废气净化用催化剂及其制造方法技术

技术编号:12028686 阅读:72 留言:0更新日期:2015-09-10 14:07
本发明专利技术提供一种废气净化用催化剂及其制造方法,该废气净化用催化剂含有作为催化剂成分的铑且改善了废气气氛变化下的NOx净化活性。提供一种废气净化用催化剂,其在催化剂载体上载持二元金属粒子而成,所述二元金属粒子为铑和铱至少部分固溶而成的二元金属粒子,在利用CuKα射线的X射线衍射中,在40.66°<2θ<41.07°的位置具有衍射峰。还提供一种废气净化用催化剂的制造方法,其包括:加热工序,将含有铑盐、铱盐、及还原剂的混合溶液在对于还原铑和铱足够的温度下加热,由此生成铑和铱至少部分固溶而成的二元金属粒子;以及载持工序,将所生成的二元金属粒子载持于催化剂载体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及,更详细而言,涉及含有铑作为催化 剂成分的。
技术介绍
以往,作为汽车的废气净化用催化剂,使用同时进行废气中的一氧化碳(CO)和碳 氢化合物(HC)的氧化和氮氧化物(NOx)的还原的三元催化剂。作为这样的催化剂,广泛已 知在氧化错(Al2O3)等多孔氧化物载体上载持有钼(Pt)、铭(Rh)、钮(Pd)等钼族兀素的催 化剂。其中,Rh的NOx的还原活性高,在三元催化剂等废气净化用催化剂中成为必需的成 分。 专利文献1中记载了一种废气处理催化剂,其特征在于,在载体上以合金状态载 持Ir和其它金属而成。另外,专利文献1中记载了,为了提高低温活性及高温活性,作为该 其它金属优选为Rh。进一步,专利文献1中记载了,该其它金属相对于Ir的载持比例以原 子比计优选为不超过1:1的范围。 专利文献2中记载了一种碳氢化合物供给物的接触部分氧化法,该方法包括使含 有碳氢化合物供给物和含氧气体的供给物与含有元素周期表VIII族金属的催化剂接触, 其中,周期表VIII族的金属至少为相互紧密结合的铑和铱。 非专利文献1中,关于与Rh同样作为铂族元素的Ir,对将Ir单独载持于催化剂载 体的117^102等铱催化剂进行了研宄。而且,非专利文献1中记载了对即使在氧化性反应 条件下,Ir粒子的表面也可吸附CO和/或NO的Irs+表面物质进行部分还原的内容。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:特开2004-033989号公报 专利文献2:特表2002-519182号公报 非专利文献 非专利文献 I :E. Io joiu,et al. /'Reduction of NO by propene over supported iridium catalysts under lean-burn conditions: an insitu FTIR study'',Applied Catalysis A:General 263(2004)39-48
技术实现思路
专利技术所要解决的课题 废气的气氛根据汽车的行驶条件等以理论空燃比为中心向富(燃料过量气氛)侧 或贫(氧过量气氛)侧大幅变化。而且,铑在氧过量的贫气氛下形成氧化物,因此,有时不能 显示充分的NOx净化活性。另一方面,当废气气氛从这样的贫气氛向理论空燃比或富气氛 变化时,铑从氧化物还原成金属,可以再次显示高的NOx净化活性。但是,即使废气气氛从 贫气氛向理论空燃比或富气氛变化,在铑从氧化物还原成金属的期间也存在时间延迟。因 此,以往,在废气气氛从贫气氛向理论空燃比变化的过渡条件下,减少废气排放是非常困难 的。 因此,本专利技术的目的在于,提供一种,该废气净化 用催化剂是含有铑作为催化剂成分的新的废气净化用催化剂,改善了在废气气氛的变化 下、特别是从贫气氛向理论空燃比或富气氛的变化下的NOx净化活性。 用于解决课题的手段 解决所述课题的本专利技术如下述。 (1) -种废气净化用催化剂,在催化剂载体上载持二元金属粒子而成,该二元金属 粒子为铑和铱至少部分固溶而成的二元金属粒子,在利用CuKa射线的X射线衍射中,在 40. 66° < 2 Θ < 41. 07°的位置具有衍射峰。 (2)上述(1)所述的废气净化用催化剂,其中,所述二元金属粒子中的铱含量相对 于该二元金属粒子中所含的全部金属元素为超过Omol%且不足IOmol%。 (3)上述(2)所述的废气净化用催化剂,其中,所述二元金属粒子中的铱含量相对 于该二元金属粒子中所含的全部金属元素为〇· 5mol %以上5mol %以下。 (4)上述⑴~⑶任一项所述的废气净化用催化剂,其中,在使用带有能量分散 型X射线分析装置的扫描透射型电子显微镜(STEM-EDX)、于电子束的点径为Inm以下的条 件下分析所述二元金属粒子时,随机选择的10处以上的测定点的铱含量的平均值为超过 Omol%且不足 IOmol%。 (5)上述⑴~(4)任一项所述的废气净化用催化剂,其中,在使用STEM-EDX、于 电子束的点径为Inm以下的条件下分析所述二元金属粒子时,在随机选择的10处以上的测 定点中70%以上的测定点检测出铑和铱两种元素。 (6)上述⑴~(5)任一项所述的废气净化用催化剂,其中,在使用STEM-EDX、于 电子束的点径为Inm以下的条件下分析所述二元金属粒子时,在随机选择的10处以上的测 定点中过半数的测定点,铱含量相对于全部测定点的铱含量的平均值处于± 5mo 1 %的范围 内。 (7)上述(6)所述的废气净化用催化剂,其中,在随机选择的10处以上的测定点中 70%以上的测定点,铱含量相对于全部测定点的铱含量的平均值处于±3mol %的范围内。 (8)上述(6)或(7)所述的废气净化用催化剂,其中,所述铱含量相对于全部测定 点的铱含量的平均值处于±2mol %的范围内。 (9)上述(1)~(8)任一项所述的废气净化用催化剂,其中,所述二元金属粒子的 平均一次粒径为超过Onm且IOnm以下。 (10)上述⑴~(9)任一项所述的废气净化用催化剂,其中,所述二元金属粒子的 微晶粒径为超过Onm且7nm以下。 (11)上述(10)所述的废气净化用催化剂,其中,所述二元金属粒子的微晶粒径为 超过Onm且5nm以下。 (12) -种废气净化用催化剂的制造方法,包括: 加热工序,将含有铑盐、铱盐及还原剂的混合溶液在对于还原铑和铱足够的温度 下加热,由此生成铑和铱至少部分固溶而成的二元金属粒子;以及 载持工序,将所生成的二元金属粒子载持于催化剂载体。 (13)上述(12)所述的方法,其中,所述二元金属粒子在利用CuKa射线的X射线 衍射中,在40. 66° < 2 Θ < 41. 07°的位置具有衍射峰。 (14)上述(12)或(13)所述的方法,其中,所述还原剂选自醇、硼氢化钠、氢化锂、 硼烷氨、肼、及它们的组合。 (15)上述(14)所述的方法,其中,所述还原剂为醇。 (16)上述(12)~(15)任一项所述的方法,其中,所述混合溶液还含有保护剂。 (17)上述(12)~(16)任一项所述的方法,其中,所述混合溶液以所述二元金 属粒子中的铱含量相对于该二元金属粒子中所含的全部金属元素为超过Omol %且不足 IOmol %这样的量含有铑盐和铱盐。 (18)上述(17)所述的方法,其中,所述混合溶液以所述二元金属粒子中的铱含量 相对于该二元金属粒子中所含的全部金属元素为〇. 5mol %以上5mol %以下这样的量含有 铑盐和铱盐。 (19)上述(12)~(18)任一项所述的方法,其中,所述加热工序在70~160°C的 温度下实施。 专利技术效果 根据本专利技术,通过在催化剂载体上载持使铑和铱至少部分固溶的二元金属粒子, 可以得到与不含有铱的、在催化剂载体上仅载持铑的以往的废气净化用催化剂相比,显著 改善了在废气气氛的变化下、特别是从贫气氛向理论空燃比或富气氛的变化下的NOx净化 活性的废气净化用催化剂,特别是可以以更短的时间显现NOx净化活性的废气净化用催化 剂。另外,根据这样的废气净化用催化剂,与仅通过以往的共含浸法或逐次含浸法在催化剂 载体上载持铑和铱的废气净化用催化剂相比,即使从由贫气氛变化为理论空燃比或本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种废气净化用催化剂,在催化剂载体上载持二元金属粒子而成,该二元金属粒子为铑和铱至少部分固溶而成的二元金属粒子,在利用CuKα射线的X射线衍射中,在40.66°<2θ<41.07°的位置具有衍射峰。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:长尾谕泽田直孝稻富雄作
申请(专利权)人:丰田自动车株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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