[发明专利]废气净化用三元催化剂

说明书

本发明提供铂族元素的使用量少、能够迅速地升温至催化活性温度、即使设置于发动机正下方也可抑制由废气中包含的催化剂毒物引起的性能劣化、净化性能优异的废气净化用三元催化剂等。废气净化用三元催化剂，其至少具备催化剂载体11和催化剂层21，催化剂层21具有层叠结构，所述层叠结构依次至少具有第一催化剂层L1、第二催化剂层L2和第三催化剂层L3，第一催化剂层L1含有钯负载于第一母材粒子而成的第一复合催化剂粒子，第二催化剂层L2含有铑负载于第二母材粒子而成的第二复合催化剂粒子，第三催化剂层L3含有钯负载于第三母材粒子而成的第三复合催化剂粒子，催化剂层L1、L2、L3的总涂布量Wt(其中,不包括各催化剂层中包含的铂族元素。)相对于催化剂载体11的单位容积而言合计为110g/L以上且225g/L以下。

技术领域

本发明涉及使用钯及铑作为催化活性成分、且具备层叠结构的催化剂层的废气净化用三元催化剂。

背景技术

从汽车等的内燃机排放的烃(HC)、一氧化碳(CO)、及氮氧化物(NOx)的净化中,使用了钌、铑、钯、锇、铱、铂等铂族元素(PGM：Platinum Group Metal)作为催化活性成分的三元催化剂(TWC：Three-Way Catalyst)已被广泛使用。

以往，为了在削减较昂贵的PGM的使用量的同时确保高催化活性，使催化活性成分以微细粒子的状态负载于载体上而成的复合粒子结构的废气净化用催化剂已被广泛使用。具体而言，示例了下述废气净化用催化剂等，所述废气净化用催化剂具有：包含氧化铝、氧化锆、氧化铈等金属氧化物的载体(母材粒子)；和负载于该载体上的铂族元素的催化剂粒子。

为了供给高温废气来缩短预热时间、迅速地升温至催化活性温度而发挥高效的净化性能，这种废气净化用催化剂大多设置在发动机的正下方。但是，在这样的配置构成中，有催化性能容易因废气的热量而劣化这样的缺点，为了弥补该性能的降低，需要增加铂族元素的使用量，因此反而导致了成本的升高。

为了避免上述问题，一直以来提出了各种方案。例如专利文献1中公开了下述废气净化装置：代替以往的排气歧管而使用单管排气管将发动机缸盖与第一催化转化器结合，以缩短到第一催化转化器为止的排气管的长度，并且隔开间隔地分别设置了包含耐热性优异的催化剂的第一及第二催化转化器。另外，专利文献2中公开了下述废气净化装置：在排气歧管的正下游设置有包含耐热性优异的催化剂、且具有上游及下游催化剂的催化转化器，并且，在排气歧管的集合部设置有从上游侧向下游侧而宽度依次变窄的规定长度的整流经路，对废气的整流及温度进行适度地调节。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-278100号公报

专利文献2：日本特开2010-038004号公报

发明内容

发明要解决的课题

认为根据专利文献1及2记载的废气净化装置，能够同时实现：抑制由高温废气引起的催化性能的劣化；和降低铂族元素的使用量。然而，根据本申请的发明人的见解而获知：将专利文献1及2记载的废气净化装置设置于发动机正下方时，产生由与高温废气一同流入的磷化合物等催化剂毒物引起的中毒，由此导致催化性能的劣化。

本发明是鉴于上述课题而做出的。即，本发明的目的在于提供铂族元素的使用量少、能够迅速地升温至催化活性温度、即使设置于发动机正下方也可抑制由废气中包含的催化剂毒物引起的性能劣化、净化性能优异的废气净化用三元催化剂等。

用于解决课题的手段

本申请的发明人为了解决上述课题而进行了深入研究。结果发现，通过在催化剂载体上设置规定的层构成及涂布量的催化剂层，能够解决上述课题，从而完成了本发明。

即，本发明提供以下所示的各种具体方式。