氧化鐵-氧化鋯系復(fù)合氧化物及其制造方法和廢氣凈化催化劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供不使用鈰并顯示高儲氧能力的復(fù)合氧化物。一種氧化鐵-氧化鋯系復(fù)合氧化物，其特征在于，是含有鐵、鋯和稀土元素的復(fù)合氧化物，F(xiàn)e203、Zr02和稀土元素氧化物的總計含量為90質(zhì)量％以上，換算成Fe203的氧化鐵的含量為10?90質(zhì)量％，在大氣中以900°C以上的溫度鍛燒5小時以上后的復(fù)合氧化物利用下述式（1)?(3):(式中，1?、I“Zr)和I“X)是對復(fù)合氧化物在規(guī)定條件下利用EPMA(WDX:波長分散X射線分光法）進(jìn)行線性分析而測定的測定點(diǎn)i(i=1?n)的鐵、鋯和稀土元素的X射線強(qiáng)度相對于各元素的100%強(qiáng)度的比，R?(Fe)和R?(Zr+X)是對于匕(Fe)和匕(Zr+X)的總測定點(diǎn)n的平均值。）求出的共分散C0V(Fe，Zr+X)的絕對值為20以下。
【專利說明】氧化鐵-氧化鋯系復(fù)合氧化物及其制造方法和廢氣凈化催 化劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及氧化鐵-氧化鋯系復(fù)合氧化物及其制造方法、以及含有該復(fù)合氧化物 的廢氣凈化催化劑。

【背景技術(shù)】
[0002] -直以來，含有各種金屬氧化物的復(fù)合氧化物作為廢氣凈化用催化劑的載體、助 催化劑等而被利用。作為這樣的復(fù)合氧化物中的金屬氧化物，氧化鈰能夠根據(jù)氣氛中的氧 分壓而吸放氧（具有儲氧能力），因此優(yōu)選使用。并且，近年來，正在研究含有氧化鈰的各種 復(fù)合氧化物。
[0003] 例如，在日本特開平10-216509號公報（專利文獻(xiàn)1)中公開了在含有Ce、Zr和稀 土金屬的復(fù)合氧化物上擔(dān)載有Fe的儲氧性Fe擔(dān)載復(fù)合氧化物，在日本特開2003-33669號 公報（專利文獻(xiàn)2)中公開了由Ce、Zr和Fe的復(fù)合氧化物構(gòu)成的廢氣凈化用催化劑的助催 化劑，在日本特開2003-126694號公報（專利文獻(xiàn)3)中公開了由在CeO 2-ZrO2復(fù)合氧化物 上擔(dān)載有Fe氧化物粒子和貴金屬的Fe氧化物擔(dān)載復(fù)合氧化物構(gòu)成的廢氣凈化用催化劑， 在日本特開2005-125317號公報（專利文獻(xiàn)4)中公開了由在含有氧化鈰的載體上擔(dān)載有 氧化鐵的含有氧化鐵的復(fù)合氧化物構(gòu)成的儲氧放出材料。
[0004] 這些復(fù)合氧化物中所含的鈰昂貴，另外，發(fā)生由于近年的采購環(huán)境的惡化而難以 穩(wěn)定地獲得這樣的問題，因此正在研究抑制鈰的使用量。
[0005] 然而，如專利文獻(xiàn)1?4中記載的那樣，本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為在含有鈰和鐵的復(fù)合 氧化物中，如果鈰的含量減少，則儲氧能力降低，另外，如專利文獻(xiàn)2?4中記載的那樣，本 領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為如果鐵的含量增多，則復(fù)合氧化物的儲氧能力降低。
[0006] 另一方面，日本特開2008-93496號公報（專利文獻(xiàn)5)中公開了含有作為廢氣凈 化用催化劑的助催化劑的氧化鐵和氧化鋯系固溶體的助催化劑包合物（實(shí)施例2等）。在 該助催化劑包合物中，由氧化鋯系固溶體覆蓋氧化鐵，因此氧化鐵的結(jié)塊被抑制，其結(jié)果， 含有該助催化劑包合物的廢氣凈化用催化劑的催化劑活性優(yōu)異。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平10-216509號公報
[0010] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2003-33669號公報
[0011] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2003-126694號公報
[0012] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2005-125317號公報
[0013] 專利文獻(xiàn)5 :日本特開2008-93496號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 然而，專利文獻(xiàn)5中記載的助催化劑包合物中，儲氧能力并不一定充分。
[0015] 本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所具有的的課題而進(jìn)行的，目的是提供不使用鈰且顯 示高儲氧能力的復(fù)合氧化物及其制造方法、以及具備該復(fù)合氧化物的廢氣凈化催化劑。
[0016] 本發(fā)明的發(fā)明人為了達(dá)到上述目的而進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)將氧化鋯溶膠水 懸浮液與有機(jī)酸鐵混合并加熱濃縮，將得到的凝膠進(jìn)行煅燒，能得到儲氧能力優(yōu)異的氧化 鐵-氧化鋯系復(fù)合氧化物，從而完成了本發(fā)明。
[0017] 即，本發(fā)明的氧化鐵-氧化鋯系復(fù)合氧化物是含有鐵、鋯和稀土元素的復(fù)合氧化 物，F(xiàn)e 203、Zr02和稀土元素氧化物的總計含量為90質(zhì)量％以上，換算成Fe 2O3的氧化鐵的含 量為10?90質(zhì)量％，在大氣中以900°C以上的溫度煅燒5小時以上后的復(fù)合氧化物利用下 述式⑴?⑶求出的共分散COV (Fe, Zr+X)的絕對值為30以下（優(yōu)選為20以下）。
[0018] [數(shù)學(xué)式1]
[0019]

【權(quán)利要求】
1. 一種氧化鐵-氧化鋯系復(fù)合氧化物，其特征在于，是含有鐵、鋯和稀土元素的復(fù)合氧 化物， Fe203、ZrO2和稀土元素氧化物的總計含量為90質(zhì)量％以上， 換算成Fe2O3的氧化鐵的含量為10?90質(zhì)量％， 在大氣中以900°C以上的溫度煅燒5小時以上后的復(fù)合氧化物利用下述式（1)?（3) 求出的共分散COV (Fe, Zr+X)的絕對值為30以下，
式中，Ii(Fe)、Ii(Zr)和Ii⑴表示對復(fù)合氧化物在加速電壓：15KV、試樣電流：50nA、 光束直徑：最小即1 μ m以下、測定間隔：1 μ m的條件下利用EPM采用波長分散X射線分光 法WDX進(jìn)行線性分析而測定的測定點(diǎn)i的鐵、鋯和稀土元素的X射線強(qiáng)度相對于各元素的 100%強(qiáng)度的比，R av(Fe)和Rav(Zr+X)分別表示對于Ri(Fe)和Ri (Zr+X)的總測定點(diǎn)η的平 均值，其中，i = 1?η。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鐵-氧化鋯系復(fù)合氧化物，其特征在于，在大氣中以 900°C以上的溫度煅燒5小時以上后的復(fù)合氧化物利用所述式（1)?（3)求出的共分散 COV(Fe, Zr+X)的絕對值為20以下。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氧化鐵-氧化鋯系復(fù)合氧化物，其特征在于，在大氣中以 900°C以上的溫度煅燒5小時以上后的復(fù)合氧化物中的氧化鐵含有赤鐵礦。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氧化鐵-氧化鋯系復(fù)合氧化物，其特征在于，所述復(fù)合氧 化物含有鑭。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氧化鐵-氧化鋯系復(fù)合氧化物，其特征在于，在大氣中以 900°C以上的溫度煅燒5小時以上后的復(fù)合氧化物含有選自鑭-鐵復(fù)合氧化物和鑭-鋯復(fù) 合氧化物中的至少1種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的氧化鐵-氧化鋯系復(fù)合氧化物，其特征在于，在大氣中以 IKKTC煅燒10小時后的復(fù)合氧化物利用所述式（1)?（3)求出的共分散COV (Fe, Zr+X)的 絕對值為20以下。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4?6中任一項所述的氧化鐵-氧化鋯系復(fù)合氧化物，其特征在于，鑭 與鐵的原子比La/Fe為I. 1?2. 1。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4?7中任一項所述的氧化鐵-氧化鋯系復(fù)合氧化物，其特征在于，鑭 與鐵的原子比La/Fe為I. 1?2. 0。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1?8中任一項所述的氧化鐵-氧化鋯系復(fù)合氧化物，其特征在于，所 述復(fù)合氧化物含有釔。
10. -種廢氣凈化催化劑，是由載體和形成于該載體上的催化劑層構(gòu)成的廢氣凈化催 化劑，
所述催化劑層含有氧化鈰-氧化鋯系復(fù)合氧化物、Al2O3、權(quán)利要求1?9中任一項所述 的氧化鐵-氧化鋯系復(fù)合氧化物，在這些氧化物中的任一方擔(dān)載有Pt或Pd中的至少1種 貴金屬催化劑。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的廢氣凈化催化劑，其中，貴金屬催化劑擔(dān)載于氧化鈰-氧化 鋯系復(fù)合氧化物或Al2O 3。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的廢氣凈化催化劑，其中，貴金屬催化劑擔(dān)載于氧化鈰-氧化 鋯系復(fù)合氧化物和Al2O 3雙方。
13. -種廢氣凈化催化劑，是由載體和形成于該載體上的催化劑層構(gòu)成的廢氣凈化催 化劑， 所述催化劑層中含有氧化物載體、鋇化合物和權(quán)利要求1?9中任一項所述的氧化 鐵-氧化鋯系復(fù)合氧化物，所述氧化物載體以擔(dān)載有作為貴金屬催化劑的Pd或Pt的Ce02、 Zr0 2、Al2O3中的至少一種作為主成分。
14. 一種氧化鐵-氧化鋯系復(fù)合氧化物的制造方法，其特征在于，將含有稀土元素的氧 化鋯溶膠水懸浮液與有機(jī)酸鐵以得到的復(fù)合氧化物中的Fe 203、Zr02和稀土元素氧化物的總 計含量為90質(zhì)量％以上、且換算成Fe 2O3的氧化鐵的含量為10?90質(zhì)量％的比例混合，將 得到的混合液加熱濃縮，進(jìn)一步將得到的凝膠煅燒。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的氧化鐵-氧化鋯系復(fù)合氧化物的制造方法，其特征在于，在 含有稀土元素的氧化鋯溶膠水懸浮液與有機(jī)酸鐵的混合液中進(jìn)一步混合氧化鑭。
【文檔編號】B01J23/745GK104220379SQ201380011814
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月27日
【發(fā)明者】三浦真秀, 田中淳, 鈴木貴博, 鈴木正, 田邊稔貴, 高橋直樹 申請人:豐田自動車株式會社