专利名称：废气净化用催化剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及废气净化用催化剂，更详细而言，本发明涉及具备NOx吸藏还原型催化剂层的废气净化用催化剂。
背景技术：
目前，在三元催化剂中，NOx吸藏还原型催化剂由于会引起HC、CO、NOx的竞争吸附，因此难以确保充分的净化性能。为了解决该问题，在日本特开2009-101252等中报道了多种具有双层涂层结构的NOx吸藏还原型催化剂，但由于上下两层中均含有NOx吸藏材料(或NOx保持物质)，因此，无法消除如下问题发生HC、CO、NOx的竞争吸附，NOx吸藏还原反应的活性位点减少，从而不能有效地发挥NOx吸藏还原型催化剂的作用。
发明内容
本发明的目的在于提供具有通过防止HC、CO、NOx的竞争吸附而能够高效地利用NOx吸藏还原型催化剂的结构的废气净化用催化剂。为了实现上述目的，本发明的废气净化用催化剂的特征在于，在基材上具备包含选自碱金属或碱土金属中的至少一种NOx吸藏材料以及Pt和/或Rh的NOx吸藏还原型催化剂层，在上述NOx吸藏还原型催化剂层上具备负载有Pt和/或Pd的氧化催化剂层。优选的方式中，沿着废气流的方向观察时，上述氧化催化剂层的长度为上述NOx吸藏还原型催化剂层的长度的25飞0%。优选的方式中，上述氧化催化剂层的厚度为2(Γ40 μ m。
图I示意性地表示在现有的废气净化用催化剂的NOx吸藏还原型催化剂层中发生竞争吸附的HC、CO、NOx。图2示意性地表示在本发明的废气净化用催化剂的上层氧化催化剂层中选择性地氧化HC和CO并且在下层NOx吸藏还原型催化剂层中选择性地吸藏并还原NOx的状态。图3(A)是表示实验室评价用的本发明例和现有例的催化剂的构成图像的示意图，图3(B)是表示实机评价用的本发明例的催化剂的构成图像的示意图。图4是表示实验室评价用的试验周期的图。图5是表示本发明例和现有例的催化剂在实验室中的NOx吸藏特性的图。图6是表示本发明例的催化剂在实机中的NOx吸藏特性的图。
具体实施例方式在现有的双层涂层结构中，由于上下两层均为NOx吸藏还原型催化剂层，因此，如图I所示，发生HC、CO、NOx的竞争吸附，NOx吸藏还原反应的活性位点减少，不能有效地利用NOx吸藏还原型催化剂层。即，即使NOx吸藏还原型催化剂具有足够的NOx的吸藏容量，在吸藏开始阶段NOx吸藏速度也慢，在模式排放(モードユミッシヨン)中不能发挥充分的性能。另外，即使在NOx吸藏还原型催化剂的上游配置氧化催化剂作为其对策，在以相同容量进行比较的情况下，NOx吸藏速度也仍然很慢。与之相对，作为本发明的特征，如图2所示，首先，HC、C0在上层氧化催化剂层中得到实质性的浄化，因此，能够使下层NOx吸藏还原型催化剂层的活性位点有效地用于NOx吸藏还原反应。 本发明通过在NOx吸藏还原型催化剂层上设置氧化催化剂层，能够有效地利用下层NOx吸藏还原型催化剂层。即，废气最初通过的上层氧化催化剂层将阻碍NOx吸藏还原型催化剂的反应的HC(碳氢化合物)和CO(—氧化碳)选择性地氧化。因此，在下层NOx吸藏还原型催化剂层中，实质上不发生HC、CO、NOx的竞争吸附，而选择性地发生从上层氧化催化剂层中通过的NOx的吸藏和还原。对于本发明的废气净化用催化剂而言，通过使上层氧化催化剂层和下层NOx吸藏还原型催化剂层选择性地起作用，能够避免应当通过氧化浄化的HC和CO与应当通过还原浄化的NOx的竞争吸附，确保上下两层中足够的反应位点，从而能够最大限度地利用NOx吸藏还原型催化剂本来的功能。在一个优选的方式中，如图2所示，氧化催化剂层以相对于废气流的方向自NOx吸藏还原型催化剂层的上游侧端部起覆盖NOx吸藏还原型催化剂层的长度的25飞0%的方式进行配置。在该范围内，NOx吸藏还原型催化剂层的NOx吸藏速度达到最大。进而，在一个优选的方式中，上述氧化催化剂层的厚度为2(T40iim。在该范围内，NOx吸藏还原型催化剂层的NOx吸藏速度达到最大。在形成下层NOx吸藏还原型催化剂层后，在其上进行表层涂敷(オーバーコー卜)而形成上层氧化催化剂层，从而形成上下两层涂层结构的催化剂。为了提高氧化性能，进行表层涂敷而成为上层的氧化催化剂层具备具有优良的催化能力的Pt和/或Pd作为氧化催化剂。氧化催化剂层中，不添加妨碍在稀薄燃烧气体中的催化活性的Rh，也不添加给贵金属活性带来影响的NOx吸藏材料。NOx吸藏还原型催化剂层包含Pt和/或Rh以及NOx吸藏材料。尤其是，Rh和NOx吸藏材料仅添加在下层NOx吸藏还原型催化剂层中。实施例在堇青石基材上制作具有表I所示的涂层规格的三种废气浄化用催化剂。以下说明中，DOC表示氧化催化剂层，NSR表示NOx吸藏还原型催化剂层。表I
权利要求
1.一种废气净化用催化剂，其特征在于， 在基材上具备包含选自碱金属或碱土金属中的至少一种NOx吸藏材料以及Pt和/或Rh的NOx吸藏还原型催化剂层， 在所述NOx吸藏还原型催化剂层上具备负载有Pt和/或Pd的氧化催化剂层。
2.如权利要求I所述的废气净化用催化剂，其特征在于，所述氧化催化剂层沿着废气流的方向，自所述NOx吸藏还原型催化剂层的上游侧端部起覆盖该NOx吸藏还原型催化剂层的长度的25 60%。
3.如权利要求I或2所述的废气净化用催化剂，其特征在于，所述氧化催化剂层的厚度为 20 40 μ m。
全文摘要
本发明提供具有通过防止HC、CO、NOx的竞争吸附而能够高效地利用NOx吸藏还原型催化剂的结构的废气净化用催化剂。本发明的废气净化用催化剂的特征在于，在基材上具备包含选自碱金属或碱土金属中的至少一种NOx吸藏材料以及Pt和/或Rh的NOx吸藏还原型催化剂层，在所述NOx吸藏还原型催化剂层上具备负载有Pt和/或Pd的氧化催化剂层。
文档编号F01N3/08GK102811810SQ20108006562
公开日2012年12月5日 申请日期2010年3月24日 优先权日2010年3月24日
发明者新名祐介, 高木信之, 松原宏幸, 今井启人, 镰田雅也 申请人:丰田自动车株式会社