[发明专利]用于净化废气的催化剂及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于净化废气的催化剂及其制造方法。

发明背景

铂族贵金属，例如铂(Pt)、铑(Rh)和钯(Pd)，已经广泛用作用于净化废气的催化剂金属。其中，Rh对NO_x具有高的还原活性，并因此是三元催化剂等的基本组分。另一方面，尽管ZrO₂或Al₂O₃载体(其上添加了碱性氧化物)经常用在净化废气的这种Rh催化剂中，但问题是，ZrO₂载体上的Rh在高温使用过程中发生晶粒生长，从而造成活性降低，此外，在高温氧化气氛中，Rh与载体、特别是与Al₂O₃载体相互作用(形成固溶体)，由此降低其催化性能。此外，Rh在低温使用过程中金属化不充分，产生了其催化性能降低的问题。

为了解决这些问题，例如JP-A2004-230241(专利文献1)公开了用于净化废气的催化剂的制造方法，其特征在于包括：将粉末制浆并调节pH值，所述粉末是如下制备的：将含NO_x吸收剂元素的水溶性盐浸渍到催化剂负载基底中，并然后向其中浸渍和负载含催化剂贵金属的碱性贵金属溶液；然后将该浆料施用到蜂窝体载体上，并将所得载体干燥和煅烧。另外，JP-A61-238347(专利文献2)公开了净化废气的整体式催化剂的制造方法，其特征在于一个接一个地进行：第一步骤，仅将整体式催化剂载体(其壁表面涂有负载层)的气体出口侧部分浸入含有碱性金属(如碱金属或碱土金属)的溶液中，以在气体出口侧将碱性金属浸入负载层；第二步骤，将整体式催化剂载体加热至预定温度；和第三步骤，将整个整体式催化剂载体浸入含有催化剂溶液的溶液中，以将催化剂金属浸入负载层中，从而在气体入口侧的较深位置以及在出口侧的较浅位置形成催化剂金属层。

但是，在如上列文献中所述的用于净化废气的催化剂中，不可能同时并充分解决由高温使用过程中Rh的晶粒生长引起的催化性能降低问题和由于低温使用过程中Rh不充分金属化导致的催化性能降低问题。

发明内容

考虑到上述问题，作出了本发明。本发明的一个目的是提供充分抑制Rh的劣化并且还具有优异低温性能的用于净化废气的催化剂，并提供了制造用于净化废气的催化剂的方法。

本发明人为实现上述目的不懈地进行研究，并发现了下列事实，从而完成了本发明。具体而言，通过将其中负载了Rh的催化剂组分的CO₂吸附量和整个用于净化废气的催化剂的CO₂吸附量控制在指定范围内，可以提供充分抑制Rh的劣化并具有优异低温性能的用于净化废气的催化剂。

本发明的用于净化废气的催化剂是使用催化剂组分A、催化剂组分B和粘合剂制成的催化剂，催化剂组分A通过在用于Rh的催化剂载体中负载Rh而制成，具有25μmol·g^-1至60μmol·g^-1的每单位重量CO₂吸附量，并具有0.2μmol·m^-2·g¹至2.3μmol·m^-2·g¹的每单位比表面积CO₂吸附量，

所述催化剂具有18μmol·g^-1至60μmol·g^-1的每单位重量CO₂吸附量和0.2μmol·m^-2·g¹至2.5μmol·m^-2·g¹的每单位比表面积CO₂吸附量，且

所述催化剂的每单位重量CO₂吸附量与催化剂组分A的每单位重量CO₂吸附量的比率[(催化剂的CO₂吸附量/催化剂组分A的CO₂吸附量)×100]为75％或更大。

此外，在本发明的用于净化废气的催化剂中，所述用于Rh的催化剂载体优选为复合氧化物，其包含氧化锆和至少一种选自由碱土金属、稀土元素、第三族元素和除Zr外的第四族元素组成的组的金属元素。

此外，在本发明的用于净化废气的催化剂中，所述复合氧化物优选进一步包含不与氧化锆形成固溶体的金属氧化物，并且在所述金属元素中，至少一种选自由稀土元素和碱土金属组成的组的金属与至少一种选自由氧化锆和所述金属氧化物组成的组的氧化物形成固溶体。