JPH09175822A - 耐熱性酸化物 - Google Patents
耐熱性酸化物Info
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- JPH09175822A JPH09175822A JP7339734A JP33973495A JPH09175822A JP H09175822 A JPH09175822 A JP H09175822A JP 7339734 A JP7339734 A JP 7339734A JP 33973495 A JP33973495 A JP 33973495A JP H09175822 A JPH09175822 A JP H09175822A
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 800℃以上の高温下においても比表面積の
減少に如何にかかわらず、優れた酸素ストレージ能を発
揮する耐熱性酸化物の提供。 【解決手段】 一般式 【化3】 (式中、Rは希土類金属を、z は酸素欠陥量を示し、x
は0.15〜0.6の原子割合を、y は0.05〜0.
2の原子割合をそれぞれ示し、x+y は、0.2〜0.8
の範囲を示す。)で表される耐熱性酸化物。
減少に如何にかかわらず、優れた酸素ストレージ能を発
揮する耐熱性酸化物の提供。 【解決手段】 一般式 【化3】 (式中、Rは希土類金属を、z は酸素欠陥量を示し、x
は0.15〜0.6の原子割合を、y は0.05〜0.
2の原子割合をそれぞれ示し、x+y は、0.2〜0.8
の範囲を示す。)で表される耐熱性酸化物。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用エンジン
などの排気ガス中に含まれる一酸化炭素(CO)、炭化
水素(HC)、および窒素酸化物(NOx)を効率よく
浄化する触媒として用いられる複合酸化物に関する。
などの排気ガス中に含まれる一酸化炭素(CO)、炭化
水素(HC)、および窒素酸化物(NOx)を効率よく
浄化する触媒として用いられる複合酸化物に関する。
【0002】
【従来の技術】現在まで、自動車用の排気ガス浄化用触
媒として、排気ガス中に含まれる一酸化炭素(CO)、
炭化水素(HC)、および窒素酸化物(NOx)を同時
に浄化できる三元触媒の開発が進められており、プラチ
ナ、パラジウム、ロジウムなどの貴金属を活性物質とし
た三元触媒がよく知られている。
媒として、排気ガス中に含まれる一酸化炭素(CO)、
炭化水素(HC)、および窒素酸化物(NOx)を同時
に浄化できる三元触媒の開発が進められており、プラチ
ナ、パラジウム、ロジウムなどの貴金属を活性物質とし
た三元触媒がよく知られている。
【0003】また、かかる三元触媒の活性を向上させる
べく、酸化セリウム(CeO2)の有する気相中の酸素
を吸蔵又は放出する機能(酸素ストレージ能)に着目し
て、三元触媒中に酸化セリウムを添加して、COおよび
HCの酸化反応およびNOxの還元反応における気相雰
囲気を調整して浄化効率の向上を図ることが行われてお
り、例えば、特公昭59−41775号、特開昭59−
90695号、特公昭58−20307号などには酸化
セリウムを利用した技術が開示されている。
べく、酸化セリウム(CeO2)の有する気相中の酸素
を吸蔵又は放出する機能(酸素ストレージ能)に着目し
て、三元触媒中に酸化セリウムを添加して、COおよび
HCの酸化反応およびNOxの還元反応における気相雰
囲気を調整して浄化効率の向上を図ることが行われてお
り、例えば、特公昭59−41775号、特開昭59−
90695号、特公昭58−20307号などには酸化
セリウムを利用した技術が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、排気ガス浄化
用触媒は実用上、800℃以上の高温下で使用される場
合もあり、かかる高温下では酸化セリウムは粒成長(シ
ンタリング)して比表面積が減少し、酸化セリウム表面
上での酸素ストレージ能の低下により浄化性能が低下す
るという不具合があった。
用触媒は実用上、800℃以上の高温下で使用される場
合もあり、かかる高温下では酸化セリウムは粒成長(シ
ンタリング)して比表面積が減少し、酸化セリウム表面
上での酸素ストレージ能の低下により浄化性能が低下す
るという不具合があった。
【0005】このため、酸化セリウムにジルコニウム、
ランタンなどを添加して酸化セリウムの粒成長を抑制す
ることが提案されている(特開昭61−262521
号、特開昭61−262522号)が、酸化セリウム粒
子上にジルコニウムが偏析して酸化セリウム本来の特性
が失われるなど、高温下で十分に実用に耐えうるもので
はなかった。
ランタンなどを添加して酸化セリウムの粒成長を抑制す
ることが提案されている(特開昭61−262521
号、特開昭61−262522号)が、酸化セリウム粒
子上にジルコニウムが偏析して酸化セリウム本来の特性
が失われるなど、高温下で十分に実用に耐えうるもので
はなかった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高温下に
おける酸化セリウムの比表面積の減少に如何にかかわら
ず、酸化セリウムの本来有する酸素ストレージ能が発揮
できる最適の組成について鋭意検討を行ったところ、セ
リウム酸化物、ジルコニウム酸化物および希土類金属酸
化物よりなり、ジルコニウムの原子割合が0.15〜
0.6で、希土類金属の原子割合が0.05〜0.2で
あり、ジルコニウムと希土類金属の原子割合を合わせて
0.2〜0.8となるように構成された複合酸化物が、
800℃以上の高温下においても優れた酸素ストレージ
能をもつことを見出し、本発明を完成するに至った。
おける酸化セリウムの比表面積の減少に如何にかかわら
ず、酸化セリウムの本来有する酸素ストレージ能が発揮
できる最適の組成について鋭意検討を行ったところ、セ
リウム酸化物、ジルコニウム酸化物および希土類金属酸
化物よりなり、ジルコニウムの原子割合が0.15〜
0.6で、希土類金属の原子割合が0.05〜0.2で
あり、ジルコニウムと希土類金属の原子割合を合わせて
0.2〜0.8となるように構成された複合酸化物が、
800℃以上の高温下においても優れた酸素ストレージ
能をもつことを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】すなわち、本発明は、(1)一般式
【0008】
【化2】
【0009】(式中、Rは希土類金属を、z は酸素欠陥
量を示し、x は0.15〜0.6の原子割合を、y は
0.05〜0.2の原子割合をそれぞれ示し、x+y は、
0.2〜0.8の範囲を示す。)で表される耐熱性酸化
物、(2)少なくとも一部が複合酸化物及び/又は固溶
体である(1)記載の耐熱性酸化物、(3)Rで表され
る希土類金属がイットリウム(Y)である(1)又は
(2)記載の耐熱性酸化物、(4)さらに、貴金属を含
有する(1)又は(2)記載の耐熱性酸化物、(5)貴
金属が白金(Pt)である(4)記載の耐熱性酸化物、
(6)排ガス浄化用触媒である(1)〜(5)記載の耐
熱性酸化物、に関する。
量を示し、x は0.15〜0.6の原子割合を、y は
0.05〜0.2の原子割合をそれぞれ示し、x+y は、
0.2〜0.8の範囲を示す。)で表される耐熱性酸化
物、(2)少なくとも一部が複合酸化物及び/又は固溶
体である(1)記載の耐熱性酸化物、(3)Rで表され
る希土類金属がイットリウム(Y)である(1)又は
(2)記載の耐熱性酸化物、(4)さらに、貴金属を含
有する(1)又は(2)記載の耐熱性酸化物、(5)貴
金属が白金(Pt)である(4)記載の耐熱性酸化物、
(6)排ガス浄化用触媒である(1)〜(5)記載の耐
熱性酸化物、に関する。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の耐熱性酸化物において、
少なくとも一部を複合酸化物及び/又は固溶体として形
成するのに有用である希土類金属Rとしては、イットリ
ウム、スカンジウム、ランタン、プラセオジム、ネオジ
ム、プロメチウム、サマリウム、ユーロビウム、ガドリ
ニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エ
ルビウム、シリウム、イッテルビウム、およびルテチウ
ムが挙げられ、好ましくは、複合酸化物及び/又は固溶
体としての形成が容易であるイットリウム(Y)が用い
られる。これら希土類金属Rは単独又は2種以上併用し
て用いてもよい。
少なくとも一部を複合酸化物及び/又は固溶体として形
成するのに有用である希土類金属Rとしては、イットリ
ウム、スカンジウム、ランタン、プラセオジム、ネオジ
ム、プロメチウム、サマリウム、ユーロビウム、ガドリ
ニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エ
ルビウム、シリウム、イッテルビウム、およびルテチウ
ムが挙げられ、好ましくは、複合酸化物及び/又は固溶
体としての形成が容易であるイットリウム(Y)が用い
られる。これら希土類金属Rは単独又は2種以上併用し
て用いてもよい。
【0011】また、y で示される希土類金属Rの原子割
合は0.05〜0.2の範囲である。0.05に満たな
い場合は、耐熱性酸化物の高温下での安定性が悪くな
り、また、0.2を超えると、希土類金属Rは異なる化
合物を形成する場合がある。
合は0.05〜0.2の範囲である。0.05に満たな
い場合は、耐熱性酸化物の高温下での安定性が悪くな
り、また、0.2を超えると、希土類金属Rは異なる化
合物を形成する場合がある。
【0012】一方、x で示されるジルコニウム(Zr)
の原子割合は、0.15〜0.6の範囲である。0.1
5に満たない場合は、酸化セリウムの粒成長を有効に抑
制できず、また0.6を超えると、ジルコニウムは異な
る化合物を形成する場合がある。
の原子割合は、0.15〜0.6の範囲である。0.1
5に満たない場合は、酸化セリウムの粒成長を有効に抑
制できず、また0.6を超えると、ジルコニウムは異な
る化合物を形成する場合がある。
【0013】さらに、x+y は、0.2〜0.8の範囲で
ある。0.2に満たない場合は、及び0.8を超える場
合は、ともに高温下において酸化セリウムの有する酸素
ストレージ能を発揮することができないからである。
ある。0.2に満たない場合は、及び0.8を超える場
合は、ともに高温下において酸化セリウムの有する酸素
ストレージ能を発揮することができないからである。
【0014】従って、セリウム(Ce)の原子割合は、
ジルコニウム(Zr)の原子割合xと希土類金属Rの原
子割合y とを差し引いた1-(x+y) となるのである。
ジルコニウム(Zr)の原子割合xと希土類金属Rの原
子割合y とを差し引いた1-(x+y) となるのである。
【0015】また、z は酸素欠陥量を示し、これは、セ
リウム、ジルコニウムおよび希土類金属の酸化物が通常
形成するホタル石型の結晶格子において、その結晶格子
にできる空孔の割合を意味する。
リウム、ジルコニウムおよび希土類金属の酸化物が通常
形成するホタル石型の結晶格子において、その結晶格子
にできる空孔の割合を意味する。
【0016】本発明の耐熱性酸化物は、公知の方法を用
いて製造することができ、例えば、酸化セリウム粉末に
水を加えてスラリーとした後、このスラリーにジルコニ
ウム塩及び希土類金属塩を所定の化学量論比で混合した
水溶液を加えて、十分に撹拌した後、酸化処理を行い本
発明の耐熱性酸化物を得る。
いて製造することができ、例えば、酸化セリウム粉末に
水を加えてスラリーとした後、このスラリーにジルコニ
ウム塩及び希土類金属塩を所定の化学量論比で混合した
水溶液を加えて、十分に撹拌した後、酸化処理を行い本
発明の耐熱性酸化物を得る。
【0017】酸化セリウム粉末は、市販の何れのもので
あってもよいが、酸素ストレージ能を高めるため比表面
積の大きなものが好ましく、結晶粒径が0.1μm以下
のものが好適である。この酸化セリウム粉末1重量部に
約10〜50重量部の水を加えてスラリーとする。
あってもよいが、酸素ストレージ能を高めるため比表面
積の大きなものが好ましく、結晶粒径が0.1μm以下
のものが好適である。この酸化セリウム粉末1重量部に
約10〜50重量部の水を加えてスラリーとする。
【0018】ジルコニウム塩及び希土類金属塩の塩とし
ては、硫酸塩、硝酸塩、塩酸塩、りん酸塩等の無機塩、
酢酸塩、しゅう酸塩等の有機塩が挙げられ、好ましく
は、硝酸塩が用いられる。これらジルコニウム塩及び希
土類金属塩は、化学量論比で上記した本発明の所定の原
子割合の範囲となる割合でそれぞれ1重量部に対し0.
1〜10重量の水に溶解し混合水溶液とする。
ては、硫酸塩、硝酸塩、塩酸塩、りん酸塩等の無機塩、
酢酸塩、しゅう酸塩等の有機塩が挙げられ、好ましく
は、硝酸塩が用いられる。これらジルコニウム塩及び希
土類金属塩は、化学量論比で上記した本発明の所定の原
子割合の範囲となる割合でそれぞれ1重量部に対し0.
1〜10重量の水に溶解し混合水溶液とする。
【0019】この混合水溶液を上記のスラリーに加えて
十分に撹拌混合した後、酸化処理を行う。この酸化処理
は、先ず真空乾燥機などを用いて減圧乾燥行った後、好
ましくは、約50℃〜200℃で約1〜48時間乾燥し
乾燥物を得、得られた乾燥物を後約350℃〜1000
℃、好ましくは約400℃〜700℃で約1〜12時
間、好ましくは約2〜4時間焼成することにより行な
う。この焼成において、好ましくは、耐熱性酸化物の少
なくとも一部が複合酸化物及び/又は固溶体となるよう
にして、耐熱性酸化物の耐熱性を高める。複合酸化物及
び/又は固溶体を形成する好適な焼成条件は、耐熱性酸
化物の組成及びその割合にて適宜決定される。
十分に撹拌混合した後、酸化処理を行う。この酸化処理
は、先ず真空乾燥機などを用いて減圧乾燥行った後、好
ましくは、約50℃〜200℃で約1〜48時間乾燥し
乾燥物を得、得られた乾燥物を後約350℃〜1000
℃、好ましくは約400℃〜700℃で約1〜12時
間、好ましくは約2〜4時間焼成することにより行な
う。この焼成において、好ましくは、耐熱性酸化物の少
なくとも一部が複合酸化物及び/又は固溶体となるよう
にして、耐熱性酸化物の耐熱性を高める。複合酸化物及
び/又は固溶体を形成する好適な焼成条件は、耐熱性酸
化物の組成及びその割合にて適宜決定される。
【0020】また、本発明の耐熱性酸化物は、所定の化
学量論比となるようにセリウム、ジルコニウムおよび希
土類金属を含む塩の溶液を調製して、この溶液にアルカ
リ性水溶液を加え、セリウム、ジルコニウムおよび希土
類金属を含む塩を共沈させた後、この共沈物を酸化処理
するか、あるいはセリウム、ジルコニウムおよび希土類
金属を含む混合アルコキシド溶液を調製して、この混合
アルコキシド溶液に脱イオン水を加えて、共沈あるいは
加水分解させて、この共沈物あるいは加水分解生成物を
酸化処理してもよい。
学量論比となるようにセリウム、ジルコニウムおよび希
土類金属を含む塩の溶液を調製して、この溶液にアルカ
リ性水溶液を加え、セリウム、ジルコニウムおよび希土
類金属を含む塩を共沈させた後、この共沈物を酸化処理
するか、あるいはセリウム、ジルコニウムおよび希土類
金属を含む混合アルコキシド溶液を調製して、この混合
アルコキシド溶液に脱イオン水を加えて、共沈あるいは
加水分解させて、この共沈物あるいは加水分解生成物を
酸化処理してもよい。
【0021】この場合、用いる塩としては、セリウム
塩、ジルコニウム塩及び希土類金属塩の塩としての上記
例示の塩を用い、アルカリ性水溶液としては、ナトリウ
ム、カリウムなどのアルカリ金属塩やアンモニアなどの
水溶液の他、適宜公知の緩衝剤を用いてもよく、このア
ルカリ水溶液を加えた後の溶液のPHが8〜11程度と
なるのが好ましい。
塩、ジルコニウム塩及び希土類金属塩の塩としての上記
例示の塩を用い、アルカリ性水溶液としては、ナトリウ
ム、カリウムなどのアルカリ金属塩やアンモニアなどの
水溶液の他、適宜公知の緩衝剤を用いてもよく、このア
ルカリ水溶液を加えた後の溶液のPHが8〜11程度と
なるのが好ましい。
【0022】一方、混合アルコキシド溶液のアルコシキ
ドとしては、セリウム、ジルコニウムおよび希土類金属
のメトキシド、エトキシド、プロポキシド、ブトキシド
などやこれらのエチレンオキサイド付加物などが用いら
れ、ブトキシドが好ましく用いられる。
ドとしては、セリウム、ジルコニウムおよび希土類金属
のメトキシド、エトキシド、プロポキシド、ブトキシド
などやこれらのエチレンオキサイド付加物などが用いら
れ、ブトキシドが好ましく用いられる。
【0023】また、得られた共沈物あるいは加水分解生
成物を酸化処理する場合は、これら共沈物あるいは加水
分解生成物を濾過洗浄後、好ましくは、約50℃〜20
0℃で約1〜48時間乾燥し乾燥物を得、得られた乾燥
物を後約350℃〜1000℃、好ましくは、400〜
700℃で約1〜12時間、好ましくは約2〜4時間焼
成することにより行なう。この焼成において、好ましく
は、耐熱性酸化物の少なくとも一部が複合酸化物及び/
又は固溶体となるようにして、耐熱性酸化物の耐熱性を
高める。複合酸化物及び/又は固溶体を形成する好適な
焼成条件は、耐熱性酸化物の組成及びその割合にて適宜
決定される。
成物を酸化処理する場合は、これら共沈物あるいは加水
分解生成物を濾過洗浄後、好ましくは、約50℃〜20
0℃で約1〜48時間乾燥し乾燥物を得、得られた乾燥
物を後約350℃〜1000℃、好ましくは、400〜
700℃で約1〜12時間、好ましくは約2〜4時間焼
成することにより行なう。この焼成において、好ましく
は、耐熱性酸化物の少なくとも一部が複合酸化物及び/
又は固溶体となるようにして、耐熱性酸化物の耐熱性を
高める。複合酸化物及び/又は固溶体を形成する好適な
焼成条件は、耐熱性酸化物の組成及びその割合にて適宜
決定される。
【0024】このようにして得られた本発明の耐熱性酸
化物は、さらに、貴金属を含有させて触媒活性を付与す
る。
化物は、さらに、貴金属を含有させて触媒活性を付与す
る。
【0025】該貴金属としては、ルテニウム(Ru)、
ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、オスミウム
(Os)、イリジウム(Ir)及び白金(Pt)からな
る白金族元素が挙げられ、排ガス浄化用の三元触媒とし
ては、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、パラジウム
(Pd)が好ましく、白金(Pt)が特に好ましく用い
られる。これら貴金属は、耐熱性酸化物100重量部に
対し、0.01〜10重量部、好ましくは0.05〜2
重量部含有されることが好ましい。
ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、オスミウム
(Os)、イリジウム(Ir)及び白金(Pt)からな
る白金族元素が挙げられ、排ガス浄化用の三元触媒とし
ては、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、パラジウム
(Pd)が好ましく、白金(Pt)が特に好ましく用い
られる。これら貴金属は、耐熱性酸化物100重量部に
対し、0.01〜10重量部、好ましくは0.05〜2
重量部含有されることが好ましい。
【0026】貴金属を耐熱性酸化物に含有させる方法
は、公知の何れの方法であってもよく、例えば、貴金属
を含む塩の溶液を調製し、この含塩溶液を耐熱性酸化物
に含浸することにより行う。この場合、含塩溶液として
は、上記に例示の何れの塩の溶液を用いてもよく、また
実用的には、硝酸塩水溶液、ジニトロジアンミン硝酸溶
液、塩化物水溶液などが用いられる。含塩溶液は、約1
〜20重量%の貴金属塩を含み、耐熱性酸化物に含浸さ
せた後は、好ましくは約50℃〜200℃で約1〜48
時間乾燥し、さらに約350℃〜1000℃で約1〜1
2時間焼成して担持することにより行なう。
は、公知の何れの方法であってもよく、例えば、貴金属
を含む塩の溶液を調製し、この含塩溶液を耐熱性酸化物
に含浸することにより行う。この場合、含塩溶液として
は、上記に例示の何れの塩の溶液を用いてもよく、また
実用的には、硝酸塩水溶液、ジニトロジアンミン硝酸溶
液、塩化物水溶液などが用いられる。含塩溶液は、約1
〜20重量%の貴金属塩を含み、耐熱性酸化物に含浸さ
せた後は、好ましくは約50℃〜200℃で約1〜48
時間乾燥し、さらに約350℃〜1000℃で約1〜1
2時間焼成して担持することにより行なう。
【0027】また、他の方法としては、上記した耐熱性
酸化物の製造工程において、セリウム、ジルコニウムお
よび希土類金属を含む塩の溶液や混合アルコキシド溶液
を共沈あるいは加水分解する際に、貴金属塩の溶液を加
えて、耐熱性酸化物の各成分とともに貴金属塩を共沈さ
せて、しかる後に酸化処理を行う方法が挙げられる。こ
の方法では、貴金属が耐熱性酸化物により均一に分散し
て、良好な触媒活性を得ることが出来る。この場合に使
用される貴金属塩の溶液としては、硝酸塩水溶液、ジニ
トロジアンミン硝酸溶液、塩化物水溶液などの上記記載
の含塩溶液などが挙げられ、具体的には、白金塩溶液と
して、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液、塩化白金酸溶
液、4価白金アンミン溶液、パラジウム塩溶液として
は、硝酸パラジウム水溶液、ジニトロジアンミンパラジ
ウム硝酸溶液、4価パラジウムアンミン硝酸溶液、ロジ
ウム塩溶液としては、硝酸ロジウム溶液、塩化ロジウム
溶液などを用い、好ましくはジニトロジアンミン白金硝
酸溶液が用いられる。この含塩溶液は約1〜20重量%
の塩を含んでいることが好ましい。
酸化物の製造工程において、セリウム、ジルコニウムお
よび希土類金属を含む塩の溶液や混合アルコキシド溶液
を共沈あるいは加水分解する際に、貴金属塩の溶液を加
えて、耐熱性酸化物の各成分とともに貴金属塩を共沈さ
せて、しかる後に酸化処理を行う方法が挙げられる。こ
の方法では、貴金属が耐熱性酸化物により均一に分散し
て、良好な触媒活性を得ることが出来る。この場合に使
用される貴金属塩の溶液としては、硝酸塩水溶液、ジニ
トロジアンミン硝酸溶液、塩化物水溶液などの上記記載
の含塩溶液などが挙げられ、具体的には、白金塩溶液と
して、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液、塩化白金酸溶
液、4価白金アンミン溶液、パラジウム塩溶液として
は、硝酸パラジウム水溶液、ジニトロジアンミンパラジ
ウム硝酸溶液、4価パラジウムアンミン硝酸溶液、ロジ
ウム塩溶液としては、硝酸ロジウム溶液、塩化ロジウム
溶液などを用い、好ましくはジニトロジアンミン白金硝
酸溶液が用いられる。この含塩溶液は約1〜20重量%
の塩を含んでいることが好ましい。
【0028】次いで行われる得られた共沈物の酸化処理
は、真空乾燥機などを用いて減圧乾燥行った後、好まし
くは、約50℃〜200℃で約1〜48時間乾燥して乾
燥物を得、得られた乾燥物を後約350℃〜1000
℃、好ましくは400〜700℃で約1〜12時間、好
ましくは約2〜4時間焼成することにより行なう。
は、真空乾燥機などを用いて減圧乾燥行った後、好まし
くは、約50℃〜200℃で約1〜48時間乾燥して乾
燥物を得、得られた乾燥物を後約350℃〜1000
℃、好ましくは400〜700℃で約1〜12時間、好
ましくは約2〜4時間焼成することにより行なう。
【0029】このようにして得られた、さらに貴金属を
含有する本発明の耐熱性酸化物は、酸化セリウムの有す
る酸素ストレージ能と貴金属の有する優れた触媒活性が
相俟って、例えば、高温下において気相雰囲気のガス組
成が変動する、自動車用の排気ガスの浄化用触媒として
好適に使用できる。
含有する本発明の耐熱性酸化物は、酸化セリウムの有す
る酸素ストレージ能と貴金属の有する優れた触媒活性が
相俟って、例えば、高温下において気相雰囲気のガス組
成が変動する、自動車用の排気ガスの浄化用触媒として
好適に使用できる。
【0030】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体
的に説明する。
的に説明する。
【0031】実施例1 セリウムイソプロポキシド51.2g(0.136モ
ル)、ジルコニウムイソプロポキシド8.5g(0.0
26モル)、イットリウムイソプロポキシド2.4g
(0.009モル)を500ml容量の丸底フラスコに
入れ、トルエン200mlを加えて撹拌溶解し混合アル
コキシド溶液を調製した。一方、1l容量の丸底フラス
コに水600mlを入れ撹拌し、この中へ混合アルコキ
シド溶液を約10分位要して滴下すると、大量の白色沈
殿が生成した。次いで加温して溶剤の大半を留去してC
e0.80Zr0.15Y0.05Oxide前駆体スラリー分散物を得
た。
ル)、ジルコニウムイソプロポキシド8.5g(0.0
26モル)、イットリウムイソプロポキシド2.4g
(0.009モル)を500ml容量の丸底フラスコに
入れ、トルエン200mlを加えて撹拌溶解し混合アル
コキシド溶液を調製した。一方、1l容量の丸底フラス
コに水600mlを入れ撹拌し、この中へ混合アルコキ
シド溶液を約10分位要して滴下すると、大量の白色沈
殿が生成した。次いで加温して溶剤の大半を留去してC
e0.80Zr0.15Y0.05Oxide前駆体スラリー分散物を得
た。
【0032】次に、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液
(白金含量4.569重量%)0.604gを水20m
lに溶解して、この溶液にCe0.80Zr0.15Y0.05Oxi
de前駆体スラリー分散物を加え撹拌混合の後、減圧下、
水を留去して白色粘稠のCe0.80Zr0.15Y0.05Oxide
/Pt前駆体を得た。
(白金含量4.569重量%)0.604gを水20m
lに溶解して、この溶液にCe0.80Zr0.15Y0.05Oxi
de前駆体スラリー分散物を加え撹拌混合の後、減圧下、
水を留去して白色粘稠のCe0.80Zr0.15Y0.05Oxide
/Pt前駆体を得た。
【0033】このCe0.80Zr0.15Y0.05Oxide/Pt
前駆体を60℃で24時間通風乾燥した後、電気炉で4
50℃、3時間焼成を行い、黄白色粉末状のCe0.80Z
r0.15Y0.05Oxide/Ptの組成をもつ耐熱性酸化物1
を得た。
前駆体を60℃で24時間通風乾燥した後、電気炉で4
50℃、3時間焼成を行い、黄白色粉末状のCe0.80Z
r0.15Y0.05Oxide/Ptの組成をもつ耐熱性酸化物1
を得た。
【0034】得られた耐熱性酸化物1を、表2に示すよ
うに、800℃、900℃、1000℃の各温度で、還
元雰囲気、不活性雰囲気及び酸化雰囲気を繰り返しなが
ら2時間エージングした。
うに、800℃、900℃、1000℃の各温度で、還
元雰囲気、不活性雰囲気及び酸化雰囲気を繰り返しなが
ら2時間エージングした。
【0035】その後、これら各温度でエージングされた
耐熱性酸化物1の酸素ストレージ能の評価及び比表面積
の測定(BET法)を行った。結果を表1に示す。尚、
酸素ストレージ能の評価は以下のようにして行った。
耐熱性酸化物1の酸素ストレージ能の評価及び比表面積
の測定(BET法)を行った。結果を表1に示す。尚、
酸素ストレージ能の評価は以下のようにして行った。
【0036】酸素ストレージ能(OSC)の評価 粉末状の耐熱性酸化物1を試料として約20mg採取
し、表3に示す設定条件をもつ熱天秤で重量変化を測定
し、ステップ8とステップ10との間の重量変化を吸蔵
及び放出した酸素量として見積り、試料1モル中の酸素
のモル数として表した。
し、表3に示す設定条件をもつ熱天秤で重量変化を測定
し、ステップ8とステップ10との間の重量変化を吸蔵
及び放出した酸素量として見積り、試料1モル中の酸素
のモル数として表した。
【0037】尚、測定時のガス流速は、実際の自動車の
排気ガスの流速とほぼ同様の40ml/minとした。
排気ガスの流速とほぼ同様の40ml/minとした。
【0038】実施例2 アルコキシドとしてセリウムエトキシド32.7g
(0.102モル)、ジルコニウムエトキシド13.9
g(0.051モル)、イットリウムエトキシド3.8
g(0.017モル)を用い、貴金属塩の溶液として、
ジニトロジアンミン白金硝酸溶液0.569gを用いた
以外は、実施例1と同様の操作を行い、黄白色粉末状の
Ce0.60Zr0.30Y0.10Oxide/Ptの組成をもつ耐熱
性酸化物2を得た。この耐熱性酸化物2を実施例1と同
様に、800℃、900℃、1000℃の各温度でエー
ジングし、その後酸素ストレージ能の評価及び比表面積
の測定を行った。結果を表1に示す。
(0.102モル)、ジルコニウムエトキシド13.9
g(0.051モル)、イットリウムエトキシド3.8
g(0.017モル)を用い、貴金属塩の溶液として、
ジニトロジアンミン白金硝酸溶液0.569gを用いた
以外は、実施例1と同様の操作を行い、黄白色粉末状の
Ce0.60Zr0.30Y0.10Oxide/Ptの組成をもつ耐熱
性酸化物2を得た。この耐熱性酸化物2を実施例1と同
様に、800℃、900℃、1000℃の各温度でエー
ジングし、その後酸素ストレージ能の評価及び比表面積
の測定を行った。結果を表1に示す。
【0039】実施例3 アルコキシドとしてセリウムブトキシド29.4g
(0.068モル)、ジルコニウムブトキシド29.4
g(0.077モル)、イットリウムブトキシド7.8
g(0.025モル)を用い、貴金属塩の溶液として、
ジニトロジアンミン白金硝酸溶液0.525gを用いた
以外は、実施例1と同様の操作を行い、黄白色粉末状の
Ce0.40Zr0.45Y0.15Oxide/Ptの組成をもつ耐熱
性酸化物3を得た。この耐熱性酸化物3を実施例1と同
様に、800℃、900℃、1000℃の各温度でエー
ジングし、その後酸素ストレージ能の評価及び比表面積
の測定を行った。結果を表1に示す。
(0.068モル)、ジルコニウムブトキシド29.4
g(0.077モル)、イットリウムブトキシド7.8
g(0.025モル)を用い、貴金属塩の溶液として、
ジニトロジアンミン白金硝酸溶液0.525gを用いた
以外は、実施例1と同様の操作を行い、黄白色粉末状の
Ce0.40Zr0.45Y0.15Oxide/Ptの組成をもつ耐熱
性酸化物3を得た。この耐熱性酸化物3を実施例1と同
様に、800℃、900℃、1000℃の各温度でエー
ジングし、その後酸素ストレージ能の評価及び比表面積
の測定を行った。結果を表1に示す。
【0040】実施例4 アルコキシドとしてセリウムエトキシエチレート16.
9g(0.034モル)、ジルコニウムエトキシエチレ
ート45.7g(0.102モル)、イットリウムエト
キシエチレート12.1g(0.034モル)を用い、
貴金属塩の溶液として、ジニトロジアンミン白金硝酸溶
液0.488gを用いた以外は、実施例1と同様の操作
を行い、黄白色粉末状のCe0.20Zr0.60Y0.20Oxide
/Ptの組成をもつ耐熱性酸化物4を得た。この耐熱性
酸化物4を実施例1と同様に、800℃、900℃、1
000℃の各温度でエージングし、その後酸素ストレー
ジ能の評価及び比表面積の測定を行った。結果を表1に
示す。
9g(0.034モル)、ジルコニウムエトキシエチレ
ート45.7g(0.102モル)、イットリウムエト
キシエチレート12.1g(0.034モル)を用い、
貴金属塩の溶液として、ジニトロジアンミン白金硝酸溶
液0.488gを用いた以外は、実施例1と同様の操作
を行い、黄白色粉末状のCe0.20Zr0.60Y0.20Oxide
/Ptの組成をもつ耐熱性酸化物4を得た。この耐熱性
酸化物4を実施例1と同様に、800℃、900℃、1
000℃の各温度でエージングし、その後酸素ストレー
ジ能の評価及び比表面積の測定を行った。結果を表1に
示す。
【0041】実施例5 アルコキシドとしてセリウムエトキシエチレート33.
8g(0.068モル)、ジルコニウムエトキシエチレ
ート30.5g(0.068モル)、ランタンエトキシ
エチレート13.8g(0.034モル)を用い、貴金
属塩の溶液として、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液
0.565gを用いた以外は、実施例1と同様の操作を
行い、黄白色粉末状のCe0.40Zr0.40La0.20Oxide
/Ptの組成をもつ耐熱性酸化物5を得た。この耐熱性
酸化物5を実施例1と同様に、800℃、900℃、1
000℃の各温度でエージングし、その後酸素ストレー
ジ能の評価及び比表面積の測定を行った。結果を表1に
示す。
8g(0.068モル)、ジルコニウムエトキシエチレ
ート30.5g(0.068モル)、ランタンエトキシ
エチレート13.8g(0.034モル)を用い、貴金
属塩の溶液として、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液
0.565gを用いた以外は、実施例1と同様の操作を
行い、黄白色粉末状のCe0.40Zr0.40La0.20Oxide
/Ptの組成をもつ耐熱性酸化物5を得た。この耐熱性
酸化物5を実施例1と同様に、800℃、900℃、1
000℃の各温度でエージングし、その後酸素ストレー
ジ能の評価及び比表面積の測定を行った。結果を表1に
示す。
【0042】比較例1 アルコキシドとしてセリウムブトキシド73.5g
(0.170モル)のみを用い、貴金属塩の溶液とし
て、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液0.641gを用
いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、黄白色粉末
状のCeO2/Ptの組成をもつ耐熱性酸化物6を得
た。この耐熱性酸化物6を実施例1と同様に、800
℃、900℃、1000℃の各温度でエージングし、そ
の後酸素ストレージ能の評価及び比表面積の測定を行っ
た。結果を表1に示す。
(0.170モル)のみを用い、貴金属塩の溶液とし
て、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液0.641gを用
いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、黄白色粉末
状のCeO2/Ptの組成をもつ耐熱性酸化物6を得
た。この耐熱性酸化物6を実施例1と同様に、800
℃、900℃、1000℃の各温度でエージングし、そ
の後酸素ストレージ能の評価及び比表面積の測定を行っ
た。結果を表1に示す。
【0043】比較例2 アルコキシドとしてジルコニウムブトキシド48.9g
(0.128モル)、イットリウムブトキシド13.1
g(0.043モル)を用い、貴金属塩の溶液として、
ジニトロジアンミン白金硝酸溶液0.453gを用いた
以外は、実施例1と同様の操作を行い、白色粉末状のZ
r0.75Y0.25O1.875/Ptの組成をもつ耐熱性酸化物
7を得た。この耐熱性酸化物7を実施例1と同様に、8
00℃、900℃、1000℃の各温度でエージング
し、その後酸素ストレージ能の評価及び比表面積の測定
を行った。結果を表1に示す。
(0.128モル)、イットリウムブトキシド13.1
g(0.043モル)を用い、貴金属塩の溶液として、
ジニトロジアンミン白金硝酸溶液0.453gを用いた
以外は、実施例1と同様の操作を行い、白色粉末状のZ
r0.75Y0.25O1.875/Ptの組成をもつ耐熱性酸化物
7を得た。この耐熱性酸化物7を実施例1と同様に、8
00℃、900℃、1000℃の各温度でエージング
し、その後酸素ストレージ能の評価及び比表面積の測定
を行った。結果を表1に示す。
【0044】
【表1】
【0045】
【表2】
【0046】
【表3】
【0047】表1より、実施例1〜実施例5において、
エージングしていない初期試料に比べると、酸素ストレ
ージ能は低下するが、800〜1000℃においても、
なおその機能は有効に発揮されていることがわかる。
エージングしていない初期試料に比べると、酸素ストレ
ージ能は低下するが、800〜1000℃においても、
なおその機能は有効に発揮されていることがわかる。
【0048】また、高温下において、比表面積はセリウ
ムの原子割合が多くなるほど減少しているが、酸素スト
レージ能は、セリウムの原子割合が0.6(実施例2)
乃至0.4(実施例3、実施例5)で最高値となってお
り、比表面積の減少にかかわらず、本発明の耐熱性酸化
物は、優れた酸素ストレージ能を有していることがわか
る。
ムの原子割合が多くなるほど減少しているが、酸素スト
レージ能は、セリウムの原子割合が0.6(実施例2)
乃至0.4(実施例3、実施例5)で最高値となってお
り、比表面積の減少にかかわらず、本発明の耐熱性酸化
物は、優れた酸素ストレージ能を有していることがわか
る。
【0049】
【発明の効果】本発明の耐熱性酸化物は、800℃以上
の高温下においても比表面積の減少に如何にかかわら
ず、優れた酸素ストレージ能を発揮するので、高温下に
おいて気相雰囲気のガス組成が変動する、自動車用の排
気ガスの浄化用の助触媒として好適に使用でき、さら
に、他の触媒活性成分、例えば貴金属を含有すること
で、酸化セリウムの有する酸素ストレージ能と貴金属の
有する優れた触媒活性が相俟って、そのまま自動車用の
排気ガスの浄化用の三元触媒として好適に使用できる。
の高温下においても比表面積の減少に如何にかかわら
ず、優れた酸素ストレージ能を発揮するので、高温下に
おいて気相雰囲気のガス組成が変動する、自動車用の排
気ガスの浄化用の助触媒として好適に使用でき、さら
に、他の触媒活性成分、例えば貴金属を含有すること
で、酸化セリウムの有する酸素ストレージ能と貴金属の
有する優れた触媒活性が相俟って、そのまま自動車用の
排気ガスの浄化用の三元触媒として好適に使用できる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年2月5日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】このため、酸化セリウムにジルコニウム、
ランタンなどを添加して酸化セリウムの粒成長を抑制す
るこどが提案されている(特開昭63−116741
号、特開昭63−116742号)が、酸化セリウム粒
子上にジルコニウムが偏析して酸化セリウム本来の特性
が失われるなど、高温下で十分に実用に耐えうるもので
はなかった。
ランタンなどを添加して酸化セリウムの粒成長を抑制す
るこどが提案されている(特開昭63−116741
号、特開昭63−116742号)が、酸化セリウム粒
子上にジルコニウムが偏析して酸化セリウム本来の特性
が失われるなど、高温下で十分に実用に耐えうるもので
はなかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 23/56 301A
Claims (6)
- 【請求項1】一般式 【化1】 (式中、Rは希土類金属を、z は酸素欠陥量を示し、x
は0.15〜0.6の原子割合を、y は0.05〜0.
2の原子割合をそれぞれ示し、x+y は、0.2〜0.8
の範囲を示す。)で表される耐熱性酸化物。 - 【請求項2】少なくとも一部が複合酸化物及び/又は固
溶体である請求項1記載の耐熱性酸化物。 - 【請求項3】Rで表される希土類金属がイットリウム
(Y)である請求項1又は2記載の耐熱性酸化物。 - 【請求項4】さらに、貴金属を含有する請求項1又は2
記載の耐熱性酸化物。 - 【請求項5】貴金属が白金(Pt)である請求項4記載
の耐熱性酸化物。 - 【請求項6】排ガス浄化用触媒である請求項1〜5記載
の耐熱性酸化物。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7339734A JPH09175822A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 耐熱性酸化物 |
| US08/734,074 US5837642A (en) | 1995-12-26 | 1996-10-21 | Heat-resistant oxide |
| DE19644276A DE19644276B4 (de) | 1995-12-26 | 1996-10-24 | Wärmebeständiges Oxid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7339734A JPH09175822A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 耐熱性酸化物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09175822A true JPH09175822A (ja) | 1997-07-08 |
Family
ID=18330303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7339734A Pending JPH09175822A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 耐熱性酸化物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09175822A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09175823A (ja) * | 1995-12-26 | 1997-07-08 | Daihatsu Motor Co Ltd | 耐熱性酸化物 |
| WO1998029341A1 (fr) * | 1996-12-27 | 1998-07-09 | Anan Kasei Co., Ltd. | Oxyde de compose zirconium et cerium, procede d'elaboration correspondant et co-catalyseur d'epuration des gaz |
| JP2005329318A (ja) * | 2004-05-19 | 2005-12-02 | Mazda Motor Corp | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
| JP2006256912A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Tosoh Corp | 表面修飾されたセリア・ジルコニア系水和酸化物、その酸化物及びそれらの製造方法並びに用途 |
| US7247597B2 (en) | 2001-08-30 | 2007-07-24 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Composite oxide, process for producing the same, and exhaust gas reducing co-catalyst |
| JP2009091238A (ja) * | 1996-11-14 | 2009-04-30 | Wr Grace & Co Connecticut | 酸化セリウムウオッシュコート |
| JP2010519024A (ja) * | 2007-02-23 | 2010-06-03 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 一酸化炭素の選択メタン化のための触媒及び方法 |
| JP2011036740A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Daihatsu Motor Co Ltd | 排ガス浄化用触媒 |
-
1995
- 1995-12-26 JP JP7339734A patent/JPH09175822A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09175823A (ja) * | 1995-12-26 | 1997-07-08 | Daihatsu Motor Co Ltd | 耐熱性酸化物 |
| JP2009091238A (ja) * | 1996-11-14 | 2009-04-30 | Wr Grace & Co Connecticut | 酸化セリウムウオッシュコート |
| WO1998029341A1 (fr) * | 1996-12-27 | 1998-07-09 | Anan Kasei Co., Ltd. | Oxyde de compose zirconium et cerium, procede d'elaboration correspondant et co-catalyseur d'epuration des gaz |
| US6171572B1 (en) | 1996-12-27 | 2001-01-09 | Anan Kasei Co., Ltd. | Method for preparing a zirconium-cerium composite oxide |
| US7247597B2 (en) | 2001-08-30 | 2007-07-24 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Composite oxide, process for producing the same, and exhaust gas reducing co-catalyst |
| JP2005329318A (ja) * | 2004-05-19 | 2005-12-02 | Mazda Motor Corp | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
| JP2006256912A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Tosoh Corp | 表面修飾されたセリア・ジルコニア系水和酸化物、その酸化物及びそれらの製造方法並びに用途 |
| JP2010519024A (ja) * | 2007-02-23 | 2010-06-03 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 一酸化炭素の選択メタン化のための触媒及び方法 |
| JP2011036740A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Daihatsu Motor Co Ltd | 排ガス浄化用触媒 |
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