KR101616669B1 - Nitrogen oxide reduction catalyst and method of manufacturing the same - Google Patents

Nitrogen oxide reduction catalyst and method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR101616669B1
KR101616669B1 KR1020150014269A KR20150014269A KR101616669B1 KR 101616669 B1 KR101616669 B1 KR 101616669B1 KR 1020150014269 A KR1020150014269 A KR 1020150014269A KR 20150014269 A KR20150014269 A KR 20150014269A KR 101616669 B1 KR101616669 B1 KR 101616669B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vanadium
titania support
auxiliary metal
nitrogen oxide
titania
Prior art date
Application number
KR1020150014269A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김도희
윤승희
송인학
Original Assignee
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Priority to KR1020150014269A priority Critical patent/KR101616669B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101616669B1 publication Critical patent/KR101616669B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/20Vanadium, niobium or tantalum
    • B01J23/22Vanadium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/063Titanium; Oxides or hydroxides thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/24Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/30Tungsten
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2523/00Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
    • B01J2523/30Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts of Group III (IIIA or IIIB) of the Periodic Table
    • B01J2523/37Lanthanides
    • B01J2523/3712Cerium

Abstract

The present invention relates to a nitrogen oxide reduction catalyst and a preparation method thereof. The nitrogen oxide reduction catalyst of the present invention comprises vanadium, a support metal, and a titania support body. The vanadium is supported to the titania support body before the support metal, or the vanadium and the support metal are supported to the titania support body together. The preparation method of the nitrogen oxide reduction catalyst comprises the steps of: preparing a vanadium precursor solution, a support metal precursor solution, and a titania support body; and supporting the vanadium in the vanadium precursor solution and the support metal in the support metal precursor solution to the titania support body. The nitrogen oxide reduction catalyst of the present invention has excellent activity as well as at low temperatures, and can reduce generation of N_2O.

Description

질소산화물 환원 촉매 및 그 제조방법 {NITROGEN OXIDE REDUCTION CATALYST AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a nitrogen oxide reduction catalyst and a method for producing the same. BACKGROUND ART [0002]

본 발명은 질소산화물 환원 촉매 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nitrogen oxide reduction catalyst and a production method thereof.

질소와 산소의 화합물인 질소산화물(NOX)은 매우 높은 온도의 연소과정에서 공기 중에 존재하는 질소(N2)의 산화에 의해 발생한다. 질소산화물에는 여러 가지 종류가 있으나, 공해의 주된 원인이 되는 것으로는 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO2)가 있다. 대기 중에 존재하는 질소산화물은 인간의 눈과 호흡기를 자극하여 각종 질병을 유발할 수 있다. 또한 질소산화물은 산성비의 원인이며, 태양광과 반응하여 오존을 생성해 광화학 스모그의 원인이 되기도 하여, 환경오염의 원인이 될 수 있다. 이러한 이유로 유럽을 비롯한 세계 각국은 대기 중의 질소산화물을 규제하기 위한 정책을 시행하고 있다. Nitrogen oxides (NO x ), a compound of nitrogen and oxygen, are produced by the oxidation of nitrogen (N 2 ) present in the air at very high temperatures. There are many kinds of nitrogen oxides, but there are nitrogen monoxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2 ) which are the main causes of pollution. Nitrogen oxides present in the atmosphere stimulate human eyes and respiratory tracts and can cause various diseases. In addition, nitrogen oxides cause acid rain, and they react with sunlight to generate ozone, which causes photochemical smog and can cause environmental pollution. For this reason, Europe and other countries are implementing policies to regulate nitrogen oxides in the atmosphere.

질소산화물은 주로 발전소, 산업용 보일러, 소각로 등의 연소시설에서 발생하며, 자동차 및 선박과 같은 운송수단에서의 질소산화물 발생량도 증가하고 있는 추세이다. 질소산화물 발생원에서 이용될 수 있는 후처리 시스템은 산화촉매(DOC), 매연 여과 필터(DPF), 및 선택적 촉매 환원(SCR) 등을 포함할 수 있다. Nitrogen oxides are mainly generated in combustion facilities such as power plants, industrial boilers, and incinerators, and the amount of nitrogen oxides generated in vehicles such as automobiles and ships is also increasing. A post-treatment system that may be used in the source of nitrogen oxides may include an oxidation catalyst (DOC), a soot filter (DPF), and a selective catalytic reduction (SCR).

특히, 선택적 촉매 환원(Selective Catalytic Reduction, SCR) 반응은 과량의 산소 조건에서 암모니아(NH3)를 환원제로 사용해 질소산화물을 선택적으로 환원시키는 반응이다. 선택적 촉매 환원 반응기는 상기 후처리 시스템의 최후단에 위치해있어, 상대적으로 낮은 온도에 노출되기 쉽다. 기존의 선택적 촉매 환원 반응의 촉매는 300~400℃의 고온 영역에서 높은 활성을 갖지만, 이보다 낮은 온도에서는 매우 낮은 활성을 갖는다. 또한 상기 기존의 촉매는 상기 후처리 시스템과 같이 저온 조건에서 SCR 반응을 수행하면, 지구온난화의 주요 온실 가스인 N2O의 발생을 야기한다는 문제점이 존재한다. In particular, Selective Catalytic Reduction (SCR) is a selective reduction of nitrogen oxides using ammonia (NH 3 ) as a reducing agent under an excessive oxygen condition. The selective catalytic reduction reactor is located at the end of the aftertreatment system and is prone to exposure to relatively low temperatures. The catalyst of the conventional selective catalytic reduction reaction has a high activity at a high temperature range of 300 to 400 ° C., but has a very low activity at a lower temperature. Further, when the SCR reaction is performed at a low temperature such as the post-treatment system, there is a problem that the conventional catalyst causes N 2 O, which is a major greenhouse gas of global warming.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 저온에서도 활성이 우수한 질소산화물 환원 촉매를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a nitrogen oxide reduction catalyst having excellent activity even at a low temperature.

본 발명은 N2O의 발생을 저감할 수 있는 질소산화물 환원 촉매를 제공한다. The present invention provides a nitrogen oxide reduction catalyst capable of reducing the generation of N 2 O.

본 발명은 상기 질소산화물 환원 촉매의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing the nitrogen oxide reduction catalyst.

본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 명확해질 것이다. Other objects of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들에 따른 질소산화물 환원 촉매는, 바나듐, 보조금속, 및 티타니아 지지체를 포함하고, 상기 바나듐이 상기 보조금속보다 상기 티타니아 지지체에 먼저 담지되거나, 상기 바나듐과 상기 보조금속이 함께 상기 티타니아 지지체에 담지된다.The nitrogen oxide reduction catalyst according to embodiments of the present invention includes vanadium, an auxiliary metal, and a titania support, wherein the vanadium is first supported on the titania support rather than the auxiliary metal, or the vanadium and the subsidy together with the titania Supported on a support.

상기 보조금속은 텅스텐 및 세륨 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.The auxiliary metal may include at least one selected from tungsten and cerium.

상기 티타니아 지지체와 상기 바나듐의 중량 비율은 1:0.01~0.1 일 수 있다.The weight ratio of the titania support to the vanadium may be 1: 0.01-0.1.

상기 티타니아 지지체와 상기 보조금속의 중량 비율은 1:0.01~0.5 일 수 있다.The weight ratio of the titania support to the subsidy may be 1: 0.01-0.5.

상기 보조금속과 상기 바나듐의 중량 비율은 3~20:1 일 수 있다.
The weight ratio of the auxiliary metal to the vanadium may be 3 to 20: 1.

본 발명의 실시예들에 따른 질소산화물 환원 촉매 제조방법은, 바나듐 전구체 용액, 보조금속 전구체 용액, 및 티타니아 지지체를 준비하는 단계, 및 상기 바나듐 전구체 용액에 포함된 상기 바나듐과 상기 보조금속 전구체 용액에 포함된 상기 보조금속을 상기 티타니아 지지체에 담지시키는 단계를 포함한다.The method for preparing a nitrogen oxide reduction catalyst according to embodiments of the present invention includes the steps of preparing a vanadium precursor solution, an auxiliary metal precursor solution, and a titania support, and a step of mixing the vanadium and the auxiliary metal precursor solution contained in the vanadium precursor solution And supporting the auxiliary metal contained on the titania support.

상기 티타니아 지지체와 상기 바나듐의 중량 비율은 1:0.01~0.1 이고, 상기 보조금속은 텅스텐 및 세륨 중 선택된 하나 이상을 포함하며, 상기 티타니아 지지체와 상기 보조금속의 중량 비율은 1:0.01~0.5 일 수 있다.The weight ratio of the titania support and the vanadium is 1: 0.01-0.1, the auxiliary metal includes at least one selected from tungsten and cerium, and the weight ratio of the titania support and the subsidy may be 1: 0.01-0.5 .

상기 보조금속은 텅스텐 및 세륨 중 선택된 하나 이상을 포함하고, 상기 티타니아 지지체와 상기 보조금속의 중량 비율은 1:0.01~0.5 일 수 있다.The auxiliary metal may include at least one selected from tungsten and cerium, and the weight ratio of the titania support and the subsidy may be 1: 0.01-0.5.

상기 보조금속과 상기 바나듐의 중량 비율은 3~20:1 일 수 있다.The weight ratio of the auxiliary metal to the vanadium may be 3 to 20: 1.

상기 담지 단계는, 상기 바나듐을 상기 티타니아 지지체에 담지시키는 단계, 및 상기 바나듐이 담지된 상기 티타니아 지지체에 상기 보조금속을 담지시키는 단계를 포함할 수 있다.The supporting step may include supporting the vanadium on the titania support, and supporting the auxiliary metal on the vanadium-supported titania support.

상기 바나듐을 상기 티타니아 지지체에 담지시키는 단계는, 상기 바나듐 전구체 용액을 상기 티타니아 지지체와 혼합하여 제1 혼합 용액을 형성하는 단계, 상기 제1 혼합 용액을 100~300mbar의 압력으로 조절하는 단계, 상기 제1 혼합 용액에 포함된 용매를 40~160℃ 온도에서 증발시켜 상기 바나듐이 상기 티타니아에 담지된 바나듐/티타니아 지지체를 형성하는 단계, 및 상기 바나듐/티타니아 지지체를 80~200℃의 온도로 건조시키는 단계를 포함하고, The step of supporting the vanadium on the titania support comprises: mixing the vanadium precursor solution with the titania support to form a first mixed solution; controlling the first mixed solution to a pressure of 100 to 300 mbar; 1 mixed solution is evaporated at a temperature of 40 to 160 ° C to form a vanadium / titania support on which the vanadium is supported by the titania; and drying the vanadium / titania support at a temperature of 80 to 200 ° C Lt; / RTI >

상기 보조금속을 상기 티타니아 지지체에 담지시키는 단계는, 상기 보조금속 전구체 용액을 상기 바나듐/티타니아 지지체와 혼합하여 제2 혼합 용액을 형성하는 단계, 상기 제2 혼합 용액을 100~300mbar의 압력으로 조절하는 단계, 상기 제2 혼합 용액에 포함된 용매를 40~160℃ 온도에서 증발시켜 상기 보조금속이 상기 티타니아에 담지된 보조금속/바나듐/티타니아 지지체를 형성하는 단계, 및 상기 보조금속/바나듐/티타니아 지지체를 80~200℃의 온도로 건조시키는 단계를 포함할 수 있다.The step of supporting the auxiliary metal on the titania support may comprise: mixing the auxiliary metal precursor solution with the vanadium / titania support to form a second mixed solution; controlling the second mixed solution to a pressure of 100 to 300 mbar; Vanadium / titania support supported on the titania by evaporating the solvent contained in the second mixed solution at a temperature of 40 to 160 ° C to form an auxiliary metal / vanadium / titania support; Followed by drying at a temperature of 80 to 200 캜.

본 발명의 실시예들에 따른 질소산화물 환원 촉매는 저온에서도 높은 효율로 질소산화물을 환원시킬 수 있다. 상기 질소산화물 환원 촉매는 N2O 발생을 저감시킬 수 있다. 상기 질소산화물 환원 촉매는 간단한 공정과 저비용으로 대량 생산이 가능하다.The nitrogen oxide reduction catalyst according to the embodiments of the present invention can reduce the nitrogen oxide at a high efficiency even at a low temperature. The nitrogen oxide reduction catalyst can reduce N 2 O generation. The nitrogen oxide reduction catalyst can be mass-produced in a simple process and at a low cost.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 질소산화물 환원 촉매 제조 방법을 나타낸다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실험예에 따른 질소산화물 환원 촉매의 NOX 전환율을 나타낸다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실험예에 따른 질소산화물 환원 촉매의 N2O 발생량을 나타낸다.
도 8은 일 실험예에 따른 텅스텐을 담지한 질소산화물 환원 촉매의 NOX 전환율 및 N2O 발생량을 나타낸다.
도 9는 일 실험예에 따른 세륨을 담지한 질소산화물 환원 촉매의 NOX 전환율 및 N2O 발생량을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실험예에 따른 질소산화물 환원 촉매의 담지 비율별 NOX 전환율을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실험예에 따른 질소산화물 환원 촉매의 담지 비율별 N2O 발생량을 나타낸다.
도 12은 본 발명의 일 실험예에 따른 질소산화물 환원 촉매의 담지 비율별 NOX 전환율을 나타낸다.
도 13은 본 발명의 일 실험예에 따른 질소산화물 환원 촉매의 담지 비율별 N2O 발생량을 나타낸다.
도 14은 본 발명의 일 실험예에 따른 질소산화물 환원 촉매의 담지 비율별 NOX 전환율을 나타낸다.
도 15은 본 발명의 일 실험예에 따른 질소산화물 환원 촉매의 담지 비율별 N2O 발생량을 나타낸다.
1 shows a method for producing a nitrogen oxide reduction catalyst according to embodiments of the present invention.
Figs. 2 to 4 show the NO x conversion of the nitrogen oxide reduction catalyst according to an experimental example of the present invention.
5 to 7 show the amount of N 2 O generated in the nitrogen oxide reduction catalyst according to an experimental example of the present invention.
8 shows the conversion of NO x and the amount of N 2 O generated in the tungsten-supported nitrogen oxide reduction catalyst according to an experimental example.
9 shows the NO x conversion and the amount of N 2 O generated in the cerium-supported nitrogen oxide reduction catalyst according to one experimental example.
FIG. 10 shows the conversion of NO x by the supported ratio of the nitrogen oxide reduction catalyst according to one experimental example of the present invention.
FIG. 11 shows the amount of N 2 O generated per supported ratio of the nitrogen oxide reduction catalyst according to one experimental example of the present invention.
FIG. 12 shows the conversion ratio of NO x by the supported ratio of the nitrogen oxide reduction catalyst according to one experimental example of the present invention.
13 shows the amount of N 2 O generated by the supported ratio of the nitrogen oxide reduction catalyst according to an experimental example of the present invention.
FIG. 14 shows the conversion ratio of NO x by the supported ratio of the nitrogen oxide reduction catalyst according to one experimental example of the present invention.
FIG. 15 shows the amount of N 2 O generated per supported ratio of the nitrogen oxide reduction catalyst according to an experimental example of the present invention. FIG.

이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 된다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. The objects, features and advantages of the present invention will be easily understood by the following embodiments. The present invention is not limited to the embodiments described herein, but may be embodied in other forms. The embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure may be thorough and complete, and that those skilled in the art will be able to convey the spirit of the invention to those skilled in the art. Therefore, the present invention should not be limited by the following examples.

본 명세서에서, 촉매의 명칭은 금속이 지지체에 담지되는 순서에 따라 표기될 수 있다. 예를 들어, A 금속 및 B 금속이 차례로 S에 담지되는 경우는 B/A/S 또는 B/A/S 촉매로 표기될 수 있고, A 금속 및 B 금속이 동시에 S에 담지되는 경우는 B-A/S 또는 A-B/S로 표기되거나 B-A/S 촉매 또는 A-B/S 촉매로 표기될 수 있다. 또한, 상기 촉매를 형성하기 전에 A가 S에 담지된 형태의 중간 생성물은 A/S 지지체로 표기될 수 있고, A 금속 및 B 금속이 차례로 S에 담지된 형태의 중간 생성물은 B/A/S 지지체로 표기될 수 있다.
In this specification, the name of the catalyst may be denoted according to the order in which the metal is supported on the support. For example, when A metal and B metal are successively deposited on S, they can be represented by B / A / S or B / A / S catalysts. S or AB / S, or may be labeled BA / S catalyst or AB / S catalyst. Further, the intermediate product in which A is supported on S may be referred to as an A / S support before forming the catalyst, and the intermediate product in which A metal and B metal are successively supported on S B / A / S < / RTI > support.

선택적 촉매 환원(Selective Catalytic Reduction, SCR) 반응(이하, SCR 반응)은 산소 조건에서 암모니아(NH3)를 환원제로 사용하여 질소산화물(NOX)을 선택적으로 환원시키는 반응으로, 다음과 같은 반응식이 존재할 수 있다.
The Selective Catalytic Reduction (SCR) reaction (hereinafter referred to as SCR reaction) is a selective reduction reaction of NO x by using ammonia (NH 3 ) as a reducing agent under oxygen conditions. Can exist.

4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O4NO + 4NH 3 + O 2 ? 4N 2 + 6H 2 O

2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O 2NO 2 + 4NH 3 + O 2 → 3N 2 + 6H 2 O

NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O
NO + NO 2 + 2NH 3 → 2N 2 + 3H 2 O

본 발명의 실시예들에 따른 질소산화물 환원 촉매는 상기 질소산화물을 선택적으로 환원할 수 있다고 기재되었으나, 반응 조건 및 반응물 등에 따라 다른 물질을 환원하기 위하여 이용될 수도 있으므로 여기에 한정되어서는 안 된다.
Although the nitrogen oxide reduction catalyst according to the embodiments of the present invention has been described as capable of selectively reducing the nitrogen oxide, it can be used to reduce other substances depending on reaction conditions, reactants, and the like.

본 발명의 실시예들에 따른 질소산화물 환원 촉매는 바나듐(Vanadium, V), 보조금속, 및 티타니아 지지체(Titania support)를 포함한다. The nitrogen oxide reduction catalyst according to embodiments of the present invention includes vanadium (V), an auxiliary metal, and a Titania support.

상기 티타니아 지지체(Titania support)는 이산화티타늄(Titanium dioxide, TiO2)일 수 있다.The Titania support may be titanium dioxide (TiO 2 ).

상기 바나듐은 상기 티타니아 지지체에 V2O3, V2O4, 및/또는 V2O5의 형태로 담지될 수 있다. 상기 바나듐을 상기 티타니아 지지체에 담지하기 위하여, 상기 바나듐의 전구체 용액이 이용될 수 있다. 상기 바나듐 전구체 용액은 메타바나듐산암모늄(Ammonium metavanadate) 및 옥살산을 포함할 수 있다.The vanadium may be supported on the titania support in the form of V 2 O 3 , V 2 O 4 , and / or V 2 O 5 . In order to carry the vanadium on the titania support, the vanadium precursor solution may be used. The vanadium precursor solution may include ammonium metavanadate and oxalic acid.

상기 보조금속은 세륨(Cerium, Ce), 텅스텐(Tungsten, W), 아연(Zinc, Zn), 및 망간(Manganese, Mn) 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 바람직하게는, 상기 세륨 및 상기 텅스텐 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 상기 세륨 및/또는 상기 텅스텐이 담지된 상기 질소산화물 환원 촉매가 상기 아연 및/또는 상기 망간이 담지된 상기 질소산화물 환원 촉매보다 활성이 우수할 수 있다. 그러나, 반응 조건, 촉매의 구성, 및 담지 순서 등에 따라 상기 아연 및/또는 상기 망간이 담지된 상기 질소산화물 환원 촉매가 우수한 활성을 나타낼 수 있다. 두 가지 이상의 상기 보조금속이 담지된 경우, 시너지 효과에 의해 상기 SCR 반응이 더 잘 일어날 수 있다.The auxiliary metal may be at least one selected from cerium, Ce, tungsten, W, Zinc, Zn, and manganese. Preferably, it may be at least one selected from the group consisting of cerium and tungsten. The cerium and / or the tungsten-supported nitrogen oxide reduction catalyst may be more active than the zinc oxide and / or the manganese-supported nitrogen oxide reduction catalyst. However, the nitrogen oxide reduction catalyst supporting the zinc and / or manganese may exhibit excellent activity depending on the reaction conditions, the composition of the catalyst, and the order of carrying the catalyst. If two or more subsidies are loaded, the SCR reaction may be more likely to occur due to synergy.

상기 보조금속을 상기 티타니아 지지체에 담지하기 위하여, 상기 보조금속의 전구체 용액이 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 보조금속이 상기 텅스텐인 경우, 상기 텅스텐의 전구체 용액은 텅스텐산암모늄(Ammonium tungstate)을 포함할 수 있고, 상기 보조금속이 상기 세륨인 경우, 상기 세륨의 전구체 용액은 질산 세륨(Cerium(Ⅲ) nitrate hexahydrate)을 포함할 수 있다.
In order to support the auxiliary metal on the titania support, the precursor solution in the subsystem may be used. For example, if the subsidy is tungsten, the precursor solution of tungsten may include ammonium tungstate, and if the subsidy is cerium, the precursor solution of cerium may be cerium (Cerium III) nitrate hexahydrate).

상기 티타니아 지지체와 상기 바나듐의 중량 비율은 1:0.01~1일 수 있다. 바람직하게는, 상기 티타니아 지지체와 상기 바나듐의 중량 비율은 1:0.01~0.1일 수 있다. 더 바람직하게는, 상기 티타니아 지지체와 상기 바나듐의 중량 비율은 1:0.01~0.03일 수 있다. 상기 바나듐의 중량 비율이 높아질수록, 상기 보조금속에 의한 효과가 약해질 수 있다. 환원하고자 하는 대상 물질 및 환경 조건 등에 따라, 상기 티타니아 지지체와 상기 바나듐의 중량 비율은 조절될 수 있다. 예를 들어, 200℃ 내외의 저온 조건일 때와 400℃ 내외의 고온 조건일 때의 상기 티타니아 지지체와 상기 바나듐의 중량 비율은 다를 수 있다.
The weight ratio of the titania support to the vanadium may be 1: 0.01 to 1. Preferably, the weight ratio of the titania support to the vanadium may be 1: 0.01 to 0.1. More preferably, the weight ratio of the titania support to the vanadium may range from 1: 0.01 to 0.03. The higher the weight ratio of vanadium is, the weaker the effect of the subsidy can be. The weight ratio between the titania support and the vanadium can be adjusted depending on the target substance to be reduced and the environmental condition. For example, the weight ratio of the titania support to the vanadium may be different between a low temperature condition of about 200 ° C and a high temperature condition of about 400 ° C.

상기 티타니아 지지체와 상기 보조금속의 중량 비율은 1:0.01~1일 수 있다. 바람직하게는, 상기 티타니아 지지체와 상기 보조금속의 중량 비율이 1:0.01~0.5일 수 있다. 더 바람직하게는, 상기 티타니아 지지체와 상기 보조금속의 중량 비율이 1:0.09~0.15일 수 있다. 상기 보조금속의 중량 비율이 높아질수록, 상기 보조금속의 종류별 특성에 의한 효과가 크게 나타날 수 있다. 환원하고자 하는 대상 물질 및 환경 조건 등에 따라, 상기 티타니아 지지체와 상기 보조금속의 중량 비율은 조절될 수 있다. 예를 들어, 200℃ 내외의 저온 조건일 때와 400℃ 내외의 고온 조건일 때의 상기 티타니아 지지체와 상기 보조금속의 중량 비율은 다를 수 있다.The weight ratio of the titania support to the subsidy may be 1: 0.01 to 1. Preferably, the weight ratio of the titania support to the subsidy may be 1: 0.01-0.5. More preferably, the weight ratio of the titania support to the subsidy may be 1: 0.09 to 0.15. As the weight ratio of the subsidy increases, the effect due to the type of the subsidy can be increased. The weight ratio between the titania support and the subsidy can be adjusted according to the target substance to be reduced and the environmental condition. For example, the weight ratio of the titania support to the subsidy may be different when the temperature is in a low temperature condition of about 200 ° C or more and in a high temperature condition of about 400 ° C or so.

상기 보조금속이 두 가지 이상인 경우, 상기 보조금속 간의 비율을 조절할 수 있다. 상기 보조금속이 상기 텅스텐 및 상기 세륨인 경우, 상기 텅스텐 및 상기 세륨의 중량 비율은 1:0.01~100일 수 있다.If there are two or more subsidies, the ratio between the auxiliary metals can be adjusted. When the subsidy is the tungsten and the cerium, the weight ratio of the tungsten and the cerium may be 1: 0.01 to 100.

상기 보조금속과 상기 바나듐의 중량 비율은 3~20:1일 수 있다. 바람직하게는, 상기 보조금속과 상기 바나듐의 중량 비율은 9~15:1일 수 있다. 환원하고자 하는 대상 물질 및 환경 조건 등에 따라, 상기 보조금속과 상기 바나듐의 중량 비율은 조절될 수 있다. 예를 들어, 200℃ 내외의 저온 조건일 때와 400℃ 내외의 고온 조건일 때의 상기 보조금속과 상기 바나듐의 중량 비율은 다를 수 있다.
The weight ratio of the auxiliary metal to the vanadium may be 3 to 20: 1. Preferably, the weight ratio of the auxiliary metal to the vanadium may be 9 to 15: 1. The weight ratio of the auxiliary metal to the vanadium may be adjusted depending on the target material to be reduced and the environmental condition. For example, the weight ratio of the auxiliary metal to the vanadium may be different between a low-temperature condition of about 200 ° C and a high-temperature condition of about 400 ° C.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 질소산화물 환원 촉매 제조 방법이다.1 is a method for producing a nitrogen oxide reduction catalyst according to embodiments of the present invention.

도 1을 참조하면, 상기 질소산화물 환원 촉매 제조 방법은 바나듐 전구체 용액, 보조금속 전구체 용액, 및 티타니아 지지체 준비 단계(S10) 및 바나듐과 보조금속을 티타니아 지지체에 담지시키는 단계(S20)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the nitrogen oxide reduction catalyst manufacturing method includes a vanadium precursor solution, an auxiliary metal precursor solution, and a titania support preparation step (S10) and a step (S20) of supporting vanadium and an auxiliary metal on a titania support.

상기 바나듐 전구체 용액, 상기 보조금속 전구체 용액, 및 상기 티타니아 지지체를 준비한다(S10). 상기 바나듐 전구체 용액은 메타바나듐산암모늄(Ammonium metavanadate) 및 옥살산 용액을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 바나듐 전구체 용액은 3차 정제수에 상기 메타바나듐산암모늄을 넣은 후, 상기 옥살산 용액 0.5M을 혼합하여 제조될 수 있다.The vanadium precursor solution, the auxiliary metal precursor solution, and the titania support are prepared (S10). The vanadium precursor solution may include ammonium metavanadate and oxalic acid solution. For example, the vanadium precursor solution may be prepared by adding the ammonium metavanadate to the third purified water, and then mixing the oxalic acid solution with 0.5M of the solution.

상기 보조금속 전구체 용액은 텅스텐 전구체, 세륨 전구체, 아연 전구체, 및 망간 전구체 중에서 선택된 하나 이상의 전구체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 보조금속이 상기 텅스텐인 경우, 상기 텅스텐의 전구체는 상기 텅스텐산암모늄(Ammonium tungstate)을 포함할 수 있다. 상기 보조금속이 상기 세륨인 경우, 상기 세륨의 전구체는 상기 질산 세륨(Cerium(Ⅲ) nitrate hexahydrate)을 포함할 수 있다.
The auxiliary metal precursor solution may comprise at least one precursor selected from a tungsten precursor, a cerium precursor, a zinc precursor, and a manganese precursor. For example, when the subsidy is tungsten, the precursor of tungsten may include the ammonium tungstate. If the subsidy is cerium, the precursor of cerium may comprise the cerium (III) nitrate hexahydrate.

상기 바나듐과 상기 보조금속이 상기 티타니아 지지체에 담지된다(S20). 상기 바나듐과 상기 보조금속이 상기 티타니아 지지체에 함께 담지되거나, 상기 바나듐이 상기 보조금속 보다 먼저 상기 티타니아 지지체에 담지될 수 있다.The vanadium and the subsidy are supported on the titania support (S20). The vanadium and the subsidy may be carried on the titania support, or the vanadium may be supported on the titania support before the auxiliary metal.

예를 들어, 상기 바나듐이 상기 보조금속 보다 먼저 상기 티타니아 지지체에 담지되는 경우, 상기 바나듐 전구체 용액과 상기 티타니아 지지체를 혼합하여 제1 혼합 용액을 형성한다. 상기 제1 혼합 용액의 압력을 조절한다. 상기 압력은 100~300mbar로 조절될 수 있다. 상기 제1 혼합 용액에 포함된 용매를 증발시켜 바나듐/티타니아 지지체를 형성할 수 있다. 상기 용매는 40~160℃ 온도에서 증발시킬 수 있다. 상기 바나듐/티타니아 지지체를 80~200℃의 온도로 건조시킬 수 있다. 상기 바나듐/티타니아 지지체와 상기 보조금속 전구체 용액을 혼합하여 제2 혼합 용액을 형성할 수 있다. 상기 제2 혼합 용액을 100~300mbar의 압력으로 조절할 수 있다. 상기 제2 혼합 용액에 포함된 용매를 40~160℃ 온도에서 증발시켜 보조금속/바나듐/티타니아 지지체를 형성할 수 있다. 상기 보조금속/바나듐/티타니아 지지체를 80~200℃의 온도에서 건조시킬 수 있다. 이를 통하여 본 발명의 실시예들에 따른 질소산화물 환원 촉매인 보조금속/바나듐/티타니아 촉매가 형성될 수 있다. 상기 보조금속이 두 가지 이상인 경우, 담지하고자 하는 순서대로 상기 단계를 반복할 수 있다.
For example, when the vanadium is supported on the titania support before the auxiliary metal, the vanadium precursor solution and the titania support are mixed to form a first mixed solution. The pressure of the first mixed solution is adjusted. The pressure can be adjusted to 100 to 300 mbar. The solvent contained in the first mixed solution may be evaporated to form a vanadium / titania support. The solvent may be evaporated at a temperature of 40 to 160 ° C. The vanadium / titania support may be dried at a temperature of 80 to 200 ° C. The vanadium / titania support and the auxiliary metal precursor solution may be mixed to form a second mixed solution. The second mixed solution can be adjusted to a pressure of 100 to 300 mbar. The solvent contained in the second mixed solution may be evaporated at a temperature of 40 to 160 ° C to form an auxiliary metal / vanadium / titania support. The auxiliary metal / vanadium / titania support may be dried at a temperature of 80 to 200 ° C. As a result, an auxiliary metal / vanadium / titania catalyst which is a nitrogen oxide reduction catalyst according to embodiments of the present invention can be formed. If there are two or more subsidy entities, the above steps may be repeated in the order to be carried.

다른 예에서, 상기 바나듐과 상기 보조금속을 상기 티타니아 지지체에 함께 담지시키는 경우, 상기 바나듐 전구체 용액과 상기 보조금속 전구체 용액을 혼합하여 제3 혼합 용액을 형성한다. 상기 제3 혼합 용액과 상기 티타니아 지지체를 혼합하여 제4 혼합 용액을 형성한다. 상기 제4 혼합 용액의 압력을 조절한다. 상기 압력은 100~300mbar로 조절될 수 있다. 상기 제4 혼합 용액에 포함된 용매를 40~160℃ 온도에서 증발시켜 보조금속-바나듐/티타니아 지지체를 형성할 수 있다. 상기 보조금속-바나듐/티타니아 지지체를 80~200℃의 온도로 건조시킬 수 있다. 이를 통하여 본 발명의 실시예들에 따른 질소산화물 환원 촉매인 보조금속-바나듐/티타니아 촉매가 형성될 수 있다.
In another example, when the vanadium and the auxiliary metal are supported together on the titania support, the vanadium precursor solution and the auxiliary metal precursor solution are mixed to form a third mixed solution. The third mixed solution and the titania support are mixed to form a fourth mixed solution. And the pressure of the fourth mixed solution is adjusted. The pressure can be adjusted to 100 to 300 mbar. The solvent contained in the fourth mixed solution may be evaporated at a temperature of 40 to 160 ° C to form an auxiliary metal-vanadium / titania support. The auxiliary metal-vanadium / titania support may be dried at a temperature of 80 to 200 ° C. As a result, an auxiliary metal-vanadium / titania catalyst which is a nitrogen oxide reduction catalyst according to embodiments of the present invention can be formed.

상기 티타니아 지지체와 상기 바나듐의 중량 비율은 1:0.01~1일 수 있다. 바람직하게는, 상기 티타니아 지지체와 상기 바나듐의 중량 비율은 1:0.01~0.1일 수 있다. 더 바람직하게는, 상기 티타니아 지지체와 상기 바나듐의 중량 비율은 1:0.01~0.03일 수 있다. 상기 바나듐의 중량 비율이 높아질수록, 상기 보조금속에 의한 효과가 약해질 수 있다. 환원하고자 하는 대상 물질 및 환경 조건 등에 따라, 상기 티타니아 지지체와 상기 바나듐의 중량 비율은 조절될 수 있다. 예를 들어, 200℃ 내외의 저온 조건일 때와 400℃ 내외의 고온 조건일 때의 상기 티타니아 지지체와 상기 바나듐의 중량 비율은 다를 수 있다.
The weight ratio of the titania support to the vanadium may be 1: 0.01 to 1. Preferably, the weight ratio of the titania support to the vanadium may be 1: 0.01 to 0.1. More preferably, the weight ratio of the titania support to the vanadium may range from 1: 0.01 to 0.03. The higher the weight ratio of vanadium is, the weaker the effect of the subsidy can be. The weight ratio between the titania support and the vanadium can be adjusted depending on the target substance to be reduced and the environmental condition. For example, the weight ratio of the titania support to the vanadium may be different between a low temperature condition of about 200 ° C and a high temperature condition of about 400 ° C.

상기 티타니아 지지체와 상기 보조금속의 중량 비율은 1:0.01~1일 수 있다. 바람직하게는, 상기 티타니아 지지체와 상기 보조금속의 중량 비율이 1:0.01~0.5일 수 있다. 더 바람직하게는, 상기 티타니아 지지체와 상기 보조금속의 중량 비율이 1:0.09~0.15일 수 있다. 상기 보조금속의 중량 비율이 높아질수록, 상기 보조금속의 종류별 특성에 의한 효과가 크게 나타날 수 있다. The weight ratio of the titania support to the subsidy may be 1: 0.01 to 1. Preferably, the weight ratio of the titania support to the subsidy may be 1: 0.01-0.5. More preferably, the weight ratio of the titania support to the subsidy may be 1: 0.09 to 0.15. As the weight ratio of the subsidy increases, the effect due to the type of the subsidy can be increased.

상기 보조금속이 두 가지 이상인 경우, 상기 보조금속 간의 중량 비율을 조절할 수 있다. 상기 보조금속이 상기 텅스텐 및 상기 세륨인 경우, 상기 텅스텐 및 상기 세륨의 중량 비율은 1:0.01~100일 수 있다.If the subsidy content is more than two, the weight ratio between the auxiliary metals can be adjusted. When the subsidy is the tungsten and the cerium, the weight ratio of the tungsten and the cerium may be 1: 0.01 to 100.

환원하고자 하는 대상 물질 및 환경 조건 등에 따라, 상기 보조금속의 중량 비율이 조절될 수 있다. 예를 들어, 200℃ 내외의 저온 조건일 때와 400℃ 내외의 고온 조건일 때의 상기 보조금속의 중량 비율은 다를 수 있다.
The weight ratio of the subsidy can be adjusted according to the target substance to be reduced and environmental conditions. For example, the weight ratio in the subsidy may be different when the temperature is low at about 200 ° C and when the temperature is high at about 400 ° C.

상기 보조금속과 상기 바나듐의 중량 비율은 3~20:1일 수 있다. 바람직하게는, 상기 보조금속과 상기 바나듐의 중량 비율은 9~15:1~5일 수 있다. 환원하고자 하는 대상 물질 및 환경 조건 등에 따라, 상기 보조금속과 상기 바나듐의 중량 비율이 조절될 수 있다. 예를 들어, 200℃ 내외의 저온 조건일 때와 400℃ 내외의 고온 조건일 때의 상기 보조금속과 상기 바나듐의 중량 비율은 다를 수 있다.
The weight ratio of the auxiliary metal to the vanadium may be 3 to 20: 1. Preferably, the weight ratio of the auxiliary metal to the vanadium may be 9 to 15: 1 to 5. The weight ratio between the auxiliary metal and the vanadium may be adjusted depending on the target material to be reduced and the environmental condition. For example, the weight ratio of the auxiliary metal to the vanadium may be different between a low-temperature condition of about 200 ° C and a high-temperature condition of about 400 ° C.

상기 질소산화물 환원 촉매는 300~800℃에서 소성될 수 있다. 바람직하게는, 400℃에서 4~10시간 동안 소성될 수 있다. 상기 소성은 상기 질소산화물 환원 촉매의 안정성을 향상시킬 수 있다.
The nitrogen oxide reduction catalyst may be calcined at 300 to 800 ° C. Preferably, it can be fired at 400 DEG C for 4 to 10 hours. The firing can improve the stability of the nitrogen oxide reduction catalyst.

본 발명의 실시예들에 따른 상기 질소산화물 환원 촉매는 상기 소성된 후, 지름 100-1000㎛으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 질소산화물 환원 촉매는 지름 300-500㎛으로 형성될 수 있다.
The nitrogen oxide reduction catalyst according to embodiments of the present invention may be formed to have a diameter of 100-1000 mu m after being fired. In one embodiment, the nitrogen oxide reduction catalyst may be formed to a diameter of 300-500 탆.

본 발명의 실시예들에 따른 상기 질소산화물 환원 촉매는 펠릿형, 모노리스형, 및/또는 입자형으로 제조될 수 있다.
The nitrogen oxide reduction catalyst according to embodiments of the present invention may be manufactured in a pellet, monolith, and / or particle form.

[실험예 1][Experimental Example 1]

본 실험예를 통하여, 상기 바나듐, 상기 보조금속, 및 상기 티타니아 지지체를 포함하는 상기 질소산화물 환원 촉매의 제조 조건에 따른 SCR 반응성을 알 수 있다.
The SCR reactivity of the nitrogen oxide reduction catalyst including the vanadium, the auxiliary metal, and the titania support according to the production conditions can be determined through the present experimental example.

메타바나듐산암모늄(Ammonium metavanadate)을 옥살산 용액에 용해시켜 상기 바나듐의 전구체를 형성한다. 본 실험예에서, 상기 바나듐 전구체 용액은 100ml 3차 정제수에 1.345g의 상기 메타바나듐산암모늄(Ammonium metavanadate)을 넣은 후, 0.5M의 상기 옥살산 용액 70ml을 함께 넣고 용해시켜 제조되었다.Ammonium metavanadate is dissolved in oxalic acid solution to form the vanadium precursor. In this experimental example, the vanadium precursor solution was prepared by adding 1.345 g of ammonium metavanadate to 100 ml of tertiary purified water, and then adding and dissolving 70 ml of 0.5 M oxalic acid solution.

상기 보조금속의 전구체를 준비한다. 상기 보조금속은 상기 세륨, 상기 아연, 및 상기 망간 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 본 실험예에서, 상기 텅스텐의 전구체로는 텅스텐산암모늄(Ammonium tungstate)을, 세륨의 전구체로는 질산 세륨(Cerium(Ⅲ) nitrate hexahydrate)을 3차 정제수에 용해시켜 사용하였다.A precursor in the subsidy is prepared. The auxiliary metal may be at least one selected from the group consisting of cerium, zinc, and manganese. In this experimental example, ammonium tungstate was used as the precursor of tungsten, and cerium (III) nitrate hexahydrate was used as the precursor of cerium in the tertiary purified water.

아나타제상(Anatase phase)의 TiO2 분말이 상기 티타니아 지지체로 이용되었다.
TiO 2 powder in the anatase phase was used as the titania support.

상기 바나듐 및/또는 상기 보조금속을 담지하는 순서는 아래와 같이 세 그룹으로 설정하였다.The order of carrying the vanadium and / or the auxiliary metal was set in the following three groups.

A 촉매: 보조금속/바나듐/티타니아A catalyst: auxiliary metal / vanadium / titania

B 촉매: 바나듐/보조금속/티타니아B catalyst: vanadium / auxiliary metal / titania

C 촉매: 보조금속-바나듐/티타니아
C catalyst: auxiliary metal - vanadium / titania

본 실험예에서, 상기 A 촉매는 상기 티타니아 지지체에 상기 바나듐을 먼저 담지한 후, 상기 보조금속을 담지하여 제조된 촉매이다. 상기 B 촉매는 상기 티타니아 지지체에 상기 보조금속을 먼저 담지한 후, 상기 바나듐을 담지하여 제조된 촉매이다. 상기 C 촉매는 상기 바나듐과 상기 보조금속을 혼합하여 상기 티타니아 지지체에 함께 담지하여 제조된 촉매이다.
In this experiment, the catalyst A was prepared by first supporting the vanadium on the titania support, and then supporting the auxiliary metal. The B catalyst is a catalyst prepared by first supporting the auxiliary metal on the titania support, and then supporting the vanadium. The C catalyst is a catalyst prepared by mixing the vanadium and the auxiliary metal and supporting the vanadium and the auxiliary metal together on the titania support.

본 실험예에서, 상기 A 촉매는 다음의 방법으로 제조되었다. 상기 바나듐 전구체 용액과 상기 티타니아 지지체를 회전 농축기(Rotary evaporator)에서 혼합하여 제1 혼합 용액을 형성하였다. 상기 제1 혼합 용액의 압력을 200mbar로 조절하였다. 상기 제1 혼합 용액에 포함된 용매를 80℃ 온도에서 증발시켜 바나듐/티타니아 지지체를 형성하였다. 상기 바나듐/티타니아 지지체는 105℃의 온도에서 12시간 동안 건조되었다. 상기 바나듐/티타니아 지지체와 상기 보조금속 전구체 용액을 혼합하여 제2 혼합 용액을 형성한다. 상기 제2 혼합 용액의 압력을 200mbar로 조절하였다. 상기 제2 혼합 용액에 포함된 용매를 80℃ 온도에서 증발시켜 보조금속/바나듐/티타니아 지지체를 형성하였다. 상기 보조금속/바나듐/티타니아 지지체를 105℃의 온도에서 12시간 동안 건조시켰다. 이를 통하여 상기 A 촉매가 형성되었다.
In this experiment, the catalyst A was prepared in the following manner. The vanadium precursor solution and the titania support were mixed in a rotary evaporator to form a first mixed solution. The pressure of the first mixed solution was adjusted to 200 mbar. The solvent contained in the first mixed solution was evaporated at a temperature of 80 ° C to form a vanadium / titania support. The vanadium / titania support was dried at a temperature of 105 DEG C for 12 hours. The vanadium / titania support and the auxiliary metal precursor solution are mixed to form a second mixed solution. The pressure of the second mixed solution was adjusted to 200 mbar. The solvent contained in the second mixed solution was evaporated at a temperature of 80 ° C to form an auxiliary metal / vanadium / titania support. The auxiliary metal / vanadium / titania support was dried at a temperature of 105 DEG C for 12 hours. Whereby the catalyst A was formed.

본 실험예에서, 상기 B 촉매는 다음의 방법으로 제조되었다. 상기 보조금속 전구체 용액과 상기 티타니아 지지체를 회전 농축기(Rotary evaporator)에서 혼합하여 제5 혼합 용액을 형성했다. 상기 제5 혼합 용액의 압력을 200mbar로 조절하였다. 상기 제5 혼합 용액에 포함된 용매를 80℃ 온도에서 증발시켜, 보조금속/티타니아 지지체를 형성하였다. 상기 보조금속/티타니아 지지체를 105℃의 온도에서 12시간 동안 건조시켰다. 상기 보조금속/티타니아 지지체와 상기 바나듐 전구체 용액을 혼합하여 제6 혼합 용액을 형성하였다. 상기 제6 혼합 용액의 압력을 200mbar로 조절하였다. 상기 제6 혼합 용액에 포함된 용매를 80℃ 온도에서 증발시켜, 바나듐/보조금속/티타니아 지지체를 형성하였다. 상기 바나듐/보조금속/티타니아 지지체는 105℃의 온도에서 12시간 동안 건조되었다. 이를 통하여 상기 B 촉매가 형성되었다.
In this experiment, the catalyst B was prepared in the following manner. The auxiliary metal precursor solution and the titania support were mixed in a rotary evaporator to form a fifth mixed solution. The pressure of the fifth mixed solution was adjusted to 200 mbar. The solvent contained in the fifth mixed solution was evaporated at 80 ° C. to form an auxiliary metal / titania support. The auxiliary metal / titania support was dried at a temperature of 105 DEG C for 12 hours. The auxiliary metal / titania support and the vanadium precursor solution were mixed to form a sixth mixed solution. The pressure of the sixth mixed solution was adjusted to 200 mbar. The solvent contained in the sixth mixed solution was evaporated at a temperature of 80 ° C to form a vanadium / auxiliary metal / titania support. The vanadium / auxiliary metal / titania support was dried at a temperature of 105 ° C for 12 hours. Whereby the B catalyst was formed.

본 실험예에서, 상기 C 촉매는 다음의 방법으로 제조되었다. 상기 바나듐 전구체 용액과 상기 보조금속 전구체 용액을 회전 농축기(Rotary evaporator)에서 혼합하여 제3 혼합 용액을 형성하였다. 상기 제3 혼합 용액과 상기 티타니아 지지체를 혼합하여, 제4 혼합 용액을 형성하였다. 상기 제4 혼합 용액의 압력을 200mbar로 조절하였다. 상기 제4 혼합 용액에 포함된 용매를 80℃ 온도에서 증발시켜, 보조금속-바나듐/티타니아 지지체를 형성하였다. 상기 보조금속-바나듐/티타니아 지지체는 105℃의 온도에서 12시간 동안 건조되었다. 이를 통하여 상기 C 촉매가 형성되었다.
In this experiment, the catalyst C was prepared in the following manner. The vanadium precursor solution and the auxiliary metal precursor solution were mixed in a rotary evaporator to form a third mixed solution. The third mixed solution and the titania support were mixed to form a fourth mixed solution. The pressure of the fourth mixed solution was adjusted to 200 mbar. The solvent contained in the fourth mixed solution was evaporated at a temperature of 80 ° C to form an auxiliary metal-vanadium / titania support. The auxiliary metal-vanadium / titania support was dried at a temperature of 105 ° C for 12 hours. Through this, the C catalyst was formed.

본 실험예에서, 상기 A 촉매 내지 C 촉매는 400℃에서 4시간 동안 소성되었다. 상기 소성의 온도 및/또는 시간은 실험 조건, 상기 담지량, 및/또는 제조량 등에 따라 달라질 수 있다. 상기 소성의 온도는 300~800℃일 수 있다.
In this experiment, the catalysts A to C were calcined at 400 DEG C for 4 hours. The temperature and / or the time of the firing may vary depending on experimental conditions, the amount of the support, and / or the amount of production. The firing temperature may be 300 to 800 ° C.

본 실험예에 따른 상기 A 촉매 내지 C 촉매의 상기 SCR 반응성 시험이 수행되었다. 상기 SCR 반응성은 질소산화물(NOX) 전환율(Conversion, %) 및 N2O 발생량을 통하여 비교되었다. 본 실험예에서, 상기 SCR 반응성 시험 조건은 아래와 같다.The SCR reactivity test of the catalyst A to the catalyst C according to this Experimental Example was performed. The SCR reactivity was compared through nitrogen oxide (NO x ) conversion (Conversion,%) and N 2 O emissions. In this experimental example, the above SCR reactivity test conditions are as follows.

- 500ppm NO, 500ppm NH3, 2% O2, N2 밸런스- 500 ppm NO, 500 ppm NH 3 , 2% O 2 , N 2 balance

- 공간 속도(Space velocity, SV): 40,000h-1 - Space velocity (SV): 40,000h -1

- 온도: 150~400℃- Temperature: 150 ~ 400 ℃

- 온도 변화 조건: 5℃/min의 속도로 온도를 증가시키며 50℃ 간격으로 40분의 안정화 시간을 거친 후 NO, NO2, 및 N2O의 양을 측정함
- Temperature change condition: The temperature was increased at a rate of 5 ° C / min. After a stabilization time of 40 minutes at 50 ° C intervals, the amount of NO, NO 2 , and N 2 O was measured

도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실험예에 따른 질소산화물 환원 촉매의 NOX 전환율을 나타낸다.Figs. 2 to 4 show the NO x conversion of the nitrogen oxide reduction catalyst according to an experimental example of the present invention.

도 2를 참조하면, 상기 A 촉매의 NOX 전환율을 알 수 있다. 상기 A 촉매에서, 상기 보조금속이 상기 텅스텐 또는 상기 세륨일 때, 가장 우수한 NOX 전환율을 나타낸다. 특히, 저온영역인 200℃ 부근에서, 상기 텅스텐 또는 상기 세륨이 담지된 상기 A 촉매는 약 80% 정도의 높은 상기 NOX 전환율을 나타낸다. 상기 아연 및 상기 망간이 담지된 상기 A 촉매의 경우, 전환율이 50% 이하였다.Referring to FIG. 2, the NO x conversion of the catalyst A can be determined. In the A catalyst, when the subsidy is tungsten or cerium, it exhibits the highest NO x conversion. Particularly, in the vicinity of 200 캜 which is a low temperature region, the tungsten or the cerium-supported catalyst A exhibits the NO x conversion rate as high as about 80%. In the case of the catalyst A carrying the zinc and the manganese, the conversion was 50% or less.

도 3을 참조하면, 상기 B 촉매의 NOX 전환율을 알 수 있다. 상기 텅스텐, 상기 세륨, 또는 상기 아연이 담지된 상기 B 촉매는 150~400℃ 온도 범위에서 유사한 NOX 전환율을 나타낸다. 저온영역인 200℃ 부근에서, NOX 전환율은 70%이하였다. 상기 텅스텐 또는 상기 세륨이 담지된 상기 B 촉매는 상기 A 촉매보다 낮은 NOX 전환율을 나타냈다.Referring to FIG. 3, the NO x conversion ratio of the catalyst B can be determined. The B catalyst supported with tungsten, cerium, or zinc exhibits a similar NO x conversion rate in the temperature range of 150 to 400 ° C. At around 200 ° C, which is a low temperature region, the NO x conversion was 70% or less. The B catalyst on which tungsten or cerium was supported exhibited a lower NO x conversion than the A catalyst.

도 4를 참조하면, 상기 C 촉매의 NOX 전환율을 알 수 있다. 200℃ 저온에서, 상기 C 촉매는 상기 A 촉매와 유사한 NOX 전환율을 나타내었다. 또한 200℃ 저온에서 상기 아연이 담지된 상기 C 촉매의 경우, 상기 A 촉매 보다 높은 NOX 전환율을 나타냈다. Referring to FIG. 4, the NO x conversion of the C catalyst can be determined. At a low temperature 200 ℃, the catalyst C is shown the NO X conversion rate similar to that of the A catalyst. Further, in the case of the C catalyst carrying the zinc at a low temperature of 200 캜, the NO x conversion was higher than that of the A catalyst.

상기 결과를 통하여, 상기 텅스텐 또는 상기 세륨이 담지된 상기 A 촉매 또는 상기 C 촉매가 우수한 NOX 전환율을 나타낸다는 것을 알 수 있다.
From the above results, it can be seen that the catalyst A or the catalyst C supported with tungsten or cerium exhibits excellent NO x conversion.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실험예에 따른 질소산화물 환원 촉매의 N2O 발생량을 나타낸다. 5 to 7 show the amount of N 2 O generated in the nitrogen oxide reduction catalyst according to an experimental example of the present invention.

도 5를 참조하면, 상기 A 촉매의 N2O 발생량을 알 수 있다. 상기 A 촉매의 N2O 발생량은 250℃부터 점차 증가하기 시작하여, 350℃에서 약 10~30ppm 내외의 발생량을 나타낸다.Referring to FIG. 5, the amount of N 2 O generated in the catalyst A can be determined. The amount of N 2 O generated in the A catalyst starts to gradually increase from 250 ° C., and is about 10 to 30 ppm at 350 ° C.

도 6을 참조하면, 상기 B 촉매의 N2O 발생량을 알 수 있다. 상기 B 촉매의 N2O 발생량은 250℃부터 점차 증가하기 시작하여, 350℃에서 약 20~50ppm 내외의 발생량을 나타낸다.Referring to FIG. 6, the amount of N 2 O generated in the catalyst B can be determined. The amount of N 2 O generated in the B catalyst begins to gradually increase from 250 ° C., and represents an amount of about 20 to 50 ppm at 350 ° C.

도 7을 참조하면, 상기 C 촉매의 N2O 발생량을 알 수 있다. 상기 C 촉매의 N2O 발생량은 250℃부터 점차 증가하기 시작하여, 350℃에서 약 20~40ppm 내외의 발생량을 나타낸다.Referring to FIG. 7, the N 2 O generation amount of the C catalyst can be known. The N 2 O generation amount of the C catalyst starts to gradually increase from 250 ° C., and shows an amount of about 20 to 40 ppm at 350 ° C.

상기 결과를 통하여, 상기 A 촉매 또는 상기 C 촉매가 N2O 발생량이 상대적으로 낮음을 알 수 있다.
From the above results, it can be seen that the amount of N 2 O is relatively low in the A catalyst or the C catalyst.

도 8은 일 실험예에 따른 텅스텐을 담지한 질소산화물 환원 촉매의 NOX 전환율 및 N2O 발생량을 나타낸다. 도 8을 참조하면, 상기 바나듐을 먼저 담지하고 상기 텅스텐을 담지한 촉매는 높은 NOX 전환율을 나타냈고, N2O 발생량도 낮았다. 상기 텅스텐과 상기 바나듐을 함께 담지한 경우도 높은 NOX 전환율을 나타냈고, N2O 발생량도 낮았다.
8 shows the conversion of NO x and the amount of N 2 O generated in the tungsten-supported nitrogen oxide reduction catalyst according to an experimental example. Referring to FIG. 8, the catalyst carrying the vanadium first and supporting the tungsten exhibited a high NO x conversion and a low amount of N 2 O. When the tungsten and vanadium were carried together, a high NO x conversion was obtained, and the amount of N 2 O was also low.

도 9는 일 실험예에 따른 세륨을 담지한 질소산화물 환원 촉매의 NOX 전환율 및 N2O 발생량을 나타낸다. 도 9를 참조하면, 상기 바나듐을 먼저 담지하고 상기 세륨을 담지한 촉매는 높은 NOX 전환율을 나타냈고, N2O 발생량도 낮았다. 상기 세륨과 상기 바나듐을 함께 담지한 경우도 높은 NOX 전환율을 나타냈고, N2O 발생량도 낮았다.9 shows the NO x conversion and the amount of N 2 O generated in the cerium-supported nitrogen oxide reduction catalyst according to one experimental example. Referring to FIG. 9, the catalyst carrying the vanadium first and supporting the cerium exhibited a high NO x conversion and a low amount of N 2 O. When the cerium and vanadium were carried together, a high NO x conversion was obtained, and the amount of N 2 O was also low.

상기 결과를 통하여, 상기 텅스텐 또는 상기 세륨을 상기 보조금속으로 담지한 경우, 상기 바나듐을 먼저 담지하거나 상기 바나듐과 상기 보조금속을 함께 담지하는 경우, 우수한 상기 SCR 반응성을 나타낸다는 것을 알 수 있다.
From the above results, it can be seen that when the tungsten or cerium is supported by the auxiliary metal, when the vanadium is first supported or when the vanadium and the auxiliary metal are supported together, the excellent SCR reactivity is exhibited.

[실험예 2][Experimental Example 2]

본 실험예를 통하여, 상기 텅스텐 및/또는 상기 세륨의 담지량에 따른 상기 SCR 반응성 차이를 알 수 있다. 또한 상기 텅스텐 및/또는 상기 세륨과 상기 바나듐의 담지 비율에 따른 상기 SCR 반응성 차이를 알 수 있다.
The difference in SCR reactivity according to the loading amount of tungsten and / or cerium can be determined through this experimental example. The difference in the SCR reactivity according to the loading ratio of the tungsten and / or the cerium and the vanadium can be seen.

본 실험예에 따른 질소산화물 환원 촉매는 다음의 방법으로 제조되었다. The nitrogen oxide reduction catalyst according to this experimental example was prepared by the following method.

상기 메타바나듐산암모늄(Ammonium metavanadate)을 상기 옥살산 용액에 용해시켜 상기 바나듐의 전구체를 형성한다. 본 실험예에서, 상기 바나듐 전구체 용액은 100ml 3차 정제수에 1.345g의 상기 메타바나듐산암모늄(Ammonium metavanadate)을 넣은 후, 0.5M의 상기 옥살산 용액 70ml을 함께 넣고 용해시켜 제조되었다.The ammonium metavanadate is dissolved in the oxalic acid solution to form a precursor of the vanadium. In this experimental example, the vanadium precursor solution was prepared by adding 1.345 g of ammonium metavanadate to 100 ml of tertiary purified water, and then adding and dissolving 70 ml of 0.5 M oxalic acid solution.

본 실험예에서, 상기 텅스텐의 전구체로는 상기 텅스텐산암모늄(Ammonium tungstate)을, 상기 세륨의 전구체로는 상기 질산 세륨(Cerium(Ⅲ) nitrate hexahydrate)을 3차 정제수에 용해시켜 사용하였다.In this Experimental Example, the tungsten precursor was the ammonium tungstate, and the cerium precursor was the cerium (III) nitrate hexahydrate, dissolved in the tertiary purified water.

상기 티타니아로써 아나타제상(Anatase phase)의 TiO2 분말이 이용되었다.
TiO 2 powder of the anatase phase was used as the titania.

상기 바나듐 전구체 용액과 상기 티타니아 지지체를 회전농축기(Rotary evaporator)에 넣고, 상기 제1 혼합 용액을 형성하였다. 상기 제1 혼합 용액은 200mbar의 압력으로 조절되었다. 상기 제1 혼합 용액에 포함된 용매를 80℃에서 증발시켜, 바나듐/티타니아 지지체를 형성하였다. 상기 바나듐/티타니아 지지체를 105℃에서 12시간 동안 건조시켰다. 이후 상기 보조금속 전구체 용액과 상기 바나듐/티타니아 지지체를 상기 회전 농축기에서 혼합하여, 제2 혼합 용액을 형성하였다. 상기 제2 혼합 용액은 200mbar의 압력으로 조절되었다. 상기 제2 혼합 용액에 포함된 용매를 80℃에서 증발시켜, 보조금속/바나듐/티타니아 지지체를 형성하였다. 상기 보조금속/바나듐/티타니아 지지체를 105℃에서 12시간 동안 건조시켰다. 상기 보조금속/바나듐/티타니아 지지체를 400℃에서 4시간 동안 소성하여 본 실험예에 따른 상기 질소산화물 환원 촉매를 형성 하였다.
The vanadium precursor solution and the titania support were put into a rotary evaporator to form the first mixed solution. The first mixed solution was adjusted to a pressure of 200 mbar. The solvent contained in the first mixed solution was evaporated at 80 ° C to form a vanadium / titania support. The vanadium / titania support was dried at 105 DEG C for 12 hours. Then, the auxiliary metal precursor solution and the vanadium / titania support were mixed in the rotary concentrator to form a second mixed solution. The second mixed solution was adjusted to a pressure of 200 mbar. The solvent contained in the second mixed solution was evaporated at 80 캜 to form an auxiliary metal / vanadium / titania support. The auxiliary metal / vanadium / titania support was dried at 105 DEG C for 12 hours. The auxiliary metal / vanadium / titania support was calcined at 400 ° C. for 4 hours to form the nitrogen oxide reduction catalyst according to this experimental example.

본 실험예에서, 상기 텅스텐과 상기 바나듐이 9:3의 중량 비율로 담지된 텅스텐/바나듐/티타니아 촉매의 경우, W/V/Ti(9:3)으로 표기되었다.In the present Experimental Example, in the case of the tungsten / vanadium / titania catalyst in which the tungsten and vanadium were supported in a weight ratio of 9: 3, it was expressed as W / V / Ti (9: 3).

상기 세륨과 상기 바나듐이 9:3의 중량 비율로 담지된 세륨/바나듐/티타니아 촉매의 경우, Ce/V/Ti(9:3)으로 표기되었다.In the case of the cerium / vanadium / titania catalyst supported at the weight ratio of 9: 3 of cerium and vanadium, it was expressed as Ce / V / Ti (9: 3).

상기 텅스텐, 상기 세륨, 및 상기 바나듐이 9:9:3의 중량 비율로 담지되고, 상기 세륨이 먼저 담지된 텅스텐/세륨/바나듐/티타니아 촉매의 경우, W/Ce/V/Ti(9:9:3)으로 표기되었다.Ce / V / Ti (9: 9) in the case of the tungsten / cerium / vanadium / titania catalyst in which the tungsten, cerium and vanadium are supported in a weight ratio of 9: 9: : 3).

상기 텅스텐, 상기 세륨, 및 상기 바나듐이 중량 9:9:3의 비율로 담지되고, 상기 텅스텐이 먼저 담지된 세륨/텅스텐/바나듐/티타니아 촉매의 경우, Ce/W/V/Ti(9:9:3)으로 표기되었다.
Tungsten / vanadium / titania catalyst in which the tungsten, cerium, and vanadium are supported in a weight ratio of 9: 9: 3, and Ce / W / V / Ti (9: : 3).

아래와 같은 조건에서, 본 실험예에 따른 상기 질소산화물 환원 촉매의 상기 SCR 반응성 시험이 수행되었다.Under the following conditions, the SCR reactivity test of the nitrogen oxide reduction catalyst according to this Experimental Example was carried out.

- 500ppm NO, 500ppm NH3, 2% O2, N2 밸런스- 500 ppm NO, 500 ppm NH 3 , 2% O 2 , N 2 balance

- 공간 속도(Space velocity, SV): 40,000h-1 - Space velocity (SV): 40,000h -1

- 온도: 150~400℃- Temperature: 150 ~ 400 ℃

- 온도 변화 조건: 5℃/min의 속도로 온도를 증가시키며 50℃ 간격으로 40분의 안정화 시간을 거친 후 NO, NO2, 및 N2O의 양을 측정함
- Temperature change condition: The temperature was increased at a rate of 5 ° C / min. After a stabilization time of 40 minutes at 50 ° C intervals, the amount of NO, NO 2 , and N 2 O was measured

도 10은 본 발명의 일 실험예에 따른 질소산화물 환원 촉매의 담지 비율별 NOX 전환율을 나타낸다. 도 10을 참조하면, 상기 티타니아 지지체가 100중량부일 때, 상기 바나듐이 3중량부이고 상기 보조금속이 9중량부인 상기 질소산화물 환원 촉매의 NOX 전환율을 알 수 있다. 도 10에서, 200℃ 저온 영역을 살펴보면, W/V/Ti(9:3) 촉매의 NOX 전환율이 가장 우수하고, 다음으로 Ce/V/Ti(9:3) 촉매의 NOX 전환율이 우수하다는 것을 알 수 있다.FIG. 10 shows the conversion of NO x by the supported ratio of the nitrogen oxide reduction catalyst according to one experimental example of the present invention. Referring to Figure 10, when the titania support of 100 parts by weight, part of the vanadium is 3 parts by weight, and it can be seen that NO X conversion rate of the trick-grant denied 9 parts by weight of the nitrogen oxide reduction catalyst. In Figure 10, referring to 200 ℃ low temperature range, W / V / Ti (9 : 3): NO X conversion rate is a solid catalyst into NO X conversion rate is highest, and the catalyst and then Ce / V / Ti (3 9 ) .

도 11은 본 발명의 일 실험예에 따른 질소산화물 환원 촉매의 담지 비율별 N2O 발생량을 나타낸다. 도 11을 참조하면, 상기 티타니아 지지체가 100중량부일 때, 상기 바나듐이 3중량부이고 상기 보조금속이 9중량부인 상기 질소산화물 환원 촉매의 N2O 발생량을 알 수 있다. Ce/V/Ti(9:3) 촉매의 경우, 200℃ 저온 영역뿐만 아니라, 400℃ 고온 영역에서도 상기 N2O 발생량이 가장 낮다는 것을 알 수 있다. 그 다음으로는 Ce/W/V/Ti(9:9:3) 촉매 등 세륨(Ce)이 포함된 촉매의 N2O 발생량이 낮게 측정된다는 것을 알 수 있다.FIG. 11 shows the amount of N 2 O generated per supported ratio of the nitrogen oxide reduction catalyst according to one experimental example of the present invention. Referring to FIG. 11, when the titania support is 100 parts by weight, the amount of N 2 O in the nitrogen oxide reduction catalyst is 3 parts by weight of the vanadium and 9 parts by weight of the support. In the case of the Ce / V / Ti (9: 3) catalyst, the amount of N 2 O is the lowest in both the low temperature region at 200 ° C and the high temperature region at 400 ° C. It can be seen that the amount of N 2 O generated in the catalyst containing cerium (Ce) such as Ce / W / V / Ti (9: 9: 3)

상기 도 10 및 상기 도 11을 참조하여 상기 NOX 전환율 대비 상기 N2O 발생량을 비교하여, 상기 SCR 반응성을 살펴보면, 상기 세륨이 포함된 상기 질소산화물 환원 촉매인 Ce/V/Ti(9:3), Ce/W/V/Ti(9:9:3), 및 W/Ce/V/Ti(9:9:3) 촉매가 비교적 우수한 상기 SCR 반응성을 나타낸다는 것을 알 수 있다.
Referring to FIG. 10 and FIG. 11, the N 2 O generation amount was compared with the NO X conversion rate, and the SCR reactivity was examined. The nitrogen oxide reduction catalyst Ce / V / Ti (9: ), Ce / W / V / Ti (9: 9: 3), and W / Ce / V / Ti (9: 9: 3) catalyst exhibit comparatively excellent SCR reactivity.

도 12은 본 발명의 일 실험예에 따른 질소산화물 환원 촉매의 담지 비율별 NOX 전환율을 나타낸다. 도 12을 참조하면, 상기 티타니아 지지체가 100중량부일 때, 상기 바나듐이 1중량부이고 상기 보조금속이 9중량부인 상기 질소산화물 환원 촉매의 NOX 전환율을 알 수 있다. Ce/V/Ti(9:1) 촉매의 NOX 전환율이 가장 높게 측정되었다. W/V/Ti(9:1), W/Ce/V/Ti(9:9:1), 및 Ce/W/V/Ti(9:9:1) 촉매의 NOX 전환율은 200℃ 저온 영역에서 유사하게 측정되었다.
FIG. 12 shows the conversion ratio of NO x by the supported ratio of the nitrogen oxide reduction catalyst according to one experimental example of the present invention. Referring to Figure 12, when the titania support of 100 parts by weight, the vanadium is 1 part by weight, and it can be seen that NO X conversion rate of the trick-grant denied 9 parts by weight of the nitrogen oxide reduction catalyst. The NO x conversion of the Ce / V / Ti (9: 1) catalyst was the highest. The NO x conversion of the W / V / Ti (9: 1), W / Ce / V / Ti (9: 9: 1) and Ce / W / V / Ti Area.

도 13은 본 발명의 일 실험예에 따른 질소산화물 환원 촉매의 담지 비율별 N2O 발생량을 나타낸다. 도 13을 참조하면, 상기 티타니아 지지체가 100중량부일 때, 상기 바나듐이 1중량부이고 상기 보조금속이 9중량부인 상기 질소산화물 환원 촉매의 N2O 발생량을 알 수 있다. W/V/Ti(9:1), Ce/V/Ti(9:1), W/Ce/V/Ti(9:9:1), 및 Ce/W/V/Ti(9:9:1) 촉매는 모두 낮은 N2O 발생량을 나타냈다.
13 shows the amount of N 2 O generated by the supported ratio of the nitrogen oxide reduction catalyst according to an experimental example of the present invention. Referring to FIG. 13, when the titania support is 100 parts by weight, the amount of generated N 2 O of the nitrogen oxide reduction catalyst, which is 1 part by weight of vanadium and 9 parts by weight of the subsidium, can be known. W / V / Ti (9: 9: 1), Ce / V / Ti (9: 1), W / 1) the catalyst both showed a lower N 2 O emissions.

도 14는 본 발명의 일 실험예에 따른 질소산화물 환원 촉매의 담지 비율별 NOX 전환율을 나타낸다. 도 14를 참조하면, 상기 티타니아 지지체가 100중량부일 때, 상기 바나듐이 1중량부이고 상기 보조금속이 15중량부인 상기 질소산화물 환원 촉매의 NOX 전환율을 알 수 있다. W/Ce/V/Ti(15:15:1)이 200℃ 저온 영역 및 400℃ 고온 영역 모두에서 높은 NOX 전환율을 나타냈다. 그 다음으로, Ce/W/V/Ti(15:15:1), Ce/V/Ti(15:1), 및 W/V/Ti(15:1) 촉매의 순서대로 NOX 전환율이 높게 나타났다.
FIG. 14 shows the conversion ratio of NO x by the supported ratio of the nitrogen oxide reduction catalyst according to an experimental example of the present invention. Referring to Figure 14, wherein the titania support, it can be seen that NO X conversion rate of 100 parts by weight when the vanadium is 1 part by weight and the grant hollow 15 parts by weight, the NOx reducing catalyst. W / Ce / V / Ti (15: 15: 1) exhibited high NO x conversion in both the low temperature region of 200 ° C and the high temperature region of 400 ° C. Next, the NO x conversion rate was increased in the order of Ce / W / V / Ti (15: 15: 1), Ce / V / Ti (15: 1) and W / V / Ti appear.

도 15는 본 발명의 일 실험예에 따른 질소산화물 환원 촉매의 담지 비율별 N2O 발생량을 나타낸다. 도 15를 참조하면, 상기 티타니아 지지체가 100중량부일 때, 상기 바나듐이 1중량부이고 상기 보조금속이 15중량부인 상기 질소산화물 환원 촉매의 N2O 발생량을 알 수 있다. W/V/Ti(15:1), Ce/V/Ti(15:1), W/Ce/V/Ti(15:15:1), 및 Ce/W/V/Ti(15:15:1) 촉매는 모두 낮은 N2O 발생량을 나타냈다.
FIG. 15 shows the amount of N 2 O generated per supported ratio of the nitrogen oxide reduction catalyst according to one experimental example of the present invention. Referring to FIG. 15, when the titania support is 100 parts by weight, the amount of vanadium is 1 part by weight and the amount of N 2 O in the nitrogen oxide reduction catalyst is 15 parts by weight. W / V / Ti 15: 1, Ce / V / Ti 15: 1, W / Ce / V / Ti 15: 1) the catalyst both showed a lower N 2 O emissions.

도 14 및 도 15를 참조하면, 상기 보조금속과 상기 바나듐의 중량 비율이 15:1 일 때, 두 가지 보조금속에 의한 시너지 효과가 나타나, Ce/W/V/Ti 및 W/Ce/V/Ti 의 상기 SCR 반응성이 비교적 우수할 수 있다는 것을 알 수 있다.
14 and 15, when the weight ratio of the auxiliary metal to the vanadium is 15: 1, the synergistic effect of the two subsidies is shown, and Ce / W / V / Ti and W / Ce / V / Ti It can be seen that the above-mentioned SCR reactivity can be relatively good.

이제까지 본 발명에 대한 구체적인 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Hereinafter, specific embodiments of the present invention have been described. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

Claims (10)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 바나듐 전구체 용액, 보조금속 전구체 용액, 및 티타니아 지지체를 준비하는 단계;
상기 바나듐 전구체 용액에 포함된 바나듐을 상기 티타니아 지지체에 담지시키는 단계; 및
상기 바나듐이 담지된 상기 티타니아 지지체에 상기 보조금속 전구체 용액에 포함된 보조금속을 담지시키는 단계를 포함하고,
상기 바나듐을 상기 티타니아 지지체에 담지시키는 단계는,
상기 바나듐 전구체 용액을 상기 티타니아 지지체와 혼합하여 제1 혼합 용액을 형성하는 단계;
상기 제1 혼합 용액을 100~300mbar의 압력으로 조절하는 단계;
상기 제1 혼합 용액에 포함된 용매를 40~160℃ 온도에서 증발시켜 상기 바나듐이 상기 티타니아에 담지된 바나듐/티타니아 지지체를 형성하는 단계; 및
상기 바나듐/티타니아 지지체를 80~200℃의 온도로 건조시키는 단계를 포함하고,
상기 보조금속을 상기 티타니아 지지체에 담지시키는 단계는,
상기 보조금속 전구체 용액을 상기 티타니아 지지체와 혼합하여 제2 혼합 용액을 형성하는 단계;
상기 제2 혼합 용액을 100~300mbar의 압력으로 조절하는 단계;
상기 제2 혼합 용액에 포함된 용매를 40~160℃ 온도에서 증발시켜 상기 보조금속이 상기 티타니아에 담지된 보조금속/바나듐/티타니아 지지체를 형성하는 단계; 및
상기 보조금속/바나듐/티타니아 지지체를 80~200℃의 온도로 건조시키는 단계를 포함하며,
상기 보조금속은 텅스텐 및 세륨 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 질소산화물 환원 촉매 제조방법.
Preparing a vanadium precursor solution, an auxiliary metal precursor solution, and a titania support;
Supporting the vanadium contained in the vanadium precursor solution on the titania support; And
And supporting the auxiliary metal contained in the auxiliary metal precursor solution on the vanadium-supported titania support,
The step of supporting the vanadium on the titania support comprises:
Mixing the vanadium precursor solution with the titania support to form a first mixed solution;
Adjusting the pressure of the first mixed solution to 100 to 300 mbar;
Evaporating the solvent contained in the first mixed solution at 40 to 160 ° C to form a vanadium / titania support on the titania; And
And drying the vanadium / titania support at a temperature of 80 to 200 DEG C,
The step of supporting the auxiliary metal on the titania support comprises:
Mixing the auxiliary metal precursor solution with the titania support to form a second mixed solution;
Adjusting the second mixed solution to a pressure of 100 to 300 mbar;
Evaporating the solvent contained in the second mixed solution at a temperature of 40 to 160 ° C to form an auxiliary metal / vanadium / titania support on the titania; And
And drying the auxiliary metal / vanadium / titania support at a temperature of 80 to 200 ° C,
Wherein the auxiliary metal comprises at least one selected from tungsten and cerium.
제 6 항에 있어서,
상기 티타니아 지지체와 상기 바나듐의 중량 비율은 1:0.01~0.1 이고,
상기 티타니아 지지체와 상기 보조금속의 중량 비율은 1:0.01~0.5 인 것을 특징으로 하는 질소산화물 환원 촉매 제조방법.
The method according to claim 6,
The weight ratio of the titania support to the vanadium is 1: 0.01 to 0.1,
Wherein the weight ratio of the titania support to the subsidy is 1: 0.01 to 0.5.
제 6 항에 있어서,
상기 보조금속과 상기 바나듐의 중량 비율은 3~20:1 인 것을 특징으로 하는 질소산화물 환원 촉매 제조방법.
The method according to claim 6,
Wherein the weight ratio of the auxiliary metal to the vanadium is 3 to 20: 1.
삭제delete 삭제delete
KR1020150014269A 2015-01-29 2015-01-29 Nitrogen oxide reduction catalyst and method of manufacturing the same KR101616669B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150014269A KR101616669B1 (en) 2015-01-29 2015-01-29 Nitrogen oxide reduction catalyst and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150014269A KR101616669B1 (en) 2015-01-29 2015-01-29 Nitrogen oxide reduction catalyst and method of manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101616669B1 true KR101616669B1 (en) 2016-04-28

Family

ID=55915355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150014269A KR101616669B1 (en) 2015-01-29 2015-01-29 Nitrogen oxide reduction catalyst and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101616669B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200009550A (en) * 2018-07-19 2020-01-30 한국과학기술연구원 Selective reduction of nitric oxide at high temperatures
KR102089258B1 (en) * 2018-11-29 2020-03-16 대영씨엔이(주) Catalyst for conversing NO2 and manufacturing method for the same
KR20210128709A (en) * 2020-04-17 2021-10-27 광주과학기술원 Dust filter structure having antimicrobia property, and fabricating of the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100671978B1 (en) * 2005-07-19 2007-01-24 한국과학기술연구원 Scr catalyst for de nox
KR101284214B1 (en) * 2012-10-04 2013-07-08 한국과학기술연구원 Catalyst for decomposition of nitrogen oxide and preparing method of the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100671978B1 (en) * 2005-07-19 2007-01-24 한국과학기술연구원 Scr catalyst for de nox
KR101284214B1 (en) * 2012-10-04 2013-07-08 한국과학기술연구원 Catalyst for decomposition of nitrogen oxide and preparing method of the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
- Materials Science Forum, Vols. 610-613, 2009, 274-280* *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200009550A (en) * 2018-07-19 2020-01-30 한국과학기술연구원 Selective reduction of nitric oxide at high temperatures
KR102084504B1 (en) * 2018-07-19 2020-04-23 한국과학기술연구원 Selective reduction of nitric oxide at high temperatures
KR102089258B1 (en) * 2018-11-29 2020-03-16 대영씨엔이(주) Catalyst for conversing NO2 and manufacturing method for the same
KR20210128709A (en) * 2020-04-17 2021-10-27 광주과학기술원 Dust filter structure having antimicrobia property, and fabricating of the same
KR102453620B1 (en) 2020-04-17 2022-10-12 광주과학기술원 Dust filter structure having antimicrobia property, and fabricating of the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5784699B2 (en) Catalyst composition for selective catalytic reduction of exhaust gas
US10746073B2 (en) Denitration catalyst and method for producing the same
JP6496309B2 (en) SCR catalyst
JP5982280B2 (en) Catalyst composition for selective catalytic reduction of exhaust gas
KR101798713B1 (en) SCR Catalyst for Nitrogen Oxide Removal and Manufacturing method thereof
WO2008023762A1 (en) Catalyst, method and apparatus for purifying nitrogen oxide
KR102033967B1 (en) Low Temperature SCR Catalyst Added Carbon Supported Active Catalystic Materials and Preparation Method Thereof
KR101616669B1 (en) Nitrogen oxide reduction catalyst and method of manufacturing the same
CN103769083A (en) Efficient denitration composite oxide catalyst as well as preparation method and application thereof
CA2822023C (en) Carrier for nox reduction catalyst
KR20170126837A (en) SCR Catalyst for Nitrogen Oxide Removal and Manufacturing Method Thereof
JP4508584B2 (en) Denitration catalyst for high temperature exhaust gas
JP6313560B2 (en) Nitrogen oxide reduction supported catalyst, method for producing the same, and method for removing nitrogen oxide using the same
KR101251499B1 (en) Zeolite catalyst for removing nitrogen oxides, method for preparing the same, and removing method of nitrogen oxides using the same
CN103252232A (en) Zirconium-doped vanadium-based oxide catalyst, and preparation method and application thereof
KR101619019B1 (en) Nitrogen oxide reduction catalyst
JP7278555B1 (en) Exhaust gas denitrification method
US11338272B2 (en) Catalyst capable of directly decomposing urea and method for urea decomposition using the same
JP2743336B2 (en) Catalyst for reducing nitrogen oxides and method for removing nitrogen oxides from exhaust gas
JPH038820B2 (en)
KR100963080B1 (en) DIVANADIUM PENTAOXIDE-BASED CATALYSTS WASHCOATING Ag FOR REDUCING SULFUR DIOXIDE OXIDATION
KR20230091060A (en) Selective catalytic reduction method using ammonium nitrate
KR101786662B1 (en) Supported catalyst for removing nitrogen oxides, method of preparing the same, and removing method of nitrogen oxides using the same
CN117599774A (en) High-performance flue gas denitration catalyst and preparation method thereof
CN116020441A (en) V 2 O 5 /TiO 2 Catalyst, preparation method and application thereof

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant