JP2006289211A - アンモニア酸化触媒 - Google Patents
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Abstract
【課題】
アンモニアの酸化分解に用いられ、比較的低温でも高いアンモニア酸化活性を示すと共に、N2Oの生成を十分に抑制することができるアンモニア酸化触媒、並びに該触媒を用いたアンモニアの除去方法を提供する。
【解決手段】
シリカ−アルミナ複合酸化物を含む担体と該担体に担持された白金とを有してなり、該複合酸化物の粒子表層の平均のシリカ/アルミナの重量比が該粒子全体の平均のシリカ/アルミナの重量比より高いアンモニア酸化触媒、並びに窒素酸化物を含むディーゼルエンジン排気ガスをアンモニアを還元剤として選択的接触還元する工程から未反応のままで漏出するアンモニアを含むガスを、前記触媒の存在下で酸素と接触させて酸化することを含む、該ガス中のアンモニアの酸化除去方法。
【選択図】 図3
アンモニアの酸化分解に用いられ、比較的低温でも高いアンモニア酸化活性を示すと共に、N2Oの生成を十分に抑制することができるアンモニア酸化触媒、並びに該触媒を用いたアンモニアの除去方法を提供する。
【解決手段】
シリカ−アルミナ複合酸化物を含む担体と該担体に担持された白金とを有してなり、該複合酸化物の粒子表層の平均のシリカ/アルミナの重量比が該粒子全体の平均のシリカ/アルミナの重量比より高いアンモニア酸化触媒、並びに窒素酸化物を含むディーゼルエンジン排気ガスをアンモニアを還元剤として選択的接触還元する工程から未反応のままで漏出するアンモニアを含むガスを、前記触媒の存在下で酸素と接触させて酸化することを含む、該ガス中のアンモニアの酸化除去方法。
【選択図】 図3
Description
本発明は、アンモニアの酸化分解に用いられ、高いアンモニア酸化活性を示すとともに、特に亜酸化窒素(N2O)の生成を抑制することができるアンモニア酸化触媒に関する。
更に、ディーゼルエンジンの排気ガス中の窒素酸化物(以下、「NOx」という)をアンモニアにより還元して除去する選択的接触還元法(Selective Catalytic Reduction:SCR)に用いられる脱硝触媒(以下、「SCR触媒」という)から未反応のままで漏出するアンモニアを酸化分解するために好適な酸化触媒(Diesel Oxidation Catalyst:DOC)に関する。
近年、NOx等の排気ガス規制がますます厳しい条件となっており、その対策が喫緊の課題となっている。
従来から、高温燃焼系からの排気ガス中のNOxを除去する方法としては、種々の方法が提案されている。そして、NOxの固定発生源である燃焼炉、焼却炉、大型ボイラー等の排気ガスについては、一般に、還元剤としてアンモニアを用いるSCR法が採用され、実用化されている。
このSCR法においては、下記反応式:
4NO+4NH3+O2 → 4N2+6H2O、
6NO2+8NH3 → 7N2+12H2O、および
NO+NO2+2NH3 → 2N2+3H2O
に従って、NOxが還元され無害な窒素ガスおよび水蒸気に転換される。
4NO+4NH3+O2 → 4N2+6H2O、
6NO2+8NH3 → 7N2+12H2O、および
NO+NO2+2NH3 → 2N2+3H2O
に従って、NOxが還元され無害な窒素ガスおよび水蒸気に転換される。
このSCR法用の触媒としては、例えば、アルミナ、ジルコニア、バナジア/チタニア等の金属酸化物系触媒、ゼオライト系触媒等が採用されている。また、チタンとタングステンとバナジウム、モリブデン、鉄の何れか1種以上を含有する触媒を用いること(特許文献1)、鉄/ペンタシル型ゼオライト(ZSM−5)モノシリック構造体を用いること(特許文献2)も提案されている。
また、アンモニアを用いたSCR法によってNOxを除去する際に、アンモニアの注入量を多くしてNH3/NOx比(モル比)を1以上に高めた場合には、NOxの排出量を低レベルに抑制することができるが、未反応のままで排出されるアンモニアの量が増加するという問題がある。そして、アンモニアは悪臭が強く、アンモニア含有ガスを大気中にそのまま放出することは、環境面で大きな問題がある。
従来から、排気ガス中のアンモニアの除去方法としては、酸水溶液による吸収法;硫酸鉄、活性炭、ゼオライト等の吸着剤を用いる方法;触媒を用いて250℃以下の低温で酸化分解する方法等が知られている。従来のアンモニア酸化触媒としては、例えば、アルミナに白金族元素および/または金属酸化物を担持した触媒(特許文献3)、SiC等の担体に酸化クロムと酸化コバルトおよび白金族金属を担持した触媒(特許文献4)、酸化マンガンと酸化チタンからなる触媒(特許文献5)、アルミナ、シリカ、チタニアなどの担体にニッケルと希土類元素の化合物を担持した触媒(特許文献6)、担体にコバルトおよびランタンを担持した触媒(特許文献7)、担体に5〜50重量%のニッケルとランタンと白金族元素を担持した触媒(特許文献8)、担体に銅族元素、クロム族元素および鉄族元素のうちから選ばれた少なくとも1種の元素の金属または化合物とニッケルを担持した触媒(特許文献9)、担体にニッケルおよびマグネシウムを担持した触媒(特許文献10)等が提案されている。
また、脱硝機能と未反応アンモニア酸化機能とを兼ね備えたSCR触媒として、例えば、チタン、バナジウム、タングステン、モリブデンから選ばれる一種以上の元素の酸化物からなる組成物を第一成分とし、白金、パラジウム、ロジウムから選ばれる貴金属の塩類もしくはゼオライト、アルミナ、シリカなどの多孔体にあらかじめ担持された前記貴金属を含有する組成物を第二成分とした組成物からなる触媒(特許文献11)が知られている。
更に、SCR触媒から未反応のままで漏出するアンモニアの酸化触媒であって、硫黄化合物を含有する、酸化チタン担体に活性金属を担持した触媒(特許文献12)も提案されており、これはNOx、N2O等の二次公害物質の副生が少ないとされている。
一方、地球温暖化物質であるN2Oを排気ガスから除去することを目的として、鉄を担持したペンタシル型ゼオライト(ZSM-5)(特許文献13)、同様に鉄を担持したβ型ゼオライトを用いること(特許文献14)が提案されている。
しかし、比較的低温の温度領域において高いアンモニア酸化活性を示すとともに、特にN2Oの生成を十分に抑制することができるとの性能を満足するアンモニア酸化触媒は、未だ得られていない。
なお、アンモニアの酸化分解は、下記反応式による。
4NH3+5O2 → 4NO+6H2O
そして、抑制すべきN2Oの生成は、下記反応式による。
2NH3+2O2 → N2O+3H2O
また、NOxの移動発生源であるトラック、バス等のディーゼルエンジンの排気ガスの浄化システムにおいて好適に適用することのできるアンモニア酸化触媒は、未だ知られていない。
4NH3+5O2 → 4NO+6H2O
そして、抑制すべきN2Oの生成は、下記反応式による。
2NH3+2O2 → N2O+3H2O
また、NOxの移動発生源であるトラック、バス等のディーゼルエンジンの排気ガスの浄化システムにおいて好適に適用することのできるアンモニア酸化触媒は、未だ知られていない。
上記SCR法において、還元剤としてアンモニアを用いるが、アンモニアは刺激臭および毒性があり、圧力容器を用いた運搬および貯蔵が必要であるので、安全性、取り扱い作業性等の点で問題がある。特に、トラック、バス等のディーゼルエンジンの排気ガスの脱硝処理システムに適用することは、実用性が低い。
アンモニアに代えて、分解してアンモニアを発生する炭酸アンモニウム、尿素、シアヌル酸、メラミン等の常温で固体の化合物を使用することができる。これらは、取り扱い作業性が良好でアンモニアガスの漏洩等の安全面の問題がないことから好ましく、中でも尿素は入手が容易であることからより実用的である。
尿素は、下記反応式:
(NH2)2CO+H2O → 2NH3+CO2
に従って加水分解してアンモニアを生成し、該アンモニアが排気ガス中のNOxを還元して除去する。尿素は固体であるから、その前記反応系への供給方法としては、例えば、水溶液として噴霧供給する等の方法が採用される。
(NH2)2CO+H2O → 2NH3+CO2
に従って加水分解してアンモニアを生成し、該アンモニアが排気ガス中のNOxを還元して除去する。尿素は固体であるから、その前記反応系への供給方法としては、例えば、水溶液として噴霧供給する等の方法が採用される。
こうしたことから、本発明の目的は、アンモニアの酸化分解に用いられ、比較的低温(約150〜250℃)の温度領域において、高いアンモニア酸化活性を示すとともに、特にN2Oの生成を十分に抑制することができるアンモニア酸化触媒を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、担体として特定のシリカ−アルミナ複合酸化物を採用することが有効であることを見出し、該知見に基づいて本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、シリカ−アルミナ複合酸化物を含む担体と該担体に担持された白金とを有してなり、前記複合酸化物の粒子表層の平均のシリカ/アルミナの重量比が該粒子全体の平均のシリカ/アルミナの重量比より高いアンモニア酸化触媒を提供する。
更に、本発明は、NOxを含むディーゼルエンジン排気ガスをアンモニアを還元剤として選択的接触還元する工程から未反応のままで漏出するアンモニアの酸化用触媒を提供する。
また、本発明は、NOxを含むディーゼルエンジン排気ガスをアンモニアを還元剤として選択的接触還元する工程から未反応のままで漏出するアンモニアを含むガスを、前記触媒の存在下で酸素と接触させて酸化することを含む、該ガス中のアンモニアの酸化除去方法を提供する。
本発明のアンモニア酸化触媒は、比較的低温(約150〜250℃)の温度領域において高いアンモニア酸化特性を示すとともに、特にN2Oの生成を十分に抑制することができる。更に、本発明のアンモニア酸化触媒は、NOxを含むディーゼルエンジン排気ガスをアンモニアを還元剤として選択的接触還元する工程から未反応のままで漏出するアンモニアの酸化用の触媒として好適に用いられる。更に、本発明の除去方法により該アンモニアを含むガスからアンモニアを効率よく酸化して除去することができる。
以下、本発明について詳しく説明する。
[担体]
本発明の触媒は、酸化活性成分である白金を担持する担体として、粒子表層の平均のシリカ/アルミナの重量比が該粒子全体の平均のシリカ/アルミナの重量比より高いシリカ−アルミナ複合酸化物を含む担体を採用した点に一つの特徴を有する。
[担体]
本発明の触媒は、酸化活性成分である白金を担持する担体として、粒子表層の平均のシリカ/アルミナの重量比が該粒子全体の平均のシリカ/アルミナの重量比より高いシリカ−アルミナ複合酸化物を含む担体を採用した点に一つの特徴を有する。
前記シリカ−アルミナ複合酸化物を含む担体を用いることによって、本発明の触媒は、比較的低温(約150〜250℃)の温度領域において高いアンモニア酸化特性を示すとともに、特にN2Oの生成を十分に抑制することができるとの効果を奏する。
前記シリカ−アルミナ複合酸化物は、該複合酸化物の粒子表層の平均のシリカ/アルミナの重量比が該粒子全体の平均のシリカ/アルミナの重量比より高いもの、即ち、シリカが実質的に該複合酸化物の粒子表層に存在するものである。具体的には、前記複合酸化物の粒子全体の平均のシリカ/アルミナの重量比が、通常、0.1/99.9〜10/90、好ましくは0.5/99.5〜2.5/97.5であり、かつ前記複合酸化物の粒子表層の平均のシリカ/アルミナの重量比が、通常、5/95〜95/5、好ましくは30/70〜70/30であるものである。このようなシリカ−アルミナ複合酸化物は、例えば、ドイツ国特許DE38,39,580,C1(1990)等に準じて製造することができる。
また、このシリカ−アルミナ複合酸化物の比表面積(BET法)は、通常、50〜350g/m2、好ましくは70〜200g/m2の範囲である。
さらに、上記シリカ−アルミナ複合酸化物とともに、セリア(CeO2)を組み合わせて担体として使用することができる。セリアは酸素供給機能を有することから、セリアを併用することにより、白金によるアンモニアの酸化分解反応を促進し、アンモニア転化率を向上させることができるので、好ましい。
[触媒の形態]
本発明の触媒は、塩化白金酸、水酸化白金、ジニトロジアンミン白金、白金アンミン錯体等の水溶性白金化合物を常法の吸水法、含浸法等により、上記担体に担持させ、乾燥および焼成して調製することができる。また、その形態としては、特に限定されず、例えば、顆粒状、ペレット状等が挙げられる。
本発明の触媒は、塩化白金酸、水酸化白金、ジニトロジアンミン白金、白金アンミン錯体等の水溶性白金化合物を常法の吸水法、含浸法等により、上記担体に担持させ、乾燥および焼成して調製することができる。また、その形態としては、特に限定されず、例えば、顆粒状、ペレット状等が挙げられる。
上記シリカ−アルミナ複合酸化物或いは該酸化物とセリアとを含む担体に対する白金の担持量としては、白金担持担体触媒中、通常、0.015〜4.8重量%程度とするのがよい。
[支持体担持触媒]
特に、ディーゼルエンジン排気ガス浄化用の選択的接触還元脱硝触媒から未反応のままで漏出するアンモニアを酸化分解の対象とするために、本発明の触媒は、更に耐熱性のセラミック製、金属製等の三次元構造体を支持体として含み、前記担体に担持された白金が該支持体に担持されていることが好ましい。
特に、ディーゼルエンジン排気ガス浄化用の選択的接触還元脱硝触媒から未反応のままで漏出するアンモニアを酸化分解の対象とするために、本発明の触媒は、更に耐熱性のセラミック製、金属製等の三次元構造体を支持体として含み、前記担体に担持された白金が該支持体に担持されていることが好ましい。
前記三次元構造体としては、コージェライト等の耐熱性多孔質セラミック製の複数の隣接した連通孔(セル)から構成されるフロースルー型のハニカムモノリスが、圧力損失が少ないことから好ましい。また、これに限らず、煤(スート)、可溶性有機成分(SOF)、サルフェート等の微粒子(パティキュレート・マター)を捕集するディーゼル・パティキュレート・フィルター(DPF)として構成してもよい。該DPFの場合は、セル端部が交互に(市松模様に)閉じられた構造のものである。いずれの場合も、前記セルの径方向に対する断面形状としては、三角形、四角形、六角形等とすることができるが、製造および入手が容易であることから、正方形であるものが好ましい。
[支持体担持触媒の調製]
本発明の触媒が、例えば、ハニカムモノリスに支持された形態のものである場合には、上記のとおりに水溶性白金化合物を担体に含浸させ、次いで水性スラリーを調製し、周知のウォッシュ・コート法により、前記水性スラリーにハニカムモノリスを浸漬し、過剰量のスラリーをエアブローにより除去し、乾燥させた後に焼成して、本発明の支持体担持触媒を調製することができる。
本発明の触媒が、例えば、ハニカムモノリスに支持された形態のものである場合には、上記のとおりに水溶性白金化合物を担体に含浸させ、次いで水性スラリーを調製し、周知のウォッシュ・コート法により、前記水性スラリーにハニカムモノリスを浸漬し、過剰量のスラリーをエアブローにより除去し、乾燥させた後に焼成して、本発明の支持体担持触媒を調製することができる。
本発明の支持体担持触媒が有する白金の含有量は、ハニカムモノリス等の支持体に担持された状態で、支持体の単位体積当り、通常、0.01〜3.0g/Lであり、好ましくは0.05〜1.5g/L程度である。前記含有量が少なすぎると酸化活性に乏しく、逆に多すぎても、特段の効果の向上はなく、かつ、経済的に不利である。
また、上記シリカ−アルミナ複合酸化物の含有量は、同様に、支持体の単位体積当り、通常、20〜160g/L、好ましくは30〜120g/L程度とするのがよい。前記含有量が少なすぎると本発明の触媒性能が得られず、逆に多すぎても、排気ガス流が触媒を通過する際の圧力損失が増大し、触媒温度が低下し易くなることから、アンモニア酸化性能が劣る場合がある。
更に、セリアを用いる場合、その含有量は、同様に、支持体の単位体積当り、通常、5〜60g/L、好ましくは10〜40g/L程度とするのがよい。
[本発明触媒のSCR法システムへ適用]
アンモニア源として尿素を使用するSCR法によるディーゼルエンジン排気ガス中のNOx還元除去システムへの本発明の触媒の適用例を、図3を参照しながら説明する。なお、この図3はあくまで説明の都合上示したものであり、本発明の触媒の適用例を限定するとの趣旨ではない。
アンモニア源として尿素を使用するSCR法によるディーゼルエンジン排気ガス中のNOx還元除去システムへの本発明の触媒の適用例を、図3を参照しながら説明する。なお、この図3はあくまで説明の都合上示したものであり、本発明の触媒の適用例を限定するとの趣旨ではない。
ディーゼルエンジン1から排出される排気ガスは、排気ガス管路中の酸化触媒2、SCR触媒3、および本発明のアンモニア酸化触媒4を経て大気中に放出される。前記酸化触媒2は、排気ガス中のNOをNO2に転換し、SCR触媒3に供給される排気ガス中のNO/NO2比を調整するとともに、可溶性有機成分(SOF)を酸化燃焼させて除去する機能をも有する。
予め設定されたプログラムに基づくエンジンコントロールユニット5の制御により、尿素水供給ユニット6は、尿素水を尿素水供給管7を経て排気ガス管路中のノズル8に圧送し噴霧させる。噴霧された尿素水は高温の排気ガスと混合され、加水分解されてアンモニアとなり、SCR触媒3の機能によって排気ガス中のNOxが還元される。SCR触媒3を未反応のまま通過したアンモニアは、本発明のアンモニア酸化触媒4によって酸化され分解される。
なお、本発明のアンモニア酸化触媒4によって、NH3はNOに変換されて大気中に放出されるが、ディーゼルエンジン1からの排気ガス中のNOxの総量からみて、上記システムのNOx除去特性は十分に満足できるものであり、スリップNH3がそのまま大気中に放出される場合と比較すれば、環境面において何ら問題とはならない。
[実施例1]
(1) 1Lの容器内に、SiO2 1.5重量%およびAl2O3 98.5重量%からなる平均粒径が約70μmの粒状シリカ−アルミナ複合酸化物(BET比表面積:100m2/g)954.4gとセリア(CeO2)476.7gとの均一混合物を、ほぼ均一な厚さとなるように入れた。
(1) 1Lの容器内に、SiO2 1.5重量%およびAl2O3 98.5重量%からなる平均粒径が約70μmの粒状シリカ−アルミナ複合酸化物(BET比表面積:100m2/g)954.4gとセリア(CeO2)476.7gとの均一混合物を、ほぼ均一な厚さとなるように入れた。
白金アンミン錯体水溶液11.95g(白金金属を20重量%(2.39g)含有する)を上記容器内の前記混合物に0.5時間かけて徐々に全量滴下した。滴下終了後、軽度に攪拌して、前記混合物に白金アンミン錯体が均一に含浸・担持されたシリカ−アルミナ複合酸化物/セリア混合物(水分含有)を調製した。
(2) この白金アンミン錯体が含浸・担持されたシリカ−アルミナ複合酸化物/セリア混合物(水分含有)1443g、90重量%酢酸水溶液130g、および脱イオン水800gをポットミルに加えて、混合しながら粉砕した。この際に、固形分の90重量%以上が粒径7.5μm以下となるように、混合・粉砕時間を調整して、スラリーを調製した。
得られたスラリーに、市販のコージェライト製ハニカムモノリス(セル形:正方形、セル密度:400 cpsi)を浸漬し、引き上げ、過剰量のスラリーをエアブローにより除去した。次いで、100℃で30分間乾燥し、その後、450℃で30分間焼成して、前記ハニカムモノリス担持型触媒(Pt/[SiO2-Al2O3+CeO2])を得た。
該触媒中のPtの含有量は、ハニカムモノリスの単位体積当り、0.1g/Lであり、SiO2-Al2O3の含有量は40g/Lであり、CeO2の含有量は20g/Lであった。
該触媒中のPtの含有量は、ハニカムモノリスの単位体積当り、0.1g/Lであり、SiO2-Al2O3の含有量は40g/Lであり、CeO2の含有量は20g/Lであった。
[比較例1]
実施例1に記載のシリカ−アルミナ複合酸化物に代えてγ-アルミナを用いた以外は、実施例1と同じにして、
Pt(0.1)/[γ-Al2O3(40)+CeO2(20)]
(なお、前記()内の数は、得られた触媒中の各成分のハニカムモノリスの単位体積当りの含有量:g/Lを意味する。以下、同じである。)の組成の触媒を得た。
実施例1に記載のシリカ−アルミナ複合酸化物に代えてγ-アルミナを用いた以外は、実施例1と同じにして、
Pt(0.1)/[γ-Al2O3(40)+CeO2(20)]
(なお、前記()内の数は、得られた触媒中の各成分のハニカムモノリスの単位体積当りの含有量:g/Lを意味する。以下、同じである。)の組成の触媒を得た。
[比較例2]
実施例1に記載のシリカ−アルミナ複合酸化物に代えてチタニア(TiO2)を用いた以外は、実施例1と同じにして、
Pt(0.1)/[TiO2(40)+CeO2(20)]
の組成の触媒を得た。
実施例1に記載のシリカ−アルミナ複合酸化物に代えてチタニア(TiO2)を用いた以外は、実施例1と同じにして、
Pt(0.1)/[TiO2(40)+CeO2(20)]
の組成の触媒を得た。
[比較例3]
実施例1に記載のシリカ−アルミナ複合酸化物に代えてγ-アルミナを用い、実施例1に記載のスラリーを調製する工程において、更に、Fe担持ペンタシル型ゼオライト(ZSM-5)(Fe含有量:4.0重量%)を667g追加した以外は、実施例1と同じにして、
{Pt(0.1)/[γ-Al2O3(40)+CeO2(20)]}+Fe/ZSM-5(40)
の組成の触媒を得た。
実施例1に記載のシリカ−アルミナ複合酸化物に代えてγ-アルミナを用い、実施例1に記載のスラリーを調製する工程において、更に、Fe担持ペンタシル型ゼオライト(ZSM-5)(Fe含有量:4.0重量%)を667g追加した以外は、実施例1と同じにして、
{Pt(0.1)/[γ-Al2O3(40)+CeO2(20)]}+Fe/ZSM-5(40)
の組成の触媒を得た。
<触媒性能評価手法>
上記の各実施例、比較例で得られたハニカムモノリス担持型触媒を、直径24mm×長さ60mm(体積:27mL)の形状に切り出し、下記の条件で評価に供した。
・供給ガス組成:NH3 300 ppm+O2 5vol%+N2 残余
・供給ガス流量:1000 mL/min
・空間速度(SV):2000 h-1
・測定温度条件(触媒入口温度):100℃、150℃、200℃、250℃、300℃
・測定機器:FT-IR
上記の各実施例、比較例で得られたハニカムモノリス担持型触媒を、直径24mm×長さ60mm(体積:27mL)の形状に切り出し、下記の条件で評価に供した。
・供給ガス組成:NH3 300 ppm+O2 5vol%+N2 残余
・供給ガス流量:1000 mL/min
・空間速度(SV):2000 h-1
・測定温度条件(触媒入口温度):100℃、150℃、200℃、250℃、300℃
・測定機器:FT-IR
−NH3転化率の測定−
上記条件下において、アンモニア濃度 300 ppm のモデルガスを実施例および比較例で得られた各触媒へ供給し、上記各測定温度条件において、各触媒を通過したガスをサンプリングしてガス中のアンモニア濃度(ppm):NH3(OUT)を測定した。
下記式によりNH3転化率を求めた。結果を図1に示す。
NH3転化率(%)=[{300−NH3(OUT)}/300]×100
上記条件下において、アンモニア濃度 300 ppm のモデルガスを実施例および比較例で得られた各触媒へ供給し、上記各測定温度条件において、各触媒を通過したガスをサンプリングしてガス中のアンモニア濃度(ppm):NH3(OUT)を測定した。
下記式によりNH3転化率を求めた。結果を図1に示す。
NH3転化率(%)=[{300−NH3(OUT)}/300]×100
−亜酸化窒素(N2O)発生率の測定−
上記各測定温度条件において、各触媒を通過したガス中のN2O濃度(ppm)を測定した。上記と同様にして、ガス中のN2O濃度(ppm):N2O(OUT)を測定した。
下記式によりN2O発生率を求めた。結果を図2に示す。
N2O発生率(%)=[{N2O(OUT)×2}/300]×100
上記各測定温度条件において、各触媒を通過したガス中のN2O濃度(ppm)を測定した。上記と同様にして、ガス中のN2O濃度(ppm):N2O(OUT)を測定した。
下記式によりN2O発生率を求めた。結果を図2に示す。
N2O発生率(%)=[{N2O(OUT)×2}/300]×100
[評価]
図1から、γ-アルミナを含む担体を用いた比較例1の触媒は、100〜200℃の範囲でアンモニアの酸化活性が、実施例1、比較例2および比較例3の触媒よりも劣ること、また、実施例1、比較例2および比較例3の各触媒の酸化活性に差がないことが分かる。このことから、白金自体のアンモニアを酸化して分解する活性は、特に、担体によって影響されないと考えられる。
図1から、γ-アルミナを含む担体を用いた比較例1の触媒は、100〜200℃の範囲でアンモニアの酸化活性が、実施例1、比較例2および比較例3の触媒よりも劣ること、また、実施例1、比較例2および比較例3の各触媒の酸化活性に差がないことが分かる。このことから、白金自体のアンモニアを酸化して分解する活性は、特に、担体によって影響されないと考えられる。
図2から、前記比較例1の触媒は実施例1、比較例2および比較例3の各触媒よりも顕著に多くのN2Oを発生させることが分かる。また、150〜250℃の範囲で、実施例1のシリカ−アルミナ複合酸化物を含む担体を用いた触媒は、チタニアを含む担体を用いた比較例2の触媒、およびγ-アルミナを含む担体を用いFe担持ペンタシル型ゼオライトを追加した比較例3の触媒と比較して、N2Oの発生率が少ないか、略同等であることが分かる。
これらの結果から明らかなように、本発明の触媒は、比較的低温(約150〜250℃)の温度領域において、アンモニアの酸化分解活性が高いのみならず、特にN2Oの生成を十分に抑制することができることができるものである。
1 ディーゼルエンジン
2 酸化触媒
3 SCR触媒
4 アンモニア酸化触媒
5 エンジンコントロールユニット
6 尿素水供給ユニット
7 尿素水供給菅
8 ノズル
2 酸化触媒
3 SCR触媒
4 アンモニア酸化触媒
5 エンジンコントロールユニット
6 尿素水供給ユニット
7 尿素水供給菅
8 ノズル
Claims (8)
- シリカ−アルミナ複合酸化物を含む担体と該担体に担持された白金とを有してなり、該複合酸化物の粒子表層の平均のシリカ/アルミナの重量比が該粒子全体の平均のシリカ/アルミナの重量比より高いアンモニア酸化触媒。
- 請求項1に係る触媒であって、前記担体が、更にセリアを含む触媒。
- 請求項1または2に係る触媒であって、更に、支持体を含み、前記担体に担持された白金が、該支持体に担持されている触媒。
- 請求項3に係る触媒であって、白金の含有量が、前記支持体の単位体積当り0.01〜3.0g/Lである触媒。
- 請求項3または4に係る触媒であって、前記シリカ−アルミナ複合酸化物の含有量が、前記支持体の単位体積当り20〜160g/Lである触媒。
- 請求項3〜5の何れか1項に係る触媒であって、前記シリカ−アルミナ複合酸化物とセリアとを含む担体を有してなり、セリアの含有量が、前記支持体の単位体積当り5〜60g/Lである触媒。
- 請求項1〜6の何れか1項に係る触媒であって、窒素酸化物を含むディーゼルエンジン排気ガスをアンモニアを還元剤として選択的接触還元する工程から未反応のままで漏出するアンモニアの酸化用触媒。
- 窒素酸化物を含むディーゼルエンジン排気ガスをアンモニアを還元剤として選択的接触還元する工程から未反応のままで漏出するアンモニアを含むガスを、請求項1〜7の何れか一項に記載の触媒の存在下で酸素と接触させて酸化することを含む、該ガス中のアンモニアの酸化除去方法。
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