[发明专利]废气净化用催化剂

说明书

本申请为一份分案申请，原申请申请日为2010年3月4日，申请号为201080009883.2，发明名称为“废气净化用催化剂”。

技术领域

本发明涉及一种废气净化用催化剂。尤其是，本发明涉及一种即使被暴露于高温的废气中，也能够维持优异的催化剂性能的废气净化用催化剂。

背景技术

近年来，提出了大量有关于废气净化的技术，尤其是关于对由汽油发动机、柴油发动机、以及使用生物燃料或含有甲醇的燃料的发动机等的内燃机产生的废气的处理技术的提案较多。

作为用于对由内燃机产生的废气进行净化的催化剂，提出了可以同时去除氮氧化物(以下，也称为“NO_x”)、一氧化碳(以下，也称为“CO”)、以及碳氢化合物(以下，也称为“HC”)的三元催化剂，或在由于稀薄燃料的燃烧而导致的氧气过剩状态下，可以同时去除NO_x、CO以及HC的催化剂等。即，为兼具将CO及HC氧化成CO₂，而且将NO_x还原成N₂的功能的催化剂。这些催化剂多数具有，当废气处于氧过剩的状态(氧化气体环境)时，催化剂本身储存氧气，且在废气处于贫氧的状态(还原气体环境)时，释放所储存的氧气的储氧能力(Oxygen Storage Capacity，以下，也称为“OSC”)。将具有这种OSC的助催化剂组分称为储氧材料(以下，也称为“OSC材料”)，由此，即使在贫氧状态下也能够有效地将CO以及HC氧化成CO₂。作为OSC材料，已知氧化铈(CeO₂；也称为“二氧化铈”)、二氧化铈-氧化锆复合氧化物(CeO₂-Zr O₂复合氧化物)的性能较优异。

为了提高OSC材料的性能以及耐久性，而开发出了一种在CeO₂或CeO₂-ZrO₂复合氧化物等中添加铁等的金属元素的技术。

例如，在专利文献1中公开了一种OSC材料，其在锆、铈、以及作为稳定剂的稀土类金属中，含有0.01～0.25mol％的选自铁、铜、钴、镍、银、锰以及铋中的至少一种金属。而且，这些金属在OSC材料的结晶结构中作为固溶体而存在。

此外，在专利文献2中公开了一种OSC材料，其由含有二氧化铈((CeO₂)的载体和作为该载体所含有的活性种的氧化铁构成。并且，含有CeO₂的载体优选为CeO₂-ZrO₂固溶体。而且，相对于OSC材料的重量，氧化铁的含量优选为，作为Fe₂O₃而在2～30重量％的范围内，并且，当脱离此范围时，将无法得到实质性的OSC。

虽然含有铈的OSC材料作为氧化还原反应的助催化剂而发挥功能，但是在上述专利文献1以及专利文献2所记载的技术中，为了促进该铈的催化剂性能，而使铁存在于铈的附近。

此外，在专利文献3中公开了一种废气净化用催化剂，其通过在主要由氧化铝(Al₂O₃)构成的耐火性载体上，负载铁氧化物、铈氧化物以及至少两种贵金属元素而构成。该催化剂的特征在于，将至少一种贵金属元素化合物、有机酸铈、含有水溶性铁盐的水溶液A以及含有其它贵金属元素化合物的水溶液B作为浸渍液而使用，并使催化剂组分负载在该耐火性载体上。

此外，在非专利文献1中公开了如下内容，即，通过在质量百分比20％的CeO₂-Al₂O₃上负载了质量百分比1％的Pd-Rh的三元催化剂中，添加质量百分比0.1～0.3％的铁，从而提高OSC。

在先技术文献

专利文献1：美国专利第6585944号说明书

专利文献2：日本特开2005－125317号公报

专利文献3：日本特开昭59－82946号公报

非专利文献

非专利文献1：Panayiota S.Lambrou以及Angelos M.Efstatiou,Journal of Catalysis,2006年6月10日发行，第240卷，第2卷，第182～193页

发明内容

发明所要解决的课题