阅读说明：本技术 汽车尾气处理用催化剂粒子、其的制备方法及利用其来对汽车尾气进行处理的方法 (Catalyst particle for treating automobile exhaust gas, method for producing same, and method for treating automobile exhaust gas using same ) 是由 崔京禹 李东一 玄元智 崔钟植 于 2018-04-04 设计创作，主要内容包括：本发明提供包含浸渍有贵金属的半导体纳米粒子的汽车尾气处理用催化剂粒子。(The present invention provides catalyst particles for treating automobile exhaust gas, which comprise semiconductor nanoparticles impregnated with a noble metal.)

汽车尾气处理用催化剂粒子、其的制备方法及利用其来对汽 车尾气进行处理的方法

技术领域

本发明涉及汽车尾气处理用催化剂粒子、其的制备方法及利用其来对汽车尾气进行处理的方法。

背景技术

从汽油引擎或柴油引擎等的内燃机排出的尾气中含有一氧化碳(CO)、总烃(THC，Total hydrocarbon)及氮氧化物(NO_x)等对环境和人体有害的物质。基于最近全球环保意识的提高，需要进一步提高为了将汽车尾气成分转换成二氧化碳、氮、氧及水等来排出而使用的尾气处理用催化剂的性能。

作为有关这种尾气处理用催化剂的问题中的一种，可以提出通过防止催化剂的老化现象来提高催化剂寿命的例子。以往，通过离子浸渍及热塑性处理，在载体上浸渍贵金属来制备了汽车尾气处理用催化剂。另一方面，当这种催化剂长时间露在实际汽车行驶环境时，发生了尾气的处理性能显著降低的问题。

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的一实例提供汽车尾气处理用催化剂粒子，即，包含通过光照射浸渍贵金属的半导体纳米粒子，在高温环境下，贵金属的生长及凝聚等被抑制，从而呈现出优秀的催化剂寿命。

本发明再一实例提供上述汽车尾气处理用催化剂粒子的制备方法，即，包含通过光照射浸渍贵金属的半导体纳米粒子，呈现出优秀的催化剂寿命。

本发明的另一实例提供利用上述汽车尾气处理用催化剂粒子来对汽车尾气进行处理的方法。

用于解决问题的方案

本发明的一实例提供包含浸渍有贵金属的半导体纳米粒子的汽车尾气处理用催化剂粒子。

本发明的再一实例提供汽车尾气处理用催化剂粒子的制备方法，上述汽车尾气处理用催化剂粒子的制备方法包括：在包含半导体纳米粒子的悬浮液混合贵金属前体来形成混合物的步骤；以及向上述混合物照射光来制备浸渍有贵金属的半导体纳米粒子的步骤。

本发明的另一实例提供利用上述汽车尾气处理用催化剂粒子来对汽车尾气进行处理的方法。

发明效果

上述汽车尾气处理用催化剂粒子为通过光照射浸渍贵金属的半导体纳米粒子，贵金属以极小的纳米粒子均匀地浸渍，从而可以通过得到提高的氧化还原反应来对尾气进行处理。而且，上述汽车尾气处理用催化剂粒子在高温环境下，贵金属的生长及凝聚等被大幅度抑制，从而，即使包含少量的贵金属，也可呈现优秀的催化剂寿命。

附图说明

图1的(a)部分至图1的(e)部分为根据实施例1至实施例4及比较例1制备的汽车尾气处理用催化剂粒子的高角度环形暗场扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM，High-angleAnnular Dark-Field Scanning-Transmission Electron Microscopy)图。

图2的(a)部分及图2的(b)部分为根据实施例4及比较例1制备的汽车尾气处理用催化剂粒子在750℃高温条件下进行24小时的时效处理后的高角度环形暗场扫描透射电子显微镜图。

具体实施方式

本发明的优点、特征及实现这些的方法将参照后述的实施例变得更加明确。但是，本发明并不局限于以下揭示的实施例，而是可以体现为其他多种不同的形态，只是，本实施例使本发明的揭示变得完整，并向本发明所属技术领域的普通技术人员完整地告知本发明的范畴，本发明仅通过发明要求保护范围定义。

在附图中，为了明确表现多个层及区域而放大示出了厚度。而且，在附图中，为了说明的便利而放大示出了一部分层及区域的厚度。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的结构要素。

本发明的一实例提供包括浸渍有贵金属的半导体纳米粒的汽车尾气处理用催化剂粒子。

通常，汽车尾气处理用催化剂通过离子浸渍及热塑性处理在载体浸渍贵金属来制备。另一方面，当这种催化剂露在实际汽车行驶过程中产生的高温尾气时，因催化剂的老化现象而导致包含贵金属的催化剂发生不可逆变形，从而发生尾气处理性能显著降低的问题。例如，在柴油引擎的情况下，产生接近约750℃的高温尾气，在汽油引擎的情况下，产生接近约1000℃的高温尾气。随着时间流逝，在与上述高温尾气发生反应的催化剂中所包含的贵金属呈现出毒性(Poisoning)及污染(Fouling)，且贵金属将会凝聚及生长(Sintering)，并可发生贵金属的内部扩散(Diffusion)等问题。由此，起到主催化剂功能的贵金属被损耗，发生包含贵金属的催化剂的表面积减少等现象，催化剂的尾气处理性能有可能显著降低。并且，高温的尾气有可能使包含贵金属的载体的表面结构崩解，因此，贵金属粒子被嵌入、被掺杂(Doping)在载体或内部加速扩散，从而，尾气处理性能将进一步降低。

为了解决上述问题，可增加催化剂中所包含的贵金属的含量，但因贵金属价格昂贵，可导致制备成本急剧上升，因而并不实用，在防止催化剂的老化现象上存在局限性。

上述汽车尾气处理用催化剂粒子为浸渍有贵金属的半导体纳米粒子，贵金属以极小的纳米粒子均匀地浸渍，从而可以通过得到提高的氧化还原反应对尾气进行处理。而且，上述汽车尾气处理用催化剂粒子在高温环境下，贵金属的生长及凝聚等被大幅度抑制，从而，即使包含少量的贵金属，也可呈现优秀的催化剂寿命。

具体地，上述汽车尾气处理用催化剂粒子无需额外进行热处理，可通过光照射向半导体纳米粒子均匀地分散极小的纳米粒子。

例如，通过照射能够大于上述半导体纳米粒子所具有的带隙能量的光，存在于价带的电子被激发并向传导带转移，在价带留有空穴，从而可生成一对电子-空穴。以此形成的电子还原贵金属并向半导体纳米粒子均匀地分散极小的纳米粒子。具体地，上述半导体纳米粒子的带隙可以为约0.5eV至约10.0eV。

上述汽车尾气处理用催化剂粒子包含半导体纳米粒子来有效地防止贵金属的凝聚、生长、嵌入及内部扩散等，从而可防止催化剂的老化现象。

上述纳米粒子可包含选自由二氧化钛(TiO₂)、三氧化钨(WO₃)、碳化硅(SiC)、二氧化铈(CeO₂)、二氧化锆(ZrO₂)、氧化铁(Fe₂O₃)及它们的组合组成的组中的一种。

例如，上述半导体纳米粒子可以为金红石型二氧化钛。上述汽车尾气处理用催化剂粒子以半导体纳米粒子包含金红石型二氧化钛，从而，可防止在达到数百℃至约1000℃的高温尾气的温度条件下发生半导体纳米粒子的相变。对此，可通过防止包含上述半导体纳米粒子的催化剂的结构崩解来防止催化剂的老化。

上述半导体纳米粒子的平均粒径可以为约10nm至约500nm，具体地，可以为约20nm至约200nm。在本说明书中，可通过利用SEM、TEM或高角度环形暗场扫描透射电子显微镜的图像分析测定数均粒径。

上述汽车尾气处理用催化剂粒子可包含选自由钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)及它们的组合组成的组中的一种作为在上述半导体纳米粒子上分散的贵金属。上述贵金属作为上述汽车尾气处理用催化剂粒子中所包含的主要催化剂，参与氧化还原反应，可将在尾气中所包含的一氧化碳、总烃(THC，Total hydeocarbon)及氮氧化物(NO_x)等尾气成分转换成二氧化碳、氮、氧及水等。

具体地，上述贵金属可分为氧化反应用汽车尾气处理用催化剂粒子及还原反应用汽车尾气处理用催化剂粒子的贵金属。例如，氧化反应活性用贵金属包含铂(Pt)或钯(Pd)等，上述贵金属可以使将一氧化碳转换成二氧化碳、将总烃转换成二氧化碳及水的氧化反应活性化。

并且，还原反应活性用贵金属包含铑等，利用上述贵金属可以使将氮氧化物转换成二氧化碳及氮的还原反应活性化。

并且，上述汽车尾气处理用催化剂粒子将特定的贵金属浸渍在半导体纳米粒子上，由此，在特定的尾气环境下可赋予得到提高的尾气处理能力。并且，可通过抑制上述贵金属的生长及凝聚等来呈现出优秀的催化剂寿命。

例如，利用在半导体纳米粒子浸渍低温下呈现出优秀活性的铂的催化剂粒子，在产生如柴油等相对低温尾气的环境下，可呈现出优秀的催化剂性能。

而且，利用在半导体纳米粒子浸渍高温下呈现出优秀活性的钯的催化剂粒子，在产生如汽油等高温尾气的环境下，可呈现出优秀的催化剂性能。

并且，上述贵金属以合金形态浸渍在半导体纳米粒子，从而，可通过得到提高的氧化还原反应呈现出优秀的效果。

例如，作为上述贵金属，在上述半导体纳米粒子浸渍铂和钯的合金，从而，可以进一步提高氧化反应的活性。

而且，在半导体纳米粒子浸渍合金形态的贵金属，上述合金由作为氧化反应用汽车尾气处理用催化剂粒子的贵金属的铂或钯与作为还原反应用汽车尾气处理用催化剂粒子的贵金属的铑形成，从而呈现出优秀的尾气处理性能及耐毒性，以此可提高催化剂寿命。

并且，上述钌、锇及铱等与以与上述铑、钯及铂等合金的形态浸渍在半导体纳米粒子，从而可提高催化剂的刚性、耐久性、耐毒性等物理特性和化学特性。

具体地，在上述汽车尾气处理用催化剂粒子中，相对于100重量份的上述半导体纳米粒子固体成分，可包含约1重量份至约50重量份的上述贵金属。例如，相对于100重量份的上述半导体纳米粒子固体成分，可包含约1重量份至约32重量份的上述贵金属。

上述汽车尾气处理用催化剂粒子包含上述范围的贵金属，参与氧化还原反应来呈现出得到显著提高的尾气处理能力。而且，在高温尾气环境下，上述贵金属的生长、凝聚、嵌入及内部扩散等被很大程度抑制，即使包含少量的贵金属也可呈现优秀的催化剂寿命。

例如，在包含小于上述范围含量的贵金属的情况下，尾气处理能力可能不够充分。而且，在上述贵金属含量大于上述范围的情况下，制备成本将会增加，贵金属的凝聚及生长将会加速，尾气处理能力反而下降，催化剂寿命将会显著降低。

在上述汽车尾气处理用催化剂粒子中所包含的贵金属的平均粒径为约1nm至约30nm，并可分散在上述半导体纳米粒子。具体地，上述贵金属的平均粒径为约1nm至约20nm，并可分散在上述半导体纳米粒子。上述贵金属粒子具有上述范围的平均粒径，并均匀地分散在上述半导体纳米粒子，从而，可通过得到提高的氧化还原反应对尾气进行处理。而且，在高温尾气环境下，贵金属的生长及凝聚等被很大程度地抑制。

具体地，在上述贵金属的平均粒径小于上述范围的情况下，因奥斯瓦尔德熟化(Ostwald Ripening)，贵金属的凝聚及生长将会加速，在上述贵金属的平均粒径大于上述范围的情况下，可导致反应表面积减少，从而尾气处理能力将会降低。

对此，包含具有上述范围的平均粒径的贵金属的上述汽车尾气处理用催化剂粒子通过维持宽广的表面积来进一步提高催化剂的性能。

上述汽车尾气处理用催化剂粒子无需额外进行如光照射的处理，就可以使氧化还原反应活性化。具体地，上述汽车尾气处理用催化剂粒子为了具有作为催化剂的活性，在没有额外的紫外线灯的光照射的情况下，如下参与氧化还原反应来将尾气中所包含的一氧化碳、总烃及氮氧化物等转换成二氧化碳、氮、氧及水等。

i)一氧化碳的氧化反应：CO+O₂＝>CO₂

ii)总烃的氧化反应：C_xH_2x+2+O₂＝>CO₂+H₂O

iii)氮氧化物的还原反应：NO+CO＝>CO₂+N₂

上述汽车尾气处理用催化剂粒子还包含多孔性陶瓷载体，具有宽广的表面积，可参与优秀的氧化还原反应来对尾气进行处理。

上述多孔性陶瓷载体可以为平均粒径为约0.5μm至约10μm的粒子，具体地，上述多孔性陶瓷载体可以为平均粒径为约0.5μm至约5μm的粒子。上述汽车尾气处理用催化剂粒子可包含具有上述范围的平均粒径的上述多孔性陶瓷载体。

上述多孔性陶瓷载体作为对浸渍有上述贵金属的半导体粒子进行支撑的支撑体，赋予热稳定性，并可执行在高温环境下，顺畅地对浸渍有上述贵金属的半导体纳米粒子进行支撑的支撑体的作用。

上述汽车尾气处理用催化剂粒子包含上述多孔性陶瓷载体，从而可以使浸渍有贵金属的半导体纳米粒子有效地分布。对此，可通过抑制贵金属的凝聚及生长来进一步提高催化剂寿命。

并且，上述多孔性陶瓷载体具有多孔性结构，以使容易吸附反应物质，因此可以进一步促进上述多孔性陶瓷载体中所包含的浸渍有贵金属的半导体纳米粒子的催化反应。

因此，上述汽车尾气处理用催化剂粒子包含上述多孔性陶瓷载体，在高温尾气环境下也可显著抑制浸渍在向上述多孔性陶瓷载体分散的半导体纳米粒子的贵金属的生长、凝聚、嵌入及内部扩散等。对此，包含这些的上述汽车尾气处理用催化剂粒子即使包含少量的贵金属，也可呈出现优秀的催化剂寿命。

上述多孔性陶瓷载体可包含选自由氧化铝(Al₂O₃)、二氧化铈、二氧化锆、二氧化硅(SiO₂)、二氧化钛、碳化硅、氧化锆铈(Cerium Zirconium Oxide)及它们的组合组成的组中的一种。

在上述汽车尾气处理用催化剂粒子中，相对于上述半导体纳米粒子，可按约1:1至约1:100的重量比包含上述多孔性陶瓷载体。例如，可按约1:1至约1:30的重量比包含上述多孔性陶瓷载体，具体地，可按约1:1至约1:20的重量比包含上述多孔性陶瓷载体。在上述半导体纳米粒子的含量大于上述范围的情况下，半导体纳米粒子和贵金属的分散无法正常实现，从而无法有效地抑制贵金属凝聚等的催化剂老化现象，在上述多孔性陶瓷载体大于上述范围的情况下，催化剂中的贵金属含量并不充分，从而可存在汽车尾气处理能力降低的问题。

本发明的再一实例提供上述汽车尾气处理用催化剂粒子的制备方法。上述汽车尾气处理用催化剂粒子通过如下步骤制作：在包含半导体纳米粒子的悬浮液混合贵金属前体来形成混合物的步骤；以及向上述混合物照射光来制备浸渍贵金属的半导体纳米粒子的步骤。

可通过上述汽车尾气处理用催化剂粒子的制备方法制备上述的汽车尾气处理用催化剂粒子。

具体地，在上述悬浮液中，可包含约0.1重量百分比至约50重量百分比的上述半导体纳米粒子。例如，可包含约0.5重量百分比至约20重量百分比的含量。在上述半导体纳米粒子的含量小于上述范围的情况下，无法确保浸渍有充足量的贵金属的半导体纳米粒子，由此，制备工序的次数将会增加，并可导致制备成本增加。而且，在上述半导体纳米粒子的含量大于上述范围的情况下，所照射的光很难渗透，从而无法充分地进行光反应，且无法调节贵金属的形状及分布。

上述贵金属前体可包含选自由PtCl₂、H₂PtCl₆、PdCl₂、Na₂PdCl₄、K₂PdCl₄、H₂PdCl₄、RhCl₃、Na₃RhCl₆、K₃RhCl₆、H₃RhCl₆及它们的组合组成的组中的一种。

例如，上述贵金属前体可包含PtCl₂、H₂PtCl₆等Pt前体；PdCl₂、Na₂PdCl₄、K₂PdCl₄、H₂PdCl₄等的Pd前体以及RhCl₃、Na₃RhCl₆、K₃RhCl₆、H₃RhCl₆等的Rh前体等。

上述混合物还可包含牺牲剂。牺牲剂通过光照射去除在半导体纳米粒子中产生的空穴，并使在半导体纳米粒子中产生的电子有效地还原贵金属。由此，可提高催化剂的活性。

相对于100重量份的在包含半导体纳米粒子的悬浮液混合贵金属前体的混合物，可包含约0.1重量份至约50重量份的上述牺牲剂。具体地，在上述牺牲剂的含量小于上述范围的情况下，将会发生贵金属无法充分还原的问题，在上述牺牲剂的含量大于上述范围的情况下，无法控制贵金属的还原，从而发生贵金属的粒度分布及分散度变得不均匀的问题，牺牲剂大部分为对环境有害的物质，因此，使用受限。

上述牺牲剂可包含选自由甲醇、乙醇、异丙醇、甲酸、乙酸及它们的组合组成的组中的一种。

向上述混合物照射光来制备浸渍有贵金属的半导体纳米粒子。如上所述，上述汽车尾气处理用催化剂粒子无需额外进行热处理，而是通过光照射，在半导体纳米粒子均匀地以极小的纳米粒子分散贵金属。例如，上述光可照射约0.5小时至约10小时。

上述汽车尾气处理用催化剂粒子的制备方法还可包括：在浸渍有上述贵金属的半导体纳米粒子混合多孔性陶瓷载体来制备水溶液的步骤；以及在干燥上述水溶液之后，在约300℃或约700℃的温度条件下进行烧成的步骤。

通过上述制备方法可制备还包含上述多孔性陶瓷载体的催化剂粒子，上述多孔性陶瓷载体均匀地分散在浸渍有上述贵金属的半导体纳米粒子。

上述多孔性陶瓷载体的平均粒径为约0.5μm至约10μm。上述汽车尾气处理用催化剂粒子包含具有上述范围的平均粒径的上述多孔性陶瓷载体，从而可通过维持更宽广的表面积来提高催化剂性能。而且，即使在高温尾气环境下，向上述多孔性载体分散的浸渍有半导体纳米粒子的贵金属的生长、凝聚、嵌入及内部扩散等被很大程度抑制。对此，包含上述多孔性陶瓷载体的上述汽车尾气处理用催化剂粒子即使包含少量的贵金属，也可呈现出优秀的催化剂寿命。

本发明的另一实例提供利用上述汽车尾气处理用催化剂粒子来对汽车尾气进行处理的方法。

上述汽车尾气处理用催化剂粒子无需额外进行如光照射的处理，也可以将氧化还原反应活性化。具体地，上述汽车尾气处理用催化剂粒子为了具有作为催化剂的活性，在没有额外的紫外线灯的光照射的情况下，参与氧化还原反应来将尾气中所包含的一氧化碳、总烃及氮氧化物等转换成二氧化碳、氮、氧及水等。

而且，上述汽车尾气处理用催化剂粒子在高温尾气环境下，贵金属的生长、凝聚、嵌入及内部扩散等被很大程度抑制，从而，即使包含少量的贵金属，也可呈现出优秀的催化剂寿命。

例如，上述汽车尾气处理用催化剂粒子在约为750℃的高温条件下进行约为24小时的时效处理之后，将在上述催化剂粒子中所包含的贵金属粒子的直径大小维持在约5nm至约80nm。

以下，揭示本发明的具体实施例。只是，以下记载的实施例仅用于具体地例示或说明本发明，本发明并不局限于此。

实施例及比较例

实施例1

向水中分散金红石型二氧化钛粉末分来制备0.5重量百分比的悬浮液。持续搅拌上述金红石型二氧化钛悬浮液并混合H₂PtCl₆前体，使得相对于100重量份的金红石型二氧化钛固体成分，使Pt含量达到2重量份，且搅拌约10分钟。相对于100重量份的在包含金红石型二氧化钛的悬浮液混合H₂PtCl₆前体的混合物，向牺牲剂投入10重量份的甲醇之后持续进行了搅拌。之后，持续搅拌包含金红石型二氧化钛和贵金属前体的混合物并照射约2小时的紫外线来实施光照射。干燥完成光照射的混合物来制备浸渍有Pt的TiO₂催化剂粒子。

实施例2

除在包含金红石型二氧化钛粉末的悬浮液混合贵金属前体H₂PdCl₄之外，通过与实施例1相同的方法制备浸渍有Pd的TiO₂催化剂粒子。

实施例3

除在包含金红石型二氧化钛粉末的悬浮液混合贵金属前体RhCl₃之外，通过与实施例1相同的方法制备浸渍有Rh的TiO₂催化剂粒子。

实施例4

向水分散通过实施例1制备的浸渍有Pt的金红石型二氧化钛催化剂粒子和Al₂O₃粉末来以水溶液形态制备。而且，向上述水溶液投入作为4-4'-(1-甲基亚乙基)双-苯酚与环氧乙烷类单体的聚合物的分散剂，在60℃温度条件下逐渐去除水分并进行搅拌。去除大部分水分之后，再进行一次搅拌之后，在80℃温度条件下下进行了干燥，在550℃温度条件下下进行烧成来制备向Al₂O₃粉末中的催化剂粒子分散浸渍有上述Pt的TiO₂催化剂粒子。

比较例1

向水分散5μm大小的Al₂O₃来制备水溶液。持续搅拌上述水溶液并投入H₂PtCl₆前体，使得相对于100重量份的Al₂O₃固体成分，使Pt含量达到4重量份。在60℃的温度条件下，持续搅拌包含Pt前体的Al₂O₃水溶液2小时。在80℃的温度条件下，干燥完成搅拌的水溶液24小时。在550℃的温度条件下，烧成2小时来制备浸渍有Pt的Al₂O₃催化剂粒子。

评价

实验例1

通过高角度环形暗场扫描透射电子显微镜(Titan cubed G2 60-300(Double Cscorrected)，FEI company)观察了上述实施例及比较例的催化剂粒子。

具体地，图1的(a)部分示出了浸渍有实施例1的Pt的TiO₂催化剂粒子的高角度环形暗场扫描透射电子显微镜照片，图1的(b)部分示出了浸渍有实施例2的Pd的TiO₂催化剂粒子的高角度环形暗场扫描透射电子显微镜照片，图1的(c)部分示出了浸渍有实施例3的Rh的TiO₂催化剂粒子的高角度环形暗场扫描透射电子显微镜照片，图1的(d)部分示出了浸渍有实施例4的Pt的TiO₂分散在Al₂O₃粉末中的催化剂粒子的高角度环形暗场扫描透射电子显微镜照片，图1的(e)部分示出了浸渍有比较例1的Pt的Al₂O₃催化剂粒子的高角度环形暗场扫描透射电子显微镜照片。

随着示出基于原子序数的图像对比度，图1中，亮的白色球形粒子表示各自的贵金属，具有上述白色球形粒子周围的暗灰色阴影的圆筒型粒子表示TiO₂。并且，在图1的(d)部分和(e)部分中，较暗的灰色云状的部分表示Al₂O₃。

如图1的(a)部分至(d)部分所示，可确认实施例1至实施例3的催化剂粒子由具有约1nm的平均粒径的贵金属粒子(Pt、Pd、Rh)均匀地分散并浸渍。并且，在图1的(d)部分中，可确认实施例4的催化剂粒子由具有3nm的平均粒径的Pt均匀地分散并浸渍。

相反，如图1的(e)部分所示，可确认比较例1的催化剂粒子由具有约5nm的平均粒径的Pt浸渍。

实验例2

通过高角度环形暗场扫描透射电子显微镜(JEM-3011(HR)，JEOL Ltd.)观察了在750℃温度条件下对上述实施例4及比较例1的催化剂粒子进行24小时时效处理并在老化条件下进行处理之后的各个催化剂粒子的形状变化。

具体地，图2的(a)部分示出了浸渍有实施例4的Pt的TiO₂分散在Al₂O₃粉末的催化剂粒子的高角度环形暗场扫描透射电子显微镜照片，图2的(b)部分示出了浸渍有比较例1的浸渍Pt的Al₂O₃催化剂粒子的高角度环形暗场扫描透射电子显微镜照片。

随着示出基于原子序数的图像对比度，图2中，亮的白色球形粒子表示贵金属，具有上述白色球形粒子周围的暗灰色阴影的圆筒型粒子表示TiO₂。并且，较暗的灰色云状的部分表示Al₂O₃。

如图2的(a)部分所示，在实施例4的催化剂粒子中，可以确认贵金属以约5nm的平均粒径生长或凝聚，或者最大以约80nm的平均粒径生长或凝聚。在实施例4的催化剂粒子中，可确认贵金属以约50nm的平均粒径生长或凝聚。

相反，如图2的(b)部分所示，在比较例1的催化剂粒子中，可确认贵金属Pt以约10nm的平均粒径生长及凝聚，最大以约200nm的平均粒径生长或凝聚。在比较例1的催化剂粒子中，可确认贵金属以约100nm的平均粒径生长及凝聚。

即，在不包含浸渍有贵金属的半导体纳米粒子的情况下，可确认贵金属以约2倍的速度生长及凝聚，从而催化剂的老化现象将会加速，催化剂寿命将会显著降低。