脱硝催化剂及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种催化剂，其在以氨作为还原剂的选择性催化还原反应中，与现有技术相比，低温时的脱硝效率更高。一种脱硝催化剂，以氧化钒为主成分，第二金属的氧化物换算的含量为1wt％以上且40wt％以下，上述第二金属为选自Co、W、Mo、Nb、Ce、Sn、Ni、Fe、Cu、Zn及Mn中的至少一种金属元素。一种金属元素。一种金属元素。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】脱硝催化剂及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种脱硝催化剂及其制造方法。更详细而言，本专利技术涉及一种在对燃料燃烧而产生的废气进行净化时使用的脱硝催化剂及其制造方法。

技术介绍

[0002]作为因燃料的燃烧而排入到大气中的污染物质之一，可举出氮氧化物(NO、NO2、NO3、N2O、N2O3、N2O4、N2O5)。氮氧化物会引起酸雨、臭氧层破坏、光化学烟雾等，给环境、人体造成严重的影响，因此其处理已成为重要的课题。
[0003]作为除去上述的氮氧化物的技术，已知有以氨(NH3)作为还原剂的选择性催化还原反应(NH3‑
SCR)。如专利文献1所记载的那样，作为选择性催化还原反应所使用的催化剂，广泛使用着以氧化钛为载体的、负载了氧化钒的催化剂。氧化钛对硫氧化物的活性低且稳定性高，因此被认为是最好的载体。
[0004]另一方面，氧化钒虽然在NH3‑
SCR中发挥主要作用，但由于氧化钒会将SO2氧化成SO3，所以不能负载1wt％左右以上的氧化钒。此外，在现有的NH3‑
SCR中，由于在氧化钛载体上负载了氧化钒的催化剂在低温几乎不反应，所以不得不在350
‑
400℃这样的高温进行使用。
[0005]然而，为了提高实施NH3‑
SCR的装置或设备的设计自由度、提高效率，要求开发即使在低温也显示出高氮氧化物还原率活性的催化剂。
[0006]然后，本专利技术人发现了存在43wt％以上的五氧化二钒、BET比表面积为30m2/g以上、可用于200℃以下的脱硝的脱硝催化剂(专利文献2)。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2004
‑
275852号公报；
[0010]专利文献2：日本特许第6093101号公报。

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的问题
[0012]本专利技术人尝试进一步改进上述专利文献2而进行了深入研究，结果发现了显示更优异的氮氧化物的还原率活性的脱硝催化剂。
[0013]本专利技术的目的在于提供一种催化剂，其在以氨作为还原剂的选择性催化还原反应中，与现有技术相比，低温时的脱硝效率更高。
[0014]用于解决问题的方案
[0015]本专利技术涉及一种脱硝催化剂，其以氧化钒为主成分，含有第二金属，上述第二金属的氧化物换算的含量为1wt％以上且40wt％以下，上述第二金属选自Co、W、Mo、Nb、Ce、Sn、Ni、Fe、Cu、Zn及Mn中的至少一种。
[0016]此外，在上述脱硝催化剂中，优选上述第二金属为W。
[0017]此外，在上述脱硝催化剂中，优选上述第二金属为W，上述脱硝催化剂还含有Cu作为第三金属。
[0018]此外，上述脱硝催化剂优选含有钒与上述第二金属的复合金属的氧化物。
[0019]此外，上述脱硝催化剂优选用于300℃以下的脱硝。
[0020]此外，上述脱硝催化剂优选还含有碳。
[0021]此外，碳含量优选为0.05wt％以上。
[0022]此外，本专利技术的脱硝催化剂的制造方法优选具有将钒酸盐、螯合物及上述第二金属的化合物的混合物进行烧结的工序。
[0023]此外，在本专利技术的脱硝催化剂的制造方法中，上述混合物中优选还包含乙二醇。
[0024]上述进行烧结的工序优选为在270℃以下的温度进行烧结的工序。
[0025]专利技术效果
[0026]本专利技术的脱硝催化剂在以氨作为还原剂的选择性催化还原反应中，与现有技术相比，低温时的脱硝效率更高。
附图说明
[0027]图1为示出各实施例中的含有第二金属的钒催化剂和不含有第二金属的钒催化剂的NO转化率的图。
[0028]图2为示出各实施例中的含有钴的钒催化剂和不含有钴的钒催化剂的NO转化率的图。
[0029]图3为示出各实施例和比较例中的含有钴的钒催化剂的粉末XRD图谱的图。
[0030]图4为示出各实施例中的含有钴的钒催化剂的拉曼光谱的图。
[0031]图5A为示出各实施例和比较例中的含有钴的钒催化剂在V2p区域的XPS能谱的图。
[0032]图5B为示出各实施例和比较例中的含有钴的钒催化剂在Co2p区域的XPS能谱的图。
[0033]图6为示出各实施例中的含有钨的钒催化剂和不含有钨的钒催化剂的NO转化率的图。
[0034]图7为示出各实施例和比较例中的含有钨的钒催化剂的粉末XRD图谱的图。
[0035]图8为示出各实施例和比较例中的含有钨的钒催化剂的钨元素的比例的图。
[0036]图9为示出本专利技术的实施例中的含有钨的钒催化剂和不含有钨的钒催化剂的NO转化率的图。
[0037]图10为示出各实施例和比较例中的含有钨的钒催化剂的粉末XRD图谱的图。
[0038]图11为示出各实施例和比较例中的含有钨的钒催化剂的钨元素的比例的图。
[0039]图12为示出本专利技术的实施例中的含有钨的钒催化剂和不含有钨的钒催化剂的NO转化率的图。
[0040]图13为示出本专利技术的实施例中的钒催化剂的NO转化率的图。
[0041]图14为示出本专利技术的实施例和比较例中的钒催化剂的比表面积的图。
[0042]图15为示出本专利技术的实施例和比较例中的钒催化剂的NO转化率的变化的图。
[0043]图16为示出本专利技术的实施例和比较例中的钒催化剂在干燥环境下和10％湿润环境下的NO转化率的图。
[0044]图17为示出本专利技术的实施例和比较例中的钒催化剂在各反应温度时的NO转化率的图。
[0045]图18为本专利技术的实施例中的钒催化剂的TEM图像。
[0046]图19为本专利技术的实施例中的钒催化剂的TEM图像。
[0047]图20为本专利技术的实施例中的钒催化剂的TEM图像。
[0048]图21为本专利技术的比较例中的钒催化剂的TEM图像。
[0049]图22为示出本专利技术的实施例中的含有铌的钒催化剂和不含有铌的钒催化剂的NO转化率的图。
[0050]图23为示出本专利技术的实施例中的含有碳和钴的钒催化剂和比较例中的钒催化剂的NO转化率的图。
[0051]图24为示出本专利技术的实施例中的钒催化剂的NO转化率的图。
具体实施方式
[0052]以下，对本专利技术的实施方式进行说明。
[0053]就本专利技术的脱硝催化剂而言，其以氧化钒为主成分，含有第二金属，上述第二金属的氧化物换算的含量为1wt％以上且40wt％以下，上述第二金属选自Co、W、Mo、Nb、Ce、Sn、Ni、Fe、Cu、Zn及Mn中的至少一种。这样的脱硝催化剂与以往使用的钒/钛催化剂等脱硝催化剂相比，即使在低温环境下也能够发挥高脱硝效果。
[0054]第一，本专利技术的脱硝催化剂以氧化钒为主成分。该氧化钒包含一氧化钒(II)(VO)、三氧化二钒(III)(V2O3)、四氧化二钒(IV)(V2O本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种脱硝催化剂，以氧化钒为主成分，含有第二金属，所述第二金属的氧化物换算的含量为1wt％以上且40wt％以下，所述第二金属选自Co、W、Mo、Nb、Ce、Sn、Ni、Fe、Cu、Zn及Mn中的至少一种。2.根据权利要求1所述的脱硝催化剂，其中，所述第二金属为W。3.根据权利要求1或2所述的脱硝催化剂，其中，所述第二金属为W，所述脱硝催化剂还含有Cu作为第三金属。4.根据权利要求2或3所述的脱硝催化剂，其含有钒与第二金属的复合金属的氧化物。5.根据权利要求1～4中任一项所述的脱硝催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：清永英嗣，吉田和广，盛田启一郎，村山彻，春田正毅，秦慎一，猪股雄介，
申请(专利权)人：东京都公立大学法人，
类型：发明
国别省市：