排气气体净化用催化剂及其制造方法技术

本发明专利技术提供含有经基于硼酸铝的质量为0.3～2质量%的量的La2O3修饰的式9Al2O3·2B2O3所示的硼酸铝的用于排气气体净化用催化剂的载体；含有该载体和担载于该载体的Pd或Pd＋Ba的排气气体净化用催化剂；含有由陶瓷或金属材料制成的催化剂支持体、和担载于该催化剂支持体上的该排气气体净化用催化剂的层，或进一步含有担载于该排气气体净化用催化剂的层上的Rh催化剂层的排气气体净化用催化剂构成体；和排气气体净化用催化剂的制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及排气气体净化用催化剂及其制造方法，更详细地，涉及高温耐久后的排气气体净化性能优异，贵金属特别是Pd的分散度优异的排气气体净化用催化剂，例如，对由汽车等的内燃机排出的排气气体中含有的有害成分进行净化的催化剂及其制造方法。
技术介绍
由汽车等的内燃机排出的排气气体中含有烃（HC）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOX）等有害成分。因此，现有技术中使用将这些有害成分净化而无害化的三元催化剂。在这样的三元催化剂中，作为催化剂活性成分使用Pt、Pd、Rh等贵金属，作为载体使用氧化铝、二氧化铈、氧化锆或具有储氧能力的二氧化铈-氧化锆复合氧化物等，作为催化剂支持体使用由陶瓷或金属材料制成的蜂窝、板、颗粒等形状的支持体。随着汽车排气气体的规章制度的严格，受内燃机排气气体净化用催化剂的主要催化剂活性成分即贵金属Pt和Rh的价格上涨的影响，利用比较便宜的Pd作为催化剂活性成分来削减排气气体净化用催化剂的成本受到研究，提出了各种方法（例如，参照专利文献1、2、3）。另外，也有使用硼酸铝作为载体的例子，其中，通过使催化剂成分担载于含有粉状体的压缩粉体，由此实现气体扩散性的提高，所述粉状体的外侧被硼酸铝晶须被覆，且在其内部形成有中空部（参照专利文献4）。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平06-099069号公报专利文献2：日本特开平07-171392号公报专利文献3：日本特开平08-281071号公报专利文献4：日本特开2002-370035号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，硼酸铝晶须为针状，因此比表面积小，因此不能避免耐久后的贵金属的凝集，在耐久性方面存在问题。本专利技术的目的是提供高温耐久后的排气气体净化性能优异，贵金属特别是Pd的分散度优异的排气气体净化用催化剂及其制造方法。用于解决问题的手段本专利技术人等为了实现上述目的进行了深入研究，结果在将式9Al2O3?2B2O3所示的耐热性优异的硼酸铝用La2O3修饰，将修饰产物作为载体并在其上担载Pd，与将La稳定化氧化铝作为载体并在其上担载Pd的情况进行比较时，发现高温耐久后的排气气体净化性能优异，并且Pd分散度也优异，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的用于排气气体净化用催化剂的载体的特征在于，含有经基于硼酸铝的质量为0.3～2质量%的量的La2O3修饰的式9Al2O3?2B2O3所示的硼酸铝。本专利技术的排气气体净化用催化剂的特征在于，含有载体和担载于该载体的Pd，该载体含有经基于硼酸铝的质量为0.3～2质量%的量的La2O3修饰的式9Al2O3?2B2O3所示的硼酸铝。另外，本专利技术的排气气体净化用催化剂的特征在于，含有载体和担载于该载体的Pd和Ba，该载体含有经基于硼酸铝的质量为0.3～2质量%的量的La2O3修饰的式9Al2O3?2B2O3所示的硼酸铝。本专利技术的排气气体净化用催化剂构成体的特征在于，含有由陶瓷或金属材料制成的催化剂支持体、和担载于该催化剂支持体上的上述本专利技术的排气气体净化用催化剂的层。另外，本专利技术的排气气体净化用催化剂构成体的特征在于，含有由陶瓷或金属材料制成的催化剂支持体、担载于该催化剂支持体上的上述本专利技术的排气气体净化用催化剂的层、和担载于该排气气体净化用催化剂层上的铑催化剂层。本专利技术的排气气体净化用催化剂的制造方法的特征在于，将式9Al2O3?2B2O3所示的硼酸铝和镧化合物的溶液混合，蒸发干燥，并进行烧成来制造经La2O3修饰的式9Al2O3?2B2O3所示的硼酸铝，接着，将该经修饰的硼酸铝和Pd化合物的溶液混合，或将该经修饰的硼酸铝、Ba化合物和Pd化合物的溶液混合，然后蒸发干燥，并进行烧成。专利技术效果本专利技术的用于排气气体净化用催化剂的载体可用于制造高温耐久后的排气气体净化性能优异，贵金属特别是Pd的分散度优异的排气气体净化用催化剂；本专利技术的排气气体净化用催化剂和本专利技术的排气气体净化用催化剂构成体在高温耐久后的排气气体净化性能优异，Pd的分散度优异；本专利技术的制造方法适用于制造本专利技术的排气气体净化用催化剂。具体实施方式本专利技术中使用的式9Al2O3?2B2O3所示的硼酸铝的特性及其制造方法，例如，记载于Siba　P.　Ray,　“Preparation　and　Characterization　of　Aluminum　Borate”,　J.　Am.　Ceram.　Soc.,75〔9〕,　p2605-2609　(1992)。另外，已知式9Al2O3?2B2O3所示的硼酸铝在结晶结构的内部具有直径约0.4nm的空腔。用基于硼酸铝的质量为0.3～2质量%、优选为0.4～2质量%、更优选为0.5～1.5质量%的量的La2O3来修饰这样的硼酸铝，由此可得到本专利技术的用于排气气体净化用催化剂的载体。以硼酸铝的质量为基准，La2O3的量小于0.3质量%，或大于2质量%时，如下述实施例、比较例所明确，高温耐久后催化剂的排气气体净化性能的改善程度不充分。本专利技术的用于排气气体净化用催化剂的载体可以仅由上述经La2O3修饰的硼酸铝构成，也可以是上述经La2O3修饰的硼酸铝和三元催化剂中普遍使用的氧化铝等粘合剂或具有储氧能力（OSC）的CeO2-ZrO2等载体的混合物。即，本专利技术的用于排气气体净化用催化剂的载体含有上述经La2O3修饰的硼酸铝。上述本专利技术的用于排气气体净化用催化剂的载体担载Pd、Rh和Pt中的任一贵金属，均可抑制高温耐久后的贵金属分散度劣化率，可实现高温耐久后的贵金属烧结的抑制，当贵金属为Pd时效果显著。本专利技术的排气气体净化用催化剂是在含有上述经La2O3修饰的硼酸铝的载体担载Pd而得到的。以载体的质量为基准，Pd的担载量换算为Pd金属的质量，优选为0.3～3质量%，更优选为0.4～2质量%。通过使Pd担载于上述经La2O3修饰的硼酸铝，与使Pd担载于具有储氧能力的CeO2-ZrO2的情形或使Pd担载于La稳定化氧化铝的情形相比，可抑制高温耐久后的Pd分散度劣化率，实现高温耐久后的Pd烧结的抑制。另外，本专利技术的排气气体净化用催化剂是使Pd和Ba担载于含有上述经La2O3修饰的硼酸铝的载体而得到的。通过担载Pd和Ba，可使PdO的氧解离温度高温化，可提高Pd的催化作用。Pd的担载量和效果如上所述。以Pd金属的质量为基准，Ba的担载量换算为BaO的质量，优选为2～3质量%，更优选为2～2.5质量%。本专利技术的排气气体净化用催化剂构成体在由陶瓷或金属材料制成的催化剂支持体上形成并担载由上述本专利技术的排气气体净化用催化剂构成的层。其担载量优选为70～300g/L，更优选为100～230g/L。在这样的排气气体净化用催化剂构成体中，由陶瓷或金属材料制成的催化剂支持体的形状没有特别的限定，一般为蜂窝、板、颗粒等形状，优选为蜂窝形状。另外，作为这样的催化剂支持体的材质，例如，可列举氧化铝（Al2O3）、莫来石（3Al2O3-2SiO2）、堇青石（2MgO-2Al2O3-5SiO2）等陶瓷；不锈钢等金属材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.09 JP 2010-1571461.用于排气气体净化用催化剂的载体，其特征在于，该催化剂含有经基于硼酸铝的质量为0.3～2质量%的量的La2O3修饰的式9Al2O3?2B2O3所示的硼酸铝。
2.排气气体净化用催化剂，其特征在于，含有载体和担载于该载体的Pd，该载体含有经基于硼酸铝的质量为0.3～2质量%的量的La2O3修饰的式9Al2O3?2B2O3所示的硼酸铝。
3.排气气体净化用催化剂，其特征在于，含有载体和担载于该载体的Pd和Ba，该载体含有经基于硼酸铝的质量为0.3～2质量%的量的La2O3修饰的式9Al2O3?2B2O3所示的硼酸铝。
4.排气气体净化用催化剂构成体，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤隆广，中原祐之辅，町田正人，
申请(专利权)人：三井金属矿业株式会社，
类型：
国别省市：