[發明專利]排氣凈化用催化劑

有效

• 申請號: 201210496714.7
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103157516A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 青木悠生
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: B01J31/28
• 分類號: B01J31/28;B01J23/63;B01J27/25;B01J35/10;B01D53/94;B01D53/72;B01D53/56;B01D53/62
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 李照明;段承恩

技術領域

本發明涉及用于凈化從內燃機排出的排氣的排氣凈化用催化劑。

背景技術

從汽車等的發動機排出的排氣中，含有烴(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO_X)等有害成分。一般地，在內燃機的排氣通路中配置用于將這些有害成分從排氣中凈化掉的排氣凈化用催化劑。該排氣凈化用催化劑通過在基材表面形成催化劑層來構成，該催化劑層由貴金屬催化劑和擔載該貴金屬催化劑的多孔質載體構成。

另外，為了凈化掉烴(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO_X)等有害成分，上述排氣凈化用催化劑廣泛使用所謂的三元催化劑。該三元催化劑，作為上述貴金屬催化劑使用鉑(Pt)、銠(Rh)、鈀(Pd)等，該貴金屬催化劑之中，鉑和鈀主要有助于烴(HC)和一氧化碳(CO)的凈化性能(氧化凈化能力)，銠主要有助于氮氧化物(NO_X)的凈化性能(還原凈化能力)。

在上述排氣凈化用催化劑中，為了使該催化劑的催化劑功能更有效地發揮，一直以來進行著將上述催化劑層分為多個區域，用不同的材料形成各區域的技術。例如，在專利文獻1中公開了具有上游側催化劑層和下游側催化劑層的排氣凈化用催化劑，上述上游側催化劑層設置在排氣通路的上游側，上述下游側催化劑層設置在該排氣通路的下游側。該排氣凈化用催化劑的上述上游側催化劑層含有鈀，且厚度比上述下游側催化劑層薄。另一方面，該下游側催化劑層由含有鉑、鋇(Ba)和二氧化鋯-二氧化鈰復合氧化物(ZrO₂-CeO₂復合氧化物)的內催化劑層以及形成于該內催化劑層的表面并含有銠的外催化劑層構成。該結構的排氣凈化用催化劑，在含有鈀的上述上游側催化劑層中主要進行HC的凈化。另外，該上游側催化劑層與上述下游側催化劑層相比較薄地形成，因此能夠很好地凈化在催化劑層內部難以擴散的HC。

另外，將排氣凈化用催化劑的催化劑層分為多個區域的技術的其他例子在專利文獻2和專利文獻3中進行了公開。

專利文獻2對于作為貴金屬催化劑至少具有銠和鈀，還具有Zr類復合氧化物和含有Ce及Zr的CeZr類復合氧化物的排氣凈化用催化劑進行了公開。該排氣凈化用催化劑，設置有在載體上含有銠并且不含有鈀的第1催化劑層、和與該第1催化劑層相比更靠載體側配置的含有鈀并且不含有銠的第2催化劑層。

另一方面，專利文獻3對于包含載體基材、上游側催化劑層和下游側催化劑層的排氣凈化用催化劑進行了公開，上述上游側催化劑層形成于該載體基材的排氣通路的上游側，上述下游側催化劑層形成于該載體基材的排氣通路的下游側。其特征在于，在該上游側催化劑層中含有鈀和鋇，在上述下游側催化劑層中含有銠。

現有技術文獻

專利文獻1：日本特開2010-005591號公報

專利文獻2：日本特開2011-183317號公報

專利文獻3：日本特開2009-273988號公報

發明內容

然而，在汽車等的發動機剛起動時，排氣處于低溫狀態。因此，在采用鈀的排氣凈化中，存在烴(HC)的凈化性能降低的課題。即，在發動機剛起動后的低溫區，烴的一部分沒有被凈化而殘留，殘存的烴(HC)吸附在鈀的表面，在鈀粒子的表面形成被膜，由此活性點減少。其結果，催化劑的凈化性能降低(鈀的HC中毒)。因此，在采用鈀的排氣凈化中，優選難以發生HC中毒的催化劑。

此外，近年來，以制造成本的減輕和材料的穩定供給作為目的，正在推進低貴金屬排氣凈化用催化劑的開發。以往的排氣凈化用催化劑，即使有一部分的鈀發生HC中毒，也較多地殘留沒有中毒的鈀，因此對催化劑功能的影響少。但是，對于低貴金屬排氣凈化用催化劑而言，降低了貴金屬催化劑的使用量，因此鈀發生HC中毒時的影響大。

本發明是為了解決上述課題而完成的，其目的是很好地防止排氣凈化用催化劑(特別是低貴金屬排氣凈化用催化劑)中的鈀的HC中毒，提供能夠實現該目的的排氣凈化用催化劑。