本发明专利技术提供具有与以往同等水平的催化活性的排气净化用催化剂和排气净化用蜂窝催化剂结构体，本发明专利技术的排气净化用催化剂是抑制了昂贵的贵金属的用量，特别是不使用Ｐｔ、并且不含有昂贵的稀土类元素的低成本的三元催化剂。本发明专利技术的排气净化用催化剂是含有担载了贵金属Ｐｄ或Ｒｈ中的一种或两种的氧化物Ｍ（Ｃｏ↓［１－ｙ］Ｆｅ↓［ｙ］）Ｏ↓［３－δ］（Ａ）和担载了贵金属Ｐｄ或Ｒｈ中的一种或两种的活性氧化铝（Ｂ）的排气净化用催化剂，其中，Ｍ实质上是选自Ｂａ或Ｓｒ中的元素的组合，ｙ为０～１，δ是为满足电荷中性条件而决定的值。本发明专利技术还涉及将上述排气净化用催化剂洗涂到陶瓷或金属的蜂窝上而成的排气净化用蜂窝催化剂结构体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对燃烧排气中的一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和未 燃烃(HC)进行净化的催化剂和蜂窝催化剂结构体。特别是涉及对从汽车 发动机等内燃机排出的一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和未燃烃(HC ) 进行净化的催化剂和蜂窝催化剂结构体。
技术介绍
从汽车发动机等内燃机排出的气体中含有CO、 NOx、 HC， 一般地人 们已知将它们转化成二氧化碳(C02)、氮(N2)、水(H20),使CO、 NOx和HC的排出量降低的催化技术。这样的催化技术不仅针对来自内燃 机的排气，对于其他的燃烧排气也可被利用。同时地净化汽车排气中的CO、 NOx、 HC的三元催化剂，广泛地使用 了将Pt、 Pd、 Rh等贵金属组合的催化剂。这些贵金属担载于作为微粒子 的活性氧化铝(Y-氧化铝、p-氧化铝、5C-氧化铝、Tl-氧化铝、&-氧化铝、k-氧化铝、e-氧化铝、无定形氧化铝等)系氧化物粒子的表面上，进而洗涂 到金属或陶瓷的蜂窝上而被使用。三元催化剂虽然在理论空燃比附近有效地发挥作用，但为了扩大其有 效地作用的空燃比范围(窗)，使之含有铈氧化物等氧吸藏材料来提高催 化性能。例如，日本特开昭54-159391号公报公开了在贵金属/活性氧化铝 系氧化物催化剂中适量添加二氧化铈的方法。利用二氧化铈赋予氧吸藏能 力使催化性能提高，但没有达到贵金属量的削减。另外，作为二氧化铈以外的氧化物，也研究了复合氧化物，特别是研 究了含有稀土类元素的钙钛矿(Perovskite)结构的复合氧化物。例如，在日本特开2005-205280号公报中，以提高三元催化剂的活性为目的，公开 了在含有La的LaAl^Mx03 ( M: 1 ~ 5族、12 ~ 14族的元素)的钩钛矿 型复合氧化物上担载了 Pd的催化剂。另外，在日本特开2006-36558号公 报中，同样地为了得到高的催化活性，公开了使(La，Sr) Fe03、 ( La，Sr ) Mn03之类的含有稀土类元素的钙钛矿型复合氧化物上担栽贵金属元素的 方案。此外，也研究了上述(La，Sr) Fe03、 ( La，Sr) Mn03的组成和添 加元素，谋求改善其耐久性和耐热性(日本特开2003-175337号公报)。 此外，为了提高贵金属的催化活性的耐久性，还公开了贵金属Rh进入钙 钛矿型晶格中的La (Fe，Rh) 03等的复合氧化物(日本特开2004-41866 号//^艮、特开2004-41867号公^L)。如以上所述，钩钛矿型复合氧化物能 够选择多种的元素，但为了有效地提高三元催化剂的催化性能，La等稀土 类元素是必需的。日本特开2005-66559号公报公开了 将不含稀土类元素的AMxOy( A: 碱金属或碱土类金属，M: Fe、 Co或Ni)复合氧化物，特别是尖晶石型 AMxOy复合氧化物与贵金属组合，对除去柴油机等的排气中的微粒子状碳 物质和氮氧化物有效，但没有教导如汽油机等的排气净化那样，能够同时 地净化CO、 HC和NOx的作为三元催化剂的性能。
技术实现思路
现有的三元催化剂，为了高效率地净化排气中的CO、 HC和NOx，使 用了以Pt为主的贵金属(除了 Pt以外，还使用Rh、 Pd)。这样，虽然当 大量地使用贵金属时催化性能提高，但成本也同时地上升。即，在汽车等 的发动机系统的价格构成中，排气净化转化器占的比例增大。因此，如上 所述研究了将钙钛矿型复合氧化物与贵金属组合来提高三元催化剂的性 能。然而，迄今所研究的钙钛矿型复合氧化物，必须有昂贵的稀土类元素， 不能使排气净化转化器的成本降低，这是个问题。另外，虽然使用含有稀 土类元素的钙钛矿型复合氧化物，催化性能得到提高，但由此未必可使贵 金属用量减少到降低排气净化转化器的成本的程度，这是现状。另外，虽然如上述的日本特开2005-66559号公报所述，不含有稀土类 元素的复合氧化物也作为排气净化催化剂进行了开发，但是是除去柴油机 等的排气中的微粒子状碳物质和氮氧化物的排气净化催化剂，作为同时地 净化排气中的CO、 HC和NOx的三元催化剂，即使与贵金属组合也得不 到充分的催化活性。可推测对于上述复合氧化物而言，微粒子状碳物质的 氧化、NOx的吸附蓄积、吸附NOx的还原分解全部在一个氧化物的表面上 发生。然而，根据本专利技术者的详细研究可知，在一个催化剂表面上同时地 承担氧化反应和还原反应这两种反应是极难的，若使某一方的催化活性提 高，则另一方的催化活性就不能充分提高，还知道上述AMxOy原样地作为 三元催化剂使用时，不能将CO、 HC和NOx全部同时地净化。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供具有与以往同等水平 的催化活性的排气净化用催化剂和排气净化用蜂窝催化剂结构体，所述排 气净化用催化剂是抑制昂贵的贵金属的用量，特别是不使用Pt、并且不含 有昂贵的稀土类元素的低成本的三元催化剂。本专利技术者们发现，通过将担载了不含Pt的贵金属的复合氧化物和担载 了不含Pt的贵金属的活性氧化铝组合，可呈现在各自的单质的催化活性以 上的较高的催化活性，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的要旨如下(1) 一种排气净化用催化剂，其特征在于，含有担载了贵金属Pd或 Rh中的一种或两种的氧化物M (CoHFey) 03_8(式中，M实质上是选自 Ba或Sr中的元素的组合，y为0 1, 3是为满足电荷中性条件而决定的 值)(A)、和担载了贵金属Pd或Rh中的一种或两种的活性氧化铝(B)。(2) 如上述(1)所述的排气净化用催化剂，其特征在于，担载于上 述氧化物(A)上的贵金属为Pd，担载于上述活性氧化铝(B)上的贵金 属为Rh。(3) 如上述(1)或(2)所述的排气净化用催化剂，其特征在于，上 述担载了贵金属的氧化物M (C0l_yFey) 03-s (A)和活性氧化铝(B)，以 A/B的质量比计为0.1 ~ 10。(4) 如上述(1)所述的排气净化用催化剂，其特征在于，上述y的 值为0.2 ~1。(5) —种排气净化用蜂窝催化剂结构体，其特征在于，是将上述(1) ~ (4 )的任一项所述的排气净化用催化剂洗涂到陶瓷或金属的蜂窝上而成。(6) 如上述(5)所述的排气净化用蜂窝催化剂结构体，其特征在于， 上述蜂窝的气体入口側的排气净化用催化剂的A/B质量比Rl和气体出口 侧的排气净化用催化剂的A/B质量比R2，以Rl/R2比计，大于1但在100 以下。(7) 如上述(5)所述的排气净化用蜂窝催化剂结构体，其特征在于， 上述A/B质量比为Rl的上述排气净化用催化剂的涂布量从蜂窝的气体入 口侧向气体出口侧倾斜地减少，上述A/B质量比为R2的排气净化用催化 剂的涂布量从蜂窝的气体出口侧向气体入口侧倾斜地减少，并且R1/R2比 大于l但在100以下。(8) —种排气净化用蜂窝催化剂结构体，其特征在于，是在陶瓷或金 属的蜂窝的气体入口侧洗涂担载了贵金属Pd或Rh中的 一种或两种的氧化 物M (C0l-yFey) 03-S (式中，M实质上是选自Ba或Sr中的元素的組合， y为0 1, 3是为满足电荷中性条件而决定的值)(A)，在上述蜂窝的气 体出口侧洗涂担载了贵金属Pd或Rh中的一种或两种的活性氧化铝(B) 而成。(9) 如上述(8)所述的排气净化用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种排气净化用催化剂，其特征在于，含有担载了贵金属Ｐｄ或Ｒｈ中的一种或两种的氧化物Ｍ（Ｃｏ↓［１－ｙ］Ｆｅ↓［ｙ］）Ｏ↓［３－δ］（Ａ）和担载了贵金属Ｐｄ或Ｒｈ中的一种或两种的活性氧化铝（Ｂ），其中，Ｍ实质上是选自Ｂａ或Ｓｒ中的元素的组合，ｙ为０～１，δ是为满足电荷中性条件而决定的值。
【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：上村贤一，平野兼次，杉浦勉，左近正，绀谷省吾，
申请(专利权)人：新日铁高新材料株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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