[发明专利]尾气净化用催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种尾气净化用催化剂。

背景技术

在对发动机尾气中的HC(碳化氢)、CO及NOx(氮氧化物)进行净化的尾气净化用催化剂中多采用Pt、Pd、Rh等作催化剂金属。而且，直接与例如尾气支管相连结的催化剂有时候会达到1100℃左右的高温。我们知道：在该情况下，即使让催化剂金属分散并由具有大比表面积的活性氧化铝粒子负载，该催化剂金属也会凝聚，净化性能会逐渐减弱。因此，至今的做法是预测会有该凝集而让活性氧化铝粒子负载更多的催化剂金属。但是，因所述催化剂金属是稀有金属，所以从确保资源的观点来看增加负载量不是优选做法。

相对于此，将催化剂金属掺杂到含Ce氧化物等负载材中以谋求减少催化剂金属量的催化剂已开始进入实用阶段。例如，将Rh布置在CeZr类复合氧化物的晶格上或者晶格间，让一部分Rh露出在该复合氧化物粒子表面上而形成的Rh掺杂型催化剂已进入实用阶段。也就是说，CeZr类复合氧化物原本作为具有氧储放能力的负载材而为众人所知，但是掺杂了Rh以后，不仅氧储存量有了大幅度的改善，氧储放速度也有了大幅度的改善。其结果是，该CeZr类复合氧化物作为净化贫尾气空燃比(A/F)和富尾气空燃比(A/F)不断重复的尾气所用三效催化剂，用较少的催化剂金属量即可获得优良的净化性能。

例如，日本公开特许公报特开2006-334490号公报中所记载的是，让不含催化剂金属的CeZr类复合氧化物的表面负载催化剂金属掺杂型CeZr类复合氧化物而制成的催化剂粉末。该催化剂粉末，是通过将不含催化剂金属的CeZr类复合氧化物混合、分散在含Ce、Zr以及催化剂金属的溶液中，用氨水经过共沉淀操作而获得的。将混合该催化剂粉末、氧化铝、氧化锆粘合剂以及水所获得的浆状物涂敷在蜂窝载体上，经过干燥、烘烤即可制得三效催化剂。

日本公开特许公报特开2008-62130号公报中所记载的三效催化剂情形如下。该三效催化剂具有含个数平均粒径为20～50nm的CeZrNd复合氧化物、个数平均粒径为100～200nm的CeZrNd复合氧化物和氧化锆粘合剂的催化剂层，当根据氧浓度进行恶化判定时判定精度较高。

日本公开特许公报特开2007-31192号公报中记载的是关于汽车尾气净化催化剂用二氧化铈锆固溶体溶胶的发明，使该溶胶粒子的平均粒径为5～100nm。日本公开特许公报特开2002-239390号公报中记载的是关于与Ag沸石层和Pd催化剂层层状地形成在载体上的HC吸附催化剂的发明，用水合氧化铝粘合剂作Ag沸石层的粘合剂，用活性氧化铝作Pd催化剂层的负载材，用氧化锆粘合剂作Pd催化剂层的粘合剂用，防止了Pd催化剂层脱落。

发明内容

日本公开特许公报特开2006-334490号公报等所记载的含Ce氧化物粒子，以一次粒子凝聚而成的二次粒子状态含在催化剂层内，通常其粒径为几微米。在是这样的二次粒子的情况下，因为扩散到粒子内部的尾气量极少，所以埋在内部的一次粒子几乎不为尾气净化所用。也就是说，对尾气的净化做出实质贡献的仅仅是位于二次粒子表面部的一次粒子。

在是已掺杂有Rh的CeZr类复合氧化物粒子的情况下，尽管储氧量增加了，氧储放速度提高了，但露出在CeZr类复合氧化物粒子表面的Rh是已掺杂的Rh的一部分，所以直接对尾气净化做贡献的Rh量就少。也就是说，埋在CeZr类复合氧化物粒子内部的Rh尽管对尾气的储氧、放氧做贡献，却不会直接对尾气成分的氧化、还原做贡献。

粘合剂粒子存在于所述Rh掺杂CeZr类复合氧化物粒子间、或者负载了催化剂金属的负载材粒子间。尽管该粘合剂粒子具有让负载材粒子相互间固定在一起、让催化剂层固定在载体上的作用，但是它妨碍了Rh掺杂CeZr类复合氧化物等催化剂成分和尾气的接触，未对尾气的净化做贡献。

因此，本发明让含在催化剂层中的催化剂金属、进行氧的储存和放出等的催化剂成分有效地对尾气的净化起作用，整个催化剂层毫无浪费地对尾气的净化起作用。

本发明以进行氧的储存和释放等的催化剂成分作粘合剂使用。

也就是说，这里所提出的尾气净化用催化剂包括层叠在载体上的多个催化剂层。

在所述多个催化剂层的第一催化剂层中，从Pd、Pt以及Rh中选出的至少一种催化剂金属由活性氧化铝粒子和含Ce氧化物粒子中的至少一种氧化物粒子负载，具有氧离子传导性的微小第一粘合剂粒子位于该氧化物粒子之间，