JPH03101837A - 窒素酸化物の分解触媒の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は窒素酸化物を含むガスから、それを分解によっ
て除去する触媒に関するものであり、さらに詳しくは特
に一酸化窒素を分解するゼオライト系の触媒の調整法を
提供するものである。

［従来の技術コ 環境保全の観点から、大気ｌ５染物質の除去は大きな社
会的な課題である。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。固定発生源で
ある工場や、移動発生源である自動車から排出されるガ
ス中に含まれる窒素化合物は、光化学スモッグの原因と
言われ人体に有害のガスである。特に一酸化窒素（Ｎｏ
）は除去が難しく、検討課題となっている。

これまでにも幾つかの方法が考えられている。

例えば接触還元法と呼ばれる方法は、アンモニアや水素
等の還元剤を用い触媒上で、ＮｏをＮ２とＨ２０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、規模が大きな固定
発生源については有効だが、自動車のような発生源には
適さない。一方、排気ガスが還元性ガスである、ガソリ
ンエンジンの廃ガス浄化には、これまでに多くの触媒が
開発されて、一般に使用されている。しかしながらこれ
らの触媒は、酸素共存下では用いることができない。

ところで、Ｎｏの接触分解、すなわちＮｏを直接Ｎ２と
０２に分解する方法は、排気ガスを触媒層に通じるだけ
ですみ、極めて簡便なため利用範囲は広い。これについ
ても従来より触媒が見い出されている。ＰＬ　，Ｃｕ　
ＯＳＣｏ系触媒がＮｏの分解活性に効果があるが、いず
れも生成する酸素によって被毒を受けると言う課題があ
った。通常ディーゼルエンジンの廃ガスは酸素を含むた
め、これまでの触媒では対応できず、新規な触媒の開発
が望まれている。

［発明の解決すべき課題］ 前記の課題に対して幾つかの触媒が提案されている。例
えば、特開昭８０−１２５２５０号公報には、銅を含む
特異なゼオライトが、酸素を含む系でＮｏの分解に効果
があることが開示されている。また、銅を含むペロブス
力イトが有効であることも、“ｒ　Ｃ｝ＩＥＭＩＳＴＲ
Ｙ　ＬＥＴＴＥＲ誌Ｊ　、１９８８年、第｛７９７〜１
８００頁”に記載されている。とりわけ銅含有ゼオライ
トは優れた性質を持つが、銅を導入する際イオン交換で
は長時間必要である。しかしながら、最近特開平１−９
８０１１号公報にアンモニアを用いて容易に担持する方
法が開示された。しかるにアンモニアを用いると触媒の
前処理においてアンモニアガスが発生するという課題が
あった。

そこで以上の課題を解決するため、ゼオライトに銅を短
時間でかつ所定量導入でき、しかも前処理においてアン
モニアの発生がなく、高活性な触媒の調整法を開発する
必要がある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は前記課題を解決するための窒素酸化物の分解触
媒の製造方法に関するものである。すなわち、本発明は
ゼオライトを銅化合物の水溶液に分散し、その中にアル
カリ金属の水酸化物および弱酸のアルカリ金属塩よりな
る群から選ばれた１種のアルカリ性化合物の水溶岐を添
加することで、ｐＨを少なくとも６，０に調整すること
で該ゼオライトに銅を担持することを特徴とする窒素酸
化物の分解触媒の製造方法に関する。

本発明で言うゼオライトとは、結晶性アルミノ珪酸塩で
あり、組成は次の式で表される。

ｘＭ２７ｎ　Ｏ−ＡＪ　２　０３　　　ｙｓｔ　０２　
　　ＺＨ２０（ｎは陽イオンＭの原子価、Ｘは０．８〜
２０の範囲の数、ｙは２．０以上の数、２は０以上の数
である。） ゼオライトの基本構造はＳＩ　　Ａｌ、Ｏが規則正しく
三次元的に結合したもので、構造単位の違いにより、種
々の結晶構造を採る。ゼオライトには多くの種類が知ら
れているが、Ｘ線回折によって特徴づけられ、その結晶
構造により名称が異なる。例えば天然品として、モルデ
ナイト、エリオナイト、シャバサイトがあり、合成品と
してはＡ型、Ｘ型、Ｙ型、Ｚ　Ｓ　Ｍ　−　５等が知ら
れている。

本発明で使用するゼオライト類は特に限定しない。天然
品、合成品どちらでも構わないが、前者では不純物を含
み精製に手間がかかることから、合成品が好ましく用い
られる。

ゼオライトの合成は、適当なシリカ源、アルミナ源、ア
ルカリ源を混合し、１００〜２５０℃程度の水熱条件下
で結晶化させることで容易に得られる。

また前記の混合物にテンプレートと呼ばれる有機物を添
加して、水熱合成によって得られるものもある。ゼオラ
イトは一般に市販されており、それらを用いてもよい。

本発明で好ましく用いられるゼオライトは、Ｙ型、モル
デナイト型、Ｚ　Ｓ　Ｍ−５等であり、さらに好ましく
はＺＳＭ−５である。

本発明で言う銅化合物の水溶液とは、銅化合物を溶かし
込んだ溶液のことで、化合物はどの様な形でも構わない
。例えば、硫酸塩、塩酸塩、硝酸塩、有機酸塩、金属の
複合塩などがある。金属種としてはカチオンを生成する
ものが好ましい。

本発明で言うアルカリ性化合物の水溶戚とはアルカリ金
属の水酸化物および弱酸のアルカリ金属塩よりなる群か
ら選ばれたｌ種の化合物の水溶液のことである。この中
でも本発明ではアルカリ金属の水酸化物から選ばれた１
種の化合物の水溶波が好ましく用いられる。前記のアル
カリ金属としてはナトリウム、カリウム等が挙げられる
。この中でもナトリウムまたはカリウムが好ましく用い
られる。前記の弱酸としては炭酸、酢酸、有機酸等が挙
げられる。本発明においては、アルカリ性化合物の水溶
液の添加量は所定のｐＨになるように添加すればよい。

調製した銅化合物溶液中にゼオライトを充分分散し、こ
の中に本発明で用いるアルカリ性化合物の水溶波を添加
してｐＨを調節する。この時前記のアルカリ性化合物の
水溶肢の濃度が高いと　ｐＨの変化が急になり好ましく
ない。本発明ではｐＨの範囲は少なくとも　６．０であ
ることが必要で、ｐＨ　　６．０〜１３．０が好ましく
、特に好ましくはｐＨを７．０〜１０．０に調整するこ
とである。ｐＨが６．０未満だと銅担持量が低く本発明
の効果が得られない。

ｐＨを調節後にゼオライトを回収するが、その方法はな
んでもよく、通常行なわれる濾過や遠心分離が好ましい
。

本発明において、ゼオライトの銅の含有量は少なくとも
０．　５ｖｔ％であり、好ましくはｌ．．Ｏｗｔ％てあ
る。

本発明により得られる触媒の使用温度は、５００〜８５
０℃の範囲、好ましくは５５０〜８００℃である。

また本触媒と処理ガスとの接触時間は限定されるもので
はない。

本発明により得られる触媒の工業的な使用方法は、触媒
を適当な形にして反応装置に充填することが挙げられる
。例えば、シリカ、アルミナ等の無機酸化物や粘土をバ
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。またゼオライトを銅導入前に成型しておき
、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。

［発明の効果コ 以上に示した本発明の製造方広によって、ゼオライトに
金属を短時間で、かつ所定量導入できしかも前処理にお
いてアンモニアの発生がなく、かつ得られた触媒の活性
は高く、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。

［実施例コ 次に、実施例等によって本発明を更に詳しく述べる。

実施例１〜５ Ｓｆ０２／Ａノ２０３が約５ＤＣｒ）ＺＳＭ−５ゼオラ
イト　３．０ｇを、０．４４ｇの硝酸銅を含む５００ｒ
ｄの溶液に分散し、１．５ｍｏＪ　／　Ｊの水酸化ナト
リウムを少量ずつ滴下して第１表に示される所定のｐＨ
に調節した。その後、ゼオライトを濾過しイオン交換水
で充分洗浄した。得られたゼオライトを減圧乾燥後、さ
らに　１００℃で３時間乾燥した。このようにして触媒
Ａ−Ｅを得た。

比較例１ ｐＨを４．０に調節する他は、実施例と同様な操作を行
なった。このようにして触媒Ｆを得た。

比較例２ 実施例と同様のゼオライトを用い、０．４４ｇの硝酸銅
を含む５００ｄの溶液に分散し、２０時間撹拌した。そ
の後、ゼオライトを濾過しイオン交換水で充分洗浄した
。得られたゼオライトを減圧乾燥後、さらに　ｌ００℃
で３時間乾燥した。このようにして触媒Ｇを得た。

評価例 前記実施例および比較例で得られた触媒Ａ−Ｇを５００
℃で焼成し、それを原子吸光法で銅の担持量を求めた。

また触媒を打錠成型の後、砕いて粒径を揃えたもので反
応評価を行なった。すなわち、触媒ｔ，Ｏｇを流通式の
反応器に入れて、Ｈｅガスを流しながら徐々に昇温しで
５００℃にした。そこで一酸化窒素５０００　ｐｐｎを
含むＨｅガスを５０１ｎｌ／ｍｊｒｌの割合で流し、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２．０時間を経過したものである。

これらの結果を第１表にまとめて示した。

第１表 第１表に示されるように、本発明の製造方法によって、
銅の担持量が多く、また活性の高い触媒が得られること
が分かる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ゼオライトを銅化合物の水溶液に分散し、その中に
   アルカリ金属の水酸化物および弱酸のアルカリ金属塩よ
   りなる群から選ばれた１種のアルカリ性化合物の水溶液
   を添加することで、ｐＨを少なくとも６．０に調整する
   ことで該ゼオライト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の製造方法。