[发明专利]废气净化用催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种废气净化用催化剂。

背景技术

通常，汽车等机动车辆使用液体燃料。该液体燃料大多含有硫。因此，例如在废气净化用催化剂所净化的废气呈还原性时，由于废气中硫成分的催化反应而产生硫化氢，因而需要进一步地降低硫化氢排出量。

“Catalysis Today”，Vol.9，1991，pp.105-112中记载了含有镍的废气净化用催化剂。使用该废气净化用催化剂能降低硫化氢的排出量。

然而，在欧洲等一些地区，镍及镍化合物被指定为环境负荷物质，禁止在催化剂中使用。因此，需要不使用镍而降低硫化氢排出量的技术。

发明内容

本发明的目的在于，能够不使用镍而降低硫化氢排出量。

根据本发明的一个方面，提供一种废气净化用催化剂，其具有载体基体、被上述载体基体支撑且含有多孔载体的催化剂负载层以及负载在上述多孔载体上的贵金属，所述贵金属的平均粒径为5nm以上。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的一个方式的废气净化用催化剂的透视图。

图2是将图1所示的废气净化用催化剂的一部分放大而表示的剖面图。

图3是表示硫化氢排出量的测定条件的曲线图。

图4是表示硫化氢排出量的图。

图5是表示铂的粒径对硫化氢排出量的影响的一例的曲线图。

图6是表示催化剂的BET表面积对硫化氢排出量的影响的一例的曲线图。

具体实施方式

以下，对本发明的方式进行说明。

图1是示意性地表示本发明的一个方式的废气净化用催化剂的透视图。图2是将图1所示的废气净化用催化剂的一部分放大而表示的剖面图。

图1及图2中所示的废气净化用催化剂1是整体式催化剂。

该废气净化用催化剂1包含整体式蜂窝状载体作为载体基体2。载体基体2典型地由堇青石等陶瓷组成。

在载体基体2上形成有催化剂负载层3。催化剂负载层3可具有单层结构或多层结构。

催化剂负载层3包含多孔载体31。作为多孔载体31的材料，可使用例如氧化铝、二氧化硅、氧化锆或二氧化钛。

催化剂负载层3还可包含多孔载体31以外的材料。例如，催化剂负载层3还可包含储氧材料。

储氧材料是例如铈氧化物或含有铈及铈以外的稀土元素的氧化物。含有铈及铈以外的稀土元素的氧化物是复合氧化物和/或固溶体。作为含有铈及铈以外的稀土元素的氧化物，可使用例如含有铈及锆的氧化物。储氧材料也可以含有稀土元素以外的金属元素。

催化剂负载层3负载有贵金属4。贵金属4是例如铂、钯、铑等铂族元素或它们的混合物。当催化剂负载层3采用多层结构时，催化剂负载层3所包含的层可以负载同一贵金属，或者也可以负载不同的贵金属。

贵金属4的平均粒径为5nm以上，典型地为10nm以上，更典型地为30nm以上。并且，由于后述原因，贵金属4的平均粒径例如为100nm以下，优选为60nm以下。

当供给到内燃机的气体为贫燃气时，通常内燃机排出的废气呈氧化性。此时，废气中的硫成分不会因为贵金属4的催化作用而被还原为硫化氢，其一部分被催化剂负载层3吸附。当供给到内燃机的气体从贫燃气转换为富燃气时，内燃机排出作为废气的还原性气体。因此，废气中的硫成分及从催化剂负载层3脱附的硫成分由于贵金属4的催化作用而被还原成硫化氢。机动车辆排放难闻的臭气就是上述原因所致。

在使贵金属4的量一定的条件下增大其平均粒径时，贵金属4的表面积变小。因此，能使硫成分的还原难以发生，从而能够降低硫化氢排出量。

然而，在使贵金属4的量一定的条件下增大其平均粒径时，有可能使烃、一氧化碳及氮氧化物的排出量增大。因此，考虑到这种情况，贵金属4的平均粒径可设为一定小的值。

另外，贵金属4的平均粒径是通过以下方法获得的值。即，将废气净化用催化剂1沿与其端面平行的面切割，并分割为在与切割面垂直的方向上的尺寸相同的25个断片。然后，用透射电子显微镜(TEM)拍摄各断片的切割面的多个区域。倍率在2000倍到10000倍的范围内。而且，对各TEM图像中拍到的全部贵金属4，测量画面纵向的长度。另外，如果某贵金属4的一部分被多孔载体31等遮挡而看不见时，则忽略该贵金属4。如上求出多个贵金属4各自的长度，并计算它们的平均值。将该平均值作为贵金属4的平均粒径。