JPH0196011A - 銅含有ゼオライトの製造方法 - Google Patents
銅含有ゼオライトの製造方法Info
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- JPH0196011A JPH0196011A JP62251616A JP25161687A JPH0196011A JP H0196011 A JPH0196011 A JP H0196011A JP 62251616 A JP62251616 A JP 62251616A JP 25161687 A JP25161687 A JP 25161687A JP H0196011 A JPH0196011 A JP H0196011A
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- Japan
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- copper
- zeolite
- tsz
- ion exchange
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、石油化学1石油精製、公害防止分野における
触媒、吸着剤の製造に関するものである。
触媒、吸着剤の製造に関するものである。
その中でも特に工業プラント、自動車等から排出される
排ガス中のNOxを分解する公害防止用触媒に関する。
排ガス中のNOxを分解する公害防止用触媒に関する。
[従来の技術]
公害防止用触媒として、今まで市販触媒を含めた広範な
分解触媒の探索が行なわれているが見るべき成果は得ら
れていない、これは排ガスの主成分であるNOの分解速
度が非常に遅い為である。
分解触媒の探索が行なわれているが見るべき成果は得ら
れていない、これは排ガスの主成分であるNOの分解速
度が非常に遅い為である。
現状では、N H3などの還元剤を触媒と併用する還元
脱硝プロセスが企業化されている。しかしこのプロセス
では、還元剤が必要であり、プロセスも複雑となり、更
に未反応還元剤を回収、あるいは分解する為の装置が必
要となる。その点No直接接触分解は最も単純で経済的
なプロセスである。
脱硝プロセスが企業化されている。しかしこのプロセス
では、還元剤が必要であり、プロセスも複雑となり、更
に未反応還元剤を回収、あるいは分解する為の装置が必
要となる。その点No直接接触分解は最も単純で経済的
なプロセスである。
今までにもNo直接接触分解反応において、Pt。
Cu O、Co 304などにNO分解活性が認められ
たが、何れも分解生成物である酸素の被毒作用により充
分な活性が得られず、実用触媒とはなり得なかった。
たが、何れも分解生成物である酸素の被毒作用により充
分な活性が得られず、実用触媒とはなり得なかった。
最近、銅イオンを含有し、かつ特定の結晶構造を有する
ゼオライトが、No直接接触分解触媒として、処理ガス
中に水分や酸素が共存しても被毒されないNo分解触t
Ji、(特開昭60−125250号)となる事が見出
されている。
ゼオライトが、No直接接触分解触媒として、処理ガス
中に水分や酸素が共存しても被毒されないNo分解触t
Ji、(特開昭60−125250号)となる事が見出
されている。
本発明は、特開昭60−125250号公報の改良法を
提供するものでもある。
提供するものでもある。
[本発明が解決しようとする問題点]
本発明の目的は、水分、酸素、二酸化イオウの共存によ
る被毒を受けず、更に低温においても、高活性な、定常
安定性の良い、従来にない特性を持つ触媒の製造方法を
提供することにある。
る被毒を受けず、更に低温においても、高活性な、定常
安定性の良い、従来にない特性を持つ触媒の製造方法を
提供することにある。
[問題点を解決する為の手段および作用]本発明は、ゼ
オライトが本明細書第1表に示した粉末X線回折により
求めた格子面間隔(d値)を持ち、該ゼオライトを銅イ
オン交換する際に水溶性銅塩及びアンモニアを含む水溶
液中で行うことにより、処理ガス中に水分、酸素、二酸
化イオウが共存しても、活性低下を起すことなく、定常
安定性を示す銅含有ゼオライトを製造する方法を提供す
るものである。
オライトが本明細書第1表に示した粉末X線回折により
求めた格子面間隔(d値)を持ち、該ゼオライトを銅イ
オン交換する際に水溶性銅塩及びアンモニアを含む水溶
液中で行うことにより、処理ガス中に水分、酸素、二酸
化イオウが共存しても、活性低下を起すことなく、定常
安定性を示す銅含有ゼオライトを製造する方法を提供す
るものである。
第 1 表
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明で触媒の基剤として用い得るゼオライトは、第1
表に示した格子面間隔(d値)を持つ事か必須であるが
、その製造法は限定されるものではない。好ましくは、
本発明で使用されるゼオライトのSiO/A!203モ
ル比は20〜200である。触媒の基剤として第1表に
示した格子面間隔(d値)を持つゼオライトそのままで
はNoの触媒分解活性はほとんどない。
表に示した格子面間隔(d値)を持つ事か必須であるが
、その製造法は限定されるものではない。好ましくは、
本発明で使用されるゼオライトのSiO/A!203モ
ル比は20〜200である。触媒の基剤として第1表に
示した格子面間隔(d値)を持つゼオライトそのままで
はNoの触媒分解活性はほとんどない。
本発明の銅含有ゼオライトは、第1表に示した格子面間
隔(d値)を持つゼオライト中の陽イオンを別イオンで
交換する際に、水溶性銅塩及びアンモニアを含む水溶液
を用いて、製造する事が、必須である。水溶性銅塩とし
ては、硫酸銅、塩化j11 、酢酸銅、硝酸銅などが使
用でき、またアンモニアとしては、アンモニア水、アン
モニア含水化合物またはアンモニアガスを溶解した水溶
液などが使用できる。アンモニアの添加量は特に限定さ
れないが、ゼオライトを含むスラリー溶液中のpHが4
〜12の範囲になるように添加する事が好ましい。水溶
液中の銅イオンの濃度は、目的とするゼオライトの銅イ
オン交換率によって任意に設定することが出初る。
隔(d値)を持つゼオライト中の陽イオンを別イオンで
交換する際に、水溶性銅塩及びアンモニアを含む水溶液
を用いて、製造する事が、必須である。水溶性銅塩とし
ては、硫酸銅、塩化j11 、酢酸銅、硝酸銅などが使
用でき、またアンモニアとしては、アンモニア水、アン
モニア含水化合物またはアンモニアガスを溶解した水溶
液などが使用できる。アンモニアの添加量は特に限定さ
れないが、ゼオライトを含むスラリー溶液中のpHが4
〜12の範囲になるように添加する事が好ましい。水溶
液中の銅イオンの濃度は、目的とするゼオライトの銅イ
オン交換率によって任意に設定することが出初る。
2十
銅イオンはCu” 、Cu 、Cu0H。
[Cu(NH3)4]2+のいずれかの形態でゼオライ
ト中の陽イオンと交換している。またゼオライトの一部
は大過剰のNH3分子が存在する為に、NH4型にもな
っている。
ト中の陽イオンと交換している。またゼオライトの一部
は大過剰のNH3分子が存在する為に、NH4型にもな
っている。
本発明では、1回の交換で銅イオン交換率が100%以
上のものが得られる。
上のものが得られる。
イオン交換終了後、水洗、乾燥して銅含有ゼオライトが
得られる。銅含有量は高い程よいが、望ましくは0.0
3wt%以上で、さらに望ましくは1 w t%以上で
ある。銅含有量は高い程、NO分解活性が高い。
得られる。銅含有量は高い程よいが、望ましくは0.0
3wt%以上で、さらに望ましくは1 w t%以上で
ある。銅含有量は高い程、NO分解活性が高い。
銅含有量ゼオライトのS i O2/ A!203上2
0は、使用したゼオライトのS i O2/AJ220
3モル比と実質的に変わらない、銅含有ゼオライトの結
晶構造もイオン交換前後で異なるものではなく、第1表
に示した格子面間隔(d値)で特徴づけることができる
。
0は、使用したゼオライトのS i O2/AJ220
3モル比と実質的に変わらない、銅含有ゼオライトの結
晶構造もイオン交換前後で異なるものではなく、第1表
に示した格子面間隔(d値)で特徴づけることができる
。
本発明法による、銅含有ゼオライトがNOx接触分解反
応に極めて高い活性を示す理由については、明らかでな
いが、銅イオンとともにゼオライトにとりこまれたアン
モニア分子がNOx接触分解反応の前処理段階で脱離し
、部分的還元が起り、このNOx接触分解反応の活性サ
イトであるCu+が出来、Cu ” コCu ”f)
p化還元サイクルがスムーズに行われ、高活性を持続さ
れるものと考えられる。
応に極めて高い活性を示す理由については、明らかでな
いが、銅イオンとともにゼオライトにとりこまれたアン
モニア分子がNOx接触分解反応の前処理段階で脱離し
、部分的還元が起り、このNOx接触分解反応の活性サ
イトであるCu+が出来、Cu ” コCu ”f)
p化還元サイクルがスムーズに行われ、高活性を持続さ
れるものと考えられる。
本発明法による銅含有ゼオライトの持つ特異的結晶構造
とその構造安定性および耐熱性等が複合的に作用して酸
素、水分、二酸化イオウの共存下でも高い活性を示して
いると考えられる。
とその構造安定性および耐熱性等が複合的に作用して酸
素、水分、二酸化イオウの共存下でも高い活性を示して
いると考えられる。
さらに、銅含有ゼオライトをNOx分解用触媒として使
用する場合の使用温度範囲は200〜1000℃の範囲
で、好ましくは300〜700°Cの範囲である。触媒
と処理ガスとの接触時間は特に限定されるものではない
。
用する場合の使用温度範囲は200〜1000℃の範囲
で、好ましくは300〜700°Cの範囲である。触媒
と処理ガスとの接触時間は特に限定されるものではない
。
[発明の効果]
本発明で得られる銅含有ゼオライトは、石油化学9石油
精製、公害防止分野における触媒、吸着剤として、その
中でもNOx分解除去触媒として、特に優れたNOx分
解活性を示す。
精製、公害防止分野における触媒、吸着剤として、その
中でもNOx分解除去触媒として、特に優れたNOx分
解活性を示す。
本発明で得られた銅含有ゼオライトは、粘土鉱物等のバ
インダーを用いて成形して用いることもできる。
インダーを用いて成形して用いることもできる。
また、本発明は、あらかじめゼオライトを成形し、その
成形体を水溶性銅塩及びアンモニアを含む水溶液で銅イ
オン交換してもよい。成形体の大きさは特に限定される
ものではない。
成形体を水溶性銅塩及びアンモニアを含む水溶液で銅イ
オン交換してもよい。成形体の大きさは特に限定される
ものではない。
以下、実施例及び比較例においてさらに詳細に説明する
。
。
[実施例]
実施例1(ゼオライトの合成)
撹拌状態にある実容積21のオーバーフロータイプ反応
槽に、珪酸ソーダ水溶液(SiO□153.4 g /
1 ; N a 20 ; 49.9 g / fl
。
槽に、珪酸ソーダ水溶液(SiO□153.4 g /
1 ; N a 20 ; 49.9 g / fl
。
Al1203 ; 0.8 g/β)と硫酸を添加した
硫酸アルミニウム水溶液(Af O;38.4sr/
1.H2304; 275.4t/1)をそれぞれ3.
242/hr、0.842/hrの速度で連続的に供給
した0反応温度は30〜32℃、スラリーのpHは6.
4〜6.6であった。排出スラリーを遠心分離機で固液
分離し、十分水洗後、N a20 ; 1 、72 v
v t%、 A I2203 ;2.58wt%、5i
02 ;39.3wt%。
硫酸アルミニウム水溶液(Af O;38.4sr/
1.H2304; 275.4t/1)をそれぞれ3.
242/hr、0.842/hrの速度で連続的に供給
した0反応温度は30〜32℃、スラリーのpHは6.
4〜6.6であった。排出スラリーを遠心分離機で固液
分離し、十分水洗後、N a20 ; 1 、72 v
v t%、 A I2203 ;2.58wt%、5i
02 ;39.3wt%。
I20 ; 56−4 vv t%の微粒状無定形アル
ミノ珪酸塩均一化合物を得た。該均一化合物2840g
と1.39wt%のNaOH水溶液5160gとを10
1のオートクレーブに仕込み、160°Cで72時間撹
拌下で結晶化した。生成物を固液分離後、水洗、乾燥し
て本触媒の基剤となるゼオライトTSZ−821を得た
。化学分析の結果、その組成は無水ベースにおける酸化
物のモル比で表わして次の組成を有していた。
ミノ珪酸塩均一化合物を得た。該均一化合物2840g
と1.39wt%のNaOH水溶液5160gとを10
1のオートクレーブに仕込み、160°Cで72時間撹
拌下で結晶化した。生成物を固液分離後、水洗、乾燥し
て本触媒の基剤となるゼオライトTSZ−821を得た
。化学分析の結果、その組成は無水ベースにおける酸化
物のモル比で表わして次の組成を有していた。
1.05Na 0−AI2203−23.3SiO2
まな、その粉末X線図から求めたd値は基本的に第1表
に示した数値と同じであった。
まな、その粉末X線図から求めたd値は基本的に第1表
に示した数値と同じであった。
次にTSZ−821を合成した時と同様の方法で、まず
5102及びAρ203含有量の異なる微粒状無定形ア
ルミノ珪酸塩均一化合物を遺り、これを苛性ソーダ水溶
液中、撹拌下で加熱して結晶化し、本触媒の基剤となる
ゼオライト、TSZ−841,TSZ−851を得な。
5102及びAρ203含有量の異なる微粒状無定形ア
ルミノ珪酸塩均一化合物を遺り、これを苛性ソーダ水溶
液中、撹拌下で加熱して結晶化し、本触媒の基剤となる
ゼオライト、TSZ−841,TSZ−851を得な。
その化学組成は無水ベースにおける酸化物のモル比で表
わして次の組成を有していた。
わして次の組成を有していた。
TSZ−841:1.41Na 0−Ai+203−
40、4 S i O2 ”I’5Z−851: 1.65Na20− AR20
3・49.8Si02 また、これらのゼオライトの粉末X線回折図から求めた
、d値は基本的に第1表に示した数値と同じであった。
40、4 S i O2 ”I’5Z−851: 1.65Na20− AR20
3・49.8Si02 また、これらのゼオライトの粉末X線回折図から求めた
、d値は基本的に第1表に示した数値と同じであった。
実施例2(銅含有ゼオライトの調製)
実施例1で得られたTSZ−821、TSZ−841、
TSZ−851をそれぞれ10g採取して、ゼオライト
中のA1原子数に対し等しい銅原子数になるようにO,
1moρ/β酢酸鋼水溶酢酸入水溶液温にて撹拌し、2
.5%NH3水を添加し、スラリーpH10,5になる
ように調整した。
TSZ−851をそれぞれ10g採取して、ゼオライト
中のA1原子数に対し等しい銅原子数になるようにO,
1moρ/β酢酸鋼水溶酢酸入水溶液温にて撹拌し、2
.5%NH3水を添加し、スラリーpH10,5になる
ように調整した。
その後、目的とするゼオライトの銅イオン交換率になる
まで、室温で撹拌した。固液分離後、十分水洗し100
’Cで10時間乾燥した。得られた銅含有ゼオライトを
それぞれTSZ−821−A。
まで、室温で撹拌した。固液分離後、十分水洗し100
’Cで10時間乾燥した。得られた銅含有ゼオライトを
それぞれTSZ−821−A。
TSZ−821−B、’r’5Z−841−C。
TSZ−851−Dとする。化学分析によって求めた銅
含有ゼオライトの銅イオン交換率を第2表に示す、銅イ
オン交換率は、二価の銅として交換していると仮定して
求めた。
含有ゼオライトの銅イオン交換率を第2表に示す、銅イ
オン交換率は、二価の銅として交換していると仮定して
求めた。
第 2 表
実施例3(銅含有ゼオライトの調製)
実施例1で得られたTSZ−821を10+r採取して
、ゼオライト中のAffi原子数に対し等しい銅原子数
になるように0.1moβ/β酢酸銅水溶液を入れ、室
温にて撹拌し、2.5%NH3水を添加し、スラリーp
H6,0になるように調整した。
、ゼオライト中のAffi原子数に対し等しい銅原子数
になるように0.1moβ/β酢酸銅水溶液を入れ、室
温にて撹拌し、2.5%NH3水を添加し、スラリーp
H6,0になるように調整した。
その後、室温にて12時間撹拌しな。固液分雅後十分水
洗し、100℃で10時間乾燥した。得られた銅含有ゼ
オライトをTSZ−821−Eとする。化学分析によっ
て求めた銅含有ゼオライトの銅イオン交換率を第3表に
示す。
洗し、100℃で10時間乾燥した。得られた銅含有ゼ
オライトをTSZ−821−Eとする。化学分析によっ
て求めた銅含有ゼオライトの銅イオン交換率を第3表に
示す。
第 3 表
実施例4(銅含有ゼオライトのNO分解活性試験)実施
例2.3で調製した銅含有ゼオライトをプレス成形した
後、破砕して42〜80メツシユに整粒し、その1gを
常圧固定床流通式反応管に充填した。反応前に銅含有ゼ
オライトをヘリウムガス流通下で5°C/minの昇温
速度で500℃まで昇温し、昇温後2時間その温度を維
持して前処理を行った。NOを5000PPm含有する
ヘリウムガスを15cc/minの流量で本触媒充填層
を通して反応させ、反応開始50分後の各反応温度にお
けるNO転化率を求めた。その結果を第4表に示す。
例2.3で調製した銅含有ゼオライトをプレス成形した
後、破砕して42〜80メツシユに整粒し、その1gを
常圧固定床流通式反応管に充填した。反応前に銅含有ゼ
オライトをヘリウムガス流通下で5°C/minの昇温
速度で500℃まで昇温し、昇温後2時間その温度を維
持して前処理を行った。NOを5000PPm含有する
ヘリウムガスを15cc/minの流量で本触媒充填層
を通して反応させ、反応開始50分後の各反応温度にお
けるNO転化率を求めた。その結果を第4表に示す。
実施例5(銅含有ゼオライトの活性の安定性)銅含有ゼ
オライトTSZ−821−B (銅イオン交換率123
%)を用いてNo分解活性の持続安定性を試験した。実
施例4と同じ装置を用いて同様の方法で行い、反応温度
500℃とした。転化率の経時変化を第1図に示す。
オライトTSZ−821−B (銅イオン交換率123
%)を用いてNo分解活性の持続安定性を試験した。実
施例4と同じ装置を用いて同様の方法で行い、反応温度
500℃とした。転化率の経時変化を第1図に示す。
比較例1(比較ゼオライトの調製)
実施例1で得られた’T”5I−821、TSZ−84
1、TSZ−851をそれぞれ10g採取して、ゼオラ
イト中のA!2原子数に対し等しい銅原子数になるよう
にOll m o 1 / (l酢酸銅水溶:夜を入れ
、室温にて12時間撹拌しな。固液弁M後、洗浄しこの
操作を3回繰り返した後、100°Cで10時間乾燥し
た。得られた比較ゼオライトをそれぞれTSZ−821
−F、TSZ〜841−G。
1、TSZ−851をそれぞれ10g採取して、ゼオラ
イト中のA!2原子数に対し等しい銅原子数になるよう
にOll m o 1 / (l酢酸銅水溶:夜を入れ
、室温にて12時間撹拌しな。固液弁M後、洗浄しこの
操作を3回繰り返した後、100°Cで10時間乾燥し
た。得られた比較ゼオライトをそれぞれTSZ−821
−F、TSZ〜841−G。
TSZ−851−Hとする。化学分析によって求めた比
較触媒の別イオン交換率を第5表に示す。
較触媒の別イオン交換率を第5表に示す。
第 5 表
比較例2(比較ゼオライトのNo分解活性試験)比較例
1で調製した比較ゼオライトを、実施例4の方法に従っ
てNO転化率を求めた。結果を第6表に示す。
1で調製した比較ゼオライトを、実施例4の方法に従っ
てNO転化率を求めた。結果を第6表に示す。
第1図は、実施例5におけるNO転化率の経時変化を示
す図である。
す図である。
Claims (3)
- (1)ゼオライトが本明細書第1表に示した粉末X線回
折により求めた格子面間隔(d値)を持ち、該ゼオライ
トの銅イオン交換を水溶性銅塩及びアンモニアを含む水
溶液で行うことを特徴とする銅含有ゼオライトの製造方
法。 第1表 - (2)該ゼオライトのSiO_2/Al_2O_3モル
比が20〜200である特許請求の範囲第1項記載の方
法。 - (3)銅イオン交換するときのゼオライトを含むスラリ
ーのpHが4〜12である特許請求の範囲第1項または
第2項記載の方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62251616A JP2555637B2 (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | 銅含有ゼオライトの製造方法 |
| EP88116539A EP0311066B1 (en) | 1987-10-07 | 1988-10-06 | Process for the production of copper-containing zeolite and the method of application thereof |
| DE8888116539T DE3872478T2 (de) | 1987-10-07 | 1988-10-06 | Verfahren zur herstellung eines kupfer enthaltenden zeoliths und methode fuer seine anwendung. |
| US07/255,018 US4999173A (en) | 1987-10-07 | 1988-10-07 | Removal of nitric oxides by copper-containing zeolites |
| US07/537,824 US5110777A (en) | 1987-10-07 | 1990-06-14 | Copper-containing zeolites and their preparation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62251616A JP2555637B2 (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | 銅含有ゼオライトの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0196011A true JPH0196011A (ja) | 1989-04-14 |
| JP2555637B2 JP2555637B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=17225473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62251616A Expired - Fee Related JP2555637B2 (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | 銅含有ゼオライトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2555637B2 (ja) |
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| JPH0359302A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-14 | Takuma Co Ltd | 低NOx燃焼器 |
| WO1991006508A1 (en) * | 1989-10-31 | 1991-05-16 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Catalyst for nitrogen oxide decomposition and method of cleaning nitrogen oxide-containing exhaust gas |
| JPH03127629A (ja) * | 1989-10-12 | 1991-05-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 窒素酸化物の直接接触分解触媒 |
| JP2009046372A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-05 | Tochigi Prefecture | 金属ナノ粒子、金属ナノ粒子分散ゼオライトおよび金属ナノ粒子分散ゼオライトの製造方法 |
| WO2026001633A1 (zh) * | 2024-06-26 | 2026-01-02 | 大连理工大学 | 用于己内酯制己内酰胺的Cu-Beta沸石催化剂的制备方法与应用 |
| WO2026001632A1 (zh) * | 2024-06-26 | 2026-01-02 | 大连理工大学 | 一种提高己内酯制己内酰胺Cu-Beta沸石催化剂稳定性的制备方法及其应用 |
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-
1987
- 1987-10-07 JP JP62251616A patent/JP2555637B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2555637B2 (ja) | 1996-11-20 |
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