KR20060093102A - 열 안정성이 개선된 촉매첨가 디젤 분진 필터 - Google Patents

열 안정성이 개선된 촉매첨가 디젤 분진 필터 Download PDF

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종유안 댕
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Abstract

알칼리 토금속 바나듐산염 및 귀금속을 포함하는 촉매 물질을 위해, 산화세륨, 산화란탄, 산화텅스텐, 산화몰리브덴, 산화주석 중 하나로 촉진된 고표면적 지지체 알루미나, 티타니아, 실리카 및 지르코니아로 워시코팅된, 디젤 분진 여과용 다공성 필터 기재를 포함하는, 디젤 분진 산화 활성 및 열 안정성이 향상된 촉매첨가 디젤 분진 배기 필터.
디젤, 분진, 필터, 촉매첨가, 알칼리 토금속 바나듐산염, 귀금속, 고표면적 지지체

Description

열 안정성이 개선된 촉매첨가 디젤 분진 필터{A CATALYZED DIESEL PARTICULATE MATTER FILTER WITH IMPROVED THERMAL STABILITY}
본 출원은 현재 계류중인 미국 특허 출원 일련번호 10/008,142(2001. 11. 13. 출원되고, 그 전문이 참고인용되었다)의 일부 연속 출원이다.
본 발명은 열 안정성 및 디젤 분진 산화 활성이 개선된 촉매첨가 디젤 분진 배기 필터에 관한 것이다.
촉매첨가된 필터는 고표면적의 지지체로 워시코팅된 디젤 분진 여과용 다공성 필터 기재를 포함한다. 상기 지지체의 예로는 산화세륨, 산화란탄, 산화텅스텐, 산화몰리브덴, 산화주석 또는 이의 조합물에 의해 촉진되어진 알루미나, 티타니아, 실리카, 지르코니아 또는 이의 조합물이 있다. 필터의 촉매 물질은 알칼리 토금속 바나듐산염 및 귀금속을 포함할 수 있다.
내연 기관은 연료(탄화수소)를 고온에서 연소시켜 작동한다. 이론적으로, 연소 공정의 산물은 CO2와 물이다. 하지만, 연소 공정이 불완전하여 일산화탄소, 탄화수소류 및 검댕과 같은 바람직하지 않은 부산물이 형성되는 것은 일반적인 현상이다. 내연 기관에서 일어나는 다른 반응에는 산화질소류를 생산하는 질소 분자의 산 화 및 SO2 및 소량의 SO3을 형성하는 황의 산화가 있다. 또한, 온도가 감소할 때 SO3은 H2O와 반응하여 황산을 형성할 수 있다. 다른 무기 물질은 재로서 형성된다. 이러한 반응의 산물은 내연 기관으로부터 다음과 같은 바람직하지 않은 기체, 액체 및 고체 배출물을 생성한다: 기체상 배출물 - 일산화탄소, 탄화수소류, 산화질소류, 이산화황; 액체상 배출물 - 불연소 연료, 윤활유, 황산; 및 고체상 배출물 - 탄소(검댕). 액체상 탄화수소, 고체상 검댕 및 황산의 조합물은 종종 총 분진으로 불리기도 하는 작은 소적을 형성한다.
내연 기관의 가장 일반적인 종류는 디젤 엔진과 오토(Otto) 엔진이다. 오토 엔진에 비해 디젤 엔진은 더 많은 분진을 배출하고, 따라서 공기 오염과 사람 건강에 더 큰 위협을 주고 있다. 이러한 위험을 감소시키고자 디젤 분진 배출물의 억제에 엄청난 노력을 기울이고 있다. 공지된 1가지 접근법은 배기 분진을 걸러내는 필터를 사용하는 방법이다. 이러한 필터는 일반적으로 필터를 통해 흐르는 배기 가스에 대해서는 투과성이고 대부분의 분진은 걸러낼 수 있을 정도로 횡단면이 작고 관통성인 다수의 세공들을 보유한 다공성 고체 물질로 제조된다. 필터에 쌓인 분진의 양이 증가하면 필터를 통한 배기 가스의 흐름이 점차 방해되어 필터 내의 배압이 증가되고 엔진 효율이 떨어진다.
통상적으로, 배압이 특정 수준에 이르면 필터는 교환가능한 필터이면 폐기하거나 또는 분리한 뒤 쌓인 분진을 약 600℃ 내지 약 650℃의 온도에서 연소시켜 재생시킴으로써 필터를 재사용할 수도 있다. 때로는 공기 연료 혼합물을 주기적으로 증량시킴으로써 동일계에서의 필터 재생을 수행할 수도 있다. 이러한 증량은 배기 가스 온도를 증가시킨다. 높은 배기 온도는 필터에 함유된 분진 물질을 연소시킨다.
600℃를 넘는 온도에서의 디젤 분진 필터의 가열 재생은 일반적으로 바람직하지 않은데, 그 이유는 검댕 점화(lightoff)의 미제어, 온도 폭주 및 필터 기재의 손상을 유도할 수 있기 때문이다. 또한, 가열 재생에는 다량의 에너지가 소비된다. 디젤 분진 필터의 재생에는 오히려 저온 재생이 바람직하다. 이러한 재생은 촉매를 보조로 이용하여 달성할 수 있다. 그 예로서, 미국 특허 5,100,632 및 4,477,417은 각각 600℃ 미만의 온도에서 재생될 수 있는 촉매첨가 필터를 교시한다.
몇몇 특허에서는 디젤 배기 분진 필터용 조성물을 교시한다. 이 조성물의 대부분은 백금 화합물과 특정 바나듐 화합물의 조합물을 이용한다. 예를 들어, 미국 특허 4,510,265는 백금족 금속과 바나듐산은을 함유하는 용액을 세라믹 일체식 지지체 물질 위에 코팅하여 제조한 디젤 분진 코팅 필터를 개시한다. 또 다른 디젤 배기 분진 필터로서, 산화리튬, 염화구리, 산화바나듐/알칼리 금속 산화물 조합물 또는 귀금속으로 제조된 촉매 활성 물질을 필터 기재 위에 코팅시킨 필터가 미국 특허 4,588,707에 개시되어 있다.
미국 특허 5,514,354는 디젤 배기 가스 정제용 개방 셀 일체식 촉매를 교시한다. 이러한 단일체는 활성 성분으로서 바나듐 및 백금족 금속을 함유하는 산화물로 코팅된다.
미국 특허 6,013,599는 동일계에서 재생될 수 있는 디젤 분진 필터로서, 다 공성 내화 지지체 물질로 제조되고, 그 위에 워시코팅이 고정되어 있는 필터를 개시한다. 일 양태에 따른 워시코팅은 산성 철 함유 화합물 및 구리 함유 화합물을 혼합하는 단계, 알칼리 금속염 수용액과 산성 바나듐 함유 화합물을 첨가하는 단계, 마지막으로 이 혼합물에 알칼리 토금속 화합물 슬러리를 첨가하는 단계를 통해 형성된다.
이러한 특허들에는 디젤 분진용 필터로서 유용한 물질의 다수의 여러 조성물이 개시되어 있지만, 이러한 필터의 사용 중에 발생되는 압력 강하의 증가와 관련된 유의적인 문제점은 여전한 실정이다. 더욱이, 표면적이 작은 기재 위에 촉매가 직접 코팅되면 온도 증가에 따라 촉매의 열 안정성이 저하된다. 이러한 촉매는 재생 동안 고온에서 소결되고 실활된다. 또한, 일부 디젤 연소 촉매는 황 피독 저항성이 좋지 않아서 고온에서 실활될 수 있다.
발명의 개요
본 발명은 표면적인 큰(이하, '고표면적' 이라 한다) 지지체가 워시코팅된 다공성 필터 기재를 함유하는 촉매첨가 디젤 분진 배기 필터에 관한 것이다. 상기 지지체는 산화란탄, 산화세륨, 산화텅스텐, 산화주석 또는 이의 조합물로 촉진되는 것이 바람직하다. 이와 같이 촉진된 지지체는 또한 알칼리 토금속 바나듐산염, 바람직하게는 바나듐산 마그네슘, 칼슘 또는 바륨 및 귀금속, 바람직하게는 백금으로 함침된 것이 바람직하다. 또한, 디젤 분진 배기 필터의 제조방법이 디젤 배기 필터를 이용하여 디젤 배기물로부터 분진을 여과하는 방법과 같이 교시되고 있다.
도 1은 CO 700ppm, C3H6 300ppm, SO2 100ppm, H2O 4% 및 30,000/h GHSV 조건하에서 일산화탄소 및 프로필렌의 기체상 산화에 사용된 본 발명의 촉매의 활성을 나타낸 그래프이다;
도 2는 CO 700ppm, C3H6 300ppm, SO2 100ppm, H2O 4% 및 30,000/h GHSV 조건하에서 일산화탄소 및 프로필렌의 기체상 산화에 사용된 비교용 촉매의 활성을 나타낸 그래프이다;
도 3은 5.5KW Lister-Petter LPA2 디젤 젠셋(genset)에서 시험되는 디젤 분진 산화에 대한 본 발명의 촉매 및 비교용 촉매의 활성을 나타낸 그래프이다.
바람직한 양태의 상세한 설명
본 발명은 디젤 배기 장치에 사용되는 촉매첨가 디젤 분진 배기 필터에 관한 것이다. 본 발명의 수행 시, 촉매첨가 디젤 분진 배기 필터는 디젤 엔진의 배기 가스 처리 시스템에 장착된 필터 하우징에 배치된다. 필터 및 필터 하우징은 존재할 수 있는 다른 임의의 가스 선 부재와 함께 엔진의 배기 가스 매니폴드와 배기관 말단 사이에 위치하며, 상기 배기관은 대기에 노출되어 있다. 상기 필터는 고온인 배기 가스가 필터에 의해 걸러진 여과된 분진을 연소시켜 필터를 계속적으로 재생시키는 데 사용될 수 있도록 엔진 배기 매니폴드와 가능한 한 근접한 것이 바람직하다. 필터 하우징에는 본 발명의 촉매첨가 디젤 분진 배기 필터가 배치된다.
촉매첨가 디젤 분진 배기 필터는 배기류로부터 디젤 분진을 여과하고, 촉매 물질로 코팅된 다공성 필터 기재로 구성되어 있다. 이러한 다공성 필터 기재는 통상적인 필터 제품, 예컨대 배기 가스가 통과하며 여과될 수 있는 발포 구조의 얇은 다공성 막형 벌집 모양 단일체(monolith)로 제조된다. 필터 기재는 이 필터 기재를 통한 배기 가스의 흐름을 유의적으로 방해하거나 제한하지 않도록 상당한 유통능(flow through capacity)이 있는 것이 바람직하다. 하지만, 디젤 배기 가스에 존재하는 분진이 배기 가스류로부터 탈락되어 필터 기재에 보유되기에 충분한 포선형 통로도 함유해야만 한다.
필터 기재는 예컨대 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 실리카, 마그네시아, 티탄산 칼륨, 실리카-알루미나, 실리카-지르코니아, 티타니아-지르코니아, 티타니아-실리카, 탄화규소, 질화규소, 세라믹 근청석, 뮬라이트 및 이의 혼합물 및 조합물과 같은 통상적인 필터 물질로 제조할 수 있다. 특히, 기재는 세라믹 물질과 탄화규소 물질로 제조하는 것이 바람직하다.
다공성 필터 기재는 고표면적 지지체로 워시코팅한다. 고표면적 지지체 워시코팅은 이후에 촉매 물질의 고분산 및 촉매 물질의 높은 열안정성을 유도할 것이다. 워시코팅 물질은 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 티타니아-실리카, 제올라이트, 및 이의 혼합물 및 조합물로 구성된 것이 바람직하다. 알루미나는 표면적이 크고 단가가 낮아서 바람직하다. 하지만, 알루미나는 황 피독에 대한 저항성이 낮다. 더욱이, 촉매 물질의 한 성분으로서 Mg가 사용된 경우에는, 마그네슘은 알루미나와 반응하여 알루민산 마그네슘 스피넬 구조를 형성하고, 이는 표면적 손실과 촉매 실활을 초래한다. 티타니아는 큰 표면적과 높은 피독 저항성으로 인해 가장 바람직하 다.
고표면적 지지체는 지지체의 열안정성 향상과 디젤 분진 산화에 대한 촉매 물질의 활성 촉진을 위하여 산화텅스텐, 산화몰리브덴, 산화란탄, 산화세륨으로 변형된 것이 바람직하다. 고표면적 지지체의 변형은 예비안정화 과정으로, 즉 워시코팅 전에 고표면적 지지체에 변형 성분을 도핑하여 수행되는 것이 바람직한데, 그 이유는 이에 따라 적절한 워시코팅 처리가 수행될 수 있기 때문이다. 도핑된 고표면적 지지체는 몇가지가 시판되고 있다. 티타니아 지지체가 사용되는 경우에는 티타니아 상에 대한 산화텅스텐의 분산성이 크고, 티타니아 표면적의 강한 상승 및 촉매 물질의 강한 활성 상승으로 인해 산화텅스텐이 바람직하다. 일반적으로, 도핑된 티타니아에 첨가되는 산화텅스텐의 중량백분율은 단층 분산능에 가까운 이유로 인해 5 내지 15% 범위, 바람직하게는 9 내지 10%이다.
워시코팅된 다공성 필터 기재는 촉매 물질로 함침된다. 촉매 물질은 알칼리 토금속 바나듐산염 및 귀금속의 조합물인 것이 바람직하다. 모든 알칼리 토금속이 바나듐과 조합되어 알칼리 토금속 바나듐산염을 형성할 수 있지만, 바나듐산 마그네슘, 바나듐산 칼슘 또는 바나듐산 바륨이 바람직하고, 특히 바나듐산 마그네슘이 가장 바람직하다. 마그네슘 산화물이 바나듐산 산화물과 이용되는 경우, 바나듐산 산화물 대 마그네슘 산화물의 바람직한 비는 약 1:1 내지 약 1:10 범위, 바람직하게는 약 1:1 내지 약 1:5 범위이다.
촉매 물질의 제2 성분은 귀금속이다. 이러한 귀금속은 백금, 팔라듐, 로듐, 루테늄, 레늄 및 오스뮴으로 이루어진 그룹 중에서 선택된다. 바람직한 귀금속은 백금, 팔라듐 및 로듐이고, 가장 바람직한 것은 백금이다.
워시코팅된 필터 상에 함침된 백금 대 알칼리 토금속 바나듐산염의 바람직한 비는 중량비로서 1:1 내지 1:50 범위, 바람직하게는 1:5 내지 약 1:20 범위, 가장 바람직하게는 약 1:10이다. 이러한 비의 계산에서, 알칼리 토금속과 바나듐 산화물(존재하는 경우)의 중량은 알칼리 토류 바나듐산염으로 포함된다. 모든 측정은 필터 기재의 코팅 후의 중량을 기준으로 한다.
일체식 세라믹 물질, 발포 세라믹 물질 또는 탄화규소 물질과 같은 필터 기재의 막 위에 대한 고표면적 지지체의 워시코팅은 통상적인 방법으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 분말 형태의 고표면적 지지체 물질은 먼저 상기 분말을 물 및 경우에 따라 산도 변형을 위해 산과 함께 혼합한 뒤, 원하는 리올로지가 될 때까지 일정 시간 동안 볼밀로 혼합하여 슬러리로 제조한다. 이러한 워시코팅 슬러리에 필터 기재를 침지시킨 후, 에어나이프 또는 진공 흡입을 이용하여 과량의 슬러리를 제거한다. 과량의 슬러리가 제거되면, 코팅된 필터 기재를 100 내지 150℃의 온도에서 약 2시간 동안 건조한 다음 약 500 내지 600℃의 온도에서 약 3시간 동안 하소하여 필터 기재에 코팅을 고정시킨다.
촉매 물질의 침착 역시 통상적인 방법으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 필터 기재를 촉매 물질에 함침시킬 수 있다. 필터 상에 촉매 물질을 침착시키는 바람직한 방법은 워시코팅된 필터 기재를 촉매 물질에 함침시키는 것이다. 바람직한 일 양태에 따르면, 필터 기재를 촉매 물질에 함침시키기 위해 먼저 알칼리 토금속 염과 바나듐 염의 수용액을 제조한다. 이러한 알칼리 토금속 염, 예컨대 질산마그네 슘 또는 아세트산마그네슘과 바나듐염, 예컨대 옥살산바나듐 또는 구연산바나듐, 또는 바나듐산암모늄의 수용액과 워시코팅된 필터 기재를 접촉시킨 다음, 500 내지 600℃의 온도에서 약 3시간 동안 경화시킨다. 바나듐산 마그네슘을 제조하기 위해서는 용액 중의 바나듐 대 마그네슘의 원자비가 약 2:3인 것이 바람직하다. 또한, 공지된 다른 알칼리 토금속, 예컨대 칼슘 또는 바륨의 염도 알칼리 토금속 바나듐산염의 생산에 이용될 수 있다.
필터 기재가 알칼리 토금속 염 및 바나듐산염으로 코팅되면, 임의의 과량의 염 용액은 제거하고 함침된 필터 기재를 약 100 내지 150℃의 온도에서 약 2시간 동안 건조한 다음, 코팅된 필터를 약 500 내지 600℃의 온도에서 약 3시간 동안 하소하여 바나듐산 마그네슘을 필터 기재위에 고정시킨다.
이와 같이 워시코팅된 필터 기재를 알칼리 토금속 바나듐산염으로 함침시킨 후, 그 다음 코팅된 필터 기재 위에 귀금속 염을 함침시킨다. 바람직한 일 양태에 따라, 이러한 함침은 알칼리 토금속 바나듐산염 코팅된 필터 기재를 귀금속염 수용액과 접촉시킴으로써 수행한다. 예를 들어, 선택된 귀금속이 백금인 경우, 바람직한 염 용액은 아황산 백금 산(H4Pt(SO3)4)이다. 코팅된 필터 기재는 귀금속 용액으로 코팅된 다음, 약 100 내지 150℃ 온도에서 건조되고 약 500 내지 600℃ 온도에서 약 3시간 동안 하소된다.
또한, 알칼리 토금속, 바나듐 금속 및 귀금속 화합물에 필터 기재의 함침은 일단계 공정으로 접촉시킬 수도 있다. 필터 기재가 일단계 공정으로 적당한 물질에 함침되는 경우에, 바람직한 공정은 먼저 알칼리 토금속 염, 바나듐 염 및 귀금속 염을 함유하는 수용액을 제조하는 것이다. 예를 들어, 마그네슘이 알칼리 토금속인 경우, 바람직한 하나의 염은 아세트산마그네슘이다. 일단계 공정에 바람직한 하나의 바나듐 염은 구연산바나듐이다. 이러한 두 염을 백금 화합물, 예컨대 아황산 백금 산과 혼합한다. 그 다음 이 화합물들의 용액에 필터를 침지시키고, 임의의 과량의 액체를 통상적인 방법, 예컨대 진공 흡입으로 제거한다. 그 다음, 코팅된 필터 기재를 약 100 내지 150℃의 온도에서 약 2시간 동안 건조한 다음, 약 500 내지 600℃의 온도에서 약 3시간 동안 하소하여 코팅된 필터 물질을 수득한다.
또는, 고표면적 지지체의 워시코팅 및 촉매 물질의 침착을 일단계 공정으로 수행할 수도 있다. 필터 기재 코팅을 일단계 공정으로 수행하는 경우에는, 고표면적 지지체의 분말, 알칼리 토금속 염, 바나듐 염 및 귀금속 염을 수성 슬러리로 혼합한다. 이러한 혼합물 슬러리를 바람직한 리올로지가 되도록 볼밀로 약 3 내지 8시간 동안 혼합한다. 그 다음, 슬러리에 필터 기재를 침지시키고 과량의 슬러리를 에어 나이프 또는 진공 흡입으로 제거한다. 코팅된 필터 기재를 약 100 내지 150℃의 온도에서 건조하고 500 내지 600℃의 온도에서 약 3시간 동안 하소한다.
코팅된 필터 기재의 제조에 있어서, 워시코팅된 고표면적 지지체는 100g/cf 내지 5000g/cf의 적재량, 바람직하게는 200g/cf 내지 3000g/cf, 가장 바람직하게는 300 내지 1000g/cf의 적재량으로 필터 기재 상에 존재하는 것이 바람직하다.
코팅된 디젤 분진 배기 필터의 제조에 있어서, 촉매 물질은 알칼리 토금속 바나듐산염 200 내지 약 1000g/cf(7.1 내지 35.5g/l), 바람직하게는 300 내지 700g/cf(10.7 내지 약 24.9g/l), 가장 바람직하게는 약 500g/cf(17.8g/l)의 적재량, 및 귀금속 약 20 내지 약 100g/cf(0.7 내지 3.6g/l), 가장 바람직하게는 약 25g/cf(0.9g/l)의 적재량으로 필터 기재 상에 존재하는 것이 바람직하다. 필터 기재 상에 존재하는 총 촉매 물질 적재량은 약 200g/cf 내지 약 1000g/cf(7.1 내지 35.5g/l) 범위이다. 백금 대 바나듐산마그네슘의 비는 바람직하게는 약 1:1 내지 약 1:50 범위, 더욱 바람직하게는 약 1:5 내지 약 1:20 범위, 가장 바람직하게는 약 1:10인 것이다.
종래 기술의 디젤 분진용 배기 필터의 대부분은 필터 기재를 활성 촉매 물질로 코팅하는 워시코팅법을 이용한다. 하지만, 놀랍게도 희석된 슬러리를 코팅한 후 촉매 물질을 함침하면 세공 차단 감소의 결과로 배압 강하가 감소되는 것으로 발견되었다. 또한, 본 발명의 제조 방법이 이용되면 1000g/cf 이하의 워시코팅 적재량 및 500g/cf 이하의 촉매 물질 적재량에서 압력 강하 증가가 거의 나타나지 않는 것이 놀랍게도 발견되었다. 이에 반해, 미국 특허 6,013,599의 워시코팅법을 이용하면 약 480g/cf 이하의 촉매 적재량에서 압력 강하가 약 100% 증가하고, 약 1030g/cf의 촉매 적재량에서는 약 260%의 압력 강하 증가가 나타났다.
또한, 본 발명의 촉매가 사용되면 놀랍게도 촉매의 효과적인 재생 온도가 크게 감소되는 것으로 밝혀졌다. 고표면적 지지체의 존재는 촉매 물질의 분산성을 증강시킨다. 즉, 분진을 산화시키는 활성 부위가 더 증가된다. 촉매첨가되지 않은 다공성 필터 기재가 재생되는 경우에는 필터 기재에서의 분진의 점화 온도가 500 내지 600℃ 범위이다. 하지만, 촉매 물질이 직접 함침에 의해 필터 기재 위에 코팅되 면, 적재된 필터 기재의 재생은 약 380℃의 온도에서 일어난다. 이에 반해, 본 발명의 배기 필터의 재생은 350℃ 정도의 낮은 온도에서 일어난다. 일반적인 디젤 엔진 배기 장치의 온도는 정상 작동 중에 이 온도에 도달할 수 있기 때문에 정상 작동 중에 부분 또는 심지어 완전한 재생이 일어날 수 있다. 이러한 정도의 재생 온도의 감소는 종래 기술에 비해 현저한 개선으로 생각된다.
또한, 본 발명의 촉매는 직접 함침에 의해 제조된 촉매에 비해 우수한 열 안정성이 있는 것으로 발견되었다. 고표면적 지지체 워시코팅의 존재는 촉매 물질의 열 안정성을 증가시킨다. 직접 함침에 의해 형성된 촉매첨가 디젤 분진 필터 기재의 경우에는 650℃에서 48시간 동안 노화에 의해 상당한 촉매 소결 및 실활을 나타낸다. 실험실 벤치 반응기에서 수행한 일산화탄소 및 프로필렌의 기체 상 반응에서 일산화탄소의 점화 온도(50% 전환율)는 222℃이고 프로필렌의 점화 온도는 231℃이다. 최고의 프로필렌 전환율은 90%에 그친다. 650℃에서 48시간 동안 노화시키면 CO의 점화 온도는 226℃가 되고 프로필렌의 점화 온도는 236℃가 된다. 일산화탄소와 프로필렌의 최고 전환율은 400℃를 초과하는 온도에서도 약 87%이다. 이에 반해, 본 발명의 촉매 물질은 일산화탄소의 점화 온도는 204℃, 프로필렌의 점화 온도는 212℃이고, 650℃에서 48시간 동안 노화 후에는 일산화탄소의 점화 온도가 195℃, 프로필렌의 점화 온도가 198℃이다. 일산화탄소와 프로필렌의 완전한 전환은 약 275℃에서 달성된다.
실시예 1(본 발명)
약 9.5% WO3을 함유하는 텅스텐 도핑된 티타니아는 밀레니엄 인오르가닉 케미컬스 컴패니에서 구입했다. 이러한 티타니아 15kg을 물 35리터와 혼합하고 약 3시간 동안 혼련했다. 수득되는 슬러리를 그 다음 고형량이 약 10 내지 15%가 되게 희석한다. 이 슬러리에 코닝 근청석 세라믹 일체식 디젤 분진 필터 부재(EX-80, 직경 5.66 인치 및 길이 6 인치, 200셀/in2)를 약 30초 동안 침지시켰다. 과량의 슬러리는 에어나이프 또는 진공 흡입으로 제거했다. 코팅된 기재를 그 다음 100 내지 125℃에서 약 2시간 동안 건조하고, 550℃에서 3시간 동안 하소한 뒤, 상온까지 냉각시켰다. 총 티타니아 적재량은 약 500g/cf이다.
이와 같이 워시코팅된 근청석 기재를 그 다음 질산마그네슘 형태의 마그네슘 15g/l, 옥살산바나듐 형태의 바나듐 20g/l를 함유하는 수용액 500ml에 침지시켰다. 함침 후, 과량의 액체를 진공 흡입으로 필터 부재로부터 제거했다. 함침 후, 필터 부재를 125℃에서 약 2시간 동안 건조한 뒤, 550℃에서 약 3시간 동안 하소했다. 바나듐산 마그네슘 적재량은 300g/ft3(10.6g/l)였다.
상온까지 냉각한 후, 필터 부재를, 백금 5g/l를 함유하는 아황산 백금 산(H4Pt(SO3)4) 수용액 500ml에 침지시켰다. 과량의 액체는 진공 흡입으로 제거했다. 함침 후, 코팅된 필터 부재를 125℃에서 약 2시간 동안 건조한 다음 550℃에서 약 3시간 동안 하소했다. 중량 기준의 백금 적재량은 25g/ft3(0.8g/l)였다.
전체 필터 부재로부터 직경이 1.75"이고 길이가 6"이며, 티타니아 워시코팅 적재량이 500g/cf, 바나듐산 마그네슘 적재량이 300g/cf이며 백금 적재량이 25g/cf인 필터 부재의 코어를 분리하여 벤치 반응기에서 일산화탄소 및 프로필렌의 기체 상 산화 반응에 대해 검사했다. 검사 조건은 CO 700ppm, 프로필렌 300ppm, SO2 100ppm, H2O 4% 및 30,000/h GHSV였다. 활성은 도 1에 도시했다. 점화 온도(50% 전환율)는 일산화탄소의 경우 204℃이고, 프로필렌의 경우 212℃였다. 275℃ 이상에서 일산화탄소 및 프로필렌의 전환율은 100%에 도달했다. 검사 후, 촉매 코어를 650℃에서 48시간 동안 노화시켰다. 그 다음 다시 상기와 동일한 조건에서 검사했다. 도 1에 도시한 바와 같이 촉매 실활이 전혀 나타나지 않았다. 점화 온도는 일산화탄소의 경우 195℃이고 프로필렌의 경우 198℃였다. 275℃ 이상에서 일산화탄소 및 프로필렌의 전환율은 100%에 도달했다.
또한, 전체 필터 부재로부터 직경이 4.66"이고 길이가 6"이며, 티타니아 워시코팅 적재량이 500g/cf, 바나듐산 마그네슘 적재량이 300g/cf이며 백금 적재량이 25g/cf인 필터 부재의 코어를 분리하여, 고정 속도 1800rpm인 Lister-Petter LPA2 0.726L 2실린더 디젤 엔진 동력 5.5kW 젠셋을 사용하여 디젤 분진 계측기의 재생에 대하여 검사했다. 필터 부재를 하우징에 디젤 엔진 배기 매니폴드 다음으로 장착했다. 이러한 필터 부재에 3Kw 부하 조건 하에 7시간 동안 디젤 분진을 적재했다. 상온으로 냉각한 후, 엔진을 재가동시키고 엔진 부하를 15분 마다 1Kw씩 증가시켰다. 배기 장치의 온도 및 필터 부재를 통한 압력 강하를 기록했다. 도 3에 도시한 바와 같이, 압력 강하는 초기에는 온도에 따라 증가한 후, 온도가 350℃를 초과하면 온도와 함께 감소했으며, 이는 약 350℃에서 디젤 분진 축적과 산화가 평형에 도달했음을 시사한다. 즉, 엔진 평형점 온도는 약 350℃였다. 검사된 디젤 필터 부재에서 분진을 제거하고, 550℃에서 수 시간 동안 하소하여 잔류 디젤 분진을 연소시키고, 650℃에서 48시간 동안 노화시킨 다음 재적재하고 다시 검사했다. 평형점 온도는 변화하지 않았다.
실시예 2( 비교예 )
코닝 근청석 세라믹 일체식 디젤 분진 필터 부재(EX-80, 직경 5.66 인치 및 길이 6 인치, 200셀/in2)를, 질산 마그네슘 형태의 마그네슘 15g/l, 옥살산 바나듐 형태의 바나듐 20g/l를 함유하는 수용액 500ml에 침지시켰다. 함침 후, 과량의 슬러리는 진공 흡입으로 필터 부재로부터 제거했다. 함침 후, 필터 부재를 125℃에서 2시간 동안 건조한 뒤, 550℃에서 3시간 동안 하소했다. 바나듐산 마그네슘 적재량은 300g/ft3(10.6g/l)였다. 상온으로 냉각한 후, 필터 부재를 백금 5g/l을 함유하는 아황산 백금 산(H4Pt(SO3)4) 수용액 500ml에 침지시켰다. 과량의 액체는 진공 흡입으로 제거했다. 함침 후, 코팅된 필터 부재를 125℃에서 2시간 동안 건조하고 550℃에서 3시간 동안 하소했다. 중량 기준의 백금 적재량은 25g/ft3(0.8g/l)였다.
전체 필터 부재로부터 직경이 1.75"이고 길이가 6"이며, 티타니아 워시코팅 적재량이 500g/cf, 바나듐산 마그네슘 적재량이 300g/cf이며 백금 적재량이 20g/cf인 필터 부재의 코어를 분리하여 실험실 벤치 반응기에서 일산화탄소 및 프로필렌의 기체 상 산화 반응에 대해 검사했다. 검사 조건은 CO 700ppm, 프로필렌 300ppm, SO2 100ppm, H2O 4% 및 30,000/h GHSV였다. 활성은 도 2에 도시했다. 점화 온도(50% 전환율)는 일산화탄소의 경우 222℃이고, 프로필렌의 경우 231℃였다. 400℃ 이상에서 일산화탄소의 전환율은 100%인 반면 프로필렌의 전환율은 약 90%에 그쳤다. 검사 후, 촉매 코어를 반응기에서 꺼내어 650℃에서 48시간 동안 노화시켰다. 그 다음 다시 상기와 동일한 조건에서 검사했다. 도 2에 도시한 바와 같이 촉매의 유의적인 실활이 나타났다. 점화 온도는 일산화탄소의 경우 226℃이고 프로필렌의 경우 236℃였다. 일산화탄소 및 프로필렌의 전환율은 고온에서도 완전하지 않았다. 일산화탄소의 최고 전환율은 400℃ 이상에서 약 87%이고 프로필렌의 최고 전환율은 약 88%였다.
또한, 전체 필터 부재로부터 직경이 4.66"이고 길이가 6"이며, 티타니아 워시코팅 적재량이 500g/cf, 바나듐산 마그네슘 적재량이 300g/cf이며 백금 적재량이 20g/cf인 필터 부재의 코어를 분리하여, 실시예 1에서 사용한 것과 같은 조건에서 Lister-Petter LPA2 0.726L 2실린더 디젤 엔진 동력 5.5kW 젠셋을 사용하여 디젤 분진 계측기의 재생에 대하여 검사했다. 도 3에 도시한 바와 같이, 초기에는 압력 강하가 온도에 따라 증가하였고, 온도가 약 375℃가 되면 온도에 따라 감소하는 바, 엔진 평형점 온도는 약 375℃였다.
이상, 본 발명을 구체예를 들어 상세히 설명하였고, 이의 변형, 치환, 생략 및 변화를 본 발명의 취지 안에서 수행할 수 있음은 자명한 것이다. 본 발명은 다음 청구의 범위에 의해 한정되는 것으로 간주되어야 한다.

Claims (20)

  1. 고표면적 지지체가 워시코팅(washcoating)되고, 알칼리 토금속 바나듐산염 및 귀금속을 함유하는 촉매 물질이 함침되어 있는 디젤 분진 배기물 여과용 다공성 필터 기재를 포함하는 촉매첨가 디젤 분진 배기 필터.
  2. 제1항에 있어서, 고표면적 지지체가 알루미나, 실리카, 티타니아, 지르코니아, 알루미나-실리카, 티타니아-실리카, 텅스텐 도핑된 티타니아 또는 이의 조합물인 것이 특징인 배기 필터.
  3. 제2항에 있어서, 고표면적 지지체가 텅스텐 도핑된 티타니아인 것이 특징인 배기 필터.
  4. 제1항에 있어서, 귀금속이 백금, 로듐, 팔라듐, 루테늄, 레늄, 오스뮴 또는 이의 조합물인 것이 특징인 배기 필터.
  5. 제4항에 있어서, 귀금속이 백금인 것이 특징인 배기 필터.
  6. 제1항에 있어서, 알칼리 토금속이 마그네슘, 칼슘, 바륨 또는 이의 조합물인 것이 특징인 배기 필터.
  7. 제6항에 있어서, 알칼리 토금속이 마그네슘인 것이 특징인 배기 필터.
  8. 제1항에 있어서, 도핑된 티타니아 중의 산화텅스텐의 중량백분율이 약 5% 내지 약 15% 범위인 것이 특징인 배기 필터.
  9. 제1항에 있어서, 귀금속 대 알칼리 토금속 바나듐산염의 중량비가 약 1:1 내지 약 1:50 범위인 것이 특징인 배기 필터.
  10. 제9항에 있어서, 귀금속 대 알칼리 토금속 바나듐산염의 중량비가 약 1:5 내지 약 1:20 범위인 것이 특징인 배기 필터.
  11. 제1항에 있어서, 다공성 필터 기재가 근청석, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 실리카, 마그네시아, 실리카-지르코니아, 실리카-알루미나, 탄화규소, 뮬라이트, 또는 이의 조합물을 포함하는 것이 특징인 배기 필터.
  12. 제1항에 있어서, 필터 기재를 워시코팅하는 고표면적 지지체의 양이 약 100g/ft3 내지 2000g/ft3 범위인 것이 특징인 배기 필터.
  13. 제1항에 있어서, 기재에 코팅되는 촉매 물질의 양이 100g/ft3 내지 2000g/ft3 범위인 것이 특징인 배기 필터.
  14. 고표면적 지지체가 약 100g/ft3 내지 2000g/ft3 농도로 워시코팅되고, 알칼리 토금속 바나듐산염 및 귀금속을 약 1:5 내지 약 1:20 범위의 귀금속 대 알칼리 토금속 바나듐산염의 중량비로 함유하는 촉매 물질이 함침되어 있는, 디젤 분진 배기물 여과용 다공성 필터 기재를 포함하는 촉매첨가 디젤 분진 배기 필터.
  15. 제14항에 있어서, 고표면적 지지체가 알루미나, 실리카, 티타니아, 지르코니아, 알루미나-실리카, 티타니아-실리카, 텅스텐 도핑된 티타니아 또는 이의 조합물인 것이 특징인 배기 필터.
  16. 제14항에 있어서, 귀금속이 백금, 로듐, 팔라듐, 루테늄, 레늄, 오스뮴 또는 이의 조합물인 것이 특징인 배기 필터.
  17. 제14항에 있어서, 알칼리 토금속이 마그네슘, 칼슘, 바륨 또는 이의 조합물인 것이 특징인 배기 필터.
  18. 텅스텐 도핑된 티타니아가 워시코팅되고, 바나듐산 마그네슘 및 백금을 함유하는 촉매가 함침되어 있는, 디젤 분진 배기물 여과용 다공성 필터 기재를 포함하는 촉매첨가 디젤 분진 배기 필터.
  19. 제18항에 있어서, 도핑된 티타니아 중의 산화텅스텐의 중량백분율이 약 5% 내지 약 15% 범위이고, 백금 대 바나듐산 마그네슘의 중량비가 약 1:1 내지 약 1:50 범위인 것이 특징인 배기 필터.
  20. 제18항에 있어서, 다공성 필터 기재가 근청석, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 실리카, 마그네시아, 실리카-지르코니아, 실리카-알루미나, 탄화규소, 뮬라이트, 또는 이의 조합물을 포함하는 것이 특징인 배기 필터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7119044B2 (en) * 2003-06-11 2006-10-10 Delphi Technologies, Inc. Multiple washcoats on filter substrate
JP4679583B2 (ja) * 2004-10-14 2011-04-27 田中貴金属工業株式会社 ディーゼル微粒子フィルター上の微粒子をろ過するための白金族金属非含有触媒
JP4813830B2 (ja) * 2004-10-14 2011-11-09 三菱重工業株式会社 排ガス処理触媒、排ガス処理方法および排ガス処理装置
US7605109B1 (en) * 2004-10-28 2009-10-20 Nanostellar, Inc. Platinum-bismuth catalysts for treating engine exhaust
US7611680B2 (en) * 2004-10-28 2009-11-03 Nanostellar, Inc. Platinum-bismuth catalysts for treating engine exhaust
DE102004054845A1 (de) * 2004-11-12 2006-06-01 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Beschichtete Partikelfalle mit Stickstoffdioxid-Neubildung
JP2006272288A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Toyota Central Res & Dev Lab Inc ディーゼル排ガス浄化用触媒
DE602006009675D1 (de) * 2005-08-05 2009-11-19 Basf Catalysts Llc N dafür
RU2008140381A (ru) * 2006-03-15 2010-04-20 Басф Каталистс Ллк (Us) Состав катализатора для уменьшения содержания серы в бензине в процессе каталитического крекинга
US7655595B2 (en) * 2006-06-02 2010-02-02 United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Sol-gel based oxidation catalyst and coating system using same
DE102006032861A1 (de) * 2006-07-14 2008-01-17 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Erzeugung von Öffnungen in einer Metallfolie sowie damit hergestellte Wabenkörper zur Abgasbehandlung
GB0618482D0 (en) 2006-09-20 2006-11-01 Johnson Matthey Plc Washcoated particulate filter substrate
JP5119695B2 (ja) * 2007-03-20 2013-01-16 パナソニック株式会社 排ガス浄化フィルタの製造方法
US7906085B2 (en) * 2007-03-30 2011-03-15 Battelle Memorial Institute Fast-regenerable sulfur dioxide adsorbents for diesel engine emission control
DE102008023472B4 (de) * 2008-05-14 2021-12-09 Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Platinkatalysator-Vorstufe, Katalysator-Vorstufe oder Katalysator und dessen Verwendung
TWI478767B (zh) * 2009-04-23 2015-04-01 Treibacher Ind Ag 用於使廢氣進行選擇性催化還原反應之催化劑組成物
EP2269729A1 (en) * 2009-06-16 2011-01-05 Linde AG Catalyst consisting of platinum supported on chemically promoted magnesium oxide and cerium dioxide towards H2-SCR
US8207084B2 (en) * 2009-06-23 2012-06-26 Ford Global Technologies, Llc Urea-resistant catalytic units and methods of using the same
US8465712B2 (en) * 2009-11-12 2013-06-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Desulfurization apparatus and method
EP2558196B1 (en) 2010-04-16 2020-10-14 Treibacher Industrie AG Use of a catalyst composition for selective catalytic reduction of exhaust gases
DE102011107335A1 (de) * 2011-07-14 2013-01-17 Süd-Chemie AG Oxidationskatalysator mit erhöhter Wasserdampf- und Staubbeständigkeit
US9126182B2 (en) * 2012-01-30 2015-09-08 Basf Corporation Catalyzed soot filters, systems and methods of treatment
EP2855017B1 (en) * 2012-06-01 2022-07-06 Johnson Matthey Public Limited Company Selective catalytic reduction wall flow filter incorporating a vanadate
US9266092B2 (en) 2013-01-24 2016-02-23 Basf Corporation Automotive catalyst composites having a two-metal layer
US20140275688A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Exxonmobil Research And Engineering Company Methods for producing basestocks from renewable sources using dewaxing catalyst
US9739761B2 (en) * 2014-12-11 2017-08-22 Fca Us Llc Particulate matter filter diagnostic techniques based on exhaust gas analysis
US10717074B2 (en) 2016-06-21 2020-07-21 Haldor Topsoe A/S Method for preparation of a monolithic catalyst for the reduction of nitrogen oxides, VOC and carbon monoxide in an off-gas
EP4240523A1 (en) * 2020-11-04 2023-09-13 Clariant International Ltd Oxidation catalysts for destructing vocs which contain light alkane compounds in emissions

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3223653A (en) 1961-06-09 1965-12-14 Du Pont Mangano-chromia-manganite catalysts containing vanadates
US3257163A (en) 1965-02-12 1966-06-21 Du Pont Method of treating automobile exhaust gases
DE3141713A1 (de) 1981-10-21 1983-05-11 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Katalysator zur herabsetzung der zuendtemperatur von dieselruss
DE3232729A1 (de) 1982-09-03 1984-03-08 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur herabsetzung der zuendtemperatur von aus dem abgas von dieselmotoren herausgefiltertem dieselruss
DE3407172C2 (de) 1984-02-28 1986-09-04 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Einrichtung zur Reinigung der Abgase von Dieselmotoren
US5100632A (en) 1984-04-23 1992-03-31 Engelhard Corporation Catalyzed diesel exhaust particulate filter
US4510265A (en) 1984-05-04 1985-04-09 Engelhard Corporation Platinum/silver vanadate catalyzed diesel exhaust particulate filter
US4617289A (en) 1984-08-08 1986-10-14 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. Catalyst for purifying diesel engine exhaust gases
US4711870A (en) 1985-04-27 1987-12-08 Bridgestone Corporation Exhaust gas purifying catalyst
US4759918A (en) 1987-04-16 1988-07-26 Allied-Signal Inc. Process for the reduction of the ignition temperature of diesel soot
CA1319141C (en) 1987-11-07 1993-06-15 Makoto Horiuchi Exhaust gas purification catalyst
US4902487A (en) 1988-05-13 1990-02-20 Johnson Matthey, Inc. Treatment of diesel exhaust gases
US5294411A (en) 1989-04-17 1994-03-15 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh Honeycomb body with heatable catalytic active coating
US5176897A (en) * 1989-05-01 1993-01-05 Allied-Signal Inc. Catalytic destruction of organohalogen compounds
DE3940758A1 (de) 1989-12-09 1991-06-13 Degussa Verfahren zur reinigung der abgase von dieselmotoren
JP3113662B2 (ja) * 1990-02-26 2000-12-04 株式会社日本触媒 ディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒体
US5213781A (en) 1990-10-08 1993-05-25 Kabushiki Kaisha Riken Method of cleaning nitrogen oxide containing exhaust gas
US5221484A (en) * 1991-01-10 1993-06-22 Ceramem Separations Limited Partnership Catalytic filtration device and method
US5330945A (en) 1991-04-08 1994-07-19 General Motors Corporation Catalyst for treatment of diesel exhaust particulate
JPH05115789A (ja) * 1991-10-28 1993-05-14 Riken Corp 排ガス浄化材及び排ガス浄化方法
FR2684899B1 (fr) * 1991-12-16 1994-03-25 Rhone Poulenc Chimie Catalyseur de reduction selective des oxydes d'azote contenus dans un flux gazeux et application desdits catalyseurs.
EP0605995B1 (en) * 1993-01-08 1998-09-16 Ford Motor Company Limited A two-stage catalyst system for internal combustion engine
JP3440290B2 (ja) * 1993-08-26 2003-08-25 独立行政法人産業技術総合研究所 排ガス浄化方法
US5911961A (en) * 1994-12-06 1999-06-15 Ict Co., Ltd. Catalyst for purification of diesel engine exhaust gas
JP3386621B2 (ja) * 1995-03-30 2003-03-17 トヨタ自動車株式会社 ディーゼルエンジン用排ガス浄化触媒
JP3899534B2 (ja) 1995-08-14 2007-03-28 トヨタ自動車株式会社 ディーゼル機関の排気浄化方法
DK0761938T3 (da) 1995-08-30 2002-07-22 Haldor Topsoe As Fremgangsmåde og katalysatorenhed til behandling af udstødningsgas fra dieselmotor
JP3379627B2 (ja) * 1996-08-30 2003-02-24 株式会社キャタラー 排ガス浄化用触媒
JP3690070B2 (ja) * 1996-09-12 2005-08-31 松下電器産業株式会社 排ガス浄化用触媒及びその製造方法並びに排ガス浄化フィルタ並びに排ガス浄化装置
TW386042B (en) * 1996-12-27 2000-04-01 Nippon Catalytic Chemical Ind Catalyst for removing organic halogen compounds, preparation method thereforand method for removing organic halogen compounds
US6093378A (en) * 1997-05-07 2000-07-25 Engelhard Corporation Four-way diesel exhaust catalyst and method of use
US6410793B1 (en) * 1997-05-27 2002-06-25 Lehigh University Production of formaldehyde from carbon oxides and H2S
CA2265479C (en) * 1997-07-09 2007-04-10 Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha Denitration catalyst, process for preparing the same, and exhaust gas purification method
US6013599A (en) 1998-07-15 2000-01-11 Redem Corporation Self-regenerating diesel exhaust particulate filter and material
GB9919013D0 (en) * 1999-08-13 1999-10-13 Johnson Matthey Plc Reactor
US6777370B2 (en) * 2001-04-13 2004-08-17 Engelhard Corporation SOx tolerant NOx trap catalysts and methods of making and using the same
US6613299B2 (en) * 2001-11-13 2003-09-02 Sud-Chemie Prototech, Inc. Catalyzed diesel particulate matter exhaust filter

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