[发明专利]废气净化催化剂

说明书

发明领域

本发明涉及一种废气净化催化剂，其包含复合氧化物载体和负载在其表面上的贵金属催化剂。

背景技术

在各种工业领域中，全世界都在推进各种为了降低对环境的影响的努力。具体地，在汽车工业中，不仅燃料消耗性能优异的汽油发动机汽车，而且所谓的生态友好型的汽车例如混合动力汽车和电动汽车的普及和进一步性能改进的发展正在日益推进。除了发展这种生态友好型汽车之外，已经积极地推进用于净化从发动机中排出的废气的废气净化催化剂的研究。所述废气净化催化剂包括氧化物催化剂、三元催化剂和NOx储存和还原的催化剂。在废气净化催化剂中，贵金属(如铂、铑或钯)催化剂形成催化剂活性。所述贵金属催化剂通常在被负载在由多孔氧化物(如氧化铝)构成的载体上的状态下使用。

通常在高温气氛下使用所述废气净化催化剂。因此，理想的是催化剂具有高耐热性，从而使得即使在高温气氛下长期使用后仍可以保持高的催化活性。

现在，在日本专利申请公开号2009-107901(JP2009-107901A)中，公开了一种颗粒状无机混合的氧化物，其包含铝、锆、铈以及第一和第二添加元素。所述第一和第二添加元素选自由除铈之外的稀土元素和碱土金属元素组成的组。更具体地，所述无机混合的氧化物按如下所示组成。作为元素相对于在无机混合的氧化物中变成正离子的元素的总量，在无机混合的氧化物中的铝含量的比率为60至90原子％；作为元素相对于无机混合的氧化物中锆和铈的总量，在无机混合的氧化物中的铈含量的比率为0.4至50原子％；作为元素相对于无机混合的氧化物中变成正离子的元素的总量，所述第一和第二添加元素的总量的含量的比率为1至12原子％；无机混合的氧化物的80％以上的初级颗粒具有100nm或更小的颗粒尺寸；并且在所述初级颗粒的至少部分表面上形成其中所述第二添加元素含量的比率局部提高的表面浓缩(surface concentration)区域。优选地，所述第一添加元素为镧并且所述第二添加元素是钕。

在铝、锆和铈的氧化物(即氧化铝、二氧化锆和二氧化铈)的表面上浓缩氧化钕的无机混合的氧化物，是具有优异的耐热性的原料。而且，所述无机混合的氧化物良好平衡地发挥了氧储存能力(OSC能力)、HC改性能力和NOx净化性能。

发明内容

本发明提供一种废气净化催化剂，其具有高耐热性、优异的氧储存能力、HC改性能力和NOx净化能力，作为催化剂还具有高的氧释放能力和耐久性，以及高的压力损失降低效应。

根据本发明的一个方面的废气净化催化剂包含复合氧化物载体和负载在所述复合氧化物载体上的贵金属催化剂。所述复合氧化物载体包含氧化铝(Al₂O₃)、二氧化锆(ZrO₂)和二氧化铈(CeO₂)、第一添加元素的氧化物和第二添加元素的氧化物。所述第一添加元素的氧化物包含选自由除铈(Ce)之外的稀土元素和碱土元素组成的组中的添加元素。所述第二添加元素的氧化物包含选自由除铈之外的稀土元素和碱土元素组成的组中的添加元素。在所述复合氧化物载体中含有在30至40质量％范围内的氧化铝，和含有在36至46质量％范围内的二氧化锆。

通过将氧化铝含量的比率的范围设定为30至40质量％，当废气催化剂形成为具有一定尺寸和形状的催化剂主体时，可以减小作为其构成元素的所述废气净化催化剂的材料体积。因此，可以降低所述催化剂主体的压力损失。另外，可以良好平衡地充分地发挥氧储存能力和HC改性能力以及NOx净化性能。

此外，根据氧化铝含量的比率设定在低至30至40质量％的范围，二氧化锆含量的比率可以被设定在一个相对高的范围例如36至46质量％。通过这样设定二氧化锆含量的比率范围，可以获得的废气净化催化剂除了具有高的氧储存能力之外，还具有高的氧释放能力。

如上所述，本发明的所述方面的废气净化催化剂具有高的耐热性、优异的氧储存能力和HC改性能力以及NOx净化能力。另外，作为本发明的所述方面的废气净化催化剂，可以获得具有高的氧释放能力和耐久性，并且作为催化剂具有高的压力损失降低的效应的废气净化催化剂。

附图说明

参考附图，将在下文中说明本发明的示例性实施方式的特征、优点、以及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是显示当改变氧化铝和二氧化锆的含量时证实每种废气净化催化剂(实施例1和2，比较例1和2)的氧储存能力(OSC能力)和氧释放能力的试验结果的图；