JP2023017310A - 排ガス浄化触媒 - Google Patents
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Abstract
Description
前記Cu-CHA型ゼオライトは、シリカアルミナ比(SAR)が20.0以下であり、かつ、バリウムでイオン交換されている、
排ガス浄化触媒。
《態様2》前記Cu-CHA型ゼオライトにおけるCu量が、前記Cu-CHA型ゼオライト中のAl原子1モルに対して、0.10mol/mol-Al以上0.40mol/mol-Al以下である、態様1に記載の排ガス浄化触媒。
《態様3》前記バリウムの量が、前記Cu-CHA型ゼオライト中のAl原子1モルに対して、0.01mol/mol-Al以上である、態様1又は2に記載の排ガス浄化触媒。
《態様4》前記バリウムの量が、前記Cu-CHA型ゼオライト中のAl原子1モルに対して、0.25mol/mol-Al以下である、態様1~3のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒。
《態様5》SCR触媒である、態様1~4のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒。
《態様6》基材、及び前記基材上の触媒層を含む、排ガス浄化触媒装置であって、
前記触媒層が、態様1~5のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒を含む、
排ガス浄化触媒装置。
《態様7》SARが20.0以下のCu-CHA型ゼオライト、及びバリウム源を混合して混合物を得ること、並びに
得られた混合物を焼成すること
を含む、態様1~5のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒の製造方法。
《態様8》前記バリウム源が、酢酸バリウム、炭酸バリウム、硝酸バリウム、硫酸バリウム、及び水酸化バリウムから選択される1種又は2種以上である、態様7に記載の排ガス浄化触媒の製造方法。
本発明の排ガス浄化触媒は、
Cu-CHA型ゼオライトを含む排ガス浄化触媒であって、
Cu-CHA型ゼオライトは、シリカアルミナ比(SAR)が20.0以下であり、かつ、バリウムでイオン交換されている、
排ガス浄化触媒である。
2NO+4NH3+2O2→3N2+6H2O (1)
2NO2+2NO+2NH3→3N2+3H2O (2)
2NO2+2NH3→NH4NO3+N2+H2O (3)
NH4NO3→N2O+2H2O (4)
本発明の排ガス浄化触媒は、Cu-CHA型ゼオライトを含む。「Cu-CHA型ゼオライト」とは、構造コード「CHA」で示されるチャバサイト型のゼオライトを、Cuでイオン交換したものである。
本発明の排ガス浄化触媒は、例えば、
SARが20.0以下のCu-CHA型ゼオライト、及びバリウム源を混合して混合物を得ること、並びに
得られた混合物を焼成すること
を含む、方法によって製造されてよい。
本発明の別の観点によると、排ガス浄化触媒装置が提供される。
基材、及び基材上の触媒層を含む、排ガス浄化触媒装置であって、
触媒層が、上記に説明した本発明の排ガス浄化触媒を含む、
排ガス浄化触媒装置である。
基材の構成材料は、例えば、コージェライト、金属等であってよい。基材は、ストレートフロー型であっても、ウォールフロー型であってもよい。
本発明の排ガス浄化触媒装置は、任意の方法で製造されてよい。
(1)排ガス浄化触媒装置の製造
シリカアルミナ比(SAR)26.0、Al原子当たりのCu量0.08mol/mol-AlのCu-CHA型ゼオライト、シリカ系バインダー、及び水を混合して、触媒層塗工用スラリーを得た。
得られた排ガス浄化触媒装置に、水蒸気10質量%を含む空気を流通させながら、触媒層温度650℃にて、50時間の水熱耐久を行った。
水熱耐久後の排ガス浄化触媒装置に、下記組成のモデルガスを、空間速度80,000h-1にて供給して、流通させながら、触媒層温度300℃におけるN2O排出量及びNOx浄化率を評価した。これらの量の評価は、組成が安定した後の排出ガスの組成に基づいて、以下の基準により行った。
N2O排出量:組成が安定した後の排出ガス中のN2O濃度(ppm)
NOx浄化率(%):{1-(排出ガス中のNOx濃度(ppm)/供給ガス中のNOx濃度(ppm)}×100
Cu-CHA型ゼオライトとして、SAR及びCu量が、それぞれ、表2に記載の値のCu-CHA型ゼオライトを用いた他は、比較例1と同様にして、排ガス浄化触媒装置を製造し、水熱耐久を行ったうえで、N2O排出量及びNOx浄化率の評価を行った。
《実施例1》
(1)排ガス浄化触媒装置の製造
比較例3で用いたのと同じ、SAR7.5、Al原子当たりのCu量0.22mol/mol-AlのCu-CHA型ゼオライト、及び酢酸バリウムを、乳鉢中で30分間混合した。得られた混合物を、空気中、500℃にて3時間焼成して、バリウムでイオン交換されているCu-CHA型ゼオライト(Ba/Cu-CHA)を得た。酢酸バリウムの使用量は、Cu-CHA型ゼオライト中のAl原子1モルに対するバリウム原子の量が、Ba/Al=0.05(mol/mol)となる量とした。
酢酸バリウムの代わりに、表3に記載の種類及び量の金属源をそれぞれ用いた他は、実施例1と同様にして、排ガス浄化触媒装置を製造し、水熱耐久を行ったうえで、N2O排出量及びNOx浄化率の評価を行った。
K:硝酸カリウム
Na:硝酸ナトリウム
Ba:酢酸バリウム
Ca:硝酸カルシウム
Sr:硝酸ストロンチウム
La:硝酸ランタン
比較例3で用いたのと同じ、SAR7.5、Al原子当たりのCu量0.22mol/mol-AlのCu-CHA型ゼオライト、及び酢酸バリウム、並びに純水を混合したスラリーとした。酢酸バリウムの使用量は、Cu-CHA型ゼオライト中のAl原子1モルに対するバリウム原子の量が、Ba/Al=0.12(mol/mol)となる量とした。
《実施例7》
比較例2で用いたのと同じ、SAR15.0、Al原子当たりのCu量0.30mol/mol-AlのCu-CHA型ゼオライト、及び酢酸バリウムを、乳鉢中で30分間混合した。得られた混合物を、空気中、500℃にて1時間焼成して、バリウムを添加したCu-CHA型ゼオライト(Ba/Cu-CHA)を得た。酢酸バリウムの使用量は、Cu-CHA型ゼオライト中のAl原子1モルに対するバリウム原子の量が、Ba/Al=0.10(mol/mol)となる量とした。
上記の比較例3及び実施例3でそれぞれ製造した排ガス浄化触媒装置について、モデルガスの組成を、下記表5のように変更した他は、上述の「SCR性能の評価(1)」と同様にして、触媒層温度300℃におけるN2O排出量を評価した。結果を表6に示す。
Claims (8)
- Cu-CHA型ゼオライトを含む排ガス浄化触媒であって、
前記Cu-CHA型ゼオライトは、シリカアルミナ比(SAR)が20.0以下であり、かつ、バリウムでイオン交換されている、
排ガス浄化触媒。 - 前記Cu-CHA型ゼオライトにおけるCu量が、前記Cu-CHA型ゼオライト中のAl原子1モルに対して、0.10mol/mol-Al以上0.40mol/mol-Al以下である、請求項1に記載の排ガス浄化触媒。
- 前記バリウムの量が、前記Cu-CHA型ゼオライト中のAl原子1モルに対して、0.01mol/mol-Al以上である、請求項1又は2に記載の排ガス浄化触媒。
- 前記バリウムの量が、前記Cu-CHA型ゼオライト中のAl原子1モルに対して、0.25mol/mol-Al以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒。
- SCR触媒である、請求項1~4のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒。
- 基材、及び前記基材上の触媒層を含む、排ガス浄化触媒装置であって、
前記触媒層が、請求項1~5のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒を含む、
排ガス浄化触媒装置。 - SARが20.0以下のCu-CHA型ゼオライト、及びバリウム源を混合して混合物を得ること、並びに
得られた混合物を焼成すること
を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒の製造方法。 - 前記バリウム源が、酢酸バリウム、炭酸バリウム、硝酸バリウム、硫酸バリウム、及び水酸化バリウムから選択される1種又は2種以上である、請求項7に記載の排ガス浄化触媒の製造方法。
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