废气净化用催化剂制造技术

本发明专利技术所涉及的废气净化用催化剂具有基材(10)和形成在该基材(10)的表面的催化剂涂层(30)。催化剂涂层(30)形成为具有上下层的叠层结构。上层(40)是不含Pd的无Pd层，下层(50)是含有Pd的含Pd层。在下层(50)中，将从废气净化用催化剂(100)的废气入口侧的端部起向着废气出口侧直至上述废气净化用催化剂的长度的20％的区域以每份5％四等分时，最上游侧的1/4的第一区域(52A)中的Pd的含量A、下游侧的1/4的第二区域(52B)中的Pd的含量B和下游侧的1/4的第三区域(52C)中的Pd的含量C的关系满足A＞B＞C。

Catalyst for exhaust gas purification

The catalyst for the exhaust gas purification of the present invention has a base material (10) and a catalyst coating (30) formed on the surface of the base material (10). The catalyst coating (30) is formed into a laminated structure with an upper layer and a lower layer. The upper layer (40) is a Pd free layer without Pd, and the lower layer (50) is a Pd containing Pd layer. In the lower layer (50), from the exhaust gas purification catalyst (100) at the end of the entrance side of the exhaust gas outlet toward the side until the catalyst for exhaust gas purification of the length of the 20% area to 5% per four parts, the first region upstream of the 1/4 (52A) in the second region of Pd the content of A and the downstream side of the 1/4 (52B) third area content of B and downstream of Pd in 1/4 (52C) C content in Pd A > B > C meet.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】废气净化用催化剂
本专利技术涉及废气净化用催化剂。详细而言，涉及具有基材和形成在该基材的表面的催化剂涂层的废气净化用催化剂。其中，本国际申请主张基于2015年2月4日提出的日本专利申请第2015－20435号的优先权，该申请的全部内容在本说明书中作为参照而引入。
技术介绍
为了净化从汽车发动机等内燃机排出的废气，经常利用含有Pt(铂)、Pd(钯)和Rh(铑)的贵金属中的至少一种的三元催化剂。在这种三元催化剂的一种典型结构中，在高耐热性陶瓷基材的表面形成包含氧化铝的催化剂涂层，在该催化剂涂层中载持有Pt、Pd和Rh的贵金属中的一种或两种以上。在这些贵金属中，Pd和Pt主要有助于一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)的净化性能，Rh主要有助于NOx的净化性能(还原净化能力)。因此，通过将Pd或Pt与Rh并用，能够更有效地将废气中的有害成分一次性净化。另外，为了进一步提高净化性能，已开发了如下的催化剂：不将贵金属催化剂全部载持于一个载体层，而是将催化剂涂层形成为至少具有上下两层的叠层结构，分别分开地将Pd载持在一个层并将Rh载持在另一个层。例如，专利文献1公开了在蜂窝状载体的整体涂敷Pd层、并在该Pd层上涂敷Rh层而形成的废气净化用催化剂。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009－50789号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，通常在发动机启动时等废气温度尚低的情况下，由于废气净化用催化剂未充分预热，因此，存在催化剂的净化性能下降的倾向。另外，低温的废气中含有大量作为燃料的未燃物质的有害成分。因此，在发动机启动时等废气温度为低温的情况下，要求快速地使催化剂的温度上升、使催化剂活化。另外，在废气被净化的过程中，有时经由在燃料过浓状态下生成的氨等而生成作为温室效应气体之一的一氧化二氮(N2O)。N2O显示比CO2更高的地球温暖化效应，因此，近年来已成为排出气体限制的对象。也就是说，需求抑制N2O的产生并能够发挥良好的预热性能的废气净化用催化剂。本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其主要目的在于提供一种抑制N2O的产生并能够发挥良好的预热性能的废气净化用催化剂。用于解决课题的方法为了解决上述课题，本专利技术的专利技术人进行了潜心研究，结果，想到通过在具有含Pd层的废气净化用催化剂中，使Pd的浓度从废气净化用催化剂的废气入口侧的端部起向着废气出口侧形成梯度，能够提高催化剂的预热性能，进一步发现通过将上述含Pd层配置在下层、将无Pd层配置在上层，能够有效地抑制N2O的产生，从而完成了本专利技术。即，本专利技术所提供的废气净化用催化剂是配置在内燃机的排气通路内、对从该内燃机排出的废气进行净化的废气净化用催化剂，具有基材和形成在该基材的表面的催化剂涂层。上述催化剂涂层形成为叠层结构，该叠层结构具有将接近上述基材表面的层作为下层、将相对远离上述基材表面的层作为上层的上下层。上述上层是不含Pd的无Pd层，上述下层是含有Pd的含Pd层。并且，在上述下层中，将从上述废气净化用催化剂的废气入口侧的端部起向着废气出口侧直至上述废气净化用催化剂的长度的20％的区域以每份5％四等分时，最上游侧的1/4的第一区域中的Pd的含量A、与该第一区域邻接的下游侧的1/4的第二区域中的Pd的含量B和与该第二区域邻接的下游侧的1/4的第三区域中的Pd的含量C的关系满足A＞B＞C。在上述结构的废气净化用催化剂中，在下层中，Pd的含量随着从废气净化用催化剂的废气入口侧的端部向废气出口侧而减少。这样一来，通过从废气净化用催化剂的废气入口侧的端部向着废气出口侧减少Pd的含量，催化剂的预热性能(即，将废气净化用催化剂升温的性能)有效地提高。因此，即使在发动机刚启动后等的低温状态下也能够迅速升温至催化剂的活性温度而表现出高的催化活性，能够将废气中的有害成分良好地净化。另外，若Pd的含量偏集于废气入口侧(上游侧)，则容易在废气被净化的过程中生成一氧化二氮(N2O)，但根据本专利技术的结构，通过在含有Pd的含Pd层(下层)之上配置不含Pd的无Pd层(上层)，能够抑制N2O的生成。因此，根据本专利技术，能够提供一种抑制N2O的产生并能够发挥良好的预热性能的最佳的废气净化用催化剂。在优选的一个方式中，上述第一区域是从上述废气净化用催化剂的废气入口侧的端部起向着废气出口侧直至最多5mm的区域，上述第二区域是与上述第一区域邻接的下游侧的直至最多5mm的区域，上述第三区域是与上述第二区域邻接的下游侧的直至最多5mm的区域。这样，能够更好地发挥上述效果。在这里所公开的废气净化用催化剂的优选的一个方式中，将上述下层所含的Pd的全部质量设为100质量份时，上述第一区域中的Pd的含量A比上述第二区域中的Pd的含量B大5质量份以上。这样，能够适当地发挥第一区域中的Pd的含量A大于第二区域中的Pd的含量B所带来的效果(例如，预热性能提高效果)。在这里所公开的废气净化用催化剂的优选的一个方式中，将上述下层所含的Pd的全部质量设为100质量份时，上述第二区域中的Pd的含量B比上述第三区域中的Pd的含量C大1质量份以上。这样，能够适当地发挥第二区域中的Pd的含量B大于第三区域中的Pd的含量C所带来的效果(例如，预热性能提高效果)。在这里所公开的废气净化用催化剂的优选的一个方式中，将上述下层所含的Pd的全部质量设为100质量份时，上述第一区域中的Pd的含量A和上述第二区域中的Pd的含量B的合计为20质量份以上(例如20质量份以上98质量份以下)。利用这样的结构，在下层中，上游侧的第一区域和第二区域中的Pd的含量与其以外的区域中的Pd的含量的比率处于合适的平衡，因此，能够适当地发挥增加第一区域和第二区域中的Pd的含量所带来的预热性能提高效果，并能够更好地提高下层整体的净化性能(例如OSC)。在这里所公开的废气净化用催化剂的优选的一个方式中，与上述第三区域邻接的最下游侧的1/4的第四区域中的Pd的含量D满足A＞B＞C≥D的关系。这样，通过从废气净化用催化剂的废气入口侧的端部向着废气出口侧使Pd的含量缓慢地减少，催化剂的预热性能进一步提高。在这里所公开的废气净化用催化剂的优选的一个方式中，将上述下层所含的Pd的全部质量设为100质量份时，上述第一区域中的Pd的含量A、上述第二区域中的Pd的含量B、上述第三区域中的Pd的含量C和上述第四区域中的Pd的含量D的合计为35质量份以上99质量份以下。利用这样的结构，在下层中，从废气入口侧的端部起向着废气出口侧直至废气净化用催化剂的长度的20％的区域中的Pd的含量与其以外的下游侧区域中的Pd的含量的比率处于合适的平衡，因此，能够适当地发挥预热性能提高效果，并能够更好地提高下层整体的净化性能(例如OSC)。在这里所公开的废气净化用催化剂的优选的一个方式中，上述下层在从上述废气净化用催化剂的废气入口侧的端部起向着废气出口侧直至上述废气净化用催化剂的长度的至少15％的区域中，以Pd的浓度从废气入口侧的端部向着废气出口侧连续下降的方式形成浓度梯度。通过形成这样的Pd的浓度梯度，能够更有效地提高催化剂的预热性能。在这里所公开的废气净化用催化剂的优选的一个方式中，上述上层以上述下层不在上述催化剂涂层的表面露出的方式覆盖上述下层整体。这样，通过用上层(无Pd层)将下层(含Pd层)整体覆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废气净化用催化剂，其配置于内燃机的排气通路内，对从该内燃机排出的废气进行净化，该废气净化用催化剂的特征在于：具有基材和形成在该基材表面的催化剂涂层，所述催化剂涂层形成为叠层结构，该叠层结构具有将接近所述基材表面的层作为下层、将相对远离所述基材表面的层作为上层的上下层，所述上层是不含Pd的无Pd层，所述下层是含有Pd的含Pd层，在所述下层中，将从所述废气净化用催化剂的废气入口侧的端部起向着废气出口侧直至所述废气净化用催化剂的长度的20％的区域以每份5％四等分时，最上游侧的1/4的第一区域中的Pd的含量A、与该第一区域邻接的下游侧的1/4的第二区域中的Pd的含量B和与该第二区域邻接的下游侧的1/4的第三区域中的Pd的含量C的关系满足A＞B＞C。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.04 JP 2015-0204351.一种废气净化用催化剂，其配置于内燃机的排气通路内，对从该内燃机排出的废气进行净化，该废气净化用催化剂的特征在于：具有基材和形成在该基材表面的催化剂涂层，所述催化剂涂层形成为叠层结构，该叠层结构具有将接近所述基材表面的层作为下层、将相对远离所述基材表面的层作为上层的上下层，所述上层是不含Pd的无Pd层，所述下层是含有Pd的含Pd层，在所述下层中，将从所述废气净化用催化剂的废气入口侧的端部起向着废气出口侧直至所述废气净化用催化剂的长度的20％的区域以每份5％四等分时，最上游侧的1/4的第一区域中的Pd的含量A、与该第一区域邻接的下游侧的1/4的第二区域中的Pd的含量B和与该第二区域邻接的下游侧的1/4的第三区域中的Pd的含量C的关系满足A＞B＞C。2.如权利要求1所述的废气净化用催化剂，其特征在于：所述第一区域是从所述废气净化用催化剂的废气入口侧的端部起向着废气出口侧直至最多5mm的区域，所述第二区域是与所述第一区域邻接的下游侧的直至最多5mm的区域，所述第三区域是与所述第二区域邻接的下游侧的直至最多5mm的区域。3.如权利要求1或2所述的废气净化用催化剂，其特征在于：将所述下层所含的Pd的全部质量设为100质量份时，所述第一区域中的Pd的含量A比所述第二区域中的Pd的含量B大5质量份以上。4.如权利要求1～3中任一项所述的废气净化用催化剂，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐藤良典，小里浩隆，坂神新吾，镇西勇夫，吉田健，青木悠生，
申请(专利权)人：株式会社科特拉，丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP