[发明专利]用于尾气净化的催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及提高尾气净化性能，尤其是NOx净化性能的新型尾气净 化用催化剂。

背景技术

在尾气净化用催化剂中，为了达到有效率地净化从内燃机中排放出的 有害气体成分、HC、CO、NOx等的目的，常使用将铂、铑、钯等贵重金 属涂布到r-氧化铝等多孔性金属氧化物载体上的三元催化剂等。

近年来，世界范围内对尾气排放的限制提高，要符合HC、CO、NOx 中尤其是刚启动之后的HC和暖机后NOx的排放限制变得困难了。另一 方面，上述贵重金属中，铂和铑都是蕴藏量少的资源且价格昂贵，从资源 保护以及降低成本的角度来看，有必要削减其用量。

以往，为了达到抑制由贵重金属的劣化(烧结)而导致的催化剂性能 降低、由不同贵重金属合金化而导致的催化剂耐热性降低等目的，采取了 利用高耐热性辅助材料等防止贵重金属劣化的对策，但是，在贵重金属量 有限的情况下尾气净化性能的提高也受限，因此对催化剂处理方法和对贵 重金属配置方法的重新审视已是迫在眉睫。

发明内容

以往，尾气净化催化剂中存在的铂对铑的重量比一般为20∶1-2∶1， 与铑相比，铂被大量使用(Gregory S Sims，et，al.，”Catalyst Performance Study Using Taguchi Methods”SAE Technical Paper Series，881589，October 10-13，1988)。与之不同，本发明人发现相对于一般使用的铑的量，大幅降 低铂的用量时，尾气净化性能特别是NOx净化性能得到提高，从而完成 了本发明。此外，与此同时还清楚地发现，从减少铂用量的观点来看，尽 管也存在不含作为催化剂成分的铂及/或钯的铑催化剂，根据本发明人的研 究，其净化性能还不够充分。

也就是说，本发明第一个方面是提供一种尾气净化用催化剂，其为具 有载体基材，以及形成于该载体基材上、且包含多孔性氧化物载体、铂及 /或钯以及铑的单层或者多层的催化剂涂层的尾气净化用催化剂，其特征在 于，(铂及/或钯)/铑的重量比为1.0以下。

此外，本发明第二个方面是提供一种尾气净化系统，其装载有具有载 体基材，以及形成于该载体基材上、且包含多孔性氧化物载体和贵重金属 的单层或者多层的催化剂涂层的尾气净化用催化剂，其特征在于，多层催 化剂涂层形成于同一载体基材上时，朝向尾气流动方向的第二个以后的催 化剂涂层，或者在装载有多个催化剂时，第二个以后的催化剂的任何一个 催化剂涂层，含有重量比1.0以下的(铂及/或钯)/铑。

根据本发明，可以高效净化暖机后的NOx，而且，根据搭载位置的不 同对冷启动时的NOx也可高效净化。另外，因为本发明的尾气净化催化 剂不但可以削减铂、钯等的用量，而且可以削减共存的铑的用量，所以从 降低成本上来说是理想的。特别是，本发明可以大幅度地削减铂、钯等的 用量。此外，伴随铂含量的降低效果，铂和其他催化剂金属的合金化、特 别是和铑的合金化减少，其结果是对催化剂耐热性降低的抑制也成为可 能。

具体实施方式

用于尾气净化的催化剂

本发明第一个方面是提供一种尾气净化用催化剂，其为具有载体基 材，以及形成于该载体基材上、且包含多孔性氧化物载体、铂及/或钯以及 铑的单层或者多层的催化剂涂层的尾气净化用催化剂，其特征在于，(铂 及/或钯)/铑的重量比为1.0以下。

本发明的尾气净化催化剂，在形成于载体基材上的催化剂涂层中，将 作为催化剂金属的铂及/或钯以及铑载于多孔性氧化物载体。这里，载体基 材，可以使用有蜂窝状通道的直流式构造、泡沫状构造、或者颗粒构造等， 其材质可以使用堇青石等耐热性陶瓷制品、金属制品等以往一直用在尾气 净化催化剂上的材料。从分散搭载催化剂成分的观点上来看，最好使用由 堇青石等材料形成的蜂窝状等的多孔性形态的载体基材。

在上述多孔性氧化物载体中，多孔性氧化物可以使用例如r-或θ-氧化 铝、二氧化钛、氧化锆、氧化铈、二氧化硅、或者从其中选出的多种组成 的复合氧化物等。从提高尾气净化性能的观点看，复合氧化物最好是含锆 量高的，具体来说，该复合氧化物中含锆50重量％以上的，而含锆60-95 重量％更好。