[发明专利]蜂窝催化剂及蜂窝催化剂的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蜂窝催化剂及蜂窝催化剂的制造方法。

背景技术

作为用于净化废气中的NOx的系统，已知有使用氨将NOx还原成氮和水的SCR(SelectiveCatalyticReduction)系统。作为在该SCR系统中使用的催化剂，已知有五氧化二钒(V₂O₅)具有较高的NOx净化性能，使用着二氧化钛(TiO₂)上载持V₂O₅和三氧化钨(WO₃)的蜂窝催化剂。

并且，作为这种钛氧化物上载持钒氧化物及钨氧化物的蜂窝催化剂(以下还称为“TiO₂/V₂O₅/WO₃催化剂”)，例如公开于专利文献1。

在专利文献1中公开有烟气脱硝催化剂(蜂窝催化剂)，其中，将氧化钛粉末、偏钨酸铵及水混炼、造粒、干燥而制作颗粒，并在将该颗粒粉碎而得到的原料粉末中混合偏钒酸铵而制备催化剂糊料，且将该催化剂糊料成型为蜂窝状并进行烧成，从而得到该烟气脱硝催化剂。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开10-323570号公报

发明的概要

发明要解决的技术课题

TiO₂/V₂O₅/WO₃催化剂中的NOx净化性能依赖于催化物质(catalystspecies)即钒和钨的添加量而发生变化，当钒和钨的添加量及比例部不适当时，无法有效使用成为活性点的钒。

尤其，TiO₂/V₂O₅/WO₃催化剂中的SCR反应通过TiO₂上的钒(5价4价)的氧化还原反应而进行，因此认为5价的钒离子的量有助于NOx净化性能。

但是，专利文献1所记载的蜂窝催化剂存在蜂窝催化剂的NOx净化性能相比钒的含量而言并不充分的问题。

作为其原因可以想到以下几点。专利文献1中，预先混炼氧化钛粉末和偏钨酸铵，其后，混合偏钒酸铵。因此，认为在TiO₂上会形成V-O-V键和W-O-W键。如此，若形成有钒彼此经由氧相邻的V-O-V键，则钒会因热等而结晶化。或者，钒与水发生反应而生成VO(OH)₃等化合物并挥发，由此失去催化剂功能。认为是其结果无法得到充分的NOx净化性能。

本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种蜂窝催化剂及制造该蜂窝催化剂的方法，所述蜂窝催化剂由钛氧化物、钒氧化物及钨氧化物构成的蜂窝催化剂，且即使该蜂窝催化剂中的钒氧化物的含量较少，也会具有充分的NOx净化性能。

用于解决技术课题的手段

为了解决上述课题，本发明人等重复进行了深入研究，结果发现通过在TiO₂上使钨和钒键合而形成“-W-O-V-O-W-O-V-”键，能够使钒彼此分离而分散，其结果，能够适当地发挥蜂窝催化剂的NOx净化性能。

即，本发明的蜂窝催化剂是由钛氧化物、钒氧化物及钨氧化物构成的蜂窝催化剂，其中，上述蜂窝催化剂中所包含的上述钒氧化物的含量为0.3重量％～5.0重量％，在将上述蜂窝催化剂的钨K吸收端的扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)光谱进行傅立叶变换而得到的径向分布函数中，自钨原子起以原子间距离计位于的范围的钒原子所引起的峰值高度相对于上述蜂窝催化剂中的所述钒氧化物每1重量％的含量为以上。

本发明中，为了对钒及钨的键合状态进行分析而使用利用同步加速器光的X射线吸收精细结构(X-rayabsorptionfinestructure：XAFS)。

XAFS是指在向物质照射X射线而得到的吸收光谱中，从吸收端遍及1000eV的能量区域而观测到的吸收系数的精细结构(振动结构)。在该能量区域中，将50～1000eV的区域内观察到的结构称为扩展X射线吸收精细结构(ExtendedX-rayAbsorptionFineStructure：EXAFS)，在此产生所释放的光电子被相邻原子散射的现象。通过对EXAFS光谱进行分析，能够对任一原子的相邻原子及与该相邻原子相邻的原子的种类进行确定，并且还能够对这些原子的原子间距离等进行确定。另外，根据将EXAFS光谱进行傅立叶变换而得到的径向分布函数的峰值高度，能够推测这些原子以何种程度存在。