JP6264639B2 - Ｎ２ｏ分解触媒及びそれを用いたｎ２ｏ含有ガスの分解方法 - Google Patents
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Description
本発明は、Ｎ２Ｏ分解触媒及びそれを用いたＮ２Ｏ含有ガスの分解方法に関する。
燃焼炉や自動車などから排出される燃焼排ガスや、加熱装置や化学プラントなどから排出される各種産業排ガス中に含まれる亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）は、成層圏で分解して一酸化窒素を生成し、また高い温室効果を示すことから、その効率的な分解除去方法の開発が望まれ、各種のＮ２Ｏ分解触媒や分解装置及び分解方法が研究されている。
例えば、特開２００２−１５３７３４号公報（特許文献１）には、亜酸化窒素分解触媒として〔１〕アルミニウム、マグネシウム及びロジウムが担体に担持されている触媒、〔２〕マグネシウム及びロジウムがアルミナ担体に担持されている触媒、〔３〕アルミニウムの少なくとも一部とマグネシウムにより、スピネル型結晶性複合酸化物が形成されている担体に、ロジウムが担持されている触媒、〔４〕亜鉛、鉄、マンガン及びニッケルからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属、アルミニウム及びロジウムが担体に担持されている触媒、〔５〕亜鉛、鉄、マンガン及びニッケルからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属及びロジウムがアルミナ担体に担持されている触媒、〔６〕アルミニウムの少なくとも一部と、亜鉛、鉄、マンガン及びニッケルからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属により、スピネル型結晶性複合酸化物が形成されている担体にロジウムが担持されている触媒、の６類型の触媒、その製造方法及び亜酸化窒素の分解方法が開示されている。しかしながら、特許文献１に開示されている亜酸化窒素分解触媒、その製造方法及び亜酸化窒素の分解方法は、ＮＯｘ浄化性能が十分ではなく、亜酸化窒素分解性能の発現も低温下に限られるなど必ずしも十分ではなかった。
本発明は、前記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、低温から高温の広い温度範囲において、十分に高度な水準でＮ２Ｏ分解性能を発現することが可能なＮ２Ｏ分解触媒及びそれを用いたＮ２Ｏ含有ガスの分解方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の金属とＦｅ（鉄）とを含む複合金属酸化物を特定量含有する担体と、Ｒｈよりなる活性金属とを含んでいるＮ２Ｏ分解触媒とすることにより、低温から高温の広い温度範囲において、十分に高度な水準でＮ２Ｏ分解性能を発現することが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明のＮ２Ｏ分解触媒は、Ｒｈ（ロジウム）よりなる活性金属と、Ｚｎ（亜鉛）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃｕ（銅）及びＣｏ（コバルト）からなる群から選択される少なくとも１種の金属（Ｍ）とＦｅ（鉄）とを含む複合金属酸化物を含有する担体とを含むＮ２Ｏ分解触媒であって、該担体が、前記複合金属酸化物を８０質量％以上含んでおり、かつ、前記複合金属酸化物がスピネル型結晶構造を有するものである、ことを特徴とするものである。
また、上記本発明のＮ２Ｏ分解触媒においては、前記複合金属酸化物の金属（Ｍ）がＺｎ及び／又はＮｉであり、かつ、前記担体に含まれるＦｅの含有量が、該担体に含まれる金属（Ｍ）及びＦｅの合計量に対して６０〜９０質量％であることが好ましい。
本発明のＮ２Ｏ含有ガスの分解方法は、Ｎ２Ｏ含有ガスを上記本発明のＮ２Ｏ分解触媒に接触させてＮ２Ｏを分解せしめることを特徴とするものである。
なお、本発明のＮ２Ｏ分解触媒及びそれを用いたＮ２Ｏ含有ガスの分解方法によって上記目的が達成される理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。
すなわち、Ｎ２Ｏ分解触媒を用いたＮ２Ｏ含有ガスの分解においては、Ｎ２Ｏ分解時にＮ２Ｏから解離した酸素原子（Ｏ）の触媒からの脱離サイクルが有効に好循環することが重要と考えた。そこで、Ｎ２Ｏ分解触媒の担体としてＺｎ（亜鉛）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃｕ（銅）及びＣｏ（コバルト）からなる群から選択される少なくとも１種の金属（Ｍ）とＦｅ（鉄）とを含む複合金属酸化物を含有する担体を、活性金属としてＲｈ（ロジウム）を採用することにより、Ｎ２Ｏ分解時にＮ２Ｏ分解触媒の活性点から担体への解離酸素の移動及び担体からの脱離サイクルが有効に好循環することで高いＮ２Ｏ分解活性が発現することが可能となるものと本発明者らは推察する。したがって、このようなＮ２Ｏ分解触媒を用いることにより、低温から高温の広い温度範囲において、十分に高度な水準でＮ２Ｏ分解性能を発現することが可能となるものと本発明者らは推察する。
本発明によれば、低温から高温の広い温度範囲において、十分に高度な水準でＮ２Ｏ分解性能を発現することが可能なＮ２Ｏ分解触媒及びそれを用いたＮ２Ｏ含有ガスの分解方法を提供することが可能となる。
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
［Ｎ２Ｏ分解触媒］
先ず、本発明のＮ２Ｏ分解触媒について説明する。すなわち、本発明のＮ２Ｏ分解触媒は、Ｒｈ（ロジウム）よりなる活性金属と、Ｚｎ（亜鉛）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃｕ（銅）及びＣｏ（コバルト）からなる群から選択される少なくとも１種の金属（Ｍ）とＦｅ（鉄）とを含む複合金属酸化物を含有する担体とを含むＮ２Ｏ分解触媒であって、該担体が、前記複合金属酸化物を８０質量％以上含んでいることを特徴とするものである。
先ず、本発明のＮ２Ｏ分解触媒について説明する。すなわち、本発明のＮ２Ｏ分解触媒は、Ｒｈ（ロジウム）よりなる活性金属と、Ｚｎ（亜鉛）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃｕ（銅）及びＣｏ（コバルト）からなる群から選択される少なくとも１種の金属（Ｍ）とＦｅ（鉄）とを含む複合金属酸化物を含有する担体とを含むＮ２Ｏ分解触媒であって、該担体が、前記複合金属酸化物を８０質量％以上含んでいることを特徴とするものである。
（活性金属）
このような本発明のＮ２Ｏ分解触媒における活性金属としては、Ｒｈ（ロジウム）であることが必要である。活性金属としてＲｈを用いることにより、Ｎ２Ｏから酸素原子を解離することが可能となる。
このような本発明のＮ２Ｏ分解触媒における活性金属としては、Ｒｈ（ロジウム）であることが必要である。活性金属としてＲｈを用いることにより、Ｎ２Ｏから酸素原子を解離することが可能となる。
このような本発明のＮ２Ｏ分解触媒における活性金属（Ｒｈ）の担持量としては、特に制限されないが、担体１００質量部に対して０．０１〜２０質量部が好ましく、０．０５〜１０質量部がより好ましく、０．１〜５質量部が特に好ましい。活性金属の担持量が下限未満になると、十分な触媒活性が得られない傾向にあり、他方、前記上限を超えると、活性金属の凝集が起こり触媒活性が低下する傾向にある。
（担体）
このような本発明のＮ２Ｏ分解触媒における担体としては、Ｚｎ（亜鉛）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃｕ（銅）及びＣｏ（コバルト）からなる群から選択される少なくとも１種の金属（Ｍ）とＦｅ（鉄）とを含む複合金属酸化物を含有することが必要である。担体として、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ及びＣｏからなる群から選択される少なくとも１種の金属（Ｍ）とＦｅとを含む複合金属酸化物を用いることにより、活性点であるＲｈから担体への解離酸素の移動及び担体からの脱離サイクルを好循環することが可能となる。
このような本発明のＮ２Ｏ分解触媒における担体としては、Ｚｎ（亜鉛）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃｕ（銅）及びＣｏ（コバルト）からなる群から選択される少なくとも１種の金属（Ｍ）とＦｅ（鉄）とを含む複合金属酸化物を含有することが必要である。担体として、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ及びＣｏからなる群から選択される少なくとも１種の金属（Ｍ）とＦｅとを含む複合金属酸化物を用いることにより、活性点であるＲｈから担体への解離酸素の移動及び担体からの脱離サイクルを好循環することが可能となる。
なお、前記Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ及びＣｏからなる群から選択される少なくとも１種の金属（Ｍ）としては、Ｚｎ及び／又はＮｉであることが好ましい。このようにすることにより、活性点であるＲｈから担体への解離酸素の移動及び担体からの脱離サイクルがより好循環となる傾向にある。
また、このような本発明のＮ２Ｏ分解触媒における担体としては、前記複合金属酸化物を８０質量％以上含んでいることが必要であり、９０質量％以上であることがより好ましい。前記担体に含まれる複合金属酸化物の含有量を前記下限以上とすることにより、Ｎ２Ｏ分解触媒が低温から高温の広い温度範囲においてより十分に高度な水準でＮ２Ｏ分解性能を発現することが可能となる傾向にある。なお、前記複合金属酸化物の含有量が下限未満では、Ｎ２Ｏ分解活性が低下する傾向にある。
また、このような本発明のＮ２Ｏ分解触媒における担体としては、前記複合金属酸化物が、スピネル型結晶構造を有するものであることが好ましい。このような構造の複合金属
酸化物を含有させることで、活性点であるＲｈから担体への解離酸素の移動及び担体からの脱離サイクルを好循環することが可能となる傾向にある。
酸化物を含有させることで、活性点であるＲｈから担体への解離酸素の移動及び担体からの脱離サイクルを好循環することが可能となる傾向にある。
また、このような本発明のＮ２Ｏ分解触媒における担体としては、該担体に含まれるＦｅの含有量が、該担体に含まれる金属（Ｍ）及びＦｅの合計量に対して５０〜９０質量％であることが好ましく、５５〜８５質量％であることがより好ましく、６０〜８０質量％であることが特に好ましい。このような鉄の含有量が前記下限未満では、Ｎ２Ｏ分解活性が低下する傾向にある。他方、前記上限を超えると、Ｎ２Ｏ分解活性が低下する傾向にある。
また、このような本発明のＮ２Ｏ分解触媒における担体としては、前記複合金属酸化物の金属がＺｎ及び／又はＮｉであり、かつ、前記担体に含まれるＦｅの含有量が、該担体に含まれる金属（Ｍ）及びＦｅの合計量に対して６０〜９０質量％であることが好ましい。このようにすることにより、十分なＮ２Ｏ分解活性を得られるようになる傾向にある。
更に、このような前記複合金属酸化物の比表面積としては特に制限されないが、５〜３００ｍ２／ｇであることが好ましく、１０〜２００ｍ２／ｇであることがより好ましい。前記比表面積が前記上限を超えると、担体が焼結し易くなり、得られるＮ２Ｏ分解触媒の耐熱性が低下する傾向にあり、他方、前記下限未満では、活性金属の分散性が低下する傾向にある。このような比表面積は、吸着等温線からＢＥＴ等温吸着式を用いてＢＥＴ比表面積として算出することができる。
なお、このような複合金属酸化物を含有する担体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を含有する担体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。
（Ｎ２Ｏ分解触媒の製造方法）
本発明のＮ２Ｏ分解触媒の製造方法としては、特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。例えば、先ず、上記金属（Ｍ）とＦｅ（鉄）とを含む複合金属酸化物を含有する担体を作製し、次に、得られた複合金属酸化物を含有する担体にＲｈ（ロジウム）よりなる活性金属を担持してＮ２Ｏ分解触媒を製造する。
本発明のＮ２Ｏ分解触媒の製造方法としては、特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。例えば、先ず、上記金属（Ｍ）とＦｅ（鉄）とを含む複合金属酸化物を含有する担体を作製し、次に、得られた複合金属酸化物を含有する担体にＲｈ（ロジウム）よりなる活性金属を担持してＮ２Ｏ分解触媒を製造する。
このような複合金属酸化物を含有する担体を作製する方法としては特に制限されず、Ｚｎ（亜鉛）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃｕ（銅）及びＣｏ（コバルト）からなる群から選択される少なくとも１種の金属（Ｍ）とＦｅ（鉄）とを含む複合金属酸化物を含有する担体を作製することが可能な公知の方法を適宜採用でき、例えば、共沈法、クエン酸錯体法、アルコキシド法などの方法により作製する方法を採用してもよい。
具体的な例としては、例えば、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ及びＣｏからなる群から選択される少なくとも１種の金属（Ｍ）の塩（例えば硝酸塩、酢酸塩等）とＦｅ（鉄）の塩（例えば硝酸塩、酢酸塩等）とクエン酸を溶解した水溶液を調製し、該水溶液を乾燥して上記金属元素のクエン酸錯体を形成し、必要により該クエン酸錯体を真空中又は不活性ガス中で加熱・仮焼成し、その後（又は加熱・仮焼成をせずに）酸化雰囲気中で焼成することによって複合金属酸化物を得る方法が挙げられる。なお、このような乾燥や焼成の際の条件は特に制限されず、公知の条件を適宜採用することができ、例えば、乾燥条件としては室温〜１５０℃で１〜２４時間程度加熱する条件を、焼成条件としては３５０〜９００℃で０．５〜１５時間程度加熱する条件を、それぞれ採用してもよい。
具体的な例としては、例えば、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ及びＣｏからなる群から選択される少なくとも１種の金属（Ｍ）の塩（例えば硝酸塩、酢酸塩等）とＦｅ（鉄）の塩（例えば硝酸塩、酢酸塩等）とクエン酸を溶解した水溶液を調製し、該水溶液を乾燥して上記金属元素のクエン酸錯体を形成し、必要により該クエン酸錯体を真空中又は不活性ガス中で加熱・仮焼成し、その後（又は加熱・仮焼成をせずに）酸化雰囲気中で焼成することによって複合金属酸化物を得る方法が挙げられる。なお、このような乾燥や焼成の際の条件は特に制限されず、公知の条件を適宜採用することができ、例えば、乾燥条件としては室温〜１５０℃で１〜２４時間程度加熱する条件を、焼成条件としては３５０〜９００℃で０．５〜１５時間程度加熱する条件を、それぞれ採用してもよい。
他の具体的な例としては、例えば、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ及びＣｏからなる群から選択される少なくとも１種の金属（Ｍ）の塩（例えば硝酸塩、酢酸塩等）とＦｅ（鉄）の塩（例えば硝酸塩、酢酸塩等）と、更に必要に応じて界面活性剤（例えば、ノニオン系界面活性剤）とを含有する水溶液を調製し、アンモニアの存在下において共沈殿物を生成せしめ、得られた共沈殿物を乾燥し、焼成することによって複合金属酸化物を得る方法が挙げられる。
また、このような活性金属（Ｒｈ）を前記担体に担持する方法としては特に制限されず、担体に活性金属を担持することが可能な公知の方法を適宜採用でき、例えば、活性金属の塩（例えば、硝酸塩等）や錯体を含有する水溶液を前記担体に含浸させた後に乾燥し、焼成する方法を採用してもよい。
具体的には、例えば、Ｒｈを含む化合物（例えば、硝酸塩、塩化物、酢酸塩等のＲｈの塩や、Ｒｈの錯体など）を水やアルコール等の溶媒に溶解した溶液を準備して、これらの溶液を前記担体に接触させ（例えば、前記担体を前記溶液に添加することにより上記溶液を前記担体に接触させ、又は、前記担体を水やアルコール等の溶媒に分散させた分散液中に上記溶液を添加することにより上記溶液を前記担体に接触させ）、乾燥し、焼成する方法を採用してもよい。なお、このような乾燥や焼成の際の条件は特に制限されず、公知の条件を適宜採用することができ、例えば、乾燥条件としては８０〜１４０℃で１〜２４時間程度加熱する条件を、焼成条件としては２００〜５００℃で０．５〜５時間程度加熱する条件を、それぞれ採用してもよい。
（Ｎ２Ｏ分解触媒）
本発明のＮ２Ｏ分解触媒においては、その形態は特に制限されず、例えば、ハニカム形状のモノリス触媒、ペレット形状のペレット触媒等の形態とすることができる。ここで用いられる基材も特に制限されず、得られる触媒の用途等に応じて適宜選択されるが、モノリス状基材、ペレット状基材、プレート状基材等を好適に採用することができる。また、ここで用いられる基材の材質も特に制限されないが、コージェライト、炭化ケイ素、ムライト等のセラミックスからなる基材や、クロム及びアルミニウムを含むステンレススチール等の金属からなる基材が好適に採用することができる。
本発明のＮ２Ｏ分解触媒においては、その形態は特に制限されず、例えば、ハニカム形状のモノリス触媒、ペレット形状のペレット触媒等の形態とすることができる。ここで用いられる基材も特に制限されず、得られる触媒の用途等に応じて適宜選択されるが、モノリス状基材、ペレット状基材、プレート状基材等を好適に採用することができる。また、ここで用いられる基材の材質も特に制限されないが、コージェライト、炭化ケイ素、ムライト等のセラミックスからなる基材や、クロム及びアルミニウムを含むステンレススチール等の金属からなる基材が好適に採用することができる。
また、このような基材に前記Ｎ２Ｏ分解触媒を担持する方法も特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。例えば、モノリス状基材に担体を担持せしめて担体の粉末からなるコート層を形成した後、前記コート層に前記金属粒子を担持せしめ、その後、前記コート層に前記第三の金属を担持せしめる方法や、あらかじめ前記金属粒子を担持せしめた担体を用い、これをモノリス状基材に担持せしめてコート層を形成した後、前記コート層に前記第三の金属を担持せしめる方法等を採用することができる。
なお、このようなＮ２Ｏ分解触媒においては、本発明の効果を損なわない範囲で用いることが可能な他の成分を適宜担持してもよい。
また、本発明のＮ２Ｏ分解触媒は、他の触媒と組み合わせて利用してもよい。このような他の触媒としては、特に制限されず、公知の触媒（例えば、自動車の排ガス浄化用触媒の場合は、ＮＯｘ還元触媒、ＮＯｘ吸蔵還元型（ＮＳＲ触媒）、ＮＯｘ選択還元触媒（ＳＣＲ触媒）等）を適宜用いてもよい。
［Ｎ２Ｏ含有ガスの分解方法］
次に、上記本発明のＮ２Ｏ分解触媒を用いてＮ２Ｏ含有ガスを分解する本発明の方法について説明する。
次に、上記本発明のＮ２Ｏ分解触媒を用いてＮ２Ｏ含有ガスを分解する本発明の方法について説明する。
本発明のＮ２Ｏ含有ガスの分解方法は、Ｎ２Ｏ含有ガスを前記本発明のＮ２Ｏ分解触媒に接触させてＮ２Ｏを分解せしめることを特徴とする方法である。
本発明にかかるＮ２Ｏ含有ガスとしては、Ｎ２Ｏ（亜酸化窒素）を含有するガスであれば特に限定されず、例えば、燃焼炉や自動車などから排出される燃焼排ガスや、加熱装置や化学プラントなどから排出される各種産業排ガスなどが挙げられる。
このような本発明のＮ２Ｏ含有ガスの分解方法においては、Ｎ２Ｏ含有ガスを前記本発明のＮ２Ｏ分解触媒に接触せしめる際の温度条件は、２５０〜６００℃であることが好ましい。このようなＮ２Ｏ含有ガスとＮ２Ｏ分解触媒の接触温度が前記下限未満では、Ｎ２Ｏを十分に分解できない傾向にある。他方、前記上限を超えると、活性点であるＲｈが粗大化する傾向にある。
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
先ず、蒸留水２００ｍｌにクエン酸鉄アンモニウム２１．４ｇ、クエン酸（和光純薬工業製）２８．８ｇ、酢酸亜鉛二水和物９．１８ｇを溶解し、そのまま加熱して水を蒸発させた。次に、得られた固形分を１２０℃で２４時間の条件で、大気中乾燥機にて乾燥処理を行った。乾燥後、大気中で８００℃５時間の熱処理を行い、焼成してＺｎＦｅ２Ｏ４担体を得た。
先ず、蒸留水２００ｍｌにクエン酸鉄アンモニウム２１．４ｇ、クエン酸（和光純薬工業製）２８．８ｇ、酢酸亜鉛二水和物９．１８ｇを溶解し、そのまま加熱して水を蒸発させた。次に、得られた固形分を１２０℃で２４時間の条件で、大気中乾燥機にて乾燥処理を行った。乾燥後、大気中で８００℃５時間の熱処理を行い、焼成してＺｎＦｅ２Ｏ４担体を得た。
次に、得られたＺｎＦｅ２Ｏ４担体１０ｇを硝酸ロジウム（Ｒｈ（ＮＯ３）３）を溶解した水溶液に加え、水溶液中で１時間撹拌した後、大気中で１１０℃の条件で２４時間乾燥処理を行った。乾燥後、大気中で３００℃３時間の熱処理を行い、焼成してＮ２Ｏ分解触媒を得た。なお、得られた触媒試料のＲｈ担持量は１．０質量％であった。
＜性能評価試験１：Ｎ２Ｏ分解活性度測定試験＞
Ｎ２Ｏ分解活性度測定試験を、次のように行った。
Ｎ２Ｏ分解活性度測定試験を、次のように行った。
先ず、以下の方法に従って３００℃におけるＮ２Ｏ分解率を測定した。すなわち、先ず、得られた触媒試料１．０ｇを秤量した。次に、固定床流通式反応装置を用い、前記触媒試料を内径１５ｍｍ反応管に充填し、４００℃の温度条件下において、触媒試料１．０ｇに対して５Ｌ／分の流量で、Ｏ２（１０容量％）及びＮ２（９０容量％）からなるガスを１０分間流して前処理を行った。次いで、前処理後の触媒試料に対して、３００℃の温度条件下において、５Ｌ／分の流量で表１に示すＮ２Ｏガスを１０分間流してＮ２Ｏの分解率を調べた。なお、Ｎ２Ｏ分解率は、触媒試料を充填していないときのＮ２Ｏ濃度と触媒試料が充填されたときの出ガスのＮ２Ｏ濃度の差分から求めた。
次に、４００℃におけるＮ２Ｏ分解率を測定した。すなわち、先ず、上記と同様にして前処理を行い、次に、前処理後の触媒試料に対して、４００℃の温度条件下において、５Ｌ／分の流量で表１に示すＮ２Ｏガスを１０分間流して、上記と同様にしてＮ２Ｏの分解率を調べた。
得られた結果（Ｎ２Ｏの分解率（％））をそれぞれ図１に示す。なお、図１中、３００℃におけるＮ２Ｏ分解率を左側の棒グラフ（白抜き）に、４００℃におけるＮ２Ｏ分解率を右側の棒グラフ（黒塗り）に示す。
（実施例２）
蒸留水２００ｍｌにクエン酸鉄アンモニウム２１．４ｇ、クエン酸（和光純薬工業製）２８．８ｇ、酢酸亜鉛二水和物５．５１ｇ及び酢酸ニッケル４．９８ｇを溶解し、そのまま加熱して水を蒸発させた。次に、得られた固形分を１２０℃で２４時間の条件で、大気中乾燥機にて乾燥処理を行った。乾燥後、大気中で８００℃５時間の熱処理を行い、焼成してＺｎ０．６Ｎｉ０．４Ｆｅ２Ｏ４担体を得た。
蒸留水２００ｍｌにクエン酸鉄アンモニウム２１．４ｇ、クエン酸（和光純薬工業製）２８．８ｇ、酢酸亜鉛二水和物５．５１ｇ及び酢酸ニッケル４．９８ｇを溶解し、そのまま加熱して水を蒸発させた。次に、得られた固形分を１２０℃で２４時間の条件で、大気中乾燥機にて乾燥処理を行った。乾燥後、大気中で８００℃５時間の熱処理を行い、焼成してＺｎ０．６Ｎｉ０．４Ｆｅ２Ｏ４担体を得た。
次に、得られたＺｎ０．６Ｎｉ０．４Ｆｅ２Ｏ４担体１０ｇを硝酸ロジウム（Ｒｈ（ＮＯ３）３）を溶解した水溶液に加え、実施例１と同様にしてＮ２Ｏ分解触媒を得た。なお、得られた触媒試料のＲｈ担持量は１．０質量％であった。
得られた触媒試料のＮ２Ｏ分解活性度測定試験を実施例１と同様にして行い、３００℃及び４００℃でのＮ２Ｏの分解率を調べた。得られた結果を図１に示す（実施例２）。
（実施例３）
蒸留水２００ｍｌにクエン酸鉄アンモニウム２１．４ｇ、クエン酸（和光純薬工業製）２８．８ｇ、酢酸亜鉛二水和物１．８４ｇ及び酢酸ニッケル９．９５ｇを溶解し、そのまま加熱して水を蒸発させた。次に、得られた固形分を１２０℃で２４時間の条件で、大気中乾燥機にて乾燥処理を行った。乾燥後、大気中で８００℃５時間の熱処理を行い、焼成してＺｎ０．２Ｎｉ０．８Ｆｅ２Ｏ４担体を得た。
蒸留水２００ｍｌにクエン酸鉄アンモニウム２１．４ｇ、クエン酸（和光純薬工業製）２８．８ｇ、酢酸亜鉛二水和物１．８４ｇ及び酢酸ニッケル９．９５ｇを溶解し、そのまま加熱して水を蒸発させた。次に、得られた固形分を１２０℃で２４時間の条件で、大気中乾燥機にて乾燥処理を行った。乾燥後、大気中で８００℃５時間の熱処理を行い、焼成してＺｎ０．２Ｎｉ０．８Ｆｅ２Ｏ４担体を得た。
次に、得られたＺｎ０．２Ｎｉ０．８Ｆｅ２Ｏ４担体１０ｇを硝酸ロジウム（Ｒｈ（ＮＯ３）３）を溶解した水溶液に加え、実施例１と同様にしてＮ２Ｏ分解触媒を得た。なお、得られた触媒試料のＲｈ担持量は１．０質量％であった。
得られた触媒試料のＮ２Ｏ分解活性度測定試験を実施例１と同様にして行い、３００℃及び４００℃でのＮ２Ｏの分解率を調べた。得られた結果を図１に示す（実施例３）。
（実施例４）
蒸留水２００ｍｌにクエン酸鉄アンモニウム２１．４ｇ、クエン酸（和光純薬工業製）２８．８ｇ、酢酸Ｎｉ１２．４４ｇを溶解し、そのまま加熱して水を蒸発させた。次に、得られた固形分を１２０℃で２４時間の条件で、大気中乾燥機にて乾燥処理を行った。乾燥後、大気中で８００℃５時間の熱処理を行い、焼成してＮｉＦｅ２Ｏ４担体を得た。
蒸留水２００ｍｌにクエン酸鉄アンモニウム２１．４ｇ、クエン酸（和光純薬工業製）２８．８ｇ、酢酸Ｎｉ１２．４４ｇを溶解し、そのまま加熱して水を蒸発させた。次に、得られた固形分を１２０℃で２４時間の条件で、大気中乾燥機にて乾燥処理を行った。乾燥後、大気中で８００℃５時間の熱処理を行い、焼成してＮｉＦｅ２Ｏ４担体を得た。
次に、得られたＮｉＦｅ２Ｏ４担体１０ｇを硝酸ロジウム（Ｒｈ（ＮＯ３）３）を溶解した水溶液に加え、実施例１と同様にしてＮ２Ｏ分解触媒を得た。なお、得られた触媒試料のＲｈ担持量は１．０質量％であった。
得られた触媒試料のＮ２Ｏ分解活性度測定試験を実施例１と同様にして行い、３００℃及び４００℃でのＮ２Ｏの分解率を調べた。得られた結果を図１に示す（実施例４）。
（比較例１）
硝酸ロジウム（Ｒｈ（ＮＯ３）３）を溶解した水溶液にＣｅＯ２を５ｇ加え、水溶液中で１時間撹拌した後、大気中で１１０℃の条件で２４時間乾燥処理を行った。乾燥後、大気中で３００℃３時間の熱処理を行い、比較用触媒を得た。なお、得られた触媒試料のＲｈ担持量は１．０質量％であった。
硝酸ロジウム（Ｒｈ（ＮＯ３）３）を溶解した水溶液にＣｅＯ２を５ｇ加え、水溶液中で１時間撹拌した後、大気中で１１０℃の条件で２４時間乾燥処理を行った。乾燥後、大気中で３００℃３時間の熱処理を行い、比較用触媒を得た。なお、得られた触媒試料のＲｈ担持量は１．０質量％であった。
得られた触媒試料のＮ２Ｏ分解活性度測定試験を実施例１と同様にして行い、３００℃及び４００℃でのＮ２Ｏの分解率を調べた。得られた結果を図１に示す（比較例１）。
（比較例２）
蒸留水１００ｍｌにクエン酸鉄アンモニウム４０．０ｇ、酢酸マグネシウム４２．８ｇを溶解し、クエン酸マグネシウム１．３ｍｏｌ／Ｌ溶液を得た。次に、得られたクエン酸マグネシウム溶液７７ｍｌに、Ａｌ２Ｏ３粉末１０ｇ添加し、そのまま加熱して水を蒸発させた。次に、乾燥した固形分を１２０℃で２４時間の条件で、大気中乾燥機にて乾燥処理を行った。乾燥後、大気中で８００℃５時間の熱処理を行い、焼成してＭｇ／Ａｌ２Ｏ３担体を得た。
蒸留水１００ｍｌにクエン酸鉄アンモニウム４０．０ｇ、酢酸マグネシウム４２．８ｇを溶解し、クエン酸マグネシウム１．３ｍｏｌ／Ｌ溶液を得た。次に、得られたクエン酸マグネシウム溶液７７ｍｌに、Ａｌ２Ｏ３粉末１０ｇ添加し、そのまま加熱して水を蒸発させた。次に、乾燥した固形分を１２０℃で２４時間の条件で、大気中乾燥機にて乾燥処理を行った。乾燥後、大気中で８００℃５時間の熱処理を行い、焼成してＭｇ／Ａｌ２Ｏ３担体を得た。
次に、得られたＭｇ／Ａｌ２Ｏ３担体１０ｇを硝酸ロジウム（Ｒｈ（ＮＯ３）３）を溶解した水溶液に加え、水溶液中で１時間撹拌した後、大気中で１１０℃の条件で２４時間乾燥処理を行った。乾燥後、大気中で３００℃３時間の熱処理を行い、焼成して比較用触媒を得た。なお、得られた触媒試料のＲｈ担持量は１．０質量％であった。
得られた触媒試料のＮ２Ｏ分解活性度測定試験を実施例１と同様にして行い、３００℃及び４００℃でのＮ２Ｏの分解率を調べた。得られた結果を図１に示す（比較例２）。
（比較例３）
硝酸ロジウム（Ｒｈ（ＮＯ３）３）を溶解した水溶液にＺｎＯを５ｇ加え、水溶液中で１時間撹拌した後、大気中で１１０℃の条件で２４時間乾燥処理を行った。乾燥後、大気中で３００℃３時間の熱処理を行い、比較用触媒を得た。なお、得られた触媒試料のＲｈ担持量は１．０質量％であった。
硝酸ロジウム（Ｒｈ（ＮＯ３）３）を溶解した水溶液にＺｎＯを５ｇ加え、水溶液中で１時間撹拌した後、大気中で１１０℃の条件で２４時間乾燥処理を行った。乾燥後、大気中で３００℃３時間の熱処理を行い、比較用触媒を得た。なお、得られた触媒試料のＲｈ担持量は１．０質量％であった。
得られた触媒試料のＮ２Ｏ分解活性度測定試験を実施例１と同様にして行い、３００℃及び４００℃でのＮ２Ｏの分解率を調べた。得られた結果を図１に示す（比較例３）。
（比較例４）
Ｆｅ／ＢＥＡ（ゼオライトベータ、Ｚｅｏｃｈｅｍ製）を用意し、比較用触媒とした。なお、触媒試料のＦｅ担持量は１．０質量％であった。
Ｆｅ／ＢＥＡ（ゼオライトベータ、Ｚｅｏｃｈｅｍ製）を用意し、比較用触媒とした。なお、触媒試料のＦｅ担持量は１．０質量％であった。
得られた触媒試料のＮ２Ｏ分解活性度測定試験を実施例１と同様にして行い、３００℃及び４００℃でのＮ２Ｏの分解率を調べた。得られた結果を図１に示す（比較例４）。
＜Ｎ２Ｏ分解活性度測定試験の結果＞
図１に示した実施例１〜４の結果と比較例１〜４の結果との比較から明らかなように、実施例１〜４の触媒は、比較例１〜４の触媒に比較して、３００℃及び４００℃でのＮ２Ｏの分解率が高いことが確認され、十分に優れた活性を発揮することが確認された。
図１に示した実施例１〜４の結果と比較例１〜４の結果との比較から明らかなように、実施例１〜４の触媒は、比較例１〜４の触媒に比較して、３００℃及び４００℃でのＮ２Ｏの分解率が高いことが確認され、十分に優れた活性を発揮することが確認された。
以上説明したように、本発明によれば、より広い温度範囲において、十分に高度な水準でＮ２Ｏ分解性能を発現することが可能なＮ２Ｏ分解触媒及びそれを用いたＮ２Ｏ含有ガスの分解方法を提供することが可能となる。
このように本発明のＮ２Ｏ分解触媒は、Ｎ２Ｏ分解性能をより広い温度範囲において発現することが可能であるため、Ｎ２Ｏの分解触媒として好適に利用することが可能である。特に、燃焼炉や自動車などから排出される燃焼排ガスや、加熱装置や化学プラントなどから排出される各種産業排ガス中に含まれるＮ２Ｏの分解触媒として有用なものである。
Claims (3)
- Ｒｈ（ロジウム）よりなる活性金属と、Ｚｎ（亜鉛）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃｕ（銅）及びＣｏ（コバルト）からなる群から選択される少なくとも１種の金属（Ｍ）とＦｅ（鉄）とを含む複合金属酸化物を含有する担体とを含むＮ２Ｏ分解触媒であって、
該担体が、前記複合金属酸化物を８０質量％以上含んでおり、かつ、
前記複合金属酸化物が、スピネル型結晶構造を有するものである、
ことを特徴とするＮ２Ｏ分解触媒。 - 前記複合金属酸化物の金属（Ｍ）がＺｎ及び／又はＮｉであり、かつ、
前記担体に含まれるＦｅの含有量が、該担体に含まれる金属（Ｍ）及びＦｅの合計量に対して６０〜９０質量％である、
ことを特徴とする請求項１に記載のＮ２Ｏ分解触媒。 - Ｎ２Ｏ含有ガスを請求項１又は２に記載のＮ２Ｏ分解触媒に接触させてＮ２Ｏを分解せしめることを特徴とするＮ２Ｏ含有ガスの分解方法。
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