废气净化催化剂及其制造方法技术

一种废气净化催化剂，具有下层和上层，所述下层包含氧化铈系氧化物粒子，所述上层包含金属氧化物粒子和担载于该金属氧化物粒子的贵金属，所述废气净化催化剂的特征在于，所述下层中的Rh的含量为0.25g/L以下，通过扫描型电子显微镜观察得到的所述下层中包含的氧化铈系氧化物粒子的粒径分布具有第1峰和第2峰，所述第1峰在0.90～6.50μm的区域具有峰顶，所述第2峰在9.50～34.0μm的区域具有峰顶。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】废气净化催化剂及其制造方法
本专利技术涉及废气净化催化剂及其制造方法。
技术介绍
作为用于处理汽车等的废气的废气净化催化剂，已知使贵金属担载于无机氧化物而形成的三元催化剂。三元催化剂作为能够将碳化氢(HC)、氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)同时有效除去的催化剂广泛使用。以三元催化剂为代表的废气净化催化剂大多含有NOx的净化活性优异的铑(Rh)。废气净化催化剂的废气除去性能，在空燃比为14.6附近的理论空燃比(所谓的“理论配比”)时效率最好。但是，汽车常常并不会以理论配比附近的空燃比行驶。已知通过发动机的控制使空燃比变动，与此相伴废气组成(气氛)发生变化的情况下，有废气净化性能降低的倾向。因此，为了缓和废气的气氛变动，使废气净化催化剂含有具备吸藏、释放氧的功能的氧化铈成分。尤其是已知以氧化铈-氧化锆系复合氧化物(CZ)的形态含有该氧化铈成分的废气净化催化剂。例如，专利文献1中作为废气净化催化剂记载了在粒径不同的多种CZ粒子上担载有Rh的催化剂。上述专利文献1的技术，通过并用大的CZ粒子和小的CZ粒子，得到小粒子进入大粒子间的间隙的形态，使粒子彼此和粒子-基材之间的接触面积增大，由此防止催化剂层从基材剥离(图1)。然而，以往如上所述的废气净化催化剂中的催化剂层，其自身形成于不具备废气净化性能的基材、例如堇青石制的蜂窝基材上。但是近年来，提出了在由无机氧化物粒子构成的基材上担载贵金属的废气净化催化剂(专利文献2)。在先技术文献专利文献1：日本特开2011-212641号公报专利文献2：日本特开2015-85241号公报
技术实现思路
对于车辆而言，低油耗的趋势越来越强烈。因此，进行怠速停止、燃料切断等用于低燃料消耗的车辆控制。另一方面，各国的废气监管标准逐年变得越来越严格。因此，低燃料消耗控制的车辆例如需求废气净化催化剂能够应对在怠速停止或燃料切断后再加速时的从稀气氛到浓气氛的气氛剧变。但是，车辆的废气中的气氛变化，不仅是上述那样的从稀到浓的变化，也会根据道路状况、交通状况等发生各种情况。因此，需要废气净化催化剂能够进行与车辆实际可能遇到的各种状况相对应的气氛调整。鉴于以上现状而完成的本专利技术的目的是提供一种废气(特别是NOx)净化性能优异、能够应对以各种方式变化的废气气氛的废气净化催化剂及其制造方法。本专利技术的主旨如下。[1]一种废气净化催化剂，具有下层和上层，所述下层包含氧化铈系氧化物粒子，所述上层包含金属氧化物粒子和担载于该金属氧化物粒子的贵金属，所述废气净化催化剂的特征在于，所述下层中的Rh的含量为0.25g/L以下，通过扫描型电子显微镜观察得到的所述下层中包含的氧化铈系氧化物粒子的粒径分布具有第1峰和第2峰，所述第1峰在0.90～6.50μm的区域具有峰顶，所述第2峰在9.50～34.0μm的区域具有峰顶。[2]根据[1]所述的废气净化催化剂，所述上层中的金属氧化物粒子是平均粒径为0.75μm～5.5μm的氧化铈系氧化物粒子。[3]根据[1]或[2]所述的废气净化催化剂，所述上层中包含的贵金属是Rh。[4]根据[1]～[3]的任一项所述的废气净化催化剂，所述下层还包含Pd。[5]根据[4]所述的废气净化催化剂，所述Pd担载于属于所述第1峰的氧化铈系氧化物粒子。[6]根据[1]～[5]的任一项所述的废气净化催化剂，所述下层形成在基材上。[7]根据[1]～[5]的任一项所述的废气净化催化剂，所述下层构成基材的一部分，在该基材上具有所述上层。[8]一种废气净化催化剂的制造方法，其特征在于，包括在基材上形成下层的工序和形成上层的工序，所述下层包含第1氧化铈系氧化物粒子和第2氧化铈系氧化物粒子，在通过扫描型电子显微镜观察得到的粒径分布中，所述第1氧化铈系氧化物粒子在0.90～6.50μm的区域具有峰顶，所述第2氧化铈系氧化物粒子在9.50～34.0μm的区域具有峰顶，所述上层包含金属氧化物粒子和担载于该金属氧化物粒子的贵金属。[9]一种废气净化催化剂的制造方法，其特征在于，包括形成基材的工序和在所述基材上形成上层的工序，所述上层包含金属氧化物粒子和担载于该金属氧化物粒子的贵金属，所述基材的一部分或全部由包含第1氧化铈系氧化物粒子和第2氧化铈系氧化物粒子的下层构成，在通过扫描型电子显微镜观察得到的粒径分布中，所述第1氧化铈系氧化物粒子在0.90～6.50μm的区域具有峰顶，所述第2氧化铈系氧化物粒子在9.50～34.0μm的区域具有峰顶。根据本专利技术，提供废气、特别是NOx的净化性能优异、能够应对以各种方式变化的废气气氛的废气净化催化剂及其制造方法。附图说明图1是用于说明专利文献1记载的催化剂的结构的概略图。图2是用于说明本专利技术的废气净化催化剂的结构的概略图。图3是用于说明本专利技术的废气净化催化剂的实施方式的一例的概略图。图4是用于说明本专利技术的废气净化催化剂的实施方式的另一例的概略图。具体实施方式以下，对本专利技术进行详细说明。本专利技术的废气净化催化剂具有下层和上层，所述下层包含氧化铈系氧化物粒子，所述上层包含金属氧化物粒子和担载于该金属氧化物粒子的贵金属。下层的氧化铈系氧化物粒子包含在0.90～6.50μm的区域具有粒径分布的峰顶的小粒径的第1氧化铈系氧化物粒子、和在9.50～34.0μm的区域具有粒径分布的峰顶的大粒径的第2氧化铈系氧化物粒子。下层中的Rh的含量为0.25g/L以下。本专利技术的废气净化催化剂可以在基材上具有上述下层和上层，也可以由下层构成基材的一部分，在该基材上具有上层。在下层构成基材的一部分的情况下，该下层可以构成基材的壁面。本专利技术的废气净化催化剂中，上层是指在认为废气流直接接触的表面为最上而确定上下方向时，位于废气净化催化剂的上侧的层。下层是指该上下关系中位于比上层靠下侧的层。例如具有基材的废气净化催化剂，可以在基材之“上”具有下层，在该下层之“上”具有上层。图2～图4示出用于说明本专利技术的废气净化催化剂的结构的概念图。图2的废气净化催化剂具有下层和上层，所述下层包含氧化铈系氧化物粒子，所述上层包含金属氧化物粒子和担载于该金属氧化物粒子的贵金属。下层包含小粒径的第1氧化铈系氧化物粒子和大粒径的第2氧化铈系氧化物粒子。上层包含担载有作为贵金属的Rh的作为金属氧化物粒子的氧化铈系氧化物粒子。图3是图2中的下层和上层配置于基材上的情况的一例。该情况的下层和上层可以分别为涂布层。图4是图2中的下层构成基材的一部分的情况的一例。该情况的上层可以为涂布层。本专利技术的废气净化催化剂，通过上述结构，废气(特别是NOx)净化性能优异，能够应对以各种方式变化的废气气氛。本专利技术并不拘束于特定的理论，本专利技术的催化剂具有的优异效果的作用机制推测如下。本专利技术的废气净化催化剂中，存在于上层的金属氧化物粒子(例如氧化铈系氧化物粒子)所担载的贵金属作为废气净化的活性点发挥作用。该上层能够取得例如与公知的废气净化催化剂类似的结构，因此在气氛为理论配比附近的通常运转时，发挥与公知的废气净化催化剂同样的功能。但是，在浓且高温条件下的高负荷运转时，仅依靠上层的公知催化剂，氧供给量不足，难以有效缓和气氛。但是，本专利技术的废气净化催化剂，在下层存在大粒径的氧化铈系氧化物粒子，因此即使在高负荷运转时也能够长时间释放氧。在该下层释放的氧被供给到上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废气净化催化剂，具有下层和上层，所述下层包含氧化铈系氧化物粒子，所述上层包含金属氧化物粒子和担载于该金属氧化物粒子的贵金属，所述下层中的Rh的含量为0.25g/L以下，通过扫描型电子显微镜观察得到的所述下层中包含的氧化铈系氧化物粒子的粒径分布具有第1峰和第2峰，所述第1峰在0.90～6.50μm的区域具有峰顶，所述第2峰在9.50～34.0μm的区域具有峰顶。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.25 JP 2016-0347891.一种废气净化催化剂，具有下层和上层，所述下层包含氧化铈系氧化物粒子，所述上层包含金属氧化物粒子和担载于该金属氧化物粒子的贵金属，所述下层中的Rh的含量为0.25g/L以下，通过扫描型电子显微镜观察得到的所述下层中包含的氧化铈系氧化物粒子的粒径分布具有第1峰和第2峰，所述第1峰在0.90～6.50μm的区域具有峰顶，所述第2峰在9.50～34.0μm的区域具有峰顶。2.根据权利要求1所述的废气净化催化剂，所述上层中的金属氧化物粒子是平均粒径为0.75μm～5.5μm的氧化铈系氧化物粒子。3.根据权利要求1或2所述的废气净化催化剂，所述上层中包含的贵金属是Rh。4.根据权利要求1～3的任一项所述的废气净化催化剂，所述下层还包含Pd。5.根据权利要求4所述的废气净化催化剂，所述Pd担载于属于所述第1峰的氧化铈系氧化物粒子。6.根据权利要求1～5的任一项所述的废气净化催化剂，所述下层形成在基材上。...

【专利技术属性】
技术研发人员：三隅宝，松枝悟司，
申请(专利权)人：株式会社科特拉，
类型：发明
国别省市：日本,JP