[发明专利]排气净化用催化剂及其制造方法以及使用了该排气净化用催化剂的排气净化装置

说明书

本发明提供可以将铑的催化活性维持在高状态的技术。本发明涉及一种排气净化用催化剂(10)，是具有第1载体粒子(1)、第2载体粒子(2)、以及担载于上述第1载体粒子和第2载体粒子的贵金属催化剂粒子(3)的排气净化用催化剂(10)，上述第1载体粒子(1)含有二氧化铈、二氧化锆、和除二氧化铈以外的稀土氧化物，上述第2载体粒子(2)含有除二氧化铈以外的稀土氧化物，可以含有二氧化铈和二氧化锆，上述第1载体粒子(1)的二氧化铈和二氧化锆的含有率比上述第2载体粒子(2)的二氧化铈和二氧化锆的含有率高，上述第2载体粒子(2)的上述稀土氧化物的含有率比上述第1载体粒子(1)的上述稀土氧化物的含有率高，上述第1载体粒子(1)的二氧化铈含有率为45重量％以下、并且贵金属催化剂粒子(3)包含铑粒子。

技术领域

本发明涉及新的排气净化用催化剂及其制造方法以及使用了该排气净化用催化剂的排气净化装置。

背景技术

来自汽车发动机等内燃机的排气中，包含氮的氧化物(NO_x)、一氧化碳 (CO)、烃(HC)等。因此，在通过将CO和HC氧化、并且将NO_x还原的排气净化用催化剂进行了净化后，将这些排气排放到大气中。作为代表性的排气净化用催化剂，已知使铂(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd)等贵金属担载于γ-氧化铝等多孔质金属氧化物载体的三元催化剂。

该金属氧化物载体可以由各种材料制作，但以往为了获得高表面积，一般使用氧化铝(Al₂O₃)。然而，近年来，为了利用载体的化学性质来促进排气的净化，也提出了将二氧化铈(CeO₂)、二氧化锆(ZrO₂)、二氧化钛(TiO₂) 等各种其它材料与氧化铝组合使用或不组合而使用。此外，作为这样的载体，也提出了使用二氧化铈二氧化锆固溶体。

关于二氧化铈二氧化锆固溶体，已知通过在二氧化铈二氧化锆固溶体中加入选自碱金属、碱土金属和稀土中的元素，可以改良二氧化铈二氧化锆固溶体的耐热性(例如专利文献1)。此外专利文献2中公开了通过使铑担载于添加稀土的二氧化锆载体粒子，可获得良好的排气净化性能。

专利文献3和4公开了使二氧化铈二氧化锆固溶体粒子表面具有稀土富集区域的载体粒子。专利文献3和4所记载的发明着眼于稀土氧化物与铑的亲和性，通过在稀土富集区域中，抑制粒子表面的铑的移动和烧结，并且防止铑的氧化，从而将铑的催化活性维持在高状态。

专利文献5中，通过使担载铑的二氧化铈二氧化锆固溶体中的二氧化铈含有率低，来防止铑的氧化，将铑的催化活性维持在高状态。即，在还原气氛(所谓的浓气氛)下，作为氧吸留放出材料(OSC材料)的二氧化铈放出氧，但因为二氧化铈放出的氧的影响，铑的还原变得不易进行。专利文献5中，通过减少二氧化铈的含有率，从而使还原气氛中的氧的放出减少，促进了铑的还原。

另外，以往，上述那样的金属氧化物载体其本身在不具有排气净化能力的基材、例如堇青石制的蜂窝基材上形成。然而近年来，提出了使贵金属担载于由金属氧化物载体构成的基材的排气净化催化剂装置(专利文献 6)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-275919号公报

专利文献2：日本特表2002-518171号公报

专利文献3：日本特开2008-018323号公报

专利文献4：日本特开2008-104928号公报

专利文献5：日本专利第5322526号

专利文献6：日本特开2015-85241号公报

发明内容

发明所要解决的课题