排气控制催化剂

摘要

提供了一种排气控制催化剂，其中在基底(1)上形成含有Pd和Pt中至少一种的催化剂层，所述排气控制催化剂在从催化剂层的排气上游端到催化剂层总长度的50％或更小的长度位置的催化剂层前段(21)中包括具有烧绿石结构的第一OSC材料和储氧速率比具有烧绿石结构的第一OSC材料快的OSC材料。

权利要求

1.一种排气控制催化剂，其中在基底上形成有含有Pd和Pt中至少一种的催化剂层，包含：催化剂层前段，其位于从催化剂层的排气上游端到催化剂层总长度的50％或更小的长度位置的范围内，以及含有具有烧绿石结构的第一OSC材料和储氧速率比第一OSC材料的储氧速率快的第二OSC材料，该第二OSC材料具有萤石结构，和催化剂层后段，其位于所述催化剂层前段以外的沿排气方向的下游部分，以及含有所述第二OSC材料，且不含第一OSC材料，其中所述第一OSC材料在所述催化剂层前段中的含量相对于所述第一OSC材料和所述第二OSC材料的总含量为2重量％至9重量％。

2.根据权利要求1的排气控制催化剂，其中

所述第一OSC材料和所述第二OSC材料在所述催化剂层前段中的总含量为80克或更少/

1升基底。

3.根据权利要求1或2的排气控制催化剂，其中所述第一OSC材料在所述催化剂层前段中的含量相对于所述第一OSC材料和所述第二OSC材料的总含量为6重量％至9重量％。

4.根据权利要求1至3任一项的排气控制催化剂，进一步包含：在所述催化剂层上形成的贵金属催化剂层。

说明书

排气控制催化剂

[0001] 发明背景1.发明领域

[0002] 本发明涉及用于净化内燃发动机排放的排气的排气控制催化剂。

[0003] 2.相关技术描述

[0004] 汽车等的内燃发动机排放的排气含有有害组分，如一氧化碳(CO)、烃(HC)和氮氧化物(NOx)。这些有害组分在通过排气控制催化剂净化后排放到空气中。在相关技术中，同时进行CO和HC的氧化和NOx的还原的三效催化剂用于排气控制催化剂。作为三效催化剂，广泛使用贵金属，如铂(Pt)、钯(Pd)或铑(Rh)负载在多孔氧化物载体，如氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、氧化锆(ZrO2)或二氧化钛(TiO2)上的催化剂。

[0005] 为了使用这样的三效催化剂有效净化排气中的上述有害组分，必须将空燃比(A/F)(其是向内燃发动机供应的空气-燃料混合物中的空气/燃料比)设定在理论空燃比(化学计量比)附近。但是，根据汽车的行驶状态等，实际空燃比以化学计量比为中心变富(燃料过量条件：A/F<14.7)或贫(氧过量条件：A/F>14.7)，且排气也相应地变富或贫。

[0006] 最近，为了增强随排气中的氧浓度变化而变的三效催化剂的排气净化性能，在排气控制催化剂的催化剂层中使用OSC材料，其是具有储氧能力(OSC)的无机材料。当空气-燃料混合物贫燃且排气中的氧浓度高(贫排气)时，OSC材料储存氧气以促进排气中的NOx的还原。当空气-燃料混合物富燃且排气中的氧浓度低时，OSC材料释放氧气以促进排气中的CO和HC的氧化。

[0007] 日本专利申请公开No.2012-152702(JP 2012-152702A)公开了一种排气控制催化剂，其包括：基底；在基底上形成并含有Pd和Pt中至少一种的底催化剂层；和在底催化剂层上形成并含有Rh的上催化剂层。在这种排气控制催化剂中，在该排气控制催化剂的排气上游侧布置了不含上催化剂层的区域，底催化剂层由布置在排气上游侧的前段底催化剂层和布置在排气下游侧的后段底催化剂层形成，且前段底催化剂层含有储氧材料。JP 2012-152702A描述，借助这种配置，当使用具有烧绿石相(其储氧速率比其它晶体结构慢)的Ce2Zr2O7储氧材料时，可以抑制催化金属粒子生长。

[0008] 日本专利申请公开No.2013-130146(JP 2013-130146A)公开了一种包括排气控制催化剂的排气控制装置，在所述催化剂中在基底上形成催化剂层，该催化剂层含有含具有储氧能力的OSC材料的载体和负载在所述载体上的贵金属催化剂。在这种排气控制催化剂中，在该排气控制催化剂的下游侧自催化剂出口侧端部的预定区域中的载体含有具有烧绿石结构的OSC材料和储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快的OSC材料。

[0009] 在JP 2013-130146A中，在催化剂层的排气下游部分中一起使用具有烧绿石结构的OSC材料和储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快的OSC材料。但是，由于氧气储存和释放反应在催化剂层的排气上游部分中活跃地发生，排气中的氧气在催化剂层的排气上游部分中消耗并几乎不能到达催化剂层的排气下游部分。因此，催化反应在催化剂层的排气下游部分中不活跃地发生。此外，当一起使用上述两种OSC材料时和当储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快的OSC材料的量高于具有烧绿石结构的OSC材料的量时，具有烧绿石结构的OSC材料不能有效利用氧气，因此其效果降低。

[0010] 此外，为了抑制催化剂劣化、为了降低催化剂净化性能的下降(所谓的硫中毒)和减少NOx排放，需要可在空气-燃料混合物富燃时保持活性的催化剂，硫中毒由排气中的硫组分涂覆在排气控制催化剂中所含的贵金属(例如Pd)表面上而造成，且NOx排放由空燃比的波动造成。

[0011] 如上所述，对于催化剂层的排气下游部分，也需要使催化反应活跃地发生的排气控制催化剂。特别地，当向发动机供应的空气-燃料混合物富燃时，要求提供具有比过去高的NOx还原性能的排气控制催化剂。

[0012] 发明概述

[0013] 本发明提供一种甚至在催化剂层的排气下游部分中也使催化反应活跃地发生并具有改进的NOx还原性能的排气控制催化剂。

[0014] 发明人已经发现，通过在排气上游部分的预定范围内含有具有烧绿石结构的第一OSC材料和储氧速率比第一OSC材料快的第二OSC材料的排气控制催化剂的催化剂层，改进了排气控制催化剂的NOx还原性能，由此完成本发明。

[0015] 本发明的一个方面涉及一种排气控制催化剂，其中在基底上形成有含有Pd和Pt中至少一种的催化剂层。这种排气控制催化剂包括具有烧绿石结构的第一OSC材料和储氧速率比第一OSC材料快的第二OSC材料。第一OSC材料和第二OSC材料提供在催化剂层前段中，催化剂层前段在从催化剂层的排气上游端到催化剂层总长度的50％或更小的长度位置的范围内。

[0016] 在排气控制催化剂中，第一OSC材料和第二OSC材料在催化剂层前段中的总含量可以为80克或更少/1升基底。

[0017] 在排气控制催化剂中，第一OSC材料在催化剂层前段中的含量可以为第一OSC材料和第二OSC材料的总含量的2重量％至10重量％。

[0018] 排气控制催化剂可进一步包括在催化剂层上形成的贵金属催化剂层。

[0019] 根据本发明，提供了具有改进的NOx还原性能的排气控制催化剂。

[0020] 附图简要说明

[0021] 下面参考附图描述本发明的示例性实施方案的特征、优点以及技术和工业意义，其中类似数字是指类似元件，且其中：

[0022] 图1是举例说明本发明的排气控制催化剂的一个实施方案的排气控制催化剂的放大截面视图；

[0023] 图2是举例说明本发明的排气控制催化剂的另一实施方案的排气控制催化剂的放大截面视图；

[0024] 图3是举例说明根据实施例1的排气控制催化剂的一个实施方案的排气控制催化剂的放大截面视图；

[0025] 图4是举例说明实施例1和对比例的排气控制催化剂的NOx还原性能的曲线图；以及

[0026] 图5是举例说明两种OSC材料的含量和排气控制催化剂的底催化剂层前段中的具有烧绿石结构的OSC材料的含量对NOx还原性能的影响的曲线图。

[0027] 实施方案详述

[0028] 下面详细描述本发明的优选实施方案。

[0029] 本发明的一个实施方案涉及一种排气控制催化剂。图1是举例说明本发明的排气控制催化剂的一个实施方案的排气控制催化剂的放大截面视图。本发明的排气控制催化剂包括基底1和在基底1上通过涂布形成的催化剂层2。

[0030] 排气控制催化剂的基底不受特别限制，并可以使用常用于排气控制催化剂中的任意材料。具体而言，作为基底，可以使用具有许多孔室的蜂窝形材料，其实例包括具有耐热性的陶瓷材料，如堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)、氧化铝、氧化锆和碳化硅；和由金属箔如不锈钢形成的金属材料。

[0031] 排气控制催化剂的催化剂层在基底上形成。供往排气控制催化剂的排气在流经基底的流道的同时与催化剂层接触。因此净化有害内容物。例如，通过催化剂层的催化功能将排气中所含的CO和HC氧化成水(H2O)、二氧化碳(CO2)等，并通过催化剂层的催化功能将NOx还原成氮气(N2)。

[0032] 催化剂层的总长度不受特别限制，但从适当减少排气中的有害组分、生产成本和设备设计自由度的角度看例如为2厘米至30厘米，优选5厘米至15厘米，更优选大约10厘米。

[0033] 排气控制催化剂的催化剂层包括Pd和Pt中的至少一种催化金属并且在从催化剂层的排气上游端到催化剂层总长度的50％或更小的长度位置的范围(催化剂层前段)内包括具有烧绿石结构的OSC材料和储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快的OSC材料。通过含有这两种具有不同晶体结构的OSC材料的排气控制催化剂，氧气甚至到达催化剂层的排气下游部分并活跃地发生催化反应。因此，可以抑制NOx排放。

[0034] 含有这两种具有不同晶体结构的OSC材料的催化剂层的范围从催化剂层的排气上游端到催化剂层总长度的优选50％或更小的长度位置。但是，例如，该长度位置可以为催化剂层总长度的40％或更小或30％或更小。

[0035] 在举例说明本发明的排气控制催化剂的一个实施方案的图1中，在从催化剂层2的排气上游端2a到催化剂层2总长度的50％或更小的长度位置的范围(催化剂层前段21)内含有Pd和Pt中的至少一种催化金属、具有烧绿石结构的OSC材料和储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快的OSC材料。此外，如下所述，催化剂层前段21以外的催化剂层2排气下游部分(催化剂层后段22)含有Pd和Pt中的至少一种催化金属，并可进一步含有储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快的OSC材料。

[0036] 催化剂层含有Pd和Pt中至少一种作为催化金属。催化剂层中所含的催化金属不仅限于Pd和/或Pt。任选地，除上述金属外或代替上述金属的一部分，催化剂层还可适当地含有其它金属，如Rh。

[0037] 在本发明的该实施方案中，OSC材料可用作载体，催化金属负载在其上。OSC材料是具有储氧能力的无机材料并在向其供应贫排气时储存氧气和在向其供应富排气时释放储存的氧气。OSC材料的实例包括氧化铈(二氧化铈：CeO2)和含二氧化铈的复合氧化物(例如二氧化铈-氧化锆复合氧化物(CZ复合氧化物))。在这些OSC材料中，由于高储氧能力和相对较低的价格，优选使用CZ复合氧化物。CZ复合氧化物中二氧化铈与氧化锆的混合比(CeO2/ZrO2)优选为0.65至1.5，更优选0.75至1.3。

[0038] 在本发明的该实施方案中，在催化剂层前段中，作为OSC材料，一起使用具有烧绿石结构的OSC材料和储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快的OSC材料。由于这两种具有不同储氧速率的OSC材料一起使用，可以以适当速度将氧气储存在这些OSC材料中。因此，氧气甚至到达催化剂层的排气下游部分并活跃地发生催化反应。

[0039] 关于具有烧绿石结构的OSC材料，烧绿石结构含有两种金属元素A和B，由A2B2O7表示(其中B是过渡金属元素)，由A3+/B4+或A2+/B5+的组合形成的一种晶体结构，其在具有这种构造的晶体结构中A的离子半径相对较小时产生。当使用CZ复合氧化物作为OSC材料时，具有烧绿石结构的OSC材料的化学式由Ce2Zr2O7表示，其中Ce和Zr交替地规则布置，氧插在它们之间。具有烧绿石结构的OSC材料的储氧速率比具有另一晶体结构(例如萤石结构)的OSC材料慢，即使在具有另一晶体结构的OSC材料已停止释放氧气后也可释放氧气。也就是说，即使在具有另一结构的OSC材料的储氧峰值已过去后，具有烧绿石结构的OSC材料也可表现出储氧能力。原因被认为是，在具有烧绿石结构的OSC材料中，晶体结构复杂，因此储氧过程中路径也复杂。更具体地，在具有烧绿石结构的OSC材料中，相对于在从开始(0秒)到氧气释放开始后120秒的期间内释放的100％氧气总量，在氧气释放开始后10秒至120秒的期间内释放的氧气总量为例如60％至95％，优选70％至90％，更优选75％至85％。

[0040] 储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快的OSC材料的晶体结构的具体实例包括萤石结构。具有萤石结构的OSC材料的储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快。因此，即使以高流速供应排气，也可以适当地减少有害组分的量。

[0041] 更优选的是一起存在于催化剂层前段中的这两种OSC材料由相同的复合氧化物形成，但晶体结构彼此不同。在这种情况下，由于这两种OSC材料可以合适地分散在载体中预定范围内，可以进一步改进储氧速率比另一种材料快的OSC材料的储氧速率。具体而言，一起存在于上述区域中的两种OSC材料优选是二氧化铈-氧化锆复合氧化物。

[0042] 在本发明的该实施方案中，催化剂层前段除这两种OSC材料和催化金属外还可含有OSC材料以外的载体。作为OSC材料以外的载体材料，可以使用具有优异耐热性的多孔金属氧化物，其实例包括氧化铝(铝土：Al2O3)、氧化锆(氧化锆：ZrO2)、氧化硅(二氧化硅：SiO2)和含有上述金属氧化物作为主要组分的复合氧化物。

[0043] 此外，催化剂层前段可含有其它材料(通常无机氧化物)作为辅助组分。可添加到催化剂层前段中的材料的实例包括稀土元素，如镧(La)和钇(Y)；碱土元素，如钙；和其它过渡金属元素。在这些中，优选使用稀土元素，如镧和钇作为稳定剂，因为它们可改进在高温下的比表面积而不抑制催化功能。此外，OSC材料的辅助组分的含量比优选为10重量％或更小，更优选5重量％或更小。

[0044] 催化剂层前段中这两种OSC材料(具有烧绿石结构的OSC材料和储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快的OSC材料)的总含量为80克或更少/1升基底。当催化剂层前段中这两种OSC材料的总含量为80克或更少/1升基底时，与总含量大于80克/1升基底的情况相比可以减少NOx排放。

[0045] 催化剂层前段中具有烧绿石结构的OSC材料的含量优选为这两种OSC材料(具有烧绿石结构的OSC材料和储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快的OSC材料)在该范围内的总含量的2重量％至12重量％，更优选2重量％至10重量％，再更优选6重量％至9重量％。当催化剂层前段中具有烧绿石结构的OSC材料的含量在相对于这两种OSC材料的总含量的所述范围内时，可以减少NOx排放量。

[0046] 可以通过X-射线衍射分析测量峰值强度来研究一起存在于催化剂层前段中的这两种OSC材料的含量比。具体而言，当对在预定范围内的构成材料进行X-射线衍射分析时，在2θ/θ＝14°附近和在2θ/θ＝29°附近出现特征峰。在这些峰中，在2θ/θ＝14°附近的峰源自烧绿石结构，在2θ/θ＝29°附近的峰源自另一晶体结构(例如萤石结构)。相应地，通过改变具有烧绿石结构的复合氧化物与具有另一晶体结构的复合氧化物的比率，也就是说，通过调节值I14/29(其通过将在2θ/θ＝14°附近的峰值强度除以在2θ/θ＝29°附近的峰值强度而得)，可以获得这两种OSC材料以适当比率一起存在于催化剂层前段中的排气控制催化剂。

[0047] 在根据本发明的该实施方案的排气控制催化剂的催化剂层中，催化剂层前段以外的排气下游部分(催化剂层后段)含有Pd和Pt中至少一种并可进一步含有储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快的OSC材料。如催化剂层前段的情况那样，催化剂层后段可含有OSC材料以外的载体和作为辅助组分的其它材料。根据本发明的一个优选实施方案，催化剂层后段含有Pd和Pt中至少一种和储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快的OSC材料。

[0048] 可以通过使用本领域技术人员公知的方法在基底上涂布形成催化剂层前段和催化剂层后段。例如，使用公知的洗涂(wash coating)法在基底的排气上游部分的预定范围上涂布Pd和Pt中至少一种、所述两种OSC材料和催化剂层的任选其它组分，接着干燥和在预定温度下烧制预定时间。因此，在基底上形成催化剂层前段。接着，使用上述相同方法，可以在所得催化剂层前段的排气下游侧上形成含有Pd和Pt中至少一种和催化剂层后段的其它组分(如储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快的OSC材料)的催化剂层后段。当使用洗涂法形成排气控制催化剂的各催化剂层时，例如，可以采用下述方法：在使用洗涂法形成OSC材料和/或另一载体的层后，使用相关技术的公知浸渍法等在所得层上负载Pd和Pt中至少一种。或者，可以使用OSC材料和/或在其上已预先使用浸渍法等负载了催化金属的另一载体的粉末进行洗涂。

[0049] 排气控制催化剂可进一步含有通过在催化剂层(也称作“底催化剂层”)上涂布形成的贵金属催化剂层(也称作“上催化剂层”)。通过进一步含有该贵金属催化剂层，可以改进排气控制催化剂的排气净化性能。

[0050] 贵金属催化剂层可含有催化金属和在其上负载该催化金属的载体。作为贵金属催化剂，可以使用相关技术中公知的用于排气控制催化剂的催化金属。具体而言，贵金属催化剂不受特别限制，只要其对排气中所含的有害内容物具有催化功能，并且可以使用由各种贵金属元素形成的贵金属粒子。作为可用于贵金属催化剂中的金属，例如，可优选使用属于铂族的任何金属或含有属于铂族的金属作为主要组分的合金。属于铂族的金属的实例包括铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)、钌(Ru)、铱(Ir)和锇(Os)。在其上负载催化金属的载体不受特别限制，其实例包括氧化铝(铝土：Al2O3)、氧化锆(二氧化锆：ZrO2)、氧化硅(二氧化硅：SiO2)和含有上述氧化物作为主要组分的复合氧化物。

[0051] 贵金属催化剂层可含有其它材料(通常无机氧化物)作为辅助组分。可添加到贵金属催化剂层中的材料的实例包括稀土元素，如镧(La)和钇(Y)；碱土元素，如钙；和其它过渡金属元素。在这些中，优选使用稀土元素，如镧和钇作为稳定剂，因为它们可改进在高温下的比表面积而不抑制催化功能。

[0052] 如催化剂层的情况中那样，可以通过在基底上形成的催化剂层上的预定范围上使用洗涂法等涂布含有催化金属和载体的层，接着干燥和在预定温度下烧制预定时间来形成贵金属催化剂层。

[0053] 图2举例说明本发明的排气控制催化剂的一个优选实施方案。排气控制催化剂含有通过在底催化剂层前段21和底催化剂层后段22上涂布形成的上催化剂层3(贵金属催化剂层)。在本发明的该优选实施方案中，在从催化剂层2的排气上游端2a到催化剂层2总长度的50％或更小的长度位置的范围内提供底催化剂层前段21，其含有Pd和Pt中的至少一种催化金属、具有烧绿石结构的OSC材料和储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快的OSC材料。底催化剂层后段22含有Pd和Pt中的至少一种催化金属和储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快的OSC材料。上催化剂层3含有属于铂族的任意催化金属。

[0054] 下面使用实施例更详细描述本发明。但是，本发明的技术范围不限于这些实施例。

[0055] 实施例1:排气控制催化剂

[0056] 作为OSC材料，使用CeO2-ZrO2复合氧化物。

[0057] [具有烧绿石结构的OSC材料的制备]

[0058] 将49.1克具有28重量％CeO2浓度的氮化铈水溶液、54.7克具有18重量％ZrO2浓度的硝酸氧锆水溶液和市售表面活性剂溶解在90毫升离子交换水中。以相对于阴离子为1.2当量的量加入含25重量％NH3的氨溶液以产生共沉淀物，过滤并洗涤所得共沉淀物。接着，所得共沉淀物在110℃下干燥并在空气中在500℃下烧制5小时以获得铈和锆的固溶体。接着，使用破碎机将所得固溶体压碎成1000纳米的平均粒度以获得CeO2-ZrO2固溶体粉末，其中CeO2与ZrO2的含量摩尔比(CeO2/ZrO2)为1.09。接着，在聚乙烯袋中装入这种CeO2-ZrO2固溶体粉末，将该袋内部脱气，然后通过加热密封该袋。接着，使用等静压制机，将该CeO2-ZrO2固溶体粉末在300MPa的压力下压模1分钟以获得CeO2-ZrO2固溶体粉末固体原材料。接着将所得固体原材料置于石墨坩埚中，用石墨盖覆盖该石墨坩埚，接着在Ar气体中在1700℃下还原5小时。还原的材料使用破碎机压碎以获得具有大约5微米的平均粒度的具有烧绿石结构的CeO2-ZrO2复合氧化物粉末。

[0059] [底催化剂层前段的形成]

[0060] 通过使用硝酸钯溶液浸渍而负载钯以使金属钯与40克/1升基底的加镧氧化铝(La2O3/Al2O3＝4/96重量％)的比率为1克/1升基底。基底在120℃下干燥30分钟，然后在500℃下烧制2小时以获得载钯粉末。混合所得载钯粉末(41克/1升基底)、所得具有烧绿石结构的OSC材料(4.8克/1升基底)、储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快的OSC材料(35.2克/1升基底)、水和粘合剂(5克/1升基底)，使用乙酸等调节其pH和粘度以获得用于底催化剂层前段的浆料。

[0061] 接着，使用洗涂法将所得浆料涂布在陶瓷蜂窝基底( L 105mm，体积875cc，堇青石)的排气上游部分，其中在所述基底中由分隔壁划分出许多孔室，涂布宽度为蜂窝基底总长度的50％，接着干燥和烧制。因此，在蜂窝基底的孔室表面上形成底催化剂层前段。

[0062] [底催化剂层后段的形成]

[0063] 以与底催化剂层前段相同的程序制备浆料，不同的是不使用具有烧绿石结构的OSC材料。接着，使用洗涂法将所得浆料涂布在其上形成有底催化剂层前段的陶瓷蜂窝基底的排气下游部分，涂布宽度为蜂窝基底总长度的50％，接着干燥和烧制。因此，在蜂窝基底的孔室表面上形成底催化剂层后段。

[0064] [上催化剂层的形成]

[0065] 接着，使用硝酸铑溶液，在40克/1升基底的储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快的OSC材料上通过浸渍负载Rh(0.2克/1升基底)。基底在120℃下干燥30分钟，然后在500℃下烧制2小时以获得载Rh粉末。接着。混合这种载Rh粉末(40.2克/1升基底)、用于底催化剂层前段的加镧氧化铝(40克/1升基底)、水和粘合剂(5克/1升基底)，使用乙酸等调节其pH和粘度以获得用于上催化剂层前段的浆料。接着，使用洗涂法将所得浆料涂布在其上形成有底催化剂层前段和底催化剂层后段的蜂窝结构的整体上，接着干燥和烧制。因此获得排气控制催化剂，其中在包括底催化剂层前段和底催化剂层后段的底催化剂层上形成上催化剂层。

[0066] 图3举例说明在实施例1中获得的排气控制催化剂。在图3中，共有OSC材料代表储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快的OSC材料。

[0067] 用与实施例1中相同的方法制备对比例的催化剂，不同的是从实施例1的底催化剂层前段中除去具有烧绿石结构的OSC材料。

[0068] 实施例2:排气控制催化剂的NOx还原性能的评估

[0069] 关于实施例1的排气控制催化剂和对比例的排气控制催化剂，进行相当于150,000英里的排气试验。接着，将各排气控制催化剂安装在2.5L排量的L4发动机上，并以20g/sec的进气流速(Ga)向发动机供应排气15秒。在这种情况中，流入催化剂的排气的温度为600℃，且流入催化剂的空燃比(A/F)为14.6。接着，向发动机供应具有14.1的空燃比的排气30秒，并在催化剂出口侧测量NOx排放量以评估各排气控制催化剂的NOx还原性能。结果显示在图4中。在图4中，实线代表实施例1的排气控制催化剂的NOx排放量，虚线代表对比例的排气控制催化剂的NOx排放量，点划线代表空燃比(A/F)。

[0070] 从图4中清楚看出，在排气的空燃比为富燃的条件下，实施例1的排气控制催化剂表现出比对比例的排气控制催化剂高得多的NOx还原性能。

[0071] 实施例3:OSC材料的总含量和具有烧绿石结构的OSC材料的含量对NOx还原性能的影响

[0072] 关于排气控制催化剂，在改变底催化剂层前段中两种OSC材料(具有烧绿石结构的OSC材料和储氧速率比具有烧绿石结构的OSC材料快的OSC材料)的总量的同时测量NOx排放量，并在改变底催化剂层前段中的具有烧绿石结构的OSC材料相对于两种OSC材料的总含量的含量的同时测量NOx排放量。

[0073] 作为排气控制催化剂，下表1中所示的催化剂1至10和实施例1的催化剂使用上述相同方法制备，其中底催化剂层前段中两种OSC材料的总含量为80克/1升基底或100克/1升基底，且具有烧绿石结构的OSC材料的含量相对于各催化剂中两种OSC材料的总含量为0、3、6、9或12重量％。在表1中，所有OSC材料是指在从底催化剂层的排气上游端到底催化剂层总长度的50％或更小的长度位置的范围(底催化剂层前段)内所含的两种OSC材料。

[0074] [表1]

[0075]

[0076] 对催化剂1至10进行与实施例2的NOx还原性能试验相同的试验，并在将空燃比变成14.1后30秒测量NOx排放量。结果显示在图5中。在图5中，黑色正方形代表两种OSC材料在底催化剂层前段中的总含量为80克/1升基底(催化剂1至5)时测得的NOx排放量，黑色三角形代表两种OSC材料在底催化剂层前段中的总含量为100克/1升基底(催化剂6至10)时测得的NOx排放量。

[0077] 在图5中，当两种OSC材料在底催化剂层前段中的总含量为80克/1升基底时，与总含量为100克/1升基底的情况相比降低了NOx排放量。此外，当具有烧绿石结构的OSC材料在底催化剂层前段中的含量相对于两种OSC材料的总含量为2重量％至10重量％时，降低了NOx排放量。当具有烧绿石结构的OSC材料的含量在此范围内时，所述具有烧绿石结构的OSC材料可有效利用氧气。因此，认为催化反应活跃地发生以及改进了催化剂的排气控制性能。

[0078] 通过使用本发明的排气控制催化剂，可以提供具有改进的NOx还原性能的排气控制催化剂。