废气净化用催化剂以及使用该催化剂的废气净化方法技术

技术编号:12164667 阅读:86 留言:0更新日期:2015-10-07 23:58
本发明专利技术的目的在于提供一种对于废气净化用催化剂而即使被暴露于包含磷化合物的废气中之后也会抑制催化剂性能的降低的方法。本发明专利技术的废气净化用催化剂为对包含磷化合物的废气进行净化的催化剂,所述废气净化用催化剂具有催化剂层A,所述催化剂层A包括Rh、Pd、氧化铈-氧化锆-氧化镧复合氧化物或氧化铈-氧化锆-氧化镧-氧化钇复合氧化物以作为催化剂活性成分。而且,所述废气净化用催化剂的特征在于,Rh与Pd的Rh粒子与最邻近的Pd粒子的粒子间距离的平均值为4000nm以下,Pd相对于Rh的质量比为0.2至4.9,且氧化铈-氧化锆-氧化镧-氧化钇复合氧化物的氧化钇的含有率为质量百分比19%以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种内燃机的废气净化技术。更详细而言,本专利技术涉及一种对因长时 间被暴露在包含磷化合物的废气中而导致的催化剂性能的降低进行抑制的技术。
技术介绍
随着汽车废气限制被强化,逐渐寻求废气处理装置的长时间的废气净化性能的维 持。这意味着,提高对作为废气净化的后处理装置的催化剂的长寿化的要求,并且意味着 寻求催化剂的长期耐久性的提高。为了实现催化剂的长期耐久性的提高,正在探讨催化剂 上所负载的贵金属粒子的烧结的抑制或硫磺中毒的抑制等。另一方面,已知因废气中所包 含的磷而导致的中毒(以下为磷中毒)会对催化剂性能降低造成的影响较大(非专利文献 1)。今后为了满足逐渐强化的限制,该磷中毒的抑制或磷中毒后的催化剂性能的维持以及 提高成为重要的课题。 已知磷中毒是通过来自于废气中所包含的二烷基二硫代磷酸锌等润滑油添加剂 的磷化合物在催化剂层上堆积、渗透而引起的。已知当发生该磷中毒时,催化剂性能会降低 (非专利文献1)。 已知因磷中毒而导致的催化剂性能的降低是由于发生了如下的现象。因催化剂层 上堆积、渗透的磷化合物而引起在催化剂层中的废气的扩散阻碍。此外,多用于三元催化剂 中的作为氧吸藏放出物质的氧化铈与磷化合物进行反应,从而形成磷酸铈。由于当形成磷 酸铈时难以发生氧吸藏放出,因此废气氛围变化为过稀或过浓时的缓和难以发生。由于发 生这样的现象而使得废气净化率降低。 现有技术中公开了为了抑制磷中毒而尤其在使用钯的催化剂中使用作为氧吸藏 放出物质的氧化铈与氧化锆的复合氧化物,从而能够减轻性能降低的技术(专利文献1)。 此外,公开了通过在催化剂结构前端部设置作为磷捕捉区域的未进行封底涂覆 (wash coat)的区域,从而抑制由磷中毒而导致的性能降低的技术(专利文献2)。 在先技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开平8-38898号公报 专利文献2 :日本特表2009-501079号公报(国际公开第2007/011498号小册子) 非专利文献 非专利文献 I :A. Scott et. al.,SAE Paper, 961898,(1996)
技术实现思路
专利技术所要解决的课题 根据专利文献1,公开了作为氧吸藏放出物质而使用了氧化铈-氧化锆复合氧化 物的情况下,与单独使用氧化铈的情况相比可对磷中毒耐久后的催化剂性能的降低进行抑 制的技术,但该抑制效果并不充分。 此外,由于磷化合物较多地附着在相对于废气流动方向而流入侧,因此可认为在 专利文献2的催化剂中,通过在流入侧上设置未涂覆催化剂材料的部分,从而能够抑制催 化剂性能的降低。然而,并未记载关于磷中毒后的催化剂性能的实施例,因此该效果的程度 不明确。而且可以认为,随着行驶距离增加,磷化合物将附着至流出侧催化剂出口附近而使 催化剂性能降低,从长期耐久性的观点来看,很难说是充分的对策。 因此,本专利技术的目的在于,即使在废气中包含磷化合物的情况下,被长时间暴露于 该废气中之后,也能够抑制催化剂性能的降低,尤其抑制作为三元催化剂而具有较高的活 性的负载铑催化剂的催化剂性能的降低。 用于解决课题的方法 本专利技术的专利技术人为了解决上述课题而积极地进行探讨研宄,其结果为,在铑的附 近配置固定量的钯,通过使用了氧化铈-氧化锆-氧化镧复合氧化物或包含固定量以下的 氧化钇的氧化铈-氧化锆-氧化镧-氧化钇复合氧化物的催化剂,从而即使在废气中的磷 化合物渗透到催化剂层内的情况下,也能够抑制铑的性能降低,以至完成了本专利技术。 即,本专利技术的废气净化用催化剂为对包含磷化合物的废气进行净化的催化剂,所 述废气净化用催化剂的特征在于,具有催化剂层A,所述催化剂层A包括Rh、Pd、氧化铈-氧 化锆-氧化镧复合氧化物或氧化铈-氧化锆-氧化镧-氧化钇复合氧化物以作为催化剂活 性成分。而且,Rh与Pd的、Rh粒子与最邻近的Pd粒子的粒子间距离的平均值为4000nm以 下,Pd相对于Rh的质量比为0. 2至4. 9,且氧化铈-氧化锆-氧化镧-氧化钇复合氧化物 的氧化钇的含有率为质量百分比19%以下。 专利技术效果 根据本专利技术的催化剂,即使在包含磷化合物的废气中长时间被暴露后,也能够维 持较高的废气处理能力。【附图说明】 图1为对磷中毒处理后的催化剂层内的磷Ka线强度进行比较后的EPMA图。【具体实施方式】 本专利技术的废气净化用催化剂为对包含磷化合物的废气进行净化的催化剂,并且具 有催化剂层A,所述催化剂层A包括Rh、PcU氧化铈-氧化锆-氧化镧复合氧化物或氧化 铺-氧化错-氧化镧-氧化纪复合氧化物以作为催化剂活性成分。而且,Rh与Pd的、Rh 粒子与最邻近的Pd粒子的粒子间距离的平均值为4000nm以下,Pd相对于Rh的质量比为 0. 2至4. 9,并且氧化铈-氧化锆-氧化镧-氧化钇复合氧化物中的氧化钇的含有率为质量 百分比19%以下。具有这种结构的本专利技术的废气净化用催化剂,即使在被暴露于包含磷化 合物的废气中之后,也能够具有优异的催化剂性能(中毒耐性)以及优异的高温耐久性,进 而能够高效地对来自内燃机的废气、尤其废气中的氮氧化物(NO x)或一氧化碳(CO)进行净 化。如此,虽然本专利技术的废气净化用催化剂实现如上所述的效果的理由并不明确,但是能够 做出如下推论。另外,本专利技术并不被限定于下述推论。 在汽油车用废气净化催化剂中,流动有空燃比(Air/Fuel ratio)的过浓侧(燃料 过多)的气体和过稀侧(空气过多)的气体。然而,铑等活性金属在过浓侧有利于 净化,而在过稀侧有利于CO以及碳氢化合物(以下HC)的净化,净化与CO以及HC的 净化之间存在权衡的关系。因此,对于高效地对N0x、C0以及HC全部进行净化,有效的方法 为,将理论空燃比为14. 6左右的废气导入至催化剂中的方法或者增加理论空燃比的频度 的方法。然而,在行驶时因加速、减速或外部气温、湿度等而会使内燃机的燃烧动作发生各 种变化,从而无法向废气净化催化剂中仅供给理论空燃比的废气。相对于各种废气组成,催 化剂中的氧吸藏放出物质通过在过稀侧吸藏氧而在过浓侧放出氧,从而能够接近理论空燃 比。即,为了增加理论空燃比的频度,氧吸藏放出物质为废气净化催化剂所必须的物质。 然而,已知在氧吸藏放出物质被暴露于包含磷化合物的废气中时会形成磷酸铈 (CePO 4),而无法作为氧吸藏放出物质来发挥功能。此外,由于在催化剂被暴露于包含磷化 合物的废气中时,磷化合物在催化剂涂覆表面上蓄积,并且向催化剂层内渗透,而使耐火性 无机氧化物的细孔堵塞,因此将阻碍气体扩散性。由于当气体扩散性被阻碍时废气会变得 无法到达活性成分即Rh等,因此废气净化性能会降低。 此外,在现有的催化剂中,一般情况下,作为磷化合物的蓄积以及渗透方式,即,从 催化剂层表面向三维结构体以越靠近三维结构体而浓度分布越低的方式进行蓄积以及渗 透。换言之,越靠近催化剂层表面,磷化合物的浓度越高。虽然上述的专利文献2中所记载 的技术着眼于废气流动方向的磷化合物的蓄积以及渗透,但是从关于催化剂层的深度方向 来看,可认为与专利文献1的情况等相同,磷化合物以越靠近催化剂层表面而浓度越高的 方式存在。在这种蓄积方式中,因催化剂层表面附近的高浓度磷化合物而使向催化剂层的 深度方向的气体扩散被阻碍。 相对于这种磷本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种废气净化用催化剂,其为对包含磷化合物的废气进行净化的催化剂,所述废气净化用催化剂的特征在于,具有催化剂层A,所述催化剂层A包括Rh、Pd、氧化铈-氧化锆-氧化镧复合氧化物或氧化铈-氧化锆-氧化镧-氧化钇复合氧化物以作为催化剂活性成分,所述Rh与所述Pd的、Rh粒子与最邻近的Pd粒子的粒子间距离的平均值为4000nm以下,所述Pd相对于所述Rh的质量比为0.2至4.9,并且,所述氧化铈-氧化锆-氧化镧-氧化钇复合氧化物中的氧化钇的含有率为质量百分比19%以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:池田正宪驹田和良南茂和荻野祐司后藤秀树
申请(专利权)人:优美科触媒日本有限公司
类型:发明
国别省市:日本;JP

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