废气用催化剂载体和废气净化催化剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及可以用于对从内燃机排出的废气进行净化的废气净化催化剂以及具 有储氧能力（〇SC:Oxygen Storage Capacity)的废气用催化剂载体（在本发明中也称为 "0SC 材料"）。
【背景技术】
[0002] 以汽油为燃料的汽车的废气中含有烃（HC)、一氧化碳（CO)、氮氧化物（NOx)等有 害成分。需要利用催化剂使上述烃（HC)氧化而转化为水和二氧化碳，使上述一氧化碳（CO) 氧化而转化成二氧化碳，使上述氮氧化物（NOx)还原而转化为氮气，从而净化各种有害成 分。
[0003] 作为这样的用于处理废气的催化剂（下文中称为"废气净化催化剂"），使用了可 以将CO、HC和NOx氧化还原的三元催化剂（Three way catalysts :TWC)。
[0004] 作为这种三元催化剂，已知有下述物质：在具有高比表面积的耐火性氧化物多孔 质体、例如具有高比表面积的氧化铝多孔质体上负载有铂（Pt)、钯（Pd)、铑（Rh)等贵金属， 将其负载在基材（例如耐火性陶瓷或能够形成金属制蜂窝结构的整装型（monolithic)基 材）上、或负载在耐火性颗粒上而成的三元催化剂。
[0005] 在三元催化剂中，贵金属具有以下功能：将废气中的烃氧化而使其转换成二氧化 碳和水，将一氧化碳氧化而使其转换成二氧化碳，另一方面，将氮氧化物还原为氮。为了使 针对这两个反应的催化作用同时有效地发生，优选使燃料与空气之比（空燃比）保持恒定 (理论空燃比）。
[0006] 汽车等的内燃机根据加速、减速、低速行驶、高速行驶等运行情况而导致空燃比变 化较大，因此，使用氧传感器将因发动机的工作条件而变动的空燃比（A/F)控制为恒定。但 是，仅仅通过这样控制空燃比（A/F)无法使催化剂充分地发挥净化催化性能，因此还要求 催化剂自身也具有控制空燃比（A/F)的作用。于是，出于通过催化剂本身的化学作用来防 止因空燃比变化所引起产生的催化剂净化性能的降低的目的，使用了在作为催化剂活性成 分的贵金属中加入有助催化剂的催化剂。
[0007] 作为这样的助催化剂，已知具有在还原气氛中放出氧、在氧化气氛中吸收氧的储 氧能力（0SC:0xygen Storage Capacity)的助催化剂（0SC材料）。例如二氧化铺（氧化 铈、CeO2)或二氧化铈-氧化锆复合氧化物等作为具有储氧能力的OSC材料是众所周知的。
[0008] 二氧化铈随着价数变化(3价价)而表现出氧的授予接受特性，通过固溶氧化 锆，进一步促进二氧化铈的价数变化，因此使用二氧化铈-氧化锆复合氧化物的技术最近 作为废气净化催化剂的主流技术而被采用。
[0009] 关于二氧化铈-氧化锆复合氧化物，例如在专利文献1(日本特开2005-296735号 公报）中公开了在含有二氧化铈-氧化锆复合氧化物的载体上负载氧化铁而成的催化剂。
[0010] 另外，在专利文献2(日本特开2004-160433号公报）中公开了包含选自由二氧化 铈、氧化锆、铝、钛和锰组成的组中的至少一种金属与铁的复合氧化物的催化剂。
[0011] 在专利文献3(日本特开2008-18322号公报）中公开了如下构成的催化剂，所述 构成是氧化铁分散在二氧化铈-氧化锆复合氧化物中并至少进行部分性固溶而成的。
[0012] 在专利文献4 (日本特开2009-84061号公报）中公开了在大气中、1000°C的温度 条件下加热5小时后烧绿石相型的规则排列相残留50%以上的二氧化铈-氧化锆系复合氧 化物。
[0013] 此外，在专利文献5(日本特开2011-219329号公报）中公开了一种OSC材料，其 是包含二氧化铈和氧化锆的复合氧化物的二氧化铈-氧化锆系复合氧化物，其中，上述复 合氧化物中的铈与锆的含有比例以摩尔比（[铈]:[锆])计处于43:57~48:52的范围， 该OSC材料含有抑制二氧化铈的相分离而得到的二氧化铈-氧化锆系复合氧化物、即萤石 型二氧化铈-氧化锆复合氧化物和烧绿石型二氧化铈-氧化锆复合氧化物。
[0014] 现有技术文献
[0015] 专利文献
[0016] 专利文献1 :日本特开2005-296735号公报
[0017] 专利文献2 :日本特开2004-160433号公报
[0018] 专利文献3 :日本特开2008-18322号公报
[0019] 专利文献4 :日本特开2009-84061号公报
[0020] 专利文献5 :日本特开2011-219329号公报
【发明内容】
[0021] 发明所要解决的问题
[0022] 提及汽车时，在稳定行驶时，催化剂的温度维持于500~600°C左右，因此也容易 表现出二氧化铈-氧化锆复合氧化物的氧授予接受能力。但是，发动机启动不久后，催化剂 的温度低，因而二氧化铈-氧化锆复合氧化物难以活化（氧授予接受特性低），因而难以有 效地发挥废气净化性能。
[0023] 但是近年来，为了节约燃料及削减排放气体，要求采用在驻停车或等信号期间使 发动机停止的停车时发动机停止机构（怠速停止机构）等，从这样的时代背景来看，要求进 一步提高低温特性，换而言之，要求进一步提高发动机启动时的OSC能力和废气净化性。
[0024] 因此，本发明的目的在于，涉及一种含有二氧化铈-氧化锆复合氧化物的OSC材 料，提供一种提高低温特性、在发动机启动时也可发挥优异的OSC能力、可发挥优异的废气 净化性的新型废气用催化剂载体和废气用催化剂。
[0025] 用于解决问题的手段
[0026] 本发明提出一种含有萤石型二氧化铈-氧化锆复合氧化物和从该萤石型二氧化 铈-氧化锆复合氧化物相分离而得到的二氧化铈的废气用催化剂载体。
[0027] 发明效果
[0028] 本发明提出的废气用催化剂载体能够提高作为OSC材料的低温特性，在发动机启 动时能够发挥优异的OSC能力，能够发挥优异的废气净化性能。
【具体实施方式】
[0029] 接着，对本发明的【具体实施方式】示例进行说明。但是，本发明并非限定于如下说明 的实施方式。
[0030] <本催化剂载体>
[0031] 本实施方式的一个示例的催化剂载体（称为"本催化剂载体"）是包含OSC材料 (称为"本OSC材料"）的催化剂载体，该OSC材料含有萤石型二氧化铈-氧化锆复合氧化 物和从该萤石型二氧化铈-氧化锆复合氧化物相分离而得到的二氧化铈。
[0032] 需要说明的是，上述"萤石型二氧化铈-氧化锆复合氧化物"是指，二氧化铈未发 生相分离的作为固溶相的萤石型二氧化铈-氧化锆复合氧化物（Ce xZivxO2(式中：0< X < 1))〇
[0033] 另外，"二氧化铈发生相分离"是指如下状态：在X射线衍射测定中，存在归属于 2 Θ = 28. 5°的衍射峰和归属于2 Θ = 29. 0~30. 0°之间的衍射峰这两种衍射峰。
[0034] 在本OSC材料中，关于相分离而得到的二氧化铈相对于萤石型二氧化铈-氧化锆 复合氧化物的含有比例，可以以根据由X射线衍射测定而得到的使用CuKa射线的X射线 衍射图谱求出的2 Θ = 28. 5°的衍射峰相对于2 Θ = 29. 0~30. 0°之间的衍射峰（即在 2Θ = 29~30°之间具有峰顶的衍射峰）的峰面积比（以下称为"峰面积比A"）作为指 标来表示。
[0035] 即，2 Θ = 28. 5°的衍射峰归属于相分离而得到的二氧化铈（CeO2)的（111)面， 2 Θ = 29. 0~30. 0°之间的衍射峰归属于作为固溶相的萤石型二氧化铈-氧化锆复合氧 化物（CexZivxO 2(式中：0<X< 1))的（111)面，因此上述峰面积比A可以作为相分离而 得到的二氧化铈相对于萤石型二氧化铈-氧化锆复合氧化物的含有比例的指标而表示。因 此，在本发明中，也将上述峰面积比A称为"相分离率"。
[0036] 并且，本OSC材料的峰面积比A为0. 05~1. 00的范围时，在低温范围能够发挥优 异的OSC能力，能够发挥优异的废气净化性能。
[0037] 因此，从上述观点出发，本OSC材料的上述峰面积比A更优选为0. 05~0. 50、其中 进一步优选〇. 30以下、其中进一步特别优选0. 10以上或0. 25以下、其中进一步优选0. 15 以上或0. 25以下。
[0038] 本OSC材料中，铈与锆的含有比例只要是能够形成萤石型二氧化铈-氧化锆复合 氧化物的范围就没有特别限定。作为基准，以铈与锆的含有比例（摩尔比）计可以举出10 : 90~70 :30、优选为10 :