホウ酸アルミニウムの質量を基準にして0.5質量%となる量であった。その後、120℃で一晩(約15時間)蒸発乾固させ、空気中600℃で3時間焼成して0.5質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムを得た。
次に、上記で得た0.5質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムを硝酸Pd水溶液中に浸漬させた。この硝酸Pd水溶液中の硝酸Pdの量はPdメタルの質量に換算して、0.5質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムの0.4質量%となる量であった。その後、120℃で一晩(約15時間)蒸発乾固させ、空気中600℃で3時間焼成して本発明の排気ガス浄化用触媒を製造した。
実施例2
硝酸ランタン水溶液中の硝酸ランタンの量を、目的とするLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム中のLa2O3の量がホウ酸アルミニウムの質量を基準にして1質量%となる量とした以外は実施例1と同様にして本発明の排気ガス浄化用触媒を製造した。
硝酸ランタン水溶液中の硝酸ランタンの量を、目的とするLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム中のLa2O3の量がホウ酸アルミニウムの質量を基準にして1質量%となる量とした以外は実施例1と同様にして本発明の排気ガス浄化用触媒を製造した。
実施例3
硝酸ランタン水溶液中の硝酸ランタンの量を、目的とするLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム中のLa2O3の量がホウ酸アルミニウムの質量を基準にして2質量%となる量とした以外は実施例1と同様にして本発明の排気ガス浄化用触媒を製造した。
硝酸ランタン水溶液中の硝酸ランタンの量を、目的とするLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム中のLa2O3の量がホウ酸アルミニウムの質量を基準にして2質量%となる量とした以外は実施例1と同様にして本発明の排気ガス浄化用触媒を製造した。
比較例1
La2O3で修飾させる工程を実施しなかった以外は実施例1と同様にして(即ち、La2O3で修飾させることなしで特定組成のホウ酸アルミニウムにPdを担持させて)比較例の排気ガス浄化用触媒を製造した。
La2O3で修飾させる工程を実施しなかった以外は実施例1と同様にして(即ち、La2O3で修飾させることなしで特定組成のホウ酸アルミニウムにPdを担持させて)比較例の排気ガス浄化用触媒を製造した。
比較例2
硝酸ランタン水溶液中の硝酸ランタンの量を、目的とするLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム中のLa2O3の量がホウ酸アルミニウムの質量を基準にして3質量%となる量とした以外は実施例1と同様にして比較例の排気ガス浄化用触媒を製造した。
硝酸ランタン水溶液中の硝酸ランタンの量を、目的とするLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム中のLa2O3の量がホウ酸アルミニウムの質量を基準にして3質量%となる量とした以外は実施例1と同様にして比較例の排気ガス浄化用触媒を製造した。
比較例3
硝酸ランタン水溶液中の硝酸ランタンの量を、目的とするLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム中のLa2O3の量がホウ酸アルミニウムの質量を基準にして5質量%となる量とした以外は実施例1と同様にして比較例の排気ガス浄化用触媒を製造した。
硝酸ランタン水溶液中の硝酸ランタンの量を、目的とするLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム中のLa2O3の量がホウ酸アルミニウムの質量を基準にして5質量%となる量とした以外は実施例1と同様にして比較例の排気ガス浄化用触媒を製造した。
比較例4
La安定化アルミナを硝酸Pd水溶液中に浸漬させた。この硝酸Pd水溶液中の硝酸Pdの量はPdメタルの質量に換算して、La安定化アルミナの0.4質量%となる量であった。その後、120℃で一晩(約15時間)蒸発乾固させ、空気中600℃で3時間焼成して比較例の排気ガス浄化用触媒を製造した。
La安定化アルミナを硝酸Pd水溶液中に浸漬させた。この硝酸Pd水溶液中の硝酸Pdの量はPdメタルの質量に換算して、La安定化アルミナの0.4質量%となる量であった。その後、120℃で一晩(約15時間)蒸発乾固させ、空気中600℃で3時間焼成して比較例の排気ガス浄化用触媒を製造した。
<評価>
実施例1〜3及び比較例1〜3で得られた各々の排気ガス浄化用触媒を水蒸気10%を含んだ大気雰囲気中で、900℃で25時間耐久処理した後、それらの触媒活性を以下のようにして評価した。即ち、固定床流通型反応装置を用い、反応管に触媒粉をセットし、CO:0.51%、NO:500ppm、C3H6:1170ppmC、O2:0.4%、残余N2から成る完全燃焼を想定した模擬排気ガスをW/F(触媒質量/ガス流量)=5.0×10−4g・min・cm−3となるように反応管に流通させ、100〜500℃における出口ガス成分をCO/HC/NO分析計を用いて測定した。得られたライトオフ性能評価結果より、NOの10%、50%及び90%浄化率に到達する温度(T10、T50及びT90)を求めた。その結果は第1表に示す通りであった。
実施例1〜3及び比較例1〜3で得られた各々の排気ガス浄化用触媒を水蒸気10%を含んだ大気雰囲気中で、900℃で25時間耐久処理した後、それらの触媒活性を以下のようにして評価した。即ち、固定床流通型反応装置を用い、反応管に触媒粉をセットし、CO:0.51%、NO:500ppm、C3H6:1170ppmC、O2:0.4%、残余N2から成る完全燃焼を想定した模擬排気ガスをW/F(触媒質量/ガス流量)=5.0×10−4g・min・cm−3となるように反応管に流通させ、100〜500℃における出口ガス成分をCO/HC/NO分析計を用いて測定した。得られたライトオフ性能評価結果より、NOの10%、50%及び90%浄化率に到達する温度(T10、T50及びT90)を求めた。その結果は第1表に示す通りであった。
第1表に示すデータから明らかなように、所定量のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムを担体とするPd触媒は高温耐久後において優れた触媒活性が認められた。
実施例2及び比較例4で得られた各々の排気ガス浄化用触媒を水蒸気10%を含んだ大気雰囲気中で、900℃、1000℃、1100℃又は1200℃で25時間耐久処理した後、それらの触媒活性を以下のようにして評価した。即ち、固定床流通型反応装置を用い、反応管に触媒粉をセットし、CO:0.51%、NO:500ppm、C3H6:1170ppmC、O2:0.4%、残余N2から成る完全燃焼を想定した模擬排気ガスをW/F(触媒質量/ガス流量)=5.0×10−4g・min・cm−3となるように反応管に流通させ、100〜500℃における出口ガス成分をCO/HC/NO分析計を用いて測定した。得られたライトオフ性能評価結果より、NOの50%浄化率に到達する温度(T50)を求めた。その結果は第2表に示す通りであった。
第2表に示すデータから明らかなように、耐久温度が1000℃を超えると比較例4の触媒は耐久温度の上昇と共にNOxライトオフ性能が低下するのに対して、実施例2の触媒は比較例4の触媒に比べてNOxライトオフ性能の低下が抑えられており、高温での耐久性能に優れる傾向が認められた。
La安定化アルミナ、La2O3で修飾されていない特定組成のホウ酸アルミニウム、及び1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムの各々の担体について、耐久前のBET値、水蒸気10%を含んだ大気雰囲気中で、1000℃で25時間耐久処理した後のBET値を求めた。また、それらの値から減少率を計算した。それらの結果は第3表に示す通りであった。
第3表に示すデータから明らかなように、ホウ酸アルミニウムはLa安定化アルミナに比べて耐久処理によるBET値減少率が抑えられており、ホウ酸アルミニウムはLa安定化アルミナに比べて耐熱性に優れることが分かった。また、ホウ酸アルミニウムを1質量%のLa2O3で修飾すると耐久処理後も耐久処理前と変わらないBET値が得られており、La2O3で修飾することによる更なる耐熱性の向上が認められた。
1質量%Pd/CeO2−ZrO2系複合酸化物(OSC材)、1質量%Pd/La安定化アルミナ、及び1質量%Pd/1質量%のLa2O3で修飾されたホウ酸アルミニウムの各々の触媒について、耐久前のPd分散度、水蒸気10%を含んだ大気雰囲気中で、1000℃で25時間耐久処理した後のPd分散度を公知手段であるCOパルス吸着法(T. Takeguchi、S. Manabe、R. Kikuchi、K. Eguchi、T. Kanazawa、S. Matsumoto、Applied Catalysis A:293(2005)91.)に基づいて測定した。このPd分散度は式
Pd分散度=CO吸着量に相当するPd量(モル)/含まれているPdの総量(モル)
により計算される値である。それらの値からPd分散度劣化率を求めた。それらの結果は第4表に示す通りであった。
Pd分散度=CO吸着量に相当するPd量(モル)/含まれているPdの総量(モル)
により計算される値である。それらの値からPd分散度劣化率を求めた。それらの結果は第4表に示す通りであった。
貴金属分散度は排気ガスとの接触確率の高低を間接的に表しており、貴金属分散度が高い方が排気ガスとの接触効率が高いといえる。第4表に示すデータから明らかなように、Pd/1質量%のLa2O3で修飾されたホウ酸アルミニウムはPd分散度劣化率が抑えられており高耐熱性材料の採用による高温耐久後のPdシンタリング抑制が図られている。
実施例4(Pd単層、Pd担持濃度1.3g/L)
1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム59.8質量部、CeO2−ZrO2系複合酸化物29.6質量部、酸化バリウムとして3.3質量部に相当する量の硝酸バリウム及びアルミナ系バインダー6.0質量部を硝酸Pd水溶液に添加し、湿式粉砕処理を施してPd含有スラリーを得た。この硝酸Pd水溶液中の硝酸Pdの量はPdメタルの質量に換算して、固形分の1.3質量%となる量であった。得られたスラリーをセラミックハニカム(触媒支持体)に100g/Lとなる量で塗布し、乾燥し、焼成して本発明の排気ガス浄化用触媒構成体を製造した。
1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム59.8質量部、CeO2−ZrO2系複合酸化物29.6質量部、酸化バリウムとして3.3質量部に相当する量の硝酸バリウム及びアルミナ系バインダー6.0質量部を硝酸Pd水溶液に添加し、湿式粉砕処理を施してPd含有スラリーを得た。この硝酸Pd水溶液中の硝酸Pdの量はPdメタルの質量に換算して、固形分の1.3質量%となる量であった。得られたスラリーをセラミックハニカム(触媒支持体)に100g/Lとなる量で塗布し、乾燥し、焼成して本発明の排気ガス浄化用触媒構成体を製造した。
比較例5(Pd単層、Pd担持濃度1.3g/L)
CeO2−ZrO2系複合酸化物29.6質量部、La安定化アルミナ59.8質量部、酸化バリウムとして3.3質量部に相当する量の硝酸バリウム及びアルミナ系バインダー6.0質量部を硝酸Pd水溶液に添加し、湿式粉砕処理を施してPd含有スラリーを得た。この硝酸Pd水溶液中の硝酸Pdの量はPdメタルの質量に換算して、固形分の1.3質量%となる量であった。得られたスラリーをセラミックハニカム(触媒支持体)に100g/Lとなる量で塗布し、乾燥し、焼成して比較例の排気ガス浄化用触媒構成体を製造した。
CeO2−ZrO2系複合酸化物29.6質量部、La安定化アルミナ59.8質量部、酸化バリウムとして3.3質量部に相当する量の硝酸バリウム及びアルミナ系バインダー6.0質量部を硝酸Pd水溶液に添加し、湿式粉砕処理を施してPd含有スラリーを得た。この硝酸Pd水溶液中の硝酸Pdの量はPdメタルの質量に換算して、固形分の1.3質量%となる量であった。得られたスラリーをセラミックハニカム(触媒支持体)に100g/Lとなる量で塗布し、乾燥し、焼成して比較例の排気ガス浄化用触媒構成体を製造した。
<評価>
上記実施例4、比較例5の排気ガス浄化用触媒構成体を1000℃に保持した電気炉にセットし、C3H6:5,000ppmC、O2:0.75%及び残余量のN2から成る完全燃焼を想定した模擬排気ガス(50s)及び空気(50s)を周期させながら流通させて25時間処理した。この模擬排気ガス耐久後の排気ガス浄化用触媒構成体について性能比較を行った。上記と同一組成の完全燃焼を想定した模擬排気ガスを全流量25L/min、SV=100,000h−1となるように上記の耐久後の実施例4、比較例5の排気ガス浄化用触媒構成体に流通させ、100〜500℃における出口ガス成分をCO/HC/NO分析計(堀場製作所製 MOTOR EXHAUST GAS ANALYZER MEXA9100)を用いて測定して、上記実施例4、比較例5の排気ガス浄化用触媒構成体のライトオフ性能を求めた。得られたライトオフ性能評価の結果より、CO/HC/NOそれぞれの50%浄化率に到達する温度(T50)を求めた。その結果は第5表に示す通りであった。
上記実施例4、比較例5の排気ガス浄化用触媒構成体を1000℃に保持した電気炉にセットし、C3H6:5,000ppmC、O2:0.75%及び残余量のN2から成る完全燃焼を想定した模擬排気ガス(50s)及び空気(50s)を周期させながら流通させて25時間処理した。この模擬排気ガス耐久後の排気ガス浄化用触媒構成体について性能比較を行った。上記と同一組成の完全燃焼を想定した模擬排気ガスを全流量25L/min、SV=100,000h−1となるように上記の耐久後の実施例4、比較例5の排気ガス浄化用触媒構成体に流通させ、100〜500℃における出口ガス成分をCO/HC/NO分析計(堀場製作所製 MOTOR EXHAUST GAS ANALYZER MEXA9100)を用いて測定して、上記実施例4、比較例5の排気ガス浄化用触媒構成体のライトオフ性能を求めた。得られたライトオフ性能評価の結果より、CO/HC/NOそれぞれの50%浄化率に到達する温度(T50)を求めた。その結果は第5表に示す通りであった。
第5表に示すデータから明らかなように、模擬排気ガス耐久後においても1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムの方が従来使用されているLa安定化アルミナに比べてCO、HC、NOxの全てにおいてライトオフ性能に優れていた。
実施例5(下層Pd、上層Rhの二層触媒、Pd/Rh=5/1、Pd−Rh担持濃度1.0g/L)
1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム45.6質量部、CeO2−ZrO2系複合酸化物45.6質量部、酸化バリウムとして2.0質量部に相当する量の硝酸バリウム及びアルミナ系バインダー6.0質量部を硝酸Pd水溶液に添加し、湿式粉砕処理を施してPd含有スラリーを得た。この硝酸Pd水溶液中の硝酸Pdの量はPdメタルの質量に換算して、固形分の0.83質量%となる量であった。得られたスラリーをセラミックハニカム(触媒支持体)に100g/Lとなる量で塗布し、乾燥し、焼成した。
1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム45.6質量部、CeO2−ZrO2系複合酸化物45.6質量部、酸化バリウムとして2.0質量部に相当する量の硝酸バリウム及びアルミナ系バインダー6.0質量部を硝酸Pd水溶液に添加し、湿式粉砕処理を施してPd含有スラリーを得た。この硝酸Pd水溶液中の硝酸Pdの量はPdメタルの質量に換算して、固形分の0.83質量%となる量であった。得られたスラリーをセラミックハニカム(触媒支持体)に100g/Lとなる量で塗布し、乾燥し、焼成した。
また、Nd2O3−ZrO2系複合酸化物70.3質量部、La安定化アルミナ23.4質量部及びアルミナ系バインダー6.0質量部を硝酸Rh水溶液に添加し、湿式粉砕処理を施してRh含有スラリーを得た。この硝酸Rh水溶液中の硝酸Rhの量はRhメタルの質量に換算して、焼成後の固形分の0.33質量%となる量であった。得られたスラリーを上記で得られたPd担持セラミックハニカムに50g/Lとなる量で塗布し、乾燥し、焼成してPd/Rh二層からなる本発明の排気ガス浄化用触媒構成体を製造した。
実施例6(下層Pd、上層Rhの二層触媒、Pd/Rh=10/1、Pd−Rh担持濃度1.0g/L)
1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム45.4質量部、CeO2−ZrO2系複合酸化物45.4質量部、酸化バリウムとして2.2質量部に相当する量の硝酸バリウム及びアルミナ系バインダー6.0質量部を硝酸Pd水溶液に添加し、湿式粉砕処理を施してPd含有スラリーを得た。この硝酸Pd水溶液中の硝酸Pdの量はPdメタルの質量に換算して、固形分の0.91質量%となる量であった。得られたスラリーをセラミックハニカム(触媒支持体)に100g/Lとなる量で塗布し、乾燥し、焼成した。
1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム45.4質量部、CeO2−ZrO2系複合酸化物45.4質量部、酸化バリウムとして2.2質量部に相当する量の硝酸バリウム及びアルミナ系バインダー6.0質量部を硝酸Pd水溶液に添加し、湿式粉砕処理を施してPd含有スラリーを得た。この硝酸Pd水溶液中の硝酸Pdの量はPdメタルの質量に換算して、固形分の0.91質量%となる量であった。得られたスラリーをセラミックハニカム(触媒支持体)に100g/Lとなる量で塗布し、乾燥し、焼成した。
また、Nd2O3−ZrO2系複合酸化物70.4質量部、La安定化アルミナ23.5質量部及びアルミナ系バインダー6.0質量部を硝酸Rh水溶液に添加し、湿式粉砕処理を施してRh含有スラリーを得た。この硝酸Rh水溶液中の硝酸Rhの量はRhメタルの質量に換算して、焼成後の固形分の0.18質量%となる量であった。得られたスラリーを上記で得られたPd担持セラミックハニカムに50g/Lとなる量で塗布し、乾燥し、焼成してPd/Rh二層からなる本発明の排気ガス浄化用触媒構成体を製造した。
実施例7(下層Pd、上層Rhの二層触媒、Pd/Rh=19/1、Pd−Rh担持濃度1.0g/L)
1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム45.4質量部、CeO2−ZrO2系複合酸化物45.4質量部、酸化バリウムとして2.3質量部に相当する量の硝酸バリウム及びアルミナ系バインダー6.0質量部を硝酸Pd水溶液に添加し、湿式粉砕処理を施してPd含有スラリーを得た。この硝酸Pd水溶液中の硝酸Pdの量はPdメタルの質量に換算して、固形分の0.95質量%となる量であった。得られたスラリーをセラミックハニカム(触媒支持体)に100g/Lとなる量で塗布し、乾燥し、焼成した。
1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム45.4質量部、CeO2−ZrO2系複合酸化物45.4質量部、酸化バリウムとして2.3質量部に相当する量の硝酸バリウム及びアルミナ系バインダー6.0質量部を硝酸Pd水溶液に添加し、湿式粉砕処理を施してPd含有スラリーを得た。この硝酸Pd水溶液中の硝酸Pdの量はPdメタルの質量に換算して、固形分の0.95質量%となる量であった。得られたスラリーをセラミックハニカム(触媒支持体)に100g/Lとなる量で塗布し、乾燥し、焼成した。
また、Nd2O3−ZrO2系複合酸化物70.4質量部、La安定化アルミナ23.5質量部及びアルミナ系バインダー6.0質量部を硝酸Rh水溶液に添加し、湿式粉砕処理を施してRh含有スラリーを得た。この硝酸Rh水溶液中の硝酸Rhの量はRhメタルの質量に換算して、焼成後の固形分の0.10質量%となる量であった。得られたスラリーを上記で得られたPd担持セラミックハニカムに50g/Lとなる量で塗布し、乾燥し、焼成してPd/Rh二層からなる本発明の排気ガス浄化用触媒構成体を製造した。
実施例8(Pd単層、Pd担持濃度1.0g/L)
1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム45.3質量部、CeO2−ZrO2系複合酸化物45.3質量部、酸化バリウムとして2.4質量部に相当する量の硝酸バリウム及びアルミナ系バインダー6.0質量部を硝酸Pd水溶液に添加し、湿式粉砕処理を施してPd含有スラリーを得た。この硝酸Pd水溶液中の硝酸Pdの量はPdメタルの質量に換算して、固形分の1.00質量%となる量であった。得られたスラリーをセラミックハニカム(触媒支持体)に100g/Lとなる量で塗布し、乾燥し、焼成して本発明の排気ガス浄化用触媒構成体を製造した。
1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム45.3質量部、CeO2−ZrO2系複合酸化物45.3質量部、酸化バリウムとして2.4質量部に相当する量の硝酸バリウム及びアルミナ系バインダー6.0質量部を硝酸Pd水溶液に添加し、湿式粉砕処理を施してPd含有スラリーを得た。この硝酸Pd水溶液中の硝酸Pdの量はPdメタルの質量に換算して、固形分の1.00質量%となる量であった。得られたスラリーをセラミックハニカム(触媒支持体)に100g/Lとなる量で塗布し、乾燥し、焼成して本発明の排気ガス浄化用触媒構成体を製造した。
比較例6(下層Pd、上層Rhの二層触媒、Pd/Rh=5/1、Pd−Rh担持濃度1.0g/L)
1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムの代わりに同量のLa安定化アルミナを用いた以外は実施例5と同様にして比較例の排気ガス浄化用触媒構成体を製造した。
1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムの代わりに同量のLa安定化アルミナを用いた以外は実施例5と同様にして比較例の排気ガス浄化用触媒構成体を製造した。
比較例7(下層Pd、上層Rhの二層触媒、Pd/Rh=10/1、Pd−Rh担持濃度1.0g/L)
1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムの代わりに同量のLa安定化アルミナを用いた以外は実施例6と同様にして比較例の排気ガス浄化用触媒構成体を製造した。
1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムの代わりに同量のLa安定化アルミナを用いた以外は実施例6と同様にして比較例の排気ガス浄化用触媒構成体を製造した。
比較例8(下層Pd、上層Rhの二層触媒、Pd/Rh=19/1、Pd−Rh担持濃度1.0g/L)
1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムの代わりに同量のLa安定化アルミナを用いた以外は実施例7と同様にして比較例の排気ガス浄化用触媒構成体を製造した。
1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムの代わりに同量のLa安定化アルミナを用いた以外は実施例7と同様にして比較例の排気ガス浄化用触媒構成体を製造した。
比較例9(Pd単層、Pd担持濃度1.0g/L)
1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムの代わりに同量のLa安定化アルミナを用いた以外は実施例8と同様にして比較例の排気ガス浄化用触媒構成体を製造した。
1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムの代わりに同量のLa安定化アルミナを用いた以外は実施例8と同様にして比較例の排気ガス浄化用触媒構成体を製造した。
<評価>
上記実施例5〜8、比較例6〜9の排気ガス浄化用触媒構成体を1000℃に保持した電気炉にセットし、C3H6:5,000ppmC、O2:0.75%及び残余量のN2から成る完全燃焼を想定した模擬排気ガス(50s)及び空気(50s)を周期させながら流通させて25時間処理した。この模擬排気ガス耐久後の排気ガス浄化用触媒構成体について性能比較を行った。上記と同一組成の完全燃焼を想定した模擬排気ガスを全流量25L/min、SV=100,000h−1となるように上記の耐久後の実施例5〜8、比較例6〜9の排気ガス浄化用触媒構成体に流通させ、100〜500℃における出口ガス成分をCO/HC/NO分析計(堀場製作所製 MOTOR EXHAUST GAS ANALYZER MEXA9100)を用いて測定して、上記実施例5〜8、比較例6〜9の排気ガス浄化用触媒構成体のライトオフ性能を求めた。得られたライトオフ性能評価の結果より、CO/HC/NOそれぞれの400℃における浄化率(η400)を求めた。その結果は第6表に示す通りであった。
上記実施例5〜8、比較例6〜9の排気ガス浄化用触媒構成体を1000℃に保持した電気炉にセットし、C3H6:5,000ppmC、O2:0.75%及び残余量のN2から成る完全燃焼を想定した模擬排気ガス(50s)及び空気(50s)を周期させながら流通させて25時間処理した。この模擬排気ガス耐久後の排気ガス浄化用触媒構成体について性能比較を行った。上記と同一組成の完全燃焼を想定した模擬排気ガスを全流量25L/min、SV=100,000h−1となるように上記の耐久後の実施例5〜8、比較例6〜9の排気ガス浄化用触媒構成体に流通させ、100〜500℃における出口ガス成分をCO/HC/NO分析計(堀場製作所製 MOTOR EXHAUST GAS ANALYZER MEXA9100)を用いて測定して、上記実施例5〜8、比較例6〜9の排気ガス浄化用触媒構成体のライトオフ性能を求めた。得られたライトオフ性能評価の結果より、CO/HC/NOそれぞれの400℃における浄化率(η400)を求めた。その結果は第6表に示す通りであった。
第6表に示すデータから明らかなように、模擬排気ガス耐久後において、従来使用されているLa安定化アルミナ及びCeO2−ZrO2系複合酸化物をPdの担体として用いると(比較例6〜9)、Rh担持量が0.33%から0.10%へと少なくなるに従って浄化性能は低下する傾向にある。一方、1質量%のLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウム及びCeO2−ZrO2系複合酸化物をPdの担体として用いると、Rh担持量が0.33%から0.10%へと少なくなっても、浄化性能はRh高担持仕様と同等レベルであり、性能低下が抑えられており、高耐熱性材料であるLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムの採用によるRh量の大幅な削減が期待できる。
(特定組成のホウ酸アルミニウムの製造例)
50℃の湯浴に浸した三口フラスコ中に2−プロパノール1.5L、瑪瑙乳鉢にて粉砕したアルミニウムイソプロポキシド222.2g及びボロンn−プロポキシド40.9gを入れ(酸化アルミニウムと酸化ホウ素の比が10:2となる配合)、N2ガスにて置換しながら攪拌した。アルミニウムイソプロポキシドが完全に溶解した(溶液が透明になった)後、2−プロパノール:水=1:1の混合溶液24.6gをゆっくり滴下して徐々に加水分解させると白いゲル状物質が生成した。得られた沈殿物をエタノールで洗浄し、次いで純水で洗浄し、ろ過した。その後、120℃で一晩(約15時間)乾燥し、空気中300℃で3時間焼成し、更に空気中1,000℃で5時間焼成して白色生成物であるホウ酸アルミニウムを得た。このホウ酸アルミニウムはX線回折によって式10Al2O3・2B2O3で表わされるホウ酸アルミニウムであると同定できた。また、この生成物は、式9Al2O3・2B2O3(Al18B4O33)とも同定できるものである。
50℃の湯浴に浸した三口フラスコ中に2−プロパノール1.5L、瑪瑙乳鉢にて粉砕したアルミニウムイソプロポキシド222.2g及びボロンn−プロポキシド40.9gを入れ(酸化アルミニウムと酸化ホウ素の比が10:2となる配合)、N2ガスにて置換しながら攪拌した。アルミニウムイソプロポキシドが完全に溶解した(溶液が透明になった)後、2−プロパノール:水=1:1の混合溶液24.6gをゆっくり滴下して徐々に加水分解させると白いゲル状物質が生成した。得られた沈殿物をエタノールで洗浄し、次いで純水で洗浄し、ろ過した。その後、120℃で一晩(約15時間)乾燥し、空気中300℃で3時間焼成し、更に空気中1,000℃で5時間焼成して白色生成物であるホウ酸アルミニウムを得た。このホウ酸アルミニウムはX線回折によって式10Al2O3・2B2O3で表わされるホウ酸アルミニウムであると同定できた。また、この生成物は、式9Al2O3・2B2O3(Al18B4O33)とも同定できるものである。
この結果、酸化アルミニウムと酸化ホウ素の比が9:2となる配合としても、酸化アルミニウムと酸化ホウ素の比が10:2となる配合としても、同一の物質が製造されることが確認された。
図2には、本製造例のホウ酸アルミニウムのX線回折の測定結果と、式10Al2O3・2B2O3(Al20B4O36)で表されるホウ酸アルミニウム及び式9Al2O3・2B2O3(Al18B4O33)で表されるホウ酸アルミニウムの標準のカードデータを示す。
Claims (10)
- 酸化アルミニウムと酸化ホウ素の比が10:2〜9:2の特定組成のホウ酸アルミニウムをLa2O3で修飾され、前記La2O3の量がホウ酸アルミニウムの質量を基準にして0.3〜2質量%である、La2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムを含むことを特徴とする排気ガス浄化用触媒のための担体。
- 前記特定組成のホウ酸アルミニウムが、式10Al2O3・2B2O3で表わされることを特徴とする請求項1記載の排気ガス浄化用触媒のための担体。
- 前記特定組成のホウ酸アルミニウムが、式9Al2O3・2B2O3で表わされることを特徴とする請求項1記載の排気ガス浄化用触媒のための担体。
- 請求項1〜3の何れか一項に記載の担体と、該担体に担持されたPdとを含むことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
- 請求項1〜3の何れか一項に記載の担体と、該担体に担持されたPd及びBaとを含むことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
- セラミックス又は金属材料からなる触媒支持体と、該触媒支持体上に担持されている請求項4又は5記載の排気ガス浄化用触媒の層とを含むことを特徴とする排気ガス浄化用触媒構成体。
- セラミックス又は金属材料からなる触媒支持体と、該触媒支持体上に担持されている請求項4又は5記載の排気ガス浄化用触媒の層と、該排気ガス浄化用触媒の層の上に担持されているRh触媒層とを含むことを特徴とする排気ガス浄化用触媒構成体。
- 酸化アルミニウムと酸化ホウ素の比が10:2〜9:2の特定組成のホウ酸アルミニウムと、ランタン化合物の水溶液とを混合し、蒸発乾固させ、焼成してLa2O3で修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムを製造し、次いで、該修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムとPd化合物の水溶液とを混合するか、又は該修飾された特定組成のホウ酸アルミニウムとBa化合物とPd化合物の水溶液とを混合し、その後、蒸発乾固させ、焼成することを特徴とする排気ガス浄化用触媒の製造方法。
- 前記特定組成のホウ酸アルミニウムが、式10Al2O3・2B2O3で表わされることを特徴とする請求項8記載の排気ガス浄化用触媒の製造方法。
- 前記特定組成のホウ酸アルミニウムが、式9Al2O3・2B2O3で表わされることを特徴とする請求項8記載の排気ガス浄化用触媒の製造方法。
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