吸留还原型废气净化用催化剂以及使用该催化剂的废气净化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种NOx吸留还原型废气净化用催化剂以及使用该催化剂的废气净化 方法。详细而言，本发明涉及一种以汽油发动机以及柴油发动机的废气中所包含的有害成 分中、尤其是氮氧化物（NOx)的去除为目的的废气净化用催化剂以及使用该催化剂的废气 净化方法。
【背景技术】
[0002] 大气中的NOx会成为光化学烟雾或酸性雨的原因。因此，来自具备作为NO x生成源 之一的内燃机的汽车等的叫的排放成为社会性问题。故此，今后，关于NOx的排出量的探 讨正在严格执行法规管制的方向上推进。但是，由于柴油发动机或汽油稀燃发动机为氧大 量存在的稀薄燃烧，因此NOx的还原去除较为困难。因此，以在氧化环境下对NO )(进行吸留 且在还原环境下对被吸留的勵)(进行还原净化为特征的NO 留还原型废气净化用催化剂 的开发正在被推进。
[0003] 在专利文献1中记载了如下内容，即，铈氧化物对NOx吸留还原型废气净化用催化 剂非常有用，即使在300°C以下的低温区域中也能够通过氧吸留释放功能来进行NO x吸附， 此外铈氧化物本身也作为NOx吸附材料而发挥功能（专利文献1)。
[0004] 此外，根据专利文献2,记载了利用具有氧吸留释放功能的铈氧化物的反应热而使 金属催化剂升温从而提高催化剂活性的内容。
[0005] 在先技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本专利第5122196号公报（相当于美国专利第8, 425, 869号说明 书）
[0008] 专利文献2 :日本特开2012-55842号公报
【发明内容】
[0009] 发明所要解决的课题
[0010] 然而，由于铈氧化物即使在300°c以下的低温区域也具有优异的叫吸附性能，另 一方面还具有氧吸留释放功能，因此在从氧化环境向还原环境转换时，铈氧化物会作用于 释放氧的一方，故此存在使NO x还原反应受到抑制的缺点。此外，相反地在从还原环境向氧 化环境转换时，铈氧化物作用于吸收氧的一方，故此而存在尤其是初期的NO x吸附、吸留性 能不足的缺点。
[0011] 本发明是鉴于上述情况而被完成的发明，其目的在于，提供一种尽管包含铈氧化 物但是仍然能够在转换至还原环境时迅速引发腸)(还原反应，从而能够对NO x进行有效地还 原去除的NOx吸留还原型废气净化用催化剂。
[0012] 用于解决课题的方法
[0013] 本发明人为了达到上述目的而进行认真的研宄探讨，结果发现通过将锶与铈的复 合氧化物作为催化剂活性成分而用于催化剂，从而能够在转换至还原环境时对作为废气中 所包含的有害成分的NO x进行有效地还原去除，最终完成了本发明。
[0014] 此外，使用本发明的废气净化用催化剂，能够达成对废气、尤其是对N0X?行还原 处理的目的。
[0015] 发明效果
[0016] 通过使用本发明的催化剂，从而能够对有效地作为废气中所包含的有害成分的 C0、HC以及NOx中的尤其是NO x进行去除。
【附图说明】
[0017] 图1为根据实施例1而制备出的粉末B(锶与铈的复合氧化物）的X射线（Cu Ka i， λ= 1.5405A )衍射图。横轴为衍射角（2 Θ )，纵轴为强度。
【具体实施方式】
[0018] 本发明的第一发明为一种废气净化用催化剂，其特征在于，以锶与铈的复合氧化 物作为催化剂活性成分而使用。通过使用该复合氧化物，与仅分别使用或混合使用铈氧化 物与锶氧化物时相比，在转换至还原环境时会迅速地引发腸 )(还原反应，进而能够将NO )(有 效地还原去除，尤其能够在维持300°C以下的低温区域的NO/及附性能的同时，使转换至还 原环境时的NO x的去除效率提升。
[0019] 虽然可获得这样的结果的机制尚不明确，但是进行了如下思考。另外，本发明并非 限定于如下推论。即，对于锶与铈的复合氧化物，通过锶的电子给予作用而使铈在表观上以 电子过剩状态（还原状态）而存在。另一方面，由于氧本身吸电子性较强，因此铈上的电子 被较强地吸引至氧的一侧。铈与氧之间的结合与铈单独结合相比存在变强的倾向。由于氧 与铈较强地结合，因此即使废气从氧化环境变为还原环境而成为了氧易于作为气体而被释 放的环境，但是氧也难以作为气体而被释放，从而废气变得易于维持还原环境。可以认为， 由于废气中氧较少，因此废气中的HC、C0等的还原剂能够容易地与废气中的NO x反应，以使 NOx被还原为氮。
[0020] 虽然在废气从还原环境变为氧化环境时，通过铈与氧之间较强地结合而使废气中 的氧难以被该复合氧化物吸收、吸附，但是废气中的NO x与该结合无关而会被该复合氧化物 吸收、吸附。
[0021] 在废气处于氧化环境与还原环境反复交替的状态下所使用的废气处理用催化剂 中，具有储氧功能的铈氧化物为不可欠缺的物质。但是，认为在废气温度变化的状况下、尤 其是在废气温度为300°c以下的低温区域中，存在上述铈氧化物的缺点。
[0022] 发明人发现能够通过与锶形成复合物来缓解该缺点，从而最终完成了本发明所涉 及的NO xK留还原型废气净化用催化剂。下面，对本发明进行详细说明。
[0023] 本发明所涉及的锶与铈的复合氧化物的特征在于，作为催化剂活性成分而使用。 其平均粒径的大小未被特别地限制。
[0024] (锶与铈的复合氧化物）
[0025] 只要锶与铈的复合氧化物中的氧化锶（SrO)与氧化铈（CeO2)的比率能够形成复 合氧化物，则任何比率均可，但是优选为SrO/Ce02S〇. 2~2. 0(摩尔比），更优选为0. 33~ 1. 2,最优选为0. 9~I. 1。如果为这样的比率，则能够有效地体现如上所述的复合氧化物的 效果，并能够容易地形成复合氧化物。
[0026] 作为锶与铈的复合氧化物优选为，由SrCeO3表示的钙钛矿型复合氧化物。在此， 锶与铈的复合氧化物优选为由SrCeO 3表示的钙钛矿型复合氧化物的情况，可以通过X射线 (〇11(€[1，人=1.5405人）衍射来确认。具体而言，如果在父射线（(^1(€ [1，;^=1.54051) 衍射图中，衍射角（2Θ)在29°附近存在3个峰值以及42°附近存在1个峰值的共计4个 峰值，则能够确认到试样为锶与铈的复合氧化物、优选为由31"&0 3表示的钙钛矿型复合氧 化物。
[0027] 该复合氧化物通过脉冲分析法而在催化剂入口气体温度400°C (环境温度）的条 件下，每Ig试样（催化剂）的氧吸附量（mL)优选为LOmL以下。即，锶与铈的复合氧化物 优选为，在400°C环境下每Ig吸附1.0 mL以下的氧。通过脉冲分析法在催化剂入口气体温 度400°C (环境温度）下每Ig试样（催化剂）的氧吸附量（mL)更优选为0· 5mL以下，进 一步优选为〇. 2mL以下。虽然下限值并未特别地限定，但是下限值为OmL以上，优选为超过 OmL。当超过1.0 mL时，储氧能力（Oxygen Storage Capa