KR100959959B1 - 황화수소-억제 촉매 조성물 - Google Patents
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Abstract
황화수소 형성이 하부층 및 하부층에 놓인 탑코트를 갖는 삼원 전환 촉매에 의해 억제된다. 하부층은 IIa 족 금속 산화물, 예컨대 마그네슘, 칼슘, 바륨 또는 스트론튬의 산화물을 담체, 예컨대 내화성 금속 산화물 단일체 상에 분산시켜 제조한다. 하부코트에 놓인 탑코트는 삼원 전환 촉매 물질, 예컨대 백금족 금속 촉매 성분, 예를 들어 백금, 팔라듐, 로듐 또는 이들의 혼합물로 이루어진다.
황화수소-억제 촉매, 삼원 전환 촉매, 하부코트, 탑코트, 배기가스
Description
본 발명은 황화수소를 억제하는데 효과적인 삼원 전환 ("TWC") 촉매 조성물에 관한 것이다. 상기 촉매 조성물은 "근접 연결 (close-coupled)" 또는 "중위 연결 (medium-coupled)" 방식으로 사용될 수 있다. 임의로, 하류 언더플로어 (underfloor) 촉매 전환기가 존재할 수도 있다.
내연 엔진, 예를 들어 자동차 엔진으로부터 방출되는 배기 가스를 처리하는 TWC 촉매 조성물의 용도가 잘 공지되어 있다. 상기 촉매 조성물은 배기 가스 중에서 비연소된 탄화수소, 일산화탄소 및 산화질소를 동시에 처리한다는 점에서 다관능성이다.
"근접 연결" 촉매는 선행 기술에 공지되어 있고, 일반적으로 엔진실 내에서 배기 분기관의 출구로부터 전형적으로 1 피트 미만, 더욱 전형적으로 6 인치 미만에, 보통은 배기 분기관의 출구에 직접 부착되어 위치하는 것으로 정의된다. "중위 연결" 촉매도 선행 기술에 공지되어 있으며, 일반적으로 배기 분기관의 출구로부터 약 24 인치 이하, 전형적으로 18 인치 이하 (임의의 근접 연결 촉매의 하류)에 위치하는 것으로 정의된다. 또한, 언더플로어 촉매 전환기도 선행 기술에 공지 되어 있고, 차량의 머플러에 인접해 있거나 머플러와 결합된 차량의 플로어 아래에 (임의의 근접 연결 및(또는) 중위 연결 촉매의 하류) 위치한다.
다수의 경우에서, TWC 촉매는 배기 가스 중 함유된 황 화합물을 매우 독성이며, 소량으로도 극도로 불쾌해 지는 냄새로 잘 공지된 황화수소로 전환한다. TWC 촉매 조성물 중에 코발트, 니켈, 철, 마그네슘 또는 레늄을 포함시켜 황화수소의 형성을 억제하는 방법이 공지되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 제4,552,733호는 기재 금속 산화물이 백금족 금속과 분산된 감마 알루미나 지지체 상에 분산된 1종 이상의 백금족 금속을 포함하는 TWC 촉매 조성물을 개시하고 있다. 기재 금속 산화물은 니켈, 철 또는 망간일 수 있다. '733 특허에 기재된 촉매가 상당한 양의 황화수소, 삼산화황 또는 황산을 생성하지 않으면서 삼원 성능을 갖는다고 진술되었다. 또한, 촉매 전환기가 장착된 자동차의 배기관에서 나오는 배출물 중의 HC, CO 및 NOx 뿐 아니라 H2S도 제어할 수 있는 촉매를 개시하는 미국 특허 제4,780,447호를 참고한다. 황화수소 게터링형 (gettering-type) 화합물로서 니켈 및(또는) 철의 산화물의 용도가 개시되어 있다.
그러나, 유럽에서는 코발트 및 니켈 화합물이 발암물질일 수 있다는 우려로, 자동차 제조업자는 이러한 금속을 함유하는 촉매 사용을 주저한다. 다른 경우에서, TWC 촉매 중에 철, 망간 또는 레늄을 포함하는 것의 알짜 영향은 이들의 포함에 의해 얻어지는 확연한 긍적적인 영향에도 불구하고 자동차 제조업자들에 의해 부정적으로 고려된다.
미국 특허 제5,196,390호는 H2S 형성을 억제하는 TWC 촉매 조성물을 제공함으로써 상기 암시한 다수의 문제를 극복하였다. '390 특허에 의해 제공된 TWC 촉매는 기판, 예컨대 근청석 상에 배치된 하부코트 층으로 니켈, 망간 또는 철 산화물의 도입을 포함한다. 하부코트에 놓인 탑코트(topcoat)는 백금족 금속, 즉 백금, 팔라듐, 로듐 또는 상기 백금족 금속의 2종 이상의 혼합물로 이루어진다.
'390 특허가 황화수소-억제 특성을 갖는 TWC 촉매에 확연한 진보를 나타냄에도 불구하고, 자동차 제조업자들은 여전히 니켈, 망간 또는 철 산화물을 함유하는 TWC 촉매 조성물을 사용하는 것을 주저한다.
발명의 요약
본 발명에 따라, 내연 엔진, 예컨대 자동차 엔진의 배기 시스템을 통한 황화수소의 유출을 억제하는 성능을 갖는 TWC 촉매 조성물을 제공한다. 촉매 조성물은 엔진의 배기 분기관으로부터 대기로 이끄는 도관 시스템에서 예를 들어, 벽돌, 깡통 등의 형태로 설치된다. 촉매 조성물은 근접 연결 및(또는) 중위 연결 형으로, 및 임의로는 언더플로어 촉매 전환기로 도관 시스템에 설치된다.
황화수소의 유출을 억제하기 위한 TWC 촉매 조성물은 담체 상에 분산된 IIa 족 금속 산화물 하부코트 및 지지체 상에 분산된 삼원 전환 촉매 물질을 포함하며 하부코트에 놓인 상부코트를 포함한다.
본 발명은 내연 엔진으로부터 방출되는 배기 가스 스트림 중에 발견되는 3가 지 종류의 오염원 (비연소 탄화수소, 일산화탄소 및 산화질소)의 전환 외에, 황화수소의 형성을 억제하는 촉매 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 촉매 조성물은 삼원 전환 촉매 활성을 제공하는 촉매 물질의 탑코트 바로 아래 배치된 하부코트 중에 황화수소 억제 물질을 격리하여 선행 기술의 촉매 조성물에 의해 생성된 해로운 상호작용을 확연하게 감소시키거나 막는다.
황화수소-억제 물질은 초기 코팅 또는 층, 즉 "하부코트" (또한 호환성있게 "하부층"으로서 언급됨)으로서 적합한 담체, 예컨대 단일체 상에 바로 도포될 수 있다. 그 다음, 초기 코팅 또는 층은 삼원 전환 촉매 활성을 제공하는 촉매 물질의 1개 이상의 코팅 또는 층 (즉, "탑코트")으로 덮힌다. 이러한 다중 층 접근법은 탑코트(들) 중 삼원 전환 촉매 물질과 하부코트 중 황화수소-억제 물질 사이에서 상호작용을 확연하게 감소시키거나 막는다. 이러한 접근법은 황화수소-억제 물질이 마찰 손실에 민감하고(거나) 삼원 전환 촉매 물질과 상호작용할 가능성을 가지는 경우에 특히 유리하다. 탑코트에 의해 보호된 하부코트에 황화수소-억제 물질, 즉 IIa 족 금속 산화물을 위치시킴으로써, 마찰에 의한 금속 산화물의 잠재적 손실이 감소되거나 제거되며, 금속 산화물을 마찰에 의해 대기중으로 손실된 금속 산화물과 연관된 잠재적인 환경적 우려가 완화된다.
별법으로, 황화수소-억제 성분은 고표면적 지지체, 예컨대 감마 알루미나 상에 분산될 수 있다. 본원 및 청구항에서 사용된 용어 "감마 알루미나"는 종종 다른 고표면적 알루미나 상, 예컨대 에타, 쎄타 및 델타 알루미나를 포함하는 알루미나의 고표면적인 촉매적으로 활성인 형태를 말한다. 따라서, "감마 알루미나"는 다른 알루미나 상의 존재를 배재하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 고표면적 지지체 상에 분산된 생성된 황화수소-억제 성분이 이번에는 담체 상에 분산될 수 있다.
본 발명의 촉매 조성물은 층이 서로 접촉할 수 있고, 내연 엔진의 배기 시스템에 위치한 분리된 각각의 층에 배치되는 정도까지 서로가 격리된 삼원 전환 촉매 물질 및 황화수소-억제 성분을 포함한다. 삼원 전환 촉매 층, 즉 탑코트는 자체가 단일 층이거나 촉매 물질의 2개 이상의 층일 수 있다. 따라서, 본원 및 청구항에 관련하여 금속 산화물(들)-함유 하부코트에 놓인 "탑코트"는 단일 층 촉매 탑코트 및 2개 이상의 층으로 이루어진 촉매 탑코트 모두를 포함하는 것으로 이해되어져야 한다. 본 발명의 목적을 위해, 황화수소-억제 성분을 포함하는 하부코트에 놓인 탑코트가 하부코트에 놓인 중간 층 및 중간 층에 놓인 상부 층을 포함하는 것이 바람직하다.
(또한 담체상에 분산된 감마 알루미나와 같은 고표면적 지지체 상에 존재하거나 분산된) IIa 족 금속 산화물(들)이 분산된 담체는 벌집체 구조인 내화성 세라믹 또는 금속을 포함할 수 있다. 적합한 내화성 세라믹 물질로는, 예를 들어 근청석(바람직한 것임), 근청석-알파 알루미나, 질화규소, 지르콘 멀라이트, 스포듀민, 알루미나-실리카 마그네시아, 지르콘 규산염, 실리마나이트, 마그네슘 규산염, 지르콘 페탈라이트, 알파 알루미나 및 알루미노규산염을 포함한다. 금속성 벌집체는 스테인레스 스틸과 같은 내화 금속 또는 기타 적합한 철 기재의 내부식성 합금으로 제조될 수 있다.
담체 상에 분산되거나 침착된 IIa 족 금속 산화물(들)은 마그네슘, 칼슘, 바륨, 스트론튬 및 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직하게는, 금속 산화물은 마그네슘, 칼슘 또는 스트론튬의 산화물을 포함한다. 일반적으로 IIa 족 금속 산화물은 담체의 약 0.005 내지 약 1.0 g/in3, 바람직하게는 0.1 내지 0.6 g/in3의 부하량으로 담체 상에 분산된다. 임의로, 하부코트 층은 담체의 약 0.005 내지 약 1.0 g/in3, 바람직하게는 0.1 내지 0.6 g/in3의 부하량으로 존재하는 란탄 산화물을 포함한다.
탑코트(들)에 사용된 삼원 전환 촉매 물질은 백금족 금속 촉매 성분, 예컨대 백금, 팔라듐, 로듐 및 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직하게는 백금족 촉매 성분은 백금과 로듐의 혼합물을, 백금 대 로듐의 몰비가 로듐 1 몰 당 백금 약 0.2 내지 약 20 몰, 바람직하게는 1 내지 5 몰의 범위로 포함한다. 전형적으로, 백금족 성분은 담체의 약 5 내지 약 200 g/ft3, 바람직하게는 20 내지 100 g/ft3의 부하량으로 탑코트 중에 존재할 것이다.
삼원 전환 촉매 물질은 일반적으로 내화성 금속 산화물 지지체 상에 분산액 형태로 탑코트(들) 중에 존재할 것이다. 바람직하게는, 이러한 지지체는 입자크기가 약 6 내지 12 마이크로미터 초과인 입자를 포함한다. 일반적으로, 지지체는 담체의 약 0.1 내지 약 4.0 g/in3의 양으로 존재할 것이다. 적합한 내화성 금속 산화물 지지체는 알루미나, 실리카, 티타니아, 실리카-알루미나, 알루미나-규산염, 알 루미늄-지르코늄 산화물, 알루미나-크로미나, 알루미나-세륨 산화물 및 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직하게는, 상기 지지체는 감마 알루미나를 포함한다. 바람직하게는 상기 감마 알루미나는 희토류 성분, 예컨대 란탄, 네오디뮴 및 이들의 혼합물로 도핑된다. 사용할 때, 희토류 성분은 담체의 0.02 내지 약 0.5 g/in3의 양으로 존재할 것이다. 또한 탑코트는 담체의 약 0.02 내지 약 1.5 g/in3의 양으로 존재할 수 있는 결합제, 예를 들어 지르코니아를 포함하는 것이 바람직하다.
황화수소-억제 물질은 분산액으로 유지되는 것을 돕는 계면활성제를 임의로 함유하는 휘발성 액체 중에 분말형으로 금속 또는 그의 산화물의 분산물로서, 또는 용해성 염 또는 금속으로서 또는 예컨대 소성 등에 의해 산화물 형태로 용이하게 전환될 수 있는 금속의 일부 다른 화합물의 입자로서 적용할 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 황화수소-억제 물질을, 금속의 용해성 염 수용액으로 약 초기 습윤도까지 감마 알루미나를 적시고, 건조하고, 감마 알루미나 상에 그의 산화물 형으로 가루가 약하게 고정되도록 소성시켜 안정화된 입자성 감마 알루미나 상에 함침시킨다. 후속적으로, 함침된 감마 알루미나를 분산시켜, 하부코트 층으로서 황화수소 억제 물질을 보유하는 담체에 도포되는 수성 슬립(slip) 또는 겔을 형성한다. 삼원 전환 촉매 물질은 후속적으로 탑코트 층으로서 도포된다.
별법으로, 미도포(bare) 담체는 황화수소-억제 물질의 용해성 염의 용액, 예를 들어 1종 이상의 IIa 족 금속, 예컨대 마그네슘, 칼슘, 바륨 및 스트론튬, 바람직하게는 스트론튬의 질산염의 수용액에 담글 수 있다. 그 다음, 용액이 도포된 담체를 소성시켜 그 위에 선택된 금속(들)의 산화물(들)을 형성한다. 이러한 과정을 담체 상 IIa 족 금속 산화물의 바람직한 두께가 될 때까지 필요한 만큼 반복한다. 별법으로, 미도포 담체를 황화수소-억제 IIa 족 금속 산화물의 입자의 슬러리, 예컨대 벌크 스트론튬 산화물의 슬러리로 코팅할 수 있다. 결합제, 예컨대 알루미나 입자를, 미도포 담체에 IIa 족 금속 산화물 입자가 결합되는 것을 돕기 위해 IIa 족 금속 산화물 슬러리에 첨가할 수 있다. 다른 내화성 물질 입자는 생성된 하부코트의 다공성을 향상시키기 위해 슬러리, 예컨대 분쇄된 근청석에 첨가할 수 있다.
바람직한 양의 황화수소-억제 물질이 담체 상에 침착되었을 때, 그 위에 삼원 전환 촉매 물질의 탑코트를 적합한 코팅 기술을 이용하여 도포하고, 마감 촉매 조성물을 소성한다. 생성된 마감 촉매를 삼원 촉매 탑코트를 통과한 다음, 황화수소 억제 물질 하부코트를 통과하여 흐르는 배기 가스에 사용하기 위한, 자동차의 배기 시스템에 위치시킨다.
상기 언급한 바와 같이, 삼원 전환 촉매 물질과 결합할 때, 황화수소-억제 물질은 바람직하지 않은 방법으로 삼원 전환 촉매 물질의 백금족 금속의 활성을 감섭하거나 개질시킬 수 있다. 그러나, 황화수소-억제 물질과 삼원 전환 촉매 물질을 비연속 층으로 물리적으로 분리시킴으로써 간섭을 피하거나, 적어도 해로운 영향을 최소화시킨다.
필요한 황화수소-억제 물질의 총량은 본 발명의 촉매 조성물이 사용되는데 연관된 엔진의 크기 및 최대 속력 (rpm) 뿐 아니라 황화수소를 형성시키는데 사용 되는 특정 삼원 전환 촉매 물질의 경향에 따라 달라질 것이다. 연료의 황 함량 및 이에 따른 배기 가스 중 황의 양이 또한 중요한 고려사항이다. 현대 휘발유 연료는 전형적으로 약 150 ppm의 황을 함유한다.
담체의 입방 인치 당 0.005 그람 정도의 소량의 황화수소-억제 물질이 황화수소의 형성을 억제하는데 효과적일 수 있다. 전형적으로, 약 15 그람의 전체의 황화수소-억제 물질이 황 150 ppm을 함유하는 휘발유 연료를 사용하여 최대 6000 rpm의 속력으로 작동할 수 있는 각 리터 배기량의 엔진에 필요할 수 있으며, 필요한 양은 엔진 크기 및 최대 엔진 속도에 대해 대략 정비례로 달라진다.
TWC 탑코트를 제조하기 위한 전형적인 선행 기술 과정은 다음과 같다: 미분된 고표면적의 내화성 산화물 지지체, 예를 들어 약 100 내지 400 ㎡/g의 표면적을 갖는 감마 알루미나를 탈이온수와 합하고, 몇 분 동안 볼-분쇄(ball-mill)시킨다. 그 다음, 세분된 슬러리를 수용성인 촉매적으로 촉진된 금속 성분의 용액, 바람직하게는 1종 이상의 백금족 금속 성분을 함유하고, 탈이온수 중 모노에탄올아민 착물 및(또는) 증류수 중 로듐 질산염으로서 백금 용액과 접촉시킨다. 소량의 아세트산을 첨가하고, 슬러리는 다시 약 30 분 동안 볼 분쇄한다. 바람직하게는, 지르코니아와 같은 결합제를 희석 아세트산 중 지르코닐 아세테이트 용액 형태로 슬러리에 혼입시키고, 슬러리를 입자의 약 90중량%가 6 마이크론 미만의 크기로 감소될 때까지 다시 볼-분쇄한다. 생성된 슬러리는 고체 함량이 약 20 내지 40중량%일 것이며, 예를 들어, 담그기, 솔질 등에 의해 황화수소-억제 물질 하부층을 함유하는 미리-제조된 담체에 도포한다. 그 다음, 최종 촉매 물질을 예를 들어 100 내지 150 ℃에서 약 1 내지 2 시간 동안 건조한 다음, 예를 들어, 350 내지 500 ℃에서 약 0.5 내지 2 시간 동안 소성시킨다.
하기 비제한적인 실시예는 본 발명을 설명하기 위해 제공될 것이다. 다른 반대되는 지적이 없다면, 모든 부 및 백분율은 중량 기준이다.
실시예 1 - 하부코트의 제조
하부코트는 감마 알루미나 55.5%, Ce/Zr 혼합 산화물 18.5%, 란탄 산화물 3.7%, 지르코니아 3.7% 및 바륨 산화물, 철(III) 산화물, 스트론튬 산화물, 칼슘 산화물 또는 망간 산화물인 산화물 18.55%로 이루어졌다. 분말 알루미나 및 Ce/Zr 복합체 물질을 우선 탈이온수와 잘 혼합하였다. 그 다음, 란탄 질산염 형의 란탄, 지르코늄 질산염 형의 지르코늄 및 바륨, 철, 스트론튬, 칼슘 또는 망간의 질산염으로 고체 함량이 약 45%이고, pH가 약 3.5 내지 4.5인 슬러리를 형성하였다. 슬러리를 입자의 90%가 6 마이크로미터 미만의 입자 크기로 감소되도록 분쇄(mill)하였다. 최종 슬러리의 pH를 약 4로 조정하고, 고체 함량을 1.35 g/in3 기판 부피의 부하량으로 세라믹 단일체 기판을 코팅하는데 적합한 수치로 조정하여 수득하였다. 그 다음, 슬러리를 600 셀/in3로 근청석 단일체에 도포한 후, 오븐에서 105 ℃에서 2 시간 동안 건조하고, 550 ℃에서 1 시간 동안 소성하였다.
실시예 2 - 중간 코트의 제조-IIa 족 금속 산화물 무함유
중간층은 감마 알루미나 59%, 지르코니아 3.8%, 백금 1.2% 및 Ce/Zr 복합체 산화물 36%로 이루어졌다. 탈이온수 중 모노에탄올아민 착물 형의 백금을 알루미나에 함침시켰다. 탈이온수를 지르코늄 아세테이트 용액 등가물과 함께 최종 고체 혼합물 중 지르코니아 3.8%로 첨가하였다. 그 다음, 성분의 나머지를 첨가하여 고체 함량이 약 45%인 슬러리를 형성하였다. 슬러리의 pH를 약 4로 조정한 다음, 입자의 90%가 6 내지 8 마이크로미터의 범위의 입자 크기가 되도록 분쇄하였다. 그 다음, 슬러리를 실시예 1로부터 생성된 하부코팅된 물질 위에 1.95 g/in3의 부하량으로 도포하였다. 그 다음, 실시예 1과 동일한 방법으로 건조하고 소성시켰다.
실시예 3 - 상부 코트의 제조
상부 코트는 감마 알루미나 48.5%, Ce/Zr 혼합 산화물 42.8%, 지르코니아 4.3%, 알루미나 결합제 1.4%, 백금 2.6% 및 로듐 0.3%로 이루어졌다. 탈이온수 중 모노에탄올아민 착물 형의 백금 및 탈이온수 중 로듐 질산염 형의 로듐을 후속적으로 알루미나에 함침시켰다. 그 다음, 생성된 알루미나를 Ce/Zr 복합체 산화물로 입자의 90%의 표적 크기가 6 마이크로미터 미만의 입자 크기가 되도록 분쇄하였다. 그 다음, 최종 슬러리를 실시예 2로부터 생성된 물질의 중간 코트 위에 도포하고, 실시예 1에서 기술한 바와 같이 건조하고 소성시켰다.
비교예 4 - 하부코트의 제조
하부코트는 감마 알루미나 49.8%, Ce/Zr 혼합 산화물 22.7%, 칼슘 산화물 18.5%, 란탄 산화물 4.5%, 지르코니아 4.5% 및 바륨 산화물, 철(III) 산화물, 스트론튬 산화물, 칼슘 산화물 또는 망간 산화물인 산화물 18.5%로 이루어졌다. 하부 코트의 제조 과정은 실시예 1에서 기술한 바와 동일하였다.
비교예 5 - 중간 코트의 제조 - IIa 족 금속 산화물 함유
중간 코트는 감마 알루미나 52.3%, 바륨 산화물, 철(III) 산화물, 스트론튬 산화물, 칼슘 산화물 또는 망간 산화물인 산화물 11.4%로 이루어졌다. 제조 과정은 실시예 2에서 기술한 바에 따랐다.
비교예 6 - 상부 코트의 제조
상부 코트의 조성 및 제조 과정은 실시예 3에서 기술한 바와 동일하였다.
실시예 7 - 성능 평가
지름이 1인치, 길이가 3인치로 측정된 세라믹 단일체 코어 시료들을 실시예 1 내지 7에서 기술한 촉매 및 과정으로 제조하였다. 황화수소 방출 시험을 실험실 반응기에서 수행하였다. 시험 프로토콜은 황 저장 단계 및 황 유출 단계를 포함하였다. 저장 단계를 위한 공급 기체는 H2O 1%, O2 1.09%, CO2 14%, CO 0.7%, C3H6 0.07%, C3H8 0.03%, H2 0.23%, NO 0.15%, SO2 25 ppm으로 이루어지고, 나머지는 N2였다. 유출 단계에서, 공급 기체는 H2O 1%, O2 0.5%, CO2 14%, CO 3.1%, C3H6 0.07%, C3H8 0.03%, H2 1.03%, NO 0.15%, SO2 0 ppm으로 이루어지고, 나머지는 N2였다. 모든 시료는 시료를 550 ℃에서 유지하면서 10 분의 황 저장을 수행하였다. 하기 표 I에 기술한 바와 같이 결과는 하부코트에 IIa 족 금속 산화물을 단독으로 사용한 결과, 황화수소 방출이 더 적었다는 것을 나타낸다. 또한, 결과는 하부코트가 철(III) 산화물 또는 망간 산화물보다 IIa 족 금속 산화물을 함유할 때, 향상된 결 과를 얻는다는 것을 나타낸다.
| H2S 방출 (ppm) | 최하부 코트 중 BaO | 중간 코트 중 BaO | 최하부 코트 중 Fe2O3 |
| 피크 | 191 | 181 | 399 |
| 30 초 | 86 | 82 | 133 |
| 120 초 | 50 | 46 | 53 |
| H2S 방출 (ppm) | 중간 코트 중 Fe2O3 | 최하부 코트 중 SrO | 중간 코트 중 SrO |
| 피크 | 465 | 188 | 192 |
| 30 초 | 153 | 76 | 85 |
| 120 초 | 60 | 41 | 47 |
| H2S 방출 (ppm) | 최하부 코트 중 CaO | 중간 코트 중 CaO | 최하부 코트 중 MnO |
| 피크 | 75 | 118 | 192 |
| 30 초 | 40 | 66 | 104 |
| 120 초 | 35 | 45 | 60 |
촉매를 1 인치 지름 ×3 인치 길이의 세라믹 단일체 코어 상에 코팅하였다. H2O 10% 및 N2 90%의 대기 중에 1000 ℃에서 12 시간 동안 노에서 후속적으로 숙성시켰다. 하기 표 II에 기술한 바와 같이 결과는 모든 경우에 있어서, 중간 코트에 존재하는 산화물에 의해 귀금속 성분과 황이 상호작용을 일으키며, 이로써 라이트오프(lightoff) 온도가 증가된다는 것을 나타낸다.
| 50% 전환에서 라이트오프 온도 | |||
| 라이트오프 온도 ℃ | |||
| 촉매 | HC | CO | NOx |
| 최하부 코트 중 CaO | 282 | 252 | 279 |
| 중간 코트 중 CaO | 292 | 274 | 281 |
| 최하부 코트 중 BaO | 268 | 252 | 259 |
| 중간 코트 중 BaO | 289 | 269 | 278 |
| 최하부 코트 중 SrO | 269 | 252 | 258 |
| 중간 코트 중 SrO | 281 | 264 | 271 |
Claims (30)
- 담체 상에 분산된 IIa 족 금속 산화물 하부코트 및 지지체 상에 분산된 삼원 전환 촉매 물질을 포함하는 탑코트를 포함하는 황화수소 억제 촉매.
- 제1항에 있어서, IIa 족 금속 산화물이 마그네슘, 칼슘, 바륨 및 스트론튬 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 금속의 산화물을 포함하는 촉매.
- 제2항에 있어서, 금속이 스트론튬을 포함하는 촉매.
- 제1항에 있어서, 담체가 벌집체 구조인 내화성 세라믹 또는 금속 단일체를 포함하는 촉매.
- 제1항에 있어서, IIa 족 금속 산화물이 담체의 0.005 내지 1.0 g/in3의 부하량으로 담체 상에 분산된 촉매.
- 제1항에 있어서, 하부코트가 란탄 산화물을 추가로 포함하는 촉매.
- 제1항에 있어서, 탑코트가 하부코트에 놓인 중간 코트 및 중간 코트에 놓인 상부 코트를 포함하는 촉매.
- 제1항에 있어서, 삼원 전환 촉매 물질이 백금족 금속 촉매 성분을 포함하는 촉매.
- 제1항에 있어서, 삼원 전환 촉매 물질이 내화성 금속 산화물 지지체 상에 분산되고, 지지체는 입자 크기가 10 내지 15 마이크로미터 초과이고, 담체의 0.1 내지 4.0 g/in3의 양으로 존재하는 미분된 입자를 포함하는 촉매.
- 제1항에 있어서, 지지체가 희토류 성분으로 도핑된 감마 알루미나를 포함하는 촉매.
- 제1항에 있어서, 탑코트가 결합제를 추가로 포함하는 촉매.
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