廢氣淨化催化劑及其製造方法
2023-09-17 12:37:55
專利名稱：廢氣淨化催化劑及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種廢氣淨化催化劑及其製造方法，尤其涉及一種使用穩定的氧化鋯作為載體或負載物的廢氣淨化催化劑及其製造方法。
背景技術：
近年來，對汽車廢氣的規章更嚴格，從而需要進一步降低廢氣中的碳氫化合物(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)的量。
到目前為止，其中貴金屬(催化劑活性成分)如銠被負載在多孔載體上的負載催化劑被廣泛地用作淨化汽車廢氣的催化劑。這種負載催化劑稱為三向催化劑，因為它們可以同時氧化廢氣中的CO和HC並還原NOx。
現有技術中，γ-氧化鋁用作載體。然而在高溫下長時間使用時，γ-氧化鋁會發生相變成為α-氧化鋁，因此γ-氧化鋁的比表面積下降。此外，在高溫下使用時銠會固溶進氧化鋁中，因此催化劑性能下降(參見日本專利申請公開(KOKAI)2001-347167)。
在這種情況下，需要熱穩定性較高的載體材料，以代替氧化鋁。例如日本專利申請(KOKAI)2000-15101中公開了將銠負載在用鹼土金屬穩定的氧化鋯載體上。此外，日本專利申請(KOKAI)2002-518171公開了一種催化劑，其中銠負載在用稀土元素穩定的氧化鋯載體上。
穩定的氧化鋯載體確實具有較高的熱穩定性。然而，本發明人發現，貴金屬負載在穩定氧化鋯載體上的催化劑的催化性能嚴重下降，儘管它們具有較好的初始性能，這是因為在高溫使用時的環境波動下(在貧(氧化)環境和富(還原)環境間交替波動)，表面貴金屬顆粒會凝集或生長。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種用於淨化廢氣的穩定氧化鋯負載的催化劑，在高溫環境下使用時廢氣會抑制催化劑性能的降低，也提供一種製備該催化劑的方法。
本發明第一方面提供一種廢氣淨化催化劑，其包括載體和催化劑活性成分，該催化劑活性成分包括至少一種用該載體的至少一部分負載的貴金屬，該載體包括穩定的氧化鋯，該穩定的氧化鋯含有選自稀土元素和鹼土金屬元素的至少一種穩定元素，其中該活性成分總量的20～80wt.％以與該穩定的氧化鋯形成固溶體的形式負載在該載體中，該活性成分總量的80～20wt.％負載在該載體的至少一部分的表面上。
在本發明一個實施方案中，該載體可以含有第二種穩定的氧化鋯，該第二種穩定的氧化鋯含有選自稀土元素和鹼土金屬元素的至少一種穩定元素並且不含有固溶的催化劑活性成分。該第二種穩定的氧化鋯其表面上可以負載或不負載該催化劑活性成分。
此外，在本發明一個實施方案中，除了第二種穩定的氧化鋯之外或代替第二種穩定的氧化鋯，該載體可以含有選自氧化鋁、氧化鈰、二氧化矽、氧化鈦、沸石及其混合物的至少一種非氧化鋯載體。該非氧化鋯載體可以不負載任何催化劑活性成分，或在其表面上可以負載催化劑活性成分。
本發明第二方面提供一種製造廢氣淨化催化劑的方法，該方法包括負載催化劑的活性成分，該催化劑活性成分包括至少一種在載體上的貴金屬，該載體包括穩定的氧化鋯，該穩定的氧化鋯含有選自稀土元素和鹼土金屬元素的至少一種穩定元素，將該活性成分總量的20～80wt.％固溶進該載體中，及將該活性成分總量的80～20wt.％負載在該載體至少一部分的表面上。
圖1表明老化後實施例1催化劑的SEM照片，下面將詳細說明；及圖2表明老化後比較例1催化劑的SEM照片，下面將詳細說明。
具體實施例方式
本發明一方面的廢氣淨化催化劑包括至少一種貴金屬，其是催化劑的活性成分並負載在載體上，該載體包括穩定的氧化鋯粉末(顆粒)，並且特定量的貴金屬固溶進該穩定的氧化鋯中。
通過含有選自稀土元素和鹼土金屬元素的至少一種穩定元素來穩定該穩定的氧化鋯。
作為穩定元素的稀土元素的實例包括鈧(Sc)、釔(Y)和鑭系元素。優選的是釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、釹(Nd)和鐠(Pr)。鑭是特別優選的。作為穩定元素的鹼土元素的實例包括鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)和鐳(Ra)。鋇是優選的。這些穩定元素可以單獨使用或混合使用。
優選的是穩定的氧化鋯含有穩定元素的量按氧化鋯中100個鋯原子計為0.1～20個原子。如果穩定元素的量小於0.1原子％，那麼對氧化鋯的穩定作用不足。另一方面，如果穩定元素的量超過20原子％，那麼在氧化鋯中沉澱出異相(foreign phase)，這會降低催化劑性能。用穩定元素穩定的氧化鋯晶體結構是立方晶體或四方晶體。優選的是穩定的氧化鋯顆粒其比表面積為30m2/g～100m2/g。
穩定的氧化鋯可通過本領域中公知的任何方法製備。例如，將氧化鋯粉末加到含有水溶性鹽形式的穩定元素的水溶液中，然後充分攪拌混合物。將得到的分散體蒸發至幹。乾燥的材料優選在50～200℃下加熱處理1～48小時，然後在400～1000℃下、優選在650～1000℃下烘焙1～12小時、優選2～4小時，以製備穩定的氧化鋯。穩定元素的水溶性鹽的實例包括例如無機酸鹽，如硫酸鹽、硝酸鹽、鹽酸鹽和磷酸鹽，和有機酸鹽，如乙酸鹽和草酸鹽。其中，硝酸鹽是優選的。可以使用的穩定氧化鋯含有穩定元素的比例和穩定元素水溶性鹽與作為原料的氧化鋯粉末的比例基本相同。
本發明的廢氣淨化催化劑包括至少一種負載在載體上的貴金屬(催化劑活性成分)。該載體負載的貴金屬總量的20～80wt.％以與該穩定的氧化鋯成為固溶體的形式負載在該載體中，而其餘80～20wt.％負載在該載體至少一部分的表面上。
如果與氧化鋯成為固溶體的貴金屬的量小於20wt.％，那麼催化劑的耐用性下降。另一方面，如果負載在該載體表面上的貴金屬量小於20wt.％，那麼也不能充分引發初始催化劑活性。與穩定的氧化鋯成為固溶體的貴金屬量優選為貴金屬總負載量的30～70wt.％(因此，負載在該載體表面上的貴金屬量優選為貴金屬總負載量的70～30wt.％)。活性成分貴金屬總負載量(固溶的+表面負載的貴金屬)通常為催化劑總量(載體+貴金屬)的0.01～5wt.％，優選0.1～1wt.％。
作為催化劑活性成分的貴金屬的實例包括銠、鈀、銠和鉑的合金、及鈀和鉑的合金。其中銠是優選的。
在本發明第一實施方案中，載體僅由穩定氧化鋯顆粒構成，其和貴金屬形成固溶體。在這種情況下，在固溶有貴金屬的穩定氧化鋯顆粒的表面上存在負載貴金屬的表面。
在第二實施方案中，除了固溶有貴金屬的穩定氧化鋯顆粒外，該載體可以含有第二種氧化鋯顆粒。第二種穩定的氧化鋯與固溶有貴金屬的穩定氧化鋯相同，除了第二種穩定的氧化鋯不含有任何固溶的貴金屬。在第二實施方案中，固溶有貴金屬的穩定氧化鋯顆粒其表面上可以負載或不負載貴金屬。
在第三實施方案中，除了固溶有貴金屬的穩定氧化鋯顆粒外，該載體可以含有非氧化鋯(載體)顆粒。該非氧化鋯載體不含有任何固溶的貴金屬。該非氧化鋯載體顆粒的表面上可以負載或不負載貴金屬。該非氧化鋯載體選自氧化鋁、氧化鈰、二氧化矽、氧化鈦、沸石及其混合物。
因此，在本發明的廢氣淨化催化劑中，載體總是含有固溶有貴金屬的穩定氧化鋯顆粒，但是在表面上負載貴金屬的載體可以僅由固溶有貴金屬的穩定氧化鋯顆粒構成，由固溶有貴金屬的穩定氧化鋯與第二種穩定的氧化鋯和/或非氧化鋯顆粒構成，或由第二種穩定的氧化鋯和/或非氧化鎬顆粒構成(在這種情況下，固溶有貴金屬的穩定氧化鋯其表面上可以負載或不負載貴金屬)。此外，在本發明中，載體可以含有不負載貴金屬的第二種穩定的氧化鋯和/或非氧化鋯顆粒。在任何情況下，活性成分由載體負載，使得活性成分總量的20～80wt.％以與該穩定的氧化鋯成為固溶體的形式負載在該載體中，而其餘80～20wt.％負載在該載體表面上。
本發明製造廢氣淨化催化劑的方法包括兩步，即固溶體處理和表面負載。
在固溶體處理中，負載的貴金屬總量的20～80wt.％固溶於穩定的氧化鋯中。具體而言，使用例如超聲波將穩定的氧化鋯粉末充分分散在水中，將得到的分散體加到含有所需量的水溶性鹽形式的貴金屬的水溶液中，以在載體表面上吸附或負載貴金屬鹽，然後過濾和乾燥。所用的全部貴金屬都可以負載在載體上。在足以使貴金屬在穩定的氧化鋯粉末中形成固溶體的溫度和時間下，在空氣中烘焙得到的乾燥粉末。形成固溶體的烘焙溫度優選為600～1000℃，更優選700～900℃。烘焙時間隨烘焙溫度變化，但通常2～4小時。水溶性貴金屬鹽的實例包括例如無機酸鹽，如硫酸鹽、硝酸鹽、鹽酸鹽和磷酸鹽。其中，硝酸鹽是優選的。在固溶體處理中，開始時負載在穩定的氧化鋯表面上的約60～100wt.％貴金屬形成固溶體。
在表面負載步驟中，負載的貴金屬總量的80～20wt.％負載在載體表面上。具體而言，參考固溶體處理中所述的，將貴金屬鹽吸附和負載在載體粉末表面上(僅是固溶有貴金屬的穩定氧化鋯粉末，或固溶有貴金屬的穩定氧化鋯粉末與第二種穩定的氧化鋯和/或非氧化鋯粉末的混合物，或第二種穩定的氧化鋯和/或非氧化鋯粉末)，然後過濾和乾燥混合物。所用的全部貴金屬負載在載體表面上。在使表面貴金屬基本上不形成固溶體但與載體表面充分粘合的溫度和時間條件下，在空氣中烘焙得到的粉末。烘焙溫度優選為100～400℃，更優選200～300℃。烘焙時間隨烘焙溫度變化，但通常1～3小時。在表面負載步驟中，用作原料的所有表面貴金屬鹽都能以氧化物形式負載在載體表面上。應該注意到，也可以通過簡單地將固溶有貴金屬且其表面上具有貴金屬的穩定氧化鋯粉末與未負載任何貴金屬的第二種氧化鋯和/或非氧化鋯粉末混合，來製備本發明的廢氣淨化催化劑。此外，也可以通過簡單地將固溶有貴金屬且其表面上沒有貴金屬的穩定氧化鋯粉末與表面上負載有貴金屬的第二種氧化鋯和/或非氧化鋯粉末混合，來製備本發明的廢氣淨化催化劑。
這樣得到的催化劑在製成小球後可以使用。可選擇地，催化劑可以通過修補基面塗層法(wash coat method)塗覆在蜂窩狀載體上(例如，堇青石蜂窩狀載體)。
使用ICP發射光譜可以分析固溶在穩定的氧化鋯中的貴金屬量。具體而言，催化劑浸在溶解劑中，溶解劑不溶解載體表面上的貴金屬氧化物顆粒，但是溶解構成載體的穩定的氧化鋯(含有固溶的貴金屬)，充分攪拌混合物以溶解穩定的氧化鋯。使用ICP發射光譜分析得到的溶液中的貴金屬。體積比為1/15的氫氟酸和水的溶液可以用作溶解劑，溶解操作可以在室溫下(20～30℃)進行12小時。
本發明的催化劑反覆循環，在高溫富(還原)環境中(其中空氣/燃料比較小，即燃料濃度較高)，固溶在穩定的氧化鋯中的貴金屬沉積在載體表面上成為細顆粒(粒徑幾埃至10埃)，在高溫貧(氧化)環境中(其中空氣/燃料比較大，即燃料濃度較低)，沉積的貴金屬再次固溶於穩定的氧化鋯中。因此，本發明催化劑中貴金屬顆粒的生長受抑制，保持其高催化劑性能，即使在高溫的環境波動下催化劑性能也沒有太大降低。另一方面，在預先固溶在穩定的氧化鋯中的貴金屬沒有發揮催化劑作用的早期階段，預先在載體表面上負載的貴金屬就表現出催化劑活性。因此，本發明的催化劑可以從開始並且在較長時間內充分表現出催化活性。此外，預先在載體表面上負載的貴金屬是總貴金屬的一部分，並且高度分散在載體表面上。因此，表面貴金屬，即使是少量，也可表現出充分的初始催化活性，並且由於在載體表面上的分散度較高，所以燒結受到抑制。
下面結合實施例說明本發明，但是本發明不限於此。
實施例1在此實施例中，製備的催化劑含有由穩定的氧化鋯支撐的總量為0.5wt.％的銠。
(A)將50g比表面積為90m2/g的商業上可得到的氧化鋯粉末加到100mL含有硝酸鑭的水溶液中，其量使La/Zr原子比為8/100，攪拌下在90℃將混合物蒸發至幹。得到的混合物在120℃下進一步乾燥12小時，並在800℃下烘焙2小時，得到鑭穩定的氧化鋯載體(粉末)。X-射線衍射分析表明，得到的穩定的氧化鋯其結晶結構是立方晶格。穩定的氧化鋯載體的比表面積是70m2/g。
(B)將50g穩定的氧化鋯粉末在50mL離子交換水中超聲攪拌，並分散。立刻向得到的分散體中加入含有銠的水溶液，其中銠含量佔待負載的銠總量的1/2，以在穩定的氧化鋯負載粉末表面上吸附和負載硝酸銠，並抽濾混合物。使用ICP發射光譜分析濾液中的銠，沒有檢測到銠。因此，銠的負載率是100％。
銠負載的穩定的氧化鋯粉末在110℃下乾燥12小時，然後在空氣中於800℃下烘焙3小時，以使銠固溶進穩定的氧化鋯中。其中固溶有銠的穩定的氧化鋯的一部分在室溫下浸在體積比為1/15的氫氟酸和水的溶液中12小時，以溶解氧化鋯。對所得溶液的ICP發射光譜表明，負載在穩定的氧化鋯載體表面上的89wt.％的氧化鋯固溶於穩定氧化鋯中。
(C)將上面得到的50g固溶有銠的穩定的氧化鋯粉末在50mL離子交換水中超聲攪拌並分散10分鐘。立刻向得到的分散體中加入含有銠的水溶液，其中銠含量佔待負載的銠總量的1/2，以在穩定的氧化鋯載體粉末表面上吸附和負載硝酸銠，抽濾混合物。由此得到的銠負載的穩定氧化鋯粉末在110℃下乾燥12小時，然後在空氣中於250℃下烘焙2小時，以使銠負載在載體表面上。
(D)壓縮由此得到的催化劑粉末，研磨成粉，並製成直徑為0.5～1.0mm的小球。
實施例2按與實施例1相同的步驟進行，除了在實施例1(B)步驟中使用含有硼酸銠的水溶液，其中銠量佔待負載的銠總量的1/4，在實施例1(C)中使用含有硝酸銠的水溶液，其中銠量佔待負載的銠總量的3/4，由此製得所需的催化劑。在得到的催化劑中，銠總量的25wt.％在穩定的氧化鋯中形成固溶體，其餘75wt.％負載在穩定的氧化鋯載體表面上。
實施例3按與實施例1相同的過程進行，除了在實施例1(B)步驟中使用含有硼酸銠的水溶液，其中銠量佔待負載的銠總量的2/3，在實施例1(C)步驟中使用含有硝酸銠的水溶液，其中銠含量佔待負載的銠總量的1/3，由此製得所需的催化劑。在得到的催化劑中，銠總量的64wt.％在穩定的氧化鋯中形成固溶體，其餘36wt.％負載在穩定的氧化鋯載體表面上。
實施例4在此實施例中，製備的催化劑含有由穩定的氧化鋯負載的總量為0.5wt.％的貴金屬(銠0.4％；鉑0.1％)。按與實施例1(A)和(B)相同的步驟進行。將由此得到的固溶有銠的穩定的氧化鋯粉末加到含有硝酸銠和二硝酸二胺鉑酸鹽的水溶液中，其中銠含量佔待負載的銠總量的1/2，以在氧化鋯表面上吸附和負載硝酸銠和二硝酸二胺鉑酸鹽。得到的粉末在110℃下乾燥12小時，在空氣中於250℃下烘焙1小時，然後按照實施例1(D)進行處理，以製備小球催化劑。
實施例5按與實施例1相同的過程進行，除了使用硝酸鈀代替硝酸銠，從而製得小球催化劑。
比較例1將實施例1(A)中得到的鑭穩定的氧化鋯粉末50g，在50mL離子交換水中超聲攪拌10分鐘，以分散粉末。立刻向得到的分散體中加入硝酸銠的水溶液，其中銠含量相當於待負載的銠總量，以在穩定的氧化鋯表面上吸附和負載硝酸銠，抽濾混合物。得到的銠負載的穩定的氧化鋯粉末在110℃下乾燥12小時，然後在空氣中於250℃下烘焙2小時，以使銠負載在載體表面上，將得到的粉末製成小球。
比較例2按與實施例5相同的過程進行，除了未進行固溶體處理，從而製得小球催化劑。
在實施例1～5和比較例1～2中得到的每種催化劑的初始催化活性和老化後的活性評價如下。
催化活性評價
將催化劑樣品放在常壓固定床流通反應裝置中。以12℃/分鐘的加熱速率將催化劑樣品從100℃加熱到500℃，同時使化學計量量的模型氣體通過固定床，其間連續測量NOx的淨化速率。將除去50％NOx時的溫度記錄作淨化速率指數。
(I)初始催化活性在實施例1～5和比較例1～2中得到的每種催化劑的一部分用作催化活性評價的樣品，並進行上述催化活性評價測試。
(II)老化後催化活性在實施例1～5和比較例1～2中得到的每種催化劑的一部分放在流通型老化裝置的催化劑床上。然後，將由含有5體積％氧氣的氮氣組成的模型貧氣和由含有10體積％一氧化碳的氮氣組成的模型富氣交替通過催化劑床，每種以流速1000mL/min流過5分鐘，總共連續通過30小時。隨後，取出催化劑，進行上述評價催化活性的測試。圖1和圖2分別表明在上述老化後實施例1和比較例1的催化劑的SEM照片。從圖中可以看出，在實施例1的催化劑中，從載體內沉積到載體表面上的銠顆粒約1nm，而在比較例1的催化劑中，銠顆粒生到顆粒尺寸為幾十個微米。
測試結果表明在表1中。表1也表明負載的貴金屬的量和固溶的貴金屬的比例。
表1
從表1可以看出，本發明的廢氣淨化催化劑與初始值相比在老化後幾乎沒有提高NOx50％淨化時的溫度，而比較例1～2的廢氣淨化催化劑與初始值相比在老化後很大程度地提高了NOx50％淨化時的溫度。這些結果表明，本發明的廢氣淨化催化劑即使在高溫下長時間使用後催化性能也沒有較大程度的下降，同時在使用開始時就表現出足夠的催化活性。
實施例6在此實施例中，製備的催化劑含有由穩定的氧化鋯負載的總量為0.5wt.％的銠。
按與實施例1(A)和(B)相同的步驟製備固溶有銠的穩定的氧化鋯粉末。
另一方面，將按實施例1(A)中相同的步驟得到的50g鑭穩定的氧化鋯粉末在50mL離子交換水中超聲攪拌並分散。立刻向得到的分散體中加入含有銠的水溶液，其中銠含量佔待負載的銠總量的1/2，以在穩定的氧化鋯載體粉末表面上吸附和負載硝酸銠，抽吸過濾混合物。得到的在表面上負載銠的穩定的氧化鋯粉末在110℃下乾燥12小時，然後在空氣中於250℃下烘焙1小時，從而得到在表面上負載銠的載體粉末。
然後，將50g上述固溶有銠的穩定的氧化鋯載體粉末和50g在表面上負載銠的上述載體粉末物理混合，以製備混合的催化劑粉末。壓縮由此得到的催化劑粉末，研磨成粉，並製成直徑為0.5～1.0mm的小球。
實施例7在此實施例中，如下製備含有由穩定的氧化鋯負載的總量為0.5wt.％的銠的催化劑。
按與實施例1(A)-(C)相同的步驟製備穩定的氧化鋯載體粉末，銠固溶於其中形成固溶體，並且負載在其表面上。將50g這種載體粉末和50g按實施例1(A)製備的穩定的氧化鋯載體粉末(沒有負載的銠)物理混合。壓縮由此得到的混合催化劑粉末，研磨成粉，並製成直徑為0.5～1.0mm的小球。
按上述步驟評價實施例6和7中得到的小球催化劑的催化活性。結果列於下面表2中。
表2
從表2可以看出，本發明的廢氣淨化催化劑與初始值相比在老化後幾乎沒有提高NOx50％淨化時的溫度。即本發明的廢氣淨化催化劑即使在高溫下長時間使用後催化性能也沒有較大程度的下降，同時在使用開始時就表現出足夠的催化活性。
實施例8在此實施例中，如下製備含有由穩定氧化鋯負載總量為0.5wt.％的銠的催化劑。
按與實施例1(A)-(C)相同的步驟製備穩定的氧化鋯載體粉末，銠於其中形成固溶體，並且銠負載在其表面上。將50g這種載體粉末和50g氧化鋁粉末及50g氧化鈰粉末物理混合，向其中加入離子交換水和粘合劑(氧化鋁溶膠)，得到漿料。通過修補基面塗層法將漿料塗覆(塗覆的催化劑量7g)在堇青石單塊蜂窩狀載體上(直徑30mm；長度50mm)，並乾燥，製得所需的單塊催化劑。
實施例9在此實施例中，如下製備含有由穩定氧化鋯負載的總量為0.5wt.％的銠的催化劑。
按與實施例1(A)-(B)相同的步驟製備穩定的氧化鋯載體粉末，銠於其中形成固溶體。將50g這種載體粉末和50g氧化鋁粉末及50g氧化鈰粉末物理混合，向其中加入離子交換水和粘合劑(氧化鋁溶膠)，得到漿料。向得到的漿料中加入硝酸銠水溶液，其中銠含量佔待負載的銠總量的1/2，以在載體粉末表面上吸附和負載銠。通過修補基面塗層法將得到的漿料塗覆(塗覆的催化劑量7g)在堇青石單塊蜂窩狀載體上(直徑30mm；長度50mm)，並乾燥，製得所需的單塊催化劑。
實施例10在此實施例中，如下製備含有由穩定氧化鋯負載的總量為0.5wt.％的銠的催化劑。
按與實施例1(A)-(B)相同的步驟製備穩定的氧化鋯載體粉末，銠於其中形成固溶體。將50g這種載體粉末和50g氧化鋁粉末及50g氧化鈰粉末物理混合，向其中加入離子交換水和粘合劑(氧化鋁溶膠)，得到漿料。通過修補基面塗層法將漿料塗覆(塗覆的催化劑量7g)在堇青石單塊蜂窩狀載體上(直徑30mm；長度50mm)。在得到的修補基面塗層上塗覆含有銠的硝酸銠水溶液，其中銠含量佔待負載的銠總量的1/2，在110℃下乾燥12小時，然後在空氣中於250℃下烘焙1小時，製得所需的單塊催化劑。
按上述步驟評價實施例8-10中得到的催化劑的催化活性。結果列於下面表3中。
表3
從表3可以看出，本發明的廢氣淨化催化劑與初始值相比在老化後幾乎沒有提高NOx50％淨化時的溫度。即本發明的廢氣淨化催化劑即使在高溫下長時間使用後催化性能也沒有較大程度的下降，同時在使用開始時就表現出足夠的催化活性。
權利要求
1.一種廢氣淨化催化劑，其特徵在於，包括載體和催化劑活性成分，該催化劑活性成分包括至少一種用該載體的至少一部分負載的貴金屬，該載體包括穩定的氧化鋯，該穩定的氧化鋯含有選自稀土元素和鹼土金屬元素的至少一種穩定元素，其中該活性成分總量的20～80wt.％以與該穩定的氧化鋯形成固溶體的形式負載在該載體中，該活性成分總量的80～20wt.％負載在該載體的至少一部分的表面上。
2.如權利要求1所述的催化劑，其特徵在於，貴金屬選自銠、鈀、銠和鉑的合金、及鈀和鉑的合金。
3.如權利要求1或2所述的催化劑，其特徵在於，該穩定的氧化鋯含有穩定元素的量按穩定的氧化鋯中所含的鋯計為0.1～20原子％。
4.如權利要求1至3中任一項所述的催化劑，其特徵在於，該載體還含有第二種穩定的氧化鋯，該第二種穩定的氧化鋯含有選自稀土元素和鹼土金屬元素的至少一種穩定元素並且不含有固溶的活性成分。
5.如權利要求4所述的催化劑，其特徵在於，該第二種氧化鋯不負載活性成分。
6.如權利要求4所述的催化劑，其特徵在於，該第二種氧化鋯其表面上負載活性成分。
7.如權利要求1至6中任一項所述的催化劑，其特徵在於，該載體含有選自氧化鋁、氧化鈰、二氧化矽、氧化鈦、沸石及其混合物的至少一種非氧化鋯載體。
8.如權利要求7所述的催化劑，其特徵在於，該非氧化鋯載體不負載活性成分。
9.如權利要求7所述的催化劑，其特徵在於，該非氧化鋯載體其表面上負載活性成分。
10.一種製造廢氣淨化催化劑的方法，其特徵在於，該方法包括負載催化劑活性成分，該催化劑活性成分包括至少一種在載體上的貴金屬，該載體包括穩定的氧化鋯，該穩定的氧化鋯含有選自稀土元素和鹼土金屬元素的至少一種穩定元素，將該活性成分總量的20～80wt.％固溶進該載體中，及將該活性成分總量的80～20wt.％負載在該載體至少一部分的表面上。
11.如權利要求10所述的方法，其特徵在於，在600～1000℃的溫度下實現固溶。
全文摘要
本發明公開一種廢氣淨化催化劑，其包括載體和催化劑活性成分，該催化劑活性成分包括至少一種用該載體的至少一部分負載的貴金屬。該載體包括穩定的氧化鋯，該穩定的氧化鋯含有選自稀土元素和鹼土金屬元素的至少一種穩定元素。其中該活性成分總量的20～80wt.％以與該穩定的氧化鋯形成固溶體的形式負載在該載體中，該活性成分總量的80～20wt.％負載在該載體的至少一部分的表面上。
文檔編號B01J21/06GK1935361SQ20051010996
公開日2007年3月28日 申請日期2005年9月21日 優先權日2005年9月21日
發明者松枝悟司, 木村希夫, 三好直人 申請人:卡塔勒公司