排气净化用催化剂制造技术

在此公开的排气净化用催化剂具有基材(42)和形成于该基材上的催化剂层(43)，所述催化剂层(43)具有上游侧催化剂部(44)和下游侧催化剂部(45b)。在上游侧催化剂部(44)和下游侧催化剂部(45b)中，各自都添加有Ba，上游侧催化剂部(44)的Ba添加量，是相当于对于该上游侧催化剂部(44)中所含有的二氧化铈-二氧化锆复合氧化物的总质量的8~22质量%的量，并且，下游侧催化剂部(45b)的Ba添加量，是相当于对于该下游侧催化剂部(45b)中所含有的二氧化铈-二氧化锆复合氧化物的总质量的3~7质量%的量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于净化从内燃机排出的排气的排气净化用催化剂。
技术介绍
从汽车等的发动机排出的排气中，含有烃(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)等有害成分。一般地，在内燃机的排气通路中配置用于将这些有害成分从排气中净化掉的排气净化用催化剂。该排气净化用催化剂通过在基材表面形成催化剂层来构成，该催化剂层由贵金属催化剂和担载该贵金属催化剂的多孔质载体构成。另外，为了净化掉烃(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)等有害成分，上述排气净化用催化剂广泛使用所谓的三元催化剂。该三元催化剂，作为上述贵金属催化剂使用钼(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd)等，该贵金属催化剂之中，钼和钯主要有助于烃(HC)和一氧化碳(CO)的净化性能(氧化净化能力)，铑主要有助于氮氧化物(NOx)的净化性能(还原净化能力)。在上述排气净化用催化剂中，为了使该催化剂的催化剂功能更有效地发挥，一直以来进行着将上述催化剂层分为多个区域，用不同的材料形成各区域的技术。例如，在专利文献I中公开了具有上游侧催化剂层和下游侧催化剂层的排气净化用催化剂，上述上游侧催化剂层设置在排气通路的上游侧，上述下游侧催化剂层设置在该排气通路的下游侧。该排气净化用催化剂的上述上游侧催化剂层含有钯，且厚度比上述下游侧催化剂层薄。另一方面，该下游侧催化剂层由含有钼、钡(Ba)和二氧化锆-二氧化铈复合氧化物(ZrO2-CeO2复合氧化物)的内催化剂层以及形成于该内催化剂层的表面并含有铑的外催化剂层构成。该结构的排气净化用催化剂，在含有钯的上述上游侧催化剂层中主要进行HC的净化。另夕卜，该上游侧催化剂层与上述下游侧催化剂层相比较薄地形成，因此能够很好地净化在催化剂层内部难以扩散的HC。另外，将排气净化用催化剂的催化剂层分为多个区域的技术的其他例子在专利文献2和专利文献3中进行了公开。专利文献2对于作为贵金属催化剂至少具有铑和钯，还具有Zr类复合氧化物和含有Ce及Zr的CeZr类复合氧化物的排气净化用催化剂进行了公开。该排气净化用催化剂，设置有在载体上含有铑并且不含有钯的第I催化剂层、和与该第I催化剂层相比更靠载体侧配置的含有钯并且不含有铑的第2催化剂层。另一方面，专利文献3对于包含载体基材、上游侧催化剂层和下游侧催化剂层的排气净化用催化剂进行了公开，上述上游侧催化剂层形成于该载体基材的排气通路的上游侦U，上述下游侧催化剂层形成于该载体基材的排气通路的下游侧。其特征在于，在该上游侧催化剂层中含有钯和钡，在上述下游侧催化剂层中含有铑。现有技术文献专利文献1:日本特开2010-005591号公报专利文献2:日本特开2011-183317号公报 专利文献3:日本特开2009-273988号公报
技术实现思路
然而，在汽车等的发动机刚起动时，排气处于低温状态。因此，在采用钯的排气净化中，存在烃(HC)的净化性能降低的课题。即，在发动机刚起动后的低温区，烃的一部分没有被净化而残留，残存的烃(HC)吸附在钯的表面，在钯粒子的表面形成被膜，由此活性点减少。其结果，催化剂的净化性能降低(钯的HC中毒)。因此，在采用钯的排气净化中，优选难以发生HC中毒的催化剂。此外，近年来，以制造成本的减轻和材料的稳定供给作为目的，正在推进低贵金属排气净化用催化剂的开发。以往的排气净化用催化剂，即使有一部分的钯发生HC中毒，也较多地残留没有中毒的钯，因此对催化剂功能的影响少。但是，对于低贵金属排气净化用催化剂而言，降低了贵金属催化剂的使用量，因此钯发生HC中毒时的影响大。本专利技术是为了解决上述课题而完成的，其目的是很好地防止排气净化用催化剂(特别是低贵金属排气净化用催化剂)中的钯的HC中毒，提供能够实现该目的的排气净化用催化剂。为了实现上述目的，由本专利技术提供以下构造的排气净化用催化剂。即，本专利技术涉及的排气净化用催化剂是用于净化从内燃机排出的排气的排气净化用催化剂，具有多孔质基材和形成于该多孔质基材上的催化剂层。该催化剂层作为载体至少具有二氧化铈-二氧化锆复合氧化物，并且，作为该载体所担载的贵金属催化剂具有钯。并且，上述催化剂层至少具有配置在排气流动方向的上游侧的上游侧催化剂部、和配置在排气流动方向的下游侧的下游侧催化剂部。 另外，在上述上游侧催化剂部和上述下游侧催化剂部中，各自都添加有Ba(钡)。添加到上述上游侧催化剂部的Ba量，是相当于以该上游侧催化剂部所含有的二氧化铈-二氧化锆复合氧化物的总质量作为100质量％时的8质量9Γ22质量％(优选为9质量9Γ20质量％、更优选为11质量9Γ16质量％)的量。另外，添加到上述下游侧催化剂部的Ba量，是相当于以该下游侧催化剂部所含有的二氧化铈-二氧化锆复合氧化物的总质量作为100质量％时的3质量°/Γ7质量％(优选为4质量%~6质量％)的量。该排气净化用催化剂，作为载体至少具有二氧化铈-二氧化锆复合氧化物。二氧化铈-二氧化锆复合氧化物中所含有的二氧化铈(CeO2)具有氧气吸放能力，因此有助于稳定地维持排气空燃比。另外，二氧化锆(ZrO2)在高温区抑制二氧化铈的晶粒生长(结块)。因此，二氧化铈-二氧化锆复合氧化物能够稳定地维持排气的空燃比，有效地发挥HC的净化性能，并且耐热性也优异，因此优选。另外，该排气净化用催化剂，与不含有上述Ba或Ba的添加量不满足上述范围的以往的排气净化用催化剂相比，难以发生钯的HC中毒(特别是烯烃中毒)。因此，即使在发动机刚起动时也可有效地抑制钯的HC中毒，能够表现高的催化剂活性(特别是低温活性)。认为其原因是通过添加到上述载体中的Ba和作为贵金属催化剂的钯相互作用，保持钯的价数较低，促进吸附到钯上的HC的脱附反应。另外，在对于上述上游侧催化剂部和上述下游侧催化剂部的Ba的添加量超出上述范围的情况下，有可能由于过量的Ba而破坏二氧化铈-二氧化锆复合氧化物的晶体结构。由此，二氧化铈-二氧化锆复合氧化物的氧气吸放能力降低，其结果，有可能不能够稳定地维持排气空燃比。另外，该构造的排气净化用催化剂，通过向上述载体添加适量的Ba，该载体所担载的钯的分散性提高。因此，可更良好地抑制在高温区的钯的结块，能够使催化剂的耐久性提高。因此，根据本专利技术，能够提供与以往相比，可抑制钯的HC中毒，进而抑制了钯的结块的、净化性能良好的排气净化用催化剂。另外，该构造的排气净化用催化剂，首先由上述上游侧催化剂部净化排气中的HC，在该上游侧催化剂部不能够净化掉的残留排气的HC由下游侧催化剂部净化，因此与上述下游侧催化剂部相比，上述上游侧催化剂部容易发生HC中毒。因此，本专利技术的排气净化用催化剂，其特征在于，添加到上述上游侧催化剂部的Ba相对于该上游侧催化剂部所含有的二氧化铈-二氧化锆复合氧化物的质量比，比添加到上述下游侧催化剂部的Ba相对于该下游侧催化剂部所含有的二氧化铈-二氧化锆复合氧化物的质量比多。由此，特别是变得难以发生上述上游侧催化剂部的钯的HC中毒，能够更好地表现高的催化剂活性(特别是低温活性)。另外，在此公开的排气净化用催化剂的优选的一个方式中，上述上游侧催化剂部的排气流动方向的长度，相对于上述催化剂层的沿该方向的总体长度，从排气的入口侧的端部开始至少占109Γ20%。另一方面，上述下游侧催化剂部的排气流动方向的长度，相对于上述催化剂层的沿该方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排气净化用催化剂，是用于净化从内燃机排出的排气的排气净化用催化剂，具有多孔质基材和形成于该多孔质基材上的催化剂层，所述催化剂层作为载体至少具有二氧化铈?二氧化锆复合氧化物，并且作为该载体所担载的贵金属催化剂具有钯，其中，所述催化剂层至少具有配置在排气流动方向的上游侧的上游侧催化剂部、和配置在排气流动方向的下游侧的下游侧催化剂部，在所述上游侧催化剂部和所述下游侧催化剂部中，各自都添加有Ba，添加到所述上游侧催化剂部的Ba量，是相当于以该上游侧催化剂部所含有的二氧化铈?二氧化锆复合氧化物的总质量作为100质量%时的8质量%~22质量%的量，并且，添加到所述下游侧催化剂部的Ba量，是相当于以该下游侧催化剂部所含有的二氧化铈?二氧化锆复合氧化物的总质量作为100质量%时的3质量%~7质量%的量。

【技术特征摘要】
2011.12.08 JP 269304/20111.一种排气净化用催化剂，是用于净化从内燃机排出的排气的排气净化用催化剂， 具有多孔质基材和形成于该多孔质基材上的催化剂层，所述催化剂层作为载体至少具有二氧化铈-二氧化锆复合氧化物，并且作为该载体所担载的贵金属催化剂具有钯， 其中，所述催化剂层至少具有配置在排气流动方向的上游侧的上游侧催化剂部、和配置在排气流动方向的下游侧的下游侧催化剂部， 在所述上游侧催化剂部和所述下游侧催化剂部中，各自都添加有Ba， 添加到所述上游侧催化剂部的Ba量，是相当于以该上游侧催化剂部所含有的二氧化铈-二氧化锆复合氧化物的总质量作为100质量％时的8质量9Γ22质量％的量，并且， 添加到所述下游侧催化剂部的Ba量，是相当于以该下游侧催化剂部所含有的二氧化铺-二氧化错复合氧化物的总质量作为100质量％时的3质量°/Γ7质量％的量。2.根据权利要求1所述的排气净化用催化剂，所述上游侧催化剂部的排气流动方向的长度，相对于所述催化剂层的沿该方向的总长度，从排气的入口侧的端部开始至少占109^20%。3.根据权利要求1所述的排气净化用催化剂，所述下游侧催化剂部的排气流动方向的长度，相对于所述催化剂 层的沿该方向的总长度，从排气的出口侧的端部开始至少占809^90%。4.根据权利要求Γ3的任一项所述的排气净化用催化剂，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：青木悠生，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：