[发明专利]储氧材料及其制造方法

说明书

提供即使在约300℃的低温下也能够发挥优异的储氧能力(OSC)、且所含有的铈的利用效率充分高的储氧材料。一种储氧材料，是由含有铈、锆和铜的二氧化铈－氧化锆－氧化铜系复合氧化物构成的储氧材料，所述铜的至少一部分固溶在所述铈与所述锆的复合氧化物中，所述二氧化铈－氧化锆－氧化铜系复合氧化物具有用以下的化学式(1)表示的组成，Ce_xZr_yCu_zO_2－z(1)。在化学式(1)中，x、y和z分别是满足x＝0.3～0.7、y为0.15以上且小于0.7、z大于0且为0.15以下、x+y+z＝1的条件的数，并且，所述二氧化铈－氧化锆－氧化铜系复合氧化物的比表面积为2～50m²/g。

技术领域

本发明涉及储氧材料及其制造方法。

背景技术

作为能够在对从汽车发动机等内燃机排出的排气中的一氧化碳(CO)和烃(HC)进行氧化的同时将氮氧化物(NOx)还原的排气净化催化剂，已知所谓的三元催化剂。

另外，已知：在使用排气净化催化剂净化排气时，为了吸收排气中的氧浓度的变动来提高排气净化能力，将具有储氧能力(Oxygen Storage Capacity(OSC))的材料作为排气净化催化剂的载体、助催化剂使用，所述储氧能力是指在排气中的氧浓度高时能够吸藏氧、在排气中的氧浓度低时能够释放氧的能力。

作为具有这样的OSC的储氧材料，一直以来优选地使用二氧化铈，近年来研究含有二氧化铈的各种复合氧化物，并开发了采用所谓的共沉淀法、反向共沉淀法、水热合成法、熔融法等得到的各种二氧化铈－氧化锆系复合氧化物。

例如，在日本特开2015－182931号公报(专利文献1)中公开了一种利用所谓的熔融法来制造二氧化铈－氧化锆系复合氧化物的方法，该二氧化铈－氧化锆系复合氧化物含有铈、锆和除它们以外的铁、锰、钴、镍、铜等过渡金属元素，作为晶体结构含有烧绿石(pyrochlore)相。

但是，近年来对排气净化用催化剂的要求特性日益提高，需要在约300℃的低温下也能够发挥优异的储氧能力(OSC)且所含有的铈的利用效率充分高的储氧材料，如上述专利文献1所记载的那样的以往的储氧材料未必是充分的。

发明内容

本发明是鉴于上述现有技术存在的课题而完成的，其目的是提供即使在约300℃的低温下也能够发挥优异的储氧能力(OSC)、且所含有的铈的利用效率充分高的储氧材料及其制造方法。

本发明人为了达到上述目的而进行了潜心研究，结果发现了以下情况：首先，作为向二氧化铈－氧化锆系复合氧化物中添加的元素选择铜来进行了研究，结果所谓的共沉淀法、反向共沉淀法、水热合成法这样的方法难以使铜固溶于二氧化铈－氧化锆复合氧化物中，另一方面，在上述专利文献1所记载的包含高温处理的熔融法中，虽然作为所含有的过渡金属元素的含量，记载为按氧化物换算为0.01～10mol％，但是现实所含有的铜的量的上限存在极限，为1mol％左右，另外，所得到的复合氧化物的比表面积的上限在现实上也存在极限，为1m²/g左右，不论是用哪种方法得到的复合氧化物，关于约300℃的低温下的储氧能力(OSC)都并不充分。

进而，本发明人进一步反复进行了潜心研究，结果发现了以下情况，从而完成了本发明：通过选择铜作为向二氧化铈－氧化锆系复合氧化物中添加的元素，并且利用所谓的溶液燃烧合成法制造含有铈、锆和铜的复合氧化物，能够使二氧化铈－氧化锆复合氧化物含有并且固溶充分量的铜，而且所得到的复合氧化物的比表面积变得充分大，由此能够得到即使在约300℃的低温下也能够发挥优异的储氧能力(OSC)且所含有的铈的利用效率充分高的储氧材料。

即，本发明的储氧材料，是由含有铈、锆和铜的二氧化铈－氧化锆－氧化铜系复合氧化物构成的储氧材料，

所述铜的至少一部分固溶在所述铈与所述锆的复合氧化物中，