CN102481548B - 废气净化用催化剂 - Google Patents
废气净化用催化剂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102481548B CN102481548B CN201080040191.4A CN201080040191A CN102481548B CN 102481548 B CN102481548 B CN 102481548B CN 201080040191 A CN201080040191 A CN 201080040191A CN 102481548 B CN102481548 B CN 102481548B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- particle
- catalyst
- exhaust gas
- gas purification
- quality
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 268
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 90
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 138
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 62
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 51
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 29
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 7
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 114
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 57
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 8
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 144
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 75
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 69
- 239000000047 product Substances 0.000 description 60
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 51
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 47
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 46
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 45
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 36
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 33
- GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N palladium(ii) nitrate Chemical compound [Pd+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 33
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 31
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 28
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 25
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N nitric acid;oxozirconium Chemical compound [Zr]=O.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 21
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 21
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 21
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 18
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 18
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 18
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 18
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 18
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 18
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 18
- NGDQQLAVJWUYSF-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-2-phenyl-1,3-thiazole-5-sulfonyl chloride Chemical compound S1C(S(Cl)(=O)=O)=C(C)N=C1C1=CC=CC=C1 NGDQQLAVJWUYSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 17
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 17
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 15
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-M dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC([O-])=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 13
- 229940070765 laurate Drugs 0.000 description 13
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 13
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 11
- FCUFAHVIZMPWGD-UHFFFAOYSA-N [O-][N+](=O)[Pt](N)(N)[N+]([O-])=O Chemical compound [O-][N+](=O)[Pt](N)(N)[N+]([O-])=O FCUFAHVIZMPWGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 7
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Inorganic materials [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CSSYLTMKCUORDA-UHFFFAOYSA-N barium(2+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Ba+2] CSSYLTMKCUORDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 4
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 4
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 4
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Chemical compound [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 150000001785 cerium compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 3
- -1 rare-earth compound Chemical class 0.000 description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 3
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- GJKFIJKSBFYMQK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);trinitrate;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[La+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GJKFIJKSBFYMQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 159000000009 barium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- VXNYVYJABGOSBX-UHFFFAOYSA-N rhodium(3+);trinitrate Chemical compound [Rh+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VXNYVYJABGOSBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
- B01D53/9409—Nitrogen oxides
- B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
- B01D53/9422—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by NOx storage or reduction by cyclic switching between lean and rich exhaust gases (LNT, NSC, NSR)
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/58—Platinum group metals with alkali- or alkaline earth metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/63—Platinum group metals with rare earths or actinides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
- B01J37/031—Precipitation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1021—Platinum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1023—Palladium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/204—Alkaline earth metals
- B01D2255/2042—Barium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/206—Rare earth metals
- B01D2255/2063—Lanthanum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/206—Rare earth metals
- B01D2255/2065—Cerium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/908—O2-storage component incorporated in the catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/40—Nitrogen compounds
- B01D2257/404—Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
能够提高长时间使用后的NOX净化性能。废气净化用催化剂(1)含有由储氧材料构成的粒子(31)、位于粒子(31)之间且由一种以上的碱土金属元素和/或其化合物构成的粒子(32)和位于粒子(31)之间且由一种以上的贵金属元素构成的粒子(33),通过对500nm的长度范围进行使用X射线能谱法的线分析而得到的、一种碱土金属元素的特征X射线强度的图谱和一种贵金属元素的特征X射线强度的图谱具有0.70以上的相关系数σ(AE,PM)。
Description
技术领域
本发明涉及废气净化用催化剂。
背景技术
大多数的汽车等机动车辆搭载有三元催化剂作为废气净化用催化剂。三元催化剂含有贵金属作为催化金属。贵金属促进碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)的氧化反应及氮氧化物(NOX)的还原反应。
日本特开昭63-116741号、日本特开平01-242149号及日本特开平10-202101号中记载了含有氧化铈与氧化锆的复合氧化物和负载在所述复合氧化物上的贵金属的废气净化用催化剂。对于这些废气净化用催化剂而言,复合氧化物为具有储氧能力的储氧材料。储氧材料能优化上述还原反应和氧化反应。
发明内容
对于上述废气净化用催化剂而言,例如,将钡盐和负载有贵金属的储氧材料混合使用时,能够抑制由HC引起的贵金属的中毒。但是,本发明人认为,就这样的废气净化用催化剂而言,在长时间使用后的NOX净化性能方面仍然有改善的余地。
因此,本发明的目的在于,提供对提高长时间使用后的NOX净化性能有利的技术。
根据本发明的一个方面,提供一种废气净化用催化剂,含有多个由储氧材料构成的第一粒子、多个位于所述多个第一粒子之间且由一种以上的碱土金属元素和/或其化合物构成的第二粒子和多个位于所述多个第一粒子之间且由一种以上的贵金属元素构成的第三粒子,通过对500nm的长度范围进行使用X射线能谱法的线分析而得到的、所述一种以上的碱土金属元素中的一种碱土金属元素的第一特征X射线强度的图谱和所述一种以上的贵金属元素中的一种贵金属元素的第二特征X射线强度的图谱具有0.70以上的相关系数σ(AE,PM),所述相关系数σ(AE,PM)由下述等式算出:
所述等式中,IAE(Av)和IPM(Av)分别表示对500nm的长度所得到的所述第一和第二特征X射线强度的平均值,IAE(n)和IPM(n)分别表示对排列成一列且各具有20nm的长度的25个直线区间中第n个直线区间所得到的所述第一特征X射线强度的平均值和所述第二特征X射线强度的平均值。
附图说明
图1是概略地表示本发明的一个方式的废气净化用催化剂的透视图。
图2是将图1所示的废气净化用催化剂的一部分放大表示的截面图。
图3是将图1所示的废气净化用催化剂的一部分进一步放大表示的图。
图4是将一个变形例的废气净化用催化剂的一部分放大表示的截面图。
图5是表示钯相对于铂的质量比给耐久试验后的NOX净化性能带来的影响的例子的图。
图6是表示碱土金属元素相对于贵金属元素的原子比给耐久试验后的NOX净化性能带来的影响的例子的图。
具体实施方式
下面,参考附图对本发明的方式进行说明。需要说明的是,在所有的附图中,对发挥相同或类似的功能的构成要素赋予相同的参考标记,并且省略重复的说明。
图1是概略地表示本发明的一个方式的废气净化用催化剂的透视图。图2是将图1所示的废气净化用催化剂的一部分放大表示的截面图。图3是将图1所示的废气净化用催化剂的一部分进一步放大表示的截面图。
图1至图3所示的废气净化用催化剂1为整体式催化剂。所述废气净化用催化剂1包括整体式蜂窝基材等基材2。基材2典型地为堇青石等陶瓷制。
基材2的间壁上形成有催化剂层3。催化剂层3含有多个第一粒子31、多个第二粒子32和多个第三粒子33。
第一粒子31在催化剂层3中均匀地分布。粒子31各自由储氧材料构成。储氧材料在氧过量的条件下吸藏氧、并在氧稀薄的条件下释放氧,从而优化HC和CO的氧化反应及NOX的还原反应。
储氧材料为例如氧化铈、氧化铈与其他金属氧化物的复合氧化物、或者它们的混合物。作为复合氧化物,可以使用例如氧化铈与氧化锆的复合氧化物。
粒子31的平均粒径,例如在0.005μm至0.1μm的范围内,典型地在0.01μm至0.03μm的范围内。需要说明的是,所述“平均粒径”是后述的“一次粒子”的平均粒径,是指通过以下的方法而得到的值。
首先,从废气净化用催化剂1中将催化剂层3的一部分除去。接着,使用扫描电子显微镜(SEM),以50000倍至200000倍的范围内的倍率拍摄所述试样的SEM图像。然后,从所述SEM图像中拍摄到的储氧材料中选择能够观察到整体的粒子,并求出所选择的各粒子的面积。分别算出具有与这些面积相等的面积的圆的直径,进而求出这些直径的算术平均值。将所述算术平均值作为平均粒径。
第二粒子32由碱土金属元素和/或其化合物构成。粒子32可以仅含有一种碱土金属元素,也可以含有两种以上的碱土金属元素。或者,粒子32可以仅含有一种碱土金属元素化合物,也可以含有两种以上的碱土金属元素化合物。作为碱土金属元素,可以使用例如钙、锶、镁或钡。
碱土金属元素和/或其化合物抑制由HC引起的贵金属的中毒。另外,与粒子31相比,粒子32的储氧能力较低。典型地,粒子32不具有储氧能力。
第二粒子32负载在第一粒子31上且位于粒子31之间。典型地,粒子32与粒子31均匀地混合。例如,粒子31和32以几乎不生成仅由它们中的一者构成的聚集体的方式形成均匀的混合物。即,催化剂层3中,例如,几乎不存在仅由储氧材料构成的二次粒子和仅由碱土金属元素和/或其化合物构成的二次粒子,且由储氧材料构成的一次粒子与由碱土金属元素和/或其化合物构成的一次粒子形成均匀的混合物。
粒子32所含有的碱土金属元素的摩尔数相对于催化剂层3的质量或粒子31至33的质量之和的比,例如在3.64×10-6至2.55×10-3mol/g的范围内,典型地在7.28×10-6至1.46×10-3mol/g的范围内。此外,在催化剂层3中,碱土金属元素相对于贵金属元素的原子比,例如在3.87×10-2至2.71×10的范围内,典型地在7.75×10-2至1.55×10的范围内。将这些比设定在上述范围内时,与将这些比设定在上述范围之外的情况相比,能够提高长时间使用后的HC和NOX净化性能。
粒子32的平均粒径,例如在0.005μm至0.050μm的范围内,典型地在0.01μm至0.02μm的范围内。需要说明的是,所述“平均粒径”是上述的“一次粒子”的平均粒径,是指通过与对储氧材料的平均粒径说明的方法相同的方法而得到的值。
第三粒子33由贵金属元素构成。粒子33负载在粒子31和32中的至少一者上且位于粒子31之间。典型地,粒子33与粒子31均匀地混合。例如,粒子31和33以几乎不生成仅由它们中的一者构成的聚集体的方式形成均匀的混合物。即,催化剂层3中,例如,几乎不存在仅由储氧材料构成的二次粒子和仅由贵金属构成的二次粒子,且由储氧材料构成的一次粒子与由贵金属构成的一次粒子形成均匀的混合物。
贵金属元素促进HC和CO的氧化反应及NOX的还原反应。另外,储氧材料上所负载的贵金属元素使储氧材料的储氧能力提高。
贵金属元素为例如钯、铂和铑等铂族元素。粒子33可以仅含有一种贵金属元素,也可以含有两种以上的贵金属元素。例如,粒子33可以仅含有钯作为贵金属元素,也可以含有钯与铂的混合物作为贵金属元素。
粒子33由钯与铂的混合物构成时,对于钯与铂的质量比而言,例如设定在2至80的范围内,典型地,设定在10至40的范围内。将钯与铂的质量比设定在上述范围内时,与将所述质量比设定在上述范围之外的情况相比,能够提高长时间使用后的HC和NOX净化性能。
粒子33的平均粒径比粒子31的平均粒径小。粒子33的平均粒径,例如在0.5nm至10nm的范围内,典型地在1nm至5nm的范围内。需要说明的是,所述“平均粒径”是上述的“一次粒子”的平均粒径,是指通过与对储氧材料的平均粒径说明的方法相同的方法得到的值。
粒子32和33与粒子31均匀地混合时,例如,粒子31至33以几乎不生成仅由它们中的一者构成的聚集体的方式形成均匀的混合物。即,催化剂层3中,例如,几乎不存在仅由储氧材料构成的二次粒子、仅由碱土金属元素和/或其化合物构成的二次粒子和仅由贵金属元素构成的二次粒子,且由储氧材料构成的一次粒子、由碱土金属元素和/或其化合物构成的一次粒子和由贵金属元素构成的一次粒子形成均匀的混合物。
在所述废气净化用催化剂1的催化剂层3中,粒子31至33各自较均匀地分布。具体而言,对于催化剂层3而言,对500nm的长度范围进行使用X射线能谱法的线分析时,对一种碱土金属元素所得到的第一特征X射线强度的图谱与对一种贵金属元素所得到的第二特征X射线强度的图谱具有0.70以上的相关系数σ(AE,PM)。而且,在粒子32含有两种以上的碱土金属元素、或者粒子33含有两种以上的贵金属元素时,典型地,对于粒子32所含的碱土金属元素与粒子33所含的贵金属元素的所有组合而言,第一和第二特征X射线强度的图谱具有0.70以上的相关系数σ(AE,PM)。
在此,相关系数σ(AE,PM)是由下述等式(1)算出的值。
所述等式(1)中,IAE(Av)和IPM(Av)分别表示对500nm的长度所得到的第一和第二特征X射线强度的平均值。IAE(n)和IPM(n)分别表示对排列成一列且各具有20nm的长度的25个直线区间中第n个直线区间所得到的第一特征X射线强度的平均值和第二特征X射线强度的平均值。
需要说明的是,对于使用X射线能谱法的线分析而言,可以对催化剂层3的表面进行,也可以对催化剂层3的截面进行。后一种情况下,线分析的方向可以是催化剂层3的厚度方向,也可以是相对于厚度方向垂直的方向。
如上所述,在所述催化剂层3中,粒子31至33各自较均匀地分布。因此,在所述催化剂层3中,粒子33中的位于粒子32附近的粒子33的比例高。因此,能够有效地抑制由HC引起的贵金属的中毒。
另外,在所述催化剂层3中,粒子31在相邻的粒子32之间存在的概率高,粒子31在相邻的粒子33之间存在的概率也高。因此,粒子31和粒子32的结块不容易发生。
因此,所述废气净化用催化剂1能长时间发挥优良的HC和NOX净化性能。
上述废气净化用催化剂1可以有各种变形。
图4是将一个变形例的废气净化用催化剂的一部分放大表示的截面图。
对于图4所示的废气净化用催化剂1而言,除了催化剂层3还含有多个第四粒子34以外,与参照图1至图3说明的废气净化用催化剂1相同。
第四粒子34由铈以外的稀土元素和/或其化合物构成。粒子34可以仅含有一种铈以外的稀土元素,也可以含有两种以上的铈以外的稀土元素。或者,粒子34可以仅含有一种铈化合物以外的稀土元素化合物,也可以含有两种以上的铈化合物以外的稀土元素化合物。或者,粒子34可以为铈以外的一种以上的稀土元素与铈化合物以外的一种以上的稀土元素化合物的混合物。作为铈以外的稀土元素,可以使用例如镧或钕。
铈以外的稀土元素和/或其化合物促进水蒸汽转化反应及水煤气转换反应。通过这些反应生成的氢能够用于NOX的净化。另外,粒子34与粒子31相比,其储氧能力低。典型地,粒子34不具有储氧能力。
第四粒子34负载在第一粒子31上且位于粒子31之间。典型地,粒子34与粒子31均匀地混合。例如,粒子31和34以几乎不生成仅由它们中的一者构成的聚集体的方式形成均匀的混合物。即,催化剂层3中,例如,几乎不存在仅由储氧材料构成的二次粒子和仅由铈以外的稀土元素和/或其化合物构成的二次粒子,且由储氧材料构成的一次粒子与由铈以外的稀土元素和/或其化合物构成的一次粒子形成均匀的混合物。
粒子34所含的稀土元素的质量相对于催化剂层3的质量或粒子31至34的质量之和的比,例如在0.1质量%至12质量%的范围内,典型地在0.1质量%至10质量%的范围内。另外,粒子34所含的稀土元素的质量相对于粒子33的质量的比,例如在0.1至12的范围内,典型地在0.1至10的范围内。将这些质量比设定在上述范围内时,与将这些质量比设定在上述范围之外的情况相比,能够提高长时间使用后的HC和NOX净化性能。
粒子34的平均粒径,例如在0.005μm至0.050μm的范围内,典型地在0.01μm至0.02μm的范围内。需要说明的是,所述“平均粒径”是上述的“一次粒子”的平均粒径,是指通过与对储氧材料的平均粒径说明的方法相同的方法得到的值。
在所述废气净化用催化剂1的催化剂层3中,粒子31至34各自较均匀地分布。
具体而言,对于所述催化剂层3而言,对500nm的长度范围进行使用X射线能谱法的线分析时,对一种碱土金属元素所得到的第一特征X射线强度的图谱与对一种贵金属元素所得到的第二特征X射线强度的图谱具有0.70以上的相关系数σ(AE,PM)。而且,在粒子32含有两种以上的碱土金属元素、或者粒子33含有两种以上的贵金属元素时,典型地,对于粒子32所含的碱土金属元素与粒子33所含的贵金属元素的所有组合而言,第一和第二特征X射线强度的图谱具有0.70以上的相关系数σ(AO,PM)。
另外,对一种铈以外的稀土元素所得到的第三特征X射线强度的图谱与对一种贵金属元素所得到的第二特征X射线强度的图谱具有例如0.68以上的相关系数σ(RE,PM),典型地,具有0.70以上的相关系数σ(RE,PM)。而且,粒子34含有两种以上的铈以外的稀土元素或者粒子33含有两种以上的贵金属元素时,典型地,对于铈以外的稀土元素与贵金属元素的所有组合而言,第二和第三特征X射线强度的图谱具有例如0.68以上的相关系数σ(RE,PM),典型地,具有0.70以上的相关系数σ(RE,PM)。
在此,相关系数σ(RE,PM)是由下述等式(2)算出的值。
所述等式(2)中,IRE(Av)表示对500nm的长度所得到的第三特征X射线强度的平均值。IRE(n)表示对排列成一列且各具有20nm的长度的25个直线区间中第n个直线区间所得到的第三特征X射线强度的平均值。
如上所述,在所述催化剂层3中,粒子31至34各自较均匀地分布。因此,采用该构成时,能够得到与参照图1至图3说明的效果相同的效果。此外,在所述催化剂层3中,粒子34中的位于粒子33附近的粒子34的比例高。因此,能够将通过水蒸汽转化反应及水煤气转换反应生成的氢更有效地用于NOX的净化。
因此,所述废气净化用催化剂1能长时间发挥优良的HC和NOX净化性能。
就参照图1至图4进行说明的废气净化用催化剂1而言,催化剂层3具有单层结构。作为替代方式,催化剂层3可以具有多层结构。这种情况下,只要催化剂层3所含有的层的一层以上具有参照图1至图4进行说明的构成,就能够得到上述效果。
另外,虽然参照图1至图4进行说明的废气净化用催化剂1为整体式催化剂,但上述技术也可以应用于颗粒催化剂。
实施例
下面,对本发明的例子进行说明。
<催化剂C1的制造>
通过以下的方法制造废气净化用催化剂。
将以氧化锆(ZrO2)换算浓度计含有10质量%的锆的475g硝酸氧锆溶液、以氧化铈(CeO2)换算浓度计含有20质量%的铈的171g硝酸铈溶液、和以氧化钇(Y2O3)换算浓度计含有10质量%的钇的30g硝酸钇溶液添加到1300mL离子交换水中。一边充分地搅拌该混合液,一边在室温下向其中添加浓度为20质量%的氢氧化钾水溶液,直到pH值达到12为止,使其发生共沉淀。
将含有该共沉淀物的混合液在70℃下搅拌60分钟后,一边充分地搅拌该混合液,一边向其中添加以碳酸钡(BaCO3)换算浓度计含有5质量%的钡的287.4g含钡溶液、和以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液,使其发生共沉淀。其中,含钡溶液是通过使甲氧基乙醇钡溶解到甲苯中而得到的溶液。
接着,将所得到的共沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该共沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,将煅烧品压缩成形,并将该成形品粉碎成粒径为0.5mm至1.0mm的颗粒。如上操作,得到颗粒催化剂作为废气净化用催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C1”。
<催化剂C2的制造>
通过以下的方法制造废气净化用催化剂。
将以氧化锆(ZrO2)换算浓度计含有10质量%的锆的459g硝酸氧锆溶液、以氧化铈(CeO2)换算浓度计含有20质量%的铈的165g硝酸铈溶液、和以氧化钇(Y2O3)换算浓度计含有10质量%的钇的30g硝酸钇溶液添加到1300mL离子交换水中。一边充分地搅拌该混合液,一边在室温下向其中添加浓度为20质量%的氢氧化钾水溶液,直到pH值达到12为止,使其发生共沉淀。
将含有该共沉淀物的混合液在70℃下搅拌60分钟后,一边充分地搅拌该混合液,一边向其中添加以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液,使其发生共沉淀。
接着,在含有该共沉淀物的混合液中添加具有0.05μm的平均粒径的17g硫酸钡粉末和10g柠檬酸。将其充分搅拌后,将共沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该共沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,将煅烧品压缩成形,并将该成形品粉碎成粒径为0.5mm至1.0mm的颗粒。如上操作,得到颗粒催化剂作为废气净化用催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C2”。
<催化剂C3的制造>
通过以下的方法制造废气净化用催化剂。
将以氧化锆(ZrO2)换算浓度计含有10质量%的锆的459g硝酸氧锆溶液、以氧化铈(CeO2)换算浓度计含有20质量%的铈的165g硝酸铈溶液、和以氧化钇(Y2O3)换算浓度计含有10质量%的钇的30g硝酸钇溶液添加到1300mL离子交换水中。一边充分地搅拌该混合液,一边在室温下向其中添加浓度为20质量%的氢氧化钾水溶液,直到pH值达到12为止,使其发生共沉淀。
将含有该共沉淀物的混合液在70℃下搅拌60分钟后,一边充分地搅拌该混合液,一边向其中添加以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液,使其发生沉淀。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,使其分散到含有600mL甲苯、10g月桂酸和0.3g三氟乙酸的混合液中。然后,向该混合液中依次添加11.2g的氧化钡和含有10.4g的硫酸钠(Na2SO4)的水溶液,并将该混合液在65℃下搅拌24小时,由此得到沉淀物。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,将煅烧品压缩成形,并将该成形品粉碎成粒径为0.5mm至1.0mm的颗粒。如上操作,得到颗粒催化剂作为废气净化用催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C3”。
<催化剂C4的制造>
使用以5质量%的浓度含有钯的19.80g硝酸钯溶液和以5质量%的浓度含有铂的0.20g二硝基二氨铂硝酸溶液的混合溶液代替以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液,除此之外,通过与对催化剂C3说明的方法相同的方法制造颗粒催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C4”。
<催化剂C5的制造>
使用以5质量%的浓度含有钯的19.75g硝酸钯溶液和以5质量%的浓度含有铂的0.25g二硝基二氨铂硝酸溶液的混合溶液代替以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液,除此之外,通过与对催化剂C3说明的方法相同的方法制造颗粒催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C5”。
<催化剂C6的制造>
使用以5质量%的浓度含有钯的19.51g硝酸钯溶液和以5质量%的浓度含有铂的0.49g二硝基二氨铂硝酸溶液的混合溶液代替以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液,除此之外,通过与对催化剂C3说明的方法相同的方法制造颗粒催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C6”。
<催化剂C7的制造>
使用以5质量%的浓度含有钯的19.05g硝酸钯溶液和以5质量%的浓度含有铂的0.95g二硝基二氨铂硝酸溶液的混合溶液代替以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液,除此之外,通过与对催化剂C3说明的方法相同的方法制造颗粒催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C7”。
<催化剂C8的制造>
使用以5质量%的浓度含有钯的18.18g硝酸钯溶液和以5质量%的浓度含有铂的1.82g二硝基二氨铂硝酸溶液的混合溶液代替以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液,除此之外,通过与对催化剂C3说明的方法相同的方法制造颗粒催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C8”。
<催化剂C9的制造>
使用以5质量%的浓度含有钯的13.33g硝酸钯溶液和以5质量%的浓度含有铂的6.67g二硝基二氨铂硝酸溶液的混合溶液代替以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液,除此之外,通过与对催化剂C3说明的方法相同的方法制造颗粒催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C9”。
<催化剂C10的制造>
使用以5质量%的浓度含有钯的10g硝酸钯溶液和以5质量%的浓度含有铂的10g二硝基二氨铂硝酸溶液的混合溶液代替以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液,除此之外,通过与对催化剂C3说明的方法相同的方法制造颗粒催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C10”。
<催化剂C11的制造>
使用以5质量%的浓度含有铂的20g二硝基二氨铂硝酸溶液代替以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液,除此之外,通过与对催化剂C3说明的方法相同的方法制造颗粒催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C11”。
<催化剂C12的制造>
使用以5质量%的浓度含有铑的20g硝酸铑溶液代替以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液,除此之外,通过与对催化剂C3说明的方法相同的方法制造颗粒催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C12”。
<催化剂C13的制造>
通过以下的方法制造废气净化用催化剂。
将以氧化锆(ZrO2)换算浓度计含有10质量%的锆的459g硝酸氧锆溶液、以氧化铈(CeO2)换算浓度计含有20质量%的铈的165g硝酸铈溶液、和以氧化钇(Y2O3)换算浓度计含有10质量%的钇的30g硝酸钇溶液添加到1300mL离子交换水中。一边充分地搅拌该混合液,一边在室温下向其中添加浓度为20质量%的氢氧化钾水溶液,直到pH值达到12为止,使其发生共沉淀。
将含有该共沉淀物的混合液在70℃下搅拌60分钟后,一边充分地搅拌该混合液,一边向其中添加以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液,使其发生沉淀。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
接着,使该粉末分散到含有600mL甲苯、10g月桂酸和0.3g三氟乙酸的混合液中。然后,向该混合液中依次添加11.2g的氧化钡和含有10.4g的硫酸钠(Na2SO4)的水溶液,并将该混合液在65℃下搅拌24小时,由此得到沉淀物。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,将煅烧品压缩成形,并将该成形品粉碎成粒径为0.5mm至1.0mm的颗粒。如上操作,得到颗粒催化剂作为废气净化用催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C13”。
<催化剂C14的制造>
通过以下的方法制造废气净化用催化剂。
将以氧化锆(ZrO2)换算浓度计含有10质量%的锆的459g硝酸氧锆溶液、以氧化铈(CeO2)换算浓度计含有20质量%的铈的165g硝酸铈溶液、和以氧化钇(Y2O3)换算浓度计含有10质量%的钇的30g硝酸钇溶液添加到1300mL离子交换水中。一边充分地搅拌该混合液,一边在室温下向其中添加浓度为20质量%的氢氧化钾水溶液,直到pH值达到12为止,使其发生共沉淀。
接着,将所得到的共沉淀物通过过滤从溶液中分离,使其分散到含有600mL甲苯、10g月桂酸和0.3g三氟乙酸的混合液中。然后,向该混合液中依次添加11.2g的氧化钡的水溶液和含有10.4g的硫酸钠(Na2SO4)的水溶液,并将该混合液在65℃下搅拌24小时,由此得到沉淀物。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,使该粉末分散到500mL离子交换水中,并向该分散液中添加以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液。由此,使钯吸附到分散液中的粉末上。对该分散液进行抽滤,将滤液供于电感耦合高频等离子体(ICP)光谱分析。结果可知:分散液中的钯全部存在于滤饼中。
接着,使滤饼在110℃下干燥。然后将其在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,将煅烧品压缩成形,并将该成形品粉碎成粒径为0.5mm至1.0mm的颗粒。如上操作,得到颗粒催化剂作为废气净化用催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C14”。
<催化剂C15的制造>
通过以下的方法制造废气净化用催化剂。
将以氧化锆(ZrO2)换算浓度计含有10质量%的锆的459g硝酸氧锆溶液、以氧化铈(CeO2)换算浓度计含有20质量%的铈的165g硝酸铈溶液、和以氧化钇(Y2O3)换算浓度计含有10质量%的钇的30g硝酸钇溶液添加到1300mL离子交换水中。一边充分地搅拌该混合液,一边在室温下向其中添加浓度为20质量%的氢氧化钾水溶液,直到pH值达到12为止,使其发生共沉淀。
将含有该共沉淀物的混合液在70℃下搅拌60分钟后,将所得到的共沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该共沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,使该粉末分散到500mL离子交换水中,并向该分散液中添加以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液。由此,使钯吸附到分散液中的粉末上。
接着,将吸附了钯的粉末通过过滤从溶液中分离,使其分散到含有600mL甲苯、10g月桂酸和0.3g三氟乙酸的混合液中。然后,向该混合液中依次添加11.2g的氧化钡和含有10.4g的硫酸钠(Na2SO4)的水溶液,并将该混合液在65℃下搅拌24小时,由此得到沉淀物。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,将煅烧品压缩成形,并将该成形品粉碎成粒径为0.5mm至1.0mm的颗粒。如上操作,得到颗粒催化剂作为废气净化用催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C15”。
<催化剂C16的制造>
通过以下的方法制造废气净化用催化剂。
将以氧化锆(ZrO2)换算浓度计含有10质量%的锆的459g硝酸氧锆溶液、以氧化铈(CeO2)换算浓度计含有20质量%的铈的165g硝酸铈溶液、以氧化钇(Y2O3)换算浓度计含有10质量%的钇的30g硝酸钇溶液、和以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液添加到1300mL离子交换水中。一边充分地搅拌该混合液,一边在室温下向其中添加浓度为20质量%的氢氧化钾水溶液,直到pH值达到12为止,使其发生共沉淀。
接着,将所得到的共沉淀物通过过滤从溶液中分离,使其分散到含有600mL甲苯、10g月桂酸和0.3g三氟乙酸的混合液中。然后,向该混合液中依次添加11.2g的氧化钡和含有10.4g的硫酸钠(Na2SO4)的水溶液,并将该混合液在65℃下搅拌24小时,由此得到沉淀物。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,将煅烧品压缩成形,并将该成形品粉碎成粒径为0.5mm至1.0mm的颗粒。如上操作,得到颗粒催化剂作为废气净化用催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C16”。
<催化剂C17的制造>
通过以下的方法制造废气净化用催化剂。
将以氧化锆(ZrO2)换算浓度计含有10质量%的锆的475g硝酸氧锆溶液、以氧化铈(CeO2)换算浓度计含有20质量%的铈的171g硝酸铈溶液、和以氧化钇(Y2O3)换算浓度计含有10质量%的钇的30g硝酸钇溶液添加到1300mL离子交换水中。一边充分地搅拌该混合液,一边在室温下向其中添加浓度为20质量%的氢氧化钾水溶液,直到pH值达到12为止,使其发生共沉淀。
将含有该共沉淀物的混合液在70℃下搅拌60分钟后,一边充分地搅拌该混合液,一边向其中添加以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液,使其发生沉淀。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,使该粉末分散到1300mL离子交换水中。然后,向该分散液中添加以碳酸钡(BaCO3)换算浓度计含有5质量%的钡的287.4g含钡溶液,使其发生沉淀。其中,含钡溶液是通过使甲氧基乙醇钡溶解到甲苯中而得到的溶液。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,将煅烧品压缩成形,并将该成形品粉碎成粒径为0.5mm至1.0mm的颗粒。如上操作,得到颗粒催化剂作为废气净化用催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C17”。
<催化剂C18的制造>
通过以下的方法制造废气净化用催化剂。
将以氧化锆(ZrO2)换算浓度计含有10质量%的锆的459g硝酸氧锆溶液、以氧化铈(CeO2)换算浓度计含有20质量%的铈的165g硝酸铈溶液、和以氧化钇(Y2O3)换算浓度计含有10质量%的钇的30g硝酸钇溶液添加到1300mL离子交换水中。一边充分地搅拌该混合液,一边在室温下向其中添加浓度为20质量%的氢氧化钾水溶液,直到pH值达到12为止,使其发生共沉淀。
将含有该共沉淀物的混合液在70℃下搅拌60分钟后,一边充分地搅拌该混合液,一边向其中添加以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液,使其发生沉淀。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
接着,使该粉末分散到1300mL离子交换水中。然后,向该分散液中添加具有0.05μm的平均粒径的17g硫酸钡粉末和10g柠檬酸。将其充分搅拌后,将沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,将煅烧品压缩成形,并将该成形品粉碎成粒径为0.5mm至1.0mm的颗粒。如上操作,得到颗粒催化剂作为废气净化用催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C18”。
<催化剂C19的制造>
将硝酸氧锆溶液的量从459g变更为558g,将硝酸铈溶液的量从165g变更为201g,将硫酸钠的量从10.4g变更为0.52g,并将氧化钡的量从11.2g变更为0.06g,除此之外,通过与对催化剂C3说明的方法相同的方法制造颗粒催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C19”。
<催化剂C20的制造>
将硝酸氧锆溶液的量从459g变更为557g,将硝酸铈溶液的量从165g变更为201g,将硫酸钠的量从10.4g变更为1.04g,并将氧化钡的量从11.2g变更为0.11g,除此之外,通过与对催化剂C3说明的方法相同的方法制造颗粒催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C20”。
<催化剂C21的制造>
将硝酸氧锆溶液的量从459g变更为361g,将硝酸铈溶液的量从165g变更为130g,将硫酸钠的量从10.4g变更为20.8g,并将氧化钡的量从11.2g变更为20.3g,除此之外,通过与对催化剂C3说明的方法相同的方法制造颗粒催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C21”。
<催化剂C22的制造>
将硝酸氧锆溶液的量从459g变更为262g,将硝酸铈溶液的量从165g变更为94g,将硫酸钠的量从10.4g变更为31.2g,并将氧化钡的量从11.2g变更为33.5g,除此之外,通过与对催化剂C3说明的方法相同的方法制造颗粒催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C22”。
<催化剂C23的制造>
将硝酸氧锆溶液的量从459g变更为212g,将硝酸铈溶液的量从165g变更为76g,将硫酸钠的量从10.4g变更为36.4g,并将氧化钡的量从11.2g变更为39.1g,除此之外,通过与对催化剂C3说明的方法相同的方法制造颗粒催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C23”。
<催化剂C24的制造>
通过以下的方法制造废气净化用催化剂。
将以氧化锆(ZrO2)换算浓度计含有10质量%的锆的359g硝酸氧锆溶液、以氧化铈(CeO2)换算浓度计含有20质量%的铈的129g硝酸铈溶液、和以氧化钇(Y2O3)换算浓度计含有10质量%的钇的30g硝酸钇溶液添加到1300mL离子交换水中。一边充分地搅拌该混合液,一边在室温下向其中添加浓度为20质量%的氢氧化钾水溶液,直到pH值达到12为止,使其发生共沉淀。
将含有该共沉淀物的混合液在70℃下搅拌60分钟后,一边充分地搅拌该混合液,一边向其中添加以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液,使其发生沉淀。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,使其分散到含有600mL甲苯、10g月桂酸和0.3g三氟乙酸的混合液中。然后,向该混合液中依次添加14g的氧化钙和含有35.7g的硫酸钠(Na2SO4)的水溶液,并将该混合液在65℃下搅拌24小时,由此得到沉淀物。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,将煅烧品压缩成形,并将该成形品粉碎成粒径为0.5mm至1.0mm的颗粒。如上操作,得到颗粒催化剂作为废气净化用催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C24”。
<催化剂C25的制造>
通过以下的方法制造废气净化用催化剂。
将以氧化锆(ZrO2)换算浓度计含有10质量%的锆的359g硝酸氧锆溶液、以氧化铈(CeO2)换算浓度计含有20质量%的铈的129g硝酸铈溶液、和以氧化钇(Y2O3)换算浓度计含有10质量%的钇的30g硝酸钇溶液添加到1300mL离子交换水中。一边充分地搅拌该混合液,一边在室温下向其中添加浓度为20质量%的氢氧化钾水溶液,直到pH值达到12为止,使其发生共沉淀。
将含有该共沉淀物的混合液在70℃下搅拌60分钟后,一边充分地搅拌该混合液,一边向其中添加以5质量%的浓度含有钯的20g的硝酸钯溶液,使其发生沉淀。
将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
接着,使该粉末分散到含有600mL甲苯、10g月桂酸和0.3g三氟乙酸的混合液中。然后,向该混合液中依次添加14g的氧化钙和含有35.7g的硫酸钠(Na2SO4)的水溶液,并将该混合液在65℃下搅拌24小时,由此得到沉淀物。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,将煅烧品压缩成形,并将该成形品粉碎成粒径为0.5mm至1.0mm的颗粒。如上操作,得到颗粒催化剂作为废气净化用催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C25”。
<催化剂C26的制造>
通过以下的方法制造废气净化用催化剂。
将以氧化锆(ZrO2)换算浓度计含有10质量%的锆的436g硝酸氧锆溶液、以氧化铈(CeO2)换算浓度计含有20质量%的铈的157g硝酸铈溶液、和以氧化钇(Y2O3)换算浓度计含有10质量%的钇的30g硝酸钇溶液添加到1300mL离子交换水中。一边充分地搅拌该混合液,一边在室温下向其中添加浓度为20质量%的氢氧化钾水溶液,直到pH值达到12为止,使其发生共沉淀。
将含有该共沉淀物的混合液在70℃下搅拌60分钟后,一边充分地搅拌该混合液,一边向其中添加以5质量%的浓度含有钯的20g的硝酸钯溶液,使其发生沉淀。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,使其分散到含有600mL甲苯、10g月桂酸和0.3g三氟乙酸的混合液中。然后,向该混合液中依次添加12g的氧化锶和含有16.3g的硫酸钠(Na2SO4)的水溶液,并将该混合液在65℃下搅拌24小时,由此得到沉淀物。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,将煅烧品压缩成形,并将该成形品粉碎成粒径为0.5mm至1.0mm的颗粒。如上操作,得到颗粒催化剂作为废气净化用催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C26”。
<催化剂C27的制造>
通过以下的方法制造废气净化用催化剂。
将以氧化锆(ZrO2)换算浓度计含有10质量%的锆的436g硝酸氧锆溶液、以氧化铈(CeO2)换算浓度计含有20质量%的铈的157g硝酸铈溶液、和以氧化钇(Y2O3)换算浓度计含有10质量%的钇的30g硝酸钇溶液添加到1300mL离子交换水中。一边充分地搅拌该混合液,一边在室温下向其中添加浓度为20质量%的氢氧化钾水溶液,直到pH值达到12为止,使其发生共沉淀。
将含有该共沉淀物的混合液在70℃下搅拌60分钟后,一边充分地搅拌该混合液,一边向其中添加以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液,使其发生沉淀。
将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
接着,使所得到的粉末分散到含有600mL甲苯、10g月桂酸和0.3g三氟乙酸的混合液中。然后,向该混合液中依次添加12g的氧化锶和含有16.3g的硫酸钠(Na2SO4)的水溶液,并将该混合液在65℃下搅拌24小时,由此得到沉淀物。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,将煅烧品压缩成形,并将该成形品粉碎成粒径为0.5mm至1.0mm的颗粒。如上操作,得到颗粒催化剂作为废气净化用催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C27”。
<催化剂C28的制造>
通过以下的方法制造废气净化用催化剂。
将以氧化锆(ZrO2)换算浓度计含有10质量%的锆的268g硝酸氧锆溶液、以氧化铈(CeO2)换算浓度计含有20质量%的铈的96.5g硝酸铈溶液、和以氧化钇(Y2O3)换算浓度计含有10质量%的钇的30g硝酸钇溶液添加到1300mL离子交换水中。一边充分地搅拌该混合液,一边在室温下向其中添加浓度为20质量%的氢氧化钾水溶液,直到pH值达到12为止,使其发生共沉淀。
将含有该共沉淀物的混合液在70℃下搅拌60分钟后,一边充分地搅拌该混合液,一边向其中添加以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液,使其发生沉淀。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,使其分散到含有600mL甲苯、10g月桂酸和0.3g三氟乙酸的混合液中。然后,向该混合液中依次添加16.6g的氧化镁和含有58.5g的硫酸钠(Na2SO4)的水溶液,并将该混合液在65℃下搅拌24小时,由此得到沉淀物。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,将煅烧品压缩成形,并将该成形品粉碎成粒径为0.5mm至1.0mm的颗粒。如上操作,得到颗粒催化剂作为废气净化用催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C28”。
<催化剂C29的制造>
通过以下的方法制造废气净化用催化剂。
将以氧化锆(ZrO2)换算浓度计含有10质量%的锆的268g硝酸氧锆溶液、以氧化铈(CeO2)换算浓度计含有20质量%的铈的96.5g硝酸铈溶液、和以氧化钇(Y2O3)换算浓度计含有10质量%的钇的30g硝酸钇溶液添加到1300mL离子交换水中。一边充分地搅拌该混合液,一边在室温下向其中添加浓度为20质量%的氢氧化钾水溶液,直到pH值达到12为止,使其发生共沉淀。
将含有该共沉淀物的混合液在70℃下搅拌60分钟后,一边充分地搅拌该混合液,一边向其中添加以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液,使其发生沉淀。
将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
接着,使该粉末分散到含有600mL甲苯、10g月桂酸和0.3g三氟乙酸的混合液中。然后,向该混合液中依次添加16.6g的氧化镁和含有58.5g的硫酸钠(Na2SO4)的水溶液,将该混合液在65℃下搅拌24小时,由此得到沉淀物。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,将煅烧品压缩成形,并将该成形品粉碎成粒径为0.5mm至1.0mm的颗粒。如上操作,得到颗粒催化剂作为废气净化用催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C29”。
<催化剂C30的制造>
通过以下的方法制造废气净化用催化剂。
将以氧化锆(ZrO2)换算浓度计含有10质量%的锆的442g硝酸氧锆溶液、以氧化铈(CeO2)换算浓度计含有20质量%的铈的159g硝酸铈溶液、和以氧化钇(Y2O3)换算浓度计含有10质量%的钇的30g硝酸钇溶液添加到1300mL离子交换水中。一边充分地搅拌该混合液,一边在室温下向其中添加浓度为20质量%的氢氧化钾水溶液,直到pH值达到12为止,使其发生共沉淀。
将含有该共沉淀物的混合液在70℃下搅拌60分钟后,一边充分地搅拌该混合液,一边向其中同时添加以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液、和以氧化镧(La2O3)换算浓度计含有10质量%的镧的30g硝酸镧溶液,使其发生共沉淀。
接着,将所得到的共沉淀物通过过滤从溶液中分离,使其分散到含有600mL甲苯、10g月桂酸和0.3g三氟乙酸的混合液中。然后,向该混合液中依次添加11.2g的氧化钡和含有10.4g的硫酸钠(Na2SO4)的水溶液,并将该混合液在65℃下搅拌24小时,由此得到沉淀物。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,将煅烧品压缩成形,并将该成形品粉碎成粒径为0.5mm至1.0mm的颗粒。如上操作,得到颗粒催化剂作为废气净化用催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C30”。
<催化剂C31的制造>
通过以下的方法制造废气净化用催化剂。
将以氧化锆(ZrO2)换算浓度计含有10质量%的锆的442g硝酸氧锆溶液、以氧化铈(CeO2)换算浓度计含有20质量%的铈的159g硝酸铈溶液、和以氧化钇(Y2O3)换算浓度计含有10质量%的钇的30g硝酸钇溶液添加到1300mL离子交换水中。一边充分地搅拌该混合液,一边在室温下向其中添加浓度为20质量%的氢氧化钾水溶液,直到pH值达到12为止,使其发生共沉淀。
将含有该共沉淀物的混合液在70℃下搅拌60分钟后,一边充分地搅拌该混合液,一边向其中同时添加以5质量%的浓度含有钯的20g硝酸钯溶液、和以氧化镧(La2O3)换算浓度计含有10质量%的镧的30g硝酸镧溶液,使其发生共沉淀。
将所得到的共沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
接着,使该粉末分散到含有600mL甲苯、10g月桂酸和0.3g三氟乙酸的混合液中。然后,向该混合液中依次添加11.2g的氧化钡和含有10.4g的硫酸钠(Na2SO4)的水溶液,并将该混合液在65℃下搅拌24小时,由此得到沉淀物。
接着,将所得到的沉淀物通过过滤从溶液中分离,并用纯水对其进行清洗。使该沉淀物在110℃下干燥后,在大气中、700℃下煅烧5小时,得到粉末状的煅烧品。
然后,将煅烧品压缩成形,并将该成形品粉碎成粒径为0.5mm至1.0mm的颗粒。如上操作,得到颗粒催化剂作为废气净化用催化剂。以下,将该颗粒催化剂称为“催化剂C31”。
<分散性评价>
对于各催化剂C1至C31,对500nm的长度范围进行使用X射线能谱法的线分析,具体而言,进行使用FE-SEM-EDX(场发射扫描电子显微镜-X射线能谱仪,field emission-scanning electronmicroscope-energy dispersive X-ray analysis)的线分析。上述线分析使用日立高新技术公司制造的超高分辨率场发射扫描电子显微镜S-4800。
然后,通过下述等式(3)算出对铈所得到的特征X射线强度的图谱与对各贵金属元素所得到的特征X射线强度的图谱的相关系数σ(Ce,PM)。此外,通过下述等式(4)算出对铈所得到的特征X射线强度的图谱与对各碱土金属元素所得到的特征X射线强度的图谱的相关系数σ(Ce,AE)。进而,通过下述等式(5)算出对各碱土金属元素所得到的特征X射线强度的图谱与对各贵金属元素所得到的特征X射线强度的图谱的相关系数σ(AE,PM)。
需要说明的是,等式(3)和(4)中,ICe(Av)表示对500nm的长度所得到的铈的特征X射线强度的平均值,ICe(n)表示对排列成一列且各具有20nm的长度的25个直线区间中第n个直线区间所得到的铈的特征X射线强度的平均值。等式(3)和(5)中,IPM(Av)表示对500nm的长度所得到的钯、铂或铑的特征X射线强度的平均值,IPM(n)表示对排列成一列且各具有20nm的长度的25个直线区间中第n个直线区间所得到的钯、铂或铑的特征X射线强度的平均值。等式(4)和(5)中,IAE(Av)表示对500nm的长度所得到的钡、钙、锶或镁的特征X射线强度的平均值,IAE(n)表示对排列成一列且各具有20nm的长度的25个直线区间中第n个直线区间所得到的钡、钙、锶或镁的特征X射线强度的平均值。
将这些相关系数与各催化剂的组成一起归纳于以下的表1至表3中。
<耐久性评价>
通过以下的方法对催化剂C1至C31的性能进行调查。
首先,将各催化剂C1至C31设置在流通式耐久试验装置内,使以氮气为主要成分的气体在催化床上以500mL/分钟的流量流动30小时。这期间催化床温度维持在900℃。此外,作为在催化床上流动的气体,使用贫气和富气,这些气体每5分钟切换一次。需要说明的是,贫气是在氮气中添加1%的氧气而成的混合气体,富气是在氮气中添加2%的一氧化碳而成的混合气体。
然后,将各催化剂C1至C31设置在常压固定床流动反应装置内。接着,一边使模拟气体在催化床上流动,一边使催化床温度以12℃/分钟的速度从100℃升温至500℃,并连续地测定这期间的废气净化率。需要说明的是,作为模拟气体,使用空燃比(A/F)与理论空燃比相等的气体。将其结果归纳于以下的表1至表3中。
此外,对于上述耐久试验后的各催化剂C1至C31,由X射线衍射峰算出贵金属粒子的平均粒径。将其结果归纳于以下的表1至表3中。
在表1至表3中,标记为“组成”的栏中所记载的“CZY”表示含有铈、锆和钇的复合氧化物。此外,“PM浓度”表示贵金属浓度,“AE浓度”表示碱土金属浓度,“AE/PM”表示碱土金属相对于贵金属的原子比,“La浓度”表示镧浓度。在标记为“AE化合物”的栏中,记载了各催化剂C1至C31的碱土金属元素的形态。在标记为“50%净化温度”的列中,记载了能够净化模拟气体中所含的各成分的50%以上的催化床的最低温度。在标记为“HC”及“NOX”的列中,分别记载了关于碳氢化合物及氮氧化物的数据。并且,标记为“贵金属的平均粒径”的列中的“ND”表示未检测到衍射峰。
如表1所示,催化剂C1至C3虽然具有与催化剂C13至C18相同的组成,但具有与催化剂C13至C18大致相等或更大的相关系数σ(Ce,PM)和σ(Ce,AE),并且与催化剂C13至C18相比具有更大的相关系数σ(AE,PM)。而且,对于催化剂C1至C3而言,长期使用后的贵金属的平均粒径与长期使用后的催化剂C13至C18的贵金属的平均粒径大致相等或更小,与催化剂C13至C18相比,长期使用后的HC和NOX净化性能更优良。由以上可知,相关系数σ(Ce,PM)、σ(Ce,AE)及σ(AE,PM)、特别是相关系数σ(AE,PM)对催化剂的耐久性有影响。
此外,催化剂C2和C3虽然具有与催化剂C1相同的组成,但与催化剂C1相比,HC和NOX的50%净化温度更低。认为这是由以下的原因所引起的。在以碳酸盐的形态含有碱土金属元素的催化剂C1的制造过程中,较大量的碱土金属元素溶解在溶液中。因此,难以使碱土金属元素以高的分散度分布。与此相对,在以硫酸盐的形态含有碱土金属元素的催化剂C2和C3的制造过程中,碱土金属元素向溶液中的溶解比较少。因此,能够使碱土金属元素以更高的分散度分布。因此,对于催化剂C2和C3而言,与催化剂C1相比,HC和NOX净化能力更优良。
图5是表示钯相对于铂的质量比给耐久试验后的NOX净化性能带来的影响的例子的图。
图5所示的图是利用对催化剂C4至C10所得到的数据制成的。在图5所示的图中,横轴表示钯相对于铂的质量比,纵轴表示NOX的50%净化温度。
如图5所示,钯相对于铂的质量比在2至80的范围内时,能够实现291℃以下的50%净化温度。并且,该质量比在10至40的范围内时,能够实现281℃以下的50%净化温度。
认为钯相对于铂的质量比小时50%净化温度高的原因在于,减小该质量比时,由钯带来的NOX净化性能降低。此外,认为钯相对于铂的质量比大时50%净化温度高的原因在于,增大该质量比时,铂抑制钯的结块的效果减小。
图6是表示碱土金属元素相对于贵金属元素的原子比给耐久试验后的NOX净化性能带来的影响的例子的图。
图6所示的图是利用对催化剂C3和C19至C23所得到的数据制成的。在图6所示的图中,横轴表示钡相对于贵金属元素的原子比,纵轴表示NOX的50%净化温度。
如图6所示,碱土金属元素相对于贵金属元素的原子比在3.87×10-2至2.71×10的范围内时,能够实现315℃以下的50%净化率。此外,碱土金属元素相对于贵金属元素的原子比在7.75×10-2至2.32×10的范围内时,能够实现305℃以下的50%净化率。而且,碱土金属元素相对于贵金属元素的原子比在7.75×10-2至1.55×10的范围内时,能够实现301℃以下的50%净化率。
认为碱土金属元素相对于贵金属元素的原子比小时50%净化温度高的原因在于,减小该原子比时,抑制由HC引起的贵金属的中毒的效果减小。此外,认为碱土金属元素相对于贵金属元素的原子比大时50%净化温度高的原因在于,增大该原子比时,更多的贵金属元素被碱土金属元素和/或其化合物覆盖,活性中心减少。
对于本领域技术人员而言,进一步的改进和变形是容易的。因此,在更宽的方面来看,本发明不应限定于此处所述的特定记载和代表性的方式。因此,可以在不脱离由所附权利要求书及其等价物所规定的本发明的总的发明构思的精神或范围的条件下进行各种变形。
Claims (12)
1.一种废气净化用催化剂,含有多个由储氧材料构成的第一粒子、多个位于所述多个第一粒子之间且由一种以上的碱土金属元素和/或其化合物构成的第二粒子和多个位于所述多个第一粒子之间且由一种以上的贵金属元素构成的第三粒子,
通过沿500nm长度的直线进行使用X射线能谱法的线分析而得到的、所述一种以上的碱土金属元素中的一种碱土金属元素的第一特征X射线强度的图谱和所述一种以上的贵金属元素中的一种贵金属元素的第二特征X射线强度的图谱具有0.70以上的相关系数σ(AE,PM),
所述相关系数σ(AE,PM)由IAE(Av)、IPM(Av)、IAE(n)和IPM(n)算出,在此,IAE(Av)和IPM(Av)分别表示沿500nm长度的直线所得到的所述第一特征X射线强度的平均值和第二特征X射线强度的平均值,IAE(n)和IPM(n)分别表示对排列成一列且各具有20nm的长度的25个直线区间中第n个直线区间所得到的所述第一特征X射线强度的平均值和所述第二特征X射线强度的平均值。
2.如权利要求1所述的废气净化用催化剂,其中,所述一种以上的碱土金属元素包含钡。
3.如权利要求2所述的废气净化用催化剂,其中,所述多个第二粒子包含硫酸钡。
4.如权利要求1所述的废气净化用催化剂,其中,所述多个第二粒子含有的所述一种以上的碱土金属元素的至少一部分为硫酸盐的形态。
5.如权利要求1~4中任一项所述的废气净化用催化剂,其中,所述储氧材料含有铈,所述一种以上的碱土金属元素包含钡,所述一种以上的贵金属元素包含钯,所述第一和第二特征X射线强度分别为钡和钯的特征X射线强度。
6.如权利要求1~4中任一项所述的废气净化用催化剂,其中,所述储氧材料为含有铈的复合氧化物。
7.如权利要求1~4中任一项所述的废气净化用催化剂,其中,所述一种以上的贵金属元素为钯和铂。
8.如权利要求7所述的废气净化用催化剂,其中,钯与铂的质量比在2至80的范围内。
9.如权利要求1~4中任一项所述的废气净化用催化剂,其中,所述一种以上的碱土金属元素的摩尔数相对于所述多个第一至第三粒子的质量之和的比在3.64×10-6至2.55×10-3mol/g的范围内。
10.如权利要求1~4中任一项所述的废气净化用催化剂,其中,所述一种以上的碱土金属元素相对于所述一种以上的贵金属元素的原子比在3.87×10-2至2.71×10的范围内。
11.如权利要求1~4中任一项所述的废气净化用催化剂,其中,还含有多个位于所述多个第一粒子之间且由一种以上的稀土元素和/或其化合物构成的第四粒子。
12.如权利要求11所述的废气净化用催化剂,其中,所述一种以上的稀土元素包含镧。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009-209580 | 2009-09-10 | ||
JP2009209580 | 2009-09-10 | ||
PCT/JP2010/065541 WO2011030831A1 (ja) | 2009-09-10 | 2010-09-09 | 排ガス浄化用触媒 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102481548A CN102481548A (zh) | 2012-05-30 |
CN102481548B true CN102481548B (zh) | 2015-09-16 |
Family
ID=43732500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201080040191.4A Active CN102481548B (zh) | 2009-09-10 | 2010-09-09 | 废气净化用催化剂 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8569198B2 (zh) |
EP (1) | EP2476486A4 (zh) |
JP (1) | JP5690736B2 (zh) |
CN (1) | CN102481548B (zh) |
WO (1) | WO2011030831A1 (zh) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014113557A (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Toyota Motor Corp | 排ガス除去用触媒の製造方法 |
JP6077367B2 (ja) * | 2013-04-02 | 2017-02-08 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒 |
JP6073732B2 (ja) * | 2013-04-02 | 2017-02-01 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒 |
CN106413858A (zh) | 2014-06-06 | 2017-02-15 | 克林迪塞尔技术公司 | 铑铁催化剂 |
JP6742751B2 (ja) * | 2016-02-19 | 2020-08-19 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒材料及び排ガス浄化用触媒 |
JP7062642B2 (ja) * | 2017-04-11 | 2022-05-06 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒 |
JP6990161B2 (ja) * | 2018-10-04 | 2022-02-15 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒 |
JP7386651B2 (ja) * | 2019-09-02 | 2023-11-27 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001149757A (ja) * | 1999-11-29 | 2001-06-05 | Cataler Corp | 排ガス浄化用触媒 |
JP2005152775A (ja) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Cataler Corp | 排ガス浄化用触媒の製造方法及び排ガス浄化用触媒 |
CN101053831A (zh) * | 2006-02-02 | 2007-10-17 | 马自达汽车株式会社 | 废气净化用催化剂、及用于废气净化用催化剂的复合氧化物粒子混合物的制造方法 |
CN101842321A (zh) * | 2007-10-31 | 2010-09-22 | 株式会社丰田中央研究所 | 无机混合氧化物和使用所述氧化物制得的用于排气净化的催化剂 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0675675B2 (ja) | 1986-11-04 | 1994-09-28 | トヨタ自動車株式会社 | 排気ガス浄化用触媒 |
JPH0653229B2 (ja) | 1988-03-24 | 1994-07-20 | トヨタ自動車株式会社 | 排気ガス浄化用触媒 |
JP3264697B2 (ja) * | 1991-11-27 | 2002-03-11 | 株式会社日本触媒 | 排気ガス浄化用触媒およびこれを用いてなる浄化システム |
US5948723A (en) * | 1996-09-04 | 1999-09-07 | Engelhard Corporation | Layered catalyst composite |
JP3330296B2 (ja) | 1997-01-27 | 2002-09-30 | 株式会社豊田中央研究所 | 複合酸化物担持触媒担体 |
US6348430B1 (en) * | 1997-06-20 | 2002-02-19 | Degussa Ag | Exhaust gas treatment catalyst for internal combustion engines with two catalytically active layers on a carrier structure |
GB2424196A (en) * | 2005-03-16 | 2006-09-20 | Johnson Matthey Plc | Reforming catalyst |
DE102007023979B4 (de) * | 2007-05-23 | 2009-05-07 | Umicore Ag & Co. Kg | Zweistufiges Verfahren zur Reaktivierung thermisch gealterter Stickoxid-Speicherkatalysatoren |
-
2010
- 2010-09-09 EP EP10815426.1A patent/EP2476486A4/en not_active Withdrawn
- 2010-09-09 CN CN201080040191.4A patent/CN102481548B/zh active Active
- 2010-09-09 JP JP2011530876A patent/JP5690736B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2010-09-09 WO PCT/JP2010/065541 patent/WO2011030831A1/ja active Application Filing
-
2012
- 2012-02-22 US US13/402,770 patent/US8569198B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001149757A (ja) * | 1999-11-29 | 2001-06-05 | Cataler Corp | 排ガス浄化用触媒 |
JP2005152775A (ja) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Cataler Corp | 排ガス浄化用触媒の製造方法及び排ガス浄化用触媒 |
CN101053831A (zh) * | 2006-02-02 | 2007-10-17 | 马自达汽车株式会社 | 废气净化用催化剂、及用于废气净化用催化剂的复合氧化物粒子混合物的制造方法 |
CN101842321A (zh) * | 2007-10-31 | 2010-09-22 | 株式会社丰田中央研究所 | 无机混合氧化物和使用所述氧化物制得的用于排气净化的催化剂 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2476486A1 (en) | 2012-07-18 |
US8569198B2 (en) | 2013-10-29 |
JPWO2011030831A1 (ja) | 2013-02-07 |
EP2476486A4 (en) | 2014-03-19 |
US20120149557A1 (en) | 2012-06-14 |
CN102481548A (zh) | 2012-05-30 |
JP5690736B2 (ja) | 2015-03-25 |
WO2011030831A1 (ja) | 2011-03-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102481548B (zh) | 废气净化用催化剂 | |
CN102802784B (zh) | 废气净化用催化剂、粉末材料及废气净化用催化剂的制造方法 | |
CN102448608B (zh) | 废气净化用催化剂及其制造方法 | |
CN102448606B (zh) | 废气净化用催化剂 | |
CN102256701B (zh) | 废气净化用催化剂 | |
US8454917B2 (en) | Nitrogen oxide storage catalytic converter for use in a motor vehicle in a close-coupled position | |
CN102395428B (zh) | 废气净化用催化剂及其制造方法 | |
US9827556B2 (en) | Catalyst carrier for exhaust gas purification and catalyst for exhaust gas purification | |
JP2001269578A (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
CN104722312A (zh) | 废气净化用催化剂 | |
CN102137718A (zh) | 废气净化用催化剂及其制造方法 | |
CN101293203A (zh) | 发动机尾气净化用催化剂及其制备方法 | |
CN102470363B (zh) | 废气净化用催化剂 | |
CN104602811A (zh) | 废气净化催化剂、废气净化整体式催化剂及废气净化催化剂的制造方法 | |
TW200846068A (en) | Exhaust gas purification catalyst, and catalytic honey-comb structure for exhaust gas purification | |
JPH08117601A (ja) | 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化方法 | |
WO2010110298A1 (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
CN102470349A (zh) | 废气净化用催化剂 | |
JPH09248462A (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JPH09248458A (ja) | 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化方法 | |
JPH09220470A (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JPH09253496A (ja) | 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化方法 | |
JPH07308578A (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
JP2003038936A (ja) | 排ガス浄化装置 | |
JP2005342554A (ja) | 触媒担体粒子及びその製造方法、並びに排ガス浄化触媒 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |