KR101789114B1 - 질소 산화물의 선택적 촉매 환원에서 사용하기 위한 촉매 조성물 및 방법 - Google Patents

질소 산화물의 선택적 촉매 환원에서 사용하기 위한 촉매 조성물 및 방법 Download PDF

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Abstract

하나 이상의 산성 제올라이트 또는 제오타입 성분과 하나 이상의 레독스 활성 금속 화합물의 물리적 혼합물을 포함하는 질소 산화물의 선택적 환원 및 그을음 산화를 위한 촉매 조성물 및 이 촉매 조성물의 사용에 의한 질소 산화물의 선택적 환원 및 그을음 산화를 위한 방법.

Description

질소 산화물의 선택적 촉매 환원에서 사용하기 위한 촉매 조성물 및 방법{CATALYST COMPOSITION AND METHOD FOR USE IN SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION OF NITROGEN OXIDES}
본 발명은 암모니아 또는 그것의 전구체와의 반응에 의한 오프-가스 중의 질소 산화물의 선택적 환원에서 사용하기 위한 촉매 조성물에 관한 것이다.
NH3-SCR, 즉 환원제로서 암모니아의 사용에 의한 질소 산화물(NOx)의 선택적 환원을 위한 촉매는 본 분야에 잘 알려져 있다. 이들 촉매는, 선택적으로 구리 또는 철로 촉진된 제올라이트계 재료를 포함한다.
본 발명에 의해서 해결되어야 하는 문제는 150-550℃의 반응 온도에서 DeNOx 활성을 가진 질소 산화물의 환원을 위한 촉매 조성물 및 방법을 제공하는 것이다.
희박 연소 엔진으로부터의 오프-가스는 NOx에 더하여 탄화수소, CO 및 그을음 입자를 함유하며, 이들은 촉매 산화에 의해서 감소되거나 제거될 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 촉매 조성물 및 방법은 DeNOx 활성과 동시에 그을음 및 탄화수소 산화 활성을 더 포함해야 한다.
우리의 최근 연구는 산성 제올라이트 또는 제오타입 분말과 레독스 활성 금속 화합물의 기계적 혼합에 의해서 제조된 복합 촉매에서 뚜렷한 상승작용적 효과의 몇 가지 예들을 드러냈다.
우리는 하나 이상의 레독스 활성 금속 화합물과 물리적으로 혼합된 하나 이상의 산성 제올라이트 또는 제오타입 성분을 포함하는 촉매 조성물이 오프-가스에 함유된 질소 산화물의 선택적 환원 및 탄화수소, CO 및 그을음의 산화에서 개선된 활성을 나타낸다는 것을 발견했다.
본원에서 사용된 용어 "레독스 활성 금속 화합물"은 금속 원자 또는 화합물의 산화 수, 또는 산화 상태의 변화의 관점에서 가역적으로 산화되고 환원될 수 있는 금속 화합물을 말한다.
상기 발견에 따라, 본 발명은 Cu/Al2O3, Mn/Al2O3, CeO2-ZrO2, Ce-Mn/Al2O3 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상의 레독스 활성 금속 화합물과 물리적으로 혼합된 BEA, MFI, FAU, FER, CHA, MOR 또는 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상의 산성 제올라이트 또는 제오타입 성분을 포함하는 질소 산화물의 선택적 환원 및 그을음 산화를 위한 촉매 조성물을 제공한다.
본 발명에 따라서 혼합한 상기 언급된 제올라이트 또는 제오타입 재료와 레독스 금속 성분의 기계적 혼합에 의해서 제조된 촉매 조성물은 뚜렷한 상승작용적 효과를 나타낸다. 이러한 복합 촉매의 DeNOx 활성은 이들의 개별적 성분의 활성을 상당히 초과한다.
산성 제올라이트 또는 제오타입 성분은 양성자 형태로 사용되거나, 또는 Fe로 촉진될 수 있다.
바람직하게, 제올라이트 성분과 레독스 성분 사이의 중량비는 1:1 내지 1:50이다.
본 발명의 한 구체예에서, 레독스 성분은 Al2O3, TiO2 ,SiO2, CeO2, ZrO2 또는 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 지지체 상에 분산된다.
본 발명에 따라, 제올라이트 성분의 평균 몰 비율 Si/Al은 5 내지 100인 것이 일반적으로 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 설명된 촉매 조성물은 금속, 세라믹, 금속 산화물, SiC 또는 실리카 재료 또는 섬유의 구조체 상의 코팅으로서 또는 코팅 재료로서 이용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 또한 본 발명의 상기 개시된 구체예 중 어느 하나에 따른 촉매 조성물로 코팅된 모노리스 구조체를 제공한다.
모노리스 구조체는 바람직하게 금속, 세라믹, 금속 산화물, SiC 또는 실리카 섬유 재료로 제조된다.
모노리스 구조체는 입자 필터, 예를 들어 허니콤 구조 필터 또는 월 플로 필터의 형태일 수 있다.
추가의 구체예에서, 촉매 조성물은 두 개 또는 몇 개의 분리된 촉매층으로 일렬로 또는 두 개 또는 몇 개의 촉매층으로서 평행하게 구조체 상에 코팅되며, 여기서 상기 층들은 상이한 조성 및 층 두께를 가진다.
본 발명으로부터 얻는 구체적인 이점은 다음과 같다:
1) 양성자 형태의 또는 철로 촉진된 산성 제올라이트 또는 제오타입에 CeO2-ZrO2, Cu/Al2O3, Mn/Al2O3 또는 Ce-Mn/Al2O3의 첨가는 제올라이트 성분의 양을 증가시키지 않고 T반응 < 250℃에서 DeNOx 활성을 현저히 증진시킨다. 이 경우, 촉매의 전체 부피는 첨가된 레독스 성분의 부피만큼 증가된다.
2) 또는 달리, 복합 촉매에서 고가의 제올라이트/제오타입 성분의 양이 레독스 성분의 등가의 부피로 치환됨으로써 상당히 감소될 수 있다. 이 경우, 촉매의 전체 부피는 일정하게 유지되지만, 제올라이트 성분의 양은 DeNOx 성능의 주목할만한 희생 없이 2-5배까지 감소될 수 있다. Ce-Mn/Al2O3 성분이 촉매 제제에 사용되었을 때는 제올라이트 성분의 감소된 양에도 불구하고 T반응 < 250℃에서 NOx 전환의 주목할만한 개선이 관찰된다.
3) 유리한 DeNOx 활성에 더해, [CeO2-ZrO2+제올라이트/제오타입] 또는 [Ce-Mn/Al2O3+제올라이트/제오타입] 조성물은 유의한 그을음 산화 활성을 나타내며, 이것은 이들을 일체형 DeNOx-DeSoot 촉매 시스템의 개발을 위한 유망한 후보로 만든다.
4) 유리한 DeNOx 활성에 더해, [CeO2-ZrO2+제올라이트/제오타입] 또는 [Ce-Mn/Al2O3+제올라이트/제오타입] 조성물은 과량의 암모니아의 선택적 산화로 인하여 고온에서 상당히 더 낮은 암모늄 슬립을 나타낸다.
본 발명은 추가로 Cu/Al2O3, Mn/Al2O3, CeO2-ZrO2, Ce-Mn/Al2O3 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상의 레독스 활성 금속 화합물과 물리적으로 혼합된 BEA, MFI, FAU, FER, CHA, MOR 또는 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상의 산성 제올라이트 또는 제오타입 성분을 포함하는 촉매 조성물을 암모니아의 존재하에 오프-가스와 접촉시키는 단계를 포함하는, 오프-가스에 함유된 질소 산화물의 선택적 환원 및 그을음의 산화를 위한 방법을 제공한다.
산성 제올라이트 또는 제오타입 성분은 양성자 형태로 사용되거나, 또는 Fe로 촉진될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 한 구체예에서, 하나 이상의 레독스 활성 금속 화합물은 Al2O3, TiO2 ,SiO2, CeO2, ZrO2 또는 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 지지체 상에 분산된다.
본 발명에 따른 방법의 다른 구체예에서, 촉매 조성물은 250℃ 아래의 온도에서 오프-가스와 접촉된다.
본 발명에 따른 방법의 추가의 구체예에서, 암모니아의 과량은 촉매 조성물과의 접촉에 의해서 질소로 선택적으로 산화된다.
실시예
실시예 1
CeO2-ZrO2 + H-베타 제올라이트 촉매 조성물 상의 NH3-DeNOx에서 상승작용적 효과.
74wt% CeO2 - 26wt% ZrO2 분말을 H-베타 제올라이트와 10의 중량 비율로 완전히 혼합해서 [CeO2-ZrO2 + H-베타 제올라이트] 복합 촉매를 제조했다. 이 중량 비율은 이들 재료의 밀도 차이로 인해서 성분 CeO2-ZrO2/H-Beta = 3/1의 부피비를 가져온다. 분말을 10-15분 동안 마노 막자사발에서 완전히 분쇄한 후 펠릿으로 만들었다. 펠릿을 부수고 체질해서 촉매 시험용으로 0.2-0.4mm 분획을 수집했다. 유사하게 펠릿으로 만든 74wt% CeO2 - 26wt% ZrO2, H-베타, 및 Fe-베타 제올라이트를 기준 샘플로 사용했다.
150-550℃의 온도 범위에서 NH3-DeNOx에서 촉매를 시험했다. 시험은 다음의 조건하에서 수행했다: 2℃/min의 속도로 반응 온도 감소, 공급 가스 조성: 500ppm NO, 540ppm NH3, 10 vol% O2, 6 vol% H2O, 나머지를 N2로 하여 총 유량 300mL/min을 얻었다.
촉매 로딩 및 얻어진 GHSV:
0.197g 74wt% CeO2-ZrO2 + 0.02g H-베타 제올라이트, 촉매 부피 0.134 ml, GHSV = 135 000 h-1.
이들 조건에서 CeO2-ZrO2 + H-베타 제올라이트 복합 촉매는 DeNOx 활성을 나타냈으며, 이것은 실질적으로 개별적 74wt% CeO2-ZrO2(0.131g CeO2-ZrO2, 촉매 부피 0.067 ml, GHSV = 270,000 h-1) 및 H-베타 제올라이트(0.04g, 촉매 부피 0.067 ml, GHSV = 270 000 h-1)의 활성을 초과했고, 이는 도 1에 도시된 대로 복합 촉매의 성분들 사이의 뚜렷한 상승작용적 효과를 시사한다.
복합 촉매 상에서 NOx 전환은 230-550℃에서 상업용 Fe-베타 제올라이트(Fe-베타) 상에서의 NOx 전환과 유사하고, 150-200℃에서는 Fe-베타 상에서의 NOx 전환을 초과한다.
실시예 2
T반응 < 250℃에서 [CeO2-ZrO2 + Fe-베타] 복합 촉매의 증진된 DeNOx 성능.
[CeO2-ZrO2 + Fe-베타 제올라이트] 복합 촉매의 두 가지 샘플을 74wt% CeO2 - 26wt% ZrO2와 Fe-베타 제올라이트 분말을 완전히 분쇄해서 제조했다.
제1 샘플은 74wt% CeO2 - 26wt% ZrO2와 Fe-베타 제올라이트 분말을 3.3의 중량 비율로 혼합하여 제조했다. 이 중량 비율에서 복합 촉매에서 74wt% CeO2-26wt% ZrO2/Fe-베타 성분의 부피비는 1/1이 된다. 제2 샘플은 74wt% CeO2 - 26wt% ZrO2와 Fe-베타 분말을 10의 중량 비율로 혼합하여 제조했다. 제2 샘플의 경우에는 74wt% CeO2-26wt% ZrO2/Fe-베타 성분의 부피비는 3/1과 같다.
10-15분 동안 마노 막자사발에서 분쇄한 후 얻어진 혼합물을 펠릿으로 만들었다. 펠릿을 부수고 체질해서 촉매 시험용으로 0.2-0.4mm 분획을 수집했다. 유사하게 펠릿으로 만든 Fe-베타 제올라이트를 기준으로 사용했다.
제조된 샘플의 활성을 다음의 촉매 로딩을 사용하여 시험했는데, 반응기에서 Fe-베타 제올라이트 성분의 양은 일정하게 유지되었다:
1/1 부피 성분 비의 제1 샘플: [0.065g 74% CeO2-ZrO2 + 0.02g Fe-베타 제올라이트];
3/1 부피 성분 비의 제2 샘플: [0.197g 74% CeO2-ZrO2 + 0.02g Fe-베타 제올라이트];
기준 샘플: 0.02g Fe-베타 제올라이트.
150-550℃의 온도 범위에서 NH3-DeNOx에서 촉매를 시험했다. 시험은 다음의 조건하에서 수행했다: 2℃/min의 속도로 반응 온도 감소, 공급 가스 조성: 500ppm NO, 540ppm NH3, 10 vol% O2, 6 vol% H2O, 나머지를 N2로 하여 총 유량 300mL/min을 얻었다.
촉매 로딩 및 얻어진 GHSV:
0.197g 74wt% CeO2-ZrO2 + 0.02g Fe-베타 제올라이트, 촉매 부피 0.134 ml,
GHSV = 135 000 h-1;
[0.065g 74wt% CeO2-ZrO2 + 0.02g Fe-베타 제올라이트], 촉매 부피 0.067 ml, GHSV = 270 000 h-1;
0.02 Fe-베타 제올라이트, 촉매 부피 = 0.034 ml, GHSV = 540 000 h-1.
이들 시험 조건에서 [CeO2-ZrO2 + Fe-베타 제올라이트] 복합 촉매는 저온 범위(150-300℃) 내에서 증진된 DeNOx 활성을 나타냈고, 이것은 도 2에 도시된 대로 개별적 Fe-베타 제올라이트의 활성을 상당히 초과했다. CeO2-ZrO2 성분의 양이 증가되었을 때 [CeO2-ZrO2 + Fe-베타 제올라이트]의 활성이 개선된다는 것을 주지하는 것이 중요하다.
실시예 3
제올라이트 성분의 양이 감소된 촉매.
[CeO2-ZrO2 + Fe-베타 제올라이트] 복합 촉매의 세 가지 샘플을 74wt% CeO2 - 26wt% ZrO2 분말과 Fe-베타 제올라이트 분말을 완전히 분쇄해서 제조했다.
제1 샘플은 74wt% CeO2 - 26wt% ZrO2와 Fe-베타 분말을 3.3의 중량 비율로 혼합하여 제조했다. 이 중량 비율에서 74wt% CeO2-26wt% ZrO2/Fe-베타 제올라이트의 부피비는 1/1과 같다.
제2 샘플은 74wt% CeO2 - 26wt% ZrO2와 Fe-베타 제올라이트 분말을 15.5의 중량 비율로 혼합하여 제조했다. 제2 샘플의 경우 74wt% CeO2-26wt% ZrO2와 Fe-베타 제올라이트 성분의 부피비는 5/1과 같다.
제3 샘플은 74wt% CeO2 - 26wt% ZrO2와 Fe-베타 제올라이트 분말을 30의 중량 비율로 혼합하여 제조했다. 제3 샘플의 경우 74wt% CeO2-26wt% ZrO2와 Fe-베타 제올라이트 성분의 부피비는 10/1과 같다.
10-15분 동안 마노 막자사발에서 분쇄한 후 얻어진 혼합물을 펠릿으로 만들었다. 펠릿을 부수고 체질해서 촉매 시험용으로 0.2-0.4mm 분획을 수집했다. 유사하게 펠릿으로 만든 Fe-베타 제올라이트를 기준으로 사용했다.
제조된 샘플의 활성을 다음의 촉매 로딩을 사용하여 시험했는데, 반응기에서 Fe-베타 제올라이트 성분의 양은 일정하게 유지되었다. 아래 설명된 모든 실험에서 로딩된 촉매에 대한 전체 부피는 0.067 ml였고, 이것은 GHSW ~ 270 000 h- 1를 가져온다:
제1 샘플(1/1 부피 성분 비): [0.065g 74wt% CeO2-ZrO2 + 0.02g Fe-베타 제올라이트];
제2 샘플(5/1 부피 성분 비): [0.109g 74wt% CeO2-ZrO2 + 0.007g Fe-베타 제올라이트];
제3 샘플(10/1 부피 성분 비): [0.119g 74wt% CeO2-ZrO2 + 0.0035g Fe-베타 제올라이트];
기준 샘플: 0.02g Fe-베타 제올라이트;
공급 가스 조성: 540ppm NH3, 500ppm NO, 10% O2, 6% H2O, 나머지 N2.
이들 조건에서 [CeO2-ZrO2 + Fe-베타 제올라이트] 복합 촉매는 DeNOx 성능을 나타냈는데, 이것은 복합체 [CeO2-ZrO2 + Fe-베타 제올라이트]의 일부로서 반응기에 로딩된 제올라이트 촉매(Fe-베타 제올라이트)의 상당히 감소된 양에도 불구하고 기준 Fe-베타 제올라이트 샘플의 성능과 본질적으로 동일했다.
도 3의 데이터는 제올라이트의 양이 CeO2-ZrO2의 상응하는 부피로 치환됨으로써 [CeO2-ZrO2 + Fe-베타 제올라이트]의 DeNOx 성능의 희생 없이 적어도 10배 감소될 수 있다는 것을 나타낸다.
실시예 4
T반응 < 250℃에서 [Ce-Mn/Al2O3 + Fe-베타 제올라이트] 복합 촉매의 증진된 DeNOx 성능.
촉매의 전체 부피는 동일하게 일정하게 유지하면서 0,8:1; 1,7:1 및 3,4:1의 중량비로 15wt% Ce - 15wt% Mn/Al2O3 분말과 Fe-베타 분말을 완전히 혼합해서 [Ce-Mn/Al2O3 + Fe-베타] 복합 촉매를 제조했다. 이들 중량비는 이들 재료의 밀도 차이로 인하여 성분 Ce-Mn/Al2O3/Fe-Beta의 부피비 = 2/1; 1/1 및 1/2을 가져온다. 분말을 10-15분 동안 마노 막자사발에서 완전히 분쇄한 후 펠릿으로 만들었다. 펠릿을 부수고 체질해서 촉매 시험용으로 0.2-0.4mm 분획을 수집했다. 유사하게 펠릿으로 만든 Fe-베타를 기준으로 사용했다.
150-550℃의 온도 범위에서 NH3-DeNOx에서 촉매를 시험했다. 시험은 다음의 조건하에서 수행했다: 2℃/min의 속도로 반응 온도 감소, 공급 가스 조성: 500ppm NO, 540ppm NH3, 10 vol% O2, 6 vol% H2O, 나머지를 N2로 하여 총 유량 300mL/min을 얻었다.
촉매 로드: 0.04g Fe-베타 및 [0.045g Ce-Mn/Al2O3+0.013g Fe-베타](2/1 비), [0.034g Ce-Mn/Al2O3+0.02g Fe-베타](1/1 비), [0.022g Ce-Mn/Al2O3+0.027g Fe-베타](1/2 비).
이들 조건에서 [Ce-Mn/Al2O3 + Fe-베타] 복합 촉매는 DeNOx 활성을 나타냈으며, 이것은 350℃ 이하의 온도에서 개별적 Ce-Mn/Al2O3의 활성을 상당히 초과했고, 이는 복합 촉매의 성분들 사이의 뚜렷한 상승작용적 효과를 시사한다(도 4). 이것에 더하여, 복합 촉매에서 암모니아 슬립은 기준 Fe-베타 촉매보다 상당히 더 낮았으며, 이는 이들 복합 시스템이 일체형 DeNOx-ASC로서 사용될 수 있음을 시사한다.
실시예 5
[10wt% Cu/Al2O3 + H-제올라이트] 복합 촉매의 증진된 DeNOx 성능.
[10wt% Cu/Al2O3+H-제올라이트] 복합 촉매의 세 가지 샘플을 10wt% Cu/Al2O3와 H-베타, H-ZSM-5, 또는 H-페리어라이트 분말을 완전히 분쇄해서 제조했다.
제1 샘플은 10wt% Cu/Al2O3와 H-베타(Si/Al = 20) 분말을 1/1의 중량비로 혼합하여 제조했다.
제2 샘플은 10wt% Cu/Al2O3와 H-ZSM-5 분말(Si/Al = 20)을 1/1의 중량비로 혼합하여 제조했다.
제3 샘플은 10wt% Cu/Al2O3와 H-페리어라이트 분말(Si/Al = 32)을 1/1의 중량비로 혼합하여 제조했다.
10-15분 동안 마노 막자사발에서 분쇄한 후 얻어진 혼합물을 펠릿으로 만들었다. 펠릿을 부수고 체질해서 촉매 시험용으로 0.2-0.4mm 분획을 수집했다.
유사하게 상응하는 펠릿으로 만든 제올라이트(H-베타, H-ZSM-5 및 H-페리어라이트)를 기준으로 사용했다.
제조된 샘플의 활성을 다음의 촉매 로딩을 사용하여 시험했는데, 반응기에서 제올라이트 성분의 양은 일정하게 유지되었다:
1/1 중량 성분 비의 제1 샘플: [0.040g 10wt% Cu/Al2O3 + 0.040g H-베타];
1/1 중량 성분 비의 제2 샘플: [0.040g 10wt% Cu/Al2O3 + 0.040g H-ZSM-5];
1/1 중량 성분 비의 제3 샘플: [0.040g 10wt% Cu/Al2O3 + 0.040g H-페리어라이트];
기준 샘플: 0.040g H-베타; 0.040g H-ZSM-5, 또는 H-페리어라이트, 또는 0.040g 10wt% Cu/Al2O3.
150-550℃의 온도 범위에서 NH3-DeNOx에서 촉매를 시험했다. 시험은 다음의 조건하에서 수행했다: 2℃/min의 속도로 반응 온도 감소, 공급 가스 조성: 500ppm NO, 540ppm NH3, 10 vol% O2, 6 vol% H2O, 나머지를 N2로 하여 총 유량 300mL/min을 얻었다.
촉매 로딩 및 얻어진 GHSV:
[0.040g 10wt% Cu/Al2O3 + 0.040g H-베타], 촉매 부피 = 0.134 ml,
GHSV = 135 000 h-1;
[0.040g 10wt% Cu/Al2O3 + 0.040g H-ZSM-5], 촉매 부피 = 0.134 ml,
GHSV = 135 000 h-1;
[0.040g 10wt% Cu/Al2O3 + 0.040g H-페리어라이트], 촉매 부피 = 0.134 ml,
GHSV = 135 000 h-1;
기준 촉매
0.040g H-베타, 촉매 부피 = 0.067 ml,
GHSV = 270,000 h-1;
0.040g H-ZSM-5, 촉매 부피 = 0.067 ml,
GHSV = 270,000 h-1;
0.040g H-페리어라이트, 촉매 부피 = 0.067 ml,
GHSV = 270,000 h-1;
0.040g Cu/Al2O3, 촉매 부피 = 0.067 ml,
GHSV = 270,000 h-1.
이들 시험 조건에서 [10wt% Cu/Al2O3 + H-제올라이트] 복합 촉매는 전체 온도 범위(150-550℃) 내에서 증진된 DeNOx를 나타냈고, 이것은 도 5 및 도 6을 비교함으로써 나타낸 대로 개별적 성분의 활성을 상당히 초과했다.
실시예 6
그을음 산화 활성이 증진된 촉매.
3/1 부피 성분 비의 [CeO2-ZrO2 + Fe-베타]를 실시예 2에 설명된 대로 제조했다. [CeO2-ZrO2 + Fe-베타]의 그을음 산화 활성을 시험하기 위하여 펠릿으로 만든 샘플의 일부를 부수고, 이 촉매 분말을 그을음("Printex U", Degussa)과 1/10의 촉매/그을음 중량비로 혼합했다. 그을음과 촉매를 5분 동안 유리병에서 흔들어 혼합함으로써 그을음과 촉매 사이에 느슨한 접촉을 확립했다. 기준 샘플은 Fe-베타 분말을 사용하여 유사한 방식으로 제조했다.
건조 공기 흐름중에서 10℃/min의 온도 경사도로 그을음 산화를 수행했다. [CeO2-ZrO2 + Fe-베타] 및 Fe-베타 상에서 그을음 산화의 프로파일이 도 7에 묘사된다. (Fe-베타 + 그을음)에 대해 ~660℃에서부터 ([CeO2-ZrO2 + Fe-베타] + 그을음)에 대해 ~420℃까지 그을음 산화 최대값의 이동에 의해서 증명된 대로, [CeO2-ZrO2 + Fe-베타]는 개별적 Fe-베타보다 그을음 산화에 있어서 상당히 더 높은 활성을 나타냈다.

Claims (16)

  1. Cu/Al2O3, Mn/Al2O3 및 CeO2-ZrO2로 구성되는 군으로부터 선택된 레독스 활성 금속 화합물과 물리적으로 혼합된 BEA, MFI, FAU, FER, CHA, MOR 또는 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상의 산성 제올라이트 또는 제오타입 성분으로 구성되고, 하나 이상의 산성 제올라이트 또는 제오타입 성분은 양성자 형태이거나, 또는 Fe로 촉진되는, 질소 산화물의 선택적 환원 및 그을음 산화를 위한 촉매 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 제올라이트 성분과 레독스 성분 사이의 중량비는 1:1 내지 1:50인 것을 특징으로 하는 촉매 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 레독스 활성 금속 화합물은 Al2O3, TiO2, SiO2, ZrO2 또는 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 지지체 상에 분산된 것을 특징으로 하는 촉매 조성물.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 산성 제올라이트 또는 제오타입 성분의 Si/Al의 평균 몰 비율은 5 내지 100인 것을 특징으로 하는 촉매 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 산성 제올라이트 또는 제오타입 성분은 베타-제올라이트, ZSM-5 및 페리어라이트로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 촉매 조성물.
  7. 제 1 항에 따른 촉매 조성물로 코팅된 모노리스 구조체.
  8. 제 7 항에 있어서, 모노리스 구조체는 입자 필터의 형태인 것을 특징으로 하는 모노리스 구조체.
  9. 제 7 항에 있어서, 촉매 조성물은 두 개 또는 몇 개의 분리된 촉매층으로 일렬로 구조체 상에 코팅되거나, 또는 두 개 또는 몇 개의 촉매층으로서 평행하게 구조체 상에 코팅되며, 여기서 상기 층들은 상이한 조성 또는 층 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 모노리스 구조체.
  10. Cu/Al2O3, Mn/Al2O3 및 CeO2-ZrO2로 구성되는 군으로부터 선택된 레독스 활성 금속 화합물과 물리적으로 혼합된 BEA, MFI, FAU, FER, CHA, MOR 또는 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상의 산성 제올라이트 또는 제오타입 성분으로 구성되는 촉매 조성물을 암모니아의 존재하에 오프-가스와 접촉시키는 단계를 포함하고, 하나 이상의 산성 제올라이트 또는 제오타입 성분은 양성자 형태이거나, 또는 Fe로 촉진되는, 오프-가스에 함유된 질소 산화물의 선택적 환원 및 그을음의 산화를 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 하나 이상의 제올라이트 성분의 표면에 분산된 하나 이상의 레독스 활성 금속 성분은 Ce, Mn, Zr, Cu 또는 이들의 혼합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 촉매 조성물은 250℃ 아래의 온도에서 오프-가스와 접촉되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 암모니아의 과량은 촉매 조성물과의 접촉에 의해서 질소로 선택적으로 산화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 삭제
  15. 제 10 항에 있어서, 하나 이상의 산성 제올라이트 또는 제오타입 성분의 Si/Al의 평균 몰 비율은 5 내지 100인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 10 항에 있어서, 하나 이상의 산성 제올라이트 또는 제오타입 성분은 베타-제올라이트, ZSM-5 및 페리어라이트로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
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