[发明专利]废气净化用催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及含有储氧材料的废气净化用催化剂。

背景技术

迄今为止，作为用于处理汽车等的废气的废气净化用催化剂，广 泛地使用在包含氧化铝等无机氧化物的耐热性载体上负载有贵金属的 三元催化剂。该三元催化剂中，贵金属发挥促进氮氧化物(NO_x)的还原 反应以及一氧化碳(CO)及烃(HC)的氧化反应的作用。另外，耐热性载 体发挥增大贵金属的比表面积、并且消散反应热从而抑制贵金属熔结 的作用。

日本特开平1-281144号公报、日本特开平9-155192号公报和日本 特开平9-221304号公报中，记载了使用氧化铈或者含有铈和其它金属 元素的氧化物的废气净化用催化剂。这些氧化物是具有储氧能力的储 氧材料。如果在三元催化剂中使用储氧材料，则能够使上述的还原反 应和氧化反应最优化。但是，如以下说明的那样，即使是使用储氧材 料的三元氧化剂，也难以在发动机刚启动的状态和发动机持续运转的 状态这两种状态下均获得良好的性能。

在发动机刚启动的状态下，催化剂的温度低。在低温条件下贵金 属净化废气的能力低于在高温条件下贵金属净化废气的能力。因此， 在考虑发动机刚启动时的性能的情况下，减小废气净化用催化剂的热 容是有利的。

另一方面，在发动机持续运转的状态下，催化剂的温度十分高。 此时，由于贵金属净化废气的能力高，因此废气净化用催化剂为应对 废气组成的变动而含有更多的储氧材料是有利的。

这样，发动机刚启动时的性能与发动机持续运转的状态下的性能 之间存在二律背反的关系。因此，难以在发动机刚启动的状态和发动 机持续运转的状态这两种状态下均获得良好的性能，因而难以总是实 现高的废气净化效率。

发明内容

本发明的目的在于获得高的废气净化效率。

根据本发明的一个方面，提供一种废气净化用催化剂，具备：基 材；下层，覆盖所述基材，并含有储氧材料和钯，不含铑；和上层， 覆盖所述下层，并含有铑和负载铑的载体，其储氧能力低于所述下层 的储氧能力。

附图说明

图1是概略地显示本发明的一个实施方式的废气净化用催化剂的 立体图；

图2是概略地显示图1所示的废气净化用催化剂可采用的结构的 一例的剖面图。

具体实施方式

下面，说明本发明的实施方式。

图1是概略地显示本发明的一个实施方式的废气净化用催化剂的 立体图。图2是概略地显示图1所示的废气净化用催化剂可采用的结 构的一例的剖面图。

图1和图2所示的废气净化用催化剂1为整体式催化剂。该废气 净化用催化剂1包含整体蜂窝状(Monolith honeycomb)基材等基材2。 基材2典型地是由堇青石等陶瓷制成的。

基材2的间壁上形成有下层3。下层3含有第一耐热性载体、第 一储氧材料和钯。下层3发挥赋予废气净化用催化剂1储氧能力的主 要作用，并且发挥赋予废气净化用催化剂1利用钯进行废气净化的能 力的主要或辅助作用。

下层3不含有铑。另外，本说明书和权利要求书中提到“层L1不 含有元素E”的情况下，不排除层L1中混入有不可避免的量的元素E。 例如，层L1中可能含有由于来自与其邻接的层L2的扩散而混入的元 素E。

第一耐热性载体的热稳定性优于第一储氧材料的热稳定性。作为 第一耐热性载体的材料，例如，可以使用氧化铝、氧化锆或二氧化钛。

第一储氧材料例如是二氧化铈、二氧化铈与其它金属氧化物的复 合氧化物、或者它们的混合物。作为复合氧化物，例如，可以使用二 氧化铈与氧化锆的复合氧化物。

第一储氧材料可以负载有铂族元素等贵金属。一般而言，如果在 储氧材料上负载微量的贵金属，则储氧能力提高。作为第一储氧材料， 例如，可以使用在二氧化铈与氧化锆的复合氧化物上负载铂而得到的 材料。

下层3相对于每1L容积基材2的涂布量，例如设定在 20g/L～200g/L的范围内。该涂布量少时，难以获得足够的储氧能力。 另外，该涂布量多时，废气净化用催化剂1的热容增大。

第一储氧材料中使用的氧化物相对于第一耐热性载体的质量比， 例如设定在10质量％～90质量％的范围内。

使用二氧化铈与氧化锆的复合氧化物作为第一储氧材料的情况 下，铈相对于锆的原子比例如设定在3原子％～97原子％的范围内。