KR19990084403A - Catalyst for purification of automobile exhaust - Google Patents

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송경화
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이형도
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Abstract

본 발명은 디젤 자동차에서 발생하는 배기가스 중에서 입자상 물질에 대한 정화효율이 높은 자동차 배기가스 정화용 촉매에 관한 것으로서, 담체부 및 상기 담체부에 담지된 주촉매 성분을 포함하는데, 이때 상기 담체부는 철이 함침된 변성 이산화지르코니아이고, 상기 주촉매 성분은 백금이다. 본 발명에 따른 자동차 배기가스 정화용 촉매는 일반적인 디젤차의 운행 온도범위 (300∼350℃)에서 최고 연소활성을 가지며 고온에서의 안정성도 우수하다. 또한, 백금의 담지량을 소량으로 하더라도 원하는 촉매 활성을 얻을 수 있으므로 제조 단가를 낮출 수 있다.The present invention relates to a catalyst for purifying automobile exhaust gas having high purification efficiency for particulate matter among exhaust gases generated in a diesel vehicle, and includes a carrier portion and a main catalyst component supported on the carrier portion, wherein the carrier portion is impregnated with iron. Modified zirconia dioxide, and the main catalyst component is platinum. The catalyst for automobile exhaust gas purification according to the present invention has the highest combustion activity in the operating temperature range (300-350 ° C.) of a general diesel vehicle and is excellent in stability at high temperatures. In addition, even if the amount of platinum supported is small, the desired catalytic activity can be obtained, thereby reducing the manufacturing cost.

Description

자동차 배기가스 정화용 촉매Catalyst for purification of automobile exhaust

본 발명은 자동차 배기가스 정화용 촉매에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저온에서의 입자상 물질 산화활성 및 고온에서의 안정성이 개선됨으로써 디젤 엔진의 작동 온도 범위에 걸쳐 입자상 물질 제거 효율이 우수한 자동차 배기가스 정화용 촉매에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalyst for automobile exhaust gas purification, and more particularly, to a catalyst for automobile exhaust gas purification having excellent particulate matter removal efficiency over an operating temperature range of a diesel engine by improving particulate matter oxidation activity and stability at high temperature. It is about.

최근들어 전세계적으로 환경파괴에 대한 우려와 함께 환경보호에 대한 관심이 높아지고 있는데, 환경오염은 대기오염, 수질오염, 토양오염 등으로 대별될 수 있다.In recent years, there has been a growing concern about environmental protection along with concerns about environmental destruction. Environmental pollution can be roughly classified into air pollution, water pollution, and soil pollution.

이중, 특히 대기오염에 의한 현상으로는 염화불화수소 (CFC)의 사용으로 인한 오존층의 파괴, 화석 연료를 사용할 때 발생하는 이산화탄소에 의한 지구 온실화 등을 들 수 있다. 또한, 각종 오염물질 배출시설로부터 배출되는 황산화물, 질소산화물, 탄화수소 등은 동식물에 각종 질병을 유발한다.In particular, the phenomenon due to air pollution includes the destruction of the ozone layer due to the use of hydrogen fluoride (CFC), and the global greenhouse effect due to carbon dioxide generated when using fossil fuels. In addition, sulfur oxides, nitrogen oxides, hydrocarbons, and the like emitted from various pollutant discharge facilities cause various diseases to animals and plants.

대기오염은 주로 연소체로부터 발생되며 연소체의 배출시설 구조와 작동방법, 그리고 외부 기상조건 등에 의해 피해의 경중이 결정된다. 대표적인 연소체로는 자동차를 들 수 있다.Air pollution mainly comes from combustion bodies, and the severity of the damage is determined by the structure of the combustion facility, the method of operation, and external weather conditions. Representative combustion bodies include automobiles.

자동차는 다른 대기오염 배출시설과는 달리 움직이면서 오염물질을 배출한다는 특징을 가지고 있는데, 생활수준이 향상되면서 자동차 사용이 급속하게 증가됨에 따라 자동차로 인한 대기오염 문제가 심각해지고 있다.Unlike other air pollution emission facilities, cars emit pollutants while moving, and as the use of automobiles increases rapidly as living standards improve, the air pollution problem caused by cars becomes serious.

자동차 배기가스의 성분과 배출량은 엔진의 온도, 압력 및 공기의 비율과 관계가 있다. 즉, 엔진의 공연비 (air/fuel ratio)를 적절히 조절함으로써 배기가스 정화효율을 높일 수 있다. 또한 배기가스 성분과 배출량은 사용되는 연료원과 정화장치의 종류에 의해서도 크게 좌우된다.The composition and emissions of automobile emissions are related to the engine's temperature, pressure and proportion of air. That is, by properly adjusting the air / fuel ratio of the engine, it is possible to increase the exhaust gas purification efficiency. Exhaust gas components and emissions also depend largely on the type of fuel source and purification equipment used.

가솔린을 연료원으로 사용하는 스파크 점화식 엔진에 의해 구동되는 자동차에 대해서는 삼원 촉매와 같은 배기가스 제거 기술이 많이 개발되고 있어서, 가솔린 차량에 의한 오염물질의 배출은 현저하게 감소되고 있다.For automobiles driven by spark ignition engines using gasoline as a fuel source, many exhaust gas removal technologies such as three-way catalysts have been developed, and emissions of pollutants by gasoline vehicles have been significantly reduced.

이에 반해, 경유는 가격이 저렴할 뿐 아니라 이를 연료원으로 사용하는 디젤식 엔진은 열효율이 좋기 때문에 특히 트럭과 같은 대형차에서는 디젤식 엔진이 많이 채용되고 있다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 가솔린 자동차에 비해 경유를 사용하는 디젤 자동차의 배기가스를 정화시키는 기술은 매우 낙후된 상태여서 이에 대한 지속적인 연구가 요구되고 있다.On the other hand, diesel engines are not only inexpensive, but diesel engines using them as a fuel source have good thermal efficiency, so diesel engines are used in large vehicles such as trucks. However, despite these advantages, the technology for purifying the exhaust gas of diesel vehicles using diesel is very poor compared to gasoline vehicles, and thus, continuous research is required.

경유를 사용하는 디젤 자동차는 사용되는 연료원의 성분 특성과 엔진 기관의 구조적 특성이 가솔린 자동차와는 다르기 때문에 배출되는 오염물질의 성분도 다소 차이가 있는데, 일산화탄소 및 탄화수소의 배출량은 가솔린 자동차보다 적으나, 가솔린 자동차와는 달리 다량의 황산화물 (SOx)과 입자상 물질을 배출한다.Diesel vehicles using diesel have slightly different pollutants due to the different characteristics of the fuel source and the engine engine's structural characteristics than those of gasoline vehicles. The emissions of carbon monoxide and hydrocarbons are lower than those of gasoline vehicles. Unlike gasoline cars, they emit large amounts of sulfur oxides (SO x ) and particulate matter.

특히 입자상 물질은 탄소성분인 수트 (soot), 가용성 유기성분, 황산염 (SO3및 H2SO4)을 포함하는 고상과 액상의 물질로서 발암성을 띌 뿐 아니라 가시적 형태의 스모크로써 생성되어 환경에 대한 불쾌감을 주기 때문에 그 제거방법의 개발이 시급하게 요구되고 있는 실정이다.Particularly, particulate matter is solid and liquid substance containing carbon soot, soluble organic component, sulfates (SO 3 and H 2 SO 4 ), not only carcinogenic, but also produced as a visible smoke. The development of the removal method is urgently required because of the discomfort.

일반적으로 현재까지 실용화에 근접되어 있는 디젤 배기가스 후처리 방법으로는 검증이 좀 더 필요한 플라즈마 방전 연소법을 제외하면 두가지로 대별될 수 있다.In general, diesel exhaust after-treatment methods that are approaching practical use to date can be roughly classified into two types except for plasma discharge combustion methods that require more verification.

그중 하나는 트랩 (필터)을 이용하여 입자상 물질을 포집한후, 경유 버너나 전기 히터로 연소시키는 방법인데, 이 방법은 입자상 물질 중의 수트만을 연소시키는 것을 목적으로 하고 있으며 95% 이상의 제거효율을 나타낸다는 장점을 갖고 있어 일부에서 채용하고 있으나, 그 구조가 매우 복잡하고 재생 처리 장치를 필요로 할 뿐 아니라 소비 전력이 높고 여분의 연료를 필요로 하며, 특히 재생시 온도 편차에 따른 트랩의 파괴, 입자상 물질의 과축적에 따른 부압 발생, 연소재에 의한 필터의 막힘, 고가의 제조비 등과 같은 여러 가지 문제점이 있어 궁극적으로는 실용적인 후처리 장치라고 볼 수 없다.One of them is trapping particulate matter using a trap (filter) and then burning it with a diesel burner or electric heater, which aims to burn only the soot in the particulate matter and has a removal efficiency of more than 95%. Has the advantage of being adopted by some, but the structure is very complicated and requires a regeneration treatment device, high power consumption and extra fuel, especially in the regeneration of traps due to temperature variation, particulate matter There are various problems such as negative pressure generation due to overaccumulation of material, clogging of filter by combustion material, expensive manufacturing cost, and so on.

한편 다른 방법은 오픈형 하니컴을 사용하는 플로우-쓰루 타입 (Flow-Thru type) 방법인데, 이 방법은 가솔린 자동차용 촉매와 마찬가지로 산화물 담체에 귀금속 및 전이금속을 담지하여 디젤 배기가스 중의 입자상 물질, 탄화수소 및 일산화탄소 가스를 산화시켜 정화하는 방법으로서 트랩식 배기가스 정화방법의 결점을 모두 보완할 수 있다는 잇점 때문에 가까운 장래에 완전한 형태로 디젤 엔진에 탑재될 것으로 기대되고 있다.On the other hand, the other method is a flow-through type method using an open honeycomb, which, like a gasoline automobile catalyst, carries a noble metal and a transition metal on an oxide carrier so that particulate matter, hydrocarbons and As a method of oxidizing and purifying carbon monoxide gas, it is expected to be installed in a diesel engine in the near future in the near future because of all the drawbacks of the trap type exhaust gas purification method.

그러나, 현재까지 개발된 대부분의 플로우-쓰루 타잎 촉매는 입자상 물질에 대한 산화 활성이 20∼30% 수준이며 탄화수소 등에 대한 정화율도 미미한 수준이기 때문에 본격적으로 실용화되기에는 아직도 부족한 점이 많다. 이는 디젤 엔진 배기가스 자체의 특성과 촉매가 갖는 고유 산화 활성의 한계 때문인 것으로 판단된다. 즉 디젤 엔진에서 배출되는 배기 가스에는 연료 속의 유황 성분으로 인하여 생성되는 이산화탄소와 과잉 산소, H2O가 일반 가솔린 자동차에 비하여 다량으로 함유되어 있기 때문에 이들이 촉매의 산화 활성을 저하시킬 뿐 아니라 고온에서의 장시간 사용시 내구성을 떨어뜨려 수명을 단축시키기 때문이다.However, most of the flow-through type catalysts developed to date have a level of oxidative activity of about 20 to 30% for particulate matter and a slight purification rate for hydrocarbons, etc., and thus are still insufficient to be put into practical use. This is believed to be due to the characteristics of diesel exhaust gas itself and the limitation of inherent oxidation activity of the catalyst. In other words, since the exhaust gas emitted from diesel engines contains a large amount of carbon dioxide, excess oxygen, and H 2 O generated by the sulfur content in the fuel as compared to general gasoline cars, they not only reduce the oxidation activity of the catalyst but also This is because the durability of the product for a long time reduces its lifespan.

전술한 바와 같이, 플루우-쓰루 타잎에서 사용되는 배기가스 정화용 촉매는 산화물 담체와, 주촉매 성분으로서 귀금속 및/또는 조촉매 성분인 전이금속을 포함한다.As described above, the catalyst for purifying exhaust gases used in the flue-through type comprises an oxide carrier and a transition metal which is a noble metal and / or a promoter component as the main catalyst component.

산화물 담체로는 통상 Al2O3, TiO2, ZrO2, SiO2등이 사용되는데, 이중 Al2O3는 디젤 엔진에 사용될 경우 저온에서 이산화황을 흡착하였다가 고온에서 삼산화황으로 산화시킴으로써 촉매의 활성과 내구성을 저하시킨다는 문제점이 있으며, SiO2담체의 경우에는 이산화황 뿐 아니라 H2O에 대하여도 강력한 내피독성을 나타낸다는 잇점이 있는 반면 고유의 산화 활성 능력이 낮기 때문에 다량의 귀금속을 담지하여야 하므로 경제성이 떨어진다. 한편, TiO2와 ZrO2는 단독으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있는데 이산화황의 흡착량이 적으며 황산염 생성량도 적으나 고온에서의 비표면적의 급격한 감소로 인하여 산화 활성이 저하할 뿐 아니라 귀금속 및 전이금속의 활성까지도 저하시킨다는 문제점이 있다.Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , SiO 2, etc. are commonly used as oxide carriers. Of these, when used in diesel engines, Al 2 O 3 adsorbs sulfur dioxide at low temperatures and oxidizes it to sulfur trioxide at high temperatures. In addition, the SiO 2 carrier has the advantage of exhibiting strong endothelial toxicity to H 2 O as well as sulfur dioxide, while the inherent oxidizing ability is low. Falls. On the other hand, TiO 2 and ZrO 2 can be used alone or as a mixture. The adsorption amount of sulfur dioxide is small and the amount of sulfate is generated, but the oxidation activity is lowered due to the sharp decrease of specific surface area at high temperature, and the activity of precious metal and transition metal. There is a problem that even lowers.

한편, 주촉매 성분로서 사용되는 귀금속으로는 백금과 팔라듐을 들 수 있는데, 백금의 경우에는 저온에서의 산화 활성은 뛰어나지만 고가이기 때문에 다량 사용할 경우 가격 경쟁력이 떨어진다는 문제점이 있으며, 팔라듐의 경우에는 450℃ 정도가 되어야 이산화황에 대한 산화활성을 나타낸다는 점에서는 유용하지만 입자상 물질에 대하여 저온에서의 산화 활성이 낮고 고온에서의 내구성이 떨어진다는 단점이 있다.On the other hand, precious metals used as main catalysts include platinum and palladium. Platinum has excellent oxidation activity at low temperatures but is expensive, and thus, price is inferior in price competitiveness when used in large quantities. Although it is useful in that it exhibits oxidation activity to sulfur dioxide at about 450 ° C., there are disadvantages in that the oxidation activity at low temperature is low and the durability at high temperature is low for particulate matter.

마지막으로 조촉매로서 사용되는 전이금속 및 희토류 금속으로는 철, 코발트, 니켈, 크롬, 세슘, 란탄, 프라세오디뮴 등의 산화물을 들 수 있으나, 이들 자체는 초기 활성이 낮을뿐 아니라 이산화황과 H2O에 의해 피독되어 전반적으로 장기 활성이 불량하다는 단점이 있다.Finally, transition metals and rare earth metals used as cocatalysts include oxides such as iron, cobalt, nickel, chromium, cesium, lanthanum, praseodymium, but they themselves have low initial activity as well as sulfur dioxide and H 2 O. There is a disadvantage in that the long term activity is poor overall.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 산화활성 및 고온에서의 안정성이 우수하여 입자상 물질에 대한 제거 효율이 우수한 자동차 배기가스 정화용 촉매를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a catalyst for automobile exhaust gas purification which is excellent in oxidation activity and stability at high temperature and excellent in removal efficiency for particulate matter.

본 발명의 기술적 과제는, 담체부 및 상기 담체부에 담지된 주촉매 성분을 포함하는 자동차 배기가스 정화용 촉매에 있어서, 상기 담체부가 철이 함침된 변성 이산화지르코니아이고, 상기 주촉매 성분이 백금인 자동차 배기가스 정화용 촉매에 의하여 달성될 수 있다.Technical problem of the present invention is an automobile exhaust gas purification catalyst comprising a carrier part and a main catalyst component supported on the carrier part, wherein the carrier part is modified zirconia dioxide impregnated with iron and the main catalyst component is platinum. It can be achieved by a catalyst for gas purification.

도 1은 본 발명에 따른 촉매의 입자상 물질 산화활성을 설명하기 위한 그래프이다.1 is a graph illustrating the particulate matter oxidation activity of the catalyst according to the present invention.

본 발명에 있어서, 상기 변성 이산화지르코니아는 이산화지르코니아 분말에 대하여 2.1∼5중량%의 황산 (SO4 2-) 이온이 첨가된 것이다. 상기 첨가량이 2.1중량% 미만이면 이산화지르코니아의 산적 특성이 나타나지 않으며, 반대로 5중량%를 초과하면 첨가량이 과다해져서 담체의 특성이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.In the present invention, the modified zirconia dioxide is 2.1 to 5% by weight of sulfuric acid (SO 4 2- ) ions are added to the zirconia dioxide powder. If the addition amount is less than 2.1% by weight, the acidic properties of zirconia dioxide do not appear. On the contrary, if the addition amount is more than 5% by weight, the amount of the addition may be excessive to deteriorate the carrier.

또한, 변성 이산화지르코니아의 총량을 기준으로 하여 1∼10중량%의 철이 첨가된다. 상기 첨가량이 1중량% 미만이면 첨가 효과가 거의 나타나지 않으며, 반대로 10중량%를 초과하는 경우에는 초과량만큼의 철이 담체 표면 상에 잔류하는데, 이것은 활성 증가에는 전혀 도움을 주지 못하기 때문에 제조 단가의 증가만을 초래할 뿐이다.Further, 1 to 10% by weight of iron is added based on the total amount of modified zirconia. If the addition amount is less than 1% by weight, the effect of addition is hardly exhibited. On the contrary, if the addition amount is more than 10% by weight, the excess amount of iron remains on the surface of the carrier, which does not help increase the activity at all. It only results in an increase.

마지막으로, 주촉매 성분인 상기 백금의 담지량은 담체부의 총량을 기준으로 하여 0.05∼0.5중량%인 것이 바람직하다. 상기 담지량이 0.05중량% 미만이면 입자상 물질에 대한 연소활성이 거의 나타나지 않으며, 반대로 0.5중량%를 초과하더라도 초과량만큼의 연소 활성의 향상 효과가 나타나지 않기 때문에 가격면에서 경쟁력이 떨어지는 결과만 초래된다.Finally, the supported amount of platinum as the main catalyst component is preferably 0.05 to 0.5% by weight based on the total amount of the carrier portion. If the supported amount is less than 0.05% by weight, the combustion activity for the particulate matter is hardly exhibited. On the contrary, even if the amount is more than 0.5% by weight, there is no improvement in the amount of the combustion activity.

본 발명의 원리는 다음과 같다.The principle of the present invention is as follows.

이산화지르코니아 분말은 원래 고체 산점이 낮으나 금속 산화물의 첨가에 따라 촉매 활성을 나타낸다. 그러나, 전술한 바와 같이 주촉매 성분으로서 담지되는 귀금속 및 전이금속의 활성을 저하시킬 뿐 아니라 600℃ 이상에서 비표면적의 감소와 함께 활성이 소멸되므로 장기 내구성이 약하다는 단점이 있다. 본 발명에서는 이산화지르코니아 분말의 격자상에 소정량의 황산 이온 (SO4 2-)을 첨가함으로써 고온에서의 비표면적 감소를 막을 수 있을 뿐 아니라 담체 자체의 고온 활성을 개선시킨다.Zirconia dioxide powders originally have a low solid acid point but exhibit catalytic activity with the addition of metal oxides. However, as described above, not only the activity of the precious metal and the transition metal supported as the main catalyst component is lowered, but also the activity disappears with the decrease of the specific surface area at 600 ° C. or higher. In the present invention, by adding a predetermined amount of sulfate ions (SO 4 2- ) on the lattice of the zirconia dioxide powder, not only can the specific surface area decrease at high temperatures, but also the high temperature activity of the carrier itself is improved.

또한, 상기 변성 이산화지르코니아에 열적 안정성과 연소력이 강한 철을 더 첨가함으로써 촉매 담체 자체에 활성을 갖게 하면서 금속을 포함한 담체와 주촉매 금속 사이의 상호 작용이 용이해져서 촉매의 산화활성을 증가시킨다.In addition, by adding iron having high thermal stability and combustion power to the modified zirconia, the catalyst carrier itself is active, and the interaction between the carrier including the metal and the main catalyst metal is facilitated, thereby increasing the oxidation activity of the catalyst.

이렇게 만들어진 담체부에 주촉매 성분으로서 저온에서의 산화활성이 우수한 백금을 첨가함으로써 입자상 물질이 저온에서도 연소될 수 있도록 한다.By adding platinum having excellent oxidation activity at low temperatures as a main catalyst component to the carrier thus made, the particulate matter can be burned even at low temperatures.

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 상세히 설명할 것이나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

실시예Example

<촉매의 제조><Production of Catalyst>

증류수에 2.170g의 Fe(NO3)2을 용해시켜 제조한 용액을 황산 이온이 첨가된 변성 지르코니아 분말 10g과 혼합한 다음, 건조시키고 500℃에서 3시간 동안 하소처리하여 변성 이산화지르코니아에 철이 담지된 담체 분말 (Fe-MZrO2: 여기서 MZrO2은 변성 지르코니아를 의미한다)을 제조하였다.A solution prepared by dissolving 2.170 g of Fe (NO 3 ) 2 in distilled water was mixed with 10 g of modified zirconia powder added with sulfate ions, and then dried and calcined at 500 ° C. for 3 hours to support iron in modified zirconia. A carrier powder (Fe-MZrO 2 where MZrO 2 means modified zirconia) was prepared.

이어서, 에틸렌글리콜 용액에 Pt(NH3)4Cl2·H2O (백금 함량이 담체 분말 총량에 대하여 0.1중량%)를 각각 용해시킨 용액을 상기 담체 분말에 함침시켜서 백금이 담지된 0.1Pt/Fe-MZrO2를 수득하였다.Subsequently, a solution in which Pt (NH 3 ) 4 Cl 2 H 2 O (platinum content is 0.1% by weight relative to the total amount of carrier powder) was dissolved in the ethylene glycol solution was impregnated into the carrier powder to support 0.1 Pt / of platinum. Fe-MZrO 2 was obtained.

<촉매 활성의 측정><Measurement of Catalyst Activity>

제조된 촉매를 버스에서 채취한 입자상 물질과 혼합 (촉매:입자상 물질의 혼합중량비=20:1)한 다음, 펠릿으로 만들었다. 시이브를 이용하여 입자 크기가 1∼2㎜인 펠릿만을 선택하여 반응기에 넣고 하기의 조건 하에서 반응시킨 다음 CO2분석기를 이용하여 이산화탄소 농도를 측정하였다. 입자상 물질의 산화활성은 이산화탄소의 농도와 비례하며 최고의 이산화탄소 농도를 나타내는 온도가 최고 활성점 온도이다:The prepared catalyst was mixed with the particulate matter taken from the bus (mixture weight ratio of catalyst: particulate matter = 20: 1), and then pelletized. Only pellets having a particle size of 1 to 2 mm were selected using a sieve, placed in a reactor, reacted under the following conditions, and the carbon dioxide concentration was measured using a CO 2 analyzer. The oxidative activity of particulate matter is proportional to the concentration of carbon dioxide, with the temperature representing the highest carbon dioxide concentration being the highest active site temperature:

디젤 배기가스 조성: NO 500ppm, C3H6800ppm, O28%, CO 2000ppm,, SO2200ppm, H2O 10%, He 나머지량Diesel exhaust composition: NO 500ppm, C 3 H 6 800ppm, O 2 8%, CO 2000ppm ,, SO 2 200ppm, H 2 O 10%, He remainder

반응 온도 200∼600℃Reaction temperature 200-600 degreeC

공간 속도: 40,000h-1 Space Speed: 40,000h -1

촉매활성의 측정결과를 도 1에 나타내었다.The measurement results of the catalytic activity are shown in FIG. 1.

비교예1Comparative Example 1

담체로서 이산화지르코니아를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 촉매를 제조하였으며, 그 활성을 측정하여 도 1에 나타내었다.A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1, except that zirconia dioxide was used as the carrier, and the activity thereof was measured and shown in FIG. 1.

비교예 2Comparative Example 2

철을 담지하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 촉매를 제조하였으며, 그 활성을 측정하여 도 1에 나타내었다.A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that iron was not supported, and the activity thereof was measured and shown in FIG. 1.

비교예 3Comparative Example 3

백금의 담지량을 담체 분말 총량에 대하여 1중량%로 하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 촉매를 제조하였으며, 그 활성을 측정하여 도 1에 나타내었다.A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1, except that the supported amount of platinum was 1% by weight based on the total amount of the carrier powder, and the activity thereof was measured and shown in FIG. 1.

도 1로부터 알 수 있듯이, 백금의 담지량이 동일하다면 (실시예 1, 비교예 1 및 2), Fe-MZrO2담체를 사용한 촉매 (실시예 1)의 경우에는 300℃에서 5500ppm의 이산화탄소 농도를 나타내는데, Fe-ZrO2담체를 사용한 촉매 (비교예 1)의 경우에는 420℃에서 5000ppm을, 그리고 MZrO2담체를 사용한 촉매 (비교예 2)의 경우에는 400℃에서 5100ppm을 나타낸다. 즉, 본 발명의 촉매는 가장 낮은 온도에서 가장 높은 이산화탄소 농도를 나타내는데, 이로부터 다른 촉매 (비교예 1 및 2)에 비하여 저온에서의 입자상 물질 제거 효율이 우수하다는 것을 알 수 있다.As can be seen from Figure 1, if the amount of platinum supported is the same (Examples 1, 1 and 2), the catalyst using Fe-MZrO 2 carrier (Example 1) shows a carbon dioxide concentration of 5500 ppm at 300 ℃ In the case of the catalyst using the Fe-ZrO 2 carrier (Comparative Example 1), 5000 ppm at 420 ° C and the catalyst using the MZrO 2 carrier (Comparative Example 2) are 5100 ppm at 400 ° C. That is, the catalyst of the present invention shows the highest carbon dioxide concentration at the lowest temperature, which shows that the particulate matter removal efficiency at low temperature is superior to other catalysts (Comparative Examples 1 and 2).

한편, 백금의 담지량을 달리하여 촉매 활성을 평가 (실시예 1 및 비교예 3)한 결과, 백금의 담지량이 10배가량 많아도 이산화탄소 농도나 최고 활성점 온도가 거의 차이가 없었다. 즉, 실시예 1의 촉매에서와 같이 소량의 백금만으로도 우수한 촉매 활성을 얻을 수 있다.On the other hand, as a result of evaluating the catalytic activity by varying the amount of platinum supported (Example 1 and Comparative Example 3), even if the amount of platinum supported was 10 times higher, there was almost no difference in carbon dioxide concentration or maximum active site temperature. That is, as in the catalyst of Example 1, excellent catalytic activity can be obtained with only a small amount of platinum.

본 발명에 따른 자동차 배기가스 정화용 촉매는 일반적인 디젤차의 운행 온도범위 (300∼350℃)에서 최고 연소활성을 가지며 고온에서의 안정성도 우수하다. 또한, 백금의 담지량을 소량으로 하더라도 원하는 촉매 활성을 얻을 수 있으므로 촉매의 제조단가를 크게 낮출 수 있다.The catalyst for automobile exhaust gas purification according to the present invention has the highest combustion activity in the operating temperature range (300-350 ° C.) of a general diesel vehicle and is excellent in stability at high temperatures. In addition, even if the amount of platinum supported is small, the desired catalytic activity can be obtained, thereby significantly reducing the cost of producing the catalyst.

Claims (4)

담체부 및 상기 담체부에 담지된 주촉매 성분을 포함하는 자동차 배기가스 정화용 촉매에 있어서,A catalyst for automobile exhaust gas purification comprising a carrier portion and a main catalyst component supported on the carrier portion, 상기 담체부가 철이 함침된 변성 이산화지르코니아이고, 상기 주촉매 성분이 백금인 자동차 배기가스 정화용 촉매.A catalyst for purification of automobile exhaust gas, wherein the carrier portion is modified zirconia dioxide impregnated with iron, and the main catalyst component is platinum. 제1항에 있어서, 상기 변성 이산화지르코니아가 이산화지르코니아 분말에 대하여 2.1∼5중량%의 황산 (SO4 2-) 이온이 첨가된 것임을 특징으로 하는 자동차 배기가스 정화용 촉매.The catalyst for purifying automobile exhaust gas according to claim 1, wherein the modified zirconia dioxide is added with 2.1 to 5% by weight of sulfuric acid (SO 4 2- ) ions to the zirconia dioxide powder. 제1항에 있어서, 상기 철의 첨가량이 변성 이산화지르코니아 총량을 기준으로 하여 1∼10중량%인 것을 특징으로 하는 자동차 배기가스 정화용 촉매.The catalyst for purifying automobile exhaust gas according to claim 1, wherein the amount of iron added is 1 to 10% by weight based on the total amount of modified zirconia dioxide. 제1항에 있어서, 백금의 담지량이 담체부의 총량을 기준으로 하여 0.05∼0.5중량%인 것을 특징으로 하는 자동차 배기가스 정화용 촉매.The catalyst for automobile exhaust gas purification according to claim 1, wherein the supported amount of platinum is 0.05 to 0.5% by weight based on the total amount of the carrier part.
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