JPH04210243A - Catalyst for cleaning exhaust gas - Google Patents

Catalyst for cleaning exhaust gas

Info

Publication number
JPH04210243A
JPH04210243A JP2405367A JP40536790A JPH04210243A JP H04210243 A JPH04210243 A JP H04210243A JP 2405367 A JP2405367 A JP 2405367A JP 40536790 A JP40536790 A JP 40536790A JP H04210243 A JPH04210243 A JP H04210243A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
catalyst
alkaline earth
earth metal
group
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.)
Pending
Application number
JP2405367A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunji Inoue
俊次 井上
Senji Kasahara
泉司 笠原
Kazuhiko Sekizawa
関沢 和彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
Priority to JP2405367A priority Critical patent/JPH04210243A/en
Priority to AU88398/91A priority patent/AU645632B2/en
Priority to CA002056952A priority patent/CA2056952C/en
Priority to DE69112360T priority patent/DE69112360T2/en
Priority to EP91120895A priority patent/EP0489433B1/en
Priority to JP34842591A priority patent/JP3286996B2/en
Priority to US07/802,859 priority patent/US5236879A/en
Publication of JPH04210243A publication Critical patent/JPH04210243A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a catalyst having heat resistance and durability by allowing a crystalline aluminosilicate containing alkaline earth metal to contain group Ib and/or group VIII metals of periodic table. CONSTITUTION:Alkaline earth metal such as barium or calcium is kneaded with silica source and alumina source to obtain the crystalline alumino silicate containing alkaline earth metal. And group Ib of periodic table such as copper, silver or platinum and/or group VIII elements are allowed to be contained therein. The catalyst for cleaning exhaust gas obtained in such a way does not lower the cleaning ability of exhaust gas even when it is brought into contact with the high temp. exhaust gas from the internal combustion engine of automobile, the boiler in factory or the like.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[00011 [00011

【産業上の利用分野]本発明は、自動車の内燃機関、工
場のボイラー等から排出される排ガスを浄化する耐熱性
及び耐久性の改善された触媒に関するものである。 [0002] 【従来の技術】近年、工業プラント、自動車等の内燃機
関から排出される排ガス中の有害成分を浄化する種々の
方法が検討されている。従来、排ガス中の有害成分を触
媒に接触させて除去する方法がある。例えば、接触還元
法と呼ばれる手段があるが、この方法は、アンモニア。 水素、あるいは−酸化炭素等の還元剤を必要とし、更に
未反応還元剤を回収、あるいは分解するための特別な装
置を必要とする。これに対して接触分解法は特別な還元
剤を必要とせず、排ガスを触媒層に通すだけで、排ガス
中の有害成分、特に窒素酸化物を除去できる方法であり
、プロセスも単純であるから最も望ましい方法である。 このプロセスに使用される触媒として銅イオンを含有さ
せたS i 02 /A 1203モル比が20〜10
0の結晶性アルミノ珪酸塩触媒(特開昭60−1252
50号公報)がある。 [0003]またガソリンエンジンにおいては、低燃費
化や排出二酸化炭素の低減の目的で希薄燃焼させること
が必要となってきているが、この希薄燃焼ガソリンエン
ジンの排ガスは、酸素過剰雰囲気であるため、従来の三
元触媒は使用できず、有害成分を除去する方法として、
疎水性ゼオライトを触媒として用いる方法が提案(特開
昭63−283727号公報)されている。 [0004]
[Field of Industrial Application] The present invention relates to a catalyst with improved heat resistance and durability for purifying exhaust gas discharged from internal combustion engines of automobiles, boilers of factories, etc. [0002] In recent years, various methods have been studied for purifying harmful components in exhaust gases discharged from internal combustion engines of industrial plants, automobiles, and the like. Conventionally, there is a method of removing harmful components in exhaust gas by bringing them into contact with a catalyst. For example, there is a method called catalytic reduction method, which uses ammonia. It requires a reducing agent such as hydrogen or carbon oxide, and also requires special equipment to recover or decompose the unreacted reducing agent. On the other hand, the catalytic cracking method does not require a special reducing agent and can remove harmful components in the exhaust gas, especially nitrogen oxides, by simply passing the exhaust gas through a catalyst layer, and is the simplest process. This is the preferred method. The Si 02 /A 1203 molar ratio containing copper ions as a catalyst used in this process is 20 to 10.
0 crystalline aluminosilicate catalyst (JP-A-60-1252
No. 50). [0003] In addition, in gasoline engines, lean combustion has become necessary for the purpose of improving fuel efficiency and reducing carbon dioxide emissions, but since the exhaust gas of this lean burn gasoline engine is an oxygen-rich atmosphere, Conventional three-way catalysts cannot be used, and as a method to remove harmful components,
A method using hydrophobic zeolite as a catalyst has been proposed (Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-283727). [0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記鋼
イオンを含有させた結晶性アルミノ珪酸塩排ガス浄化触
媒にあっては、使用温度が高温であると活性の低下が著
しいという問題があった。すなわち、銅イオンを含有さ
せたS i 02 /A I 203モル比が20〜1
00の結晶性アルミノ珪酸塩の場合、高温の排ガスとの
接触後、触媒活性の著しい低下を招く、という問題点が
あった。 [0005]また希薄燃焼ガソリンエンジンの排ガスの
有害成分を除去する方法として提案された疎水性ゼオラ
イトに於ても高温の排ガスとの接触後、触媒活性の著し
い低下を招く、という問題点があり実用化には至ってい
ない。 [0006]
However, the crystalline aluminosilicate exhaust gas purification catalyst containing steel ions has a problem in that its activity is significantly reduced when the operating temperature is high. That is, the molar ratio of S i 02 /A I 203 containing copper ions is 20 to 1.
In the case of the crystalline aluminosilicate of No. 00, there was a problem in that the catalyst activity significantly decreased after contact with high-temperature exhaust gas. [0005] Hydrophobic zeolite, which has been proposed as a method for removing harmful components from the exhaust gas of lean-burn gasoline engines, has the problem of causing a significant decrease in catalytic activity after coming into contact with high-temperature exhaust gas, making it difficult to put it into practical use. It has not yet become a reality. [0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記従来
の問題点である排ガス浄化触媒の高温の排ガスとの接触
による排ガス浄化活性の低下を防止すべく、種々の研究
の結果、結晶製造時の結晶製造原料中にアルカリ土類金
属塩を存在せしめて製造されたアルカリ土類金属含有結
晶性アルミノ珪酸塩を使用した触媒が、高温の排ガスと
接触しても、排ガス浄化活性が低下しないことを見出し
、本発明を完成した。 [0007]即ち本発明は、結晶製造時の結晶製造原料
中にアルカリ土類金属塩を存在せしめて製造されたアル
カリ土類金属含有結晶性アルミノ珪酸塩に周期律表第I
b族および/又は第VIII族に属する金属から選ばれ
た1種又は2種以上の金属元素を含有させた排ガス浄化
触媒を提案するものである。 [00081以下、本発明の詳細な説明する。 [0009]本発明で触媒の基材として用いるアルカリ
土類金属含有結晶性アルミノ珪酸塩は、アルミノ珪酸塩
製造原料中にアルカリ土類金属塩を存在せしめて製造さ
れたアルカリ土類金属含有結晶性アルミノ珪酸塩である
ことが必須である。アルカリ土類金属未含有結晶性アル
ミノ珪酸塩では、本発明の目的である高温の排ガスとの
接触による排ガス浄化活性の低下を防止できない。又、
アルカリ土類金属含有結晶性アルミノ珪酸塩の製造方法
は、製造時にアルカリ土類金属を含有させれば特に限定
されるものではない。例えば、シリカ源、アルミナ源及
びアルカリ土類金属源、また必要に応じてアルカリ源。 有機鉱化剤等を混合し、オートクレーブ中で60〜20
0℃の温度に保持することにより製造される。シリカ源
としては、珪酸ナトリウム、コロイダルシリカ、ホワイ
トカーボン、水ガラス等を使用でき、アルミニウム源と
しては、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、アルミ
ン酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミナ等を使
用できる。また、無定形のシリカ−アルミナも使用でき
る。調製条件は、目的のゼオライト種に応じて任意に選
ぶことができる。ZSM−5については、特開昭581
56528号公報、特開昭59−97523号公報等も
製造方法として使用できる。 [00101本発明のアルカリ土類金属含有結晶性アル
ミノ珪酸塩のS i 02 /A 1203モル比は、
アルカリ土類金属を含有する限り特に限定されるもので
はないが、該モル比が20以上であることが好ましい。 該モル比が20未満の場合は、耐熱性が低くなる恐れが
ある。 [00111結晶製造時に結晶製造原料中に添加される
アルカリ土類金属としては、ベリリウム、マグネシウム
、カルシウム、ストロンチウム、バリウム及びラジウム
を使用することができる。特に好ましいアルカリ土類金
属は、バリウム、カルシウム及びストロンチウムである
。 [0012]上記アルカリ土類金属源としては、該金属
の無機塩及び有機塩、例えば塩化物、臭化物、炭酸塩。 硝酸塩、亜硝酸塩、酢酸塩、ギ酸塩、安息香酸塩及び酒
石酸塩等を使用することができる。特に好ましい金属塩
は、硝酸塩、酢酸塩または塩化物等である。 [0013]本発明の排ガス浄化触媒中のアルカリ土類
金属の存在量は、アルカリ土類金属/AI原子比が0゜
05〜10であることが好ましい。アルカリ土類金属の
量が、アルミニウムグラム原子当り0.05未満の場合
は、高温な排ガスと接触後、十分な排ガス浄化活性を維
持できなくなり、また、10当量より多い場合は、アル
カリ土類金属の含有量に比べて効果が小さいだけではな
く、触媒の耐熱性にも悪影響を及ぼす恐れがある。 [0014]結晶製造時の結晶製造原料中にアルカリ土
類金属塩を存在せしめて製造されたアルカリ土類金属含
有結晶性アルミノ珪酸塩は、イオン交換によりアルカリ
土類金属を含有させた結晶性アルミノ珪酸塩より耐熱性
が高い。 [0015]また本発明では触媒活性成分として、周期
律表第Ib族及び/又は第VII族に属する金属から選
ばれた1種又は2種以上の金属元素を含有することが必
須である。この金属元素は、メタル、イオン、酸化物。 錯体等であってもよい。金属元素の含有量は特に限定さ
れるものではないが、アルミニウムグラム原子当り0゜
05〜0.8当量であることが好ましい。金属元素の量
が、アルミニウムグラム原子当り0.05当量未満の場
合は、排ガス中の有害成分を十分に除去できない恐れが
ある。また、0.8当量より多い場合は、金属元素の含
有量に比べて効果が小さいだけではなく、触媒の耐熱性
にも悪影響を及ぼす恐れがある。 [00163ここで述べた結晶性アルミノ珪酸塩中のア
ルミニウムとは、結晶性アルミノ珪酸塩の構造を形成し
ているアルミニウムを意味し、触媒又は担体として成形
する際に、バインダー又は希釈剤として添加されるアル
ミナゾル、アルミナ、シリカ−アルミナ等の物質中に存
在するアルミニウムまたはイオン交換によりカチオンと
交換することにより導入されたアルミニウム陽イオンを
含むものではない。 [0017]本発明の周期律表第Ib族及び/又は第V
■II族に属する金属から選ばれた1種又は2種以上の
金属元素を含有させるために行う方法は、アルカリ土類
金属含有結晶性アルミノ珪酸塩を、上記金属元素を含有
する水溶液または非水溶液(有機溶媒等)と接触させる
ことにより行うことができる。この種の金属元素導入方
法において、水は操作上から最も好ましい媒体である。 有機溶媒も上記金属をイオン化させることが可能なもの
であれば使用することができる。例えば、メタノール。 エタノール、プロパツール等のようなアルコール、ジメ
チルホルムアミド、ジアセトアミド等のようなアミド。 ジエチルエーテルのようなエーテル及びジメチルケトン
、メチルエチルケトンのようなケトン等の溶媒が適当で
ある。金属元素としては、鋼、銀、金、ニッケル、パラ
ジウム、白金、コバルト、ロジウム、イリジウム。 鉄、ルテニウムおよびオスミウムを使用することができ
る。 [0018]特に好ましい金属元素は、銅、銀、白金。 コバルト、ニッケル等である。 [0019]上記金属元素源としては、該金属の無機塩
及び有機塩1例えば塩化物、臭化物、炭酸塩、硫酸塩。 硝酸塩、亜硝酸塩、硫化物、酢酸塩、ギ酸塩、安息香酸
塩及び酒石酸塩等を使用することができる。特に好まし
い金属塩は、硝酸塩、酢酸塩または塩化物等である。 [00201金属元素の導入方法は、イオン交換、担持
のどちらでも良く特に限定されないが、アルカリ土類金
属含有結晶性アルミノ珪酸塩を1種又は2種以上の周期
律表第Ib族及び/又は第VIII族に属する金属元素
を含有する溶液に浸漬させるか、または、アルカリ土類
金属含有結晶性アルミノ珪酸塩を充填した接触塔に前記
金属元素を含有する溶液を流下接触させることにより行
われる。金属元素の導入の際に、上記金属のアンミン錯
体を用いることもできる。 [00213金属元素の溶液中の濃度、溶液量および接
触時間等は、周期律表第Ib族及び/又は第VI I 
I族に属する金属元素から選ばれた1種又は2種以上の
金属元素をアルカリ土類金属含有結晶性アルミノ珪酸塩
に所定量含有させる条件下において適宜選択することが
できる。 [0022]金金属素の導入後のアルカリ土類金属含有
結晶性アルミノ珪酸塩は、洗浄後、必要に応じて300
〜800℃好ましくは400〜700℃の範囲の温度で
焼成してもよい。 [0023]金金属素の導入後のアルカリ土類金属含有
結晶性アルミノ珪酸塩を焼成する場合、そのまま焼成す
ることもできるが、天然の粘土(例えばカオリン、ハロ
イサイト、モンモリロナイト等)及び/又は無機酸化物
(例えばアルミナ、シリカ、マグネシア、チタニア、ジ
ルコニア、ハフニア、燐酸アルミニウム、シリカ−アル
ミナ、シリカ−ジルコニア、シリカ−マグネシア等の二
元ゲル、シリカ−マグネシア−アルミナ等の三元ゲル等
)等を用いて造粒したものを焼成することもできる。 [00241本発明による触媒を排ガス中の有害成分除
去に使用するには、円筒状2球状、ラシヒリング状、ハ
ニカム状またはセラミック或いはメタルハニカム構造体
にコーティングしたモノリス触媒状等の排ガスとの接触
面が多く、かつ、ガス流通の容易な形状に成形すること
が好ましい。 [0025Nまた、金属元素の導入は、成形後に行うこ
ともできる。 [0026]以上述べたような1種又は2種以七の周期
律表第Ib族及び/又は第VI I I族に属する金属
元素を含有させた結晶製造時の結晶製造原料中にアルカ
リ土類金属塩を存在せしめて製造されたアルカリ土類金
属含有結晶性アルミノ珪酸塩触媒を排ガス浄化触媒とし
て用いる。このとき排ガスの由来には特に限定はなく、
該触媒と接触させればよい。そのときの温度は約200
〜1000℃であり、また接触時間は特に限定されるも
のではない。 [00271本発明による触媒は、自動車の内燃機関、
工場のボイラー等の排ガスを浄化するにあたり、高温で
の熱処理を受けた後も高い排ガス浄化活性を示す。 [0028]
[Means for Solving the Problems] In order to prevent the above-mentioned conventional problem of reducing the exhaust gas purification activity of the exhaust gas purification catalyst due to contact with high-temperature exhaust gas, the present inventors have developed a crystalline catalyst as a result of various studies. Even if a catalyst using an alkaline earth metal-containing crystalline aluminosilicate produced by having an alkaline earth metal salt present in the raw materials for crystal production during production comes into contact with high-temperature exhaust gas, the exhaust gas purification activity decreases. They discovered that this does not occur, and completed the present invention. [0007] That is, the present invention provides an alkaline earth metal-containing crystalline aluminosilicate produced by allowing an alkaline earth metal salt to be present in the crystal production raw material during crystal production.
The present invention proposes an exhaust gas purification catalyst containing one or more metal elements selected from metals belonging to Group B and/or Group VIII. [00081 Hereinafter, the present invention will be described in detail. [0009] The alkaline earth metal-containing crystalline aluminosilicate used as the base material of the catalyst in the present invention is an alkaline earth metal-containing crystalline aluminosilicate produced by making an alkaline earth metal salt exist in the aluminosilicate production raw material. It is essential that it is an aluminosilicate. Crystalline aluminosilicate containing no alkaline earth metal cannot prevent the reduction in exhaust gas purification activity due to contact with high-temperature exhaust gas, which is the object of the present invention. or,
The method for producing the alkaline earth metal-containing crystalline aluminosilicate is not particularly limited as long as the alkaline earth metal is included during production. For example, a silica source, an alumina source and an alkaline earth metal source, and optionally an alkali source. Mix organic mineralizers, etc. and heat in an autoclave for 60 to 20 minutes.
It is produced by maintaining the temperature at 0°C. As the silica source, sodium silicate, colloidal silica, white carbon, water glass, etc. can be used, and as the aluminum source, aluminum nitrate, aluminum sulfate, sodium aluminate, aluminum hydroxide, alumina, etc. can be used. Amorphous silica-alumina can also be used. Preparation conditions can be arbitrarily selected depending on the desired zeolite species. Regarding ZSM-5, Japanese Patent Application Laid-Open No. 581
56528, JP-A-59-97523, etc. can also be used as a manufacturing method. [00101 The S i 02 /A 1203 molar ratio of the alkaline earth metal-containing crystalline aluminosilicate of the present invention is
Although there is no particular limitation as long as the alkaline earth metal is contained, it is preferable that the molar ratio is 20 or more. If the molar ratio is less than 20, there is a possibility that the heat resistance will be low. [00111 Beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, and radium can be used as alkaline earth metals added to the crystal production raw materials during crystal production. Particularly preferred alkaline earth metals are barium, calcium and strontium. [0012] The alkaline earth metal source includes inorganic and organic salts of the metal, such as chlorides, bromides, and carbonates. Nitrates, nitrites, acetates, formates, benzoates, tartrates, etc. can be used. Particularly preferred metal salts are nitrates, acetates or chlorides. [0013] The amount of alkaline earth metal present in the exhaust gas purification catalyst of the present invention is preferably such that the alkaline earth metal/AI atomic ratio is 0.05 to 10. If the amount of alkaline earth metal is less than 0.05 per gram atom of aluminum, sufficient exhaust gas purification activity cannot be maintained after contact with high-temperature exhaust gas, and if the amount is more than 10 equivalents, alkaline earth metal Not only is the effect small compared to the content of , but it may also have a negative effect on the heat resistance of the catalyst. [0014] An alkaline earth metal-containing crystalline aluminosilicate produced by allowing an alkaline earth metal salt to be present in the crystal production raw material during crystal production is a crystalline aluminosilicate containing an alkaline earth metal by ion exchange. Higher heat resistance than silicates. [0015] Further, in the present invention, it is essential to contain one or more metal elements selected from metals belonging to Group Ib and/or Group VII of the Periodic Table as a catalytically active component. These metallic elements are metals, ions, and oxides. It may be a complex or the like. Although the content of the metal element is not particularly limited, it is preferably 0.05 to 0.8 equivalent per gram atom of aluminum. If the amount of the metal element is less than 0.05 equivalent per gram atom of aluminum, harmful components in the exhaust gas may not be sufficiently removed. Further, if the amount is more than 0.8 equivalent, not only the effect is smaller than the content of the metal element, but also there is a possibility that the heat resistance of the catalyst will be adversely affected. [00163 Aluminum in the crystalline aluminosilicate mentioned here means aluminum forming the structure of the crystalline aluminosilicate, and is added as a binder or diluent when forming the crystalline aluminosilicate as a catalyst or carrier. It does not contain aluminum present in materials such as alumina sol, alumina, and silica-alumina, or aluminum cations introduced by exchanging cations by ion exchange. [0017] Group Ib and/or V of the periodic table of the present invention
■The method for incorporating one or more metal elements selected from metals belonging to Group II is to add an alkaline earth metal-containing crystalline aluminosilicate to an aqueous or non-aqueous solution containing the above-mentioned metal elements. (organic solvent, etc.). In this type of method for introducing metal elements, water is the most preferred medium from the operational point of view. Organic solvents can also be used as long as they can ionize the metal. For example, methanol. Alcohols such as ethanol, propatool etc., amides such as dimethylformamide, diacetamide etc. Solvents such as ethers such as diethyl ether and ketones such as dimethyl ketone, methyl ethyl ketone are suitable. Metal elements include steel, silver, gold, nickel, palladium, platinum, cobalt, rhodium, and iridium. Iron, ruthenium and osmium can be used. [0018] Particularly preferred metal elements are copper, silver, and platinum. These include cobalt and nickel. [0019] Examples of the metal element source include inorganic and organic salts of the metal, such as chlorides, bromides, carbonates, and sulfates. Nitrates, nitrites, sulfides, acetates, formates, benzoates, tartrates, etc. can be used. Particularly preferred metal salts are nitrates, acetates or chlorides. [00201 The method of introducing the metal element is not particularly limited, and may be either ion exchange or support, but one or more types of alkaline earth metal-containing crystalline aluminosilicate may be introduced from Group Ib and/or Group Ib of the periodic table. This is carried out by immersion in a solution containing a metal element belonging to Group VIII, or by flowing a solution containing the metal element into contact with a contact tower filled with an alkaline earth metal-containing crystalline aluminosilicate. When introducing a metal element, an ammine complex of the above metal can also be used. [00213 The concentration of the metal element in the solution, the solution amount, the contact time, etc. are determined according to Group Ib and/or VII of the periodic table.
One or more metal elements selected from the metal elements belonging to Group I can be appropriately selected under the conditions that the alkaline earth metal-containing crystalline aluminosilicate contains a predetermined amount. [0022] After the introduction of the gold metal element, the alkaline earth metal-containing crystalline aluminosilicate is washed, and if necessary, the alkaline earth metal-containing crystalline aluminosilicate is
It may be fired at a temperature in the range of -800°C, preferably 400-700°C. [0023] When calcining the alkaline earth metal-containing crystalline aluminosilicate after introducing the gold metal element, it can be calcined as is, but natural clay (for example, kaolin, halloysite, montmorillonite, etc.) and/or inorganic oxidation (e.g. binary gels such as alumina, silica, magnesia, titania, zirconia, hafnia, aluminum phosphate, silica-alumina, silica-zirconia, silica-magnesia, ternary gels such as silica-magnesia-alumina, etc.). It is also possible to sinter the granulated product. [00241 In order to use the catalyst according to the present invention for removing harmful components from exhaust gas, the contact surface with the exhaust gas may be a cylindrical bispherical shape, a Raschig ring shape, a honeycomb shape, or a monolith catalyst coated on a ceramic or metal honeycomb structure. It is preferable to form a large amount of gas into a shape that allows easy gas flow. [0025NAlso, the introduction of the metal element can be performed after molding. [0026] Alkaline earth is present in the raw material for producing crystals containing one or more metal elements belonging to Group Ib and/or Group VII I of the periodic table as described above. An alkaline earth metal-containing crystalline aluminosilicate catalyst produced in the presence of a metal salt is used as an exhaust gas purification catalyst. At this time, there are no particular restrictions on the origin of the exhaust gas,
It may be brought into contact with the catalyst. The temperature at that time was about 200
~1000°C, and the contact time is not particularly limited. [00271 The catalyst according to the present invention can be used in internal combustion engines of automobiles,
When purifying exhaust gas from factory boilers, etc., it shows high exhaust gas purification activity even after being heat-treated at high temperatures. [0028]

【実施例1以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。 [0029]実施例1 (ゼオライトの合成)硝酸アル
ミニウム9水和物13.74gと酢酸バリウム4.68
gを水400gに溶かし、この溶液を激しく攪拌しなが
らコロイダルシリ力キャタロイド5I−30(触媒化成
(株)、5iCh  ;30.4%、 N a 20 
:0.38%)146.58gを加え、次に水127.
04gに水酸化ナトリウム6.84gを溶かしたものを
加える。更にテトラプロピルアンモニウムブロマイド1
9.5gを加え、約15分間攪拌を続けて、水性ゲル混
合物を得た。原料混合物中のS i 02 / A 1
203モル比は40である。 [00301この水性ゲル混合物を内容積11のオート
クレーブに仕込み、160℃で16時間攪拌で結晶化さ
せた。生成物を固液分離後、水洗、乾燥し、次に空気中
550℃で5時間加熱処理し、排ガス浄化触媒の基材と
なるゼオライトBa−1を得た。化学分析の結果、その
組成は無水ベースにおける酸化物のモル比で表して次の
組成を有していた。 [003110,23Na20・0.72BaO−A1
203 ・46.8SiO2また、その粉末X線回折図
から求めた格子面間隔(d値)を表1に示す。 [0032] 【表1】 実施例2(ゼオライトの合成) 硝酸アルミニウム9水和物を27.48g、水酸化ナト
リウムを7.91gに、酢酸バリウムの代りに酢酸カル
シウム5.801−gを使用する以外は実施例1と同様
の方法でゼオライトCa−1を合成した。化学分析の結
果、その組成は無水ベースにおける酸化物のモル比で表
して次の組成を有していた。 [0033] 0.27Na2o−o、65CaO−A
1203 ・26.03iO2また。その粉末X線回折
図から求めた格子面間隔(d値)は基本的に表1に表示
した数値と同じであった。 [0034]実施例3(ゼオライトの合成)硝酸アルミ
ニウム9水和物を6.87g、水酸化ナトリウムを2.
39gに、酢酸バリウムの代りに酢酸ストロンチウム3
.77gを使用する以外は実施例1と同様の方法でゼオ
ライト5r−1を合成した。化学分析の結果、その組成
は無水ベースにおける酸化物のモル比で表して次の組成
を有していた。 [0035] 0.24Naz o−o、70SrO−
A1203 ・78.5Si02また、その粉末X線回
折図から求めた格子面間隔(d値)は基本的に表1に示
した数値と同じであった。 [0036]実施例4(排ガス浄化触媒の調製)実施例
1〜3で得られたBa−1,Ca−1,5r−1をそれ
ぞれ10g採取して、ゼオライト中のAl原子数に対し
10倍量のアンモニウム分子数になるように秤量した1
mol/1塩化アンモニウム水溶液中に投入し、液温6
0℃にて2時間攪拌した。固液分離後、十分水洗し、1
00℃で10時間乾燥した。続けて、該ゼオライト中の
A1原子数に対し5倍量の銅原子数になるように秤量し
た0、1mol/l酢酸銅水溶液に投入し、液温50℃
にて20時間攪拌した。固液分離後十分水洗し、100
℃で10時間乾燥した。得られた触媒をそれぞれCu−
Ba−1,Cu−Ca−1,Cu−3r−1とする。化
学分析によって求めた該排ガス浄化触媒の銅含有量(C
u O/ A 1203モル比)を表2に示す。 [0037]
[Example 1] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. [0029] Example 1 (Synthesis of zeolite) 13.74 g of aluminum nitrate nonahydrate and 4.68 g of barium acetate
g in 400 g of water, and while vigorously stirring this solution, colloidal Silica Cataloid 5I-30 (Catalyst Kasei Co., Ltd., 5iCh; 30.4%, Na 20
:0.38%) 146.58g, then 127g of water.
Add 6.84g of sodium hydroxide dissolved in 0.4g. Furthermore, tetrapropylammonium bromide 1
9.5 g was added and stirring continued for about 15 minutes to obtain an aqueous gel mixture. S i 02 / A 1 in the raw material mixture
The 203 molar ratio is 40. [00301 This aqueous gel mixture was charged into an autoclave having an internal volume of 11, and crystallized by stirring at 160° C. for 16 hours. After solid-liquid separation of the product, it was washed with water, dried, and then heat-treated in air at 550°C for 5 hours to obtain zeolite Ba-1, which will serve as a base material for an exhaust gas purification catalyst. As a result of chemical analysis, its composition, expressed as the molar ratio of oxides on an anhydrous basis, was as follows: [003110,23Na20・0.72BaO-A1
203 ・46.8SiO2 Table 1 also shows the lattice spacing (d value) determined from the powder X-ray diffraction diagram. [0032] [Table 1] Example 2 (Synthesis of Zeolite) Using 27.48 g of aluminum nitrate nonahydrate, 7.91 g of sodium hydroxide, and 5.801 g of calcium acetate instead of barium acetate. Zeolite Ca-1 was synthesized in the same manner as in Example 1 except for this. As a result of chemical analysis, its composition, expressed as the molar ratio of oxides on an anhydrous basis, was as follows: [0033] 0.27Na2o-o, 65CaO-A
1203 ・26.03iO2 again. The lattice spacing (d value) determined from the powder X-ray diffraction diagram was basically the same as the values shown in Table 1. [0034] Example 3 (Synthesis of Zeolite) 6.87 g of aluminum nitrate nonahydrate and 2.0 g of sodium hydroxide.
39g, strontium acetate 3 instead of barium acetate
.. Zeolite 5r-1 was synthesized in the same manner as in Example 1 except that 77 g was used. As a result of chemical analysis, its composition, expressed as the molar ratio of oxides on an anhydrous basis, was as follows: [0035] 0.24Naz o-o, 70SrO-
A1203 78.5Si02 Also, the lattice spacing (d value) determined from the powder X-ray diffraction pattern was basically the same as the values shown in Table 1. [0036] Example 4 (Preparation of exhaust gas purification catalyst) 10 g of each of Ba-1, Ca-1, and 5r-1 obtained in Examples 1 to 3 was collected, and the amount was 10 times the number of Al atoms in the zeolite. Weighed so that the number of ammonium molecules is 1
Pour into a mol/1 ammonium chloride aqueous solution and bring the liquid temperature to 6.
The mixture was stirred at 0°C for 2 hours. After solid-liquid separation, wash thoroughly with water,
It was dried at 00°C for 10 hours. Subsequently, the zeolite was poured into a 0.1 mol/l copper acetate aqueous solution weighed so that the number of copper atoms was 5 times the number of A1 atoms in the zeolite, and the liquid temperature was 50°C.
The mixture was stirred for 20 hours. After solid-liquid separation, wash thoroughly with water and
It was dried at ℃ for 10 hours. The obtained catalysts were each Cu-
Ba-1, Cu-Ca-1, Cu-3r-1. The copper content (C
u O/A 1203 molar ratio) are shown in Table 2. [0037]

【表2】 実施例5(排ガス浄化触媒の調製) 実施例1〜3で得られたBa−1,Ca−1,5r−1
をそれぞれ10g採取して、ゼオライト中のAI原子数
に対し10倍量のアンモニウム分子数になるように秤量
した1mol/1塩化アンモニウム水溶液中に投入し、
液温60℃にて2時間攪拌した。固液分離後、十分水洗
し、100℃で10時間乾燥した。続けて、該ゼオライ
ト中のAI原子数に対し10倍量のコバルト原子数にな
るように秤量した0、1mol/I酢酸コバルト水溶液
に投入し、液温80℃にて20時間攪拌した。固液分離
後十分水洗し、100℃で10時間乾燥した。得られた
触媒をそれぞれCo−Ba−1,Co−Ca−1,C。 −3r−1とする。化学分析によって求めた該排ガス浄
化触媒の銅含有量(COO/ A 1203モル比)を
表3に示す。 [0038]
[Table 2] Example 5 (Preparation of exhaust gas purification catalyst) Ba-1, Ca-1, 5r-1 obtained in Examples 1 to 3
Collect 10 g of each and add them to a 1 mol/1 ammonium chloride aqueous solution weighed so that the number of ammonium molecules is 10 times the number of AI atoms in the zeolite,
The mixture was stirred for 2 hours at a liquid temperature of 60°C. After solid-liquid separation, it was thoroughly washed with water and dried at 100°C for 10 hours. Subsequently, it was poured into a 0.1 mol/I cobalt acetate aqueous solution weighed so that the number of cobalt atoms was 10 times the number of AI atoms in the zeolite, and the mixture was stirred at a liquid temperature of 80° C. for 20 hours. After solid-liquid separation, it was thoroughly washed with water and dried at 100°C for 10 hours. The obtained catalysts were Co-Ba-1, Co-Ca-1, and C, respectively. -3r-1. Table 3 shows the copper content (COO/A 1203 molar ratio) of the exhaust gas purification catalyst determined by chemical analysis. [0038]

【表3】 実施例6(排ガス浄化触媒の調製) 実施例1〜3で得られたBa−1,Ca−1,5r−1
をそれぞれ10g採取して、ゼオライト中のAI原子数
に対し10倍量のアンモニウム分子数になるように秤量
した1mol/L塩化アンモニウム水溶液中に投入し、
液温60℃にて2時間攪拌した。固液分離後、十分水渋
し、100℃で10時間乾燥した。続けて、該ゼオライ
ト中のA1原子数に対し10倍量のニッケル原子数にな
るように秤量した0、1mol/I酢酸ニッケル水溶液
に投入し、液温80℃にて20時間攪拌した。固液分離
後十分水洗し、100℃で10時間乾燥した。得られた
触媒をそれぞれNi −B−1,Ni−Ca−1,Ni
 −8r−1とする。化学分析によって求めた該排ガス
浄化触媒の銅含有量(NiO/A1203モル比)を表
4に示す。 [0039]
[Table 3] Example 6 (Preparation of exhaust gas purification catalyst) Ba-1, Ca-1, 5r-1 obtained in Examples 1 to 3
Collect 10 g of each and add them to a 1 mol/L ammonium chloride aqueous solution weighed so that the number of ammonium molecules is 10 times the number of AI atoms in the zeolite.
The mixture was stirred for 2 hours at a liquid temperature of 60°C. After solid-liquid separation, the mixture was thoroughly rinsed with water and dried at 100°C for 10 hours. Subsequently, it was poured into a 0.1 mol/I aqueous nickel acetate solution weighed so that the number of nickel atoms was 10 times the number of A1 atoms in the zeolite, and stirred at a liquid temperature of 80° C. for 20 hours. After solid-liquid separation, it was thoroughly washed with water and dried at 100°C for 10 hours. The obtained catalysts were Ni-B-1, Ni-Ca-1, and Ni
-8r-1. Table 4 shows the copper content (NiO/A1203 molar ratio) of the exhaust gas purification catalyst determined by chemical analysis. [0039]

【表4】 比較例1 (ゼオライトの合成) 合成原料に酢酸バリウムを添加しない以外は実施例1と
同様の方法でゼオライトを合成し、比較触媒基材Z−1
を得た。化学分析の結果、その組成は無水ベースにおけ
る酸化物のモル比で表して次の組成を有していた。 [004010,65Na20−A1203  ・45
.5SiChまた。その粉末X線回折図から求めた格子
面間隔(d値)は基本的に表1に示した数値と同じであ
った。 [00411比較例2(比較触媒の調製)実施例4と同
様の方法で、比較触媒Cu−Z−1を得た。化学分析に
よって求めた該排ガス浄化触媒の銅含有量(CuO/A
1203モル比)を表5に示す。 [0042]比較例3(比較触媒の調製)実施例5と同
様の方法で、比較触媒Co−Z−1を得た。化学分析に
よって求めた該排ガス浄化触媒のコバルト含有量(CO
O/ A I 203モル比)を表5に示す。 [00431比較例4(比較触媒の調製)実施例6と同
様の方法で、比較触媒N1−Z−1を得た。化学分析に
よって求めた該排ガス浄化触媒のニッケル含有量(Ni
O/AI203モル比)を表5に示す。 [0044]
[Table 4] Comparative Example 1 (Synthesis of Zeolite) Zeolite was synthesized in the same manner as in Example 1 except that barium acetate was not added to the synthesis raw material, and comparative catalyst base material Z-1 was synthesized.
I got it. As a result of chemical analysis, its composition, expressed as the molar ratio of oxides on an anhydrous basis, was as follows: [004010,65Na20-A1203 ・45
.. 5SiCh again. The lattice spacing (d value) determined from the powder X-ray diffraction diagram was basically the same as the values shown in Table 1. [00411 Comparative Example 2 (Preparation of Comparative Catalyst) A comparative catalyst Cu-Z-1 was obtained in the same manner as in Example 4. The copper content (CuO/A) of the exhaust gas purification catalyst determined by chemical analysis
1203 molar ratio) are shown in Table 5. [0042] Comparative Example 3 (Preparation of Comparative Catalyst) A comparative catalyst Co-Z-1 was obtained in the same manner as in Example 5. The cobalt content (CO
O/A I 203 molar ratio) is shown in Table 5. [00431 Comparative Example 4 (Preparation of comparative catalyst) Comparative catalyst N1-Z-1 was obtained in the same manner as in Example 6. The nickel content (Ni
Table 5 shows the O/AI203 molar ratio. [0044]

【表5】 実施例7(排ガス浄化触媒の耐熱水性評価)実施例4,
5および6て得られた排ガス浄化触媒2gを常圧固定床
反応管に充填し、水蒸気濃度10%空気60m 17m
 i n、下、10℃/min、の昇温速度で900℃
まで昇温し、6時間保持した。電源を切り、そのまま放
冷して室温まで冷却した。耐熱水性は、粉末X線回折法
によって求められたX線回折パターンの、熱処理前後の
d値のピーク強度の比を結晶度として、この値の大小か
ら耐熱水性を評価した。その結果を表6に示す。 [004sl比較例5(比較触媒の耐熱水性評gf1)
比較触媒2.3および4で得られた比較触媒を、実施例
7と同じ方法で処理し、同じ評価方法により耐熱水性を
評価した。その結果を表6に示す。 [0046]
[Table 5] Example 7 (Evaluation of hot water resistance of exhaust gas purification catalyst) Example 4,
2 g of the exhaust gas purification catalyst obtained in steps 5 and 6 was packed into a normal pressure fixed bed reaction tube, and 60 m of air with a water vapor concentration of 10% and 17 m of air were charged.
In, bottom, 900°C at a heating rate of 10°C/min.
and held for 6 hours. The power was turned off and the mixture was left to cool to room temperature. The hot water resistance was evaluated based on the crystallinity, which was defined as the ratio of the peak intensities of the d values before and after heat treatment in the X-ray diffraction pattern determined by powder X-ray diffraction method. The results are shown in Table 6. [004sl Comparative Example 5 (Hot water resistance evaluation gf1 of comparative catalyst)
The comparative catalysts obtained in Comparative Catalysts 2.3 and 4 were treated in the same manner as in Example 7, and their hot water resistance was evaluated by the same evaluation method. The results are shown in Table 6. [0046]

【表6】 実施例8(排ガス浄化能による耐熱性評価)実施例4,
5および6で調製した排ガス浄化触媒0. 65gを常
圧固定床反応管に充填し、下記組成の反応ガス流通下(
600ml/min、)、500℃、0.5時間の前処
理後、一定速度で800℃まで昇温し、各温度でのNo
浄化率を測定した(反応1)。 [0047] 又応ガス組成  No     11000ppら  
   4% Co     1000100 0pp、    500ppm H2O4% N、    バランス 続けて800℃で5時間保持し熱処理した。冷却後、2
00℃で0. 5間保持の前処理後、再度、一定速度で
800℃まで昇温し、各温度のNo浄化率を測定した(
反応2)。 [0048]反応ガス中の有害成分をNoとし、反応1
及び反応2でのNo浄化率の変化によって耐熱性を評価
した結果を表7〜表15に示す。 [00491
[Table 6] Example 8 (Evaluation of heat resistance based on exhaust gas purification ability) Example 4,
Exhaust gas purification catalysts prepared in 5 and 6. 65 g was packed into a normal pressure fixed bed reaction tube and heated under flowing reaction gas with the following composition (
After pretreatment at 600 ml/min, ), 500°C for 0.5 hour, the temperature was raised to 800°C at a constant rate, and the No.
The purification rate was measured (reaction 1). [0047] Also, corresponding gas composition No. 11000pp etc.
4% Co 1000100 0pp, 500ppm H2O4%N, balance was continued and heat treated at 800°C for 5 hours. After cooling, 2
0.0 at 00℃. After pretreatment of holding for 5 hours, the temperature was raised again at a constant rate to 800°C, and the No purification rate at each temperature was measured (
Reaction 2). [0048] Reaction 1 with No harmful components in the reaction gas
The results of evaluating heat resistance based on the change in No purification rate in Reaction 2 are shown in Tables 7 to 15. [00491

【表7] 【表8】[Table 7] [Table 8]

【表9】[Table 9]

【表10】[Table 10]

【表11】[Table 11]

【表12】[Table 12]

【表13 【表14】[Table 13 [Table 14]

【表15】 No浄化率とは、次式で示される。 [0050][Table 15] The No purification rate is expressed by the following formula. [0050]

【数1】 比較例6(比較触媒の排ガス浄化能による耐熱性評価)
比較例2,3および4で得られた比較触媒を、実施例8
と同じ方法を用いて耐熱性を評価した結果を表169表
17及び表18に示す。 [00511
[Equation 1] Comparative Example 6 (Evaluation of heat resistance based on exhaust gas purification ability of comparative catalyst)
The comparative catalysts obtained in Comparative Examples 2, 3 and 4 were used in Example 8.
The results of evaluating heat resistance using the same method as above are shown in Table 169, Table 17, and Table 18. [00511

【表16] 【表17】 表7から表18より、本発明のアルカリ土類金属含有結
晶性アルミノ珪酸塩排ガス浄化触媒は、排ガス浄化触媒
を反応ガス中800℃、5時間保持しても、比較触媒よ
り排ガス浄化能の低下が小さく、耐熱性が改善されたこ
とがわかる。 [0052]
[Table 16] [Table 17] From Tables 7 to 18, the alkaline earth metal-containing crystalline aluminosilicate exhaust gas purification catalyst of the present invention shows that even if the exhaust gas purification catalyst is kept in the reaction gas at 800°C for 5 hours, It can be seen that the decrease in exhaust gas purification ability was smaller than that of the comparative catalyst, and the heat resistance was improved. [0052]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
結晶製造時の結晶製造原料中にアルカリ土類金属塩を存
在せしめて製造されたアルカリ土類金属含有結晶性アル
ミノ珪酸塩に周期律表第Ib族及び/又は第VI I 
I族に属する金属から選ばれた1種又は2種以上の金属
元素を含有させた排ガス浄化触媒は排ガスを浄化でき高
温の排ガスとの接触後も高い排ガス浄化活性を維持する
という効果が得られた。 [o o 53]
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention,
An alkaline earth metal-containing crystalline aluminosilicate produced by allowing an alkaline earth metal salt to be present in the crystal production raw material during crystal production, containing Group Ib and/or VII of the periodic table.
An exhaust gas purification catalyst containing one or more metal elements selected from Group I metals has the effect of purifying exhaust gas and maintaining high exhaust gas purification activity even after contact with high-temperature exhaust gas. Ta. [o o 53]

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】結晶製造時の結晶製造原料中にアルカリ土
類金属塩を存在せしめて製造されたアルカリ土類金属含
有結晶性アルミノ珪酸塩に周期律表第 I b族及び/又
は第V I I I 族に属する金属から選ばれた1種又は
2種以上の元素を含有させた排ガス浄化触媒。
Claim 1: An alkaline earth metal-containing crystalline aluminosilicate produced by allowing an alkaline earth metal salt to be present in the raw material for crystal production during crystal production, containing a group Ib and/or VIII of the periodic table. An exhaust gas purification catalyst containing one or more elements selected from metals belonging to the group.
JP2405367A 1990-12-06 1990-12-06 Catalyst for cleaning exhaust gas Pending JPH04210243A (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2405367A JPH04210243A (en) 1990-12-06 1990-12-06 Catalyst for cleaning exhaust gas
AU88398/91A AU645632B2 (en) 1990-12-06 1991-12-03 Catalyst for purifying exhaust gas
CA002056952A CA2056952C (en) 1990-12-06 1991-12-04 Catalyst for purifying exhaust gas
DE69112360T DE69112360T2 (en) 1990-12-06 1991-12-05 Catalytic converter for cleaning exhaust gases.
EP91120895A EP0489433B1 (en) 1990-12-06 1991-12-05 Catalyst for purifying exhaust gas
JP34842591A JP3286996B2 (en) 1990-12-06 1991-12-05 Exhaust gas purification catalyst
US07/802,859 US5236879A (en) 1990-12-06 1991-12-06 Catalyst for purifying exhaust gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2405367A JPH04210243A (en) 1990-12-06 1990-12-06 Catalyst for cleaning exhaust gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04210243A true JPH04210243A (en) 1992-07-31

Family

ID=18514970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2405367A Pending JPH04210243A (en) 1990-12-06 1990-12-06 Catalyst for cleaning exhaust gas

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04210243A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4992214B2 (en) Nitrogen oxide purification catalyst comprising β-type zeolite and nitrogen oxide purification method using the same
JP2009519817A (en) Zeolite catalyst with improved NOx selective catalytic reduction efficiency
JPH07509657A (en) Method of reducing automotive NO↓x emissions in lean-burn internal combustion engine exhaust using zeolites
JP4957176B2 (en) Nitrogen oxide purification catalyst and nitrogen oxide purification method
CA2056952C (en) Catalyst for purifying exhaust gas
US5254515A (en) Catalyst for decomposing nitrogen oxides and a method of purifying a waste gas containing nitrogen oxides
JPH04219141A (en) Exhaust gas purification catalyst
JP2659840B2 (en) Purification method of exhaust gas containing nitrogen oxides
JPH07328437A (en) Ammonia decomposition catalyst
JP3286996B2 (en) Exhaust gas purification catalyst
JPH04210243A (en) Catalyst for cleaning exhaust gas
JPH0889758A (en) Decomposing method of ammonia
JPH044045A (en) Catalyst for processing exhaust gas
JP3355638B2 (en) Exhaust gas purification catalyst
JP2734476B2 (en) Catalyst for direct catalytic cracking of nitrogen oxides
JP2964508B2 (en) Exhaust gas purification method
JP3482661B2 (en) Nitrogen oxide removal method
JP3229117B2 (en) Ammonia decomposition method
JP2695668B2 (en) Purification method of exhaust gas containing nitrogen oxides
JPH08299761A (en) Decomposing and removing method of ammonia
JPH03143547A (en) Catalyst for decomposition of nitrogen oxide
JPH04193347A (en) Catalyst for purification of exhaust gas
JPH06335618A (en) Ammonia decomposing method
JPH03229638A (en) Catalyst for decomposing nitrogen oxide
JPH0435747A (en) Catalyst for decomposition of nitrogen oxide