排氣氣體凈化用催化劑及其制造方法技術

本發明專利技術提供含有擔載了鈀和鋇的六鋁酸鋇，以六鋁酸鋇的質量為基準，鈀的擔載量換算為Pd金屬的質量為0.2～3.5質量%，鋇的擔載量換算為BaO的質量為1～20質量%，鋇的擔載量和鈀的擔載量的摩爾比為Ba/Pd＝0.5～10/1的排氣氣體凈化用催化劑；包括由陶瓷或金屬材料構成的催化劑支持體，和擔載于該催化劑支持體上的以上述排氣氣體凈化用催化劑作為主成分的層的排氣氣體凈化用催化劑構成體及其制造方法。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及排氣氣體凈化用催化劑及其制造方法，更詳細地，涉及Pd的分散度優異，高溫耐久后的排氣氣體凈化性能優異的排氣氣體凈化用催化劑，例如，對由汽車等的內燃機排出的排氣氣體中含有的有害成分進行凈化的催化劑及其制造方法。
技術介紹
由汽車等的內燃機排出的排氣氣體中含有烴（HC）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOX）等有害成分。因此，現有技術中使用將這些有害成分凈化而無害化的三元催化劑。在這樣的三元催化劑中，作為催化劑活性成分使用Pt、Pd、Rh等貴金屬，作為載體使用氧化鋁、二氧化鈰、氧化鋯或具有儲氧能力的二氧化鈰-氧化鋯復合氧化物等，作為催化劑支持體使用由陶瓷或金屬材料制成的蜂窩、板、顆粒等形狀的支持體。隨著汽車排氣氣體的規章制度的嚴格，受內燃機排氣氣體凈化用催化劑的主要催化劑活性成分即貴金屬Pt和Rh的價格上漲的影響，利用比較便宜的Pd作為催化劑活性成分來削減排氣氣體凈化用催化劑的成本受到研究，提出了各種方法（例如，參照專利文獻1、2、3）。另外，為了使Pd本身的排氣氣體凈化性能提高，正廣泛進行作為載體使用的Al2O3，CeO2，ZrO2等金屬氧化物的功能性的研究。但是，為了應對今后使用量的增大導致的市場上的價格波動、來自汽車制造商的成本削減要求，需要開發出以少的使用量顯示出有效的排氣氣體凈化性能的催化劑。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開平06－099069號公報專利文獻2：日本特開平07－171392號公報專利文獻3：日本特開平08－281071號公報。專利技術內容專利技術要解決的技術問題已知三元催化劑的貴金屬類暴露于高溫時，由其貴金屬氧化物發生氧解離而轉變為金屬，由此會加速燒結(シンタリング)。其中，認為Pd由于氧解離溫度低而容易燒結，是性能劣化的主要原因。通常即使使用被認為耐熱性高的鑭穩定化氧化鋁（La－Al2O3）作為Pd的載體，加速耐久處理中Pd也會急劇地燒結，導致顯著的性能降低。作為三元催化劑中的Pd的載體，使用耐熱性更高的材料是抑制Pd的燒結的一個方案，研究了各種高耐熱性材料。本專利技術的目的是提供Pd的分散度優異，高溫耐久后的排氣氣體凈化性能優異的排氣氣體凈化用催化劑及其制造方法。用于解決技術問題的方法本專利技術人等為了實現上述目的而進行了深入研究，結果發現，使用六鋁酸鋇作為載體，通過以特定的量比擔載鈀和鋇，可得到Pd的分散度優異，高溫耐久后的排氣氣體凈化性能優異的排氣氣體凈化用催化劑，從而完成了本專利技術。即，本專利技術的排氣氣體凈化用催化劑的特征在于，含有擔載了鈀和鋇的六鋁酸鋇，以六鋁酸鋇的質量為基準，鈀的擔載量換算為Pd金屬的質量為0.2～3.5質量%，鋇的擔載量換算為BaO的質量為1～20質量%，鋇的擔載量和鈀的擔載量的摩爾比為Ba/Pd＝（0.5～10）/1。本專利技術的排氣氣體凈化用催化劑的特征在于，優選含有擔載了鈀和鋇的六鋁酸鋇，以六鋁酸鋇的質量為基準，鈀的擔載量換算為Pd金屬的質量為1～3.5質量%，鋇的擔載量換算為BaO的質量為2～15質量%，鋇的擔載量和鈀的擔載量的摩爾比為Ba/Pd＝（2～4.5）/1。另外，本專利技術的排氣氣體凈化用催化劑構成體的特征在于，包括由陶瓷或金屬材料制成的催化劑支持體，和擔載于該催化劑支持體上的以上述排氣氣體凈化用催化劑為主成分的層。本專利技術的排氣氣體凈化用催化劑構成體的制造方法的特征在于，使進行了濕式粉碎處理的六鋁酸鋇漿料分散于含有水溶性鈀化合物和水溶性鋇化合物的水溶液中，制成漿料，將得到的漿料涂布于由陶瓷或金屬材料制成的催化劑支持體，使之干燥，進行燒成。專利技術效果本專利技術的排氣氣體凈化用催化劑和本專利技術的排氣氣體凈化用催化劑構成體的Pd的分散度優異，高溫耐久后的排氣氣體凈化性能優異，本專利技術的制造方法適用于制造本專利技術的排氣氣體凈化用催化劑。具體實施方式本專利技術中作為載體使用的六鋁酸鋇是公知化合物，可通過各種制造方法制造。例如，可通過日本特開平6－239613號公報、日本特開平7－187664號公報、日本特開平7－187665號公報、日本特開平10－287419號公報等記載的制造方法制造。對于本專利技術中作為載體使用的六鋁酸鋇，可制造由通式BaxAlyOz（式中，x為0.75～1，y為10.9～12，z為17.14～19）所示的六鋁酸鋇。例如由BaAl12O19，Ba0.75Al11O17.25，Ba0.79Al10.9O17.14等所示的六鋁酸鋇。本專利技術的排氣氣體凈化用催化劑含有擔載了鈀和鋇的六鋁酸鋇，以六鋁酸鋇的質量為基準，鈀的擔載量換算為Pd金屬的質量為0.2～3.5質量%，優選為1～3.5質量%；鋇的擔載量換算為BaO的質量為1～20質量%，優選為2～15質量%；鋇的擔載量和鈀的擔載量的摩爾比為Ba/Pd＝（0.5～10）/1，優選為Ba/Pd＝（2～4.5）/1。鈀的擔載量、鋇的擔載量、以及鋇的擔載量和鈀的擔載量的摩爾比中的任一者在上述范圍以外時，排氣氣體凈化用催化劑的高溫耐久后的排氣氣體凈化性能的改善變得不充分。在本專利技術的排氣氣體凈化用催化劑中，由于使用六鋁酸鋇作為載體，可抑制高溫耐久后的Pd的分散度劣化率，實現高溫耐久后的Pd燒結的抑制。另外，本專利技術的排氣氣體凈化用催化劑為將Pd和Ba擔載于六鋁酸鋇而成的催化劑，通過擔載Pd和Ba，可將PdO的氧解離溫度高溫化，可提高Pd的催化作用。本專利技術的排氣氣體凈化用催化劑，例如，可通過以下的方法制造。將進行了濕式粉碎處理的D50在3～15μm的范圍內、并且D90在7～40μm的范圍內的六鋁酸鋇的漿料分散于含有水溶性鈀化合物（例如，硝酸鈀、氯化鈀、硫酸鈀）和水溶性鋇化合物（例如，氧化鋇、硝酸鋇、乙酸鋇、草酸鋇、氫氧化鋇、碳酸鋇）的水溶液中，攪拌該分散液制為漿料。此時，對于六鋁酸鋇的量與鈀化合物的量、鋇化合物的量的比例，以六鋁酸鋇的質量為基準，使Pd的量換算為Pd金屬的質量為0.2～3.5質量%，優選為1～3.5質量%；以六鋁酸鋇的質量為基準，使Ba化合物的量換算為BaO量為1～20質量%，優選為2～15質量%；使Ba量和Pd量的摩爾比為Ba/Pd＝（0.5～10）/1，優選為Ba/Pd＝（2～4.5）/1。接著使該漿料蒸發干燥，進行燒成，由此可得到本專利技術的排氣氣體凈化用催化劑。本專利技術的排氣氣體凈化用催化劑構成體在由陶瓷或金屬材料制成的催化劑支持體上形成并擔載由上述本專利技術的排氣氣體凈化用催化劑構成的層。在這樣的排氣氣體凈化用催化劑構成體中，由陶瓷或金屬材料制成的催化劑支持體的形狀，沒有特別的限定，通常為蜂窩、板、顆粒等形狀。蜂窩形狀時，排氣氣體凈化用催化劑的擔載量優選為30～200g/L，更優選為50～150g/L。另外，作為這樣的催化劑支持體的材質，例如，可列舉氧化鋁（Al2O3）、莫來石（3Al2O3－2SiO2）、堇青石（2MgO－2Al2O3－5SiO2）等陶瓷、或不銹鋼等金屬材料。本專利技術的排氣氣體凈化用催化劑構成體，例本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.07.08 JP 2010-1561491.排氣氣體凈化用催化劑，其特征在于，該催化劑含有擔載了鈀和鋇的六鋁酸鋇，以六鋁酸鋇的質量為基準，鈀的擔載量換算為Pd金屬的質量為0.2～3.5質量%，鋇的擔載量換算為BaO的質量為1～20質量%，鋇的擔載量和鈀的擔載量的摩爾比為Ba/Pd＝（0.5～10）/1。
2.根據權利要求1所述的排氣氣體凈化用催化劑，其中，以六鋁酸鋇的質量為基準，鈀的擔載量換算為Pd金屬的質量為1～3.5質量%，鋇的擔載量換算為BaO的質量為2～15質量%，鋇的擔載量和鈀的擔載量的摩爾比為Ba/Pd＝（2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：中原祐之輔，法師人央記，
申請(專利權)人：三井金屬礦業株式會社，
類型：
國別省市：