[发明专利]铑担载用溶液及用该溶液制备的铑催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及铑担载用溶液及用该溶液制备的铑催化剂。

背景技术

在废气净化用催化剂中，为了高效净化从内燃机排出的有害气体成 分、HC、CO、NO_X，使用将铂、铑、钯等贵金属涂布在载体上而制成的 催化剂。在通过还原反应将NO_X进行净化的贵金属中，相比于铂和钯， 铑具有特别优异的耐热性。因此，特别适用于机动车废气净化反应。另一 方面，铑相比于其它贵金属是相当昂贵的，因此，在催化剂中一般最好少 用，例如，日本特开2002-282692号专利公报中，记载了铑的担载量最好 为每1L催化剂0.1～2g。

历来使用的贵金属溶液，具有在涂层中担载效率低下的问题。因此， 使用担载效率低下的历来的贵金属溶液经过一次渗渍处理，要将所需量的 贵金属担载在载体上是困难的，有必要进行数次的渗渍处理。为了解决这 样的问题，在日本特开2005-314739号专利公报中，记载了将贵金属高担 载于载体上的试验。但是，该公报中虽然记载了含钯溶液(实施例1)和 含铂溶液(实施例2)，却并没有具体公开将铑高效率地担载在载体上的 溶液，也没有对胺等有机碱基的量进行限定。

这里，人们已知，为了高效地使用铑，从与废气的接触效率的观点出 发，最好是使铑集中存在于涂层的表层附近，例如，日本特开2000-301000 号专利公报中公开了将铑等贵金属主要担载在涂层的表层部的技术。但 是，其中使用的担载方法是麻烦的，不能进一步充分实现高担载的优点。

发明内容

作为将催化剂担载用溶液担载在载体表面的方法，上述那种在该溶液 中进行渗渍担载的方法是一般的方法。然而，在制备铑催化剂时，在历来 使用的硝酸铑溶液中进行载体的渗渍担载的情况下，铑粒子不仅被担载在 载体的催化剂涂层的表面，而是被均一地担载在直到其内部的涂层全体， 因此难以将铑粒子局限在与废气接触的催化剂涂层的最表面。正因如此， 导致了催化剂中实际能参与废气净化反应的催化剂中的铑粒子数减少，与 使用的铑的量相比能得到的铑催化剂的净化性能不足。

为了解决相关的铑催化剂的问题，本发明者进行了精心研究，结果表 明，将有机碱基配合历来的硝酸基铑担载用溶液，并通过适当调节其配合 量，就能够得到可以对载体的涂层进行高效率担载的溶液。进一步，还弄 清了通过对溶液的pH调节成恒定，就能够提高担载效率。

也就是说，本发明提供了能够容易地高效率担载在载体的催化剂涂层 表面附近的铑担载用溶液。

使用本发明的铑担载用溶液时，由于能够将铑集中地担载在与废气接 触频度高的催化剂涂层的最表面附近，具体地说是从最表面起20μm以内 的区域，因此能够实现铑的高效率使用。另外，由于本发明的铑溶液与上 述日本特开2000-301000号专利公报中记载的制造方法相比，没有必要进 行无机氧化物和其前体的表面处理等工序，因此能够容易地在载体上形成 催化剂涂层。在该铑催化剂中，85％的铑粒子能够集中地存在于催化剂涂 层的从最表面起20μm以内的区域。我们并不想拘泥于理论，但是我们认 为，本发明的铑担载用溶液通过配合适当量的有机碱基，能使铑粒子从整 体式等基材的表面的酸点开始按照顺序吸附在基材上。

另外，使用本发明的铑溶液制造的铑催化剂，由于如上所述，铑密集 存在于催化剂涂层的最表面附近，因此与催化剂涂层的铑含有量相同的历 来的铑催化剂相比，具有优异的废气净化性能。

附图说明

图1是表示用铑浓度为每1L容积催化剂2g、2.5g及4.1g溶液制备的 实施例1～3及比较例1～2的催化剂的铑担载效率(％)的图表。该担载效率 是在上述溶液中对载体进行一次渗渍担载之后，通过使用原子吸收光谱法 (AA)对担载前和担载后的溶液的铑浓度进行比较后算得的。

图2是表示使用图1中的4.1g/L的铑浓度的溶液的情况下的担载效率 和氢氧化四甲铵(TMAH)/铑的摩尔比之间的关系的图表。

图3是比较例2和实施例2的催化剂的净化性能的比较图。

图4是表示用0.75g/L的浓度的铑担载用溶液进行渗渍担载而制备的 比较例2的催化剂铑担载分布的EMPA数据。

图5是表示用0.75g/L的浓度的铑担载用溶液进行渗渍担载而制备的 实施例2的催化剂铑担载分布的EMPA数据。