[发明专利]用于净化废气的催化剂载体、使用该催化剂载体的用于净化废气的催化剂及生产该用于净化废气的催化剂载体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于净化废气的催化剂载体、使用该催化剂载体的用于净化废气的催化剂、以及生产该用于净化废气的催化剂载体的方法。

背景技术

作为用于净化废气的催化剂，众所周知的是三元催化剂，在所述三元催化剂中，诸如铂、铑或钯的贵金属被固载在由氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、氧化锆、二氧化铈等制成的金属氧化物载体上。而且，实践中，多个种类的金属氧化物载体被混合或层压，以利用相应的金属氧化物载体的特征来改进催化活性。例如，二氧化铈具有在废气中的氧浓度较高时储存氧气并且在废气中的氧浓度较低时释放氧气的储氧能力(OSC)；然而，二氧化铈的耐热性是相对较弱。

因此，在实践中，二氧化铈被允许形成固溶体或与氧化锆或氧化铝混合，由此改进催化剂的耐热性。

日本未审查专利申请公布No.2001-170500(PTL1)公开了一种载体，其通过将基于氧化铝的中孔粉末与二氧化铈-氧化锆固溶体混合而制备，该专利申请公布还公开了一种用于净化废气的催化剂，在该催化剂中，贵金属被固载在该载体上。而且，日本未审查专利申请公布No.2010-298444(PTL2)公开了一种包括无机氧化物的载体，其通过将勃姆石或氧化铝粉末与通过Y或Ce稳定的氧化锆粉末混合而制备，该专利申请公布还公开了一种用于催化部分氧化碳氢化合物的催化剂，在该催化剂中，诸如贵金属的活性金属被固载在该载体上。另外，日本未审查专利申请公布No.2006-298759(PTL3)公开了一种复合氧化物，所述复合氧化物含有氧化铝、二氧化铈和氧化锆，所述复合氧化物通过将氧化铝化合物(例如硝酸铝或活性氧化铝粉末)与硝酸铈或硝酸锆混合而制备，该专利申请公布还公开了一种用于净化废气的催化剂，在该催化剂中，贵金属被浸渍在该复合氧化物中。另外，日本未审查专利申请公布No.2002-160922(PTL4)公开了一种复合氧化物，其含有氧化铝和二氧化铈-氧化锆固溶体，所述复合氧化物通过使用铝化合物、铈化合物和锆化合物通过共沉淀方法而制备，该专利申请公布还公开了一种用于净化废气的催化剂，在该催化剂中，贵金属被固载在该复合氧化物上。

然而，包括通过粉末混合方法(PTL1至PTL3)或共沉淀方法(PTL3和PTL4)制备的载体的催化剂未必具有极好的耐热性：存在在暴露于高温时这些催化剂的OSC或催化活性降低的实例。特别地，比上述贵金属便宜的诸如铜的过渡金属能够有效地用作用于净化废气的催化剂；然而，这些过渡金属在耐热性方面不如贵金属，并且过渡金属倾向于导致晶粒生长。因而，存在在暴露于高温时过渡金属的催化活性降低的实例。

[引用列表]

[专利文献]

[PTL1]日本未审查专利申请公布No.2001-170500

[PTL2]日本未审查专利申请公布No.2010-29844

[PTL3]日本未审查专利申请公布No.2006-298759

[PTL4]日本未审查专利申请公布No.2002-160922

发明内容

[技术问题]

鉴于上述现有技术存在的问题做出了本发明。本发明的目的是提供一种用于净化废气的催化剂载体，所述催化剂载体能够生产表现出极好的储氧能力(OSC)的催化剂，并且能够生产即便在暴露于高温时也表现出极好的催化活性的催化剂(特别地，固载有过渡金属的催化剂，其即便在较低的温度下也表现出较高的催化活性)，本发明的目的还在于提供生产该用于净化废气的催化剂载体的方法。

[问题的解决方案]

本发明人自身已经致力于敏锐的研究以实现上述目的。结果，本发明人已经发现：载体采用多孔复合金属氧化物，所述多孔复合金属氧化物含有氧化铝、二氧化铈和氧化锆，并且氧化铝含量比在预定范围内，其中，在高温(例如，1100℃)热处理之后，氧化铝、二氧化铈和氧化锆处于它们相互精细且均匀地散布的状态；由此，催化剂(其中贵金属被固载在该载体上)即便在长时间暴露于高温之后(例如，在1100℃下进行5小时的耐久性试验之后)也表现出极好的OSC；并且催化剂(其中过渡金属被固载在载体上)表现出极好的催化活性，特别地，这种催化剂即使在长时间暴露于高温之后(例如，在900℃下进行5小时的耐久性试验之后)，即便在较低的温度下也表现出极好的催化活性。因而，本发明人已经完成了本发明。