JPH10263402A - 排ガス浄化触媒及びその製造方法 - Google Patents
排ガス浄化触媒及びその製造方法Info
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- JPH10263402A JPH10263402A JP9069604A JP6960497A JPH10263402A JP H10263402 A JPH10263402 A JP H10263402A JP 9069604 A JP9069604 A JP 9069604A JP 6960497 A JP6960497 A JP 6960497A JP H10263402 A JPH10263402 A JP H10263402A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単独酸化物では得られない高活性な活性点を
形成することができるようにするとともに、高い空間速
度条件下においても高い活性を発現できるようにする。 【解決手段】 遷移金属元素のうち少なくとも１種類と
アルミニウムを含む複合化合物であり、かつ前記遷移金
属元素がアルミニウム酸化物のアルミニウム原子の一部
を置換することにより存在する排ガス浄化触媒。
形成することができるようにするとともに、高い空間速
度条件下においても高い活性を発現できるようにする。 【解決手段】 遷移金属元素のうち少なくとも１種類と
アルミニウムを含む複合化合物であり、かつ前記遷移金
属元素がアルミニウム酸化物のアルミニウム原子の一部
を置換することにより存在する排ガス浄化触媒。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、酸素過剰存在下
においても窒素酸化物を選択的に除去することができる
排ガス浄化触媒及びその製造方法に関するものである。
においても窒素酸化物を選択的に除去することができる
排ガス浄化触媒及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、アルミナ担体に金属酸化物を
分散担持した触媒が、酸素過剰存在下においても、窒素
酸化物を選択的に除去することができることは知られて
いる。
分散担持した触媒が、酸素過剰存在下においても、窒素
酸化物を選択的に除去することができることは知られて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来から知ら
れているアルミナ担持金属酸化物触媒は、低い空間速度
条件においては、活性に優れているが、実用条件に近い
高い空間速度条件においては、活性が著しく低下してし
まう。これは、アルミナ担体上の金属酸化物は、高分散
しているものの、基本的には活性金属種が単独の金属酸
化物として存在しているためである。活性点構造は、単
独酸化物においては、構造が規定されてしまい、質的に
これを改良することは困難である。また、通常の金属酸
化物は、存在する金属種のうちの一部の原子のみが反応
に関与するために、結果として活性点を量的に増やすに
は限界があり、高い空間速度条件では反応活性の向上は
難しい。
れているアルミナ担持金属酸化物触媒は、低い空間速度
条件においては、活性に優れているが、実用条件に近い
高い空間速度条件においては、活性が著しく低下してし
まう。これは、アルミナ担体上の金属酸化物は、高分散
しているものの、基本的には活性金属種が単独の金属酸
化物として存在しているためである。活性点構造は、単
独酸化物においては、構造が規定されてしまい、質的に
これを改良することは困難である。また、通常の金属酸
化物は、存在する金属種のうちの一部の原子のみが反応
に関与するために、結果として活性点を量的に増やすに
は限界があり、高い空間速度条件では反応活性の向上は
難しい。
【０００４】一方、従来から知られているアルミナ担持
金属酸化物触媒は、乾燥した排ガスの浄化には高活性で
あるが、実際の排ガスのように水蒸気が存在すると触媒
活性が著しく低下してしまう。これは、通常の酸化物触
媒は、水蒸気と優先的に強く相互作用してしまうことに
より、ＮＯｘのような有害物質に作用できなくなってし
まうためである。
金属酸化物触媒は、乾燥した排ガスの浄化には高活性で
あるが、実際の排ガスのように水蒸気が存在すると触媒
活性が著しく低下してしまう。これは、通常の酸化物触
媒は、水蒸気と優先的に強く相互作用してしまうことに
より、ＮＯｘのような有害物質に作用できなくなってし
まうためである。
【０００５】本発明は、γ・アルミナ担体上に金属酸化
物を保持する触媒とは異なり、アルミナを主成分とする
酸化物の特定のサイトを遷移金属原子で置換することに
より、単独酸化物では得られない高活性の活性点を形成
することができ、同時に活性点が原子状に分散し、した
がって通常の担持触媒では得られない多数の活性点を触
媒上に有するために、高い空間速度条件においても高い
活性を発現する触媒とその製造方法を得ることを目的と
する。
物を保持する触媒とは異なり、アルミナを主成分とする
酸化物の特定のサイトを遷移金属原子で置換することに
より、単独酸化物では得られない高活性の活性点を形成
することができ、同時に活性点が原子状に分散し、した
がって通常の担持触媒では得られない多数の活性点を触
媒上に有するために、高い空間速度条件においても高い
活性を発現する触媒とその製造方法を得ることを目的と
する。
【０００６】さらに、この発明は、遷移金属原子の配位
構造を目的の構造に制御することにより、従来の触媒に
おいて問題となっていた水蒸気存在条件下における活性
を著しく向上させる触媒とその製造方法を得ることを目
的とする。
構造を目的の構造に制御することにより、従来の触媒に
おいて問題となっていた水蒸気存在条件下における活性
を著しく向上させる触媒とその製造方法を得ることを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る排ガス浄
化触媒は、次の（１），（２）に記載のものである。
化触媒は、次の（１），（２）に記載のものである。
【０００８】（１）遷移金属元素のうち少なくとも１種
類とアルミニウムを含む複合酸化物であり、かつ前記遷
移金属元素がアルミニウム酸化物のアルミニウム原子の
一部を置換することにより存在する排ガス浄化触媒。
類とアルミニウムを含む複合酸化物であり、かつ前記遷
移金属元素がアルミニウム酸化物のアルミニウム原子の
一部を置換することにより存在する排ガス浄化触媒。
【０００９】（２）コバルト，ニッケル，銅のうち少な
くとも１種類とアルミニウムを含む複合酸化物であり、
かつ前記コバルト，ニッケル、あるいは銅がアルミニウ
ム酸化物のアルミニウム原子の一部を置換することによ
り存在する排ガス浄化触媒。
くとも１種類とアルミニウムを含む複合酸化物であり、
かつ前記コバルト，ニッケル、あるいは銅がアルミニウ
ム酸化物のアルミニウム原子の一部を置換することによ
り存在する排ガス浄化触媒。
【００１０】また、この発明に係る排ガス浄化触媒の製
造方法は、次の（１）〜（３）に記載のものである。
造方法は、次の（１）〜（３）に記載のものである。
【００１１】（１）遷移金属のうち少なくとも１種類と
アルミニウムを含む混合水溶液あるいはコバルト，ニッ
ケル，銅のうち少なくとも１種類とアルミニウムを含む
混合水溶液より共沈法によって得た酸化物前駆体を、温
熱処理することを特徴とする排ガス浄化触媒の製造方
法。
アルミニウムを含む混合水溶液あるいはコバルト，ニッ
ケル，銅のうち少なくとも１種類とアルミニウムを含む
混合水溶液より共沈法によって得た酸化物前駆体を、温
熱処理することを特徴とする排ガス浄化触媒の製造方
法。
【００１２】（２）遷移金属元素のうち少なくとも１種
類とアルミニウムを含む混合水溶液あるいはコバルト，
ニッケル，銅のうち少なくとも１種類とアルミニウムを
含む混合水溶液より共沈法によって得た酸化物前駆体
を、アルカリ性のｐＨ条件で熟成することを特徴とする
排ガス浄化触媒の製造方法。
類とアルミニウムを含む混合水溶液あるいはコバルト，
ニッケル，銅のうち少なくとも１種類とアルミニウムを
含む混合水溶液より共沈法によって得た酸化物前駆体
を、アルカリ性のｐＨ条件で熟成することを特徴とする
排ガス浄化触媒の製造方法。
【００１３】（３）遷移金属元素のうち少なくとも１種
類とアルミニウムを含む混合水溶液あるいはコバルト，
ニッケル，銅のうち少なくとも１種類とアルミニウムを
含む混合水溶液より共沈法によって得た酸化物前駆体
を、最終的に遷移金属元素が酸化物のアルミニウム原子
の一部を置換しうる程十分に長時間熟成することを特徴
とする排ガス浄化触媒の製造方法。
類とアルミニウムを含む混合水溶液あるいはコバルト，
ニッケル，銅のうち少なくとも１種類とアルミニウムを
含む混合水溶液より共沈法によって得た酸化物前駆体
を、最終的に遷移金属元素が酸化物のアルミニウム原子
の一部を置換しうる程十分に長時間熟成することを特徴
とする排ガス浄化触媒の製造方法。
【００１４】
【作用】この発明による排ガス浄化触媒は、これまで一
般的に知られているアルミナ担体に担持された酸化物触
媒と異なり、アルミナを主成分とする酸化物の特定のサ
イトを遷移金属原子で置換することにより、単独酸化物
では得られない高活性かつ多数の活性点を有するため、
従来にはなかった高活性な触媒となる。この場合、アル
ミナを主成分とする酸化物としては、Ａｌ2 Ｏ3 の組成
を持つ純粋な酸化アルミニウムを初め、その活性、耐久
性を向上させるために様々な添加物を加えた種々の改良
型のアルミニウム酸化物を用いることができる。
般的に知られているアルミナ担体に担持された酸化物触
媒と異なり、アルミナを主成分とする酸化物の特定のサ
イトを遷移金属原子で置換することにより、単独酸化物
では得られない高活性かつ多数の活性点を有するため、
従来にはなかった高活性な触媒となる。この場合、アル
ミナを主成分とする酸化物としては、Ａｌ2 Ｏ3 の組成
を持つ純粋な酸化アルミニウムを初め、その活性、耐久
性を向上させるために様々な添加物を加えた種々の改良
型のアルミニウム酸化物を用いることができる。
【００１５】そして、上記の活性点構造は、排ガス中に
含まれる水蒸気による活性被毒を受けにくい性質を持っ
ているため、本触媒の水蒸気存在条件下におけるＮＯｘ
の除去活性を飛躍的に増大させることができる。
含まれる水蒸気による活性被毒を受けにくい性質を持っ
ているため、本触媒の水蒸気存在条件下におけるＮＯｘ
の除去活性を飛躍的に増大させることができる。
【００１６】また、上述の活性点構造を有する触媒を得
るためには触媒の調製段階のうち、最終的な形態である
複合酸化物の前駆体の状態において、その前駆体に適当
な熟成処理を行うことによって始めて実現することがで
きる。
るためには触媒の調製段階のうち、最終的な形態である
複合酸化物の前駆体の状態において、その前駆体に適当
な熟成処理を行うことによって始めて実現することがで
きる。
【００１７】これらのことにより、本触媒は、従来の酸
化物担持触媒より高い空間速度条件での利用が可能にな
り、触媒の使用量を低減できるため、コスト，重量，専
有体積等の実用的な見地からも有利な触媒である。さら
に、本触媒は、従来の触媒に比較して水蒸気存在下にお
ける排ガス浄化活性に優れているため、水蒸気を含む実
排ガスの浄化に適した触媒である。
化物担持触媒より高い空間速度条件での利用が可能にな
り、触媒の使用量を低減できるため、コスト，重量，専
有体積等の実用的な見地からも有利な触媒である。さら
に、本触媒は、従来の触媒に比較して水蒸気存在下にお
ける排ガス浄化活性に優れているため、水蒸気を含む実
排ガスの浄化に適した触媒である。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例によって説明する。
例によって説明する。
【００１９】（実施例１） （温熱処理コバルト−アルミニウム複合酸化物触媒の合
成（１））コバルトとアルミニウムの原子数比が１：１
５となるように硝酸コバルトと硝酸アルミニウムを混合
した水溶液を作成した。なお、水溶性であれば、硝酸塩
以外のコバルトあるいはアルミニウムの化合物を用いる
ことができる。
成（１））コバルトとアルミニウムの原子数比が１：１
５となるように硝酸コバルトと硝酸アルミニウムを混合
した水溶液を作成した。なお、水溶性であれば、硝酸塩
以外のコバルトあるいはアルミニウムの化合物を用いる
ことができる。
【００２０】この水溶液を撹拌しながら１０％アンモニ
ア水を滴下した。アンモニア水の滴下は水溶液のｐＨを
測定しながら行い、ｐＨが９．０となったところで滴下
を停止した。なお、溶液の中和に用いる試薬はアルカリ
性であればアンモニア水に限る必要はなく、例えば、炭
酸水素ナトリウム，炭酸ナトリウムの水溶液でも用いる
ことができる。
ア水を滴下した。アンモニア水の滴下は水溶液のｐＨを
測定しながら行い、ｐＨが９．０となったところで滴下
を停止した。なお、溶液の中和に用いる試薬はアルカリ
性であればアンモニア水に限る必要はなく、例えば、炭
酸水素ナトリウム，炭酸ナトリウムの水溶液でも用いる
ことができる。
【００２１】このとき生成したコバルトとアルミニウム
の共沈物を含む水溶液を室温で１７時間放置し、その
後、その水溶液を８０℃に加熱して撹拌しながら５時間
の温熱処理を行った。ここで得られた溶液を吸引ろ過す
ることにより、ゲル状の共沈物質を得た。
の共沈物を含む水溶液を室温で１７時間放置し、その
後、その水溶液を８０℃に加熱して撹拌しながら５時間
の温熱処理を行った。ここで得られた溶液を吸引ろ過す
ることにより、ゲル状の共沈物質を得た。
【００２２】このゲルを２リットルの純水で洗浄した
後、１１０℃で１７時間乾燥し、乳鉢で粉砕することに
より微粉末を得た。この粉末を８００℃で５時間焼成す
ることにより求めるコバルト・アルミニウム複合酸化物
触媒を合成した。
後、１１０℃で１７時間乾燥し、乳鉢で粉砕することに
より微粉末を得た。この粉末を８００℃で５時間焼成す
ることにより求めるコバルト・アルミニウム複合酸化物
触媒を合成した。
【００２３】（実施例２） （温熱処理コバルト−アルミニウム複合酸化物触媒の合
成（２））実施例１におけるアンモニア滴下をｐＨ＝
８．５で停止したほかは、実施例１とまったく同様の方
法でコバルト−アルミニウム複合酸化物触媒を合成し
た。
成（２））実施例１におけるアンモニア滴下をｐＨ＝
８．５で停止したほかは、実施例１とまったく同様の方
法でコバルト−アルミニウム複合酸化物触媒を合成し
た。
【００２４】（実施例３） （温熱処理コバルト−アルミニウム複合酸化物触媒の合
成（３））実施例１におけるアンモニア滴下をｐＨ＝
８．０で停止したほかは、実施例１とまったく同様の方
法でコバルト−アルミニウム複合酸化物触媒を合成し
た。
成（３））実施例１におけるアンモニア滴下をｐＨ＝
８．０で停止したほかは、実施例１とまったく同様の方
法でコバルト−アルミニウム複合酸化物触媒を合成し
た。
【００２５】（実施例４） （温熱処理コバルト−アルミニウム複合酸化物触媒の合
成（４））実施例１におけるアンモニア滴下をｐＨ＝
７．５で停止したほかは、実施例１とまったく同様の方
法でコバルト−アルミニウム複合酸化物触媒を合成し
た。
成（４））実施例１におけるアンモニア滴下をｐＨ＝
７．５で停止したほかは、実施例１とまったく同様の方
法でコバルト−アルミニウム複合酸化物触媒を合成し
た。
【００２６】（実施例５） （温熱処理コバルト−アルミニウム複合酸化物触媒の合
成（５））実施例１におけるアンモニア滴下をｐＨ＝
７．０で停止したほかは、実施例１とまったく同様の方
法でコバルト−アルミニウム複合酸化物触媒を合成し
た。
成（５））実施例１におけるアンモニア滴下をｐＨ＝
７．０で停止したほかは、実施例１とまったく同様の方
法でコバルト−アルミニウム複合酸化物触媒を合成し
た。
【００２７】（実施例６） （温熱処理ニッケル−アルミニウム複合酸化物触媒の合
成（１））実施例１における硝酸コバルトを硝酸ニッケ
ルに置き換えたほかは、実施例１とまったく同様の方法
でニッケル−アルミニウム複合酸化物触媒を合成した。
成（１））実施例１における硝酸コバルトを硝酸ニッケ
ルに置き換えたほかは、実施例１とまったく同様の方法
でニッケル−アルミニウム複合酸化物触媒を合成した。
【００２８】（実施例７） （温熱処理ニッケル−アルミニウム複合酸化物触媒の合
成（２））実施例５における硝酸コバルトを硝酸ニッケ
ルに置き換えたほかは、実施例５とまったく同様の方法
でニッケル−アルミニウム複合酸化物触媒を合成した。
成（２））実施例５における硝酸コバルトを硝酸ニッケ
ルに置き換えたほかは、実施例５とまったく同様の方法
でニッケル−アルミニウム複合酸化物触媒を合成した。
【００２９】（実施例８） （温熱処理銅−アルミニウム複合酸化物触媒の合成
（１））実施例１における硝酸コバルトを硝酸銅に置き
換え、アンモニア滴下をｐＨ＝８．０で停止したほか
は、実施例１とまったく同様の方法で銅−アルミニウム
複合酸化物触媒を合成した。
（１））実施例１における硝酸コバルトを硝酸銅に置き
換え、アンモニア滴下をｐＨ＝８．０で停止したほか
は、実施例１とまったく同様の方法で銅−アルミニウム
複合酸化物触媒を合成した。
【００３０】（実施例９） （温熱処理銅−アルミニウム複合酸化物触媒の合成
（２））実施例５における硝酸コバルトを硝酸銅に置き
換えたほかは、実施例５とまったく同様の方法で銅−ア
ルミニウム複合酸化物触媒を合成した。
（２））実施例５における硝酸コバルトを硝酸銅に置き
換えたほかは、実施例５とまったく同様の方法で銅−ア
ルミニウム複合酸化物触媒を合成した。
【００３１】（実施例１０） （室温熟成コバルト−アルミニウム複合酸化物触媒の合
成（１））実施例１におけるアンモニア水滴下終了後、
室温で２４時間放置した後に温熱処理を行わず、その後
の操作は実施例１と同様にしてコバルト−アルミニウム
複合酸化物触媒を合成した。
成（１））実施例１におけるアンモニア水滴下終了後、
室温で２４時間放置した後に温熱処理を行わず、その後
の操作は実施例１と同様にしてコバルト−アルミニウム
複合酸化物触媒を合成した。
【００３２】（実施例１１） （室温熟成コバルト−アルミニウム複合酸化物触媒の合
成（２））実施例１におけるアンモニア水滴下終了後、
室温で１週間放置した後に温熱処理を行わず、その後の
操作は実施例１と同様にしてコバルト−アルミニウム複
合酸化物触媒を合成した。
成（２））実施例１におけるアンモニア水滴下終了後、
室温で１週間放置した後に温熱処理を行わず、その後の
操作は実施例１と同様にしてコバルト−アルミニウム複
合酸化物触媒を合成した。
【００３３】（比較例１） （非温熱処理コバルト−アルミニウム複合酸化物触媒の
合成）比較例として温熱処理を施さないコバルト−アル
ミニウム複合酸化物触媒を合成した。実施例５における
アンモニア滴下処理後、即座に吸引ろ過後の操作を行
い、コバルト−アルミニウム複合酸化物触媒を合成し
た。
合成）比較例として温熱処理を施さないコバルト−アル
ミニウム複合酸化物触媒を合成した。実施例５における
アンモニア滴下処理後、即座に吸引ろ過後の操作を行
い、コバルト−アルミニウム複合酸化物触媒を合成し
た。
【００３４】（比較例２） （非熟成処理ニッケル−アルミニウム複合酸化物触媒の
合成）比較例１における硝酸コバルトを硝酸ニッケルに
置き換えたほかは、比較例１とまったく同様の方法でニ
ッケル−アルミニウム複合酸化物触媒を合成した。
合成）比較例１における硝酸コバルトを硝酸ニッケルに
置き換えたほかは、比較例１とまったく同様の方法でニ
ッケル−アルミニウム複合酸化物触媒を合成した。
【００３５】（比較例３） （非熟成処理銅−アルミニウム複合酸化物触媒の合成）
比較例１における硝酸コバルトを硝酸銅に置き換えたほ
かは、比較例１とまったく同様の方法でニッケル−アル
ミニウム複合酸化物触媒を合成した。
比較例１における硝酸コバルトを硝酸銅に置き換えたほ
かは、比較例１とまったく同様の方法でニッケル−アル
ミニウム複合酸化物触媒を合成した。
【００３６】（比較例４） （アルミナ担持酸化コバルト触媒の合成）比較例として
従来の一般的な触媒担体であるγ・アルミナを担持とし
たコバルト酸化物触媒を合成した。γ・アルミナを、担
体のアルミニウムに対してコバルトの量が１／１５原子
比となるように濃度を調整した酢酸コバルト水溶液に浸
した後、蒸発乾固して得た粉末を８００℃で５時間焼成
してアルミナ担持酸化コバルト触媒を合成した。
従来の一般的な触媒担体であるγ・アルミナを担持とし
たコバルト酸化物触媒を合成した。γ・アルミナを、担
体のアルミニウムに対してコバルトの量が１／１５原子
比となるように濃度を調整した酢酸コバルト水溶液に浸
した後、蒸発乾固して得た粉末を８００℃で５時間焼成
してアルミナ担持酸化コバルト触媒を合成した。
【００３７】（比較例５） （アルミナ担持酸化ニッケル触媒の合成）比較例４にお
ける酢酸コバルトを酢酸ニッケルに置き換えたほかは、
比較例４とまったく同様の方法でアルミナ担持酸化ニッ
ケル触媒を合成した。
ける酢酸コバルトを酢酸ニッケルに置き換えたほかは、
比較例４とまったく同様の方法でアルミナ担持酸化ニッ
ケル触媒を合成した。
【００３８】（比較例６） （アルミナ担持酸化銅触媒の合成）比較例４における酢
酸コバルトを酢酸銅に置き換えたほかは、比較例４とま
ったく同様の方法でアルミナ担持酸化銅触媒を合成し
た。
酸コバルトを酢酸銅に置き換えたほかは、比較例４とま
ったく同様の方法でアルミナ担持酸化銅触媒を合成し
た。
【００３９】以上の合成された触媒の性能試験は常圧固
定床流通式反応装置で行った。
定床流通式反応装置で行った。
【００４０】反応ガスは、ＮＯ：１０００ｐｐｍ、Ｃ3
Ｈ6 ：１０００ｐｐｍ、ＣＯ：１２００ｐｐｍ、Ｈ2 ：
４００ｐｐｍ、Ｏ2 ：６％、ＣＯ2 ：１０％、Ｈ2 Ｏ：
１０％の組成を持つＮ2 希釈のガスを用いて２．５リッ
トル／ｍｉｎの流速で顆粒状（０．５ｍｍ〜１ｍｍ）の
触媒で構成される体積０．７５ｍｌの触媒層に供給し
た。このときの空間速度は２００，０００ｈ-1である。
Ｈ6 ：１０００ｐｐｍ、ＣＯ：１２００ｐｐｍ、Ｈ2 ：
４００ｐｐｍ、Ｏ2 ：６％、ＣＯ2 ：１０％、Ｈ2 Ｏ：
１０％の組成を持つＮ2 希釈のガスを用いて２．５リッ
トル／ｍｉｎの流速で顆粒状（０．５ｍｍ〜１ｍｍ）の
触媒で構成される体積０．７５ｍｌの触媒層に供給し
た。このときの空間速度は２００，０００ｈ-1である。
【００４１】性能評価は、この組成の反応ガス流通下、
６５０℃において熱処理を行った後、反応温度を段階的
に変化させながら行った。表１はＮＯｘの最大浄化活性
を示す。
６５０℃において熱処理を行った後、反応温度を段階的
に変化させながら行った。表１はＮＯｘの最大浄化活性
を示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】表１から明らかなように、実施例１〜９の
温熱処理を施して調製した触媒は、いずれも比較例とし
てあげた触媒に比較してＮＯｘ除去率が圧倒的に高い。
比較例１〜３との比較では、温熱処理が触媒性能に良い
影響を与えていることと、温熱処理を加える溶液のｐＨ
が高い程その効果が大きいことが分かる。さらに、比較
例４〜６の従来型の触媒であるアルミナ担持金属酸化物
触媒よりも圧倒的にＮＯｘ浄化率が高い。このように、
本実施例の触媒は、従来の触媒に比べてより高い活性で
ＮＯｘを浄化できることがわかる。
温熱処理を施して調製した触媒は、いずれも比較例とし
てあげた触媒に比較してＮＯｘ除去率が圧倒的に高い。
比較例１〜３との比較では、温熱処理が触媒性能に良い
影響を与えていることと、温熱処理を加える溶液のｐＨ
が高い程その効果が大きいことが分かる。さらに、比較
例４〜６の従来型の触媒であるアルミナ担持金属酸化物
触媒よりも圧倒的にＮＯｘ浄化率が高い。このように、
本実施例の触媒は、従来の触媒に比べてより高い活性で
ＮＯｘを浄化できることがわかる。
【００４４】図１及び図２は、実施例１，５のコバルト
酸化物触媒のＸＲＤ測定の結果を、比較例１，４と比較
して示したグラフである。
酸化物触媒のＸＲＤ測定の結果を、比較例１，４と比較
して示したグラフである。
【００４５】図１を見ると、いずれの触媒もスピネル型
の回析パターンを示している。しかし、共沈法で合成し
た実施例１，５及び比較例１と担持法で合成した比較例
４とでは本質的に異なることが図２の精密測定の結果か
ら明らかに分かる。すなわち、比較例４では、図２に示
したように、Ｃｏ3 Ｏ4 とＡｌ2 Ｏ3 の２つの相が混在
している。それに対して、共沈法によって得られた実施
例１，２、比較例２はＡｌ2 Ｏ3 と同一の結晶構造を持
つ単一の結晶相からなっている。この結果、共沈法によ
って得られた触媒中では、コバルト原子は単独の酸化物
（例えばＣｏ3Ｏ4 ）として存在せずに、Ａｌ2 Ｏ3 結
晶構造の一部を構成していることを示す。
の回析パターンを示している。しかし、共沈法で合成し
た実施例１，５及び比較例１と担持法で合成した比較例
４とでは本質的に異なることが図２の精密測定の結果か
ら明らかに分かる。すなわち、比較例４では、図２に示
したように、Ｃｏ3 Ｏ4 とＡｌ2 Ｏ3 の２つの相が混在
している。それに対して、共沈法によって得られた実施
例１，２、比較例２はＡｌ2 Ｏ3 と同一の結晶構造を持
つ単一の結晶相からなっている。この結果、共沈法によ
って得られた触媒中では、コバルト原子は単独の酸化物
（例えばＣｏ3Ｏ4 ）として存在せずに、Ａｌ2 Ｏ3 結
晶構造の一部を構成していることを示す。
【００４６】また、共沈法で調製した触媒間で比較する
と、表１の結果より、活性の序列は実施例１＞実施例５
＞比較例１の順であり、これに対応して図１よりＸ線回
析ピークの強度が増大しているのがわかる。このこと
は、複合酸化物の結晶化が進行するにしたがって、遷移
金属が目的とする存在状態、すなわちアルミニウム酸化
物のアルミニウム原子の一部を置換する状態に成りうる
確率が増大することによって活性点の数が増え、活性が
増大することを示している。
と、表１の結果より、活性の序列は実施例１＞実施例５
＞比較例１の順であり、これに対応して図１よりＸ線回
析ピークの強度が増大しているのがわかる。このこと
は、複合酸化物の結晶化が進行するにしたがって、遷移
金属が目的とする存在状態、すなわちアルミニウム酸化
物のアルミニウム原子の一部を置換する状態に成りうる
確率が増大することによって活性点の数が増え、活性が
増大することを示している。
【００４７】以上のことから、遷移金属がアルミニウム
酸化物のアルミニウム原子の一部を置換する状態をとる
ことによって活性な触媒を生み出すことと、その手段と
して複合酸化物前駆体を温熱処理することが有効である
ことが明らかになった。
酸化物のアルミニウム原子の一部を置換する状態をとる
ことによって活性な触媒を生み出すことと、その手段と
して複合酸化物前駆体を温熱処理することが有効である
ことが明らかになった。
【００４８】表１に示す実施例１〜５の結果を比較する
と、複合酸化物前駆体の温熱処理を行う際の溶液のｐＨ
が高い程その効果が高いことがわかる。沈殿を生成する
だけであれば、ｐＨ＝７すなわち中性でも良いが、触媒
活性を高めるには前駆体を熟成する溶液がアルカリ性で
あることが望ましいことがわかる。
と、複合酸化物前駆体の温熱処理を行う際の溶液のｐＨ
が高い程その効果が高いことがわかる。沈殿を生成する
だけであれば、ｐＨ＝７すなわち中性でも良いが、触媒
活性を高めるには前駆体を熟成する溶液がアルカリ性で
あることが望ましいことがわかる。
【００４９】表１に示す温熱処理を実施していない実施
例１０，１１を見ると、両実施例は、実施例１に比べて
触媒活性が低いが、比較例１に比較すれば高い活性であ
り、１週間という長い熟成を行えば、５時間の温熱処理
と同等の活性が得られることがわかる。この結果は、温
熱処理を行えば短時間での触媒の合成が可能であること
を示し、また、温熱処理は短時間で触媒を合成する際の
有効な手段であることを示しているが、室温熟成におい
てもその時間を長くすれば同様な効果が得られることを
示している。温熱処理も、長時間の室温熟成も、同じ作
用で遷移金属がアルミニウム酸化物のアルミニウム原子
の一部を置換する状態にするが、その効果を及ぼす速度
に違いがあると言える。触媒活性を高めるには、前駆体
を熟成する時間が長い方が望ましいことが実施例より明
らかである。
例１０，１１を見ると、両実施例は、実施例１に比べて
触媒活性が低いが、比較例１に比較すれば高い活性であ
り、１週間という長い熟成を行えば、５時間の温熱処理
と同等の活性が得られることがわかる。この結果は、温
熱処理を行えば短時間での触媒の合成が可能であること
を示し、また、温熱処理は短時間で触媒を合成する際の
有効な手段であることを示しているが、室温熟成におい
てもその時間を長くすれば同様な効果が得られることを
示している。温熱処理も、長時間の室温熟成も、同じ作
用で遷移金属がアルミニウム酸化物のアルミニウム原子
の一部を置換する状態にするが、その効果を及ぼす速度
に違いがあると言える。触媒活性を高めるには、前駆体
を熟成する時間が長い方が望ましいことが実施例より明
らかである。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の触媒に
よれば、上述のような構成としたので、次の効果を奏す
る。
よれば、上述のような構成としたので、次の効果を奏す
る。
【００５１】（１）アルミナを主成分とする酸化物の特
定のサイトを遷移金属原子で置換するので、単独酸化物
では得られない高活性な活性点を形成することができ
る。
定のサイトを遷移金属原子で置換するので、単独酸化物
では得られない高活性な活性点を形成することができ
る。
【００５２】（２）活性点が原子状に分散し、通常の担
持触媒では得られない多数の活性点を触媒上に有するの
で、高い空間速度条件下においても高い活性を発現する
ことができる。
持触媒では得られない多数の活性点を触媒上に有するの
で、高い空間速度条件下においても高い活性を発現する
ことができる。
【００５３】（３）遷移金属原子の配位構造を目的の構
造に制御したので、水蒸気存在条件下における活性を著
しく向上させることができる。
造に制御したので、水蒸気存在条件下における活性を著
しく向上させることができる。
【図１】 実施例１，２のＮＯｘ除去活性を示すグラフ
【図２】 実施例１，２のＮＯｘ除去活性を示すグラフ
Claims (5)
- 【請求項１】 遷移金属元素のうち少なくとも１種類と
アルミニウムを含む複合酸化物であり、かつ前記遷移金
属元素がアルミニウム酸化物のアルミニウム原子の一部
を置換することにより存在することを特徴とする排ガス
浄化触媒。 - 【請求項２】 コバルト，ニッケル，銅のうち少なくと
も１種類とアルミニウムを含む複合酸化物であり、かつ
前記コバルト，ニッケル、あるいは銅がアルミニウム酸
化物のアルミニウム原子の一部を置換することにより存
在することを特徴とする排ガス浄化触媒。 - 【請求項３】 遷移金属のうち少なくとも１種類とアル
ミニウムを含む混合水溶液あるいはコバルト，ニッケ
ル，銅のうち少なくとも１種類とアルミニウムを含む混
合水溶液より共沈法によって得た酸化物前駆体を、温熱
処理することを特徴とする排ガス浄化触媒の製造方法。 - 【請求項４】 遷移金属元素のうち少なくとも１種類と
アルミニウムを含む混合水溶液あるいはコバルト，ニッ
ケル，銅のうち少なくとも１種類とアルミニウムを含む
混合水溶液より共沈法によって得た酸化物前駆体を、ア
ルカリ性のｐＨ条件で熟成することを特徴とする排ガス
浄化触媒の製造方法。 - 【請求項５】 遷移金属元素のうち少なくとも１種類と
アルミニウムを含む混合水溶液あるいはコバルト，ニッ
ケル，銅のうち少なくとも１種類とアルミニウムを含む
混合水溶液より共沈法によって得た酸化物前駆体を、最
終的に遷移金属元素が酸化物のアルミニウム原子の一部
を置換しうる程十分に長時間熟成することを特徴とする
排ガス浄化触媒の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9069604A JPH10263402A (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 排ガス浄化触媒及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9069604A JPH10263402A (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 排ガス浄化触媒及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10263402A true JPH10263402A (ja) | 1998-10-06 |
Family
ID=13407622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9069604A Pending JPH10263402A (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 排ガス浄化触媒及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10263402A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001252566A (ja) * | 2000-03-10 | 2001-09-18 | Tokyo Roki Co Ltd | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5054570A (ja) * | 1973-09-14 | 1975-05-14 | ||
| JPS51145466A (en) * | 1975-06-10 | 1976-12-14 | Hitachi Zosen Corp | A simultaneous removing agent for sulfur oxides and nitrogen oxides in exhaust gas |
| JPH04358525A (ja) * | 1991-02-02 | 1992-12-11 | Agency Of Ind Science & Technol | 窒素酸化物の還元除去方法 |
| JPH0780300A (ja) * | 1993-09-09 | 1995-03-28 | Kyocera Corp | 窒素酸化物除去用酸化物触媒材料並びに窒素酸化物除去方法 |
| JPH081001A (ja) * | 1994-06-16 | 1996-01-09 | Daimler Benz Ag | 触媒及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-03-24 JP JP9069604A patent/JPH10263402A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5054570A (ja) * | 1973-09-14 | 1975-05-14 | ||
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| JPH081001A (ja) * | 1994-06-16 | 1996-01-09 | Daimler Benz Ag | 触媒及びその製造方法 |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2001252566A (ja) * | 2000-03-10 | 2001-09-18 | Tokyo Roki Co Ltd | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011225 |