KR101134864B1 - 산소 흡장/방출재 및 이를 포함하는 배기 가스 정화 촉매 - Google Patents

산소 흡장/방출재 및 이를 포함하는 배기 가스 정화 촉매 Download PDF

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Abstract

희토류 옥시황산염 또는 옥시황화물을 사용하여, 저온에서도 높은 산소 흡장/방출 성능을 갖는 산소 흡장/방출재가 구비된다. 본 발명의 산소 흡장/방출재는 Pr2O2SO4 및/또는 Pr2O2S로 구성된 화합물과, 그 위에 담지되는 Pt, Rh 및 Fe로 구성된 군으로부터 선택된 하나이상의 금속을 포함한다.
내연 기관, 공연비, 배기 가스, 산소 흡장/방출재, 배기 가스 정화 촉매

Description

산소 흡장/방출재 및 이를 포함하는 배기 가스 정화 촉매 {OXYGEN STORAGE/RELEASE MATERIAL AND EXHAUST GAS PURIFYING CATALYST COMPRISING THE SAME}
본 발명은 내연 기관 등으로부터의 배기 가스를 정화하는 배기 가스 정화 촉매에 사용되는 산소 흡장/방출재 및 이를 포함하는 배기 가스 정화 촉매에 관한 것이다.
종래에는, 자동차 배기 가스 정화 촉매로서 일산화탄소(CO) 및 탄화수소(HC)의 산화와, 질소 산화물(NOx)의 환원을 동시에 실행가능한 3원 촉매가 사용되고 있다. 예를 들어, 알루미나(Al2O3)와 같은 다공질 산화물 담체(support)에 백금(Pt), 로듐(Rh) 및 팔라듐(Pd)과 같은 귀금속을 담지하여 얻는 촉매가 널리 공지되어 있다. 3원 촉매의 작용에 의해 CO, HC 및 NOx를 효율적이면서 동시에 정화하기 위해, 자동차 엔진으로 공급되는 공기와 연료 사이의 비(공연비 A/F)가 이론 공연비(stoichiometric ratio) 근방으로 제어되는 것이 필요하다.
그러나, 실제 공연비는 자동차의 구동 조건 등에 따라서 이론 공연비를 중심으로 과잉(연료 과잉 분위기)측 또는 부족(연료 부족 분위기)측으로 변동하고, 또한 배기 가스 분위기도 과잉측 또는 부족측으로 변동한다. 이러한 이유로, 3원 촉매만으로는 반드시 높은 정화 성능을 확보할 수 없다. 배기 가스 내의 산소 농도의 변동을 흡수함으로써 3원 촉매의 배기 가스 정화 능력을 향상시키기 위해, 배기 가스 내의 산소 농도가 높을 때 산소를 흡장하고 배기 가스 내의 산소 농도가 낮을 때 산소를 방출하는 소위 산소 흡장/방출 성능을 구비한 재료(이하, '산소 흡장/방출재'라고 한다)가 배기 가스 정화 촉매에 사용된다.
예를 들어, 산소 흡장/방출재에 대해, 산화 세륨(CeO2) 또는, 산화 세륨-지르코니아(CeO2-ZrO2) 복합 산화물과 같은 산화 세륨(CeO2)계 물질이 실제 널리 공지되어 사용된다. 그러나, 배기 가스의 안정적인 정화를 달성하기 위해, 높은 산소 흡장/방출 성능을 구비한 산소 흡장/방출재가 요구되어 연구되어 왔다.
일본 미심사 특허 공개(kokai) 제2005-087892호(JPP'892) 및 제2006-075716호(JPP'716)는 A2O2SO4 또는 A2O2S(A는 희토류 원소)로 표현되는 희토류 옥시황산염(oxysuflate) 또는 옥시황화물(oxysulfide) 및 그 위에 담지된 귀금속으로 구성된 산소 흡장/방출재를 포함하는 배기 가스 정화 촉매를 개시한다. 더 구체적으로 JPP'892는 귀금속이 백금(Pt)이고 희토류 원소가 란타넘(La)인 Pt/La2O2SO4 또는 Pt/La2O2S를 개시하고, JPP'716은 귀금속이 팔라듐(Pd)이고 희토류 원소가 란타넘(La), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd) 또는 사마륨(Sm)인 배기 가스 정화 촉매를 개시한다. 상기 특허 문헌들에서, 희토류 옥시황산염 또는 옥시황화물 및 그 위에 담지된 귀금속으로 구성된 산소 흡장/방출재를 포함하는 배기 가스 정화 촉매는 CeO2-ZrO2 복합 산화물 및 그 위에 담지된 귀금속으로 구성된 산소 흡장/방출재를 포함하는 종래의 배기 가스 정화 촉매의 산소 흡장/방출 성능보다 약 8배 높은 산소 흡장/방출 성능을 갖는 것을 알 수 있다.
그러나, 희토류 옥시황산염 또는 옥시황화물로 구성된 이러한 산소 흡장/방출재는, 이 물질이 산소 흡장/방출 성능을 나타내도록 하는 온도가 산화 세륨(CeO2)계 물질로 구성된 종래의 산소 흡장/방출재에 비해 일반적으로 높고 이 물질이 저온에서 활성화되지 않는다는 문제점을 갖는다. JPP'716은 귀금속으로서 팔라듐(Pd)이 희토류 옥시황산염 또는 옥시황화물로 구성된 산소 흡장/방출재에 담지될 때 이 물질이 산소 흡장/방출 성능을 나타내도록 하는 온도가 낮아질 수 있다는 점을 개시한다. 그러나, 여전히 온도 저하의 개선에 대한 여지가 있다. 또한, JPP'892 및 JPP'716에서 촉매 담지체로서 희토류 옥시황산염 또는 옥시황화물을 포함하는 배기 가스 정화 촉매가 수소 함유 가스에서의 산소 방출 성능에 효과가 있음을 개시하더라도, 배기 가스의 조성에 가까운 CO-함유 가스에서의 산소 방출 성능의 효과에 대해서는 아무런 기재도 시사도 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 저온에서도 높은 산소 흡장/방출 성능을 갖고, 특히 CO-함유 가스에서의 높은 산소 방출 성능을 갖는 희토류 옥시황산염 또는 옥시황화물을 사용한 산소 흡장/방출재 및 이를 포함하는 배기 가스 정화 촉매를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같다.
(1) Pr2O2SO4 및/또는 Pr2O2S로 구성된 화합물 및, 그 위에 담지된 Pt, Rh 및 Fe로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는 산소 흡장/방출재.
(2) (1)에 있어서, CO-함유 가스에서 산소 방출 성능을 갖는 산소 흡장/방출재.
(3) (1) 또는 (2)에 기재된 산소 흡장/방출재를 포함하는 배기 가스 정화 촉매.
도 1은 예 및 비교예의 산소 흡장/방출재에 대해 산소 흡장/방출 개시 온도를 도시하는 그래프이다.
도 2는 예 및 비교예의 산소 흡장/방출재에 대한 A/F 변동 완충 효과를 도시하는 그래프이다.
본 발명의 산소 흡장/방출재는 Pr2O2SO4 및/또는 Pr2O2S로 구성된 화합물 및 그 위에 담지되는 백금, 로듐 및 철로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함하고, 특히 CO-함유 가스에서 높은 산소 방출 성능을 갖는다.
산소 흡장/방출재는 일반적으로 산소 흡장/방출재를 구성하는 원소 이온의 원자가 변화(valence change)로 인한 산화 환원 반응에 의해 산소를 흡장 또는 방 출한다. 산화 세륨-지르코니아 복합 산화물[예를 들어, (CeZr)O2]을 사용하는 종래의 산소 흡장/방출재에서는, 과잉 분위기 즉, 배기 가스 내의 산소 농도가 낮을 때, 산소는 일반적으로 다음의 반응식으로 표현되는 반응에 의해 방출된다.
(CeZr)O2 → (CeZr)O1 .5 + 1/4O2 (1)
한편, 부족 분위기 즉, 배기 가스 내의 산소 농도가 높을 때, 산소는 역반응에 의해 흡장된다. 이러한 가역 산화 환원 반응은 배기 가스 내의 공연비(A/F)의 변동을 흡수하고, 배기 가스의 정화를 촉진한다. 이에 비해 희토류 옥시 황산염(A2O2SO4, A는 희토류 원소)을 사용하는 산소 흡장/방출재에서, 다음의 반응식 :
A2O2SO4 → A2O2S + 2O2 (2)
즉, 희토류 옥시황산염에 함유된 황 원소의 산화 환원 반응에 의해 희토류 옥시황산염을 희토류 옥시황화물로 변경함으로써 산소가 방출되고, 역반응에 의해 산소가 흡장된다.
반응식 (1) 및 (2)로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 이론적으로 희토류 옥시황산염 및/또는 옥시황화물을 사용하는 산소 흡장/방출재는 종래의 산화 세륨-지르코니아 복합 산화물 보다 약 8배 높은 산소 흡장/방출 성능을 갖는다. 따라서, 이러한 높은 산소 흡장/방출 성능을 갖는 희토류 옥시황산염 및/또는 옥시황화물로 구성된 산소 흡장/방출재가 배기 가스 정화 촉매에 사용될 때, 배기 가스 중의 공연비(A/F)의 변동을 완화시키는 촉매의 능력이 향상되고, 그 결과 촉매의 정화 성능이 향상된다.
본 발명에 따르면, 프라세오디뮴 옥시황산염 및/또는 옥시황화물인 Pr2O2SO4 및/또는 Pr2O2S가 희토류 옥시황산염 및/또는 옥시황화물로 구성된 화합물로 사용된다.
프라세오디뮴 옥시황산염인 Pr2O2SO4는 당업자에게 공지된 임의의 방법으로 제조될 수 있다. 본 발명에 따르면, Pr2O2SO4는 예를 들어, Pr2O2SO4에서 황산기 부분(sulfuric acid group moiety)의 공급원으로서 계면 활성제를 사용하는 방법으로 제조될 수 있다. 구체적으로, Pr2O2SO4는 프라세오디뮴을 양이온으로서 함유하는 화합물, 이를 테면, 프라세오디뮴 질산염과, 이 화합물을 수산화물화하기 위한 염기성 용매, 이를 테면, 암모니아수 및 황산기 부분의 공급원으로서 계면 활성제, 이를 테면, 도데실황산나트륨(SDS)을 미리 정해진 농도로 혼합하고, 얻어진 침전물을 세정, 건조, 분쇄 및 소성 등의 처리를 함으로써 제조될 수 있다.
Pr2O2SO4에서 황산기 부분의 공급원으로 사용되는 도데실황산나트륨과 같은 계면 활성제는 Pr2O2SO4를 제조하기에 충분한 농도로 원료의 프라세오디뮴 질산염에 도입될 수 있다. 또한, 이러한 계면 활성제를 사용하는 Pr2O2SO4의 제조 방법에서, 계면 활성제는 황산기의 공급원으로 작용할 뿐아니라 계면 활성제의 탄소 체인 부분이 유기 주형으로 작용하는 것으로 생각된다. 따라서, 원료를 혼합하여 얻은 침전물이 규칙적인 층을 구비할 수 있기 때문에, 높은 표면적을 갖는 Pr2O2SO4는 침전 물을 소성하여 유기 주형 부분을 분해하고 제거함으로써 얻어질 수 있다.
침전물의 건조 및 소성은 계면 활성제의 유기 주형 부분을 분해하고 제거하여 높은 표면적을 갖는 Pr2O2SO4를 얻기에 충분한 시간과 온도에서 실행될 수 있다. 예를 들어, 건조는 감압하의 실온에서 또는 80 내지 250℃의 온도에서 12 내지 24 시간 동안 실행될 수 있고, 소성은 500 내지 700℃의 온도에서 1 내지 20 시간 동안 실행될 수 있다.
다른 방법으로, Pr2O2SO4는 황산기의 일부를 분해하기 위해 공기 중 800℃ 이상의 온도에서 Pr의 황산염, 즉 프라세오디뮴 황산염 옥타하이드레이트[Pr2(SO4)3?8H2O]를 가열함으로써 제조될 수도 있다. 이 경우, Pr의 황산염을 가열할 때의 온도는 800℃ 이상일 수 있고, 상술한 바와 같이 황산기의 일부가 분해되는 범위 내에서 적절하게 설정될 수 있다.
본 발명의 산소 흡장/방출재에 따르면, Pr2O2SO4가 희토류 옥시황산염을 구성하는 화합물로 사용될 때, 적절한 금속이 이 화합물에 추가로 담지되고, 산소 흡장/방출재가 산소 흡장/방출 성능을 나타내는 온도 범위가 저온 측으로 더욱 연장될 수 있다.
희토류 옥시황산염은 환원 분위기에서 산소를 방출하여 희토류 옥시황화물로 변화된다. 한편, 산화 분위기에서, 희토류 옥시황화물은 산소를 흡장하여 희토류 황산염으로 변화된다. 즉, 산소는 희토류의 옥시황산염과 옥시황화물 사이에서 일 어나는 산화 환원 반응에 의해 흡장 또는 방출된다. 이러한 반응은 가역으로 진행되어, 희토류 옥시황산염 및/또는 옥시황화물은 주위의 분위기에 따라 산소 흡장/방출 성능을 발휘할 수 있다. 그러나, 희토류 옥시황산염 및/또는 옥시황화물은 사용되는 희토류 원소 및 주위의 분위기 가스의 조성 또는 농도와 같은 다양한 다른 조건에 따라 변할 수 있지만 일반적으로 600 내지 700℃보다 높은 온도 범위에서만 산소 흡장/방출 성능을 갖는다. 희토류 원소로서 프라세오디뮴(Pr)을 사용하는 Pr2O2SO4 및/또는 Pr2O2S도 일반적으로 600 내지 700℃보다 높은 온도 범위에서 산소 흡장/방출 성능을 갖는다. 따라서, 이러한 물질로 구성된 산소 흡장/방출재를 사용하는 배기 가스 정화 촉매의 경우, 저온에서의 배기 가스 정화 성능은 고온에서의 배기 가스 정화 성능보다 낮아진다. 본 발명에 따르면 특정 금속이 Pr2O2SO4 및/또는 Pr2O2S에 담지되어, 산소가 600℃보다 낮은 온도에서 흡장 또는 방출될 수 있고, 특히 CO-함유 가스 내에서 높은 산소 방출 성능을 얻을 수 있고, 또한 600℃의 저온에서도 공연비 변동 완충의 높은 작용성을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따르면, Pr2O2SO4 및/또는 Pr2O2S에 담지된 금속은 백금(Pt), 로듐(Rh), 철(Fe) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 특히, 담지 금속으로서 베이스 메탈(base metal)의 철(Fe)이 사용되는 경우, 백금 및 로듐과 같은 귀금속과 달리 산소 흡장/방출재의 제조 비용이 낮게 유지될 수 있다.
Pr2O2SO4에의 금속의 담지는 당업자에게 공지된 임의의 방법으로 실행될 수 있다.
예를 들어, 상술한 금속을 양이온으로서 함유하는 화합물이 금속 공급원으로 사용되고 Pr2O2SO4가 화합물의 용액에 미리 정해진 농도로 침지된 후, 건조, 소성 등의 처리되는 방법 또는, 상술한 금속의 착체(complex)가 금속 공급원으로 사용되고 Pr2O2SO4가 착체의 용액에 미리 정해진 농도로 침지된 후, 건조, 소성 등의 처리되는 방법에 의해 금속이 담지될 수 있다. 금속은 일반적으로 0.25 내지 20 wt%의 담지량으로 Pr2O2SO4에 담지될 수 있다.
금속의 화합물 또는 착체를 함유한 용액에 침지된 Pr2O2SO4의 건조 및 소성은 금속을 Pr2O2SO4에 담지하기에 충분한 시간과 온도로 실행될 수 있다. 예를 들어, 건조는 80 내지 250℃의 온도에서 12 내지 24 시간 동안 실행될 수 있고, 소성은 400 내지 500℃의 온도에서 2 내지 10 시간 동안 실행될 수 있다.
본 발명의 산소 흡장/방출재는 배기 가스 정화 촉매에 사용될 수 있다. 특히, 금속으로서 철이 담지되는 본 발명의 산소 흡장/방출재는 활성 성분으로서 백금, 로듐 또는 팔라듐과 같은 귀금속을 추가로 담지함으로써 배기 가스 정화 촉매로 사용될 수 있다. 귀금속은 상술한 금속 담지 방법과 동일한 방식으로 담지될 수 있다. 배기 가스 정화 촉매는 예를 들어, 소성된 금속 담지 물질의 분말을 가압하고 이를 펠릿(pellet) 형상으로 분쇄함으로써 또는, 소성된 금속 담지 물질의 분말에 미리 정해진 바인더를 추가하여 슬러리를 형성하고 코디어라이트(cordierite)로 제작된 벌집형 기재와 같은 촉매 기재에 슬러리를 도포함으로써 사용될 수 있다.
예
본 발명은 후술하는 예를 기초로 상세히 설명되지만, 이에 제한되지 않는다.
이후의 예에서, 산소 흡장/방출재는 Pr2O2SO4로 구성되는 화합물에 다양한 금속을 담지하여 제조되고, 제조된 산소 흡장/방출재는 산소 흡장/방출 개시 온도 및 공연비(A/F) 변동 완충 효과에 대해 검사된다.
예 및 비교예에서 사용된 프라세오디뮴 옥시황산염(Pr2O2SO4)은 다음과 같이 제조된다. 먼저, 프라세오디뮴 니트레이트 헥사하이드레이트(praseodymium nitrate hexahydrate)[Pr(NO3)3?6H2O], 황산기 부분의 공급원으로서 도데실황산나트륨(SDS), 암모니아 및 물이 1:2:30:60의 몰비로 플라스크(flask)에 도입된다. 이후, 플라스크는 40℃의 오일 바스(bath)에 배치되고, 내용물은 대기 개방계에서 350rpm의 회전 속도로 1시간 동안 교반기에 의해 교반된다. 이어서, 9시간 동안 교반하기 이전에 온도를 60℃까지 상승시키고, 대기 개방계는 실온으로 냉각된다(pH=약 11). 얻어진 침전물은 원심 분리에 의해 분리되고 증류수로 수차례 세정된 후 실온에서 감압 하에 건조된다. 건조된 샘플은 분말 형태로 분쇄된 후 500℃ 이상의 온도로 5시간 동안 드래프트(draft)에서 소성되어 프라세오디뮴 옥시황산염(Pr2O2SO4)을 얻는다.
[예 1]
본 예에서, Pt/Pr2O2SO4의 산소 흡장/방출재는 상기에서 제조된 프라세오디뮴 옥시황산염(Pr2O2SO4)으로 구성된 화합물에 백금(Pt)을 담지하여 제조된다. 먼저, 백금(Pt)의 질산염 용액 1mL가, Pr2O2SO4의 0.4g 당 1wt%의 Pt 담지량인 농도로 제조된다. 이후, 상기에서 제조된 Pr2O2SO4 분말의 약 0.4g이 도가니에 채워지고, 도가니는 가열 교반기에 배치되어 백금(Pt)의 질산염 용액을 건조시킬 수 있는 온도로 설정된다. 도가니가 가열되면, 백금(Pt)의 질산염 용액을 조금씩 적하(dropwise) 추가하면서 건조시킨다. 적하 추가 완료 이후, 샘플은 약 1시간 동안 실온에서 방치되고 건조기에서 120℃의 온도로 밤새 건조된다. 건조된 샘플은 가볍게 흐트려진 후 공기 중에서 400℃로 2시간 동안 소성되어 Pt/Pr2O2SO4의 산소 흡장/방출재(A)를 얻는다.
[예 2]
Rh/Pr2O2SO4의 산소 흡장/방출재(B)는, 로듐(Rh)의 질산염 용액이 백금(Pt)의 질산염 용액 대신 사용되는 점을 제외하고는 예 1과 동일한 방식으로 얻어진다.
[예 3]
Fe/Pr2O2SO4의 산소 흡장/방출재(C)는, 철(Fe)의 질산염 용액이 백금(Pt)의 질산염 용액 대신 사용되는 점을 제외하고는 예 1과 동일한 방식으로 얻어진다.
[비교예 1]
Pd/Pr2O2SO4의 산소 흡장/방출재(D)는, 팔라듐(Pd)의 질산염 용액이 백금(Pt) 의 질산염 용액 대신 사용되는 점을 제외하고는 예 1과 동일한 방식으로 얻어진다.
[비교예 2]
Ni/Pr2O2SO4의 산소 흡장/방출재(E)는, 니켈(Ni)의 질산염 용액이 백금(Pt)의 질산염 용액 대신 사용되는 점을 제외하고는 예 1과 동일한 방식으로 얻어진다.
[비교예 3]
비교예 3에서, 금속을 담지하지 않은 채 Pr2O2SO4가 산소 흡장/방출재(F)로서 직접 사용된다.
상기에서 제조된 산소 흡장/방출재(A 내지 F)의 산소 흡장/방출 성능은 호리바(HORIBA)사에서 제작된 휴대형 공연비 분석기(MEXA-700λ)에 의해 평가된다. 산소 흡장/방출 성능의 평가에 사용된 시험편은, 상기에서 제조된 산소 흡장/방출재(A 내지 F)의 각각과 알루미나(Al2O3)를 100:26의 질량비로 혼합해 슬러리를 제조하고 이러한 슬러리를 NGK사에서 제작된 코디어라이트제 벌집형 기재(φ30mm, L 50mm, 벽두께:4 밀, 400셀) 상에 워시 코팅법(wash coating method)으로 건조 질량으로 10g 코팅함으로써 제조된다.
온도 상승 프로세스에서 A/F 값은 3% CO/N2 밸런스 및 10% O2/N2 밸런스의 시험 가스를 10L/분의 유량으로 매 1분 마다 전환하면서, 즉, 매 1분 마다 약 13.6의 과잉 분위기와 약 15.6의 부족 분위기 사이에서 공연비(A/F) 값을 변동시키면서 측정된다. 결과가 도 1 및 도 2에 도시된다.
도 1은 예 및 비교예의 산소 흡장/방출재에 대해 산소 흡장/방출 개시 온도 를 도시하는 그래프이다. 또한, 산소 흡장/방출 개시 온도는 촉매 베드(bed)의 온도가 산소의 흡장 또는 방출에 따라 변동하기 시작하는 시점에 해당된다. 도 1로부터 알 수 있듯이, 금속이 담지되지 않은 비교예 3의 산소 흡장/방출재에서, 산소 흡장/방출 개시 온도는 약 760℃이다. 그러나, 금속을 담지함으로써 600℃ 이하로 크게 낮아진다. 또한, 비교예 1 및 비교예 2의 산소 흡장/방출재는 약 600℃의 산소 흡장/방출 개시 온도를 나타내는 반면, 예 1 내지 예 3의 산소 흡장/방출재는 570℃ 미만의 온도에서 산소 흡장/방출 성능을 나타내며, 특히 각각 담지되는 로듐 및 철을 구비한 예 2 및 예 3의 산소 흡장/방출재는 약 550℃의 저온에서 산소 흡장/방출 성능을 나타낸다.
도 2는 예 및 비교예의 산소 흡장/방출재에 대한 A/F 변동 완충 효과의 도시하는 그래프이다. 도 2에서, 예 및 비교예의 산소 흡장/방출재에 대해, 600℃에서의 공연비(A/F)의 최소값과 최대값 사이의 차이를 ΔA/F로 도시한다. A/F값이 약 13.6과 약 15.6 사이에서 변동되기 때문에, 산소 흡장/방출재에 의한 변동 완충 효과가 얻어지지 않을 때 ΔA/F값은 2.0이다. 도 2로부터 명백히 알 수 있듯이, 금속이 담지되지 않은 비교예 3의 산소 흡장/방출재에서, ΔA/F값은 약1.8이다. 따라서, 담지되는 금속을 구비하지 않은 Pr2O2SO4 및/또는 Pr2O2S의 산소 흡장/방출재는 600℃의 저온에서 A/F 변동을 완충하는데 적은 효과를 갖는다. 반면에, 담지되는 금속을 구비한 예 1 내지 예 3, 비교예 1 및 비교예 2의 산소 흡장/방출재에서, ΔA/F값은 감소된다. 또한, 비교예 1 및 비교예 2의 산소 흡장/방출재는 1.5 근방 의 ΔA/F값을 갖는 반면, 예 1 내지 예 3의 산소 흡장/방출재는 1.0 미만의 값을 갖는다.
도 1 및 도 2로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 산소 흡장/방출재에서, 산소의 흡장 또는 방출은 배기 가스 조건에 가까운 CO-함유 가스 분위기에서 600℃보다 훨씬 낮은 온도에서 개시될 수 있고, 공연비(A/F) 변동은 600℃의 저온에서도 현저히 억제될 수 있다.
본 발명에 따르면, 프라데오디뮴(Pr) 옥시황산염 또는 옥시황화물(Pr2O2SO4 또는 Pr2O2S)로 구성된 화합물에 특정 금속을 담지함으로써, 금속을 담지하지 않은 물질 또는 팔라듐(Pd)을 담지한 종래의 물질에 비해, 산소 흡장/방출 성능을 나타내는 온도 범위가 대폭 저온 측으로 확장되고, 특히 CO-함유 가스에서 높은 산소 방출 성능을 갖는 산소 흡장/방출재를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 산소 흡장/방출재를 포함하는 배기 가스 정화 촉매에 따르면, 배기 가스의 공연비(A/F)의 변동이 600℃의 저온에서도 상당히 억제될 수 있어서, 배기 가스의 정화가 최적 A/F값에 근접한 상태로 달성될 수 있고 배기 가스 정화 촉매의 배기 가스 정화 성능이 현저히 향상될 수 있다.

Claims (4)

  1. Pr2O2SO4와 Pr2O2S 중 하나 이상으로 구성된 화합물 및,
    그 위에 담지된 Pt, Rh 및 Fe로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는, 산소 흡장/방출재.
  2. 제1항에 있어서, CO-함유 가스 내에서 산소 방출 성능을 갖는, 산소 흡장/방출재.
  3. 제1항에 따른 산소 흡장/방출재를 포함하는, 배기 가스 정화 촉매.
  4. 제2항에 따른 산소 흡장/방출재를 포함하는, 배기 가스 정화 촉매.
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