排气净化材料及排气净化装置制造方法及图纸

提供在暴露于高温条件后也能够高效率地除去有害成分的排气净化材料及排气净化装置。一种排气净化材料，包含金属氧化物粒子和担载于所述金属氧化物粒子的贵金属粒子。所述贵金属粒子的粒径分布的平均为1.5～18nm且标准偏差小于1.6nm。差小于1.6nm。差小于1.6nm。

【技术实现步骤摘要】
排气净化材料及排气净化装置


[0001]本专利技术涉及排气净化材料及排气净化装置。

技术介绍

[0002]在从汽车等车辆所使用的内燃机排出的排气中，包含一氧化碳(CO)、烃(碳氢化合物：HC)及氮氧化物(NOx)等有害成分。这些有害成分的排放量的限制被逐年强化，为了除去这些有害成分，铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)等贵金属作为催化剂被使用。
[0003]另一方面，从资源风险的观点来看，要求使贵金属的使用量降低。作为在排气净化装置中使贵金属的使用量降低的方法之一，已知将贵金属以细微的粒子的形式担载于载体上。例如，在专利文献1中公开了一种催化剂的制造方法，该制造方法包含：使贵金属粒子担载于氧化物载体来作为贵金属担载催化剂的工序；和在还原气氛中将贵金属担载催化剂进行加热处理来将贵金属的粒径控制在规定的范围的工序。在专利文献2中公开了一种担载催化剂粒子，其具有氧化物载体粒子及担载于所述氧化物载体粒子的贵金属粒子，以所述氧化物载体粒子的质量为基准，所述贵金属粒子的质量为5质量％以下，由透射型电子显微镜测定出的所述贵金属粒子的平均粒径为1.0nm以上且2.0nm以下，并且标准偏差σ为0.8nm以下。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2016
‑
147256号公报
[0007]专利文献2：国际公开第2020/175142号

技术实现思路

[0008]专利文献1、2中所记载的贵金属粒子，针对高温的耐久性不充分，有时在高温条件下催化剂活性降低。
[0009]因此，本专利技术的目的是提供在暴露于高温条件后也能够高效率地除去有害成分的排气净化材料及排气净化装置。
[0010]按照本专利技术的第1方式，提供一种排气净化材料，其包含：
[0011]金属氧化物粒子；和
[0012]担载于所述金属氧化物粒子的贵金属粒子，
[0013]所述贵金属粒子的粒径分布的平均(平均值：mean)为1.5～18nm且标准偏差小于1.6nm。
[0014]按照本专利技术的第2方式，提供一种排气净化装置，其包含：
[0015]基材；和
[0016]配置于所述基材上的第1方式的排气净化材料。
[0017]本专利技术的排气净化材料及排气净化装置，在暴露于高温条件后也能够高效率地除去有害成分。
附图说明
[0018]图1是示出实施例1～4及比较例1～3的粒料的初始Rh粒子的粒径分布的平均与NOx
‑
T50的关系的曲线图。
具体实施方式
[0019]以下，适当参照附图来说明本公开的实施方式。再者，在以下的说明中参照的附图中，对相同的构件或具有同样的功能的构件标注相同的标记，有时省略重复的说明。另外，有时附图的尺寸比率为了便于说明而与实际的比率不同、构件的一部分从附图省略等等。另外，在本申请中，使用记号“～”表示的数值范围，包含记载于记号“～”的前后的数值来分别作为下限值及上限值。
[0020](1)排气净化材料
[0021]实施方式涉及的排气净化材料，包含金属氧化物粒子和担载于所述金属氧化物粒子的贵金属粒子。
[0022]作为金属氧化物粒子，例如可举出选自元素周期表的3族、4族及13族的金属和镧系的金属中的至少1种金属的氧化物的粒子。在金属氧化物粒子包含2种以上的金属的氧化物的情况下，金属氧化物粒子可以是2种以上的金属氧化物的混合物，可以是包含2种以上的金属的复合氧化物，或者，可以是至少1种金属氧化物与至少1种复合氧化物的混合物。
[0023]金属氧化物粒子，例如可以是选自钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、镥(Lu)、钛(Ti)、锆(Zr)和铝(Al)中的至少1种金属的氧化物的粒子，可以优选是选自Y、La、Ce、Ti、Zr和Al中的至少1种金属的氧化物的粒子，可以更优选是选自氧化铝(Al2O3)、氧化铈(CeO2)和氧化锆(ZrO2)中的至少1种氧化物的粒子，可以进一步优选是包含氧化铝、氧化铈及氧化锆的复合氧化物的粒子，尤其可以是包含氧化铝、氧化铈、氧化锆、氧化钇(Y2O3)、氧化镧(La2O3)和氧化钕(Nd2O3)的复合氧化物的粒子。
[0024]金属氧化物粒子可以作为在氧过剩气氛下吸藏气氛中的氧、且在氧缺乏气氛下释放氧的OSC(Oxygen Storage Capacity)材料(具有储氧能力的材料)发挥作用。
[0025]金属氧化物粒子可以根据目的而具有任意的粒径。
[0026]担载于金属氧化物粒子的贵金属粒子，作为除去排气中的有害成分的催化剂发挥作用。贵金属粒子可以是选自Pt、Pd和Rh中的至少1种金属的粒子，尤其可以是Rh粒子。
[0027]贵金属粒子的粒径分布的平均为1.5～18nm的范围内。一般地，贵金属粒子的粒径越小，则贵金属粒子的比表面积越大，因此显示越高的催化剂性能。但是，粒径过度小的贵金属粒子，有在高温条件下通过凝集等而粗大化从而引起催化剂性能的劣化的倾向。在本实施方式中，通过贵金属粒子的粒径分布的平均为1.5nm以上，在高温条件下的贵金属粒子的粗大化被抑制，催化剂性能的下降被抑制。另外，通过贵金属粒子的粒径分布的平均为18nm以下，贵金属粒子的比表面积变得充分大，因此贵金属粒子能够发挥高的催化剂性能。贵金属粒子的粒径分布的平均也可以为3～17nm的范围内、4～14nm的范围内。
[0028]另外，贵金属粒子的粒径分布的标准偏差小于1.6nm。通过贵金属粒子的粒径分布的标准偏差小于1.6nm，如在后述的实施例中所示，在暴露于高温条件后也能够高效率地除去有害成分。通过贵金属粒子的粒径分布的标准偏差小于1.6nm，粗大的贵金属粒子的数量及在高温条件下容易粗大化的微小的贵金属粒子的数量变少，因此暴露于高温条件后的贵
金属粒子的比表面积充分大，能够发挥高的催化剂性能。贵金属粒子的粒径分布的标准偏差也可以为1nm以下。
[0029]再者，在本申请中，贵金属粒子的粒径分布，是通过基于利用透射型电子显微镜(TEM)得到的图像测定50个以上的贵金属粒子的投影面积圆当量直径(等效直径)而得到的个数基准的粒径分布。
[0030]贵金属粒子的担载量、即以金属氧化物粒子与贵金属粒子的总重量为基准的贵金属粒子的比例可以为0.01～2重量％的范围内。通过贵金属粒子的比例为0.01重量％以上，存在充分的量的贵金属粒子，因此能够除去排气中的有害成分。通过贵金属粒子的比例为2重量％以下，贵金属粒子充分稀疏地担载于金属氧化物粒子上，因此在高温条件下的贵金属粒子的粗大化被抑制。以金属氧化物粒子与贵金属粒子的总重量为基准的贵金属粒子的比例也可以为0.2～1.8重量％的范围内。
[0031]将贵金属粒子担载于金属氧化物粒子的方法没有特别的限定。例如，通过将金属氧化物粒子、贵金属粒子的分散液及水混合，并使得到的混合物干燥，接着进行烧成，能够将贵金属粒子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种排气净化材料，包含：金属氧化物粒子；和担载于所述金属氧化物粒子的贵金属粒子，所述贵金属粒子的粒径分布的平均为1.5～18nm且标准偏差小于1.6nm。2.根据权利要求1所述的排气净化材料，以所述金属氧化物粒子与所述贵金属粒子的总重量为基准，所述贵金属粒子的比例为0.01～2重量％。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：岛野纪道，吉永泰三，白川翔吾，高木信之，三浦真秀，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：