[發明專利]廢氣用凈化催化劑組合物及其制造方法、以及汽車用廢氣凈化催化劑

有效

• 申請號: 201880011325.6
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN110312572B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 原浩幸;中山裕基;永田誠
• 申請（專利權）人: N.E.化學株式會社
• 主分類號: B01J23/63
• 分類號: B01J23/63;B01D53/94;B01J35/04;B01J37/02;B01J37/04;B01J37/08;F01N3/10
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊宏軍;焦成美

本發明提供廢氣凈化催化劑組合物和其制造方法以及汽車用廢氣凈化催化劑，所述廢氣凈化催化劑組合物能夠凈化從內燃機等排放的烴、一氧化碳、氮氧化物等，特別是在從低溫到高溫的寬范圍的條件下能夠維持優異的凈化性能。本發明提供廢氣凈化催化劑組合物等，其特征在于，其是凈化廢氣中的一氧化碳(CO)、烴(HC)、氮氧化物(NO_x)等的廢氣凈化催化劑組合物，所述廢氣凈化催化劑組合物至少含有Rh、包含Ce的特定成分(A)及/或包含Zr的特定成分(B)的復合氧化物、以及氧化鋁，Rh與前述復合氧化物一起被負載在氧化鋁上，Rh的負載量相對于Rh、前述復合氧化物和氧化鋁的總量而言為0.01重量％～5重量％，前述復合氧化物的含量相對于Rh、前述復合氧化物和氧化鋁的總量而言合計為0.1重量％～30重量％。

技術領域

本發明涉及廢氣用凈化催化劑組合物及其制造方法、以及汽車用廢氣凈化催化劑，更詳細地而言，涉及能夠凈化從內燃機等排放的烴、一氧化碳、氮氧化物等、特別是在從低溫到高溫的寬范圍的條件下能夠維持優異的凈化性能的廢氣凈化催化劑組合物及其制造方法以及汽車用廢氣凈化催化劑。

背景技術

從汽車的內燃機排放出一氧化碳(CO)、烴(HC)、氮氧化物(NO_x)等有害氣體，為了對其進行凈化，通常使用以鉑族金屬為代表的各種催化劑。

作為鉑族金屬，已知有鉑(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)，在汽油車等的廢氣凈化用催化劑、特別是同時凈化一氧化碳(CO)、烴(HC)、氮氧化物(NO_x)的三元催化劑(TWC)中，將Pt、Pd等氧化活性優異的催化劑活性種、與NO_x的凈化活性優異的Rh組合使用的情況居多。在基于Rh的NO_x的凈化中，認為涉及例如蒸汽重整反應或CO+NO反應，從而對NO_x進行凈化。

另外，在廢氣凈化催化劑中，為了謀求更進一步提高凈化性能，除了鉑族金屬以外，具有吸藏釋放氧能力(Oxygen Storage Capacity：OSC)的氧化鈰、堿土金屬、氧化鋯、沸石等通常作為催化劑成分或助催化劑成分來使用。其中，在廢氣中的氧濃度較高時，氧化鈰以CeO₂的形式吸藏氧，在氧濃度較低時，氧化鈰成為Ce₂O₃而釋放氧。所釋放的氧為活性氧，通過利用基于Pt或Pd的氧化作用來促進CO、HC的凈化。另外，OSC成分通過氧的吸藏·釋放，還有緩沖廢氣中的氧濃度變化的作用。通過該作用而提高在TWC中廢氣的凈化性能。TWC是利用一種催化劑進行氧化和還原的催化劑，在設計上，存在適于凈化的廢氣成分的范圍，該范圍依賴于空燃比的情況居多。上述范圍被稱為窗口，大多數情況下，將在被稱為化學計量(Stoichio)的理論空燃比的附近燃燒的廢氣設定成窗口域。通過緩沖廢氣中的氧濃度的變化，該窗口域可長時間保持，從而更有效地進行廢氣的凈化，這被認為尤其是由基于Rh的NO_x的凈化特性帶來的影響。

作為具有OSC的材料，除了純氧化鈰以外，使用其與鋯的復合氧化物的情況居多(參見專利文獻1)。鈰·鋯復合氧化物的耐熱性較高，且氧的吸藏·釋放速度也較快。認為這是由于鈰·鋯復合氧化物的晶體結構穩定，不阻礙作為主要的OSC成分的鈰氧化物的作用，因此，OSC有效地發揮功能直至粒子的內部。

而且，當鋯氧化物與Rh成分一起使用時，可促進蒸汽重整反應、CO+NO反應(參見專利文獻2)。除了發生基于HC的NO_x的凈化反應以外還發生上述反應，由此進一步促進NO_x的凈化，因此，使用鋯氧化物以外的使蒸汽重整反應加速的助催化劑。

另外，為了提高作為母材的氧化鋁或作為OSC成分的氧化鈰的耐熱性，除了向氧化鋁中添加氧化釹、氧化鐠等稀土氧化物(參見專利文獻3)、向氧化鈰中添加氧化鑭、氧化釹等稀土氧化物(參見專利文獻4)以外，還公開有如下方法：將作為貴金屬的Rh、Pd等負載在利用氧化鑭、二氧化鋯等提高了耐熱性的氧化鋁粒子和利用氧化釹、二氧化鋯等提高了耐熱性的鈰氧化物微粒這兩者上(參見專利文獻5)等。