CN101484232A - 排气净化催化剂 - Google Patents

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Abstract

公开了一种在Hot范围内显示出高净化性能的排气净化催化剂。具体公开了一种排气净化催化剂，其具有催化剂基材和在该催化剂基材上形成的催化剂涂层。该催化剂涂层具有包括以下层的层状结构：含有下述组分(a－1)和组分(a－2)的内层a，和含有下述组分(b－1)和组分(b－2)的外层b。组分(a－1)和组分(b－1)：贵金属。组分(a－2)：(i)Ce、(ii)Zr、和(iii)选自稀土元素、碱土元素和Y的元素的复合氧化物，(ii)与(i)的比率换算成CeO2与ZrO2的重量比在大于40/100但不大于100/2的范围内。组分(b－2)：在(iv)Ce、(v)Zr、和(vi)中选择至少包含(v)和(vi)的元素的复合氧化物，所述(vi)为选自稀土元素、碱土元素和Y的元素，(v)与(iv)的比率换算成CeO2与ZrO2的重量比为不大于40/100。

Description

排气净化催化剂
技术领域
本发明涉及排气净化催化剂，其除去汽车、摩托车等的内燃机排气中所含的有毒物质。
背景技术
除去汽车等的内燃机所排放的排气中含有的有毒物质，如CO、HC、NOx等的排气净化催化剂由以下方式构成：向由陶瓷等制成的基材上涂覆催化剂，从而形成催化剂涂层，所述催化剂含有耐火无机氧化物如铈-锆复合氧化物(CeZr复合氧化物)等以及贵金属如Pd、Pt、Rh等。
在上述排气净化催化剂中，提出了以下技术，其中将催化剂涂层分为多于两层，并且将各层中氧化铈与氧化锆的重量比设为预定范围，以改善高温耐热性和低温可燃性(低温活化性能：即使在低温范围内也能快速活化的性能)(参见专利文献1)。
专利文献1：日本专利第3235640号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
近年来，全世界对排气的控制加强。结果，到现在大概不会成为问题的是，要求在Hot范围(其中排气净化催化剂加热到400～600℃的状态)内减少排放。然而，常规的排气净化催化剂不能充分满足该要求。
本发明针对上述问题作出。本发明的目的是提供在Hot范围内表现出高净化性能的排气净化催化剂。
解决问题的途径
(1)根据权利要求1的本发明提供一种排气净化催化剂，其具有催化剂基材和在该催化剂基材上形成的催化剂涂层。所述催化剂涂层具有包括以下层的层状结构：含有组分(a-1)和组分(a-2)的内层a，以及含有组分(b-1)和组分(b-2)的外层b，其中
组分(a-1)：贵金属；
组分(a-2)：(i)Ce、(ii)Zr、和(iii)的复合氧化物，所述(iii)为选自稀土元素、碱土元素和Y的元素，(ii)与(i)的比率换算成CeO2与ZrO2的重量比在大于40/100但不大于100/2的范围内；
组分(b-1)：贵金属，以及
组分(b-2)：在(iv)Ce、(v)Zr、和(vi)中选择至少包含(v)和(vi)的元素的复合氧化物，所述(vi)为选自稀土元素、碱土元素和Y的元素，并且在包括(iv)～(vi)的元素的复合氧化物的情形下，(v)与(iv)的比率换算成CeO2与ZrO2的重量比为不大于40/100。
本发明的排气净化催化剂通过具有上述构成而在Hot范围内净化性能优异。这里，Hot范围指其中排气净化催化剂的温度达到400～600℃的状态。
对催化剂基材没有特别的限制，只要催化剂基材是通常用于排气净化催化剂的基材。例如，可使用蜂窝基材、瓦楞(corrugated)基材、整体式蜂窝(monolith honeycomb)基材等。催化剂基材可由任何耐火材料制成。例如，可使用由耐火陶瓷(例如堇青石等)、或金属(例如铁素体不锈钢等)制成的一体结构型基材。
用于(a-1)组分和(b-1)组分的贵金属的实例为Rh、Pd、Pt、Os、Ir、Ru等。
(a-2)组分中CeO2与ZrO2的重量比优选在大于40/100但不大于100/90的范围内，特别是在大于40/100但不大于90/100的范围内。上述范围内的重量比可进一步改善Hot范围内的净化性能。
(b-2)组分中CeO2与ZrO2的重量比优选在0/100～30/100的范围内，特别是在0/100～20/100的范围内。上述范围内的重量比可进一步改善Hot范围内的净化性能。
本发明的排气净化催化剂在内层a、外层b、或这两层中，除铈-锆复合氧化物以外，还可含有作为耐火无机氧化物的氧化铝(尤其是活化的氧化铝)，氧化锆、氧化铈、二氧化硅、二氧化钛等。
(a-2)组分中稀土元素的实例为La、Ce、Pr、和Nd，且(a-2)组分中碱土元素的实例为Mg、Ca、Sr和Ba。
(a-2)组分的实例为CeZrLaY复合氧化物、CeZrLaBa复合氧化物、CeZrNdY复合氧化物、CeZrLaNdPr复合氧化物、CeZrNdPrCa复合氧化物等。
(b-2)组分中稀土元素的实例为La、Ce、Pr和Nd，且(b-2)组分中碱土元素的实例为Mg、Ca、Sr和Ba。
(b-2)组分的实例为CeZrLaNd复合氧化物、CeZrYSr复合氧化物、CeZrLaPr复合氧化物、CeZrLaY复合氧化物等。(b-2)组分可为除去Ce的任何上述复合氧化物。
本发明的催化剂涂层可仅包括两层，即，内层a和外层b。或者，催化剂涂层可在，例如，外层b的外侧上、内层a和外层b之间、或者内层a的内侧上，包括另外的层。
外层b根据需要可含有稀土元素、碱土元素等的氧化物。
(2)根据权利要求2的本发明提供如权利要求1所述的排气净化催化剂，其中内层a进一步包括选自稀土元素和碱土元素的元素的氧化物。
本发明的排气净化催化剂通过上述构成而在Hot范围内净化性能更加优异。上述氧化物可为两种或更多种元素的复合氧化物。
稀土元素和碱土元素的实例与(a-2)组分中所列的那些相同。
(3)根据权利要求3的本发明提供如权利要求1或2所述的排气净化催化剂，其中外层b的外表面进一步担载所述(b-1)组分。
离外层b的表面越近，外层b中所含组分接触排气的几率越大。本发明的排气净化催化剂在外层b的表面附近担载高浓度的贵金属。因此，可更有效地净化NOx。
(4)根据权利要求4的本发明提供如权利要求1～3中任一项所述的排气净化催化剂，其中(a-2)组分中(ii)与(i)的比率换算成CeO2与ZrO2的重量比在大于40/100但不大于100/90的范围内。
通过上述构成，本发明的排气净化催化剂在Hot范围内的净化性能更高。
(5)根据权利要求5的本发明提供如权利要求1～4中任一项所述的排气净化催化剂，其中(a-1)组分为选自Pd和Pt的一种或多种元素。
通过上述构成，本发明的排气净化催化剂在Hot范围内的净化性能更高。
(a-1)组分可为Pd、Pt或Pd和Pt的组合。而且，可向该组合中添加其它贵金属。
(6)根据权利要求6的本发明提供如权利要求1～5中任一项所述的排气净化催化剂，其中(b-1)组分至少包括Rh。
通过上述构成，本发明的排气净化催化剂在Hot范围内的净化性能更高。
本发明的(b-1)组分的实例可为Rh、Rh和Pt的组合等。而且，可向该组合中添加其它贵金属。
附图说明
图1是显示根据实施例1的排气净化催化剂1的结构的说明图。
图2是显示根据实施例12的排气净化催化剂1的结构的说明图。
附图标记说明
1...排气净化催化剂
3...基材
5...内层
7...外层
9...表层区域
具体实施方式
将通过实施例说明实施本发明的方式。
实施例1
a)现在将参照图1说明实施例1的排气净化催化剂1的结构。
在排气净化催化剂1中，内层5形成在基材(催化剂基材)3的表面上，且外层7进一步形成在内层5之上。内层5和外层7起到催化剂涂层的作用。基材3是具有1.0L容积的整体式蜂窝载体。内层5和外层7形成在基材3的各孔的内面上。
内层5包括作为贵金属的Pt(0.5g)和Pd(2.0g)、CeO2与ZrO2的重量比(复合氧化物中Zr与Ce的比率换算成CeO2与ZrO2的重量比表示。以下，同样适用于复合氧化物中比率的表示)为80/100的CeZrLaY复合氧化物(100g(CeZr：90g，LaY：10g)、氧化铝(50g)、和硫酸钡(20g)。
外层7包括作为贵金属的Rh(1.0g)、CeO2与ZrO2的重量比为6/100的CeZrLaNd复合氧化物(50g(CeZr：45g，LaNd：5g))、和氧化铝(50g)。表1显示了实施例1、后述实施例2～14、以及比较例1～6中排气净化催化剂的组成。
[表1]
b)现在将描述实施例1的排气净化催化剂1的制造方法。
通过混合下列各组分制备浆料S1和S2。
(浆料S1)
硝酸铂溶液：含有0.5g的Pt的量
硝酸钯溶液：含有2.0g的Pd的量
氧化铝(细粉，下同)：50g
CeO2与ZrO2的重量比为80/100的CeZrLaY复合氧化物：100g(CeZr：90g，LaY：10g)
硫酸钡：20g
水：200g
(浆料S2)
硝酸铑溶液：含有1.0g的Rh的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为6/100的CeZrLaNd复合氧化物：50g(CeZr：45g，LaNd：5g)
水：200g
应用全部量的浆料S1涂覆整个基材3，并在250℃下干燥1小时。通过该步骤形成内层5。之后，应用全部量的浆料S2涂覆其上具有先前涂布的浆料S1的整个基材3，并在250℃下干燥1小时。通过该步骤形成外层7。而且，涂覆基材3在500℃下煅烧1小时，从而完成排气净化催化剂1。
实施例2
实施例2的排气净化催化剂1具有与实施例1基本相同的结构，但不同之处在于外层7不含有CeO2与ZrO2的重量比为6/100的CeZrLaNd复合氧化物，而含有ZrLaNd复合氧化物(50g(Zr：45g，LaNd：5g))。
实施例2的排气净化催化剂1的制造方法与实施例1基本相同。然而，在实施例2中，使用通过混合下列各组分制备的浆料S3代替浆料S2以形成外层7。
(浆料S3)
硝酸铑溶液：含有1.0g的Rh的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为0/100的ZrLaNd复合氧化物：50g(Zr：45g，LaNd：10g)
水：200g
在实施例2中，应用全部量的浆料S1涂覆整个基材3，并干燥以形成内层5。之后，应用全部量的浆料S3涂覆其上具有先前涂布的浆料S1的整个基材3，干燥并煅烧以形成外层7。在实施例2中，以及在后述实施例3～14和比较例1～6中，干燥和煅烧的条件与实施例1中的相同。
实施例3
实施例3的排气净化催化剂1具有与实施例1基本相同的结构，但不同之处在于外层7不含有CeZrLaNd复合氧化物，而含有包括Y和Sr的氧化物的CeZrYSr复合氧化物(50g(CeZr：45g，YSr：5g))。
实施例3的排气净化催化剂1的制造方法与实施例1基本相同。然而，在实施例3中，使用通过混合下列各组分制备的浆料S4代替浆料S2以形成外层7。
(浆料S4)
硝酸铑溶液：含有1.0g的Rh的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为6/100的CeZrYSr复合氧化物：50g(CeZr：45g，YSr：5g)
水：200g
在实施例3中，应用全部量的浆料S1涂覆整个基材3，并干燥以形成内层5。之后，应用全部量的浆料S4涂覆其上具有先前涂布的浆料S1的整个基材3，干燥并煅烧以形成外层7。
实施例4
实施例4的排气净化催化剂1具有与实施例1基本相同的结构，但不同之处在于外层7不含有CeZrLaNd复合氧化物，而含有包括La和Pr的氧化物的CeZrLaPr复合氧化物(50g(CeZr：45g，LaPr：5g))。
实施例4的排气净化催化剂1的制造方法与实施例1基本相同。然而，在实施例4中，使用通过混合下列各组分制备的浆料S5代替浆料S2以形成外层7。
(浆料S5)
硝酸铑溶液：含有1.0g的Rh的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为6/100的CeZrLaPr复合氧化物：50g(CeZr：45g，LaPr：5g)
水：200g
在实施例4中，应用全部量的浆料S1涂覆整个基材3，并干燥以形成内层5。之后，应用全部量的浆料S5涂覆其上具有先前涂布的浆料S1的整个基材3，干燥并煅烧以形成外层7。
实施例5
实施例5的排气净化催化剂1具有与实施例1基本相同的结构，但不同之处在于内层5不含有CeO2与ZrO2的重量比为80/100的CeZrLaY复合氧化物，而含有CeO2与ZrO2的重量比为100/100的CeZrLaY复合氧化物(100g(CeZr：90g，LaY：10g))。
实施例5的排气净化催化剂1的制造方法与实施例1基本相同。然而，在实施例5中，使用通过混合下列各组分制备的浆料S6代替浆料S1以形成内层5。
(浆料S6)
硝酸铂溶液：含有0.5g的Pt的量
硝酸钯溶液：含有2.0g的Pd的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为100/100的CeZrLaY复合氧化物：100g(CeZr：90g，LaY：10g)
硫酸钡：20g
水：200g
在实施例5中，应用全部量的浆料S6涂覆整个基材3，并干燥以形成内层5。之后，应用全部量的浆料S2涂覆其上具有先前涂布的浆料S6的整个基材3，干燥并煅烧以形成外层7。
实施例6
实施例6的排气净化催化剂1具有与实施例1基本相同的结构，但不同之处在于内层5不含有CeO2与ZrO2的重量比为80/100的CeZrLaY复合氧化物，而含有CeO2与ZrO2的重量比为50/100的CeZrLaY复合氧化物(100g(CeZr：90g，LaY：10g))。
实施例6的排气净化催化剂1的制造方法与实施例1基本相同。然而，在实施例6中，使用通过混合下列各组分制备的浆料S7代替浆料S1以形成内层5。
(浆料S7)
硝酸铂溶液：含有0.5g的Pt的量
硝酸钯溶液：含有2.0g的Pd的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为50/100的CeZrLaY复合氧化物：100g(CeZr：90g，LaY：10g)
硫酸钡：20g
水：200g
在实施例6中，应用全部量的浆料S7涂覆整个基材3，并干燥以形成内层5。之后，应用全部量的浆料S2涂覆其上具有先前涂布的浆料S7的整个基材3，干燥并煅烧以形成外层7。
实施例7
实施例7的排气净化催化剂1具有与实施例1基本相同的结构，但不同之处在于内层5不含有CeZrLaY复合氧化物，而含有包括La和Ba的氧化物的CeZrLaBa复合氧化物(100g(CeZr：90g，LaBa：10g))。
实施例7的排气净化催化剂1的制造方法与实施例1基本相同。然而，在实施例7中，使用通过混合下列各组分制备的浆料S8代替浆料S1以形成内层5。
(浆料S8)
硝酸铂溶液：含有0.5g的Pt的量
硝酸钯溶液：含有2.0g的Pd的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为80/100的CeZrLaBa复合氧化物：100g(CeZr：90g，LaBa：10g)
硫酸钡：20g
水：200g
在实施例7中，应用全部量的浆料S8涂覆整个基材3，并干燥以形成内层5。之后，应用全部量的浆料S2涂覆其上具有先前涂布的浆料S8的整个基材3，干燥并煅烧以形成外层7。
实施例8
实施例8的排气净化催化剂1具有与实施例1基本相同的结构，但与实施例1的不同之处在于内层5不含有CeZrLaY复合氧化物，而含有包括Nd和Y的氧化物的CeZrNdY复合氧化物(100g(CeZr：90g，NdY：10g))。
实施例8的排气净化催化剂1的制造方法与实施例1基本相同。然而，在实施例8中，使用通过混合下列各组分制备的浆料S9代替浆料S1以形成内层5。
(浆料S9)
硝酸铂溶液：含有0.5g的Pt的量
硝酸钯溶液：含有2.0g的Pd的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为80/100的CeZrNdY复合氧化物：100g(CeZr：90g，NdY：10g)
硫酸钡：20g
水：200g
在实施例8中，应用全部量的浆料S9涂覆整个基材3，并干燥以形成内层5。之后，应用全部量的浆料S2涂覆其上具有先前涂布的浆料S9的整个基材3，干燥并煅烧以形成外层7。
实施例9
实施例9的排气净化催化剂1具有与实施例1基本相同的结构，但不同之处在于内层5不含有CeZrLaY复合氧化物，而含有包括La、Nd和Pr的氧化物的CeZrLaNdPr复合氧化物(100g(CeZr：90g，LaNdPr：10g))。而且，实施例9的排气净化催化剂1与实施例1的不同之处在于内层5所含的贵金属不是Pt和Pd，而是Pd(3.5g)。
实施例9的排气净化催化剂1的制造方法与实施例1基本相同。然而，在实施例9中，使用通过混合下列各组分制备的浆料S10代替浆料S1以形成内层5。
(浆料S10)
硝酸钯溶液：含有3.5g的Pd的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为80/100的CeZrLaNdPr复合氧化物：100g(CeZr：90g，LaNdPr：10g)
硫酸钡：20g
水：200g
在实施例9中，应用全部量的浆料S10涂覆整个基材3，并干燥以形成内层5。之后，应用全部量的浆料S2涂覆其上具有先前涂布的浆料S10的整个基材3，干燥并煅烧以形成外层7。
实施例10
实施例10的排气净化催化剂1具有与实施例1基本相同的结构，但不同之处在于内层5不含有CeZrLaY复合氧化物，而含有包括Nd、Pr和Ca的氧化物的CeZrNdPrCa复合氧化物(100g(CeZr：90g，NdPrCa：10g))。而且，实施例10的排气净化催化剂1与实施例1的不同之处在于内层5所含Pt的量为0.3g。
而且，实施例10的排气净化催化剂1与实施例1的不同之处在于外层7不含有CeZrLaNd复合氧化物，而含有包括La和Y的氧化物的CeZrLaY复合氧化物(50g(CeZr：45g，LaY：5g))。而且，实施例10的排气净化催化剂1与实施例1的不同之处在于外层7中含有的贵金属为Pt(0.2g)和Rh(1.0g)。
实施例10的排气净化催化剂1的制造方法与实施例1基本相同。然而，在实施例10中，使用通过混合下列各组分制备的浆料S11代替浆料S1以形成内层5。而且，使用通过混合下列各组分制备的浆料S12代替浆料S2以形成外层7。
(浆料S11)
硝酸铂溶液：含有0.3g的Pt的量
硝酸钯溶液：含有2.0g的Pd的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为80/100的CeZrNdPrCa复合氧化物：100g(CeZr：90g，NdPrCa：10g)
硫酸钡：20g
水：200g
(浆料S12)
硝酸铂溶液：含有0.2g的Pt的量
硝酸铑溶液：含有1.0g的Rh的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为6/100的CeZrLaY复合氧化物：50g(CeZr：45g，LaY：5g)
水：200g
在实施例10中，应用全部量的浆料S11涂覆整个基材3，并干燥以形成内层5。之后，应用全部量的浆料S12涂覆其上具有先前涂布的浆料S11的整个基材3，干燥并煅烧以形成外层7。
实施例11
实施例11的排气净化催化剂1具有与实施例1基本相同的结构，但不同之处在于内层5不含有CeZrLaY复合氧化物，而含有包括Nd和Y的氧化物的CeZrNdY复合氧化物(100g(CeZr：90g，NdY：10g))。而且，实施例11的排气净化催化剂1与实施例1的不同之处在于内层5所含的贵金属不是Pt和Pd，而是Pt(1.1g)。
实施例11的排气净化催化剂1的制造方法与实施例1基本相同。然而，在实施例11中，使用通过混合下列各组分制备的浆料S13代替浆料S1以形成内层5。
(浆料S13)
硝酸铂溶液：含有1.1g的Pt的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为80/100的CeZrNdY复合氧化物：100g(CeZr：90g，NdY：10g)
硫酸钡：20g
水：200g
在实施例11中，应用全部量的浆料S13涂覆整个基材3，并干燥以形成内层5。之后，应用全部量的浆料S2涂覆其上具有先前涂布的浆料S13的整个基材3，干燥并煅烧以形成外层7。
实施例12
a)实施例12的排气净化催化剂1具有与实施例1基本相同的结构，但不同之处在于外层7所含Rh的分布。即，在实施例12中，如图2所示，外层7中所含的总量1.0g Rh中的0.6g分散在整个外层7中担载。除上述之外的其余0.4g Rh进一步担载在表层区域9中，该表层区域9对应于外层7中的表层区域。
b)现在将描述实施例12的排气净化催化剂1的制造方法。
通过混合下列各组分制备浆料S14。
(浆料S14)
硝酸铑溶液：含有0.6g的Rh的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为6/100的CeZrLaNd复合氧化物：50g(CeZr：45g，LaNd：5g)
水：200g
现在，应用全部量的如上述实施例1中的浆料S1涂覆整个基材3，并在250℃下干燥1小时。通过该步骤形成内层5。之后，应用全部量的浆料S14涂覆其上具有先前涂布的浆料S1的整个基材3，并在250℃下干燥1小时。通过该步骤形成外层7。而且，在500℃下煅烧1小时之后，将基材3用含有0.4g Rh的硝酸铑溶液浸渍以进一步在表层区域9中担载Rh，该表层区域9是外层7的最外表面。之后，将经浸渍的基材3在250℃下干燥1小时，从而完成排气净化催化剂1。
实施例13
实施例13的排气净化催化剂1具有与实施例1基本相同的结构，但不同之处在于内层5不含有CeO2与ZrO2的重量比为80/100的CeZrLaY复合氧化物，而含有CeO2与ZrO2的重量比为100/70的CeZrLaY复合氧化物(100g(CeZr：90g，LaY：10g))。
实施例13的排气净化催化剂1的制造方法与实施例1基本相同。然而，在实施例13中，使用通过混合下列各组分制备的浆料S15代替浆料S1以形成内层5。
(浆料S15)
硝酸铂溶液：含有0.5g的Pt的量
硝酸钯溶液：含有2.0g的Pd的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为100/70的CeZrLaY复合氧化物：100g(CeZr：90g，LaY：10g)
硫酸钡：20g
水：200g
在实施例13中，应用全部量的浆料S15涂覆整个基材3，并干燥以形成内层5。之后，应用全部量的浆料S2涂覆其上具有先前涂布的浆料S15的整个基材3，干燥并煅烧以形成外层7。
实施例14
实施例14的排气净化催化剂1具有与实施例1基本相同的结构，但不同之处在于外层7不含有CeO2与ZrO2的重量比为6/100的CeZrLaNd复合氧化物，而含有CeO2与ZrO2的重量比为20/100的CeZrLaNd复合氧化物(50g(CeZr：45g，LaNd：5g))。
实施例14的排气净化催化剂1的制造方法与实施例1基本相同。然而，在实施例14中，使用通过混合下列各组分制备的浆料S16代替浆料S2以形成外层7。
(浆料S16)
硝酸铑溶液：含有1.0g的Rh的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为20/100的CeZrLaNd复合氧化物：50g(CeZr：45g，LaNd：5g)
水：200g
在实施例14中，应用全部量的浆料S1涂覆整个基材3，并干燥以形成内层5。之后，应用全部量的浆料S16涂覆其上具有先前涂布的浆料S1的整个基材3，干燥并煅烧以形成外层7。
(比较例1)
比较例1的排气净化催化剂1具有与实施例1基本相同的结构，但不同之处在于外层7不含有CeO2与ZrO2的重量比为6/100的CeZrLaNd复合氧化物，而含有CeO2与ZrO2的重量比为50/100的CeZrLaNd复合氧化物(50g(CeZr：45g，LaNd：5g))。
比较例1的排气净化催化剂1的制造方法与实施例1基本相同。然而，在比较例1中，使用通过混合下列各组分制备的浆料S17代替浆料S2以形成外层7。
(浆料S17)
硝酸铑溶液：含有1.0g的Rh的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为50/100的CeZrLaNd复合氧化物：50g(CeZr：45g，LaNd：5g)
水：200g
在比较例1中，应用全部量的浆料S1涂覆整个基材3，并干燥以形成内层5。之后，应用全部量的浆料S17涂覆其上具有先前涂布的浆料S1的整个基材3，干燥并煅烧以形成外层7。
(比较例2)
比较例2的排气净化催化剂1具有与实施例1基本相同的结构，但不同之处在于内层5不含有CeO2与ZrO2的重量比为80/100的CeZrLaY复合氧化物，而含有CeO2与ZrO2的重量比为100/70的CeZr复合氧化物(100g)。
比较例2的排气净化催化剂1的制造方法与实施例1基本相同。然而，在比较例2中，使用通过混合下列各组分制备的浆料S18代替浆料S1以形成内层5。
(浆料S18)
硝酸铂溶液：含有0.5g的Pt的量
硝酸钯溶液：含有2.0g的Pd的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为100/70的CeZr复合氧化物：100g
硫酸钡：20g
水：200g
在比较例2中，应用全部量的浆料S18涂覆整个基材3，并干燥以形成内层5。之后，应用全部量的浆料S2涂覆其上具有先前涂布的浆料S18的整个基材3，干燥并煅烧以形成外层7。
(比较例3)
比较例3的排气净化催化剂1具有与实施例1基本相同的结构，但不同之处在于内层5不含有CeO2与ZrO2的重量比为80/100的CeZrLaY复合氧化物，而含有CeO2与ZrO2的重量比为30/100的CeZrLaY复合氧化物(100g(CeZr：90g，LaY：10g))。
比较例3的排气净化催化剂1的制造方法与实施例1基本相同。然而，在比较例3中，使用通过混合下列各组分制备的浆料S19代替浆料S1以形成内层5。
(浆料S19)
硝酸铂溶液：含有0.5g的Pt的量
硝酸钯溶液：含有2.0g的Pd的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为30/100的CeZrLaY复合氧化物：100g(CeZr：90g，LaY：10g)
硫酸钡：20g
水：200g
在比较例3中，应用全部量的浆料S19涂覆整个基材3，并干燥以形成内层5。之后，应用全部量的浆料S2涂覆其上具有先前涂布的浆料S19的整个基材3，干燥并煅烧以形成外层7。
(比较例4)
比较例4的排气净化催化剂1具有与实施例1基本相同的结构，但不同之处在于内层5不含有CeO2与ZrO2的重量比为80/100的CeZrLaY复合氧化物，而含有CeO2与ZrO2的重量比为80/100的CeZr复合氧化物(100g)。
比较例4的排气净化催化剂1的制造方法与实施例1基本相同。然而，在比较例4中，使用通过混合下列各组分制备的浆料S20代替浆料S1以形成内层5。
(浆料S20)
硝酸铂溶液：含有0.5g的Pt的量
硝酸钯溶液：含有2.0g的Pd的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为80/100的CeZr复合氧化物：100g
硫酸钡：20g
水：200g
在比较例4中，应用全部量的浆料S20涂覆整个基材3，并干燥以形成内层5。之后，应用全部量的浆料S2涂覆其上具有先前涂布的浆料S20的整个基材3，干燥并煅烧以形成外层7。
(比较例5)
比较例5的排气净化催化剂1具有与实施例1基本相同的结构，但不同之处在于外层7不含有CeO2与ZrO2的重量比为6/100的CeZrLaNd复合氧化物，而含有CeO2与ZrO2的重量比为6/100的CeZr复合氧化物(50g)。
比较例5的排气净化催化剂1的制造方法与实施例1基本相同。然而，在比较例5中，使用通过混合下列各组分制备的浆料S21代替浆料S2以形成外层7。
(浆料S21)
硝酸铑溶液：含有1.0g的Rh的量
氧化铝：50g
CeO2与ZrO2的重量比为6/100的CeZr复合氧化物：50g
水：200g
在比较例5中，应用全部量的浆料S1涂覆整个基材3，并干燥以形成内层5。之后，应用全部量的浆料S21涂覆其上具有先前涂布的浆料S1的整个基材3，干燥并煅烧以形成外层7。
(比较例6)
比较例6的排气净化催化剂1具有与实施例1基本相同的结构，但不同之处在于内层5不含有CeO2与ZrO2的重量比为80/100的CeZrLaY复合氧化物，而含有CeLaY复合氧化物(100g(Ce：90g，LaY：10g))。
比较例6的排气净化催化剂1的制造方法与实施例1基本相同。然而，在比较例6中，使用通过混合下列各组分制备的浆料S22代替浆料S1以形成内层5。
(浆料S22)
硝酸铂溶液：含有0.5g的Pt的量
硝酸钯溶液：含有2.0g的Pd的量
氧化铝：50g
CeLaY复合氧化物：100g(Ce：90g，LaY：10g)
硫酸钡：20g
水：200g
在比较例6中，应用全部量的浆料S22涂覆整个基材3，并干燥以形成内层5。之后，应用全部量的浆料S2涂覆其上具有先前涂布的浆料S22的整个基材3，干燥并煅烧以形成外层7。
(性能评价试验)
现在，如下测试实施例1至14以及比较例1至6中制造的排气净化催化剂的催化性能。
首先，将各实施例和比较例的排气净化催化剂装到4000cc排气量的汽油发动机中。然后，在3500rpm平均发动机转数和800℃的催化剂入口处排气温度下进行50小时的耐久性试验。
之后，将各实施例和比较例中的排气净化催化剂装到1500cc排气量的车辆中。使车辆根据日本10-15模式运行并测量排气管排出的NOx排放。日本10-15模式是国土交通省规定的、用于排放认证试验的试验条件，该试验条件是对应于Hot范围的试验条件。
表2显示了试验结果。
[表2]
 
NOx排放(g/Km)
实施例1 0.0160
实施例2 0.0203
实施例3 0.0165
实施例4 0.0163
实施例5 0.0180
实施例6 0.0163
实施例7 0.0165
实施例8 0.0162
实施例9 0.0164
实施例10 0.0166
实施例11 0.0162
实施例12 0.0155
实施例13 0.0180
实施例14 0.0185
比较例1 0.0260
比较例2 0.0300
比较例3 0.0250
比较例4 0.0290
比较例5 0.0310
比较例6 0.0320
如表2所示，与比较例1～6中的情形相比，根据实施例1～14的排气净化催化剂的NOx排放显著地低。由上述实验证实根据实施例1～14的排气净化催化剂在Hot范围内的催化性能优异。
应理解本发明不应限于上述实施例，而可在不背离本发明的范围内以各种形式实施。

Claims (6)

1.一种排气净化催化剂，包含：
催化剂基材；和
在该催化剂基材上形成的催化剂涂层，
所述催化剂涂层具有包括以下层的层状结构：
含有组分(a-1)和组分(a-2)的内层a；以及
含有组分(b-1)和组分(b-2)的外层b，
其中
组分(a-1)：贵金属；
组分(a-2)：(i)Ce、(ii)Zr、和(iii)的复合氧化物，所述(iii)为选自稀土元素、碱土元素和Y的元素，(ii)与(i)的比率换算成CeO2与ZrO2的重量比在大于40/100但不大于100/2的范围内；
组分(b-1)：贵金属，以及
组分(b-2)：在(iv)Ce、(v)Zr、和(vi)中选择至少包含(v)和(vi)的元素的复合氧化物，所述(vi)为选自稀土元素、碱土元素和Y的元素，(v)与(iv)的比率换算成CeO2与ZrO2的重量比为不大于40/100。
2.根据权利要求1的排气净化催化剂，其中所述内层a进一步包括选自稀土元素和碱土元素的元素的氧化物。
3.根据权利要求1或2的排气净化催化剂，其中所述外层b的外表面进一步担载上述(b-1)组分。
4.根据权利要求1～3中任一项的排气净化催化剂，其中所述(a-2)组分中(ii)与(i)的比率换算成CeO2与ZrO2的重量比在大于40/100但不大于100/90的范围内。
5.根据权利要求1～4中任一项的排气净化催化剂，其中所述(a-1)组分为选自Pd和Pt的一种或多种元素。
6.根据权利要求1～5中任一项的排气净化催化剂，其中所述(b-1)组分至少包括Rh。
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