[發(fā)明專利]氧化鈰?氧化鋯系復合氧化物及其制造方法、以及包含氧化鈰?氧化鋯系復合氧化物的尾氣凈化催化劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480044979.0
• 申請日: 2014-08-05
• 公開（公告）號: CN105451878B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 森川彰;小西佳恵;田辺稔貴;須田明彥;三浦真秀;鎮(zhèn)西勇夫;鈴木宏昌;千葉明哉;飯塚光祐
• 申請（專利權(quán)）人: 豐田自動車株式會社;株式會社科特拉
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;C01G25/00;C04B35/486
• 代理公司: 北京奉思知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11464
• 代理人: 吳立,鄒軼鮫

發(fā)明背景

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氧化鈰-氧化鋯系復合氧化物，一種制造該復合氧化物的方法，以及一種包含氧化鈰-氧化鋯系復合氧化物的尾氣凈化催化劑。

現(xiàn)有技術(shù)描述

包含各種金屬氧化物的復合氧化物迄今已經(jīng)用作尾氣凈化催化劑的載體和助劑。氧化鈰已經(jīng)在這樣的復合氧化物中作為金屬氧化物使用，因為它能夠根據(jù)空氣中氧氣的分壓吸收及釋放氧氣(具有儲氧能力(OSC))。近年來，已經(jīng)研究了各種類型的含氧化鈰復合氧化物，并且已經(jīng)公開了多種氧化鈰-氧化鋯系復合氧化物及其制造工藝。

例如，日本專利申請公開號2011-219329(JP 2011-219329 A)公開了一種包含氧化鈰和氧化鋯的復合氧化物的氧化鈰-氧化鋯系復合氧化物及其制造方法，該復合氧化物的特征為鈰與鋯的摩爾比([鈰]:[鋯])在43:57～48:52的范圍內(nèi)，并且在1,100℃下在空氣中加熱復合氧化物5小時后，通過X射線衍射(XRD)測定獲得的使用CuKα線的X射線衍射圖譜中，2θ為14.5°處的衍射線與2θ為29°處的衍射線的強度比{I(14/29)值}以及2θ為28.5°處的衍射線與2θ為29°處的衍射線的強度比{I(28/29)值}滿足條件：I(14/29)≥0.015以及I(28/29)≤0.08。根據(jù)此專利公開，可以提供一種氧化鈰-氧化鋯系復合氧化物，其具有高耐熱性，并且即使在長期暴露于高溫后也能夠的優(yōu)秀的儲氧能力。然而，近來，由于對尾氣凈化催化劑有著越來越高的性質(zhì)要求，對于氧化鈰-氧化鋯系復合氧化物產(chǎn)生了這樣的需求，即通過擁有足夠好的儲氧能力和足夠高的耐熱性，即使在長期暴露于高溫后也能夠的足夠好的儲氧能力。

另外，國際專利申請?zhí)?006/030763(WO 2006/030763)公開了一種氧化鈰-氧化鋯系復合氧化物，其實包含氧化鈰和氧化鋯的復合氧化物，并且其特征為具有(1)380℃以下的釋氧起始溫度，(2)485μmol/g以上的釋氧量，和(3)在400℃時15μmol/g以上的釋氧量；以及還公開了一種制造氧化鈰-氧化鋯系復合氧化物的方法，該方法包括以給定比例混合鈰源和鋯源，在不低于熔點的溫度熔化所得的起始材料混合物，然后冷卻熔化物從而形成鑄錠，隨后如所期望地研磨鑄錠從而獲得粉末，然后通過加熱去除粉末晶體內(nèi)的應(yīng)變(strain)，并且更加精細地研磨粉末。然而，WO 2006/030763中公開的氧化鈰-氧化鋯系復合氧化物不具有充分的儲氧材料劣化抑制效果，在長期暴露于高溫后不總能充分顯示氧吸收/釋放功能，并且耐久性不足。

發(fā)明概述

鑒于相關(guān)技術(shù)的問題達成了本發(fā)明，并且本發(fā)明提供：一種氧化鈰-氧化鋯系復合氧化物，其具有足夠好的儲氧能力和足夠高的耐熱性，并且由此即使在長期暴露于高溫后也能夠展現(xiàn)足夠好的儲氧能力；一種制造這種復合氧化物的方法；以及一種尾氣凈化催化劑，其包含這樣的氧化鈰-氧化鋯系復合氧化物。

為了達到上述目標，發(fā)明人已經(jīng)進行了廣泛的研究，作為結(jié)果已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過使用滿足特定條件的氧化鈰和氧化鋯的復合氧化物作為氧化鈰-氧化鋯系復合氧化物，所得的氧化鈰-氧化鋯系復合氧化物以高水平實現(xiàn)了足夠好的儲氧能力和足夠好的耐熱性，并且即使在長期暴露于高溫后也能夠展現(xiàn)足夠好的儲氧能力，所述特定條件是具有特定比率內(nèi)的鈰和鋯相對含量并且具有高含量的相對大粒徑的顆粒作為一次顆粒。

發(fā)明人還出乎意料地發(fā)現(xiàn)，通過將氧化鈰-氧化鋯系固溶體粉末內(nèi)的鈰與鋯的含量比([鈰]:[鋯])設(shè)定為以摩爾計在43:57～55:45的范圍內(nèi)，在給定的高壓下加壓成型所述氧化鈰-氧化鋯系固溶體粉末并且隨后在給定的溫度條件下進行兩階段的還原處理，所得的氧化鈰-氧化鋯系復合氧化物的儲氧能力和耐熱性均以高水平實現(xiàn)，并且即使在長期暴露于高溫后，氧化鈰-氧化鋯系復合氧化物也能夠展現(xiàn)足夠好的儲氧能力。