질소 산화물 정화 촉매 및 질소 산화물 정화 방법 document_id A220623056940

골격 구조 중에 이종 (異種) 원소를 치환한 실리케이트는, 통상의 알루미노실리케이트제올라이트와는 상이한 특성이 기대되어, 촉매 반응에 대한 이용이 검토되고 있다. 예를 들어 백금을 담지한 철 실리케이트를 사용한 자일렌 이성화 촉매 (특허 문헌 1), 또 철 실리케이트를 사용한 나프탈렌성 화합물의 선택 메틸화 촉매 (특허 문헌 2), 또 고리형 에테르의 개환 중합 촉매로서 철 실리케이트를 사용한 폴리알킬렌글리콜의 제조 방법 (특허 문헌 3) 등이 개시되어 있다. 한편, 철 실리케이트를 사용한 질소 산화물의 정화 기술도 검토되고 있다. 예를 들어, ZSM-5 형 철 실리케이트에 구리와 갈륨의 공침 복합 산화물이 분산 담지된 질소 산화물을 함유하는 배기 가스의 정화용 촉매 (특허 문헌 4), 과잉의 산소가 존재하는 분위기 중에서, 탄화수소류 또는 산소 함유 화합물의 존재하, ZSM-5 형 철 실리케이트의 알칼리 금속 교환체를 질소 산화물을 함유하는 배기 가스와 접촉시키는 질소 산화물 정화 방법 (특허 문헌 5), 질소 산화물, 산소 가스 및 필요에 따라 아황산 가스를 함유하는 연소 배기 가스를, 철 실리케이트 촉매 및 탄화수소 환원제의 존재하에서 접촉 반응시키는 질소 산화물의 제거 방법 (특허 문헌 6), 철 실리케이트에 백금, 팔라듐, 로듐 및 코발트 중 적어도 1 종을 담지한 질소 산화물을 주로 제거하는 배기 가스 정화 촉매 (특허 문헌 7) 등이 보고되어 있다. 특허 문헌 6, 7 에 기재된 철 실리케이트는, 합성시에 테트라프로필암모늄염을 사용하고 있기 때문에, 철 실리케이트의 골격 구조로서 ZSM-5 구조를 갖는 것으로 생각할 수 있다. 아(亞)산화질소의 정화 촉매에 대해서는, 아산화질소의 직접 분해에 사용되는, 구리나 코발트 등을 담지한 β 형 철 실리케이트를 함유하는 촉매의 제조 방법 (특허 문헌 8), β 구조를 갖는 철 실리케이트를 이용하여, 아산화질소를 직접 분해하는 방법, 및 일산화탄소를 환원제로 하는 아산화질소의 비선택적 접촉 환원하는 방법 (비특허 문헌 1) 등이 개시되어 있다. 한편, 배기 가스 중의 질소 산화물의 정화 촉매에 대해서는, 린번 연소 배기 가스나 디젤 연소 배기 가스로 대표되는 산소 과잉 배기 가스의 질소 산화물의 정화에 관하여, 철 또는 구리를 담지한 알루미노실리케이트제올라이트 촉매를 이용하고, 암모니아에 의해 질소 산화물을 선택적으로 접촉 환원 (통상 SCR 이라고 한다) 하는 방법 (특허 문헌 9) 이 알려져 있다. 그러나, 암모니아를 환원제로서 사용한 질소 산화물 (NOx) 의 환원 방법에 있어서, 저온에서의 질소 산화물의 분해 성능 및 수열 내구성이 우수한 철 실리케이트는 지금까지 알려져 있지 않았다. [특허 문헌 1] 일본 특허 공보 제3269828호 [특허 문헌 2] 일본 공표특허공보 2004-524142호 = USP 7,022,637 [특허 문헌 3] 일본 특허 공보 제3477799호 = USP 5,648,558 [특허 문헌 4] 일본 공개특허공보 평5-305240호 = USP 5,256,614 [특허 문헌 5] 일본 특허 공보 제2691643호 [특허 문헌 6] 일본 공개특허공보 평5-154349호 [특허 문헌 7] 일본 특허 공보 제2605956호 [특허 문헌 8] 미국 특허 출원 공개 공보 제2006-0088469호 [특허 문헌 9] 일본 공개특허공보 평2-293021호 = USP 4,961,917 [비특허 문헌 1] Journal of Catalysis, 232 (2005) 318-334