由汽车等的内燃机排出的气体净化用催化剂

2016-11-03
研发部

                                        排气气体净化用催化剂

  由汽车等的内燃机排出的排气气体中含有烃(HC )、一氧化碳(CO )、氮氧化物(NOx)等有害成分。因此,现有技术中使用将这些有害成分净化而无害化的三元催化剂。在这样的三元催化剂中,作为催化剂活性成分使用Pt、Pd、Rh等贵金属,作为载体使用氧化铝、二氧化铈、氧化锆或具有储氧能力的二氧化铈-氧化锆复合氧化物等,作为催化剂支持体使用由陶瓷或金属材料制成的蜂窝、板、颗粒等形状的支持体。随着汽车排气气 体的规章制度的严格,受内燃机排气气体净化用催化剂的主要催化剂活性成分即贵金属Pt和Rh的价格上涨的影响,利用比较便宜的Pd作为催化剂活性成分来削减排气气体净化用催化剂的成本受到研究,提出了各种方法(例如,参照专利文献1、2、3)。另外,为了使Pd本身的排气气体净化性能提高,正广泛进行作为载体使用的Al2O3, CeO2, ZrO2等金属氧化物的功能性的研究。但是,为了应对今后使用量的增大导致的市场上的价格波动、来自汽车制造商的成本削减要求,需要开发出以少的使用量显示出有效的排气气体净化性能的催化剂。

已知三元催化剂的贵金属类暴露于高温时,由其贵金属氧化物发生氧解离而转变为金属,由此会加速烧结。其中,认为Pd由于氧解离温度低而容易烧结,是性能劣化的主要原因。通常即使使用被认为耐热性高的镧稳定化氧化铝(La - Al2O3)作为Pd的载体,加速耐久处理中Pd也会急剧地烧结,导致显著的性能降低。作为三元催化剂中的Pd的载体,使用耐热性更高的材料是抑制Pd的烧结的一个方案,研究了各种高耐热性材料。

次方法所运用的活性成分为钯和钡的六铝酸钡,以六铝酸钡的质量为基准,钯的担载量换算为Pd金属的质量为O. 2〜3. 5质量%,优选为I〜3. 5质量% ;钡的担载量换算为BaO的质量为I〜20质量%,优选为2〜15质量% ;钡的担载量和钯的担载量的摩尔比为Ba/Pd = (O. 5〜10)/1,优选为Ba/Pd = (2〜4. 5)/1。钯的担载量、钡的担载量、以及钡的担载量和钯的担载量的摩尔比中的任一者在上述范围以外时,排气气体净化用催化剂的高温耐久后的排气气体净化性能的改善变得不充分。

催化剂的制备方法为:将进行了湿式粉碎处理的D50在3〜15 μ m的范围内、并且D90在7〜40 μ m的范围内的六铝酸钡的浆料分散于含有水溶性钯化合物(例如,硝酸钯、氯化钯、硫酸钯)和水溶性钡化合物(例如,氧化钡、硝酸钡、乙酸钡、草酸钡、氢氧化钡、碳酸钡)的水溶液中,搅拌该分散液制为浆料。此时,对于六铝酸钡的量与钯化合物的量、钡化合物的量的比例,以六铝酸钡的质量为基准,使Pd的量换算为Pd金属的质量为O. 2〜3. 5质量%,优选为I〜3. 5质量% ;以六铝酸钡的质量为基准,使Ba化合物的量换算为BaO量为I〜20质量%,优选为2〜15质量% ;使Ba量和Pd量的摩尔比为Ba/Pd = (O. 5〜10)/I,优选为Ba/Pd = (2〜4. 5)/1。接着使该浆料蒸发干燥,进行烧成,由此可得到本方法的排气气体净化用催化剂。

来源:内江洛伯尔材料科技有限公司