JP4179299B2 - 触媒担体粉末及び排ガス浄化触媒 - Google Patents
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Description
本発明は、触媒担体粉末及びこの触媒担体粉末から製造される排ガス浄化触媒に関する。
自動車用エンジン等の内燃機関からの排ガス中には、窒素酸化物（ＮＯx）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等が含まれるが、これらの物質は、ＣＯ及びＨＣを酸化し、またＮＯxを還元する排ガス浄化触媒によって除去できる。排ガス浄化触媒の代表的なものとしては、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属をγ−アルミナ等の多孔質金属酸化物担体に担持させた三元触媒などが知られている。
この金属酸化物担体は様々な材料で作ることができるが、従来は高表面積を得るためにアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を使用することが一般的であった。しかしながら近年では、担体の化学的性質を利用して排ガスの浄化を促進するために、セリア（ＣｅＯ2）、ジルコニア（ＺｒＯ2）、チタン（ＴｉＯ2）などの様々な他の材料を、アルミナと組み合わせて又は組み合わせないで、使用することも提案されている。
例えば、排ガス中の酸素濃度の変動を吸収して三元触媒の排ガス浄化能力を高めるために、排ガス中の酸素濃度が高いときに酸素を吸蔵し、且つ排ガス中の酸素濃度が低いときに酸素を放出する酸素吸蔵能（ＯＳＣ能）を有する材料を、排ガス浄化触媒のための担体として用いることが行われている。ＯＳＣ能を有する材料として代表的なものはセリアである。
三元触媒の作用によってＣＯ及びＨＣの酸化と、ＮＯxの還元とが効率的に進行するためには、内燃機関の空燃比が理論空燃比（ストイキ）であることが必要である。従って、排ガス中の酸素濃度の変動を吸収して理論空燃比付近の酸素濃度を維持することは、三元触媒が排ガス浄化能力を発揮するために好ましい。
更に近年の研究によれば、セリアはＯＳＣ能を有するだけでなく、その上に担持される貴金属、特に白金との親和性が強いために、この貴金属の粒成長（シンタリング）を抑制できることが見出されている。
このように、セリア担体は、排ガス浄化触媒での用途に関して好ましい性質を有するが、この用途において必要とされる耐熱性を有さないことがある。この問題を解決するために、セリア及びジルコニアを固溶体化して耐熱性を高める方法が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
セリアとジルコニアが均一に混合した固溶体は良好なＯＳＣ能及び耐熱性を有することが知られている。しかしながら、この複合金属酸化物によってはセリアによる白金等の貴金属のシンタリング防止を充分に行えないことがある。すなわち、この複合金属酸化物の表面にはセリア及びジルコニアの両者が存在するので、一部の貴金属はセリア部分にではなくジルコニア部分に担持され、従ってシンタリングが防止されないことがある。
この問題を解決するために、セリアよりもジルコニアを多く含有する中心部と、ジルコニアよりもセリアを多く含有する表面層を有する触媒担体を用いて、この触媒担体に白金を担持させることによって、セリアと白金との親和性で白金のシンタリングを抑制することが提案されている（特許文献２）。この特許文献２では、排ガス浄化触媒がこのような構造を有することによって、高温での耐久後にも優れた排ガス浄化性能を提供できるとしている。
特許文献２に記載の排ガス浄化触媒は、高温での耐久後にも優れた排ガス浄化性能を有しており、従来の問題の多くを解決しているが、本発明では、更に優れた排ガス浄化性能を有する排ガス浄化触媒を提供する。
本発明のセリア及びジルコニアを含有する触媒担体粉末は、原料中のセリアのモル分率（ｍｏｌ％）に対するＸ線光電子分光法で測定される担体粉末表面のセリアのモル分率（ｍｏｌ％）の比が１．２〜１．５である。またこの触媒担体粉末では、セリア及びジルコニアの合計に対するセリアの含有率を、３０〜６５ｍｏｌ％、特に４５〜５５ｍｏｌ％にすることができる。尚、本明細書及び特許請求の範囲の記載において、モル分率又は含有率（ｍｏｌ％）は、特に言及しない限り、金属元素についてのものである。
本発明の触媒担体粉末によれば、白金を担持したときに予想外に優れた熱耐久性を有する排ガス浄化触媒が提供される。これは、本発明の触媒担体粉末では、担体粉末表面のセリア濃度を高くすることによって、セリアと白金との親和性による白金のシンタリング防止効果を得つつ、担体粉末表面に適度な量のジルコニアを存在させることによって、担体粉末自身のシンタリングによる比表面積の減少を抑制できることによると考えられる。
また、本発明の触媒担体粉末によれば、表面におけるセリア濃度が適切に調節されていることによって、従来考えられていた組成（例えばＣｅＯ２：ＺｒＯ２（モル比）＝約３５：６５）よりも高いセリア濃度範囲においても、予想外に優れた熱耐久性を有する排ガス浄化触媒が提供される。このように比較的高濃度でセリアを含有する担体粉末によれば、酸素吸蔵容量を増やすこと、担体粉末表面におけるセリア濃度を高めること等が可能になる。
また、本発明の触媒担体粉末では、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類からなる群より選択される少なくとも１種の金属の酸化物、特に酸化イットリウムを、例えばセリア及びジルコニアに対して０．１〜１０ｍｏｌ％、特に３〜９ｍｏｌ％更に含むことができる。
これによれば、ジルコニア、セリア及び／又はセリア−ジルコニア固溶体の耐熱性を改良することができる。
本発明の排ガス浄化触媒は、本発明の触媒担体粉末に白金が担持されてなる。
図１を用いて本発明の触媒担体粉末及び排ガス浄化触媒説明する。ここで図１は、本発明の排ガス浄化触媒の断面概略図である。
この図１で示されるように、本発明の排ガス浄化触媒５は、本発明の触媒担体粉末３に、白金粒子４を担持したものである。またこの本発明の触媒担体粉末３は、ジルコニアを比較的多く含む中心部１と、セリアを比較的多く含む外皮部２とを有する。
この触媒担体粉末３は例えば、１０μｍ未満、５μｍ未満、１μｍ未満、５００ｎｍ未満、２００ｎｍ未満、１００ｎｍ未満、又は５０ｎｍ未満の平均粒子径を有することができる。またこの触媒担体粉末３は例えば、耐久前の比表面積が５０ｍ２／ｇ超である。
ここで中心部１と外皮部２との境界は必ずしも明確なものではなく、組成が徐々に変化している部分として現れていてもよい。また、触媒担体粉末が全体としてセリア−ジルコニア固溶体であってもよい。尚、図１では外皮部２が連続であるように示されているが、これは不連続であってもよい。
中心部と外皮部とがそれぞれ複数の一次粒子からなっていている場合、これらの一次粒子は、本発明の触媒担体粉末をゾルから形成する場合にはそのゾル中のコロイド粒子に対応するものであり、それぞれの一次粒子の間に明確な境界を有することも有さないこともある。
本発明の触媒担体粉末は、セリウム（Ｃｅ）及びジルコニウム（Ｚｒ）以外の金属、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類元素からなる群より選択される金属、特にイットリウム（Ｙ）の酸化物を含むことができる。また、本発明の触媒担体粉末は、セリア及びジルコニアの含有率が合計で、８０ｍｏｌ％以上、特に８５ｍｏｌ％以上、より特に９０ｍｏｌ％以上であってよい。
本発明の排ガス浄化触媒は本発明の触媒担体粉末に、白金を担持して製造できる。
触媒担体粉末への貴金属の担持は、公知の方法を任意に使用して行うことができるが、例えば貴金属の塩及び／又は錯塩を含有する溶液を吸水担持し、乾燥及び焼成する方法が挙げられる。触媒担体粉末への貴金属の担持量は、触媒担体粉末に対して０．０１〜５質量％、特に０．１〜２質量％であってよい。
本発明の排ガス浄化触媒は、それ自体を成形して用いるだけでなく、モノリス担体、例えばセラミックス製ハニカムにコートして用いることもできる。
本発明の触媒担体粉末は、任意の方法で製造できるが、特に下記の工程（ａ）〜（ｄ）を含む方法によって製造できる：
（ａ）それぞれ異なる等電点を有するジルコニアのコロイド粒子とセリアのコロイド粒子とを少なくとも含有するゾルを提供し；
（ｂ）ゾルのｐＨを、セリアのコロイド粒子の等電点よりもジルコニアのコロイド粒子の等電点に近づけて、特にジルコニアのコロイド粒子の等電点±１．０、より特に等電点±０．５のｐＨの範囲内まで近づけて、ジルコニアのコロイド粒子を凝集させ；
（ｃ）ゾルのｐＨを、セリアのコロイド粒子の等電点に近づけて、特にセリアのコロイド粒子の等電点±１．０、より特に等電点±０．５のｐＨの範囲内まで近づけて、凝集したジルコニアのコロイド粒子の周囲に、セリアのコロイド粒子を凝集させ、そして；
（ｄ）得られた凝集物を乾燥及び焼成すること。
（ａ）それぞれ異なる等電点を有するジルコニアのコロイド粒子とセリアのコロイド粒子とを少なくとも含有するゾルを提供し；
（ｂ）ゾルのｐＨを、セリアのコロイド粒子の等電点よりもジルコニアのコロイド粒子の等電点に近づけて、特にジルコニアのコロイド粒子の等電点±１．０、より特に等電点±０．５のｐＨの範囲内まで近づけて、ジルコニアのコロイド粒子を凝集させ；
（ｃ）ゾルのｐＨを、セリアのコロイド粒子の等電点に近づけて、特にセリアのコロイド粒子の等電点±１．０、より特に等電点±０．５のｐＨの範囲内まで近づけて、凝集したジルコニアのコロイド粒子の周囲に、セリアのコロイド粒子を凝集させ、そして；
（ｄ）得られた凝集物を乾燥及び焼成すること。
この触媒担体粉末の製造方法では、原料中のセリアのモル分率（ｍｏｌ％）に対するＸＰＳで測定される担体粉末表面のセリアのモル分率（ｍｏｌ％）が所定の値になるようにして、工程（ｂ）及び／又は（ｃ）におけるゾルのｐＨ、温度、工程（ｄ）における乾燥速度等を調節する。
以下ではこの方法の各工程について説明する。
〔ゾルの提供〕
この方法では、始めに、それぞれ異なる等電点を有するジルコニアのコロイド粒子とセリアのコロイド粒子とを少なくとも含有するゾルを提供する。
この方法では、始めに、それぞれ異なる等電点を有するジルコニアのコロイド粒子とセリアのコロイド粒子とを少なくとも含有するゾルを提供する。
ここで、用語「コロイド粒子」は、液体、特に水に分散している金属酸化物又は酸素に結合した金属を有する粒子であって、分散媒を除去し、焼成することによって金属酸化物を生成するものを意味している。この「コロイド粒子」は、一般には１〜１０００ｎｍ、特に１〜５００ｎｍの直径を有するものとして理解され、例えば１００ｎｍ未満又は５０ｎｍ未満の直径を有するものを入手できる。
またここで、用語「ゾル」は、コロイド粒子を液体である分散媒に分散させてなる分散系を意味し、コロイド溶液として言及されることもある。ゾルに含まれる分散媒は、水であることが一般的であるが、必要に応じてアルコール、アセチルアセトン等の有機分散媒を含むこともできる。
具体的なゾルとしては、金属のアルコキシド、アセチルアセトナート、酢酸塩、及び硝酸塩などを加水分解及び縮合して得られた物質を挙げることができる。ジルコニアゾル及びセリアゾルは、公知の材料であり、市販されているものを入手することもできる。
一般に販売されている金属酸化物のゾルは、含有されるコロイド粒子の等電点と離れたｐＨを有し、それによって含有されるコロイド粒子が互いに静電気的に反発して凝集を防ぐようにされている。すなわち等電点がアルカリ側にあるコロイド粒子を含有するゾルでは、ゾルを酸性にすることによって安定化している（酸性安定化ゾル）。また等電点が酸性側にあるコロイド粒子を含有するゾルでは、ゾルをアルカリ性にすることによって安定化している（アルカリ安定化ゾル）。
ここでこのコロイド粒子の等電点は粒子を構成する酸化物のような材料自体によって限定されるものではなく、コロイド粒子の表面改質、特に有機化合物によるコロイド粒子の表面改質などによって任意に設定できるものである。従って本発明の触媒担体粉末を製造するために用いるジルコニア又はセリアのコロイド粒子は、この方法のために適切な等電点を有するように任意に選択できる。例えば、これらのコロイド粒子の等電点のｐＨが、３以上、特に４以上、より特に５以上離れているように選択できる。
本発明の方法の実施に関して必要なコロイド粒子の等電点は、任意の方法によって得ることができるが、例えば電気泳動光散乱法で測定できる。
本発明の方法で使用できる少なくとも２種類のコロイド粒子を含有するゾルは、任意の方法で得ることができるが、特に異なるゾルを混合することによって得ることができる。またこれらのコロイド粒子の混合比は、所望とされる触媒担体粉末の性質に依存して任意に決定できる。
本発明の方法において、触媒担体粉末に含ませることが好ましいアルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類のような元素は、コロイド粒子としてだけではなく、金属塩、例えば硝酸塩としても、ゾルに含有させることができる。
〔ジルコニアの凝集〕
この方法では、次に、ゾルのｐＨを、セリアのコロイド粒子の等電点よりもジルコニアのコロイド粒子の等電点に近づけて、ジルコニアのコロイド粒子を凝集させる。
この方法では、次に、ゾルのｐＨを、セリアのコロイド粒子の等電点よりもジルコニアのコロイド粒子の等電点に近づけて、ジルコニアのコロイド粒子を凝集させる。
上述のように、一般に入手できるゾルは、コロイド粒子の等電点と離れたｐＨを有し、それによってコロイド粒子が大きい正又は負の電荷を有し、静電気的な作用によって沈殿を抑制するようにされている。従ってジルコニアのコロイド粒子とセリアのコロイド粒子とを含有するゾルにおいて、ゾルのｐＨをジルコニアのコロイド粒子の等電点付近まで変動させると、このジルコニアのコロイド粒子のゼータ電位が小さくなって粒子間の電気的な反発が小さくなり、それによってジルコニアのコロイド粒子の凝集が促進される。ここではゾルのｐＨが、セリアのコロイド粒子の等電点からは比較的離れているので、セリアのコロイド粒子は比較的大きいゼータ電位を有し、従ってセリアのコロイド粒子の凝集は抑制されている。
尚、コロイド粒子を凝集させるときに、凝集させようとするコロイド粒子の等電点を通過するようにゾルのｐＨを変動させると、ゾルのｐＨがこの等電点を通過するときにこのコロイド粒子のゼータ電位がゼロになり、従ってこのコロイド粒子の凝集をより確実に行うことができる。
ゾルのｐＨの調節は、任意の酸又はアルカリを添加することによって行うことができる。例えば、酸としては鉱酸、例えば硝酸、塩酸等を用いることができ、アルカリとしては、アンモニア水、水酸化ナトリウム等を用いることができる。また、ゾルのｐＨの調節は、単に複数種のゾルを混合することによって達成することもできる。
このゾルのｐＨの調節は、ｐＨメーターでゾルのｐＨを測定しながら、酸又はアルカリをゾルに添加して達成できる。またこれは、予めサンプリングしたゾルを用いてｐＨ調節に必要な酸又はアルカリの量を測定し、それに基づいてゾル全体のために必要とされる酸又はアルカリの量を決定し、ゾル全体に添加することによっても達成できる。
〔セリアのコロイド粒子の凝集〕
この方法では、次に、ゾルのｐＨを、ジルコニアのコロイド粒子の等電点よりもセリアのコロイド粒子の等電点に近づけて、凝集したジルコニアのコロイド粒子の周囲に、セリアのコロイド粒子を凝集させる。
この方法では、次に、ゾルのｐＨを、ジルコニアのコロイド粒子の等電点よりもセリアのコロイド粒子の等電点に近づけて、凝集したジルコニアのコロイド粒子の周囲に、セリアのコロイド粒子を凝集させる。
このように、凝集したジルコニアのコロイド粒子を含有するゾルのｐＨを、セリアのコロイド粒子の等電点付近まで変動させると、セリアのコロイド粒子のゼータ電位が小さくなって粒子間の電気的な反発が小さくなり、それによってセリアのコロイド粒子の凝集が促進される。ここではゾルのｐＨが、ジルコニアのコロイド粒子の等電点からは比較的離れているので、ジルコニアのコロイド粒子の凝集が抑制されて、ジルコニアのコロイド粒子の周囲にセリアのコロイド粒子が堆積する。
尚、ゾルのｐＨの調節については上記ジルコニアの凝集の場合と同様である。
〔凝集物の乾燥及び焼成〕
上記のようにして得られる凝集体を乾燥及び焼成することによって、本発明の触媒担体粉末が得られる。
上記のようにして得られる凝集体を乾燥及び焼成することによって、本発明の触媒担体粉末が得られる。
ゾルからの分散媒の除去及び乾燥は、任意の方法及び任意の温度で行うことができる。これは例えば、ゾルを１２０℃のオーブンに入れて達成できる。このようにしてゾルから分散媒を除去及び乾燥して得られた原料を焼成して、触媒担体粉末を得ることができる。この焼成は、金属酸化物合成において一般的に用いられる温度、例えば５００〜１１００℃の温度で行うことができる。
以下、本発明を実施例に基づき更に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
以下の実験におけるゾルのｐＨの測定は、ｐＨメーターを使用し、ｐＨメーター電極をゾルに直接に浸漬して行った。
〔実施例１〕
下記の特性を有する白金担持セリア（ＣｅＯ２）−ジルコニア（ＺｒＯ２）−イットリア（Ｙ２Ｏ３）複合酸化物触媒を提供した。
組成比： ＣｅＯ２：ＺｒＯ２：Ｙ２Ｏ３＝６０：３６：４（重量比）
表面セリアモル分率： ６３．７ｍｏｌ％
初期比表面積： ５５．１ｍ２／ｇ
下記の特性を有する白金担持セリア（ＣｅＯ２）−ジルコニア（ＺｒＯ２）−イットリア（Ｙ２Ｏ３）複合酸化物触媒を提供した。
組成比： ＣｅＯ２：ＺｒＯ２：Ｙ２Ｏ３＝６０：３６：４（重量比）
表面セリアモル分率： ６３．７ｍｏｌ％
初期比表面積： ５５．１ｍ２／ｇ
この触媒の製造方法は下記のようなものである：
アルカリ安定化ジルコニアゾル水溶液、酸性安定化セリアゾル水溶液、イットリアゾル水溶液をそれぞれ所定量混合し、酸性の混合ゾルを得て、ジルコニアのコロイド粒子を凝集させた。その後、この混合ゾルに、ｐＨが１０になるまでアンモニア（ＮＨ３）水を添加して、凝集したジルコニア粒子にセリアのコロイド粒子を凝集させた。その後、１２０℃で２４時間にわたって乾燥し、乾燥物を７００℃で５時間にわたって焼成した。このようにして得られた酸化物粉末を、質量にして６倍の蒸留水に分散させ、白金が酸化物粉末の１質量％になるようにして、４．４質量％ジニトロジアンミン白金溶液を添加し、１時間にわたって撹拌した。更に、１２０℃で水分を乾燥し、５００℃で２時間にわたって乾燥した。
アルカリ安定化ジルコニアゾル水溶液、酸性安定化セリアゾル水溶液、イットリアゾル水溶液をそれぞれ所定量混合し、酸性の混合ゾルを得て、ジルコニアのコロイド粒子を凝集させた。その後、この混合ゾルに、ｐＨが１０になるまでアンモニア（ＮＨ３）水を添加して、凝集したジルコニア粒子にセリアのコロイド粒子を凝集させた。その後、１２０℃で２４時間にわたって乾燥し、乾燥物を７００℃で５時間にわたって焼成した。このようにして得られた酸化物粉末を、質量にして６倍の蒸留水に分散させ、白金が酸化物粉末の１質量％になるようにして、４．４質量％ジニトロジアンミン白金溶液を添加し、１時間にわたって撹拌した。更に、１２０℃で水分を乾燥し、５００℃で２時間にわたって乾燥した。
〔実施例２及び３並びに比較例１〜３〕
実施例１の製造方法を基準にしてゾルのｐＨの変動させ方を変更して、実施例２及び３並びに比較例１〜３の触媒担体粉末を得た。このようにして得られた担体粉末に、実施例１と同様にして白金を担持させた。これらの実施例及び比較例の担体粉末の組成比は実施例１と同じであった。表面セリアモル分率、原料セリアモル分率及び初期比表面積については、表２に示す。
実施例１の製造方法を基準にしてゾルのｐＨの変動させ方を変更して、実施例２及び３並びに比較例１〜３の触媒担体粉末を得た。このようにして得られた担体粉末に、実施例１と同様にして白金を担持させた。これらの実施例及び比較例の担体粉末の組成比は実施例１と同じであった。表面セリアモル分率、原料セリアモル分率及び初期比表面積については、表２に示す。
〔比較例４〕
下記に示す従来の共沈法によって触媒を製造した。
蒸留水に硝酸ＩＩアンモニウムセリウム、オキシ硝酸ジルコニウム及び硝酸イットリウムを所定量混合し、撹拌して溶解させた。この溶液にｐＨが９になるまでアンモニア水を添加して共沈法によって沈殿を生じさせた。この溶液を１２０℃で２４時間にわたって乾燥し、乾燥物を７００℃で５時間にわたって焼成した。このようにして得られた酸化物粉末に、実施例１と同様にして白金を担持させた。表面セリア濃度、原料セリア濃度及び初期比表面積については、表２に示す。この表１で示されるように、従来の共沈法によって得られる担体では、表面Ｃｅ濃度／原料Ｃｅ濃度の比が１．０よりもかなり小さく、ここでは約０．７となっている。
下記に示す従来の共沈法によって触媒を製造した。
蒸留水に硝酸ＩＩアンモニウムセリウム、オキシ硝酸ジルコニウム及び硝酸イットリウムを所定量混合し、撹拌して溶解させた。この溶液にｐＨが９になるまでアンモニア水を添加して共沈法によって沈殿を生じさせた。この溶液を１２０℃で２４時間にわたって乾燥し、乾燥物を７００℃で５時間にわたって焼成した。このようにして得られた酸化物粉末に、実施例１と同様にして白金を担持させた。表面セリア濃度、原料セリア濃度及び初期比表面積については、表２に示す。この表１で示されるように、従来の共沈法によって得られる担体では、表面Ｃｅ濃度／原料Ｃｅ濃度の比が１．０よりもかなり小さく、ここでは約０．７となっている。
〔実施例４並びに比較例５及び６〕
実施例１の製造方法を基準にしてゾルのｐＨの変動させ方を変更して、実施例４並びに比較例５及び６の触媒担体粉末を得た。但し、ここでは、原料の組成比を変更するとことによって、担体粉末の組成比をＣｅＯ２：ＺｒＯ２：Ｙ２Ｏ３＝４０：５６：４（重量比）とした。このようにして得られた担体粉末に、実施例１と同様にして白金を担持させた。表面セリアモル分率、原料セリアモル分率及び初期比表面積については、表２に示す。
実施例１の製造方法を基準にしてゾルのｐＨの変動させ方を変更して、実施例４並びに比較例５及び６の触媒担体粉末を得た。但し、ここでは、原料の組成比を変更するとことによって、担体粉末の組成比をＣｅＯ２：ＺｒＯ２：Ｙ２Ｏ３＝４０：５６：４（重量比）とした。このようにして得られた担体粉末に、実施例１と同様にして白金を担持させた。表面セリアモル分率、原料セリアモル分率及び初期比表面積については、表２に示す。
〔実施例５及び比較例７〕
実施例１の製造方法を基準にしてゾルのｐＨの変動させ方を変更して、実施例５及び比較例７の触媒担体粉末を得た。但し、ここでは、原料の組成比を変更するとことによって、担体粉末の組成比をＣｅＯ２：ＺｒＯ２：Ｙ２Ｏ３＝７０：２６：４（重量比）とした。このようにして得られた担体粉末に、実施例１と同様にして白金を担持させた。表面セリアモル分率、原料セリアモル分率及び初期比表面積については、表２に示す。
実施例１の製造方法を基準にしてゾルのｐＨの変動させ方を変更して、実施例５及び比較例７の触媒担体粉末を得た。但し、ここでは、原料の組成比を変更するとことによって、担体粉末の組成比をＣｅＯ２：ＺｒＯ２：Ｙ２Ｏ３＝７０：２６：４（重量比）とした。このようにして得られた担体粉末に、実施例１と同様にして白金を担持させた。表面セリアモル分率、原料セリアモル分率及び初期比表面積については、表２に示す。
〔評価〕
＜耐久前の初期比表面積（ＳＳＡ）＞
窒素吸着によるＢＥＴ一点法を用いて測定した。
＜耐久前の金属酸化物粒子表面のセリアモル分率測定＞
Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって測定した。ここでは、アルバックファイ製ＰＨＩ−５８００を使用した。
＜耐久＞
表１に示すリッチガス及びリーンガスを１分毎に切り替えて、１０００℃で５時間にわたって行った。
＜耐久後白金粒子径＞
−８０℃での一酸化炭素パルス吸着法で測定した。
尚、触媒の活性評価用には、白金担持触媒を１ｍｍ角のペレット状に成型して用いた。
＜耐久前の初期比表面積（ＳＳＡ）＞
窒素吸着によるＢＥＴ一点法を用いて測定した。
＜耐久前の金属酸化物粒子表面のセリアモル分率測定＞
Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって測定した。ここでは、アルバックファイ製ＰＨＩ−５８００を使用した。
＜耐久＞
表１に示すリッチガス及びリーンガスを１分毎に切り替えて、１０００℃で５時間にわたって行った。
−８０℃での一酸化炭素パルス吸着法で測定した。
尚、触媒の活性評価用には、白金担持触媒を１ｍｍ角のペレット状に成型して用いた。
評価結果は下記の表２に示す。また、耐久前の初期比表面積及び耐久後の白金粒子径については、図２及び図３にも示す。これら図２及び図３において、共沈法を用いた比較例４の触媒の結果には括弧を付している。
表２及び図２で示されるように、実施例１〜５及び比較例１〜７の担体の初期比表面積は、原料におけるセリア濃度に依存しており、原料中のセリアのモル分率（ｍｏｌ％）に対する担体粉末表面のセリアのモル分率（ｍｏｌ％）の比に対する相関は見られない。にもかかわらず、表２及び図３で示されるように、この比の値が１．０〜１．５になるように調製した担体粉末を用いた実施例１〜５の触媒は、この比の値が１．０〜１．５の範囲外である比較例１〜７の触媒と比較して、耐久後の白金粒子径が小さい。すなわち、実施例の触媒では、比較例の触媒と比較して、セリアと白金の親和性によるシンタリング防止効果と、担体のジルコニア成分による担体自身のシンタリング防止効果とを良好に組み合わせて提供し、結果として耐久後にも小さい白金粒子径を維持しているものと考えられる。
１ 中心部
２ 外皮部
３ 触媒担体粉末
４ 白金粒子
５ 排ガス浄化触媒
２ 外皮部
３ 触媒担体粉末
４ 白金粒子
５ 排ガス浄化触媒
Claims (4)
- セリア及びジルコニアを含有する触媒担体粉末であって、原料中のセリアのモル分率（ｍｏｌ％）に対するＸ線光電子分光法で測定される担体粉末表面のセリアのモル分率（ｍｏｌ％）の比が１．２〜１．５である、触媒担体粉末。
- セリア及びジルコニアの合計に対するセリアの含有率が、３０〜６５ｍｏｌ％である、請求項１に記載の触媒担体粉末。
- アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類からなる群より選択される少なくとも１種の金属の酸化物を更に含む、請求項１又は２に記載の触媒担体粉末。
- 請求項１〜３のいずれかに記載の触媒担体粉末に白金が担持されてなる、排ガス浄化触媒。
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