JPH04281846A - 窒素酸化物除去用金触媒及び窒素酸化物除去方法 - Google Patents
窒素酸化物除去用金触媒及び窒素酸化物除去方法Info
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- JPH04281846A JPH04281846A JP3072355A JP7235591A JPH04281846A JP H04281846 A JPH04281846 A JP H04281846A JP 3072355 A JP3072355 A JP 3072355A JP 7235591 A JP7235591 A JP 7235591A JP H04281846 A JPH04281846 A JP H04281846A
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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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。
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種内燃機関、燃焼機
器等より排出される排気ガス中に含まれる窒素酸化物を
還元し、除去するための窒素酸化物除去用金触媒と窒素
酸化物の除去方法に関する。
器等より排出される排気ガス中に含まれる窒素酸化物を
還元し、除去するための窒素酸化物除去用金触媒と窒素
酸化物の除去方法に関する。
【0002】
【従来技術とその問題点】各種内燃機関、燃焼機器等よ
り排出される排気ガスの中には、窒素酸化物(NOX
)、不完全燃焼成分(一酸化炭素、水素、炭化水素等)
及び水分が含まれている。これらNOX 等は、人体に
有害なものであり、環境汚染を引き起こす酸性雨等の原
因となっており、現在その対策が切望されている。
り排出される排気ガスの中には、窒素酸化物(NOX
)、不完全燃焼成分(一酸化炭素、水素、炭化水素等)
及び水分が含まれている。これらNOX 等は、人体に
有害なものであり、環境汚染を引き起こす酸性雨等の原
因となっており、現在その対策が切望されている。
【0003】これら内燃機関、燃焼機器等より排出され
る排気ガスのうち触媒を用いて窒素酸化物を除去する方
法として自動車のガソリンエンジン用触媒(いわゆる三
元触媒)が知られており実用化されるに至っている。上
記三元触媒は、排気ガス中に含まれている一酸化炭素、
炭化水素等を還元剤として、窒素酸化物を窒素に還元す
るための触媒であり、このような反応を促進する活性物
質としてPt、Ru、Rh等の貴金属とペロブスカイト
型構造を有する複合金属酸化物が知られている。 し
かしながら、上記のような触媒は、中温域(400〜8
00℃付近)でのNOX の還元に対しては有効である
が、排気ガスの温度は室温付近(始動時)から高温(8
00〜1000℃以上)まで大きく変化するので、中温
域以外の温度範囲、例えば機関の始動時あるいはコ・ジ
ェネレーションシステムの熱を回収した後の排気ガスの
ような低温域(室温〜400℃付近)において有効に作
用せず使用できないという問題点がある。
る排気ガスのうち触媒を用いて窒素酸化物を除去する方
法として自動車のガソリンエンジン用触媒(いわゆる三
元触媒)が知られており実用化されるに至っている。上
記三元触媒は、排気ガス中に含まれている一酸化炭素、
炭化水素等を還元剤として、窒素酸化物を窒素に還元す
るための触媒であり、このような反応を促進する活性物
質としてPt、Ru、Rh等の貴金属とペロブスカイト
型構造を有する複合金属酸化物が知られている。 し
かしながら、上記のような触媒は、中温域(400〜8
00℃付近)でのNOX の還元に対しては有効である
が、排気ガスの温度は室温付近(始動時)から高温(8
00〜1000℃以上)まで大きく変化するので、中温
域以外の温度範囲、例えば機関の始動時あるいはコ・ジ
ェネレーションシステムの熱を回収した後の排気ガスの
ような低温域(室温〜400℃付近)において有効に作
用せず使用できないという問題点がある。
【0004】
【問題点を解決するための手段】本発明者は、上記の問
題点に鑑み、鋭意研究を重ね、先に可燃性ガスの接触用
触媒として金超微粒子を金属酸化物に固定化した触媒(
特開昭60−238148号)を開発し、上記触媒が酸
化触媒又は還元触媒として有効であるとの知見に基づき
特開昭63−252908号に係る発明を開発した。
題点に鑑み、鋭意研究を重ね、先に可燃性ガスの接触用
触媒として金超微粒子を金属酸化物に固定化した触媒(
特開昭60−238148号)を開発し、上記触媒が酸
化触媒又は還元触媒として有効であるとの知見に基づき
特開昭63−252908号に係る発明を開発した。
【0005】本発明者らは、より有効な触媒を得るため
に種々検討を重ねた結果、金を特定金属の酸化物複合体
に固定化する時はNOX の還元反応に対して極めて高
い活性をもつことを見出し、本発明を完成した。
に種々検討を重ねた結果、金を特定金属の酸化物複合体
に固定化する時はNOX の還元反応に対して極めて高
い活性をもつことを見出し、本発明を完成した。
【0006】即ち、本発明は、Zn、Mg、Mn、Ni
、Co及びCuからなる群より選ばれた少なくとも1種
の金属とFeからなる複合金属酸化物に金が固定化され
ていることを特徴とする窒素酸化物除去用金触媒、及び
該触媒を用いる窒素酸化物除去方法に係るものである。
、Co及びCuからなる群より選ばれた少なくとも1種
の金属とFeからなる複合金属酸化物に金が固定化され
ていることを特徴とする窒素酸化物除去用金触媒、及び
該触媒を用いる窒素酸化物除去方法に係るものである。
【0007】以下、本発明について詳細に説明する。
【0008】本発明の触媒は、本発明者らにより発明さ
れ開示された製法、即ち1)共沈法(特開昭60−23
8148号)、2)均一析出沈殿法(特開昭62−15
5937号)、3)滴下中和沈殿法(特開昭63−25
2908号)、4)還元剤添加法(特開昭63−252
908号)、5)pH制御中和沈殿法(特開昭63−2
52908号)、6)カルボン酸金属塩添加法(特開平
2−252610号)等の公知の各種方法により製造す
ることができ、同様に出発物質は、金化合物としては塩
化金塩等の水溶性金塩を使用し、複合金属酸化物原料と
してはZn、Mg、Mn、Ni、Co及びCuの少なく
とも1種の金属並びに鉄の硝酸塩、硫酸塩、塩化物等が
使用できる。
れ開示された製法、即ち1)共沈法(特開昭60−23
8148号)、2)均一析出沈殿法(特開昭62−15
5937号)、3)滴下中和沈殿法(特開昭63−25
2908号)、4)還元剤添加法(特開昭63−252
908号)、5)pH制御中和沈殿法(特開昭63−2
52908号)、6)カルボン酸金属塩添加法(特開平
2−252610号)等の公知の各種方法により製造す
ることができ、同様に出発物質は、金化合物としては塩
化金塩等の水溶性金塩を使用し、複合金属酸化物原料と
してはZn、Mg、Mn、Ni、Co及びCuの少なく
とも1種の金属並びに鉄の硝酸塩、硫酸塩、塩化物等が
使用できる。
【0009】本発明における複合金属酸化物の構造は、
Zn、Mg、Mn、Ni、Co及びCuからなる群より
選ばれた少なくとも1種の金属をMとするスピネル構造
(MFe2 O4 )を有し、この構造を保つ範囲内で
FeとMの割合を変えることができる。一般にその割合
は、MX FeY O4 で表すと、X=0.7〜1.
3、Y=2.3〜1.7の範囲とするのが好ましい。
Zn、Mg、Mn、Ni、Co及びCuからなる群より
選ばれた少なくとも1種の金属をMとするスピネル構造
(MFe2 O4 )を有し、この構造を保つ範囲内で
FeとMの割合を変えることができる。一般にその割合
は、MX FeY O4 で表すと、X=0.7〜1.
3、Y=2.3〜1.7の範囲とするのが好ましい。
【0010】前記の共沈法等により得られるものを乾燥
し、焼成することにより上記複合金属酸化物に金が固定
化された窒素酸化物除去用金触媒を得る。上記焼成温度
は、使用温度により異なるが通常200〜600℃程度
である。また、金と上記複合金属酸化物の割合は、金固
定化触媒中の金の含有量が0.1〜20重量%程度とす
るのが好ましい。
し、焼成することにより上記複合金属酸化物に金が固定
化された窒素酸化物除去用金触媒を得る。上記焼成温度
は、使用温度により異なるが通常200〜600℃程度
である。また、金と上記複合金属酸化物の割合は、金固
定化触媒中の金の含有量が0.1〜20重量%程度とす
るのが好ましい。
【0011】また、より実用的な形態で使用することを
目的として各種金属酸化物系担体及び金属系担体に上記
触媒を担持させることもできる。上記各担体としては、
アルミナ、シリカ、アルミナ−シリカ、ゼオライト、酸
化チタン等の金属酸化物系担体、あるいはステンレスス
チール、鉄、銅、アルミニウム等の金属系担体を例示す
ることができる。担持させるにあたっては、各種方法を
採ることができ、例えば本発明者ら先に発明した特開平
1−94945号に開示された方法に従って行なえばよ
い。より具体的には、アルミナビーズ等の担体を鉄塩及
び上記Zn等の塩を含む水溶液に浸漬した後に焼成し、
ついで金塩の水溶液に浸漬して熟成させた後に再び焼成
することにより上記触媒は担持される。
目的として各種金属酸化物系担体及び金属系担体に上記
触媒を担持させることもできる。上記各担体としては、
アルミナ、シリカ、アルミナ−シリカ、ゼオライト、酸
化チタン等の金属酸化物系担体、あるいはステンレスス
チール、鉄、銅、アルミニウム等の金属系担体を例示す
ることができる。担持させるにあたっては、各種方法を
採ることができ、例えば本発明者ら先に発明した特開平
1−94945号に開示された方法に従って行なえばよ
い。より具体的には、アルミナビーズ等の担体を鉄塩及
び上記Zn等の塩を含む水溶液に浸漬した後に焼成し、
ついで金塩の水溶液に浸漬して熟成させた後に再び焼成
することにより上記触媒は担持される。
【0012】本発明の触媒は、各種内燃機関、燃焼機器
等の排気ガスのように窒素酸化物NOX (一酸化窒素
NO、二酸化窒素NO2 、亜酸化窒素N2 O等)を
含有するガスを処理して、窒素酸化物を還元し低減させ
るという顕著な効果を発揮する。上記処理は、還元剤の
存在下に行なわれ、還元剤としては排気ガス中の不完全
燃焼成分(一酸化炭素CO、水素H2 、炭化水素等)
を利用するか、あるいは積極的に還元剤を添加して0〜
500℃の反応温度下で行なう。
等の排気ガスのように窒素酸化物NOX (一酸化窒素
NO、二酸化窒素NO2 、亜酸化窒素N2 O等)を
含有するガスを処理して、窒素酸化物を還元し低減させ
るという顕著な効果を発揮する。上記処理は、還元剤の
存在下に行なわれ、還元剤としては排気ガス中の不完全
燃焼成分(一酸化炭素CO、水素H2 、炭化水素等)
を利用するか、あるいは積極的に還元剤を添加して0〜
500℃の反応温度下で行なう。
【0013】
【発明の効果】本発明の窒素酸化物除去用金触媒によれ
ば、中温域(400〜800℃)はもとより、従来の触
媒では不可能であった低温域(室温〜500℃)から高
温域(800〜1000℃)においても非常に優れた触
媒作用を発現することができる。しかも水分の存在下で
も触媒の活性は低下することなく、むしろ促進されてお
り、従来の触媒よりも悪条件での使用が可能となり、実
質的に窒素酸化物の排出を阻止することができる。
ば、中温域(400〜800℃)はもとより、従来の触
媒では不可能であった低温域(室温〜500℃)から高
温域(800〜1000℃)においても非常に優れた触
媒作用を発現することができる。しかも水分の存在下で
も触媒の活性は低下することなく、むしろ促進されてお
り、従来の触媒よりも悪条件での使用が可能となり、実
質的に窒素酸化物の排出を阻止することができる。
【0014】また、窒素酸化物還元と同時に排気ガス中
に存在する一酸化炭素等の不完全燃焼成分を還元剤とし
て利用することができるので、機関の外部に有害物質を
放出することがなく、結果として環境の保護に極めて大
きな役割を果たすことができる。
に存在する一酸化炭素等の不完全燃焼成分を還元剤とし
て利用することができるので、機関の外部に有害物質を
放出することがなく、結果として環境の保護に極めて大
きな役割を果たすことができる。
【0015】
【実施例】以下、実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明瞭にする。
ころをより一層明瞭にする。
【0016】
【実施例1】塩化金酸[HAuCl4 ・4H2 O]
0.66g[0.0016モル]、硝酸塩[Fe(NO
3 )3 ・9H2 O]8.08g[0.020モル
]及び硝酸ニッケル[Ni(NO3 )2 ・6H2
O]2.91g[0.010モル]を300mlの蒸留
水に溶解させた(A液)。次いで、炭酸ナトリウム[N
a2 CO3 ]5.39g[0.051モル]を20
0mlの蒸留水に溶解させた(B液)。
0.66g[0.0016モル]、硝酸塩[Fe(NO
3 )3 ・9H2 O]8.08g[0.020モル
]及び硝酸ニッケル[Ni(NO3 )2 ・6H2
O]2.91g[0.010モル]を300mlの蒸留
水に溶解させた(A液)。次いで、炭酸ナトリウム[N
a2 CO3 ]5.39g[0.051モル]を20
0mlの蒸留水に溶解させた(B液)。
【0017】次に、B液の中にA液を滴下し、1時間攪
拌した。得られた共沈物を充分に水洗した後、乾燥し、
空気中400℃で5時間焼成することにより、金固定化
ニッケル鉄酸化物触媒(NO.1)[Au/NiFe2
O4 、原子比Au/(Fe+Ni)=1/19]を
得た。
拌した。得られた共沈物を充分に水洗した後、乾燥し、
空気中400℃で5時間焼成することにより、金固定化
ニッケル鉄酸化物触媒(NO.1)[Au/NiFe2
O4 、原子比Au/(Fe+Ni)=1/19]を
得た。
【0018】また、上記と同様にして各種金属塩を用い
て本発明触媒NO.2〜NO.6を得た。
て本発明触媒NO.2〜NO.6を得た。
【0019】続いて、上記各触媒を用いて、一酸化窒素
の除去性能を以下の方法で調べた。上記触媒を70〜1
20メッシュにふるい分けしたものを0.15g用い、
一酸化窒素と一酸化炭素を共に1000ppm含むヘリ
ウム混合ガスを50ml/分の流量で流通させ、生成し
た窒素の濃度を測定した。その結果を表1に示す。尚、
表1には比較のためにAu/α−Fe2 O3 及びZ
nFe2 O4 (比較例1及び2)を用いた場合の結
果を併記する。
の除去性能を以下の方法で調べた。上記触媒を70〜1
20メッシュにふるい分けしたものを0.15g用い、
一酸化窒素と一酸化炭素を共に1000ppm含むヘリ
ウム混合ガスを50ml/分の流量で流通させ、生成し
た窒素の濃度を測定した。その結果を表1に示す。尚、
表1には比較のためにAu/α−Fe2 O3 及びZ
nFe2 O4 (比較例1及び2)を用いた場合の結
果を併記する。
【0020】
表 1 触
媒
窒素転化率(%)
100
℃ 150℃ 200℃No1 Au/N
iFe2 O4 (Au:Ni:Fe=1:6.3:1
2.7) 86.4 94.0 100
No2 Au/ZnFe2 O4 (Au:Zn:
Fe=1:6.3:12.7) 83.8 1
00No3 Au/MgFe2 O4 (Au:M
g:Fe=1:6.3:12.7) 35.4
80.2 No4 Au/MnFe2 O4 (
Au:Mn:Fe=1:6.3:12.7) 81.
1 96.5 100No5 Au/
CoFe2 O4 (Au:Co:Fe=1:6.3:
12.7) 75.3 94.3 10
0No6 Au/CuFe2 O4 (Au:Cu
:Fe=1:6.3:12.7) 73.2
88.3 100比較例1 Au/α−Fe2
O3 (Au:Fe=1:19) 2
2.6 78.0 100比較例2 Zn
Fe2 O4
29.2 87.2
反応ガス:NO(0.1%)+CO(0.1%)/He
この結果により、一酸化窒素の除去性能を一酸化窒素が
窒素に変化した割合で評価すると、試験温度100℃の
場合、金固定化酸化鉄(比較例1)ではNOX 除去率
は22.6%と低いが、酸化鉄をフェライト化し、亜鉛
、マグネシウム、マンガン、コバルト又は銅の酸化物と
の複合体に固定化した本発明触媒(NO.1〜6)では
いずれの場合でも、高い除去性能を示した。尚、低い転
化率の場合には一酸化窒素の一部が亜酸化窒素に転化す
るが、試験温度が上昇するにつれてその生成量は減少す
る。即ち、本発明の金触媒は、亜酸化窒素の還元に対し
ても有効であることがわかる。
表 1 触
媒
窒素転化率(%)
100
℃ 150℃ 200℃No1 Au/N
iFe2 O4 (Au:Ni:Fe=1:6.3:1
2.7) 86.4 94.0 100
No2 Au/ZnFe2 O4 (Au:Zn:
Fe=1:6.3:12.7) 83.8 1
00No3 Au/MgFe2 O4 (Au:M
g:Fe=1:6.3:12.7) 35.4
80.2 No4 Au/MnFe2 O4 (
Au:Mn:Fe=1:6.3:12.7) 81.
1 96.5 100No5 Au/
CoFe2 O4 (Au:Co:Fe=1:6.3:
12.7) 75.3 94.3 10
0No6 Au/CuFe2 O4 (Au:Cu
:Fe=1:6.3:12.7) 73.2
88.3 100比較例1 Au/α−Fe2
O3 (Au:Fe=1:19) 2
2.6 78.0 100比較例2 Zn
Fe2 O4
29.2 87.2
反応ガス:NO(0.1%)+CO(0.1%)/He
この結果により、一酸化窒素の除去性能を一酸化窒素が
窒素に変化した割合で評価すると、試験温度100℃の
場合、金固定化酸化鉄(比較例1)ではNOX 除去率
は22.6%と低いが、酸化鉄をフェライト化し、亜鉛
、マグネシウム、マンガン、コバルト又は銅の酸化物と
の複合体に固定化した本発明触媒(NO.1〜6)では
いずれの場合でも、高い除去性能を示した。尚、低い転
化率の場合には一酸化窒素の一部が亜酸化窒素に転化す
るが、試験温度が上昇するにつれてその生成量は減少す
る。即ち、本発明の金触媒は、亜酸化窒素の還元に対し
ても有効であることがわかる。
【0021】このようにZn、Mg、Mn、Ni、Co
、Cuからなる群の少なくとも1種の金属とFeとの複
合酸化物に金を固定化することにより、高活性化できる
ことが明らかである。
、Cuからなる群の少なくとも1種の金属とFeとの複
合酸化物に金を固定化することにより、高活性化できる
ことが明らかである。
【0022】
【実施例2】実施例1で得た金固定化コバルト鉄酸化物
触媒(NO.5)を用いて、湿分による影響を調べた。
触媒(NO.5)を用いて、湿分による影響を調べた。
【0023】上記触媒を70〜120メッシュにふるい
分けしたものを0.15g用い、一酸化窒素1000p
pm、一酸化炭素1000ppm及び水1.8体積%を
含むヘリウム混合ガスを50ml/分の流量で流通させ
、生成した窒素の濃度を測定した。その測定結果を表2
に示す。
分けしたものを0.15g用い、一酸化窒素1000p
pm、一酸化炭素1000ppm及び水1.8体積%を
含むヘリウム混合ガスを50ml/分の流量で流通させ
、生成した窒素の濃度を測定した。その測定結果を表2
に示す。
【0024】
表 2
測定条件 窒素転
化率(%)
100℃ 150℃
200℃
湿分あり 75.3 94.3
100 湿
分なし 93.0 1
00 触媒Au/
CoFe2 O4 (Au:Co:Fe=1:6.3:
12.7) 反応ガス: NO(0.1%)+CO(0.1%)/He(湿分なし
) NO(0.1%)+CO(0.1%)+H2 O(1.
8%)/He(湿分あり) 上記結果より、水分が共存していてもその除去性能の低
下は認められず、必然的に水分が含有されている燃焼排
気ガス等に対して本発明の触媒は実用上極めて有利であ
ることがわかる。
表 2
測定条件 窒素転
化率(%)
100℃ 150℃
200℃
湿分あり 75.3 94.3
100 湿
分なし 93.0 1
00 触媒Au/
CoFe2 O4 (Au:Co:Fe=1:6.3:
12.7) 反応ガス: NO(0.1%)+CO(0.1%)/He(湿分なし
) NO(0.1%)+CO(0.1%)+H2 O(1.
8%)/He(湿分あり) 上記結果より、水分が共存していてもその除去性能の低
下は認められず、必然的に水分が含有されている燃焼排
気ガス等に対して本発明の触媒は実用上極めて有利であ
ることがわかる。
【0025】
【実施例3】化学量論から外れた不定比のフェライト酸
化物に金を固定化した触媒(NO.7〜9)を実施例1
と同様の方法で調製した。これらの触媒を用いて一酸化
窒素の除去性能を実施例1と同様の方法で測定した。そ
の結果を表3に示す。
化物に金を固定化した触媒(NO.7〜9)を実施例1
と同様の方法で調製した。これらの触媒を用いて一酸化
窒素の除去性能を実施例1と同様の方法で測定した。そ
の結果を表3に示す。
【0026】
表 3 触
媒
窒素転化率(%)
100
℃ 150℃ 200℃Au/Zn0.8 F
e2.2 O4 (Au:Zn:Fe=1:5.1:1
3.9) 91.2 100Au/Mn0.8
Fe2.2 O4 (Au:Mn:Fe=1:5.1
:13.9) 84.5 1
00Au/Co0.8 Fe2.2 O4 (Au:C
o:Fe=1:5.1:13.9) 82.3
100
反応ガス:NO(0.1%)+CO(0.1%)/
He この結果より、亜鉛、マンガン、コバルトを含むフェラ
イト酸化物のすべてが化学量論比の触媒体よりも性能が
向上した。鉄の2価イオンが導入され得るような不定比
にすることで、一酸化窒素の除去性能が向上することは
明らかである。
表 3 触
媒
窒素転化率(%)
100
℃ 150℃ 200℃Au/Zn0.8 F
e2.2 O4 (Au:Zn:Fe=1:5.1:1
3.9) 91.2 100Au/Mn0.8
Fe2.2 O4 (Au:Mn:Fe=1:5.1
:13.9) 84.5 1
00Au/Co0.8 Fe2.2 O4 (Au:C
o:Fe=1:5.1:13.9) 82.3
100
反応ガス:NO(0.1%)+CO(0.1%)/
He この結果より、亜鉛、マンガン、コバルトを含むフェラ
イト酸化物のすべてが化学量論比の触媒体よりも性能が
向上した。鉄の2価イオンが導入され得るような不定比
にすることで、一酸化窒素の除去性能が向上することは
明らかである。
【0027】
【実施例4】実施例1で調製したNO.2及びNO.5
の触媒を用い、二酸化窒素の除去性能を以下の方法で調
べた。
の触媒を用い、二酸化窒素の除去性能を以下の方法で調
べた。
【0028】上記触媒を70〜120メッシュにふるい
分けしたものを0.15g用い、二酸化窒素500pp
mと一酸化炭素1000ppmを含むヘリウム混合ガス
を50ml/分の流量で流通させ、生成した窒素の濃度
を測定した。その測定結果を表4に示す。尚、比較のた
めにAu/α−Fe2 O3を用いた場合の結果も併記
する。
分けしたものを0.15g用い、二酸化窒素500pp
mと一酸化炭素1000ppmを含むヘリウム混合ガス
を50ml/分の流量で流通させ、生成した窒素の濃度
を測定した。その測定結果を表4に示す。尚、比較のた
めにAu/α−Fe2 O3を用いた場合の結果も併記
する。
【0029】
表 4 触
媒
窒素転化率(%)
100
℃ 150℃ 200℃比較例1 Au/α−
Fe2 O3 (Au:Fe=1:19)
25.8 80.2 100No2
Au/ZnFe2 O4 (Au:Mg:Fe=
1:6.3:12.7) 85.4 100N
o5 Au/CoFe2 O4 (Au:Co:F
e=1:6.3:12.7) 78.5 94
.6 100
反応ガス:NO2 (0.05%)+
CO(0.1%)/Heこの結果より、これらの触媒は
一酸化窒素の場合と同様に、二酸化窒素の還元に対して
極めて高い活性を示すことがわかる。
表 4 触
媒
窒素転化率(%)
100
℃ 150℃ 200℃比較例1 Au/α−
Fe2 O3 (Au:Fe=1:19)
25.8 80.2 100No2
Au/ZnFe2 O4 (Au:Mg:Fe=
1:6.3:12.7) 85.4 100N
o5 Au/CoFe2 O4 (Au:Co:F
e=1:6.3:12.7) 78.5 94
.6 100
反応ガス:NO2 (0.05%)+
CO(0.1%)/Heこの結果より、これらの触媒は
一酸化窒素の場合と同様に、二酸化窒素の還元に対して
極めて高い活性を示すことがわかる。
【0030】
【実施例5】実施例1で調製した金固定化亜鉛フェライ
ト触媒(NO.2)を用いて一酸化炭素以外の還元剤に
よる一酸化窒素の除去性能を調べた。
ト触媒(NO.2)を用いて一酸化炭素以外の還元剤に
よる一酸化窒素の除去性能を調べた。
【0031】上記各触媒を70〜120メッシュにふる
い分けしたものを0.15g用い、一酸化窒素と還元性
ガス[水素、メタン(CH4 )、プロパン(C3 H
8 )、プロピレン(C3 H6)]を共に1000p
pm含むヘリウム混合ガスを50ml/分の流量で流通
させ、生成した窒素の濃度を測定した。その測定結果を
図1に示す。
い分けしたものを0.15g用い、一酸化窒素と還元性
ガス[水素、メタン(CH4 )、プロパン(C3 H
8 )、プロピレン(C3 H6)]を共に1000p
pm含むヘリウム混合ガスを50ml/分の流量で流通
させ、生成した窒素の濃度を測定した。その測定結果を
図1に示す。
【0032】
【図1】この結果、作用温度域の序列は、水素・一酸化
炭素(50〜100℃)<プロパン・プロピレン(30
0〜350℃)<メタン(450℃)の結果となった。 これより、還元剤として一酸化炭素のみならず、水素、
各種炭化水素を用いても優れた効果を発揮できることが
わかる。また、排気ガスの温度は、燃焼機器の機種、運
転条件等により大きく変化するが、本発明の触媒は適当
な還元剤の組み合わせにより広い条件のもとで対処する
ことができる。
炭素(50〜100℃)<プロパン・プロピレン(30
0〜350℃)<メタン(450℃)の結果となった。 これより、還元剤として一酸化炭素のみならず、水素、
各種炭化水素を用いても優れた効果を発揮できることが
わかる。また、排気ガスの温度は、燃焼機器の機種、運
転条件等により大きく変化するが、本発明の触媒は適当
な還元剤の組み合わせにより広い条件のもとで対処する
ことができる。
【0033】
【実施例6】より実用的な形態で使用することを想定し
て、次の方法により触媒をアルミナビーズに担持させた
触媒を調製した。
て、次の方法により触媒をアルミナビーズに担持させた
触媒を調製した。
【0034】本発明者らがすでに発明した方法(特開平
1−94945号)に従い、326m2 /gの表面積
をもつ直径2mmのγ−アルミナのアルミナビーズに硝
酸第二鉄と硝酸コバルトを溶解させた水溶液を含浸させ
、400℃で4時間焼成し、CoFe2 O4 担持ア
ルミナビーズ30gを600mlの水中に投入し、炭酸
ソーダの1モル水溶液を用いてpH8と調整した後、1
5gの塩化金を含む0.01モル水溶液を加え、70℃
で1時間熟成した。
1−94945号)に従い、326m2 /gの表面積
をもつ直径2mmのγ−アルミナのアルミナビーズに硝
酸第二鉄と硝酸コバルトを溶解させた水溶液を含浸させ
、400℃で4時間焼成し、CoFe2 O4 担持ア
ルミナビーズ30gを600mlの水中に投入し、炭酸
ソーダの1モル水溶液を用いてpH8と調整した後、1
5gの塩化金を含む0.01モル水溶液を加え、70℃
で1時間熟成した。
【0035】得られた触媒前駆体を水で洗浄後、400
℃で5時間焼成して、金固定化コバルトフェライト酸化
物担持アルミナビーズ触媒(Au/CoFe2 O4
/アルミナビーズ、金固定量5g/l)を得た。
℃で5時間焼成して、金固定化コバルトフェライト酸化
物担持アルミナビーズ触媒(Au/CoFe2 O4
/アルミナビーズ、金固定量5g/l)を得た。
【0036】上記触媒を用いて実施例1及び2と同様の
方法で一酸化窒素の除去性能を調べた。その結果を表5
に示す。
方法で一酸化窒素の除去性能を調べた。その結果を表5
に示す。
【0037】
表 5
測定条件 窒素転
化率(%)
100℃ 150℃
200℃
湿分あり 3.1 8.3
60.2
湿分なし 15.5 62.3
95.3 触媒A
u/CoFe2 O4 (Au:Co:Fe=1:6.
3:12.7) 反応ガス: NO(0.1%)+CO(0.1%)/He(湿分なし
) NO(0.1%)+CO(0.1%)+H2 O(0.
6%)/He(湿分あり) 上記の結果より、固定化する金の量を5g/lに減らし
ても、実用上充分な活性を示した。また、水分により大
きな促進効果も認められた。
表 5
測定条件 窒素転
化率(%)
100℃ 150℃
200℃
湿分あり 3.1 8.3
60.2
湿分なし 15.5 62.3
95.3 触媒A
u/CoFe2 O4 (Au:Co:Fe=1:6.
3:12.7) 反応ガス: NO(0.1%)+CO(0.1%)/He(湿分なし
) NO(0.1%)+CO(0.1%)+H2 O(0.
6%)/He(湿分あり) 上記の結果より、固定化する金の量を5g/lに減らし
ても、実用上充分な活性を示した。また、水分により大
きな促進効果も認められた。
【0038】以上の各実施例の結果より、本発明の触媒
が排気ガス等に含まれる窒素酸化物を還元除去するのに
極めて有効であることがわかる。
が排気ガス等に含まれる窒素酸化物を還元除去するのに
極めて有効であることがわかる。
【図1】各還元剤における反応温度と窒素転化率との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
Claims (5)
- 【請求項1】Zn、Mg、Mn、Ni、Co及びCuか
らなる群より選ばれた少なくとも1種の金属とFeから
なる複合金属酸化物に金が固定化されていることを特徴
とする窒素酸化物除去用金触媒。 - 【請求項2】請求項1記載の触媒を担体に担持せしめた
ことを特徴とする請求項1記載の窒素酸化物除去用金触
媒 - 【請求項3】担体としてアルミナ、シリカ、アルミナ−
シリカ、ゼオライト及び酸化チタンの中から選ばれた少
なくとも1種の金属酸化物系担体、又はステンレススチ
ール、鉄、銅及びアルミニウムの中から選ばれた少なく
とも1種の金属系担体を用いることを特徴とする請求項
2記載の窒素酸化物除去用金触媒。 - 【請求項4】窒素酸化物含有ガスを還元剤の存在下に処
理して窒素酸化物を還元するにあたり、請求項1乃至3
のいずれかに記載の触媒の存在下に処理を行なうことを
特徴とする窒素酸化物除去方法。 - 【請求項5】還元剤として水素、一酸化炭素、低級飽和
炭化水素又は低級不飽和炭化水素を用い、触媒として請
求項4記載の窒素酸化物除去用金触媒を用いることを特
徴とする窒素酸化物除去方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3072355A JPH0687976B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 窒素酸化物除去用金触媒及び窒素酸化物除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3072355A JPH0687976B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 窒素酸化物除去用金触媒及び窒素酸化物除去方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH04281846A true JPH04281846A (ja) | 1992-10-07 |
JPH0687976B2 JPH0687976B2 (ja) | 1994-11-09 |
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ID=13486925
Family Applications (1)
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JP3072355A Expired - Lifetime JPH0687976B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 窒素酸化物除去用金触媒及び窒素酸化物除去方法 |
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JP (1) | JPH0687976B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0796187A (ja) * | 1993-09-28 | 1995-04-11 | Agency Of Ind Science & Technol | 窒素酸化物除去用触媒及び窒素酸化物除去方法 |
JP2008253978A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Tatung Co | ナノ金を含み酸化マンガン/酸化鉄に積載する触媒により及びその製造方法と応用 |
WO2011049245A1 (ja) * | 2009-10-23 | 2011-04-28 | トヨタ自動車株式会社 | Nox浄化用触媒 |
JP2015085224A (ja) * | 2013-10-29 | 2015-05-07 | 株式会社豊田中央研究所 | N2o分解触媒及びそれを用いたn2o含有ガスの分解方法 |
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-
1991
- 1991-03-11 JP JP3072355A patent/JPH0687976B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP2011088093A (ja) * | 2009-10-23 | 2011-05-06 | Toyota Motor Corp | Nox浄化用触媒 |
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