[发明专利]用于内燃机的气体纯化催化剂

说明书

相关申请的引用

本申请要求于2012年12月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2012-0147763的优先权和权益，通过参考将其全部内容并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的气体纯化催化剂（气体净化催化剂，gas purifying catalyst）。

背景技术

近来，已经在保护全球环境的目标下，积极进行了用于将从车辆等的内燃机排出的废气中包含的污染物物质除去的研究。

在废气中包含的污染物物质的实例包括一氧化碳（CO）、烃（HC）、氮氧化物（NO_x）等。可以同时氧化和还原三种有害物质（例如一氧化碳、烃和氮氧化物）从而纯化所述物质的三效催化剂（three way catalyst）广泛用于将污染物物质转化为无害物质。

三效催化剂必须具有高耐热性，因为所述催化剂需要在高温环境下运行。

此外，由于在高温环境下使用三效催化剂，所以在将三效催化剂负载在载体（carrier）上的情况下，存在三效催化剂的催化剂层中的贵金属形成合金的问题。这降低了催化剂的活性。图1A示出了使用双层结构的现有技术，所述双层结构包含下层和上层，在下层中在第一担载体40中负载贵金属Pd52，且在上层中在第二担载体42中负载Rh54。通常为了防止合金形成的问题而应用这种结构。如图1B中所示，当在高温下使用双层结构的催化剂时，Pd和Rh分别存在于下层和上层中，由此防止其合金化。

然而，双层结构技术具有制造成本增加的问题。因而，单层催化剂技术是优选的。

在该背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对发明背景的理解，因此其可以包含不形成本领域普通技术人员在本国已经已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供一种用于内燃机的气体纯化催化剂，其可以在高温下使用而不使活性劣化。

根据一个方面，本发明提供一种用于内燃机的气体纯化催化剂，其包含载体和在所述载体上形成的催化剂层，其中所述催化剂层包含第一催化剂、第二催化剂和第三催化剂。根据各种实施方式，所述第一催化剂、第二催化剂和第三催化剂相互不同。根据例示性实施方式，所述第一催化剂包含负载在第一担载体（support）中的钯（Pd），所述第二催化剂包含负载在第二担载体中的铑（Rh），且所述第三催化剂包含负载在第三担载体中的Pd。所述第一、第二和第三担载体可以为常规使用的担载体材料和构造的任意组合，且所述第一、第二和第三担载体中的一种或多种可以与其他担载体中的一种或多种不同。根据例示性实施方式，所述第一担载体包含至少氧化铝（矾土）（Al₂O₃），所述第二担载体包含至少二氧化铈-氧化锆的复合氧化物（complex oxide of ceria-zirconia），且所述第三担载体包含至少二氧化铈-氧化锆的复合氧化物。所述担载体可仅包含所提及的材料（例如Al₂O₃、二氧化铈-氧化锆的复合氧化物），或者它们可以包含一种或多种其他材料。

根据各种实施方式，所述第一担载体还包含镧（La）。优选地，基于100wt%的全部第一担载体（即，基于包含至少Al₂O₃和La的所述第一担载体的总重量），La的含量为约0.5wt%至约5wt%。根据各种实施方式，基于100wt%的全部第二担载体，所述第二担载体和/或所述第三担载体包含约20wt%至约70wt%的二氧化铈和约80wt%至约30wt%的氧化锆。

根据各种实施方式，所述第二担载体和/或所述第三担载体还包含选自La、Nd、Si、Pr、或它们的组合的添加剂。优选地，基于100wt%的全部第二担载体（即，基于包含至少二氧化铈-氧化锆的复合氧化物和一种或多种添加剂的所述第二担载体的总重量）或者基于100wt%的全部第三担载体（即，基于包含至少二氧化铈-氧化锆的复合氧化物和一种或多种添加剂的所述第三担载体的总重量），所述添加剂的含量为约1wt%至约20wt%。

根据各种实施方式，所述第一催化剂、所述第二催化剂和所述第三催化剂的混合比为约60:20:20wt%至约50:30:20wt%。