[发明专利]包含硫酸钡的氧化铝材料、使用其的废气净化用催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种包含硫酸钡的氧化铝材料、使用其的废气净化用催化剂，更具体地涉及一种包含硫酸钡的氧化铝材料、使用其的催化剂、吸附剂，特别涉及一种废气净化用催化剂，该废气净化用催化剂对于由汽油车、柴油车等的内燃机排出的废气中的氮氧化物(NOx)的净化性能优异。

背景技术

作为将重油或轻油等高沸点烃分解为更低沸点的烃的催化剂、或者抑制在石油精制之时生成的硫氧化物的释放的吸附剂，已知有除了包含作为碱土元素硫酸化物的硫酸镁之外还可包含硫酸钙、硫酸钡等的氧化铝材料(参照专利文献1)。

另一方面，在将由汽油车等的内燃机排出的废气进行净化的催化装置中，根据其目的而使用了各种各样的催化剂。在其主要的催化剂成分中存在有铂族金属，通常高分散地负载于活性氧化铝等高表面积的耐火性无机氧化物上而使用(参照专利文献2)。

在作为将废气净化的催化剂成分的铂族金属中，已知有铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)，广泛使用于将由汽油车等的内燃机排出的废气进行净化的催化剂中。具体而言，大多将Pt、Pd等氧化活性优异的催化活性中心与NOx净化活性优异的Rh进行组合而使用。近年来，对于废气中所含的有害物质，特别是对于NOx的管制更加严格。因此，需要有效地使用NOx净化活性优异的Rh。另外，Rh的生产量少且昂贵，近年市场价格也在高位。因此，对于作为催化活性中心的Rh，从资源保护和成本的观点考虑，优选减少其用量。

另外，最近，为了净化从柴油车等的内燃机大量排出的NOx，因而积极地使用铂族金属。作为NOx的净化方法，通常来说已知有称为选择还原法、或者选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，以下有时会称为SCR)法的如下技术：在通过尿素分解而产生的氨气(NH₃)成分的存在下，将包含NOx(NO以及NO₂)的废气与以氧化钛、氧化钒、沸石等为主要成分的选择还原催化剂接触，通过式(1)的反应进行还原脱硝。

NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H₂O(1)

然而，为了高效地进行该选择性催化剂还原{反应式(1)}，优选大致各半地包含NO与NO₂(参照非专利文献1)。但是，由稀薄燃烧器排出的NOx成分中的大部分是一氧化氮(NO)(参照专利文献3)。因此提出了为了将NOx高效地净化，因而增加废气中的NO₂成分的浓度，因此在废气流路中配置NO氧化机构(参照专利文献3)。具体而言，使用NO氧化能力较高的Pt作为氧化催化剂而使用。

另一方面，在将空燃比(Air/Fuel Ratio，以下有时会称为A/F)控制为理论空燃比附近的汽油汽车中，基于Rh的NOx净化变得重要，通过Rh成分按照下述方式促进例如蒸汽转化反应{反应式(2)}、CO+NO反应{反应式(4)}，将NOx净化{反应式(3)}。

而且，将锆氧化物与Rh成分一起使用时，则促进蒸汽转化反应、CO+NO反应，这成为公知技术(参照专利文献4)。

HC+H₂O→COx+H₂(2)

H₂+NOx→N₂+H₂O(3)

CO+NO→CO₂+1/2N₂(4)

此外，最近，作为用于减低Rh用量的方法，在Pt、Pd方面正在考虑使用通过蒸汽转化反应{反应式(2)}、水煤气变换反应{反应式(5)}所产生的H₂来促进NOx的净化，正在研究使用以水溶性乙酸钡为原料的碱土金属作为助催化剂成分(参照专利文献5)。

CO+H₂O→CO₂+H₂(5)

Ba成分所代表的碱土金属作为助催化剂成分，将废气中所含的NOx暂时性地吸藏，利用废气中所含的还原成分将所吸藏的NOx还原为N₂从而净化(参照专利文献6)。

一般而言，向发动机供给的燃料少时、空气的量多时、燃烧温度高时，大量地产生NOx。Ba成分将如此产生的NOx以Ba(NO₃)₂的方式暂时性地吸收。