JPH03101836A - 窒素酸化物の分解触媒 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は窒素酸化物を含むガスから、窒素酸化物を分解
によって除去する触媒に関し、さらに詳しくは窒素酸化
物のうち、特に一酸化窒素を分解する触媒に関する。

［従来の技術とその課題コ 大気汚染物質の除去は大きな社会的問題であり、とりわ
け産業活動の拡大に伴う燃焼廃ガスの浄化は現在の緊急
課題である。燃焼廃ガスは工場、自動車から大量に排出
され、特にその中に含まれる窒素酸化物は光化学スモッ
グの原因とされ人体に有害である。廃ガスの主成分であ
る一酸化窒素は、それ自体有害であると共に分解し難い
ものである。

これまでにも窒素酸化物の除去に関しては多くの方法が
報告されている。例えば接触還元法とよばれる方法は、
アンモニアや水素などの還元剤を用いて触媒上でＮｏを
Ｎ２とＨ　２　０にして除去する方法である。しかしな
がら還元剤を利用するため、その回収や漏れの対策が必
要で、大工場等の規模が大きな固定発生源については有
効であるが、自動車や民生用ディーゼルエンジンのよう
な小規模発生源には適さない。

一方排気ガス中に酸素を殆ど含まない、還元性の排気ガ
スを排出するがソリエンジンの廃ガスの浄化には、これ
までに貴金属系の三元触媒が開発されている。しかしな
がら該触媒は、酸素共存下で活性を示さないことが知ら
れている。

ところでＮｏの接触分解、すなわちＮｏを直接Ｎ２と０
２に分解する方法は、排気ガスを触媒層に通ずるだけで
すみ極めて簡便なため利用範囲は広い。これまでにＰ　
ｔ１Ｃ　ｕ　ＯＮ　Ｃ　ｏ系触媒がＮｏの分解活性を有
することが見いだされたが、いずれも生成する酸素によ
って被毒を受け活性の低下を来す欠点を有している。通
常ディーゼルエンジンの廃ガスは酸素を含むため、かか
る触媒では対応ができず実用触媒とはなり得なかった。

本発明の目的は、酸素や硫黄化合物、水素、炭化水素な
どを含む廃ガス中の一酸化窒素を効率よく分解する触媒
の提供にある。特にディーゼルエンジンの廃ガスの浄化
を目的とする。

［課題を解決するための手段コ 本発明者らは前記目的達成のために鋭意検討を行った結
果、特異な結晶構造を有する珪酸塩化合物に銅を担持し
た触媒が優れた一酸化窒素分解活性を示すことを見いだ
し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明によれ
ば、結晶性非アルミノ珪酸塩化合物に銅を担持すること
を特徴とする窒素酸化物の分解触媒が提供される。

［作用］ 本発明でいう結晶性非アルミノ珪酸塩化合物とは実質的
にアルミニウムを含まない結晶性珪酸塩化合物のことで
あり、メタロシリケートと呼ばれることもある。詳しく
は”ゼオライトの科学と応用”′　（富永博夫編、講談
社、１９８７年）９６ページに記載がある。その結晶構
造は第１表に示される粉末Ｘ線分析の格子面間隔により
特徴付けられる。本発明で用いる結晶性非アルミノ珪酸
塩化合物は、ＳｉおよびＯと他の元素が三次元的に結合
したものであり、他の元素（Ｘという）としてはＢｅ１
ＢＮ　Ｇａｔ　Ｃｒ１Ｆｅ％　Ｔ　Ｉ　Ｎ　ＰＮ　Ｃｕ
１Ｚｎ１Ｚ　ｒなどの群から選択された少なくとも一つ
であるが、特にこれに限定されるものではない。またＸ
の含有割合はＳ　ｉ／Ｘ比で１〜３００であり、好まし
くは１〜１００である。この値が３００以上になると触
媒としての活性が極めて低くなる。

本発明で用いる結晶性非アルミノ珪酸塩化合物にはアル
ミニウムが実質的に含まれないが、該化合物を合成する
際に不純物として混入することがあるが、その混入限度
はＳｉを１とすればアルミニウムは１／５００以下が好
ましい。

本発明で用いる結晶性非アルミノ珪酸塩化合物の合成法
については、従来公知の方法が利用される。すなわち適
当なシリカ源、アルカリ源および目的とする元素の化合
物を混合し、テンプレートと呼称する有機物を添加して
オートクレープ中で１００〜２５０℃の水熱条件下で結
晶化させる。その後得られたゲルを取り出し、さらに有
機物を焼成除去することで得ることができる。

本発明において銅の結晶性非アルミノ珪酸塩化合物への
導入方法は特に限定されない。該化合物中のカチオンと
目的とする金属カチオンとを交換するイオン交換法や、
目的とする金属を含む溶液中に該化合物を浸す含浸法な
どが挙げられる。好ましくは該化合物を銅溶液中に分散
し、その中にアルカリ性溶液を添加してｐＨを調整する
ことである。本発明で使用する銅の原料化合物はその種
類を問わない。例えば硫酸塩、塩酸塩、硝酸塩、有機酸
塩、金属複合塩などである。

本発明において銅の担持量は１．０〜 ３０．０重量％、好ましくは３．０〜２０．０重量％で
ある。

本発明の触媒の使用温度は３００〜８００゜Ｃ１好まし
くは４００〜７００゜Ｃである。また本触媒と処理ガス
の接触時間は特に限定されない。

本発明の触媒の工業的な使用方法は、触媒を適当な形状
にして反応装置に充填することが挙げられる。例えばシ
ルカ●アルミナ等の無機酸化物や粘度をバインダーとし
て、球状、柱状、ハニカム状にすることが考えられる。

また結晶性非アルミノ珪酸塩化合物を銅導入以前に成形
しておき、その後銅を導入する方法もある。いずれにし
ても特に限定されるものではない。

［実施例］ 以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。

寛胤虹Ｌ（結晶性非アルミノ珪酸塩化合物の合成） 水ガラス３号と、所定の元素（Ｘ）の塩化物または硫酸
塩または硝酸塩、テトラプ口ビルアンモニウムブロマイ
ドを含む溶液を所定の割合で混合し、ｐＨを約９．５に
調整した。得られたゲルをオートクレープ中で５０″Ｃ
にて５０時間水熱処理を行った。その後ゲルを取り出し
、乾燥後５５０℃で２０時間焼成した。Ｓｉ／Ｘ比は元
素分析で求めた。

菟龜虹と（触媒の調製） 実施例ｔで得た結晶性非アルミノ珪酸塩化合物を硝酸銅
溶戒中に分散し、アンモニア水を滴下してｐＨを７．５
に調整した。その後。該化合物を濾過しイオン交換水で
十分洗浄した。得られた触媒を減圧乾燥後、さらに１０
０゜Ｃで３時間乾燥した。かくして触媒Ａ−Ｃを得た。

また、触媒を２００″Ｃで十分乾燥し、原子吸光法によ
り銅の担持量を求めた。

詳ＪＬ例一 触媒を打錠成形後、砕いて粒径を揃えたもので反応評価
を行った。すなわち、触媒１．０を流通式反応器に入れ
て、Ｈｅを流しながら徐々に昇温して５　０　０　’Ｃ
にした。そこで一酸化窒素５０００ｐｐｍを含むＨｅを
流し、生成物をガスクロマトグラフィーで分析した。な
お分析値は、反応後２時間を経過したもので、生成した
窒素から分解率を求めた。

Ｌ比虹 元素Ｘを添加しない以外は実施例１と全く同様な操作で
結晶性非アルミノ珪酸塩化合物を調製した。さらに実施
例２と全く同様にして比較触媒Ｄを調製し、評価した。

以上の結果を第２表に示した。実施触媒は比較触媒に比
べてＮｏの分解活性が著しく高いことが分かる。

（以下余白） 第１表 第２表 １　１． １０． ７． ７． ６． 元素Ｘ Ｆｅ Ｇａ Ｂ Ｓ　　ｉ／Ｘ ２０ ２５ ２０ ５６ ０１ ６０ ２５ ８５ ７１ ０　４ ９９ ［発明の効果］ 本発明の触媒を使用することで、一酸化窒素の濃度が低
いガスからも効率よく一酸化窒素を除去できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）結晶性非アルミノ珪酸塩化合物に銅を担持するこ
   とを特徴とする、窒素酸化物の分解触媒。