排气净化用催化剂制造技术

本发明专利技术的目的是提供耐久性提高了的排气净化用催化剂。本发明专利技术涉及一种排气净化用催化剂，其具有基材和形成于该基材上的二层结构的催化剂涂层，所述催化剂涂层由排气流动方向的上游侧的上游部和下游侧的下游部构成，在所述下游部的一部分之上形成有所述上游部的一部分或全部，所述下游部包含通过透过型电子显微镜观察而测定出的平均粒径为1.0nm以上且2.0nm以下、并且粒径的标准偏差σ为0.8nm以下的Rh微粒。的Rh微粒。的Rh微粒。

【技术实现步骤摘要】
排气净化用催化剂


[0001]本专利技术涉及排气净化用催化剂。

技术介绍

[0002]在从汽车等的内燃机排出的排气中，包含一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)等有害成分，这些有害成分由排气净化用催化剂净化后向大气中放出。以往，该排气净化用催化剂使用了同时进行CO、HC的氧化和NOx的还原的三元催化剂，作为三元催化剂，广泛地使用采用铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)等贵金属作为催化剂金属的催化剂。
[0003]近年来，排气限制变得严格，另一方面，从资源风险的观点来看，要求使在排气净化用催化剂中使用的贵金属量减少。在贵金属中，Rh承担NOx还原活性，通过将Rh高活性化，能够期待应对排气限制并降低贵金属量。
[0004]作为在排气净化用催化剂中使贵金属的使用量降低的一个方法，已知将贵金属作为微细的粒子担载在载体上来利用的方法。例如，在专利文献1中公开了一种催化剂的制造方法，包括以下工序：使氧化物载体担载贵金属粒子来制成贵金属担载催化剂；和在还原气氛中将贵金属担载催化剂加热处理从而将贵金属的粒径控制为规定的范围。在专利文献1的实施例中记载了：能够将氧化物载体上的贵金属粒子的粒径控制为2.8nm以上且3.8nm以下的范围。
[0005]另外，在专利文献2中公开了一种催化剂的制造方法，具有以下工序：对于使氧化物载体担载贵金属微粒而成的催化剂，使还原剂作用来使小粒径的贵金属微粒粗大化，从而使该贵金属微粒的最小粒径成为1nm以上。在专利文献2的实施例中记载了：能够将氧化物载体上的贵金属微粒的粒径控制为3.0nm以上且4.1nm以下。
[0006]另外，也进行着用于最大限度地发挥催化剂的效果的催化剂金属的添加位置的研究。例如，在专利文献3中公开了一种排气净化用催化剂，其具有构成下层和上层的二层结构的催化剂涂层，所述下层形成于载体基材的表面且担载了铑，所述上层形成于该下层的表面且至少担载了铂，上层的铂，越是排气上游侧就越高浓度地被担载，下层的铑，越是排气下游侧就越高浓度地被担载。
[0007]但是，在使用了控制了粒径的Rh微粒的以往的催化剂中，存在以下情况：Rh微粒在催化剂反应中聚集而劣化，催化剂的耐久性不充分。若能够使催化剂的耐久性提高，则能够有效活用Rh，因此能够降低贵金属量。另外，在使用了控制了粒径的Rh微粒的以往的催化剂中，关于用于最大限度地发挥其效果的添加位置没有充分地研究。
[0008]在先技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特开2016
‑
147256号公报
[0011]专利文献2：日本特开2007
‑
38085号公报
[0012]专利文献3：日本特开2009
‑
273986号公报

技术实现思路

[0013]如前所述，在使用了控制了粒径的Rh微粒的以往的排气净化用催化剂中，在催化剂的耐久性及用于最大限度地发挥其效果的添加位置方面存在改善的余地。因而，本专利技术的目的是提供耐久性提高了的排气净化用催化剂。
[0014]本专利技术人对用于解决上述课题的手段进行了各种研究，结果发现：通过在催化剂涂层的下游部中使用将平均粒径及粒径的标准偏差σ控制为特定的范围的Rh微粒，能够使排气净化用催化剂的耐久性提高，从而完成了本专利技术。
[0015]即，本专利技术的主旨如下。
[0016](1)一种排气净化用催化剂，具有基材和形成于该基材上的二层结构的催化剂涂层，
[0017]所述催化剂涂层由排气流动方向的上游侧的上游部和下游侧的下游部构成，在所述下游部的一部分之上形成有所述上游部的一部分或全部，
[0018]所述下游部包含通过透射型电子显微镜观察而测定出的平均粒径为1.0nm以上且2.0nm以下、并且粒径的标准偏差σ为0.8nm以下的Rh微粒。
[0019](2)根据上述(1)所述的排气净化用催化剂，所述下游部中的所述Rh微粒的含量相对于基材容量为0.01g/L以上且0.7g/L以下。
[0020](3)根据上述(1)或(2)所述的排气净化用催化剂，所述下游部还包含具有氧吸藏能力的OSC材料，所述下游部中的所述OSC材料的重量比例为5重量％以上且55重量％以下。
[0021](4)根据上述(1)～(3)的任一项所述的排气净化用催化剂，所述上游部包含作为催化剂金属的Pt。
[0022]通过本专利技术，能够提供耐久性提高了的排气净化用催化剂。
附图说明
[0023]图1是示出本专利技术的排气净化用催化剂的第1实施方式的截面示意图。
[0024]图2是示出本专利技术的排气净化用催化剂的第2实施方式的截面示意图。
[0025]图3是示出实施例1及比较例1～4的催化剂的浓气氛的NOx净化率的曲线图。
[0026]图4是示出下游部的Rh微粒的添加量与浓气氛的NOx净化率的关系的曲线图。
[0027]图5是示出实施例4及比较例7、8的催化剂的浓气氛的NOx净化率的曲线图。
[0028]图6是示出下游部的OSC材料的重量比例与浓气氛的NOx净化率的关系的曲线图。
[0029]附图标记说明
[0030]10
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排气净化用催化剂
[0031]11
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基材
[0032]12
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上游部
[0033]13
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下游部
[0034]14
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催化剂涂层
[0035]20
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排气净化用催化剂
[0036]21
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基材
[0037]22
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上游部
[0038]23
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下游部
[0039]24
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催化剂涂层
具体实施方式
[0040]以下，对本专利技术的优选的实施方式进行详细说明。
[0041]本专利技术的排气净化用催化剂，具有基材和形成于该基材上的催化剂涂层。催化剂涂层具有由排气流动方向的上游侧的上游部和下游侧的下游部构成的二层结构，在下游部的一部分之上形成有上游部的一部分或全部。即，下游部具有未被上游部被覆的单层部分。
[0042]图1示出本专利技术的排气净化用催化剂的第1实施方式。如图1所示，排气净化用催化剂10具有基材11和形成于基材11上的二层结构的催化剂涂层14。催化剂涂层14由上游部12和下游部13构成，在下游部13的一部分之上形成有上游部12的一部分。在图1中，箭头表示排气流动方向。在该结构的排气净化用催化剂中，排气首先通过上游部12，排气中的有害成分的一部分由上游部12净化。其后，排气通过包含Rh微粒的下游部13，因此能够为了NOx的净化而有效活用Rh，催化剂的NOx净化能力提高，能够降低Rh的使用量。
[0043]在此，关于催化剂涂层，上游部从排气流动方向的上游侧端面起形成于规定的范围。在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种排气净化用催化剂，具有基材和形成于该基材上的二层结构的催化剂涂层，所述催化剂涂层由排气流动方向的上游侧的上游部和下游侧的下游部构成，在所述下游部的一部分之上形成有所述上游部的一部分或全部，所述下游部包含通过透射型电子显微镜观察而测定出的平均粒径为1.0nm以上且2.0nm以下、并且粒径的标准偏差σ为0.8nm以下的Rh微粒。2.根据权利要求1所述的排气...

【专利技术属性】
技术研发人员：岛野纪道，白川翔吾，三浦真秀，镇西勇夫，仲东圣次，二桥裕树，富樫广美，相川智将，内藤功，
申请(专利权)人：株式会社科特拉，
类型：发明
国别省市：