JP2020011174A - 排ガス浄化触媒の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱耐久下において触媒担体表面の貴金属がシンタリングすることを、より抑制することができる排ガス浄化触媒を製造する方法を提供する。【解決手段】排ガス浄化触媒を製造する本開示の方法は、Pt、Rh、又はこれらの組み合わせである貴金属の塩と、Nd、Y、又はこれらの組み合わせである希土類の塩とが溶解しており、かつ担体粒子が分散している、原料スラリーを提供すること、及び原料スラリーを乾燥させることを含んでいる。製造される排ガス浄化触媒中の貴金属の量は、排ガス浄化触媒中の貴金属、希土類、及び担体粒子の合計に対して、0.2〜1.0質量%である。また、製造される排ガス浄化触媒中の希土類の量が、排ガス浄化触媒中の貴金属、希土類、及び担体粒子の合計に対して、10〜30質量%である。【選択図】図1
Description
本開示は、排ガス浄化触媒の製造方法に関する。
自動車等のための内燃機関、例えば、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中には、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、及び窒素酸化物(NOx)等の成分が含まれている。このため、通常は、内燃機関を有する車両には、これらの成分を浄化するための排ガス浄化用触媒装置が設けられており、この排ガス浄化用触媒装置内に取り付けられた排ガス浄化触媒によって、これらの成分が実質的に分解されている。
排ガス浄化触媒としては、Pt、Rh、及びPd等の貴金属粒子が、アルミナ等の担体粒子に担持された構成を有するものが知られている。このような排ガス浄化触媒は、熱耐久に伴い、貴金属粒子がシンタリングすることにより、触媒活性が低下する場合がある。
貴金属粒子のシンタリングを抑制する手段として、特許文献1は、ジルコニア系金属酸化物粒子の表面に希土類酸化物が富化した領域が点在する触媒担体上に、Rhが担持されている排ガス浄化触媒を開示している。同文献によると、このような排ガス浄化触媒は、希土類酸化物を使用することにより、触媒担体表面におけるロジウムの移動及びシンタリングを抑制しつつ、触媒担体表面においてロジウムを適度に分散させることができる。
また、特許文献1は、希土類水酸化物又は酸化物のコロイド粒子を含有しているコロイド溶液を提供すること、コロイド溶液に、ジルコニア系金属酸化物粒子を加えて、ジルコニア系金属酸化物粒子の表面にコロイド粒子を吸着担持させること、並びにコロイド粒子を吸着担持させたジルコニア系金属酸化物粒子を、乾燥及び焼成することにより、このような排ガス浄化触媒を製造することができる旨、開示している。
熱耐久下において触媒担体表面の貴金属がシンタリングすることを、より抑制することができる排ガス浄化触媒を製造することが求められている。
本開示者は、以下の手段により上記課題を達成することができることを見出した:
排ガス浄化触媒の製造方法であって、
Pt、Rh、又はこれらの組み合わせである貴金属の塩と、Nd、Y、又はこれらの組み合わせである希土類の塩とが溶解しており、かつ担体粒子が分散している、原料スラリーを提供すること、及び
前記原料スラリーを乾燥させること
を含んでおり、
前記排ガス浄化触媒中の貴金属の量が、前記排ガス浄化触媒中の前記貴金属、前記希土類、及び前記担体粒子の合計に対して、0.2〜1.0質量%であり、かつ
前記排ガス浄化触媒中の前記希土類の量が、前記排ガス浄化触媒中の前記貴金属、前記希土類、及び前記担体粒子の合計に対して、10〜30質量%である、
排ガス浄化触媒の製造方法。
排ガス浄化触媒の製造方法であって、
Pt、Rh、又はこれらの組み合わせである貴金属の塩と、Nd、Y、又はこれらの組み合わせである希土類の塩とが溶解しており、かつ担体粒子が分散している、原料スラリーを提供すること、及び
前記原料スラリーを乾燥させること
を含んでおり、
前記排ガス浄化触媒中の貴金属の量が、前記排ガス浄化触媒中の前記貴金属、前記希土類、及び前記担体粒子の合計に対して、0.2〜1.0質量%であり、かつ
前記排ガス浄化触媒中の前記希土類の量が、前記排ガス浄化触媒中の前記貴金属、前記希土類、及び前記担体粒子の合計に対して、10〜30質量%である、
排ガス浄化触媒の製造方法。
本開示によれば、熱耐久下において触媒担体表面の貴金属がシンタリングすることを、より抑制することができる排ガス浄化触媒を製造する方法を提供することができる。
以下、本開示の実施の形態について詳述する。なお、本開示は、以下の実施の形態に限定されるのではなく、開示の本旨の範囲内で種々変形して実施できる。
《排ガス浄化触媒の製造方法》
排ガス浄化触媒を製造する本開示の方法は、Pt、Rh、又はこれらの組み合わせである貴金属の塩と、Nd、Y、又はこれらの組み合わせである希土類の塩とが溶解しており、かつ担体粒子が分散している、原料スラリーを提供すること、及び原料スラリーを乾燥させることを含んでいる。製造される排ガス浄化触媒中の貴金属の量は、排ガス浄化触媒中の貴金属、希土類、及び担体粒子の合計に対して、0.2〜1.0質量%である。また、製造される排ガス浄化触媒中の希土類の量が、排ガス浄化触媒中の貴金属、希土類、及び担体粒子の合計に対して、10〜30質量%である。
排ガス浄化触媒を製造する本開示の方法は、Pt、Rh、又はこれらの組み合わせである貴金属の塩と、Nd、Y、又はこれらの組み合わせである希土類の塩とが溶解しており、かつ担体粒子が分散している、原料スラリーを提供すること、及び原料スラリーを乾燥させることを含んでいる。製造される排ガス浄化触媒中の貴金属の量は、排ガス浄化触媒中の貴金属、希土類、及び担体粒子の合計に対して、0.2〜1.0質量%である。また、製造される排ガス浄化触媒中の希土類の量が、排ガス浄化触媒中の貴金属、希土類、及び担体粒子の合計に対して、10〜30質量%である。
原理によって限定されるものではないが、本開示の作用原理は以下のとおりであると考える。
希土類が添加されている担体に貴金属粒子を担持させた排ガス浄化触媒では、希土類による貴金属粒子のアンカー効果、すなわち、担体粒子に担持されている貴金属粒子の担体粒子の表面における移動を抑制する効果によって、貴金属粒子のシンタリングが抑制されると考えられる。
これに関して、本開示者は、担体粒子とあわせて所定量の貴金属の塩及び希土類の塩を含有する原料スラリーを乾燥させて貴金属と希土類とを担体粒子上に担持することにより、アンカー効果を最適化することができ、それによって、貴金属のシンタリングをより抑制することができることを見出した。
〈原料スラリー〉
本開示の方法において提供される原料スラリーは、Pt、Rh、又はこれらの組み合わせである貴金属の塩と、Nd、Y、又はこれらの組み合わせである希土類の塩とが溶解しており、かつ担体粒子が分散している。
本開示の方法において提供される原料スラリーは、Pt、Rh、又はこれらの組み合わせである貴金属の塩と、Nd、Y、又はこれらの組み合わせである希土類の塩とが溶解しており、かつ担体粒子が分散している。
原料スラリー中の貴金属の塩、希土類の塩、及び担体粒子の組成比は、以下に示す、本開示の方法により製造される排ガス浄化触媒の組成に合わせて調整される。
原料スラリーは、例えば、Pt、Rh、又はこれらの組み合わせである貴金属の塩と、Nd、Y、又はこれらの組み合わせである希土類の塩とが溶解している水溶液に、担体粒子を分散させて得ることができる。また、原料スラリーは、例えば、担体粒子が分散しているスラリーに、Pt、Rh、又はこれらの組み合わせである貴金属の塩と、Nd、Y、又はこれらの組み合わせである希土類の塩とを溶解させることにより得ることもできる。
(貴金属の塩)
Pt、Rh、又はこれらの組み合わせである貴金属の塩は、原料スラリーの分散媒に溶解させることができる任意の塩を用いることができる。このような塩としては、例えばPt、Rh、又はこれらの組み合わせである貴金属の塩化物、硝酸塩、硫酸塩、スルホン酸塩、リン酸塩、及びこれらの水和物、並びにこれらの組み合わせを挙げることができる。
Pt、Rh、又はこれらの組み合わせである貴金属の塩は、原料スラリーの分散媒に溶解させることができる任意の塩を用いることができる。このような塩としては、例えばPt、Rh、又はこれらの組み合わせである貴金属の塩化物、硝酸塩、硫酸塩、スルホン酸塩、リン酸塩、及びこれらの水和物、並びにこれらの組み合わせを挙げることができる。
原料スラリー中の貴金属の塩の含有量は、本開示の方法により製造される排ガス浄化触媒が含有する貴金属の量が、排ガス浄化触媒中の貴金属、希土類、及び担体粒子との合計に対して、0.2〜1.0質量%となる量である。
この貴金属の塩の含有量は、本開示の方法により製造される排ガス浄化触媒が含有する貴金属の量が、排ガス浄化触媒中の貴金属、希土類、及び担体粒子との合計に対して、0.2質量%以上、0.3質量%以上、0.4質量%以上、又は0.5質量%以上となる量であってよく、1.0質量%以下、0.9質量%以下、0.8質量%以下、0.7質量%以下、又は0.6質量%以下となる量であってよい。
(希土類の塩)
Nd、Y、又はこれらの組み合わせである希土類の塩は、原料スラリーの分散媒に溶解させることができる任意の塩を用いることができる。このような塩としては、例えばNd、Y、又はこれらの組み合わせである希土類の塩化物、硝酸塩、硫酸塩、及びこれらの水和物、並びにこれらの組み合わせを挙げることができる。
Nd、Y、又はこれらの組み合わせである希土類の塩は、原料スラリーの分散媒に溶解させることができる任意の塩を用いることができる。このような塩としては、例えばNd、Y、又はこれらの組み合わせである希土類の塩化物、硝酸塩、硫酸塩、及びこれらの水和物、並びにこれらの組み合わせを挙げることができる。
原料スラリー中の希土類の塩の含有量は、本開示の方法により製造される排ガス浄化触媒が含有する希土類の量が、排ガス浄化触媒中の貴金属、希土類、及び担体粒子との合計に対して、10〜30質量%となる量である。
この希土類の塩の含有量は、本開示の方法により製造される排ガス浄化触媒が含有する希土類の量が、排ガス浄化触媒中の貴金属、希土類、及び担体粒子との合計に対して、10質量%以上、15質量%以上、又は20質量%以上となる量であってよく、30質量%以下、25質量%以下、又は20質量%以下となる量であってよい。
(担体粒子)
担体粒子は、排ガス浄化触媒に用いる貴金属の触媒活性を失わせないものであれば、特に限定されない。担体粒子の例として、シリカ(SiO2)、ジルコニア(ZrO2)、セリア(CeO2)、アルミナ(Al2O3)、チタニア(TiO2)、及びこれらの固溶体、並びにこれらの組み合わせ等を挙げることができる。担体粒子は、例えば、CeO2−ZrO2複合酸化物、Al2O3−CeO2−ZrO2複合酸化物、又はアルミナ−ジルコニア−チタニアの複合酸化物等を挙げることができる。
担体粒子は、排ガス浄化触媒に用いる貴金属の触媒活性を失わせないものであれば、特に限定されない。担体粒子の例として、シリカ(SiO2)、ジルコニア(ZrO2)、セリア(CeO2)、アルミナ(Al2O3)、チタニア(TiO2)、及びこれらの固溶体、並びにこれらの組み合わせ等を挙げることができる。担体粒子は、例えば、CeO2−ZrO2複合酸化物、Al2O3−CeO2−ZrO2複合酸化物、又はアルミナ−ジルコニア−チタニアの複合酸化物等を挙げることができる。
(原料スラリーの分散媒)
原料スラリーの分散媒は、Pt、Rh、又はこれらの組み合わせである貴金属の塩、及びNd、Y、又はこれらの組み合わせである希土類の塩を溶解することができ、かつ担体粒子を分散させることができるものであれば特に限定されない。分散媒としては、例えば水を用いることができる。
原料スラリーの分散媒は、Pt、Rh、又はこれらの組み合わせである貴金属の塩、及びNd、Y、又はこれらの組み合わせである希土類の塩を溶解することができ、かつ担体粒子を分散させることができるものであれば特に限定されない。分散媒としては、例えば水を用いることができる。
〈乾燥工程〉
本開示の方法は、原料スラリーを乾燥することを含んでいる。乾燥の温度、時間、及び雰囲気は、特に限定されない。例えば、80℃〜120℃の範囲の温度、1〜10時間の範囲の時間、及び大気雰囲気でよい。
本開示の方法は、原料スラリーを乾燥することを含んでいる。乾燥の温度、時間、及び雰囲気は、特に限定されない。例えば、80℃〜120℃の範囲の温度、1〜10時間の範囲の時間、及び大気雰囲気でよい。
乾燥の温度は、80℃以上、90℃以上、又は100℃以上であってよく、120℃以下、110℃以下、又は100℃以下であってよい。
乾燥の時間は、1時間以上、3時間以上、又は5時間以上であってよく、10時間以下、9時間以下、又は7時間以下であってよい。
本開示の方法は、乾燥工程の後に、さらに焼成工程を含んでいてよい。
焼成の温度、時間、及び雰囲気は、特に限定されない。例えば、400℃〜1000℃の範囲の温度、2〜4時間の範囲の時間、及び大気雰囲気でよい。
焼成の温度は、400℃以上、500℃以上、又は600℃以上であってよく、1000℃以下、900℃以下、又は700℃以下であってよい。
焼成の時間は、2時間以上、2時間30分以上、又は3時間以上であってよく、4時間以下、3時間30分以下、又は3時間以下であってよい。
《実施例1−1、実施例1−2、及び比較例1》
以下に記載のとおりにして、Pt、Y、及び担体としてのアルミナを有する実施例1−1及び実施例1−2の排ガス浄化触媒、並びにPt及び担体としてのアルミナを有する比較例1の排ガス浄化触媒を得た。また、得られた各排ガス浄化触媒に対して、以下に記載のとおりの熱耐久処理1及び熱耐久処理2を行った。そして、熱耐久処理前、熱耐久処理1後、及び熱耐久処理2後の各排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径、及びNOx浄化率を、それぞれ測定した。
以下に記載のとおりにして、Pt、Y、及び担体としてのアルミナを有する実施例1−1及び実施例1−2の排ガス浄化触媒、並びにPt及び担体としてのアルミナを有する比較例1の排ガス浄化触媒を得た。また、得られた各排ガス浄化触媒に対して、以下に記載のとおりの熱耐久処理1及び熱耐久処理2を行った。そして、熱耐久処理前、熱耐久処理1後、及び熱耐久処理2後の各排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径、及びNOx浄化率を、それぞれ測定した。
〈実施例1−1〉
500mlビーカーに蒸留水を秤量後、一部を共洗い用として、50mlビーカーに移した。その後、CeO2−ZrO2を秤量して、500mlビーカーに加えた。ビーカーに回転子を入れてホットプレート付きスターラーで撹拌した。上記において50mlビーカーに移した共洗い用の蒸留水で、秤量用容器の容器壁に付着したCeO2−ZrO2を洗い流した。これにより、溶液Aを作製した。
500mlビーカーに蒸留水を秤量後、一部を共洗い用として、50mlビーカーに移した。その後、CeO2−ZrO2を秤量して、500mlビーカーに加えた。ビーカーに回転子を入れてホットプレート付きスターラーで撹拌した。上記において50mlビーカーに移した共洗い用の蒸留水で、秤量用容器の容器壁に付着したCeO2−ZrO2を洗い流した。これにより、溶液Aを作製した。
蒸留水を100mlビーカーに秤量した。Pt塩溶液(Pt濃度8.6質量%)及び硝酸イットリウム六水和物をそれぞれ秤量して100mlビーカーに加えた。これにより、溶液Bを作製した。
送液ポンプを用いて、送液速度30ml/分でB液をA液に加え、その後、蒸発乾固させ、さらに乾燥炉で、120℃で一晩乾燥させた。
以上により、実施例1−1の排ガス浄化触媒を得た。なお、実施例1−1の排ガス浄化触媒の狙い組成等は、表1に記載のとおりである。
〈実施例1−2及び比較例1〉
排ガス浄化触媒の狙い組成等が表1に記載のとおりになるように、各試料の分量等を変えたことを除いて、実施例1と同様にして、実施例1−2及び比較例1の排ガス浄化触媒を得た。なお、表1において、排ガス浄化触媒のPt及びYの含有率は、狙い値である。
排ガス浄化触媒の狙い組成等が表1に記載のとおりになるように、各試料の分量等を変えたことを除いて、実施例1と同様にして、実施例1−2及び比較例1の排ガス浄化触媒を得た。なお、表1において、排ガス浄化触媒のPt及びYの含有率は、狙い値である。
〈熱耐久処理〉
(熱耐久処理1)
実施例1−1、実施例1−2、及び比較例1の排ガス浄化触媒を、窒素雰囲気下で800℃まで昇温後、5時間にわたって熱耐久処理した。熱耐久処理中に、リッチ雰囲気(CO:2%、H2O:10%、N2:バランス)及びリーン雰囲気(O2:5%、H2O:10%、N2:バランス)を5分間隔で交互に流通させた。
(熱耐久処理1)
実施例1−1、実施例1−2、及び比較例1の排ガス浄化触媒を、窒素雰囲気下で800℃まで昇温後、5時間にわたって熱耐久処理した。熱耐久処理中に、リッチ雰囲気(CO:2%、H2O:10%、N2:バランス)及びリーン雰囲気(O2:5%、H2O:10%、N2:バランス)を5分間隔で交互に流通させた。
(熱耐久処理2)
熱耐久温度を1100℃としたことを除いて、熱耐久処理1と同様にして熱耐久処理を行った。
熱耐久温度を1100℃としたことを除いて、熱耐久処理1と同様にして熱耐久処理を行った。
〈Pt粒子の粒子径の測定〉
(測定方法)
COパルス法により、実施例1−1、実施例1−2、及び比較例1の排ガス浄化触媒のそれぞれのCO吸着量を測定し、Pt粒子の平均粒子径を測定した。
(測定方法)
COパルス法により、実施例1−1、実施例1−2、及び比較例1の排ガス浄化触媒のそれぞれのCO吸着量を測定し、Pt粒子の平均粒子径を測定した。
具体的には、マイクロトラック・ベル(株)製のBELCAT−Aを使用して、10℃/分で400℃まで昇温後、酸素雰囲気下で15分加熱し、続いて水素雰囲気下で15分加熱し、0℃まで冷却後にCOをパルス状に導入し、CO吸着量を測定した。そして、CO吸着量から、Pt粒子の平均粒子径を測定した。
(測定結果)
結果を表1及び図1に示す。なお、表1において、排ガス浄化触媒のPt及びYの含有率は、狙い値である。
結果を表1及び図1に示す。なお、表1において、排ガス浄化触媒のPt及びYの含有率は、狙い値である。
図1は、熱耐久処理1前後における、実施例1−1、実施例1−2、及び比較例1の排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径の変化を示すグラフである。図1において、「◇」は、熱耐久処理1前の排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径を示しており、「△」は、熱耐久処理1後の排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径を示している。表1及び図1に示すように、Yを有しない比較例1では、Pt粒子の平均粒子径は、熱耐久処理1を行うと、非常に大きくなった(熱耐久処理1前:2.0nm、熱耐久処理1後:9.3nm)。これに対して、Yを有する実施例1−1及び1−2では、熱耐久処理1前後におけるPt粒子の平均粒子径の大きさの変化は、比較例1よりも少なかった。そして、Yの量がより多い実施例1−2(熱耐久処理1前:4.1nm、熱耐久処理1後:5.7nm)では、実施例1−1(熱耐久処理1前:2.4nm、熱耐久処理1後:6.8nm)よりも熱耐久処理1前後におけるPt粒子の平均粒子径の大きさの変化は少なかった。
〈排ガス浄化率の測定〉
(測定方法)
実施例1−1、実施例1−2、及び比較例1の排ガス浄化触媒について、50℃/分で、100℃から600℃まで昇温させ、以下の表2の組成及び流量のガスを流通させることで、熱耐久処理前、熱耐久処理1後、及び熱耐久処理2後のNO浄化率を、それぞれ測定した。
(測定方法)
実施例1−1、実施例1−2、及び比較例1の排ガス浄化触媒について、50℃/分で、100℃から600℃まで昇温させ、以下の表2の組成及び流量のガスを流通させることで、熱耐久処理前、熱耐久処理1後、及び熱耐久処理2後のNO浄化率を、それぞれ測定した。
(測定結果)
図2は、実施例1−1、実施例1−2、及び比較例1の排ガス浄化触媒の熱耐久処理1後のNOx浄化性能を示すグラフである。
図2は、実施例1−1、実施例1−2、及び比較例1の排ガス浄化触媒の熱耐久処理1後のNOx浄化性能を示すグラフである。
図2のように、熱耐久処理1後において、実施例1−1及び実施例1−2の排ガス浄化触媒は、比較例1の排ガス浄化触媒よりも高いNOx浄化性能を有していた。
《実施例2−1、実施例2−2、比較例2−1、及び比較例2−2》
下の表3の組成等になるように、Pt及びYの組成を変え、かつ担体をアルミナに変えたことを除いて、実施例1−1と同様にして、実施例2−1、実施例2−2、比較例2−1、及び比較例2−2の排ガス浄化触媒を得た。
下の表3の組成等になるように、Pt及びYの組成を変え、かつ担体をアルミナに変えたことを除いて、実施例1−1と同様にして、実施例2−1、実施例2−2、比較例2−1、及び比較例2−2の排ガス浄化触媒を得た。
得られた各排ガス浄化触媒に対して、実施例1−1の排ガス浄化触媒に対して行ったものと同様の熱耐久処理1及び熱耐久処理2を行った。
そして、熱耐久処理前、熱耐久処理1後、及び熱耐久処理2後の各排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径、並びにNOx浄化率、CO浄化率、及びC3H6浄化率を、それぞれ測定した。なお、NOx浄化率は、実施例1−1の排ガス浄化触媒に対して行ったものと同様の方法により測定した。CO浄化率、及びC3H6浄化率は、NOx浄化率の測定方法と同様にして測定した。
〈NOx浄化率、CO浄化率、及びC3H6浄化率の測定結果〉
測定結果は、図3A〜C、図4A〜C、及び図5A〜Cに示すとおりである。
測定結果は、図3A〜C、図4A〜C、及び図5A〜Cに示すとおりである。
図3A〜Cは、それぞれ実施例2−1、実施例2−2、比較例2−1、及び比較例2−2の排ガス浄化触媒の熱耐久処理前(初期)のNOx浄化率(図3A)、CO浄化率(図3B)、及びC3H6浄化率(図3C)を示すグラフである。
図3A〜Cのとおり、熱耐久処理前において、実施例2−1及び実施例2−2は、比較例2−2(実施例2−1及び2−2と同じPt量を含むが、Y成分を含まない例)とほぼ同様の排ガス浄化性能を示した。
図4A〜Cは、それぞれ実施例2−1、実施例2−2、比較例2−1、及び比較例2−2の排ガス浄化触媒の熱耐久処理1後のNOx浄化率(図4A)、CO浄化率(図4B)、及びC3H6浄化率(図4C)を示すグラフである。また、図5A〜Cは、それぞれ実施例2−1、実施例2−2、比較例2−1、及び比較例2−2の排ガス浄化触媒の熱耐久処理2後のNOx浄化率(図5A)、CO浄化率(図5B)、及びC3H6浄化率(図5C)を示すグラフである。
図4A〜C及び図5A〜Cに示すように、比較例2−1及び比較例2−2の排ガス浄化触媒(Yを含まない例)は、熱耐久処理1及び2後において、排ガス浄化性能が大きく低下した。これに対して、実施例2−1及び実施例2−2(Yを含む例)の排ガス浄化触媒は、熱耐久処理1及び2後においても、排ガス浄化性能の大きな低下は見られなかった。特に、熱耐久処理2後において、実施例2−1及び2−2(Yを含む例)は、Ptの含有量が約6倍である比較例2−1と同等の排ガス浄化性能を示した。
《実施例3−1、実施例3−2、及び比較例3》
下の表4の組成等になるように、Ptの量を変え、かつYをNdに、担体粉末をCeO2−ZrO2に変えたことを除いて、実施例1−1と同様にして、実施例3−1、実施例3−2、及び比較例3の排ガス浄化触媒を得た。また、得られた各排ガス浄化触媒に対して、実施例1−1の排ガス浄化触媒に対して行ったものと同様の熱耐久処理1及び熱耐久処理2を行った。そして、実施例2−1の排ガス浄化触媒に対して行ったものと同様にして、熱耐久処理前、熱耐久処理1後、及び熱耐久処理2後の各排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径を測定した。さらに、実施例1−1の排ガス浄化触媒に対して行ったものと同様にして、各排ガス浄化触媒のNOx浄化率を測定した。
下の表4の組成等になるように、Ptの量を変え、かつYをNdに、担体粉末をCeO2−ZrO2に変えたことを除いて、実施例1−1と同様にして、実施例3−1、実施例3−2、及び比較例3の排ガス浄化触媒を得た。また、得られた各排ガス浄化触媒に対して、実施例1−1の排ガス浄化触媒に対して行ったものと同様の熱耐久処理1及び熱耐久処理2を行った。そして、実施例2−1の排ガス浄化触媒に対して行ったものと同様にして、熱耐久処理前、熱耐久処理1後、及び熱耐久処理2後の各排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径を測定した。さらに、実施例1−1の排ガス浄化触媒に対して行ったものと同様にして、各排ガス浄化触媒のNOx浄化率を測定した。
〈Pt粒子の平均粒子径の測定結果〉
熱耐久処理前において、実施例3−1及び3−2の排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径(実施例3−1:2.2nm、実施例3−2:4.3nm)は、比較例3のもの(2.0nm)よりも大きかった。しかしながら、熱耐久処理1後では、実施例3−1及び3−2の排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径(実施例3−1:7.2nm、実施例3−2:8.6nm)は、比較例3のもの(9.3nm)よりも小さかった。また、熱耐久処理2後では、実施例3−2の排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径(101.4nm)は、比較例3のもの(147.0nm)よりも小さかった。
熱耐久処理前において、実施例3−1及び3−2の排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径(実施例3−1:2.2nm、実施例3−2:4.3nm)は、比較例3のもの(2.0nm)よりも大きかった。しかしながら、熱耐久処理1後では、実施例3−1及び3−2の排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径(実施例3−1:7.2nm、実施例3−2:8.6nm)は、比較例3のもの(9.3nm)よりも小さかった。また、熱耐久処理2後では、実施例3−2の排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径(101.4nm)は、比較例3のもの(147.0nm)よりも小さかった。
〈NOx浄化率の測定結果〉
実施例3−1、実施例3−2、及び比較例3の排ガス浄化触媒のNOx浄化性能を測定した結果を、図6A〜Cに示した。
実施例3−1、実施例3−2、及び比較例3の排ガス浄化触媒のNOx浄化性能を測定した結果を、図6A〜Cに示した。
図6A〜Cは、それぞれ実施例3−1、実施例3−2、及び比較例3の排ガス浄化触媒の、熱耐久処理前(図6A)、熱耐久処理1後(図6B)、及び熱耐久処理2後(図6C)のNOx浄化性能を示すグラフである。
図6Aのように、熱耐久処理1後では、実施例3−1、及び実施例3−2の排ガス浄化触媒のNOx浄化性能は、比較例3のものよりも低かった。しかしながら、図6B及び図6Cに示すように、熱耐久処理1後及び熱耐久処理2後では、実施例3−1、及び実施例3−2の排ガス浄化触媒のNOx浄化性能は、比較例3のものに近づき、特に、実施例3−2の排ガス浄化触媒のNOx浄化性能は、比較例3のものよりも高くなった。
《実施例4−1、実施例4−2、及び比較例4》
下の表4の組成等になるように、Rhの量を変え、かつYをNdに変えたことを除いて、実施例1−1と同様にして、実施例4−1、実施例4−2、及び比較例4の排ガス浄化触媒を得た。また、得られた各排ガス浄化触媒に対して、実施例1−1の排ガス浄化触媒に対して行ったものと同様にして、熱耐久処理1及び熱耐久処理2を行った。そして、実施例1−1の排ガス浄化触媒に対して行ったものと同様にして、熱耐久処理2後の各排ガス浄化触媒のNOx浄化率を測定した。なお、表4において、排ガス浄化触媒のRh及びNdの含有率は、狙い値である。
下の表4の組成等になるように、Rhの量を変え、かつYをNdに変えたことを除いて、実施例1−1と同様にして、実施例4−1、実施例4−2、及び比較例4の排ガス浄化触媒を得た。また、得られた各排ガス浄化触媒に対して、実施例1−1の排ガス浄化触媒に対して行ったものと同様にして、熱耐久処理1及び熱耐久処理2を行った。そして、実施例1−1の排ガス浄化触媒に対して行ったものと同様にして、熱耐久処理2後の各排ガス浄化触媒のNOx浄化率を測定した。なお、表4において、排ガス浄化触媒のRh及びNdの含有率は、狙い値である。
〈NOx浄化率の測定結果〉
図7Aは、熱耐久処理前の実施例4−1、実施例4−2、及び比較例4の排ガス浄化触媒のNOx浄化率を示すグラフであり、図7Bは、熱耐久処理2後の実施例4−1、実施例4−2、及び比較例4の排ガス浄化触媒のNOx浄化率を示すグラフである。
図7Aは、熱耐久処理前の実施例4−1、実施例4−2、及び比較例4の排ガス浄化触媒のNOx浄化率を示すグラフであり、図7Bは、熱耐久処理2後の実施例4−1、実施例4−2、及び比較例4の排ガス浄化触媒のNOx浄化率を示すグラフである。
図7Aのように、熱耐久処理前には、実施例4−1、及び実施例4−2の排ガス浄化触媒のNOx浄化性能は、比較例4の排ガス浄化触媒よりも低かった。しかしながら、図7Bのように、熱耐久処理2後において、実施例4−1及び実施例4−2の排ガス浄化触媒は、比較例4の排ガス浄化触媒よりも高いNOx浄化性能を有していた。
《参考例1及び2》
実施例1−1の排ガス浄化触媒を得た方法を参考にして、Ptのみが担持された排ガス浄化触媒(参考例1)及びPt及びNd2O3が担持された排ガス浄化触媒(参考例2)を得た。また、得られた各排ガス浄化触媒に対して、実施例1−1の排ガス浄化触媒に対して行ったものと同様の熱耐久処理1及び熱耐久処理2を行った。そして、参考例2及び3の排ガス浄化触媒中のPt粒子の平均粒子径を測定した。Pt粒子の平均粒子径の測定には、実施例2−1の排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径の測定と同様にして、COパルス法により、CO吸着量を測定し、Pt粒子の平均粒子径を測定した。
実施例1−1の排ガス浄化触媒を得た方法を参考にして、Ptのみが担持された排ガス浄化触媒(参考例1)及びPt及びNd2O3が担持された排ガス浄化触媒(参考例2)を得た。また、得られた各排ガス浄化触媒に対して、実施例1−1の排ガス浄化触媒に対して行ったものと同様の熱耐久処理1及び熱耐久処理2を行った。そして、参考例2及び3の排ガス浄化触媒中のPt粒子の平均粒子径を測定した。Pt粒子の平均粒子径の測定には、実施例2−1の排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径の測定と同様にして、COパルス法により、CO吸着量を測定し、Pt粒子の平均粒子径を測定した。
測定結果は、以下の表5に記載のとおりである。
参考例1の排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径は、熱耐久処理前には2.0nmであったのに対して、熱耐久処理1後では、9.3nmにまで増加し、熱耐久処理2後には、147nmにまで増加した。
他方、参考例2の排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径は、熱耐久処理前には16nmであったのに対して、熱耐久処理1後では、37.7nmにまで増加した。熱耐久処理2後には、COが吸着せず、平均粒子径を測定することができなかった。これは、熱耐久処理2後にPt粒子が大きくなりすぎたためと考えられる。
参考例2の排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径は、熱耐久処理前、熱耐久処理1後、及び熱耐久処理2後のいずれにおいても参考例1の排ガス浄化触媒のPt粒子の平均粒子径よりも大きかった。
したがって、希土類酸化物担体上に貴金属を担持しても、シンタリング抑制効果が得られないと言える。
Claims (1)
- 排ガス浄化触媒の製造方法であって、
Pt、Rh、又はこれらの組み合わせである貴金属の塩と、Nd、Y、又はこれらの組み合わせである希土類の塩とが溶解しており、かつ担体粒子が分散している、原料スラリーを提供すること、及び
前記原料スラリーを乾燥させること
を含んでおり、
前記排ガス浄化触媒中の貴金属の量が、前記排ガス浄化触媒中の前記貴金属、前記希土類、及び前記担体粒子の合計に対して、0.2〜1.0質量%であり、かつ
前記排ガス浄化触媒中の前記希土類の量が、前記排ガス浄化触媒中の前記貴金属、前記希土類、及び前記担体粒子の合計に対して、10〜30質量%である、
排ガス浄化触媒の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2018133548A JP2020011174A (ja) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | 排ガス浄化触媒の製造方法 |
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-
2018
- 2018-07-13 JP JP2018133548A patent/JP2020011174A/ja active Pending
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