KR20180113687A - Manufacturing method of the catalyst for the purification of exhaust gas - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for producing an exhaust gas purifying catalyst. More specifically, the present invention relates to a method for producing a catalyst to remove nitrogen oxide having high resistance to sulfur dioxide. To this end, the method comprises the following steps: a) preparing a first solution mixture, adding the solution mixture to a reactor, and aging the same; b) cooling the first solution mixture, and washing and firing obtained gel to prepare a manganese oxide-copper oxide carrier; c) heating the solution mixture to prepare a second solution mixture in which the gel is formed, adding the same to the reactor, and aging the same; and d) after cooling the second solution mixture, washing and firing the obtained gel to prepare a manganese oxide-copper oxide-cobalt oxide carrier.

Description

배기가스 정화용 촉매의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF THE CATALYST FOR THE PURIFICATION OF EXHAUST GAS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a catalyst for purifying an exhaust gas,

본 발명은 배기가스 정화용 촉매의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing an exhaust gas purifying catalyst.

보다 구체적으로 본 발명은 이산화황에 대한 높은 저항성을 갖는 질소산화물 제거용 촉매의 제조방법에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to a method for preparing a catalyst for removing nitrogen oxides having high resistance to sulfur dioxide.

산업화에 따라 각종 연소공정 및 열분해 공정 등에서 배출되는 대표적인 대기오염 물질인 질소산화물(NOx) 및 황산화물은 환경에 미치는 위해성으로 인하여 일정한 농도 이하로 제거되어 배출되어야 한다.According to the industrialization, the representative air pollutants (NOx) and sulfur oxides (NOx) and sulfur oxides emitted from various combustion processes and pyrolysis processes should be removed to a certain concentration or less due to environmental risks.

이러한 질소산화물(NOx)을 제거하는 방법으로 일반적으로 선택적 촉매 환원법(SCR: Selective Catalyst Reduction)이 이용되고 있다. 이 방법은 바나듐이나 티타니아를 주성분으로 하는 금속산화물의 촉매를 이용하여 300 내지 350℃ 정도의 고온에서 암모니아 등의 환원제를 투입하면서 반응시켜서 분해시키는 방법으로, 비교적 효율이 우수하나, 반응 온도가 상기와 같이 최소 300℃ 이상의 고온인 단점이 있다. 또한, 질소산화물과 함께 유황산화물도 연소 배기가스 중에 발생하게 되는데, 이러한 유황산화물과 암모니아가 반응하여 황산암모늄이 발생하게 된다. 상기 황산암모늄이 배기장치의 배기로에 석출되는 경우는 배기가스의 처리유로가 폐쇄되므로, 질소산화물의 제거 효율이 크게 저하된다. As a method for removing such nitrogen oxides (NOx), selective catalytic reduction (SCR) is generally used. This method is a method of decomposing by reacting with a reducing agent such as ammonia at a high temperature of about 300 to 350 ° C by using a catalyst of a metal oxide containing vanadium or titania as a main component. The method is relatively efficient, There is a disadvantage that the temperature is at least 300 캜 or higher. In addition, sulfur oxides together with nitrogen oxides are generated in the combustion exhaust gas. This sulfur oxide reacts with ammonia to generate ammonium sulfate. When the ammonium sulfate is precipitated in the exhaust passage of the exhaust system, the exhaust gas processing flow path is closed, so that the nitrogen oxide removal efficiency is greatly lowered.

이를 해결하기 위하여 본 출원인은 대한민국 등록특허 제10-0887545호에서 구리-망간 산화물 촉매를 개발하였으나, 구리 및 망간 산화물은 질소산화물에 대하여 비교적 저온에서도 매우 높은 흡착특성을 나타내지만, 촉매 작용을 나타내는 온도 영역의 폭이 좁은 단점이 있다. 이를 개선하기 위하여 다른 금속을 첨가하여 비교적 넓은 영역의 온도범위에서 질소산화물을 제거하고자 하는 연구가 있으나 이러한 경우 질소산화물의 제거 성능이 저하되는 문제가 발생하였다. 또한, 망간을 기반으로 한 망간산화물 촉매는 이산화황(SO2)에 대한 저항성이 높지 못한 단점을 가지고 있다.In order to solve this problem, the present applicant has developed a copper-manganese oxide catalyst in Korean Patent No. 10-0887545. However, copper and manganese oxides exhibit very high adsorption characteristics even at relatively low temperatures with respect to nitrogen oxides, The width of the region is narrow. In order to overcome this problem, there have been attempts to remove nitrogen oxides in a relatively wide temperature range by adding other metals, but in this case, the removal performance of nitrogen oxides has been reduced. In addition, the manganese-based manganese oxide catalyst has a disadvantage that it is not highly resistant to sulfur dioxide (SO 2 ).

대한민국 등록특허 제10-0887545호Korean Patent No. 10-0887545

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 이산화황(SO2)에 대한 내구성이 높으며, 질소산화물(NOx)의 제거효율이 증가된 배기가스 정화용 촉매의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다. 구체적으로 본 발명의 목적은 종래 질소산화물(NOx) 제거 촉매에 비하여 비표면적이 클 뿐만 아니라, 표면에 보다 많은 촉매 활성기(active site)을 가짐으로써 소량으로도 SO2에 높은 저항성을 갖는 배기가스 정화용 촉매의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a catalyst for purification of exhaust gas having high durability against sulfur dioxide (SO 2 ) and increased removal efficiency of nitrogen oxides (NO x). More specifically, an object of the present invention as well as a conventional large specific surface area compared with the nitrogen oxide (NOx) removal catalyst, much catalyst activator more on the surface (active site) by having as small a degree purifying an exhaust gas having a high resistance to SO 2 And a method for producing the catalyst.

또한 본 발명은 망간 및 구리를 기반으로 하여 저온 영역, 보다 구체적으로 150 내지 250℃에서의 질소산화물 제거 효율뿐만 아니라, 코발트를 포함하여 사용 가능한 온도영역을 300℃까지 더욱 넓히고, 이산화황(SO2)에 대한 내구성을 더욱 향상시키는데 목적이 있다. 또한, 불활성 가스 분위기 하에서 소성된 제올라이트를 담체로 사용함으로써 사용 가능한 온도영역을 더욱 넓힐 수 있을 뿐만 아니라 질소산화물의 선택율이 더욱 향상되어 종래와 동등한 환원제의 양에 의해서도 질소산화물의 제거효율이 더욱 향상되는 고효율의 배기가스 정화용 촉매를 제공하는데 목적이 있다. The invention also expand further the low temperature region, the temperature region than the available Specifically, as well as NOx removal efficiency in the 150 to 250 ℃, used, including cobalt, based on the manganese and copper to 300 ℃, sulfur dioxide (SO 2) In order to further improve the durability of the battery. Further, by using zeolite calcined in an inert gas atmosphere as a carrier, not only a usable temperature range can be widened, but also the selectivity of nitrogen oxide is further improved, and the removal efficiency of nitrogen oxide is further improved by the amount of reducing agent equivalent to the conventional And an object of the present invention is to provide a catalyst for purification of exhaust gas with high efficiency.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 제조 과정이 단순하며 제조비용이 저렴하여 대량 생산이 용이한 배기가스 정화용 촉매의 제조방법을 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a method for producing a catalyst for purification of exhaust gas, which is simple in production process and low in manufacturing cost and easy to mass-produce.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 In order to achieve the above object,

a) 망간염, 구리염, 염기 및 증류수의 혼합액을 가열하여 겔이 형성된 제 1혼합액을 제조하고, 반응기에 투입한 후 공기로 가압한 상태에서 숙성시키는 단계;a) heating a mixed solution of manganese salt, copper salt, base and distilled water to prepare a first mixed solution in which a gel is formed, charging the mixture into a reactor, and aging the mixture in a state of being pressurized with air;

b) 반응기 압력을 상압으로 낮추면서 증류수를 투입하여 제 1 혼합액을 냉각시킨 후, 수득된 겔을 세척 및 공기 분위기 하에서 소성하여 망간산화물-구리산화물 담체를 제조하는 단계;b) adding distilled water to the reactor while reducing the pressure of the reactor to normal pressure to cool the first mixed solution, and then washing the resultant gel and firing in an air atmosphere to prepare a manganese oxide-copper oxide carrier;

c) 상기 망간산화물-구리산화물 담체, 코발트염, 염기 및 증류수의 혼합액을 가열하여 겔이 형성된 제 2혼합액을 제조하고, 반응기에 투입한 후 공기로 가압한 상태에서 숙성시키는 단계; 및c) heating a mixture of the manganese oxide-copper oxide carrier, cobalt salt, base, and distilled water to prepare a second mixed solution having a gel, adding the mixture to the reactor, and aging the mixture while pressurizing with air; And

d) 반응기 압력을 상압으로 낮추면서 증류수를 투입하여 제 2 혼합액을 냉각시킨 후, 수득된 겔을 세척 및 공기 분위기 하에서 소성하여 망간산화물-구리산화물-코발트 산화물 담체를 제조하는 단계;d) cooling the second mixed solution by adding distilled water while lowering the pressure of the reactor to normal pressure, and then washing the resultant gel and firing in an air atmosphere to prepare a manganese oxide-copper oxide-cobalt oxide carrier;

를 포함하는 배기가스 정화용 촉매의 제조방법을 제공하고자 한다.And a method for producing the catalyst for purification of exhaust gas.

본 발명은 150 내지 250℃의 저온구간뿐만 아니라 250℃ 내지 300℃의 고온영역에서도 질소산화물의 제거 활성이 우수하고, 이산화황(SO2)에 대한 저항성이 뛰어난 배기가스 정화용 촉매를 경제적으로 제조할 수 있다.The present invention can economically produce a catalyst for purification of exhaust gas having excellent nitrogen oxide removal activity and excellent resistance to sulfur dioxide (SO 2 ) at not only a low temperature range of 150 to 250 ° C but also a high temperature range of 250 ° C to 300 ° C have.

구체적으로 본 발명은 150℃에서의 질소화합물의 제거효율이 50% 이상이며, 210 ~ 300℃에서의 질소화합물의 제거효율이 90% 이상인 배기가스 정화용 촉매를 경제적으로 제조할 수 있다.Specifically, the present invention can economically produce an exhaust gas purifying catalyst having a removal efficiency of a nitrogen compound at 150 ° C of 50% or more and a removal efficiency of a nitrogen compound at 210 to 300 ° C of 90% or more.

도 1은 본 발명의 숙성단계에 사용되는 장치 구조이다.1 is a device structure used in the aging step of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 포함한 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, It should be understood, however, that the invention is not limited thereto and that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. Unless otherwise defined, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. The terminology used in the description of the invention is merely intended to effectively describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention.

또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다. Also, the singular forms as used in the specification and the appended claims are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise.

본 발명의 발명자들은 망간염 및 구리염을 이용하여 1차 담지 촉매를 제조한 후, 망간염 및 구리염에 비하여 소량의 코발트염을 이용하여 상기 1차 담지 촉매와 추가 반응시켜 3원계 촉매를 제조함으로써, 종래 망간염 및 구리염을 이용한 촉매 및 망간염, 구리염 및 코발트염을 동시에 반응시킨 촉매에 비하여 질산화합물의 제거효율이 더욱 향상되고, 촉매의 사용가능한 온도 범위를 150 내지 300℃로 더욱 넓힐 수 있으며, 소량으로 사용하여도 이산화황(SO2)에 대한 내구성이 더욱 향상되고, 질소산화물의 제거 효율이 향상될 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention prepared a first supported catalyst using manganese salt and copper salt and further reacted with the first supported catalyst using a small amount of cobalt salt as compared with manganese salt and copper salt to prepare a ternary catalyst The removal efficiency of the nitric acid compound is further improved as compared with the catalyst in which the catalyst and the manganese salt, the copper salt and the cobalt salt are simultaneously reacted with each other using the conventional manganese salt and copper salt, and the usable temperature range of the catalyst is 150 to 300 ° C And the durability against sulfur dioxide (SO 2 ) can be further improved even when it is used in a small amount, and the removal efficiency of nitrogen oxides can be improved, thereby completing the present invention.

또한, 겔을 형성하는 과정에서 고온 고압에서 숙성하는 과정을 거치고, 상기 숙성 과정 후 압력을 상압으로 해제하면서 실온의 증류수를 다량 투입하여 급냉하는 과정을 거쳐서 제조한 결과, 제조된 촉매의 표면활성점 및 비표면적이 증가함을 발견하여 본 발명을 완성하였다. 본 발명에서 제조되는 촉매의 비표면적 값은 BET 측정법으로 200 ㎡/g 이상 좋게는 230 ㎡/g 이상의 값을 가지며 상한은 한정하기는 어려우나 실질적으로 가능한 범위로 1000 ㎡/g이하 이다. 이에 대하여 종래의 상압 반응으로부터 제조된 촉매의 경우에는 BET 측정에 의한 비표면적값이 130 내지 180 ㎡/g의 범위를 가지며 저온에서의 촉매 활성이 매우 낮다.In addition, during the process of forming the gel, the product was aged at high temperature and high pressure, and after the aging process, the pressure was released to normal pressure and a large amount of distilled water at room temperature was added thereto to quench the product. And the specific surface area are increased, thereby completing the present invention. The specific surface area of the catalyst prepared according to the present invention has a value of 200 m 2 / g or more, preferably 230 m 2 / g or more in terms of the BET measurement method, and the upper limit thereof is 1000 m 2 / g or less. On the other hand, in the case of the catalyst prepared from the conventional atmospheric reaction, the specific surface area by BET measurement is in the range of 130 to 180 m 2 / g and the catalytic activity at low temperature is very low.

또한, 불활성 가스 분위기 하에서 소성된 제올라이트를 담체로 추가하는 경우, 사용 가능한 온도영역을 더욱 넓힐 수 있을 뿐만 아니라 질소산화물의 선택율이 더욱 향상되어 종래와 동등한 환원제의 양에 의해서도 질소산화물의 제거효율이 더욱 향상됨을 발견하여 본 발명을 완성하였다.In addition, when zeolite calcined in an inert gas atmosphere is added as a carrier, not only the usable temperature range can be further widened but also the selectivity of nitrogen oxides is further improved, and the removal efficiency of nitrogen oxides is improved even by the amount of reducing agent And the present invention has been completed.

본 발명에서, 배기가스 정화용 촉매란 예를 들면 디젤엔진, 기름보일러 및 가스터빈 등의 내연기관 등으로부터 배출되 연소배기가스 중 질소산화물(NOx)을 제거하기 위하여 사용되는 것일 수 있다.In the present invention, the exhaust gas purifying catalyst may be one which is used for removing nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine, an oil boiler and a gas turbine.

본 발명의 배기가스 정화용 촉매의 제조방법의 일 양태는 One aspect of the method for producing the catalyst for purification of exhaust gas of the present invention

a) 망간염, 구리염, 염기 및 증류수의 혼합액을 가열하여 겔이 형성된 제 1혼합액을 제조하고, 반응기에 투입한 후 공기로 가압한 상태에서 숙성시키는 단계;a) heating a mixed solution of manganese salt, copper salt, base and distilled water to prepare a first mixed solution in which a gel is formed, charging the mixture into a reactor, and aging the mixture in a state of being pressurized with air;

b) 반응기 압력을 상압으로 낮추면서 증류수를 투입하여 제 1 혼합액을 냉각시킨 후, 수득된 겔을 세척 및 공기 분위기 하에서 소성하여 망간산화물-구리산화물 담체를 제조하는 단계;b) adding distilled water to the reactor while reducing the pressure of the reactor to normal pressure to cool the first mixed solution, and then washing the resultant gel and firing in an air atmosphere to prepare a manganese oxide-copper oxide carrier;

c) 상기 망간산화물-구리산화물 담체, 코발트염, 염기 및 증류수의 혼합액을 가열하여 겔이 형성된 제 2혼합액을 제조하고, 반응기에 투입한 후 공기로 가압한 상태에서 숙성시키는 단계; 및c) heating a mixture of the manganese oxide-copper oxide carrier, cobalt salt, base, and distilled water to prepare a second mixed solution having a gel, adding the mixture to the reactor, and aging the mixture while pressurizing with air; And

d) 반응기 압력을 상압으로 낮추면서 증류수를 투입하여 제 2 혼합액을 냉각시킨 후, 수득된 겔을 세척 및 공기 분위기 하에서 소성하여 망간산화물-구리산화물-코발트 산화물 담체를 제조하는 단계;d) cooling the second mixed solution by adding distilled water while lowering the pressure of the reactor to normal pressure, and then washing the resultant gel and firing in an air atmosphere to prepare a manganese oxide-copper oxide-cobalt oxide carrier;

를 포함한다..

본 발명의 일 양태에서, 상기 a)단계에서, 망간염 및 구리염은 망간염/구리염 몰비가 0.2 ~ 3.2가 되도록 사용하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, in step a), the manganese salt and the copper salt may be used such that the molar ratio of manganese salt / copper salt is 0.2 to 3.2.

본 발명의 일 양태에서, 상기 c)단계에서, 코발트염은 코발트염/망간염 몰비가 0.01 ~ 1이 되도록 사용하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the step c), the cobalt salt may be used so that the molar ratio of cobalt salt / manganese salt is 0.01 to 1.

본 발명의 일 양태에서, 상기 a)단계 및 c)단계에서 숙성은 반응기의 압력을 2 내지 100기압으로 유지한 상태로 수행되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the aging in steps a) and c) may be carried out while maintaining the pressure of the reactor at 2 to 100 atm.

본 발명의 일 양태에서, 상기 망간염은 염화망간(MnCl2), 질산망간(Mn(NO3)2), 황산망간(MnSO4), 과염소산망간(Mn(ClO4)2) 및 이들의 수화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the manganese salt is selected from the group consisting of manganese chloride (MnCl 2 ), manganese nitrate (Mn (NO 3 ) 2 ), manganese sulfate (MnSO 4 ), manganese perchlorate (Mn (ClO 4 ) 2 ) Or a mixture of two or more thereof.

본 발명의 일 양태에서, 상기 구리염은 염화구리(CuCl2), 질산구리(Cu(NO3)2), 황산구리(CuSO4), 과염소산구리(Cu(ClO4)2) 및 이들의 수화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the copper salt is at least one selected from the group consisting of copper chloride (CuCl 2 ), copper nitrate (Cu (NO 3 ) 2 ), copper sulfate (CuSO 4 ), copper perchlorate (Cu (ClO 4 ) 2 ) Or a mixture of two or more selected from the group consisting of

본 발명의 일 양태에서, 상기 코발트염은 염화코발트(CoCl2), 질산코발트(Co(NO3)2), 황산코발트(CoSO4) 및 이들의 수화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the cobalt salt is at least one selected from the group consisting of cobalt chloride (CoCl 2 ), cobalt nitrate (Co (NO 3 ) 2 ), cobalt sulfate (CoSO 4 ) It may be a mixture.

본 발명의 일 양태에서, 상기 염기는 탄산나트륨, 수산화나트륨 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 것일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the base may be selected from sodium carbonate, sodium hydroxide or mixtures thereof.

본 발명의 일 양태에서, 상기 a)단계 및 c)단계에서 선택되는 어느 하나 이상의 단계에서, 혼합액은 담체를 더 포함하며, 상기 담체는 제올라이트, 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타니아, 세리아, 크로미아에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, in any one or more of the steps selected in steps a) and c), the mixed liquid further comprises a carrier, wherein the carrier is selected from the group consisting of zeolite, alumina, silica, zirconia, titania, ceria, And may be any one or a mixture of two or more selected.

본 발명의 일 양태에서, 상기 담체는 미리 불활성가스 분위기 하에서 소성된 제올라이트인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the carrier may be a zeolite calcined in advance in an inert gas atmosphere.

본 발명의 일 양태에서, 상기 a)단계 및 c)단계에서 선택되는 어느 하나 이상의 단계에서, 혼합액은 금속 첨가제를 더 포함하며, 상기 금속 첨가제는 은질산염, 크롬질산염, 아연질산염, 란타늄질산염 및 네오뮴질산염에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, in any one or more of the steps selected in the steps a) and c), the mixed liquid further comprises a metal additive, wherein the metal additive is selected from the group consisting of silver nitrate, chromium nitrate, zinc nitrate, lanthanum nitrate, Sodium nitrate, or a mixture of two or more thereof.

본 발명의 일 양태에서, 상기 망간산화물-구리산화물-코발트 산화물 담체의 BET 표면적이 200 내지 1000 m2/g인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the BET surface area of the manganese oxide-copper oxide-cobalt oxide support may be 200 to 1000 m 2 / g.

이하는 본 발명의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each configuration of the present invention will be described in more detail.

본 발명의 a)단계는 망간염, 구리염, 염기 및 증류수의 혼합액을 가열하여 겔이 형성된 혼합액을 제조하는 단계이다. 상기 겔이 형성된 혼합액은 고체 입자가 분산된 슬러리(slurry) 상태로 된다.The step a) of the present invention is a step of preparing a mixed solution in which a gel is formed by heating a mixture of manganese salt, copper salt, base and distilled water. The mixture solution in which the gel is formed is in a slurry state in which solid particles are dispersed.

본 발명의 일 양태에서, 상기 망간염 및 구리염의 함량은 망간/구리 몰비가 0.2 내지 3.2가 되도록 사용한다. 즉, 구리에 비하여 망간의 함량이 많도록 함으로써 저온영역인 150 ~ 250℃에서의 질소산화물 제거효율을 더욱 높일 수 있다. 구리의 함량이 망간의 함량에 대해 몰비가 0.2 보다 작으면 질소산화물 제거효율이 미미할 수 있고, 구리함량이 망간 함량에 대해 3.2 보다 크면 오히려 망간 결정성 결여로 촉매 활성이 저하될 수 있으며, 상기 범위에서 질소산화물의 제거효율을 향상시킬 수 있으므로 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the content of the manganese salt and the copper salt is used such that the manganese / copper molar ratio is from 0.2 to 3.2. That is, by increasing the content of manganese in comparison with copper, it is possible to further increase the nitrogen oxide removal efficiency at a low temperature region of 150 to 250 ° C. If the molar ratio of copper to the content of manganese is less than 0.2, the removal efficiency of nitrogen oxides may be insufficient. If the content of copper is larger than 3.2 to manganese content, catalytic activity may be deteriorated due to lack of manganese crystal. The removal efficiency of nitrogen oxides can be improved.

본 발명의 일 양태에서, 상기 망간염은 염화망간(MnCl2), 질산망간(Mn(NO3)2), 황산망간(MnSO4), 과염소산망간(Mn(ClO4)2) 및 이들의 수화물 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment of the present invention, the manganese salt is selected from the group consisting of manganese chloride (MnCl 2 ), manganese nitrate (Mn (NO 3 ) 2 ), manganese sulfate (MnSO 4 ), manganese perchlorate (Mn (ClO 4 ) 2 ) And the like, or a mixture of two or more thereof, but is not limited thereto.

본 발명의 일 양태에서, 상기 구리염은 염화구리(CuCl2), 질산구리(Cu(NO3)2), 황산구리(CuSO4), 과염소산구리(Cu(ClO4)2) 및 이들의 수화물 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment of the present invention, the copper salt is at least one selected from the group consisting of copper chloride (CuCl 2 ), copper nitrate (Cu (NO 3 ) 2 ), copper sulfate (CuSO 4 ), copper perchlorate (Cu (ClO 4 ) 2 ) , Or a mixture of two or more thereof.

본 발명의 일 양태에서, 상기 a)단계에서 사용되는 염기는 탄산나트륨이나 수산화나트륨 및 이의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 염기는 혼합액에서 망간염 및 구리염의 몰비의 합에 대한 염기의 몰비로, 즉 망간염 및 구리염의 몰비의 합/염기의 몰비가 1 ~ 10 몰비인 범위에서 촉매 적용 용도에 따라 조절하여 첨가한다. 상기 범위가 1 미만인 경우 합성된 촉매가 공기 중 산소를 잡아주는 역할이 약해질 수 있고, 10을 초과하는 경우에는 산화반응이 느리고 촉매성능이 떨어질 수 있으므로, 상기 범위로 조절하는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the base used in step a) may be sodium carbonate, sodium hydroxide, or a mixture thereof. The base is added in a controlled manner in the molar ratio of the base to the sum of the molar ratios of the manganese salt and the copper salt in the mixed solution, that is, the molar ratio of the manganese salt and the copper salt / the molar ratio of the base is 1 to 10 molar ratio. If the above range is less than 1, the synthesized catalyst may weaken the role of trapping oxygen in the air, and if it exceeds 10, the oxidation reaction may be slow and the catalyst performance may be deteriorated.

본 발명의 일 양태에서, 필요에 따라 촉매의 성능을 더욱 향상시키기 위한 관점에서 상기 a)단계의 제 1 혼합액에 은, 크롬, 아연, 란타늄 및 네오뮴으로부터 선택되는 1종 이상의 금속 성분을 더 포함할 수 있다. 이러한 금속 성분을 더 포함하기 위하여 상기 a)단계의 제 1 혼합액은 은질산염, 크롬질산염, 아연질산염, 란타늄질산염, 네오뮴질산염 및 이들의 혼합물 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속첨가제를 더 함유할 수 있다. 그 함량은 망간염 및 구리염의 합에 대하여 몰비로 0.01~10 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 금속 첨가제 함량이 몰비로, 즉 망간염 및 구리염의 몰비의 합/금속첨가제의 몰비가 0.01 ~ 10 몰비인 범위인 것일 수 있다. 0.01 미만인 경우에는 촉매 성능 향상 효과가 미미하고, 10을 초과하여 높은 경우에는 촉매의 활성점이 감소할 수 있어서 촉매 성능이 저하될 수도 있다.In one aspect of the present invention, from the viewpoint of further improving the performance of the catalyst, if necessary, the first mixed solution of step a) further contains at least one metal component selected from silver, chromium, zinc, lanthanum and neodymium can do. In order to further include such a metal component, the first mixed solution in step a) may further contain a metal additive selected from the group consisting of silver nitrate, chromium nitrate, zinc nitrate, lanthanum nitrate, neodymium nitrate, have. The content thereof is preferably in the range of 0.01 to 10 in a molar ratio with respect to the sum of the manganese salt and the copper salt. The molar ratio of the metal additive to the total molar ratio of the manganese salt and the copper salt / metal additive is in the range of 0.01 to 10 molar ratio. If it is less than 0.01, the effect of improving the catalyst performance is insignificant. If it is more than 10, the active site of the catalyst may decrease, and the catalyst performance may be lowered.

본 발명의 일 양태에서, 상기 a)단계의 가열은 60 내지 100℃ 범위로 이루어지는 것일 수 있다. 가열 온도가 60℃ 미만인 경우에는 겔 형성이 잘 이루어지지 않을 수 있고, 상기 가열온도가 100℃를 초과하는 경우 물의 증발로 인해 반응계의 안정성이 저하되거나 반응 속도가 지나치게 증가하여 균일한 크기의 촉매 입자 형성이 어려울 수 있기 때문이다.In one embodiment of the present invention, the heating in step a) may be carried out at a temperature in the range of 60 to 100 占 폚. If the heating temperature is lower than 60 ° C, the gel formation may not be performed well. If the heating temperature exceeds 100 ° C, the stability of the reaction system is lowered due to evaporation of water or the reaction rate is excessively increased, It may be difficult to form.

상기 a)단계 가열 시 교반을 하여 균일한 반응이 이루어지도록 할 수 있으며 a)단계 가열 시간은 20분 내지 2시간의 범위 내에서 이루어지는 것이 적절하다.In the step a), stirring may be carried out to achieve a uniform reaction. It is appropriate that the heating time of step a) is within the range of 20 minutes to 2 hours.

본 발명의 일 양태에서, 촉매의 활성 증가를 위하여 담체를 포함할 수 있다. 담체로는 제올라이트, 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타니아, 세리아 및 크로미아 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.In one aspect of the present invention, a carrier may be included for increasing the activity of the catalyst. As the carrier, any one or a mixture of two or more selected from zeolite, alumina, silica, zirconia, titania, ceria and chromia can be used, but is not limited thereto.

상기 a)단계의 제 1 혼합액에 담체를 가하여 혼합함으로써 담체를 포함하는 촉매를 제조할 수 있으나 이에 제한되지 않고 통상적으로 해당 분야에서 알려진 방법으로 담체에 제 1 혼합액을 담지시킬 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 탈질성능을 저하시키지 않는 것이 좋으며, 이온교환법이나 함침담지법 등을 들 수 있다. The catalyst containing the carrier may be prepared by adding a carrier to the first mixed solution of step a), but the first mixed solution may be supported on the carrier by a method generally known in the art. Specifically, it is preferable that the denitrification performance is not deteriorated, and examples thereof include an ion exchange method and an impregnation-supporting method.

더욱 구체적으로 상기 담체로 제올라이트를 사용하는 것일 수 있으며, 더욱 좋게는 미리 불활성가스 분위기 하에서 소성된 제올라이트를 사용함으로써 250℃ 내지 300℃의 고온영역에서도 질소산화물의 제거 활성이 우수하고, 이산화황(SO2)에 대한 저항성이 뛰어난 배기가스 정화용 촉매를 제공할 수 있다.More specifically, it may be to use a zeolite as the carrier, more preferably from previously in a high temperature region of 250 ℃ to 300 ℃ by using a firing zeolite under an inert gas atmosphere, excellent in removal activity of nitrogen oxides and sulfur dioxide (SO 2 The catalyst for purification of exhaust gas can be provided.

상기 제올라이트(zeolite)는 제한되는 것은 아니나 MFI형 제올라이트 또는 FER형 제올라이트를 사용하는 경우, 200 ~ 300 ℃ 범위에서 질소산화물의 제거효율이 더욱 향상되고, 환원제의 사용량을 줄일 수 있으므로 바람직하다. 또한, 상기 제올라이트를 미리 질소나 아르곤 등의 불활성가스 분위기 하에서 소성을 함으로써 200 ~ 300 ℃ 범위에서 질소산화물의 제거효율 및 이산화황에 대한 내구성이 더욱 향상됨을 발견하였다.The use of MFI type zeolite or FER type zeolite is preferable because the removal efficiency of nitrogen oxides is further improved in the range of 200 to 300 ° C. and the amount of the reducing agent can be reduced, though the zeolite is not limited. Further, it has been found that the removal efficiency of nitrogen oxides and the durability against sulfur dioxide are further improved in the range of 200 to 300 ° C by firing the zeolite in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon in advance.

상기 담체의 함량은 제한되는 것은 아니나, 제 1 혼합액 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 10 중량부를 사용하는 것일 수 있으며, 상기 범위에서 목적으로 하는 질소산화물의 제거 효율이 우수하므로 바람직하나 이에 한정되지는 않는다. The content of the carrier is not limited, but it may be 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the first mixed solution, and it is preferable that the removal efficiency of the target nitrogen oxide is excellent in the above range, Do not.

본 발명의 일 양태에서, 상기 겔이 형성된 제 1 혼합액을 반응기에 투입한 후 공기로 가압한 상태에서 숙성한다. 상기 숙성은 도 1에 도시된 바와 같은 반응 장치를 이용할 수 있다. 반응 용기에 겔이 형성된 제 1 혼합액을 투입한 후, 반응기 뚜껑을 체결하여 반응기를 밀폐시키고 공기 주입구를 통하여 공기를 주입한다. 압력 측정기로 측정된 압력이 2 기압 이상, 보다 좋게는 3 기압 이상에서 진행하는 것이 좋은데, 이는 숙성 압력이 2기압 미만인 경우에는 가압에 따른 효과가 미미할 수 있기 때문이다. 또한 반응 압력의 상한을 한정할 필요는 없지만 압력이 지나치게 높은 경우 제조과정이 용이하지 않을 수 있으며, 오히려 비표면적이 감소할 수 있으므로 100기압 이하로 조절하는 것이 좋다. 보다 좋게는 2 내지 50기압, 보다 더 좋게는 3 내지 10기압 범위로 조절하는 것이 바람직하다. 반응 시간은 상기 압력을 유지한 상태로 1 시간 내지 10시간 정도 범위에서 겔을 숙성시킨다. 상기 숙성 과정은 반응기의 온도를 60 내지 100℃로 유지하여 고온 고압 과정에서 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 숙성 온도가 60℃ 미만인 경우에는 효과의 증가가 미미하고 100℃를 초과하는 경우 물의 증발로 인해 반응계의 안정성이 저하되거나 반응 속도가 지나치게 증가하여 결정성 격자의 촉매 생성이 어려우며 표면적이 적게 나온다.In one embodiment of the present invention, the first mixed liquid in which the gel is formed is put into a reactor and aged under pressure with air. The aging may be performed using a reaction device as shown in FIG. After injecting the first mixed solution in which the gel is formed in the reaction vessel, the reactor lid is tightened to seal the reactor and air is injected through the air inlet. It is preferable that the pressure measured by the pressure gauge is at least 2 atmospheres, more preferably at least 3 atmospheres, because the effect of pressurization may be negligible when the aging pressure is less than 2 atm. Further, although it is not necessary to limit the upper limit of the reaction pressure, if the pressure is too high, the production process may not be easy, and the specific surface area may be rather reduced. More preferably from 2 to 50 atm, and even more preferably from 3 to 10 atm. The reaction time ages the gel in the range of 1 hour to 10 hours while maintaining the above pressure. It is more preferable that the aging process is performed at a high temperature and a high pressure by maintaining the temperature of the reactor at 60 to 100 ° C. When the aging temperature is less than 60 ° C, the increase of the effect is insignificant. When the aging temperature is more than 100 ° C, the stability of the reaction system is lowered due to evaporation of water or the reaction rate is excessively increased, so that the catalytic generation of the crystalline lattice is difficult and the surface area is small.

본 발명에 따른 숙성 단계는 높은 압력 하에서 이루어져 상압에서 이루어지는 경우에 대비하여 볼 때 결정 격자거리가 감소하여 결정 밀도가 높아지고 표면 산화 상태가 다른 돌출 작용기가 상대적으로 많이 형성되어 제조되는 망간기반 산화물 촉매의 활성기(active site)가 증가하는 효과를 가지게 되는 것으로 추정된다. The manganese-based oxide catalyst according to the present invention is produced by forming a relatively large number of protruding functional groups having a high crystal density and a different surface oxidation state, It is presumed that the active site is increased.

본 발명의 일 양태에서, 상기 b)단계에서 반응기 압력을 상압으로 낮추면서 증류수를 투입하여 겔이 형성된 혼합액을 냉각하는 단계에 대하여 설명한다. 이 제조단계는 반응기 압력을 해제하면서 실온의 증류수를 과량 투입하여 겔이 형성된 혼합액을 빨리 냉각함으로써 망간기반 산화물의 비표면적을 증가시킴과 동시에 생성된 작용기를 유지시킬 수 있게 된다. 투입하는 증류수의 양은 혼합액의 온도를 실온 내지 40℃ 범위로 급속히 냉각시킬 수 있는 양을 사용하며, 혼합액부피에 대하여 부피비로 5 내지 10배의 증류수를 사용하는 것이 적절하다.In one embodiment of the present invention, the step of cooling the mixed solution in which the gel is formed by introducing distilled water while lowering the reactor pressure to normal pressure in the step b) will be described. In this manufacturing step, the reactor is depressurized and distilled water at room temperature is added thereto in an excess amount to rapidly cool the mixed solution in which the gel is formed, thereby increasing the specific surface area of the manganese-based oxide and maintaining the generated functional groups. The amount of distilled water to be added is such that the temperature of the mixed solution can be rapidly cooled from room temperature to 40 DEG C, and it is appropriate to use distilled water at a volume ratio of 5 to 10 times the volume of the mixed solution.

다음으로 숙성 단계 후 겔을 여과하여 수득한 후 증류수로 세척하고 공기 분위기 하에서 소성하여 망간산화물-구리산화물 담체를 제조한다. 상기 세척은 불순물의 함량이 100ppm 미만이 되도록 수회에 걸쳐서 진행하는 것이 바람직하다. 상기 소성은 300 내지 800℃, 더욱 구체적으로 400 ~ 700℃ 온도 범위에서 이루어지는 것일 수 있다. 상기 범위에서 비표면적이 넓은 촉매를 제조할 수 있으므로 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.Next, after the aging step, the gel is obtained by filtration, washed with distilled water and calcined in an air atmosphere to prepare a manganese oxide-copper oxide carrier. The washing is preferably carried out several times so that the content of impurities is less than 100 ppm. The firing may be performed at a temperature of 300 to 800 ° C, more specifically, 400 to 700 ° C. The catalyst having a large specific surface area can be produced within the above range, but the present invention is not limited thereto.

또한, 본 발명의 일 양태에서 상기 소성 전에 회전진공증발기를 이용하여 수분을 제거하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다. Further, in one embodiment of the present invention, it may further comprise removing moisture using a rotary vacuum evaporator before the firing.

또한, 본 발명의 일 양태에서 상기 소성 전에 펠렛 등의 형태로 성형하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.Further, in one embodiment of the present invention, it may further comprise molding in the form of pellets or the like before the firing.

본 발명의 일 양태에서, c)단계는 망간산화물-구리산화물 담체, 코발트염을 포함하는 제 2 혼합액을 추가로 반응시키는 단계이다. 이때 가열 및 숙성은 상기 a)단계에서 설명한 바와 동일하므로 설명을 생략하며, 가열 및 숙성 조건은 상기 a)단계와 동일 또는 상이할 수 있다.In one embodiment of the present invention, step c) is a step of further reacting a second mixed liquid containing a manganese oxide-copper oxide carrier and a cobalt salt. At this time, the heating and aging are the same as those described in step a), so that the explanation thereof is omitted, and the heating and aging conditions may be the same as or different from those in step a).

상기 제 2 혼합액은 상기 망간산화물-구리산화물 담체, 코발트염, 염기 및 증류수의 혼합액을 가열하여 겔이 형성된 혼합액을 의미한다. 상기 겔이 형성된 혼합액은 고체 입자가 분산된 슬러리(slurry) 상태로 된다.The second mixed solution means a mixed solution in which a gel is formed by heating a mixed solution of the manganese oxide-copper oxide carrier, cobalt salt, base, and distilled water. The mixture solution in which the gel is formed is in a slurry state in which solid particles are dispersed.

본 발명의 일 양태에서, 상기 코발트염은 염화코발트(CoCl2), 질산코발트(Co(NO3)2), 황산코발트(CoSO4) 및 이들의 수화물 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the cobalt salt is any one or two selected from the group consisting of cobalt chloride (CoCl 2 ), cobalt nitrate (Co (NO 3 ) 2 ), cobalt sulfate (CoSO 4 ) Or a mixture thereof, but is not limited thereto.

본 발명의 일 양태에서, 상기 코발트염의 함량은 코발트염/망간염 몰비가 0.01 ~ 1가 되도록 사용한다. 더욱 좋게는 망간염 및 구리염의 합에 대하여 코발트염의 몰비가, 즉 코발트염/망간염 및 구리염의 합이 0.01 ~ 1 몰비가 되도록 사용하는 것이 좋다. 상기 범위로 사용함으로써 질소산화물의 제거율이 더욱 향상되고, 동시에 저온영역 뿐만 아니라 300℃까지의 고온영역에서도 질소산화물의 제거효율이 우수하도록 할 수 있으므로 바람직하다. In one embodiment of the present invention, the content of the cobalt salt is used such that the molar ratio of cobalt salt / manganese salt is 0.01 to 1. More preferably, the molar ratio of the cobalt salt to the sum of the manganese salt and the copper salt, that is, the sum of the cobalt salt / manganese salt and the copper salt is 0.01 to 1 mole ratio. By using it in the above range, the removal rate of nitrogen oxide is further improved, and at the same time, the nitrogen oxide removal efficiency can be improved not only in the low temperature region but also in the high temperature region up to 300 캜.

상기 c)단계에서 사용되는 염기는 탄산나트륨이나 수산화나트륨 및 이의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 염기는 혼합액에서 코발트염의 몰비에 대한 염기의 몰비로, 즉 코발트염/염기의 몰비가 1 ~ 10 몰비인 범위에서 촉매 적용 용도에 따라 조절하여 첨가한다. 상기 범위가 1 미만인 경우 합성된 촉매가 공기 중 산소를 잡아주는 역할이 약해질 수 있고, 10을 초과하는 경우에는 산화반응이 느리고 촉매성능이 떨어질 수 있으므로, 상기 범위로 조절하는 것이 바람직하다.The base used in step c) may be sodium carbonate, sodium hydroxide, or a mixture thereof. The base is added by adjusting the molar ratio of the base to the molar ratio of the cobalt salt in the mixed solution, that is, the molar ratio of the cobalt salt / base is 1 to 10 molar ratio depending on the application of the catalyst. If the above range is less than 1, the synthesized catalyst may weaken the role of trapping oxygen in the air, and if it exceeds 10, the oxidation reaction may be slow and the catalyst performance may be deteriorated.

본 발명의 일 양태에서, 상기 c)단계는 a)단계와 마찬가지로 필요에 따라 촉매의 성능을 더욱 향상시키기 위한 관점에서 상기 c)단계의 제 2 혼합액에 은, 크롬, 아연, 란타늄 및 네오뮴으로부터 선택되는 1종 이상의 금속 성분을 더 포함할 수 있다. 이러한 금속 성분을 더 포함하기 위하여 상기 c)단계의 제 2 혼합액은 은질산염, 크롬질산염, 아연질산염, 란타늄질산염, 네오뮴질산염 및 이들의 혼합물 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속첨가제를 더 함유할 수 있다. 그 함량은 코발트염에 대하여 몰비로 0.01~10 몰비가 되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 금속 첨가제 함량이 몰비로, 즉 코발트염/금속첨가제의 몰비가 0.01 ~ 10 몰비인 범위일 수 있다. 0.01 미만인 경우에는 촉매 성능 향상 효과가 미미하고, 10을 초과하여 높은 경우에는 촉매의 활성점이 감소할 수 있어서 촉매 성능이 저하될 수도 있다.In an embodiment of the present invention, the step c) is carried out in the same manner as in step a) from the viewpoint of further improving the performance of the catalyst, if desired, from silver, chromium, zinc, lanthanum and neodymium And may further comprise at least one metal component selected. In order to further include such a metal component, the second mixed solution in step c) may further contain a metal additive selected from the group consisting of silver nitrate, chromium nitrate, zinc nitrate, lanthanum nitrate, neodymium nitrate, have. The content thereof is preferably 0.01 to 10 molar ratio with respect to the cobalt salt. The molar ratio of the cobalt salt / metal additive may be in the range of 0.01 to 10 molar ratio. If it is less than 0.01, the effect of improving the catalyst performance is insignificant. If it is more than 10, the active site of the catalyst may decrease, and the catalyst performance may be lowered.

본 발명의 일 양태에서, 상기 c)단계는 a)단계와 마찬가지로 촉매의 활성 증가를 위하여 담체를 포함할 수 있다. 담체로는 제올라이트, 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타니아, 세리아 및 크로미아 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, step c) may include a carrier for increasing the activity of the catalyst as in step a). As the carrier, any one or a mixture of two or more selected from zeolite, alumina, silica, zirconia, titania, ceria and chromia can be used, but is not limited thereto.

상기 c)단계의 제 2 혼합액에 담체를 가하여 혼합함으로써 담체를 포함하는 촉매를 제조할 수 있으나 이에 제한되지 않고 통상적으로 해당 분야에서 알려진 방법으로 담체에 제 2 혼합액을 담지시킬 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 탈질성능을 저하시키지 않는 것이 좋으며, 이온교환법이나 함침담지법 등을 들 수 있다. The catalyst containing the carrier may be prepared by adding a carrier to the second mixed solution of the step c), but it is not limited thereto and the carrier may be supported with the second mixed solution by a method generally known in the art. Specifically, it is preferable that the denitrification performance is not deteriorated, and examples thereof include an ion exchange method and an impregnation-supporting method.

더욱 구체적으로 상기 담체로 제올라이트를 사용하는 것일 수 있으며, 더욱 좋게는 미리 불활성가스 분위기 하에서 소성된 제올라이트를 사용함으로써 250℃ 내지 300℃의 고온영역에서도 질소산화물의 제거 활성이 우수하고, 이산화황(SO2)에 대한 저항성이 뛰어난 배기가스 정화용 촉매를 제공할 수 있다.More specifically, it may be to use a zeolite as the carrier, more preferably from previously in a high temperature region of 250 ℃ to 300 ℃ by using a firing zeolite under an inert gas atmosphere, excellent in removal activity of nitrogen oxides and sulfur dioxide (SO 2 The catalyst for purification of exhaust gas can be provided.

상기 제올라이트(zeolite)는 제한되는 것은 아니나 MFI형 제올라이트 또는 FER형 제올라이트를 사용하는 경우, 200 ~ 300 ℃ 범위에서 질소산화물의 제거효율이 더욱 향상되고, 환원제의 사용량을 줄일 수 있으므로 바람직하다. 또한, 상기 제올라이트를 미리 질소나 아르곤 등의 불활성가스 분위기 하에서 소성을 함으로써 200 ~ 300 ℃ 범위에서 질소산화물의 제거효율 및 이산화황에 대한 내구성이 더욱 향상됨을 발견하였다.The use of MFI type zeolite or FER type zeolite is preferable because the removal efficiency of nitrogen oxides is further improved in the range of 200 to 300 ° C. and the amount of the reducing agent can be reduced, though the zeolite is not limited. Further, it has been found that the removal efficiency of nitrogen oxides and the durability against sulfur dioxide are further improved in the range of 200 to 300 ° C by firing the zeolite in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon in advance.

상기 담체의 함량은 제한되는 것은 아니나, 제 2 혼합액 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 10 중량부를 사용하는 것일 수 있으며, 상기 범위에서 목적으로 하는 질소산화물의 제거 효율이 우수하므로 바람직하나 이에 한정되지는 않는다. Although the content of the carrier is not limited, it may be 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the second mixed solution, and is preferably within the above range because the desired removal efficiency of nitrogen oxides is excellent. Do not.

본 발명의 일 양태에서, 상기 d)단계에서 반응기 압력을 상압으로 낮추면서 증류수를 투입하여 겔이 형성된 혼합액을 냉각하는 단계는 앞서 설명한 b)단계와 동일하므로 더 이상의 설명을 생략한다. 상기 d)단계는 상기 b)단계와 동일 또는 상이한 조건으로 수행되는 것일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the step of cooling the mixed solution by adding distilled water while lowering the pressure of the reactor to normal pressure in step d) is the same as step b) described above, so that further explanation is omitted. The step d) may be carried out under the same or different conditions as the step b).

본 발명에 의한 배기가스 정화용 촉매에 있어서, 환원제로는 암모니아를 사용하는 연소배기가스의 환원처리 시의 온도에서 환원력이 충분하므로 바람직하다. In the catalyst for purification of exhaust gas according to the present invention, the reducing agent is preferably a reducing power sufficient at the temperature at the time of reduction treatment of the combustion exhaust gas using ammonia.

본 발명의 일 양태에서, 배기가스 정화용 촉매의 형상은 분말, 입상, 펠렛( pellet)형, 허니컴(honeycomb)형, 판형 등 적용하는 반응기나 배기가스의 유입 조건에 따라 임의로 달라질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. In one embodiment of the present invention, the shape of the catalyst for purification of exhaust gas may be arbitrarily changed depending on the conditions of introduction of the reactor or exhaust gas to be applied, such as powder, granule, pellet, honeycomb, plate, It does not.

본 발명의 제조방법으로 제조된 망간산화물-구리산화물-코발트 산화물 담체의 BET 표면적은 200 내지 1000 ㎡/g인 것일 수 있으며, 더욱 구체적으로 220 ~ 800 ㎡/g, 더욱 좋게는 240 ~ 600 ㎡/g인 것일 수 있다.The BET surface area of the manganese oxide-copper oxide-cobalt oxide carrier prepared by the production method of the present invention may be 200 to 1000 m 2 / g, more specifically 220 to 800 m 2 / g, more preferably 240 to 600 m 2 / g. < / RTI >

또한, 150℃에서의 질소화합물의 제거효율이 50% 이상, 더욱 구체적으로 50 ~ 80%이며, 210 ~ 300℃에서의 질소화합물의 제거효율이 90% 이상, 더욱 구체적으로 90 ~ 99.9%인 배기가스 정화용 촉매를 제공할 수 있다.Further, it is preferable that the removal efficiency of the nitrogen compound at 150 ° C is 50% or more, more specifically 50 to 80%, the removal efficiency of the nitrogen compound at 210 to 300 ° C is 90% or more, more specifically 90 to 99.9% A catalyst for purification of gas can be provided.

이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples and comparative examples. However, the following examples and comparative examples are merely examples for explaining the present invention in more detail, and the present invention is not limited by the following examples and comparative examples.

1. 비표면적(BET) 측정1. Measurement of specific surface area (BET)

200℃의 진공하에서 질소 흡착 및 탈착양을 비표면적 측정기(Micromeritics, ASAP 2420, USA)를 사용하여 측정하였으며, 흡착 탈착 곡선을 얻어 BET(Brunaure-Emmett-Teller)식 방법으로 비표면적을 계산하였다. The amount of nitrogen adsorption and desorption was measured using a specific surface area meter (Micromeritics, ASAP 2420, USA) under a vacuum of 200 ° C. The adsorption desorption curve was obtained and the specific surface area was calculated by the Bruneure-Emmett-Teller (BET) method.

2. 질소산화물의 제거효율2. Removal efficiency of nitrogen oxide

Eco Physics 사의 CLD-60 분석기를 사용하였다.A CLD-60 analyzer from Eco Physics Inc. was used.

실험창치는 크게 가스주입부분, 반응기 부분, 그리고 반응가스 분석부분으로 구성하였다. 반응기에 공급되는 가스는 NO, N2, O2, NH3의 각 실린더로부터 MFC (Mass Flow Controller, SM-TEK Co.)를 사용하여 유량을 조절하였다. 또한, 수분의 공급은 N2가 bubbler를 통하여 수분을 함유하여 반응기에 주입되도록 하였으며, 이때 공급되는 양을 일정하게 하기 위하여 bubbler 외부에 전기로를 이용하여 bubbler 내부 온도를 60℃로 일정하게 유지시켰다. 가스공급관은 전체에 걸쳐 스테인리스 관으로 하였으며 NO와 NH3가 반응하여 생기는 NH4NO3, NH4NO2와 같은 염의 생성을 방지하고 반응가스 중의 수분이 응축되지 않기 위하여 heating band를 감아 180℃로 일정하게 유지하였다. 반응기는 연속 흐름형 고정층 반응장치로서 내경 20mm, 높이 30 mm인 스테인리스(SUS 316) 반응기로 제작하였으며, 촉매 층을 고정하기 위해 quartz wool을 사용하였다. 반응기의 온도는 반응기 외부에 장착된 k-type의 열전대를 이용하여 PID 온도제어기로 조절하였으며 가스 유입부분의 온도를 측정하기 위하여 촉매층 상부에도 k-type의 열전대를 설치하여 촉매층 온도를 측정하였다. 모든 gas는 분석기로 유입되기 전에 chiller 내의 수분 trap을 사용하여 gas 내 수분을 제거시킨 후 유입하여 분석을 실시하였다. 이때, 반응기의 온도는 60~300℃까지 변화시켰으며, 공급된 NO의 농도는 300~500ppm, NH3의 농도는 300~500ppm으로 조절하였다. 또한, 산소농도는 3~5%로 유지하였으며 공간속도는 10,000~40,000hr-1가 가능하도록 하였다.The experimental setup consisted mainly of gas injection part, reactor part, and reaction gas analysis part. The flow rate of the gas supplied to the reactor was controlled using MFC (Mass Flow Controller, SM-TEK Co.) from each cylinder of NO, N 2 , O 2 and NH 3 . Further, were the supply of moisture is N 2 is to be injected into the reactor by the water-containing through a bubbler, this time was kept constant the bubbler inner temperature to 60 ℃ using an electric furnace in the bubbler external to a constant amount of feed. The gas supply pipe is made of a stainless steel pipe as a whole, and the formation of salts such as NH 4 NO 3 and NH 4 NO 2 which are caused by the reaction of NO and NH 3 is prevented and the heating band is wound around the reaction gas at 180 ° C. . The reactor was a continuous flow type fixed bed reactor with a stainless steel (SUS 316) reactor having an inner diameter of 20 mm and a height of 30 mm and a quartz wool was used to fix the catalyst layer. The temperature of the reactor was controlled by a PID temperature controller using a k-type thermocouple mounted outside the reactor. A k-type thermocouple was also installed at the top of the catalyst bed to measure the temperature of the gas inlet. All the gases were analyzed by introducing water after removing moisture from the gas using a water trap in the chiller before entering the analyzer. At this time, the temperature of the reactor was changed from 60 to 300 ° C., the concentration of NO supplied was controlled to 300 to 500 ppm, and the concentration of NH 3 was controlled to 300 to 500 ppm. The oxygen concentration was maintained at 3 to 5% and the space velocity was made to be in the range of 10,000 to 40,000 hr -1 .

[실시예 1][Example 1]

망간 염화 수화물(MnCl2·H2O) 396g(2.75몰)과 구리 염화 수화물(CuCl2·H2O) 136g(0.89몰) 및 탄산나트륨(Na2CO3) 252g(2.38몰)을 2 리터 증류수에 녹인 후, 90 ℃로 유지하면서 30분 동안 교반하였다. Manganese chloride hydrate (MnCl 2 · H 2 O) 396g (2.75 mol) of copper chloride hydrate (CuCl 2 · H 2 O) 136g (0.89 mol) and sodium carbonate (Na 2 CO 3) 2 L distilled water to 252g (2.38 mol) And stirred for 30 minutes while maintaining the temperature at 90 캜.

가열에 의해 겔이 형성된 제 1 혼합액을 도 1에 도시한 바와 같이 스테인레스 스틸 반응기에 투입한 후 공기를 주입하여 5기압을 유지하여 4 시간 숙성시켰다. 압력을 제거하면서 실온의 증류수 10 리터를 넣어서 빨리 온도를 떨어뜨린 후 불필요한 탄소 등의 불순물이 100ppm 이하로 될 때까지 반응물을 많은 량의 증류수로 충분히 씻어내었다. 직경 1.0mm의 펠릿으로 성형한 후 이어서 공기 분위기하에서 500 ℃에서 5 시간 동안 가열하여 소성하였다.The first mixed solution having a gel formed by heating was introduced into a stainless steel reactor as shown in FIG. 1, and air was injected thereinto to maintain the atmosphere at 5 atm for aging for 4 hours. 10 liters of distilled water at room temperature was added to remove the pressure, and the temperature was immediately dropped. The reaction product was sufficiently washed with a large amount of distilled water until the amount of unnecessary carbon and other impurities became 100 ppm or less. Molded into pellets having a diameter of 1.0 mm, and then heated at 500 DEG C for 5 hours in an air atmosphere to be fired.

코발트 염화 수화물(CoCl2·6H2O) 190g(0.8몰)과 구리 염화 수화물(CuCl2·H2O) 136g(0.89몰)을 1 리터 증류수에 녹인 후, 상기 망간산화물-구리산화물 담체 500g을 넣고 90 ℃로 유지하면서 30분 동안 교반하였다. 190 g (0.8 mol) of cobalt chloride hydrate (CoCl 2揃 6H 2 O) and 136 g (0.89 mol) of copper chloride hydrate (CuCl 2揃 H 2 O) were dissolved in 1 liter of distilled water and then 500 g of the manganese oxide- And the mixture was stirred for 30 minutes while maintaining the temperature at 90 ° C.

가열에 의해 겔이 형성된 제 2 혼합액을 도 1에 도시한 바와 같이 스테인레스 스틸 반응기에 투입한 후 공기를 주입하여 5기압을 유지하여 4 시간 숙성시켰다. 압력을 제거하면서 실온의 증류수 10 리터를 넣어서 빨리 온도를 떨어뜨린 후 불필요한 탄소 등의 불순물이 100ppm 이하로 될 때까지 반응물을 많은 량의 증류수로 충분히 씻어내었다. 직경 1.5mm의 펠릿으로 성형한 후 이어서 공기 분위기하에서 500 ℃에서 5 시간 동안 가열하여 소성하였다.The second mixed solution in which the gel was formed by heating was introduced into a stainless steel reactor as shown in FIG. 1, and air was injected thereinto to maintain the atmosphere at 5 atm for aging for 4 hours. 10 liters of distilled water at room temperature was added to remove the pressure, and the temperature was immediately dropped. The reaction product was sufficiently washed with a large amount of distilled water until the amount of unnecessary carbon and other impurities became 100 ppm or less. Molded into pellets having a diameter of 1.5 mm, and then heated at 500 DEG C for 5 hours under an air atmosphere to be fired.

제조된 망간산화물-구리산화물-코발트 산화물 담체의 비표면적은 240 ㎡/g이었으며, 질소산화물의 제거효율을 측정하여 하기 표 1 및 2에 나타내었다.The specific surface area of the prepared manganese oxide-copper oxide-cobalt oxide support was 240 m 2 / g, and the removal efficiency of nitrogen oxide was measured and shown in Tables 1 and 2 below.

제조된 촉매(망간산화물-구리산화물-코발트 산화물 담체)의 표면 및 입자형태(morphology)를 전자현미경(SEM, scanning electron microscope)으로 관찰한 결과, 구형과 침상 모양의 형태가 고루 분포된 것을 확인하였다. Observation of the surface and morphology of the prepared catalyst (manganese oxide-copper oxide-cobalt oxide carrier) with an electron microscope (SEM, scanning electron microscope) showed that spherical and acicular shapes were evenly distributed .

[실시예 2][Example 2]

상기 실시예 1의 제 1 혼합액에 MFI(ZSM-5)형 제올라이트(일본 도소주식회사, HSZ-830NHA)를 넣고, 70℃에서 12시간 동안 침지교반하여 이온교환을 하는단계를 더 추가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.Except that an MFI (ZSM-5) type zeolite (HSZ-830NHA, manufactured by Nippon Dojo Co., Ltd.) was added to the first mixed solution of Example 1 and the step of immersing and stirring the mixture at 70 캜 for 12 hours to carry out ion exchange Was prepared in the same manner as in Example 1.

제조된 망간산화물-구리산화물-코발트 산화물 담체의 비표면적은 245 ㎡/g이었으며, 질소산화물의 제거효율을 측정하여 하기 표 1 및 2에 나타내었다.The specific surface area of the prepared manganese oxide-copper oxide-cobalt oxide support was 245 m 2 / g, and the removal efficiency of nitrogen oxide was measured and shown in Tables 1 and 2 below.

제조된 촉매(망간산화물-구리산화물-코발트 산화물 담체)의 표면 및 입자형태(morphology)를 전자현미경(SEM, scanning electron microscope)으로 관찰한 결과, 구형과 침상 모양의 형태가 고루 분포된 것을 확인하였다. Observation of the surface and morphology of the prepared catalyst (manganese oxide-copper oxide-cobalt oxide carrier) with an electron microscope (SEM, scanning electron microscope) showed that spherical and acicular shapes were evenly distributed .

[실시예 3][Example 3]

상기 실시예 2에서, 질소분위기 하에서 600℃에서 15시간 소성한 MFI(ZSM-5)형 제올라이트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 제조하였다.The procedure of Example 2 was repeated except that MFI (ZSM-5) type zeolite calcined at 600 占 폚 for 15 hours in a nitrogen atmosphere was used.

제조된 망간산화물-구리산화물-코발트 산화물 담체의 비표면적은 250 ㎡/g이었으며, 질소산화물의 제거효율을 측정하여 하기 표 1 및 2에 나타내었다.The specific surface area of the prepared manganese oxide-copper oxide-cobalt oxide support was 250 m 2 / g, and the removal efficiency of nitrogen oxide was measured and shown in Tables 1 and 2 below.

제조된 촉매(망간산화물-구리산화물-코발트 산화물 담체)의 표면 및 입자형태(morphology)를 전자현미경(SEM, scanning electron microscope)으로 관찰한 결과, 구형과 침상 모양의 형태가 고루 분포된 것을 확인하였다. Observation of the surface and morphology of the prepared catalyst (manganese oxide-copper oxide-cobalt oxide carrier) with an electron microscope (SEM, scanning electron microscope) showed that spherical and acicular shapes were evenly distributed .

[실시예 4][Example 4]

상기 실시예 1에서 코발트 염화 수화물(CoCl2·6H2O) 170g(0.7몰)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.Except that 170 g (0.7 mol) of cobalt chloride hydrate (CoCl 2 .6H 2 O) was used in the above Example 1.

제조된 망간산화물-구리산화물-코발트 산화물 담체의 비표면적은 242 ㎡/g이었으며, 질소산화물의 제거효율을 측정하여 하기 표 1 및 2에 나타내었다.The specific surface area of the prepared manganese oxide-copper oxide-cobalt oxide support was 242 m 2 / g, and the removal efficiency of nitrogen oxide was measured and shown in Tables 1 and 2 below.

제조된 촉매(망간산화물-구리산화물-코발트 산화물 담체)의 표면 및 입자형태(morphology)를 전자현미경(SEM, scanning electron microscope)으로 관찰한 결과, 구형과 침상 모양의 형태가 고루 분포된 것을 확인하였다. Observation of the surface and morphology of the prepared catalyst (manganese oxide-copper oxide-cobalt oxide carrier) with an electron microscope (SEM, scanning electron microscope) showed that spherical and acicular shapes were evenly distributed .

[비교예 1][Comparative Example 1]

망간 염화 수화물(MnCl2·H2O) 396g(2.75몰)과 구리 염화 수화물(CuCl2·H2O) 136g(0.89몰), 코발트 염화 수화물(CoCl2·6H2O) 190g(0.8몰) 및 탄산나트륨(Na2CO3) 252g(2.38몰)을 3 리터 증류수에 녹인 후, 90 ℃로 유지하면서 30분 동안 교반하였다. 가열에 의해 겔이 형성된 혼합액을 도 1에 도시한 바와 같이 스테인레스 스틸 반응기에 투입한 후 공기를 주입하여 5기압을 유지하여 4 시간 숙성시켰다. 압력을 제거하면서 실온의 증류수 10 리터를 넣어서 빨리 온도를 떨어뜨린 후 불필요한 탄소 등의 불순물이 100ppm 이하로 될 때까지 반응물을 많은 량의 증류수로 충분히 씻어내었다. 직경 1.5mm의 펠릿으로 성형한 후 이어서 공기 분위기하에서 500 ℃에서 5 시간 동안 가열하여 소성하였다.Manganese chloride hydrate (MnCl 2 · H 2 O) 396g (2.75 mol) of copper chloride hydrate (CuCl 2 · H 2 O) 136g (0.89 mole) of cobalt chloride hydrate (CoCl 2 · 6H 2 O) 190g (0.8 mol) And 252 g (2.38 mol) of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) were dissolved in 3 liters of distilled water and stirred for 30 minutes while maintaining the temperature at 90 ° C. As shown in FIG. 1, the mixed solution, in which the gel was formed by heating, was charged into a stainless steel reactor, and air was injected thereinto to maintain the pressure of 5 atm for aging for 4 hours. 10 liters of distilled water at room temperature was added to remove the pressure, and the temperature was immediately dropped. The reaction product was sufficiently washed with a large amount of distilled water until the amount of unnecessary carbon and other impurities became 100 ppm or less. Molded into pellets having a diameter of 1.5 mm, and then heated at 500 DEG C for 5 hours under an air atmosphere to be fired.

제조된 망간산화물-구리산화물-코발트 산화물 담체의 비표면적은 220 ㎡/g이었으며, 질소산화물의 제거효율을 측정하여 하기 표 1 및 2에 나타내었다.The specific surface area of the prepared manganese oxide-copper oxide-cobalt oxide support was 220 m 2 / g, and the removal efficiency of nitrogen oxide was measured and shown in Tables 1 and 2 below.

[비교예 2][Comparative Example 2]

숙성하는 단계를 상온, 상압에서 4시간 동안 진행하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.The aging step was carried out in the same manner as in Example 1 except that the step of aging was conducted at room temperature and atmospheric pressure for 4 hours.

제조된 망간산화물-구리산화물-코발트 산화물 담체의 비표면적은 180 ㎡/g이었으며, 질소산화물의 제거효율을 측정하여 하기 표 1 및 2에 나타내었다.The specific surface area of the prepared manganese oxide-copper oxide-cobalt oxide support was 180 m 2 / g, and the removal efficiency of nitrogen oxide was measured and shown in Tables 1 and 2 below.

[비교예 3][Comparative Example 3]

망간 염화 수화물을 단독으로 사용하고, 코발트 염화 수화물 및 구리 염화 수화물을을 사용하지 않은 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.Manganese chloride hydrate was used alone, and cobalt chloride hydrate and copper chloride hydrate were not used.

제조된 촉매의 비표면적은 150 ㎡/g이었으며, 질소산화물의 제거효율을 측정하여 하기 표 1 및 2에 나타내었다.The specific surface area of the prepared catalyst was 150 m < 2 > / g, and the removal efficiency of nitrogen oxide was measured and shown in Tables 1 and 2 below.

[비교예 4][Comparative Example 4]

코발트 염화 수화물을 단독으로 사용하고, 망간 염화 수화물 및 구리 염화 수화물을을 사용하지 않은 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.Cobalt chloride hydrate was used alone, and manganese chloride hydrate and copper chloride hydrate were not used.

제조된 촉매의 비표면적은 145 ㎡/g이었으며, 질소산화물의 제거효율을 측정하여 하기 표 1 및 2에 나타내었다.The specific surface area of the prepared catalyst was 145 m < 2 > / g, and the removal efficiency of nitrogen oxide was measured and shown in Tables 1 and 2 below.

[비교예 5][Comparative Example 5]

구리 염화 수화물을 단독으로 사용하고, 망간 염화 수화물 및 코발트 염화 수화물을 사용하지 않은 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.Copper chloride hydrate was used alone, and manganese chloride hydrate and cobalt chloride hydrate were not used.

제조된 촉매의 비표면적은 148 ㎡/g이었으며, 질소산화물의 제거효율을 측정하여 하기 표 1 및 2에 나타내었다.The specific surface area of the prepared catalyst was 148 m < 2 > / g, and the removal efficiency of nitrogen oxide was measured and shown in Tables 1 and 2 below.

하기 표 1은 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 5에서 제조된 촉매를 이용하여, NO: 400ppm, NO/NH3: 1 molar ration, O2 농도: 3%, 공간속도: 20,000 hr-1 에서 온도를 변화시키면서 질소산화물(NOx) 제거효율을 측정한 결과이다.The following Table 1 shows the catalysts prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 in which NO: 400 ppm, NO / NH 3 : 1 molar ratio, O 2 concentration: 3%, space velocity: 20,000 hr -1 (NOx) removal efficiency by varying the temperature in the exhaust gas.

NOx제거효율(%)NOx removal efficiency (%) 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 비교예 4Comparative Example 4 비교예 5Comparative Example 5 150℃150 ℃ 5555 5858 6060 4040 3030 1010 1515 1212 66 170℃170 ℃ 7272 8686 8888 5858 6262 2222 3030 2121 1010 190℃190 ℃ 8585 9292 9595 8282 7878 3636 4545 4545 1313 210℃210 ℃ 9292 9898 9999 9090 8888 4545 5050 6868 4848 230℃230 ℃ 9696 9898 9999 9292 9090 6868 7878 7070 7575 250℃250 ℃ 9696 9898 9999 9595 9090 8989 8888 8282 8686 270℃270 ℃ 9797 9898 9999 9595 8888 8080 7070 6060 8686 290℃290 ° C 9797 9898 9999 9595 7575 5050 5050 4545 6565 310℃310 ° C 9797 9898 9999 9595 4040 2626 2626 3030 4848

상기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명의 실시예에서 제조된 촉매는 150 ~ 310℃에서 질소산화물의 제거효율이 우수함을 알 수 있으며, 저온 영역에서도 비교예에 비하여 제거효율이 우수함을 알 수 있다. As shown in Table 1, it can be seen that the catalyst prepared in the example of the present invention is excellent in the removal efficiency of nitrogen oxides at 150 to 310 ° C, and that the removal efficiency is excellent even in the low temperature region as compared with the comparative example.

비교예 1에서 보는 바와 같이 구리 염화 수화물, 망간 염화 수화물 및 코발트 염화 수화물을 동시에 첨가하여 제조하는 경우는 실시예에 비하여 질소산화물의 제거효율이 저하됨을 확인하였으며, 300 ℃이상의 고온에서는 제거효율이 저하됨을 확인하였다.As shown in Comparative Example 1, when the copper chloride chloride, manganese chloride hydrate and cobalt chloride hydrate were simultaneously added, the removal efficiency of the nitrogen oxides was lowered compared with the examples, and the removal efficiency was lowered at a temperature higher than 300 ° C Respectively.

또한, 비교예 2 내지 비교예 5에서 보는 바와 같이, 숙성과정을 거치지 않거나 각각의 금속염을 단독으로 사용하는 경우는 질소산화물의 제거효율이 저하됨을 확인하였다.In addition, as shown in Comparative Examples 2 to 5, it was confirmed that the removal efficiency of nitrogen oxides was lowered when the metal salts were not used or the aging process was used alone.

하기 표 2는 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 5에서 제조된 촉매를 이용하여, NO: 400ppm, NO/NH3: 1 molar ration, O2 농도: 3%, 공간속도: 20,000 hr-1에서 SO2를 50ppm 투입하면서 질소산화물(NOx) 제거효율을 측정한 결과이다.The following Table 2 shows the results of measurement of NO: 400 ppm, NO / NH 3 : 1 molar ratio, O 2 concentration: 3%, space velocity: 20,000 hr -1 (NOx) removal efficiency while injecting 50 ppm of SO 2 .

NOx제거효율(%)NOx removal efficiency (%) 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 비교예 4Comparative Example 4 비교예 5Comparative Example 5 150℃150 ℃ 5454 5656 6262 4040 2828 1010 88 55 55 170℃170 ℃ 7272 8585 9090 5858 6060 1515 1212 1010 88 190℃190 ℃ 8585 9090 9696 8383 7575 2525 4040 1515 1010 210℃210 ℃ 9393 9696 9999 9090 8080 3838 4545 4040 4242 230℃230 ℃ 9595 9898 9999 9191 8888 5656 7272 6868 7070 250℃250 ℃ 9696 9898 9999 9595 8888 7070 8080 7575 8080 270℃270 ℃ 9797 9898 9999 9595 8686 6060 6565 6060 7575 290℃290 ° C 9797 9898 9999 9595 7070 5858 4848 4040 5353 310℃310 ° C 9797 9898 9999 9595 3535 2323 2222 2626 3838

상기 표 2에서 보이는 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 제조된 촉매는 이산화황을 투입하더라도 여전히 질소산화물의 제거효율이 우수함을 알 수 있으며, 이로부터 이산화황에 대한 저항성이 우수함을 알 수 있다.As shown in Table 2, it can be seen that the catalyst prepared in the example of the present invention is still excellent in the removal efficiency of nitrogen oxide even when sulfur dioxide is added, and thus it is excellent in resistance to sulfur dioxide.

비교예 1 ~ 5는 이산화황이 투입되어 질소산화물(NOx) 제거효율이 표 1에 비하여 저하됨을 확인하였다.In Comparative Examples 1 to 5, it was confirmed that the removal efficiency of nitrogen oxides (NOx) was lowered in comparison with those in Table 1 by the introduction of sulfur dioxide.

Claims (12)

a) 망간염, 구리염, 염기 및 증류수의 혼합액을 가열하여 겔이 형성된 제 1혼합액을 제조하고, 반응기에 투입한 후 공기로 가압한 상태에서 숙성시키는 단계;
b) 반응기 압력을 상압으로 낮추면서 증류수를 투입하여 제 1 혼합액을 냉각시킨 후, 수득된 겔을 세척 및 공기 분위기 하에서 소성하여 망간산화물-구리산화물 담체를 제조하는 단계;
c) 상기 망간산화물-구리산화물 담체, 코발트염, 염기 및 증류수의 혼합액을 가열하여 겔이 형성된 제 2혼합액을 제조하고, 반응기에 투입한 후 공기로 가압한 상태에서 숙성시키는 단계; 및
d) 반응기 압력을 상압으로 낮추면서 증류수를 투입하여 제 2 혼합액을 냉각시킨 후, 수득된 겔을 세척 및 공기 분위기 하에서 소성하여 망간산화물-구리산화물-코발트 산화물 담체를 제조하는 단계;
를 포함하는 배기가스 정화용 촉매의 제조방법.
a) heating a mixed solution of manganese salt, copper salt, base and distilled water to prepare a first mixed solution in which a gel is formed, charging the mixture into a reactor, and aging the mixture in a state of being pressurized with air;
b) adding distilled water to the reactor while reducing the pressure of the reactor to normal pressure to cool the first mixed solution, and then washing the resultant gel and firing in an air atmosphere to prepare a manganese oxide-copper oxide carrier;
c) heating a mixture of the manganese oxide-copper oxide carrier, cobalt salt, base, and distilled water to prepare a second mixed solution having a gel, adding the mixture to the reactor, and aging the mixture while pressurizing with air; And
d) cooling the second mixed solution by adding distilled water while lowering the pressure of the reactor to normal pressure, and then washing the resultant gel and firing in an air atmosphere to prepare a manganese oxide-copper oxide-cobalt oxide carrier;
Wherein the exhaust gas purifying catalyst is a catalyst for purifying exhaust gas.
제 1항에 있어서,
상기 a)단계에서, 망간염 및 구리염은 망간염/구리염 몰비가 0.2 ~ 3.2가 되도록 사용하는 것인 배기가스 정화용 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein in step (a), the manganese salt and the copper salt are used so that the molar ratio of manganese salt / copper salt is 0.2 to 3.2.
제 1항에 있어서,
상기 c)단계에서, 코발트염은 코발트염/망간염 몰비가 0.01 ~ 1이 되도록 사용하는 것인 배기가스 정화용 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the cobalt salt is used so that the mole ratio of cobalt salt / manganese salt is 0.01 to 1 in step c).
제 1항에 있어서,
상기 a)단계 및 c)단계에서 숙성은 반응기의 압력을 2 내지 100기압으로 유지한 상태로 수행되는 것인 배기가스 정화용 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the aging in the steps a) and c) is carried out while maintaining the pressure of the reactor at 2 to 100 atm.
제 1항에 있어서,
상기 망간염은 염화망간(MnCl2), 질산망간(Mn(NO3)2), 황산망간(MnSO4), 과염소산망간(Mn(ClO4)2) 및 이들의 수화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 배기가스 정화용 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the manganese salt is selected from the group consisting of manganese chloride (MnCl 2 ), manganese nitrate (Mn (NO 3 ) 2 ), manganese sulfate (MnSO 4 ), manganese perchlorate (Mn (ClO 4 ) 2 ) Wherein the catalyst is one or a mixture of two or more thereof.
제 1항에 있어서,
상기 구리염은 염화구리(CuCl2), 질산구리(Cu(NO3)2), 황산구리(CuSO4), 과염소산구리(Cu(ClO4)2) 및 이들의 수화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 배기가스 정화용 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the copper salt is selected from the group consisting of copper chloride (CuCl 2 ), copper nitrate (Cu (NO 3 ) 2 ), copper sulfate (CuSO 4 ), copper perchlorate (Cu (ClO 4 ) 2 ) Or a mixture of two or more thereof.
제 1항에 있어서,
상기 코발트염은 염화코발트(CoCl2), 질산코발트(Co(NO3)2), 황산코발트(CoSO4) 및 이들의 수화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 배기가스 정화용 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the cobalt salt is any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of cobalt chloride (CoCl 2 ), cobalt nitrate (Co (NO 3 ) 2 ), cobalt sulfate (CoSO 4 ) Gt;
제 1항에 있어서,
상기 염기는 탄산나트륨, 수산화나트륨 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 배기가스 정화용 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the base is selected from sodium carbonate, sodium hydroxide or a mixture thereof.
제 1항에 있어서,
상기 a)단계 및 c)단계에서 선택되는 어느 하나 이상의 단계에서, 혼합액은 담체를 더 포함하며,
상기 담체는 제올라이트, 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타니아, 세리아, 크로미아에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 배기가스 정화용 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
In any one or more of the steps selected in the steps a) and c), the mixed liquid further comprises a carrier,
Wherein the carrier is any one or a mixture of two or more selected from zeolite, alumina, silica, zirconia, titania, ceria and chromia.
제 9항에 있어서,
상기 담체는 미리 불활성가스 분위기 하에서 소성된 제올라이트인 것인 배기가스 정화용 촉매의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the carrier is a zeolite calcined in advance in an inert gas atmosphere.
제 1항에 있어서,
상기 a)단계 및 c)단계에서 선택되는 어느 하나 이상의 단계에서, 혼합액은 금속 첨가제를 더 포함하며,
상기 금속 첨가제는 은질산염, 크롬질산염, 아연질산염, 란타늄질산염 및 네오뮴질산염에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것인 배기가스 정화용 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
In any one or more of the steps selected in steps a) and c), the mixed liquid further comprises a metal additive,
Wherein the metal additive is any one or a mixture of two or more selected from silver nitrate, chromium nitrate, zinc nitrate, lanthanum nitrate and neodymium nitrate.
제 1항에 있어서,
상기 망간산화물-구리산화물-코발트 산화물 담체의 BET 표면적이 200 내지 1000 m2/g인 것인 배기가스 정화용 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
And the BET surface area of the manganese oxide-copper oxide-cobalt oxide carrier is 200 to 1000 m 2 / g.
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