[发明专利]排气净化催化剂

说明书

本发明的目的是提供一种能够实现高净化性能同时抑制H₂S排放的排气净化催化剂。该目的通过以下所述的排气净化催化剂来实现，其中催化剂涂层的顶层包含具有烧绿石型规则阵列结构的氧化铈‑氧化锆复合氧化物，其中，所述氧化铈‑氧化锆复合氧化物包含相对于阳离子总量0.5摩尔％至5.0摩尔％的选自镨、镧和钇中的至少一种另外元素，并且(铈+另外元素):(锆)的摩尔比在43:57至48:52的范围内。

技术领域

本发明涉及一种排气净化催化剂。更具体而言，本发明涉及一种具有多个催化剂涂层的排气净化催化剂，其中顶层包括含预定的另外元素的烧绿石型氧化铈-氧化锆复合氧化物。

背景技术

从如汽车发动机的内燃机中排放的排气包含有害气体，如一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)以及未燃烧的碳氢化合物(HC)。能分解这些有害气体的排气净化催化剂(即，所谓的三元催化剂)包括氧化铈-氧化锆复合氧化物等作为具有储氧能力(OSC)的助催化剂。具有储氧能力的材料(OSC材料)通过吸附/释放氧从而控制微空间内的空燃比(A/F)而具有抑制由排气组成变化引起的净化率降低的效果。

为了提高排气净化催化剂的净化性能，要求OSC材料长期具有期望的氧吸附/释放速率来响应由A/F比变化引起的气氛突然变化以及期望的储氧容量来保持氧吸附/释放能力。针对该要求，例如，专利文献1提出了即使在耐久试验后仍具有高的NOx净化能力的排气净化催化剂，其包含不负载贵金属并且具有烧绿石相型规则阵列结构的第一储氧材料；以及具有比所述第一储氧材料更高的储氧速率以及更低的储氧容量的第二储氧材料，其中在所述第二储氧材料上负载有铂族贵金属。

同时，例如，鉴于NOx储存-还原排气净化催化剂中由于金属的固溶体形成引起的催化活性问题性劣化，已提出具有分别单独包含Pt和Rh的两个催化剂层(即，上层和下层)的催化剂，所述NOx储存-还原排气净化催化剂在氧气过量的稀薄气氛中储存NOx，并通过将排气气氛变为可还原组分过量的化学计量气氛或浓气氛来释放所储存的NOx，并利用贵金属的还原效应使NOx与如HC和CO的可还原组分反应来净化NOx(专利文献2和3)。

引用列表

专利文献

PTL 1：JP专利公开(公开)第2012-024701A号

PTL 2：专利文献2：JP专利公开(公开)第2010-201284A号

PTL 3：专利文献3：JP专利公开(公开)第2009-285604A号

发明内容

技术问题

即使如汽油的燃料的硫组分的量少于常规的燃料中其含量，但其仍含有少量的硫组分。通常，燃料中的硫组分被排气净化催化剂转化为二氧化硫并排放。然而，当排气气氛变为富含HC、CO等的还原气氛时，排气中的二氧化硫被还原成硫化氢(H₂S)而被排放。此外，由于OSC材料(如氧化铈)易于吸附氧化硫，因此对氧吸附/释放能力的提高和H₂S排放的抑制是相互排斥的方面。由于即使微量的H₂S也具有臭味，优选地尽可能抑制H₂S的排放。然而，使用常规材料很难同时实现高的氧吸附/释放能力以及对H₂S排放的抑制。本发明的目的是提供一种具有高净化性能同时抑制H₂S排放的排气净化催化剂。

解决问题的方案

本发明人对上述问题进行研究并发现可通过在催化剂涂层的顶层中使用新开发的含预定的另外元素的烧绿石型氧化铈-氧化锆复合氧化物作为OSC材料，提供实现高净化性能同时抑制H₂S排放的排气净化催化剂。将本发明总结如下。

(1)一种排气净化催化剂，其包括基材和在所述基材上形成的催化剂涂层，其中