KR102209190B1 - Method for manufacturing vehicle exhaust gas treatment catalyst and vehicle exhaust gas treatment catalyst prepared by the same - Google Patents
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Abstract
다공성 세라믹 지지체에 반도체 나노입자를 담지시켜 분말을 형성하는 단계; 및 상기 분말에 귀금속 전구체를 혼합하고, 광을 조사하여 귀금속이 담지된 촉매 입자를 형성하는 단계;를 포함하는 배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법이 제공된다. Forming a powder by supporting semiconductor nanoparticles on a porous ceramic support; And mixing a noble metal precursor with the powder and irradiating light to form catalyst particles on which the noble metal is supported. A method for producing catalyst particles for treating exhaust gas is provided.
Description
배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법 및 이에 의해 제조된 배기가스 처리용 촉매 입자에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing catalyst particles for treating exhaust gas, and catalyst particles for treating exhaust gas produced thereby.
내연 기관으로부터 배출되는 배기 가스에는 일산화탄소 (CO), 탄화수소 (THC, Total hydrocarbon), 질소 산화물 (NOx) 등 환경과 인체에 유해한 물질 함유되어 있다. 최근의 세계적인 환경 의식의 고조로부터, 이들 배기 가스 성분을 이산화탄소, 질소, 산소, 물 등으로 전환시켜 배출하기 위해 사용되는 배기 가스 처리용 촉매의 성능 향상이 한층 요구되고 있다.Exhaust gases emitted from internal combustion engines contain substances harmful to the environment and human body, such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (THC, total hydrocarbon), and nitrogen oxides (NOx). With the recent rise of global environmental awareness, there is a further demand for improvement in the performance of catalysts for treating exhaust gases used to convert and discharge these exhaust gas components into carbon dioxide, nitrogen, oxygen, water, and the like.
이러한 배기 가스 처리용 촉매에 관한 과제의 하나로서, 촉매의 노화 현상을 방지하여 촉매 수명을 향상시키는 것을 들 수 있다. 종래에는 귀금속을 지지체에 이온 함침 및 열 소성 처리를 통해 담지하여 자동차 배기가스 처리용 촉매를 제조하였다. 한편, 이러한 촉매는 실제 자동차 주행 환경에 장시간 노출되었을 때 배기가스의 처리 성능이 현저히 저하되는 문제가 발생하였다. As one of the problems related to such a catalyst for treatment of exhaust gas, there is an improvement in catalyst life by preventing aging of the catalyst. Conventionally, a catalyst for treating automobile exhaust gas was prepared by supporting a noble metal on a support through ion impregnation and thermal sintering treatment. On the other hand, such a catalyst has a problem that the treatment performance of exhaust gas is significantly deteriorated when exposed to an actual vehicle driving environment for a long time.
본 발명의 일 구현예는 반도체 나노입자를 고르게 분산 담지하고, 광조사를 통해 귀금속을 균일하게 담지시키는 배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a method of preparing catalyst particles for treating exhaust gas in which semiconductor nanoparticles are evenly distributed and supported and noble metals are uniformly supported through light irradiation.
본 발명의 다른 구현예는 고온의 환경 속에서도 귀금속의 성장 및 응집 등이 억제되어, 우수한 촉매 수명을 나타내는 배기가스 처리용 촉매 입자를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides catalyst particles for treating exhaust gas that exhibit excellent catalyst life by inhibiting growth and aggregation of precious metals even in a high temperature environment.
본 발명의 또 다른 구현예는 상기 배기가스 처리용 촉매 입자를 이용하여 자동차 배기가스를 처리하는 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a method of treating automobile exhaust gas using the catalyst particles for treating exhaust gas.
본 발명의 일 구현예에서, 다공성 세라믹 지지체에 반도체 나노입자를 담지시켜 분말을 형성하는 단계; 및 상기 분말에 귀금속 전구체를 혼합하고, 광을 조사하여 귀금속이 담지된 촉매 입자를 형성하는 단계;를 포함하는 배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법을 제공한다.In one embodiment of the present invention, forming a powder by supporting the semiconductor nanoparticles on a porous ceramic support; And mixing a noble metal precursor with the powder and irradiating light to form catalyst particles on which the noble metal is supported.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법에 의해 제조된 배기가스 처리용 촉매 입자를 제공한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a catalyst particle for treating exhaust gas produced by the method for producing the catalyst particle for treating exhaust gas.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 배기가스 처리용 촉매 입자를 이용하여 자동차 배기가스를 처리하는 방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a method of treating automobile exhaust gas using the catalyst particles for treating exhaust gas.
상기 배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법은 작은 나노 사이즈의 귀금속이 높은 비율로 균일하게 담지되고, 우수한 열적 안정성을 나타내고, 향상된 산화·환원반응으로 배기가스를 처리할 수 있다. 그리고, 이로부터 제조된 촉매 입자는 고온의 환경 속에서도 귀금속의 성장 및 응집 등이 크게 억제되어, 고효율의 촉매성능 및 우수한 촉매 수명을 나타낼 수 있다. In the method for producing the catalyst particles for treating exhaust gas, small nano-sized precious metals are uniformly supported at a high ratio, exhibit excellent thermal stability, and treat exhaust gas through improved oxidation and reduction reactions. In addition, the catalyst particles produced therefrom are greatly inhibited from the growth and aggregation of noble metals even in a high temperature environment, and thus, can exhibit high efficiency catalyst performance and excellent catalyst life.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the following embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have, and the invention is only defined by the scope of the claims.
또한, 본 명세서에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 아울러, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 또는 "하부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In addition, in the present specification, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" or "on" another part, it is not only "directly above" another part, but also when another part is in the middle. Also includes. Conversely, when one part is "directly above" another part, it means that there is no other part in the middle. In addition, when a part such as a layer, film, region, or plate is said to be "below" or "under" another part, it is not only "directly below" another part, but also if there is another part in the middle. Include. Conversely, when one part is "right under" another part, it means that there is no other part in the middle.
본 발명의 일 구현예에서, 다공성 세라믹 지지체에 반도체 나노입자를 담지시켜 분말을 형성하는 단계; 및 상기 분말에 귀금속 전구체를 혼합하고, 광을 조사하여 귀금속이 담지된 촉매 입자를 형성하는 단계;를 포함하는 배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법을 제공한다.In one embodiment of the present invention, forming a powder by supporting the semiconductor nanoparticles on a porous ceramic support; And mixing a noble metal precursor with the powder and irradiating light to form catalyst particles on which the noble metal is supported.
통상의 자동차 배기가스 처리용 촉매는 귀금속을 지지체에 이온 함침 및 열 소성 처리하여 귀금속이 담지된 촉매가 제조된다. 한편, 이러한 촉매는 실제 자동차 주행 중에 발생하는 고온의 배기 가스에 노출되었을 때, 촉매의 노화현상으로 귀금속을 포함하는 촉매의 비가역적인 변형이 발생하여, 배기가스 처리 성능이 현저히 저하되는 문제가 발생한다. 예를 들어, 디젤 엔진의 경우 약 750℃, 가솔린 엔진의 경우 약 1000℃에 가까운 고온의 배기가스를 발생시킨다. 시간이 지남에 따라, 상기 고온의 배기가스와 반응하는 촉매에 포함된 귀금속은 피독성(Poisoning) 및 오염(Fouling)을 나타내고, 귀금속이 응집 및 성장 (Sintering)하고, 귀금속의 내부 확산(Diffusion) 등이 발생할 수 있다. 이에 따라, 주촉매로서 기능하는 귀금속이 손실되고, 귀금속을 포함하는 촉매의 표면적이 감소하는 등의 현상이 발생하여 촉매의 배기가스 처리 성능이 현저히 저하될 수 있다. 또한, 고온의 배기가스는 귀금속을 포함하는 지지체의 표면 구조를 붕괴시킬 수 있으며, 이로 인하여 귀금속 입자가 매립되거나 지지체에 도핑(Doping) 되거나 내부 확산이 가속화되어 배기가스 처리 성능이 더욱 저하되는 문제가 있다.In a conventional catalyst for treating automobile exhaust gas, a catalyst on which a noble metal is supported is prepared by ionic impregnation and thermal firing treatment of a noble metal on a support. On the other hand, when such a catalyst is exposed to high-temperature exhaust gas generated during actual vehicle driving, irreversible transformation of the catalyst containing noble metal occurs due to aging of the catalyst, resulting in a problem that the exhaust gas treatment performance is significantly deteriorated. . For example, in the case of a diesel engine, about 750°C, in the case of a gasoline engine, high-temperature exhaust gas close to about 1000°C is generated. Over time, noble metals contained in the catalyst reacting with the high-temperature exhaust gas exhibit poisoning and fouling, and noble metals aggregate and grow (Sintering), and internal diffusion of noble metals (Diffusion). Etc. may occur. Accordingly, phenomena such as a loss of a noble metal functioning as a main catalyst and a decrease in the surface area of the catalyst including the noble metal may occur, and the exhaust gas treatment performance of the catalyst may be significantly deteriorated. In addition, the high-temperature exhaust gas may collapse the surface structure of the support including noble metals, and this causes noble metal particles to be buried, doping to the support, or accelerating internal diffusion, further deteriorating the exhaust gas treatment performance. have.
예를 들어, 귀금속을 세공 크기에 따라 물리적으로 담지시키는 알루미나 등의 지지체에 귀금속을 직접 담지한 촉매의 경우, 고온의 환경에서 귀금속이 쉽게 피독성(Poisoning) 및 오염(Fouling)을 나타내고, 귀금속이 응집 및 성장 (Sintering)하고, 귀금속의 내부 확산(Diffusion) 등이 발생하여 촉매 수명이 현저히 저하될 수 있다.For example, in the case of a catalyst in which a noble metal is directly supported on a support such as alumina that physically supports the noble metal according to the pore size, noble metal easily exhibits poisoning and fouling in a high temperature environment, and noble metal is Aggregation and growth (Sintering), and internal diffusion (Diffusion) of the precious metal may occur, and the catalyst life may be significantly reduced.
상기와 같은 문제를 해결하고자, 촉매에 포함된 귀금속의 함량을 증가시킬 수 있으나, 귀금속의 높은 가격으로 인하여 제조 원가가 급격히 상승할 수 있어 비경제적이며, 촉매의 노화 현상 방지에 한계가 나타난다. In order to solve the above problems, the content of the noble metal included in the catalyst may be increased, but the manufacturing cost may increase rapidly due to the high price of the noble metal, which is uneconomical and limits the prevention of aging of the catalyst.
상기 배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법은 다공성 세라믹 지지체 상에 반도체 나노입자를 고르게 분산 담지하고, 광 조사를 통해 작은 나노 사이즈의 귀금속을 높은 비율로 균일하게 담지시킬 수 있다. 이에 따라 제조된 상기 배기가스 처리용 촉매 입자는 고온의 환경 속에서도 우수한 촉매 성능을 나타낼 수 있다.In the method for producing the catalyst particles for treating exhaust gas, semiconductor nanoparticles are evenly distributed and supported on a porous ceramic support, and small nano-sized precious metals may be uniformly supported at a high ratio through light irradiation. The thus prepared catalyst particles for treating exhaust gas may exhibit excellent catalytic performance even in a high temperature environment.
이하, 상기 배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법을 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, a method for producing the catalyst particles for treating exhaust gas will be described in more detail.
먼저, 상기 배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법은 다공성 세라믹 지지체에 반도체 나노입자를 담지시켜 분말을 형성하는 단계를 포함하여, 경제적인 방법으로 반도체 나노입자를 고르게 분산시키고, 균일한 입자로 담지시킬 수 있다. First, the method of manufacturing the catalyst particles for treatment of exhaust gas includes the step of forming powder by supporting the semiconductor nanoparticles on a porous ceramic support, so that the semiconductor nanoparticles are evenly dispersed and supported as uniform particles by an economical method. I can.
구체적으로, 상기 배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법은 귀금속을 광 담지 시키기 이전에 반도체 나노입자를 다공성 세라믹 지지체에 먼저 담지시켜, 반도체 나노입자끼리 응집되는 것을 방지할 수 있고, 보다 경제적으로 반도체 나노입자를 균일하게 분산시킬 수 있다. 예를 들어, 귀금속을 반도체 나노 입자에 먼저 담지시키고, 그 후 귀금속 담지된 반도체 나노 입자를 다공성 세라믹 지지체에 담지시키는 경우에는 귀금속이 담지된 반도체를 제조하는 과정에서 상기 반도체 나노 입자끼리 응집되는 현상이 발생한다. 따라서, 균일한 입자를 얻기 위하여 볼 밀 등의 분쇄 과정과 같은 별도의 공정이 더 필요하다. Specifically, the method of manufacturing the catalyst particles for treatment of exhaust gas may prevent the agglomeration of the semiconductor nanoparticles by first supporting the semiconductor nanoparticles on the porous ceramic support before light-supporting the precious metal, and more economically The particles can be uniformly dispersed. For example, when a noble metal is first supported on the semiconductor nanoparticles, and then the precious metal-supported semiconductor nanoparticles are supported on a porous ceramic support, the phenomenon of agglomeration between the semiconductor nanoparticles in the process of manufacturing a semiconductor on which the precious metal is supported. Occurs. Therefore, a separate process such as a pulverization process such as a ball mill is further required to obtain uniform particles.
상기 배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법은 귀금속이 없이 반도체 나노입자를 다공성 세라믹 지지체에 먼저 담지시킴으로써 보다 균일한 작은 반도체 나노 입자를 보다 고르게 분산시킬 수 있다. 상기 배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법은 분쇄하는 단계를 포함하지 않고도, 이로부터 제조된 촉매 입자에 우수한 분산성 및 균일성을 부여하고, 매우 우수한 촉매 성능을 부여할 수 있다.In the method of manufacturing the catalyst particles for treating exhaust gas, the semiconductor nanoparticles are first supported on a porous ceramic support without a noble metal, thereby dispersing more uniform and smaller semiconductor nanoparticles more evenly. The method for producing the catalyst particles for treating exhaust gas may impart excellent dispersibility and uniformity to the catalyst particles produced therefrom without including the step of pulverizing, and impart very excellent catalyst performance.
구체적으로, 상기 분말을 형성하는 단계는 반도체 나노입자를 포함하는 제1 조성물을 제조하는 단계; 상기 제1 조성물에 다공성 세라믹 지지체를 혼합하여 제2 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 제2 조성물을 소성하여 상기 반도체 나노입자가 상기 다공성 세라믹 지지체에 담지된 분말을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.Specifically, forming the powder may include preparing a first composition including semiconductor nanoparticles; Preparing a second composition by mixing the porous ceramic support with the first composition; And firing the second composition to form a powder in which the semiconductor nanoparticles are supported on the porous ceramic support.
먼저, 상기 분말을 형성하는 단계는 반도체 나노입자를 포함하는 제1 조성물을 제조하는 단계를 포함한다. First, forming the powder includes preparing a first composition including semiconductor nanoparticles.
상기 제1 조성물은 반도체 나노입자를 약 5 중량% 내지 약 50중량%의 함량으로 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 반도체 나노입자를 약 15 중량% 내지 약 35 중량%의 함량으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체 나노입자의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 반도체 나노입자와 다공성 세라믹 지지체의 비율을 맞추기 위해 반복 담지가 필요하며, 이로 인한 공정 경제성의 문제가 있을 수 있다. 그리고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 반도체 나노입자의 안정한 분산이 불가능한 문제가 있을 수 있다.The first composition may contain semiconductor nanoparticles in an amount of about 5% to about 50% by weight. Specifically, the semiconductor nanoparticles may be included in an amount of about 15% to about 35% by weight. For example, when the content of the semiconductor nanoparticles is less than the above range, it is necessary to repeatedly support the semiconductor nanoparticles and the porous ceramic support in order to match the ratio of the semiconductor nanoparticles and the porous ceramic support, and thus there may be a problem of process economy. In addition, when it exceeds the above range, there may be a problem in that stable dispersion of the semiconductor nanoparticles is impossible.
상기 반도체 나노입자는 별도의 열 처리 없이 광을 조사하여 귀금속을 반도체 나노입자에 담지시킬 수 있는 것으로서, 고온의 환경에서 귀금속의 응집 및 성장을 억제하여 표면적을 넓게 유지하고, 우수한 촉매 수명을 부여할 수 있다.The semiconductor nanoparticles are capable of supporting noble metals on the semiconductor nanoparticles by irradiating light without separate heat treatment, and can suppress the aggregation and growth of noble metals in a high temperature environment to maintain a wide surface area and provide excellent catalyst life. I can.
예를 들어, 반도체 나노입자가 가지는 밴드 갭 에너지 보다 큰 광을 조사하여 원자가전자대에 있는 전자는 여기되어 전도대로 천이하고, 원자가전자대에는 정공이 남겨져 전자-정공의 쌍이 생성되게 할 수 있다. 이렇게 형성된 전자는 귀금속을 환원시키고 반도체 나노입자에 균일하게 작은 귀금속 나노입자를 분산시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체 나노입자는 약 1.0 eV 내지 약 7.0eV의 밴드 갭을 가질 수 있다.For example, by irradiating light greater than the band gap energy of the semiconductor nanoparticles, electrons in the valence electron band are excited and transition to the conduction band, and holes are left in the valence electron band, thereby generating an electron-hole pair. The electrons thus formed reduce the noble metal and uniformly disperse the small noble metal nanoparticles in the semiconductor nanoparticles. For example, the semiconductor nanoparticles may have a band gap of about 1.0 eV to about 7.0 eV.
상기 반도체 나노입자는 약 10㎚ 에서 약 100㎚의 평균 직경을 가질 수 있으며, 구체적으로, 약 20㎚ 에서 약 80㎚의 평균 직경을 가질 수 있다.The semiconductor nanoparticles may have an average diameter of about 10 nm to about 100 nm, and specifically, may have an average diameter of about 20 nm to about 80 nm.
구체적으로, 상기 반도체 나노입자는 이산화티타늄(TiO2), 삼산화텅스텐(W03), 실리콘카바이드(SiC), 이산화세륨(CeO2), 이산화지르코늄(ZrO2), 산화철(Fe2O3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.Specifically, the semiconductor nanoparticles are from the group consisting of titanium dioxide (TiO2), tungsten trioxide (W03), silicon carbide (SiC), cerium dioxide (CeO2), zirconium dioxide (ZrO2), iron oxide (Fe2O3), and combinations thereof. It may contain a selected one.
상기 제1 조성물의 pH는 약 8 내지 약 10일 수 있다. 상기 제1 조성물은 상기 범위의 pH를 가짐으로써, 반도체 나노입자의 다공성 세라믹 지지체에 대한 분산성을 높일 수 있다. 따라서, 이로부터 제조된 촉매 입자의 분산성 및 균일성을 향상시키고, 매우 우수한 촉매 성능을 나타낼 수 있다.The pH of the first composition may be about 8 to about 10. When the first composition has a pH in the above range, dispersibility of the semiconductor nanoparticles in the porous ceramic support may be improved. Therefore, it is possible to improve the dispersibility and uniformity of the catalyst particles prepared therefrom, and exhibit very excellent catalyst performance.
구체적으로, 상기 제1 조성물은 귀금속 없이 반도체 나노입자를 포함하여 상기 범위의 pH에서 우수한 분산성 및 촉매성능을 부여할 수 있다. 예를 들어, 귀금속을 포함하는 경우에는 상기 범위의 pH에서 귀금속 표면이 음 전하를 띄게 되고, 음 전하를 띄는 반도체 나노입자와의 관계에서 반발력이 생겨, 광분산을 통해 담지된 귀금속이 오히려 석출되는 문제가 있을 수 있다.Specifically, the first composition can impart excellent dispersibility and catalytic performance at a pH within the above range, including semiconductor nanoparticles without a noble metal. For example, in the case of containing a noble metal, the surface of the noble metal has a negative charge at the pH of the above range, and a repulsive force is generated in relation to the semiconductor nanoparticles having a negative charge, and the noble metal supported through light dispersion is rather precipitated. There may be a problem.
구체적으로, 상기 제1 조성물이 상기 범위 미만의 pH를 갖는 경우에는 반도체 나노입자가 응집되고 침전되는 문제가 발생할 수 있고, pH가 상기 범위를 초과하는 경우에는 반도체 나노입자의 분산성을 개선시키는 효과가 떨어지는 문제가 있을 수 있다.Specifically, when the first composition has a pH less than the above range, a problem of aggregation and precipitation of semiconductor nanoparticles may occur, and when the pH exceeds the above range, the effect of improving the dispersibility of the semiconductor nanoparticles There may be a problem with falling.
상기 제1 조성물은 염기를 포함하여 상기 제1 조성물의 상기 pH를 조절할 수 있다. 상기 염기는 암모니아 수용액, 수산화나트륨 수용액, 수산화칼륨 수용액 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 수용액을 포함할 수 있다.The first composition may include a base to adjust the pH of the first composition. The base may include one aqueous solution selected from the group consisting of an aqueous ammonia solution, an aqueous sodium hydroxide solution, an aqueous potassium hydroxide solution, and combinations thereof.
상기 제1 조성물은 분산제를 포함할 수 있다. 상기 제1 조성물은 분산제를 포함하여 상기 반도체 나노입자가 균일한 작은 사이즈로 분산되도록 할 수 있다. 따라서, 상기 반도체 나노입자가 다공성 세라믹 지지체 상에 박층으로 균일하게 코팅되도록 할 수 있다.The first composition may include a dispersant. The first composition may include a dispersing agent so that the semiconductor nanoparticles are uniformly dispersed in a small size. Accordingly, the semiconductor nanoparticles may be uniformly coated in a thin layer on the porous ceramic support.
상기 분산제는 반도체 나노입자 표면에 직접 작용해 전기적 반발력 또는 입체 장해를 부여하여 반도체 나노입자의 재응집과 침전을 방지하는 것으로서, 예를 들어, Jeffsperse X3202, Jeffsperse X3204, Disperbyk-2013, Byk-154 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 조성물은 Jeffsperse X3204을 포함할 수 있다. Jeffsperse X3204은 비이온성 고분자 계면활성제로 입자의 표면 전하에 영향을 미치지 않으며 입자 간 입체 장해의 부여를 통해 균일한 분산성을 부여할 수 있다. The dispersant acts directly on the surface of the semiconductor nanoparticles to impart electrical repulsion or steric hindrance to prevent re-aggregation and precipitation of the semiconductor nanoparticles.For example, Jeffsperse X3202, Jeffsperse X3204, Disperbyk-2013, Byk-154 and It may include one selected from the group consisting of a combination thereof. For example, the first composition may comprise Jeffsperse X3204. Jeffsperse X3204 is a nonionic polymer surfactant that does not affect the surface charge of particles, and can provide uniform dispersibility through steric hindrance between particles.
상기 제1 조성물은 상기 반도체 나노입자 100 중량부 대비 상기 분산제를 약 10 중량부 내지 약 25 중량부의 함량으로 포함할 수 있다. The first composition may contain about 10 parts by weight to about 25 parts by weight of the dispersant relative to 100 parts by weight of the semiconductor nanoparticles.
또한, 상기 분말을 형성하는 단계는 제1 조성물에 다공성 세라믹 지지체를 혼합하여 제2 조성물을 제조하는 단계를 포함한다.In addition, the step of forming the powder includes preparing a second composition by mixing the porous ceramic support with the first composition.
제2 조성물은 상기 다공성 세라믹 지지체를 포함하여, 넓은 표면적을 가지고, 상기 반도체 나노입자 간의 분산 간격을 조절하고, 우수한 산화·환원반응으로 배기가스를 처리할 수 있다. The second composition includes the porous ceramic support, has a large surface area, adjusts the dispersion interval between the semiconductor nanoparticles, and treats exhaust gas through excellent oxidation/reduction reactions.
상기 다공성 세라믹 지지체는 약 10㎛ 내지 약 100㎛의 평균 직경을 갖는 입자일 수 있으며, 구체적으로, 상기 다공성 세라믹 지지체는 약 30㎛ 내지 약 50㎛의 평균 직경을 갖는 입자일 수 있다. 상기 다공성 세라믹 지지체는 상기 범위의 평균 직경으로 넓은 표면적을 가지고, 상기 반도체 나노입자의 분산 간격을 조절하고, 우수한 산화·환원반응으로 배기가스를 처리할 수 있다. The porous ceramic support may be particles having an average diameter of about 10 μm to about 100 μm, and specifically, the porous ceramic support may be particles having an average diameter of about 30 μm to about 50 μm. The porous ceramic support has a large surface area with an average diameter of the above range, adjusts the dispersion interval of the semiconductor nanoparticles, and treats exhaust gas through excellent oxidation and reduction reactions .
상기 다공성 세라믹 지지체는 상기 반도체 나노입자를 지지하는 지지체로서 녹는점이 높고, 보다 높은 열적 안정성을 부여하여 우수한 촉매성능 및 촉매수명을 나타낼 수 있다.The porous ceramic support is a support that supports the semiconductor nanoparticles, has a high melting point, and imparts higher thermal stability, thereby exhibiting excellent catalyst performance and catalyst life.
또한, 상기 다공성 세라믹 지지체는 다공성 구조를 가지고 배기가스가 쉽게 흡착되도록 하여, 촉매반응을 더욱 촉진할 수 있다. 따라서, 이로부터 제조된 촉매 입자는 촉매 효율을 극대화하고, 고온의 환경에서도 우수한 촉매 수명을 나타낼 수 있다. In addition, the porous ceramic support has a porous structure and allows exhaust gas to be easily adsorbed, thereby further promoting a catalytic reaction. Accordingly, the catalyst particles prepared therefrom can maximize catalyst efficiency and exhibit excellent catalyst life even in a high temperature environment.
상기 다공성 세라믹 지지체는 산화알루미늄(Al2O3), 세리아 (CeO2), 지르코니아 (ZrO2), 실리카 (SiO2), 산화 세륨 지르코늄(Cerium Zirconium Oxide) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. The porous ceramic support may include one selected from the group consisting of aluminum oxide (Al2O3), ceria (CeO2), zirconia (ZrO2), silica (SiO2), cerium Zirconium Oxide, and combinations thereof.
상기 제2 조성물은 상기 반도체 나노입자: 상기 다공성 세라믹 지지체가 약 1:3 내지 약 1:10의 중량비로 혼합한 것일 수 있다. 상기 제2 조성물은 상기 반도체 나노입자와 상기 다공성 세라믹 지지체를 상기 범위의 중량비로 혼합하여 담지시킴으로써 촉매 효율을 극대화할 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체 나노입자 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 반도체 대비 귀금속 담지량의 한계가 있으므로 촉매의 최종 귀금속 함량을 충족시킬 수 없으며 촉매의 성능이 떨어지는 문제가 있을 수 있다. 상기 반도체 나노입자의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우에는 반도체 나노입자의 양이 다공성 세라믹 지지체의 표면적 대비 과다하여 다공성 세라믹 지지체 도입으로 인한 반도체 나노입자의 소결 완화 효과를 볼 수 없는 문제가 있을 수 있다.The second composition may be obtained by mixing the semiconductor nanoparticles: the porous ceramic support in a weight ratio of about 1:3 to about 1:10. The second composition may maximize catalyst efficiency by mixing and supporting the semiconductor nanoparticles and the porous ceramic support in a weight ratio within the above range. For example, when the content of the semiconductor nanoparticles is less than the above range, the amount of noble metal supported compared to the semiconductor may be limited, and thus the final noble metal content of the catalyst may not be satisfied, and the performance of the catalyst may be degraded. When the content of the semiconductor nanoparticles exceeds the above range, there may be a problem in that the amount of the semiconductor nanoparticles is excessive compared to the surface area of the porous ceramic support, so that the sintering effect of the semiconductor nanoparticles due to the introduction of the porous ceramic support cannot be seen. .
상기 제1 조성물은 상기 다공성 세라믹 지지체의 세공 용적(pore volume)에 해당하는 함량으로 투입될 수 있다. 상기 제1 조성물은 모세관 현상에 의해 용매가 상기 다공성 세라믹 지지체 내로 흡수되어, 바로 분말 형태를 형성할 수 있다. 이는 장시간에 걸쳐 열을 가해 용매를 증발시켜야 하는 일반적인 제조방법과 비교하여 경제적이다. The first composition may be added in an amount corresponding to the pore volume of the porous ceramic support. In the first composition, a solvent is absorbed into the porous ceramic support by a capillary phenomenon, so that a powder form may be formed immediately. This is economical compared to a general manufacturing method that requires evaporation of the solvent by applying heat over a long period of time.
또한, 상기 분말을 형성하는 단계는 상기 제2 조성물을 소성하여 반도체 나노입자가 다공성 세라믹 지지체에 담지된 분말을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 반도체 나노입자는 약 400℃ 내지 약 600℃의 온도 하에서 약 2 시간 내지 약 4 시간 동안 소성을 하여, 상기 다공성 세라믹 지지체 표면에 안정적으로 담지되어 고정될 수 있다. 즉, 반도체 나노입자를 다공성 세라믹 지지체에 담지시키기 위해서는 소성 공정이 필수적으로 요구된다. 소성 공정을 통해 분산제가 제거되며 반도체 나노입자가 다공성 세라믹 지지체 상에 고정된다. 소성 공정을 생략할 경우 분산제가 잔류하여 촉매의 작용 중에 여러 부작용을 야기할 수 있고 반도체 나노입자가 다공성 세라믹 지지체 상에 고정되지 않은 상태이므로 이후 공정에서 반도체 나노 입자가 다공성 세라믹 지지체에서 탈리되는 문제가 발생할 수 있다. In addition, the step of forming the powder includes firing the second composition to form a powder in which semiconductor nanoparticles are supported on a porous ceramic support. The semiconductor nanoparticles may be sintered at a temperature of about 400° C. to about 600° C. for about 2 hours to about 4 hours to be stably supported and fixed on the surface of the porous ceramic support. That is, in order to support the semiconductor nanoparticles on the porous ceramic support, a firing process is essentially required. The dispersant is removed through the firing process, and the semiconductor nanoparticles are fixed on the porous ceramic support. If the sintering process is omitted, the dispersant remains and may cause various side effects during the action of the catalyst.Since the semiconductor nanoparticles are not fixed on the porous ceramic support, there is a problem that the semiconductor nanoparticles are separated from the porous ceramic support in the subsequent process. Can occur.
상기 배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법은 반도체 나노입자를 다공성 세라믹 지지체에 담지시킬 때 귀금속을 포함하지 않는바, 귀금속이 고온의 소성 열로 인해 노화되고 촉매 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이로부터 제조된 촉매 입자는 촉매 효율을 극대화하고, 고온의 환경에서도 우수한 촉매 수명을 나타낼 수 있다.The manufacturing method of the catalyst particles for exhaust gas treatment does not include a noble metal when the semiconductor nanoparticles are supported on a porous ceramic support, and thus, it is possible to prevent the noble metal from aging and deterioration of catalyst performance due to high-temperature firing heat. Accordingly, the catalyst particles prepared therefrom can maximize catalyst efficiency and exhibit excellent catalyst life even in a high temperature environment.
상기 배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법은 상기 분말에 귀금속 전구체를 혼합하고, 광을 조사하여 귀금속이 담지된 촉매 입자를 형성하는 단계를 포함한다.The manufacturing method of the catalyst particles for treating exhaust gas includes mixing the powder with a noble metal precursor and irradiating light to form catalyst particles carrying the noble metal.
상기 배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법은 귀금속을 세공 크기에 따라 물리적으로 담지시키는 알루미나 등의 지지체가 아닌, 반도체 나노입자에 직접 귀금속을 담지하는 것이다. 상기 배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법은 반도체 나노입자에 별도의 열 처리 없이 광을 조사하여 귀금속을 반도체 나노입자에 담지시키고, 고온의 환경에서 귀금속의 응집 및 성장을 억제하여 표면적을 넓게 유지하고, 우수한 촉매 수명을 부여할 수 있다.The method of manufacturing the catalyst particles for treating exhaust gas is to directly support the precious metal on semiconductor nanoparticles, not on a support such as alumina that physically supports the precious metal according to the pore size. The method of manufacturing the catalyst particles for exhaust gas treatment is to irradiate the semiconductor nanoparticles with light without separate heat treatment to support the precious metals on the semiconductor nanoparticles, and to keep the surface area wide by inhibiting the aggregation and growth of the precious metals in a high temperature environment. , Can impart excellent catalyst life.
상기 귀금속이 담지된 촉매 입자를 형성하는 단계는 소성하는 단계를 포함하지 않을 수 있다. 전술한 바와 같이, 반도체 나노입자를 다공성 세라믹 지지체에 담지시키기 위해서는 소성 공정이 필수적으로 요구된다. 한편, 상기 배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법은 소성 공정을 통해 반도체 나노입자를 다공성 세라믹 지지체에 담지시킨 이후에 귀금속을 광 담지시킴으로써, 귀금속이 소성 열에 노출되지 않도록 할 수 있다. 따라서, 귀금속이 소성 열에 의해 촉매 성능이 저하되는 것을 방지하고, 고온의 소성 열로 인해 반도체 나노 입자와 다공성 세라믹 지지체의 표면이 일부 소결되어 귀금속이 매립되고, 귀금속의 응집이 발생하여 촉매의 노화가 일어나는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이로부터 제조된 촉매 입자는 촉매 효율을 극대화하고, 고온의 환경에서도 우수한 촉매 수명을 나타낼 수 있다.The step of forming the catalyst particles on which the noble metal is supported may not include the step of firing. As described above, in order to support the semiconductor nanoparticles on the porous ceramic support, a firing process is essentially required. Meanwhile, in the method of manufacturing the catalyst particles for treating exhaust gas, the semiconductor nanoparticles are supported on the porous ceramic support through a sintering process, and then the noble metal is photo-supported, so that the noble metal is not exposed to firing heat. Therefore, the catalyst performance is prevented from deteriorating due to the heat of firing of noble metals, and the surfaces of the semiconductor nanoparticles and the porous ceramic support are partially sintered due to the heat of firing at high temperatures, and the precious metals are buried. Can be prevented. Accordingly, the catalyst particles prepared therefrom can maximize catalyst efficiency and exhibit excellent catalyst life even in a high temperature environment.
구체적으로, 상기 귀금속이 담지된 촉매를 형성하는 단계는 상기 분말을 포함하는 제3 조성물에 귀금속 전구체를 혼합하여 제4 조성물을 형성하는 단계; 및 상기 제4 조성물에 광을 조사하여 귀금속을 반도체 나노입자에 담지시키는 단계;를 포함한다.Specifically, forming the catalyst on which the noble metal is supported may include forming a fourth composition by mixing a noble metal precursor with a third composition including the powder; And irradiating light to the fourth composition to support the noble metal on the semiconductor nanoparticles.
먼저, 상기 귀금속이 담지된 촉매를 형성하는 단계는 상기 분말을 포함하는 제3 조성물에 귀금속 전구체를 혼합하여 제4 조성물을 형성하는 단계를 포함한다.First, the step of forming the catalyst on which the noble metal is supported includes forming a fourth composition by mixing a noble metal precursor with the third composition including the powder.
상기 분말을 물에 분산하여 수용액을 제조한다. 상기 분말은 상기 분말의 표면, 즉 다공성 세라믹 지지체에 담지된 반도체 나노입자의 표면이 광원에 충분히 노출되어 전자 및 전공을 생성할 수 있도록 상기 수용액 대비 약 1 중량% 내지 약 5 중량% 의 함량으로 포함할 수 있다. 상기 분말의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 생산되는 촉매량이 적어 공정성의 문제가 있을 수 있고, 상기 분말의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우에는 반도체 나노입자가 광원에 충분히 노출되지 않아 광담지가 원활히 이루어지지 않는 문제가 있을 수 있다.The powder is dispersed in water to prepare an aqueous solution. The powder is contained in an amount of about 1% to about 5% by weight of the aqueous solution so that the surface of the powder, that is, the surface of the semiconductor nanoparticles supported on the porous ceramic support, is sufficiently exposed to the light source to generate electrons and majors. can do. When the content of the powder is less than the above range, there may be a problem of fairness due to a small amount of catalyst produced. When the content of the powder exceeds the above range, the semiconductor nanoparticles are not sufficiently exposed to the light source, so that light support is smoothly performed. There may be problems that don't lose.
상기 제3 조성물에 귀금속 전구체를 혼합하여, 상기 분말에 귀금속을 광 담지시킬 수 있다. 구체적으로, 제3 조성물은 PtCl2, H2PtCl6, PdCl2, Na2PdCl4, K2PdCl4, H2PdCl4, RhCl3, Na3RhCl6, K3RhCl6, H3RhCl6 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 귀금속 전구체를 포함할 수 있다.By mixing a noble metal precursor with the third composition, the noble metal may be photo-supported on the powder. Specifically, the third composition may include one noble metal precursor selected from the group consisting of PtCl2, H2PtCl6, PdCl2, Na2PdCl4, K2PdCl4, H2PdCl4, RhCl3, Na3RhCl6, K3RhCl6, H3RhCl6, and combinations thereof.
예를 들어, 상기 귀금속 전구체는 PtCl2, H2PtCl6 등의 Pt 전구체， PdCl2, Na2PdCl4, K2PdCl4, H2PdCl4 등의 Pd 전구체, RhCl3, Na3RhCl6, K3RhCl6, H3RhCl6 등의 Rh 전구체 등을 포함할 수 있다For example, the noble metal precursor may include a Pt precursor such as PtCl2 and H2PtCl6, a Pd precursor such as PdCl2, Na2PdCl4, K2PdCl4, or H2PdCl4, and an Rh precursor such as RhCl3, Na3RhCl6, K3RhCl6, and H3RhCl6
상기 제3 조성물은 상기 귀금속 전구체를 상기 반도체 나노입자가 담지된 다공성 세라믹 지지체 100 중량부 대비 상기 귀금속이 약 1 중량부 내지 8 중량부가 되도록 포함할 수 있다.The third composition may include the noble metal precursor so that the noble metal is about 1 to 8 parts by weight relative to 100 parts by weight of the porous ceramic support on which the semiconductor nanoparticles are supported.
상기 귀금속 전구체는 상기 범위의 함량으로 포함되어, 고온의 배기가스 환경 속에서도, 상기 귀금속이 성장, 응집, 매립 및 내부 확산되는 것을 크게 억제하고, 우수한 촉매 수명을 나타낼 수 있다.The noble metal precursor is included in an amount within the above range, and even in a high-temperature exhaust gas environment, growth, agglomeration, burial, and internal diffusion of the noble metal can be greatly suppressed, and excellent catalyst life may be exhibited.
상기 반도체 나노입자에 담지되는 귀금속으로 루테늄 (Ru), 로듐 (Rh), 팔라듐 (Pd), 오스뮴 (Os), 이리듐 (Ir), 백금 (Pt) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.The noble metal supported on the semiconductor nanoparticles includes one selected from the group consisting of ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), iridium (Ir), platinum (Pt), and combinations thereof can do.
상기 귀금속은 상기 배기가스 처리용 촉매입자에 포함된 주된 촉매로서 산화·환원 반응에 관여하여 배기가스에 포함된 일산화탄소 (CO), 탄화수소 (THC, Total hydrocarbon), 질소 산화물 (NOx) 등의 배기가스 성분을 이산화탄소, 질소, 산소,물 등으로 전환시킬 수 있다.The noble metal is the main catalyst included in the catalyst particles for treating exhaust gas, and exhaust gases such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (THC, total hydrocarbon), and nitrogen oxides (NOx) included in the exhaust gas by participating in the oxidation and reduction reactions. Components can be converted into carbon dioxide, nitrogen, oxygen, water, etc.
구체적으로, 상기 귀금속은 산화 반응용 배기가스 처리용 촉매입자 및 환원 반응용 배기가스 처리용 촉매입자의 귀금속으로 나눌 수 있다. 예를 들어, 산화 반응 활성용 귀금속으로는 백금 (Pt) 또는 팔라듐 (Pd) 등이 있으며, 상기 귀금속은 일산화 탄소를 이산화탄소로, 탄화수소를 이산화탄소 및 물로 산화시키는 산화 반응을 활성화 시킬 수 있다. Specifically, the noble metal may be divided into noble metals of catalyst particles for treating exhaust gas for oxidation reaction and catalyst particles for treating exhaust gas for reduction reaction. For example, the noble metal for activating the oxidation reaction includes platinum (Pt) or palladium (Pd), and the noble metal may activate an oxidation reaction of oxidizing carbon monoxide to carbon dioxide and hydrocarbons to carbon dioxide and water.
또한, 환원 반응 활성용 귀금속으로는 로듐 (Rh) 등이 있으며, 상기 귀금속을 이용하여 질소산화물을 이산화탄소 및 질소로 환원시키는 반응을 활성화 시킬 수 있다.In addition, rhodium (Rh) may be used as a noble metal for activation of the reduction reaction, and a reaction of reducing nitrogen oxides to carbon dioxide and nitrogen may be activated using the noble metal.
또한, 상기 배기가스 처리용 촉매입자는 특정의 귀금속을 상기 반도체 나노 입자에 담지 시킴으로써, 특정의 배기 가스 환경에서 향상된 배기가스 처리 능력을 부여할 수 있다. 또한, 상기 귀금속의 성장 및 응집 등을 억제하여 우수한 촉매 수명을 나타낼 수 있다. In addition, the catalyst particles for exhaust gas treatment may impart improved exhaust gas treatment capability in a specific exhaust gas environment by supporting a specific noble metal on the semiconductor nanoparticles. In addition, it is possible to exhibit excellent catalyst life by inhibiting the growth and aggregation of the noble metal.
예를 들어, 저온에서 우수한 활성을 나타내는 백금 (Pt)을 반도체 나노입자에 담지시킨 촉매입자를 이용하여, 디젤 등과 같이 상대적으로 낮은 온도의 배기가스를 발생시키는 환경에서 우수한 촉매 성능을 구현할 수 있다.For example, by using catalyst particles in which platinum (Pt) exhibiting excellent activity at low temperatures is supported on semiconductor nanoparticles, excellent catalytic performance can be realized in an environment that generates exhaust gas at a relatively low temperature such as diesel.
그리고, 고온에서의 안정성이 중요한 팔라듐 (Pd)을 반도체 나노입자에 담지시킨 촉매입자를 이용하여, 가솔린 등과 같이 높은 온도의 배기가스를 발생시키는 환경에서 우수한 촉매 성능 및 수명을 나타낼 수 있다.In addition, by using catalyst particles in which palladium (Pd), which is important for stability at high temperatures, is supported on semiconductor nanoparticles, excellent catalyst performance and life can be exhibited in an environment generating high temperature exhaust gas such as gasoline.
또한, 상기 귀금속은 합금의 형태로 반도체 나노입자에 담지되어 더욱 향상된 산화·환원 반응으로 우수한 효과를 나타낼 수 있다.In addition, since the noble metal is supported on the semiconductor nanoparticles in the form of an alloy, excellent effects may be exhibited through further improved oxidation and reduction reactions.
예를 들어, 상기 귀금속으로 백금 (Pt) 및 팔라듐 (Pd)의 합금을 반도체 나노입자에 담지하여 산화 반응 활성을 더욱 향상시킬 수 있다.For example, an alloy of platinum (Pt) and palladium (Pd) as the noble metal may be supported on semiconductor nanoparticles to further improve oxidation reaction activity.
그리고, 산화 반응용 배기가스 처리용 촉매입자의 귀금속인 백금 (Pt) 또는 팔라듐 (Pd)을 환원 반응용 배기가스 처리용 촉매 입자의 귀금속인 로듐 (Rh)과 합금의 형태로 반도체 나노입자에 담지하여, 우수한 배기가스 처리 성능과 내피독성을 나타내어 촉매 수명을 향상시킬 수 있다.In addition, platinum (Pt) or palladium (Pd), which is a noble metal of catalyst particles for treating exhaust gas for oxidation reaction, is supported on semiconductor nanoparticles in the form of an alloy with rhodium (Rh), which is a precious metal of catalyst particles for treating exhaust gas for reduction reaction. Thus, it is possible to improve the catalyst life by showing excellent exhaust gas treatment performance and skin toxicity.
또한, 상기 루테늄 (Ru), 오스뮴 (Os), 이리듐 (Ir) 등은 상기 로듐 (Rh), 팔라듐 (Pd), 백금 (Pt) 등과 합금의 형태로 반도체 나노입자에 담지되어 촉매의 강성, 내구성, 내피독성 등의 물리적, 화학적 특성을 향상시킬 수 있다.In addition, the ruthenium (Ru), osmium (Os), iridium (Ir), etc. are supported on the semiconductor nanoparticles in the form of an alloy with the rhodium (Rh), palladium (Pd), platinum (Pt), etc. , It can improve physical and chemical properties such as endothelial toxicity.
상기 제4 조성물은 희생제를 포함할 수 있다. 상기 제4 조성물은 희생제를 포함하여 광 조사로 발생한 정공을 제거하고, 광 조사로 발생한 전자를 귀금속에 효율적으로 제공하도록 할 수 있다. 이에 따라, 희생제를 포함하는 상기 제4 조성물은 귀금속 그 자체를 상기 반도체 나노입자에 높은 비율로 담지시킬 수 있다. The fourth composition may include a sacrificial agent. The fourth composition may include a sacrificial agent to remove holes generated by light irradiation, and to efficiently provide electrons generated by light irradiation to the noble metal. Accordingly, the fourth composition including a sacrificial agent may support the noble metal itself on the semiconductor nanoparticles at a high ratio.
상기 희생제는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 아세트산 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 화합물일 수 있다.The sacrificial agent may be one compound selected from the group consisting of methanol, ethanol, isopropanol, acetic acid, and combinations thereof.
상기 제4 조성물은 상기 희생제를 약 30 중량% 내지 약 50 중량%의 함량으로 포함하여 작은 나노 사이즈의 귀금속을 상기 반도체 나노입자에 높은 비율로 균일하게 담지할 수 있다. 구체적으로, 상기 희생제의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 광담지가 전량 진행되지 않는 문제가 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 귀금속 입자의 사이즈가 커지고, 배기가스 처리 반응에 관여하는 귀금속의 표면적이 감소하여 촉매 성능이 저하될 수 있다. The fourth composition includes the sacrificial agent in an amount of about 30% by weight to about 50% by weight, so that a small nano-sized noble metal may be uniformly supported on the semiconductor nanoparticles at a high ratio. Specifically, when the content of the sacrificial agent is less than the above range, there is a problem that the entire amount of light support does not proceed, and when it exceeds the above range, the size of the precious metal particles increases, and the surface area of the precious metal involved in the exhaust gas treatment reaction decreases. As a result, catalyst performance may deteriorate.
또한, 상기 귀금속이 담지된 촉매를 형성하는 단계는 상기 제4 조성물에 광을 조사하여 귀금속을 반도체 나노입자에 담지시키는 단계;를 포함한다.In addition, forming the catalyst on which the noble metal is supported includes: irradiating the fourth composition with light to support the noble metal on the semiconductor nanoparticles.
상기 광 조사는 상기 반도체 나노입자가 가지는 밴드 갭 에너지 보다 큰 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 약 1.0eV 내지 약 5.0eV, 구체적으로는 약 1.5eV 내지 약 4.0eV의 자외선을 조사할 수 있다. 그리고, 약 0.5시간 내지 약 3시간 동안 광을 조사하여 귀금속을 반도체 나노입자에 충분히 담지 시킬 수 있다.The light irradiation may irradiate light greater than the band gap energy of the semiconductor nanoparticles. For example, about 1.0 eV to about 5.0 eV, specifically about 1.5 eV to about 4.0 eV of ultraviolet rays may be irradiated. In addition, by irradiating light for about 0.5 hours to about 3 hours, the noble metal can be sufficiently supported on the semiconductor nanoparticles.
본 발명의 다른 구현 예는 상기 배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법에 의해 제조된 배기가스 처리용 촉매 입자를 제공한다. 상기 배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법은 전술한 바와 같다.Another embodiment of the present invention provides catalyst particles for treating exhaust gas produced by the method for producing catalyst particles for treating exhaust gas. The method for producing the catalyst particles for treating exhaust gas is as described above.
상기 배기가스 처리용 촉매 입자는 귀금속이 반도체 나노입자에 담지된 복합나노입자; 및 다공성 세라믹 지지체;를 포함할 수 있다. 상기 배기가스 처리용 촉매 입자는 별도의 처리 없이, 예를 들어 광조사 없이 산화·환원반응을 활성화시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 배기가스 처리용 촉매 입자는 활성을 갖기 위해 별도의 UV 등의 광 조사 없이도, 하기와 같이 산화·환원반응에 관여하여, 배기가스에 포함된 일산화탄소 (CO), 탄화수소 (THC, Total hydrocarbon), 질소 산화물 (NOx) 등을 이산화탄소, 질소, 산소, 물 등으로 전환시킬 수 있다.The catalyst particles for treating exhaust gas may include composite nanoparticles in which a noble metal is supported on semiconductor nanoparticles; And a porous ceramic support. The catalyst particles for treating exhaust gas can activate oxidation/reduction reactions without separate treatment, for example, without light irradiation. Specifically, the catalyst particles for treatment of exhaust gas are involved in the oxidation and reduction reactions as follows, even without separate UV light irradiation in order to have activity, and carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (THC, Total hydrocarbon), nitrogen oxides (NOx), etc. can be converted into carbon dioxide, nitrogen, oxygen, and water.
i)일산화탄소의 산화반응: CO+O2 => CO2i) Oxidation of carbon monoxide: CO+O2 => CO2
ii)탄화수소의 산화반응: CxH2x + O2 => CO2 + H2Oii) Hydrocarbon oxidation: CxH2x + O2 => CO2 + H2O
iii)질소 산화물의 환원반응: NO + CO => CO2 + N2iii) Reduction of nitrogen oxides: NO + CO => CO2 + N2
상기 배기가스 처리용 촉매 입자는 귀금속이 균일하게 분산 담지된 작은 입자로서, 고온의 환경 속에서도 귀금속의 성장 및 응집 등이 크게 억제되어, 고효율의 촉매성능 및 우수한 촉매 수명을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 적은 귀금속의 함량으로도 우수한 촉매 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 동등의 귀금속의 함량으로 초기 촉매 성능이 우수하고, 노화에 따른 성능저하가 현저히 억제될 수 있다.The catalyst particles for exhaust gas treatment are small particles in which noble metals are uniformly dispersed and supported, and the growth and aggregation of noble metals are greatly suppressed even in a high-temperature environment, thereby exhibiting high-efficiency catalyst performance and excellent catalyst life. Specifically, an excellent catalytic effect may be exhibited even with a small content of noble metal. In addition, the initial catalytic performance is excellent with the same content of noble metals, and deterioration due to aging can be significantly suppressed.
상기 배기가스 촉매 입자는 상기 반도체 나노입자 100 중량부 대비 상기 귀금속이 약 10 중량부 내지 약 25 중량부 담지할 수 있다. 상기 배기가스 처리용 촉매 입자는 상기 범위의 귀금속을 포함하고 산화·환원반응에 관여하여 고효율의 촉매성능 및 우수한 촉매 수명을 나타낼 수 있다. The exhaust gas catalyst particles may support about 10 parts by weight to about 25 parts by weight of the noble metal based on 100 parts by weight of the semiconductor nanoparticles. The catalyst particles for treating exhaust gas may contain noble metals in the above range and participate in oxidation and reduction reactions, thereby exhibiting high efficiency catalytic performance and excellent catalyst life.
그리고, 고온의 배기가스 환경 속에서도, 상기 귀금속이 성장, 응집, 매립 및 내부 확산되는 것을 크게 억제하여, 적은 함량의 귀금속을 포함하고도 우수한 촉매 수명을 나타낼 수 있다.In addition, even in a high-temperature exhaust gas environment, growth, agglomeration, burial, and internal diffusion of the noble metal can be greatly suppressed, and thus excellent catalyst life can be exhibited even with a small amount of noble metal.
예를 들어, 상기 범위 미만의 함량으로 귀금속을 포함하는 경우에는 배기가스 처리능력이 충분하지 못 할 수 있다. 그리고, 상기 귀금속의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우에는 제조원가는 상승하면서, 귀금속의 응집 및 성장이 가속화되어 배기가스 처리능력이 귀금속의 함량 대비 저하되고, 촉매의 수명이 현저히 떨어질 수 있다.For example, when noble metal is included in an amount less than the above range, the exhaust gas treatment capacity may not be sufficient. In addition, when the content of the noble metal exceeds the above range, the production cost increases, the aggregation and growth of the noble metal is accelerated, so that the exhaust gas treatment capacity is lowered compared to the content of the noble metal, and the life of the catalyst may be significantly reduced.
상기 반도체 나노입자에 담지된 상기 귀금속의 평균 직경이 1㎚ 내지 30㎚일 수 있다. 구체적으로, 약 1㎚ 내지 약 20㎚의 평균 직경을 가지고 상기 반도체 나노입자에 균일하게 분산 담지될 수 있다. 상기 귀금속 입자는 상기 범위의 평균 직경을 가지고 상기 반도체 나노입자에 고르게 분산되어, 향상된 산화·환원반응으로 배기가스를 처리할 수 있다. 그리고, 고온의 배기가스 환경에서도 귀금속의 성장 및 응집 등이 크게 억제될 수 있다. 예를 들어, 상기 배기가스 처리용 촉매는 약 850℃의 고온에서 약 25시간 동안 에이징(aging) 처리 한 후에도, 상기 촉매 입자에 포함된 귀금속 입자의 직경 크기를 약 20㎚ 내지 약 50㎚로 유지할 수 있다.The average diameter of the noble metal supported on the semiconductor nanoparticles may be 1 nm to 30 nm. Specifically, it may be uniformly dispersed and supported on the semiconductor nanoparticles having an average diameter of about 1 nm to about 20 nm. The noble metal particles have an average diameter in the above range and are evenly dispersed in the semiconductor nanoparticles, so that exhaust gas can be treated through an improved oxidation/reduction reaction. In addition, even in a high temperature exhaust gas environment, the growth and aggregation of precious metals can be greatly suppressed. For example, the exhaust gas treatment catalyst maintains the diameter size of the noble metal particles contained in the catalyst particles at about 20 nm to about 50 nm even after aging treatment at a high temperature of about 850° C. for about 25 hours. I can.
구체적으로, 상기 귀금속의 평균 직경이 상기 범위 미만인 경우에는 오스트발트 숙성(Ostwald Ripening)에 의하여 귀금속의 응집 및 성장이 가속화 될 수 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 반응 표면적이 감소하여 배기가스 처리능력이 저하될 수 있다.Specifically, when the average diameter of the noble metal is less than the above range, the aggregation and growth of the noble metal may be accelerated by Ostwald Ripening, and if it exceeds the above range, the reaction surface area decreases and the exhaust gas treatment capacity This can be degraded.
이에, 상기 범위의 평균 직경을 갖는 귀금속을 포함한 상기 배기가스 처리용 촉매 입자는 넓은 표면적을 유지하여 촉매의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. Accordingly, the catalyst particles for treating exhaust gas including a noble metal having an average diameter in the above range can maintain a large surface area to further improve the performance of the catalyst.
본 발명의 또 다른 구현 예는 상기 배기가스 처리용 촉매 입자를 이용하여 자동차 배기가스를 처리하는 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a method of treating automobile exhaust gas using the catalyst particles for treating exhaust gas.
상기 배기가스 처리용 촉매입자는 별도의 처리 없이, 예를 들어 광조사 없이 산화·환원반응을 활성화시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 배기가스 처리용 촉매입자는 촉매로서 활성을 갖기 위해 별도의 UV 등의 광 조사 없이도, 산화·환원반응에 관여하여, 배기가스에 포함된 일산화탄소 (CO), 탄화수소 (THC, Total hydrocarbon), 질소 산화물 (NOx) 등을 이산화탄소, 질소, 산소, 물 등으로 전환시킬 수 있다.The catalyst particles for treating exhaust gas may activate oxidation/reduction reactions without separate treatment, for example, without light irradiation. Specifically, the catalyst particles for exhaust gas treatment are involved in oxidation and reduction reactions without separate UV light irradiation to have activity as a catalyst, and carbon monoxide (CO) and hydrocarbon (THC, total hydrocarbons) included in exhaust gas ), nitrogen oxides (NOx), etc. can be converted into carbon dioxide, nitrogen, oxygen, water, etc.
그리고, 상기 배기가스 처리용 촉매입자는 고온의 배기가스 환경 속에서도 귀금속의 성장, 응집, 매립 및 내부 확산 등이 크게 억제되어, 적은 함량의 귀금속을 포함하고도 우수한 촉매 수명을 나타낼 수 있다. In addition, the catalyst particles for exhaust gas treatment are greatly inhibited from growth, aggregation, burial, and internal diffusion of noble metals even in a high-temperature exhaust gas environment, and thus exhibit excellent catalyst life even with a small amount of precious metals.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention are presented. However, the examples described below are merely for illustrating or explaining the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto.
<실시예 및 비교예><Examples and Comparative Examples>
실시예 1Example 1
루틸(Rutile)-TiO2 입자를 약 25 중량%의 농도로 pH 8의 물에 현탁하여 현탁액을 제조하였다. 상기 현탁액에 포함된 고형분 대비 약 12.5중량%에 해당하는 분산제(Jeffsperse X3204, Huntsman)를 50중량% 수용액으로 투입하여 제1 조성물을 제조하였다. 상기 제1 조성물에 산화알루미늄을 혼합하여 제2 조성물을 제조하였다. 이때, 상기 제2조성물은 루틸(Rutile)-TiO2 : 산화알루미늄의 중량비가 약 1: 6 이 되도록 하였다. 이후, 상기 제2 조성물을 약 80℃ 의 온도 하에 24 시간 동안 건조하고 약 550℃의 온도에서 2시간 소성하여 루틸(Rutile)-TiO2이 산화알루미늄에 담지된 분말(TiO2-Al2O3)을 제조하였다. A suspension was prepared by suspending the rutile-TiO2 particles in water having a pH of 8 at a concentration of about 25% by weight. A first composition was prepared by adding a dispersant (Jeffsperse X3204, Huntsman) corresponding to about 12.5% by weight of the solid content contained in the suspension as a 50% by weight aqueous solution. A second composition was prepared by mixing aluminum oxide with the first composition. At this time, in the second composition, the weight ratio of rutile-TiO2: aluminum oxide was about 1:6. Thereafter, the second composition was dried at a temperature of about 80° C. for 24 hours and then calcined at a temperature of about 550° C. for 2 hours to prepare a powder (TiO2-Al2O3) in which rutile-TiO2 was supported on aluminum oxide.
상기 분말을 1중량% 농도로 물에 분산한 제3 조성물에 H2PtCl6 전구체를 TiO2-Al2O3 대비 Pt 2중량%가 되도록 혼합하고, 희생제로 메탄올을 30중량% 추가하여 제4 조성물을 제조하였다. 상기 제4 조성물을 교반하면서 약 2.5 eV 내지 4 eV 의 자외선을 약 1시간 조사하여 Pt이 상기 분말의 TiO2에 담지된 촉매 입자를 제조하였다. 이때, 평균 직경 1㎚의 Pt이 TiO2 나노입자 100 중량부 대비 16 중량부의 함량으로 담지되었다A fourth composition was prepared by mixing the H2PtCl6 precursor into a third composition in which the powder was dispersed in water at a concentration of 1% by weight so that Pt was 2% by weight compared to TiO2-Al2O3, and 30% by weight of methanol was added as a sacrificial agent. While stirring the fourth composition, UV rays of about 2.5 eV to 4 eV were irradiated for about 1 hour to prepare catalyst particles in which Pt was supported on TiO 2 of the powder. At this time, Pt having an average diameter of 1 nm was supported in an amount of 16 parts by weight compared to 100 parts by weight of TiO2 nanoparticles.
비교예Comparative example 1: One:
H2PtCl6 전구체를 약 4중량%의 농도로 물에 분산하여 수용액을 제조하였다. 상기 수용액을 산화 알루미늄 100 중량부 대비 Pt의 함량이 2 중량부가 되도록 투입한 후, 교반하여 혼합물을 제조했다. 교반이 종료된 혼합물을 80℃ 의 온도 하에 24 시간 동안 건조하고, 550℃의 온도 하에 2 시간 동안 소성하여 Pt이 산화알루미늄에 담지된 촉매입자를 제조하였다.An aqueous solution was prepared by dispersing the H2PtCl6 precursor in water at a concentration of about 4% by weight. The aqueous solution was added so that the content of Pt relative to 100 parts by weight of aluminum oxide was 2 parts by weight, and then stirred to prepare a mixture. After the stirring was completed, the mixture was dried at 80° C. for 24 hours and calcined at 550° C. for 2 hours to prepare catalyst particles in which Pt was supported on aluminum oxide.
<평가><Evaluation>
실험예 1: LOT 평가Experimental Example 1: LOT evaluation
실시예 및 비교예 촉매 입자의 배기가스 처리 성능을 평가하기 위하여, 하기 표 1의 조건에 해당하는 5L/min의 기체 하에서, 산화 반응 온도 50℃ 에서 500℃까지 10℃/min의 속도로 승온하며 일산화 탄소의 산화반응 (CO + O2 → CO2)의 Light Of Temperature(LOT 평가)를 실시하였다.In order to evaluate the exhaust gas treatment performance of the catalyst particles of Examples and Comparative Examples, under a gas of 5 L/min corresponding to the conditions in Table 1 below, the temperature was raised from 50° C. to 500° C. at a rate of 10° C./min. Light Of Temperature (LOT evaluation) of the oxidation reaction of carbon monoxide (CO + O2 → CO2) was performed.
구체적으로, 실시예 및 비교예의 촉매 입자 0.5g은 850℃ 열수 에이징(Hydrothermal Aging)조건에 25시간 노출된 후 600㎛이상 1mm이하의 직경으로 제작되었다. 그리고, 자동차 배기가스 정화성능 평가 설비(Gas Chromatograph Analyzer, ABB Ltd.)를 이용하여 처리 성능을 평가하였다. Light Of Temperature(LOT 평가)는 정화율이 50%에 도달될 때의 온도를 측정한 것으로써 LOT값이 낮은 촉매입자 일수록 정화 성능이 좋은 촉매이며, 결과 값을 표 2에 나타내었다.Specifically, 0.5 g of the catalyst particles of Examples and Comparative Examples were made to have a diameter of 600 μm or more and 1 mm or less after being exposed to 850° C. hydrothermal aging for 25 hours. Then, the treatment performance was evaluated using a vehicle exhaust gas purification performance evaluation facility (Gas Chromatograph Analyzer, ABB Ltd.). Light Of Temperature (LOT evaluation) is a measurement of the temperature when the purification rate reaches 50%. The catalyst particles with a lower LOT value are catalysts with better purification performance, and the result values are shown in Table 2.
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 실시예 1의 경우 331.1℃의 LOT를 나타내며, 367.9℃의 LOT를 나타내는 비교예 1 대비 우수한 정화 성능을 보였다. 또한 이는 촉매의 노화 조건을 모사한 열수 에이징 처리 후의 평가 결과로, 상기 결과를 통해 실시예 1에서 제시된 촉매의 노화 후 정화 성능 유지의 효과를 확인할 수 있다. As shown in Table 2, Example 1 exhibited a LOT of 331.1°C and exhibited superior purification performance compared to Comparative Example 1 showing a LOT of 367.9°C. In addition, this is an evaluation result after the hydrothermal aging treatment that simulates the aging conditions of the catalyst, and through the above results, the effect of maintaining the purification performance after aging of the catalyst presented in Example 1 can be confirmed.
Claims (14)
상기 분말에 귀금속 전구체를 혼합하고, 광을 조사하여 귀금속이 담지된 촉매 입자를 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 분말을 형성하는 단계는
반도체 나노입자를 포함하는 제1 조성물을 제조하는 단계;
상기 제1 조성물에 다공성 세라믹 지지체를 혼합하여 제2 조성물을 제조하는 단계; 및
상기 제2 조성물을 소성하여 상기 반도체 나노입자가 상기 다공성 세라믹 지지체에 담지된 분말을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 조성물은 상기 반도체 나노입자 100 중량부 대비 분산제를 10 중량부 내지 25 중량부의 함량으로 포함하고, 상기 분산제는 비이온성 고분자 계면활성제이고,
상기 제2 조성물은 상기 반도체 나노입자: 상기 다공성 세라믹 지지체가 1:3 내지 1:10의 중량비로 혼합되고,
상기 귀금속이 담지된 촉매 입자를 형성하는 단계는
소성하는 단계를 포함하지 않고,
상기 다공성 세라믹 지지체는 30㎛ 내지 50㎛의 평균 직경을 갖는 입자이고,
상기 다공성 세라믹 지지체는 산화알루미늄(Al2O3), 세리아 (CeO2), 지르코니아 (ZrO2), 실리카 (SiO2), 산화 세륨 지르코늄(Cerium Zirconium Oxide) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하고,
상기 촉매 입자는 상기 반도체 나노입자 100 중량부 대비 상기 귀금속이 10 중량부 내지 25 중량부 담지된
배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법.
Forming a powder by supporting semiconductor nanoparticles on a porous ceramic support; And
Mixing a noble metal precursor with the powder and irradiating light to form catalyst particles on which noble metal is supported; including,
The step of forming the powder
Preparing a first composition comprising semiconductor nanoparticles;
Preparing a second composition by mixing the porous ceramic support with the first composition; And
Sintering the second composition to form a powder in which the semiconductor nanoparticles are supported on the porous ceramic support; including,
The first composition contains a dispersant in an amount of 10 to 25 parts by weight relative to 100 parts by weight of the semiconductor nanoparticles, and the dispersant is a nonionic polymer surfactant,
The second composition is the semiconductor nanoparticles: the porous ceramic support is mixed in a weight ratio of 1:3 to 1:10,
The step of forming the catalyst particles carrying the noble metal
It does not include the step of firing,
The porous ceramic support is particles having an average diameter of 30 μm to 50 μm,
The porous ceramic support includes one selected from the group consisting of aluminum oxide (Al2O3), ceria (CeO2), zirconia (ZrO2), silica (SiO2), cerium Zirconium Oxide, and combinations thereof,
The catalyst particles contain 10 parts by weight to 25 parts by weight of the precious metal relative to 100 parts by weight of the semiconductor nanoparticles.
Method for producing catalyst particles for exhaust gas treatment.
분쇄하는 단계를 포함하지 않는
배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법.
The method of claim 1,
Does not contain the step of crushing
Method for producing catalyst particles for exhaust gas treatment.
상기 귀금속은 루테늄 (Ru), 로듐 (Rh), 팔라듐 (Pd), 오스뮴 (Os), 이리듐 (Ir), 백금 (Pt) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법.
The method of claim 1,
The noble metal includes one selected from the group consisting of ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), iridium (Ir), platinum (Pt), and combinations thereof.
Method for producing catalyst particles for exhaust gas treatment.
상기 제1 조성물의 pH가 8- 10인
배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법.
The method of claim 3,
The pH of the first composition is 8-10
Method for producing catalyst particles for exhaust gas treatment.
상기 제1 조성물은 상기 반도체 나노입자를 5 중량% 내지 50중량%의 함량으로 포함하는
배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법.
The method of claim 1,
The first composition comprises the semiconductor nanoparticles in an amount of 5% to 50% by weight
Method for producing catalyst particles for exhaust gas treatment.
상기 반도체 나노입자는 10㎚ 에서 100㎚의 평균 직경을 갖는
배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법.
The method of claim 1,
The semiconductor nanoparticles have an average diameter of 10 nm to 100 nm.
Method for producing catalyst particles for exhaust gas treatment.
상기 광 조사는 자외선 조사인
배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법.
The method of claim 1,
The light irradiation is ultraviolet irradiation
Method for producing catalyst particles for exhaust gas treatment.
상기 귀금속이 담지된 촉매를 형성하는 단계는
상기 분말을 포함하는 제3 조성물에 귀금속 전구체를 혼합하여 제4 조성물을 형성하는 단계; 및
상기 제4 조성물에 광을 조사하여 귀금속을 반도체 나노입자에 담지시키는 단계;를 포함하는
배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법.
The method of claim 1,
The step of forming the noble metal-supported catalyst
Forming a fourth composition by mixing a noble metal precursor with a third composition containing the powder; And
Including; irradiating light to the fourth composition to support the noble metal on the semiconductor nanoparticles
Method for producing catalyst particles for exhaust gas treatment.
상기 제4 조성물은 희생제를 포함하는
배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법.
The method of claim 8,
The fourth composition comprises a sacrificial agent
Method for producing catalyst particles for exhaust gas treatment.
상기 제4 조성물은 상기 희생제를 30 중량% 내지 50 중량%의 함량으로 포함하는
배기가스 처리용 촉매 입자의 제조방법.
The method of claim 9,
The fourth composition comprises the sacrificial agent in an amount of 30% to 50% by weight
Method for producing catalyst particles for exhaust gas treatment.
The exhaust gas treatment catalyst particles produced by the method for producing the exhaust gas treatment catalyst particles according to any one of claims 1 to 10.
귀금속이 반도체 나노입자에 담지된 복합나노입자; 및
다공성 세라믹 지지체;를 포함하고,
상기 다공성 세라믹 지지체는 30㎛ 내지 50㎛의 평균 직경을 갖는 입자이고,
상기 다공성 세라믹 지지체는 산화알루미늄(Al2O3), 세리아 (CeO2), 지르코니아 (ZrO2), 실리카 (SiO2), 산화 세륨 지르코늄(Cerium Zirconium Oxide) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하고,
상기 반도체 나노입자 100 중량부 대비 상기 귀금속이 10 중량부 내지 25 중량부 담지된
배기가스 처리용 촉매 입자.
The method of claim 11,
Composite nanoparticles in which noble metals are supported on semiconductor nanoparticles; And
Including; porous ceramic support,
The porous ceramic support is particles having an average diameter of 30 μm to 50 μm,
The porous ceramic support includes one selected from the group consisting of aluminum oxide (Al2O3), ceria (CeO2), zirconia (ZrO2), silica (SiO2), cerium Zirconium Oxide, and combinations thereof,
10 parts by weight to 25 parts by weight of the noble metal is supported relative to 100 parts by weight of the semiconductor nanoparticles
Catalyst particles for exhaust gas treatment.
상기 반도체 나노입자에 담지된 상기 귀금속의 평균 직경이 1㎚ 내지 30㎚인
배기가스 처리용 촉매 입자.
The method of claim 11,
The average diameter of the noble metal supported on the semiconductor nanoparticles is 1 nm to 30 nm
Catalyst particles for exhaust gas treatment.
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