[发明专利]废气净化用催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种废气净化催化剂及其制备方法。

背景技术

近年来，对汽车废气的限制越来越严格。要求废气净化催化剂对废气 中含有的有害成分、例如未燃烧烃(HC)及一氧化碳(CO)进行更高效的净化。 废气净化催化剂是在氧化铝等载体表面负载贵金属粒子，利用贵金属粒子 使废气中含有的有害成分、例如未燃烧烃(HC)及一氧化碳(CO)氧化而转化 为无害的水或气体成分(例如，参照日本特开2005-230616公报)。

另一方面，随着近年来日趋严格的废气限制，贵金属的使用量及催化 剂数量不断增加，引发了资源枯竭及制造成本增大的问题，因此，必须要 减少贵金属的使用量。

贵金属粒子的活性基本上与贵金属粒子的表面积成比例。因此，为了 以尽量少的贵金属量来维持最大催化剂活性，须使贵金属粒子整体的表面 积处于尽可能大的状态，即，须使贵金属粒子保持微粒状态。

发明内容

可是，在上述的传统技术中，当催化剂暴露于废气中时，贵金属粒子 很可能被掩埋在载体中。因而存在下述问题：即使可以使贵金属粒子保持 微粒状态，由于废气和贵金属粒子的接触面积减少，仍会引起催化剂活性 的大幅度降低。

因此，本发明的目的在于提供一种即使长时间暴露于废气中也可以保 持高度催化剂性能的废气净化催化剂及其制造方法。

为了达成上述目的，本发明的废气净化催化剂的特征在于：其具有贵 金属粒子和负载了该贵金属粒子的载体，且所述贵金属粒子的至少一部分 被配置在所述载体的最外表面、或自最外表面起算向内载体直径的10％以 内的部位上。

另外，本发明的废气净化催化剂的制备方法的特征在于：该制备方法 包括通过在平均直径为20～30nm的载体的溶胶中含浸贵金属盐来制备第1 溶液的步骤，其中，所述的第1溶液中含有外表面负载了贵金属粒子的载 体。

根据本发明的废气净化催化剂，贵金属粒子的至少一部分被配置在所 述载体的最外表面、或自最外表面起算向内载体直径的10％以内的部位上。 由此，使废气与贵金属粒子的接触面积增大，因而使废气净化作用大幅提 高。

另外，根据本发明的废气净化催化剂的制备方法，可以有效地制备出 贵金属粒子的至少一部分配置在所述载体的最外表面、或自最外表面起算 向内载体直径的10％以内的部位上的催化剂。

附图说明

图1是本发明的实施方式的废气净化催化剂中贵金属粒子及载体的放 大示意图，其中，载体由一级粒子构成。

图2是本发明的实施方式的废气净化催化剂中贵金属粒子及载体的放 大示意图，其中，载体由二级粒子构成。

图3是比较例的废气净化催化剂中贵金属粒子及载体的放大示意图。

图4是本发明的实施方式中、配置在金属氧化物中的贵金属粒子及载 体的示意图。

图5显示在实施例1中获得的催化剂的TEM显微镜照片。

图6显示在实施例2中获得的催化剂的TEM显微镜照片。

图7显示在比较例1中获得的催化剂的TEM显微镜照片。

图8显示在比较例3中获得的催化剂的TEM显微镜照片。

发明的具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行具体说明。

[催化剂的构成]

根据本发明的实施方式，废气净化催化剂1具有包含一级粒子和二级 粒子的载体3、5，和被负载于该载体3、5的贵金属粒子7。

[贵金属粒子]

贵金属粒子7没有特殊限定，优选Pt(铂)、Pd(钯)、及Rh(铑)中的至少 一种。另外，如后所述，尤其优选Pt。

[载体]

载体3、5优选为含有Ce(铯)的氧化物。例如，优选CeO₂、或Ce和Zr 的复合氧化物。作为所述的Ce和Zr的复合氧化物，优选例如CeZrO_x。使 用含有Ce的氧化物作为载体的理由是，由于Ce化合物不仅具有储氧能力 (OSC作用)，而且易于与贵金属粒子7、尤其是Pt粒子结合。

另外，适宜使用的载体可以是一级粒子3或二级粒子5中的任一形态。

图1表示在由一级粒子3构成的载体的最外表面负载有贵金属粒子7 的状态。该一级粒子3的平均粒径D优选在150nm以下，更优选为20～30nm。