[发明专利]废气净化用催化剂及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及废气净化用催化剂及其制造方法，更详细而言，涉及包含镍作为催化 剂成分的废气净化用催化剂及其制造方法。

背景技术

在从汽油发动机和柴油发动机等汽车的内燃机中排放的废气中，含有一氧化碳 (CO)、烃(HC)和氮氧化物(NO_x)等有害成分。因此，通常在车辆中设置用于分解除去这些有 害成分的废气净化装置，通过配置于该废气净化装置内的废气净化用催化剂，这些有害成 分被无害化。以往，作为这样的废气净化用催化剂，使用同时进行废气中的CO及HC的氧化和 NO_x的还原的三元催化剂，具体而言，广泛已知的有使贵金属特别是铂(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd) 等铂族元素载持于氧化铝(Al₂O₃)等多孔氧化物载体而成的催化剂。

但是，这些铂族元素由于产出地域少，其产出主要在南非和俄罗斯等特定区域，因 此为非常高价的稀有金属。另外，这些铂族元素随着汽车废气监管的强化而使用量增加，因 此担心资源枯竭。因此，需要减少铂族元素的使用量，同时在将来用其它金属等代替该铂族 元素的作用。因此，对于为了减少铂族元素的使用量或者代替铂族元素的催化剂成分进行 了许多研究。

在专利文献1中，记载了一种NO_x净化催化剂，其为将Au和Fe载持于催化剂载体而 成的NO_x净化催化剂，Au和Fe的至少一部分以相互接近的状态存在。另外，在专利文献1中， 作为该NO_x净化催化剂的制造方法，记载了如下方法：将硼氢化钠等还原剂添加到含有Au 盐、Fe盐以及聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等保护剂的溶液中以将该溶液中含有的Au离子和Fe离 子还原，将如此得到的包含Au和Fe的金属粒子载持于催化剂载体的粉末。在专利文献2等 中，也记载了组合有Au和Fe的NO_x净化催化剂的使用。

另一方面，通过在废气净化用催化剂等的载持催化剂的活性点添加第2、第3成分， 有时该载持催化剂的活性或选择性经常显示急剧的提高。

例如，在专利文献3中，记载了一种复合氧化物，其包含氧、R、Zr和M，其中R包含选 自Ce和Pr中的至少一种，M包含选自碱土金属、除R以外的稀土元素、除稀土元素及Zr以外的 过渡金属元素、卤素、B、C、Si和S中的至少一种；将氧以外的元素的合计量设为100原子％时 的R的含有比例为10原子％以上、90原子％以下，Zr的含有比例为10原子％以上、小于90原 子％，并且M的含有比例为大于0原子％、20原子％以下，不含有由氧化锆引起的正方晶系的 结晶相，并且电子束衍射图像显示点状的衍射斑。另外，在该专利文献3中，还记载了如下要 点：在上述复合氧化物中含有Ni等作为M的情形因氧吸收放出量增大而优选。

在专利文献4中，记载了一种含有多种金属氧化物的双功能型催化剂，其特征在 于，将3～30重量％的金属氧化物作为催化剂的活性物质沉积于按氧化硅和氧化铝的重量 比计为1:1.2～2.5的将氧化硅和氧化铝的混合物挤压成型而成的载体的外表面上和/或内 表面上，这些金属氧化物的金属元素中的至少两种选自元素周期表第4周期和镧系金属，所 述金属氧化物不是作为复合氧化物而存在。另外，在该专利文献4中，记载了上述金属氧化 物选自由氧化铬、氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化钴、氧化镍、氧化锌、氧化钒、氧化钛、氧化镧 和氧化铈组成的组。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2012-163059号公报

专利文献2：特开2011-98265号公报

专利文献3：国际公开第2009/101984号

专利文献4：特表平9-501601号公报

发明内容

发明所要解决的课题

作为可替代铂族元素的催化剂成分，除了在上述专利文献1中所记载的Fe(铁)等 以外，在其它文献等中还提出了一些金属特别是一些贱金属。但是，已知的是，铁等贱金属 与铂族元素相比通常易于被氧化。因此，即使将这样的贱金属作为废气净化用催化剂的催 化剂成分使用时，该贱金属因废气中所包含的氧等氧化性成分而会比较容易被氧化。在该 情况下，该贱金属的金属化变得不充分，作为结果，对于废气的净化、特别是NO_x的还原净化 不能实现足够的催化活性。