JPH06154603A - 亜酸化窒素分解用触媒 - Google Patents

亜酸化窒素分解用触媒

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JPH06154603A
JPH06154603A JP4354349A JP35434992A JPH06154603A JP H06154603 A JPH06154603 A JP H06154603A JP 4354349 A JP4354349 A JP 4354349A JP 35434992 A JP35434992 A JP 35434992A JP H06154603 A JPH06154603 A JP H06154603A
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JP
Japan
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catalyst
carrier
nitrous oxide
decomposition
alumina
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Pending
Application number
JP4354349A
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English (en)
Inventor
Masafumi Yoshimoto
雅文 吉本
Tadao Nakatsuji
忠夫 仲辻
Kazuhiko Nagano
一彦 永野
Kenji Nakahira
健二 中平
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.)
Sakai Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Sakai Chemical Industry Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 疎水性担体に、(a)イリジウム(I
r)、及び(b)Nb、TiO、ZrOから
選ばれる少なくとも1種を担持することを特徴とする亜
酸化窒素分解用触媒。 【効果】 排ガス中の亜酸化窒素を、低温度におい
ても効率よく接触分解することが出来、かつ経時変化を
しにくい。

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は、排ガス中の窒素酸化
物、とりわけ亜酸化窒素(NO)の分解除去用触媒に
係わり、詳しくは工場、自動車、ゴミ焼却炉、下水汚泥
焼却炉などの廃棄物処理設備などから排出される排気ガ
ス中に含まれる亜酸化窒素を分解除去する際に用いる好
適な窒素酸化物分解用触媒に関する。
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】多種の
排ガス中の窒素酸化物(以下、NOx)は、健康に有害
であり、かつ光化学スモッグや酸性雨の発生原因ともな
りうるため、その排出は厳しく制限されており、その効
果的な除去手段の開発が望まれている。ところで、従来
排出規制が義務づけられている窒素酸化物は主として一
酸化窒素(NO)及び二酸化窒素(NO)である。こ
れらNOxの除去方法としては、触媒を用いて排ガス中
のNOxを低減する方法が既にいくつか実用化されてい
る。例えば(イ)ガソリン自動車における三元触媒法
や、(ロ)ボイラー等の大型設備排出源からの排ガスに
ついて、アンモニアを用いる選択的接触還元法が挙げら
れる。また、最近では(ハ)炭化水素を用いた排ガス中
のNOx除去方法として、銅等の金属を担持したゼオラ
イト、あるいはアルミナ等の金属酸化物を触媒として炭
化水素の共存下でNOを含むガスと接触させる方法など
が提案されるている。ところが、こうした方法ではいず
れも、排ガス中のNOの処理は不可能ではないが十分
ではなく、従来これらは、前述した脱硝設備の後流に未
処理のまま排出されてきた。これは、これまでNOに
対する法的な規制値がなく、又、JISのような公的な
測定方法も定められてなかったことなどとも関連してお
り、実質的にはこれらの処理は、脱硝の対象としては黙
視されてきたというのが現実であった。ところが、前述
した脱硝方法においては、その運転条件によってN
が生成することが認められており、又、最近ではゴミ焼
却炉や下水汚泥焼却炉などからも比較的高濃度のN
が生成することも報告されている。加えて近年、N
は、CO、フロン、CH等とともに、成層圏でのオ
ゾ層の破壊、ないしは温室効果による温度上昇などもた
らす地球規模的汚染物質として特に注目されてきてい
る。こうした事情からNOの処理方法、とりわけその
分解触媒についての関心が高まっており、いくつかの方
法が提案されてきた。それらは例えば、ゼオライト系の
担体に各種の遷移金属を担持させたものあるいは又、酸
化マグネシウムや酸化亜鉛などの塩基性担体に各種の遷
移金属を担持させたものである。しかしながらこれらは
いずれも活性を示す温度が高く、低温では充分なる性能
が得られず、又処理ガス中に水分があるとその影響を強
く受けて失活するなどの弱点を有していた。こうした問
題を解決するため、既に本発明者らは、疎水性担体にル
テニウムあるいはロジウムをはじめとする種々の貴金属
を担持するなどの方法を出願している(平成4年5月2
6日)。しかしながら、こうした方法によっても、貴金
属のうちでRuやRhは、初期的には非常に高活性を示
すものの反応中に経時的変化し、活性の低下をもたらす
などの弱点を有することも明らかになった。本発明はこ
うした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とす
るところは、排ガス中のNOを効率よく分解すること
が出来ると同時耐久性の優れたNO分解用触媒を提供
することにある。
【問題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る亜酸化窒素分解用触媒は、シリカゲル、
活性アルミナあるいはシリカーアルミナなどの疎水性担
体に、(a)イリジウム(Ir)、及び(b)Nb
、TiO、ZrOから選ばれる少なくとも1種以
上の酸化物を担持させてなる。本発明に係る亜酸化窒素
分解用触媒は、例えば次のようにして調製される。すな
わち、本発明における疎水性担体とは、使用される温度
領域において水分の吸着能を示さないか、あるいは又、
その吸着量が極めて小さいものである。この水吸着能
は、常温にて水を飽和吸着量させた試料のTG−DTA
曲線を解析することなどによって見つもることが出来る
ものである。こうした疎水性担体としては、富士デヴイ
ソン化学製の微粉末合成シリカ、SYLOID978、
同308、同255、同じく富士デヴィイソン化学製の
球状シリカゲルCARIACT10、同15、同30、
同50及び住友化学製の球状活性アルミナKHD−24
(−46)、同NKHD−24(−16)などを挙げる
ことが出来る。あるいは又、ソーダ塩などの水溶性塩や
アルコキシドのアルコール溶液を均質に混合した溶液を
中和あるいは加水分解させる方法などによって沈殿を生
成させ、さらにろ過・水洗・リパルブを繰り返した後乾
燥、焼成することによって、それぞれ、シリカゲル、ア
ルミナあるいは又、シリカーアルミナなどの微粉末を調
製することも可能である。本発明に係る触媒は、例えば
以下の方法により調製することが出来る。前述した疎水
性担体を、Irの塩化物の水溶液中に一定時間浸漬さ
せ、これら貴金属を含浸し、乾燥した後更に、塩化ニオ
ブ、硫酸チタンあるいは硝酸ジルコニルなどの水溶液中
に一定時間浸漬させ、これら酸化物の前駆体を含浸し、
乾燥後、300℃〜500℃で3〜5時間焼成し、更に
気流中で400℃〜500で3〜5時間還元処理を
する。以上のようにして、本発明に係る触媒が得られる
が、これら貴金属の好適な担持量は、金属として0.3
〜2wt%である。0.3wt%以下では、これらの効
果が十分に発揮されず、又2wt%を超えてもそれに見
合うだけの活性の向上は得られなかった。 又、TiO
、Nb、ZrOなどの酸化物の好適な担持量
は、酸化物として5〜20wt%である。5wt%以下
では、これらの効果が十分に発揮されず、又20wt%
を越えると担体の疎水性の低下をもたらし好ましくな
い。本発明に係る亜酸化窒素分解用触媒は、従来公知の
成形方法により、ハニカム状球状等の種々の形状に成形
することが出来る。さらに又、前述した疎水性担体のみ
を成形し、貴金属などを成形後に含浸させてもよい。さ
らに又、別に成形したセラミックス担体あるいはセラミ
ックファイバー製基材、コージエライト製ハニカム等の
上に前述した触媒粉をウォッシュコートしてもよい。
又、成形の際には、成形助剤、無機繊維、有機バインダ
ー等を適宜配合してもよい。本発明に係る亜酸化窒素分
解用触媒が、NOに対して活性を示す最適な温度は、
触媒種によって異なるが通常200℃〜600℃であ
り、この温度領域においては、空間速度(SV)500
〜500000程度で排ガスを通流させることが好まし
い。なお、より好適な使用温度領域は300℃〜500
℃である。
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるも
のではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変
更して実施することが可能なものである。 (I)、触媒の調製 実施例1 粒径が2mm〜4mm、細孔容積0.65ml/g、吸
水率78%の住友化学製の球状活性アルミナNKHD−
24をIrCl水溶液中に浸漬し、Irとして1.5
wt%となるよう含浸した。余分な水分を吹きとばした
後、100℃で2時間乾燥した。次にこのものを塩化ニ
オブ(NbCl)の塩酸水溶液に浸漬し、Nb
として5wt%となるように含浸した。余分な水分を吹
きとばしした後、100℃で2時間乾燥し、さらに40
0℃で2時間焼成した。次にこれらをH気流中で40
0℃で2時間還元処理して、球状アルミナ担体にIrを
1.5wt%、Nbを5wt%担持した触媒を得
た。 実施例2 実施例1において、塩化ニオブ(NbCl)の塩酸水
溶液にかえて、硝酸酸化ジルコニウム水溶液(ZrO
(NO・2HO)とする以外は実施例1と同様
にして、球状アルミナ担体にIrを1.5wt%、Zr
を5wt%担持した触媒を得た。 実施例3 実施例1において、塩化ニオブ(NbCl)の塩酸水
溶液にかえて、硫酸チタン水溶液(TiO(S
)とする以外は実施例1と同様にして、球状ア
ルミナ担体にIrを1.5wt%、TiOを5wt%
担持した触媒を得た。 実施例4 実施例2において、硝酸酸化ジルコニウム(ZrO(N
・2HO)水溶液の濃度を2倍とする以外
は、実施例2と同様にして、球状アルミナ担体にIrを
1.5wt%、ZrOを10wt%担持した触媒を得
た。 実施例5 実施例2において、硝酸酸化ジルコニウム(ZrO(N
・2HO)水溶液の濃度を3倍とする以外
は、実施例2と同様にして、球状アルミナ担体にIrを
1.5%、ZrOを15wt%担持した触媒を得た。 実施例6 実施例2において、球状活性アルミナNKHD−24に
かえて、粒径が2mm〜4mm、細孔容積1.05ml
/g、平均細孔径500Å、吸水率111%の富士デヴ
ィソン化学製の球状シリカCARIACT−50とする
以外は、実施例2と同様にして、球状シリカ担体にIr
1.5wt%、ZrOを5wt%担持した触媒を得
た。 実施例7 平均粒子径が2.5μ、細孔容積1.25ml/gの富
士デヴィソン化学製の微粉末状合成シリカSYLOID
978を水にリパルブした。このスラリーにZrO
してSYLOID−978I対して5wt%とするよう
に、硝酸酸化ジルコニウム(ZrO(NO・2H
O)水溶液を添加し、30分間攪拌した。次いで(1
+1)NHOHを用いてpHが8になるまで中和し
た。このスラリーをろ別水洗、乾燥した後、500℃で
4時間焼成し、ZrO担持合成シリカパウダーを得
た。次にこのパウダーの1部をシリカゾルをバインダー
として、顆粒機にかけ篩を通して約1mmの顆粒状物と
した。さらにこれを核として、残りのパウダーを同じく
シリカゾルをバインダーとし転動造粒機にかけ、篩を通
して粒径が2mm〜4mmの球状造粒物を得た。これら
造粒物は100℃で5時間乾燥後さらに500℃で4時
間焼成した。次いで、これをIrCl水溶液中に浸漬
し、Irとして1.5wt%となるように含浸した。余
分な水分を吹きとばした後、100℃で2時間焼成し
た。次いで。これらをH気流中で400℃で2時間還
元処理をし、球状シリカ担体にIrを1.5wt%、Z
rOを5wt%担持した触媒を得た。 比較例1 実施例1において、Nbを含浸担持せずして、H
気流中、400℃で2時間還元処理して、球状アルミ
ナ担体にIrのみを1.5wt%担持した触媒を得た。 比較例2 実施例6において、ZrOを含浸担持せずして、H
気流中、400℃で2時間還元処理して、球状シリカ担
体にIrのみを1.5wt%担持した触媒を得た。 (II)、水吸着量の測定 実施例1〜7、比較例1〜2で得た触媒を軽く粉砕し
て、50℃の温水槽におかれた水をはったデシケーター
の中に入れ一昼夜放置し触媒に水を吸着させた。この試
料をセイコー電子工業(株)製SSC−5200型熱分
析システムを用いN気流中で常温から500℃迄、5
℃/minで昇温操作し、TG−DTA分析を行い、3
00℃における水分吸着量を測定した。 (III)、評価試験 実施例1〜7、比較例1〜2で得た触媒について、下記
の試験条件により、常圧流通式反応装置を用い、亜酸化
窒素含有ガスの接触分解を行い、反応開始1時間後、1
0時間後及び100時間後の亜酸化窒素分解率を測定し
た。尚、亜硝酸窒素分解率は、亜酸化窒素のNへの転
換率をガスクロマトグラフ法によりNを定量して算出
した。試験条件 、ガス組成 NO 50ppm O 5% HO 2% He 残部 、空間速度 5000Hr 、反応温度 350℃ 結果を表1に示す。
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中平 健二 大阪府堺市戎島町5丁1番地 堺化学工業 株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】疎水性担体に、(a)イリジウム(I
    r)、及び(b)Nb、TiO、ZrOから
    選ばれる少なくとも1種を担持することを特徴とする亜
    酸化窒素分解用触媒。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7704474B2 (en) 2004-05-17 2010-04-27 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Method for the decomposition of N2O, catalyst therefor and preparation of this catalyst

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7704474B2 (en) 2004-05-17 2010-04-27 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Method for the decomposition of N2O, catalyst therefor and preparation of this catalyst
US7901648B2 (en) 2004-05-17 2011-03-08 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Method for the decomposition of N2O, catalyst therefor and preparation of this catalyst

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