排气净化用催化剂和其制造方法技术

通过在具有氧吸放能力的氧吸放材（２０）上担载贵金属粒（３０），并在氧吸放材（２０）的表面上被覆由氧吸放材（２０）含有的金属元素的硫酸化合物形成的被覆层（４０），而得到排气净化用催化剂（１）。这样得到的排气净化用催化剂（１）可防止排气中含有的硫成分与氧吸放材（２０）反应而在氧吸放材（２０）的表面上形成新的硫酸化合物，进而可以防止因来自排气的吸附在氧吸放材表面上的硫成分而引起的排气中的硫化氢浓度一时升高。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。技术背景使用一直以来被称作"三元催化剂，，的催化剂来净化汽车等排出的气 体(排气)的方法是大家知道的。三元催化剂，通过将排气中含有的一氧化碳(CO)和烃(CH)氧化成二氧 化碳和水(水蒸气)，同时将氮的氧化物(NOx)还原成氮气(N2),从而进行排 气净化。三元催化剂一般含有(l)催化剂、(2)载体、(3)助催化剂三要素。例如， 在专利文献l(特开2001-113171号公才艮)和专利文献2(特开2002-263493号 公报)中有如下记载。(1) 催化剂是可促进排气中含有的 一氧化碳(CO)和烃(CH)的氧化反应、 以及氮的氧化物(NOx)的还原反应，而本身(外观上)没有变化的物质。催化 剂由铂(Pt)、铑(Rh)等贵金属制成。另外，由于作为催化剂的贵金属的表面 积越大，对上述反应的促进就越大(催化活性高)，所以通常使作为催化剂 的贵金属形成细微的粒状。(2) 载体是用于使作为催化剂的贵金属的粒子互相不接触而以分散状 态(催化活性高的状态)担载的结构体。载体通常由比表面积大、耐热性较 优异的三氧化二铝(入1203)等制成。(3) 助催化剂，是通过提高栽体的热稳定性，来防止在载体被置于高温 环境时(例如，汽车加速时或高速行驶等时处于高温的排气中的情况)，构 成载体的材料出现烧结(相变)而比表面积降低，并防止担载在载体表面上 的贵金属粒子彼此合并(粒子生长)，而使催化活性降低的物质。助催化剂由二氧化铈(铈的氧化物)、二氧化锆(锆的氧化物)等制成。为了通过三元催化剂有效进行排气的净化，优选使空燃比保持在理论 空燃比附近，但构成助催化剂的二氧化铈、二氧化锆具有氧储藏能力(Oxygen Storage Capacity;也称作OSC，氧吸放能力)，有助于使催化剂 附近的气氛保持在理论空燃比附近的条件。也就是说，氧吸放材通过在空燃比偏稀侧，排气中的氧气浓度变高时 吸收排气中的氧气，在空燃比偏浓侧，排气中的氧气浓度变低时向排气释 放氧气，从而来抑制构成催化剂的贵金属粒子附近的气氛中的氧气浓度变 化。专利文献1:特开2001-113171号公才艮 专利文献2:特开2002-263493号^^才艮
技术实现思路
然而，通过以往的三元催化剂来净化排气存在下面的问题。即，在发动机等内燃机的燃料(化石燃料)中通常含有硫成分，虽然微量，但该硫成分会在内燃机中燃烧产生二氧化硫(S02)。于是，在排气中会含有二氧化硫，二氧化硫与构成助催化剂的二氧化铈或二氧化锆反应形成 硫酸盐化合物(例如Ce2(S04)3)，吸附在二氧化铈或二氧化锆的表面上。 于是，在排气为高温且浓气氛时(例如，汽车加速时或爬坡等时)，此时吸附在助催化剂表面上的硫酸盐化合物与排气中含有的氬气(H2)反应，产生了具有独特(使人不快)臭味的硫化氢(H2S)，硫化氢与排气一起排出。结果存在一时间排气中的硫化氢浓度升高，排气的恶臭(使人不快的臭 味)变强的问题。本专利技术鉴于上述状况，提供了可防止因排气中的吸附在氧吸放材的表 面上的硫成分而引起的排气中的硫化氢浓度一时升高的排气净化用催化 剂、和其制造方法。本专利技术是在担载有贵金属的氧吸放材的表面被覆有硫酸化合物的排气 净化用催化剂。另外，上述硫酸化合物含有在上述氧吸放材中含有的金属元素。 另外，上述氧吸放材是由二氧化铈制成的，或是由二氧化铈与选自二 氧化锆、二氧化钛、三氧化二铝中的至少一种物质的固溶体制成的。另外，上述石危酸化合物中的^L的表面浓度比为1.5 10.0原子％。 另外，本专利技术的排气净化用催化剂的制造方法包括 将贵金属担载在具有氧吸放能力的氧吸放材上的贵金属担载工序；以及，在上述氧&改材的表面被覆硫酸化合物的硫酸化合物被覆工序。 另外，上述石危酸化合物含有在上述氧吸放材中含有的金属元素。 另外，上述氧吸放材是由二氧化铈制成的，或是由二氧化铈与选自二 氧化锆、二氧化钛、三氧化二铝中的至少一种物质的固溶体制成的。 另外，上述硫酸化合物中的硫的表面浓度比为1.5 10.0原子％。 另外，上述贵金属担载工序包括使上述氧吸放材与责金属盐水溶液接触的贵金属盐水溶液接触工序； 以及，以规定的温度和时间对上述氧吸放材进行烧成的第 一烧成工序。 另外，上述硫酸化合物被覆工序包括使上述氧吸放材与规定浓度的疏酸水溶液接触的硫酸水溶液接触工 序；以及，以规定的温度和时间对上述氧吸放材进行烧成的第二烧成工序。 另外，上述第二烧成工序包括在大气中以规定的温度和时间对上述氧吸放材进行烧成的大气烧成工 序；以及，在还原气氛中以规定的温度和时间对上述氧吸放材进行烧成的还原烧 成工序。本专利技术的排气净化用催化剂，可防止排气中的硫化氢浓度升高。 另外，通过本专利技术的排气净化用催化剂的制造方法制造的排气净化用 催化剂可防止排气中的疏化氢浓度升高。附图说明图1表示本专利技术所涉及的排气净化用催化剂的一实施方式的重要部位 的放大剖面图。图2表示本专利技术所涉及的排气净化用催化剂的制造方法的一实施方式 的流程图。图3表示排气净化用催化剂的硫化氩浓度试验的加热模式图。图4表示本专利技术涉及的排气净化用催化剂的实施方式中的被覆层的S 元素浓度、与净化后的排气中的硫化氢浓度的关系图。 符号说明1排气净化用催化剂20氧吸放材别贵金属粒(贵金属)40被覆层(硫酸化合物)具体实施方式下面，使用图l对作为本专利技术所涉及的排气净化用催化剂的一实施方 式的排气净化用催化剂1的构成进行说明。排气净化用催化剂l是用于净化排气的催化剂，主要含有载体IO、氧 吸放材20、贵金属粒30、被覆层40等。这里"排气"是指汽油、轻油等燃料经发动机等内燃机燃烧，结果产 生的气体。载体10是担载了氧吸放材20、贵金属粒30、 M层40等的结构体。 载体IO由比表面积大，耐热性较优异的三氧化二铝体1203)制成。 另外，本实施例的载体IO由三氧化二铝制成，但也可以在其它的陶资等的表面上被覆三氧化二铝而成。氧吸放材20由具有氧吸放能力的材料二氧化铈(Ce02)制成，担载在载体10的表面上。另外，本专利技术所涉及的氧吸放材并不限于本实施例的氧吸放材20那样的单一的二氧化铈，也可以是二氧化铈与选自二氧化锆(ZK)2)、 二氧化钛 (Ti02)、三氧化二铝(八1203)中的至少一种的固溶体(或混合物)。贵金属粒30由成形为粒状的铂(Pt)制成，被担载在氧吸放材20的表 面上。贵金属粒30可以促进排气中含有的一氧化碳和烃的氧化反应、以及 氮的氧化物的还原反应。另外，本专利技术所涉及的贵金属并不限定于本实施例所示的铂(Pt)，还 可以是铑(Rh)、钯(Pd)等具有催化剂功能的其它贵金属，或者是这些贵金 属中的两种以上金属的混合物。被覆层40由氧吸放材20中含有的金属元素即铈的硫酸化合物 (Ce2(S04)3)制成，用于被覆氧吸放材20的表面，特别是氧吸放材20表面 的露出部分。这里，"氧吸放材表面的露出部分"，是指氧吸放材表面的除了与贵 金属接触部分以外的其它部分(在将氧吸放材担载在载体上时，是氧吸放材 表面的除了与贵金属接触的部分和与载体接触的部分以外的其它部分)。下面，使用图2对排气净化用催化剂1的制造方法的实施例进行说明。如图2所示，排气净化用催化剂1的制造方法的实施例包括贵金属担 栽工序S1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排气净化用催化剂，其特征在于，在担载有贵金属的氧吸放材的表面被覆有硫酸化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：石井胜，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]