KR101094241B1 - 디젤엔진의 배기가스 정화용 산화촉매의 제조방법 - Google Patents

디젤엔진의 배기가스 정화용 산화촉매의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디젤엔진의 배기가스 정화용 산화촉매의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 a) 실리카졸에 티타니아, SiO2/Al2O3의 몰비가 10 ~ 400인 베타 제올라이트와, SiO2 70 내지 95중량% 및 Al2O3 5 내지 30중량%로 이루어지는 알루미노실리케이트를 교반하여 복합담체 혼합액을 제조하는 단계; b) 상기 복합담체 혼합액을 세라믹 또는 금속 재질의 관통형 지지체에 와시코팅하는 단계; 및 c) 와시코팅된 지지체를 건조 및 소성하는 단계; d) c)단계 후 와시코팅된 지지체를 백금(Pt)계, 팔라듐(Pd)계 또는 로듐(Rh)계 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 백금족 화합물을 함유하는 촉매액에 함침하는 단계; 및 e) 함침된 지지체를 건조 및 소성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 산화촉매는 복합담체의 상호작용에 의하여 가용성유기분획을 효과적으로 연소하여 디젤자동차의 매연 저감효율을 향상시킬 수 있다.
디젤엔진, 산화촉매, 가용성유기분획

Description

디젤엔진의 배기가스 정화용 산화촉매의 제조방법{Preparation process for oxidation Catalyst for purifying the exhaust gas of diesel engine}
도 1은 실시예 및 비교예에 따른 산화촉매에 대한 입자상물질(PM) 및 가용성유기분획(SOF)의 저감효과를 나타낸 것으로 도1a는 CVS-75 시험모드, 도1b는 Tokyo-2 시험모드에 따른 결과이다.
본 발명은 디젤엔진의 배기가스 정화용 산화촉매의 제조방법 및 이에 따른 산화촉매에 관한 것이다.
디젤자동차는 가솔린자동차에 비하여 저연비이면서 출력이 우수하여 주로 트럭 및 버스 등 대형차량에 적용되어 왔으나, 점차로 소형차량에도 적용되면서 선진 각국에서는 수요가 계속 증가하고 있다. 그러나, 선진 각국에서는 이러한 대형 및 소형의 디젤자동차가 총 대기오염의 40%를 차지 할 정도로, 대기오염의 주범으로 인식되고 있는 데, 주로 질소산화물(NOx)과 입자상 물질(PM)에 의해 발생한다. 질 소산화물과 입자상 물질은 상호간에 타협관계(trade-off)가 있어서, 선진 각국은 정책적 요구에 따라 그 발생 정도를 조절하고 있다. 이러한 대기오염물질의 배출량을 줄이기 위하여 선진 각국에서는 디젤엔진의 배기가스 규제를 강화시키고 있다.
디젤엔진의 배기가스 규제를 만족시키기 위한 대응기술로는 디젤엔진을 개량하는 방법과 후처리 기술을 개발하여 배기가스에 장착하는 방법이 있다. 이러한 후처리 기술로는,
(1) 입자상물질(PM)중 미연소 탄화수소를 정화하기 위한 산화촉매
(2) 입자상물질(PM)을 필터로 걸러주는 입자상물질 제거용 필터(Diesel Particulate Filter; 이하 'DPF'라 함)
(3) 환원 분위기 하에서 질소산화물(NOx)을 분해 또는 환원하는 DeNOx 촉매 시스템 등이 있다.
이러한 후처리 기술 중 특히 첫 번째의 산화촉매는 DPF에 비하여 입자상물질 저감율이 낮은 것으로 알려져 있지만, 가격이 저렴하고 단순한 구조에 의한 신뢰성이 높으며, 재생 사이클이 필요 없는 등의 장점이 있다. 산화촉매의 작동원리는 전체 디젤 입자상물질의 약 40 ~ 50 % 에 해당하는 가용성유기분획(Soluble Organic Fraction, SOF)을 정화하여 전체 입자상물질을 저감시키고자 하는 것으로 전체 입자상물질을 20 ~ 40 % 저감하는 것으로 알려져 있다. 그러나, 종래의 이러한 산화촉매는 기본적으로 미연소 탄화수소인 가용성유기분획의 촉매연소이기 때문에 촉매연소반응을 위해 일정온도 이상을 요구하고 있는 데 반하여, 최근의 발전된 디젤엔진을 장착한 자동차는 출력과 열효율을 향상시켜서 자동차배기가스의 평균온 도를 현저히 낮추었다. 따라서, 발전된 디젤엔진을 장착한 자동차 배기가스의 낮은 온도에서는 제대로 작동할 수 없는 것으로 나타나고 있어서 고활성 산화촉매의 개발필요성이 절실히 요구되는 실정이다.
한편, 미국특허 5849255에서는 제올라이트를 주성분으로 하는 촉매를 개시하고 있으나, 제올라이트의 양이 상대적으로 너무 많아 담지된 촉매활성물질의 활성이 다른 금속산화물에 비하여 저하되므로 백금치환(Pt-doped) 제올라이트를 제조하는 공정이 추가될 필요가 있고, 또한 가용성유기분획(SOF) 성분이 결정구조 안에 포함된 후, 탈착되기 전 코킹(coking)되는 현상이 발생하여 충분한 활성을 나타내기 어렵다.
미국특허 6685900호에서는 제올라이트성분을 포함하며, 추가로 알루미나, 실리카, 티타니아, 지르코니아, 알루미늄실리케이트등에서 선택되는 하나 이상의 성분 및 귀금속원소를 함유하는 디젤 배기가스 정화용 촉매를 개시하고 있는 데, 알루미늄실리케이트의 경우 SiO2가 0.5 ~ 20 중량%로 알루미나를 주성분으로 하는 것으로서 촉매 활성의 개선이 필요하다.
대한민국 특허공개공보 제1998-34421호에서는 티타니아 및 ZSM-5를 포함하는 담체에 Pt와 Pd를 함유하는 촉매 조성물을 개시하고 있다. 그러나, 상기 촉매 조성물은 저온의 배기가스 상태에서 가용성유기분획을 효과적으로 저감하지 못하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 낮은 배기가스 온도에서도 제대로 작동하여 입자상 물질 및 가용성유기분획을 효과적으로 연소, 제거할 수 있는 디젤엔진의 배기가스 정화용 산화촉매를 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 목적은 백금족 촉매 성분의 활성을 증가시키는 새로운 복합담체를 함유하여, 가용성유기분획을 포함한 전체 입자상물질을 효과적으로 제거하는 디젤엔진의 배기가스 정화용 산화촉매를 제공하는 데 있다.
본 발명자들은 전술한 종래 기술의 한계를 극복하고 본 발명의 목적을 달성하기 위해 지속적으로 연구를 수행한 결과, 티타니아-실리카, 제올라이트 및 알루미노실리케이트(aluminosilicate)로 이루어지는 복합 담체(support)에 백금족(Pt) 계열의 촉매 성분이 0.1 ~ 10 중량%로 담지된 고활성 산화촉매를 개발하여 본 발명을 완성하게 되었다.
또한 본 발명은 특정한 조성으로 이루어진 티타니아-실리카, 제올라이트 및 알루미노실리케이트의 복합담체를 사용함으로써 본 발명의 목적을 달성하게 되었다.
본 발명에 따른 산화촉매의 담체 성분으로 사용되는 제올라이트는 명백한 공극구조를 갖는 특정한 결정형인 것을 의미하고, 알루미노실리케이트는 산화실리콘 (SiO2) 대비 산화알루미늄(Al2O3)을 적게 함유하는 것으로, 특정한 결정구조를 갖지 않으며 보다 바람직하게는 무정형인 것을 의미한다. 본 발명에 따른 담체의 구성 성분인 제올라이트는 SiO2/Al2O3의 몰비가 10 ~ 400인 베타 제올라이트를 사용하며, 알루미노실리케이트는 SiO2 70 내지 95중량% 및 Al2O3 5 내지 30중량%로 이루어진 것을 사용하였다. 상기 알루미노실리케이트는 주성분인 실리카(SiO2)에 Al2O3가 5 내지 30 중량%로 치환된 것으로서 치환된 Al2O3 주위에 전하 밸런스(charge balance)를 위해 존재하는 수소 이온이 강한 브뢴스테드 산 역할을 함으로써, 실리카와는 다른 강한 표면 산성 특성을 가지고 있어서, 장쇄 탄화수소(long-chain hydrocarbon)를 분해(cracking)하는 역할을 하며, 상기 Al2O3의 범위에서 표면 산성의 성질을 유지하면서 촉매의 활성을 극대화시킨다.
본 발명에 따른 산화 촉매 제조방법의 제 1태양은 하기의 단계를 포함하여 것을 특징으로 한다.
a) 실리카졸에 티타니아, SiO2/Al2O3의 몰비가 10 ~ 400인 베타 제올라이트 및 알루미노실리케이트를 교반하여 복합담체 혼합액을 제조하는 단계;
b) 상기 복합담체 혼합액을 세라믹 또는 금속 재질의 관통형 지지체에 와시코팅하는 단계; 및
c) 와시코팅된 지지체를 건조 또는 건조 및 소성하는 단계;
d) c)단계 후 와시코팅된 지지체를 백금(Pt)계, 팔라듐(Pd)계 또는 로듐(Rh)계 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 백금족 화합물을 함유하는 촉매액에 함침하는 단계; 및
e) 함침된 지지체를 건조 및 소성하는 단계.
본 발명에 따른 산화촉매 제조방법의 제 2태양은 하기의 단계를 포함하여 것을 특징으로 한다.
a) 실리카졸에 티타니아, SiO2/Al2O3의 몰비가 10 ~ 400인 베타 제올라이트와, SiO2 70 내지 95중량% 및 Al2O3 5 내지 30중량%로 이루어지는 산성 알루미노실리케이트를 교반하여 복합담체 혼합액을 제조하는 단계;
b) 상기 복합담체 혼합액을 세라믹 또는 금속 재질의 관통형 지지체에 와시코팅하는 단계; 및
c) 와시코팅된 지지체를 건조 또는 건조 및 소성하는 단계;
d) c)단계 후 와시코팅된 지지체를 백금(Pt)계, 팔라듐(Pd)계 또는 로듐(Rh)계 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 백금족 화합물을 함유하는 촉매액에 함침하는 단계; 및
e) 함침된 지지체를 건조 및 소성하는 단계.
본 발명에 따른 산화촉매 제조방법의 제 3태양은 하기의 단계를 포함하여 것 을 특징으로 한다.
a) 실리카졸에 티타니아, SiO2/Al2O3의 몰비가 10 ~ 400인 베타 제올라이트 및 알루미노실리케이트를 넣고 교반하여 복합담체 혼합액을 제조하는 단계;
b) 백금(Pt)계, 팔라듐(Pd)계 또는 로듐(Rh)계 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 백금족 화합물을 함유하는 촉매액을 제조하는 단계;
c) 복합담체 혼합액에 백금족 화합물 용액을 혼합한 후 건조 또는 건조 및 소성하여 백금족 촉매성분이 담지된 복합담체를 제조하는 단계;
d) 백금족 촉매 성분이 담지된 복합 담체를 세라믹 또는 금속 재질의 관통형 지지체에 와시코팅하는 단계; 및
e) 와시코팅된 지지체를 건조 및 소성하는 단계.
본 발명에 따른 산화촉매 제조방법의 제 4태양은 하기의 단계를 포함하여 것을 특징으로 한다.
a) 실리카졸에 티타니아, SiO2/Al2O3의 몰비가 10 ~ 400인 베타 제올라이트와, SiO2 70 내지 95중량% 및 Al2O3 5 내지 30중량%로 이루어지는 산성 알루미노실리케이트를 넣고 교반하여 복합담체 혼합액을 제조하는 단계;
b) 백금(Pt)계, 팔라듐(Pd)계 또는 로듐(Rh)계 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 백금족 화합물을 함유하는 촉매액을 제조하는 단계;
c) 복합담체 혼합액에 백금족 화합물 용액을 혼합한 후 건조 및 소성하여 백 금족 촉매성분이 담지된 복합담체를 제조하는 단계;
d) 백금족 촉매 성분이 담지된 복합 담체를 세라믹 또는 금속 재질의 관통형 지지체에 와시코팅하는 단계; 및
e) 와시코팅된 지지체를 건조 및 소성하는 단계.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 디젤엔진의 배기가스 정화용 산화촉매 제조방법에 의해 제조되는 산화촉매는 지지체, 담체 및 촉매성분을 포함하며, 상기 촉매성분은 백금, 팔라듐 또는 로듐에서 선택되는 백금족 원소를 포함하는 화합물로부터 유도된 것으로 백금족 원소를 포함하는 화합물을 담체에 코팅하고, 건조, 소성하여 최종적으로 담체에 담지되는 성분을 의미한다.
본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조되는 산화 촉매는 복합 담체는 실리카졸과 티타니아의 혼합체로부터 유도되는 티타니아-실리카, SiO2/Al2O3의 몰비가 10 ~ 400인 베타 제올라이트 및 알루미노실리케이트를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 3성분계의 복합담체를 사용하는 본 발명의 산화촉매는 배기가스내 가용성유기분획이 보다 효과적으로 흡착되고, 분해되어 가용성유기분획의 저감 성능이 우수하며, 이로 인하여 입자상물질을 보다 효율적으로 제거할 수 있다.
상기 복합 담체의 성분 중에서 티타니아-실리카는 입자크기 10 mm 이하의 티타니아와 실리카졸의 혼합체로부터 유도된 것으로, 실리카와 티타니아의 혼합비는 1 : 1 내지 10중량비인 것이 바람직하다. 실리카와 티타니아의 혼합비가 1 : 1 미만이면 촉매제를 균일하게 담지하기 위한 비표면적이 부족하게 되고, 1 : 10을 초과하면 지지체와의 부착력이 현저히 감소하는 문제점이 있다. 복합 담체의 성분 중 베타 제올라이트는 SiO2/Al2O3의 몰비가 10 ~400인 것이 바람직한데, 이는 SiO2/Al2O3의 몰비가 10 이하에서는 수분이 섞인 자동차 배가스하에서 알루미늄 이온이 이탈되는 "알루미늄 제거(de-alumination)"에 의해 제올라이트의 활성이 크게 떨어지고, 몰비가 400 이상에서는 흡착된 가용성유기분획의 탈착이 용이하지 않아서 재생이 어렵고 때에 따라서는 코킹(coking) 현상이 발생하기 때문이다. 상기 알루미노실리케이트는 실리카(SiO2)를 주성분으로 하고 Al2O3가 5 내지 30중량%로 치환된 표면산성도가 높은 알루미노실리케이트인 것이 바람직하다. Al2O3가 상기 범위로 치환된 알루미노실리케이트를 사용할 경우 표면산성도가 높아 배기가스내 존재하는 가용성 유기분획의 흡착 및 분해가 보다 효과적으로 이루어졌다. 상기 표면산성도는 암모니아-TPD (Temperature Programmed Desorption) 방법에 의하여 탈착하는 암모니아의 온도 범위와 그 탈착 양으로부터 확인할 수 있다.
본 발명의 제조방법에 따른 산화촉매의 작용원리는 다음과 같다.
자동차 배기가스가 저온상태일 때에는 백금족 촉매가 작용할 수 없기 때문에, 복합담체는 입자상 물질 중 가용성유기분획 성분을 흡착한다. 자동차 배기가스가 고온 상태일 때는 복합담체에 흡착되었던 가용성유기분획 성분이 탈착되는데, 이때 복합담체는 C20 ~ C30의 장쇄 탄화수소 체인구조를 잘게 끊고, 불안정한 구조를 만들어 반응성을 높이게 된다. 배기가스가 고온상태에서는 백금족 촉매가 충분히 작용할 수 있고, 또한 탈착되는 탄화수소가 짧은 체인의 불안정한 구조이기 때문에 쉽게 산화연소 할 수 있게 한다. 즉, 저온 배기가스에서 방출되는 가용성유기분획을 흡착하여 고온 배기가스에서 탈착시켜 연소함으로써, 낮은 온도의 자동차 배기가스도 효율적으로 정화할 수 있는 기능을 가지고 있다.
본 발명의 산화촉매에 포함되는 촉매성분은 백금족 성분으로 복합 담체에 백금(Pt)계, 팔라듐(Pd)계 또는 로듐(Rh)계 성분으로부터 선택되는 1종 이상의 촉매성분이 0.1 ~ 10 중량%로 담지된다. 상기 촉매 성분이 0.1중량% 미만일 경우에는 촉매 성능이 나타나지 않으며, 10중량%를 초과할 경우에는 더 이상의 촉매 성능이 개선되지 않아 경제적으로 불리하다.
상기 백금계 촉매성분은 H2PtCl6, H2PtCl4, (NH4)2PtCl6, (NH4)2PtCl4, (NH4)2PtCl6, (NH4)2PtCl4, K2PtCl6, K2PtCl4, (NH4)2Pt(CN)4, (NH4)2Pt(SCN)4, (NH4)2Pt(NO3)4, K2Pt(CN)4, K2Pt(SCN)4, K2Pt(NO3)4, Pt(NH3)2Cl4, Pt(NH3)2(NO3)4 또는 (R-NH3)2Pt(OH)6로부터 선택되는 1종이상의 백금계 화합물 및 이들의 수화물로부터 유도되며, 상기 (R-NH3)2Pt(OH)6는 아민-수용성 플라티늄 하이드록사이드(amine-water soluble platinum hydroxide)로 R은 C1~C8의 알킬 또는 시클로알킬기이며, 히드록시기 또는 아미노기로 치환될 수 있다. 팔라듐계 촉매성분은 Pd(NO3)2, PdCl2 또는 Pd(NH3)4Cl2로 이루어지는 1종 이상의 팔라듐계 화합물 및 이들의 수화물로부 터 유도되며, 상기 로듐계 촉매성분은 Rh(NO3)3, RhCl3 또는 Rh(NH3)3Cl6로 이루어지는 1종 이상의 로듐계 화합물 및 이들의 수화물로부터 유도된다.
본 발명에 따른 백금족 화합물을 함유하는 촉매액은 용액상으로 제조하거나 상기 백금족 화합물을 수용성 고분자 화합물과 환원제로 처리하는 콜로이드 환원 방식으로 제조한다. 상기 촉매액에 함유되는 수용성 고분자 화합물은 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈 또는 폴리메틸아크릴레이트 등이 있고, 상기 환원제로는 메탄올, 에탄올, 히드라진 또는 메탄올/수산화나트륨의 혼합물이 사용될 수 있다. 또한 상기 촉매액은 물 또는 알코올 등을 희석제로 사용하여 필요한 농도로 적절히 조절하여 사용할 수 있다.
또한 상기에서 복합 담체에 담지되는 백금족 화합물을 고정화(fixation)하는 단계는 통상 소성(calcination)에 의하지만 기타 본 분야에서 공지된 여타의 방법에 의하여 달성될 수도 있다.
본 발명에 따른 산화촉매의 지지체는 관통형(flow-through type)으로 내열성과 기계적 강도가 높은 재질로 이루어지는 것이 바람직한데, 구체적으로는 코디어라이트(cordierite), SiC, 무라이트(Mullite) 또는 a-알루미나로부터 선택되는 세라믹이나 철-크롬합금, 니켈-크롬합금, 니켈-크롬-알루미늄합금으로부터 선택되는 금속 재질의 것을 사용하는 것이 좋다. 또한 지지체의 형상은 모노리스 하니콤(monolith honeycomb structure), 메쉬(mesh), 폼(foam) 또는 파이버(fiber) 형태의 것을 사용한다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 이들 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 한정되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
[실시예 1]
증류수 7,384 g 에 실리카 졸(solid % = 40 %, Grace Davison, Ludox AS-40) 360 g을 가하여 30분간 교반한다. 여기에 티타니아(Degussa, AEROXIDE P25) 576 g, 베타 제올라이트(Zeolyst, CP 814E, SiO2/Al2O3의 몰비 = 24) 720 g, 알루미노실리케이트(Grace Davison, SP 18-8711.07, Al2O3 함량 10.2중량%) 960 g 을 가하여 1시간 교반하여 복합담체 혼합액을 제조하였다. 그런 다음, 상기 복합담체 혼합액을 직경 11.25 inch, 길이 3 inch, 셀밀도 400 cpsi인 코디어라이트 하니콤에 코팅하여 120 ℃에서 약 3 시간 건조한 후 550 ℃에서 약 3 시간 소성하여 워시코팅된 하니콤을 제조하였다.
증류수 9.08 kg에 폴리비닐피롤리돈(수평균분자량 10000) 2.21 kg 을 가하여 30분간 교반한 후, 염화백금산(H2PtCl6 ㆍ6H2O) 800 g 을 교반하여 완전히 녹인다. 메탄올 7.91 kg 을 넣고 교반한 후, 온도를 80 도로 하여 4시간을 반응하여 백금 촉매액을 제조하였다. 그런 다음, 상기 백금 촉매액을 상기 워시코팅된 하니콤에 코팅하여 120 ℃에서 약 3 시간 건조한 후 550 ℃에서 약 3 시간 소성하여 백금계 촉 매 성분이 담체 중량에 대해 4.63중량%인 산화촉매를 완성하였다.
[실시예 2]
증류수 9.08 kg에 폴리비닐피롤리돈(수평균분자량 10000) 2.21 kg 을 가하여 30분간 교반한 후, 염화백금산(H2PtCl6 ㆍ6H2O) 800 g 을 교반하여 완전히 녹인다. 메탄올 7.91 kg 을 넣고 교반한 후, 온도를 80 도로 하여 4시간을 반응하여 백금 촉매액을 제조하였다.
백금 촉매액에 실리카 졸(solid % = 40 %, Grace Davison, Ludox AS-40) 1,006 g을 가하여 30분간 교반한다. 여기에 티타니아(Degussa, AEROXIDE P25) 1,609 g, 베타 제올라이트(Zeolyst, CP 814E, SiO2/Al2O3의 몰비 = 24) 2,011 g, 알루미노실리케이트(Grace Davison, SP 18-8711.07, Al2O3 함량 10.2중량%) 2,682 g 을 가하여 1시간 교반하여 복합담체 혼합액을 제조하였다.
그런 다음, 상기 백금함유 복합담체를 직경 11.25 inch, 길이 3 inch, 셀밀도 400 cpsi 인 코디어라이트 하니콤에 코팅하여 120 ℃에서 약 3 시간 건조한 후 550 ℃에서 약 3 시간 소성하여 백금계 촉매 성분이 담체 중량에 대해 4.63중량%인 산화촉매를 완성하였다.
[비교예]
복합담체를 사용하지 않고, 티타니아-실리카만을 사용한 산화촉매를 제조하 였다.
실시예 1 에서와 같이 동일하게 진행하되 실리카 졸(solid % = 40 %) 1.2kg과 티타니아 1.92kg을 사용하여 워시코팅된 허니콤을 제조한 후 실시예 1과 동일하게 진행하여 동일한 촉매 성분 함량을 갖는 산화촉매를 제조하였다.
[시험예]
상기 실시예와 비교예의 촉매간 입자상물질 저감특성과 내구성을 측정하기 위하여 샤시다이나모미타 에서 국내 및 일본배출가스규제 방법인 CVS-75 시험모드와 Tokyo-2 시험모드방법으로 측정하였고, 그 결과를 표 1, 도1a 및 도1b에 나타내었다.
[표 1] 촉매조성에 따른 입자상물질 저감특성
CVS -75 시험모드
Figure 112005073745702-pat00001
Tokyo-2 시험모드
Figure 112005073745702-pat00002
표 1, 도1a 및 도1b에서 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 복합 담체를 함유하는 산화촉매가 PM 저감율 및 SOF 저감율이 높게 나타났다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 디젤엔진의 배기가스 정화용 산화촉매의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 제조방법에 따른 산화촉매는 저온 배기가스 디젤자동차의 가용성유기분획의 제거효율을 높여서 입자상 물질을 효과적으로 저감하므로 배기가스 온도가 다양한 차량에 적용할 수 있는 장점이 있다.

Claims (8)

  1. a) 실리카졸에 티타니아, SiO2/Al2O3의 몰비가 10 ~ 400인 베타 제올라이트 및 알루미노실리케이트를 교반하여 복합담체 혼합액을 제조하는 단계;
    b) 상기 복합담체 혼합액을 세라믹 또는 금속 재질의 관통형 지지체에 와시코팅하는 단계; 및
    c) 와시코팅된 지지체를 건조 또는 건조 및 소성하는 단계;
    d) c)단계 후 와시코팅된 지지체를 백금(Pt)계, 팔라듐(Pd)계 또는 로듐(Rh)계 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 백금족 화합물을 함유하는 촉매액에 함침하는 단계; 및
    e) 함침된 지지체를 건조 및 소성하는 단계;
    를 포함하는 디젤 엔진의 배기 가스 정화용 산화촉매 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 알루미노실리케이트는 SiO2 70 내지 95중량% 및 Al2O3 5 내지 30중량%로 이루어지는 산성 알루미노실리케이트인 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 배기 가스 정화용 산화촉매 제조방법.
  3. a) 실리카졸에 티타니아, SiO2/Al2O3의 몰비가 10 ~ 400인 베타 제올라이트 및 알루미노실리케이트를 넣고 교반하여 복합담체 혼합액을 제조하는 단계;
    b) 백금(Pt)계, 팔라듐(Pd)계 또는 로듐(Rh)계 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 백금족 화합물을 함유하는 촉매액을 제조하는 단계;
    c) 복합담체 혼합액에 백금족 화합물 용액을 혼합한 후 건조 및 소성하여 백금족 촉매성분이 담지된 복합담체를 제조하는 단계;
    d) 백금족 촉매 성분이 담지된 복합 담체를 세라믹 또는 금속 재질의 관통형 지지체에 와시코팅하는 단계; 및
    e) 와시코팅된 지지체를 건조 및 소성하는 단계;
    를 포함하는 디젤 엔진의 배기 가스 정화용 산화촉매 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 알루미노실리케이트는 SiO2 70 내지 95중량% 및 Al2O3 5 내지 30중량%로 이루어지는 산성 알루미노실리케이트인 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 배기 가스 정화용 산화촉매 제조방법.
  5. 제 1항 내지 제4항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    백금족 촉매 성분은 복합 담체에 대하여 0.1 내지 10중량%로 담지되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 배기 가스 정화용 산화촉매 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    백금족 촉매 성분은 H2PtCl6, H2PtCl4, (NH4)2PtCl6, (NH4)2PtCl4, (NH4)2PtCl6, (NH4)2PtCl4, K2PtCl6, K2PtCl4, (NH4)2Pt(CN)4, (NH4)2Pt(SCN)4, (NH4)2Pt(NO3)4, K2Pt(CN)4, K2Pt(SCN)4, K2Pt(NO3)4, Pt(NH3)2Cl4, Pt(NH3)2(NO3)4 또는 (R-NH3)2Pt(OH)6로부터 선택되는 1종이상의 백금계 화합물 및 이들의 수화물로부터 유도된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 배기 가스 정화용 산화촉매 제조방법.(상기에서 R은 C1~C8의 알킬 또는 시클로알킬기이며, 히드록시기 또는 아미노기로 치환될 수 있다.)
  7. 제 1항 내지 제 4항에서 선택되는 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 디젤 엔진의 배기 가스 정화용 산화촉매.
  8. 제 7항의 산화촉매를 구비한 디젤 엔진의 배기가스 정화 장치.
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