用于净化废气的催化剂１０，其包含基体１２，和在所述基体１２上的第一催化剂层１４、第二催化剂层１６以及扩散阻挡层１８，所述第一催化剂层１４包含负载Ｐｔ或Ｐｄ的基于氧化铈－氧化锆的复合载体，所述第二催化剂层１６包含负载Ｒｈ的含有氧化锆作为主要组分的载体，所述扩散阻挡层１８置于所述第一催化剂层１４和所述第二催化剂层１６之间并且包含电负性低于Ｃｅ的金属氧化物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于废气净化的催化剂，所述催化剂除去从内燃机 中排出的废气中的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物。
技术介绍
作为用于机动车废气净化的催化剂，常规上一直釆用通过氧化一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)以及同时减少氮氧化物(NOx)而净化废气 的三元催化剂。例如，众所周知的三元催化剂包含由堇青石制成的耐热基体和由氧化铝制成并形成在所述基体上的涂层。贵金属催化剂例 如铂(Pt)、钯(Pd)和铑(Rh)负载在所述涂层上。另一方面，在将机动车用催化剂暴露于高温(约IOOO'C)废气下时所 述催化剂的失活问题是由于作为活性点的原子例如P t或Rh的移动产生 的固溶体。为此，已经提出了一种催化剂，其中载体提供给各种类型的 金属并由二元涂层构成。作为使用Pt、 Pd和Rh的用于废气净化的催化剂，日本技术申 请公开(JP-Y) No. 4-51864公开了一种用于废气处理的催化剂，其包含 蜂窝状基体和负栽在所述蜂窝状基体上的两层(上层和下层)或更多层， 其中一层负载铈(Ce)和铂(Pt)，另一层负载Rh和Zr。另外，日本专利申请(JP-A) No. 9-925 >^开了一种用于废气净化的 NOx催化剂，其中将Pt/氧化铝、氧化铈(或BaO、 La203)、 Rh/氧化铝 和Co/氧化铝从内到外按顺序涂在氧化铝颗粒载体上，所述催化剂表现 出极好的NOx净化性能。此外，JP-A No. 2003-117393 乂>开了一种催化剂，其包含负载Rh 的颗粒和由氧化铝载体组成的颗粒，后者负载Pt并涂有氧化铈(-氧化锆 复合氧化物)。
技术实现思路
然而，如同上述描述中所列的催化剂，甚至在含Pt或Rh的层被分 成两层或更多层的催化剂的情况下，当将含Pt层和含Rh层彼此靠近布置时，由于在高温时所述层间的Pt等的移动，产生了Pt和Rh的固溶 体。此外，如同用于废气净化的NOx催化剂，甚至在具有含Pt层、含 Rh层和置于所述含Pt层和所述含Rh层之间的含氧化铈等的层的催化 剂的情况下，不能完全防止所述层之间的Pt和Rh的移动。因此，产生 了难于长期保持初始性能的问题。为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种用于废气净化的催化 剂，其中可以防止高温时层间催化剂金属的移动，并且可以长期保持初 始性能。本专利技术的第一方面是提供一种用于废气净化的催化剂，其包含基 体；和在所述基体上的至少第一催化剂层，其包含负载Pt或Pd的基 于氧化铈-氧化锆的复合载体；第二催化剂层，其包含负栽Rh的含有氧 化锆作为主要组分的载体；和扩散阻挡层，其置于所述第一催化剂层和 所述第二催化剂层之间并包含电负性低于Ce的金属氧化物。在本专利技术的用于废气净化的催化剂中，将包含电负性低于Ce的金 属氧化物的扩散阻挡层置于包含Pt或Pd的第一催化剂层和包含Rh的 第二催化剂层之间。因此，本专利技术的用于废气净化的催化剂能够通过扩 散阻挡层捕获移动的Pt和Pd原子。此外，本专利技术的用于废气净化的催 化剂可以防止第一层和第二层之间的Pt和Pd原子的移动，而不降低催 化剂的活性，甚至在高温时也是如此。这被认为是因为联合使用了作为第 一催化剂层载体的基于氧化铈-氧化锆的复合载体、作为第二催化剂层的含有氧化锆作为主要组分的载 体和包含电负性低于Ce的金属氧化物的扩散阻挡层，防止了 Pt原子等 的移动。在本文中，"含有氧化锆作为主要组分的基体"是指包含60质量％ 或更多的氧化锆的基体。"电负性低于Ce的金属氧化物"是指其电负性比Ce的电负性相对低 的金属氧化物。例如，如果Ce的电负性为约1.0~1.2，则合适的金属 氧化物的电负性的值应该比Ce的低。此外，本专利技术中的扩散阻挡层不 包含金属原子(但是，由在所述层之间的移动产生的金属原子除外)。在本专利技术的用于废气净化的催化剂中，优选扩散阻挡层包含氧化铈和氧化镧中的至少一种。此外，扩散阻挡层的厚度优选为20nm~50nm。此外，使用SEM(扫 描电子显微镜)等观察本专利技术的用于废气净化的催化剂的截面，以测量 每个层的厚度。附图说明图1A是用于表示本专利技术的用于废气净化的催化剂的结构的示意性 截面图；和图1B是用于表示本专利技术的用于废气净化的催化剂的结构的示意性 截面图。具体实施例方式在下文中将参照附图描述本专利技术的用于废气净化的催化剂。图1A 和1B是用于表示本专利技术的用于废气净化的催化剂的结构的示意性截面 图。如图1A所示，本专利技术的用于废气净化的催化剂10包含基体12和 在所述基体12上的至少第一催化剂层14(其中，Pt(铂)或Pd(钯)负载在 基于氧化铈-氧化锆的复合载体上)、第二催化剂层16(其中，Rh(铑)负载 在含有氧化锆作为主要组分的载体上)和置于所述第一催化剂层14和所 述第二催化剂层16之间的扩散阻挡层18，所述扩散阻挡层18包含电负 性低于Ce(铈)的金属氧化物。本专利技术的用于废气净化的催化剂10可以具有将第一催化剂层14、 扩散阻挡层18和第二催化剂层16按此顺序堆叠到基体12上的结构， 如图1A所示，或者可以具有将第二催化剂层16、扩散阻挡层18和第 一催化剂层14按此顺序堆叠到基体12上的结构，如图1B所示。第一催化剂层14是包含负载Pt或Pd的基于氧化铈-氧化锆的复合 载体的层。特别地，基于氧化铈-氧化锆的复合载体可以使用氧化铈和 氧化锆的固溶体，其中所述固溶体包含50质量％或更多的氧化铈，并 且优选包含至少一种或更多种的选自碱土金属和稀土金属的添加剂。此 外，基于氧化铈-氧化锆的复合载体的形状没有限制。例如，可以使用 基于氧化铈-氧化锆的复合载体的颗粒。从活性贡献率的观点出发，相对于基于氧化铈-氧化锆的复合载体， 负载在基于氧化铈-氧化锆的复合载体上的Pt或Pd的量优选为0.1 ~ 10 质量％,更优选相对于基于氧化铈-氧化锆的复合栽体为0.1~5质量％。此外，用在本专利技术的用于废气净化的催化剂中的贵金属催化剂优选为 Pt。用在本专利技术的用于废气净化的催化剂中的贵金属催化剂可以联合使用Pt和Pd。从气体扩散特性和热容量的观点出发，在第一催化剂层14 中基于氧化铈-氧化锆的复合载体(包含大量负载在其上的催化剂金属) 的含量优选为30~90质量％，更优选为60~90质量％。第一催化剂层14不仅可以使用基于氧化铈-氧化锆的复合载体和Pt 或Pd，而且可以根据需要使用粘合剂。溶胶可以用来做粘合剂。优选使用对用于形成催化剂层的载体颗粒中的主要组分或对催化剂金属没有影响(即，不随加热而覆盖Pt)、且不介入催化剂反应的溶胶。此外， 通过使用氧化物或碱可以预先控制溶胶的粘度。用于本专利技术的溶胶的实 例包括Zr02溶胶和Ce02溶胶以及A1203溶胶。从气体扩散特性和热容 量的观点出发，第一催化剂层14中粘合剂的含量优选为10~70质量％， 更优选为10~40质量％。第一催化剂层14的厚度没有特别限制；但是，通常为10μm~ 200μm,优选为40μm ~ IOOμm。第二催化剂层16是包含负载Rh的含有氧化锆作为主要组分的栽体 的层。如上所述，"含有氧化锆作为主要组分的载体"是指包含60质量 %或更多的氧化锆的栽体。含有氧化锆作为主要组分的载体中氧化锆的 含量优选为70质量％或更多，并且更优选为80质量％或更多。特别地，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于废气净化的催化剂，所述催化剂包含： 基体；和在所述基体上的至少 第一催化剂层，所述第一催化剂层包含负载Ｐｔ或Ｐｄ的基于氧化铈－氧化锆的复合载体； 第二催化剂层，所述第二催化剂层包含负载Ｒｈ的含有氧化锆作为主要组分的载体；和 扩散阻挡层，所述扩散阻挡层置于所述第一催化剂层和所述第二催化剂层之间并包含电负性低于Ｃｅ的金属氧化物。
【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：三浦真秀，
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]
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