KR102016757B1 - Manufacturing method of decomposition catalyst for N2O abatement by adding mixed metal oxides in alumina support - Google Patents

Manufacturing method of decomposition catalyst for N2O abatement by adding mixed metal oxides in alumina support Download PDF

Info

Publication number
KR102016757B1
KR102016757B1 KR1020170172153A KR20170172153A KR102016757B1 KR 102016757 B1 KR102016757 B1 KR 102016757B1 KR 1020170172153 A KR1020170172153 A KR 1020170172153A KR 20170172153 A KR20170172153 A KR 20170172153A KR 102016757 B1 KR102016757 B1 KR 102016757B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
catalyst
carrier
preparing
hours
drying
Prior art date
Application number
KR1020170172153A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190071266A (en
Inventor
전상구
이승재
유인수
Original Assignee
한국에너지기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020170172153A priority Critical patent/KR102016757B1/en
Publication of KR20190071266A publication Critical patent/KR20190071266A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102016757B1 publication Critical patent/KR102016757B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201—Impregnation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • B01D53/8628—Processes characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/04—Alumina
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/066—Zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/10—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of rare earths
    • B01J35/0006—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat treatment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

본 발명은 아산화질소를 제거하는 분해 촉매에 있어서 배기 가스내에 존재하는 수분, 산소 및 질소산화물에 의해 야기되는 촉매의 활성 저하를 방지할 수 있는 촉매의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 분해 촉매에서 담체로 사용되는 γ-Al2O3에 전이 금속 및 희토류 금속 등으로 구성된 금속복합산화물을 첨가하여 촉매 담체를 제조한 후, 귀금속을 함침시킴으로써, 저온 영역에서의 활성 저하를 방지하고 동시에 촉매의 피독(Poisoning) 저항성을 향상시킬 수 있는 촉매의 제조 방법을 제공하며, 배기 가스 내에 존재하는 수분, 산소 및 질소산화물(NO) 등에 의해 발생 되는 촉매의 활성 저하를 효과적으로 방지하여 높은 아산화질소(N2O) 전환율을 제공할 수 있고, 특히 300 ~ 400℃의 저온 영역에서의 귀금속 촉매의 활성 저하를 방지하고 동시에 촉매의 피독(Poisoning) 저항성이 향상되는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a catalyst which can prevent the degradation of the catalyst caused by moisture, oxygen, and nitrogen oxides present in exhaust gas in a decomposition catalyst for removing nitrous oxide. After preparing a catalyst carrier by adding a metal complex oxide composed of transition metal, rare earth metal, etc. to γ-Al 2 O 3 used as a carrier in a decomposition catalyst, impregnating a noble metal to prevent deterioration of activity in the low temperature region and at the same time It provides a method for producing a catalyst that can improve the poisoning resistance of the catalyst, and effectively prevents the deterioration of the catalyst generated by moisture, oxygen, nitrogen oxides (NO), etc. present in the exhaust gas, thereby providing high nitrous oxide ( N 2 O) conversion can be provided, and in particular, in the low temperature region of 300 to 400 ℃ prevents the deactivation of the noble metal catalyst activity and copper Poisoning resistance of the catalyst is improved.

Description

알루미나 담체에 혼합금속산화물을 첨가한 N2O 분해 촉매의 제조 방법{Manufacturing method of decomposition catalyst for N2O abatement by adding mixed metal oxides in alumina support}Manufacturing method of decomposition catalyst for N2O abatement by adding mixed metal oxides in alumina support}

본 발명은 아산화질소를 제거하는 분해 촉매에 있어서 배기 가스내에 존재하는 수분, 산소 및 질소산화물에 의해 야기되는 촉매의 활성 저하를 방지할 수 있는 촉매의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 분해 촉매에서 담체로 사용되는 γ-Al2O3에 전이 금속 및 희토류 금속 등으로 구성된 금속복합산화물을 첨가하여 촉매 담체를 제조한 후, 귀금속을 함침시킴으로써, 저온 영역에서의 활성 저하를 방지하고 동시에 촉매의 피독(Poisoning) 저항성을 향상시킬 수 있는 촉매의 제조 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a catalyst which can prevent the degradation of the catalyst caused by moisture, oxygen, and nitrogen oxides present in exhaust gas in a decomposition catalyst for removing nitrous oxide. After preparing a catalyst carrier by adding a metal complex oxide composed of transition metal, rare earth metal, etc. to γ-Al 2 O 3 used as a carrier in a decomposition catalyst, impregnating a noble metal to prevent deterioration of activity in the low temperature region and at the same time The present invention relates to a method for preparing a catalyst capable of improving poisoning resistance of the catalyst.

최근 지구온난화로 인한 기후변화 문제가 심각해짐에 따라 전세계적으로 온실가스에 대한 관심이 매우 높아지고 있다. 일반적으로 온실가스는 이산화탄소(CO2)와 CH4, N2O, PFCs, HFCs, SF6 등을 포함하는 Non-CO2 온실가스로 구분될 수 있는데, 이중에서도 특히 N2O가스는 CO2와 비교하여 보면, 지구온난화지수 (GWP)가 약 310배로 매우 높은 특징을 가지고 있다.Recently, as the problem of climate change caused by global warming has become serious, interest in greenhouse gases is increasing worldwide. In general, greenhouse gas carbon dioxide (CO 2) and CH 4, N 2 O, PFCs, HFCs, SF 6, etc. Non-CO 2 may be divided into a greenhouse gas, in particular N 2 O gas Of these, including the CO 2 In comparison, the global warming index (GWP) is about 310 times higher.

N2O가스를 저감시킬 수 있는 대표적인 기술중의 하나인 직접 열분해(Direct N2Odecomposition)방법은, 값비싼 환원제를 필요로 하지 않고 촉매와 온도만을 이용하여 N2O를 효과적으로 분해할 수 있는 방법으로 현재까지 많은 연구가 진행되고 있다. Direct N 2 Odecomposition method, one of the representative technologies that can reduce N 2 O gas, is a method that can effectively decompose N 2 O using only catalyst and temperature without requiring expensive reducing agent. A lot of research is going on.

직접 열분해 촉매로 다양한 촉매들이 사용되어 왔으며, 저온 영역에서는 특히 Rh, Ru등과 같은 귀금속 촉매들이 주로 연구되어 오고 있다. 귀금속 촉매의 높은 환원 특성으로 인해 낮은 온도에서도 높은 N2O 분해 효율을 달성할 수 있다. Various catalysts have been used as direct pyrolysis catalysts, and noble metal catalysts such as Rh and Ru have been mainly studied in the low temperature region. Due to the high reducing properties of the noble metal catalyst, high N 2 O decomposition efficiency can be achieved even at low temperatures.

그러나 산업공정에서 실제로 배출되는 배가스에는 산소, 수분 및 질소산화물 등이 포함되어 있는데, 이러한 성분들로 인해 촉매의 활성이 감소하게 된다. 이처럼 귀금속 촉매들은 제조가 간편하고, 성형 및 모노리스 구조체에 워시코팅 등을 통하여 배출원에 적용하기가 용이하기 때문에 많은 연구가 이루어지고 있으나, 수분 및 산소 등과 같은 촉매 비활성 가스에 매우 취약하며, 특히 대부분의 N2O 발생원에 동반되는 NO가 N2O분해 촉매에 미치는 영향에 대한 연구는 여전히 부족한 상태이다.However, the exhaust gas actually discharged from the industrial process includes oxygen, moisture, and nitrogen oxides, and these components reduce the activity of the catalyst. As such noble metal catalysts are easy to manufacture and easy to apply to the source through the wash coating to the molding and monolithic structure, many studies have been conducted, but are very vulnerable to catalyst inert gas such as moisture and oxygen, and most of them There is still insufficient research on the effect of NO accompanying N 2 O sources on N 2 O decomposition catalysts.

산소와 수분의 경우에는 반응물과의 경쟁흡착 형태로 반응이 이루어지기 때문에, 촉매의 활성을 감소시키고, N2O의 저감을 방해하는 요인으로 작용하게 된다. 또한, NO는 산소와 수분 등의 경우와는 달리, 촉매의 표면에 강하게 결합하여 촉매의 활성을 저하시키므로, 촉매의 활성이 비가역적으로 크게 감소되어 초기 성능으로 회복되지 않는다. 이는 촉매에 흡착된 NO가 N2O의 분해 반응이 진행되는 조건에서 완전히 탈착되거나 분해되지 못해 활성을 방해하게 되기 때문인데, 촉매에 미치는 NO의 영향을 벗어나기 위해서는 더 높은 온도가 요구된다. In the case of oxygen and water, the reaction is performed in the form of a competitive adsorption with the reactants, thereby reducing the activity of the catalyst and acting as a factor that hinders the reduction of N 2 O. In addition, unlike in the case of oxygen and moisture, NO is strongly bound to the surface of the catalyst to lower the activity of the catalyst, so that the activity of the catalyst is greatly irreversibly reduced and does not recover to initial performance. This is because the NO adsorbed on the catalyst does not completely desorb or decompose under the condition that the decomposition reaction of N 2 O proceeds, which hinders the activity. A higher temperature is required to escape the influence of NO on the catalyst.

따라서, 배가스에 포함된 비활성가스들에 의한 활성 저하 영향을 최소화하거나 극복할 수 있는 촉매의 개발이 지속적으로 요구되고 있다. Therefore, there is a continuous need for the development of a catalyst that can minimize or overcome the effects of deactivation caused by inert gases contained in exhaust gases.

등록특허 제10-1550289호Patent Registration No. 10-1550289

본 발명은 앞서 배경이 되는 기술에서 살펴본 바와 같이, 배기 가스내에 존재하는 수분, 산소 및 질소산화물(NO) 등에 의해 발생되는 촉매의 활성 저하를 방지할 수 있는 촉매의 제조 방법을 제공하기 위한 것으로, 아산화질소(N2O)를 제거할 수 있는 분해 촉매에 있어서 담체로 금속복합산화물과 알루미나를 동시에 사용함으로써, 300 ~ 400℃의 저온 영역에서의 귀금속 촉매의 활성 저하를 방지하고 동시에 촉매의 피독(Poisoning) 저항성을 향상시키고자 한다.The present invention is to provide a method for producing a catalyst that can prevent the degradation of the catalyst generated by the moisture, oxygen and nitrogen oxides (NO), etc. present in the exhaust gas, as discussed in the background art, By simultaneously using a metal complex oxide and alumina as a carrier in a decomposition catalyst capable of removing nitrous oxide (N 2 O), it is possible to prevent deterioration of the activity of the noble metal catalyst in a low temperature region of 300 to 400 ° C. and simultaneously to poison the catalyst. Poisoning) To improve resistance.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 알루미나 담체에 혼합금속산화물이 첨가된 N2O 분해 촉매의 제조 방법은, 세륨과 지르코늄을 포함하는 복합 산화물을 제조하는 단계; 상기 복합 산화물에, 보헤마이트(AlO(OH) 졸 혹은 γ-Al2O3를 혼합하여 촉매 담체를 제조하는 단계; 상기 촉매 담체에 질산로듐 수용액을 함침시키는 단계; 및 건조 및 소성 단계;를 포함하고, 상기 건조 및 소성 단계는, 약 100℃에서 적어도 24시간 동안 수행되는 건조와 약 550℃에서 약 4시간 동안 수행되는 소성이 포함된다.Method for producing a N 2 O decomposition catalyst in which a mixed metal oxide is added to an alumina carrier according to an embodiment of the present invention, preparing a complex oxide containing cerium and zirconium; Preparing a catalyst carrier by mixing boehmite (AlO (OH) sol or γ-Al 2 O 3 with the complex oxide, impregnating an aqueous solution of rhodium nitrate; and drying and calcining; The drying and firing steps include drying performed at about 100 ° C. for at least 24 hours and firing performed at about 550 ° C. for about 4 hours.

상기 복합 산화물을 제조하는 단계는, 질산세륨 수용액과 질산지르코튬 수용액을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물에 염기성 물질을 가하여 pH를 8.0 ~ 12.0의 범위로 조절하여 침전시키는 공침단계; 및 상기 공침단계 이후에 건조 과정과 소성 과정을 거치는 건조 및 소성 단계;를 포함하고, 상기 건조 과정은, 약 100℃에서 적어도 24시간 동안 수행되며, 상기 소성 과정은, 약 550℃에서 약 4시간 동안 수행될 수 있다.The preparing of the complex oxide may include preparing a mixture by mixing a cerium nitrate solution and an aqueous zirconium nitrate solution; Coprecipitation step of adding a basic substance to the mixture to adjust the pH in the range of 8.0 ~ 12.0 to precipitate; And a drying and firing step of undergoing a drying process and a firing process after the coprecipitation step, wherein the drying process is performed at about 100 ° C. for at least 24 hours, and the firing process is performed at about 550 ° C. for about 4 hours. May be performed.

상기 복합 산화물을 제조하는 과정 중에서, 세륨과 지르코늄의 몰 비는 1:10 ~ 10:1의 범위로 조절되고, 상기 촉매 담체를 제조하는 단계는, 상기 복합 산화물과 보헤마이트(AlO(OH)) 졸을 혼합한 후 소성하거나, 상기 복합 산화물과 γ-Al2O3를 직접 혼합하는 방식으로도 수행될 수 있다.In the process of preparing the composite oxide, the molar ratio of cerium and zirconium is adjusted in the range of 1:10 to 10: 1, and the preparing of the catalyst carrier may include the complex oxide and boehmite (AlO (OH)). It may also be carried out by mixing the sol and baking, or by directly mixing the complex oxide and γ-Al 2 O 3 .

필요에 따라, 상기 혼합물에 프라세오디뮬(Pr), 란타넘(La) 또는 이트륨(Y)의 희토류 금속을 적어도 하나 이상 추가로 10몰%이내의 범위로 포함되는 것도 가능하다.If necessary, the mixture may include at least one rare earth metal of praseodymule (Pr), lanthanum (La) or yttrium (Y) in an amount of 10 mol% or less.

상기 촉매 담체에 질산로듐 수용액을 함침시키는 단계에서, 질산로듐 수용액은 함침되는 금속인 로듐이 전체 촉매를 기준으로 0.1 내지 3.0 wt%의 범위로 함침될 수 있도록 사용되는 것이 바람직하고, 담체로 사용될 때 알루미나에 첨가되는 Ce-Zr 복합산화물은 촉매 전체 중량을 기준으로 약 10~50%의 범위, 더욱 바람직하게는 10~30%의 범위로 사용되는 것이 바람직하다.In the step of impregnating the rhodium nitrate aqueous solution to the catalyst carrier, the rhodium nitrate aqueous solution is preferably used to be impregnated in the range of 0.1 to 3.0 wt% based on the total catalyst, when used as a carrier Ce-Zr composite oxide added to the alumina is preferably used in the range of about 10 to 50%, more preferably in the range of 10 to 30% based on the total weight of the catalyst.

본 발명에 따른 알루미나 담체에 혼합금속산화물이 첨가된 N2O 분해 촉매는, 배기 가스 내에 존재하는 수분, 산소 및 질소산화물(NO) 등에 의해 발생 되는 촉매의 활성 저하를 효과적으로 방지하여 높은 아산화질소(N2O) 전환율을 갖는다, The N 2 O decomposition catalyst in which the mixed metal oxide is added to the alumina carrier according to the present invention effectively prevents the deterioration of the catalyst generated by moisture, oxygen, nitrogen oxide (NO), etc. present in the exhaust gas, thereby providing high nitrous oxide ( N 2 O) has a conversion rate,

특히 300 ~ 400℃의 저온 영역에서의 귀금속 촉매의 활성 저하를 방지하고 동시에 촉매의 피독(Poisoning) 저항성이 향상되는 효과가 존재한다.In particular, there is an effect of preventing the deterioration of the activity of the noble metal catalyst in the low temperature region of 300 ~ 400 ℃ and at the same time improve the poisoning (Poisoning) resistance of the catalyst.

도 1은 N2O 분해를 위한 Rh/Al2O3-CeZr복합산화물 촉매의 제조과정을 나타낸 블록도이다.
도 2는 반응가스에 O2 존재시, Rh 계열 촉매의 N2O 전환율을 비교 관찰한 결과이다(S.V.:10,000h-1, N2O 초기 농도:500ppm, O2 농도:3%, 총유량:3L/min).
도 3은 반응가스에 H2O 존재시, Rh 계열 촉매의 N2O 전환율을 비교 관찰한 결과이다(S.V.:10,000h-1, N2O 초기 농도:500ppm, H2O 농도:0.5%, 총유량:3L/min).
도 4는, 반응가스에 NO 존재시, Rh 계열 촉매의 N2O 전환율을 비교 관찰한 결과이다(S.V.:10,000h-1, N2O 초기 농도:500ppm, 총유량:3L/min).Figure 1 is a block diagram showing the manufacturing process of Rh / Al 2 O 3 -CeZr complex oxide catalyst for N 2 O decomposition.
2 is a result of comparing the N 2 O conversion rate of the Rh-based catalyst when O 2 is present in the reaction gas (SV: 10,000 h -1 , N 2 O initial concentration: 500 ppm, O 2 concentration: 3%, total flow rate : 3 L / min).
3 is a result of comparing the N 2 O conversion rate of the Rh-based catalyst when H 2 O is present in the reaction gas (SV: 10,000 h −1 , N 2 O initial concentration: 500 ppm, H 2 O concentration: 0.5%, Total flow rate: 3 L / min).
4 is a result of comparing and observing the N 2 O conversion rate of the Rh-based catalyst when NO is present in the reaction gas (SV: 10,000 h −1 , N 2 O initial concentration: 500 ppm, total flow rate: 3 L / min).

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, but should be construed as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention.

본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is located "on" another member, this includes not only when one member is in contact with another member but also when another member exists between the two members.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless otherwise stated.

"제 1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as "first" and "second" are intended to distinguish one component from another component, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, the first component may be named the second component, and similarly, the second component may also be named the first component.

앞서 살펴본 본 발명의 목적과 효과를 달성할 수 있는, 본 발명에 따른 촉매는 두 단계로 나누어 제조되는데, 먼저 첫 번째 단계는, Ce-Zr 복합 산화물을 제조하는 단계이고, 두 번째 단계는 알루미나와 Ce-Zr 복합산화물을 혼합한 후에 Rh 등의 귀금속을 담지하여 촉매를 완성하는 단계로 구분될 수 있다(도 1 참조). The catalyst according to the present invention, which can achieve the objects and effects of the present invention as described above, is prepared in two stages. First, the first step is to prepare a Ce-Zr composite oxide, and the second step is alumina and After mixing the Ce-Zr composite oxide may be divided into a step of completing the catalyst by supporting a noble metal such as Rh (see Fig. 1).

도 1을 참조하여 CeZr 복합산화물의 제조 과정을 좀 더 구체적으로 살펴보고자 한다.With reference to Figure 1 will be described in more detail the manufacturing process of the CeZr composite oxide.

먼저, CeZr 복합 산화물의 제조를 위해서 질산세륨 (Cerium nitrate)수용액과 질산지르코늄(Zirconyl nitrate) 수용액을 양론비에 맞게 혼합한 후 교반한다. First, in order to prepare a CeZr composite oxide, an aqueous solution of cerium nitrate (Cerium nitrate) and an aqueous solution of zirconium nitrate (Zirconyl nitrate) are mixed to a stoichiometric ratio and then stirred.

이렇게 혼합, 교반된 수용액의 pH를 8.0 내지 12.0까지 조절하여 공침이 일어나도록 한다. 이때, 상기 pH는 NH4OH, NaOH 등의 염기성 용액을 사용하여 조절될 수 있는데, 상기 pH가 8.0 미만이거나 12.0을 초과하면 화학결합으로 인한 공침이 발생하지 않거나 결정성장의 문제점이 있으므로, pH를 8.0~12.0의 범위가 되도록 조절하는 것이 필요하다. The pH of the mixed and stirred aqueous solution is adjusted to 8.0 to 12.0 so that coprecipitation occurs. In this case, the pH may be adjusted using a basic solution such as NH 4 OH, NaOH, and when the pH is less than 8.0 or more than 12.0, coprecipitation due to chemical bonding does not occur or there is a problem of crystal growth. It is necessary to adjust it so that it is in the range of 8.0 to 12.0.

여기에서 Ce와 Zr의 비율은 1:10~10:1까지 조절 가능한데, 상기 금속비는 상기 금속화합물 전구체 수용액의 초기 농도를 조절하거나 공침이 발생하는 pH를 조절함으로써 조절될 수 있다. Herein, the ratio of Ce and Zr may be adjusted from 1:10 to 10: 1, and the metal ratio may be adjusted by adjusting the initial concentration of the aqueous solution of the precursor of the metal compound or adjusting the pH at which coprecipitation occurs.

또한, Ce-Zr 복합산화물은 촉매 성능 향상 및 반응 특성에 따라 CeZr 복합 산화물 제조시에 0~10% 전후의 범위에서 프라세오디뮴(Pr), 란타넘(La), 이트륨 (Y)등의 희토류 금속을 단독 또는 두가지 이상의 금속을 복합적으로 첨가하여 제조할 수 있다. In addition, Ce-Zr composite oxides contain rare earth metals such as praseodymium (Pr), lanthanum (La), and yttrium (Y) in the range of about 0 to 10% when the CeZr composite oxide is manufactured according to the improvement of the catalyst performance and the reaction characteristics. It can be prepared either alone or in combination of two or more metals.

상기 공침은 상온에서 이루어질 수 있고, 경우에 따라서 90℃ 이하의 온도 범위로 가열하여 이루어질 수 있는 것으로, 그 온도(즉 가열여부)를 특별히 제한하지 않는다. The coprecipitation may be performed at room temperature, and in some cases, may be performed by heating to a temperature range of 90 ° C. or less, and the temperature (ie, heating) is not particularly limited.

공침이 완료되어 침전이 발생하면, 상기 공침을 통해 제조된 침전물, 즉 CeZr 복합산화물을 세척 및 여과를 거쳐 회수 한다. 이렇게 회수된 CeZr 복합산화물은 약 100℃에서 약 24시간 이상 건조하여 여분의 물을 제거한 후, 약 550℃에서 약 4시간 동안 소성한다.When coprecipitation is completed and precipitation occurs, the precipitate prepared through coprecipitation, that is, CeZr composite oxide is recovered by washing and filtration. The CeZr composite oxide thus recovered is dried at about 100 ° C. for at least about 24 hours to remove excess water, and then calcined at about 550 ° C. for about 4 hours.

이렇게 제조된 Ce-Zr 복합산화물을 사용하여 본 발명에서 제공하고자 하는 N2O 분해를 위한 Rh계열의 촉매 제조 방법을 구체적으로 살펴보고자 한다.Using the Ce-Zr composite oxide prepared as described above, it will be described in detail a method for preparing a Rh-based catalyst for N 2 O decomposition to be provided in the present invention.

N2O 분해를 위한 Rh계열의 촉매를 제조하기 위해, 먼저 앞서 살펴본 방법으로 제조된 CeZr 복합산화물을 γ-Al2O3와 균일하게 혼합하여 촉매 담체를 제조한다.In order to prepare a Rh-based catalyst for N 2 O decomposition, a CeZr composite oxide prepared by the method described above is uniformly mixed with γ-Al 2 O 3 to prepare a catalyst carrier.

담체 제조에 사용되는 알루미나는 γ-Al2O3의 형태로, γ-Al2O3의 분말을 단순히 혼합하여 사용할 수도 있고, 보헤마이트(Boehmite, AlO(OH))와 혼합한 후 소성을 통하여 제조될 수도 있다. The alumina used in the preparation of the carrier may be used by simply mixing the powder of γ-Al 2 O 3 in the form of γ-Al 2 O 3 or by mixing with boehmite (AlO (OH)) and calcining It may also be prepared.

담체의 제조 과정 중에서 상기 알루미나와 혼합되는 Ce-Zr 복합산화물의 양은 약 10~50%의 범위로 사용될 수 있고, 바람직하게는 약 10~30%의 범위로 포함되는 것이 바람직하다.The amount of Ce-Zr composite oxide mixed with the alumina during the preparation of the carrier may be used in the range of about 10 to 50%, preferably in the range of about 10 to 30%.

제조된 담체인 Al2O3-CeZr 복합산화물에 질산로듐 수용액을 함침시켜 분해 촉매를 제조한다. 여기에서 담지되는 질산로듐 수용액의 양은 로듐 금속이 전체 촉매의 0.1 내지 3.0 wt%의 범위로 함침되도록 조절되는 것이 바람직하고, 건조와 소성은 앞서 살펴본 CeZr 복합산화물 제조 과정과 마찬가지로 약 100℃에서 약 24시간 동안 건조한 후, 약 550℃에서 약 4시간 동안 소성 과정을 거치는 것이 바람직하다.A decomposition catalyst was prepared by impregnating an rhodium nitrate aqueous solution into the prepared Al 2 O 3 -CeZr composite oxide. The amount of the rhodium nitrate solution supported therein is preferably adjusted so that the rhodium metal is impregnated in the range of 0.1 to 3.0 wt% of the total catalyst, and drying and calcining are performed at about 100 ° C. at about 100 ° C. as in the above-described CeZr composite oxide manufacturing process. After drying for a period of time, it is preferred to undergo a calcination process for about 4 hours at about 550 ℃.

[[ 실시예Example 1] 분해 촉매의 제조(Rh/ 1] Preparation of Decomposition Catalyst (Rh / AlAl 22 OO 33 ++ CeZrCezr ))

1.5289g의 Ce(NO3)3·6H2O, 0.7681g의 ZrO(NO3)2·xH2O, 그리고 0.0468g의 La(NO3)3·xH2O를 증류수 2L에 첨가하여 교반하였다(0≤x≤6). 이후 15wt%의 NH4OH 수용액을 이용하여 pH를 10.1까지 증가시켜서 침전물이 생성되도록 한다. 1.5289 g of Ce (NO 3 ) 3 .6H 2 O, 0.7681 g of ZrO (NO 3 ) 2 .xH 2 O, and 0.0468 g of La (NO 3 ) 3 .xH 2 O were added to 2 L of distilled water and stirred (0). ≤ x ≤ 6). Thereafter, the pH is increased to 10.1 using 15 wt% aqueous NH 4 OH solution to produce a precipitate.

pH를 맞춘 용액을 3시간 동안 상온에서 교반한 후, 감압여과기를 사용하여 침전된 물질을 걸러주었으며, 이 과정을 수차례 반복하여 세척하였다. 제조된 복합물을 건조기에 넣고 110℃에서 24시간 동안 건조 시킨후, 550℃에서 4시간 동안 소성하였다.After stirring the solution at pH for 3 hours at room temperature, the precipitated material was filtered using a vacuum filter, and the process was repeated several times. The prepared composite was placed in a dryer and dried at 110 ° C. for 24 hours, and then fired at 550 ° C. for 4 hours.

이렇게 얻어진 CeZr 복합산화물과 9g의 보헤마이트 졸을 10ml의 증류수와 혼합하여 3시간 동안 교반하였으며, 이후 550℃에서 4시간 동안 소성하였다. 이렇게 제조된 생성된 Al2O3-CeZr 분말에 0.89ml의 질산로듐을 소량 나누어 담지하여 제조된 물질을 110℃에서 24시간 동안 건조시킨 후, 550℃에서 4시간 동안 소성하였다.The CeZr composite oxide thus obtained and 9 g of boehmite sol were mixed with 10 ml of distilled water and stirred for 3 hours, and then calcined at 550 ° C. for 4 hours. A small amount of 0.89 ml of rhodium nitrate was carried on the Al 2 O 3 -CeZr powder thus prepared, and the prepared material was dried at 110 ° C. for 24 hours, and then calcined at 550 ° C. for 4 hours.

[[ 비교예Comparative example ] 촉매 제조 (Rh/Catalyst Preparation (Rh / AlAl 22 OO 33 , Rh/, Rh / CeZrCezr ))

앞선 실시예 1에서 제조된 본 발명에 따른 분해 촉매와 비교를 위하여 Al2O3혹은 CeZr 담체들에 Rh이 함침된 촉매를 준비하였다. For comparison with the decomposition catalyst according to the present invention prepared in Example 1, Al 2 O 3 or CeZr carriers were prepared with a catalyst impregnated with Rh.

Rh/Al2O3 촉매는 10g의 γ-Al2O3분말에 0.89ml의 질산로듐을 소량 나누어 담지하여 제조된 물질을 110℃에서 24시간 동안 건조시킨후, 550℃에서 4시간 동안 소성하여 제조하였다.The Rh / Al 2 O 3 catalyst was loaded with a small amount of 0.89 ml of rhodium nitrate in 10 g of γ-Al 2 O 3 powder, dried at 110 ° C. for 24 hours, and then calcined at 550 ° C. for 4 hours. Prepared.

Rh/CeZr 촉매 역시 Rh/Al2O3 촉매의 제조 과정과 동일하게 제조하였는데, 담체로 앞서 제조된 CeZr 복합산화물 10g에 0.89ml의 질산로듐을 소량 나누어 담지하여 제조된 물질을 110℃에서 24시간 동안 건조 시킨 후, 550℃에서 4시간 동안 소성하였다. The Rh / CeZr catalyst was prepared in the same manner as in the preparation of the Rh / Al 2 O 3 catalyst, and the material prepared by dividing a small amount of 0.89 ml of rhodium nitrate in 10 g of the CeZr composite oxide prepared as a carrier for 24 hours at 110 ° C. After drying, the mixture was calcined at 550 ° C. for 4 hours.

[[ 실시예Example 2] 2]

앞선 실시예 1과 비교예에서 제조한 촉매들의 기본 성능을 비교하기 위해, 각각의 촉매를 200 cell/in2 크기의 코디어라이트 모노리스에 코팅한 후에 실험을 진행하였다. 반응기는 27mm×28mm×24mm 크기의 하니컴이 장착될 수 있도록 제작된 Stainless Steel (SUS 316) 튜브 반응기 내의 중앙에 제조된 촉매를 위치하도록 하였다. In order to compare the basic performance of the catalysts prepared in Example 1 and Comparative Example, experiments were performed after coating each catalyst on 200 cell / in 2 size cordierite monolith. The reactor was placed in the center of the prepared catalyst in the stainless steel (SUS 316) tube reactor that can be equipped with a honeycomb of 27mm × 28mm × 24mm size.

반응기 직경의 크기로 인해 총 3개의 Furnace를 사용하여 반응기 내부의 온도를 정밀하게 제어하였으며, 촉매 상단과 하단에 Thermocouple을 설치하여 촉매의 온도가 균일하게 유지되도록 하였다.Due to the size of the reactor, a total of three furnaces were used to precisely control the temperature inside the reactor, and thermocouples were installed at the top and bottom of the catalyst to keep the temperature of the catalyst uniform.

상기 반응기에 공급되는 반응가스의 총 유량은 3L/min으로 고정하였고, 이에 포함된 아산화질소의 농도는 500ppm의 농도로 일정하게 유지하였으며, 공간속도(GHSV)가 10,000h-1을 유지하도록 하였다. The total flow rate of the reaction gas supplied to the reactor was fixed at 3 L / min, the concentration of nitrous oxide contained therein was kept constant at a concentration of 500 ppm, and the space velocity (GHSV) was maintained at 10,000 h −1 .

반응 후 가스의 성분을 분석하기 위하여 아산화질소의 농도는 온라인 가스 분석기(Madur Polska, Sensonic IR-1)를 이용하였으며, 그 결과는 다음과 같다.The concentration of nitrous oxide was analyzed by on-line gas analyzer (Madur Polska, Sensonic IR-1) to analyze the gas components after the reaction. The results are as follows.

촉매catalyst N2O전환율(%)N 2 O Conversion (%) 300℃300 ℃ 350℃350 ℃ 비교예 1Comparative Example 1 Rh/Al2O3 Rh / Al 2 O 3 68.368.3 93.493.4 실시예 1Example 1 Rh/Al2O3-CeZrRh / Al 2 O 3 -CeZr 96.596.5 97.797.7 비교예 2Comparative Example 2 Rh/CeZrRh / CeZr 91.291.2 9797

상기 표 1은 반응기 온도가 각각 300℃와 350℃일 때, 앞선 실시예 1과 비교예에서 제조된 촉매들의 N2O 전환율을 측정한 결과이다.Table 1 is a result of measuring the N 2 O conversion rate of the catalysts prepared in Example 1 and Comparative Example when the reactor temperature is 300 ℃ and 350 ℃, respectively.

다른 비활성가스들이 존재하지 않을 때 N2O 전환율은 담체로 알루미나만을 사용하였을 때와 담체에 Ce-Zr 복합산화물이 포함되었을 때를 비교하여 보면, 350℃에서는 그리 큰 차이를 보여주지 않았지만, 300℃의 낮은 온도에서는 Ce-Zr 복합산화물과 알루미나가 혼합된 촉매(실시예 1)에서 95% 이상의 높은 전환율을 보였다. In the absence of other inert gases, the N 2 O conversion was not significantly different at 350 ° C when using only alumina as a carrier and when Ce-Zr composite oxide was included in the carrier. At low temperature of, Ce-Zr composite oxide and alumina mixed catalyst (Example 1) showed high conversion of more than 95%.

또한, Ce-Zr 복합 산화물 단독으로 담체로 사용된 촉매(비교예 2)가, 알루미나 단독으로 담체로 사용된 촉매(비교예 1)에 비해 약 20% 이상의 높은 N2O 전환율을 보였지만 혼합된 형태의 촉매(실시예 1)에 비해 약간 낮은 N2O 전환율 특성을 나타내었다. In addition, the catalyst used in the Ce-Zr composite oxide alone as a carrier (Comparative Example 2) showed a higher N 2 O conversion than the catalyst used in the carrier by alumina alone (Comparative Example 1), but in a mixed form. It showed a slightly lower N 2 O conversion than that of the catalyst (Example 1).

도 2는 비활성 가스인 산소가 3 vol% 존재하는 조건에서 실시예 1과 비교예에서 제조된 촉매들의 반응온도에 따른 N2O 전환율을 관찰한 결과를 도시한 것으로, 반응 온도를 200℃에서 375℃의 범위로 변화시켜가면서 측정하였다. FIG. 2 illustrates the results of observing N 2 O conversion according to reaction temperatures of catalysts prepared in Example 1 and Comparative Example in the presence of 3 vol% of an inert gas, the reaction temperature of 375 at 200 ° C. FIG. It measured while changing in the range of ° C.

앞서 표 1의 비활성 가스가 존재하지 않은 경우와 마찬가지로 반응온도가 375℃에 이르기 전까지 Ce-Zr 복합산화물이 포함된 촉매(실시예 1)와 되거나 단독으로 사용된 촉매(비교예 2)의 N2O 전환율은 알루미나만을 단독으로 사용된 촉매(비교예 1)에 비해 현저하게 증가한 결과를 보여주었다. As in the case where the inert gas of Table 1 does not exist, N 2 of the catalyst (Example 1) or the catalyst used alone (Comparative Example 2) containing Ce-Zr composite oxide until the reaction temperature reaches 375 ° C. The O conversion rate was significantly increased compared to the catalyst (Comparative Example 1) using only alumina alone.

이는 Ce-Zr 복합산화물의 탁월한 산소 저장 특성과 이로 인해 향상된 산화-환원력에 기인한 것으로 해석된다.This may be due to the excellent oxygen storage properties of Ce-Zr composite oxides and the improved redox power.

도 3은 비활성 가스인 H2O가 1 vol%로 존재할 때, 각각의 촉매들의 반응온도 변화에 따른 N2O 전환율을 측정한 결과이다. 상기 도 3에서 확인되듯이, Ce-Zr 복합산화물이 알루미나에 포함된 경우(실시예 1)에는 수분에 대한 저항성이 매우 크지만, 비교예 1과 비교예 2의 촉매들의 경우에는 수분의 영향으로 심각한 전환율의 감소 현상이 관찰되었다.3 is a result of measuring the N 2 O conversion rate according to the change in the reaction temperature of each catalyst when the inert gas H 2 O present in 1 vol%. As shown in FIG. 3, when the Ce-Zr composite oxide is included in alumina (Example 1), the resistance to water is very high, but in the case of the catalysts of Comparative Examples 1 and 2, due to the influence of moisture A significant decrease in conversion was observed.

이러한 촉매의 활성 저하는 수분의 경쟁 흡착으로 인해 발생된 것으로 여겨지는데, 담체로 사용된 알루미나와 Ce-Zr 복합산화물 사이의 상승 작용으로 이러한 수분에 대한 영향을 최소화시키는 것으로 여겨진다.It is believed that the deactivation of the catalyst is caused by the competitive adsorption of moisture, and the synergy between the alumina and the Ce—Zr composite oxide used as a carrier is believed to minimize the effect on the moisture.

도 4는 비활성 가스인 NO가 존재하는 조건에서의 촉매들의 반응온도에 따른 N2O 전환율을 측정한 결과로, 375℃의 반응온도에서 NO가 없는 경우, 100ppm 및300ppm의 농도로 존재하는 경우에 대해서 각각 N2O 전환율을 확인하였다.Figure 4 is a result of measuring the N 2 O conversion rate according to the reaction temperature of the catalysts in the presence of NO inert gas, when there is no NO at the reaction temperature of 375 ℃, when present in the concentration of 100ppm and 300ppm For each N 2 O conversion was confirmed.

일반적으로 반응온도가 상승하여 375℃에 이르게 되면, 산소 및 수분 등의 비활성 가스들에 의한 촉매의 활성 저하는 그리 크지 않지만, NO에 의한 활성 저하는 매우 심하게 발생된다. In general, when the reaction temperature rises to 375 ° C, the deactivation of the catalyst by the inert gases such as oxygen and moisture is not so great, but the deactivation by NO is very severe.

그러나 본 발명의 실시예로 제조된 Ce-Zr 복합산화물이 알루미나에 포함되는 담체를 사용한 촉매의 경우에는 비교예에서 제조된 다른 촉매들(비교예 1, 비교예 2)에 비해 월등히 높은 촉매 활성 감소에 대한 저항성을 나타내었다. However, in the case of a catalyst using a carrier in which the Ce-Zr composite oxide prepared according to the embodiment of the present invention is included in alumina, the catalyst activity is significantly reduced compared to other catalysts prepared in Comparative Examples (Comparative Examples 1 and 2). It showed resistance to.

상기 도 4의 결과에서 확인되듯이, 실시예로 제조된 촉매의 경우에는 알루미나만을 단독으로 담체로 사용한 촉매(비교예 1)에 비해, 100ppm 또는 300ppm 농도의 NO 존재 조건에서 모두 약 15% 정도의 전환율이 높은 것을 알 수 있었다.As can be seen from the results of FIG. 4, in the case of the catalyst prepared as an example, compared to the catalyst using only alumina alone as a carrier (Comparative Example 1), about 15% of all catalysts were present at 100 ppm or 300 ppm concentration of NO. It was found that the conversion rate was high.

Ce-Zr 복합산화물만을 담체로 사용된 경우(비교예 2)의 전환율은 알루미나 만을 담체로 포함하는 촉매(비교예 1)에 비해 오히려 약 20% 정도의 활성 감소를 보여주는 결과로 미루어 볼 때, 촉매 담체로 사용되는 알루미나와 Ce-Zr 복합산화물 사이의 상호 작용이 NO 가스에 대한 촉매의 저항성 향상에 크게 기여하는 것으로 여겨진다.When only Ce-Zr composite oxide was used as the support (Comparative Example 2), the conversion rate was about 20%, compared to the catalyst containing only alumina as the support (Comparative Example 1). The interaction between the alumina and the Ce—Zr composite oxide used as a carrier is believed to contribute greatly to the improvement of the catalyst's resistance to NO gas.

특히, 담체로 사용될 때 알루미나에 첨가되는 Ce-Zr 복합산화물의 비는 10~50%의 범위에 있을 때 효과가 있으며, 더욱 바람직하게는 10~30%의 범위로 사용될 수 있다.In particular, the ratio of the Ce-Zr composite oxide added to the alumina when used as a carrier is effective when in the range of 10 to 50%, more preferably may be used in the range of 10 to 30%.

본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific embodiments and descriptions, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Such variations are within the protection scope of the present invention.

Claims (8)

세륨과 지르코늄을 포함하는 복합 산화물을 제조하는 단계;
상기 복합 산화물에, 보헤마이트(AlO(OH) 졸 혹은 γ-Al2O3를 혼합하여 촉매 담체를 제조하는 단계;
상기 촉매 담체에 질산로듐 수용액을 함침시키는 단계; 및
건조 및 소성 단계;를 포함하되,
상기 복합 산화물을 제조하는 단계는, 질산세륨 수용액과 질산지르코튬 수용액을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물에 염기성 물질을 가하여 pH를 8.0 ~ 12.0의 범위로 조절하여 침전시키는 공침단계; 및 상기 공침단계 이후에 건조 과정과 소성 과정을 거치는 건조 및 소성 단계;를 포함하고,
상기 촉매 담체를 제조하는 단계는, 상기 복합 산화물과 보헤마이트(AlO(OH)) 졸을 혼합한 후 소성하거나, 상기 복합 산화물과 γ-Al2O3를 혼합하는 것이며,
상기 촉매 담체에 질산로듐 수용액을 함침시키는 단계에서, 질산로듐 수용액은 로듐 금속이 전체 촉매를 기준으로 0.1 내지 3.0 wt%의 범위로 함침되도록 사용되는 것을 특징으로 하는, 알루미나 담체에 혼합금속산화물을 첨가한 N2O 분해 촉매의 제조 방법.
Preparing a composite oxide comprising cerium and zirconium;
Preparing a catalyst carrier by mixing boehmite (AlO (OH) sol or γ-Al 2 O 3 with the complex oxide;
Impregnating an aqueous solution of rhodium nitrate into the catalyst carrier; And
Drying and firing steps;
The preparing of the complex oxide may include preparing a mixture by mixing a cerium nitrate solution and an aqueous zirconium nitrate solution; Coprecipitation step of adding a basic substance to the mixture to adjust the pH in the range of 8.0 ~ 12.0 to precipitate; And a drying and firing step of undergoing a drying process and a firing process after the coprecipitation step.
In the preparing of the catalyst carrier, the composite oxide and the boehmite (AlO (OH)) sol are mixed and calcined, or the composite oxide and γ-Al 2 O 3 are mixed.
In the impregnating the rhodium nitrate aqueous solution to the catalyst carrier, the rhodium nitrate aqueous solution is used to impregnate the rhodium metal in the range of 0.1 to 3.0 wt% based on the total catalyst, the mixed metal oxide is added to the alumina carrier Process for the preparation of a N 2 O cracking catalyst.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 건조 과정은, 약 100℃에서 적어도 24시간 동안 수행되고,
상기 소성 과정은, 약 550℃에서 약 4시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 알루미나 담체에 혼합금속산화물을 첨가한 N2O 분해 촉매의 제조 방법.
The method of claim 1,
The drying process is carried out at about 100 ° C. for at least 24 hours,
The calcining process is performed for about 4 hours at about 550 ℃, a method for producing a N 2 O decomposition catalyst added a mixed metal oxide to the alumina carrier.
제1항에 있어서,
상기 건조 및 소성 단계는, 약 100℃에서 적어도 24시간 동안 수행되는 건조와 약 550℃에서 약 4시간 동안 수행되는 소성을 포함하는, 알루미나 담체에 혼합금속산화물을 첨가한 N2O 분해 촉매의 제조 방법.
The method of claim 1,
The drying and calcining step includes drying performed at about 100 ° C. for at least 24 hours and firing performed at about 550 ° C. for about 4 hours, wherein the mixed metal oxide is added to the alumina carrier.
제1항에 있어서,
상기 세륨과 지르코늄의 몰 비는 1:10 ~ 10:1의 범위로 조절되는 것을 특징으로 하는, 알루미나 담체에 혼합금속산화물을 첨가한 N2O 분해 촉매의 제조 방법.
The method of claim 1,
The molar ratio of the cerium and zirconium is controlled in the range of 1:10 to 10: 1, the method for producing an N 2 O decomposition catalyst added a mixed metal oxide to the alumina carrier.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 혼합물에 프라세오디뮬(Pr), 란타넘(La) 또는 이트륨(Y)의 희토류 금속을 적어도 하나 이상 추가로 10몰%이내의 범위로 포함되는 것을 특징으로 하는, 알루미나 담체에 혼합금속산화물을 첨가한 N2O 분해 촉매의 제조 방법.
The method of claim 1,
At least one or more rare earth metals of praseodymule (Pr), lanthanum (La) or yttrium (Y) are further included in the mixture in the range of 10 mol% or less, mixed metal oxide in the alumina carrier Method for producing a N 2 O decomposition catalyst added.
삭제delete
KR1020170172153A 2017-12-14 2017-12-14 Manufacturing method of decomposition catalyst for N2O abatement by adding mixed metal oxides in alumina support KR102016757B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170172153A KR102016757B1 (en) 2017-12-14 2017-12-14 Manufacturing method of decomposition catalyst for N2O abatement by adding mixed metal oxides in alumina support

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170172153A KR102016757B1 (en) 2017-12-14 2017-12-14 Manufacturing method of decomposition catalyst for N2O abatement by adding mixed metal oxides in alumina support

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190071266A KR20190071266A (en) 2019-06-24
KR102016757B1 true KR102016757B1 (en) 2019-09-02

Family

ID=67055813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170172153A KR102016757B1 (en) 2017-12-14 2017-12-14 Manufacturing method of decomposition catalyst for N2O abatement by adding mixed metal oxides in alumina support

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102016757B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102497527B1 (en) 2020-07-22 2023-02-08 (주)엔노피아 Simultaneous removal system of Perfluorinated Compounds and Nitrous Oxide
CN114146704A (en) * 2021-12-10 2022-03-08 北京华普蓝天环境科技有限公司 N decomposition in nitric acid oxidation furnace2Metal-formed catalyst of O and preparation method thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000317307A (en) * 1999-05-10 2000-11-21 Nippon Fine Gas Kk Catalyst for decomposing nitrous oxide and its using method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140369912A1 (en) * 2013-06-13 2014-12-18 Basf Corporation Integrated Supports for Emission Control Catalysts
KR101550289B1 (en) 2014-02-13 2015-09-07 한국에너지기술연구원 Simultaneous Removal Method of Nitrous Oxide and Nitrogen Monoxide from Exhausted Gas with Catalytic Reactior

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000317307A (en) * 1999-05-10 2000-11-21 Nippon Fine Gas Kk Catalyst for decomposing nitrous oxide and its using method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190071266A (en) 2019-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9555400B2 (en) Synergized PGM catalyst systems including platinum for TWC application
Casapu et al. Formation and stability of barium aluminate and cerate in NOx storage-reduction catalysts
US7956005B2 (en) Exhaust gas-purifying catalyst
US20140301931A1 (en) System and Method for Two and Three Way Mixed Metal Oxide ZPGM Catalyst
US20150148225A1 (en) Systems and Methods for Managing a Synergistic Relationship Between PGM and Copper-Manganese in a Three Way Catalyst Systems
KR20080031169A (en) Alumina-based perovskite catalysts and catalyst supports
EP2698197A1 (en) Exhaust gas-purifying catalyst
KR100870483B1 (en) Catalyst Carrier and Catalyst Using the Same
KR101483079B1 (en) Catalyst For Hydrocarbon Oxidation, Odor Removal And Its Preparation Method
KR102016757B1 (en) Manufacturing method of decomposition catalyst for N2O abatement by adding mixed metal oxides in alumina support
KR102301754B1 (en) Oxygen storage materials
EP2954950B1 (en) Catalyst for purifying nox occlusion reduction-type exhaust gas and exhaust gas purification method using said catalyst
EP2493594B1 (en) Oxygen adsorbent based on lanthanoide oxysulfate, method for producing it, and exhaust gas purifying catalyst containing it
EP2020262A1 (en) Exhaust gas purifying catalyst and method for producing same
US20060105908A1 (en) Catalyst for purifying exhaust gases and process for producing the same
EP3260199B1 (en) Catalyst for purification of exhaust gas and method for producing the catalyst
KR20150113643A (en) Manufacturing method of mixed metal oxides catalyst
KR101834271B1 (en) Development of low temperature VOC oxidation catalyst rival to PGM-based catalysts
JP2017503634A (en) Use of mixed oxides as oxygen storage components
KR101932338B1 (en) Method for Preparing a Palladium Catalyst Supported on Ceria-Zirconia-Alumina for Oxidation of Carbon Monoxide, Catalyst Prepared Therefrom, and Method for Oxidizing Carbon Monoxide Using the Same
JP6927590B2 (en) Highly heat-resistant composite oxide catalyst for exhaust gas purification and its manufacturing method
JP2011212626A (en) Catalyst for cleaning exhaust gas and method for manufacturing the same
KR101092358B1 (en) Low Temperature Catalyst for Combustion of Organic Compound, And Manufacturing Method thereof
KR100862272B1 (en) Catalyst for Removal of Carbon Monoxide and Preparation Method Thereof
KR20210109358A (en) Elimination Method of Chlorine in Inorganics Using Bases and Selective Catalytic Reduction(SCR) Catalysts Manufactured Thereby

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant