[发明专利]用于鞍座型车辆的废气净化催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于鞍座型车辆的废气净化催化剂。更具体而言，本发明涉及一种用于鞍座型车辆的废气净化催化剂，所述催化剂抑制用作催化剂成分的PdO(氧化钯)的金属化，由此抑制由PdO金属化所致Pd微细颗粒的烧结导致的催化活性降低，因此，即使在将催化剂用于氧、HC(烃)或CO(一氧化碳)的浓度变化急剧且A/F窗(A/F window)非常宽的鞍座型车辆废气的气氛中时，催化活性也较难降低。

背景技术

从例如汽车的内燃机排放的废气含有例如HC、CO和NO_X(氮氧化物)等成分。迄今，三元催化剂已被用于除去这些成分。这样的催化剂含有贵金属作为主要成分。特别地，用于鞍座型车辆(例如摩托车)的催化剂一般含有贵金属，例如Pt或Rh。

已尝试通过用不如Pt或Rh昂贵的Pd替代作为主要活性成分的Pt或Rh，以减少用于鞍座型车辆的废气净化催化剂所需的成本。与含有Rh作为成分的催化剂的情况相比，含Pd催化剂在贫条件下表现出弱NOx还原性能，并在富条件下由于还原性废气成分将PdO还原为金属Pd所得Pd颗粒的烧结表现出降低的催化活性。因此，由于Pd表现出差的耐久性，Pd在用于催化剂中时存在问题。为解决这样的问题，已提出一种包括两个催化剂层的催化剂：含有Rh或Rh+Pt作为催化剂成分的上层和含有Pd的下层(参见例如专利文件1或2)。这种常规催化剂旨在用作用于在化学计量至贫条件下驱动的常见四轮车辆的催化剂，这从该催化剂的性能测试实施是在其中燃料在化学计量至贫气氛(A/F≈15)下燃烧的汽油机排气系统中进行即可明白。因此，这种催化剂不适合作为用于鞍座型车辆废气净化催化剂，鞍座型车辆经常在富条件下驱动，并且其A/F窗比四轮车辆的情况宽。

现有技术文件

专利文件

专利文件1：日本专利申请公开第2009-000648号

专利文件2：日本专利申请公开第H10-296085号

发明概述

本发明解决的问题

鉴于上文，本发明的目的是提供一种用于鞍座型车辆的废气净化催化剂，所述催化剂抑制作为催化剂成分的PdO的金属化，由此抑制由PdO金属化所致Pd微细颗粒的烧结导致的催化活性降低，因此，即使在将催化剂应用于氧、HC或CO的浓度变化急剧且A/F窗非常宽的鞍座型车辆废气的气氛中时，催化活性也较难降低。

解决问题的方法

为实现上述目的，本发明人已进行了广泛的研究，结果发现当催化剂由以下两个催化剂层形成时，抑制了A/F变化时PdO的还原且含钯层表现出提高的耐久性和稳定性：通过将金属Pd或Pd氧化物分散在具有高OSC性能的特定铈-锆复合氧化物材料上制备的下层，其中氧化铈的质量大于氧化锆的质量；和通过将Rh或(Rh+Pt)分散在特定铈-锆复合氧化物材料上制备的上层。本发明人还发现，当将Nd(第三元素)和La(第四元素)以固溶体形式掺入这样的铈-锆复合氧化物中，以便提高氧化铈(通常表现出差的热稳定性)的热稳定性，并且使得复合氧化物甚至在长时间接触鞍座型车辆的废气时也保持高的OSC性能等时，所述复合氧化物表现出提高的OSC性能，并且通过在所述复合氧化物(即载体)上支持贵金属形成的催化剂表现出提高的废气净化性能和耐久性，并且因此所述催化剂可在所谓的贫条件下以及富条件(即平均空气/燃料比(A/F)是14.5以下)下用于鞍座型车辆发动机。

相应地，本发明提供一种用于鞍座型车辆的废气净化催化剂，其特征在于，包括由陶瓷材料或金属材料形成的支持体；在所述支持体表面上形成的第一催化剂层；和在所述第一催化剂层上形成的第二催化剂层，其中所述第一催化剂层包括由具有含量为45-70质量％的CeO₂、含量为20-45质量％的ZrO₂、含量为2-20质量％的Nd₂O₃和含量为1-10质量％的La₂O₃的铈-锆复合氧化物形成的载体，以及在所述载体上支持并且含有金属Pd或Pd氧化物的催化剂成分；所述第二催化剂层包括由具有含量为50-95质量％的ZrO₂、含量为0-40质量％的CeO₂、含量为2-20质量％的Nd₂O₃和含量为1-10质量％的La₂O₃的锆复合氧化物形成的载体，以及在所述载体上支持并且含有金属Rh或Rh氧化物或者金属Rh或Rh氧化物和金属Pt或Pt氧化物两者的催化剂成分。

发明效果