2冲程通用发动机用排气净化催化剂制造技术

本发明专利技术提供了一种2冲程通用发动机用排气净化催化剂，其特征在于，具有基体和该基体上的涂层，所述涂层含有贵金属和金属氧化物，所述贵金属含有钯、和选自铂和铑中的1种以上，在该涂层含有的金属氧化物每100g中，所述涂层的氧化锆的含量为0.07摩尔以下，并且所述涂层的选自氧化镧和碱土金属氧化物中的1种以上的金属氧化物的合计含量为0.05摩尔以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】2冲程通用发动机用排气净化催化剂
本专利技术涉及2冲程通用发动机用排气净化催化剂。
技术介绍
对于从内燃机排出的排气，需要满足考虑到环境而制定的各种规则，通过催化剂除去有害成分后再排出。排气净化催化剂对于排气的成分中主要是烃(HC)、一氧化碳(CO)、和氮氧化物(NOx)的除去性能被视为问题。这些中烃(HC)和一氧化碳(CO)经由氧化反应而变为水(H2O)和二氧化碳(CO2)，而被净化掉，氮氧化物(NOx)经由还元反应而变为氮气(N2)而被净化掉。但是，对于除草机、送风机、链锯等手持型动力工具使用2冲程通用发动机的情况很多。因此，对于2冲程通用发动机的排气的排出成分也制定了规则。执行了例如日本是(一社)日本陆用内燃机协会的自主规则、美国是环境保护部(EPA)的法规、欧州是EC指令规则。对于2冲程通用发动机的排气的上述规则，关于HC成分的总排出量(THC)尤其严格。因此要通过现有的排气净化催化剂来满足这些规则，需要增大催化剂(特别是贵金属)的量。这造成催化剂的体积增大以及成本的上升。但是、设想搭载2冲程通用发动机的手持型动力工具，机器本身的体积并不大，由于操作性的要求，排气系统的大小和设计的自由度也受到限制，因此要安装大体积催化剂并不容易。催化剂成本也希望尽量低。关于这一点，在专利文献1中记载了调整催化剂担载层的金属氧化物构造和贵金属的担载比例，由此得到具有高HC净化性能的催化剂。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2004-275842号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题专利文献1的技术提供了具有高HC净化性能的排气净化催化剂，但没有出现现有催化剂的体积和成本的上升，能够提供符合对2冲程通用发动机现在的要求的排气规则的催化剂。但是、可以想到的是，对2冲程通用发动机的HC成分排出量管制今后会一年比一年严格，要求排气净化催化剂符合严苛的规则。专利文献1的技术可以认为是现有催化剂中达到最高水平的一个。通过采用该技术所获得的排气净化性能的提高几乎近于极限。但相对于严苛的管制，为了今后也符合要求，可以想到的是，需要构造出新的排气净化催化剂。本专利技术鉴于上述现状而完成，因而本专利技术的目的是提供显示高HC净化性能、能够符合严苛的管制的2冲程通用发动机用排气净化催化剂。解决课题的手段本专利技术通过以下总结的技术而实现了上述目的。【1】.一种2冲程通用发动机用排气净化催化剂，其特征在于，具有基体和该基体上的涂层，所述涂层含有贵金属和金属氧化物，所述贵金属含有钯、和选自铂和铑中的1种以上，在该涂层含有的金属氧化物每100g中，所述涂层的氧化锆的含量为0.07摩尔以下，并且所述涂层的选自氧化镧和碱土金属氧化物中的1种以上的金属氧化物的合计含量为0.05摩尔以上。【2】.如【1】所述的排气净化催化剂，所述涂层的金属氧化物含有氧化铝。【3】.如【1】或【2】所述的排气净化催化剂，所述涂层的金属氧化物含有氧化铈。【4】.如【1】～【3】的任一项所述的排气净化催化剂，所述钯从所述涂层的外表面向深度方向分散存在，该分散幅度在所述涂层的深度方向上为60μm以上。【5】.如【1】～【4】的任一项所述的排气净化催化剂，所述选自铂和铑中的1种以上从所述涂层的外表面向深度方向分散存在，该分散幅度在所述涂层的深度方向上为30μm以下。【6】.如【1】～【5】的任一项所述的排气净化催化剂，所述选自氧化镧和碱土金属氧化物中的1种以上的金属氧化物是选自氧化镧、氧化钡、和氧化锶中的1种以上的金属氧化物。【7】.如【6】所述的排气净化催化剂，所述选自氧化镧和碱土金属氧化物中的1种以上的金属氧化物是氧化镧。【8】.一种排气净化方法，含有以下步骤：使用【1】～【7】的任一项所述的排气净化催化剂来净化2冲程通用发动机的排气。专利技术效果本专利技术提供显示高HC净化性能、能够符合严苛管制的2冲程通用发动机用排气净化催化剂。本专利技术的排气净化催化剂即使以小量的催化剂量、并且以与现有催化剂同等的贵金属量也能够表现出高HC除去性能，所以能够进行紧凑体积的设计，成本低。本专利技术的2冲程通用发动机用排气净化催化剂可以很好地用于例如，除草机、吹风机、链锯等手持型动力工具。附图说明图1是显示现有技术中的催化剂构造的概略截面图。图2是显示本专利技术的催化剂构造的概略截面图。图3是表示甲烷生成量和THC净化率与金属氧化物中的氧化锆量的关系的图。图4是表示烃吸附量和THC净化率与金属氧化物中的氧化镧量的关系的图。图5是关于排气净化性能(碳摩尔收支)，将现有技术中排气净化催化剂和本专利技术的排气净化催化剂的典型例进行比较的图。具体实施方式本专利技术的2冲程通用发动机用排气净化催化剂，其特征在于，具有基体和该基体上的涂层，所述涂层含有贵金属和金属氧化物，所述贵金属含有钯、和选自铂和铑中的1种以上，在该涂层含有的金属氧化物每100g中，所述涂层的氧化锆的含量为0.07摩尔以下，并且所述涂层的选自氧化镧和碱土金属氧化物中的1种以上的金属氧化物的合计含量为0.05摩尔以上。本说明书中，金属氧化物每100g中的特定的金属氧化物的摩尔量是指，在作为催化剂载体使用的金属氧化物100g中该金属氧化物的质量除以该金属氧化物的式量而得的值。例如，在金属氧化物中含有氧化镧23.1质量％的情况、金属氧化物100g中存在的氧化镧的质量以23.1[g/100g-金属氧化物]表示，所以将该值除以氧化镧(La2O3)的式量325.81[g/摩尔]，采用所得到的值0.071[摩尔/100g-金属氧化物]作为金属氧化物每100g中的氧化镧的摩尔量。作为其它金属氧化物的式量，可以例示以下的值。氧化锆：ZrO2＝123.22[g/摩尔]氧化钡：BaO＝153.33[g/摩尔]氧化锶：SrO＝103.63[g/摩尔]本专利技术人在开发研究2冲程通用发动机用的排气净化催化剂时，进行了以下考察，才实现了本专利技术。2冲程通用发动机不具有变速机(transmission)，仅通过发动机的ON/OFF的切换就能工作。该发动机，在将空燃比以A/F值计算为11～13程度、将空间速度以SV值计算为40万/h程度这样的超浓空燃比(rich)状态下，在生成超大量排气的特殊条件下运转。因此，在设计2冲程通用发动机用排气净化催化剂时，需要与在理论空燃比附近、排气生成量较少的汽车排气净化催化剂的情况进行不同的考虑。在排气组成为氧不足的浓空燃比状态，将HC的净化通过氧化净化进行并不高效，所以认为通过水蒸气改性进行HC净化是有利的。但是、在使含有有意义量的氧化锆的现有催化剂在超浓空燃比条件下运转时，HC改性反应进行到甲基化为止而生成甲烷。在HC为丙烷(C3H8)的情况的反应式如下所示。C3H8+3H2O→3CO+9H2水蒸气改性反应将由甲基化生成的甲烷以HC进行计量，所以将该催化剂的HC净化性能评价为低。进而在浓空燃比状态下有HC的吸附造成贵金属中毒而容易失活的倾向。于是，本专利技术人探索了，能够通过水蒸气改性来进行HC净化，同时抑制甲烷的生成，降低贵金属中毒的催化剂构造，从而实现本专利技术的构造。即、为了使HC的改性反应停留在水蒸气改性反应、避免进行甲基化，限制了催化剂载体中的氧化锆量。同时、采用选自氧化镧和碱土金属氧化物中的碱性的载体成分来弥补氧化锆承担的水蒸气改性功能。进而，通过导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种2冲程通用发动机用排气净化催化剂，其特征在于，具有基体和该基体上的涂层，所述涂层含有贵金属和金属氧化物，所述贵金属含有钯、和选自铂和铑中的1种以上，在该涂层含有的金属氧化物每100g中，所述涂层的氧化锆的含量为0.07摩尔以下，并且所述涂层的选自氧化镧和碱土金属氧化物中的1种以上的金属氧化物的合计含量为0.05摩尔以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.20 JP 2016-1017681.一种2冲程通用发动机用排气净化催化剂，其特征在于，具有基体和该基体上的涂层，所述涂层含有贵金属和金属氧化物，所述贵金属含有钯、和选自铂和铑中的1种以上，在该涂层含有的金属氧化物每100g中，所述涂层的氧化锆的含量为0.07摩尔以下，并且所述涂层的选自氧化镧和碱土金属氧化物中的1种以上的金属氧化物的合计含量为0.05摩尔以上。2.如权利要求1所述的排气净化催化剂，所述涂层的金属氧化物含有氧化铝。3.如权利要求1或2所述的排气净化催化剂，所述涂层的金属氧化物含有氧化铈。4.如权利要求1～3的任一项所述的排气净化催化剂，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：筿赖继，伊藤毅，村重圭亮，久保田晃夫，
申请(专利权)人：株式会社科特拉，
类型：发明
国别省市：日本,JP