鞍骑型车辆用废气净化催化剂制造技术

本发明专利技术提供虽然为仅设置有一层催化剂层的简易且低成本的构成、但CO、HC、NOx的净化性能及它们的低温净化性能优异的鞍骑型车辆用废气净化催化剂等。设置于内燃机的废气通路中的鞍骑型车辆用废气净化催化剂，其具备金属基材、和设置于该金属基材上的单层的催化剂层，前述催化剂层含有：第1复合催化剂粒子，所述第1复合催化剂粒子至少具有氧化锆系母材粒子和共负载于该氧化锆系母材粒子表面的Rh及CeO2粒子；以及，第2复合催化剂粒子及/或第3复合催化剂粒子，所述第2复合催化剂粒子包含氧化铝母材粒子和负载于该氧化铝母材粒子表面的Pd，所述第3复合催化剂粒子至少具有二氧化铈氧化铝母材粒子和负载于该二氧化铈氧化铝母材粒子表面的Pd。子表面的Pd。子表面的Pd。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】鞍骑型车辆用废气净化催化剂


[0001]本专利技术涉及两轮机动车等鞍骑型车辆用废气净化催化剂及其制造方法，尤其涉及催化剂层仅由一层形成的鞍骑型车辆用废气净化催化剂等。

技术介绍

[0002]在以汽油为燃料的汽车、两轮机动车的废气中，包含烃(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)等有害成分。为了将它们净化，需要利用催化剂对各种有害成分进行净化，即，使烃(HC)氧化而转化为水和二氧化碳，使一氧化碳(CO)氧化而转化为二氧化碳，使氮氧化物(NOx)还原而转化为氮，等等。作为用于对这样的废气进行处理的催化剂(以下称为“废气净化催化剂”)，使用了能将CO、HC及NOx氧化还原的三效催化剂(Three
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Way Catalyst：TWC)。作为这样的三效催化剂，例如下述三效催化剂是广为人知的：在具有高比表面积的氧化铝母材粒子上负载钌、铑、钯、锇、铱、铂等铂族元素(PGM：Platinum Group Metal)等作为催化活性成分，并将其负载于基材、例如耐火性陶瓷或金属制蜂窝结构的整体式(Monolithic)基材而得到的三效催化剂。
[0003]就上述的汽车等的内燃机而言，根据加速、减速、低速行驶、高速行驶等发动机的工作条件，燃料与空气之比(空燃比，A/F)大幅变化，以废气中的理论空燃比14.7为分界，氧化反应变得有利的氧过剩气氛(贫燃料气氛)、和还原反应变得有利的燃料过剩条件(富燃料气氛)根据行驶条件而交替地反复出现。因此，废气用催化剂需要在贫燃料气氛及富燃料气氛中的任意条件下均发挥一定以上的催化性能。尤其是在两轮机动车的情况下，存在为了提高输出功率而在富燃料气氛下提高发动机的转速来驾驶的倾向，因此要求在富燃料气氛下发挥优异的催化性能。因此，一直以来进行了空燃比(A/F)的控制，但仅仅通过控制空燃比(A/F)，无法使催化剂充分地发挥净化催化性能，因此对催化剂层自身也要求控制空燃比(A/F)的作用。
[0004]因此，出于利用催化剂本身的化学作用防止因空燃比的变化而发生的催化剂的净化性能的降低的目的，使用了将助催化剂与作为催化活性成分的铂族元素并用的催化剂。作为这样的助催化剂，已知有在还原气氛中释放出氧、在氧化气氛中吸收氧的具有储氧能力(OSC：Oxygen Storage capacity)的助催化剂(在下文中，有时称为“OSC材料”)。具体而言，二氧化铈(氧化铈，CeO2)、二氧化铈
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氧化锆复合氧化物等作为具有储氧能力的OSC材料是已知的。这些OSC材料发挥作为减小废气的氧化性和还原性的变化的缓冲剂的功能，具有维持催化剂的净化性能的功能。另外，使氧化锆固溶于二氧化铈而得到的二氧化铈
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氧化锆复合氧化物的储氧能力(OSC)更优异，因此被作为OSC材料而添加至许多催化剂中。
[0005]然而，两轮机动车用的废气净化催化剂具有与四轮汽车用的废气净化催化剂等不同的特殊课题。例如，两轮机动车用的废气净化催化剂与四轮汽车用的废气净化催化剂相比，搭载催化剂的空间有限，因此要求即使为小容量也能发挥高度的净化能力。另外，两轮机动车的废气流路比较短，另外，存在重视输出功率而使用大量燃料的倾向，因此催化剂容易暴露于高温。并且，与之相应地，废气中的氧浓度降低，因此，存在废气中的空燃比(A/F)
变得小于理论空燃比14.7的情况较多的倾向。因此，要求耐热性优异、并且即使在空燃比(A/F)小于14.7的富燃料气氛中废气净化效率也优异。
[0006]例如在专利文献1中，公开了一种内燃机废气净化用催化剂材料，其特征在于，具有由铈
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锆系复合氧化物(其中，CeO2的量为45～70质量％，ZrO2的量为20～45质量％，Nd2O3量为2～20质量％，La2O3量为1～10质量％)形成的载体、和负载于该载体的包含金属Pd或Pd氧化物的催化剂成分。
[0007]另外，在专利文献2中，公开了一种鞍骑型车辆用废气净化催化剂，其特征在于，具有在由陶瓷或金属材料形成的载体的表面形成的第一催化剂层、和形成于该第一催化剂层上的第二催化剂层，该第一催化剂层具有由铈
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锆系复合氧化物(其中，CeO2的量为45～70质量％，ZrO2的量为20～45质量％，Nd2O3的量为2～20质量％，La2O3的量为1～10质量％)形成的载体、和负载于该载体的包含金属Pd或Pd氧化物的催化剂成分，该第二催化剂层具有由锆系复合氧化物(其中，ZrO2的量为50～95质量％，CeO2的量为0～40质量％，Nd2O3的量为2～20质量％，La2O3的量为1～10质量％)形成的载体、和负载于该载体的包含金属Rh或Rh氧化物的催化剂成分，或者具有前述载体、负载于该载体的包含金属Rh或Rh氧化物的催化剂成分及包含金属Pt或Pt氧化物的催化剂成分。
[0008]另一方面，作为不使用贵金属中比较昂贵的Pt、Rh而实现了低成本化的催化剂，专利文献3中公开了一种鞍骑型车辆废气用钯催化剂，其为设置于内燃机的排气通路中的鞍骑型车辆用废气净化催化剂，所述钯催化剂具备基材和作为单层的催化剂层，所述催化剂层含有作为催化活性成分的钯、作为催化剂载体的多孔质γ
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氧化铝等无机多孔质体、作为助催化剂成分的二氧化铈(CeO2)粒子及钡。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1：日本特开2010
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227739号公报
[0012]专利文献2：WO2010/109734
[0013]专利文献3：日本特开2013
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208578号公报

技术实现思路

[0014]专利技术所要解决的课题
[0015]在上述专利文献1中，作为母材粒子，使用了在特定组成的铈
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锆系复合氧化物的表面上负载有Pd的催化剂材料(Pd负载铈
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锆系复合氧化物)。然而，该催化剂材料在单独的情况下依然是净化性能不充分的材料(参见实施例1及2)。
[0016]另外，就从汽车等的内燃机排出的废气而言，在启动时等催化剂温度低的状态下，排出大量的一氧化碳(CO)、烃(HC)、氮氧化物(NOx)。为了提高净化性能，催化剂的早期升温和催化剂的低温净化性能的提高是重要的。然而，专利文献1中记载的催化剂材料在单独的情况下依然是低温催化活性不充分的材料(参见实施例1及2)。
[0017]另一方面，作为在催化剂材料用途以外还在荧光体、玻璃基板研磨剂等中使用的重要的稀土的Ce由于最近的海外形势而陷入供给危机，供给极度受限，另外还有国际价格暴涨的事情。因此，要求Ce的使用量少的新型催化剂材料，而专利文献1中记载的催化剂材料的Ce使用量依然较多，从这样的观点来看，并不符合最近的要求。
[0018]另外，专利文献2中记载的废气净化催化剂具有下述层叠结构：在基材表面设置将专利文献1中记载的Pd负载铈
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锆系复合氧化物作为催化剂成分的第一催化剂层，在该第一催化剂层上进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.鞍骑型车辆用废气净化催化剂，其为设置于内燃机的废气通路中的鞍骑型车辆用废气净化催化剂，所述鞍骑型车辆用废气净化催化剂具备金属基材、和设置于该金属基材上的单层的催化剂层，所述催化剂层含有：第1复合催化剂粒子，所述第1复合催化剂粒子至少具有氧化锆系母材粒子和共负载于该氧化锆系母材粒子表面的Rh及CeO2粒子；以及，第2复合催化剂粒子及/或第3复合催化剂粒子，所述第2复合催化剂粒子包含氧化铝母材粒子和负载于该氧化铝母材粒子表面的Pd，所述第3复合催化剂粒子至少具有二氧化铈氧化铝母材粒子和负载于该二氧化铈氧化铝母材粒子表面的Pd。2.如权利要求1所述的鞍骑型车辆用废气净化催化剂，其中，所述氧化锆系母材粒子是固溶有选自由Ce、Nd及La组成的组中的至少1种以上稀土元素的稀土类固溶氧化锆母材粒子。3.如权利要求1或2所述的鞍骑型车辆用废气净化催化剂，其中，所述氧化锆系母材粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：长岛健，
申请(专利权)人：NE化学株式会社，
类型：发明
国别省市：