TW200936240A - Ammonia-decomposing catalyst, and method for treatment of ammonia-containing exhaust gas with the catalyst - Google Patents
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200936240 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種將氨分解成無錢之觸媒及含氨排氣 之處理方法。 【先前技術】 含氨排氣由於例如電子材料製造工業、肥料製造工業、 使用脫硝設備之工廠等產生源較多，多數具有惡臭，多數 ㈣人體有害’故而業界正謀求對其之處理。來自該等排 ® 线之排氣通常為如下組成：除氨以外，主成分為空氣， 此外亦含有1〜10容量。/。之水蒸汽。 作為與此完全不同之排出源的排氣，可列舉以水蒸汽為 主成分之含氨氣體。即，於污水處理等中開始採用氛氣提 製程，該製程中會大量排出含氨水蒸汽。對於處理該排氣 觸媒於水蒸汽濃度極高之氣體J裒境之基礎上，需要氨 分解活性較高，抑制氮氧化物之生成而將4轉化為說與 瘳 水、即氮選擇性較高，進而亦需要耐受對硫化水素之觸媒 毒的耐久性較高。 先前以來介紹有多種氨分解觸媒，並闡述了以下效果： 4分解率較高，不易產生NOx等氮氧化物副產物，不易引 八肢化〇物所致之觸媒劣化等。然而，若觀察該等觸媒 _解舌眭°平铷結果，則係使用水蒸汽濃度為2〜10容量0/0 -來》平價氨分解活性，而未觀察到對水蒸汽濃度更高 王署4立1 τ. 見之氣進行處理的例子。具體有如下之報告。 作為使伴隨排水處理而排出之氨以外的含有機氮化合物 136838.doc 200936240 之排氣進行接觸氧化而轉化成A、C〇2以及h2〇的觸媒， 報告有在二氧化鈦及/或二氧化鈦•二氧化梦上承載V〇2、 WO3、及鈀之觸媒（參照專利文獻。 作為含有如丙烯腈之有機氮化合物之排氣處理觸媒，介 紹有：以沸石或Ah〇3、Si〇2、Ti〇2、Zr〇2等金屬氧化物為 載體’而承載選自Fe、Cu、Ag、Co中之1種或2種以上而 成的觸媒，以高選擇率將丙烯腈轉化成n2(參照專利文獻 2)。 作為不使用貴金屬之觸媒，介紹有：在8丨〇2/八丨2〇3為1〇 以上之沸石上承載或混合有Μη之觸媒，即使在過量氧之 存在下，亦可一面抑制NO或Ν〇2之生成，一面將氨轉化成 Nd參照專利文獻3及4)。 又’關於限定於分解氨之觸媒，報告有以下技術。 作為氨分解觸媒’介紹有：在Ti〇2.Si〇2、或 Ti02_Si〇2，Zr02之複合氧化物上承載v、w、Mo中之任一 種、與貴金屬而成的觸媒’其分解活性較高、且由硫化合 物所致之活性降低較少（參照專利文獻5)。然而，使用水分 2%、NH3濃度50〜400 ppm、H2S濃度30 ppm之排氣時，該 觸媒僅表示出較高之初始活性結果，並未揭示出證明其耐 久性之資料。 有文獻介紹有在Ti〇2上承載V、W中之任一種、與Pt或lr 而成的氨分解觸媒，並揭示其對水蒸汽濃度為10%、NH3 濃度為10 ppm、S〇2濃度為100 ppm之排氣進行3000小時處 理後的氨分解率為88〜93%，且具有較高之耐久性（參照專 136838.doc 200936240 利文獻6)。 有文獻介紹有在沸石、γ_氧化銘 氧化鈦等上承載第 8族金/⑼等）而成之氨除去觸媒（參照專利文獻7)。該觸 媒在氧與氫氣共存下在常溫〜·。c下將氨除去，但尚不明 了其疋否為將NH3轉化成乂之觸媒。 有文獻介紹有在氧化紹、二氧化鈦或二氧切載體上，
將銅、銘、鐵、鉻、鎳、猛金屬或其氧化物、進而始金屬 類進行硫酸化之氨分解觸媒，並揭示藉由㈣化 分解活性與N2選擇性。然而，該觸媒僅表現出水分濃度為 2%時之初始活性（參照專利文獻8)。 本申請人發現，含有氧化鋼以及滞石、較好的是除該等 以外還含雜氧化物、或貴金屬，來作為以前新穎时有 機氮化合物或含氨排氣之處理觸媒組成的觸媒，其對氮化 合物之分解率較高’且氮選擇性亦較高，從而提出專利申 請（參照專利文獻9)。該觸媒係氨分解活性極高且乂產率 亦較高的優異觸媒》 然而’存在以下應解決之課題：與水蒸汽濃度為2〜1〇容 量％之含氨排氣相比，例如將水蒸汽濃度為2〇容量％以 上、進W0〜70容量％之排氣t的氨分解時，即便為相同 觸媒’氨分解率亦會降低、且長時間使用時活性會降低 等。 _ 另一方面，已知磷在接觸分解反應中會防止沸石之脫氧 化鋁現象（參照非專利文獻丨）。 [專利文獻1]日本專利特開2〇〇ι_293480號公報 136838.doc 200936240
❹ [專利文獻2]日本專利特開2〇〇4_58〇19號公報 [專利文獻3]曰本專利特開2〇〇7_21482號公報 [專利文獻4]日本專利特開2007-216082號公報 [專利文獻5]日本專利特開平7_289897號公報 [專利文獻6]日本專利特開平8_131832號公報 [專利文獻7]曰本專利特開平1〇_249165號公報 [專利文獻8]曰本專利特開平8_173766號公報 [專利文獻9]國際公開第2006/006702號手冊 [非專利文獻 1] J. Catalysis, vol. 248, pp29〜37 (2007) 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 因此’本發明之目的在於提供： (!)將氨分解，抑制ΝΟχ等氮氧化物之生成，將氨轉化 成Νζ，而使其無害化之觸媒； (2)以高效率將氣體中含有水蒸汽濃度為1〇容量％以 上、進^為20〜70容量％之高濃度水蒸汽的排氣中之氨分 解成氮之觸媒； (3)不僅具有初始活性’即使對含硫化合物之排氣進行 處理亦具有耐久性的觸媒。 若為將如上所述之水蒸汽濃度較高之排氣或含硫化合物 之排氣中之氨分解的觸媒，則勿庸置疑其對該等成分之濃 度更低的排氣，亦會發揮有效之作用。 [解決問題之技術手段] 而進行努力研究，從而 本發明者等為了實現上述目的 136838.doc 200936240 完成本發明。本發明之氨分解觸媒及 如下所述： 氣之處理方法 發明1 : 一種氨分解觸媒，其係 (a) 對含氨排氣進行處理之觸媒， (b) 含有氧化銅（成分丨） • 3)、及填(成分4)， 成刀2)、責金屬(成分 ⑷氧化銅含量相對於氧化銅與上述 罾 量份而為2〜40重量份， 4 1〇〇重 ⑷=量（m目對於氧化銅與彿石之重量 量％〜5重量％。 置 發明2 : 一種氨分解觸媒，其係 (a) 對含氨排氣進行處理之觸媒， (b) 含有氧化銅（成分丨） )那石（成分2)、貴金屬（成分 3)、磷（成分4)以及選自Ti〇2、ZrO、 霤 2 Zr〇2、Si02、及 Ce〇2.Zr〇 中之至少1種無機氧化物（成分5)， (c) 氧化鋼含量相對於氧化 孔化銅與上述沸石之總計100重 量份而為2〜40重量份，以及 ⑷填含量（p)相對於氧化鋼與彿石之重量和而為〇〇1重 量％〜5重量％。 發明3 : 種排氣處理方法’其包含使含氨排氣與上述觸媒接 觸’而將氨分解成氮之步驟。 136838.doc -10- 200936240 其他發明在下文中進行明確說明。 如以上所述，本發明之觸媒含有氧化鋼、沸石、貴金屬 以及碌。再者，如上述「先前技術」之項目中所述，在非 專利文獻1中已知攝在接觸分解反應中可防止沸石之脫氧 . 化鋁現象。 [發明之效果] 本發明之觸媒係如下之高活性且耐久性較高之氨分解觸 Φ 媒其在用於對尤其是如水蒸汽濃度為10〜70容量％之極 向的含氨排氣進行處理時，可長期保持高Μ%轉化率，可 極^產生ΝΟχ等氮氧化物副產物而轉化成n2。進而含有峨 之本發明之觸媒，與不含磷之觸媒相比，亦可見等氮 氧化物之生成降低之意料之外的效果。 【實施方式】 (術語之定義等） 本說明書所用術語之含義，只要無特別說明則如下所 ❿述： 分解率：表示與觸媒接觸前與接觸後之排氣中之氨濃度 的比率（％)。 Ν〇χ生成率及ΝζΟ生成率：表示與觸媒接觸後之排氣中 所生成的N〇x濃度或乂0濃度相對於接觸前之排氣中之氨 漢度的比率（°/〇)。 氮氧化物.係指^^(^與Ν2〇兩者，有時表示為Ν〇χ等。
Ns產率：表示自分解率減去與觸媒接觸後之排氣中Ν〇χ 等之生成率所得的數值。即為與觸媒接觸前之氨中轉化成 136838.doc 200936240 N22比例。 新觸媒：表示剛製備後或立即用於排氣處理之階段的觸 媒°將新觸媒之活性稱為初始活性。 使用觸媒：表示長期對排氣進行處理後之觸媒。在評價 . 時，測定觸媒之耐久性、使用觸媒之活性等。 以下詳細說明本發明之内容。 本發明之氨分解觸媒包含氧化銅（成分丨）、沸石（成分 參 )貝金屬（成分3)以及填（成分4)，較好的是進而含有
Ti02、Zr02、Si〇2、Ce〇2及 Ce〇2.Zr〇2 中之】種或 2 種無機 氧化物（成分5)而成之組合物，可成型為適合於排氣處理之 各種形狀而進行使用，亦可承載於各種形狀之載體（支持 體）上而進行使用。 氧化銅 本發明所使用之氧化銅(成分”係指含銅之氧化物包 括含銅複合氧化物，可列舉以通SCu〇x(〇 45$χ$丨七之 Φ 組成式表示之氧化鋼，典型的是^〇及ChO，包括
Hopcahte(銅錳氧化物）等以含銅複合氧化物之形式存在 氧化銅。 • 本發明之㈣巾的氧化鋼具有較高地維持分解活性以及 N2產率之作用’其含量相對於氧化銅與沸石之總計⑽重 量份為2〜4G重量份，更好的是重量份，尤其好的是 10〜30重#份。若氧化銅之比例未滿2重量份，則有Ν〇χ等 之生成增加，結果導致…產率降低之情形，另一方面，Χ若 氧化銅之比例超過40重量份，則相對的彿石之比例變少右 136838.doc -12· 200936240 分解率降低。 氧化銅係與以下所述之沸石及無機氧化物一起在觸媒中 均勻混合，在與其他成分之粒子的共存下，發揮觸媒作 用，因此，就與其他成分均句分散之方面而言，較好的是 ❹其平均粒徑為〇·1 μηι以上' 100 μηι以下之粒子。 作為使氧化銅包含在觸媒中之方法，特別好的是使用上 述氧化銅之固體粒子作為起始原料。作為另一方法，亦可 將含有含銅化合物、例如硫酸銅或乙酸銅等銅鹽之水 與其他觸媒成分混合，並含浸於觸媒中，在空氣環境下於 300〜繼。C下進行锻燒，藉此將銅鹽轉換成氧化銅，而使 其含有氧化銅。 沸石 至於本發明之觸媒，係將沸石粒子（成分2)與其他成分 混合而形成觸媒。本發明中可用之沸石可為天然品亦可為 合成品，作為天然品之沸石，可列舉：絲光沸石 © (m〇rdenite)、毛沸石（⑷㈣e)、鎂鈉針彿石（ferrierite)、 菱彿石（chabazite)。作為合成品，可列舉：乂型彿石、γ型 彿石、刪型彿石、㈣沸石。本發明中可用之沸石除了質 •子型师）外，亦可為錄離子或Na、K等驗金屬，Mg、ca 等驗土金屬，Fe等第8族金屬，Co等第9族金屬’犯等第1〇 族金屬中之任一金屬置換型’可使用該等之㈣多種以 ^之混合物。本發明中所使用之沸石為了在與其他成分丘 存下發揮觸媒作用，就均勾分散方面而言，較好的是_ 均粒控為0.1 μηι以上、1〇〇μηι以下之粒子。 136838.doc •13- 200936240 貴金屬 作為本發明中所使用之貴金屬（成分3),可列舉·· Pt、
Rh、Ir、該等之合金的丨種或2種以上。該等貴金 屬中’ Pt對分解活性及…產率之提昇的效果較大，故而尤 佳。
至於觸媒中之貴金屬元素的含量，就發揮氨之分解反應 方面而β ’相對於氧化銅與彿石之重量和較好的是⑺重量 ΡΡ二以上、5_重量Ppm以下。於氨含量為1〇容量卿^容 量％、水蒸汽濃度為!容量％〜10容量％之排氣處理中就 氨刀解率、N0jN20之生成率之抑制、觸媒成本之抑制 方面而言，較好的是貴金屬含量為10重量ppm〜1000重量 p—pm之範圍。於氨含量為卜5容量％及水蒸汽濃度為1〇, 容量％、其中為20〜70容量％、尤其是為30〜70容量％之排 軋處理中，就提昇氨分解率方面而言，貴金屬含量較好的 是100重量ppm〜5000重量ppm，更好的是500重量ppm〜5〇〇〇 重量ppm之範圍。其原因在於：若未滿上述貴金屬含量， 則有分解率不充分，未分解之氨增加之情形；另一方面， 若超過上述含量，則有亦無法期待與成本相稱之活性提昇 之情形。因此，根據所處理之排氣的性狀、反應條件及所 使用之時間（耐久性），來確定貴金屬含量即可。 (含有貴金屬之方法） 作為使觸媒中含有貴金屬之方法，例示有： (i)使貴金屬鹽之水溶液含浸氧化銅及沸石之粒子混合 物的方法。 136838.doc 14· 200936240 (ii)在含有兩成分之漿料中添加貴金屬鹽之方法。 (Hi)預先製作承載有貴金屬之氧化銅或沸石粒子，再將 其與其他成分混合之方法。 (iv)預先製作承載有責金屬之無機氧化物粒子、例如承 載有鉑之Ti〇2粒子（以下將其表示為pt/Ti〇2。），再將其與 其他成分混合之方法^
於本發明之氨分解觸媒中，與上述⑴〜㈣之方法相 比，（iv)方法中所得之觸媒的活性及耐久性優異故而尤 佳。因此，使用 Pt/Ti02、Pt/ZrC>2、pd/Tic>2、Pd/Z02、
Pt/Ce〇2.Zr〇2等承載有貴金屬之無機氧化物粒子，對觸媒 之耐久性的提昇尤其有效。 ' 磷 在本發明之氨分解觸媒中，含有氧化銅、彿石、貴金屬 元素’並且含有麟(成分4)，鱗(成分4)之量係以氧化銅與 沸石之重量和為基準，而選自元素狀磷(P)為0.01重量％以 上、較好的是〇.〇5重量％以上、1〇重量％以下、較好的是5 ㈣以下之範圍。考慮排氣之組成即氨濃度、硫化合物 之含量、水蒸汽濃度等’以及處理條件即所處理之溫 觸媒之㈣時料而確定磷含量即可，若含量過低^有 :久昇之效果不充分之情形，另一方面，若磷含量過 咼’則有初始活性降低之情形。 含氨排氣根據排出源而有所不同，但大體上 含有硫化合物，進而係大量地含有水蒸汽之排氣，^於= 環境氣體下於反應溫度下長期使用’則容易引起因劣化^ 136838.doc 200936240 致之活性降低，利用本發明之含磷觸媒會產生以下特別顯 著之效果：不易引起活性降低，保持長期之分解活性性 能，保持較高之N2產率。含有磷進而亦可有效地防止對含 有硫化氫、噻吩、硫化物等硫化合物之氨排氣進行處理時 的活性降低。進而含有磷之本發明之觸媒可見如下效果： 新觸媒與使用觸媒之氨之分解率均較高，並且可使1^(^等 副產物之產生減少。 (磷之含有方法） @ 為了使觸媒中含有磷，可採用下述任一方法： (i) 預先製備利用磷化合物預先對氧化銅、彿石或後述 無機氧化物中任意1種或2種以上之成分進行處理而成的粒 子’再將其進行混合，藉此製備觸媒組合物之方法； (ii) 在將各觸媒成分混合而成之漿料中添加磷化合物， 再將該漿料塗佈於支持體上，然後進行加熱處理之方法； (iii) 將不含鱗之觸媒組合物塗佈於支持體等上，而製作 • 觸媒層，然後使含磷之水溶液含浸該觸媒層，繼而進行力〇 熱處理之方法； 該等之中特別是（iii)之方法對对久性的提昇較為有效。 為了含有填而使用之含填化合物可例示：鱗酸 (H3P04)、偏磷酸、磷酸二氫銨（NH4H2P〇4)、磷酸氫二錢 ((NH4)2HP〇4)等水溶性磷酸，該等之Na、K或銨鹽之類的 無機鹽，或有機酸酯。 將該等磷化合物之水溶液含浸在沸石或無機氧化物等觸 媒成分或觸媒中，在常溫〜i50°C下將其乾燥，繼而在 136838.doc • 16- 200936240 500〜600°C下進行煅燒’藉此可製成含磷之觸媒。 無機氧化物
在本發明之觸媒中，含有氧化銅（成分1)、沸石（成分 2)、貴金屬（成分3)、及磷（成分4)，並且含有選自二氧化 鈦（Τι02)、氧化鍅（Zr〇2)、二氧化矽（si〇2)、及二氧化鈽 氧化锆之複合氧化物或固溶體（以Ce〇2.Zr〇2表示、: Zr〇2莫耳比為n3〜3:1)中之至少1種無機氧化物（成分y， 此情況對責金屬之作用即分解活性之提昇、特別是長期使 用中的分解活性之持續性提昇特別有效。丨中特別是 及Zr〇2會使長期使用中的分解活性之持續效果優異。至於 :無機氧化物在觸媒中之含4，相對於氧化銅與沸石之重 里和100重量份而為丨〜％重量份，較好的是5〜4〇重量份， ^好的是1G〜4G重量份。若含量超過50重量份，則其他成 分之含量之比例會相對降低’從而分解活性降低，又，若 未滿1重量份，則無法發揮效果。 特別有效的疋如上所述，在觸媒中以承載貴金屬之狀態 含有該無機氧化物。例如預先準備預先在Ti〇2粒子上承載 相對於Ti〇2而為i 00重量ppm〜5重量％ppm之pt而成的丁办 :子(將其表示為Pt/Ti〇2。），並將該粒子與其他成分混 口，藉此可製備含有貴金屬以及無機氧化物之觸媒組合 >至於本發明中所使用之無機氧化物粒子之尺寸，為了有 效發揮觸媒組合物中之貴金眉 一、 T之貝金屬成分之功能，較好的是平均 粒徑為0.1 μηι以上、100 μηι以下之粒子。 136838.doc 200936240 本發明中所用之Ti〇2可用於製備脫硝觸媒等排氣處理觸 媒等。即，較好的是BET比表面積為5〜2〇〇 m2/g，更好的 是 10〜150 m2/g。
作為本發明中所使用之&〇2,單斜晶系、正方晶系、立 方晶系均可，較好地可利用通常市售之Zr〇2粉末、特別是 比表而積為10 m2/g以上之多孔粉末。又，亦可利用複合系 之 ΖΓ〇2、例如 Zr〇2.nCe〇2、Zr〇2.nSi〇2、Zr〇2 π㈣此 處’ η約為0.25〜0.75)等。本發明中所使用之_2包括具有 沸石結構之高矽沸石、例如絲光沸石。 (觸媒之製備、成形） 本發明之觸媒組合物可為粉體狀，亦可為聚料狀。又， 在實用中通常製成粒狀等成形粒子而使用，或者以承載於 蜂寓狀載體等支持體之公知的排氣處理觸媒形態而使用。 以下，以蜂窩狀觸媒為例對製備方法進行說明。 在水中添加氧化銅粒子、沸石粒子、貴金屬化合物及鱗 化合物，並視需要添加黏合劑而製作漿料。作為另一態 樣’如已述預先另外製備承載有貴金屬之無機氧化物: 子，可將該承載粒子添加至上述聚料中。χ，碟化合物如 已述’可預先成蜂窩承載不含鱗化合物之觸媒層，然後含 浸鱗化合物水溶液。具體而t ’係藉由包括薄塗或浸塗之 公知方法將含有該觸媒組合物之漿料塗佈於例如蜂寫狀支 持體上’繼而於1()〇〜15(rc下進行乾燥，進而於则〜鮮C 下進仃1〜10小時之煅燒處理。使含磷化合物之溶液含浸以 上述方式而獲得之成形觸媒’並可在相同條件下再次進行 136838.doc -18· 200936240 乾燥以及锻燒。 所使用之支持體之形狀並無特別限定，較好的是氣體流 通時所產生之差壓較小、且與氣體之接觸面積較大的形 狀。較好的形狀包括：蜂窩狀、片狀、網格狀、纖維狀、 • 管狀、滤紙狀。支持體之材質並無特別限定，可列舉：堇 冑石、氧隸等公知之觸媒載體，碳纖維，金屬纖維，玻 璃纖維’陶瓷纖維，鈦、鋁、不鏽鋼等金屬。 為了將本發明之觸媒成形或承載於支持體上，可適當混 合無機黏合劑或有機黏合劑而使用。作為無機黏合劑之具 體例，可列舉：膠體二氧化石夕、二氧化石夕溶膝、氧化銘溶 膠、矽酸溶膠、二氧化鈦溶膠、水鋁土、白土、高嶺土、 海泡石（sepiolite)。 含氨排氣之處理方法 繼而，以下對排氣之處理方法進行說明。 作為使用本發明之氨分解觸媒之含氨排氣，並無特別限 Φ 冑’例如可列舉··來自半導體工場等各工場之含氨排氣， 焦炭爐排氣，來自排煙脫硝製程之茂漏含氨氣體，由對污 水處理場、污泥處理設施等之含氨排水之汽提所產生排出 之排氣。 . 可應用本發明之含氨氣體之氨濃度例如為10容量ppm〜5 合量％。使含氨氣體以及空氣與本發明之觸媒接觸，將氨 轉化成無害之氮以及水，而進行氧化分解。該氧化分解溫 度根據排氣中之性狀（水蒸汽濃度或氨漠度）、反應條件（溫 度、空間速度）、觸媒劣化程度等而適當決定，較好的是 136838.doc -19- 200936240 選自通常為20G〜5啊、較好的是25G〜45Gt之溫度範圍。 考慮到氣體之性質（氨濃度或水蒸汽漠度）或氨分解率之 目標值等’處理對象排氣相對於觸媒之空間速度（sv)自 100〜100000 hr-1之範圍進行適當選擇即可。 較好的是將供給至觸媒反應器之氣體中的氨濃度調整為 3容量％以下’較好的是2容量％以下。若氨濃度超過3容量 %，則因反應所致之發熱’觸媒層之溫度會過度上升而容 易引起觸媒劣化。
又’在對不含充分的分解反應所必需之氧的排氣進行處 理時’在觸媒反應器之入口，自外部混入空氣或含氧之氣 體而使氧量/理論必需氧量比達到1G3〜⑽較好的是 P可此處，理淪必需氧量係根據式（丨）而得之化 學計量氧量，反應器之入口氨濃度為10容量％時，氧濃度 為〇·77〜7·5容量％ ’較好的是0.83〜3.8容量％。 4NH3+302 —6H2〇+2N2 · . ·⑴ 以下，介紹污水處理場排氣之例子。 利用脫水機對污水處理場之污泥進行脫水，並藉由蒸館 汉備對所產生之排水進行蒸餾。若需要則進而設置自外部 人入蒸π或蒸汽與氮’以促進水分及氨蒸發的分離裝置。 利用分離槽將含有藉由蒸館而分離之氨的水蒸汽分離為水 與乱，在回收排熱後，將含有高濃度水分以及氨之蒸汽 (β含氨#^氣）導入至觸媒反應裝置中，$外自外部導入必需 量之空氣，與觸媒接觸而將氨分解成氮與水蒸汽，而進行 無害化處理°肖製程之概要例如在專利文獻日本特開 136838.doc 200936240 2〇〇2-28637號公報中作了介紹。 /Γ之觸媒可較好地用於處理來自活性污泥處理之排 =排氣係利用觸媒並具有過於苛刻之組成：水細 ::二0容量％、硫化合物之S成分為10〜重量ppm、 氰為100谷量ppm〜3容量 具餘0卩分為虱。即本發明之觸 媒發揮特別有效之彳七Μ > 用的排氣，除了氨以外，實質上係以 水泰以及說為主體名 产“ 體之氧體。進而，對含有硫化合物之排
⑨特別好的是使用本發明之觸媒。由上述活 性污泥處理所排出之姑g 出之排虱為一例，但當然並不限定於此， 該等以外，當然亦可用 * 、 二氧為主成分之通常的含氨排 氣處理。 [實施例] , 以下’基於實施例對本發明進行詳細說明。但本發明並 不限定於該等實施例。 觸媒之製備 <承载有貴金屬之無機氧化物粒子之製備> <Pt(0.7)/Ti〇2粒子及 Pt(2」）/Ti〇2fe 子 > 在蒸發皿中，向二硝基二胺鉑之水溶液(Pt濃度：4.5重 量。/。)添加Ti〇2粉末(MiUennium公司製造、平均粒徑：i哗、 表面積.60 m /g)，充分含浸後，在溫度80〜90°C下 -面授拌-面使水分蒸發，並進行乾燥，然後，進而在乾 燥機中加熱至15(TC ’並將所得粉末在空氣中、戰之溫 度下緞燒1小時’而獲得承載有〇·7重量％之以(金屬成分)的 Τι〇2粒子（將其表示為Pt(0.7)/Ti〇2。）。 136838.doc 21 200936240 藉由相同之方法獲得承載有2.1重詈。/ 里重/〇之鉑的Ti02粒子 (Pt(2.1)/Ti02)。 <Pt(0.7)/ZrO2> 使用Zr〇2粒子（Millennium公司製造、平均粒徑：i㈣、 BET比表面積：H)0 mVg)，藉由相同之操作而獲得承載 有 0.7 重量。/〇之鉑的 Zr02粒子（pt(〇.7)/Zr〇2)。 <Pd(3.5)/Ti02> 於硝酸鈀之水溶液（Pd濃度：10重量％)中添加上述Ti〇2 θ 粉末，藉由相同之操作，而獲得承載有35重量。乂之以的
Ti02粒子（Ρ(Κ3.5)/Ή02)。 <Pt(0.35)/SiO2> 於二硝基二胺鉑水溶液中添加二氧化矽粉末（日產化學 公司製造、CARIACT 10、平均粒子徑：1〇 _)，藉由相 同之操作’而獲得承載有0.35 wt%之Pt的二氧化矽粒子 (Pt(0.35)/SiO2)。 <Pd(5.0)/Al2O3>
P 於硝酸纪之水溶液（Pd濃度：10重量％)中添加八12〇3粉 末’藉由與Pt(0.7)/Ti〇2粒子相同之操作，而獲得承載有 5.0重量 ％之 Pd的 Al2〇3粒子（Pd(5.0)/Al2O3；)。 <Pt(2.1)/Ce〇2-Zr02> 使用CeOyZrO2複合氧化物（第一希元素公司製造、Ce: Zr莫耳比4 : 6、平均粒徑：1 pm、BET比表面積：77 m2/g)以及二硝基二胺銘水溶液，藉由相同之操作，而獲 得承載2.1 重量 ％2Pt的 Ce02.Zr02粒子(Pt(2.1 )/Ce02.Zr02)。 136838.doc -22· 200936240 <Pd(5)/Mor> 使用H型絲光沸石（東曹（Tosoh)製造：Si〇2/Al2〇3莫耳比 1 8)以及硝酸鈀之水溶液’藉由相同之操作，而獲得承栽 有5重量％之Pd的絲光沸石粒子（Pd(5)/Mor)。 <觸媒之製備> 以下’對實施例及比較例之觸媒的製備方法進行說明。 再者，將所得各觸媒之組成匯總示於表1。 觸媒E-1及觸媒C-1之製備 <觸媒C-l> 於去離子水68 g中添加Η型絲光沸石（東曹製造： Si〇2/Al2〇3莫耳比為IS、下述表1中以「（M〇r.)表示」1 〇5 g、氧化銅粉末（Chemirite製造）18 g及上述Pt(0.7)/Ti〇j4 子1 8 g ’並添加作為黏合劑的二氧化矽溶膠（日產化學公司 製造、含有20重量％之Si〇2)l 87 g’充分授拌而製作觸媒 漿料。繼而’於菫青石製之蜂窩載體（微孔數：2〇〇微孔/平 方英吋、長50 mmx寬50 mmX高50 mm、容積：0.125 L) 上，藉由薄塗法塗佈觸媒漿料，於15〇°C下乾燥2小時，於 500°C下煅燒1小時’而獲得每1 L蜂窩承載有120 g觸媒層 之觸媒C-1。 〈觸媒E-1 a> 將上述觸媒C-1浸潰於磷酸水溶液（p濃度為2.2重量％) 中’使麟酸水溶液滲入觸媒層中後再取出，吹空氣將附著 於觸媒層之外部的溶液去除後，進行稱量，以觸媒層中之 磷酸溶液的吸水量達到每丨L蜂窩為135 g的方式，視需要 136838.doc -23- 200936240 重複該操作，而使其含浸填酸°繼而於150°c下乾燥2小 時，繼而利用馬弗爐在空氣環境下’於500°C下锻燒1小 時，而獲得鱗含量之元素（P)為3.〇重量％的觸媒E-la(本發 明之觸媒）。 <觸媒E-lb> 除了使用上述Pt(〇.〇7)/Ti〇2粒子代替Pt(〇.7)/Ti02粒子以 外，以與觸媒C-1之製備條件相同之條件，製備蜂窩型觸 媒，繼而將該觸媒浸潰於填酸水溶液（P濃度為〇.7重量％) 中’另外以與觸媒E-la相同之方法進行處理，而獲得填含 量（P)為1.0重量％的觸媒E-lb(本發明之觸媒）。 <觸媒C-2> 除了使用ZSM-5沸石（SiOVAhO3莫耳比為38)代替H型絲 光沸石以外，以與觸媒c-1相同之方法製備觸媒c_2。 <觸媒E-2>
除了使用磷酸水溶液（P濃度為Q.7 wt%)以外，以與觸媒 E-lb相同之方法對觸媒c_2進行磷酸處理 為1.0%的觸媒E_2(本發明之觸媒）。 <觸媒C-3> 而獲得含磷（P) 2粒子以 除了使用上述_._〇2粒子代替pt(〇7)/Ti〇 外’以與觸媒C·1相同之方法獲得觸媒C_3。 <觸媒E-3> M興觸媒E-lb相 獲得含物為觸媒 <觸媒C-4> 觸媒）。 136838.doc •24- 200936240 除了使用上述Pt(〇.7)/Zr02粒子代替pt(〇 7)/TiQ2粒子以 外，以與觸媒C-1相同之方法製備觸媒c_4。 <觸媒E-4> 以與觸媒E-1 b相同之方法對觸媒C-4進行構酸處理，而 製備含填（P)為1.0%的觸媒E-4(本發明之觸媒）。 <觸媒C-5> 使用於去離子水68 g中混合上述η型絲光沸石117 g、氧 化銅粉末6 g及上述Pt(0.7)/Ti〇2粒子18 g及上述二氧化碎溶 @ 膠187 g而製作的觸媒漿料，以與觸媒c—丨相同之方法獲得 觸媒C-5。 <觸媒E-5> 使用觸媒C-5，以與觸媒E-lb相同之方法進行磷酸處 理’而製備含磷（P)為1.0重量％的觸媒E-5(本發明之觸 媒）。 <觸媒E-6> 除了使用上述Η型絲光沸石87 g、上述氧化銅粉末％ g 及上述Pt(0.7)/Ti〇2粒子36 g以外’以與觸媒C-1及觸媒e_ lb相同之方法獲得含磷（P)為1.0%的觸媒E_6(本發明之觸 媒）。 <觸媒E-7> 於去離子水68.5 g中添加Η型絲光沸石87 g、氧化銅36 g、 二硝基二胺鉑水溶液（Pt濃度2.0°/。)3 g及作為黏合劑的二氧 化石夕溶膠（含有2 0 %之二氧化石夕），進行充分授拌而製作聚 料。以與觸媒C-1相同之方法將該漿料承载為蜂寫狀。繼 136838.doc -25- 200936240 而以與觸媒E_lb相同之方法進行磷酸處理， 為1.0 wt%的鱗媒E-7(本發明之觸媒）。如 ’備含磷（P) E-7係不含無機氧化物’且將p 所7^ ’該觸媒 <觸媒〇6> 傷者。 於去離子水68.7 g令添加H型絲光沸石 .
Si02/Al203 = 18)123 g、上述Pi(〇.7)/Ti〇2粒子 u ,造. 氧切溶膠187 g，進行充分授掉而製作聚料二= C-1相同之方法利用該漿料獲得觸媒c_6 ,、觸媒 叫目同之方法而獲得含磷（1>)為1%的觸媒c心觸媒C6 _ 不含氧化銅之觸媒。 、係 <觸媒E-8> 除了使用_.35卿2粒子18g代替Pt(〇7)/Ti〇2粒子Μ ^外’將以與觸媒CM相同之條件而製作的漿料承載為蜂 寓狀。繼而以與觸媒E-lb相同之方法製備觸媒e_8(本發明 之觸媒）。 ❿ <觸媒X> 於去離子水233 g中添加市售之脫硝觸媒(觸媒化成公司 製造、刪-5)(藉由研缽將其製成粉末、採集6〇網篩下 者。）131 g，添加上述以（〇 7)/Ti〇2粒子i8 5 g，並添加二 氧化石夕溶膠黏合劑117 g，進行充分_而製作漿料，Z 與觸媒C-1相同之方法利用該漿料製備觸媒χ。 <觸媒Υ> 於γ-氧化鋁粉（Nikki_Universai(股）製造、粒徑：5〇〜1〇〇 μηι、比表面積150 m2/g)中添加二硝基二胺鉑硝酸水溶液 136838.doc -26- 200936240 (田中貴金屬製造）使Pd以重量比例計達到5.0%，並蒸發乾 固後，於500°C下煅燒2小時而獲得Pt(5.0)/Al2O3粒子。 將該200 g之Pt(5.0)/Al2O3粒子及50 g水鋁土進行混合， 於其中添加60°/。硝酸25 g、離子交換水725 g而製成漿料。 將其薄塗於成形支持體上，用壓縮空氣吹散其餘漿料，藉 由乾燥器於150°C下將其乾燥3小時，再於500°C下煅燒2小 時，而獲得含Pd為2.0%的觸媒Y。 [表1] ® 表1 觸媒名 觸媒組成 氧化銅 〉弗石 貴金J 1 無機氧化i 勿 磷 觸媒E-la 15 Mor” 85 Pt 0.1 Ti〇2 15 3 觸媒E-lb 15 Mor,， 85 Pt 0.01 Ti02 15 1 觸媒E-2 15 MFI. 85 Pt 0.1 Ti02 15 1 觸媒E-3 15 Mor” 85 Pd 0.5 Ti〇2 15 1 觸媒E-4 15 Mor·， 85 Pt 0.1 Zr02 15 1 觸媒E-5 5 Mor.， 95 Pt 0.1 Ti02 15 1 觸媒E-6 30 Mor·， 70 Pt 0.2 Ti02 30 1 觸媒E-7 15 Mor” 85 Pt 註1 0.05 木氺氺 0 1 觸媒E-8 15 Mor·, 85 Pt 0.05 Si02 0 1 觸媒C-1 15 Mor·， 85 Pt 0.1 Ti02 15 0 觸媒C-2 15 MFI. 85 Pt 0.1 Ti02 15 0 觸媒C-3 15 Mor., 85 Pd 0.5 Ti02 15 0 觸媒C-4 15 Mor·， 85 Pt 0.1 Zr02 15 0 觸媒C-5 5 Mor., 95 Pt 0.1 Ti02 15 0 觸媒C-6 0 Mor., 100 Pt 0.1 Ti02 15 1 觸媒X V-W Pt 0.1 Ti02 100 0 觸媒Y Pd 2.0 Al2〇3 100 0 註1 :於漿料中添加Pt化合物而進行承載 <活性評價試驗> 自上述各蜂窩型觸媒採集圓柱狀（直徑21 mm、長度50 mm) 之蜂窩型觸媒，將其填充至流通式反應裝置中，藉由表2 136838.doc -27- 200936240 所示之評價條件1或評價條件2對氨分解活性進行評價。 [表2] 表2活性評價條件 評價條件1 評價條件2 試驗裝置 流通式反應裝置 供試氣體之組成 供試氣體1 供試氣體2 νη3 5000 ppm 10,000 ppm 水蒸汽 2容量％ 50容量％ 氧 10容量％ 2容量％ 氮 剩餘部分 剩餘部分 反應條件 觸媒 蜂窩之尺寸：直徑21 mmx長度50 mm 反應溫度 300°C ' 350〇C ' 400°C 空間速度、SV 10,000 hr-1
<氣體分析方法> 氨：氣相層析法（TCD檢測器） NOx : Chemiluminescence(化學發光式）分析裝置 N20 :氣相層析法（TCD檢測器） <計算> NH3分解率（％) : 100-{(出口 NH3濃度）/(入口 NH3濃 Q 度)xl〇〇} NOx生成率（％):(出口 NOx濃度）/(入口 NOx濃度）xl00 Ν20生成率（％) : {(出口 Ν20濃度）χ2/(入口 ΝΗ3濃度）}Μ00 • Ν2產率: 100-{(100-ΝΗ3分解率）+ΝΟχ生成率+Ν20生成 率} <耐久試驗〉 在污水處理場之活性污泥排水之處理設備（含氨之水的 汽提設備）的觸媒反應器中填充本發明之觸媒，如以下所 述，進行約1年時間的實際排氣處理，藉此實施耐久試 136838.doc -28- 200936240 驗。 在上述觸媒反應器中裝填總計1648個市售之氨分解觸媒 (1個蜂窩之尺寸：長150 mm、寬150 mm、高50 mm，容 積：1·1 L)，而形成總容積為190 L之觸媒層。 於本實施例之耐久性試驗中，將觸媒之一部分置換成本 發明之觸媒及比較例之觸媒（上述尺寸的蜂窩狀觸媒），並 裝填至觸媒反應器中，藉由表3所示之污水處理場排氣之 組成及設備運轉條件，進行5000小時之耐久試驗。再者， ® 在本耐久試驗中，使用1.1 L之蓳青石製蜂窩狀載體代替上 述0.1 25 L之莖青石製蜂窩狀載體，各觸媒之原料成分係利 用使用與蜂窩之容積成比例之量，並根據上述各觸媒之製 備條件而製作的1 · 1 L之蜂窩狀觸媒。 [表3] 表3污水處理場排氣處理條件 處理氣體之組成 水蒸汽 平均、50容量％ 氨 平均、1容量％ 氧(自外部供給） 平均、2容量％ 硫化氫 平均、100 ppm 氮 剩餘部分 運轉條件 排氣之處理量 每小時270000 L 反應溫度 350〇C 空間速度、SV 10000 hr·1 處理時間 1800小時、5000小時 於耐久性評價中，將所填充之2個觸媒塊在處理1 800小 時及5000小時之時刻各抽出1個，藉由表2所示之評價條件 進行活性評價，並調查耐久性。 測定結果 136838.doc -29- 200936240 <參考例1>排氣中之水蒸汽而對分解活性所造成的影響 使·用觸媒E-lb，藉由表2所示之評價條件1及評價條件 2 ’進行氨分解試驗。結果示於表4。 [表4] 表4 觸媒E-lb *干價條件 溫度、。c NH3分解率、 % ^^^生成率、 % N2〇生成率、 % N2產率、 % 條件1 300 "45 0.2 1.3 43.5 350 1〇〇 0 1.6 98.4 400 "Too 〇 3 2 〇6 4 ~~ 條件2 300 0 0 4.5 350 400 ~63~~~- 0 0 63 98.5 0.2 0.4 97.9
說明 觸媒E-lb在評價條件1、於350〇C下之NH3分解率為 在條件2下表現出63%之活性。即，可認為水蒸汽 漢度較高之排氣處理與水蒸汽濃度較低之排氣處理相:匕， 需要高活性之觸媒。 <參考例2> 觸媒X及觸媒Y與先前作為氨分解觸媒而介紹之觸媒類 7將觸媒x及觸媒γ裝填至污水處理場排氣處理設備 _藉二表2所不之條件2測定處理1800小時後之觸媒的活 性（耐久性），結果示於表5A及表5B。 136838.doc 200936240 [表 5A] 表5A 觸媒X之活性 觸媒X 溫度、°C nh3分解率、 NOx生成率、 N2〇生成率、 N2產率、 % % % % 新觸媒 300 7 0 0.5 6.5 350 93.4 1.7 16.6 75.1 400 100 2.5 15.4 82.1 處理1800 300 4.4 0 0 4.4 小時後 350 23.1 0 0.3 22.8 400 40.8 0.1 0.7 40 [表 5B] ❹ 表5B 觸媒Y之活性 觸媒Y 溫度、°c nh3分解率、 成率、 ν2ο生成率、 Ν2產率、 % % % % 新觸媒 300 100 6 27.3 66.7 350 100 21.3 40.3 38.4 400 100 40.4 39 20.6 處理1800 300 95.5 0.4 7.6 87.4 小時後 350 99.9 4.4 16.7 78.8 400 100 18.4 14.3 67.3 說明 〇 使用觸媒X之結果表示如下：NH3分解率較高為 93.40/〇(@ 350°C )，但N20之生成率較高為16.6%，因此N2產 率較低為75.1%。又，在處理1800小時後，分解率大幅度 • 降低至23.1%(@ 350°C)。（參照表5A、圖3及圖4) 觸媒Y係氨分解率為1 〇〇%，就分解活性方面而言，具有 優異之耐久性，但NOx等之生成率較高，結果乂產率較低 之觸媒，而不適於本發明之目的。（參照表5B、圖3及圖4) 〈實施例1> 136838.doc -31 - 200936240 將觸媒C-1(比較例）及觸媒E-l(本發明之觸媒）的初始活 性及财久性評價結果、以及藉由表2所示之評價條件2所測 定的結果示於表6A(比較例之觸媒C-1)及表6B(實施例之觸 媒 E-la)。 [表 6A] 表6A 觸媒C-1之活性 比較例：觸媒< ------- 溫度、°c NH3分解率、 % NOx生成率、 % N2〇生成率、 % n2產率、 % 新觸媒 300 100.0 T4 一―~~ ------— 3.3 ος ^ 350 100.0 2.3 To Q4 7 400 100.0 4.1 ΤΊ ~ 91.8 處理1800 小時後 300 4.0 Α Λ ~~~ V/^Lf 0.0 4 350 4.1 0.0 " - 0.0 A 1 400 14.2 0.1 0.0 ΛΛ 1 處理5000 小時後 300 10.1 0.0 ~αο ————~~ ln.1 10.1 350 10.2 u.u 0.0 in 9 400 21.1 0.0 ' "αδ ~~~~ 21.1 •丨一- [表 6B] 表6B 觸媒E-la之活性 實施例：觸媒E-fi ' 溫度、°C NH3分解率 % N〇x生成率、 % N2〇生成率、 % 新觸媒 表理1800 小時後 處理500石 小時後
說明： <觸媒C-1之活性> 136838.doc -32· 200936240 參照表6Α、圖1、圖3及圖4 : (初始活性）ΝΗ3分解率在300〜400°C下發揮出100%之活 性。 (耐久性）藉由實用設備使用1800小時後，nh3分解率降 低至 4.1%(@350。〇、14.2%(@400。〇。 〈觸媒E -1 a之活性> 參照表6B、圖2、圖3及圖4參照：
Φ (初始活性）ΝΑ分解率較高為^(^(^ 350¾及400t)， NO等之生成率較小，結果n2產率較高為94〜95%，而表現 出優異之活性。 (耐久性）藉由實用設備對水蒸汽濃度為5〇容量。/(>之含氨 排氣進行長時間處理後，NH3分解率在350。(：下亦維持較高 為100%(@ 1800小時後）之活性。即與觸媒相比，含p之 觸媒E-1 a即使在過於苛刻之條件下使用，活性之降低亦極 少’並發揮出較高之耐久性。 (NOj^NA之生成率） 含磷之觸媒E-la與不含磷之觸媒相比，分解率如以 下所示，可見到NOx&N2〇之生成率（以Ν〇χ與N2〇之總計表 示）減少之效果。 35〇°C_40Q°c 觸媒E-1 a : 觸媒C-1 : 〈實施例2> 4·5% 5.5% 5·3% 8.2% 對於不含磷之觸媒以及含磷之觸媒，藉由表2所示之評 136838.doc -33- 200936240 價條件2評價初始活性以及處理1800小時後之活性，結果 示於表7。 [表7] 表7 活性(註1) 觸媒名 是否含磷 除磷以外之觸媒組成(註2) 新觸媒 處理1800 @350〇C 小時後 @350〇C 觸媒C-2 無 CuO(15)、ZSM-5(85)、 100 氺氺氺 (比較例） Pt(O.l)' Ti02(15) 6.5 (註3) 觸媒Ε-2 有 100 100 (實施例） 4.9 3.9 觸媒C-3 無 CuO(15)、Mor.(85)、 100 52 (比較例） Pt(0.5)、Ti02(15) 1.6 0.2 觸媒Ε-3 有 100 92.5 (實施例） 2.1 1.6 觸媒C-4 無 CuO (15)、Mor.(85)、 100 35.9 (比較例） Pt(O.l)、Zr02(15) 19.9 0.3 觸媒Ε-4 有 100 95 (實施例） 13.8 5.9 觸媒C-5 無 CuO (5)、Mor.(95)、 100 氺氺氺 (比較例） Pt(0.1)、Ti02(15) 17.7 觸媒Ε-5 有 100 氺氺氺 (實施例） 11.6 觸媒C-6 有 CuO (0)、Mor.(100)、 100 氺氺氺 (比較例） Pt(0.1)、Ti02(15) 48.5 觸媒Ε-6 有 CuO (30)、Mor.(70)、 100 氺氺木 (實施例） Pt(0.2)、TiO2(30) 4.3 ❹ 註1 :上欄：分解率(％);下攔：NOx與N20之生成率總計(％) 註2 : Mor.表示絲光沸石。 註3 : *表示由於未實施耐久試驗故而無測定值。 - 說明： (1) 不含磷之觸媒（例如觸媒C-3及觸媒C-4)雖然初始活 性較高，但使用1 800小時後之分解活性大幅度降低。 (2) 相對於此，含磷之本發明之觸媒（例如觸媒Ε-3、觸 136838.doc -34- 200936240 媒E-4)之初始活性較高，且處理1 800小時後分解率之降低 亦極少，並持續較高活性。 (3) 不含氧化銅之觸媒C-6雖然氨分解率較高，但^^(^等 (特別是N2〇)之生成率較高，因此N2之產率較低，而無法 實現本發明之目的。 (4) 整體而言，含磷之觸媒（例如觸媒E-2)與不含磷之觸 媒（例如觸媒C-2)相比，^^(^及N20之生成率較低，且結果 N2產率較高。 @ <實施例3> 對將鉑化合物直接添加至漿料中而製備之觸媒E-7及 Pt/Si02粒子進行混合，使用混合而製備之觸媒E-8，藉由 表2之評價條件1對活性進行評價，結果示於表8。 [表8] 表8 活性(註1) 觸媒名 是否含磷 除磷以外之觸媒組成 新觸媒 @350〇C 處理1800 小時後 @350〇C 觸媒E-7 有 CuO(15)、Mor..(85)、 99.8 71.9 (實施例） Pt(0.05) 3.4 1.3 觸媒E-8 有 CuO(15)、Mor..(85)、 100 84.5 (實施例） Pt(0.05)、Si02(15) 3.9 1.5 觸媒E-la 有 CuO(15)、Mor..(85)、 100 100 (實施例） Pt(O.l) 4.5 3.8 觸媒E-2 有 CuO(15)、ZSM5(85)、 100 100 (實施例） Pt(O.l) 5.0 3.9 註1 :上攔：分解率(％);下攔：NOx與N20之生成率總計(％) 說明 藉由在漿料中添加Pt化合物而製備之觸媒E-7具有充分 136838.doc •35· 200936240 高之初始活性、然而，若長期使用，則與承載於無機氧化 物粒子上、含有Pt而製備使用的觸媒（例如觸媒E—丨幻相 比，活性降低稍大。 使用承載有Pt之Ti〇2粒子的觸媒（例如觸媒E_la、觸媒E_ 2)與使用承載有Pt之Si〇2粒子而製備的觸媒E_8相比，活性 降低較少。 藉由選擇觸媒E-7及觸媒E-8’同時選擇適用之排氣的組 成或處理條件’而具有可充分令人滿意之活性。 <實施例4> 觸媒E-9之製備 在去離子水中分散上述（觸媒C4之製備）H型絲光沸石 1〇5 g、上述氧化銅粉末18 g、上述Pt(21)/Ce〇2.Zr〇2粒子 1 8 g以及作為黏合劑的二氧化矽溶膠，而製作漿料，與在 觸媒C-1下使用該漿料之情況相同，薄塗於菫青石製蜂窩 載體上，繼而進行乾燥以及煅燒，而製備每丨[蜂窩承載 〇 I20 g觸媒層之蜂寫狀觸媒C·9。繼而，將其浸潰於磷酸水 溶液中，以與上述觸媒E_i相同之條件進行乾燥以及煅 燒，而獲得磷含量（P)為2.0重量％的蜂窩狀觸媒E_9(本發明 之觸媒）。該觸媒E-9具有以下組成：
CuO(15)-Pt/Ce02(15)-Mor(85)-P(2) 觸媒E-10之製備 於去離子水中分散上述氧化銅粉末15 g、H型絲光沸石 粉末85 g、上述Pd(5)/Mor粒子20 g以及作為黏合劑的二氧 化矽溶膠，而製作漿料，與在觸媒(：：_〗下使用該漿料之情 136838.doc •36· 200936240 況相同，薄塗於菫青石製蜂窩載體上，繼而進行乾燥以及 煅燒，而製備每1 L蜂窩承載12〇 g觸媒層之蜂窩狀觸媒C· 10。繼而，將其浸漬於磷酸水溶液中，以與上述觸媒] 相同之條件進行乾燥以及煅燒，而獲得磷含量（p)為2〇重 量％的蜂窩狀觸媒E_10(本發明之觸媒p該觸媒E_l〇具有 以下之組成：
CuO(15)-Pd/Mor(l 5)-Mor(85)-P(2)
註：該觸媒E-1係使用絲光沸石作為無機氧化物，包含 於其上承餘之粒子，it而使用絲光沸石作為沸石而獲得 之觸媒。 <實施例5> 使用觸媒E-9以及E-10，藉由上述評價條件2(參照表2)評 價對氨之分解活性。評價結果示於表9。 [表9] 表9
如表9所示可明確：本發明之觸媒E_9及即使在水蒸 汽漢度為50容量。/。之過度苛刻之條件下，亦發揮出對氨: 分解率為100%，且Ns選擇性亦極高之性能。 【圖式簡單說明】 136838.doc •37- 200936240 圖1表示觸媒C-1(比較例）之新觸媒及處理1800小時後之 分解活性。 圖2表示觸媒E-la(本發明）之新觸媒及處理1800小時後之 分解活性。 圖3表示於300°C、350°C、400°C下新觸媒之活性。 圖4表示於300°C、350°C、400°C下使用1800小時後之活 性。
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Claims (1)
- 200936240 十、申請專利範圍： 1· 一種氨分解觸媒其係 (a) 對含氨排氣進行處 理之觸媒， (b) 含有氧化銅(成分υ、沸石(成分2)、貴金屬(成分 3)、及磷（成分4) ’ ()相對於氧化銅與上述沸石之總計1〇〇重量份，氧化 銅之含量為2〜40重量份，(d)相對於氧化銅與沸石之重量和 0.01重量％〜5重量％。 ’磷含量以P計為 2. 如請求们之氨分解觸媒，其中相對於氧化銅與沸石之 重量和’磷含量以P計為0.05〜5重量％。 3. 如請求項⑷之氨分解_，其中相對於氧化銅與沸石 重量和，貝金屬含量為1〇重量ppm〜5〇〇〇重量卯爪。 4. :請求項丨至3中任一項之氨分解觸媒，其中貴金屬係選 自Pt及Pd中之至少1種。5.如請求項中任—項之氣分解觸媒，其相對於上述< 化銅與滞石之總計1〇〇重量份’以Μ重量份之比例i 而含有選自Ti〇2、ZK)2、Si〇2 '及Ce〇2.Zr〇2中之至少 種無機氧化物（成分5 )。 6.如請求項！至5中任-項之氨分解觸媒，其含有預先承_ 有Pt及Pd中之至少！種的選自由Ti〇2、&〇2、μ%』 Ce〇rZr〇2所組成群中之至少i種無機氧化物粒子。1 2 > 7· 一種氨分解觸媒，其係 (a)對含氨排氣進行處理之觸媒， 136838.doc 200936240 (b)含有氧化銅（成分1}、沸石（成分2)、貴金屬（成分 3)、磷（成分4)、以及選自Ti〇2、Zr〇2、以〇2及Ce〇2 Zr〇2 中之至少1種無機氧化物（成分5)， Ο)相對於氧化銅與上述沸石之總計_重量份，氧化 銅含篁為2〜40重量份，以及 ⑷相對於氧化銅與彿石之重量和，磷含量以p計為 0.0 1重量。/〇〜5重量％。 8. 如請求項7之氨分解觸媒，其相對於上述氧化銅與沸石 之總計100重量份，以1〜50重量份之比例含有無機氧化 物。 9. 如凊求項7至8中任一項之氨分解觸媒，其中相對於氧化 銅與沸石之重量和，磷含量以p計為〇 〇5重量％〜5重量 %。 10. 如请求項7至9中任一項之氨分解觸媒，其中相對於氧化 銅與沸石之重量和，貴金屬含量為10重量ppm〜5000重量 ppm 〇 11. 如請求項7至10中任一項之氨分解觸媒，其係混合預先 承載有Pt及Pd中之至少1種的選自由Ti〇2、Zr〇2、Si〇2及 Ce〇2_Zr〇2所組成群中之至少丨種而成。 12. 如請求項7至11中任一項之氨分解觸媒，其含有預先承 載有PtiTi〇2粒子、或預先承載有Pt之Zr〇2粒子、或預 先承載有Pd之絲光沸石（Mordenite)粒子、或預先承載有 Pt之 Ce〇2 Zr〇2粒子。 13. 如請求項7至12中任一項之氨分解觸媒，其中作為處理 136838.doc 200936240 對象之含氨排氣係實質上由氨'水蒸汽以及氮所構成， 並視需要自外部供給氧或含氧氣體而成的氣體。 14. 一種排氣處理方法，其包括：使如請求項1至13中任一 項之氨分解觸媒與含氨排氣接觸，而將氨分解成氮與水 之步驟。 15. 如請求項14之排氣處理方法，其中含氨排氣係水蒸汽濃 度為10〜70容量％之氣體。 16. 如請求項丨5之排氣處理方法，其中含氨排氣係水蒸汽濃 度為20〜70容量％之氣體。 ❿ 136838.doc
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