[发明专利]簇载持催化剂及其制造方法

说明书

本发明涉及簇载持催化剂及其制造方法。提供具有低温活性、高选择性、高耐中毒性和高耐久性的催化剂及其制造方法。簇载持催化剂，其具有碳化硅载体和载持于碳化硅载体的贵金属簇；簇载持催化剂的制造方法，是制造上述催化剂的方法，包括：对贵金属靶进行溅射，从而产生贵金属簇，然后使产生的贵金属簇与碳化硅载体的表面碰撞从而使其载持。

技术领域

本公开涉及簇载持催化剂及其制造方法，特别是涉及用于废气净化、液相化学合成反应、气相化学合成反应、燃料电池反应、空气电池反应等的簇载持催化剂及其制造方法。

背景技术

将贵金属载持于载体而成的载持催化剂已在众多领域中使用，作为用于废气净化、液相化学合成反应、气相化学合成反应、燃料电池反应、空气电池反应等的催化剂使用。这些中，关于用于废气净化的载持催化剂，广泛使用了载持催化剂。

具体地，从用于汽车等的内燃机例如汽油发动机或柴油发动机等内燃机排出的废气中含有一氧化碳(CO)、烃(HC)和氮氧化物(NOx)等成分。因此，一般将用于净化这些成分的废气净化用催化装置设置于内燃机，利用安装于该废气净化用催化剂装置内的废气净化催化剂，这些成分基本上被分解。

该废气净化催化剂将这些成分净化时的温度一般需要高温，例如250℃～300℃以上的温度，在该温度以下的低温区域，有时废气净化催化剂的性能降低。进而，在这样的低温区域，由于未净化的CO、HC等与废气净化催化剂配位或结合，有时发生催化剂中毒。因此，希望解决这些课题。

关于废气净化催化剂，提出了各种方案。例如专利文献1公开了簇载持废气净化催化剂，其为具有Si和在Si的表面载持的Pt簇的簇载持废气净化催化剂，在Si的表面中的没有载持Pt簇的部分形成单原子层的氧化被膜，Pt簇中含有的Pt原子的个数为20个～1000个。

非专利文献1公开了废气净化催化剂，其中，Pt纳米粒子和Rh纳米粒子载持于在碳化硅中掺杂了CeO₂的载体。

非专利文献2和3公开了：Pt纳米晶体载持于碳化硅纳米晶的催化剂具有高的电化学活性；以及该催化剂可应用于燃料电池。

非专利文献4公开了：对于Pt粒子载持于SiO₂载体的催化剂，在富O₂条件下，如果催化剂粒子的粒径为5nm以上，则随着粒径的减小，TOF(催化剂转换频率)增加，但如果催化剂粒子的粒径为5nm以下，则随着粒径的减小，TOF减小。

非专利文献5公开了：对于Pt粒子载持于Al₂O₃载体的催化剂，如果催化剂粒子的粒径在1～4nm的范围，则随着催化剂粒子的粒径的减小，TOF(催化剂转换频率)减小。

非专利文献6公开了：对于Pd粒子载持于Al₂O₃载体的催化剂，如果催化剂粒子的粒径为2nm以上，则随着粒径的减小，TOF增加，但如果催化剂粒子的粒径为2nm以下，则随着粒径的减小，TOF减小。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-101570号公报

非专利文献

非专利文献1：Ledoux等，CATTECH第5卷，第4期2001，第226-246页

非专利文献2：Dihiman等，Journal of Materials Chemistry A，2013，1，6030-6036

非专利文献3：Lv等，Applied Catalysis B：Environmental 100(2010)，190-196

非专利文献4：Gracia等，Journal of Catalysis 220(2002)，382-391