[发明专利]催化剂载体及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及形成有孔洞的多孔氧化铝催化剂载体及其生产方法，在所述孔洞内形成有磁铅石型复合氧化物((La·M)Al₁₁O₁₉(其中M为Mn或Fe))且在所述磁铅石型复合氧化物上担载有贵金属；本发明还涉及形成有孔洞的多孔氧化铝催化剂、催化剂载体及其制造方法，在所述孔洞内形成有磁铅石型复合氧化物(La(Mn_x·M_1-x)Al₁₁O₁₉(其中M为Co、Cu或Nb))且在所述磁铅石型复合氧化物上担载有贵金属。

背景技术

通常，据推测，由于作为催化活性成分的贵金属微粒的生长，而可能使排气净化催化剂的性能下降。贵金属微粒一般分布于耐热性氧化铝载体(催化剂载体)的表面上。然而，在由于环境温度上升而使贵金属微粒重复性地分散于氧化铝表面后，贵金属微粒由于凝聚而长大，因此已经开发出多种技术，以通过抑制贵金属颗粒在催化剂表面上的运动或分散，而防止贵金属催化剂性能的下降。

例如，下文提及的参考专利文献1公开了通过将贵金属微粒限制于氧化铝催化剂载体的孔洞内而抑制其运动或分散的方法。所述方法中，提出通过将诸如二氧化铈、氧化锆或氧化镁等氧化物颗粒与贵金属颗粒限制在一起而防止贵金属颗粒在氧化铝载体的孔洞中凝聚。

近来，一种耐热性良好的钙钛矿型复合氧化物受人关注。钙钛矿型复合氧化物通常表示为“ABO₃”，大多数情况下，镧(La)用作“A”，铁(Fe)、钴(Co)或锰(Mn)用作“B”。虽然诸如LaFeO₃、LaCoO₃和LaMnO₃等钙钛矿型复合氧化物催化剂通过简单使用便具有排气净化活性，但是已经指出所述钙钛矿型复合氧化物催化剂不能处理足够的排气量，而且其净化NO的能力不足。为了克服这些缺点，提出使用由贵金属(Pd)离子置换LaFeO₃中的部分Fe离子而获得的LaFe_(1-x)Pd_xO₃(参见下文参考专利文献2)。

另一方面，已经提出将由氧化铝作为主要成分而形成的、并含有镧(La)作为碱土金属的磁铅石型复合氧化物用作催化剂，还在这种情况中提出选择锰或铁作为置换磁铅石复合物中的Al的金属原子。据推测，磁铅石型复合氧化物(下文称为“MPB”)的耐热性高于钙钛矿型复合氧化物的耐热性，而且其形成了具有氧化铝(Al₂O₃)或氧化铁(Fe₂O₃)作为其主要成分的晶格，并且晶格内含有碱金属离子或碱土金属离子。

还提出了通过将表示为AMn_xAl_(12-x)O₁₉(其中A为碱金属、碱土金属或稀有金属)的MPB浸入贵金属盐的水溶液中而生产耐热性良好的排气净化催化剂的技术(参见下文参考专利文献3)。根据这篇现有技术，通过精确称量1摩尔La₂O₃、1摩尔Mn₂O₃和11摩尔Al₂O₃前体以合成Mn置换的MPB((La·Mn)Al₁₁O_19·x)，然后通过在高于1300℃的温度(优选1450℃)烧制5小时以上而可获得排气净化催化剂。

参考专利文献1：日本特开2003-135963号公报

参考专利文献2：日本特开平5-3136号公报

参考专利文献3：日本特开平9-271672号公报

发明内容

本发明要解决的技术问题

然而现有技术的催化剂存在以下缺陷。

即，使用钙钛矿型复合氧化物催化剂的一种现有技术催化剂即使在900℃热处理100小时后，对HC、CO和NO的净化能力也没有下降，因而这种催化剂已在实践中用于实车中。近来，由于燃烧装置热效率的提高，已经开发出在较高温度下进行燃料燃烧的燃烧技术。因此，尾气温度升高，因而需要将催化剂布置于引擎正下方高于900℃的高温环境中。在将现有技术的催化剂应用于所述高性能燃烧器时，将引发其耐热性和耐久性上的问题。