專利名稱：廢氣凈化用催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢氣凈化用催化劑，更詳細而言，本發(fā)明涉及具備NOx吸藏還原型催化劑層的廢氣凈化用催化劑。
背景技術(shù)：
目前，在三元催化劑中，NOx吸藏還原型催化劑由于會引起HC、CO、NOx的競爭吸附，因此難以確保充分的凈化性能。為了解決該問題，在日本特開2009-101252等中報道了多種具有雙層涂層結(jié)構(gòu)的NOx吸藏還原型催化劑，但由于上下兩層中均含有NOx吸藏材料(或NOx保持物質(zhì))，因此，無法消除如下問題發(fā)生HC、CO、NOx的競爭吸附，NOx吸藏還原反應(yīng)的活性位點減少，從而不能有效地發(fā)揮NOx吸藏還原型催化劑的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供具有通過防止HC、CO、NOx的競爭吸附而能夠高效地利用NOx吸藏還原型催化劑的結(jié)構(gòu)的廢氣凈化用催化劑。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的廢氣凈化用催化劑的特征在于，在基材上具備包含選自堿金屬或堿土金屬中的至少一種NOx吸藏材料以及Pt和/或Rh的NOx吸藏還原型催化劑層，在上述NOx吸藏還原型催化劑層上具備負(fù)載有Pt和/或Pd的氧化催化劑層。優(yōu)選的方式中，沿著廢氣流的方向觀察時，上述氧化催化劑層的長度為上述NOx吸藏還原型催化劑層的長度的25飛0%。優(yōu)選的方式中，上述氧化催化劑層的厚度為2(Γ40 μ m。


圖I示意性地表示在現(xiàn)有的廢氣凈化用催化劑的NOx吸藏還原型催化劑層中發(fā)生競爭吸附的HC、CO、NOx。圖2示意性地表示在本發(fā)明的廢氣凈化用催化劑的上層氧化催化劑層中選擇性地氧化HC和CO并且在下層NOx吸藏還原型催化劑層中選擇性地吸藏并還原NOx的狀態(tài)。圖3(A)是表示實驗室評價用的本發(fā)明例和現(xiàn)有例的催化劑的構(gòu)成圖像的示意圖，圖3(B)是表示實機評價用的本發(fā)明例的催化劑的構(gòu)成圖像的示意圖。圖4是表示實驗室評價用的試驗周期的圖。圖5是表示本發(fā)明例和現(xiàn)有例的催化劑在實驗室中的NOx吸藏特性的圖。圖6是表示本發(fā)明例的催化劑在實機中的NOx吸藏特性的圖。
具體實施例方式在現(xiàn)有的雙層涂層結(jié)構(gòu)中，由于上下兩層均為NOx吸藏還原型催化劑層，因此，如圖I所示，發(fā)生HC、CO、NOx的競爭吸附，NOx吸藏還原反應(yīng)的活性位點減少，不能有效地利用NOx吸藏還原型催化劑層。即，即使NOx吸藏還原型催化劑具有足夠的NOx的吸藏容量，在吸藏開始階段NOx吸藏速度也慢，在模式排放(モードユミッシヨン)中不能發(fā)揮充分的性能。另外，即使在NOx吸藏還原型催化劑的上游配置氧化催化劑作為其對策，在以相同容量進行比較的情況下，NOx吸藏速度也仍然很慢。與之相對，作為本發(fā)明的特征，如圖2所示，首先，HC、C0在上層氧化催化劑層中得到實質(zhì)性的浄化，因此，能夠使下層NOx吸藏還原型催化劑層的活性位點有效地用于NOx吸藏還原反應(yīng)。 本發(fā)明通過在NOx吸藏還原型催化劑層上設(shè)置氧化催化劑層，能夠有效地利用下層NOx吸藏還原型催化劑層。即，廢氣最初通過的上層氧化催化劑層將阻礙NOx吸藏還原型催化劑的反應(yīng)的HC(碳氫化合物)和CO(—氧化碳)選擇性地氧化。因此，在下層NOx吸藏還原型催化劑層中，實質(zhì)上不發(fā)生HC、CO、NOx的競爭吸附，而選擇性地發(fā)生從上層氧化催化劑層中通過的NOx的吸藏和還原。對于本發(fā)明的廢氣凈化用催化劑而言，通過使上層氧化催化劑層和下層NOx吸藏還原型催化劑層選擇性地起作用，能夠避免應(yīng)當(dāng)通過氧化浄化的HC和CO與應(yīng)當(dāng)通過還原浄化的NOx的競爭吸附，確保上下兩層中足夠的反應(yīng)位點，從而能夠最大限度地利用NOx吸藏還原型催化劑本來的功能。在一個優(yōu)選的方式中，如圖2所示，氧化催化劑層以相對于廢氣流的方向自NOx吸藏還原型催化劑層的上游側(cè)端部起覆蓋NOx吸藏還原型催化劑層的長度的25飛0%的方式進行配置。在該范圍內(nèi)，NOx吸藏還原型催化劑層的NOx吸藏速度達到最大。進而，在一個優(yōu)選的方式中，上述氧化催化劑層的厚度為2(T40iim。在該范圍內(nèi)，NOx吸藏還原型催化劑層的NOx吸藏速度達到最大。在形成下層NOx吸藏還原型催化劑層后，在其上進行表層涂敷(オーバーコー卜)而形成上層氧化催化劑層，從而形成上下兩層涂層結(jié)構(gòu)的催化劑。為了提高氧化性能，進行表層涂敷而成為上層的氧化催化劑層具備具有優(yōu)良的催化能力的Pt和/或Pd作為氧化催化劑。氧化催化劑層中，不添加妨礙在稀薄燃燒氣體中的催化活性的Rh，也不添加給貴金屬活性帶來影響的NOx吸藏材料。NOx吸藏還原型催化劑層包含Pt和/或Rh以及NOx吸藏材料。尤其是，Rh和NOx吸藏材料僅添加在下層NOx吸藏還原型催化劑層中。實施例在堇青石基材上制作具有表I所示的涂層規(guī)格的三種廢氣浄化用催化劑。以下說明中，DOC表示氧化催化劑層，NSR表示NOx吸藏還原型催化劑層。表I
權(quán)利要求
1.一種廢氣凈化用催化劑，其特征在于， 在基材上具備包含選自堿金屬或堿土金屬中的至少一種NOx吸藏材料以及Pt和/或Rh的NOx吸藏還原型催化劑層， 在所述NOx吸藏還原型催化劑層上具備負(fù)載有Pt和/或Pd的氧化催化劑層。
2.如權(quán)利要求I所述的廢氣凈化用催化劑，其特征在于，所述氧化催化劑層沿著廢氣流的方向，自所述NOx吸藏還原型催化劑層的上游側(cè)端部起覆蓋該NOx吸藏還原型催化劑層的長度的25 60%。
3.如權(quán)利要求I或2所述的廢氣凈化用催化劑，其特征在于，所述氧化催化劑層的厚度為 20 40 μ m。
全文摘要
本發(fā)明提供具有通過防止HC、CO、NOx的競爭吸附而能夠高效地利用NOx吸藏還原型催化劑的結(jié)構(gòu)的廢氣凈化用催化劑。本發(fā)明的廢氣凈化用催化劑的特征在于，在基材上具備包含選自堿金屬或堿土金屬中的至少一種NOx吸藏材料以及Pt和/或Rh的NOx吸藏還原型催化劑層，在所述NOx吸藏還原型催化劑層上具備負(fù)載有Pt和/或Pd的氧化催化劑層。
文檔編號F01N3/08GK102811810SQ20108006562
公開日2012年12月5日 申請日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者新名祐介, 高木信之, 松原宏幸, 今井啟人, 鐮田雅也 申請人:豐田自動車株式會社