JPH08168650A - Material and method for purifying exhaust gas - Google Patents

Material and method for purifying exhaust gas

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JPH08168650A
JPH08168650A JP6333468A JP33346894A JPH08168650A JP H08168650 A JPH08168650 A JP H08168650A JP 6333468 A JP6333468 A JP 6333468A JP 33346894 A JP33346894 A JP 33346894A JP H08168650 A JPH08168650 A JP H08168650A
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Japan
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exhaust gas
catalyst
purifying material
gas purifying
silver
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JP6333468A
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Japanese (ja)
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Mika Saitou
美香 斎藤
Satoshi Kadoya
聡 角屋
Kiyohide Yoshida
清英 吉田
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Riken Corp
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Abstract

PURPOSE: To provide an exhaust gas purifying material which can efficiently reduce and remove nitrogen oxide from combustion exhaust gas containing oxygen in the quantities equal to or larger than theoretical reaction amount with respect to unburned components such as nitrogen oxide, carbon monoxide, hydrogen, hydrocarbon. CONSTITUTION: A first catalyt prepared by supporting 0.2-15wt.% (reduced value of silver element) of silver and/or silver compounds or a mixture thereof, as active species, on porous inorganic oxides and a second catalyst prepared by supporting 0.5-30wt.% (reduced value of silver element) of one kind or more of elements and/or compounds selected from the group consisting of copper and copper compounds, as active species, on porous inorganic oxides are mixed together to provide an exhaust gas purifying material.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は窒素酸化物と過剰の酸素
を含む燃焼排ガスから、窒素酸化物を効果的に還元除去
することのできる排ガス浄化材及びそれを用いた浄化方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying material capable of effectively reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and excess oxygen, and a purification method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】自動車
用エンジン等の内燃機関や、工場等に設置された燃焼機
器、家庭用ファンヒーター等から排出される各種の燃焼
排ガス中には、過剰の酸素とともに一酸化窒素、二酸化
窒素等の窒素酸化物が含まれている。ここで、「過剰の
酸素を含む」とは、その排ガス中に含まれる一酸化炭
素、水素、炭化水素等の未燃焼成分を燃焼するのに必要
な理論酸素量より多い酸素を含むことを意味する。ま
た、以下における窒素酸化物とは一酸化窒素及び/又は
二酸化窒素を指す。
2. Description of the Related Art Excessive combustion exhaust gas emitted from internal combustion engines such as automobile engines, combustion equipment installed in factories, household fan heaters, and the like is excessive. It contains nitrogen oxides such as nitric oxide and nitrogen dioxide together with oxygen. Here, "containing excess oxygen" means that the exhaust gas contains more oxygen than the theoretical amount of oxygen necessary to burn unburned components such as carbon monoxide, hydrogen, and hydrocarbons. I do. In the following, nitrogen oxide refers to nitric oxide and / or nitrogen dioxide.

【0003】この窒素酸化物は酸性雨の原因の一つとさ
れ、環境上の大きな問題となっている。そのため、各種
燃焼機器が排出する排ガス中の窒素酸化物を除去するさ
まざまな方法が検討されている。
[0003] This nitrogen oxide is one of the causes of acid rain and is a major environmental problem. Therefore, various methods for removing nitrogen oxides in exhaust gas discharged from various combustion equipments are being studied.

【0004】過剰の酸素を含む燃焼排ガスから窒素酸化
物を除去する方法として、特に大規模な固定燃焼装置
(工場等の大型燃焼機等)に対しては、アンモニアを用
いる選択的接触還元法が実用化されている。
[0004] As a method for removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing excess oxygen, a selective catalytic reduction method using ammonia is used particularly for a large-scale fixed combustion device (a large-scale combustor in a factory or the like). Has been put to practical use.

【0005】しかしながら、この方法においては、窒素
酸化物の還元剤として用いるアンモニアが高価であるこ
と、またアンモニアは毒性を有すること、そのために未
反応のアンモニアが排出しないように排ガス中の窒素酸
化物濃度を計測しながらアンモニア注入量を制御しなけ
ればならないこと、一般に装置が大型となること等の問
題点がある。
However, in this method, ammonia used as a reducing agent for nitrogen oxides is expensive, and ammonia is toxic. Therefore, the nitrogen oxides in the exhaust gas must be removed so that unreacted ammonia is not discharged. There are problems that the amount of injected ammonia must be controlled while measuring the concentration, and that the apparatus generally becomes large.

【0006】また、別な方法として、水素、一酸化炭
素、炭化水素等のガスを還元剤として用い、窒素酸化物
を還元する非選択的接触還元法があるが、この方法で
は、効果的な窒素酸化物の低減除去を実行するためには
排ガス中の酸素との理論反応量以上の還元剤を添加しな
ければならず、還元剤を多量に消費する欠点がある。こ
のため非選択的接触還元法は、実際上は、理論空燃比付
近で燃焼した残存酸素濃度の低い排ガスに対してのみ有
効となり、汎用性に乏しく実際的でない。
As another method, there is a non-selective catalytic reduction method in which a nitrogen oxide is reduced by using a gas such as hydrogen, carbon monoxide, or a hydrocarbon as a reducing agent. In order to reduce and remove nitrogen oxides, it is necessary to add a reducing agent in an amount equal to or more than a theoretical reaction amount with oxygen in exhaust gas, and there is a disadvantage that a large amount of the reducing agent is consumed. For this reason, the non-selective catalytic reduction method is practically effective only for exhaust gas having a low residual oxygen concentration burned near the stoichiometric air-fuel ratio, and is not practical because of poor versatility.

【0007】そこで、ゼオライト又はそれに遷移金属を
担持した触媒を用いて、排ガス中の酸素との理論反応量
以下の還元剤を添加して窒素酸化物を除去する方法が提
案された(たとえば、特開昭63-100919 号、同63-28372
7 号、特開平1-130735号等)。
In view of the above, a method has been proposed for removing nitrogen oxides by using a zeolite or a catalyst supporting a transition metal on the zeolite and adding a reducing agent having a theoretical reaction amount or less with oxygen in the exhaust gas (for example, Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-163873). No.63-100919, 63-28372
No. 7, JP-A No. 1-130735).

【0008】しかしながら、これらの方法では、効果的
な窒素酸化物の除去が狭い温度領域でしか得られず、ま
た、水分を含むような排ガスでは、窒素酸化物の除去率
が著しく低下する。つまり、10%程度の水分を含み、
運転条件によって温度変化の大きい車等からの排ガスに
対して、窒素酸化物の効果的除去は困難である。
However, in these methods, effective removal of nitrogen oxides can be obtained only in a narrow temperature range, and in an exhaust gas containing water, the removal rate of nitrogen oxides is significantly reduced. In other words, it contains about 10% water,
It is difficult to effectively remove nitrogen oxides from exhaust gas from a vehicle or the like whose temperature changes greatly depending on operating conditions.

【0009】したがって、本発明の目的は、固定燃焼装
置および酸素過剰条件で燃焼するガソリンエンジン、デ
ィーゼルエンジン等からの燃焼排ガスのように、窒素酸
化物や、一酸化炭素、水素、炭化水素等の未燃焼分に対
する理論反応量以上の酸素を含有する燃焼排ガスから、
効率良く窒素酸化物を還元除去することができる排ガス
浄化材及び排ガス浄化方法を提供することである。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for producing nitrogen oxides, carbon monoxide, hydrogen, hydrocarbons and the like, such as combustion exhaust gas from a fixed combustion device and a gasoline engine, a diesel engine or the like, which burns under oxygen excess conditions. From combustion exhaust gas containing more than the theoretical reaction amount for unburned components,
An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying material and an exhaust gas purifying method capable of efficiently reducing and removing nitrogen oxides.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、多孔質無機酸化物に銀成分を担持
してなる触媒上で、エタノール等の有機化合物が、酸素
及び窒素酸化物を含む排ガスと反応し、酸素、水分、二
酸化硫黄等の存在する排ガス中でも窒素酸化物を窒素ガ
スに還元するとともに、副生成物として亜硝酸エステ
ル、アンモニア等の含窒素化合物やアルデヒドを生成し
ていることを見出した。生成された亜硝酸エステル、ア
ンモニア等の含窒素化合物やアルデヒドを含む排ガス条
件下で効果的に窒素酸化物を除去できる銅系触媒を銀系
触媒と混合して形成される排ガス浄化材を用い、排ガス
中に炭化水素と炭素数2以上の含酸素有機化合物のいず
れか又はそれらを含む燃料を添加し、特定の温度及び空
間速度で上記の浄化材に排ガスを接触させれば、広い温
度領域で窒素酸化物を効果的に除去することができるこ
とを発見し、本発明を完成した。
Means for Solving the Problems In view of the above problems, as a result of intensive studies, the present inventor has found that an organic compound such as ethanol is converted to oxygen and nitrogen on a catalyst comprising a porous inorganic oxide carrying a silver component. Reacts with exhaust gas containing oxides to reduce nitrogen oxides to nitrogen gas in exhaust gas containing oxygen, moisture, sulfur dioxide, etc., and to generate nitrogen-containing compounds such as nitrites and ammonia and aldehydes as by-products I found that. Using an exhaust gas purifying material formed by mixing a copper-based catalyst and a silver-based catalyst that can effectively remove nitrogen oxides under exhaust gas conditions containing nitrogen-containing compounds and aldehydes such as generated nitrites and ammonia, If hydrocarbons and oxygen-containing organic compounds having 2 or more carbon atoms or a fuel containing them are added to the exhaust gas, and the exhaust gas is brought into contact with the above-mentioned purifying material at a specific temperature and space velocity, a wide temperature range is obtained. The present inventors have found that nitrogen oxides can be effectively removed, and have completed the present invention.

【0011】すなわち、窒素酸化物と、共存する未燃焼
成分に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガ
スから窒素酸化物を還元除去する本発明の第一の排ガス
浄化材は、多孔質の無機酸化物に活性種として銀及び/
又は銀化合物、又はそれらの混合物0.2〜15重量%
(銀元素換算値)を担持してなる第一の触媒と、多孔質
の無機酸化物に活性種として銅及び銅化合物からなる群
より選ばれた一種以上の元素及び/又は化合物0.5〜
30重量%(銅元素換算値)を担持してなる第二の触媒
とを混合してなることを特徴とする。
That is, the first exhaust gas purifying material of the present invention for reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen that is larger than the theoretical reaction amount of coexisting unburned components is a porous inorganic material. Silver and / or
Or 0.2 to 15% by weight of a silver compound or a mixture thereof
(A silver element-converted value), and one or more elements and / or compounds selected from the group consisting of copper and copper compounds as active species on a porous inorganic oxide.
It is characterized by being mixed with a second catalyst carrying 30% by weight (in terms of copper element).

【0012】また、窒素酸化物と、共存する未燃焼成分
に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスか
ら窒素酸化物を還元除去する本発明の第二の排ガス浄化
材は、多孔質の無機酸化物に活性種として銀及び/又は
銀化合物、又はそれらの混合物0.2〜15重量%(銀
元素換算値)を担持してなる第一の触媒と、多孔質の無
機酸化物に活性種として銅及び銅化合物からなる群より
選ばれた一種以上の元素及び/又は化合物0.5〜30
重量%(銅元素換算値)と、アルカリ金属元素と希土類
元素からなる群より選ばれた一種以上の元素及び/又は
金属酸化物5重量%以下(金属元素換算値)とを担持し
てなる第二の触媒とを混合してなることを特徴とする。
A second exhaust gas purifying material of the present invention for reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen in an amount larger than the theoretical reaction amount for coexisting unburned components is a porous inorganic material. A first catalyst in which silver and / or a silver compound or a mixture thereof is supported on the oxide as an active species in an amount of 0.2 to 15% by weight (in terms of silver element); One or more elements and / or compounds 0.5 to 30 selected from the group consisting of copper and copper compounds
Wt.% (In terms of copper element) and 5% by weight or less (in terms of metal element) of at least one element selected from the group consisting of an alkali metal element and a rare earth element and / or a metal oxide. It is characterized by being mixed with two catalysts.

【0013】さらに、窒素酸化物と、共存する未燃焼成
分に対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガス
から窒素酸化物を還元除去する本発明の第三の排ガス浄
化材は、多孔質の無機酸化物に活性種として銀及び/又
は銀化合物、又はそれらの混合物0.2〜15重量%
(銀元素換算値)を担持してなる第一の触媒と、多孔質
の無機酸化物に活性種として銅及び銅化合物からなる群
より選ばれた一種以上の元素及び/又は化合物0.5〜
30重量%(銅元素換算値)と、W、V、Mo、Mn、
Nb、Taからなる群より選ばれた少なくとも一種の元
素の酸化物又は硫酸塩30重量%以下(金属元素換算
値)とを担持してなる第二の触媒とを混合してなること
を特徴とする。
Further, the third exhaust gas purifying material of the present invention for reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen in an amount larger than the theoretical reaction amount of coexisting unburned components is a porous inorganic material. 0.2 to 15% by weight of silver and / or silver compound or a mixture thereof as an active species in the oxide
(A silver element-converted value), and one or more elements and / or compounds selected from the group consisting of copper and copper compounds as active species on a porous inorganic oxide.
30% by weight (in terms of copper element), W, V, Mo, Mn,
Characterized in that it is mixed with a second catalyst carrying 30% by weight or less (in terms of metal element) of an oxide or sulfate of at least one element selected from the group consisting of Nb and Ta. I do.

【0014】窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対す
る理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒素
酸化物を還元除去する本発明の排ガス浄化方法は、上記
の排ガス浄化材を用い、前記排ガス浄化材を排ガス導管
の途中に設置し、前記浄化材の上流側で炭化水素及び/
又は含酸素有機化合物を添加した排ガスを、150〜6
00℃において前記浄化材に接触させ、もって前記排ガ
ス中の炭化水素及び/又は含酸素有機化合物との反応に
より前記窒素酸化物を除去することを特徴とする。
The exhaust gas purifying method of the present invention for reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen which is larger than the theoretical reaction amount of coexisting unburned components uses the above exhaust gas purifying material, An exhaust gas purifying material is installed in the middle of the exhaust gas conduit, and hydrocarbons and / or
Alternatively, the exhaust gas to which the oxygen-containing organic compound is added is
The method is characterized in that the nitrogen oxides are removed by contacting the purification material at 00 ° C. and reacting with hydrocarbons and / or oxygen-containing organic compounds in the exhaust gas.

【0015】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
第一の排ガス浄化材は、多孔質の無機酸化物に活性種と
して銀及び/又は銀化合物、又はそれらの混合物を担持
してなる第一の触媒と、多孔質の無機酸化物に活性種と
して銅及び銅化合物からなる群より選ばれた一種以上を
担持してなる第二の触媒とを混合してなる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The first exhaust gas purifying material of the present invention comprises a first catalyst in which silver and / or a silver compound or a mixture thereof is supported as an active species on a porous inorganic oxide; It is obtained by mixing with a second catalyst carrying at least one selected from the group consisting of copper and a copper compound as an active species.

【0016】本発明の第二の排ガス浄化材は、多孔質の
無機酸化物に活性種として銀及び/又は銀化合物、又は
それらの混合物を担持してなる第一の触媒と、多孔質の
無機酸化物に活性種として銅及び銅化合物からなる群よ
り選ばれた一種以上の元素及び/又は化合物と、アルカ
リ金属元素と希土類元素からなる群より選ばれた一種以
上の元素及び/又は金属酸化物とを担持してなる第二の
触媒とを混合してなる。
The second exhaust gas purifying material of the present invention comprises a first catalyst comprising a porous inorganic oxide carrying silver and / or a silver compound or a mixture thereof as an active species, and a porous inorganic oxide. One or more elements and / or compounds selected from the group consisting of copper and copper compounds as active species in the oxide, and one or more elements and / or metal oxides selected from the group consisting of alkali metal elements and rare earth elements And a second catalyst carrying the above.

【0017】本発明の第三の排ガス浄化材は、多孔質の
無機酸化物に活性種として銀及び/又は銀化合物、又は
それらの混合物を担持してなる第一の触媒と、多孔質の
無機酸化物に活性種として銅及び銅化合物からなる群よ
り選ばれた一種以上の元素及び/又は化合物と、W、
V、Mo、Mn、Nb、Taからなる群より選ばれた少
なくとも一種の元素の酸化物又は硫酸塩とを担持してな
る第二の触媒とを混合してなる。
The third exhaust gas purifying material of the present invention comprises a first catalyst comprising a porous inorganic oxide carrying silver and / or a silver compound or a mixture thereof as active species, and a porous inorganic oxide. One or more elements and / or compounds selected from the group consisting of copper and copper compounds as active species in the oxide;
A mixture is prepared by mixing an oxide or a sulfate of at least one element selected from the group consisting of V, Mo, Mn, Nb, and Ta with a second catalyst.

【0018】本発明の好ましい態様として、上記第一〜
第三の排ガス浄化材は、さらにPt、Pd、Ru、R
h、Ir及びAuからなる群より選ばれた少なくとも1
種の元素を担持してなる第三の触媒を有することが好ま
しい。前記第一の触媒と前記第二の触媒からなる混合触
媒を浄化材の排ガス流入側に、前記第三の触媒を流出側
に配置する。
[0018] In a preferred embodiment of the present invention, the first to the above
The third exhaust gas purifying material further comprises Pt, Pd, Ru, R
at least one selected from the group consisting of h, Ir and Au
It is preferred to have a third catalyst carrying the seed element. A mixed catalyst comprising the first catalyst and the second catalyst is disposed on the exhaust gas inflow side of the purifying material, and the third catalyst is disposed on the outflow side.

【0019】本発明のもう一つ好ましい態様として、上
記第一〜第三の排ガス浄化材は、さらにW、V、Mo、
Mn、Nb、Taからなる群より選ばれた少なくとも一
種の元素の酸化物又は硫酸塩と、Pt、Pd、Ru、R
h、Ir及びAuからなる群より選ばれた少なくとも1
種の元素とを担持してなる第三の触媒を有することが好
ましい。前記第一の触媒と前記第二の触媒からなる混合
触媒を浄化材の排ガス流入側に、前記第三の触媒を流出
側に配置する。
In another preferred embodiment of the present invention, the first to third exhaust gas purifying materials further include W, V, Mo,
Oxides or sulfates of at least one element selected from the group consisting of Mn, Nb, Ta, and Pt, Pd, Ru, R
at least one selected from the group consisting of h, Ir and Au
It is preferable to have a third catalyst that carries the seed element. A mixed catalyst comprising the first catalyst and the second catalyst is disposed on the exhaust gas inflow side of the purifying material, and the third catalyst is disposed on the outflow side.

【0020】本発明では、上記浄化材を排ガス導管中に
設置し、浄化材の設置位置より上流側で炭化水素と炭素
数2以上の含酸素有機化合物のいずれか又はそれを含む
燃料を添加した排ガスをこの浄化材に接触させて、排ガ
ス中の窒素酸化物を還元除去する。
In the present invention, the above-mentioned purifying material is installed in an exhaust gas conduit, and either hydrocarbon or an oxygen-containing organic compound having 2 or more carbon atoms or a fuel containing the same is added upstream of the purifying material installation position. The exhaust gas is brought into contact with the purifying material to reduce and remove nitrogen oxides in the exhaust gas.

【0021】本発明の排ガス浄化材の第一の好ましい形
態は、粉末状の多孔質無機酸化物に触媒活性種を担持し
てなる触媒を浄化材基体にコートしてなる浄化材であ
る。浄化材の基体を形成するセラミックス材料として
は、γ−アルミナ及びその酸化物(γ−アルミナ−チタ
ニア、γ−アルミナ−シリカ、γ−アルミナ−ジルコニ
ア等)、ジルコニア、チタニア−ジルコニア等の多孔質
で表面積の大きい耐熱性のものが挙げられる。高耐熱性
が要求される場合、コージェライト、ムライト、アルミ
ナ及びその複合物等を用いるのが好ましい。また、排ガ
ス浄化材の基体に公知の金属材料を用いることもでき
る。
A first preferred embodiment of the exhaust gas purifying material of the present invention is a purifying material obtained by coating a purifying material substrate with a catalyst comprising a porous inorganic oxide in the form of powder and carrying a catalytically active species. Examples of the ceramic material forming the base of the purifying material include porous materials such as γ-alumina and its oxides (γ-alumina-titania, γ-alumina-silica, γ-alumina-zirconia, etc.), zirconia, titania-zirconia, etc. A heat-resistant material having a large surface area can be used. When high heat resistance is required, it is preferable to use cordierite, mullite, alumina and a composite thereof. In addition, a known metal material can be used for the base of the exhaust gas purifying material.

【0022】排ガス浄化材の基体の形状及び大きさは、
目的に応じて種々変更できる。またその構造としては、
ハニカム構造型、フォーム型、繊維状耐火物からなる三
次元網目構造型、あるいは顆粒状、ペレット状等が挙げ
られる。
The shape and size of the substrate of the exhaust gas purifying material
Various changes can be made according to the purpose. Also, as its structure,
Examples include a honeycomb structure type, a foam type, a three-dimensional network structure type made of a fibrous refractory, a granular form, a pellet form, and the like.

【0023】本発明の排ガス浄化材の第二の好ましい形
態は、ペレット状又は顆粒状粉末状の多孔質無機酸化物
に触媒活性種を担持してなる触媒、又は触媒活性種をそ
れぞれ担持した粉末状多孔質無機酸化物をペレット状又
は顆粒状に成形したものを所望形状のケーシングに充填
してなる浄化材である。
A second preferred form of the exhaust gas purifying material of the present invention is a catalyst comprising a porous inorganic oxide in the form of a pellet or a granular powder carrying a catalytically active species, or a powder comprising a catalytically active species, respectively. It is a purifying material obtained by molding a porous inorganic oxide into pellets or granules into a casing having a desired shape.

【0024】本発明の浄化材には以下の触媒が形成され
ている。 (1)第一の触媒 第一の触媒は、多孔質無機酸化物に銀及び/又は銀化合
物、又はそれらの混合物を担持してなり、排ガスの流入
側に形成され、広い温度領域での窒素酸化物除去に作用
する。銀化合物は銀の酸化物、ハロゲン化銀、硫酸銀及
び燐酸銀等からなる群より選ばれた少なくとも一種であ
り、好ましくは銀の酸化物、塩化銀及び硫酸銀のいずれ
か一種以上であり、更に好ましくは銀の酸化物及び/又
は塩化銀である。多孔質の無機酸化物としては、アルミ
ナ、チタニア、ゼオライトのいずれか又はそれらを含む
複合又は混合酸化物を用いることができるが、アルミナ
又はアルミナの複合又は混合酸化物を用いるのが好まし
い。アルミナの複合又は混合酸化物を用いる場合、アル
ミナの含有率を50重量%以上とするのが好ましい。ア
ルミナ又はアルミナの複合又は混合酸化物を用いること
により、触媒の耐熱性及び耐久性が向上する。
The following catalyst is formed on the purifying material of the present invention. (1) First catalyst The first catalyst is formed by supporting silver and / or a silver compound or a mixture thereof on a porous inorganic oxide, and is formed on the inflow side of exhaust gas. Acts on oxide removal. The silver compound is at least one selected from the group consisting of silver oxide, silver halide, silver sulfate, silver phosphate, and the like, and is preferably one or more of silver oxide, silver chloride, and silver sulfate, More preferred are silver oxide and / or silver chloride. As the porous inorganic oxide, any one of alumina, titania, and zeolite or a composite or mixed oxide containing them can be used, but it is preferable to use alumina or a composite or mixed oxide of alumina. When a composite or mixed oxide of alumina is used, the content of alumina is preferably set to 50% by weight or more. The use of alumina or a composite or mixed oxide of alumina improves the heat resistance and durability of the catalyst.

【0025】第一の触媒で用いるアルミナ等の多孔質の
無機酸化物の比表面積は10m2 /g以上であるのが好
ましい。比表面積が10m2 /g未満であると、排ガス
と無機酸化物(及びこれに担持した銀成分)との接触面
積が小さくなり、良好な窒素酸化物の除去が行えない。
より好ましい多孔質無機酸化物の比表面積は30m2
g以上である。
The specific surface area of the porous inorganic oxide such as alumina used for the first catalyst is preferably 10 m 2 / g or more. If the specific surface area is less than 10 m 2 / g, the contact area between the exhaust gas and the inorganic oxide (and the silver component carried thereon) becomes small, and good nitrogen oxides cannot be removed.
More preferable specific surface area of the porous inorganic oxide is 30 m 2 /
g or more.

【0026】第一の触媒では、上記したγ−アルミナ等
の無機酸化物に活性種として担持する銀成分の担持量
は、無機酸化物100重量%に対して0.2〜15重量
%(銀元素換算値)とする。0.2重量%未満では窒素
酸化物の除去率が低下する。また、15重量%を超す量
の銀成分を担持すると炭化水素及び/又は含酸素有機化
合物自身の燃焼が起きやすく、窒素酸化物の除去率はか
えって低下する。好ましい銀成分の担持量は0.5〜1
2重量%である。
In the first catalyst, the amount of the silver component supported as an active species on the inorganic oxide such as γ-alumina is 0.2 to 15% by weight (100% by weight of the inorganic oxide). (Element conversion value). If the amount is less than 0.2% by weight, the removal rate of nitrogen oxides decreases. If the silver component is carried in an amount exceeding 15% by weight, the combustion of the hydrocarbon and / or the oxygen-containing organic compound itself tends to occur, and the nitrogen oxide removal rate is rather lowered. A preferable silver component loading is 0.5 to 1
2% by weight.

【0027】アルミナ等の無機酸化物に銀を担持する方
法としては、公知の含浸法、沈澱法等を用いることがで
きる。含浸法を用いる際、銀の硝酸塩、塩化物、硫酸
塩、炭酸塩等の水溶液又はアンモニア性水溶液に多孔質
無機酸化物を浸漬する。又は硝酸銀水溶液に多孔質無機
酸化物を浸漬し、乾燥後、塩化アンモニウム又は硫酸ア
ンモニウムの水溶液に再び浸漬する。沈澱法では硝酸銀
とハロゲン化アンモニウムとを反応させて、ハロゲン化
銀として多孔質無機酸化物上に沈澱させる。これを50
〜150℃、特に70℃程度で乾燥後、100〜600
℃で段階的に昇温して焼成するのが好ましい。焼成は、
空気中、酸素を含む窒素気流下や水素ガス気流下で行う
のが好ましい。水素ガス気流下で行う場合には、最後に
300〜650℃で酸化処理するのが好ましい。
As a method for supporting silver on an inorganic oxide such as alumina, a known impregnation method, precipitation method, or the like can be used. When using the impregnation method, the porous inorganic oxide is immersed in an aqueous solution of silver nitrate, chloride, sulfate, carbonate, or the like, or an aqueous ammonia solution. Alternatively, the porous inorganic oxide is immersed in an aqueous solution of silver nitrate, dried, and then immersed again in an aqueous solution of ammonium chloride or ammonium sulfate. In the precipitation method, silver nitrate is reacted with ammonium halide to precipitate silver halide on the porous inorganic oxide. This is 50
After drying at about 150 ° C, especially about 70 ° C, 100 to 600
It is preferred to raise the temperature stepwise at a temperature of ° C. and to perform firing. Firing
It is preferable to carry out in air, under a flow of nitrogen containing oxygen or under a flow of hydrogen gas. When the treatment is performed under a hydrogen gas stream, it is preferable to perform the oxidation treatment at 300 to 650 ° C. at last.

【0028】硝酸銀等の水溶液を用いて多孔質無機酸化
物に担持された銀成分は酸化雰囲気下で焼成すると、無
機酸化物に良く濡れた状態、近似的には円状の集合体を
形成することが観測されている。本発明の浄化材では、
銀成分集合体の平均直径を10〜10000nmとする
のが好ましい。一般的には、銀成分集合体の直径が小さ
いほど、反応特性が高いが、平均直径が10nm未満で
あると、還元剤である炭化水素及び/又は含酸素有機化
合物の酸化反応のみが進み、窒素酸化物の除去率が低下
する。一方、平均直径が10000nmを超えると、銀
成分の反応特性が低減し、窒素酸化物の除去率が下が
る。好ましい銀成分集合体の平均直径は10〜5000
nm、更に好ましくは10〜2000nmとする。な
お、ここで言う平均とは算術平均のことを意味する。
When the silver component carried on the porous inorganic oxide using an aqueous solution of silver nitrate or the like is fired in an oxidizing atmosphere, the silver component forms a well-wetted, approximately circular aggregate with the inorganic oxide. It has been observed that In the purification material of the present invention,
The average diameter of the silver component aggregate is preferably set to 10 to 10000 nm. In general, the smaller the diameter of the silver component aggregate, the higher the reaction characteristics. However, if the average diameter is less than 10 nm, only the oxidation reaction of hydrocarbon and / or oxygen-containing organic compound as a reducing agent proceeds, Nitrogen oxide removal rate decreases. On the other hand, when the average diameter exceeds 10,000 nm, the reaction characteristics of the silver component are reduced, and the nitrogen oxide removal rate is reduced. The average diameter of a preferable silver component aggregate is 10 to 5000.
nm, more preferably 10 to 2000 nm. Here, the average means an arithmetic average.

【0029】なお、浄化材の形態を上述した第一の好ま
しい形態とする場合、浄化材基体上に設ける第一の触媒
の厚さは、一般に、基体材と、この触媒との熱膨張特性
の違いから制限される場合が多い。浄化材基体上に設け
る触媒の厚さを300μm以下とするのがよい。このよ
うな厚さとすれば、使用中に熱衝撃等で浄化材が破損す
ることを防ぐことができる。浄化材基体の表面に触媒を
形成する方法は公知のウォッシュコート法等によって行
われる。
When the form of the purifying material is the above-described first preferred embodiment, the thickness of the first catalyst provided on the purifying material base is generally the thickness of the base material and the thermal expansion characteristic of the catalyst. Often limited by differences. The thickness of the catalyst provided on the purifying material base is preferably 300 μm or less. With such a thickness, it is possible to prevent the purifying material from being damaged by thermal shock or the like during use. A method for forming a catalyst on the surface of the purifying material base is performed by a known wash coat method or the like.

【0030】また、浄化材基体の表面上に設ける第一の
触媒の量は、浄化材基体の20〜300g/リットルと
するのが好ましい。触媒の量が20g/リットル未満で
は良好なNOx の除去が行えない。一方、触媒の量が30
0g/リットルを超えると除去特性はそれほど上がら
ず、圧力損失が大きくなる。より好ましくは、浄化材基
体の表面上に設ける第一の触媒を浄化材基体の50〜2
00g/リットルとする。
Further, the amount of the first catalyst provided on the surface of the purifying material base is preferably 20 to 300 g / liter of the purifying material base. If the amount of the catalyst is less than 20 g / liter, good NOx removal cannot be performed. On the other hand, when the amount of the catalyst is 30
If it exceeds 0 g / liter, the removal characteristics do not increase so much and the pressure loss increases. More preferably, the first catalyst provided on the surface of the purifying material base is 50 to 2
00 g / liter.

【0031】(2)第二の触媒 第二の触媒は、多孔質無機酸化物に触媒活性種を担持し
てなる。多孔質無機酸化物としては、アルミナ、チタニ
ア、ゼオライト、シリカ、ジルコニア等のいずれか又は
それらを含む複合又は混合酸化物を用いる。第一の触媒
と同様に、多孔質の無機酸化物の比表面積は10m2
g以上であることが好ましい。
(2) Second Catalyst The second catalyst comprises a porous inorganic oxide carrying catalytically active species. As the porous inorganic oxide, any one of alumina, titania, zeolite, silica, zirconia and the like, or a composite or mixed oxide containing them is used. Like the first catalyst, the specific surface area of the porous inorganic oxide is 10 m 2 /
g or more.

【0032】本発明の第一の排ガス浄化材では、上記の
第二の触媒の活性種としては銅及び銅化合物からなる群
より選ばれた一種以上の元素及び/又は化合物を用い
る。多孔質無機酸化物を100重量%として、銅成分の
担持量は0.5〜30重量%(金属元素換算値)であ
り、好ましい担持量が0.5〜25重量%(金属元素換
算値)である。
In the first exhaust gas purifying material of the present invention, one or more elements and / or compounds selected from the group consisting of copper and copper compounds are used as the active species of the second catalyst. Assuming that the porous inorganic oxide is 100% by weight, the supported amount of the copper component is 0.5 to 30% by weight (value in terms of a metal element), and the preferable supported amount is 0.5 to 25% by weight (in terms of a metal element). It is.

【0033】本発明の第二の排ガス浄化材では、上記の
第二の触媒の活性種としては銅及び銅化合物からなる群
より選ばれた一種以上の元素及び/又は化合物と、アル
カリ金属元素と希土類元素からなる群より選ばれた一種
以上の元素及び/又は金属酸化物とを担持してなりを用
いる。多孔質無機酸化物を100重量%として、銅成分
の担持量は0.5〜30重量%(金属元素換算値)であ
り、アルカリ金属元素及び/又は希土類元素成分の担持
量は5重量%以下(金属元素換算値)である。銅成分の
好ましい担持量が0.5〜25重量%(金属元素換算
値)であり、アルカリ金属元素及び/又は希土類元素成
分の好ましい担持量は4重量%以下(金属元素換算値)
である。
In the second exhaust gas purifying material of the present invention, as the active species of the second catalyst, one or more elements and / or compounds selected from the group consisting of copper and a copper compound, and an alkali metal element A material supporting at least one element selected from the group consisting of rare earth elements and / or a metal oxide is used. Assuming that the porous inorganic oxide is 100% by weight, the supported amount of the copper component is 0.5 to 30% by weight (in terms of a metal element), and the supported amount of the alkali metal element and / or the rare earth element component is 5% by weight or less. (Metal element conversion value). The preferred loading of the copper component is 0.5 to 25% by weight (converted to metal element), and the preferred loading of the alkali metal element and / or rare earth element is 4% by weight or less (converted to metal element).
It is.

【0034】本発明の第三の排ガス浄化材では、上記の
第二の触媒の活性種としては銅及び銅化合物からなる群
より選ばれた一種以上の元素及び/又は化合物と、W、
V、Mo、Mn、Nb、Taからなる群より選ばれた少
なくとも一種の元素の酸化物又は硫酸塩とを用いる。
W、V、Mo、Mn、Nb、Taのうち、W及び/又は
Vを用いるのが好ましい。多孔質無機酸化物を100重
量%として、銅成分の担持量は0.5〜30重量%(金
属元素換算値)であり、W系成分の担持量は30重量%
以下(金属元素換算値)である。銅成分の好ましい担持
量が0.5〜25重量%(金属元素換算値)であり、W
系成分の好ましい担持量は25重量%以下(金属元素換
算値)である。
In the third exhaust gas purifying material of the present invention, as the active species of the second catalyst, at least one element and / or compound selected from the group consisting of copper and a copper compound;
An oxide or a sulfate of at least one element selected from the group consisting of V, Mo, Mn, Nb, and Ta is used.
Of W, V, Mo, Mn, Nb and Ta, it is preferable to use W and / or V. Assuming that the porous inorganic oxide is 100% by weight, the supported amount of the copper component is 0.5 to 30% by weight (in terms of a metal element), and the supported amount of the W component is 30% by weight.
The following are the values (in terms of metal elements). The preferred loading amount of the copper component is 0.5 to 25% by weight (in terms of a metal element),
The preferable loading amount of the system component is 25% by weight or less (in terms of a metal element).

【0035】第二の触媒における活性種の担持は、公知
の含浸法、沈殿法等を用いることができる。含浸法を用
いる際、触媒活性種元素の炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、硫
酸塩等の水溶液に多孔質無機酸化物を浸漬する。銅成分
の場合、酢酸銅、硫酸銅、硝酸銅等の水溶液を用いる。
W、V、Mo、Mn、Nb、Taの場合、各元素のアン
モニウム塩、しゅう酸塩等の水溶液に多孔質無機酸化物
を浸漬して用いる。50〜150℃、特に70℃で乾燥
後、100〜600℃で段階的に昇温して焼成すること
によって行われる。この焼成は空気中、酸素を含む窒素
気流下で行う。また、チタニアの代わりにメタチタン酸
(含水酸化チタン)を出発物質として用い、V、W、M
oを担持することも有効な方法である。無機酸化物にゼ
オライトを用いる場合、含浸法や既知のイオン交換法な
どで担持するのが効果的である。
For supporting the active species on the second catalyst, a known impregnation method, precipitation method, or the like can be used. When using the impregnation method, the porous inorganic oxide is immersed in an aqueous solution of a carbonate, nitrate, acetate, sulfate or the like of the catalytically active species element. In the case of a copper component, an aqueous solution of copper acetate, copper sulfate, copper nitrate or the like is used.
In the case of W, V, Mo, Mn, Nb, and Ta, a porous inorganic oxide is used by immersing it in an aqueous solution of an ammonium salt, oxalate, or the like of each element. After drying at 50 to 150 ° C., particularly 70 ° C., the temperature is raised stepwise at 100 to 600 ° C. and firing is performed. This calcination is performed in air under a nitrogen stream containing oxygen. Also, metatitanic acid (hydrous titanium oxide) is used as a starting material instead of titania, and V, W, M
Carrying o is also an effective method. When zeolite is used as the inorganic oxide, it is effective to carry the zeolite by an impregnation method or a known ion exchange method.

【0036】なお、浄化材の形態を上述した第一の好ま
しい形態とする場合、浄化材基体上に設ける第二の触媒
の厚さを300μm以下とするのがよい。また、浄化材
基体の表面上に設ける第二の触媒の量は、浄化材基体の
20〜300g/リットルとするのが好ましい。
When the form of the purifying material is the above-described first preferred embodiment, the thickness of the second catalyst provided on the purifying material base is preferably 300 μm or less. The amount of the second catalyst provided on the surface of the purifying material base is preferably 20 to 300 g / liter of the purifying material base.

【0037】第一の触媒と第二の触媒は混合して用い
る。混合は、例えば両触媒の粉末を合わせて攪拌するこ
とによって行うことができる。また、成形体にコートす
る場合、混合触媒をスラリー化して用いることができ
る。
The first catalyst and the second catalyst are used as a mixture. The mixing can be performed, for example, by stirring the powders of both catalysts together. Further, when coating a molded article, the mixed catalyst can be used as a slurry.

【0038】第一の触媒と第二の触媒との重量比(多孔
質無機酸化物と触媒活性種との合計重量の比)は、1:
10〜10:1とするのが好ましい。比率が1:10未
満である(第一の触媒が少ない)と、150〜600℃
の広い温度範囲で全体的に窒素酸化物の浄化率が低下す
る。一方、比率が10:1を超え、第二の触媒が少ない
と、亜硝酸エステル、アンモニア等の含窒素化合物が効
果的に窒素に還元されなかったり、第一の触媒上ででき
たアルデヒドが窒素酸化物の還元に有効に使用されな
い。より好ましい第一触媒と第二の触媒の重量比は1:
5〜10:1である。
The weight ratio of the first catalyst to the second catalyst (the ratio of the total weight of the porous inorganic oxide and the catalytically active species) is 1:
It is preferably 10 to 10: 1. When the ratio is less than 1:10 (the amount of the first catalyst is small), 150 to 600 ° C.
Over a wide temperature range, the purification rate of nitrogen oxides decreases overall. On the other hand, when the ratio exceeds 10: 1 and the amount of the second catalyst is small, nitrogen-containing compounds such as nitrites and ammonia cannot be effectively reduced to nitrogen, or the aldehyde formed on the first catalyst cannot be reduced to nitrogen. Not used effectively for oxide reduction. A more preferred weight ratio of the first catalyst to the second catalyst is 1:
5 to 10: 1.

【0039】(3)第三の触媒 第三の触媒は、多孔質無機酸化物に触媒活性種を担持し
てなり、排ガスの流出側に形成され、低い温度領域にお
ける窒素酸化物の除去に作用するとともに、一酸化炭素
や炭化水素の酸化除去を行う。多孔質無機酸化物として
は、アルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ、ゼオラ
イトからなる群より選ばれた一種以上の酸化物、又はそ
れらの複合、混合酸化物を用いるのが好ましい。第一の
触媒と同様に、多孔質の無機酸化物の比表面積は10m
2 /g以上であることが好ましい。
(3) Third Catalyst The third catalyst comprises a porous inorganic oxide carrying catalytically active species and is formed on the exhaust gas outflow side, and acts to remove nitrogen oxides in a low temperature region. And at the same time, oxidize and remove carbon monoxide and hydrocarbons. As the porous inorganic oxide, it is preferable to use one or more oxides selected from the group consisting of alumina, titania, zirconia, silica, and zeolite, or a composite or mixed oxide thereof. Like the first catalyst, the specific surface area of the porous inorganic oxide is 10 m
It is preferably at least 2 / g.

【0040】本発明の好ましい態様として、上記の第三
の触媒の活性種はPt、Pd、Ru、Rh、Ir及びA
uからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を用い
る。Pt、Pd、Ru、Rh及びAuのうち、特にP
t、Pd及びAuの少なくとも一種を用いるのが好まし
い。多孔質無機酸化物を100重量%として、白金系成
分の担持量は0.01〜5重量%(金属元素換算値)で
ある。白金系成分の好ましい担持量は0.01〜4重量
%(金属元素換算値)である。第三の触媒を用いること
により、一酸化炭素、炭化水素、SOF等の有害物質を
酸化除去することができる。
In a preferred embodiment of the present invention, the active species of the third catalyst is Pt, Pd, Ru, Rh, Ir and A
At least one element selected from the group consisting of u is used. Of Pt, Pd, Ru, Rh and Au, particularly P
It is preferable to use at least one of t, Pd and Au. Assuming that the porous inorganic oxide is 100% by weight, the supported amount of the platinum-based component is 0.01 to 5% by weight (in terms of a metal element). The preferable loading amount of the platinum component is 0.01 to 4% by weight (in terms of metal element). By using the third catalyst, harmful substances such as carbon monoxide, hydrocarbons, and SOF can be oxidized and removed.

【0041】本発明のもう一つ好ましい態様として、上
記の第三の触媒の活性種はW、V、Mo、Mn、Nb、
Taからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素の酸
化物又は硫酸塩と、Pt、Pd、Ru、Rh、Ir及び
Auからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素とを
用いる。W、V、Mo、Mn、Nb、Taのうち、W及
び/又はVを用いるのが好ましく、Pt、Pd、Ru、
Rh及びAuのうち、特にPt、Pd及びAuの少なく
とも一種を用いるのが好ましい。多孔質無機酸化物を1
00重量%として、W系成分の担持量は0.2〜10重
量%(金属元素換算値)であり、白金系成分の担持量は
0.01〜5重量%(金属元素換算値)である。W系成
分の好ましい担持量は0.2〜9重量%(金属元素換算
値)であり、白金系成分の好ましい担持量は0.01〜
4重量%(金属元素換算値)である。この第三の触媒を
用いることにより、一酸化炭素、炭化水素、SOF等の
有害物質を酸化除去するとともに、二酸化硫黄が存在す
る排ガスで二酸化硫黄の酸化を抑制することもできる。
In another preferred embodiment of the present invention, the active species of the third catalyst is W, V, Mo, Mn, Nb,
An oxide or a sulfate of at least one element selected from the group consisting of Ta and at least one element selected from the group consisting of Pt, Pd, Ru, Rh, Ir, and Au are used. Of W, V, Mo, Mn, Nb, and Ta, W and / or V are preferably used, and Pt, Pd, Ru,
Among Rh and Au, it is particularly preferable to use at least one of Pt, Pd and Au. 1 porous inorganic oxide
Assuming that the weight is 00% by weight, the supported amount of the W-based component is 0.2 to 10% by weight (in terms of metal element), and the supported amount of the platinum-based component is 0.01 to 5% by weight (in terms of metal element). . The preferred amount of the W-based component is 0.2 to 9% by weight (in terms of a metal element), and the preferred amount of the platinum-based component is 0.01 to 9% by weight.
4% by weight (in terms of metal element). By using this third catalyst, harmful substances such as carbon monoxide, hydrocarbons, and SOF can be oxidized and removed, and the oxidation of sulfur dioxide can be suppressed by exhaust gas containing sulfur dioxide.

【0042】第三の触媒における活性種の担持は、公知
の含浸法、沈殿法等を用いることができる。含浸法を用
いる際、触媒活性種元素の炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、硫
酸塩、塩化物又はヘキサクロロ金属酸、ジニトロジアミ
ン金属化合物等の水溶液に多孔質無機酸化物を浸漬す
る。W、V、Mo、Mn、Nb、Taの場合、各元素の
アンモニウム塩、しゅう酸塩等の水溶液に多孔質無機酸
化物を浸漬して用いる。50〜150℃、特に70℃で
乾燥後、100〜600℃で段階的に昇温して焼成する
ことによって行われる。この焼成は空気中、酸素を含む
窒素気流下で行う。また、チタニアの代わりにメタチタ
ン酸(含水酸化チタン)を出発物質として用い、V、
W、Moを担持することも有効な方法である。無機酸化
物にゼオライトを用いる場合、含浸法や既知のイオン交
換法等で担持するのが好ましい。
For loading the active species on the third catalyst, a known impregnation method, precipitation method or the like can be used. When the impregnation method is used, the porous inorganic oxide is immersed in an aqueous solution of a carbonate, nitrate, acetate, sulfate, chloride, hexachlorometal acid, or dinitrodiamine metal compound of a catalytically active species element. In the case of W, V, Mo, Mn, Nb, and Ta, a porous inorganic oxide is used by immersing it in an aqueous solution of an ammonium salt, oxalate, or the like of each element. After drying at 50 to 150 ° C., particularly 70 ° C., the temperature is raised stepwise at 100 to 600 ° C. and firing is performed. This calcination is performed in air under a nitrogen stream containing oxygen. In addition, instead of titania, metatitanic acid (hydrous titanium oxide) is used as a starting material, and V,
Carrying W and Mo is also an effective method. When zeolite is used as the inorganic oxide, it is preferable to support the zeolite by an impregnation method or a known ion exchange method.

【0043】なお、浄化材の形態を上述した第一の好ま
しい形態とする場合、浄化材基体上に設ける第三の触媒
の厚さを300μm以下とするのがよい。また、浄化材
基体の表面上に設ける第三の触媒の量は、浄化材基体に
対して20〜300g/リットルとするのが好ましい。
When the form of the purifying material is the first preferred embodiment described above, the thickness of the third catalyst provided on the purifying material base is preferably 300 μm or less. The amount of the third catalyst provided on the surface of the purifying material base is preferably 20 to 300 g / liter based on the purifying material base.

【0044】第一の触媒と第二の触媒との混合触媒の重
量と第三の触媒の重量との比(多孔質無機酸化物と触媒
活性種との合計重量の比)は、1:5〜20:1とする
のが好ましい。比率が1:5未満である(混合触媒が少
ない)と、150〜600℃の広い温度範囲で全体的に
窒素酸化物の浄化率が低下する。一方、比率が20:1
を超え、第三の触媒が少ないと、炭化水素、一酸化炭
素、SOFの酸化特性が低下する。より好ましい混合触
媒の重量と第三の触媒の重量との比は1:4〜10:1
である。
The ratio of the weight of the mixed catalyst of the first catalyst and the second catalyst to the weight of the third catalyst (the ratio of the total weight of the porous inorganic oxide and the catalytically active species) is 1: 5. It is preferably set to 20: 1. When the ratio is less than 1: 5 (the amount of the mixed catalyst is small), the purification rate of nitrogen oxides generally decreases over a wide temperature range of 150 to 600 ° C. On the other hand, the ratio is 20: 1
If the third catalyst is less than the above, the oxidation characteristics of hydrocarbons, carbon monoxide, and SOF deteriorate. More preferably, the ratio of the weight of the mixed catalyst to the weight of the third catalyst is 1: 4 to 10: 1.
It is.

【0045】上述した構成の浄化材を用いれば、150
〜600℃の広い温度領域において、水分10%程度及
び硫黄酸化物を含む排ガスでも、良好な窒素酸化物の除
去を行うことができる。
If the purifying material having the above-described structure is used, 150
In a wide temperature range of up to 600 ° C., good removal of nitrogen oxides can be performed even with an exhaust gas containing about 10% of moisture and sulfur oxides.

【0046】次に、本発明の方法について説明する。ま
ず、上記排ガス浄化材を排ガス導管の途中に設置する。
第三の触媒を用いる場合、浄化材の排ガス流入側に第一
の触媒と第二の触媒の混合触媒、流出側に第三の触媒を
排ガス導管の途中に設置する。
Next, the method of the present invention will be described. First, the exhaust gas purifying material is installed in the middle of the exhaust gas conduit.
When the third catalyst is used, a mixed catalyst of the first catalyst and the second catalyst is provided on the exhaust gas inflow side of the purifying material, and the third catalyst is provided in the exhaust gas conduit on the outflow side.

【0047】排ガス中には、残留炭化水素としてエチレ
ン、プロピレン等がある程度は含まれるが、一般に排ガ
ス中のNOx を還元するのに十分な量ではないので、外部
から炭化水素及び/又は含酸素有機化合物、好ましくは
含酸素有機化合物又はそれと炭化水素燃料と混合してな
る還元剤を排ガス中に導入する。還元剤の導入位置は、
浄化材を設置した位置より上流側である。
Although the exhaust gas contains ethylene, propylene and the like to some extent as residual hydrocarbons, the amount is generally not sufficient to reduce NOx in the exhaust gas. A compound, preferably an oxygen-containing organic compound or a reducing agent obtained by mixing the compound with a hydrocarbon fuel is introduced into the exhaust gas. The introduction position of the reducing agent
It is upstream from the position where the purifying material is installed.

【0048】外部から導入する炭化水素としては、標準
状態でガス状又は液体状のアルカン、アルケン及び/又
はアルキンを用いることができる。特にアルカン又はア
ルケンの場合では炭素数2以上が好ましい。標準状態で
液体状の炭化水素としては、具体的に、軽油、セタン、
ヘプタン、灯油、ガソリン等の炭化水素が挙げられる。
その中でも、沸点50〜350℃の炭化水素が特に好ま
しい。外部から導入する含酸素有機化合物として、炭素
数2以上のエタノール、イソプロピルアルコール等のア
ルコール類、又はそれらを含む燃料を用いることができ
る。
As the hydrocarbon introduced from the outside, gaseous or liquid alkanes, alkenes and / or alkynes can be used under standard conditions. In particular, in the case of an alkane or alkene, it preferably has 2 or more carbon atoms. Specific examples of hydrocarbons that are liquid in the standard state include gas oil, cetane,
Examples include hydrocarbons such as heptane, kerosene, gasoline and the like.
Among them, hydrocarbons having a boiling point of 50 to 350 ° C are particularly preferable. As the oxygen-containing organic compound introduced from the outside, alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol having 2 or more carbon atoms, or a fuel containing them can be used.

【0049】外部から導入する炭化水素及び/又は含酸
素有機化合物の量は、重量比(添加する還元剤の重量/
排ガス中の窒素酸化物の重量)が0.1〜5となるよう
にするのが好ましい。この重量比が0.1未満である
と、窒素酸化物の除去率が大きくならない。一方、5を
超えると、燃費悪化につながる。
The amount of the hydrocarbon and / or oxygen-containing organic compound introduced from the outside is determined by the weight ratio (weight of the reducing agent to be added / weight).
(Weight of nitrogen oxides in the exhaust gas) is preferably 0.1 to 5. If the weight ratio is less than 0.1, the removal rate of nitrogen oxides does not increase. On the other hand, if it exceeds 5, fuel efficiency will be degraded.

【0050】また、炭化水素又は含酸素有機化合物を含
有する燃料を添加する場合、燃料としてガソリン、軽
油、灯油等を用いるのが好ましい。この場合、還元剤の
量は上記と同様に重量比(添加する還元剤の重量/排ガ
ス中の窒素酸化物の重量)が0.1〜5となるように設
定する。
When a fuel containing a hydrocarbon or an oxygen-containing organic compound is added, it is preferable to use gasoline, light oil, kerosene or the like as the fuel. In this case, the amount of the reducing agent is set such that the weight ratio (the weight of the reducing agent to be added / the weight of the nitrogen oxide in the exhaust gas) is 0.1 to 5 in the same manner as described above.

【0051】本発明では、含酸素有機化合物、炭化水素
等による窒素酸化物の還元除去を効率的に進行させるた
めに、第一の触媒と第二の触媒の混合触媒のおける空間
速度はそれぞれ 150,000h-1以下、好ましくは 100,000
-1以下とする。第三の触媒の空間速度は 200,000h-1
以下、好ましくは 150,000h-1以下とする。
In the present invention, the space velocity of the mixed catalyst of the first catalyst and the second catalyst is 150,000 in order to efficiently promote the reduction and removal of nitrogen oxides by oxygen-containing organic compounds, hydrocarbons and the like. h -1 or less, preferably 100,000
h -1 or less. The space velocity of the third catalyst is 200,000h -1
Or less, preferably 150,000 h -1 or less.

【0052】また、本発明では、炭化水素及び/又は含
酸素有機化合物と窒素酸化物とが反応する部位である浄
化材設置部位における排ガスの温度を150〜600℃
に保つ。排ガスの温度が150℃未満であると還元剤と
窒素酸化物との反応が進行せず、良好な窒素酸化物の除
去を行うことができない。一方、600℃を超す温度と
すると炭化水素及び/又は含酸素有機化合物自身の燃焼
が始まり、窒素酸化物の還元除去が行えない。好ましい
排ガス温度は200〜550℃であり、より好ましくは
300〜550℃である。
Further, in the present invention, the temperature of the exhaust gas at the purification material installation site where the hydrocarbon and / or the oxygen-containing organic compound reacts with the nitrogen oxide is set to 150 to 600 ° C.
To keep. If the temperature of the exhaust gas is lower than 150 ° C., the reaction between the reducing agent and the nitrogen oxide does not proceed, and it is not possible to remove the nitrogen oxide satisfactorily. On the other hand, if the temperature exceeds 600 ° C., the combustion of the hydrocarbon and / or the oxygen-containing organic compound itself starts, and the reduction and removal of nitrogen oxides cannot be performed. The preferred exhaust gas temperature is from 200 to 550 ° C, more preferably from 300 to 550 ° C.

【0053】[0053]

【実施例】本発明を以下の具体的実施例によりさらに詳
細に説明する。実施例1 市販のシリカ・アルミナ粉末(シリカ含有量5重量%、
比表面積350m2 /g)を硝酸銀水溶液に浸漬したあ
と取り出して、70℃で2時間乾燥した。そして、空気
中で、段階的に600℃まで昇温したあと、5時間焼成
し、シリカ・アルミナに対して3.1重量%(金属元素
換算値)の銀を担持した第一の触媒を調製した。
The present invention will be described in more detail with reference to the following specific examples. Example 1 Commercially available silica-alumina powder (silica content 5% by weight,
The specific surface area (350 m 2 / g) was immersed in an aqueous silver nitrate solution, taken out, and dried at 70 ° C. for 2 hours. Then, the temperature is gradually raised to 600 ° C. in the air, and then calcined for 5 hours to prepare a first catalyst carrying 3.1% by weight (in terms of metal element) of silver with respect to silica / alumina. did.

【0054】粉末状チタニア(比表面積35m2 /g)
を硫酸銅水溶液に20分間浸漬し、空気中で、80℃、
100℃、120℃で各2時間乾燥した。続いて、酸素
を20%含む窒素気流下で120℃〜500℃まで段階
的に昇温し500℃で5時間焼成し、チタニアに対して
硫酸銅4.4重量%(金属元素換算値)を担持し、銅系
触媒(第二の触媒)を調製した。0.35gの第一の触
媒と0.12gの第二の触媒を混合してスラリー化した
後、市販のコージェライト製ハニカム状成形体(直径2
0mm、長さ13.2mm、400セル/インチ2 )に
コートし、乾燥後600℃まで段階的に焼成し、銀、銅
系排ガス浄化材を調製した。
Powdered titania (specific surface area 35 m 2 / g)
Immersed in an aqueous solution of copper sulfate for 20 minutes,
It dried at 100 degreeC and 120 degreeC for 2 hours each. Subsequently, the temperature is increased stepwise from 120 ° C. to 500 ° C. under a nitrogen stream containing 20% of oxygen, and calcined at 500 ° C. for 5 hours. 4.4% by weight of copper sulfate (converted to metal element) with respect to titania. Supported, and a copper-based catalyst (second catalyst) was prepared. After mixing 0.35 g of the first catalyst and 0.12 g of the second catalyst to form a slurry, a commercially available cordierite honeycomb formed body (diameter 2)
0 mm, length 13.2 mm, 400 cells / inch 2 ), dried and baked stepwise to 600 ° C. to prepare a silver- and copper-based exhaust gas purifying material.

【0055】反応管内に上記浄化材をセットした。次
に、表1に示す組成のガス(一酸化窒素、酸素、エタノ
ール、二酸化硫黄、窒素及び水分)を毎分3.48リッ
トル(標準状態)の流量で流して(見かけ空間速度は約
50,000h-1である)、反応管内の排ガス温度を3
00〜600℃の範囲に保ち、エタノールと窒素酸化物
とを反応させた。
The above purifying material was set in the reaction tube. Next, a gas (nitrogen monoxide, oxygen, ethanol, sulfur dioxide, nitrogen and moisture) having a composition shown in Table 1 was flowed at a flow rate of 3.48 liters per minute (standard state) (the apparent space velocity was about 50, 000 h -1 ), and the temperature of the exhaust gas in the reaction tube is 3
Ethanol and nitrogen oxide were reacted while keeping the temperature in the range of 00 to 600 ° C.

【0056】反応管通過後のガスの窒素酸化物の濃度を
化学発光式窒素酸化物分析計により測定し、窒素酸化物
除去率を求めた。結果を表2に示す。
The concentration of nitrogen oxides in the gas after passing through the reaction tube was measured with a chemiluminescent nitrogen oxide analyzer to determine the nitrogen oxide removal rate. Table 2 shows the results.

【0057】 表1 成分 濃度 一酸化窒素 800 ppm 酸素 10 容量% エタノール 1560 ppm 二酸化硫黄 30 ppm 窒素 残部 水分 10 容量%(上記成分の総体積に対して)Table 1 Component concentration Nitric oxide 800 ppm Oxygen 10% by volume Ethanol 1560 ppm Sulfur dioxide 30 ppm Nitrogen Residual water 10% by volume (based on the total volume of the above components)

【0058】実施例2 硝酸銀水溶液を用いて、実施例1と同じ方法で市販のγ
−アルミナ粉末(比表面積200m2 /g)に3.0重
量%(金属元素換算値)の銀を担持して第一の触媒を調
製した。
Example 2 A commercially available γ was prepared in the same manner as in Example 1 using an aqueous silver nitrate solution.
- to prepare a first catalyst to silver carrying alumina powder (specific surface area 200 meters 2 / g) to 3.0 wt% (in terms of metal element value).

【0059】次に、粉末状ゼオライト(SiO2 /Al
2 3 のモル比は27である。)を酢酸銅水溶液に含浸
し、銅イオンを交換したゼオライトを得る。そして溶液
からゼオライトを分離し、空気中で80℃、100℃、
120℃各2時間乾燥した後、酸素20%を含む窒素気
流下で120℃〜400℃まで段階的に昇温し、ゼオラ
イトに対して銅5.19重量%(金属元素換算値)を担
持し、銅系触媒(第二の触媒)を調製した。0.35g
の第一の触媒と0.12gの第二の触媒を混合してスラ
リー化した後、市販のコージェライト製ハニカム状成形
体(直径20mm、長さ13.2mm、400セル/イ
ンチ2 )にコートし、乾燥後600℃まで段階的に焼成
し、銀、銅系排ガス浄化材を調製した。
Next, a powdery zeolite (SiO 2 / Al
The molar ratio of 2 O 3 is 27. ) Is impregnated with an aqueous solution of copper acetate to obtain a zeolite in which copper ions have been exchanged. Then, the zeolite is separated from the solution, and in air at 80 ° C, 100 ° C,
After drying at 120 ° C. for 2 hours, the temperature was increased stepwise from 120 ° C. to 400 ° C. under a nitrogen stream containing 20% of oxygen, and 5.19% by weight of copper (equivalent to a metal element) was supported on the zeolite. , A copper-based catalyst (second catalyst) was prepared. 0.35g
The first catalyst and 0.12 g of the second catalyst were mixed to form a slurry, and then coated on a commercially available cordierite honeycomb formed body (diameter 20 mm, length 13.2 mm, 400 cells / inch 2 ). After drying, the mixture was baked stepwise to 600 ° C. to prepare a silver- and copper-based exhaust gas purifying material.

【0060】反応管内に上記浄化材をセットした。実施
例1と同様の反応条件(見かけ空間速度は約50,00
0h-1である)で、表1に示す組成のガスを用いて評価
を行った。結果を表2に示す。
The above purifying material was set in a reaction tube. The same reaction conditions as in Example 1 (apparent space velocity was about 50,000
0 h -1 ), and was evaluated using a gas having a composition shown in Table 1. Table 2 shows the results.

【0061】実施例3 実施例2と同じように硝酸銀水溶液を用いて、市販の粉
末状アルミナ粉末(比表面積200m2 /g)に3.0
重量%(金属元素換算値)の銀を担持して第一の触媒を
調製した。
Example 3 In the same manner as in Example 2, an aqueous silver nitrate solution was used to prepare a commercially available powdery alumina powder (specific surface area: 200 m 2 / g).
A first catalyst was prepared by supporting silver by weight (in terms of a metal element) by weight.

【0062】粉末状アルミナ(比表面積200m2
g)を硝酸銅、硝酸ランタン、硝酸セシウム水溶液に2
0分間浸漬し、そして実施例1の第二の触媒と同じ方法
で乾燥、焼成し、アルミナに対して銅10.0重量%、
ランタン0.4重量%、セシウム0.4重量%(金属元
素換算値)を担持し、銅系触媒(第二の触媒)を調製し
た。0.35gの第一の触媒と0.12gの第二の触媒
を混合してスラリー化した後、市販のコージェライト製
ハニカム状成形体(直径20mm、長さ13.2mm、
400セル/インチ2 )にコートし、乾燥後600℃ま
で段階的に焼成し、銀、銅系排ガス浄化材を調製した。
Powdered alumina (specific surface area: 200 m 2 /
g) in copper nitrate, lanthanum nitrate, cesium nitrate aqueous solution
Immersed for 0 minutes and dried and calcined in the same manner as the second catalyst of Example 1, 10.0% by weight of copper based on alumina,
A copper-based catalyst (second catalyst) was prepared by carrying 0.4% by weight of lanthanum and 0.4% by weight of cesium (in terms of a metal element). After mixing and slurrying 0.35 g of the first catalyst and 0.12 g of the second catalyst, a commercially available cordierite honeycomb-shaped formed body (diameter 20 mm, length 13.2 mm,
400 cells / inch 2 ), dried and baked stepwise to 600 ° C. to prepare a silver and copper based exhaust gas purifying material.

【0063】反応管内に上記浄化材をセットした。実施
例1と同様の反応条件(見かけ空間速度は約50,00
0h-1である)で、表1に示す組成のガスを用いて評価
を行った。結果を表2に示す。
The purifying material was set in the reaction tube. The same reaction conditions as in Example 1 (apparent space velocity was about 50,000
0 h -1 ), and was evaluated using a gas having a composition shown in Table 1. Table 2 shows the results.

【0064】実施例4 五酸化バナジウムにしゅう酸を加え、水浴上で加熱して
溶解させた後、冷却した水溶液に、粉末状チタニア(比
表面積35m2 /g)を投入し、20分間浸漬した。そ
の後、溶液からチタニアを分離し、空気中で、80℃、
100℃、120℃で各2時間乾燥した。続いて、酸素
20%を含む窒素気流下で120℃〜500℃まで5時
間かけで昇温し、500℃で4時間焼成して、チタニア
に対してV酸化物を4.8重量%(金属元素換算値)担
持したV系触媒を調製した。このV系触媒を硫酸銅水溶
液に20分間浸漬し、そして実施例1の第二の触媒と同
じ方法で乾燥、焼成し、チタニアに対してVの酸化物
4.8重量%、硫酸銅4.5重量%(金属元素換算値)
を担持した銅、V系触媒(第二の触媒)を調製した。
0.35gの実施例3の第一の触媒と0.12gの上記
第二の触媒を混合してスラリー化した後、市販のコージ
ェライト製ハニカム状成形体(直径20mm、長さ1
3.2mm、400セル/インチ2 )にコートし、乾燥
後600℃まで段階的に焼成し、銀、銅系排ガス浄化材
を調製した。
Example 4 Oxalic acid was added to vanadium pentoxide and dissolved by heating on a water bath, and then powdered titania (specific surface area: 35 m 2 / g) was put into a cooled aqueous solution and immersed for 20 minutes. . Then, the titania was separated from the solution, and in air at 80 ° C.
It dried at 100 degreeC and 120 degreeC for 2 hours each. Subsequently, the temperature was increased from 120 ° C. to 500 ° C. in 5 hours under a nitrogen stream containing 20% oxygen over 5 hours, and calcined at 500 ° C. for 4 hours. A supported V-based catalyst was prepared. The V-based catalyst was immersed in an aqueous solution of copper sulfate for 20 minutes, dried and calcined in the same manner as in the second catalyst of Example 1, and 4.8% by weight of V oxide with respect to titania, and copper sulfate 4. 5% by weight (metal element conversion value)
, A copper-based, V-based catalyst (second catalyst) was prepared.
After 0.35 g of the first catalyst of Example 3 and 0.12 g of the second catalyst were mixed and slurried, a commercially available cordierite honeycomb-shaped formed body (diameter: 20 mm, length: 1)
3.2 mm, 400 cells / inch 2 ), dried and baked stepwise to 600 ° C. to prepare a silver- and copper-based exhaust gas purifying material.

【0065】反応管内に上記浄化材をセットした。実施
例1と同様の反応条件(見かけ空間速度は約50,00
0h-1である)で、表1に示す組成のガスを用いて評価
を行った。結果を表2に示す。
The above purifying material was set in the reaction tube. The same reaction conditions as in Example 1 (apparent space velocity was about 50,000
0 h -1 ), and was evaluated using a gas having a composition shown in Table 1. Table 2 shows the results.

【0066】実施例5 粉末状チタニア(比表面積35m2 /g)を塩化白金酸
水溶液に20分間浸漬した後、空気中、80℃で2時間
乾燥し、窒素気流下で120℃で2時間、200〜40
0℃まで段階的に各1時間焼成した。そして、水素ガス
4%を含む窒素気流下で50℃〜400℃まで5時間か
けて昇温し、400℃で4時間焼成し、さらに、酸素を
10%含む窒素気流下で50℃〜500℃まで5時間か
けて昇温し、500℃で5時間焼成し、チタニアに対し
てPtを1重量%(金属元素換算値)担持し、Pt系触
媒(第三の触媒)を調製した。0.26gの第三の触媒
をスラリー化した後、実施例1の銀、銅系浄化材と同様
なハニカム成形体(直径20mm、長さ6.6mm、4
00セル/インチ2 )にコートし、同じ条件で乾燥、焼
成を行い、Pt系浄化材(第三の触媒をコートした浄化
材)を調製した。
Example 5 A powdery titania (specific surface area: 35 m 2 / g) was immersed in a chloroplatinic acid aqueous solution for 20 minutes, dried in air at 80 ° C. for 2 hours, and dried at 120 ° C. for 2 hours in a nitrogen stream. 200-40
It was fired stepwise for 1 hour to 0 ° C. Then, the temperature was raised from 50 ° C. to 400 ° C. over 5 hours under a nitrogen stream containing 4% of hydrogen gas, and calcined at 400 ° C. for 4 hours. And then calcined at 500 ° C. for 5 hours to carry 1% by weight (converted to metal element) of Pt on titania to prepare a Pt-based catalyst (third catalyst). After slurrying 0.26 g of the third catalyst, a honeycomb formed body (diameter 20 mm, length 6.6 mm, 4 mm) similar to the silver- and copper-based purifying material of Example 1 was obtained.
00 cells / inch 2 ), dried and fired under the same conditions to prepare a Pt-based purifying material (a purifying material coated with a third catalyst).

【0067】反応管内の排ガスの流入側に実施例1の
銀、銅系浄化材、流出側に上記Pt系浄化材をセットし
た。実施例1と同様の反応条件(銀、銅系浄化材、Pt
系浄化材の見かけ空間速度はそれぞれ約50,000、
100,000h-1である。)で、表1に示す組成のガ
スを用いて評価を行った。結果を表2に示す。
The silver and copper-based purifying material of Example 1 were set on the inflow side of the exhaust gas in the reaction tube, and the Pt-based purifying material was set on the outflow side. The same reaction conditions as in Example 1 (silver, copper-based purifying material, Pt
The apparent space velocity of the system purifying material is about 50,000,
It is 100,000h- 1 . ) Was evaluated using a gas having the composition shown in Table 1. Table 2 shows the results.

【0068】実施例6 粉末状チタニア(比表面積35m2 /g)を塩化白金酸
水溶液に20分間浸漬した後、空気中、80℃で2時間
乾燥し、窒素気流下で120℃で2時間、200〜40
0℃まで段階的に各1時間焼成した。そして、水素ガス
4%を含む窒素気流下で50℃〜400℃まで5時間か
けて昇温し、400℃で4時間焼成し、さらに、酸素を
10%含む窒素気流下で50℃〜500℃まで5時間か
けて昇温し、500℃で5時間焼成し、チタニアに対し
てPtを1重量%(金属元素換算値)担持した。次に、
実施例4と同様な方法で上記チタニアに対してVの酸化
物を3.3重量%(金属元素換算値)担持し、V、Pt
系触媒(第三の触媒)を調製した。0.26gの第三の
触媒をスラリー化した後、実施例1の銀、銅系浄化材と
同様なハニカム成形体(直径20mm、長さ6.6m
m、400セル/インチ2 )にコートし、同じ条件で乾
燥、焼成を行い、V、Pt系浄化材(第三の触媒をコー
トした浄化材)を調製した。
Example 6 Powdery titania (specific surface area: 35 m 2 / g) was immersed in a chloroplatinic acid aqueous solution for 20 minutes, dried in air at 80 ° C. for 2 hours, and dried at 120 ° C. for 2 hours in a nitrogen stream. 200-40
It was fired stepwise for 1 hour to 0 ° C. Then, the temperature was raised from 50 ° C. to 400 ° C. over 5 hours under a nitrogen stream containing 4% of hydrogen gas, and calcined at 400 ° C. for 4 hours. Until 5 hours, and calcined at 500 ° C. for 5 hours to carry 1% by weight (in terms of metal element) of Pt on titania. next,
In the same manner as in Example 4, 3.3% by weight (in terms of metal element) of an oxide of V was supported on the titania, and V and Pt were loaded.
A system catalyst (third catalyst) was prepared. After slurrying 0.26 g of the third catalyst, a honeycomb formed body (diameter 20 mm, length 6.6 m) similar to the silver- and copper-based purifying material of Example 1 was obtained.
m, 400 cells / inch 2 ), and dried and fired under the same conditions to prepare a V, Pt-based purifying material (a purifying material coated with a third catalyst).

【0069】反応管内の排ガスの流入側に実施例1の
銀、銅系浄化材、流出側に上記のV、Pt系浄化材をセ
ットした。実施例1と同様の反応条件(銀、銅系浄化
材、Pt系浄化材の見かけ空間速度はそれぞれ約50,
000、100,000h-1である。)で、表1に示す
組成のガスを用いて評価を行った。結果を表2に示す。
The silver and copper-based purifying material of Example 1 were set on the inflow side of the exhaust gas in the reaction tube, and the V and Pt-based purifying materials were set on the outflow side. The same reaction conditions as in Example 1 (the apparent space velocities of the silver, copper-based purifying material, and Pt-based purifying material were about 50, respectively)
000, 100,000 h -1 . ) Was evaluated using a gas having the composition shown in Table 1. Table 2 shows the results.

【0070】比較例1 実施例2で調製した第一の触媒0.52gを同様のハニ
カム成形体(直径20mm、長さ13.2mm、400
セル/インチ2 )にコートして、乾燥、焼成を行い、銀
系浄化材を調製した。銀系浄化材を排ガスの導管にセッ
トし、実施例1と同様の反応条件(見かけ空間速度は約
50,000h-1である)で、表1に示す組成のガスを
用いて評価を行った。結果を表2に示す。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 0.52 g of the first catalyst prepared in Example 2 was mixed with the same honeycomb formed body (diameter 20 mm, length 13.2 mm, 400
Cells / inch 2 ), and dried and fired to prepare a silver-based purifying material. The silver-based purifying material was set in an exhaust gas conduit, and evaluated under the same reaction conditions as in Example 1 (the apparent space velocity was about 50,000 h -1 ) using a gas having a composition shown in Table 1. . Table 2 shows the results.

【0071】 表2 窒素酸化物(NOx)の除去率 窒素酸化物の除去率(%)反応温度(℃) 300 350 400 450 500 550 600 実施例1 34.8 53.2 68.1 64.5 60.4 55.3 54.3 実施例2 35.4 56.7 70.3 64.7 59.4 53.7 50.6 実施例3 35.6 54.7 68.5 64.7 60.4 56.8 54.3 実施例4 30.4 52.2 63.6 60.3 58.4 50.5 49.5 実施例5 27.7 47.8 59.7 54.0 50.4 47.8 46.7 実施例6 28.2 48.6 60.6 54.6 50.3 46.8 45.8 比較例1 6.5 15.6 33.6 38.9 43.3 45.7 43.7 Table 2 Removal rate of nitrogen oxides (NOx) Removal rate of nitrogen oxides (%) Reaction temperature (° C.) 300 350 400 450 500 550 600 Example 1 34.8 53.2 68.1 64.5 60.4 55.3 54.3 Example 2 35.4 56.7 70.3 64.7 59.4 53.7 50.6 Example 3 35.6 54.7 68.5 64.7 60.4 56.8 54.3 Example 4 30.4 52.2 63.6 60.3 58.4 50.5 49.5 Example 5 27.7 47.8 59.7 54.0 50.4 47.8 46.7 Example 6 28.2 48.6 60.6 54.6 50.3 46.8 45.8 Comparative example 1 6.5 15.6 33.6 38.9 43.3 45.7 43.7

【0072】表2からわかるように、銀触媒だけを用い
た比較例1に比べて、実施例1〜6では広い排ガス温度
領域で窒素酸化物の良好な除去がみられた。
As can be seen from Table 2, in Examples 1 to 6, good removal of nitrogen oxides was observed in a wide exhaust gas temperature range as compared with Comparative Example 1 using only a silver catalyst.

【0073】[0073]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の排ガス浄
化材を用いれば、広い温度領域において過剰の酸素を含
む排ガス中の窒素酸化物を効率良く除去することができ
る。本発明の排ガス浄化材及び浄化方法は、各種燃焼
機、自動車等の排ガス浄化に広く利用することができ
る。
As described above in detail, the use of the exhaust gas purifying material of the present invention makes it possible to efficiently remove nitrogen oxides in exhaust gas containing excess oxygen in a wide temperature range. INDUSTRIAL APPLICABILITY The exhaust gas purifying material and the purification method of the present invention can be widely used for purifying exhaust gas of various types of combustors, automobiles and the like.

───────────────────────────────────────────────────── 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 B01J 23/50 A 23/78 A 27/055 A 29/072 A 29/076 A B01D 53/36 102 B 102 H ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical indication location B01J 23/50 A 23/78 A 27/055 A 29/072 A 29/076 A B01D 53/36 102 B 102 H

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対
する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒
素酸化物を還元除去する排ガス浄化材において、多孔質
の無機酸化物に活性種として銀及び/又は銀化合物、又
はそれらの混合物0.2〜15重量%(銀元素換算値)
を担持してなる第一の触媒と、多孔質の無機酸化物に活
性種として銅及び銅化合物からなる群より選ばれた一種
以上の元素及び/又は化合物0.5〜30重量%(銅元
素換算値)を担持してなる第二の触媒とを混合してなる
ことを特徴とする排ガス浄化材。
1. An exhaust gas purifying material for reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen in excess of the theoretical reaction amount of coexisting unburned components, wherein the porous inorganic oxides are used as active species. 0.2 to 15% by weight of silver and / or a silver compound or a mixture thereof (in terms of silver element)
And one or more elements and / or compounds selected from the group consisting of copper and copper compounds as active species in a porous inorganic oxide on a porous inorganic oxide (copper element). An exhaust gas purifying material characterized by being mixed with a second catalyst carrying (converted value).
【請求項2】 窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対
する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒
素酸化物を還元除去する排ガス浄化材において、多孔質
の無機酸化物に活性種として銀及び/又は銀化合物、又
はそれらの混合物0.2〜15重量%(銀元素換算値)
を担持してなる第一の触媒と、多孔質の無機酸化物に活
性種として銅及び銅化合物からなる群より選ばれた一種
以上の元素及び/又は化合物0.5〜30重量%(銅元
素換算値)と、アルカリ金属元素と希土類元素からなる
群より選ばれた一種以上の元素及び/又は金属酸化物5
重量%以下(金属元素換算値)とを担持してなる第二の
触媒とを混合してなることを特徴とする排ガス浄化材。
2. An exhaust gas purifying material for reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen which is larger than a theoretical reaction amount of coexisting unburned components, wherein the porous inorganic oxides are used as active species. 0.2 to 15% by weight of silver and / or a silver compound or a mixture thereof (in terms of silver element)
And one or more elements and / or compounds selected from the group consisting of copper and copper compounds as active species in a porous inorganic oxide on a porous inorganic oxide (copper element). Conversion value) and at least one element and / or metal oxide 5 selected from the group consisting of alkali metal elements and rare earth elements
An exhaust gas purifying material, which is obtained by mixing a second catalyst supporting at most 10% by weight (converted to a metal element).
【請求項3】 窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に対
する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから窒
素酸化物を還元除去する排ガス浄化材において、多孔質
の無機酸化物に活性種として銀及び/又は銀化合物、又
はそれらの混合物0.2〜15重量%(銀元素換算値)
を担持してなる第一の触媒と、多孔質の無機酸化物に活
性種として銅及び銅化合物からなる群より選ばれた一種
以上の元素及び/又は化合物0.5〜30重量%(銅元
素換算値)と、W、V、Mo、Mn、Nb、Taからな
る群より選ばれた少なくとも一種の元素の酸化物又は硫
酸塩30重量%以下(金属元素換算値)とを担持してな
る第二の触媒とを混合してなることを特徴とする排ガス
浄化材。
3. An exhaust gas purifying material for reducing and removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing nitrogen oxides and oxygen which is larger than a theoretical reaction amount of coexisting unburned components, wherein the porous inorganic oxides are used as active species. 0.2 to 15% by weight of silver and / or a silver compound or a mixture thereof (in terms of silver element)
And one or more elements and / or compounds selected from the group consisting of copper and copper compounds as active species in a porous inorganic oxide on a porous inorganic oxide (copper element). (Converted value) and an oxide or sulfate of at least one element selected from the group consisting of W, V, Mo, Mn, Nb, and Ta at 30% by weight or less (converted value of metal element). An exhaust gas purifying material characterized by being mixed with a second catalyst.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の排ガス
浄化材において、前記排ガス浄化材はさらにPt、P
d、Ru、Rh、Ir及びAuからなる群より選ばれた
少なくとも1種の元素0.01〜5重量%(金属元素換
算値)を担持してなる第三の触媒を有し、浄化材の排ガ
ス流入側に前記第一の触媒と前記第二の触媒からなる混
合触媒を、流出側に前記第三の触媒を有することを特徴
とする排ガス浄化材。
4. The exhaust gas purifying material according to claim 1, wherein said exhaust gas purifying material further comprises Pt, P
a third catalyst supporting at least one element selected from the group consisting of d, Ru, Rh, Ir, and Au (in terms of a metal element) in an amount of 0.01 to 5% by weight; An exhaust gas purifying material comprising: a mixed catalyst comprising the first catalyst and the second catalyst on an exhaust gas inflow side; and the third catalyst on an outflow side.
【請求項5】 請求項1〜3のいずれかに記載の排ガス
浄化材において、前記排ガス浄化材はさらにW、V、M
o、Mn、Nb、Taからなる群より選ばれた少なくと
も一種の元素の酸化物又は硫酸塩0.2〜10重量%
(金属元素換算値)と、Pt、Pd、Ru、Rh、Ir
及びAuからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素
0.01〜5重量%(金属元素換算値)とを担持してな
る第三の触媒を有し、浄化材の排ガス流入側に前記第一
の触媒と前記第二の触媒からなる混合触媒を、流出側に
前記第三の触媒を有することを特徴とする排ガス浄化
材。
5. The exhaust gas purifying material according to claim 1, wherein the exhaust gas purifying material further comprises W, V, and M.
O, Mn, Nb, Ta oxide or sulfate of at least one element selected from the group consisting of Ta 0.2 to 10% by weight
(Converted to metal element), Pt, Pd, Ru, Rh, Ir
And a third catalyst carrying at least one element selected from the group consisting of Au and 0.01 to 5% by weight (in terms of a metal element) in the exhaust gas inflow side of the purification material. An exhaust gas purifying material comprising: a mixed catalyst comprising one catalyst and the second catalyst; and the third catalyst on an outflow side.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の排ガス
浄化材において、前記銀化合物は銀の酸化物、ハロゲン
化銀、硫酸銀及び燐酸銀からなる群より選ばれた少なく
とも一種であり、前記銅化合物は銅の酸化物、ハロゲン
化物、硫酸塩からなる群より選ばれた少なくとも一種で
あることを特徴とする排ガス浄化材。
6. The exhaust gas purifying material according to claim 1, wherein the silver compound is at least one selected from the group consisting of silver oxide, silver halide, silver sulfate and silver phosphate. The exhaust gas purifying material, wherein the copper compound is at least one selected from the group consisting of copper oxides, halides, and sulfates.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の排ガス
浄化材において、前記多孔質無機酸化物が、第一の触媒
ではアルミナ、チタニア、ゼオライトのいずれか又はそ
れらを含む複合又は混合酸化物、第二の触媒ではアルミ
ナ、チタニア、ゼオライト、シリカ、ジルコニアのいず
れか又はそれらを含む複合又は混合酸化物、第三の触媒
ではアルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ、ゼオラ
イトのいずれか又はそれらを含む複合又は混合酸化物で
あることを特徴とする排ガス浄化材。
7. The exhaust gas purifying material according to claim 1, wherein the porous inorganic oxide is alumina, titania, zeolite, or a composite or mixed oxide containing them in the first catalyst. Product, the second catalyst is alumina, titania, zeolite, silica, a composite or mixed oxide containing any of them or zirconia, and the third catalyst is alumina, titania, zirconia, silica, any of zeolite or contains them An exhaust gas purifying material characterized by being a composite or mixed oxide.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の排ガス
浄化材において、前記第一、第二及び第三の触媒の内の
一つ以上がセラミックス製又は金属製の基体の表面にコ
ートされたものであることを特徴とする排ガス浄化材。
8. The exhaust gas purifying material according to claim 1, wherein at least one of the first, second, and third catalysts is coated on a surface of a ceramic or metal substrate. An exhaust gas purifying material characterized in that it has been manufactured.
【請求項9】 請求項1〜7のいずれかに記載の排ガス
浄化材において、前記第一、第二及び第三の触媒の内の
一つ以上がペレット状又は顆粒状であることを特徴とす
る排ガス浄化材。
9. The exhaust gas purifying material according to claim 1, wherein at least one of the first, second and third catalysts is in the form of pellets or granules. Exhaust gas purifying material.
【請求項10】 請求項1〜9のいずれかに記載の排ガ
ス浄化材を用い、窒素酸化物と、共存する未燃焼成分に
対する理論反応量より多い酸素とを含む燃焼排ガスから
窒素酸化物を還元除去する排ガス浄化方法において、前
記排ガス浄化材を排ガス導管の途中に設置し、前記浄化
材の上流側で炭化水素及び/又は含酸素有機化合物を添
加した排ガスを、150〜600℃において前記浄化材
に接触させ、もって前記排ガス中の炭化水素及び/又は
含酸素有機化合物との反応により前記窒素酸化物を除去
することを特徴とする排ガス浄化方法。
10. A method for reducing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas containing the nitrogen oxides and oxygen that is larger than the theoretical reaction amount of unexisting unburned components using the exhaust gas purifying material according to claim 1. Description: In the exhaust gas purifying method for removing, the exhaust gas purifying material is installed in the middle of an exhaust gas conduit, and the exhaust gas to which hydrocarbons and / or oxygen-containing organic compounds are added on the upstream side of the purifying material is subjected to the purifying material at 150 to 600 ° C. Exhaust gas purifying method, wherein the nitrogen oxides are removed by contact with a hydrocarbon and / or an oxygen-containing organic compound in the exhaust gas.
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JP2008531260A (en) * 2005-02-28 2008-08-14 カタリティック ソリューションズ,インコーポレイテッド Catalyst and method for reducing nitrogen oxides in an exhaust stream with hydrocarbons or alcohols
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