含有有机氮化合物废气的净化用催化剂及该废气的净化方法技术

本发明专利技术提供催化剂组合物、含有该催化剂组合物的催化剂、该催化剂的制造方法以及含有该催化剂的废气净化装置，其可以在净化含有有机氮化合物的废气（氮系废气）时，在较低温度下将该化合物分解，转化成Ｎ↓［２］，进行无害化。通过使用由混合铜氧化物粒子和沸石粒子而形成的催化剂组合物，可以高选择性地将有机氮化合物和／或氨转化为Ｎ↓［２］。本发明专利技术的催化剂组合物还可以含有锰氧化物和／或贵金属。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于将含有有机氮化合物、氨或者这些的组合的废气直接转化为N2来进行净化的催化剂组合物、含有该催化剂组合物的催化剂，以及该废气的处理方法。
技术介绍
含有有机氮化合物、氨的废气(以下称为氮系废气)多具有恶臭，也多对人体有害，因此要求对其进行处理。以往在氮系废气的处理中，使用担载白金或钯等贵金属的催化剂。尽管这些催化剂对于有机氮化合物和氨的分解率高，但由于其对于NO、NO2等的NOx具有高选择率，生成的NOx还需要进一步的脱硝催化剂来还原成N2。作为N2选择性高的催化剂，有以下的报告例。首先，报告了在硅石载体上担载硫酸化后的Cu等金属的催化剂(参照专利文献1)。但是，这种催化剂，为了在反应中保持金属被硫酸化的状态，需要在废气中添加挥发性的硫化合物。其次，曾经报告了在氧化钛和/或氧化钛-氧化硅上担载钒氧化物、钨氧化物和钯的催化剂，也有文献记载可以使用铜化合物来代替钒氧化物和钨氧化物(专利文献2)。但是，如果使用铜化合物，则活性会劣化，仍然需要改良。还有，有文献记载在Al2O3和沸石等载体上担载Cu化合物的催化剂(专利文献3)。该催化剂能够在高的选择率下将丙烯腈转化为N2，但仍需要具有更高的N2选择率且可以以简单方法来制造的催化剂。此外，还报告了用于对柴油引擎的废气的NOx的处理的，含有氧化铜和ZSM5和/或沸石β以及至少一种选自镁、钙和银的元素的氧化物的NOx净化用催化剂(参照专利文献4)。如果将该催化剂用于有机氮化合物的分解处理，则存在增加了作为副产品的CO和NH3的生成，向N2的转化率低的问题。专利文献1特开平8-173766号公报专利文献2特开2001-293480号公报专利文献3特开2004-58019号公报专利文献4特开2004-167306号公报
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术提供高N2选择性的催化剂组合物，即在氮系废气的净化中，在较低温度下分解有机氮化合物、氨等含氮化合物，在抑制NOx、HCN、NH3、CO等副产品的生成的同时，选择性地转化为N2的催化剂组合物，以及含有该催化剂组合物的催化剂以及废气处理方法。本专利技术人等为了解决这些课题进行了认真的研究，结果发现，通过使用混合铜氧化物粒子和沸石粒子而形成的催化剂组合物，可以获得高的N2选择性，从而完成本专利技术。即，本专利技术提供如下组合物和方法(1)用于净化含有有机氮化合物、氨或者这些的组合的废气的、含有铜氧化物和沸石的催化剂组合物。(2)用于净化含有有机氮化合物、氨或者这些的组合的废气的、由将铜氧化物粒子和沸石粒子混合而形成的催化剂组合物。(3)如(1)或(2)所述的催化剂组合物，其中，相对于铜氧化物和沸石的重量之和，铜氧化物的重量为0.1wt％～40wt％的范围。(4)如(1)～(3)任何一项所记载的催化剂组合物，进一步含有锰氧化物。(5)如(4)所述的催化剂组合物，其中，相对于铜氧化物和沸石的重量之和，锰氧化物的重量为0.1wt％～10wt％的范围。(6)如(1)～(5)任何一项所记载的催化剂组合物，进一步含有从Pt、Pd、Ru、Rh、Ir和这些的合金所组成的组中选择的一种以上的贵金属。(7)如(6)所述的催化剂组合物，其中，相对于铜氧化物和沸石的重量之和，从Pt、Pd、Ru、Rh、Ir和这些的合金所组成的组中选择的一种以上的贵金属的重量之和为1ppm～500ppm的范围。(8)如(6)或(7)所述的催化剂组合物，由混合选自氧化硅、氧化钛、氧化铝的无机氧化物粒子来形成，其中，所述的无机氧化物粒子担载了从Pt、Pd、Ru、Rh、Ir和这些的合金所组成的组中选择的一种以上的贵金属。(9)如(1)～(8)任何一项所记载的催化剂组合物，其中，沸石的SiO2/Al2O3摩尔比为3～70，该沸石是质子型或者是由第8族金属、第9族金属、第10族金属、第11族金属中任何一种进行离子交换的沸石的一种或2种以上。(10)如(1)～(9)任何一项所记载的催化剂组合物，其中，沸石的SiO2/Al2O3摩尔比为5～50。(11)如(1)～(10)任何一项所记载的催化剂组合物，其中，沸石是质子型的，是丝光沸石、MFI、β型的任何一种或2种以上。(12)催化剂，其是用于净化含有有机氮化合物、氨或者这些的组合的废气的催化剂，其含有催化剂支持体和在该支持体上形成的、含有(1)～(11)任何一项所述的催化剂组合物的催化剂层。(13)催化剂组合物的制造方法，该催化剂组合物是用于净化含有有机氮化合物、氨或者这些的组合的废气的催化剂组合物，所述方法包括混合氧化铜粒子和沸石粒子的工序。(14)催化剂的制造方法，该催化剂是用于净化含有有机氮化合物、氨或者这些的组合的废气的催化剂，所述方法包括将担载了从Pt、Pd、Ru、Rh、Ir和这些的合金所组成的组中选择的一种以上的贵金属的氧化硅粒子和/或氧化钛粒子与氧化铜粒子和沸石粒子相混合而形成混合物的工序；将该混合物调制成浆料的工序；将该浆料涂布在催化剂支持体上的形成催化剂层的工序。(15)废气的处理方法，其含有将含有有机氮化合物、氨或者这些的组合的废气在250～600℃下与催化剂相接触而转化成N2的工序，其中的催化剂含有通过将担载了从Pt、Pd、Ru、Rh、Ir和这些的合金所组成的组中选择的一种以上的贵金属的氧化硅粒子和/或氧化钛粒子与铜氧化物粉末和沸石粉末相混合而形成的催化剂组合物。附图说明图1表示本专利技术的催化剂I、II和VII以及比较例的催化剂A和F在反应温度300～450℃下的N2收率。图2表示本专利技术的催化剂IX和比较例的催化剂E在300～450℃下的N2收率。图3表示本专利技术的催化剂II、XI和XII在300～400℃下的由氨而来的N2收率。具体实施例方式本专利技术的催化剂组合物含有铜氧化物和沸石，优选由铜氧化物粒子和沸石粒子相混合而形成。通过使用预先准备的铜氧化物粒子，使得容易控制铜氧化物粒子的平均粒径和粒度分布等的粉体特性成为可能，从而可以提高催化剂的性能。除此之外，与含浸法、共沉法等通常使用的方法等相比，可以以简便的方法来制造具有同等或者更高性能的催化剂。本说明书中，铜氧化物是指含铜的氧化物，包括含铜的复合氧化物。例如例举由CuOx(0.45≤x≤1.1)的组成式表示的氧化铜，典型的是CuO和CuO2。也可以组合使用多种组成的铜氧化物。铜氧化物可以使用市售产品，也可以使用含有铜氧化物的氧化物的混合物。例如可以使用霍加拉特(hopcalite)中的CuO。对本专利技术中所使用的铜氧化物粒子的形状没有特别限制，包括球形、半球形、立方体、鳞片状等。该铜氧化物的平均粒径从催化剂性能的角度考虑为平均粒径0.01μm以上，优选0.05μm以上，优选5μm以下。除非有特别说明，本说明书中的平均粒径是指2次粒子的平均粒径。不受任何理论的限制，可以认为通过改变铜氧化物粒子的平均粒径来控制与沸石粒子的接触状态，能够抑制NOx、N2O、HCN、NH3和CO等不希望的成分的生成，同时实现高的N2选择率。对本专利技术中所使用的沸石没有特别限制，可以是天然的，也可以是合成的。例如，作为天然沸石，可以例举丝光沸石、毛沸石、镁碱沸石和菱沸石。作为人造沸石，可以例举X型沸石、Y型沸石、ZSM-5等MFI型沸石、L型沸石、A型沸石、β型沸石。作为代表的沸石本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于净化含有有机氮化合物、氨或者这些的组合的废气的、含有铜氧化物和沸石的催化剂组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：生驹知央，樱井孝信，中野美树，
申请(专利权)人：日挥通用株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]