[发明专利]担载金属原子簇的金属氧化物载体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及担载金属原子簇的金属氧化物载体及其制备方法。本发明特别涉及作为催化剂使用的、更特别是作为净化排气的催化剂使用的担载金属原子簇的金属氧化物载体及其制备方法。

背景技术

排气中，特别是在来自于汽车发动机等内燃机的排气中，含有氧化氮(NO_x)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)等。这些物质通常是用在氧化CO及HC的同时还能够还原NO_x的排气净化催化剂实施净化后，再排出到大气中。

在这样的排气净化催化剂中，使用铂(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd)等催化剂金属、特别是贵金属来促进用于净化排气的反应。这样的催化剂活性通过催化剂金属的表面提供。因此，为了增加催化剂金属的表面积，在γ-氧化铝等多孔金属氧化物载体上担载微粒状催化剂金属来使用。

为了制备这样的微粒状催化剂金属，采用了各种各样的方法，通常是在金属氧化物载体上浸润金属盐溶液，再干燥及煅烧，制得担载有微粒状催化剂金属的金属氧化物载体。

为了提供微粒状金属，特别是为了提供催化剂金属，还提出了使用树枝状大分子，使金属离子与该树枝状大分子配位，还原配位的金属离子，由此使微小的金属原子簇在树枝状大分子内析出的方法(M.Crookset.al.，Advanced Materials 1999，11，217～220；M.Crooks et.al.，Accounts Chemical Research 2001，34，181～190；M.Crooks et.al.，Langmuir 2004，20，2915～2920；M.Crooks et.al.，Langmuir 2002，18，8231～8236)。

这样，通过利用树枝状大分子制备金属原子簇时，可以高度均匀性地控制得到的金属原子簇的原子数(尤其可参见上述的M.Crooks et.(2004))。

但是，有报告称，即便是在树枝状大分子内使微小的金属原子簇析出的情况下，若在载体表面使保持有如此调制而成的金属原子簇的树枝状大分子堆积之后，为了氧化除去树枝状大分子而在氧化环境下加热，则金属原子簇在载体表面扩散，由此烧结，成为较大粒子(参见上述M.Crooks et.(2002))。

需要说明的是，在特表2003-519074号公报中公开了使用模板剂固体化铈、锆、钛等的胶体粒子，然后再通过煅烧等除去该模板剂，形成氧化铈等的中多孔体的方法。在这里，作为模板剂，举出聚(环氧乙烷)-聚(环氧丙烷)-聚(环氧乙烷)的三嵌段共聚物、接枝聚(环氧乙烷)共聚物等嵌段共聚物类型的非离子性表面活性剂。

此外，在上述的特表2002-513047号公报中公开了一种使多代树枝状大分子与单体反应，多代树枝状大分子的表面被该单体被覆，交联相邻单体的可交联部分，形成交联外壳结构，再使该外壳结构内侧的不稳定键断开，除去外壳结构内侧的树枝状大分子，由此形成由外壳结构形成的胶囊状超分子构造体的方法。在这里，还公开了在该胶囊状超分子结构体内加入小分子的方法。

本发明提供一种能够防止可使用树枝状大分子得到的金属原子簇在载体表面的表面扩散以及由此引起的烧结的、担载金属原子簇的金属氧化物载体及其制备方法。

发明内容

本发明的担载金属原子簇的金属氧化物载体的制备方法包含：(a)在含有树枝状大分子的溶液中加入第一金属的离子，使第一金属的离子与树枝状大分子配位；(b)在由工序(a)得到的溶液中加入还原剂，使与树枝状大分子配位的第一金属的离子还原，使第一金属的原子簇在树枝状大分子内析出；(c)在由工序(b)得到的溶液中加入第二金属的离子，使第二金属的离子与保持着第一金属原子簇的树枝状大分子配位；然后(d)在金属氧化物载体上，干燥及煅烧由工序(c)得到的溶液，使第一金属的原子簇及第二金属的氧化物在金属氧化物载体上担载。在这里，第二金属的氧化物是与构成金属氧化物载体的金属氧化物相同的金属氧化物，或者是与构成金属氧化物载体的金属氧化物形成复合氧化物的金属氧化物。