[发明专利]废气净化用催化剂

说明书

本发明提供可以进一步提高NOx净化性能的废气净化用催化剂。一种废气净化用催化剂，其具有：基材；NOx吸留层，其设置在基材上；氧化催化剂层，其设置在NOx吸留层上的废气流通方向的上游侧；以及，还原催化剂层，其设置在NOx吸留层上的废气流通方向的下游侧，NOx吸留层含有：氧化催化剂，其由Pd或Pd和Pt构成，以及，NOx吸留材料，其包含选自由碱金属、碱土金属和稀土元素组成的组中的至少一种元素，氧化催化剂层含有由Pt或Pt和Pd构成的氧化催化剂，还原催化剂层含有由Rh构成的还原催化剂，氧化催化剂层中相对于金属元素的总含有率(100mol％)的Pt和Pd的合计含有率(mol％)大于NOx吸留层中相对于金属元素的总含有率(100mol％)的Pt和Pd的合计含有率(mol％)。

技术领域

本发明涉及可用于净化从汽车等内燃机排出的废气的废气净化用催化剂。

背景技术

在以汽油为燃料的汽车等的内燃机的废气中，含有由未燃烧燃料带来的烃(HC)、由不完全燃烧带来的一氧化碳(CO)、由过度的燃烧温度带来的氮氧化物(NOx)等有害成分。为了处理这种来自内燃机的废气而使用催化剂(以下称为“废气净化用催化剂”)。这种废气净化用催化剂例如使烃(HC)氧化而转化为水和二氧化碳、使一氧化碳(CO)氧化而转化为二氧化碳、使氮氧化物(NOx)还原而转化为氮，由此进行净化。这种废气净化用催化剂以转换器的形式安装在排气管的发动机和消音器的中间位置。

作为废气净化用催化剂，例如为了净化由柴油发动机、燃料消耗率低的贫燃式(稀燃)发动机等内燃机排出的废气，已将NOx吸留还原催化剂实用化。NOx吸留还原催化剂具有使NOx氧化的氧化催化功能、吸留被氧化的NOx的NOx吸留功能、以及将被吸留的NOx还原为N₂的还原催化功能。

NOx吸留还原催化剂在稀燃状态(氧过剩气氛)下，利用氧化催化剂将从稀燃发动机等内燃机放出的废气中的NOx氧化为NO₂或NO₃，将氧化得到的NO₂或NO₃吸留于NOx吸留材料。然后，在化学计量-富燃状态(理论空燃比的当量点或燃料过剩气氛)下，放出NOx吸留材料上吸留的NOx，利用还原催化剂将放出的NOx还原至无害的N₂。

随着为了提高燃油消耗而重新研究了即使在氧过剩气氛下也燃烧的柴油发动机、稀燃发动机等内燃机，对用于这些发动机的废气净化装置的NOx吸留还原催化剂要求提高NOx净化性能。例如专利文献1中公开了一种废气净化用催化剂，其具备基材、负载于前述基材的催化剂负载层、以及负载于前述催化剂负载层的Pt、Pd、Rh和NOx的吸留材料，其中，Pt和Pd在废气流通方向的上游侧以高浓度负载，Rh在废气流通方向的下游侧以高浓度负载。

专利文献2公开了一种废气净化用催化剂，其具备：包含第1载体和Pt的第1催化剂粉末，包含第2载体和Rh的第2催化剂粉末，以及包含第3载体、Pd和NOx吸留材料的第3催化剂粉末。专利文献2还公开了在基材上具备作为上层(表层)的由第1催化剂粉末构成的催化剂层(I)、作为中间层的由第3催化剂层构成的催化剂层(III)、以及作为下层(基材侧)的由第2催化剂粉末构成的催化剂层(II)的3层结构的废气净化用催化剂。另外，专利文献2公开了一种废气净化用催化剂，其中，由负载有第1催化剂粉末的第1催化剂基材构成的第1催化剂部、由负载有第2催化剂粉末的第2催化剂基材构成的第2催化剂部、以及由负载有第3催化剂粉末的第3催化剂基材构成的第3催化剂部从废气流路的上游侧起按照第1催化剂部、第3催化剂部、第2催化剂部的顺序配置。进而，专利文献2还公开了一种废气净化用催化剂，其具备由第1催化剂粉末构成的第1催化剂层以及由第2催化剂粉末和第3催化剂粉末构成的第2催化剂层，在基材的上层侧配置有第1催化剂层，在下层侧配置有第2催化剂层，并且以废气与第1催化剂层接触后与第2催化剂层接触的方式配置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开第2006-231204号公报