含有铈元素和锆元素的复合氧化物的粉末、使用其的废气净化用催化剂组合物及其制造方法技术

本发明专利技术的课题在于，提供能够实现低温～中温下的废气净化用催化剂的净化性能的提高的CeO2‑

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有铈元素和锆元素的复合氧化物的粉末、使用其的废气净化用催化剂组合物及其制造方法


[0001]本专利技术涉及含有铈元素(Ce)和锆元素(Zr)的复合氧化物(以下称为“CeO2‑
ZrO2系复合氧化物”)的粉末、包含该粉末和贵金属元素的废气净化用催化剂组合物、包含该粉末和负载于该粉末的贵金属元素的废气净化用催化剂、以及该粉末的制造方法。

技术介绍

[0002]自汽车、摩托车等的内燃机排出的废气中包含烃(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)等有害成分。作为对这些有害成分进行净化而使其无害化的废气净化用催化剂，使用了具有将HC和CO氧化而转化成水和二氧化碳且将NOx还原而转化成氮的催化活性的三元催化剂。
[0003]为了缓和废气中的氧浓度的变动而高效地净化HC、CO、NOx等，作为三元催化剂的构成材料，使用了具有储氧能力(OSC：Oxygen Storage Capacity)的材料、例如CeO2‑
ZrO2系复合氧化物的粉末。
[0004]作为CeO2‑
ZrO2系复合氧化物的粉末的制造方法，已知下述方法：通过共沉淀法由含有铈盐和锆盐的原料液生成共沉淀物(沉淀物)，并对所得共沉淀物进行焙烧。需要说明的是，作为原料液的溶剂，通常使用水。
[0005]例如，专利文献1记载了下述方法：通过共沉淀法由含有硝酸铈、硝酸锆、硝酸钕和硝酸镧的水溶液生成共沉淀物，将所得共沉淀物在大气中以1000℃焙烧3小时，从而制造CeO2‑
ZrO2系复合氧化物的粉末。
[0006]此外，专利文献2记载了下述方法：通过共沉淀法由含有硝酸铈、硝酸氧锆、硝酸镧和硝酸钇的水溶液生成共沉淀物，使所得共沉淀物在大气中以800℃焙烧5小时，从而制造CeO2‑
ZrO2系复合氧化物的粉末。
[0007]此外，专利文献3记载了下述方法：通过共沉淀法由包含含有碱式硫酸锆的浆料、硝酸铈、硝酸镧和硝酸钕的水溶液生成共沉淀物，将所得共沉淀物在大气中以600℃焙烧5小时，从而制造CeO2‑
ZrO2系复合氧化物的粉末。专利文献3中，含有碱式硫酸锆的浆料通过将二氯氧锆水溶液投入至高压釜中，将压力设为2
×
105Pa、温度设为120℃后，添加硫酸盐化剂(例如硫酸钠、硫酸铵等)来制造。专利文献3中记载了：为了利用硫酸盐化剂进行硫酸盐化反应，必须将二氯氧锆水溶液的温度设为100℃以上。
[0008]近年来，废气管控愈发严格，关于内燃机的废气净化用催化剂，在强烈要求催化剂在充分加热的高温(例如高速稳定运转时的温度)下的净化性能的同时，还强烈要求催化剂在未充分加热的低温～中温(例如运转开始初始的温度)下的净化性能。
[0009]可以认为：如果CeO2‑
ZrO2系复合氧化物的粉末中的孔容增加，则CeO2‑
ZrO2系复合氧化物的粉末的废气扩散性会提高，低温～中温下的废气净化用催化剂的净化性能也提高。然而，CeO2‑
ZrO2系复合氧化物的粉末中的孔容在高温中暴露后也得以维持、即孔容的耐热性是必须的。
[0010]例如，在专利文献3中研究了CeO2‑
ZrO2系复合氧化物的粉末中的孔容的耐热性。专利文献3中，考虑到使贵金属以良好的分散性负载于直径10～100nm的细孔，研究了在大气中以1000℃进行3小时热处理后的直径10～100nm的细孔的总容积的耐热性。并且，专利文献3记载了一种CeO2‑
ZrO2系复合氧化物，其包含氧化锆72重量％、氧化铈21重量％、氧化镧2重量％和氧化钕5重量％，热处理后的直径10～100nm的细孔的总容积为0.47mL/g(总孔容：0.82mL/g、直径10～100nm的孔容率：57％)；以及，一种CeO2‑
ZrO2系复合氧化物，其包含氧化锆45重量％、氧化铈45重量％、氧化镧3重量％和氧化镨7重量％，热处理后的直径10～100nm的细孔的总容积为0.26mL/g(总孔容：0.79mL/g、直径10～100nm的孔容率：33％)。
[0011]另一方面，CeO2‑
ZrO2系复合氧化物为固体碱催化剂，碱性位点会干预其催化活性(例如，将NOx还原而转换成氮的净化性能)。作为用于调查固体碱催化剂的碱性位点的量或强度的一般特性鉴定，进行了程序升温脱附法(TPD：Temperature Programed Desorption)。程序升温脱附法是通过使探针分子(例如二氧化碳)吸附于固体试样后，使温度连续上升而产生的脱附气体的测定方法。
[0012]现有技术文献
[0013]专利文献
[0014]专利文献1：日本特开2010
‑
227739号公报
[0015]专利文献2：日本特开2015
‑
112553号公报
[0016]专利文献3：日本特开2008
‑
081392号公报

技术实现思路

[0017]专利技术要解决的问题
[0018]本专利技术的目的在于，提供能够实现低温～中温下的废气净化用催化剂的净化性能的提高的CeO2‑
ZrO2系复合氧化物的粉末、包含该粉末和贵金属元素的废气净化用催化剂组合物、包含该粉末和负载于该粉末的贵金属元素的废气净化用催化剂、以及该粉末的制造方法。
[0019]用于解决问题的方案
[0020]本专利技术人等发现：通过由利用共沉淀法自含有铈盐和锆盐的原料液得到的浆料得到第一滤饼，利用含醇液体对第一滤饼进行处理，得到调整了醇浓度的第二滤饼，并对第二滤饼进行焙烧而制造CeO2‑
ZrO2系复合氧化物的粉末，从而能够调整在大气中以1000℃进行3小时热处理后的10～100nm区间孔容和通过程序升温脱附法测定的该热处理后的二氧化碳脱附量。
[0021]具体而言，本专利技术人等发现：通过由利用共沉淀法自含有铈盐和锆盐的原料液得到的浆料得到第一滤饼，利用含醇液体对第一滤饼进行处理，得到醇浓度为60vol％以上的第二滤饼，并对第二滤饼进行焙烧，从而能够制造在大气中以1000℃进行3小时热处理后的10～100nm区间孔容为0.35mL/g以上、且通过程序升温脱附法测定的该热处理后的二氧化碳脱附量为80μmol/g以上的CeO2‑
ZrO2系复合氧化物。
[0022]此外，本专利技术人等发现：通过使用在大气中以1000℃进行3小时热处理后的10～100nm区间孔容为0.35mL/g以上、且通过程序升温脱附法测定的该热处理后的二氧化碳脱附量为80μmol/g以上的CeO2‑
ZrO2系复合氧化物的粉末，从而能够提高低温～中温(例如200
～600℃)下的废气净化用催化剂的净化性能。
[0023]本专利技术是基于上述见解而完成的，其包括以下的技术方案。
[0024][1]一种复合氧化物的粉末，所述复合氧化物含有铈元素和锆元素，所述粉末在大气中以1000℃进行3小时热处理后的10～100nm区间孔容为0.35mL/g以上，利用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种复合氧化物的粉末，所述复合氧化物含有铈元素和锆元素，所述粉末在大气中以1000℃进行3小时热处理后的10～100nm区间孔容为0.35mL/g以上，利用程序升温脱附法测定的所述热处理后的二氧化碳脱附量为80μmol/g以上。2.根据权利要求1所述的粉末，其平均粒径D50为30μm以下。3.根据权利要求1或2所述的粉末，其平均粒径D90为60μm以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的粉末，其体积密度为0.40g/mL以下。5.根据权利要求1～4中任一项所述的粉末，其中，所述复合氧化物含有除铈元素以外的1种或2种以上的稀土元素。6.根据权利要求5所述的粉末，其中，以所述粉末的质量为基...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边觉史，佐藤隆广，稻村昌晃，岩仓大典，
申请(专利权)人：三井金属矿业株式会社，
类型：发明
国别省市：