KR101629487B1 - Manganese-ceria-tungsten-titania catalyst for removing nox at low temperature and preparing method same - Google Patents

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Abstract

200℃ 이하의 저온영역에서 우수한 질소산화물(NOx)의 제거 활성을 나타내며, 또한 불화수소에 대한 내구성을 갖는 망간계 촉매 및 그 제조 방법과 이를 이용하여 질소산화물을 제거하는 방법이 개시된다. 본 발명은 티타니아 담체에 망간 및 세리아를 포함하는 활성물질을 담지하여 질소산화물 제거용 촉매를 제조하는 방법으로, 상기 망간 및 세리아의 산화가 조절을 위해 텅스텐을 첨가하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매 제조방법을 제공한다.A manganese-based catalyst exhibiting excellent nitrogen oxide (NOx) removal activity in a low temperature region of 200 ° C or lower and having durability against hydrogen fluoride, a method for producing the same, and a method for removing nitrogen oxide using the catalyst. The present invention relates to a method for preparing a catalyst for removing nitrogen oxides by supporting an active material containing manganese and ceria on a titania carrier, which comprises the step of adding tungsten to control the oxidation of manganese and ceria Ceria-tungsten-titania catalyst for removing nitrogen oxides.

Description

저온에서의 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매 및 그 제조방법{MANGANESE-CERIA-TUNGSTEN-TITANIA CATALYST FOR REMOVING NOX AT LOW TEMPERATURE AND PREPARING METHOD SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a manganese-ceria-tungsten-titania catalyst for removing nitrogen oxides at low temperatures, and a method for producing the same. BACKGROUND ART [0002]

본 발명은 질소산화물 제거용 촉매 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저온 영역에서 우수한 탈질 활성을 나타내며 불화수소에 대한 내구성을 갖는 질소산화물 제거용 촉매 및 그 제조방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a catalyst for removing nitrogen oxides, which exhibits excellent denitration activity in a low temperature region and has durability against hydrogen fluoride, and a method for producing the same.

최근 질소산화물(NOx)은 산업용 보일러, 화력발전소, 폐기물 소각설비 등에서 발생하여 광화학 스모그, 오존층 파괴, 지구 온난화 등을 유발하는 주요 대기오염 물질로 알려져 있다. 이에 질소산화물을 제거하기 위한 다양한 방법들이 연구 개발되고 있으며, 이 중 선택적촉매환원법(selective catalytic reduction, 이하, "SCR"이라 한다.)이 널리 사용되고 있다. 이러한 SCR은 촉매상에서 환원제인 암모니아와 질소산화물이 선택적으로 반응하여 질소와 물로 분해되는 기술이다.Recently, NOx (NOx) has been known as the major air pollutant causing the photochemical smog, destruction of the ozone layer and global warming, which occurs in industrial boilers, thermal power plants and waste incineration facilities. Various methods for removing nitrogen oxides have been researched and developed, and selective catalytic reduction (hereinafter referred to as "SCR") is widely used. This SCR is a technique in which ammonia and nitrogen oxide, which are reducing agents, selectively react with each other on the catalyst and decompose into nitrogen and water.

암모니아 SCR에 적용될 수 있는 탈질촉매는 다양하게 제조될 수 있다. 귀금속 촉매로부터 염기성 금속 촉매까지 다양한 촉매가 제안되고 있으며, 담지되는 활성물질과 담체의 상호작용이 SCR의 효율에 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.The denitration catalysts applicable to ammonia SCR can be variously manufactured. A variety of catalysts have been proposed, from noble metal catalysts to basic metal catalysts, and it is known that the interaction of the supported active materials with the carrier greatly affects the SCR efficiency.

구체적으로 최근 SCR에 널리 사용되고 있는 상용촉매인 바나듐-텅스텐-티타니아 및 바나듐-몰리브덴-티타니아 촉매는 300~400℃에서 우수한 탈질효율을 나타내는 것으로 보고되고 있다. 그러나 현재까지 상용화된 촉매는 200℃ 이하의 온도에서는 낮은 활성화 에너지로 인해 SCR 반응이 어려운 문제점이 있다.Specifically, it has been reported that vanadium-tungsten-titania and vanadium-molybdenum-titania catalysts, which are commercial catalysts widely used in recent SCRs, exhibit excellent denitrification efficiency at 300 to 400 ° C. However, there is a problem that SCR reaction is difficult due to low activation energy at a temperature of 200 ° C or lower.

현재 국내에서는 LNG 복합화력 발전소에 대한 관심이 증가되고 있다. 기존 LNG 발전소에 SCR 공정을 적용시키는 과정에서 바나듐계 상용촉매를 사용할 경우, 300~400℃의 온도를 유지하기 위해서 온도를 상승시키는 공정이 요구된다. 따라서 LNG 발전소의 SCR 공정 적용이 가능한 공간의 온도인 200℃ 이하의 저온 영역에서 우수한 효율을 나타내는 촉매가 요구된다.At present, interest in LNG combined cycle power plants is increasing in Korea. When a vanadium-based commercial catalyst is used in the process of applying an SCR process to a conventional LNG power plant, a process of raising the temperature to maintain a temperature of 300 to 400 ° C. is required. Therefore, a catalyst that exhibits excellent efficiency at a low temperature region of 200 ° C or less, which is the temperature of the space where the SCR process can be applied to the LNG power plant, is required.

또한 반도체 제조공정에서 발생하는 질소산화물 처리 공정에서도 저온 SCR 촉매가 필요하다. 반도체 제조공정에서는 다양한 유해 가스가 발생하는데, 이를 처리하기 위한 방법 중 가스 스크러버 방식이 사용되고 있다. 이 중 직접연소식 방법은 LPG 연료를 이용하여 고온에서 유해가스를 처리하는 방법으로 높은 효율을 보이며, 과불화탄소(Perfluoro compounds; PFCs)의 처리도 가능하다. 과불화탄소는 반도체 산업에서 에칭 단계 및 반응기 세척 단계 등에서 광범위하게 사용되어지며, 과불화탄소 제거 촉매에 의해 처리된다. 그러나 제거되지 않는 미량(수 ppm)의 과불화탄소는 수분과 반응하여 불화수소로 전환되고, 이는 SCR 촉매 효율을 저하시키는 문제점이 있다. 반도체 제조공정 PFCs 제거 촉매 후단의 온도는 160~180℃로 저온 SCR 촉매가 필요하다. 따라서, 200℃ 이하 온도에서 고효율을 나타내며, 불화수소에 대한 내구성이 우수한 탈질촉매가 요구된다.Also, a low-temperature SCR catalyst is required in a nitrogen oxide treatment process occurring in a semiconductor manufacturing process. In the semiconductor manufacturing process, a variety of noxious gases are generated. Among them, a gas scrubber method is used. Of these, the direct combustion method is a method of treating harmful gas at high temperature by using LPG fuel, showing a high efficiency and treating of perfluoro compounds (PFCs). Perfluorocarbons are used extensively in the semiconductor industry, for example in etching and reactor cleaning stages, and are treated by perfluorocarbon removal catalysts. However, a small amount (several ppm) of perfluorocarbon which is not removed is converted into hydrogen fluoride by reacting with moisture, which has a problem of lowering the SCR catalyst efficiency. Semiconductor manufacturing process Removal of PFCs The temperature of the downstream end of the catalyst is 160 ~ 180 ℃, which requires low-temperature SCR catalyst. Accordingly, there is a demand for a denitration catalyst which exhibits high efficiency at a temperature of 200 DEG C or less and is excellent in durability against hydrogen fluoride.

한편, 비특허문헌 1에는 저온 영역에서 사용 가능한 촉매로 망간/세리아/티타니아 촉매가 개시되어 있으며, 망간/티타니아 촉매 제조 시 티타니아에 세리아를 첨가하여 저온 영역에서 질소산화물 제거 성능 및 반응 특성을 연구한 내용을 나타내고 있다. On the other hand, Non-Patent Document 1 discloses a manganese / ceria / titania catalyst as a catalyst that can be used in a low-temperature region, and studies the nitrogen oxide removal performance and reaction characteristics at low temperature by adding ceria to titania .

비특허문헌 2(Applied Catalysis B Environmental, 129, pp.30-38, 2013)에는 저온 영역에서 사용 가능한 촉매로 망간-칼슘/티타니아 촉매가 개시되어 있으며, 망간/티타니아 촉매에 칼슘을 첨가하여 산점의 양을 증진시키고, 촉매의 비표면적을 증진시켜서 저온 영역에서 질소산화물 제거 성능 및 반응 특성을 연구한 내용을 나타내고 있다.A manganese-calcium / titania catalyst is disclosed as a usable catalyst in a low-temperature region, and calcium is added to a manganese / titania catalyst to form a manganese-calcium / titania catalyst. And the specific surface area of the catalyst is increased to study the nitrogen oxide removal performance and the reaction characteristics in the low temperature region.

또한 특허문헌 1에는 질소산화물 제거용 촉매 조성물의 제조방법 및 이를 이용하여 수분이 함유된 배가스의 질소산화물을 제거하는 방법이 개시되어 있으며, 보다 상세하게는 활성탄을 질산구리 용액으로 함침시킨 후 망간산화물을 담지하여 질소산화물을 제거하는 기술내용을 포함하고 있다.In addition, Patent Document 1 discloses a method for producing a catalyst composition for removing nitrogen oxides and a method for removing nitrogen oxides from an exhaust gas containing water using the same, more specifically, a method of impregnating activated carbon with a copper nitrate solution, To remove nitrogen oxides.

상술한 바와 같이 현재 질소산화물 제거용 촉매에 대한 연구는 활성금속인 망간의 분산도를 개선하여 흡착점을 증진(비특허문헌 1 및 특허문헌 1의 경우)시키거나 저온에서 산화/환원 능력을 향상(비특허문헌 2의 경우)시키는 기술이 주를 이루고 있다. 그러나 고활성 망간계 촉매의 제조를 위해 저온에서 산화/환원 능력의 향상과 함께 망간의 분산도를 개선함으로써 200℃ 이하에서 보다 우수한 질소산화물의 제거 활성을 높이는 방법에 대한 연구는 아직 부족한 실정이다. 또한 조촉매 첨가를 통해 불화수소에 대한 내구성 향상에 대한 연구도 부족한 실정이다. 이러한 상황을 고려할 때 실제 복합적으로 촉매의 활성 및 불화수소에 대한 내구성을 향상시킬 수 있는 방안에 대한 연구 및 개발이 요구된다고 할 수 있다.As described above, the present study on the catalyst for removing nitrogen oxides improves the dispersion degree of manganese, which is an active metal, to enhance the adsorption point (in the case of Non-Patent Document 1 and Patent Document 1) or to improve the oxidation / reduction ability at low temperature (In the case of non-patent document 2). However, in order to prepare a highly active manganese-based catalyst, there is still a lack of research on improving the removal activity of nitrogen oxide at 200 ° C or less by improving the oxidation / reduction ability at low temperature and improving the dispersion degree of manganese. In addition, the study on the improvement of durability against hydrogen fluoride through addition of co-catalyst is also lacking. Considering this situation, it is necessary to study and develop a method to improve the durability of the catalyst and hydrogen fluoride complexity.

[특허문헌][Patent Literature]

- 공개특허공보 제10-2010-0001315호(2010.01.06.)- Patent Application Publication No. 10-2010-0001315 (2010.01.06.)

[비특허문헌][Non-Patent Document]

- 비특허문헌 1 : Chemical Engineering Journal, 195-196, pp.323-331, 2012.- Non-Patent Document 1: Chemical Engineering Journal, 195-196, pp.323-331, 2012.

- 비특허문헌 2 : Applied Catalysis B Environmental, 129, pp.30-38, 2013.- Non-patent document 2: Applied Catalysis B Environmental, 129, pp.30-38, 2013.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 200℃ 이하의 저온영역에서 우수한 질소산화물(NOx)의 제거 활성을 나타내며, 또한 불화수소에 대한 내구성을 갖는 망간계 촉매 및 그 제조 방법과 이를 이용하여 질소산화물을 제거하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.DISCLOSURE Technical Problem The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a manganese-based catalyst exhibiting excellent nitrogen oxide (NOx) removal activity at a low temperature region of 200 ° C or lower and having durability against hydrogen fluoride, Thereby removing nitrogen oxides.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 티타니아 담체에 망간 및 세리아를 포함하는 활성물질을 담지하여 질소산화물 제거용 촉매를 제조하는 방법으로, 상기 망간 및 세리아의 산화가 조절을 위해 텅스텐을 첨가하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매 제조방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method for preparing a catalyst for removing nitrogen oxides by supporting an active material containing manganese and ceria on a titania carrier, which comprises the step of adding tungsten to control the oxidation of manganese and ceria Ceria-tungsten-titania catalyst for removal of nitrogen oxides.

또한 상기 텅스텐은 상기 티타니아 담체 100중량부에 대하여 3~7중량부 함량으로 첨가시키는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매 제조방법을 제공한다.Also, the present invention provides a method for preparing a manganese-ceria-tungsten-titania catalyst for removing nitrogen oxides, wherein the tungsten is added in an amount of 3 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of the titania support.

또한 상기 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매는 상기 티타니아 담체에 상기 텅스텐 및 상기 세리아를 담지, 건조 및 소성하여 세리아-텅스텐-티타니아 촉매 제조 후 상기 세리아-텅스텐-티타니아 촉매를 담체로 하여 상기 망간을 첨가, 건조 및 소성하여 제조되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매 제조방법을 제공한다.The manganese-ceria-tungsten-titania catalyst is prepared by carrying the tungsten and the ceria on the titania carrier, drying and calcining the ceria-tungsten-titania catalyst to prepare the ceria-tungsten-titania catalyst, Cerium-tungsten-titania catalyst for removing nitrogen oxides, characterized in that the catalyst is prepared by drying, calcining, and drying.

또한 상기 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매는 상기 텅스텐, 상기 세리아 및 상기 망간을 동시에 담지, 건조 및 소성하여 제조되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매 제조방법을 제공한다.Also, the present invention provides a method for preparing a manganese-ceria-tungsten-titania catalyst for removing nitrogen oxides, wherein the manganese-ceria-tungsten-titania catalyst is prepared by simultaneously supporting, drying and firing tungsten, ceria and manganese .

또한 상기 소성은 질소 및 산소를 포함하는 기체 분위기의 로 내에서 300~500℃의 온도로 0.5~5시간 수행되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매 제조방법을 제공한다.Also, the present invention provides a method for preparing a manganese-ceria-tungsten-titania catalyst for removing nitrogen oxides, wherein the calcination is carried out at a temperature of 300 to 500 ° C for 0.5 to 5 hours in a furnace in a gaseous atmosphere containing nitrogen and oxygen .

또한 상기 텅스텐은 암모늄메타텅스테이트((NH4)6H2W12O40·xH2O) 또는 암모늄파라텅스테이트((NH4)10H2(W2O7)6)를 전구체로 하여 첨가되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매 제조방법을 제공한다.Further, the tungsten is in the ammonium meta tungstate ((NH 4) 6 H 2 W 12 O 40 · xH 2 O) , or ammonium paratungstate ((NH 4) 10 H 2 (W 2 O 7) 6) as the precursor Cerium-tungsten-titania catalyst for removing nitrogen oxides.

또한 상기 세리아는 세리아나이트레이트(Ce(NO3)3·xH2O), 세리아아세테이트(Ce(CH3CO2)3·xH2O), 세리아옥살라이트(Ce2(C2O4)3·xH2O) 및 세리아옥사이드(CeO2)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 전구체로 하여 첨가되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매 제조방법을 제공한다.In addition, the ceria a ceria nitrate (Ce (NO 3) 3 · xH 2 O), ceria acetate (Ce (CH 3 CO 2) 3 · xH 2 O), ceria oxalate light (Ce 2 (C 2 O 4 ) 3 provides a process for producing titania catalyst - · xH 2 O) and ceria oxide (CeO 2) manganese for nitrogen oxide removal, characterized in that to be added to the precursor to at least one member selected from the group consisting of-ceria-tungsten.

또한 상기 망간은 망간나이트레이트(Mn(NO3)2·xH2O) 또는 망간아세테이트테트라하이드레이트((C2H3O2)2Mn·4H2O)를 전구체로 하여 첨가되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매 제조방법을 제공한다.And the manganese is added as a precursor of manganese nitrate (Mn (NO 3 ) 2 .xH 2 O) or manganese acetate tetrahydrate ((C 2 H 3 O 2 ) 2 Mn · 4H 2 O) Ceria-tungsten-titania catalyst for removing nitrogen oxides.

상기 다른 과제 해결을 위하여 본 발명은, 티타니아 담체에 망간 및 세리아를 포함하는 활성물질이 담지된 질소산화물 제거용 촉매로서, 상기 망간 및 세리아의 산화가 조절을 위해 텅스텐이 더 첨가된 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매를 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a catalyst for removal of nitrogen oxides in which an active material containing manganese and ceria is supported on a titania carrier, and a catalyst for removing nitrogen oxides to which tungsten is added for controlling oxidation of manganese and ceria Manganese-ceria-tungsten-titania catalyst.

또한 상기 텅스텐은 상기 티타니아 담체 100중량부에 대하여 3~7중량부 함량으로 첨가된 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매를 제공한다.Also, the present invention provides a manganese-ceria-tungsten-titania catalyst for removing nitrogen oxides, wherein the tungsten is added in an amount of 3 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of the titania support.

또한 상기 촉매는 전체 망간에 대한 산화가 4가의 망간 원자 비율(Mn4 +/Mn)이 0.36 이상인 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매를 제공한다.Also, the present invention provides a manganese-ceria-tungsten-titania catalyst for removing nitrogen oxides, wherein the catalyst has a tetravalent manganese atomic ratio (Mn 4 + / Mn) of not less than 0.36 with respect to all manganese.

또한 상기 촉매는 전체 세리아에 대한 산화가 3가의 세리아 원자 비율(Ce3+/Ce)이 0.25 이상인 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매를 제공한다.Also, the catalyst of the present invention provides a manganese-ceria-tungsten-titania catalyst for removing nitrogen oxides, which is characterized in that the trivalent ceria atom ratio (Ce 3+ / Ce) of oxidation to total ceria is 0.25 or more.

상기 또 다른 과제 해결을 위하여 본 발명은, 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항의 촉매에 암모니아, 질소산화물, 공기 및 수분을 포함하는 배가스를 통과시켜 질소산화물을 제거하는 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for removing nitrogen oxides by passing an exhaust gas containing ammonia, nitrogen oxides, air, and moisture through a catalyst according to any one of claims 9 to 12.

또한 상기 질소산화물 제거는 120~200℃ 조건에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.And the nitrogen oxide removal is carried out at a temperature of 120 to 200 ° C.

또한 상기 배가스는 불화수소(HF)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.And the exhaust gas further comprises hydrogen fluoride (HF).

본 발명에 따르면, 질소산화물 제거용 촉매에 텅스텐이 담지됨에 따라 촉매의 망간 산화가 조절을 통하여 전체 망간에 대한 산화가 4가 망간의 단위부피당 원자수의 비율(Mn4 +/Mn)을 증가시키고, 또한 촉매의 세리아 산화가 조절을 통하여 전체 세리아에 대한 산화가 3가 세리아의 단위부피당 원자수의 비율(Ce3 +/Ce)을 증가 시킴으로써, 200℃ 이하의 저온 영역에서도 우수한 질소산화물 제거 효율을 나타내는 촉매 및 그 제조방법을 제공할 수 있다. According to the present invention, as tungsten is supported on the catalyst for removing nitrogen oxides, the oxidation of manganese to the entire manganese is controlled by controlling the manganese oxidation of the catalyst to increase the ratio (Mn 4 + / Mn) of the number of atoms per unit volume , And the oxidation of ceria to total ceria through the control of the ceria oxidation of the catalyst increases the ratio of the number of atoms per unit volume of the trivalent ceria (Ce 3 + / Ce), so that the excellent nitrogen oxide removal efficiency And a process for producing the same.

또한 반도체 제조 공정에서 생성된 가스의 처리 시 발생되는 불화수소에 대한 내구성이 우수한 질소산화물 제거용 촉매 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.Also, it is possible to provide a catalyst for removing nitrogen oxide, which is excellent in durability against hydrogen fluoride generated during the treatment of a gas generated in a semiconductor manufacturing process, and a method for producing the same.

도 1은 본 발명의 제조예 1, 제조예 2 및 제조예 4에 따라 제조된 촉매의 망간 산화가 상태 및 전체 망간에 대한 산화가 4가 망간의 단위부피당 원자수(Mn4 +/Mn)의 비율을 도시한 그래프,
도 2는 본 발명의 제조예 1, 제조예 2 및 제조예 4에 따라 제조된 촉매의 전체 망간에 대한 산화가 4가 망간의 단위부피당 원자수(Mn4 +/Mn)의 비율에 따른 질소산화물 제거효율을 도시한 그래프,
도 3은 본 발명의 제조예 1, 제조예 2 및 제조예 4에 따라 제조된 촉매의NH3-TPD 결과를 도시한 그래프,
도 4는 본 발명의 제조예 2 내지 제조예 6에 따라 제조된 촉매의 세리아 산화가 상태 및 전체 세리아에 대한 산화가 3가 세리아의 단위부피당 원자수(Ce3 +/Ce)의 비율을 도시한 그래프,
도 5는 본 발명의 제조예 2 내지 제조예 6에 따라 제조된 촉매의 전체 세리아에 대한 산화가 3가 세리아의 단위부피당 원자수(Ce3 +/Ce)의 비율에 따른 질소산화물 제거효율을 도시한 그래프.
1 is a graph showing the relationship between the manganese oxidation state of the catalyst prepared according to Production Example 1, Production Example 2 and Production Example 4 of the present invention, and the oxidation of manganese to total manganese in terms of the number of atoms per unit volume (Mn 4 + / Mn) A graph showing the ratio,
2 is a graph showing the relationship between the oxidation of total manganese of the catalyst prepared according to Production Example 1, Production Example 2 and Production Example 4 of the present invention to the ratio of the number of atoms per unit volume (Mn 4 + / Mn) A graph showing the removal efficiency,
3 is a graph showing NH 3 -TPD results of the catalysts prepared according to Production Example 1, Production Example 2 and Production Example 4 of the present invention,
4 shows the ratio of the number of atoms per unit volume of the trivalent ceria (Ce 3 + / Ce) to the ceria oxidation state of the catalyst prepared according to Production Examples 2 to 6 of the present invention and oxidation of the total ceria graph,
5 is a graph showing the relationship between the oxidation efficiency of the catalyst prepared according to Production Examples 2 to 6 of the present invention and the total ceria of the catalyst according to the ratio of the number of atoms per unit volume of trivalent ceria (Ce 3 + / Ce) A graph.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Throughout the specification, when an element is referred to as "including " an element, it means that it can include other elements, not excluding other elements, unless specifically stated otherwise.

본 발명자들은 티타니아 담체에 망간 및 세리아를 포함하는 활성물질을 담지하여 질소산화물 제거용 촉매를 제조하는 방법에 있어, 텅스텐이 추가 담지됨에 따라 촉매의 망간 산화가 조절 및 세리아 산화가 조절을 통하여 200℃ 이하의 저온 영역에서도 우수한 질소산화물 제거 효율을 나타낼수 있음을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다. 이하, 본 발명에 따른 질소산화물 제거용 촉매의 제조 과정을 통하여 상세히 설명한다.The present inventors have found that, in a method for preparing a catalyst for removing nitrogen oxides by supporting an active material containing manganese and ceria on a titania carrier, the manganese oxidation of the catalyst is controlled and the ceria oxidation is controlled at 200 ° C And can achieve excellent nitrogen oxide removal efficiency even in the low temperature region below. Hereinafter, the production process of the catalyst for removing nitrogen oxides according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매는 텅스텐을 이용하여 망간 및 세리아의 산화가를 조절하여 200℃ 이하의 저온 영역에서 우수한 질소산화물 제거 효율을 나타내고 불화수소에 대한 우수한 내구성을 갖는 촉매로서, 망간, 세리아 및 텅스텐을 티타니아에 담지하여 이를 건조 및 소성하여 제조된다. 즉 본 발명에 따른 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매는 조촉매 첨가를 통해 촉매의 물성을 인위적으로 변화시켜 질소산화물을 선택적으로 전환시키는 촉매의 활성 및 불화수소에 대한 내구성을 극대화시킨 것이다.The manganese-ceria-tungsten-titania catalyst for removal of nitrogen oxides according to the present invention can control the oxidation of manganese and ceria by using tungsten, exhibits excellent nitrogen oxide removal efficiency at a low temperature region of 200 ° C or less, As a catalyst, manganese, ceria and tungsten are supported on titania and dried and fired. That is, the manganese-ceria-tungsten-titania catalyst for removing nitrogen oxides according to the present invention can be produced by artificially changing the physical properties of the catalyst through the addition of a cocatalyst to maximize the activity of the catalyst for selectively converting nitrogen oxides and the durability against hydrogen fluoride will be.

본 발명에서 담지된 망간 및 세리아의 산화가 상태를 분석하기 위한 수단으로 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy) 분석을 사용한다. XPS 분석에 의하면 촉매 표면상에 존재하는 각 원소의 특성 피크(peak)를 그 원소를 포함하고 있는 산화물의 고유 결합에너지(binding energy)를 기준으로 분리하여 촉매 표면에 존재하는 산화물의 종류 및 그 분포 비율을 분석할 수 있는데, 각 피크는 가우시안-ㄹ로로렌찌안(Gaussian-Lorentzian)법에 의하여 분리할 수 있다. Mnx + 및 Cey +의 원자수는 XPS 분석으로부터 얻어진 넓이(단위 시간당 얻어지는 특성 광전자의 개수)를 원자 감도 상수(atomic sensitivity factor)를 고려하여 계산하여 시료의 단위부피(㎤)당 해당 원소의 원자수를 구할 수 있다. 이러한 방법으로 계산되어진 Mnx +와 Cey+로 표시되는 원소 화학종의 단위 부피당 원자수(atoms/㎤)를 측정할 수 있다. 따라서 XPS 분석에 의하면 본 발명에서 조촉매 첨가에 따라 이루어진 망간 및 세리아의 산화가 변화가 저온 영역에서의 질소산화물을 선택적으로 질소로 전환시키는 촉매의 활성 및 불화수소에 대한 내구성에 미치는 영향을 직접적으로 확인할 수 있다.X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis is used as a means for analyzing the oxidation state of manganese and ceria supported in the present invention. According to the XPS analysis, the characteristic peaks of the respective elements present on the surface of the catalyst are separated on the basis of the binding energy of the oxides containing the elements, and the kind and the distribution of the oxides present on the surface of the catalyst The ratio can be analyzed, and each peak can be separated by Gaussian-Lorentzian (Gaussian-Lorentzian) method. The number of Mn x + and Ce y + atoms is calculated by taking the area (number of characteristic photoelectrons obtained per unit time) obtained from the XPS analysis into consideration of the atomic sensitivity factor and determining the number of the element per unit volume (cm 3) The number of atoms can be obtained. The number of atoms per atomic unit (atoms / cm 3) of elemental species represented by Mn x + and Ce y + calculated by this method can be measured. Therefore, according to the XPS analysis, it was confirmed that the change of the oxidation of manganese and ceria according to the addition of the cocatalyst in the present invention directly affects the activity of the catalyst for converting nitrogen oxide into nitrogen at low temperature and the durability against hydrogen fluoride Can be confirmed.

본 발명에서 담지 공정은 활성금속인 망간, 세리아 또는 텅스텐을 지지체인 티타니아에 담지하기 위한 방법으로 함침법을 이용하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 티타니아 담체 중량을 기준으로 활성금속 전구체를 정량하여 수용액 상에 용해시키고, 준비된 티타니아 담체와 활성금속 전구체가 용해된 수용액을 충분히 혼합하여 슬러리 슬러리 형태로 제조할 수 있다.In the present invention, the carrying process can be carried out by impregnation as a method for carrying manganese, ceria or tungsten, which is an active metal, on titania as a support. Specifically, the active metal precursor is quantitatively determined based on the weight of the titania carrier, dissolved in an aqueous solution, and the prepared titania carrier and the aqueous solution in which the active metal precursor is dissolved are sufficiently mixed to prepare a slurry slurry.

상기 텅스텐 담지를 위해 사용되는 전구체로는 암모늄메타텅스테이트((NH4)6H2W12O40·xH2O) 또는 암모늄파라텅스테이트((NH4)10H2(W2O7)6)를 사용하는 것이 바람직하다. 이때 전체 망간에 대한 산화가 4가의 망간 원자 비율(Mn4 +/Mn) 및 전체 세리아에 대한 산화가 3가의 세리아 원자 비율(Ce3 +/Ce) 증가를 통한 촉매 활성 향상을 위해 담지되는 텅스텐 함량(텅스텐 원소 기준)은 티타니아 담체 100중량부에 대하여 1~10중량부인 것이 바람직하고, 3~7중량부인 것이 더욱 바람직하고, 4~6중량부인 것이 가장 바람직하다.(NH 4 ) 6 H 2 W 12 O 40 .xH 2 O) or ammonium paratungstate ((NH 4 ) 10 H 2 (W 2 O 7 )) as a precursor for the tungsten support, 6 ) is preferably used. At this time, the oxidation of the total manganese to the tetragonal manganese atom ratio (Mn 4 + / Mn) and the oxidation to the total ceria increase the tungsten content to increase the catalytic activity by increasing the trivalent ceria atom ratio (Ce 3 + / Ce) (Based on the tungsten element) is preferably 1 to 10 parts by weight, more preferably 3 to 7 parts by weight, and most preferably 4 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the titania carrier.

상기 세리아 담지를 위해 사용되는 전구체로는 세리아나이트레이트(Ce(NO3)3·xH2O), 세리아아세테이트(Ce(CH3CO2)3·xH2O), 세리아옥살라이트(Ce2(C2O4)3·xH2O) 및 세리아옥사이드(CeO2)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있으나, 전술한 바람직한 텅스텐 함량 범위에서 최종 제조되는 촉매의 질소산화물에 대한 선택적 반응을 저하시키지 않는 한 특별히 제한되는 것은 아니다.The precursor that is used for the ceria-supported is ceria nitrate (Ce (NO 3) 3 · xH 2 O), ceria acetate (Ce (CH 3 CO 2) 3 · xH 2 O), ceria oxalate light (Ce 2 ( (C 2 O 4 ) 3 .xH 2 O) and ceria oxide (CeO 2 ). However, the selective reaction of the catalyst prepared in the above-mentioned preferable range of tungsten content to nitrogen oxides It is not particularly limited as long as it does not deteriorate.

상기 담지되는 세리아 함량(세리아 원소 기준)은 상기 티타니아 담체 100중량부에 대하여 1~20중량부인 것이 바람직하고, 2~10중량부인 것이 더욱 바람직하고, 3~5중량부인 것이 가장 바람직하다. 상기 세리아 함량이 낮은 범위에서는 그 함량이 증가할수록 최종 제조되는 촉매의 질소산화물에 대한 선택적 반응 효율은 증가하는 경향이 있으나, 일정 범위를 초과할 경우에는 오히려 감소하는 경향을 나타낼 수 있다. 즉 상기 세리아 함량이 1중량부 미만일 경우에는 질소산화물 전환율이 만족스럽지 않을 수 있으며, 20중량부를 초과할 경우에는 질소산화물 전환율의 감소폭이 현저해질 수 있다.The supported ceria content (based on the ceria element) is preferably 1 to 20 parts by weight, more preferably 2 to 10 parts by weight, and most preferably 3 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the titania support. As the content of the ceria decreases, the selectivity of the catalyst to the nitrogen oxide of the final catalyst tends to increase. However, when the ceria content exceeds a certain range, the catalyst tends to decrease. That is, when the ceria content is less than 1 part by weight, the conversion of nitrogen oxides may not be satisfactory. When the ceria content is more than 20 parts by weight, the decrease of the nitrogen oxide conversion ratio may become significant.

상기 망간 담지를 위해 사용되는 전구체로는 망간나이트레이트(Mn(NO3)2·xH2O) 또는 망간아세테이트테트라하이드레이트((C2H3O2)2Mn·4H2O)가 사용될 수 있으나, 전술한 바람직한 텅스텐 함량 범위에서 최종 제조되는 촉매의 질소산화물에 대한 선택적 반응을 저하시키지 않는 한 특별히 제한되는 것은 아니다.Manganese nitrate (Mn (NO 3 ) 2 .xH 2 O) or manganese acetate tetrahydrate ((C 2 H 3 O 2 ) 2 Mn · 4H 2 O) may be used as the precursor used for supporting the manganese , So long as it does not deteriorate the selective reaction of the finally produced catalyst to the nitrogen oxide in the above-described preferable tungsten content range.

상기 담지되는 망간 함량(망간 원소 기준)은 상기 티타니아 담체 100중량부에 대하여 1~50중량부인 것이 바람직하고, 5~40중량부인 것이 더욱 바람직하고, 10~30중량부인 것이 가장 바람직하다.The supported manganese content (based on manganese element) is preferably 1 to 50 parts by weight, more preferably 5 to 40 parts by weight, and most preferably 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the titania support.

이후, 상기 제조된 슬러리의 수분은 회전진공증발기를 이용하여 제거한 후, 슬러리내 미세 기공에 포함된 잔여수분은 건조기에서 충분히 건조하여 제거할 수 있다. 예를 들어, 건조기를 이용하여 90~115℃, 바람직하게는 100~105℃의 온도에서 24시간 이상 건조시켜 제거할 수 있다.After that, the water content of the prepared slurry is removed by using a rotary vacuum evaporator, and residual moisture contained in the micropores in the slurry can be sufficiently dried and removed in a dryer. For example, it can be dried by using a drier at a temperature of 90 to 115 ° C, preferably 100 to 105 ° C for at least 24 hours.

이후, 건조가 완료된 시료에 대하여 열처리를 통해 활성 금속의 크기 및 분산도를 제어하기 위한 소성 과정을 거친다. 소성 과정은 질소산화물에 대한 전환율 및 에너지 효율을 고려하여 질소와 산소를 포함하는 기체 분위기에서 수행될 수 있으며, 예를 들면, 200~500℃ 온도로 0.5~5시간 수행할 수 있다. 상기 소성 온도는 상대적으로 높은 온도에서 질소산화물에 대한 선택적 반응 효율이 저하될 수 있으므로, 상기 소성 온도는 300~400℃인 것이 보다 바람직하다. 또한 상기 소성 시간은 촉매의 암모니아의 선택적 산화 능력을 고려할 때 바람직하게는 2~4시간 수행될 수 있다. 이러한 소성 공정은 튜브(tube)형 로, 컨벡션(convection)형 로, 화격자형 로 등 공지된 다양한 형태의 로에서 이루어질 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.Thereafter, the dried sample is sintered to control the size and the degree of dispersion of the active metal through heat treatment. The firing process may be performed in a gas atmosphere containing nitrogen and oxygen in consideration of conversion efficiency and energy efficiency for nitrogen oxides, for example, at a temperature of 200 to 500 ° C for 0.5 to 5 hours. Since the firing temperature may lower the selective reaction efficiency with respect to nitrogen oxides at a relatively high temperature, the firing temperature is more preferably 300 to 400 ° C. Also, the firing time may preferably be 2 to 4 hours, considering the selective oxidation ability of ammonia of the catalyst. The firing process may be performed in various types of furnaces, such as a tube type, a convection type, and a grate type, and is not particularly limited.

이상의 본 발명에 따라 제조된 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매는 배가스 내의 질소산화물을 높은 효율로 선택적으로 제거할 수 있게 된다.The manganese-ceria-tungsten-titania catalyst produced according to the present invention can selectively remove nitrogen oxides in the exhaust gas with high efficiency.

한편 본 발명에 따른 질소산화물 제거용 촉매는 분말 형태를 비롯하여 소량의 바인더와 함께 입자형이나 단일체(monolith) 형태로 압출 가공하거나 슬레이트, 플레이트, 펠렛 등의 다양한 형태로 제조하여 사용될 수 있다.Meanwhile, the catalyst for removing nitrogen oxides according to the present invention may be extruded in the form of particles or monoliths together with a small amount of binder as well as powders, or may be prepared in various forms such as slates, plates, and pellets.

또한 본 발명에 따른 질소산화물 제거용 촉매를 실제로 적용할 경우에는 금속판, 금속 섬유, 세라믹 필터, 허니컴, 유리관과 같은 구조체나 공기정화기, 실내 장식물, 내외장재, 벽지 등이 코팅하여 사용되는 것도 가능하며 불화수소가 포함된 배가스가 발생하는 산업공정 후단에서도 사용이 가능하다.In addition, when the catalyst for removing nitrogen oxides according to the present invention is actually applied, it is possible to coat a structure such as a metal plate, a metal fiber, a ceramic filter, a honeycomb, a glass tube, an air purifier, an interior decoration, It can also be used in downstream industrial processes where flue gas containing hydrogen is generated.

이하, 제조예 및 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Production Examples and Examples.

제조예Manufacturing example 1 One

질소산화물 제거용 망간-티타니아 촉매 제조를 위해 망간 전구체로 망간나이트레이트(Mn(NO3)2·xH2O, Aldrich Chemical Co.)를 티타니아 담체 100중량부 기준으로 20중량부가 되도록 정량한 후 60℃ 이상으로 가열된 증류수에 용해시켜 망간 전구체 수용액을 제조하였다. 계속하여 망간 전구체 수용액과 티타니아를 혼합하여 슬러리 형태로 제조한 후 진공 회전증발기를 이용하여 수분을 제거 후, 미세 기공에 포함된 수분을 완전히 제거하기 위하여 103℃의 건조기에서 하루 이상 충분히 건조한다. 마지막으로 튜브(tube)형 로에서 400℃의 온도로 4시간 동안 공기 분위기 하에 소성시켜 망간-티타니아 촉매를 제조하였다.
To prepare a manganese-titania catalyst for removal of nitrogen oxide, manganese nitrate (Mn (NO 3 ) 2 .xH 2 O, Aldrich Chemical Co.) as a manganese precursor was quantified to be 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the titania carrier, Lt; 0 > C or more to prepare a manganese precursor aqueous solution. Subsequently, a manganese precursor solution and titania were mixed to prepare a slurry. After removing moisture using a vacuum rotary evaporator, thoroughly dry the slurry in a dryer at 103 ° C for one day to completely remove the moisture contained in the micropores. Finally, a manganese-titania catalyst was prepared by firing in a tube furnace at a temperature of 400 DEG C for 4 hours in an air atmosphere.

제조예Manufacturing example 2 2

질소산화물 제거용 망간-세리아-티타니아 촉매 제조를 위해 세리아나이트레이트(Ce(NO3)3·6H2O)를 티타니아 100중량부 기준으로 4중량부가 되도록 정량한 후 60℃ 이상으로 가열된 증류수에 용해시켜 세리아 수용액을 제조하였다. 제조된 세리아 수용액과 티타니아를 혼합하여 슬러리 형태로 제조 한 후 진공 회전증발기를 이용하여 수분을 제거 후, 미세 기공에 포함된 수분을 완전히 제거하기 위하여 103℃의 건조기에서 하루 이상 충분히 건조한다. 이후 튜브(tube)형 로에서 400℃의 온도로 4시간 동안 공기 분위기 하에 소성시켜 세리아-티타니아를 제조한다. 계속하여 망간 전구체 수용액(티타니아 담체 100중량부 기준으로 20중량부가 되도록 정량)과 세리아-티타니아를 혼합하여 슬러리 형태로 제조한 후 진공 회전증발기를 이용하여 수분을 제거 후, 미세 기공에 포함된 수분을 완전히 제거하기 위하여 103℃의 건조기에서 하루 이상 충분히 건조한다. 마지막으로, 튜브(tube)형 로에서 400℃의 온도로 4시간 동안 공기 분위기 하에 소성시켜 망간-세리아-티타니아 촉매를 제조하였다.
To prepare a manganese-ceria-titania catalyst for removal of nitrogen oxide, cerium nitrate (Ce (NO 3 ) 3 .6H 2 O) was quantitatively determined to be 4 parts by weight based on 100 parts by weight of titania and then dissolved in distilled water To prepare a ceria aqueous solution. The prepared ceria aqueous solution and titania were mixed to prepare a slurry form. Then, the water was removed using a vacuum rotary evaporator, and sufficiently dried for more than one day in a dryer at 103 ° C to completely remove the moisture contained in the micropores. Then, the ceria-titania is produced in a tube-type furnace at a temperature of 400 DEG C for 4 hours under an air atmosphere. Subsequently, a manganese precursor aqueous solution (quantitatively determined to be 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the titania carrier) and ceria-titania were mixed to prepare a slurry, and then water was removed using a vacuum rotary evaporator. Dry thoroughly for more than one day in a 103 ° C dryer to remove completely. Finally, a manganese-ceria-titania catalyst was prepared by firing in a tube furnace at a temperature of 400 DEG C for 4 hours in an air atmosphere.

제조예Manufacturing example 3 3

질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매 제조를 위해 암모늄 텅스텐((NH4)6H2W12O40·xH2O)을 티타니아 100중량부 기준으로 3중량부 되도록 정량한 후 60℃ 이상으로 가열된 증류수에 용해시켜 텅스텐 수용액을 제조하였다. 계속하여 세리아나이트레이트(Ce(NO3)3·6H2O)를 티타니아 100중량부 기준으로 4중량부 되도록 정량한 후 60℃ 이상으로 가열된 증류수에 용해시켜 세리아 수용액을 제조하였다. 제조된 텅스텐 수용액, 세리아 수용액 및 티타니아를 혼합하여 슬러리 형태로 제조 한 후 진공 회전증발기를 이용하여 수분을 제거 후, 미세 기공에 포함된 수분을 완전히 제거하기 위하여 103℃의 건조기에서 하루 이상 충분히 건조한다. 이후 튜브(tube)형 로에서 400℃의 온도로 4시간 동안 공기 분위기 하에 소성시켜 세리아-텅스텐-티타니아를 제조한다. 계속하여 망간 전구체 수용액(티타니아 담체 100중량부 기준으로 20중량부가 되도록 정량)과 세리아-텅스텐-티타니아를 혼합하여 슬러리 형태로 제조한 후 진공 회전증발기를 이용하여 수분을 제거 후, 미세 기공에 포함된 수분을 완전히 제거하기 위하여 103℃의 건조기에서 하루 이상 충분히 건조한다. 마지막으로, 튜브(tube)형 로에서 400℃의 온도로 4시간 동안 공기 분위기 하에 소성시켜 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매를 제조하였다.
To prepare a manganese-ceria-tungsten-titania catalyst for removing nitrogen oxide, ammonium tungsten ((NH 4 ) 6 H 2 W 12 O 40 .xH 2 O) was quantified to be 3 parts by weight based on 100 parts by weight of titania, Or more in distilled water heated to prepare a tungsten aqueous solution. Subsequently, cerium nitrate (Ce (NO 3 ) 3 .6H 2 O) was quantitatively determined to be 4 parts by weight based on 100 parts by weight of titania, and dissolved in distilled water heated to 60 ° C or more to prepare a ceria aqueous solution. The prepared tungsten aqueous solution, ceria aqueous solution and titania were mixed to prepare a slurry, and then the water was removed by using a vacuum rotary evaporator. After thorough drying for more than one day in a dryer at 103 ° C to completely remove moisture contained in the micropores . Then, in a tube-type furnace, firing is performed at 400 ° C for 4 hours in an air atmosphere to produce ceria-tungsten-titania. Subsequently, a manganese precursor aqueous solution (quantitatively determined to be 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the titania support) and ceria-tungsten-titania were mixed to prepare a slurry, followed by removing water using a vacuum rotary evaporator, Dry thoroughly for more than one day in a 103 ° C dryer to remove moisture completely. Finally, a manganese-ceria-tungsten-titania catalyst was prepared by firing in a tube furnace at a temperature of 400 ° C. for 4 hours under an air atmosphere.

제조예Manufacturing example 4 4

제조예 3의 텅스텐 첨가 과정에서 텅스텐 함량을 티타니아 100중량부 기준으로 5중량부 함량으로 텅스텐 수용액을 제조한 것을 제외하고는, 제조예 3과 동일한 방법으로 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매를 제조하였다.
A manganese-ceria-tungsten-titania catalyst was prepared in the same manner as in Preparation Example 3, except that tungsten was added in an amount of 5 parts by weight based on 100 parts by weight of titania in the tungsten addition process of Production Example 3 .

제조예Manufacturing example 5 5

제조예 3의 텅스텐 첨가 과정에서 텅스텐 함량을 티타니아 100중량부 기준으로 7중량부 함량으로 텅스텐 수용액을 제조한 것을 제외하고는, 제조예 3과 동일한 방법으로 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매를 제조하였다.
A manganese-ceria-tungsten-titania catalyst was prepared in the same manner as in Preparation Example 3, except that tungsten was used in an amount of 7 parts by weight based on 100 parts by weight of titania in the tungsten addition process of Production Example 3 .

제조예Manufacturing example 6 6

제조예 3의 텅스텐 첨가 과정에서 텅스텐 함량을 티타니아 100중량부 기준으로 10중량부 함량으로 텅스텐 수용액을 제조한 것을 제외하고는, 제조예 3과 동일한 방법으로 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매를 제조하였다.
A manganese-ceria-tungsten-titania catalyst was prepared in the same manner as in Production Example 3, except that tungsten was added in an amount of 10 parts by weight based on 100 parts by weight of titania in the tungsten addition process of Production Example 3 .

제조예Manufacturing example 7 7

제조예 4에서 망간 수용액, 세리아 수용액, 텅스텐 수용액을 티타니아와 혼합하여 슬러리 형태로 제조 한 후 진공 회전증발기를 이용하여 수분을 제거 후, 미세 기공에 포함된 수분을 완전히 제거하기 위하여 103℃의 건조기에서 하루 이상 충분히 건조한다. 마지막으로 튜브(tube)형 로에서 400℃의 온도로 4시간 동안 공기 분위기 하에 소성시켜 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매를 제조하였다.
In Preparation Example 4, a manganese aqueous solution, a ceria aqueous solution and an aqueous tungsten solution were mixed with titania to prepare a slurry. Then, water was removed using a vacuum rotary evaporator, and the water contained in the micropores was completely removed. Dry well over a day. Finally, a manganese-ceria-tungsten-titania catalyst was prepared by firing in a tube furnace at a temperature of 400 ° C. for 4 hours in an air atmosphere.

비교제조예Comparative Manufacturing Example 1 One

제조예 2에서 세리아 전구체로 세리아옥사이드(CeO2)를 사용한 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 망간-세리아-티타니아 촉매를 제조하였다.
A manganese-ceria-titania catalyst was prepared in the same manner as in Production Example 2, except that ceria oxide (CeO 2 ) was used as a ceria precursor in Production Example 2.

비교제조예Comparative Manufacturing Example 2 2

제조예 3에서 텅스텐을 대체하여 몰리브덴을 담지한 것을 제외하고는 제조예 3과 동일한 방법으로 망간-세리아-몰리브덴-티타니아 촉매를 제조하였다. 몰리브덴의 전구체로는 암모늄몰리브데이트((NH4)6MO7O24·4H2O)를 사용하였으며, 티타니아 100중량부 기준으로 5중량부(몰리브덴 원소 기준)를 담지하여 제조하였다.
A manganese-ceria-molybdenum-titania catalyst was prepared in the same manner as in Production Example 3, except that molybdenum was supported instead of tungsten in Production Example 3. As a precursor of molybdenum, ammonium molybdate ((NH 4 ) 6 MO 7 O 24 .4H 2 O) was used, and 5 parts by weight (based on molybdenum element) of 100 parts by weight of titania was supported.

비교제조예Comparative Manufacturing Example 3 3

제조예 3에서 텅스텐을 대체하여 틴(tin)을 담지한 것을 제외하고는 제조예 3과 동일한 방법으로 망간-세리아-틴-티타니아 촉매를 제조하였다. 틴의 전구체로는 틴아세테이트(Sn(CH3CO2)4)를 사용하였으며, 티타니아 100중량부 기준으로 2중량부(틴 원소 기준)를 담지하여 제조하였다.
A manganese-ceria-tin-titania catalyst was prepared in the same manner as in Production Example 3, except that tin was supported instead of tungsten in Production Example 3. As a precursor of tin, tin acetate (Sn (CH 3 CO 2 ) 4 ) was used, and 2 parts by weight (based on tin element) was supported on the basis of 100 parts by weight of titania.

비교제조예Comparative Manufacturing Example 4 4

제조예 3에서 텅스텐을 대체하여 니켈을 담지한 것을 제외하고는 제조예 3과 동일한 방법으로 망간-세리아-니켈-티타니아 촉매를 제조하였다. 니켈의 전구체는 니켈나이트레이트(Ni(NO3)2·6H2O)를 사용하였으며, 티타니아 100중량부 기준으로 8.5중량부(니켈 원소 기준)를 담지하여 제조하였다.
A manganese-ceria-nickel-titania catalyst was prepared in the same manner as in Production Example 3, except that tungsten was replaced with nickel in Production Example 3. Nickel nitrate (Ni (NO 3 ) 2 .6H 2 O) was used as a precursor of nickel, and 8.5 parts by weight (based on nickel element) was carried on the basis of 100 parts by weight of titania.

이상의 제조예에 따른 촉매 조성을 하기 표 1에 나타내었다.The catalyst compositions according to the above Production Examples are shown in Table 1 below.

Figure 112014094034087-pat00001
Figure 112014094034087-pat00001

실시예Example 1 One

세리아 담지에 따른 촉매의 질소산화물 제거 효율을 확인하고자 제조예 1, 제조예 2 및 비교제조예 1에 따라 제조된 촉매에 대하여 공간속도 30,000hr-1 조건하에 SCR 반응 특성을 평가하기 위해 질소산화물(NOx)의 전환율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 실험 조건 및 측정 방법은 다음과 같고, 이는 후술하는 실시예 2 내지 3에서도 동일하다.
NOx to evaluate the SCR reaction characteristic to determine the NOx removal efficiency of the catalyst in the space velocity 30,000hr -1 condition with respect to the catalyst prepared according to Production Example 1, Production Example 2 and Comparative Preparation Example 1 according to the ceria-supported ( NOx) was measured. The results are shown in Table 2 below. The experimental conditions and measurement method are as follows, which is the same in Examples 2 to 3 to be described later.

[실험 조건][Experimental Conditions]

촉매 반응기의 주입되는 가스는 공기(N2) 분위기 하에서 기체상 질소산화물 농도는 200ppm, 산소 8%, 상대습도 8%, 유입유량 600cc/min, 공간속도 30,000hr-1, 실험 온도 범위는 120~200℃ 에서 실험을 실시하였다. 참고로 공간속도는 촉매가 처리할 수 있는 대상 가스의 양을 나타내는 지표로서, 전체 가스 유량(부피)에 대한 촉매의 부피 비율로 나타낸다.
The gas injected into the catalytic reactor had a gaseous nitrogen oxide concentration of 200 ppm, an oxygen concentration of 8%, a relative humidity of 8%, an inlet flow rate of 600 cc / min, a space velocity of 30,000 hr -1 under an air (N 2 ) atmosphere, Experiments were carried out at 200 ° C. For reference, the space velocity is an indicator of the amount of the target gas that can be treated by the catalyst, and is represented by the volume ratio of the catalyst to the total gas flow rate (volume).

[측정 방법][How to measure]

기체상 질소산화물 전환율은 하기 수학식 1에 따라 계산하였다. 또한 질소 전환율은 주입되는 기체상 질소산화물이 미반응되어 발생하는 질소 산화물의 농도를 비분산 적외선 가스분석기(ZKJ-2, Fuji Electric Co.)로 측정하여 계산하였다. 추가적으로 환원제의 역할로 주입되는 기체상 암모니아가 미반응되어 발생하는 NH3 slip을 측정하고자 검지관을 사용하여, 기체상의 암모니아 농도를 측정하였다.The gas phase nitrogen oxide conversion was calculated according to the following equation. Also, the nitrogen conversion was calculated by measuring the concentration of nitrogen oxides generated by the unreacted gaseous nitrogen oxides being injected, using a non-dispersive infrared gas analyzer (ZKJ-2, Fuji Electric Co.). In addition, the ammonia concentration in the gaseous phase was measured using a detector tube to measure the NH 3 slip caused by the unreacted gaseous ammonia injected as a reducing agent.

Figure 112014094034087-pat00002
Figure 112014094034087-pat00002

Figure 112014094034087-pat00003
Figure 112014094034087-pat00003

표 2를 참조하여 제조예 1, 제조예 2 및 비교제조예 1의 질소산화물 제거율을 살펴보면, 세리아가 첨가됨으로써 전반적인 효율 증진 효과를 확인할 수 있다. 특히 제조예 2의 세리아나이트레이트(Ce(NO3)3·6H2O) 전구체를 사용한 경우 비교제조예 1의 세리아옥사이드(CeO2)를 전구체로 사용한 경우보다 더 우수한 질소산화물 전환율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
Referring to Table 2, the nitrogen oxide removal ratios of Production Example 1, Production Example 2 and Comparative Production Example 1 were examined, and the overall efficiency improvement effect was confirmed by adding ceria. In particular, when the precursor of ceria nitrate (Ce (NO 3 ) 3 .6H 2 O) of Production Example 2 was used, it was confirmed that the conversion of nitrogen oxide was superior to that of ceria oxide (CeO 2 ) of Comparative Preparation Example 1 as a precursor .

실시예Example 2 2

실시예 1에서의 결과를 토대로, 추가적으로 텅스텐의 첨가가 질소산화물 전환율에 미치는 영향을 확인하고자 제조예 2 내지 제조예 6에 따라 제조된 촉매에 대하여 실험을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 실험 조건 및 방법은 실시예 1과 동일하다.
Based on the results in Example 1, experiments were conducted on the catalysts prepared in Preparation Examples 2 to 6 to further confirm the effect of the addition of tungsten on the conversion of nitrogen oxides. The results are shown in Table 3 below. . Experimental conditions and methods are the same as in Example 1.

Figure 112014094034087-pat00004
Figure 112014094034087-pat00004

표 3을 참조하면, 제조예 2 내지 제조예 6의 질소산화물 제거율과 같이, 텅스텐이 첨가됨으로써 전반적인 효율 증진 효과를 나타내었으며, 텅스텐이 티타니아 대비 5중량부 담지된 제조예 4의 질소산화물 제거율이 가장 우수한 것을 알 수 있다.
As shown in Table 3, the nitrogen oxide removal efficiency of Production Example 4, in which tungsten was added in an amount of 5 parts by weight based on the weight of titania, It can be seen that it is excellent.

실시예Example 3 3

망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매의 제조 공정 간소화를 위하여, 촉매 제조 단계에서 활성물질과 조촉매 물질을 한번에 담지하여 촉매를 제조하는 제조예 7의 질소산화물 제거 실험을 수행하였다. 그에 따른 효율을 확인하고자 제조예 4에 의해 제조된 촉매와 비교 실험을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 실험 조건 및 방법은 실시예 1과 동일하다.
In order to simplify the manufacturing process of the manganese-ceria-tungsten-titania catalyst, the nitrogen oxide removal test of Production Example 7 was carried out in which the active material and the co-catalyst were supported at one time in the catalyst preparation stage. In order to confirm the efficiency, a comparative experiment with the catalyst prepared in Production Example 4 was carried out. The results are shown in Table 4 below. Experimental conditions and methods are the same as in Example 1.

Figure 112014094034087-pat00005
Figure 112014094034087-pat00005

표 4를 참조하면, 제조예 4와 제조예 7의 질소산화물의 전환율 활성 효율이 큰 차이가 없음을 알 수 있다. 제조예 7에 해당하는 제조방법으로 촉매 제조 시 열처리 공정을 1회로 줄여 간단한 제조과정으로 촉매를 제조할 수 있다는 점에서 의의가 있다.
Referring to Table 4, it can be seen that there is no significant difference in conversion efficiency activity between nitrogen oxides in Production Example 4 and Production Example 7. It is significant that the catalyst can be manufactured by a simple production process by reducing the heat treatment step by one in the production process of the catalyst according to Production Example 7. [

실시예Example 4 4

제조예 1에 따라 제조된 촉매에 대하여 Mn 2p의 XPS 분석 결과를 Gaussian-Lorentzia법에 의해 분리하여 도 1에 나타내었으며, 이와 동일한 방법으로 제조예 2 및 제조예 4에 따라 제조된 촉매에 대한 Mn 2p의 XPS 분석 결과를 분석하여 촉매 표면에 존재하는 망간 산화물의 종류 및 분포 비율을 나타내었다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 전체 망간에 대한 4가 망간의 단위부피당 원자수(Mn4 +/Mn)의 비율에 따른 질소산화물 제거효율을 도 2에 나타내었다.The results of XPS analysis of Mn 2p for the catalyst prepared according to Preparation Example 1 are shown in FIG. 1 by Gaussian-Lorentzia method. The results are shown in Table 1. In the same manner, Mn of the catalyst prepared according to Production Example 2 and Production Example 4 The results of XPS analysis of 2p show the types and distribution ratios of manganese oxides present on the catalyst surface. Based on the results of this analysis, the nitrogen oxide removal efficiency according to the ratio of the number of atoms per unit volume (Mn 4 + / Mn) of the quadrivalent manganese to the total manganese is shown in FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제조예 4, 제조예 2, 제조예 1의 순서로 전체 망간에 대한 4가 망간의 단위부피당 원자수(Mn4 +/Mn)의 비율이 증가하였으며, 그에 따른 질소산화물 전환율도 도 2와 같이 전체 망간에 대한 4가 망간의 단위부피당 원자수(Mn4 +/Mn)의 비율이 증가할수록 우수한 활성을 나타내었다.Referring to FIGS. 1 and 2, the ratio of the number of atoms per unit volume (Mn 4 + / Mn) of tetravalent manganese to total manganese was increased in the order of Production Example 4, Production Example 2 and Production Example 1, As shown in FIG. 2, the nitrogen oxide conversion rate was also increased as the ratio of the number of atoms per unit volume (Mn 4 + / Mn) of tetravalent manganese to total manganese increased.

이어서, 상술한 망간의 분산 정도가 암모니아 흡착에 미치는 영향을 확인하기 위해 암모니아 TPD 실험을 수행하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다.Next, in order to confirm the influence of the degree of dispersion of manganese on the ammonia adsorption, ammonia TPD experiment was carried out, and the results are shown in FIG.

도 3에 나타난 바와 같이, 제조예 4, 제조예 2, 제조예 1 순서로 산점의 증가를 확인할 수 있다. 그에 따라 망간-티타니아 촉매에 세리아 및 세리아-텅스텐을 조촉매로 첨가할 경우, 촉매의 산점이 증가되어 흡착점이 증가하여 암모니아 흡착 특성이 향상되었음을 알 수 있다.
As shown in Fig. 3, the increase of the acid sites can be confirmed in the order of Production Example 4, Production Example 2, and Production Example 1. Therefore, when ceria and ceria-tungsten are added as cocatalysts to the manganese-titania catalyst, the acid sites of the catalyst are increased to increase the adsorption sites, thereby improving the ammonia adsorption characteristics.

실시예Example 5 5

촉매의 표면상에 형성된 세리아에 대한 산화가를 측정하기 위해 XPS 분석을 실시예 4와 동일한 방법으로 수행하였다. 제조예 2에 따라 제조된 촉매에 대하여 Ce 3d의 XPS 분석 결과를 Gaussian-Lorentzia법에 의해 분리하여 도 4에 나타내었으며, 이와 동일한 방법으로 제조예 3 내지 제조예 6 에 대한 Ce 3d의 XPS 분석 결과를 도출하여 촉매 표면에 존재하는 세리아 산화물의 종류 및 분포 비율을 분석하였다.The XPS analysis was carried out in the same manner as in Example 4 to measure the oxidation yield to ceria formed on the surface of the catalyst. The results of the XPS analysis of Ce 3d for the catalyst prepared according to Preparation Example 2 were shown in FIG. 4 by the Gaussian-Lorentzia method and the results of XPS analysis of Ce 3d for Production Examples 3 to 6 And the kind and distribution ratio of ceria oxide present on the catalyst surface were analyzed.

도 4에 나타난 바와 같이, 제조예 4에 의해 제조된 촉매에서 가장 높은 전체 세리아에 대한 3가 세리아의 단위부피당 원자수(Ce3 +/Ce)의 비율을 나타내었으며, 텅스텐 함량이 5중량부를 초과하여 담지될 경우 감소하는 경향을 나타냄을 알 수 있다.As shown in FIG. 4, the ratio of the number of atoms per unit volume (Ce 3 + / Ce) of the trivalent ceria to the highest total ceria in the catalyst prepared in Production Example 4, and the tungsten content exceeded 5 parts by weight And it tends to decrease when it is carried.

이러한 분석 결과를 바탕으로 전체 세리아에 대한 3가 세리아의 단위부피당 원자수(Ce3 +/Ce)의 비율에 따른 질소산화물 제거효율을 도 5에 나타내었다. 전체 세리아에 대한 3가 세리아의 단위부피당 원자수(Ce3 +/Ce)의 비율이 증가할수록 질소산화물 전환율은 증가하는 것을 알 수 있다.
Based on the results of the analysis, the nitrogen oxide removal efficiency according to the ratio of the number of atoms per unit volume (Ce 3 + / Ce) of trivalent ceria to total ceria is shown in FIG. It can be seen that as the ratio of the number of atoms per unit volume (Ce 3 + / Ce) of trivalent ceria to total ceria increases, the conversion of nitrogen oxides increases.

실시예Example 6 6

본 발명에 따라 제조된 질소산화물 제거용 촉매에 있어 불화수소(HF)에 대한 텅스텐이 미치는 영향을 확인하고자 제조예 2, 제조예 4, 제조예 6에 따라 제조된 촉매에 대하여 질소산화물 제거 반응 중 불화수소를 주입하여 촉매의 HF에 대한 내구성 실험을 하기 실험 조건에 따라 수행하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
In order to confirm the effect of tungsten on hydrogen fluoride (HF) in the catalyst for removing nitrogen oxide prepared according to the present invention, the catalyst prepared according to Production Example 2, Production Example 4 and Production Example 6 was subjected to a nitrogen oxide removal reaction The durability test of the catalyst by injecting hydrogen fluoride was performed according to the following experimental conditions, and the results are shown in Table 5 below.

[실험 조건][Experimental Conditions]

촉매 반응기의 주입되는 가스는 공기(N2) 분위기 하에서 기체상 질소산화물 농도는 54ppm, 산소 8%, 상대습도 8%, HF 5ppm, 공간속도 7,000hr-1, 실험 온도는 180℃에서 실험을 실시하였다. HF 내구성 실험에 사용된 촉매는 펠렛(pellet) 타입으로 직경 3㎜ 크기로 촉매를 성형하여 사용하였다.
Injected gas is air (N 2) under a gaseous nitrogen oxide concentration atmosphere is 54ppm, the oxygen of 8% and a relative humidity of 8% HF 5ppm, a space velocity of 7,000hr -1, the test temperature of the catalytic reactor is carried out an experiment in 180 ℃ Respectively. HF durability The catalyst used in the experiment was a pellet type catalyst with a diameter of 3 mm.

Figure 112014094034087-pat00006
Figure 112014094034087-pat00006

표 5를 참조하면, 초기 질소산화물 전환율이 가장 높은 제조예 4로 제조된 촉매가 HF에 대한 내구성이 우수한 것을 알 수 있다.
Referring to Table 5, it can be seen that the catalyst prepared in Preparation Example 4 having the highest initial nitrogen oxide conversion rate has excellent durability against HF.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. It will be understood by those of ordinary skill 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.

따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Accordingly, the scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning, range, and equivalence of the claims are included in the scope of the present invention Should be interpreted.

Claims (15)

티타니아 담체에 망간 및 세리아를 포함하는 활성물질을 담지하여 질소산화물 제거용 촉매를 제조하는 방법으로,
상기 망간 및 세리아의 산화가 조절을 위해 텅스텐이 상기 티타니아 담체 100중량부에 대하여 3~7중량부 함량으로 첨가되는 공정을 더 포함하고, 상기 촉매는 전체 망간에 대한 산화가 4가의 망간 원자 비율(Mn4+/Mn)이 0.36 이상으로 조절되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매 제조방법.
A method for producing a catalyst for removing nitrogen oxides by supporting an active material containing manganese and ceria on a titania carrier,
Wherein the oxidation of manganese and ceria is carried out by adding tungsten in an amount of 3 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of the titania support, process for producing titania catalyst - Mn 4+ / Mn) of manganese for nitrogen oxide removal, characterized in that the adjustment outside the 0.36-ceria-tungsten.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매는 상기 티타니아 담체에 상기 텅스텐 및 상기 세리아를 담지, 건조 및 소성하여 세리아-텅스텐-티타니아 촉매 제조 후 상기 세리아-텅스텐-티타니아 촉매를 담체로 하여 상기 망간을 첨가, 건조 및 소성하여 제조되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매 제조방법.
The method according to claim 1,
The manganese-ceria-tungsten-titania catalyst is prepared by carrying the tungsten and the ceria on the titania carrier, drying and firing the ceria-tungsten-titania catalyst, adding the manganese with the ceria-tungsten- Cerium-tungsten-titania catalyst for removing nitrogen oxides.
제1항에 있어서,
상기 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매는 상기 텅스텐, 상기 세리아 및 상기 망간을 동시에 담지, 건조 및 소성하여 제조되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the manganese-ceria-tungsten-titania catalyst is prepared by simultaneously supporting the tungsten, ceria, and manganese, drying and firing the manganese-ceria-tungsten-titania catalyst.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 소성은 질소 및 산소를 포함하는 기체 분위기의 로 내에서 300~500℃의 온도로 0.5~5시간 수행되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매 제조방법.
The method according to claim 3 or 4,
Wherein the calcination is performed at a temperature of 300 to 500 ° C for 0.5 to 5 hours in a furnace in a gas atmosphere containing nitrogen and oxygen.
제1항에 있어서,
상기 텅스텐은 암모늄메타텅스테이트((NH4)6H2W12O40) 또는 암모늄파라텅스테이트((NH4)10H2(W2O7)6)를 전구체로 하여 첨가되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매 제조방법.
The method according to claim 1,
The tungsten is added as a precursor of ammonium metatungstate ((NH 4 ) 6 H 2 W 12 O 40 ) or ammonium paratungstate ((NH 4 ) 10 H 2 (W 2 O 7 ) 6 ) Wherein the catalyst is prepared by a method comprising the steps of: (a) preparing a manganese-ceria-tungsten-titania catalyst for removal of nitrogen oxides;
제1항에 있어서,
상기 세리아는 세리아나이트레이트(Ce(NO3)3·6H2O), 세리아아세테이트(Ce(CH3CO2)3), 세리아옥살라이트(Ce2(C2O4)3) 및 세리아옥사이드(CeO2)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 전구체로 하여 첨가되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매 제조방법.
The method according to claim 1,
The ceria a ceria nitrate (Ce (NO 3) 3 · 6H 2 O), ceria acetate (Ce (CH 3 CO 2) 3), ceria oxalate light (Ce 2 (C 2 O 4 ) 3) and ceria oxide ( CeO 2 ) is added as a precursor. The method for producing a manganese-ceria-tungsten-titania catalyst for removing nitrogen oxides according to claim 1,
제1항에 있어서,
상기 망간은 망간나이트레이트(Mn(NO3)2) 또는 망간아세테이트테트라하이드레이트((C2H3O2)2Mn·4H2O)를 전구체로 하여 첨가되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the manganese is added as a precursor to manganese nitrate (Mn (NO 3 ) 2 ) or manganese acetate tetrahydrate ((C 2 H 3 O 2 ) 2 Mn · 4H 2 O) -Ceria-tungsten-titania catalyst.
티타니아 담체에 망간 및 세리아를 포함하는 활성물질이 담지된 질소산화물 제거용 촉매로서, 상기 망간 및 세리아의 산화가 조절을 위해 텅스텐이 상기 티타니아 담체 100중량부에 대하여 3~7중량부 함량으로 더 첨가되고, 상기 촉매는 전체 망간에 대한 산화가 4가의 망간 원자 비율(Mn4+/Mn)이 0.36 이상인 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매.A catalyst for removing nitrogen oxides in which an active material including manganese and ceria is supported on a titania carrier, wherein tungsten is further added in an amount of 3 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of the titania carrier for controlling oxidation of manganese and ceria Wherein the catalyst has a tetravalent manganese atomic ratio (Mn 4+ / Mn) of not less than 0.36 with respect to the total manganese. 삭제delete 삭제delete 제9항에 있어서,
상기 촉매는 전체 세리아에 대한 산화가 3가의 세리아 원자 비율(Ce3+/Ce)이 0.25 이상인 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거용 망간-세리아-텅스텐-티타니아 촉매.
10. The method of claim 9,
Wherein the catalyst has a trivalent ceria atomic ratio (Ce 3+ / Ce) of not less than 0.25 for oxidation to total ceria.
제9항 또는 제12항 중 어느 한 항의 촉매에 암모니아, 질소산화물, 공기 및 수분을 포함하는 배가스를 통과시켜 질소산화물을 제거하는 방법.A method for removing nitrogen oxides by passing an exhaust gas containing ammonia, nitrogen oxide, air, and moisture through a catalyst according to any one of claims 9 to 12. 제13항에 있어서,
상기 질소산화물 제거는 120~200℃ 조건에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the nitrogen oxide removal is performed at a temperature of 120 to 200 ° C.
제13항에 있어서,
상기 배가스는 불화수소(HF)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the exhaust gas further comprises hydrogen fluoride (HF).
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