复合氧化物、其制造方法以及排气净化催化剂技术

提供一种复合氧化物，该复合氧化物即使在低温下也展现高氧化还原能力，具有极佳耐热性，并且即使在高温下重复的氧化和还原时也稳定地保持这些特征；其制造方法；以及一种排气净化催化剂。本发明专利技术的复合氧化物包含Ce；除Ce外的包括Y的稀土金属元素；Al和/或Zr；以及Si；使得该Ce与除Ce和Si外的所述其他元素以氧化物换算以85:15-99:1的质量比存在；并且其特征在于，当它在10%氢气-90%氩气气氛中经历从50℃以10℃/分钟的升温速度到900℃的程序升温还原测定（TPR），随后在500℃氧化处理0.5小时，并且接着再次进行程序升温还原测量时，在等于和低于400℃其计算还原率是至少2.0%。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供一种复合氧化物，该复合氧化物即使在低温下也展现高氧化还原能力，具有极佳耐热性，并且即使在高温下重复的氧化和还原时也稳定地保持这些特征；其制造方法；以及一种排气净化催化剂。本专利技术的复合氧化物包含Ce；除Ce外的包括Y的稀土金属元素；Al和/或Zr；以及Si；使得该Ce与除Ce和Si外的所述其他元素以氧化物换算以85:15-99:1的质量比存在；并且其特征在于，当它在10%氢气-90%氩气气氛中经历从50℃以10℃/分钟的升温速度到900℃的程序升温还原测定（TPR），随后在500℃氧化处理0.5小时，并且接着再次进行程序升温还原测量时，在等于和低于400℃其计算还原率是至少2.0%。【专利说明】复合氧化物、其制造方法以及排气净化催化剂
本专利技术涉及一种复合氧化物，该复合氧化物即使在低温下也展现高氧化还原能 力，具有极佳耐热性，并且可以用于催化剂、功能性陶瓷、燃料电池的固态电解质以及研磨 剂等中，并且特别适合在用于汽车等的排气净化催化剂中用作一种辅助催化剂；本专利技术还 涉及其制造方法；以及利用所述复合氧化物的一种排气净化催化剂。
技术介绍
在用于汽车等的排气净化催化剂的构造中，为催化性金属的钼、钯或铑加上增加 其催化效果的辅助催化剂被支撑在一种催化剂载体上，如例如氧化铝、堇青石等等。所述辅 助催化剂材料的一种特征是它在一种氧化气氛中吸收氧并且在一种还原气氛中释放氧。具 有这种特征的辅助催化剂材料有效地纯化排气中的有害组分，即烃、一氧化碳以及氮氧化 物，并且因此用于保持一个最佳空气/燃料比。排气净化催化剂的排气净化效率通常与催化剂金属活性物质与排气之间的接触 面积成正比。保持所述最佳空气/燃料比也是重要的，并且因此必须保持一个高还原率以 便进行辅助催化剂氧吸收/释放。确切地说，随着排气法规的强化，需要一种辅助催化剂材 料，该辅助催化剂材料具有高耐热性并且同时即使当催化剂温度低得如例如启动一个冷发 动机时那样时也展现高氧化还原能力。已经提出在等于和低于400°C下展现氧化还原能力的若干复合氧化物。举例来说， 专利文献I提出了一种CeZrBi复合氧化物，该复合氧化物在等于和低于30(TC下展现高氧 化还原能力。然而，当这种复合氧化物暴露于等于或高于700°C下的还原条件时，氧化铋还 原成金属铋，并且汽化，并且在反复的氧化和还原时也是如此，该复合氧化物中的铋组分被 耗尽并且氧化还原特征退化。因此，在长时间在高温下经历反复的氧化还原的汽车催化剂 中的实际使用是困难的。专利文献2-4提出了包含CeZrBi分别加上Ba、Ag或Pt的复合氧化物，其中添加 第四组分以改善耐热性或相稳定性。然而，在高温下暴露于一种还原气氛时，铋组分的汽化 是导致担忧的原因。专利文献5-8等提出了添加一种稀土金属元素或硅作为稳定剂，以便改善氧化铈 的耐热性等。这些文献中提出了在高温下具有极佳耐热性并且根据BET法具有极佳比表面 积保持率的不同的复合氧化物。然而，确切地说，并不存在展现极佳耐热性并且即使在低温下也展现充足还原率 的包含铈、硅、除铈外的稀土金属元素以及其他元素的组合的已知复合氧化物。现有技术文献专利文献专利文献1:日本未审查专利2003-238159专利文献2:国际公开2005/85137专利文献3:日本未审查专利2005-281021专利文献4:日本未审查专利2010-260023专利文献5:国际公开2008/156219专利文献6:日本未审查专利H4-214026 (1992)专利文献7:日本未审查专利2000-72437专利文献8:日本未审查专利H5-270824 (1993)专利技术概述有待于通过本专利技术解决的问题通过本专利技术解决的问题是提供一种复合氧化物，该复合氧化物即使在低温下也展 现高氧化还原能力，具有极佳耐热性，并且即使在高温下重复的氧化和还原时也稳定地保 持这些特征，并且该复合氧化物特别适合作为排气净化催化剂的一种辅助催化剂；和提供 利用该复合氧化物的一种排气净化催化剂。通过本专利技术解决的另一个问题是提供一种复合氧化物制造方法，由此可以容易地 获得具有极佳耐热性和还原率的所述本专利技术的复合氧化物。解决问题的手段本专利技术提供一种复合氧化物，包含铈；含钇而不含铈的稀土金属元素；来自铝和 锆中的至少一者；以及硅；并且以氧化物换算的质量比以85:15-99:1的范围包含铈、和除 铈和硅外的所述其他元素；其特征在于，当它在一种10%氢气-90%氩气气氛中进行以10°C /分钟的升温速度 从50°C到900°C为止的程序升温还原测定(TPR)，随后在500°C下氧化处理0.5小时，并且 接着再次进行程序升温还原测量时，在等于和低于40(TC下其计算还原率是至少2.0% (下 文缩写为本专利技术的复合氧化物)。另外，本专利技术提供一种复合氧化物的制造方法，包括:工序(a)，制备铈离子的至 少90mol%为四价的铈溶液；工序(b)，将在工序(a)中制备的铈溶液加热并且保持在不低于 600C ;工序(C)，将含钇而不含铈的稀土金属元素的氧化物的前体和来自铝和锆中的至少一 者的氧化物的前体添加到通过保持加热获得的铈悬浮液中；工序(d)，将包含所述前体的 铈悬浮液加热并且保持在不低于100°c ;工序(e)，通过将沉淀剂添加到在工序(d)中获得 的悬浮液中来获得沉淀物；工序(f)，将沉淀物煅烧；工序(g)，将通过锻烧获得的氧化物用 氧化硅前体溶液浸渗；工序(h)，将用氧化硅前体溶液浸渗的氧化物烧成；工序(i)，将所得 的烧成物还原；以及工序(j)，将还原物氧化(下文缩写为方法I)。本专利技术还提供一种复合氧化物的制造方法，包括:工序(A)，制备铈离子的至少 90mol%为四价的铈溶液；工序(B)，将在工序(A)中制备的铈溶液加热并且保持在不低于 600C ;工序(C)，将氧化硅前体、含钇而不含铈的稀土金属元素的氧化物的前体以及来自铝 和锆中的至少一者的氧化物的前体添加到通过保持加热获得的铈悬浮液中；工序(D)，将 包含所述前体的铈悬浮液加热并且保持在不低于100°C ;工序(E)，通过将沉淀剂添加到在 工序(D)中获得的悬浮液中来获得沉淀物；工序(F)，将沉淀物烧成；工序(G)，将所得的烧 成物还原；以及工序(H)，将还原物氧化(下文缩写为方法2)。本专利技术还提供包含所述本专利技术的复合氧化物的一种排气净化催化剂。另外，本专利技术提供所述本专利技术的复合氧化物制备一种排气净化催化剂的用途。本专利技术还提供一种排气净化催化剂，配备有催化性金属、包含本专利技术的复合氧化物的辅助催化剂以及一种催化剂载体；其中所述催化性金属和辅助催化剂被支撑在该催化 剂载体上。本专利技术的优点本专利技术的复合氧化物包含铈；含钇而不含铈的稀土金属元素(下文称为指定稀土 金属元素);来自铝和锆中的至少一者；以及硅；它即使在低温下(即在等于和低于400°C)也 展现一种极佳还原特性，并且保持极佳耐热性，并且因此它特别适用作用于排气净化催化 剂的一种辅助催化剂。本专利技术的复合氧化物制造方法包括上述工序；确切地说，在烧成之后进行氧化和 还原工序并且因此可以容易地获得所述本专利技术的复合氧化物。据认为，获得这种复合氧化 物是因为在本专利技术的制造方法中的还原工序和氧化工序中在铈粒子的表面上形成了富本文档来自技高网...

【技术保护点】
复合氧化物，其包含：铈；含钇而不含铈的稀土金属元素；来自铝和锆中的至少一者；以及硅；且以氧化物换算的质量比计为85:15?99:1的范围包含铈、和除铈和硅外的所述其他元素；并且其特征在于，在等于和低于400℃下其计算出的还原率是至少2.0%，所述还原率是如下算出的：在10%氢气?90%氩气气氛下进行以10℃/分钟的升温速度从50℃到900℃为止的程序升温还原测定（TPR），然后在500℃下进行0.5小时的氧化处理，再次进行所述程序升温还原测定，由所述测定结果算出等于和低于400℃的还原率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大竹尚孝，光冈敬一郎，横田和彦，
申请(专利权)人：罗地亚运作公司，
类型：
国别省市：