[发明专利]废气净化用催化剂及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及废气净化用催化剂及其制造方法，所述废气净化用催化剂适用于对内燃机排放的废气进行净化处理。 

背景技术

近年来，为除去内燃机排放的废气中所含的有害物质例如烃类化合物(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO_x)等，广泛使用了铂(Pt)等贵金属粒子负载于氧化铝(Al₂O₃)等金属氧化物载体上而形成的废气净化用催化剂。在常规的废气净化用催化剂中，为提高贵金属粒子抵御周围气氛变化的耐久性，使用了大量贵金属粒子。从保护地球资源的角度来看，不希望大量使用贵金属粒子。 

鉴于这种背景，近来，已尝试以下述方式提高贵金属粒子的耐久性：通过浸渍法，将作为OSC(Oxygen Storage Component：储氧组分)材料的过渡金属例如铈(Ce)、锰(Mn)等或过渡金属化合物设置在贵金属粒子周围，并通过过渡金属或过渡金属化合物，抑制贵金属粒子周围的环境气氛变化(参考专利文献1-4)。应当注意的是，根据这种方法，除提高贵金属粒子的耐久性以外，还可期待贵金属粒子活性的提高。 

专利文献1：特开平8-131830号公报 

专利文献2：特开2005-000829号公报 

专利文献3：特开2005-000830号公报 

专利文献4：特开2003-117393号公报 

发明内容

在采用过渡金属化合物抑制贵金属粒子周围气氛的变化时，要求贵金属粒子和过渡金属化合物粒子均为微粒并相互接触。然而，采用浸渍法时，贵金属粒子和过渡金属化合物粒子即使能够相互接触也都不是微粒。或者，上述两者即使均为微粒但不能相互接触或仅少量能够相互接触，从而难以按照 设计将过渡金属化合物粒子设置在贵金属粒子的附近。另外，在谋求提高贵金属粒子的耐久性时，期望贵金属粒子平均粒径为2[nm]以上；在谋求提高贵金属粒子的活性时，希望贵金属粒子平均粒径为5[nm]以下。然而，在采用浸渍法时，贵金属粒子的平均粒径为1.5[nm]以下，从而难以期望贵金属粒子的耐久性和活性同时提高。 

另外，因为过渡金属化合物容易与广泛用作金属氧化物载体的氧化铝发生固溶，所以仅仅将过渡金属化合物设置在贵金属粒子周围，难以获得提高贵金属粒子活性的效果。应当注意的是，为解决所述问题，考虑将过渡金属化合物负载于不会与其发生固溶的载体上的方法；然而，采用这种方法时，在高温气氛下过渡金属化合物产生移动，并且过渡金属化合物之间相互接触，从而使得过渡金属化合物凝聚。此外，为避免这种凝聚，还考虑采用逆向胶束法制造具有大表面积的过渡金属化合物粒子的方法，然而，由于在所述方法中使用有机溶剂，所以制造成本高且环境负担大。 

为了解决上述问题，本发明提供一种废气净化用催化剂，其包含：贵金属粒子，与所述贵金属粒子接触、抑制该贵金属粒子的移动的第1化合物和包封所述贵金属粒子和所述第1化合物、抑制贵金属粒子的移动，同时抑制随第1化合物彼此接触而导致的第1化合物的凝聚的第2化合物；其中，所述第1化合物负载所述贵金属粒子，并且该负载有贵金属粒子的第1化合物的个体或聚集体包含在被所述第2化合物隔开的区域内。 

根据本发明的废气净化用催化剂，通过用贵金属粒子和第1化合物覆盖，在抑制贵金属粒子移动的同时抑制第1化合物之间的凝聚，可以维持第1化合物带来的提高贵金属粒子活性的效果，而不增加制造成本、环境负担。 

此外，本发明的废气净化用催化剂的制造方法的要点是，该方法包括下述步骤：第1步骤，其中，制备贵金属粒子与第1化合物接触而形成的复合胶体的溶液；和第2步骤，其中，在该复合胶体溶液中的与贵金属粒子接触的第1化合物周围形成第2化合物。 

根据本发明的废气净化用催化剂的制造方法，可以容易地制造本发明的废气净化用催化剂。 

附图说明

图1为模式图，示出作为本发明的一个实施方式的废气净化用催化剂的 构成。 

图2为模式图，示出作为本发明另一实施方式的废气净化用催化剂的构成。 

图3为模式图，示出一个单元中贵金属粒子2凝聚前后情况的一个例子。 

图4为示出贵金属粒径与贵金属表面积之间关系的图表。 

图5为示出贵金属粒径与贵金属原子数之间关系的图表。 

图6为模式图，示出作为本发明的一个实施方式的废气净化用催化剂的构成。