KR20210020721A - CATALYST USING FeCrAl ALLOY AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME - Google Patents
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Abstract
Description
FeCrAl 합금을 이용한 촉매 및 그 제조방법이 제공된다.A catalyst using FeCrAl alloy and a method for producing the same are provided.
최근 들어, 자동차나 각종 시설에서 배출되는 배출 가스로 인한 대기오염의 문제가 심각한 사회문제로 대두 되고 있고, 각국의 정부는 배출 가스 규제를 위하여 배출 가스 내의 유해 물질에 대한 배출 기준을 정해놓고 있다. 예를 들어, 자동차 관련 기술 분야에서는 배출 가스 배출 기준을 충족시키기 위하여 귀금속 물질을 포함하는 촉매에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.In recent years, the problem of air pollution due to exhaust gases emitted from automobiles or various facilities has emerged as a serious social problem, and governments of each country have set emission standards for harmful substances in exhaust gases to regulate exhaust gases. For example, in the technical field related to automobiles, research on a catalyst containing a noble metal material is being actively conducted in order to meet emission standards.
와이어로 제조된 3차원의 다공성 구조체를 이용한 연소가스 촉매 정화장치에 대한 한국등록특허 제 10-0915971호에는, FeCrAl 합금을 1100 ℃에서 24시간 소성 후 표면에 생긴 γ-Al2O3 에 백금(Pt) 및 γ-Al2O3 를 포함하는 촉매 물질을 코팅하는 내용이 개시되었으나, 고온에 장시간 노출됨으로 인해 담체 자체의 취성이 발생할 수 있고, FeCrAl 합금에 촉매물질이 안착이 잘 되지 않고 촉매 물질의 열적 내구성이 저하될 수 있다.In Korean Patent No. 10-0915971 for a combustion gas catalyst purifying device using a three-dimensional porous structure made of wire, a FeCrAl alloy is sintered at 1100° C. for 24 hours and then formed on the surface of γ-Al 2 O 3 with platinum ( Although the content of coating a catalyst material including Pt) and γ-Al 2 O 3 has been disclosed, brittleness of the carrier itself may occur due to exposure to high temperatures for a long time, and the catalyst material is not well settled on the FeCrAl alloy and the catalyst material The thermal durability of may be deteriorated.
본 발명의 한 실시예에 따른 촉매 및 그 제조방법은 금속 촉매를 안정적으로 코팅하는 촉매 코팅 방법을 제공하기 위한 것이다.A catalyst according to an embodiment of the present invention and a method for preparing the same are to provide a catalyst coating method for stably coating a metal catalyst.
본 발명의 한 실시예에 따른 촉매 및 그 제조방법은 금속 촉매의 안정적인 촉매 코팅 방법으로 인한 촉매의 안정성을 향상시키기 위한 것이다.A catalyst according to an embodiment of the present invention and a method for preparing the same are for improving the stability of the catalyst due to a stable catalyst coating method for a metal catalyst.
본 발명의 한 실시예에 따른 촉매 및 그 제조방법은 저온 연소 환경에서 공해 물질을 제거시키기 위한 것이다.A catalyst according to an embodiment of the present invention and a method for producing the same are for removing pollutants in a low-temperature combustion environment.
상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다. In addition to the above problems, the embodiments according to the present invention may be used to achieve other tasks not specifically mentioned.
본 발명의 한 실시예에 따른 촉매는, FeCrAl 합금을 포함하는 담체, 담체의 표면 상의 적어도 일부에 위치하는 조촉매 물질층, 그리고 조촉매 물질층 상의 적어도 일부에 위치하는 촉매층을 포함한다.A catalyst according to an embodiment of the present invention includes a carrier comprising an FeCrAl alloy, a cocatalyst material layer positioned on at least a part of the surface of the carrier, and a catalyst layer positioned on at least a portion of the cocatalyst material layer.
조촉매 물질층은 Ce(NO3)3·6H2O, Cu(NO3)2·3H2O, La(NO3)3·6H2O, NiCl2·6H2O, 또는 NiSO4·6H2O 중 하나 이상의 물질을 포함하고, 담체의 표면과 상기 촉매층을 접착시키며, 촉매층은 γ-Al2O3 및 귀금속 물질을 포함한다.The cocatalyst material layer is Ce(NO 3 ) 3 6H 2 O, Cu(NO 3 ) 2 3H 2 O, La(NO 3 ) 3 6H 2 O, NiCl 2 6H 2 O, or NiSO 4 6H It includes at least one material of 2 O, and bonds the surface of the support to the catalyst layer, and the catalyst layer includes γ-Al 2 O 3 and a noble metal material.
촉매층은 Ce(NO3)3·6H2O, Cu(NO3)2·3H2O, La(NO3)3·6H2O, NiCl2·6H2O, 또는 NiSO4·6H2O 중 하나 이상의 물질을 더 포함할 수 있다.The catalyst layer is either Ce(NO 3 ) 3 6H 2 O, Cu(NO 3 ) 2 3H 2 O, La(NO 3 ) 3 6H 2 O, NiCl 2 6H 2 O, or NiSO 4 6H 2 O It may further include one or more materials.
담체의 표면에 다수의 돌기가 형성되어 있고, 돌기는 γ-Al2O3 를 포함할 수 있다.A plurality of protrusions are formed on the surface of the carrier, and the protrusions may include γ-Al 2 O 3 .
담체는 다공성이거나, 허니컴 형태, 철선 형태, 또는 매트 형태를 가질 수 있다.The carrier may be porous or may have a honeycomb shape, a wire shape, or a mat shape.
귀금속 물질은 Pt, Pd, 또는 Rh 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The noble metal material may include one or more of Pt, Pd, or Rh.
본 발명의 한 실시예에 따른 촉매의 제조방법은, FeCrAl 합금을 열처리하여 담체를 형성하는 단계, 담체의 표면에 Ce(NO3)3·6H2O, Cu(NO3)2·3H2O, La(NO3)3·6H2O, NiCl2·6H2O, 또는 NiSO4·6H2O 중 하나 이상의 물질을 증류수에 혼합시킨 용액을 코팅하고 110 ~ 130 ℃의 온도에서 3 ~ 5 시간 동안 건조시킨 후, 400 ~ 600 ℃의 온도에서 1 ~ 5 시간 동안 열처리하여 조촉매 물질층을 형성하는 단계, 그리고 조촉매 물질층 상에 γ-Al2O3 및 귀금속 물질을 포함하는 졸(sol)을 코팅하고 110 ~ 130 ℃의 온도에서 3 ~ 5 시간 동안 건조시킨 후, 400 ~ 600 ℃의 온도에서 1 ~ 5 시간 동안 열처리하여 촉매층을 형성하는 단계를 포함한다.The method for preparing a catalyst according to an embodiment of the present invention comprises the steps of forming a carrier by heat treatment of a FeCrAl alloy, Ce(NO 3 ) 3 ·6H 2 O, Cu(NO 3 ) 2 ·3H 2 O on the surface of the carrier. , La(NO 3 ) 3 ·6H 2 O, NiCl 2 ·6H 2 O, or NiSO 4 ·6H 2 O. Coating a solution mixed with distilled water and 3 ~ 5 hours at a temperature of 110 ~ 130 ℃ After drying for a period of time, heat treatment at a temperature of 400 to 600° C. for 1 to 5 hours to form a cocatalyst material layer, and a sol containing γ-Al 2 O 3 and a noble metal material on the cocatalyst material layer. ) Coated and dried for 3 to 5 hours at a temperature of 110 to 130° C., and heat treatment at a temperature of 400 to 600° C. for 1 to 5 hours to form a catalyst layer.
여기서, 조촉매 물질층이 담체의 표면과 촉매층을 접착시킨다.Here, the cocatalyst material layer adheres the surface of the carrier and the catalyst layer.
담체를 형성하는 단계에서, 열처리는 950 ~ 1050 ℃의 온도에서 10 ~ 17 시간 동안 수행될 수 있다.In the step of forming the carrier, the heat treatment may be performed at a temperature of 950 to 1050 °C for 10 to 17 hours.
담체를 형성하는 단계에서, 열처리에 의해 담체의 표면에 다수의 돌기가 형성되고, 돌기는 γ-Al2O3 를 포함할 수 있다.In the step of forming the carrier, a plurality of projections are formed on the surface of the carrier by heat treatment, and the projections may include γ-Al 2 O 3 .
촉매층을 형성하는 단계에서, 졸은 Ce(NO3)3·6H2O, Cu(NO3)2·3H2O, La(NO3)3·6H2O, NiCl2·6H2O, 또는 NiSO4·6H2O 중 하나 이상의 물질을 더 포함할 수 있다.In the step of forming the catalyst layer, the sol is Ce(NO 3 ) 3 ·6H 2 O, Cu(NO 3 ) 2 ·3H 2 O, La(NO 3 ) 3 ·6H 2 O, NiCl 2 ·6H 2 O, or NiSO 4 · 6H 2 O may further include one or more materials.
조촉매 물질층을 형성하는 단계에서, 열처리 이전에, 코팅 및 건조 공정이 2회 이상 반복 수행될 수 있다.In the step of forming the cocatalyst material layer, prior to the heat treatment, the coating and drying processes may be repeatedly performed two or more times.
조촉매 물질층을 형성하는 단계가 2회 이상 반복 수행될 수 있다.The step of forming the cocatalyst material layer may be repeated two or more times.
촉매층 형성 단계에서, 열처리 이전에, 코팅 및 건조 공정이 2회 이상 반복 수행될 수 있다.In the catalyst layer forming step, prior to the heat treatment, the coating and drying process may be repeatedly performed two or more times.
촉매층 형성 단계가 2회 이상 반복 수행될 수 있다.The step of forming the catalyst layer may be repeated two or more times.
본 발명의 한 실시예에 따른 촉매 및 그 제조방법은 금속 촉매에 안정적으로 촉매 물질을 코팅하여 촉매의 내구성을 향상시킬 수 있고, 촉매의 열적 안정성을 향상시킬 수 있으며, 저온 연소 환경에서 공해 물질을 제거시킬 수 있다.The catalyst and its manufacturing method according to an embodiment of the present invention can improve the durability of the catalyst by stably coating the catalyst material on the metal catalyst, improve the thermal stability of the catalyst, and eliminate pollutants in a low-temperature combustion environment. Can be removed.
도 1a 는 FeCrAl 합금이 900 ℃ 에서 15시간 동안 열처리된 경우의 표면을 나타내는 SEM 이미지이고, 도 1b는 FeCrAl 합금이 1000 ℃ 에서 15시간 동안 열처리된 경우의 표면을 나타내는 SEM 이미지이다.
도 2는 열처리 수행 이전의 FeCrAl 합금 및 1000 ℃ 에서 15시간 동안 열처리된 FeCrAl 담체의 XRD 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 코팅-건조 회수에 따른 조촉매 물질층의 코팅 질량비를 나타내는 그래프이다.
도 4는 Ce 조촉매 물질층이 없는 경우의 촉매층의 코팅-건조 회수에 따른 코팅량 질량비와 Ce 조촉매 물질층이 있는 경우의 촉매층의 코팅-건조 회수에 따른 코팅량 질량비를 비교하는 그래프이다.
도 5의 (a) 및 (b)는 Ce 조촉매 물질층이 없는 경우의 촉매의 SEM 이미지들이고, (c) 및 (d)는 Ce 조촉매 물질층이 있는 경우의 촉매의 SEM 이미지들이다.
도 6은 Ce 조촉매 물질층이 없는 경우의 촉매의 C3H8 정화율과 Ce 조촉매 물질층이 있는 경우의 촉매의 C3H8 정화율을 비교하는 그래프이다.1A is an SEM image showing the surface when the FeCrAl alloy is heat-treated at 900° C. for 15 hours, and FIG. 1B is an SEM image showing the surface when the FeCrAl alloy is heat treated at 1000° C. for 15 hours.
2 is a graph showing the XRD analysis results of the FeCrAl alloy prior to performing the heat treatment and the FeCrAl support heat-treated at 1000° C. for 15 hours.
3 is a graph showing the coating mass ratio of the cocatalyst material layer according to the number of coating-drying.
4 is a graph comparing the coating amount mass ratio according to the number of coating-drying times of the catalyst layer when there is no Ce cocatalyst material layer and the coating amount mass ratio according to the number of coating-drying times of the catalyst layer when there is a Ce cocatalyst material layer.
5A and 5B are SEM images of a catalyst without a Ce cocatalyst material layer, and (c) and (d) are SEM images of a catalyst with a Ce cocatalyst material layer.
6 is a graph comparing the C 3 H 8 purification rate of the catalyst when there is no Ce cocatalyst material layer and the C 3 H 8 purification rate of the catalyst when there is a Ce cocatalyst material layer.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. The present invention may be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are used for the same or similar components throughout the specification. Also, in the case of well-known technologies, detailed descriptions thereof will be omitted.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thicknesses are enlarged to clearly express various layers and regions. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the case where the other part is "directly above", but also the case where there is another part in the middle. On the other hand, when one part is "right above" another part, it means that there is no other part in the middle. Conversely, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "under" another part, this includes not only the case where the other part is "directly below", but also the case where there is another part in the middle. On the other hand, when one part is "right below" another part, it means that there is no other part in the middle.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.
실시예에 따른 촉매는, 약 900 ℃ 이하의 저온 연소 환경에서 공해 물질(NOx, HC, CO, PM)의 배출을 거의 제로화할 수 있는 촉매 연소 장치에 적용될 수 있고, 가솔린 자동차나 디젤 자동차로부터 배출되는 매연 및 입자상 물질(PM, particulate matters)을 약 500 ℃ 이하의 조건에서 효율적으로 제거할 수 있는 필터(filter)에 적용될 수 있으며, 각종 산화 반응용 촉매에 적용될 수 있다.The catalyst according to the embodiment may be applied to a catalytic combustion device capable of reducing the emission of pollutants (NOx, HC, CO, PM) to almost zero in a low-temperature combustion environment of about 900° C. or less, and is discharged from a gasoline car or a diesel car. It can be applied to a filter that can efficiently remove the soot and particulate matters (PM) under conditions of about 500 ℃ or less, and can be applied to a catalyst for various oxidation reactions.
촉매는, FeCrAl 합금을 포함하는 담체, 담체의 표면 상의 적어도 일부에 위치하는 조촉매 물질층, 그리고 조촉매 물질층 상의 적어도 일부에 위치하는 촉매층을 포함한다.The catalyst includes a carrier comprising an FeCrAl alloy, a cocatalyst material layer positioned at least in part on the surface of the carrier, and a catalyst layer positioned at least partially on the cocatalyst material layer.
촉매의 구조를 보다 구체적으로 설명하기 위하여, 촉매의 제조방법을 먼저 설명한다.In order to describe the structure of the catalyst in more detail, a method of preparing the catalyst will be described first.
촉매의 제조방법은, FeCrAl 합금을 열처리하여 담체를 형성하는 단계, 담체의 표면에 조촉매 물질층을 형성하는 단계, 그리고 조촉매 물질층 상에 촉매층을 형성하는 단계를 포함한다.The method for producing a catalyst includes forming a carrier by heat treating an FeCrAl alloy, forming a cocatalyst material layer on the surface of the carrier, and forming a catalyst layer on the cocatalyst material layer.
우선 FeCrAl 합금을 열처리하여 담체를 형성하는 단계가 수행된다.First, a step of forming a carrier by heat-treating the FeCrAl alloy is performed.
열처리 공정에 의해 합금 표면에 다수의 돌기가 형성될 수 있고, 돌기는 체의 표면에 다수의 돌기가 형성되고, 돌기는 γ-Al2O3 를 포함한다. 돌기 구조는 이후 조촉매 물질 또는 촉매 물질이 접촉하는 부분이고, 담체의 표면적을 증가시킬 수 있어 담체의 촉매 물질 함량을 높일 수 있다.A plurality of protrusions may be formed on the surface of the alloy by the heat treatment process, the protrusion has a plurality of protrusions on the surface of the sieve, and the protrusion includes γ-Al 2 O 3 . The protrusion structure is a portion where the cocatalyst material or the catalyst material comes into contact thereafter, and the surface area of the carrier can be increased, thereby increasing the content of the catalyst material in the carrier.
여기서, 합금에 대한 열처리는 950 ~ 1050 ℃의 온도에서 13 ~ 17 시간 동안 수행될 수 있다. 이러한 범위에서, 안정적으로 최대 개수의 돌기 구조가 형성될 수 있다. 또한, 종래의 촉매 제조방법에서 합금을 약 1100 ℃의 온도에서 소성하는 것과 비교하여, 실시예에 따른 합금의 열처리(소성) 온도가 상대적으로 낮기 때문에, 고온에 장시간 노출됨으로 인해 발생하는 담체 자체의 취성이 방지될 수 있다.Here, the heat treatment for the alloy may be performed at a temperature of 950 to 1050 °C for 13 to 17 hours. In this range, the maximum number of protrusion structures can be stably formed. In addition, since the heat treatment (calcination) temperature of the alloy according to the embodiment is relatively low compared to that of firing the alloy at a temperature of about 1100 °C in the conventional catalyst manufacturing method, the carrier itself caused by exposure to high temperature for a long time Brittleness can be prevented.
도 1a 는 FeCrAl 합금이 900 ℃ 에서 15시간 동안 열처리된 경우의 표면을 나타내는 SEM 이미지이고, 도 1b는 FeCrAl 합금이 1000 ℃ 에서 15시간 동안 열처리된 경우의 표면을 나타내는 SEM 이미지이다. 도 2는 열처리 수행 이전의 FeCrAl 합금 및 1000 ℃ 에서 15시간 동안 열처리된 FeCrAl 담체의 XRD(X-Ray diffraction) 분석 결과를 나타내는 그래프이다.1A is an SEM image showing the surface when the FeCrAl alloy is heat-treated at 900° C. for 15 hours, and FIG. 1B is an SEM image showing the surface when the FeCrAl alloy is heat treated at 1000° C. for 15 hours. FIG. 2 is a graph showing XRD (X-Ray diffraction) analysis results of FeCrAl alloys prior to heat treatment and FeCrAl carriers heat-treated at 1000° C. for 15 hours.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 약 900 ℃ 보다는 약 1000 ℃의 열처리 조건에서 FeCrAl 표면에 균일하고 많은 돌기가 형성된 것을 파악할 수 있다. 이로부터 합금이 1000 ℃에서 열처리된 담체가 표면에 충분하고 균일한 분포를 갖는 γ-Al2O3 돌기를 포함할 수 있고, 이후 촉매 물질을 더욱 많이 함유할 수 있다는 것을 알 수 있다.1A and 1B, it can be seen that uniform and many protrusions are formed on the surface of FeCrAl under heat treatment conditions of about 1000° C. rather than about 900° C. From this, it can be seen that the support for which the alloy is heat-treated at 1000° C. may contain γ-Al 2 O 3 protrusions having a sufficient and uniform distribution on the surface, and may contain more catalyst materials thereafter.
도 2를 참조하면, 열처리 이전의 FeCrAl 합금의 XRD 분석 결과에서는 FeCrAl에 대응되는 2θ 값이 약 44도에서 강하게 나타났다. 반면 1000 ℃에서 15 시간 소성 처리된 담체의 XRD 분석 결과, α-Al2O3 에 대응되는 2θ 값이 약 26, 34, 37, 44에서 나타났고, 약 37 부근에서는 γ-Al2O3가 α-Al2O3와 겹쳐 나타나고 있는 것을 볼 수 있다. 이러한 α-Al2O3와 γ-Al2O3는 금속 표면에 귀금속 물질 등의 촉매 물질과 또는 조촉매 물질의 부착에 유리하게 작용하도록 하는 기능을 수행할 수 있고, XRD 분석 결과로부터 1000 ℃에서 열처리되는 경우 안정적으로 γ-Al2O3 돌기가 형성될 수 있고, γ-Al2O3, 촉매 물질, 또는 조촉매 물질이 더욱 안정적으로 코팅될 수 있는 기반이 되어, 이후 촉매가 촉매 물질을 더욱 많이 함유할 수 있다는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, in the XRD analysis result of the FeCrAl alloy before heat treatment, the 2θ value corresponding to FeCrAl was strong at about 44 degrees. On the other hand, as a result of XRD analysis of the carrier calcined at 1000° C. for 15 hours, 2θ values corresponding to α-Al 2 O 3 were found at about 26, 34, 37, 44, and γ-Al 2 O 3 was found around 37. It can be seen that it overlaps with α-Al 2 O 3. These α-Al 2 O 3 and γ-Al 2 O 3 can perform a function of advantageously acting on the adhesion of catalyst substances such as precious metal substances or cocatalyst substances to the metal surface, and from the XRD analysis result, 1000 ℃ When heat-treated at, γ-Al 2 O 3 protrusions can be stably formed, and γ-Al 2 O 3 , a catalyst material, or a cocatalyst material can be coated more stably, and the catalyst is a catalyst material. It can be seen that it can contain more.
이어서, 담체의 표면에 조촉매 물질층을 형성하는 단계가 수행된다.Subsequently, a step of forming a layer of a cocatalyst material on the surface of the carrier is performed.
조촉매 물질층은 담체의 표면 상의 적어도 일부에 위치할 수 있으며, 예를 들어, 담체 표면에 형성된 돌기의 적어도 일부를 덮을 수 있다. 조촉매 물질층은 담체의 표면과 촉매층을 접착시킬 수 있다.The cocatalyst material layer may be located on at least a portion of the surface of the carrier, for example, may cover at least a portion of the protrusions formed on the surface of the carrier. The cocatalyst material layer may adhere the surface of the carrier and the catalyst layer.
조촉매 물질층은 Ce(NO3)3·6H2O, Cu(NO3)2·3H2O, La(NO3)3·6H2O, NiCl2·6H2O, 또는 NiSO4·6H2O 중 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.The cocatalyst material layer is Ce(NO 3 ) 3 6H 2 O, Cu(NO 3 ) 2 3H 2 O, La(NO 3 ) 3 6H 2 O, NiCl 2 6H 2 O, or NiSO 4 6H It may contain one or more materials of 2 O.
조촉매 물질층은 담체 표면에 Ce(NO3)3·6H2O, Cu(NO3)2·3H2O, La(NO3)3·6H2O, NiCl2·6H2O, 또는 NiSO4·6H2O 중 하나 이상의 물질을 증류수에 혼합시킨 용액을 코팅하고, 110 ~ 130 ℃의 온도에서 3 ~ 5 시간 동안 건조시킨 후, 400 ~ 600 ℃의 온도에서 1 ~ 5 시간 동안 열처리하여 형성될 수 있다. 이러한 건조 온도 및 시간 범위와 열처리 온도 및 시간 범위 내에서, 조촉매 물질층이 안정적으로 형성될 수 있고, 이로 인해 이후 촉매층이 안정적으로 담체에 결합될 수 있고, 촉매의 내구성이 크게 향상될 수 있다.The co-catalyst material layer is on the surface of the carrier: Ce(NO 3 ) 3 ·6H 2 O, Cu(NO 3 ) 2 ·3H 2 O, La(NO 3 ) 3 ·6H 2 O, NiCl 2 ·6H 2 O, or NiSO Formed by coating a solution obtained by mixing at least one of 4 ·6H 2 O in distilled water, drying at a temperature of 110 ~ 130 ℃ for 3 ~ 5 hours, and then heat treatment at a temperature of 400 ~ 600 ℃ for 1 ~ 5 hours Can be. Within the drying temperature and time range and the heat treatment temperature and time range, the cocatalyst material layer can be stably formed, and thereafter, the catalyst layer can be stably bonded to the carrier, and the durability of the catalyst can be greatly improved. .
코팅 방식은, 예를 들어, 담체를 용액에 침지시키는 딥 코팅(dip coating) 방식이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The coating method may be, for example, a dip coating method in which a carrier is immersed in a solution, but is not limited thereto.
이때, 열처리 이전에, 필요로 하는 질량으로 조촉매 물질층이 형성될 때까지, 코팅 및 건조 공정이 2회 이상 반복 수행될 수 있고, 조촉매 물질층을 형성하는 단계가 2회 이상 반복 수행될 수도 있다.At this time, before the heat treatment, the coating and drying process may be repeatedly performed two or more times until the co-catalyst material layer is formed with the required mass, and the step of forming the co-catalyst material layer may be repeatedly performed two or more times. May be.
도 3은 1000 ℃ 에서 15시간 동안 열처리된 FeCrAl 담체에 대한 코팅-건조 회수에 따른 Ce(NO3)3·6H2O 조촉매 물질층의 코팅 질량비를 나타내는 그래프이다. 도 3에서, 1차 Ce 코팅은 조촉매 물질층을 형성하는 단계를 1회 수행한 경우를 의미하고, 2차 Ce 코팅은 조촉매 물질층을 형성하는 단계를 2회 수행한 경우를 의미하며, 건조 공정은 120 ℃의 공기 흐름에서 4시간 동안 진행되었다.3 is a graph showing the coating mass ratio of a layer of a Ce(NO 3 ) 3 ·6H 2 O cocatalyst material according to the number of coating-drying for the FeCrAl carrier heat-treated at 1000° C. for 15 hours. In FIG. 3, the first Ce coating refers to a case where the step of forming a cocatalyst material layer is performed once, and the second Ce coating refers to a case where the step of forming the cocatalyst material layer is performed twice, The drying process was carried out for 4 hours in an air flow of 120°C.
도 3을 참조하면, 1차 코팅으로 조촉매 물질층은 약 4 %의 코팅 질량비를 나타내었고, 코팅과 건조를 5회까지 반복하면서 코팅 질량비가 약 5 %까지 상승하였다. 1차 코팅 후 약 500 ℃에서 4 시간 소성 후 2차 코팅 결과, 약 7 %의 코팅량을 나타내었고, 코팅과 건조를 5회까지 반복하면서 코팅 질량비가 약 8 %까지 증가하였다. 이로부터 조촉매 물질층 형성 단계 내에서, 코팅-건조 과정을 반복함으로써 코팅량을 향상시킬 수 있고, 조촉매 물질층 형성 단계를 2회 이상 반복함으로써 코팅량을 향상시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3, as the first coating, the cocatalyst material layer exhibited a coating mass ratio of about 4%, and the coating and drying were repeated up to 5 times, increasing the coating mass ratio to about 5%. After the first coating was fired at about 500° C. for 4 hours, the second coating resulted in a coating amount of about 7%, and the coating and drying were repeated up to 5 times, increasing the coating mass ratio to about 8%. From this, it can be confirmed that the coating amount can be improved by repeating the coating-drying process in the cocatalyst material layer forming step, and the coating amount can be improved by repeating the cocatalyst material layer forming step two or more times.
다음으로, 촉매층 형성 단계가 수행된다.Next, a catalyst layer forming step is performed.
조촉매 물질층이 촉매층과 γ-Al2O3를 포함하는 담체 표면을 강하게 결합시킴으로써, 촉매의 내구성 및 열적 안정성이 향상될 수 있다.When the cocatalyst material layer strongly binds the catalyst layer and the surface of the support including γ-Al 2 O 3 , durability and thermal stability of the catalyst may be improved.
촉매층은, 조촉매 물질층 상에 γ-Al2O3 및 귀금속 물질을 포함하는 졸(sol)을 코팅하고 110 ~ 130 ℃의 온도에서 3 ~ 5 시간 동안 건조시킨 후, 400 ~ 600 ℃의 온도에서 1 ~ 5 시간 동안 열처리하여 형성될 수 있다. 이러한 건조 온도 및 시간 범위와 열처리 온도 및 시간 범위 내에서, 촉매층이 안정적으로 형성될 수 있다.The catalyst layer is coated with γ-Al 2 O 3 and a sol containing a noble metal material on the cocatalyst material layer and dried for 3 to 5 hours at a temperature of 110 to 130°C, and then at a temperature of 400 to 600°C. It can be formed by heat treatment for 1 to 5 hours. Within the drying temperature and time range and the heat treatment temperature and time range, the catalyst layer may be stably formed.
귀금속 물질은, 예를 들어, Pt, Pd, 또는 Rh 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 귀금속 물질은 NOx, HC, CO, PM 등의 공해 물질을 제거시킬 수 있다.The noble metal material may include, for example, one or more of Pt, Pd, or Rh. Noble metal substances can remove pollutants such as NOx, HC, CO, and PM.
졸은 Ce(NO3)3·6H2O, Cu(NO3)2·3H2O, La(NO3)3·6H2O, NiCl2·6H2O, 또는 NiSO4·6H2O 중 하나 이상의 물질을 더 포함할 수 있고, 이러한 Ce(NO3)3·6H2O, Cu(NO3)2·3H2O, La(NO3)3·6H2O, NiCl2·6H2O, 또는 NiSO4·6H2O은 촉매층의 내구성 및 열적 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.The sol is either Ce(NO 3 ) 3 6H 2 O, Cu(NO 3 ) 2 3H 2 O, La(NO 3 ) 3 6H 2 O, NiCl 2 6H 2 O, or NiSO 4 6H 2 O It may further include one or more materials, such as Ce(NO 3 ) 3 ·6H 2 O, Cu(NO 3 ) 2 ·3H 2 O, La(NO 3 ) 3 ·6H 2 O, NiCl 2 ·6H 2 O , Or NiSO 4 ·6H 2 O can greatly improve the durability and thermal stability of the catalyst layer.
코팅 방식은, 예를 들어, 담체를 용액에 침지시키는 딥 코팅 방식이 사용될 수 있다.As the coating method, for example, a dip coating method in which a carrier is immersed in a solution may be used.
이때, 열처리 이전에, 필요로 하는 질량으로 촉매 물질층이 형성될 때까지, 코팅 및 건조 공정이 2회 이상 반복 수행될 수 있고, 촉매 물질층을 형성하는 단계가 2회 이상 반복 수행될 수도 있다.At this time, before the heat treatment, the coating and drying process may be repeatedly performed two or more times until the catalyst material layer is formed with the required mass, and the step of forming the catalyst material layer may be repeatedly performed two or more times. .
도 4는 Ce 조촉매 물질층이 없는 경우의 촉매층의 코팅-건조 회수에 따른 코팅량 질량비와 Ce 조촉매 물질층이 있는 경우의 촉매층의 코팅-건조 회수에 따른 코팅량 질량비를 비교하는 그래프이다. 도 5의 (a) 및 (b)는 Ce 조촉매 물질층이 없는 경우의 촉매의 SEM 이미지들이고, (c) 및 (d)는 Ce 조촉매 물질층이 있는 경우의 촉매의 SEM 이미지들이다. Ce 조촉매 물질층이 없는 경우는 비교예로서, 1000 ℃ 에서 15시간 동안 열처리된 FeCrAl 담체에 Pt 및 γ-Al2O3 를 포함하는 졸을 코팅한 후 120 ℃의 공기 흐름에서 4시간 동안 건조한 다음 500 ℃에서 2시간 소성한 촉매를 의미한다. Ce 조촉매 물질층이 있는 경우는 실시예에 따라, 1000 ℃ 에서 15시간 동안 열처리된 FeCrAl 담체에 Ce(NO3)3·6H2O를 포함하는 용액을 코팅한 후 120 ℃의 공기 흐름에서 4시간 동안 건조한 다음, Pt 및 γ-Al2O3 를 포함하는 졸을 코팅한 후 120 ℃의 공기 흐름에서 4시간 동안 건조하고, 이후 500 ℃에서 2시간 소성한 촉매를 의미한다.4 is a graph comparing the coating amount mass ratio according to the number of coating-drying times of the catalyst layer when there is no Ce cocatalyst material layer and the coating amount mass ratio according to the number of coating-drying times of the catalyst layer when there is a Ce cocatalyst material layer. 5A and 5B are SEM images of a catalyst without a Ce cocatalyst material layer, and (c) and (d) are SEM images of a catalyst with a Ce cocatalyst material layer. When there is no Ce cocatalyst material layer, as a comparative example, after coating a sol containing Pt and γ-Al 2 O 3 on a FeCrAl carrier heat-treated at 1000° C. for 15 hours, dried for 4 hours in an air flow at 120° C. It means a catalyst fired at 500° C. for 2 hours. If there is a Ce cocatalyst material layer, according to an embodiment, after coating a solution containing Ce(NO 3 ) 3 ·6H 2 O on the FeCrAl carrier heat-treated at 1000° C. for 15 hours, 4 in an air flow at 120° C. After drying for an hour, it refers to a catalyst coated with a sol containing Pt and γ-Al 2 O 3 , dried for 4 hours in an air flow of 120° C., and then calcined at 500° C. for 2 hours.
도 4를 참조하면, Ce 조촉매 물질층이 없는 경우의 촉매층은 코팅 1회에서 불과 약 0.1% 질량비만 코팅되었고, 8회 코팅에서 약 3.8%의 코팅 질량비를 나타내었다. 반면, Ce 조촉매 물질층이 있는 경우의 촉매는 코팅 질량비가 8회 코팅에서 약 5.4%로 Ce 조촉매 물질층이 없는 경우보다 약 30 % 더 많은 촉매층을 코팅할 수 있었다. 초기 1회의 코팅량 질량비만을 비교하더라도, Ce 조촉매 물질층이 있는 경우의 촉매층은 코팅량 질량비가 약 1.3 %이상 높게 나타났고, 이는 Ce 조촉매 물질층이 없는 경우의 촉매층의 코팅량 질량비보다 현저하게 많은 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 4, the catalyst layer without the Ce cocatalyst material layer was coated with only about 0.1% mass ratio in one coating, and showed a coating mass ratio of about 3.8% in eight coatings. On the other hand, the catalyst in the case of the case of the Ce cocatalyst material layer was about 5.4% in 8 coatings, and about 30% more of the catalyst layer could be coated than the case without the Ce cocatalyst material layer. Even when comparing only the initial coating amount mass ratio, the coating amount mass ratio of the catalyst layer when there is a Ce cocatalyst material layer is about 1.3% higher than that of the catalyst layer when there is no Ce cocatalyst material layer. There are remarkably many things to see.
이로부터, 실시예 Ce(NO3)3·6H2O를 포함하는 촉매층이 FeCrAl 담체의 표면과 촉매층 사이의 점착성을 향상시키는 것을 알 수 있다.From this, it can be seen that the catalyst layer including the example Ce(NO 3 ) 3 ·6H 2 O improves the adhesion between the surface of the FeCrAl support and the catalyst layer.
도 5를 참조하면, 낮은 배율에서(도 5의 (a), (c)), Ce 조촉매 물질층이 없는 경우의 촉매보다, Ce 조촉매 물질층이 있는 경우의 촉매가 보다 균일한 촉매층 코팅 상태를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 또한, 높은 배율에서(도 5의 (b), (d)), 흰(밝은) 점으로 나타난 성분이 SEM-EDX로 분석해 본 결과 백금(Pt)임을 확인하였고, 도면을 참조하면, 백금 입자가 Ce 조촉매 물질층이 있는 경우의 촉매가 보다 입자 크기가 작고, 보다 균일하게 분포되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이로부터 조촉매 물질층이 촉매 물질의 분산성 및 균일성을 향상시켜 촉매 성능을 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, at a low magnification (FIG. 5(a), (c)), the catalyst in the case of the Ce co-catalyst material layer is more uniform than the catalyst in the case of no Ce co-catalyst material layer. You can see that it shows the state. In addition, at high magnification (Fig. 5 (b), (d)), the component indicated by the white (bright) dot was analyzed by SEM-EDX, and as a result, it was confirmed that platinum (Pt). Referring to the drawing, platinum particles are It can be seen that the catalyst in the case of the Ce cocatalyst material layer has a smaller particle size and is more uniformly distributed. From this, it can be seen that the cocatalyst material layer can improve the catalyst performance by improving the dispersibility and uniformity of the catalyst material.
도 6은 Ce 조촉매 물질층이 없는 경우의 촉매의 C3H8 정화율과 Ce 조촉매 물질층이 있는 경우의 촉매의 C3H8 정화율을 비교하는 그래프이다. Ce 조촉매 물질층이 없는 경우는 비교예로서, 1000 ℃ 에서 15시간 동안 열처리된 FeCrAl 담체에 Pt 및 γ-Al2O3 를 포함하는 졸을 코팅한 후 120 ℃의 공기 흐름에서 4시간 동안 건조한 다음 500 ℃에서 2시간 소성한 촉매를 의미한다. Ce 조촉매 물질층이 있는 경우는 실시예에 따라, 1000 ℃ 에서 15시간 동안 열처리된 FeCrAl 담체에 Ce(NO3)3·6H2O를 포함하는 용액을 코팅한 후 120 ℃의 공기 흐름에서 4시간 동안 건조한 다음, Pt 및 γ-Al2O3 를 포함하는 졸을 코팅한 후 120 ℃의 공기 흐름에서 4시간 동안 건조하고, 이후 500 ℃에서 2시간 소성한 촉매를 의미한다. 촉매의 탄화수소 C3H8의 산화 특성 실험을 위한 실험 조건은, 총 유량은 약 2 L/min, 그 중 C3H8의 농도는 약 2500 ppm, 산소(O2)는 약 3.6 %, SV는 약 64,000 1/h이다. 도 6에서 촉매 온도는 외부에서 300 ~ 500 ℃의 범위에서 10 ℃/min으로 상승되었고, 도 6은 C3H8의 저감과 일산화탄소(CO) 생성 특성을 분석하여 작성된 그래프이다.6 is a graph comparing the C 3 H 8 purification rate of the catalyst when there is no Ce cocatalyst material layer and the C 3 H 8 purification rate of the catalyst when there is a Ce cocatalyst material layer. When there is no Ce cocatalyst material layer, as a comparative example, after coating a sol containing Pt and γ-Al 2 O 3 on a FeCrAl carrier heat-treated at 1000° C. for 15 hours, dried for 4 hours in an air flow at 120° C. It means a catalyst fired at 500° C. for 2 hours. If there is a Ce cocatalyst material layer, according to an embodiment, after coating a solution containing Ce(NO 3 ) 3 ·6H 2 O on the FeCrAl carrier heat-treated at 1000° C. for 15 hours, 4 in an air flow at 120° C. After drying for an hour, it refers to a catalyst coated with a sol containing Pt and γ-Al 2 O 3 , dried for 4 hours in an air flow of 120° C., and then calcined at 500° C. for 2 hours. The experimental conditions for the experiment of the oxidation characteristics of the hydrocarbon C 3 H 8 of the catalyst are: the total flow rate is about 2 L/min, the concentration of C 3 H 8 is about 2500 ppm, the oxygen (O 2 ) is about 3.6%, SV Is about 64,000 1/h. In FIG. 6, the catalyst temperature was increased to 10 °C/min in the range of 300 to 500 °C from the outside, and FIG. 6 is a graph created by analyzing the reduction of C 3 H 8 and carbon monoxide (CO) generation characteristics.
도 6을 참조하면, Ce 조촉매 물질층이 없는 경우의 촉매와 Ce 조촉매 물질층이 있는 경우의 촉매의 정화 성능이 유사한 것으로 나타났다. 두 촉매 모두 약 300 ℃부터 반응을 시작하여 약 500 ℃에서 약 80%의 C3H8 정화율을 나타내었다. 이로부터, 실시예에 따른 촉매가 500 ℃ 이하의 온도에서도 우수한 정화 성능을 나타내는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, it was found that the purification performance of the catalyst in the absence of a Ce cocatalyst material layer and the catalyst in the case of the Ce cocatalyst material layer is similar. Both catalysts start the reaction at about 300 °C, and at about 500 °C, about 80% of C 3 H 8 The purification rate was shown. From this, it can be seen that the catalyst according to the embodiment exhibits excellent purification performance even at a temperature of 500 °C or less.
전술한 제조방법에 따라 제조된 촉매는, FeCrAl 합금을 포함하는 담체, 담체의 표면 상의 적어도 일부에 위치하는 조촉매 물질층, 그리고 조촉매 물질층 상의 적어도 일부에 위치하는 촉매층을 포함한다. 조촉매 물질층은 Ce(NO3)3·6H2O, Cu(NO3)2·3H2O, La(NO3)3·6H2O, NiCl2·6H2O, 또는 NiSO4·6H2O 중 하나 이상의 물질을 포함하며, 조촉매 물질층은 담체의 표면과 촉매층을 접착시킨다. 촉매층은 γ-Al2O3 및 귀금속 물질을 포함한다.The catalyst prepared according to the above-described manufacturing method includes a carrier comprising an FeCrAl alloy, a cocatalyst material layer positioned on at least part of the surface of the carrier, and a catalyst layer positioned at least partially on the cocatalyst material layer. The cocatalyst material layer is Ce(NO 3 ) 3 6H 2 O, Cu(NO 3 ) 2 3H 2 O, La(NO 3 ) 3 6H 2 O, NiCl 2 6H 2 O, or NiSO 4 6H It contains at least one material of 2 O, and the cocatalyst material layer adheres the surface of the carrier and the catalyst layer. The catalyst layer contains γ-Al 2 O 3 and a noble metal material.
여기서, 담체는 다공성 구조를 가질 수도 있고, 허니컴(honeycomb) 구조를 가질 수도 있으며, 철선 형태를 가질 수도 있고, 매트(mat) 형태를 가질 수도 있다.Here, the carrier may have a porous structure, may have a honeycomb structure, may have a wire shape, or may have a mat shape.
실시예에 따른 촉매는 내구성이 매우 우수하고, 매우 우수한 열적 안정성을 나타낸다.The catalyst according to the embodiment has very good durability and very good thermal stability.
실시예에 따른 촉매는 연료의 종류에 따라 적절한 촉매 물질을 선택 코팅하여 촉매 연소기로 제작될 수 있고, 연소기의 소형화, 초저공해화가 달성 가능할 수 있다. 이러한 촉매는 촉매 연소기의 연소용 촉매, 또는 연소기의 배출가스 후처리 장치, 가솔린 또는 디젤 자동차의 매연, 입자상 물질, 유기 성분, 일산화탄소 및 탄화수소 성분의 제거를 위한 후처리용 촉매, 또는 각종 불고기 음식점 고기 굽는 냄새, 각종 튀김 가게의 기름 냄새와 같은 각종 유기 성분의 냄새 제거 장치 등에 적용될 수 있다.The catalyst according to the embodiment may be manufactured as a catalytic combustor by selectively coating an appropriate catalyst material according to the type of fuel, and miniaturization and ultra-low pollution of the combustor may be achieved. Such catalysts are catalysts for combustion of catalytic combustors, or exhaust gas post-treatment devices of combustors, soot, particulate matters, organic components, carbon monoxide and hydrocarbon components, or various bulgogi restaurant meats. It can be applied to a device for removing odors of various organic ingredients such as the smell of grilling and the smell of oil in various fryers.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also present. It belongs to the scope of rights of
Claims (13)
상기 담체의 표면 상의 적어도 일부에 위치하는 조촉매 물질층, 그리고
상기 조촉매 물질층 상의 적어도 일부에 위치하는 촉매층
을 포함하고,
상기 조촉매 물질층은 Ce(NO3)3·6H2O, Cu(NO3)2·3H2O, La(NO3)3·6H2O, NiCl2·6H2O, 또는 NiSO4·6H2O 중 하나 이상의 물질을 포함하고, 상기 담체의 표면과 상기 촉매층을 접착시키며,
상기 촉매층은 γ-Al2O3 및 귀금속 물질을 포함하는
촉매.
A carrier comprising a FeCrAl alloy,
A layer of a cocatalyst material positioned on at least a portion of the surface of the carrier, and
A catalyst layer positioned at least in part on the cocatalyst material layer
Including,
The cocatalyst material layer is Ce(NO 3 ) 3 ·6H 2 O, Cu(NO 3 ) 2 ·3H 2 O, La(NO 3 ) 3 ·6H 2 O, NiCl 2 ·6H 2 O, or NiSO 4 · Containing at least one material of 6H 2 O, and bonding the surface of the support and the catalyst layer,
The catalyst layer includes γ-Al 2 O 3 and a noble metal material
catalyst.
상기 촉매층은 Ce(NO3)3·6H2O, Cu(NO3)2·3H2O, La(NO3)3·6H2O, NiCl2·6H2O, 또는 NiSO4·6H2O 중 하나 이상의 물질을 더 포함하는 촉매.
In claim 1,
The catalyst layer is Ce(NO 3 ) 3 ·6H 2 O, Cu(NO 3 ) 2 ·3H 2 O, La(NO 3 ) 3 ·6H 2 O, NiCl 2 ·6H 2 O, or NiSO 4 ·6H 2 O A catalyst further comprising at least one of the materials.
상기 담체의 표면에 다수의 돌기가 형성되어 있고, 상기 돌기는 γ-Al2O3 를 포함하는 촉매.
In claim 1,
A plurality of protrusions are formed on the surface of the support, and the protrusions include γ-Al 2 O 3 .
상기 담체는 다공성이거나, 허니컴(honeycomb) 형태, 철선 형태, 또는 매트(mat) 형태를 갖는 촉매.
In claim 1,
The carrier is porous, a honeycomb (honeycomb) form, a wire form, or a catalyst having a mat (mat) form.
상기 귀금속 물질은 Pt, Pd, 또는 Rh 중 하나 이상을 포함하는 촉매.
In claim 1,
The noble metal material is a catalyst comprising one or more of Pt, Pd, or Rh.
상기 담체의 표면에 Ce(NO3)3·6H2O, Cu(NO3)2·3H2O, La(NO3)3·6H2O, NiCl2·6H2O, 또는 NiSO4·6H2O 중 하나 이상의 물질을 증류수에 혼합시킨 용액을 코팅하고 110 ~ 130 ℃의 온도에서 3 ~ 5 시간 동안 건조시킨 후, 400 ~ 600 ℃의 온도에서 1 ~ 5 시간 동안 열처리하여 조촉매 물질층을 형성하는 단계, 그리고
상기 조촉매 물질층 상에 γ-Al2O3 및 귀금속 물질을 포함하는 졸(sol)을 코팅하고 110 ~ 130 ℃의 온도에서 3 ~ 5 시간 동안 건조시킨 후, 400 ~ 600 ℃의 온도에서 1 ~ 5 시간 동안 열처리하여 촉매층을 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 조촉매 물질층이 상기 담체의 표면과 상기 촉매층을 접착시키는
촉매의 제조방법.
Heat-treating the FeCrAl alloy to form a carrier,
Ce(NO 3 ) 3 ·6H 2 O, Cu(NO 3 ) 2 ·3H 2 O, La(NO 3 ) 3 ·6H 2 O, NiCl 2 ·6H 2 O, or NiSO 4 ·6H on the surface of the support After coating a solution obtained by mixing at least one of 2 O in distilled water and drying at a temperature of 110 to 130 ℃ for 3 to 5 hours, heat treatment at a temperature of 400 to 600 ℃ for 1 to 5 hours to form a cocatalyst material layer. Forming steps, and
A sol containing γ-Al 2 O 3 and a noble metal material was coated on the cocatalyst material layer and dried for 3 to 5 hours at a temperature of 110 to 130 °C, and then 1 at a temperature of 400 to 600 °C. Heat treatment for ~ 5 hours to form a catalyst layer
Including,
Wherein the cocatalyst material layer adheres the surface of the support and the catalyst layer
Method for producing a catalyst.
상기 담체를 형성하는 단계에서,
상기 열처리는 950 ~ 1050 ℃의 온도에서 13 ~ 17 시간 동안 수행되는 촉매의 제조방법.
In paragraph 6,
In the step of forming the carrier,
The heat treatment is a method for producing a catalyst performed for 13 to 17 hours at a temperature of 950 ~ 1050 ℃.
상기 담체를 형성하는 단계에서,
상기 열처리에 의해 상기 담체의 표면에 다수의 돌기가 형성되고, 상기 돌기는 γ-Al2O3 를 포함하는 촉매의 제조방법.
In clause 7,
In the step of forming the carrier,
A method of manufacturing a catalyst comprising a plurality of protrusions on the surface of the support by the heat treatment, and the protrusions include γ-Al 2 O 3.
상기 촉매층을 형성하는 단계
상기 졸은 Ce(NO3)3·6H2O, Cu(NO3)2·3H2O, La(NO3)3·6H2O, NiCl2·6H2O, 또는 NiSO4·6H2O 중 하나 이상의 물질을 더 포함하는 촉매의 제조방법.
In paragraph 6,
Forming the catalyst layer
The sol is Ce(NO 3 ) 3 ·6H 2 O, Cu(NO 3 ) 2 ·3H 2 O, La(NO 3 ) 3 ·6H 2 O, NiCl 2 ·6H 2 O, or NiSO 4 ·6H 2 O Method for producing a catalyst further comprising at least one of the materials.
상기 조촉매 물질층을 형성하는 단계에서,
상기 열처리 이전에, 상기 코팅 및 건조 공정이 2회 이상 반복 수행되는 촉매의 제조방법.
In paragraph 6,
In the step of forming the cocatalyst material layer,
Prior to the heat treatment, the method for producing a catalyst in which the coating and drying processes are repeatedly performed two or more times.
상기 조촉매 물질층을 형성하는 단계가 2회 이상 반복 수행되는 촉매의 제조방법.
In claim 10,
A method for producing a catalyst in which the step of forming the cocatalyst material layer is repeatedly performed two or more times.
상기 촉매층 형성 단계에서,
상기 열처리 이전에, 상기 코팅 및 건조 공정이 2회 이상 반복 수행되는 촉매의 제조방법.
In paragraph 6,
In the catalyst layer forming step,
Prior to the heat treatment, the method for producing a catalyst in which the coating and drying processes are repeatedly performed two or more times.
상기 촉매층 형성 단계가 2회 이상 반복 수행되는 촉매의 제조방법.In claim 12,
A method for producing a catalyst in which the step of forming the catalyst layer is repeatedly performed two or more times.
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100915971B1 (en) | 2008-05-22 | 2009-09-10 | 전남대학교산학협력단 | Catalytic converter system for exhaust gas by using three-dimensional cellular structures fabricated of wires |
| CN102059123A (en) * | 2010-12-12 | 2011-05-18 | 西北有色金属研究院 | Sintering FeCrAl metal fiber porous carrier catalyst and preparation method thereof |
| CN103736485A (en) * | 2013-05-31 | 2014-04-23 | 南京劲鸿茂科技有限公司 | Metal carrier matrix tail gas cleaning catalyst and preparation method thereof |
| KR101738486B1 (en) * | 2016-01-13 | 2017-06-08 | 한국에너지기술연구원 | Method for forming metal oxide coating layer on catalyst substrate, calalyst substrate including metal oxide coating layer and catalyst apparatus |
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