(57)【要約】【課題】経済性及び排気ガス浄化性能を両立している点で優れた排気ガス浄化用触媒を提供すること。【解決手段】ＹＭｎ２Ｏ５を含む担体と、担体に担持されているＡｇ並びにＭｎ及び／又はＮｉとを含む触媒であって、  ＡｇとＭｎ及び／又はＮｉとは、酸化物換算の質量比Ａｇ２Ｏ／（ＭｎＯ２及び／又はＮｉＯ）において１／９以上９／１以下となる量で担持されている、排気ガス浄化用触媒。前記担体とＡｇとの合計１００質量％中、Ａｇが１質量％未満であることが好ましい。前記担体におけるＭｎとＹとのモル比Ｍｎ／Ｙが２以下であることも好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＹＭｎ２Ｏ５を含む担体と、担体に担持されているＡｇ並びにＭｎ及び／又はＮｉと、を含み、
ＡｇとＭｎ及び／又はＮｉとが、酸化物換算の質量比Ａｇ２Ｏ／（ＭｎＯ２及び／又はＮｉＯ）において１／９以上９／１以下となる量で担持されている、排気ガス浄化用触媒。
【請求項２】
前記担体とＡｇとの合計１００質量％中、Ａｇが１質量％未満である、請求項１記載の排気ガス浄化用触媒。
【請求項３】
前記担体におけるＭｎとＹとのモル比Ｍｎ／Ｙが２以下である、請求項１又は２に記載の排気ガス浄化用触媒。
【請求項４】
ガソリンエンジンから排出される排気ガスを浄化するために用いられる、請求項１〜３の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。
【請求項５】
前記排気ガス浄化用触媒中、前記担体の割合が７５質量％以上である、請求項１〜４の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。
【請求項６】
前記担体中、ＹＭｎ２Ｏ５の割合が５０質量％以上である、請求項１〜５の何れか１項に記載の排気ガス浄化用触媒。
【請求項７】
ＹＭｎ２Ｏ５を含む担体と、担体に担持されているＡｇ並びにＭｎ及び／又はＮｉとを含む触媒粉末を用いて排気ガスを浄化する方法であって、
前記触媒粉末において、ＡｇとＭｎ及び／又はＮｉとが酸化物換算の質量比Ａｇ２Ｏ／（ＭｎＯ２及び／又はＮｉＯ）において１／９以上９／１以下となる量で担体に担持されている、排気ガスを浄化する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＹＭｎ２Ｏ５を含む排気ガス浄化用触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車やバイク（鞍乗型車両ともいう）等のガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガス中にはＨＣ、ＣＯ等の有害成分が含まれている。従来、これらの有害成分を浄化して無害化する目的で酸化触媒が用いられている。このような酸化触媒として、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の貴金属とアルミナ、セリア、ジルコニア又はこれらの複合酸化物とを任意に組み合わせたものが使用されている。
【０００３】
また近年、マンガン酸イットリウム複合化合物（以下「ＹＭＯ」ともいう）としてＹＭｎ２Ｏ５を担体とし、これに銀を担持した排気浄化用触媒が報告されている。特許文献１には、複酸化物Ｙ１−ＸＡＸＭｎ２−ＺＢＺＯ５（式中、ＡはＬａ、Ｓｒ、Ｃｅ、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ又はＢｉであり、ＢはＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｕ又はＲｕであり、０．５≧Ｘ≧０であり、１≧Ｚ≧０である）と、該複酸化物Ｙ１−ＸＡＸＭｎ２−ＺＢＺＯ５に担持されているＡｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｃｕ及びＭｎからなる群から選択される少なくとも一種の原子とを有する排気ガス浄化用触媒が記載されている。特許文献１の実施例には、ＹＭｎ２Ｏ５からなる担体粉末に、Ａｇ又はＭｎをそれぞれ単独で担持させた排気ガス浄化用触媒が記載されている。
【０００４】
また特許文献２には、ＡサイトがＹを含み、ＢサイトがＭｎを含む、ＤｙＭｎ２Ｏ５構造をとる結晶からなり、ＢサイトとＡサイトの組成比Ｂ／Ａが２より大きい複酸化物を含むことを特徴とする排気ガス浄化用触媒が記載されている。特許文献２には、排気ガス浄化用触媒における複酸化物がＡｇを担持してもよいことが記載されている。
また特許文献３には、ＹＭｎＯ３を含む担体に銀を担持させた排気ガス浄化用触媒が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２０１２／０９３５９９号パンフレット
【特許文献２】特開２０１３−２３３５４１号公報
【特許文献３】ＷＯ２０１２／０９３６００号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の触媒は、高価なＡｇを使用するために、原料コストを低減しながら優れた排気ガス浄化性能を発揮する点で十分なものではなかった。
【０００７】
本発明の課題は、前述した従来技術が有する種々の欠点を解消し得る排気ガス浄化用触媒を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ＹＭｎ２Ｏ５を含む担体と、担体に担持されているＡｇ並びにＭｎ及び／又はＮｉとを含み、
ＡｇとＭｎ及び／又はＮｉとが、酸化物換算の質量比Ａｇ２Ｏ／（ＭｎＯ２及び／又はＮｉＯ）において１／９以上９／１以下となる量で担持されている、排気ガス浄化用触媒を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、経済性及び排気ガス浄化性能を両立している点で優れた排気ガス浄化用触媒が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき説明する。
本実施形態の排気ガス浄化用触媒は、ＹＭｎ２Ｏ５を含む担体を有する。本明細書において、担体とは、触媒を担持する機能のみならず、それ自体が排気ガス浄化作用を有するものを許容する。本実施形態の排気ガス浄化用触媒は例えば粉末状の形態を有している。
【００１１】
ＹＭｎ２Ｏ５としては、その製造方法に限定されず、また任意の市販品を用いることができる。ＹＭｎ２Ｏ５の製造方法の例としては、ＷＯ２０１２／０９３５９９号パンフレットに記載されている方法と同様の方法が挙げられる。すなわち、原料としてＹ２Ｏ３及びＭｎＯ２をＹ／Ｍｎの原子比が１／２となるように秤取し、ボールミル等を用いて好ましくは３時間以上粉砕・混合する。その後、大気雰囲気下、好ましくは８００℃以上１１００℃以下、より好ましくは８５０℃以上９５０℃以下で好ましくは１時間以上２４時間以下、より好ましくは４時間以上１０時間以下焼成することにより複酸化物ＹＭｎ２Ｏ５を得る方法を挙げることができる。
【００１２】
本実施形態の排気ガス浄化用触媒が、ＹＭｎ２Ｏ５を含むことは、例えば、排気ガス浄化用触媒をＸ線回折測定に供することにより確認できる。例えば、線源としてＣｕＫα線を用いた排気ガス浄化用触媒のＸ線回折測定において、２θ＝２８度以上３０度以下、３０度以上３２度以下、及び３３度以上３５度以下の範囲にそれぞれＹＭｎ２Ｏ５の（１２１）面、（２１１）面、（１３０）面に由来するピークが観察された場合、排気ガス浄化用触媒が、ＹＭｎ２Ｏ５を含むといえる。また排気ガス浄化用触媒においてＹＭｎ２Ｏ５が担体としてＡｇ、Ｍｎ、Ｎｉを担持していることは例えば、触媒中にＹＭｎ２Ｏ５の存在を確認したことを前提として、Ｘ線光電子分光法により測定される粉末表面に存在する全ての金属原子のモル数に対するＡｇ、Ｍｎ、Ｎｉの各モル数の比率（モル分率）がそれぞれ、ＩＣＰ発光分光分析法により測定される排気ガス浄化用触媒をアルカリ溶融等で溶解して得られる溶液中の全ての金属原子のモル数に対するＡｇ、Ｍｎ、Ｎｉの各モル数の比率（モル分率）よりも大きいことを確認することにより確認できる。
【００１３】
ＹＭｎ２Ｏ５を含む担体は、通常粉末状である。その平均粒子径（Ｄ50）としては、Ａｇ、Ｍｎ、Ｎｉの担持量を適量としやすい観点、及び、排気ガス浄化用触媒としての用途に適したものである観点から、１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上１５μｍ以下であることがより好ましい。平均粒子径（Ｄ50）はレーザー回折・散乱式粒度分布測定法による積算体積５０％粒径であり、例えばレーザー回折粒子径分布測定装置用自動試料供給機（日機装株式会社製「Ｍｉｃｒｏｔｏｒａｃ ＳＤＣ」）を用い、サンプル粉末を水溶性溶媒に投入し、４０％の流速中、４０Ｗの超音波を３６０秒間照射した後、日機装株式会社又はマイクロトラック社製のマイクロトラックＭＴ３３００IIを用いて測定される。測定条件は、粒子屈折率１．５、粒子形状真球形、溶媒屈折率１．３、セットゼロ３０秒、測定時間３０秒、２回測定の平均値として求める。
【００１４】
前記ＹＭｎ２Ｏ５を含む担体におけるＭｎとＹとのモル比Ｍｎ／Ｙは２以下であることが好ましい。具体的には、モル比がＭｎ／Ｙが２以下である担体とは、例えばＹＭｎ２Ｏ５そのもの又はＹＭｎ２Ｏ５に加えてＹが余剰に存在するものである。Ｙが存在するとＹ自身が備えるＨＣ吸着サイトによって、ＹＭｎ２Ｏ５だけでなくＹによるＨＣ吸着性が発揮され、Ｍｎ／Ｙが２超であるＹＭＯに比べてＨＣ浄化性能に優れると考えられる。またＹＭｎ２Ｏ５そのものも、安定性等の理由から、Ｍｎ／Ｙが２超であるＹＭＯに比べてＨＣ浄化性能に優れると考えられる。一方、Ｍｎ／Ｙは、担体におけるＹＭｎ２Ｏ５の比率を一定量維持することで高比表面積を維持し本実施形態の触媒の排気ガス浄化作用を高める観点から、１以上であることが好ましく、１．５以上であることがより好ましい。担体におけるＭｎとＹとのモル比はＩＣＰ発光分光分析法又は蛍光Ｘ線分析法により測定できる。なお、通常はＹＭｎ２Ｏ５からなる担体はＭｎ／Ｙが２となるよう設計される。
【００１５】
また好ましくは、本実施形態の排気ガス浄化用触媒は、特許文献２に記載されているような、モル比Ｍｎ／Ｙが２超であるマンガン酸イットリウム複合化合物を実質的に含まない。具体的には、本実施形態の排気ガス浄化用触媒は、モル比Ｍｎ／Ｙが２超であるマンガン酸イットリウム複合化合物の含有量が触媒中、耐熱性の観点から例えば２０質量％以下、特に１０質量％以下であることが好ましい。
【００１６】
本実施形態の排気ガス浄化用触媒中、担体の割合は、７５質量％以上であることがＹＭｎ２Ｏ５自身による排気ガス浄化作用を発揮させる観点から好ましく、９５質量％以下であることが、担体に担持させるＡｇ、Ｍｎ、Ｎｉ及び、必要に応じてそれらを担持させるために使用されるバインダーの量を一定量以上として排気ガス浄化用触媒における密着強度や排気ガス浄化作用を高める観点から好ましい。この観点から、本実施形態の排気ガス浄化用触媒中、担体の割合は、８５質量％以上９５質量％以下であることが好ましい。
【００１７】
担体中、ＹＭｎ２Ｏ５の割合は、５０質量％以上であることがＹＭｎ２Ｏ５による良好な排気ガス浄化用触媒を十分発揮できる観点から好ましい。担体中、ＹＭｎ２Ｏ５の割合は高ければ高いほど好ましく、例えば７０質量％以上、さらには８０質量％以上であることが好ましい。担体中のＹＭｎ２Ｏ５の割合は、排気ガス浄化用触媒中のＹＭｎ２Ｏ５の含有量をＸ線回折による最強線（最も強度の強いピーク）の強度比により測定し、担体の量に対する比率を求めることで得ることができる。担体の量は、Ｘ線回折測定法やＸ線光電子分光法、ＩＣＰ−ＡＥＳ等により担体に担持されている金属量を測定し、この担持されている金属の量を全体から引くことにより測定することができる。
【００１８】
本実施形態の排気ガス浄化用触媒の特徴の一つに、Ａｇの担持量が少ないことが挙げられる。具体的には、Ａｇの担持量は、前記担体とＡｇとの合計１００質量％中、Ａｇが１質量％未満である。Ａｇは高価であり、本実施形態の排気ガス浄化用触媒は、後述するようにＹＭｎ２Ｏ５にＡｇとともに特定の金属を含有させることにより、Ａｇの使用量をこのように少なくしても排気ガス浄化作用が高いものである。これに対し、特許文献１及び２では、担体にＡｇを担持させた多くの実施例において、担体とＡｇとの合計１００質量％中、Ａｇが５質量％又は５．５７質量％となっており、この割合は最も少ない実施例（特許文献記載の実施例２２）においても２質量％である。このように、ＹＭｎ２Ｏ５を含む担体におけるＡｇの担持量を小さくした場合の排気ガス浄化作用を高めるための技術は、特許文献１及び２では検討されておらず、本発明者らによって初めて検討されたものである。なお、ここでいうＡｇの量はＡｇメタル換算の量である。
【００１９】
排気ガス浄化用触媒中Ａｇの量は、担体とＡｇとの合計１００質量％中、０．０５質量％以上であることが、Ａｇと特定の金属とを組み合わせることによる排気ガス浄化作用の向上効果を高める観点から好ましい。またＡｇの量は、担体とＡｇとの合計１００質量％中、１質量％未満であることが原料コストを低減させ、Ａｇを特定の金属と組み合わせる経済的効果が高まることから好ましい。これらの観点から、排気ガス浄化用触媒中Ａｇの量は、担体とＡｇとの合計１００質量％中、０．０８質量％以上０．９８質量％以下であることがより好ましい。
【００２０】
本発明者らは排気ガス浄化用触媒中Ａｇの量を低減しながら触媒の排気ガス浄化作用を維持する技術について鋭意検討した。その結果、Ａｇの特定量を、特定の金属で置き換えた場合に、驚くべきことに置き換え前と比して排気ガス浄化作用が維持できることを知見した。具体的には、本実施形態の排気ガス浄化用触媒は、ＡｇとＭｎ及び／又はＮｉとが、酸化物換算の質量比Ａｇ２Ｏ／（ＭｎＯ２及び／又はＮｉＯ）において１／９以上９／１以下となる量で担体に担持されていることを特徴の一つとしている。本明細書中、酸化物換算の量である場合も、そうでない場合も、「Ｍｎ及び／又はＮｉ」の量は、Ｍｎ及びＮｉの一方のみが担体に担持されている場合、その担持されている元素の量を指し、Ｍｎ及びＮｉの両方が担体に担持されている場合、担体に担持されたＭｎ及びＮｉの合計量を指す。
【００２１】
本実施形態の排気ガス浄化用触媒は、担体に担持されたＡｇと担体に担持されたＭｎ及び／又はＮｉとの量比が、酸化物換算の質量比Ａｇ２Ｏ／（ＭｎＯ２及び／又はＮｉＯ）において１／９以上であることにより、Ａｇ量を確保して排気ガス浄化性能を高めることができる。また、前記のＡｇと前記のＭｎ及び／又はＮｉとの量比が前記の質量比において９／１以下であることにより、ＡｇとＭｎ及び／又はＮｉとを組み合わせたことによる排気ガス浄化性能向上効果が得られる。これらの観点から、特に前記のＡｇと前記のＭｎ及び／又はＮｉとの量比が、前記の酸化物換算の質量比Ａｇ２Ｏ／（ＭｎＯ２及び／又はＮｉＯ）において１／５以上５／１以下であることが好ましく、とりわけ、１／３以上３／１以下であることが好ましい。なお、ここでいう酸化物換算という記載は、排気ガス浄化用触媒における担体に担持されたＡｇ並びにＭｎ及び／又はＮｉの存在形態を規定するものではない。排気ガス浄化用触媒において通常、担体に担持されているＭｎ又はＮｉはそれぞれＭｎＯ２又はＮｉＯの形態で存在しているが、Ａｇは金属メタルの状態で存在している。
【００２２】
担持されているＭｎ及び／又はＮｉは、Ｍｎ又はＮｉのいずれか一方のみであってもよく、両方であってもよい。両方を担持する場合、両者の酸化物換算の質量比（ＭｎＯ２／ＮｉＯ）は、１／３以上３／１以下であることがＨＣとＣＯの浄化バランスの観点から好ましい。Ｍｎ又はＮｉのうち、Ｍｎを有する排気ガス浄化用触媒はＨＣの浄化作用が高く、Ｎｉを有する排気ガス浄化用触媒はＣＯの浄化作用が高い。
【００２３】
更に本実施形態の排気ガス浄化用触媒が、担体に担持されたＭｎを含む場合、該担持されたＭｎの量は、担体、Ａｇ、該Ｍｎ及び必要に応じて含有される担体に担持されたＮｉとの合計１００質量％中、０．０６質量％以上であることが、Ｍｎを用いることによる排気ガス浄化作用の向上効果を得る観点から好ましい。また担体に担持されたＭｎの量は、担体、Ａｇ、該Ｍｎ及び必要に応じて含有される担体に担持されたＮｉとの合計１００質量％中、０．５７質量％以下であることがＭｎの添加量当たりの排気ガス浄化効果が高まることから好ましい。これらの観点から、担体に担持されたＭｎの量は、担体、Ａｇ、該担持されたＭｎ及び必要に応じて含有される担体に担持されたＮｉとの合計１００質量％中、０．０６質量％以上０．５０質量％以下であることがより好ましい。ここでいうＡｇ、Ｍｎ及びＮｉの量はメタル換算の量である。
【００２４】
更に本実施形態の排気ガス浄化用触媒が、担体に担持されたＮｉを含む場合、このＮｉの量は、担体、Ａｇ、Ｎｉ及び必要に応じて含有される担体に担持されたＭｎとの合計１００質量％中、０．０８質量％以上であることが、Ｎｉを用いることによる排気ガス浄化作用の向上効果を得る観点から好ましい。またこのＮｉの量は、担体、Ａｇ、Ｎｉ及び必要に応じて含有される担体に担持されたＭｎとの合計１００質量％中、０．７１質量％以下であることがＮｉを添加量当たりの排気ガス浄化効果が高まることから好ましい。これらの観点から、担体に担持されたＮｉの量は、担体、Ａｇ、Ｎｉ及び必要に応じて含有される担体に担持されたＭｎとの合計１００質量％中、０．０８質量％以上０．７０質量％以下であることがより好ましい。ここでいうＡｇ、Ｍｎ及びＮｉの量はメタル換算の量である。
【００２５】
担体に担持されたＡｇの量は、排気ガス浄化用触媒をアルカリ溶融等で溶解して得られる溶液中のＡｇの量をＩＣＰ−ＡＥＳで測定することにより測定できる。また、担体に担持されたＭｎの量は、排気ガス浄化用触媒をアルカリ溶融等で溶解して得られる溶液中のＹ及びＭｎの量をＩＣＰ−ＡＥＳで測定し、Ｘ線回折測定に基づいて得られる担体におけるＹ：Ｍｎ比率に基づいて溶液中のＭｎの量から担体のＭｎ量を差し引くことにより測定できる。更に、担体に担持されたＮｉの量は、排気ガス浄化用触媒をアルカリ溶融等で溶解して得られる溶液中のＮｉの量をＩＣＰ−ＡＥＳで測定することにより測定できる。
【００２６】
排気ガス浄化用触媒は、ＹＭｎ２Ｏ５、Ａｇ、Ｍｎ（ＭｎＯ２）、Ｎｉ（ＮｉＯ）以外に他の化合物を含有していてもよい。担体を構成するＹＭｎ２Ｏ５以外の化合物としては、例えば、ＹＭｎＯ３、Ｙ２Ｍｎ２Ｏ７等のＹＭＯ化合物が挙げられる。また、担体を構成するＹＭｎ２Ｏ５以外の化合物としては、ＹＭｎ２Ｏ５におけるＹの一部を他の元素、例えば特許文献１で記載されているようにＬａ、Ｓｒ、Ｃｅ、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ又はＢｉ等で置き換えた化合物や、Ｍｎの一部を他の元素、例えば特許文献１で記載されているようにＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｕ又はＲｕ等で置き換えた化合物が挙げられる。また排気ガス浄化用触媒は、Ａｇ、Ｍｎ、Ｎｉに加えて、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｃｕが担体に担持されていてもよい。更に、排気ガス浄化用触媒は、Ａｇ、Ｍｎ、ＮｉをＹＭｎ２Ｏ５に担持させるためのバインダーを用いていてもよく、その場合のバインダーとしては、アルミナゾル、ジルコニアゾル等の無機系水溶性溶液が用いられる。バインダーを用いる場合、その含有量としては、排気ガス浄化用触媒中、５質量％以上１５質量％以下であることが、排気ガス浄化用触媒の触媒作用及び密着強度を損なわない観点から好ましい。
【００２７】
ＹＭｎ２Ｏ５を含む担体にＡｇ並びにＭｎ及び／又はＮｉを担持させるには、Ａｇ並びにＭｎ及び／又はＮｉを含有する溶液に担体を浸漬させた後、乾燥させ、焼成させることが好ましい。Ａｇ並びにＭｎ及び／又はＮｉを含む溶液の調製に用いるＡｇ、Ｍｎ及びＮｉ塩としては、例えば、シュウ酸塩、酢酸塩、硝酸塩、アンミン錯体塩、塩化物等を用いる。溶媒としては、水等を用いることができる。焼成は大気雰囲気下で４５０℃以上６００℃以下、１時間以上３時間以下行うことが好ましい。
【００２８】
以上のようにして担体にＡｇ並びにＭｎ及び／又はＮｉを担持させた排気ガス浄化用触媒は、９００℃以上１１５０℃以下程度の高温に曝されても、安定した触媒能を示す。このような排気ガス浄化用触媒は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなど化石燃料を動力源とする内燃機関の排気ガス浄化用触媒として、安定した高い排気ガス浄化性能を発揮することができる。特に本実施形態の排気ガス浄化用触媒は、その高い耐熱性から、自動車やバイク等のガソリンエンジンから排出される排気ガスを浄化するために用いられることが好ましい。本実施形態の排気ガス浄化用触媒は、排気ガス中の特に一酸化炭素（ＣＯ）及び／又は炭化水素（ＨＣ）の除去に有効に用いられる。
【００２９】
本実施形態の排気ガス浄化用触媒は、触媒支持体上に担持されている触媒層として用いることができる。この触媒支持体は、例えば、セラミックス又は金属材料からなる。また、触媒支持体の形状は、特に限定されるものではないが、一般的にはハニカム形状、板、ペレット、ＤＰＦ等の形状であり、好ましくはハニカム又はＤＰＦである。また、このような触媒支持体の材質としては、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３−２ＳｉＯ２）、コージェライト（２ＭｇＯ−２Ａｌ２Ｏ３−５ＳｉＯ２）、チタン酸アルミニウム（Ａｌ２ＴｉＯ５）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のセラミックスや、ステンレス等の金属材料を挙げることができる。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。特に断らない限り、「％」は「質量％」を意味する。
【００３１】
〔実施例１〕
ＹＭｎ２Ｏ５粉末（Ｄ５０：１０．０μｍ）、硝酸銀（ＡｇＮＯ３）、硝酸マンガン（II）６水和物（Ｍｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ）、および、無機系バインダー（ジルコニアゾル）をそれぞれ準備した。支持体として、ステンレス製メタルハニカム支持体（３００セル、φ４０ｍｍ×Ｌ６０ｍｍ、容量７５．４ｃｃ）を５００℃で１時間焼成して支持体に付着した油分やゴミを取り除いておいた。
硝酸銀（ＡｇＮＯ３）２．３７７ｇ及び硝酸マンガン（II）６水和物（Ｍｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ）０．６００ｇに水２１５ｇを加え攪拌して硝酸銀及び硝酸マンガンの水溶液とし、この水溶液にＹＭｎ２Ｏ５粉末１７９．４６ｇを投入した。２時間撹拌後、無機系バインダーを５７．１４ｇ加え、ＹＭｎ２Ｏ５含有スラリーを得た。
【００３２】
次に、上記ステンレス製メタルハニカム支持体をＹＭｎ２Ｏ５含有スラリーに浸漬した後、エアブローでセル中の余剰スラリーを除去し、乾燥させた後、大気雰囲気中で５００℃、１時間焼成して触媒層を形成し、実施例１の排気ガス浄化用触媒を得た。作製した排気ガス浄化用触媒において、ＹＭｎ２Ｏ５の担持量は酸化物換算で触媒１Ｌ当たり１３３．６５ｇであった。また、担体におけるＭｎとＹとのモル比Ｍｎ／Ｙは２であった。
得られた排気ガス浄化用触媒における担体（ＹＭｎ２Ｏ５）に担持されたＡｇ、Ｍｎ及びＮｉの酸化物換算の質量比、担体（ＹＭｎ２Ｏ５）と担持されているＡｇとの合計１００％中におけるＡｇの割合、並びに担体（ＹＭｎ２Ｏ５）、担持されているＡｇ、Ｍｎ及びＮｉの合計１００％中における担持されているＭｎ及びＮｉの割合を表１に示す。なお、実施例１において排気ガス浄化用触媒中の担体の割合は８９．１質量％であった（後述する実施例２〜７も同様）。また、得られた排気ガス浄化用触媒において、Ａｇが金属メタルとして存在し、ＹＭｎ２Ｏ５に担持されたＭｎがＭｎＯ２として存在し、ＹＭｎ２Ｏ５に担持されたＮｉがＮｉＯとして存在していることを確認した（実施例２〜７も同様）。
【００３３】
〔実施例２〕
硝酸銀（ＡｇＮＯ３）の量を１．３２１ｇとし、硝酸マンガン（II）６水和物（Ｍｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ）の量を３．００１ｇとした以外は、実施例１と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。得られた排気ガス浄化用触媒について、担体（ＹＭｎ２Ｏ５）に担持されたＡｇ、Ｍｎ及びＮｉの酸化物換算の質量比、担体（ＹＭｎ２Ｏ５）と担持されているＡｇとの合計１００％中におけるＡｇの割合、並びに担体（ＹＭｎ２Ｏ５）、担持されているＡｇ、Ｍｎ及びＮｉの合計１００％中における担持されているＭｎ及びＮｉの割合を表１に示す。なお、担体におけるＭｎとＹとのモル比Ｍｎ／Ｙは２であった。
【００３４】
〔実施例３〕
硝酸銀（ＡｇＮＯ３）の量を０．２６４ｇとし、硝酸マンガン（II）６水和物（Ｍｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ）の量を５．４０２ｇとした以外は、実施例１と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。得られた排気ガス浄化用触媒について、担体（ＹＭｎ２Ｏ５）に担持されたＡｇ、Ｍｎ及びＮｉの酸化物換算の質量比、担体（ＹＭｎ２Ｏ５）と担持されているＡｇとの合計１００％中におけるＡｇの割合、並びに担体（ＹＭｎ２Ｏ５）、担持されているＡｇ、Ｍｎ及びＮｉの合計１００％中における担持されているＭｎ及びＮｉの割合を表１に示す。なお、担体におけるＭｎとＹとのモル比Ｍｎ／Ｙは２であった。
【００３５】
〔実施例４〕
硝酸マンガン（II）６水和物（Ｍｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ）０．６００ｇの代わりに、硝酸ニッケル（II）６水和物（Ｎｉ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ）０．７１５ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。得られた排気ガス浄化用触媒について、担体（ＹＭｎ２Ｏ５）に担持されたＡｇ、Ｍｎ及びＮｉの酸化物換算の質量比、並びに、担体（ＹＭｎ２Ｏ５）と担持されている金属Ｘとの合計１００％中における該金属Ｘの割合を表１に示す。なお、担体におけるＭｎとＹとのモル比Ｍｎ／Ｙは２であった。
【００３６】
〔実施例５〕
硝酸銀（ＡｇＮＯ３）の量を１．３２１ｇとし、硝酸マンガン（II）６水和物（Ｍｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ）０．６００ｇの代わりに、硝酸ニッケル（II）３．５７６ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。得られた排気ガス浄化用触媒について、担体（ＹＭｎ２Ｏ５）に担持されたＡｇ、Ｍｎ及びＮｉの酸化物換算の質量比、担体（ＹＭｎ２Ｏ５）と担持されているＡｇとの合計１００％中におけるＡｇの割合、並びに担体（ＹＭｎ２Ｏ５）、担持されているＡｇ、Ｍｎ及びＮｉの合計１００％中における担持されているＭｎ及びＮｉの割合を表１に示す。なお、担体におけるＭｎとＹとのモル比Ｍｎ／Ｙは２であった。
【００３７】
〔実施例６〕
硝酸銀（ＡｇＮＯ３）の量を０．２６４ｇとし、硝酸マンガン（II）６水和物（Ｍｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ）０．６００ｇの代わりに、硝酸ニッケル（II）６．４３６ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。得られた排気ガス浄化用触媒について、担体（ＹＭｎ２Ｏ５）に担持されたＡｇ、Ｍｎ及びＮｉの酸化物換算の質量比、担体（ＹＭｎ２Ｏ５）と担持されているＡｇとの合計１００％中におけるＡｇの割合、並びに担体（ＹＭｎ２Ｏ５）、担持されているＡｇ、Ｍｎ及びＮｉの合計１００％中における担持されているＭｎ及びＮｉの割合を表１に示す。なお、担体におけるＭｎとＹとのモル比Ｍｎ／Ｙは２であった。
【００３８】
〔実施例７〕
硝酸銀（ＡｇＮＯ３）の量を１．３２１ｇとし、硝酸マンガン（II）６水和物（Ｍｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ）０．６００ｇの代わりに、硝酸マンガン（II）６水和物１．５０１ｇ及び硝酸ニッケル（II）１．７８８ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして排気ガス浄化用触媒を得た。得られた排気ガス浄化用触媒について、担体（ＹＭｎ２Ｏ５）に担持されたＡｇ、Ｍｎ及びＮｉとの酸化物換算の質量比、担体（ＹＭｎ２Ｏ５）と担持されているＡｇとの合計１００％中におけるＡｇの割合、並びに担体（ＹＭｎ２Ｏ５）、担持されているＡｇ、Ｍｎ及びＮｉの合計１００％中における担持されているＭｎ及びＮｉの割合を表１に示す。なお、担体におけるＭｎとＹとのモル比Ｍｎ／Ｙは２であった。
【００３９】
〔比較例１〕
硝酸銀（ＡｇＮＯ３）及び硝酸マンガン（II）６水和物（Ｍｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ）を用いないこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の排気ガス浄化用触媒を得た。
【００４０】
〔比較例２〕
硝酸マンガン（II）６水和物（Ｍｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ）を用いず、硝酸銀（ＡｇＮＯ３）の量を０．２６４ｇとしたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例２の排気ガス浄化用触媒を得た。
【００４１】
【表１】
2017192933.tif 000002
【００４２】
得られた排気ガス浄化用触媒は１１００℃、大気中で４時間の耐久焼成を行った後、下記の評価を実施した。結果を表３に示す。
【００４３】
実施例及び比較例で得られた各触媒を１００ｍｇ流通反応装置に充填し、下記表２に示す組成の評価用モデルガス（ガソリンエンジンの排気ガスのモデルガス）２５Ｌ／分で流通させ、昇温速度２０℃／分で５００℃まで昇温し、その後５０℃まで冷却し再度昇温速度２０℃／分で５００℃まで昇温させ、ＣＯ及びＨＣ浄化に関するライトオフ温度Ｔ５０を測定した。その結果を表３に示す。Ｔ５０は、複合酸化物粉末が配置された装置に流入する評価用モデルガス温度を常温から漸次上昇させていき、ＣＯ及びＨＣ浄化率が５０％に達したときの装置入口のガス温度である。全炭化水素量の測定はＦＩＤ検出器を用い、ＣＯ濃度の測定は堀場製作所社製のＰＧ−２４０を用いて行った。なお表２の数値はＣ３Ｈ６の量以外は体積比率である。
【００４４】
【表２】
2017192933.tif 000003
【００４５】
【表３】
2017192933.tif 000004
【００４６】
表３に示す通り、各実施例の触媒粉末は、ＹＭｎ２Ｏ５からなる担体に対し、ＡｇとＭｎ及び／又はＮｉとを、酸化物換算の質量比Ａｇ２Ｏ／（ＭｎＯ２及び／又はＮｉＯ）において１／９以上９／１以下となる量で担持されていることにより、Ａｇが微量であっても、Ｔ５０の温度が低く、優れた排気ガス浄化作用を示すことが判る。