JPH081001A - 触媒及びその製造方法 - Google Patents

触媒及びその製造方法

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JPH081001A JP7182007A JP18200795A JPH081001A JP H081001 A JPH081001 A JP H081001A JP 7182007 A JP7182007 A JP 7182007A JP 18200795 A JP18200795 A JP 18200795A JP H081001 A JPH081001 A JP H081001A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 廃ガスの成分に対して良好な安定性を持ちか
つNOの良好な浄化作用を持つ触媒及びその製造方法
を提供する。 【構成】 NOの触媒還元及び炭化水素の酸化のた
め、触媒が金属即ち銅、亜鉛及びアルミニウムを含むス
ピネルを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、銅(Cu)、亜鉛(Z
n)及びアルミニウム(Al)を含むスピネルから成る
触媒及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】未公開のドイツ連邦共和国特許出願第P
4301470号明細書に記載されているCuAl
スピネルは、亜鉛、鉛、元素の周期系の第II主族又
は副族の元素を酸化物又は塩として又は元素の形で添加
され、続いてか焼されてスピネルとなるように一体化さ
れる。このようなスピネルはNOを分解するために使
用される。特に100℃の温度でCO及びNOの触
媒酸化のためこの触媒を使用することは、知られていな
い。
【0003】環境保護上の理由から、ガス、特に例えば
内燃機関この場合特にデイーゼル機関又は希薄混合気機
関において生ずるような廃ガスの浄化、即ちCO等の減
少のほかに、窒素除去従つて窒素酸化物(NO)の分
解は、特に重要な問題である。
【0004】欧州特許出願公開第042471号明細書
から、一酸化炭素(CO)を二酸化炭素に触媒酸化する
ために使用される触媒が公知で、金属即ち銅(Cu)、
亜鉛(Zn)及びアルミニウム(Al)を金属酸化物と
して含んでいる。存在するCuの少なくとも60%が、
酸化銅−酸化アルミニウムスピネルとして酸化アルミニ
ウムに結合されている。多孔性スピネルの自由空間に
は、10ないし20%の重量割合で酸化亜鉛が存在す
る。
【0005】しかしこの欧州特許出願公開第04247
1号明細書から公知の触媒からは、COの触媒酸化に基
くCOの浄化作用しか知られていない。特に上記の内燃
機関及び例えば火力発電所等において生ずるようなNO
又は炭化水素の浄化に適しているか否かは、知られて
いない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、廃ガ
スの成分に対するできるだけ良好な安定性で、特にNO
における良好な浄化作用を持つように、最初にあげた
種類の触媒を発展させることである。更に本発明は、こ
のような触媒の製造方法を開発することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、触媒に関して、廃ガス中の窒素酸化物NOの触
媒還元又は炭化水素の酸化のために使用される触媒が、
化学式CuZnAlの酸化銅−酸化亜鉛−酸
化アルミニウムスピネルを含み、A+C+D=3及びA
>0,C>0及びD>0であることにより解決され、ま
たその製造方法に関して、酸化銅及び酸化コバルト及び
酸化亜鉛及び酸化アルミニウムから成る触媒を製造する
ため、これら4つの金属すべてを含むスピネルを製造す
ることによつて解決される。
【0008】
【発明の効果】CuZnAlスピネルを触媒
として使用することにより、触媒が例えばHO,NO
,CO又はSOのような廃ガスの成分に対して大
幅に安定であり、触媒が炭化水素へこれを酸化するよう
に作用し、NOへこれを触媒還元するように作用す
る。NOの還元は、酸素を含むガス中で、例えば上述
した炭化水素のような還元剤の存在下で行われる。炭化
水素が、内燃機関の廃ガス中に充分な濃度で存在すると
有利である。最も有利な場合、300℃以上の温度で6
0%の還元率が得られる。
【0009】本発明の有利な構成は従属請求項からわか
る。更に、測定線図を図示した実施例について、本発明
を以下に説明する。
【0010】
【実施例】
例1)粉末状スピネルとして、Cu0.5Zn0.5
の組成の銅−亜鉛−アルミニウムスピネルが使
用される。スピネルのうち10gの粉末が、垂直に設け
られる石英反応器(直径20mm,高さ約500mm)
へ入れられる。試料を露出するため、この反応器の中間
にガス透過性フリツトが設けられている。堆積高さは約
15mmである。石英反応器の周りに炉が設けられて、
約100mmの長さの反応器中間部分を加熱し、その際
550℃までの温度が得られる。
【0011】1000ppmのNO、1000ppmの
プロペン(プロピレン)、10%の酸素及び残部は担体
ガスとしてのアルゴンから成るガス混合物が、1時間当
り約10000の空間速度で触媒に通される。反応器の
後でNO濃度がガス検出器で測定され、検出前に場合に
よつては形成されるNOがコンバータでNOに還元さ
れる。同時に炭化水素からCOへの酸化が、ガス検出
器によるCO含有量の測定によつて観察される。
【0012】測定の結果が図1に線図で示されている。
NO割合及びCO割合(ppm)の変化が温度の関数
として記入されており、NO濃度及びCO濃度が異
なる太さの線で示されている。線図において、温度の増
大につれてNO(NO)濃度の著しい減少が認めら
れ、この濃度は約430℃で最低点に達し、続いて再び
上昇する。Cu0.5Zn0.5Alに対して、
200℃からNO濃度の著しい減少が認められると共
に、CO濃度の増大により示されるように、炭化水素
がCOに変換される。NOの還元が行われる温度範
囲は、材料の組成に応じて200ないし500℃であ
る。
【0013】上述した温度範囲が、内燃機関の排気系の
廃ガス管路に生ずる温度の所にあると有利である。
【0014】この触媒についての別の研究から、N
,HO,CO及びSOに対して高い安定度の
あることがわかつた。
【0015】例2)粉末状スピネルとして、Cu
0.25Co0.25Zn0.5Alの組成の銅
−コバルト−亜鉛−アルミニウムスピネルが使用され
る。このスピネルを製造するため、Cu0.5Zn
0.5Alスピネルから出発して、スピネル中に
存在する銅とコバルトがほぼ同じ量になるまで、スピネ
ルの銅がコバルトに一部置換される。スピネルのうち1
0gの粉末が、垂直に設けられる石英反応器(直径20
mm,高さ約500mm)へ入れられる。試料を露出す
るため、この反応器の中間にガス透過性フリツトが設け
られている。堆積高さは約15mmである。石英反応器
の周りに炉が設けられて、約100mmの長さの反応器
中間部分を加熱し、その際550℃までの温度が得られ
る。
【0016】1000ppmのNO、1000ppmの
プロペン、10%の酸素及び残部は担体ガスとしてのア
ルゴンから成るガス混合物が、1時間当り約10000
の空間速度で触媒に通される。反応器の後でNO濃度が
ガス検出器で測定され、検出前に場合によつては存在す
るNOがコンバータでNOに還元される。同時に炭化
水素からCOへの酸化が、ガス検出器によるCO
有量の測定によつて観察される。
【0017】測定の結果が図2に線図で示されている。
ppmで表されるNO(NO)割合及びCO割合の
変化が温度の関数として記入されておりNO濃度及び
CO濃度は異なる記号をつけられている。
【0018】この線図において、温度の増大につれてN
(NO)濃度の著しい減少が認められ、この濃度は
約460℃で最低点に達し、続いて再び上昇する。Cu
0.25Co0.25Zn0.5Alに対して、
約200℃からNO濃度の激しい減少が認められると
共に、CO濃度の増大で示されるように、炭化水素が
COに変換される。NOの還元が行われる温度範囲
は、材料の組成に応じて200ないし500℃である。
【0019】上述した温度範囲が内燃機関の排気系の廃
ガス管路中に生ずる可能性のある温度の所にあると有利
である。
【0020】この触媒についての別の研究が、NO
O,CO及びSOに対する高い安定性を示し
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】Cu0.5Zn0.5Alスピネルを含
む触媒におけるNO(NO)還元を温度に関して示す
線図である。
【図2】Cu0.25Co0.25Zn0.5Al
スピネルを含む触媒におけるNO(NO)の還元を
温度に関して示す線図である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/36 102 B (71)出願人 591027307 バスフ アクチェンゲゼルシャフト BASF AKTIENGESELLSC HAFT ドイツ連邦共和国、6700、ルードウィッヒ スハーフェン、カール−ボッシュ−ストラ ーセ、38 (72)発明者 マルテイン・ハルトヴエーク ドイツ連邦共和国エルバツハ・アム・ヴア ル5 (72)発明者 マルテイナ・ハイナウ ドイツ連邦共和国ウルム・ヴアインベルク ヴエーク269 (72)発明者 アンドレア・ザイボルト ドイツ連邦共和国ブラウシユタイン−アル ネツク・ヒユーレンヴエーク16 (72)発明者 レオンハルト・ヴアルツ ドイツ連邦共和国ノイ−ウルム・フリーデ ンシユトラーセ23 (72)発明者 トーマス・フエツツエル ドイツ連邦共和国シユパイエル・ヴオルム ゼル・ラントシユトラーセ144 (72)発明者 ベルント・モルスバツハ ドイツ連邦共和国ルートヴイスハーフエ ン・ウーテシユトラーセ22 (72)発明者 ヴオルフガング・ビユーヒエレ ドイツ連邦共和国ルートヴイスハーフエ ン・アン・デル・フロツシユラツヘ7

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 銅(Cu)、亜鉛(Zn)及びアルミニ
    ウム(Al)を含むスピネルから成る触媒において、廃
    ガス中の窒素酸化物(NO)の触媒還元又は炭化水素
    の酸化のために使用される触媒が、化学式CuZn
    Alの酸化銅−酸化亜鉛−酸化アルミニウムスピ
    ネルを含み、A+C+D=3及びA>0,C>0及びD
    >0であることを特徴とする、触媒。
  2. 【請求項2】 触媒が化学式Cu(1−C)ZnAl
    の酸化銅−酸化亜鉛−酸化アルミニウムスピネル
    を含み、C>0で0<C<1であることを特徴とする、
    請求項1に記載の触媒。
  3. 【請求項3】 触媒が化学式Cu0.5Zn0.5Al
    の酸化銅−酸化亜鉛−酸化アルミニウムスピネル
    を含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の触
    媒。
  4. 【請求項4】 スピネルの金属が一部をコバルト(C
    o)により置換され、従つて触媒の使用されるスピネル
    が化学式CuCoZnAlの酸化銅−酸化
    コバルト−酸化亜鉛−酸化アルミニウムスピネルであ
    り、A>0,B>0,C>0及びD>0でA+B+C+
    D=3であることを特徴とする、請求項1に記載の触
    媒。
  5. 【請求項5】 スピネルの金属Cu又はZnが一部をコ
    バルトにより置換され、従つて触媒の使用されるスピネ
    ルが化学式Cu〔1−(B+C)〕CoZnAl
    の酸化銅−酸化コバルト−酸化亜鉛−酸化アルミニ
    ウムスピネルであり、B>0及びC>0で0<(B+
    C)<1であることを特徴とする、請求項1に記載の触
    媒。
  6. 【請求項6】 スピネルの銅のみが一部をコバルトによ
    り置換され、従つて触媒の使用されるスピネルが、化学
    式Cu(0.5−B)CoZn0.5Alの酸
    化銅−酸化コバルト−酸化亜鉛−酸化アルミニウムスピ
    ネルであり、0<B<0.5であることを特徴とする、
    請求項1又は5に記載の触媒。
  7. 【請求項7】 スピネルの銅が半分をコバルトにより置
    換され、従つて触媒の使用されるスピネルが化学式Cu
    0.25Co0.25Zn0.5Alの酸化銅−
    酸化コバルト−酸化亜鉛−酸化アルミニウムスピネルで
    あり、0<B<0.5であることを特徴とする、請求項
    1又は6に記載の触媒。
  8. 【請求項8】 スピネルが粉粒の形で存在することを特
    徴とする、請求項1ないし7の1つに記載の触媒。
  9. 【請求項9】 ガス用触媒を製造するため、金属即ち銅
    (Cu)、亜鉛(Zn)及びアルミニウム(Al)を含
    むスピネルを選ぶ触媒製造方法において、酸化銅及び酸
    化コバルト及び酸化亜鉛及び酸化アルミニウムから成る
    触媒を製造するため、これら4つの金属すべてを含むス
    ピネルを製造することを特徴とする、触媒の製造方法。
  10. 【請求項10】 スピネルを製造する際、スピネルにお
    いて亜鉛又は銅のみの一部をコバルトに置換することを
    特徴とする、請求項9に記載の方法。
  11. 【請求項11】 スピネルの製造の際スピネルにおいて
    銅のみの一部をコバルトに置換することを特徴とする、
    請求項9に記載の方法。
  12. 【請求項12】 スピネルを製造する際、スピネルにお
    いて銅をほぼ同じ割合だけコバルトに置換し、コバルト
    の割合と銅の割合との和を約0.5にすることを特徴と
    する、請求項9に記載の方法。
JP7182007A 1994-06-16 1995-06-15 触 媒 Expired - Lifetime JP2743154B2 (ja)

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DE4420932A DE4420932A1 (de) 1994-06-16 1994-06-16 Material zur katalytischen Reduktion von Stickoxiden

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JPH081001A true JPH081001A (ja) 1996-01-09
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