[发明专利]废气净化催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种废气净化催化剂。

背景技术

汽车的废气净化催化剂使烃(HC)和一氧化碳(CO)氧化成水和二氧化碳，并使氮氧化物(NO_x)还原成氮，其中烃(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO_x)包含在发动机排出的废气中。作为具有这样的催化活性的废气净化催化剂(下文也称作“三效催化剂”)，通常使用负载贵金属的催化剂，其中在耐热基底上涂布含有催化贵金属(例如钯(Pd)、铑(Rh)和铂(Pt))的粒子的催化剂层。通常，负载贵金属的催化剂的催化剂层除上述催化贵金属粒子外还含有具有储氧能力的OSC材料(下文也称作“OSC”)作为载体或助催化剂。该OSC材料储存和释放氧以促进通过该催化贵金属的废气净化反应。作为OSC材料，广泛使用二氧化铈(CeO₂)-氧化锆(ZrO₂)复合氧化物。

通常，为了避免废气中的组分(例如硫)使催化活性降低，该废气净化催化剂的催化剂层具有在基底上叠置多个催化剂层的构造(下文也称作“层状催化剂”)。

例如，日本专利申请公开No.2004-298813(JP 2004-298813 A)公开了一种层状催化剂，其包括：由陶瓷或金属材料形成的载体；在载体上形成的第一催化剂层；和在第一催化剂层上形成的第二催化剂层，其中第一催化剂层由含有载铂的氧化铝(其中铂组分负载在多孔氧化铝上)和储氧的二氧化铈-氧化锆复合氧化物的复合陶瓷形成，且第二催化剂层由含有载铑的二氧化铈-氧化锆复合氧化物和载铑的氧化铝中的至少一种(其中铑组分负载在较不热退化的二氧化铈-氧化锆复合氧化物或多孔氧化铝上)以及多孔氧化铝和较不热退化的二氧化铈-氧化锆复合氧化物中的至少一种的复合陶瓷形成。

日本专利申请公开No.2002-361089(JP 2002-361089 A)公开了一种废气净化催化剂，其中通过由无机氧化物形成的底涂层在具有多边形孔室横截面的整体结构型载体上涂布催化剂层。JP 2002-361089 A描述了催化剂层可具有如下构造：其中在载体上相继涂布仅含铂作为催化活性组分的第一催化剂层和含有铂和铑作为催化活性组分的第二催化剂层。此外，JP2002-361089 A描述了第一催化剂层的铂优选负载在含有氧化铝作为主要组分的载体材料和含有氧化铈作为主要组分的载体材料上，且含有氧化铝作为主要组分的载体材料上负载的铂量占第一催化剂层的总铂量的30％至80％。

如上所述，用于废气净化催化剂的层状催化剂是已知的。但是，当这样的层状催化剂长期使用时，由于由催化贵金属在催化剂层中的热扩散造成的催化贵金属的合金化和/或废气中的组分(例如硫)的毒化，催化活性可能降低。此外，废气中的硫积聚在催化剂层上并作为硫化氢释放，这可能产生异常气味。

发明概述

为了提供能够实质上抑制长时间使用后的催化活性降低和/或异常气味生成的废气净化催化剂，做出本发明。

本发明人已经发现，在一种废气净化催化剂中，通过在基底上叠置第一催化剂层和第二催化剂层，可以实质上抑制长时间使用后的催化活性降低和/或异常气味生成，其中第一催化剂层含有负载在含有由特定元素形成的复合氧化物的第一载体上的铂，且第二催化剂层被设置在第一催化剂层的上表面上并含有负载在第二载体上的铑。基于上述发现，本发明人已经完成本发明。

本发明的一个方面涉及一种废气净化催化剂。该废气净化催化剂包含：基底；第一催化剂层，其被设置在基底的上表面上并含有第一载体和负载在第一载体上的铂，其中第一载体含有复合氧化物，该复合氧化物由氧和选自铝、磷和硼的至少一种元素形成并具有530eV至535eV的氧1s结合能；和第二催化剂层，其被设置在第一催化剂层的上表面上并含有第二载体和负载在第二载体上的铑，其中第二载体含有较不热退化的二氧化铈-氧化锆复合氧化物或多孔氧化铝。

第一催化剂层的第一载体可含有磷酸铝或硼酸铝。

第一催化剂层的涂布重量可以在40克/升基底至150克/升基底的范围内，且第二催化剂层的涂布重量可以在30克/升基底至180克/升基底的范围内。

第一催化剂层的厚度可以在10微米至100微米的范围内，且第二催化剂层的厚度可以在10微米至60微米的范围内。

根据本发明，可以提供能够实质上抑制长时间使用后的催化活性降低和/或异常气味生成的废气净化催化剂。

附图简述