ブックタイトルマツダ技報　2012 No.30

概要

マツダ技報　2012 No.30

No.30(2012)マツダ技報4.3微粒子化した貴金属シングルナノ材料サポート材表面における貴金属粒子数の解析(1)使用初期の粒子表面Rh粒子数貴金属シングルナノ材料を微粒子化した場合の使用初期時の材料表面における貴金属粒子数のXPSによる測定結果をFig.5に示す。微粒子化した貴金属シングルナノ材料は,微粒子化前と比較して,材料表面のRh粒子数が約1.6倍に増加していることが認められた。これは,微粒子化により貴金属シングルナノ三次凝集体がほぐれ,表面積が増加したことによって,結晶子間に存在するRh粒子の露出量が増加したためと考えられる。Rh Concentration on surfaceof support material / a.u.1×1.6Catalyst AbeforeCatalyst BaftergrainrefinementFig.5 Rh Concentration on Surface of Particles at Fresh(500℃, 2hr, Air)(2)エージング後の粒子表面Rh粒子数開発材料(Catalyst B dispersed on Al2O3)のエージング後の材料表面Rh粒子数は,検出性や含有する他元素の影響を考慮し,COパルス吸着法を用いて測定した(Fig.6)。初期時と同様,エージング後においても,開発材料は,従来材料(Catalyst A mixed with Al2O3)よりも,材料表面のRh粒子数が約30%増加した。これは,微粒子化により解砕されたサポート材粒子がAl2O3上に分散し,加熱時においても凝集せず,初期時に増加したRh粒子数を維持していることが示唆された。/Number of adsoaped CO(×1016)/g8642030%CatalystAmixed withCatalystBdispersed onAl2O3 Al2O3 CurrentDevelopedmaterialmaterialFig.6 Numbers of Rh Particles after Aging (1,000℃, 24hr,2%O2, 10%H2O/N2 Balance)4.4開発材料の酸素吸蔵放出特性微粒化した貴金属シングルナノ材料をアルミナ表面上に分散担持した触媒の室温~600℃の範囲における酸素放出量をFig.7に示す。比較のため,現行量産触媒に含まれるRh担持材料(Catalyst C)とアルミナの混合品のデータも合わせて示した。エージング後における酸素放出量は,低い順にCatalyst Cとアルミナの混合品,従来貴金属シングルナノ材料(Catalyst A)とアルミナの混合品,開発材料(Catalyst B)のアルミナ上高分散品の序列であり,本開発材料が最も高いことが認められた。これは,微粒子化により材料表面のRh粒子数が増加したことに加え,エージング後の微粒子の分散性が維持されたことによって,貴金属を介してサポート材から放出される酸素量が増加したためと考えられる。すなわち,本開発材料は,同じレアアース量で,酸素放出量を70%向上できることから,要求される酸素放出量が同じであれば,レアアースの使用量を低減できる可能性が示唆された。Amount of oxygen release / mmol/g0.20.10.0Catalyst BCatalyst Adispersed onmixed70%Catalyst CmixedAl2O3 Al2O3 Al2O3 Fig.7 Amount of Oxygen release for TPD After AgingMeasurement temp.; r. t.? 600℃Catalyst A; Before grain refinement, Catalyst B; After grainrefinement, Catalyst C; Rh loaded Ce-Zr-X-ORatio of material composition; Catalyst A (B, C): Al2O3 =1 : 9Aging condition; 1000℃, 24hr, 2%O2, 10%H2O/N2 balance4.5開発三元触媒の浄化特性及び酸素吸蔵放出特性現行量産触媒をベースに開発材料を適用したモノリス触媒(開発三元触媒)を作製し,ガス浄化性能を評価した結果をFig.8に示す。開発三元触媒は,現行の三元触媒より,HC Light-off Temp.at Conv.=50% /℃280260240220GoodEuro5 LevelDeveloped TWCConventional TWC2000 1 2 3Amount of PGM / g/LFig.8 Light-off Performance of Developed TWC AfterDynamometer Aging (900℃, 50hr)―227―