用于稀燃发动机的排气净化催化剂制造技术

本发明专利技术的目的在于，提供一种具有充分的NOX净化性能的用于稀燃发动机的排气净化催化剂。本发明专利技术的用于稀燃发动机的排气净化催化剂通过包含贵金属以及氧化铈的催化剂成分被负载在三维结构体上而构成。在催化剂整体中，氧化铈的负载量为每一升催化剂140～300g/L，并且，在催化剂整体中，氧化铈相对于全部涂布量的比例为质量百分比50～98％。而且，氧化铈的质量百分比50％以上被包含在与贵金属相同的催化剂层中，并且被包含在该催化剂层中的贵金属的量相对于被包含在该催化剂层中的氧化铈的量在质量百分比0.1％以上。

【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用于稀燃发动机的排气净化催化剂。更加详细而言，本专利技术涉及一种在对汽油稀燃发动机、柴油发动机等稀燃的内燃机的排气中所包含的碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOX)等进行净化的排气净化催化剂中，尤其用于使NOX的净化性能提高的技术。
技术介绍
大气中的NOX成为光化学烟雾或酸雨的原因。因此，作为NOX产生源之一的来自具备内燃机的汽车等的NOX的排放成为社会性的问题。因此，在如下的方向上不断探讨，即，今后关于NOX的排出量要严格地执行法规管制。然而，已知如下的情况，即，虽然柴油发动机或汽油稀燃发动机在耗油率方面有利，但由于是使与理论空燃比相比较稀的(过稀)混合气体进行燃烧的稀薄燃烧(稀燃)，因此当燃烧温度成为高温时大量含有的空气中的氮与氧将发生反应等，从而NOX的产生量较多。此外，由于在过稀气氛下在排气中也包含较多的氧，因此难以充分地对NOX进行还原处理。一直以来，提出了各种NOX净化技术。例如，提出了如下的NOX吸留处理方法，即，在过稀气氛时将NOX吸留到催化剂中，之后利用发动机控制而导入CO或HC，以便临时地设为还原气氛(过浓气氛)，从而对吸留的NOX进行净化(专利文献1)。另外，作为弥补NOX吸留处理方法的缺点的技术，提出了如下的方法，即，在排气流的上游侧配置对HC、CO进行氧化的催化剂，并且在下游侧设置NOX净化催化剂(专利文献2)。此外，公开了如下的技术，即，为了有效地利用排气中所包含的氢(H2),而在排气流的上游侧选择性地对HC、CO进行净化，并且使用剩余的H2而在下游侧对NOX进行净化。而且，还提出了如下的技术，即，将氨等还原剂主动地导入排气中而对NOX进行净化的技术(专利文献3)。此外，公开了尤其在低温条件下的运转区域中具有较高的NOX净化性能的排气净化催化剂(专利文献4)。此外，公开了对具有NOX吸附能力的氧化铈(氧化铈(Ⅳ)；CeO2)与具有HC吸附能力的沸石进行
组合而具有较高的NOX净化性能的排气净化催化剂(专利文献5)。此外，公开了为了抑制由SOX而引起的中毒，而在最表层上设置了仅由氧化铈组成的层的三层涂层的排气净化催化剂(专利文献6)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001-248471号公报专利文献2：日本特开2001-123827号公报专利文献3：日本特开2006-326437号公报专利文献4：日本特开2009-22821号公报(美国专利申请公开第2010/0204036号说明书)专利文献5：日本特开2001-219070号公报专利文献6：日本特开平11-156159号公报(欧洲专利申请公开第0905354号说明书)
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，近几年，要求更高的NOX净化效率。因此，本专利技术的目的在于，提供一种具有充分的NOX净化性能的用于稀燃发动机的排气净化催化剂。用于解决课题的方法本专利技术的专利技术者们为了解决上述课题而进行了认真研究后惊人地发现，通过将与现有的排气净化催化剂相比较大量的氧化铈与贵金属一起负载在同一催化剂层上，从而NOX净化效率显著地提高，由此完成了本专利技术。即，本专利技术的用于稀燃发动机的排气净化催化剂通过包含贵金属以及氧化铈的催化剂成分被负载在三维结构体上而构成。在催化剂整体中，氧化铈的负载量为每1L(升)催化剂140～300g/L，并且，在催化剂整体中，氧化铈相对于全部涂布量的比例为质量百分比50～98％。而且，特征在于，氧化铈的质量百分比50％以上被包含在与贵金属相同的催化剂层中，被包含在该催化剂层中的贵金属的量相对于被包含在该催化剂层中的氧化铈的量在质量百分比0.1％以上。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种具有充分的NOX净化性能的用于稀燃发动机的排气净化催化剂。附图说明图1为表示对于实施例以及比较例的用于稀燃发动机的排气净化催化剂，在催化剂入口温度500℃、空间速度65000h-1的条件下进行了常态评价时的平均NOX净化率(％)的图表。图2为表示对于实施例以及比较例的用于稀燃发动机的排气净化催化剂，在催化剂入口温度450℃、空间速度150000h-1的条件下进行了常态评价时的平均NOX净化率(％)的图表。图3为表示对于实施例以及比较例的用于稀燃发动机的排气净化催化剂，在催化剂入口温度250℃、空间速度40000h-1的条件下进行了常态评价时的平均NOX净化率(％)的图表。图4为表示对于实施例以及比较例的用于稀燃发动机的排气净化催化剂，在催化剂入口温度300℃、空间速度65000h-1的条件下进行了常态评价时的平均NOX净化率(％)的图表。图5为表示对于实施例以及比较例的用于稀燃发动机的排气净化催化剂，在催化剂入口温度450℃、空间速度170000h-1的条件下进行了常态评价时的平均NOX净化率(％)的图表。具体实施方式以下，虽然对本专利技术的实施的方式进行说明，但本专利技术并不仅限定于如下方式。另外，在本说明书中，也将“用于稀燃发动机的排气净化催化剂”简称为“催化剂”。此外，本说明书中的“A～B”表示“A以上到B”，“C以及/或D”表示C以及D中的任意一方或双方。此外，在本说明书中，“质量”与“重量”作为同义词而使用。只要没有特别地进行记载，则在本说明书中所列举的各种物性是指通过后文所述的实施例中所记载的方法而测定出的值。＜排气净化催化剂＞本专利技术的一个方式所涉及的用于稀燃发动机的排气净化催化剂通过包含贵金属以及氧化铈的催化剂成分被负载在三维结构体上而构成。在催化剂整体中，氧化铈的负载量为，每一升催化剂140～300g/L，并且，在催化剂整体中，氧化铈相对于全部涂布量的比例为质量百分比50～98％。而且，特征在于，氧化铈的质量百分比50％以上被包含在与贵金属相同的催化剂层中，被包含在该催化剂层中的贵金属的量相对于被包含在该催化剂层中的氧化铈的量在质量百分比0.1％以上。具有这样的结构的本专利技术的用于稀燃发动机的排气净化催化剂具有优异的NOX净化性能。尤其是，本专利技术的催化剂即使在现有的催化剂无法发挥充分的NOX净化性能的柴油发动机或汽油稀燃发动机等的过稀气氛、高温域或低温域的排气、高空间速度(高SV)条件下，也能够发挥较高的NOX净化性能。虽然如上文所述那样本专利技术的用于稀燃发动机的排气净化催化剂起到上述的效果的理由不明确，但本专利技术的专利技术者们推测为是基于以下的机制。另外，本专利技术并不被下述的机制所限定。即，本专利技术的催化剂的特征在于，使大量的氧化铈与贵金属一起负载在同一催化剂层上，认为通过采用这样的结构，从而排气中所包含的碳链较长的高沸点碳氢化合物与氧化铈自身具有的氧以贵金属为催化剂而被分解(部分氧化)为碳链更短的烯烃类。推测为，由于该碳链较短的烯烃作为NOX的还原反应中的还原剂而发挥功能，因此NOX净化性能得到提高。因此，即使在现有的催化剂无法充分的发挥NOX净化性能的柴油发动机或汽油稀燃发动机等的过稀气氛、高温域或低温域的排气、高空间速度(高SV)条件下，也能够发挥优异的NOX净化性能。以下，对于本专利技术的用于稀燃发动机的排气净化催化剂，针对每个结构要素而详细地进行说明。[催化剂成分]本专利技术的用于稀燃发动机的排气净化催化剂中，作为催化剂成分，必须含有贵金属以及氧化铈，而且，可以根据需要而含有助催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于稀燃发动机的排气净化催化剂，其通过包含贵金属以及氧化铈的催化剂成分被负载在三维结构体上而构成，其中，在催化剂整体中，所述氧化铈的负载量为每一升催化剂140～300g/L，并且，在催化剂整体中，所述氧化铈相对于全部涂布量的比例为质量百分比50～98％，所述氧化铈的质量百分比50％以上被包含在与所述贵金属相同的催化剂层中，被包含在该催化剂层中的所述贵金属的量相对于被包含在该催化剂层中的所述氧化铈的量在质量百分比0.1％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.22 JP 2014-0098101.一种用于稀燃发动机的排气净化催化剂，其通过包含贵金属以及氧化铈的催化剂成分被负载在三维结构体上而构成，其中，在催化剂整体中，所述氧化铈的负载量为每一升催化剂140～300g/L，并且，在催化剂整体中，所述氧化铈相对于全部涂布量的比例为质量百分比50～98％，所述氧化铈的质量百分比50％以上被包含在与所述贵金属相同的催化剂层中，被包含在该催化剂层中的所述贵金属的量相对于被包含在该催化剂层中的所述氧化铈的量在质量百分比0.1％以上。2.如权利要求1所述的用于稀燃发动机的排气净化催化剂，其中，所述催化剂成分还包含助催化剂，该助催化剂包含选自碱金属、碱土金属、稀土(但是除了铈)以及镁中的至少一种元素。3.如权利要求2所述的用于稀燃发动机的排气净化催化剂，其中，所述助催化剂包含选自钠、钾、钡、锶、镧以及镁中的至少一种元素。4.如权利要求1至3中任意一项所述的用于稀燃发动机的排气净化催化剂，其中，所述贵金属包含选自钯、铂以及铑中的至少一种。5.如权利要求1至4中任意一项所述的用于稀燃发动机的排气净化催化剂，其中，所述催化剂成分还包含至少一种耐火性无机氧化物。6.如权利要求1至5中任意一项所述的用于稀燃发动机的排气净化催化剂，其中，在所述三维结构体上依次层叠有第一催化剂层和第二催化剂层，所述第一催化剂层以及所述第二催化剂层中的至少一方包含所述催化剂成分。7.如权利要求6所述的用于稀燃发动机的排气净化催化剂，其中，所述第一催化剂层以及所述第二催化剂层均包含所述催化剂成分。8.一种用于稀燃发动机的排气净化催化剂的制造方法，其为权利要求1至7中任意一项所述的用于稀燃发动机的排气净化...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅野高弘，半沢公也，林嘉行，
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