JPH09173788A - 触媒の使用 - Google Patents
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- JPH09173788A JPH09173788A JP8359363A JP35936396A JPH09173788A JP H09173788 A JPH09173788 A JP H09173788A JP 8359363 A JP8359363 A JP 8359363A JP 35936396 A JP35936396 A JP 35936396A JP H09173788 A JPH09173788 A JP H09173788A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 廃ガスの成分に対するできるだけ良好な安定
度で、特にＮＯｘにおいて良好な浄化効果が得られる触
媒の使用を提示する。 【構成】 内燃機関又は火力発電所の廃ガス中の窒素酸
化物を触媒還元するために使用される触媒が化学式Ｍｇ
ＡＣｕＢＡｌＣＯ４の酸化マグネシウム−酸化銅−酸化
アルミニウムスピネルであり、Ａ＋Ｂ＋Ｃ≦３でありか
つＡ＞０，Ｂ＞０及びＣ＞０であるか、又は触媒が銅を
含浸せしめられる化学式ＣｕＡＣｕＢＡｌ２Ｏ４の酸化
銅−酸化アルミニウムスピネルであり、Ａ＋Ｂ＝１であ
りかつＡ，Ｂ＞０である。
度で、特にＮＯｘにおいて良好な浄化効果が得られる触
媒の使用を提示する。 【構成】 内燃機関又は火力発電所の廃ガス中の窒素酸
化物を触媒還元するために使用される触媒が化学式Ｍｇ
ＡＣｕＢＡｌＣＯ４の酸化マグネシウム−酸化銅−酸化
アルミニウムスピネルであり、Ａ＋Ｂ＋Ｃ≦３でありか
つＡ＞０，Ｂ＞０及びＣ＞０であるか、又は触媒が銅を
含浸せしめられる化学式ＣｕＡＣｕＢＡｌ２Ｏ４の酸化
銅−酸化アルミニウムスピネルであり、Ａ＋Ｂ＝１であ
りかつＡ，Ｂ＞０である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関又は火力発電
所の廃ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を触媒還元するた
めの触媒の使用に関する。
所の廃ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を触媒還元するた
めの触媒の使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許出願公開第４３０
１４７０号明細書から、錫、鉛、元素周期系の第ＩＩ主
族又は副族の元素を酸化物又は塩として又は元素の形で
添加し、続いてか焼してスピネルに一体化されるＣｕＡ
ｌ２Ｏ４スピネルが公知である。このような公知のスピ
ネルは、Ｎ２Ｏを分解するのに使用される。特に数１０
０℃の温度におけるＣＯ２及びＮＯｘの触媒還元に関し
てこの触媒を使用することは、知られていない。
１４７０号明細書から、錫、鉛、元素周期系の第ＩＩ主
族又は副族の元素を酸化物又は塩として又は元素の形で
添加し、続いてか焼してスピネルに一体化されるＣｕＡ
ｌ２Ｏ４スピネルが公知である。このような公知のスピ
ネルは、Ｎ２Ｏを分解するのに使用される。特に数１０
０℃の温度におけるＣＯ２及びＮＯｘの触媒還元に関し
てこの触媒を使用することは、知られていない。
【０００３】スピネルは一般化学式ＡａＢｂＯ４の組成
を意味し、少なくとも微視的には面心に配置される酸素
イオンと四面体及び八面体空格子点とを持つ結晶又は結
晶に類似の立方格子構造を持つている。四面体空格子点
にはＡ粒子と５０％までのＢ粒子とが配置され、八面体
空格子点には残りのＢ粒子が配置されている。ここでＡ
粒子又はＢ粒子はその結晶学的配置のみを示している。
物質的な点ではＡ粒子もＢ粒子も互いに異なつていても
よい。
を意味し、少なくとも微視的には面心に配置される酸素
イオンと四面体及び八面体空格子点とを持つ結晶又は結
晶に類似の立方格子構造を持つている。四面体空格子点
にはＡ粒子と５０％までのＢ粒子とが配置され、八面体
空格子点には残りのＢ粒子が配置されている。ここでＡ
粒子又はＢ粒子はその結晶学的配置のみを示している。
物質的な点ではＡ粒子もＢ粒子も互いに異なつていても
よい。
【０００４】環境保護の理由から、例えば内燃機関及び
ここでは特にデイーゼル機関希薄混合気機関において生
ずるように、ガス特に廃ガスの浄化が、ＣＯ等の減少、
廃ガスからの窒素除去従つて窒素酸化物（ＮＯｘ）の分
解のほかに、緊急の問題である。
ここでは特にデイーゼル機関希薄混合気機関において生
ずるように、ガス特に廃ガスの浄化が、ＣＯ等の減少、
廃ガスからの窒素除去従つて窒素酸化物（ＮＯｘ）の分
解のほかに、緊急の問題である。
【０００５】欧州特許出願公告第０４２４７１号明細書
から、一酸化炭素（ＣＯ）を二酸化炭素（ＣＯ２）に触
媒酸化するために使用される触媒が公知で、金属即ち銅
（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）及びアルミニウムを金属酸化物
として持つている。存在するＣｕの少なくとも６０％が
酸化銅−酸化アルミニウムスピネルとして酸化アルミニ
ウムに結合している。多孔質スピネルの自由空間には、
１〜２０重量％の酸化亜鉛が設けられている。
から、一酸化炭素（ＣＯ）を二酸化炭素（ＣＯ２）に触
媒酸化するために使用される触媒が公知で、金属即ち銅
（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）及びアルミニウムを金属酸化物
として持つている。存在するＣｕの少なくとも６０％が
酸化銅−酸化アルミニウムスピネルとして酸化アルミニ
ウムに結合している。多孔質スピネルの自由空間には、
１〜２０重量％の酸化亜鉛が設けられている。
【０００６】しかしこの欧州特許出願公告第０４２４７
１号明細書から公知の触媒からは、ＣＯの触媒酸化に基
くＣＯの浄化効果のみが知られている。この触媒が特に
上記の使用及び火力発電所等において生ずるようなＮＯ
ｘ又は炭化水素を含むガスの浄化にも同様に適している
か否かは、知られていない。
１号明細書から公知の触媒からは、ＣＯの触媒酸化に基
くＣＯの浄化効果のみが知られている。この触媒が特に
上記の使用及び火力発電所等において生ずるようなＮＯ
ｘ又は炭化水素を含むガスの浄化にも同様に適している
か否かは、知られていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、廃ガ
スの成分に対するできるだけ良好な安定度で、特にＮＯ
ｘにおいて良好な浄化効果が得られるようにすることで
ある。
スの成分に対するできるだけ良好な安定度で、特にＮＯ
ｘにおいて良好な浄化効果が得られるようにすることで
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明によれは、触媒が化学式ＭｇＡＣｕＢＡｌＣＯ４
の酸化マグネシウム−酸化銅−酸化アルミニウムスピネ
ルであり、Ａ＋Ｂ＋Ｃ≦３でありかつ、Ａ＞０，Ｂ＞０
及びＣ＞０であるか、又は触媒が銅を含浸せしめられる
化学式ＣｕＡＣｕＢＡｌ２Ｏ４の酸化銅−酸化アルミニ
ウムスピネルであり、Ａ＋Ｂ＝１でありかつＡ，Ｂ＞０
である。
本発明によれは、触媒が化学式ＭｇＡＣｕＢＡｌＣＯ４
の酸化マグネシウム−酸化銅−酸化アルミニウムスピネ
ルであり、Ａ＋Ｂ＋Ｃ≦３でありかつ、Ａ＞０，Ｂ＞０
及びＣ＞０であるか、又は触媒が銅を含浸せしめられる
化学式ＣｕＡＣｕＢＡｌ２Ｏ４の酸化銅−酸化アルミニ
ウムスピネルであり、Ａ＋Ｂ＝１でありかつＡ，Ｂ＞０
である。
【０００９】ＭｇＡＣｕＢＡｌＣＯ４スピネル又はＣｕ
ＡＣｕＢＡｌＣＯ４スピネルの使用により、触媒は例え
ばＨ２Ｏ，ＮＯｘ，ＣＯ２又はＳＯ２のような廃ガスの
成分に対して安定であり、触媒は炭化水素及び一酸化炭
素に対して酸化作用し、ＮＯｘ特にＮＯ及びＮＯ２に対
して還元作用する。ＮＯｘの還元は、酸素含有ガス中に
おいて、例えば上述した炭化水素のような還元剤の存在
下で行われる。炭化水素が内燃機関この場合特にデイー
ゼル機関の廃ガス中に充分な濃度で存在すると有利であ
る。更にこれらのスピネルが触媒活性元素即ちパラジウ
ム、白金、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、イリジ
ウム、レニウム、又はランタン又はセリウムのような希
土類元素、バナジウム、チタン、ニオブ、モリブデン、
タングステン、又はその塩、又はその酸化物を持つてい
ると、有利なことがわかつた。
ＡＣｕＢＡｌＣＯ４スピネルの使用により、触媒は例え
ばＨ２Ｏ，ＮＯｘ，ＣＯ２又はＳＯ２のような廃ガスの
成分に対して安定であり、触媒は炭化水素及び一酸化炭
素に対して酸化作用し、ＮＯｘ特にＮＯ及びＮＯ２に対
して還元作用する。ＮＯｘの還元は、酸素含有ガス中に
おいて、例えば上述した炭化水素のような還元剤の存在
下で行われる。炭化水素が内燃機関この場合特にデイー
ゼル機関の廃ガス中に充分な濃度で存在すると有利であ
る。更にこれらのスピネルが触媒活性元素即ちパラジウ
ム、白金、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、イリジ
ウム、レニウム、又はランタン又はセリウムのような希
土類元素、バナジウム、チタン、ニオブ、モリブデン、
タングステン、又はその塩、又はその酸化物を持つてい
ると、有利なことがわかつた。
【００１０】本発明の趣旨では化学量論的割合以下の化
合物もスピネルとみなされ、これらの化合物のＡｌ２Ｏ
３が基質（マトリツクス）として機能し、Ｘ線スペクト
ルにおいてこれらの化合物が特有のスピネル線を示し、
形式上の組成ＡＡｌ２Ｏ４のスピネルがＡｌ２Ｏ３基質
中に存在するので、形式上Ａ（１−ｘ）Ａｌ２Ｏ４の化
学量論的割合が生ずる。
合物もスピネルとみなされ、これらの化合物のＡｌ２Ｏ
３が基質（マトリツクス）として機能し、Ｘ線スペクト
ルにおいてこれらの化合物が特有のスピネル線を示し、
形式上の組成ＡＡｌ２Ｏ４のスピネルがＡｌ２Ｏ３基質
中に存在するので、形式上Ａ（１−ｘ）Ａｌ２Ｏ４の化
学量論的割合が生ずる。
【００１１】本発明の有効な構成は従属請求項からわか
る。更に図面に示されている実施例に基いて本発明を以
下に説明する。
る。更に図面に示されている実施例に基いて本発明を以
下に説明する。
【００１２】
例１）スピネルとして、特に組成Ｍｇ０．５Ｃｕ０．５
Ａｌ２Ｏ４のマグネシウム−銅−アルミニウムスピネル
が使用される。スピネルの製造は、ドイツ連邦共和国特
許出願公開第４３０１４７０号明細書から公知のような
方法と同じように行うのが有利である。スピネルから
６．５ｇの細片が垂直に設けられる石英反応器（直径２
０ｍｍ、高さ約５００ｍｍ）に入れられ、試料を露出さ
せるため、この反応器の中間にガス透過性フリツトが設
けられる。見かけ高さは約１５ｍｍである。石英反応器
の周りに炉が設けられて、約１００ｍｍの長さで反応器
中間部分を加熱し、その際５５０℃までの温度が得られ
る。
Ａｌ２Ｏ４のマグネシウム−銅−アルミニウムスピネル
が使用される。スピネルの製造は、ドイツ連邦共和国特
許出願公開第４３０１４７０号明細書から公知のような
方法と同じように行うのが有利である。スピネルから
６．５ｇの細片が垂直に設けられる石英反応器（直径２
０ｍｍ、高さ約５００ｍｍ）に入れられ、試料を露出さ
せるため、この反応器の中間にガス透過性フリツトが設
けられる。見かけ高さは約１５ｍｍである。石英反応器
の周りに炉が設けられて、約１００ｍｍの長さで反応器
中間部分を加熱し、その際５５０℃までの温度が得られ
る。
【００１３】１０００ｐｐｍのＮＯ、１０００ｐｐｍの
プロペン、１０％の酸素及び残部は担体ガスとしてのア
ルゴンから成る混合ガスが、触媒を通して導かれる。反
応器の後でＮＯ濃度がガス検出器で測定され、検出の前
に場合によつては形成されるＮＯ２が、コンバータにお
いてＮＯに還元される。同時にＣＯ２への炭化水素の酸
化が、ガス検出器によるＣＯ２含有量の測定によつて観
察される。この触媒の検査は、本発明によるすべての触
媒におけるように高い安定度を生じた。
プロペン、１０％の酸素及び残部は担体ガスとしてのア
ルゴンから成る混合ガスが、触媒を通して導かれる。反
応器の後でＮＯ濃度がガス検出器で測定され、検出の前
に場合によつては形成されるＮＯ２が、コンバータにお
いてＮＯに還元される。同時にＣＯ２への炭化水素の酸
化が、ガス検出器によるＣＯ２含有量の測定によつて観
察される。この触媒の検査は、本発明によるすべての触
媒におけるように高い安定度を生じた。
【００１４】内燃機関特にデイーゼル機関の排気系に現
れることがある温度にほぼ相当する上述の温度区間が有
利である。
れることがある温度にほぼ相当する上述の温度区間が有
利である。
【００１５】ＮＯ成分の推移がｐｐｍで温度の関数とし
て図１に示され、温度の上昇と共にＮＯ濃度の著しい減
少が認められ、この濃度は約３２０℃で最低点に達す
る。
て図１に示され、温度の上昇と共にＮＯ濃度の著しい減
少が認められ、この濃度は約３２０℃で最低点に達す
る。
【００１６】この触媒についての別の検査から、Ｎ
Ｏｘ，Ｈ２Ｏ，ＣＯ２及びＳＯ２に対する高い安定度の
あることがわかつた。
Ｏｘ，Ｈ２Ｏ，ＣＯ２及びＳＯ２に対する高い安定度の
あることがわかつた。
【００１７】例２）銅を含浸せしめられる特に組成Ｃｕ
０．５Ｃｕ０．５Ａｌ２Ｏ４の銅−アルミニウムスピネ
ルが、スピネルとして使用される。スピネルの製造はド
イツ連邦共和国特許出願公開第４３０１４７０号明細書
から公知のような方法により行われる。このスピネルか
ら６．５ｇの細片が、垂直に設けられる石英反応器（直
径２０ｍｍ、高さ約５００ｍｍ）に入れられ、試料を露
出させるため、この反応器の中間にガス透過性フリツト
が設けられる。堆積高さは約１５ｍｍである。石英反応
器の周りに炉が設けられて、約１００ｍｍの長さで反応
器中間部分を加熱し、その際５５０℃までの温度が得ら
れる。
０．５Ｃｕ０．５Ａｌ２Ｏ４の銅−アルミニウムスピネ
ルが、スピネルとして使用される。スピネルの製造はド
イツ連邦共和国特許出願公開第４３０１４７０号明細書
から公知のような方法により行われる。このスピネルか
ら６．５ｇの細片が、垂直に設けられる石英反応器（直
径２０ｍｍ、高さ約５００ｍｍ）に入れられ、試料を露
出させるため、この反応器の中間にガス透過性フリツト
が設けられる。堆積高さは約１５ｍｍである。石英反応
器の周りに炉が設けられて、約１００ｍｍの長さで反応
器中間部分を加熱し、その際５５０℃までの温度が得ら
れる。
【００１８】１０００ｐｐｍのＮＯ、１０００ｐｐｍの
プロペン、１０％の酸素及び残部は担体ガスとしてのア
ルゴンから成る混合ガスが、触媒を通して導かれる。反
応器の後でＮＯ濃度がガス検出器で測定され、検出の前
に場合によつては形成されるＮＯ２が、コンバータにお
いてＮＯに還元される。同時にＣＯ２への炭化水素の酸
化が、ガス検出器によるＣＯ２含有量の測定によつて観
察される。この触媒の検査は、本発明によるすべての触
媒におけるように高い安定度を生じた。
プロペン、１０％の酸素及び残部は担体ガスとしてのア
ルゴンから成る混合ガスが、触媒を通して導かれる。反
応器の後でＮＯ濃度がガス検出器で測定され、検出の前
に場合によつては形成されるＮＯ２が、コンバータにお
いてＮＯに還元される。同時にＣＯ２への炭化水素の酸
化が、ガス検出器によるＣＯ２含有量の測定によつて観
察される。この触媒の検査は、本発明によるすべての触
媒におけるように高い安定度を生じた。
【００１９】この場合も温度区間は、内燃機関特にデイ
ーゼル機関の排気系に現れる温度にほぼ相当し、上昇す
る温度及び低下する温度で測定が行われ、ヒステリシス
が確認された。
ーゼル機関の排気系に現れる温度にほぼ相当し、上昇す
る温度及び低下する温度で測定が行われ、ヒステリシス
が確認された。
【００２０】ＮＯ成分の推移がｐｐｍで温度の関数とし
て図２に示され、温度の上昇と共にＮＯ濃度の著しい減
少が認められ、この濃度は約２８０℃で最低点に達す
る。
て図２に示され、温度の上昇と共にＮＯ濃度の著しい減
少が認められ、この濃度は約２８０℃で最低点に達す
る。
【００２１】この触媒についての別の検査から、Ｎ
Ｏｘ，Ｈ２Ｏ，ＣＯ２及びＳＯ２に対する高い安定度の
あることがわかつた。
Ｏｘ，Ｈ２Ｏ，ＣＯ２及びＳＯ２に対する高い安定度の
あることがわかつた。
【図１】Ｍｇ０．５Ｃｕ０．５Ａｌ２Ｏ４スピネルにお
けるＮＯｘ（ＮＯ）還元及びＣＯ酸化を温度に関して示
す線図である。
けるＮＯｘ（ＮＯ）還元及びＣＯ酸化を温度に関して示
す線図である。
【図２】ＣｕＡＣｕＢＡｌ２Ｏ４スピネルにおけるＮＯ
ｘ（ＮＯ）還元及びＣＯ酸化を温度について示す線図で
ある。
ｘ（ＮＯ）還元及びＣＯ酸化を温度について示す線図で
ある。
フロントページの続き (71)出願人 591027307 バスフ アクチェンゲゼルシャフト ＢＡＳＦ ＡＫＴＩＥＮＧＥＳＥＬＬＳＣ ＨＡＦＴ ドイツ連邦共和国、6700、ルードウィッヒ スハーフェン、カール−ボッシュ−ストラ ーセ、38 (72)発明者 マルテイン・ハルトヴエーク ドイツ連邦共和国エルバツハ・アム・ヴア ル５ (72)発明者 アンドレア・ザイボルト ドイツ連邦共和国ブラウシユタイン・ヒユ ーレンヴエーク16 (72)発明者 レオンハルト・ヴアルツ ドイツ連邦共和国ラシユタツト・ラインア ウエル・リング37 (72)発明者 トーマス・フエツエル ドイツ連邦共和国シユパイエル・ヴオルム ゼル・ラントシユトラーセ144 (72)発明者 ベルント・モールスバツハ ドイツ連邦共和国ルートヴイヒスハーフエ ン・ウテシユトラーセ22
Claims (7)
- 【請求項１】 触媒が化学式ＭｇＡＣｕＢＡｌＣＯ４の
酸化マグネシウム−酸化銅−酸化アルミニウムスピネル
であり、Ａ＋Ｂ＋Ｃ≦３でありかつＡ＞０９Ｂ＞０及び
Ｃ＞０である、内燃機関又は火力発電所の廃ガス中の窒
素酸化物（ＮＯｘ）を触媒還元するための触媒の使用。 - 【請求項２】 触媒が化学式Ｍｇ（１−Ｂ）ＣｕＢＡｌ
２Ｏ４の酸化マグネシウム−酸化銅−酸化アルミニウム
スピネルを持ち、Ｂ＞０で０＜Ｂ＜１であることを特徴
とする、請求項１に記載の触媒の使用。 - 【請求項３】 触媒が化学式Ｍｇ０．５Ｃｕ０．５Ａｌ
２Ｏ４の酸化銅−酸化マグネシウム−酸化アルミニウム
スピネルを持つていることを特徴とする、請求項１に記
載の触媒の使用。 - 【請求項４】 触媒が銅を含浸せしめられる化学式Ｃｕ
ＡＣｕＢＡｌ２Ｏ４の酸化銅−酸化アルミニウムスピネ
ルであり、Ａ＋Ｂ＝１でありかつＡ，Ｂ＞０である、内
燃機関又は穴力発電所の廃ガス中の窒素酸化物（Ｎ
Ｏｘ）を触媒還元するための触媒の使用。 - 【請求項５】 触媒が多孔質に構成されていることを特
徴とする、請求項１又は４に記載の触媒の使用。 - 【請求項６】 触媒が、パラジウム、白金、ロジウム、
ルテニウム、オスミウム、イリジウム、レニウムのよう
な少なくとも１つの触媒元素、又はランタン又はセリウ
ムのような希土類元素、バナジウム、チタン、ニオブ、
モリブデン、タングステン、又はその塩、又はその酸化
物 を持つていることを特徴とする、請求項１又は
４に記載の触媒の使用。 - 【請求項７】 触媒がデイーゼル機関の排気系に使用さ
れることを特徴とする、請求項１又は４に記載の触媒の
使用。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19546476A DE19546476A1 (de) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | Katalysator, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung desselben |
| DE19546476.1 | 1995-12-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09173788A true JPH09173788A (ja) | 1997-07-08 |
Family
ID=7779969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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