KR20050093531A - Rubidium containing nox trapping catalyst - Google Patents

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Abstract

본 발명은 루비듐을 함유한 NOx 트랩 촉매에 관한 것으로, 구체적으로 백금성분, 지지체 및 NOx 흡착성분으로 이루어진 NOx 트랩 촉매에 있어서, 상기 NOx 흡착성분이 루비듐 금속 성분 단독, 또는 루비듐 금속 성분과 바륨, 스트론튬, 칼슘 및 세슘으로 이루어진 그룹 중 선택된 금속 성분의 혼합으로 이루어진 NOx 트랩 촉매에 관한 것이다.The present invention relates to a NOx trap catalyst containing rubidium. Specifically, in a NOx trap catalyst composed of a platinum component, a support, and a NOx adsorption component, the NOx adsorption component is a rubidium metal component alone, or a rubidium metal component and barium, strontium. It relates to a NOx trap catalyst consisting of a mixture of metal components selected from the group consisting of, calcium and cesium.

본 발명의 NOx 트랩 촉매는 종래 NOx 트랩 촉매에 비해 고온 린(lean) 분위기에서 탈착경향이 적으며, SOx에 대해 내성을 갖아 NOx 정화율이 우수한 NOx 트랩 촉매로 이용할 수 있다.The NOx trap catalyst of the present invention has a smaller desorption tendency in a high temperature lean atmosphere than a conventional NOx trap catalyst, and is resistant to SOx and can be used as a NOx trap catalyst having excellent NOx purification rate.

Description

루비듐을 함유한 NOx 트랩 촉매{Rubidium containing NOx TRAPPING CATALYST} NOB trap catalyst containing rubidium {Rubidium containing NOx TRAPPING CATALYST}

본 발명은 루비듐을 함유한 NOx 트랩 촉매에 관한 것이다.The present invention relates to a NOx trap catalyst containing rubidium.

현재 각국은 지구온난화를 막기 위해 여러 가지 노력을 하고 있다. 이 중 이산화탄소 규제가 강화될 것으로 예상되고 있다. 현재 내연기관을 통한 연소시 이산화탄소의 생성을 피할 수 없으며, 이를 위해 이산화탄소를 적게 생성되도록 하는 디젤 엔진, 린번(lean burn) 엔진의 적용이 적극적으로 확대되고 있는 실정이다.At present, countries are making various efforts to prevent global warming. Of these, carbon dioxide regulations are expected to be tightened. At present, the generation of carbon dioxide during combustion through the internal combustion engine is inevitable, and for this purpose, the application of diesel engines and lean burn engines to generate less carbon dioxide is being actively expanded.

그러나, 상기 디젤 엔진과 린번 엔진을 사용하는 경우, 희박한 환경에서 운행되어 NOx 배출에 대한 문제가 발생하고 있다. 이에, 가솔린 직접 주입 등과 같은 린번(lean burn) 엔진 및 부분 린번 엔진 뿐만 아니라 디젤 엔진의 배기물로부터 NOx를 환원시키는 것은 린 번 엔진 운전 조건하에 NOx를 트랩 및 축적하고 화학양론적 또는 풍부(rich) 엔진 운전 조건하에 NOx를 방출 및 환원시킬 것을 요구한다. lean 운전 사이클은 전형적으로 1분 내지 3시간 이고, rich 운전 사이클은 가능한 한 많은 연료를 보존하기 위해 전형적으로 짧다(1 내지 5초). 짧고 빈번한 재생이 오랫동안 지속되나 덜 빈번한 재생에 비해 유리하다.However, when the diesel engine and the lean burn engine are used, there is a problem about NOx emission due to operation in a lean environment. Thus, reducing NOx from lean burn engines and partial lean burn engines, such as gasoline direct injection, as well as from diesel exhaust, traps and accumulates NOx under lean burn engine operating conditions and is stoichiometric or rich. It is required to release and reduce NOx under engine operating conditions. Lean run cycles are typically 1 minute to 3 hours, and rich run cycles are typically short (1-5 seconds) to conserve as much fuel as possible. Short and frequent regeneration lasts for a long time but is advantageous over less frequent regeneration.

NOx 트랩 촉매의 작동은 일련의 기본 단계들이 모인 것으로서, 이 단계들을 하기 반응식 1∼5에 나타내었다. 일반적으로, NOx 트랩 촉매는 산화 및 환원 작용을 둘다 나타내어야 한다. 산화 환경에서는, NO가 NO2로 산화되는데(반응식 1), 이것은 NOx 저장에 중요한 단계이다. 저온에서는, 이 반응에 보통 귀금속, 예를 들면 Pt를 촉매로 사용한다. 이후 산화 과정은 계속되어지는데, NO2를 질산염으로 추가로 산화시켜면서 산소 원자를 혼입하는 것도 촉매 작용을 받는 반응이다(반응식 2). NOx 공급원으로 NO2가 사용되는 경우에도 귀금속이 없으면 질산염이 거의 형성되지 않는다. 상기 귀금속은 산화 및 환원의 이중 작용을 하는데, 환원 작용의 경우, Pt는 먼저 CO(일산화탄소) 또는 HC(탄화수소)와 같은 환원제를 도입하여 NOx를 방출시키는 데 촉매 작용을 한다(반응식 3). 이로 인해 일부 NOx 저장 지점이 복구될 수 있지만, NOx를 환원시키는 데는 전혀 관여하지 않는다. 이어서 방출된 NOx는 농후 환경에서 기체 N2로 더 환원된다(반응식 4 및 5). NOx 방출은 순 산화 환경에서도 연료 주입에 의해 유발될 수 있다. 하지만, 방출된 NOx를 CO에 의해 효율적으로 환원시키기 위해서는 농후 상태가 필요하다. 온도 급상승도 NOx 방출을 유발시킬 수 있는데, 비귀금속(base metal) 질산염이 고온에서는 덜 안정하기 때문이다. NOx 트랩 촉매는 순환적으로 작동한다. 비귀금속 화합물은 희박/농후 작동 중에 지배적인 경로로서 탄산염/질산염 전환을 거치는 것으로 생각된다. NOx 트랩 촉매의 황 피독은 하기 반응식 6 및 7에 나타내었다. 반응식 6에서, S는 NOx용 지점을 차지하고, 반응식 7에서, SOx는 CO3 또는 NOx를 대체한다.The operation of the NOx trap catalyst is a collection of basic steps, which are shown in Schemes 1-5 below. In general, NOx trap catalysts should exhibit both oxidation and reduction actions. In an oxidizing environment, NO is oxidized to NO 2 (Scheme 1), which is an important step for NOx storage. At low temperatures, this reaction usually uses noble metals such as Pt as catalyst. The oxidation process then continues, incorporating oxygen atoms while further oxidizing NO 2 to nitrates (Cat. 2). Even when NO 2 is used as the NOx source, almost no nitrate is formed without precious metals. The noble metal has a dual action of oxidation and reduction, in which case Pt catalyzes the release of NOx by first introducing a reducing agent such as CO (carbon monoxide) or HC (hydrocarbon) (Scheme 3). This allows some NOx storage points to be recovered, but is not involved in reducing NOx at all. The released NOx is then further reduced to gas N 2 in a rich environment (Scheme 4 and 5). NOx emissions can be caused by fuel injection even in a pure oxidizing environment. However, a rich state is necessary to efficiently reduce the released NOx by CO. Temperature spikes can also lead to NOx emissions, since base metal nitrate is less stable at high temperatures. NOx trap catalysts operate cyclically. Non-noble metal compounds are thought to undergo carbonate / nitrate conversion as the dominant pathway during lean / rich operation. Sulfur poisoning of the NOx trap catalyst is shown in Schemes 6 and 7. In Scheme 6, S occupies a point for NOx, and in Scheme 7, SOx replaces CO 3 or NOx.

NONO 22 로 NO 산화NO oxidation

NO + 1/2O2 → NO2 NO + 1 / 2O 2 → NO 2

질산염으로 NOx 저장NOx storage as nitrate

2NO2 + MCO3 + 1/2O2 → M(NO3)2 + CO2 2NO 2 + MCO 3 + 1 / 2O 2 → M (NO 3 ) 2 + CO 2

NOx 방출NOx emission

M(NO3)2 + 2CO → MCO3 + NO2 + NO + CO2 M (NO 3 ) 2 + 2CO → MCO 3 + NO 2 + NO + CO 2

NN 22 로 NOx 환원NOx reduction to

NO2 + CO → NO + CO2 NO 2 + CO → NO + CO 2

2NO + 2CO → N2 + 2CO2 2NO + 2CO → N 2 + 2CO 2

SOx 피독 과정SOx poisoning process

SO2 + 1/2O2 → SO3 SO 2 + 1/2 O 2 → SO 3

SO3 + MCO3 → MCO4 + CO2 SO 3 + MCO 3 → MCO 4 + CO 2

(상기 반응식 2, 3 및 7에서, M은 2가의 비귀금속 양이온을 나타내며, 바람직하게는 Ba이다.)(In the schemes 2, 3 and 7, M represents a divalent non-noble metal cation, preferably Ba.)

상기와 같이 NOx 트랩의 최적의 활성을 보이기 위해서는 도 1에서 보는 바와 같이, Lean 분위기에서 NOx 흡착이 용이해야 하고 Rich 전환까지 탈착이 발생되지 않아야 한다. 또한 Rich 전환시 빠른 NOx 탈착이 일어나 NOx 트랩 물질을 완전히 재생시켜야 한다.In order to show the optimal activity of the NOx trap as described above, as shown in Figure 1, the adsorption of NOx in the Lean atmosphere should be easy and desorption should not occur until the Rich conversion. In addition, rapid NOx desorption occurs during the Rich conversion, requiring full regeneration of the NOx trap material.

그러나, 현재 사용되고 있는 NOx 트랩 물질은 하기와 같은 한계를 가지고 있다. 첫째로 고온 Lean 분위기에서 탈착이 이루어져 NOx 정화율이 떨어지며, 둘째로, NOx 트랩 물질이 일반적으로 열에 약하여 고온 노출시 NOx 저장능력이 현저히 떨어지며, 마지막으로, SOx 존재시 NOx, SOx 간의 트랩에 대한 경쟁 흡착반응이 일어나고, NOx에 대비해 SOx의 탈착이 더 어렵게 된다.However, currently used NOx trap materials have the following limitations. Firstly, desorption occurs at high temperature Lean atmosphere, which lowers NOx purification rate. Secondly, NOx trap material is generally weak to heat, so NOx storage capacity is significantly decreased when exposed to high temperature. Finally, competition for trap between NOx and SOx in presence of SOx Adsorption reactions occur and SOx desorption becomes more difficult than NOx.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고온 린(lean) 분위기에서 탈착 경향이 적으며, SOx에 대해 내성을 갖는 NOx 트랩 촉매를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a NOx trap catalyst which is less prone to desorption in a high temperature lean atmosphere and resistant to SOx.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 백금성분, 지지체 및 NOx 흡착성분으로 이루어진 NOx 트랩 촉매에 있어서, 상기 NOx 흡착성분이 루비듐 금속성분 단독, 또는 루비듐 금속성분과 바륨, 스트론튬, 칼슘 및 세슘으로 이루어진 그룹 중 선택된 금속성분의 혼합으로 이루어진 NOx 트랩 촉매를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a NOx trap catalyst consisting of a platinum component, a support and a NOx adsorption component, wherein the NOx adsorption component is a rubidium metal component alone, or a rubidium metal component and barium, strontium, calcium and cesium It provides a NOx trap catalyst consisting of a mixture of metal components selected from the group consisting of.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

NOx 트랩 촉매는 삼원 전환 촉매(three way catalyst, TWC)를 기본으로 하는 것으로, 상기 삼원 전환 촉매는 백금성분, 지지체 및 NOx 흡착성분으로 구성된다.The NOx trap catalyst is based on a three way catalyst (TWC), which is composed of a platinum component, a support, and a NOx adsorption component.

본 발명은 이 중 NOx 흡착성분에 특징이 있는 것으로, 상기 NOx 흡착성분은 루비듐 금속성분 단독, 또는 루비듐 금속성분과 바륨, 스트론튬, 칼슘 및 세슘으로 이루어진 그룹 중 선택된 금속성분의 혼합으로 이루어진다. 바람직하게는 상기 NOx 흡착성분은 바륨, 스트론튬, 칼슘 및 세슘으로 이루어진 그룹 중 선택된 금속산화물과, 루비듐 금속산화물의 혼합으로 이루어진 혼합물 또는 복합금속산화물이며, 가장 바람직하게는 바륨 산화물과 루비듐 산화물의 혼합으로 이루어진 혼합물 또는 복합금속산화물이다.The present invention is characterized by the NOx adsorption component, wherein the NOx adsorption component consists of a rubidium metal component alone or a mixture of a rubidium metal component and a metal component selected from the group consisting of barium, strontium, calcium and cesium. Preferably, the NOx adsorption component is a mixture or composite metal oxide consisting of a mixture of a metal oxide selected from the group consisting of barium, strontium, calcium and cesium, and rubidium metal oxide, and most preferably, a mixture of barium oxide and rubidium oxide. Mixture or composite metal oxide.

본 발명의 NOx 흡착성분은 종래 NOx 흡착성분의 한계를 해결하였다. 구체적으로, 고온 Lean 분위기에서 탈착 경향이 크게 감소하여 NOx 정화율의 감소를 줄일 수 있으며, 열에 대한 안정성을 가져 고온 노출시 NOx 저장능력의 감소를 줄일 수 있으며, 마지막으로, SOx 존재시 NOx, SOx 간의 트랩에 대한 경쟁 흡착반응에 의한 NOx 정화율의 감소를 줄였다.The NOx adsorption component of the present invention solves the limitation of the conventional NOx adsorption component. Specifically, the desorption tendency is greatly reduced in the high temperature lean atmosphere, thereby reducing the reduction of NOx purification rate, having stability against heat, and thus reducing the reduction of the NOx storage capacity at high temperature exposure. Finally, in the presence of SOx, NOx, SOx The reduction of NOx purification rate by competitive adsorption reaction to the liver trap was reduced.

본 발명은 백금성분으로 포함한다. 상기 백금성분은 도 1에서 보는 바와 같이, 린(lean) 조건하에서 발생된 NO를 산화시켜 NO2로 변환시키며, 산소가 풍부한 공정(rich transient)에서는 NOx 흡착성분에 탈착된 NOx를 이산화탄소, 물, 질소 등으로 변환시키는 역할을 수행하는 것으로, 백금 단독으로 이루어지거나, 또는 백금에 백금족 금속성분을 추가로 포함한 것을 사용한다. 상기 백금족 금속성분은 팔라듐, 로듐, 루테늄, 이리듐 및 오스뮴 성분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용한다.The present invention includes a platinum component. As shown in FIG. 1, the platinum component oxidizes NO generated under lean conditions and converts the NO into NO 2 , and in the oxygen rich process (rich transient), NOx desorbed to the NOx adsorption component is carbon dioxide, water, In order to perform the role of converting to nitrogen or the like, one consisting of platinum alone or one containing platinum group metal component in platinum is used. The platinum group metal component may be selected from the group consisting of palladium, rhodium, ruthenium, iridium and osmium components and mixtures thereof.

본 발명은 NOx 트랩 물질로 루비듐의 사용 및 고표면적의 내화성 산화물 지지체로 이루어진 지지체를 포함한다. 상기 지지체는 알루미나, 실리카, 티타니아 및 지르코니아 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 것을 사용하며, 바람직하게는 활성화 알루미나, 실리카, 실리카-알루미나, 알루미노-실리케이트, 알루미나-지르코니아, 알루미나-크로미나 및 알루미나-세리아로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용한다.The present invention includes the use of rubidium as the NOx trap material and a support consisting of a high surface area refractory oxide support. The support uses one or more selected from the group consisting of alumina, silica, titania and zirconia compounds, preferably activated alumina, silica, silica-alumina, alumino-silicate, alumina-zirconia, alumina-chroma and Use is selected from the group consisting of alumina-ceria.

또한, 본 발명의 NOx 트랩 촉매는 본 분야의 통상적인 방법에 의해 제조할 수 있으며, 특히 NOx 흡착성분 제조시 바륨, 스트론튬, 칼슘 및 세륨으로 이루어진 그룹 중 선택된 금속성분과 루비듐 금속성분을 일정한 중량비로 혼합한다. 일예로, 활성 알루미나에 Pt-MEA(mono ethanol amine)과 Rh-nitrate를 함침시켜 Pt-Rh-알루미나를 제조한 후 충분한 H2O중에 바륨, 스트론튬, 칼슘 및 세륨중 선택된 금속성분과 루비듐을 일정한 중량비로 투입 분산 후 이미 제조된 Pt-Rh-알루미나를 추가 투입 분산시켰다.In addition, the NOx trap catalyst of the present invention can be prepared by a conventional method in the art, in particular in the production of NOx adsorption components in a certain weight ratio of a metal component and a rubidium metal component selected from the group consisting of barium, strontium, calcium and cerium Mix. Example, the active alumina to Pt-MEA (mono ethanol amine) and impregnated with a Rh-Pt nitrate to-Rh- after producing alumina sufficient H 2 O in the barium, strontium, calcium, and certain metal components selected from rubidium and cerium After the input dispersion by weight ratio, the prepared Pt-Rh-alumina was further added and dispersed.

이하 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the present invention is not limited to the contents of the present invention.

<실시예 1> NOx 트랩 촉매의 제조 1Example 1 Preparation of NOx Trap Catalyst 1

NOx 흡착성분 BaO와 Rh2O로 이루어진 NOx 트랩 촉매의 제조는 다음과 같은 방법에 의해 제조되었다.The NOx trap catalyst consisting of NOx adsorption component BaO and Rh 2 O was prepared by the following method.

NOx 트랩촉매는 bottom, top의 2층 구조의 촉매로 구성되어 있다. NOx trap catalyst is composed of bottom and top two layer catalyst.

- Bottom-Bottom

A. 알루미나 파우더 70g에 Pt 2g과 Rh 0.6g을 함침시켜 함침된 Pt-Rh-알루미나를 제조하였고, ZrO2 16g, CeO2 45g, BaO 25g와 Rb2O 25g을 충분한 H2O중에서 분산시킨 후 제조된 Pt-Rh-알루미나를 추가로 투입하였다. 그 후 슬러리의 입도를 코디어라이트 하니콤에 코팅하기 적당한 크기로 볼 밀링 방법으로 조절하였다.A. Impregnated Pt-Rh-alumina was prepared by impregnating 70 g of alumina powder with 2 g of Pt and 0.6 g of Rh, and dispersing 16 g of ZrO 2 , 45 g of CeO 2 , 25 g of BaO and 25 g of Rb 2 O in sufficient H 2 O. The prepared Pt-Rh-alumina was further added. The particle size of the slurry was then adjusted by the ball milling method to a size suitable for coating on cordierite honeycomb.

B. 상기에서 제조된 슬러리를 코디어라이트 하니콤에 코팅하여 130℃ 내지 150℃에서 약 10분간 건조한 후 530℃ 내지 550℃에서 약 40분간 소성하여 제조하였다. B. The slurry prepared above was coated on cordierite honeycomb, dried at 130 ° C. to 150 ° C. for about 10 minutes, and calcined at 530 ° C. to 550 ° C. for about 40 minutes.

- Top-Top

A. 알루미나 파우더 20g에 Pt 1g을 함침하여 Pt가 함침된 알루미나를 제조한 후, ZrO2 4g, CeO2 10g, Zeolite 20g와 함께 충분한 H2O중에서 분산시켰다. 그 후 슬러리의 입도를 코디어라이트 하니콤에 코팅하기 적당한 크기로 볼 밀링 방법으로 조절하였다.A. Pt-impregnated alumina was prepared by impregnating 20 g of alumina powder with 1 g of Pt, and then dispersed in sufficient H 2 O with 4 g of ZrO 2 , 10 g of CeO 2 , and 20 g of zeolite. The particle size of the slurry was then adjusted by the ball milling method to a size suitable for coating on cordierite honeycomb.

B. 상기 슬러리를 bottom 코팅이 완료된 하니콤에 코팅하여 130℃ 내지 150℃에서 약 10분간 건조한 후 530℃ 내지 550℃에서 약 40분간 소성하여 제조하였다.B. The slurry was coated on a honeycomb with the bottom coating completed, dried at 130 ° C. to 150 ° C. for about 10 minutes, and calcined at 530 ° C. to 550 ° C. for about 40 minutes.

<비교예 1> NOx 트랩 촉매의 제조 1Comparative Example 1 Preparation of NOx Trap Catalyst 1

상기 실시예 1 Bottom에서 Rb2O 대신 Cs2O을 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 NOx 트랩 촉매를 제조하였다.Example 1 A NOx trap catalyst was prepared in the same manner as in Example 1, except that Cs 2 O was used instead of Rb 2 O at the bottom.

<비교예 2> NOx 트랩 촉매의 제조 2Comparative Example 2 Preparation of NOx Trap Catalyst 2

상기 실시예 1 Bottom에서 Rb2O을 전량 BaO로 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 NOx 트랩 촉매를 제조하였다.Example 1 A NOx trap catalyst was prepared in the same manner as in Example 1, except that Rb 2 O was used as the total amount of BaO at the bottom.

<실험예 1> NOx 트랩 촉매의 정화율 측정 1Experimental Example 1 Measurement of Purification Rate of a NOx Trap Catalyst 1

(1) 촉매 평가(1) catalyst evaluation

촉매 평가 전 상기 실시예 1 내지 2에서 제조된 NOx 트랩 촉매를 열화시켰다. 이때, 열화조건은 750℃에서 6시간동안 전기로(Box furnace)에서 수행하였다.The NOx trap catalyst prepared in Examples 1 and 2 was deteriorated prior to catalyst evaluation. At this time, the deterioration conditions were carried out in a box furnace for 6 hours at 750 ℃.

상기 열화 후, 촉매 평가는 Engine Dyno.에서 실시하였다After the deterioration, the catalyst evaluation was carried out at Engine Dyno.

이때, 엔진은 2.0L DOHC 소나타의 것을 사용하였으며, 테스트 모드는 PLB-5 모드에서 수행하였다(도 2 참조) 구체적으로, 초기 PLB-5 모드는 120 초 동안 Rich 분위기로 촉매를 전처리 한 후 Lean 60 초, Rich 2 초간 8회 운전으로 NOx 트랩 촉매 활성을 측정하는 모드이다. 또한, Space velocity는 21,000 1/hr이며, 연료상 황의 함량은 0 ppm이며, Lean/Rich 시간은 60/2(초)이었다. 마지막으로, 촉매 입구온도를 350, 400, 450℃에서 NOx 트랩 촉매의 정화율을 각각 측정하였다.At this time, the engine used a 2.0L DOHC Sonata, and the test mode was performed in the PLB-5 mode (see Fig. 2). Specifically, the initial PLB-5 mode was pre-treated with a Rich atmosphere for 120 seconds in the Lean 60 It is a mode to measure NOx trap catalyst activity in 8 operations for 2 seconds and Rich 2 seconds. In addition, the space velocity was 21,000 1 / hr, the fuel sulfur content was 0 ppm, and the Lean / Rich time was 60/2 (second). Finally, the purification rate of the NOx trap catalyst was measured at 350, 400, and 450 ° C.

또한, 본 발명의 NOx 트랩 촉매에 대한 HC의 정화율을 측정하기 위하여, 상기와 동일한 방법으로 실험을 수행하였다.In addition, in order to measure the purification rate of HC for the NOx trap catalyst of the present invention, the experiment was carried out in the same manner as described above.

(2) 결과(2) results

① 촉매 입구온도 350, 400, 450℃에서의 NOx 트랩 촉매의 NOx 정화율① NOx purification rate of NOx trap catalyst at catalyst inlet temperature 350, 400, 450 ℃

촉매 입구온도 350, 400, 450℃에서의 NOx 트랩 촉매의 NOx 정화율 결과는 도 4에 나타내었다. 또한 실험모드에 따른 실시간 NOx은 도 3에서 도시하였다. 보는 바와 같이, 350℃에서 NOx 트랩 촉매의 정화율은 비교예 1, 2의 NOx 트랩 촉매에 비해 본 발명의 NOx 트랩 촉매(실시예 1)의 NOx 정화율이 우수함을 알 수 있다. 특히, 실시예 1의 NOx 트랩 촉매는 Rich 공정 중 95% 이상의 정화율을 나타내어 더욱 우수한 성능을 가지고 있음을 알 수 있다.The NOx purification rate results of the NOx trap catalyst at the catalyst inlet temperatures of 350, 400, and 450 ° C are shown in FIG. 4. In addition, the real-time NOx according to the experiment mode is shown in FIG. As can be seen, it can be seen that the purification rate of the NOx trap catalyst at 350 ° C is superior to that of the NOx trap catalyst (Example 1) of the present invention compared to the NOx trap catalysts of Comparative Examples 1 and 2. In particular, it can be seen that the NOx trap catalyst of Example 1 exhibits a purification rate of 95% or more during the Rich process, and thus has better performance.

- 촉매 입구온도 400℃에서의 NOx 트랩 촉매의 NOx 정화율-NOx purification rate of NOx trap catalyst at catalyst inlet temperature of 400 ℃

도 4에서 보는 바와 같이, 400℃에서의 NOx 정화율은 상기 350℃에서의 NOx 정화율과 동일한 결과를 나타내고 있다.As shown in Fig. 4, the NOx purification rate at 400 ° C shows the same result as the NOx purification rate at 350 ° C.

- 촉매 입구온도 450℃에서의 NOx 트랩 촉매의 NOx 정화율-NOx purification rate of NOx trap catalyst at catalyst inlet temperature of 450 ℃

도 4에서 보는 바와 같이, NOx 정화율은 실시예 1 > 비교예 1 > 비교예 2의 순으로 우수함으로 나타내고 있으나, 상기 촉매 입구온도 350, 400℃의 결과와는 다른 점을 나타내고 있다. 이는 온도 증가에 따라 NOx 흡착능력이 떨어져 탈착으로 정화율이 감소함을 나타내고 있는 것이다.As shown in FIG. 4, the NOx purification rate was shown to be excellent in the order of Example 1> Comparative Example 1> Comparative Example 2, but it is different from the results of the catalyst inlet temperatures 350 and 400 ° C. This indicates that the NOx adsorption capacity decreases with increasing temperature and the purification rate decreases due to desorption.

도 4에서 보는 바와 같이 350℃에서 400℃까지 NOx 정화율이 향상됨을 알 수 있으며, 450℃에서 NOx 정화율이 감소함을 알 수 있다. 이때, 감소되는 경향이 실시예 1의 NOx 트랩 촉매가 가장 작아 온도 증가에 따른 탈착 현상이 가장 적음을 알 수 있다.As shown in Figure 4 it can be seen that the NOx purification rate is improved from 350 ℃ to 400 ℃, it can be seen that the NOx purification rate is reduced at 450 ℃. At this time, it can be seen that the tendency to decrease is the smallest NOx trap catalyst of Example 1, so the desorption phenomenon with increasing temperature.

이러한 NOx 정화율에 대한 결과와 비교하여 HC의 정화율을 측정하였다. 결과는 도 5에 나타내었다. 도 5에서 보는 바와 같이, 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 NOx 트랩 촉매의 HC 정화율은 촉매입구온도가 상승할수록 향상됨을 알 수 있다. 이는 상기 도 4에서 보는 바와 같이, 온도상승에 따른 탈착현상으로 인해 발생되는 것으로 도 4의 결과를 뒷받침하는 결과이다.The purification rate of HC was measured in comparison with the result for the NOx purification rate. The results are shown in FIG. As shown in Figure 5, it can be seen that the HC purification rate of the NOx trap catalyst of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 is improved as the catalyst inlet temperature increases. As shown in FIG. 4, this is caused by the desorption phenomenon due to the temperature rise, which supports the result of FIG.

<실험예 2> NOx 트랩 촉매의 정화율 측정 2Experimental Example 2 Measurement of Purification Rate of the NOx Trap Catalyst 2

SOx에 대한 내성을 알아보기 위해, Space velocity는 42,000 1/hr에서 황의 함량이 100ppm인 연료를 사용하였으며, 이외 실험방법은 상기 실험예 1과 동일하게 수행하였다. 마지막으로, 촉매 입구온도를 350, 400, 450, 500℃에서 NOx 트랩 촉매의 NOx 정화율을 각각 측정하였다.In order to determine the resistance to SOx, the space velocity used a fuel having a sulfur content of 100 ppm at 42,000 1 / hr, and the other experimental method was performed in the same manner as in Experiment 1. Finally, the NOx purification rate of the NOx trap catalyst was measured at 350, 400, 450, and 500 ° C.

각각의 촉매입구온도에 대한 NOx 트랩 촉매의 NOx 정화율은 도 6에 나타내었다. 도 6에서 보는 바와 같이, 도 4의 황의 함량이 없는 연료에 대한 NOx 정화율은 감소하는 경향을 나타내고 있으나, 본 발명의 실시예 1의 NOx 트랩 촉매의 성능이 비교예 1에 비해 우수함을 알 수 있으며, 촉매입구온도를 상승시켜도 동일한 결과가 나타남을 알 수 있다.The NOx purification rate of the NOx trap catalyst for each catalyst inlet temperature is shown in FIG. 6. As shown in FIG. 6, the NOx purification rate of the fuel without sulfur content of FIG. 4 shows a tendency to decrease, but it can be seen that the performance of the NOx trap catalyst of Example 1 of the present invention is superior to that of Comparative Example 1. In addition, it can be seen that the same result is obtained even by increasing the catalyst inlet temperature.

상술한 바와 같이, 본 발명의 NOx 트랩 촉매는 바륨 등의 금속성분과, 루비듐 또는 세슘의 금속성분의 혼합으로 이루어진 NOx 흡착성분으로 이루어져 있어, 고온 린(lean) 분위기에서 탈착경향이 적으며, SOx에 대해 내성을 갖아 더욱 우수한 NOx 트랩 촉매로 이용할 수 있다.As described above, the NOx trap catalyst of the present invention is composed of a NOx adsorption component consisting of a mixture of a metal component such as barium and a metal component of rubidium or cesium, and thus has a low desorption tendency in a high temperature lean atmosphere. It is resistant to, and can be used as a better NOx trap catalyst.

도 1은 NOx 트랩 촉매의 작용을 개략적으로 나타낸 그림이며, 1 is a view schematically showing the action of the NOx trap catalyst,

도 2는 본 발명의 실험예 1의 PLB-5 테스트 모드를 나타낸 그래프이며, 2 is a graph showing a PLB-5 test mode of Experimental Example 1 of the present invention;

도 3는 본 발명에서 연료상 황의 함량이 0 ppm, Space velocity 21,000 1/hr인 경우, 촉매 입구온도 400℃에서 NOx 트랩 촉매의 NOx 정화율을 나타낸 실제 테스트 모드에 따른 실험 데이터 그래프이며, 3 is a graph of experimental data according to the actual test mode showing the NOx purification rate of the NOx trap catalyst at the catalyst inlet temperature of 400 ° C. when the fuel sulfur content is 0 ppm and the space velocity 21,000 1 / hr.

도 4는 본 발명에서 연료상 황의 함량이 0 ppm, Space velocity 21,000 1/hr인 경우, 촉매 입구온도 350, 400, 450℃에서 내지 NOx 트랩 촉매의 NOx 정화율을 나타낸 그래프이며, 4 is a graph showing the NOx purification rate of the NOx trap catalyst at a catalyst inlet temperature of 350, 400, and 450 ° C when the content of fuel sulfur is 0 ppm and a space velocity of 21,000 1 / hr.

도 5는 본 발명에서 연료상 황의 함량이 0 ppm, Space velocity 21,000 1/hr인 경우, 촉매 입구온도 350, 400, 및 450℃에서 NOx 트랩 촉매의 HC의 정화율을 나타낸 그래프이며, 5 is a graph showing the purification rate of HC of the NOx trap catalyst at the catalyst inlet temperatures 350, 400, and 450 ° C. when the content of fuel sulfur is 0 ppm and the space velocity 21,000 1 / hr according to the present invention.

도 6는 본 발명에서 Space velocity 42,000 1/hr, 촉매 입구온도 350, 400, 450, 500℃에서, 연료상 황의 함량에 따른 NOx 트랩 촉매의 NOx 정화율을 나타낸 그래프이다. Figure 6 is a graph showing the NOx purification rate of the NOx trap catalyst according to the content of fuel sulfur at the space velocity 42,000 1 / hr, catalyst inlet temperature 350, 400, 450, 500 ℃ in the present invention.

Claims (8)

백금성분, 지지체 및 NOx 흡착성분으로 이루어진 NOx 트랩 촉매에 있어서, 상기 NOx 흡착성분이 루비듐 금속성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 NOx 트랩 촉매.A NOx trap catalyst comprising a platinum component, a support and a NOx adsorption component, wherein the NOx adsorption component comprises a rubidium metal component. 백금성분, 지지체 및 NOx 흡착성분으로 이루어진 NOx 트랩 촉매에 있어서, 상기 NOx 흡착성분이 바륨, 스트론튬, 칼슘 및 세슘으로 이루어진 그룹 중 선택된 금속 성분과 루비듐 금속 성분의 혼합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 NOx 트랩 촉매.A NOx trap catalyst comprising a platinum component, a support, and a NOx adsorption component, wherein the NOx adsorption component is a mixture of a metal component selected from a group consisting of barium, strontium, calcium, and cesium and a rubidium metal component. . 제 2항에 있어서, 상기 NOx 흡착성분이 바륨, 스트론튬, 칼슘 및 세슘으로 이루어진 그룹 중 선택된 금속 산화물과 루비듐 금속 산화물의 혼합으로 이루어진 혼합물 또는 복합산화물인 것을 특징으로 하는 NOx 트랩 촉매.The NOx trap catalyst according to claim 2, wherein the NOx adsorption component is a mixture or complex oxide consisting of a mixture of a metal oxide and a rubidium metal oxide selected from the group consisting of barium, strontium, calcium and cesium. 제 3항에 있어서, 상기 NOx 흡착성분이 바륨 산화물과 루비듐 산화물의 혼합으로 이루어진 혼합물 또는 복합 산화물인 것을 특징으로 하는 NOx 트랩 촉매.4. The NOx trap catalyst according to claim 3, wherein the NOx adsorption component is a mixture or complex oxide consisting of a mixture of barium oxide and rubidium oxide. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 백금성분이 백금 단독으로 이루어지거나, 또는 백금에 백금족 금속 성분으로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 NOx 트랩 촉매.The NOx trap catalyst according to claim 1 or 2, wherein the platinum component is composed of platinum alone or further comprises platinum as a platinum group metal component. 제 5항에 있어서, 상기 백금족 금속 성분이 팔라듐, 로듐, 루테늄, 이리듐 및 오스뮴 성분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 NOx 트랩 촉매.6. The NO x trap catalyst of claim 5, wherein the platinum group metal component is selected from the group consisting of palladium, rhodium, ruthenium, iridium and osmium components and mixtures thereof. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 지지체가 알루미나, 실리카, 티타니아 및 지르코니아 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 것을 특징으로 하는 NOx 트랩 촉매.The NOx trap catalyst according to claim 1 or 2, wherein the support is one or more selected from the group consisting of alumina, silica, titania and zirconia compounds. 제 7항에 있어서, 상기 지지체가 활성화 알루미나, 실리카, 실리카-알루미나, 알루미노-실레케이트, 알루미나-지르코니아, 알루미나-크로미나 및 알루미나-세리아로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 NOx 트랩 촉매.The NOx trap catalyst according to claim 7, wherein the support is selected from the group consisting of activated alumina, silica, silica-alumina, alumino-silicate, alumina-zirconia, alumina-chroma and alumina-ceria.
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