[发明专利]尾气净化用催化剂、其制备方法及使用该尾气净化用催化剂的尾气净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种尾气净化用催化剂、其制备方法及使用该尾气净化用催化剂的尾气净化方法。

背景技术

柴油机的尾气处理装置通常由氧化催化剂(DOC)部和设置在该氧化催化剂(catalyst)下游的柴油机颗粒物滤清器(diesel Particulate filter，DPF)构成。利用DOC对尾气中的碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)进行氧化净化，氮氧化物(NO_x)中的NO被氧化成NO₂。利用DOC的催化反应热使DPF升温，NO₂所具有的较强的氧化能力促进沉积在DPF上的颗粒物(Particulate Matter，PM)燃烧。发动机刚起动后，DOC的活性较低，因而将沸石作为HC捕集材而设置在DOC部中，以便HC不会以未被净化的状态直接被排出。

另一方面，为了净化NO_x，在稀薄混合汽油机(lean burn gasoline engine)、柴油机中还利用稀薄NO_x捕集催化剂(LNT催化剂)。当尾气的空燃比因储NO_x材而过大时，该LNT催化剂储藏NO_x。然后，利用使发动机的空燃比变为较小值的高浓度净化(rich purge)处理，来从储NO_x材释放NO_x以及利用未燃气体将NO_x还原。储NO_x材能够使用碱金属或碱性稀土族金属。但是，碱金属会在晶粒边界形成玻璃相来使载体强度降低，因而实际生产中通常采用不会引起如上所述的问题的碱性稀土族金属，上述晶粒边界是形成催化剂载体的堇青石的晶粒边界。

此外，如专利文献1中的记载那样，有如下的提议，即：汽油机的尾气净化用催化剂中，在一体结构型载体上以层叠状态设置含沸石的HC吸附材层和含储NO_x材的金属催化剂层。通过这样设置，在发动机刚起动后能够将尾气中的HC和NO_x都吸附，并且在金属催化剂活性化后，将HC和NO_x排出并且使HC和NO_x参加反应，由此对HC和NO_x双方都能够进行净化。

专利文献1：日本公开专利公报特开2001－113173号公报

发明内容

－发明所要解决的技术问题－

如专利文献1所述，已提出了一种如下所述的催化剂，即：该催化剂包括HC吸附材层和含有储NO_x材的金属催化剂层，并且兼具HC吸附性能和LNT性能。该催化剂是一种通过从下层脱离出来的HC到达上层并与被上层捕集到的NO_x进行反应来使NO_x净化的催化剂，然而HC的脱离温度范围是有限的，在多种工作条件下，并不十分清楚所脱离的HC量是否是使NO_x充分地净化的HC量。因此，在使用脱离HC来使NO_x还原净化的情况下，未被净化的NO_x残留的可能性较高。

此外，鉴于今后比较严格的车辆排出气体规范，要求一种一边维持或者改善对HC和CO的较高的氧化性能且一边能够更高效地发挥LNT性能的催化剂。为此，不仅需要专研使用HC脱离来对NO_x进行净化这样的现有技术，还需要专研将提高对HC进行吸附、净化的性能、NO_x的还原净化也考虑到的催化剂层的层结构及其组成。

本发明是鉴于所述问题而完成的。其目的在于：得到一种如下所述的催化剂，即：该催化剂包括具有氧化HC和CO的氧化能力的催化剂层和还原NO_x的还原能力的催化剂层，并且该尾气净化催化剂能够高效地净化HC、CO以及NO_x。

－用以解决技术问题的技术方案－

为了达到上述目的，将本发明的尾气净化用催化剂设为在氧化催化剂层上层叠有LNT层的结构，并且在LNT层上还设置了NO_x还原层，该NO_x还原层含有大量的Rh(铑)，Rh用作还原NO_x的还原性能高的金属催化剂。