[发明专利]排气净化催化剂、排气净化装置、过滤器和该催化剂的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及使排气中含有的颗粒状物质(PM：particlulate matter)燃烧的排气净化催化剂、排气净化装置、过滤器和该催化剂的制造方法。

背景技术

以往，作为除去从柴油发动机等内燃机排出的排气中含有的PM的方法有：在排气系统中配置由碳化硅、钛酸铝、锰榴正长岩等耐热陶瓷构成的蜂窝状过滤器，在该蜂窝状过滤器中捕集PM、从排气中除去后，堆积规定量的PM，将蜂窝状过滤器加热、燃烧分解PM的方法。但是，PM的燃烧温度高达550～650℃，因此作为净化排气的装置整体变得相当大，另外，存在用于加热的能量成本变高的问题。

因此，使用在表面载持使PM燃烧的催化剂的蜂窝状过滤器。根据该方法，通过催化剂作用，能够使PM的燃烧温度下降，能够降低加热蜂窝状过滤器的能量。

作为这样的催化剂，已知铂等贵金属，但产量极少，有供需平衡和价格波动大的风险。另外，在专利文献1中，作为排气催化剂，提出了碱金属的硅酸盐、铝酸盐、锆酸盐。但是，这些催化剂与排气净化过滤器载体反应，存在催化活性丧失、使排气净化过滤器载体劣化的问题。

另一方面，汽车的排气催化剂存在由于汽车的运行条件逐渐地暴露于高达1000℃的高温气体的情况，因此要求具有高的耐热性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-118490号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于提供一种具有能够以低温燃烧PM的高催化活性且耐热性优异的排气净化催化剂、PM的燃烧效率高且耐久性优异的排气净化装置和过滤器以及该催化剂的制造方法。

用于解决课题的手段

本发明人为了解决上述课题反复进行了深入研讨，其结果，发现包含复合氧化物颗粒的排气净化催化剂具有能够以低温燃烧PM的高催化活性且耐热性优异。基于这样的发现，再反复研究，以致完成了本发明。

即，本发明提供以下的排气净化催化剂、排气净化装置和过滤器以及该催化剂的制造方法。

项1.一种排气净化催化剂，其特征在于：其为含有至少1种碱金属、Si和Zr的复合氧化物颗粒。

项2.如项1所述的排气净化催化剂，其特征在于：离子电导率为0.5×10^-6mS/cm以上。

项3.如项1或2所述的排气净化催化剂，其特征在于：复合氧化物中除氧以外的各金属含有比例为碱金属30～60摩尔％、Si 20～60摩尔％、Zr 10～40摩尔％。

项4.如项1或2所述的排气净化催化剂，其特征在于：复合氧化物由以下的通式表示。

A_2XZr_XSi_YO_3X+2Y

(式中，A表示至少1种碱金属，X表示满足1≤X≤2的正实数，Y表示满足1≤Y≤6的正实数。)

项5.一种排气净化装置，其特征在于：具备项1～4中任一项所述的排气净化催化剂。

项6.一种排气净化过滤器，其特征在于：具有载体和载持在上述载体上的项1～4中任一项所述的排气净化催化剂。

项7.如项6所述的排气净化过滤器，其特征在于：上述载体为蜂窝状过滤器。

项8.一种排气净化催化剂的制造方法，其用于制造项1～4中任一项所述的排气净化催化剂，该制造方法的特征在于：对含有至少1种碱金属盐、硅源和锆源的混合物进行烧制而制造。

发明效果

根据本发明，能够提供具有能够以低温燃烧PM的高催化活性且耐热性优异的排气净化催化剂，并能够提供PM的燃烧效率高且耐久性优异的排气净化装置和过滤器。

附图说明

图1为实施例4中得到的催化剂的X射线衍射图。

图2为实施例4的催化剂和钛酸铝的混合物烧制后的X射线衍射图。

图3为比较例5中得到的催化剂的X射线衍射图。

图4为比较例5的催化剂和钛酸铝的混合物烧制后的X射线衍射图。

图5为表示本发明的一个实施方式的排气净化装置的示意图。

图6为表示硬度计的示意图。

图7为表示本发明的实施例中制造的蜂窝状烧结体的示意立体图。

具体实施方式

以下，说明实施本发明的优选方式的一个例子。但是，下述的实施方式只是例示。本发明不受下述实施方式的任何限定。

本发明的排气净化催化剂为复合氧化物颗粒，该复合氧化物颗粒含有至少1种碱金属、Si和Zr。