氧化锆系多孔体及氧化锆系多孔体的制造方法技术

一种氧化锆系多孔体，包含稀土元素的氧化物，在大气压下，将以1150℃加热12小时后的、细孔分布为30nm以上200nm以下范围内的细孔容积作为细孔容积A，将加热前的细孔分布为30nm以上200nm以下范围内的细孔容积作为细孔容积B时，细孔容积A为0.10ml/g以上0.40ml/g以下，以式[[(细孔容积A)/(细孔容积B)]

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧化锆系多孔体及氧化锆系多孔体的制造方法


[0001]本专利技术涉及氧化锆系多孔体及氧化锆系多孔体的制造方法。

技术介绍

[0002]从汽车等的内燃机或锅炉等燃机排出的废气中含有造成大气污染等的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)等有害物质。从防止环境污染等观点来看，有效净化这些有害物质是一项重要课题，对能够同时净化上述三种有害物质的废气净化技术的研究也在积极进行中。
[0003]专利文献1中公开了：一种氧化锆系多孔体，在基于BJH法的细孔分布中，在8
‑
20nm和30
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100nm的气孔直径处具有峰，且总气孔容量为0.4cc/g以上，以及一种氧化锆系多孔体，在基于BJH法的细孔分布中，在20
‑
110nm的气孔直径处具有峰，且总气孔容量为0.4cc/g以上(尤其参见权利要求1)。
[0004]专利文献2中公开了：一种氧化锆系多孔体，在1000℃下热处理3小时后的总细孔容积为至少0.75ml/g，且在1000℃下热处理3小时后的具有10
‑
100nm直径的细孔的细孔容积为总细孔容积的至少30％(尤其参见权利要求1)。
[0005]专利文献3中公开了：一种氧化锆系多孔体，(1)在基于BJH法的细孔分布中，在20
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100nm的细孔直径处具有峰，在将由测定的细孔分布曲线求出的峰的半值宽度设为W，峰高设为P时的P/W比为0.05以上，总细孔容量为0.5cm3/g以上，(2)在1000℃下热处理12小时后，在20
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100nm的细孔直径处具有峰，所述P/W比为0.03以上，具有至少40m2/g的比表面积，总细孔容量为0.3cm3/g以上(尤其参见权利要求1)。
[0006]专利文献4中公开了一种CZ系复合氧化物，在大气环境1100℃的温度条件下加热5小时的耐久试验后的细孔容积(d)与该耐久试验前的细孔容积(c)之比(d/c)为0.20≤d/c≤1.00(尤其参见权利要求2)。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2006
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036576号公报
[0010]专利文献2：日本特开2008
‑
081392号公报
[0011]专利文献3：日本特开2015
‑
189655号公报
[0012]专利文献4：国际公开第2014/196100号

技术实现思路

[0013]专利技术要解决的问题
[0014]为了减少汽车等排放的CO、HC、NOx量，迫切需要提升废气净化催化剂的性能。为了高效净化废气，作为催化剂的贵金属和废气需要进行充分接触。为此，用作贵金属载体的材料需要使气体充分扩散。此外，在高SV(Space velocity，空间速度)条件下，载体的气体扩散性变得更加重要。
[0015]然而，现有材料(例如，专利文献1
‑
4中公开的氧化锆系多孔体等)中，存在若长时间暴露在高温下，则会导致细孔堵塞，气体扩散性降低的问题。此外，近年来，要求提升在高于现有温度的高温条件下的催化性能，为了提升催化性能，要求提高载体材料的耐热性。
[0016]本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种氧化锆系多孔体，其即使暴露在高温后，也能够保持高气体扩散性。其目的还在于提供该氧化锆系多孔体的制造方法。
[0017]解决问题的技术方案
[0018]本专利技术人等对锆复合氧化物进行了潜心研究，结果，得到了以下发现：
[0019](1)30nm以下的较小细孔在提高比表面积方面是有效的，但若暴露在高温下，则会因烧结而消失。
[0020](2)在对捕集颗粒状物质的过滤器(例如，蜂窝结构体)进行涂敷时，200nm以上的较大细孔多会因湿磨而损失，对提高气体扩散性的帮助较小。
[0021]而且发现，采用下述结构可以解决上述课题，直至完成了本专利技术。
[0022]一种氧化锆系多孔体的特征在于，
[0023]即，本专利技术的氧化锆系多孔体，
[0024]包含稀土元素的氧化物，
[0025]在大气压下，将以1150℃加热12小时后的、细孔分布为30nm以上200nm以下范围内的细孔容积作为细孔容积A，将加热前的细孔分布为30nm以上200nm以下范围内的细孔容积作为细孔容积B时，
[0026]所述细孔容积A为0.10ml/g以上0.40ml/g以下，
[0027]以下式(1)表示的细孔分布为30nm以上200nm以下范围内的细孔容积的保持率X为25％以上95％以下，
[0028]＜细孔分布为30nm以上200nm以下范围内的细孔容积的保持率X＞
[0029][(细孔容积A)/(细孔容积B)]×
100式(1)。
[0030]根据所述构成，由于所述细孔容积A为0.10ml/g以上，因此，可以说即使暴露于高温后，也具有高气体扩散性。
[0031]此外，由于所述保持率X为25％以上，因此，可以说在暴露于高温之前和之后，都具有高气体扩散性。
[0032]此外，若在暴露于高温之前和之后，细孔容积的变化较大，则随着作为载体的氧化锆系多孔体的收缩，作为催化剂承载的贵金属可能会发生烧结。然而，根据所述构成，由于保持率X为25％以上，因此，可以说细孔容积的变化较小。因此，可以抑制作为催化剂承载的贵金属发生烧结。从而能够保持很高的催化性能。
[0033]此外，即使是氧化锆系多孔体，若不含稀土元素，则耐热性会降低，催化性能也会降低。另一方面，根据所述构成，由于包含稀土元素的氧化物，能够进一步提高氧化锆系多孔体的耐热性和催化性能。
[0034]在所述构成中，在大气压下，将以1150℃加热12小时后的、整个细孔分布范围内的细孔容积作为细孔容积C，将加热前的整个细孔分布范围内的细孔容积作为细孔容积D时，
[0035]所述细孔容积C为0.40ml/g以上1.50ml/g以下，
[0036]以下式(2)表示的整个细孔分布范围内的细孔容积的保持率Y优选为30％以上
95％以下，
[0037]＜整个细孔分布范围内的细孔容积的保持率Y＞
[0038][(细孔容积C)/(细孔容积D)]×
100式(2)。
[0039]为了即使暴露于高温后，也具有高气体扩散性，优选整个细孔分布范围内的细孔容积的保持率较高。如上所述，在细孔分布为30nm以上200nm以下范围内的细孔容积的保持率较高时，即使暴露于高温后，也会具有高气体扩散性，但如果不仅是细孔分布为30nm以上200nm以下范围内的细孔容积的保持率，整个细孔分布范围内的细孔容积的保持率都较高时，可以说具有更高的气体扩散性。
[0040]根据所述构成，由于所述细孔容积C为0.40ml/g以上，因此，可以说即使暴露于高温后，也具有更高的气体扩散性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种氧化锆系多孔体，其特征在于，包含稀土元素的氧化物，在大气压下，将以1150℃加热12小时后的、细孔分布为30nm以上200nm以下范围内的细孔容积作为细孔容积A，将加热前的细孔分布为30nm以上200nm以下范围内的细孔容积作为细孔容积B时，所述细孔容积A为0.10ml/g以上0.40ml/g以下，以下式(1)表示的细孔分布为30nm以上200nm以下范围内的细孔容积的保持率X为25％以上95％以下，＜细孔分布为30nm以上200nm以下范围内的细孔容积的保持率X＞[(细孔容积A)/(细孔容积B)]
×
100
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式(1)。2.根据权利要求1所述的氧化锆系多孔体，其特征在于，在大气压下，将以1150℃加热12小时后的、整个细孔分布范围内的细孔容积作为细孔容积C，将加热前的整个细孔分布范围内的细孔容积作为细孔容积D时，所述细孔容积C为0.40ml/g以上1.50ml/g以下，以下式(2)表示的整个细孔分布范围内的细孔容积的保持率Y为30％以上95％以下，＜整个细孔分布范围内的细孔容积的保持率Y＞[(细孔容积C)/(细孔容积D)]
×
100
ꢀꢀꢀ
式(2)。3.根据权利要求1或2所述的氧化锆系多孔体，其特征在于，细孔分布为1000nm以下的区域中的细孔众数直径为50nm以上150nm以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的氧化锆系多孔体，其特征在于，在大气压下，以1150℃加热12小时后的比表面积为10m2/g以上40m2/g以下。5.根据权利要求1～4中任一项所述的氧化锆系多孔体，其特征在于，包含氧化铈作为所述稀土元素的氧化物，相对于氧化锆系多孔体整体，所述氧化铈的含量为大于0质量％且50质量％以下。6.根据权利要求1～5中任一项所述的氧化锆系多孔体，其特征在于，包含除氧化铈以外的稀土氧化物作为所述稀土元素的氧化物...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本和也，
申请(专利权)人：第一稀元素化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：