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OXIDATION CATALYST AND METHOD AND APPARATUS FOR TREATING EXHAUST GAS commons

Patent code P07P004754
File No. NU-0079
Posted date Sep 21, 2007
Application number P2006-050820
Publication number P2007-229546A
Patent number P5140823
Date of filing Feb 27, 2006
Date of publication of application Sep 13, 2007
Date of registration Nov 30, 2012
Inventor
  • (In Japanese)鈴木 憲司
  • (In Japanese)平林 大介
  • (In Japanese)川本 賀基
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人名古屋大学
Title OXIDATION CATALYST AND METHOD AND APPARATUS FOR TREATING EXHAUST GAS commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oxidation catalyst the catalytic activity of which can be kept over a long period of time even when an organic gas containing halogen or the like is decomposed oxidatively or the organic gas coexisting with an acidic gas is decomposed oxidatively.
SOLUTION: The oxidation catalyst contains magnesium ferrite which consists of a compound oxide of Mg and Fe and at least a part of which has a MgFe2O4 phase. Magnesium ferrite does not react with the acidic gas (for example, a halogen compound such as hydrogen chloride and hydrogen fluoride, sulfur oxide and nitrogen oxide). Therefore, even when the organic gas containing halogen, sulfur, nitrogen or the like is decomposed oxidatively, magnesium ferrite is not decomposed by a reaction of magnesium ferrite with the acidic gas being a decomposition product and does not lose its catalytic activity.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


自動二輪車や自動車のエンジンから排出される排ガスには、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)や硫黄酸化物(SOx)などが含まれており、この排ガスによる環境汚染の問題は都市部を中心に深刻化している。



近年、大気汚染防止法に基づき、炭化水素や窒素酸化物の大幅な削減を目標とした新しい基準が、告示されている。これによれば、例えば、四輪車に比べて安価で、手軽な交通手段として広く利用されている自動二輪車は、車両全体に占める排出寄与度も高く、排ガス規制が大幅に強化される予定である。具体的には、2006~2007年以降に販売される自動二輪車は、現行値比で、炭化水素については75~85%の低減率、窒素酸化物については50%の低減率、一酸化炭素については85%の低減率という、厳しいレベルの目標値が要求される。



こうした状況下、四輪車用の触媒を二輪車に使用することが種々検討されているが、白金等の高価な貴金属を触媒成分として用いる四輪車用触媒を二輪車に利用することは割高感が強い。このため、より安価な二輪車用排ガス浄化触媒の開発が切望されている。



ここに、貴金属触媒と比べて安価でかつ酸化触媒としての利用が可能なものとして、無機化合物よりなる活性酸素発現物質が知られている(例えば、特許文献1参照)。



この活性酸素発現物質は、活性酸素種を内包する12CaO・7Al2 O3 化合物であり、カルシウムとアルミニウムとを12:14の原子当量比で混合した原料粉末を用いて、酸素分圧104 Pa以上、好ましくは105 Pa以上、水素分圧1Pa以下に厳密に制御された乾燥酸化雰囲気で、焼成温度1200℃以上、好ましくは1300℃の高温度の条件下で固相反応させることにより製造される。



このような活性酸素発現物質については研究例が種々報告されているが、さらに実用価値の高い新しい活性酸素発現物質の開発が強く要請されていた。



そこで、本発明者等は、新規な活性酸素発現物質の開発を目的として鋭意研究を重ねた結果、活性酸素であるスーパーオキサイドアニオン(O2 - )を構造中に内包した、A2 B2 O5 (A:アルカリ又はアルカリ土類元素、B:遷移元素)の組成式を有する無機化合物が、高い活性酸素発現能力を有して酸化触媒として有用であることを見出し、さらに研究を重ねて先に発明している(特許文献2参照)。



この活性酸素発現物質として、具体的にはCa2 Fe2 O5 の組成式を有するカルシウムフェライトが挙げられており、これはCaCO3 とFe2 O3 とを2:1のモル比で混合した原料粉末を酸素雰囲気で800℃以上に加熱することにより製造される。
【特許文献1】
特開2002-3218号公報
【特許文献2】
特開2005-296880号公報

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は酸化触媒、排ガス処理方法及び排ガス処理装置に関する。本発明は、例えば、自動車や自動二輪車等の内燃機関、ボイラー等の各種燃焼装置やごみ焼却炉などから排出される排ガス中の有害な有機ガスを酸化分解する際に好適に利用することができる。また、本発明の酸化触媒は、薬品等の化学物質の生成反応を促進させる反応促進用触媒にも好適に利用することができる。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
ハロゲン、硫黄及び窒素の少なくとも一種を含む含ハロゲン等有機ガスを含む排ガス、又は前記含ハロゲン等有機ガス以外の有機ガス及び酸性ガスを含む排ガス中にて使用する排ガス処理用の酸化触媒であって、
Mg及びFeの複合酸化物よりなり、結晶構造やFeの酸化還元に起因して生成する活性酸素を構造中に内包するMgFe2O4相を少なくとも一部に有するマグネシウムフェライトを含み、
前記酸化触媒は、前記MgFe2O4相中に内包された前記活性酸素が外部に放出されることにより酸化触媒機能を発揮するものであり、
前記マグネシウムフェライトは、前記含ハロゲン等有機ガスの酸化分解により生成する分解生成物酸性ガス又は前記酸性ガスと反応して分解することがないことを特徴とする酸化触媒。

【請求項2】
 
ハロゲン、硫黄及び窒素の少なくとも一種を含む含ハロゲン等有機ガス以外の有機ガス及び酸性ガスを含む排ガス中にて使用する排ガス処理用の酸化触媒であって、
Mg及びFeの複合酸化物よりなり、結晶構造やFeの酸化還元に起因して生成する活性酸素を構造中に内包するMgFe2O4相を少なくとも一部に有するマグネシウムフェライトを含み、
前記酸化触媒は、前記MgFe2O4相中に内包された前記活性酸素が外部に放出されることにより酸化触媒機能を発揮するものであり、
前記マグネシウムフェライトは、前記酸性ガスと反応して分解することがないことを特徴とする酸化触媒。

【請求項3】
 
請求項1に記載の酸化触媒により、前記含ハロゲン等有機ガス又は前記有機ガスを酸化分解する触媒工程を含むことを特徴とする排ガス処理方法。

【請求項4】
 
請求項2に記載の酸化触媒により、前記有機ガスを酸化分解する触媒工程を含むことを特徴とする排ガス処理方法。

【請求項5】
 
ハロゲン、硫黄及び窒素の少なくとも一種を含む含ハロゲン等有機ガスを含む排ガス、又は前記含ハロゲン等有機ガス以外の有機ガス及び酸性ガスを含む排ガスが導入され、請求項1記載の酸化触媒が設置された酸化処理部と、
前記酸化処理部よりも排ガス下流側に配設され、排ガス中に含まれる前記含ハロゲン等有機ガスの酸化分解により生成する分解生成物酸性ガス又は前記酸性ガスを前記排ガス中から除去する酸性ガス除去部とを有することを特徴する排ガス処理装置。

【請求項6】
 
ハロゲン、硫黄及び窒素の少なくとも一種を含む含ハロゲン等有機ガス以外の有機ガス及び酸性ガスを含む排ガスが導入され、請求項2記載の酸化触媒が設置された酸化処理部と、
前記酸化処理部よりも排ガス下流側に配設され、排ガス中に含まれる前記酸性ガスを前記排ガス中から除去する酸性ガス除去部とを有することを特徴する排ガス処理装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
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