催化剂载体粒子及其制造方法
在由汽车发动机等内燃机排出的废气中，含有氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、烃(HC)等。因此，一般情况下，在氧化CO和HC的同时，利用能还原NOx的废气净化催化剂进行净化后，将这些废气排放到大气中。作为废气净化催化剂的代表性例子，已知的是使钼(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd)等贵金属担载于Y -氧化铝等多孔金属氧化物载体上的三元催化剂。该金属氧化物载体可以用各种材料来制作，但以往为了获得大的表面积，一般使用氧化铝(Al2O3)15然而近年来，为了利用载体的化学性质来促进废气的净化，还提出了将氧化铈(CeO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化钛(TiO2)等各种其他材料与氧化铝组合或者不组合来使用。关于催化剂载体的化学性质已知的是，在使铑担载于一般作为催化剂载体而使用的氧化铝粒子上时，在使用期间铑在氧化铝上固溶，由此催化剂活性降低。对上述问题，在使用氧化锆作为用于铑的载体时，可以解决由上述的铑的固溶而引起的问题，而利用铑固有的闻催化剂活性。关于上述作为催化剂载体的氧化锆，已知通过向氧化锆中加入选自碱金属、碱土类金属及稀土类中的元素，可以改良氧化锆的耐热性(例如参照特开2004-275919号公报)。此外，在特表2002-518171号公报中公开了通过使铑担载于添加了稀土类的氧化锆催化剂载体粒子上，可获得良好的废气净化性能。此外，还在特开2002-282692号公报中公开了氧化锆中存在的镧系元素通过锚定效果，即抑制铑在氧化锆表面移动的效果，来抑制铑的烧结。由稀土类得到的抑制铑在氧化锆粒子表面移动的效果是由稀土类氧化物和铑之间的亲和性来提供的，并且该亲和性是由于铑的电子的一部分配位在稀土类元素的空电子轨道上来提供的。此外，本发明人等同时还发现，这样的稀土类氧化物和铑之间的亲和性，在催化剂的制造及使用期间，使铑在添加了稀土类的氧化锆粒子表面非常高度地分散。使贵金属高度分散担载于催化剂载体粒子上，一般会增大具有催化剂活性的贵金属表面积，因而是优选的。然而如上所述，在稀土类氧化物上担载铑时，铑的电子的一部分配位在稀土类元素的空电子轨道上。因此，如果过度地减小每个铑粒子的大小，则有时与稀土类氧化物接触的部分中的铑粒子的电子不足也到达铑粒子的表面，会处于铑粒子的表面电子不足的状态，即处于铑粒子的表面相对被氧化的状态。铑在金属状态下提供其活性，因此铑表面处于氧化状态对于催化剂活性而言是不优选的。[0009] 因此，本发明中提供通过使用稀土类氧化物可以抑制催化剂载体表面中的铑的移动和烧结、并可以使铑适度地分散在催化剂载体表面的催化剂载体粒子。并且，本发明还提供这种催化剂载体粒子的制造方法及在这种催化剂载体粒子上担载铑而成的废气净化催化剂。
具体实施方式：1、制造催化剂载体粒子
(a)提供含有稀土类氢氧化物或氧化物的胶体粒子的胶体溶液；
(b)在胶体溶液中加入氧化锆系金属氧化物粒子，使胶体粒子吸附担载于氧化锆系金属氧化物粒子的表面；
(C)将吸附担载有胶体粒子的氧化锆系金属氧化物粒子进行干燥和煅烧。
催化剂载体粒子10是在氧化锆系金属氧化物粒子(ZrO2) I的表面，散布稀土类氧化物富集区域(R0x(R为稀土类元素))2而成。此处，稀土类氧化物富集区域2与其他部分的边界一般是不明确的，可以呈现为组成缓慢变化的部分。利用包括使稀土类氢氧化物或氧化物的胶体粒子吸附担载于氧化锆系金属氧化物粒子的工序的方法来制造本发明的催化剂载体粒子时，稀土类氧化物富集区域2可以对应于每个胶体粒子。与此相对，像现有技术那样，将氧化锆系金属氧化物粒子浸溃于稀土类盐溶液中，进行干燥和烧结时，在所得的催化剂载体粒子(ROx-ZrO2) 20中，氧化锆系金属氧化物粒子的表面均匀地含有稀土类氧化物。本文介绍的废气净化催化剂是在本发明的催化剂载体粒子上担载铑而成。此外，本发明的废气净化催化剂还可以担载除了铑以外的贵金属，例如:选自钼、钯、和/或所谓NOx吸留还原元素、即碱金属和碱土类金属中的元素，特别是可以进一步担载锂和钡。不仅可以将其自身成型后使用，还可以涂布于整体式载体(monolithic carrier)、例如蜂窝陶瓷上来使用。