用於淨化廢氣的催化劑及其製造方法

2023-05-04 09:54:31

專利名稱：：用於淨化廢氣的催化劑及其製造方法
技術領域：
：本發明涉及用於淨化廢氣的催化劑及其製造方法。
背景技術：
：鉑族貴金屬，例如鉑(Pt)、銠(Rh)和鈀(Pd)，已經廣泛用作用於淨化廢氣的催化劑金屬。其中，Rh對NOx具有高的還原活性，並因此是三元催化劑等的基本組分。另一方面，儘管Zr02或A1203載體(其上添加了鹼性氧化物)經常用在淨化廢氣的這種Rh催化劑中，但問題是，Zr02載體上的Rh在高溫使用過程中發生晶粒生長，從而造成活性降低，此夕卜，在高溫氧化氣氛中，Rh與載體、特別是與八1203載體相互作用(形成固溶體)，由此降低其催化性能。此外，Rh在低溫使用過程中金屬化不充分，產生了其催化性能降低的問題。為了解決這些問題，例如JP-A2004-230241(專利文獻l)公開了用於淨化廢氣的催化劑的製造方法，其特徵在於包括將粉末製漿並調節pH值，所述粉末是如下製備的將含NOx吸收劑元素的水溶性鹽浸漬到催化劑負載基底中，並然後向其中浸漬和負載含催化劑貴金屬的鹼性貴金屬溶液；然後將該漿料施用到蜂窩體載體上，並將所得載體乾燥和煅燒。另外，JP-A61-238347(專利文獻2)公開了淨化廢氣的整體式催化劑的製造方法，其特徵在於一個接一個地進行第一步驟，僅將整體式催化劑載體(其壁表面塗有負載層)的氣體出口側部分浸入含有鹼性金屬(如>^金屬或鹼土金屬)的溶液中，以在氣體出口側將鹼性金屬浸入負載層；第二步驟，將整體式催化劑載體加熱至預定溫度；和第三步驟，將整個整體式催化劑載體浸入含有催化劑溶液的溶液中，以將催化劑金屬浸入負載層中，從而在氣體入口側的較深位置以及在出口側的較淺位置形成催化劑金屬層。但是，在如上列文獻中所述的用於淨化廢氣的催化劑中，不可能同時並充分解決由高溫使用過程中Rh的晶粒生長引起的催化性能降低問題和由於低溫使用過程中Rh不充分金屬化導致的催化性能降低問題。
發明內容考慮到上述問題，作出了本發明。本發明的一個目的是提供充分抑制Rh的劣化並且還具有優異低溫性能的用於淨化廢氣的催化劑，並提供了製造用於淨化廢氣的催化劑的方法。本發明人為實現上述目的不懈地進行研究，並發現了下列事實，從而完成了本發明。具體而言，通過將其中負載了Rh的催化劑組分的C02吸附量和整個用於淨化廢氣的催化劑的C02吸附量控制在指定範圍內，可以提供充分抑制Rh的劣化並具有優異低溫性能的用於淨化廢氣的催化劑。本發明的用於淨化廢氣的催化劑是使用催化劑組分A、催化劑組分B和粘合劑製成的催化劑，催化劑組分A通過在用於Rh的催化劑載體中負載Rh而製成，具有25fimol.g-1至60nmo卜g-1的每單位重量C02吸附量，並具有0.2nmol.nT、g1至2.3nmol'm、g1的每單位比表面積C02吸附量，所述催化劑具有18nmohg-1至60nmohg"的每單位重量C02吸附量和0.2nmol.nT^g1至2.5nmol.nT、g1的每單位比表面積CCh吸附量，且所述催化劑的每單位重量C02吸附量與催化劑組分A的每單位重量C02吸附量的比率[(催化劑的C02吸附量/催化劑組分A的C02吸附量)x100為75%或更大。此外，在本發明的用於淨化廢氣的催化劑中，所述用於Rh的催化劑栽體優選為複合氧化物，其包含氧化鋯和至少一種選自由鹼土金屬、稀土元素、第三族元素和除Zr外的第四族元素組成的組的金屬元素。此外，在本發明的用於淨化廢氣的催化劑中，所述複合氧化物優選進一步包含不與氧化鋯形成固溶體的金屬氧化物，並且在所述金屬元素中，至少一種選自由稀土元素和鹼土金屬組成的組的金屬與至少一種選自由氧化鋯和所述金屬氧化物組成的組的氧化物形成固溶體。另外，在本發明的用於淨化廢氣的催化劑中，所述金屬氧化物優選為氧化鋁。此外，在本發明的用於淨化廢氣的催化劑中，所述複合氧化物的80%或更多的初級粒子優選具有100納米或更低的粒徑。此外，在本發明的用於淨化廢氣的催化劑中，所述金屬元素優選為至少一種選自由La和Nd組成的組的金屬元素。此外，在本發明的用於淨化廢氣的催化劑中，催化劑組分B優選為包含至少一種選自由A1203、Zr02、Ce02、MgO、Y203、La203、Pr203、Nd203、Tb02、Ti02和Si02組成的組的氧化物的催化劑組分。另外，在本發明的用於淨化廢氣的催化劑中，催化劑組分B優選為包含至少一種選自由A1203、Zr02、Ce02、La203、Pr203和Nd203組成的組的氧化物的催化劑組分。此外，在本發明的用於淨化廢氣的催化劑中，催化劑組分B優選包含Rh以外的貴金屬，該貴金屬負載在其上。此外，在本發明的用於淨化廢氣的催化劑中，所述Rh以外的貴金屬更優選為選自由Pt和Pd組成的組中的至少一種。製造本發明用於淨化廢氣的催化劑的第一方法是包括下列步驟的方法由漿料獲得用於淨化廢氣的催化劑，該漿料包含通過在用於Rh的催化劑載體上負載Rh而製成的催化劑組分A，其具有25至60nmol.g-1的每單位重量C02吸附量，並具有0.2nmol.m、g1至2.3nmol'm—、g1(優選0.2nmolMiT、g1至1.0nmolnn^g1)的每單位比表面積C02吸附量；催化劑組分B;粘合劑和鹼性材料，所述催化劑具有18nmohg"至60jimohg"的每單位重量C02吸附量和0.2nmo卜m人g1至2.5nmohnT、g1的每單位比表面積C02吸附量，且所述催化劑的每單位重量C02吸附量與催化劑組分A的每單位重量C02吸附量的比率[(催化劑的C02吸附量/催化劑組分A的C02吸附量)x100為75%或更大。製造本發明用於淨化廢氣的催化劑的第二方法是包括下列步驟的方法通過使催化劑與含有鹼性材料的溶液接觸，獲得用於淨化廢氣的催化劑，該催化劑包含通過在用於Rh的催化劑載體上負載Rh而製成的催化劑組分A，催化劑組分A具有25nmol'g-1至60nmohg"的每單位重量C02吸附量，並具有0.2nmol.m-2'g1至2.3nmo"m人g1的每單位比表面積C02吸附量；催化劑組分B;和粘合劑，所述催化劑具有18nmohg"至60nmol.g-1的每單位重量C02吸附量和0.2nmol'nT、g1至2.5nmol'nT、g1的每單位比表面積C02吸附量，且所述催化劑的每單位重量C02吸附量與催化劑組分A的每單位重量C02吸附量的比率[(催化劑的C02吸附量/催化劑組分A的C02吸附量)x100為75%或更大。另外需要說明，不確定本發明用於淨化廢氣的催化劑為什麼可以抑制Rh的劣化和並同時實現了優異的低溫性能，但本發明人如下推測。也就是說，在氧化態下，Rh通過固態反應與鹼性氧化物反應，並在還原氣氛中以Rh金屬的形式沉積。那麼，如果鹼性氧化物的鹼的量太小，則該固態反應變得不充分，且Rh在高溫使用過程中發生晶粒生長，由此催化性能降低。另一方面，如果鹼的量太大，Rh向Rh金屬的還原變難，以致活性點減少，然後低溫性能降低。在本發明用於淨化廢氣的催化劑中，通過使用C02吸附量作為參數，控制其中負載著Rh作為原材料的催化劑組分和整個用於淨化廢氣的催化劑的固體鹼性。換言之，首先，控制其中負載著Rh的催化劑組分的固體鹼性。然後，使用添加例如硝酸溶液的方法，因為在通過添加其它催化劑組分等製造漿料時，由於從用於Rh的催化劑載體中洗脫出鹼性材料，鹼量降低了。因此，控制整個用於淨化廢氣的催化劑的固體鹼性。由此，可以抑制高溫4吏用過程中Rh的晶粒生長，由此抑制Rh的劣化。此外，通過完成整個用於淨化廢氣的催化劑的固體喊性的控制，即使Rh以外的貴金屬負載在催化劑組分B中，也可以限制Rh移動到催化劑組分B上和Rh以外的貴金屬移動到催化劑組分A上，因此也可以抑制由貴金屬之間的相互作用引起的催化性能降低。此外，Rh的晶粒生長控制和整個催化劑的固體鹼性控制的協同效應可以改進向Rh金屬的還原性質，並且也提高低溫性能。由此，本發明人估計，在本發明用於淨化廢氣的催化劑中可以抑制Rh的劣化，並同時實現優異的低溫性能。根據本發明，可以提供充分抑制Rh的劣化以及具有優異低溫性能的用於淨化廢氣的催化劑，並可提供製造用於淨化廢氣的催化劑的方法。優選實施方案詳述下面根據其優選實施方案詳細描述本發明。首先描述本發明的用於淨化廢氣的催化劑。具體而言，本發明的用於淨化廢氣的催化劑是使用催化劑組分A、催化劑組分B和粘合劑製成的催化劑，催化劑組分A通過在用於Rh的催化劑載體中負載Rh而製成，具有25nmo卜g"至60nmohg"的每單位重量C02吸附量，並具有0.2Hmol'm、g1至2.3nmol'm^g1的每單位比表面積C02吸附量，該催化劑具有18jimol*g_1至60nmohg-1的每單位重量C02吸附量和0.2nmohm人g1至2.5jimol'm^g1的每單位比表面積C02吸附量，且該催化劑的每單位重量C02吸附量與催化劑組分A的每單位重量C02吸附量的比率[(催化劑的C02吸附量/催化劑組分A的C02吸附量)x100為75%或更大。(催化劑組分A)本發明的催化劑組分A通過在用於銠(Rh)的催化劑載體上負載Rh而製成。此外，在這種催化劑組分A中，每單位重量C02吸附量需要為25nmol.g-1至60pmohg-1，且每單位比表面積C02吸附量需要為0.2拜ol'nT、g1至2.3nmoK、g1,優選為0.2jumol'm^g1至1.0inmol'm^g1。在此，C02吸附量是固體鹼性的指數。使作為原材料的催化劑組分A的co2吸附量在此範圍內能使固體鹼性牌適當範圍內，該固體鹼性與氧化銠在所獲用於淨化廢氣的催化劑中的穩定性和易還原性相關。此外，這種co2吸附量可以通過C02-TPD法測定。在本發明的催化劑組分A中，所述用於Rh的催化劑載體優選為複合氧化物，其包含氧化鋯和至少一種選自由鹼土金屬、稀土元素、第三族元素和除Zr外的第四族元素組成的組的金屬元素。氧化鋯與常用作貴金屬栽體的氧化鋁相比，耐熱性低，因此其比表面積容易由於用作用於淨化廢氣的催化劑過程中的熱而降低。但是，與金屬元素結合使用時，氧化鋯具有極大改進的耐熱性，由此容易保持Rh在用作催化劑過程中的高分散態。這種複合氧化物包括氧化鋯和至少一種選自由鹼土金屬、稀土元素、第三元素和除Zr外的第四元素組成的組的金屬元素。這些金屬元素不受特別限制，並且例如包括釔(Y)、鑭(La)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)、銪(Eu)、禮(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鑥(Lu)、鎂(Mg)、釣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鈰(Ce)和鈧(Sc)。在這些金屬元素中，考慮到氧化鋯的晶體穩定性和晶粒生長抑制，Y、La、Pr、Nd、Yb、Mg、Ca、Ba、Ce以及Sc是優選的，La、Nd以及Ba更優選，且La和Nd特別優選。此外，這些金屬元素可以單獨使用或兩種或更多種結合使用。在複合氧化物中，氧化鋯與金屬元素的組成比根據金屬元素的種類而變化，且相對於氧化鋯，金屬元素濃度按其氧化物計優選為1摩爾％或更大。如果金屬元素濃度低於該下限，在用作催化劑的過程中不容易保持Rh的高分歉態。另一方面，儘管不特別限制金屬元素濃度的上限，但太高的金屬元素濃度不好，因為氧化銠對載體的親和力變大，且對NOx的淨化性能降低，特別是在富燃料氣氛中。另外，在本發明中，這種複合氧化物優選進一步含有不與上述氧化鋯形成固溶體的金屬氧化物。此外，包含這類金屬氧化物抑制了相同類型氧化物的聚集，因為氧化鋯和金屬氧化物成為它們相互分散的阻礙，由此往往能夠抑制Rh的晶粒生長。對這類金屬氧化物沒有特別限制，只要其不與Zr02形成固溶體即可，並且例如可以是氧化鋁(A1203)、MgAl204、Si02和Ti02。這些金屬氧化物可以單獨使用或兩種或更多種結合使用。此外，在這些金屬氧化物中，考慮到大比表面積和優異的耐熱性，氧化鋁特別優選。此外，關於這類金屬氧化物的組成比例，複合氧化物中的金屬氧化物中金屬元素的濃度優選為30at%至95at%，特別優選50at%至80at%。如果組成比例低於該下限，未獲得氧化物的抑制相互燒結的優點，由此高溫耐久性往往較差。另一方面，如果組成比例超過該上限，Zr02的作用變小，由此負載在金屬氧化物上的Rh的量相對提高，容易降低水蒸氣改性反應活性。複合氧化物的80%或更多的初級粒子優選具有100納米或更低的粒徑。複合氧化物的初級粒子包括與所述金屬元素形成固溶體的Zr02以及所述金屬氧化物，且各自通過初級粒子的聚集而產生的二級粒子構成了粉末。另夕卜，在這類初級粒子中，Zr02和金屬氧化物以極小狀態(即納米級)存在，因此在氧化物之間形成的孔隙也變成細的納米級介孔。因此，初級粒子可以達到高的比表面積。順便提及，介孔是指在IUPC中直徑為2納米至50納米的孔隙，並且在一些情況下，考慮到分子吸附性質等，也指1.5納米至100納米的孔隙。下文所述介孔是指從3.5納米下限到100納米的孔隙，其原則上可通過水^L孔率計測得。如上所述製造複合氧化物的方法可以包括共沉澱法、溶膠-凝膠法等。例如，共沉澱法包括使鋯化合物和含金屬元素的化合物從含有這些化合物的溶液中共沉澱，然後清潔、乾燥並煅燒所得沉澱物，以獲得包括,皮金屬元素穩定化的氧化鋯的複合氧化物。此外，溶膠-凝膠法包括將水添加到鋯的醇鹽和含有金屬元素的醇鹽的混合物溶液中以進行水解，然後乾燥和煅燒所得溶膠，以獲得包括被金屬元素穩定化的氧化鋯的複合氧化物。此外，宜對通過上述方法獲得的氧化物前體的沉澱物或溶膠進行水熱處理。這能使氧化鋯(Zr02)微晶穩定化，改進耐熱性，並使複合氧化物的比表面積處於適當範圍內。需要指出，在由此獲得的複合氧化物中，通過x-射線衍射，只出現鋯和/或金屬氧化物的峰，並且沒有出現出可歸因於金屬元素的峰。在這種情況下，據估計，氧化物形式的金屬元素與氧化鋯和/或所述金屬氧化物形成了固溶體。此外，在本發明中，至少一種選自由稀土元素和鹼土金屬組成的組的元素優選與至少一種選自由氧化鋯和所述金屬氧化物組成的組的氧化物形成固溶體。本發明的催化劑組分A通過在上述用於銠(Rh)的催化劑載體中負栽Rh而製成。關於這種催化劑組分A中Rh的負載量，考慮到活性和成本，催化劑組分A中Rh的重量比優選為0.05重量％至3重量％。順1更提及，負載上述Rh的方法包括，例如，吸附負栽法和水吸收負載法。(催化劑組分B)本發明的催化劑組分B包括氧化物。催化劑組分B包括至少一種選自由氧化鋁(A1203)、氧化鋯(Zr02)、二氧化鈰(Ce02)、氧化鎂(MgO)、氧化釔(Y203)、氧化鑭(La203)、氧化鐠(Pr203)、氧化釹(Nd203)、氧化鋱(Tb02)、氧化鈦(Ti02)和二氧化矽(Si02)組成的組的氧化物。此外，在本發明中，從耐熱性的角度看，這種催化劑組分B優選為包括至少一種選自由A1203、Zr02、Ce02、La203、Pr203和Nd203組成的組的氧化物的催化劑組分。此外，在本發明中，可以在這類催化劑組分B中負載Rh以外的貴金屬。Rh以外的這類貴金屬包括，例如，拍(Pt)、鈀(Pd)、釕(Ru)、銀(Ag)和金(Au)。其中，從耐熱性和氧化活性的角度看，Pt和Pd是優選的。Rh以外的這些貴金屬可以單獨使用或者兩種或更多種結合使用。當在本發明的催化劑組分B中負載Rh以外的貴金屬時，作為上述Rh以外的貴金屬的負載量，催化劑組分B中Rh以外的貴金屬的重量比優選為0.05重量％至10重量％。如果Rh以外的貴金屬的負載量低於該下限，作為用於淨化廢氣的催化劑的催化性能往往不足；另一方面，即使貴金屬超出該上限負栽，催化性能趨於飽和，且成;^^主往大大提高。另外，負載上述Rh以外的貴金屬的方法包括，例如，吸附負載法和水吸收負載法。以上述催化劑組分A為100重量份，這類催化劑組分B的混合量優選為50至300重量份。如果這類催化劑組分B的混合量低於該下限，催化劑組分B中所含的貴金屬的特性往往不能充分發揮；另一方面，如果混合量超過該上限，在冷啟動時的升溫性質容易降低。(粘合劑)本發明的粘合劑不受特別限制，適合使用的其實例包括氧化鋁溶膠和氧化鋯溶膠。此外，粘合劑相對於上述催化劑組分A的混合量也不受特別限制，且例如，以上述催化劑組分A為100重量份，粘合劑的混合量優選為5至20重量份。(用於淨化廢氣的催化劑)本發明用於淨化廢氣的催化劑是使用上述催化劑組分A、上述催化劑組分B和上述粘合劑製成的催化劑。另外，在本發明的用於淨化廢氣的催化劑中，每單位重量C02吸附量需要為18nmol.g-1至60nmol.g-1，且每單位比表面積C02吸附量需要為0.2nmo卜nr2.g1至2.5nmol'm^g1,且每單位重量C02吸附量與上述催化劑組分A的每單位重量C02吸附量的比率[(催化劑的C02吸附量/催化劑組分A的C02吸附量)xIOO]為75%或更大。co2吸附量是固體鹼性的指數，使它們在此範圍內可使得與氧化銠在所獲用於淨化廢氣的催化劑中的穩定性和易還原性相關的固體鹼性處於適當範圍內。此外，在本發明用於淨化廢氣的催化劑中，抑制了Rh的晶粒生長，因為氧化銠和載體之間的相互作用相對較強。另外，氧化銠在一些程度上容易還原，以致許多Rh元素為金屬形式，從而使得催化劑即使在低溫範圍內也具有高的淨化活性。此外，這種C02吸附量可以通過C02-TPD法測定。本發明用於淨化廢氣的催化劑的形式不受特別限制，且其形式可以包括蜂窩形整體式催化劑、丸粒形丸粒催化劑等。在此所用的材料不受特別限制，並適當地根據所得催化劑的用途等加以選擇；可以適當地釆用DPF基材、整體式基材、丸粒形基材、板形基材等等。此外，這些基材的材料的品質也不受限制，且適當地採用包括陶瓷(如堇青石、碳化矽和莫來石)和金屬(如不鏽鋼，包括鉻和鋁)的基材。下面描述製造本發明用於淨化廢氣的催化劑的方法。換言之，製造本發明用於淨化廢氣的催化劑的第一方法是包括下列步驟的方法由包括上述催化劑組分A、上述催化劑組分B、上述粘合劑和下述鹼性材料的漿料獲得用於淨化廢氣的催化劑，該催化劑具有18nmo卜g"至60nmol.g-1的每單位重量C02吸附量和0.2nmol'm-2'g1至2.5nmol'nT、g1的每單位比表面積C02吸附量，且上述催化劑的每單位重量C02吸附量與上述催化劑組分A的每單位重量C02吸附量的比率(催化劑的C02吸附量/催化劑組分A的C02吸附量)x100為75%或更大。作為本發明的催化劑組分A、催化劑組分B和粘合劑，可以使用上述材料。此外，本發明的鹼性材料包括含有至少一種選自由鹼土金屬、稀土元素、第三族元素和除Zr外的第四族元素組成的組的金屬的化合物(例如氯化物、硝酸鹽、絡合物)。另外，在這些鹼性材料中，考慮到對Rh的適宜親和力以及與氧化鋯的適宜固相反應，包含至少一種選自由Y、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mg、Ca、Sr、Ba、Ce和Sc組成的組的金屬元素的化合物是優選的，包含至少一種選自由Y、La、Pr、Nd、Yb、Mg、Ca、Ba、Ce和Sc組成的組的金屬元素的化合物更優選，包含至少一種選自由La、Nd和Ba組成的組的金屬元素的化合物特別優選。在本發明的製造用於淨化廢氣的催化劑的第一方法中，調節漿料中鹼性材料的混合量能夠將本發明所獲用於淨化廢氣的催化劑中的C02吸附量控制在預定範圍內。這類鹼性材料的混合量隨鹼性材料的種類而變，並且在以漿料中催化劑組分A、催化劑組分B和粘合劑的固體成分為100重量份時，優選為按氧化物計2重量份至100重量份。製造本發明用於淨化廢氣的催化劑的第二方法是包括下列步驟的方法通過使催化劑與含有上述鹼性材料的溶液接觸，獲得用於淨化廢氣的催化劑，該催化劑包括上述催化劑組分A、上述催化劑組分B、上述粘合劑。該催化劑具有18jimobg-1至60pmohg-1的每單位重量C02吸附量和0.2nmol'm人g1至2.5nmol'm^g1的每單位比表面積C02吸附量，且上述催化劑的每單位重量C02吸附量與上述催化劑組分A的每單位重量C02吸附量的比率[(催化劑的C02吸附量/催化劑組分A的C02吸附量)x100為75%或更大。作為本發明的催化劑組分A、催化劑組分B、粘合劑和鹼性材料，可以使用上述材料。此外，所述含有鹼性材料的溶液中所用的溶劑不受特別限制，並且可以使用水、乙醇、水和乙醇的混合物溶劑，等等。在本發明的製造用於淨化廢氣的催化劑的第二方法中，首先制^^催化劑組分A、催化劑組分B和粘合劑的催化劑，然後使其與含鹼性材料的溶液接觸。此後，調節含鹼性材料的溶液中鹼性材料的濃度能夠將本發明的所獲用於淨化廢氣的催化劑中的C02吸附量控制在預定範圍內。這類溶液中鹼性材料的濃度隨鹼性材料的種類而變，並且優選為按氧化物計0.7重量％至30重量％。實施例下面通過實施例和對比例更具體闡述本發明；但是，本發明無論如何不限於下列實施例。(製備例1)首先，將預定量的硝酸鋁水溶液、硝酸氧鋯水溶液和硝酸鑭水溶液混合，將所得溶液添加到氨水溶液中，並充分攪拌，該氨水溶液中所含NH3的量為上述溶液中所含陽離子的中和當量的1.2倍(pH:9或更高)，由此獲得氫氧化物前體。將所得前體離心並充分洗滌，然後在大氣中在400x:烘焙5小時，並在大氣中在700r進一步煅燒5小時、然後在900C煅燒5小時，以獲得複合氧化物。所得複合氧化物中Al203/Zr(VLa203的組成為50/95/2.5摩爾比。然後，將預定量的所得複合氧化物分歉在溶有預定量硝酸釹的水溶液中，然後將所得材料攪拌2小時。然後，蒸發去除溶劑，並將所得材料在大氣中在110'C乾燥12小時，然後在大氣中在900'C煅燒5小時，獲得用於Rh的催化劑栽體。使浸漬的硝酸釹的量按Nd203計相當於整個用於Rh的催化劑載體的量的2重量％。然後，使用Rh(N03)3水溶液將Rh負栽在所得用於Rh的催化劑載體中，然後將所得材料在大氣中在500X:煅燒3小時，以獲得催化劑組分A1。基於60克用於Rh的催化劑載體，所得催化劑組分Al中Rh的負載量為0.4克。(製備例2)如製備例1中所述獲得催化劑組分A2，不同的是不使用硝酸鋁水溶液。此外，所得複合氧化物中Zr02/La203的組成為95/2.5摩爾比。(製備例3)使用Pt(N02)2(NH3)水溶液將Pt負載在e-Ah03上，然後將所得材料在大氣中在300n煅燒3小時，以獲得催化劑組分B。基於60克641203,Pt的負載量為0.9克。(實施例1)首先，將催化劑組分Al(60克)、0-Al2O3(60克)、氧化鋁溶膠(20克)和離子交換水混合，並使用攪拌器將所得材料分散，以獲得固體成分為大約47%的漿料。然後，向25克所得漿料中加入20毫升含有按Nd203計等於0.7克的硝酸釹的水溶液，將所得材料攪拌30分鐘，然後在攪拌30分鐘後通過蒸發去除溶劑。將剩餘固體成分在大氣中在110X:乾燥12小時、並在50ox:進一步煅燒以獲得催化劑粉末。然後，將所得催化劑粉末模製為cp0.5亳米至1毫米的丸粒形狀，以獲得用於淨化廢氣的催化劑。(實施例2)如實施例1中所述獲得用於淨化廢氣的催化劑，不同的是向漿料中加入20毫升含按Nd203計等於1.2克的硝酸釹的水溶液。(實施例3)如實施例1中所述獲得用於淨化廢氣的催化劑，不同的是向漿料中加入20毫升含按Nd203計等於3.2克的硝酸釹的水溶液。(實施例4)如實施例1中所述獲得用於淨化廢氣的催化劑，不同的是向漿料中加入20毫升含按Nd203計等於6.7克的硝酸釹的水溶液。(實施例5)如實施例1中所述獲得用於淨化廢氣的催化劑，不同的是向漿料中加入20毫升含按Nd203計等於10.1克的硝酸釹的水溶液。(實施例6)如實施例1中所述獲得用於淨化廢氣的催化劑，不同的是使用製備例2中獲得的催化劑組分A2代替製備例1中獲得的催化劑組分A1。2007(實施例7)如實施例1中所述獲得用於淨化廢氣的催化劑，不同的是使用硝酸釹代替催化劑組分A中的硝酸鑭。(實施例8)如實施例1中所述獲得用於淨化廢氣的催化劑，不同的是4吏用製備例3中獲得的催化劑組分B代替e-Ai2o3。(對比例1)如實施例1中所述獲得用於比較廢氣淨化的催化劑，不同的是不向漿料中加入硝酸釹水溶液。(對比例2)如實施例1中所述獲得用於比較廢氣淨化的催化劑，不同的是向漿料中加入20毫升含按Nd203計等於12克的硝酸釹的水溶液。(對比例3)如實施例7中所述獲得用於比較廢氣淨化的催化劑，不同的是不向漿料中加入硝酸釹水溶液。(i)每單位重量co2吸附量的測量測量製備例1和2中獲得的催化劑組分和實施例1至8和對比例1至3中獲得的用於淨化廢氣的催化劑的每單位重量C02吸附量。換言之，使用溫度編程的解吸測量裝置(TPD)(可獲自OHKURARIKENINC.)作為測量裝置，並在下列條件下通過C02-TPD方法測量催化劑組分和用於淨化廢氣的催化劑的每單位重量C02吸附量。此外，為了去除催化劑上的雜質，進行氧預處理。預處理02(20%)/He,20亳升/分鐘，600*C，10分鐘—He，20亳升/分鐘，600。C，10分鐘吸附步驟C02(2%)/He,20亳升/分鐘，300。C，15分鐘測量(解吸步驟)He,20亳升/分鐘，300°C—600°C，20。C/分鐘催化劑量0.4克檢測器質語儀(ii)每單位比表面積co2吸附量的測量測量製備例1和2中獲得的催化劑組分和實施例1至8和對比例1至3中獲得的用於淨化廢氣的催化劑的每單位比表面積C02吸附量。換言之，首先，使用比表面積測量裝置(可獲自MicroDataCo.,Ltd.)通過BETl點法在下列條件下測量催化劑組分和用於淨化廢氣的催化劑的比表面積。然後，將上述每單位重量C02吸附量的測量結果除以比表面積的測量結果，用於計算每單位比表面積的C02吸附量。預處理氣氛N2預處理溫度200°C，15分鐘預處理氣體流速每反應管25毫升/分鐘吸附氣體N2(30%)/He吸附氣體流速每反應管25毫升/分鐘吸附溫度-196°C(使用液氮)首先，進行實施例1至8和對比例1至3中獲得的用於淨化廢氣的催化劑的耐久性試驗。換言之，在ioox:,在io，oooh"的空速(sv)下，向用於淨化廢氣的催化劑交替供應包括CO(2%)、C02(10%)、02(0%)、H20(3%)和N2(餘量)的富氣和包括CO(0%)、COz(10%)、O2(1%)、H20(3%)和&(餘量)的貧氣5分鐘，總共50小時。然後，測量在耐久性測試後用於淨化廢氣的催化劑的Rh^JL或在耐久性測試後催化劑的Pt和Rh^fL度(貴金屬^度)。此外，作為測量方法，使用日本專利申請公開2004-340637的實施例中所述的方法。表1顯示了在實施例1至8和對比例1至3中獲得的用於淨化廢氣的催化劑中，每單位重量C02吸附量、比表面積、每單位比表面積C02吸附量和耐久性測試後的Rh^t度或耐久性測試後的貴金屬^L度的測量結果。表1還顯示了在製備例l和2中獲得的催化劑組分中，每單位重量C02吸附量、比表面積和每單位比表面積C02吸附量的測量結果。[表1tableseeoriginaldocumentpage20tableseeoriginaldocumentpage21Ml中所示的結果看出，可以肯定，本發明用於淨化廢氣的催化劑(實施例1至7，其中將催化劑組分A和用於淨化廢氣的催化劑的C02吸附量控制在指定範圍內)甚至在耐久性測試後也獲得了優異的RhM度。因此，可以肯定，在本發明用於淨化廢氣的催化劑中，可以充分抑制Rh的劣化，並且還可以獲得優異的低溫性能。此外，本發明用於淨化廢氣的催化劑(實施例8，其中將催化劑組分A和用於淨化廢氣的催化劑的C02吸附量控制在指定範圍內)與C02吸附量未被控制在指定範圍內的用於淨化廢氣的催化劑(對比例3)相比，具有高的Pt和RhM度(貴金屬分散度)。因此，還可以肯定，通過本發明，充分抑制了貴金屬的劣化，並獲得了具有優異的低溫性能的用於淨化廢氣的催化劑。工業適用性如上所述，根據本發明，可以提供充分抑制Rh的劣化並具有優異低溫性能的用於淨化廢氣的催化劑和製造該用於淨化廢氣的催化劑的方法。權利要求1.用於淨化廢氣的催化劑，該催化劑使用催化劑組分A、催化劑組分B和粘合劑製成，催化劑組分A通過在用於Rh的催化劑載體上負載Rh而製成，具有25μmol·g-1至60μmol·g-1的每單位重量CO2吸附量，並具有0.2μmol·m-2·g1至2.3μmol·m-2·g1的每單位比表面積CO2吸附量，所述催化劑具有18μmol·g-1至60μmol·g-1的每單位重量CO2吸附量和0.2μmol·m-2·g1至2.5μmol·m-2·g1的每單位比表面積CO2吸附量，且所述催化劑的每單位重量CO2吸附量與催化劑組分A的每單位重量CO2吸附量的比率[(催化劑的CO2吸附量/催化劑組分A的CO2吸附量)×100]為75％或更大。2.根據權利要求l的用於淨化廢氣的催化劑，其中所述用於Rh的催化劑載體是複合氧化物，其包括氧化鋯和至少一種選自由鹼土金屬、稀土元素、第三族元素和除Zr外的第四族元素組成的組的金屬元素。3.根據權利要求2的用於淨化廢氣的催化劑，其中所述複合氧化物進一步包含不與氧化鋯形成固溶體的金屬氧化物，並且在所述金屬元素中，至少一種選自由稀土元素和鹼土金屬組成的組的金屬元素與至少一種選自由氧化鋯和所述金屬氧化物組成的組的氧化物形成固溶體。4.根據權利要求3的用於淨化廢氣的催化劑，其中所述金屬氧化物是氧化鋁。5.根據權利要求2的用於淨化廢氣的催化劑，其中所述複合氧化物的80%或更多的初級粒子具有100納米或更小的粒徑。6.根據權利要求2的用於淨化廢氣的催化劑，其中所述金屬元素是至少一種選自由La和Nd組成的組的金屬元素。7.根據權利要求l的用於淨化廢氣的催化劑，其中催化劑組分B是包含至少一種選自由A1203、Zr02、Ce02、MgO、Y203、La203、Pr203、Nd203、Tb02、Ti02和Si02組成的組的氧化物的催化劑組分。8.根據權利要求l的用於淨化廢氣的催化劑，其中催化劑組分B是包含至少一種選自由A1203、Zr02、Ce02、La203、Pr203和Nd203組成的組的氧化物的催化劑組分。9.根據權利要求l的用於淨化廢氣的催化劑，其中催化劑組分B包含Rh以外的貴金屬，該貴金屬負載在其上。10.根據權利要求9的用於淨化廢氣的催化劑，其中所述Rh以外的貴金屬是選自由Pt和Pd組成的組中的至少一種。11.製造用於淨化廢氣的催化劑的方法，包括下列步驟由漿料獲得用於淨化廢氣的催化劑，該漿料包括通過在用於Rh的催化劑栽體上負載Rh而製成的催化劑組分A,催化劑組分A具有25至60nmo卜g1的每單位重量C02吸附量，並具有0.2nmol.nT^g1至2.3junol.m人g1的每單位比表面積C02吸附量；催化劑組分B;粘合劑；和鹼性材料，所述催化劑具有18nmol'g-1至60nmol.g"的每單位重量CO;z吸附量和0.2nmolmi、g1至2.5nmol.nT^g1的每單位比表面積C02吸附量，且所述催化劑的每單位重量C02吸附量與催化劑組分A的每單位重量C02吸附量的比率[(催化劑的C02吸附量/催化劑組分A的C02吸附量)x1001為75%或更大。12.製造用於淨化廢氣的催化劑的方法，包括下列步驟通過使催化劑與含有鹼性材料的溶液接觸，獲得用於淨化廢氣的催化劑，該催化劑包括通過在用於Rh的催化劑載體上負載Rh而製成的催化劑組分A，催化劑組分A具有25nmohg"至60nmol.g"的每單位重量C02吸附量，並具有0.2jimolnn人g1至2.3nmol.m^g1的每單位比表面積C02吸附量；催化劑組分B;和粘合劑，所述催化劑具有18jimohg-1至60nmol.g-1的每單位重量C02吸附量和0.2nmohm、g1至2.5fimol.m、g1的每單位比表面積032吸附量，且所述催化劑的每單位重量C02吸附量與催化劑組分A的每單位重量C02吸附量的比率[(催化劑的C02吸附量/催化劑組分A的C02吸附量)xIOO]為75%或更大。全文摘要本發明公開了用於淨化廢氣的催化劑，其中Rh被用於Rh的催化劑載體負載。該用於淨化廢氣的催化劑使用催化劑組分A、催化劑組分B和粘合劑製成，催化劑組分A具有25μmol·g-1至60μmol·g-1的每單位重量CO2吸附量，並具有0.2μmol·m-2·g1至2.3μmol·m-2·g1的每單位比表面積CO2吸附量。該用於淨化廢氣的催化劑具有18μmol·g-1至60μmol·g-1的每單位重量CO2吸附量和0.2μmol·m-2·g1至2.5μmol·m-2·g1的每單位比表面積CO2吸附量，且催化劑的每單位重量CO2吸附量與催化劑組分A的每單位重量CO2吸附量的比率[即(催化劑的CO2吸附量/催化劑組分A的CO2吸附量)×100]不小於75％。文檔編號B01D53/94GK101443120SQ20078001764公開日2009年5月27日申請日期2007年5月15日優先權日2006年5月15日發明者佐藤明美,吉田健,森川彰,田邊稔貴,高橋直樹申請人:豐田自動車株式會社