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JP2798690B2 - Method for producing exhaust gas purifying catalyst - Google Patents
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JP2798690B2 - Method for producing exhaust gas purifying catalyst - Google Patents

Method for producing exhaust gas purifying catalyst

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JP2798690B2
JP2798690B2 JP1052155A JP5215589A JP2798690B2 JP 2798690 B2 JP2798690 B2 JP 2798690B2 JP 1052155 A JP1052155 A JP 1052155A JP 5215589 A JP5215589 A JP 5215589A JP 2798690 B2 JP2798690 B2 JP 2798690B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、排ガス特に自動車の内燃機関などから排
出される排ガスの浄化に用いられる高比表面積アルミナ
を用いた排ガス浄化用触媒の製造方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an exhaust gas purifying catalyst using high specific surface area alumina used for purifying exhaust gas, particularly exhaust gas discharged from an internal combustion engine of an automobile or the like. .

(従来の技術) 最近ボイラーやガスタービンなどへ燃焼触媒技術を適
用し、低NOxの動力源にしようとする研究が盛んに行な
われている。これらの燃焼触媒は、メタンなどの燃料の
触媒上での燃焼により1000℃以上の高温となるが、この
ような高温域で安定に利用できる触媒はそれまで見いだ
されていない。このような高耐熱性触媒を開発するため
には、まず、この様な高温域でも高い比表面積を維持す
る耐熱性の担体が必要である。この燃焼触媒の担体とし
ては従来活性アルミナのごとき耐熱性酸化物が使用され
ていたが、このアルミナは1000℃以上の高温では比表面
積の小さいα−アルミナに変態してしまい、高温用の触
媒担体としては利用できない。
(Prior Art) Recently, researches for applying a combustion catalyst technology to a boiler, a gas turbine, and the like to make a low NOx power source have been actively conducted. These combustion catalysts are heated to a high temperature of 1000 ° C. or more by combustion of a fuel such as methane on the catalyst, but a catalyst that can be stably used in such a high temperature range has not been found so far. In order to develop such a high heat resistant catalyst, first, a heat resistant support that maintains a high specific surface area even in such a high temperature range is required. Conventionally, a heat-resistant oxide such as activated alumina has been used as a carrier for the combustion catalyst. However, this alumina is transformed into α-alumina having a small specific surface area at a high temperature of 1000 ° C. or higher, and a high-temperature catalyst carrier is used. Not available.

また、自動車排ガス浄化用触媒も、800℃程度の中温
用の燃焼触媒技術として利用されていたが、近年の排気
温度の上昇、および触媒をエンジン近傍の排ガス温度の
高温部に設置し触媒の反応活性を高め、触媒中の白金、
ロジウムなどの貴金属使用量を低減しようとする動き、
などにより1000℃程度の高温耐久性を有することが要求
されている。しかし、従来の排ガス浄化用触媒も活性ア
ルミナなどを担体として、それに白金、ロジウム、パラ
ジウムなどの貴金属を担持し触媒としているため、1000
℃程度の高温下においては、活性アルミナがα−アルミ
ナに変態して担体の比表面積が低下すると共に、担持さ
れた貴金属の凝集が進み、充分な触媒活性を維持するこ
とが出来ない。
Also, catalysts for purifying automobile exhaust gas have been used as combustion catalyst technology for medium temperatures of around 800 ° C. However, in recent years, the rise in exhaust temperature and the reaction of the catalyst by installing the catalyst in the high temperature area of exhaust gas temperature near the engine have been used. Increase the activity, platinum in the catalyst,
Moves to reduce the use of precious metals such as rhodium,
For example, it is required to have a high temperature durability of about 1000 ° C. However, conventional exhaust gas purifying catalysts also use activated alumina or the like as a carrier and support platinum, rhodium, palladium or other precious metals as catalysts.
At a high temperature of about ° C., the activated alumina is transformed into α-alumina, the specific surface area of the carrier is reduced, and the supported noble metal is agglomerated, so that sufficient catalytic activity cannot be maintained.

このため、アルミナに別種の金属酸化物を添加し、耐
熱性を上げ、比表面積の低下を抑制する試みが種々検討
され、酸化ランタン(La2O3)(特開昭48−146000号公
報、特開昭60−226414号公報)、あるいは酸化バリウム
(BaO)(特開昭50−950590号公報、ケミストリーレタ
ーズ(Chemistry Letters)1985年151頁〜154頁、表面
(1986年Vol.24、No.11、658頁)などの添加が有効とさ
れている。
For this reason, various attempts have been made to add another type of metal oxide to alumina to increase the heat resistance and suppress the decrease in the specific surface area, and lanthanum oxide (La 2 O 3 ) (JP-A-48-146000, JP 60-226414 JP), or barium oxide (B a O) (JP 50-950590 and JP Chemistry Letters (Chemistry Letters) 151, pp to 154, 1985, a surface (1986 Vol.24, No. 11, p. 658) is effective.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記提案において担体の耐熱性は改善
されたものの、それに貴金属を触媒活性成分として担持
した触媒は、その貴金属微粒子の凝集が生じてしまい、
十分な触媒活性を維持できず、触媒全体としては必ずし
も十分な耐熱性は得られていない。
(Problems to be Solved by the Invention) However, although the heat resistance of the carrier is improved in the above proposal, the catalyst supporting the noble metal as a catalytic active component causes aggregation of the noble metal fine particles,
Sufficient catalytic activity cannot be maintained, and the catalyst as a whole does not always have sufficient heat resistance.

また、一般に実用燃焼触媒では耐熱性の支持体(ムラ
イトやコージエライトなどのハニカム構造体)に貴金属
/アルミナ系触媒をコーティングするか、あるいは支持
体に担体をコーティングし次いで貴金属を含浸させる段
階的な調製手法が取られる。この場合、酸化バリウムや
酸化ランタンを添加したアルミナ複合酸化物では、コー
ティング時に添加物が溶離しやすく、コーティングが困
難となることが指摘されており、加えて溶離とコーティ
ング操作で触媒性能が低下するという欠点も指摘されて
いる。
In general, for practical combustion catalysts, a heat-resistant support (honeycomb structure such as mullite or cordierite) is coated with a noble metal / alumina catalyst, or a stepwise preparation in which a support is coated with a support and then noble metal is impregnated. An approach is taken. In this case, it has been pointed out that in the case of the alumina composite oxide to which barium oxide or lanthanum oxide is added, the additives are easily eluted during coating, and coating is difficult, and in addition, the catalyst performance is reduced by elution and coating operation. The disadvantage is pointed out.

そこで、本発明は、従来技術の問題点を克服し、高温
下においても、担体の比表面積の低下を生ぜず、更に、
触媒活性成分として担持する貴金属の凝集も抑制し、十
分な触媒活性を維持できる高比表面積アルミナを用いた
排ガス浄化用触媒の製造方法を提供することを目的とす
るものである。
Therefore, the present invention overcomes the problems of the prior art, even under high temperature, does not cause a decrease in the specific surface area of the carrier,
It is an object of the present invention to provide a method for producing an exhaust gas purifying catalyst using a high specific surface area alumina capable of suppressing aggregation of a noble metal supported as a catalytically active component and maintaining sufficient catalytic activity.

(課題を解決するための手段) 本発明者らは、前記目的を達成すべく、アルミナの比
表面積の向上について、鋭意研究を重ねた結果、ヘキシ
レングリコール(2−メチル−2,4−ペンタンジオー
ル)中にアルミニウムアルコキシドを溶解し加熱した
後、加水分解すると、ヘキシレングリコールによりアル
コキシドの加水分解及び脱水縮重合反応が制御され、細
孔径の揃った均質性の高い、しかも高い比表面積を示す
アルミナが得られるという事実を見出し、この知見に基
づいて本発明を達成するに至った。
(Means for Solving the Problems) The present inventors have conducted intensive studies on the improvement of the specific surface area of alumina in order to achieve the above object, and as a result, have found that hexylene glycol (2-methyl-2,4-pentane When aluminum alkoxide is dissolved in diol), heated, and then hydrolyzed, hexylene glycol controls the alkoxide hydrolysis and dehydration-condensation polymerization reaction, and shows high uniformity and high specific surface area with uniform pore diameter. The inventors have found the fact that alumina can be obtained, and have achieved the present invention based on this finding.

すなわち、本発明の方法はアルミニウムアルコキシド
をヘキシレングリコール中に入れ101℃から200℃の範囲
の温度で加熱反応させ、次いで加水分解によりゾルから
ゲルを得、さらに生成したゲルを乾燥し、最終的に750
℃以上で焼成し、高比表面積アルミナを得、このアルミ
ナにセリウムを含浸、焼成した粉末とセリウム酸化物
と、アルミナゾルとを混合粉砕してスラリーとし、この
スラリーに担体を含浸、乾燥、焼成し、担体上に形成さ
れた複合酸化物あるいは混合酸化物の被膜に白金、ロジ
ウム及びパラジウムからなる群から選ばれた少なくとも
1種の貴金属を担持させることからなっている排ガス浄
化用触媒の製造方法である。
That is, in the method of the present invention, an aluminum alkoxide is placed in hexylene glycol and reacted by heating at a temperature in the range of 101 ° C. to 200 ° C., then a gel is obtained from the sol by hydrolysis, and the formed gel is dried, At 750
Calcination at ℃ or more, to obtain alumina with a high specific surface area, impregnated with cerium in this alumina, cerium oxide and alumina sol were mixed and pulverized to obtain a slurry, and the slurry was impregnated with a carrier, dried and fired. A method for producing an exhaust gas purifying catalyst, comprising supporting at least one noble metal selected from the group consisting of platinum, rhodium and palladium on a composite oxide or mixed oxide film formed on a carrier. is there.

(作 用) アルミニウムイオンは、一般に、四面体四配位および
八面体六配位の化合物を形成することが出来、アルミナ
とはこれら二つの多面体の頂点にある酸素および水酸基
を介在し、二つの多面体が頂点、稜、あるいは面を共有
することによって生じた高分子である。したがって、加
水分解によって生じたアルミニウムの水酸化物の種類と
構造、および水酸化物の脱水縮合反応の進行形態によっ
て種々の構造の、そして種々の分子量のアルミナが生成
することになる。当然のことながら、アルミナの比表面
積は、その構造や分子量によって変化する。一般に、ア
ルミナ粒子の分子量が小さいと、すなわち一次粒子の粒
径が小さいと比表面積が大きくなり、構造的には、八面
体構造よりは四面体構造の方が単位重量当りの比表面積
は大きくなる。しかし、粒径が細かくなりすぎると、表
面エネルギーが大きくなるとともに、粒子中の架橋して
いない水酸基が多くなり、高温では粒子間の単純融合お
よび脱水融合が起き易く、比表面積の低下を来し易くな
る。また、構造的には、粒子中で四面体構造を取るアル
ミニウムが多くなりすぎると、電荷の中和の関係から、
架橋していない配位水や水酸基が多くなり、これらは高
温では先と同様に比表面積の低下をもたらすことにな
る。したがって、高温下でもアルミナに、高い比表面積
を維持させるためには、加水分解反応並びに脱水重合反
応を調整、制御し、アルミナの一次粒子や分子量や構造
を適度なものに調節することが必要である。
(Action) In general, aluminum ions can form tetrahedral tetracoordinate and octahedral hexacoordinate compounds. Alumina is formed by interposing oxygen and hydroxyl groups at the apexes of these two polyhedrons. Polyhedra are macromolecules formed by sharing vertices, edges, or faces. Accordingly, alumina having various structures and various molecular weights is produced depending on the type and structure of the aluminum hydroxide produced by the hydrolysis and the progress of the dehydration condensation reaction of the hydroxide. As a matter of course, the specific surface area of alumina changes depending on its structure and molecular weight. In general, when the molecular weight of alumina particles is small, that is, when the particle size of primary particles is small, the specific surface area increases, and structurally, the tetrahedral structure has a larger specific surface area per unit weight than the octahedral structure. . However, if the particle size is too small, the surface energy increases, and the number of uncrosslinked hydroxyl groups in the particles increases.At high temperatures, simple fusion and dehydration fusion between particles easily occur, resulting in a decrease in specific surface area. It will be easier. Also, structurally, if too much aluminum takes a tetrahedral structure in the particles, from the relationship of charge neutralization,
Non-crosslinked coordinating water and hydroxyl groups increase, and at high temperatures, the specific surface area decreases as before. Therefore, in order to maintain high specific surface area in alumina even at high temperature, it is necessary to adjust and control the hydrolysis reaction and dehydration polymerization reaction, and to adjust the primary particles, molecular weight and structure of alumina to an appropriate one. is there.

本発明は、上述の観点からアルミニウムアルコキシド
の加水分解・縮重合反応をヘキシレングリコールによっ
て調整、制御することによって、高温下でも高い比表面
積を示すアルミナを得、それを用いて、排ガス浄化用触
媒を製造しようとするものである。すなわち、本発明に
用いられるヘキシレングリコールは2個の水酸基を持っ
ているので、アルミニウムアルコキシドと錯形成反応や
配位子交換反応を行うことによって、アルミニウムイオ
ンに一個の水酸基で単座配位したり、二個の水酸基でキ
レート配位あるいは架橋配位したりすることができる。
したがって、ヘキシレングリコールはアルミニウムイオ
ンの配位座、換言すれば前述の八面体及び四面体の頂点
をブロックしたり、あるいはつなぎあわせたりすること
によって、アルミニウムアルコキシドの加水分解・脱水
重合反応、ひいてはアルミニウムアルコキシドのゾル化
ならびにゲル化反応を統制することとなる。結果とし
て、粒径のそろった、高温下でも高い比表面積を示す均
質なアルミナが得られることになる。
The present invention provides an alumina exhibiting a high specific surface area even at a high temperature by adjusting and controlling the hydrolysis and polycondensation reaction of aluminum alkoxide with hexylene glycol from the above viewpoint, and using the same, a catalyst for exhaust gas purification. Is to be manufactured. That is, since the hexylene glycol used in the present invention has two hydroxyl groups, the aluminum alkoxide is subjected to a complex formation reaction or a ligand exchange reaction to monodentate an aluminum ion with one hydroxyl group. And two hydroxyl groups for chelate coordination or cross-link coordination.
Therefore, hexylene glycol blocks or joins the vertices of the octahedron and tetrahedron of the aluminum ion, in other words, by hydrolysis or dehydration polymerization of aluminum alkoxide, and thus aluminum. It controls the alkoxide solification and gelation reactions. As a result, homogeneous alumina having a uniform particle size and a high specific surface area even at a high temperature can be obtained.

アルミニウムアルコキシドに関しては、本発明ではア
ルキル基の種類によらず、いずれのアルコキシドも使用
可能であり、またヘキシレングリコール中で容易にアル
コキシドとなるもの、例えば無水ハロゲン化アルミニウ
ムのようなものであってもよい。しかし、強いて例を挙
げるなら、価格や操作性の点から、アルミニウムのメト
キシド、エトキシド、iso−プロポキシド、n−プロポ
キシド、n−ブトキシド、sec−ブトキシド、tert−ブ
トキシドなどが好ましい。
Regarding the aluminum alkoxide, any alkoxide can be used in the present invention irrespective of the type of the alkyl group, and those which easily become alkoxide in hexylene glycol, such as anhydrous aluminum halide, can be used. Is also good. However, for example, aluminum methoxide, ethoxide, iso-propoxide, n-propoxide, n-butoxide, sec-butoxide, tert-butoxide and the like are preferable from the viewpoint of cost and operability.

前述のように、ヘキシレングリコールは単なる溶媒で
はなく、アルミニウムアルコキシドと反応するので、ヘ
キシレングリコールの使用量はアルミニウムアルコキシ
ド1モルに対し0.5モル以上であることが好ましい。ま
た、加熱温度は101〜200℃であることが好ましい。しか
し、ヘキシレングリコールの使用量が余りにも多すぎる
と、加水分解後も有機物が多量に残りすぎたり、粒径が
細かくなりすぎたりして、高温下で融合を起こし易くな
る上に、必要以上に多量に使用することは経済的ではな
いので、アルミニウムアルコキシド1モルに対して5モ
ル以下、より好ましくは3モル以下であるべきである。
一般には、アルミニウムアルコキシドの使用量に対して
ヘキシレングリコールの使用量が少ないと、アルミニウ
ムアルコキシドが溶解しにくくなり、したがって、反応
も遅くなるが、この場合は溶媒を使用することができ
る。溶媒としては、アルミニウムアルコキシドとヘキシ
レングリコールを溶かすものであり、かつヘキシレング
リコールよりもアルミニウムに対して配位力が弱いもの
であれば、いずれも使用可能で、強いて例を示すなら、
一価アルコールやエーテル類、炭化水素など種々のもの
を挙げることができる。
As described above, hexylene glycol is not a simple solvent but reacts with aluminum alkoxide. Therefore, the use amount of hexylene glycol is preferably 0.5 mol or more per 1 mol of aluminum alkoxide. Further, the heating temperature is preferably from 101 to 200 ° C. However, if the amount of hexylene glycol used is too large, too much organic matter remains after hydrolysis, or the particle size becomes too small, and it is easy to cause fusion at high temperatures, and more than necessary. Since it is not economical to use a large amount of the aluminum alkoxide, the amount should be 5 mol or less, more preferably 3 mol or less, per 1 mol of the aluminum alkoxide.
In general, if the amount of hexylene glycol used is smaller than the amount of aluminum alkoxide used, the aluminum alkoxide is less likely to be dissolved, and thus the reaction is slower, but in this case, a solvent can be used. As the solvent, any one that dissolves aluminum alkoxide and hexylene glycol and has a weaker coordination force to aluminum than hexylene glycol can be used.
Various things such as monohydric alcohols, ethers and hydrocarbons can be mentioned.

加熱温度については、温度が低すぎるとアルミニウム
アルコキシドとヘキシレングリコールとの錯形成反応や
配位子交換反応が余りにも遅くなるうえに、ヘキシレン
グリコールを介在としたアルミニウムアルコキシドの重
合反応が起きにくくなるので、100℃で加熱すべきであ
る。
Regarding the heating temperature, if the temperature is too low, the complexation reaction and the ligand exchange reaction between the aluminum alkoxide and hexylene glycol become too slow, and the polymerization reaction of the aluminum alkoxide mediated by hexylene glycol hardly occurs. Should be heated at 100 ° C.

加水分解時に使用する水の量は生成するアルミナ粒
子、すなわちアルミナの比表面積と密接に関係する。水
の使用量が少なすぎると、乾燥後のアルミナゲルが多量
の有機物を含むことになり、高温焼成で融合を起こし易
いアルミナとなる。また、水の量が多すぎるとゾル化・
ゲル化段階で生成するアルミナ粒子の分子量が大きくな
り、結果として、比表面積の小さなアルミナしか得られ
ない。従って、水の添加量はアルミニウムアルコキシド
1モルに対して0.5モルから20モルであり、好ましくは
2モルから10モルである。水の添加方法については、直
接加えることも、適当な溶媒で希釈して加えることも、
所望の方法で可能である。
The amount of water used during the hydrolysis is closely related to the alumina particles formed, that is, the specific surface area of the alumina. If the amount of water used is too small, the alumina gel after drying will contain a large amount of organic substances, and the alumina will be easily fused at high temperature. Also, if the amount of water is too large,
The molecular weight of the alumina particles generated in the gelation step is increased, and as a result, only alumina having a small specific surface area is obtained. Therefore, the amount of water to be added is 0.5 to 20 mol, preferably 2 to 10 mol, per 1 mol of the aluminum alkoxide. Regarding the method of adding water, it can be added directly, diluted with an appropriate solvent, and added.
It is possible in any desired way.

本発明では、水の添加後溶液は一般に、ゾルを経由し
てゲルとなるが、乾燥段階では、得られたゲルをそのま
ま通常の方法や減圧下で乾燥することもできる。また他
の方法としてゾルあるいは未乾燥ゲルを、他の物質、例
えばハニカム支持体に含浸あるいは塗布した後、通常の
方法や減圧下で乾燥しても良い。従って、乾燥方法は、
任意の方法が可能である。
In the present invention, the solution generally becomes a gel via the sol after the addition of water, but in the drying step, the obtained gel can be dried as it is under a normal method or under reduced pressure. As another method, a sol or undried gel may be impregnated or applied to another substance, for example, a honeycomb support, and then dried under a normal method or under reduced pressure. Therefore, the drying method is
Any method is possible.

焼成については、本発明では750℃以上で処理するこ
とを特徴としているが、750℃以上で処理する以前に750
℃以下の温度で前処理を行ってもよい。前処理における
温度及び雰囲気についは、特に制限はなく、一般に使用
されている空気、酸素、窒素、水素、アルゴン、ヘリウ
ムなど種々のガス雰囲気かつ種々の温度で使用されると
ともに、それらを組み合わせて前処理を行うことが出来
る。750℃以上の焼成についても、特に規定することは
なく、通常の空気あるいは酸素雰囲気下での熱処理が施
されるに過ぎない。また、熱処理時間についても、所望
の時間行うことができる。
Regarding firing, the present invention is characterized in that the treatment is carried out at 750 ° C. or more, but before the treatment at 750 ° C. or more, 750 ° C.
The pretreatment may be performed at a temperature of not more than ℃. The temperature and atmosphere in the pretreatment are not particularly limited, and are generally used in various gas atmospheres and various temperatures such as air, oxygen, nitrogen, hydrogen, argon, and helium. Processing can be performed. The firing at 750 ° C. or higher is not particularly limited, and is merely performed in a normal heat treatment in an air or oxygen atmosphere. The heat treatment can be performed for a desired time.

また上記により得られたアルミナに、セリウムを含
浸、焼成した粉末とセリウム酸化物と、アルミナゾルと
を混合粉砕してスラリーとし、このスラリーに担体を含
浸、乾燥、焼成し、担体上に形成された被膜に白金、ロ
ジウム及びパラジウムからなる群から選ばれた少なくと
も1種の触媒金属を担持させるが、この際に、貴金属の
分散を良くし、微粒子化するためには、担体の比表面積
は大きい方が好ましい。尚上記アルミナにセリウムを含
浸、焼成した粉末は、アルミナに硝酸セリウムを用いて
セリウムを3重量%になるように含浸、燃成して得るの
が好ましい。一方担体の耐熱性が悪く、その凝集が容易
に進行し比表面積が低下すると、担体の凝集の際に担持
した貴金属が担体中に埋め込まれたり、分散している貴
金属微粒子間の距離が短くなるため貴金属の凝集が早く
進行することとなる。このため担体の比表面積は、実質
上100m2/gが必要であり、特に高温下にさらされた後で
もこの値を維持することが必要である。自動車排ガス浄
化用触媒をはじめとする燃焼触媒においては、特に1000
℃にて例えば3時間の熱処理を施された後でもこの100m
2/gという大きな比表面積を維持することが必要であ
る。
Further, the alumina obtained above was impregnated with cerium, cerium oxide and alumina sol were mixed and pulverized into a slurry by mixing and pulverizing to obtain a slurry. The slurry was impregnated with a carrier, dried, calcined, and formed on the carrier. At least one catalytic metal selected from the group consisting of platinum, rhodium and palladium is supported on the coating. At this time, in order to improve the dispersion of the noble metal and to form fine particles, the specific surface area of the carrier is preferably larger. Is preferred. The powder obtained by impregnating and firing cerium into alumina is preferably obtained by impregnating and burning cerium to 3% by weight using cerium nitrate in alumina. On the other hand, when the heat resistance of the carrier is poor, the aggregation proceeds easily and the specific surface area decreases, and the noble metal carried during the aggregation of the carrier is embedded in the carrier, or the distance between the dispersed noble metal fine particles decreases. Therefore, the aggregation of the noble metal proceeds quickly. For this reason, the specific surface area of the carrier is required to be substantially 100 m 2 / g, and it is particularly necessary to maintain this value even after being exposed to a high temperature. For combustion catalysts such as automobile exhaust gas purification catalysts, especially 1000
100m even after heat treatment at 3 ℃ for 3 hours, for example.
It is necessary to maintain a large specific surface area of 2 / g.

(発明の効果) 以上述べてきたような本発明の方法によれば、高温に
おいても高い比表面積を示すアルミナが得られ、これら
は従来の種々の方法で製造されるものよりも高い比表面
積を持ち粒径がそろっており高均質で、かつ1000℃での
長時間の使用においても高い比表面積を維持する。
(Effect of the Invention) According to the method of the present invention as described above, alumina exhibiting a high specific surface area even at a high temperature can be obtained, and these have a higher specific surface area than those produced by various conventional methods. It has a uniform particle size, is highly homogeneous, and maintains a high specific surface area even when used at 1000 ° C. for a long time.

また、従来より、酸化セリウムには白金触媒上で一酸
化炭素、およびオレフィン系炭化水素の酸化反応を促進
する助触媒効果があることで知られているが、本発明の
セリウムを含有する排ガス浄化用触媒においては、酸化
セリウムが高度に分散された状態で含有されているた
め、優れた助触媒効果を有し、また高温下でのその凝集
も抑制されるため、酸化セリウムの助触媒効果は安定に
持続される。
Also, conventionally, cerium oxide has been known to have a cocatalyst effect of accelerating the oxidation reaction of carbon monoxide and olefinic hydrocarbons on a platinum catalyst. Since the cerium oxide is contained in a highly dispersed state in the catalyst for use, it has an excellent co-catalyst effect, and its aggregation at high temperatures is also suppressed. Sustained stably.

(実施例) 以下本発明を実施例、比較例に基づき更に詳細に説明
する。
(Examples) Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples and comparative examples.

実施例1 2000ml容ビーカーに599.8gのアルミニウムイソプロポ
キシド(Al(OisoPr))を入れ、これに540.9gのヘキ
シレングリコールを加え、120℃の油浴中で加熱しなが
ら4時間攪拌した。次に油浴温度を100℃まで冷却した
後、449.5gの水をアルミニウムアルコキシド溶液に加え
た。同温度で一夜放置したのち、得られたゲルをナス型
フラスコに移し、減圧下120〜170℃で乾燥し、195gの乾
燥ゲルを得た。これを、300℃で一時間、450℃、600
℃、800℃、1000℃の各温度で3時間焼成し、白色のア
ルミナ粉末150gを得た。この粉末に、硝酸セリウムを用
いてセリウムが3重量%となるように含浸乾燥し、600
℃の空気雰囲気中で2時間焼成して、セリウム担持アル
ミナ粉末を得た。上記セリウム担持アルミナ粉末を109.
9g、アルミナゾル(ベーマイトアルミナ10重量%懸濁液
に10重量%のHNO3を添加することによって得られるゾ
ル)217.9g、酸化セリウム粉末72.2gをボールミルで混
合し、80rpmで6時間粉砕した。このセリア、アルミナ
を含む液(コーティング液)にモノリス型担体基材(60
ml、400セル/in2)を浸漬し、エアーブローした後乾燥
する作業を3回繰り返し、酸化物コート層を付着させ、
600℃の空気雰囲気中で2時間焼成を行なった。この時
のアルミナと酸化セリウムの付着量は、それぞれ9.5g/
個、5.5g/個であった。更にこのアルミナと酸化セリウ
ムの付着した担体を塩化白金酸と塩化ロジウムの混合水
溶液に浸漬し、白金、ロジウムの付着量がそれぞれ、0.
067g/個、0.007g/個になるように担持した後、空気雰囲
気中600℃で2時間焼成を行ない、触媒1を得た。
Example 1 599.8 g of aluminum isopropoxide (Al (OisoPr) 3 ) was placed in a 2000 ml beaker, 540.9 g of hexylene glycol was added thereto, and the mixture was stirred for 4 hours while heating in a 120 ° C. oil bath. Next, after cooling the oil bath temperature to 100 ° C., 449.5 g of water was added to the aluminum alkoxide solution. After standing overnight at the same temperature, the obtained gel was transferred to an eggplant-shaped flask and dried at 120 to 170 ° C under reduced pressure to obtain 195 g of a dried gel. 450 ° C, 600 ° C for 1 hour at 300 ° C
The mixture was calcined at a temperature of 800C, 800C and 1000C for 3 hours to obtain 150 g of white alumina powder. This powder was impregnated and dried using cerium nitrate to a cerium content of 3% by weight.
C. for 2 hours in an air atmosphere at a temperature of .degree. C. to obtain cerium-supported alumina powder. The cerium-supported alumina powder was 109.
9 g, 217.9 g of alumina sol (a sol obtained by adding 10% by weight of HNO 3 to a suspension of 10% by weight of boehmite alumina) and 72.2 g of cerium oxide powder were mixed in a ball mill, and pulverized at 80 rpm for 6 hours. The monolithic carrier base material (60
ml, 400 cells / in 2 ), immersion, air blow, and drying were repeated three times to deposit an oxide coat layer.
The firing was performed in an air atmosphere at 600 ° C. for 2 hours. At this time, the adhesion amounts of alumina and cerium oxide were 9.5 g /
And 5.5 g / piece. Further, the carrier having alumina and cerium oxide attached thereto was immersed in a mixed aqueous solution of chloroplatinic acid and rhodium chloride, and the attached amounts of platinum and rhodium were each reduced to 0.
After loading at a rate of 067 g / piece and 0.007 g / piece, calcination was performed at 600 ° C. for 2 hours in an air atmosphere to obtain Catalyst 1.

実施例2 使用するヘキシレングリコールを274.7gとし、加熱攪
拌を120℃で3時間行なった以外は、実施例1と同様の
方法で触媒を調製し、触媒2を得た。
Example 2 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of hexylene glycol used was 274.7 g, and heating and stirring were performed at 120 ° C. for 3 hours.

実施例3 使用するヘキシレングリコールを749.1gとした以外
は、実施例1と同様の方法で触媒を調製し、触媒3を得
た。
Example 3 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of hexylene glycol used was changed to 749.1 g, to obtain a catalyst 3.

実施例4 湯浴温度を145℃に設定し、水添加前の加熱、攪拌時
間を3時間とした以外は、実施例1と同様の方法で触媒
を調製し、触媒4を得た。
Example 4 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the hot water bath was set at 145 ° C. and the heating and stirring time before adding water was 3 hours, to obtain Catalyst 4.

実施例5 湯浴温度を190℃に設定し、水添加前の加熱、攪拌時
間を4時間とした以外は、実施例1と同様の方法で触媒
を調製し、触媒5を得た。
Example 5 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1, except that the temperature of the hot water bath was set at 190 ° C. and the heating and stirring time before adding water was 4 hours, to obtain a catalyst 5.

実施例6 湯浴温度を105℃に設定し、水添加前の加熱、攪拌時
間を3時間とした以外は実施例1と同様の方法で触媒を
調製し、触媒6を得た。
Example 6 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the hot water bath was set at 105 ° C., and the heating and stirring time before adding water was set to 3 hours.

実施例7 アルミニウムアルコキシドとして、725.2gのアルミニ
ウムsec−ブトキシド(Al(Osec−Bu))を使用し、
湯浴温度を145℃に設定したこと以外は、実施例1と同
様の方法で触媒を調製し、触媒7を得た。
Example 7 As an aluminum alkoxide, 725.2 g of aluminum sec-butoxide (Al (Osec-Bu) 3 ) was used.
A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the hot water bath was set to 145 ° C., and a catalyst 7 was obtained.

実施例8 塩化白金酸と塩化ロジウムの混合水溶液のかわりに、
塩化白金酸と塩化パラジウムと塩化ロジウムの混合水溶
液を用い、白金、パラジウム、ロジウムの付着量が0.03
4g/個、0.034g/個、0.007g/個になるように担持した以
外は、実施例1と同様の方法で触媒を調製し、触媒8を
得た。
Example 8 Instead of a mixed aqueous solution of chloroplatinic acid and rhodium chloride,
Using a mixed aqueous solution of chloroplatinic acid, palladium chloride and rhodium chloride, the adhesion amount of platinum, palladium and rhodium is 0.03
A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the catalyst was supported at 4 g / unit, 0.034 g / unit, and 0.007 g / unit, and catalyst 8 was obtained.

比較例1 600gの(Al(OisoPr))をイソプロパノール中に入
れ70℃で4時間加熱攪拌したのち、450gの水を入れた。
以下の操作を実施例1と同様の方法で行い、触媒を調製
し触媒Aを得た。
Comparative Example 1 600 g of (Al (OisoPr) 3 ) was placed in isopropanol, heated and stirred at 70 ° C. for 4 hours, and then 450 g of water was added.
The following operation was performed in the same manner as in Example 1 to prepare a catalyst, and a catalyst A was obtained.

比較例2 503gの硫酸アルミニウムを625mlの水に溶解し、これ
にアンモニア水290mlを水250mlで希釈した溶液を加え、
水酸化アルミニウムを沈澱させた。数回デカンテーショ
ンしたのち、濾過し、乾燥した。焼成は実施例1と同様
にし、以上の操作を実施例1と同様の方法で行ない触媒
を調整し触媒Bを得た。
Comparative Example 2 503 g of aluminum sulfate was dissolved in 625 ml of water, and a solution obtained by diluting 290 ml of ammonia water with 250 ml of water was added thereto.
Aluminum hydroxide was precipitated. After decanting several times, the mixture was filtered and dried. The calcination was performed in the same manner as in Example 1, and the above operation was performed in the same manner as in Example 1 to prepare a catalyst.

比較例3 503gの硫酸アルミニウムを含む水溶液に、アルミン酸
ナトリウム水溶液をPHが7になるまで加え、生じた沈澱
を濾別し、洗液が硝酸バリウム水溶液の添加で白沈を生
じないようになるまで洗浄した。沈澱を乾燥したのち、
焼成を実施例1と同様に行い、触媒を調整し触媒Cを得
た。
Comparative Example 3 An aqueous sodium aluminate solution was added to an aqueous solution containing 503 g of aluminum sulfate until the pH became 7, and the resulting precipitate was separated by filtration. The washing solution was free from white precipitation by the addition of an aqueous barium nitrate solution. Washed until. After drying the precipitate,
The calcination was performed in the same manner as in Example 1, and the catalyst was adjusted to obtain Catalyst C.

比較例4 600gのAl(OisoPr)を500gのヘキシレングリコール
中に入れ、80℃の油浴中で6時間加熱攪拌したのち、45
0gの水を添加し、一夜放置した。以後の操作は実施例1
と同様の方法で行ない、触媒を調整し触媒Dを得た。
Comparative Example 4 600 g of Al (OisoPr) 3 was placed in 500 g of hexylene glycol, and heated and stirred in an 80 ° C. oil bath for 6 hours.
0 g of water was added and left overnight. Subsequent operations are described in Example 1.
The catalyst was adjusted to obtain catalyst D.

試験例 実施例1〜8で得られた触媒1〜8、比較例1〜4で
得られた触媒A〜Dについて、下記条件でエンジン耐久
を行ない、エンジンベンチにて各成分の転化率を測定し
た。結果を表に示す。
Test Example The catalysts 1 to 8 obtained in Examples 1 to 8 and the catalysts A to D obtained in Comparative Examples 1 to 4 were subjected to engine durability under the following conditions, and the conversion of each component was measured on an engine bench. did. The results are shown in the table.

エンジン耐久条件 触媒容器 8本同時耐久容器 触媒出口温度 約850℃ 空間速度 約13万Hr-1 耐久時間 100時間 エンジン 排気量2200cc相当 評価条件 評価温度範囲 室温〜500℃ 昇温スピード 30℃/min エンジン 排気量2000cc 触媒容器 8本同時評価用容器 Engine endurance conditions Catalyst container 8 simultaneous endurance containers Catalyst outlet temperature Approx. 850 ° C Space velocity Approx. 130,000 Hr -1 Endurance time 100 hours Engine Displacement equivalent to 2200cc Evaluation condition Evaluation temperature range Room temperature to 500 ° C Heating speed 30 ° C / min Engine Displacement 2000cc catalyst container 8 simultaneous evaluation containers

フロントページの続き (72)発明者 峰 純一 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 審査官 関 美祝 (56)参考文献 特開 昭61−61645(JP,A) 特開 昭60−206447(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01J 21/00 - 38/00 B01D 53/94 C01F 7/02Continuation of the front page (72) Inventor Junichi Mine 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. Examiner Yoshihisa Seki (56) References JP-A-61-61645 (JP, A) JP-A Sho 60-206447 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B01J 21/00-38/00 B01D 53/94 C01F 7/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】アルミニウムアルコキシドをヘキシレング
リコール(2−メチル−2,4−ペンタンジオール)中に
いれ、101℃ないし200℃の範囲の温度で加熱反応させ、
次いで加水分解によりゾルからゲルを得、更に生成した
ゲルを乾燥し、最終的に750℃以上の温度で焼成しアル
ミナを得、このアルミナにセリウムを含浸焼成した粉末
を、セリウム酸化物とアルミナゾルとを混合粉砕してス
ラリーとし、このスラリーに担体を含浸、乾燥、焼成
し、担体上に形成された複合酸化物あるいは混合酸化物
の被膜に白金、ロジウム及びパラジウムからなる群から
選ばれた少なくとも1種の触媒金属を担持させることを
特徴とする排ガス中の一酸化炭素、炭化水素、及び窒素
酸化物を除去する排ガス浄化用触媒の製造方法。
1. An aluminum alkoxide is placed in hexylene glycol (2-methyl-2,4-pentanediol) and heated and reacted at a temperature in the range of 101 ° C. to 200 ° C.
Next, a gel is obtained from the sol by hydrolysis, and the resulting gel is dried and finally calcined at a temperature of 750 ° C. or more to obtain alumina, and a powder obtained by impregnating and calcining this alumina with cerium is mixed with cerium oxide and alumina sol. Is mixed and pulverized into a slurry, and the slurry is impregnated with a carrier, dried and calcined, and a coating of a composite oxide or a mixed oxide formed on the carrier is coated with at least one selected from the group consisting of platinum, rhodium and palladium. A method for producing an exhaust gas purifying catalyst for removing carbon monoxide, hydrocarbons, and nitrogen oxides in exhaust gas, wherein the catalyst supports various kinds of catalytic metals.
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