CN105312050A - 废气净化催化剂，其制备方法和使用该催化剂的废气净化方法 - Google Patents

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Abstract

废气净化催化剂包含氧化铝载体、二氧化硅层和活性金属颗粒。二氧化硅层在氧化铝载体的表面上形成。活性金属颗粒由铂和钯形成，铂和钯负载在二氧化硅层上。具有2.0nm或更小粒度的细粒与所有活性金属颗粒的比根据颗粒的数目为50％或更高，细粒包含在活性金属颗粒中。具有10原子％至90原子％的钯含量比的细合金颗粒与所有细粒的比根据颗粒的数目为50％或更高，细合金颗粒包含在细粒中。

Description

废气净化催化剂，其制备方法和使用该催化剂的废气净化方法
发明背景
1.发明领域
本发明涉及废气净化催化剂，其制备方法和使用该催化剂的废气净化方法。
2.相关技术描述
在相关技术中，研究了各种废气净化催化剂以净化由内燃机如柴油机或具有低比燃料消耗的贫燃发动机排出的气体中的有害组分(例如一氧化碳(CO)和烃(HC))。作为这种废气净化催化剂，提出使用各种金属氧化物作为载体的废气净化催化剂。
作为这种废气净化催化剂，例如日本专利申请公开No.2007-697(JP-2007-697A)公开了废气净化催化剂，所述催化剂包含：由金属氧化物如氧化铝形成的载体；负载在载体的孔内部的Pt、Pd、Rh等的贵金属颗粒；和由包含Al、Zr、Ce和Si的金属氧化物形成且包封或涂覆贵金属颗粒表面的聚集抑制剂。然而，在JP-2007-697A中公开的相关技术的废气净化催化剂中，在低温下对CO或HC的氧化活性未必是足够的。
另外，日本专利申请公开No.11-138008(JP11-138008A)公开了废气净化催化剂，所述催化剂包含：由结晶二氧化硅多孔体形成的载体；和负载在载体上的催化贵金属如Pt、Rh或Pd，其中载体中二氧化硅与氧化铝的摩尔比(SiO2/Al2O3)为1,000或更高，载体包含5体积％或更高的具有中孔的颗粒，载体具有其中中孔的孔径大小的峰值为4.0nm或更小的孔分布，且催化贵金属通过离子交换至少负载在中孔上。另外，日本专利申请公开No.2013-107055(JP2013-107055A)公开了用于净化废气的催化剂载体，其包含：由包含至少一种选自由Al、Ti、Zr和Ce组成的组的元素的氧化物形成的多孔体(A)；和负载在多孔体(A)上且包含至少一种选自由Ti、Fe和Al组成的组的其它元素的Si基复合氧化物颗粒(B)，其中催化剂载体在空气中在800℃下烧制5小时以后的比表面积为100m2/g或更大，且在烧制以后，具有1nm至5nm的孔半径的孔的孔体积与具有1nm至100nm的孔半径的孔的孔体积的比为8-50％。JP2013-107055A还公开了废气净化催化剂，所述催化剂包含：用于净化废气的上述催化剂载体；和负载在催化剂载体上并由至少一种选自由Pt、Pd、Rh、Ir、Au、Ag、Cu、Co、Ni、V、Nb、Mo和W组成的组的元素形成的活性金属颗粒(C)。
然而，目前，关于废气净化催化剂的要求提高，并且要求能够显示出在低温下对一氧化碳和烃足够的氧化活性的废气净化催化剂。
发明概述
做出本发明以提供能够显示出在低温下对一氧化碳和烃足够的氧化活性的废气净化催化剂；其制备方法；和使用该催化剂的废气净化方法。
本发明人发现可使用以下方法显示出在低温下对一氧化碳(CO)和烃(HC)足够的氧化活性，所述方法包括：在氧化铝载体的表面上形成二氧化硅层；将由铂和钯形成的活性金属颗粒负载在二氧化硅层的表面上；将具有特定粒度的细粒与所有活性金属颗粒的比调整为特定比；和将具有特定钯含量比的细合金颗粒与所有细粒的比调整为特定比。基于这一发现完成本发明。
根据本发明第一方面的废气净化催化剂包含氧化铝载体；在氧化铝载体表面上形成的二氧化硅层；及由铂和钯形成的活性金属颗粒，铂和钯负载在二氧化硅层上。具有2.0nm或更小粒度的细粒与所有活性金属颗粒的比根据颗粒的数目为50％或更高，细粒包含在活性金属颗粒中。具有10原子％至90原子％的钯含量比的细合金颗粒与所有细粒的比根据颗粒的数目为50％或更高，细合金颗粒包含在细粒中。
在本发明第一方面中，细粒与所有活性金属颗粒的比根据颗粒的数目可以为90％或更高。细合金颗粒与所有细粒的比根据颗粒的数目可以为80％或更高。
在本发明第一方面中，二氧化硅层的平均厚度可以为氧化铝单层的厚度的0.5倍至2.5倍。
在本发明第一方面中，活性金属颗粒的平均粒度可以为2.0nm或更小。
在本发明第一方面中，铂的负载量(就金属而言)相对于100质量份氧化铝载体可以为0.1质量份至10质量份。钯的负载量(就金属而言)相对于100质量份氧化铝载体可以为0.01质量份至5.0质量份。
根据本发明第二方面的方法为制备废气净化催化剂的方法。该方法包括：通过使用有机硅将二氧化硅负载在氧化铝载体表面上而得到包含二氧化硅层的氧化铝载体；使用铂盐和钯盐的溶液将铂和钯负载在包含二氧化硅层的氧化铝载体上；和通过在铂和钯负载于其上的氧化铝载体上进行热处理而得到根据本发明第一方面的废气净化催化剂。
根据本发明第三方面的废气净化方法包括通过使废气与根据本发明第一方面的废气净化催化剂接触而净化由内燃机排出的废气。
根据本发明各方面的废气净化催化剂可显示出在低温下对CO和HC足够高的氧化活性的原因是不清楚的。然而，本发明人认为原因如下。在本发明各方面中，二氧化硅层在氧化铝载体表面上形成，且由铂和钯形成的活性金属颗粒负载在二氧化硅层上。通过在氧化铝载体的表面上形成二氧化硅层，将载体的表面酸化。因此，氧化铝与由铂和钯形成的活性金属颗粒之间的相互作用弱化，并促进活性金属颗粒的金属化。因此，进一步改进催化活性。
另外，在本发明各方面中，具有2.0nm或更小粒度的细粒与所有活性金属颗粒的比根据颗粒的数目为50％或更高。通过使用该细活性金属颗粒，可确保低温催化活性。另外，具有10原子％至90原子％的钯含量比的细合金颗粒与所有细粒的比根据颗粒的数目为50％或更高。通过使用其中合金含量高的由铂(Pt)和钯(Pd)形成的活性金属颗粒，可进一步改进低温催化活性。本发明人认为，在本发明方面中，由于活性金属颗粒的精制与合金化之间的相互作用，废气净化催化剂上一氧化碳(CO)和烃(HC)的自我毒害(在低温下的强吸附)不可能发生；因此，可显示出在低温下对CO和HC足够高的氧化活性。
根据本发明各方面，可提供能够显示出在低温下对一氧化碳和烃足够的氧化活性的废气净化催化剂；其制备方法；和使用该催化剂的废气净化方法。
附图简述
下面参考附图描述本发明示例实施方案的特征、优点以及技术和工业重要性，其中类似的数字表示类似的元件，并且其中：
图1为显示实施例1以及对比例1和2中所得废气净化催化剂的50％CO氧化温度的图；
图2为显示实施例1以及对比例1和2中所得废气净化催化剂的50％HC氧化温度的图；
图3为显示实施例1中所得废气净化催化剂表面上一个特定区域的状态的扫描透射电子显微镜(STEM)图像；
图4为显示实施例1中所得废气净化催化剂表面上另一特定区域的状态的扫描透射电子显微镜(STEM)图像；
图5为显示对比例1中所得对比催化剂表面上一个特定区域的状态的扫描透射电子显微镜(STEM)图像；
图6为显示对比例1中所得对比催化剂表面上另一特定区域的状态的扫描透射电子显微镜(STEM)图像；
图7为显示对比例2中所得对比催化剂表面上一个特定区域的状态的扫描透射电子显微镜(STEM)图像；
图8为显示对比例2中所得对比催化剂表面上另一特定区域的状态的扫描透射电子显微镜(STEM)图像；和
图9A和9B为分别显示废气净化催化剂的结构的示意图，其中图9A为显示本发明废气净化催化剂的结构的示意图，且图9B为显示不包含二氧化硅层的废气净化催化剂的结构的示意图。
实施方案详述
下文使用其优选实施方案详细地描述本发明。
根据本发明一个实施方案的废气净化催化剂包含：氧化铝载体；在氧化铝载体表面上形成的二氧化硅层；和负载在二氧化硅层上的由铂和钯形成的活性金属颗粒，其中具有2.0nm或更小粒度的细粒与所有活性金属颗粒的比根据颗粒的数目为50％或更高，且具有10原子％至90原子％的钯含量比的细合金颗粒与所有细粒的比根据颗粒的数目为50％或更高。通过使用该废气净化催化剂，可显示出甚至在低温下对一氧化碳和烃更加足够的氧化活性。
(氧化铝载体)
在根据本发明实施方案的废气净化催化剂中，载体必须是氧化铝载体。此处，用于本发明实施方案中的“氧化铝载体”表示仅包含氧化铝的载体或者包含氧化铝作为主要组分且进一步包含在不削弱本发明效果范围内的其它组分的载体。作为其它组分，例如可使用可用于上述应用的载体中的各种其它金属氧化物或添加剂。在后一种情况下，载体中的氧化铝含量相对于100质量％的载体总质量优选为60质量％或更多，更优选80质量％或更多。当载体中的氧化铝含量小于下限时，催化活性降低。
载体中的氧化铝(Al2O3)可以为至少一种选自由勃姆石氧化铝、假勃姆石氧化铝、χ-氧化铝、κ-氧化铝、ρ-氧化铝、η-氧化铝、γ-氧化铝、假-γ-氧化铝、δ-氧化铝、θ-氧化铝和α-氧化铝组成的组的氧化铝。从耐热性角度看，优选使用α-氧化铝或γ-氧化铝，更优选具有高活性的γ-氧化铝。
另外，用作包含在载体中的其它组分的金属氧化物不特别受限，条件是它们可用于废气净化催化剂的载体中。从载体的热稳定性和催化活性的角度看，例如可适当地使用金属氧化物、金属氧化物的混合物、金属氧化物的固溶体和金属的复合氧化物，金属包括：稀土金属，例如镧(La)、钇(Y)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、钪(Sc)和钒(V)；碱金属；碱土金属；和过渡金属。另外，用作其它组分的添加剂不特别受限，条件是可用于废气净化催化剂的载体中，并且可例如适当地使用CeO2、ZrO2或CeO2-ZrO2。
另外，根据本发明实施方案的废气净化催化剂的载体的形状不特别受限，并且可以为相关领域中熟知的形状，例如环形、球形、圆柱形、颗粒形状或丸粒形状。从包含具有高分散性的状态的大量活性金属颗粒的角度看，优选载体具有颗粒形状。当载体具有颗粒形状时，载体的平均粒度优选为1.0nm至0.5μm，更优选1.5nm至0.1μm。当氧化铝颗粒的平均粒度大于上限时，贵金属颗粒可能生长。
另外，载体的比表面积不特别受限，但优选为5m2/g或更大，更优选50m2/g或更大。当比表面积小于下限时，活性金属颗粒的分散性降低，因此催化性能(低温下对CO和HC的氧化活性)降低。另外，与CO、HC等反应的活性部位的数目降低，因此不能得到在低温下对CO和HC足够高的氧化活性。比表面积可使用BET等温吸附方程式由吸附等温线计算为BET比表面积。该BET比表面积使用市售设备得到。
另外，制备载体的方法不特别受限，并可适当地采用熟知方法。另外，作为该载体，可使用市售产品。
(二氧化硅层)
接着，根据本发明实施方案的废气净化催化剂包含在氧化铝载体表面上形成的二氧化硅(SiO2)层。二氧化硅(SiO2)层的平均厚度不特别受限，但优选为氧化铝(Al2O3，氧化铝)单层的0.5倍至2.5倍，更优选0.5倍至1.5倍。当二氧化硅层的平均厚度小于下限时，载体的表面不能充分酸化，因此难以促进活性金属颗粒的金属化以及改进催化活性。另一方面，当二氧化硅层的平均厚度大于上限时，活性金属颗粒聚集。此处，用于本发明实施方案中的“在氧化铝载体表面上形成的二氧化硅(SiO2)层”表示形成以覆盖氧化铝载体的整个表面的二氧化硅(SiO2)层，或者形成以覆盖氧化铝载体表面的大部分且不覆盖在不削弱本发明效果范围内的其其余部分的二氧化硅(SiO2)层。在后一种情况下，二氧化硅(SiO2)层的覆盖率相对于氧化铝载体表面的面积优选为50％或更多，更优选80％或更多。当载体上二氧化硅(SiO2)层的覆盖率小于下限时，载体的表面不能充分酸化，且难以促进活性金属颗粒的金属化以及改善催化活性。另一方面，当载体上二氧化硅(SiO2)层的覆盖率大于上限时，活性金属颗粒过度聚集。
(活性金属颗粒)
接着，在根据本发明实施方案的废气净化催化剂中，将由铂(Pt)和钯(Pd)形成的活性金属颗粒负载在二氧化硅层上。
另外，在根据本发明实施方案的废气净化催化剂中，具有2.0nm或更小粒度的细粒与所有活性金属颗粒的比根据颗粒的数目必须为50％或更高。当细粒比低于下限时，具有高氧化活性的细粒的比降低，因此不能得到在低温下对CO和HC足够高的氧化活性。另外，从保持活性金属的分散性的角度看，在活性金属颗粒中，细粒的比优选为50％或更高，更优选80％或更高。活性金属颗粒的粒度可使用例如扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)或扫描透射电子显微镜(STEM)得到。具体而言，当活性金属颗粒的粒度使用扫描透射电子显微镜(STEM)得到时，使用例如装配有在会聚透镜上的球差矫正器(Cs-STEM)的扫描透射电子显微镜观察催化剂，从待观察的所得STEM图像中任意选择在载体上的两个或更多个具有例如10nm×10nm的尺寸的区域，得到各观察视场中活性金属颗粒的粒度，并根据数目得到细粒的比。如果颗粒的横截面不是圆形，则本文所述粒度指其最小外接圆的直径。
另外，在根据本发明实施方案的废气净化催化剂中，具有10原子％至90原子％的钯含量比的细合金颗粒与活性金属颗粒的所有细粒的比根据颗粒的数目必须为50％或更高。当细合金颗粒的比低于下限时，具有高氧化活性的细粒的比降低，因此不能得到在低温下对CO和HC足够高的氧化活性。另外，从得到合金效应的角度看，具有10原子％至90原子％的钯含量比的细合金颗粒与所有细粒的比优选为10％或更高，更优选20％或更高。钯含量比或含量可通过组成分析，使用例如EDX(能量分散X射线分光计)或SIMS(二次离子质谱仪)得到。例如，通过使用其中相关技术熟知的能量分散X射线(EDX)分光计安装在相关技术的熟知透射电子显微镜(TEM)上的TEM-EDX分光计作为测量装置，从待观察的任意区域中任意选择两个或更多个具有例如10nm×10nm的尺寸的区域，并分析测量点以得到钯含量比或含量。另外，也可使用另一方法测量钯含量比或含量，所述方法包括：将废气净化催化剂完全溶于溶解液如王水中；使用ICP(感应耦合等离子体)分析仪分析所得溶液。具体而言，例如将废气净化催化剂粉末(例如0.5g)加入王水中并在王水中分解([HNO3]:[HCl]＝1:3(体积比))，并将硫酸水溶液加入该粉末分解溶液中以将催化剂完全溶解。接着，使用ICP分析仪(例如由RigakuCorporation生产的“CIROS120EOP”)分析所得溶液。在ICP分析中，将溶液引入氩气等离子体中，测量测量目标(例如钯或铂)的发射光谱强度，溶液中测量目标金属(例如钯或铂)的浓度使用预先制备的标定曲线得到，且催化剂中测量目标金属的含量由测量目标金属的浓度计算。
另外，在根据本发明实施方案的废气净化催化剂中，由铂(Pt)和钯(Pd)形成的活性金属颗粒的负载量(就金属而言)相对于100质量份载体优选为0.5质量份至10质量份。当活性金属颗粒的负载量小于下限时，不能得到在低温下对CO和HC足够高的氧化活性。另一方面，当活性金属颗粒的负载量大于上限时，活性金属颗粒的分散度降低，且不能得到在低温下对CO和HC足够高的氧化活性。另外，从保持活性金属颗粒的高分散度的角度看，活性金属颗粒的负载量更优选为1.0质量份至8.0质量份。
另外，在根据本发明实施方案的废气净化催化剂中，活性金属颗粒的平均粒度优选为2.0nm或更小。当活性金属颗粒的平均粒度大于上限时，不能得到在低温下对CO和HC足够高的氧化活性。另外，从保持活性金属颗粒的高分散度的角度看，活性金属颗粒的平均粒度更优选为1.5nm或更小。活性金属颗粒的平均粒度可使用相关技术的熟知CO化学吸附方法得到。另外，活性金属颗粒的平均粒度可通过使用Cs-STEM观察催化剂，从所得STEM图像中任意选择10个或更多个铂颗粒，测量并将其粒度求平均值而得到。
另外，在根据本发明实施方案的废气净化催化剂中的活性金属颗粒中，Pt-Pd合金的含量相对于活性金属颗粒的总质量优选为20质量％或更高，更优选30质量％或更高。当Pt-Pd合金的含量低于下限时，不能得到在低温下对CO和HC足够高的氧化活性。
在根据本发明实施方案的废气净化催化剂的活性金属颗粒中，铂的负载量(Pt)(就金属而言相对于100质量份载体优选为0.1质量份至10质量份。当铂的负载量小于下限时，不能得到在低温下对CO和HC足够高的氧化活性。另一方面，当铂的负载量大于上限时，可能发生铂的烧结，且活性金属颗粒的分散度降低，并且不能得到在低温下对CO和HC足够高的氧化活性。另外，从确保低温催化活性的角度看，铂的负载量更优选为1.0质量份至6.0质量份。在活性金属颗粒中，铂的粒度优选为2.0nm或更小(更优选1.5nm或更小)。当粒度大于上限时，催化活性降低。另外，在活性金属颗粒中，铂的粒度可例如通过使用相关技术的熟知CO化学吸附方法或者用Cs-STEM观察STEM图像而得到。
另外，在活性金属颗粒中，钯的负载量(Pd)(就金属而言)相对于100质量份载体优选为0.01质量份至5.0质量份。当钯的负载量小于下限时，Pt颗粒过度生长。另一方面，当钯的负载量大于上限时，Pd颗粒过度生长。另外，从得到颗粒的高精制和合金化效果的角度看，钯的负载量更优选为0.5质量份至3.0质量份。该钯可作为氧化物负载。在活性金属颗粒中，钯的粒度优选为2.0nm或更小(更优选1.5nm或更小)。当粒度大于上限时，催化活性降低。另外，在活性金属颗粒中，钯的粒度可例如通过使用相关技术的熟知CO化学吸附方法或者用Cs-STEM观察STEM图像而得到。
另外，在根据本发明实施方案的废气净化催化剂中，活性金属颗粒的活性金属的分散度优选为5.0％或更高。当活性金属的分散度低于下限时，催化活性降低。另外，从确保催化活性的角度看，活性金属的分散度更优选为10.0％或更高。作为测量活性金属颗粒的分散度的方法，可使用例如由CO吸附量和活性金属颗粒的负载量得到分散度的方法。CO吸附量可例如使用气体吸附量测量装置根据CO脉冲测量方法得到。另外，活性金属颗粒的分散度(％)可使用以下方程式(1)由以上所得CO吸附量和活性金属颗粒的负载量计算。
[活性金属颗粒的分散度(％)]＝([每1g催化剂吸附的CO吸附量(摩尔)]/[每1g催化剂吸附的活性金属颗粒的负载量(摩尔)])×100(1)
另外，活性金属颗粒的分散度(％)可使用以下方程式(2)由以上所得CO吸附量和活性金属颗粒的质量计算。
[活性金属颗粒的分散度(％)]＝([每1g催化剂吸收的CO吸附量(ml)]/[每1g催化剂包含的活性金属颗粒的质量(质量％)])×100(2)
通过如上所述测量活性金属颗粒的分散度，可得到其中催化反应起作用的活性金属的活性位的比。使用活性金属颗粒的这一分散度，可测量活性金属组分(例如Pt、Pd和Pt-Pd合金)分散于废气净化催化剂中的程度。例如当活性金属颗粒的分散度值提高时，活性金属组分可以以高分散性分散于催化剂中。
图9A和9B分别为显示废气净化催化剂的结构的实施方案的示意图。图9A为显示本发明废气净化催化剂的结构的一个实施方案的示意图，其中二氧化硅层在为载体的氧化铝(Al2O3)的表面上形成(涂覆)，且为活性金属颗粒的Pt-Pd合金颗粒负载在二氧化硅层的表面上。图9B为显示不包含二氧化硅层的废气净化催化剂的结构的示意图，其中为活性金属颗粒的Pt颗粒、Pd颗粒和Pt-Pd合金颗粒负载在为载体(不存在二氧化硅层)的氧化铝(Al2O3)的表面上。
本发明废气净化催化剂的形式不特别受限。例如，废气净化催化剂可采用蜂窝状整体催化剂或丸粒型丸粒催化剂的形式。另外，废气净化催化剂可采用其中粉状催化剂置于它所在的目标位置上的形式。制备具有上述形式的废气净化催化剂的方法不特别受限，并可适当地使用熟知的方法。例如，可适当地采用将催化剂形成丸粒形状以得到丸粒型废气净化催化剂的方法，或者将催化剂基质用催化剂涂覆以得到具有其中催化剂基质被催化剂涂覆(固定)的形式的废气净化催化剂的方法。催化剂基质不特别受限。例如催化剂基质可根据所得废气净化催化剂的用途等适当地选择，优选采用整体基质、丸粒型基质、片形基质等。另外，催化剂基质的材料不特别受限。例如，优选采用由陶瓷如堇青石、碳化硅或莫来石形成的基质，或者由金属如包含铬和铝的不锈钢形成的基质。另外，根据本发明实施方案的废气净化催化剂可与其它催化剂组合使用。其它催化剂不特别受限，可适当地使用熟知的催化剂(例如氧化催化剂、NOx还原催化剂(SCR催化剂)或NOx储存还原催化剂(储存还原型NOx催化剂、NSR催化剂))。
[制备废气净化催化剂的方法]
接着，描述制备根据本发明实施方案的废气净化催化剂的方法。制备根据本发明实施方案的废气净化催化剂的方法包括：通过使用有机硅将二氧化硅负载在氧化铝载体表面上而得到包含二氧化硅层的氧化铝载体的步骤(二氧化硅层形成步骤)；使用铂盐和钯盐的溶液将铂和钯负载在包含二氧化硅层的氧化铝载体的表面上的步骤(活性金属颗粒负载步骤)；和通过在铂和钯负载于其上的氧化铝载体上进行热处理而得到根据本发明实施方案的废气净化催化剂的步骤(烧制步骤)。通过使用该方法，可制备能够显示出甚至在低温下更对一氧化碳和烃足够的氧化活性的根据本发明实施方案的废气净化催化剂。
(二氧化硅层形成步骤)
在制备根据本发明实施方案的废气净化催化剂的方法中，包含二氧化硅层的氧化铝载体通过使用有机硅将二氧化硅负载在氧化铝载体表面上(二氧化硅层形成步骤)而得到。
用于根据本发明实施方案的方法的二氧化硅层形成步骤中的氧化铝载体不特别受限。例如，可使用通过适当地使用熟知的氧化铝制备方法而得到的氧化铝或者市售氧化铝。氧化铝制备方法的实例包括通过将氨水加入硝酸铝溶液中以中和并得到沉淀物，将沉淀物在约500℃至1200℃下烧制约0.5小时至10小时，和将烧制的沉淀物干粉化而得到氧化铝的方法。氧化铝载体的形状不特别受限，可使用熟知的形状，例如环形、球形、圆柱形、颗粒形状或丸粒形状。从包含具有高分散性的状态的大量活性金属颗粒的角度看，优选载体具有颗粒形状。当载体具有颗粒形状时，载体的平均粒度优选为0.002μm至0.1μm。
接着，在根据本发明实施方案的方法的二氧化硅层形成步骤中，包含二氧化硅层的氧化铝载体通过使用有机硅将二氧化硅负载在氧化铝载体表面上而得到。
用于二氧化硅层形成步骤中的有机硅不特别受限，条件是它充当二氧化硅层的二氧化硅来源，其优选实例包括烷氧基硅烷和烷基烷氧基硅烷。在这些中，从将氧化铝载体的表面用具有目标厚度且具有稳定性能的二氧化硅层涂覆的角度看，优选导致二氧化硅通过水解反应而制备和沉淀的有机硅，优选烷氧基硅烷。
烷氧基硅烷不特别受限，其具体实例包括四甲氧基硅烷[Si(OCH3)4]、Si(OC2H5)、四乙氧基硅烷[Si(OC2H5)4，TEOS]、四丙氧基硅烷[Si(OC3H7)4]和四丁氧基硅烷[Si(OC4H9)4]。另外，烷氧基硅烷的其它实例包括各种烷基烷氧基硅烷，例如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷。在这些中，从容易控制水解反应和二氧化硅的量以及促进目标二氧化硅层的均匀分散和沉淀的角度看，更优选四乙氧基硅烷(TEOS)。另外，溶剂不特别受限，其实例包括水(优选纯水如离子交换水或蒸馏水)，和醇如乙醇。另外，在水解中，可适当地加入各种添加剂，包括碱如氨(水)、结构控制剂如表面活性剂和聚集抑制剂。
另外，在二氧化硅层形成步骤中使用有机硅将二氧化硅负载在氧化铝载体的表面上的方法不特别受限，其实例包括使用有机硅化合物等的水解方法、溶胶-凝胶方法和溶解-再沉淀方法。在这些中，从容易在氧化铝载体的表面上形成(优选涂覆或覆盖)具有目标厚度且具有稳定性能的二氧化硅层的角度看，优选使用有机硅化合物等的水解方法。
具体而言，当使用有机硅化合物等的水解方法用作使用有机硅将二氧化硅负载在氧化铝载体表面上的方法时，首先制备氧化铝颗粒分散体，例如包含氧化铝颗粒的水分散体或醇悬浮液。接着，将二氧化硅来源如四乙氧基硅烷化合物或二氧化硅来源分散体如包含二氧化硅来源的醇溶液加入氧化铝颗粒分散体中以将硅烷化合物水解。将溶液在水解反应期间搅拌。在水解反应完成以后，使处理沉淀物经受各种处理，例如过滤、洗涤、干燥和烧制。氧化铝颗粒分散体和二氧化硅来源分散体的上述添加顺序可以是相反的。另外，在硅烷化合物的水解反应中，可使用任一种方法，方法包括：调整如上所述二氧化硅来源和氧化铝载体(或其前体颗粒)的分散体，然后将硅烷化合物在该分散体中水解的方法；和预先将两种分散体各自水解，然后将两种分散体相互混合的方法。另外，在上述实例中，氧化铝载体由颗粒状氧化铝如氧化铝颗粒形成，并且在氧化铝载体上形成二氧化硅层。然而，当二氧化硅层在具有环形、球形、圆柱形、颗粒形状或丸粒形状的氧化铝载体上形成时，二氧化硅层可通过使具有上述形状的氧化铝载体与预先制备的二氧化硅来源分散体接触而在氧化铝载体的表面上形成。通过上述处理操作，预定量的二氧化硅层可在氧化铝载体的表面上形成。(活性金属颗粒负载步骤)
接着，在制备根据本发明实施方案的废气净化催化剂的方法中，使用铂盐和钯盐的溶液将铂(Pt)和钯(Pd)负载在二氧化硅层形成步骤中得到的其表面上包含二氧化硅层的氧化铝载体上(活性金属颗粒负载步骤)。
用于根据本发明实施方案的方法的活性金属颗粒负载步骤中的铂盐和钯盐的溶液不特别受限。铂盐的实例包括铂(Pt)的乙酸盐、碳酸盐、硝酸盐、铵盐和柠檬酸盐及其络合物。钯盐不特别受限，其实例包括钯(Pd)的乙酸盐、碳酸盐、硝酸盐、铵盐和柠檬酸盐及其络合物。另外，溶剂不特别受限，其实例包括铂盐和钯盐可电离溶于其中溶剂，例如水(优选纯水如离子交换水或蒸馏水)。另外，作为铂盐和钯盐的溶液，可使用包含铂盐和钯盐的混合溶液。铂盐和钯盐的溶液的浓度不特别受限。为了负载作为细粒的活性金属，所用溶剂(例如水)的量优选为载体的量的20倍至40倍，更优选30倍至40倍。
另外，使用铂盐和钯盐的溶液将铂(Pt)和钯(Pd)负载在载体上的方法不特别受限，可适当地采用熟知的方法，熟知方法包括：将载体用铂盐和钯盐的溶液浸渍的方法；和导致铂盐和钯盐的溶液吸附并负载在载体上的方法。作为使载体(例如通过浸渍或吸附)与铂盐和钯盐的溶液接触的方法，可使用任一种方法，方法包括：单独地制备包含铂盐的溶液和包含钯盐的溶液，使载体与包含铂盐的溶液(或者包含钯盐的溶液)接触，然后使载体与为另一盐溶液的包含钯盐的溶液(或者包含铂盐的溶液)接触的方法；和同时使载体与包含铂盐的溶液和包含钯盐的溶液(其可以为包含铂盐和钯盐的溶液)接触的方法。
另外，当铂盐和钯盐的溶液负载在载体上时，在铂盐和钯盐的溶液中负载在氧化铝颗粒上的铂和钯的负载量(就金属而言)相对于100质量份载体优选为0.1质量份至15质量份，更优选1.0质量份至12质量份。当铂和钯的负载量小于下限时，催化活性是不足的。另一方面，当铂和钯的负载量大于上限时，发生活性金属颗粒的烧结。从确保催化活性的角度看，铂的负载量(就金属而言)相对于100质量份载体优选为0.1质量份至10质量份，更优选1.0质量份至8.0质量份。另外，从得到活性金属颗粒的精制和合金化效果的角度看，钯的负载量(就金属而言)相对于100质量份载体优选为0.1质量份至5.0质量份，更优选0.5质量份至4.0质量份。
另外，将活性金属颗粒负载在载体上，然后任选干燥。具体干燥方法不特别受限，可适当地采用熟知的方法。例如，可采用自然干燥方法、蒸发干燥方法和使用旋转式蒸发器或风干机的干燥方法。干燥温度和干燥时间不特别受限，并且可根据所需设计等适当地选择。例如，干燥可在80℃至150℃的温度范围内进行2小时至48小时。在一些情况下，干燥可通过在下一步骤中加热进行而不进行干燥步骤。
(烧制步骤)
接着，在制备根据本发明实施方案的废气净化催化剂的方法中，根据本发明实施方案的废气净化催化剂通过在活性金属颗粒负载步骤(烧制步骤)中得到的铂和钯负载于其上的氧化铝载体(活性金属颗粒负载载体)上进行热处理而得到。
在制备根据本发明实施方案的废气净化催化剂的方法的烧制步骤中，优选将铂和钯负载于其上的载体(活性金属颗粒负载载体)在400℃至800℃的温度范围内烧制。当烧制温度低于下限时，所得烧结压制体不能显示出在低温下对CO和HC足够高的氧化活性。另一方面，当烧制温度高于上限时，载体颗粒过度生长。从确保催化活性的角度看，烧制温度更优选为400℃至600℃的温度范围内。另外，烧制(加热)时间优选为3小时至20小时，更优选4小时至15小时，但它取决于烧制温度而改变。另外，烧制步骤中的气氛不特别受限，但优选为空气或者惰性气体如氮气(N2)。
[废气净化方法]
接着描述根据本发明一个实施方案的废气净化方法。根据本发明实施方案的废气净化方法包括：通过使废气与根据本发明实施方案的废气净化催化剂接触而净化由内燃机排出的废气。
在根据本发明实施方案的废气净化方法中，使废气与废气净化催化剂接触的方法不特别受限，可适当地使用熟知的方法。例如，可采用一种方法，所述方法包括：通过将废气净化催化剂置于的废气管道(从内燃机排出的气体流过该管道)内而使从内燃机排出的废气与根据本发明实施方案的废气净化催化剂接触。
用于根据本发明实施方案的废气净化方法中的根据本发明实施方案的废气净化催化剂显示出甚至在低温下对一氧化碳(CO)和烃(HC)足够的氧化活性。因此，通过使根据本发明实施方案的废气净化催化剂与由内燃机如柴油机排出的废气接触，可将废气中的CO和HC充分净化。从这一角度看，可适当地采用根据本发明实施方案的废气净化方法，例如作为净化由内燃机如柴油机排出的废气中的CO和HC的方法。
下文使用实施例和对比例更详细地描述本发明，但不限于以下实施例。
(实施例1)
首先将20g氧化铝粉末(“MI307”，由W.R.Grace&Co.-Conn.生产，比表面积：100m2/g，平均粒度：10nm)加入200ml蒸馏水中并将所得溶液加热并在50℃下搅拌30分钟。因此，得到氧化铝粉末分散体。
接着将Si(OC2H5)(23.3g)加入所得氧化铝粉末分散体中并搅拌10分钟。加入NH3(28％，5ml)水溶液并搅拌30分钟。另外将所得溶液在110℃下加热并搅拌以蒸发至干燥。因此，得到凝结材料(蒸发干燥)。接着，将所得凝结材料在空气中在500℃和5小时的条件下加热并烧制。因此，得到氧化铝粉末表面上包含二氧化硅层的SiO2-Al2O3载体。SiO2-Al2O3载体的SiO2层的平均厚度为氧化铝单层厚度的0.67倍。
接着将20g的所得表面上包含二氧化硅层的氧化铝载体加入二硝基二胺硝酸铂水溶液(0.05摩尔/升)和硝酸钯水溶液(0.05摩尔/升)的混合溶液中。将混合溶液浸渍并负载在氧化铝载体上，使得相对于100质量％氧化铝粉末，铂的负载量为1.0质量％且钯的负载量为0.5质量％。将所得溶液加热并在110℃下搅拌300分钟以蒸发至干燥。因此，得到凝结材料(蒸发干燥)。接着，将所得凝结材料在空气中在550℃和5小时的条件下加热和烧制。接着将所得烧制材料压力成型并粉化。因此，得到具有0.5mm至1mm的直径的丸粒型废气净化催化剂。
(对比例1)
将二硝基二胺硝酸铂水溶液(0.05摩尔/升)和硝酸钯水溶液(0.05摩尔/升)的混合溶液浸渍并负载在20g市售氧化铝粉末(“MI307”，由W.R.Grace&Co.-Conn.生产，比表面积：100m2/g，平均粒度：10nm)上，使得相对于100质量％氧化铝粉末，铂的负载量为1.0质量％且钯的负载量为0.5质量％。将所得溶液加热并在110℃下搅拌300分钟以蒸发至干燥。因此，得到凝结材料(蒸发干燥)。接着，将所得凝结材料在空气中在550℃和5小时的条件下加热和烧制。接着将所得烧制材料压力成型并粉化。因此，得到具有0.5mm至1mm的直径的丸粒型对比催化剂。
(对比例2)
将二硝基二胺硝酸铂水溶液(0.05摩尔/升)和硝酸钯水溶液(0.05摩尔/升)的混合溶液浸渍并负载在20g市售二氧化硅粉末(“90G”，由NipponAerosilCo.，Ltd.生产，比表面积：90m2/g，平均粒度：12nm)上，使得相对于100质量％二氧化硅粉末，铂的负载量为1.0质量％且钯的负载量为0.5质量％。将所得溶液加热并在110℃下搅拌300分钟以蒸发至干燥。因此，得到凝结材料(蒸发干燥)。接着，将所得凝结材料在空气中在550℃和5小时的条件下加热和烧制。接着将所得烧制材料压力成型并粉化。因此，得到具有0.5mm至1mm的直径的丸粒型对比催化剂。
<催化活性评估试验>
关于实施例1中所得废气净化催化剂以及对比例1和2中所得对比催化剂，测量各催化剂的氧化性能。
首先使用固定床流动反应器(由BestSokki，Ltd.生产)，进行以下处理(预处理)，其中：将具有15mm内径的石英反应管用所得丸粒型催化剂试样填充；将流入催化剂中的输入气体的温度以10℃/min的升温速率提高至300℃，同时将包含CO2(10体积％)、O2(10体积％)、CO(800ppm)、C3H6(400ppmC)、NO(100ppm)、H2O(5体积％)和N2(余量)的模拟气体以根据N2为7L/min的流速供入催化剂中；将石英反应管在300℃下加热5分钟，然后冷却直至催化剂的床温度(流入催化剂中的输入气体的温度)为100℃。
接着，在处理以后，将流入催化剂中的输入气体的温度以10℃/min的升温速率从100℃提高至500℃，同时将模拟气体以根据N2为7L/min的流速供入催化剂中。在该温度升高期间，使用连续气体分析仪测量由催化剂排放的气体(在与催化剂接触以后从石英反应管中排出的气体)的CO浓度，并由模拟气体中的CO浓度和排放气体中的CO浓度计算CO转化(氧化)比。此时，CO转化(氧化)比达到50％时的温度作为50％CO氧化温度(℃)得到。同样，HC(C3H6)转化(氧化)比达到50％时的温度作为50％HC氧化温度(℃)得到。
所得结果显示于图1和2中。图1为显示实施例1中所得废气净化催化剂以及对比例1和2中所得对比催化剂的50％CO氧化温度的图。图2为显示实施例1中所得废气净化催化剂以及对比例1和2中所得对比催化剂的50％HC氧化温度的图。
如从图1和2中所示结果中清楚地看出，证明实施例1的废气净化催化剂显示出在50％CO氧化温度和50％HC氧化温度下的高CO氧化活性和高HC氧化活性。
<STEM观察试验>
关于实施例1中所得废气净化催化剂以及对比例1和2中所得对比催化剂，在以下条件下使用装配有球差矫正器的扫描透射电子显微镜(Cs-STEM，Hitachi，Ltd.生产的“HD-2700”)观察各催化剂试样。
[观察条件]
电子枪：热场发射型
加速电压：最大200kV
晶格分辨率(晶格象)：0.1nm
点分辨率(颗粒象)：0.19nm
STEM分辨率：0.2nm
放大倍数：150,000,000倍(可变化至用于测量的合适放大倍数)
X射线检测器立体角：0.24sr(单位sr表示球面度；面积等于半径的平方的一部分表面所对的球中心的立体角)。
图3-8为由扫描透射电子显微镜法得到的各催化剂材料的扫描透射电子显微镜(STEM)图像。
图3和4为实施例1中所得废气净化催化剂的STEM图像。证明：在图3和4中，所有白点为Pt-Pd颗粒，被白线围绕的区域为Pt-Pd颗粒；并且存在具有2.0nm或更小的粒度的Pt-Pd颗粒。另外，从STEM图像中任意选择具有200nm×260nm的尺寸的区域，并且详细地检查存在于该区域中的所有金属颗粒。在该检查中，所有金属颗粒为作为活性金属颗粒的Pt-Pd合金颗粒，且金属颗粒的数目为196。另外，在所有活性金属颗粒中，具有2.0nm或更小的粒度的细粒(Pt-Pd细粒)的数目为191，且细粒与所有活性金属颗粒的比(根据颗粒的数目)为97.4％。另外，从191个细粒中任意选择20个细粒，并详细检查任意选择的20个细粒。在该检查中，具有10原子％至90原子％的钯含量比的细合金颗粒与20个细粒的比(根据颗粒的数目；％)为90.0％(具有10原子％至30原子％的钯含量比的细合金颗粒与20个细粒的比也为90.0％)。
图5和6为对比例1中所得对比催化剂的STEM图像。证明：在图5和6中，白点是包含Pt颗粒、Pd颗粒和Pt-Pd合金颗粒的金属颗粒，被白线围绕的区域为Pt-Pd颗粒；且存在包含Pt颗粒、Pd颗粒和Pt-Pd合金颗粒的活性金属颗粒。另外从STEM图像中任意选择具有200nm×260nm的尺寸的区域，并详细检查存在于该区域中的所有金属颗粒。在该检查中，金属颗粒的总数为32(所有金属颗粒为活性金属颗粒)，在所有活性金属颗粒中具有2.0nm或更小粒度的细粒的数目为4，且细粒与所有活性金属颗粒的比(根据颗粒的数目)为12.5％。另外，详细检查4个具有2.0nm或更小粒度的细粒。在该检查中，具有10原子％至90原子％的钯含量比的细合金颗粒与4个细粒的比(根据颗粒的数目；％)为0.0％(具有10原子％的钯含量比的细合金颗粒与4个细粒的比也为0.0％)。
图7和8为对比例2中所得对比催化剂的STEM图像。证明：在图7和8中，白点为包含Pt颗粒、Pd颗粒和Pt-Pd合金颗粒的金属颗粒；且存在包含Pt颗粒、Pd颗粒和Pt-Pd合金颗粒的活性金属颗粒。另外，从STEM图像中任意选择具有200nm×260nm的尺寸的区域，并详细检查存在于该区域中的所有金属颗粒。在该检查中，金属颗粒的总数为64(所有金属颗粒为活性金属颗粒)，所有活性金属颗粒中具有2.0nm或更小粒度的细粒的数目为5，且细粒与所有活性金属颗粒的比(根据颗粒的数目)为7.8％。另外，详细检查5个具有2.0nm或更小粒度的细粒。在该检查中，具有10原子％至90原子％的钯含量比的细合金颗粒与5个细粒的比(根据颗粒的数目；％)为20.0％(具有10原子％至20原子％的钯含量比的细合金颗粒与5个细粒的比也为20.0％)。
关于实施例1中所得废气净化催化剂以及对比例1和2中所得对比催化剂，得到所有活性金属颗粒的数目，所有活性金属颗粒中具有2nm或更小的粒度的细粒的数目，细粒(具有2nm或更小的粒度)与所有活性金属颗粒的比(根据颗粒的数目；％)，和具有10原子％至90原子％的钯含量比的细合金颗粒与所有细粒的比(根据颗粒的数目；％)，其结果显示于表1中。
[表1]
另外，得到在实施例1中任意选择的20个细粒的粒度(nm)和钯含量比(原子％)，其结果显示于表2中。表2中的颗粒编号1-6至1-17分别相当于图3和4中的颗粒编号18-6至18-17。图3和4中省去颗粒编号18-1至18-5和颗粒编号18-18至18-20。
[表2]
颗粒编号 粒度(nm) 钯含量比(原子％)
1-1 1.90 21.66
1-2 1.80 10.90
1-3 2.00 27.48
1-4 1.80 20.71
1-5 1.70 12.16
1-6 0.70 2.03
1-7 1.50 10.82
1-8 0.80 12.56
1-9 1.50 10.42
1-10 0.80 10.01
1-11 1.50 14.01
1-12 1.70 10.34
1-13 0.80 13.14
1-14 1.90 13.22
1-15 1.40 10.69
1-16 0.80 16.28
1-17 1.30 5.21
1-18 1.80 10.56
1-19 1.60 21.30
1-20 1.60 12.39
另外，得到对比例1中所得细粒的粒度(nm)和钯含量比(原子％)，其结果显示于表3中。表3中的颗粒编号C1-1至C1-4分别相当于图6中的颗粒编号17-18至17-21。
[表3]
颗粒编号 粒度(nm) 钯含量比(原子％)
C1-1 1.00 0.00
C1-2 1.00 0.64
C1-3 1.00 5.76
C1-4 1.00 1.05
另外，得到对比例2中所得细粒的粒度(nm)和钯含量比(原子％)，其结果显示于表4中。图7和8中省去了表4中的颗粒编号C2-1至C2-5。
[表4]
颗粒编号 粒度(nm) 钯含量比(原子％)
C2-1 1.00 5.04
C2-2 1.40 6.54
C2-3 1.50 7.72
C2-4 1.00 2.35
C2-5 1.30 14.16
<Pt-Pd合金的平均粒度的测量>
关于实施例1中所得废气净化催化剂以及对比例1和2中所得对比催化剂，使用CO化学吸附方法得到活性金属颗粒(Pt-Pd合金、Pt或Pd)的平均粒度。所得结果显示于表5中。
<CO吸附量的测量>
实施例1中所得废气净化催化剂以及对比例1和2中所得对比催化剂的CO吸附量使用以下CO脉冲测量方法得到。
即，首先将各个所得催化剂试样放在测试气体管道中从气流的上游侧至下游侧为54.5cm的长度的区域(中间部分)中，测试气体管具有1.1cm的内径和100cm的长度。接着，在1,000℃的温度下，将包含H2(2体积％)、CO2(10体积％)、H2O(3体积％)和N2(余量)的富气体和包含O2(1体积％)、CO2(10体积％)、H2O(3体积％)和N2(余量)的贫气体基于一分钟交替地供入，以便以每0.3g丸粒催化剂试样200ml/min的流速流动。该处理继续50小时以进行耐久性试验。
接着，在耐久性试验以后，将丸粒催化剂试样以0.03g、0.04g和0.05g的三个量称重，并将各个量的丸粒催化剂试样放在气体吸附量测量装置(“R6015”，由OhkurarikenCo.，Ltd.生产)的测量管内。将测量管的内部用O2(100体积％)的气氛填充，加热至400℃40分钟，并在400℃下保持15分钟。接着，将各测量管的内部气氛用He(100体积％)气氛取代并在400℃下保持40分钟。接着将各测量管的内部气氛用H2(100体积％)气氛取代并在400℃下保持15分钟。接着将各测量管的内部气氛用He(100体积％)气氛取代并在400℃下保持15分钟。然后将测量管自然冷却至50℃，同时保持在He(100体积％)气氛下。接着，在He(100体积％)气氛中保持50℃(恒定)的温度时，将CO以1.0μmol/pulse脉冲经过各个量的催化剂，直至吸附是饱和的(吸附温度：50℃)。使用导热率检测器(TCD)检测未吸附在催化剂上的一部分脉冲CO的量，并由吸附饱和时的脉冲数目和TCD面积测量各个量的催化剂的CO吸附量。接着，如上所述所得三个量的催化剂的CO吸附量的平均值计算为“CO吸附量”。所得结果显示于表5中。
<活性金属颗粒的分散度的测量>
另外，使用以下方程式(3)由以上所得CO吸附量和活性金属颗粒的质量计算活性金属颗粒的分散度(％)。所得结果显示于表5中。
[活性金属颗粒的分散度(％)]＝([吸附的CO吸附量(ml)每1g催化剂]/[包含的活性金属颗粒的质量(质量％)每1g催化剂])×100(3)
[表5]
如从表5中实施例1的结果与对比例1和2的结果之间的对比清楚地看出，发现在实施例1的废气净化催化剂中，活性金属颗粒(Pt-Pd合金)的分散度是高的。
从以上结果中发现根据本发明实施方案的废气净化催化剂显示出甚至在低温下对一氧化碳和烃足够的氧化活性。
如上文所述，根据本发明实施方案，可提供能够显示出在低温下对一氧化碳和烃足够的氧化活性的废气净化催化剂。这样，根据本发明实施方案的废气净化催化剂可显示出在低温下对CO和HC足够高的氧化活性。因此，通过使由内燃机如柴油机排出的废气与根据本发明实施方案的废气净化催化剂接触，可将废气中的CO和HC充分净化。从这一角度看，根据本发明实施方案的废气净化方法可适当地用作例如净化由内燃机如柴油机排出的废气中的CO和HC的方法。因此，根据本发明实施方案的废气净化催化剂，其制备方法和使用该催化剂的废气净化方法分别特别用作例如用于净化由内燃机如柴油机排出的废气中的CO和HC的废气净化催化剂，其制备方法和使用该催化剂的废气净化方法。

Claims (7)

1.废气净化催化剂，其特征在于包含：
氧化铝载体；
在氧化铝载体表面上形成的二氧化硅层；和
由铂和钯形成的活性金属颗粒，铂和钯负载在二氧化硅层上，其中：
具有2.0nm或更小粒度的细粒与所有活性金属颗粒的比根据颗粒的数目为50％或更高，细粒包含在活性金属颗粒中，且
具有10原子％至90原子％的钯含量比的细合金颗粒与所有细粒的比根据颗粒的数目为50％或更高，细合金颗粒包含在细粒中。
2.根据权利要求1的废气净化催化剂，其中：
细粒与所有活性金属颗粒的比根据颗粒的数目为90％或更高，且
细合金颗粒与所有细粒的比根据颗粒的数目为80％或更高。
3.根据权利要求1或2的废气净化催化剂，其中：
二氧化硅层的平均厚度为氧化铝单层的厚度的0.5倍至2.5倍。
4.根据权利要求1-3中任一项的废气净化催化剂，其中：
活性金属颗粒的平均粒度为2.0nm或更小。
5.根据权利要求1-4中任一项的废气净化催化剂，其中：
铂的负载量就金属而言，相对于100质量份氧化铝载体为0.1质量份至10质量份，且
钯的负载量就金属而言，相对于100质量份氧化铝载体为0.01质量份至5.0质量份。
6.制备废气净化催化剂的方法，其特征在于包括：
通过使用有机硅将二氧化硅负载在氧化铝载体表面上而得到包含二氧化硅层的氧化铝载体；
使用铂盐和钯盐的溶液将铂和钯负载在包含二氧化硅层的氧化铝载体上；和
通过在铂和钯负载于其上的氧化铝载体上进行热处理而得到根据权利要求1-5中任一项的废气净化催化剂。
7.废气净化方法，其特征在于包括：
通过使废气与根据权利要求1-5中任一项的废气净化催化剂接触而净化从内燃机排出的废气。
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