專利名稱：：S吸留催化劑及排氣凈化裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及s吸留催化劑及排氣凈化裝置，尤其是涉及在對由稀薄混合氣發(fā)動機排出的排氣進行凈化時可以合適利用的s吸留催化劑及排氣凈化裝置。
背景技術：
：迄今為止，作為汽車的排氣凈化催化劑，使用的是在理論空燃比(化學計量)運行條件下，同時進行排氣中的一氧化碳(CO)及烴(HC)的氧化和氮氧化物(N0X)的還原來進行凈化的三元催化劑。作為這種三元催化劑，廣為人知的是，例如，在包含董青石等的耐熱性基材上形成包含Y—氧化鋁等的多孔質載體層，在該多孔質載體層上載持有柏(Pt)、銠(Rh)等催化劑貴金屬的三元催化劑。另一方面，近年來，從保護地球環(huán)境的觀點出發(fā)，由汽車等的內燃機排出的排氣中的二氧化碳(C02)成為問題，作為其解決對策有望看到在氧氣過量氣氛中進行稀薄燃燒的所謂稀混合氣燃燒。在該稀混合氣燃燒中，由于可以減少燃料的使用量，所以能夠抑制其燃燒排氣即C02的產(chǎn)生。但是，排氣凈化催化劑的性能很大程度上受發(fā)動機的設定空燃比(A/F)控制。也就是說，在空燃比大的稀薄側，因為燃燒后的排氣中的氧量多，因此，氧化作用變得活躍而還原作用變得不活躍。因此，可以在理論空燃比(化學計量)下有效地凈化排氣中的C0、HC及N(X.的現(xiàn)有三元催化劑，在氧過量的稀薄氣氛下，對于N0x的還原除去沒有顯示出充分的凈化性能。因而，期望即使在氧過量氣氛下也能有效地凈化N0x的、稀薄混合氣發(fā)動機用的排氣凈化催化劑。作為這種稀薄混合氣發(fā)動機用的排氣凈化催化劑，將包含鋇(Ba)3等堿土金屬等的N0x吸留材料和Pt等貴金屬載持于多孔質載體上的NOx吸留還原型催化劑已實用化。該稀薄混合氣發(fā)動機用N0x吸留還原型催化劑與三元催化劑不同，即使是氧過量的排氣，也可以通過有效地吸留、還原N0x而進行凈化。但是，在排氣中含有包含在燃料中的硫(S)燃燒中生成的S02。該S02在高溫排氣中被貴金屬氧化為S03。而且，該S03由于排氣中含有的水蒸氣而形成硫酸。這樣一來，可以明了，在排氣中生成S03及硫酸時，通過該S03及硫酸與NOx吸留材料的反應生成亞硫酸鹽及硫酸鹽，由此使NOx吸留材料中毒而劣化。這樣，在NOx吸留材料因為S中毒而劣化時，已經(jīng)變得不能吸留NOx，結果持續(xù)后NOx凈化性能下降。于是，已知有將吸留來自排氣中的S成分的S吸留催化劑配置在N0X吸留還原型催化劑的前段的排氣凈化裝置(例如參照專利文獻1)。該排氣凈化裝置中的S吸留催化劑為，例如，在包含氧化鋁的載體上載持有包含鉀、鈉等堿金屬或鈣、鋇等堿土金屬的S吸留材料、和鉬或鈀等催化劑貴金屬。根據(jù)這樣的S吸留催化劑，由于能夠吸留排氣中的S成分，所以通過將該S吸留催化劑配置在N0x吸留還原型催化劑的前段，能夠抑制NOx吸留還原型催化劑的S中毒。專利文獻l:特開2006-144624號公報。
發(fā)明內容但是，在排氣溫度低到250。C左右以下時，由催化劑貴金屬引起的S02到S03的轉換反應不充分。S02比S03酸度更低。另一方面，包含堿金屬及堿土金屬的S吸留材料難以對比S03酸度更低的S(h進行吸留。因此，在S吸留催化劑的流入氣體溫度低的情況下，S吸留催化劑產(chǎn)生的S的吸留性能降低，大量的S02直接穿過S吸留催化劑。這樣一來，就不能有效地抑制NOx吸留還原型催化劑的S中毒。結果是，持續(xù)后的NOx凈化性能會降低。假如使S吸留催化劑中過量載持催化劑貴金屬，則可以抑制低溫時的S03轉化率的下降，從而解決上述問題。然而，這種方法，催化劑貴金屬由于價格昂貴而招致材料費用的上漲。本發(fā)明是鑒于上述實際情況而開發(fā)的，目的是提供一種s吸留催化劑，其能夠抑制材料費用的上漲，同時，即使在排氣溫度低的情況下也能夠良好地維持s吸留性能。解決上述課題的本發(fā)明的s吸留催化劑，其特征為，具備催化劑栽體、被載持于該催化劑載體上且將S02氧化為S03的催化劑金屬、和被載持于該催化劑載體上且吸留s成分的s吸留材料，且具有所述s吸留材料以高濃度載持于所述催化劑栽體上的排氣入口側的高濃度部、和所述s吸留材料以比該高濃度部低的濃度載持于所述催化劑載體上的排氣出口側的低濃度部。本發(fā)明的s吸留催化劑，在以高濃度載持有s吸留材料的高濃度部，只有在成為高濃度的部分s吸留材料的堿性強。只要s吸留材料的堿性強，即使是比S03酸度低的S(h也能夠良好地吸留。只要是被吸留于S吸留材料中的S02，就可以利用催化劑金屬經(jīng)過一定時間氧化為so3。而且，只要是由催化劑金屬氧化后的酸度高的so3，就能夠可靠地被吸留于低濃度部的s吸留材料中。因此，根據(jù)在排氣入口側具有以高濃度載持有s吸留材料的高濃度部，并且，在排氣出口側具有以低濃度載持有s吸留材料的低濃度部的本發(fā)明的s吸留催化劑，能夠利用高濃度部的s吸留材料可靠地吸留排氣中的S02,同時將所吸留的S02利用催化劑金屬經(jīng)過一定時間氧化為so3，并利用低濃度部的s吸留材料可靠地吸留該so3。因而，即使在催化劑金屬引起的從S02到S03的轉化率變低的低溫時，也可以良好地維持s吸留性能。另外，本發(fā)明的S吸留催化劑，不需要為了抑制低溫時的S03轉化率的下降而過多地載持催化劑金屬，因此材料費用也不會上漲。在本發(fā)明的s吸留催化劑中，優(yōu)選在所述高濃度部以高濃度載持所述催化劑金屬，在所述低濃度部以比該高濃度部低的濃度載持所述催化劑金屬。根據(jù)該構成，由于在高濃度部與s吸留催化劑一起以高濃度載持有催化劑金屬，因此可以通過催化劑金屬將被高濃度部的s吸留材料吸留的S02更有效地氧化為so3。另外，由于在低濃度部以低濃度載持有催化劑金屬，即使假設有直接穿過高濃度部的so2，也能夠通過低濃度部的催化劑金屬將該S02氧化為so3。并且，由于在低濃度部以低濃度載持有催化劑金屬，與在s吸留催化劑的整體上以高濃度載持有催化劑金屬的情況相比，能夠抑制材料費用的上漲。在本發(fā)明的s吸留催化劑中，在將s吸留催化劑在排氣流動方向上的全長設為L，將所述高濃度部在排氣流動方向上的長度設為Ll時，優(yōu)選滿足L/15<Ll<L/3的關系。只要S吸留催化劑的全長L和高濃度部的長度L1的關系滿足L/15<L1<L/3，如后述的實施例所示，就能夠可靠地維持S吸留催化劑的高的S吸留性能。在本發(fā)明的S吸留催化劑中，優(yōu)選所述高濃度部的所述S吸留材料的載持量為0.2~0.4摩爾/升。只要高濃度部的S吸留材料的載持量為0.2~0.4摩爾/升，如后述的實施例所示，就能夠可靠地維持S吸留催化劑的高的S吸留性能。在本發(fā)明的S吸留催化劑中，優(yōu)選所述高濃度部的所述催化劑金屬的載持量為3.5克/升以上。只要高濃度部的催化劑金屬的載持量為3.5摩爾/升以上，如后述的實施例所示，就能夠可靠地維持S吸留催化劑的高的S吸留性能。本發(fā)明的排氣凈化裝置的特征為，具備本發(fā)明的S吸留催化劑、和配置在比該S吸留催化劑更靠排氣下游側的NOx吸留還原型催化劑。根據(jù)本發(fā)明的排氣凈化裝置，即使排氣溫度低時，也能夠良好地維持配置于NOx吸留還原型催化劑的前段的S吸留催化劑的S吸留性能，所以能夠良好地抑制NOx吸留還原型催化劑的S中毒。因此，根據(jù)本發(fā)明的S吸留催化劑，可以抑制材料費用上漲，同時，即使排氣溫度低時也能夠良好地維持S吸留性能。另外，根據(jù)本發(fā)明的排氣凈化裝置，可以抑制材料費用上漲，同時，即使排氣溫度低時也能夠良好地抑制NOx吸留還原型催化劑的S中毒。因而，本發(fā)明的排氣凈化裝置可以長時間地對由稀薄混合氣發(fā)動機排出的排氣中的N0x有效地吸留、還原而進行凈化。圖1是說明應用了本實施例的S吸留催化劑及排氣凈化裝置的排氣凈化系統(tǒng)的整體構成的示意圖2是說明本實施例的S吸留催化劑的構成的示意圖3是表示Pt載持量及Ba載持量和S02—S03轉化率的關系的曲線圖4是表示高濃度部的長度(Ll)和S02—S03轉化率的關系的曲線圖5是表示高濃度部的長度(L1)和S吸留性能的關系的曲線圖；圖6是表示高濃度部的Ba載持量和S吸留性能的關系的曲線圖；圖7是表示高濃度部的Pt載持量和S吸留性能的關系的曲線圖。符號說明2S吸留催化劑3NOx吸留還原型催化劑10排氣凈化裝置2A高濃度部2B低濃度部具體實施例方式以下，對本發(fā)明的實施方式具體地進行說明。本實施方式涉及的S吸留催化劑，具備催化劑栽體、載持于催化劑栽體上以將S02氧化成為S03的催化劑金屬、和載持于催化劑載體上以吸留S成分的S吸留材料。作為催化劑載體的材質，只要是具有規(guī)定的耐熱性及剛性等的材質，就沒有特別限定，例如，可以采用董青石及SiC等陶瓷或金屬。另外，催化劑載體的形狀也沒有特別限定，例如，可以是直流型、過濾型或其他形狀。催化劑金屬將排氣中的S02及吸留在S吸留材料中的S02氧化為S03。作為該催化劑金屬，例如，可以從鉑(Pt)、把(Pd)、銠(Rh)及銀(Ag)等貴金屬及鐵(Fe)等中選擇至少一種。但是，從提高將S02轉化為S03的反應性的觀點出發(fā)，優(yōu)選至少含有鉑。S吸留材料吸留排氣中的S成分(硫成分、S02及S03等SO,等)。作為該S吸留材料，例如，可以從鋰(Li)、鈉(Na)及鉀(K)等堿金屬以及鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)及鋇(Ba)等堿土金屬中選擇至少一種。但是，從提高S吸留性能的觀點出發(fā)，優(yōu)選含有從Ba、Mg及K中選擇的至少一種。對于在催化劑載體上載持催化劑金屬及S吸留材料的栽持方法沒有特別限定，可以采用與以往同樣的方法。例如，可以將比表面積大的多孔質陶瓷涂覆在催化劑載體上，使催化劑金屬及S吸留材料載持于該涂覆層上。另外，作為涂覆層的材料，例如，可以從氧化鋁(A1203)、二氧化鈰(Ce02)、氧化鋯(Zr02)、二氧化鈥(Ti02)及沸石等中選擇至少一種。其中，特別優(yōu)選比表面積高的氧化鋁及堿度高的氧化鋯。另外，涂覆量優(yōu)選在30g/L-cat.以上，更優(yōu)選在100g/L-cat.以上。而且，本實施方式涉及的S吸留材料具有排氣入口側的高濃度部和排氣出口側的低濃度部。在高濃度部，催化劑載體上以高濃度載持有S吸留材料。因此，在高濃度部S吸留材料的堿性增強。所以，可以利用高濃度部的S吸留材料良好地吸留比S03酸度更低的S02。該高濃度部中的S吸留材料具有吸留排氣中的S02這樣的主要功能。在低濃度部，催化劑載體上以比高濃度部低的濃度載持有S吸留材料。該低濃度部的S吸留材料具有的主要功能為，對利用高濃度部的S吸留材料吸留的S02經(jīng)過一定時間被催化劑金屬氧化而生成的S03進行吸留。在此，在S吸留材料整體上，可以以均勻濃度載持催化劑金屬，也可以僅在高濃度部栽持，或者在高濃度部和低濃度部以不同的濃度進行載持。但是，按照進一步提高S吸留催化劑的S吸留性能的觀點，優(yōu)選在高濃度部以高濃度載持催化劑金屬，在低濃度部以比該高濃度部低的濃度載持催化劑金屬。因此，可以將高濃度部的s吸留材料所吸留的S02利用高濃度載持的催化劑金屬更有效地氧化為so3。另外，即使假設有未被高濃度部的s吸留材料吸留而直接穿過的so"也可以通過低濃度部的催化劑金屬將該so2氧化為so3。為提高s吸留催化劑的吸留性能而優(yōu)選適宜地設定高濃度部占s吸留催化劑的整體的比例及高濃度部的s吸留材料及催化劑金屬的載持量。也就是說，將S吸留催化劑在排氣流動方向上的全長設為L，高濃度部在排氣流動方向上的全長設為Ll時，優(yōu)選滿足L/15《L1〈L/3的關系。高濃度部的長度L1比L/15短時，因為S02的吸附能力及S03轉化能力降低而使S吸留性能下降。另一方面，當高濃度部的長度L1為L/3以上的長度時，雖然S02的吸附能力及S03轉化能力提高，但是由于S03吸附部位減少反而使S吸留性能下降。另外，優(yōu)選高濃度部的S吸留材料的載持量為0.2~0.4摩爾/升。高濃度部的S吸留材料的載持量小于0.2摩爾/升時，因為高濃度部的S02的吸附量減少，S吸留性能下降。另一方面，高濃度部的S吸留材料的載持量大于0.4摩爾/升時，在抑制S吸留催化劑整體的S吸留材料的載持量過度增大時，由于低濃度部的S吸留材料的載持量非常少，S吸留性能下降。還有，高濃度部的催化劑金屬載持量優(yōu)選為3.5克/升以上，更優(yōu)選為4.0克/升以上，特別優(yōu)選為5.0克/升以上。高濃度部的催化劑金屬載持量小于3.5克/升時，因為高濃度部的S02的氧化能力下降，S吸留性能下降。另外，即使使高濃度部的催化劑金屬的載持量多至需要量以上，也只是導致成本上漲。因此，高濃度部的催化劑金屬的載持量的上限，從抑制成本上漲的觀點出發(fā)，優(yōu)選為IO.Q克/升，更優(yōu)選為5.0克/升。另外，本實施方式涉及的S吸留催化劑中根據(jù)需要也可以配合其他成分。9根據(jù)具有上述構成的本實施方式的s吸留催化劑，不會為了抑制低溫時的S03轉化率的降低而過量載持催化劑金屬，可以利用高濃度部的s吸留材料可靠地吸留排氣中的so2,同時，能夠利用催化劑金屬經(jīng)過一定時間將吸留的S02氧化為so3,利用低濃度部的s吸留材料可靠地吸留該so"所以，在抑制成本的上漲的同時，即使在利用催化劑金屬從S02轉化為S03的轉化率下降的低溫時，也能夠良好地維持s吸留性能。另外，本實施方式的排氣凈化裝置，具備本實施方式的s吸留催化劑和配置在比該S吸留催化劑更靠排氣下游側的NO,吸留還原型催化劑。根據(jù)該排氣凈化裝置，即使在排氣溫度低的情況下，也可以良好地維持配置于NOx吸留還原型催化劑的前段的S吸留催化劑的S吸留性能，因此，可以良好地抑制冊x吸留還原型催化劑的S中毒。作為NOx吸留還原型催化劑沒有特別地限定，可以采用與以往相同的催化劑。例如，其構成可以包括包含多孔質氧化物的載體、載持于該載體上的貴金屬、載持于該載體上的、從堿金屬、堿土金屬及稀土元素中選擇的至少一種NOx吸留材料。作為能夠用于載體的多孔質氧化物，例如，可以列舉氧化鋁、沸石、二氧化硅(Si02)、氧化鋯(Zr02)及二氧化鈦(Ti02)。載體所載持的貴金屬，主要是對排氣中的CO、HC進行氧化，同時起到將作為排氣中的NOx的主要成分的NO氧化為N02,而使其容易被NOx吸留材料吸留的作用。作為這種貴金屬的種類，可以列舉Pt、Rh、Pd、Ir及Ru等。載體所載持的NOx吸留材料，起到在稀薄燃料氣氛下吸留N0X，在化學計量燃料富燃料氣氛下放出NOx的作用。作為這種NOx吸留材料，例如可以采用選自堿金屬、堿土金屬及稀土元素中的至少一種以上。作為堿金屬可以舉出Li、Na及K，作為堿土金屬可以舉出Mg、Ca及Ba，作為稀土元素可以舉出Sc、Y、La、Ce、Pr及Nd等。S吸留催化劑和NO,吸留還原型催化劑，也可以裝入一個催化轉換器，或者也可以分別裝入各自的催化轉換器，并將該兩個催化轉換器串聯(lián)配置于排氣流路中。所以，本實施方式涉及的s吸留催化劑及排氣凈化裝置可以合適地用于從稀薄混合氣發(fā)動機排出的排氣凈化。實施例根據(jù)上述實施方式，將本發(fā)明涉及的s吸留催化劑及排氣凈化裝置的一種方式即稀薄混合氣發(fā)動機用排氣凈化裝置作為實施例來制作。(實施例1)圖1是組裝了本實施例涉及的排氣凈化裝置10的排氣凈化系統(tǒng)。在該排氣凈化系統(tǒng)中，在來自發(fā)動機20的排氣氣體流動的排氣流路21內組裝了燃料添加系統(tǒng)22，同時，在比該燃料添加系統(tǒng)22更靠下游側的排氣流路21內組裝有排氣凈化裝置10。燃料添加系統(tǒng)22向在排氣流路21中流動的排氣中供給作為用于產(chǎn)生HC及CO等的還原成分的作為還原劑的燃料。在該燃料添加系統(tǒng)22中，經(jīng)由燃料泵23供給來自發(fā)動機20的燃料。排氣凈化裝置10的構成為，其包括催化轉換器1、配置設于該催化轉換器1內的排氣上游側的S吸留催化劑2、配置于該催化轉換器1內的排氣下游側的NOx吸留還原型催化劑3。S吸留催化劑2的構成為，包括在直流型的董青石制基材上涂覆涂層形成的催化劑載體、作為載持于該催化劑載體上的催化劑金屬的鉑(Pt)及作為S吸留材料的鋇(Ba)。這里，涂層含有Y-氧化鋁和氧化鋯，使涂覆量為150g/L-cat.，另外，使作為S吸留催化劑2整體的Pt載持量為2.0g/L-cat.，同樣使作為S吸留催化劑2整體的Ba載持量為0.lmol/L-cat.。而且，本實施例的S吸留催化劑2，如圖2中示意性地表示那樣，具有排氣入口側的高濃度部2A和排氣出口側的低濃度部2B。在高濃度部2A，催化劑載體上分別以高濃度載持有作為S吸留材料的Ba和作為催化劑金屬的Pt。另外，在低濃度部2B,催化劑載體上分別以低濃度載持有作為S吸留材料的Ba和作為催化劑金屬的Pt。具體地說，在高濃度部'2A，使Ba栽持量為0.3mol/L-cat.，Pt載持量為5.Og/L-cat.。而在低濃度部2B，使Ba載持量為0.05mol/L-cat.,Pt栽持量為1.25g/L-cat.。另外，高濃度部2A在排氣流動方向上(圖2中的P箭頭方向)的長度L1為l(hnm，低濃度部2B在排氣流動方向上的長度L2為40mra。所以，S吸留催化劑的全長L(-50mm)和高濃度部的長度L1的關系為Ll=L/5。本實施例的S吸留催化劑2按如下進行操作來制造。首先，將Y-氧化鋁和氧化鋯的混合粉末(以質量比計，其混合比例為Y-氧化鋁氧化鋯-l:2)用規(guī)定的方法制成漿料，將該漿料涂覆在規(guī)定形狀的董青石制的基材上，制作成載體前體。然后，將該載體前體干燥后進行煅燒，制成催化劑載體。其后，將該催化劑栽體的一端側的規(guī)定部位浸漬在規(guī)定的高濃度的醋酸鋇水溶液中，干燥后進行煅燒。另外，將催化劑載體的一端側的規(guī)定部位浸漬在規(guī)定的高濃度的二硝基二氨合鉑硝酸溶液中，干燥后進行煅燒。這樣，在催化劑載體的一端側形成以高濃度載持有Ba及Pt的高濃度部2B。接著，將催化劑載體的另一端側的剩余部分浸漬在規(guī)定的低濃度的醋酸鋇水溶液中，干燥后進行煅燒。另外，將催化劑載體的另一端側的剩余部分浸漬在規(guī)定的低濃度的二硝基二氨合鉑硝酸溶液中，干燥后進行煅燒。這樣，在催化劑載體的另一端側形成以低濃度載持有Ba及Pt的低濃度部2B，從而完成了本實施例的S吸留催化劑。另外，NOx吸留還原型催化劑3是在包含Ah03的多孔質載體上栽持作為NO,吸留材料的Ba及K和作為貴金屬的Pt而形成。使NO,吸留材料的栽持量為Ba:0.Imol/L-cat.，K:0.Imol/L-cat.，使Pt的載持量為3.0g/L-cat.。(實施例2)只在高濃度部2A載持Pt并使高濃度部2A的Pt栽持量為10g/L-cat.,使低濃度部2B中的Pt載持量為Og/L-cat.，除此之外，制成與實施例1同樣的S吸留催化劑2。另夕卜，使高濃度部2A的長度L1與實施例1同樣，為10mm。另夕卜，使作為S吸留催化劑2整體的Pt載持量及Ba栽持量與實施例1同樣，分別為2.Og/L-cat.及0.lmol/L-cat.。(實施例3)除了在S吸留催化劑2的整體上以均勻濃度(2.Og/L-cat.)載持Pt之外，制成與實施例1同樣的S吸留催化劑。另夕卜，使高濃度部2A的長度L1與實施例1同樣，為lOmm。另夕卜，使作為S吸留催化劑2整體的Pt載持量及Ba載持量與實施例l同樣，分別為2.Og/L-cat.及0.lmol/L-cat.。(比較例)除了在S吸留催化劑整體上分別以均勻濃度載持Pt及Ba外，制成與實施例1同樣的S吸留催化劑。另外，使作為S吸留催化劑整體的Pt載持量及Ba載持量與實施例1同樣，分別為2.Og/L-cat.及0.lmol/L-cat.。(實施例1~3及比較例的性能評價)為了評價S吸留性能，除了制成(f)3OmmxL5Omm的試樣尺寸之外，分別與實施例1~3及比較例同樣操作，準備實施例1~3及比較例的S吸留催化劑的試驗材料。然后，對各個試驗材料研究了由S02向S03的轉化率。該S02—S03的轉化試驗按如下進行，即向模擬稀薄排氣的250。C穩(wěn)定的稀薄氣氛的模擬氣體中流入S02，并將試驗材料放置其中。另外，試驗時間設為180分鐘。再有，試驗氣氛的氣體組成為S02:100ppm、NO:200ppm、C3H6:200ppm、02:10%、C02:10%、H20:5%，其余為N2，流量為50升/分鐘。另外，對各個試驗材料，研究了S吸留性能。這些結果如表l所示，實施例1~3涉及的S吸留催化劑，其S02向S03的轉化率及S吸留性能都比比較例涉及的S吸留催化劑更為優(yōu)異。13<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>(Pt載持量及Ba載持量和S02—S03的轉化率的關系)使試樣尺寸為(1)30mmxL50mm，并且，將Pt及Ba以均勻濃度分別載持于催化劑整體上，此外，與實施例l同樣操作，準備S吸留催化劑試驗材料。然后，對各個試驗材料進行與上述同樣的S02—S03轉化試驗，研究從S(h向S03的轉化率。如表示其結果的圖3所示，S吸留催化劑整體的Pt載持量優(yōu)選3.5g/L-cat.以上。通過組合Pt和Ba,S02—S03的轉化率提高，組合Pt和Ba時的Ba載持量優(yōu)選0.2mol/L-cat.以上。由此顯示出，在從S02向S03的轉化反應處于困難的低溫時，高濃度的Ba是有效的。也就是說，通過利用高濃度的Ba直接吸附S02,由此，能夠充分保證從S02向S03的轉化反應的時間，提高S03的轉化率。另外，由于在Ba載持量小于0.2mol/L-cat.時，S02的直接吸附不充分，因此，與Ba載持量為0.2mol/L-cat.以上時相比，S03的轉化率下降。另一方面，Ba載持量在0.2mol/L-cat.以上時，如果Pt栽持量小于3.5g/L-cat.，則由于從S02向S03的轉化速度下降而使得S03的轉化率下降。(高濃度部的長度L1和S02—S03轉化率及S吸留性能的關系)使試樣尺寸為(J)30mmxL50mm，將高濃度部2A的長度L1相對于S吸留催化劑全長L的比值進行O、1/15、2/15、1/5、4/15、1/3、2/5這樣的各種變更，除此之外，與上述實施例l同樣，準備S吸留催化劑試驗材料。另外，將高濃度部2A的Pt載持量固定為5.Og/L-cat.，將作為催化劑整體的Pt載持量固定為2.Og/L-cat.。另外，將高濃度部2A的Ba載持量固定為0.3mol/L-cat.，將作為催化劑整體的Ba載持量固定為0.lmol/L-cat.。因此，隨著高濃度部2A的長度Ll變長，低濃度部2B的Pt載持量及Ba載持量減少。另外，高濃度部2A的長度L1為0的情況與上述比較例相當。然后，對于各個試驗材料進行與上述同樣的試驗，研究從S02向S03的轉化率及S吸留性能。如表示這些結果的圖4及圖5所示，S吸留催化劑的全長L和高濃度部2A的長度L1的關系優(yōu)選為L/15<Ll<L/3。Ll比L/15短時，由于S02吸附能力及S03轉化能力下降，S吸留性能下降。另一方面，Ll為3/L以上的長度時，雖然S02的吸附能力及S03轉化能力提高，但是，由于低濃度部2B的Ba載持量成為Omol/L-cat.而使S03吸附部位減少，所以S吸留性能下降。(Ba載持量與S吸留性能的關系)使試樣尺寸為cb30mmxL50mm，將高濃度部2A的Ba載持量進行0.lmol/L-cat.、0.2mol/L-cat.、0.3mol/L-cat.、0.4mol/L-cat.、0.5mol/L-cat.這樣的各種變更，除此之外，與上述實施例1同樣操作，準備S吸留催化劑試驗材料。這里，高濃度部2A的Ba載持量為0.lmol/L-cat.，與上述比較例相當。另外，高濃度部2A的Ba載持量為0.5mol/L-cat.時，低濃度部2B的Ba載持量為0mol/L-cat.。另外，使高濃度部2A的長度L1為S吸留催化劑的全長L的1/5,將催化劑整體的Ba栽持量固定為0.lmol/L-cat.。另外，將高濃度部2A的Pt載持量固定為5.Og/L-cat.,將低濃度部2B的Pt載持量固定為1.25g/L-cat.。然后，對于各個試驗材料進行與上述同樣的試驗，研究了S吸留性能。如表示其結果的圖6所示，高濃度部2A的Ba載持量優(yōu)選為0.2~0.4mol/L-cat.的范圍。高濃度部2A的Ba栽持量小于0.2mol/L-cat.時，由于S02的吸附量減少，S吸留性能下降。另一方面，高濃度部2A的Ba載持量大于0.4mol/L-cat.時，由于低濃度部2B的Ba載持量大為減少，S吸留性能下降。(Pt載持量和S吸留性能的關系)使試樣尺寸為(t)30mmxL50mm，將高濃度部2A的Pt載持量進行2.Og/L-cat.、3.5g/L-cat.、8.Og/L-cat.、10.Og/L-cat.這樣的各種變更，除此之外，與上述實施例l同樣操作，準備S吸留催化劑試驗材料。這里，高濃度部2A的Pt載持量為2.0g/L-cat.,與上述比較例相當。另外，在高濃度部2A的Pt載持量為10.0g/L-cat.時，低濃度部2B的Pt載持量為Og/L-cat.。另外，使高濃度部2A的長度L1為S吸留催化劑的全長L的1/5，將催化劑整體的Pt載持量固定為2.Og/L-cat.。另外，將高濃度部2A的Ba載持量固定為0.3mol/L-cat.,將低濃度部2B的Ba載持量固定為0.05mol/L-cat.。然后，對于各個試驗材料進行與上述同樣的試驗，研究了S吸留性能。如表示其結果的圖7所示，高濃度部2A的Pt載持量優(yōu)選為3.5g/L-cat.以上,更優(yōu)選4.Og/L-cat.以上，尤其優(yōu)選5.0g/L-cat.以上。在高濃度部2A的Pt載持量小于3.5g/L-cat.時，由于S02的氧化能力下降，S吸留性能下降。權利要求1、一種S吸留催化劑，其特征在于，具備催化劑載體、載持于該催化劑載體上且將SO2氧化為SO3的催化劑金屬、和載持于該催化劑載體上且吸留S成分的S吸留材料，及具有所述S吸留材料以高濃度載持于所述催化劑載體上的排氣入口側的高濃度部、和所述S吸留材料以比該高濃度部低的濃度載持于所述催化劑載體上的排氣出口側的低濃度部。2、權利要求1所述的S吸留催化劑，其特征在于，在所述高濃度部以高濃度栽持有所述催化劑金屬，在所述低濃度部以比該高濃度部低的濃度載持有所述催化劑金屬。3、權利要求1或2所述的S吸留催化劑，其特征在于，在將S吸留催化劑在排氣流動方向上的全長設為L，將所述高濃度部在排氣流動方向上的長度設為Ll時，滿足L/15《Ll〈L/3的關系。4、權利要求1~3中任一項所述的S吸留催化劑，其特征在于，所述高濃度部的所述S吸留材料的載持量為0.2~0.4摩爾/升。5、權利要求1~4中任一項所述的S吸留催化劑，其特征在于，所述高濃度部的所述催化劑金屬的載持量為3.5克/升以上。6、一種排氣凈化裝置，其特征在于，具備權利要求1~5中任一項所述的S吸留催化劑、和配置在比該S吸留催化劑更靠排氣下游側的NOx吸留還原型催化劑。全文摘要本發(fā)明提供一種S吸留催化劑，該S吸留催化劑(2)具備催化劑載體、被載持于該催化劑載體上且將SO₂氧化為SO₃的催化劑金屬、被載持于該催化劑載體上且吸留S成分的S吸留材料。該S吸留催化劑(2)具有S吸留材料被以高濃度載持于催化劑載體上的排氣入口側的高濃度部(2A)、S吸留材料被以比該高濃度部低的濃度載持于催化劑載體上的排氣出口側的低濃度部(2A)。根據(jù)該S吸留催化劑(2)，在抑制材料費用上漲的同時，即使在排氣溫度低的場合也能夠良好地維持S吸留性能。文檔編號B01D53/94GK101678331SQ20088001654公開日2010年3月24日申請日期2008年5月13日優(yōu)先權日2007年5月18日發(fā)明者小倉義次,遠藤隆行申請人:豐田自動車株式會社