(57)【要約】【課題】小さなバラツキで精度の高い金属担持量測定方法を提供する。【解決手段】金属を担持した触媒粒子を基材表面に固定化する前に、前記触媒粒子の数（供給粒子数）を測定する第１の測定工程と、前記触媒粒子を基材表面に固定化した後に、前記基材に固定化されなかった触媒粒子の数（非固定化粒子数）を測定する第２の測定工程と、前記供給粒子数と前記非固定化粒子数との差から、基材に固定化された触媒粒子の数を算出し、その算出結果から前記基材に担持された前記金属の担持量を算出する算出工程と、を含むことを特徴とする金属担持量測定方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貴金属を担持した触媒粒子を基材表面に固定化する前に、前記触媒粒子の数（供給粒子数）を測定する第１の測定工程と、前記触媒粒子を基材表面に固定化した後に、前記基材に固定化されなかった触媒粒子の数（非固定化粒子数）を測定する第２の測定工程と、前記供給粒子数と前記非固定化粒子数との差から、基材に固定化された触媒粒子の数を算出し、その算出結果から前記基材に担持された前記貴金属の担持量を算出する算出工程と、を含むことを特徴とする貴金属担持量の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒粒子を担持したモノリス触媒などにおける貴金属担持量の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気ガス浄化用のモノリス触媒における貴金属の担持量は、ウォッシュコート前後の重量差により求められている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このような重量差による測定方法では、バラツキが大きくなって精度が低下してしまったり、貴金属量をさらに低減した場合に浄化性能に及ぼす影響を無視できなくなったりする。
【特許文献１】特公昭６３−４００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記従来の課題を解決することを目的とする。すなわち、本発明は、バラツキを小さくして精度の高い貴金属担持量の測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題は、以下の本発明により解決することができる。すなわち、本発明は、貴金属を担持した触媒粒子を基材表面に固定化する前に、前記触媒粒子の数（供給粒子数）を測定する第１の測定工程と、前記触媒粒子を基材表面に固定化した後に、前記基材に固定化されなかった触媒粒子の数（非固定化粒子数）を測定する第２の測定工程と、前記供給粒子数と前記非固定化粒子数との差から、基材に固定化された触媒粒子の数を算出し、その算出結果から前記基材に担持された前記貴金属の担持量を算出する算出工程と、を含むことを特徴とする貴金属担持量の測定方法である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、バラツキを小さくして精度の高い貴金属担持量の測定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の貴金属担持量測定方法を、図１を参照しながら説明する。まず、所定量の貴金属（Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ等）を担持して触媒粒子を公知の方法で調製する（図１の（１））。含浸法等で触媒を調製する場合は、供給する貴金属のほぼ全量が担持されるので、その供給量から触媒粒子上に担持された貴金属量を算出することができる。なお、触媒粒子の一部をサンプリングして、蛍光Ｘ線やＩＣＰ等で当該貴金属担持量を適宜確認してもよい。
【０００７】
貴金属が担持される担体としては、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、およびこれらの複合酸化物等を使用することが好ましい。担体の粒子径は、５０〜１５０μｍであることが好ましく、単分散（例えば、変動係数が５〜２０％）であることが好ましい。上記範囲の粒子径は比較的大きい範囲であるため、その制御は容易であり、担体微粒子粉末を転動式、流動層式、撹拌式に代表される凝集造粒による造粒粒子を得た後、必要ならば乾式分級法であるセパレータ式、サイクロン式で前処理したものを篩い分けで精密分級する、といった公知の方法を適用することができる。
【０００８】
触媒粒子を調製した後は、これを所定量とりスラリー状として、モノリス基材に導入して、触媒粒子をコーティングする（図１の（３））。このとき、金属を担持した触媒粒子をモノリス基材表面に固定化する前に、触媒粒子の数（供給粒子数）を公知の方法にて測定する（第１の測定工程：図１の（２））。
【０００９】
触媒粒子をモノリス基材表面にコーティングし、予備焼成（図１の（４））および焼成（図１の（５））を順次行って固定化した後に、基材に固定化されなかった触媒粒子の数（非固定化粒子数）を測定する（第２の測定工程：図１の（６））。そして、供給粒子数と非固定化粒子数との差から、モノリス基材に固定化された触媒粒子の数を算出し、その算出結果から前記基材に担持された前記金属の担持量を算出する（算出工程）。触媒粒子上に担持された貴金属量は予めわかっているため、モノリス基材上に実際に固定化された触媒粒子を測定することで、容易に、貴金属量を求めることができる。また、従来の重量変化から貴金属量を求める方法に比べ、バラツキを小さくすることが可能で、精度の高い測定を実現することができる。これは、重量測定では、触媒の吸湿性や湿度等の環境の影響を強く受けるために誤差が大きくなるが、本発明の測定方法では、触媒特性や湿度等の環境に影響されない触媒粒子の数をもとに貴金属量を測定しているため、上記のような高精度な測定を実現できる。
【００１０】
なお、触媒粒子の数の測定には、種々の方法を適用することができるが、例えば、光センサ法やフルラインカウンター法を適用することができる。また、第２の測定工程は、触媒粒子をコーティングした後に設けてもよい。
【実施例】
【００１１】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
［実施例１］
（１）触媒粒子の調製：
γ−Ａｌ２Ｏ３粉末をスプレードライヤーで造粒し、直径８０〜１００μｍのふるいで分級し、粒径９０μｍのγ−Ａｌ２Ｏ３粒子を得た。その後、ＰｔとＲｈをそれぞれの硝酸塩を用いて各２ｗｔ％、０．５ｗｔ％となるように同時に担持し、触媒粒子を調製した。
【００１２】
（２）供給粒子数の測定（第１の測定工程）：
光センサを用いた自動計数機（センサーをキーエンス（株）社製で内製）により、触媒粒子を９０，０２０，０００個計数した。光センサ法による測定条件は下記の通りである。
・センサ：極細ビームタイプ、スリット巾０．０５ｍｍ、距離５０ｍｍ
・計数速度：２００万個／時間
・測定ライン数：２０ライン
・測定時間：約３時間
【００１３】
（３）モノリス基材ヘの触媒粒子のコーティング：
直径１０５ｍｍ、長さ１０３ｍｍの四角形状で、セル数４００／ｉｎｃｈ２のコージエライト製モノリス基材にゾルバインダー処理し、これに計数した触媒粒子を導入した。触媒粒子とモノリス基材との密着性を上げるため、基材をゆっくり回転させた。
１２０℃で５時間以上かけて乾燥（予備焼成）した後、５００℃で２時間、電気炉で焼成を行って、モノリス触媒を作製した。
【００１４】
（４）非固定化粒子数の測定（第２の測定工程）：
また、未コートの触媒粒子を排出し、計数したところ１０，５３０個であった。従って、このモノリス基材にコートした粒子数は、９０，００９，４７０個となる。γ−Ａｌ２Ｏ３の粒子径が９０μｍであり、粒子密度を１．４５ｇ／ｃｍ３、個数を９００２万個とすると、γ−Ａｌ２Ｏ３量で５０ｇ、Ｐｔで１．０ｇ、Ｒｈで０．２５ｇ相当になる。
【００１５】
以上のようなプロセスを繰り返し、２０個のモノリス触媒を作製し、それぞれについて貴金属担持量を測定した。
【００１６】
[実施例２］
（１）触媒粒子の調製：
ＣｅＯ２とＺｒＯ２との固溶体粉末をスプレードライヤーで造粒し、直径８０〜１００μｍにふるい等で分級し、粒径９０μｍのＣｅＯ２−ＺｒＯ２固溶体粒子を得た。その後、ＰｔとＲｈをそれぞれの硝酸塩を用いて各１．０ｗｔ％、０．２５ｗｔ％同時に担持し、触媒粒子を調製した。
【００１７】
（２）供給粒子数の測定（第１の測定工程）：
ＣＣＤカメラを用いたフルラインカウンター（（株）光伸舎製の錠剤計数機を改造）により、触媒粒子を８０，８２０，０００個計数した。フルラインカウンターによる測定条件は下記の通りである。
・計数エリア：５０ｍｍ
・ＣＣＤ：画素数２０４８ビット、スキャン数１／５０００ｓ
・計数速度：３０００万個／時間
・測定ライン数：２ライン
・測定時間：約１．５時間
【００１８】
（３）モノリス基材ヘの触媒粒子のコーティング：
実施例１と同様の方法で、触媒粒子をモノリス基材ヘ導入し、実施例１と同様にして、予備焼成および焼成を行って、モノリス触媒を作製した。
【００１９】
（４）非固定化粒子数の測定（第２の測定工程）：
また、未コートの触媒粒子を排出し、計数したところ１４，５３０個であった。触媒粒子の数から貴金属量を算出する方法は下記の通りである。すなわち、ＣｅＯ２・ＺｒＯ２固溶体の粒子径が９０μｍであり、粒子密度を３．２４ｇ／ｃｍ３、個数を８０８２万個とすると、上記固溶体量で１００ｇ、Ｐｔで１．０ｇ、Ｒｈで０．２５ｇ相当になる。
【００２０】
以上のようなプロセスを繰り返し、２０個のモノリス触媒を作製し、それぞれについて貴金属担持量を測定した。
【００２１】
［比較例１］
（１）触媒スラリー調製
実施例１のγ−Ａｌ２Ｏ３粉末（粒径：９０μｍ）にＰｔおよびＲｈをそれぞれの硝酸塩を用いて各２ｗｔ％、０．５ｗｔ％同時に担持した。次に、アルミナゾルを２ｗｔ％加えながら水に攪拌分散し、固形分４０ｗｔ％のスラリーを作製した。
【００２２】
（２）ウォッシュコート
実施例で用いたモノリス基材の重量を測定し、スラリーをモノリス基材の上方から流し込み、次いで余分のスラリーを下方から吸引した。
【００２３】
（３）乾燥
まず、６０℃のエアーをモノリス基材に導入し予備乾燥し、１２０℃の乾燥器中で２時間乾燥させた。
【００２４】
（４）重量測定
室温まで冷却した後、重量測定しモノリス基材の重量との差から触媒コート重量を求めた。このとき、５０ｇとなるよう、投入スラリー量、吸引圧を予め求めて上記（２）の条件とした。
その後、実施例１と同様に焼成を行った。上記のプロセスを繰返し、２０個のモノリス触媒を作製し、それぞれについて貴金属担持量を測定した。
【００２５】
（貴金属量の分析）
それぞれの方法で調製したモノリス触媒を全量粉砕し、貴金属を抽出し、ＩＣＰを用いて、各モノリス触媒の貴金属担持量を求めた。その結果を下記表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
従来の重量法（比較例１）では、３σで考えたとき、１０％のバラツキがあるのに対して、触媒粒子の個数計測で触媒量を求める実施例１および実施例２の方法では、１％のバラツキとなった。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の測定方法のフローを示す工程図である。
【図１】
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