KR102127133B1 - Ir-based deNOx catalyst and its preparation method - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 Ir계 deNOx 촉매는, 배기가스 내 CO를 환원제로 활용하여 질소산화물(NOx)를 환원시키는 촉매로서, 지지체에 루테늄 및 이리듐이 담지되어 습윤 공기하에서 소성되고, 상기 이리듐은 지지체 100중량부에 대해, 0.1 ~ 10중량부로 담지된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의한 Ir계 deNOx 촉매 및 그 제조방법을 이용하면, 180℃의 저온에서도 배기가스 내에 존재하는 NOx를 제거 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 특히, 촉매 실조건 aging 후에는 기존 deNOx 시스템보다 우위의 성능을 나타내는 효과가 있다. 또한, 요소수 SCR과 달리 배기가스 내에 존재하는 NOx를 제거하기 위해 별도의 외부 환원제 도입이 필요하지 않아, 장치가 단순해지고 설치비, 관리비, 원료비 등에서 경제적인 장점이 있다. 특히, 기존의 우레아 SCR의 범위를 벗어나 LNT 및 DOC, 또는 TWC 등에 추가적인 deNOx 성능을 부여할 수 있고, 또한 CO와 탄화수소 역시 저감시킬 수 있는 효과가 있다.Ir-based deNOx catalyst according to the present invention is a catalyst for reducing nitrogen oxides (NOx) by utilizing CO in the exhaust gas as a reducing agent, where ruthenium and iridium are supported on a support and calcined under wet air, and the iridium is 100 wt. With respect to the part, it is characterized in that supported on 0.1 to 10 parts by weight. The use of the Ir-based deNOx catalyst and its manufacturing method according to the present invention has an advantage of increasing the removal efficiency of NOx present in the exhaust gas even at a low temperature of 180°C. In particular, after the actual aging of the catalyst, it has the effect of showing superior performance over the existing deNOx system. In addition, unlike urea water SCR, there is no need to introduce a separate external reducing agent to remove NOx present in the exhaust gas, so the device becomes simple and has economical advantages in installation cost, maintenance cost, and raw material cost. In particular, it is possible to impart additional deNOx performance to LNT and DOC, or TWC outside the scope of the conventional urea SCR, and also to reduce CO and hydrocarbons.
Description
본 발명은 Ir계 deNOx 촉매 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 배기가스 내에 존재하는 CO를 이용하여 NOx 환원율을 향상시킨 Ir계 deNOx 촉매의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an Ir-based deNOx catalyst and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a method of manufacturing an Ir-based deNOx catalyst having improved NOx reduction rate using CO present in exhaust gas.
질소 산화물은 자동차와 같은 이동원 및 산업계, 발전설비 등과 같은 고정원에서 주로 발생되며 동식물의 건강과 생활환경에 많은 영향을 미치게 된다. 질소산화물은 NO, NO2, N2O, N2O4 등의 형태로 존재하며, 가장 큰 피해는 광화학 스모그의 생성에 관한 것으로 햇빛의 존재하에 탄화수소와 반응하여 광화학적 산화물을 생성시킨다. 또한 이것은 시정장애, 온실효과 뿐만 아니라 산성비의 원인이 되는 질산과 질산염으로 전환되어 산성비의 약 40% 정도가 질산에 의한 것으로 추정되고 있다. 또한 헤모글로빈에서 O2에 대하여 20,000 배나 강력한 흡착성능을 갖고 있어 농도가 높아지면 큰 위해를 끼칠 수 있는 물질로 알려져 있어, 이의 저감을 위한 노력이 시급히 요청되고 있다.Nitrogen oxides are mainly generated from mobile sources such as automobiles and fixed sources such as industrial and power generation facilities, and have a great influence on the health and living environment of plants and animals. Nitrogen oxides exist in the form of NO, NO 2 , N 2 O, N 2 O 4 , and the biggest damage is related to the production of photochemical smog, which reacts with hydrocarbons in the presence of sunlight to produce photochemical oxides. In addition, it is estimated that about 40% of acid rain is caused by nitric acid, as it is converted to nitric acid and nitrate, which causes acid rain, as well as visibility disorders and greenhouse effects. In addition, hemoglobin has a strong adsorption performance of 20,000 times that of O 2 and is known as a substance that can cause great harm when the concentration is high, and efforts to reduce it are urgently requested.
질소 산화물은 계속해서 증가하고 있는 추세에 있으며, 이를 연료별 NOx 배출비율을 보면 Gas 7%, Oil 64%, Coal 29%이며, 발생원별 NOx 배출비율로 보면 자동차 49%, 산업공장 30%, 발전소 15%, 난방 6% 등으로 발생되고 있다.Nitrogen oxides are on the rise, and when looking at the NOx emission ratio by fuel, gas 7%, Oil 64%, and Coal 29%, and by NOx emission ratio by source, automobile 49%, industrial plant 30%, power plant It is generated by 15% and 6% of heating.
질소 산화물이 배출되는 경로는 크게 연료유에 존재하는 질소성분의 연소에 의한 fuel NOx가 약 5%, 탄화수소 존재하에 화염면 부근에서 발생되는 prompt NOx 가 미미한 수준을 차지하며 나머지 대부분은 고온영역에서 공기와 연료유간의 연소과정에서 발생되는 thermal NOx가 차지하게 된다.The path of nitrogen oxide emission is largely about 5% of fuel NOx by combustion of nitrogen components present in fuel oil, and prompt NOx generated near the flame surface in the presence of hydrocarbon occupies a small level. Thermal NOx generated during combustion of fuel oil is occupied.
이처럼 도시 대기오염의 주원인인 질소 산화물의 배출을 줄이기 위하여 많은 나라에서 법적으로 규제하고 있다. 일본의 경우 새로 건립되는 대용량 가스, 기름, 석탄 연소 발전소의 규제치는 각각 60, 130, 200 ppm 이다. 그러나 각 지방 정부가 규제하는 대기중 질소산화물 농도를 달성하기 위하여 발전소의 경우 규체치보다 훨씬 아래인 15, 30, 60 ppm 이하에서 운전하고 있고 가스 터빈은 5 ppm 이하에서 가동하고 있다. 유럽의 제한치는 발전소의 경우 30-50, 55-75, 50-100 ppm 이고 가스 터빈은 25 ppm 이다. 이 같은 규제치를 만족하기 위하여 질소산화물을 저감하는 방법들이 필요하다. 그 중 연소 방법을 통한 전처리 기술은 과잉 공기량 삭감, 연소부분의 냉각, 공기 예열온도의 저하, 배기가스의 재순환, 버너 및 연소실의 구조 개량 등이 있다. 그러나 이런 방법들은 NOx 저감 효율이 낮아 효과적이지 못하기 때문에 이들을 효과적으로 제어하기 위하여는 후처리 장치의 도입이 필수적이다. 또한 물, 수산화물이나 탄산염의 용액, 황산 등에 흡수시키는 방법 등의 습식법의 경우는 효율은 좋으나 대용량의 가스 처리시에는 엄청난 양의 흡수제가 필요하게 되고, 다시 질소산화물이 흡수된 용액을 2차 폐수 처리해야 하는 문제가 발생하게 된다. 건식법의 경우에도 molecular sieve 나 활성탄 등의 흡착제를 이용한 방법의 경우는 미량의 질소 산화물이 연도 가스에 포함되어 있을 때 사용하는 방법으로 흡착해야 할 질소산화물의 양이 많아질 경우에는 적용하기 어려운 단점이 있다.As such, in order to reduce the emission of nitrogen oxide, the main cause of air pollution in cities, it is legally regulated in many countries. In Japan, the new gas, oil, and coal-fired power plants are 60, 130, and 200 ppm, respectively. However, in order to achieve atmospheric nitrogen oxide concentrations regulated by local governments, power plants are operating below 15, 30, and 60 ppm, far below the norm, and gas turbines are operating at below 5 ppm. European limits are 30-50, 55-75, 50-100 ppm for power plants and 25 ppm for gas turbines. Methods to reduce nitrogen oxides are needed to satisfy these regulatory values. Among them, the pre-treatment technology through the combustion method includes reducing the amount of excess air, cooling the combustion portion, reducing the air preheating temperature, recirculating exhaust gas, and improving the structure of the burner and the combustion chamber. However, since these methods are not effective due to low NOx reduction efficiency, the introduction of a post-treatment device is essential to effectively control them. In addition, in the case of a wet method such as a method of absorbing water, hydroxide or carbonate solution, sulfuric acid, etc., the efficiency is good, but a large amount of absorbent is required when treating a large-capacity gas, and the solution in which nitrogen oxide is absorbed is treated as secondary wastewater You have a problem to do. Even in the case of the dry method, the method using an adsorbent such as molecular sieve or activated carbon is a method that is used when a small amount of nitrogen oxide is contained in the flue gas, and is difficult to apply when the amount of nitrogen oxide to be adsorbed increases. have.
이러한 이유로 현재 대부분의 연소 가스로부터 NOx 제거를 위한 현재의 기술은 보통 외부 환원제를 이용한 선택적 촉매 환원(Selective Catalytic Reduction: SCR)기술을 이용한다. 선택적 촉매 환원 과정은 NOx의 N2로의 선택적 변환(환원)을 통해 연도 가스 스트림을 처리하기 위해 촉매 베드 또는 시스템을 이용한다. SCR 과정은 보통 촉매와 접촉되기에 앞서, 상류의 연도 가스 스트림으로 주입되는 환원성 반응물질로서 암모니아 또는 암모니아로 분해되는 요소를 이용한다. 상업적 용도에서 SCR 시스템은 전형적으로 60%를 넘는 NOx 제거율을 달성할 수 있다.For this reason, current technologies for NOx removal from most combustion gases currently use selective catalytic reduction (SCR) technology. The selective catalytic reduction process utilizes a catalyst bed or system to treat the flue gas stream through selective conversion of NOx to N 2 (reduction). The SCR process usually uses ammonia or an element decomposing to ammonia as a reducing reactant injected into the upstream flue gas stream prior to contact with the catalyst. In commercial applications, SCR systems can achieve NOx removal rates of typically over 60%.
일반적으로 사용되고 있는 SCR 촉매의 경우 NOx 정화 성능을 일정수준으로 이상으로 유지하기 위해 전단부에 배치되는 도징모듈 (Dosing Module)로 우레아(Urea) 용액을 분사하면 배기가스의 열에 의해 열분해되고, SCR 촉매물질을 만나 가수분해되어 생성된 암모니아(NH)를 흡장하며, 흡장된 암모니아와 NOx를 반응시켜 정화시킬 수 있다.In the case of an SCR catalyst that is generally used, when a urea solution is injected with a dosing module disposed at the front end in order to maintain NOx purification performance above a certain level, it is thermally decomposed by the heat of the exhaust gas, and the SCR catalyst The ammonia (NH) produced by the hydrolysis of the material is stored, and can be purified by reacting the ammonia with NOx.
한편 단점으로는 액체상의 우레아를 촉매에 공급하기 위해서는 시스템을 갖추어야 하며, 액체 상태인 우레아를 저장하기 위한 용기 및 분사 장치 등의 부수적인 시스템이 있어야 하므로 큰 공간이 필요하며, 추가적인 비용이 들어가기 때문에 경제적으로 불리한 측면이 있다. 또한, 기존의 액체 우레아 시스템은 액체를 분사하고 배기가스에서 나오는 열에 의하여 우레아를 기화시켜야 하기 때문에 배출가스 온도가 200℃ 이하의 조건에서 분사되는 경우 우레아가 기화되지 않고 고체 암모늄으로 생성되는 문제점들이 있어왔다. 또한, 우레아는 외부에서 주기적으로 공급해주어야 하기 때문에 그에 따른 불편과 추가적인 관리비용이 소요된다.On the other hand, as a disadvantage, it is necessary to have a system in order to supply the liquid urea to the catalyst, and there is an additional system such as a container and an injection device for storing the liquid urea. There are disadvantages. In addition, the conventional liquid urea system has a problem in that urea is not vaporized and solid ammonium is generated when the exhaust gas temperature is injected at a temperature of 200° C. or less because the urea must be vaporized by the heat from the exhaust gas. come. In addition, since urea needs to be supplied periodically from the outside, there is inconvenience and additional management cost.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 배기가스 내에 존재하는 일산화탄소(CO)를 NOx 환원제로 사용함으로써 우레아와 같은 별도의 환원제 도입없이 NOx 제거가 가능한 고성능 Ir계 deNOx 촉매 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention is proposed to solve the above problems, by using carbon monoxide (CO) present in the exhaust gas as a NOx reducing agent, a high-performance Ir-based deNOx catalyst capable of removing NOx without introducing a separate reducing agent such as urea and its preparation The purpose is to provide a method.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 이하의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problem(s) mentioned above, and another problem(s) not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, Ir계 deNOx 촉매는, 배기가스 내 CO를 환원제로 활용하여 질소산화물(NOx)를 환원시키는 촉매로서, 지지체에 루테늄 및 이리듐이 담지되어 습윤 공기하에서 소성되고, 상기 이리듐은 지지체 100중량부에 대해, 0.1 ~ 10중량부로 담지된 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, according to a preferred embodiment of the present invention, the Ir-based deNOx catalyst is a catalyst for reducing nitrogen oxides (NOx) by using CO in the exhaust gas as a reducing agent, where ruthenium and iridium are supported on the support. It is characterized in that it is calcined under wet air, and the iridium is supported in an amount of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the support.
일 실시예에 있어서, 상기 루테늄(Ru)은, 상기 지지체 100중량부에 대해, 0.1 ~ 10중량부로 담지된 것이 바람직하다.In one embodiment, it is preferable that the ruthenium (Ru) is supported in an amount of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the support.
일 실시예에 있어서, 상기 소성은, 습윤한 공기하에서 300 ~ 800℃의 온도로 1 ~ 10시간 동안 소성된 것이 바람직하다.In one embodiment, the firing is preferably calcined for 1 to 10 hours at a temperature of 300 to 800°C under wet air.
일 실시예에 있어서, 상기 지지체에 1차적으로 루테늄이 담지된 다음 2차적으로 이리듐이 담지된 것이 바람직하다.In one embodiment, it is preferable that ruthenium is firstly supported on the support and then iridium is secondarily supported.
일 실시예에 있어서, 상기 지지체는 산화알루미늄인 것이 바람직하다.In one embodiment, the support is preferably aluminum oxide.
일 실시예에 있어서, 상기 Ir계 deNOx 촉매는, TWC, LNT 또는 SCR 촉매의 그룹으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.In one embodiment, the Ir-based deNOx catalyst is preferably any one selected from the group consisting of a group of TWC, LNT or SCR catalysts.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, Ir계 deNOx 촉매의 제조방법은, (a) 루테늄 및 이리듐 혼합물을 제조하는 단계; (b) 지지체에 루테늄 및 이리듐 혼합물을 담지하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계의 루테늄 및 이리듐이 담지된 지지체를 소성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, a method for preparing an Ir-based deNOx catalyst includes: (a) preparing a mixture of ruthenium and iridium; (b) supporting a ruthenium and iridium mixture on a support; And (c) calcining the support on which ruthenium and iridium of step (b) are supported.
일 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계는, 습윤 공기하에서 300 ~ 800℃의 온도로 1 ~ 10시간 동안 수행되는 것이 바람직하다.In one embodiment, the step (c), it is preferably performed for 1 to 10 hours at a temperature of 300 ~ 800 ℃ under wet air.
일 실시예에 있어서, 상기 deNOx 촉매는, TWC, LNT 또는 SCR 촉매의 그룹으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.In one embodiment, the deNOx catalyst is preferably any one selected from the group consisting of TWC, LNT or SCR catalysts.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른, Ir계 deNOx 촉매의 제조방법은, (a) 지지체에 루테늄을 담지하는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 지지체에 이리듐를 담지하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계의 이리듐이 담지된 지지체를 습윤한 공기하에서 소성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another preferred embodiment of the present invention, a method for preparing an Ir-based deNOx catalyst includes: (a) supporting ruthenium on a support; (b) supporting iridium on the support of step (a); And (c) calcining the iridium-supported support of step (b) under moist air.
일 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계 후, 상기 루테늄이 담지된 지지체를 300 ~ 800℃의 온도에서 1 ~ 10 시간 동안 소성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.In one embodiment, after the step (a), it is preferable to further include the step of firing the support for supporting the ruthenium for 1 to 10 hours at a temperature of 300 ~ 800 ℃.
*일 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계는, 300 ~ 800℃의 온도에서 1 ~ 10 시간 동안 수행되는 것이 바람직하다.* In one embodiment, the step (c), it is preferably performed for 1 to 10 hours at a temperature of 300 ~ 800 ℃.
일 실시예에 있어서, 상기 deNOx 촉매는, TWC, LNT 또는 SCR 촉매의 그룹으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.In one embodiment, the deNOx catalyst is preferably any one selected from the group consisting of TWC, LNT or SCR catalysts.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른, deNOx 시스템은, 본 발명에 따라 제조된 촉매에 의해 NOx 제거 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another preferred embodiment of the invention, the deNOx system is characterized in that it comprises a NOx removal process by means of a catalyst prepared according to the invention.
본 발명에 의한 Ir계 deNOx 촉매 및 그 제조방법을 이용하면, 180℃의 저온에서도 배기가스 내에 존재하는 NOx를 제거 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 특히, 촉매 실조건 aging 후에는 기존 deNOx 시스템보다 우위의 성능을 나타내는 효과가 있다.The use of the Ir-based deNOx catalyst and its manufacturing method according to the present invention has an advantage of increasing the removal efficiency of NOx present in the exhaust gas even at a low temperature of 180°C. In particular, after the actual aging of the catalyst, it has the effect of showing superior performance over the existing deNOx system.
또한, 요소수 SCR과 달리 배기가스 내에 존재하는 NOx를 제거하기 위해 별도의 외부 환원제 도입이 필요하지 않아, 장치가 단순해지고 설치비, 관리비, 원료비 등에서 경제적인 장점이 있다. 특히, 기존의 우레아 SCR의 범위를 벗어나 LNT 및 DOC, 또는 TWC 등에 추가적인 deNOx 성능을 부여할 수 있고, 또한 CO와 탄화수소 역시 저감시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, unlike urea water SCR, there is no need to introduce a separate external reducing agent to remove NOx present in the exhaust gas, so the device becomes simple and has economical advantages in installation cost, maintenance cost, and raw material cost. In particular, it is possible to impart additional deNOx performance to LNT and DOC, or TWC outside the scope of the conventional urea SCR, and also to reduce CO and hydrocarbons.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 Ir계 deNOx 촉매의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2은 본 발명의 다른 실시예에 따른 Ir계 deNOx 촉매의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에 따라 제조된 촉매의 질소산화물 제거 활성을 서로 비교한 것이다.
도 4는 실시예 1, 실시예 5 및 비교예 5의 이리듐 및 루테늄의 담지순서에 따른 질소산화물 제거 활성을 서로 비교한 것이다.1 is a flow chart showing a method of manufacturing an Ir-based deNOx catalyst according to an embodiment of the present invention.
2 is a flow chart showing a method of manufacturing an Ir-based deNOx catalyst according to another embodiment of the present invention.
3 is a comparison of nitrogen oxide removal activity of the catalysts prepared according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4.
4 is a comparison of nitrogen oxide removal activity according to the loading order of iridium and ruthenium of Example 1, Example 5 and Comparative Example 5.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the present embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and have ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the invention is only defined by the scope of the claims.
발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining embodiments of the invention are exemplary and the present invention is not limited to the illustrated matters. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.In addition, in the description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.
본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.When'include','have','consist of', etc. mentioned in this specification are used, other parts may be added unless'~man' is used. When a component is expressed as a singular number, the plural number is included unless otherwise specified.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.In the case of the description of the positional relationship, for example, when the positional relationship of two parts is described as'~top','~upper','~bottom','~side', etc.,'right' Alternatively, one or more other parts may be located between the two parts unless'direct' is used.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the case of the description of the time relationship, for example,'after','following','~after','~before', etc. When the temporal sequential relationship is explained,'right' or'directly' It may also include cases that are not continuous unless' is used.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관관계로 함께 실시할 수도 있다.Each of the features of the various embodiments of the present invention may be partially or totally combined or combined with each other, technically various interlocking and driving may be possible, and each of the embodiments may be independently performed with respect to each other or may be implemented together in an association relationship. It might be.
본 발명을 설명하기에 앞서 암모니아(NH3) 또는 암모니아 전구물질인 우레아를 사용하는 SCR 시스템에 대하여 간략하게 설명하도록 한다.Before explaining the present invention, an SCR system using ammonia (NH 3 ) or ammonia precursor urea will be briefly described.
SCR 시스템이란, 육상 플랜트, 선박 및 자동차의 운전 중 발생하는 배기가스 중의 NOx 저감에 이용되고 있다. 예로써, 선박IMO 규제적용 대상 선박)의 엔진 또는 보일러, 또는 육상 플랜트의 보일러 또는 소각로에서 발생되는 배기가스 중의 질소산화물 저감을 위해서 SCR 시스템이 요구되고 있다. SCR 시스템은, 선택적 촉매 환원법을 이용한 NOx 저감 시스템으로서, 촉매 중에 배기가스와 환원제를 동시에 통과시키면서 NOx를 환원제와 반응시켜 질소와 수증기로 환원처리되도록 구성된다. 근래 들어 SCR 시스템을 개선하기 위한 많은 노력이 있어 왔다. 그러한 노력에도 불구하고, 선박 또는 일부 육상 플랜트가 갖는 특수성으로 인해 확실한 결과가 도출되지 못하고 있다. The SCR system is used to reduce NOx in exhaust gas generated during operation of onshore plants, ships, and automobiles. For example, an SCR system is required to reduce nitrogen oxides in exhaust gas generated from an engine or boiler of a vessel subject to vessel IMO regulation) or a boiler or incinerator of an onshore plant. The SCR system is a NOx reduction system using a selective catalytic reduction method, and is configured to react NOx with a reducing agent while simultaneously passing exhaust gas and a reducing agent in the catalyst to reduce the nitrogen and water vapor. In recent years, a lot of efforts have been made to improve the SCR system. Despite such efforts, certain results have not been achieved due to the specificity of ships or some onshore plants.
일반적으로, SCR 시스템은 NOx 저감을 위한 환원제로 NH3 또는 NH3를 제공하는 우레아를 이용한다. 또한, SCR 시스템은 200℃ 내지 400℃의 활성 온도 범위를 갖는 촉매를 이용한다. 따라서, 종래의 SCR 시스템은, 상기 활성 온도 범위의 조건을 맞추어 반응 효율을 높이기 위해, 촉매가 설치된 SCR 리액터의 케이싱 전단에 배기가스를 가열하는 리히팅 시스템(reheating system)이 설치된다. 또한, 종래의 SCR 시스템은, SCR 리액터에서 반응을 마친 배기가스 중에 내포된 PM(Particle Material), 분진, 미세 먼지를 감소시키기 위해, SCR 리액터 케이싱의 후단에 집진 설비 등이 되어 큰 공간을 차지하는 문제점이 있다. 더욱이, 종래의 SCR 시스템은 유해성분인 탄화수소 및 일산화탄소를 제거하는 기능이 약하기 때문에 종합적인 유해가스 저감을 위해서는 산화촉매 시스템 등을 추가로 설치해야 한다는 문제가 있다.In general, the SCR system uses urea to provide NH 3 or NH 3 as a reducing agent for NOx reduction. In addition, the SCR system uses a catalyst having an active temperature range of 200°C to 400°C. Therefore, in the conventional SCR system, in order to increase the reaction efficiency by meeting the conditions of the active temperature range, a reheating system for heating exhaust gas is installed at the front end of the casing of the SCR reactor in which the catalyst is installed. In addition, the conventional SCR system, in order to reduce PM (Particle Material), dust, and fine dust contained in the exhaust gas that has been reacted in the SCR reactor, becomes a dust collection facility at the rear end of the SCR reactor casing and takes up a large space. There is this. Moreover, since the conventional SCR system has a weak function of removing harmful components such as hydrocarbon and carbon monoxide, there is a problem in that an oxidation catalyst system and the like must be additionally installed for a comprehensive reduction of harmful gases.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 배기가스 내에 본래 존재하는 또는 배출원 자체에서 공급이 가능한 일산화탄소(CO)를 NOx 환원제로 사용함으로써 별도의 환원제 도입없이 NOx 제거가 가능한 deNOx 촉매의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention is proposed to solve the above problems, by using carbon monoxide (CO), which is originally present in the exhaust gas or can be supplied from the emission source as a NOx reducing agent, it is possible to remove NOx without introducing a separate reducing agent. The purpose is to provide a manufacturing method.
본 발명에 의한 Ir계 deNOx 촉매의 제조방법을 이용하면, 180℃의 저온에서도 배기가스 내에 존재하는 NOx를 효과적으로 환원시킬 수 있을 뿐만 아니라 일산화탄소와 탄화수소 역시 동시에 저감시킬 수 있다는 장점이 있다.When the method of manufacturing an Ir-based deNOx catalyst according to the present invention is used, not only can NOx present in the exhaust gas be effectively reduced even at a low temperature of 180°C, carbon monoxide and hydrocarbons can also be simultaneously reduced.
또한, 우레아 SCR과 달리 배기가스 내에 존재하는 NOx를 제거하기 위해 별도의 환원제 도입이 필요하지 않기 때문에 경제적인 장점이 있다.In addition, unlike urea SCR, there is an economical advantage because a separate reducing agent is not required to remove NOx present in the exhaust gas.
특히, 기존의 우레아 SCR의 범위를 벗어나 LNT 및 DOC, 또는 TWC 등에 추가적인 deNOx 성능을 부여할 수 있고, 또한 CO와 탄화수소 역시 저감시킬 수 있다라는 이점이 있다.In particular, it is possible to impart additional deNOx performance to LNT, DOC, or TWC outside the scope of the conventional urea SCR, and also to reduce CO and hydrocarbon.
상기 희박 NOx 트랩(LNT)은 탄화수소의 수증기 개질 반응 및 수성가스 전환을 촉진시켜 환원제로서의 H2를 제공함으로써 반응을 활성화시켜 NOx를 저감시키는 촉매이고, 3원전환(TWC) 촉매는 화학량론적 공기,연료 조건에서 또는 그 근처에서 작동되는 엔진 중의 NOx, CO 및 HC을 저감시키는 촉매이다.The lean NOx trap (LNT) is a catalyst for reducing NOx by activating the reaction by providing H 2 as a reducing agent by promoting the steam reforming reaction of hydrocarbons and water gas conversion, and the three-way conversion (TWC) catalyst is stoichiometric air, It is a catalyst that reduces NOx, CO and HC in engines operating at or near fuel conditions.
본 발명의 일 실시예에 따른, Ir계 deNOx 촉매는, 배기가스 내 CO를 환원제로 활용하여 질소산화물(NOx)를 환원시키는 촉매로서, 지지체에 루테늄 및 이리듐이 담지되어 습윤 공기하에서 소성되고, 상기 이리듐은 지지체 100중량부에 대해, 0.1 ~ 10중량부로 담지된 것을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Ir-based deNOx catalyst is a catalyst for reducing nitrogen oxides (NOx) by utilizing CO in the exhaust gas as a reducing agent, where ruthenium and iridium are supported on a support and calcined under wet air. Iridium may provide one supported by 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the support.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 Ir계 deNOx 촉매는, 상기 지지체 100중량부에 대해, 상기 루테늄(Ru)이 0.1 ~ 10중량부로 담지된 것을 제공할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the Ir-based deNOx catalyst may provide that the ruthenium (Ru) is supported in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the support.
상기 소성은, 습윤한 공기하에서 300 ~ 800℃의 온도로 1 ~ 10시간 동안 소성된 것일 수 있으며, 구체적으로는 400 ~ 750℃일 수 있다.The calcination may be calcined for 1 to 10 hours at a temperature of 300 to 800°C under moist air, and specifically, may be 400 to 750°C.
상기 이리듐의 담지량은, 적절한 범위로 하는 것이 바람직하나, 저온에서 NOx의 제거효율을 높이기 위한 목적을 충분히 발휘시키기 위해, 구체적으로는, 상기 지지체 100중량부에 대해, 이리듐이 0.1 ∼ 10중량부로 습윤조건 하에서 담지된 것이 바람직하다. 상기 이리듐 담지량의 0.1중량%는 촉매의 활성을 확보하기 위한 최저한의 담지량이다. 한편, 10중량부에 관해서는, 이 이상 담지해도 활성의 향상은 미미하고 경제적으로 바람직하지 못하기 때문에 상기한 범위가 바람직하다.The loading amount of the iridium is preferably in an appropriate range, but in order to sufficiently exhibit the purpose of increasing NOx removal efficiency at low temperature, specifically, with respect to 100 parts by weight of the support, iridium is wetted at 0.1 to 10 parts by weight It is preferable to be supported under conditions. 0.1% by weight of the iridium loading amount is a minimum loading amount to secure the activity of the catalyst. On the other hand, with respect to 10 parts by weight, the above-mentioned range is preferable because the improvement of activity is insignificant and economically unfavorable even if it is loaded more than this.
*상기 이리듐(iridium)은 원자번호 77번의 원소로, 원소기호는 Ir이다. 코발트(Co), 로듐(Rh)과 함께 주기율표에서 9족(8B족)에 속하는 전이금속으로, 백금족 금속의 하나이다. 백금족 금속은 주기율표에서 8, 9, 10족에 있는 5주기와 6주기의 원소들, 즉 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd), 백금(Pt)의 6가지 금속 원소들을 말한다. 단단하나 연성이 적고 쉽게 부서져 가공하기가 어렵다. 덩어리는 은백색이나, 분말은 검정색이다. 밀도는 20℃에서 22.56g/cm로, 모든 원소 중에서 오스뮴(밀도 22.59g/cm) 다음으로 높다. 녹는점은 2446℃이고, 끓는점은 4,430℃이다.* The iridium is an element of atomic number 77, and the element symbol is Ir. It is a transition metal belonging to group 9 (group 8B) in the periodic table together with cobalt (Co) and rhodium (Rh), and is one of the platinum group metals. Platinum group metals are elements of periods 5 and 6 in groups 8, 9, and 10 of the periodic table, namely ruthenium (Ru), osmium (Os), rhodium (Rh), iridium (Ir), palladium (Pd), platinum ( Refers to the six metal elements of Pt). Hard but ductile and easy to break and difficult to process. The mass is silvery white, but the powder is black. The density is 22.56 g/cm at 20° C., which is the second highest after osmium (density 22.59 g/cm) among all elements. The melting point is 2446℃, and the boiling point is 4,430℃.
상기 이리듐은 내부식성이 가장 큰 refractory 금속 중의 하나로, 실온에서는 공기, 물, 산, 알칼리와 반응하지 않고 왕수(王水)에도 녹지 않는다. 공기 중에서 800℃ 이상으로 가열하거나 산화성 용융 알칼리와 반응시키면 이산화이리듐(IrO2)이 되는데, IrO2는 왕수에 녹으며, 약 1,100℃ 이상에서는 원소들로 분해된다. 일부 용융염과 반응하며, 고온에서는 할로겐 원소들과도 반응한다. 화합물에서는 -3 ~ +6의 산화상태를 가지나, +3 및 +4의 산화상태가 가장 흔한 상태로 존재한다.The iridium is one of the refractory metals having the highest corrosion resistance, and does not react with air, water, acid, and alkali at room temperature and does not melt in aqua regia. When heated to over 800°C in air or reacted with oxidizing molten alkali, it becomes iridium dioxide (IrO 2 ). IrO 2 dissolves in aqua regia and decomposes into elements above about 1,100°C. It reacts with some molten salts and also reacts with halogen elements at high temperatures. The compounds have oxidation states of -3 to +6, but oxidation states of +3 and +4 are the most common.
또한, 상기 이리듐 화합물들은 여러가지 화학반응의 촉매로 이용될 수 있다. 예를 들어 [IrI2(CO)2]-은 메틸알코올(CHOH)을 카르보닐화(carbonylation)시켜 아세트산(CHCOOH)을 만드는 카티바 공정(Cativa Process)에서 촉매로 사용될 수 있다.In addition, the iridium compounds can be used as catalysts for various chemical reactions. For example, [IrI 2 (CO) 2 ]- can be used as a catalyst in the Cativa Process to make acetic acid (CHCOOH) by carbonylation of methyl alcohol (CHOH).
상기 루테늄의 담지량은, 적절한 범위로 하는 것이 바람직하나, 저온에서 NOx의 제거효율을 높이기 위한 목적을 충분히 발휘시키기 위해 구체적으로는 상기 지지체 100중량부에 대해, 루테늄이 0.1 ∼ 10중량부로 습윤조건 하에서 담지된 것이 바람직하다.The carrying amount of the ruthenium is preferably in an appropriate range, but in order to sufficiently exhibit the purpose of increasing NOx removal efficiency at low temperature, specifically, with respect to 100 parts by weight of the support, ruthenium is 0.1 to 10 parts by weight under wet conditions It is desirable to be supported.
상기 루테늄 담지량 0.1중량%는 촉매의 활성을 확보하기 위한 최저한의 담지량이다. 한편, 10중량부에 관해서는, 이 이상 담지해도 활성의 향상은 미미하고 경제적으로 바람직하지 못하기 때문에 상기한 범위가 바람직하다.The ruthenium loading amount of 0.1% by weight is the minimum loading amount for securing the activity of the catalyst. On the other hand, with respect to 10 parts by weight, the above-mentioned range is preferable because the improvement of activity is insignificant and economically unfavorable even if it is loaded more than this.
상기 원자번호 44번 원소인 루테늄은 주기율표의 중앙에 위치하는 전이금속으로, 백금족 금속의 하나이다. 전이금속은 d-전자 껍질에 전자가 채워지는 원소들로, 대체로 단단하고 강하며, 색깔을 띠는 여러 산화 상태의 착화합물을 만들고, 촉매 활성을 보이는 공통점이 있다. The atomic number 44, ruthenium, is a transition metal located in the center of the periodic table and is one of the platinum group metals. Transition metal is an element that is filled with electrons in the d-electron shell, and has a common property of forming a complex compound having various oxidation states, which are generally hard and strong, and exhibit catalytic activity.
그러나 세부적으로는 주기율표의 7족에 속하는 앞전이금속(early-transition metal)과 9~11족에 속하는 후전이금속(late-transition metal) 사이에 서로 상당히 다른 특성을 보인다. 8족에 속하는 루테늄은 앞전이금속과 후전이금속의 공통적 특성을 모두 갖고 있어 응용성이 매우 큰 전이금속이다. 루테늄은 지구 상에 존재하는 원소 중에서 존재량이 적은 순위로 대략 6번째가 되는 아주 희귀한 금속이며, 연간 생산량도 매우 적다. 따라서 대부분의 사람들에게 루테늄은 매우 생소한 원소로 여겨질 것이다. 루테늄은 금속 공업에서 합금제로, 화학공업에서 촉매로, 전자공업에서 전기접점 및 저항재료 등으로 주로 쓰인다. 또한 고급 장신구의 장식용 및 내마모성 도금에도 사용된다. 그리고 루테늄 착화합물은 항암제, 태양에너지 전환에 쓰이는 광촉매 등으로도 기대를 모으고 있는 원소이다.However, in detail, the periodic table shows significantly different characteristics between an early-transition metal belonging to group 7 and a late-transition metal belonging to group 9-11. Ruthenium, which belongs to Group 8, is a transition metal with great applicability because it has both common characteristics of the front transition metal and the post transition metal. Ruthenium is a very rare metal that ranks roughly sixth among the elements on Earth and has a low abundance, and its annual production is very low. Therefore, for most people, ruthenium will be considered a very new element. Ruthenium is mainly used as an alloying agent in the metal industry, as a catalyst in the chemical industry, and as an electrical contact and resistance material in the electronics industry. It is also used for decorative and abrasion resistant plating of high-grade ornaments. In addition, ruthenium complex compounds are also anticipating elements such as anticancer drugs and photocatalysts used in solar energy conversion.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 IR계 deNOx 촉매에 있어서, 루테늄 및 이리듐 외에 다른 귀금속을 추가로 담지될 수 있으며, 이것에 의해 NOx의 제거율을 높이는 범위안에서는 이를 제한하지 않는다. And, in the IR-based deNOx catalyst according to an embodiment of the present invention, other precious metals other than ruthenium and iridium may be additionally supported, thereby not limiting it in the range of increasing the removal rate of NOx.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 루테늄 및 이리듐에 있어 바람직한 추가적인 촉매성분으로는, 백금, 로듐, 팔라듐 및 은으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 이들의 추가적 귀금속 중에서 특히 바람직한 것은, 백금, 로듐 및 은이다. 이 경우 백금, 로듐 및 은은, 상기 지지체 100중량부에 대해, 백금이 0.1 ~ 10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 로듐과 은 역시 상기 지지체 100중량부에 대해, 로듐이 0.1 ~ 10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 상기와 동일하게, 추가적 귀금속 담지의 효과를 발휘시킴과 동시에, 주성분으로 되는 루테늄 및 이리듐의 특성을 저하시키지 않도록 하기 위해서이다. 더욱이, 이들 추가적 금속은 복수 담지해도 좋고, 예컨대, 이리듐 및 루테늄에 대해서 백금 및 로듐의 2종의 귀금속을 추가적으로 담지될 수도 있다.In one embodiment of the present invention, the preferred additional catalyst component for the ruthenium and iridium may be one or more selected from the group consisting of platinum, rhodium, palladium and silver. Among these additional noble metals, platinum, rhodium and silver are particularly preferred. In this case, it is preferable that platinum, rhodium and silver contain 0.1 to 10 parts by weight of platinum with respect to 100 parts by weight of the support. In addition, rhodium and silver also preferably contain 0.1 to 10 parts by weight of rhodium relative to 100 parts by weight of the support. In the same way as above, it is to prevent the deterioration of the properties of ruthenium and iridium as the main components, while exerting the effect of supporting additional precious metals. Moreover, a plurality of these additional metals may be supported, and for example, two precious metals of platinum and rhodium may be additionally supported on iridium and ruthenium.
상기 백금은, 희유원소에 속하며 클라크수 제74위이고, 유리상태 또는 다른 동족원소와의 합금으로서 산출되며, 러시아의 우랄지방·남아프리카·콜롬비아·캐나다 등이 주산지이다. 순도는 75 ∼ 85%이며 불순물은 다른 백금족원소이다. The platinum belongs to a rare element and has the 74th number of Clarks. It is calculated as a free state or as an alloy with other cognate elements, and is mainly produced by Russia's Ural region, South Africa, Colombia, Canada, and the like. Purity is 75 to 85% and impurities are other platinum group elements.
또한, 은백색의 귀금속으로 은보다 단단하고, 전성·연성이 있다. 냉간가공도 할 수 있으나, 보통은 800 ∼ 1,000℃로 가열하여 가공한다. 소량의 이리듐을 가하면 순수한 백금의 장점은 그대로 유지되면서 더 단단하고 강한 합금이 될 수 있다. 팽창률은 유리와 거의 같아서, 유리기구의 접합에 편리하다. 미세한 분말로 한 백금은 그 부피의 100배 이상의 수소를 흡수하며, 적열한 백금은 수소를 흡수하여 투과시킨다. 공기나 수분 등에는 매우 안정하여 고온으로 가열해도 변하지 않고, 산·알카리에 강하여 내식성이 크다. 다만 왕수에는 서서히 녹고, 가성알칼리와 함께 고온으로 가열하면 침식된다. 플루오르·염소·황·셀렌 등과 가열하면 반응한다.In addition, it is a silver-white precious metal that is harder than silver and has malleability and ductility. Cold working may also be performed, but is usually performed by heating to 800 to 1,000°C. Adding a small amount of iridium can be a harder, stronger alloy while retaining the benefits of pure platinum. The expansion rate is almost the same as that of glass, which is convenient for bonding glass devices. Platinum made of fine powder absorbs hydrogen more than 100 times its volume, and glowing platinum absorbs hydrogen and permeates it. It is very stable in air and moisture, and does not change even when heated at a high temperature. It is resistant to acids and alkalis and has high corrosion resistance. However, it slowly melts in royal water and erodes when heated to high temperatures with caustic alkali. It reacts when heated with fluorine, chlorine, sulfur and selenium.
상기 로듐(Rhodium)은 원자번호 45번의 원소로, 원소기호는 Rh이다. 은백색 광택이 나는 전이금속으로, 백금족 금속의 하나이다. 보통 생산·판매되는 형태는 분말이나 스펀지 형태로 흑갈색을 띤다. 주기율표에서는 코발트(Co), 이리듐(Ir)과 함께 9족에 속하는데, 8 ~ 10족 원소들을 8B족 원소로 부르기도 한다. 물리 및 화학적 성질은 코발트보다는 이리듐이나 다른 백금족 금속들과 가깝다. 백금보다는 녹는점이 높고, 밀도가 낮다. 단단하여 잘 마모되지 않으며, 빛의 반사율이 크다, 공기 중에서 상온에서는 산화되지 않으며, 500℃ 이상에서는 서서히 산화되어 산화 로듐(Rh2O3)이 생성되지만 더욱 가열하면 다시 금속 로듐과 산소로 분해된다. 높은 온도에서는 황, 할로겐 원소들과 반응한다. 질산을 비롯한 대부분의 산에 녹지 않는다.The rhodium (Rhodium) is an element of atomic number 45, the element symbol is Rh. It is a transition metal with a silver-white luster and is one of the platinum group metals. Usually produced and sold in the form of powder or sponge, it has a dark brown color. In the periodic table, cobalt (Co) and iridium (Ir) belong to group 9, and groups 8 to 10 elements are also called group 8B elements. Physical and chemical properties are closer to iridium or other platinum group metals than to cobalt. It has a higher melting point and lower density than platinum. It is hard and does not wear well, the light reflectance is large, it is not oxidized at room temperature in air, and is slowly oxidized above 500℃ to produce rhodium oxide (Rh 2 O 3 ), but upon further heating, it is decomposed into metal rhodium and oxygen again. . At high temperatures, it reacts with sulfur and halogen elements. Insoluble in most acids, including nitric acid.
상기 팔라듐은 클라크수 71번째의 희유원소이지만, 백금이나 금보다는 많다. 백금석, 금, 은광석 속에 합금으로 함유되어 있다. 백색 금속으로, 백금족 금속 중 가장 가볍고 녹는점이 가장 낮은 금속으로 전성과 연성이 좋고 거의 모든 금속과 합금을 이룬다. 금속은 다량의 기체, 특히 수소를 흡수하는 성질을 지니는데, 상온, 상압에서 약 850배의 수소를 흡수하며, 이때 뚜렷하게 팽창한다. 이 수소를 진공 속에 방출시키면 발생기 수소와 마찬가지로 활성이 강하다. 백금족 원소 중에서 비교적 반응성이 커서 산에 침식되기 쉬우며 왕수에는 잘 녹는다. 산소 속에서 약하게 가열하면 산화물을 만들지만 상온에서는 습한 공기나 오존 속에서도 변화하지 않는다. The palladium is the rarest element of the 71st number of Clarks, but more than platinum or gold. It is contained in platinum, gold, and silver ores as alloys. It is a white metal and is the lightest and lowest melting point among platinum group metals. It has good malleability, ductility, and alloys with almost all metals. The metal has a property of absorbing a large amount of gas, especially hydrogen, and absorbs about 850 times hydrogen at normal temperature and pressure, and expands clearly at this time. When this hydrogen is released in a vacuum, it has a strong activity like generator hydrogen. It is relatively reactive among platinum group elements, so it is easily eroded by acids and soluble in aqua regia. Mild heating in oxygen produces oxide, but does not change in humid air or ozone at room temperature.
상기 은은, 일반적으로 회백색의 금속이지만 가루의 경우 회색을 띠기도 한다. 금속 중 금 다음으로 전성과 연성 성질이 커서 매우 얇은 은박도 만들 수 있다. 또한, 열과 전기를 가장 잘 전달하며 가공성과 기계적 성질이 매우 좋다. 은, 금 및 백금 등의 금속은 공기나 물과 쉽게 반응하지 않는다. 빛을 잘 반사해 반짝거려 장신구 등을 만드는 데 많이 사용하고, 산출량이 적어 가격이 비싸므로 귀금속이라고도 한다. 전성, 연성은 금에 이어 크며 융해하면 공기 중에서 다량의 산소를 흡장하며 응고할 때는 이를 격렬하게 방출한다. 열·전기의 전도성은 금속 중 가장 크다. 물과 대기 중에서는 안정하여 녹이 잘 슬지 않지만, 오존에서는 흑색의 과산화은으로, 황이나 황화수소에서는 흑색의 황화은으로 변한다. 보통의 산이나 알칼리에는 녹지 않지만 질산과 따뜻한 황산에는 녹아서 질산은, 황산 은이 되며, 보통 화합물에서의 산화수는 +1가와 +2가로 존재한다.The silver is generally an off-white metal, but may be gray in the case of powder. After metal, it has the best malleability and ductility properties after gold, making it very thin silver foil. In addition, it transfers heat and electricity best and has very good processability and mechanical properties. Metals such as silver, gold and platinum do not react easily with air or water. It is often referred to as a precious metal because it reflects light well and is used to make ornaments. The malleability and ductility are large following gold, and when melted, they absorb a large amount of oxygen in the air and release them violently when solidified. The conductivity of heat and electricity is the greatest among metals. It is stable in water and air, and does not rust well, but turns into black silver peroxide in ozone and black silver sulfide in sulfur or hydrogen sulfide. Insoluble in normal acid or alkali, but dissolved in nitric acid and warm sulfuric acid, it becomes silver nitrate and silver sulfate, and the oxidation number of compounds is usually +1 and +2.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 Ir계 deNOx 촉매는, 상기 지지체에 1차적으로 루테늄이 담지된 다음 2차적으로 이리듐이 담지된 것을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Ir-based deNOx catalyst may provide that ruthenium is firstly supported on the support and then iridium is secondarily supported.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 Ir계 deNOx 촉매는, 상기 지지체에 루테늄 및 이리듐의 혼합물이 담지될 수 있으나, 바람직하게는, 상기 지지체가 1차적으로 루테늄에 담지된 다음 2차적으로 이리듐에 담지되는 것이 바람직하다.According to an embodiment of the present invention, the Ir-based deNOx catalyst may include a mixture of ruthenium and iridium on the support, but preferably, the support is primarily supported on ruthenium and then secondary to iridium. It is desirable to be supported.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 Ir계 deNOx 촉매는, 상기 지지체에 1차적으로 루테늄이 담지된 다음 2차적으로 이리듐이 담지될 수 있으며, 이리듐이 먼저 담지되는 것을 방지하기 위하여 이리듐과 루테늄을 동시에 담지될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Ir-based deNOx catalyst may firstly be supported with ruthenium on the support, and then secondary with iridium, and iridium and ruthenium to prevent iridium from being firstly supported. It can be supported at the same time.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 Ir계 deNOx 촉매는, 상기 지지체에 루테늄 및 이리듐의 혼합물이 건조 조건 하에서 담지될 수 있으나, 바람직하게는 습윤조건하에서 담지되는 것이 바람직하다. According to an embodiment of the present invention, the Ir-based deNOx catalyst, a mixture of ruthenium and iridium on the support may be supported under dry conditions, but preferably supported under wet conditions.
상기 지지체를 이리듐에 먼저 담지한 후 루테늄에 담지하는 경우 이리듐과 지지체의 강한 상호작용으로 인하여 이리듐과 루테늄이 개별적으로 존재하게되어 이리듐과 류테늄의 시너지 효과를 기대할 수 없다. 상기 지지체를 루테늄에 먼저 담지한 후 이리듐에 담지하는 경우 상기 지지체와 이리듐의 강한 상호작용을 방지할 수 있고 상기 이리듐과 루테늄이 가까이 존재할 수 있어 저온성능 증진을 기대할 수 있다.When the support is first supported on iridium and then supported on ruthenium, the synergistic effect of iridium and ruthenium cannot be expected because iridium and ruthenium exist individually due to strong interaction between iridium and the support. When the support is first supported on ruthenium and then supported on iridium, strong interaction between the support and iridium can be prevented, and the iridium and ruthenium may be present nearby, thereby improving low-temperature performance.
또한, 상기 지지체를 이리듐과 루테늄 혼합물에 담지하는 경우에도 상기 이리듐과 루테늄 혼합물이 가까이 존재하여 저온성능 증진효과를 나타낼 수 있다. In addition, even when the support is supported on a mixture of iridium and ruthenium, the mixture of iridium and ruthenium may be present close to exhibit a low-temperature performance enhancing effect.
즉, 본 발명은, 배기가스 중의 NOx를 제거하는 촉매로서, 지지체, 루테튬 및 이리듐 순으로 또는 이리듐이 먼저 담지되는 것을 방지하기 위하여 이리듐과 루테늄을 동시에 담지하고 습윤조건하에서 소성 처리하여 이루어지는 디젤 배기가스 NOx 저감 촉매이다.That is, the present invention, as a catalyst for removing NOx in the exhaust gas, a diesel exhaust gas formed by simultaneously supporting iridium and ruthenium and firing under wet conditions to prevent the support, ruthenium and iridium from being firstly supported It is a NOx reduction catalyst.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 지지체는, 산화알루미늄, 지르코니아, 티타니아, 실리카, 제올라이트, 세리아 및 세리아 계열 다성분 화합물로 이루어진 그룹 중 선택되는 하나 일 수 있으며, 구체적으로는 산화알루미늄일 수 있다. 이 때, 상기 지지체를 모노리스화 하여 상기 이리듐 및 루테늄 전구체 용액에 담지하여 촉매층을 형성시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the support may be one selected from the group consisting of aluminum oxide, zirconia, titania, silica, zeolite, ceria, and ceria-based multi-component compounds, specifically aluminum oxide. . At this time, the support may be monolithized to be supported on the iridium and ruthenium precursor solution to form a catalyst layer.
또한, 상기 지지체는, 모노리스 상에서 루테늄층 및 이리듐층을 순차적으로 포함할 수 있으며, 상기 루테늄층은 상기 지지체 외부 표면 및 내부 기공 상에 담지될 수 있고, 상기 루테늄층 상부에 이리륨층이 적층되어 형성될 수 있다.In addition, the support may include a ruthenium layer and an iridium layer sequentially on a monolith, the ruthenium layer may be supported on the outer surface and inner pores of the support, and an iridium layer is formed on the ruthenium layer by being stacked. Can be.
상기 산화알루미늄의 비표면적은, 5 이상이고 구체적으로는 50 이상이고 더욱 구체적으로는 100m2 /g 이상이 바람직하다.The specific surface area of the aluminum oxide is 5 or more, specifically 50 or more, and more preferably 100 m 2 /g or more.
상기 산화알루미늄의 비표면적이, 5이하로 작을 경우, 촉매의 활성이 떨어지는 단점이 있어 상기 한 범위가 바람직하다.When the specific surface area of the aluminum oxide is less than 5, there is a disadvantage in that the activity of the catalyst is poor, and the above range is preferable.
상기 산화알루미늄은 일반적으로 알루미나로 불리우며, 무색 또는 백색으로 물에는 녹지 않는다. α 알루미나는 바이어법의 생성물이다. 녹는점 1999~202℃. β 알루미나는 고온(1,500℃ 이상)에서 안정된 형태라고 일컬어진다. γ 알루미나는 수화물 또는 α수화 알루미나를 가열 탈수하고, 나아가 900℃로 유지하면 얻어지는 것으로, 1,000℃ 이상으로 하면 α알루미나로 전이하는 특징을 가지고 있다.The aluminum oxide is generally called alumina, and is colorless or white and does not dissolve in water. α alumina is a product of the Bayer method. Melting point 1999~202℃. β alumina is said to be stable at high temperatures (1,500°C or higher). γ alumina is obtained by heating and dehydrating a hydrate or α-hydrated alumina, and further maintaining it at 900° C., and has a characteristic of transitioning to α alumina when the temperature is 1,000° C. or higher.
상기 산화알루미늄은 높은 비표면적과, 승온된 온도에서의 소성에 대한 양호한 내열성으로 나타내어 촉매의 지지체로 사용하기에 바람직하다.The aluminum oxide exhibits a high specific surface area and good heat resistance against firing at an elevated temperature, and is therefore preferable for use as a catalyst support.
그러나, 상기 산화알루미늄은 연료 및 이후, 배기가스 산물에 존재하는 황 및 유황 화합물과 강하게 상호작용하여, 상기 산화알루미늄의 표면에 SO4가 흡착될 수 있다. 그런 식으로 흡착될 경우, 유황 화합물은 일반적인 귀금속 촉매의 수명을 단축시킬 수 있는 있다.However, the aluminum oxide strongly interacts with the sulfur and sulfur compounds present in the fuel and then the exhaust gas product, so that SO 4 can be adsorbed on the surface of the aluminum oxide. When adsorbed in such a way, the sulfur compound can shorten the life of a typical noble metal catalyst.
상기 지르코니아는 산화 지르코늄(Ⅳ) ZrO2 이며, 공업재료로서는 보통 안정화 지르코니아로서 사용한다. 분자량 123.22, 녹는점 약 2,700℃이다. 굴절률이 크고 녹는점이 높아서 내식성이 크다. 물에 녹지 않고, 황산·플루오르화 수소산에 녹는다. 급격한 온도의 변화에 견디므로 급열·급랭의 기구류 사용될 수 있다.The zirconia is zirconium oxide (IV) ZrO 2 and is usually used as a stabilized zirconia as an industrial material. It has a molecular weight of 123.22 and a melting point of about 2,700°C. The refractive index is large and the melting point is high, so corrosion resistance is large. It does not dissolve in water, but dissolves in sulfuric acid and hydrofluoric acid. Since it withstands rapid changes in temperature, it can be used for rapid heating and rapid cooling.
상기 티타니아는 타이타늄의 산화물이며, 외선을 흡수하면 공기 중의 산소나 물속에서 강한 산화력을 가지는 활성 산소를 만들어 낼 수 있다. 이로 인하여 오염 방지 작용, 공기 정화 작용, 항균 작용, 그리고 요즘 각광 받고 있는 환경 친화적인 광촉매의 작용할 수 있다.The titania is an oxide of titanium, and when absorbing external rays, oxygen in air or active oxygen having strong oxidizing power in water can be produced. Due to this, it is possible to act as an anti-pollution action, air purification action, antibacterial action, and environmentally friendly photocatalyst which is in the spotlight these days.
상기 실리카 규소와 산소의 화학적 결합체(SiO2)이며, 자연 상태에서 실리카는 5가지의 동질 이상 결정(quartz, tridymite, cristobalite,coesite, stishovite), 은미정질(chalcedony), 비정질 및 수화화합물(opal) 등 다양한 형태로 존재한다.The silica is a chemical combination of silicon and oxygen (SiO 2 ), and in its natural state, silica has five or more homogeneous crystals (quartz, tridymite, cristobalite, coesite, stishovite), silver microcrystalline (chalcedony), amorphous and hydrated compounds (opal) And various other forms.
상기 제올라이트는 비석이라고도 하며, 종류는 많으나 함수량(含水量)이 많은 점, 결정의 성질, 산상(産狀) 등에 공통성이 있다. 굳기는 6을 넘지 않으며, 비중은 약 2.2이다. 일반적으로 무색 투명하거나 백색 반투명이다. 또한, 결정구조적으로 각 원자의 결합이 느슨하여, 그 사이를 채우고 있는 수분을 고열로 방출시켜도 골격은 그대로 있으므로, 다른 미립물질들이 흡착될 수 있어 촉매의 지지체로 이용할 수 있다.The zeolite is also referred to as a zeolite and has many types, but is common in that it has many water contents, crystal properties, and acid phase. Hardness does not exceed 6, and specific gravity is about 2.2. It is generally colorless transparent or white translucent. In addition, since the bond of each atom is loose in the crystal structure, even when the water filling the gap is released with high heat, the skeleton remains, so other fine particles can be adsorbed and used as a catalyst support.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 Ir계 deNOx 촉매는, 습윤 공기하에서 300 ~ 800℃의 온도로 1 ~ 10시간 소성된 것을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Ir-based deNOx catalyst may provide that calcined for 1 to 10 hours at a temperature of 300 to 800°C under wet air.
상기 습윤 분위기 소성 온도가 300℃ 이상이 되어야만 저온에서 NOx의 제거효율을 높일 수 있며, 상기 소성 온도 800℃ 이하가 되어야만 저온에서 NOx 제거 효율이 높은 상기 Ir계 deNOx 촉매를 제공할 수 있다.The wet atmosphere firing temperature should be 300°C or higher to increase the NOx removal efficiency at low temperature, and the firing temperature should be 800°C or lower to provide the Ir-based deNOx catalyst with high NOx removal efficiency at low temperature.
상기 소성 온도가 800℃를 초과하여 진행되면 촉매 성분이 휘발될 수 있으며, sintering에 의해 촉매 활성점이 감소하여 성능이 감소 할 수 있다. 또한 고온에 따른 에너지 소비가 크다는 문제점이 발생할 수 있어 상기한 범위가 바람직하다.When the calcination temperature exceeds 800° C., the catalyst component may volatilize, and the performance may decrease due to a decrease in the catalytic activity point by sintering. In addition, the above-described range is preferable because a problem of high energy consumption due to high temperature may occur.
상기 소성은 수소, 아르곤 및 공기 정압하에서 수행될 수 있으나, 바람직하게는 습윤 공기하에서 수행되는 것이 바람직하다.The firing can be carried out under hydrogen, argon and air static pressure, but is preferably carried out under wet air.
상기 수소 분위기에서 소성을 수행할 경우 촉매구조가 상이해지고 전구체 구성성분의 제거가 용이하지 않아, 습윤 공기하에서 소성을 수행하는 것이 바람직하다.When performing the firing in the hydrogen atmosphere, the catalyst structure is different and the removal of the precursor components is not easy, so it is preferable to perform the firing under wet air.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 Ir계 deNOx 촉매는, TWC, LNT 또는 SCR 촉매의 그룹으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Ir-based deNOx catalyst may be any one selected from the group consisting of a group of TWC, LNT or SCR catalysts.
본 발명의 일 실시예에 따른 Ir계 deNOx 촉매는, 습윤공기 조건하에서 300 ~ 800℃의 온도로 1 ~ 10시간 동안 소성됨으로써, 저온에서 NOx 제거효율이 향상된 촉매가 형성될 수 있다.Ir-based deNOx catalyst according to an embodiment of the present invention, by firing for 1 to 10 hours at a temperature of 300 ~ 800 ℃ under wet air conditions, it is possible to form a catalyst with improved NOx removal efficiency at low temperatures.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 Ir계 deNOx 촉매의 제조방법을 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an Ir-based deNOx catalyst according to an embodiment of the present invention will be described in detail step by step with reference to FIG. 1.
본 발명의 일 실시예에 따른 Ir계 deNOx 촉매의 제조방법은, (a) 지지체에 루테늄을 담지하는 단계(S100); (b) 상기 (a) 단계의 지지체에 이리듐를 담지하는 단계(S200); 및 (c) 상기 (b) 단계의 이리듐이 담지된 지지체를 습윤한 공기하에서 소성하는 단계(S300);를 포함하는 것을 특징으로 한다.Method for producing an Ir-based deNOx catalyst according to an embodiment of the present invention, (a) supporting a ruthenium on a support (S100); (B) step of supporting iridium on the support of step (a) (S200); And (c) calcining the iridium-supported support of step (b) under wet air (S300).
본 발명의 일 실시예에 따른 Ir계 deNOx 촉매의 제조방법에 있어서, 상기 (a) 단계(S100)는, (a) 지지체에 루테늄을 담지하는 단계(S100)이다.In the method of manufacturing an Ir-based deNOx catalyst according to an embodiment of the present invention, step (a) (S100) is (a) a step of supporting ruthenium on the support (S100).
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 지지체는, 산화알루미늄, 지르코니아, 티타니아, 실리카, 제올라이트, 세리아 및 세리아 계열 다성분 화합물로 이루어진 그룹 중 선택되는 하나 일 수 있으며, 구체적으로는 산화알루미늄일 수 있다. 이 때, 상기 지지체를 모노리스화 하여 상기 이리듐 및 루테늄 전구체 용액에 담지하여 촉매층을 형성시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the support may be one selected from the group consisting of aluminum oxide, zirconia, titania, silica, zeolite, ceria, and ceria-based multi-component compounds, specifically aluminum oxide. . At this time, the support may be monolithized to be supported on the iridium and ruthenium precursor solution to form a catalyst layer.
또한, 상기 지지체는, 모노리스 상에서 루테늄층 및 이리듐층을 순차적으로 포함할 수 있으며, 상기 루테늄층은 상기 지지체 외부 표면 및 내부 기공 상에 담지될 수 있고, 상기 루테늄층 상부에 이리륨층이 적층되어 형성될 수 있다.In addition, the support may include a ruthenium layer and an iridium layer sequentially on a monolith, the ruthenium layer may be supported on the outer surface and inner pores of the support, and an iridium layer is formed on the ruthenium layer by being stacked. Can be.
상기 (a) 단계(S100)에서 상기 지지체로 사용되는 상기 산화알루미늄의 비표면적은, 5 이상이고 구체적으로는 50 이상이고 더욱 구체적으로는 100m2 /g 이상이 바람직하다.The specific surface area of the aluminum oxide used as the support in the step (a) (S100) is 5 or more, specifically 50 or more, and more preferably 100 m 2 /g or more.
상기 지지체인 산화알루미늄의 비표면적이 5이하로 작을 경우, 촉매의 활성이 떨어지는 단점이 있어 상기 한 범위가 바람직하다.When the specific surface area of the aluminum oxide as the support is less than 5, there is a disadvantage in that the activity of the catalyst is poor, and the above range is preferable.
상기 (a) 단계(S100)의 상기 루테늄(Ru)은, 지지체 100중량부에 대해, 0.1 ~ 10중량부로 담지될 수 있으며, 바람직하게는 1,5중량부로 담지될 수 있다.The (a) the ruthenium (Ru) of the step (S100), with respect to 100 parts by weight of the support, may be supported by 0.1 to 10 parts by weight, preferably 1,5 parts by weight.
상기 루테늄의 담지량은, 적절한 범위로 하는 것이 바람직하나, 저온에서 NOx의 제거효율을 높이기 위한 목적을 충분히 발휘시키기 위해 구체적으로는 상기 지지체 100중량부에 대해 0.1 ∼ 10중량부로 하는 것이 바람직하다. The carrying amount of the ruthenium is preferably in an appropriate range, but in order to sufficiently exhibit the purpose of increasing the removal efficiency of NOx at low temperature, it is preferable to be 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the support.
상기 루테늄이 0.1 미만으로 포함되면 배기가스 내에서 NOx을 제거하는 효과가 미미하고, 상기 루테늄이 10을 초과하여 포함되면, 이리듐의 활성을 억제할 수 있어 상기한 범위가 바람직하다.When the ruthenium is contained less than 0.1, the effect of removing NOx in the exhaust gas is insignificant, and when the ruthenium is contained in excess of 10, the activity of iridium can be suppressed, and the above range is preferable.
상기 (a) 단계(S100) 후, 상기 (a) 단계의 루테늄이 담지된 지지체를 300 ~ 800℃의 온도에서 1 ~ 10시간 습윤한 공기하에서 소성하는 단계를 더 포함할 수 있다.After the step (a) (S100), the step (a) of the ruthenium-supported may further include the step of firing in a humid air for 1 to 10 hours at a temperature of 300 ~ 800 ℃.
상기 (a) 단계(S100) 후, 소성하는 단계는 상기 지지체에 루테늄이 담지되어 이탈되지 않기 위해 수행되는 것이다.After the step (a) (S100), the step of firing is carried out in order not to escape due to the support of ruthenium on the support.
상기 (a) 단계(S100)는 상기 지지체를 루테늄 용액에 투입하고 담지한 후 300 ~ 800℃에서 1 ~ 10시간 소성하여 루테늄이 담지된 지지체를 먼저 조제할 수 있다. 여기서 바람직하게는 상기 지지체 100중량부에 대해, 루테늄은 1.5중량부를 포함할 수 있다.In the step (a) (S100), the support is introduced into a ruthenium solution and supported, followed by firing at 300 to 800° C. for 1 to 10 hours to first prepare the ruthenium-supported support. Here, preferably, with respect to 100 parts by weight of the support, ruthenium may include 1.5 parts by weight.
상기 (a) 단계(S100)는, 루테늄 이외에 촉매성분을 추가로 포함할 수 있으며, 바람직한 촉매성분은, 백금, 로듐, 팔라듐 및 은으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 이들의 추가적 귀금속 중에서 특히 바람직한 것은, 백금, 로듐 및 은이다. 이 경우 백금, 로듐 및 은의 담지량은, 상기 지지체 100중량부에 대해, 백금이 0.1 ~ 10중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 로듐과 은의 담지량 역시 상기 지지체 100중량부에 대해, 각각 0.1 ~ 10중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 상기와 동일하게, 추가적 귀금속 담지의 효과를 발휘시킴과 동시에, 주성분으로 되는 루테늄의 특성을 저하시키지 않도록 하기 위해서이다. 더욱이, 이들 추가적 금속은 복수 담지할 수 있다.The step (a) (S100) may further include a catalyst component in addition to ruthenium, and the preferred catalyst component may be one or more selected from the group consisting of platinum, rhodium, palladium and silver. Among these additional noble metals, platinum, rhodium and silver are particularly preferred. In this case, the amount of platinum, rhodium, and silver supported is preferably 0.1 to 10 parts by weight of platinum relative to 100 parts by weight of the support. In addition, the loading amount of rhodium and silver is also preferably 0.1 to 10 parts by weight, respectively, relative to 100 parts by weight of the support. In the same way as above, it is to prevent the deterioration of the properties of ruthenium as a main component while exerting the effect of supporting additional precious metals. Moreover, a plurality of these additional metals may be supported.
본 발명의 일 실시예에 따른 IR계 deNOx 촉매의 제조방법에 있어서, 상기 (b) 단계(S200)는, 상기 (a) 단계의 지지체에 이리듐를 담지하는 단계(S200)이다.In the method of manufacturing an IR-based deNOx catalyst according to an embodiment of the present invention, step (b) (S200) is a step (S200) of supporting iridium on the support of step (a).
상기 (b) 단계(S200)는, 상기 (a) 단계의 지지체에 이리듐을 담지하는 단계(S200)이다. 여기서 상기 이리듐의 담지량은, 상기 지지체 100중량부에 대하여 상기 이리듐은 0.1 ~ 10중량부를 포함할 수 있으며, 구체적으로는 1.5중량부 일 수 있다. 상기 이리듐 담지량의 0.1중량%는 촉매의 활성을 확보하기 위한 최저한의 담지량이다. 한편, 10중량부에 관해서는, 이 이상 담지해도 활성의 향상은 미미하기 때문에 경제적으로 바람직하지 못하기 때문에 상기한 범위가 바람직하다.The step (b) (S200) is a step (S200) of supporting iridium on the support of step (a). Here, the loading amount of the iridium, the iridium with respect to 100 parts by weight of the support may include 0.1 to 10 parts by weight, specifically 1.5 parts by weight. 0.1% by weight of the iridium loading amount is a minimum loading amount to secure the activity of the catalyst. On the other hand, with respect to 10 parts by weight, the above-mentioned range is preferable because the improvement in activity is insignificant because it is not economically desirable even if it is loaded more than this.
상기 (b) 단계(S200)는, 이리듐 이외에 촉매성분을 추가로 포함할 수 있으며, 바람직한 촉매성분은, 백금, 로듐, 팔라듐 및 은으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 이들의 추가적 귀금속 중에서 특히 바람직한 것은, 백금, 로듐 및 은이다. 이 경우 백금, 로듐 및 은의 담지량은, 상기 지지체 100중량부에 대해, 백금이 0.1 ~ 10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 로듐 및 은의 담지량 역시 상기 지지체 100중량부에 대해, 각각 0.1 ~ 10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 상기와 동일하게, 추가적 귀금속 담지의 효과를 발휘시킴과 동시에, 주성분으로 되는 이리듐의 특성을 저하시키지 않도록 하기 위해서이다. 더욱이, 이들 추가적 금속은 복수 담지할 수 있다.The step (b) (S200) may further include a catalyst component in addition to iridium, and the preferred catalyst component may be one or more selected from the group consisting of platinum, rhodium, palladium and silver. Among these additional noble metals, platinum, rhodium and silver are particularly preferred. In this case, the amount of platinum, rhodium, and silver supported is preferably 0.1 to 10 parts by weight of platinum relative to 100 parts by weight of the support. In addition, the supported amounts of rhodium and silver are also preferably 0.1 to 10 parts by weight, respectively, relative to 100 parts by weight of the support. In the same way as above, it is to prevent the deterioration of the properties of iridium as a main component while exerting the effect of supporting additional precious metals. Moreover, a plurality of these additional metals may be supported.
본 발명의 일 실시예에 따른 Ir계 deNOx 촉매의 제조방법에 있어서, 상기 (c) 단계(S300)는, 상기 (b) 단계의 이리듐이 담지된 지지체를 습윤한 공기하에서 소성하는 단계(S300)이다.In the method for producing an Ir-based deNOx catalyst according to an embodiment of the present invention, the step (c) (S300) is a step of firing the support containing the iridium of step (b) under wet air (S300). to be.
상기 (c) 단계(S300)는, 습윤 공기하에서 300 ~ 800℃의 온도로 1 ~ 10시간 동안 수행될 수 있다.The step (c) (S300) may be performed for 1 to 10 hours at a temperature of 300 to 800° C. under wet air.
*상기 (c) 단계(S300)의 소성온도가 300℃ 이하로 수행되면 최종 생성되는 촉매의 저온 활성이 떨어지는 단점이 있으며, 상기 소성온도가 800℃ 이상으로 수행되면 촉매 성분이 휘발될 수 있으며, sintering에 의해 촉매 활성점이 감소하여 성능이 감소 할 수 있다. 또한 고온에 따른 에너지 소비가 크다.* If the firing temperature of step (c) (S300) is performed at 300°C or less, the low temperature activity of the final catalyst is deteriorated, and when the firing temperature is performed at 800°C or higher, catalyst components may be volatilized, The catalytic activity point decreases by sintering, and performance may decrease. In addition, energy consumption is high due to high temperature.
도 2은 본 발명의 다른 실시예에 따른 Ir계 deNOX 촉매의 제조방법을 나타낸 순서도이다.2 is a flow chart showing a method of manufacturing an Ir-based deNOX catalyst according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 Ir계 deNOx 촉매의 제조방법은, (a) 루테늄 및 이리듐 혼합물을 제조하는 단계(S10); (b) 지지체에 루테늄 및 이리듐 혼합물을 담지하는 단계(S20); 및 (c) 상기 (b) 단계의 루테늄 및 이리듐이 담지된 지지체를 소성하는 단계(S30);를 포함하는 것을 특징으로 한다.Method for producing an Ir-based deNOx catalyst according to another embodiment of the present invention, (a) preparing a mixture of ruthenium and iridium (S10); (b) supporting a ruthenium and iridium mixture on a support (S20); And (c) sintering the support on which ruthenium and iridium in step (b) are supported (S30).
상기 (a) 단계(S10)이 루테늄 및 이리듐 혼합물을 제조하는 방법은 통상의 방법으로 제조할 수 있으므로, 이에 대해서는 설명하지 않도록 한다.The method of preparing the mixture of ruthenium and iridium in step (A) in step (S10) may be prepared by a conventional method, and therefore will not be described.
또한, 상기 루테늄 및 이리듐 혼합물에 상기 지지체를 담지하는 이유는 상기 지지체에 이리듐이 먼저 담지되는 것을 방지하기 위함이다. 상기 지지체에 이리듐이 먼저 담지가 되면 상기 이리듐과 지지체의 강한 상호 작용으로 인하여 이리듐 및 루테늄의 시너지 효과를 기대할 수 없다. 또한, 상기 루테늄과 이리듐이 상기 지지체에 담지되었을 때 두 성분이 가까이 존재해야만 저온성능 증진효과를 기대할 수 있다.In addition, the reason for supporting the support on the ruthenium and iridium mixture is to prevent iridium from being first supported on the support. When iridium is first supported on the support, the synergistic effect of iridium and ruthenium cannot be expected due to the strong interaction between the iridium and the support. In addition, when the ruthenium and iridium are supported on the support, two components must be present in close proximity to expect a low-temperature performance enhancing effect.
상기 (c) 단계(S30)는, 습윤 공기하에서 300 ~ 800℃의 온도로 1 ~ 10시간 동안 수행될 수 있다.The step (c) (S30) may be performed for 1 to 10 hours at a temperature of 300 to 800°C under wet air.
상기한 방법 이외의 조건들은 상기에서 설명한 방법과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.Conditions other than the above-described method are the same as the above-described method, so a description thereof will be omitted.
상기에서 설명한 Ir계 deNOx 촉매의 제조방법은, 상기 지지체에 루테늄을 먼저 담지한 후 이리듐을 담지하는 방법과 상기 지지체에 루테늄 및 이리듐 혼합물를 담지하는 두 가지 방법일 수 있다.The manufacturing method of the Ir-based deNOx catalyst described above may be two methods of first supporting a ruthenium on the support and then supporting iridium and supporting a ruthenium and iridium mixture on the support.
본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 Ir계 deNOx 촉매는, TWC, LNT 또는 SCR 촉매의 그룹으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.Ir-based deNOx catalyst prepared according to an embodiment of the present invention, may be any one selected from the group consisting of a group of TWC, LNT or SCR catalyst.
본 발명의 일 실시예에 따라 상기 기재된 촉매로 Nox를 제거하는 공정을 포함하는 deNOx 시스템을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a deNOx system including a process for removing Nox with the catalyst described above.
본 발명의 일 실시예에 따른 deNOx 시스템은, 디젤엔진으로부터 유입되는 배기가스 중 입자상 물질을 제거하는 디젤미립자필터; 상기 디젤엔진과 상기 디젤미립자필터 사이에 배치되는 디젤산화촉매기; 및 상기 디젤미립자필터 후방에 배치되어 배기가스에 포함된 질소 산화물을 분해하는 NOx 저감장치를 포함하고, 상기 NOx 저감장치는, 상기 디젤미립자필터를 통과한 배기가스의 질소 산화물을 제거하기 위해 내부에 본 발명에 따라 제조된 촉매들이 적어도 하나 이상 배치될 수 있다.DeNOx system according to an embodiment of the present invention, a diesel particulate filter for removing particulate matter in the exhaust gas flowing from the diesel engine; A diesel oxidation catalyst disposed between the diesel engine and the diesel particulate filter; And a NOx reduction device disposed at the rear of the diesel particulate filter to decompose nitrogen oxides contained in exhaust gas, and the NOx reduction device is internally installed to remove nitrogen oxides of exhaust gas that has passed through the diesel particulate filter. At least one catalyst prepared according to the present invention may be disposed.
본 발명에 의한 Ir계 deNOx 촉매 및 그 제조방법을 이용하면, 180℃의 저온에서도 배기가스 내에 존재하는 NOx의 제거 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.The use of the Ir-based deNOx catalyst and its manufacturing method according to the present invention has an advantage of increasing the removal efficiency of NOx present in the exhaust gas even at a low temperature of 180°C.
또한, 배기가스 내에 존재하는 NOx를 제거하기 위해 별도의 환원제 주입장치 및 주기적 외부 공급이 필요하지 않기 때문에 경제적인 장점이 있다. 특히, 기존의 우레아 SCR의 범위를 벗어나 LNT 및 DOC, 또는 TWC 등에 추가적인 deNOx 성능을 부여할 수 있고, 또한 CO와 탄화수소 역시 저감시킬 수 있다라는 이점이 있다.In addition, there is an economic advantage because a separate reducing agent injection device and a periodic external supply are not required to remove NOx present in the exhaust gas. In particular, it is possible to impart additional deNOx performance to LNT, DOC, or TWC outside the scope of the conventional urea SCR, and also to reduce CO and hydrocarbon.
이하, 실시예 및 실험예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples and experimental examples. However, the following examples and experimental examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited to them.
실시예 1 : IrRu/AlExample 1: IrRu/Al 22 OO 33 촉매의 제조 1 Preparation of catalyst 1
먼저, IrCl3 시료 0.190g과 RuCl3 시료 0.193g 을 동시에 물에 용해 시킨 뒤, 5g의 γ-산화알루미늄에 담지 시킨 후 이것을 100 ℃에서 12시간 건조시켰다. 건조 후 시료를 습윤 공기하에서 500℃의 온도로 4시간 동안 소성함으로써, 산화알루미늄에 이리듐-루테늄이 담지된 (IrRu/Al2O3)촉매의 제조를 완성하였다.First, 0.190 g of IrCl3 sample and 0.193 g of RuCl3 sample were dissolved in water at the same time, and then supported on 5 g of γ-aluminum oxide, and then dried at 100° C. for 12 hours. After drying, the sample was calcined under humid air at a temperature of 500° C. for 4 hours to prepare a catalyst (IrRu/Al 2 O 3 ) in which iridium-ruthenium was supported on aluminum oxide.
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이때 이 촉매의 루테늄 담지량은, 전체 촉매 100중량부를 기준으로 루테늄의 담지량은 1.52중량부, 이리듐의 담지량은 2.11중량부이다.In this case, the supported amount of ruthenium of the catalyst is based on 100 parts by weight of the total catalyst, and the supported amount of ruthenium is 1.52 parts by weight, and the supported amount of iridium is 2.11 parts by weight.
실시예 2 : IrRu/AlExample 2: IrRu/Al 22 OO 33 촉매의 제조 2 Preparation of catalyst 2
실시예 1과 동일하게 실시하되, 소성 온도를 700℃로 설정하고 4시간 동안 수행하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, but the firing temperature was set to 700°C and carried out for 4 hours.
실시예 3 : IrRu/AlExample 3: IrRu/Al 22 OO 33 촉매의 제조 3 Preparation of catalyst 3
실시예 1과 동일하게 실시하되, 소성 온도를 500℃로 설정하고 아르곤 분위기에서 4시간 동안 수행하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, but the firing temperature was set to 500°C and carried out in an argon atmosphere for 4 hours.
실시예 4 : IrRu/AlExample 4: IrRu/Al 22 OO 33 촉매의 제조 4 Preparation of catalyst 4
실시예 1과 동일하게 실시하되, 소성 온도를 700℃로 설정하고 아르곤 분위기에서 4시간 동안 수행하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, but the firing temperature was set to 700°C and carried out in an argon atmosphere for 4 hours.
실시예 5 : IrRu/AlExample 5: IrRu/Al 22 OO 33 촉매의 제조 5 Preparation of catalyst 5
먼저, RuCl3 시료 0.193g 을 물에 용해 시킨 뒤, 5g의 γ-산화알루미늄에 담지 시킨 후 이것을 100 ℃에서 12시간 건조시켰다. 건조 후 시료를 습윤 공기하에서 500℃의 온도로 4시간 동안 소성하였다. IrCl3 시료 0.190g을 물에 용해 시킨 뒤, 이것을 소성된 시료에 담지하고 100 ℃에서 12시간 건조시켰다. 건조 후 시료를 습윤 공기하에서 500℃의 온도로 4시간 동안 소성함으로써, (Ir-Ru/Al2O3)촉매의 제조를 완성하였다.First, 0.193 g of a RuCl 3 sample was dissolved in water, and then supported on 5 g of γ-aluminum oxide, and then dried at 100° C. for 12 hours. After drying, the sample was calcined under humid air at a temperature of 500° C. for 4 hours. After dissolving 0.190 g of IrCl 3 sample in water, it was supported on the fired sample and dried at 100° C. for 12 hours. After drying, the sample was calcined under humid air at a temperature of 500° C. for 4 hours to complete the preparation of (Ir-Ru/Al 2 O 3 ) catalyst.
이때 이 촉매의 루테늄 담지량은, 전체 촉매 100중량부를 기준으로 루테늄의 담지량은 1.52중량부, 이리듐의 담지량은 2.11중량부이다.In this case, the supported amount of ruthenium of the catalyst is based on 100 parts by weight of the total catalyst, and the supported amount of ruthenium is 1.52 parts by weight, and the supported amount of iridium is 2.11 parts by weight.
비교예 1 : IrRu/AlComparative Example 1: IrRu/Al 22 OO 33 촉매의 제조 Preparation of catalyst
실시예 1과 동일하게 실시하되, 소성 온도를 500℃로 설정하고 정체 공기분위기에서 4시간 동안 수행하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, the firing temperature was set to 500 ℃ and carried out for 4 hours in a static air atmosphere.
비교예 2 : IrRu/AlComparative Example 2: IrRu/Al 22 OO 33 촉매의 제조 Preparation of catalyst
실시예 1과 동일하게 실시하되, 소성 온도를 700℃로 설정하고 정체 공기분위기에서 4시간 동안 수행하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, the firing temperature was set to 700 ℃ and carried out for 4 hours in a static air atmosphere.
비교예 3 : IrRu/AlComparative Example 3: IrRu/Al 22 OO 33 촉매의 제조 Preparation of catalyst
실시예 1과 동일하게 실시하되, 소성 온도를 500℃로 설정하고 수소분위기에서 4시간 동안 수행하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, but the firing temperature was set to 500° C. and carried out in a hydrogen atmosphere for 4 hours.
비교예 4 : IrRu/AlComparative Example 4: IrRu/Al 22 OO 33 촉매의 제조 Preparation of catalyst
실시예 1과 동일하게 실시하되, 소성 온도를 700℃로 설정하고 수소분위기에서 4시간 동안 수행하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, but the firing temperature was set to 700°C and carried out in a hydrogen atmosphere for 4 hours.
비교예 5 : IrRu/AlComparative Example 5: IrRu/Al 22 OO 33 촉매의 제조 Preparation of catalyst
*먼저, IrCl3 시료 0.190g을 물에 용해 시킨 뒤, 5g의 γ-산화알루미늄에 담지 시킨 후 이것을 100 ℃에서 12시간 건조시켰다. 건조 후 시료를 습윤 공기하에서 500℃의 온도로 4시간 동안 소성하였다. RuCl3 시료 0.193g을 물에 용해 시킨 뒤, 이것을 소성된 시료에 담지하고 100 ℃에서 12시간 건조시켰다. 건조 후 시료를 습윤 공기하에서 500℃의 온도로 4시간 동안 소성함으로써, (Ru-Ir/Al2O3)촉매의 제조를 완성하였다.* First, 0.190 g of IrCl3 sample was dissolved in water, and then supported on 5 g of γ-aluminum oxide, and then dried at 100° C. for 12 hours. After drying, the sample was calcined under humid air at a temperature of 500° C. for 4 hours. After dissolving 0.193 g of RuCl 3 sample in water, it was supported on a fired sample and dried at 100° C. for 12 hours. After drying, the sample was calcined under humid air at a temperature of 500° C. for 4 hours to complete the preparation of the (Ru-Ir/Al 2 O 3 ) catalyst.
이때 이 촉매의 루테늄 담지량은, 전체 촉매 100중량부를 기준으로 루테늄의 담지량은 1.52중량부, 이리듐의 담지량은 2.11중량부이다.In this case, the supported amount of ruthenium of the catalyst is based on 100 parts by weight of the total catalyst, and the supported amount of ruthenium is 1.52 parts by weight, and the supported amount of iridium is 2.11 parts by weight.
실험예 1 : 소성 분위기에 따른 질소 산화물 제거 확인Experimental Example 1: Confirmation of nitrogen oxide removal according to the firing atmosphere
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에 따라 제조된 촉매를 아래와 같은 측정 조건하에서 질소산화물 제거활성을 측정하였다.The catalysts prepared according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 were measured for nitrogen oxide removal activity under the following measurement conditions.
질소산화물(NO) : 50 ppmNitric oxide (NO): 50 ppm
CO : 0.7%CO: 0.7%
O2 : 5%O 2 : 5%
H2O : 5% 및 N2 balance 및 GHSV 200,000 h-1의 조건으로 측정하여 도 2에 그 결과를 나타내었다.H 2 O: 5% and N 2 balance and GHSV 200,000 h -1 was measured under the conditions, and the results are shown in FIG. 2.
< 평가 ><Evaluation>
도 3은 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에 따라 제조된 촉매의 질소산화물 제거 활성을 서로 비교한 것이다.3 is a comparison of nitrogen oxide removal activity of the catalysts prepared according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4.
그 결과, 도 3에서 보는 바와 같이, 500℃에서는 습윤 공기하에서 가장 높은 질소산화물 제거 성능을 나타내었으며, 700℃에서는 습윤 공기와 아르곤 하에서 높은 질소산화물 제거 성능을 나타내었다. 특히, 실시예 1에 따른 촉매가 500 ~ 700℃의 소성 온도 조건에서 가장 높은 질소산화물 제거 성능을 나타낸 것을 확인할 수 있었다. 반면, 정체공기나 수소분위기에서 소성한 촉매는 저온에서 성능이 크게 감소하는 것으로 확인되었다.As a result, as shown in FIG. 3, the highest nitrogen oxide removal performance under wet air was observed at 500°C, and the high nitrogen oxide removal performance under wet air and argon was shown at 700°C. In particular, it was confirmed that the catalyst according to Example 1 exhibited the highest nitrogen oxide removal performance under the firing temperature conditions of 500 to 700°C. On the other hand, it was confirmed that the catalyst calcined in stagnant air or hydrogen atmosphere significantly reduced performance at low temperatures.
이에 따라, 본 발명에 의한 Ir계 dxNOx 촉매인 실시예 1의 IrRu/Al2O3 촉매는 180℃의 저온에서 배기가스 내에 존재하는 질소산화물 제거 성능을 향상시키는 효과가 있음을 확인하였다.Accordingly, it was confirmed that the IrRu/Al 2 O 3 catalyst of Example 1, which is an Ir-based dxNOx catalyst according to the present invention, has an effect of improving the performance of removing nitrogen oxides present in exhaust gas at a low temperature of 180°C.
또한, 배기가스 내에 존재하는 NOx를 제거하기 위해 별도의 환원제 도입이 필요하지 않음을 확인할 수 있다.In addition, it can be confirmed that a separate reducing agent is not required to remove NOx present in the exhaust gas.
실험예 2 : 담지 순서에 따른 질소 산화물 제거 확인Experimental Example 2: Confirmation of nitrogen oxide removal according to loading order
실시예 1, 실시예 5 및 비교예 5에 따라 제조된 촉매를 아래와 같은 측정 조건 하에서 질소산화물 제거활성을 측정하였다.Catalysts prepared according to Example 1, Example 5 and Comparative Example 5 were measured for nitrogen oxide removal activity under the following measurement conditions.
질소산화물(NO) : 50 ppmNitric oxide (NO): 50 ppm
CO : 0.7%CO: 0.7%
O2 : 5%O 2 : 5%
H2O : 5% 및 N2 balance 및 GHSV 200,000 h-1의 조건으로 측정하여 도 5에 그 결과를 나타내었다.H 2 O: 5% and N 2 balance and GHSV 200,000 h -1 was measured under the conditions, and the results are shown in FIG. 5.
< 평가 ><Evaluation>
도 4는 실시예 1, 실시예 5 및 비교예 5의 이리듐 및 루테늄의 담지순서에 따른 질소산화물 제거 활성을 서로 비교한 것이다.4 is a comparison of nitrogen oxide removal activity according to the loading order of iridium and ruthenium of Example 1, Example 5 and Comparative Example 5.
그 결과, 도 4에서 보는 바와 같이, 담지 순서가 촉매의 질소산화물 제거 성능에 영향을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 실시예 1에 따라 루테늄 및 이리듐 혼합 용액에 담지되는 경우 성능이 우수하나, 비교예 5에 따라 이리듐이 먼저 담지된 후 루테늄이 담지되는 경우 촉매의 활성이 저하되는 것을 확인할 수 있었으며, 반면 실시예 5에 따라 루테늄이 담지된 후 이리듐이 담지된 Ir-Ru/Al2O3 촉매는 180℃ 부근에서 높은 질소산화물 제거 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in FIG. 4, it was confirmed that the loading order affects the nitrogen oxide removal performance of the catalyst. According to Example 1, the performance is excellent when supported in a mixed solution of ruthenium and iridium, but according to Comparative Example 5, it was confirmed that the activity of the catalyst was lowered when iridium was first supported and then ruthenium was supported, whereas Example 5 According to the results, it was confirmed that the Ir-Ru/Al 2 O 3 catalyst loaded with iridium after ruthenium was supported showed high nitrogen oxide removal performance at around 180°C.
이에 따라, 본 발명에 의한 deNOx 촉매인 실시예 1 및 5에 의한 IrRu/Al2O3 촉매는 180℃의 저온에서 배기가스 내에 존재하는 질소산화물 제거 성능을 향상시키는 효과가 있음을 확인하였다.Accordingly, it was confirmed that the IrRu/Al 2 O 3 catalysts according to Examples 1 and 5, which are deNOx catalysts according to the present invention, had an effect of improving the nitrogen oxide removal performance existing in the exhaust gas at a low temperature of 180°C.
본 발명에 의한 Ir계 deNOx 촉매 및 그 제조방법을 이용하면, 180℃의 저온에서도 배기가스 내에 존재하는 NOx를 제거 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.The use of the Ir-based deNOx catalyst and its manufacturing method according to the present invention has an advantage of increasing the removal efficiency of NOx present in the exhaust gas even at a low temperature of 180°C.
또한, 배기가스 내에 존재하는 NOx를 제거하기 위해 별도의 환원제 도입이 필요하지 않기 때문에 경제적인 장점이 있다.In addition, there is an economical advantage because it does not require the introduction of a separate reducing agent to remove the NOx present in the exhaust gas.
지금까지 본 발명의 일 실시예에 따른 Ir계 deNOx 촉매의 제조방법에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.So far, specific examples of a method of manufacturing an Ir-based deNOx catalyst according to an embodiment of the present invention have been described, but it is apparent that various implementation modifications are possible without departing from the scope of the present invention.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims to be described later, but also by the claims and equivalents.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.That is, the above-described embodiments are illustrative in all respects, and should be understood as not limiting, and the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and It should be construed that any altered or modified form derived from the equivalent concept is included in the scope of the present invention.
S100 : 지지체에 루테늄을 담지하는 단계
S200 : 지지체에 이리듐를 담지하는 단계
S300 : 이리듐이 담지된 지지체를 습윤한 공기하에서 소성하는 단계
S10 : 루테늄 및 이리듐 혼합물을 제조하는 단계
S20 : 지지체에 루테늄 및 이리듐 혼합물을 담지하는 단계
S30 : 루테늄 및 이리듐이 담지된 지지체를 소성하는 단계S100: Step of supporting ruthenium on the support
S200: step of loading iridium on the support
S300: sintering the support on which iridium is supported under moist air
S10: Step of preparing a mixture of ruthenium and iridium
S20: Supporting a ruthenium and iridium mixture on a support
S30: Step of firing a support carrying ruthenium and iridium
Claims (10)
지지체에 이리듐과 루테늄 혼합물이 담지되어 습윤 공기하에서 소성되거나,
지지체에 1차적으로 루테늄이 담지되고 2차적으로 이리듐이 담지되어 습윤 공기하에서 소성되는 것인 Ir계 deNOx 촉매로서,
상기 지지체 100중량부에 대해, 상기 이리듐은 0.1 ~ 10중량부로 담지되고, 상기 루테늄은 0.1 ~ 10중량부로 담지된 것을 특징으로 하는 Ir계 deNOx 촉매.
As a catalyst that reduces nitrogen oxides (NOx) by using CO in the exhaust gas as a reducing agent,
A mixture of iridium and ruthenium is supported on the support and fired in wet air,
As an Ir-based deNOx catalyst, which is primarily supported by ruthenium and secondaryly supported by iridium and fired under moist air,
With respect to 100 parts by weight of the support, the iridium is supported by 0.1 to 10 parts by weight, the ruthenium is Ir-based deNOx catalyst, characterized in that supported by 0.1 to 10 parts by weight.
상기 소성은,
습윤한 공기하에서 300 ~ 800℃의 온도로 1 ~ 10시간 동안 소성된 것을 특징으로 하는 Ir계 deNOx 촉매.
According to claim 1,
The firing,
Ir-based deNOx catalyst, characterized in that calcined for 1 to 10 hours at a temperature of 300 to 800°C under moist air.
상기 지지체는,
산화알루미늄인 것을 특징으로 하는 Ir계 deNOx 촉매.
According to claim 1,
The support,
Ir-based deNOx catalyst, characterized in that it is aluminum oxide.
상기 Ir계 deNOx 촉매는,
TWC, LNT 또는 SCR 촉매의 그룹으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 Ir계 deNOx 촉매.
According to claim 1,
The Ir-based deNOx catalyst,
IrC deNOx catalyst, characterized in that any one selected from the group consisting of a group of TWC, LNT or SCR catalyst.
(b) 지지체에 루테늄 및 이리듐 혼합물을 담지하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계의 루테늄 및 이리듐이 담지된 지지체를 습윤 공기하에서 소성하는 단계;
를 포함하는 Ir계 deNOx 촉매의 제조방법으로서,
상기 지지체 100중량부에 대해, 상기 이리듐은 0.1 ~ 10중량부로 담지되고, 상기 루테늄은 0.1 ~ 10중량부로 담지된 것을 특징으로 하는 Ir계 deNOx 촉매의 제조방법.
(a) preparing a mixture of ruthenium and iridium;
(b) supporting a ruthenium and iridium mixture on a support; And
(c) calcining the support containing the ruthenium and iridium of step (b) under wet air;
As a method for producing an Ir-based deNOx catalyst containing,
With respect to 100 parts by weight of the support, the iridium is supported by 0.1 to 10 parts by weight, and the ruthenium is 0.1 to 10 parts by weight of the method for producing an Ir-based deNOx catalyst.
상기 (c) 단계는,
습윤 공기하에서 300 ~ 800℃의 온도로 1 ~ 10시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 Ir계 deNOx 촉매의 제조방법.
The method of claim 7,
Step (c) is,
Method of producing an Ir-based deNOx catalyst characterized in that it is performed for 1 to 10 hours at a temperature of 300 to 800°C under wet air.
상기 deNOx 촉매는,
TWC, LNT 또는 SCR 촉매의 그룹으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 Ir계 deNOx 촉매의 제조방법.
The method of claim 7,
The deNOx catalyst,
Method of producing an Ir-based deNOx catalyst, characterized in that any one selected from the group consisting of a group of TWC, LNT or SCR catalyst.
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