用于净化废气的催化剂及其制造方法技术

本发明专利技术公开了用于净化废气的催化剂，其中Ｒｈ被用于Ｒｈ的催化剂载体负载。该用于净化废气的催化剂使用催化剂组分Ａ、催化剂组分Ｂ和粘合剂制成，催化剂组分Ａ具有２５μｍｏｌ.ｇ↑［－１］至６０μｍｏｌ.ｇ↑［－１］的每单位重量ＣＯ↓［２］吸附量，并具有０．２μｍｏｌ.ｍ↑［－２］.ｇ↑［１］至２．３μｍｏｌ.ｍ↑［－２］.ｇ↑［１］的每单位比表面积ＣＯ↓［２］吸附量。该用于净化废气的催化剂具有１８μｍｏｌ.ｇ↑［－１］至６０μｍｏｌ.ｇ↑［－１］的每单位重量ＣＯ↓［２］吸附量和０．２μｍｏｌ.ｍ↑［－２］.ｇ↑［１］至２．５μｍｏｌ.ｍ↑［－２］.ｇ↑［１］的每单位比表面积ＣＯ↓［２］吸附量，且催化剂的每单位重量ＣＯ↓［２］吸附量与催化剂组分Ａ的每单位重量ＣＯ↓［２］吸附量的比率［即（催化剂的ＣＯ↓［２］吸附量／催化剂组分Ａ的ＣＯ↓［２］吸附量）×１００］不小于７５％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
铂族贵金属，例如铂(Pt)、铑(Rh)和钯(Pd)，已经广泛用作用 于净化废气的催化剂金属。其中，Rh对NOx具有高的还原活性，并因此 是三元催化剂等的基本组分。另 一方面，尽管Zr02或A1203载体(其上添 加了碱性氧化物)经常用在净化废气的这种Rh催化剂中，但问题是，Zr02 载体上的Rh在高温使用过程中发生晶粒生长，从而造成活性降低，此夕卜， 在高温氧化气氛中，Rh与载体、特别是与八1203载体相互作用(形成固溶 体)，由此降低其催化性能。此外，Rh在低温使用过程中金属化不充分， 产生了其催化性能降低的问题。为了解决这些问题，例如JP-A2004-230241 (专利文献l)公开了用于 净化废气的催化剂的制造方法，其特征在于包括将粉末制浆并调节pH 值，所述粉末是如下制备的将含NOx吸收剂元素的水溶性盐浸渍到催化 剂负载基底中，并然后向其中浸渍和负载含催化剂贵金属的碱性贵金属溶 液；然后将该浆料施用到蜂窝体载体上，并将所得载体干燥和煅烧。另外， JP-A61-238347(专利文献2 )公开了净化废气的整体式催化剂的制造方法， 其特征在于一个接一个地进行第一步骤，仅将整体式催化剂载体(其壁 表面涂有负载层)的气体出口侧部分浸入含有碱性金属(如>^金属或碱土 金属)的溶液中，以在气体出口侧将碱性金属浸入负载层；第二步骤，将 整体式催化剂载体加热至预定温度；和第三步骤，将整个整体式催化剂载 体浸入含有催化剂溶液的溶液中，以将催化剂金属浸入负载层中，从而在气体入口侧的较深位置以及在出口侧的较浅位置形成催化剂金属层。但是，在如上列文献中所述的用于净化废气的催化剂中，不可能同时并充分解决由高温使用过程中Rh的晶粒生长引起的催化性能降低问题和 由于低温使用过程中Rh不充分金属化导致的催化性能降低问题。
技术实现思路
考虑到上述问题，作出了本专利技术。本专利技术的一个目的是提供充分抑制 Rh的劣化并且还具有优异低温性能的用于净化废气的催化剂，并提供了制 造用于净化废气的催化剂的方法。本专利技术人为实现上述目的不懈地进行研究，并发现了下列事实，从而 完成了本专利技术。具体而言，通过将其中负载了 Rh的催化剂组分的C02吸 附量和整个用于净化废气的催化剂的C02吸附量控制在指定范围内，可以 提供充分抑制Rh的劣化并具有优异低温性能的用于净化废气的催化剂。本专利技术的用于净化废气的催化剂是使用催化剂组分A、催化剂组分B 和粘合剂制成的催化剂，催化剂组分A通过在用于Rh的催化剂载体中负 载Rh而制成，具有25 fimol.g-1至60 nmo卜g-1的每单位重量C02吸附量， 并具有0.2 nmol.nT、g1至2.3 nmol'm、g1的每单位比表面积C02吸附量，所述催化剂具有18 nmohg-1至60 nmohg"的每单位重量C02吸附量 和0.2 nmol.nT^g1至2.5 nmol.nT、g1的每单位比表面积CCh吸附量，且所述催化剂的每单位重量C02吸附量与催化剂组分A的每单位重量 C02吸附量的比率[(催化剂的C02吸附量/催化剂组分A的C02吸附量)x 100为75%或更大。此外，在本专利技术的用于净化废气的催化剂中，所述用于Rh的催化剂 栽体优选为复合氧化物，其包含氧化锆和至少一种选自由碱土金属、稀土 元素、第三族元素和除Zr外的第四族元素组成的组的金属元素。此外，在本专利技术的用于净化废气的催化剂中，所述复合氧化物优选进 一步包含不与氧化锆形成固溶体的金属氧化物，并且在所述金属元素中， 至少一种选自由稀土元素和碱土金属组成的组的金属与至少一种选自由氧化锆和所述金属氧化物组成的组的氧化物形成固溶体。另外，在本专利技术的用于净化废气的催化剂中，所述金属氧化物优选为 氧化铝。此外，在本专利技术的用于净化废气的催化剂中，所述复合氧化物的80% 或更多的初级粒子优选具有100纳米或更低的粒径。此外，在本专利技术的用于净化废气的催化剂中，所述金属元素优选为至 少一种选自由La和Nd组成的组的金属元素。此外，在本专利技术的用于净化废气的催化剂中，催化剂组分B优选为包 含至少一种选自由A1203、 Zr02、 Ce02、 MgO、 Y203、 La203、 Pr203、 Nd203、 Tb02、 Ti02和Si02组成的组的氧化物的催化剂组分。另外，在本专利技术的用于净化废气的催化剂中，催化剂组分B优选为包 含至少一种选自由A1203、 Zr02、 Ce02、 La203、 Pr203和Nd203组成的 组的氧化物的催化剂组分。此外，在本专利技术的用于净化废气的催化剂中，催化剂组分B优选包含 Rh以外的贵金属，该贵金属负载在其上。此外，在本专利技术的用于净化废气的催化剂中，所述Rh以外的贵金属 更优选为选自由Pt和Pd组成的组中的至少一种。制造本专利技术用于净化废气的催化剂的第一方法是包括下列步骤的方法由浆料获得用于净化废气的催化剂，该浆料包含通过在用于Rh的 催化剂载体上负载Rh而制成的催化剂组分A，其具有25至60 nmol.g-1 的每单位重量C02吸附量，并具有0.2 nmol.m、g1 至2.3 nmol'm—、g1 (优 选0.2 nmolMiT、g1至1.0 nmolnn^g1)的每单位比表面积C02吸附量；催 化剂组分B;粘合剂和碱性材料，所述催化剂具有18 nmohg"至60 jimohg"的每单位重量C02吸附量 和0.2 nmo卜m人g1至2.5 nmohnT、g1的每单位比表面积C02吸附量，且所述催化剂的每单位重量C02吸附量与催化剂组分A的每单位重量 C02吸附量的比率[(催化剂的C02吸附量/催化剂组分A的C02吸附量)x100为75%或更大。制造本专利技术用于净化废气的催化剂的第二方法是包括下列步骤的方法通过使催化剂与含有碱性材料的溶液接触，获得用于净化废气的催化 剂，该催化剂包含通过在用于Rh的催化剂载体上负载Rh而制成的催化 剂组分A，催化剂组分A具有25 nmol'g-1至60 nmohg"的每单位重量C02 吸附量，并具有0.2 nmol.m-2'g1至2.3 nmo"m人g1的每单位比表面积C02 吸附量；催化剂组分B;和粘合剂，所述催化剂具有18 nmohg"至60 nmol.g-1的每单位重量C02吸附量 和0.2 nmol'nT、g1至2.5 nmol'nT、g1的每单位比表面积C02吸附量，且所述催化剂的每单位重量C02吸附量与催化剂组分A的每单位重量C02吸附量的比率[(催化剂的C02吸附量/催化剂组分A的C02吸附量)x100为75%或更大。另外需要说明，不确定本专利技术用于净化废气的催化剂为什么可以抑制 Rh的劣化和并同时实现了优异的低温性能，但本专利技术人如下推测。也就是 说，在氧化态下，Rh通过固态反应与碱性氧化物反应，并在还原气氛中以 Rh金属的形式沉积。那么，如果碱性氧化物的碱的量太小，则该固态反应 变得不充分，且Rh在高温使用过程中发生晶粒生长，由此催化性能降低。 另一方面，如果碱的量太大，Rh向Rh金属的还原变难，以致活性点减少， 然后低温性能降低。在本专利技术用于净化废气的催化剂中，通过使用C02吸附量作为参数， 控制其中负载着Rh作为原材料的催化剂组分和整个用于净化废气本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于净化废气的催化剂，该催化剂使用催化剂组分Ａ、催化剂组分Ｂ和粘合剂制成，催化剂组分Ａ通过在用于Ｒｈ的催化剂载体上负载Ｒｈ而制成，具有２５μｍｏｌ.ｇ↑［－１］至６０μｍｏｌ.ｇ↑［－１］的每单位重量ＣＯ↓［２］吸附量，并具有０．２μｍｏｌ.ｍ↑［－２］.ｇ↑［１］至２．３μｍｏｌ.ｍ↑［－２］.ｇ↑［１］的每单位比表面积ＣＯ↓［２］吸附量，　所述催化剂具有１８μｍｏｌ.ｇ↑［－１］至６０μｍｏｌ.ｇ↑［－１］的每单位重量ＣＯ↓［２］吸附量和０．２μｍｏｌ.ｍ↑［－２］ .ｇ↑［１］至２．５μｍｏｌ.ｍ↑［－２］.ｇ↑［１］的每单位比表面积ＣＯ↓［２］吸附量，且　所述催化剂的每单位重量ＣＯ↓［２］吸附量与催化剂组分Ａ的每单位重量ＣＯ↓［２］吸附量的比率［（催化剂的ＣＯ↓［２］吸附量／催化剂组分Ａ的ＣＯ ↓［２］吸附量）×１００］为７５％或更大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：森川彰，田边稔贵，高桥直树，吉田健，佐藤明美，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]