KR20210041998A - Low-temperature de-NOx catalyst using ceria-alumina complex support and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention discloses a low-temperature de-NOx catalyst using a ceria-alumina composite support and a method for manufacturing the same. According to the present invention, provided is a low-temperature de-NOx catalyst using a ceria-alumina composite support, manufactured by impregnating a noble metal and a metal oxide in a ceria-alumina composite support synthesized by treating a ceria precursor and an alumina precursor in a predetermined mass ratio through a co-precipitation method.

Description

세리아-알루미나 복합 담지체를 이용한 저온 질소산화물 제거 촉매 및 이의 제조 방법{Low-temperature de-NOx catalyst using ceria-alumina complex support and manufacturing method thereof}TECHNICAL FIELD [0001] Low-temperature de-NOx catalyst using ceria-alumina complex support and manufacturing method thereof.

본 발명은 세리아-알루미나 복합 담지체를 이용한 저온 질소산화물 제거 촉매 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 200 °C 이하 저온에서의 NOx 제거를 위해 사용하는 세리아-알루미나 복합 담지체의 최적 합성법과 추가적으로 귀금속과 금속 산화물의 최적 합성법에 관한 것이다. The present invention relates to a low-temperature nitrogen oxide removal catalyst using a ceria-alumina composite support and a method for preparing the same, and more particularly, an optimum of a ceria-alumina composite support used for NOx removal at a low temperature of 200 °C or less. It relates to the synthesis method and, in addition, to the optimal synthesis method of precious metals and metal oxides.

자동차의 연료 소비를 줄이기 위한 고연비 기술 (희박 연소 엔진)이 적용됨에 따라 배기가스 내 유해물질 중 하나인 NOx를 제거하는데 어려움이 생겼다. With the application of high fuel efficiency technology (lean combustion engine) to reduce the fuel consumption of automobiles, it is difficult to remove NOx, which is one of the harmful substances in exhaust gas.

이는 연소 시 공기의 투입량이 많아져 NOx 생성량 자체가 많아진 것과 더불어 배출가스의 온도가 낮아져 기존 촉매의 활성 온도에 적합하지 않기 때문이다. This is because the amount of air introduced during combustion increases, and the amount of NOx produced itself increases, and the temperature of the exhaust gas is lowered, which is not suitable for the activation temperature of the existing catalyst.

또한 가속화되는 환경 규제에 발맞추기 위해서는 '냉 시동 (cold-start)' 구간에서의 NOx 제거 능력을 확보하는 것이 중요하다. In addition, in order to keep pace with accelerating environmental regulations, it is important to secure the NOx removal capability in the'cold-start' section.

조사에 따르면 일반 주행 중에 배출되는 NOx의 양보다 냉 시동 구간에서 배출되는 NOx의 양이 더 많다는 것을 확인할 수 있다. 냉 시동 구간은 시동 초기 단계를 뜻하며 배기가스 정화 장치의 온도가 충분하지 않은 주행 조건을 의미한다. According to the survey, it can be confirmed that the amount of NOx discharged from the cold start section is greater than the amount of NOx discharged during normal driving. The cold start section refers to the initial stage of start-up and refers to a driving condition in which the temperature of the exhaust gas purification device is insufficient.

이러한 문제점을 개선하기 위해 저온에서, 구체적으로는 200 °C 이하에서, NOx를 효율적으로 제거할 수 있는 촉매 개발과 흡착 및 제거 인자를 모색하고 있다. In order to improve this problem, the development of a catalyst capable of efficiently removing NOx at a low temperature, specifically below 200 °C, and an adsorption and removal factor are being sought.

기존 희박 NOx 트랩 (Lean NOx Trap, 이하 LNT)은 알루미나 등의 다공성 물질로 이루어진 담지체, 산화바륨 등의 흡착 활성 물질을 사용하는 금속 산화물, 그리고 백금 등의 NOx 산화 혹은 환원 촉매를 담당하는 귀금속, 이렇게 3 부분으로 이루어져 있다. Existing Lean NOx Trap (LNT) is a carrier made of porous materials such as alumina, metal oxides using adsorption-active materials such as barium oxide, and precious metals that are responsible for NOx oxidation or reduction catalysts such as platinum, It consists of 3 parts.

그러나 앞선 NOx 제거 효율 강화를 위해서 낮은 온도 조건에서도 NOx를 제거할 수 있어야 하며 저온에서의 NOx에 대한 흡착능 증진과 더불어 탈착 온도를 낮추는 것이 중요한 개선 방향이다. However, in order to enhance the NOx removal efficiency above, it is necessary to be able to remove NOx even under low temperature conditions, and lowering the desorption temperature as well as enhancing the adsorption capacity for NOx at low temperatures is an important improvement direction.

저온에서의 NOx에 대한 흡착능이 낮으면 촉매 활성 온도 이하에서는 NOx 슬립 현상이 빈번하게 발생하며, 탈착 온도가 매우 높은 것은 기존 LNT 촉매의 또 다른 단점으로 저온 가동 시 재생에 불리하다는 문제가 있다. 따라서, 다양한 종류의 원소를 도입함으로써 성능을 개선하고 있고 그 중, 산소 저장 능력 (Oxygen storage capacity, OSC)이 뛰어난 세리아를 도입하는 것은 일산화질소 산화에 도움을 주어 NOx 저장 성능을 높일 수 있을 뿐만 아니라 산화-환원 능력 (redox property)가 뛰어나 저장된 NOx를 환원시킬 때에도 유리하다. If the adsorption capacity for NOx at low temperature is low, NOx slip phenomenon occurs frequently below the catalytic activity temperature, and the very high desorption temperature is another disadvantage of the existing LNT catalyst, which is disadvantageous in regeneration during low temperature operation. Therefore, by introducing various kinds of elements, the performance is improved. Among them, the introduction of ceria with excellent oxygen storage capacity (OSC) helps to oxidize nitrogen monoxide, thereby increasing the NOx storage performance. It has excellent redox properties and is advantageous when reducing stored NOx.

종래기술에 따르면, 세리아를 무기 담지체에 추가로 담지하여 사용하거나, 세리아를 다른 무기 산화물들, 이를테면, 알루미나, 실리카 혹은 지르코니아 등의 열적 안정성이 높은 물질과 물리적으로 섞어 함께 사용하였다.According to the prior art, ceria was additionally supported on an inorganic carrier and used, or ceria was physically mixed with other inorganic oxides such as alumina, silica, or zirconia with high thermal stability.

세리아는 높은 표면적을 가진 무기 산화물로 그 자체로도 담지체의 역할을 할 수 있으나 열적 안정성이 높지 않기 때문에 자동차 배기가스 정화 촉매의 담지체로 단독적으로 사용되기에는 적합하지 않다. Ceria is an inorganic oxide having a high surface area, and can serve as a support by itself, but since its thermal stability is not high, it is not suitable to be used alone as a support for automobile exhaust gas purification catalysts.

세리아의 소성 온도에 따른 표면적에 관한 논문에 따르면 600 °C에서 소성했을 때 130 m2/g 정도의 표면적을 유지하고 더 높은 온도에서는 표면적이 계속 감소하여 800 °C에서 소성했을 때는 표면적이 46 m2/g를 기록하였다 [M. Eberhardt et al., Topics in Catalysis 30-31 (2004) 135]. According to the paper on the surface area depending on the firing temperature of ceria, the surface area of about 130 m 2 /g was maintained when fired at 600 °C, and the surface area continued to decrease at higher temperatures, and the surface area was 46 m when fired at 800 °C. 2 /g was recorded [M. Eberhardt et al., Topics in Catalysis 30-31 (2004) 135].

종래에는 세리아를 무기 담지체에 귀금속, 산화 바륨 등과 함께 추가로 함침한 사례들이 있으나 담지체에 일정 수준 이상 함침될 때에는 촉매의 표면적 특성이 감퇴하여 오히려 촉매의 흡착 성능이 감소하기도 한다. Conventionally, there are cases in which ceria is additionally impregnated with a noble metal, barium oxide, etc. in an inorganic carrier, but when the carrier is impregnated with a certain level or more, the surface area characteristics of the catalyst decrease, and the adsorption performance of the catalyst may decrease.

대한민국등록특허 10-1621110Korean Patent Registration 10-1621110

상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 무기 담지체와 세리아가 혼합되어 사용될 때 담지체의 열적 안정성을 보완하고 세리아의 산소 저장 능력과 산화-환원 능력을 높일 수 있는 세리아-알루미나 복합 담지체를 이용한 저온 질소산화물 제거 촉매 및 이의 제조 방법을 제안하고자 한다. In order to solve the above problems of the prior art, the present invention is a ceria-alumina composite that can improve the thermal stability of the carrier and increase the oxygen storage capacity and oxidation-reduction ability of ceria when an inorganic carrier and ceria are mixed and used. To propose a low-temperature nitrogen oxide removal catalyst using a support and a method for producing the same.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 저온 질소산화물 제거 촉매로서, 세리아 전구체 및 알루미나 전구체를 미리 설정된 질량비로 공침법으로 처리하여 합성된 세리아-알루미나 복합 담지체에 귀금속 및 금속 산화물을 함침하여 제조되는 세리아-알루미나 복합 담지체를 이용한 저온 질소산화물 제거 촉매가 제공된다. In order to achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, as a low-temperature nitrogen oxide removal catalyst, a ceria precursor and an alumina precursor are treated by a coprecipitation method at a preset mass ratio to obtain a ceria-alumina composite support. A low-temperature nitrogen oxide removal catalyst using a ceria-alumina composite support prepared by impregnating a noble metal and a metal oxide is provided.

상기 세리아 전구체는, 염화세륨 (CeCl3), 황산세륨 (Ce(SO4)2) 및 질산세륨 수화물 (Ce(NO3)36H2O) 중 하나를 포함할 수 있다. The ceria precursor may include one of cerium chloride (CeCl 3 ), cerium sulfate (Ce(SO 4 ) 2 ) and cerium nitrate hydrate (Ce(NO 3 ) 3 6H 2 O).

상기 알루미나 전구체로는 염화알루미늄 (AlCl3), 황산알루미늄 (Al2(SO4)3) 및 질산알루미늄 수화물 (Al(NO3)9H2O) 중 하나를 포함할 수 있다.The alumina precursor may include one of aluminum chloride (AlCl 3 ), aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3 ) and aluminum nitrate hydrate (Al(NO 3 )9H 2 O).

상기 세리아 전구체와 알루미나 전구체의 질량비는 1:3 내지 1:5일 수 있다.The mass ratio of the ceria precursor and the alumina precursor may be 1:3 to 1:5.

상기 세리아-알루미나 복합 담지체는 상기 알루미나 전구체를 용해시킨 후 미리 설정된 시간이 경과한 뒤 상기 세리아 전구체를 도입하여 다시 미리 설정된 시간 동안 용해시켜 합성될 수 있다. The ceria-alumina composite carrier may be synthesized by dissolving the alumina precursor and then introducing the ceria precursor after a predetermined time elapses and dissolving for a predetermined time again.

상기 세리아-알루미나 복합 담지체는 상기 용해 이후, pH 조절을 통해 침전물을 얻는 교반, 세척, 필터링 및 미리 설정된 온도에서 소성에 의해 합성될 수 있다.The ceria-alumina composite support may be synthesized by stirring, washing, filtering, and sintering at a preset temperature to obtain a precipitate through pH adjustment after the dissolution.

상기 귀금속은 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 금속 산화물은 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 철, 구리 중 적어도 하나를 포함하는 산화물을 포함할 수 있다. The noble metal includes at least one of platinum, palladium, rhodium, and iridium, and the metal oxide includes an oxide including at least one of magnesium, calcium, strontium, barium, sodium, potassium, rubidium, cesium, iron, and copper. I can.

상기 귀금속의 전구체가 먼저 세리아-알루미나 복합 담지체에 함침되고 건조된 이후, 상기 금속 산화물의 전구체가 함침되고 소성될 수 있다. After the precursor of the noble metal is first impregnated with the ceria-alumina composite carrier and dried, the precursor of the metal oxide may be impregnated and fired.

상기 귀금속의 전구체는 (NH4)2PtCl4를 포함하고, 상기 금속 산화물의 전구체는 구리 산화물 전구체인 질산구리 수화물 (Cu(NO3)2·3H2O)와 바륨 산화물 전구체인 아세트산바륨 ((CH3COO)2Ba)을 포함할 수 있다. The precursor of the noble metal includes (NH 4 ) 2 PtCl 4 , and the precursor of the metal oxide is a copper oxide precursor of copper nitrate hydrate (Cu(NO 3 ) 2 ·3H2O) and a barium oxide precursor of barium acetate ((CH 3 COO) 2 Ba).

상기 구리 산화물과 바륨 산화물의 전구체의 질량비가 1:1일 수 있다. The mass ratio of the precursor of the copper oxide and the barium oxide may be 1:1.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 저온 질소산화물 제거 촉매 제조 방법으로서, 알루미나 전구체를 증류수에 용해시킨 후 미리 설정된 시간이 경과한 뒤 상기 세리아 전구체를 도입하여 다시 미리 설정된 시간 동안 용해시키고, pH 조절을 통해 침전물을 얻고, 건조, 세척, 필터링 및 소성을 통해 세리아-알루미나 복합 담지체를 제조하는 단계; 귀금속 전구체를 상기 세리아-알루미나 복합 담지체에 함침하는 단계; 및 공함침을 통해 하나 이상의 금속 산화물 전구체를 이용하여 상기 귀금속이 함침된 상기 세리아-알루미나 복합 담지체에 하나 이상의 금속을 함침시키는 단계를 포함하는 세리아-알루미나 복합 담지체를 이용한 저온 질소산화물 제거 촉매 제조 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, as a method for preparing a catalyst for removing nitrogen oxides at a low temperature, after dissolving the alumina precursor in distilled water, after a preset time elapses, the ceria precursor is introduced and dissolved again for a preset time, and through pH adjustment. Obtaining a precipitate and preparing a ceria-alumina composite carrier through drying, washing, filtering, and firing; Impregnating a noble metal precursor into the ceria-alumina composite carrier; And impregnating at least one metal into the ceria-alumina composite carrier impregnated with the noble metal using one or more metal oxide precursors through co-impregnation. A method is provided.

본 발명에 따르면, 세리아를 알루미나와 함께 공침법으로 합성하여 높은 온도에서도 비교적 높은 표면적을 가질 수 있고 세리아의 산소 저장 능력과 산화-환원 능력을 동시에 높일 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, ceria can have a relatively high surface area even at a high temperature by synthesizing ceria with alumina by a coprecipitation method, and it is possible to simultaneously increase the oxygen storage capacity and oxidation-reduction capacity of ceria.

또한 본 발명에 따르면, 세리아가 담지체로써 존재하기 때문에 함침을 통한 표면적 특성의 성능 감퇴를 피할 수 있다. In addition, according to the present invention, since ceria exists as a carrier, it is possible to avoid deterioration in performance of surface area characteristics through impregnation.

나아가, 공침법을 통해 형성한 세리아-알루미나 복합 담지체에 추가적으로 귀금속과 금속 산화물들을 공함침하여 촉매를 합성하여 합성된 촉매를 통해 기존의 LNT 촉매 대비 NOx의 흡착능을 높이며 탈착 온도를 낮출 수 있는 장점이 있다.Furthermore, the catalyst is synthesized by co-impregnating the ceria-alumina composite support formed through the co-precipitation method with additional precious metals and metal oxides, thereby increasing the adsorption capacity of NOx compared to the existing LNT catalyst and lowering the desorption temperature. There is this.

도 1은 본 실시예에 따른 세리아-알루미나 복합 담지체의 합성 과정을 도시한 도면이다.
도 2는 50 °C부터 600 °C까지 H2-TPR 실험 결과이다.
도 3은 일산화질소 산화 능력을 평가하기 위해서 50 °C부터 600 °C까지 일산화질소와 산소가 공존하는 조건 하에서 가스 조성 변화를 나타낸 것이다.
도 4는 위 계산 방법을 통해 두 촉매의 온도에 따른 NOx storage efficiency를 비교한 것을 나타낸 도면이다.
1 is a view showing a synthesis process of a ceria-alumina composite carrier according to the present embodiment.
Figure 2 shows the results of the H 2 -TPR experiment from 50 °C to 600 °C.
3 shows the gas composition change under conditions in which nitrogen monoxide and oxygen coexist from 50 °C to 600 °C in order to evaluate the nitrogen monoxide oxidation ability.
4 is a diagram showing comparison of NOx storage efficiency according to temperature of two catalysts through the above calculation method.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.In the present invention, various modifications may be made and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 알루미나에 세리아를 함침하는 것이 아니라, 공침법을 통해 세리아-알루미나 복합 담지체를 합성한다. According to a preferred embodiment of the present invention, a ceria-alumina composite carrier is synthesized through a coprecipitation method instead of impregnating ceria into alumina.

공침법은 금속이온이 포함된 침전물 전구체가 동시에 균일하게 침전되도록 하는 처리법이다. The co-precipitation method is a treatment method in which a precipitate precursor containing metal ions is uniformly precipitated at the same time.

도 1은 본 실시예에 따른 세리아-알루미나 복합 담지체의 합성 과정을 도시한 도면이다. 1 is a view showing a synthesis process of a ceria-alumina composite carrier according to the present embodiment.

도 1을 참조하면, 세리아 전구체와 알루미나 전구체는 정해진 순서에 따라 용매에 용해된다(단계 100).Referring to FIG. 1, the ceria precursor and the alumina precursor are dissolved in a solvent in a predetermined order (step 100).

세리아의 전구체로는 염화세륨 (CeCl3), 황산세륨 (Ce(SO4)2), 질산세륨 수화물 (Ce(NO3)36H2O) 등이 사용될 수 있고 바람직하게는 질산세륨 수화물이 사용될 수 있다. As a precursor of ceria, cerium chloride (CeCl 3 ), cerium sulfate (Ce(SO 4 ) 2 ), cerium nitrate hydrate (Ce(NO 3 ) 3 6H 2 O) may be used, and cerium nitrate hydrate is preferably used. I can.

알루미나의 전구체로는 염화알루미늄 (AlCl3), 황산알루미늄 (Al2(SO4)3), 질산알루미늄 수화물 (Al(NO3)9H2O) 등이 사용될 수 있고 바람직하게는 질산알루미늄 수화물이 사용될 수 있다. As a precursor of alumina, aluminum chloride (AlCl 3 ), aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3 ), aluminum nitrate hydrate (Al(NO 3 )9H 2 O), etc. may be used, and preferably aluminum nitrate hydrate is used. I can.

단계 100에서, 세리아 전구체와 알루미나 전구체는 미리 설정된 질량비로 용해된다. In step 100, the ceria precursor and the alumina precursor are dissolved in a preset mass ratio.

세리아 전구체와 알루미나 전구체의 질량비는 표면적 특성 및 촉매 특성에 영향을 줄 수 있는 변수이다. The mass ratio of the ceria precursor and the alumina precursor is a variable that can affect surface area properties and catalyst properties.

본 실시예에 따르면, 알루미나 전구체와 세리아 전구체의 질량비는 1:1 내지 9:1일 수 있으며, 바람직하게는 4:1 내지 5:1, 보다 바람직하게는 4:1의 비율일 수 있다. According to this embodiment, the mass ratio of the alumina precursor and the ceria precursor may be 1:1 to 9:1, preferably 4:1 to 5:1, and more preferably 4:1.

공침법을 진행할 때, 복합 담지체의 표면적 특성에 영향을 줄 수 있는 요인으로 증류수에 도입되는 세리아 전구체와 알루미나 전구체의 용해 순서 및 용해 시간을 고려할 수 있다. When performing the co-precipitation method, the dissolution sequence and dissolution time of the ceria precursor and the alumina precursor introduced into distilled water may be considered as factors that may affect the surface area characteristics of the composite carrier.

세리아 전구체가 먼저 용해된 후에 알루미나 전구체를 용해키거나, 알루미나 전구체가 먼저 용해된 후에 세리아 전구체를 용해시킬 수 있고, 전구체가 동시에 증류수에 도입될 수 있다.The alumina precursor may be dissolved after the ceria precursor is first dissolved, or the ceria precursor may be dissolved after the alumina precursor is first dissolved, and the precursor may be introduced into distilled water at the same time.

본 바람직한 일 실시예에 따르면, 알루미나 전구체를 용해시킨 후 미리 설정된 시간이 경과한 뒤(예를 들어 3시간 뒤) 세리아 전구체를 도입하여 다시 미리 설정된 시간 동안 용해시키는 방법을 이용한다.According to this preferred embodiment, a method of dissolving the alumina precursor and then introducing the ceria precursor after a preset time has elapsed (for example, after 3 hours) and dissolving the alumina precursor for a preset time is used.

표 1은 본 실시예에 따른 Al2O3와 CeO2의 BET 표면적(m2/g), 기공부피 및 기공직경을 나타낸 것이다.Table 1 shows the BET surface area (m 2 /g), pore volume, and pore diameter of Al 2 O 3 and CeO 2 according to the present embodiment.

BET surface area
(m2/g)
BET surface area
(m 2 /g)
Pore volume
(cm3/g)
Pore volume
(cm 3 /g)
Pore diameter
(nm)
Pore diameter
(nm)
Al2O3 Al 2 O 3 294294 0.260.26 5.65.6 Al1Ce1Al1Ce1 204204 0.290.29 4.64.6 Al2Ce1Al2Ce1 212212 0.270.27 5.55.5 Al4Ce1Al4Ce1 299299 0.200.20 5.85.8 Al9Ce1Al9Ce1 271271 0.180.18 5.45.4 Ce1Al2Ce1Al2 239239 0.160.16 3.63.6 Ce1Al4Ce1Al4 204204 0.220.22 4.24.2 Ce1Al2(co)Ce1Al2(co) 190190 0.160.16 3.83.8 CeO2 CeO 2 5555 0.100.10 4.64.6

표 1을 참조하면, 알루미나 전구체를 먼저 용해시키고, 세리아 전구체를 용해시키는 경우, 알루미나와 세리아 전구체의 질량비를 1:1, 2:1, 4:1 및 9:1로 달리한 실험에서, 4:1인 경우에 BET 표면적이 가장 큰 것을 확인할 수 있다. 또한, 침전 순서에서 알루미나와 세리아 전구체의 질량비가 4:1인 경우를 살펴보면, 알루미나 전구체를 먼저 용해시키고, 세리아 전구체를 용해시킨 경우(Al4Ce1)가 그 반대의 경우(Ce1Al4)에 비해 BET 표면적이 더욱 큰 것을 확인할 수 있다. Referring to Table 1, in the case of dissolving the alumina precursor first and dissolving the ceria precursor, in the experiment in which the mass ratio of the alumina and the ceria precursor was changed to 1:1, 2:1, 4:1 and 9:1, 4: In the case of 1, it can be seen that the BET surface area is the largest. In addition, looking at the case where the mass ratio of the alumina and the ceria precursor is 4:1 in the precipitation sequence, when the alumina precursor is first dissolved and the ceria precursor is dissolved (Al4Ce1), the BET surface area is more than the reverse case (Ce1Al4). You can see a big one.

알루미나 전구체와 세리아 전구체에서 침전물을 얻기 위해, NaOH를 이용한 pH 조절함과 동시에 교반을 진행한다(단계 102).In order to obtain a precipitate from the alumina precursor and the ceria precursor, the pH is adjusted with NaOH and stirring is performed (step 102).

단계 102에서, 각각의 전구체에서 침전물을 얻기 위해 필요한 pH는 10.0에서 11.0 범위로 결정하고, 교반 속도는 300 rpm으로 유지한다. In step 102, the pH required to obtain a precipitate from each precursor is determined in the range of 10.0 to 11.0, and the stirring speed is maintained at 300 rpm.

교반이 완료된 후에는 세척과 필터링 과정을 통해 침전물을 얻어낸다(단계 102). After the stirring is completed, a precipitate is obtained through washing and filtering (step 102).

단계 104에서, 세척 및 필터링을 진행할 때도 침전물에 의해 필터링 속도가 늦어지는 것을 최대한 방지해주기 위해서 300 rpm으로 교반을 실시한다. In step 104, even when washing and filtering are performed, agitation is performed at 300 rpm to prevent the filtering speed from being slowed down by the precipitate as much as possible.

충분히 세척이 진행된 후에 교반 없이 필터링을 통해 침전물을 얻는다. After sufficiently washing proceeds, a precipitate is obtained through filtering without stirring.

침전물은 110 °C 조건의 오븐에서 12시간 동안 건조시켜 수분을 제거한다(단계 106). The precipitate is dried in an oven at 110 °C for 12 hours to remove moisture (step 106).

건조시킨 침전물을 세리아-알루미나 복합 담지체로 활성화하기 위해서 소성을 진행한다(단계 108). In order to activate the dried precipitate into a ceria-alumina composite carrier, firing is performed (step 108).

본 실시예에 따른 복합 담지체의 활성화 소성 온도는 600 °C일 수 있고, 4시간 동안 진행된다. The activation firing temperature of the composite carrier according to the present embodiment may be 600 °C and proceeds for 4 hours.

소성 분위기는 표면적 특성에 변화를 줄 수 있는 요인이다. 소성 시 흘려주는 기체는 질소, 아르곤, 이산화탄소, 공기 등을 선택할 수 있으며 바람직하게는 공기 분위기 하에서 소성을 진행한다.The firing atmosphere is a factor that can change the surface area characteristics. Gas flowing during firing may be selected from nitrogen, argon, carbon dioxide, air, and the like, and firing is preferably carried out in an air atmosphere.

귀금속과 금속 산화물 함침Precious metal and metal oxide impregnation

상기한 방법으로 합성된 세리아-알루미나 복합 담지체를 이용하여 귀금속 및 금속 산화물 함침을 실시하였다. Precious metals and metal oxides were impregnated using the ceria-alumina composite carrier synthesized by the above method.

귀금속 및 금속 산화물의 함침은 연속 함침과 공함침법을 이용한다. The impregnation of precious metals and metal oxides uses continuous impregnation and co-impregnation methods.

귀금속은 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐 등을 사용할 수 있으며 바람직하게는 백금을 사용하였고 백금 전구체는 (NH4)2PtCl4를 사용하였다. Platinum, palladium, rhodium, iridium, and the like may be used as the noble metal, preferably platinum, and (NH 4 ) 2 PtCl 4 as a platinum precursor.

금속 산화물은 NOx를 저장하기 위해 사용되었으며 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 철, 구리 등이 사용될 수 있고 바람직하게는 바륨과 구리 산화물이 사용되었다.Metal oxides were used to store NOx, and magnesium, calcium, strontium, barium, sodium, potassium, rubidium, cesium, iron, copper, and the like may be used, preferably barium and copper oxides.

아래의 표 2는 세리아-알루미나 복합 담지체의 합성 시, 침전 순서를 알루미나와 세리아 순으로 서로 다른 질량비로 진행한 후, 백금 및 바륨을 함침하였을 때의 NO2 흡착능을 나타낸 것이다. Table 2 below shows the NO 2 adsorption ability when the ceria-alumina composite carrier is synthesized, the sedimentation sequence is performed at different mass ratios in the order of alumina and ceria, and then impregnated with platinum and barium.

Adsorption capacity
(mmol/g)
Adsorption capacity
(mmol/g)
Pt2-Ba20-AlPt2-Ba20-Al 0.990.99 Pt2-Ba20-Al2Ce1Pt2-Ba20-Al2Ce1 0.830.83 Pt2-Ba20-Al4Ce1Pt2-Ba20-Al4Ce1 1.041.04 Pt2-Ba20-Al9Ce1Pt2-Ba20-Al9Ce1 0.900.90

표 2는 침전 순서를 동일하게 하고 Al과 Ce의 비율을 달리한 담지체를 합성한 후, LNT 촉매에 해당하는 Pt, Ba을 담지체에 함침하여 합성한 촉매의 NOx에 대한 흡착능을 나타낸 것이다. 표 3을 참조하면, 10% NO2/He balance 조성의 기체를 흘려주었을 때 이에 대한 흡착능을 비교할 때, 알루미나와 세리아 전구체의 질량비가 4:1인 경우, 다른 질량비에 비해 흡착능이 가장 높았음을 확인할 수 있다. Table 2 shows the adsorption capacity of the synthesized catalyst to NOx by impregnating the support with Pt and Ba corresponding to the LNT catalyst after synthesizing a support having the same precipitation sequence and different ratios of Al and Ce. Referring to Table 3, when comparing the adsorption capacity when flowing a gas of 10% NO 2 /He balance composition, when the mass ratio of alumina and ceria precursor was 4:1, the adsorption capacity was the highest compared to other mass ratios. I can confirm.

바륨과 구리 산화물의 전구체는 각각 아세트산바륨 ((CH3COO)2Ba)과 질산구리 수화물 (Cu(NO3)2·3H2O)이 사용된다. Barium and copper oxide precursors are barium acetate ((CH 3 COO) 2 Ba) and copper nitrate hydrate (Cu(NO 3 ) 2 ·3H 2 O), respectively.

각각의 전구체의 질량은 촉매 특성에 영향을 줄 수 있는 변수로 귀금속은 전체 촉매의 질량 대비 0.5, 1, 2 wt% 등으로 조절이 가능하며 바람직하게는 2 wt%일 수 있다. The mass of each precursor is a variable that can affect catalyst properties, and the precious metal can be adjusted to 0.5, 1, 2 wt%, etc. based on the mass of the total catalyst, and preferably 2 wt%.

금속 산화물은 전체 촉매 질량의 5, 10, 20 wt% 등으로 조절이 가능하며 바람직하게는 20 wt%일 수 있다. The metal oxide can be adjusted to 5, 10, 20 wt%, etc. of the total mass of the catalyst, and preferably 20 wt%.

구리 산화물과 바륨 산화물의 전구체의 질량비는 2:1, 1:1, 1:2 등으로 조절이 가능하며 바람직하게는 1:1일 수 있다. The mass ratio of the precursor of the copper oxide and the barium oxide can be adjusted to 2:1, 1:1, 1:2, and preferably 1:1.

구리 산화물과 바륨 산화물 전구체는 함께 혹은 개별적으로 1.5 mL 혹은 1.2 mL의 증류수에 분산되어 함침되었고, 이 순서는 촉매 특성에 영향을 줄 수 있으며 바람직하게는 백금 전구체를 먼저 함침한 뒤 연속적으로 구리와 바륨 전구체를 공함침하였다. The copper oxide and barium oxide precursors were dispersed and impregnated together or individually in 1.5 mL or 1.2 mL of distilled water, and this sequence may affect the catalyst properties. Preferably, the platinum precursor was impregnated first, followed by successive copper and barium oxide. The precursor was co-impregnated.

상세하게는 백금 전구체를 1.5 mL의 증류수에 분산시킨 후 0.25 mL 씩 1 g의 세리아-알루미나 복합 담지체에 함침 후 110 °C에서 건조를 6번 반복한 후 12시간 동안 110 °C에서 건조시키고, 다음으로 구리와 바륨 산화물 전구체를 1.2 mL의 증류수에 분산시킨 후 0.2 mL 씩 같은 세리아-알루미나 복합 담지체에 공함침 후 건조를 6번 반복한 후 12시간 동안 110 °C에서 건조시켰다. Specifically, after dispersing the platinum precursor in 1.5 mL of distilled water, impregnating 1 g of ceria-alumina composite support at 0.25 mL increments, drying at 110 °C was repeated 6 times, and then dried at 110 °C for 12 hours, Next, the copper and barium oxide precursors were dispersed in 1.2 mL of distilled water, co-impregnated with 0.2 mL each of the same ceria-alumina composite carrier, and dried 6 times, followed by drying at 110 °C for 12 hours.

함침이 완료된 촉매는 활성화를 위해 소성을 진행하였으며, 600 °C에서 2시간 동안 진행하였다. 소성 분위기는 촉매 특성에 영향을 줄 수 있는 변수로써 질소, 아르곤, 이산화탄소, 공기 등을 선택할 수 있으며 바람직하게는 공기 분위기 하에서 소성을 진행하였다. The catalyst after impregnation was completed was calcined for activation, and proceeded at 600 °C for 2 hours. The calcination atmosphere may be selected from nitrogen, argon, carbon dioxide, air, etc. as variables that can affect catalyst properties, and sintering was preferably performed under an air atmosphere.

촉매 특성 평가Catalyst property evaluation

촉매들의 활성을 비교해보기 위해서 수소를 이용한 승온에 따른 환원 실험 (H2-TPR)을 진행하였다. In order to compare the activity of the catalysts, a reduction experiment (H 2 -TPR) according to the elevated temperature using hydrogen was conducted.

촉매의 명명은 귀금속 촉매, 금속 산화물, 그리고 담지체 세 부분을 나눠서 표기하였으며 금속 산화물 부분과 담지체 부분은 두 개 이상으로 이루어졌을 때 각 원소를 대시(-)를 이용하여 동시에 표기하였다. The nomenclature of the catalyst is divided into three parts: noble metal catalyst, metal oxide, and support. When the metal oxide part and the support part consist of two or more, each element is marked with a dash (-).

도 2는 50 °C부터 600 °C까지 H2-TPR 실험 결과이다. 기존 LNT 소재에 해당하는 Pt/Ba/Al 촉매의 초기 환원은 218 °C에서 최고점을 기록하고 더 높은 환원은 514 °C에서 최고점을 기록하며 높은 온도에서 환원되는 정도가 더 큰 것을 확인할 수 있었다. 2 is a result of H 2 -TPR experiment from 50 °C to 600 °C. The initial reduction of the Pt/Ba/Al catalyst corresponding to the existing LNT material recorded the highest point at 218 °C, and the higher reduction recorded the highest point at 514 °C, and it was confirmed that the degree of reduction at high temperatures was greater.

담지체를 세리아-알루미나 복합 담지체로 바꾼 Pt/Ba/Al-Ce 촉매의 초기 환원은 176 °C에서 최고점을 기록하고 더 높은 환원이 450 °C 부근에서 일어나는 것을 볼 수 있었다. Pt/Ba/Al과 비교할 땐 저온에서 환원되는 양이 증가하고 환원 시작 온도가 더 낮아졌다. The initial reduction of the Pt/Ba/Al-Ce catalyst in which the carrier was replaced with a ceria-alumina composite carrier reached a peak at 176 °C and higher reduction was observed around 450 °C. Compared with Pt/Ba/Al, the amount of reduction at low temperature increases and the reduction start temperature is lower.

마지막으로 Pt/Cu-Ba/Al-Ce 촉매의 H2-TPR을 보면 저온에서의 환원 온도가 세 종류의 촉매 중 가장 낮으면서 크기도 가장 컸다. 따라서, 저온에서의 활성이 가장 높은 촉매는 Pt/Cu-Ba/Al-Ce 임을 알 수 있다. Finally, looking at the H 2 -TPR of the Pt/Cu-Ba/Al-Ce catalyst, the reduction temperature at low temperature was the lowest among the three catalysts and the largest size. Therefore, it can be seen that the catalyst having the highest activity at low temperature is Pt/Cu-Ba/Al-Ce.

특히 Pt/Cu-Ba/Al-Ce 촉매는 200°C 부근에서 환원되는 양이 최고점을 나타내어, 200 °C 이하 저온에서의 NOx 제거를 위해 활용도가 높은 것을 확인할 수 있다. In particular, the Pt/Cu-Ba/Al-Ce catalyst shows the highest point in the amount of reduction near 200 °C, so it can be confirmed that its utilization is high for NOx removal at low temperatures below 200 °C.

담지체와 촉매의 비표면적을 측정하기 위해서 질소 흡착 분석을 실시하고 그 결과를 표 3과 같이 나타내었다. In order to measure the specific surface area of the support and the catalyst, nitrogen adsorption analysis was performed, and the results are shown in Table 3.

담지체 및 촉매Support and catalyst 비표면적
(m2/g)
Specific surface area
(m 2 /g)
기공부피
(cm3/g)
Pore volume
(cm 3 /g)
AlAl 294294 0.250.25 Al-CeAl-Ce 289289 0.230.23 Pt/Ba/AlPt/Ba/Al 197197 0.110.11 Pt/Cu-Ba/Al-CePt/Cu-Ba/Al-Ce 163163 0.160.16

표 3을 참조하면, 알루미나 담지체와 세리아-알루미나 복합 담지체의 비표면적과 기공 부피는 크게 차이가 있지 않았다. 그러나, 촉매 및 금속 산화물을 함침한 이후에는 두 촉매 모두 비표면적과 기공 부피가 크게 감소한 것을 볼 수 있다. 이를 통하여 담지체에 함침이 일어나면서 표면적 특성이 감소한 것을 알 수 있다. Referring to Table 3, the specific surface area and pore volume of the alumina carrier and the ceria-alumina composite carrier were not significantly different. However, after impregnation of the catalyst and metal oxide, it can be seen that the specific surface area and pore volume of both catalysts are greatly reduced. Through this, it can be seen that the surface area characteristics are reduced as the carrier is impregnated.

도 3은 일산화질소 산화 능력을 평가하기 위해서 50 °C부터 600 °C까지 일산화질소와 산소가 공존하는 조건 하에서 가스 조성 변화를 나타낸 것이다. 3 shows the gas composition change under conditions in which nitrogen monoxide and oxygen coexist from 50 °C to 600 °C in order to evaluate the nitrogen monoxide oxidation ability.

도 3a는 Pt/Ba/Al, 도 3b는 Pt/Ba/Al-Ce, 도 3c는 Pt/Cu-Ba/Al-Ce에 대하여 일산화질소 흡착 이후 승온을 통한 가스 조성 변화를 나타낸 것이다. 3A shows a change in gas composition through temperature increase after adsorption of nitrogen monoxide for Pt/Ba/Al, FIG. 3B for Pt/Ba/Al-Ce, and FIG. 3C for Pt/Cu-Ba/Al-Ce.

바륨 산화물은 일산화질소보다 이산화질소에 대한 친화력이 높기 때문에 저온에서 일산화질소에 대한 산화 능력이 흡착능을 증가시키는데 중요하다. Since barium oxide has a higher affinity for nitrogen dioxide than for nitrogen monoxide, the oxidizing ability for nitrogen monoxide at low temperatures is important to increase the adsorption capacity.

실험은 촉매마다 동일하게 50 °C부터 200 ppm NO/10% O2/N2 분위기의 기체를 30분 동안 흘려준 후 같은 조성의 기체를 흘려주면서 600 °C까지 승온시켰다. In the experiment, a gas in an atmosphere of 50 °C to 200 ppm NO/10% O 2 /N 2 was flowed for 30 minutes, and then the temperature was raised to 600 °C while flowing a gas of the same composition.

도 3을 참조하면, 우선 50 °C에서 일산화질소 흡착 구간 (10분에서 40분)을 비교해보면 Pt/Ba/Al에서 NOx의 농도가 빠르게 회복되는 것을 통해 흡착이 거의 이루어지지 않은 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 3, when comparing the nitrogen monoxide adsorption section (10 to 40 minutes) at 50 °C, it can be seen that adsorption is hardly achieved through the rapid recovery of the concentration of NOx in Pt/Ba/Al. .

다음으로 Pt/Ba/Al-Ce에서는 NOx의 농도가 Pt/Ba/Al에 비해서는 천천히 회복되었기 때문에 흡착이 조금 더 일어났음을 알 수 있다. 이는 담지체로 존재하는 세리아의 높은 산소 저장 능력과 산화-환원 능력으로 인한 것이라 생각된다. 마지막으로 Pt/Cu-Ba/Al-Ce 촉매에서는 일산화질소 흡착 구간 (10분에서 40분) 동안 이전 두 촉매에 비해서 NOx의 농도가 가장 천천히 회복된 것으로 보아 흡착이 가장 많이 일어난 것을 알 수 있다. Next, in Pt/Ba/Al-Ce, since the concentration of NOx recovered slowly compared to Pt/Ba/Al, it can be seen that adsorption took place a little more. This is thought to be due to the high oxygen storage capacity and oxidation-reduction capacity of ceria, which is present as a carrier. Lastly, in the Pt/Cu-Ba/Al-Ce catalyst, it can be seen that the most adsorption occurred as the concentration of NOx was recovered most slowly compared to the previous two catalysts during the nitrogen monoxide adsorption period (10 to 40 minutes).

30분 간의 흡착 이후 승온을 통해 일산화질소의 산화 정도를 분석한 결과를 비교해보면 먼저 기존의 LNT 촉매에 해당하는 Pt/Ba/Al과 Pt/Ba/Al-Ce은 거의 같은 추세를 보였고 흡착된 양은 Pt/Ba/Al-Ce가 더 많은 것으로 보였으며, 산화로 인해 흡착능이 증가하는 온도 영역은 비슷하였다. 그러나 Pt/Cu-Ba/Al-Ce는 앞선 두 촉매와 다른 경향성을 보였는데 200 °C 이상에서부터 일산화질소 슬립 현상이 주목할만한 차이였다. 이는 구리 산화물과 약하게 결합하여 있는 일산화질소가 온도가 높아짐에 따라 떨어져 나가는 현상으로, 일산화질소 슬립이 있은 뒤 더 고온 영역에서는 일산화질소 산화로 인한 추가적인 흡착 현상이 관찰되었고 450 °C 이상의 온도에선 탈착이 일어나는 것으로 보였다. When comparing the results of analyzing the degree of oxidation of nitrogen monoxide through elevated temperature after 30 minutes of adsorption, first, Pt/Ba/Al and Pt/Ba/Al-Ce corresponding to the existing LNT catalyst showed almost the same trend, and the amount of adsorbed was Pt/Ba/Al-Ce appeared to be more, and the temperature range in which the adsorption capacity increased due to oxidation was similar. However, Pt/Cu-Ba/Al-Ce showed a different tendency from the previous two catalysts, and the nitric oxide slip phenomenon was notable difference from 200 °C or higher. This is a phenomenon in which nitrogen monoxide, which is weakly bound to copper oxide, falls off as the temperature increases.After the nitrogen monoxide slip, an additional adsorption phenomenon due to nitrogen monoxide oxidation was observed in the higher temperature region, and desorption was not possible at temperatures above 450 °C. Seemed to happen.

탈착이 일어나는 온도는 Pt/Ba/Al 또는 Pt/Ba/Al-Ce에 비해 100 °C 가까이 낮아졌다. The temperature at which desorption occurs is lowered by near 100 °C compared to Pt/Ba/Al or Pt/Ba/Al-Ce.

흡착 성능 평가Adsorption performance evaluation

기존 LNT 촉매에 해당하는 Pt/Ba/Al 촉매와 Pt/Cu-Ba/Al-Ce 촉매의 온도에 따른 흡착능을 비교하였다. The adsorption capacity of the Pt/Ba/Al catalyst corresponding to the conventional LNT catalyst and the Pt/Cu-Ba/Al-Ce catalyst according to the temperature was compared.

흡착능은 NOx 저장 효율 (이하 NSE, 유입 NOx 대비 유입 NOx와 배출 NOx의 차이)을 통해 비교하였으며 NOx 저장 효율을 계산하는 식은 다음과 같다. The adsorption capacity was compared through the NOx storage efficiency (hereinafter, NSE, the difference between the inflow NOx and the exhaust NOx compared to the inflow NOx), and the formula for calculating the NOx storage efficiency is as follows.

Figure pat00001
Figure pat00001

도 4는 위 계산 방법을 통해 두 촉매의 온도에 따른 NSE를 비교한 것을 나타낸 도면이다. 4 is a view showing a comparison of NSE according to temperature of two catalysts through the above calculation method.

도 4를 참조하면, 먼저 Pt/Ba/Al 촉매의 온도에 따른 NSE를 비교해보면 저온에서 상당히 낮고 고온으로 올라갈수록 높아지는 것을 확인할 수 있다. 다음으로 Pt/Cu-Ba/Al-Ce 촉매의 온도에 따른 NSE를 비교해보면 저온에서 특히 초기 구간에 흡착 효율이 상당히 높아졌고 시간이 흐름에 따라 낮아지는 것을 볼 수 있다. Referring to FIG. 4, first, when comparing the NSE according to the temperature of the Pt/Ba/Al catalyst, it can be seen that it is considerably lower at a low temperature and higher as the temperature rises. Next, when comparing the NSE according to the temperature of the Pt/Cu-Ba/Al-Ce catalyst, it can be seen that the adsorption efficiency increased considerably at low temperatures, especially in the initial section, and decreased with time.

250 °C에선 앞선 NOx 슬립 현상에 의해 작은 폭으로 NSE가 감소한 것을 볼 수 있고, 350 °C에선 가장 높은 NSE를 기록하여 15분 정도까지 배출되는 NOx의 양이 거의 없음을 알 수 있다. 이러한 결과를 토대로 Pt/Cu-Ba/Al-Ce 촉매가 저온에서 NOx 흡착에 유리했으며 350 °C의 고온 영역에서 흡착 효율이 가장 우수하다는 점을 확인할 수 있다. At 250 °C, it can be seen that the NSE decreased by a small width due to the preceding NOx slip phenomenon, and at 350 °C, the highest NSE was recorded, indicating that there was almost no amount of NOx discharged until about 15 minutes. Based on these results, it can be confirmed that the Pt/Cu-Ba/Al-Ce catalyst is advantageous for NOx adsorption at low temperature and the adsorption efficiency is the best in the high temperature region of 350 °C.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The above-described embodiments of the present invention are disclosed for the purpose of illustration, and those skilled in the art who have ordinary knowledge of the present invention will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention, and such modifications, changes and additions It should be seen as falling within the scope of the following claims.

Claims (11)

저온 질소산화물 제거 촉매에 있어서,
세리아 전구체 및 알루미나 전구체를 미리 설정된 질량비로 공침법으로 처리하여 합성된 세리아-알루미나 복합 담지체에 귀금속 및 금속 산화물을 함침하여 제조되는 세리아-알루미나 복합 담지체를 이용한 저온 질소산화물 제거 촉매.
In the low-temperature nitrogen oxide removal catalyst,
A low-temperature nitrogen oxide removal catalyst using a ceria-alumina composite carrier prepared by impregnating a noble metal and metal oxide into a ceria-alumina composite carrier synthesized by treating a ceria precursor and an alumina precursor by a coprecipitation method at a preset mass ratio.
제1항에 있어서,
상기 세리아 전구체는, 염화세륨 (CeCl3), 황산세륨 (Ce(SO4)2) 및 질산세륨 수화물 (Ce(NO3)36H2O) 중 하나를 포함하는 세리아-알루미나 복합 담지체를 이용한 저온 질소산화물 제거 촉매.
The method of claim 1,
The ceria precursor is a ceria-alumina composite carrier comprising one of cerium chloride (CeCl 3 ), cerium sulfate (Ce (SO 4 ) 2 ) and cerium nitrate hydrate (Ce (NO 3 ) 3 6H 2 O) Low-temperature nitrogen oxide removal catalyst.
제1항에 있어서,
상기 알루미나 전구체로는 염화알루미늄 (AlCl3), 황산알루미늄 (Al2(SO4)3) 및 질산알루미늄 수화물 (Al(NO3)9H2O) 중 하나를 포함하는 세리아-알루미나 복합 담지체를 이용한 저온 질소산화물 제거 촉매.
The method of claim 1,
As the alumina precursor, aluminum chloride (AlCl 3 ), aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3 ) and aluminum nitrate hydrate (Al(NO 3 )9H 2 O) using a ceria-alumina composite support Low-temperature nitrogen oxide removal catalyst.
제1항에 있어서,
상기 알루미나 전구체와 세리아 전구체의 질량비는 3:1 내지 5:1인 세리아-알루미나 복합 담지체를 이용한 저온 질소산화물 제거 촉매.
The method of claim 1,
A low-temperature nitrogen oxide removal catalyst using a ceria-alumina composite support having a mass ratio of the alumina precursor and a ceria precursor of 3:1 to 5:1.
제1항에 있어서,
상기 세리아-알루미나 복합 담지체는 상기 알루미나 전구체를 용해시킨 후 미리 설정된 시간이 경과한 뒤 상기 세리아 전구체를 도입하여 다시 미리 설정된 시간 동안 용해시켜 합성되는 세리아-알루미나 복합 담지체를 이용한 저온 질소산화물 제거 촉매.
The method of claim 1,
The ceria-alumina composite support is a low-temperature nitrogen oxide removal catalyst using a ceria-alumina composite support that is synthesized by dissolving the alumina precursor and then dissolving the ceria precursor for a preset period of time after dissolving the alumina precursor. .
제5항에 있어서,
상기 세리아-알루미나 복합 담지체는 상기 침전 이후, pH 조절을 통해 침전물을 얻는 교반, 세척, 필터링 및 미리 설정된 온도에서 소성에 의해 합성되는 세리아-알루미나 복합 담지체를 이용한 저온 질소산화물 제거 촉매.
The method of claim 5,
The ceria-alumina composite support is a low-temperature nitrogen oxide removal catalyst using a ceria-alumina composite support that is synthesized by stirring, washing, filtering and sintering at a preset temperature to obtain a precipitate through pH adjustment after the precipitation.
제1항에 있어서,
상기 귀금속은 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 금속 산화물은 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 철, 구리 중 적어도 하나를 포함하는 산화물을 포함하는 세리아-알루미나 복합 담지체를 이용한 저온 질소산화물 제거 촉매.
The method of claim 1,
The noble metal includes at least one of platinum, palladium, rhodium, and iridium,
The metal oxide is a low-temperature nitrogen oxide removal catalyst using a ceria-alumina composite support comprising an oxide containing at least one of magnesium, calcium, strontium, barium, sodium, potassium, rubidium, cesium, iron, and copper.
제7항에 있어서,
상기 귀금속의 전구체가 먼저 세리아-알루미나 복합 담지체에 함침되고 건조된 이후, 상기 금속 산화물의 전구체가 함침되고 소성되는 세리아-알루미나 복합 담지체를 이용한 저온 질소산화물 제거 촉매.
The method of claim 7,
A low-temperature nitrogen oxide removal catalyst using a ceria-alumina composite support in which the precursor of the noble metal is first impregnated with a ceria-alumina composite support and dried, and then the precursor of the metal oxide is impregnated and fired.
제8항에 있어서,
상기 귀금속의 전구체는 (NH4)2PtCl4를 포함하고, 상기 금속 산화물의 전구체는 구리 산화물 전구체인 질산구리 수화물 (Cu(NO3)2·3H2O)와 바륨 산화물 전구체인 아세트산바륨 ((CH3COO)2Ba)을 포함하는 세리아-알루미나 복합 담지체를 이용한 저온 질소산화물 제거 촉매.
The method of claim 8,
The precursor of the noble metal includes (NH 4 ) 2 PtCl 4 , and the precursor of the metal oxide is a copper oxide precursor of copper nitrate hydrate (Cu(NO 3 ) 2 ·3H2O) and a barium oxide precursor of barium acetate ((CH 3 COO) A low-temperature nitrogen oxide removal catalyst using a ceria-alumina composite support comprising 2 Ba).
제9항에 있어서,
상기 구리 산화물과 바륨 산화물의 전구체의 질량비가 1:1인 세리아-알루미나 복합 담지체를 이용한 저온 질소산화물 제거 촉매.
The method of claim 9,
A low-temperature nitrogen oxide removal catalyst using a ceria-alumina composite carrier having a mass ratio of the precursor of the copper oxide and the barium oxide of 1:1.
저온 질소산화물 제거 촉매 제조 방법에 있어서,
알루미나 전구체를 증류수에 용해시킨 후 미리 설정된 시간이 경과한 뒤 상기 세리아 전구체를 도입하여 다시 미리 설정된 시간 동안 용해시키고, pH 조절을 통해 침전물을 얻고, 건조, 세척, 필터링 및 소성을 통해 세리아-알루미나 복합 담지체를 제조하는 단계;
귀금속 전구체를 상기 세리아-알루미나 복합 담지체에 함침하는 단계; 및
공함침을 통해 하나 이상의 금속 산화물 전구체를 이용하여 상기 귀금속이 함침된 상기 세리아-알루미나 복합 담지체에 하나 이상의 금속을 함침시키는 단계를 포함하는 세리아-알루미나 복합 담지체를 이용한 저온 질소산화물 제거 촉매 제조 방법.
In the low-temperature nitrogen oxide removal catalyst manufacturing method,
After dissolving the alumina precursor in distilled water, after a preset time elapses, the ceria precursor is introduced and dissolved again for a preset time, and a precipitate is obtained through pH adjustment, and a ceria-alumina composite is carried out through drying, washing, filtering and firing. Preparing a carrier;
Impregnating a noble metal precursor into the ceria-alumina composite carrier; And
A method for preparing a low-temperature nitrogen oxide removal catalyst using a ceria-alumina composite support comprising the step of impregnating at least one metal into the ceria-alumina composite support impregnated with the noble metal by using one or more metal oxide precursors through co-impregnation. .
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