废气净化用催化剂制造技术

本发明专利技术中公开的废气净化用催化剂的特征在于，具备铑催化剂层和铂催化剂层，对该铑催化剂层中含有的元素中除铂族元素和氧之外的元素计算出的鲍林电负性的摩尔平均值(X)与对该铂催化剂层中含有的元素中除铂族元素和氧之外的元素计算出的鲍林电负性的摩尔平均值(Y)的关系为1.30≤X≤1.45且1.47≤Y≤2.0。利用上述废气净化用催化剂，使用催化剂时铂和/或铑的层间移动以及合金化得到抑制，能够发挥出高的废气净化性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】废气净化用催化剂
本专利技术涉及废气净化用催化剂。具体而言，涉及净化性能优良的废气净化用催化剂的载体。本国际申请要求基于2011年6月24日申请的日本专利申请第2011-140237号的优先权，该申请的所有内容均作为参考被援引至本说明书中。
技术介绍
作为用于有效地净化由内燃机排出的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)等的废气净化用催化剂，广泛使用三元催化剂。作为三元催化剂的代表性的构成，可列举使选自作为钼族元素的钼(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)等中的一种或多种催化剂金属负载在由具有高耐热性的氧化物构成的多孔载体的表面上的构成。上述废气净化用催化剂中，所使用的催化剂金属与多孔载体之间，可以说相容性有好有坏，根据催化剂性能提闻、制造效率提闻等各种目的存在合适的组合。例如，以往，在采用某种催化剂金属的情况下，研究能够有效地抑制该催化剂金属在高温条件下的烧结(粒子生长)的多孔载体的组成等。另外，作为用于系统地控制和理解如上所述的优选的催化剂金属和载体组成的组合的一个指标，着眼于上述催化剂金属元素或构成上述载体的元素的电负性，尝试由此规定优选的组合的范围(例如专利文献I?3)。但是，在使用两种以上的催化剂金属作为上述催化剂金属的情况下，催化剂在高温条件下(例如800?1000°C )的使用过程中，由于该催化剂金属的烧结导致的比表面积的降低或者多种催化剂金属的合金化等，发生催化剂活性的降低。因此，为了抑制这些现象，提出了使上述两种以上的催化剂金属空间分离地负载在不同的载体上而将催化剂构成制成多层型(典型的为两层型的层叠结构)的方案。例如，专利文献4中公开了在基材的表面上具有负载有钼(Pt)的第一催化剂层且在该第一催化剂层上具有负载有铑(Rh)的第二催化剂层的废气净化用催化剂。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2009-281192号公报专利文献2:日本特开2006-43634号公报专利文献3:日本特开2004-195327号公报专利文献4:日本特开2010-51847号公报
技术实现思路
现有技术中，如上述专利文献4中记载的至少具有两种以上的催化剂层的废气净化用催化剂(例如，具有铑催化剂层和钼催化剂层的废气净化用催化剂)，大多通过主要对各催化剂层内的催化剂金属和载体组成的组合独立地进行优化并层叠各催化剂层而形成。具体而言，例如，作为铑的载体，从抑制铑的烧结的观点出发，倾向于采用氧化锆、氧化铝，另外，作为钼的载体，以抑制钼的烧结为目的，倾向于采用氧化铈等碱性较高的氧化物。g卩，以往，虽然对各催化剂层的层内的催化剂劣化的主要原因(例如，催化剂金属的烧结等)进行了很多探讨，但是，对于在各层的层间发生的现象所导致的催化剂劣化的主要原因基本没有考虑过。但是，在实际的多层型催化剂的使用过程中，会产生如下问题:各催化剂层中应被负载的催化剂金属在层间移动而与其他层的催化剂金属接触，两者发生合金化，从而催化剂活性降低。本专利技术是为了解决上述问题而创新出的专利技术，目的在于提供具有铑催化剂层和钼催化剂层的废气净化用催化剂，其通过抑制作为催化剂金属的钼和/或铑的层间移动，抑制该催化剂金属的合金化，由此提高净化性能。本专利技术人从多种角度进行了研究，完成了能够实现上述目的的本专利技术。即，这里公开的废气净化用催化剂具备基材和形成在该基材的表面上的催化剂层。另外，上述催化剂层具备具有第一载体和负载在该第一载体上的铑的铑催化剂层以及具有第二载体和负载在该第二载体上的钼的钼催化剂层。而且特征在于，对上述铑催化剂层中含有的元素中除钼族元素和氧之外的元素计算出的鲍林电负性的摩尔平均值(X)与对上述钼催化剂层中含有的元素中除钼族元素和氧的元素计算出的鲍林电负性的摩尔平均值⑴的关系为1.30≤X≤1.45且1.47≤Y≤2.0。在此，本说明书中的“鲍林电负性”或“电负性”是指莱纳斯?鲍林著的“The Natureof the chemical Bond”第3版、康奈尔大学出版局(1960年)中主张的电负性,其具体的数值定义为上述著作中记载的电负性的值。利用上述铑催化剂层的X值和上述钼催化剂层的Y值分别在上述范围内的废气净化用催化剂时，即使在高温条件下(例如800~IOO(TC)使用该催化剂时，也能够抑制负载在上述钼催化剂层上的钼发生向铑催化剂层的层间移动。结果，能够抑制钼与铑的合金化，从而能够实现上述废气净化用催化剂的净化性能提高(典型的为NOx净化性能的提高)、耐热性提高和长寿命化。另外，利用上述铑催化剂层的X值在上述范围内的废气净化用催化剂时，在高温条件下(例如800~1000°C )的催化剂使用过程中，能够抑制上述铑催化剂层中的铑的粒子生长(烧结)。因此，这样的废气净化用催化剂，特别是高温条件下的NOx还原性能提高。通常，氧化物中除氧之外的元素的电负性存在具有与该氧化物的酸度或碱度相关的倾向。具体而言，列举作为可用作本专利技术的废气净化用催化剂的载体的氧化物的氧化铈(CeO2)、氧化铝(Al2O3)和氧化硅(SiO2)为例进行说明。作为碱度较高的氧化物的氧化铈，该氧化物中除氧之外的元素(铈)的电负性较小(铈的电负性:1.1)。另一方面，作为酸度较高的氧化物的氧化铝、氧化硅，该氧化物中除氧之外的元素(铝和硅)的电负性较大(铝的电负性:1.5、硅的电负性:1.8)。即，具有如下倾向:元素的电负性越大，该元素与氧所构成的氧化物的酸度通常越高。在此，上述铑催化剂层的X值和上述钼催化剂层的Y值分别在本说明书中公开的上述范围内时，X < Y的关系必然成立。由此，上述X和上述Y在上述范围内时，具有如下倾向:与上述铑催化剂层的第一载体相比，上述钼催化剂层的第二载体由酸度高的氧化物构成。如上所述，现有技术中存在钼催化剂层的载体采用碱度高的氧化物的倾向，因此，可以说本专利技术的技术构思与上述现有技术的技术构思是相反的。就这里公开的废气净化用催化剂的优选的一个方式而言，上述催化剂层中，上述钼催化剂层形成在上述基材的表面上，并且上述铑催化剂层形成在上述钼催化剂层的不与基材接触的表面上，由此上述催化剂层形成为层叠结构。利用这样的废气净化用催化剂时，由于含有大量要净化的有害成分的废气最初接触的催化剂层为上述铑催化剂层，因此能够最大限度地有效利用上述铑催化剂层的净化性能，从而该废气净化用催化剂能够发挥出高的NOx净化性能。另外，在作为废气接着接触的催化剂层的上述钼催化剂层中，钼的烧结以及钼的催化剂中毒受到抑制，由此能够抑制催化剂使用过程中钼催化剂层的劣化，从而该废气净化用催化剂作为催化剂整体能够发挥出优良的三元催化剂功能。就这里公开的废气净化用催化剂的其他优选的一个方式而言，特征在于，上述铑催化剂层中的上述第一载体含有CeO2、ZrO2和Al2O3中的至少一种。利用这样的废气净化用催化剂时，能够同时发挥出高的耐热性和优良的净化性倉泛。另外，就这里公开的废气净化用催化剂的其他优选的一个方式而言，特征在于，上述钼催化剂层中的上述第二载体含有Al2O3和SiO2中的至少一种。利用这样的废气净化用催化剂时，能够进一步同时发挥高的耐热性和优良的净化性能。就这里公开的废气净化用催化剂的其他优选的一个方式而言，特征在于，在将上述钼催化剂层中的上述第二载体设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废气净化用催化剂，具备基材和形成在该基材的表面上的催化剂层，其中，所述催化剂层具备铑催化剂层及铂催化剂层，所述铑催化剂层具备第一载体和负载在该第一载体上的铑，所述铂催化剂层具备第二载体和负载在该第二载体上的铂，对所述铑催化剂层中含有的元素中除铂族元素和氧之外的元素计算出的鲍林电负性的摩尔平均值(X)与对所述铂催化剂层中含有的元素中除铂族元素和氧之外的元素计算出的鲍林电负性的摩尔平均值(Y)的关系为1.30≤X≤1.45且1.47≤Y≤2.0。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.24 JP 2011-1402371.一种废气净化用催化剂，具备基材和形成在该基材的表面上的催化剂层，其中， 所述催化剂层具备铑催化剂层及钼催化剂层，所述铑催化剂层具备第一载体和负载在该第一载体上的铑，所述钼催化剂层具备第二载体和负载在该第二载体上的钼， 对所述铑催化剂层中含有的元素中除钼族元素和氧之外的元素计算出的鲍林电负性的摩尔平均值(X)与对所述钼催化剂层中含有的元素中除钼族元素和氧之外的元素计算出的鲍林电负性的摩尔平均值(Y)的关系为1.30≤X≤1.45且1.47≤Y≤2.0。2.如权利要求1所述的废气净化用催化剂，其中，所述催化剂层中，所述钼催化剂层形成在所述基材的表面上，并且所述铑催化剂层形成在所述钼催化剂层的不与基材接触的表面上，由此所述催化剂层形成为层叠结构。3.如权利要求1或2所述的废气净化用催化剂，其中， 所述铑催化剂层中的所述第一载体含有Ce02、ZrO2和Al2O3中的至少一种， 所述钼催化剂层中的所述第二载体含有Al2...

【专利技术属性】
技术研发人员：濑川佳秀，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：