净化废气用催化剂及其生产方法技术

对于其特征在于悬浮了该氧化物粉末的悬浮液的ｐＨ值为７或更低的氧化物粉末而言，通过使用ｐＨ值低于悬浮液的ｐＨ值的贵金属盐溶液将贵金属加载到氧化物粉末上。据信增大了通过将贵金属盐分解产生的贵金属粒子与氧化物粉末之间的亲合力，因为未通过使贵金属盐中和产生重金粗颗粒，从而增大了氧化物粉末与贵金属盐之间的键合力。

【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净化汽车等使用的内燃机的废气的催化剂及其生产方法。
技术介绍
例如，净化废气用催化剂(三元催化剂，three-way catalyst)包含由耐热陶瓷例如堇青石构成的载体基质、形成于所述载体基质上并且由活性氧化铝等等构成的催化剂加载层和加载于所述催化剂加载层上的贵金属例如Pt。所述三元催化剂通过氧化净化烃(HC)和一氧化碳(CO)并且通过还原净化氧化氮(NOx)。但是，由于废气中氧浓度根据操作条件等波动很大，因而可能出现在三元催化剂中氧化和还原的净化活性变得不稳定的情况。因此，已将CeO2加入到催化剂加载层中。CeO2具有氧存储和释放能力(此后称作“OSC”)，由此CeO2在氧化气氛中存储氧并且在还原气氛中释放氧，从而即使在废气内氧浓度波动时也可获得稳定的净化活性。此外，包含CeO2的三元催化剂在800℃或更高的高温下使用时，可能通过CeO2的晶体增长和与此伴随的贵金属的粒状生长使OSC降低。因此，为了通过抑制CeO2的晶体增长而维持高的OSC，已使用CeO2-ZrO2复合氧化物体系。例如，在日本未审专利公开(KOKAI)2000-176,282中，公开了一种催化剂，所述催化剂包含CeO2-ZrO2固体溶液，其中Ce与Zr的比例落在规定范围内，多孔物质如Al2O3，CeO2-ZrO2固体溶液和多孔物质(用作载体)，以及加载在至少两者之一上的贵金属。根据上述催化剂，可以抑制OSC降低并且改进了耐硫中毒性。此外，在日本专利公开2,659,796中，公开了一种包含CeO2-ZrO2复合氧化物体系、耐热无机氧化物如Al2O3和贵金属的催化剂，并指出改进了耐久性且显示出高的净化性能。但是，由于最近发动机性能的改进并且伴随高速驱动的增加，废气温度已急剧提高。因此，与常规催化剂的温度相比，净化废气用催化剂的温度在使用中也显著升高，并因此即使在使用CeO2-ZrO2复合氧化物体系的固体溶液时也变得难以抑制贵金属的粒状生长。
技术实现思路
考虑到上述情况已实现本专利技术，因此本专利技术的目的是在高温下进一步抑制贵金属的粒状生长。根据本专利技术净化废气用催化剂(解决上述问题的权利要求1中所述的催化剂)的特征在于该催化剂包含氧化物粉末，其特征在于在纯水中悬浮了氧化物粉末的悬浮液的pH值为7或更低；和通过使用贵金属盐溶液加载在氧化物粉末上的贵金属，所述贵金属盐溶液的pH值低于在纯水中悬浮了氧化物粉末的悬浮液的pH值。此外，根据本专利技术生产净化废气用催化剂的方法的特征在于，该方法包括以下步骤制备氧化物粉末，其特征在于在纯水中悬浮了氧化物粉末的悬浮液的pH为7或更低；和通过使用贵金属盐溶液将贵金属加载到氧化物粉末上，所述贵金属盐溶液的pH值低于在纯水中悬浮了氧化物粉末的悬浮液的pH值。在本专利技术的中，优选氧化物粉末可以是至少包含CeO2的CeO2类氧化物，并且希望氧化物粉末可包含选自Zr、La、Y和Nd的至少一种元素。此外，优选贵金属盐溶液可以是Pt盐水溶液，并且希望在纯水中悬浮了氧化物的悬浮液的pH值与贵金属盐溶液的pH值之间的差(ΔpH)可以是1-5。附图简述附图说明图1为说明实施例中所使用的悬浮液的pH、在纯水中悬浮了复合氧化物的悬浮液和CO 50％转化温度之间的关系的图表。实施本专利技术的最佳方案据信，加载在载体上的贵金属粒状生长的机理主要是由贵金属粒子在高温下的蒸发和再沉淀引起的。因此，为了抑制粒状生长，据信有效的是加强贵金属粒子和载体之间的电子相互作用或通过将贵金属粒子的表面改性等等抑制蒸发。另一方面，在加载贵金属的常规方法中，通过将贵金属盐吸附到载体上或采用贵金属盐浸渍载体，其后通过热处理使贵金属盐分解将贵金属在液相中加载到载体上。但是，在上述方法中，由于在通过分解产生的贵金属粒子与载体之间的亲合力(化学键合力)较小，难以在高温下抑制贵金属粒子的粒状生长。因此，在本专利技术的生产净化废气用催化剂的方法中，对于其特征在于在纯水中悬浮了氧化物粉末的悬浮液的pH值为7或更低的氧化物粉末，使用pH值低于悬浮液的pH值的贵金属盐溶液。当使用其悬浮液的pH值为7或更低的氧化物粉末时，由于在加载贵金属盐的同时未使贵金属盐中和，因而在水溶液中不产生贵金属粗颗粒。并且，当使用pH值低于悬浮液的pH值的贵金属盐溶液时，据信增大了通过使贵金属盐分解产生的贵金属粒子与氧化物粉末之间的亲合力。因此，根据本专利技术的生产方法，由于可加载贵金属微粒，并且另外使氧化物粉末与贵金属粒子之间的亲合力增强，据信不仅可抑制贵金属粒子在高温下移动而且可抑制贵金属粒子蒸发。当在纯水中悬浮了氧化物粉末的悬浮液的pH值超过7时，由于在加载贵金属盐的同时使贵金属盐中和，在水溶液中产生了贵金属粗颗粒，并且将所述贵金属粗颗粒加载到氧化物粉末上。当存在上述粗颗粒时，产生以下问题不仅催化活性降低而且进一步促进高温下的粒状生长。此外，当贵金属盐溶液的pH值为悬浮液的pH值或更高时，氧化物粉末与贵金属盐之间的键合力微弱。因此，消弱了通过使贵金属盐分解产生的贵金属粒子与氧化物粉末之间的亲合力以致于在高温下发生粒状生长以致变粗并大大降低了催化活性。对于其特征在于在纯水中悬浮了氧化物粉末的悬浮液的pH值为7或更低的氧化物粉末，可以使用例如通过共沉淀法生产的CeO2类氧化物。根据共沉淀法，可以通过控制产生的氧化物前体的沉淀物的煅烧条件(温度、时间、温度升高速率和气氛)容易地使悬浮液的pH值为7或更低。此外，当悬浮液的pH值超过7时，可以通过用预处理改变表面性质或状态使pH值为7或更低。对于预处理，存在采用酸处理氧化物粉末的方法。例如，在将氧化物粉末浸入硝酸、醋酸、盐酸等等的酸性水溶液中之后，可以通过将其过滤、洗涤和干燥并且随后将其在250-500℃下煅烧2-12小时使pH为7或更低。在这种情况下，对于酸，优选在处理之后就不存在的酸，并且所希望的是不包含S元素和Cl元素的酸。另外，对于预处理，存在将氧化物粉末暴露于包含CO2的气体中的方法。在这种情况下，气体中CO2浓度可与待处理的氧化物粉末等摩尔或更多。贵金属盐溶液是这样的物质，即可以使用pH值低于悬浮液的pH值者。对于贵金属，可列举Pt、Rh、Pd、Ir等等，并且对于盐，有氨合硝酸盐、硝酸盐、盐酸盐、醋酸盐等等。在使用Pt盐水溶液的情况下本专利技术特别有效。此外，希望悬浮液的pH值与贵金属盐溶液的pH值之间的差(ΔpH)可以是1-5。当ΔpH落入上述范围内时，可以进一步抑制贵金属的粒状生长。例如，当贵金属盐溶液的pH为2-3时，可对悬浮液的pH值进行调节以使其为4-7。另外，特别希望ΔpH为1-3。当将贵金属加载到氧化物粉末上时，可通过采用预定量的贵金属盐水溶液浸渍预定量的氧化物粉末并将其干燥和煅烧进行。此外，可通过在蜂窝状基质的表面上形成氧化物粉末的涂层，并将其采用贵金属盐水溶液浸渍，随后将其干燥和煅烧进行。对于氧化物粉末，可使用其悬浮液的pH值为7或更低的氧化物粉末，所述氧化物粉末可选自Al2O3、CeO2、ZrO2、CeO2-ZrO2、TiO2等等，但优选至少包含CeO2的CeO2类氧化物。这是因为CeO2类氧化物使得可以容易地通过用上述共沉淀法生产它们以使得悬浮液的pH值为7或更低。此外，这是因为加载在CeO2上的贵金属与将其加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种净化废气用催化剂，包含氧化物粉末和贵金属，该氧化物粉末的特征在于，悬浮了该氧化物粉末的悬浮液的ｐＨ值为７或更低；该贵金属是通过使用一种贵金属盐水溶液载于氧化物粉末上，该贵金属盐水溶液的ｐＨ值低于在纯水中悬浮了所述氧化物粉末的悬浮液的ｐＨ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：三宅广治，坂神新吾，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，株式会社科特拉，
类型：发明
国别省市：JP[日本]