專利名稱::廢氣凈化催化劑及其制造方法
技術(shù)領域:
:本發(fā)明涉及廢氣凈化催化劑(exhaustgaspurifyingcatalyst)及其制造方
背景技術(shù):
:目前,貴金屬例如鉑(Pt)、銠(Rh)和鈀(Pd)作為三元催化劑的催化劑活性成分是已公知的,所述三元催化劑能夠同時凈化廢氣中所含的一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)和氮氧化物(Na)。另外,這些貴金屬承載在例如氧化物載體(例如氧化鋁、氧化鋯和二氧化鈦)上的廢氣凈化催化劑是已公知的。如下形成所述廢氣凈化催化劑將所述廢氣凈化催化劑涂覆在堇青石等制成的蜂窩基體的內(nèi)壁表面上,并對從內(nèi)燃機引入所述蜂窩基體的廢氣進行凈化。另外,作為廢氣凈化催化劑,為提高催化性能,向其中添加助催化劑成分。所述助催化劑成分為例如過渡金屬的氧化物。添加助催化劑成分以使其接觸或接近作為催化劑活性成分的貴金屬粒子,由此發(fā)揮作為活性部位的作用,從而可提高催化活性。近年來,在汽油發(fā)動機排量提高以及高速行駛增加的背景下,汽車廢氣的溫度日趨升高。另外,在這種發(fā)動機起動時,為了將蜂窩基體的溫度快速升高到廢氣凈化催化劑能夠凈化廢氣的溫度,將其中形成有廢氣凈化催化劑的蜂窩基體直接置于發(fā)動機下。由此可見,廢氣凈化催化劑已開始在比以往高的溫度范圍內(nèi)使用。常規(guī)的催化劑在實際廢氣中的耐久性差,并且在一些情況下,由于高溫,在貴金屬自身當中發(fā)生晶粒(grain)生長,從而降低了所述貴金屬的活性。在添加有助催化劑成分的廢氣凈化催化劑中,將助催化劑成分置于貴金屬粒子周圍,從而可通過過渡金屬或過渡金屬化合物抑制貴金屬粒子周圍的氣氛變化。由此可見,已嘗試提高貴金屬粒子在實際廢氣中的耐久性(參考特開H8-131830號公IW1996年出版)、特開平2005-000829號公報、2005-000830號公報和2003-117393號公報)。應當注意的是,根據(jù)所述公報披露的這些方法,除提高貴金屬粒子的耐久性之外,還可期待提高貴金屬粒子的活性。
發(fā)明內(nèi)容然而,在采用普通浸漬法制造助催化劑成分置于貴金屬粒子周圍的廢氣凈化催化劑時,貴金屬粒子和助催化劑成分在制造過程中易于凝聚。因而,造成助催化劑成分粒子易于熱凝聚的狀態(tài)。由此可見,難以期待催化劑耐久性和活性的提高。另外,當在廢氣凈化催化劑中貴金屬粒子承載在氧化鋁(廣泛用作金屬氧化物載體)上時,貴金屬粒子在高溫氣氛下移動并相互接觸,從而使得貴金屬粒子凝聚。另外,由于過渡金屬化合物易于固溶在氧化鋁中,所以僅僅通過將過渡金屬化合物置于貴金屬粒子周圍,難以獲得提高貴金屬粒子活性的效果。此外,當在廢氣凈化催化劑中承載貴金屬粒子的氧化鋁被氧化鈰(Ce02)包封時,盡管貴金屬粒子的移動得以抑制,但由于氧化鈰的耐久性差,所以使得高溫下催化活性下降。因而,難以提高催化劑的耐久性和活性。本發(fā)明的廢氣凈化催化劑包括貴金屬粒子;第一化合物,其與貴金屬粒子接觸并抑制貴金屬粒子的移動;以及第二化合物,其包封貴金屬粒子和第一化合物,抑制貴金屬粒子的移動并抑制第一化合物相互接觸之后的凝聚,其中第一化合物承載貴金屬粒子,并且承載貴金屬粒子的第一化合物的單體(singlepiece)或聚集體包含在被第二化合物彼此隔開的區(qū)域中,并且第一化合物為包含稀土元素的復合物。另外,本發(fā)明的廢氣凈化催化劑的制造方法包括預先燒結(jié)第一化合物,然后將貴金屬粒子承載于所述第一化合物之上;對承載貴金屬粒子的第一化合物進行研磨;在承載貴金屬粒子的經(jīng)研磨的第一化合物的周圍,形成第二化合物。結(jié)合附圖,在本發(fā)明實施方案的詳細說明中,本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)勢將更加充分地顯現(xiàn),其中圖1為本發(fā)明實施方案的廢氣凈化催化劑構(gòu)造的示意圖;圖2A和2B為顯示本發(fā)明的廢氣凈化催化劑實例的金屬結(jié)構(gòu)圖;圖3為顯示D2/D1與HC轉(zhuǎn)化率達到50%時的溫度的關(guān)系圖;圖4為顯示本發(fā)明的催化劑粉末的結(jié)構(gòu)顯^t圖;圖5為顯示貴金屬粒徑與貴金屬表面積的關(guān)系圖;圖6為顯示貴金屬粒徑與貴金屬原子數(shù)的關(guān)系圖;圖7為顯示D2/D3與貴金屬粒子表面積的關(guān)系圖。具體實施例方式以下將利用附圖對本發(fā)明的廢氣凈化催化劑的實施方案進行說明。圖1為本發(fā)明實施方案的廢氣凈化催化劑的示意圖。圖1所示實施方案的廢氣凈化催化劑包括具有催化活性的貴金屬粒子1;第一化合物2,其與貴金屬粒子1接觸并抑制貴金屬粒子1的移動;以及第二化合物3,其包封貴金屬粒子1和第一化合物2,抑制貴金屬粒子1的移動并抑制第一化合物2相互接觸之后的凝聚。另外,在承載貴金屬粒子1的第一化合物2周圍形成第二化合物,從而使得承載貴金屬粒子1的第一化合物2單體或多個第一化合物2的聚合體包含在被第二化合物3彼此隔開的區(qū)域內(nèi)。在圖1所示實施方案的廢氣凈化催化劑中,如上所述,第一化合物2接觸并承載貴金屬粒子l。如上所述,第一化合物2承載貴金屬粒子1,從而使第一化合物2與貴金屬粒子1化學結(jié)合。因而,第一化合物2起到貴金屬粒子1固著體(anchormember)的作用,并抑制貴金屬粒子1的移動。如上所述對貴金屬粒子1移動的這種化學抑制有助于抑制貴金屬粒子1的凝聚。另外,該實施方案的廢氣凈化催化劑具有承載貴金屬粒子1的第一化合物2被第二化合物3覆蓋并包封于其中的形式。由此可見,第二化合物3從物理上抑制貴金屬粒子1的移動。如上所述對貴金屬粒子1移動的這種物理抑制有助于抑制貴金屬粒子1的凝聚。此外,在被第二化合物3隔開的區(qū)域中,包含包封于其中的貴金屬粒子1和第一化合物2,從而抑制第一化合物2在被第二化合物3隔開的區(qū)域之外相互接觸和凝聚。如上所述對第一化合物2凝聚的這種抑制有助于抑制承載在第一化合物2上的貴金屬粒子的移動。由此可見,在本發(fā)明的廢氣凈化催化劑中,在不增加制造成本和環(huán)境負擔的情況下抑制了貴金屬粒子1的凝聚,因此可避免貴金屬粒子1凝聚所造成的催化活性下降。另外,第二化合物3可抑制作為助催化劑的第一化合物2的凝聚。此外,在貴金屬粒子1和第二化合物之間建立合適的位置關(guān)系,從而可保持第一化合物2產(chǎn)生的提高貴金屬粒子l活性的效果。在本發(fā)明的廢氣凈化催化劑中,包含稀土元素的復合物可用作第一化合物2。將包含稀土元素的復合物用作能夠作為固著體抑制貴金屬粒子1移動和凝聚的第一化合物2,從而使第一化合物2能夠顯示出與貴金屬粒子1的高度親合性,因而,可有效抑制貴金屬粒子1從第一化合物2移向第二化合物3。因此,使貴金屬粒子l穩(wěn)定在第一化合物2上,即使在高溫廢氣條件下也不向第二化合物3移動,并且還抑制了貴金屬粒子的凝聚,從而可使貴金屬粒徑保持為約幾納米。由于這種使貴金屬穩(wěn)定并使貴金屬粒徑保持納米級的作用,催化劑的耐久性可得以提高,因而在廢氣耐久性試驗之后仍可保持良好的催化性能。在廢氣耐久性試驗之后仍可保持良好催化性能的事實使得能夠以比以往低的貴金屬量實現(xiàn)汽車廢氣凈化催化劑所要求的催化活性,因而,與以往相比,可更大程度地減少廢氣凈化催化劑中的貴金屬用量。如上所述,使用包含稀土元素的復合物作為第一化合物2,從而抑制貴金屬粒子l從第一化合物2移向第二化合物3,并抑制貴金屬粒子1的凝聚。無需明確其詳細原因,然而可認為原因在于通過將這種具有大量表面氧的稀土元素化合物用于第一化合物2,在第一化合物2和貴金屬粒子1之間插入表面氧的同時,第一化合物2與貴金屬粒子1形成強共價結(jié)合。在本發(fā)明的廢氣凈化催化劑中,第一化合物2為包含堿金屬和堿土金屬中至少一種以及稀土元素的復合物是合適的。將包含堿金屬和堿土金屬中至少一種以及稀土元素的復合物用作能夠作為固著體抑制貴金屬粒子1移動和凝聚的第一化合物2,從而使第一化合物2能夠顯示出與貴金屬粒子1的高度親合性,因而可有效抑制貴金屬粒子1從第一化合物2移向第二化合物3。因此,貴金屬粒子l穩(wěn)定在第一化合物2上,即使在高溫廢氣條件下也不向第二化合物3移動,并且還抑制了貴金屬粒子1的凝聚,從而可使貴金屬粒徑保持為約幾納米。由于這種使貴金屬穩(wěn)定并使貴金屬粒徑保持納米級的作用,催化劑的耐久性可得以提高,因而在廢氣耐久性試驗之后仍可保持良好的催化性能。在廢氣耐久性試驗之后仍可保持良好催化性能的事實使得能夠以比以往低的貴金屬量實現(xiàn)汽車廢氣凈化催化劑所要求的催化活性,因而,與以往相比,可更大程度的減少廢氣凈化催化劑中的貴金屬用量。如上所述,使用包含堿金屬和堿土金屬中至少一種以及稀土元素的復合物作為第一化合物2,從而抑制貴金屬粒子1從第一化合物2移向第二化合物3,并抑制貴金屬粒子1的凝聚。無需明確其詳細原因,然而可認為原因在于由于將這種具有大量表面氧的稀土元素化合物施用于第一化合物2,在第一化合物2和貴金屬粒子1之間插入表面氧的同時,第一化合物2與貴金屬粒子1形成強共價結(jié)合。另外,可認為原因在于由于第一化合物2中包含易放出電子的堿性堿金屬和堿土金屬中的至少一種,因而向氧釋放電子并進一步加強上述共價結(jié)合。在本發(fā)明的廢氣凈化催化劑中,使用包含稀土元素和鋯的復合物作為第一化合物2也是合適的。將包含稀土元素和鋯的復合物用作能夠作為固著體抑制貴金屬粒子l移動和凝聚的第一化合物2,從而使第一化合物2能夠顯示出與貴金屬粒子1的高度親合性,因而可有效抑制貴金屬粒子1從第一化合物2移向第二化合物3。因此,貴金屬粒子1穩(wěn)定在第一化合物2上,即在高溫廢氣條件下也不向第二化合物3移動,并且還抑制了貴金屬粒子的凝聚,從而可使貴金屬粒徑保持為約幾納米。由于這種使貴金屬穩(wěn)定并使貴金屬粒徑保持在納米級的作用,催化劑的耐久性可得以提高,從而在廢氣耐久性試驗之后仍可保持良好的催化性能。在廢氣耐久性試驗之后仍可保持良好催化性能的事實使得能夠以比此前低的貴金屬量實現(xiàn)汽車廢氣凈化催化劑所要求的催化活性,因而,與此前相比,可更大程度的減少廢氣凈化催化劑中所使用的貴金屬用量。如上所述,使用包含稀土元素和鋯的復合物作為第一化合物2,從而抑制貴金屬粒子1從第一化合物2移向第二化合物3,并抑制貴金屬粒子1的凝聚。無需明確其詳細原因,然而可認為原因在于由于將這種具有大量表面氧的稀土元素化合物施用于第一化合物2,在第一化合物2和貴金屬粒子1之間插入表面氧的同時,第一化合物2與貴金屬粒子1形成強共價結(jié)合。另外,可認為原因在于通過向第一化合物2添加Zr,進一步提高了作為固著體的第一化合物2的穩(wěn)定性,因而,使第一化合物2能夠進一步發(fā)揮穩(wěn)定貴金屬的作用。此外,在第一化合物中不包含堿金屬元素和堿土金屬元素時,使固著體中所述稀土元素和Zr元素的組合物富含Zr,從而第一化合物趨于具有與氧化鋯相同的晶體結(jié)構(gòu),從而可進一步穩(wěn)定第一化合物。圖2A和2B為本發(fā)明廢氣凈化催化劑的金屬結(jié)構(gòu)圖的實例。圖2A為下述實例第一化合物為包含堿金屬和堿土金屬中至少一種以及稀土元素的復合物,具體而言,圖2A是第一化合物為CeM^)x系列化合物的實例。圖2B為下述實例第一化合物為包含稀土元素和鋯的復合物,具體而言,圖2B是第一化合物為ZrCeLaa系列化合物的實例。如圖所示,作為固著體的第一化合物承載作為貴金屬粒子的Pd粒子,并形成作為內(nèi)含物(inclusionmaterial)的第二化合物以覆蓋承載Pd粒子的第一化合物。在本發(fā)明的廢氣凈化催化劑中,優(yōu)選作為第一化合物2的復合物中的稀土元素包括選自La、Ce、Pr和Nd中的至少一種。La、Ce、Pr和Nd均具有高的熱穩(wěn)定性并且具有高的供給上述表面氧的能力,因而,對于所述廢氣凈化催化劑,更易于獲得第一化合物2的上述功能和作用。作為第一化合物2的復合物中所含的稀土元素還可包括Y。通過添加Y,廢氣凈化催化劑在保持使貴金屬保持微粒的作用的同時(貴金屬粒徑為納米級),在廢氣耐久性試驗之后還可保持固著體的OSC功能。因而,可緩解車輛行駛期間加速和減速時空燃比(A/F比)急劇改變所造成的氣氛變化。因而,可在納米尺度(通過催化劑的這種結(jié)構(gòu)可得以保持)的貴金屬粒子中儲存氧以及從納米尺度的貴金屬粒子中釋放氧,因而,可進一步減少廢氣排放或者可進一步減少貴金屬用量。在第一化合物2為含Zr復合物的情況下,尤為有利地發(fā)揮出添加Y所獲得的上述作用。本發(fā)明該實施方案的催化劑本身具有高的耐熱性,然而,通過與Y組合,穩(wěn)定了氧化鋯系列固著體的晶體結(jié)構(gòu),因而可進一步提高耐熱性。這是因為抑制了相變(廢氣耐久性試驗過程中氧化錯晶體結(jié)構(gòu)由四方變形為單斜),從而可抑制氧化鋯固有OSC容量的減小。另外,當上述第一化合物2包含堿金屬和堿土金屬中的至少一種時,優(yōu)選石威金屬和i威土金屬包括選自Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr和Ba中的至少一種。特別優(yōu)選第一化合物2包含堿土金屬。Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr和Ba均不發(fā)生升華并且具有高的熱穩(wěn)定性,因而可以認為它們的上述供電子能力是穩(wěn)定的。特別是,盡管堿土金屬的供電子能力稍低于堿金屬,但是堿土金屬可與稀土元素形成復合物,從而可作為與貴金屬粒子具有高度親合性的復合物形成第一化合物。在包含上述堿金屬和堿土金屬中至少一種以及稀土元素的情況下,第一化合物2還可包含Zr。第一化合物2除包含稀土元素以及堿金屬和堿土金屬中至少一種外還包含Zr,從而第一化合物2可賦予廢氣凈化催化劑更高的儲氧能力(OSC)并可進一步發(fā)揮作用。另外,Zr進一步包含在第一化合物2中并與第一化合物2復合,從而可進一步發(fā)揮使貴金屬粒子穩(wěn)定為納米粒子的作用。其細節(jié)是未知的,然而,由于可保持為納米粒子,貴金屬粒子與廢氣的可接觸面積增大,并且隨著可接觸面積的增大需要供氧,在這種情況下,第一化合物2中包含Zr,從而能夠兼有納米粒子穩(wěn)定化的效果(固著效應)和向納米級貴金屬平穩(wěn)供氧的效果。優(yōu)選承載在第一化合物2上的貴金屬粒子1包含選自Pt、Pd和Rh中的至少一種作為其成分。Pt、Pd和Rh均為具有催化活性能夠凈化廢氣的成分。另外,Pt、Pd和Rh均為使第一化合物2能夠充分發(fā)揮上述功能和作用的貴金屬,并穩(wěn)定在第一化合物上。貴金屬粒子1包含Pt、Pd和Rh中的至少一種,并且與第一化合物2的表面氧具有高度的親合性,因而,貴金屬粒子1不從第一化合物2的表面移向第二化合物。更優(yōu)選貴金屬粒子1為上述Pt、Pd和Rh中的Pd。在本發(fā)明的廢氣凈化催化劑中,Pd尤為有效地作為貴金屬與第一化合物2形成組合。其原因如下所述。就第一化合物2的上述作用而言,由于特別是Pd與第一化合物2具有高度的親合性,所以除抑制貴金屬粒子1嵌入的作用外,最大程度地發(fā)揮作用。在本發(fā)明的廢氣凈化催化劑中,對第二化合物3沒有特殊限制,然而期望第二化合物3為選自Al和Zr中至少一種元素的氧化物。其中,由于可將第二化合物3形成為多孔物質(zhì),所以第二化合物3為氧化鋁是優(yōu)選的。第二化合物3為多孔物質(zhì),因而在本發(fā)明的廢氣凈化催化劑結(jié)構(gòu)中廢氣可穿過第二化合物3并充分到達承載在第一化合物2上的貴金屬粒子1。除氧化鋁以外第二化合物3還包含選自Ce、Zr、La和Ba中的至少一種元素是更優(yōu)選的。在本發(fā)明的廢氣凈化催化劑中,為了使承載貴金屬粒子1的第一化合物2粒子保持穩(wěn)定,將選自Ce、Zr、La和Ba中的至少一種元素加入第二化合物(內(nèi)含物),從而可提高作為內(nèi)含物的氧化鋁的耐熱性。例如,與不加入選自Ce、Zr、La和Ba中至少一種元素的情況相比,以這種方式可抑制轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸X的劣化態(tài)a-氧化鋁,從而可進一步提高具有本發(fā)明結(jié)構(gòu)的催化劑的耐久性。另外,當貴金屬粒子l為pd時,關(guān)鍵問題在于在低溫下起動時廢氣凈化催化劑易于被HC等毒化,然而通過向第二化合物添加Ba,減輕了HC的毒化作用,因而還可實現(xiàn)廢氣凈化催化劑的低溫活化。在本發(fā)明的廢氣凈化催化劑中,對于廢氣凈化催化劑粉末的第一化合物2的微晶直徑(crystallitediameter,Dl)和承載貴金屬粒子的第一化合物的次級粒子直徑(D2),D2與Dl的比D2/D1為1^D2/D1^50是優(yōu)選的。構(gòu)成上述復合物的第一化合物2與貴金屬具有高度的親合性,因而可使貴金屬粒子1保持納米尺度的狀態(tài)。然而,當?shù)谝换衔?在高溫下凝聚并燒結(jié),進而轉(zhuǎn)變?yōu)榇渭壛W訒r,承載在第一化合物2上具有納米尺度的貴金屬粒子1有時被捕獲到第一化合物2的次級粒子中。因而,可與廢氣接觸的貴金屬粒子量減少,從而,應當理解的是,本發(fā)明的貴金屬粒子保持為納米粒子所產(chǎn)生的效果可能相對減弱。就此而言,為了抑制貴金屬1嵌入第一化合物2并充分發(fā)揮貴金屬粒子1保持為納米粒子的作用,使承載貴金屬粒子的第一化合物2的次級粒子直徑D2不過分大于第一化合物2的微晶直徑D1。具體而言,使第一化合物2在燒結(jié)之后次級粒子直徑D2仍然不過大。具體而言,使D2與Dl的比D2/D1為1^D2/D1^50。通過使D2/D1在此范圍內(nèi),可使貴金屬粒子1完全暴露在第一化合物2次級粒子的表面上。詳述如下,在本發(fā)明的廢氣凈化催化劑中,第一化合物2被第二化合物3包封和固定,從而無法進行類似沖出第二化合物3的移動。因而,在進行凝聚和燒結(jié)的情況下,第一化合物2僅燒結(jié)為包封在第二化合物3中的區(qū)域中的次級粒子。因而,為了能夠使承載在第一化合物2上的貴金屬粒子1不嵌入第一化合物2的次級粒子,包封在第二化合物3中的區(qū)域中的第一化合物2的次級粒子均處于作為一個晶體的初級粒子的狀態(tài),即D2/Dip2/Dl<1是不可能的)等于1是理想和最優(yōu)選的。另外,當D2/D1值超過50時,貴金屬粒子1能夠保持納米粒子狀態(tài);然而,貴金屬粒子1更多地嵌入到第一化合物2次級粒子中,并且難以發(fā)揮本發(fā)明所期望的通過將貴金屬粒子保持在納米粒子狀態(tài)所產(chǎn)生的作用。因而,D2與Dl的比D2/D1為1SD2/D1^50是優(yōu)選的。應當注意的是,可通過對廢氣凈化催化劑粉末進行XRD衍射(XRD)來研究Dl,對于D2,可通過光譜測定法研究平均粒度。圖3為D2與Dl的比D2/D1和廢氣凈化催化劑的HC轉(zhuǎn)化率達到50%時的溫度之間的關(guān)系圖。由圖3可知,當D2與Dl的比D2/D1為1^D2/D1S50時,獲得良好的廢氣凈化特性。圖4為于90(TC對1^D2/D1S50的廢氣凈化催化劑進行廢氣耐久性試驗之后的顯微圖。由圖4可知,當D2/D1在下述范圍內(nèi)1SD2/D1^50時,貴金屬粒子作為納米粒子承載在第一化合物的表面上而沒有嵌在第一化合物中。D2與Dl的比D2/D1的更優(yōu)選范圍為1^D2/D1^20。當D2/D1在下述范圍內(nèi)1SD2/D1^20時,可進一步發(fā)揮上述作用。無需明確其詳細原因;然而,可認為原因在于在下述范圍內(nèi)1SD2/D1^20,不太可能發(fā)生貴金屬粒子1暴露面積減小,這種減小是由被第二化合物3隔開的單元中陷入第一化合物2的次級粒子所造成的,并且還可獲得貴金屬粒子1保持納米粒子狀態(tài)所帶來的性能提高。此外,如圖3所示,在下述范圍內(nèi)1SD2/D1廢氣凈化特性極佳。在本發(fā)明的廢氣凈化催化劑中,通過對廢氣凈化催化劑粉末進行N2吸附分析得到的每lg粉末的粉體孔容(powderporevolume)為0.3ml/g~0.5ml/g,并且平均孔徑為30nm或以下是優(yōu)選的。本發(fā)明的廢氣凈化催化劑粉末具有滿足上述條件的孔結(jié)構(gòu),從而可使有毒廢氣到達在第一化合物粒子中保持為微粒的催化活性部位(貴金屬粒子)。因而,可充分發(fā)揮催化性能。當每lg粉末的粉體孔容不到0.3ml/g時,氣體擴散性下降。并且不太可能有效利用這種納米粒子活性部位。因此,易于發(fā)生廢氣凈化性能的下降。同時,當粉體孔容超過0.5ml/g時,盡管具有足夠的氣體擴散性,但催化劑涂覆層可能是脆性的,并出現(xiàn)涂覆層脫離等問題。另外,當平均孔徑超過30nm時,承載貴金屬的第一化合物粒子的移動/凝聚易于發(fā)生,從而貴金屬粒子嵌在第一化合物粒子中,并且催化性能下降。在本發(fā)明的廢氣凈化催化劑中,在被第二化合物3隔開的區(qū)域中總共包含8><10—2()摩爾或以下貴金屬粒子是優(yōu)選的。如圖1所示,貴金屬粒子1與第一化合物一起包封在第二化合物3中。包含在被第二化合物3隔開的區(qū)域中的多個貴金屬粒子1有時由于高溫而移動。然而,由于作為固著體的第一化合物2的作用,貴金屬粒子1沒有移動到第二化合物3,僅在被第二化合物3隔開的區(qū)域中(單元中)移動,并凝聚為一個或多個貴金屬粒子。此處,在貴金屬粒子凝聚在一個單元中的情況下,當凝聚的貴金屬粒子的粒徑為10nm或以下時,貴金屬粒子顯示出足夠的催化活性,并可抑制可能由凝聚造成的催化活性劣化。圖5為關(guān)于鉑和鈀(作為具有催化活性的貴金屬)的貴金屬粒徑和表面積的關(guān)系圖。應當注意的是,在圖5中,貴金屬為鉑時和貴金屬為鈀時繪出的曲線基本相同,因而繪為一條關(guān)系曲線。由圖5可知,當貴金屬粒徑為10nm或以下時,粒子的表面積大并獲得足夠的活性。因而可抑制可能由凝聚造成的催化活性劣化。圖6為關(guān)于鉑和鈀(作為具有催化活性的貴金屬)的貴金屬粒徑和貴金屬原子數(shù)的關(guān)系圖。應當注意的是,在圖6中,貴金屬為鉑時和貴金屬為鈀時繪出的曲線基本相同,因而繪為一條關(guān)系曲線。由圖6可知,貴金屬粒徑為10nm時原子數(shù)為約48000。當將該值轉(zhuǎn)換為摩爾數(shù)時,摩爾數(shù)為約8xlO^摩爾或以下。出于這些觀點,將單元中的貴金屬量限制為8xlO^摩爾或以下,從而,即使貴金屬在各單元中凝聚為一體也仍可抑制催化活性的劣化。存在以下兩種將單元中所含的貴金屬量減小到8xlO-2Q摩爾或以下的方法減少第一化合物2上的貴金屬粒子l承載濃度;減少承載貴金屬粒子l的第一化合物2的粒徑。在本發(fā)明中,所述方法不限于此。然而,考慮到催化劑的實際制造,在減少承載濃度的前一方法中,必須提高涂覆有廢氣凈化催化劑的蜂窩載體的體積,以保持廢氣凈化催化劑的預定性能。因此,需要在蜂窩載體上涂覆涂覆量比通常的涂覆量大一個數(shù)量級的催化劑,因而前一方法是不現(xiàn)實的。接著,關(guān)于由貴金屬粒子1和承載貴金屬粒子1的第一化合物2組成的復合物,對于復合物粒子大小D2(復合物粒子的平均粒徑)和包封復合物粒子的第二化合物3中形成的孔的平均孔徑D3,D2與D3的比D2/D3為1或以上是優(yōu)選的。D2/D3為1或以上表示由貴金屬粒子1和第一化合物2組成的復合物粒子單元的平均粒徑D2大于第二化合物3中形成的空隙的平均粒徑D3。由于D2/D3為1或以上,抑制了由貴金屬粒子1和第一化合物2組成的復合物粒子通過第二化合物3中形成的孔移動。因此,抑制了第二化合物3包封作用的下降。本發(fā)明人的實驗證實了這種作用。圖7為復合物粒子的大小D2與平均孔徑D3的比D2/D3(表示為橫坐標)、以及第一化合物Ce02的晶體生長率和廢氣耐久性試驗后貴金屬粒子Pt的表面積(表示為縱坐標)之間的關(guān)系圖。根據(jù)圖7,可以理解的是,當D2/D3為1或以上時,Ce02的晶體生長率明顯下降,即Ce02的燒結(jié)程度低,因而包封作用大,另外,耐久性試驗后Pt的表面積大,即Pt的凝聚少,因而催化活性的降低少。接著,在制造本發(fā)明的廢氣凈化催化劑時,可使用一種方法,該方法包括以下步驟預先燒結(jié)第一化合物,然后將貴金屬粒子承載于所述第一化合物之上;對承載貴金屬粒子的第一化合物進行研磨;在經(jīng)研磨的承載貴金屬粒子的第一化合物周圍,形成第二化合物。如上所述,第一化合物由包含堿金屬和堿土金屬中至少一種以及稀土元素的復合物構(gòu)成。預先燒結(jié)上述第一化合物,由此可有助于稀土元素和堿金屬或堿土金屬的復合,并可抑制它們之間的燒結(jié)。在第一化合物燒結(jié)之后,將貴金屬粒子承載于所述第一化合物之上,從而可使貴金屬粒子保持納米粒子的狀態(tài)而沒有嵌在第一化合物中。研磨承載貴金屬粒子的第一化合物,從而,在隨后的步驟中,可在預定的范圍內(nèi),對被第二化合物包封的區(qū)域(單元)中的貴金屬量進行調(diào)整。在經(jīng)研磨的承載貴金屬粒子的第一化合物上形成第二化合物,從而承載貴金屬粒子的第一化合物被第二化合物包封,并包含在被第二化合物隔開的區(qū)域內(nèi)??蛇m當?shù)卦O定進行這些步驟時的條件。另外,這些步驟以外的步驟遵照常規(guī)方法,從而可制得本發(fā)明的廢氣凈化催化劑。將如上獲得的廢氣凈化催化劑粉末制成漿料,并將該漿料涂覆在作為耐火無機載體的催化劑蜂窩基體的內(nèi)壁表面上。廢氣凈化催化劑粉末以這種方式用于凈化廢氣。實施例以下將根據(jù)實施例對本發(fā)明進行具體說明。催化劑的制造以下述方式制造實施例127和比較例1~5的廢氣凈化催化劑(如表1和表2所示)。實施例127和比較例1~5的廢氣凈化催化劑中的貴金屬粒子和第一化合物如表1所示。實施例127和比較例15的廢氣凈化催化劑中的第二化合物、催化劑粉末特性和催化性能如表2所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表2實施伊J/比較例第二贈勿孑頃ml/g)D2D1(-)D2/D3(_)細揚〖生低忠舌4坊面州崔化職種類D3(nm)于9orc進4亍耐久14微30小時后6情金于900'C進行耐久〖生微30小時后的HCT50('C)實施例1220.4934.414.9429實施例2,氧似s220.4834.4148433實施例3220.4934.4146436實施例4220.4036.7158448實施例5y-氧鵬2203829.01310441實施例62203538.8147438實施例7,氧德220.414431413楊實施例8了-氧艦2203622.0156437實施例9,氧似呂2203115.5155373實施例10,氧鵬220310.0169316實施例ll220.4312.7156361實施例12y-氧化鋁2203912,7158368實施例132203520,086287實施例14,氧似呂220366.075309實施例15,氧化紹220.4038.8149440實施例1622039443149436實施例1722(X3938.8149447實施例18y曙氧化鋁2203655.0158455實施例19310.481721010382實施例20摻Cey陽勤彼280.421721112367實施例21摻Ce3Zr2L^,彼250.44172127353實施例2225036172127343實施例23250.5182127360實施例24摻CQZr2Y-氧俗呂2503719.4127293實施例25240.4336.7147402實施例2625038172128332實施例27摻C^3&2Y隱氧鵬25037172126286她例1Y-氧艦220.4538,814106483撒例2220.1822.17103460嫩列3一0.10--130479嫩例4—0.10一-101490t嫩列5-0.17一—45432實施例1<粉末制備步驟>將乙酸Rb浸漬到氧化鈰納米粒子粉末中并承載于其上,使得乙酸Rb的濃度相對于氧化鈰為5mol%,隨后進行干燥。另外,在空氣氣氛下,于60(TC煅燒上述產(chǎn)物3小時,得到實施例1的第一化合物。通過XRD對所形成的第一化合物粉末進行測量并利用Scheircr公式進行計算,得到微晶直徑,如表1所示。將四胺Pd溶液承載在上述步驟中所得的粉末上,使得貴金屬承載濃度相對于粉末為0.5wt%,對其進行干燥,隨后在空氣中于400。C進行煅燒。在水溶液中研磨所得的Pd(0.5wt。/。yCeRba粉末,得到其平均粒徑為310nm的分散漿料。同時,將在上述步驟中所得的載有貴金屬的第一化合物的分散漿料投入到分散有勃姆石粉末的分散漿料中,并進行干燥,隨后在空氣中于55(TC煅燒3小時。以這種方式得到實施例1的催化劑粉末。應當注意的是,在此時所用的勃姆石(第二化合物前體)中,在僅干燥/煅燒勃姆石(在相同的條件下)的情況下,由N2吸附法求得的平均空隙直徑為22nm。因此,可以認為上述包含貴金屬的粉末的第二化合物的孔徑也符合上述值。<蜂窩基體上的涂覆步驟>將預定量的上述粉末和預定量的勃姆石放入^f茲性罐,并進行研磨直到該混合物的平均粒徑達到3(om。其后,將研磨混合物漿料涂覆在體積為0.119L的堇青石制蜂窩基體(400cpsi,6mil)上,并在空氣流中除去其中過量的漿料,隨后于130。C進行干燥并在空氣氣氛下于400。C煅燒1小時。以這種方式得到實施例1的催化劑蜂窩基體。此時每1L催化劑蜂窩體上的貴金屬量為0.5g/L-蜂窩體。實施例2以與實施例1相同的方式得到實施例2的催化劑蜂窩體,不同的是將上述粉末制備步驟中的乙酸Rb變?yōu)橐宜酈a。實施例3以與實施例1相同的方式得到實施例3的催化劑蜂窩體,不同的是將上述粉末制備步驟中的乙酸Rb變?yōu)橐宜酑s。實施例4以與實施例1相同的方式得到實施例4的催化劑蜂窩體,不同的是將上述粉末制備步驟中的乙酸Rb變?yōu)橐宜酠g,并使同一步驟中載有Pd的CeMgOx粉末的分散漿料的平均粒徑為330nm。實施例5以與實施例1相同的方式得到實施例5的催化劑蜂窩體,不同的是將上述粉末制備步驟中的氧化鈰納米粒子粉末變?yōu)镹d203,將同一步驟中的乙酸Rb變?yōu)橐宜酠g,并使同一步驟中載有Pd的NdMga粉末的分散漿料的平均粒徑為290nm。實施例6以與實施例1相同的方式得到實施例6的催化劑蜂窩體,不同的是將上述粉末制備步驟中的氧化鈰納米粒子粉末變?yōu)镻r203,將同一步驟中的乙酸Rb變?yōu)橐襍交Ca,并使同一步驟中載有Pd的PiCaOx粉末的分散漿料的平均粒徑為310nm。實施例7在實施例1的上述粉末制備步驟中,將硝酸La浸漬到氧化鈰納米粒子粉末中并承載于其上,從而得到載有5mol。/。La的Ce02。然后,對所得混合物進行干燥,并在空氣流中于40(TC煅燒1小時。接著,將預定量的乙酸Mg浸漬到所述混合物中并承載于其上,然后進行干燥和煅燒,將貴金屬承載在上面,以與實施例1相同的方式對其進行煅燒處理。接著,在對如此得到的粉末通過研磨進行微?;牟襟E中,使平均粒徑為310nm。除以上以外,以與實施例1相同的方式得到實施例7的催化劑蜂窩體。實施例8以與實施例4相同的方式得到實施例8的催化劑蜂窩體,不同的是,在上述粉末制備步驟中,于60(TC煅燒第一化合物原料3小時的步驟于800"C進行3小時。實施例9以與實施例4相同的方式得到實施例9的催化劑蜂窩體,不同的是,在上述粉末制備步驟中,于600。C煅燒第一化合物原料3小時的步驟于1000。C進行3小時,并且在研磨漿料的步驟中,使平均粒徑為340nm。實施例10以與實施例4相同的方式得到實施例IO的催化劑蜂窩體,不同的是,在上述粉末制備步驟中,于60(TC煅燒第一化合物原料3小時的步驟于1100。C進行3小時,并且在研磨漿料的步驟中,使平均粒徑為350nm。實施例11以與實施例9相同的方式制得實施例11的催化劑蜂窩體,不同的是在粉末制備步驟中,將氧化鈰納米粒子粉末變?yōu)楹?0mol%Zr的Ce02,并且在研磨漿料的步驟中,使平均粒徑為330nm。實施例12以與實施例11相同的方式得到實施例12的催化劑蟲奪窩體,不同的是將四胺Pd變?yōu)樗陌稰t。實施例13以與實施例9相同的方式得到實施例13的催化劑蜂窩體,不同的是在上述粉末制備步驟中,將四胺Pd變?yōu)橄跛酭h,并使研磨漿料的平均粒徑為180謹。實施例14以與實施例11相同的方式得到實施例14的催化劑蜂窩體,不同的是使相對于CeZrMga的Pd的承載濃度為1.0%,使?jié){料的平均粒徑為155nm,將Y-氧化鋁混入其中,使得將漿料涂覆在催化劑蜂窩體上時每1L蜂窩體上的貴金屬量與實施例ll相同。實施例15以與實施例4相同的方式得到實施例15的催化劑蜂窩體,不同的是將CeMg(X變?yōu)镃eNaOx。實施例16以與實施例4相同的方式得到實施例16的催化劑蜂窩體,不同的是將CeMga變?yōu)镃eKOx。實施例17以與實施例4相同的方式得到實施例17的催化劑蜂窩體,不同的是將CeMga變?yōu)镃eSiOx。實施例18<粉末制備步驟>將乙酸Mg浸漬并承載在氧化鈰納米粒子粉末中,使得乙酸Mg的濃度相對于氧化鈰為5mol%,隨后進行干燥。另外,在空氣氣氛下于400。C煅燒上述產(chǎn)物3小時,得到實施例18的第一化合物。通過XRD對所形成的第一化合物粉末進行測量并利用Schetrer公式進行計算,得到微晶直徑,如表1所示。將四胺Pd溶液承載在上述步驟中所得的粉末上,使得貴金屬承載濃度相對于該粉末為0.5wt%,并進行干燥,隨后在空氣中于400。C煅燒1小時。在水溶液中研磨所得的Pd(0.5wf/。yCeMga粉末,得到其平均粒徑為330nm的分散漿料。同時,將上述步驟中所得的載有貴金屬的第一化合物的分散漿料投入分散有勃姆石粉末的分散漿料,并進行干燥,隨后在空氣中于55(TC煅燒3小時。以這種方式得到實施例18的催化劑粉末。應當注意的是,在此時所用的勃姆石(第二化合物前體)中,在僅干燥/煅燒勃姆石(在相同的條件下)的情況下,由N2吸附法求得的平均空隙直徑為22nm。因此,可以認為上述包含貴金屬的粉末的第二化合物的孔徑也符合上述值。<蜂窩基體上的涂覆步驟>將預定量的上述粉末和預定量的勃姆石放入磁性罐,并進行研磨直到該混合物的平均粒徑達到3pm。其后,將研磨混合物漿料涂覆在體積為0.119L的堇青石制蜂窩基體(400cpsi,6mil)上,并在空氣流中除去其中過量的漿料,隨后于13(TC進行干燥并在空氣氣氛下于40(TC煅燒1小時。以這種方式得到實施例18的催化劑蜂窩基體。此時每1L催化劑蜂窩體上的貴金屬量為0.5g/L-蜂窩體。實施例19<粉末制備步驟>將乙酸Ce浸漬并承載在氧化鋯納米粒子粉末中,使得乙酸Ce的濃度相對于氧化鋯為15mol%,隨后進行干燥。另外,在空氣氣氛下于卯0。C煅燒上述產(chǎn)物3小時,得到實施例19的第一化合物。通過XRD對所形成的第一化合物粉末進行測量并利用Scheircr公式進行計算,得到微晶直徑,如表1所示。將二硝基二胺Pd溶液承載在上述步驟中所得的粉末上,使得貴金屬承載濃度相對于該粉末為0.5wt%,并進行干燥,隨后在空氣中于40(TC煅燒1小時。在水溶液中研磨所得的Pd(0.5wt。/。yZtCeOx粉末,得到其平均粒徑為310nm的分散漿料。同時,將上述步驟中所得的載有貴金屬的第一化合物的分散漿料投入分散有勃姆石粉末的分散漿料,并進行干燥,隨后在空氣中于550。C煅燒3小時。以這種方式得到實施例19的催化劑粉末。應當注意的是,在此時所用的勃姆石(第二化合物前體)中,在僅干燥/煅燒勃姆石(在相同的條件下)的情況下,由N2吸附法求得的平均空隙直徑為31nm。因此,可以認為上述包含貴金屬的粉末的第二化合物的孔徑也符合上述值。另外,此時所得的實施例19的孔容值如表2所示。<蜂窩基體上的涂覆步驟>將預定量的上述粉末和預定量的勃姆石放入磁性罐,并進行研磨直到該混合物的平均粒徑達到3|om。其后,將研磨混合物漿料涂覆在體積為0.119L的堇青石制蜂窩基體(400cpsi,6mil)上,并在空氣流中除去其中過量的漿料,隨后于130。C進行干燥并在空氣氣氛下于40(TC煅燒1小時。以這種方式得到實施例19的催化劑蜂窩基體。此時每1L催化劑蜂窩體上的貴金屬量為0.5g/L-蜂窩體。實施例20以與實施例19相同的方式得到實施例20的催化劑蜂窩體,不同的是以預定量的硝酸鈰和硝酸鑭代替鈰添加到氧化鋯中,從而實現(xiàn)表1所示的摩爾組成,將硝酸鈰投入分散有勃姆石粉末的漿料,并且所用勃姆石的平均空隙直徑為28nm。實施例21以與實施例19相同的方式得到實施例21的催化劑蜂窩體,不同的是以預定量的硝酸鈰和硝酸釹代替鈰添加到氧化鋯中,從而實現(xiàn)表1所示的摩爾組成,將硝酸鈰、硝酸鋯和硝酸鑭投入其中分散有勃姆石粉末的漿料,并且所用勃姆石的平均空隙直徑為25nm。實施例22以與實施例19相同的方式得到實施例22的催化劑蜂窩體,不同的是以預定量的硝酸鈰和硝酸鑭代替鈰添加到氧化鋯中,從而實現(xiàn)表1所示的摩爾組成,將硝酸鈰、硝酸鋯、硝酸鑭和硝酸鋇投入其中分散有勃姆石粉末的漿料,并且所用勃姆石的平均空隙直徑為25nm。實施例23以與實施例19相同的方式得到實施例23的催化劑蜂窩體,不同的是以預定量的硝酸鈰和硝酸鐠代替鈰添加到氧化鋯中,從而實現(xiàn)表1所示的摩爾組成,將硝酸鈰、硝酸鋯、硝酸鑭和硝酸鋇投入其中分散有勃姆石粉末的漿料,并且所用勃姆石的平均空隙直徑為25nm。實施例24以與實施例19相同的方式得到實施例24的催化劑蜂窩體,不同的是以預定量的硝酸鈰和硝酸鐠代替鈰添加到氧化4告中,從而實現(xiàn)表1所示的摩爾組成,將硝酸鈰和硝酸鋯投入其中分散有勃姆石粉末的漿料,所用勃姆石的平均空隙直徑為25nm,并將二硝基二胺Pd變?yōu)橄跛酭h。實施例25以與實施例4相同的方式得到實施例25的催化劑蜂窩體,不同的是將預定量的硝酸鈰、硝酸鋯和硝酸鑭投入其中分散有勃姆石粉末的漿料,從而實現(xiàn)表1所示的組成,并且所用勃姆石的平均空隙直徑為24nm。實施例26以與實施例19相同的方式得到實施例26的催化劑蜂窩體,不同的是以預定量的硝酸鈰和硝酸釔代替鈰添加到氧化鋯中,從而實現(xiàn)表1所示的摩爾組成。實施例27以與實施例24相同的方式得到實施例27的催化劑蜂窩體,不同的是以預定量的硝酸鈰和硝酸釔代替鈰和鐠添加到氧化4告中,乂人而實現(xiàn)表1所示的摩爾組成。比舉交例1與實施例1~25不同,比較例1是催化劑粉末中的第一化合物僅包含稀土元素(Ce)作為主要成分的實例。<粉末制備步驟>將二硝基二胺Pd溶液承載在氧化鈰納米粒子粉末上,使得貴金屬承載濃度相對于該粉末為0.5wt%,并進行干燥,隨后在空氣中于400。C煅燒1小時。在水溶液中研磨所得的Pd(0.5wf/。)/CeO2粉末,得到其平均粒徑為310nm的分散漿料。散漿料,并進行干燥,隨后在空氣中于550。C煅燒3小時。以這種方式得到比較例1的催化劑粉末。應當注意的是,在此時所用的勃姆石(第二化合物前體)中,在僅干燥/煅燒勃姆石(在相同的條件下)的情況下,由N2吸附法求得的平均空隙直徑為22nm。因此,可以認為上述包含貴金屬的粉末的第二化合物的孔徑也符合上述值。<蜂窩基體上的涂覆步驟>將預定量的上述粉末和預定量的勃姆石放入磁性罐,并進行研磨直到該混合物的平均粒徑達到3(jm。其后,將研磨混合物漿料涂覆在體積為0.119L的堇青石制蜂窩基體(400cpsi,6mil)上,并在空氣流中除去其中過量的漿料,隨后于130。C進行干燥并在空氣氣氛下于400。C煅燒1小時。以這種方式得到比較例1的催化劑蜂窩基體。此時每1L催化劑蜂窩體上的貴金屬量為0.5g/L-蜂窩體。與實施例125不同,比較例2是催化劑粉末中的第一化合物僅包含稀土元素(Ce-Zr(富Ce))作為主要成分的實例。<粉末制備步驟>將二硝基二胺Pd溶液承載在含10mol%Zr的氧化鈰納米粒子粉末上,使得貴金屬承載濃度相對于該粉末為1.0wt%,并進行干燥,隨后在空氣中于400。C煅燒3小時。在水溶液中研磨所得的Pd(1.0wf/。yCeZrOx粉末,得到其平均粒徑為155nm的分散漿料。散漿料,并進行干燥,隨后在空氣中于550。C煅燒3小時。以這種方式得到比較例2的催化劑粉末。應當注意的是,在此時所用的勃姆石(第二化合物前體)中,在僅干燥/煅燒勃姆石(在相同的條件下)的情況下,由N2吸附法求得的平均空隙直徑為22nm。因此,可以認為上述包含貴金屬的粉末的第二化合物的孔徑也符合上述值。同時,將上述步驟t傲例2<蜂窩基體上的涂覆步驟〉將預定量的上述粉末、,氧化鋁和預定量的勃姆石放入磁性罐,并進行研磨直到該混合物的平均粒徑達到3nm。其后,將研磨混合物漿料涂覆在體積為0.119L的堇青石制蜂窩基體(400cpsi,6mil)上,并在空氣流中除去其中過量的漿料,隨后于130。C進行干燥并在空氣氣氛下于400。C煅燒1小時。以這種方式得到比較例2的催化劑蜂窩基體。此時每1L催化劑蜂窩體上的貴金屬量為0.5g/L-蜂窩體。離例3與實施例1~25不同,比較例3是催化劑粉末中的第一化合物僅包含稀土元素(Ce-Zr/氧化鋁)作為主要成分并且沒有設置第二化合物的實例。將硝酸鈰和硝酸氧鋯浸漬在y-氧化鋁中,使得Ce成分相對于y-氧化鋁為10moP/。并且鋯成分為3moP/。,于130。C進行干燥,隨后在空氣中于40(TC煅燒3小時。隨后,將二硝基二胺Pd承載在上述粉末上,使得Pd的承載濃度相對于該粉末為0.5wt。/。,并進行干燥,隨后于400。C煅燒1小時。將上述載有貴金屬的粉末、Y-氧化鋁、預定量的勃姆石和硝酸投入磁性罐,進行研磨直到該混合物的平均粒徑達到3jjm。其后,將研磨混合物漿料涂覆在體積為0.119L的堇青石制蜂窩基體(400cpsi,6mil)上,并在空氣流中除去其中過量的漿料,隨后于13(TC進行干燥并在空氣氣氛下于40(TC煅燒1小時。以這種方式得到比較例3的催化劑蜂窩基體。此時每1L催化劑蜂窩體上的貴金屬量為0.5g/L-蜂窩體。比專交例4以與比較例3相同的方式得到比較例4的催化劑蜂窩基體,不同的是將所承載的貴金屬鹽變?yōu)槎趸稰t。此時每1L催化劑蜂窩體上的貴金屬量為0.5g/L-蜂窩體。比較例5與實施例1~25不同,比較例5是催化劑粉末中的第一化合物僅包含Zr/氧化鋁作為主要成分的實例。將硝酸氧鋯浸漬在,氧化鋁中,使得Zr成分相對于Y-氧化鋁為3mol%,然后于130。C進行干燥,隨后于40(TC煅燒。隨后,將硝酸銠溶液承載在所得的粉末上,使得Rh的承載濃度相對于該粉末為0.5wt%,并進行干燥,隨后于40(TC煅燒1小時。將上述載有貴金屬的粉末、,氧化鋁、預定量的勃姆石和硝酸投入磁性罐,進行研磨直到該混合物的平均粒徑達到3mhi。其后,將研磨混合物漿料涂覆在體積為0.119L的堇青石制蜂窩基體(400cpsi,6mil)上,并在空氣流中除去其中過量的漿料,隨后于130。C進行干燥并在空氣氣氛下于40(TC煅燒1小時。以這種方式得到比較例5的催化劑蜂窩基體。此時每1L催化劑蜂窩體上的貴金屬量為0.5g/L-蜂窩體。[耐久性試驗j將以上述方式制得的實施例125和比較例15的各催化劑蜂窩基體安裝在NissanMotorCo.,Ltd.制造的V6發(fā)動機(排氣量3.5L(MPi))的排氣系統(tǒng)上,并進行耐久性試驗,其中使各催化劑蜂窩基體的入口溫度為900°C,并使發(fā)動機運轉(zhuǎn)30小時。將經(jīng)過上述耐久性試驗后的各催化劑蜂窩基體放在模擬廢氣流設備中,使組成如表3所示的模擬廢氣流過各催化劑蜂窩基體,以10。C/min的升溫速度將它們各自的溫度從ll(TC升至500°C。然后,根據(jù)入口側(cè)和出口側(cè)的HC濃度,得到HC轉(zhuǎn)化率達到50%時的溫度,并將該溫度用作低溫活化的指數(shù)。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table><貴金屬粒子凝聚狀態(tài)的確定>為研究上述耐久性試驗之后貴金屬粒子的凝聚狀態(tài),將催化劑粉末從催化劑蜂窩基體中取出,并通過TEM進行觀察。所用TEM為場發(fā)射透射電子顯微鏡(Hitachi,Ltd.制造的HF-2000),并附有EDX分析器(KevexX-RayInc.制造的SIGMA)作為附件。試驗結(jié)果上述試驗的結(jié)果與催化劑蜂窩體的組成等如表2所示。由表2可知,在實施例1~27的催化劑粉末中,耐久性試驗之后貴金屬仍保持小的平均粒徑,因而,就低溫活化而言,催化劑粉末具有優(yōu)異的催化性能。特別是,就低溫活化而言,在催化活性方面,實施例1~17和1925(D2與Dl的比D2/D1在以下范圍內(nèi)1SD2/D1S50)優(yōu)于實施例18。另外,通過采用TEM對貴金屬粒子進行觀察,可確定沒有發(fā)生凝聚。實施例9的顯微結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。與此相對,比較例15在催化劑粉末中的第一化合物中不包含4^金屬、堿土金屬或氧化鋯,或者不包括第二化合物,因而,就低溫活化而言,在貴金屬粒子保持納米直徑的效果和催化性能方面,比較例15劣于實施例125。接著,以下述方式制造大小適合實際車輛的實施例28、實施例29和比較例6的廢氣凈化催化劑。實施例28將實施例19的Pd催化劑粉末、實施例24的Rh催化劑粉末、勃姆石和濃度為10%的硝酸溶液混合,放入磁性罐,并進行研磨直到該混合物的平均粒徑達到3(jm。將由此所得的漿料涂覆在堇青石制蜂窩基體(0.92L),并在空氣流中除去其中過量的漿料,隨后于13(TC進行干燥并在空氣氣氛下于400。C煅燒1小時。以這種方式得到大小適合實際車輛的實施例28的催化劑蜂窩體。此時每1L催化劑蜂窩體上的Pd量和Rh量分別為0.8^L和0.4g/L。實施例29以與實施例28相同的方式得到大小適合實際車輛的實施例29的催化劑蜂窩體,不同的是使用實施例26中所用的Pd粉末代替實施例28的Pd粉末,并且使用實施例27中所用的Rh粉末作為Rh粉末。此時催化劑蜂窩體上的貴金屬量與實施例28相同。比專交例6以與實施例28相同的方式得到大小適合實際車輛的比較例6的催化劑蜂窩體,不同的是使用比較例3中所用的Pd粉末代替實施例28的Pd粉末,并且使用比較例5中所用的Rh粉末作為Rh粉末。此時催化劑蜂窩體上的貴金屬量與實施例28相同。[車輛評價試驗]將大小適合實際車輛的實施例28、實施例29和比較例6的各催化劑蜂窩體安裝在車輛發(fā)動機的排氣系統(tǒng)上,對其進行廢氣排放分析。該車輛評價試驗所用的車輛由NissanMotorCo.,Ltd制造,其上安裝的發(fā)動機為QE25DE(排氣量為2.5L)。蜂窩基體的體積為0.92L。評價模型為LA4冷起動模式。[耐久性試驗前后的OSC量測量]對大小適合實際車輛的實施例28、實施例29和比較例6的各催化劑蜂窩基體進行耐久性試驗并用于上述車輛評價試驗。逐一測量耐久性試驗前后各催化劑蜂窩基體的OSC量,并使耐久性試驗后的催化劑儲氧能力量值與其初始儲氧能力(取為l.O)相比較。以這種方式,評價關(guān)于各催化劑OSC的耐久性。測量OSC量時,首先,將耐久性試驗前后的催化劑蜂窩基體部分取出,將取出的催化劑與堇青石基體一起進行研磨,并分別制備耐久性試驗之前的粉末和耐久性試-瞼之后的粉末。在空氣流中于600。C煅燒各粉末3小時一次,并將附著在催化劑上的有機物質(zhì)除去。其后,在Ar流中,以10。C/min的速度,將各催化劑的溫度升至600。C,并進行除去各催化劑中氧的處理。其后,將各催化劑穩(wěn)定在500°C,然后以脈沖形式向其中引入固定量的氧,通過熱導率檢測儀(TCD)進行儲氧能力的測定。取初始儲氧量Qf(耐久性試驗之前的粉末)和耐久性后的(post-durabmty)儲氧量Qa(耐久性試驗之后的粉末)之比,并確定各催化劑的耐久性。上述車輛評價試驗和耐久性試驗前后OSC量測量的結(jié)果如表4所示。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>由表4可知,證實了在實施例28和29的催化劑附加在實際車輛上的情況下實施例28和29中的廢氣殘值比率低于比較例6,并且實施例28和29的催化劑具有優(yōu)異的廢氣凈化性能。另夕卜,根據(jù)耐久性試驗前后測量OSC量的結(jié)果,顯然實施例28和29中OSC的下降^f氐于比較例6,并且實施例28和29具有優(yōu)異的耐久性。特別是,在實際車輛中,在廢氣凈化性能和關(guān)于OSC的耐久性方面,包含Y的實施例29的催化劑優(yōu)于實施例28的催化劑。本申請基于2007年1月25日提交于日本專利局的日本專利申請No.2007-1-015158、2007年4月20日提交于日本專利局的日本專利申請No.2007-112313和2007年9月12日提交于日本專利局的日本專利申請No.2007-237100并要求其優(yōu)先權(quán),在此引入其內(nèi)容作為參考。如上所述,對應用本發(fā)明的實施方案進行了說明;然而,本發(fā)明不限于根據(jù)實施方案構(gòu)成本發(fā)明公開一部分的說明和附圖。具體地,補充而言,本領域技術(shù)人員基于上述實施方案做出的其它實施方案、實施例、操作技術(shù)等自然全部落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種廢氣凈化催化劑,其包括貴金屬粒子;第一化合物,其與所述貴金屬粒子接觸并抑制所述貴金屬粒子的移動;和第二化合物,其包封所述貴金屬粒子和第一化合物,抑制所述貴金屬粒子的移動,并抑制所述第一化合物相互接觸之后的凝聚,其中所述第一化合物承載所述貴金屬粒子,并且承載所述貴金屬粒子的所述第一化合物的單體或聚集體包含在被所述第二化合物彼此隔開的區(qū)域中,以及所述第一化合物為包含稀土元素的復合物。2.—種廢氣凈化催化劑,其包括貴金屬粒子;第一化合物,其與所述貴金屬粒子接觸并抑制所述貴金屬粒子的移動;和第二化合物,其包封所述貴金屬粒子和第一化合物,抑制所述貴金屬粒子的移動,并抑制所述第一化合物相互接觸之后的凝聚,其中所述第一化合物承載所述貴金屬粒子,承載所述貴金屬粒子的所述第一化合物的單體或聚集體包含在被所述第二化合物彼此隔開的區(qū)域中,以及所述第一化合物為包含堿金屬和堿土金屬中至少一種以及稀土元素的復合物。3.—種廢氣凈化催化劑,其包括貴金屬粒子;第一化合物,其與所述貴金屬粒子接觸并抑制所述貴金屬粒子的移動;和第二化合物,其包封所述貴金屬粒子和第一化合物,抑制所述貴金屬粒子的移動,并抑制所述第一化合物相互接觸之后的凝聚,其中所述第一化合物承載所述貴金屬粒子,承載所述貴金屬粒子的所述第一化合物的單體或聚集體包含在被所述第二化合物彼此隔開的區(qū)域中,以及所述第一化合物為包含稀土元素和鋯的復合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1的廢氣凈化催化劑,其中所述第一化合物中所包含的稀土元素包括選自La、Ce、Pr和Nd中的至少一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1的廢氣凈化催化劑,其中所述第一化合物中所包含的稀土元素還包括Y。6.根據(jù)權(quán)利要求l、2、4和5的廢氣凈化催化劑,其中所述第一化合物中所包含的堿金屬和堿土金屬中的至少一種包括選自Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr和Ba中的至少一種。7.根據(jù)權(quán)利要求1的廢氣凈化催化劑,其中承載在所述第一化合物上的所述貴金屬粒子包括選自Pt、Pd和Rh中的至少一種。8.根據(jù)權(quán)利要求1的廢氣凈化催化劑,其中承載所述貴金屬粒子的所述第一化合物的次級粒子直徑(D2)與所述第一化合物的^t晶直徑(Dl)的比D2/D1為1SD2/DU。9.根據(jù)權(quán)利要求8的廢氣凈化催化劑,其中D2與Dl的比D2/D1為10.根據(jù)權(quán)利要求7的廢氣凈化催化劑,其中所述貴金屬粒子包括Pd。11.根據(jù)權(quán)利要求1的廢氣凈化催化劑,其中所述第二化合物還包括選自Ce、Zr、La和Ba中的至少一種元素。12.根據(jù)權(quán)利要求1的廢氣凈化催化劑,其中通過N2吸附分析得到的每1g所述廢氣凈化催化劑粉末的粉體孔容為0.3ml/g~0.5ml/g,并且所述廢氣凈化催化劑的平均孔徑為30nm或以下。13.根據(jù)權(quán)利要求112任意一項的廢氣凈化催化劑,其中在被所述第二化合物隔開的區(qū)域中總共包含8x10^摩爾或以下的所述貴金屬粒子。14.根據(jù)權(quán)利要求1的廢氣凈化催化劑,其中承載所述貴金屬粒子的所述第一化合物的次級粒子直徑(D2)與所述第二化合物所具有的孔的平均孔徑(D3)之比D2/D3為1或以上。15.根據(jù)權(quán)利要求1的廢氣凈化催化劑,其中所述第一化合物還包括Zr。16.—種制造權(quán)利要求1的廢氣凈化催化劑的方法,該方法包括預先燒結(jié)第一化合物,然后將所述貴金屬粒子承載于所述第一化合物之上;對承載所述貴金屬粒子的所述第一化合物進行研磨;和在承載所述貴金屬粒子的經(jīng)研磨的第一化合物的周圍,形成第二化合物。17.—種催化劑蜂窩基體,其中權(quán)利要求115任意一項的廢氣凈化催化劑是通過涂覆在催化劑蜂窩基體的內(nèi)壁表面上形成的。全文摘要本發(fā)明披露一種廢氣凈化催化劑,其包括貴金屬粒子;第一化合物,其承載所述貴金屬粒子并抑制所述貴金屬粒子的移動;和第二化合物,其包封所述貴金屬粒子和第一化合物,抑制所述貴金屬粒子的移動并抑制所述第一化合物相互接觸之后的凝聚。所述第一化合物為包含稀土元素的復合物。文檔編號B01D53/94GK101301610SQ20081000458公開日2008年11月12日申請日期2008年1月25日優(yōu)先權(quán)日2007年1月25日發(fā)明者中村雅紀,內(nèi)藤哲郎,宮村利春,島田真紀,池澤純,若松廣憲,菅克雄,菊地博人申請人:日產(chǎn)自動車株式會社