一種排氣凈化催化劑，包括：下催化劑層，其含有具有５０至７０質(zhì)量％的ＣｅＯ２和５質(zhì)量％以上的Ｐｒ２Ｏ３的二氧化鈰－氧化鋯復(fù)合氧化物并載持Ｐｔ和Ｐｄ中的至少一者；以及上催化劑層，其含有至少氧化鋯并載持至少Ｒｈ，其中，每升載體基材ＣｅＯ２的總量為１５至３０ｇ。由于ＣｅＯ２的量少，所以抑制了Ｈ２Ｓ的生成，并且盡管ＣｅＯ２的量少也實(shí)現(xiàn)了高的吸附和釋放氧的能力。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種用作三元催化劑的排氣凈化催化劑，具體涉及顯著減少硫化氫的 排出的排氣凈化催化劑。
技術(shù)介紹
三元催化劑廣泛用作還原汽車排氣中的HC、C0和NOx的催化劑。這種三元催化劑 通過由多孔氧化物載體如氧化鋁、二氧化鈰、氧化鋯或二氧化鈰-氧化鋯載持鉬族貴金屬 而獲得。三元催化劑氧化HC和CO以便進(jìn)行凈化，而且也還原NOx。這些反應(yīng)在氧化成分的 量與還原成分的量基本上相等的氣氛中最有效地進(jìn)行。因而，在配備有三元催化劑的汽車 中，執(zhí)行空燃比控制以使得燃料在理論空燃比(A/F 14.6±0.2)附近燃燒。但是，關(guān)于三元催化劑，已存在如下問題當(dāng)排氣的氣氛偏向還原側(cè)時(shí)排氣中的硫 氧化物被還原并作為排出。例如，氧化鋁是三元催化劑的必要成分，而已存在這樣一個(gè) 問題在配備有使用氧化鋁的三元催化劑的汽車中，當(dāng)在濃氣氛中催化劑溫度高時(shí)，即等于 或高于350°C時(shí)，生成H2S。可將H2S的生成機(jī)制說明如下。排氣中的SA在稀氣氛中借助于催化劑被氧化成SO3或S04。SO3和SO4被氧化鋁 的堿基點(diǎn)吸附，并且所吸附的SO3和SO4在氧化鋁上逐漸濃縮。然后，在濃氣氛中，SO3和SO4 被還原并生成H2s。由于即使微量的H2S也會(huì)被人嗅到并造成不適，所以應(yīng)當(dāng)抑制H2S的排出O近年來，為了抑制空燃比的變動(dòng)而使用二氧化鈰、二氧化鈰-氧化鋯復(fù)合氧化物 等作為載體的成分。由于二氧化鈰具有吸附和釋放氧的能力，亦即，二氧化鈰在稀氣氛中吸 附氧并在濃氣氛中釋放氧，所以可將排氣氣氛穩(wěn)定地保持在理論空燃比附近。但是，由于二 氧化鈰的堿性高于氧化鋁的堿性，所以硫氧化物趨于被二氧化鈰而非氧化鋁吸附，并且二 氧化鈰在抑制的排出方面起到相反效果。具體而言，使用二氧化鈰來改善氧的吸附和 釋放與抑制H2S的生成處于互相排斥的關(guān)系。可以設(shè)想另外使用Ni或Cu的氧化物作為三元催化劑的成分。Ni或Cu的氧化物 在氧化氣氛中將SA轉(zhuǎn)化為SO3或SO4并在例如還原氣氛中將硫作為硫化物例如NiJ2儲(chǔ)存， 從而可抑制吐3的生成。例如，日本專利公報(bào)NO.H08-0155M中記載了一種排氣凈化催化劑，其中貴金屬 由包括鎳氧化物和鋇氧化物的復(fù)合氧化物(下文也稱為鎳-鋇復(fù)合氧化物)、氧化鋁和二氧 化鈰的載體載持。關(guān)于此載體，氧化鋁和二氧化鈰在稀氣氛中捕捉硫氧化物作為硫酸鹽，而 鎳-鋇復(fù)合氧化物在濃氣氛中捕捉&S。因而此，可抑制吐3的排出。PCT 申請(qǐng)的日文公開 No. 2000-515419 (JP-A-2000-515419)和日本專利 No. 2598817記載了使用混合了 NiCKi^e2O3等的載體來抑制的生成。日本專利申請(qǐng)公報(bào) No. H07-194978 (JP-A-07-194978)記載了使用載持有Ni和Ca的載體來抑制的生成。但是，由于Ni和Cu是環(huán)境負(fù)荷物質(zhì)，所以在用于汽車的排氣凈化催化劑中使用這 些物質(zhì)逐漸受到限制。當(dāng)向三元催化劑添加鋇等時(shí)，有可能使原來的凈化性能惡化。日本專利申請(qǐng)公報(bào)No. S63-236541 (JP-A-S63-236541)記載了一種排氣凈化催化 劑，其中貴金屬由除氧化鋁和二氧化鈰外還含有選自Ti、Nb、V、Ta和Mn的至少一種金屬的 氧化物的載體載持，而且還記載了可抑制的生成。此外，以下公布的官方公報(bào)為最接近的現(xiàn)有技術(shù)。日本專利申請(qǐng)公報(bào) No. 2007-090254(JP-A-2007-090254)公開了雙層涂覆的催化劑的示例，其中上催化劑層含 有載持Mi的氧化鋯粒子(顆粒)并且不含Pt，下催化劑層含有載持Pt的二氧化鈰粒子，并 且所含二氧化鈰的總量為49g/L。日本專利申請(qǐng)公報(bào)No. 2004-298813 (JP-A-2004-298813)公開了一種雙層涂覆的 排氣凈化催化劑，其具有Mi由低熱劣化性二氧化鈰-氧化鋯復(fù)合氧化物或多孔氧化鋁載持 的上催化劑層，并含有50至70wt%的其中二氧化鈰與氧化鋯之間的重量比約為3 7的低 熱劣化性二氧化鈰-氧化鋯復(fù)合氧化物。同一公報(bào)記載了下氧化劑層具有載持Pt的氧化 鋁并且還具有儲(chǔ)氧性二氧化鈰-氧化鋯復(fù)合氧化物，并且下氧化劑層含有50至70wt %的其 中二氧化鈰與氧化鋯之間的重量比約為11的儲(chǔ)氧性二氧化鈰-氧化鋯復(fù)合氧化物。日本專利申請(qǐng)公報(bào)No. 2007-111650 (JP-A-2007-111650)公開了一種排氣凈化催 化轉(zhuǎn)化器，其能夠在不降低排氣凈化效率的情況下抑制氣臭的產(chǎn)生。這包括分別布置在上 游側(cè)和下游側(cè)的兩個(gè)排氣凈化催化轉(zhuǎn)化器，且特征在于下游側(cè)上吸附氧的成分的量與上游 側(cè)上吸附氧的成分的量的比例在介于大約1與0. 5之間的范圍內(nèi)。在一個(gè)示例中列舉的下 游側(cè)的三元催化劑中的二氧化鈰的示例性含量為30g/L和20g/L。日本專利申請(qǐng)公報(bào)No. 2007-090254(JP-A-2007-090254)中記載的催化劑含有大量二氧化鈰且不含穩(wěn)定劑。因此，雖然當(dāng)催化劑新鮮時(shí)可獲得高儲(chǔ)氧能力，但預(yù)期生成的 H2S的量大。此外，因?yàn)榧炔缓趸営植缓砑觿A(yù)期二氧化鈰的顆粒生長(zhǎng)明顯并且在 耐久性試驗(yàn)后儲(chǔ)氧能力的下降速度明顯。JP-A-2004-298813和JP-A-2007-111650中公開的催化劑不含穩(wěn)定劑并且這些公 報(bào)中未對(duì)種類和量進(jìn)行明示。因此，預(yù)期包括二氧化鈰的復(fù)合氧化物的顆粒生長(zhǎng)明顯并且 儲(chǔ)氧能力的下降速度明顯。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的一個(gè)目的是在不使用環(huán)境負(fù)荷物質(zhì)Ni或Cu的情況下，既使用二氧化鈰 提高吸附和釋放氧的能力又抑制的生成。本專利技術(shù)的排氣凈化催化劑是多層式排氣凈化催化劑，其包括載體基材、形成在所 述載體基材的表面上的下催化劑層以及形成在所述下催化劑層的表面上的上催化劑層。所 述下催化劑層包括下層載體，所述下層載體含有具有50至70質(zhì)量％的( 和5質(zhì)量％ 以上的Pr2O3的二氧化鈰-氧化鋯復(fù)合氧化物；和由所述下層載體載持的Pt和Pd中的至少 一者。所述上催化劑層包括上層載體，所述上層載體含有至少包括氧化鋯的氧化物；和由 所述上層載體載持的至少M(fèi)i，其中，每升所述載體基材的( 總量為15到30g。在本專利技術(shù)的排氣凈化催化劑中，對(duì)于獲得吸附和釋放氧的能力而言是必要的二氧 化鈰-氧化鋯復(fù)合氧化物的大部分被置于下催化劑層中，并且二氧化鈰-氧化鋯復(fù)合氧化 物的組成比和添加劑以及( 的涂覆總量被優(yōu)化，使得即使在耐久性試驗(yàn)之后也可確保引 起作為催化劑的性能所需的必要和足夠水平的吸附和釋放氧的能力。此外，通過使被催化劑吸附的排氣中的硫的量最小化而抑制了 H2S的生成。所述上層載體可含有氧化鋯-二氧化鈰復(fù)合氧化物，在所述氧化鋯-二氧化鈰復(fù) 合氧化物中^o2含量等于或高于50質(zhì)量％。所述氧化鋯-二氧化鈰復(fù)合氧化物可含有7 至15質(zhì)量％的103。所述氧化鋯-二氧化鈰復(fù)合氧化物可含有10至15質(zhì)量％的Nd203。 所述氧化鋯-二氧化鈰復(fù)合氧化物可含有10至30質(zhì)量％的CeO2。所述上催化劑層的所述 氧化鋯-二氧化鈰復(fù)合氧化物可載持全部Mi的80%以上。所述二氧化鈰-氧化鋯復(fù)合氧 化物可含有1質(zhì)量％以上的La2O3。所述排氣凈化催化劑中所含氧化鋁的總量可等于或小于每升所述載體基材100g。 所述排氣凈化催化劑中所含二氧化鈰和氧化鋯的總量可為每升所述載體基材本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種多層式排氣凈化催化劑，包括載體基材、形成在所述載體基材的表面上的下催化劑層以及形成在所述下催化劑層的表面上的上催化劑層，所述排氣凈化催化劑的特征在于 所述下催化劑層包括：下層載體，所述下層載體含有具有５０至７０質(zhì)量％的ＣｅＯ↓［２］和５質(zhì)量％以上的Ｐｒ↓［２］Ｏ↓［３］的二氧化鈰－氧化鋯復(fù)合氧化物；和由所述下層載體載持的Ｐｔ和Ｐｄ中的至少一者，并且 所述上催化劑層包括：上層載體，所述上層載體含有至少包括氧化鋯的氧化物；和由所述上層載體載持的至少Ｒｈ，其中，每升所述載體基材的ＣｅＯ↓［２］總量為１５到３０ｇ。
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：佐藤明美，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：豐田自動(dòng)車株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：JP
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