JPH03213147A - Nitrogen oxide decomposing catalyst - Google Patents

Nitrogen oxide decomposing catalyst

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Publication number
JPH03213147A
JPH03213147A JP2005410A JP541090A JPH03213147A JP H03213147 A JPH03213147 A JP H03213147A JP 2005410 A JP2005410 A JP 2005410A JP 541090 A JP541090 A JP 541090A JP H03213147 A JPH03213147 A JP H03213147A
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JP
Japan
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catalyst
mordenite
nitrogen oxide
type zeolite
molar ratio
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005410A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazunori Takahata
和紀 高畑
Michio Sakamoto
坂本 三千男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

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分解触媒に関し、さらに詳細には、
ガス中の窒素酸化物を分解し、無害なN2と02に変換
する触媒に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a nitrogen oxide decomposition catalyst, and more particularly,
It relates to a catalyst that decomposes nitrogen oxides in gas and converts them into harmless N2 and O2.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

窒素酸化物を分解する触媒として、既に幾つか知られて
いる。例えば特開昭60−125250号には、ZSM
 −5型ゼオライトに銅イオンを含有させた窒素酸化物
分解触媒が記載されている。ZSM −5型ゼオライト
は、従来から知られているA型、Y型、モルデナイト型
等のゼオライトとは結晶構造が異なり、5i(Jz /
 AらO3(モル比)が20〜100で、6人前後の細
孔径を有している。このようなZSM −5型ゼオライ
トに銅イオンを含有させた窒素酸化物分解触媒は初期活
性は高いが、耐熱性が低く、特に水蒸気の共存下では活
性低下が大きい。
Some catalysts for decomposing nitrogen oxides are already known. For example, in JP-A-60-125250, ZSM
A nitrogen oxide decomposition catalyst in which copper ions are contained in type-5 zeolite is described. ZSM-5 type zeolite has a crystal structure different from conventionally known A type, Y type, mordenite type, etc. zeolites, and has a 5i (Jz /
A, O3 (molar ratio) is 20 to 100, and the pore size is about 6. Although such a nitrogen oxide decomposition catalyst made of ZSM-5 type zeolite containing copper ions has high initial activity, it has low heat resistance, and the activity decreases particularly in the coexistence of water vapor.

また日本化学会要旨集(1988、春、I II E3
3)には、銅イオン交換モルデナイト型ゼオライトが報
告されている。モルデナイト型ゼオライトはモルデナイ
ト群に属する結晶構造を有し、一般にSiO□/AQ、
oa(モル比)が10〜11で、7人前後の細孔径を有
している。このようなモルデナイト型ゼオライトに銅イ
オンを交換した触媒は、耐熱性には優れているが、分解
活性が低いという問題を有している。
Also, Abstracts of the Chemical Society of Japan (1988, Spring, I II E3
3), a copper ion-exchanged mordenite type zeolite has been reported. Mordenite-type zeolite has a crystal structure belonging to the mordenite group, and is generally composed of SiO□/AQ,
It has an oa (molar ratio) of 10 to 11 and a pore diameter of about 7 pores. Such a catalyst in which copper ions are exchanged with mordenite-type zeolite has excellent heat resistance, but has a problem of low decomposition activity.

特開昭60−25542号には、5rFeO,等のペロ
ブスカイトに白金、コバルトを担持した触媒が報告され
ているが、800〜1000℃の高温を必要とするとい
う問題がある。
JP-A No. 60-25542 reports a catalyst in which platinum and cobalt are supported on a perovskite such as 5rFeO, but there is a problem in that it requires a high temperature of 800 to 1000°C.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明の目的は、上記の問題点を解決するため、窒素酸
化物をN2と0□に分解する活性が高く、しかも活性の
持続性に優れた窒素酸化物分解触媒を提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a nitrogen oxide decomposition catalyst that has a high activity of decomposing nitrogen oxides into N2 and 0□ and has excellent sustainability of activity.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、銅イオンを含有する5in2/ AQ120
. (モル比)20〜100のモルデナイト型ゼオライ
トからなる窒素酸化物分解触媒である。
The present invention provides 5in2/AQ120 containing copper ions.
.. It is a nitrogen oxide decomposition catalyst consisting of mordenite type zeolite (mole ratio) of 20 to 100.

モルデナイト型ゼオライトは、通常のモルデナイト群に
属する構造を有するゼオライトで、7人前後の細孔径を
有し、一般にはSin、 / AQ、 O,(モル比)
lO〜11のものが使用されているが、本発明では51
02 / AQ20.(モル比)20〜100、好まし
くは20〜70のものを使用する。このようなゼオライ
トは合成法によって製造したものでもよいし、天然にこ
れを含有する鉱物質として産出するもの、または510
2 / AQ20.(モル比)が20未満の合成品を脱
アルミニウムしたものでもよいが、合成品または合成品
の脱アルミニウム品が好ましい。
Mordenite-type zeolite is a zeolite with a structure belonging to the normal mordenite group, and has a pore diameter of around 7 pores, generally Sin, / AQ, O, (molar ratio)
1O ~ 11 is used, but in the present invention, 51
02/AQ20. (Molar ratio) 20 to 100, preferably 20 to 70 is used. Such zeolites may be manufactured by synthetic methods, naturally occurring minerals containing zeolites, or 510 zeolites.
2/AQ20. A synthetic product having a molar ratio of less than 20 may be dealuminated, but a synthetic product or a dealuminated synthetic product is preferable.

上記のようなモルデナイト型ゼオライトのうち合成品は
公知の方法、例えば前記モル比になるようにケイ酸ナト
リウム、硫酸アルミニウム等のSiO□原料およびAQ
20.原料の混合物を、触媒の存在下に200℃前後に
加熱して反応させることにより製造されるが、市販品を
使用してもよい。
Among the mordenite-type zeolites described above, synthetic products can be prepared by a known method, for example, by adding SiO□ raw materials such as sodium silicate and aluminum sulfate and AQ to the above molar ratio.
20. It is produced by heating a mixture of raw materials to about 200° C. in the presence of a catalyst to cause a reaction, but commercially available products may also be used.

また天然品または5xO2/AQxo3(モル比)20
未満の合成品を脱アルミニウムしたゼオライトは、上記
のモルデナイト型ゼオライトを酸処理してアルミニウム
の一部または大部分を溶出した後、水洗、乾燥、焼成す
ることによって調製することができる。
Also, natural products or 5xO2/AQxo3 (molar ratio) 20
A zeolite obtained by dealuminating a synthetic product with less than 10% of aluminum can be prepared by acid-treating the mordenite-type zeolite to elute part or most of the aluminum, followed by washing with water, drying, and calcination.

酸処理で使用する酸としては、例えば硫酸、塩酸、硝酸
などの鉱酸をあげることができる。これらの酸はモルデ
ナイト型ゼオライトIgに対してo、oos〜1モル、
好ましくは0.O1〜0.5モルの割合で使用する。こ
れらの酸は通常0.1〜IONの濃度の水溶液として使
用するのが好ましい。酸処理の温度は通常室温ないし9
0℃、処理時間は通常0.1ないし30時間の範囲であ
る。
Examples of acids used in the acid treatment include mineral acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and nitric acid. These acids are o, oos to 1 mol, based on mordenite type zeolite Ig,
Preferably 0. It is used in a proportion of 1 to 0.5 mol of O. These acids are preferably used as an aqueous solution, usually with a concentration of 0.1 to ION. The temperature of acid treatment is usually room temperature to 9
At 0°C, the treatment time is usually in the range of 0.1 to 30 hours.

酸処理後、脱アルミニウムモルデナイト型ゼオライトを
充分洗浄して乾燥する。乾燥方法は特に限定されないが
、通常80〜200℃で1〜50時間実施すれば充分で
ある。
After the acid treatment, the dealuminated mordenite-type zeolite is thoroughly washed and dried. The drying method is not particularly limited, but it is usually sufficient to carry out the drying at 80 to 200°C for 1 to 50 hours.

次に乾燥した脱アルミニウムモルデナイト型ゼオライト
を焼成するが、焼成温度は通常300〜700℃、好ま
しくは400〜600℃、焼成時間は通常0.1〜10
時間、好ましくは1〜5時間である。
Next, the dried dealuminated mordenite-type zeolite is fired, and the firing temperature is usually 300 to 700°C, preferably 400 to 600°C, and the firing time is usually 0.1 to 10°C.
time, preferably 1 to 5 hours.

本発明では上記のようなSiO2/1Q203 (モル
比)20〜100のモルデナイト型ゼオライトに銅イオ
ンを含有させた触媒を用いる。触媒中の銅イオンの含有
量は特に制限されないが、−船釣には通常0.5〜10
重量%、好ましくは1〜5重量%である。
In the present invention, a catalyst containing copper ions in a mordenite type zeolite having a SiO2/1Q203 (molar ratio) of 20 to 100 as described above is used. The content of copper ions in the catalyst is not particularly limited, but - for boat fishing it is usually 0.5 to 10
% by weight, preferably 1-5% by weight.

銅イオンを含有するモルデナイト型ゼオライトは、通常
のイオン交換処理により製造することができる。イオン
交換処理は酢酸銅、硝酸銅などの銅塩の1〜10重量%
水溶液と接触させることにより銅イオン交換形のゼオラ
イトとする。銅イオンとしては1価でも2価でもよい。
Mordenite-type zeolite containing copper ions can be produced by normal ion exchange treatment. Ion exchange treatment is 1 to 10% by weight of copper salts such as copper acetate and copper nitrate.
By contacting it with an aqueous solution, it is made into copper ion-exchanged zeolite. The copper ion may be monovalent or divalent.

こうして得られる触媒は粉末またはペレット状で用いて
もよく、またハニカム体等の成形体に担持して用いても
よい。
The catalyst thus obtained may be used in the form of powder or pellets, or may be supported on a molded body such as a honeycomb body.

本発明の窒素酸化物分解触媒は、自動車、工場、燃焼器
等から排出されるNO2、No等の窒素酸化物含有ガス
と接触させて、窒素酸化物をN2と02に分解し、無害
化するために用いられる。上記の排ガス中には水蒸気が
3〜20容積%程度含まれているため、耐水蒸気性が要
求されるが、本発明の触媒は耐水蒸気性に優れるため、
水蒸気が共存する系でも十分使用することができる。
The nitrogen oxide decomposition catalyst of the present invention decomposes nitrogen oxides into N2 and 02 and renders them harmless when brought into contact with nitrogen oxide-containing gases such as NO2 and No discharged from automobiles, factories, combustors, etc. used for Since the above-mentioned exhaust gas contains water vapor at about 3 to 20% by volume, water vapor resistance is required, and the catalyst of the present invention has excellent water vapor resistance.
It can be used satisfactorily even in systems where water vapor coexists.

本発明の触媒により窒素酸化物を分解するには、触媒の
充てん層に窒素酸化物含有ガスを通して接触させ分解す
る。このときの反応温度は通常300〜800℃、好ま
しくは400〜600℃、ガス空間速度(GH5V)は
500〜200,000hr−1、好ましくは1,00
0〜100.000hr−’である。
In order to decompose nitrogen oxides using the catalyst of the present invention, a nitrogen oxide-containing gas is passed through a packed bed of the catalyst and brought into contact with the nitrogen oxides. The reaction temperature at this time is usually 300-800°C, preferably 400-600°C, and the gas hourly space velocity (GH5V) is 500-200,000 hr-1, preferably 1,000°C.
0 to 100.000 hr-'.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、特定の5102 / AQ203 (
モル比)のモルデナイト型ゼオライトに銅イオンを含有
させたので、窒素酸化物含有ガスから、窒素酸化物を効
率よく分解して、無害化することができ、しかも活性の
持続性が高く、水蒸気共存下においても長期にわたって
使用可能である。
According to the invention, certain 5102/AQ203 (
Since copper ions are contained in mordenite-type zeolite with a molar ratio of It can be used for a long time even under low conditions.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.

実施例l 5iO□/ALOzモル比40の合成モルデナイト型ゼ
オライト10g、酢酸銅2gを水500ccに加え、室
温で一昼夜イオン交換した。濾過、水洗後再び酢酸銅2
gを加え、イオン交換を繰り返した。水洗、乾燥後、5
00℃で2時間焼成し、触媒とした。得られた触媒の銅
イオン含有量は、2.2%lt%、ナトリウムイオン含
有量は0.1wt%であった。
Example 1 10 g of synthesized mordenite-type zeolite with a molar ratio of 5iO□/ALOz of 40 and 2 g of copper acetate were added to 500 cc of water, and ion exchange was carried out at room temperature overnight. After filtration and washing with water, add copper acetate 2 again.
g was added and the ion exchange was repeated. After washing with water and drying, 5
It was calcined at 00°C for 2 hours and used as a catalyst. The copper ion content of the obtained catalyst was 2.2%lt%, and the sodium ion content was 0.1wt%.

上記触媒5+aQをガラス製反応管に充てんして550
℃に昇温した。2%NO/HeガスをGH5V 2,0
00ht”で供給しNoの分解反応を行った。反応3時
間後の結果を表1に示す。
Fill a glass reaction tube with the above catalyst 5+aQ and
The temperature was raised to ℃. 2% NO/He gas at GH5V 2,0
00ht'' to carry out the decomposition reaction of No. The results after 3 hours of reaction are shown in Table 1.

実施例2〜3 実施例1において、モルデナイト型ゼオライトをSiO
□/AQ203モル比20(実施例2)、ならびに60
(実施例3)のモルデナイト型ゼオライトに変更した以
外は同一条件で触媒を調製し、反応を行った。
Examples 2 to 3 In Example 1, mordenite type zeolite was replaced with SiO
□/AQ203 molar ratio 20 (Example 2) and 60
A catalyst was prepared and a reaction was carried out under the same conditions as in Example 3 except that the mordenite zeolite was used.

結果を表1に示す。The results are shown in Table 1.

実施例4 実施例1において、反応ガスに水蒸気を6 vo1%添
加した以外は同一条件で反応を行った。3時間後と、2
0時間後の結果を表1に示す。
Example 4 The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that 6 vol 1% of water vapor was added to the reaction gas. 3 hours later and 2
Table 1 shows the results after 0 hours.

比較例1 実施例1において、Sin、 /An、03モル比10
のモルデナイト型ゼオライトを用いた以外は同一条件で
触媒をm製し、反応を行った。結果を表1に示す。
Comparative Example 1 In Example 1, Sin, /An, 03 molar ratio 10
A catalyst was prepared under the same conditions except that a mordenite-type zeolite was used, and the reaction was carried out. The results are shown in Table 1.

比較例2 実施例4において、触媒を特開昭60−125250号
に示された銅イオン交換ZSN−5型ゼオライト(銅イ
オン交換率90%、5in2/ AQ、0.モル比60
)に変更した以外は同一条件で反応を行った。結果を表
1しこ示す。
Comparative Example 2 In Example 4, the catalyst was a copper ion-exchanged ZSN-5 type zeolite disclosed in JP-A-60-125250 (copper ion exchange rate 90%, 5in2/AQ, 0.molar ratio 60).
) The reaction was carried out under the same conditions except for the following changes. The results are shown in Table 1.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)銅イオンを含有するSiO_2/Al_2O_3
(モル比)20〜100のモルデナイト型ゼオライトか
らなる窒素酸化物分解触媒。
(1) SiO_2/Al_2O_3 containing copper ions
A nitrogen oxide decomposition catalyst consisting of mordenite type zeolite (molar ratio) of 20 to 100.
JP2005410A 1990-01-12 1990-01-12 Nitrogen oxide decomposing catalyst Pending JPH03213147A (en)

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