废气净化用催化剂制造技术

一种废气净化用催化剂，其包括整体式载体和形成于所述整体式载体内的过渡金属氧化物层，所述过渡金属氧化物层含有过渡金属氧化物粉末，所述过渡金属氧化物粉末包含过渡金属氧化物粒子、负载了所述过渡金属氧化物粒子的第一化合物、以及包封所述过渡金属氧化物粒子与第一化合物的个体或聚集体的第二化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于对内燃机排放的废气进行净化的废气净化用催化剂。具体地，本 专利技术涉及为了降低贵金属的使用量而利用了过渡金属氧化物的废气净化用催化剂。
技术介绍
近年来，无论从保护地球资源的观点出发，还是从在贵金属价格的高涨背景下削 减制造成本的认识出发，都希望降低废气净化用催化剂中使用的贵金属的量。作为削减贵 金属使用量的方法，曾经提出过在废气净化用催化剂中利用铁等过渡金属的方案(参照例 如专利文献1 4)。进而，以废气净化用催化剂的高活化为目标，正在推进大表面积金属粒 子的开发(参照例如专利文献5)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平06-210172号公报(专利第3503073号公报)专利文献2 日本特开平08-47640号公报专利文献3 日本专利第3882627号公报专利文献4 日本特开2000-262863号公报专利文献5 国际公开第2007/5沈27号(日本特愿2005-318370号，特愿 2006-045790 号)
技术实现思路
然而，专利文献1所述的催化剂存在下述问题由于热历程，氧化铁粒子发生凝 聚，催化剂效果降低。相似地，专利文献2所述的催化剂存在下述问题由于热历程，氧化铁 粒子和贵金属粒子凝聚而粗大化，催化剂效果降低。此外，专利文献3所述的催化剂存在下 述问题在低温区催化活性不充分。而且，专利文献4所述的催化剂存在下述问题含铑的 催化剂难以活化，净化效率降低。对于专利文献5所述的催化剂，希望贵金属进一步降低和 催化活性进一步提高。有鉴于如上现有技术中的问题，完成了本专利技术。本专利技术的目的是提供一种废气净 化用催化剂，所述废气净化用催化剂通过抑制热历程引起的过渡金属氧化物粒子凝聚，抑 制和防止了过渡金属氧化物比表面积降低引起的催化活性的降低。本专利技术的实施方式的废气净化用催化剂具备整体式载体和形成于上述整体式载 体内的过渡金属氧化物层，所述过渡金属氧化物层含有过渡金属氧化物粉末，所述过渡金 属氧化物粉末包含过渡金属氧化物粒子、负载了上述过渡金属氧化物粒子的第一化合物、 以及包封上述过渡金属氧化物粒子与第一化合物的个体或聚集体的第二化合物。附图说明[图1]图1是显示第一实施方式的废气净化用催化剂的立体图。[图2]图2是上述废气净化用催化剂的沿图1的II-II线的放大截面图。[图3]图3是显示上述废气净化用催化剂中使用的过渡金属氧化物粉末的构成的 一个例子的模式图。[图4]图4是显示上述废气净化用催化剂中使用的过渡金属氧化物粉末的构成的 其它例子的模式图。[图5]图5是显示第一实施方式的废气净化用催化剂中的催化剂层的构成的一个 例子的放大截面图。[图6]图6是显示上述废气净化用催化剂中使用的贵金属粉末的构成的模式图。[图7]图7为显示实施例I-I 1-10和比较例1_1的催化剂的烃(HC)50%净化 温度(T50)的图表。[图8]图8是显示实施例I-Il 1-13的催化剂的烃50%净化温度的图表。[图9]图9是显示实施例1-14 1-19和比较例1_2的催化剂的烃50%净化温 度的图表。[图10]图10是显示第二实施方式的废气净化用催化剂的催化剂层的构成的一个 例子的放大截面图。[图11]图11是显示第二实施方式的废气净化用催化剂的催化剂层的构成的其它 例子的放大截面图。[图12]图12是显示实施例11-1、比较例II-I和参考例II-I中HC转化率、CO转 化率以及NOx转化率与催化剂入口温度之间的关系的图表。[图13]图13是显示实施例11-2、比较例II-I和参考例II-I中HC转化率、CO转 化率和NOx转化率与催化剂入口温度之间的关系的图表。[图14]图14是显示第三实施方式的废气净化用催化剂的催化剂层的构成的一个 例子的放大截面图。[图15]图15是显示第四实施方式的废气净化用催化剂的催化剂层的构成的一个 例子的放大截面图。符号说明1废气净化用催化剂2整体式载体3过渡金属氧化物层4废气流路5贵金属层10过渡金属氧化物粒子20助催化剂粒子(第一化合物)30屏障剂粒子(第二化合物、第四化合物)40贵金属粒子50固着剂粒子(第三化合物)专利技术的具体实施方式以下，结合附图对本专利技术的废气净化用催化剂进行具体说明。而且，本说明书中，如无特别说明，浓度、含量以及配合量等中的“ ％ ”是指重量百分数。4[第一实施方式]首先，结合附图对第一实施方式的废气净化用催化剂及其制造方法进行具体说 明。(废气净化用催化剂)本实施方式的废气净化用催化剂是在蜂窝状整体式载体(蜂窝载体)等整体式载 体上形成至少过渡金属氧化物层而得到的催化剂。作为整体式载体，可以使用由堇青石或 铁氧体类不锈钢等耐热性材料制成的整体式载体。而且，上述过渡金属氧化物层中包含由 过渡金属氧化物粒子、助催化剂粒子与屏障剂粒子(barrier particle)构成的过渡金属氧 化物粉末，过渡金属氧化物粒子的全部或一部分与助催化剂粒子接触。进而，通过屏障剂粒 子，抑制了上述过渡金属氧化物粒子与助催化剂粒子的移动。具体地，如图1和2所示，废气净化用催化剂1具备整体式载体2，该整体式载体2 具有多个小室(cellUa。废气沿废气流通方向F在各小室加内流通，因而，该废气通过与 形成于载体2的内表面上的过渡金属氧化物层3接触而得到净化。而且，如图3所示，上述 过渡金属氧化物层3中包含由过渡金属氧化物粒子10、助催化剂粒子20和屏障剂粒子30 构成的过渡金属氧化物粉末。对于过渡金属氧化物粒子10和助催化剂粒子20而言，可以 至少一部分粒子之间接触。也就是说，可以存在未与助催化剂粒子接触的过渡金属氧化物 粒子10a，也可以存在未与过渡金属氧化物粒子接触的助催化剂粒子20a。屏障剂粒子30 通过存在于过渡金属氧化物粒子、助催化剂粒子周围，将过渡金属氧化物粒子、助催化剂粒 子与其它粒子隔绝，还会抑制该粒子自身的移动。此外，如图3所示，上述过渡金属氧化物粉末中，过渡金属氧化物粒子10和助催 化剂粒子20可以以各种实施方式包含在被屏障剂粒子30隔开的区域内。在图3中，在被 屏障剂粒子30隔开的多个区域中，单元Ul包含负载了单个过渡金属氧化物粒子(初级粒 子)10的单个助催化剂粒子(初级粒子)20。此外，单元U2包含负载有过渡金属氧化物粒 子10的多个助催化剂粒子20凝聚而成的聚集体(次级粒子)。此外，单元U3包含负载有 多个过渡金属氧化物粒子10的单个助催化剂粒子20。这样，在本实施方式的催化剂中，初级粒子之间相互接触而形成的过渡金属氧化 物粒子与助催化剂粒子的个体、或者次级粒子之间相互接触而形成的聚集体被屏障剂粒子 包封。于是，形成了至少一部分助催化剂粒子与过渡金属氧化物粒子相接触的状态。因此， 由于助催化剂粒子的作用，氧容易从过渡金属氧化物释放(脱离)，促进了废气的净化。而 且，助催化剂粒子具有抑制过渡金属氧化物粒子的表面移动或扩散的效果(固着效应)，因 而能够防止过渡金属氧化物粒子之间的凝聚。此外，通过屏障剂粒子，形成了与过渡金属氧 化物粒子接触的助催化剂粒子之间被隔开的结构，因而能够抑制热历程引起的过渡金属氧 化物粒子和助催化剂粒子的凝聚。由此，能够确保与过渡金属氧化物粒子接触的助催化剂 粒子之间的空隙、以及过渡金属氧化物粒子与助催化剂粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废气净化用催化剂，其包括：　　整体式载体；和　　形成于所述整体式载体内的过渡金属氧化物层，所述过渡金属氧化物层含有过渡金属氧化物粉末，所述过渡金属氧化物粉末包含过渡金属氧化物粒子、负载了所述过渡金属氧化物粒子的第一化合物、以及包封所述过渡金属氧化物粒子与第一化合物的个体或聚集体的第二化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP175664/082008年7月4日1.一种废气净化用催化剂，其包括 整体式载体；和形成于所述整体式载体内的过渡金属氧化物层，所述过渡金属氧化物层含有过渡金属 氧化物粉末，所述过渡金属氧化物粉末包含过渡金属氧化物粒子、负载了所述过渡金属氧 化物粒子的第一化合物、以及包封所述过渡金属氧化物粒子与第一化合物的个体或聚集体 的第二化合物。2.权利要求1所述的废气净化用催化剂，其还包括形成于所述载体的内表面的贵金属层，所述贵金属层含有贵金属粉末，所述贵金属粉 末包含贵金属粒子、负载了所述贵金属粒子的第三化合物、以及包封所述贵金属粒子与所 述第三化合物的个体或聚集体的第四化合物。3.权利要求2所述的废气净化用催化剂，其中，所述贵金属层层叠于所述过渡金属氧 化物层上。4.权利要求2所述的废气净化用催化剂，其中，所述过渡金属氧化物层形成在比所述 贵金属层先接触到废气的位置上。5.权利要求2或4所述的废气净化用催化剂，其中，所述过渡金属氧化物层层叠于所述贵金属层上。6.权利要求2或4所述的废气净化用催化剂，其中，所述过渡金属氧化物层配置在所 述整体式载体内的废气流路的上游侧，所述贵金属层配置在所述过渡金属氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊地博人，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP