[发明专利]催化剂载体或催化剂及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及包含其上负载有贵金属的铝酸镁(MgAl₂O₄)的催化剂载体或催化剂，以及制造所述催化剂载体或催化剂的方法。

背景技术

通常，认为废气净化催化剂会由于构成催化剂成分的贵金属微粒的颗粒生长而发生性能劣化。贵金属微粒一般是通过分散在耐热性氧化铝载体（催化剂载体）的表面上使用。随着环境温度的升高，这些微粒在氧化铝载体上扩散移动，并发生聚集，因此导致了颗粒的生长。通过减少贵金属微粒在载体表面上的这种扩散和移动来试图减少贵金属催化剂的性能劣化。因此，一直在进行技术的开发。

例如，PTL 1公开了一种通过将贵金属微粒捕获在氧化铝载体的细孔内而减少微粒移动和扩散的方法。在上述方法中，当贵金属微粒被捕获在氧化铝细孔内时，诸如氧化铈、氧化锆或氧化镁等氧化物颗粒与贵金属微粒一起被同时捕获。因此，已考虑防止贵金属微粒在细孔内的聚集。

因此，具有优异的耐热性的钙钛矿型复合氧化物催化剂近来引起了关注。该钙钛矿型复合氧化物由ABO₃表示，通常的构成为A：镧(La)和B：铁(Fe)、钴(Co)或锰(Mn)。这样的钙钛矿型复合氧化物（例如，LaFeO₃、LaCoO₃或LaMnO₃)本身即具有废气净化能力。遗憾的是，已指出其所处理的废气量较小，特别是NO(氮氧化物)气体的净化性能较差。为了克服这些缺点，已提出了这样一种催化剂，其包含LaFe(1-x)Pd_xO₃，其中，一部分LaFeO₃被贵金属（Pd，钯）置换（例如，参见PTL 2）。

引用列表

专利文献

PTL1：日本特开第2003-135963号公报

PTL2：日本特开平5-3136号公报

发明内容

技术问题

遗憾的是，以上的传统催化剂载体和催化剂存在下列问题。

具体而言，使用钙钛矿型复合氧化物催化剂的传统催化剂在900℃下热处理100小时后其HC、CO和/或NO净化性能不会劣化。因此，车辆已经携载有这种催化剂。不过，从改善内燃机单元的热效率的角度考虑，近来已经开发了在高温下使用的燃烧技术。因此，烟道气的温度升高。由于开发的催化剂是用于冷启动期间的废气净化，因此催化剂可以设置在紧邻发动机的下方。因而，催化剂有可能曝露于超过900℃的高温环境下。当应用于前述的高性能内燃机单元时，上述传统催化剂的耐热性和耐久性均不足。

已知碱金属和碱土金属都是碱性金属，吸附CO₂和NO_x等酸性气体，从而容易分别生成碳酸盐和硝酸盐。因此，通过利用该特性，已经开发并提出了用于贫燃发动机的废气净化用NO_x吸附及还原催化剂。关于该NO_x吸附及还原催化剂，使用Ba(钡)作为碱土金属。因此，废气中包含的NO_x富含Ba离子，从而生成了硝酸盐。以脉冲的形式注入作为NO_x还原剂的烃（燃料油），以将NO_x还原为无害的N₂。

本申请的申请人已关注对NO_x具有高亲和性的镁(Mg)，并深入研究了其上均匀分分散有Mg离子的氧化铝（即，铝酸镁(MgAl₂O₄)，矿物名为尖晶石）作为催化剂载体的应用。尽管看起来是将例如氧化镁粉末与氧化铝粉末混合并在高温（1400℃以上）加热以生成铝酸镁(MgAl₂O₄)，不过得到的铝酸镁(MgAl₂O₄)极为坚硬，而且具有极小的比表面积。因此，得到的铝酸镁不适于用作催化剂载体。

本发明因这种情况而作出，并提供了能够使用铝酸镁(MgAl₂O₄)作为催化剂载体的催化剂载体或催化剂，该催化剂载体或催化剂能够改善耐热性，并能够容易地提高NO_x的净化性能。本发明还提供了用于制造所述催化剂载体或催化剂的方法。

解决问题的方案