排氣凈化用催化劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及排氣凈化用催化劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 從發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)排出的排氣中，包含烴（HC)、一氧化碳（CO)、氮氧化物（NOx)等 有害物質(zhì)。由于這些物質(zhì)成為大氣污染的原因，因此需要凈化排氣。
[0003] 排氣可以使用排氣凈化用催化劑來凈化。排氣凈化用催化劑通常由基材和配置于 該基材上的催化劑層構(gòu)成，催化劑層包含載體和擔(dān)載于該載體上的催化劑金屬。作為催化 劑金屬，一般使用鉬、鈀、銘等貴金屬。
[0004] 例如，專利文獻(xiàn)1公開了一種用于凈化NOx的排氣凈化用催化劑。所述催化劑包 含基材和配置于該基材上的下層催化劑層和上層催化劑層，下層催化劑層包含銠，上層催 化劑層包含鉑和鈀中的至少一種以及銠。
[0005] 另外，專利文獻(xiàn)2也公開了一種用于凈化NOx的排氣凈化用催化劑。所述催化劑 包含基材和配置于該基材上的下層催化劑層和上層催化劑層，下層催化劑層包含銠，上層 催化劑層包含鉑和鈀。
[0006] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2009-285604號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2010-201284號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 如專利文獻(xiàn)1和2所公開的那樣，已知許多的用于凈化排氣凈化用催化劑。 但是，仍然需要進(jìn)一步提高NOx凈化性能。
[0011] 因此，本發(fā)明的目的是提供NOx凈化性能優(yōu)異的新的排氣凈化用催化劑。
[0012] 排氣的凈化所使用的鉑，如果長(zhǎng)期使用則會(huì)發(fā)生燒結(jié)，粒徑變大。由此，鉑的催化 活性降低，NOx凈化性能降低。在此，本發(fā)明人等認(rèn)真研討的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)通過將鉑和鈀以一 定的比率擔(dān)載于同一載體上，能夠大幅度抑制鉑的燒結(jié)。其結(jié)果，能夠抑制鉑的催化活性降 低，實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的NOx凈化性能。
[0013] S卩，本發(fā)明包括以下內(nèi)容。
[0014] [1] -種排氣凈化用催化劑，包含基材和配置于所述基材上的催化劑層，
[0015] 所述催化劑層包含第1載體和擔(dān)載于該第1載體上的鉑和第1鈀，
[0016] 所述鉑與所述第1鈀的重量比為3:1~8:1。
[0017] [2]根據(jù)[1]所述的排氣凈化用催化劑，擔(dān)載于第1載體上的鉑相對(duì)于該第1載體 的重量比為0.04以下。
[0018] [3]根據(jù)[1]或[2]所述的排氣凈化用催化劑，催化劑層還包含第2載體和擔(dān)載于 該第2載體上的第2鈀，在所述第2載體上未擔(dān)載鉑。
[0019] 本說明書包含作為本申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)基礎(chǔ)的日本國(guó)專利申請(qǐng)2013-088405號(hào)中所 記載的全部?jī)?nèi)容。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供NOx凈化性能優(yōu)異的新的排氣凈化用催化劑。
【附圖說明】
[0021] 圖1表示排氣凈化用催化劑的一例。
[0022] 圖2表示排氣凈化用催化劑的截面圖的一部分。
[0023] 圖3表示排氣凈化用催化劑的截面圖的一部分。
[0024] 圖4表示第1載體上的鉑與第1鈀的重量比、和啤凈化率的關(guān)系。
[0025] 圖5表示第1載體上的鉑相對(duì)于第1載體的重量比、和嘰凈化率的關(guān)系。
[0026] 圖6表示第2鈀的有無和啤凈化率的關(guān)系。
[0027] 圖7表示第1載體上的鉑與第1鈀的重量比、和鉑的粒徑的關(guān)系。
[0028] 圖8表示第1載體上的鉑與第1鈀的重量比、和NO2的生成量的關(guān)系。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0030] 本發(fā)明涉及一種排氣凈化用催化劑，該排氣凈化用催化劑包含基材和配置于所述 基材上的催化劑層，所述催化劑層包含第1載體和擔(dān)載于該第1載體上的鉑和第1鈀，所述 鉑與所述第1鈀的重量比為3:1~8:1。
[0031] 本發(fā)明涉及的排氣凈化用催化劑，通過在同一載體上以一定的比率擔(dān)載有鉑和 鈀，可大幅度抑制該鉑的燒結(jié)。其結(jié)果，可抑制鉑的催化活性降低，得到優(yōu)異的NOx凈化性 能。
[0032] 本發(fā)明涉及的排氣凈化用催化劑，即使在稀氣氛中也能夠優(yōu)先地凈化NOx。在使用 稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，HC和CO的排出量少，但排出量非常多，因此一般的三元催化劑 不能夠充分凈化NOx。但是，通過使用本發(fā)明涉及的排氣凈化用催化劑，能夠抑制鉑的催化 活性降低，并且高效地凈化從稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的N0X。
[0033] 作為本發(fā)明涉及的排氣凈化用催化劑的基材，可舉出在排氣凈化用催化劑中一般 所使用的基材。例如，可舉出直流型或壁流型的整炔基材等?；牡牟馁|(zhì)不作特別限定，例 如，可舉出陶瓷、碳化硅、金屬等基材。
[0034] 配置于基材上的催化劑層，包含第1載體和擔(dān)載于該第1載體上的鉑和第1鈀。
[0035] 擔(dān)載于第1載體上的鉑相對(duì)于該第1載體的重量比不作特別限定，但優(yōu)選為0. 04 以下。通過以這樣的重量比擔(dān)載鉑，能夠進(jìn)一步提高NOJf化性能。該鉑的重量比的下限 不作特別限定，例如可舉出〇. 001、〇. 005等。
[0036] 擔(dān)載于第1載體上的鉑的量不作特別限定，但從高效凈化NOx的觀點(diǎn)和制造成本 的觀點(diǎn)出發(fā)，相對(duì)于IL基材優(yōu)選為0. 1~2g，更優(yōu)選為0.5~1.8g，特別優(yōu)選為0.8~ I. 6g〇
[0037] 配置于基材上的催化劑層，除了第1載體和擔(dān)載于該第1載體上的鉑和第1鈀以 外，還可以包含任意的其它成分。
[0038] 催化劑層也可以還包含第2載體和擔(dān)載于該第2載體上的第2鈀。優(yōu)選在第2載 體上未擔(dān)載鉑。另外，催化劑層也可以還包含銠。在催化劑層包含銠的情況下，優(yōu)選在與第 1載體和第2載體不同的載體上擔(dān)載有銘。第1載體、第2載體和擔(dān)載銠的載體各自可以是 相同種類的載體，也可以是不同種類的載體。
[0039] 第1鈀與第2鈀的重量比不作特別限定，但優(yōu)選為1:0. 5~1:3。通過設(shè)為這樣的 重量比，能夠進(jìn)一步提高NOx凈化性能。
[0040] 催化劑層中所含的鈀的合計(jì)量不作特別限定，但從高效凈化觀點(diǎn)和制造成 本的觀點(diǎn)出發(fā)，相對(duì)于IL基材優(yōu)選為0. 1~lg，更優(yōu)選為0. 2~0. 8g，特別優(yōu)選為0. 4~ 0. 6g〇
[0041] 催化劑層中所含的銠的量不作特別限定，但從高效凈化NOx的觀點(diǎn)和制造成本的 觀點(diǎn)出發(fā)，相對(duì)于IL基材優(yōu)選為0. 1~2g，更優(yōu)選為0. 1~I. 5g，特別優(yōu)選為0. 1~I. 2g。
[0042] 作為載體，可舉出氧化鋯、氧化鋁、二氧化鈦、二氧化硅、二氧化鈰、氧化鎂等。另 外，作為載體，也可舉出鈰與選自錯(cuò)、鉿、釹、紀(jì)、鑭、鐠和鎳中的至少1種的復(fù)合氧化物等。 載體可以單獨(dú)使用1種，也可以組合2種以上來使用。
[0043] 催化劑層也可以還包含具有吸藏NOx的功能的物質(zhì)（以下稱為"勵(lì)觀藏物質(zhì)"）。 作為NOxK藏物質(zhì)，可舉出堿金屬、堿土金屬、稀土元素等。作為堿金屬，可舉出鋰、鈉、鉀、 銣、銫和鈁。作為堿土金屬，可舉出鈹、鎂、鈣、鍶、鋇和鐳。作為稀土元素，可舉出鈧、釔、鑭、 鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿和镥。NOx吸藏物質(zhì)可以擔(dān)載于載體上，也可以 不擔(dān)載于載體上而是存在于催化劑層中。NOxK藏物質(zhì)可以單獨(dú)使用1種，也可以組合2種 以上來使用。
[0044] NOx吸藏物質(zhì)的量不特別限定，但從高效凈化NOx的觀點(diǎn)出發(fā)，相對(duì)于IL基材優(yōu)選 為0? 01~5mol，更優(yōu)選為0? 05~lmol，特別優(yōu)選為0? 1~0? 5mol。
[0045] 擔(dān)載于第1載體上的鉑和第1鈀的重量比如上所述為3:1~8:1。通過使用以這 樣的重量比擔(dān)載的鉑和第1鈀，能夠提高NOx的氧化性能，高效生成NO2。由于在稀氣氛中 過量地存在氧，因此難以將NOx凈化（還原）。但是，通過在稀氣氛中使NOx氧化為NO2，并 使NOx吸藏物質(zhì)吸藏NO2，能夠減少NOx的排出。而且，在變化為濃氣氛時(shí)，通過從NO^及藏 物質(zhì)放出NO2，使其與還原劑（HC、CO等）反應(yīng)，能夠凈化為N2。也就是說，通過提高啤的 氧化性能，能夠提高NOx的凈化性能。
[0046] 本發(fā)明涉及的排氣凈化用催化劑，主要由基材和催化劑層構(gòu)成，但也可以在不損 害本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)包含任意的層。例如，可以在基材與催化劑層之間等包含任意的 層。
[0047]催化劑層可以是單一的催化劑層（圖2)，也可以由多個(gè)催化劑層構(gòu)成構(gòu)成。并不 特別限定，但優(yōu)選催化劑層包含配置于基材上的下層催化劑層、和配置于該下層催化劑層 上的上層催化劑層（圖3)。
[0048] 在此，在催化劑層包含銠的情況下，優(yōu)選銠與鉑和第1鈀存在于不同的催化劑層 中。特別優(yōu)選銠存在于下層催化劑層中，鉑和第1鈀存在于上層催化劑層中。
[0049] 在催化劑層包含第2鈀的情況下，優(yōu)選第2鈀與鉑和第1鈀存在于同一催化劑層 中。特別優(yōu)選第2鈀與鉑和第1鈀存在于上層催化劑層中。
[0050] 在催化劑層包含NOx吸藏物質(zhì)的情況下，優(yōu)選上層催化劑層和下層催化劑層的任 一者中都存在NOx吸藏物質(zhì)。
[0051] 作為本發(fā)明的一實(shí)施方式，可舉出下述排氣凈化用催化劑，所述排氣凈化用催化 劑包含基材、下層催化劑層和上層催化劑層，
[0052] 所述下層催化劑層配置于所述基材上，包含載體、擔(dān)載于該載體上的銠、和NOxK 藏物質(zhì)，
[0053] 所述上層催化劑層配置于所述下層催化劑層上，包含第1載體、擔(dān)載于該第1載體 上的鉑以及第1鈀、和NOx吸藏物質(zhì)，
[0054] 所述鉑與所述第1鈀的重量比為3:1~8:1。
[0055] 作為本發(fā)明的另一實(shí)施方式，可舉出下述排氣凈化用催化劑，所述排氣凈化用催 化劑包含基材、下層催化劑層和上層催化劑層，
[0056] 所述下層催化劑層配置于所述基材上，包含載體、擔(dān)載于該載體上的銠、和NOxK 藏物質(zhì)，
[0057] 所述上層催化劑層配置于所述下層催化劑層上，包含第1載體、擔(dān)載于該第1載體 上的鉑以及第1鈀、第2載體、擔(dān)載于該第2載體上的第2鈀、和NOx吸藏物質(zhì)，
[0058] 所述鉑與所述第1鈀的重量比為3:1~8:1，在所述第2載體上未擔(dān)載鉑。實(shí)施例
[0059] 以下，利用實(shí)施例和比較例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地說明，但本發(fā)明的技術(shù)范圍并 不限定于此。
[0060] 〈排氣凈化用催化劑的制造〉
[0061] [實(shí)施例1]
[0062] (1)使氧化鋯（30g)懸浮于水中，然后添加了硝酸銠。將混合物蒸發(fā)干固，得到了 擔(dān)載有銠的粉末。銠相對(duì)于氧化鋯的擔(dān)載量為1重量％。
[0063] 將所得到的擔(dān)載有銠的粉末、氧化鋁（140g)和水混合，得到了涂布材料[1-1]。