KR20230147151A - 암모니아 산화 촉매 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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KR20230147151A
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마르쿠스 힐겐도르프
토비아스 귄터
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바스프 코포레이션
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Abstract

본 발명은 암모니아 산화용 촉매(AMOX 촉매)에 관한 것이며, 상기 촉매는 성분으로서
(a) 지지체 물질 상에 지지되는 하나 이상의 백금족 금속으로서 Pt 및/또는 Pd;
(b) Pr, Nd 및 Ce의 산화물, 및 이들의 둘 이상의 조합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 희토류 금속 산화물;
(c) Mn, Ti, V, Nb 및 Ta의 산화물, 및 이들의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 전이 금속 산화물;
(d) 하나 이상의 제올라이트 물질; 및
(e) 임의적으로 하나 이상의 결합제
를 포함하고, 이때 하나 이상의 제올라이트 물질이 Cu 및/또는 Fe와 함께 로딩된다. 본 발명은 또한 본 발명의 암모니아 산화용 촉매를 포함하는 배기 가스 처리 시스템, 뿐만 아니라 상기 암모니아 산화용 촉매의 제조 방법, 및 본 발명의 촉매의 용도에 관한 것이다.

Description

암모니아 산화 촉매 및 이의 제조 방법
본 발명은 암모니아 산화용 촉매(AMOX 촉매), 및 AMOX 촉매의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 AMOX 촉매를 사용하는 NOx의 선택적 접촉 환원 방법, 및 본 발명에 따른 AMOX 촉매의 일반적인 용도에 관한 것이다.
디젤 엔진 배기가스는 매연(soot)과 같은 미립자 배출물, 및 일산화탄소, 미연소 또는 부분 연소 탄화수소와 질소 산화물(총칭하여 NOx라고 함)과 같은 가스 배출물을 포함하는 이종 혼합물이다. 종종 하나 이상의 모놀리식 기재 상에 배치되는 촉매 조성물은 엔진 배기 시스템에 배치되어, 이러한 배기 성분 중 일부 또는 전부를 무해한 화합물로 전환시킨다. 암모니아 선택적 접촉 환원(selective catalytic reduction; SCR)은 디젤 및 희박 연소 엔진에서 엄격한 NOx 배출 목표를 충족하는 데 사용되는 NOx 저감 기술이다. 암모니아 SCR 공정에서, NOx(일반적으로 NO + NO2로 이루어짐)는 암모니아 (또는 우레아와 같은 암모니아 전구체)와 반응하여 일반적으로 기본 금속으로 구성된 촉매 상에 이질소(N2)를 형성한다. 이러한 기술은 일반적인 디젤 주행 사이클 동안 90% 이상 NOx를 전환할 수 있으므로, 공격적인 NOx 저감 목표를 달성하기 위한 최선의 접근 방식 중 하나이다.
일부 암모니아 SCR 촉매 물질의 특징적인 특징은, 일반적인 주행 사이클의 저온 부분 동안 촉매 표면의 루이스(Lewis) 및 브뢴스테드(Brønsted) 산 부위에 상당한 양의 암모니아를 유지하는 경향이 있다는 것이다. 이후 배기가스 온도가 증가하면, 암모니아가 암모니아 SCR 촉매 표면에서 탈착되어 차량의 배기 파이프에서 빠져나갈 수 있다. NOx 전환율을 높이기 위해 암모니아를 과다 투여하는 것은, 암모니아가 암모니아 SCR 촉매에서 빠져나갈 수 있는 또 다른 잠재적인 시나리오이다.
암모니아 SCR 촉매에서 나오는 암모니아 슬립(slip)은 여러 가지 문제를 야기한다. NH3에 대한 냄새 역치는 공기 중 20 ppm이다. 눈과 목 자극은 100 ppm 이상에서 눈에 띄게 나타나고, 피부 자극은 400 ppm 이상에서 발생하며, IDLH는 공기 중 500 ppm이다. NH3는 특히 수성 형태에서 부식성이고, 배기 촉매 하류 배기 라인의 냉각 영역에서 NH3와 물이 응축되면 부식성 혼합물이 생성된다.
따라서, 암모니아가 테일파이프로 통과하기 전에 이를 제거하는 것이 바람직하다. 선택적 암모니아 산화(AMOX) 촉매가 이러한 목적을 위해 사용되며, 과량의 암모니아를 N2로 전환시키고자 위함이다. 차량 주행 사이클에서 암모니아 슬립이 발생하는 광범위한 온도에서 암모니아를 전환시킬 수 있고, 산화질소 부산물을 최소한으로 생성할 수 있는 선택적 암모니아 산화용 촉매를 제공하는 것이 바람직할 것이다. AMOX 촉매는 또한 강력한 온실 가스인 N2O를 최소한으로 생성해야 한다.
WO 2015/172000 A1은 높은 기공성 기재에 Pt가 함침된 암모니아-슬립 촉매에 관한 것이다. CN 109590021 A는 샌드위치 구조의 암모니아 산화 촉매 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
한편, US 2012/0167553 A1은 산소 저장 물질로 촉진된 NH3-SCR 촉매를 포함하는 배기 가스 처리 시스템에 관한 것이다. 문헌[Jingdi, C. et al. in Chem. J. of Chin. Univ. 2015, Vol. 36, No. 3, pages 523-530]은, V2O5-MoO3 / TiO2 촉매에서 NH3-SCR 활성에 대한 Pr-도핑의 촉진 효과에 관한 것이다.
WO 2017/037006 A1은 도핑된 내화성 금속 산화물 지지체 상의 백금 및 로듐과 혼합된 소기공 분자체 물질 상의 구리 또는 철을 포함하는 워시코트를 포함하는 AMOX 촉매가 개시되어 있다.
WO 2020/234375 A1은 기재 상에 증착된 코팅을 포함하는 AMOX 촉매로서, 이때 상기 코팅이 구리 및 철 중 하나 이상을 포함하는 제올라이트 물질인 선택적 접촉 환원 성분; 및 다공성 비-제올라이트성 산화 지지체 상에 지지된 백금을 포함하는 산화 촉매 성분을 포함하는 촉매를 개시한다.
WO 2020/210295 A1은 백금족 금속, 및 0-10 중량%의 SiO2, WO3, ZrO2, Y2O3, La2O3, 또는 이들의 혼합물로 도핑된 TiO2를 포함하는 지지체를 포함하는 AMOX 촉매를 개시한다.
AMOX 촉매와 관련하여, Pt와 Rh의 조합을 사용하면 낮은 NOx 및 N2O 생성만으로 암모니아를 질소 가스로 변환하는 데 높은 효율을 제공하고 낮은 NH3 T50 라이트 오프 온도(light off temperature)를 갖는 것으로 알려져 있다. 그러나, Pt의 경우, 이러한 촉매에서 Rh가 값비싼 성분이므로, 배기 가스 처리 시스템에서 암모니아 산화에 비슷한 결과를 제공하면서 허용 가능한 NH3 T50 라이트 오프 온도를 유지하는 비용 효율적인 AMOX 촉매를 제공할 필요성이 남아 있다.
이에 따라, 본 발명의 목적은 특히 촉매 활성 및 선택성과 관련하여, 뿐만 아니라 비용-효율과 관련하여 개선된 AMOX 촉매를 제공하는 것이다. 상기 목적은 본 발명에 따른 AMOX 촉매에 의해, 뿐만 아니라 본 발명의 AMOX 촉매 제조 방법에 의해 달성된다. 따라서, 놀랍게도 산소 저장 성분과 하나 이상의 금속 이산화물의 특정 조합이 Rh를 촉매 금속으로 포함하는 AMOX 촉매에 필적하는 암모니아 산화 효능을 나타내는 AMOX 촉매를 유도한다는 것이 발견되었다.
따라서, 본 발명은 암모니아 산화용 촉매(AMOX 촉매)에 관한 것이며, 상기 촉매는, 성분으로서
(a) 지지체 물질 상에 지지되는 하나 이상의 백금족 금속으로서 Pt 및/또는 Pd;
(b) Pr, Nd, 및 Ce의 산화물, 및 이들의 둘 이상의 조합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 희토류 금속 산화물(이때, 바람직하게는 하나 이상의 희토류 금속 산화물이 Pr 및/또는 Nd의 산화물, 바람직하게는 Pr의 산화물을 포함하고, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 희토류 금속 산화물이 Pr 및/또는 Nd의 산화물, 바람직하게는 Pr의 산화물로 이루어짐);
(c) Mn, Ti, V, Nb 및 Ta의 산화물, 및 이들의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 전이 금속 산화물;
(d) 하나 이상의 제올라이트 물질; 및
(e) 임의적으로 하나 이상의 결합제
를 포함하고, 이때 하나 이상의 제올라이트 물질은 Cu 및/또는 Fe, 바람직하게는 Cu와 함께 로딩된다. 하나 이상의 백금족 금속은 Pt를 포함하고, 바람직하게는 하나 이상의 백금족 금속이 Pt로 구성되는 것이 바람직하다.
하나 이상의 백금족 금속 Pt 및/또는 Pd는, 촉매에 포함된 성분 (a) 내지 (e)의 총량 100 중량%를 기준으로, 원소로서 계산 시 0.003 내지 0.87 중량% 범위, 바람직하게는 0.009 내지 0.58 중량%, 더욱 바람직하게는 0.014 내지 0.43 중량%, 더욱 바람직하게는 0.023 내지 0.29 중량%, 더욱 바람직하게는 0.029 내지 0.2 중량%, 더욱 바람직하게는 0.043 내지 0.15 중량%, 더욱 바람직하게는 0.058 내지 0.12 중량%, 및 더욱 바람직하게는 0.072 내지 0.1 중량%의 양으로 촉매에 포함되는 것이 바람직하다.
하나 이상의 백금족 금속 Pt 및/또는 Pd가 0.1 내지 30 g/ft3, 바람직하게는 0.3 내지 20 g/ft3, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 15 g/ft3, 더욱 바람직하게는 0.8 내지 10 g/ft3, 더욱 바람직하게는 1 내지 7 g/ft3, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 5 g/ft3, 더욱 바람직하게는 2 내지 4 g/ft3, 및 더욱 바람직하게는 2.5 내지 3.5 g/ft3 범위로 포함된 로딩량으로 촉매에 포함되는 것이 바람직하다.
지지체 물질이 알루미나, 실리카, 실리카-알루미나, 란타나-알루미나, 란타나-실리카, 란타나-실리카-알루미나, 바리아-알루미나, 바리아-실리카, 바리아-실리카-알루미나, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 알루미나인 것이 바람직하다.
지지체 물질은, 촉매에 포함된 성분 (a) 내지 (e)의 총량 100 중량%를 기준으로, 원소로서 계산 시 1 내지 30 중량% 범위, 바람직하게는 5 내지 25 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 20 중량%, 및 더욱 바람직하게는 13 내지 17 중량%의 양으로 촉매에 포함되는 것이 바람직하다.
촉매는, 원소로서 계산 시 하나 이상의 백금족 금속 Pt 및/또는 Pd의 총량 100 중량%를 기준으로, 원소로서 계산 시 1 중량% 이하, 바람직하게는 0.1 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 0.01 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 0.001 중량% 미만, 및 더욱 바람직하게는 0.0001 중량% 미만의 Rh을 포함하는 것이 바람직하다.
촉매는, 원소로서 계산 시 하나 이상의 백금족 금속 Pt 및 Pd의 총량 100 중량%를 기준으로, 원소로서 계산 시 1 중량% 이하, 바람직하게는 0.1 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 0.01 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 0.001 중량% 미만, 및 더욱 바람직하게는 0.0001 중량% 미만의 pd를 포함하는 것이 바람직하다.
촉매는, 촉매에 포함된 성분 (a) 내지 (e)의 총량 100 중량%를 기준으로, 원소로서 계산 시 0.25 내지 1.75 중량% 바람직하게는 0.5 내지 1.5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.75 내지 1.25 중량%, 및 더욱 바람직하게는 0.9 내지 1.1 중량%의 하나 이상의 희토류 금속 산화물을 포함하는 것이 바람직하다.
하나 이상의 희토류 금속 산화물이 산화프레세오디뮴, 바람직하게는 Pr(III,IV) 산화물, 및 더욱 바람직하게는 Pr6O11를 포함하고, 더욱 바람직하게는 산화프레세오디뮴이 희소 금속 산화물, 바람직하게는 Pr(III,IV) 산화물, 및 더욱 바람직하게는 Pr6O11를 포함하는 것이 바람직하다.
촉매는, 촉매에 포함된 성분 (a) 내지 (e)의 총량 100 중량%를 기준으로, MO2로서 계산 시, 1 내지 3.4 중량%, 바람직하게는 1.7 내지 2.9 중량%, 및 더욱 바람직하게는 2.0 내지 2.4 중량%의 하나 이상의 전이 금속 산화물을 포함하는 것이 바람직하다.
(c)에서의 하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2, TiO2, VO2, V2O5, Nb2O5, Ta2O5, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 MnO2, TiO2, VO2, V2O5, Nb2O5, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 MnO2, TiO2, VO2, V2O5, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 MnO2, TiO2, VO2, 및 V2O5로 이루어진 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 (c)에서의 하나 이상의 전이 금속 산화물은 MnO2 및/또는 TiO2를 포함하고, 더욱 바람직하게는 (c)에서의 하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2 및/또는 TiO2로 이루어지는 것이 바람직하다.
하나 이상의 희토류 금속 산화물 및 하나 이상의 전이 금속 산화물이 혼합 산화물로서 존재하는 것이 바람직하다.
하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2를 포함하고, 하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2로 이루어지는 것이 바람직하다.
하나 이상의 전이 금속 산화물이 TiO2를 포함하고, 하나 이상의 전이 금속 산화물이 TiO2로 이루어지는 것이 바람직하다.
하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2 및 TiO2를 포함하고, 하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2 및 TiO2로 이루어지는 것이 바람직하다.
촉매는, 촉매에 포함된 성분 (a) 내지 (e)의 총량 100 중량%를 기준으로, 65 내지 95 중량%, 바람직하게는 70 내지 90 중량%, 더욱 바람직하게는 75 내지 85 중량%, 및 더욱 바람직하게는 78 내지 82 중량%의 하나 이상의 제올라이트 물질을 포함하는 것이 바람직하다.
하나 이상의 제올라이트 물질이 CHA, AEI, RTH, LEV, DDR, KFI, ERI, AFX, 및 이들의 둘 이상의 조합물 또는 혼합 구조물, 바람직하게는 CHA, RTH 및 AEI, 더욱 바람직하게는 CHA 및/또는 AEI, 및 더욱 바람직하게는 CHA로 이루어진 군으로부터 선택된 골격 유형 구조를 갖는 것이 바람직하다.
하나 이상의 제올라이트 물질이 CHA-유형 골격 구조를 갖는 경우, 상기 하나 이상의 제올라이트 물질은 바람직하게는 ZK-14, 카바자이트, Linde R, Phi, SAPO-34, 빌헨더조나이트(willhendersonite), SSZ-13, ZYT-6, MeAPO-47, CoAPO-44, MeAPSO-47, SAPO-47, AlPO-34, GaPO-34, Linde D, [Si-O]-CHA, DAF-5, UiO-21, [Zn-As-O]-CHA, [Al-As-O]-CHA, |Co| [Be-P-O]-CHA, (Ni(deta)2)-UT-6, 및 SSZ-62로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 ZK-14, 카바자이트, Linde R, Phi, 빌헨더조나이트, SSZ-13, ZYT-6, Linde D, [Si-O]-CHA, DAF-5, UiO-21, 및 SSZ-62로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 카바자이트, SSZ-13, 및 SSZ-62로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 제올라이트를 포함하고, 더욱 바람직하게는 제올라이트 물질이 카바자이트 및/또는 SSZ-13, 바람직하게는 SSZ-13를 포함하고, 더욱 바람직하게는 제올라이트 물질이 카바자이트 및/또는 SSZ-13, 바람직하게는 SSZ-13로 구성되는 것이 바람직하다.
하나 이상의 제올라이트 물질이, 하나 이상의 전이 금속과 함께, 하나 이상의 제올라이트 물질 100 중량% 기준으로, 원소로서 계산 시 1 내지 8 중량% 범위, 바람직하게는 2 내지 6 중량%, 더욱 바람직하게는 3 내지 5 중량%, 및 더욱 바람직하게는 4 내지 4.8 중량%의 하나 이상의 전이 금속 양으로 로딩되는 것이 바람직하다.
하나 이상의 제올라이트 물질이 골격 구조에 SiO2 및 X2O3를 포함하고, 여기서 X는 하나 이상의 4가 원소를 나타내는 것이 바람직하다.
하나 이상의 제올라이트 물질이 골격 구조에 SiO2 및 X2O3를 포함하고, X가 하나 이상의 4가 원소를 나타내는 경우, 하나 이상의 4가 원소 X는 Al, B, Ga, In, 및 이들의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 Al, B, Ga, 및 이들의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 X는 Al 및/또는 B, 바람직하게는 Al를 나타내는 것이 바람직하다.
하나 이상의 제올라이트 물질이 골격 구조에 SiO2 및 X2O3를 포함하고, X가 하나 이상의 4가 원소를 나타내는 경우, 하나 이상의 제올라이트 물질의 SiO2 : X2O3 몰비는 1 내지 200, 바람직하게는 5 내지 100, 더욱 바람직하게는 10 내지 50, 더욱 바람직하게는 15 내지 40, 더욱 바람직하게는 20 내지 30, 더욱 바람직하게는 23 내지 25, 및 더욱 바람직하게는 23.5 내지 24 범위에 포함되는 것이 바람직하다.
하나 이상의 제올라이트 물질이 골격 구조에 SiO2 및 X2O3를 포함하고, X가 하나 이상의 4가 원소를 나타내고, 하나 이상의 4가 원소 X가 Al, B, Ga, In, 및 이들의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 경우, 하나 이상의 제올라이트 물질의 SiO2 : X2O3 몰비는 1 내지 200, 바람직하게는 5 내지 100, 더욱 바람직하게는 10 내지 50, 더욱 바람직하게는 15 내지 40, 더욱 바람직하게는 20 내지 30, 더욱 바람직하게는 23 내지 25, 및 더욱 바람직하게는 23.5 내지 24 범위에 포함되는 것이 바람직하다.
하나 이상의 임의적인 결합제가, 촉매에 포함된 성분 (a) 내지 (e)의 총량 100 중량%를 기준으로, 1 내지 7 중량% 범위, 바람직하게는 2 내지 6 중량%, 더욱 바람직하게는 3 내지 5 중량%, 및 더욱 바람직하게는 3.5 내지 4.5 중량%의 양으로 촉매에 포함되는 것이 바람직하다.
하나 이상의 결합제가 ZrO2, Al2O3, 및 SiO2로 이루어진 군으로부터 선택되고, 하나 이상의 결합제가 ZrO2를 포함하고, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 결합제가 ZrO2로 이루어지는 것이 바람직하다.
촉매가 기재를 추가로 포함하고, 이러한 기재가 바람직하게는 모놀리식 기재, 및 더욱 바람직하게는 허니콤 기재인 것이 바람직하다.
촉매가 기재를 추가로 포함하는 경우, 상기 기재는 벽-유동형 기재 또는 관류형 기재, 바람직하게는 관류형 기재인 것이 바람직하다.
촉매가 기재를 추가로 포함하는 경우, 상기 기재는 금속 기재 또는 세라믹 기재, 바람직하게는 세라믹 기재이고, 더욱 바람직하게는, 상기 기재는 코디어라이트 기재인 것이 바람직하다.
상기 기재가 벽-유동형 기재 또는 관류형 기재인 경우, 상기 기재는 금속 기재 또는 세라믹 기재, 바람직하게는 세라믹 기재이고, 더욱 바람직하게는, 상기 기재는 코디어라이트 기재인 것이 바람직하다.
성분 (a) 내지 (e)가 기재 상에 하나 이상의 워시코트 층으로서 제공되고, 바람직하게는 성분 (a) 내지 (e)가 동일한 워시코트 층에 포함되고, 더욱 바람직하게는 기재가 성분 (a) 내지 (e)를 포함하는 단일 워시코트 층으로 코팅되고, 더욱 바람직하게는 상기 기재가 성분 (a) 내지 (e)로 이루어진 단일 워시코트 층으로 코팅되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 내연 엔진으로부터, 바람직하게는 희박 내연 엔진으로부터, 및 더욱 바람직하게는 희박 가솔린 엔진으로부터 또는 디젤 엔진으로부터 발생하는 배기 가스의 처리를 위한 배기 가스 처리 시스템에 관한 것이며, 상기 시스템은 본 발명의 임의의 특정한 및 바람직한 실시양태에 따른 AMOX 촉매와 하나 이상의 디젤 산화 촉매, NOx의 선택적 접촉 환원을 위한 촉매(SCR 촉매), 및 임의적으로 촉매화된 매연 필터를 포함한다.
상기 시스템이 디젤 산화 촉매, 임의적으로 촉매화된 매연 필터 및 SCR 촉매를 포함하고, 이러한 디젤 산화 촉매가 임의적으로 촉매화된 매연 필터의 상류에 위치하고, 임의적으로 촉매화된 매연 필터가 SCR 촉매의 상류에 위치하고, AMOX 촉매가 SCR 촉매의 하류에 위치하고, 디젤 산화 촉매가 바람직하게는 시스템의 제1 촉매이고 바람직하게는 엔진과 디젤 산화 촉매 사이에는 촉매가 존재하지 않는 것이 바람직하다.
상기 시스템이 환원제 주입기를 추가로 포함하고, 이러한 환원제 주입기가 임의적으로 촉매화된 매연 필터의 하류 및 SCR 촉매의 상류에 위치하고, 환원제가 바람직하게는 우레아인 것이 바람직하다.
상기 시스템이 환원제 주입기를 추가로 포함하며, 이러한 환원제 주입기가 임의적으로 촉매화된 매연 필터의 하류 및 SCR 촉매의 상류에 위치하고, 환원제가 바람직하게는 우레아인 경우, 상기 시스템이 디젤 산화 촉매, 임의적으로 촉매화된 매연 필터 및 SCR 촉매를 포함하고, 이러한 디젤 산화 촉매가 SCR 촉매의 상류에 위치하고, SCR 촉매가 AMOX 촉매의 상류에 위치하고, AMOX 촉매가 임의적으로 촉매화된 매연 필터의 상류에 위치하고, 디젤 산화 촉매가 바람직하게는 시스템의 제1 촉매이고, 바람직하게는 엔진과 디젤 산화 촉매에는 촉매가 존재하지 않는 것이 바람직하다.
상기 시스템이 디젤 산화 촉매, 임의적으로 촉매화된 매연 필터 및 SCR 촉매를 포함하고, 이러한 디젤 산화 촉매가 SCR 촉매의 상류에 위치하고 SCR 촉매가 AMOX 촉매의 상류에 위치하고, AMOX 촉매가 임의적으로 촉매화된 매연 필터의 상류에 위치하는 경우, 상기 시스템은 환원제 주입기를 추가로 포함하며, 이러한 환원제 주입기는 디젤 산화 촉매의 하류 및 SCR 촉매의 상류에 위치하고, 환원제는 바람직하게는 우레아인 것이 바람직하다.
상기 시스템이 SCR 촉매 및 임의적으로 촉매화된 매연 필터를 포함하고, 이러한 SCR 촉매가 AMOX 촉매의 상류에 위치하고, AMOX 촉매가 임의적으로 촉매화된 매연 필터의 상류에 위치하고, SCR 촉매가 바람직하게는 시스템의 제1 촉매이고, 바람직하게는 엔진과 질소 산화물의 선택적 접촉 환원을 위한 촉매 사이에는 촉매가 존재하지 않는 것이 바람직하다.
상기 시스템이 SCR 촉매 및 임의적으로 촉매화된 매연 필터를 포함하고, 이러한 SCR 촉매가 AMOX 촉매의 상류에 위치하고, AMOX 촉매가 임의적으로 촉매화된 매연 필터의 상류에 위치하는 경우, 상기 시스템은 제1 환원제 주입기를 추가로 포함하고, 이러한 제1 환원제 주입기는 SCR 촉매의 상류에 위치하고, 환원제는 바람직하게는 우레아인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 배기 가스 스트림에 포함된 NOx의 선택적 접촉 환원 방법에 관한 것이며, 상기 방법은
(A) 바람직하게는 내연 엔진으로부터, 더욱 바람직하게는 희박 내연 엔진으로부터, 및 더욱 바람직하게는 희박 가솔린 엔진으로부터 또는 디젤 엔진으로부터의 배기 가스 스트림을 제공하는 단계; 및
(B) (A)에서 제공된 배기 가스 스트림을 본 발명의 임의의 특정한 및 바람직한 실시양태에 따른 AMOX 촉매 또는 본 발명의 임의의 특정한 및 바람직한 실시양태에 따른 배기 가스 처리 시스템에 통과시키는 단계
를 포함한다.
또한, 본 발명은 암모니아 산화용 촉매, 바람직하게는 본 발명의 특정한 및 바람직한 실시양태 중 어느 하나에 따른 암모니아 산화용 촉매의 제조 방법에 관한 것이며, 상기 방법은
(1) 하나 이상의 Pt 및/또는 Pd의 염을 제공하는 단계;
(2) 하나 이상의 지지체 물질을 제공하는 단계;
(3) (1)에서 제공된 하나 이상의 Pt 및/또는 Pd의 염을 (2)에서 제공된 하나 이상의 지지체 물질에 함침시키는 단계;
(4) 하나 이상의 전이 금속 산화물, 및/또는 하나 이상의 이들의 전구체를 제공하는 단계(이때 하나 이상의 전이 금속 산화물은 Mn, Ti, V, Nb 및 Ta의 산화물, 및 이들의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택됨);
(5) (4)에서 제공된 하나 이상의 전이 금속 산화물 및/또는 하나 이상의 이들의 전구체를 (3)에서 수득된 하나 이상의 함침된 지지체 물질에 제공하고, 생성된 혼합물을 혼합하는 단계;
(6) Pr, Nd 및 Ce의 산화물, 및 이들의 둘 이상의 조합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 희토류 금속 산화물, 및/또는 하나 이상의 이들의 전구체를 제공하는 단계;
(7) (6)에서 제공된 하나 이상의 희토류 금속 산화물 및/또는 하나 이상의 이들의 전구체를 (5)에서 수득된 혼합물 제공하고, 생성된 혼합물을 혼합하는 단계;
(8) 임의적으로 (7)에서 수득된 혼합물을 건조하는 단계;
(9) (7) 또는 (8)에서 수득된 혼합물을 하소하는 단계;
(10) (9)에서 수득된 하소된 혼합물을 용매 시스템에 현탁시키는 단계;
(11) 임의적으로 (10)에서 수득된 현탁액을 밀링하는 단계;
(12) 하나 이상의 제올라이트 물질을 제공하는 단계;
(13) 임의적으로 하나 이상의 결합제 및/또는 하나 이상의 이들의 전구체를 제공하는 단계;
(14) (13)에서 제공된 임의적인 하나 이상의 결합제 및/또는 하나 이상의 이들의 전구체를 (12)에서 제공된 하나 이상의 제올라이트 물질에 첨가하고, 생성된 혼합물을 혼합하는 단계;
(15) (10) 또는 (11)에서 수득된 현탁액을 (14)에서 수득된 혼합물에 첨가하고, 생성된 혼합물을 혼합하여 슬러리를 수득하는 단계;
(16) 기재를 제공하는 단계;
(17) (15)에서 생성된 슬러리를 (16)에서 기재된 기재에 코팅하여, 코팅된 기재를 수득하는 단계;
(18) 임의적으로 (17)에서 수득된 코팅된 기재를 건조하는 단계; 및
(19) (17) 또는 (18)에서 수득된 혼합물을 하소하는 단계
를 포함하고, 이때 (12)에서 제공된 하나 이상의 제올라이트 물질은 Cu 및/또는 Fe, 바람직하게는 Cu와 함께 로딩된다.
(2)에서의 하나 이상의 지지체 물질이 80 내지 220 m2/g, 바람직하게는 100 내지 200 m2/g, 더욱 바람직하게는 130 내지 170 m2/g, 및 더욱 바람직하게는 145 내지 155 m2/g 범위의 BET 표면적(이때, BET 표면적은 바람직하게는 ISO 9277:2010에 따라 측정됨)을 나타내는 것이 바람직하다.
(4)에서의 하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2, TiO2, VO2, V2O5, Nb2O5, Ta2O5, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 MnO2, TiO2, VO2, V2O5, Nb2O5, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 MnO2, TiO2, VO2, V2O5, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 MnO2, TiO2, VO2, 및 V2O5로 이루어진 군으로부터 선택되고, 더욱 상기 하나 이상의 전이 금속 산화물은 MnO2 및/또는 TiO2를 포함하고, 더욱 상기 하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2 및/또는 TiO2로 이루어지는 것이 바람직하다.
(4)에서의 하나 이상의 전이 금속 산화물이 TiO2를 포함하고, 이러한 TiO2가 바람직하게는 하이드로겔로서 제공되는 것이 바람직하다.
(4)에서의 하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2를 포함하고, 바람직하게는 하나 이상의 MnO2의 전구체가 (4)에서 제공되고, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 MnO2의 전구체가 하나 이상의 Mn(II)의 염을 포함하고, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 MnO2의 전구체가 망간 나이트레이트를 포함하고, 더욱 바람직하게는 (4)에서 망간 나이트레이트가 하나 이상의 MnO2의 전구체로서 제공되는 것이 바람직하다.
(4)에서의 하나 이상의 전이 금속 산화물이 TiO2 및 MnO2를 포함하고, 바람직하게는 하나 이상의 MnO2의 전구체가 (4)에서 제공되는 것이 바람직하다.
(5)에서의 하나 이상의 전이 금속 산화물이 연속적으로 첨가되고 하나 이상의 함침된 지지체 물질에 혼합되는 것이 바람직하다.
(6)에서 하나 이상의 희토류 금속 산화물이 Pr 및/또는 Nd의 산화물, 바람직하게는 Pr의 산화물을 포함하고, 더욱 바람직하게는 (6)에서의 하나 이상의 희토류 금속 산화물이 Pr 및/또는 Nd의 산화물, 바람직하게는 Pr의 산화물로 이루어지는 것이 바람직하다.
(6)에서 하나 이상의 희토류 금속 산화물이 산화프레세오디뮴을 포함하고, 바람직하게는 하나 이상의 산화프레세오디뮴의 전구체가 (6)에서 제공되고, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 산화프레세오디뮴의 전구체가 하나 이상의 Pr(III)의 염을 포함하고, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 산화프레세오디뮴의 전구체가 프레세오디뮴 나이트레이트를 포함하고, 더욱 바람직하게는 프레세오디뮴 나이트레이트가 (6)에서 하나 이상의 산화프레세오디뮴의 전구체로서 제공되는 것이 바람직하다.
(8)에서 건조가 40 내지 200℃, 바람직하게는 50 내지 190℃ 범위, 더욱 바람직하게는 60 내지 180℃, 더욱 바람직하게는 70 내지 170℃, 더욱 바람직하게는 80 내지 160℃, 더욱 바람직하게는 90 내지 150℃, 더욱 바람직하게는 100 내지 140℃, 더욱 바람직하게는 110 내지 130℃, 더욱 바람직하게는 115 내지 125℃, 및 더욱 바람직하게는 118 내지 122℃ 범위를 포함하는 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
(8)에서의 건조가 40 내지 200분, 바람직하게는 60 내지 180분, 더욱 바람직하게는 70 내지 170분, 더욱 바람직하게는 80 내지 160분, 더욱 바람직하게는 90 내지 150분, 더욱 바람직하게는 100 내지 140분, 및 더욱 바람직하게는 110 내지 130분, 및 더욱 바람직하게는 115 내지 125분 범위의 기간 동안 수행되는 것이 바람직하다.
(9)에서 하소가 200 내지 1000℃, 바람직하게는 300 내지 900℃, 더욱 바람직하게는 350 내지 850℃, 더욱 바람직하게는 400 내지 800℃, 더욱 바람직하게는 450 내지 750℃, 더욱 바람직하게는 500 내지 700℃, 더욱 바람직하게는 565 내지 625℃, 및 더욱 바람직하게는 580 내지 600℃ 범위를 포함하는 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
(9)에서 하소가 40 내지 200분, 바람직하게는 60 내지 180분, 더욱 바람직하게는 70 내지 170분, 더욱 바람직하게는 80 내지 160분, 더욱 바람직하게는 90 내지 150분, 더욱 바람직하게는 100 내지 140분, 및 더욱 바람직하게는 110 내지 130분, 및 더욱 바람직하게는 115 내지 125분 범위의 기간 동안 수행되는 것이 바람직하다.
(10)에서의 용매 시스템이 증류수를 포함하고, 증류수가 (10)에서 용매 시스템으로서 사용되는 것이 바람직하다.
(11)에서, (10)에서 수득된 현탁액은 1 내지 30 μm, 바람직하게는 5 내지 25 μm, 더욱 바람직하게는 10 내지 20 μm, 및 더욱 바람직하게는 13 내지 17 μm 범위를 포함하는 입자 크기 Dv90(이때, 바람직하게는 입자 크기 Dv90은 ISO 13320:2020에 따라 측정됨)로 밀링되는 것이 바람직하다.
(12)에서 하나 이상의 제올라이트 물질이 CHA, AEI, RTH, LEV, DDR, KFI, ERI, AFX, 및 이들의 둘 이상의 조합물 또는 혼합 구조물로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 CHA, RTH, AEI, 및 이들의 둘 이상의 조합물 또는 혼합 구조물로 이루어진 군으로부터 선택되는 골격 유형 구조를 갖고, 더욱 바람직하게는 (12)에서, 하나 이상의 제올라이트 물질이 CHA 및/또는 AEI 골격 유형 구조, 및 더욱 바람직하게는 CHA 골격 유형 구조를 갖는 것이 바람직하다.
(12)에서 하나 이상의 제올라이트 물질이 CHA-유형 골격 구조를 갖는 경우, 하나 이상의 제올라이트 물질은 바람직하게는 ZK-14, 카바자이트, Linde R, Phi, SAPO-34, 빌헨더조나이트(willhendersonite), SSZ-13, ZYT-6, MeAPO-47, CoAPO-44, MeAPSO-47, SAPO-47, AlPO-34, GaPO-34, Linde D, [Si-O]-CHA, DAF-5, UiO-21, [Zn-As-O]-CHA, [Al-As-O]-CHA, |Co| [Be-P-O]-CHA, (Ni(deta)2)-UT-6 및 SSZ-62로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 ZK-14, 카바자이트, Linde R, Phi, 빌헨더조나이트, SSZ-13, ZYT-6, Linde D, [Si-O]-CHA, DAF-5, UiO-21, 및 SSZ-62로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 카바자이트, SSZ-13, 및 SSZ-62로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 제올라이트를 포함하고, 더욱 바람직하게는 제올라이트 물질이 카바자이트 및/또는 SSZ-13, 바람직하게는 SSZ-13를 포함하고, 더욱 바람직하게는 제올라이트 물질이 카바자이트 및/또는 SSZ-13, 바람직하게는 SSZ-13로 구성되는 것이 바람직하다.
(12)에서 하나 이상의 제올라이트 물질이, 하나 이상의 전이 금속과 함께, 하나 이상의 제올라이트 물질 100 중량% 기준으로, 원소로서 계산 시 1 내지 8 중량% 범위, 바람직하게는 2 내지 6 중량%, 더욱 바람직하게는 3 내지 5 중량%, 및 더욱 바람직하게는 4 내지 4.8 중량%의 하나 이상의 전이 금속 양으로 로딩되는 것이 바람직하다.
(12)에서 하나 이상의 제올라이트 물질이 골격 구조에 SiO2 및 X2O3를 포함하고, 여기서 X는 하나 이상의 4가 원소를 나타내는 것이 바람직하다.
(12)에서 하나 이상의 제올라이트 물질이 골격 구조에 SiO2 및 X2O3를 포함하고, X가 하나 이상의 4가 원소를 나타내는 경우, 하나 이상의 4가 원소 X는 Al, B, Ga, In, 및 이들의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 Al, B, Ga, 및 이들의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 X는 Al 및/또는 B, 바람직하게는 Al를 나타내는 것이 바람직하다.
(12)에서 하나 이상의 제올라이트 물질이 골격 구조에 SiO2 및 X2O3를 포함하고, X가 하나 이상의 4가 원소를 나타내는 경우, (12)에서의 하나 이상의 제올라이트 물질의 SiO2 : X2O3 몰비는 1 내지 200, 바람직하게는 5 내지 100, 더욱 바람직하게는 10 내지 50, 더욱 바람직하게는 15 내지 40, 더욱 바람직하게는 20 내지 30, 더욱 바람직하게는 23 내지 25, 및 더욱 바람직하게는 23.5 내지 24 범위에 포함되는 것이 바람직하다.
(12)에서 하나 이상의 제올라이트 물질이 골격 구조에 SiO2 및 X2O3를 포함하고, X가 하나 이상의 4가 원소를 나타내고, 하나 이상의 4가 원소 X가 Al, B, Ga, In, 및 이들의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 경우, (12)에서의 하나 이상의 제올라이트 물질의 SiO2 : X2O3 몰비는 1 내지 200, 바람직하게는 5 내지 100, 더욱 바람직하게는 10 내지 50, 더욱 바람직하게는 15 내지 40, 더욱 바람직하게는 20 내지 30, 더욱 바람직하게는 23 내지 25, 및 더욱 바람직하게는 23.5 내지 24 범위에 포함되는 것이 바람직하다.
(12)에서 하나 이상의 제올라이트 물질이 1 내지 10 μm, 바람직하게는 3 내지 8 μm, 더욱 바람직하게는 6 내지 7, 및 더욱 바람직하게는 6.5 내지 5.5 μm 범위를 포함하는 입자 크기 Dv90(이때, 바람직하게는 입자 크기 Dv90은 ISO 13320:2020에 따라 측정됨)을 나타내는 것이 바람직하다.
(13)에서 하나 이상의 결합제가 ZrO2, Al2O3, 및 SiO2로 이루어진 군으로부터 선택되고, 하나 이상의 결합제가 ZrO2를 포함하고, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 결합제가 ZrO2로 이루어지는 것이 바람직하다.
(13)에서 하나 이상의 결합제가 ZrO2를 포함하고, 바람직하게는 하나 이상의 ZrO2의 전구체가 (13)에서 제공되고, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 ZrO2의 전구체가 하나 이상의 Zr(IV)의 염을 포함하고, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 ZrO2의 전구체가 지르코늄 아세테이트를 포함하고, 더욱 바람직하게는 지르코늄 아세테이트가 (13)에서 하나 이상의 ZrO2의 전구체로서 제공되는 것이 바람직하다.
(14)에서의 혼합이 4 내지 20시간, 바람직하게는 6 내지 18시간, 더욱 바람직하게는 8 내지 16시간, 더욱 바람직하게는 10 내지 14시간, 및 더욱 바람직하게는 11 내지 13시간 범위를 포함하는 기간 동안 수행되는 것이 바람직하다.
(16)에서 상기 기재가 모놀리식 기재이고, 바람직하게는 허니콤 기재인 것이 바람직하다.
(16)에서, 상기 기재가 모놀리식 기재인 경우, 상기 기재는 벽-유동형 기재 또는 관류형 기재, 바람직하게는 관류형 기재인 것이 바람직하다.
(16)에서, 상기 기재가 모놀리식 기재인 경우, 상기 기재는 금속 기재 또는 세라믹 기재, 바람직하게는 세라믹 기재이고, 더욱 바람직하게는, 상기 기재는 코디어라이트 기재인 것이 바람직하다.
(16)에서, 상기 기재가 벽-유동형 기재 또는 관류형 기재인 경우, 상기 기재는 금속 기재 또는 세라믹 기재, 바람직하게는 세라믹 기재이고, 더욱 바람직하게는, 상기 기재는 코디어라이트 기재인 것이 바람직하다.
(8)에서 건조가 40 내지 200℃, 바람직하게는 50 내지 190℃ 범위, 더욱 바람직하게는 60 내지 180℃, 더욱 바람직하게는 70 내지 170℃, 더욱 바람직하게는 80 내지 160℃, 더욱 바람직하게는 90 내지 150℃, 더욱 바람직하게는 100 내지 140℃, 더욱 바람직하게는 110 내지 130℃, 더욱 바람직하게는 115 내지 125℃, 및 더욱 바람직하게는 118 내지 122℃ 범위를 포함하는 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
(8)에서 건조가 40 내지 200분, 바람직하게는 60 내지 180분, 더욱 바람직하게는 70 내지 170분, 더욱 바람직하게는 80 내지 160분, 더욱 바람직하게는 90 내지 150분, 더욱 바람직하게는 100 내지 140분, 및 더욱 바람직하게는 110 내지 130분, 및 더욱 바람직하게는 115 내지 125분 범위의 기간 동안 수행되는 것이 바람직하다.
(9)에서 하소는 300 내지 900℃, 바람직하게는 350 내지 850℃, 더욱 바람직하게는 400 내지 800℃, 더욱 바람직하게는 450 내지 750℃, 더욱 바람직하게는 500 내지 700℃, 더욱 바람직하게는 550 내지 650℃, 더욱 바람직하게는 590 내지 610℃, 및 더욱 바람직하게는 598 내지 602℃ 범위를 포함하는 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
(9)에서 하소가 40 내지 200분, 바람직하게는 60 내지 180분, 더욱 바람직하게는 70 내지 170분, 더욱 바람직하게는 80 내지 160분, 더욱 바람직하게는 90 내지 150분, 더욱 바람직하게는 100 내지 140분, 및 더욱 바람직하게는 110 내지 130분, 및 더욱 바람직하게는 115 내지 125분 범위의 기간 동안 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명은 추가로 암모니아 산화용 촉매를 제조하기 위한 본 발명의 공정의 임의의 특정한 및 바람직한 실시양태에 따라 수득되거나 또는 수득가능한 암모니아 산화용 촉매에 관한 것이다.
본 발명은 또한 바람직하게는 배출 처리 시스템에서의 암모니아 슬립 촉매로서, 더욱 바람직하게는 고정식 또는 자동차 배출 처리 시스템에서의 암모니아 슬립 촉매로서, 더욱 바람직하게는 희박 내연 엔진으로부터의 배기 가스 처리를 위한 자동차 배출 처리 시스템에서의 암모니아 슬립 촉매로서, 및 더욱 바람직하게는 배기 가스 희박 가솔린 엔진으로부터 또는 디젤 엔진으로부터의 배기 가스 처리를 위한 자동차 배출 처리 시스템에서의 암모니아 슬립 촉매로서의, 본 발명의 임의의 특정한 및 바람직한 실시양태에 따른 암모니아 산화용 촉매의 용도에 관한 것이다.
도 1은 실시예 6의 촉매 테스트로부터의 결과를 도시하며, 이때 실시예 3 내지 5와 비교 실시예 1, 2, 4 및 5에 따른 AMOX 촉매를 포함하는 배기 시스템으로부터 배출된 NOx 및 N2O의 양(g/l)은 왼쪽에 표시되고, HN3 T50 라이트 오프 온도(℃)는 오른쪽에 표시된다.
도 2는 실시예 6의 촉매 테스트로부터의 결과를 도시하며, 이때 실시예 1 및 2와 비교 실시예 3에 따른 AMOX 촉매를 포함하는 배기 시스템으로부터 배출된 NOx 및 N2O의 양(g/l)은 왼쪽에 표시되고, HN3 T50 라이트 오프 온도(℃)는 오른쪽에 표시된다.
본 발명은 지시된 종속성 및 역참조로부터 발생하는 다음의 실시양태 세트 및 실시양태의 조합에 의해 추가로 예시된다. 특히, 실시양태의 범위가 언급되는 각각의 경우, 예를 들어 "실시양태 1 내지 4 중 어느 하나의 방법"과 같은 용어의 맥락에서, 상기 범위의 모든 실시양태가 당업자에게 명시적으로 개시되는 것을 의미하며, 즉, 이러한 용어의 표현은 "실시양태 1, 2, 3, 및 4 중 어느 하나의 방법"과 동의어인 것으로 당업자에게 이해되어야 한다는 점에 유의한다. 또한, 하기의 실시양태 세트는 보호 범위를 결정하는 청구범위 세트가 아니라 본 발명의 일반적이고 바람직한 측면에 대한 설명 중 적절하게 구성된 부분을 나타낸다는 점을 명시적으로 유의해야 한다.
1. 암모니아 산화용 촉매(AMOX 촉매)로서, 상기 촉매는 성분으로서
(a) 지지체 물질 상에 지지되는 하나 이상의 백금족 금속으로서 Pt 및/또는 Pd;
(b) Pr, Nd, 및 Ce의 산화물, 및 이들의 둘 이상의 조합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 희토류 금속 산화물(이때, 바람직하게는 하나 이상의 희토류 금속 산화물이 Pr 및/또는 Nd의 산화물, 바람직하게는 Pr의 산화물을 포함하고, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 희토류 금속 산화물이 Pr 및/또는 Nd의 산화물, 바람직하게는 Pr의 산화물로 이루어짐);
(c) Mn, Ti, V, Nb 및 Ta의 산화물, 및 이들의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 전이 금속 산화물;
(d) 하나 이상의 제올라이트 물질; 및
(e) 임의적으로 하나 이상의 결합제
를 포함하고, 이때 하나 이상의 제올라이트 물질은 Cu 및/또는 Fe, 바람직하게는 Cu와 함께 로딩되는, 촉매.
2. 실시양태 1에 있어서, 하나 이상의 백금족 금속이 Pt를 포함하고, 바람직하게는 하나 이상의 백금족 금속이 Pt로 구성되는, 촉매.
3. 실시양태 1 또는 2에 있어서, 하나 이상의 백금족 금속 Pt 및/또는 Pd는, 촉매에 포함된 성분 (a) 내지 (e)의 총량 100 중량%를 기준으로, 원소로서 계산 시 0.003 내지 0.87 중량% 범위, 바람직하게는 0.009 내지 0.58 중량%, 더욱 바람직하게는 0.014 내지 0.43 중량%, 더욱 바람직하게는 0.023 내지 0.29 중량%, 더욱 바람직하게는 0.029 내지 0.2 중량%, 더욱 바람직하게는 0.043 내지 0.15 중량%, 더욱 바람직하게는 0.058 내지 0.12 중량%, 및 더욱 바람직하게는 0.072 내지 0.1 중량%의 양으로 촉매에 포함되는, 촉매.
4. 실시양태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 백금족 금속 Pt 및/또는 Pd가 0.1 내지 30 g/ft3, 바람직하게는 0.3 내지 20 g/ft3, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 15 g/ft3, 더욱 바람직하게는 0.8 내지 10 g/ft3, 더욱 바람직하게는 1 내지 7 g/ft3, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 5 g/ft3, 더욱 바람직하게는 2 내지 4 g/ft3, 및 더욱 바람직하게는 2.5 내지 3.5 g/ft3 범위로 포함된 로딩량으로 촉매에 포함되는, 촉매.
5. 실시양태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 지지체 물질이 알루미나, 실리카, 실리카-알루미나, 란타나-알루미나, 란타나-실리카, 란타나-실리카-알루미나, 바리아-알루미나, 바리아-실리카, 바리아-실리카-알루미나, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 알루미나인, 촉매.
6. 실시양태 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 지지체 물질이, 촉매에 포함된 성분 (a) 내지 (e)의 총량 100 중량%를 기준으로, 원소로서 계산 시 1 내지 30 중량% 범위, 바람직하게는 5 내지 25 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 20 중량%, 및 더욱 바람직하게는 13 내지 17 중량%의 양으로 촉매에 포함되는, 촉매.
7. 실시양태 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 상기 촉매가, 원소로서 계산 시 하나 이상의 백금족 금속 Pt 및/또는 Pd의 총량 100 중량%를 기준으로, 원소로서 계산 시 1 중량% 이하, 바람직하게는 0.1 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 0.01 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 0.001 중량% 미만, 및 더욱 바람직하게는 0.0001 중량% 미만의 Rh을 포함하는, 촉매.
8. 실시양태 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 촉매가, 원소로서 계산 시 하나 이상의 백금족 금속 Pt 및 Pd의 총량 100 중량%를 기준으로, 원소로서 계산 시 1 중량% 이하, 바람직하게는 0.1 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 0.01 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 0.001 중량% 미만, 및 더욱 바람직하게는 0.0001 중량% 미만의 pd를 포함하는, 촉매.
9. 실시양태 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 촉매가, 촉매에 포함된 성분 (a) 내지 (e)의 총량 100 중량%를 기준으로, 원소로서 계산 시 0.25 내지 1.75 중량% 바람직하게는 0.5 내지 1.5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.75 내지 1.25 중량%, 및 더욱 바람직하게는 0.9 내지 1.1 중량%의 하나 이상의 희토류 금속 산화물을 포함하는, 촉매.
10. 실시양태 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 희토류 금속 산화물이 산화프레세오디뮴, 바람직하게는 Pr(III,IV) 산화물, 및 더욱 바람직하게는 Pr6O11를 포함하고, 더욱 바람직하게는 산화프레세오디뮴이 희소 금속 산화물, 바람직하게는 Pr(III,IV) 산화물, 및 더욱 바람직하게는 Pr6O11를 포함하는, 촉매.
11. 실시양태 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 상기 촉매가, 촉매에 포함된 성분 (a) 내지 (e)의 총량 100 중량%를 기준으로, MO2로서 계산 시, 1 내지 3.4 중량%, 바람직하게는 1.7 내지 2.9 중량%, 및 더욱 바람직하게는 2.0 내지 2.4 중량%의 하나 이상의 전이 금속 산화물을 포함하는, 촉매.
12. 실시양태 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, (c)에서의 하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2, TiO2, VO2, V2O5, Nb2O5, Ta2O5, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 MnO2, TiO2, VO2, V2O5, Nb2O5, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 MnO2, TiO2, VO2, V2O5, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 MnO2, TiO2, VO2, 및 V2O5로 이루어진 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 (c)에서의 하나 이상의 전이 금속 산화물은 MnO2 및/또는 TiO2를 포함하고, 더욱 바람직하게는 (c)에서의 하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2 및/또는 TiO2로 이루어지는, 촉매.
13. 실시양태 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 희토류 금속 산화물 및 하나 이상의 전이 금속 산화물이 혼합 산화물로서 존재하는, 촉매.
14. 실시양태 1 내지 13 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2를 포함하고, 하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2로 이루어지는, 촉매.
15. 실시양태 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 전이 금속 산화물이 TiO2를 포함하고, 하나 이상의 전이 금속 산화물이 TiO2로 이루어지는, 촉매.
16. 실시양태 1 내지 15 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2 및 TiO2를 포함하고, 하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2 및 TiO2로 이루어지는, 촉매.
17. 실시양태 1 내지 16 중 어느 하나에 있어서, 상기 촉매가, 촉매에 포함된 성분 (a) 내지 (e)의 총량 100 중량%를 기준으로, 65 내지 95 중량%, 바람직하게는 70 내지 90 중량%, 더욱 바람직하게는 75 내지 85 중량%, 및 더욱 바람직하게는 78 내지 82 중량%의 하나 이상의 제올라이트 물질을 포함하는, 촉매.
18. 실시양태 1 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 제올라이트 물질이 CHA, AEI, RTH, LEV, DDR, KFI, ERI, AFX, 및 이들의 둘 이상의 조합물 또는 혼합 구조물, 바람직하게는 CHA, RTH 및 AEI, 더욱 바람직하게는 CHA 및/또는 AEI, 및 더욱 바람직하게는 CHA로 이루어진 군으로부터 선택된 골격 유형 구조를 갖는, 촉매.
19. 실시양태 18에 있어서, 하나 이상의 제올라이트 물질이 CHA-유형 골격 구조를 갖고, 하나 이상의 제올라이트 물질이 바람직하게는 ZK-14, 카바자이트, Linde R, Phi, SAPO-34, 빌헨더조나이트(willhendersonite), SSZ-13, ZYT-6, MeAPO-47, CoAPO-44, MeAPSO-47, SAPO-47, AlPO-34, GaPO-34, Linde D, [Si-O]-CHA, DAF-5, UiO-21, [Zn-As-O]-CHA, [Al-As-O]-CHA, |Co| [Be-P-O]-CHA, (Ni(deta)2)-UT-6, 및 SSZ-62로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 ZK-14, 카바자이트, Linde R, Phi, 빌헨더조나이트, SSZ-13, ZYT-6, Linde D, [Si-O]-CHA, DAF-5, UiO-21, 및 SSZ-62로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 카바자이트, SSZ-13, 및 SSZ-62로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 제올라이트를 포함하고, 더욱 바람직하게는 제올라이트 물질이 카바자이트 및/또는 SSZ-13, 바람직하게는 SSZ-13를 포함하고, 더욱 바람직하게는 제올라이트 물질이 카바자이트 및/또는 SSZ-13, 바람직하게는 SSZ-13로 구성되는, 촉매.
20. 실시양태 1 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 제올라이트 물질이, 하나 이상의 전이 금속과 함께, 하나 이상의 제올라이트 물질 100 중량% 기준으로, 원소로서 계산 시 1 내지 8 중량% 범위, 바람직하게는 2 내지 6 중량%, 더욱 바람직하게는 3 내지 5 중량%, 및 더욱 바람직하게는 4 내지 4.8 중량%의 하나 이상의 전이 금속 양으로 로딩되는, 촉매.
21. 실시양태 1 내지 20 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 제올라이트 물질이 골격 구조에 SiO2 및 X2O3를 포함하고, 이때 X는 하나 이상의 4가 원소를 나타내는, 촉매.
22. 실시양태 21에 있어서, 하나 이상의 4가 원소 X가 Al, B, Ga, In, 및 이들의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 Al, B, Ga, 및 이들의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 X가 Al 및/또는 B, 바람직하게는 Al를 나타내는, 촉매.
23. 실시양태 21 또는 22에 있어서, 하나 이상의 제올라이트 물질의 SiO2 : X2O3 몰비는 1 내지 200, 바람직하게는 5 내지 100, 더욱 바람직하게는 10 내지 50, 더욱 바람직하게는 15 내지 40, 더욱 바람직하게는 20 내지 30, 더욱 바람직하게는 23 내지 25, 및 더욱 바람직하게는 23.5 내지 24 범위에 포함되는, 촉매.
24. 실시양태 1 내지 23 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 임의적인 결합제가, 촉매에 포함된 성분 (a) 내지 (e)의 총량 100 중량%를 기준으로, 1 내지 7 중량% 범위, 바람직하게는 2 내지 6 중량%, 더욱 바람직하게는 3 내지 5 중량%, 및 더욱 바람직하게는 3.5 내지 4.5 중량%의 양으로 촉매에 포함되는, 촉매.
25. 실시양태 1 내지 24 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 결합제가 ZrO2, Al2O3, 및 SiO2로 이루어진 군으로부터 선택되고, 하나 이상의 결합제가 ZrO2를 포함하고, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 결합제가 ZrO2로 이루어지는, 촉매.
26. 실시양태 1 내지 25 중 어느 하나에 있어서, 상기 촉매가 기재를 추가로 포함하고, 이러한 기재가 바람직하게는 모놀리식 기재, 및 더욱 바람직하게는 허니콤 기재인, 촉매.
27. 실시양태 26에 있어서, 상기 기재가 벽-유동형 기재 또는 관류형 기재, 바람직하게는 관류형 기재인, 촉매.
28. 실시양태 26 또는 27에 있어서, 상기 기재가 금속 기재 또는 세라믹 기재, 바람직하게는 세라믹 기재이고, 더욱 바람직하게는, 상기 기재가 코디어라이트 기재인, 촉매.
29. 실시양태 1 내지 28 중 어느 하나에 있어서, 성분 (a) 내지 (e)가 기재 상에 하나 이상의 워시코트 층으로서 제공되고, 바람직하게는 성분 (a) 내지 (e)가 동일한 워시코트 층에 포함되고, 더욱 바람직하게는 상기 기재가 성분 (a) 내지 (e)를 포함하는 단일 워시코트 층으로 코팅되고, 더욱 바람직하게는 상기 기재가 성분 (a) 내지 (e)로 이루어진 단일 워시코트 층으로 코팅되는, 촉매.
30. 내연 엔진으로부터, 바람직하게는 희박 내연 엔진으로부터, 및 더욱 바람직하게는 희박 가솔린 엔진으로부터 또는 디젤 엔진으로부터 발생하는 배기 가스의 처리를 위한 배기 가스 처리 시스템으로서, 상기 시스템이 실시양태 1 내지 29 중 어느 하나에 따른 AMOX 촉매와 하나 이상의 디젤 산화 촉매, NOx의 선택적 접촉 환원을 위한 촉매(SCR 촉매), 및 임의적으로 촉매화된 매연 필터를 포함하는, 배기 가스 시스템.
31. 실시양태 30에 있어서, 디젤 산화 촉매, 임의적으로 촉매화된 매연 필터 및 SCR 촉매를 포함하고, 이러한 디젤 산화 촉매가 임의적으로 촉매화된 매연 필터의 상류에 위치하고, 임의적으로 촉매화된 매연 필터가 SCR 촉매의 상류에 위치하고, AMOX 촉매가 SCR 촉매의 하류에 위치하고, 디젤 산화 촉매가 바람직하게는 시스템의 제1 촉매이고 바람직하게는 엔진과 디젤 산화 촉매 사이에는 촉매가 존재하지 않는, 시스템.
32. 실시양태 30 또는 31에 있어서, 환원제 주입기를 추가로 포함하고, 이러한 환원제 주입기가 임의적으로 촉매화된 매연 필터의 하류 및 SCR 촉매의 상류에 위치하고, 환원제가 바람직하게는 우레아인, 시스템.
33. 실시양태 30에 있어서, 디젤 산화 촉매, 임의적으로 촉매화된 매연 필터 및 SCR 촉매를 포함하고, 이러한 디젤 산화 촉매가 SCR 촉매의 상류에 위치하고, SCR 촉매가 AMOX 촉매의 상류에 위치하고, AMOX 촉매가 임의적으로 촉매화된 매연 필터의 상류에 위치하고, 디젤 산화 촉매가 바람직하게는 시스템의 제1 촉매이고, 바람직하게는 엔진과 디젤 산화 촉매에는 촉매가 존재하지 않는, 시스템.
34. 실시양태 33에 있어서, 환원제 주입기를 추가로 포함하고, 이러한 환원제 주입기가 디젤 산화 촉매의 하류 및 SCR 촉매의 상류에 위치하고, 환원제가 바람직하게는 우레아인, 시스템.
35. 실시양태 30에 있어서, SCR 촉매 및 임의적으로 촉매화된 매연 필터를 포함하고, 이러한 SCR 촉매가 AMOX 촉매의 상류에 위치하고, AMOX 촉매가 임의적으로 촉매화된 매연 필터의 상류에 위치하고, SCR 촉매가 바람직하게는 시스템의 제1 촉매이고, 바람직하게는 엔진과 질소 산화물의 선택적 접촉 환원을 위한 촉매 사이에는 촉매가 존재하지 않는, 시스템.
36. 실시양태 35에 있어서, 제1 환원제 주입기를 추가로 포함하고, 이러한 제1 환원제 주입기가 SCR 촉매의 상류에 위치하고, 환원제가 바람직하게는 우레아인, 시스템.
37. 배기 가스 스트림에 포함된 NOx의 선택적 접촉 환원 방법으로서,
(A) 바람직하게는 내연 엔진으로부터, 더욱 바람직하게는 희박 내연 엔진으로부터, 및 더욱 바람직하게는 희박 가솔린 엔진으로부터 또는 디젤 엔진으로부터의 배기 가스 스트림을 제공하는 단계; 및
(B) (A)에서 제공된 배기 가스 스트림을 실시양태 1 내지 29 및 70 중 어느 하나에 따른 AMOX 촉매 또는 실시양태 30 내지 36 중 어느 하나에 따른 배기 가스 처리 시스템에 통과시키는 단계
38. 를 포함하는 방법.
39. 암모니아 산화용 촉매, 바람직하게는 실시양태 1 내지 29 중 어느 하나에 따른 암모니아 산화용 촉매의 제조 방법으로서,
(1) 하나 이상의 Pt 및/또는 Pd의 염을 제공하는 단계;
(2) 하나 이상의 지지체 물질을 제공하는 단계;
(3) (1)에서 제공된 하나 이상의 Pt 및/또는 Pd의 염을 (2)에서 제공된 하나 이상의 지지체 물질에 함침시키는 단계;
(4) 하나 이상의 전이 금속 산화물, 및/또는 하나 이상의 이들의 전구체를 제공하는 단계(이때 하나 이상의 전이 금속 산화물은 Mn, Ti, V, Nb 및 Ta의 산화물, 및 이들의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택됨);
(5) (4)에서 제공된 하나 이상의 전이 금속 산화물 및/또는 하나 이상의 이들의 전구체를 (3)에서 수득된 하나 이상의 함침된 지지체 물질에 제공하고, 생성된 혼합물을 혼합하는 단계;
(6) Pr, Nd 및 Ce의 산화물, 및 이들의 둘 이상의 조합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 희토류 금속 산화물, 및/또는 하나 이상의 이들의 전구체를 제공하는 단계;
(7) (6)에서 제공된 하나 이상의 희토류 금속 산화물 및/또는 하나 이상의 이들의 전구체를 (5)에서 수득된 혼합물 제공하고, 생성된 혼합물을 혼합하는 단계;
(8) 임의적으로 (7)에서 수득된 혼합물을 건조하는 단계;
(9) (7) 또는 (8)에서 수득된 혼합물을 하소하는 단계;
(10) (9)에서 수득된 하소된 혼합물을 용매 시스템에 현탁시키는 단계;
(11) 임의적으로 (10)에서 수득된 현탁액을 밀링하는 단계;
(12) 하나 이상의 제올라이트 물질을 제공하는 단계;
(13) 임의적으로 하나 이상의 결합제 및/또는 하나 이상의 이들의 전구체를 제공하는 단계;
(14) (13)에서 제공된 임의적인 하나 이상의 결합제 및/또는 하나 이상의 이들의 전구체를 (12)에서 제공된 하나 이상의 제올라이트 물질에 첨가하고, 생성된 혼합물을 혼합하는 단계;
(15) (10) 또는 (11)에서 수득된 현탁액을 (14)에서 수득된 혼합물에 첨가하고, 생성된 혼합물을 혼합하여 슬러리를 수득하는 단계;
(16) 기재를 제공하는 단계;
(17) (15)에서 생성된 슬러리를 (16)에서 기재된 기재에 코팅하여, 코팅된 기재를 수득하는 단계;
(18) 임의적으로 (17)에서 수득된 코팅된 기재를 건조하는 단계; 및
(19) (17) 또는 (18)에서 수득된 혼합물을 하소하는 단계
를 포함하고, 이때 (12)에서 제공된 하나 이상의 제올라이트 물질은 Cu 및/또는 Fe, 바람직하게는 Cu와 함께 로딩되는, 제조 방법.
40. 실시양태 38에 있어서, (2)에서의 하나 이상의 지지체 물질이 80 내지 220 m2/g, 바람직하게는 100 내지 200 m2/g, 더욱 바람직하게는 130 내지 170 m2/g, 및 더욱 바람직하게는 145 내지 155 m2/g 범위의 BET 표면적(이때, BET 표면적은 바람직하게는 ISO 9277:2010에 따라 측정됨)을 나타내는, 제조 방법.
41. 실시양태 38 또는 39에 있어서, (4)에서의 하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2, TiO2, VO2, V2O5, Nb2O5, Ta2O5, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 MnO2, TiO2, VO2, V2O5, Nb2O5, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 MnO2, TiO2, VO2, V2O5, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 MnO2, TiO2, VO2, 및 V2O5로 이루어진 군으로부터 선택되고, 더욱 상기 하나 이상의 전이 금속 산화물은 MnO2 및/또는 TiO2를 포함하고, 더욱 상기 하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2 및/또는 TiO2로 이루어지는, 제조 방법.
42. 실시양태 38 내지 40 중 어느 하나에 있어서, (4)에서의 하나 이상의 전이 금속 산화물이 TiO2를 포함하고, 이러한 TiO2가 바람직하게는 하이드로겔로서 제공되는, 제조 방법.
43. 실시양태 38 내지 41 중 어느 하나에 있어서, (4)에서의 하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2를 포함하고, 바람직하게는 하나 이상의 MnO2의 전구체가 (4)에서 제공되고, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 MnO2의 전구체가 하나 이상의 Mn(II)의 염을 포함하고, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 MnO2의 전구체가 망간 나이트레이트를 포함하고, 더욱 바람직하게는 (4)에서 망간 나이트레이트가 하나 이상의 MnO2의 전구체로서 제공되는, 제조 방법.
44. 실시양태 38 내지 42 중 어느 하나에 있어서, (4)에서의 하나 이상의 전이 금속 산화물이 TiO2 및 MnO2를 포함하고, 바람직하게는 하나 이상의 MnO2의 전구체가 (4)에서 제공되는, 제조 방법.
45. 실시양태 38 내지 43 중 어느 하나에 있어서, (5)에서의 하나 이상의 전이 금속 산화물이 연속적으로 첨가되고 하나 이상의 함침된 지지체 물질에 혼합되는, 제조 방법.
46. 실시양태 38 내지 44 중 어느 하나에 있어서, (6)에서 하나 이상의 희토류 금속 산화물이 Pr 및/또는 Nd의 산화물, 바람직하게는 Pr의 산화물을 포함하고, 더욱 바람직하게는 (6)에서의 하나 이상의 희토류 금속 산화물이 Pr 및/또는 Nd의 산화물, 바람직하게는 Pr의 산화물로 이루어지는, 제조 방법.
47. 실시양태 38 내지 45 중 어느 하나에 있어서, (6)에서 하나 이상의 희토류 금속 산화물이 산화프레세오디뮴을 포함하고, 바람직하게는 하나 이상의 산화프레세오디뮴의 전구체가 (6)에서 제공되고, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 산화프레세오디뮴의 전구체가 하나 이상의 Pr(III)의 염을 포함하고, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 산화프레세오디뮴의 전구체가 프레세오디뮴 나이트레이트를 포함하고, 더욱 바람직하게는 프레세오디뮴 나이트레이트가 (6)에서 하나 이상의 산화프레세오디뮴의 전구체로서 제공되는, 제조 방법.
48. 실시양태 38 내지 46 중 어느 하나에 있어서, (8)에서 건조가 40 내지 200℃, 바람직하게는 50 내지 190℃ 범위, 더욱 바람직하게는 60 내지 180℃, 더욱 바람직하게는 70 내지 170℃, 더욱 바람직하게는 80 내지 160℃, 더욱 바람직하게는 90 내지 150℃, 더욱 바람직하게는 100 내지 140℃, 더욱 바람직하게는 110 내지 130℃, 더욱 바람직하게는 115 내지 125℃, 및 더욱 바람직하게는 118 내지 122℃ 범위를 포함하는 온도에서 수행되는, 제조 방법.
49. 실시양태 38 내지 47 중 어느 하나에 있어서, (8)에서 건조가 40 내지 200분, 바람직하게는 60 내지 180분, 더욱 바람직하게는 70 내지 170분, 더욱 바람직하게는 80 내지 160분, 더욱 바람직하게는 90 내지 150분, 더욱 바람직하게는 100 내지 140분, 및 더욱 바람직하게는 110 내지 130분, 및 더욱 바람직하게는 115 내지 125분 범위의 기간 동안 수행되는, 제조 방법.
50. 실시양태 38 내지 48 중 어느 하나에 있어서, (9)에서 하소가 200 내지 1000℃, 바람직하게는 300 내지 900℃, 더욱 바람직하게는 350 내지 850℃, 더욱 바람직하게는 400 내지 800℃, 더욱 바람직하게는 450 내지 750℃, 더욱 바람직하게는 500 내지 700℃, 더욱 바람직하게는 565 내지 625℃, 및 더욱 바람직하게는 580 내지 600℃ 범위를 포함하는 온도에서 수행되는, 제조 방법.
51. 실시양태 38 내지 49 중 어느 하나에 있어서, (9)에서 하소가 40 내지 200분, 바람직하게는 60 내지 180분, 더욱 바람직하게는 70 내지 170분, 더욱 바람직하게는 80 내지 160분, 더욱 바람직하게는 90 내지 150분, 더욱 바람직하게는 100 내지 140분, 및 더욱 바람직하게는 110 내지 130분, 및 더욱 바람직하게는 115 내지 125분 범위의 기간 동안 수행되는, 제조 방법.
52. 실시양태 38 내지 50 중 어느 하나에 있어서, (10)에서의 용매 시스템이 증류수를 포함하고, 증류수가 (10)에서 용매 시스템으로서 사용되는, 제조 방법.
53. 실시양태 38 내지 51 중 어느 하나에 있어서, (11)에서, (10)에서 수득된 현탁액은 1 내지 30 μm, 바람직하게는 5 내지 25 μm, 더욱 바람직하게는 10 내지 20 μm, 및 더욱 바람직하게는 13 내지 17 μm 범위를 포함하는 입자 크기 Dv90(이때, 바람직하게는 입자 크기 Dv90은 ISO 13320:2020에 따라 측정됨)로 밀링되는, 제조 방법.
54. 실시양태 38 내지 52 중 어느 하나에 있어서, (12)에서 하나 이상의 제올라이트 물질이 CHA, AEI, RTH, LEV, DDR, KFI, ERI, AFX, 및 이들의 둘 이상의 조합물 또는 혼합 구조물로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 CHA, RTH, AEI, 및 이들의 둘 이상의 조합물 또는 혼합 구조물로 이루어진 군으로부터 선택되는 골격 유형 구조를 갖고, 더욱 바람직하게는 (12)에서, 하나 이상의 제올라이트 물질이 CHA 및/또는 AEI 골격 유형 구조, 및 더욱 바람직하게는 CHA 골격 유형 구조를 갖는, 제조 방법.
55. 실시양태 53에 있어서, (12)에서의 하나 이상의 제올라이트 물질이 CHA-유형 골격 구조를 갖고, 하나 이상의 제올라이트 물질이 바람직하게는 ZK-14, 카바자이트, Linde R, Phi, SAPO-34, 빌헨더조나이트(willhendersonite), SSZ-13, ZYT-6, MeAPO-47, CoAPO-44, MeAPSO-47, SAPO-47, AlPO-34, GaPO-34, Linde D, [Si-O]-CHA, DAF-5, UiO-21, [Zn-As-O]-CHA, [Al-As-O]-CHA, |Co| [Be-P-O]-CHA, (Ni(deta)2)-UT-6, 및 SSZ-62로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 ZK-14, 카바자이트, Linde R, Phi, 빌헨더조나이트, SSZ-13, ZYT-6, Linde D, [Si-O]-CHA, DAF-5, UiO-21, 및 SSZ-62로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 카바자이트, SSZ-13, 및 SSZ-62로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 제올라이트를 포함하고, 더욱 바람직하게는 제올라이트 물질이 카바자이트 및/또는 SSZ-13, 바람직하게는 SSZ-13를 포함하고, 더욱 바람직하게는 제올라이트 물질이 카바자이트 및/또는 SSZ-13, 바람직하게는 SSZ-13로 구성되는, 제조 방법.
56. 실시양태 38 내지 54 중 어느 하나에 있어서, (12)에서 하나 이상의 제올라이트 물질이, 하나 이상의 전이 금속과 함께, 하나 이상의 제올라이트 물질 100 중량% 기준으로, 원소로서 계산 시 1 내지 8 중량% 범위, 바람직하게는 2 내지 6 중량%, 더욱 바람직하게는 3 내지 5 중량%, 및 더욱 바람직하게는 4 내지 4.8 중량%의 하나 이상의 전이 금속 양으로 로딩되는, 제조 방법.
57. 실시양태 38 내지 55 중 어느 하나에 있어서, (12)에서 하나 이상의 제올라이트 물질이 골격 구조에 SiO2 및 X2O3를 포함하고, 여기서 X는 하나 이상의 4가 원소를 나타내는, 제조 방법.
58. 실시양태 56에 있어서, (12)에서의 하나 이상의 4가 원소 X가 Al, B, Ga, In, 및 이들의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 Al, B, Ga, 및 이들의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 X가 Al 및/또는 B, 바람직하게는 Al를 나타내는, 제조 방법.
59. 실시양태 56 또는 57에 있어서, (12)에서의 하나 이상의 제올라이트 물질의 SiO2 : X2O3 몰비가 1 내지 200, 바람직하게는 5 내지 100, 더욱 바람직하게는 10 내지 50, 더욱 바람직하게는 15 내지 40, 더욱 바람직하게는 20 내지 30, 더욱 바람직하게는 23 내지 25, 및 더욱 바람직하게는 23.5 내지 24 범위에 포함되는, 제조 방법.
60. 실시양태 38 내지 58 중 어느 하나에 있어서, (12)에서 하나 이상의 제올라이트 물질이 1 내지 10 μm, 바람직하게는 3 내지 8 μm, 더욱 바람직하게는 6 내지 7, 및 더욱 바람직하게는 6.5 내지 5.5 μm 범위를 포함하는 입자 크기 Dv90(이때, 바람직하게는 입자 크기 Dv90은 ISO 13320:2020에 따라 측정됨)을 나타내는, 제조 방법.
61. 실시양태 38 내지 59 중 어느 하나에 있어서, (13)에서 하나 이상의 결합제가 ZrO2, Al2O3, 및 SiO2로 이루어진 군으로부터 선택되고, 하나 이상의 결합제가 ZrO2를 포함하고, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 결합제가 ZrO2로 이루어지는, 제조 방법.
62. 실시양태 38 내지 60 중 어느 하나에 있어서, (13)에서 하나 이상의 결합제가 ZrO2를 포함하고, 바람직하게는 하나 이상의 ZrO2의 전구체가 (13)에서 제공되고, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 ZrO2의 전구체가 하나 이상의 Zr(IV)의 염을 포함하고, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 ZrO2의 전구체가 지르코늄 아세테이트를 포함하고, 더욱 바람직하게는 지르코늄 아세테이트가 (13)에서 하나 이상의 ZrO2의 전구체로서 제공되는, 제조 방법.
63. 실시양태 38 내지 61 중 어느 하나에 있어서, (14)에서의 혼합이 4 내지 20시간, 바람직하게는 6 내지 18시간, 더욱 바람직하게는 8 내지 16시간, 더욱 바람직하게는 10 내지 14시간, 및 더욱 바람직하게는 11 내지 13시간 범위를 포함하는 기간 동안 수행되는, 제조 방법.
64. 실시양태 38 내지 62 중 어느 하나에 있어서, (16)에서 상기 기재가 모놀리식 기재이고, 바람직하게는 허니콤 기재인 것이 바람직하다.
65. 실시양태 63에 있어서, 상기 기재가 벽-유동형 기재 또는 관류형 기재, 바람직하게는 관류형 기재인, 제조 방법.
66. 실시양태 63 또는 64에 있어서, 상기 기재가 금속 기재 또는 세라믹 기재, 바람직하게는 세라믹 기재이고, 더욱 바람직하게는, 상기 기재가 코디어라이트 기재인, 제조 방법.
67. 실시양태 38 내지 65 중 어느 하나에 있어서, (8)에서 건조가 40 내지 200℃, 바람직하게는 50 내지 190℃ 범위, 더욱 바람직하게는 60 내지 180℃, 더욱 바람직하게는 70 내지 170℃, 더욱 바람직하게는 80 내지 160℃, 더욱 바람직하게는 90 내지 150℃, 더욱 바람직하게는 100 내지 140℃, 더욱 바람직하게는 110 내지 130℃, 더욱 바람직하게는 115 내지 125℃, 및 더욱 바람직하게는 118 내지 122℃ 범위를 포함하는 온도에서 수행되는, 제조 방법.
68. 실시양태 38 내지 66 중 어느 하나에 있어서, (8)에서 건조가 40 내지 200분, 바람직하게는 60 내지 180분, 더욱 바람직하게는 70 내지 170분, 더욱 바람직하게는 80 내지 160분, 더욱 바람직하게는 90 내지 150분, 더욱 바람직하게는 100 내지 140분, 및 더욱 바람직하게는 110 내지 130분, 및 더욱 바람직하게는 115 내지 125분 범위의 기간 동안 수행되는, 제조 방법.
69. 실시양태 38 내지 67 중 어느 하나에 있어서, (9)에서 하소는 300 내지 900℃, 바람직하게는 350 내지 850℃, 더욱 바람직하게는 400 내지 800℃, 더욱 바람직하게는 450 내지 750℃, 더욱 바람직하게는 500 내지 700℃, 더욱 바람직하게는 550 내지 650℃, 더욱 바람직하게는 590 내지 610℃, 및 더욱 바람직하게는 598 내지 602℃ 범위를 포함하는 온도에서 수행되는, 제조 방법.
70. 실시양태 38 내지 68 중 어느 하나에 있어서, (9)에서 하소가 40 내지 200분, 바람직하게는 60 내지 180분, 더욱 바람직하게는 70 내지 170분, 더욱 바람직하게는 80 내지 160분, 더욱 바람직하게는 90 내지 150분, 더욱 바람직하게는 100 내지 140분, 및 더욱 바람직하게는 110 내지 130분, 및 더욱 바람직하게는 115 내지 125분 범위의 기간 동안 수행되는, 제조 방법.
71. 실시양태 38 내지 69 중 어느 하나에 따라 수득되거나 또는 수득가능한 암모니아 산화용 촉매.
72. 암모니아 산화를 위한, 바람직하게는 배출 처리 시스템에서의 암모니아 슬립 촉매로서, 더욱 바람직하게는 고정식 또는 자동차 배출 처리 시스템에서의 암모니아 슬립 촉매로서, 더욱 바람직하게는 희박 내연 엔진으로부터의 배기 가스 처리를 위한 자동차 배출 처리 시스템에서의 암모니아 슬립 촉매로서, 및 더욱 바람직하게는 배기 가스 희박 가솔린 엔진으로부터 또는 디젤 엔진으로부터의 배기 가스 처리를 위한 자동차 배출 처리 시스템에서의 암모니아 슬립 촉매로서의, 실시양태 1 내지 29 및 70 중 어느 하나에 따른 촉매의 용도.
실시예
실시예 1: Pt-단독 AMOX 촉매의 제조
Pt-알루미나 현탁액
용기에, 24 g의 백금 아민 염 용액(17 중량%의 Pt 함유)을 120 ml의 탈이온수와 혼합하였다. 상기 혼합물을 716 g의 알루미나 분말(감마Al2O3, BET 비표면적이 150 m2/g이고, 기공 부피가 0.9-1 ml/cm3이고, 평균 기공 크기가 10-15 nm임)에 적가하였다.
상기 Pt/알루미나 혼합물에, 300 g의 TiO2 하이드로겔(하이드로겔 중량 기준으로 18.5 중량%의 TiO2)을 Eirich 혼합기로 격렬하게 혼합하면서 적가하였다. 그 후, 261 g의 망간 나이트레이트 용액(Mn 함량: 21.3 중량%, 상기 용액의 중량 기준으로 MnO로서 계산)을 격렬하게 혼합하면서 적가하였다. 추가로, 146 g의 프레세오디뮴 나이트레이트 용액(Pr 함량: 38 중량%, 상기 용액의 중량 기준으로 Pr6O11로서 계산)을 격렬하게 혼합하면서 적가하였다.
생성된 혼합물을 120℃에서 2시간 동안 건조한 후 공기 중에서 박스 오븐에서 590℃에서 2시간 동안 하소하여 분말을 수득하였다. 하소된 분말을 1.2 kg의 탈이온수에 첨가하였다. 그 후, 현탁액 입자의 Dv90이 15 마이크로미터가 되도록 볼밀로 현탁액을 밀링하였다.
제올라이트 현탁액
193 g의 CuO(99%)를 2.18 Kg 탈이온수에 첨가하고 D50가 1.9 마이크론이 되도록 볼밀에서 밀링하였다. 생성된 현탁액을 2 Kg의 탈이온수에 첨가한 후 3.83 kg의 H-SSZ-13 제올라이트 물질(SiO2:Al2O3 몰비가 25이고, BET 비표면적이 약 500-600 m2/g이고, Dv90이 5 마이크로미터임)을 첨가하고, 그 결과 CuO가 용해된 후 제올라이트 내로 이온-교환되었다. 최종적으로, 0.58 kg의 지르코니아 아세테이트 용액(17%의 ZrO2 함량)을 첨가하고, 혼합물을 12시간 동안 교반하였다.
이후, Pt 알루미나 현탁액을 제올라이트 현탁액에 첨가하고 혼합물을 30분 동안 완전히 혼합하였다.
코팅되지 않은 허니콤 관류형 세라믹 모놀리스 기재 (코디어라이트 - 직경: 2.54 cm(1 인치) x 길이: 10.16 cm(4 인치)의 원통형 기재, 제곱센티미터당 400/(2.54)2개의 셀, 벽 두께: 0.1 mm(4 mil))를 기재 길이의 100%에 걸쳐 수득된 현탁액으로 침지 코팅하였다. 코팅된 기재를 120℃에서 2시간 동안 건조하고, 공기 중에서 600℃에서 2시간 동안 하소하였다. 하소 후 촉매 내 코팅의 최종 로딩량은 2 g/in3이었으며, 이는 0.3 g/in3의 알루미나, 0.024 g/in3의 티타니아, 0.02 g/in3의 MnO2, 0.024 g/in3의 Pr6O11, 1.6 g/in3 CuCHA(5.5% 구리(CuO로서 계산) 포함), 0.08 g/in3 ZrO2 및 3 g/ft3의 Pt를 포함하였다.
실시예 2: Cu-CHA를 포함하는 Pt-단독 AMOX 촉매의 제조
Pt-알루미나 현탁액
용기에, 24 g의 백금 아민 염 용액(17 중량%의 Pt 함유)을 120 ml의 탈이온수와 혼합하였다. 상기 혼합물을 716 g의 알루미나 분말(감마Al2O3, BET 비표면적이 150 m2/g이고, 기공 부피가 0.9-1 ml/cm3이고, 평균 기공 크기가 10-15 nm임)에 적가하였다.
그 후, 261 g의 망간 나이트레이트 용액(Mn 함량: 21.3 중량%, 상기 용액의 중량 기준으로 MnO로서 계산)을 150 ml의 탈이온수로 희석하고, 이를 격렬하게 혼합하면서 적가하였다. 추가로, 146 g의 프레세오디뮴 나이트레이트 용액(Pr 함량: 38 중량%, 상기 용액의 중량 기준으로 Pr6O11로서 계산)을 300 ml의 탈이온수로 희석하고, 이를 격렬하게 혼합하면서 적가하였다.
생성된 혼합물을 120℃에서 2시간 동안 건조한 후 공기 중에서 박스 오븐에서 590℃에서 2시간 동안 하소하여 분말을 수득하였다. 하소된 분말을 1.2 kg의 탈이온수에 첨가하였다. 그 후, 현탁액 입자의 Dv90이 15 마이크로미터가 되도록 볼밀로 현탁액을 밀링하였다.
제올라이트 현탁액
193 g의 CuO(99%)를 2.18 Kg 탈이온수에 첨가하고 D50가 1.9 마이크론이 되도록 볼밀에서 밀링하였다. 생성된 현탁액을 2 Kg의 탈이온수에 첨가한 후 3.83 kg의 H-SSZ-13 제올라이트 물질(SiO2:Al2O3 몰비가 25이고, BET 비표면적이 약 500-600 m2/g이고, Dv90이 5 마이크로미터임)을 첨가하고, 그 결과 CuO가 용해된 후 제올라이트 내로 이온-교환되었다. 최종적으로, 0.58 kg의 지르코니아 아세테이트 용액(17%의 ZrO2 함량)을 첨가하고, 혼합물을 12시간 동안 교반하였다.
이후, Pt 알루미나 현탁액을 제올라이트 현탁액에 첨가하고 혼합물을 30분 동안 완전히 혼합하였다.
코팅되지 않은 허니콤 관류형 세라믹 모놀리스 기재 (코디어라이트 - 직경: 2.54 cm(1 인치) x 길이: 10.16 cm(4 인치)의 원통형 기재, 제곱센티미터당 400/(2.54)2개의 셀, 벽 두께: 0.1 mm(4 mil))를 기재 길이의 100%에 걸쳐 수득된 현탁액으로 침지 코팅하였다. 코팅된 기재를 120℃에서 2시간 동안 건조하고, 공기 중에서 600℃에서 2시간 동안 하소하였다. 하소 후 촉매 내 코팅의 최종 로딩량은 2 g/in3이었으며, 이는 0.3 g/in3의 알루미나, 0.02 g/in3의 MnO2, 0.024 g/in3의 Pr6O11, 1.6 g/in3 CuCHA(5.5% 구리(CuO로서 계산) 포함), 0.08 g/in3 ZrO2, 3 g/ft3의 Pt를 포함하였다.
실시예 3: Cu-CHA를 포함하는 Pt-단독 AMOX 촉매의 제조
Pt-알루미나 현탁액
용기에, 24 g의 백금 아민 염 용액(17 중량%의 Pt 함유)을 120 ml의 탈이온수와 혼합하였다. 상기 혼합물을 716 g의 알루미나 분말(감마Al2O3, BET 비표면적이 150 m2/g이고, 기공 부피가 0.9-1 ml/cm3이고, 평균 기공 크기가 10-15 nm임)에 적가하였다.
상기 Pt/알루미나 혼합물에, 300 g의 TiO2 하이드로겔(하이드로겔 중량 기준으로 18 중량%의 TiO2)을 Eirich 혼합기로 격렬하게 혼합하면서 적가하였다. 그 후, 130 g의 망간 나이트레이트 용액(Mn 함량: 21.3 중량%, 상기 용액의 중량 기준으로 MnO로서 계산)을 50 ml의 탈이온수로 희석하고, 이를 격렬하게 혼합하면서 적가하였다. 추가로, 73 g의 프레세오디뮴 나이트레이트 용액(Pr 함량: 38 중량%, 상기 용액의 중량 기준으로 Pr6O11로서 계산)을 또한 50 ml의 탈이온수로 희석하고, 이를 격렬하게 혼합하면서 적가하였다.
생성된 혼합물을 120℃에서 2시간 동안 건조한 후 공기 중에서 박스 오븐에서 590℃에서 2시간 동안 하소하여 분말을 수득하였다. 하소된 분말을 1.2 kg의 탈이온수에 첨가하였다. 그 후, 현탁액 입자의 Dv90이 15 마이크로미터가 되도록 볼밀로 현탁액을 밀링하였다.
제올라이트 현탁액
193 g의 CuO(99%)를 2.18 Kg 탈이온수에 첨가하고 D50가 1.9 마이크론이 되도록 볼밀에서 밀링하였다. 생성된 현탁액을 2 Kg의 탈이온수에 첨가한 후 3.83 kg의 H-SSZ-13 제올라이트 물질(SiO2:Al2O3 몰비가 25이고, BET 비표면적이 약 500-600 m2/g이고, Dv90이 5 마이크로미터임)을 첨가하고, 그 결과 CuO가 용해된 후 제올라이트 내로 이온-교환되었다. 최종적으로, 0.58 kg의 지르코니아 아세테이트 용액(17%의 ZrO2 함량)을 첨가하고, 혼합물을 12시간 동안 교반하였다.
이후, Pt 알루미나 현탁액을 제올라이트 현탁액에 첨가하고 혼합물을 30분 동안 완전히 혼합하였다.
코팅되지 않은 허니콤 관류형 세라믹 모놀리스 기재 (코디어라이트 - 직경: 2.54 cm(1 인치) x 길이: 10.16 cm(4 인치)의 원통형 기재, 제곱센티미터당 400/(2.54)2개의 셀, 벽 두께: 0.1 mm(4 mil))를 기재 길이의 100%에 걸쳐 수득된 현탁액으로 침지 코팅하였다. 코팅된 기재를 120℃에서 2시간 동안 건조하고, 공기 중에서 600℃에서 2시간 동안 하소하였다. 하소 후 촉매 내 코팅의 최종 로딩량은 2 g/in3이었으며, 이는 0.3 g/in3의 알루미나, 0.024 g/in3의 티타니아, 0.01 g/in3의 MnO2, 0.012 g/in3의 Pr6O11, 1.6 g/in3 CuCHA(5.5% 구리(CuO로서 계산) 포함), 0.08 g/in3 ZrO2, 3 g/ft3의 Pt를 포함하였다.
실시예 4: Cu-CHA를 포함하는 Pt-단독 AMOX 촉매의 제조
Pt-알루미나 현탁액
용기에, 24 g의 백금 아민 염 용액(17 중량%의 Pt 함유)을 120 ml의 탈이온수와 혼합하였다. 상기 혼합물을 716 g의 알루미나 분말(감마Al2O3, BET 비표면적이 150 m2/g이고, 기공 부피가 0.9-1 ml/cm3이고, 평균 기공 크기가 10-15 nm임)에 적가하였다.
상기 Pt/알루미나 혼합물에, 300 g의 TiO2 하이드로겔(하이드로겔 중량 기준으로 18.5 중량%의 TiO2)을 Eirich 혼합기로 격렬하게 혼합하면서 적가하였다. 그 후, 65 g의 망간 나이트레이트 용액(Mn 함량: 21.3 중량%, 상기 용액의 중량 기준으로 MnO로서 계산)을 100 ml의 탈이온수로 희석하고, 이를 격렬하게 혼합하면서 적가하였다. 추가로, 146 g의 프레세오디뮴 나이트레이트 용액(Pr 함량: 38 중량%, 상기 용액의 중량 기준으로 Pr6O11로서 계산)을 50 ml의 탈이온수로 희석하고, 이를 격렬하게 혼합하면서 적가하였다.
생성된 혼합물을 120℃에서 2시간 동안 건조한 후 공기 중에서 박스 오븐에서 590℃에서 2시간 동안 하소하여 분말을 수득하였다. 하소된 분말을 1.2 kg의 탈이온수에 첨가하였다. 그 후, 현탁액 입자의 Dv90이 15 마이크로미터가 되도록 볼밀로 현탁액을 밀링하였다.
제올라이트 현탁액
193 g의 CuO(99%)를 2.18 Kg 탈이온수에 첨가하고 D50가 1.9 마이크론이 되도록 볼밀에서 밀링하였다. 생성된 현탁액을 2 Kg의 탈이온수에 첨가한 후 3.83 kg의 H-SSZ-13 제올라이트 물질(SiO2:Al2O3 몰비가 25이고, BET 비표면적이 약 500-600 m2/g이고, Dv90이 5 마이크로미터임)을 첨가하고, 그 결과 CuO가 용해된 후 제올라이트 내로 이온-교환되었다. 최종적으로, 0.58 kg의 지르코니아 아세테이트 용액(17%의 ZrO2 함량)을 첨가하고, 혼합물을 12시간 동안 교반하였다.
이후, Pt 알루미나 현탁액을 제올라이트 현탁액에 첨가하고 혼합물을 30분 동안 완전히 혼합하였다.
코팅되지 않은 허니콤 관류형 세라믹 모놀리스 기재 (코디어라이트 - 직경: 2.54 cm(1 인치) x 길이: 10.16 cm(4 인치)의 원통형 기재, 제곱센티미터당 400/(2.54)2개의 셀, 벽 두께: 0.1 mm(4 mil))를 기재 길이의 100%에 걸쳐 수득된 현탁액으로 침지 코팅하였다. 코팅된 기재를 120℃에서 2시간 동안 건조하고, 공기 중에서 600℃에서 2시간 동안 하소하였다. 하소 후 촉매 내 코팅의 최종 로딩량은 2 g/in3이었으며, 이는 0.3 g/in3의 알루미나, 0.024 g/in3의 티타니아, 0.02 g/in3의 MnO2, 0.006 g/in3의 Pr6O11, 1.6 g/in3 CuCHA(5.5% 구리(CuO로서 계산) 포함), 0.08 g/in3 ZrO2, 3 g/ft3의 Pt를 포함하였다.
실시예 5: Cu-CHA를 포함하지만 이산화망간을 포함하지 않는 Pt-단독 AMOX 촉매의 제조
Pt-알루미나 현탁액
용기에, 24 g의 백금 아민 염 용액(17 중량%의 Pt 함유)을 120 ml의 탈이온수와 혼합하였다. 상기 혼합물을 716 g의 알루미나 분말(감마Al2O3, BET 비표면적이 150 m2/g이고, 기공 부피가 0.9-1 ml/cm3이고, 평균 기공 크기가 10-15 nm임)에 적가하였다.
상기 Pt/알루미나 혼합물에, 300 g의 TiO2 하이드로겔(하이드로겔 중량 기준으로 18.5 중량%의 TiO2)을 Eirich 혼합기로 격렬하게 혼합하면서 적가하였다. 이후, 146 g의 프레세오디뮴 나이트레이트 용액(Pr 함량: 38 중량%, 상기 용액의 중량 기준으로 Pr6O11로서 계산)을 200 ml의 탈이온수로 희석하고, 이를 격렬하게 혼합하면서 적가하였다.
생성된 혼합물을 120℃에서 2시간 동안 건조한 후 공기 중에서 박스 오븐에서 590℃에서 2시간 동안 하소하여 분말을 수득하였다. 하소된 분말을 1.2 kg의 탈이온수에 첨가하였다. 그 후, 현탁액 입자의 Dv90이 15 마이크로미터가 되도록 볼밀로 현탁액을 밀링하였다.
제올라이트 현탁액
193 g의 CuO(99%)를 2.18 Kg 탈이온수에 첨가하고 D50가 1.9 마이크론이 되도록 볼밀에서 밀링하였다. 생성된 현탁액을 2 Kg의 탈이온수에 첨가한 후 3.83 kg의 H-SSZ-13 제올라이트 물질(SiO2:Al2O3 몰비가 25이고, BET 비표면적이 약 500-600 m2/g이고, Dv90이 5 마이크로미터임)을 첨가하고, 그 결과 CuO가 용해된 후 제올라이트 내로 이온-교환되었다. 최종적으로, 0.58 kg의 지르코니아 아세테이트 용액(17%의 ZrO2 함량)을 첨가하고, 혼합물을 12시간 동안 교반하였다.
이후, Pt 알루미나 현탁액을 제올라이트 현탁액에 첨가하고 혼합물을 30분 동안 완전히 혼합하였다.
코팅되지 않은 허니콤 관류형 세라믹 모놀리스 기재 (코디어라이트 - 직경: 2.54 cm(1 인치) x 길이: 10.16 cm(4 인치)의 원통형 기재, 제곱센티미터당 400/(2.54)2개의 셀, 벽 두께: 0.1 mm(4 mil))를 기재 길이의 100%에 걸쳐 수득된 현탁액으로 침지 코팅하였다. 코팅된 기재를 120℃에서 2시간 동안 건조하고, 공기 중에서 600℃에서 2시간 동안 하소하였다. 하소 후 촉매 내 코팅의 최종 로딩량은 2 g/in3이었으며, 이는 0.3 g/in3의 알루미나, 0.024 g/in3의 티타니아, 0.024 g/in3의 Pr6O11, 1.6g/in3 CuCHA(5.5% 구리(CuO로서 계산) 포함), 0.08 g/in3 ZrO2, 3 g/ft3의 Pt를 포함하였다.
비교 실시예 1: Cu-CHA를 포함하지만 산화프레세오디뮴을 포함하지 않는 Pt-단독 AMOX 촉매의 제조
Pt-알루미나 현탁액
용기에, 24 g의 백금 아민 염 용액(17 중량%의 Pt 함유)을 120 ml의 탈이온수와 혼합하였다. 상기 혼합물을 716 g의 알루미나 분말(감마Al2O3, BET 비표면적이 150 m2/g이고, 기공 부피가 0.9-1 ml/cm3이고, 평균 기공 크기가 10-15 nm임)에 적가하였다.
상기 Pt/알루미나 혼합물에, 300 g의 TiO2 하이드로겔(하이드로겔 중량 기준으로 18.5 중량%의 TiO2)을 Eirich 혼합기로 격렬하게 혼합하면서 적가하였다. 그 후, 261 g의 망간 나이트레이트 용액(Mn 함량: 21.3 중량%, 상기 용액의 중량 기준으로 MnO로서 계산)을 100 ml의 탈이온수로 희석하고, 이를 격렬하게 혼합하면서 적가하였다.
생성된 혼합물을 120℃에서 2시간 동안 건조한 후 공기 중에서 박스 오븐에서 590℃에서 2시간 동안 하소하여 분말을 수득하였다. 하소된 분말을 1.2 kg의 탈이온수에 첨가하였다. 그 후, 현탁액 입자의 Dv90이 15 마이크로미터가 되도록 볼밀로 현탁액을 밀링하였다.
제올라이트 현탁액
193 g의 CuO(99%)를 2.18 Kg 탈이온수에 첨가하고 D50가 1.9 마이크론이 되도록 볼밀에서 밀링하였다. 생성된 현탁액을 2 Kg의 탈이온수에 첨가한 후 3.83 kg의 H-SSZ-13 제올라이트 물질(SiO2:Al2O3 몰비가 25이고, BET 비표면적이 약 500-600 m2/g이고, Dv90이 5 마이크로미터임)을 첨가하고, 그 결과 CuO가 용해된 후 제올라이트 내로 이온-교환되었다. 최종적으로, 0.58 kg의 지르코니아 아세테이트 용액(17%의 ZrO2 함량)을 첨가하고, 혼합물을 12시간 동안 교반하였다.
이후, Pt 알루미나 현탁액을 제올라이트 현탁액에 첨가하고 혼합물을 30분 동안 완전히 혼합하였다.
코팅되지 않은 허니콤 관류형 세라믹 모놀리스 기재 (코디어라이트 - 직경: 2.54 cm(1 인치) x 길이: 10.16 cm(4 인치)의 원통형 기재, 제곱센티미터당 400/(2.54)2개의 셀, 벽 두께: 0.1 mm(4 mil))를 기재 길이의 100%에 걸쳐 수득된 현탁액으로 침지 코팅하였다. 코팅된 기재를 120℃에서 2시간 동안 건조하고, 공기 중에서 600℃에서 2시간 동안 하소하였다. 하소 후 촉매 내 코팅의 최종 로딩량은 2 g/in3이었으며, 이는 0.3 g/in3의 알루미나, 0.024 g/in3의 티타니아, 0.02 g/in3의 MnO2, 1.6 g/in3 CuCHA(5,5% 구리(CuO로서 계산) 포함), 0.08 g/in3 ZrO2, 3 g/ft3의 Pt를 포함하였다.
비교 실시예 2: Cu-CHA를 포함하지만 Mn 및 Pr 산화물을 포함하지 않는 Pt-단독 AMOX 촉매의 제조
Pt-알루미나 현탁액
용기에, 24 g의 백금 아민 염 용액(17 중량%의 Pt 함유)을 120 ml의 탈이온수와 혼합하였다. 상기 혼합물을 716 g의 알루미나 분말(감마Al2O3, BET 비표면적이 150 m2/g이고, 기공 부피가 0.9-1 ml/cm3이고, 평균 기공 크기가 10-15 nm임)에 적가하였다.
상기 Pt/알루미나 혼합물에, 300 g의 TiO2 하이드로겔을 260 ml의 탈이온수와 함께 혼합하고(하이드로겔 중량 기준으로 18.5 중량%의 TiO2), 이를 Eirich 혼합기로 격렬하게 혼합하면서 적가하였다.
생성된 혼합물을 120℃에서 2시간 동안 건조한 후 공기 중에서 박스 오븐에서 590℃에서 2시간 동안 하소하여 분말을 수득하였다. 하소된 분말을 1.2 kg의 탈이온수에 첨가하였다. 그 후, 현탁액 입자의 Dv90이 15 마이크로미터가 되도록 볼밀로 현탁액을 밀링하였다.
제올라이트 현탁액
193 g의 CuO(99%)를 2.18 Kg 탈이온수에 첨가하고 D50가 1.9 마이크론이 되도록 볼밀에서 밀링하였다. 생성된 현탁액을 2 Kg의 탈이온수에 첨가한 후 3.83 kg의 H-SSZ-13 제올라이트 물질(SiO2:Al2O3 몰비가 25이고, BET 비표면적이 약 500-600 m2/g이고, Dv90이 5 마이크로미터임)을 첨가하고, 그 결과 CuO가 용해된 후 제올라이트 내로 이온-교환되었다. 최종적으로, 0.58 kg의 지르코니아 아세테이트 용액(17%의 ZrO2 함량)을 첨가하고, 혼합물을 12시간 동안 교반하였다.
이후, Pt 알루미나 현탁액을 제올라이트 현탁액에 첨가하고 혼합물을 30분 동안 완전히 혼합하였다.
코팅되지 않은 허니콤 관류형 세라믹 모놀리스 기재 (코디어라이트 - 직경: 2.54 cm(1 인치) x 길이: 10.16 cm(4 인치)의 원통형 기재, 제곱센티미터당 400/(2.54)2개의 셀, 벽 두께: 0.1 mm(4 mil))를 기재 길이의 100%에 걸쳐 수득된 현탁액으로 침지 코팅하였다 . 코팅된 기재를 120℃에서 2시간 동안 건조하고, 공기 중에서 600℃에서 2시간 동안 하소하였다. 하소 후 촉매 내 코팅의 최종 로딩량은 2 g/in3이었으며, 이는 0.3 g/in3의 알루미나, 0.024 g/in3의 티타니아, 1.6 g/in3 CuCHA(5,5% 구리(CuO로서 계산) 포함), 0.08 g/in3 ZrO2, 3 g/ft3의 Pt를 포함하였다.
비교 실시예 3: Cu-CHA를 포함하지만 산화프레세오디뮴을 포함하지 않는 Pt-단독 AMOX 촉매의 제조
Pt-알루미나 현탁액
용기에, 24 g의 백금 아민 염 용액(17 중량%의 Pt 함유)을 120 ml의 탈이온수와 혼합하였다. 상기 혼합물을 716 g의 알루미나 분말(감마Al2O3, BET 비표면적이 150 m2/g이고, 기공 부피가 0.9-1 ml/cm3이고, 평균 기공 크기가 10-15 nm임)에 적가하였다.
상기 Pt/알루미나 혼합물에, 300 g`의 TiO2 하이드로겔을 200 ml의 탈이온수로 희석시키고(하이드로겔 중량 기준으로 18.5 중량%의 TiO2), 이를 Eirich 혼합기로 격렬하게 혼합하면서 적가하였다. 그 후, 141 g의 망간 나이트레이트 용액(Mn 함량: 21.3 중량%, 상기 용액의 중량 기준으로 MnO로서 계산)을 150 ml의 탈이온수로 희석하고, 이를 격렬하게 혼합하면서 적가하였다.
생성된 혼합물을 120℃에서 2시간 동안 건조한 후 공기 중에서 박스 오븐에서 590℃에서 2시간 동안 하소하여 분말을 수득하였다. 하소된 분말을 1.2 kg의 탈이온수에 첨가하였다. 그 후, 현탁액 입자의 Dv90이 15 마이크로미터가 되도록 볼밀로 현탁액을 밀링하였다.
제올라이트 현탁액
193 g의 CuO(99%)를 2.18 Kg 탈이온수에 첨가하고 D50가 1.9 마이크론이 되도록 볼밀에서 밀링하였다. 생성된 현탁액을 2 Kg의 탈이온수에 첨가한 후 3.83 kg의 H-SSZ-13 제올라이트 물질(SiO2:Al2O3 몰비가 25이고, BET 비표면적이 약 500-600 m2/g이고, Dv90이 5 마이크로미터임)을 첨가하고, 그 결과 CuO가 용해된 후 제올라이트 내로 이온-교환되었다. 최종적으로, 0.58 kg의 지르코니아 아세테이트 용액(17%의 ZrO2 함량)을 첨가하고, 혼합물을 12시간 동안 교반하였다.
이후, Pt 알루미나 현탁액을 제올라이트 현탁액에 첨가하고 혼합물을 30분 동안 완전히 혼합하였다.
코팅되지 않은 허니콤 관류형 세라믹 모놀리스 기재 (코디어라이트 - 직경: 2.54 cm(1 인치) x 길이: 10.16 cm(4 인치)의 원통형 기재, 제곱센티미터당 400/(2.54)2개의 셀, 벽 두께: 0.1 mm(4 mil))를 기재 길이의 100%에 걸쳐 수득된 현탁액으로 침지 코팅하였다 . 코팅된 기재를 120℃에서 2시간 동안 건조하고, 공기 중에서 600℃에서 2시간 동안 하소하였다. 하소 후 촉매 내 코팅의 최종 로딩량은 2 g/in3이었으며, 이는 0.3 g/in3의 알루미나, 0.01 g/in3의 티타니아, 0.008 g/in3의 MnO2, 1.6 g/in3 CuCHA(5.5% 구리(CuO로서 계산) 포함), 0.08 g/in3 ZrO2, 3 g/ft3의 Pt를 포함하였다.
비교 실시예 4: Cu-CHA를 포함하지만 Ti, Pr, 및 Mn 산화물을 포함하지 않는 Pt-단독 AMOX 촉매의 제조
Pt-알루미나 현탁액
또 다른 용기에, 24 g의 백금 아민 염 용액(17 중량%의 Pt 함유)을 560 ml의 탈이온수와 혼합하였다. 상기 혼합물을 716 g의 알루미나 분말(20% 지르코니아로 도핑됨, BET 비표면적이 200 m2/g이고, 평균 기공 부피가 약 0.7 ml/cm3이고, 평균 기공 크기가 5 nm임)에 적가하였다. 생성된 혼합물을 120℃에서 2시간 동안 건조한 후 공기 중에서 박스 오븐에서 600℃에서 2시간 동안 하소하였다. 하소된 분말을 4.5 kg의 탈이온수에 첨가하였다. 그 후, 현탁액 입자의 Dv90이 15 마이크로미터가 되도록 볼밀로 현탁액을 밀링하였다.
제올라이트 현탁액
193 g의 CuO(99%)를 2.18 Kg 탈이온수에 첨가하고 D50가 1.9 마이크론이 되도록 볼밀에서 밀링하였다. 생성된 현탁액을 2 Kg의 탈이온수에 첨가한 후 3.83 kg의 H-SSZ-13 제올라이트 물질(SiO2:Al2O3 몰비가 25이고, BET 비표면적이 약 500-600 m2/g이고, Dv90이 5 마이크로미터임)을 첨가하고, 그 결과 CuO가 용해된 후 제올라이트 내로 이온-교환되었다. 최종적으로, 0.58 kg의 지르코니아 아세테이트 용액(17%의 ZrO2 함량)을 첨가하고, 혼합물을 12시간 동안 교반하였다.
이후, Pt 알루미나 현탁액을 제올라이트 현탁액에 첨가하고 혼합물을 30분 동안 완전히 혼합하였다.
코팅되지 않은 허니콤 관류형 세라믹 모놀리스 기재 (코디어라이트 - 직경: 2.54 cm(1 인치) x 길이: 10.16 cm(4 인치)의 원통형 기재, 제곱센티미터당 400/(2.54)2개의 셀, 벽 두께: 0.1 mm(4 mil))를 기재 길이의 100%에 걸쳐 수득된 현탁액으로 침지 코팅하였다 . 코팅된 기재를 120℃에서 2시간 동안 건조하고, 공기 중에서 600℃에서 2시간 동안 하소하였다. 하소 후 촉매 내 코팅의 최종 로딩량은 2 g/in3이었으며, 이는 0.25 g/in3의 알루미나(지르코니아로 도핑됨), 1.6 g/in3 CuCHA(5.5% 구리(CuO로서 계산) 포함), 0.08 g/in3 ZrO2, 3 g/ft3의 Pt를 포함하였다.
비교 실시예 5: Cu-CHA를 포함하는 Pt/Rh AMOX 촉매의 제조
Pt/Rh-알루미나 현탁액
용기에, 24 g의 백금 아민 염 용액(17 중량%의 Pt 함유)을 120 ml의 탈이온수와 혼합하였다. 상기 혼합물을 716 g의 알루미나 분말(감마Al2O3, BET 비표면적이 150 m2/g이고, 기공 부피가 0.9-1 ml/cm3이고, 평균 기공 크기가 10-15 nm임)에 적가하였다. 이후, 4.1 ml의 로듐-나이트레이트 용액(상기 용액의 중량 기준으로 10 중량%의 Rh 함유)을 50 ml의 탈이온수로 희석하고, 이를 Pt-알루미나 혼합물에 적가하였다.
상기 Pt/Rh/알루미나 혼합물에, 300 g의 TiO2 하이드로겔을 230 ml의 탈이온수로 희석시키고(하이드로겔 중량 기준으로 18.5 중량%의 TiO2), 이를 Eirich 혼합기로 격렬하게 혼합하면서 적가하였다. 그 후, 141 g의 망간 나이트레이트 용액(Mn 함량: 21.3 중량%, 상기 용액의 중량 기준으로 MnO로서 계산)을 150 ml의 탈이온수로 희석하고, 이를 격렬하게 혼합하면서 적가하였다.
생성된 혼합물을 120℃에서 2시간 동안 건조한 후 공기 중에서 박스 오븐에서 590℃에서 2시간 동안 하소하여 분말을 수득하였다. 하소된 분말을 1.2 kg의 탈이온수에 첨가하였다. 그 후, 현탁액 입자의 Dv90이 15 마이크로미터가 되도록 볼밀로 현탁액을 밀링하였다.
제올라이트 현탁액
193 g의 CuO(99%)를 2.18 Kg 탈이온수에 첨가하고 D50가 1.9 마이크론이 되도록 볼밀에서 밀링하였다. 생성된 현탁액을 2 Kg의 탈이온수에 첨가한 후 3.83 kg의 H-SSZ-13 제올라이트 물질(SiO2:Al2O3 몰비가 25이고, BET 비표면적이 약 500-600 m2/g이고, Dv90이 5 마이크로미터임)을 첨가하고, 그 결과 CuO가 용해된 후 제올라이트 내로 이온-교환되었다. 최종적으로, 0.58 kg의 지르코니아 아세테이트 용액(17%의 ZrO2 함량)을 첨가하고, 혼합물을 12시간 동안 교반하였다.
이후, Pt 알루미나 현탁액을 제올라이트 현탁액에 첨가하고 혼합물을 30분 동안 완전히 혼합하였다.
코팅되지 않은 허니콤 관류형 세라믹 모놀리스 기재 (코디어라이트 - 직경: 2.54 cm(1 인치) x 길이: 10.16 cm(4 인치)의 원통형 기재, 제곱센티미터당 400/(2.54)2개의 셀, 벽 두께: 0.1 mm(4 mil))를 기재 길이의 100%에 걸쳐 수득된 현탁액으로 침지 코팅하였다. 코팅된 기재를 120℃에서 2시간 동안 건조하고, 공기 중에서 600℃에서 2시간 동안 하소하였다. 하소 후 촉매 내 코팅의 최종 로딩량은 2 g/in3이었으며, 이는 0.3 g/in3의 알루미나, 0.01 g/in3의 티타니아, 0.008 g/in3의 MnO2, 1.6 g/in3 CuCHA(5.5% 구리(CuO로서 계산) 포함), 0,08 g/in3 ZrO2, 7 g/ft3의 Pt, 및 3g/ft3의 Rh를 포함하였다.
실시예 6: 촉매 테스트
테스트는 직경 1인치, 길이 4인치의 테스트 샘플을 포함하는 가열된 튜브로 구성된 실험실 반응기를 사용하여 수행하였다. 테스트 절차는 90k h-1의 공간 속도의 N2 중 12% O2, 4% H2O, 4% CO2의 공급 가스를 사용하여 600℃에서 8분간 가열하는 것으로 시작된다. 이후 입구 온도를 150℃로 조정하고 안정한 조건에 도달한 후 공급 가스 농도를 N2 중 220 ppm NH3, 12% O2, 4% H2O, 4% CO2로 설정하고, 공간 속도를 90k h-1로 유지하였다. 이러한 조건에서 테스트는 30분 동안 실행하였다. 이후 온도를 550℃에 도달할 때까지 40℃/분으로 상승하도록 설정하였다(SV = 90k h-1, 225 ppm NH3, 12% O2, 4% H2O, 4% CO2). 상기 테스트 동안, 입구 및 출구 농도는 FTIR을 사용하여 측정하였다.
N2O 및 NOx 배출량은 150℃ 내지 550℃에서 10분간의 가열 기간을 통해 수집하고 이 기간 동안 적분하여 리터 촉매 부피당 mg 단위로 계산한다. 따라서, NH3 T50 라이트 오프 온도가 낮을수록 더 많은 NH3가 산화된다. NH3 T50은 가열 기간 동안 입구 NH3 농도의 50%가 도달하는 온도이다.
테스트 결과가 도 1 및 2에 도시된다. 따라서, 촉매 테스트의 결과로부터 알 수 있듯이, 실시예 1 내지 4의 Pr6O11 및 MnO2의 조합을 사용하여 낮은 NOx 및 N2O를 생성하는 암모니아의 질소 가스 전환에서의 최상의 결과를 수득하였고, MnO2 및 TiO2의 조합을 사용하는 실시예 5가 이를 뒤따랐다. 한편, 비교 실시예 1 및 3에서의 MnO2 및 TiO2의 조합, 또는 비교 실시예 2에서의 TiO2 단독은 NOx 및 N2O 저감에 있어서 상당히 낮은 결과를 제공하였다. MnO2, Pr6O11, 및 TiO2를 전혀 포함하지 않는 비교 실시예 4에서 가장 나쁜 결과를 수득하였다.
많은 양의 Pt를 포함할 뿐만 아니라 Rh도 포함하는 비교 실시예 5에서 수득한 결과에서 알 수 있듯이, 이러한 결과는 본 발명의 촉매로 얻은 결과와도 잘 비교된다. 따라서, 매우 놀랍게도 암모니아 산화 촉매에서, 구체적인 산소 저장 성분, 특히 Pr6O11과 Mn 및/또는 Ti의 이산화물의 조합이 Rh과 훨씬 더 많은 양의 Pt를 사용하는 것에 대한 매우 비용 효율적인 대안의 역할을 할 수 있다는 것이 발견되었다.
인용된 선행 기술:
- WO 2015/172000 A1
- CN 109590021 A
- US 2012/0167553 A1
- Jingdi, C. et al. in Chem. J. of Chin. Univ. 2015, Vol. 36, No. 3, pages 523-530
- WO 2017/037006 A1
- WO 2020/234375 A1
- WO 2020/210295 A1

Claims (15)

  1. 암모니아 산화용 촉매(AMOX 촉매)로서,
    상기 촉매가, 성분으로서
    (a) 지지체 물질 상에 지지되는 하나 이상의 백금족 금속으로서 Pt 및/또는 Pd;
    (b) Pr, Nd 및 Ce의 산화물, 및 이들의 둘 이상의 조합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 희토류 금속 산화물;
    (c) Mn, Ti, V, Nb 및 Ta의 산화물, 및 이들의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 전이 금속 산화물;
    (d) 하나 이상의 제올라이트 물질; 및
    (e) 임의적으로 하나 이상의 결합제
    를 포함하고, 이때 하나 이상의 제올라이트 물질이 Cu 및/또는 Fe와 함께 로딩되는, 촉매.
  2. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 백금족 금속이 Pt를 포함하는, 촉매.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하나 이상의 백금족 금속 Pt 및/또는 Pd가 0.1 내지 30 g/ft3 범위로 포함된 로딩량으로 촉매에 포함되는, 촉매.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매가, 원소로서 계산 시 하나 이상의 백금족 금속 Pt 및/또는 Pd의 총량 100 중량%를 기준으로, 원소로서 계산 시 1 중량% 이하의 Rh을 포함하는, 촉매.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매가, 원소로서 계산 시 하나 이상의 백금족 금속 Pt 및 Pd의 총량 100 중량%를 기준으로, 원소로서 계산 시 1 중량% 이하의 Pd을 포함하는, 촉매.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 희토류 금속 산화물이 산화프레세오디뮴을 포함하는, 촉매.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    (c)에서의 하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2, TiO2, VO2, V2O5, Nb2O5, Ta2O5, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 촉매.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 희토류 금속 산화물 및 하나 이상의 전이 금속 산화물이 혼합 산화물로서 존재하는, 촉매.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2 및 TiO2를 포함하고, 하나 이상의 전이 금속 산화물이 MnO2 및 TiO2로 이루어지는, 촉매.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 제올라이트 물질이 CHA, AEI, RTH, LEV, DDR, KFI, ERI, AFX, 및 이들의 둘 이상의 조합물 또는 혼합 구조물로 이루어진 군으로부터 선택되는 골격 유형 구조인, 촉매.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매가 기재(substrate)를 추가로 포함하는, 촉매.
  12. 내연 엔진으로부터 발생하는 배기 가스의 처리를 위한 배기 가스 처리 시스템으로서, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 AMOX 촉매와 하나 이상의 디젤 산화 촉매, NOx의 선택적 접촉 환원을 위한 촉매(SCR 촉매), 및 임의적으로 촉매화된 매연 필터를 포함하는 배기 가스 시스템.
  13. 배기 가스 스트림에 포함된 NOx의 선택적 접촉 환원 방법으로서,
    (A) 배기 가스 스트림을 제공하는 단계; 및
    (B) (A)에서 제공된 배기 가스 스트림을, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 AMOX 촉매 또는 제12항에 따른 따른 배기 가스 처리 시스템에 통과시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  14. 암모니아 산화용 촉매의 제조 방법으로서,
    (1) 하나 이상의 Pt 및/또는 Pd의 염을 제공하는 단계;
    (2) 하나 이상의 지지체 물질을 제공하는 단계;
    (3) (1)에서 제공된 하나 이상의 Pt 및/또는 Pd의 염을 (2)에서 제공된 하나 이상의 지지체 물질에 함침시키는 단계;
    (4) 하나 이상의 전이 금속 산화물, 및/또는 하나 이상의 이들의 전구체를 제공하는 단계로서, 이때 하나 이상의 전이 금속 산화물이 Mn, Ti, V, Nb 및 Ta의 산화물, 및 이들의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 단계;
    (5) (4)에서 제공된 하나 이상의 전이 금속 산화물 및/또는 하나 이상의 이들의 전구체를 (3)에서 수득된 하나 이상의 함침된 지지체 물질에 제공하고, 생성된 혼합물을 혼합하는 단계;
    (6) Pr, Nd 및 Ce의 산화물, 및 이들의 둘 이상의 조합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 희토류 금속 산화물, 및/또는 하나 이상의 이들의 전구체를 제공하는 단계;
    (7) (6)에서 제공된 하나 이상의 희토류 금속 산화물 및/또는 하나 이상의 이들의 전구체를 (5)에서 수득된 혼합물 제공하고, 생성된 혼합물을 혼합하는 단계;
    (8) 임의적으로 (7)에서 수득된 혼합물을 건조하는 단계;
    (9) (7) 또는 (8)에서 수득된 혼합물을 하소하는 단계;
    (10) (9)에서 수득된 하소된 혼합물을 용매 시스템에 현탁시키는 단계;
    (11) 임의적으로 (10)에서 수득된 현탁액을 밀링하는 단계;
    (12) 하나 이상의 제올라이트 물질을 제공하는 단계;
    (13) 임의적으로 하나 이상의 결합제 및/또는 하나 이상의 이들의 전구체를 제공하는 단계;
    (14) (13)에서 제공된 임의적인 하나 이상의 결합제 및/또는 하나 이상의 이들의 전구체를 (12)에서 제공된 하나 이상의 제올라이트 물질에 첨가하고, 생성된 혼합물을 혼합하는 단계;
    (15) (10) 또는 (11)에서 수득된 현탁액을 (14)에서 수득된 혼합물에 첨가하고, 생성된 혼합물을 혼합하여 슬러리를 수득하는 단계;
    (16) 기재를 제공하는 단계;
    (17) (15)에서 생성된 슬러리를 (16)에서 기재된 기재에 코팅하여, 코팅된 기재를 수득하는 단계;
    (18) 임의적으로 (17)에서 수득된 코팅된 기재를 건조하는 단계; 및
    (19) (17) 또는 (18)에서 수득된 혼합물을 하소하는 단계
    를 포함하고, 이때 (12)에서 제공된 하나 이상의 제올라이트 물질은 Cu 및/또는 Fe와 함께 로딩되는, 제조 방법.
  15. 암모니아의 산화를 위한, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 촉매의 용도.
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