JPH07112121A - 窒素酸化物の除去方法 - Google Patents
窒素酸化物の除去方法Info
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Abstract
自動車等の内燃機関から排出される、特に酸素過剰の排
ガスを、効率良く浄化し、且つ、水蒸気の存在する高温
での耐久性に優れる排ガス浄化用触媒を用いて窒素酸化
物を除去する。 【構成】 アパタイト化合物を含有させた、SiO2/
Al2O3モル比が15以上のゼオライトに、一種以上の
活性金属を含有させた触媒又は同様のゼオライトにアル
カリ土類金属及び一種以上の活性金属を含有させた触媒
を、窒素酸化物及び炭化水素を含有する酸素過剰の排ガ
スに接触させて窒素酸化物を除する。
Description
ジン等から排出される窒素酸化物を含有する酸素過剰の
排ガスを触媒を用いて処理する方法に関し、更に詳細に
は、活性及び耐久性の非常に優れた触媒を用いて窒素酸
化物を除去する方法に関するものである。
れる排ガス中の窒素酸化物を除去する方法として、触媒
の存在下でアンモニアを用いる選択的接触還元法、ま
た、排ガスを触媒に通し、未燃焼の一酸化炭素及び炭化
水素により還元する非選択的接触還元法等が実用化され
ている。
元剤非共存下で窒素酸化物を直接接触分解できる触媒と
して銅イオン交換したゼオライトが提案されている。
的とした希薄燃焼エンジンの排ガス浄化用に、酸素過剰
下でも、未燃焼の一酸化炭素,炭化水素等の還元成分に
より窒素酸化物を選択的に還元できる触媒として、卑金
属をゼオライト等に含有させた触媒が提案されている
(例えば、特開昭63−100919号公報)。
媒は、特に高温での耐久性に問題があり、実用化される
に至っていない。
モニア等の還元剤を使用することなく、自動車等の内燃
機関から排出される、特に酸素過剰の排ガスを、効率良
く浄化し、且つ、水蒸気の存在する高温での耐久性に優
れる排ガス浄化用触媒を用いて排ガスを浄化する方法を
提供するものである。
について鋭意検討した結果、アパタイト化合物を含有し
たゼオライトに、一種類以上の活性金属を導入した触媒
または同様のゼオライトに、アルカリ土類金属及び一種
類以上の活性金属を導入した触媒を用いることにより、
高温で使用された後も効率よく排ガス浄化できることを
見出し、本発明を完成するに至った。
有した、SiO2/Al2O3モル比が少なくとも15以
上のゼオライトに、一種類以上の活性金属種を含有させ
た触媒を用いて、窒素酸化物及び炭化水素を含有する酸
素過剰の排ガスから窒素酸化物を除去する方法、および
アパタイト化合物を含有した、SiO2/Al2O3モル
比が少なくとも15以上のゼオライトに、アルカリ土類
金属及び一種類以上の活性金属種を含有させた触媒を用
いて、窒素酸化物及び炭化水素を含有する酸素過剰の排
ガスから窒素酸化物を除去する方法を提供するものであ
る。
合物を含有した、SiO2/Al2O3モル比が少なくと
も15以上のゼオライトに、一種類以上の活性金属種を
含有させた触媒、または同様のゼオライトに、アルカリ
土類金属及び一種類以上の活性金属種を含有させた触媒
である。
のSiO2/Al2O3モル比は、15以上であることが
必須である。また、SiO2/Al2O3モル比はその上
限が限定されるものではない。SiO2/Al2O3モル
比が15未満であると、十分な耐久性が得られない。好
ましくは15〜200である。
いが、例えば、モルデナイト、フェリエライト、ゼオラ
イトβ、ZSM−5、ZSM−8、ZSM−11、ZS
M−12、ZSM−20、ZSM−35等のゼオライト
が使用できる。その中でもZSM−5が好適に用いられ
る。またこれらのゼオライトの製造方法は限定されるも
のではない。またゼオライトY、ゼオライトL等のゼオ
ライトを脱アルミニウムしたものであってもよい。
焼品等が用いられるが、原料ゼオライト中のNa等のイ
オンをアンモニウム塩あるいは鉱酸等で処理し、H型あ
るいはアンモニウム型として用いることもできる。更に
は、K,Cs等でイオン交換して用いることもできる。
物とは、アパタイト特有の結晶構造を有する、一般式M
x(ZO4)6A2(Mは1〜3価の陽イオンで、例えば
Ca,Pb,Cd,Sr,Ni,Eu,Al,Y,L
a,Ce,Na,Kが挙げられる。Zは3〜7価の陽イ
オンで、例えばP,As,V,Cr,Si,C,Al,
S,Reが挙げられる。Aは0〜3価の陰イオンで例え
ばOH,F,Cl,Br,I,O,N,CO3,H2Oが
挙げられる。;x≦10)で表される化学量論アパタイ
ト化合物および非化学量論アパタイト化合物である。化
学量論アパタイト化合物とは組成がx=10のものを指
し、非化学量論アパタイト化合物とは、沈殿法などによ
り調製され、結晶構造的にはアパタイト構造を示すがx
<10の組成になっているものを指す。
Mとしては、2種類以上のイオンを含んでもよく、その
場合、前記イオン以外にMg、Mn、Znが含まれるこ
ともある。
法は特に限定されないが、M含有水溶液(Mは前記に同
じ)とZO4含有水溶液(Zは前記に同じ)をゼオライ
ト存在下で混合し、アパタイト化合物を沈殿させる共沈
法、固相や液相でアパタイト化合物を物理的に混合する
物理混合法等によって導入することができる。また、α
−Ca3(PO4)2,β−Ca3(PO4)2、非晶質リン
酸カルシウム (Ca3(PO4)2)、CaHPO4・2
H2O、CaHPO4等のアパタイト前駆体をゼオライト
に導入した後に、塩基性条件下で加水分解させアパタイ
ト化合物に転化することにより、導入することもでき
る。アパタイト化合物の含有量は特に限定されないが、
ゼオライトに含有されるアパタイトの重量%で0.1〜
80重量%が好ましく、さらには1〜50重量%がより
好ましい。また、アパタイト化合物を含有した触媒はア
パタイト化合物を安定化するために、100〜900
℃、好ましくは300〜600℃で熱処理を行なっても
よい。熱処理の雰囲気は特に限定されないが、真空、空
気、水蒸気等の雰囲気が挙げられる。
上の活性金属種を含有する。活性金属種としては通常排
ガス浄化に使用される金属であれば良く、例えば、C
u,Ag,Au等のIb族、Fe,Co,Ni,Ru,
Rh,Pd,Pt等のVIII族、Cr,Mo等のVI
a族、あるいは、Mn等のVIIa族が用いられる。特
に好ましくはCuあるいはCoである。
浸担持法、蒸発乾固法、イオン交換法等の手法を用いる
ことができる。活性金属はゼオライトのイオン交換サイ
トに存在する場合に、より高活性となるために、イオン
交換法で活性金属を導入することが好ましい。イオン交
換は、アパタイト化合物を導入したゼオライトを、活性
金属の塩を含む水溶液中に混合し、攪拌、洗浄して行え
ばよい。
物、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩等の塩が好適に用いられ
る。また、活性金属のアンミン錯塩等も好適に用い得
る。
度、交換温度、時間等は特に限定されず、一般的に行わ
れている方法でよい。活性金属の添加量は、十分な活
性、耐久性を持たせるためには、ゼオライト中のAl原
子のモル数に対して活性金属原子のモル数として0.5
〜20倍が好ましい。また、イオン交換のスラリ−濃度
は、通常行われる5〜50%が好ましい。また、イオン
交換温度、時間は、十分な活性、耐久性を持たせるため
に、室温〜100℃の温度、5分〜3日の時間であるこ
とが好ましい。また、必要に応じて、イオン交換操作を
繰り返し行うこともできる。
属を導入した後に、上記の方法でアパタイト化合物を導
入して排ガス浄化触媒として用いることもできる。
アルカリ土類金属を含有させてもよい。導入されるアル
カリ土類金属は通常、ゼオライトにイオン交換により導
入できる金属であればよく、例えばCa,Mg,Sr,
Baなどが用いられる。特に好ましくはBa,Mgであ
る。
ないが、通常のイオン交換法で導入するのが好ましい。
イオン交換は、原料ゼオライト又はアパタイト化合物又
はアパタイト化合物を導入したゼオライトをアルカリ土
類金属の塩を含む水溶液中に混合し、攪拌、洗浄して行
えばよい。
土類金属の塩化物、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩等の塩が好
適に用いられる。イオン交換の際のアルカリ土類金属の
添加量、濃度、交換温度、時間等は特に限定されず、一
般的に行われている方法でよい。アルカリ土類金属の添
加量は、十分な活性、耐久性を持たせる為には、触媒に
含まれるゼオライト中のAlに対し、0.5〜20倍当
量が好ましい。また、イオン交換のスラリ−濃度は、通
常行われる5〜50%が好ましい。また、イオン交換温
度、時間は、十分な活性、耐久性を持たせる為に、室温
〜100℃の温度、5分〜3日の時間であることが好ま
しい。また、必要に応じて、イオン交換操作を繰り返し
行うこともできる。
順には特に制限はなく、例えば 原料ゼオライトをアルカリ土類金属交換してアパタ
イト化合物を導入した後に活性金属を導入する方法、 原料ゼオライトをアルカリ土類金属交換して活性金
属を導入した後にアパタイト化合物を導入する方法、 原料ゼオライトにアパタイト化合物を導入してアル
カリ土類金属交換した後に活性金属を導入する方法、 原料ゼオライトにアパタイト化合物を導入して活性
金属を導入した後にアルカリ土類金属交換する方法、 原料ゼオライトに活性金属を導入しておきアルカリ
土類交換したアパタイトを導入する方法、 原料ゼオライトに活性金属を導入しておきアパタイ
ト化合物を導入した後にアルカリ土類金属交換する方
法、 原料ゼオライトに活性金属を導入しておきアルカリ
土類金属交換した後にアパタイト化合物を導入する方法
などを挙げることができる。
タイト化合物、アルカリ土類金属及び一種以上の活性金
属を含んでいればよく、アパタイト化合物の導入操作、
アルカリ土類金属の導入操作、一種以上の活性金属種の
導入操作等は任意の組合わせの、任意の順序で行うこと
ができる。
ガス浄化触媒を調製することができる。
粘土鉱物等のバインダーと混合し成形して使用すること
もできる。その際の調製方法としては、例えば、予め原
料ゼオライトを成形し、その成形体にアパタイト化合
物、アルカリ土類金属および活性金属を導入させる方法
やアパタイト化合物を導入したゼオライトを成形し、そ
の成形体にアルカリ土類金属および活性金属を導入させ
る方法を例示することができる。
ンダーとしては、カオリン、アタパルガイト、モンモリ
ロナイト、ベントナイト、アロフェン、セピオライト等
の粘土鉱物である。あるいは、バインダーを用いずに成
形体を直接合成したバインダレスゼオライト成形体であ
ってもよい。また、コージェライト製あるいは金属製の
ハニカム状基材に本発明で用いられる排ガス浄化用触媒
をウォッシュコートして用いることもできる。
媒は、窒素酸化物及び炭化水素を含む酸素過剰の排ガス
と接触させ、窒素酸化物除去を行う。本発明で用いられ
る排ガスは、窒素酸化物及び炭化水素を含み酸素過剰で
あることが必須であるが、一酸化炭素,水素等が含まれ
ている場合にも有効である。酸素過剰の排ガスとは、排
ガス中に含まれる一酸化炭素、炭化水素、水素を完全に
酸化するのに必要な酸素量よりも過剰な酸素が含まれて
いることを示す。例えば、自動車等の内燃機関から排出
される排ガスの場合には、空燃比が大きい状態(リーン
領域)である。窒素酸化物を除去する際の空間速度、温
度等は特に限定されないが、空間速度100〜5000
00hr-1、温度200〜800℃であることが好まし
い。
明する。しかし、本発明はこれら実施例のみに限定され
るものではない。
プの反応槽に、珪酸ソーダ水溶液(SiO2;250g
/リットル,Na2O;82g/リットル,Al2O3;
2.8g/リットル)と、硫酸アルミニウム水溶液(A
l2O3;8.8g/リットル,H2SO4;370g/リ
ットル)とをそれぞれ3リットル/hr,1リットル/
hrの速度で連続的に供給した。反応温度は30〜32
℃、排出されるスラリーのpHは6.7〜7.0であっ
た。
後、Na2O;0.75wt%,Al2O3;0.77w
t%,SiO2;36.1wt%,H2O;62.5wt
%の粒状無定形アルミノ珪酸塩均一化合物を得た。該均
一化合物2,860gと3.2wt%のNaOH水溶液
6,150gとをオートクレーブに仕込み、160℃で
72時間攪拌下で結晶化した。生成物を固液分離、水
洗、乾燥してZSM−5型ゼオライトを得た。化学分析
の結果、その組成は無水ベースにおける酸化物のモル比
で表わして次の組成を有していた。
溶液100cm3に添加し、60℃にて20時間攪拌し
た後、洗浄、乾燥してNH4イオン交換を行ない、アン
モニウム型ゼオライトを得た。
0.07mol/リットルの酢酸カルシウム水溶液;1
43cm3に添加して撹拌した。そこに0.09mol
/リットルのリン酸二水素アンモニウム水溶液;71c
m3をアンモニア水によりpH=8.5に調整した水溶
液を滴下し、リンカルシウム塩を共沈させ、60℃で2
時間撹拌した後、洗浄し、乾燥した。次いで、空気流通
下で500℃、5時間焼成してアパタイト化合物含有ゼ
オライトを得た。
0gを、0.07mol/リットル酢酸銅水溶液;10
0cm3に添加し、アンモニア水によりpH=10.5
に調整し、室温で20時間攪拌した後、洗浄し、Cuイ
オン交換操作を行った。この操作を2回繰返した後、乾
燥して触媒1を調製した。触媒1のX線回折測定の結
果、ゼオライト以外にアパタイトの構造を示すピ−クが
観測された。また、化学分析の結果、触媒1の組成は無
水ベ−スにおける酸化物のモル比で表して次の組成を有
しており、アパタイト含有量は7.1wt%であった。
1P2O5,Al2O3,41SiO2 実施例2 0.07mol/リットルの酢酸カルシウム水溶液の代
りに、0.41mol/リットルの酢酸カルシウム水溶
液を、また0.09mol/リットルのリン酸二水素ア
ンモニウム水溶液の代りに、0.55mol/リットル
のリン酸二水素アンモニウム水溶液を使用したこと以外
は、実施例1と同様に行い、触媒2を調製した。触媒2
のX線回折測定の結果、ゼオライト以外にアパタイトの
構造を示すピ−クが観測された。また、化学分析の結
果、触媒2の組成は無水ベ−スにおける酸化物のモル比
で表して次の組成を有しており、アパタイト含有量は3
3wt%であった。
9P2O5,Al2O3,41SiO2 実施例3 実施例1と同様な方法で調製した合成直後のナトリウム
型ゼオライト;10gを、KCl;2.8gを含む水溶
液100cm3に添加し、60℃にて20時間攪拌した
後、洗浄し、この操作を2回繰返した後、乾燥してカリ
ウム型ゼオライトを得た。化学分析の結果、その組成は
無水ベースにおける酸化物のモル比で表わして次の組成
を有していた。
リットルの酢酸カルシウム水溶液;143cm3に添加
して撹拌した。そこに0.28mol/リットルのリン
酸二水素アンモニウム水溶液;71cm3をアンモニア
水によりpH=8.5に調製した水溶液を滴下し、リン
カルシウム塩を共沈させ、60℃で2時間撹拌した後、
洗浄し、乾燥した。次いで、空気流通下で500℃、5
時間焼成してアパタイト化合物含有カリウム型ゼオライ
トを得た。
ライト;10gを、0.07mol/リットル酢酸銅水
溶液;100cm3に添加し、40℃で20時間攪拌し
た後、洗浄し、Cuイオン交換操作を行った。この操作
を4回繰返した後、乾燥して触媒3を調製した。触媒3
のX線回折測定の結果、ゼオライト以外にアパタイトの
構造を示すピ−クが観測された。また、化学分析の結
果、触媒3の組成は無水ベ−スにおける酸化物のモル比
で表して次の組成を有しており、アパタイト含有量は1
8wt%であった。
9P2O5,0.03K2O,Al2O3,41SiO2 実施例4 実施例1において、0.07mol/リットルの酢酸カ
ルシウム水溶液の代りに0.21mol/リットルの酢
酸カルシウム水溶液を、また0.09mol/リットル
のリン酸二水素アンモニウム水溶液の代りに、0.28
mol/リットルのリン酸二水素アンモニウム水溶液を
使用したこと、またCuイオン交換の代わりにCoイオ
ン交換を行ったこと以外は、同様な操作を行い触媒4を
調製した。Coイオン交換は以下のように行った。
を、0.22mol/リットルの酢酸Co(II)水溶
液;90cm3に添加し、60℃で20時間攪拌した
後、洗浄し、Coイオン交換を行った。この操作を2回
繰り返した後、乾燥して触媒4を調製した。触媒4のX
線回折測定の結果、ゼオライト以外にアパタイトの構造
を示すピ−クが観測された。また、化学分析の結果、触
媒4の組成は無水ベ−スにおける酸化物のモル比で表し
て次の組成を有しており、アパタイトの含有量は25w
t%であった。
0P2O5,Al2O3,41SiO2 実施例5 実施例1と同様に調製したアンモニウム型ゼオライト;
10gを、市販のヒドロキシアパタイト(キシダ化学
製);2.55gと一緒に100cm3の水溶液中で攪
拌、混合した後、洗浄し、乾燥した。次いで、空気流通
下で500℃、5時間焼成してアパタイト化合物含有ゼ
オライトを得た。
0gを、0.07mol/リットル酢酸銅水溶液100
cm3に添加し、アンモニア水によりpH=10.5に
調整し、室温で20時間攪拌した後、洗浄し、Cuイオ
ン交換操作を行った。この操作を2回繰返した後、乾燥
して触媒5を調製した。触媒5のX線回折測定の結果、
ゼオライト以外にアパタイトの構造を示すピ−クが観測
された。また、化学分析の結果、触媒5の組成は無水ベ
−スにおける酸化物のモル比で表して次の組成を有して
おり、アパタイト含有量は18wt%であった。
0P2O5,Al2O3,41SiO2 実施例6 実施例1と同様に調製したアンモニウム型ゼオライト;
10gを0.1mol/リットルの酢酸銅水溶液41c
m3に添加し、アンモニア水によりpH=10.5に調
整し、室温で20時間攪拌した後、洗浄し、Cuイオン
交換操作を行った。この操作を2回繰返した後、乾燥し
てCu交換型ゼオライトを得た。
のヒドロキシアパタイト(キシダ化学製);2.55g
と一緒に100cm3の水溶液中で攪拌、混合した後、
洗浄し、乾燥した。次いで、空気流通下で500℃、5
時間焼成して。触媒6を調製した。 触媒6のX線回折
測定の結果、ゼオライト以外にアパタイトの構造を示す
ピ−クが観測された。また、化学分析の結果、触媒6の
組成は無水ベ−スにおける酸化物のモル比で表して次の
組成を有しており、アパタイト含有量は20wt%であ
った。
5P2O5,Al2O3,41SiO2 実施例7 実施例1と同様に調製したアンモニウム型ゼオライト;
10gを0.20mol/リットルの硝酸アンモニウム
水溶液;286cm3中に添加し撹拌した。そして、ア
ンモニウム水によりpH=9.0に調整した。そこに、
0.21mol/リットルの硝酸ストロンチウム水溶
液;143cm3と0.14mol/リットルのリン酸
水素二アンモニウム水溶液;143cm3を同時に、ゆ
っくりと滴下して、リンストロンチウム塩を共沈させ
た。そしてアンモニア水によりpHを9.0に調整し
た。その後、30℃で17時間撹拌した後、洗浄し、乾
燥した。次いで、空気流通下で500℃、5時間焼成し
てアパタイト化合物含有ゼオライトを得た。
0gを、0.07mol/リットル酢酸銅水溶液100
cm3に添加し、アンモニア水によりpH=10.5に
調整し、室温で20時間攪拌した後、洗浄し、Cuイオ
ン交換操作を行った。この操作を2回繰返した後、乾燥
して触媒7を調製した。触媒7のX線回折測定の結果、
ゼオライト以外にアパタイトの構造を示すピ−クが観測
された。また、化学分析の結果、触媒7の組成は無水ベ
−スにおける酸化物のモル比で表して次の組成を有して
おり、アパタイト含有量は25wt%であった。
6P2O5,Al2O3,41SiO2 実施例1〜7で得られた触媒1〜7を用いて耐久性評価
を行った。
20メッシュに整粒した。その2cm3を常圧固定床流
通式反応管に充填し、リーンバーンエンジンの排ガスを
模擬したガス(表1)を空間速度120,000/hr
で流しながら800℃で5時間耐久処理した。その後、
同様のガスで550℃で30分の前処理を行なった後、
各温度での定常浄化活性を測定した。定常浄化活性は、
各温度で1時間保持した後の転化率とした。得られた結
果を表2に示す。
ったこと以外は実施例1と同様にして、Cu型ZSM−
5(比較触媒1)を得た。また、化学分析の結果、その
組成は無水ベ−スにおける酸化物のモル比で表して次の
組成を有していた。
ったこと以外は実施例4と同様にして、Co型ZSM−
5(比較触媒2)を得た。また、化学分析の結果、その
組成は無水ベ−スにおける酸化物のモル比で表して次の
組成を有していた。
二水素アンモニウム水溶液の代りに、0.14mol/
リットルのリン酸二水素アンモニウム水溶液を使用した
ことと、リン酸二水素アンモニウム水溶液のpH調整を
行わなかったこと以外は、同様な操作を行い、ピロリン
酸カルシウム含有Cu型ZSM−5(比較触媒3)を調
製した。比較触媒3のX線回折測定の結果、ゼオライト
以外にピロリン酸カルシウムの構造を示すピ−クが観測
された。また、化学分析の結果、比較触媒3の組成は無
水ベ−スにおける酸化物のモル比で表して次の組成を有
しており、ピロリン酸カルシウムの含有量は6.2wt
%であった。
2P2O5,Al2O3,41SiO2 比較例1〜3で得られた比較触媒1〜3を用いて、触媒
1〜7に対して行った方法と同様にして触媒耐久性評価
を行った。得られた結果を表3に示す。
gを、BaCl2;8.3gを含む水溶液100cm3に
添加し、60℃にて20時間攪拌した後、洗浄、乾燥し
てBaイオン交換操作を行った。この操作を2回繰返し
た後、乾燥してバリウム型ゼオライトを得た。
21mol/リットルの酢酸カルシウム水溶液143c
m3に添加して撹拌した。そこに0.28mol/リッ
トルのリン酸二水素アンモニウム水溶液71cm3をア
ンモニア水によりpH=8.5に調整した水溶液を滴下
し、リンカルシウム塩を共沈させ、60℃で2時間撹拌
した後、洗浄し、乾燥した。次いで、空気流通下で50
0℃、5時間焼成してアパタイト化合物含有バリウム型
ゼオライトを得た。
ライト10gを、0.07mol/リットル酢酸銅水溶
液100cm3に添加し、アンモニア水によりpH=1
0.5に調整し、室温で20時間攪拌した後、洗浄し、
Cuイオン交換操作を行った。この操作を2回繰返した
後、乾燥して触媒8を調製した。触媒8のX線回折測定
の結果、ゼオライト以外にアパタイトの構造を示すピ−
クが観測された。また、化学分析の結果、触媒8の組成
は無水ベ−スにおける酸化物のモル比で表して次の組成
を有しており、アパタイト含有量は17wt%であっ
た。
2P2O5,0.55BaO,Al2O3,41SiO2 実施例9 実施例8と同様にして調製された合成直後のNa型ゼオ
ライト10gを、NH4Cl;2gを含む水溶液100
cm3に添加し、60℃にて20時間攪拌した後、洗
浄、乾燥してNH4イオン交換を行い、アンモニウム型
ゼオライトを得た。
実施例1と同様な手順でアパタイト化合物を担持、焼成
してアパタイト含有アンモニウム型ゼオライトを得た。
ゼオライト;10gをBa(NO3)2;9.2gを含む
水溶液200cm3に添加し、60℃にて20時間攪拌
した後、洗浄、乾燥してBaイオン交換操作を行った。
この操作を2回繰返した後、乾燥してバリウム型アパタ
イト化合物含有ゼオライトを得た。
ライト;10gを、0.07mol/リットル酢酸銅水
溶液100cm3に添加し、アンモニア水によりpH=
10.5に調整し、室温で20時間攪拌した後、洗浄
し、Cuイオン交換操作を行った。この操作を2回繰返
した後、乾燥して触媒9を調製した。触媒9のX線回折
測定の結果、ゼオライト以外にアパタイトの構造を示す
ピ−クが観測された。また、化学分析の結果、触媒9の
組成は無水ベ−スにおける酸化物のモル比で表して次の
組成を有しており、アパタイト含有量は15wt%であ
った。
5P2O5,0.71BaO,Al2O3,41SiO2 実施例10 実施例9においてBa交換の代りにMg交換を行ったこ
と以外は、実施例9と同様な操作を行い触媒10を調製
した。Mgイオン交換は以下のように行った。アパタイ
ト化合物含有アンモニウム型ゼオライト10gをMg
(NO3)2;9.1gを含む水溶液200cm3に添加
し、60℃にて20時間攪拌した後、洗浄、乾燥してこ
の操作を2回繰返し、Mgイオン交換操作を行った。触
媒10のX線回折測定の結果、ゼオライト以外にアパタ
イトの構造を示すピ−クが観測された。また、化学分析
の結果、触媒10の組成は無水ベ−スにおける酸化物の
モル比で表して次の組成を有しており、アパタイト含有
量は17wt%であった。
0P2O5,0.25MgO,Al2O3,41SiO2 実施例11 0.21mol/リットルの酢酸カルシウム水溶液14
3cm3を撹拌した。そこに0.28mol/リットル
のリン酸二水素アンモニウム水溶液71cm3をアンモ
ニア水によりpH=8.5に調整した水溶液を滴下し、
リンカルシウム塩を共沈させ、60℃で2時間撹拌した
後、洗浄し、アパタイトゲルを得た。得られたアパタイ
トゲルをBa(NO3)2;9.2gを含む水溶液200
cm3に添加し、60℃にて20時間攪拌した後、洗浄
してBaイオン交換操作を行った。この操作を2回繰返
し、Ba交換アパタイトゲルを得た。
ゼオライト10gを0.1mol/リットルの酢酸銅水
溶液41cm3に添加し、アンモニア水によりpH=1
0.5に調整し、室温で20時間攪拌した後、洗浄し、
Cuイオン交換操作を行った。この操作を2回繰返した
後、乾燥してCu交換型ゼオライトを得た。
トゲルとCu交換型ゼオライトを100cm3水溶液中
で室温下で0.5時間攪拌混合した後、洗浄、乾燥、次
いで、空気流通下で500℃、5時間焼成して触媒11
を調製した。触媒11のX線回折測定の結果、ゼオライ
ト以外にアパタイトの構造を示すピ−クが観測された。
また、化学分析の結果、触媒11の組成は無水ベ−スに
おける酸化物のモル比で表して次の組成を有しており、
このアパタイトの含有量は18wt%であった。
9P2O5,0.51BaO,Al2O3,41SiO2 実施例12 実施例9においてCu交換の代りにCo交換を行ったこ
と以外は、実施例9と同様な操作を行い触媒12を調製
した。Coイオン交換は以下のように行った。バリウム
型アパタイト化合物含有ゼオライト10gを0.22m
ol/リットルの酢酸Co(II)水溶液90cm3に
添加し、60℃で20時間攪拌した後、洗浄し、Coイ
オン交換を行った。この操作を2回繰り返した後、乾燥
して触媒5を調製した。触媒5のX線回折測定の結果、
ゼオライト以外にアパタイトの構造を示すピ−クが観測
された。また、化学分析の結果、触媒12の組成は無水
ベ−スにおける酸化物のモル比で表して次の組成を有し
ており、アパタイト含有量は25wt%であった。
8P2O5,0.70BaO,Al2O3,41SiO2 実施例8〜12で得られた触媒8〜12を用いて、触媒
1〜7に対して行った方法と同様にして耐久性評価を行
った。得られた結果を表4に示す。
3と0.29mol/lの酢酸マグネシウム水溶液50
cm3を混合して、実施例1と同様の方法にて調製した
アンモニウム型ゼオライト10gを添加して撹拌した。
そこに0.29mol/lのリン酸二水素アンモニウム
水溶液71cm3をアンモニア水によりpH=8.5に
調整した水溶液を滴下し、リンマグネシウムカルシウム
塩を共沈させ、60℃で2時間撹拌した後、洗浄し、乾
燥した。次いで、空気流通下で500℃、5時間焼成し
てMが2種以上の陽イオンから成るアパタイト化合物含
有ゼオライトを得た。
タイト化合物含有ゼオライト10gを、0.07mol
/l酢酸銅水溶液100cm3に添加し、アンモニア水
によりpH=10.5に調整し、室温で20時間攪拌し
た後、洗浄し、Cuイオン交換操作を行った。この操作
を2回繰返した後、乾燥して触媒13を調製した。触媒
13のX線回折測定の結果、ゼオライト以外にアパタイ
トの構造を示すピ−クが観測された。また、化学分析の
結果、触媒13の組成は無水ベ−スにおける酸化物のモ
ル比で表して次の組成を有していた。
6MgO,2.20P2O5,Al2O3,41SiO2 このMが2種以上の陽イオンから成るアパタイト含有量
は18wt%であった。
に、0.028mol/lの酢酸マンガン水溶液を使用
したこと以外は、実施例13と同様に行い、触媒14を
調製した。触媒14のX線回折測定の結果、ゼオライト
以外にアパタイトの構造を示すピ−クが観測された。ま
た、化学分析の結果、触媒14の組成は無水ベ−スにお
ける酸化物のモル比で表して次の組成を有していた。
6MgO,2.31P2O5,Al2O3,41SiO2 このMが2種以上の陽イオンから成るアパタイト含有量
は18wt%であった。
に、0.028mol/lの酢酸亜鉛水溶液を使用した
こと以外は、実施例13と同様に行い、触媒15を調製
した。触媒15のX線回折測定の結果、ゼオライト以外
にアパタイトの構造を示すピ−クが観測された。また、
化学分析の結果、触媒15の組成は無水ベ−スにおける
酸化物のモル比で表して次の組成を有していた。
6ZnO,2.41P2O5,Al2O3,41SiO2 このMが2種以上の陽イオンから成るアパタイト含有量
は18wt%であった。
に、0.028mol/lの酢酸セリウム水溶液を使用
したこと以外は、実施例13と同様に行い、触媒16を
調製した。触媒16のX線回折測定の結果、ゼオライト
以外にアパタイトの構造を示すピ−クが観測された。ま
た、化学分析の結果、触媒16の組成は無水ベ−スにお
ける酸化物のモル比で表して次の組成を有していた。
7Ce2O3,2.46P2O5,Al2O3,41SiO2 このMが2種以上の陽イオンから成るアパタイト含有量
は18wt%であった。
に、0.12mol/lの酢酸セリウム水溶液を、また
0.29mol/lのリン酸二水素アンモニウム水溶液
の代りに、0.34mol/lのリン酸二水素アンモニ
ウム水溶液を使用したこと以外は、実施例13と同様に
行い、触媒17を調製した。触媒17のX線回折測定の
結果、ゼオライト以外にアパタイトの構造を示すピ−ク
が観測された。また、化学分析の結果、触媒17の組成
は無水ベ−スにおける酸化物のモル比で表して次の組成
を有していた。
5Ce2O3,2.79P2O5,Al2O3,41SiO2 このMが2種以上の陽イオンから成るアパタイト含有量
は18wt%であった。
ン交換を行ったこと以外は、同様な操作を行い触媒18
を調製した。Coイオン交換は以下のように行った。
ト化合物含有ゼオライト10gを、0.22mol/l
の酢酸Co(II)水溶液90cm3に添加し、60℃
で20時間攪拌した後、洗浄し、Coイオン交換を行っ
た。この操作を2回繰り返した後、乾燥して触媒18を
調製した。触媒18のX線回折測定の結果、ゼオライト
以外にアパタイトの構造を示すピ−クが観測された。ま
た、化学分析の結果、触媒18の組成は無水ベ−スにお
ける酸化物のモル比で表して次の組成を有していた。
7MgO,2.22P2O5,Al2O3,41SiO2 このMが2種以上の陽イオンから成るアパタイトの含有
量は18wt%であった。
8を用いて耐久性評価を行った。
20メッシュに整粒した。その2cm3を常圧固定床流
通式反応管に充填し、リーンバーンエンジンの排ガスを
模擬したガス(表1)を空間速度120,000/hr
で流しながら700℃で5時間耐久処理した。その後、
550℃で30分の前処理を行なった後、各温度での定
常浄化活性を測定した。定常浄化活性は、各温度で1時
間保持した後の転化率とした。得られた結果を表5に示
す。
用いて、触媒13〜18に対して行った方法と同様にし
て触媒耐久性評価を行った。得られた結果を表6に示
す。
の方法によれば、触媒が高温で使用された後にも、効率
良く窒素酸化物を除去することができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 アパタイト化合物を含有させた、SiO
2/Al2O3モル比が少なくとも15以上のゼオライト
に、一種以上の活性金属を含有させた触媒を、窒素酸化
物及び炭化水素を含有する酸素過剰の排ガスに接触させ
ることを特徴とする窒素酸化物の除去方法。 - 【請求項2】 アパタイト化合物を含有させた、SiO
2/Al2O3モル比が少なくとも15以上のゼオライト
に、アルカリ土類金属及び一種以上の活性金属を含有さ
せた触媒を、窒素酸化物及び炭化水素を含有する酸素過
剰の排ガスに接触させることを特徴とする窒素酸化物の
除去方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6134294A JPH07112121A (ja) | 1993-06-25 | 1994-06-16 | 窒素酸化物の除去方法 |
Applications Claiming Priority (5)
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---|---|---|---|
JP5-155119 | 1993-06-25 | ||
JP15511993 | 1993-06-25 | ||
JP5-207478 | 1993-08-23 | ||
JP20747893 | 1993-08-23 | ||
JP6134294A JPH07112121A (ja) | 1993-06-25 | 1994-06-16 | 窒素酸化物の除去方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07112121A true JPH07112121A (ja) | 1995-05-02 |
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Family Applications (1)
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JP (1) | JPH07112121A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000039143A (ko) * | 1998-12-11 | 2000-07-05 | 이구택 | 폐가스중의 질소산화물 및 다이옥신 화합물의 동시 제거방법 |
WO2006054718A1 (ja) * | 2004-11-19 | 2006-05-26 | Takenori Masada | ゼオライト含有組成物、ならびにこれを用いた多孔質焼成体および建材 |
JP2006281203A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-10-19 | Osaka Univ | 金属バナジン酸アパタイトを含む触媒用組成物、該触媒用組成物を用いた炭素−炭素結合形成方法 |
JP2007144412A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-06-14 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 排ガス浄化用触媒 |
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JP2013209282A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-10-10 | Tosoh Corp | Mfi型ゼオライト、及び、mfi型ゼオライトを含む触媒、並びに、前記触媒を使用する低級オレフィン製造方法 |
US9162217B2 (en) | 2011-05-20 | 2015-10-20 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Exhaust gas purifying catalyst and carrier |
-
1994
- 1994-06-16 JP JP6134294A patent/JPH07112121A/ja active Pending
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