[发明专利]排气净化催化剂及其制造方法

说明书

本发明提供一种因高温耐久中的贵金属催化剂的凝聚所致的劣化的抑制效果优异的排气净化催化剂及其制造方法。本发明是由多孔载体和担载于该多孔载体的贵金属催化剂构成的排气净化催化剂的制造方法，多孔载体由氧化铝－二氧化铈－氧化锆系复合氧化物的粒子构成，准备以900℃煅烧5小时后的物性值计上述粒子的细孔直径为2～20nm范围、该粒子的比表面积为75～115m²/g范围、该粒子所含的二氧化铈－氧化锆复合氧化物的微晶的大小为4～6nm范围、该粒子的体积密度的大小为0.5～0.9cm³/g范围的多孔载体，使用硝酸铂溶液、硝酸钯溶液或硝酸铑溶液，使铂等的聚集体的粒径被调整为1nm以下的贵金属药液与多孔载体接触而使贵金属催化剂担载于该多孔载体，制造排气净化催化剂。

技术领域

本发明涉及排气净化催化剂及其制造方法。

背景技术

在各种产业界，针对减少环境影响负荷的各种各样的努力在世界范围进行，其中，在汽车产业，不用说对于燃料消耗性能优异的汽油引擎车，对于混合动力汽车、电动汽车等所谓的环保车的普及及其进一步的性能提高的开发也在日益发展。除了这种环保车的开发以外，与净化从引擎排出的排气的排气净化催化剂相关的研究也正在积极地进行。

该排气净化催化剂包含氧化催化剂或三效催化剂、NO_x吸留还原催化剂等，该排气净化催化剂中，体现催化剂活性的是铂(Pt)或钯(Pd)、铑(Rh)等贵金属催化剂，贵金属催化剂通常以担载于由氧化铝(Al₂O₃)等多孔氧化物构成的多孔载体的状态使用。

连接车辆引擎与消声器的排气的排气系统通常配设有用于净化排气的催化转换器。引擎有时会排出CO或NOx、未燃烧的HC或VOC等对环境有害的物质，为了将这样的有害物质变换成能容许的物质，使排气通过在基材单元壁面上配设催化剂层而成的催化转换器，上述催化剂层是将如Rh或Pd、Pt的贵金属催化剂担载于多孔载体而成的，从而CO转化成CO₂，NOx转化成N₂和O₂，VOC进行燃烧而生成CO₂和H₂O。

作为担载贵金属催化剂的多孔载体，可举出二氧化铈－氧化锆系复合氧化物(称为CeO₂-ZrO₂固溶体、CZ材等)，其也被称为助催化剂，在同时除去排气中的有害成分即CO或NOx、HC的上述三效催化剂中为必须成分，作为该助催化剂中的必须成分，可举出CeO₂。

该CeO₂根据其所暴露的排气中的氧分压而其氧化数变为Ce³⁺、Ce⁴⁺，为了补偿电荷的过与不足，具有吸附放出氧的功能、储存氧的功能(储氧能力(OSC:Oxygen StorageCapacity))。然后，为了保持该三效催化剂的净化窗，可以将排气的气氛变动吸收·缓和并保持在理论空燃比附近。

然而，排气净化催化剂具有由于暴露于高温而催化性能下降的问题，其课题是耐热性的提高。

这里，在现有的排气净化催化剂中，为了维持担载有贵金属催化剂的多孔载体的耐久后的比表面积，在多孔载体的粉末内形成大量较大的细孔且避免多孔载体烧结的方向进行开发。

然而，由于在多孔载体的粉末内形成大量较大的细孔，使贵金属催化剂的烧结(凝聚)抑制效果下降，进而，由于增大多孔载体的粉末的体积，会产生成为整块上的涂布量受到限制的主要原因这样的另外的问题。另外，通过减少细孔量，比表面积下降，贵金属催化剂的担载变难，因此从兼具贵金属催化剂的担载与耐久后的贵金属催化剂的凝聚抑制的观点出发，细孔量的调整处于极其困难的状况。

这里，专利文献1中公开了一种排气净化用催化剂，其涉及由多孔载体和担载于多孔载体的催化剂贵金属构成的排气净化用催化剂，多孔载体由从金属醇盐制备的铝－铈－锆复合氧化物的粒子构成，粒子的组成以摩尔比计为Ce/Zr＝1/3～3/1且Al/(Ce+Zr)＝2～10的范围。