[发明专利]甲烷燃烧催化剂及其制造方法、以及燃烧废气的净化方法

说明书

本发明涉及在氧化锡载体上负载铂和铱而成的、用于燃烧含有硫氧化物的燃烧废气中的甲烷的甲烷燃烧催化剂。在利用X射线光电子能谱(XPS)分析测定该甲烷燃烧催化剂时，基于从铂4f光谱获得的金属铂(Pt)、铂氧化物(PtO和PtO₂)的存在比率并通过下式算出的铂氧化物相对于金属铂的比例R_TO为8.00以上。在下式中，R_Pt为金属铂(Pt)的存在比率，R_Pto为PtO的存在比率，R_Pto2为PtO₂的存在比率。R_To＝(R_Pto+R_Pto2)/R_Pt

技术领域

本发明涉及用于氧化除去含有硫氧化物的燃烧废气中的甲烷的催化剂。具体而言，涉及抑制由硫氧化物引起的催化剂中毒、并且能够以比传统产品高的活性氧化甲烷的催化剂。另外，本发明涉及使用该催化剂氧化除去燃烧废气中的甲烷的净化方法。

背景技术

从以天然气、城市燃气、轻油、灯油等烃类为燃料的引擎(engine)和锅炉(boiler)等产生的废气除了氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SO₂、SO_x)、一氧化碳(CO)、臭气物质/烟尘等以外，还包括未燃烧的烃类。由于这些都是环境污染的因素，因此将废气用过滤器或净化催化剂处理后再排出。特别是，据报道甲烷的温室效应是二氧化碳的20倍以上，从环境保护的观点来看，除去甲烷的必要性非常高。

作为烃类的净化催化剂，长期以来一直使用将铂等贵金属的催化剂粒子负载在氧化铝或氧化锆等载体上而成的贵金属催化剂。但是，已知的是，这样的贵金属催化剂对甲烷的氧化除去不是很有效。特别是，在废气中含有硫氧化物的情况下，存在由催化剂中毒引起的活性显著降低的问题。

在上述那样的背景下，作为用于氧化除去含有硫氧化物的燃烧废气中的甲烷的催化剂，已知有专利文献1和专利文献2记载的催化剂。这些催化剂是通过将由铂构成的催化剂粒子负载在氧化锡(SnO₂)载体上而构成的。特别是，在专利文献2的催化剂中，通过进一步负载铱来实现耐久性的提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4283037号说明书

专利文献2：日本专利第4429950号说明书

发明内容

[发明所要解决的课题]

可以确认，上述专利文献1、2的催化剂(以下，有时称为Pt/SnO₂催化剂、Pt-Ir/SnO₂催化剂。另外，有时将这些统称为Pt/SnO₂系催化剂。)确实对含有硫氧化物的燃烧废气中的甲烷具有氧化除去作用。特别是，Pt/SnO₂系催化剂具有通过使废气中的硫氧化物浓度成为1ppm以上而活性提高这样有趣的特性。另外，Pt/SnO₂系催化剂通过将迄今为止未被认识到有效性的铂负载在氧化锡载体上而对甲烷表现出有效的活性，在这一方面，Pt/SnO₂系催化剂是一种有意义的催化剂。而且，在Pt/SnO₂催化剂上追加负载铱而得的Pt-Ir/SnO₂催化剂中，确认了耐久性的提高。

然而，在催化剂的领域中，经常需要能够发挥更高活性的催化剂。对于甲烷燃烧催化剂也同样要求发挥出比现有技术更高的活性。本发明是在这样的背景下完成的，其目的在于提供以上述的Pt/SnO₂系催化剂为基础并且活性比它们更高的甲烷燃烧催化剂及其制造方法。

[用于解决课题的方案]