JP4589032B2 - 排気ガス浄化用触媒及び同触媒用酸素吸蔵材 - Google Patents
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Description
上記一種類の触媒金属はRhであり、
上記複合酸化物の少なくとも一部は、中空の殻及びその破片の少なくとも一方の形態となって上記触媒層に存在し、
上記中空の殻又はその破片を構成する上記Ce及びZrを含有する一次粒子の結晶格子又は原子間に上記Rhの少なくとも一部が配置されており、
上記Al 2 O 3 は、上記複合酸化物と混合して上記触媒層に含まれていることを特徴とする。
Rhが結晶格子又は原子間に配置された上記一次粒子の平均結晶子径が10nm未満であることを特徴とする。
上記中空の殻は、その直径が0.05μm以上3.0μm以下の略球状であり、その殻壁の厚みが50nm以下であることを特徴とする。
Ce及びZrを含有し且つ結晶格子又は原子間にRhが配置されている複合酸化物の一次粒子から構成されていて、
上記Ce及びZrを含有する一次粒子が凝集して中空の殻及びその破片の少なくとも一方の形態となっていることを特徴とする。
上記複合酸化物の平均結晶子径が10nm未満であることを特徴とする。
上記複合酸化物を噴霧熱分解法によって製造した。すなわち、オキシ硝酸ジルコニウム、硝酸セリウム、硝酸ネオジム、硝酸ロジウム及び硫酸マグネシウムの各所定量を水に溶解させることにより、上記複合酸化物の原料溶液を調製した。ここで、硫酸マグネシウムは、中空状複合酸化物を製造する際の結晶子のシンタリングを抑制する、結晶子同士の接触点を減らしつつ中空構造に導く、という作用を有するものとして、各種添加化合物の中から選定されたものであり、その添加量、濃度等は適宜決定することができる。次いで、上記原料溶液を、空気をキャリアガスとして噴霧することにより、液滴化させて加熱炉に供給した。加熱炉の温度は1000℃に設定した。加熱炉を出た粒子はバグフィルターによって捕集し、これを水洗後、乾燥させることにより、当該複合酸化物を得た。この実施例においては、ZrO2:CeO2:Nd2O3=68:22:10、当該複合酸化物におけるRh量が0.125質量%となるようにした。
但し、hklはミラー指数、λは特性X線の波長(Å)、β1/2は(hkl)面の半価幅(ラジアン)、θはX線反射角度である。
上記実施例の排気ガス浄化性能を比較例との比較において評価した。
共沈法によって比較例に係る複合酸化物を調製した。すなわち、オキシ硝酸ジルコニウム、硝酸セリウム、硝酸ネオジム及び硝酸ロジウム溶液各々の所定量と水とを混合し、この混合溶液を室温で約1時間撹拌した後、80℃まで加熱昇温させ、これと28%アンモニア水50mLとを素早く混合した。このアンモニア水との混合により白濁した溶液を一昼夜放置し、生成したケーキを遠心分離器にかけ、十分に水洗した。この水洗したケーキを約150℃の温度で乾燥させた後、400℃の温度に5時間保持し、次いで1000℃の温度に1時間保持するという条件で焼成した。
上記実施例及び比較例の各触媒について、O2を2質量%、H2Oを10質量%含有するN2ガス雰囲気で1000℃の温度に24時間加熱するエージング処理を行なった後、モデルガス流通反応装置及び排気ガス分析装置を用いて、空燃比リッチのモデルガス(温度600℃)を20分間流した後のHC、CO及びNOxの浄化に関するライトオフ温度T50及び高温浄化率C400を測定した。T50は、触媒に流入するモデルガス温度を常温から漸次上昇させていき、浄化率が50%に達したときの触媒入口のガス温度である。C400は触媒入口ガス温度が400℃のときの浄化率である。モデルガスは、A/F=14.7±0.9とした。すなわち、A/F=14.7のメインストリームガスを定常的に流しつつ、所定量の変動用ガスを1Hzでパルス状に添加することにより、A/Fを±0.9の振幅で強制的に振動させた。空間速度SVは60000h−1、昇温速度は30℃/分である。
上述のCe及びZrを含有し且つRhが結晶格子又は原子間に配置された複合酸化物は、雰囲気が酸素過剰になると、速やかに酸素を吸蔵するとともに、酸素吸蔵量も多くなるが、その酸素吸蔵のメカニズムは以下のように推定される。
Claims (5)
- 触媒担体上に形成された触媒層に、Ce及びZrを含有する複合酸化物と、Al2O3と、少なくとも一種類の触媒金属とが含まれている排気ガス浄化用触媒であって、
上記一種類の触媒金属はRhであり、
上記複合酸化物の少なくとも一部は、中空の殻及びその破片の少なくとも一方の形態となって上記触媒層に存在し、
上記中空の殻又はその破片を構成する上記Ce及びZrを含有する一次粒子の結晶格子又は原子間に上記Rhの少なくとも一部が配置されており、
上記Al 2 O 3 は、上記複合酸化物と混合して上記触媒層に含まれていることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。 - 請求項1において、
Rhが結晶格子又は原子間に配置された上記一次粒子の平均結晶子径が10nm未満であることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。 - 請求項1又は請求項2において、
上記中空の殻は、その直径が0.05μm以上3.0μm以下の略球状であり、その殻壁の厚みが50nm以下であることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載されている排気ガス浄化用触媒に含有される酸素吸蔵材であって、
Ce及びZrを含有し且つ結晶格子又は原子間にRhが配置されている複合酸化物の一次粒子から構成されていて、
上記Ce及びZrを含有する一次粒子が凝集して中空の殻及びその破片の少なくとも一方の形態となっていることを特徴とする酸素吸蔵材。 - 請求項4において、
上記一次粒子の平均結晶子径が10nm未満であることを特徴とする酸素吸蔵材。
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