[發(fā)明專利]復合氧化物材料和使用該材料的廢氣凈化催化劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380061285.3
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN104822630A
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 三浦真秀;森川彰;田邊稔貴;熊谷直樹;小西佳惠
• 申請（專利權(quán)）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: C01G25/00
• 分類號: C01G25/00;B01D53/94;B01J23/10;B01J37/03
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 段承恩;楊光軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有儲氧能力的復合氧化物材料和使用該材料的廢氣凈化催化劑。

背景技術(shù)

從汽車等的內(nèi)燃機排出的廢氣中，含有一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、未燃燒的烴(HC)等有害氣體。作為分解這樣的有害氣體的廢氣凈化催化劑(所謂的三元催化劑)，使用具有儲氧能力(OSC：Oxygen?Storage?Capacity)的氧化鈰-氧化鋯復合氧化物等。具有儲氧能力的物質(zhì)(儲氧材料)通過吸收和放出氧而在微小空間中控制空燃比(A/F)，發(fā)揮抑制凈化率隨著廢氣組成變動而降低的效果。期望儲氧材料即使暴露于高溫的廢氣中也不劣化。

專利文獻1中記載了，將氧化鈰-氧化鋯固溶體粉末中的鈰與鋯的含有比率以摩爾比計設(shè)為43:57～48:52的范圍，在將該氧化鈰-氧化鋯固溶體粉末以規(guī)定的壓力加壓成型后，在規(guī)定的溫度條件下進行還原處理，由此所得到的氧化鈰-氧化鋯復合氧化物的耐熱性明顯提高，即使長時間暴露于高溫后也能夠發(fā)揮極高水準的優(yōu)異的儲氧能力。

在先技術(shù)文獻

專利文獻1：日本特開2011-219329號

發(fā)明內(nèi)容

專利文獻1中記載的氧化鈰-氧化鋯復合氧化物，適合于在300℃以上的溫度比較高的條件下使用的廢氣凈化用催化劑。但是，如專利文獻1所記載的具有燒綠石結(jié)構(gòu)的氧化鈰-氧化鋯復合氧化物，在暴露于超過假定的高溫的情況下，預想會由于在表面發(fā)生再排列，晶體結(jié)構(gòu)變得不穩(wěn)定，導致儲氧能力降低。因此，謀求高溫下的穩(wěn)定性更加優(yōu)異的儲氧材料。

本發(fā)明人針對氧化鈰-氧化鋯復合氧化物的燒綠石結(jié)構(gòu)在高溫下容易發(fā)生表面再排列，著眼于氧化鑭-氧化鋯復合氧化物的燒綠石結(jié)構(gòu)即使在高溫下也穩(wěn)定，想到了利用氧化鑭-氧化鋯復合氧化物的具有燒綠石結(jié)構(gòu)的晶體，防止氧化鈰-氧化鋯復合氧化物的具有燒綠石結(jié)構(gòu)的晶體由熱導致的相變。本發(fā)明的主旨如下所述。

(1)一種復合氧化物材料，其特征在于，包含：氧化鈰-氧化鋯復合氧化物的具有燒綠石結(jié)構(gòu)的晶體粒子、和存在于所述粒子表面的氧化鑭-氧化鋯復合氧化物的具有燒綠石結(jié)構(gòu)的晶體，所述氧化鑭-氧化鋯復合氧化物的晶體的至少一部分在所述氧化鈰-氧化鋯復合氧化物的晶體粒子表面固溶。

(2)根據(jù)(1)所述的復合氧化物材料，氧化鈰-氧化鋯復合氧化物與氧化鑭-氧化鋯復合氧化物的重量比在1:1～9:1的范圍。

(3)一種廢氣凈化催化劑用儲氧材料，由(1)或(2)所述的復合氧化物材料形成。

(4)一種廢氣凈化催化劑，包含(1)或(2)所述的復合氧化物材料。

本發(fā)明的復合氧化物材料具有高的儲氧能力，并且具有即使在高溫下儲氧能力也難以降低的特性。本發(fā)明的復合氧化物材料作為廢氣凈化催化劑用儲氧材料特別有用。

本說明書包含作為本申請的優(yōu)先權(quán)基礎(chǔ)的日本專利申請2012-268559號的說明書、權(quán)利要求書和附圖中記載的內(nèi)容。

附圖說明

圖1是示意性地表示燒綠石CZ與燒綠石LZ的邊界區(qū)域的晶體結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是在實施例中得到的燒綠石LZ/CZ的通過SEM-EDX分析的元素映射圖像。

圖3是實施例中得到的燒綠石LZ/CZ的XRD譜。

圖4是表示高溫耐久試驗前后的I_14/29值的圖。

具體實施方式

本發(fā)明的復合氧化物材料的特征是，包含氧化鈰-氧化鋯復合氧化物的具有燒綠石結(jié)構(gòu)的晶體(Ce₂Zr₂O₇：以下也稱為燒綠石型氧化鈰-氧化鋯復合氧化物或燒綠石CZ)的粒子、即一次粒子或二次粒子、和以修飾或被覆該晶體粒子的表面的方式存在的氧化鑭-氧化鋯復合氧化物的具有燒綠石結(jié)構(gòu)的晶體(La₂Zr₂O₇：以下也稱為燒綠石型氧化鑭-氧化鋯復合氧化物或燒綠石LZ)。

在氧化鈰-氧化鋯復合氧化物中，具有燒綠石結(jié)構(gòu)意味著構(gòu)成了具有由鈰離子和鋯離子形成的燒綠石型的有序排列結(jié)構(gòu)的晶體相(燒綠石相)。燒綠石CZ具有氧缺陷位點，氧原子進入該位點，由此燒綠石相相變?yōu)棣氏?Ce₂Zr₂O₈)。另一方面，κ相通過放出氧原子能夠相變?yōu)闊G石相。氧化鈰-氧化鋯復合氧化物的儲氧能力，是通過在燒綠石相與κ相之間相互地相變，吸收和放出氧而產(chǎn)生的。