[发明专利]氧吸留材料的制造方法及氧吸留材料

说明书

本发明涉及氧吸留材料的制造方法及氧吸留材料。提供抑制氧化铈－氧化锆系规则排列相的粒径变粗大的氧吸留材料的制造方法和氧吸留能力提高了的氧吸留材料。氧吸留材料的制造方法包括：在包含选自La盐、Mg盐和Ca盐中的至少一种、Ce盐、Zr盐及Al盐的水溶液中加入羟基羧酸，生成凝胶；加热凝胶，得到将盐分解而成的固体生成物；烧成固体生成物，得到包含氧化铈－氧化锆系规则排列相前体和铝酸盐系复合氧化物前体的烧成物；还原热处理烧成物，得到烧绿石相和铝酸盐系复合氧化物相互分散的第1复合体；和氧化热处理第1复合体，得到使烧绿石相的至少一部分成为κ相的第2复合体；氧吸留材料，其中上述复合氧化物和上述规则排列相相互分散。

技术领域

本发明涉及氧吸留材料的制造方法及氧吸留材料。本发明特别涉及适合用在从汽车等的内燃机排出的废气的净化用催化剂等中的氧吸留材料的制造方法及氧吸留材料。

背景技术

在来自汽车等的内燃机的废气中包含氮氧化物(NO_x)、一氧化碳(CO)、烃(HC)等，但这些物质可通过将CO及HC氧化、和将NO_x还原的废气净化催化剂来除去。作为该废气净化催化剂的代表性的催化剂，已知的有使铂(Pt)、铑(Rh)和/或钯(Pd)等贵金属载持于γ-氧化铝等多孔金属氧化物载体而成的三元催化剂等。

虽然可利用各种材料制造该金属氧化物载体，但通常使用氧化铝。但是近年来，为了利用载体的化学性质以促进废气的净化，也提出了与氧化铝组合或不与氧化铝组合地使用氧化铈(CeO₂)、氧化锆(ZrO₂)和/或氧化钛(TiO₂)等各种其它材料。

例如，为了吸收废气中的氧浓度的变动从而提高三元催化剂的废气净化能力，已在废气净化催化剂中使用具有在废气中的氧浓度高时吸留氧、在废气中的氧浓度低时放出氧的氧吸留能力(OSC能力)的材料。作为具有氧吸留能力的材料，代表性的为氧化铈。

为了利用三元催化剂的作用有效地进行CO及HC的氧化和NO_x的还原，需要内燃机的空燃比为理论空燃比(化学计量比)，因此为了发挥三元催化剂的废气净化能力，优选利用具有氧吸留能力的材料来吸收废气中的氧浓度的变动并维持理论空燃比附近的氧浓度。进而，根据近年来的研究，发现氧化铈不仅具有氧吸留能力，而且与载持于其上的贵金属(特别是铂)的亲和性强，因此，可抑制该贵金属的粒生长(烧结)。

这样，关于废气净化催化剂中的使用，氧化铈具有优选的性质，但有时在其运用中不具有所需的耐热性。因此，提出了将氧化铈和氧化锆固溶化，形成氧化铈－氧化锆系复合氧化物，从而提高耐热性。

例如，在专利文献1中，公开了一种氧吸留材料，其包含氧化铈－氧化锆系复合氧化物，在该氧化铈－氧化锆系复合氧化物中，通过铈离子和锆离子形成了烧绿石型的规则排列相(以下称作“氧化铈－氧化锆系规则排列相”)。

氧化铈－氧化锆系规则排列相在还原状态下为烧绿石相，在氧化状态下为κ相。烧绿石相具有缺氧位点，氧原子进入该位点，由此烧绿石相变成κ相。另一方面，κ相通过放出氧原子而相变成烧绿石相。氧化铈－氧化锆系复合氧化物的氧吸留能力是基于在烧绿石相和κ相之间相互地相变而吸收和放出氧。

在使用氧化铈－氧化锆系复合氧化物作为废气催化剂的氧吸留材料的情况下，氧化铈－氧化锆系复合氧化物中所形成的氧化铈－氧化锆系规则排列相在浓(rich)状态下变成烧绿石相，在贫(lean)状态下变成κ相。通过在氧化铈－氧化锆系规则排列相的表面的氧的进出来产生这样的相变。

如果氧化铈－氧化锆系规则排列相的粒径粗大，则在氧化铈－氧化锆系规则排列相的内部，氧的进出是困难的。其结果，氧化铈－氧化锆系规则排列相的氧吸留速度下降，且氧吸留温度上升。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2009-84061号公报