JPS6380852A - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は家庭用室内排気型燃焼器など各種の燃焼機器か
ら排出される排気ガス中のＣｏ　、ＣＨなど不完全燃焼
成分、未燃成分を酸化させると共に毒性の強いＮｏ２を
Ｎｏに還元させ、排気ガスをクリーンにする触媒に関す
るものである。

従来の技術 従来ＮＯｘを還元してＮ２と０２にする触媒は自動車排
気ガス用の三元触媒としてＰ　ｔ　−Ｒｈ　。

Ｐｄ−Ｒｈ系のものが有名であり、良く使用されている
。しかしこれらのものは燃料−空気混合比率を理論値近
くにとり、はとんど酸素のない状態いわゆるクインド中
の狭い状態でしか利用できない。また空気週刊の排ガス
中のＮＯｘを分解するには還元ガスとして僅かな量でも
選拓的に触媒に付着するＮＨ３などを使用する方法は工
業的なＮＯｘ除去法として一般化されている。しかし石
油ストーブやファンヒータなど家庭用室内排気型燃焼器
から排出される排気ガスは酸素リッチであり、また排気
ガスを浄化するのにＮＨ３など特殊なガスを実質的に使
用することはできない。

発明が解決しようとする問題点 酸素過料な雰囲気で、しかもＮＨ３のような特殊な還元
ガスを用いることなしでＮ　Ｏｘを分解しＮ２まで還元
することは非常に困難である。人体に対する毒性はＮＯ
よりＮＯ２のほうが大きく、また諸規制値もＮＯ２でな
されているためＮ　Ｏｘの完全分解でなく次善の策とし
てＮＯ２をＮｏにする方法でもそのメリットは大きい。

２ＮＯ２ヰ２ＮＯ＋０２は平衡反応であり、その条件に
よっては比較的簡単にＮＯ２をＮｏになし得る可能性が
ある。経験的に貴金属系ではパラジウム、金属酸化物で
はＦｅ２Ｏ３などが比較的この目的に合う触媒と云える
が、貴金属系はコストが高く、またＦｅ）０３単独では
酸化物の不安定さから高温で長時間使用すると劣化の傾
向がある。従ってＦｅ２Ｏ３をベースとし、その性質を
より強く生かし、かつ構造的に安定な形にすることがで
きれば当初の目的に合った触媒としてその利用色価は増
大する。

問題点を解決するための手段 ＮＯ２を還元するには担体をアルカリ性、いわゆる電子
供与性の性質を持たせると、よりＦ＠１２０３などの触
媒効果を発揮させることができる。従って担体も固体酸
の強い性質を有したものは避けたほうが良いし、またコ
ーディエライトなど一般に使用される担体も、そのアン
ダーコートとしてＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどアルカリ
土類金属の酸化物を用いることによってその効果を高め
ることができる。特にＭｇは最もその効果が著しく、ま
た耐熱安定性も優れており、また高温に上げることによ
りＭｇはＦｅとＭ　ｇ　Ｆ　ｅ　２０４のスピネル型の
複合酸化物を作る。このＭ　ｇ　Ｆ　ｅ　２０４は酸化
触媒としての性能は少ないもの＼、ＮＯ２還元触媒とし
ては十分その機能を発揮するので、本触媒の目的としで
は好都合のものである。

作　　用 本触媒を用いることにＮＯ２−Ｎｏの還元機能と、Ｃ○
、ＣＨなどを触媒燃焼させる酸化機能を併せ持つ触媒が
可能となり、室内排気型燃焼器に搭載するには好都合で
ある。

実施例 以下本発明の実施例を詳細に説明する。

例Ｉ Ｍｇ（ＮＯ３）２　・６Ｈ２０１，０００ｙ／　１．０
００　ｃｃＨ２０の水溶液中に耐熱性セラミックスのコ
ーディエライト（２Ｍｇ０・５Ｓｉ０２・２ＡＪ２０３
）からなり、その内部に微細孔を有した１００セルハニ
カム担体を約１０分以上浸漬し、取り出して過剰の溶液
をエアープロワ−で吹き飛ばす。その後本試料を約１０
０°Ｃの空気気流中で約１時間乾燥させ、３５０°Ｃで
仮焼し、分解したＮＯｘを除外する。

次にこの試料を９００℃、１０分間空気中で焼成させ、
担体表面にＭｇＯの層を形成する。なお本試料上に担持
されたＭｇＯは約１６５〜２゜０ｗｔ％であった。次に
本試料をＦｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２０１，０ＯＯｙ／１
，２００ＣＣＮ２０の水溶液中に約１０分以上浸漬し、
収シ出し過剰の溶液をエアプロワ−で吹き飛ばす。その
後約１００’Ｃの空気気流中で約１時間乾燥させ、３５
０°Ｃで仮焼し、分解したＮＯｘを除外する。次にこの
試料をＳＯＯｏＣ，１時間空気中で焼成させ、担体表面
にＦｅ２Ｏ３及び先に担持させたＭｇＯとＡ／２Ｆｅ０
４を形成する。

なおこの時担持された酸化物の重量増は担体の約４．０
ｗｔ％であった。（試料Ａ） 例２ Ｍｇ（ＮＯ３）２　・６Ｈ２０５１３２とＦｅ（ＮＯ３
）３・９Ｈ２０１，６２０ｙを水に溶解させ２，０ＯＯ
ｃｃとさせた混合溶液中に触媒担体を１０分以上浸漬し
、収９出して過剰の溶液をエアーブロワ−で吹き飛ばす
。その後本試料を約１００’Ｃの空気気流中で約１時間
乾燥させ、３５０°Ｃで仮焼し、分解したＮＯｘを除外
する。次にこの試料を９００’Ｃ１約１時間空気中で焼
成させ、担体表面にＭｇＯ，Ｆｅ２Ｏ３及びＭｇＦｅ２
Ｏ４の混合物の層が形成される。なおこの時担持された
混合酸化物の重量増は担体の約４．０ｗｔ％であった。

（試料Ｂ） 例３ 例１で作成させた試料をさらにＰｄ（ＮＯ３）２水溶液
に含浸させ、約１００’Ｃの空気気流中で約１時開乾燥
させ、８００°Ｃ１０分間空気中で焼成させ、パラジウ
ムを担持させる。担持量は担体１ｅ当りパラジウム金属
換算で０．４９とさせた。（試料Ｃ） 例４ 例２で作成させた試料をさらに例３の方法によってパラ
ジウムを担持させた。（試料Ｄ）比較例 Ｃｅ（ＮＯ３）・ｎＨ２Ｏ（ｎ＝４〜６）１，０ＯＯＰ
／１．５００ｃｃ　Ｈ２Ｏの水溶液中に耐熱性セラミッ
クスのコーディエライト（２ＭｇＯ・５Ｓｉ０２・２Ａ
Ｊ２０３）からなり、その内部に微細孔を有した１　０
０−ｔ！ルハニカム担体を約１０分以上浸漬し、収り出
して週刊の溶液をエアープロワ−で吹き飛ばす。その後
本試料を約１００℃の空気気流中で約１時開乾燥させ、
３５０°Ｃで仮焼し、分解したＮＯｘを除外する。次に
この試料を９００°Ｃ２１０分間空気中で焼成させ、担
体表面にＣｅＯ２の層を形成する。なお本試料上に担持
されたＣ　ｅ　Ｏ２は約４．５〜５．０ｗｔ％であった
。次に本試料上にさらに鉄酸化物を担持させるのである
が、その方法は例１で示した場合と同様であるので省略
する。（試料Ｅ） 上記の代表的な実施試料例（Ａ−Ｄ）を石油ファンヒー
タの排気ガス浄化触媒として搭載した場合の排気ガス中
のＮＯｘ、ＮＯ２の成分を分析した。

表はその結果を示したもので、比較として触媒を使用し
ない場合、触媒担体のみを搭載した場合、及びアンダー
コートとしてＣｅＯ２を担持させた試料（Ｅ）を使用し
た場合の排ガスｍ成も併せて示している。表の数字から
も分るようにＴｏｔａｌＮＯｘの値は触媒の有無及び触
媒の種類により全く変らないが、ＮＯ２の値は触媒が存
在すると還元されＮＯになり、相対的にＮＯ２値が少な
くなる。

触媒温度が高い場合にはＭｇ−Ｆｅ系統のみの触媒でも
、相当の効果があるが、触媒温度が低い場合にはＰｄを
併用するとより一層の効果が期待できる。またアンダー
コートとしてアルカリ土類元素でないＣｅを用いた場合
にはＮＯ２の還元効果はＭｇの場合に比ｊ咬して著しく
劣る。

なお今回の実施例では触媒担体としてコーディエライト
を用いた例で記述しているが、その他にアルミナ、ムラ
イト、ジルコニア、アルミニクムチタネートなど耐熱性
セラミックスからなり、その内部に微細孔を有したかニ
カム状触媒担体であるなら、上記の例と同様な傾向を示
す。

以下余白 表　石油ファンヒータに触媒を搭載した場合のＮＯｘ、
ＮＯ２値また本発明例では主としてＮＯ２還元について
述べたがＣｅやＣＨの酸化についてもある程度の効果を
発揮することができる。

発明の効果 本発明により白金系の触媒を全く使用しなくても（また
は非常に少量の使用で）白金系と同様の効果を発揮する
ことができる。特にマグネシウム、鉄とも非常に安価で
あるため、そのコストメリットは大きい。またＭｇＦｅ
２Ｏ４の安定な構造とすることによって耐熱的にも優れ
（実質的に１．　ＯＯＯ°Ｃ程度まで使用可能）熱劣化
の少ない触媒を提供することができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）コーディエライト、ムライト等耐熱性セラミック
   スからなり、その内部に微細孔を有したハニカム状触媒
   担体に空気中で焼成することにより酸化マグネシウムを
   形成するマグネシウム塩水溶液を含浸し、焼成したもの
   にさらに空気中で焼成することにより酸化鉄、あるいは
   先に担持させた酸化マグネシウムとスピネル構造をとる
   鉄塩水溶液を含浸させ、空気中で焼成させた排ガス浄化
   用触媒。
2. （２）マグネシウムと鉄の比率がモル比で２：１〜１．
   ５になるようマグネシウム塩と鉄塩の混合溶液を作成し
   、その溶液中に触媒担体を含浸し、焼成することにより
   酸化マグネシウム及び酸化鉄、あるいはマグネシウムと
   鉄とのスピネル型構造をとる複合酸化物を形成する特許
   請求の範囲第１項記載の排ガス浄化用触媒。
3. （３）硝酸パラジウムなどパラジウム塩溶液を含浸させ
   、空気中で焼成することにより酸化パラジウウを担持さ
   せた特許請求の範囲第１項または第２項記載の排ガス浄
   化用触媒。