專利名稱：：硫化氫產生抑制單元和廢氣凈化催化劑的制作方法硫化氫產生抑制單元和廢氣凈化催化劑
背景技術：
：1.發明領域例如，日本特開平08-015554公開了通過在載體上負載貴金屬而形成的廢氣凈化催化劑，該載體包M-鋇復合氧化物、氧化鋁和氧化鈰。載體在貧氣氛中通過氧化鋁和氧化鈰捕獲硫氧化物作為硫酸鹽，以及在還原氣氛中通過該鎳-鋇復合氧化物捕獲H2S。因此，它可以抑制H2S的產生。另外，日本特開平02-020561公開了能夠氧化和除去H2S的含鉍催化劑。然而，由于這些催化劑在氧化氣氛中氧化H2S，它們不能防止在化學計量或還原氣氛中H2S的排放。發明概述例如，在這樣的H2S產生抑制單元的情況下，其中包含硫吸附部分的涂層形成在一個蜂窩基材上廢氣的上游側，并且包含石;!1#放部分的涂層形成在該蜂窩基材上在硫吸附部分的下游側，包含硫吸附部分的硫吸附層可以形成為該H2S產生抑制單元總長度的1/4-2/3。如果硫吸附層的長度小于該H2S產生抑制單元總長度的1/4，氧化鈰的氧吸附和釋放效果會過分降低，使得難以緩解濃氣氛和抑制H2S的產生。另一方面，如果硫吸附層區域大于該H2S產生抑制單元總區域的2/3，SOx的吸附范圍將增加，同時釋放出的SOx會再次被吸附，使得難以抑制H2S的產生。本發明的H2S產生抑制單元可以負載有貴金屬例如Pt、Rh、Pd、Ir或Ru，因此可以用作抑制H2S產生的廢氣凈化催化劑，優選用作三效催化劑。另外，所述貴金屬在該H2S產生抑制單元上的負載提高該單元的H2S抑制性能。貴金屬優選負載在至少所述硫吸附部分上。當貴金屬負栽在硫吸附部分上時，可以改善氧化鈰的氧吸附和釋放效果，以減小在廢氣氛中的波動。因此，容易將廢氣氛保持在近似化學計量比下，并M現出三效催化劑的高活性。在現有含氧化鈰的三效催化劑中，氧化鈰存在于整個廢氣中，因此SOx通過廢氣幾乎被均勻地吸附。然而，在本發明的H2S產生抑制單元中，包含堿性氧化鈰的硫吸附部分設置在廢氣的上游側，并且具有比硫吸附部分高的表面酸性的硫釋放部分設置在硫吸附部分的下游側。因此，廢氣中的SOx被吸附在上游側硫吸附部分上，而難以被吸附在硫釋放部分上。換句話說，根據本發明的H2S產生抑制單元，SOx的吸附范圍比現有技術中的窄，因此H;jS的產生得到減少。另夕卜，在本發明的H2S產生抑制單元中，吸附在減尸及附部分上的SOx在高溫區得到釋放，但是釋放出的SOx難以吸附在硫釋放部分上。因此，防止該釋放出的SOx再次被吸附而由其產生H2S。此外，在硫吸附部分中，由于氧化鈰的氧吸附和釋放性能而降低濃氣氛的程度，并且使濃度降低的廢氣與硫釋放部分接觸。因此，H2S在硫釋放部分中變得更難產生。另外，使用負載有貴金屬的廢氣凈化催化劑，可以進一步改善氧化鈰的氧吸附和釋放效果，從而可以進一步抑制H2S的產生。因此，本發明的H2S產生抑制單元和廢氣凈化催化劑可以通過其協同作用來有效抑制H2S的產生和排放。實施例以下，將參照實施例和比較例更詳細描述本發明。即使在不同的圖中，類似標號表示類似單元。[0029實施例1圖l示出了本實施例的三效催化劑。該三效催化劑包含堇青石蜂窩基材l，形成在從廢氣上游側起該蜂窩基材一半的一側上的硫吸附層2，以及形成在從廢氣下游側起該蜂窩基材1余下一半的一側上的硫釋放層3。硫吸附層2含有氧化鈰-氧化鋯固溶體，而硫釋放層3不含氧化鈰-氧化鋯固溶體。以下，將描述該三效催化劑的制備方法。使用與實施例l相同的蜂窩基材，并且在蜂窩基材從該基材一端起的1/2長度的范圍內形成與實施例l相同的硫吸附層2。實施例6用實施例4的相同方法，實施例6的三效催化劑包含堇青石蜂窩基材1和形成在整個蜂窩基材1上的涂層30。在對應于該基材一半長度的上游側的涂層30負載有Ba和La。Ba和La各自的負載量對于每升蜂窩基材1為O.lmol。因而，涂層30的表面酸性在對應于該蜂窩基材1一半長度的下游側比上游側的高。另外，硫吸附層2形成在對應于該基材一半長度的上游側，減釋放層3形成在對應于該基材一半長度的下游側。除了使用氧化鑭粉末和硫酸鋇粉末以外，用實施例4的相同方法制備本實施例的三效催化劑。0044實施例7除了硫吸附層中所含的氧化鈰-氧化鋯固溶體的比表面積為3m2/g以外，用實施例1的相同方法進行實施例7。[0045比較例本比較例的三效催化劑包含堇青石蜂窩基材1和形成在整個蜂窩基材l上的涂層30，并且涂層組成在整個基材上均一。以下，將描述該三效催化劑的制備方法。測試和分析下表1概括各催化劑的氧化物結構。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>將各三效催化劑安裝于控制在化學計量比下的發動機試驗臺的排氣系統中。然后，發動機在LA#4模式下運轉，并且在其中猛踩油門塔板的完全加速模式下加速至80km/hr。接下來，將操作模式轉換到空轉狀態。剛好在轉換到空轉模式之后，測定排放的H2S量，測量結果示于圖4中，其中各實施例的測量值表示成相對于作為100的比較例的值。如圖4所示，可以看到各實施例的三效催化劑表現出比比較例低的H2S排放。這是由于形成了疏吸附層2和硫釋放層3。另外，實施例3表現出比實施例1和2低的值，而實施例6表現出比實施例4和5低的值。這暗示硫吸附層2與硫釋放層3之間的酸性差異較大是優選的。另夕卜，實施例7表現出比實施例1低的值，暗示著石危吸附層2中所含的氧化鈰的表面積較小是優選的。[0049另外，用上i^目同方法測試其中從實施例和比較例的三效催化劑中除去Pt和Rh的H2S產生抑制單元。結果，除了所有實施例和比較例在H2S排放上都表現出略有增加之外，實施例與比較例的相對值等于圖4中所示的三效催化劑的值。0050盡管已經關于優選的實施方案示出和描述了本發明，但是本領域技術人員應當理解在不背離如下列權利要求中限定的本發明的精神和范圍的情況下，可以進行各種變化和改權利要求1.一種硫化氫產生抑制單元，其包含硫吸附部分，它含有至少包括氧化鈰的氧化物，并且設置在廢氣的上游側；和硫釋放部分，它具有的表面酸性比所述硫吸附部分的表面酸性高，并且設置在所述硫吸附部分的下游側。2.權利要求1的硫化氫產生抑制單元，其中所述硫釋放部分包含二氧化鈦。3.權利要求1的硫化氫產生抑制單元，其中所述硫吸附部分負載有選自堿土金屬和稀土元素中的至少一種元素。4.權利要求3的硫化氫產生抑制單元，其中所述選自堿土金屬和稀土元素中的至少一種元素的負載量對于每升硫化氫產生抑制單元為0.01-0.5mol。5.權利要求1的硫化氫產生抑制單元，其中包含所述硫吸附部分的涂層形成在廢氣上游側蜂窩基材上，包含所述石;11#放部分的涂層形成在其下游側，并且所述包含石克吸附部分的涂層形成為硫^化氬產生抑制單元的總長度的約1/4-2/3。6.—種包含硫化氫產生抑制單元的廢氣凈化催化劑，其包含硫吸附部分，它含有至少包括氧化鈰的氧化物，并且設置在廢氣的上游側j和硫釋放部分，它具有的表面酸性比所述硫吸附部分的表面酸性高，并且設置在所述硫吸附部分的下游側，以及負載在硫化氫產生抑制單元上的貴金屬。7.權利要求6的廢氣凈化催化劑，其中所述貴金屬負載在至少所述石克吸附部分上。8.權利要求6的廢氣凈化催化劑，其中所述貴金屬均勻地負載在所全文摘要本文公開了一種硫化氫產生抑制單元，其包含硫吸附部分2，它含有至少包含氧化鈰的氧化物，該硫吸附部分2設置在廢氣的上游側；和硫釋放部分3，它設置在所述硫吸附部分2的下游側并且具有比所述硫吸附部分2高的表面酸性。吸附在硫吸附部分上的SOx在高溫區中釋放，但是釋放出的SOx難以吸附在硫釋放部分3上，因此不會再次被吸附。從而，在不使用環境負擔物質例如鎳的情況下抑制H<sub>2</sub>S的產生。文檔編號B01J23/10GK101370567SQ200780002260公開日2009年2月18日申請日期2007年1月10日優先權日2006年1月10日發明者蜂須賀一郎申請人:豐田自動車株式會社