排气净化用催化剂制造技术

本发明专利技术提供一种排气净化用催化剂，即使在含有高浓度氧气的高温气氛中也不易发生活性下降。该催化剂含有复合氧化物催化剂，所述复合氧化物催化剂含有复合氧化物与Pd的第1固溶体或复合氧化物与Rh和/或Pt的第2固溶体。第1及第2固溶体的复合氧化物具有钙钛矿结构，并分别以ABO3及CDO3表示。复合氧化物催化剂由复合氧化物载体担载，所述复合氧化物载体含有以EF2O4表示的尖晶石结构的复合氧化物或以GAl12O19表示的复合氧化物。A及B分别表示稀土元素及过渡元素。C及G表示碱土元素。D表示Ti、Zr、Hf和Ce中的1种以上的元素。E表示碱土元素和/或过渡元素。F表示Al、Mg和过渡元素中的1种以上的元素。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及排气净化用催化剂。
技术介绍
一直以来，作为处理汽车排气的排气净化用催化剂，广泛使用在二氧化铈或氧化铝等无机氧化物上担载钼等贵金属而形成的三元催化剂。在这种三元催化剂中，贵金属起到促进氮氧化物的还原反应以及一氧化碳和烃的氧化反应的作用。另外，无机氧化物起到增大贵金属的比表面积、并发散反应引起的热量从而抑制贵金属烧结的作用。近年来，随着汽车等机动车的发动机性能的提高，车辆高速行驶的机会增加。此夕卜，为了防止大气污染，正在推进排气限制的强化。在这种背景下，机动车的排气温度有越来越高的倾向。另外，为了抑制地球变暖，要求降低机动车的二氧化碳排放量。因此，在排气净化用催化剂被加热至高温的状态下停止向发动机供应燃料的情况增加。S卩，排气净化用催化剂在比以前更高的温度下使用，并且暴露于高温、氧气过量气氛下的机会增加。因此，为了得到即使在这样的使用环境下也能够发挥充分性能的排气净化用催化剂，正在积极地进行研究开发。例如，日本特开2004-41866号公报记载了一种含有以通式ABhxPdxO3表示的钙钛矿结构的复合氧化物的排气净化用催化剂。该通式中，元素A为如La、Nd及Y那样的原子价为3且不显示其它原子价的至少1种稀土元素。另外，元素B为选自由Al、Co、Pd及稀土元素以外的过渡元素组成的组中的至少1种元素。该排气净化用催化剂中，上述复合氧化物通常与耐热性载体共同使用。本专利技术人在进行本专利技术时发现，将上述复合氧化物与载体共同使用的排气净化用催化剂在上述使用环境下，存在不能经久发挥充分性能的可能性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种排气净化用催化剂，其含有复合氧化物催化剂和载体，并且即使在含有高浓度氧气的高温气氛中使用时也不易产生活性下降。根据本专利技术的第一方面，能够提供一种排气净化用催化剂，该催化剂具备复合氧化物催化剂和复合氧化物载体，所述复合氧化物催化剂含有以通式ABO3表示的钙钛矿结构的复合氧化物与Pd的第1固溶体、或表通式CDO3表示的钙钛矿结构的复合氧化物与Rh和 / 或Pt的第2固溶体；所述复合氧化物载体担载所述复合氧化物催化剂，并含有以通式EF2O4 表示的尖晶石结构的第1复合氧化物、或以通式GAl12O19表示的第2复合氧化物，元素A表示稀土元素，元素B表示过渡元素，元素C表示碱土元素，元素D表示选自由Ti、Zr、Hf和Ce 组成的组中的至少1种元素，元素E表示碱土元素和/或过渡元素，元素F表示选自由Al、 Mg和过渡元素组成的组中的至少1种元素，元素G表示碱土元素。附图说明 图1是表示本专利技术的第1及第2实施方式的排气净化用催化剂的示意图。图2是表示图1的排气净化用催化剂在高温条件下显示出的状态变化的示意图。图3是表示耐久试验后的排气净化用催化剂的X射线衍射光谱的图谱。图4是表示耐久试验后的排气净化用催化剂的X射线衍射光谱的图谱。具体实施例方式下面，对本专利技术的实施方式进行说明。图1是表示本专利技术的第1及第2实施方式的排气净化用催化剂的示意图。该排气净化用催化剂是使粒状的复合氧化物催化剂1与粒状的耐热性载体2的混合物聚集而成的颗粒催化剂，图1所示的是它的一部分。第1实施方式中，复合氧化物催化剂1含有以通式ABO3表示的钙钛矿结构的复合氧化物与Pd的第1固溶体。典型地，复合氧化物催化剂1含有以通式ABhPdxO3表示的钙钛矿结构的复合氧化物11。并且典型地，该复合氧化物11担载Pd作为贵金属12a。上述通式中，元素A表示稀土元素，元素B表示过渡元素。元素A为例如La、Nd及 Y那样的原子价为3且不显示其它原子价的至少1种稀土元素。元素B为选自由Al、Co、Pd 及稀土元素以外的过渡元素组成的组中的至少1种元素。数值χ大于0且小于1。数值χ 例如为小于0. 5，典型地为小于2。第2实施方式中，复合氧化物催化剂1含有以通式CDO3表示的钙钛矿结构的复合氧化物与Rh和/或Pt的第2固溶体。典型地，复合氧化物催化剂1含有以通式OT1^RhyPtzO3 表示的钙钛矿结构的复合氧化物11。并且典型地，该复合氧化物11担载Rh和/或Pt作为贵金属12a。上述通式中，元素C表示碱土元素，元素D表示选自由Ti、Zr、Hf和Ce组成的组中的至少1种元素。数值y与数值ζ之和y+z大于0且小于1。和y+z例如为小于0.5，典型地为小于0. 2。复合氧化物催化剂1也可以是含有第1固溶体的复合氧化物催化剂与含有第2固溶体的复合氧化物催化剂的混合物。耐热性载体2是担载复合氧化物催化剂1的复合氧化物载体。载体2含有以通式 EF2O4表示的尖晶石结构的第1复合氧化物、或以通式GAl12O19表示的第2复合氧化物。这些通式中，元素E表示碱土元素和/或过渡元素，元素F表示选自由Al、Mg和过渡元素组成的组中的至少1种元素，元素G表示碱土元素。载体2也可以是含有第1复合氧化物的载体与含有第2复合氧化物的载体的混合物。该排气净化用催化剂在高温条件下改变气氛的组成时显示出可逆的状态变化。对此，参照图2进行说明。图2是表示图1的排气净化用催化剂在高温条件下显示出的状态变化的示意图。 图2中，标记为“贫”(Lean)的状态表示在高温条件下暴露于高氧气浓度的气氛中时、例如停止向发动机供应燃料时排气净化用催化剂呈现的状态。另一方面，标记为“富”(Rich)的状态表示在高温条件下暴露于低氧气浓度的气氛中时、例如持续向发动机供应大量燃料时排气净化用催化剂呈现的状态。图2中标记为“贫”的状态相当于参照图1进行了说明的状态。但此时，贵金属12b 的至少一部分可能被氧化(氧化数增加)。该状态下，主要是贵金属12a对排气净化用催化剂的活性有贡献，复合氧化物11 中的贵金属对活性几乎没有贡献。但是，在排气净化用催化剂呈现标记为“贫”的状态的时期内，排气中的有害成分(例如氮氧化物、一氧化碳、烃等)的浓度、即气氛中的有害成分的浓度比较低。因此，排气净化用催化剂可发挥充分的性能。高温条件下气氛中的氧气浓度变低时，排气净化用催化剂由标记为“贫”的状态向标记为“富”的状态转变。具体而言，贵金属12a从复合氧化物11中析出。在排气净化用催化剂呈现标记为“富”的状态的时期内，排气中的有害成分的浓度比较高。即，在对应于标记为“富”的状态的时期中，要求排气净化用催化剂具有比对应于标记为“贫”的状态的时期更高的活性。贵金属12b远远小于贵金属12a。例如，贵金属12a的尺寸为约数nm，与此相对， 贵金属12b的尺寸为约Inm以下。因此，呈现标记为“富”的状态的排气净化用催化剂与呈现标记为“贫”的状态的排气净化用催化剂相比，具有较高的活性。因此，即使在排气中的有害成分的浓度高的情况下，该排气净化用催化剂也能够发挥充分的性能。高温条件下气氛中的氧气浓度变高时，呈现标记为“富”的状态的排气净化用催化剂向标记为“贫”的状态转变。即，贵金属12b与复合氧化物11形成固溶体。另外，贵金属 12a及12b与载体2几乎不形成固溶体。如此，排气净化用催化剂发生可逆的状态变化。另外，每当该排气净化用催化剂由标记为“贫”的状态向标记为“富”的状态转变时，在复合氧化物11的表面上都会形成极其微细的贵金属12b。因此，该状态通过由标记为“富”的状态向标记为“贫”的状态的转变及其逆转变而得以恢本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种排气净化用催化剂，其具备：复合氧化物催化剂，其含有以通式ＡＢＯ３表示的钙钛矿结构的复合氧化物与Ｐｄ的第１固溶体、或以通式ＣＤＯ３表示的钙钛矿结构的复合氧化物与Ｒｈ和／或Ｐｔ的第２固溶体；和复合氧化物载体，其担载所述复合氧化物催化剂，并且含有以通式ＥＦ２Ｏ４表示的尖晶石结构的第１复合氧化物、或以通式ＧＡｌ１２Ｏ１９表示的第２复合氧化物，其中，元素Ａ表示稀土元素，元素Ｂ表示过渡元素，元素Ｃ表示碱土元素，元素Ｄ表示选自由Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ和Ｃｅ组成的组中的至少１种元素，元素Ｅ表示碱土元素和／或过渡元素，元素Ｆ表示选自由Ａｌ、Ｍｇ和过渡元素组成的组中的至少１种元素，元素Ｇ表示碱土元素。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：松枝悟司，木村希夫，平井章雅，成田庆一，田中裕久，丹功，上西真里，谷口昌司，
申请(专利权)人：卡塔勒公司，
类型：发明
国别省市：JP