JPH08500772A - 酸化窒素の接触還元触媒及び還元方法 - Google Patents

酸化窒素の接触還元触媒及び還元方法

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JPH08500772A JP7503316A JP50331694A JPH08500772A JP H08500772 A JPH08500772 A JP H08500772A JP 7503316 A JP7503316 A JP 7503316A JP 50331694 A JP50331694 A JP 50331694A JP H08500772 A JPH08500772 A JP H08500772A
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Abstract

(57)【要約】 酸化雰囲気下で、メタン又は例えば天然ガス等のメタンを本質的に含有する混合物により、NOxを還元する触媒であって、該触媒が触媒の全重量に対してパラジウム0.3〜2重量%で交換されたMFI型ゼオライトからなる。本発明による触媒は、酸化雰囲気下、10%までの水の存在下でも使用され得る。

Description

【発明の詳細な説明】 酸化窒素の接触還元触媒及び還元方法 【技術分野】 本発明は、NOx、より詳細にはNO及びNO2、の還元触媒、及びこれらNOx の還元方法に関するものである。 【技術背景】 NOxの窒素への変換方法は多数知られている。これらの方法の1つに、還元 剤として一酸化炭素又は水素を、触媒としてアルミナ又はシリカに担持された貴 金属をベースとした触媒を使用する方法がある。 しかしながら、酸化雰囲気下では、ガス状酸素による水素及び一酸化炭素の酸 化が、水素によるNOの還元より前に起きるので、この還元反応は酸素が全て消 費されてから起こる。 これは、酸素が大過剰に存在する場合、選択的な還元方法を使用する必要があ ることを意味する。最も通常の方法は、TiO2上に担持されたV25及びWO3 からなる触媒の存在下で、NOxの還元剤としてアンモニアを使用する方法であ る。この触媒及びこの方法は、硫黄毒の存在下でさえNOxを窒素に還元するこ とが可能である。 しかしながら、触媒物質は寿命が限られており、設備も多大な投資を必要とす る。更に、アンモニアの使用とその貯蔵には注意を要する。 IWAMOTO 等は、Catal.Today、10、(1991年)、57で、炭化水素でア ンモニアを置換することを提案している。このように、選択的な還元をする炭化 水素は、炭素を2つ以上有する炭化水素、特にはプロパン及びプロペンである。 使用される触媒は、遷移金属で置換されているかされていない高いSi/Al比 のゼオライトである。 S.SUBRAMANIAN 等は、Ind.Eng.Chem.Res.,31,(1992年)、2460 で、アルミナに担持されたパジウムからなる触媒の存在下での、メタンによるN Oxの選択的な還元について研究をしており、メタンとNOを同時に除去するこ とはこの型の触媒では起こらないと結論している。 しかしながら、欧州特許出願EP0499286 A2で、Y.Kawai は、酸素 5%存在下、500℃でさえも一酸化炭素、NO及びメタンを同時に除去するこ とが可能である、ゼオライト上のCo−Ag及びCo−Pdからなる触媒を開示 している。同様の条件下で、MFI型ゼオライト上に担持されたパラジウムから なる触媒はNOを転換しない。 米国特許第5149512号明細書で、LI及びARMOR はゼオライト、特にはN Oxの選択的還元用にCoで交換されたMFI型からなる触媒を使用している。 しかしながら、コバルトはひどく有害で環境を汚染するカルボニルコバルト錯 体にそれ自身が変わるために、コバルトは工業プロセスや自動車の排気ガスの接 触には使用され得ない。また、LI、BATTAVIO及びARMOR の「コバルトで交換され たZSM−5上でのメタンによるNOの選択的還元における水蒸気の影響(Effe ct of Water Vapor on the Selective Reduction of NO by Methane over Cobal t-Exchanged ZSM-5)」(Journal of catalysis 142、561〜571(1 993年))に開示された先行技術の触媒の他の不利益は、水の存在下における 活性の損失である。 【発明の開示】 上記の不利益を改善するために、また従来の技術状態と対比して、本発明は、 酸化雰囲気下で、メタン又は例えば天然ガス等の大部分がメタンからなる混合物 による、NOx還元触媒であって、該触媒の全重量に対して0.3〜2重量%のパ ラジウムで交換されたMFI型ゼオライトからなるNOx還元触媒を提供する。 本発明の触媒の特徴によると、パラジウムの含有量は約0.5重量%である。 本発明の触媒の特徴によると、触媒は、テトラミンパラジウム(II)水酸化物 をPdの前駆体として得られる。 本発明の更なる他の特徴によると、触媒は使用前に酸素下で以下の工程からな る方法によって活性化されている。: (a)0.5℃/分の昇温速度で室温から300℃まで昇温する工程、 (b)300℃で1時間保持する工程、 (c)0.5℃/分の昇温速度で300℃から500℃まで昇温する工程、 (d)500℃で1時間保持する工程、及び、 (e)500℃から300℃まで温度を下げる工程。 本発明の触媒の更なる他の特徴によると、前述の工程(e)の後に、ヘリウム 等の不活性ガスで掃流する工程(f)が300℃で行われる。 本発明の触媒の更なる特徴によると、使用されるMFI型ゼオライトが、15 より大きいS1/Al比を有する。 本発明の触媒は、蒸気状のH2Oを10体積%まで、及び/又は、O2を10体 積%まで、及び/又は、COを0.8体積%までの存在下で、NOxの還元が可能 である。 本発明の詳細によると、選択的なNOxの還元が、約350℃〜約400℃か らなる温度で行われる。 本発明はまた、他のメタン、酸素及びNOxからなる反応媒体を、選択的にN OxをN2に還元させることができる、使用される触媒の全重量に対してパラジウ ム0.3〜2重量%で交換されたMFI型ゼオライトからなる触媒と接触させる 工程からなる、メタン又は例えば天然ガス等の大部分がメタンからなる混合物に よる、酸化雰囲気下でのNOxの還元方法を提供する目的を有する。 本発明の方法の詳細によると、MFI型ゼオライトは、使用される触媒の全重 量に対してパラジウム約0.5重量%で交換されている。 本発明の方法の他の詳細によると、Pdの前駆体が、テトラアミンパラジウム (II)水酸化物である。 本発明の方法の更に他の詳細によると、触媒が使用前に酸素下で以下の工程か らなる方法によって活性化されている。: (a)0.5℃/分の昇温速度で室温から300℃まで昇温する工程、 (b)300℃で1時間保持する工程、 (c)0.5℃/分の昇温速度で300℃から500℃まで昇温する工程、 (d)500℃で1時間保持する工程、及び、 (e)500℃から300℃まで酸素で温度を下げる工程。 更に本発明の方法の詳細によると、上記工程(e)の後に、ヘリウム等の不活 性ガスで掃流する工程(f)が行われる。 本発明の方法の特徴によると、該反応媒体が次いで同時に酸化されるCOを0 .8体積%まで含有し得る。 本発明の方法の他の特徴によると、該反応媒体が、蒸気状の水を10体積%ま で含有し得る。 本発明の方法の更に他の特徴によると、該反応媒体が、酸素を10体積%まで 含有し得る。 本発明の方法の最後の特徴によると、該反応工程が約350℃〜約500℃か らなる温度で行われる。 本発明の他の詳細、特徴及び利点は、以下の、また添付の図面に関して行われ る詳細な説明の中により良く現れるだろう。 【図面の簡単な説明】 図1は、N2又は(N2O+N2)に変換されたCH4及びNOの%における、M FI型ゼオライト中の交換されたPd含有量の影響を示す。 図2は、CH4及びN2又は(N2O+N2)に変換されたCH4及びNOの割合 における、大きな孔を有するプロトン化されたゼオライト型のゼオライト中の交 換されたPd含有量の影響を示す。 【発明を実施するための最良の形態】 それ自身知られている方法によって調製されたMFI型ゼオライトは、極端な 値(1000)を達成し得る様々なSi/Al比が存在する。次いで、この担体 はゼオライトのイオン(H+、Na+、Ca2+・・・)と遷移金属のイオンとの間 の陽イオン交換によって、遷移金属のイオンをベースにした触媒の調製に供され る。この交換によって、分散され、ゼオライトの網目中に安定した金属イオンを 得ることができる。 本発明によって貴金属で交換されたゼオライトは、充分な前駆体を使用して陽 イオン交換によって調製された。テトラミンパラジウム(II)水酸化物が特に好 ましい前駆体である。 ゼオライト5gをビーカーに入れ、次いで前駆体を蒸留水50cm3で希釈し た後添加する。攪拌を25℃の温度で1時間保持して、交換が平衡に達する。次 いで、固形分を濾過し、豊富な量の蒸留水(約1リットル)で洗浄する。次いで 、一夜120℃の乾燥炉で乾燥する。 この調製方法によると、集まる可能性を2倍に限定する、本当に低量であるが 良く分散したPd2+イオンを有するという興味深い、MFIゼオライト中で交換 されたパラジウムをベースとした触媒を得ることができる。 触媒試験を、触媒200mgを沈着させた小さなパッドを置いた、焼結してい ないUチューブからなる流通床を有する反応器で行った。 次いで、触媒を酸素下で、ゆっくりと(0.5℃/分)で25℃から300℃ まで昇温し、引き続き1時間300℃で保持し、その後300℃から500℃の 間0.5℃/分の昇温速度で、500℃まで持っていくことによって、その場で 活性化する。次いで、温度を1時間500℃で酸素下で保持した後、500℃か ら300℃まで温度を下げる。次いで、メタン、NOx、一酸化炭素、酸素及び 蒸気状の水等のガスからなる反応混合物を投入する前に、30分間ヘリウムで触 媒を掃流する。 排気ガスを、分析するガスの性質によって、2つのクロマトグラフィー又は赤 外分析法で分析する。第1のクロマトグラフィーは、catharometric 検出器(T .C.D)、INTERSMAT IGC 121 MLを有するクロマトグラフィーである。分離カラ ムは、モレキュラシーブ5A及びPORAPAK Qを含有するステンレス鋼の 長さ2メートル、径6/4(1/4インチ)のCTRカラムである。ベクトルガ スはヘリウムである。乾燥炉、投入機及び検出器は40℃である。検出器の感度 は250mAである。 第2のクロマトグラフィーは、水素炎イオン化検出器(F.I.D)IGC 120 FB を有するクロマトグラフィーである。カラムは、長さ2メートル、径1/8イン チで、PORAPAK Qを含有している。 ベクトルガスはヘリウムである。乾燥炉温度は130℃である。投入機の温度 は175℃で、検出器の温度は170℃である。 Si、Al及びPd含有量を、原子吸光によって分析した。 本発明は、触媒の全重量に対してパラジウム0.3〜2重量%で交換されたM FI型ゼオライトからなる触媒が、引き続く実施例に関して記載される多くの特 性を示すという、先行技術の教示に反する驚くべき発見に基づくものである。 これらの実施例において、NOはNOxの典型であることは当業者に認められ るので、研究されたのはNO2よりもむしろNOの還元である。 空間速度35,000h-1を実施例1〜35及び39〜43で行われた試験の 実現のために使用した。 (実施例)実施例1〜5 異なるPd含有量で交換されたSi/Al比=15のMFIゼオライトからな る異なる触媒を前述したとおりに合成し、酸素2体積%、メタン0.1体積%及 びNO 0.2体積%からなる反応混合物を用いて、500℃で試験した。 触媒の初期活性に相当する転換率及び選択率を、下記表1に再編成して示す。 これらの結果はまた、添付した図1の曲線1及び2の形で表されている。 図1のグラフには、触媒のPd(重量%)含有量に対するメタン(曲線1)及 びNO(曲線2)の転換率の展開が表されている。 そこで、NO及びCH4の転換率が触媒の全重量の約0.4〜約0.6重量%の パラジウム含有量に対して高いのと同時に、触媒の全重量に対してパラジウム含 有量が0.5重量%の付近でそれ自身が示す活性が最高であることが判る。 更に、N2の選択性がこの触媒で優れる。このように、望ましくないN2Oの形 成が殆ど無い。実施例2及び6〜10 実施例2及び6〜8はパラジウム約0.49重量%で、実施例9及び10はパ ラジウム約0.97重量%で交換されたSi/Al比が15のMFI型ゼオライ トからなる触媒を、酸素0.2〜10体積%、メタン0.1体積%及びNO0.2 体積%からなる反応混合物を用いて、500℃で試験した。 触媒の初期活性に相当する転換率及び選択率を、下記表2に再編成して示す。 これらの実施例から、本発明の触媒の優れたNO転換能力は、酸素を0.2〜 10体積%の範囲で変えた時に、酸素含有量に殆ど依存しないことが判る。実施例2及び11 試薬及び反応条件は、実施例2及び6〜8と同様であるが、酸素濃度を2体積 %にし、転換率及び選択率を、15時間掃流後(及びそれゆえの反応)、該触媒 の活性での触媒の初期活性に相当させる。 結果を下記表3に再編成して示す。 これらの結果は本発明の触媒は時間につれても安定であることを意味する。実施例11〜13 試薬及び反応条件は、実施例2及び11と同様である。15時間の反応後の触 媒の安定性が前記実施例で確立されたが、CO 0.8体積%を15時間後に反応 混合物に添加した。 これらの試験結果を下記表4に再編成して示す。 この表に再編成された結果に示される通り、反応混合物にCO 0.8体積%を 導入することによって、メタンもNOも転換率に変更はない。一酸化炭素は、メ タンによるNOの還元に必要とされる温度よりもかなり下の温度で全体的にCO2 に転換される。この性質は、メタンの燃焼から出るガスがCOを含有し得るの で重要である。後者はメタンの不完全酸化又はWGS(水−ガス−転換)から生 じ得る。: 又はメタンの再生から: どの場合においても、COは流出液に存在する補足の還元剤として現れる。次 いで、COはNOと反応して、CO2及びN2を与え得る。この反応はCH4によ るNOの還元と競争する。 このように、反応混合物中のCOの存在はメタンの転換を減少させると考え得 る。実際、そのようなことは無く、本発明の触媒はCOが0.8体積%存在して いてもCH4の転換率を変えることはない。更には、N2の選択性も変わらない。実施例14〜17 水の存在下でのこの触媒の活性及び選択性を試験するために、パラジウム約0 .97重量%で交換されたSi/Al比が19のMFI型ゼオライトからなる触 媒で、酸素1.6体積%、メタン0.1体積%及びNO 0.2体積%からなる反応 混合物を用いて、水を蒸気状で導入して試験した。 実にメタンの燃焼から出るガスは水蒸気を含有し、後者はこの型の触媒の性能 を低下させることは知られている。 この結果を表5に再編成して示す。 これらの結果から、約10体積%の水の含有量までは、触媒活性は優れている ことが示される。メタンの転換率は一定であり、NOの転換率は38〜27%に 動く。実施例18〜21 次いで、天然ガスで動くか又はbicarburation系(ガソリン/天然ガス)を備 えた自動車の排気ガスの処理へのこの触媒の適応性を試験するために、酸素の存 在下で触媒を天然ガスで試験した。 試薬及び反応条件は、実施例2及び6〜8と同様であるが、パラジウム含有量 を0.97%にする。 天然ガスの体積組成は下記の通りである。: CH4=91.37% N2=0.70% C26=6.70% C38=1.10% isoC410=0.04% nC410=0.04% neoC512=0.01% isoC512=0.02% nC512=0.02% 触媒の初期活性に相当する転換率及び選択率を、下記表6に再編成して示す。 これらの結果は、本発明の触媒活性が天然ガスを使用しても同様に優れること を示す。実施例22〜24 最後に、ガソリン(化学量論混合物)の燃焼からでる排気ガスの典型的な混合 物の存在下で、異なる反応温度で、実施例14〜17の触媒と同一の触媒で分析 を行った。 実に、bicarburation(ガソリン/天然ガス)を備えた自動車への適応という 状況の中において、排気ガスの接触はこれら2つの燃料の燃焼から出る排気ガス の処理をすることが出来なくてはならない。 次いで、反応混合物はCO 5025ppm、NO 685ppm、C36 1 060ppm及びO2 6940ppmからなる。 これら試験の結果を、下記表7に再編成して示す。 それゆえに、触媒は約350℃〜450℃からなる温度で、天然ガス及びガソ リンの燃焼から出る排気ガスに対して優れた活性を示す。 その上、比較の目的のために、異なる触媒を試験した。: −異なるPd含有量で交換された大きな孔を有するモルデナイト型ゼオライト からなる触媒。 −大きな孔を有するモルデナイト型及び様々な濃度でコバルトで交換又は含浸 させられたMFI型のゼオラトからなる触媒。実施例25〜29 これら実施例において、大きな孔を有するプロトン化されたゼオライトを、S i/Al比5.5に相当する組成の工業用のアンモニア化モルデナイトを焼成す ることによって得る。 このNH4Mゼオライトを焼成して、NH3を除去して、モルデナイトのプロト ン化された形を得る。 次いで、このゼオライトを異なる含有量にパラジウムで交換して、酸素2体積 %、メタン0.1体積%及びNO 0.2体積%からなる反応混合物を用いて、5 00℃の温度で試験した。 触媒の初期活性に相当する転換率及び選択率を、下記表8に再編成して示す。 加えて、これらの結果は、大きな孔を有するモルデナイト型のゼオライト中の Pd含有量の触媒活性に対する影響を示す、図2に報告されている。この図にお いて、大きな孔を有するモルデナイト型のゼオライト中のPd交換された触媒の 全重量に対する重量割合を横軸に、転換したCH4(曲線3)及びNO(曲線4 )の相当する割合を縦軸にプロットした。 研究されたパラジウムの含有量の全範囲にわたって、NOを転換するこの触媒 の活性は本発明の触媒の活性よりも低いことが判る。実施例30〜35 分析をまたコバルトで交換又は含浸させられたMFI型のゼオラトからなる触 媒で行った。 コバルトで交換させられたMFI型のゼオライトからなる触媒を、MFI型ゼ オライトの陽イオンをコバルトイオンで交換することによって調製した。 他の触媒を、下記の工程方法に従って、MFI型ゼオライトからなる担体及び 大きな孔を有するプロトン化されたモルデナイト型ゼオライトからなる担体上へ のコバルトの含浸によって調製した。: 前駆体は、知られているゼオライトの重量に添加される水に溶解させた硝酸コ バルトであった。1時間攪拌させ、次いで、水を減圧下で蒸発器で60℃で蒸発 によって除去した。一夜120℃で乾燥後、固形分を酸素下で0.5℃/分でゆ っくりと昇温しながら焼成し、300℃で1時間及び500℃で1時間の2回の 連続する保持を行った。 コバルトをベースとしたこれら触媒を、酸素2体積%、メタン0.1体積%及 びNO 0.2体積%からなる反応混合物を用いて、500℃の温度で試験した。 様々な時間の掃流後(及び引き続く反応)、触媒の初期活性に相当する転換率 及び選択率を、下記表9に再編成する。 *:大きな孔を有するモルデナイト型 (e):交換によって調製された (i):含浸によって調製された これらの結果は、触媒の全重量に対してコバルト4.65重量%で含浸させた 大きな孔を有するモルデナイト型のゼオライトからなる触媒だけが、本発明の触 媒の活性に匹敵する活性を示すことを示している。しかしながら、この型の触媒 は有害なカルボニルコバルトの錯体の生成を引き起こしうる。実施例36〜38 以下の試験を、CH4及びNOの転換率に対する空間速度の影響を確認するた めに、本発明の触媒で、CH4 1000ppm、NO 2000ppm及びO22 %からなる反応混合物を用いて、500℃の温度で達成した。 実に、空間速度が高くなるに連れて、触媒と反応媒体の接触時間が低下するに 連れて、転換されたCH4及びNOの割合に減少を一般に引き起こす。 異なる空間速度で得られたCH4及びNOの転換率を、下記表10に再編成し て示す。 実施例36〜38は、因子4の空間速度が減少するとNOの転換率が約40% 、CH4の転換率が約10%増加することを示している。実施例39〜43 使用される還元剤(メタン)の量の、NOの転換率に対する影響を研究した。 パラジウム約0.97重量%で交換されたSi/Al比が18のMFI型ゼオ ライトからなる触媒を、酸素2%の存在下、温度500℃、空間速度35000 h-1で試験した。NOの濃度を2000ppmに一定に保持した。 この結果を下記表11に再編成して示す。 表11に再編成された結果は、メタンの濃度が1000ppmから2000p pmに増加すると、転換されたNOの割合が増加することを示している。メタン 2000ppm及び5000ppmまでの後、転換されたNOの割合は一定であ る。 【産業上の利用の可能性】 この結果、本発明による触媒は、酸化雰囲気下、より詳細には10%までの酸 素を含有する雰囲気下、10%までの水の存在下で、メタン又は天然ガス又はガ ソリンと共に、Pdが低濃度で、空間速度が高く、還元剤が低濃度である、難し い条件でも、使用され得るという利点を示す。 更に、それは、全体的にCO2に転換されるCO等の有害な化合物の生成を引 き起こさないので、それにより、天然ガスで動く自動車の排気ガスの接触触媒と して特に有用となる。 勿論、本発明は、説明のために記載した実施態様に限定されるものではない。 このように、本発明による触媒は、他の運転条件で、例えば異なる濃度のNO 、CH4、固定床又は流動床であろうがなかろうが、使用され得る。 即ち本発明は、それらがその精神によって行われるならば、記載された手段と 技術的に同等のもの、及び、それらを組み合わせたものの全てのものからなる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI B01J 29/70 A 9343−4G (72)発明者 ガルボウスキー、エドアール フランス国、69100 ヴィルールバンヌ、 リュー・ド・レスポワール 6 (72)発明者 ポミイエ、ベルナール フランス国、69300 カルイール、シュマ ン・ド・ラ・コブ 785 (72)発明者 プリメ、ミッシェル フランス国、69140 リリュー―ラ―パプ、 リュー・ジャック―プレヴェール

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.酸化雰囲気下で、メタン又はメタンを本質的に含有する混合物により、N Oxを還元する触媒であって、該触媒が触媒の全重量に対してパラジウム0.3〜 2重量%で交換されたMFI型ゼオライトからなることを特徴とする触媒。 2.パラジウムの含有量が約0.5重量%である、請求の範囲第1項に記載の 触媒。 3.テトラミンパラジウム(II)水酸化物をPdの前躯体として得られる、請 求の範囲第1項1又は2項に記載の触媒。 4.触媒が使用前に酸素下で以下の工程からなる方法によって活性化されてい る、請求の範囲第1項から3項までのいずれか一項に記載の触媒: (a)0.5℃/分の昇温速度で室温から300℃まで昇温する工程、 (b)300℃で1時間保持する工程、 (c)0.5℃/分の昇温速度で300℃から500℃まで昇温する工程、 (d)500℃で1時間保持する工程、及び、 (e)500℃から300℃まで温度を下げる工程。 5.工程(e)の後に、不活性ガスで掃流する工程(f)が300℃で行われ る、請求の範囲第4項に記載の触媒。 6.該MFI型ゼオライトが、15より大きいSi/Al比を有する、請求の 範囲第1項から第5項までのいずれか一項に記載の触媒。 7.COをCO2へ、CH4をCO2に酸化し、同時にNOxをN2へ選択的に還 元することが可能である、請求の範囲第1項から第6項までのいずれか一項に記 載の触媒。 8.該酸化雰囲気が、蒸気状の水を10体積%まで、及び/又は、O2を10 体積%まで、及び/又は、COを0.8体積%まで含有し得る、請求の範囲第1 項から第7項までのいずれか一項に記載の触媒。 9.該NOxの還元が、約350℃〜約500℃からなる温度で行われる、請 求の範囲第1項から第8項までのいずれか一項に記載の触媒。 10.メタン又は大部分がメタンからなる混合物による、NOx還元方法であ って、メタン、酸素及びNOxからなる反応媒体を、触媒の全重量に対してパラ ジ ウム0.3〜2重量%で交換されたMFI型ゼオライトからなる触媒と接触させ ることにより、選択的にNOxをN2へ還元させることができる工程からなること を特徴とする還元方法。 11.該MFI型ゼオライトが、触媒の全重量に対してパラジウム約0.5重 量%で交換されている、請求の範囲第10項記載の方法。 12.該触媒が、Pdの前駆体としてテトラミンパラジウム(II)水酸化物を Pd前躯体として得られる、請求の範囲第10項又は第11項に記載の方法。 13.該触媒が使用前に酸素下で以下の工程からなる方法によって活性化され ている、請求の範囲第10項から第12項までのいずれか一項に記載の方法: (a)0.5℃/分の昇温速度で室温から300℃まで昇温する工程、 (b)300℃で1時間保持する工程、 (c)0.5℃/分の昇温速度で300℃から500℃まで昇温する工程、 (d)500℃で1時間保持する工程、及び、 (e)500℃から300℃まで温度を下げる工程。 14.工程(e)の後に、ヘリウム等の不活性ガスで掃流する工程(f)が3 00℃で行われる、請求の範囲第13項に記載の方法。 15.該MFI型ゼオライトが、15より大きいSi/Al比を有する、請求 の範囲第10項から第14項までのいずれか一項に記載の方法。 16.該反応媒体が、同時に酸化されるCOを0.8体積%まで含有する、請 求の範囲第10項から第15項までのいずれか一項に記載の方法。 17.該反応媒体が、蒸気状の水を10体積%まで含有し得る、請求の範囲第 10項から第16項までのいずれか一項に記載の方法。 18.該反応媒体が、酸素を10体積%まで含有し得る、請求の範囲第10項 から第17項までのいずれか一項に記載の方法。 19.該還元が、約350℃〜約500℃の温度で行われる、請求の範囲第1 0項から第18項までのいずれか一項に記載の方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5874646A (en) * 1996-08-07 1999-02-23 Solutia Inc. Preparation of phenol or phenol derivatives
GB2552262B (en) 2016-07-12 2021-02-10 Johnson Matthey Plc Oxidation catalyst for a stoichiometric natural gas engine

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4176050A (en) * 1978-12-04 1979-11-27 Mobil Oil Corporation Production of high V.I. lubricating oil stock
US4232181A (en) * 1979-06-28 1980-11-04 Norton Company Hydroisomerization of pentane utilizing Pd exchanged mordenite
FR2619319B1 (fr) * 1987-08-14 1990-01-12 Inst Francais Du Petrole Catalyseur du type aluminosilicate renfermant au moins un metal noble et son utilisation en isomerisation d'une coupe c8 aromatique
DE3917890A1 (de) * 1989-06-01 1990-12-06 Steinbach Friedrich Traegergestuetzte katalysatoren zum entfernen von stickoxiden, kohlenmonoxid und organischen verbindungen aus abgasen
US5171553A (en) * 1991-11-08 1992-12-15 Air Products And Chemicals, Inc. Catalytic decomposition of N2 O

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018507104A (ja) * 2015-02-13 2018-03-15 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーJohnson Matthey Public Limited Company 天然ガス排出を処理するための酸化触媒

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