废气净化用催化剂及其制造方法
近年来，基于石油资源枯竭问题及地球变暖问题，对于低燃料消耗汽车的要求越来越高，特别是稀薄燃烧汽车已备受关注。就所述稀薄燃烧汽车中使用的催化剂而言，必须具有对氧过量气体氛围中的氮氧化物（NOx)的净化作用。然而，对于常规的三元催化剂而言，受到过量存在的氧的影响，无法达到对氮氧化物的充分净化。为此，期待一种能够在氧过量的稀薄区实现对氮氧化物净化的催化剂。此外，现有技术中已提出了一种在稀薄区捕获氮氧化物以实现净化的所谓稀薄NOx捕获催化剂。今天对于环境保护的议题正得到大家广泛的关注，汽车及其他机动车辆排放的污染物的现实问题在现阶段已经的到相应的解决，其中氮氧化物能引起新生儿畸形等严重问题。然而，上述的传统稀薄NOx捕获催化剂存在的问题在于：经过耐久试验后，作为催化剂成分的贵金属发生聚集，贵金属的活性表面积减小，催化剂性能降低。
本文鉴于上述现有技术中存在的问题而完成。另外，本发明的目的在于提供一种废气净化用催化剂及其制造方法，所述废气净化用催化剂经过耐久后其催化剂性能也不易下降，且可以实现催化剂成分的使用量的减少。技术方案如下：第一实施方式涉及废气净化用催化剂，该催化剂含有铑、含锆氧化物及 NOx吸附材料，所述含锆氧化物含有锆和选自钙、镧、铈、钕及钇中的至少1种元素，且担载上述铑，所述NOx吸附材料选自镁、钡、钠、钾及铯中的至少1种，其中，在空气中、9000C下焙烧3小时后，上述铑的分散度为20%以上。第二实施方式涉及废气净化用催化剂的制造方法，该方法包括下述步骤：将含锆氧化物与水混合，制备上述含锆氧化物的水溶液的步骤，所述含锆氧化物含有锆和选自钙、镧、铈、钕及钇中的至少1种元素；以及混合上述含锆氧化物的水溶液和铑盐的水溶液，将铑担载于上述含锆氧化物的步骤。其中，使上述铑盐的水溶液与上述含锆氧化物的水溶液的混合溶液的PH为7以上。针对本发明的废气净化用催化剂进行详细说明。本发明的废气净化用催化剂是含有铑（他）、担载上述铑的含锆氧化物及NOx吸附材料的催化剂。并且，在空气中、 900°C下焙烧3小时后，上述催化剂中的铑的分散度为20%以上。这里，作为NOx吸附材料，只要是在燃料稀薄于理论空燃比的稀薄区（lean range)可吸附氮氧化物（NOx)，在化学计量比区（理论空燃比区）、或燃料浓于理论空燃比的浓厚区(richrange)可释放NOx的材料即可。具体而言，可使用镁(Mg)、钡(Ba)、钠 (Na)、钾（K)或铯（Cs)、以及它们的任意混合物作为NOx吸附材料。在本发明中，使用所述含锆氧化物的理由如下所述。首先，作为铑等贵金属发生凝聚的机理，已知有：（1)伴随在热作用下贵金属的迁移而发生的凝聚；和（¾伴随担载有贵金属的载体本身的凝聚而发生的贵金属的凝聚。现有技术中，为了抑制（1)的凝聚，使用表面积大的氧化铝（Al2O3)作为贵金属载体，以预先增大贵金属之间的距离。但已知会因氧化铝的凝聚而引发贵金属凝聚、或发生铑固溶于氧化铝，进而导致铑的催化剂活性下降。对此，为了抑制铑固溶于氧化铝的情况，已开始使用氧化锆（ZrO2)。但由于氧化锆的耐热性低，因此在氧化锆之间易发生凝聚。作为其结果，已知会引发O)的凝聚，进而导致铑的催化剂活性降低。此外，采用具有多层催化剂层的叠层结构的情况下，优选在整个该催化剂层中含有以二氧化铈（CeO2)计为20〜40质量％的铈，并使上述多层催化剂层中的最外层中所含的二氧化铈量占二氧化铈总量的20〜40质量％。S卩，在图1的废气净化用催化剂中，优选催化剂层2，3中含有铈，且所含的铈以二氧化铈（CeO2)计为20〜40质量％，并且使作为最外层的催化剂层3中所含的二氧化铈量占催化剂层2，3中所含二氧化铈总量的20〜40质量％。通过采用上述构成，可使NOx净化率得到进一步提高。需要指出的是，最外层的二氧化铈量超过40质量％的情况下，在燃料过量供给时，作为还原剂进入催化剂的烃（HC)、一氧化碳（CO)及氢（H2)可能会与由二氧化铈释放的氧（O2)发生反应。由此，可能导致上述还原剂无法用于氮氧化物的还原反应，进而致使NOx净化性能下降。特别是，如果最外层的二氧化铈量增多，则在燃料过量供给时，还原剂将与由存在于最外层的二氧化铈释放的氧发生反应。这样一来，存在还原剂无法进入催化剂内部的隐患。另一方面，如果二氧化铈量低于20质量％，则在使用钼作为贵金属、使用氧化铝作为载体时，将导致担载于二氧化铈上的钼的比例减少、担载于氧化铝上的钼的比例增加。这样一来，难以形成上述的钼-氧-铈这样的化学键，可能导致对于钼的凝聚的抑制变得不充分。