JP2000197822A - 窒素酸化物の分解除去用触媒及び窒素酸化物の分解除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全ての燃焼機器の排ガス中ＮＯ_Ｘ就中ＮＯを
還元剤無しに直接分解し除去する実用的な高活性分解触
媒、並びに酸素及び水蒸気を含有する排ガスにこの触媒
を適用する実用的な脱硝方法を提供する。 【解決手段】 組成が一般式ＡＢ_１−ＸＭ_ＸＯ_３＋−Ｚ
（ Ａはアルカリ土類金属、Ｂはチタン族、Ｍは鉄族、
銅族または白金族元素から選ばれた各１種類の金属）で
表され、結晶構造がペロブスカイト型である金属複合酸
化物を少なくとも１種類含む触媒活性成分を希土類酸化
物等の塩基性金属酸化物に担持してなる窒素酸化物分解
触媒を用いる。上記活性成分は、アルコキシドから調製
すると特に性能が良い。この触媒は酸素、水蒸気による
被毒に対する耐久性が良く、水蒸気を含有する排ガスを
脱湿・乾燥せずにまた還元剤を添加せずに直接この触媒
に酸素共存下または無酸素下において２００℃−９００
℃で接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工場或いは家庭等
の固定発生源または自動車等の移動発生源から排出され
る窒素酸化物ＮＯ_Ｘ、特に一酸化窒素ＮＯを、還元剤な
しに直接分解して除去する触媒及びこの触媒の調製方
法、並びにこれを用いた窒素酸化物の分解除去方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】窒素酸化物の除去技術には、アンモニ
ア、炭化水素類等を還元剤として用いてＮＯを還元除去
する方法と、還元剤非存在下でＮＯを直接的にＮ_２とＯ
_２とに分解する直接分解法がある。前者の代表例として
はアンモニア選択的接触還元法（ＳＣＲ）があり、工場
ボイラーの排煙等の固定発生源におけるＮＯ_x除去に実
用化されているが、移動発生源での脱硝方法としては実
用的ではない。

【０００３】また、空燃比（空気と燃料の重量比）を最
適に保ちながら燃焼するストイキ燃焼により、排ガス中
のＮＯ_Ｘ、ＣＯ、未燃炭化水素類の３成分を同時に除去
する三元触媒法（ＴＷＣ）も、ＣＯや炭化水素を還元剤
とする還元除去法であると考えられる。この方法では、
Ｒｈ−Ｐｔ系触媒を用いることにより高い脱硝率が得ら
れており、移動発生源を含めた広い範囲に適用されてい
る。しかし、ストイキ燃焼法は高効率、省エネルギー性
の点で不利である。他方、空燃比の大きい稀薄燃焼法
は、ストイキ燃焼に比べて燃焼効率が高く、省エネルギ
ー性の面で燃焼技術としては有利である。しかし、希薄
燃焼の排ガス中には大量のＯ_２が存在するためＲｈ−Ｐ
ｔ系触媒は脱硝性能を示さない。

【０００４】酸素が存在する排ガス中のＮＯ_Ｘを還元除
去する方法については、従来アンモニアを還元剤として
用いる方法以外になかったが、近年炭化水素を還元剤と
する脱硝方法が、低い脱硝率ながらも実用化され始めて
いる。しかしながら、これらの還元脱硝法は、排ガス組
成（ＮＯ_Ｘ濃度、Ｏ_Ｘ濃度、還元剤量、その他）によっ
て脱硝性能が大きく変動するので、実用的な脱硝率を確
保するためには、還元剤の添加率や燃焼状態を制御する
ための設備を必要とする。

【０００５】還元剤の非存在下でＮＯ_Ｘを直接的にＮ_２
とＯ_２とに分解する直接分解法は、脱硝性能が排ガス組
成に依存しないため、簡単な脱硝システムを構成するこ
とが可能である。従って、排ガス発生源である燃焼器の
種類も特定のものに限られず適用範囲が広い。しかし、
酸素が１０容量％程度も残存する稀薄燃焼ガソリンエン
ジンの排ガスやディーゼルエンジンの排ガスを浄化する
場合のような酸素存在下でのＮＯ_Ｘの直接分解は極めて
困難である。実験室レベルでは、ＺＳＭ−５ゼオライト
に銅、Ｇａ、Ｃｅ等を添加した金属担持ゼオライト触媒
（例えば特公昭６０−１２９０９号公報）が提案されて
いるが、この触媒は酸素非存在下では高活性であっても
酸素存在下では著しく活性が低下する。

【０００６】別の直接分解触媒としてペロブスカイト型
金属酸化物が提案されており（寺岡靖剛、鹿川修一ら、
触媒３３（２）７３−７６（１９９１））、これは６０
０℃以上の高温でも活性及び耐久性が優れており、また
触媒単位重量当たりの活性が高いことが知られている。
中でも、組成がＬａ_０．８Ｓｒ_０．２ＣｏＯ_３で示され
るペロブスカイト型金属酸化物は、最高の単位重量当た
りの活性を有することが知られている。また、Ｋ_２Ｎｉ
Ｆ_４型結晶構造を有するＬａ_１．６Ｓｒ_０．４ ＣｕＯ_４
は、単位表面積当たりの活性が最高であることが知られ
ている（安田弘之、御園生誠ら、触媒３３（２）６９−
７２（１９９１））。

【０００７】しかし、従来知られているペロブスカイト
型酸化物の触媒活性は、未だ実用レベルに達していな
い。特に、技術的要請の高い酸素存在下でのＮＯの直接
分解に関しては、前記Ｌａ_０．８Ｓｒ_０．２ＣｏＯ_３で
も、含有酸素５容量％の下で反応温度８００℃で高々転
化率１０％程度を示すに過ぎない。

【０００８】本発明者らは、ＮＯの直接分解におけるペ
ロブスカイト型金属酸化物の実用的触媒活性の向上につ
いて研究開発を重ね、先に幾つかの金属酸化物について
特許出願した（特願平１０−００４０９４、特願平１０
−１５１７２０、及び特願平１０−１５１８４１号等）
が、更に排ガス成分による被毒に対する耐久性の強い触
媒が求められている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、全ての燃焼
機器の排ガス中のＮＯ_Ｘ、特にＮＯを還元剤なしに直接
分解して除去できる実用的で高活性な触媒の提供を課題
とする。また本発明はこの触媒についてより高い被毒耐
久性を発現する触媒調製方法並びにこの触媒を用いた実
用的な排ガス脱硝方法の提供を課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ペロブ
スカイト型酸化物のＴｉサイトをＦｅ、Ｃｕ若しくはＰ
ｔで部分的に置換した三元ペロブスカイト型複合酸化物
を希土類酸化物等に担持したものを用いて、上記課題が
解決される。

【００１１】即ち本発明は、窒素酸化物分解触媒の活性
成分である金属複合酸化物のうち少なくとも１種類の組
成が、一般式ＡＢ_１−ＸＭ_ＸＯ_３＋−Ｚ（但しＡはアル
カリ土類元素から選ばれた１種類の金属、Ｂはチタン族
元素から選ばれた１種類の金属、Ｍは鉄族、銅族または
白金族元素から選ばれた１種類の金属、０＜ｘ＜１、Ｚ
は常温大気圧時における金属酸化物の酸素欠陥数或いは
酸素過剰数） で表され、該金属複合酸化物のうち少な
くとも１種類がペロブスカイト型結晶構造を有し、且つ
該触媒活性成分を塩基性金属酸化物に担持してなること
を特徴とする分解触媒の発明である。

【００１２】前記担体は、塩基性金属酸化物であれば通
常用いられるものでも良いが、特にマグネシア或は希土
類酸化物が好ましい。

【００１３】第２の本発明は前記触媒に関する調製方法
の発明であり、前記触媒活性成分である金属複合酸化物
を構成する金属のアルコキシドを用いて触媒活性成分を
調製することを特徴とするものである。

【００１４】第３の本発明は、還元剤の非存在下で、窒
素酸化物を上記分解触媒と温度範囲２００℃−９００℃
で酸素の存在下または非存在下において接触させること
を特徴とする直接分解による窒素酸化物の除去方法の発
明である。

【００１５】また、第３の本発明において、還元剤の非
存在下で、窒素酸化物を上記分解触媒と温度範囲２００
℃−９００℃で酸素及び水蒸気の共存下で接触させるこ
とによっても窒素酸化物を直接に分解除去することがで
きる。

【００１６】本発明において、一般式中のＡは、アルカ
リ土類元素から選ばれた１種類の金属、即ちＣａ、Ｓｒ
またはＢａの何れかであり、Ｒａはこの類に属するが放
射性を有する点で実用上好ましくない。アルカリ土類元
素に属する金属は、ペロブスカイト型結晶構造を生じ易
いイオン半径を有している。

【００１７】本発明において、一般式中のＢはチタン族
元素から選ばれた１種類の金属、即ちＴｉ、Ｚｒまたは
Ｈｆの何れかであり、化学的性質が互いに類似してい
る。

【００１８】本発明において、一般式中のＭは、鉄族、
銅族若しくは白金族元素から選ばれた１種類の金属、即
ちＦｅ、Ｃｏ或はＮｉ、またはＣｕ、Ａｇ或はＡｕ、若
しくはＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ或はＰｔの何れか
であり、化学的性質が互いに類似している。

【００１９】本発明においてＭは、結晶格子においてＢ
の一部を置換する関係にあり、置換の分率をｘで表示す
る。従って０＜ｘ＜１であり、ｘ＝０またはｘ＝１では
充分な脱硝性能が得られない。

【００２０】本発明におけるペロブスカイト型構造は、
基本的な結晶構造としては灰チタン石（ perovskite 、
ＣａＴｉＯ_３）で代表される化学式ＡＢＸ_３の化合物が
有する立方晶系に属する結晶構造の一形式を意味する。
ただし、本発明ではそれぞれＣａ、またはＴｉの一部ま
たは全部を置換する金属の原子半径によって結晶格子に
多少の歪みが生じている結晶構造や構成金属或は酸素が
多少の過剰乃至欠損状態に在るものも含めて、ペロブス
カイト型構造の包括的名称として上記名称を用いる。

【００２１】一般にＮＯが直接的にＮ_２とＯ_２とに分解
する際に、分解で生成したＯ_２或いは排ガス中のＯ_２に
よって触媒表面が被覆される傾向があるが、ペロブスカ
イト型酸化物は容易に吸着酸素の離脱を起こすため、こ
のような被覆が比較的起こり難い。

【００２２】またペロブスカイト型複合酸化物では、含
有される遷移金属の酸化数が変動する酸化還元反応（ r
edox 反応）が起こり易く、ペロブスカイト型酸化物は
酸化還元反応が迅速且つ定常的に進行するように作用す
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の担持触媒は、触媒活性成
分の調製方法に依らず、活性成分である金属複合酸化物
のうち少なくとも１種類の組成が、一般式ＡＢ_１−ＸＭ
_ＸＯ_３＋−Ｚ で表される遷移金属複合酸化物を活性成分
として含む触媒であり、中でもＡがＳｒ、ＢがＴｉ、Ｍ
がＦｅである場合が特に好ましい。

【００２４】活性成分の組成が上記一般式で表されるよ
うに調製された遷移金属複合酸化物は、事実上種々の結
晶構造を持つ酸化物の混合物として得られることが多い
が、少なくとも１種類の酸化物が前記の包括的意味のペ
ロブスカイト型構造を有するものが望ましい。Ｘ線回折
（以下ＸＲＤと略記）のピークに少なくともペロブスカ
イトのピークが存在し、これと共にペロブスカイト以外
の酸化物に由来するピークが混在しているものも活性を
有するが、中でもペロブスカイト相のみで構成されてい
る単相ペロブスカイトが特に活性が高い。但し、結晶構
造のみペロブスカイト型構造を有していても、組成が前
記一般式に該当する複合酸化物でなければ、本発明の課
題は達成されない。

【００２５】本発明者等の研究では、前記一般式中Ａが
Ｓｒ、ＢがＴｉ、ｘ＝０に相当するＳｒＴｉＯ
_３＋−Ｚ 、およびＡがＳｒ、ＭがＦｅ、ｘ＝１に相当
するＳｒＦｅＯ_３＋−Ｚはペロブスカイト型構造を有す
ることが判っている。前記一般式で表される本発明の複
合酸化物は、ペロブスカイト型酸化物のＴｉサイトの一
部分がＦｅで置換された構造を有し、焼成その他の調製
条件を制御することによりペロブスカイト型構造をとる
ことができる。

【００２６】一般的に本発明の触媒活性成分は、硝酸塩
など水溶性金属塩類或はハロゲン化物などアルコ−ル溶
解性金属塩類の加温溶液にリンゴ酸等の添加剤を添加し
たものを回転噴霧器（ロータリー・アトマイザー）或は
スプレードライヤー等を用いてミスト状態とし、例えば
電気炉内等の加熱空間を通過させることにより熱分解
し、得られた粉末を６００℃−１０００℃の高温におい
て焼成することにより調製することができる。

【００２７】このようにして調製した触媒活性成分を、
そのまま又は適当な粘結剤等の成形助剤と共にペレット
状に押出成形或は圧縮成形、またはハニカム状等に押出
成形して使用しても良いが、当業界周知の担体に担持さ
せると性能が向上する。

【００２８】担体としては塩基性金属酸化物が特に好ま
しく、特にマグネシア（ＭｇＯ）或は軽希土類（セシウ
ム族）酸化物や重希土類（イットリウム族）酸化物、例
えば酸化スカンジウム、酸化イットリウム、酸化ランタ
ン、酸化セリウム、酸化プラセオジム、酸化ネオジム、
酸化サマリウム、酸化ユウロピウム、酸化ガドリニウ
ム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミ
ウム、酸化エルビウム、酸化イッテルビウム等が好まし
い。これ等の酸化物を、比表面積が大きい微粉末として
担体に使用する。

【００２９】触媒活性成分を担体に担持させる方法は幾
つかあるが、一般的に、前記複合金属酸化物を構成する
金属を含有する塩類の溶液中に上記担体粉末を添加し、
溶液を蒸発乾固させ、その後に焼成する含浸担持法が良
く知られている。

【００３０】上記金属塩類溶液の代わりに、触媒活性成
分を構成する金属のアルコキシドのアルコール溶液を用
いると、一層触媒性能が向上する。一般的に金属アルコ
キシドは金属水酸化物より強い塩基であり、上記含浸担
持法等の担持方法により、前記塩基性酸化物微粉に担持
させることにより触媒活性及び被毒特性の優れた触媒が
得られる。

【００３１】焼成温度は、酸化物がペロブスカイト型構
造を採るようにするため６００℃以上が好ましい。また
焼成温度は、触媒の使用時の安定性、耐久性を保持する
ために、使用温度より高い温度であることが好ましい。
しかし脱硝すべき排ガスの排出源や排出状態により触媒
の使用温度が広範囲に亘るので、触媒の焼成温度は一概
に限定できない。

【００３２】ペロブスカイト型構造を生じる所定の温度
以上で焼成すれば、ペロブスカイト型構造が変化するこ
とは少ない。しかし、焼成中に結晶内部の結晶欠陥に存
在する遷移金属が固相拡散等により表面へ移動してくる
ので、触媒表面の組成が微妙に変化する。従って、焼成
温度により活性が異なることがあり、１０００℃を超え
ると概して活性が高いものを得難い。実施に当たって
は、排ガスの状態に応じて最適な焼成温度を実験により
選択する必要がある。

【００３３】本発明の触媒は、排ガスにアンモニアや炭
化水素等の還元剤を添加することなしに、排ガス中の窒
素酸化物を直接的に分解する。酸素の非存在下は勿論、
排ガス中に１０容量％程度の酸素を含む場合であって
も、排ガスをそのまま本発明の触媒と接触させることに
より、排ガス中の窒素酸化物を効率良く除去することが
できる。また、排ガス中に酸素のみならず水蒸気を含む
場合も、窒素酸化物を効率良く除去することができる。

【００３４】分解触媒と排ガスとの接触は、当業界に周
知の充填層式或いは棚段式等の固定床流通型反応器、ま
たは本発明の触媒が単位重量当たりの活性が高い利点を
活用して流動床型反応器により行うことができる。ま
た、排出源の種類や規模に応じて種々の実用的形態を採
ることができ、本発明は接触の実施態様である脱硝反応
器の形式等には限定されない。

【００３５】本発明の触媒と排ガスとの接触温度は広
く、２００℃−９００℃が好ましい。例えばバナジウム
−チタン系触媒による工場排ガスの処理温度が３００℃
−４００℃、ガソリンエンジン等の排ガス処理温度が４
００℃−４５０℃と比較的狭い範囲であるのに対して、
窒素酸化物の脱硝処理における本発明の触媒の作動温度
は低温から高温まで広範囲である点に特色がある。

【００３６】本発明を更に具体的に説明するために実施
例を記載するが、本発明はこれにより限定されるもので
はない。なお、ここでガスの組成を示す％は全て容量％
であり、触媒及び原料、中間体の組成を示す％は全て重
量％である。また触媒の分解活性は、ＮＯのＮ_２への転
化率で表し、数式１により計算する。

【００３７】

【数１】分解率＝２［Ｎ_２］ｏｕｔ ／［ＮＯ］ｉｎ ここで［Ｎ_２］ｏｕｔは反応器出口ガスのＮ_２濃度 ［ＮＯ］ｉｎ は反応器入口ガスのＮＯ濃度

【００３８】［実施例１］触媒の調製例１ チタンブトキシドＴｉ（ＯＣ_４Ｈ_９）_４、 鉄イソプロ
ポキシドＦｅ（ＯＣ_３ Ｈ_５）_３、及びストロンチウムイ
ソプロポキシドＳｒ（ＯＣ_３Ｈ_５Ｏ）_２を夫々溶剤１−
メトキシ−２−プロパノールに０．５Ｍの濃度で溶解し
た溶液を当量比で０．８：０．２：１の割合で用意し、
添加剤を加えて室温で混合した。理論量の触媒活性成分
ＳｒＴｉ_０．８Ｆｅ_０．２Ｏ_３（以下ＳＴＦＯと略称）
を１０重量部含有する上記溶液量に対し、マグネシアＭ
ｇＯ微粉末（宇部マテリアルズ社製、気相法高純度超微
粉グレード１００、平均粒子径１．０−１．４μｍ、Ｂ
ＥＴ法比表面積１２０−１６８ｍ^２／ｇ）９０重量部を
攪拌混合し、室温から昇温速度１００℃／ｈｒで５００
℃まで昇温しつつアルコールを蒸発させ、乾燥固化し
た。得られた粉末を５００℃で１時間仮焼し、次いで８
５０℃で５時間焼成した。ＸＲＤにより、この粉末がペ
ロブスカイト型結晶構造を有することを確認した。次い
でこの粉末を５００ｋｇｆ／ｃｍ^３の圧縮力で等方圧成
形し、得られたペレットを粉砕し分級し、粒度０．３１
ｍｍ−０．７１ｍｍの顆粒として、ＭｇＯに理論値とし
て１０ｗｔ％のアルコキシド法ＳＴＦＯを担持した本発
明の触媒を得た。比表面積はＢＥＴ法によりこの顆粒の
液体窒素温度でのＮ_２吸着量から測定し、１２０−１６
０ｍ_２／ｇであった。

【００３９】触媒の調製例２ 上記調製例１と同じアルコール溶液を用い、担体の種類
をＳｍ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２ Ｏ_３、Ｄｙ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｙ
ｂ_２Ｏ_３、Ｔｂ_４Ｏ_７、Ｅｒ_２Ｏ_３、 Ｈｏ_２ Ｏ_３（何
れも、信越化学工業社製、信越レア・アースＢＢタイ
プ、大比表面積粒子）に替えた以外は上記と同様に夫々
含浸担持して、表１の第２−９行に示す本発明の触媒で
ある希土類酸化物担持アルコキシド法ＳＴＦＯを調製し
た。

【００４０】触媒の調製例３ 硝酸ストロンチウム２水塩ＳｒＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏ、硝酸
鉄６水塩ＦｅＣｌ_３・６Ｈ_２Ｏ、三塩化チタンＴｉＣｌ
_３の各０．４Ｍエタノール溶液を当量比で１：０．２：
０．８のの割合で用意し、添加剤を加えて室温で混合し
た。理論量のＳＴＦＯを１０重量部含有する上記溶液量
に対し、調製例１と同じＭｇＯを９０重量部加え、攪拌
混合し、調製例１と同様に含浸担持して、表１の第１０
行に示す本発明の触媒であるＭｇＯ担持硝酸塩法ＳＴＦ
Ｏを調製した。

【００４１】分解活性の評価１ 内径１０ｍｍの円筒形充填層型反応器に上記調製例１、
２、又は３で得た触媒５．０ｇを充填し、反応器外壁を
電熱により加熱して触媒層の温度を８００℃に保ちなが
ら、含有率１％のＮＯを含むＨｅガス（即ち酸素非存在
下）を接触時間Ｗ／Ｆ＝３．０ｇ・ｓｅｃ／ｃｍ^３、Ｗ
／Ｆ＝１．５、Ｗ／Ｆ＝０．６、およびＷ／Ｆ＝０．３
となる流量で流した。夫々の触媒について出口ガスのＮ
_２濃度をガスクロマトグラフ分析計により測定し、数式
１によりＮＯからＮ_２への転化率として計算し、表１第
１―１０行Ａ欄に示した。なお、Ｗ／Ｆは触媒活性成分
の単位重量当たりの触媒活性を表わし、接触時間の次元
を持ち、数式２により計算される。

【００４２】

【数２】Ｗ／Ｆ＝触媒活性成分重量（ｇ）／反応器流入
ガス流速（ｃｍ^３／ｓｅｃ）＝［ｇ］［ｓｅｃ］／［ｃ
ｍ^３］

【００４３】分解活性の評価２ 上記触媒調製例１、２又は３で得た触媒を用い、接触さ
せるガスをＨｅ中に表２に示す含有率のＮＯ、Ｏ_２、或
いはＨ_２Ｏを含む混合ガス（即ち酸素共存下での評価）
に変更し、Ｗ／Ｆ＝１．５とした以外は上記評価１と同
様にして分解活性を調べ、結果を表１第Ｂ、Ｃ、Ｅ欄に
示した。

【００４４】［実施例２］触媒の調製例４ 上記触媒調製例３で得たものと同じ混合溶液を３５０℃
に加温しつつ回転噴霧器へ供給し、噴霧量を１００ｃｍ
^３／分に調整したノズルから断熱的に１２０℃で酸素含
有率が爆発限界以下の窒素気流中へスプレーして、霧状
態で３５０℃に保持した電気炉の中を落下させ、生成し
た粉体を炉の下部に設けたサイクロンで捕集して原料粉
末を得た。この原料粉末を空気中において６５０℃で１
時間仮焼し、次いで８５０℃で５時間焼成し、硝酸塩を
原料とするＳＴＦＯに相当する触媒活性成分の粉末を得
た。この粉末１０重量部に担体として９０重量部のＭｇ
Ｏ微粉末を適量の１−メトキシ−２−プロパノール中で
攪拌混合した後、アルコールを蒸発させ乾燥固化し、得
られた粉末を５００ｋｇｆ／ｃｍ^３の圧縮力で等方圧成
形し、得られたペレットを粉砕し分級し、粒度が０．３
１ｍｍ−０．７１ｍｍの顆粒状として、ＭｇＯに１０ｗ
ｔ％のスプレー法ＳＴＦＯを担持した本発明の触媒を得
た。

【００４５】分解活性の評価３ 上記触媒調製例４で得た触媒を用い、実施例１と同様に
して分解活性を調べ、結果を表１第１１行に示した。

【００４６】［比較例１］担体として、固体酸の一種で
あるアルミナＡｌ_２Ｏ_３（触媒化成工業社製、ＢＥＴ法
比表面積２８５ｍ^２／ｇ）を使用した以外は触媒調製例
１と全く同様に触媒を調製し、粒度０．３１ｍｍ−０．
７１ｍｍの顆粒として、Ａｌ_２Ｏ_３に１０ｗｔ％のアル
コキシド法ＳＴＦＯを含漬担持してなる比較用触媒を得
た。これを用いて実施例１と同様に分解活性の評価を行
い表１第１２行に併せて表示した。塩基性金属酸化物を
担体とする本発明の触媒に比べ、ＮＯ分解活性に明らか
な差が見られる。

【００４７】［比較例２］Ｌａ硝酸塩、Ｓｒ硝酸塩、及
びＣｏ硝酸塩の各０．４Ｍ水溶液を用いた以外は実施例
２と同様に調製して得られた比表面積４．９ｍ^２／ｇを
有する既知のペロブスカイト型金属酸化物Ｌａ_０．８Ｓ
ｒ_０．２ＣｏＯ_３（以下ＬＳＣＯと略称）を実施例２と
同様にしてＭｇＯに担持したものを用い、実施例１と同
様に活性評価を行い、結果を表１第１３行に併せて示し
た。本発明の触媒と比べると、接触条件の緩やかな酸素
非存在下においてすら、活性に著しい差が見られる。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【表２】

【００５０】

【発明の効果】本発明の触媒は、排ガスにアンモニアや
炭化水素等の還元剤を添加することなしに、排ガス中の
窒素酸化物を直接的に分解することができる。従って、
還元剤使用のランニングコストや還元剤添加制御装置等
の装備が不要であり、経済的に優れている。

【００５１】特に、排ガス中に１０容量％程度の酸素を
含む場合であっても、従来知られている直接分解触媒に
比べて、酸素による触媒の被毒が格段に軽微であり、窒
素酸化物の分解率が高い。従って、排ガスから予め酸素
を除去すること無しに、或は空燃比の高いエンジン等か
ら排出される酸素含有率の高い排ガスを直接に本発明の
触媒と接触させることにより、排ガス中のＮＯを除去す
ることができる。

【００５２】また、排ガス中に酸素のみならず水蒸気を
含む場合も、本発明の触媒と直接接触させることによ
り、排ガス中の窒素酸化物を効率良く除去することがで
きる。従来知られている直接分解触媒であるＣｕ−ゼオ
ライト系触媒は水蒸気により被毒されて劣化するため、
予め脱湿により乾燥させた排ガスでなければこの触媒と
接触させることができない。また、従来知られているＬ
ＳＣＯ触媒も水蒸気が存在すると僅かな脱硝性能を示す
にとどまった。しかし、本発明の触媒は水蒸気により被
毒しないため、水蒸気を含む排ガスを予め脱湿せずに直
接脱硝処理するのに適している。

【００５３】本発明による窒素酸化物の分解除去方法で
は、酸素及び水蒸気が共存する排ガスに還元剤を添加せ
ずに高温で接触させることができる触媒を用い、しかも
この触媒が水蒸気で劣化を起こさない。従って、本発明
の窒素酸化物分解除去方法を適用した排ガス処理装置
は、極めてコンパクトに構成することができ、実用的価
値が高く、広範囲な用途に適用される可能性が大きい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000196680 西部瓦斯株式会社 福岡県福岡市博多区千代１丁目17番１号 (72)発明者 内田 洋 神奈川県横浜市青葉区あざみ野３−２−15 −106 (72)発明者 安田 勇 埼玉県久喜市北１−12−４−311 (72)発明者 横井 泰治 千葉県柏市みどり台４−13−６ (72)発明者 岡田 治 大阪府大阪狭山市大野台４−17−７ (72)発明者 角本 輝充 滋賀県滋賀郡志賀町木戸1260−３ (72)発明者 中山 敏郎 兵庫県伊丹市伊丹３−２−10−404 (72)発明者 来栖 知恵 京都府京都市西京区御陵大枝山町５−32− ４ (72)発明者 大塚 浩文 兵庫県芦屋市竹園町４−23 (72)発明者 中村 泰久 愛知県名古屋市瑞穂区軍水町２−86 グラ ンドメゾン新瑞東Ｄ−４ (72)発明者 石川 秀征 愛知県西尾市新村町辻356 (72)発明者 木村 秀樹 福岡県福岡市中央区荒戸３−２−41−1006 Ｆターム(参考） 4G069 AA03 BA06A BA06B BA06C BA27C BB06A BC08A BC12A BC12B BC12C BC38A BC40C BC41C BC50A BC50B BC50C BC65A BC66A BC66B BC66C BC69A BD02A BD12C BE06C CA10 CA13 EC23 FB77

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 触媒活性成分である金属複合酸化物のう
   ち少なくとも１種類の組成が一般式ＡＢ_１−ＸＭ_ＸＯ
   _３＋−Ｘ（但しＡはアルカリ土類元素から選ばれた１種
   類の金属、Ｂはチタン族元素から選ばれた１種類の金
   属、Ｍは鉄族、銅族若しくは白金族元素から選ばれた１
   種類の金属、０＜ｘ＜１、ｚは常温大気圧時における金
   属酸化物の酸素欠陥数或いは酸素過剰数）で表され、該
   金属複合酸化物のうち少なくとも１種類がペロブスカイ
   ト型結晶構造を有し、且つ塩基性金属酸化物に担持して
   なることを特徴とする窒素酸化物分解触媒。
2. 【請求項２】 前記塩基性金属酸化物は、マグネシア或
   は希土類酸化物である請求項１記載の分解触媒。
3. 【請求項３】 前記触媒活性成分である金属複合酸化物
   のうち少なくとも１種類の組成は、ＳｒＴｉ_１−ＸＦｅ
   _ＸＯ_３（但し、０＜ｘ＜１）で表される請求項１または
   ２記載の分解触媒。
4. 【請求項４】 前記触媒活性成分の調製は、前記金属複
   合酸化物を構成する金属のアルコキシドを用いて行うこ
   とを特徴とする請求項１、２または３記載の分解触媒の
   調製方法。
5. 【請求項５】 還元剤の非存在下で、窒素酸化物を温度
   ２００℃−９００℃において請求項１、２、３または４
   記載の分解触媒と酸素の非存在下で接触させることを特
   徴とする直接分解による窒素酸化物の除去方法。
6. 【請求項６】 還元剤の非存在下で、窒素酸化物を温度
   ２００℃−９００℃において請求項１、２、３または４
   記載の分解触媒と酸素の存在下で接触させることを特徴
   とする直接分解による窒素酸化物の除去方法。
7. 【請求項７】 還元剤の非存在下で、窒素酸化物を温度
   ２００℃−９００℃において請求項１、２、３または４
   記載の分解触媒と酸素及び水蒸気の共存下で接触させる
   ことを特徴とする直接分解による窒素酸化物の除去方
   法。