[发明专利]氧化铈－氧化锆复合氧化物材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及废气净化用催化剂，特别地涉及包含氧吸留材料的催化剂及其制造方法。

背景技术

在来自汽车发动机等内燃机的废气中，包含烃(以下，有时也略记为HC)等，已知这些物质能够通过燃烧催化剂除去。另外，利用发动机废气净化用催化剂可通过能够将一氧化碳(CO)及烃氧化的同时将氮氧化物(以下，有时也略记为NO_x)还原的用于废气净化的所谓三元催化剂将上述物质除去。

为了吸收废气中的氧浓度的波动并提高废气净化能力，已知使用具有在废气中的氧浓度高时可吸留氧、在废气中的氧浓度低时可放出氧的氧吸留能力(Oxygen Storage Capacity，以下有时也略记为OSC)的材料作为废气净化催化剂的载体。

已知铈氧化物或铈锆复合氧化物或者它们的固溶体作为具有OSC的材料是优异的，并且为了利用它们与载体的化学性质以促进废气的净化而与氧化铝载体组合或者不组合来使用。

专利文献1记载了一种氧化铈－氧化锆系复合物氧化物，其包含氧化铈与氧化锆的复合氧化物，通过铈离子和锆离子在该复合氧化物中形成有烧绿石相型的规则排列相，该烧绿石相型的规则排列相即使在大气中高温加热后也残留一半左右(专利文献1，权利要求1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2009-084061号公报

非专利文献

非专利文献1：Journal of Materials Chemistry A,2013,1,4836-4844.

发明内容

发明所要解决的课题

铈是产出不少的资源，但它仅存在于一些地方，因此需要其它元素或具有特殊性质的成分作为替代或者与其并用。

由于这些原因，需要显示与例如铈氧化物或铈锆复合氧化物同等性质的其它元素的性能提高等。

以往的显示OSC的氧化物，粒径大，在低于450℃的低温下仅在微晶的表层部发生氧扩散，因此需要氧吸留能力更高、自低温就显示大量的OSC的催化剂材料。期待通过形成氧化铈氧化锆结晶(其通过催化剂氧化物的细孔、形式等的控制形成有序相)等提高OSC性能，但尚未得到进行了这些控制且微晶粒径更小的氧化物。

用于解决课题的手段

本发明人经过了专心努力，结果发现，通过使氧化铈氧化锆复合氧化物载持在氧化锆粒子上并进行还原处理等，即使在微晶粒径小的氧化铈氧化锆复合氧化物中也能够形成有序相，从而完成了本发明。

本发明的实施方式如下。

(1)氧吸留材料，其是具有氧化锆粒子和

在其上载持的氧化铈氧化锆复合氧化物的氧吸留材料，

该氧化铈氧化锆复合氧化物包含烧绿石相，具有10nm～22.9nm的平均微晶粒径。

(2)(1)中记载的氧吸留材料，其中，该氧化锆粒子具有单斜晶，而且该氧化铈氧化锆复合物中的Ce/Zr的摩尔比为0.90～1.10。

(3)(1)或(2)中记载的氧吸留材料，其中，该氧化铈氧化锆复合氧化物的平均微晶粒径为15nm以下。

(4)(1)中记载的氧吸留材料的制造方法，其依次包括：

(i)制备包含：

水溶性铈盐、

水溶性锆盐或氧锆盐、

烷基羧酸和/或烷基羧酸盐即络合剂，以及

金属氧化物粒子

的水溶液的工序，

(ii)将碱性水溶液添加至(i)的水溶液中的工序，

(iii)将(ii)的水溶液混合物在150℃～220℃的温度下保持0.5小时～72小时以沉淀，由此使固体生成物生成的工序，

(iv)在将该固体生成物在500℃～700℃的温度下保持1小时～5小时后，进一步在700℃～1100℃的温度下保持1小时～5小时的工序，和

(v)进一步对该固体生成物进行升温还原处理的工序。

发明效果

利用根据本发明的实施方式的微晶粒径小、在氧化锆粒子上载持的具有烧绿石相的氧化铈氧化锆复合氧化物，能够提供抑制了铈的使用的催化剂。另外，即使在低于450℃的低温下，在微晶内的几乎所有部位都发生氧扩散，因此能够提供一种可提高低温下的氧吸留能力(Ce利用率)、自低温效率就高且具有稳定性能的优异的催化剂。

附图说明

图1(a)是表示实施例1(b)((工序2)的氧化处理1000℃)的试样的TEM照片的图。

图1(b)是表示实施例1(b)的试样的TEM照片的图。