[发明专利]废气净化用催化剂、其制备方法、及用该催化剂的废气净化法

说明书

技术领域

本发明涉及废气净化用催化剂，其制备方法以及使用该催化剂的废气净化方法。本发明尤其涉及，具有优良的点火性能和废气净化性能、特别是NO_X净化性能的废气净化用催化剂，其制备方法以及使用该催化剂的废气净化方法。

背景技术

通常，为了适应发动机废气的环境变化，可以组合使用钯、铑和铂的三元催化剂，进而可以有效地净化CO(一氧化碳)、HC(烃)和NO_X(氮氧化物)。

众所周知，向三元催化剂加入碱土金属时，可以提高钯的催化作用。因此，例如特开平9-57066号公报公开了一种废气净化用催化剂，其特征为，在蜂窝状整体式载体上，设置由负载铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)构成的组中选出的一种以上贵金属的耐火性无机物而组成的第一催化剂层，再在第一催化剂层的上面，设置由负载铜(Cu)组分的多孔结晶性铝硅酸盐为主要成分的无机物而构成的第二催化剂层，在所形成的催化体上，使第一催化剂层含有钡(Ba)组分。另外，特开平10-52640号公报公开了一种废气净化用催化剂，其特征为，催化剂活性组分包括(a)钯、碱土金属氧化物；(b)负载镧和铈的锆氧化物；以及(c)耐火性无机氧化物，将其覆盖于一体化结构体上而形成。US-A-2001-31699(特开2001-259424号公报)公开了一种废气净化用催化剂，其特征为，包括：贯通各个轴向的具有多个贯通孔的筒状载体；在分隔该贯通孔的里面所形成的耐火性无机氧化物的载体层；以及位于该载体层的贵金属催化剂组分。并且对于废气的流动，在配置于上流一侧的上流侧催化剂以及配置于下流一侧的下流侧催化剂而构成的废气净化用催化剂中，上述的上流侧催化剂包含选自钯、钯和铑、或者钯和铂的一种以上贵金属，上述载体层由至少含有钡和镧的氧化铝构成；上述的下流侧催化剂，作为上述贵金属包含铂、钯、铑中的至少一种，上述载体层从含有镧的氧化铝、铈或者铈和锆的固溶体、以及铈、锆和钇的固溶体选出的一种物质而构成。

如上所述，碱土金属对钯是有用的，但特别是对铑就会成为催化毒物。因此，特开平9-57066号公报以及US-A-2001-31699(特开2001-259424号公报)记载了，将碱土金属与铑共同存在时，会出现由于铑引起的NO_X净化性能下降和氧化性能下降的问题。

另一方面，铑具有非常高的NO_X净化性能，但因为非常昂贵，所以在催化剂组分中的用量就受到限制。因此，特开平10-52640号公报所记载的废气净化用催化剂，由于不使用铑，而出现了NO_X净化性能需进一步提高、以及氧化性能下降的问题。

而且，铑作为废气净化用催化剂的组分是不可缺少的，需要最大限度地利用其催化作用。

发明内容

鉴于上述的情况，本发明的目的是，抑制因暴露于高温废气等而引起热老化后，由加入的碱土金属引起的、钯和铑关于催化作用的相互影响，提供具有优良的点火性能和废气净化性能，特别是具有NO_X净化性能的废气净化用催化剂。

本发明的另一目的是，提供能有效地制备上述废气净化用催化剂的方法。

本发明的其他目的是，提供使用上述废气净化用催化剂的废气净化方法。

本发明人为了达到上述目的，进行认真研究的结果表明，通过分别制备，以最合适的比例在耐火性无机氧化物上负载钯和钡而构成的催化剂活性组分，以及在耐火性无机氧化物上负载铂和/或铑而构成的催化剂活性组分，再将这些物质负载于耐火性三维结构体上，而能抑制·防止碱土金属对铑的不良影响。即，使用这些催化剂活性组分所得的废气净化用催化剂，可以维持铑导致的优良的NO_X净化性能，同时也通过碱土金属能够提高钯的废气净化性能，所以能够发挥优良的废气净化性能、特别是NO_X净化性能，同时也具有优良的点火性能。本发明人根据上述的见解，完成了本发明。

即、上述目的是，由包括：在耐火性无机氧化物(A)上以最合适的比例负载钯和钡而构成的催化剂活性组分(I)；以及在耐火性无机氧化物(B)上负载铑和/或铂而构成催化剂活性组分(II)的废气净化用催化剂而达到的。

本发明能够提供具有优良的点火性能、废气净化性能、特别是NO_X净化性能的废气净化用催化剂。而且，本发明可使用现有的装置，制备废气净化用催化剂。另外，本发明能够提供具有优良的点火(ライトオフ)性能的同时，也能在富氧(リツチ)条件下，提供改良的NO_X净化性能的废气净化方法。