[發明專利]陶瓷催化劑體

無效

• 申請號: 02127526.2
• 申請日: 2002-07-30
• 公開（公告）號: CN1400047A
• 公開（公告）日: 2003-03-05
• 發明（設計）人: 田中政一;近藤壽治;近藤高史;長谷智實
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: B01J23/40
• 分類號: B01J23/40;B01J37/02;B01J32/00;B01J35/10;B01D53/94
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 陳建全

發明領域

本發明涉及一種在汽車發動機等的尾氣的凈化催化劑中用作催化劑載體的陶瓷催化劑體。

背景技術

通過在成形為蜂窩狀形狀的且具有貴金屬承載其上的堇青石的表面上涂布γ-氧化鋁而制得的催化劑被廣泛地用作尾氣凈化催化劑中的催化劑載體。形成所述涂層是因為堇青石的比表面積是太小以致于不能承載所需量的催化劑組分。由此，載體的比表面積是通過利用具有大比表面積的γ-氧化鋁而增長。

然而，當載體泡孔壁的表面用γ-氧化鋁涂布時，由于質量增長，因而載體的熱容量增長。為了更容易地實現催化劑的活化，最近針對通過使蜂窩狀載體的泡孔壁更薄而降低熱容量的方法曾進行了研究。然而，這種嘗試的效果由于涂層的形成被降低。還存在的問題是，載體的熱膨脹系數由于涂層的形成而變得更大，且泡孔(cell)的開孔面積的降低增加了壓力損失。

已進行了各種研究以實現能夠在不形成涂層的情況下承載催化劑組分的陶瓷體。例如，日本審查專利出版號5-503338中已提出了一種通過在刻蝕之后進行熱處理而增長堇青石本身的比表面積的方法。但此種方法還未被實踐化，因為酸處理或熱處理導致堇青石晶格的破壞，由此得到更低的機械強度。

本發明的發明者先前提出一種不形成增加比表面積的涂層就能承載所需量的催化劑組分的陶瓷載體(日本專利申請號2001-82751)。日本專利申請號2001-82751中公開的陶瓷載體包含一種基材陶瓷，其中構成該基材陶瓷的一種或多種元素是由一種構成元素之外的元素取代，且通過將陶瓷載體浸沒在貴金屬化合物例如六氯鉑酸、氯化鉑或氯化銠的溶液中、干燥和燒結而可將催化劑組分直接承載在取代元素上。結果，相比于缺損是通過酸處理或熱處理形成的常規載體，所得的載體具有高強度和改進的耐久性。

發明內容

本發明的目的是通過使用一種能夠直接承載催化劑組分的陶瓷載體而實現提供一種具有更佳催化效能的陶瓷催化劑體。

根據本發明的第一個方面，所述陶瓷催化劑體包含一種能夠在基材陶瓷的表面上直接承載催化劑組分的陶瓷載體和承載在該陶瓷載體上的催化劑，其中所述催化劑組分是由在組成中不含氯的化合物作為起始原料而制成的。

在本發明的陶瓷催化劑體中，催化劑組分是直接承載在基材陶瓷的表面上和因此，可在不降低強度的情況下承載所需量的催化劑。已發現，當使用不含有氯的化合物作為催化劑組分的起始原料時催化劑效能得以提高。原因如下。即，當使用含有氯的化合物時，氯保留在催化劑的表面上和抑制了在基材陶瓷的表面上承載的催化劑或抑制了催化劑的催化功能。在本發明中，排除了氯的使用增長了承載的催化劑的量，由此使得可更有效地發揮催化劑效能。因為燒結可在較低的溫度下進行，所以催化劑可被高度分散。結果，可實現得到具有低熱容量和低壓力損失和耐久性也極佳的高效能陶瓷催化劑。

具體地說，胺絡合鹽、硝基絡合鹽、硝基胺絡合鹽、四胺絡合鹽、硝酸鹽或醋酸鹽可作為所述化合物。通過使用不含氯的胺絡合鹽、硝基絡合鹽、硝基胺絡合鹽、四胺絡合鹽、硝酸鹽或醋酸鹽可容易地得到上述的效果。

優選地，將貴金屬用作所述催化劑組分。通過用所述化合物的溶液浸漬陶瓷載體并燒結，則催化劑組分就與取代元素化學鍵合，由此使其能夠直接承載在取代元素上。通過使用所述溶液，催化劑組分可均勻地分散在陶瓷載體的表面上。

優選地，在所述化合物的溶液中的氯含量是低于14.8克/升，且當所述含量低于上述范圍時，可得到上述的效果。含量越低，改進催化劑效能的效果越高。

作為所述陶瓷載體，通過用一種構成元素之外的元素取代構成基材陶瓷的一種或多種元素而可使用能夠直接在取代元素上直接承載催化劑組分的載體。

在這種情況下，催化劑金屬優選通過化學鍵合而承載在取代元素上。催化劑金屬的化學鍵合提高了催化劑的保持性和降低了長時間使用后惡化的可能性，因為催化劑組分沿載體均勻分布并更少可能凝聚。

在其電子軌道中具有d或f軌道的一種或多種元素可用作上述的取代元素。在其電子軌道中具有d或f軌道的元素具有與催化劑金屬鍵合的更高傾向，因此是優選的。

所述陶瓷載體具有大量的能夠在基材陶瓷表面上直接承載催化劑的細孔，以致于催化劑金屬可直接承載在這些細孔中。

具體地說，上述的細孔包含選自陶瓷晶格中的缺陷、陶瓷表面的微細的裂紋和構成陶瓷的元素的缺失缺陷組成的組中的至少一種。

為了確保載體的機械強度，微細的裂紋的寬度優選為100納米以下。