JP2605956B2 - 排気ガス浄化触媒 - Google Patents
排気ガス浄化触媒Info
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- exhaust gas
- catalyst
- iron silicate
- purification
- nitrogen oxides
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
- F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
Description
ら排出される排気ガス中の窒素酸化物を浄化する触媒に
関する。
る排気ガス中には窒素酸化物(NOx)等が含まれている
ため、近年、排気ガス中の窒化酸化物の浄化について種
々の検討がなされている。
金属や金属の還元性触媒を用いるのが主体で、窒素酸化
物を酸化性ガスの存在下で浄化する触媒は殆ど知られて
いない。
晶合成の段階で鉄に置換した鉄シリケートが、オレフィ
ンの芳香族化等低級オレフィンの芳香族化触媒として有
用であることが報告されている(触媒Vol.28、No.2、19
86)。しかし、排気ガス中のNOx等の浄化にこの触媒の
適用を示唆する記載はない。
や排出炭酸ガスの低域の目的で希薄燃焼させることが必
要となってきている。しかしながら、この希薄燃焼ガソ
リンエンジンの排気ガスは酸素過剰雰囲気であるため従
来の三元触媒(排気ガス中の窒素酸化物、一酸化炭素及
び炭化水素の有害三成分を除去する触媒)は使用でき
ず、有害成分を除去する方法は実用化されていない。
を除去する方法としては、アンモニア等の還元剤を添加
する方法、窒素酸化物をアルカリに吸収させて除去する
方法等も知られているが、これらの方法は移動発生源で
ある自動車等に用いるには有効な方法ではなく、その適
用が限定されている。
解決し、自動車等の内燃機関などから排出される排気ガ
スから、窒素酸化物、一酸化炭素及び炭化水素を酸素過
剰雰囲気下に同時に除去する排気ガス浄化触媒を提供す
ることを目的とする。
n<27である) で示される結晶性鉄シリケートに白金、パラジウム、ロ
ジウムおよびコバルトの中から選ばれた少なくとも一種
の金属を担持せしめてなる、排気ガス中の窒素酸化物を
主として除去する排気ガス浄化触媒が提供される。
性の鉄シリケートにPt、Pd、Rh、Cu及びCoの少なくとも
一種の金属を担持させてなる触媒と、少なくとも炭化水
素と窒素酸化物とを含有する酸化性排気ガスとを接触さ
せて排気ガス中の窒素酸化物を除去することができる。
知のゼオライト(アルミノシリケートZSM−5モービル
オイル社製)とは異なり、鉄原子をシリケート骨格中に
組み込んだ構造を有する前記の組成式(I)で表される
結晶性物質に、Pt、Pd、Rh及び/又はCoの金属を担持さ
せてなる触媒である。結晶性の鉄シリケート触媒にPt、
Pd、Rh及び/又はCoを含有させる方法としては、例えば
金属塩水溶液中に鉄シリケートを混入、撹拌する通常の
イオン交換法をあげることができる。
媒は、所定のケイ酸塩である水ガラスと鉄イオン等とを
水熱合成することにより容易に得ることができる。次
に、かかる結晶性鉄シリケートに前記金属(即ち、Pt、
Pd、Rh及びCo)を担持させる。
とが好ましく、更に好ましいのは25〜100である。また
担持する金属(Pt、Pd、Rh及び/又はCo)は鉄シリケー
ト重量当り0.1重量%以上であるのが好ましく、2〜8
重量%であるのが更に好ましい。
物を含有する酸化性排気ガスを接触させることによって
排気ガス中の窒素酸化物を浄化するものである。
る一酸化炭素、水素及び炭化水素等の還元性物質を完全
に酸化して水と炭酸ガスに変換するに必要な酸素量より
も過剰な量の酸素が含まれている排気ガスをいい、例え
ば、自動車等の内燃機関から排出される排気ガスの場合
には、空燃費(A/F)が、大きい状態(燃料のリーン領
域)で排出される排気ガスである。
ガス中の炭化水素と酸素との反応よりも炭化水素と窒素
酸化物との反応を優先的に促進させて窒素酸化物を浄化
することができ、従って、排気ガス中の炭化水素と窒素
酸化物とを浄化することができる。
通常の排気ガス中に残存する炭化水素でよいが、前記の
窒素酸化物と炭化水素との反応をおこなうのに不十分な
場合には、外部より炭化水素を補充すればよい。炭化水
素の必要量としては、100〜10000ppm(CH4に換算した場
合の濃度として)の範囲が好ましい。
担持鉄シリケート触媒を配置し、その反応器内の排気ガ
スを導入して金属担持鉄シリケート触媒と排気ガスを接
触させて窒素酸化物を還元浄化し、その後浄化された排
気ガスを反応器より排出させることにより実施する。ま
た本発明の浄化方法において公知の浄化触媒と併用する
ことによりさらに浄化効果を高めることもできる。
は、耐久性及び触媒活性の点から、200〜800℃の範囲の
温度が望ましい。この触媒層の温度が800℃を超えると
触媒の耐久性が低下するおそれがあるため好ましくな
い。また、200℃未満であると浄化が不十分となり好ま
しくない。また本発明に係る浄化方法において、排気ガ
スを触媒層に導入する際空間速度(SV)には特に制限は
ないが、例えば、1,000〜500,000/hrの範囲が活性を維
持するために望ましい。
及び/又はCo)を含有する担持鉄シリケート触媒は、シ
リケート骨格中に鉄原子を組み込んだ結晶性の構造を有
しているため前記特定の金属をアルミナに担持したもの
や鉄をシリケートにイオン交換で担持して形成したもの
に比較して、窒素酸化物の浄化に優れた性能を有してい
る。
素と窒素酸化物とを含む酸化性排気ガスを接触させる
と、排気ガス中の窒素酸化物を高能率で窒素ガスに還元
して排気ガスを浄化することができる。
時間加熱する耐久試験後においても、排気ガスの浄化性
能を有し、通常の排気ガス用触媒として使用することが
できる。
金属担持鉄シリケート触媒を炭化水素と窒素酸化物とを
含有する酸化性排気ガスと接触させて窒素酸化物を浄化
する。
素等の還元性物質を完全に酸化して水と炭酸ガスに変換
するに必要な酸素量よりも過剰な量の酸素が含まれた状
態である。そこで前記金属担持鉄シリケート触媒は、炭
化水素と酸素との反応に優先して炭化水素と窒素酸化物
とを反応させ、窒素酸化物を還元して窒素ガスとする。
その後炭化水素が酸素と反応して炭酸ガスに転化する。
かくして酸化性排気ガス中の窒素酸化物を浄化すること
ができる。
明を以下の実施例に限定するものでないことはいうまで
もない。
を、以下のようにして調製した。
〜4に保ち、激しく撹拌しながら、B液及びC液を滴下
して混合した。この混合液にD液を混入し約3時間撹拌
し、得られた混合液をオートクレーブに移し、撹拌をお
こなわずに、1℃/分の昇温速度で180℃まで加熱昇温
させ、その後0.25℃/分の昇温速度で210℃まで加熱昇
温させた後、210℃で60時間保持した。冷却後、生成物
を洗浄し、120℃で乾燥した。ついで、窒素流通下550℃
で15時間焼成した後、空気流通下550℃で5時間焼成し
た。
漬して、アンモニウム型に変換した。その後、室温で水
洗した後、100℃で乾燥し、さらに空気中500℃1時間焼
成して鉄シリケートを得た。鉄の含有量は3.00重量%で
あった。
(NH3)4}Cl2水溶液に24時間浸漬してPtイオン交換し
た後、室温で水洗し、100℃で乾燥し、さらに空気中350
℃3時間焼成して白金担持鉄シリケート触媒Aを得た。
量%であった。
様にして調製したアンモニウム型鉄シリケートを0.02M/
のパラジウムアンミン水溶液に24時間浸漬してPdをイ
オン交換した後、室温で水洗した後、100℃で乾燥し、
さらに空気中350℃3時間焼成してパラジウム担持鉄シ
リケート触媒Bを得た。パラジウムの含有量は5.41重量
%であった。
持した触媒C及び前記の方法で調製したアンモニウム型
鉄シリケートを担持した触媒Dとした。
A、Bと比較用触媒C、Dとの触媒性能を比較した。
後、自動車の排気ガスを模擬した下記組成並びに条件の
ガスに接触させて浄化性能を比較した。
30%、NOx;0.10%、H2;0.03%、CO2;11.9%、H2O;2.3
%、N2;81.2% SV(触媒層へのガスを導入する空間速度):420,000/h
r、 触媒層の温度:250℃、300℃及び400℃に於ける初期浄
化率を表1に示し、耐久試験後の浄化率を表2に示す。
Bともに比較例触媒C及びDに比べて数倍から十数倍の
窒素酸化物を浄化を示した。また、炭化水素及び一酸化
炭素の浄化性能においても優れていた。
ケート触媒を、以下のようにして調製した。
を0.2M/の酢酸コバルト水溶液に3時間浸漬してCoイ
オン交換した後、室温で水洗した後、100℃で乾燥し、
さらに空気中350℃3時間焼成してCo担持鉄シリケート
触媒Hを得た。
く、水溶液温度も高い方が交換量が向上する。
であった。
した触媒I及び前記の方法で調製したアンモニウム型鉄
シリケートを担持した触媒Jとした。
B、Cとの触媒性能を比較した。
後、自動車の排気ガスを模擬した下記組成並びに条件の
ガスに接触させて浄化性能を比較した。
10%、H2;0.03%、CO2;11.9%、H2O;2.3%、N2;81.2% SV(触媒層へのガスを導入する空間速度)=420000/h
r、 触媒層の温度;500℃、600℃及び700℃に於ける初期浄
化率を表3に示し、耐久試験後浄化率を表4に示す。
びJに比べて数倍から十数倍の窒素酸化物を浄化を示
し、炭化水素及び一酸化炭素の浄化性能においても優れ
ており、また、前記触媒A及びBよりも高温側での性能
向上が認められた。
の組成を有する結晶性鉄シリケートにPt、Pd、Rh及び/
又はCoを担持した触媒を用いることによって酸素過剰雰
囲気下において排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素及び
窒素酸化物を同時に除去でき、また600℃×5時間の耐
久試験後においても実用的に受け入れることのできる浄
化性能を有する。
状、ペレット状、ハニカム状等の触媒の形状及び構造は
問わず、優れた浄化効果を有する。なお、本発明に係る
浄化触媒は、自動車等の内燃機関のみならず、硝酸製造
工場、各種燃焼設備などの窒素酸化物を含有する排気ガ
スの浄化に利用することができる。
Claims (1)
- 【請求項1】組成式: Mn(FenSi96-nO192)・16H2O (I) (式中、Mはナトリウムまたはカリウムイオンを表し、
n<27である) で示される結晶性鉄シリケートに白金、パラジウム、ロ
ジウム及びコバルトの中から選ばれた少なくとも一種の
金属を担持せしめてなることを特徴とする、排気ガス中
の窒素酸化物を主として除去する排気ガス浄化触媒。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2321295A JP2605956B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 排気ガス浄化触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2321295A JP2605956B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 排気ガス浄化触媒 |
Publications (2)
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JPH04193347A JPH04193347A (ja) | 1992-07-13 |
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ID=18130980
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2321295A Expired - Lifetime JP2605956B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 排気ガス浄化触媒 |
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---|---|
JP (1) | JP2605956B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2072128A1 (en) | 2007-12-18 | 2009-06-24 | Tosoh Corporation | Catalyst for reducing nitrogen oxides and process for reducing nitrogen oxides |
WO2011078149A1 (ja) | 2009-12-22 | 2011-06-30 | 東ソー株式会社 | 新規メタロシリケート、その製造方法、窒素酸化物浄化触媒、その製造方法、及びそれを用いた窒素酸化物浄化方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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KR100446600B1 (ko) * | 1997-10-30 | 2004-11-03 | 삼성전기주식회사 | 디젤자동차배기가스정화용촉매시스템및그제조방법 |
-
1990
- 1990-11-27 JP JP2321295A patent/JP2605956B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
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WO2011078149A1 (ja) | 2009-12-22 | 2011-06-30 | 東ソー株式会社 | 新規メタロシリケート、その製造方法、窒素酸化物浄化触媒、その製造方法、及びそれを用いた窒素酸化物浄化方法 |
US9675935B2 (en) | 2009-12-22 | 2017-06-13 | Tosoh Corporation | Metallosilicates, processes for producing the same, nitrogen oxide removal catalyst, process for producing the same, and method for removing nitrogen oxide with the same |
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JPH04193347A (ja) | 1992-07-13 |
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