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好。本发明专利技术提供一种脱硝催化剂，其包含氧化钒，上述脱硝催化剂的碳含量为0.05wt％以上、晶体结构中具有产生氧缺陷的缺陷位点。缺陷位点。缺陷位点。

【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放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，对环境、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，广泛使用以氧化钛为载体、负载了氧化钒的催化剂。氧化钛由于对硫氧化物的活性低且稳定性高，所以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，使氧化钒负载于氧化钛载体而成的催化剂在低温几乎不反应，因此不得不在350
‑
400℃这样的高温使用。
[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、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好。
[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，其包含氧化钒，上述脱硝催化剂的碳含量为0.05wt％以上、晶体结构中具有产生氧缺陷的缺陷位点。
[0016]此外，在上述脱硝催化剂中，上述具有产生氧缺陷的缺陷位点是指上述脱硝催化剂的红外透射光谱中来自共棱3V
‑
O
C
伸缩振动的波数494～549cm
‑1的峰强度P2与来自桥联V
‑
O
B
‑
V变形振动的波数462～494cm
‑1的峰强度P1的比(P1/P2)优选为0.98以下。
[0017]此外，上述脱硝催化剂优选用于270℃以下的脱硝。
[0018]此外，上述脱硝催化剂优选吸收端波长为575nm以下。
[0019]此外，上述脱硝催化剂优选BET比表面积为15.3m2g
‑1以上。
[0020]此外，本专利技术涉及上述脱硝催化剂的制造方法，其包括对混合钒酸铵与草酸而合成的前体络合物添加乙二醇进行烧结的工序。
[0021]此外，在上述制造方法中，优选上述草酸与上述钒酸铵的摩尔比为2以上。
[0022]专利技术效果
[0023]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好。
附图说明
[0024]图1A为示出实施例1～实施例6、以及比较例1～比较例7的五氧化二钒催化剂的NO转化率的图。
[0025]图1B为示出实施例1的五氧化二钒催化剂的NO转化率的温度依赖性的图。
[0026]图2为示出实施例1～实施例6、以及比较例1～比较例7的五氧化二钒催化剂的反应速度的图。
[0027]图3A为示出实施例1～实施例6、以及比较例1～比较例7的五氧化二钒催化剂的碳含量与NO转化率的关系的图。
[0028]图3B为示出实施例1～实施例6、以及比较例1～比较例7的五氧化二钒催化剂的碳含量与反应速度的关系的图。
[0029]图4为示出实施例1～实施例6、以及比较例1～比较例6的五氧化二钒催化剂的紫外
‑
可见吸收光谱的图。
[0030]图5A为示出实施例1～实施例6、以及比较例1～比较例7的五氧化二钒催化剂的吸收端波长与NO转化率的关系的图。
[0031]图5B为示出实施例1～实施例6、以及比较例1～比较例7的五氧化二钒催化剂的吸收端波长与反应速度的关系的图。
[0032]图6为示出实施例1～实施例6、以及比较例1～比较例6的五氧化二钒催化剂的吸收端波长与BET比表面积的关系的图。
[0033]图7A为示出实施例1、以及比较例1～比较例4的五氧化二钒催化剂在高波数区域的红外吸收光谱的图。
[0034]图7B为示出实施例2～实施例3、以及比较例5～比较例6的五氧化二钒催化剂在高波数区域的红外吸收光谱的图。
[0035]图7C为示出实施例4～实施例6的五氧化二钒催化剂在高波数区域的红外吸收光谱的图。
[0036]图8A为示出实施例1、以及比较例1～比较例4的五氧化二钒催化剂在低波数区域的红外吸收光谱的图。
[0037]图8B为示出实施例2～实施例3、以及比较例5～比较例6的五氧化二钒催化剂在低波数区域的红外吸收光谱的图。
[0038]图8C为示出实施例4～实施例6的五氧化二钒催化剂在低波数区域的红外吸收光
谱的图。
[0039]图9为示出五氧化二钒催化剂的晶体结构的示意图。
[0040]图10A为示出实施例1～实施例6、以及比较例1～比较例6的五氧化二钒催化剂的红外吸收光谱(透射率比)与NO转化率的关系的图。
[0041]图10B为示出实施例1～实施例6、以及比较例1～比较例6的五氧化二钒催化剂的红外吸收光谱(透射率比)与反应速度的关系的图。
[0042]图11A为比较例1的五氧化二钒催化剂的TEM图像。
[0043]图11B为比较例1的五氧化二钒催化剂的TEM图像。
[0044]图11C为实施例1的五氧化二钒催化剂的TEM图像。
[0045]图11D为实施例1的五氧化二钒催化剂的TEM图像。
[0046]图12为示出实施例1、以及比较例1～比较例4的五氧化二钒催化剂的X射线光电子能谱(XPS)的图。
[0047]图13为示出实施例1～实施例6、以及比较例1～比较例6的五氧化二钒催化剂的水分吸附等温线的图。
[0048]图14为示出实施例1～实施例6、以及比较例1～比较例6的五氧化二钒催化剂的水分吸附量的图。
[0049]图15A为示出实施例1～实施例6、以及比较例1～比较例6的五氧本文档来自技高网...

【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，其包含氧化钒，所述脱硝催化剂的碳含量为0.05wt％以上、晶体结构中具有产生氧缺陷的缺陷位点。2.根据权利要求1所述的脱硝催化剂，其中，所述具有产生氧缺陷的缺陷位点是指所述脱硝催化剂的红外透射光谱中来自共棱3V
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O
C
伸缩振动的波数494～549cm
‑1的峰强度P2与来自桥联V
‑
O
B
‑
V变形振动的波数462～494cm
‑1的峰强度P1的比(P1/P...

【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：