废气净化催化剂及其制造方法技术

本发明专利技术涉及废气净化催化剂及其制造方法。本发明专利技术的目的在于提供使稀气氛中的NOx净化性能改进了的废气净化催化剂及其制造方法。制造废气净化催化剂的本发明专利技术的方法包括：通过对含有W和Rh的靶材料进行溅射，制作含有W和Rh的复合金属微粒，和使该复合金属微粒载持于粉末载体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废气净化催化剂及其制造方法。
技术介绍
在从用于汽车等的内燃机例如汽油发动机或柴油发动机等排出的废气中包含有害成分，例如一氧化碳(CO)、烃(HC)和氮氧化物(NOx)等。因此，通常在内燃机中设置有用于分解除去这些有害成分的废气净化装置，通过配置于该废气净化装置内的废气净化催化剂将这些有害成分基本上被无害化。作为这样的废气净化催化剂，例如已知有NOx吸留还原催化剂。该NOx吸留还原催化剂是在稀气氛中吸留废气中的NOx，在化学计量气氛和浓气氛中将NOx还原成氮(N2)的催化剂，其巧妙利用了稀气氛、化学计量气氛和浓气氛(浓尖峰(richspike))的废气成分的变化。但是，稀气氛中的NOx净化、特别是仅在稀气氛中的NOx净化仍然是课题，正在进行各种研究。在专利文献1的废气净化催化剂中，粒径为1nm～5nm的催化剂I粒子和粒径为10nm～30nm的催化剂II粒子被载持于多孔体C上，且催化剂I粒子和催化剂II粒子由贵金属A粒子或包含贵金属A和过渡金属B的复合粒子形成。在该专利文献1中，记载了如下主旨：多孔体C为选自Al2O3、CeO2、ZrO2、SiO2、TiO2、氧化硅-氧化铝、氧化钨和氧化钒中的至少一种化合物。进而，在专利文献1中，记载了如下主旨：在为理论空燃比的化学计量气氛中，通过计算NOx的净化率(％)来求出CO的净化率(％)，由此判明了废气、特别是废气中的CO的净化能力高。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2006-021141号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本申请专利技术人发现如下课题：由于在以往的废气净化催化剂中的金属微粒(一次微粒)中，W和Rh几乎不存在，和/或未被复合化，因此W和Rh不易接近，由此稀气氛中的NOx净化性能不会变高。因此，本专利技术的目的在于，提供一种使稀气氛中的NOx净化性能改进了的废气净化催化剂及其制造方法。用于解决课题的手段本专利技术人发现，通过以下手段，能够解决上述课题。〈1〉废气净化催化剂的制造方法，其包括：通过对含有W和Rh的靶材料进行溅射，制作含有W和Rh的复合金属微粒，和使上述复合金属微粒载持于粉末载体。〈2〉〈1〉项中记载的方法，其中，上述靶材料为将W粉末和Rh粉末混合、成形并烧结而成的微混合靶材料。〈3〉废气净化催化剂，其为用于在稀气氛中将NOx净化的废气净化催化剂，其具有多个含有W和Rh的复合金属微粒，在用STEM－EDX对上述废气净化催化剂中的上述复合金属微粒进行分析时，以个数基准计70％以上的上述复合金属微粒的W的含量在多个上述复合金属微粒中的W的平均含量的31％～138％的范围内。〈4〉〈3〉项中记载的废气净化催化剂，其还具有粉末载体，且上述复合金属微粒载持于上述粉末载体。〈5〉〈4〉项中记载的废气净化催化剂，其中，上述粉末载体为选自由SiO2、ZrO2、CeO2、Al2O3、TiO2和它们的固溶体以及它们的组合组成的组的粉末载体。〈6〉〈3〉～〈5〉项的任一项中记载的废气净化催化剂，其中，多个上述复合金属微粒中的W的平均含量为11原子％以上23原子％以下。〈7〉废气净化方法，其中，在稀气氛中使含有NOx的废气与〈3〉～〈6〉项的任一项中记载的废气净化催化剂接触，由此还原并净化NOx。专利技术效果根据本专利技术，能够提供使稀气氛中的NOx净化性能改进了的废气净化催化剂及其制造方法。附图说明图1是用带有能量分散型X射线分析装置的扫描透射型电子显微镜(STEM－EDX)分析时的实施例1的废气净化催化剂的STEM图像。图2是示出从实施例1的废气净化催化剂随机提取的10个微粒的粒径(nm)的分布的图。图3是示出从实施例1的废气净化催化剂随机提取的10个微粒中的Rh和W的含量(％)的图。图4是关于实施例1和比较例1～2的废气净化催化剂，示出λ＝1.07(O2＝0.75％)的试验气体的温度(℃)为400℃、500℃和600℃时的NO的净化率(％)的图。图5是关于实施例1～3和比较例2的废气净化催化剂，示出λ＝1.07(O2＝0.75％)的试验气体的温度(℃)和NO的净化率(％)的关系的图。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式进行详细说明。予以说明，本专利技术不受以下的实施方式所限定，可在本专利技术的主旨的范围内进行各种变形来实施。《废气净化催化剂的制造方法》制造废气净化催化剂的本专利技术的方法包括：通过对含有W(钨)和Rh(铑)的靶材料进行溅射，制作含有W和Rh的复合金属微粒的工序。通常，纳米尺寸的金属微粒因量子尺寸效应而形成与块体(bulk)不同的电子能量结构，显示依赖于粒子尺寸的电学和光学特性。进而，对于比表面积非常大的纳米尺寸的金属微粒，正期待其作为高活性的催化剂来发挥作用。(共含浸法)作为这样的纳米尺寸的金属微粒的制造方法，例如，使用包含多种不同金属元素的盐的混合溶液以使复合金属微粒载持于粉末载体的所谓共含浸法通常是公知的。但是，在这样的以往的共含浸法中，在W和Rh的特定组合中，基本上不能形成使这些金属元素以纳米水平共存的复合金属微粒。不受原理所限定，但认为这是由以下因素导致的：W的前体在水溶液中易于被迅速地水解；即使在强酸性条件下也难以使W的前体稳定地存在；和/或由于W和Rh各自作为W微粒和Rh微粒分别地析出。(化学还原法)另外，作为制造含有多种金属元素的复合金属微粒的方法之一，已知有如下的化学还原法：将醇等还原剂添加至包含构成该复合金属微粒的各金属元素的盐的混合溶液，并一边根据需要进行加热等，一边使混合溶液中包含的各金属元素的离子同时还原。但是，由于上述那样的使用还原剂的复合金属微粒的制造方法包括将溶解在溶液中的各金属元素的盐或离子还原的工序，因此在该各金属元素的盐或离子的还原容易度(例如氧化还原电位)有差别的情况下，形成各金属元素以纳米水平共存的复合金属微粒是非常困难的。更具体地进行说明时，例如在将醇等还原剂添加至含有W离子和Rh离子的混合溶液的情况下，认为W离子和Rh离子不会被该还原剂同时地还原，与W离子相比易于被还原的Rh离子被优先还原并进行粒子生长。作为其结果，几乎不生成W和Rh以纳米水平共存的复合金属微粒，而认为W微粒和Rh微粒分别生成，或者W微粒自身不会生成。(其它方法)出于与上述共含浸法等中记载的原因相同的原因，可认为即使在应用其它方法例如共沉淀法或柠檬酸法等的情况下，也难以得到W和Rh以纳米水平共存的复合金属微粒。因此，在采用以往的湿式法例如共含浸法或化学还原法等的情况下，基本上不能制造W和Rh形成了复合体的复合金属微粒。因此，认为不能制造使稀气氛中的NOx净化性能改进了的废气净化催化剂。(本专利技术的方法)与此相对，由本专利技术的方法制造的废气净化催化剂中的复合金属微粒通过应用对含有W和Rh的靶材料进行溅射的所谓干式法来制造。因此，通过应用本专利技术的方法，能够制造含有W和Rh的复合金属微粒，同时避免上述湿式法中产生的问题。另外，本专利技术的方法还包括：在溅射期间(日语：最中)或之后使复合金属微粒载持于粉末载体的工序。作为将复合金属微粒载持于粉末载体的方法，可采用任意方法。作为将复合金属微粒载持于粉末载体的方法，例如可采用在粉末载体上进行上述溅射，由此将复合金属微粒直接载持于粉末载体的方法。〈靶材料〉根据本专利技术的方法，靶材料含有W和Rh。作为含本文档来自技高网...

【技术保护点】
废气净化催化剂的制造方法，其包括：通过对含有W和Rh的靶材料进行溅射，制作含有W和Rh的复合金属微粒，和使所述复合金属微粒载持于粉末载体。

【技术特征摘要】
2015.10.02 JP 2015-1968081.废气净化催化剂的制造方法，其包括：通过对含有W和Rh的靶材料进行溅射，制作含有W和Rh的复合金属微粒，和使所述复合金属微粒载持于粉末载体。2.权利要求1所述的方法，其中，所述靶材料为将W粉末和Rh粉末混合、成形并烧结而成的微混合靶材料。3.废气净化催化剂，其为用于在稀气氛中将NOx净化的废气净化催化剂，其具有多个含有W和Rh的复合金属微粒，在用STEM－EDX对所述废气净化催化剂中的所述复合金属微粒进行分析时，以个数基准计70％以上的所述复合金属微粒的W的...

【专利技术属性】
技术研发人员：长尾谕，稻富雄作，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP