JPH10230165A - 窒素酸化物の還元触媒の製造方法 - Google Patents

窒素酸化物の還元触媒の製造方法

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JPH10230165A
JPH10230165A JP9034133A JP3413397A JPH10230165A JP H10230165 A JPH10230165 A JP H10230165A JP 9034133 A JP9034133 A JP 9034133A JP 3413397 A JP3413397 A JP 3413397A JP H10230165 A JPH10230165 A JP H10230165A
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aluminate
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忠夫 仲辻
Ritsu Yasukawa
律 安川
Keiichi Tabata
啓一 田畑
Kazuyuki Ueda
計幸 植田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】水分の存在下においても、また、高温での使用
においても、耐久性にすぐれる窒素酸化物の還元触媒の
製造方法を提供するにある。 【解決手段】本発明による窒素酸化物の還元触媒の製造
方法は、銀、ハロゲン化銀、硝酸銀、水酸化銀及び酸化
銀よりなる群から選ばれる少なくとも1種をアルミナに
担持させ、次いで、このように処理したアルミナを酸化
性雰囲気中、水蒸気の存在下に600〜900℃の温度
で焼成して、アルミナ上にアルミン酸銀を生成させるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炭化水素や含酸素有機
化合物を還元剤として使用する窒素酸化物を還元するた
めの触媒の製造方法に関し、詳しくは、工場、自動車等
から排出される排ガスの中に含まれる有害な窒素酸化物
を還元除去するのに有用である窒素酸化物を還元するた
めの触媒の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、排ガス中に含まれる窒素酸化物
は、窒素酸化物を酸化した後、アルカリに吸収させる方
法や、触媒の存在下にアンモニア、水素、一酸化炭素、
炭化水素等の還元剤を用いて、窒素に変換する方法等に
よって除去されている。
【0003】しかしながら、前者の方法によれば、生成
するアルカリ廃液を処理して、公害の発生を防止する方
策が必要である。他方、後者の方法によれば、還元剤と
してアンモニアを用いるときは、これが排ガス中の硫黄
酸化物と反応して塩類を生成し、その結果、触媒の還元
活性が低下する問題がある。また、水素、一酸化炭素、
炭化水素等を還元剤として用いる場合でも、これらが低
濃度に存在する窒素酸化物よりも高濃度に存在する酸素
と反応するため、窒素酸化物を低減するためには多量の
還元剤を必要とするという問題がある。
【0004】このため、最近では、還元剤の不存在下に
窒素酸化物を触媒にて直接分解する方法も提案されてい
るが、しかし、従来、知られているそのような触媒は、
窒素酸化物分解活性が低いために、実用に供し難いとい
う問題がある。
【0005】また、炭化水素や含酸素化合物を還元剤と
して用いる新たな窒素酸化物接触還元用触媒として、種
々のゼオライト等が提案されており、特に、Cu−ZS
M−5やH型ZSM−5(SiO2 /Al2 3 モル比
=30〜40)が最適であるとされている。しかしなが
ら、このようなCu−ZSM−5やH型ZSM−5で
も、未だ十分な還元活性を有するものとはいい難く、特
に、ガス中に水分が含まれるとき、ゼオライト構造体中
のアルミニウムが脱アルミニウムして、性能が急激に低
下するので、一層高い還元活性を有し、更に、ガスが水
分を含有する場合にも、すぐれた耐久性を有する窒素酸
化物接触還元用触媒が要望されている。
【0006】そこで、特開平5−317647号公報に
記載されているように、硝酸銀のような水溶性銀化合物
の水溶液に多孔性の無機酸化物、例えば、アルミナを浸
漬し、乾燥させた後、550℃まで段階的に昇温し、加
熱焼成して、アルミナに銀又は銀酸化物を担持させてな
る触媒も提案されている。しかし、このようにして得ら
れる触媒は、酸化活性が高く、窒素酸化物に対する選択
反応性が低いために、窒素酸化物の除去率が低い。更
に、硫黄酸化物の共存下では、触媒活性の劣化が著しい
ほか、窒素酸化物を有効に還元するには、接触反応温度
を高温域とすることが必要であるという問題もあり、そ
れでいて、耐熱性が十分ではなく、かくして、一層の耐
熱性が強く要望されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな事情に鑑みてなされたものであつて、その目的とす
るところは、炭化水素や含酸素有機化合物を還元剤とし
て用いる場合に、酸素の共存下においても、そして、特
に、酸素、硫黄酸化物及び水分の共存下においても、窒
素酸化物が還元剤と選択的に反応するため、多量の還元
剤を用いることなく、排ガス中の窒素酸化物を効率よく
還元することができ、しかも、水分の存在下において
も、また、高温での使用においても、耐久性にすぐれる
窒素酸化物接触還元用触媒の製造方法を提供するにあ
る。更に、本発明は、硫黄酸化物の共存下においても、
反応温度を高温域とする必要のない耐久性にすぐれる窒
素酸化物接触還元用触媒の製造方法を提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、アルミ
ナにアルミン酸銀を担持させてなる窒素酸化物の還元触
媒の製造方法が提供される。本発明による第1の方法
は、銀、ハロゲン化銀、硝酸銀、水酸化銀及び酸化銀よ
りなる群から選ばれる少なくとも1種をアルミナに担持
させ、次いで、このように処理したアルミナを酸化性雰
囲気中、水蒸気の存在下に600〜900℃の温度で焼
成して、アルミナ上にアルミン酸銀を生成させることを
特徴とする。
【0009】本発明による第2の方法は、水溶性アルミ
ニウム化合物と水溶性銀化合物とを含む水溶液にアルカ
リを加えて共沈物を生成させ、この共沈物を乾燥させ、
酸化性雰囲気中、水蒸気の存在下に600〜900℃の
温度で焼成して、アルミナ上にアルミン酸銀を生成させ
ることを特徴とする。
【0010】本発明による第3の方法は、水溶性アルミ
ニウム化合物と水溶性銀化合物とを含む水溶液をアルミ
ナに含浸させ、乾燥させた後、酸化性雰囲気中、水蒸気
の存在下に600〜900℃の温度で焼成して、アルミ
ナ上にアルミン酸銀を生成させることを特徴とする。
【0011】本発明による第4の方法は、銀、ハロゲン
化銀、硝酸銀、水酸化銀及び酸化銀よりなる群から選ば
れる少なくとも1種をアルミナに担持させ、次いで、こ
のように処理したアルミナを酸化性雰囲気中、水蒸気の
存在下に600〜900℃の温度で焼成して、アルミナ
上にアルミン酸銀を生成させ、次いで、タングステン、
モリブデン及びバナジウムよりなる群から選ばれる少な
くとも1種の遷移元素を担持させることを特徴とする。
【0012】本発明による第5の方法は、水溶性アルミ
ニウム化合物と水溶性銀化合物とタングステン、モリブ
デン及びバナジウムよりなる群から選ばれる少なくとも
1種の遷移元素の水溶性化合物を含む水溶液をアルミナ
に含浸させ、乾燥させた後、酸化性雰囲気中、水蒸気の
存在下に600〜900℃の温度で焼成して、アルミナ
上にアルミン酸銀を生成させることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明においては、得られる触媒
が水の共存下においても、また、高温の環境下において
も、高い耐久性を有すると共に、アルミン酸銀の担持効
果にすぐれる多孔性アルミナが好ましく用いられる。更
に、多孔性アルミナのなかでも、特開平7−17134
7号公報に記載されているように、アルカリ金属及びア
ルカリ土類金属の含有量が0.5重量%以下であり、径6
0オングストローム以下の細孔から形成される細孔容積
が0.06cm3 /g以上、径80オングストローム以下の
細孔から形成される細孔容積が0.1cm3 /g以上である
多孔性アルミナが特に好ましく用いられる。このような
細孔容積を有する多孔性アルミナは、還元剤の適度な酸
化を促進し、これに担持されているアルミン酸銀と協同
して、窒素酸化物を効果的に接触還元することができ
る。
【0014】本発明による第1の方法において、ハロゲ
ン化銀としては、限定されるものではないが、通常、塩
化銀が好ましく用いられる。第1の方法において、銀、
ハロゲン化銀、硝酸銀、水酸化銀及び酸化銀よりなる群
から選ばれる少なくとも1種をアルミナに担持させるに
は、例えば、硝酸銀のような水溶性銀塩の水溶液に前述
したような多孔性アルミナを浸漬し、乾燥させ、必要に
応じて、適当な温度に加熱すればよい。
【0015】例えば、多孔性アルミナを分散させたスリ
ラー中に硝酸銀等の水溶性銀塩を投入し、スラリーのp
Hを銀水酸化物の生成しない8.0近傍に維持して、アル
ミナのイオン交換サイトに銀イオンを固定する。次い
で、このように銀イオンを固定したアルミナを銀イオン
を固定するのに十分な塩素イオンを含有する水溶液、例
えば、塩酸水溶液中に浸漬することによって、塩化銀を
生成させた後、過剰の塩素イオンを水洗等によって除去
することによって、塩化銀を担持したアルミナを得るこ
とができる。
【0016】他方、硝酸銀水溶液を含浸させた多孔性ア
ルミナを乾燥させれば、アルミナに硝酸銀を担持させる
ことができ、また、硝酸銀水溶液を含浸させたアルミナ
を乾燥させた後、500℃程度の温度で加熱焼成すれ
ば、アルミナに銀又は酸化銀を担持させることができ
る。硝酸銀水溶液に多孔性アルミナを浸漬し、pHを8
より低くすれば、水酸化銀をアルミナに担持させること
ができる。
【0017】また、別の態様として、硝酸アルミニウム
のような水溶性アルミニウム塩と硝酸銀のような水溶性
銀塩の水溶液にアルミナ、好ましくは、水和アルミナを
浸漬し、上記アルミニウム塩と銀塩とをアルミナに含浸
させた後、噴霧乾燥機のような適当な手段にて乾燥させ
て、銀や酸化銀を担持させてなるアルミナを得ることが
できる。
【0018】そこで、このように、銀、ハロゲン化銀、
硝酸銀、水酸化銀又は酸化銀を担持させてアルミナを空
気等のような酸化性雰囲気下、水蒸気の存在下に、60
0〜900℃程度、好ましくは、700〜800℃程度
の温度にて加熱焼成することによって、アルミナ上でア
ルミン酸銀を生成させれば、直ちに、アルミナにアルミ
ン酸銀を担持させてなる粉末状の触媒を得ることができ
る。
【0019】上述したように、銀、ハロゲン化銀、硝酸
銀、水酸化銀又は酸化銀を担持させたアルミナの焼成温
度が600℃よりも低いときは、アルミン酸銀が十分に
生成せず、目的とする触媒を得ることができない。例え
ば、焼成温度が約400℃よりも低いときは、アルミン
酸銀は実質的に生成しない。焼成温度が約500℃であ
るときは、アルミン酸銀は、生成しても、極めて僅かで
あり、窒素酸化物の接触還元において高い活性を有する
触媒を得ることができない。他方、焼成温度が900℃
を越えるときは、アルミナ上で銀が生成しやすく、同様
に、窒素酸化物の接触還元において高い活性を有する触
媒を得ることができない。
【0020】本発明において、酸化性雰囲気における水
蒸気の量は、通常、3〜20重量%の範囲であり、好ま
しくは、5〜15重量%の範囲である。本発明による第
2の方法において、水溶性アルミニウム化合物として
は、限定されるものではないが、硝酸アルミニウムが好
ましく用いられ、また、水溶性銀化合物としては、硝酸
銀が好ましく用いられる。
【0021】第2の方法においては、このような水溶性
アルミニウム化合物と水溶性銀化合物とを含む水溶液に
アルカリを加えて共沈物を生成させ、この共沈物を乾燥
させ、上記と同じく、酸化性雰囲気中、水蒸気の存在下
に600〜900℃の温度で焼成して、アルミナ上にア
ルミン酸銀を生成させる。ここに、アルミナ上にアルミ
ン酸銀を生成させるとは、アルミナの有する細孔壁を含
む表面に付着させて、また、アルミナの有する細孔内で
アルミン酸銀を生成させることをいう。
【0022】より詳細には、例えば、硝酸アルミニウム
等のようなアルミナの前駆体である水溶性塩と硝酸銀等
のような水溶性銀塩を均質に混合した水溶液を調製し、
この水溶液にアルカリを加えて、共沈物を生成させ、次
いで、この共沈物を濾過、水洗、リパルプを繰り返して
行なった後、乾燥し、必要に応じて焼成して、銀、ハロ
ゲン化銀、硝酸銀、水酸化銀又は酸化銀をアルミナに担
持させる。次いで、これを上述したと同様にして、酸化
性雰囲気下、水蒸気の存在下に、600〜900℃程
度、好ましくは、700〜800℃程度の温度にて加熱
焼成することによって、アルミン酸銀を生成させれば、
アルミナにアルミン酸銀を担持させてなる粉末状の触媒
を得ることができる。
【0023】本発明による第3の方法においても、水溶
性アルミニウム化合物としては、限定されるものではな
いが、硝酸アルミニウムが好ましく用いられ、また、水
溶性銀化合物としては、硝酸銀が好ましく用いられる。
また、アルミナとしては、例えば、水和アルミナが好ま
しく用いられる。
【0024】本発明によれば、このようにして得られる
触媒において、アルミン酸銀の担持量は、アルミナとア
ルミン酸銀の合計重量において、銀重量換算にて、0.0
1〜10重量%の範囲であることが好ましい。アルミン
酸銀の担持量が銀重量換算にて10重量%を越えるとき
は、得られる触媒の酸化力が高すぎて、触媒反応の選択
性に劣る。他方、担持量が銀重量換算にて0.01重量%
よりも少ないときは、触媒活性が十分でない。特に、本
発明においては、アルミン酸銀の担持量は、銀重量換算
にて0.1〜5重量%の範囲であることが好ましい。アル
ミン酸銀の固体酸担体における担持量がこの範囲にある
ときは、窒素酸化物の接触還元反応のSV(空間速度)
依存性が極めて小さいというすぐれた特性を得ることが
できる。
【0025】本発明に従って、アルミン酸銀が上述した
ような担持量にてアルミナに担持されてなる触媒は、ア
ルミナに酸化銀や銀を担持させてなる触媒に比べて、適
度な酸化力を有し、その理由は、完全には明らかではな
いが、例えば、炭化水素の部分酸化或いはクラッキング
を促進し、その結果、炭化水素を還元剤として用いる窒
素酸化物の接触還元反応において、極めて高い活性と選
択性とを有するものとみられる。含酸素有機化合物を還
元剤として用いた場合も、同様に、極めて高い活性と選
択性とを有する。しかも、本発明による触媒は、耐熱性
にすぐれ、更に、耐硫黄酸化物性にもすぐれるので、例
えば、ディーゼルエンジンからの排ガスのための脱硝触
媒やリーンバーンガソリン車用の触媒として、好適に用
いることができる。
【0026】本発明による第4の方法は、前記第1の方
法に従って、アルミナ上にアルミン酸銀を生成させた
後、これに所要の担持量に対応した濃度の遷移元素の水
溶性化合物の水溶液を含浸させた後、加熱焼成するか、
酸化性雰囲気中で蒸発乾固する等、従来、既に知られて
いる方法によって、上記遷移元素を酸化物として担持さ
せることによって、目的とするアルミン酸銀と遷移元素
とを担持させてなる触媒を得ることができる。この方法
の好ましい一態様として、例えば、前記第1の方法に従
って、アルミナ上にアルミン酸銀を生成させ、次に、こ
れに所要の担持量に対応した濃度の遷移元素の水溶性化
合物の水溶液を含浸させた後、酸化性雰囲気中、水蒸気
の存在下に300〜900℃、好ましくは、400〜8
00℃の温度で焼成すればよい。
【0027】本発明による第5の方法は、前記第第3の
方法と類似し、水溶性アルミニウム化合物と水溶性銀化
合物と遷移元素の水溶性化合物を含む水溶液をアルミナ
に含浸させ、乾燥させた後、酸化性雰囲気中、水蒸気の
存在下に600〜900℃の温度で焼成して、アルミナ
上にアルミン酸銀を生成させると共に、遷移元素を酸化
物に変換し、かくして、アルミナにアルミン酸銀と遷移
元素の酸化物とを担持させてなる触媒を得るものであ
る。
【0028】本発明によれば、第4及び第5の方法にて
調製した触媒は、上述したように、遷移元素を、通常、
酸化物の形で担持しているが、しかし、具体的な化合物
の形は特に限定されるものではない。
【0029】本発明によれば、このようにして得られる
触媒において、アルミン酸銀の担持量は、前述したよう
に、アルミナとアルミン酸銀と遷移元素の合計重量にお
いて、銀重量換算にて、0.01〜10重量%の範囲であ
り、好ましくは、0.1〜5重量%の範囲であり、遷移元
素の担持量は、アルミナとアルミン酸銀と遷移元素との
合計重量において、金属換算にて、0.0001〜0.2重
量%の範囲である。遷移元素の担持量が、金属換算に
て、0.2重量%を越えるときは、得られる触媒の酸化力
が高すぎて、触媒反応の選択性に劣り、他方、担持量が
0.0001重量%よりも少ないときは、アルミン酸銀に
加えて、遷移元素をこのように担持させても、触媒性能
の改善に効果がない。特に、本発明によれば、遷移元素
の担持量は、金属換算にて、0.0005〜0.1重量%の
範囲であることが好ましい。
【0030】本発明による触媒は、通常、粉末乃至粒状
物として得ることができるので、従来、知られている成
形方法によって、それ自体にて、ハニカム状、球状等の
種々の形状に成形することができる。この成形の際に、
成形助剤、成形体補強体、無機繊維、有機バインダー等
を適宜配合してもよい。
【0031】特に、本発明による触媒は、不活性な基材
を予め所要形状に成形し、これに本発明による粉末状の
触媒をウオッシュ・コート法等の適宜の方法によって、
被覆担持させてなる触媒構造体として、有利に用いるこ
とができる。上記不活性な基材としては、例えば、コー
ジェライトのような粘土鉱物や、ステンレス鋼、特に、
鉄−クロム−アルミニウムステンレス鋼のような耐熱性
ステンレス鋼を用い、これをハニカムや球状物や環状物
等のような構造体とし、これらに触媒を担持させて、触
媒構造体とすることが有利である。
【0032】本発明によれば、このように、不活性な基
材からなるハニカムや球状物や環状物等のような構造体
にウオッシュ・コート法等によってその表面に触媒層を
形成して、触媒を担持させる場合、触媒層がその表面か
ら30μm以上にわたる厚み(以下、簡単のために、触
媒層厚みという。)を有するように構造体の表面に担持
させることが好ましい。このように構造体に担持されて
いる触媒層をその表面から30μm以上の厚みにわたる
ものとすることによって、窒素酸化物に対する反応性、
即ち、窒素酸化物の選択還元性の高い触媒構造体を得る
ことができる。しかし、本発明によれば、触媒層厚み
は、通常、300μm以下であればよい。触媒層厚みを
300μmを越える厚みとしても、それに見合うような
選択還元性の改善を得ることができず、触媒製造の費用
面からも好ましくないからである。
【0033】アルミナにアルミン酸銀(及び遷移元素)
を担持させてなる触媒自体からなるハニカムや球状物等
の触媒構造体は、例えば、次のようにして得ることがで
きる。即ち、アルミナと水溶性銀塩の水溶液と(遷移元
素の水溶性化合物と)適宜の有機バインダーを混練した
後、ハニカム構造物に成形し、乾燥した後、焼成して、
銀(及び/又は酸化銀)と遷移元素とを担持させたアル
ミナからなるハニカム構造体を調製し、これを塩酸で処
理して、塩化銀(と遷移元素と)を担持させたアルミナ
からなるハニカムとし、次いで、これを前述したように
空気雰囲気下、水蒸気の存在下に加熱焼成すれば、アル
ミン酸銀(と遷移元素と)を担持させてなるアルミナ自
体からなるハニカム触媒構造体を得ることができる。
【0034】また、前述したように、予めアルミン酸銀
(と遷移元素と)をアルミナに担持させてなる粉末状触
媒を調製し、これを適宜の有機バインダーを用いて、ハ
ニカム構造体に成形してもよい。
【0035】このようなハニカム触媒構造体によれば、
アルミン酸銀(と遷移元素と)をアルミナに担持させて
なる触媒層厚みは、ハニカム構造体のセルを形成するセ
ル壁の厚さ方向に実質的に均一である。従って、このよ
うなハニカム触媒構造体においては、触媒層厚みがハニ
カム触媒構造体のいずれのセルの壁面からも30μm以
上であるように、セル壁が60μm以上であることが好
ましい。セル壁は、その両側の表面において、排ガスと
接触されるからである。
【0036】本発明による触媒を用いる窒素酸化物の接
触還元において、炭化水素からなる還元剤としては、例
えば、気体状のものとして、メタン、エタン、プロパ
ン、プロピレン、ブチレン等の炭化水素ガス、液体状の
ものとして、ペンタン、ヘキサン、オクタン、ヘプタ
ン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の単一成分系の炭
化水素、ガソリン、灯油、軽油、重油等の鉱油系炭化水
素等を用いることができる。特に、本発明によれば、上
記したなかでも、エチレン、プロピレン、イソブチレ
ン、1−ブテン、2−ブテン等の低級アルケン、プロパ
ン、ブタン等の低級アルカン、軽油等が還元剤として好
ましく用いられる。これら炭化水素は、単独で用いても
よく、又は必要に応じて二種以上併用してもよい。
【0037】また、含酸素有機化合物からなる還元剤と
しては、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアデヒド等
のアルデヒド類、例えば、メタノール、エタノール、プ
ロパノール、オクタノール等のアルコール類、例えば、
ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエー
テル等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、油脂類
等のエステル類、例えば、アセトン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン等のケトン類を挙げること
ができる。これら含酸素有機化合物も、単独で用いても
よく、又は必要に応じて二種以上併用してもよい。更
に、本発明においては、上記炭化水素と含酸素有機化合
物との混合物を還元剤として用いてもよい。
【0038】本発明においては、上記還元剤は、用いる
具体的な炭化水素や含酸素有機化合物によっても異なる
が、通常、窒素酸化物に対するモル比にて、0.1〜2程
度の範囲にて用いられる。還元剤の使用量が窒素酸化物
に対するモル比にて、0.1未満であるときは、窒素酸化
物に対して十分な還元活性を得ることができず、他方、
モル比が2を越えるときは、未反応の還元剤の排出量が
多くなるために、窒素酸化物の接触還元処理の後に、こ
れを回収するための後処理が必要となる。
【0039】尚、排ガス中に存在する燃料等の未燃焼物
乃至不完全燃焼生成物、即ち、炭化水素類やパティキュ
レート類等も還元剤として有効であり、これらも本発明
における炭化水素に含まれる。このことから、見方を変
えれば、本発明による触媒は、排ガス中の炭化水素類や
パティキュレート類等の減少或いは除去触媒としても有
用であるということができる。
【0040】上記還元剤のうち、炭化水素が窒素酸化物
に対して選択的還元反応を示す温度は、アルキン<アル
ケン<芳香族系炭化水素<アルカンの順に高くなる。ま
た、同系の炭化水素においては、炭素数が大きくなるに
従って、その温度は低くなる。
【0041】本発明による触媒が窒素酸化物に対して還
元活性を示す最適な温度は、使用する還元剤や触媒種に
より異なるが、通常、100〜800℃である。この温
度領域においては、空間速度(SV)500〜1000
00程度で排ガスを流通させることが好ましい。本発明
において特に好適な温度領域は200〜500℃であ
る。
【0042】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。
【0043】(A)アルミン酸銀/アルミナ触媒 (1)触媒の調製
【0044】実施例A−1 硝酸銀(AgNO3 )4.75gをイオン交換水100m
lに溶解させた。これに予め120℃にて24時間乾燥
させたγ−アルミナ(住友化学工業(株)製KC−50
1)粉末60gを投入し、攪拌下、pH8に設定したp
HコントローラにてpHを調節しながら、1/10規定
のアンモニア水を滴下した。滴下終了後、1時間熟成し
て、銀イオンを上記γ−アルミナ上にイオン交換によっ
て担持させた。
【0045】このようにして得られたスラリーを濾過し
て、銀イオンを担持させたγ−アルミナ粉末を集め、こ
れをイオン交換水にて十分に洗浄した後、塩酸水溶液1
00ml中に投入し、10分間攪拌した後、スラリーを
濾過し、イオン交換水にて十分に洗浄して、銀重量換算
にて塩化銀を担持量5重量%にて担持させたγ−アルミ
ナ粉末を得た。
【0046】次に、この塩化銀担持γ−アルミナ粉末を
水分10重量%を含有する空気雰囲気下、800℃にて
3時間加熱焼成して、アルミン酸銀を銀重量換算にて担
持量5重量%にて担持させてなるγ−アルミナ粉末触媒
を得た。このようにして、アルミン酸銀を担持させたγ
−アルミナのX線回折図を図1に示し、γ−アルミナの
みのX線回折図を図2に示す。図1において、○はアル
ミン酸銀によるピーク、×はγ−アルミナによるピー
ク、△は銀によるピークを示す(以下、同じ。)。
【0047】このγ−アルミナ粉末触媒60gとシリカ
ゾル(日産化学製スノーテックスN)6gとを適当量の
水と混和し、これをジルコニアボール100gを粉砕媒
体として遊星ミルで5分間湿式粉砕して、ウオッシュ・
コート用スラリーを調製した。このスラリーをセル数2
00のコージェライトからなるハニカム基材に塗布し
て、触媒を約150g/l(触媒層厚み78μm)の割
合で担持させた。この触媒をA−1という。
【0048】実施例A−2 実施例A−1において、硝酸銀2.85gを用いた以外
は、実施例A−1と同様にして、銀重量換算にて担持量
3重量%にてアルミン酸銀を担持させてなるγ−アルミ
ナ粉末触媒を得た。実施例A−1と同様にして、このγ
−アルミナ粉末触媒をコージェライトからなるハニカム
基材に約150g/l(触媒層厚み85μm)の割合で
担持させた。この触媒をA−2という。
【0049】実施例A−3 実施例A−1において、硝酸銀0.95gを用いた以外
は、実施例A−1と同様にして、銀重量換算にて担持量
1重量%にてアルミン酸銀を担持させてなるγ−アルミ
ナ粉末触媒を得た。実施例A−1と同様にして、このγ
−アルミナ粉末触媒をコージェライトからなるハニカム
基材に約150g/l(触媒層厚み88μm)の割合で
担持させた。この触媒をA−3という。
【0050】実施例A−4 硝酸アルミニウム(Al(NO3 3 ・9H2 O)8.6
9g、硝酸銀3.94g及び水和アルミナ(水澤化学工業
(株)製)100gを適当量の水と混和して、ペースト
状物を調製した。これを加熱式混練機を用いて混練乾燥
させた後、水分10重量%を含有する空気雰囲気下、8
00℃で3時間加熱焼成して、銀重量換算にて担持量2.
5重量%にてアルミン酸銀を担持させてなるアルミナ粉
末触媒を得た。
【0051】実施例A−1と同様にして、このアルミナ
粉末触媒をコージェライトからなるハニカム基材に約1
50g/l(触媒層厚み83μm)の割合で担持させ
た。この触媒をA−4という。
【0052】実施例A−5 実施例A−1と同じγ−アルミナ1kg、硝酸銀79.2
g、ポリエチレンオキシド(住友精化(株)製PEO−
10)1kg及び適量の水を十分に混練した後、オーガ
スクリュー式押出成形機にてセル数200のハニカム構
造体に押出成形した。このハニカム構造体を常温にて通
風乾燥した後、100℃で一夜加熱乾燥し、更に、50
0℃で3時間焼成して、銀(及び/又は酸化銀)を担持
させたアルミナからなるハニカム構造体(ハニカム壁厚
さ205μm)を得た。
【0053】次いで、この銀(及び/又は酸化銀)を担
持させたアルミナからなるハニカム構造体を塩酸水溶液
中に投入し、銀(及び/又は酸化銀)を塩素化して、銀
重量換算にて担持量5重量%にて塩化銀を担持させてな
るγ−アルミナからなるハニカム構造体を得た。
【0054】次いで、このハニカム構造体を水分10重
量%を含有する空気雰囲気下に800℃の温度で3時間
加熱焼成して、銀重量換算にて担持量5重量%にてアル
ミン酸銀を担持させたγ−アルミナからなるハニカム触
媒構造体(触媒層厚み102μm)を得た。この触媒を
A−5という。
【0055】実施例A−6 硝酸アルミニウム(Al(NO3 3 ・9H2 O)8.6
9g、硝酸銀3.94g及び水和アルミナ(水澤化学工業
(株)製)100gを適当量の水と混和して、ペースト
状物を調製した。これを加熱式混練機を用いて混練乾燥
させた後、水分10重量%を含有する空気雰囲気下、6
00℃で18時間加熱焼成して、銀重量換算にて担持量
2.5重量%にてアルミン酸銀を担持させてなるアルミナ
粉末触媒を得た。
【0056】実施例A−1と同様にして、このアルミナ
粉末触媒をコージェライトからなるハニカム基材に約1
50g/l(触媒層厚み71μm)の割合で担持させ
た。この触媒をA−6という。このようにして、アルミ
ン酸銀を担持させたγ−アルミナ/コージエライトのX
線回折図を図3に示す。図3において、○はアルミン酸
銀によるピーク、×はγ−アルミナによるピークを示
す。
【0057】実施例A−7 実施例A−1と同じγ−アルミナ1kg、硝酸銀79.2
g、ポリエチレンオキシド(住友精化(株)製PEO−
10)1kg及び適量の水を十分に混練した後、オーガ
スクリュー式押出成形機にてセル数200のハニカム構
造体に押出成形した。このハニカム構造体を常温にて通
風乾燥した後、100℃で一夜加熱乾燥し、更に、50
0℃で3時間焼成して、銀(及び/又は酸化銀)を担持
させたアルミナからなるハニカム構造体(ハニカム壁厚
み200μm)を得た。
【0058】次いで、このハニカム構造体を水分10重
量%を含有する空気雰囲気下に600℃の温度で18時
間加熱焼成して、銀重量換算にて担持量5重量%のアル
ミン酸銀を担持させたアルミナからなるハニカム触媒構
造体(触媒層厚み100μm)を得た。この触媒をA−
7という。
【0059】実施例A−8 実施例A−1で得たアルミン酸銀を銀重量換算にて担持
量5重量%にて担持させてなるγ−アルミナ粉末触媒を
用いて、実施例A−1と同様にして、ウオッシュ・コー
ト法にてコージェライトからなるハニカム基材に塗布し
て、触媒を約100g/l(触媒層厚み52μm)の割
合で担持させた。この触媒をA−8という。
【0060】実施例A−9 実施例A−1で得たアルミン酸銀を銀重量換算にて担持
量5重量%にて担持させてなるγ−アルミナ粉末触媒を
用いて、実施例A−1と同様にして、ウオッシュ・コー
ト法にてコージェライトからなるハニカム基材に塗布し
て、触媒を約70g/l(触媒層厚み36μm)の割合
で担持させた。この触媒をA−9という。
【0061】比較例A−10 実施例A−1と同様にして、銀イオンを担持量5重量%
にて担持させてなるγ−アルミナ粉末触媒を得た。実施
例A−1と同様にして、このアルミナ粉末触媒をコージ
ェライトからなるハニカム基材に約150g/l(触媒
層厚み78μm)の割合で担持させた。この触媒をA−
10という。
【0062】比較例A−11 実施例A−5において調製した銀((及び/又は酸化
銀)担持量5重量%のγ−アルミナからなるハニカム触
媒構造体(ハニカム壁厚み205μm、触媒層厚み10
2μm)をA−11とする。
【0063】比較例A−12 実施例A−1で得たアルミン酸銀を銀重量換算にて担持
量5重量%にて担持させてなるγ−アルミナ粉末触媒を
用いて、実施例A−1と同様にして、ウオッシュ・コー
ト法にてコージェライトからなるハニカム基材に塗布し
て、触媒を約50g/l(触媒層厚み26μm)の割合
で担持させた。この触媒をA−12という。
【0064】比較例A−13 硝酸アルミニウム(Al(NO3 3 ・9H2 O)8.6
9g、硝酸銀3.94g及び水和アルミナ(水澤化学工業
(株)製)100gを適当量の水と混和して、ペースト
状物を調製した。これを加熱式混練機を用いて混練乾燥
させた後、水分10重量%を含有する空気雰囲気下、3
00℃で18時間加熱焼成して、γ−アルミナ触媒を得
た。
【0065】このようにして得たγ−アルミナ触媒を実
施例A−1と同様にしてコージェライトからなるハニカ
ム基材に約150g/l(触媒層厚み71μm)の割合
で担持させた。この触媒をA−13という。このように
して得られたγ−アルミナ/コージェライト触媒のX線
回折図を図4に示す。
【0066】比較例A−14 比較例A−13において、焼成温度を400℃とした以
外は、比較例A−13と同様にして、γ−アルミナ触媒
を得た。実施例A−1と同様にして、このγ−アルミナ
触媒をコージェライトからなるハニカム基材に塗布し
て、上記触媒を約150g/l(触媒層厚み71μm)
の割合で担持させてなるハニカム触媒を得た。この触媒
をA−14という。このようにして得られたγ−アルミ
ナ/コージェライト触媒のX線回折図は、比較例A−1
3で得られた触媒と実質的に同じであった。
【0067】比較例A−15 比較例A−13において、焼成温度を500℃とした以
外は、比較例A−13と同様にして、γ−アルミナ触媒
を得た。実施例A−1と同様にして、このγ−アルミナ
触媒をコージェライトからなるハニカム基材に塗布し
て、上記触媒を約150g/l(触媒層厚み71μm)
の割合で担持させてなるハニカム触媒を得た。この触媒
をA−15という。このようにして得られたγ−アルミ
ナ/コージェライト触媒のX線回折図を図5に示す。
【0068】実施例A−16 比較例A−13において、焼成温度を700℃とした以
外は、比較例A−13と同様にして、γ−アルミナ触媒
を得た。実施例A−1と同様にして、このγ−アルミナ
触媒をコージェライトからなるハニカム基材に塗布し
て、上記触媒を約150g/l(触媒層厚み71μm)
の割合で担持させてなるハニカム触媒を得た。この触媒
をA−16という。このようにして得られたγ−アルミ
ナ/コージェライト触媒のX線回折図を図6に示す。
【0069】実施例A−17 比較例A−13において、焼成温度を900℃とした以
外は、比較例A−13と同様にして、γ−アルミナ触媒
を得た。実施例A−1と同様にして、このγ−アルミナ
触媒をコージェライトからなるハニカム基材に塗布し
て、上記触媒を約150g/l(触媒層厚み71μm)
の割合で担持させてなるハニカム触媒を得た。この触媒
をA−16という。このようにして得られたγ−アルミ
ナ/コージェライト触媒のX線回折図は、実施例A−1
で得られた触媒と実質的に同じであった。
【0070】比較例A−18 比較例A−13において、焼成温度を1000℃とした
以外は、比較例A−13と同様にして、γ−アルミナ触
媒を得た。実施例A−1と同様にして、このγ−アルミ
ナ触媒をコージェライトからなるハニカム基材に塗布し
て、上記触媒を約150g/l(触媒層厚み71μm)
の割合で担持させてなるハニカム触媒を得た。この触媒
をA−18という。このようにして得られたγ−アルミ
ナ/コージェライト触媒のX線回折図を図7に示す。
【0071】(2)評価試験 以上の本発明による触媒(A−1〜A−9、A−16及
びA−17)と比較例の触媒(A−10〜A−15及び
A−18)を用いて、下記の試験条件にて、窒素酸化物
含有ガスの窒素酸化物接触還元を行ない、窒素酸化物の
除去率をケミカル・ルミネッセンス法にて求めた。
【0072】 (試験条件) (1)ガス組成 NO 500ppm O2 10容量% 還元剤 500ppm 水 6容量% 窒素 残部 (但し、還元剤として軽油を用いた場合、軽油はC換算でC12とした。) (2)空間速度 25000(Hr-1) (3)反応温度 250℃、300℃、350℃、400℃、450℃又 は500℃ 結果を表1及び表2に示す。
【0073】
【表1】
【0074】
【表2】
【0075】次に、実施例A−5及び比較例A−11に
て調製した触媒を用いて、 NO 500ppm O2 10容量% プロピレン 500ppm SO2 200ppm 水 6容量% 窒素 残部 からなる窒素酸化物含有ガスの窒素酸化物接触還元を温
度700℃、空間速度25000(Hr-1)で500時
間行なった後、上記(2)及び(3)の条件下で窒素酸
化物含有ガスの窒素酸化物接触還元を行なって、触媒の
耐熱性及び耐硫黄酸化物性を評価した。結果を表3に示
す。
【0076】
【表3】
【0077】表1から表3に示す結果から明らかなよう
に、本発明による触媒は、いずれも窒素酸化物の除去率
が高いのに対して、比較例による触媒は、総じて、除去
率が低く、更に、本発明による触媒は、耐熱性にすぐれ
ると共に、耐硫黄酸化物性にもすぐれる。
【0078】(B)アルミン酸銀及び遷移元素/アルミ
ナ触媒 (1)触媒の調製
【0079】実施例B−1 硝酸銀(AgNO3 )2.38gをイオン交換水100m
lに溶解させた。これに予め120℃にて24時間乾燥
させたγ−アルミナ(住友化学工業(株)製KC−50
1)粉末60gを投入し、攪拌下、pH8に設定したp
HコントローラにてpHを調節しながら、1/10規定
のアンモニア水を滴下した。滴下終了後、1時間熟成し
て、銀イオンを上記γ−アルミナ上にイオン交換によっ
て担持させた。
【0080】このようにして得られたスラリーを濾過し
て、上記銀イオン担持γ−アルミナ粉末を集め、これを
イオン交換水にて十分に洗浄した後、塩酸水溶液100
ml中に投入し、10分間攪拌した後、スラリーを濾過
し、イオン交換水にて十分に洗浄して、銀換算にて塩化
銀を担持量2.5重量%にて担持させたγ−アルミナ粉末
を得た。
【0081】次に、この塩化銀担持γ−アルミナ粉末を
水分10重量%を含有する空気雰囲気下、800℃にて
3時間加熱焼成して、アルミン酸銀を銀換算にて担持量
2.5重量%にて担持させてなるγ−アルミナ粉末触媒を
得た。
【0082】上記アルミン酸銀担持γ−アルミナ粉末触
媒60gとシリカゾル(日産化学製スノーテックスN)
6gとを適当量の水と混和し、これをジルコニアボール
100gを粉砕媒体として遊星ミルで5分間湿式粉砕し
て、ウオッシュ・コート用スラリーを調製した。このス
ラリーをセル数200のコージェライトからなるハニカ
ム基材に塗布して、上記触媒を約150g/L(触媒層
厚み78μm)の割合で担持させた。
【0083】次いで、上述したようにして、アルミン酸
銀担持γ−アルミナ触媒を担持させた上記ハニカム体を
モリブデン酸アンモニウム((NH4 6 Mo7 24
4H 2 O)0.088gをイオン交換水300mLに溶解
した水溶液中に浸漬し、1時間放置した。ハニカム体を
水溶液から引き上げ、付着している過剰の水溶液を除去
した後、ハニカム体を常温にて通風乾燥し、更に、18
0℃にて12時間乾燥した。この後、ハニカム体を50
0℃で3時間焼成して、ハニカム体上でMoO 3 をモリ
ブデンとして担持量0.01重量%、アルミン酸銀を銀換
算で担持量2.5重量%にてγ−アルミナに担持させてな
るアルミナ触媒を得た。この触媒をB−1という。
【0084】実施例B−2 実施例B−1において、硝酸銀1.19gを用いた以外
は、実施例B−1と同様にして、MoO3 をモリブデン
として担持量0.01重量%、アルミン酸銀を銀換算にて
担持量1.25重量%にてγ−アルミナに担持させてなる
γ−アルミナ触媒を得た。この触媒は、ハニカム基材に
約150g/L(触媒層厚み85μm)の割合で担持さ
せれている。この触媒をB−2という。
【0085】実施例B−3 実施例B−1において、硝酸銀0.60gを用いた以外
は、実施例B−1と同様にして、MoO3 をモリブデン
として担持量0.01重量%、アルミン酸銀を銀換算にて
担持量0.63重量%にてγ−アルミナに担持させてなる
アルミナ触媒を得た。この触媒は、ハニカム基材に約1
50g/L(触媒層厚み88μm)の割合で担持されて
いる。この触媒をB−3という。
【0086】実施例B−4 硝酸アルミニウム(Al(NO3 3 ・9H2 O)8.6
9g、硝酸銀3.94gモリブデン酸アンモニウム((N
4 6 Mo7 24・4H2 O)0.050gと水和アル
ミナ(水澤化学工業(株)製)100gを適当量の水と
混和して、ペースト状物を調製した。これを加熱式混練
機を用いて混練乾燥させた後、水分10重量%を含有す
る空気雰囲気下、800℃で3時間加熱焼成して、Mo
3 をモリブデンとして担持量0.01重量%、アルミン
酸銀を銀換算にて担持量2.5重量%にてγ−アルミナに
担持させてなるγ−アルミナ触媒を得た。
【0087】実施例B−1と同様にして、このγ−アル
ミナ触媒をコージェライトからなるハニカム基材に約1
50g/L(触媒層厚み83μm)の割合で担持させ
た。この触媒をB−4を得た。
【0088】実施例B−5 水酸化アルミニウムをγ−アルミナとして1kg、硝酸
銀39.6g、メタタンタングステン酸アンモニウム溶液
1.55g(WO3 として50重量%、新日本金属(株)
製)、ポリエチレンオキシド(住友精化(株)製PEO
−10)1kg及び適量の水を十分に混練した後、オー
ガスクリュー式押出成形機にてセル数200のハニカム
構造体に押出成形した。このハニカム構造体を常温にて
通風乾燥した後、100℃で一夜加熱乾燥し、更に、5
00℃で3時間焼成して、酸化タングステン及び銀(及
び/又は酸化銀)を担持させたγ−アルミナからなるハ
ニカム構造体(ハニカム壁厚さ205μm)を得た。
【0089】次いで、この酸化タングステン及び銀(及
び/又は酸化銀)を担持させたγ−アルミナからなるハ
ニカム構造体を水分10重量%を含有する空気雰囲気下
に800℃の温度で3時間加熱焼成して、WO3 をタン
グステン換算にて担持量0.05重量%、アルミン酸銀を
銀換算にて担持量2.5重量%にて担持させたγ−アルミ
ナからなるハニカム触媒構造体(触媒層厚み150μ
m)を得た。この触媒をB−5という。
【0090】実施例B−6 硝酸アルミニウム(Al(NO3 3 ・9H2 O)8.6
9g、硝酸銀3.94g、モリブデン酸アンモニウム
((NH4 6 Mo7 24・H2 O)0.050g及び水
和アルミナ(水澤化学工業(株)製)をγ−アルミナ換
算にて100gを適当量の水と混和して、ペースト状物
を調製した。これを加熱式混練機を用いて混練乾燥させ
た後、水分10重量%を含有する空気雰囲気下、600
℃で18時間加熱焼成して、MoO3 をモリブデン換算
にて担持量0.01重量%、アルミン酸銀を銀換算にて担
持量2.5重量%にて担持させてなるγ−アルミナ粉末触
媒を得た。
【0091】実施例B−1と同様にして、このアルミナ
粉末触媒をコージェライトからなるハニカム基材に約1
50g/L(触媒層厚み71μm)の割合で担持させ
た。この触媒をB−6という。
【0092】実施例B−7 実施例B−4と同じ水和アルミナをγ−アルミナ換算に
て1kg、硝酸銀31.7g、メタタングステンアンモニ
ウム溶液1.24g(WO3 として50重量%、新日本金
属(株)製)、ポリエチレンオキシド(住友精化(株)
製PEO−10)1kg及び適量の水を十分に混練した
後、オーガスクリュー式押出成形機にてセル数200の
ハニカム構造体に押出成形した。このハニカム構造体を
常温にて通風乾燥した後、100℃で一夜加熱乾燥し、
更に、500℃で3時間焼成して、酸化タングステン及
び銀(及び/又は酸化銀)を担持させたγ−アルミナか
らなるハニカム構造体(ハニカム壁厚み200μm)を
得た。
【0093】次いで、このハニカム構造体を水分10重
量%を含有する空気雰囲気下に600℃の温度で18時
間加熱焼成して、WO3 をタングステン換算にて担持量
0.01重量%、アルミン酸銀を銀換算にて担持量2重量
%にて担持させたγ−アルミナからなるハニカム触媒構
造体(触媒層厚み200μm)を得た。この触媒をB−
7という。
【0094】実施例B−8 実施例B−4で得たMoO3 をモリブデンとして担持量
0.01重量%、アルミン酸銀を銀換算で担持量2.5重量
%にてγ−アルミナに担持させてなるγ−アルミナ粉末
触媒を用いて、実施例B−1と同様にして、ウオッシュ
・コート法にてコージェライトからなるハニカム基材に
塗布して、触媒を約100g/L(触媒層厚み52μ
m)の割合で担持させた。この触媒をB−8という。
【0095】実施例B−9 実施例B−4で得たMoO3 をモリブデンとして担持量
0.01重量%、アルミン酸銀を銀換算で担持量2.5重量
%にてγ−アルミナに担持させてなるγ−アルミナ粉末
触媒を用いて、実施例B−1と同様にして、ウオッシュ
・コート法にてコージェライトからなるハニカム基材に
塗布して、触媒を約70g/L(触媒層厚み36μm)
の割合で担持させた。この触媒をB−9という。
【0096】実施例B−10 硝酸アルミニウム(Al(NO3 3 ・9H2 O)8.6
9g、硝酸銀3.94g、モリブデン酸アンモニウム
((NH4 6 Mo7 24・H2 O)0.050g及び水
和アルミナ(水澤化学工業(株)製)をγ−アルミナ換
算にて100gを適当量の水と混和して、ペースト状物
を調製した。これを加熱式混練機を用いて混練乾燥させ
た後、水分10重量%を含有する空気雰囲気下、800
℃で3時間加熱焼成して、MoO3 をモリブデンとして
担持量0.0001重量%、アルミン酸銀を銀換算にて担
持量2.5重量%にて担持させてなるアルミナ粉末触媒を
得た。
【0097】実施例B−1と同様にして、このアルミナ
粉末触媒をコージェライトからなるハニカム基材に約1
45g/L(触媒層厚み80μm)の割合で担持させ
た。この触媒をB−10という。
【0098】実施例B−11 硝酸アルミニウム(Al(NO3 3 ・9H2 O)8.6
9g、硝酸銀3.94g、モリブデン酸アンモニウム
((NH4 6 Mo7 24・H2 O)0.25g及び水和
アルミナ(水澤化学工業(株)製)をγ−アルミナ換算
にて100gを適当量の水と混和して、ペースト状物を
調製した。これを加熱式混練機を用いて混練乾燥させた
後、水分10重量%を含有する空気雰囲気下、800℃
で3時間加熱焼成して、MoO3 をモリブデンとして担
持量0.05重量%、アルミン酸銀を銀換算にて担持量2.
5重量%にて担持させてなるアルミナ粉末触媒を得た。
【0099】実施例B−1と同様にして、このアルミナ
粉末触媒をコージェライトからなるハニカム基材に約1
40g/L(触媒層厚み77μm)の割合で担持させ
た。この触媒をB−11という。
【0100】実施例B−12 実施例B−7において、メタンタングステンアンモニウ
ム溶液6.20gを用いた以外は、実施例B−7と同様に
して、WO3 をタングステン換算にて担持量0.05重量
%、アルミン酸銀を銀換算にて担持量2重量%にて担持
させたγ−アルミナからなるハニカム触媒構造体(触媒
層厚み200μm)を得た。この触媒をB−12とい
う。
【0101】実施例B−13 硝酸アルミニウム(Al(NO3 3 ・9H2 O)8.6
9g、硝酸銀3.94g、シュウ酸バナジル水溶液(V2
5 として1g/L濃度)1.0mL及び水和アルミナ
(水澤化学工業(株)製)をγ−アルミナ換算にて10
0gを適当量の水と混和して、ペースト状物を調製し
た。これを加熱式混練機を用いて混練乾燥させた後、水
分10重量%を含有する空気雰囲気下、800℃で3時
間加熱焼成して、V2 5 をバナジウムとして担持量0.
001重量%、アルミン酸銀を銀換算にて担持量2.5重
量%にて担持させてなるアルミナ粉末触媒を得た。
【0102】実施例B−1と同様にして、このアルミナ
粉末触媒をコージェライトからなるハニカム基材に約1
50g/L(触媒層厚み85μm)の割合で担持させ
た。この触媒をB−13という。
【0103】実施例B−14 実施例B−5で用いたのと同じ水酸化アルミニウムをγ
−アルミナとして1kg、硝酸銀31.7g、メタタンタ
ングステン酸アンモニウム溶液24.8g(WO 3 として
50重量%、新日本金属(株)製)、ポリエチレンオキ
シド(住友精化(株)製PEO−10)1kg及び適量
の水を十分に混練した後、オーガスクリュー式押出成形
機にてセル数200のハニカム構造体に押出成形した。
このハニカム構造体を常温にて通風乾燥した後、100
℃で一夜加熱乾燥し、更に、500℃で3時間焼成し
て、酸化タングステン及び銀(及び/又は酸化銀)を担
持させたγ−アルミナからなるハニカム構造体(ハニカ
ム壁厚さ200μm)を得た。
【0104】次いで、この酸化タングステン及び銀(及
び/又は酸化銀)を担持させたγ−アルミナからなるハ
ニカム構造体を水分10重量%を含有する空気雰囲気下
に600℃の温度で18時間加熱焼成して、WO3 をタ
ングステン換算にて担持量0.2重量%、アルミン酸銀を
銀換算にて担持量2.0重量%にて担持させたγ−アルミ
ナからなるハニカム触媒構造体(触媒層厚み200μ
m)を得た。この触媒をB−14という。
【0105】比較例B−15 実施例B−1と同様にして、銀イオンを担持量2.5重量
%にて担持させてなるγ−アルミナ粉末触媒を得た。実
施例B−1と同様にして、このアルミナ粉末触媒をコー
ジェライトからなるハニカム基材に約140g/L(触
媒層厚み78μm)の割合で担持させた。この触媒をB
−15という。
【0106】比較例B−16 実施例B−5において、メタタングステン酸アンモニウ
ム溶液を用いなかった以外は、実施例5と同様にして、
銀(及び/又は酸化銀)担持量5重量%のγ−アルミナ
からなるハニカム触媒構造体(ハニカム壁厚み205μ
m、触媒層厚み102μm)を得た。この触媒をB−1
6とする。
【0107】比較例B−17 実施例B−1で得たアルミン酸銀を銀換算にて担持量2.
5重量%にて担持させてなるアルミナ粉末触媒を実施例
1と同様にして、ウオッシュ・コート法にてコージェラ
イトからなるハニカム基材に塗布して、触媒を約50g
/L(触媒層厚み26μm)の割合で担持させた。この
触媒をB−17という。
【0108】比較例B−18 硝酸アルミニウム(Al(NO3 3 ・9H2 O)8.6
9g、硝酸銀3.94g及び水和アルミナ(水澤化学工業
(株)製)をγ−アルミナ換算にて100gを適当量の
水と混和して、ペースト状物を調製した。これを加熱式
混練機を用いて混練乾燥させた後、水分10重量%を含
有する空気雰囲気下、800℃で3時間加熱焼成して、
アルミン酸銀を銀換算にて担持量2.5重量%にて担持さ
せてなるアルミナ粉末触媒を得た。
【0109】実施例B−1と同様にして、このアルミナ
粉末触媒をコージェライトからなるハニカム基材に約1
50g/L(触媒層厚み80μm)の割合で担持させ
た。この触媒をB−18という。
【0110】比較例B−19 硝酸アルミニウム(Al(NO3 3 ・9H2 O)8.6
9g、硝酸銀3.94g、モリブデン酸アンモニウム0.5
0g及び水和アルミナ(水澤化学工業(株)製)をγ−
アルミナ換算で100gを適当量の水と混和して、ペー
スト状物を調製した。これを加熱式混練機を用いて混練
乾燥させた後、水分10重量%を含有する空気雰囲気
下、800℃で3時間加熱焼成して、MoO3 をモリブ
デンとして担持量0.1重量%、アルミン酸銀を銀換算で
担持量2.5重量%にて担持させてなるγ−アルミナ粉末
触媒を得た。
【0111】実施例B−1と同様にして、このアルミナ
粉末触媒をコージェライトからなるハニカム基材に約1
50g/L(触媒層厚み80μm)の割合で担持させ
た。この触媒をB−19という。
【0112】(2)評価試験 以上の本発明による触媒(B−1〜B〜14)と比較例
の触媒(B−15〜B−19)を用いて、下記の試験条
件にて、窒素酸化物含有ガスの窒素酸化物接触還元を行
ない、窒素酸化物の除去率をケミカル・ルミネッセンス
法にて求めた。
【0113】 (試験条件) (1)ガス組成 NO 500ppm O2 10容量% 還元剤 500ppm 水 6容量% 窒素 残部 (但し、還元剤として軽油を用いた場合、軽油はC換算でC12とした。) (2)空間速度 25000(Hr-1) (3)反応温度 250℃、300℃、350℃、400℃、450℃又 は500℃ 結果を表4及び表5に示す。
【0114】
【表4】
【0115】
【表5】
【0116】次に、実施例B−4及び比較例B−16に
て調製した触媒を用いて、 NO 500ppm O2 10容量% プロピレン 500ppm SO2 200ppm 水 6容量% 窒素 残部 からなる窒素酸化物含有ガスの窒素酸化物接触還元を温
度700℃、空間速度25000(Hr-1)で500時
間行なった後、上記(2)及び(3)の条件下で窒素酸
化物含有ガスの窒素酸化物接触還元を行なって、触媒の
耐熱性及び耐硫黄酸化物性を評価した。結果を表6に示
す。
【0117】
【表6】
【0118】表4から表6に示す結果から明らかなよう
に、本発明による触媒は、いずれも窒素酸化物の除去率
が高いのに対して、比較例による触媒は、総じて、除去
率が低く、また、本発明による触媒は、耐熱性にすぐれ
ると共に、耐硫黄酸化物性にもすぐれる。
【0119】
【発明の効果】以上のように、本発明による窒素酸化物
接触還元用触媒は、炭化水素及び/又は含酸素有機化合
物を還元剤として用いて、酸素及び水分の共存下におい
ても、排ガス中の窒素酸化物を効率よく接触還元するこ
とができ、更に、水分の存在下においても、また、高温
での使用においても、耐久性にすぐれ、耐硫黄酸化物性
にもすぐれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、実施例A−1において、塩化銀を担持させ
たγ−アルミナを酸化性雰囲気中、水蒸気の存在下に8
00℃で焼成して得られたアルミン酸銀/γ−アルミナ
のX線回折図である。
【図2】は、上記触媒の調製に用いたγ−アルミナのX
線回折図である。
【図3】は、実施例A−6において調製したアルミン酸
銀を担持させたγ−アルミナ/コージェライトのX線回
折図である。
【図4】は、比較例A−13において、硝酸アルミニウ
ムと硝酸銀を含浸させた水和アルミナを酸化性雰囲気
中、水蒸気の存在下に300℃で焼成して得られたγ−
アルミナのX線回折図である。
【図5】は、焼成温度を500℃とした以外は、上記と
同様にして得られたγ−アルミナのX線回折図である
(比較例A−15)。
【図6】は、焼成温度を700℃とした以外は、上記と
同様にして得られたγ−アルミナのX線回折図である
(比較例A−16)。
【図7】は、焼成温度を1000℃とした以外は、上記
と同様にして得られたγ−アルミナのX線回折図である
(比較例A−18)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田畑 啓一 大阪府堺市戎島町5丁1番地 堺化学工業 株式会社中央研究所内 (72)発明者 植田 計幸 大阪府堺市戎島町5丁1番地 堺化学工業 株式会社中央研究所内

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】銀、ハロゲン化銀、硝酸銀、水酸化銀及び
    酸化銀よりなる群から選ばれる少なくとも1種をアルミ
    ナに担持させ、次いで、このように処理したアルミナを
    酸化性雰囲気中、水蒸気の存在下に600〜900℃の
    温度で焼成して、アルミナ上にアルミン酸銀を生成させ
    ることを特徴とするアルミナにアルミン酸銀を担持させ
    てなる窒素酸化物の還元触媒の製造方法。
  2. 【請求項2】ハロゲン化銀が塩化銀である請求項1に記
    載の窒素酸化物の還元触媒の製造方法。
  3. 【請求項3】アルミン酸銀の担持量が銀換算にて0.01
    〜10重量%の範囲である請求項1に記載の窒素酸化物
    の還元触媒の製造方法。
  4. 【請求項4】水溶性アルミニウム化合物と水溶性銀化合
    物とを含む水溶液にアルカリを加えて共沈物を生成さ
    せ、この共沈物を乾燥させ、酸化性雰囲気中、水蒸気の
    存在下に600〜900℃の温度で焼成して、アルミナ
    上にアルミン酸銀を生成させることを特徴とするアルミ
    ナにアルミン酸銀を担持させてなる窒素酸化物の還元触
    媒の製造方法。
  5. 【請求項5】水溶性アルミニウム化合物が硝酸アルミニ
    ウムであり、水溶性銀化合物が硝酸銀である請求項4に
    記載の窒素酸化物の還元触媒の製造方法。
  6. 【請求項6】アルミン酸銀の担持量が銀換算にて0.01
    〜10重量%の範囲である請求項4に記載の窒素酸化物
    の還元触媒の製造方法。
  7. 【請求項7】水溶性アルミニウム化合物と水溶性銀化合
    物とを含む水溶液をアルミナに含浸させ、乾燥させた
    後、酸化性雰囲気中、水蒸気の存在下に600〜900
    ℃の温度で焼成して、アルミナ上にアルミン酸銀を生成
    させることを特徴とするアルミナにアルミン酸銀を担持
    させてなる窒素酸化物の還元触媒の製造方法。
  8. 【請求項8】水溶性アルミニウム化合物が硝酸アルミニ
    ウムであり、水溶性銀化合物が硝酸銀である請求項7に
    記載の窒素酸化物の還元触媒の製造方法。
  9. 【請求項9】アルミン酸銀の担持量が銀換算にて0.01
    〜10重量%の範囲である請求項7に記載の窒素酸化物
    の還元触媒の製造方法。
  10. 【請求項10】銀、ハロゲン化銀、硝酸銀、水酸化銀及
    び酸化銀よりなる群から選ばれる少なくとも1種をアル
    ミナに担持させ、次いで、このように処理したアルミナ
    を酸化性雰囲気中、水蒸気の存在下に600〜900℃
    の温度で焼成して、アルミナ上にアルミン酸銀を生成さ
    せ、次いで、タングステン、モリブデン及びバナジウム
    よりなる群から選ばれる少なくとも1種の遷移元素を担
    持させることを特徴とするアルミナにアルミン酸銀と上
    記遷移元素とを担持させてなる窒素酸化物の還元触媒の
    製造方法。
  11. 【請求項11】ハロゲン化銀が塩化銀である請求項10
    に記載の窒素酸化物の還元触媒の製造方法。
  12. 【請求項12】アルミン酸銀の担持量が銀換算にて0.0
    1〜10重量%の範囲であり、遷移元素の担持量が金属
    換算にて0.0001〜0.2重量%である請求項10に記
    載の窒素酸化物の還元触媒の製造方法。
  13. 【請求項13】水溶性アルミニウム化合物と水溶性銀化
    合物とタングステン、モリブデン及びバナジウムよりな
    る群から選ばれる少なくとも1種の遷移元素の水溶性化
    合物を含む水溶液をアルミナに含浸させ、乾燥させた
    後、酸化性雰囲気中、水蒸気の存在下に600〜900
    ℃の温度で焼成して、アルミナ上にアルミン酸銀を生成
    させることを特徴とするアルミナにアルミン酸銀と上記
    遷移元素とを担持させてなる窒素酸化物の還元触媒の製
    造方法。
  14. 【請求項14】水溶性アルミニウム化合物が硝酸アルミ
    ニウムであり、水溶性銀化合物が硝酸銀である請求項1
    3に記載の窒素酸化物の還元触媒の製造方法。
  15. 【請求項15】アルミン酸銀の担持量が銀換算にて0.0
    1〜10重量%の範囲であり、遷移元素の担持量が金属
    換算にて0.0001〜0.2重量%である請求項13に記
    載の窒素酸化物の還元触媒の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100442769B1 (ko) * 2001-10-22 2004-08-02 주식회사 제너럴시스템 고효율 은계 촉매 및 그 제조방법
JP2010504204A (ja) * 2006-09-20 2010-02-12 ビーエーエスエフ、カタリスツ、エルエルシー 排出ガス流中におけるNOxを低減するための触媒、系及び方法
JP2011078977A (ja) * 2007-03-20 2011-04-21 Denso Corp 触媒材料の製造方法
CZ306417B6 (cs) * 2015-09-03 2017-01-11 Unipetrol Výzkumně Vzdělávací Centrum, A. S. Způsob výroby katalyzátoru se zabudovaným stříbrem

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