NH3によるNOx選択還元用Fe/ゼオライト触媒Fe/zeolite Catalysts for NOx Selective Catalytic Reduction by NH3
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ディーゼル車から排出されるNOxをNH3により還元する(Selective catalytic reduction; SCR)触媒であるFe/ゼオライトの浄化挙動や活性支配因子について調べた内容を概説する。Fe/ゼオライトのNOx浄化活性は,Feの担持法やゼオライトの種類(細孔構造,Si/Al2)で変化した。触媒の活性種はイオン交換されたFe種であり,それをNO2の昇温脱離スペクトルで定量できることを明らかにした。触媒の耐久性は結晶子の大きいゼオライトを用いること,および希土類金属を逐次イオン交換することによって向上した。この理由は熱劣化の主因である脱Alが抑制され,イオン交換Feがより多く存在できたためと推定された。NO2/NOxが0%のときに進行するStandard SCR反応をin situ FT-IR, 過渡反応挙動解析,および定常状態での速度解析により調べた結果,律速段階はイオン交換Fe上で進行するNOからNO2への酸化過程であり,この反応を気相のNH3が阻害することがわかった。また,NO2/NOx 比を変化させることでNO2/NOxが50%のFast SCR反応,および100%のNO2-SCR反応も調べ,全SCRの反応機構を推定した。
Development and characterization of Fe/zeolites for NH3 selective catalytic reduction (NH3-SCR) of NOx emitted from diesel vehicles were conducted. The NOx reduction activity of fresh samples was dependent on the Fe loading method and the type of zeolite (pore structures and Si/Al2 ratios). Amajor factor affecting fresh activity was the number of ion-exchanged Fe sites which can be quantified using temperature-programmed desorption of NO2. A hydrothermal stability was improved by using larger zeolite crystal size and by sequential ion-exchange of rare earth metals. It was because dealumination which leads to a loss of the ion-exchange Fe was inhibited. Standard SCR (NO2/NOx=0%) reaction was investigated by means of in situ FT-IR, transient and steady-state reaction studies. The ratedetermining step is the oxidation of NO to NO2, and this step is inhibited by coexisting gaseous NH3.Finally, overall SCR scheme including Fast SCR (NO2/NOx=50%) and NO2-SCR (NO2/NOx=100%) was presented as a function of the NO2/NOx ratio and temperature.
キーワード:鉄;ゼオライト;窒素酸化物;アンモニア;選択還元
Key words: Iron; Zeolite; Nitric oxide; Nitric oxide; Selective Catalytic Reduction
© 2012 ゼオライト学会© 2012 Japan Association of Zeolite
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