废气净化催化装置、废气净化系统和废气净化催化装置的劣化检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及废气净化催化装置、废气净化系统和废气净化催化装置的劣化检测方法。本发明专利技术的目的在于，提供一种废气净化能力提高了的废气净化催化装置、将其组装了的系统、和该废气净化催化装置的劣化检测方法。本发明专利技术的废气净化催化装置包含基材、形成于基材表面上的含有Pd的第一催化剂层、形成于第一催化剂层表面上的第二催化剂层。在本发明专利技术的废气净化催化装置中，在第二催化剂层中，在同一层中以混合状态含有氧化铈、Pd和Rh，在第一和第二催化剂层中，每1L基材体积的萤石型结构的氧化铈的总质量为16.0g以下，并且在第二催化剂层中，每1L基材体积的Pd的质量为0.32g以上。

Exhaust gas purification catalytic device, exhaust gas purification system and exhaust gas purification catalytic device deterioration detection method

The invention relates to an exhaust gas purification catalytic device, an exhaust gas purification system and a deterioration detection method for an exhaust gas purification catalytic device. The object of the present invention is to provide an exhaust gas purification capability, an improved exhaust gas purification catalytic device, a system assembled thereof, and a deterioration detection method for the exhaust gas purification catalytic device. The waste gas purification catalytic device of the invention comprises a base material, a first catalyst layer containing Pd on the surface of the base material, and a second catalyst layer formed on the surface of the first catalyst layer. In an exhaust gas purification catalyst device, in second in the catalyst layer, in the same layer in a mixed state containing cerium oxide, Pd and Rh, in the first and second in the catalyst layer, the total mass of cerium oxide fluorite type structure of each volume of the 1L substrate is below 16.0g, and in second in the catalyst layer the quality of each 1L, Pd of the volume of the substrate is more than 0.32g.

【技术实现步骤摘要】
废气净化催化装置、废气净化系统和废气净化催化装置的劣化检测方法
本专利技术涉及废气净化催化装置、废气净化系统和废气净化催化装置的劣化检测方法。
技术介绍
车辆(例如汽车)的废气含有一氧化碳(CO)、烃(HC)、氮氧化物(NOx)和粒子状物质(PM)等成分。这些废气中的成分成为环境污染(例如大气污染、光化学烟雾、酸雨等环境污染)的原因，因此汽车废气的排放量在各国受到限制。为了抑制该废气中的成分被排放到大气中，开发了各种催化装置。另外，已知具备了这些催化装置的废气净化系统。作为该废气净化系统的例子，已知的有：沿着从发动机排出的废气的排气通路，将启动转换器(SC：StartConverter)型催化装置、NOx吸留还原(NSR：NOxStorageReduction)型催化装置和选择催化还原(SCR：SelectiveCatalyticReduction)型催化装置按该顺序配置了的废气净化系统。该系统甚至在废气以浓气氛、化学计量气氛和稀气氛变化的情况下，也能有效净化一氧化碳等上述成分。予以说明，浓气氛、化学计量气氛和稀气氛分别是指空燃比为不足理论空燃比、理论空燃比和超过理论空燃比的气氛。例如，在浓气氛时，在废气中存在较多的还原剂(例如CO、HC)，在稀气氛时，在废气中存在较多的氧化剂(例如NOx)，在化学计量气氛时，上述氧化剂和氧化剂以化学当量存在。存在使这样的系统和该系统中所包含的启动转换型催化装置的废气净化能力进一步提高的余地。专利文献1的废气净化用催化装置包含：含有作为载体的氧吸留材料和Pd的第一催化剂层；以及形成于该第一催化剂层表面上的含有作为载体的氧吸留材料、Pd和Rh的第二催化剂层。另外，在该废气净化用催化装置中，这些第一和第二催化剂层中所含有的Pd的至少一部分载持于氧吸留材料。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2013-136032号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在专利文献1的废气净化用催化装置中，记载了如下主题：在第二催化剂层中所含有的Pd的量较多的情况下，Pd与Rh进行合金化，从而Rh的NOx净化能力下降。因此，本专利技术的目的在于，提供一种废气净化能力提高了的废气净化催化装置、组装了该废气净化催化装置的废气净化系统、以及该废气净化催化装置的劣化检测方法。用于解决课题的手段本专利技术人发现，通过以下手段，能解决上述课题。<1>废气净化催化装置，其是包含基材、形成于所述基材表面上的含有Pd的第一催化剂层、和形成于所述第一催化剂层表面上的第二催化剂层的废气净化催化装置，其中，在所述第二催化剂层中，在同一层中以混合状态含有氧化铈、Pd和Rh，在所述第一和第二催化剂层中，每1L所述基材体积的萤石型结构的氧化铈的总质量为16.0g以下，并且在所述第二催化剂层中，每1L所述基材体积的Pd的质量为0.32g以上。<2>上述<1>项中记载的废气净化催化装置，其中，在所述第二催化剂层中，所述Pd的一部分或全部载持于所述氧化铈。<3>上述<1>或<2>项中记载的废气净化催化装置，其中，所述第二催化剂层还含有氧化铝，在所述第二催化剂层中，所述Pd的一部分或全部载持于所述氧化铝。<4>上述<1>至<3>项的任一项中记载的废气净化催化装置，其中，在所述第一和第二催化剂层中，每1L所述基材体积的萤石型结构的氧化铈的总质量为0.0g以上。<5>上述<1>至<4>项的任一项中记载的废气净化催化装置，其中，在所述第二催化剂层中，每1L所述基材体积的Pd的质量为0.64g以下。<6>废气净化系统，其是包含排出废气的内燃机、对所述废气进行处理的第一催化装置、和对在所述第一催化装置中被处理了的所述废气进行处理的第二催化装置的废气净化系统，其中，所述第一催化装置为<1>至<5>项的任一项中记载的废气净化催化装置，所述第二催化装置为选自三元催化装置、NOx吸留还原型催化装置和选择催化还原型催化装置的催化装置。<7>上述<6>项中记载的废气净化系统，其还包含对在所述第二催化装置中被处理了的所述废气进行处理的第三催化装置，所述第三催化装置为选自三元催化装置、NOx吸留还原型催化装置和选择催化还原型催化装置的催化装置。<8>上述<7>项中记载的废气净化系统，其中，所述第二催化装置为NOx吸留还原型催化装置，所述第三催化装置为选择催化还原型催化装置。<9>上述<6>至<8>项的任一项中记载的废气净化系统，其中，所述内燃机为稀燃发动机。<10>废气净化催化装置的劣化检测方法，其是对上述<6>至<9>项的任一项中记载的废气净化系统中所述第一催化装置的劣化进行检测的方法，该方法包括：向所述第一催化装置供给浓气氛的废气，其后，向所述第一催化装置供给氧浓度为1％～2％范围的稀气氛的废气，评价在供给所述稀气氛的废气期间在所述第一催化装置中被消耗的氧量。<11>上述<10>项中记载的废气净化催化装置的劣化检测方法，所述浓气氛的气体的空燃比为12.5～13.7的范围。专利技术效果根据本专利技术，能提供一种废气净化能力提高了的废气净化催化装置、组装了该废气净化催化装置的废气净化系统、和该废气净化催化装置的劣化检测方法。附图说明图1是关于对废气净化催化装置的劣化进行检测的本专利技术的方法，示出了从发动机排出的废气的空燃比(A/F)与时间的关系的示意图。图2是示出对废气净化催化装置的劣化进行检测的本专利技术的方法的一实施方式的流程图。图3是关于例A1～例A3的废气净化催化装置，示出催化剂温度(℃)和稀气氛下的HC净化率(％)的关系的图。图4是关于例B1～例B7的废气净化催化装置的第二催化剂层中所含有的Pd和Rh，Pd的质量相对于Rh的质量的比例(质量比)与稀气氛下的HC净化率(％)的关系的图。图5是关于例B1～例B7的废气净化催化装置的第二催化剂层中所含有的Pd和Rh，Pd的质量相对于Rh的质量的比例(质量比)与浓气氛下的NOx净化率(％)的关系的图。图6是例C1和例C2的废气净化催化装置的示意图。图7是例C3的废气净化催化装置的示意图。图8是示出了例C1～例C3的废气净化催化装置在稀气氛下的HC净化率(％)的图。图9是示出了在氧消耗量检测试验中，浓气氛的废气的空燃比为12.5时的例C1～例C3的废气净化催化装置的氧消耗量(归一化)的图。图10是示出了在氧消耗量检测试验中，浓气氛的废气的空燃比为13.7时的例C1～例C3的废气净化催化装置的氧消耗量(归一化)的图。图11是示出了在氧消耗量检测试验中，浓气氛的废气的空燃比为13.7时的例C1～例C3的废气净化催化装置的CO生成量(mg)的图。附图标记说明100,200废气净化催化装置110,210基材120,220第一催化剂层130,230第二催化剂层231上游部232下游部具体实施方式以下，详细说明本专利技术的实施方式。予以说明，本专利技术不限于以下的实施方式，可在本专利技术的主旨的范围内进行各种变形来实施。另外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
废气净化催化装置，其是包含基材、形成于所述基材表面上的含有Pd的第一催化剂层、和形成于所述第一催化剂层表面上的第二催化剂层的废气净化催化装置，其中，在所述第二催化剂层中，在同一层中以混合状态含有氧化铈、Pd和Rh，在所述第一和第二催化剂层中，每1L所述基材体积的萤石型结构的氧化铈的总质量为16.0g以下，并且在所述第二催化剂层中，每1L所述基材体积的Pd的质量为0.32g以上。

【技术特征摘要】
2016.02.12 JP 2016-0253671.废气净化催化装置，其是包含基材、形成于所述基材表面上的含有Pd的第一催化剂层、和形成于所述第一催化剂层表面上的第二催化剂层的废气净化催化装置，其中，在所述第二催化剂层中，在同一层中以混合状态含有氧化铈、Pd和Rh，在所述第一和第二催化剂层中，每1L所述基材体积的萤石型结构的氧化铈的总质量为16.0g以下，并且在所述第二催化剂层中，每1L所述基材体积的Pd的质量为0.32g以上。2.权利要求1所述的废气净化催化装置，其中，在所述第二催化剂层中，所述Pd的一部分或全部载持于所述氧化铈。3.权利要求1或2所述的废气净化催化装置，其中，所述第二催化剂层还含有氧化铝，在所述第二催化剂层中，所述Pd的一部分或全部载持于所述氧化铝。4.权利要求1至3的任一项所述的废气净化催化装置，其中，在所述第一和第二催化剂层中，每1L所述基材体积的萤石型结构的氧化铈的总质量为0.0g以上。5.权利要求1至4的任一项所述的废气净化催化装置，其中，在所述第二催化剂层中，每1L所述基材体积的Pd的质量为0.64g以下。6.废气净化系统，其是包含排出废气的内燃机、对所述废气进行处理的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：信川健，泽田和也，小里浩隆，
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