JPH0952051A - Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method - Google Patents

Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method

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JPH0952051A
JPH0952051A JP7228666A JP22866695A JPH0952051A JP H0952051 A JPH0952051 A JP H0952051A JP 7228666 A JP7228666 A JP 7228666A JP 22866695 A JP22866695 A JP 22866695A JP H0952051 A JPH0952051 A JP H0952051A
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JP
Japan
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catalyst
exhaust gas
coated
honeycomb
iridium
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Application number
JP7228666A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Ozaki
幸雄 小崎
Makoto Nagata
誠 永田
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NE Chemcat Corp
Original Assignee
NE Chemcat Corp
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Publication date
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  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸素過剰雰囲気の排気ガス中から還元剤とし
ての炭化水素の種類によらず窒素酸化物を有効に除去す
ることができ、高温においても優れた耐久性を有する触
媒と排気ガスの浄化方法を提供する。 【解決手段】 炭化珪素からなる担体に、(a)イリジ
ウムと、(b)チタン族から選ばれた少なくとも1種類
の元素と、(c)アルカリ金属およびアルカリ土類金属
からなる群より選ばれた少なくとも1種類の元素を含有
する排気ガス浄化用触媒および該触媒を用いた排気ガス
の浄化方法。
(57) 【Abstract】 PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively remove nitrogen oxides from exhaust gas in an oxygen-excess atmosphere regardless of the kind of hydrocarbon as a reducing agent, and a catalyst having excellent durability even at high temperature. And a method of purifying exhaust gas. A carrier made of silicon carbide is selected from the group consisting of (a) iridium, (b) at least one element selected from the titanium group, and (c) an alkali metal and an alkaline earth metal. An exhaust gas purification catalyst containing at least one element, and an exhaust gas purification method using the catalyst.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種内燃機関、ボ
イラー、ガスタービンなどから排出される排気ガス、特
に過剰酸素が共存する排気ガス中の窒素酸化物(NO
x)を有効に除去しうる排気ガス浄化用触媒および排気
ガスの浄化方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to exhaust gas discharged from various internal combustion engines, boilers, gas turbines, etc., particularly nitrogen oxides (NO) in exhaust gas in which excess oxygen coexists.
The present invention relates to an exhaust gas purification catalyst capable of effectively removing x) and an exhaust gas purification method.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種内燃機関などから排出されるNOx
は、光化学スモッグや酸性雨の原因となり、その発生源
からの除去が緊急の課題である。近年、地球温暖化防止
に向け、二酸化炭素(CO2)の排出抑制が求められて
おり、化学量論量に相当する空燃比(A/F=14.
6)よりも大きな空燃比でガソリンを燃焼させることに
よりガソリンの消費(すなわち、CO2の排出)を抑え
る稀薄燃焼(リーンバーン)エンジンが注目されてい
る。また、ガスエンジンやガスタービンなども稀薄燃焼
方式が採用されつつあり、更にディーゼルエンジンやボ
イラーなども稀薄燃焼であって、これらにおいても同様
にNOxの除去が求められている。
2. Description of the Related Art NOx emitted from various internal combustion engines
Causes photochemical smog and acid rain, and its removal from the source is an urgent issue. In recent years, in order to prevent global warming, it has been required to suppress the emission of carbon dioxide (CO 2 ), and the air-fuel ratio (A / F = 14.
Attention is paid to a lean burn engine that suppresses gasoline consumption (that is, CO 2 emission) by burning gasoline with an air-fuel ratio larger than 6). Further, the lean combustion method is being adopted also in gas engines and gas turbines, and also in diesel engines and boilers, etc., where lean combustion is also performed, and removal of NOx is also required in these cases.

【0003】従来の自動車排気ガス処理には、三元触媒
(TWC)法が採用されていたが、上記のような酸素が
化学量論比より過剰にある排気ガス中のNOxの処理に
はこの方法は有効でないため、過剰酸素共存下の排気ガ
ス中のNOxを除去するための触媒として、銅イオン交
換ゼオライト触媒(例えば特開昭63−100919号
公報)、貴金属イオン交換ゼオライト触媒(例えば特開
平1−135541号公報)、貴金属担持多孔質金属酸
化物触媒(例えば特開平3−221144号公報)が報
告されている。
A conventional three-way catalyst (TWC) method has been used for treating automobile exhaust gas, but this method is used for treating NOx in exhaust gas in which oxygen is in excess of the stoichiometric ratio as described above. Since the method is not effective, as a catalyst for removing NOx in the exhaust gas in the coexistence of excess oxygen, a copper ion exchange zeolite catalyst (for example, JP 63-100919 A), a noble metal ion exchange zeolite catalyst (for example, JP No. 1-135541) and a noble metal-supported porous metal oxide catalyst (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-221144).

【0004】しかしながら、上記の各排気ガス浄化用触
媒および浄化方法には、それぞれ次のような問題があ
り、実用的とはいえなかった。すなわち、銅イオン交換
ゼオライト触媒、貴金属イオン交換ゼオライト触媒は6
50〜700℃の高温では排気ガスに含まれている水蒸
気のために数時間で不可逆的な失活がおこり、実用に耐
えなかった。
However, the above exhaust gas purifying catalysts and purifying methods have the following problems, respectively, and are not practical. That is, the copper ion exchange zeolite catalyst and the noble metal ion exchange zeolite catalyst
At a high temperature of 50 to 700 ° C., irreversible deactivation occurred within a few hours due to water vapor contained in the exhaust gas, and it was not practical.

【0005】また、貴金属元素担持多孔質金属酸化物触
媒も、貴金属の強い酸化触媒活性のためにNOxの還元
剤となるべき炭化水素(HC)(本明細書において、
「炭化水素」の語は、狭義の炭化水素のみならず、その
部分酸化物である含酸素炭化水素、例えばアルコール
類、ケトン類等を含む物を意味する)が、過剰に存在す
る酸素と優先的に反応し、NOx還元反応の選択性を高
められないという問題があった。
The noble metal-supported porous metal oxide catalyst is also used as a hydrocarbon (HC) (herein, as a reducing agent for NOx due to the strong catalytic activity of the noble metal).
The term "hydrocarbon" means not only a hydrocarbon in a narrow sense but also an oxygen-containing hydrocarbon which is a partial oxide thereof, such as alcohols, ketones, etc.) However, there is a problem in that the selectivity of the NOx reduction reaction cannot be enhanced.

【0006】一方、イリジウムとアルカリ金属がアルミ
ナ等の耐火性無機酸化物担体に担持された触媒は既に知
られていたが(特公昭56−54173号公報)、最
近、本出願人は、金属炭化物および金属窒化物から選ば
れる少なくとも1種からなる担体にイリジウムを担持し
てなる触媒(特開平6−31173号公報)、およびイ
リジウムとアルカリ土類金属とを担持してなる触媒(特
開平7−31884号公報)が、過剰酸素の存在下でも
比較的高いNOx選択還元性能を示すことを見出した。
On the other hand, a catalyst in which iridium and an alkali metal are supported on a refractory inorganic oxide carrier such as alumina has already been known (Japanese Patent Publication No. 56-54173), but recently, the present applicant has proposed that a metal carbide And a catalyst comprising iridium supported on a carrier comprising at least one selected from metal nitrides (JP-A-6-31173), and a catalyst comprising iridium and an alkaline earth metal (JP-A-7- No. 31884) discloses that NOx selective reduction performance is relatively high even in the presence of excess oxygen.

【0007】しかし、このようなイリジウム、またはイ
リジウムとアルカリ土類金属が金属炭化物または金属窒
化物に担持された触媒やイリジウムとアルカリ金属がア
ルミナ等の耐火性無機酸化物担体に担持された触媒に関
しても、NOx除去能は酸素および炭化水素濃度に対す
る依存性が高いために、特に、排気ガス中の酸素濃度が
高い条件下、または還元剤である炭化水素濃度が低い条
件下では必ずしも十分にNOxを除去することができな
いこともあった。
However, regarding such a catalyst in which iridium or iridium and an alkaline earth metal are supported on a metal carbide or a metal nitride, or a catalyst in which iridium and an alkali metal are supported on a refractory inorganic oxide carrier such as alumina. However, since the NOx removing ability is highly dependent on the oxygen and hydrocarbon concentrations, NOx is not always sufficiently sufficient under conditions where the oxygen concentration in the exhaust gas is high or conditions where the hydrocarbon concentration of the reducing agent is low. Sometimes it could not be removed.

【0008】さらに、ディーゼルエンジンのようにエン
ジンの仕様によって排気ガス中に含まれるHCがNOx
の選択還元に必要なHCの量に比べて不足[THC(C
1で換算した炭化水素濃度)/NOx<1]し、還元剤
の添加が必要な場合においても、添加するHC量は少な
いほど燃費の面で望ましいので、より少ないHC濃度で
も優れたNOx還元能を発揮し、かつ、耐久性能にも優
れた触媒の開発が望まれていた。
Further, depending on the engine specifications such as diesel engine, HC contained in exhaust gas is NOx.
In comparison with the amount of HC required for the selective reduction of [THC (C
Even if it is necessary to add a reducing agent, it is desirable to reduce the amount of HC to be added in terms of fuel consumption. It has been desired to develop a catalyst exhibiting excellent performance and excellent durability.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来の排気ガス処理用触媒の課題を解決すべくなされ
たものであり、その目的とするところは、炭化水素を含
む還元性成分と該還元性成分を酸化するのに要する化学
量論量より過剰の、酸素および窒素酸化物とを含む排気
ガスに対して、高い窒素酸化物除去率が得られ、さらに
水分およびSOx共存下での高温耐久性を示す排気ガス
浄化用触媒およびこれを用いた排気ガスの浄化方法を提
供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the conventional catalysts for treating exhaust gas as described above, and an object thereof is to provide a reducing component containing a hydrocarbon. With respect to exhaust gas containing oxygen and nitrogen oxide in excess of the stoichiometric amount required to oxidize the reducing component and the reducing component, a high nitrogen oxide removal rate can be obtained, and further in the presence of water and SOx. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying catalyst having high temperature durability and an exhaust gas purifying method using the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決し、前記目的を達成するために研究を重ねた結
果、炭化珪素からなる担体に、(a)イリジウムと、
(b)チタン族から選ばれた少なくとも1種類の元素
と、(c)アルカリ金属およびアルカリ土類金属からな
る群より選ばれた少なくとも1種類の元素を含有する排
気ガス浄化用触媒によって目的を達し得ることを見出し
て本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted research to solve the above problems and achieve the above objects, and as a result, (a) iridium and (a) iridium were added to a carrier made of silicon carbide.
The object is achieved by an exhaust gas purification catalyst containing (b) at least one element selected from the titanium group and (c) at least one element selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals. The present invention has been completed by finding that it can be obtained.

【0011】すなわち、本発明は、炭化珪素からなる担
体に、(a)イリジウムと、(b)チタン族から選ばれ
た少なくとも1種類の元素と、(c)アルカリ金属およ
びアルカリ土類金属からなる群より選ばれた少なくとも
1種類の元素を含有する排気ガス浄化用触媒およびこれ
を用いる排気ガスの浄化方法を提供するものである。
That is, according to the present invention, a carrier made of silicon carbide comprises (a) iridium, (b) at least one element selected from the titanium group, and (c) an alkali metal and an alkaline earth metal. An exhaust gas purifying catalyst containing at least one element selected from the group and an exhaust gas purifying method using the same.

【0012】[0012]

【本発明の実施の形態】以下、本発明の排気ガス浄化用
触媒について詳細に説明する。本発明の排気ガス浄化用
触媒(以下、「触媒」という)は、炭化珪素の担体に、
(a)イリジウムと、(b)チタン族から選ばれた少な
くとも1種類の元素と、(c)アルカリ金属およびアル
カリ土類金属からなる群より選ばれた少なくとも1種類
の元素を担持せしめることにより調製される(以下、上
記(a)〜(c)の元素を合わせて「触媒元素」という
ことがある)。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The exhaust gas purifying catalyst of the present invention will be described in detail below. The exhaust gas purifying catalyst of the present invention (hereinafter referred to as "catalyst") is a carrier of silicon carbide,
Prepared by supporting (a) iridium, (b) at least one element selected from the titanium group, and (c) at least one element selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals. (Hereinafter, the elements (a) to (c) may be collectively referred to as “catalyst element”).

【0013】本発明において触媒元素の担体として使用
される炭化珪素は、低比表面積、非多孔質であることが
好ましく、具体的には35m2/g以下(より好ましく
は0.1〜30m2/g)のB.E.T.比表面積と1.0c
3/g以下(より好ましくは0.1〜0.8cm3/g)
の細孔容積を有するものであることが好ましい。
The silicon carbide used as a carrier for the catalytic element in the present invention preferably has a low specific surface area and is non-porous, and specifically it is 35 m 2 / g or less (more preferably 0.1 to 30 m 2). / G) BET specific surface area and 1.0c
m 3 / g or less (more preferably 0.1 to 0.8 cm 3 / g)
It is preferable that it has a pore volume of.

【0014】一方、触媒元素のうち、(b)のチタン族
から選ばれる元素の例としては、ジルコニウム、チタン
等が挙げられ、また、(c)のアルカリ金属およびアル
カリ土類金属から選ばれる元素の例としては、カリウ
ム、ナトリウム、リチウム、マグネシウム、カルシウ
ム、ストロンチウム、バリウム等が挙げられる。
On the other hand, among the catalytic elements, examples of the element selected from the titanium group (b) include zirconium and titanium, and the element selected from the alkali metal and alkaline earth metal (c). Examples of include potassium, sodium, lithium, magnesium, calcium, strontium, barium, and the like.

【0015】また、担持された触媒元素の存在状態は特
に限定されず、存在状態としては、例えば、金属状態、
酸化物状態、合金状態、複合酸化物状態、これらの状態
が混在した状態等が挙げられる。
The presence state of the supported catalyst element is not particularly limited, and examples of the presence state include a metallic state,
Examples thereof include an oxide state, an alloy state, a complex oxide state, and a state in which these states are mixed.

【0016】触媒元素のうち、担体へ担持されるイリジ
ウム量は、触媒重量に対して、金属イリジウム換算で、
0.05〜10.0重量%が好ましく、0.1〜5.0重量
%がより好ましい。 また、チタン族からなる群より選
ばれた少なくとも1種類の元素の担体への担持量は、好
ましくはイリジウムに対し、原子比で0.1〜40倍で
あり、より好ましくは0.5〜20倍である。
Of the catalytic elements, the amount of iridium supported on the carrier is calculated as metallic iridium based on the weight of the catalyst.
The amount is preferably 0.05 to 10.0% by weight, more preferably 0.1 to 5.0% by weight. The amount of at least one element selected from the group consisting of titanium group loaded on the carrier is preferably 0.1 to 40 times, more preferably 0.5 to 20 times the atomic ratio of iridium. Double.

【0017】さらに、アルカリ金属およびアルカリ土類
金属からなる群より選ばれた少なくとも1種の元素の担
体への担持量は、好ましくはイリジウムに対し、原子比
で0.1〜40倍であり、より好ましくは0.5〜20倍
である。
Further, the amount of at least one element selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals carried on the carrier is preferably 0.1 to 40 times the atomic ratio of iridium, It is more preferably 0.5 to 20 times.

【0018】本発明触媒の調製に当ってその方法に特に
限定されず、従来公知の方法、例えば公知の蒸発・乾
固、スプレードライ、吸水、含浸などの方法が適用され
る。
The method of preparing the catalyst of the present invention is not particularly limited, and conventionally known methods such as evaporation / drying, spray drying, water absorption and impregnation can be applied.

【0019】具体的な触媒調製法としては、次の方法を
例示することができる。 (i) イリジウム(以下、「触媒元素(a)」というこ
とがある)と、チタン族から選ばれた少なくとも1種類
の元素(以下、「触媒元素(b)」ということがある)
と、アルカリ金属およびアルカリ土類金属からなる群よ
り選ばれた少なくとも1種の元素(以下、「触媒元素
(c)」ということがある)の各々の原料塩の混合液
(または懸濁液)を、前記炭化珪素担体に加え、蒸発・
乾固後、 焼成する同時担持法。 (ii) まず、触媒元素(a)の原料塩の溶液を前記炭
化珪素担体に加え、蒸発・乾固後、焼成して触媒元素
(a)を不溶性化合物または金属として該担体に固定化
した後、触媒元素(b)と触媒元素(c)を順に触媒元
素(a)と同様な方法で担持固定化させることにより結
果的に担体に、触媒元素(a)、触媒元素(b)および
触媒元素(c)を担持させる逐次担持法。 (iii)上記(ii)とは逆に、まず触媒元素(c)を前
記炭化珪素担体に担持固定化した後、触媒(b)と、触
媒(c)を順に担持固定化させる逐次担持法。
The following method can be exemplified as a specific catalyst preparation method. (I) Iridium (hereinafter sometimes referred to as "catalyst element (a)") and at least one element selected from the titanium group (hereinafter sometimes referred to as "catalyst element (b)")
And a mixed solution (or suspension) of each raw material salt of at least one element selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals (hereinafter sometimes referred to as “catalyst element (c)”) Is added to the silicon carbide carrier to evaporate
Simultaneous loading method of baking after drying. (Ii) First, a solution of a raw material salt of the catalyst element (a) is added to the silicon carbide carrier, evaporated and dried to dryness, and then calcined to immobilize the catalyst element (a) as an insoluble compound or metal on the carrier. , The catalytic element (b) and the catalytic element (c) are sequentially supported and immobilized in the same manner as the catalytic element (a), and as a result, the catalytic element (a), the catalytic element (b) and the catalytic element A sequential loading method of loading (c). (Iii) Contrary to (ii), a sequential loading method in which the catalyst element (c) is first supported and immobilized on the silicon carbide carrier, and then the catalyst (b) and the catalyst (c) are sequentially supported and immobilized.

【0020】本発明の触媒の調製における、触媒元素
(a)と、触媒元素(b)と、触媒元素(c)の出発原
料については、特に制約は無い。 触媒元素(a)の出
発原料としては、例えば、三塩化イリジウム(IrCl
3)、塩化イリジウム酸(H2IrCl6)、塩化イリジ
ウム酸ナトリウム(Na3IrCl6)、同(Na2Ir
Cl6)、硝酸イリジウム[Ir(NO34 ]、硫酸イ
リジウム[Ir(SO42 ]等のイリジウムの水溶性塩
が使用される。 また、Ir3(CO)12等のイリジウム
の金属カルボニル、IrCl(CO)(PPh32等の
イリジウムの有機金属錯体をヘキサン、アセトン、クロ
ロホルム、エタノール等の有機溶剤に溶かして用いても
良い。
Catalytic elements in the preparation of the catalyst of the present invention
(A), catalyst element (b), and starting source of catalyst element (c)
There are no particular restrictions on fees. Release of catalytic element (a)
Examples of the raw material include iridium trichloride (IrCl)
Three), Iridium chloride (H2IrCl6), Iriji chloride
Sodium umate (NaThreeIrCl6), The same (Na2Ir
Cl6), Iridium nitrate [Ir (NOThree)Four ], Sulfate
Rhidium [Ir (SOFour)2 ] Water-soluble salts of iridium such as
Is used. Also, IrThree(CO)12Iridium etc.
Metal carbonyl of IrCl (CO) (PPhThree)2Etc.
Organometallic complexes of iridium are mixed with hexane, acetone, and chlorine.
Even when dissolved in an organic solvent such as loform or ethanol
good.

【0021】一方、触媒元素(b)のうち、ジルコニウ
ムの出発塩としては、例えば、塩化酸化ジルコニウム八
水和物(ZrCl2O・8H2O)、四塩化ジルコニウム
(ZrCl4)、硝酸ジルコニウム二水和物〔ZrO
(N032・2H2O〕、酸化ジルコニウム(Zr
2)、けい酸ジルコニウム(ZrSiO4)等が使用さ
れる。チタンの出発塩としては、例えば、硫酸チタン
〔Ti(SO42〕溶液、塩化チタン〔TiCl4)、
酸化チタン(TiO2)等が使用される。
On the other hand, as the starting salt of zirconium among the catalytic elements (b), for example, zirconium chloride oxide octahydrate (ZrCl 2 O.8H 2 O), zirconium tetrachloride (ZrCl 4 ), zirconium nitrate dihydrate. Hydrate [ZrO
(N0 3) 2 · 2H 2 O ], zirconium oxide (Zr
O 2 ), zirconium silicate (ZrSiO 4 ) and the like are used. Examples of the starting salt of titanium include titanium sulfate [Ti (SO 4 ) 2 ] solution, titanium chloride [TiCl 4 ),
Titanium oxide (TiO 2 ) or the like is used.

【0022】また、触媒元素(c)のうち、アルカリ金
属の1種であるカリウムの出発原料としては、例えば、
塩化カリウム(KCl)、炭酸カリウム(K2CO3)、
硝酸カリウム(KNO3)、酢酸カリウム(CH3COO
K)、硫酸カリウム(K2SO4)、水酸化カリウム(K
OH)等が使用される。同じく、アルカリ土類金属の1
種であるマグネシウムの出発原料としては、例えば、塩
化マグネシウム(MgCl2)、塩基性炭酸マグネシウ
ム、硝酸マグネシウム六水和物〔Mg(NO3 2・6H
2O〕、酢酸マグネシウム四水和物〔(CH3COO)2
Mg・4H2O〕、硫酸マグネシウム(MgSO4)、水
酸化マグネシウム〔Mg(OH)2〕等が使用される。
その他のアルカリ金属、またはアルカリ土類金属の出発
原料についてもカリウム、マグネシウムと同様、塩化
物、炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩、水酸化物等が使
用される。
Among the catalytic elements (c), alkali gold
As a starting material for potassium, which is one of the genus, for example,
Potassium chloride (KCl), potassium carbonate (K2COThree),
Potassium nitrate (KNOThree), Potassium acetate (CHThreeCOO
K), potassium sulfate (K2SOFour), Potassium hydroxide (K
OH) and the like are used. Similarly, one of alkaline earth metals
As a starting material for the seed magnesium, for example, salt
Magnesium chloride (MgCl2), Basic magnesium carbonate
, Magnesium nitrate hexahydrate [Mg (NOThree )2・ 6H
2O], magnesium acetate tetrahydrate [(CHThreeCOO)2
Mg ・ 4H2O], magnesium sulfate (MgSO 4Four),water
Magnesium oxide [Mg (OH)2] Etc. are used.
Departure of other alkali metals or alkaline earth metals
Chloride is used as a raw material as well as potassium and magnesium
Substances, carbonates, nitrates, acetates, sulfates, hydroxides, etc.
Used.

【0023】前記の同時担体法、あるいは逐次担持法に
おいて、担体上に触媒前駆体として担持されたイリジウ
ム化合物、チタン族化合物や、アルカリ金属およびアル
カリ土類金属化合物を焼成、分解する時の雰囲気は、前
駆体の種類によって、空気中、真空中、窒素等不活性ガ
ス気流中あるいは水素気流中など、適宜選択される。焼
成温度は300〜1,000℃が好ましく、より好まし
くは600〜900℃である。 焼成時間は、適宜選択
すればよいが、通常5分〜20時間程度でよく、好まし
くは10分〜5時間程度である。 また、焼成は複数の
処理を段階的に組み合わせて行ってもよい。 例えば、
空気中600〜800℃で焼成後、窒素気流中600〜
900℃で処理してもよい。
In the above-mentioned simultaneous carrier method or sequential carrier method, the atmosphere for firing and decomposing the iridium compound, titanium group compound, alkali metal and alkaline earth metal compound supported as a catalyst precursor on the carrier is Depending on the kind of the precursor, air, vacuum, a stream of an inert gas such as nitrogen, or a stream of hydrogen is appropriately selected. The firing temperature is preferably 300 to 1,000 ° C, more preferably 600 to 900 ° C. The firing time may be appropriately selected, but is usually about 5 minutes to 20 hours, preferably about 10 minutes to 5 hours. Further, the firing may be performed by combining a plurality of treatments stepwise. For example,
After firing in air at 600-800 ° C, 600-in nitrogen stream
You may process at 900 degreeC.

【0024】以上の様にして調製される本発明触媒を排
気ガス浄化に使用する際の形態は特に制限されない。
例えば、触媒を一定空間内に充填した形態、触媒を所定
の形状に成形した形態等が挙げられる。 所定の形状に
成型する場合は、触媒を適当なバインダーと混合し、あ
るいはバインダーなしで成型するとよい。
No particular limitation is imposed on the form of the catalyst of the present invention prepared as described above when used for exhaust gas purification.
For example, a form in which the catalyst is filled in a certain space, a form in which the catalyst is molded into a predetermined shape, and the like are included. When molding into a predetermined shape, the catalyst may be mixed with a suitable binder or molded without a binder.

【0025】触媒が所定の形態を取る場合は、活性成分
を担体に担持するに先立って、予め担体を適当な形状に
成型しておく方法を採用することもできる。 この場
合、成型形状に特に制限はなく、例えば、球状、ペレッ
ト状、円筒状、ハニカム状、ラセン状、粒状、リング状
等が挙げられる。 また、形状、大きさなどは使用条件
に応じて、任意に選択することができる。
When the catalyst takes a predetermined form, it is also possible to employ a method in which the carrier is preliminarily molded into an appropriate shape prior to supporting the active ingredient on the carrier. In this case, the molding shape is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a pellet shape, a cylindrical shape, a honeycomb shape, a spiral shape, a granular shape, and a ring shape. Further, the shape, size and the like can be arbitrarily selected according to usage conditions.

【0026】本発明の触媒は耐火性支持基質に被覆され
て用いられるのが好ましい。 耐火性支持基質として
は、例えば、コージェライト、ムライト等のセラミック
や、ステンレス等の金属をハニカム状や発泡体に一体成
形したものなどが挙げられる。
The catalyst of the present invention is preferably used by being coated on a refractory supporting substrate. Examples of the refractory support substrate include ceramics such as cordierite and mullite, and metals such as stainless steel integrally formed into a honeycomb shape or a foam.

【0027】本発明の触媒を支持基質に被覆する方法と
しては、上記の支持基質の表面に、触媒を適当なバイン
ダーと共に、またはバインダー無しで被覆(例えばウォ
ッシュコート)すれば良い。 また、上記のような被覆
方法で支持基質に予め担体のみを被覆し、この担体のみ
を被覆した支持基質に活性成分を担持せしめてもよい。
As a method for coating the supporting substrate with the catalyst of the present invention, the catalyst may be coated (eg, washcoat) on the surface of the supporting substrate with or without an appropriate binder. Alternatively, the support substrate may be previously coated with only the carrier by the coating method as described above, and the active component may be supported on the support substrate coated with only the carrier.

【0028】上記の被覆に用いるバインダーとしては、
例えば、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル等の
無機質バインダーを使用することができる。 支持基質
上への触媒粉末の被覆は、例えば、触媒粉末にアルミナ
ゾルと水とを加え、混練してスラリーを形成し、この中
へ支持基質を浸漬した後、乾燥・焼成して行うことがで
きる。
The binder used for the above coating is
For example, an inorganic binder such as alumina sol, silica sol, titania sol can be used. The coating of the catalyst powder on the supporting substrate can be performed, for example, by adding alumina sol and water to the catalyst powder, kneading to form a slurry, and immersing the supporting substrate in the slurry, followed by drying and firing. .

【0029】支持基質上への触媒の被覆量は特に制約は
なく、好ましくは支持基質単位体積当たり10〜200
g/l、より好ましくは50〜150g/lである。
支持基質単位体積当たりのイリジウム担持量は金属換算
で好ましくは0.005〜20.0g/l、より好ましく
は、0.05〜7.5g/lである。 また、触媒元素
(b)の担体への担持量は、好ましくはイリジウムに対
し、原子比で0.1〜40倍であり、より好ましくは0.
5〜20倍である。さらに、触媒元素(c)の担体への
担持量は、好ましくはイリジウムに対し、原子比で0.
1〜40倍であり、より好ましくは0.5〜20倍であ
る。
The catalyst coating amount on the supporting substrate is not particularly limited, and preferably 10 to 200 per unit volume of the supporting substrate.
g / l, more preferably 50 to 150 g / l.
The amount of iridium supported per unit volume of the supporting substrate is preferably 0.005 to 20.0 g / l, more preferably 0.05 to 7.5 g / l in terms of metal. The amount of the catalytic element (b) supported on the carrier is preferably 0.1 to 40 times the atomic ratio of iridium, more preferably 0.1.
It is 5 to 20 times. Further, the amount of the catalytic element (c) supported on the carrier is preferably 0.1 in atomic ratio with respect to iridium.
It is 1 to 40 times, and more preferably 0.5 to 20 times.

【0030】次に、本発明触媒を用いる排気ガス浄化方
法について説明する。排気ガスのガス空間速度には特に
制約はなく、好ましくは空間速度5,000〜200,0
00/hr、より好ましくは10,000〜150,00
0/hrである。 また、NOxの選択的還元が起こる
ための、排気ガスの触媒入口温度は、好ましくは100
〜700℃であり、より好ましくは200〜600℃で
ある。
Next, an exhaust gas purification method using the catalyst of the present invention will be described. The gas space velocity of the exhaust gas is not particularly limited, and preferably the space velocity is 5,000 to 200,0.
00 / hr, more preferably 10,000 to 150,000
It is 0 / hr. The catalyst inlet temperature of the exhaust gas for the selective reduction of NOx is preferably 100.
To 700 ° C, and more preferably 200 to 600 ° C.

【0031】また、本発明の排気ガスの浄化方法の対象
とする排気ガスは、その酸化性成分と還元性成分との重
量比A/Fが化学量論量(A/F=14.6、O2濃度=
0.5%)である排気ガスであっても、また、還元性成
分過少側(A/F>14.6、O2濃度>0.5%)にあ
る排気ガスであっても良く、特に後者の排気ガスを好適
に浄化する。
In the exhaust gas which is the object of the exhaust gas purification method of the present invention, the weight ratio A / F of the oxidizing component and the reducing component is a stoichiometric amount (A / F = 14.6, O 2 concentration =
0.5%), or exhaust gas on the reducing component-lean side (A / F> 14.6, O 2 concentration> 0.5%). The latter exhaust gas is preferably purified.

【0032】すなわち、本発明の触媒は化学量論量付近
で優れたNOx除去性能を有するとともに、従来の貴金
属触媒ではいずれも著しく不十分なNOx還元選択性し
か示さなかった酸素過剰雰囲気(O2濃度>0.5%)に
おいても優れたNOx除去性能を有している点に特徴が
あり、このような排気ガスを処理することができる。
[0032] That is, the catalyst of the present invention have excellent NOx removal performance in the vicinity of the stoichiometric amount, in the conventional noble metal catalysts oxygen showed only significantly poor NOx reduction selectivity Any excess atmosphere (O 2 It is characterized in that it has an excellent NOx removal performance even at a concentration> 0.5%), and can treat such exhaust gas.

【0033】従って、本発明の触媒によれば、ガソリン
リンバーンエンジンの排気ガスのように酸素濃度が5〜
10%の領域において、外部からの還元剤HCの添加無
しで、排気ガス中のHCのみによって十分なNOx還元
能を得ることができる。
Therefore, according to the catalyst of the present invention, the oxygen concentration is 5 to 5 as in the exhaust gas of a gasoline Linburn engine.
In the 10% region, a sufficient NOx reducing ability can be obtained only by the HC in the exhaust gas without adding a reducing agent HC from the outside.

【0034】また、本発明の触媒は灯油、軽油、A重油
などを燃料とするディーゼルエンジンの排気ガスに代表
されるような、排気ガス中に含まれるHCがNOxの選
択還元に必要なHCの量論量に比べて不足(THC/N
Ox<1)し、還元剤の添加が必要な場合においても、
THC/NOx=5程度の少ない添加量で優れたNOx
還元能を発揮する。
In the catalyst of the present invention, the HC contained in the exhaust gas, which is represented by the exhaust gas of a diesel engine using kerosene, light oil, heavy oil A, etc. as a fuel, is the HC necessary for the selective reduction of NOx. Shortage compared to stoichiometric amount (THC / N
Even if Ox <1) and a reducing agent needs to be added,
Excellent NOx with a small addition amount of THC / NOx = 5
It exerts a reducing ability.

【0035】[0035]

【実施例】以下に実施例および試験例を挙げ本発明を更
に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例等になんら
制約されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to Examples and Test Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

【0036】実 施 例 1 触媒被覆ハニカムA−1の調製: (1)市販のSiC粉末(比表面積15m2/g、細孔
容積0.54cm3/g)96.2gに脱イオン水2.0k
gを加え、20分間攪拌し、SiC粉末スラリーを得
た。 このスラリーに、金属イリジウム1.2gに相当す
る塩化イリジウム酸(H2IrCl6)を含む脱イオン水
溶液160g、金属ジルコニウム1.8gに相当する塩
化酸化ジルコニウム八水和物(ZrCl2O・8H2O)
を含む脱イオン水溶液160gおよび金属カリウム0.
8gに相当する塩化カリウム(KCl)を含む脱イオン
水溶液160gの混合溶液を添加した後、スチームジャ
ケット付きグラスライニングディッシュ上に移し、攪拌
しながら4時間に亘って水分を蒸発させた。
Example 1 Preparation of catalyst-coated honeycomb A-1: (1) Commercially available SiC powder (specific surface area: 15 m 2 / g, pore volume: 0.54 cm 3 / g) in 96.2 g of deionized water 2. 0k
g was added and stirred for 20 minutes to obtain a SiC powder slurry. To this slurry, deionized water 160 g, zirconium oxychloride octahydrate corresponding to the metal zirconium 1.8g containing iridium chloride acid (H 2 IrCl 6), which corresponds to iridium 1.2g (ZrCl 2 O · 8H 2 O)
160 g of a deionized aqueous solution containing 0.5 g of potassium metal.
After adding a mixed solution of 160 g of a deionized aqueous solution containing potassium chloride (KCl) corresponding to 8 g, the mixture was transferred onto a glass lined dish with a steam jacket, and the water was evaporated with stirring for 4 hours.

【0037】得られた固形物を電気乾燥器により105
℃で16時間乾燥した後、粉砕し、粉砕物を石英トレー
に入れ、電気炉で空気中、750℃で30分間焼成し
た。得られた焼成粉末を100%窒素気流中、800℃
で1時間処理して金属換算で1.2重量%Ir−1.8重
量%Zr−0.8重量%K(Ir/Zr/K=1/3.2
/3.3(原子比))/SiC触媒の粉末を得た。
The obtained solid matter is dried by an electric drier 105
After drying at 16 ° C. for 16 hours, the product was crushed, the crushed product was placed in a quartz tray, and baked in an electric furnace at 750 ° C. for 30 minutes in air. The obtained fired powder is heated at 800 ° C in a 100% nitrogen stream.
After treatment for 1 hour with metal, 1.2 wt% Ir-1.8 wt% Zr-0.8 wt% K (Ir / Zr / K = 1 / 3.2
/3.3 (atomic ratio)) / SiC catalyst powder was obtained.

【0038】(2)上記触媒粉末60gに脱イオン水1
20g及びアルミナゾル(Al23 固形分10重量%含
有)8.0gを加え、得られた混合物をボールミルにて
5時間湿式粉砕し、触媒のスラリーを得た。 このスラ
リーに、市販の400セルコージェライトハニカムから
くり貫かれた直径1インチ×長さ2.5インチのコアピ
ースを浸漬した後、引き上げ、余分のスラリーを空気ブ
ローで除去した。 その後、触媒が付着したコアピース
を300℃で20分間乾燥し、さらに、500℃で30
分間焼成してハニカム容積1リットル当たりドライ換算
で100g被覆されたIr−Zr−K/SiC触媒被覆
ハニカム(A−1)を得た。
(2) 1 g of deionized water was added to 60 g of the above catalyst powder.
20 g and alumina sol (Al2OThree Solid content 10% by weight
Yes) 8.0g was added, and the resulting mixture was ball milled.
Wet grinding was carried out for 5 hours to obtain a catalyst slurry. This sla
From a commercially available 400 cell cordierite honeycomb
1 inch diameter and 2.5 inch long core pierce
After soaking the base, pull it up and remove excess slurry with an air blower.
Removed with rho. After that, the core piece with the catalyst attached
Is dried at 300 ° C for 20 minutes and then at 500 ° C for 30 minutes.
Fired for 1 minute and converted to dry per 1 liter of honeycomb volume
Ir-Zr-K / SiC catalyst coating coated with 100 g of
A honeycomb (A-1) was obtained.

【0039】実 施 例 2 触媒被覆ハニカムA−2の調製:上記実施例1(1)に
おいて、SiC粉末を90.2gにし、塩化イリジウム
酸を金属イリジウム換算で1.2g、塩化酸化ジルコニ
ウムを金属ジルコニウム換算で5.4g、塩化カリウム
を金属カリウム換算で3.2gに変えた以外は実施例1
(1)と同様にして、金属換算で1.2重量%Ir−5.
4重量%Zr−3.2重量%K(Ir/Zr/K=1/
9.5/13.1(原子比))/SiC触媒の粉末を得
た。
Example 2 Preparation of Catalyst-Coated Honeycomb A-2: In the above Example 1 (1), SiC powder was changed to 90.2 g, iridium chlorochloride was converted to metal iridium in an amount of 1.2 g, and zirconium chloride oxide was converted to metal. Example 1 except that 5.4 g in terms of zirconium and 3.2 g in terms of metallic potassium were used instead of potassium chloride.
In the same manner as in (1), 1.2 wt% Ir-5.
4 wt% Zr-3.2 wt% K (Ir / Zr / K = 1 /
A powder of 9.5 / 13.1 (atomic ratio) / SiC catalyst was obtained.

【0040】上記触媒粉末を実施例1(2)と同様な方
法でハニカムにウォッシュコートし、ハニカム容積1リ
ットル当たりドライ換算で100g被覆されたIr−Z
r−K/SiC触媒被覆ハニカム(A−2)を得た。
The catalyst powder was wash-coated on a honeycomb by the same method as in Example 1 (2), and 100 g of dry-converted Ir-Z per liter of honeycomb volume was coated.
An r-K / SiC catalyst-coated honeycomb (A-2) was obtained.

【0041】実 施 例 3 触媒被覆ハニカムA−3の調製:実施例1(1)におい
て、SiC粉末を96.6gにし、塩化イリジウム酸を
金属イリジウム換算で2.4g、塩化酸化ジルコニウム
八水和物を金属ジルコニウム換算で0.6g、塩化カリ
ウムを金属カリウム換算で0.4gに変えた以外は実施
例1(1)と同様にして、金属換算で2.4重量%Ir
−0.6重量%Zr−0.4重量%K(Ir/Zr/K=
1/0.5/0.8(原子比))/SiC触媒の粉末を得
た。
Example 3 Preparation of Catalyst-Coated Honeycomb A-3: In Example 1 (1), SiC powder was changed to 96.6 g, iridium chlorochloride was converted into metallic iridium in 2.4 g, and zirconium oxide chloride octahydrate was used. 2.4 wt% Ir in terms of metal in the same manner as in Example 1 (1) except that the amount of the substance was changed to 0.6 g in terms of metallic zirconium and the amount of potassium chloride was changed to 0.4 g in terms of metallic potassium.
-0.6 wt% Zr-0.4 wt% K (Ir / Zr / K =
A powder of 1 / 0.5 / 0.8 (atomic ratio) / SiC catalyst was obtained.

【0042】上記触媒粉末を実施例1(2)と同様な方
法でハニカムにウォッシュコートし、ハニカム容積1リ
ットル当たりドライ換算で100g被覆されたIr−Z
r−K/SiC触媒被覆ハニカム(A−3)を得た。
The catalyst powder was wash-coated on the honeycomb in the same manner as in Example 1 (2), and 100 g of dry-converted Ir-Z per liter of honeycomb volume was coated.
An r-K / SiC catalyst-coated honeycomb (A-3) was obtained.

【0043】実 施 例 4 触媒被覆ハニカムA−4の調製:実施例1(1)におい
て、塩化カリウムの代わりに金属ナトリウム0.8gに
相当する塩化ナトリウム(NaCl)を用いた以外は実
施例1(1)と同様にして、金属換算で1.2重量%I
r−1.8重量%Zr−0.8重量%Na(Ir/Zr/
Na=1/3.2/5.6(原子比))/SiC触媒の粉
末を得た。
Example 4 Preparation of catalyst-coated honeycomb A-4: Example 1 (1) except that sodium chloride (NaCl) corresponding to 0.8 g of metallic sodium was used instead of potassium chloride. In the same manner as (1), 1.2 wt% I in terms of metal
r-1.8 wt% Zr-0.8 wt% Na (Ir / Zr /
Na = 1 / 3.2 / 5.6 (atomic ratio)) / SiC catalyst powder was obtained.

【0044】上記触媒粉末を実施例1(2)と同様な方
法でハニカムにウォッシュコートし、ハニカム容積1リ
ットル当たりドライ換算で100g被覆されたIr−Z
r−Na/SiC触媒被覆ハニカム(A−4)を得た。
The catalyst powder was wash-coated on the honeycomb by the same method as in Example 1 (2), and 100 g of the dry powder of Ir-Z was coated per liter of the honeycomb volume.
An r-Na / SiC catalyst coated honeycomb (A-4) was obtained.

【0045】実 施 例 5 触媒被覆ハニカムA−5の調製:実施例1(1)におい
て、塩化カリウムの代わりに金属マグネシウム0.8g
に相当する塩化マグネシウム(MgCl2)を用いた以
外は実施例1(1)と同様にして、金属換算で1.2重
量%Ir−1.8重量%Zr−0.8重量%Mg(Ir/
Zr/Mg=1/3.2/5.3(原子比))/SiC触
媒の粉末を得た。
Example 5 Preparation of catalyst-coated honeycomb A-5: In Example 1 (1), 0.8 g of magnesium metal was used instead of potassium chloride.
1.2 wt% Ir-1.8 wt% Zr-0.8 wt% Mg (Ir) in terms of metal in the same manner as in Example 1 (1) except that magnesium chloride (MgCl 2 ) corresponding to /
Zr / Mg = 1 / 3.2 / 5.3 (atomic ratio)) / SiC catalyst powder was obtained.

【0046】上記触媒粉末を実施例1(2)と同様な方
法でハニカムにウォッシュコートし、ハニカム容積1リ
ットル当たりドライ換算で100g被覆されたIr−Z
r−Mg/SiC触媒被覆ハニカム(A−5)を得た。
The above catalyst powder was wash-coated on a honeycomb in the same manner as in Example 1 (2), and 100 g of the dry powder of Ir-Z was coated per liter of the honeycomb volume.
An r-Mg / SiC catalyst coated honeycomb (A-5) was obtained.

【0047】実 施 例 6 触媒被覆ハニカムA−6の調製:実施例1(1)におい
て、塩化カリウムの代わりに金属バリウム0.8gに相
当する塩化バリウム(BaCl2)を用いた以外は実施
例1(1)と同様にして、金属換算で1.2重量%Ir
−1.8重量%Zr−0.8重量%Ba(Ir/Zr/B
a=1/3.2/0.9(原子比))/SiC触媒の粉末
を得た。
Example 6 Preparation of catalyst-coated honeycomb A-6: Example 1 (1) except that barium chloride (BaCl 2 ) corresponding to 0.8 g of metal barium was used in place of potassium chloride. In the same manner as 1 (1), 1.2 wt% Ir in terms of metal
-1.8 wt% Zr-0.8 wt% Ba (Ir / Zr / B
a = 1 / 3.2 / 0.9 (atomic ratio)) / SiC catalyst powder was obtained.

【0048】上記触媒粉末を実施例1(2)と同様な方
法でハニカムにウォッシュコートし、ハニカム容積1リ
ットル当たりドライ換算で100g被覆されたIr−Z
r−Ba/SiC触媒被覆ハニカム(A−6)を得た。
The catalyst powder was wash-coated on the honeycomb by the same method as in Example 1 (2), and 100 g of the dry powder of Ir-Z was coated per liter of the honeycomb volume.
An r-Ba / SiC catalyst coated honeycomb (A-6) was obtained.

【0049】実 施 例 7 触媒被覆ハニカムA−7の調製:実施例1(1)におい
て、塩化酸化ジルコニウムの代わりに金属チタン1.8
gに相当する硫酸チタン〔Ti(SO42〕溶液(Ti
含有率;30%)を用いた以外は実施例1(1)と同様
にして、金属換算で1.2重量%Ir−1.8重量%Ti
−0.8重量%K(Ir/Ti/K=1/6.0/3.3
(原子比)〕/SiC触媒の粉末を得た。
Example 7 Preparation of catalyst-coated honeycomb A-7: In Example 1 (1), metal titanium 1.8 was used instead of zirconium chloride oxide.
titanium sulfate [Ti (SO 4 ) 2 ] solution (Ti
1.2 wt% Ir-1.8 wt% Ti in terms of metal in the same manner as in Example 1 (1) except that the content ratio was 30%).
-0.8 wt% K (Ir / Ti / K = 1 / 6.0 / 3.3
(Atomic ratio)] / SiC catalyst powder was obtained.

【0050】上記触媒粉末を実施例1(2)と同様な方
法でハニカムにウォッシュコートし、ハニカム容積1リ
ットル当たりドライ換算で100g被覆されたIr−T
i−K/SiC触媒被覆ハニカム(A−7)を得た。
The catalyst powder was wash-coated on a honeycomb in the same manner as in Example 1 (2), and 100 g of dry-converted Ir-T per 1 liter of honeycomb volume was coated.
An i-K / SiC catalyst-coated honeycomb (A-7) was obtained.

【0051】比 較 例 1 触媒被覆ハニカムB−1の調製:実施例1(1)におい
て、SiC粉末を98.8gにし、塩化酸化ジルコニウ
ムと塩化カリウム(KCl)を使用しなかった以外は実
施例1(1)と同様にして、金属換算で1.2重量%I
r/SiC触媒の粉末を得た。
Comparative Example 1 Preparation of Catalyst-Coated Honeycomb B-1: Example 1 (1) except that SiC powder was 98.8 g and zirconium chloride oxide and potassium chloride (KCl) were not used. 1.2% by weight in terms of metal I in the same manner as 1 (1)
A powder of r / SiC catalyst was obtained.

【0052】上記触媒粉末を実施例1(2)と同様な方
法でハニカムにウォッシュコートし、ハニカム容積1リ
ットル当たりドライ換算で100g被覆されたIr/S
iC触媒被覆ハニカム(B−1)を得た。
A honeycomb was wash-coated with the above catalyst powder in the same manner as in Example 1 (2), and 100 g of dry-converted Ir / S was coated per liter of honeycomb volume.
An iC catalyst-coated honeycomb (B-1) was obtained.

【0053】比 較 例 2 触媒被覆ハニカムB−2の調製:実施例1(1)におい
て、SiC粉末を97.0gにし、塩化カリウム(KC
l)を使用しなかった以外は実施例1(1)と同様にし
て、金属換算で1.2重量%Ir−1.8重量%Zr(I
r/Zr=1/3.2(原子比))/SiC触媒の粉末
を得た。
Comparative Example 2 Preparation of Catalyst Coated Honeycomb B-2: In Example 1 (1), SiC powder was adjusted to 97.0 g and potassium chloride (KC
1.2% by weight Ir-1.8% by weight Zr (I) in terms of metal in the same manner as in Example 1 (1) except that 1) was not used.
r / Zr = 1 / 3.2 (atomic ratio)) / SiC catalyst powder was obtained.

【0054】上記触媒粉末を実施例1(1)と同様な方
法でハニカムにウォッシュコートし、ハニカム容積1リ
ットル当たりドライ換算で100g被覆されたIr−Z
r/SiC触媒被覆ハニカム(B−2)を得た。
The catalyst powder was wash-coated on the honeycomb in the same manner as in Example 1 (1), and 100 g of the dry powder of Ir-Z was coated per liter of the honeycomb volume.
An r / SiC catalyst-coated honeycomb (B-2) was obtained.

【0055】比 較 例 3 触媒被覆ハニカムB−3の調製:実施例1(1)におい
て、SiC粉末を98.0gにし、塩化酸化ジルコニウ
ムを使用しなかった以外は実施例1(1)と同様にし
て、金属換算で1.2重量%Ir−0.8重量%K(Ir
/K=1/3.3(原子比))/SiC触媒の粉末を得
た。
Comparative Example 3 Preparation of Catalyst-Coated Honeycomb B-3: Same as Example 1 (1) except that 98.0 g of SiC powder was used and no zirconium chloride oxide was used in Example 1 (1). Then, 1.2 wt% Ir-0.8 wt% K (Ir
/K=1/3.3 (atomic ratio)) / SiC catalyst powder was obtained.

【0056】上記触媒粉末を実施例1(2)と同様な方
法でハニカムにウォッシュコートし、ハニカム容積1リ
ットル当たりドライ換算で100g被覆されたIr−K
/SiC触媒被覆ハニカム(B−3)を得た。
Ir-K was coated with 100 g of dry-converted honeycomb per 1 liter of honeycomb by wash-coating the above-mentioned catalyst powder on the honeycomb in the same manner as in Example 1 (2).
A / SiC catalyst coated honeycomb (B-3) was obtained.

【0057】比 較 例 4 触媒被覆ハニカムB−4の調製:実施例1(1)におい
て、SiC粉末を98.0gにし、塩化酸化ジルコニウ
ムを使用せずに、塩化カリウムの代わりに金属マグネシ
ウム0.8gに相当する塩化マグネシウム(MgCl2
を用いた以外は実施例1(1)と同様にして、金属換算
で1.2重量%Ir−0.8重量%Mg(Ir/Mg=1
/5.3(原子比))/SiC触媒の粉末を得た。
Comparative Example 4 Preparation of Catalyst-Coated Honeycomb B-4: In Example 1 (1), SiC powder was 98.0 g, and zirconium chloride oxide was not used, and metallic magnesium was used in place of potassium chloride. 8 g of magnesium chloride (MgCl 2 )
1.2 wt% Ir-0.8 wt% Mg (Ir / Mg = 1) in terms of metal in the same manner as in Example 1 (1) except that
/5.3 (atomic ratio)) / SiC catalyst powder was obtained.

【0058】上記触媒粉末を実施例1(2)と同様な方
法でハニカムにウォッシュコートし、ハニカム容積1リ
ットル当たりドライ換算で100g被覆されたIr−M
g/SiC触媒被覆ハニカム(B−4)を得た。
The catalyst powder was wash-coated on the honeycomb in the same manner as in Example 1 (2), and 100 g of the dry powder of Ir-M was coated per liter of the honeycomb volume.
A g / SiC catalyst-coated honeycomb (B-4) was obtained.

【0059】試 験 例 1 モデル排気ガスによる性能評価:実施例1〜7で得た触
媒被覆ハニカム(A−1〜A−7)および比較例1〜4
で得た触媒被覆ハニカム(B−1〜B−4)について、
下記組成のモデル排気ガス(A)〜(C)を用いてNO
x還元性能の評価を行った。
Test Example 1 Performance evaluation by model exhaust gas: Catalyst-coated honeycombs (A-1 to A-7) obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4
Regarding the catalyst-coated honeycombs (B-1 to B-4) obtained in
NO using model exhaust gas (A) to (C) having the following composition
x Reduction performance was evaluated.

【0060】すなわち各モデル排気ガスを、ガス空間速
度GHSV38,000/hrで流しながら、ハニカム
入口温度を200℃から600℃まで(還元剤としてC
36 を用いるモデル排気ガス(A)の場合は100℃か
ら600℃まで)、30℃/分の速度で連続して昇温さ
せ、その間に触媒出口で流出するガスのNOx濃度を化
学発光式NOx計で連続測定した。 この測定した触媒
出口のNOxの値(B)と、触媒入口から採取した排気
ガス中のNOx濃度の値(A)を基にし、以下の式に従
って各触媒被覆ハニカムによるNOxの転化率を求め
た。 各モデル排気ガスについての、NOxの最大転化
率を表1に示す。
That is, each model exhaust gas is supplied to the gas space velocity.
Honeycomb while flowing at GHSV 38,000 / hr
Inlet temperature from 200 ℃ to 600 ℃ (C as reducing agent
ThreeH6 100 ° C for model exhaust gas (A) using
Temperature up to 600 ° C) and the temperature is continuously raised at a rate of 30 ° C / min.
The NOx concentration of the gas flowing out at the catalyst outlet in the meantime
Continuous measurement was performed with a luminescent NOx meter. This measured catalyst
NOx value at the outlet (B) and exhaust collected from the catalyst inlet
Based on the NOx concentration value (A) in the gas,
To obtain the NOx conversion rate by each catalyst coated honeycomb
Was. Maximum NOx conversion for each model exhaust gas
The rates are shown in Table 1.

【0061】 A; 触媒入口NOx濃度 B; 触媒出口NOx濃度[0061] A: Catalyst inlet NOx concentration B: Catalyst outlet NOx concentration

【0062】モデル排気ガス組成: モデル排気ガス(A) NO 500ppm C36 1,500ppmC*2 5% H2O 10% N2 残 量 * 組成中の「ppmC」はメタン換算の濃度を示す(以
下、同様)。
Model exhaust gas composition: Model exhaust gas (A) NO 500 ppm C 3 H 6 1,500 ppm C * O 2 5% H 2 O 10% N 2 balance * "ppmC" in the composition is the concentration in terms of methane. It shows (following, the same).

【0063】モデル排気ガス(B) NO 500ppm 灯油 2,500ppmC O2 10% H2O 10% N2 残 量Model Exhaust gas (B) NO 500 ppm Kerosene 2,500 ppm C O 2 10% H 2 O 10% N 2 balance

【0064】モデル排気ガス(C) NO 500ppm 軽油 2,500ppmC O2 10% H2O 10% N2 残 量Model Exhaust gas (C) NO 500 ppm Light oil 2,500 ppm C O 2 10% H 2 O 10% N 2 balance

【0065】結 果: ** 各モデル排気ガスにおける還元剤は、(A)がC36、(B)が灯油、 (C)が軽油である。Result: ** The reducing agent in each model exhaust gas is C 3 H 6 in (A), kerosene in (B), and light oil in (C).

【0066】表1の結果から、本発明の触媒被覆ハニカ
ムA−1〜A−7は、還元剤の種類によらず、比較例の
触媒被覆ハニカムB−1〜B−4のいずれと比較して
も、O2濃度が5〜10%という化学量論量より、大過
剰の酸素の存在下でも窒素酸化物の転化率が優れている
ことがわかる。
From the results shown in Table 1, the catalyst-coated honeycombs A-1 to A-7 of the present invention were compared with any of the catalyst-coated honeycombs B-1 to B-4 of Comparative Examples regardless of the kind of the reducing agent. However, it can be seen that the conversion of nitrogen oxides is excellent even in the presence of a large excess of oxygen, compared to the stoichiometric amount of O2 concentration of 5 to 10%.

【0067】試 験 例 2 モデル排気ガスによる耐久性能評価:実施例1〜3で得
た触媒被覆ハニカム(A−1〜A−3)および比較例1
〜3で得た触媒被覆ハニカム(B−1〜B−3)につい
て、高温の水蒸気およびSOxに対する耐久性を試験し
た。
Test Example 2 Evaluation of durability performance by model exhaust gas: Catalyst-coated honeycombs (A-1 to A-3) obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1
The catalyst-coated honeycombs (B-1 to B-3) obtained in Nos. 3 to 3 were tested for durability against high-temperature steam and SOx.

【0068】まず下記組成のモデル排気ガス(D)につ
いて、試験例1と同様な方法でNOxの最大転化率を求
めた。 次いで、ハニカム入口ガス温度を700℃に固
定し、下記組成のモデル排気ガス(E)をガス空間速度
GHSV 500/hrで流しながら、5時間保持し耐
久処理を行った。 更に、再度モデル排気ガス(D)で
のNOxの最大転化率を求め、700℃での水蒸気とS
2を含むモデル排気ガスによる影響を調べ、各触媒被
覆ハニカムの耐久性を求めた。 この結果を表2に示
す。
First, with respect to the model exhaust gas (D) having the following composition, the maximum conversion rate of NOx was determined by the same method as in Test Example 1. Next, the honeycomb inlet gas temperature was fixed at 700 ° C., and a model exhaust gas (E) having the following composition was flown at a gas space velocity GHSV 500 / hr for 5 hours to carry out a durability treatment. Furthermore, the maximum conversion rate of NOx in the model exhaust gas (D) was again obtained, and steam and S at 700 ° C.
The influence of the model exhaust gas containing O 2 was investigated, and the durability of each catalyst-coated honeycomb was obtained. The results are shown in Table 2.

【0069】モデル排気ガス組成: モデル排気ガス(D) NO 500ppm 軽油 2,500ppmC O2 5% H2O 10% N2 残 量Model exhaust gas composition: Model exhaust gas (D) NO 500 ppm NO2, 2500 ppm CO 2 5% H 2 O 10% N 2 balance

【0070】モデル排気ガス(E) SO2 250ppm O2 3% H2O 10% N2 残 量Model exhaust gas (E) SO 2 250 ppm O 2 3% H 2 O 10% N 2 balance

【0071】結 果: Result:

【0072】表2の結果から明らかなように、本発明の
触媒被覆ハニカムA−1〜A−3はNOx除去に関して
優れた初期性能を発揮するだけでなく、高温の水蒸気と
SO2を含むモデル排気ガスに対しても耐性を有し、こ
の排気ガスによる処理後も高いNOxの除去性能を発揮
した。 これに対し、比較例の触媒被覆ハニカムB−1
〜B−3はいずれもNOx除去に関して不十分な初期活
性を示すだけでなく、高温の水蒸気とSO2を含むモデ
ル排気ガスによる影響を受け、NOxの除去性能がさら
に低下した。
As is clear from the results shown in Table 2, the catalyst-coated honeycombs A-1 to A-3 of the present invention not only exhibit excellent initial performance with respect to NOx removal, but also a model containing high-temperature steam and SO 2. It was also resistant to exhaust gas and exhibited high NOx removal performance even after treatment with this exhaust gas. On the other hand, the catalyst-coated honeycomb B-1 of the comparative example
Each of ~ B-3 not only showed insufficient initial activity for NOx removal, but was also affected by high temperature steam and model exhaust gas containing SO 2 , and the NOx removal performance was further reduced.

【0073】上記の両試験例に示すように、本発明の触
媒は、C36から灯油、軽油までの多岐にわたる還元剤
を使用しても脱硝触媒として優れたNOx除去性能を発
揮し、パラフィン類、オレフィン類、アロマ類、ナフテ
ン類などの炭化水素まで、カーボン数で2〜25までの
幅広い炭化水素をNOxの還元剤として利用できるこ
と、および排気ガス中に含まれてくる水蒸気やSOxに
対する耐久性が優れていることが明らかである。
As shown in both of the above test examples, the catalyst of the present invention exhibits excellent NOx removal performance as a denitration catalyst even when a wide variety of reducing agents from C 3 H 6 to kerosene and light oil are used. A wide range of hydrocarbons, including paraffins, olefins, aromas, naphthenes, and other hydrocarbons with a carbon number of 2 to 25, can be used as a reducing agent for NOx, and to the water vapor and SOx contained in exhaust gas. It is clear that the durability is excellent.

【0074】[0074]

【発明の効果】本発明の触媒によれば、従来の排気ガス
浄化用触媒では困難とされた化学量論量より過剰の酸素
を含有する排気ガス中の窒素酸化物を、炭化水素の種類
に依存することなく、還元除去することができる。ま
た、本発明触媒は、排気ガス中に含まれてくる水蒸気や
SOxに対する耐久性にも優れており、寿命の長い触媒
として利用しうることが期待される。従って、本発明触
媒およびこれを用いた本発明の浄化方法は、各種内燃機
関、ボイラー、ガスタービンなどから排出される排気ガ
スの浄化に有用なものである。 以 上
According to the catalyst of the present invention, the nitrogen oxides in the exhaust gas containing oxygen in excess of the stoichiometric amount, which has been difficult to obtain by the conventional exhaust gas purifying catalyst, can be converted into hydrocarbons. It can be reduced and removed without dependence. Further, the catalyst of the present invention has excellent durability against water vapor and SOx contained in exhaust gas, and is expected to be usable as a catalyst having a long life. Therefore, the catalyst of the present invention and the purification method of the present invention using the same are useful for purification of exhaust gas discharged from various internal combustion engines, boilers, gas turbines and the like. that's all

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭化珪素からなる担体に、(a)イリジ
ウムと、(b)チタン族から選ばれた少なくとも1種類
の元素と、(c)アルカリ金属およびアルカリ土類金属
からなる群より選ばれた少なくとも1種類の元素とを担
持させたことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
1. A carrier made of silicon carbide, selected from the group consisting of (a) iridium, (b) at least one element selected from the titanium group, and (c) an alkali metal and an alkaline earth metal. An exhaust gas purifying catalyst, which carries at least one element.
【請求項2】 (b)のチタン族から選ばれた元素が、
ジルコニウムまたはチタンである請求項第1項記載の排
気ガス浄化用触媒。
2. An element selected from the titanium group of (b),
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, which is zirconium or titanium.
【請求項3】 (c)のアルカリ金属およびアルカリ土
類金属から選ばれた元素がカリウムまたはナトリウムで
ある請求項第1項記載の排気ガス浄化用触媒。
3. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein the element selected from the alkali metals and alkaline earth metals of (c) is potassium or sodium.
【請求項4】 (c)のアルカリ金属およびアルカリ土
類金属から選ばれた元素がマグネシウムまたはバリウム
である請求項第1項記載の排気ガス浄化用触媒。
4. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein the element selected from the alkali metal and the alkaline earth metal of (c) is magnesium or barium.
【請求項5】 耐火性支持基質に被覆されたものである
請求項第1項ないし第4項の何れかの項に記載の排気ガ
ス浄化用触媒。
5. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, which is coated on a refractory support substrate.
【請求項6】 炭化水素を含む還元性成分と、該還元性
成分を酸化するのに要する化学量論量より過剰の、酸素
および窒素酸化物を含む排気ガスを、請求項第1項ない
し第5項の何れかの項に記載の触媒と接触させることを
特徴とする排気ガスの浄化方法。
6. A reducing component containing hydrocarbon and exhaust gas containing oxygen and nitrogen oxide in excess of the stoichiometric amount required to oxidize the reducing component. A method for purifying exhaust gas, which comprises bringing the catalyst into contact with the catalyst according to any one of items 5.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100419780B1 (en) * 2001-02-23 2004-02-21 한국에너지기술연구원 Fabrication method of silicon carbide ceramics filter with coating layer

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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