废气净化用催化剂制造技术

本发明专利技术提供一种废气净化用催化剂，其具有优异的催化剂性能以及储氧特性（OSC）。本发明专利技术的废气净化用催化剂含有具备烧绿石结构的氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）、和具备立方晶系结构的氧化铈－氧化锆复合氧化物（B），所述废气净化用催化剂的特征在于，所述氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）将所述氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）的至少一部分复合化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】废气净化用催化剂
本专利技术涉及一种废气净化用催化剂。本专利技术尤其涉及一种能够维持优异的催化剂性能的废气净化用催化剂。
技术介绍
作为用于对由汽油发动机所产生的废气进行净化的催化剂，提出了一种可以同时去除氮氧化合物（以下，亦称为“NOX”）、一氧化碳（以下，亦称为“CO”），以及碳氢化合物（以下，亦称为“HC”）的三元催化剂。即，为兼具将CO及HC氧化成CO2，而且，将NOX还原成N2的功能的催化剂。这些催化剂多数为具有如下的储氧能力（OxygenStorageCapacity；以下，亦称为“OSC”）的物质，即，当废气处于氧过剩的状态（氧化气氛）时，催化剂本身储存氧，而且，在废气处于贫氧的状态（还原气氛）时，释放所储存的氧。将具有这种OSC的助催化剂组分称为储氧材料（以下，亦称为“OSC材料”），由此，即使在贫氧状态下也能够有效地将CO以及HC氧化成CO2。作为OSC材料，己知氧化铈（CeO2）或氧化铈－氧化锆复合氧化物（CeO2－ZrO2复合氧化物）。通过氧化铈以及氧化铈－氧化锆复合氧化物中的铈（Ce）的氧化还原反应，从而引起氧的储存和释放，由此已知它们的OSC性能优异。氧化铈－氧化锆复合氧化物（CeO2－ZrO2复合氧化物）具有：具备烧绿石结构的氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）（以下，亦简称为氧化铈－氧化锆复合氧化物（A））、和具备立方晶系（萤石型）结构的氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）（以下，亦简称为氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）），具备单斜晶系结构的氧化铈－氧化锆复合氧化物（C）、具备正方晶系结构的氧化铈－氧化锆复合氧化物（D）等。其中，氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）通过其烧绿石结构而具有能够吸收释放较多的氧的能力（专利文献1）。另一方面，氧化铈－氧化锆复合氧化物（B），通过其立方晶系（萤石型）结构，从而具有与具备烧绿石结构的氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）相比，能够迅速地吸收释放氧的特性。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005－231951号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，即使使用氧化铈－氧化锆复合氧化物（A），也由于氧吸收释放速度，尤其是释放速度较慢，因此在气氛变动较激烈的废气条件下，净化性能较差。此外，即使使用氧化铈－氧化锆复合氧化物（B），也由于氧吸收释放量较少，因此同样在气氛变动较激烈的废气条件下，无法得到充分的净化性能。而且，在仅单纯地将氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）和氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）混合来进行使用时，无法显现出两者的优点。因此，本专利技术是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，提供一种具有优异的催化剂性能以及储氧能力（OSC）的废气净化用催化剂。本专利技术的另一个目的在于，提供一种即使被暴露于高温的废气中之后，也具有优异的催化剂性能以及氧吸收释放特性的废气净化用催化剂。用于解决课题的方法本专利技术人为了解决上述问题而进行了专心研究，结果发现通过使用将烧绿石结构和立方晶系（萤石型）结构复合化的氧化铈－氧化锆复合氧化物以作为OSC材料，从而可以获得具有优异的催化剂性能以及储氧能力（OSC）的催化剂，由此完成了本专利技术。即，本专利技术为提供一种废气净化用催化剂，其含有具备烧绿石结构的氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）、和具备立方晶系结构的氧化铈－氧化锆复合氧化物（B），所述废气净化用催化剂的特征在于，所述氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）将所述氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）的至少一部分复合化。专利技术的效果本专利技术的废气净化用催化剂具有优异的催化剂性能以及储氧特性（OSC）。附图说明图1为本专利技术所涉及的催化剂的概要图。具体实施方式本专利技术的废气净化用催化剂（以下，亦简称为“本专利技术的催化剂”）含有：具备烧绿石结构的氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）（以下，亦简称为氧化铈－氧化锆复合氧化物（A））、和将所述氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）的至少一部分复合化的、具备立方晶系（萤石型）结构的氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）（以下，亦简称为氧化铈－氧化锆复合氧化物（B））。在本说明书中，“复合化”是指，当氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）和氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）、与氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）和氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）所含有的元素之外的元素混合时，在氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）和氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）的接触面处，在不存在氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）或氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）所含有的元素以外的元素的条件下，氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）与氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）接触的状态。通过采用氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）将氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）的至少一部分复合化的结构，从而能够实现优异的储氧特性（即，优异的储氧能力以及较快的氧吸收释放速度）。因此，本专利技术的催化剂能够发挥优异的催化剂性能。在此，虽然无法明确能够实现上述效果的理由，但可以推断为如下。另外，本专利技术并不限定于下述推断。即，虽然氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）因其烧绿石结构，而具有能够吸收释放较多的氧的能力，但具有氧的吸收释放速度、尤其是释放速度较慢的特性。另一方面，虽然氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）因其立方晶系（萤石型）结构，而能够迅速吸收释放氧，但具有与具备烧绿石结构的氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）相比，氧的吸收释放量较少的特性。因此，本专利技术所涉及的催化剂在对氧进行吸收时，首先，氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）通过其立方晶系（萤石型）结构，而迅速地吸收氧。此时，氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）成为Ce3+→Ce4+，从而在以Ce3+的形式存在的氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）、与氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）之间产生氧的浓度梯度。由于氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）与氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）复合化，因此，被吸收的氧向以与氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）相接触的形式而存在的、具备烧绿石结构的氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）进行移动并被吸收。此时，氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）通过其烧绿石结构，而能够储存较多的氧。因此，本专利技术的催化剂通过氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）所具有的较快的氧吸收速度、以及氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）所具有的较大的储氧能力，从而与分别单独存在的情况相比，能够较快地吸收和储存大量的氧。即，本专利技术的催化剂还可以作为发挥优异的储氧能力的OSC材料来发挥功能。反之，本专利技术所涉及的催化剂在对氧进行释放时，首先，以与氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）相接触的方式而存在的氧化铈－氧化锆复合氧化物（B），通过其立方晶系（萤石型）结构，而迅速地释放氧。伴随着该释放，氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）成为Ce4+→Ce3+，从而在以Ce4+的形式而存在的氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）、与氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）之间产生氧的浓度梯度。由于氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）中缺乏氧，因此从以接触的方式而存在的氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）接收氧。此时，氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）因其烧绿石结构，而具有优异的储氧能力（能够大量储存氧）。因此，本专利技术的催化剂通过氧化铈－氧化锆复合氧化物（B）所具有的较快的氧释放速度、以及氧化铈－氧化锆复合氧化物（A）所具有的较大的储氧能力，从而与分别单独存在的情况相比，能够以较快的速度释放大量的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.02.01 JP 2011-0198961.一种废气净化用催化剂，其含有具备烧绿石结构的氧化铈－氧化锆复合氧化物(A)、和具备立方晶系结构的氧化铈－氧化锆复合氧化物(B)，所述废气净化用催化剂的特征在于，包含通过如下方式而形成的储氧材料，即，通过将氧化铈－氧化锆复合氧化物(A)添加至含有铈原料、锆原料的水溶液中并进行混合而得到混合物，向所述混合物中添加氨或氨水溶液而使氢氧化铈和氢氧化锆共沉淀，之后，对共沉淀物进行干燥、烧成，从而使所述氧化铈－氧化锆复合氧化物(A)被氧化铈－氧化锆复合氧化物(B)覆盖，所述废气净...

【专利技术属性】
技术研发人员：三木田光脩，池田正宪，杉原真司，后藤秀树，池上高广，
申请(专利权)人：优美科触媒日本有限公司，优美科触媒美国公司，
类型：
国别省市：