[發明專利]稀土元素骨架置換沸石及其制造方法、以及使用了它們的NOx吸附材料、選擇性還原催化劑以及汽車廢氣催化劑

在審

• 申請號: 201880061448.0
• 申請日: 2018-10-01
• 公開（公告）號: CN111108067A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 伴野靖幸
• 申請（專利權）人: N.E.化學株式會社
• 主分類號: C01B39/06
• 分類號: C01B39/06;B01D53/86;B01D53/90;B01D53/94;B01J20/18;B01J20/30;B01J29/70;F01N3/10
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊宏軍;焦成美

本發明提供NOx吸附量更高的、新型的稀土元素骨架置換沸石及其制造方法、以及使用了它們的NOx吸附構件以及汽車廢氣用催化劑等。稀土元素骨架置換沸石，其特征在于，至少含有沸石、以及選自由Ce、La、Nd以及Pr組成的組中的至少1種以上的稀土元素，并且，前述稀土元素的含有比例相對于總量而言合計為1～15質量％且形成前述沸石的骨架的Al原子及/或Si原子的一部分被前述稀土元素置換。

技術領域

本發明涉及新型的稀土元素骨架置換沸石及其制造方法、以及、使用了它們的NOx吸附材料、選擇性還原催化劑以及汽車廢氣催化劑等。

背景技術

大氣中的NOx引起光化學煙霧、酸雨等大氣污染。因此一直以來，從作為NOx產生源之一的具備汽油發動機、柴油發動機等內燃機的汽車等產生源所排放的NOx成為了社會性問題。在這一狀況下，NOx凈化系統更大程度的高性能化備受關注。

作為NOx凈化系統，例如，在廣泛的領域中使用了基于氨或尿素等氮系化合物的NOx的選擇性還原催化劑(SCR：Selective Catalytic Reduction)。另外，作為SCR用途，已知有火力發電站、燃氣輪機(gas turbines)、燃煤發電站、燃煤熱電聯產工廠(cogeneration plants)、煉油廠加熱器、化學處理工業、爐、焦炭爐、城市廢棄物處理設備、焚燒裝置的鍋爐等。

另外最近，例如，作為柴油發動機車輛中的NOx的凈化方法，正在普及尿素SCR(Selective Catalytic Reduction)系統。在該尿素SCR系統中，通過將尿素水噴射于排放管路中，在高溫下使尿素水解而生成氨(NH₃)氣體，使得該氨吸附于SCR催化劑，在SCR催化劑上使NOx與氨進行化學反應，從而凈化為氮氣以及水。

此外，在廢氣路徑成為氧過量的高空燃比(rich)狀態的柴油發動機、分層燃燒(stratified charge combustion)時的汽油直噴發動機、稀薄燃燒發動機等方面，無法進行使用了三元催化劑的還原處理，因而在這些發動機中為了將NOx進行還原處理，使用了NOx吸藏還原型催化劑、稀薄(lean)NOx催化劑。在這些催化劑中，在使用了鉑(Pt)、銠(Rh)、鈀(Pd)等貴金屬的基礎上，還使用了NOx吸藏材料(NOx捕獲材料)，事先將廢氣中的NOx暫時性地吸藏于NOx吸藏材料，下文中設為化學計量比(stoichiometric)狀態或者高空燃比狀態而使得NOx脫附從而進行了還原凈化。

關于作為含水鋁硅酸鹽的一種的沸石，具有規則的且具有一定的尺寸的細孔的晶體結構，除了利用了極性、分子直徑的差異的各種無機分子或者有機分子的吸附劑或分離劑之外，還在干燥劑、脫水劑、離子交換體、石油煉制催化劑、石油化學催化劑、固體酸催化劑等各種用途方面，在工業上廣泛地使用。另外，關于沸石，除了用作催化劑載體、SCR催化劑之外，還廣泛地用作用于吸附NO、NO₂等氮氧化物(NOx)的NOx吸藏材料等。

例如在專利文獻1～6中提出了，使用特定結構的沸石、Cu負載沸石、Fe負載沸石等負載過渡金屬的沸石等，作為NOx吸藏材料、SCR用催化劑。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：WO2013/069713A1

專利文獻2：日本特開2015-027673號公報

專利文獻3：日本特開2015-151887號公報

專利文獻4：日本特開2015-196115號公報

專利文獻5：日本特開2016-195992號公報

專利文獻6：日本特開2015-188858號公報

發明內容

發明所要解決的課題