[發明專利]廢氣凈化催化劑

有效

• 申請號: 200680005336.0
• 申請日: 2006-01-27
• 公開（公告）號: CN101119789A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 鈴木宏昌
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: B01D53/94
• 分類號: B01D53/94;B01J23/40
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 林柏楠;劉金輝

技術領域

本發明涉及一種用于凈化來自內燃機如汽車發動機的廢氣的催化劑，并且更特別地涉及可以抑制硫化氫(H₂S)排放的用于凈化廢氣的催化劑。

技術背景

現今，三元催化劑作為催化劑廣泛用于凈化來自于汽車等廢氣中的NO_x(氮氧化物)、CO一氧化碳、和HC(碳氫化合物)。三元催化劑包括多孔氧化物載體如氧化鋁、二氧化鈰、氧化鋯和二氧化鈰-氧化鋯固溶體，和貴金屬如裝載在載體上的鉑(Pt)、銠(Rh)和鈀(Pd)，并且同時通過氧化凈化HC和CO和通過還原凈化NO_x。由于這些反應在包括大致相等量的氧化成分和還原成分的氣氛中最有效地發生，在裝有三元催化劑的汽車中，控制空氣/燃料比以便空氣-燃料混合物在或接近理論空氣-燃料比即化學計量點(A/F＝大約14.6±0.2)的情況下燃燒。

然而，三元催化劑具有當廢氣氣氛變成還原性時廢氣中的氧化硫被還原成并且以H₂S排放的問題。日本審查專利公開(KOUKOKU)H08-015,554公開了使用鎳或銅氧化物作為三元催化劑成分。鎳或銅氧化物在氧化氣氛中氧化SO₂成SO₃或SO₄并且在還原氣氛中以硫化物如Ni₂S₃儲藏硫成分，由此可以抑制H₂S的排放。

然而，由于鎳或銅是環境有害物質，使用催化劑中的氮或銅用于凈化來自于汽車中的廢氣變得受限制。因此，考慮使用鉍氧化物，其顯示和鎳或銅氧化物類似的抑制H₂S排放的效應。然而含Bi催化劑具有在升高的溫度下鉍成分擴散并且抑制H₂S排放的效應不能長時間保持的問題。

此外，日本審查專利公開(KOUKOKU)H02-020,561、H05-081,521和S61-020,342公開了含Bi催化劑。然而，這些催化劑目的是在氧化氣氛中氧化H₂S。因此，如汽車中控制空氣/燃料比時，恐怕H₂S在化學計量的或還原氣氛中排放。這些發明文件沒有涉及在化學計量的或還原氣氛中的催化效應并且沒有公開或建議作為三元催化劑使用這些催化劑，其也用在化學計量的或還原的氣氛中。

發明內容

[本發明要解決的問題]

考慮到上述問題創造了本發明。本發明的目標是提供一種減少鉍擴散并且可長時間獲得抑制H₂S排放作用的廢氣凈化催化劑。

[解決問題的方式]

本發明發明人設想通過在常規三元催化劑中以預定比例使用Bi-Ti復合氧化物可以抑制Bi成分的擴散。

根據本發明的廢氣凈化催化劑包括載體基質、和形成于載體基質上的催化劑層，并且包括貴金屬、多孔氧化物、和Bi-Ti復合氧化物，并且每單位體積載體基質裝載鉍摩爾量和每單位體積載體基質裝載鈦摩爾量的摩爾比R滿足0.3≤R≤1.5。

優選每單位體積載體基質鉍裝載摩爾量不低于0.2摩爾/升并且不高于0.5摩爾/升。

[本發明的優點]

根據本發明的廢氣凈化催化劑，Bi-Ti復合氧化物中所含鉍的擴散通過滿足0.3≤R≤1.5可以抑制，其中R為每單位體積載體基質裝載Bi摩爾量和每單位體積載體基質裝載Ti摩爾量之比。結果，廢氣凈化催化劑的H₂S排放抑制作用可以長時間保持。

此外，H₂S排放抑制和鉍擴散抑制通過使每單位體積載體基質Bi摩爾量不低于0.2摩爾/升并且不高于0.5摩爾/升可以同時實現。結果，H₂S排放抑制作用可以長時間在高水平保持。

附圖簡述

圖1是Bi殘留比作為每單位體積載體基質Bi含量的函數的示意曲線。

圖2是Bi殘留比與Bi/Ti比即每單位體積載體基質裝載Bi摩爾量和每單位體積載體基質裝載Ti摩爾量之比R的函數的示意曲線。

圖3是H₂S排放作為每單位體積基質Bi含量的函數的示意曲線。

圖4是CO-NO_x交叉轉化效率作為每單位體積基質Bi含量的函數的示意曲線。

實現本發明的最佳方式