本发明专利技术提供具有在较低温度下使PM燃烧的效能，并且在该作用温度下也具有高HC及CO的除去(转化)效率的催化剂。使选自Pt、Rh、Pd的1种以上的铂族元素分散保持于含有选自Zr、Al、Y、Si、Bi、Pr及Tb的至少1种的元素的铂族保持体中，该铂族保持体担载于含有作为必须的构成成分的Ce的Ce氧化物的表面而得的催化剂组合物兼具PM燃烧活性和气体净化活性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及催化剂组合物的制造方法、催化剂组合物、使用该催化剂的柴油机颗粒物过滤器及排气净化系统。
技术介绍
柴油发动机由于燃烧效率高于通常使用的汽油发动机，因此预计今后也会用于必须有效地使用燃料的用途。但是，从柴油发动机排出的排气中包含氮氧化物(以下也称为“NOx”。)、烃(以下也称为“HC”。)、一氧化碳(以下也称为“CO”。)及以碳为主体的煤(粒状物质，也称PM)，不经处理直接废弃对环境有害。而且，特别是对于汽车，还施行了关于从汽车排出的氮氧化物、一氧化碳及粒状物质在特定地域内的总量的削减等的特别措施法，因此今后也需要寻求实现减少这样的排出物质的方法。作为通常的排气净化方法，使用以陶瓷为主体的柴油机颗粒物过滤器(DPF)将排气中的PM从排气中除去。但是，这样除去的PM会堆积在DPF中，因此必须定期除去。PM的除去通过对DPF施加高于PM的燃烧温度的热量，将PM气化来除去。为此，该加热必须消耗额外的燃料，成为燃耗恶化的原因。也就是说，如果能够降低该加热温度，则可以实现燃耗的改善，因此一直在进行实现降低加热温度的研究。本申请人一段时间以来，对能够以低温进行PM燃烧(以下称为“PM燃烧活性”)的催化剂、即氧化催化剂作了反复研究，例如公开于专利文献I。此外，近来，希望排气净化用催化剂不仅可以净化煤，还可以除去气体中的N0x、HC及CO。为了除去这些成分，使用历来被当作汽油发动机排气用的三元催化剂的钼族元素是有效的。但是，已知一旦发生粒生长则钼族元素的净化性能劣化。为此，正在研究抑制钼族元素的粒生长等的方法(例如、参见专利文献2或3)现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利第4416830号公报专利文献2:日本专利第4196745号公报专利文献3:日本专利第4175186号公报专利技术的内容专利技术所要解决的技术问题专利文献I记载的技术公布了 “由Ce、B1、R(其中R为除了 La、Ce以外的镧系元素的I种以上)及V (其中V为选自除了镧系元素与锕系元素以外的3族、4族、13族的I种以上的元素)构成的排气净化催化剂用复合氧化物”。如果根据该技术，能够极大地降低PM的燃烧开始温度，基于这一点，能够提供具有一直所渴望的效果(PM燃烧活性)的催化剂，可以说是具有突破性的催化剂。但是，虽然该技术提供的是可以使PM的燃烧温度降低的优异的催化剂，但是根据本专利技术人的研究可知未达成使氮氧化物及一氧化碳减少。因此，最好是对该催化剂，附加这样的特性，使之成为更富实用性的催化剂。另一方面，作为这样的用于使NOx及HC及CO减少的方法，已知在汽油发动机中，使用Pt等钼族元素。但是，仅仅依靠单纯地将钼族元素担载于支持体上，随着时间的经过还是会发生粒生长，如前所述有时无法保持催化剂活性。因此，为了实现长期的NOx及HC及CO的减少(以后也称为“有害气体净化活性”。)，所以开发用于抑制钼族元素的粒生长的方法被认为是必不可少的。此外，设想适应于柴油发动机时，如果PM燃烧活性和有害气体净化活性均实现的话，则更富于实用性。专利文献2或3中公布了在储放氧材料粒子的表面形成氧化物层，使该氧化物层担载钼族元素的技术。这些方法中，在储放氧材料粒子的表面预先附着多孔质氧化物，然后使其担载钼族元素，所以认为能够抑制钼族元素的粒生长。但是，该方法中，在储放氧材料粒子表面的未形成多孔质氧化物的部分，钼族元素未担载于多孔质氧化物，发生粒生长，存在有害气体净化活性降低的问题。此外，担载于多孔质氧化物的所有的钼族元素也存在暴露于高温下时，发生粒生长的问题。无论哪一种方法都无法制造出在200°C左右的低温下对排气具有高HC及CO的除去(转化)效率的催化剂组合物。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术人经过深入研究后发现，具有如下结构的催化剂组合物能够解决上述问题，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的催化剂组合物的制造方法包括将选自Pt、Rh及Pd的至少I种钼族元素与选自Zr、Al、Y、S1、B1、Pr及Tb的至少I种元素在溶液中混合，得到氢氧化物凝胶的工序；再将上述氢氧化物凝胶与含Ce的氧化物(以后也称为“Ce氧化物”)混合，使上述氢氧化物凝胶附着于上述Ce氧化物的表面的附着工序；和对附着有上述氢氧化物凝胶的上述Ce氧化物进行加热处理的工序。此外，本专利技术的催化剂组合物的制造方法的优选形态是在pH3 9的水溶液中进行上述附着工序。另一方面，本专利技术的催化剂组合物含有Ce氧化物；担载于上述Ce氧化物的表面上的钼族保持体；和分散保持于上述钼族保持体中的选自Pt、Rh及Pd的至少I种的钼族元素。还有,本专利技术的催化剂组合物的优选形态是上述钼族保持体包含选自Zr、Al、Y、S1、B1、Pr及Tb的至少I种元素；上述钼族保持体是多孔质氧化物；上述钼族保持体是氧化招。专利技术的效果担载有作为催化剂的具有上述结构的催化剂组合物的柴油机颗粒物过滤器(DPF)能够减少排出的PM成分，同时也可以减少排气中的HC、CO、NO、NOx等有害气体成分(以后也简称为“有害气体”。)。而且，装有这种DPF的柴油发动机系统能够用作适合于环保的系统。附图的简单说明附图说明图1是表示实施例1与比较例I的X射线衍射的测定结果的图。图2是表示实施例1、比较例1，2及4的、TG测定的经过时间和质量减少的图。图3是表示实施例1、比较例1，2及4的、TG测定的经过时间和还原速度(氧放出量)的图。图4是表示被覆成分中的钼族比例与CO转化率的图。图5是表示Al量与PM燃烧开始温度的图。图6是表示基于实施例1的合成法制得的钼族保持体(氧化铝)的从表面向深度方向的组成分析结果的图。图7是表示基于比较例4的合成法制得的钼族担载氧化铝的从表面向深度方向的组成分析结果的图。专利技术的具体实施例方式本专利技术提供的催化剂组合物是指具有催化活性的组合物。具体的用途可以设想为各种用途，而本说明书中所述的是关于兼具PM燃烧活性和有害气体净化活性的催化剂、且特别适用于从柴油发动机排出的废气的催化剂。具有如下结构:在含有具有PM燃烧活性的Ce的氧化物(Ce氧化物)的表面形成由Al等构成的钼族保持体，在钼族保持体中分散保持有选自Pt、Rh、Pd的I种以上的元素(以后也称为“钼族元素”。)。这里，“分散保持”状态是指钼族元素分散存在于整个钼族保持体中的状态。由于钼族元素分散存在于钼族保持体中，因此在钼族保持体的厚度方向均匀存在。此外，钼族元素分散保持于形成于Ce氧化物表面的钼族保持体中。因此，与单单由Ce氧化物上或形成于Ce氧化物上的物质的表面支持的“担载”的状态性质不同。特别是“分散保持”的状态中，由于钼族元素被分散地纳入到钼族保持体中，钼族元素遇热迁移的范围受到限制。即，钼族元素在烧成等时不会发生粒生长。Ce氧化物含有作为必须的构成成分的Ce。特别好是，Ce氧化物与选自Zr、Al、Y、S1、B1、Pr、Tb的至少一种元素一起形成复合氧化物。这里，构成本专利技术的Ce氧化物的元素的比例如果考虑到必须具备的特性的均衡则如下所述。括号内表示可以置换的元素。Ce,Bi,Pr (Tb) ,Zr (Al, Y, Si) ,Al (Zr, Si, Ti)的摩尔比设为 Ce: B1: Pr (Tb): Zr (Al, Y, Si): Al (Zr, Si, Ti) = (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】2010.08.05 JP 2010-1765731.一种催化剂组合物的制造方法，其包括: 将选自Pt、Rh及Pd的至少I种钼族元素与选自Zr、Al、Y、S1、B1、Pr及Tb的至少I种元素在溶液中混合，得到氢氧化物凝胶的工序； 再将所述氢氧化物凝胶与含Ce的Ce氧化物混合，使所述氢氧化物凝胶附着于所述Ce氧化物的表面的附着工序；和 对附着有所述氢氧化物凝胶的所述Ce氧化物进行加热处理的工序。2.如权利要求1所述的催化剂组合物的制造方法，其特征在于，在PH3 9的水溶液中进行所述附着工序。3.一种催化剂组合物，其特征在于，含有: 含Ce的Ce氧化物； 附着于所述Ce氧化物的表面上的钼族保持体；和 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：道明良幸，本田琢磨，滨田心，
申请(专利权)人：同和电子科技有限公司，
类型：
国别省市：
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