[发明专利]废气净化用催化剂、使用该催化剂的废气净化装置和废气净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及废气净化用催化剂、使用该催化剂的废气净化装置和使用该催化剂的废气净化方法。 

背景技术

为了除去汽车发动机所排出的废气中的碳氢化合物气体(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO_x)等有害成分，一直以来使用废气净化用催化剂。作为这样的废气净化用催化剂，已知有能够同时净化以理论空燃比燃烧的废气中的HC、CO和NO_x的三元催化剂。这种三元催化剂，具有在使用时将废气中所含的硫(S)成分变成硫酸盐而吸留这样的性质。因此，如果使用含有高浓度硫成分的燃料，并使用三元催化剂，则硫成分渐渐积累起来(硫中毒)。另一方面，积累起来的硫成分在还原气氛下脱附，并与废气中的氢反应而生成硫化氢(H₂S)，产生臭气(H₂S气味)。因此，对于三元催化剂，正在进行用于降低H₂S生成的研究，并且公开了各种催化剂。 

例如，在特开2006-326495号公报(文献1)中，公开了含有金属氧化物载体、贵金属和镍氧化物(NiO)的废气净化用催化剂。由于在这样的废气净化用催化剂中，NiO在高温的还原气氛下形成硫化物而捕捉硫成分，由此抑制H₂S生成，因此减少H₂S的效果优异。然而，在如文献1所记载的废气净化用催化剂中，存在必须使用作为环境负荷物质的NiO的问题。此外，这样的废气净化用催化剂在如市区低速行驶后再上坡或高速行驶那样的运转状态急剧变化的高负荷条件下，未必能够充分降低H₂S的排出量。 

此外，在文献2(SAE Paper Number 900611[エヌ·イ一ケムキヤツト]) 中，公开了在二氧化铈(金属氧化物载体)上担载铂和铑(贵金属)而形成的催化剂上，担载有0.03mol/L-cat的Mo的废气净化用催化剂。然而，虽然有报告称在这样的文献2所记载的废气净化用催化剂中，H₂S的排出量降低至1/4，但并未明确公开用于兼顾三元活性所需的添加量的范围。 

另外，在特开2004-167354号公报(文献3)中，公开了包括由ZrO₂和TiO₂的至少一种所形成的酸性氧化物与Al₂O₃以一次粒子水平混合存在的复合氧化物、担载在所述复合氧化物上的贵金属和添加在所述复合氧化物中的磷的废气净化用催化剂。然而，这样的废气净化用催化剂未必能够充分降低H₂S的排出量。此外，这样的废气净化用催化剂不能作为三元催化剂而发挥功能，为了作为三元催化剂发挥功能必须含有碱性物质等。 

发明内容

本发明是鉴于上述现有技术所具有的问题而做出的，其目的是提供能够在作为三元催化剂发挥足够高的催化活性的同时，不仅在通常的使用条件下，而且在高负荷条件下也能够充分降低H₂S的排出量的废气净化用催化剂，并提供使用该催化剂的废气净化装置和废气净化方法。 

本发明者们为了实现上述目的，反复进行了积极研究，结果发现，在现有的废气净化用催化剂中，由于在催化剂中积累硫成分而无法充分实现降低H₂S的排出量。因此，进一步反复进行了积极研究，结果发现，通过在金属氧化物载体上担载贵金属而形成的废气净化用催化剂中，使以每升催化剂的CO₂脱附量为基准，通过CO₂升温脱附测定所测得的所述废气净化用催化剂的碱性位点量为1mmol/L-cat以下，能够在作为三元催化剂发挥足够高的催化活性的同时，不仅在通常的使用条件下、而且在高负荷条件下也能够充分降低H₂S的排出量，从而完成了本发明。 

即，本发明的废气净化用催化剂，是在金属氧化物载体上担载贵金属而成的废气净化用催化剂，以每升催化剂的CO₂脱附量为基准，通过CO₂升温脱附测定所测得的所述废气净化用催化剂的碱性位点量为1mmol/L-cat以下。 

在上述本发明的废气净化用催化剂中，优选所述碱性位点量为0.5mmol/L-cat以下。 

此外，在上述本发明的废气净化用催化剂中，优选在所述金属氧化物载体上，担载有电负性大于构成所述金属氧化物载体的金属元素阳离子的元素。