[发明专利]废气净化用催化剂、及用于废气净化用催化剂的复合氧化物粒子混合物的制造方法

说明书

                            技术领域

本发明涉及一种含有氧化铝和储氧材料粒子的废气净化用催化剂。

                            背景技术

废气净化用催化剂中含有承载金属催化剂的氧化铝(Al₂O₃)或储氧材料。氧化铝比表面积大，因此承载金属催化剂时，可以以高分散状态承载金属催化剂。于是，由氧化铝承载的金属催化剂，即使暴露于高温废气中，也不易凝结及烧结。另一方面，储氧材料不具有与氧化铝相匹敌的大比表面积。因此，与由氧化铝承载的金属催化剂相比，由储氧材料承载的金属催化剂，容易发生上述凝结及烧结。

储氧材料在贫燃(lean)及富燃(rich)的A/F变动时，具有控制加载于储氧材料粒子表面的金属催化剂的氧化状态、向上述金属催化剂供应活性氧等极其重要的作用。

以往的储氧材料通常以单纯的物理混合状态含有粒径几μm的氧化铝和粒径几μm的储氧材料。

另外，众所周知，在耐热性方面，储氧材料不如氧化铝。为了改善上述储氧材料的耐热性，提出了将储氧材料和氧化铝复合处理得到的催化剂材料。

例如日本专利公开公报特开2000-271480号(以下称作“专利文献1”)中记载，通过向包含Al、Ce、Zr、Y、La等金属的酸性溶液中逐滴加入混合氨水等碱性水溶液，使上述金属的复合氧化物的前体共沉，并煅烧该共沉物，从而得到Al₂O₃、CeO₂、ZrO₂、Y₂O₃和La₂O₃的复合氧化物。并日公开，通过使用上述复合氧化物，可以提高储氧材料的耐热性，以及防止加载于蜂窝(honeycomb)的催化剂层脱落。

另一方面，日本专利公开公报特开2002-248347号(以下称作“专利文献2”)中公开，对于Al₂O₃，以具有储氧能力的CeO₂保持岛状形态的复合氧化物粉末中，更为理想的是在具有贝壳形状(中空形状)的复合氧化物粉末中，进一步包含选自ZrO₂、Y₂O₃、La₂O₃中的至少一种的物质。

如上述专利文献1、2所述，对于氧化铝和储氧材料的复合材料，由于储氧材料分散在以氧化铝为基质(matrix)的复合材料中，因此被认为可以一定程度地确保储氧材料的耐热性。

然而，对于如上所述的复合氧化物，由于氧化铝与作为储氧材料的复合氧化物处于相互分散的混合状态，因此存在于氧化铝粒子表面的储氧材料的量相对减少。因此，大部分的金属催化剂加载于氧化铝粒子上，而未充分地加载于储氧材料。此时，存在金属催化剂的氧化状态或还原状态得不到最优化，或金属催化剂不能从储氧材料得到充分的活性氧供给，从而废气的净化能力不充分的问题。

因此，在包含氧化铝和储氧材料的复合氧化物中，从提高两者的耐热性及净化能力的角度出发，需要上述物理混合的状态以外的新的混合状态下的复合氧化物的混合物。此外，氧化铝的耐热性不够时，或复合氧化物的耐热性不够时，存在因其自身凝结及烧结，而无法得到高净化能力的问题。

                            发明内容

采用本发明，可提供净化能力提高的、在催化剂层中含有氧化铝、储氧材料以及金属催化剂的废气净化用催化剂。

本发明中的废气净化用催化剂具有蜂窝载体和形成于上述蜂窝载体之上的催化剂层，该催化剂层包含：以氧化铝为主成分、含有镧的含镧氧化铝化合物；包含至少含有铈(Ce)、锆(Zr)及镧的复合氧化物的含镧储氧材料；以及金属催化剂；上述含镧储氧材料由上述含镧氧化铝化合物承载。

其中，含有Ce、Zr及La的复合氧化物指，上述金属成分固溶于氧化物中的物质。

相对于上述含镧氧化铝化合物中含有的镧的量与上述含镧储氧材料中含有的镧的量的合计值，上述含镧储氧材料中含有的镧的含量比例的范围，较为理想的是，按氧化物(La₂O₃)换算为1～99质量％。

另外，上述含镧储氧材料中含有的镧的含量比例的范围，较为理想的是，按氧化物(La₂O₃)换算为1～50质量％。