JPWO2015064385A1 - 排ガス浄化触媒用担体及び排ガス浄化触媒 - Google Patents
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Abstract
Description
この種の排ガス浄化触媒用担体(「触媒担体」又は「担体」とも称する)として、例えばシリカ、アルミナ、チタニア化合物などの耐火性無機酸化物からなる多孔質粒子が知られている。
そこで、特許文献5(特開2012−16685号公報)に記載の発明は、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として、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で修飾された式9Al2O3・2B2O3で表わされる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とを含む排気ガス浄化用触媒を提案している。
本発明の実施形態の一例としての排ガス浄化触媒(以下「本触媒」と称する)は、触媒担体(以下「本触媒担体」と称する)及び該触媒担体に担持される触媒活性成分を含有する組成物であり、必要に応じてOSC材などの助触媒、安定剤及びその他の成分を含むことができる。
本触媒は、本触媒担体としてホウ酸アルミニウム粒子を含有することが重要である。但し、本触媒担体は、ホウ酸アルミニウム粒子のみから構成されていてもよいし、また、ホウ酸アルミニウム粒子以外の他の担体粒子を触媒担体として含有してもよい。
本触媒が含有するホウ酸アルミニウム粒子(「本ホウ酸アルミニウム粒子」と称する)は、水銀圧入ポロシメータにより測定される対数微分空隙容積分布において、空隙容積径20nm〜100nmの範囲に最も強度の高いピーク(「細孔ピーク」とも称する)を有することが重要である。
すなわち、本ホウ酸アルミニウム粒子の対数微分空隙容積分布は、一つのピークを有し、そのピークが空隙容積径20nm〜100nmの範囲に存在するものであってもよいし、また、二つ以上のピークを有し、その中で最も強度の高いピーク、すなわちピークの高さが最も高いピークが空隙容積径20nm〜100nmの範囲に存在するものであってもよい。
他方、細孔ピークが空隙容積径100nmに存在するように製造するのが製造上の限界と考えられる。
かかる観点から、本ホウ酸アルミニウム粒子は、前記対数微分空隙容積分布において、空隙容積径20nm〜100nmの範囲に細孔ピークを有することが重要であり、その中でも空隙容積径25nm〜70nmの範囲、その中でも空隙容積径30nm〜60nmの範囲、その中でも空隙容積径30nm〜50nmの範囲に細孔ピークを有することがさらに好ましい。
当該Al/B質量比が6以上であれば、ホウ素(B)が過剰となることなく、低融点であるB2O3を生成しないため、耐熱性が低くなることなく、好ましい。また、当該B2O3の影響によって、担持された貴金属の分散性が低下することもないから、排ガス浄化性能を維持することができる。他方、当該Al/B質量比が35以下であれば、Al2O3成分が多くなり過ぎることがないため、Al2O3のみからなる場合と比べて、硫黄分の影響を受け難い点で好ましい。
この際、10Al2O3・2B2O3の理論量はAl/B=12.5であるから、Al/B質量比が9〜16の範囲では、10Al2O3・2B2O3又は9Al2O3・2B2O3で示される結晶構造体からなるか或いは主成分粒子を構成することになる。
ちなみに、Martin 等,“Crystal-chemistry of mullite-type aluminoborates Al18B4O33 and Al5BO9:A stoichiometry puzzle”, Journal of Solid State Chemistry 184(2011) 70-80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、さらに、ホウ酸アルミニウムに関しては式9Al2O3・2B2O3(Al18B4O33)及びAl5BO9(5Al2O3:B2O3、Al20B4O36)の両方が許容されること、即ち、両者は同一物質であることが記載されている。
よって、本ホウ酸アルミニウム粒子は、10Al2O3・2B2O3又は9Al2O3・2B2O3で示される結晶構造体と2Al2O3・B2O3で示される結晶構造体との混合物が主成分粒子となる。この際、2Al2O3・B2O3は、10Al2O3・2B2O3又は9Al2O3・2B2O3と同様の効果があり、耐硫黄性に関しても同様の効果が認められる。
Al/B質量比が15〜35の範囲では、10Al2O3・B2O3又は9Al2O3・2B2O3で示される結晶構造体のほかに、Al2O3で示される結晶構造体が生成し、10Al2O3・2B2O3又は9Al2O3・2B2O3で示される結晶構造体とAl2O3で示される結晶構造体との混合物となる。
このような修飾ホウ酸アルミニウムは、表面に酸性元素が存在し、表面の酸性が強くなるから、排ガス中に含まれる硫黄によりアタックされ難くなると推定され、これにより、担持されているPd等の白金族元素の失活が防止される。
また、上述の10Al2O3・B2O3又は9Al2O3・2B2O3で示される結晶構造体は、10Al2O3・B2O3で示される結晶構造体と9Al2O3・2B2O3で示される結晶構造体の混合物も包含するものである。
本ホウ酸アルミニウム粒子は、Laを均一に分散した状態に担持することができるため、高温時での貴金属の分散性を高めることができる。また、一般的なアルミナでは、添加したLaに硫黄分が吸着しやすいのに対して、本ホウ酸アルミニウム粒子は、耐硫黄性に優れるため、硫黄分の吸着し易さを抑制することができる。よって、Laが含有する本ホウ酸アルミニウム粒子は、本ホウ酸アルミニウム粒子による耐硫黄性と、La添加による耐熱性とを共に享受することができるから、例えば硫黄(S)が共存する高温環境下に晒された場合であっても、高温時に生成するLaアルミネートの過剰な生成を抑えることができ、触媒活性の低下を抑えることができる。
なお、本ホウ酸アルミニウム粒子は、Laを均一に分散した状態に担持することができるため、この状態を“Laで修飾されている”とも称する。
本ホウ酸アルミニウムに0.1質量部程度のLaが含有されていれば、吸着した硫黄分の低温での脱離特性を改善することができ、硫黄分の蓄積を抑えることができる。一方、La含有量が多すぎると、Laへの硫黄分の吸着量が多くなり、逆に性能低下を招くことになるが、La含有量が5質量部以下であれば、ホウ酸アルミニウムの表面をLaが覆ってしまってホウ酸アルミニウムによる硫黄分の脱離効果を妨げるようなことがないから、硫黄分の吸着量を抑えて浄化性能を維持することができる。また、高温での貴金属の分散性を維持することができる。
このように、本ホウ酸アルミニウム粒子による耐硫黄性と、La添加による耐熱性及び脱硫黄性とを相乗的に享受する観点から、ランタン(La)の含有量は、本ホウ酸アルミニウム粒子100質量部に対して、金属換算で0.1〜5.0質量部であるのが好ましく、中でも0.2質量部以上或いは3.5質量部以下、その中でも特に0.5質量部以上或いは2.0質量部以下であるのが特に好ましい。
同様の観点から、ランタン(La)の含有量は、La含有ホウ酸アルミニウム粉末(=ホウ酸アルミニウム+La)に対して、金属換算で0.1〜4.8質量%であるのが好ましく、中でも0.2質量%以上或いは3.4質量%以下、その中でも特に0.5質量%以上或いは2.0質量%以下であるのが好ましい。
本ホウ酸アルミニウム粒子の製造方法としては、例えばホウ酸を水に溶解して、ここに所定の空隙容積径を有するベーマイト(アルミナ水和物、AlOOH)粉末を投入して撹拌した後、加熱乾燥させ、950〜1200℃、3時間〜10時間を空気雰囲気下で焼成することにより、本ホウ酸アルミニウム粒子を得ることができる。所定の空隙容積径を有するベーマイト(アルミナ水和物、AlOOH)粉末を使用して本ホウ酸アルミニウム粒子を製造することにより、上記のように比較的大きな空隙容積径を有する本ホウ酸アルミニウム粒子を製造することができる。但し、このような製造方法に限定されるものではない。
この際、ベーマイト(アルミナ水和物、AlOOH)粉末粒子は、水銀圧入ポロシメータにより測定される対数微分空隙容積分布において、空隙容積径15nm〜100nmの範囲に細孔ピークを有するものを使用するのが好ましい。
本触媒は、本ホウ酸アルミニウム粒子のほかに、触媒担体として、他の無機多孔質粒子を含んでいてもよい。
触媒担体としての他の無機多孔質粒子としては、例えばシリカ、アルミナおよびチタニア化合物から成る群から選択される化合物の多孔質粒子、より具体的には、例えばアルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、アルミノ−シリケート類、アルミナ−ジルコニア、アルミナ−クロミアおよびアルミナ−セリアから選択される化合物からなる多孔質粒子を挙げることができる。
本触媒が含有する触媒活性成分、すなわち触媒活性を示す金属としては、例えばパラジウム、白金、ロジウム、金、銀、ルテニウム、イリジウム、ニッケル、セリウム、コバルト、銅、鉄、マンガン、オスミウム、ストロンチウム等の金属を挙げることができる。中でも、触媒活性成分が排ガス中に含まれる硫黄(S)分によって触媒性能が低下するのを効果的に抑制することができるという本触媒の効果をより一層享受できる観点から、パラジウムを触媒活性成分として含むのが特に好ましい。
同様の観点から、触媒活性成分の担持量は、本触媒(=活性成分+担体)に対して、0.3〜2.9質量%であるのが好ましく、中でも0.4質量%以上或いは2質量%以下であるのがさらに好ましい。
本触媒は、助触媒として、例えばOSC材、すなわち、酸素ストレージ能(OSC:Oxygen Storage Capacity)を有する助触媒(OSC材)を含んでいてもよい。
かかるOSC材としては、例えばセリウム化合物、ジルコニウム化合物、セリア・ジルコニア複合酸化物などを挙げることができる。
本触媒は、安定剤、バインダ−及びその他の成分を含むことができる。
バインダ−成分としては、無機系バインダ−、例えばアルミナゾル等の水溶性溶液を使用することができる。
本触媒は、例えば本ホウ酸アルミニウムとPd化合物の溶液と、その他の成分とを混合し、加熱乾燥させた後、焼成することで製造することができる。
その他の成分としては、OSC材などの助触媒、安定剤、バインダーなどを挙げることができる。
本触媒からなる触媒層と、例えばセラミックス又は金属材料からなる基材とを備えた排気ガス浄化用触媒構成体(「本触媒構成体」と称する)を作製することができる。
本触媒構成体の基材の材質としては、セラミックス等の耐火性材料や金属材料を挙げることができる。
セラミック製基材の材質としては、耐火性セラミック材料、例えばコージライト、コージライト−アルファアルミナ、窒化ケイ素、ジルコンムライト、スポジュメン、アルミナ−シリカマグネシア、ケイ酸ジルコン、シリマナイト(sillimanite)、ケイ酸マグネシウム、ジルコン、ペタライト(petalite)、アルファアルミナおよびアルミノシリケート類などを挙げることができる。
金属製基材の材質としては、耐火性金属、例えばステンレス鋼または鉄を基とする他の適切な耐食性合金などを挙げることができる。
本触媒構成体を製造する方法の一例として、本触媒担体と、触媒活性成分と、必要に応じてOSC材、安定化材、バインダ−及び水などとを混合及び撹拌してスラリーを調製し、得られたスラリーを、例えばセラミックハニカム体などの基材にウォッシュコートし、これを焼成して、基材表面に触媒層を形成する方法などを挙げることができる。但し、この方法に限定するものではない。
本明細書において「X〜Y」(X,Yは任意の数字)と表現する場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きい」或いは「好ましくはYより小さい」の意も包含する。
また、「X以上」(Xは任意の数字)或いは「Y以下」(Yは任意の数字)と表現した場合、「Xより大きいことが好ましい」或いは「Y未満であることが好ましい」旨の意図も包含する。
測定装置としては、株式会社島津製作所製自動ポロシメータ「オートポアIV9520」を用いて、下記条件・手順で測定を行った。
測定環境:室温
測定セル:試料室体積 3cm3、圧入体積 0.39cm3
測定範囲:0.0048MPa から 255.106MPa まで
測定点:131点(細孔径を対数でとったときに等間隔になるように点を刻んだ)
圧入体積:25%以上80%以下になるように調節した。
排気圧力:50μmHg
排気時間:5.0min
水銀注入圧力:0.0034MPa
平衡時間:10secs
(高圧パラメーター)
平衡時間:10secs
(水銀パラメーター)
前進接触角:130.0degrees
後退接触角:130.0degrees
表面張力:485.0mN/m(485.0dynes/cm)
水銀密度:13.5335g/mL
(1)測定試料約0.15gを秤取し、測定を行った。
(2)低圧部で0.0048MPaから0.2068MPa以下の範囲で46点測定した。
(3)高圧部で0.2241MPaから255.1060MPa以下の範囲で85点測定した。
(4)水銀注入圧力及び水銀注入量から、細孔径分布を算出した。
(5)そして、最も強度の高いピーク(「細孔ピーク」と称する)の空隙容積径を求めた。
なお、上記(2)、(3)、(4)は、装置付属のソフトウエアにて、自動で行った。
貴金属、特にPdを担持させた場合に、排ガス中に含まれる硫黄(S)分によって当該貴金属の触媒性能が低下するか否かを評価するため、硫黄(S)を含む環境下でのエージング処理を行った後、触媒活性を評価した。
模擬ガスでの評価前に、各触媒に対して硫黄(S)被毒を模擬した250℃×20時間、O2=10%、H2O=10%、SO2=100ppmの条件でエージング処理を行った。
比較例1〜5および実施例1〜13で得た各サンプルについて、固定床流通型の反応装置を用いて、模擬排ガスによる浄化性能を評価した。
すなわち、各実施例・比較例で調製された触媒粉末(サンプル)0.05gを反応管にセットし、0.34%CO、10%CO2,400ppmC3H6,0.11%H2、0.38%O2、500ppmNO、10%H2O、残部N2のバランスからなる混合された模擬排ガスを、総流量1000cc/minで前記触媒粉に導入した。10℃/minで室温から700℃まで昇温し、反応管出口におけるガス濃度を測定し、各成分での入口ガス濃度の50%が浄化される温度(T50)を求めた。
ガス分析には、CO/NOx分析計(堀場製作所「PG240」)及びHC分析計(島津製作所「VMF-1000F」)を用いた。
T50の温度が低いほど低温活性に優れた触媒といえる。
水銀ポロシメータによる測定で35nmの細孔ピークを持つ市販ベーマイト(AlOOH)粉末11.5gを1000℃で5時間焼成した。このアルミナ99.5質量部に対して、Pdを金属換算で0.5質量部を含む硝酸Pd溶液にイオン交換水50gを加えた水溶液中で1時間撹拌した後、120℃で20時間乾燥した。これを500℃、1時間空気中で焼成し、5%Pd/アルミナ粉末を得た。
このように調製された5%Pd/アルミナ粉末は、X線回折法(XRD)で分析した結果、α-Al2O3の結晶構造を有していることを確認した。
50℃で湯浴された三口フラスコに、2−プロパノール1.5L、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、N2ガスにて置換しながら攪拌し、アルミニウムイソプロポキシドを完全に溶解した。この後、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、白いゲル状沈殿物を得た。この沈殿物をエタノールで洗浄し、次いで純水で洗浄、ろ過した。その後、120℃で20時間乾燥後、空気中300℃で3時間焼成し、更に空気中1000℃で5時間焼成してホウ酸アルミニウムを得た。
このホウ酸アルミニウム99.5質量部とイオン交換水50gに硝酸パラジウム溶液(金属換算で0.5質量部)を加えたものとを1時間撹拌した。これを120℃で20時間乾燥させたのち、500℃で1時間、空気中で焼成し、0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末を得た。
このように調製された0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末は、XRDによる分析から、10Al2O3・2B2O3で表わされる結晶構造を有していることが確認された。ICP分析から計算されたAl/B質量比は12.5あった。
イオン交換水160gにホウ酸試薬特級2.8gを溶解し、ここに水銀ポロシメータによる測定で10nmに細孔ピークを持つ市販のベーマイト11.5gの粉末を投入し、1時間撹拌した。この後、120℃で20時間乾燥し、1000℃で5時間空気中焼成してホウ酸アルミニウムを得た。このホウ酸アルミニウム99.5質量部とイオン交換水50gに硝酸パラジウム溶液(金属換算で0.5質量部)を加えたものとを1時間撹拌した。これを120℃で20時間乾燥させたのち、500℃で1時間、空気中で焼成し、0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末を得た。
このように調製された0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末は、XRD分析から、10Al2O3・2B2O3で表わされる結晶構造を有していることが確認され、ICP分析の結果から計算されたAl/B質量比は12.5であった。
イオン交換水160gにホウ酸試薬特級2.8gを溶解し、ここに水銀ポロシメータによる測定で9nmに細孔ピークを持つ市販のγ―アルミナ粉末9gを投入し、1時間撹拌した。この後、120℃で20時間乾燥したのち、1000℃で5時間空気中焼成してホウ酸アルミニウムを得た。
次に、La金属換算で1質量部が含まれる硝酸ランタン水溶液50gに、前記で得たホウ酸アルミニウムを99質量部添加し、1時間撹拌した。これを120℃で20時間乾燥し、600℃で3時間焼成した。これによって、Laが金属換算で1質量%修飾されたホウ酸アルミニウムを得た。
このLa修飾ホウ酸アルミニウム99.5質量部とイオン交換水50gに硝酸パラジウム溶液(金属換算で0.5質量部)を加えたものとを1時間撹拌した。これを120℃で20時間乾燥させた後、500℃で1時間、空気中で焼成し、0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末を得た。
このように調製された0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末は、XRD分析から、10Al2O3・2B2O3で表わされる結晶構造を有していることが確認され、ICP分析の結果から計算されたAl/B質量比は12.5であった。
比較例4のγ―アルミナを、水銀ポロシメータによる測定で10nmに細孔ピークを持つ市販のベーマイトに変えた以外は同一条件とした。
このように調製された0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末は、XRD分析から、10Al2O3・2B2O3で表わされる結晶構造を有していることが確認され、ICP分析の結果から計算されたAl/B質量比は12.5であった。
イオン交換水160gにホウ酸試薬特級2.8gを溶解し、ここに水銀ポロシメータによる測定で18nmに細孔ピークを持つ市販のベーマイト粉末11.5gを投入し、1時間撹拌した。この後、120℃で20時間乾燥し、1000℃で5時間空気中焼成してホウ酸アルミニウムを得た。このホウ酸アルミニウム99.5質量部とイオン交換水50gに硝酸パラジウム溶液(金属換算で0.5質量部)を加えたものとを1時間撹拌した。これを120℃で20時間乾燥させたのち、500℃で1時間、空気中で焼成し、0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末を得た。
このように調製された0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末は、XRD分析の結果から、10Al2O3・2B2O3で表わされる結晶構造を有していることが確認され、ICP分析から計算されたAl/B質量比は12.5であった。
実施例1の18nmに細孔ピークを持つ市販のベーマイト粉末の代わりに、35nmに細孔ピークを持つ市販のベーマイト粉末へ変更した以外は、実施例1と同一の条件で0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末を得た。
このように調製された0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末は、XRD分析の結果から、10Al2O3・2B2O3で表わされる結晶構造を有していることが確認され、ICP分析から計算されたAl/B質量比は12.5であった。
実施例2と同一の条件でホウ酸アルミニウム粒子を得た。
次に、La金属換算で1質量部が含まれる硝酸ランタン水溶液50gに、前記で得たホウ酸アルミニウム粒子99質量部を添加し、1時間撹拌した。これを120℃で20時間乾燥し、600℃で3時間焼成した。これによって、Laが金属換算で1質量%修飾されたLa含有ホウ酸アルミニウム粉末を得た。この際、ホウ酸アルミニウム100質量部に対して、Laの含有量は金属換算で1.01質量部であった。
このLa含有ホウ酸アルミニウム粉末99.5質量部とイオン交換水50gに硝酸パラジウム溶液(金属換算で0.5質量部)を加えたものとを1時間撹拌した。これを120℃で20時間乾燥させた後、500℃で1時間、空気中で焼成し、0.5質量%Pd担持La含有ホウ酸アルミニウム粉末を得た。
このように調製された0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末は、XRD分析の結果から、10Al2O3・2B2O3で表わされる結晶構造を有していることが確認され、ICP分析から計算されたAl/B質量比は12.5であった。
実施例3において、ホウ酸量を2.8gから5.83gへ変更した以外は、実施例3と同一の条件で0.5質量%Pd担持La含有ホウ酸アルミニウム粉末を得た。
このように調製された0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末は、XRD分析の結果から、10Al2O3・2B2O3で表わされる結晶構造と2Al2O3・2B2O3で表わされる結晶構造とを有していることが確認され、ICP分析から計算されたAl/B質量比は6.1であった。
実施例3において、ホウ酸量を2.8gから3.93gへ変更した以外は、実施例3と同一の条件で0.5質量%Pd担持La含有ホウ酸アルミニウム粉末を得た。
このように調製された0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末は、XRD分析の結果から、10Al2O3・2B2O3で表わされる結晶構造を有していることが確認され、ICP分析から計算されるAl/B質量比は8.9であった。
実施例3のホウ酸量を2.8gから2.30gへ変更した以外は、実施例3と同一の条件で0.5質量%Pd担持La含有ホウ酸アルミニウム粉末を得た。
このように調製された0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末は、XRD分析の結果から、10Al2O3・2B2O3で表わされる結晶構造を有していることが確認され、ICP分析から計算されるAl/B質量比は15.2であった。
実施例3において、ホウ酸量を2.8gから1.01gへ変更した以外は、実施例3と同一の条件で0.5質量%Pd担持La含有ホウ酸アルミニウム粉末を得た。
このように調製された0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末は、XRD分析の結果から、10Al2O3・2B2O3で表わされる結晶構造とαAl2O3で表わされる結晶構造とを有していることが確認され、ICP分析から計算されるAl/B質量比は34.8であった。
実施例3において、35nmに細孔ピークを持つ市販のベーマイト粉末の代わりに、68nmに細孔を持つ市販のベーマイト粉末に変更した以外は、実施例3と同一の条件で0.5質量%Pd担持La含有ホウ酸アルミニウム粉末を得た。
このように調製された0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末は、XRD分析の結果から、10Al2O3・2B2O3で表わされる結晶構造を有していることが確認され、ICP分析から計算されたAl/B質量比は12.5であった。
実施例3において、35nmに細孔ピークを持つ市販のベーマイト粉末の代わりに、28nmに細孔を持つ市販のθ−アルミナ粉末に変え、ホウ酸量を2.8gから4.43gへ変更した以外は、実施例3と同一の条件で0.5質量%Pd担持La含有ホウ酸アルミニウム粉末を得た。
このように調製された0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末は、XRD分析の結果から、10Al2O3・2B2O3で表わされる結晶構造と2Al2O3・2B2O3で表わされる結晶構造とを有していることが確認され、ICP分析から計算されたAl/B質量比は7.9であった。
実施例3において、La添加量を1質量%から0.1質量%に変更した以外は、実施例3と同一の条件で0.5質量%Pd担持La含有ホウ酸アルミニウム粉末を得た。この際、ホウ酸アルミニウム粒子100質量部に対して、Laの含有量は金属換算で0.10質量部であった。
このように調製された0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末は、XRD分析の結果から、10Al2O3・2B2O3で表わされる結晶構造を有していることが確認され、ICP分析から計算されたAl/B質量比は12.5であった。
実施例3において、La添加量を1質量%から5質量%に変更した以外は、実施例3と同一の条件で0.5質量%Pd担持La含有ホウ酸アルミニウム粉末を得た。この際、ホウ酸アルミニウム粒子100質量部に対して、Laの含有量は金属換算で5.26質量部であった。
このように調製された0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末は、XRD分析の結果から、10Al2O3・2B2O3で表わされる結晶構造を有していることが確認され、ICP分析から計算されたAl/B質量比は12.5であった。
実施例3において、イオン交換水の量160gを、240gへ変更すると共に、ホウ酸試薬特級の使用量2.8gを、8.4gへ変更した以外は、実施例3と同一の条件で0.5質量%Pd担持La含有ホウ酸アルミニウム粉末を得た。
このように調製された0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末は、XRD分析から、2Al2O3・2B2O3で表わされる結晶構造とB2O3で表わされる結晶構造とを有していることが確認され、ICP分析の結果から計算されたAl/B質量比は4.0であった。
実施例3において、ホウ酸試薬特級の使用量2.8gを、0.92gへ変更した以外は、実施例3と同一の条件で0.5質量%Pd担持La含有ホウ酸アルミニウム粉末を得た。
このように調製された0.5質量%Pd担持ホウ酸アルミニウム粉末は、XRD分析から、10Al2O3・2B2O3表わされる結晶構造とα−Al2O3で表わされる結晶構造とを有していることが確認され、ICP分析の結果から計算されたAl/B質量比は38.0であった。
上記実施例及びこれまで発明者が行ってきた試験結果から、空隙容積径20nm〜100nmの範囲に細孔ピークを有するホウ酸アルミニウム粒子を含有する排ガス浄化触媒用担体であれば、耐硫黄性に優れており、触媒活性成分としてPdを担持した場合であっても、排ガス中に含まれる硫黄(S)分によって当該貴金属の触媒性能が低下するのを効果的に抑制することができることが分かった。
Claims (8)
- 水銀圧入ポロシメータにより測定される対数微分空隙容積分布において、空隙容積径20nm〜100nmの範囲に最も強度の高いピーク(「細孔ピーク」とも称する)を有するホウ酸アルミニウム粒子を含有する排ガス浄化触媒用担体。
- 空隙容積径20nm〜70nmの空隙が、空隙容積径10nm〜1000nmの空隙のうちの50%以上を占めることを特徴とする請求項1に記載の排ガス浄化触媒用担体。
- 上記ホウ酸アルミニウム粒子は、ランタン(La)を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の排ガス浄化触媒用担体。
- 上記ホウ酸アルミニウム粒子は、ホウ素(B)の含有量に対するアルミニウム(Al)の含有量の質量比率(Al/B質量比)が6〜35であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の排ガス浄化触媒用担体。
- 上記ホウ酸アルミニウム粒子は、10Al2O3・2B2O3又は9Al2O3・2B2O3で示される結晶構造体を有することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の排ガス浄化触媒用担体。
- 上記ホウ酸アルミニウム粒子は、10Al2O3・2B2O3又は9Al2O3・2B2O3で示される結晶構造体と、2Al2O3・B2O3で示される結晶構造体と、を有することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の排ガス浄化触媒用担体。
- 上記ホウ酸アルミニウム粒子は、10Al2O3・2B2O3又は9Al2O3・2B2O3で示される結晶構造体と、Al2O3で示される結晶構造体と、を有することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の排ガス浄化触媒用担体。
- 請求項1〜7の何れかに記載の排ガス浄化触媒用担体と、触媒活性成分としてのPdとを含有する排ガス浄化触媒。
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