[发明专利]纳米粒子的担载方法

说明书

本申请为专利申请200980100108.5(申请日：2009年3月18日，发明创造名称：纳米粒子的担载方法)的分案申请。

技术领域

本发明涉及使载体担载纳米粒子的方法。

背景技术

以汽车的废气净化用催化剂等的催化剂为代表，已知使催化剂粒子或催化剂辅助粒子等担载于多孔的氧化物之类的具有耐热性且表面积大的载体上的方法。为了确保大的反应表面积以使作为催化剂等的反应效率提高，期待催化剂粒子或催化剂辅助粒子等以纳米水平的微细粒子高度分散地被担载。

例如，日本特开2001-9279号公报中公开了使用以粒径10nm以下的作为催化剂辅助粒子(硫中毒再生用)的氧化钛粒子覆盖氧化铝粒子表面而得到的载体的NOx储存还原型催化剂。并且，作为其制造方法公开了将由氧化铝粒子和氧化钛溶胶构成的浆料的pH设为小于5，然后使pH升高，由此将氧化铝粒子表面用氧化钛微粒覆盖。但在该方法中，如该公报的图10所示，由于在pH上升过程中氧化钛溶胶经过等电点，在此时刻凝聚而立即粗大化。在此时的pH下，氧化铝带电，不会与氧化钛溶胶一起凝聚。如果进一步使pH升高，则氧化钛溶胶凝聚物就开始带负电。但是，由于与凝聚相比再分散需要更长时间，因此氧化钛粒子会在保持凝聚粗大化的状态下吸附在氧化铝粒子上。像这样，在日本特开2001-9279号公报的制造方法中，很可能不是氧化钛微粒覆盖氧化铝粒子表面的状态，而是氧化铝粒子和凝聚的氧化钛粒子简单混合的状态。

另外，在日本特开2004-331444号公报中公开了在含有氧化铝粒子的浆料中加入含钛水溶性有机化合物的水溶液，并进行干燥、煅烧，由此在氧化铝表面担载氧化钛的废气净化用催化剂的制造方法。但是，在这种溶液反应中，形成氧化铝氧化钛复合氧化物而耐热性降低，作为载体的表面积降低，无法维持高度分散地担载氧化钛的纳米粒子的状态。

此外，在日本特开2006-272250号公报中公开了制备用具有羧基的聚合物或具有胺基的聚合物等保护材料覆盖而得到的两种以上的胶体，利用由于在保护材料间作用的亲和力而不同的胶体彼此聚集的情况，从而使粒子排列的方法。但是在该方法中，难以可靠地防止胶体彼此的凝聚，无法稳定地获得纳米粒子被高度分散地担载的状态。

与此相对，本申请人在WO2009/001962中公开了使氧化铝吸附NH₄⁺离子，利用电位差使超亲水性且吸附了OH^-离子的氧化钛吸附、担载于氧化铝上的方法。由此，可以使氧化钛的纳米粒子高度分散地担载在氧化铝粒子的表面上。

即，在上述方法中，在弱碱性溶液中，氧化铝、氧化钛均带负电，但是NH₄⁺离子仅选择性地吸附在氧化铝上，几乎不吸附在氧化钛上，因此在氧化铝和氧化钛之间产生电位差，利用该电位差在氧化铝表面吸附担载氧化钛纳米粒子。该选择吸附的担载机制基于氧化钛是超亲水性的，因此对OH^-离子的吸附强，对NH₄⁺离子的吸附弱这样的特殊前提而成为可能。

因此，上述的方法是以所担载的氧化钛具有超亲水性为前提而得以实现的方法，具有不适用于其他粒子的限制。

因此，需要一种也能适用于氧化钛以外的纳米粒子的高度分散的担载方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不管有无超亲水性，都可以将纳米粒子高度分散地担载的方法。

根据本发明，上述目的通过如下纳米粒子的担载方法来实现，其特征在于，使载体吸附铵根离子，使纳米粒子吸附有机酸，在碱性溶液中使该载体和该纳米粒子接触，由此使该载体吸附该纳米粒子。

在碱性溶液中，吸附了铵根离子的载体部分带正电，吸附了有机酸的纳米粒子带很大的负电，因此利用载体和纳米粒子的电位差而在载体上吸附纳米粒子。载体之间、纳米粒子之间由于电位相同，因此不发生凝聚而维持高度分散。

关于载体，典型的是氧化铝，但没有必要限定于此，可以使用迄今为止一直作为废气净化用催化剂等的载体来使用的以氧化锆、氧化钛等为代表通常作为载体来使用的氧化物或复合氧化物。

纳米粒子只要可以吸附有机酸就对其没有特别限定，可以是过渡金属、稀土类元素等的氧化物及其复合氧化物以及与担载相关的表面被氧化了的氮化物、碳化物等。

作为有机酸，可以使用琥珀酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸等多元羧酸。

附图说明