[發明專利]擔載金屬原子簇的金屬氧化物載體及其制備方法

無效

• 申請號: 200680015732.1
• 申請日: 2006-05-11
• 公開（公告）號: CN101171079A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發明（設計）人: 平田裕人
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: B01J23/42
• 分類號: B01J23/42;B01J23/63;B01J37/03;B01J37/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 蔣亭;苗堃

技術領域

本發明涉及擔載金屬原子簇的金屬氧化物載體及其制備方法。本發明特別涉及作為催化劑使用的、更特別是作為凈化排氣的催化劑使用的擔載金屬原子簇的金屬氧化物載體及其制備方法。

背景技術

排氣中，特別是在來自于汽車發動機等內燃機的排氣中，含有氧化氮(NO_x)、一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)等。這些物質通常是用在氧化CO及HC的同時還能夠還原NO_x的排氣凈化催化劑實施凈化后，再排出到大氣中。

在這樣的排氣凈化催化劑中，使用鉑(Pt)、銠(Rh)、鈀(Pd)等催化劑金屬、特別是貴金屬來促進用于凈化排氣的反應。這樣的催化劑活性通過催化劑金屬的表面提供。因此，為了增加催化劑金屬的表面積，在γ-氧化鋁等多孔金屬氧化物載體上擔載微粒狀催化劑金屬來使用。

為了制備這樣的微粒狀催化劑金屬，采用了各種各樣的方法，通常是在金屬氧化物載體上浸潤金屬鹽溶液，再干燥及煅燒，制得擔載有微粒狀催化劑金屬的金屬氧化物載體。

為了提供微粒狀金屬，特別是為了提供催化劑金屬，還提出了使用樹枝狀大分子，使金屬離子與該樹枝狀大分子配位，還原配位的金屬離子，由此使微小的金屬原子簇在樹枝狀大分子內析出的方法(M.Crookset.al.，Advanced?Materials?1999，11，217～220；M.Crooks?et.al.，Accounts?Chemical?Research?2001，34，181～190；M.Crooks?et.al.，Langmuir?2004，20，2915～2920；M.Crooks?et.al.，Langmuir?2002，18，8231～8236)。

這樣，通過利用樹枝狀大分子制備金屬原子簇時，可以高度均勻性地控制得到的金屬原子簇的原子數(尤其可參見上述的M.Crooks?et.(2004))。

但是，有報告稱，即便是在樹枝狀大分子內使微小的金屬原子簇析出的情況下，若在載體表面使保持有如此調制而成的金屬原子簇的樹枝狀大分子堆積之后，為了氧化除去樹枝狀大分子而在氧化環境下加熱，則金屬原子簇在載體表面擴散，由此燒結，成為較大粒子(參見上述M.Crooks?et.(2002))。

需要說明的是，在特表2003-519074號公報中公開了使用模板劑固體化鈰、鋯、鈦等的膠體粒子，然后再通過煅燒等除去該模板劑，形成氧化鈰等的中多孔體的方法。在這里，作為模板劑，舉出聚(環氧乙烷)-聚(環氧丙烷)-聚(環氧乙烷)的三嵌段共聚物、接枝聚(環氧乙烷)共聚物等嵌段共聚物類型的非離子性表面活性劑。

此外，在上述的特表2002-513047號公報中公開了一種使多代樹枝狀大分子與單體反應，多代樹枝狀大分子的表面被該單體被覆，交聯相鄰單體的可交聯部分，形成交聯外殼結構，再使該外殼結構內側的不穩定鍵斷開，除去外殼結構內側的樹枝狀大分子，由此形成由外殼結構形成的膠囊狀超分子構造體的方法。在這里，還公開了在該膠囊狀超分子結構體內加入小分子的方法。

本發明提供一種能夠防止可使用樹枝狀大分子得到的金屬原子簇在載體表面的表面擴散以及由此引起的燒結的、擔載金屬原子簇的金屬氧化物載體及其制備方法。

發明內容

本發明的擔載金屬原子簇的金屬氧化物載體的制備方法包含：(a)在含有樹枝狀大分子的溶液中加入第一金屬的離子，使第一金屬的離子與樹枝狀大分子配位；(b)在由工序(a)得到的溶液中加入還原劑，使與樹枝狀大分子配位的第一金屬的離子還原，使第一金屬的原子簇在樹枝狀大分子內析出；(c)在由工序(b)得到的溶液中加入第二金屬的離子，使第二金屬的離子與保持著第一金屬原子簇的樹枝狀大分子配位；然后(d)在金屬氧化物載體上，干燥及煅燒由工序(c)得到的溶液，使第一金屬的原子簇及第二金屬的氧化物在金屬氧化物載體上擔載。在這里，第二金屬的氧化物是與構成金屬氧化物載體的金屬氧化物相同的金屬氧化物，或者是與構成金屬氧化物載體的金屬氧化物形成復合氧化物的金屬氧化物。