催化剂载体和废气净化用催化剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于负载催化剂活性成分的催化剂载体、以及使用了该催化剂载体的 废气净化用催化剂。
【背景技术】
[0002] 以汽油为燃料的汽车等的内燃机的废气中含有烃（HC)、一氧化碳（CO)、氮氧化物 (NOx)等有害成分。需要使用氧化还原反应同时对各种有害成分进行净化并排气。例如需 要使烃（HC)氧化而转化为水和二氧化碳、使一氧化碳（CO)氧化而转化为二氧化碳、使氮氧 化物（NOx)还原而转化为氮气。
[0003] 作为这样的用于处理来自内燃机的废气的催化剂（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：例如在具有高表面积的氧化铝多孔质体 等耐火性氧化物多孔质体上负载贵金属，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基材）上、或者负载在耐火性颗粒上而成的三元催化剂。
[0005] 作为催化剂活性成分的贵金属与基材的结合力不那么强，因此即使想要使贵金属 直接负载在基材上也难以确保充分的负载量。因此，为了使充分量的催化剂活性成分负载 在基材的表面上，进行了使贵金属负载在具有高比表面积的催化剂载体上。
[0006] 作为催化剂载体，以往以来，已知有包含二氧化硅、氧化铝、二氧化钛化合物等耐 火性无机氧化物的多孔质体。并且近年来，作为耐热性优异、并且能够防止所负载的金属催 化剂颗粒的烧结的催化剂载体，包含磷灰石型复合氧化物的催化剂载体受到关注。
[0007] 作为包含磷灰石型复合氧化物的催化剂载体，例如在专利文献1(日本特开平 7-24323号公报）中，公开了包含以通式Μ 1(ι· (Ζ04)6·Χ2(Μ的一部分或全部为选自周期表 的第一副族和/或第VIII族的一种或两种以上的过渡金属，优选为选自铜、钴、镍和/或铁 的一种或两种以上的过渡金属，并且含有〇. 5重量％至10重量％的上述过渡金属。Z表示 3~7价的阳离子、X表示1~3价的阴离子）表示的磷灰石化合物的催化剂载体。
[0008] 在专利文献2(日本特开2007-144412号公报）中，作为在相对低温状态下也可实 现废气的净化效果、在高温区域也可实现作为三元催化剂的净化性能的催化剂，公开了一 种低温活性高、且耐热性优异、可以得到稳定的废气净化性能的废气净化用催化剂，其包含 以（La a_xMx) (Si6_yNy) 027_z表示的复合氧化物、和固溶体化或负载在该复合氧化物中的贵金 属成分。
[0009] 在专利文献3(日本特开2011-16124号公报）中，公开了一种废气净化用催化剂， 其包含以通式（A a_w_xMwM'x) (Si6_yNy) 027_z(式中，A为La和Pr的至少一种元素的阳离子;M为 Ba、Ca和Sr的至少一种元素的阳离子；M'为Nd、Y、Al、Pr、Ce、Sr、Li和Ca的至少一种元素 的阳尚子；N为Fe、Cu和Al的至少一种兀素的阳尚子；10、0<w<5、0<x<5、 0 < w+x < 5、0 < y < 3、0 < z < 3、A辛Μ'，A为La的阳离子的情况下x辛0)表示的复 合氧化物、和固溶体化或负载在该复合氧化物中的贵金属成分。
[0010] 现有技术文献
[0011] 专利文献
[0012] 专利文献1 :日本特开平7-24323号公报
[0013] 专利文献2 :日本特开2007-144412号公报
[0014] 专利文献3 :日本特开2011-16124号公报
【发明内容】
[0015] 发明所要解决的问题
[0016] 上述专利文献1~3中公开的磷灰石型复合氧化物具有不仅耐热性优异而且能够 防止所负载的金属催化剂颗粒的烧结这样优异的特征，但另一方面存在低温特性不充分这 样的课题。尤其是最近为了节约燃料及削减排放气体，开始采用驻停车或等信号等期间使 发动机停止的停车时发动机停止机构（怠速停止机构），发动机暂时停止因而发动机变凉， 从其排出的废气也变得更低温。因此，要求低温特性良好的催化剂。
[0017] 可是，例如像La1QSi6027、La 8Sr2 (SiO4)6O2等这样的La系磷灰石型复合氧化物，La 位点的摩尔比为10的情况下，应形成无缺损、化学计量上稳定的晶体结构。上述专利文献 1~3中公开的磷灰石型复合氧化物的大多数也是由这样的化学计量组成构成的磷灰石型 复合氧化物。
[0018] 但是，La系磷灰石型复合氧化物的情况下报道有：当La位点的摩尔比为9. 33 时，表现出高离子传导性（例如参见I⑶S(无机晶体结构数据库，Inorganic Crystal Structure Data base^DF(粉末衍射文件，Powder Diffraction File)的卡号： 01-076-7832)，如果将这种La位点的摩尔比为9. 33的La系磷灰石型复合氧化物用作催化 剂载体，可期待能够实现低温特性优异的催化剂。
[0019] 因此，本发明涉及一种La系磷灰石型复合氧化物，以La位点的摩尔比为9. 33的 La系磷灰石型复合氧化物为基准，提出一种低温特性比该La系磷灰石型复合氧化物优异 的催化剂载体。
[0020] 用于解决问题的手段
[0021] 本发明提出一种催化剂载体，其含有以组成式：(LaA) 9 33_sB6027 (l(li (式中， 0· 3彡δ彡3. 0,0· 0 < γ彡6. 0, A为含有选自Ba、Pr、Y、Sr、Mg和Ce之中的一种或两种 以上的元素，B为含有选自Si、P和Fe之中的一种或两种以上的元素）表示的复合氧化物。
[0022] 发明效果
[0023] 与La位点的摩尔比为9. 33的组成（称为"9. 33组成"）的La系磷灰石型复合氧 化物相比，本发明提出的催化剂载体通过进一步增大La位点的缺损，可以使磷灰石晶体结 构的晶格氧活化，与以9. 33组成的La系磷灰石型复合氧化物作为催化剂载体构成催化剂 的情况相比，可以提供低温特性更优异的催化剂。
【附图说明】
[0024] 图1是表示对实施例1和比较例1中得到的复合氧化物进行氢TPR测定的结果的 曲线图。
【具体实施方式】
[0025] 接着，基于实施方式示例对本发明进行说明。但是，本发明并非限于以下说明的实 施方式。
[0026] <本催化剂载体>
[0027] 作为本发明的实施方式的一个示例的催化剂载体（下文中称为"本催化剂载体"） 是用于负载催化剂活性成分的催化剂载体，是含有与La位点的摩尔比为9. 33的情况相比 具备更大缺损的La系磷灰石型复合氧化物（下文中称为"本复合氧化物"）的催化剂载体。
[0028] (本复合氧化物）
[0029] 本复合氧化物是以组成式：（LaA)9.33_ sB6027.Q(li (式中，0. 3彡δ彡3. 0、0. 0 < γ < 6. 〇)表示的复合氧化物。
[0030] 上述组成式（1)中的"Α"是取代La位点的一部分的阳离子，是含有选自Ba、Pr、 Y、Sr、Mg和Ce中的一种或两种以上的元素。此外，作为"A"，还有可能含有Ca、Al、Li、Nd 等。
[0031] 另一方面，上述组成式（1)中的"B"是含有选自Si、P和Fe中的一种或两种以上 的元素。含有Si的情况下，也可以是指取代Si位点的一部分的阳离子。此外，作为"B"，还 有可能含有Cu、Al等。
[0032] 上述组成式（1)中，将La位点所含元素的摩尔比规定为"9.33-δ "。即，本复合 氧化物表示：在La系磷灰石型复合氧化物中，与通常作为基准组成的La位点的摩尔比为 9. 33的组成（称为"9. 33组成"）相比，缺损仅大"δ"。
[0033] 并且，该" δ "优选为〇. 3~3. 0、其中进一步优选为0. 3~2. 3、其中更优选为0. 8 以上或1. 3以下。
[0034] 另外，La的摩尔比优选为2. 50~6. 00、其中优选为3. 00以上或5. 00以下。
[0035] 此外，含有Pr的情况下，Pr的摩尔