[发明专利]废气净化用催化剂、该催化剂的再生方法、以及使用该催化剂的废气净化用设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废气净化用催化剂、该催化剂的再生方法、以及使用该催化剂的废气净化用设备和方法。

背景技术

废气净化用催化剂通常用于从机动车发动机去除废气中的有害组分，例如烃气体(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO_x)。对于这种废气净化用催化剂，在理论空气-燃料比下同时清除燃烧废气中的HC、CO和NO_x的三效催化剂是已知的，并且通常由以下组成：由堇青石、金属箔等制成且是以蜂窝状形式的基材(载体基材)；由活性氧化铝粉末、二氧化硅粉末等制成并且在基材的表面上形成的载体(催化剂担载层)；以及由诸如铂的贵金属制成并且担载在所述载体上的催化剂组分。

例如，日本未审查专利申请公开No.Hei 5-317652(文件1)公开了一种废气净化用催化剂，其通过将碱土金属氧化物和铂担载在由多孔体形成的载体上而制备。另外，日本未审查专利申请公开No.Hei6-99069(文件2)公开了一种包含载体基材和催化剂组分层的废气净化用催化剂，其通过在载体基材的表面上对于每升载体基体体积担载如下催化剂组分而制备：1g～20g的钯、50g～250g的氧化铝、10g～150g的氧化铈和8g～50g的氧化钡。另外，日本未审查专利申请公开No.Hei10-174866(文件3)公开了一种包含第一多孔载体和第二催化剂层的废气净化用催化剂，所述第一催化剂层通过在第一多孔载体上至少担载钯而制备，而所述第二催化剂层在第一催化剂层的表面上形成并且通过在第二多孔载体上至少担载铑而制备，其中每单位质量第一多孔载体中担载在第一催化剂层上的钯的质量大于每单位质量第二多孔载体中担载在第二催化剂层上的铑的质量。

然而，当描述在文件1～3中的废气净化用催化剂暴露于高温废气时(特别是800℃以上)，由于担载在载体上具有催化活性的贵金属例如铂、铑或钯的粒子聚集，然后发生烧结(粒子生长)而减少了比表面积，因此会发生催化活性降低的问题。

此外，日本未审查专利申请公开No.2004-41866(文件4)公开了包含由具体分子式表示的钙钛矿型结构复合氧化物的废气净化用催化剂，所述复合氧化物包括：至少一种选自稀土元素的元素，所述稀土元素一定包含稀土元素但不包含化合价小于3的稀土元素；至少一种选自Al和除钴、钯以及稀土元素外的过渡元素的元素；以及钯。然而，在文件4描述的废气净化用催化剂中，贵金属固溶在钙钛矿型结构中并且稳定在氧化态，从而引起在其结构中包含的贵金属难以用作催化剂的活性位点，以至于催化活性仍然不足的问题。

此外，日本未审查专利申请公开No.2003-220336(文件5)公开了一种包括含有氧化铈的载体和催化剂金属的废气净化用催化剂，所述催化剂金属包括过渡金属和贵金属并且至少担载在氧化铈上，其中过渡金属与铈原子的原子比和过渡金属与贵金属的原子比之间的关系在特定的范围内。然而，文件5中描述的废气净化用催化剂仍不足，因为催化活性是通过再生处理来再分散贵金属而再生的。