CN100528303C - 用于净化排气的催化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于净化排气的催化剂，其包括载体基体和催化剂负载层。载体基体划分有排气流动通道、排气入口端和排气出口端，并且其全长为所述排气入口端和所述排气出口端之间的总长度。催化剂负载层形成在所述排气流动通道的表面上，并由多孔氧化物载体和贵金属组成。所述催化剂负载层包括共存区域和铑区域，所述共存区域从所述排气入口端开始、占所述载体基体的所述全长的4/10或者更小，并且由负载在其上的铑和铂组成。所述铑区域从所述共存区域开始、朝向所述排气出口端形成，并且由沿所述排气的流动方向均一地负载在其上的铑组成。
Description
技术领域
本发明涉及用于净化排气(exhaust gases)的催化剂，诸如用于净化排气中的HC、CO以及NOx的三效催化剂。特别地，本发明涉及在低温区域(例如发动机起动之后立即排放的排气)HC净化性能方面表现良好的用于净化排气的催化剂。
背景技术
传统上已经广泛使用三效催化剂，作为用于净化机动车排气的排气净化催化剂。三效催化剂包括诸如氧化铝的多孔载体以及该多孔载体上负载的诸如Pt的贵金属。三效催化剂可以在大致按化学计量的空气-燃料比下净化HC、CO以及NOx。
在贵金属中，Pt和Pd主要用于通过氧化净化CO和HC。Rh不仅主要用于通过还原净化NOx，而且还具有防止Pt和Pd烧结的作用。因此，组合使用Rh与Pt或Pd抑制了Pt或Pd的活性位置缩减的缺点，其中，所述活性位置缩减是由Pt或者Pd的烧结导致的，并且降低了Pt或者Pd的活性。因此，Rh被认为提高了Pt和Pd的耐热性。
与在它们的活化温度下相比，在三效催化剂上负载的贵金属在较低温度下不那么可能产生催化反应。因此，在发动机起动之后立即排放的低温排气中，三效催化剂可能不能充分发挥作用，导致增大HC排放量的缺点。而且，当发动机冷起动时，空气-燃料比常常被发现是富燃料气氛。结果，在排气中HC含量富集，并且这被认为是导致缺点的起因之一。
因此，如日本未审查专利公布(KOKAI)No.6-205,983所公开的，已经常常增大了催化剂的排气上游侧的贵金属负载量。在催化剂的排气上游侧，催化剂的温度迅速升高，使得贵金属的温度较早达到贵金属的活化温度，这是因为还没有变为层流的排气撞击催化剂的孔壁。而且，在贵金属被加热到其活化温度之后，贵金属的催化反应进一步提高排气的温度，以有利于催化剂的排气下游侧的温度的升高。因此，催化剂在低温区的净化性能方面得到了改进。
但是，例如，增大Pt的负载量提高了Pt的负载密度。因此，促使了Pt粒子彼此烧结。结果，可以引起Pt的活性可能降低的缺点。
此外，还已知的是使用Pd作为贵金属，Pd具有高的HC氧化活性。例如，日本未审查专利公布(KOKAI)No.8-24,644提出了一种催化剂，其中，Pd被均一地负载在催化剂的整个长度上，Pt被负载在催化剂的排气上游侧。该催化剂由于下面的原因表现出高的净化性能。因为Pt(其在大幅度波动的空气-燃料比的条件下净化性能良好)被负载在催化剂的排气上游侧，所以可以最优化Pd(其在大致化学计量的空气-燃料比下具有良好的三效活性)的特性和Pt(其在贫燃料气氛中具有良好的NOx净化性能)的特性之间的平衡。
此外，日本未审查专利公布(KOKAI)No.8-332,350提出了一种催化剂，其中Pd和Rh被负载在催化剂的排气上游侧，并且Pt和Rh被负载在催化剂的排气下游侧。因为Pd以高浓度负载在催化剂的排气上游侧，所以催化剂在低温区的HC净化性能以及高温耐久性良好。而且，催化剂表现出高的NOx净化性能，这是因为排气上游侧的反应热提高了排气下游侧的Pt的活性。
但是，Pd和Rh的共存较Pt和Rh的共存更多地引起低的NOx净化性能的问题。而且，与Pt相比，Pd更可能与Rh生成合金。合金的生成可能导致Rh的特性下降的缺点。此外，因为Rh是非常稀缺的资源，所以人们一直期望的是，高效地使用Rh，以及通过防止Rh劣化来提高Rh的耐热性。
发明内容
考虑到上述的情况，开发了本发明。因此，本发明的目的是，不仅使得Pt和Rh充分地表现出其各自的特性，而且通过最大程度地防止Pt和Rh的劣化来高效地利用Rh。
根据本发明的一种用于净化排气的催化剂包括：
载体基体，其划分有排气流动通道、排气入口端和排气出口端，并且其全长为所述排气入口端和所述排气出口端之间的总长度；和
催化剂负载层，其形成在所述排气流动通道的表面上，并由多孔氧化物载体和贵金属组成；
其中，所述催化剂负载层包括共存区域和铑区域，所述共存区域从所述排气入口端开始、占所述载体基体的所述全长的4/10或者更小，并且由负载在其上的铑和铂组成，所述铑区域从所述共存区域开始、朝向所述排气出口端形成，并且由沿所述排气的流动方向均一地负载在其上的铑组成。
在用于净化排气的本催化剂中，优选地，所述铑区域可以形成在从所述共存区域开始、朝向所述排气出口端之间的全体之上。
而且，所述催化剂层的所述共存区域可以优选地由铑和铂组成，其中铂(Pt)相对于铑(Rh)的比例处于按重量比计10≤Pt/Rh≤60的范围，并且进一步优选地，处于按重量比计15≤Pt/Rh≤50的范围。
此外，优选地，所述催化剂负载层的所述多孔氧化物至少包括二氧化铈。
用于净化排气的本催化剂不会表现出劣化的活性。该优点由如下的布置获得，即，其上负载有Pt和Rh的共存区域形成在比排气下游侧更可能加热到高温的排气上游侧，因而防止了Pt的烧结。此外，即使在共存区域中Pt和Rh形成合金而降低了Rh的特性，也可以高效地利用Rh，这是因为负载在铑区域上的Rh充分地表现出其特性，并且因为共存区域占载体基体的全长的4/10或者更小，使得较少的Rh形成合金。
附图说明
对本发明的更完整的理解和其许多优点将被容易地获得，因为这可以通过参考下面的详细说明同时结合附图和详细的说明书进行考虑而变得更好理解，其中附图和详细的说明书形成了公开内容的一部分。
图1是根据本发明的实施例的用于净化排气的催化剂的透视图。
图2是根据该实施例的催化剂的横截面视图。
图3是用于图示L2/L1(共存区长度/全长)的比与50％-HC净化温度之间的关系的图线。
图4是用于图示Pt重量/Rh重量的比与达到50％-HC净化率的时间之间的关系的图线。
具体实施方式
在概述了本发明之后，通过参考具体的优选实施方式可以获得进一步的理解，其中，在此所提供的具体的优选实施方式仅仅用于说明的目的，而不是想要限制所附权利要求的范围。
在用于净化排气的本催化剂中，其上负载有Rh与Pt的共存区域被形成在从排气入口端开始并占载体基体的全长的4/10或更小的区域中，并且铑区域被从共存区域开始、朝向载体基体的排气出口端形成，其中，在所述铑区域上沿排气的流动方向均一负载有Rh。在起动之后立即从发动机排放的低温排气在其转变成层流之前撞击载体基体的排气入口端，并且首先通过共存区域。因此，排气的加热及早地升高了本催化剂的温度，因此，具有良好可燃性(ignitability)的Pt较迅速地达到活化温度。在Pt达到活化温度之后，由Pt导致的反应的热进一步升高了本催化剂的温度，因此有利于本催化剂的排气下游侧的温度的升高。结果，本催化剂表现出改进的净化HC和NOx的性能。
另一方面，当催化剂负载层的共存区域被加热到高温时，Rh防止Pt的烧结。因此，保持了Pt的活性不被降低，使得Pt的耐久性提高。而且，即使在Pt和Rh形成合金而使得Rh的特性下降时，负载在Rh区域的的Rh也可以充分表现其特性。此外，因为共存区域占载体基体的全长的4/10或者更少，所以可以减小生成合金的Rh的量。因此，可以高效地使用昂贵的Rh。
用于净化排气的本催化剂可以形成为小球形、蜂窝形、或者泡沫形。但是，此后详细描述形成为蜂窝形催化剂的本催化剂。注意，即使在本催化剂被形成为小球形催化剂或者泡沫形催化剂时，其也可以与此后所述的相类似地被布置。
作为制造载体基体的蜂窝形基体，可以使用由诸如堇青石(cordierite)的耐热陶瓷制成的蜂窝形基体，以及由金属箔制成的蜂窝形基体。由多孔氧化物载体和贵金属组成的催化剂层被形成在多个蜂房的内周表面上，所述多个蜂房形成在蜂窝形基体中。
对于多孔氧化物载体，可以使用使用选自由Al2O3、SiO2、ZrO2、CeO2以及TiO2组成的组中一种或者多种，或者还使用由这些氧化物中的多种组成的复合氧化物。在这些氧化物中，多孔氧化物载体可以优选包括CeO2。CeO2的氧吸附-释放能力可以抑制排气气氛的波动。而且，当使用CeO2-ZrO2复合氧化物时，Pt可以进一步提高CeO2的氧吸附-释放能力，并且由Rh生成的氢可以进一步改进用于净化排气的本催化剂的NOx净化性能。
考虑到生产，催化剂负载层的多孔氧化物载体可以优选在蜂窝形基体的整个长度上具有均一的组成。但是，在某些情况下，可以对于共存区域和Rh区域分别使用不同的多孔氧化物载体。例如，将Al2O3用于共存区域，将CeO2-ZrO2复合氧化物用于Rh区域，这可以大大地提高两个区域中贵金属的性能。因此，用于净化排气的本催化剂可以表现出好得多的净化性能。
Pt和Rh两者都被负载在催化剂负载层的共存区域中。Pt相对于Rh的比例可以优选处于按重量比计10≤Pt/Rh≤60的范围，进一步优选处于按重量比计15≤Pt/Rh≤50的范围。当Pt相对于Rh的比例小于上述范围的下限时，贵金属的可燃性降低，使得低温HC净化性能变劣。当Pt相对于Rh的比例大于上述范围的上限时，Pt可能在高温下烧结。具体地，共存区域中Pt的负载量可以优选为0.5-40g/l L的蜂窝形基体。当Pt的负载量小于0.5g/l L的蜂窝形基体时，因为所得催化剂可燃性差，所以其净化HC和NOx的性能可能不足。当Pt的负载量大于40g/l L的蜂窝形基体时，不仅由Pt获得的优点饱和，而且可能在高温下发生Pt的烧结。共存区域中Rh的负载量可以是使得所负载的Rh可以防止所负载的Pt的烧结的量。例如，共存区域中Rh的负载量可以优选为0.05-3g/l L的蜂窝形基体。当Rh的负载量小于0.05g/l L的蜂窝形基体时，可能在高温下发生Pt的烧结。当Rh的负载量大于3g/l L的蜂窝形基体时，不仅由Rh获得的优点饱和，而且不可能实现Rh的有效利用。注意，在催化剂负载层的共存区域上可以负载其它贵金属或者碱金属，只要它们不损坏共存区域的性能。但是，理想的是，仅仅将Pt和Rh负载在催化剂负载层的共存区域。
催化剂负载层的共存区域从载体基体的排气入口端开始、占载体基体的全长的4/10或者更小。当共存区域被形成为从载体基体的排气入口端开始、占载体基体的全长的不止4/10时，因为与Pt形成合金的Rh的比例增大，所以所得催化剂的净化HC和NOx的性能不足。注意，共存区域可以从载体基体的排气入口端开始立即形成。但是，共存区域可以优选离排气入口端5mm或者更大的距离来形成，这是因为已经发现在离排气入口端5mm的范围内所负载的贵金属对于催化反应的贡献相对较小。
对于形成Rh区域的范围没有具体限制，只要催化剂层的Rh区域被处置在相对于共存区域的下游。但是，优选的是，从共存区域开始、朝向排气出口端全部地形成Rh区域。
Rh区域中Rh的负载量可以优选为0.05-5g/l L蜂窝形基体。当Rh的负载量小于0.05g/l L蜂窝形基体时，所得催化剂的净化性能可能不足。当Rh的负载量大于5g/l L蜂窝形基体时，不仅由Rh获得的优点饱和，而且不可能实现Rh的有效利用。注意，Rh区域中的Rh负载密度可以不同于共存区域的负载密度。但是，考虑到生产的便利，Rh区域中的Rh负载密度等于共存区域中的Rh负载密度比较方便。而且，在催化剂负载层的Rh区域上可以负载其它贵金属或者碱金属，只要它们不损坏Rh区域的性能。但是，理想的是，仅仅将Rh负载在催化剂负载层的Rh区域中。
实施例
下面将参考实施例和对比实施例详细描述本发明。
实施例1
图1和2示出了根据本发明的实施例1的用于净化排气的催化剂。如图所示的，催化剂包括圆柱状蜂窝形基体1和催化剂负载层2。圆柱状蜂窝形基体1包括大量的方形蜂房，并且具有130mm的全长L1。催化剂负载层2形成在圆柱状蜂窝形基体1的方形蜂房的表面上。注意，共存区域20形成在从圆柱状蜂窝形基体1的排气入口端开始、朝向排气出口端、长度L2为20mm的第一范围中；铑区域21形成在从共存区域20开始、朝向排气出口端、长度为110mm的第二范围中。
下面将详细描述根据实施例1的催化剂的生产工艺，而不是描述详细的布置。
将120份重量的CeO2-ZrO2固体溶液粉末、80份重量的活化氧化铝粉末以及氧化铝粘结剂与足量的水混合，并且一起研磨，由此制备浆料。注意，CeO2-ZrO2固体溶液粉末包括CeO2、ZrO2以及Y2O3，CeO2∶ZrO2∶Y2O3的摩尔比为65∶30∶15。而且，氧化铝粘结剂包括3份重量的水化氧化铝以及44份重量的40％的硝酸铝水溶液。所得的浆料被洗涤涂布在蜂窝形基体1上。注意，圆柱状蜂窝形基体1由堇青石制成，并且具有1.1L的体积。而且，蜂窝形基体1包括数量为每平方英寸600个蜂房的方形蜂房，其孔壁厚度为75μm，全长为130mm，外径为103mm。此后，利用空气将多余的浆料从蜂窝形基体1吹走。在将蜂窝形基体1于120℃下干燥之后，将蜂窝形基体1在650℃下煅烧3小时，由此在蜂窝形基体1中的蜂房的整个表面上形成涂层层。注意，涂层层以210g/l L蜂窝形基体1的量形成。
然后，将蜂窝形基体1浸入具有预定浓度的RhCl3水溶液中，以将整个涂层层，或者将蜂窝形基体1的整个长度浸没到RhCl3水溶液中，由此通过吸附将Rh负载在涂层层上。在将蜂窝形基体1从RhCl3水溶液取出之后，将蜂窝形基体1在120℃下干燥，并且在500℃下进一步煅烧1小时，以完成Rh在涂层层上的负载。注意，Rh的负载量为0.4g/l L蜂窝形基体1。
最后，在从排气入口端开始、朝向排气出口端的20mm的长度上，用具有预定浓度的预定体积的Pt(NO2)2(NH3)2水溶液浸渍蜂窝形基体1的涂层层。在将蜂窝形基体1在120℃下干燥之后，将蜂窝形基体1在650℃下煅烧3小时，以完成Pt在涂层层上的负载。于是，形成了共存区域20和铑区域21。注意，Pt以10g/l L蜂窝形基体1的负载量负载在共存区域20中，并且总负载量为1.666g。
实施例2
根据本发明的实施例2的用于净化排气的催化剂以与实施例1相同的方式制备，但不同之处在于，共存区域20由从排气入口端开始10mm的长度L2形成，并且相应地，Pt在共存区域20中的负载量为20g/l L蜂窝形基体1。注意，Pt的总负载量为1.666g。
实施例3
根据本发明的实施例3的用于净化排气的催化剂以与实施例1相同的方式制备，但不同之处在于，共存区域20由从排气入口端开始50mm的长度L2形成，并且相应地，Pt在共存区域20中的负载量为4g/l L蜂窝形基体1。注意，Pt的总负载量为1.666g。
实施例4
根据本发明的实施例4的用于净化排气的催化剂以与实施例1相同的方式制备，但不同之处在于，共存区域20由从排气入口端开始40mm的长度L2形成，并且相应地，Pt在共存区域20中的负载量为5g/l L蜂窝形基体1。注意，Pt的总负载量为1.666g。
实施例5
根据本发明的实施例5的用于净化排气的催化剂以与实施例1相同的方式制备，但不同之处在于，共存区域20由从排气入口端开始5mm的长度L2形成，并且相应地，Pt在共存区域20中的负载量为40g/l L蜂窝形基体1。注意，Pt的总负载量为1.666g。
实施例6
根据本发明的实施例6的用于净化排气的催化剂以与实施例1相同的方式制备，但不同之处在于，共存区域20由从排气入口端开始7.5mm的长度L2形成。但是，注意，因为Pt的总负载量为1.87g，所以Pt在共存区域20中的负载量为30g/l L蜂窝形基体1。
对比实施例1
根据本发明的对比实施例1的用于净化排气的催化剂以与实施例1相同的方式制备，但不同之处在于，将蜂窝形基体1的整个涂层层用具有预定浓度的预定体积的Pt(NO2)2(NH3)2水溶液浸渍，就是说，蜂窝形基体1在其整个长度上被浸渍。注意，在根据对比实施例1的催化剂中，没有形成共存区域20和铑区域21，因此Pt和Rh均一地负载在蜂窝形基体1的整个长度上。
对比实施例2
根据本发明的对比实施例2的用于净化排气的催化剂以与实施例1相同的方式制备，但不同之处在于，不负载Rh，并且将蜂窝形基体1的整个涂层层用具有预定浓度的预定体积的Pt(NO2)2(NH3)2水溶液浸渍，就是说，蜂窝形基体1在其整个长度上被浸渍。注意，在根据对比实施例2的催化剂中，没有形成共存区域20和铑区域21，因此仅有Pt均一地负载在蜂窝形基体1的整个长度上。
对比实施例3
根据本发明的对比实施例3的用于净化排气的催化剂以与实施例1相同的方式制备，但不同之处在于，不负载Pt。注意，在根据对比实施例3的催化剂中，没有形成共存区域20和铑区域21，因此仅有Rh均一地负载在蜂窝形基体1的整个长度上。
对比实施例4
根据本发明的对比实施例4的用于净化排气的催化剂以与实施例1相同的方式制备，但不同之处在于，共存区域20由从排气入口端开始65mm的长度L2形成，并且相应地，Pt在共存区域20中的负载量为3.08g/lL蜂窝形基体1。注意，Pt的总负载量为1.666g。
对比实施例5
根据本发明的对比实施例5的用于净化排气的催化剂以与实施例1相同的方式制备，但不同之处在于，共存区域20由从排气入口端开始80mm的长度L2形成，并且相应地，Pt在共存区域20中的负载量为2.5g/lL蜂窝形基体1。注意，Pt的总负载量为1.666g。
对比实施例6
根据本发明的对比实施例6的用于净化排气的催化剂以与实施例1相同的方式制备，但不同之处在于，使用硝酸钯水溶液代替Pt(NO2)2(NH3)2水溶液。注意，在根据对比实施例6的催化剂中，Pd和Rh被负载在共存区域20中。还请注意，Pd的负载量等于实施例1中的Pt的负载量。
对比实施例7
根据本发明的对比实施例7的用于净化排气的催化剂以与实施例4相同的方式制备，但不同之处在于，使用硝酸钯水溶液代替Pt(NO2)2(NH3)2水溶液。注意，在根据对比实施例7的催化剂中，Pd和Rh被负载在共存区域20中。还请注意，Pd的负载量等于实施例4中的Pt的负载量。
测试与评价
将根据实施例1-6和对比实施例1-7的催化剂分别安装到发动机台架，其装备有V形八缸4.0L位移发动机。然后，对催化剂进行耐久性测试，其中，将排气流动通过催化剂，持续100小时，催化床温度为1000℃。注意，排气从由空气-燃料混合物运行的发动机排放，其中，所述空气-燃料混合物的空气-燃料比A/F在15和14之间以1Hz的频率波动。此后，经过耐久性测试的催化剂分别被安装到另一发动机，该发动机装备在线四缸2.4L位移发动机台架。在以按化学计量的空气-燃料比运行发动机的同时，利用热交换器以10℃/分钟的升温速率将催化剂从200℃加热到450℃。同时，持续地测量由催化剂获得的HC转化率。由此，对于每一种催化剂计算HC组分被净化了50％的温度(此后简称为“50％-HC净化温度”)。此外，对于根据实施例1和4以及对比实施例6和7的已经经过耐久性测试的催化剂，持续测量其CO转化率和NOx转化率。将所得CO转化率和NOx转化率作图，以绘制CO转化率曲线和NOx转化率曲线，并且找出在所得CO转化率曲线和NOx转化率曲线彼此相交的相交点或者交叉点处的转化率。下面的表2列出了所述结果，作为“COP转化率”。
此外，发动机台架的排气系统被切换到旁路管线，以便将其温度在催化剂的入口处被控制为450℃的排气被引入每一种催化剂，其中所述催化剂已经经过耐久性测试并且随后被保持于室温。此后，对于每一种催化剂测量用于实现将HC组分净化50％的时间(此后简称为“达到50％-HC净化率的时间”)。
下面的表1和表2表示各个催化剂的布置和对其的测试结果。此外，图3示出了L2/L1的比和50％-HC净化温度之间的关系，并且图4示出了在共存区域20中Pt重量/Rh重量的比与达到50％-HC净化率的时间之间的关系。
从图3可以看出，与根据对比实施例1-5的催化剂相比，根据实施例1-6的催化剂就低温区净化性能而言表现更好，因为根据实施例1-6的催化剂表现出350℃或者更低的50％-HC净化温度。显然，将L2/L1的比控制为0.4或者更小导致了该优点。
此外，从图4可以了解下面的内容。当共存区域20中的Pt重量/Rh重量的比处于按重量比计10≤Pt/Rh≤60的范围时，达到50％-HC净化率的时间为25秒或者更短。而且，当共存区域20中的Pt重量/Rh重量的比处于按重量比计15≤Pt/Rh≤50的范围时，达到50％-HC净化率的时间被进一步缩短。因此，可以理解，根据实施例1-4的催化剂就低温可燃性而言是特别好的。
但是，根据对比实施例3的催化剂表现出低的50％-HC净化温度，但是表现出延长的达到50％-HC净化率的时间。因此，根据对比实施例3的催化剂就低温可燃性而言是较差的。该缺点是由其上没有负载具有良好可燃性的Pt造成的。而且，根据对比实施例2的催化剂在50％-HC净化温度和达到50％-HC净化率的时间两方面都较差。该事实意味着因为其上没有负载Rh，所以Pt的烧结相当大地降低了催化剂的活性。另一方面，因为其上负载Pt和Rh两者，所以与根据对比实施例2和3的催化剂相比，根据对比实施例1的催化剂表现出更高的低温活性。但是，其低温活性远远不及根据实施例1-6的催化剂的低温活性。此缺点被认为是由如下事实造成的，即，因为在催化剂的整个长度上Rh与Pt形成合金，所以根据对比实施例1的催化剂的特性被降低。
而且，从表2可以清楚看出，与根据对比实施例6和7的包括在共存区域20中负载的Pd的催化剂相比，根据实施例1和4的包括在共存区域20中负载的Pt的催化剂表现出更高的COP转化率。注意，根据实施例1和4的催化剂所表现出的CO转化率曲线与根据对比实施例6和7的催化剂所表现出的CO转化率曲线基本相同。因此，与根据对比实施例6和7的负载有Pd的催化剂相比，根据实施例1和4的负载有Pt的催化剂表现出更好的NOx净化特性。此外，根据实施例4的催化剂和根据对比实施例7的催化剂之间的特性差异比根据实施例1的催化剂和根据对比实施例6之间的催化剂之间的特性差异更明显。例如，L2/L1的比越大，NOx净化特性的差异越大。该现象被认为是由于如下事实造成的，即，Pd比Pt更容易与Rh形成合金，因而合金的形成使得Rh的特性下降。
具体地，其上负载有Rh和Pt的共存区域20最大程度地表现出优点。相反，明显的，其上负载有Rh和Pd的共存区域20不是那么优选的。
工业实用性
根据本发明的用于净化排气的催化剂可以用作三效催化剂，也可以用作氧化催化剂，选择性的NOx还原催化剂，NOx吸附-还原催化剂或者塞入式过滤器催化剂。
Claims (4)
1.一种用于净化排气的催化剂，包括：
载体基体，其划分有排气流动通道、排气入口端和排气出口端，并且其全长为所述排气入口端和所述排气出口端之间的总长度；和
催化剂负载层，其形成在所述排气流动通道的表面上，并由多孔氧化物载体和贵金属组成；
其中，所述催化剂负载层包括共存区域和铑区域，所述共存区域从所述排气入口端开始，占所述载体基体的所述全长的比例为0.038至4/10，并且由负载在其上的铑和铂组成，所述铑区域从所述共存区域开始、朝向所述排气出口端形成，并且由沿所述排气的流动方向均一地负载在其上的铑组成；
其中，所述催化剂层的所述共存区域由如下比例的铑和铂组成，其中铂相对于铑的比例处于按重量比计10≤铂/铑≤60的范围。
2.如权利要求1所述的催化剂，其中，从所述共存区域开始、朝向所述排气出口端全部形成所述铑区域。
3.如权利要求1所述的催化剂，其中，所述催化剂层的所述共存区域由铑和铂组成，其中铂相对于铑的比例处于按重量比计15≤铂/铑≤50的范围。
4.如权利要求1所述的催化剂，其中，所述催化剂负载层的所述多孔氧化物至少包括二氧化铈。
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