[发明专利]层状复合氧化物、氧化催化剂及柴油颗粒过滤器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有层状钙钛矿结构的复合氧化物，更详细地说，涉及一种A位点有缺损、适合被使用于各种催化剂及用于净化颗粒物(PM)的柴油颗粒过滤器(DPF)的层状复合氧化物。

背景技术

具有钙钛矿型结构的复合氧化物材料以通式ABO₃表示，基本上属于立方晶系，但多数情况下采取属于四方晶系、正交晶系以及六方晶系等的扭曲结构。

已知这种钙钛矿型结构材料显示出由该扭曲引起的各种特性，到目前为止，其已作为例如电磁材料、催化剂材料而受到关注。

近年来，已经尝试将具有钙钛矿型结构的各种氧化物材料进行层状化等，来合成发挥优异特性的层状钙钛矿复合氧化物。

也有一些作为例如一氧化碳(CO)变换催化剂、FC(燃料电池)的电解质膜材料受到关注。此外，还有关于将其作为废气净化催化剂而用于氮氧化物(NOx)分解的论文，虽然其温度范围距离实用温度范围还处于相去甚远的高温范围。

另一方面，作为在内燃机(柴油机)中用于PM净化的催化剂，已提出了以通式ABO₃表示的LaGaO₃系的具有钙钛矿型结构的材料(参照专利文献1)。而且，根据该文献的记载，在上述钙钛矿型材料上负载有铂的PM氧化催化剂的PM氧化温度良好，为450℃。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2006-341235号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，LaGaO₃系的钙钛矿型复合氧化物材料在诸如上述的各种用途中，还很难说已经取得了充分的效果，特别是在PM氧化催化剂中，铂等贵金属的组合使用是必须的，在成本方面等存在进一步改善的余地。

本发明是鉴于现有钙钛矿型复合氧化物材料所存在的如上所述的课题而完成的，目的在于提供一种层状复合氧化物，其能够降低PM氧化温度、提高氧化速度，而无需使用铂(Pt)等贵金属。另外，本发明的目的还在于提供使用这种层状复合氧化物的氧化催化剂、DPF、三元催化剂、氮氧化物净化催化剂。

解决问题的方法

本发明人等为实现上述目的进行了深入研究，结果发现，通过使以通式A₃B₂O₇表示的Ruddlesden-Popper型层状钙钛矿中的A位点缺损，可以实现上述目的，进而完成了本发明。

即，本发明是基于上述见解而完成的，本发明的层状复合氧化物的特征在于，具有A位点有缺损的层状钙钛矿结构，具有以下述式(1)表示的组成。

(Ln_3-XA_X)_1-αMn₂O_7-δ···(1)

(式中的Ln表示La和/或Nd，A表示Sr和/或Ca，α表示A位点缺损量，δ表示氧缺陷量。)

另外，本发明的氧化催化剂的特征在于，含有本发明的所述层状复合氧化物。

另外，本发明的柴油颗粒过滤器是用于净化颗粒物的柴油颗粒过滤器，其特征在于，具备本发明的所述氧化催化剂和涂敷了该氧化催化剂的一体结构型载体。

此外，本发明的三元催化剂及氮氧化物净化催化剂的特征均在于，含有本发明的所述层状复合氧化物。

发明的效果

根据本发明，由于使层状钙钛矿中的A位点的一部分缺损，即，设定为以(Ln_3-XA_X)_1-αMn₂O_7-δ表示的层状复合氧化物(式中的Ln表示La和/或Nd，A表示Sr和/或Ca，α表示A位点缺损量，δ表示氧缺陷量)，因此，不使用Pt等贵金属的情况下也能够有效降低PM氧化温度。另外，通过使用这种层状复合氧化物，可获得净化性能优异的DPF、催化功能优异的氧化催化剂、三元催化剂、氮氧化物净化催化剂。

附图说明

图1为坐标图，示出了由实施例及比较例得到的层状复合氧化物的X射线衍射分析测定结果。

图2为坐标图，通过热重-差热分析比较示出了由实施例及比较例得到的层状复合氧化物的PM氧化性能。

发明的具体实施方式

下面，针对本发明的层状复合氧化物，以及使用该层状复合氧化物的氧化催化剂、DPF、三元催化剂、氮氧化物净化催化剂的结构等进行更为详细的说明。