废气净化催化剂用载体和废气净化催化剂制造技术

本发明专利技术为了提供新的催化剂载体，提出了一种废气净化催化剂用载体。所述新的催化剂载体在负载Pd作为催化剂活性成分的情况下，能够有效抑制由于废气中的硫(S)成分而导致的Pd的催化剂性能下降。所述废气净化催化剂用载体具有硼酸铝颗粒，所述硼酸铝颗粒在利用压汞测孔仪测定的对数微分空隙容积分布中在空隙容积径为20nm～100nm的范围具有强度最高的峰(微孔峰)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及废气净化催化剂和用于该废气净化催化剂的废气净化催化剂用载体，所述废气净化催化剂能够用于净化从二轮汽车或四轮汽车等的内燃机排出的废气。
技术介绍
在以汽油为燃料的汽车等的内燃机的废气中含有烃(THC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)等有害成分，因此需要使用氧化还原反应同时净化各种有害成分并进行排气。例如需要使烃(THC)发生氧化而转化为水和二氧化碳，使一氧化碳(CO)发生氧化而转化为二氧化碳，使氮氧化物(NOx)发生还原而转化为氮，从而进行净化。作为用于处理这种来自内燃机的废气的催化剂(以下称作“废气净化催化剂”)，使用可以对CO、THC和NOx进行氧化还原的三元催化剂(ThreeWayCatalysts：TWC)。作为这种三元催化剂，已知组合Pt、Pd、Rh等贵金属与氧化铝、二氧化铈、氧化锆或它们的复合氧化物，并涂布于陶瓷或金属等蜂窝基材上而成的三元催化剂。近年来，作为贵金属的Pt、Rh的价格高涨，因此开发了使用比较便宜的Pd作为催化剂活性成分的废气净化用催化剂(参考例如专利文献1、2、3)。作为催化剂活性成分的贵金属与蜂窝基材的结合力并不强，此外，蜂窝基材本身的比表面积也并不大，因此即使想要在蜂窝基材上直接负载贵金属，也难以高分散地负载充足的负载量。因此，为了使充足量的催化剂活性成分高分散地负载于蜂窝基材的表面，进行了使贵金属负载于具有高比表面积的颗粒状的催化剂载体。作为这种废气净化催化剂用载体(也称为“催化剂载体”或“载体”)，已知例如由二氧化硅、氧化铝、二氧化钛化合物等耐火性无机氧化物构成的多孔质颗粒。最近，公开了使用硼酸铝作为催化剂载体的技术。例如专利文献4中公开了下述技术：通过使催化剂成分负载于包含粉状体的压粉体上，来实现气体扩散性的提高，所述压粉体利用硼酸铝晶须覆盖外侧，其内部形成有中空部。但是，上述硼酸铝晶须为针状，因此比表面积小，存在耐久后的贵金属的凝集不可避免这样的耐久性的问题。因此，专利文献5(日本特开2012-16685号公报)记载的专利技术提出了一种废气净化用催化剂，作为高温耐久后的废气净化性能优异，贵金属、特别是Pd的分散度优异的废气净化用催化剂，其包含载体和负载于该载体上Pd，该载体包含经La2O3修饰的以式9Al2O3·2B2O3表示的硼酸铝，该La2O3的量以硼酸铝的质量为基准为0.3～2质量％。此外，专利文献6(日本特开2013-075286号公报)记载的专利技术提出了一种废气净化用催化剂以及废气净化用催化剂构成体，作为储氧能力优异、且高温耐久后的废气净化性能、特别是富集区域处的NOX净化性能优异的废气净化用催化剂，其包含载体和负载于该载体上的Pd，该载体包含硼酸铝中的铝原子的2.5～11.5at％被Fe、Co、Ga或Ni置换的置换硼酸铝。所述废气净化用催化剂构成体包含由陶瓷或金属材料构成的催化剂支撑体和负载于该催化剂支撑体上的上述废气净化用催化剂的层。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平06-099069号公报专利文献2：日本特开平07-171392号公报专利文献3：日本特开平08-281071号公报专利文献4：日本特开2002-370035号公报专利文献5：日本特开2012-16685号公报专利文献6：日本特开2013-075286号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题对于催化剂活性成分中的Pd，已知由于废气中所含的硫(S)成分，催化剂性能易下降。因此，提高催化剂活性成分中的Pd的耐硫性，成为开发废气净化催化剂时的大问题。本专利技术着眼于使用硼酸铝作为催化剂载体的技术，同时提供新的催化剂载体和使用该催化剂载体的废气净化催化剂，其中，在负载有贵金属、特别是Pd作为催化剂活性成分的情况下，能够有效抑制由于废气中所含的硫(S)成分而导致的该贵金属的催化剂性能下降。用于解决课题的手段本专利技术提出了含有硼酸铝颗粒的废气净化催化剂用载体，所述硼酸铝颗粒在利用压汞测孔仪测定的对数微分空隙容积分布中在空隙容积径为20nm～100nm的范围具有强度最高的峰(也称为“微孔峰”)。专利技术效果本专利技术提出的废气净化催化剂用载体适度地具有较大的空隙，耐硫性优异，因此即使负载贵金属、特别是Pd作为催化剂活性成分的情况下，也能够有效地抑制由于废气中所含的硫(S)成分而导致的该贵金属的催化剂性能下降。此外，与由氧化铝构成的废气净化催化剂用载体相比，含有硼酸铝颗粒的废气净化催化剂用载体的表面羟基少，并且表面酸性度强，因此还具有耐受由于硫(S)成分等酸性物质而导致的中毒的特征。附图说明图1为实施例1和2中得到的负载有Pd的硼酸铝粉末的微孔分布图。具体实施方式接着，基于实施方式例，对本专利技术进行说明。其中，本专利技术并不限于下面说明的实施方式。<本催化剂>作为本专利技术实施方式的一例的废气净化催化剂(以下称为“本催化剂”)为含有催化剂载体(以下称为“本催化剂载体”)和负载于该催化剂载体的催化剂活性成分的组合物，可以根据需要含有OSC材料等助催化剂、稳定剂和其它成分。<本催化剂载体>对于本催化剂，含有硼酸铝颗粒作为本催化剂载体很重要。其中，本催化剂载体可以仅由硼酸铝颗粒构成，此外，也可以含有除了硼酸铝颗粒以外的其它载体颗粒作为催化剂载体。(本硼酸铝颗粒)本催化剂含有的硼酸铝颗粒(称为“本硼酸铝颗粒”)在利用压汞测孔仪测定的对数微分空隙容积分布中在空隙容积径为20nm～100nm的范围具有强度最高的峰(也称为“微孔峰”)很重要。即，本硼酸铝颗粒的对数微分空隙容积分布可以具有一个峰，且该峰存在于空隙容积径为20nm～100nm的范围，此外，可以具有两个以上的峰，其中，强度最高的峰、即峰的高度最高的峰存在于空隙容积径为20nm～100nm的范围。本硼酸铝颗粒的微孔峰存在于空隙容积径小于20nm的范围时，由于硫成分的蓄积，空隙易闭塞，空隙内的活性点难以发挥功能，因此催化剂活性成分的催化剂活性易下降。与此相对，该微孔峰存在于空隙容积径为20nm以上的范围时，不仅不易产生由于硫成分的蓄积而导致的空隙的闭塞，而且即使在硫成分吸附的情况下，也容易立刻脱附，因此耐硫性优异。由此，即使为负载贵金属、特别是Pd作为催化剂活性成分的情况下，也能够有效抑制由于废气中所含的硫(S)成分而导致的该贵金属的催化剂性能下降。另一方面，以微孔峰存在于空隙容积径为100n本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废气净化催化剂用载体，其含有硼酸铝颗粒，所述硼酸铝颗粒在利用压汞测孔仪测定的对数微分空隙容积分布中在空隙容积径为20nm～100nm的范围具有强度最高的峰，该强度最高的峰也称为“微孔峰”。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.31 JP 2013-2268731.一种废气净化催化剂用载体，其含有硼酸铝颗粒，所述硼酸铝颗粒在利用压
汞测孔仪测定的对数微分空隙容积分布中在空隙容积径为20nm～100nm的范围具有
强度最高的峰，该强度最高的峰也称为“微孔峰”。
2.如权利要求1所述的废气净化催化剂用载体，其中，空隙容积径为20nm～
70nm的空隙在空隙容积径为10nm～1000nm的空隙中占有50％以上。
3.如权利要求1或2所述的废气净化催化剂用载体，其中，所述硼酸铝颗粒含
有镧(La)。
4.如权利要求1～3中任一项所述的废气净化催化剂用载体，其中，所述硼酸铝
颗粒中，铝(Al)的含量相对于硼(B)的含量的质量比例、即Al/B质...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿部晃，佐藤隆广，法师人央记，永尾有希，中原祐之辅，
申请(专利权)人：三井金属矿业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP