JP3110921B2 - Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method using the same - Google Patents

Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method using the same

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JP3110921B2 JP05170325A JP17032593A JP3110921B2 JP 3110921 B2 JP3110921 B2 JP 3110921B2 JP 05170325 A JP05170325 A JP 05170325A JP 17032593 A JP17032593 A JP 17032593A JP 3110921 B2 JP3110921 B2 JP 3110921B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

【0001】本発明は、ガソリン自動車、ディーゼル自
動車等の移動式内燃機関、コージェネレーション等の定
置式内燃機関、ボイラー等の各種工業炉等から排出され
る窒素酸化物を無害なガスに分解する排ガス浄化用触媒
及びこれを使用した排ガスの浄化方法に関する。
The present invention relates to an exhaust gas for decomposing nitrogen oxides emitted from various internal furnaces such as mobile internal combustion engines such as gasoline vehicles and diesel vehicles, stationary internal combustion engines such as cogeneration, boilers and the like into harmless gases. Purification catalyst
And a method for purifying exhaust gas using the same .

【0002】[0002]

【背景技術及び発明が解決しようとする課題】一般に自
動車、定置式の内燃機関及び各種工業炉からの排ガスに
は、NO、NO2で代表される多量の窒素酸化物(NOX)が含
まれている。これらのNOXは光化学スモッグの原因とな
るばかりではなく、人体にとって呼吸器系障害を引き起
こすと言われている。これらのNOXを低減する方法につ
いては、ガソリン自動車のように、排ガス中の酸素量が
少ない場合は、一酸化炭素、炭化水素等の還元剤でNOX
を還元除去する、いわゆる三元触媒方式の排ガス処理が
確立されている。
BACKGROUND ART Generally, exhaust gas from automobiles, stationary internal combustion engines and various industrial furnaces contains a large amount of nitrogen oxides (NO X ) represented by NO and NO 2. ing. It is said that these NO Xs not only cause photochemical smog, but also cause respiratory disorders for the human body. For information on how to reduce these NO X, as gasoline vehicles, if a small amount of oxygen in the exhaust gas, carbon monoxide, NO X with a reducing agent such as hydrocarbon
A so-called three-way catalyst type exhaust gas treatment for reducing and removing carbon dioxide has been established.

【0003】一方、ボイラー等の大型定置式排出源のよ
うに、ガス中に多量の酸素が含まれる場合は、アンモニ
アを外部から添加してNOX量を低減する選択的NOX還元法
が稼働しており、ある程度の効果をあげている。しか
し、前者の方法は酸素濃度の極めて低いガソリンエンジ
ンからの排ガスにのみ適用可能であり、また後者の方法
はアンモニアを用いるため、小型定置式排出源や移動式
排出源に使用することは、取り扱い上、困難である。
On the other hand, when a large amount of oxygen is contained in the gas, such as a large stationary discharge source such as a boiler, a selective NO X reduction method for reducing the amount of NO X by adding ammonia from the outside operates. And has a certain effect. However, the former method can be applied only to exhaust gas from gasoline engines with extremely low oxygen concentration, and the latter method uses ammonia, so it should not be used for small stationary or mobile sources. Above, difficult.

【0004】そこで、アンモニア以外の還元剤として、
水素、一酸化炭素又は各種炭化水素等を使用する方法が
種々検討されているが、その多くは排ガス中の酸素が完
全に消費された後に始めて窒素酸化物の除去が可能とな
る非選択的接触還元法であるという難点を有している。
従来、このような難点も解決できる新規な選択的接触還
元法(酸素共存下においても、選択的に窒素酸化物を還
元除去する方法)として、次のような方法が提案されて
いるが、いずれも充分に満足すべき結果は得られていな
い。
Therefore, as a reducing agent other than ammonia,
Various methods using hydrogen, carbon monoxide or various hydrocarbons have been studied, but most of them are non-selective contacting methods that can remove nitrogen oxides only after oxygen in exhaust gas is completely consumed. It has the disadvantage of being a reduction method.
Conventionally, the following methods have been proposed as a novel selective catalytic reduction method (a method for selectively reducing and removing nitrogen oxides even in the presence of oxygen) which can solve such difficulties. However, satisfactory results have not been obtained.

【0005】即ち、特開平2-149317号公報によれば、
水素型のモルデナイト又はクリノプチロライトからなる
触媒、又はCu、Cr、Mn、Fe、Ni等の金属を担持した水
素型のモルデナイト又はクリノプチロライトからなる触
媒を使用し、各種燃料を燃焼させた際に生じる酸素を含
有する排煙を、有機化合物の共存下でこれらの触媒と接
触させて排煙中の窒素酸化物を除去する方法が提案され
ている。この方法によれば、反応温度300〜600℃、ガス
空間速度(GHSV)1200h-1の条件で脱硝率30〜60%を得て
いるが、実用化条件に近い、GHSVの高い条件下での脱硝
効果については不明である。また、触媒活性の経時変化
についての記載がなく、触媒の寿命について不明であ
る。更に、SOXを含まない疑似ガスで触媒の評価を行っ
ているため、触媒の耐SOX性については不明である。
That is, according to JP-A-2-149317,
Using a catalyst composed of hydrogen-type mordenite or clinoptilolite, or a catalyst composed of hydrogen-type mordenite or clinoptilolite supporting metals such as Cu, Cr, Mn, Fe, and Ni, and burning various fuels A method has been proposed in which flue gas containing oxygen generated when the flue gas is contacted with these catalysts in the presence of an organic compound to remove nitrogen oxides in the flue gas. According to this method, a denitration rate of 30 to 60% is obtained under the conditions of a reaction temperature of 300 to 600 ° C. and a gas hourly space velocity (GHSV) of 1200 h -1 . The denitration effect is unknown. Further, there is no description about the change over time of the catalyst activity, and the life of the catalyst is unknown. Furthermore, since the evaluated catalyst in a pseudo-gas containing no SO X, it is unclear resistant SO X of the catalyst.

【0006】また、特開平1-130735号公報によれば、遷
移金属(Cu、Co、Ni、Fe、Mg、Mn等)でイオン交換した
ゼオライトを耐火性担体上に担持させた触媒を使用し、
酸化雰囲気においても窒素酸化物を浄化できる方法が提
案されている。この方法は、ガソリンエンジンの排ガス
を、空燃比がリーン側においても窒素酸化物を高効率で
浄化する方法であり、排ガス中の酸素濃度は高くても約
3%である。従って、ガソリンエンジンにおいても空燃
比が更に高いリーン条件、或いはディーゼルエンジンの
排ガスのように、酸素濃度が5〜10%であっても同様に
窒素酸化物を選択的に還元脱硝できるかどうか不明であ
る。実施例においても、酸素濃度の増加と共に、NoX
去率が著しく低下する傾向を示している。また、耐久性
に関しても不明である。
According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-130735, a catalyst is used in which a zeolite ion-exchanged with a transition metal (Cu, Co, Ni, Fe, Mg, Mn, etc.) is supported on a refractory carrier. ,
A method capable of purifying nitrogen oxides even in an oxidizing atmosphere has been proposed. This method purifies exhaust gas from a gasoline engine with high efficiency even when the air-fuel ratio is lean, and the oxygen concentration in the exhaust gas is at most about 3%. Therefore, it is unclear whether nitrogen oxides can be selectively reduced and denitrated even in a gasoline engine under lean conditions with a higher air-fuel ratio or with an oxygen concentration of 5 to 10% like exhaust gas from a diesel engine. is there. Also in Example, with increasing oxygen concentration, No X removal rate shows a tendency to decrease significantly. Also, the durability is unknown.

【0007】特開昭63-283727号公報によれば、SiO2/Al
2O3比が15以上の疎水性ゼオライトにCu、V、Mn、Fe、C
r等の金属を担持させた触媒を用い、一酸化炭素及び1
種又は2種以上の炭化水素の存在下で、内燃機関の酸素
を含む排ガス中の窒素酸化物を減少させる方法が提案さ
れている。この方法では、銅以外の金属が担持されたゼ
オライト触媒を使用した場合には、脱硝率が4〜26%と
低くなる。一方、銅ゼオライト触媒を使用した場合に
は、比較的高い活性が得られるが、耐久性に関して不明
である。実施例の排ガス中の酸素濃度は、1.6%であ
り、例えばガソリンエンジンにおける空燃比の高いリー
ン条件での排ガスやディーゼルエンジンの排ガスのよう
に、酸素濃度が高い場合であっても同様に窒素酸化物を
選択的に還元脱硝できるかどうか不明である。
According to JP-A-63-283727, SiO 2 / Al
Cu, V, Mn, Fe, C are added to hydrophobic zeolite with 2 O 3 ratio of 15 or more.
Using a catalyst supporting a metal such as r, carbon monoxide and 1
Methods have been proposed for reducing nitrogen oxides in the oxygen-containing exhaust gas of internal combustion engines in the presence of one or more hydrocarbons. In this method, when a zeolite catalyst supporting a metal other than copper is used, the denitration rate is as low as 4 to 26%. On the other hand, when a copper zeolite catalyst is used, a relatively high activity is obtained, but the durability is unknown. The oxygen concentration in the exhaust gas of the embodiment is 1.6%. For example, even when the oxygen concentration is high, such as in the case of a gasoline engine under lean conditions with a high air-fuel ratio or in the exhaust gas of a diesel engine, nitrogen oxidation is similarly performed. It is unclear whether the product can be selectively reductively denitrated.

【0008】特開昭63-100919号公報によれば、銅をア
ルミナ、シリカ、ゼオライト等の多孔質担体に担持させ
た触媒を使用し、炭化水素の存在下で酸素を含む排ガス
中の窒素酸化物を除去する方法が提案されている。この
方法では、脱硝率が10〜25%であり、高い脱硝活性は得
られない。また、実施例の排ガス中の酸素濃度は、2.1
%であり、酸素濃度がより高い場合であっても同様に窒
素酸化物を選択的に還元脱硝できるかどうか不明であ
る。更に、耐久性に関しても不明である。特開平4-404
5号公報によれば、特定のX線回折パターン、特定の化
学式を有する結晶性シリケートに、銅及び特定の金属を
共存させた排ガス処理触媒が提案されている。
According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-100919, a catalyst comprising copper supported on a porous carrier such as alumina, silica, zeolite or the like is used, and nitrogen oxides in an exhaust gas containing oxygen in the presence of hydrocarbons are used. Methods for removing objects have been proposed. In this method, the denitration rate is 10 to 25%, and high denitration activity cannot be obtained. Further, the oxygen concentration in the exhaust gas of the example is 2.1
%, And it is unclear whether nitrogen oxides can be selectively reductively denitrated even when the oxygen concentration is higher. Further, the durability is unknown. JP-A-4-404
According to JP-A-5, an exhaust gas treatment catalyst in which copper and a specific metal coexist in a crystalline silicate having a specific X-ray diffraction pattern and a specific chemical formula is proposed.

【0009】この触媒では、共存させる特定の金属が27
種と非常に多種であるが、これらの金属の効果の差異、
すなわち優劣が不明である。しかも、その好ましい含有
量の範囲が担体100重量部に対して、銅の場合は0.2〜8
重量部、他の金属の場合は0.1〜6重量部といずれも画一
的で、幅も広く、また特定金属27種それぞれの固有の最
適含有量が不明である。また、共存させる特定の金属の
量は、担持されている銅量に依存すると考えられるが、
この触媒では、好ましい銅量の記載はあるが、その銅量
に対する特定金属の最適量〔特定金属/銅(モル比)〕
が不明である。そこで、本発明は、排ガス中の酸素が高
濃度であっても高効率で窒素酸化物を無害なガスに浄化
でき、しかも耐久性の高い排ガス浄化用触媒及びこれを
使用した排ガスの浄化方法を提供することを目的とす
る。
In this catalyst, the coexisting specific metal is 27
Very diverse with species, but the differences in the effects of these metals,
That is, the superiority is unknown. Moreover, the preferred range of the content is 100 parts by weight of the carrier, and in the case of copper, 0.2 to 8
Parts by weight and 0.1 to 6 parts by weight in the case of other metals are all uniform and wide, and the specific optimum content of each of the 27 specific metals is unknown. In addition, the amount of the specific metal to coexist is considered to depend on the amount of supported copper,
In this catalyst, although the preferred amount of copper is described, the optimum amount of the specific metal relative to the amount of copper [specific metal / copper (molar ratio)]
Is unknown. Therefore, the present invention provides a highly efficient exhaust gas purifying catalyst which can purify nitrogen oxides into harmless gas with high efficiency even when oxygen in the exhaust gas has a high concentration.
An object of the present invention is to provide a method for purifying used exhaust gas .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明に係る排
ガス浄化用触媒は、排ガス中の窒素酸化物(NOX)を酸
化雰囲気中、炭化水素の存在下で還元除去する触媒であ
って、ペンタシル型の結晶性アルミノケイ酸塩を含む触
媒担体が、銅成分及びリン成分を担持して構成され、前
記リン成分の担持量がP2O5換算で0.15.0wt%であり、
前記銅成分の担持量がCuO換算で0.8〜30.0wt%である
ことを特徴とする。また、本発明に係る排ガス浄化用触
媒は、排ガス中の窒素酸化物(NOx)を酸化雰囲気中、
炭化水素の存在下で還元除去する触媒であって、ペンタ
シル型の結晶性アルミノケイ酸塩を含む触媒担体が、銅
成分及びリン成分を担持して構成され、前記リンと銅と
の比〔P/Cu(モル比)〕が0.0037〜7.0であることを
特徴とする。前記酸化雰囲気とは、排ガス中に含まれる
一酸化炭素、水素、炭化水素及び本処理で必要により添
加される炭化水素の還元性物質を完全に酸化してH2OとC
O2に変換するのに必要な酸素量よりも過剰な量の酸素が
含まれている状態である。
SUMMARY and effects of the Invention The exhaust gas purifying catalyst according to the present invention, nitrogen oxides (NO X) in an oxidizing atmosphere in the exhaust gas, a catalyst for reducing removed in the presence of hydrocarbons, catalyst support comprising a pentasil-type crystalline aluminosilicate is configured by supporting copper component and the phosphorus component, the supported amount of the phosphorus component is 0.1 ~ 5.0 wt% in terms of P 2 O 5,
The amount of the copper component carried is 0.8 to 30.0 wt% in terms of CuO . Further, the exhaust gas purifying catalyst according to the present invention is provided.
The medium converts nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas into an oxidizing atmosphere,
A catalyst for reducing and removing in the presence of a hydrocarbon,
The catalyst support containing the sil-type crystalline aluminosilicate is copper
Component and a phosphorus component, and the phosphorus, copper and
That the ratio [P / Cu (molar ratio)] is 0.0037 to 7.0.
Features . The oxidizing atmosphere is defined as H 2 O and C by completely oxidizing carbon monoxide, hydrogen, hydrocarbons contained in the exhaust gas and reducing substances of hydrocarbons added as required in the present treatment.
This is a state in which an excess amount of oxygen is included in the oxygen required for conversion to O 2 .

【0011】前記銅成分としては、例えばイオン交換
法、含浸法で担持させる場合又はゼオライトを合成する
際に銅成分を含有させる方法による場合、可溶性の塩と
なっているものを用いることができる。このようなもの
として、例えば硝酸塩、ハロゲン化合物、炭酸塩、有機
酸塩、銅アンミン錯体等がある。また、物理的混合法に
より、触媒中に銅成分を含有させる場合には、上記可溶
性の塩に加えて、酸化物、水酸化物を用いることもでき
る。そして、この銅成分の触媒全体に対する含有量は、
CuO換算で0.8〜30.0wt%、好ましくは2.0〜15.0wt%と
する。前記リン成分とは、リン単体及びリン化合物であ
る。前記リン単体としては、黄リン、赤リン等がある。
As the copper component, for example, when the copper component is supported by an ion exchange method or an impregnation method, or when the zeolite is synthesized by using a copper component, a soluble salt can be used. Examples of such substances include nitrates, halogen compounds, carbonates, organic acid salts, and copper ammine complexes. When a copper component is contained in the catalyst by a physical mixing method, an oxide or a hydroxide may be used in addition to the soluble salt. And the content of this copper component with respect to the entire catalyst is
0.8 to 30.0 wt%, preferably 2.0 to 15.0 wt% in terms of CuO. The phosphorus component is a simple substance of phosphorus and a phosphorus compound. Examples of the phosphorus simple substance include yellow phosphorus and red phosphorus.

【0012】前記リン化合物としては、例えば(a)オル
トリン酸、次リン酸、亜リン酸、次亜リン酸等の低酸化
数の無機リン酸及びそのアルカリ金属塩、アンモニウム
塩、(b)ピロリン酸、トリポリリン酸、テトラポリリン
酸等のポリリン酸やトリメタリン酸、テトラメタリン
酸、ヘキサメタリン酸等のメタリン酸で代表される縮合
リン酸及びそのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、(c)
カルコゲン化リン、(d)有機リン、(e)有機リン酸、(f)
有機リン酸塩、等が挙げられ、これらのうちの1種又は
2種以上を組み合わせて使用できる。これらの中で、特
にリチウム塩、ナトリウム塩等のアルカリ金属塩、アン
モニウム塩等のリン酸塩を用いると耐熱性に優れた触媒
となる。
Examples of the phosphorus compound include (a) an inorganic phosphoric acid having a low oxidation number such as orthophosphoric acid, hypophosphoric acid, phosphorous acid, and hypophosphorous acid, and alkali metal salts and ammonium salts thereof; Acid, tripolyphosphoric acid, condensed phosphoric acid typified by polyphosphoric acid such as tripolyphosphoric acid and trimetaphosphoric acid, tetrametaphosphoric acid, metaphosphoric acid such as hexametaphosphoric acid, and alkali metal salts and ammonium salts thereof, (c)
Phosphorus chalcogenide, (d) organophosphorus, (e) organophosphoric acid, (f)
Organic phosphates and the like can be mentioned, and one or more of these can be used in combination. Among these, a catalyst excellent in heat resistance can be obtained by using an alkali metal salt such as a lithium salt and a sodium salt, and a phosphate such as an ammonium salt.

【0013】このようなリン成分は、含浸法、液相反応
法、気相蒸着法、イオン交換法等の反応により担持させ
たり、又はゼオライトを合成する際に含有させたりす
る。リン成分の含有量は、P2O5換算で触媒全体に対して
0.1〜5.0wt%とするが、好ましくは0.1〜4.0wt%、より
好ましくは0.1〜2.0wt%とする。含有量が0.1wt%未満
の場合には本発明の有するリン成分含有による高い浄化
活性及び耐久性が得られず、また5.0wt%を越えると逆
に排ガス浄化性能が低下し、耐久性の向上もみられな
い。そして、リン成分中のリンと銅成分中の銅の比〔P
/Cu(モル比)〕は、0.0037〜7.0とするが、0.0037〜
0.3が好ましく、より好ましくは0.0037〜0.2とする。P
/Cuが7.0を越えると、排ガス浄化性能が低下し、耐久
性の向上もみられない。
Such a phosphorus component is supported by a reaction such as an impregnation method, a liquid phase reaction method, a vapor phase deposition method, an ion exchange method, or is contained when a zeolite is synthesized. The phosphorus content is calculated as P 2 O 5 based on the whole catalyst.
And 0.1 to 5.0 wt%, but preferably 0.1 ~4.0wt%, more preferably between 0.1 2.0 wt%. If the content is less than 0.1 wt%, high purification activity and durability cannot be obtained due to the phosphorus component contained in the present invention, and if it exceeds 5.0 wt%, the exhaust gas purification performance will be reduced and the durability will be improved. I can't see it either. The ratio of phosphorus in the phosphorus component to copper in the copper component [P
/ Cu (molar ratio)] is 0.0037 to 7.0 , but 0.0037 to 7.0
0.3 is preferable, and 0.0037 to 0.2 is more preferable. P
When / Cu exceeds 7.0 , the exhaust gas purification performance is lowered and the durability is not improved.

【0014】前記ペンタシル型の結晶性アルミノケイ酸
塩とは、ゼオライトであって、構成基本単位が酸素5員
環のものである。例えば、フェリエリイト、モルデナイ
ト、ZSM−5、ZSM−11等が該当する。ペンタシ
ル型結晶性アルミノケイ酸塩以外のゼオライトでは、耐
水熱性が比較的低いため、リン成分担持後の触媒の耐久
性が低くなる虞れがある。このようなペンタシル型結晶
性アルミノケイ酸塩の中でも、SiO2/Al2O3(モル比)
が10以上のものが好ましい。
The pentasil-type crystalline aluminosilicate is a zeolite whose basic unit is a 5-membered oxygen ring. For example, ferrierite, mordenite, ZSM-5, ZSM-11, etc. are applicable. Since zeolites other than pentasil-type crystalline aluminosilicate have relatively low hydrothermal resistance, the durability of the catalyst after supporting the phosphorus component may be reduced. Among such pentasil-type crystalline aluminosilicates, SiO 2 / Al 2 O 3 (molar ratio)
Is preferably 10 or more.

【0015】SiO2/Al2O3が10未満のものの場合、耐水
熱性が比較的低いため、リン成分を担持後の耐久性が低
くなる虞れがある。また、上記ペンタシル型結晶性アル
ミノケイ酸塩のうち、MFI構造を有するものが好まし
い。このMFI構造とは、ZSM−5と同一及びこれと
類似の構造を指し、ZSM−5以外に、例えばZSM−
8、ZSM−11、ゼータ1、ゼータ3、Nu−4、N
u−5、TZ−1、TPZ−1等の構造が該当する。更
に、上記ペンタシル型結晶性アルミノケイ酸塩のうち、
粉末X線回折において下記表の格子面間隔(d)を持
つものが最も好ましい。
If the ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 is less than 10, the durability after supporting the phosphorus component may be reduced because the hydrothermal resistance is relatively low. Further, among the pentasil-type crystalline aluminosilicates, those having an MFI structure are preferable. The MFI structure refers to a structure that is the same as or similar to ZSM-5. In addition to ZSM-5, for example, ZSM-
8, ZSM-11, zeta 1, zeta 3, Nu-4, N
Structures such as u-5, TZ-1, and TPZ-1 correspond. Further, among the pentasil-type crystalline aluminosilicate,
In powder X-ray diffraction, those having the lattice spacing (d) shown in Table 2 below are most preferred.

【0016】[0016]

【表 [Table 2 ]

【0017】前記ペンタシル型の結晶性アルミノケイ酸
塩は、モルデナイトを種結晶として合成されたものがよ
い。このようなモルデナイトは、天然品、合成品のいず
れでもよいが、粉末X線回折において下記表の格子面
間隔(d)を持つものが望ましい。更に、孔の長径方向
の長さが、2μm以上のモルデナイトが好ましい。
The pentasil-type crystalline aluminosilicate is preferably synthesized using mordenite as a seed crystal. Such a mordenite may be a natural product or a synthetic product, but preferably has a lattice spacing (d) shown in Table 3 below in powder X-ray diffraction. Further, mordenite having a length in the major axis direction of the holes of 2 μm or more is preferable.

【0018】[0018]

【表 [Table 3 ]

【0019】前記触媒の形状は任意であり、例えばペレ
ット状、板状、柱状、格子状とすることができる。ま
た、コージェライト、ムライト又はアルミナ等の格子状
の担体及び金網等の基材上に触媒が被覆されたものとし
てもよい。本発明に係る触媒は、ペンタシル型結晶性ア
ルミノケイ酸塩に、例えばイオン交換法、含浸法、物理
的混合法、気相蒸着法により銅成分及びリン成分を担持
させることにより調製することができる。
The catalyst may have any shape, for example, a pellet, a plate, a column, or a lattice. The catalyst may be coated on a grid-like carrier such as cordierite, mullite or alumina and a base material such as a wire mesh. The catalyst according to the present invention can be prepared by supporting a copper component and a phosphorus component on a pentasil-type crystalline aluminosilicate by, for example, an ion exchange method, an impregnation method, a physical mixing method, or a vapor deposition method.

【0020】または、ゼオライトを合成する時にゲル中
に銅成分及びリン成分を含有させることにより調製する
こともできる。この触媒調製時、銅成分とリン成分は、
一時に添加してもよく、又は時間をおいて順次添加する
ようにしてもよい。このように、本発明の触媒は、種々
の方法で調製することができる。
Alternatively, it can be prepared by incorporating a copper component and a phosphorus component into the gel when synthesizing the zeolite. During the preparation of the catalyst, the copper component and the phosphorus component
They may be added at one time, or may be added sequentially at a later time. Thus, the catalyst of the present invention can be prepared by various methods.

【0021】本発明に係る排ガス浄化用触媒を使用した
排ガスの浄化方法は、酸化雰囲気中、THC濃度/NOX
濃度が0.5〜200の炭化水素の存在下で、排ガスを触媒と
接触させて、排ガス中の窒素酸化物をN2 とH2O に還元
除去する。前記THC(total hydrocarbon) 濃度とは、
炭化水素をメタンに換算した場合の濃度である。
The method for purifying exhaust gas using the exhaust gas purifying catalyst according to the present invention, in an oxidizing atmosphere, THC concentration / NO X
Concentration in the presence of hydrocarbons 0.5-200, the exhaust gas is contacted with the catalyst to reduce and remove nitrogen oxides in the exhaust gas into N 2 and H 2 O. The THC (total hydrocarbon) concentration is:
This is the concentration when hydrocarbons are converted to methane.

【0022】具体的な反応条件は、炭化水素の濃度に関
して、THC濃度/NOX濃度で表した場合、0.5〜200と
し、好ましくは1〜100とする。例えば、NOX濃度が100p
pmの場合、THC濃度は50〜20,000ppmである。炭化水
素の存在量が前記下限より低い場合には、脱硝性能が発
現せず、また前記上限より高い場合には、脱硝率は高く
なるが、システム全体の経済性の低下や炭化水素の燃焼
熱による触媒層の異常発熱のため好ましくない。
[0022] Specific reaction conditions, with respect to the concentration of hydrocarbons, when expressed in THC concentration / NO X concentration, and 0.5 to 200, preferably 1 to 100. For example, NO X concentration 100p
In the case of pm, the THC concentration is between 50 and 20,000 ppm. When the amount of hydrocarbons is lower than the lower limit, the denitration performance is not exhibited, and when the amount is higher than the upper limit, the denitration rate increases, but the economic efficiency of the entire system decreases and the heat of combustion of hydrocarbons decreases. This is not preferable because of abnormal heat generation of the catalyst layer due to the above.

【0023】前記炭化水素は、排ガス中に残留する炭化
水素でもよいが、脱硝反応を生じさせるのに必要な量よ
り不足している場合、又は排ガス中に炭化水素が全く含
まれていない場合には、外部から炭化水素を添加するの
がよい。このために添加する炭化水素の種類には特に限
定がなく、例えばメタン、LPG、ガソリン、軽油、灯
油、A重油等である。
The hydrocarbon may be a hydrocarbon remaining in the exhaust gas. However, when the amount of the hydrocarbon is less than that required for causing a denitration reaction, or when the exhaust gas contains no hydrocarbon, It is preferable to add a hydrocarbon from outside. The type of hydrocarbon added for this purpose is not particularly limited, and examples thereof include methane, LPG, gasoline, light oil, kerosene, and heavy oil A.

【0024】触媒反応温度については、200〜800℃、好
ましくは300〜600℃とする。通常、温度が高い程脱硝率
が高くなるが、800℃を越えると触媒の劣化が起こって
好ましくなく、また200℃より低いと脱硝率が低くな
る。ガス空間速度(GHSV)については、通常2,000〜200,0
00h-1、好ましくは5,000〜100,000h-1とする。GHSVが、
2,000h-1より遅い場合には、脱硝率は高いが、触媒使用
量が多くなり、また200,000h-1より速い場合には、脱硝
率が低くなる。
The catalyst reaction temperature is set to 200 to 800 ° C, preferably 300 to 600 ° C. Normally, the higher the temperature, the higher the denitration rate. However, if the temperature exceeds 800 ° C., the catalyst deteriorates, which is not preferable. If the temperature is lower than 200 ° C., the denitration rate decreases. Gas space velocities (GHSV) are typically between 2,000 and 200,0
00h −1 , preferably 5,000 to 100,000 h −1 . GHSV,
When it is slower than 2,000 h −1 , the denitration rate is high, but the amount of catalyst used increases, and when it is faster than 200,000 h −1 , the denitration rate decreases.

【0025】本発明の浄化用触媒が対象とする排ガス
は、NOX 及び酸素を含む排ガスであり、例えばリーンバ
ーン(希薄燃焼)方式のガソリン自動車、ディーゼル自
動車等の移動式内燃機関、コージェネレーション等の定
置式内燃機関、ボイラー、各種工業炉等から排出される
排ガス等が挙げられる。
The exhaust gas purifying catalyst is an object of the present invention is a gas containing NO X and oxygen, for example, lean-burn type gasoline automobile, the mobile internal combustion engine such as a diesel automobile, cogeneration, etc. Exhaust gas discharged from stationary internal combustion engines, boilers, various industrial furnaces, and the like.

【0026】[0026]

【実施例】 実施例1 先ず、硫酸アルミニウム337.5g、硫酸(97%)362.5
g、水8250gよりなる溶液(溶液Iとする)、水ガラス
(SiO2 28.4 %、Na2O 9.5%)5275g、水5000gよりな
る溶液(溶液IIとする)及び塩化ナトリウム987.5g、
水2300gよりなる溶液(溶液III とする)を用意した。
次に、溶液IとIIを同時に溶液III 中に徐々に滴下しな
がら混合した。この反応混合物を硫酸でpH9.5に調整
した後、種結晶としてモルデナイト〔SiO2/Al2O3=20
(モル比)〕12.5gを添加した。
【Example】 Example 1 First, 337.5 g of aluminum sulfate, 362.5% of sulfuric acid (97%)
g, a solution consisting of 8250 g of water (hereinafter referred to as solution I), water glass
(SiOTwo28.4%, NaTwoO 9.5%) than 5275g, 5000g of water
Solution (hereinafter referred to as solution II) and 987.5 g of sodium chloride,
A solution consisting of 2300 g of water (hereinafter referred to as solution III) was prepared.
Next, the solutions I and II should not be gradually dropped simultaneously into the solution III.
Mixed. Adjust the reaction mixture to pH 9.5 with sulfuric acid
Mordenite (SiO 2)Two/ AlTwoOThree= 20
(Molar ratio)] 12.5 g was added.

【0027】次に、この反応混合物を25リットル容量の
オートクレーブ中に入れ、自己圧力下170℃、300rpmで
攪拌しながら20時間放置した。冷却後、この反応混合物
を濾過し、沈澱物を過剰の純水で充分洗浄した。この
後、120℃で20時間乾燥させることにより、ZSM−5
構造(MFI構造)のアルミノシリケートゼオライトを
合成した。このアルミノシリケートゼオライトの粉末X
線回折による測定結果を表に示す。
Next, the reaction mixture was placed in an autoclave having a capacity of 25 liters, and allowed to stand for 20 hours while stirring at 300 ° C. and 170 ° C. under self-pressure. After cooling, the reaction mixture was filtered, and the precipitate was sufficiently washed with excess pure water. Thereafter, by drying at 120 ° C. for 20 hours, ZSM-5 is obtained.
An aluminosilicate zeolite having a structure (MFI structure) was synthesized. This aluminosilicate zeolite powder X
Table 4 shows the measurement results by the line diffraction.

【0028】[0028]

【表 [Table 4 ]

【0029】次に、このゼオライトを空気気流中550℃
で6時間焼成した。このようにして得られたアルミノシ
リケートゼオライトのSiO2/Al2O3(モル比)は、32で
あった。次に、このアルミノシリケートゼオライトに酢
酸銅と五酸化二リンの水溶液を用いて、五酸化二リンと
銅を担持したアルミノシリケートゼオライト触媒を合成
した。この触媒中のリン成分の含有量は、P2O5 換算で
1.0wt%、銅成分の含有量は、CuO換算で4.8wt%、また
P/Cu(モル比)は、0.233であった。次に、この触媒
について、下記のように初期活性及びスチーミング(水
熱)処理後の活性を評価した。
Next, this zeolite was placed in an air stream at 550 ° C.
For 6 hours. The SiO 2 / Al 2 O 3 (molar ratio) of the aluminosilicate zeolite thus obtained was 32. Next, an aluminosilicate zeolite catalyst supporting diphosphorus pentoxide and copper was synthesized using an aqueous solution of copper acetate and diphosphorus pentoxide on this aluminosilicate zeolite. The content of the phosphorus component in this catalyst is calculated as P 2 O 5
1.0 wt%, the content of the copper component was 4.8 wt% in terms of CuO, and P / Cu (molar ratio) was 0.233. Next, this catalyst was evaluated for initial activity and activity after steaming (hydrothermal) treatment as described below.

【0030】即ち、初期活性の評価については、先ず、
この触媒をステンレス製反応管に2cc充填した後、処理
ガスとしてモデルガスを、前記反応管内にGHSV=80,000h
-1で導入した。このモデルガスの組成は、NOX:500ppm、
O2:4.5%、LPG:833ppm(THC濃度として約2500pp
m)である。従って、THC濃度/NOX濃度は5である。
次に、この反応管の出口からのガスを化学発光式分析計
に導入し、NOX濃度を測定した。触媒反応後のモデルガ
スのNOX除去率は、反応管導入前後のモデルガスのNOX
度を比較することにより算出した。これを前記反応管が
350℃及び400℃に保たれている場合についてそれぞれ行
った。その結果を下記の表示す。
That is, regarding the evaluation of the initial activity, first,
After filling 2 cc of this catalyst into a stainless steel reaction tube, a model gas was used as a processing gas, and GHSV = 80,000 h was introduced into the reaction tube.
Introduced at -1 . The composition of this model gas is NO X : 500ppm,
O 2 : 4.5%, LPG: 833ppm (THC concentration is about 2500pp
m). Thus, THC concentration / NO X concentration is 5.
Then, by introducing a gas from the outlet of the reaction tube chemiluminescence analyzer to determine the NO X concentration. The NO X removal rate of the model gas after the catalytic reaction was calculated by comparing the NO X concentration of the model gas before and after introduction into the reaction tube. This is the reaction tube
The tests were performed for cases where the temperature was maintained at 350 ° C and 400 ° C, respectively. The results are shown in Table 5 below.

【0031】また、スチーミング処理後の活性の評価に
ついては、先ず、スチーミング処理として、本実施例で
調製した触媒を水10%、酸素4.5%、GHSV=80,000h-1
温度650℃の条件下に8時間保持した。次に、冷えた触
媒を上記初期活性の評価の場合と同様に、ステンレス製
反応管に充填した後、処理ガスとして前記モデルガスを
反応管内に導入し、その後上記と同様にNOX除去率を算
出した。これを前記反応管が350℃及び400℃に保たれて
いる場合についてそれぞれ行った。その結果を下記の表
に示す。
For the evaluation of the activity after the steaming treatment, first, as the steaming treatment, the catalyst prepared in this example was treated with 10% water, 4.5% oxygen, GHSV = 80,000h -1 ,
The temperature was kept at 650 ° C. for 8 hours. Then, cold catalyst in the same manner as in the evaluation of the initial activity, after filling into a stainless steel reaction tube, the model gas was introduced into the reaction tube as the process gas, then the similar to the NO X removal rate Calculated. This was performed for the case where the reaction tube was maintained at 350 ° C. and 400 ° C., respectively. The results are shown in the table below.
It is shown in FIG.

【0032】実施例2〜9 各実施例において、リン成分と銅成分の担持量が下記と
なるように変更して、実施例1と同様に触媒を調製し
た。即ち、実施例2に係る触媒中のリン成分の含有量
は、P2O5換算で0.9wt%、銅成分の含有量は、CuO換算で
4.9wt%、またP/Cu(モル比)は、0.203であった。実
施例3に係る触媒中のリン成分の含有量は、P2O5換算で
1.0wt%、銅成分の含有量は、CuO換算で4.8wt%、また
P/Cu(モル比)は、0.233であった。
Examples 2 to 9 In each of the examples, the catalyst was prepared in the same manner as in Example 1, except that the supported amounts of the phosphorus component and the copper component were changed as follows. That is, the content of the phosphorus component in the catalyst according to Example 2 was 0.9 wt% in terms of P 2 O 5 , and the content of the copper component was in terms of CuO.
4.9 wt% and P / Cu (molar ratio) was 0.203. The content of the phosphorus component in the catalyst according to Example 3 was calculated as P 2 O 5 .
1.0 wt%, the content of the copper component was 4.8 wt% in terms of CuO, and P / Cu (molar ratio) was 0.233.

【0033】実施例4に係る触媒中のリン成分の含有量
は、P2O5換算で0.9wt%、銅成分の含有量は、CuO換算で
4.6wt%、またP/Cu(モル比)は、0.219であった。実
施例5に係る触媒中のリン成分の含有量は、P2O5換算で
0.9wt%、銅成分の含有量は、CuO換算で4.0wt%、また
P/Cu(モル比)は、0.252であった。実施例6に係る
触媒中のリン成分の含有量は、P2O5換算で0.7wt%、銅
成分の含有量は、CuO換算で3.4wt%、またP/Cu(モル
比)は、0.231であった。実施例7に係る触媒中のリン
成分の含有量は、P2O5 換算で1.4wt%、銅成分の含有量
は、CuO換算で4.6wt%、またP/Cu(モル比)は、0.34
1であった。
The content of the phosphorus component in the catalyst according to Example 4 was 0.9% by weight in terms of P 2 O 5 , and the content of the copper component was in terms of CuO.
4.6 wt% and P / Cu (molar ratio) was 0.219. The content of the phosphorus component in the catalyst according to Example 5 was calculated as P 2 O 5 .
0.9 wt%, the content of the copper component was 4.0 wt% in terms of CuO, and the P / Cu (molar ratio) was 0.252. The content of the phosphorus component in the catalyst according to Example 6 was 0.7 wt% in terms of P 2 O 5 , the content of the copper component was 3.4 wt% in terms of CuO, and the P / Cu (molar ratio) was 0.231. Met. The content of the phosphorus component in the catalyst according to Example 7 was 1.4 wt% in terms of P 2 O 5 , the content of the copper component was 4.6 wt% in terms of CuO, and the P / Cu (molar ratio) was 0.34%.
Was one.

【0034】実施例8に係る触媒中のリン成分の含有量
は、P2O5換算で0.7wt%、銅成分の含有量は、CuO換算で
4.3wt%、またP/Cu(モル比)は、0.182であった。実
施例9に係る触媒中のリン成分の含有量は、P2O5換算で
1.4wt%、銅成分の含有量は、CuO換算で4.1wt%、また
P/Cu(モル比)は、0.383であった。次に、上記実施
例2〜9の触媒に対して、実施例1と同様の条件によ
り、初期活性及びスチーミング処理後の活性を評価し
た。それらの結果を下記の表に示す。また、このよう
な活性の評価を下記実施例10〜20の触媒に対しても同様
に行った。
The content of the phosphorus component in the catalyst according to Example 8 was 0.7 wt% in terms of P 2 O 5 , and the content of the copper component was in terms of CuO.
4.3 wt% and P / Cu (molar ratio) was 0.182. The content of the phosphorus component in the catalyst according to Example 9 was calculated as P 2 O 5 .
1.4 wt%, the content of the copper component was 4.1 wt% in terms of CuO, and the P / Cu (molar ratio) was 0.383. Next, with respect to the catalysts of Examples 2 to 9, the initial activity and the activity after the steaming treatment were evaluated under the same conditions as in Example 1. The results are shown in Table 5 below. In addition, such evaluation of the activity was similarly performed on the catalysts of Examples 10 to 20 described below.

【0035】実施例10,11 実施例10,11では、実施例1において、五酸化二リンの
代わりにオルトリン酸を用いたこと以外は同様に調製し
て各実施例に係る触媒を得た。即ち、実施例10に係る触
媒中のリン成分の含有量は、P2O5換算で0.8wt%、銅成
分の含有量は、CuO換算で3.8wt%、またP/Cu(モル
比)は、0.236であった。実施例11に係る触媒中のリン
成分の含有量は、P2O5換算で0.6wt%、銅成分の含有量
は、CuO換算で3.5wt%、またP/Cu(モル比)は、0.19
2であった。実施例12 実施例1において、導入したモデルガスを実施例1より
酸素濃度の高いものに変更して初期活性及びスチーミン
グ処理後の活性を評価した。即ち、導入したモデルガス
の組成は、NOX:500ppm、O2:10%、LPG:833ppmであ
る。
Examples 10 and 11 In Examples 10 and 11, catalysts according to Examples were prepared in the same manner as in Example 1 except that orthophosphoric acid was used instead of diphosphorus pentoxide. That is, the content of the phosphorus component in the catalyst according to Example 10 was 0.8 wt% in terms of P 2 O 5 , the content of the copper component was 3.8 wt% in terms of CuO, and the P / Cu (molar ratio) was Was 0.236. The content of the phosphorus component in the catalyst according to Example 11 was 0.6 wt% in terms of P 2 O 5 , the content of the copper component was 3.5 wt% in terms of CuO, and P / Cu (molar ratio) was 0.19%.
Was 2. Example 12 In Example 1, the introduced model gas was changed to a gas having a higher oxygen concentration than in Example 1, and the initial activity and the activity after the steaming treatment were evaluated. That is, the composition of the introduced model gas, NO X: 500ppm, O 2 : 10%, LPG: a 833 ppm.

【0036】実施例13 実施例1において、五酸化二リンの代わりにピロリン酸
ナトリウムを用いたこと以外は同様に調製して本実施例
に係る触媒を得た。この触媒中のリン成分の含有量は、
P2O5 換算で0.8wt%、銅成分の含有量は、CuO 換算で5.
4 wt%、またP/Cu(モル比)は、0.165であった。実施例14 実施例1において、五酸化二リンの代わりにヘキサメタ
リン酸ナトリウムを用いたこと以外は同様に調製して本
実施例に係る触媒を得た。この触媒中のリン成分の含有
量は、P2O5換算で0.9wt%、銅成分の含有量は、CuO換算
で4.8wt%、またP/Cu(モル比)は、0.210であった。
Example 13 A catalyst according to this example was obtained in the same manner as in Example 1 except that sodium pyrophosphate was used instead of diphosphorus pentoxide. The content of the phosphorus component in this catalyst is
0.8 wt% in terms of P 2 O 5 , copper content is 5.
4 wt% and P / Cu (molar ratio) were 0.165. Example 14 A catalyst according to this example was obtained in the same manner as in Example 1 except that sodium hexametaphosphate was used instead of diphosphorus pentoxide. The content of the phosphorus component in this catalyst was 0.9 wt% in terms of P 2 O 5 , the content of the copper component was 4.8 wt% in terms of CuO, and the P / Cu (molar ratio) was 0.210.

【0037】実施例15,16,17 実施例15,16,17では、実施例1において、五酸化二リン
の代わりにトリポリリン酸ナトリウムを用いたこと以外
は同様に調製して各実施例に係る触媒を得た。即ち、実
施例15に係る触媒中のリン成分の含有量は、P2O5換算で
0.2wt%、銅成分の含有量は、CuO換算で3.8wt%、また
P/Cu(モル比)は、0.060であった。実施例16に係る
触媒中のリン成分の含有量は、P2O5換算で0.5wt%、銅
成分の含有量は、CuO換算で4.7wt%、またP/Cu(モル
比)は、0.119であった。実施例17に係る触媒中のリン
成分の含有量は、P2O5換算で3.2wt%、銅成分の含有量
は、CuO換算で9.6wt%、またP/Cu(モル比)は、0.37
3であった。
Examples 15, 16, and 17 In Examples 15, 16, and 17, the same procedures as in Example 1 were carried out except that sodium tripolyphosphate was used instead of diphosphorus pentoxide. A catalyst was obtained. That is, the content of the phosphorus component in the catalyst according to Example 15 was calculated as P 2 O 5 .
0.2 wt%, the content of the copper component was 3.8 wt% in terms of CuO, and the P / Cu (molar ratio) was 0.060. The content of the phosphorus component in the catalyst according to Example 16 was 0.5% by weight in terms of P 2 O 5 , the content of the copper component was 4.7% by weight in terms of CuO, and the P / Cu (molar ratio) was 0.119%. Met. The content of the phosphorus component in the catalyst according to Example 17 was 3.2 wt% in terms of P 2 O 5 , the content of the copper component was 9.6 wt% in terms of CuO, and P / Cu (molar ratio) was 0.37%.
Was 3.

【0038】実施例18,19 実施例18,19では、実施例1において、五酸化二リンの
代わりにメタリン酸ナトリウムを用いたこと以外は同様
に調製して各実施例に係る触媒を得た。即ち、実施例18
に係る触媒中のリン成分の含有量は、P2O5換算で0.5wt
%、銅成分の含有量は、CuO換算で4.9wt%、またP/Cu
(モル比)は、0.115であった。実施例19に係る触媒中
のリン成分の含有量は、P2O5換算で3.3wt%、銅成分の
含有量は、CuO換算で9.1wt%、またP/Cu(モル比)
は、0.403であった。実施例20 実施例1において、五酸化二リンの代わりにリン酸ナト
リウムを用いたこと以外は同様に調製して本実施例に係
る触媒を得た。この触媒中のリン成分の含有量は、P2O5
換算で0.4wt%、銅成分の含有量は、CuO換算で4.2wt
%、またP/Cu(モル比)は、0.102であった。
Examples 18 and 19 In Examples 18 and 19, the catalysts of Examples 1 and 2 were prepared in the same manner as in Example 1 except that sodium metaphosphate was used instead of diphosphorus pentoxide. . That is, Example 18
The content of the phosphorus component in the catalyst according to the, 0.5 wt in terms of P 2 O 5
%, Copper content is 4.9wt% in CuO conversion, and P / Cu
(Molar ratio) was 0.115. The content of the phosphorus component in the catalyst according to Example 19 was 3.3 wt% in terms of P 2 O 5 , the content of the copper component was 9.1 wt% in terms of CuO, and P / Cu (molar ratio).
Was 0.403. Example 20 A catalyst according to this example was obtained in the same manner as in Example 1 except that sodium phosphate was used instead of diphosphorus pentoxide. The content of the phosphorus component in this catalyst is P 2 O 5
0.4wt% in conversion, content of copper component is 4.2wt in CuO conversion
%, And P / Cu (molar ratio) was 0.102.

【0039】比較例1 実施例1において、五酸化二リン水溶液を含浸する工程
を省き、その他は実施例1と同様に調製して本比較例に
係る銅のみを担持する触媒を得た。この触媒中の銅成分
の含有量は、CuO換算で4.0wt%であった。本比較例の触
媒に対して、実施例1と同様の条件により、初期活性及
びスチーミング処理後の活性を評価した。その結果を下
記の表に示す。また、このような活性の評価を下記比
較例2〜4の触媒に対しても同様に行った。比較例2 比較例1において、硝酸銅水溶液を用い、その他は比較
例1と同様に調製して本比較例に係る銅成分のみを担持
する触媒を得た。この触媒中の銅成分の含有量は、CuO
換算で4.7wt%であった。
Comparative Example 1 In Example 1, the step of impregnating with an aqueous solution of diphosphorus pentoxide was omitted, and the other conditions were the same as in Example 1 to obtain a catalyst supporting only copper according to this comparative example. The content of the copper component in this catalyst was 4.0 wt% in terms of CuO. With respect to the catalyst of this comparative example, the initial activity and the activity after the steaming treatment were evaluated under the same conditions as in Example 1. The results are shown in Table 6 below. Further, such evaluation of the activity was similarly performed on the catalysts of Comparative Examples 2 to 4 described below. Comparative Example 2 In Comparative Example 1, a copper nitrate aqueous solution was used, and the other conditions were adjusted in the same manner as in Comparative Example 1 to obtain a catalyst supporting only the copper component according to this comparative example. The content of the copper component in this catalyst is CuO
It was 4.7 wt% in conversion.

【0040】比較例3,4 比較例3,4では、P2O5担持量が6wt%以上、P/Cu
(モル比)が0.7以上となるように触媒を調製した。比
較例3では、硝酸銅と五酸化二リンの水溶液を用いて調
製した。この触媒中のリン成分の含有量は、P2O5換算で
7.9wt%、銅成分の含有量は、CuO換算で4.5wt%、また
P/Cu(モル比)は、1.97であった。比較例4では、塩
化第二銅とオルトリン酸の水溶液を用い、アルミノシリ
ケートゼオライトに銅とリンをそれぞれ1mmol/g含有す
るように共含浸させることにより本比較例に係る触媒を
得た。この触媒中のリン成分の含有量は、P2O5 換算で
7.1wt%、銅成分の含有量は、CuO 換算で8.0 wt%、ま
たP/Cu(モル比)は、0.99であった。
Comparative Examples 3 and 4 In Comparative Examples 3 and 4, the amount of P 2 O 5 supported was 6 wt% or more, and P / Cu
The catalyst was prepared so that (molar ratio) was 0.7 or more. Comparative Example 3 was prepared using an aqueous solution of copper nitrate and diphosphorus pentoxide. The content of the phosphorus component in this catalyst is calculated as P 2 O 5
7.9 wt%, the content of the copper component was 4.5 wt% in terms of CuO, and the P / Cu (molar ratio) was 1.97. In Comparative Example 4, an aqueous solution of cupric chloride and orthophosphoric acid was used, and an aluminosilicate zeolite was co-impregnated to contain 1 mmol / g of copper and phosphorus, respectively, to obtain a catalyst according to this comparative example. The content of the phosphorus component in this catalyst is calculated as P 2 O 5
The content of copper component was 8.0 wt% in terms of CuO, and the P / Cu (molar ratio) was 0.99.

【0041】[0041]

【表 [Table 5 ]

【0042】[0042]

【表 [Table 6 ]

【0043】実施例及び比較例の考察より、実施例1〜20によれば、ペンタシル型の結晶
性アルミノケイ酸塩を含む触媒担体が、銅成分及びリン
成分を担持して構成され、前記リン成分の担持量がP2O5
換算で0.1〜5.0wt%であり、かつリンと銅の比〔P/Cu
(モル比)〕が0.0037〜7.0である触媒を使用している
ため、スチーミング処理後において、反応温度が350℃
であっても触媒活性の低下が比較例の触媒ほど大きくな
いことがわかる。また、反応温度が400℃に上げると、
触媒活性が350℃の場合と比較して著しく向上している
ことがわかる。従って、本実施例に係る触媒は、長時間
の使用後においても、触媒活性が高く、優れた耐久性を
有している。
Discussion of Examples and Comparative Examples From Table 5 , according to Examples 1 to 20, according to Examples 1 to 20, a catalyst support containing a pentasil-type crystalline aluminosilicate is configured to support a copper component and a phosphorus component. P 2 O 5
0.1 to 5.0 wt% in conversion, and the ratio of phosphorus to copper [P / Cu
Since the (molar ratio)] is the use of a catalyst is 0.0037 to 7.0, after steaming, the reaction temperature is 350 ° C.
Even in this case, it can be seen that the decrease in the catalytic activity is not as large as that of the catalyst of the comparative example. Also, when the reaction temperature rises to 400 ° C,
It can be seen that the catalyst activity is remarkably improved as compared with the case of 350 ° C. Therefore, the catalyst according to this example has high catalytic activity and excellent durability even after long-time use.

【0044】これに対して、表より、比較例1,2に
係る触媒によれば、銅成分のみを担持するだけであり、
リン成分を担持していないため、初期活性は実施例と近
いものの、スチーミング処理後の活性は、反応温度が35
0℃において実施例と比較して著しく低下していること
がわかる。また、反応温度が400℃に上げても、実施例
の場合ほど触媒活性が向上しないことがわかる。
On the other hand, Table 6 shows that the catalysts of Comparative Examples 1 and 2 only support the copper component,
Since the phosphorous component is not supported, the initial activity is close to that of the example, but the activity after the steaming treatment is as follows.
It can be seen that at 0 ° C., the temperature was significantly lower than that of the example. Also, it can be seen that even when the reaction temperature is increased to 400 ° C., the catalytic activity is not improved as much as in the example.

【0045】比較例3,4に係る触媒によれば、ペンタ
シル型の結晶性アルミノケイ酸塩を含む触媒担体が、銅
成分及びリン成分を担持して構成されたものであるが、
前記リン成分の担持量がP2O5換算で5.0wt%を越え、か
つP/Cu(モル比)が7.0を越えている触媒を使用して
いるため、初期活性は比較例1,2に係る銅成分のみを
担持した触媒より低く、またスチーミング処理後の活性
も、反応温度350℃及び400℃のいずれの場合も比較例
1,2に係る触媒と同等かそれ以下であり、向上がみら
れないことがわかる。従って、比較例に係る触媒は、使
用による触媒活性の低下が著しく、耐久性に劣ってい
る。
According to the catalysts according to Comparative Examples 3 and 4, the catalyst support containing a pentasil-type crystalline aluminosilicate is configured to support a copper component and a phosphorus component.
Since a catalyst having a phosphorus content exceeding 5.0 wt% in terms of P 2 O 5 and a P / Cu (molar ratio) exceeding 7.0 was used, the initial activity was as high as that of Comparative Examples 1 and 2. The activity after the steaming treatment is lower than that of the catalyst supporting only the copper component, and is equal to or less than that of the catalyst according to Comparative Examples 1 and 2 at any of the reaction temperatures of 350 ° C. and 400 ° C., and the improvement is improved. It turns out that it is not seen. Therefore, the catalyst according to the comparative example has a remarkable decrease in catalytic activity due to use, and is inferior in durability.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明に係る排ガス浄化用触媒によれ
ば、排ガス中の酸素が高濃度であっても高効率で窒素酸
化物を無害なガスに浄化でき、しかも低温においても触
媒活性が高く、かつ耐久性があって長寿命である。
According to the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, nitrogen oxides can be purified into harmless gas with high efficiency even when oxygen in the exhaust gas is high in concentration, and the catalytic activity is high even at low temperatures. It is durable and has a long life.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早坂 俊明 千葉県袖ケ浦市上泉1280番地 出光興産 株式会社内 (72)発明者 赤間 弘 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−277522(JP,A) 特開 平4−4238(JP,A) 特開 平4−4045(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 21/00 - 37/36 B01D 53/86 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Toshiaki Hayasaka 1280 Kamiizumi, Sodegaura-shi, Chiba Idemitsu Kosan Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Akama 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. 56) References JP-A-6-277522 (JP, A) JP-A-4-4238 (JP, A) JP-A-4-4045 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , (DB name) B01J 21/00-37/36 B01D 53/86

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 排ガス中の窒素酸化物(NOX)を酸化雰
囲気中、炭化水素の存在下で還元除去する触媒であっ
て、ペンタシル型の結晶性アルミノケイ酸塩を含む触媒
担体が、銅成分及びリン成分を担持して構成され、前記
リン成分の担持量がP2O5換算で0.1〜5.0wt%であり、
記銅成分の担持量がCuO換算で0.8〜30.0wt%である
とを特徴とする排ガス浄化用触媒。
1. A catalyst for reducing and removing nitrogen oxides (NO X ) in an exhaust gas in an oxidizing atmosphere in the presence of a hydrocarbon, wherein the catalyst support containing a pentasil-type crystalline aluminosilicate comprises a copper component and is constituted by carrying a phosphorus component, the supported amount of the phosphorus component is 0.1 to 5.0% by terms of P 2 O 5, before
Exhaust gas purifying catalyst loading of kidou component and wherein this <br/> and a 0.8~30.0Wt% in terms of CuO.
【請求項2】 排ガス中の窒素酸化物(NOx)を酸化雰2. An oxidizing atmosphere for removing nitrogen oxides (NOx) in exhaust gas.
囲気中、炭化水素の存在下で還元除去する触媒であっIt is a catalyst that reduces and removes in the presence of hydrocarbons in an atmosphere.
て、ペンタシル型の結晶性アルミノケイ酸塩を含む触媒Comprising a pentasil-type crystalline aluminosilicate
担体が、銅成分及びリン成分を担持して構成され、前記The carrier is configured to support a copper component and a phosphorus component,
リンと銅との比〔P/Cu(モル比)〕が0.0037〜7.0でWhen the ratio of phosphorus to copper [P / Cu (molar ratio)] is 0.0037 to 7.0
あることを特徴とする排ガス浄化用触媒。An exhaust gas purifying catalyst, comprising:
【請求項3】 前記ペンタシル型の結晶性アルミノケイ
酸塩は、そのSiO2/Al2O3(モル比)が10以上であるこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の排ガス浄化用触
媒。
Crystalline aluminosilicates according to claim 3, wherein the pentasil type, the SiO 2 / Al 2 O 3 (molar ratio) of claim 1 or 2, wherein the exhaust gas purifying catalyst is characterized in that 10 or more.
【請求項4】 前記ペンタシル型の結晶性アルミノケイ
酸塩は、MFI構造を有することを特徴とする請求項1
〜3のいずれか1項に記載の排ガス浄化用触媒。
4. The pentasil-type crystalline aluminosilicate has an MFI structure.
An exhaust gas purifying catalyst according to any one of claims 1 to 3 .
【請求項5】 前記ペンタシル型の結晶性アルミノケイ
酸塩が、粉末X線回折において下記表1の格子面間隔
(d)を持つことを特徴とする請求項1〜のいずれか
1項に記載の排ガス浄化用触媒。 【表1】
5. The crystalline aluminosilicate of the pentasil type, according to any one of claims 1 to 4, characterized in that in a powder X-ray diffraction with the lattice spacing shown in Table 1 (d) Exhaust gas purification catalyst. [Table 1]
【請求項6】 前記ペンタシル型の結晶性アルミノケイ
酸塩が、モルデナイトを種結晶として合成されたもので
あることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記
載の排ガス浄化用触媒。
6. The crystalline aluminosilicate of the pentasil type, exhaust gas-purifying catalyst according to any one of claims 1 to 5, characterized in that is synthesized mordenite as the seed crystal.
【請求項7】 酸化雰囲気中、THC濃度/NO7. THC concentration / NO in an oxidizing atmosphere XX 濃度がConcentration
0.5〜200の炭化水素の存在下で、排ガスを請求項1〜6Exhaust gas in the presence of 0.5 to 200 hydrocarbons.
のいずれか1項に記載の触媒と接触させて、前記排ガスThe exhaust gas is brought into contact with the catalyst according to any one of
中の窒素酸化物を還元除去することを特徴とする排ガスExhaust gas characterized by reducing and removing nitrogen oxides in air
の浄化方法。Purification method.
【請求項8】 反応温度200〜800℃、かつTHC濃度/8. A reaction temperature of 200 to 800 ° C. and a THC concentration /
NONO XX 濃度1〜100の炭化水素存在下で排ガス中の窒素酸化Nitrogen oxidation in exhaust gas in the presence of hydrocarbons with concentrations of 1-100
物を還元除去することを特徴とする請求項7記載の排ガ8. The exhaust gas according to claim 7, wherein the material is reduced and removed.
スの浄化方法。Cleaning method.
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