[发明专利]废气净化催化剂的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机中的废气净化催化剂的制造方法。

背景技术

汽车用催化剂具有分解除去废气中的有害成分碳化氢（HC）、氮氧化物（NO_x）、一氧化碳（CO）的功能。这种催化剂是以利用堇青石等无机材料、金属成型为蜂窝状的材料作为基材而制造的，废气通过其内部从而被分解除去。为了提高该催化剂与废气的接触效率，在基材的表面上涂布多孔的无机材料，再在其表层部负载微量的贵金属作为活性成分。作为贵金属，使用铂、钯、铑等铂族金属。

近年来，为了快速地处理启动汽车的发动机时的废气，要求使催化剂在低温下活性化，正在尝试通过增加贵金属的用量来提高净化性能（低温活性）。但是，增加昂贵的贵金属的用量关系到汽车的成本升高，导致消费者的不利，因此需要提高净化性能而不增加贵金属的用量。

氢氧化铂聚合物是铂原子通过几个至几十个左右的氧原子交联而成的氢氧化物。在该氢氧化铂聚合物的制作中，使用六氢氧化铂酸（H₂Pt(OH)₆）作为原料。氢氧化铂聚合物是如下生成的：将六氢氧化铂酸溶解于强酸溶液中，从而使其以羟基络合物的形态存在，该配合物由于受到来自酸的质子的影响而形成反应性单体，发生聚合反应，从而生成氢氧化铂聚合物。由于聚合反应剧烈发生，因此在反应途中难以控制。但是，将酸浓度、反应温度、原料浓度设为特定的条件时，能够具有依赖于该条件的聚合度，并且能够形成反应暂时停止的亚稳定状态。另外，聚合反应为不可逆的反应，因此，即使在降低反应温度时也能保持聚合状态。对于这样制备的氢氧化铂聚合物，根据聚合度的不同，聚合物中所含的铂原子的数量不同。因此，可以将该聚合物作为例如用于控制废气催化剂等中使用的贵金属的粒径的前体材料来利用。

但是，氢氧化铂聚合物对由氧化铝（Al₂O₃）、氧化铈（CeO₂）/氧化锆（ZrO₂）系复合氧化物等形成的载体的吸附率低，因此难以负载期望的铂量。因此，包含氢氧化铂聚合物的溶液难以作为批量生产催化剂的材料来利用。

对于专利文献1中报告的包含调整了粒度的氢氧化铂聚合物的溶液、以及在该溶液中添加了Zr离子的、使聚合物尺寸稳定化的溶液，以其原本的状态，氢氧化铂聚合物难以对载体吸附，只有溶液中的一部分铂吸附于载体。因此，为了得到铂负载催化剂，只有将载体浸渍于高铂浓度的溶液中数分钟，再焙烧浸入了溶液的载体的方法（吸水负载法）。

通过吸水负载法负载铂时，难以将吸水量设为固定量，另外，由于使用高铂浓度的溶液，即使由微小的吸水量的差别也会导致铂负载量差别很大。另外，将载体浸渍在铂溶液中时，由于至少一部分铂吸附于载体，因此比由吸水量估算的铂负载量更多的铂被负载。因此，难以通过吸水负载法负载期望的铂量，难以将包含氢氧化铂聚合物的溶液作为批量生产催化剂的材料来利用。

另外，吸水负载法中使用的氢氧化铂溶液的pH值为0以下，酸度非常强。因此，浸渍蜂窝状的载体时，基材的堇青石成分溶出，机械强度降低等，对载体造成损伤。

另一方面，将由氧化铝、氧化铈/氧化锆系复合氧化物等形成的载体浸渍于广泛用作铂的负载溶液的稀二硝基二胺铂（dinitrodiamine platinum）溶液一昼夜，溶液中的铂几乎全部吸附于载体，焙烧该载体，从而得到铂负载催化剂（浸渗负载法）。因此，根据使用二硝基二胺铂溶液的浸渗负载法，能够通过适宜地改变溶液的铂浓度、溶液量等来得到负载有期望的铂量的催化剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特愿2011-105106号

发明内容

发明要解决的问题

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供能够通过实现铂对载体的高吸附率来大幅提高生产率、并且能够防止由强酸导致的对载体的损伤的废气净化催化剂的制造方法。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明人等发现，可以将载体浸渍于包含氢氧化铂聚合物的溶液中，加热至60~70℃左右，从而提高铂对载体的吸附率。另外，本发明人等发现，为了进一步提高铂的吸附率，在加热的基础上，需要将稀释溶液的pH值设为5~7左右的弱酸性~中性附近。