JPH1190225A - 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 - Google Patents
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Info
- Publication number
- JPH1190225A JPH1190225A JP9255408A JP25540897A JPH1190225A JP H1190225 A JPH1190225 A JP H1190225A JP 9255408 A JP9255408 A JP 9255408A JP 25540897 A JP25540897 A JP 25540897A JP H1190225 A JPH1190225 A JP H1190225A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide
- exhaust gas
- catalytic material
- removing nitrogen
- contained
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 75
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title abstract description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 39
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 13
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 11
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 abstract description 10
- 229910005230 Ga2 O3 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 4
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical group [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-M bromate Chemical class [O-]Br(=O)=O SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000001728 carbonyl compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009694 cold isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000676 disease causative agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】工場や発電所等の固定発生源及び自動車に代表
される移動発生源の排気ガス中に含まれるＮＯを、６０
０℃を超えて８００℃にも及ぶ高温の酸化性雰囲気の排
気ガス条件下でも、還元剤を用いずに直接、Ｎ2 とＯ2
に分解除去することができる有用な酸化物触媒材料並び
にそれを用いた窒素酸化物の除去方法を提供する。 【解決手段】ＧａとＰｄを主たる金属元素として含有す
る酸化物で、ＰｄＯとβ−Ｇａ2 Ｏ3 の結晶相を主とし
て構成され、前記酸化物中のＧａとＰｄの原子比（Ｇａ
／Ｐｄ）が１．０〜５．０である窒素酸化物除去用酸化
物触媒材料であり、該窒素酸化物除去用酸化物触媒材料
をＮＯを含む酸化性の排気ガスと接触させ、該排気ガス
中のＮＯを還元剤を用いずにＮ2 とＯ2 に直接分解す
る。
される移動発生源の排気ガス中に含まれるＮＯを、６０
０℃を超えて８００℃にも及ぶ高温の酸化性雰囲気の排
気ガス条件下でも、還元剤を用いずに直接、Ｎ2 とＯ2
に分解除去することができる有用な酸化物触媒材料並び
にそれを用いた窒素酸化物の除去方法を提供する。 【解決手段】ＧａとＰｄを主たる金属元素として含有す
る酸化物で、ＰｄＯとβ−Ｇａ2 Ｏ3 の結晶相を主とし
て構成され、前記酸化物中のＧａとＰｄの原子比（Ｇａ
／Ｐｄ）が１．０〜５．０である窒素酸化物除去用酸化
物触媒材料であり、該窒素酸化物除去用酸化物触媒材料
をＮＯを含む酸化性の排気ガスと接触させ、該排気ガス
中のＮＯを還元剤を用いずにＮ2 とＯ2 に直接分解す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、定置式の工場の各
種工業炉や発電所用の内燃機関、及び移動式の自動車用
内燃機関等の各種排気ガス中に含まれる窒素酸化物（Ｎ
Ｏ）を直接、窒素（Ｎ2 ）と酸素（Ｏ2 ）に分解して除
去することが可能な酸化物触媒材料並びにこれを用いて
排気ガス中のＮＯを還元剤を用いずに直接、Ｎ2 とＯ2
に分解する方法に関するもので、とりわけ排気ガス中の
炭化水素濃度が低いリーンバーンエンジン等の自動車排
気ガス浄化用として好適な窒素酸化物除去用酸化物触媒
材料並びに該酸化物触媒材料を用いて排気ガス中のＮＯ
を直接、Ｎ2 とＯ2 に分解して除去する方法に関するも
のである。
種工業炉や発電所用の内燃機関、及び移動式の自動車用
内燃機関等の各種排気ガス中に含まれる窒素酸化物（Ｎ
Ｏ）を直接、窒素（Ｎ2 ）と酸素（Ｏ2 ）に分解して除
去することが可能な酸化物触媒材料並びにこれを用いて
排気ガス中のＮＯを還元剤を用いずに直接、Ｎ2 とＯ2
に分解する方法に関するもので、とりわけ排気ガス中の
炭化水素濃度が低いリーンバーンエンジン等の自動車排
気ガス浄化用として好適な窒素酸化物除去用酸化物触媒
材料並びに該酸化物触媒材料を用いて排気ガス中のＮＯ
を直接、Ｎ2 とＯ2 に分解して除去する方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、定置式の前記各種工業炉や内
燃機関及び移動式の自動車に代表される内燃機関等から
排出される排気ガス中に含まれるＮＯは、人体に悪影響
を及ぼすだけでなく、酸性雨及び光化学スモッグの原因
物質であるため、その大気中への放出は大きな環境問題
になっている。
燃機関及び移動式の自動車に代表される内燃機関等から
排出される排気ガス中に含まれるＮＯは、人体に悪影響
を及ぼすだけでなく、酸性雨及び光化学スモッグの原因
物質であるため、その大気中への放出は大きな環境問題
になっている。
【０００３】そこで、前記排気ガス中に含有されるＮＯ
の除去方法としては、かねてより主に接触還元法が採用
されており、例えば、前記工場及び発電所等のＮＯの固
定発生源には排気ガス中に多量の酸素を含有することか
ら、還元剤としてアンモニアを用い、バナジア（Ｖ2 Ｏ
5 ）／チタニア（ＴｉＯ2 ）触媒によりＮＯを還元除去
している。
の除去方法としては、かねてより主に接触還元法が採用
されており、例えば、前記工場及び発電所等のＮＯの固
定発生源には排気ガス中に多量の酸素を含有することか
ら、還元剤としてアンモニアを用い、バナジア（Ｖ2 Ｏ
5 ）／チタニア（ＴｉＯ2 ）触媒によりＮＯを還元除去
している。
【０００４】一方、自動車等の移動発生源には、排気ガ
ス中の酸素量が少ないため、該排気ガス中に残存する未
燃の一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（Ｃx Ｈy ）を還
元剤として用い、三元触媒によりＮＯを還元除去してい
る。
ス中の酸素量が少ないため、該排気ガス中に残存する未
燃の一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（Ｃx Ｈy ）を還
元剤として用い、三元触媒によりＮＯを還元除去してい
る。
【０００５】そのようなＮＯの還元除去方法に用いられ
る三元触媒としては、例えば、パラジウム（Ｐｄ）や白
金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）等の貴金属をγ−アルミ
ナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）で被覆したコージェライト等の耐火性
担体に担持したものが採用されていた。
る三元触媒としては、例えば、パラジウム（Ｐｄ）や白
金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）等の貴金属をγ−アルミ
ナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）で被覆したコージェライト等の耐火性
担体に担持したものが採用されていた。
【０００６】しかしながら、前記固定発生源のＮＯ除去
方法として用いられているアンモニアによる接触還元法
は、アンモニアが高価でかつ危険であり、その取り扱い
に十分な注意が必要であるという理由から、移動発生源
には採用することができなかった。
方法として用いられているアンモニアによる接触還元法
は、アンモニアが高価でかつ危険であり、その取り扱い
に十分な注意が必要であるという理由から、移動発生源
には採用することができなかった。
【０００７】他方、自動車等の移動発生源においても、
現在、省エネルギ−化のために注目されている希薄燃焼
エンジン（リーンバーンエンジン）では、排気ガス中の
未燃の一酸化炭素及び炭化水素の量が極端に少ないた
め、ＮＯの還元作用を示さないという問題が残されてい
る。
現在、省エネルギ−化のために注目されている希薄燃焼
エンジン（リーンバーンエンジン）では、排気ガス中の
未燃の一酸化炭素及び炭化水素の量が極端に少ないた
め、ＮＯの還元作用を示さないという問題が残されてい
る。
【０００８】そこで、前記問題を解決するためには還元
剤を使用せずにＮＯを除去することが最も簡単で理想的
であることから、還元剤を必要とせずにＮＯをＮ2 とＯ
2 に直接分解する触媒の研究が種々行われており、これ
までに銅イオン交換ゼオライト触媒を用いて排気ガス中
のＮＯをＮ2 とＯ2 に直接分解除去できることが提案さ
れている（特開平４−３４９９３８号公報、特開平１−
１３０７３５号公報参照）。
剤を使用せずにＮＯを除去することが最も簡単で理想的
であることから、還元剤を必要とせずにＮＯをＮ2 とＯ
2 に直接分解する触媒の研究が種々行われており、これ
までに銅イオン交換ゼオライト触媒を用いて排気ガス中
のＮＯをＮ2 とＯ2 に直接分解除去できることが提案さ
れている（特開平４−３４９９３８号公報、特開平１−
１３０７３５号公報参照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記銅
イオン交換ゼオライト触媒を用いるものでは、４００〜
５００℃程度の温度範囲ではＮＯをＮ2 とＯ2 に直接分
解できるとされてはいるものの、酸素存在下では活性は
著しく劣化し、また、酸素不在の反応条件下においても
６００℃を超えるとＮＯ分解活性が急激に劣化してしま
い、このような触媒が実際に使用される雰囲気では６０
０℃を越える高温の酸化性雰囲気となる場合があり、６
００℃を超える可能性のある高温の酸化性排気ガス条件
下では前記ＮＯ分解除去能力が低くなって、実用上、使
用できないという課題があった。
イオン交換ゼオライト触媒を用いるものでは、４００〜
５００℃程度の温度範囲ではＮＯをＮ2 とＯ2 に直接分
解できるとされてはいるものの、酸素存在下では活性は
著しく劣化し、また、酸素不在の反応条件下においても
６００℃を超えるとＮＯ分解活性が急激に劣化してしま
い、このような触媒が実際に使用される雰囲気では６０
０℃を越える高温の酸化性雰囲気となる場合があり、６
００℃を超える可能性のある高温の酸化性排気ガス条件
下では前記ＮＯ分解除去能力が低くなって、実用上、使
用できないという課題があった。
【００１０】
【発明の目的】本発明は前記課題に鑑み成されたもの
で、その目的は、工場や発電所等の固定発生源から排出
される各種排気ガス、及び自動車に代表される移動発生
源、とりわけ希薄燃焼エンジン（リーンバーンエンジ
ン）の排気ガス中に含まれるＮＯを、６００℃を超えて
８００℃にも及ぶ高温の酸化性雰囲気の排気ガス条件下
でも、還元剤を用いずに直接、Ｎ2 とＯ2 に分解除去す
ることができる有用な触媒材料並びにそれを用いた窒素
酸化物の除去方法を提供するものである。
で、その目的は、工場や発電所等の固定発生源から排出
される各種排気ガス、及び自動車に代表される移動発生
源、とりわけ希薄燃焼エンジン（リーンバーンエンジ
ン）の排気ガス中に含まれるＮＯを、６００℃を超えて
８００℃にも及ぶ高温の酸化性雰囲気の排気ガス条件下
でも、還元剤を用いずに直接、Ｎ2 とＯ2 に分解除去す
ることができる有用な触媒材料並びにそれを用いた窒素
酸化物の除去方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
に鑑み鋭意研究した結果、ガリウム（Ｇａ）とパラジウ
ム（Ｐｄ）を主たる金属元素として含有する酸化物であ
って、主たる結晶相がＰｄＯとβ−Ｇａ2 Ｏ3 から構成
される混合物が、前述のような６００℃を超え８００℃
にまで及ぶ高温の酸化性雰囲気の排気ガス条件下で、還
元剤を用いずに直接、前記排気ガスに含有されるＮＯを
Ｎ2 とＯ2 に分解除去することができることを確認し、
本発明に至ったものである。
に鑑み鋭意研究した結果、ガリウム（Ｇａ）とパラジウ
ム（Ｐｄ）を主たる金属元素として含有する酸化物であ
って、主たる結晶相がＰｄＯとβ−Ｇａ2 Ｏ3 から構成
される混合物が、前述のような６００℃を超え８００℃
にまで及ぶ高温の酸化性雰囲気の排気ガス条件下で、還
元剤を用いずに直接、前記排気ガスに含有されるＮＯを
Ｎ2 とＯ2 に分解除去することができることを確認し、
本発明に至ったものである。
【００１２】即ち、本発明の窒素酸化物除去用酸化物触
媒材料は、主たる結晶相としてＰｄＯとβ−Ｇａ2 Ｏ3
から成り、含有するＧａとＰｄの原子比（Ｇａ／Ｐｄ）
が１．０〜５．０であるＧａとＰｄを主たる金属元素と
する酸化物であることを特徴とするものである。
媒材料は、主たる結晶相としてＰｄＯとβ−Ｇａ2 Ｏ3
から成り、含有するＧａとＰｄの原子比（Ｇａ／Ｐｄ）
が１．０〜５．０であるＧａとＰｄを主たる金属元素と
する酸化物であることを特徴とするものである。
【００１３】更に、本発明の窒素酸化物除去方法は、主
にＰｄＯとβ−Ｇａ2 Ｏ3 の二つの結晶相から構成さ
れ、含有するＧａとＰｄの原子比（Ｇａ／Ｐｄ）が１．
０〜５．０であり、ＧａとＰｄを主たる金属元素とする
窒素酸化物除去用酸化物触媒材料を用い、該触媒材料と
ＮＯを含む排気ガスを接触させ、還元剤を用いずにＮＯ
をＮ2 とＯ2 に直接分解することを特徴とするものであ
る。
にＰｄＯとβ−Ｇａ2 Ｏ3 の二つの結晶相から構成さ
れ、含有するＧａとＰｄの原子比（Ｇａ／Ｐｄ）が１．
０〜５．０であり、ＧａとＰｄを主たる金属元素とする
窒素酸化物除去用酸化物触媒材料を用い、該触媒材料と
ＮＯを含む排気ガスを接触させ、還元剤を用いずにＮＯ
をＮ2 とＯ2 に直接分解することを特徴とするものであ
る。
【００１４】
【作用】本発明の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によれば、ガリウム（Ｇａ）とパ
ラジウム（Ｐｄ）を主たる金属元素として含有する酸化
物が、主にＰｄＯとβ−Ｇａ2 Ｏ3 の結晶相から構成さ
れ、ＧａとＰｄの原子比（Ｇａ／Ｐｄ）が１．０〜５．
０であることから、β−Ｇａ2 Ｏ3 結晶相の上にＮＯが
解離吸着し、更にＰｄＯ結晶相によりＮ−Ｏ間の結合力
が弱められることにより、ＮＯの直接分解活性が発現さ
れ、また両結晶相とも酸化性雰囲気下においても約８０
０℃まで相変化しないため、８００℃に及ぶ高温におい
ても安定に触媒活性を発現することになる。
に窒素酸化物除去方法によれば、ガリウム（Ｇａ）とパ
ラジウム（Ｐｄ）を主たる金属元素として含有する酸化
物が、主にＰｄＯとβ−Ｇａ2 Ｏ3 の結晶相から構成さ
れ、ＧａとＰｄの原子比（Ｇａ／Ｐｄ）が１．０〜５．
０であることから、β−Ｇａ2 Ｏ3 結晶相の上にＮＯが
解離吸着し、更にＰｄＯ結晶相によりＮ−Ｏ間の結合力
が弱められることにより、ＮＯの直接分解活性が発現さ
れ、また両結晶相とも酸化性雰囲気下においても約８０
０℃まで相変化しないため、８００℃に及ぶ高温におい
ても安定に触媒活性を発現することになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の窒素酸化物除去用
酸化物触媒材料並びに窒素酸化物除去方法について詳細
に説明する。
酸化物触媒材料並びに窒素酸化物除去方法について詳細
に説明する。
【００１６】本発明の窒素酸化物除去用酸化物触媒材料
はＧａとＰｄを主たる金属元素として含有し、ＧａとＰ
ｄの原子比（Ｇａ／Ｐｄ）が１．０〜５．０の比率から
成るＰｄＯとβ−Ｇａ2 Ｏ3 を主たる結晶相として構成
されている。
はＧａとＰｄを主たる金属元素として含有し、ＧａとＰ
ｄの原子比（Ｇａ／Ｐｄ）が１．０〜５．０の比率から
成るＰｄＯとβ−Ｇａ2 Ｏ3 を主たる結晶相として構成
されている。
【００１７】本発明において、ＧａとＰｄの原子比（Ｇ
ａ／Ｐｄ）の値が１．０〜５．０の範囲を逸脱すると触
媒活性が低下するため、前記範囲に特定され、特に触媒
活性の点からは前記値は２．０〜４．０がより望まし
く、とりわけ２．５〜３．５が最も望ましい傾向を示
す。
ａ／Ｐｄ）の値が１．０〜５．０の範囲を逸脱すると触
媒活性が低下するため、前記範囲に特定され、特に触媒
活性の点からは前記値は２．０〜４．０がより望まし
く、とりわけ２．５〜３．５が最も望ましい傾向を示
す。
【００１８】次に、本発明の窒素酸化物除去用酸化物触
媒材料の製造方法について、その一例を以下に詳述す
る。
媒材料の製造方法について、その一例を以下に詳述す
る。
【００１９】本発明の酸化物は、Ｇａ及びＰｄを含有す
る原料粉末又は水溶液を、ＧａとＰｄの原子比（Ｇａ／
Ｐｄ）が１．０〜５．０の範囲を含む種々の値となるよ
うに秤量し、十分に撹袢混合した後、アンモニア水で中
和して得られた沈殿物を、酸化性雰囲気中、６００〜８
００℃の温度で５〜３０時間熱処理することにより、Ｐ
ｄＯ及びβ−Ｇａ2 Ｏ3 を主とする結晶相から構成され
る粉末を作製した。
る原料粉末又は水溶液を、ＧａとＰｄの原子比（Ｇａ／
Ｐｄ）が１．０〜５．０の範囲を含む種々の値となるよ
うに秤量し、十分に撹袢混合した後、アンモニア水で中
和して得られた沈殿物を、酸化性雰囲気中、６００〜８
００℃の温度で５〜３０時間熱処理することにより、Ｐ
ｄＯ及びβ−Ｇａ2 Ｏ3 を主とする結晶相から構成され
る粉末を作製した。
【００２０】前記原料粉末としては、例えば、その酸化
物や、熱処理によりその酸化物を生成するそれらの炭酸
塩、硝酸塩、酢酸塩等を用いることができる。
物や、熱処理によりその酸化物を生成するそれらの炭酸
塩、硝酸塩、酢酸塩等を用いることができる。
【００２１】また、前記Ｐｄの塩としては、特に制限は
ないが、通常、その硝酸塩類や硫酸塩類、炭酸塩類、塩
酸、臭酸塩類（ハロゲン化物）等の無機塩類、酢酸塩等
の有機塩類、水酸化物、酸化物等が挙げられ、該Ｐｄの
塩を溶液にする際の溶媒には特に制限はないが、通常、
水あるいはアルコール、カルボニル化合物等の有機物を
用いることができる。
ないが、通常、その硝酸塩類や硫酸塩類、炭酸塩類、塩
酸、臭酸塩類（ハロゲン化物）等の無機塩類、酢酸塩等
の有機塩類、水酸化物、酸化物等が挙げられ、該Ｐｄの
塩を溶液にする際の溶媒には特に制限はないが、通常、
水あるいはアルコール、カルボニル化合物等の有機物を
用いることができる。
【００２２】また前記酸化物は、前記以外に酸化物や他
の金属塩による固相反応法や、金属アルコキシド等のゾ
ル−ゲル法等によっても合成できるものであり、何等こ
れら製造方法に限定されるものではない。
の金属塩による固相反応法や、金属アルコキシド等のゾ
ル−ゲル法等によっても合成できるものであり、何等こ
れら製造方法に限定されるものではない。
【００２３】前記製造方法において、いずれも熱処理
は、該熱処理温度が６００℃より低いと結晶化が不十分
となり、逆に８００℃を越えるとＰｄＯが還元されてし
まうため、６００〜８００℃の温度で、酸化雰囲気中、
５〜３０時間行うが、特に低い温度で熱処理することが
粉末の比表面積を高めるために有効であり、実用的に
は、比表面積が３５ｍ2 ／ｇ以上となるように設定する
ことが望ましい。
は、該熱処理温度が６００℃より低いと結晶化が不十分
となり、逆に８００℃を越えるとＰｄＯが還元されてし
まうため、６００〜８００℃の温度で、酸化雰囲気中、
５〜３０時間行うが、特に低い温度で熱処理することが
粉末の比表面積を高めるために有効であり、実用的に
は、比表面積が３５ｍ2 ／ｇ以上となるように設定する
ことが望ましい。
【００２４】本発明において、触媒の熱処理時間は特に
限定されるものではなく、通常、２〜１０時間で充分で
あり、また、熱処理中に温度を段階的に変化させること
も可能である。
限定されるものではなく、通常、２〜１０時間で充分で
あり、また、熱処理中に温度を段階的に変化させること
も可能である。
【００２５】かくして得られた触媒材料は、該触媒材料
とＮＯを含む排気ガスとを接触させることにより、還元
剤を用いることなくＮＯをＮ2 とＯ2 に直接分解するこ
とが可能となる。
とＮＯを含む排気ガスとを接触させることにより、還元
剤を用いることなくＮＯをＮ2 とＯ2 に直接分解するこ
とが可能となる。
【００２６】
【実施例】次に、本発明を評価するに際し、出発原料と
してＰｄ（ＮＯ3 ）2 、及びＧａ（ＮＯ3 ）2 ・９Ｈ2
Ｏの試薬を用い、ＧａとＰｄの金属比が表１に示す値と
なるように秤量し、これらの試薬を蒸留水中に溶解さ
せ、撹拌しながらアンモニア水で中和し、この時に生成
した沈殿物を濾過、洗浄し、凍結乾燥させた。
してＰｄ（ＮＯ3 ）2 、及びＧａ（ＮＯ3 ）2 ・９Ｈ2
Ｏの試薬を用い、ＧａとＰｄの金属比が表１に示す値と
なるように秤量し、これらの試薬を蒸留水中に溶解さ
せ、撹拌しながらアンモニア水で中和し、この時に生成
した沈殿物を濾過、洗浄し、凍結乾燥させた。
【００２７】かくして得られた乾燥粉末を大気中、７０
０℃の温度で３０時間、熱処理して比表面積が４０〜５
０ｍ2 ／ｇの酸化物粉末を得た。
０℃の温度で３０時間、熱処理して比表面積が４０〜５
０ｍ2 ／ｇの酸化物粉末を得た。
【００２８】その後、前記酸化物粉末を金型プレスによ
り成形し、更に冷間静水圧成形法により圧縮してから該
成形物を解砕して篩別し、５００μｍを越え、７００μ
ｍ以下に整粒して評価用の触媒試料を調製した。
り成形し、更に冷間静水圧成形法により圧縮してから該
成形物を解砕して篩別し、５００μｍを越え、７００μ
ｍ以下に整粒して評価用の触媒試料を調製した。
【００２９】尚、銅イオン交換ゼオライトの触媒活性を
比較例とした。
比較例とした。
【００３０】次いで、模擬排気ガスとしてＮＯが５２６
０ｐｐｍ、残部がＨｅから成る反応ガスを、該反応ガス
と触媒材料が接触する条件として、空間速度（ＳＶ）を
３０００／ｈｒ．に設定して前記評価用の触媒材料を充
填した触媒層に流し、４００〜８００℃の温度範囲で該
触媒層を通過して生成したＮ2 ガスをガスクロマトグラ
フで測定した。また、同様にしてＯ2 が１０％の割合で
共存する時の触媒活性も評価した。
０ｐｐｍ、残部がＨｅから成る反応ガスを、該反応ガス
と触媒材料が接触する条件として、空間速度（ＳＶ）を
３０００／ｈｒ．に設定して前記評価用の触媒材料を充
填した触媒層に流し、４００〜８００℃の温度範囲で該
触媒層を通過して生成したＮ2 ガスをガスクロマトグラ
フで測定した。また、同様にしてＯ2 が１０％の割合で
共存する時の触媒活性も評価した。
【００３１】本実施例では、触媒のＮＯ分解能は触媒層
出口側のＮ2 濃度（ｐｐｍ）の２倍の値を触媒層入口側
のＮＯ濃度（ｐｐｍ）で除した百分率をＮＯ除去率
（％）とし、各温度でのＮＯ除去率を求めた。
出口側のＮ2 濃度（ｐｐｍ）の２倍の値を触媒層入口側
のＮＯ濃度（ｐｐｍ）で除した百分率をＮＯ除去率
（％）とし、各温度でのＮＯ除去率を求めた。
【００３２】その結果から、Ｏ2 が存在しない条件下及
び１０％のＯ2 が存在する条件下でそれぞれ評価し、本
発明による効果を明確にするために、８００℃における
１０％のＯ2 が存在する条件下でのＮＯ分解活性として
ＮＯ除去率が１０％を越えるものを良と判定した。
び１０％のＯ2 が存在する条件下でそれぞれ評価し、本
発明による効果を明確にするために、８００℃における
１０％のＯ2 が存在する条件下でのＮＯ分解活性として
ＮＯ除去率が１０％を越えるものを良と判定した。
【００３３】また、本発明にかかる評価用の触媒試料
は、Ｘ線回折測定（ＸＲＤ）により結晶相を同定し、い
ずれも少なくともＰｄＯ及びβ−Ｇａ2 Ｏ3 の二つの結
晶相から構成されていることを確認した。
は、Ｘ線回折測定（ＸＲＤ）により結晶相を同定し、い
ずれも少なくともＰｄＯ及びβ−Ｇａ2 Ｏ3 の二つの結
晶相から構成されていることを確認した。
【００３４】尚、本発明の窒素酸化物除去用酸化物触媒
材料の代表的なＸ線回折測定結果を図１のＸ線回折図に
示す。
材料の代表的なＸ線回折測定結果を図１のＸ線回折図に
示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】表から明らかなように、比較例である試料
番号１４の銅イオン交換ゼオライトを触媒層としたもの
は、Ｏ2 の有無を問わず８００℃でのＮＯ分解活性が極
めて低く、また、本発明の請求範囲外である試料番号
１、２、１２、１３はいずれもＯ2 存在下でのＮＯ分解
活性が低く、実用的でないことが明らかとなった。
番号１４の銅イオン交換ゼオライトを触媒層としたもの
は、Ｏ2 の有無を問わず８００℃でのＮＯ分解活性が極
めて低く、また、本発明の請求範囲外である試料番号
１、２、１２、１３はいずれもＯ2 存在下でのＮＯ分解
活性が低く、実用的でないことが明らかとなった。
【００３７】それに対して、本発明ではいずれも、８０
０℃という高温の酸化性雰囲気下でも十分なＮＯ分解活
性を示していることが分かる。
０℃という高温の酸化性雰囲気下でも十分なＮＯ分解活
性を示していることが分かる。
【００３８】
【発明の効果】以上、詳述したように本発明の窒素酸化
物除去用酸化物触媒材料並びに窒素酸化物除去方法によ
れば、本発明の酸化物触媒材料は、ＧａとＰｄを主たる
金属元素として含有する酸化物で、ＰｄＯとβ−Ｇａ2
Ｏ3 を主たる結晶相として構成され、前記酸化物中のＧ
ａとＰｄの原子比（Ｇａ／Ｐｄ）が１．０〜５．０であ
ることを特徴とするものであり、前記酸化物触媒材料と
ＮＯを含む還元ガスが存在しない酸化性排気ガスを接触
させることにより、４００〜８００℃の温度範囲でもＮ
ＯがＮ2 とＯ2 に直接分解され、高温下でも十分なＮＯ
分解活性能力を有していることから、工場や発電所等の
固定発生源は勿論、自動車等の移動発生源からの排気ガ
ス中に含まれるＮＯを有効に分解除去することができ
る。
物除去用酸化物触媒材料並びに窒素酸化物除去方法によ
れば、本発明の酸化物触媒材料は、ＧａとＰｄを主たる
金属元素として含有する酸化物で、ＰｄＯとβ−Ｇａ2
Ｏ3 を主たる結晶相として構成され、前記酸化物中のＧ
ａとＰｄの原子比（Ｇａ／Ｐｄ）が１．０〜５．０であ
ることを特徴とするものであり、前記酸化物触媒材料と
ＮＯを含む還元ガスが存在しない酸化性排気ガスを接触
させることにより、４００〜８００℃の温度範囲でもＮ
ＯがＮ2 とＯ2 に直接分解され、高温下でも十分なＮＯ
分解活性能力を有していることから、工場や発電所等の
固定発生源は勿論、自動車等の移動発生源からの排気ガ
ス中に含まれるＮＯを有効に分解除去することができ
る。
【００３９】その結果、省エネルギー、省資源及び地球
温暖化防止を目標として開発される今後のリーンバーン
エンジン等の各種内燃機関の排気ガスをはじめ、ＮＯを
含有する各種有害物質の浄化に極めて有用なものとな
る。
温暖化防止を目標として開発される今後のリーンバーン
エンジン等の各種内燃機関の排気ガスをはじめ、ＮＯを
含有する各種有害物質の浄化に極めて有用なものとな
る。
【図１】本発明の窒素酸化物除去用酸化物触媒材料の代
表的なＸ線回折測定結果を示すＸ線回折図である。
表的なＸ線回折測定結果を示すＸ線回折図である。
Claims (2)
- 【請求項１】ガリウム（Ｇａ）とパラジウム（Ｐｄ）を
主たる金属元素として含有する酸化物であって、該酸化
物はＰｄＯとβ−Ｇａ2 Ｏ3 を主たる結晶相とし、Ｇａ
とＰｄの原子比（Ｇａ／Ｐｄ）が１．０〜５．０である
ことを特徴とする窒素酸化物除去用酸化物触媒材料。 - 【請求項２】ガリウム（Ｇａ）とパラジウム（Ｐｄ）を
主たる金属元素として含有する酸化物であって、該酸化
物はＰｄＯとβ−Ｇａ2 Ｏ3 を主たる結晶相とし、Ｇａ
とＰｄの原子比（Ｇａ／Ｐｄ）が１．０〜５．０である
窒素酸化物除去用酸化物触媒材料を、窒素酸化物を含む
排気ガスと接触させ、該窒素酸化物を直接、窒素と酸素
に分解することを特徴とする窒素酸化物除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9255408A JPH1190225A (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9255408A JPH1190225A (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | 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 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1190225A true JPH1190225A (ja) | 1999-04-06 |
Family
ID=17278358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9255408A Pending JPH1190225A (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1190225A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008280872A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| US11239391B2 (en) | 2017-04-10 | 2022-02-01 | Norwegian University Of Science And Technology (Ntnu) | Nanostructure |
-
1997
- 1997-09-19 JP JP9255408A patent/JPH1190225A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008280872A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| US11239391B2 (en) | 2017-04-10 | 2022-02-01 | Norwegian University Of Science And Technology (Ntnu) | Nanostructure |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2005044426A1 (ja) | 窒素酸化物を接触還元する方法をそのための触媒 | |
| EP0714693A1 (en) | Exhaust gas cleaner and method for cleaning exhaust gas | |
| JP2916377B2 (ja) | アンモニア分解用触媒およびその触媒を用いるアンモニアの分解方法 | |
| JPH1190225A (ja) | 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 | |
| JP2001058130A (ja) | 窒素酸化物分解用触媒 | |
| JP3199562B2 (ja) | 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 | |
| JPH10151346A (ja) | 窒素酸化物除去用触媒材料及び該材料を用いた窒素酸化物処理装置並びに窒素酸化物除去方法 | |
| JPH0780300A (ja) | 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 | |
| JP3686753B2 (ja) | 窒素酸化物分解用酸化物触媒材料並びに窒素酸化物分解除去方法 | |
| JP2851769B2 (ja) | 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 | |
| JPH0859236A (ja) | 高耐熱性銅−アルミナ複合酸化物及び排気ガス浄化方法 | |
| JPH06262079A (ja) | 窒素酸化物浄化用触媒および窒素酸化物浄化方法 | |
| JPH11156195A (ja) | 窒素酸化物分解用酸化物触媒材料並びに窒素酸化物分解除去方法 | |
| JPH11156196A (ja) | 窒素酸化物分解用酸化物触媒材料並びに窒素酸化物分解除去方法 | |
| JPH10174876A (ja) | 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 | |
| JPH1133401A (ja) | 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 | |
| JP2922759B2 (ja) | 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 | |
| KR100408503B1 (ko) | 자동차배기가스정화용촉매 | |
| JPH1176822A (ja) | 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 | |
| KR100429825B1 (ko) | 자동차배기가스정화용촉매및그제조방법 | |
| JP3346665B2 (ja) | 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 | |
| JP3199561B2 (ja) | 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 | |
| JP3309024B2 (ja) | 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 | |
| JPH10296084A (ja) | 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 | |
| JP3346653B2 (ja) | 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 |