專利名稱：：帶催化劑的微粒子過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種帶催化劑的微粒子過濾器。
背景技術(shù)：
：已知在使用以柴油為主要成份的燃料的柴油發(fā)動機中、或者使用以汽油為主要成份的燃料讓該燃料進行稀薄燃燒的汽油發(fā)動機中，在廢氣中含有微粒子(含有碳粒子的懸浮粒子狀物質(zhì))。為抑制該微粒子排出到大氣中，在發(fā)動機的廢氣通路中設(shè)置了捕捉該廢氣中的微粒子的過濾器。因為若該過濾器的微粒子堆積量增多，則會導(dǎo)致發(fā)動機的輸出、燃料效率下降，所以需要讓已堆積起來的微粒子適當?shù)厝紵?，從而將這些微粒子從過濾器中除去。為讓所述微粒子有效地燃燒(微粒子在較低的溫度下起火且燃燒在短時間內(nèi)完成)，在過濾器主體的廢氣通路壁面上形成含有已承載催化劑金屬的氧化鋁的催化劑層。該已承載了催化劑金屬的氧化鋁對微粒子的燃燒很有效，但是近年來，開發(fā)研究出了讓微粒子更加有效地燃燒的過濾器用催化劑材料。例如，在日本公開專利公報特開2006-326573號公報中公開了將催化劑材料用在過濾器上的技術(shù)，該催化劑材料，是通過讓由從鐠、釹以及鑭中選出的稀土金屬R、鈰以及鋯形成的復(fù)合氧化物承載催化劑金屬而構(gòu)成的。優(yōu)選該復(fù)合氧化物申的所述R的舍有率以摩爾百分比計2%以上且11%以下。因為這樣的復(fù)合氧化物含有鈰，具有儲存、釋放氧的能力，所以該復(fù)合氧化物所釋放出的氧有助于微粒子的起火與燃燒。在日本公開專利公報特開2007-54713號公報中也公開了將催化劑材料用在過濾器上的技術(shù)，該催化劑材料，是通過讓以下復(fù)合氧化物粒子承載催化劑金屬而構(gòu)成的，這些復(fù)合氧化物粒子含有復(fù)合氧化物ZrRO粒子(R含有率以摩爾百分比計18%)和復(fù)合氧化物CeMO粒子。復(fù)合氧化物ZrRO粒子是從鐿、釹以及鈧中選出的稀土金屬R與鋯的復(fù)合氧化物粒子；CeMO粒子是從釤與釓'中選出的稀土金屬M與鈰的復(fù)合氧化物粒子。上述ZrRO粒子具有氧離子傳導(dǎo)性，放出活性氧，但該氧釋放機理與特開2006-326573號公報中所公開的CeZr系列復(fù)合氧化物不同。也就是說，CeZr系列復(fù)合氧化物具有很高的儲氧能力，是借助鈰離子的價數(shù)變化來釋放活性氧。另一方面，ZrRO粒子具有氧離子傳導(dǎo)性，即具有所謂的氧輸送功能，所以，當在該粒子表面存在氧濃度高的部分和氧濃度低的部分的時候，該ZrRO粒子將氧離子從氧濃度高的部分輸送到氧濃度低的部分，并作為活性氧釋放出來。因此，在上述ZrRO粒子的情況下，會在ZrRO粒子的表面上出現(xiàn)讓微粒子燃燒的小火種，若該火種部位陷入氧不足的狀態(tài)，則氧就被從別的氧濃度高的部分輸送來，所以燃燒繼續(xù)下去，燃燒區(qū)域很容易從該火種部位擴大到周圍。'再就是，在日本公開專利公報特開2007-83224號公報中公開的也是將催化劑用在過濾器上的技術(shù)。該催化劑，是包含上述的具有氧離子傳導(dǎo)性的ZrRO和氧化鋁，且讓它們承載催化劑金屬而構(gòu)成的。
發(fā)明內(nèi)容在發(fā)動機廢氣的后處理(aftertreatment)系統(tǒng)中，不^f又要求高效地進行所述微粒子的捕捉與燃燒去除，還要求對廢氣中的碳化氫(HC)、一氧化碳(CO)進行轉(zhuǎn)化等。特別要求提高在廢氣溫度低的低溫時的廢氣轉(zhuǎn)化性能。因此，一般情況下，將催化劑布置在微粒子過濾器的設(shè)置位置的上游一側(cè)的廢氣通路中，由催化劑對碳化氫與一氧化碳進行氧化，或者將廢氣中的一氧化氮(NO)氧化為二氧化氮(NO2)。但是，近年來，對廢氣的轉(zhuǎn)化率的要求比以前更高了，因此，對提高上游一側(cè)的催化劑的性能的要求變得更加嚴格了，而出現(xiàn)了導(dǎo)致成本上升、尺寸增大的傾向。本發(fā)明的目的在于，使設(shè)在微粒子過濾器中的催化劑不僅具有促進微粒子燃燒的功能，還具有對廢氣的低溫轉(zhuǎn)化功能，做到在將催化劑設(shè)在微粒子過濾器的上游一側(cè)的情況下，也能夠減輕上游側(cè)催化劑的負擔。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，以適當?shù)谋嚷蕦⒒钚匝趸X、鈰鋯系列復(fù)合氧化物、以及鋯釹系列復(fù)合氧化物混合在一起，來構(gòu)成微粒子過濾器用催化劑。也就是說，本發(fā)明是一種催化劑由捕捉從發(fā)動機排出的微粒子的過濾器主體的廢氣通道壁面承載的帶催化劑的微粒子過濾器。所述催化劑，以混合的狀態(tài)含有承載了催化劑金屬的活性氧化鋁粒子、含鈰與鋯的鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子、和含鋯、釹及除鈰與釹以外的稀土金屬M的鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子。所述鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子與鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子的合計量在所述活性氧化鋁粒子、鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子以及鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子的合計量中所占的質(zhì)量百分比是10%以上且60%以下。所述鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子用量相對所述鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子用量的質(zhì)量比是20/80以上且80/20以下，即，鈰鋯系列復(fù)合氧化物/鋯釹系列復(fù)合氧化物的質(zhì)量比是20/80以上且80/20以下。所述鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子具有儲存、釋放氧的能力，但在氧過剩的氣體氣氛中，也會由于鈰鮑子的價數(shù)變化而釋放活性氧。也就是說，在將儲氧材料用于重復(fù)氧過剩狀態(tài)(富氧狀態(tài))和氧不足狀態(tài)(貧氧狀態(tài))的三效催化劑中的情況下，在富氧狀態(tài)卞，儲存氧；在貧氧狀態(tài)下，釋放氧。但是，有時候，在富氧狀態(tài)下，所述鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子也會將氧吸入到氧化物內(nèi)部，另一方面，又從氧化物內(nèi)部釋放出活性氧"氧交換反應(yīng)"(氧置換反應(yīng))(參考本申請申請人的已被公開的日本公開專利公報特開2007-190460號公報)。鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子具有氧離子傳導(dǎo)性，將氧離子從氧濃度高的部分輸送到氧濃度低的部分，并作為活性氧釋放出來。另一方面，承載有催化劑金屬的活性氧化鋁粒子對^f鼓粒子的燃燒很有效，除此以外，對碳化氫與一氧化碳的氧化、以及將一氧化氮(NO)氧化為二氧化氮(N02)都起作用。因此，鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子釋放的活性氧被有效地用于微粒子的燃燒，具有不同的氧釋放機理的鈰#系列復(fù)合氧化物粒子對所述微粒子的燃燒有幫助。而且，在由所述活性氧化鋁粒子承載的催化劑金屬對廢氣中的碳化氫(HC)、一氧化碳(CO)進行氧化、將一氧化氮(NO)氧化為二氧化氮(N02)時，鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子和鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子的釋放活性氧的能力會起良好的作用，這樣的廢氣成份的氧化反應(yīng)所產(chǎn)生的熱促進所述微粒子的燃燒，同時所述二氧化氮成為使微粒子高效地燃燒的氧化劑。在本發(fā)明中，因為催化劑以混合的狀態(tài)含有承載了上述催化劑金屬的活性氧化鋁粒子、鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子以及鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子這三種粒子，所以相對于瘋粒子的燃燒能夠收到以下效果。也就是說，因為，活性氧化鋁粒子是多孔性、.比表面積大，所以通過讓該活性氧化鋁粒子存在于鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子與鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子之間，催化劑內(nèi)部的空隙就增多。因此，廢氣在催化劑內(nèi)部的流動性變好，活性氧容易從鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子與鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子釋放出來。結(jié)果是，微粒子變得容易燃燒?；钚匝趸X粒子的比表面積大和所述活性氧的釋放性良好二者產(chǎn)生相乘效果，而促進了NO—N02的反應(yīng)，微粒子容易以該N02為氧化劑進行燃燒。在本發(fā)明中，重要之處，不僅是將含有承載了上述催化劑金屬的活性氧化鋁粒子、鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子、以及鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子簡單地混合起來，如上所述，重要之處還有，使鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子與鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子的合計量在所述三種粒子的合計量中所占的質(zhì)量百分比是10%以上且60%以下；使鈰鋯系列復(fù)合氧化物/鋯釹系列復(fù)合氧化物的質(zhì)量比是20/80以上且80/20以下。這樣一來，如在后述的實驗數(shù)據(jù)中所明顯地反映出來的那樣，收到了微粒子的燃燒速率加快且碳化氫、一氧化碳的起燃溫度變低這樣的預(yù)料不到的效果。優(yōu)選，所述鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子與鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子的合計量在上述三種的合計量中所占的質(zhì)量百分比是20%以上且50%以下；所述鈰鋯系列復(fù)合氧化物/鋯釹系列復(fù)合氧化物的質(zhì)量比是40/60以上且60/40以下。能夠采用鑭、鐠、釤、釓以及釔等作上述鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子所含有的稀土金屬M，其中，從使微粒子的燃燒性提高的角度來看，優(yōu)選鑭、鐠以及釔中選出的至少一種金屬。更佳的是采用鐠作稀土金屬M。從使微粒子的燃燒性提高的角度來看，優(yōu)選當用MO表示所述稀土金屬M的氧化物時，所述鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子，是Nd2O3與MO的合計量在Zr02、Nd2O3以及MO的合計量中所占有的比率以摩爾百分比計18%以上且30%以下，即，(Nd2O3+MO)/(Zr02+Nd203+MO)是18%以上且30%以下。優(yōu)選所述鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子除含有所述鈰與鋯以外，還含有釹。附圖的簡單說明圖1是顯示將微粒子過濾器布置在發(fā)動機的廢氣通路中的狀態(tài)的圖。圖2是示意地顯示微粒子過濾器的正視圖。圖3是示意地顯示微粒子過濾器的縱向剖視圖。圖4是示意地顯示將微粒子過濾器的廢氣流入通路和廢氣流出通路隔開的壁的放大剖視圖。圖5是顯示微粒子過濾器的催化劑層的構(gòu)成的剖視圖。圖6是顯示各種鈰鋯系列復(fù)合氧化物中稀土金屬R所占的比率與碳燃燒速率的關(guān)系的曲線圖。具體實施例方式下面，參考本發(fā)明的實施例。另外，以下的對優(yōu)選實施方式的說明，只不過是本質(zhì)上的示桐而匕，本發(fā)明對適用物或者用途等并不做任何限制。圖1中，l是布置在發(fā)動機的廢氣通路ll上的微粒子過濾器(以下簡單地稱其為"過濾器")。能夠在比過濾器l還靠近廢氣流動的上游一側(cè)的廢氣通路11上布置有氧化催化劑(未示)，該氧化催化劑是通過讓活性氧化鋁等載體承載以鉑、鈀等為代表的催化劑金屬而構(gòu)成的。將這樣的氧化催化劑布置在過濾器1的上游一側(cè)時，廢氣中的的碳化氫(HC)、一氧化碳(CO)由該氧化催化劑氧化，其氧化燃燒熱使流入過濾器1的廢氣溫度提高。而且，一氧化氮被氧化為二氧化氮，該二氧化氮被作為讓微粒子燃燒的氧化劑供到過濾器1。圖2和圖3示意地示出了過濾器1。如圖所示，該過濾器l呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)，包括相互平行著延伸的多條廢氣通路2、3。也就是說，過濾器1的結(jié)構(gòu)是這樣的，即交替著設(shè)有下游一端被塞子(plug)4堵起來的廢氣流入通路2和上游一端被塞子4堵起來的廢氣流出通路3，廢氣流入通路2和廢氣流出通路3由壁厚很薄的隔離壁5隔離開。此外，在圖2中，畫上了陰影線的部分代表廢氣流出通路3中的上游一端的塞子4。過濾器1的包括所述隔離壁5的過濾器主體，由堇青石(cordierite)、SiC、SisN4、硅鋁氧氮耐熱陶瓷那樣的無機多孔材料形成，流入廢氣流入通路2內(nèi)的廢氣，在圖3中，按照箭頭方向所示，通過周圍的隔離壁5流出到相鄰的廢氣流出通路3內(nèi)。也就是說，如圖4所示，隔離壁5具有使廢氣流入通路2和廢氣流出通路3連通的微孔(廢氣通路)6,廢氣通過該微孔6。于是，孩史粒子主要被廢氣流入通路2和微孔6的壁面捕捉并堆積起來。催化劑層7形成在所述過濾器1的過濾器主體的所述廢氣通路(廢氣流入通路2、廢氣流出通路3及微孔6)的壁面上。此外，并非一定要在廢氣流出通路3的壁面上形成催化劑層。本發(fā)明的特征之一是，所述催化劑層7含有承載了催化劑金屬的活性氧化鋁粒子、含有鈰與鋯的鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子以及含有鋯、釹及鈰與釹以外的稀土金屬M的鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子。圖5示意地示出了催化劑層之一例。該催化劑層7以混合的狀態(tài)含有三種催化劑成份。其中之一是用活性氧化鋁(AI2O3)粒子承載柏作為催化劑金屬而構(gòu)成的催化劑成份。另一種是，由以鈰和鋯為主要成份、還含有鈰以外的稀土金屬R(鑭、釹、鐠或者釔)的鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子(CeZrRO)承載鉑作為催化劑金屬而構(gòu)成的催化劑成份。剩下的一種是，由以鋯和釹為主要成份、還含有鈰和釹以外的稀土金屬M(鑭、鐠或者釔)的鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子(ZrNdMO)承載鉑作為催化劑金屬而構(gòu)成的催化劑成份。上述活性氧化鋁粒子、鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子以及鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子，任一種粒子都是一次粒子聚集后形成的二次粒子。下面，根據(jù)對碳燃燒性能和廢氣轉(zhuǎn)化性能的評價試驗來說明上述三種催化劑成份的優(yōu)選比率。(試樣的調(diào)制)準備好含質(zhì)量百分比4%的鑭的活性氧化鋁粒子、Ce02:ZrO2:Nd203=24:72:4(摩爾比)的鈰鋯釹復(fù)合氧化物粉末(ZrO2的比率最大)以及Zr02:Nd2O3:PreOii=70:12:18(摩爾比)的鋯釹鐠復(fù)合氧化物粉末(Zr02的比率最大)。該鋯釹鐠復(fù)合氧化物粉末中(Nd203+Pr60ii)/(ZrO2+Nd2O3+Pr6Ou)的比率是以摩爾百分比計30%。用各種的比率(參考表1、表2)來對這三種氧化物粉末進行混合，在混合好的各種材料中再分別混合上二氨二硝基鉑硝酸溶液(solutionofdiamminedinitroplatinumnitrate)和離子交4奐水后，再進4亍蒸發(fā)、干燥來讓它充分干燥。接著，在500。C的溫度下、大氣氣氛中，焙燒2個小時，便得到了上述比率相互不同的各種催化劑材料。將各種催化劑材料和粘合劑、離子交換水混合后做成懸浮液，再將該懸浮液涂敷到SiC制過濾器載體(容量25mL、蜂窩孔壁厚16mil(毫升)(406.4xl0-3mm)、每一平方英尺(645.16mm2)的蜂窩孔數(shù)178)以后，使其干燥，在大氣氣氛、50(TC的溫度下，焙燒2個小時，便得到了各種試樣(帶催化劑的微粒子過濾器)。將上述三種氧化物粉末在每一立方的過濾器上的合計承載量設(shè)為20g/L,將鉑承載量設(shè)為2.0g/L?？梢圆捎肸r02:Nd2O3:Pr60ii=82:12:6(摩爾比)的鋯釹鐠復(fù)合氧化物粉末(Nd2O3+Pr6Ou)的比率是摩爾百分比18%)來代替上述(NcbOs+PreOii)的比率是摩爾百分比30°/。的鋯釹鐠復(fù)合氧化物粉末，用同樣的方法得到三種氧化物粉末的配合比率(參考表3、表4)各不相同的各種試樣(帶催化劑的微粒子過濾器)。試樣全部進行在大氣氣氛、80(TC的溫度下保持24小時的熱老化處理后，拿來做對碳燃燒性能和廢氣轉(zhuǎn)化性能的評價試驗。(碳燃燒性能的評價試驗)在量相當于10g/L(過濾器)的碳(碳黑)中加入10mL的離子交換水，用攪拌器攪拌5分鐘，來讓碳充分地分散在水中。將試樣的一個端面浸漬到該碳分散液中，用與另一個端面相連接的吸引器(aspirator)進行吸引。利用吹風(fēng)器將該吸引也沒能去除的水份從上述一端面除去，接著，在將試樣;故入干燥器中，在150。C的溫度下保持2個小時來讓它干燥。這樣一來，碳便堆積在試樣過濾器的廢氣通路壁面上。將各個試樣安裝到固定床模擬氣體氣流反應(yīng)器(fixed-bedsimulatedgasflowreactor)上，以8xl05/小時的空速(spacevelocity)4夸才莫擬廢氣(O2:10%、NO:300ppm、H2O:10%、剩下的是N2)通過試樣，且以15°C/分的速率讓試樣入口氣體溫度上升，測量了該溫度達到590°C時的碳燃燒速率。在該情況下，碳燃燒速率是利用下式根據(jù)碳的燃燒所生成的一氧化碳和二氧化碳的量算出來的。碳燃燒速率(g/h)={氣體流速(L/h)x[CO、C02濃度(ppm)/lxlO6]}/22.4x12(廢氣轉(zhuǎn)化性能的評價試驗)將試樣安裝到固定床模擬氣體氣流反應(yīng)器上，5xl04/小時的空速將模擬廢氣(HC=200ppmC、CO=400ppm、NO=100ppm、O2=10%、C02=4.5%、H2O=10%、剩下的是N2)流入試樣，且以30。C/分的速率讓試樣入口氣體溫度上升，求出了HC和CO各自的轉(zhuǎn)化率都達到了50o/0時的上述入口氣體溫度(起燃溫度)。(試驗結(jié)果)表l顯示利用了(Nd2O3+Pr6Ou)的比率是摩爾百分比30%的鋯釹鐠復(fù)合氧化物粉末的各種試樣的碳燃燒速率，表2顯示起燃溫度。而且，表3顯示利用了(Nd203+Pr60ii)的比率是摩爾百分比18%的鋯釹鐠復(fù)合氧化物粉末的各種試樣的碳燃燒速率，表4顯示起燃溫度。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>(表2)<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>(表4)<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>來看一下表l(鋯釹鐠復(fù)合氧化物中(Nd203+Pr6()11)的比率是摩爾百分比30%)的碳燃燒速率，隨著鈰鋯鐠(CeZrPr)和鋯釹鐠(ZrNdPr)兩種復(fù)合氧化物粒子合計量在三種氧化物粒子合計量中所占的比率增大，碳燃燒速率逐漸增大，在質(zhì)量百分比30%附近出現(xiàn)峰值，之后，隨著所述比率增大，碳燃燒速率逐漸變小。而且，隨著所述兩種復(fù)合氧化物的質(zhì)量比(CeZrNd復(fù)合氧化物/ZrNdPr復(fù)合氧化物增大，碳燃燒速率逐漸增大，在質(zhì)量比50/50附近出現(xiàn)峰值，之后，隨著該質(zhì)量比增大，碳燃燒速率逐漸變小。于是，可知優(yōu)選的是，在表1中的用粗線圍起的區(qū)域(上述兩種復(fù)合氧化物粒子合計量的比率在質(zhì)量百分比10%以上且60%以下、且該兩種復(fù)合氧化物粒子的上述質(zhì)量比是20/80以上且80/20以下)，碳燃燒速率變得較大，特別是，在用更粗的粗線圍起的區(qū)域(上述兩種復(fù)合氧化物粒子合計量的比率在質(zhì)量百分比20%以上且50%以下、且該兩種復(fù)合氧化物粒子的上述質(zhì)量比是40/60以上且60/40以下)。接著，來看一下表2(ZrNdPr復(fù)合氧化物中(Nd203+PreOn)所占的比率摩爾百分比30%)的起燃溫度，隨著上述兩種復(fù)合氧化物粒子合計量比率增大，起燃溫度下降，在質(zhì)量百分比30%附近，起燃溫度最低，之后，隨著所述比率增大，起燃溫度有逐漸升高的傾向，而且，隨著所述兩種復(fù)合氧化物的質(zhì)量比增大，起燃溫度逐漸降低，在質(zhì)量比50/50附近最低，之后，隨著該質(zhì)量比增大，起燃溫度有逐漸升高的趨勢。表2中的用粗線圍起來的區(qū)域的起燃溫度較低，特別是用更粗的粗線圍起來的區(qū)域的起燃溫度低。此外，表1中的上述兩種復(fù)合氧化物粒子合計量的比率是70%且上述質(zhì)量百分比是40/60時，碳燃燒速率較大，但若來看一下表2，則此時的起燃溫度卻沒有變得那么低。因此，分析了表1和表2后能夠說，為同時滿足微粒子的燃燒性能和廢氣的低溫轉(zhuǎn)化性能，優(yōu)選的是，將上述三種氧化物的混合比率設(shè)在上述用粗線圍起來的區(qū)域內(nèi)，更加優(yōu)選的是，將上述三種氧化物的混合比率設(shè)在用上述更粗的粗線圍起來的區(qū)域內(nèi)。表3和表4示出了鋯釹鐠復(fù)合氧化物中(NcbOs+PrsOii)的比率是以摩爾百分比計30%時的評價結(jié)果，看一下該表3和表4可知，此時的碳燃燒速率特性和起燃溫度特性呈現(xiàn)出了該比率是以摩爾百分比計30%時(表1和表2)相同的趨勢。分析了該表3和表4后能夠說，為同時滿足微粒子的燃燒性能和廢氣的低溫轉(zhuǎn)化性能，優(yōu)選的是，將上述三種氧化物的混合比率設(shè)在上述用粗線圍起來的區(qū)域內(nèi)，更加優(yōu)選的是，將上述三種氧化物的混合比率設(shè)在用上述更粗的粗線圍起來的區(qū)域內(nèi)。(鋯釹系列復(fù)合氧化物的優(yōu)選組成)為了決定鋯釹系列復(fù)合氧化物的優(yōu)選組成，調(diào)制出了各種復(fù)合氧化物粉末，該各種復(fù)合氧化物粉末分別采用了鑭、鐠、釔作稀土金屬M,而且，Nd2O3的摩爾百分比和MO的摩爾百分比相互不同。接下來，通過讓這些復(fù)合氧化物粉末承載鉑調(diào)制出了各種催化劑材料。但是，這些催化劑材料中不含有活性氧化鋁和鈰鋯系列復(fù)合氧化物。和上述評價試驗一樣，將所得到的各種催化劑材料涂敷到SiC制過濾器載體(過濾器主體)主體上以后，再進行干燥和焙燒，便得到各種試樣。設(shè)每一立方的過濾器上，鋯釹系列復(fù)合氧化物的粉末的承載量是50g/L，設(shè)鉑承載量是0.5g/L。之后，在大氣氣氛、800。C的溫度下進行將各試樣保持24小時的熱老化處理之后，再在和上述一樣的條件下測量59CTC的溫度下的碳燃燒速率，并同時求出了一氧化碳產(chǎn)生量。結(jié)果顯示于表5。表5見下頁。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>因為與不含釹的試樣3、4相比，將鑭、鐠或釔與釹組合起來而得到的試樣5、12、21的碳燃燒速率高，所以能夠說優(yōu)選釹是必不可少的。但_是，在象試樣1、2那樣僅用釹作稀土金屬的情況下，因為即使釹的量增多，碳燃燒速率也不增大，所以能夠說適宜的做法是將鑭、鐠或釔與釹組合起來。在M的比率較低的情況下(試樣7、14、22或試樣8、15、23)，對鑭、鐠或釔作一比較的話，從使碳燃燒速率增大的角度來看，能夠說用锎作M是有利的。另一方面，在M的比率較高的情況下(試樣6、13或試樣ll、20、25)，對鑭、鐠或釔作一比較的話，從使碳燃燒速率增大的角度來看，能夠說用鐠作M是有利的。雖然也會例外，但基本上是這樣的，若使釹和M兩氧化物的合計量的比率增多，則碳燃燒速率增大。但是，從試樣1620可知，若使該合計量增大而使碳燃燒速率增大，則者由于碳的不完全燃燒所產(chǎn)生的CO量增多的傾向。因此，從提高微粒子的燃燒性的角度來看，優(yōu)選使上述合計量增多。但為抑制所產(chǎn)生的一氧化碳的量增大，優(yōu)選將該合計量的比率設(shè)定為摩爾百分比30%以下。另一方面，因為若使上述合計量的比率以摩爾百分比計在18%以上，基本上都能得到較大的碳燃燒速率，所以能夠說，從使微粒子的燃燒性提高的角度來看，優(yōu)選將上述合計量的比率設(shè)定為摩爾百分比18%以上。特別是，從對試樣6、8、13、15以及23的比較來看，能夠說，使釹或鐠的比率增大，將上述合計量的比率設(shè)定為摩爾百分比18%以上，則是優(yōu)選的。這里，表5的試樣17所涉及的鋯釹鐠復(fù)合氧化物是用在表1、2所涉及的試樣中的鋯釹鐠復(fù)合氧化物；表5的試樣15所涉及的鋯釹鐠復(fù)合氧化物是用在表3、4所涉及的試樣中的鋯釹鐠復(fù)合氧化物。對表1和表3中的碳燃燒速率、表2和表4中的起燃溫度進行一下比較，則表1、表2的結(jié)果很好，這與表5中的試樣17、15的碳燃燒速率數(shù)據(jù)相符。而且，從這一比較還可以知道，在采用表5中其它的ZrNdM復(fù)合氧化物的情況下，能夠說，獲得了表1到表4所示程度的碳燃燒速率和廢氣轉(zhuǎn)化特性。(鈰鋯系列復(fù)合氧化物的碳燃燒速率)改變鈰鋯系列復(fù)合氧化物(CeZrRO)中的稀土金屬R的種類和比率，調(diào)制出了各種復(fù)合氧化物粉末，并讓該復(fù)合氧化物粉末承載鐠，則調(diào)制出了各種催化劑材料。但是，這些催化劑材料中不含有活性氧化鋁和鋯釹系列復(fù)合氧化物。和上述評價試驗一樣，將所得到的各種催化劑材料涂敷到SiC制過濾器載體(過濾器主體)(容量25mL、蜂窩孔壁厚12mil(毫升)(304.8xl0-3mm)、每一平方英尺(645.16mm2)的蜂窩孔數(shù)300)上以后，再進行干燥和焙燒，便得到了各種試樣。設(shè)每一立方過濾器上，鈰鋯系列復(fù)合氧化物的粉末的承載量是50g/L,設(shè)鉑承載量是0.5g/L。之后，在大氣氣氛、80(TC的溫度下進行將各試樣保持24小時的熱老化處理之后，再在與上述相同的條件下測量59(TC的溫度下的碳燃燒速率。結(jié)果顯示于圖6。圖6的橫軸表示鈰鋯系列復(fù)合氧化物中的稀土金屬R的氧化物R-O比率(摩爾百分比)。由該圖可知，在使用鐠的情況下，當鐠的氧化物比率以摩爾百分比計在2%以下，少量時，得到的是較大的碳燃燒速率；在使用其它稀土金屬釹、锎以及釔的情況下，當它們的氧化物比率以摩爾百分比計在60/o以下或7%以下時，得到的是較大的碳燃燒速率。能夠說，在該四種稀土金屬中，采用釹對提高碳燃燒速率是最有利的。權(quán)利要求1.一種帶催化劑的微粒子過濾器，催化劑由捕捉從發(fā)動機排出的微粒子的過濾器主體的廢氣通道壁面承載，其特征在于所述催化劑，以混合的狀態(tài)含有承載了催化劑金屬的活性氧化鋁粒子、含鈰與鋯的鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子、和含鋯、釹及除鈰與釹以外的稀土金屬M的鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子；所述鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子與鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子的合計量在所述活性氧化鋁粒子、鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子以及鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子的合計量中所占的質(zhì)量百分比是10％以上且60％以下；所述鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子用量相對所述鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子用量的質(zhì)量比是20/80以上且80/20以下，即，鈰鋯系列復(fù)合氧化物/鋯釹系列復(fù)合氧化物的質(zhì)量比是20/80以上且80/20以下。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶催化劑的微粒子過濾器，其特征在于所述鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子與鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子的合計量在所述活性氧化鋁粒子、鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子以及鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子的合計量中所占的質(zhì)量百分比是20%以上且50%以下；所述鈰鋯系列復(fù)合氧化物/鋯釹系列復(fù)合氧化物的質(zhì)量比是40/60以上且60/40以下。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶催化劑的微粒子過濾器，其特征在于上述鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子所含有的稀土金屬M是從鑭、鐠以及釔中選出的至少一種金屬。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶催化劑的微粒子過濾器，其特征在于當用MO來表示所述稀土金屬M的氧化物時，所述鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子，是Nd2O3與MO的合計量在ZrO2、Nd203以及MO的合計量中所占有的比率以摩爾百分比計18%以上且30%以下，即，(Nd203+MO)/(ZrO2+Nd2O3+MO)是18%以上且30%以下。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶催化劑的微粒子過濾器，其特征在于所述鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子除含有所述鈰與鋯以外，還含有釹。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶催化劑的微粒子過濾器，其特征在于所述鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子作為所述稀土金屬M含有鐠。全文摘要本發(fā)明公開了一種帶催化劑的微粒子過濾器。在微粒子過濾器中形成催化劑層(7)，該催化劑層(7)含有承載了鉑的活性氧化鋁粒子、鈰鋯系列復(fù)合氧化物粒子以及鋯釹系列復(fù)合氧化物粒子。設(shè)鈰鋯系列復(fù)合氧化物與鋯釹系列復(fù)合氧化物的合計量在上述三種粒子的合計量中所占的質(zhì)量百分比是10％以上且60％以下，設(shè)鈰鋯系列復(fù)合氧化物/鋯釹系列復(fù)合氧化物的質(zhì)量比是20/80以上且80/20以下。因此，能夠提供一種微粒子燃燒性和廢氣低溫轉(zhuǎn)化性皆高的微粒子過濾器。文檔編號F01N3/035GK101363349SQ20081013387公開日2009年2月11日申請日期2008年7月15日優(yōu)先權(quán)日2007年8月8日發(fā)明者岡本謙治,原田浩一郎,山田啟司,鈴木研二,高見明秀申請人:馬自達汽車株式會社