CN101111309B - 用于净化废气的催化剂和使用该催化剂的废气净化控制器 - Google Patents

Abstract

一种用于净化废气的催化剂包括载体基质和催化装载层。载体基质具有废气流动通道。催化装载层形成于废气流动通道表面，并且由多孔氧化物载体和催化成分组成。催化装载层包括Rh区和氧化区。在Rh区，装载铑作为催化成分。氧化区在关于Rh区废气流动下游侧形成。在氧化区，至少装载具有氧化活性的催化成分。用同样的方式公开了一种废气净化控制器。

Description

用于净化废气的催化剂和使用该催化剂的废气净化控制器

技术领域

本发明涉及一种用于净化废气的催化剂，例如用于净化废气中的HC、CO和NO_x的三元催化剂，和使用该催化剂的废气净化控制器。特别地，本发明涉及一种用于净化废气的催化剂，从在低温区HC的净化性能来说该催化剂是有效的，例如在启动发动机时，和一种使用该催化剂的废气净化控制器，该废气净化控制器可以控制内燃机的最佳燃烧并且因此显示高的NO_x净化性能。

背景技术

作为净化汽车废气的催化剂，三元催化剂已经被广泛传统地应用。三元催化剂包括多孔基质，例如氧化铝，和装载于多孔基质上的贵金属，例如Pt，并且在理论空气-燃料比附近可以有效地净化CO、HC和NO_x。

在贵金属中，Pt和Pd主要有助于CO和HC的氧化净化，而Rh主要有助于NO_x的还原净化，并且同时Rh用于抑制Pt或Pd的烧结。因此，可以理解，通过与Rh结合使用Pt或Pd，可抑制由于Pt或Pd的烧结导致Pt或Pd的活性位点减少、进而降低Pt或Pd的活性的缺点，并且因此可能提高Pt或Pd的耐热性。

装载在三元催化剂上的贵金属在低于活化温度的温度下不能实现催化反应。因此，由于当废气温度降到低温区，如在启动发动机时，三元催化剂作用不充分，存在HC大量排放的缺点。而且，如下的事实是另一个缺点的原因。也就是，空气-燃料比经常变为燃料丰富的气氛，因此当发动机冷启动时HC含量丰富。

因此，如日本未审查专利公开(KOKAI)6-205,983公开的那样，经常在催化剂上游侧废气流上增加贵金属装载量。在催化剂上游侧废气流上，由于还未变为层流的废气，和催化剂的蜂窝状壁相碰撞，催化剂的温度升高迅速以致于贵金属相对快地达到活化温度。当贵金属达到活化温度后，由于贵金属的反应热，催化剂的温度进一步增加。因此，催化剂的温度在废气流动下游侧增加。因而，催化剂的净化性能在低温区得到了提高。

然而，当增加Pt的装载量时，例如，Pt的装载密度增加。因此，Pt颗粒之间易于烧结。因而，存在Pt的活性可能降低的缺点。

而且，众所周知用Pd作为贵金属其HC氧化活性特别高。例如，日本未审查专利公开(KOKAI)8-24,644提出了一种Pd装载在催化剂的整个长度并且同时Pd装载在催化剂的废气流上游侧上的催化剂。由于在化学计量点附近三元活性好的Pd特性和在燃料缺少的一侧NO_x净化性能好的Pt特性的平衡，这种催化剂显示具有高的净化性能。

此外，日本未审查专利公开(KOKAI)8-332,350提出了一种Pd和Rh装载在废气流动上游侧及Pt和Rh装载在关于Pd和Rh下游侧的催化剂。由于在上游侧Pd以高浓度装载，该催化剂在HC低温区净化性能和高温耐久性方面是好的。而且，由于上游侧的反应提高了下游侧Pt的活性，该催化剂显示具有高的NO_x净化性能。

然而，存在当Pd和Rh共存时催化剂的净化性能比Pt和Rh共存时低的问题。而且，Pd和Rh比Pt和Rh更可能形成合金。因此，存在形成合金降低了Rh特性的缺点。此外，由于作为来源的Rh是非常缺乏的，希望有效地利用Rh并且同时通过抑制劣化提高Rh的耐久性。

注意在化学计量点附近在废气气氛下三元催化剂氧化HC和CO及还原NO_x来净化它们。因此，控制发动机空气-燃料比是必要的，以便于废气气氛位于化学计量点附近。通过探测物理量，如与催化剂入口气氛有关的发动机排出的废气中的氧气浓度，并且实现依赖于物理量的发动机空气-燃料比(A/F)的回馈控制，可以实现这种控制。然而，即使当具有燃料丰富的空气-燃料比的空气-燃料混合物燃烧产生废气时，由于HC在三元催化剂中已被消耗，催化剂出口气氛可能变成化学计量气氛或燃料缺少气氛。因而，紧接下游发动机的废气气氛可能不同于三元催化剂出口的废气气氛。

因此，检测与三元催化剂入口气氛相关的物理量的第一传感器和检测与三元催化剂出口气氛相关的物理量的第二传感器检测，传统上安置于发动机排气系统中。第一和第二传感器输出的不同用来判断燃料注入体积的改变。这样，取决于三元催化剂活性程度控制最优空气-燃料比、并且因此确保高转化是可能的。而且，当第一和第二传感器探测的气氛之间应该不同时，和当检测到不同以便于其低于预设范围时，明确地知道三元催化剂的更换时间是可能的。

本发明的一个发明人在日本专利申请2004-262,301中提出了一种新的催化剂。该催化剂具有催化装载层，其包括：从载体基质废气入口端表面延伸到载体基质总长度的4/10或更少位置的区域的装载Rh和Pt的共存区；和从共存区到废气流动下游侧形成并且在废气流动方向均匀装载Rh的Rh区。在这种催化剂中，由于装载Pt和Rh的共存区形成于比废气流动下游侧更可能变成高温的废气流动上游侧，Rh抑制共存区Pt的烧结。因此，抑制了Pt活性的降低。另外，即使Pt与Rh在共存区形成合金，从而劣化Rh特性，加载在Rh区的Rh完全显示出特性，并且另外共存区的长度为载体基质总长度的4/10或更少。因此，可以更有效地使用Rh。

但是，当尝试如上所述取决于第一和第二传感器的输出值控制发动机的空气-燃料比时，使用日本专利申请2004-262,301提出的新型催化剂作为三元催化剂，已经存在这样的问题，即从第二传感器的输出值产生大的误差。也就是说，在燃烧发动机中燃料丰富的空气-燃料比A/F的空气-燃料混合物之后，三元催化剂的出口气体应为燃料缺少的，因为HC已经被消耗以减少NO_x了。但是，存在这样的缺点，即第二传感器的输出值已经指示三元催化剂的出口气体是燃料丰富气氛。如果这样的话，因为发动机控制单元控制空气-燃料比以使其转入化学计量空气-燃料比，不仅三元催化剂的NO_x已经劣化，而且空气-燃料比的准确性也变坏。最后，掌握三元催化剂退化程度的准确性降低。

认为如下是带来这问题的原因之一。当进入上述新型催化剂的入口气体在燃料丰富的气氛中时，新型催化剂的Rh区使蒸汽重整反应容易产生H₂。得到的H₂使第二传感器的突然输出改变点(或临界值)波动。

发明内容

本发明由上述情况发展而来。因此本发明的目的是通过抑制第二传感器的突然输出改变点的不必要的波动，由新型催化剂的Rh区产生的H₂导致的不必要的波动，来最优控制内燃机的空气-燃料比。

根据本发明的用于净化废气的催化剂达到了上述目的，其包括：具有废气流动通道的载体基质；

和

废气流动通道表面上形成并且由多孔氧化物载体和催化成分组成的催化装载层，该催化装载层包括：

装载铑作为催化成分的Rh区；和

沿废气流动方向、在Rh区的下游侧形成并且其上装载了至少具备氧化活性的催化成分的氧化区。

在本催化剂中，催化装载层进一步包括沿废气流动方向、在Rh区的上游侧形成并且其上装载铑和铂作为催化成分的共存区。而且，优选载体基质具有预设的总长度；催化装载层的共存区占据载体基质预设总长度的4/10或更短；并且共存区包括铑和铂，其中以重量比计Pt与Rh的比例在10≤Pt/Rh≤60的范围内；并且共存区包括铑和铂，其中以重量比计Pt与Rh的比例在10≤Pt/Rh≤60的范围内。另外，更优地多孔基质至少包括二氧化铈。

根据本发明的废气净化控制器达到了上述目的，其包括：

本催化剂，安置于内燃机的排气通道中；

第一传感器，安置于沿废气流动方向、在催化剂的上游侧，用于检测与催化剂入口气氛相关的物理量；

第二传感器，安置于沿废气流动方向、在催化剂的下游侧，用于检测与催化剂出口气氛相关的物理量；和

控制装置，用于接收从第一传感器和第二传感器输出的检测信号，并且控制内燃机空气-燃料比。

由于本催化剂包括关于Rh区安置于下游侧的氧化区，产生于Rh区的H₂在氧化区氧化。因此，抑制第二传感器的突变输出改变点的波动是可能的。因此，本废气净化控制器可使来自第二传感器输出值的误差显著地减到最小。因此，不仅本废气净化控制器可使本催化剂显示提高的NO_x转化，而且可极大地提升空气-燃料控制的准确度。而且，本废气净化控制器显示了提高的用于控制催化剂劣化程度的准确度。

而且，当本催化剂包括装载Pt和Rh的共存区时，形成于废气流动上游侧的共存区比废气流动下游侧更易于变成高温，Rh在共存区抑制Pt的烧结因而防止了Pt的活性的降低。而且，即使Pt与Rh形成合金降低了Rh的特性，装载于Rh区的Rh也充分地显示特性。另外，当共存区的长度控制在载体基质总长度的4/10或更短，和在共存区当以重量比计Pt与Rh的比例在10≤Pt/Rh≤60的范围内时，与Pt形成合金的Rh非常少以至于可以充分地利用Rh。

附图简述

结合考虑附图和详细说明时，通过参考如下的详细描述，本发明和它的许多优点变得更加易于理解，所有这些形成了内容的一部分。

图1是用于图解根据本发明的实施例1的催化剂的透视图。

图2是用于图解根据本发明的实施例1的催化剂的截面图。

图3是用于图解根据本发明的实施例1的废气净化器的方块图。

图4是用于图解根据本发明的实施内燃机控制的实施例1的废气净化器的流程图。

图5是用于图解当空气-燃料比由燃料缺少气氛转为燃料丰富气氛时A/F值和来自第二传感器的输出值之间关系的时间图。

实施本发明的最佳方式

在已经泛泛描述本发明的情况下，通过参考这里提供的仅用于说明目的而不是要限制附加的权利要求的特别优选实施例，可以获得更好的理解。

本催化剂除Rh区之外还包括了关于Rh区进一步形成于下游侧的氧化区。因此，即使燃料丰富气氛的废气流入本催化剂，来使Rh区的蒸汽重整反应易于发生以便产生H₂，得到的H₂在氧化区氧化，并且因此几乎不和第二传感器联系。结果，不仅抑制第二传感器的突然输出改变点的波动是可能的，而且提高第二传感器的探测准确度也是可能的。因此，除提高本废气净化控制器的空气-燃料控制准确度，本催化剂的NO_x转化也得到了提升。此外，用于控制催化剂劣化程度的本废气净化器控制器的准确度也得到了提高。

催化装载层Rh区优选地包括铑，其装载量为关于1-L体积的载体基质0.05到5g。当Rh装载量低于范围下限时，得到的Rh区显示了不充份的净化性能。当Rh装载量高于范围上限时，增加的Rh的影响已经饱和以致于不可能有效地利用Rh。注意Rh区的Rh装载密度可以不同于共存区的Rh装载密度。然而，从产品的角度来看，控制Rh区的Rh装载密度等于共存区的Rh装载密度是方便的。

氧化区的形成范围不是特别限制的，只要氧化区在关于Rh区的废气流动下游侧形成。然而，希望在关于Rh区催化装载层的整个废气流动下游侧形成氧化区。在氧化区，装载至少显示氧化活性的催化成分。对于这些催化成分，Pt、Pd、Ni、和Co可作为例子。在它们中，特别优选使用选自Pt和Pd的至少一者。注意其它贵金属，或不是贵金属的过渡金属可以不损害到催化成分氧化活性的装载量装载在氧化区。注意催化装载层氧化区可以优选包括以装载量从0.05g到100g的催化成分，更优选关于1-L体积的载体基质从1到40g。

希望本催化剂进一步包括共存区，其安置于关于Rh区的废气流动下游侧并且其上装载Rh和Pt。当本催化剂包括共存区时，发动机启动时产生的低温废气，在它们与本催化剂的废气入口端表面以未变成层流的方式碰撞后，首先穿过共存区。因此，废气热快速地增加了本催化剂的温度导致装载在共存区的Pt具有好的可燃性，在相对较短的时间段内达到活化温度。然后，反应热进一步升高了本催化剂的温度导致使本催化剂的废气流动下游侧的温度增加容易。因此，本催化剂显示提高了对HC和NO_x的净化性能。

在另一方面，即使当共存区变成高温时，由于Rh抑制Pt的烧结，防止了Pt活性的降低以此提高本催化剂的耐久性。注意，即使Pt与Rh形成合金以降低共存区Rh的特性，装载于Rh区的Rh显示了充分的特性。而且，共存区可优选具有和4/10倍或更低，更优选从0/10到4/10倍进一步优选从2/10到4/10倍载体基质总长度的长度。这样，使和Pt形成合金的Rh的量更低是可能的。因此，有效地使用昂贵的Rh是可能的。当形成的共存区具有高于载体基质总长度4/10倍的长度时，和Pt形成合金的Rh比例增加，导致得到的催化剂对HC和NO_x具有不充分的净化性能。共存区可以从本催化剂废气入口端表面连续地形成。然而，众所周知，催化成分，例如装载在从催化剂废气入口端表面5mm处范围内的贵金属，在相对较低的程度内帮助催化反应。因此，关于本催化剂的废气入口端表面建议在废气流下游侧5mm或更多的位置安置共存区。

注意，当形成的共存区具有载体基质总长度4/10倍或更低的长度时，氧化区希望具有载体基质总长度1/5倍或更低的，优选希望从1/10到1/5倍的长度：所希望的平衡可分配给Rh区。当Rh区具有和高于载体基质总长度4/10倍的长度时，得到的催化剂对NO_x具有较低的净化性能。由于氧化区对具有氧化H₂作用是充分的，氧化区具有载体基质总长度1/5或更低的长度是令人满意的。

共存区可优选包括Rh和Pt，以重量比计Pt与Rh的比例在10≤Pt/Rh≤60的范围内。特别希望以重量比计Pt与Rh的比例在15≤Pt/Rh≤50的范围内。Pt与Rh的比例小于优选范围的下限，得到的催化剂显示了低的可燃性导致在低温时显示降低HC净化性能。当Pt与Rh的比例高于优选比例的上限时，在高温时容易发生Pt的烧结。特别地，共存区优选包括Pt，其装载量关于载体基质1-L体积从0.5g到40g，更优选从5g到40g，更优选从10g到40g。当Pt的装载量低于优选范围的下限时，得到的在催化剂在低温时的可燃性方面差，导致其对HC和NO_x显示不充分的净化性能。当Pt的装载量高于优选范围的上限时，不仅附加的Pt的影响饱和而且在高温时容易发生Pt的烧结。而且，共存区可包括装载量抑制装载的Pt的烧结的Rh。例如，共存区优选包括Rh，其装载量关于载体基质1-L体积从0.05g到0.5g，更优选从0.1g到5g。当Rh的装载量低于优选范围的下限时，高温时可能发生Pt的烧结。注意其它贵金属或非贵金属以不损害由共存区导致的优点的装载量装载。然而，希望在共存区只装载Pt和Rh。

本催化剂可以形成片状、蜂窝状、和泡沫状。载体基质可由耐热陶瓷制成，如堇青石、或金属锡箔。在多个位于载体基质的小室的内外围表面，或载体基质表面，形成包括多孔氧化物载体和催化成分的催化剂装载层。

对于多孔氧化物载体，可使用选自Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、CeO₂和TiO₂一种或多种。而且，用包括多种简单氧化物的复合氧化物也是可能的。在这些复合氧化物中，优选用包括CeO₂的复合氧化物。也就是说，通过CeO₂的氧吸收和释放能力来抑制废气气氛的波动是可能的。而且，当多孔氧化物载体由CeO₂-ZrO₂复合氧化物构成时，由CeO₂-ZrO₂制成并且装载Pt的多孔氧化物载体显示比装载Pt的CeO₂所显示的更提升的氧吸收和释放能力。另外，由CeO₂-ZrO₂制成并且装载Rh的多孔氧化物载体，除NO_x净化能力高于装载Rh的CeO₂之外，显示了提高的氢气生成能力。

催化装载层的多孔氧化物载体由产品过程来看可优选在载体基质的总长度上具有均一的组成。然而，根据实际情况，对Rh区或氧化区、或进一步对共存区使用不同的多孔氧化物载体是可能的。例如，在共存区和氧化区多孔氧化物载体可由Al₂O₃构成；而在Rh区可由CeO₂-ZrO₂复合氧化物构成。如果在这种情况下，由于在所有的三个区催化成分的特性进一步提高，本催化剂显示更好的净化性能。

本废气净化控制器包括本催化剂、第一传感器、第二传感器和控制装置。本催化剂安置在内燃机的排气通道内。第一传感器安置于关于催化剂的废气流动上游侧，并且检测与催化剂入口气氛相关的物理量。第二传感器安置于关于催化剂的废气流动下游侧，并且检测与催化剂出口气氛相关的物理量。控制装置，用于接收作为第一传感器和第二传感器的输出的检测信号，并且控制内燃机空气-燃料比。

对于第一和第二传感器，可使用已被传统地应用的A/F传感器、氧传感器等。对于控制装置，可使用发动机控制单元(此后简称为“ECU”)。在第二传感器至少突然输出改变点可因H₂波动。控制装置实施的控制对象可以和传统的那些一样。通过使用本催化剂，可防止由燃料丰富的空气-燃料混合物的燃烧产生的第二传感器的突然输出改变点在燃料丰富气氛的废气中的波动。作为结果，高准确度的实施空气-燃料比是可能的。

实施例

以下将会参照实施例、比较实施例和传统实施例详细描述本发明。

(实施例1)

图1和图2图解了根据本发明实施例1用于废气净化的催化剂。该催化剂包括圆筒状蜂窝基质1、和催化装载层2。蜂窝基质1包括大量的方形的小室，并且具有130mm(L₁)的总长度。催化装载层2形成于小室表面。共存区20从催化剂废气入口端表面到废气流动下游侧形成20mm(L₂)的长度；Rh区21从共存区20到废气流动下游侧形成100mm的长度；氧化区22从Rh区到催化剂废气出口端表面形成10mm(L₃)的长度。

以下将会描述催化剂的产生过程而不是详细地描述其构造。

以重量计CeO₂-ZrO₂固体溶液粉末120份、以重量计活性氧化铝粉末80份、和氧化铝粘合剂与预设质量的水混合。注意CeO₂-ZrO₂固体溶液粉末由摩尔比例为CeO₂∶ZrO₂∶Y₂O₃＝65∶30∶15的CeO₂、ZrO₂和Y₂O₃组成。而且，氧化铝粘合剂由以重量计3份量的氧化铝水合物，和以重量计44份量的40％硝酸铝水溶液组成。得到的混合物磨碎制成料浆。得到的料浆刷涂(wash coat)在蜂窝基质1上。注意蜂窝基质1由堇青石制成；并且体积为1.1L，小室量为600小室/平方英尺、平均小室壁厚为75μm、总长度为130mm、直径为103mm。此后，多余的料浆用空气吹出。在120℃干燥蜂窝基质1后，蜂窝基质1在650℃下煅烧3小时。这样，在蜂窝基质1的整个小室表面形成涂层。注意关于1-L体积的蜂窝基质1形成210g涂层。

然后整个涂层浸入具有预设浓度的RhCl₃水溶液(即，蜂窝基质1整个长度浸入其中)通过吸附装载Rh。在120℃干燥蜂窝基质1后，蜂窝基质1在500℃下煅烧1小时。这样，Rh装载在涂层表面。注意关于1-L体积的蜂窝基质1装载0.4g Rh。

接着，涂层从蜂窝基质1废气入口端表面到其废气流动下游侧20mm长度浸入具有预设浓度的Pt(NO₂)₂(NH₃)₂水溶液。在120℃干燥蜂窝基质1后，蜂窝基质1在650℃下煅烧3小时以在涂层上装载Pt。这样，形成共存区20。注意关于1-L体积的蜂窝基质1装载在共存区20的Pt量为10g。

最后，涂层从蜂窝基质1废气出口端表面到其废气流动上游侧10mm长度浸入具有预设浓度的Pt(NO₂)₂(NH₃)₂水溶液。在120℃干燥蜂窝基质1后，蜂窝基质1在650℃下煅烧3小时在涂层装载Pt。这样，形成氧化区22。注意关于1-L体积的蜂窝基质1装载在氧化区22的Pt量为5g。

如上所述实施例1制备的催化剂紧接在2.4-L排量发动机以下安装入汽车排气系统来做图解于图3的废气净化控制器。

废气净化控制器包括发动机3、催化转化器30、催化剂31、第一传感器32、第二传感器33、和控制装置4。催化转化器放置在发动机3的排气管中。催化剂31安装在催化转化器30内。第一传感器32包括A/F传感器，其放置在发动机3和催化转化器30之间并且检测催化剂31入口废气的A/F等值。第二传感器33包括氧传感器，其放置于关于催化转化器30的废气流动下游侧并且检测催化剂31出口废气的氧气浓度。第一传感器32和第二传感器33的检测信号从其输入的控制装置4控制基于输入值的发动机3的空气-燃料比。

图4图解了控制装置4如何对控制对象进行控制。当发动机3启动，第一传感器32首先在步骤100检测催化剂入口气氛。在步骤101，控制装置4判断由化学计量的A/F比值检测催化剂入口气氛的偏差。如控制装置4判断A/F的比值在14.6±0.05范围，化学计量气氛，控制装置4不做任何动作并且将程序控制过程返回步骤100。另一方面，当控制装置4判断A/F的比值偏离14.6的理论化学计量值，超过±0.05时，控制装置4在步骤102判断是否催化剂入口气氛衍生自燃料缺少气氛。当控制装置4判断催化剂入口气氛衍生自燃料缺少气氛时，控制装置4控制燃料注入体积以便使A/F比值在步骤103在14.6±0.05范围内。然后，控制装置4将程序控制过程返回步骤100。相反地，当催化剂入口气体气氛不是衍生自燃料缺少气氛时，控制装置4判断催化剂入口气体气氛衍生自燃料丰富气氛。然后，控制装置4使第二传感器33在步骤104检测催化剂出口气氛的氧浓度。

在步骤105，控制装置4判断是否催化剂出口气氛衍生自燃料丰富气氛。当催化剂出口气氛衍生自燃料丰富气氛时，控制装置4控制燃料注入体积以便使A/F比值在步骤103在14-6±0.05范围内。此后，控制装置4将程序控制过程返回步骤100。相反地，当控制装置4判断催化剂出口气氛不是衍生自燃料丰富气氛时，控制装置4参考记录，例如催化剂31的累计使用时间和热力学历史，基于在步骤106另外存储的图来判断催化剂31是否已经劣化。

当控制装置4判断催化剂31未劣化，控制装置4将程序控制过程返回步骤104来使第二传感器33再次检测催化剂出口气氛的氧浓度。在另一方面，当控制装置4判断催化剂31已经劣化，控制装置4显示替换信号来使驾驶者注意替换催化剂31。而且，在步骤103，控制装置4控制燃料注入体积以便使A/F比值在14.6±0.05范围内。此后，控制装置4将程序控制过程返回步骤100。

使用如上所述的实施例1中的废气净化控制器，实施例1中的催化剂首先在950℃温度的入口气体(或催化剂床的温度为1,000℃)经受100小时的劣化处理。劣化处理完成后，发动机3在如下条件下操作：旋转速度为1,600rpm；废气流动速率为10克/秒。同时，第二传感器33的输出值在目标值发动机3的A/F比值(控制装置4根据第一传感器32的探测值判断)从14.8转换为14.4后随时间测量。在这种情况下，注意，控制空气-燃料比以便于如图5图解发动机3A/F比值在14.8或14.4保持恒定，而不执行如图4所示的程序控制。图5图解了第二传感器33随时间的输出值的测量结果。

而且，当执行如图4所示的程序控制时，发动机3在稳定操作的条件60km/小时下操作。同时，测量NO_x排放的随时间的变化。下表1总结了NO_x排放的测量结果。

(实施例2)

除了装载在氧化区22的催化成分由Pt变为Pd，实施例2中的催化剂以实施例1发布的相同方式制备。而且，在稳定操作条件下的第二传感器33的输出值和NO_x排放以如实施例1中所述的同样方式测量。图5图解了第二传感器33输出值的测量结果，并且下表1总结了NO_x排放的测量结果。

(比较实施例)

除了无氧化区形成，即，Rh区22形成在从共存区20到蜂窝基质1的废气出口端表面的110mm长度上，比较实施例的催化剂以与实施例1种发布的相同方式制备。而且，在稳定操作条件下的第二传感器33的输出值和NO_x排放以如实施例1中所述的同样方式测量。图5图解了第二传感器33输出值的测量结果，并且下表1总结了NO_x排放的测量结果。

(传统实施例)

制备蜂窝基质1。注意涂层以与实施例1相同的方式形成在蜂窝基质1上。然后，整个涂层浸入到具有预设浓度的RhCl₃水溶液中(即，蜂窝基质1整个长度浸入其中)来通过吸附的方式装载Rh。在120℃下干燥蜂窝基质后，蜂窝基质1在500℃下煅烧1小时。这样，Rh装载在涂层上。注意关于1-L体积的蜂窝基质1Rh装载量为0.4g。随后，涂层以蜂窝基质1的整个长度浸渍具有预设浓度的Pt(NO₂)₂(NH₃)₂水溶液。在120℃下干燥蜂窝基质后，蜂窝基质1在650℃下煅烧3小时来装载Pt在涂层上。注意关于1-L体积的蜂窝基质1，Rh装载量为1.5g。

除了使用传统实施例得到的催化剂，在稳定操作条件下的第二传感器33的输出值和NO_x排放以如实施例1中所述的同样方式测量。图5图解了第二传感器33输出值的测量结果，并且下表1总结了NO_x排放的测量结果。

<评价>

表1

	NO<sub>x</sub>排放(g/km)
		实施例1	0.0375
实施例2	0.0405
		比较实施例	0.0525
传统实施例	0.0591

由图5，可以理解第二传感器33显示了突然输出改变点，其在比较实施例中比在实施例1和2及传统实施例中更多地向更短的消耗的时间侧转变。特别地，比较实施例判断了比传统实施例更短的时间段内是否催化剂出口废气为燃料丰富。因此，如图4图解的废气净化控制，控制装置4在更早的时间实施化学计量的A/F控制来使空气-燃料比为理论化学计量值。因此，在比较实施例中，空气-燃料混合物在燃料丰富气氛保持比传统实施例中更短的时间段。因此，比较实施例不利于净化NO_x。

然而，在实施例1和2中，第二传感器33显示了突然输出改变点，其以比传统实施例中的第二传感器33更低的转换数量级转换。此外，突然输出改变点更易于向更长的消耗的时间侧转变。因此，在实施例1和2中，确保充足的时间直到控制装置4判断催化剂输出废气气氛衍生自燃料丰富的空气-燃料混合物是可能的。作为结果，实施例1和2可以提升NO_x的净化性能。而且，从上表1，可以理解比较实施例显示了比实施例1和2更差的NO_x排放。在比较实施例中第二传感器33突然输出改变点更易于向更短的消耗的时间侧转变的事实导致的缺点是很明显的。

注意，在传统实施例中，第二传感器33突然输出改变点比如图5所示的实施例1和2更易于向更短的消耗的时间侧转变；但是NO_x排放比如表1发布的比较实施例降低地更多。可以相信如下的行为带来如下的现象：Rh和Pt在劣化处理中形成合金以至于Rh的还原活性降低。

工业应用

本催化剂、和使用该催化剂的本废气净化控制器可以应用在内燃机废气排放净化中，特别是如发动机起动时在低温区的HC净化，和NO_x的净化。

Claims (10)

1.一种用于净化废气的催化剂，该催化剂包括：

具有废气流动通道的载体基质；

和

废气流动通道表面上形成并且由多孔氧化物载体和催化成分组成的催化装载层，该催化装载层包括：

装载铑作为催化成分的Rh区，该Rh区由Rh所构成；和

沿废气流动方向、在Rh区的下游侧形成并且其上装载了至少具备氧化活性的催化成分的氧化区。

2.如权利要求1所述的催化剂，其中催化装载层进一步包括沿废气流动方向、在Rh区的上游侧形成并且其上装载铑和铂作为催化成分的共存区。

3.如权利要求2所述的催化剂，其中：

载体基质具有预设的总长度；

催化装载层的共存区占据载体基质预设总长度的4/10或更短；并且共存区包括铑和铂，其中以重量比计Pt与Rh的比例在10≤Pt/Rh≤60的范围内。

4.如权利要求3所述的催化剂，其中催化装载层的氧化区占据载体基质预设总长度的1/5或更短。

5.如权利要求1所述的催化剂，其中催化装载层的Rh区包括铑，其装载量为每1-L体积的载体基质中装载有0.05到5g。

6.如权利要求1所述的催化剂，其中催化装载层的氧化区包括催化成分，其装载量为每1-L体积的载体基质中装载有0.05到1000g。

7.如权利要求2所述的催化剂，其中催化装载层的共存区包括Rh，其装载量为每1-L体积的载体基质中装载有0.05到5g。

8.如权利要求2所述的催化剂，其中催化装载层的共存区包括Pt，其装载量为每1-L体积的载体基质中装载有0.05到40g。

9.如权利要求1所述的催化剂，其中多孔氧化物载体至少包括氧化铈。

10.一种废气净化控制器，其包括：

如权利要求1所述的催化剂，安置于内燃机的排气通道中；

第一传感器，安置于沿废气流动方向、催化剂的上游侧，用于检测与催化剂入口气氛相关的物理量；

第二传感器，安置于沿废气流动方向、催化剂的下游侧，用于检测与催化剂出口气氛相关的物理量；和

控制装置，用于接收从第一传感器和第二传感器输出的检测信号，并且控制内燃机空气-燃料比。

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