KR101634826B1 - Ｎ2ｏ의 분해 방법, 그것을 위한 촉매, 및 이 촉매의 제조 - Google Patents

Ｎ2ｏ의 분해 방법, 그것을 위한 촉매, 및 이 촉매의 제조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 촉매의 존재하에 N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법으로, 상기 촉매는 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 플래티넘 및 금을 포함하는 귀금속의 군으로부터 선택되는 제 1 금속, 및 크로뮴, 망간, 철, 코발트, 니켈 및 구리를 포함하는 전이 금속의 군으로부터 선택되는 제 2 금속으로 적재되는 제올라이트를 포함하고, 제올라이트에 이들 금속을 적재하는 방법은 제올라이트에 귀금속 및 전이 금속을 동시에 적재함으로써 이루어지는 방법에 관한 것이고, 이 방법에 사용되는 촉매 및 상기 촉매의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

Ｎ2Ｏ의 분해 방법, 그것을 위한 촉매, 및 이 촉매의 제조{METHOD FOR THE DECOMPOSITION OF N2O, CATALYST FOR IT, AND THE PREPARATION OF THIS CATALYST}
본 발명은 N2O- 및 NOx-를 함유하는 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그것을 위한 촉매뿐만 아니라 상기 촉매의 제조에 관한 것이다.
산화이질소(Dinitrogen oxide) 또는 아산화질소(laughing gas)(N2O)는 온실 효과에 실질적으로 기여하고, 높은 지구 온난화 지수(CO2와 비교하여 분자가 온실 효과에 기여하는 정도)를 갖는다. 온실 가스의 방출을 줄이려는 정책은 지난 수년 동안 발전되어 왔다. N2O 방출의 각종 중요한 요인은 농업, 나일론 전구체(아디프산 및 카프로락탐)의 공업 생산, 질산의 제조 및 3원 촉매(three-way catalyst)에 적합한 자동차(motor vehicles)로 확인되었다.
다른 촉매 및 비촉매 기술은 아산화질소를 무해하게 하는데 사용될 수 있다. 각종 촉매는, 예컨대 촉매 분해 또는 N2O의 N2와 O2로의 전환이 알려져 있다(예컨대, 일본 특허공개 평-06-154611, 이는 전이 금속 및 귀금속을 갖는 캐리어에 따른 촉매를 기재함). 그러나, 선행 기술에 주장되는 바와 같이 촉매와의 반응은 산소 및 물의 존재에 의해 매우 억제되고, 상기 기재된 거의 모든 N2O 근원에서 폐가스(waste gases)를 발생시킨다.
다른 예는 WO 2005/110582에 기재된다. 이 문헌에는 촉매의 존재하에 N2O-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법을 기재하고, 상기 촉매는 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 플래티넘 및 금을 포함하는 귀금속의 군으로부터 선택되는 제 1 금속, 및 크로뮴, 망간, 철, 코발트, 니켈 및 구리를 포함하는 전이 금속의 군으로부터 선택되는 제 2 금속으로 적재되는 제올라이트를 포함하고, 제올라이트에 금속을 적재하는 방법은 제올라이트에 우선 귀금속 그 후 전이 금속을 적재함으로써 이루어진다.
선택적인 촉매 환원은 유망한 대안이다. 각종 촉매는 N2O와 알켄(CnH2n), 알콜 또는 암모니아와 같은 환원제의 반응에 대한 문헌에 알려진다. 포화 탄화수소(CnH2n +2)의 첨가는 상기 환원제의 사용에 기술적으로 또한 경제적으로 바람직하다. 천연가스(CH4) 및 LPG (C3H8와 C4H10의 혼합)는 이 결합에 유용하다.
탄화수소를 사용하여 N2O를 줄일 수 있는 촉매와 관련되는 방법의 단점은 여분의 시설이 탄화수소에 필요하고, 탄화수소 및/또는 CO는 방출될 수 있다는 점이다. 환경적 관점으로부터, 여분의 촉매는 종종 탄화수소의 방출을 방지하는데 사용된다.
N2O의 분해에 사용되는 많은 공지의 촉매의 다른 단점은 그들은 종종 불안정하고 및/또는 가스, 예컨대 NOx [NO, NO2, N2O3 (x = 3/2), 등], O2 및 H2O의 존재에 의해 불활성화된다는 점이다. 그러나, 이들 가스는 예컨대 폐가스로부터 N2O가 분해될 때 실제 상황에서 거의 항상 존재한다.
선행 기술에 주장되는 바와 같이 촉매의 또 다른 단점은 그들은 상대적으로 복잡한 프로세스 또는 어떠한 경우에도 다단계 프로세스에 의해서만 얻어질 수 있다는 점이다.
따라서, 본 발명은 또한 NOx의 존재하에 N2O의 촉매 분해에 대한 다른 방법의 제공하여 상기 단점을 부분적으로 또는 바람직하게는 완전히 제거하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 다른 목적은 이 방법에 사용되는 촉매뿐만 아니라 이 촉매의 제조 방법을 제공하는 것이다.
낮은 온도에서조차 N2O의 우수한 전환을 가능하게 하는 본 발명에 주장되는 바와 같은 촉매는 분해 반응(N2O의 N2와 O2로의 분해)시 안정하고, 우수한 전환을 하게 하고 또한 N2O-함유 가스가 다른 가스(예컨대, NO, NO2, N2O3, 등 뿐만 아니라 O2 및 H2O)를 포함할 때 우수한 안정성을 갖는다. 제조의 단일 단계에 2개의 촉매적 활성 금속의 동시 증착은 2개의 촉매적 활성 금속(M1 및 M2)과 동일한 농도이지만 두 단계로 순차적으로 제조되는 유사 촉매보다 더 나은 N2O의 전환을 하게 한다. 또한, N2O-함유 가스에 탄화수소를 가하지 않는 것이 유용하다. 따라서, 이들 촉매는 N2O 분해에 매우 적합하다. 최종적으로, 동시 적재는 순차적 적재보다 유용하다.
본 발명은 촉매의 존재하에 N2O 및 NOx를 포함하는 가스 중 N2O 촉매 분해 방법으로, N2O- 및 NOx-함유 가스는 촉매와 접촉을 일으키고, 상기 촉매는 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 플래티넘 및 금을 포함하는 귀금속의 군으로부터, 특히 루테늄 및 플래티넘을 포함하는 귀금속의 군으로부터 선택되는 제 1 금속, 및 크로뮴, 망간, 철, 코발트, 니켈 및 구리, 특히 철을 포함하는 전이 금속의 군으로부터 선택되는 제 2 금속으로 적재되는 제올라이트를 포함하고, 상기 제올라이트는 특히 FER(ferrierite) 및 BEA(zeolite beta)를 포함하는 군으로부터 선택되고, 상기 제올라이트에 금속을 적재하는 단계는 제올라이트에 귀금속 및 전이 금속을 동시에 적재함으로써 이루어지는 방법에 관한 것이다. N2O- 및 NOx-함유 가스는 촉매를 포함하는 리액터(또는 리액터 챔버(reactor chamber)에서 촉매와 접촉을 일으킬 수 있다.
또한, 본 발명은 N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해용 촉매의 제조방법으로, 상기 촉매는 제올라이트를 포함하고, 상기 촉매의 제조는 제올라이트에 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 플래티넘 및 금을 포함하는 귀금속의 군으로부터, 특히 루테늄 및 플래티넘을 포함하는 귀금속의 군으로부터 선택되는 제 1 금속, 및 크로뮴, 망간, 철, 코발트, 니켈 및 구리, 특히 철을 포함하는 전이 금속의 군으로부터 선택되는 제 2 금속을 동시에 적재하는 것을 포함하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 이 방법에 의해 얻어질 수 있고, 예컨대 제 1 금속 0.00001-4 중량-% 및 제 2 금속 0.1-10 중량-%를 포함하는 촉매를 제공하고, N2O 분해용 촉매의 사용을 포함한다. 특히, 이 촉매는 Fe,Pt-BEA, 즉 철 및 플래티넘에 적재되는 제올라이트를 포함한다.
N2O-함유 가스는, 예컨대 질산의 합성으로부터의 폐가스 또는 예컨대 나일론 전구체의 제조에서 방출되는 폐가스일 수 있다. 또한, 이 가스는 산소 및/또는 물을 포함할 수 있다. 선행 기술에 주장된 바와 같은 대부분의 촉매와 달리, 본 발명에서 주장된 촉매는 산소, 물 또는 모두의 존재하에서 그 활성을 거의 또는 전혀 잃지 않는다. 이것은 특히 물이 약 5-10 체적-%(즉, 체적-%; 체적-%는 존재할 수 있는 NOx, O2 및 H2O 등을 포함하는 N2O-함유 가스의 체적을 말함)까지의 양으로 존재하는 경우이다. 산소는 예컨대 약 20%까지, 예컨대 0.5-20 체적-%의 양으로 존재할 수 있다. NOx는 예컨대 약 10 ppm 내지 NOx의 5%, 예컨대 10ppm 내지 NOx의 1 체적-%의 양으로 존재할 수 있다. 특히, N2O- 및 NOx-함유 가스는 N2O/NOx의 비율이 1-10,000 mol/mol, 특히 1-1000 mol/mol의 범위내이다.
실시형태 중 하나의 경우에 있어서, 따라서 본 발명은 N2O- 및 NOx-함유 가스는 산소 및/또는 물을 또한 포함하는 방법에 관한 것이다. 따라서, "N2O- 및 NOx-함유 가스"란 본 발명의 맥락에 있어서, 가스는 어떠한 경우에 N2O 및 NOx를 포함하고, N2, H2O, O2 등과 같은 일부 다른 가스를 포함해도 좋다는 것을 의미한다. 이 가스(또는 가스성 혼합물)는 당업자에 잘 알려진 방법으로 촉매와 접촉을 일으킬 수 있다. "N2O-함유 가스 중 N2O의 분해"란 어떠한 경우에 가스에 존재하는 N2O가 N2와 O2로 부분적으로 분해되는(본 발명에 주장된 바와 같은 촉매를 사용하여) 것을 의미한다.
특히, 본 발명은 이하 단계를 포함하는 N2O-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법에 관한 것이다:
- 촉매의 제공단계, 상기 촉매는 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 플래티넘 및 금을 포함하는 귀금속의 군으로부터, 특히 루테늄 및 플래티넘을 포함하는 귀금속의 군으로부터 선택되는 제 1 금속, 및 크로뮴, 망간, 철, 코발트, 니켈 및 구리, 특히 철을 포함하는 전이 금속의 군으로부터 선택되는 제 2 금속으로 적재되는 제올라이트를 포함한다.
- N2O- 및 NOx-함유 가스의 제공, 및 촉매를 함유하는 공간을 통해 N2O- 및 NOx-함유 가스의 전도 단계, 필요에 따라 상기 N2O- 및 NOx-함유 가스, 공간 또는 모두 가열된다.
상기 촉매는 특히 귀금속 및 전이 금속으로 적재되는 제올라이트이고, 상기 제올라이트에 금속을 적재하는 단계는 제올라이트에 귀금속 및 전이 금속을 동시에 적재함으로써 이루어진다.
필요에 따라, 분해 반응은 N2O의 분해(완전한 또는 부분적)가 일어나는 온도까지 전하를 가열함으로써 수반될 수 있다; 그러나, 폐가스가 되는 N2O- 및 NOx-함유 가스는 이미 요구된 온도이어도 좋고 또는 요구된 온도까지 냉각해도 좋다. 문제의 공간은 예컨대 당업자에 알려진 리액터(또는 리액터 챔버)이다.
본 발명의 기술에 있어서, NOx는 NO, NO2, N2O3 등과 같이 x가 1 이상인 임의의 산화 질소로 정의된다. N2O, 즉 아산화질소는 포함되지 않는다. NO는 일반적으로 x가 1 이상인 산화 질소와 평형이다. 본 발명에 주장되는 바와 같은 촉매는 NO, NO2, 등(즉 NOx)의 가능한 존재에 의해 안정성이 손상되지 않는 N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 분해에 매우 적합한 것으로 밝혀졌다. 본 발명의 실시형태 중 하나는 따라서, N2O- 및 NOx-함유 가스는 NOx를 또한 포함하고, x는 1 이상, 예컨대 x = 1, 3/2, 2 등이다. 코스의 가스 캔은 이들 NOx 종의 조합을 포함한다. 특히, N2O- 및 NOx-함유 가스는 적어도 N2O, NO 및 NO2를 포함한다.
특히, 본 발명은 N2O의 분해에 관한 것이고, 상기 N2O- 및 NOx-함유 가스는 기본적으로 탄화수소를 포함하지 않는다. N2O-함유 가스는 N2O-함유 가스의 총량을 기준으로 탄화수소 50ppm 미만, 예컨대 N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 총량을 기준으로 탄화수소 3 체적-% 미만을 포함하는 것이 바람직하다. 더욱 특히, 가스는 기본적으로 CnH2n +2를 포함하지 않는다(n은 1-4로부터 선택되는 것이 바람직하고, 모든 이성질체를 포함함).
N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법의 프로세스 조건은 문제의 용도에 따라 다르다. 당업자는 전환으로 최상의 결과가 얻어지는 방법으로 촉매 체적, 가스 유량, 온도, 압력 등을 일반적으로 선택한다. 우수한 결과는 예컨대 N2O 함량이 약 100ppm 이상, 예컨대 N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 약 100-100,000 ppm으로 얻어진다. 실제적인 조건하에서, N2O의 양은 N2O- 및 NOx-함유 가스 중 약 100 내지 3000 ppm이 일반적이다. N2O- 및 NOx-함유 가스는 기체공간속도 (GHSV)가 약 200-200,000 h-1 및 바람직하게는 1000-100,000 h-1에서 도입되는 것이 바람직하고, 이 값은 사용되는 촉매의 체적에 근거되었다. N2O- 및 NOx-함유 가스의 압력은 문제의 용도에 따라 다르고, 약 1-50 bar(a), 바람직하게는 약 1-25 bar(a) [bar(a) = bar atmosphere]일 수 있다. 이 프로세스는 상대적으로 낮은 온도에서 행해질 수 있다. N2O의 전환은 약 300℃에서 개시한다. 거의 완전한 전환은 기체 공간 속도, 촉매 체적, 적재된 촉매 등과 같은 조건에 따라 약 375℃에서 얻어질 수 있다. 반응은 300 내지 600℃의 온도, 예컨대 350 내지 600℃에서 행해지는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 350 내지 500℃이다.
본 발명에서 주장되는 바와 같은 방법은, 예컨대 비상 발전기에 의해, 가스 엔진, 질산 생성의 장치에 의해 방출되는 N2O, 카프로락탐 제조시 또는 유동층 등에서 석탄을 태움으로써 방출되는 N2O의 촉매 환원에 사용될 수 있다. 본 발명은 따라서, 예컨대 N2O의 촉매 분해를 위해 본 발명에 주장된 바와 같은 촉매의 사용에 관한 것이다. 본 발명에 주장된 바와 같은 방법은 예컨대 질산의 공업 생산에서 방출되는 NOx의 제거용 촉매와 조합하여 사용될 수 있다.
본 발명에서 주장되는 바와 같이 사용되는 제올라이트는 예컨대 이하 축약되는 당업자에 알려진 하기의 것이다(예컨대, Atlas of Zeolite Framework Types, by Ch. Baerlocher, W.M. Meier and D.H. Olson, 2001, Elseviers Science, ISBN 0-444-50701-9 참조): ABW, ACO, AEI, AEL, AEN, AET, AFG, AFI, AFN, AFO, AFR, AFS, AFT, AFX, AFY, AHT, ANA, APC, APD, AST, ASV, ATN, ATO, ATS, ATT, ATV, AWO, AWW, BCT, *BEA, BEC, BIK, BOG, BPH, BRE, CAN, CAS, CFI, CGF, CGS, CHA, -CHI, -CLO, CON, CZP, DAC, DDR, DFO, DFT, DOH, DON, EAB, EDI, EMT, EPI, ERI, ESV, ETR, EUO, FAU, FER, FRA, GIS, GME, GON, GOO, HEU, IFR, ISV, ITE, ITH, ITW, IWR. IWW, JBW, KFI, LAU, LEV, LIO, LOS, LOV, LTA, LTL, LTN, MAZ, MEI, MEL, MEP, MER, MFI, MFS, MON, MOR, MSO, MTF, MTN, MTT, MTW, MWW, NAB, NAT, NES, NON, NPO, OFF, OSI, OSO, -PAR, PAU, PHI, PON, RHO, -RON, RSN, RTE, RTH, RUT, RWY, SAO, SAS, SAT, SAV, SBE, SBS, SBT, SFE, SFF, SFG, SFH, SFN, SGT, SOD, SSY, STF, STI, STT, TER, THO, TON, TSC, UEI, UFI, UOZ, USI, VET, VFI, VNI, VSV, WEI, -WEN, YUG, 및 ZON. 또한, (적재된) 제올라이트의 조합이 사용될 수 있다.
바람직한 제올라이트는 Si/Al의 비율이 2-60, 바람직하게는 2.5-30인 실리콘 및 알루미늄에 근거한 것이다. 우수한 결과는 예컨대 FAU, FER, CHA, MOR, MFI, BEA, EMT, CON, BOG 및 ITQ-7를 포함하는 군으로부터 선택되는 제올라이트로 얻어진다. 바람직한 실시형태에 있어서, 본 발명은 제올라이트가 FER, CHA, MOR 및 BEA를 포함하는 군으로부터 선택되는 방법에 관한 것이다. 특히 BEA 및/또는 FER, 더욱 특히 BEA가 사용된다.
본 발명에 따른 다양한 촉매 제조 방법이 있다. 제올라이트는 당업자에 잘 알려진 방법, 예컨대 습식 함침(wet impregnation)[(용해된) 염을 갖는 액체의 체적이 제올라이트의 기공 체적(pore volume) 이상인 것]에 의해 제조되거나, 건식 함침(dry impregnation) 또는 초기 함침(incipient wetness)[(부분적으로 용해된) 염을 갖는 액체의 체적이 제올라이트의 기공 체적과 동일한 것]으로도 알려진 기공 체적 함침(pore volume impregnation)에 의해 제조될 수 있고; 또는 이온 교환[당업자에 잘 알려진 바와 같이 액상에서 교환됨, 교환되는 금속은 이온의 형태(또는 착이온)로 액상에 적어도 부분적으로 용해되고, 제올라이트는 교환될 이온으로 액체에 교반됨]에 의해 제조될 수 있고, CVD에 의해 제조되는 방법에 의해 적재될 수 있다. N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해는 이온 교환 또는 함침에 의해 제 1 및 제 2 금속으로 적재되고, 그런 또는 건조, 스크리닝 및/또는 소성(calcining), 캐리어 사용 등과 같은 선택적인 또 다른 공정 후에 N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해에 사용되는 제올라이트로 행해지는 것이 바람직하다. 바람직한 실시형태에 있어서, 제올라이트가 이온 교환에 의해 제 1 및 제 2 금속으로 적재된 방법이 사용된다.
본 발명에 있어서, 사용되는 금속은 금속 분야의 전문가에 잘 알려진 원소이다(예컨대, IUPAC 명명법에 따라 주기율표의 3-12 군의 금속). 본 발명에 있어서, 전이 금속은 Ib, IIb-VIIb 및 VIII군으로도 알려진 주기율표의 3-12 군의 금속(IUPAC 명명법에 따름)이다. 제 2 금속은 동시에 귀금속이 아닌 전이 금속이다. 귀금속은 Ru, Rh, Pd, Ag, Re, Os, Ir, Pt 및 Au 금속이다.
제올라이트의 적재는 일반적으로 용액 중 염의 사용(이온 교환)을 포함하고, 상기 금속은 이온 형태(보통 수중에서)로 존재하고, 또는 용액의 사용[습식 또는 기공 체적 함침(초기 함침)]을 포함하고, 상기 금속은 용액 중 이온 및/또는 염 화합물 중 이온으로서 존재한다. 이온 교환(액상에서) 또는 기공 체적 함침을 사용하는 것은 바람직하지만, 촉매는-제조 후 및 소성 전-일반적으로 금속이 이온 형태(Al과 조직화됨)로 존재하는 제올라이트를 포함한다. 소성 후 및/또는 본 발명에 따른 방법의 실행시, 이온 형태로 존재하는 금속 부분은 교환부에서 산화물 및/또는 금속으로, 예컨대 입자를 클러스터링(clustering)함으로써 전환될 수 있다. 금속으로 교환된 후 제올라이트의 행태는 당업자에게 잘 알려져 있다. 따라서, 본 발명의 "금속"이란 금속 이온을 의미하고, 예컨대 적재 후(금속의 사용) 제올라이트는 또한 금속 산화물 또는 금속염(예컨대, 클로라이드, 옥시클로라이드, 니트레이트, 설페이트, 등)을 포함할 수 있다.
제올라이트는 일반적으로 적재 후 건조된다. 그 후 소성될 수 있다. 소성(공기 또는 산소에서 가열) 대신에, 환원되거나(환원성 분위기에서 가열됨) 불활성 분위기에서 활성화(불활성 분위기에서 가열됨)될 수 있다. 당업자는 "후 변형 절차(post-modification procedures)"로서 조작을 알았다. 소성은 보통 예컨대 400-550℃의 온도에서 공기에서 행해지고; 환원은 예컨대 300-500℃의 온도에서 수소에서 이루어지고; 불활성 활성화는 예컨대 약 300-550℃의 온도에서 질소, 아르곤, 헬륨 등을 사용하여 야기될 수 있다. 이 절차는 일반적으로 몇 시간이 소요된다.
구체적인 바람직한 실시형태는 제 2 금속이 Fe를 포함하고, 제올라이트는 FER 및/또는 BEA를 포함하는, 본 발명에 따른 방법 및 촉매를 포함한다.
문헌 DE 102006013234/WO 2007107371은 팔라듐, 플래티넘, 산화 주석, 산화 캐리어 및 제올라이트를 포함하는 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 변환 장치(catalytic converter)를 기재한다. 선택적으로 촉매 변환 장치는 갈륨, 인듐 또는 철의 산화물로 도핑될 수 있다. 또한, 이 문헌은 촉매 변환 장치의 제조 방법, 린 내연 기관(lean internal combustion engine) 및 배기가스로부터 오염 물질을 제거하는 용도 및 상기 촉매 변환 장치를 사용하여 산화에 의해 매연 입자(soot particle)를 제거하면서 일산화탄소 및 탄화수소를 산화함으로써 린 내연 기관의 배기가스로부터 오염 물질을 제거하는 방법을 기재한다. 그러나, 이 기술은 N2O 분해에 관련되지 않는다. 또한, 이 문헌은 바인더 및 제올라이트의 동시 적재를 기재한다. 또한, 이 문헌은 바람직하지 않은 다른 금속을 포함하는 시스템을 기재한다.
본 발명에 있어서, 촉매는 바인더 또한 금속 적재 제올라이트를 더 포함하고, 상기 바인더는 제올라이트가 적재된 금속으로 적재되지 않는 것이 바람직하다. 다른 실시형태에 있어서, 촉매는 바인더 또한 금속 적재 제올라이트를 더 포함하고, 상기 바인더는 제 1 및 제 2 금속으로 적재되지 않는 것이 바람직하고, 제 1 금속은 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 플래티넘 및 금을 포함하는 귀금속의 군으로부터, 특히 루테늄 및 플래티넘을 포함하는 귀금속의 군으로부터 선택되고, 제 2 금속은 크로뮴, 망간, 철, 코발트, 니켈 및 구리, 특히 철을 포함하는 전이 금속의 군으로부터 선택된다. 바람직하게, 바인더는 이들 금속 중 어느 것, 바람직하게는 전혀 금속이 아닌 것으로 적재되지 않고, 제올라이트가 본 발명의 방법에 따라 적재된 후 제올라이트와 조합된다. 이런 이유로, 촉매 제조 방법은 이렇게 얻어진 촉매를 바인더와 조합하는 단계를 더 포함하고, 상기 바인더는 루테늄, 플래티넘 및 철로 적재되지 않는 바인더가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 여기에 나타낸 제 1 또는 제 2 금속 중 어느 것이 적재되지 않는다.
제올라이트는 특히 바인더와 함께 모노리스(monolith)와 같은 지지체에 제공될 수 있다. 이런 이유로, 본 발명은 또한 촉매와 제공되는 모노리스와 같은 지지체에 관한 것이다. 예컨대, 촉매는 모노리스에 워시코트(washcoat)될 수 있다. 이런 이유로, 촉매를 제조하는 방법은 이렇게 얻어진 촉매와 모노리스를 조합하는 단계를 더 포함해도 좋다. 바람직하게, 모노리스는 제 1 및 제 2 금속에 적재되지 않는 모노리스이고, 제 1 금속은 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 플래티넘 및 금을 포함하는 귀금속의 군으로부터, 특히 루테늄 및 플래티넘을 포함하는 귀금속의 군으로부터 선택되고, 제 2 금속은 크로뮴, 망간, 철, 코발트, 니켈 및 구리, 특히 철을 포함하는 전이 금속의 군으로부터 선택된다. 바람직하게, 모노리스는 이들 금속 중 어느 것, 바람직하게는 전혀 금속이 아닌 것으로 적재되지 않는다. 실시형태에 있어서, 모노리스는 루테늄, 플래티넘 및 철로 적재되지 않는다.
구체적인 실시형태에 있어서, 제올라이트는 제 1 및 제 2 금속, 특히 Fe 및 Pt 및 Ru 중 하나 이상으로만 적재된다.
또한, 본 발명은 금속으로 적재된 제올라이트는 Fe,Rh-FER, Fe,Ir-FER, Fe,Ru-FER, Fe,Pt-FER, Fe,Pt-MOR, Fe,Rh-BEA, Fe,Ir-BEA, Fe,Ru-BEA 및 Fe,Pt-BEA, 특히 FER 및 BEA 변이체를 포함하는 군으로부터 선택되는 방법 및 촉매에 관한 것이다.
본 발명에 따른 촉매는 제 1 금속을 약 0.00001-4 중량-%(0.00001 중량-%는 10ppm임), 제 2 금속을 약 0.1-10 중량-% 포함하는 제올라이트를 포함하는 것이 바람직하다. 더욱 특히, 제올라이트는 제 1 금속을 약 0.01 내지 0.5 중량-%, 제 2 금속을 약 0.5 내지 4 중량-% 포함한다. "제 1 금속"의 조합 및 "제 2 금속"의 조합 등은 예컨대 Fe,Ir,Ru-FER, Co,Ni,Ir-MOR 및 Co,Ni,Rh,Os-MOR, 등은 물론 사용될 수 있다. 유사하게 제 1 및 제 2 적재 조작은 하나 이상의 적재 조작을 배재하지 않는다. M2-M1-제올라이트 및 M2,M1-제올라이트는 제올라이트가 우선 제 1 금속(M1) 그 후 제 2 금속(M2)으로 적재된다는 것과 제올라이트가 2개의 금속(M2,M1)이 동시에 적재된다는 것을 각각 나타낸다. 바람직하게, 그러나 제올라이트는 적어도 Fe 및 하나 이상의 Ru 및 Pt로 적재되고, 선택적으로 여기에 설명된 다른 제 1 및/또는 제 2 금속 중 하나(독점적으로)와 적재(동시에)된다. 이런 이유로, 또한 방법은 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 플래티넘, 금, 크로뮴, 망간, 철, 코발트, 니켈 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 다른 금속(Fe 및 하나 이상의 Ru 및 Pt를 제외함)으로 동시에 적재되는 단계를 포함해도 좋다.
본 발명에 따른 촉매는 문제의 제올라이트를 포함하는 것이 바람직하다. 다른 실시형태에 있어서, 촉매는 제올라이트와 소정량의 캐리어, 예컨대 보에마이트(boehmite) 0.1-50 중량-%, 예컨대 펠렛의 형태로 포함하고, 또는 당업자에 친숙한 모노리스에 사용된다. 금속(제 1 금속 및 제 2 금속)의 양은 제올라이트의 양을 기준으로 하고, 금속은 제올라이트 상에 또한 내에 존재한다.
예컨대 쉽게 용해 가능한 니트레이트와 같은 공지의 염은 이온 교환에 사용된다. 사용되는 제올라이트는 H, Na, K 또는 NH4 형태로 예컨대 NH4-BEA, H-FER 등이 될 수 있다. 이온 교환 프로세스는 충분히 길게 계속되거나 충분히 반복되어 제 1 금속의 약 0.00001-4 중량-%가 제올라이트 내에 존재하는 것을 확인한다. 또한, 제올라이트는 다른 방법으로(기공 체적 함침 등에 의해) 적재될 수 있다. 제올라이트는 여과, 세정 및 가능한 한 건조되는 것이 바람직하다. 제올라이트는 제 2 금속 0.1-10 중량-%으로 순차적으로 적재된다. 이것은 이온 교환(액상에서) 또는 기공 체적 함침(초기 함침법) 등에 의해 행해질 수 있다(상기 참조). 제올라이트는 그 후 건조 및 필요에 따라 소성된다.
(실시예)
시험 장치
N2O(가능한 한 NOx)의 촉매 분해는 반자동 실험 셋업(semi-automatic experimental setup)으로 연구되었다. 가스는 MFCs(Mass Flow Controllers)을 사용하여 도입되고, 물은 적당한 온도로 세팅된 포화기(saturator)를 사용하여 첨가된다. 파이프는 응축을 방지하기 위해 130℃까지 가열된다. 실험은 오븐이 설치되어 있고 내부 직경 0.6-1 cm의 석영 리액터에서 행해진다. 촉매의 0.25-0.5 mm 스크리닝 분획은 석영 철망(gauze)에 설치된다. 가스상은 모델 9100 가스 아날라이저가 설치된 calibrated Bomen MB100 Fourier-transform infrared (FTIR) 분광기 또는 Perkin Elmer GC-TCD을 사용함으로써 정량 분석을 행했다. 실시예의 캐리어 가스(밸런스)는 N2이다.
일반적으로, N2O 전환은 온도의 함수 및 시간의 함수로서 측정된다. 촉매는 촉매를 탈수소화하기 위해 공기 중에서 2 degrees C/min 내지 260 deg C에서 가열했다. 이어서, 촉매는 반응 혼합물에 노출된다. 각 온도에서 촉매는 FTIR 측정(3번, 인터벌 5분)을 행한 후 15분 평형 시간 동안 정상 상태에 도달시킨다. 순차적으로, 온도는 2 degrees C/min로 10 degrees C까지 증가시키고, 측정 절차는 최고 온도가 510 degrees C에 도달할 때까지 반복했다.
실시예 1: 적재된 제올라이트의 제조
표 1: 제조된 촉매
Figure 112011009254095-pct00001

Cat 1: Fe-Ru-BEA
이 촉매는 액상의 지올리스트(Zeolyst) BEA CP814와 FeCl2. 4H2O 및 Ru(NH4)6Cl3을 제올라이트가 Ru 0.3 중량-%, Fe 0.7 중량-%로 적재될 때까지 80℃에서 16시간에 걸쳐서 공동 이온 교환(co-ion exchange)에 의해 제조했다. 제올라이트를 여과한 후 충분히 세정하고 80℃에서 건조했다. 촉매는 반응 전 550℃에서 5시간 동안 제자리에서 소성되었다.
Cat 2: Fe-BEA (참조)
이 촉매는 액상의 지올리스트 BEA CP814와 FeCl2. 4H2O를 제올라이트가 Fe 0.7 중량-%로 적재될 때까지 80℃에서 16시간에 걸쳐서 이온 교환에 의해 제조했다. 제올라이트를 여과한 후 충분히 세정하고 80℃에서 건조했다. 촉매는 반응 전 550℃에서 5시간 동안 제자리에서 소성되었다.
Cat 3: Fe-Ru-BEA2
이 촉매는 액상의 지올리스트 BEA CP814와 FeCl2. 4H2O 및 Ru(NH4)6Cl3을 제올라이트가 Ru 0.02 중량-% 및 Fe 0.7 중량-%(ICP 분석에 의해)로 적재될 때까지 80℃에서 16시간에 걸쳐서 공동 이온 교환에 의해 제조했다. 제올라이트를 여과한 후 충분히 세정하고 80℃에서 건조했다. 촉매는 반응 전 550℃에서 5시간 동안 제자리에서 소성되었다.
Cat 4: Fe-Pt-BEA
이 촉매는 액상의 지올리스트 BEA CP814와 FeCl2. 4H2O 및 Pt(NH3)4Cl2를 제올라이트가 Pt 0.05 중량-%, Fe 0.7 중량-%(ICP 분석에 의해)로 적재될 때까지 80℃에서 16시간에 걸쳐서 공동 이온 교환에 의해 제조했다. 제올라이트를 여과한 후 충분히 세정하고 80℃에서 건조했다. 촉매는 반응 전 550℃에서 5시간 동안 제자리에서 소성되었다.
Cat 5: Fe-Ru-BEA3 (참조)
이 촉매는 제올라이트에 촉매적으로 활성인 금속을 순차적으로 적재함으로써 제조된다. 지올리스트 BEA CP814는 80℃에서 16시간 동안 액상의 Ru(NH4)6Cl3으로 이온 교환이 행해진다. 제올라이트를 여과한 후 충분히 세정하고 80℃에서 건조했다. Ru-BEA 촉매는 FeCl2.4H2O를 사용하여 Fe 0.7 중량-%(ICP 분석)로 적재되었다. Ru는 0.02 중량-%(ICP 분석에 의함)의 양으로 적재되었다. 촉매는 반응 전 550℃에서 5시간 동안 제자리에서 소성되었다.
Cat PA1: Fe-ZSM-5 (참조)
이 촉매는 80℃에서 16시간에 걸쳐서 액상의 Alsi Penta SN27 제올라이트 ZSM-5와 FeCl2. 4H2O의 이온 교환에 의해 제조했다(Fe 2.5 중량-%의 적재를 제공하기 위해 산출됨). 제올라이트를 여과한 후 충분히 세정하고 80℃에서 건조했다. 촉매는 반응 전 550℃에서 5시간 동안 제자리에서 소성되었다.
Cat PA2: Ru-ZSM-5 (참조)
이 촉매는 80℃에서 16시간에 걸쳐서 액상의 Alsi Penta SN27 제올라이트 ZSM-5와 Ru(NH4)6Cl3의 이온 교환에 의해 제조했다(Ru 0.3 중량-%의 적재를 제공하기 위해 산출됨). 제올라이트를 여과한 후 충분히 세정하고 80℃에서 건조했다. 촉매는 반응 전 550℃에서 5시간 동안 제자리에서 소성되었다.
Cat PA3: Fe-Ru-ZSM-5 (참조)
이 촉매는 80℃에서 16시간에 걸쳐서 액상의 Alsi Penta SN27 제올라이트 ZSM-5와 FeCl2 . 4H2O 및 Ru(NH4)6Cl3의 이온 교환에 의해 제조했다(Ru 0.3 중량-% 및 Fe 2.5 중량-%의 적재를 제공하기 위해 산출됨). 제올라이트를 여과한 후 충분히 세정하고 80℃에서 건조했다. 촉매는 반응 전 550℃에서 5시간 동안 제자리에서 소성되었다.
Cat 6: FePtBEA seq. (참조)
촉매는 순차적인 이온 교환을 사용하여 제조된다. 지올리스트 BEA CP814e는 80℃에서 16시간 동안 우선 (NH3)4Pt(NO3)2로 교환되고, 이어서 세정되고, 여과되고 80℃에서 건조된다. Fe 적재된 Fe-BEA는 80℃에서 16시간 동안 FeCl2.4H2O로 교환되어 Pt 0.50 중량.%(ICP 분석) 및 Fe 1.45 중량.%(ICP 분석)의 적재가 행해진다. 제올라이트를 여과한 후 충분히 세정하고 80℃에서 건조했다. 촉매는 반응 전 550℃에서 소성되었다.
Cat 7: FePtBEA Co.
촉매는 80℃에서 16시간 동안 지올리스트 BEA CP814e를 FeCl2.4H2O 및 (NH3)4Pt(NO3)2로 공동 이온 교환을 사용하여 Pt 0.05 중량.%(ICP 분석) 및 Fe 1.45 중량.%(ICP 분석)의 적재를 행하여 제조된다. 제올라이트를 여과한 후 충분히 세정하고 80℃에서 건조했다. 촉매는 반응 전 550℃에서 소성되었다.
Cat 8: Fe-Ru-BEA Co.
촉매는 80℃에서 16시간 동안 지올리스트 BEA CP814e를 FeCl2.4H2O 및 Ru(NH4)6Cl3로 공동 이온 교환을 사용하여 Ru 0.01 중량.%(ICP 분석) 및 Fe 1.45 중량.%(ICP 분석)의 적재를 행하여 제조된다. 제올라이트를 여과한 후 충분히 세정하고 80℃에서 건조했다. 촉매는 반응 전 550℃에서 소성되었다.
Cat 9: FePtBEA Co.
촉매는 80℃에서 16시간 동안 지올리스트 BEA CP814e를 FeCl2.4H2O 및 (NH3)4Pt(NO3)2의 공동 이온 교환을 사용하여 Pt 0.55 중량.%(ICP 분석) 및 Fe 0.60 중량.%(ICP 분석)의 적재를 행하여 제조된다. 제올라이트를 여과한 후 충분히 세정하고 80℃에서 건조했다. 촉매는 반응 전 550℃에서 소성되었다.
Cat 10: FePtPdSnBEA Co.
촉매는 80℃에서 16시간 동안 지올리스트 BEA CP814e를 FeCl2.4H2O, (NH3)4Pt(NO3)2, FeCl2.4H2O 및 Pd(NH3)4(NO3)2의 공동 이온 교환을 사용하여 Pt 0.59 중량.%(ICP 분석) 및 Fe 0.60 중량.%(ICP 분석), Pd 1.1 wt% 및 Sn 1.1 wt%의 적재를 행하여 제조된다. 제올라이트를 여과한 후 충분히 세정하고 80℃에서 건조했다. 촉매는 반응 전 550℃에서 소성되었다.
실시예 2(참조예): Fe, Fe/Ru 및 Ru로 교환된 ZSM-5를 사용한 N2O의 분해
선행 기술에 알려진 실시예 1에 설명된 촉매 PA1-PA3은 표 2에 기재된 조건 하에서 N2O의 분해에 사용되었다.
표 2: 실시예 2에 사용되는 반응 조건
Figure 112011009254095-pct00002

이하 결과가 여기에 얻어진다.
표 3: 실시예 2에 얻어진 결과
Figure 112011009254095-pct00003

이 데이터는 액상에서 ZSM-5 제올라이트로 공동 이온 교환(제 1 및 제 2 금속의 동시 교환), 즉 Fe 및 Ru으로 제올라이트의 동시 적재는 단독으로 적재된 Fe-ZSM-5와 비교하여 촉매를 거의 향상하지 못한 것을 나타낸다.
실시예 3: Fe/Ru 및 Fe로 교환된 BEA를 사용한 N2O의 분해
N2O는 실시예 1의 촉매 1 및 2를 사용하여 표 4에 기재된 조건 하에서 분해되었다.
표 4: 실시예 3에 사용된 반응 조건
Figure 112011009254095-pct00004

여기서 얻어진 결과를 이하에 나타낸다.
표 5: 실시예 3에 얻어진 결과
Figure 112011009254095-pct00005

이 데이터는 Fe 및 Ru으로 제올라이트의 동시 적재(공동 이온 교환)는 단독으로 적재된 유사체, Fe-BEA와 비교하여 촉매를 완전히 향상한다는 것을 나타낸다.
실시예 4: Fe/Ru 및 Fe/Pt로 교환된 BEA를 사용한 N2O의 분해
촉매 3 및 4는 표 6에 기재된 조건 하에서 N2O의 분해에 사용되었다.
표 6: 실시예 4에서 사용된 반응 조건
Figure 112011009254095-pct00006

표 7: 실시예 4의 결과
Figure 112011009254095-pct00007

이 데이터는 Fe 및 Ru 또는 Fe 및 Pt으로 제올라이트의 동시 적재(공동 이온 교환)는 현저하게 안정한 N2O 분해 촉매를 제공한다는 것을 나타낸다. 따라서, 제 2 금속의 도입은 N2O 전환의 안정성을 손상시키지 않고 강한 활성 증가 효과(실시예 3 참조)를 갖는다.
실시예 5: 순차적 적재 및 동시 적재에 의해 Fe/Ru로 교환된 BEA를 사용한 N2O의 분해
실시예 1의 촉매 3 및 5는 표 4에 기재된 조건 하에서 N2O를 분해시키는데 사용되었다.
표 8: 실시예 5에 사용된 반응 조건
Figure 112011009254095-pct00008

여기서 얻어진 결과를 이하에 나열했다.
표 9: 실시예 5에 얻어진 결과
Figure 112011009254095-pct00009

이 데이터는 Fe 및 Ru으로 제올라이트의 동시 적재(공동 이온 교환)는 순차적으로 적재된 FeRuBEA와 비교하여 현저하게 안정한 촉매를 제공한다는 것을 나타낸다.
실시예 6: Fe 및 Ru으로 공동 교환된 Fe/Ru- ZSM-5 (PA3) 및 Fe/Ru- BEA (Cat 1)를 사용한 N2O 분해
실시예 1의 촉매 PA3 및 Cat 1 (Fe-Ru-BEA)을 사용하여 표 2에 나열된 조건 하에서 N2O를 분해했다. 이하 결과가 얻어졌다:
표 10: 실시예 6의 결과
Figure 112011009254095-pct00010

Fe 및 Ru로 동시에 적재된 BEA는 Fe 및 Ru로 동시에 적재된 ZSM-5에 비해 완전히 향상된 촉매를 제공한다는 결론을 내렸다. Fe 및 Ru과 공동 이온 교환을 조합한 긍정적인 효과는 BEA 제올라이트에서 관찰되고, 반면에 ZSM-5 제올라이트에 대해서는 Fe 및 Ru과 공동 이온 교환의 조합은 Fe-ZSM-5 유사체와 비교하여 N2O 전환을 상당히 향상하지 않았다(실시예 2 참조). 분명히, Fe 및 Ru의 공동 이온 교환에 의해 확립된 Fe 및 Ru의 유용한 시너지는 제올라이트 형태에 따라 다르다.
실시예 7: Fe 및 Ru으로 교환된 Fe/Ru- ZSM-5 및 Fe/Ru- BEA를 사용한 N2O 분해의 안정성
실시예 1의 촉매 PA3 및 촉매 1(Fe-Ru-BEA)을 사용하여 표 12에 나열된 조건 하에서 N2O가 분해되었다.
표 12
Figure 112011009254095-pct00011

표 13: 실시예 7의 결과:
Figure 112011009254095-pct00012

Fe 및 Ru으로 동시에 적재된 BEA는 Fe 및 Ru로 동시에 적재된 ZSM-5에 비해 완전히 안정한 N2O 분해 촉매를 제공한다는 결론을 내렸다. Fe-Ru-BEA는 측정 기간(본 발명의 실시예에서 230시간임) 동안 일정한 N2O 전환을 나타내고, 반면에 Fe-Ru-ZSM-5는 생산중에 50시간 내에 약 10% 포인트의 양으로 N2O 전환의 일정한 감소를 나타낸다.
실시예 8: 공동 이온 교환된 FeRuBEA Co. 및 Fe 및 Pt로 공동 이온 교환된 FePtBEA Co.를 사용한 N2O의 분해
촉매 CAT 7, FePtBEA Co. 및 촉매 CAT 8, FeRuBEA Co.를 사용하여 표 13에 나열된 조건 하에서 N2O를 분해했다.
표 13: 실시예 8의 조건
Figure 112011009254095-pct00013

이하 결과가 얻어졌다:
표 14: 실시예 8의 결과:
Figure 112011009254095-pct00014

유사 1차 속도 상수(pseudo-first order rate constant)는 이하로 정의된다:
k =- (F/ ( mcat PM·p))·ln(1- X)
식 중, F는 총 흐름이고, mcat는 촉매 중 PM(귀금속, 개별적으로 Pt 및 Ru)의 질량이고, p는 총 압력이고, X는 전환이다.
속도 상수는 전환보다 촉매의 실제의 활성을 비교한다. 공동 이온 교환된 Fe 및 Pt로 동시에 적재된 BEA는 Fe 및 Ru로 동시에 적재된 BEA와 비교하여 확실히 더 활성적인 촉매를 제공한다고 결론을 내렸다.
실시예 9: 순차적으로 교환된 FePtBEA Seq. 및 Fe 및 Pt로 공동 이온 교환된 FePtBEA Co.를 사용한 N2O의 분해
촉매 Cat 6, FePtBEA seq. 및 촉매 CAT 7, FePtBEA Co.를 사용하여 표 14에 나열된 조건 하에서 N2O를 분해했다.
표 14: 실시예 9의 조건
Figure 112011009254095-pct00015

이하 결과를 얻었다:
표 15: 실시예 9의 결과:
Figure 112011009254095-pct00016
유사 1차 속도 상수는 이하로 정의된다:
k =- (F/ ( mcat PM·p))·ln(1- X)
식 중, F는 총 흐름이고, mcat는 촉매 중 PM(귀금속, 개별적으로 Pt 및 Ru)의 질량이고, p는 총 압력이고, X는 전환이다.
공동 이온 교환된 Fe 및 Pt로 동시에 적재된 BEA는 Ru 및 Fe로 순차적으로 적재된 BEA와 비교하여 확실히 더 활성적인 촉매를 제공한다고 결론내렸다.
실시예 10: FePtBEA Co. 및 Fe, Pt, Sn 및 Pd로 공동 교환된 FePtPdSnBEA Co.를 사용한 N2O의 분해
촉매 9 FePtBEA Co. 및 촉매 10 FePtPdSnBEA Co.를 사용하여 표 16에 나열된 조건 하에서 N2O를 분해했다.
표 16: 실시예 10의 조건
Figure 112011009254095-pct00017

이하 결과가 얻어졌다:
표 17: 실시예 10의 결과:
Figure 112011009254095-pct00018

Fe 및 Pt로 동시 적재된 공동 이온 교환된 BEA는 Fe, Pt, Pd 및 Sn으로 동시 적재된 공동 이온 교환된 BEA와 비교하여 확실히 향상된 N2O 전환 촉매를 제공한다는 결론을 내렸다. Fe, Pt, Pd 및 Sn의 염의 이온-교환 프로세스 동안에, 최종 위치 및 Fe 및 Pt 부위를 활성화하는 상태는 Fe 및 Pt만의 염으로 얻어지는 상황과 다르다고 추측된다. N2O 분해에 관한 문헌은 N2O 분해의 활성 부위의 위치 및 특성의 중요성의 많은 실시예를 나타낸다. 대체로, BEA 제올라이트와 Fe 및 하나 이상의 Pt 및 Ru을 제외한 원소의 염과 Fe 및 하나 이상의 Pt 및 Ru의 염을 함께 동시에 교환하는 것은 N2O 분해 전환 활성에 해로울 수 있다.

Claims (21)

  1. 촉매의 존재하에 N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법으로서:
    상기 N2O- 및 NOx-함유 가스는 촉매와 접촉을 일으키고,
    상기 촉매는 루테늄 또는 플래티넘 중 하나 이상을 포함하는 귀금속의 군으로부터 선택되는 제 1 금속, 및 철을 포함하는 제 2 금속으로 적재되는 제올라이트를 포함하고,
    상기 제올라이트는 FER 또는 BEA 중 하나 이상이고,
    상기 제올라이트에 금속을 적재하는 단계는 제올라이트에 귀금속 및 제 2 금속을 동시에 적재함으로써 이루어지는, N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제올라이트는 이온 교환 방법에 의해 금속이 적재되는, N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제 1 금속은 루테늄을 포함하는, N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제 1 금속은 플래티넘을 포함하는, N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 촉매는 Fe,Pt-BEA를 포함하는, N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제올라이트는 제 1 금속 0.00001-4 중량-% 및 제 2 금속 0.1-10 중량-%를 포함하는, N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 N2O- 및 NOx-함유 가스는 350-600℃의 온도 범위내에서 촉매와 접촉을 일으키는, N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 N2O- 및 NOx-함유 가스는 N2O/NOx의 비율이 1-10,000 mol/mol의 범위내인, N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 N2O- 및 NOx-함유 가스는 산소 또는 물 중 하나 이상을 더 포함하는, N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 N2O- 및 NOx-함유 가스는 탄화수소 50ppm 미만을 포함하는, N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 N2O- 및 NOx-함유 가스는 탄화수소를 포함하지 않는, N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 촉매는 NOx를 제거하는데도 사용되는, N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제올라이트는 제 1 금속 및 제 2 금속으로만 적재되는, N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 촉매는 제올라이트와 바인더의 조합을 포함하고, 상기 바인더는 루테늄, 플래티넘, 및 철로 적재되지 않는, N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해 방법.
  15. N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해용 촉매의 제조방법으로서:
    상기 촉매는 FER 또는 BEA 중 하나 이상인 제올라이트를 포함하고,
    상기 촉매의 제조는 제올라이트에 루테늄 또는 플래티넘 중 하나 이상을 포함하는 귀금속의 군으로부터 선택되는 제 1 금속, 및 철을 포함하는 전이 금속의 군으로부터 선택되는 제 2 금속으로 동시에 적재되는 단계를 포함하고, 상기 제올라이트는 제 1 금속 및 제 2 금속으로만 적재되는, N2O- 및 NOx-함유 가스 중 N2O의 촉매 분해용 촉매의 제조방법.
  16. 제15항에 명시된 방법에 의해 제조될 수 있는 촉매로서:
    상기 촉매는 Fe,Pt-BEA를 포함하는, 촉매.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 촉매는 제올라이트에 제 1 금속 0.00001-4 중량-% 및 제 2 금속 0.1-10 중량-%가 적재되는 것인, 촉매.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
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