JPH02251248A - 窒素酸化物の分解触媒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は窒素酸化物を含むガスから、それを分解によっ
て除去する触媒に関するものであり、さらに詳しくは銅
を含有し、特に−酸化窒素を分解する特定のゼオライト
系分解触媒に関するものである。

［従来の技術］ 環境保全の観点から、大気汚染物質の除去は大きな社会
的な課題である。とりわけ産業活動の拡大に伴う燃焼廃
ガスの浄化は、現在の緊急課題である。固定発生源であ
る工場や、移動発生源である自動車から排出されるガス
中に含まれる窒素化合物は、光化学スモッグの原因と言
われ人体に有害のガスである。特に、−酸化窒素（ＮＯ
）は除去がむずかしく、検討課題となっている。

これまでにも幾つかの方法が考えられている。

例えば接触還元法と呼ばれる方法は、アンモニアや水素
等の還元剤を用い触媒上で、ＮＯをＮ２とＮ２０にして
除去する方法である。しかしながら還元剤を利用するた
め、その回収や漏洩の対策が必要で、規模が大きな固定
発生源については有効だが、自動車のような移動発生源
には適さない。

一方、排気ガス中に酸素をほとんど含まない、還元雰囲
気なガソリンニシンの廃ガス浄化には、これまでに種々
の触媒が開発されて一般に使用されている。しかしなが
らこれらの触媒は、酸素共存下では実用に適さない。

ところでＮＯの接触分解、すなわちＮｏを直接Ｎ２と０
２に分解する方法は、排気ガスを触媒層に通じるだけで
すみ、極めて簡便なため利用範囲は広い。これについて
も従来より触媒が見いだされている。すなわち、Ｐ　ｔ
　Ｓ　Ｃｕ　ＯＳＣｏ系触媒がＮＯの分解活性に効果が
あるが、いずれも生成する酸素によって被毒を受けると
言う課題があった。通常ディーゼルエンジンの廃ガスは
酸素を含むため、これまでの触媒では対応できず、新規
な触媒の開発が望まれている。

［発明の解決すべき課題］ 前記の課題に対して幾つかの触媒が提案されている。例
えば、特開昭６０−１２５２５０号公報では銅を含む特
異なゼオライトが、酸素を含む系でＮＯの分解に効果が
あることが開示されている。しかしながら、この触媒系
では５００℃付近が最も高活性な領域であり、これ以上
の温度では活性が低くなるという欠点がある。エンジン
によっては、排気ガス温度が７００℃に達するものもあ
り、これらに適した触媒が必要である。

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたもので、
高゛温下でＮＯの分解活性が高い窒素酸化物の分解触媒
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは前記の目的を達成するために検討を行った
結果、モルデナイトに銅を導入した触媒が有効であると
いう知見を得、本発明に到達したものである。

すなわち本発明は、モルデナイトに銅を含有させたこと
を特徴とする窒素酸化物の分解触媒を提供するものであ
る。

本発明で言うモルデナイトとは、ゼオライトの一種で、
５ＩＯｚ／Ａｊ２０ｉ比の高いものの一つである。ここ
でゼオライトとは、結晶性アルミノケイ酸塩であり、組
成は次式で表される。

１Ｍ２／ＩＩ　Ｏ”　ＡＪ　２０ｍ　　　）’Ｓ　１０
２　　　Ｚｎ２０（ｎは陽イオンＭの原子価、Ｘは０．
８〜２．０の範囲の数、ｙは２．０以上の数、２は０以
上の数である） ゼオライトの基本構造はＳｌ　、Ａｊ、Ｏが規則正しく
三次元的に結合したもので、構造単位の相違により、種
々の結晶構造を採る。ゼオライトには多くの種類が知ら
れているが、Ｘ線回折によって特徴づけられ、その結晶
構造により名称が異なる。例えば、モルデナイト、エリ
オナイト、シャハサイト、ＡＷ、Ｘ型、Ｙ型、ＺＳＭ−
５等が知られている。

本発明で用いるモルデナイトは、第１表に示す粉末Ｘ線
回折の格子面間隔により、特徴づけられ他のゼオライト
と明瞭に判別される。なお、第１図にその粉末Ｘ線回折
図を示す。

第　　１　　表 このモルデナイトは天然にも産出するが、広く合成も行
われている。その結晶は斜方晶系に属し、１２員環と８
員環からなるチャンネルを有している。

またモルデナイトのＳｉ　０２　／ＡＪ２０ｓ比は１０
前後であるが、それ以上のＳｌ　０２　／　ＡＪ　２０
ｉ比を持つものも幾つか合成され、さらにモルデナイト
にいろいろな処理をしてもＳｉ　０２　／Ａｊ　２０、
比の高いものが得られる。本発明において好ましく用い
られる範囲はｌＯ〜３０である。

本発明で用いるモルデナイトは天然品でも合成品でもか
まわない。合成方法に関してはこれまで多くの方法が開
示されており、具体的には特開昭５５−９５８１２号公
報、同５５−１２６５２９号公報、同５９−４９７１５
号公報、同５９−７３４２４号公報等が例示される。こ
れ以外の方法も多数あるが、本発明においては合成法は
特に限定されない。最近ではモルデナイトは一般に市販
されており、これを使用してもよい。

本発明において、銅のゼオライトへの導入方法は特に限
定さ−れない。ゼオライト中のカチオンと目的とする銅
イオンを交換するイオン交換法や、ゼオライトを銅化合
物が含まれる溶液に浸す含浸法等が挙げられる。本発明
で用いる銅の原料化合物はどの様な形でもかまわない。

例えば、硫酸塩、塩酸塩、硝酸塩、有機酸塩、金属の複
合塩等が例示される。本発明において、銅の担持量はゼ
オライトのＳｉ　０２　／Ａ−Ｊ２０＊比によって異な
るが、ゼオライト中のカチオンと銅との交換率が５〜５
００％、好ましくは１０〜２００％である。

本発明の触媒の使用温度は５５０〜８５０℃の範囲、好
ましくは６００〜８００℃である。また本発明の触媒と
処理ガスとの接触時間は限定されるものではない。

本発明の触媒の工業的な使用方法は、触媒を適当な形に
して反応装置に充填することが挙げられる。例えば、シ
リカやアルミナ等の無機酸化物や粘土をバインダーとし
て、球状、柱状、ハニカム状にすることが考えられる。

またゼオライトを銅導入前に成型しておき、その扱銅を
導入する方法もある。いずれにしても特に限定されるも
のではない。

［発明の効果］ 本発明の触媒を用いることで、高温領域で一酸化窒素の
濃度が低いガスからも、効率よく一酸化窒素を除去でき
る。

［実施例］ 次に、実施例等によって本発明を更に詳しく述べる。

実施例Ｉ Ｓｌ　０２　／ＡＪ　２０＊比が約１５のモルデナイト
に酢酸銅を用いて、イオン交換法にて銅を導入した。こ
のゼオライトは化学分析の結果、イオン交換率が８５％
だった。

比較例ｌ ５１０□７ＡＪ２０ｓ比が約３０のＺＳＭ−５に酢酸銅
を用いて、イオン交換法にて銅を導入した。

このゼオライトは化学分析の結果、イオン交換率が９０
％だった。

実験例 このようにして得られた触媒を打錠成型の後、砕いて粒
径径を揃えたもので活性評価を行った。

触媒１．０ｇを流通式の反応器にいれて、Ｈｅガスを流
しながら徐々に昇温しで５００℃にした。そこでガスを
一酸化窒素２．０ｖｏＪ％を含むＨｅガスに切り替えて
、所定の反応温度（５００℃および７００℃）で反応さ
せ、生成物をガスクロマトグラフィーで分析し、転化率
（％）を求めた。なお転化率の値は、温度が安定してか
ら３０分後のものである。

これらの結果を第２表に示す。

第２表に示されるように、実施例１の触媒は比較例１の
触媒と比較して、高温領域において、高い触媒活性を示
すことが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、モルデナイトの粉末Ｘ線回折図を示すグラフ
。 第２表 特許出願人　　　岩　本　正　和

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．モルデナイトに銅を含有させたことを特徴とする窒
   素酸化物の分解触媒。