[發(fā)明專利]廢氣凈化催化劑有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200680003579.0 | 申請日： | 2006-06-14 |
| 公開（公告）號： | CN101111310A | 公開（公告）日： | 2008-01-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 松枝悟司;木村希夫;千葉明哉;永島洋樹;三好直人;石橋一伸;金沢孝明 | 申請（專利權(quán)）人： | 卡塔勒公司;豐田自動車株式會社 |
| 主分類號： | B01J23/58 | 分類號： | B01J23/58;B01D53/94;F01N3/10 |
| 代理公司： | 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 | 代理人： | 郇春艷;郭國清 |
| 地址： | 日本*** | 國省代碼： | 日本;JP |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 廢氣 凈化 催化劑 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種廢氣凈化催化劑。
背景技術(shù)
作為處理汽車廢氣的廢氣凈化催化劑，已經(jīng)廣泛使用三效催化劑，其具有用無機氧化物如二氧化鈰或氧化鋁承載的貴金屬例如鉑。三效催化劑中，貴金屬起到促進氮氧化物還原和一氧化碳與碳氫化物氧化的作用。此外，無機氧化物起增加貴金屬比表面積的作用，并通過散逸由反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，抑制貴金屬燒結(jié)。特別地，二氧化鈰具有儲氧能力，并能夠優(yōu)化氧化和還原反應(yīng)。
近年來，機動車輛例如汽車高速運行的機會隨著發(fā)動機性能增加而增加。另外，為了防止空氣污染，對廢氣的法規(guī)制定得更嚴格。在這些背景下，機動車輛排出的廢氣溫度趨于上升。
此外，為了抑制全球變暖，需要減少機動車輛的二氧化碳排放。為此，當廢氣凈化催化劑加熱至高溫的狀態(tài)下，至發(fā)動機的燃料供應(yīng)被切斷的機會增加。
也就是說，廢氣凈化催化劑使用溫度高于過去，并且在高溫下暴露于氧氣過量氣氛的機會增加。因此，為了提供即使在這些條件下使用也能提供足夠性能的廢氣凈化催化劑，積極地進行了研究與開發(fā)。
例如，JP-A?5-168926(KOKAI)、JP-A?6-75675(KOUHYO)和JP-A2000-169148(KOKAI)公開了改善二氧化鈰的熱穩(wěn)定性，從而抑制其儲氧能力等的降低。具體地，JP-A?5-168926(KOKAI)公開了一種廢氣凈化催化劑，其包含鉑族、活性氧化鋁、鋇化合物和鋯化合物的元素。JP-A6-75675(KOUHYO)公開了一種廢氣凈化催化劑，其中催化劑承載層包含二氧化鈰、氧化鋯和催化金屬，并且至少部分二氧化鈰和氧化鋯作為復合氧化物或固溶體存在。JP-A?2000-169148(KOKAI)公開了一種鈰基復合氧化物，表示為以下通式：Ce1-(a+b)ZraYbO2-b/2。
此外，JP-A?10-358(KOKAI)和JP-A?2001-129399(KOKAI)公開了使鉑以鉑復合氧化物存在，以抑制鉑燒結(jié)。具體地，JP-A?10-358(KOKAI)公開了一種使用高耐熱性復合氧化物的廢氣凈化催化劑，其包含鉑和一種或多種選自堿土金屬元素和IIIA族元素的元素。JP-A2001-129399(KOKAI)公開了一種廢氣凈化催化劑，其包括在無機氧化物載體上含鉑和堿土金屬元素的鉑復合氧化物層，其中金屬X的氧化物層插入其間，其中金屬X是選自Mg、Ca、Sr、Ba、La和Ce的至少一種元素。
然而，即使改善二氧化鈰的熱穩(wěn)定性，當廢氣凈化催化劑暴露于高溫(例如等于或高于700℃并小于1000℃的溫度)下氧氣過量的氣氛時，仍將出現(xiàn)鉑的燒結(jié)，并且得不到足夠活性。此外，為了制備熱穩(wěn)定性高的鉑復合氧化物，需要在高溫下燒制(firing)。因此，使用鉑復合氧化物的絕大部分廢氣凈化催化劑的比表面積小，并且活性不足。
發(fā)明公開
本發(fā)明目的是提供一種廢氣凈化催化劑，其不易產(chǎn)生活性降低，即使在高溫下氧濃度高的氣氛中使用也是如此。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種廢氣凈化催化劑，其包含稀土元素、堿土元素、鋯和貴金屬，堿土元素相對于稀土元素和鋯總量的原子比等于0.1原子％或更高且低于10原子％，部分稀土元素、部分鋯和至少部分堿土元素形成復合氧化物，并且復合氧化物和部分貴金屬形成固溶體。
附圖簡述
圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方式的廢氣凈化催化劑的示意圖；
圖2是表示圖1所示的廢氣凈化催化劑在高溫條件下狀態(tài)改變的示意圖；
圖3表示了實施例4廢氣凈化催化劑的X射線衍射圖譜；
圖4是實施例3廢氣凈化催化劑的TEM照片；
圖5表示了在實施例3廢氣凈化催化劑上獲得的、與氣氛組成變化有關(guān)的固溶體形成比率的變化圖。
發(fā)明的最佳實施方式
圖1是示意性表示了本發(fā)明實施方式的廢氣凈化催化劑的圖。廢氣凈化催化劑1是由粒子聚集形成的粒狀催化劑，并且圖1中表示了其中的一個粒子。廢氣凈化催化劑1在高溫條件下使用，例如在等于或高于700℃并且低于1000℃的溫度。
廢氣凈化催化劑1包含載體11、部分覆蓋其表面的復合氧化物12a至12c、和由載體11承載的貴金屬13a。
載體11包含稀土氧化物作為主要成分。例如，載體11可以進一步包含氧化鋯(ZrO2)。載體11可以包含稀土元素和鋯的復合氧化物作為主要成分。
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