JP6249170B2 - 窒素酸化物分解触媒、その製造方法、及びそれを用いた窒素酸化物の分解方法 - Google Patents
窒素酸化物分解触媒、その製造方法、及びそれを用いた窒素酸化物の分解方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6249170B2 JP6249170B2 JP2014158878A JP2014158878A JP6249170B2 JP 6249170 B2 JP6249170 B2 JP 6249170B2 JP 2014158878 A JP2014158878 A JP 2014158878A JP 2014158878 A JP2014158878 A JP 2014158878A JP 6249170 B2 JP6249170 B2 JP 6249170B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nitrogen oxide
- cerium
- niobium
- catalyst
- decomposition catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 444
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 134
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 title claims description 99
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 26
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 41
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 38
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 38
- PUUPYXQOFNNGRK-UHFFFAOYSA-N cerium niobium Chemical compound [Nb].[Ce] PUUPYXQOFNNGRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 33
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 30
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 27
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims description 26
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 20
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 17
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 150000000703 Cerium Chemical class 0.000 claims description 10
- 150000002821 niobium Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 33
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 26
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 24
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 11
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 11
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 7
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- IBMCQJYLPXUOKM-UHFFFAOYSA-N 1,2,2,6,6-pentamethyl-3h-pyridine Chemical compound CN1C(C)(C)CC=CC1(C)C IBMCQJYLPXUOKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- YHBDIEWMOMLKOO-UHFFFAOYSA-I pentachloroniobium Chemical compound Cl[Nb](Cl)(Cl)(Cl)Cl YHBDIEWMOMLKOO-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 3
- VYLVYHXQOHJDJL-UHFFFAOYSA-K cerium trichloride Chemical compound Cl[Ce](Cl)Cl VYLVYHXQOHJDJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- XNHGKSMNCCTMFO-UHFFFAOYSA-D niobium(5+);oxalate Chemical compound [Nb+5].[Nb+5].[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O XNHGKSMNCCTMFO-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 3
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 3
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000002431 foraging effect Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 Ce and Nb Chemical class 0.000 description 1
- 229910004664 Cerium(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017488 Cu K Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017541 Cu-K Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- XFHGGMBZPXFEOU-UHFFFAOYSA-I azanium;niobium(5+);oxalate Chemical compound [NH4+].[Nb+5].[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O XFHGGMBZPXFEOU-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- ZMZNLKYXLARXFY-UHFFFAOYSA-H cerium(3+);oxalate Chemical compound [Ce+3].[Ce+3].[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O ZMZNLKYXLARXFY-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- VGBWDOLBWVJTRZ-UHFFFAOYSA-K cerium(3+);triacetate Chemical compound [Ce+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O VGBWDOLBWVJTRZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- OZECDDHOAMNMQI-UHFFFAOYSA-H cerium(3+);trisulfate Chemical compound [Ce+3].[Ce+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O OZECDDHOAMNMQI-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- UNJPQTDTZAKTFK-UHFFFAOYSA-K cerium(iii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Ce+3] UNJPQTDTZAKTFK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000004453 electron probe microanalysis Methods 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- QWDUNBOWGVRUCG-UHFFFAOYSA-N n-(4-chloro-2-nitrophenyl)acetamide Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(Cl)C=C1[N+]([O-])=O QWDUNBOWGVRUCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WPCMRGJTLPITMF-UHFFFAOYSA-I niobium(5+);pentahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Nb+5] WPCMRGJTLPITMF-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 150000004689 octahydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
前記複合金属酸化物が、組成式:CeNbOx(式中、xは3.95以上4.30以下の数を示す。)で表わされるセリウムニオブ複酸化物を主成分として含有しており、かつ、
前記複合金属酸化物をX線回折測定することにより得られるCuKα線を用いたX線回折パターンから求められる、2θが25.0〜30.0°の領域に存在する回折ピークのピーク面積の合計(B)に対する、前記領域に存在する前記セリウムニオブ複酸化物の回折ピークのピーク面積の合計(A)の比率(A/B)の値が0.5以上である、ことを特徴とするものである。
先ず、本発明の窒素酸化物分解触媒について説明する。すなわち、本発明の窒素酸化物分解触媒は、Ce(セリウム)とNb(ニオブ)とを含有する複合金属酸化物からなる窒素酸化物分解触媒であって、前記複合金属酸化物が組成式:CeNbOx(式中、xは3.95以上4.30以下の数を示す。)で表わされるセリウムニオブ複酸化物を主成分として含有しており、かつ、前記複合金属酸化物をX線回折測定することにより得られるCuKα線を用いたX線回折パターンから求められる、2θが25.0〜30.0°の領域に存在する回折ピークのピーク面積の合計(B)に対する、前記領域に存在する前記セリウムニオブ複酸化物の回折ピークのピーク面積の合計(A)の比率(A/B)の値が0.5以上である、ことを特徴とするものである。
このような本発明の窒素酸化物分解触媒における複合金属酸化物としては、組成式:CeNbOx(式中、xは3.95以上4.30以下の数を示す。)で表わされるセリウムニオブ複酸化物を主成分として含有していることが必要である。なお、本発明にかかるセリウムニオブ複酸化物(cerium−niobium multiple oxide)とは、Ce(セリウム)とNb(ニオブ)と酸素との化合物のうち、構造上酸素酸イオンの存在が認められないものである。このようなセリウムニオブ複酸化物の組成式における酸素の原子比、すなわちxの値が前記下限未満では、セリウムニオブ複酸化物の生成ができないため、触媒を構成した場合に窒素酸化物分解活性が不十分となる傾向にあり、他方、前記上限を超えるとセリウムの価数が変化しにくくなるため、触媒を構成した場合に窒素酸化物分解活性が低下する傾向にある。なお、窒素酸化物分解活性が高いという観点から、xの値を3.95〜4.03とすることが好ましい。
本発明にかかる複合金属酸化物(composite metal oxide)は、Ce(セリウム)とNb(ニオブ)とを含有する複合金属酸化物であり、前述した組成式:CeNbOx(式中、xは3.95以上4.30以下の数を示す。)で表わされるセリウムニオブ複酸化物を主成分として含有していることが必要である。なお、前記セリウムニオブ複酸化物以外の成分としては、組成式:CeNbOx(式中、xは3.95未満又は4.30超の数を示す。)で表わされるセリウムニオブ複酸化物[x=4.33、回折ピーク:2θ=27.603°、28.327°、28.568°、29.317°、29.736°]、前記セリウムニオブ複酸化物以外のCe(セリウム)とNb(ニオブ)とを含有する複酸化物[CeNb5O14、回折ピーク:2θ=28.681°、Ce3NbO7、回折ピーク:2θ=29.16°、CeNb7O19、回折ピーク:2θ=26.634°]、セリウム酸化物[回折ピーク:2θ=28.555°]、ニオブ酸化物[回折ピーク:2θ=26.832°]、等が挙げられる。
次に、本発明の窒素酸化物分解触媒は、前記複合金属酸化物からなるものであることが必要である。ここで、「複合金属酸化物からなる」とは、前記窒素酸化物分解触媒が前記複合金属酸化物のみから構成されるもの、或いは、主として前記複合金属酸化物からなり本発明の効果を損なわない範囲で他の成分を含み構成されるものであることを意味する。このような窒素酸化物分解触媒に含有させることが可能な他の成分としては、触媒の担体や複合金属酸化物に利用することが可能な公知の他の成分を適宜利用することができる。このような複合金属酸化物に含有する他の成分としては、担体の熱安定性や触媒活性の観点から、例えば、チタニウム(Ti)、ケイ素(Si)、リン(P)、ジルコニウム(Zr)、アルミニウム(Al)、イットリウム(Y)、ランタン(La)等の元素の酸化物を好適に用いることができる。なお、後者の場合、窒素酸化物分解触媒における前記複合金属酸化物の含有量は、窒素酸化物分解触媒の全質量100質量%に対して80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、97質量%以上であることが特に好ましい。このような窒素酸化物分解触媒における複合金属酸化物の含有量が前記下限未満では、本発明の効果が十分に得られない傾向にある。
次に、本発明の窒素酸化物分解触媒の製造方法を説明する。本発明の窒素酸化物分解触媒の製造方法は、セリウム塩とニオブ塩とを含有する原料溶液を調製する工程(原料溶液調製工程)と、前記原料溶液に塩基を添加してセリウムとニオブとを含有する沈殿物を生成させる工程(沈殿工程)と、前記原料溶液中の前記沈殿物を120〜180℃の範囲内の温度で熟成させる工程(熟成工程)と、前記熟成後に前記沈殿物を不活性雰囲気中又は還元雰囲気中で700〜900℃の範囲内の温度で焼成することにより前記本発明の窒素酸化物分解触媒を得る工程(焼成工程)と、を含むことを特徴とする方法である。このような方法により、十分に高い窒素酸化物分解活性を有する窒素酸化物分解触媒を製造することができる。
本発明の窒素酸化物分解触媒の製造方法においては、先ず、セリウム塩とニオブ塩とを含有する原料溶液を調製する(原料溶液調製工程)。
次に、本発明の窒素酸化物分解触媒の製造方法においては、前記原料溶液に塩基を添加してセリウムとニオブとを含有する沈殿物を生成させる(沈殿工程)。
次いで、本発明の窒素酸化物分解触媒の製造方法においては、前記原料溶液中の前記沈殿物を120〜180℃の範囲内の温度で熟成させる(熟成工程)。
次に、本発明の窒素酸化物分解触媒の製造方法においては、前記熟成後に前記沈殿物を不活性雰囲気中又は還元雰囲気中で700〜900℃の範囲内の温度で焼成することにより前記本発明の窒素酸化物分解触媒を得る(焼成工程)。
次に、上記本発明の窒素酸化物分解触媒を用いて窒素酸化物含有ガスを分解する本発明の方法について説明する。
300mlのイオン交換水に塩化ニオブ(和光純薬工業社製)を4.73g、硝酸セリウム(III)・6水和物(和光純薬工業社製)を7.60g溶解させ、得られた原料溶液に25%アンモニア水溶液を溶液のpHが8.0となるまで撹絆しながら滴下して沈殿物を得た。次いで、原料溶液を150℃にて48時間維持して原料溶液中の沈殿物を熟成させた後、得られた沈殿物をイオン交換水で4回洗浄し、120℃にて12時間乾燥した。その後、乾燥した沈殿物を5.0g秤量し、H2(5%)/N2雰囲気中、800℃の温度条件で5時間焼成せしめることによってセリウムニオブ複酸化物を主成分として含有する複合金属酸化物からなる窒素酸化物分解触媒を得た。
300mlのイオン交換水に塩化ニオブ(和光純薬工業社製)を4.73g、硝酸セリウム(III)・6水和物(和光純薬工業社製)を7.60g溶解させ、得られた原料溶液に25%アンモニア水溶液を溶液のpHが8.0となるまで撹絆しながら滴下して沈殿物を得た。次に、原料溶液を150℃にて48時間維持して原料溶液中の沈殿物を熟成させた後、得られた沈殿物をイオン交換水で4回洗浄し、120℃にて12時間乾燥した。その後、乾燥した沈殿物を5.0g秤量し、大気中、550℃の温度条件で5時間焼成せしめることによって比較用触媒を得た。
300mlのイオン交換水に塩化ニオブ(和光純薬工業社製)を4.73g、硝酸セリウム(III)・6水和物(和光純薬工業社製)を7.60g溶解させ、得られた原料溶液に25%アンモニア水溶液を溶液のpHが8.0となるまで撹絆しながら滴下して沈殿物を得た。次に、得られた沈殿物をイオン交換水で4回洗浄し、120℃にて12時間乾燥した。その後、乾燥した沈殿物を5.0g秤量し、大気中、550℃の温度条件で5時間焼成せしめることによって比較用触媒を得た。
300mlのイオン交換水にしゅう酸ニオブ(三津和化学薬品社製)を15.6g溶解させた後、酸化セリウム(関東化学社製、商品名「CeO2」NanoTek(登録商標))を10.0g添加して水分を蒸発させた。得られた沈殿物を120℃にて12時間乾燥した。その後、乾燥した沈殿物を5.0g秤量し、大気中、550℃の温度条件で5時間焼成せしめることによって比較用触媒を得た。
実施例1及び比較例1〜3で得られた触媒に対して、大気中、750℃の温度条件で24時間熱処理を施し、耐久試験を行った。
実施例1及び比較例1〜3で得られた耐久試験後の触媒に対して、以下のようにして、XRD(X線回折法:X−ray diffraction)により、各触媒のX線回折パターンを測定し、ピーク面積比率を測定した。
X線源:Cu−Kα線(λ=0.15418nm)
出力設定:40kV×50mA
測定時光学条件:
発散スリット=1°
散乱スリット=1°
受光スリット=0.2mm
回折ピークの位置:2θ(回折角)
測定範囲:2θ=10〜70度
走査速度:10度/分
測定方法:連続。
図1に示した結果から明らかなとおり、実施例1の窒素酸化物分解触媒のX線回折測定により得られるCuKα線を用いたX線回折パターン(XRDスペクトル)においては、2θ=27.568°及び2θ=29.170°にセリウムニオブ複酸化物CeNbO4.00の回折ピークが存在しており、この2つの回折ピークはセリウムニオブ複酸化物CeNbO4.00の(−121)面に帰属するものであることが確認された。また、2θ=28.32°付近に酸化セリウムの回折ピークの存在が確認された。
実施例1及び比較例1〜3で得られた耐久試験後の触媒に対して、NOx浄化率を以下の方法により測定した。
図2に示した実施例1の結果と比較例1〜3の結果との比較から明らかなように、実施例1の窒素酸化物分解触媒は、比較例1〜3の比較用触媒よりもNOx浄化率が向上しており、十分に高い窒素酸化物分解活性を有する窒素酸化物分解触媒が得られていることが確認された。
したがって、本発明の窒素酸化物分解触媒、その製造方法、及びそれを用いた窒素酸化物の分解方法は、ディーゼルエンジンや燃料消費率の低い希薄燃焼式(リーンバーン)エンジン等の内燃機関から排出される排ガス中に含まれる窒素酸化物含有ガスを浄化するための窒素酸化物分解触媒、その製造方法、及びそれを用いた窒素酸化物の分解方法として特に有用である。
Claims (5)
- Ce(セリウム)とNb(ニオブ)とを含有する複合金属酸化物からなる窒素酸化物分解触媒であって、
前記複合金属酸化物が、組成式:CeNbOx(式中、xは3.95以上4.30以下の数を示す。)で表わされるセリウムニオブ複酸化物を主成分として含有しており、かつ、
前記複合金属酸化物をX線回折測定することにより得られるCuKα線を用いたX線回折パターンから求められる、2θが25.0〜30.0°の領域に存在する回折ピークのピーク面積の合計(B)に対する、前記領域に存在する前記セリウムニオブ複酸化物の回折ピークのピーク面積の合計(A)の比率(A/B)の値が0.5以上である、
ことを特徴とする窒素酸化物分解触媒。 - 前記比率(A/B)の値が0.7以上であることを特徴とする請求項1に記載の窒素酸化物分解触媒。
- 前記セリウムニオブ複酸化物が、CeNbO4.00、CeNbO4.08及びCeNbO4.25からなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項1又は2に記載の窒素酸化物分解触媒。
- セリウム塩とニオブ塩とを含有する原料溶液を調製する工程と、
前記原料溶液に塩基を添加してセリウムとニオブとを含有する沈殿物を生成させる工程と、
前記原料溶液中の前記沈殿物を120〜180℃の範囲内の温度で熟成させる工程と、
前記熟成後に前記沈殿物を不活性雰囲気中又は還元雰囲気中で700〜900℃の範囲内の温度で焼成することにより請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の窒素酸化物分解触媒を得る工程と、
を含むことを特徴とする窒素酸化物分解触媒の製造方法。 - 窒素酸化物含有ガスを請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の窒素酸化物分解触媒に接触させて窒素酸化物を分解せしめることを特徴とする窒素酸化物の分解方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014158878A JP6249170B2 (ja) | 2014-08-04 | 2014-08-04 | 窒素酸化物分解触媒、その製造方法、及びそれを用いた窒素酸化物の分解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014158878A JP6249170B2 (ja) | 2014-08-04 | 2014-08-04 | 窒素酸化物分解触媒、その製造方法、及びそれを用いた窒素酸化物の分解方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016034629A JP2016034629A (ja) | 2016-03-17 |
JP6249170B2 true JP6249170B2 (ja) | 2017-12-20 |
Family
ID=55522869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014158878A Expired - Fee Related JP6249170B2 (ja) | 2014-08-04 | 2014-08-04 | 窒素酸化物分解触媒、その製造方法、及びそれを用いた窒素酸化物の分解方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6249170B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220305480A1 (en) * | 2019-06-04 | 2022-09-29 | Toyota Motor Europe | Highly dispersed metal supported oxide as nh3-scr catalyst and synthesis processes |
JP7441720B2 (ja) * | 2020-05-19 | 2024-03-01 | 株式会社クボタ | チタンニオブ複合酸化物の製造方法 |
CN112786874B (zh) * | 2021-01-29 | 2022-06-03 | 复旦大学 | 一种钠离子电池的电极材料及其制备和应用 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2368628A1 (en) * | 2010-03-25 | 2011-09-28 | Paul Scherrer Institut | Catalyst for a DeNOx-application and a process for selective catalytic reduction of nitrogen oxides |
JP6284192B2 (ja) * | 2014-08-04 | 2018-02-28 | 株式会社豊田中央研究所 | 複合金属酸化物及びその製造方法、並びに、その複合金属酸化物を用いた窒素酸化物分解触媒及びその窒素酸化物分解触媒を用いた窒素酸化物の分解方法 |
JP6180032B2 (ja) * | 2014-08-04 | 2017-08-16 | 株式会社豊田中央研究所 | 複合金属酸化物及びその製造方法、並びに、その複合金属酸化物を用いた窒素酸化物分解触媒及びその窒素酸化物分解触媒を用いた窒素酸化物の分解方法 |
-
2014
- 2014-08-04 JP JP2014158878A patent/JP6249170B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016034629A (ja) | 2016-03-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5565569B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
KR20150132408A (ko) | 지르코늄, 세륨, 니오븀 및 주석의 산화물을 기반으로 하는 조성물, 이의 제조 방법 및 촉매 작용에서의 용도 | |
JP5533783B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化用触媒 | |
JP6249170B2 (ja) | 窒素酸化物分解触媒、その製造方法、及びそれを用いた窒素酸化物の分解方法 | |
JP2015226890A (ja) | 排ガス浄化触媒、その製造方法、及び、それを用いた排ガス浄化方法 | |
JP6180032B2 (ja) | 複合金属酸化物及びその製造方法、並びに、その複合金属酸化物を用いた窒素酸化物分解触媒及びその窒素酸化物分解触媒を用いた窒素酸化物の分解方法 | |
JP6087784B2 (ja) | 酸素吸放出材及びそれを含む排ガス浄化用触媒 | |
JP5805603B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JP5003954B2 (ja) | 排ガス浄化用酸化触媒、その製造方法、および排ガス浄化用酸化触媒を用いた排ガスの浄化方法 | |
JP2003073123A (ja) | 複合酸化物とその製造方法及び排ガス浄化用助触媒 | |
JP2008049288A (ja) | 複合酸化物及びその製造方法、並びに、窒素酸化物を浄化する触媒、方法、及び装置 | |
JP6544880B1 (ja) | 水素製造用触媒及びこれを用いた排ガス浄化用触媒 | |
JP6284192B2 (ja) | 複合金属酸化物及びその製造方法、並びに、その複合金属酸化物を用いた窒素酸化物分解触媒及びその窒素酸化物分解触媒を用いた窒素酸化物の分解方法 | |
JP5278671B2 (ja) | Pm酸化触媒、これを用いたディーゼルパティキュレートフィルタ及びpm酸化触媒の製造方法 | |
EP3260199B1 (en) | Catalyst for purification of exhaust gas and method for producing the catalyst | |
JP2013107055A (ja) | 排ガス浄化用触媒担体、それを用いた排ガス浄化用触媒、及びそれらの製造方法 | |
JP2008230937A (ja) | 複合酸化物及び複合酸化物担持体、並びにそれらを用いた排ガス浄化用触媒の製造方法 | |
JP2013198888A (ja) | 排ガス浄化用触媒担体、それを用いた窒素酸化物浄化用触媒、及びそれらの製造方法 | |
JP5973914B2 (ja) | 排ガス処理用触媒組成物の製造方法 | |
JP6096818B2 (ja) | 排ガス浄化触媒、その製造方法、及び、それを用いた排ガス浄化方法 | |
JP2012196653A (ja) | 触媒担体、それを用いた排ガス浄化用触媒、及び、その排ガス浄化用触媒を用いた排ガス浄化方法 | |
JP5287222B2 (ja) | Pm酸化触媒、パティキュレートフィルタ及びpm酸化触媒の製造方法 | |
JP5956496B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒、それを用いた排ガス浄化フィルタ及び排ガス浄化方法 | |
JP2003245554A (ja) | 水素生成触媒 | |
JP7213821B2 (ja) | 窒素酸化物吸蔵材及び排ガス浄化用触媒 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170316 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171012 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171025 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171107 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6249170 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |