[發明專利]氮氧化物凈化用催化劑

有效

• 申請號: 201180063062.1
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN103282120A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 松尾武士;武脅隆彥;大島一典;陳海軍;西岡大輔;田草川海生
• 申請（專利權）人: 三菱樹脂株式會社
• 主分類號: B01J29/85
• 分類號: B01J29/85;B01D53/94;B01J37/00;B01J37/02;F01N3/08;F01N3/10;F01N3/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 苗堃;金世煜

技術領域

本發明涉及氮氧化物凈化用催化劑，特別是涉及能夠將從柴油機等內燃機排出的排氣中所含的氮氧化物高效地分解凈化的、含有沸石的催化劑（以下有時簡稱為“沸石催化劑”），和高效地制造該沸石催化劑的方法。

本發明還涉及使用該沸石催化劑的氮氧化物凈化用元件。

應予說明，在本發明中，所謂“氮氧化物凈化”是指將氮氧化物還原而形成氮和水。

背景技術

以往來自內燃機的排氣、工廠排氣等所含的氮氧化物一直通過采用V₂O₅-TiO₂催化劑和氨的選擇性催化劑還原（SCR:Selective?Catalytic?Reduction）來凈化。但是，V₂O₅-TiO₂催化劑在高溫下升華而存在從排氣排出催化劑成分的可能性，因此特別不適于汽車等移動體的排氣凈化。

于是，近年來關于汽車、特別是難以進行氮氧化物凈化的柴油車的排氣處理，提出了擔載有金屬的沸石催化劑作為SCR催化劑。

已知特別是在骨架中含有硅、鋁以及磷原子的沸石即硅磷酸鋁（以下有時稱為“SAPO”）上擔載有金屬的催化劑是對凈化氮氧化物有高活性的催化劑，提出了在具有8元環結構的沸石上擔載有金屬的催化劑。（非專利文獻1、專利文獻1～專利文獻6等）

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平2-251246號公報

專利文獻2：日本特開平11-147041號公報

專利文獻3：國際公開WO2008/118434號小冊子

專利文獻4：國際公開WO2008/132452號小冊子

專利文獻5：國際公開WO2009/099937號小冊子

專利文獻6：國際公開WO2010/084930號小冊子

非專利文獻

非專利文獻1：Ishihara,et.al,Journal?of?catalysis169,93-102(1997)

發明內容

將這種SCR催化劑用作汽車排氣的氮氧化物凈化用催化劑時，存在如下的課題。

即，在從發動機停止狀態到啟動發動機時100～150℃的排氣在催化劑上通過。在發動機停止時，催化劑從大氣中吸附相當于其重量的0.3～0.4倍的水分。在這樣吸附有水分的催化劑上突然流過100～150℃的排氣時，催化劑上的溫度急劇上升，由于將該吸附的水一下子噴出，因而局部變得非常高濕度，有時分解氮氧化物的性能暫時大幅降低。而且，由于暴露在該高濕度環境下而導致催化劑受到很大的損壞，有時劣化，成為實用上的大問題。

本發明的課題在于，提供沒有急劇的溫度上升時由吸附水分而導致的劣化問題，氮氧化物凈化性能及其維持特性優異的沸石催化劑。

本發明人等為了解決上述課題而反復進行了深入研究，認為通過降低催化劑的水吸附量，可解決上述課題。

另外，為了降低催化劑的水吸附量而使催化劑中的沸石比降低時，氮氧化物凈化性能降低該部分，本發明提供使由吸附的水分而導致的濕氣影響為最小限度而且氮氧化物的凈化性能高的氮氧化物凈化用催化劑以及氮氧化物凈化用元件、和簡便且高效地制造該氮氧化物凈化用催化劑的方法。

即，本發明以以下內容為主旨。

[1]一種氮氧化物凈化用催化劑，含有擔載有金屬的沸石，其特征在于，沸石在骨架結構中至少含有硅原子、鋁原子以及磷原子，25℃、相對蒸氣壓為0.5的水對該催化劑的吸附量為0.05(kg-水/kg-催化劑)～0.2(kg-水/kg-催化劑)。

[2]一種氮氧化物凈化用催化劑，其特征在于，在于骨架結構中至少含有硅原子、鋁原子以及磷原子的沸石上擔載金屬而成，進行將Cu-Kα射線用作X射線源的X射線衍射測定時，在衍射角(2θ)為21.0度～21.4度的范圍觀察到的衍射峰強度相對于在20.4度～20.8的范圍觀察到的衍射峰強度之比為0.2～1.2。

[3]根據[1]或[2]所述的氮氧化物凈化用催化劑，其中，沸石的骨架結構中Si/(Si+Al+P)(摩爾比)為0.10以上。

[4]根據[1]～[3]中任一項所述的氮氧化物凈化用催化劑，其中，采用以下方法測定的NH₃吸附量為0.28mmol/g-催化劑以上。

<NH₃吸附量測定法>