[发明专利]废气净化用催化剂及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及对汽车等车辆排出的废气进行净化的废气净化用催化剂及 其制造方法。

背景技术

近年来，汽车用废气限制规定越来越严格，另一方面，同时也要求废 气净化用催化剂对废气中含有的有害成分例如的未燃烧烃类(HC)、一氧化 碳(CO)进行更高效的净化。废气净化用催化剂的构成一般是在氧化铝等基 材的表面负载贵金属粒子，通过贵金属粒子对废气中包含的有害成分进行 氧化，将其转变为无害成分即水或气体。而且，一般来说，贵金属粒子的 表面积越大，催化剂的净化性能越好，因此，通过减小贵金属粒子的粒径 来增大贵金属粒子的表面积，从而增大表面能。

这里，废气净化用催化剂的贵金属粒子在初期阶段为数nm以下的超微 粒子状态。但是，存在下述问题：在废气净化用催化剂暴露于高温氧化气 体氛围中的过程中，贵金属粒子的表面被氧化，邻近的贵金属粒子之间凝 聚，粗大化为数十nm，贵金属粒子的表面积减小，有害物质的净化率降低。 反向胶束法等大表面积贵金属粒子的制备方法的开发正在进行，这应该可 以防止因贵金属粒子的粗大化而引起的表面积降低。

所谓反向胶束法即下述方法：首先在有机溶剂中混合表面活性剂与含 催化剂活性成分(例如，贵金属元素)的水溶液；然后，制备乳液溶液，所述 乳液溶液在有机溶剂中形成了含有包含贵金属的水溶液的反向胶束；使贵 金属沉淀后，进行还原或不溶化处理，使在反向胶束中微粒化的贵金属析 出。此外，特开2000-42411号公报公开了下述方法：在乳液溶液制备步骤 中，使反向胶束中包含具有储氧作用的元素，来制造催化剂。在该反向胶 束法中，在乳液溶液中所含的反向胶束中，在将催化剂活性成分负载于基 材后，破坏反向胶束，所得沉淀物经过过滤、干燥、粉碎、焙烧各步骤， 制成催化剂。采用本制造方法制造的催化剂，不仅能够在基材上负载具有 储氧作用的元素，而且能够在基材的最表面以及基材中形成的孔部分的表 面上负载催化剂活性成分，因此提高了催化剂的活性。

然而，在上述反向胶束法中，对形成有反向胶束的乳液溶液进行喷雾、 焙烧来制造催化剂，因此，存在的问题是：制造步骤复杂，制造成本升高。

因而，本发明的目的是：提供制造步骤简单、能够长期保持高净化率 的废气净化用催化剂及其制造方法。

专利文献1特开2000-42411号公报

发明内容

本发明的废气净化用催化剂包含：与废气接触来净化有害成分的贵金 属粒子、和负载有贵金属粒子的多个第1化合物、以及配置在这些第1化 合物之间使第1化合物之间彼此隔离的第2化合物，其中，这些贵金属粒 子、第1化合物以及第2化合物的微孔容积在0.24～0.8cm³/g的范围内。此 外，本发明的废气净化用催化剂制造方法包括：在第1化合物上负载贵金 属粒子的负载步骤、将第2化合物或第2化合物的前体分散在水中进行浆 料化的浆料化步骤、在第2化合物的浆料中分散负载了贵金属粒子的第1 化合物的分散化步骤以及对该分散有第1化合物的第2化合物的浆料进行 干燥后再进行焙烧的干燥·焙烧步骤；其中，在分散化步骤中，在下述条 件下进行处理，所述条件使得负载了贵金属粒子的第1化合物的凝聚体发 生碎解。

根据本发明的废气净化用催化剂及其制造方法，通过在负载了贵金属 粒子的多个第1化合物之间配置第2化合物，使得第1化合物之间被用第2 化合物隔开，因此，可以获得下述催化剂，所述催化剂即使在长时间使用 后，仍能保持大的表面积，其贵金属粒子之间以及第1化合物之间不发生 凝聚。

附图说明

图1为放大显示根据本发明的实施方式的废气净化用催化剂的示意图。

图2为放大显示根据比较例的废气净化用催化剂的示意图。

图3为显示根据本发明的实施方式的废气净化用催化剂的制造步骤的 示意图；(a)显示贵金属粒子，(b)显示在第1化合物上负载了贵金属粒子的 状态，(c)显示用第2化合物覆盖负载有贵金属粒子的第1化合物的状态。

图4为对实施例1～10以及比较例1～2中各催化剂的HC(C₃H₆)净化率为 50％的温度进行比较的图表。

图5为对实施例11～16以及比较例3～6中各催化剂的HC(C₃H₆)净化率 为50％的温度进行比较的图表。