JPH10151346A

JPH10151346A - 窒素酸化物除去用触媒材料及び該材料を用いた窒素酸化物処理装置並びに窒素酸化物除去方法

Info

Publication number: JPH10151346A
Application number: JP9012797A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Okimura; 康之沖村; Hitoshi Yokoi; 等横井; Kazue Obayashi; 和重大林; Tadashi Hattori; 忠服部
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1996-09-25
Filing date: 1997-01-27
Publication date: 1998-06-09
Anticipated expiration: 2017-01-27
Also published as: US5955046A; JP3889467B2

Abstract

(57)【要約】【課題】酸素濃度の高い排ガス中でも窒素酸化物の除
去が可能で、且つアンモニアなどの毒性の強い還元剤を
必要としない窒素酸化物除去用触媒材料、及びその材料
を用いた窒素酸化物処理装置、並びに窒素酸化物除去方
法を提供すること。【解決手段】窒素酸化物除去用触媒材料を構成する複
合酸化物は、金属元素としてＡｌ、Ｇａ及びＺｎを含有
し、Ｚｎを酸化物換算したモル分率ｘが０＜ｘ＜５０の
範囲で、しかもスピネル型結晶構造を持つ。そして、こ
の触媒材料に、還元剤として、メタン、プロピレンなど
の炭化物等を用いて、窒素酸化物を含有するガスととも
に接触させることにより、例えば自動車の排ガス中の窒
素酸化物を還元除去することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば各種燃焼機
関の排ガス中の窒素酸化物を還元除去することのできる
新規な窒素酸化物除去用触媒材料、及びその材料を用い
た窒素酸化物処理装置、並びに窒素酸化物の除去方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年問題となっている環境汚染問題の中
で、排ガス中の窒素酸化物等の有害物質を分解、除去す
る方法の開発が急務となっている。排ガス浄化用触媒と
しては、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素
酸化物（ＮＯｘ）の除去を同時に行う三元触媒法や、ア
ンモニアを用いた選択還元法が実用化されている。ここ
で、三元触媒としては、γ−アルミナをコートしたコー
ディエライトなどの耐熱性担体に、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈな
どの貴金属を担持したものが一般に用いられている。ま
た、アンモニア選択還元法においては、Ｖ、Ｔｉ、Ｗな
どの金属の酸化物が一般に用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、三元触
媒においては、排ガス中に共存する酸素によって前記貴
金属が被毒を受け活性が著しく低下するという欠点を有
しており、理論空燃比近傍のごく狭い領域でしか排ガス
浄化の効果が得られない。また、酸素過剰雰囲気下で機
能する触媒として金属イオン交換ゼオライトの研究が進
んでいるが、耐熱性、耐水性の点で十分なものは得られ
ていない。

【０００４】これらに対し、アンモニア選択還元法は、
火力発電所などの固定式燃焼装置において実用化されて
おり、酸素共存下でも窒素酸化物の除去が可能である
が、使用するアンモニアの毒性、危険性などのために、
都市部や移動体で使用することは安全性の面で問題があ
る。

【０００５】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れたものであり、例えばリーンバーンエンジンやディー
ゼルエンジンなどのような酸素濃度の高い排ガス中でも
窒素酸化物の除去が可能で、且つアンモニアなどの毒性
の強い還元剤を必要としない窒素酸化物除去用触媒材
料、及びその材料を用いた窒素酸化物処理装置、並びに
窒素酸化物除去方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、金属元素としてＡｌとＧａを含
有するとともに、Ｚｎを酸化物換算したモル分率ｘ
（％）が０＜ｘ＜５０の範囲で含有し、且つスピネル型
結晶構造を有する複合酸化物を主相とすることを特徴と
する窒素酸化物除去用触媒材料を要旨とする。

【０００７】請求項２の発明は、金属元素としてＡｌを
酸化物換算したモル分率ｙ（％）が０＜ｙ＜８０の範囲
で含有し、且つＧａを同様に酸化物換算したモル分率ｚ
（％）が０＜ｚ＜８０の範囲で含有するとともに、Ｚｎ
を酸化物換算したモル分率ｘ（％）が０＜ｘ＜５０の範
囲で含有し、且つスピネル型結晶構造を有する複合酸化
物を主相とすることを特徴とする窒素酸化物除去用触媒
材料を要旨とする。

【０００８】請求項３の発明は、前記請求項１又は２に
記載の窒素酸化物除去用触媒材料を、その一部又は全体
に用いて構成されたことを特徴とする窒素酸化物処理装
置を要旨とする。請求項４の発明は、前記請求項１又は
２に記載の窒素酸化物除去用触媒材料に、窒素酸化物含
有ガス及び還元剤を接触させて窒素酸化物を還元除去す
ることを特徴とする窒素酸化物の除去方法を要旨とす
る。

【０００９】請求項５の発明は、前記請求項４に記載の
還元剤がメタンであることを特徴とする窒素酸化物の除
去方法を要旨とする。請求項６の発明は、前記請求項４
に記載の還元剤がプロピレンであることを特徴とする窒
素酸化物の除去方法を要旨とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】

（請求項１の発明）本発明者らは、前記課題に対して鋭
意研究を進めた結果、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚ
ｎ）及びガリウム（Ｇａ）を主金属元素として含み、特
定の結晶構造を有する複合酸化物が高い窒素酸化物還元
作用を有することを見出し、本発明に至ったものであ
る。

【００１１】本発明の窒素酸化物除去用触媒材料を構
成する複合酸化物は、金属元素としてＡｌ、Ｇａ及びＺ
ｎを含有し、Ｚｎを酸化物換算したモル分率ｘ（％）が
０＜ｘ＜５０の範囲で、しかもスピネル型結晶構造を持
つ。このスピネル型複合酸化物は、ＺｎＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−
Ｇａ₂Ｏ₃擬三成分系の相図上でＺｎＯ量ｘが０＜ｘ＜５
０ｍｏｌ％の範囲で、Ａｌ₂Ｏ₃量及びＧａ₂Ｏ₃量は任意
の値をとる（即ち組成を連続的に変化させることが可能
な）固溶体である。この擬三成分系の相図を図１に示す
が、同図において斜線の部分（境界線上は除く）が本発
明の範囲である。

【００１２】なお、前記ＺｎＯ量が５０ｍｏｌ％以上に
なると、スピネル型構造以外の結晶が生成し、触媒活性
が劣化する場合がある。よって、本発明の範囲が好まし
い。上述した構成の複合酸化物からなる材料は、例えば
内燃機関の排ガスと接触させることにより、排ガス中に
含まれる窒素酸化物（ＮＯ_x）を、同様に排ガス中に含
まれる例えば炭化水素などを還元剤として、還元除去す
ることができる。

【００１３】このメカニズムは未だ十分には明らかにさ
れていないが、固溶（組成の変動）に伴う電荷のバラン
スの偏り及び比表面積の増大が、窒素酸化物還元特性の
向上をもたらしているものと考えられる。本発明の窒素酸化物除去用触媒材料を製造する方法と
しては、例えば、純水中にＡｌとＺｎとＧａの硝酸塩を
溶解して加水分解後に蒸発乾固、あるいはそのまま蒸発
乾固して得られた残渣を５００℃以上で熱処理する方法
が挙げられる。ここで、最も好ましい熱処理温度は６０
０℃から１０００℃であり、それによってスピネル型構
造の結晶が十分生成し、分解もなく且つ比表面積の大き
い良好な粉末が得られる。

【００１４】また、前記の製造方法の他に、ＡｌとＺｎ
とＧａの酸化物をボールミルにて湿式混合した後、乾燥
及び熱処理することによっても合成することができる。
尚、本発明の窒素酸化物除去用触媒材料は、何らこれら
の製造方法により製造されるものに限定はされない。

【００１５】本発明の窒素酸化物除去用触媒材料は、
前記一般式で表される複合酸化物を主成分として含むも
のであればその機能を十分発揮し得るものであり、構成
元素の未反応物や前記一般式に合致しない化合物、さら
には不可避的に存在する不純物が少量残存していても差
し支えない。しかし、窒素酸化物の除去効率を高めるた
めには、前記一般式で表される複合酸化物のみを単一構
成相として有することが望ましい。

【００１６】（請求項２の発明）本発明の窒素酸化物除
去用触媒材料を構成する複合酸化物は、金属元素として
Ａｌ、Ｇａ及びＺｎを含有し、Ａｌを酸化物換算したモ
ル分率ｙ（％）が０＜ｙ＜８０の範囲で、且つＧａを同
様に酸化物換算したモル分率ｚ（％）が０＜ｚ＜８０の
範囲であるとともに、Ｚｎを酸化物換算したモル分率ｘ
（％）が０＜ｘ＜５０の範囲であり、しかもスピネル型
結晶構造を持つ。

【００１７】このスピネル型複合酸化物は、ＺｎＯ−Ａ
ｌ₂Ｏ₃−Ｇａ₂Ｏ₃擬三成分系の相図上でＺｎＯ量が０〜
５０ｍｏｌ％、Ａｌ₂Ｏ₃量及びＧａ₂Ｏ₃量が０〜８０ｍ
ｏｌ％の範囲で、組成を連続的に変化させることが可能
な固溶体である。この擬三成分系の相図を図１に示す
が、同図において異なる向きの斜線が重なる部分が本発
明の範囲である。

【００１８】なお、前記組成範囲から逸脱すると、副生
物の生成や比表面積の低下を招き、触媒括性が劣化する
場合がある。よって、本発明の範囲が好ましいと考えら
れる。（請求項３の発明）請求項３の発明では、窒素酸化物を
除去する機能を有する上述した窒素酸化物除去用触媒材
料を、その一部又は全体に用いて窒素酸化物処理装置を
構成し、例えば自動車の排ガスなどをこの窒素酸化物処
理装置に導いて、排ガス中の窒素酸化物と炭化水素など
の還元剤成分とをこの窒素酸化物除去用触媒材料と接触
させることによって、排ガス中の窒素酸化物を窒素に還
元し、排ガスの浄化を効果的に行うことが可能になる。

【００１９】窒素酸化物処理装置の構成としては、例え
ば処理対象とするガスの流路内又は末端部に設けられた
耐熱性容器内に上述した触媒材料を装填してなるものと
してもよいし、前記触媒材料自体でもって装置の全体を
構成してもよい。このとき、排ガスと接触しうる有効面
積を稼いで浄化効率を高めるために、粉末状、粒子状、
ペレット状、ハニカム形状などの各種形態とすることが
望ましい。

【００２０】（請求項４の発明）請求項４の発明では、
窒素酸化物を除去する機能を有する上述した窒素酸化物
除去用触媒材料に、還元剤として例えば炭化水素やアル
コールなどを用いて、窒素酸化物を含有するガスと共に
接触させ、窒素酸化物を還元除去することができる。

【００２１】（請求項５の発明）請求項５の発明では、
窒素酸化物を除去する機能を有する上述した窒素酸化物
除去用触媒材料に、還元剤としてメタンを用いて、窒素
酸化物を含有するガスと共に接触させ、窒素酸化物を還
元除去することができる。

【００２２】（請求項６の発明）請求項６の発明では、
窒素酸化物を除去する機能を有する上述した窒素酸化物
除去用触媒材料に、還元剤としてプロピレンを用いて、
窒素酸化物を含有するガスと共に接触させ、窒素酸化物
を還元除去することができる。

【００２３】特にメタンは飽和炭化水素であるので一般
には窒素酸化物の還元剤としては不活性であるが、これ
を用いて上述した窒素酸化物除去用触媒材料に、窒素酸
化物を含有するガスと共に接触させ、窒素酸化物を還元
除去することができる。ガスタービンなどの固定式燃焼
装置では、燃料として天然ガスを主に用いているが、本
触媒においては、天然ガスの主成分であるメタンの未燃
成分を還元剤として用いることができ、後から還元剤を
別途添加する必要もない。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の窒素酸化物除去用触媒材料の
実施例について、その製造方法とともに説明する。ま
ず、本実施例の窒素酸化物除去用触媒材料である複合酸
化物の製造方法について説明する。

【００２５】（実施例１）試薬特級の硝酸アルミニウム
（Ａｌ（Ｎ０₃）₃・９Ｈ₂Ｏ）、硝酸ガリウム（Ｇａ
（ＮＯ₃）₃・３Ｈ₂Ｏ）、及び硝酸亜鉛（Ｚｎ（ＮＯ₃）
₂・６Ｈ₂Ｏ）を純水中に溶解させた。このとき、酸化物
換算でＡｌ₂Ｏ₃：４５ｍｏｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：４５ｍｏｌ
％、ＺｎＯ：１０ｍｏｌ％になるようにした。

【００２６】その後、この溶液に７％アンモニア水を徐
々に滴下し、加水分解させ、沈殿物を得た。次に、この
沈殿物を１５０℃で蒸発乾固し、アルミナ乳鉢で粉砕し
て原料組成物とした。

【００２７】これを、大気雰囲気中、８００℃で６時間
熱処理して合成粉末を得た。そして、粉末Ｘ線回折によ
り、この合成粉末の結晶相がスピネル型結晶構造を有す
る複合酸化物であることを確認した。つまり、この製造
方法により、組成が酸化物換算で、Ａｌ₂Ｏ₃：４５ｍｏ
ｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：４５ｍｏｌ％、ＺｎＯ：１０ｍｏｌ％
のスピネル型結晶構造を持つ複合酸化物を得た。

【００２８】（実施例２）組成が酸化物換算で、Ａｌ₂
Ｏ₃：４０ｍｏｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：４０ｍｏｌ％、Ｚｎ
Ｏ：２０ｍｏｌ％である他は、前記実施例１と同様にし
て、合成粉末を得た。この合成粉末も同様に分析したと
ころ、スピネル型結晶構造をもつ複合酸化物固溶体であ
った。

【００２９】つまり、この製造方法により、組成が酸化
物換算で、Ａｌ₂Ｏ₃：４０ｍｏｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：４０ｍ
ｏｌ％、ＺｎＯ：２０ｍｏｌ％のスピネル型結晶構造を
もつ複合酸化物を得た。（実施例３）組成が酸化物換算で、Ａｌ₂Ｏ₃：３５ｍｏ
ｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：３５ｍｏｌ％、ＺｎＯ：３０ｍｏｌ％
である他は、前記実施例１と同様にして、合成粉末を得
た。

【００３０】この合成粉末も同様に分析したところ、ス
ピネル型結晶構造をもつ複合酸化物固溶体であった。つ
まり、この製造方法により、組成が酸化物換算で、Ａｌ
₂Ｏ₃：３５ｍｏｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：３５ｍｏｌ％、Ｚｎ
Ｏ：３０ｍｏｌ％のスピネル型結晶構造をもつ複合酸化
物を得た。

【００３１】（実施例４）組成が酸化物換算で、Ａｌ₂
Ｏ₃：３０ｍｏｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：３０ｍｏｌ％、Ｚｎ
Ｏ：４０ｍｏｌ％である他は、前記実施例１と同様にし
て、合成粉末を得た。この合成粉末も同様に分析したと
ころ、スピネル型結晶構造をもつ複合酸化物固溶体であ
った。

【００３２】つまり、この製造方法により、組成が酸化
物換算で、Ａｌ₂Ｏ₃：３０ｍｏｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：３０ｍ
ｏｌ％、ＺｎＯ：４０ｍｏｌ％のスピネル型結晶構造を
もつ複合酸化物を得た。（実施例５）組成が酸化物換算で、Ａｌ₂Ｏ₃：５０ｍｏ
ｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：１０ｍｏｌ１％、ＺｎＯ：４０ｍｏｌ
％である他は、前記実施例１と同様にして、合成粉末を
得た。この合成粉末も同様に分析したところ、スピネル
型結晶構造をもつ複合酸化物固溶体であった。

【００３３】つまり、この製造方法により、組成が酸化
物換算で、Ａｌ₂Ｏ₃：５０ｍｏｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：１０ｍ
ｏｌ％、ＺｎＯ：４０ｍｏｌ％のスピネル型結晶構造を
もつ複合酸化物を得た。（実施例６）組成が酸化物換算で、Ａｌ₂Ｏ₃：６５ｍｏ
ｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：１０ｍｏｌ％、ＺｎＯ：２５ｍｏｌ％
である他は、前記実施例１と同様にして、合成粉末を得
た。この合成粉末も同様に分析したところ、スピネル型
結晶構造をもつ複合酸化物固溶体であった。

【００３４】つまり、この製造方法により、組成が酸化
物換算で、Ａｌ₂Ｏ₃：６５ｍｏｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：１０ｍ
ｏｌ％、ＺｎＯ：２５ｍｏｌ％のスピネル型結晶構造を
もつ複合酸化物を得た。（実施例７）組成が酸化物換算で、Ａｌ₂Ｏ₃：５０ｍｏ
ｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：２５ｍｏｌ％、ＺｎＯ：２５ｍｏｌ％
である他は、前記実施例１と同様にして、合成粉末を得
た。

【００３５】この合成粉末も同様に分析したところ、ス
ピネル型結晶構造をもつ複合酸化物固溶体であった。つ
まり、この製造方法により、組成が酸化物換算で、Ａｌ
₂Ｏ₃：５０ｍｏｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：２５ｍｏｌ％、Ｚｎ
Ｏ：２５ｍｏｌ％のスピネル型結晶構造をもつ複合酸化
物を得た。

【００３６】（実施例８）組成が酸化物換算で、Ａｌ₂
Ｏ₃：２５ｍｏｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：５０ｍｏｌ％、Ｚｎ
Ｏ：２５ｍｏｌ％である他は、前記実施例１と同様にし
て、合成粉末を得た。この合成粉末も同様に分析したと
ころ、スピネル型結晶構造をもつ複合酸化物固溶体であ
った。

【００３７】つまり、この製造方法により、組成が酸化
物換算で、Ａｌ₂Ｏ₃：２５ｍｏｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：５０ｍ
ｏｌ％、ＺｎＯ：２５ｍｏｌ％のスピネル型結晶構造を
もつ複合酸化物を得た。（実施例９）組成が酸化物換算で、Ａｌ₂Ｏ₃：８０ｍｏ
ｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：１０ｍｏｌ％、ＺｎＯ：１０ｍｏｌ％
である他は、前記実施例１と同様にして、合成粉末を得
た。

【００３８】この合成粉末も同様に分析したところ、ス
ピネル型結晶構造をもつ複合酸化物固溶体であった。つ
まり、この製造方法により、組成が酸化物換算で、Ａｌ
₂Ｏ₃：８０ｍｏｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：１０ｍｏｌ％、Ｚｎ
Ｏ：１０ｍｏｌ％のスピネル型結晶構造をもつ複合酸化
物を得た。

【００３９】（実施例１０）組成が酸化物換算で、Ａｌ
₂Ｏ₃：１０ｍｏｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：８０ｍｏｌ％、Ｚｎ
Ｏ：１０ｍｏｌ％である他は、前記実施例１と同様にし
て、合成粉末を得た。この合成粉末も同様に分析したと
ころ、スピネル型結晶構造をもつ複合酸化物固溶体であ
った。

【００４０】つまり、この製造方法により、組成が酸化
物換算で、Ａｌ₂Ｏ₃：１０ｍｏｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：８０ｍ
ｏｌ％、ＺｎＯ：１０ｍｏｌ％のスピネル型結晶構造を
もつ複合酸化物を得た。（比較例１）組成が酸化物換算で、Ａｌ₂Ｏ₃：２５ｍｏ
ｌ％、Ｇａ₂Ｏ₃：２５ｍｏｌ％、ＺｎＯ：５０ｍｏｌ％
である他は、前記実施例１と同様にして、合成粉末を得
た。

【００４１】この合成粉末も同様に分析したところ、ス
ピネル型結晶構造をもつ複合酸化物固溶体であった。つ
まり、この製造方法により、Ａｌ、Ｇａ、Ｚｎを含有し
スピネル型結晶構造を有する複合酸化物が得られたが、
この複合酸化物はＺｎＯ量が本発明の範囲外の５０ｍｏ
ｌ％であった。

【００４２】（実験例）次に、本実施例の窒素酸化物除
去用触媒材料の効果を確認するために行った実験例につ
いて説明する。上述した製造方法によって得られた実施
例１〜１０、比較例１の合成粉末を、２００ｋｇ／ｃｍ
²の圧力で一定形状に成形した後、その成形体を粉砕
し、標準ふるいにて２６〜５０メッシュの粒度のものに
整粒した。整粒した粉末０．５ｇを石英ガラス製の反応
管に詰め、この反応管に、ＮＯ：１０００ｐｐｍ、Ｃ₃
Ｈ₆（又はＣＨ₄）：１０００ｐｐｍ、Ｏ₂：６％を含有
するヘリウムガスを、流速１００ｍｌ／ｍｉｎ．（Ｓ
Ｖ：１００００〜１５０００ｈ^-1）で流通させた。尚、
Ｃ₃Ｈ₆（プロピレン）、ＣＨ₄（メタン）が還元剤であ
る。

【００４３】そして、反応管からでてきたガスに対し、
化学発光式窒素酸化物分析計及びガスクロマトグラフを
用いて、窒素酸化物還元特性を評価した。具体的には、
反応管から排出されるガス中のＮＯxの濃度を化学発光
式窒素酸化物分析計で、また、Ｎ₂、Ｏ₂、ＣＯ、Ｃ
Ｏ₂、ＣＨ₄、Ｃ₃Ｈ₆の濃度をガスクロマトグラフで測定
した。尚、測定した温度範囲は３００〜７００℃であ
る。そして、得られた測定値をもとにして、ＮＯからＮ
₂への転化率を求めた。また、周知のＢＥＴ法により、
各合成粉末の比表面積も測定した。

【００４４】上述した実験結果を、下記表１及び表２に
示すが、このうち、下記表１には、実施例１〜１０及び
比較例１の組成を示し、下記表２には、比表面積及び
（転化率は温度に応じて変化するので）転化率の最高値
をその温度とともに示した。また、この実験例の組成
を、前記図１にも示すが、同図における各実１〜１０の
番号が各実施例１〜１０を示し、比１が比較例を示して
いる。

【００４５】但し、ＮＯ転化率（％）＝｛（供給される
ＮＯ量−排出されるＮＯ量）／（供給されるＮＯ量）｝
ｘ１００

【００４６】

【表１】

【００４７】

【表２】

【００４８】前記表１及び表２から明らかなように、本
発明の範囲である実施例１〜１０の窒素酸化物除去用触
媒材料は、比表面積が大きく、且つＮＯ転化率が高く、
良好なＮＯ還元活性を示した。それに対して比較例１の
ものは、比表面積が小さく、特にメタンを還元剤に用い
た場合にＮＯ転化率が低く好ましくない。

【００４９】このように、本実施例の窒素酸化物除去用
触媒材料は、窒素酸化物と炭化水素などの還元剤成分と
を触媒に接触させることにより、窒素酸化物を還元する
高い機能を有し、自動車などの内燃機関から排出される
高温の排ガスの浄化処理に好適である。

【００５０】従って、例えば本実施例の窒素酸化物除去
用触媒材料を、粉体のまま、または粒状やペレット状に
加工して、又はハニカム形状などに成形して、排ガスの
通路に設けられた排ガス浄化装置内に装填することによ
り、効果的に自動車などの排ガス中の窒素酸化物を還元
して除去することができる。

【００５１】また、還元剤にメタンを用いた場合でも窒
素酸化物を還元することができ、天然ガスを燃料とした
ガスエンジンなどの燃焼機関にも適用できる。更に、こ
れらの燃焼機関としては、移動式、固定式を問わず広く
適用できる。尚、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、本実施例の要旨を逸脱しない範囲内で各種の
態様で実施できることは勿論である。

【００５２】

【発明の効果】以上、詳述したとおり、本発明の複合酸
化物からなる窒素酸化物除去用触媒材料は、炭化水素な
どの還元剤を用いて窒素酸化物を還元除去することがで
き、内燃機関の排ガス浄化用触媒として有用なものであ
る。

【００５３】また、本発明の窒素酸化物除去用触媒材科
は、例えばリーンバーンエンジンやディーゼルエンジン
などのような酸素濃度の高い排ガス中でも窒素酸化物の
除去が可能で、しかもアンモニアなどの毒性の強い還元
剤を必要としないという利点を有する。また、メタンを
還元剤とした場合でも窒素酸化物を有効に除去すること
ができ、ガスエンジン、ガスタービンなどのような天然
ガスを燃料とした燃焼機関にも利用できる。

【００５４】従って、この窒素酸化物除去用触媒材料を
用いて窒素酸化物処理装置を構成することにより、効果
的に排ガスの浄化を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の組成範囲及び実験例の組成を示す擬
三成分系の相図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者服部忠愛知県名古屋市千種区若水２−２−８−16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属元素としてＡｌとＧａを含有すると
ともに、Ｚｎを酸化物換算したモル分率ｘ（％）が０＜
ｘ＜５０の範囲で含有し、且つスピネル型結晶構造を有
する複合酸化物を主相とすることを特徴とする窒素酸化
物除去用触媒材料。
【請求項２】金属元素としてＡｌを酸化物換算したモ
ル分率ｙ（％）が０＜ｙ＜８０の範囲で含有し、且つＧ
ａを同様に酸化物換算したモル分率ｚ（％）が０＜ｚ＜
８０の範囲で含有するとともに、Ｚｎを酸化物換算した
モル分率ｘ（％）が０＜ｘ＜５０の範囲で含有し、且つ
スピネル型結晶構造を有する複合酸化物を主相とするこ
とを特徴とする窒素酸化物除去用触媒材料。
【請求項３】前記請求項１又は２に記載の窒素酸化物
除去用触媒材料を、その一部又は全体に用いて構成され
たことを特徴とする窒素酸化物処理装置。
【請求項４】前記請求項１又は２に記載の窒素酸化物
除去用触媒材料に、窒素酸化物含有ガス及び還元剤を接
触させて窒素酸化物を還元除去することを特徴とする窒
素酸化物の除去方法。
【請求項５】前記請求項４に記載の還元剤がメタンで
あることを特徴とする窒素酸化物の除去方法。
【請求項６】前記請求項４に記載の還元剤がプロピレ
ンであることを特徴とする窒素酸化物の除去方法。