コジェネレーションシステム用新規排ガス浄化触媒の開発

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16510055
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 岡崎 文保 北見工業大学, 工学部, 助教授 (10213927)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 多田 旭男 北見工業大学, 工学部, 教授 (60001327)
• Keywords: NO選択還元反応 / メタン / 酸化物 / アルミナ / 硫黄不純物 / ナトリウム不純物 / 酸化チタン / 表面炭素種

Research Abstract

平成16年度はガスエンジン・コジェネシステム用排ガス浄化触媒について,触媒担体,助触媒成分,触媒前駆体の活性化,炭素種のキャラクタリゼーションの項目を検討した,ガスエンジンの燃料として最近,天然ガス(主成分メタン)が利用され始めている.排ガス中のNOを未燃メタンで選択的に還元する反応(CH_4-SCR)は理想的である.そこで還元剤としてメタンを使用した.
各種酸化物のSCR活性を比較したところ,アルミナが最も高い活性を示した.アルミナは工業触媒の担体として数多くの製品がある.そこで,触媒学会提供のアルミナ参照触媒(ALO1〜8),アルコキサイドより調製したアルミナ(ALOA)および市販アルミナ(ALOB)のSCR活性を比較した.各種アルミナの最大NO転化率(以下C_m)の序列はALO4>ALO8,ALOB>>ALOA>ALO3>ALO2>ALO1>ALO5となり最も高活性を示したのはALO4でC_mは約45%であった.一方,不純物としてS, Naを含むアルミナ(ALO2,3,5)の活性は低かった.
XRFを用いてそれぞれのアルミナの組成分析を行った結果,活性が高かったALO4,ALOBにはTiO_2が微量含まれることがわかった.そこでTiO_2を含まないALOAにTiO_2を0.5wt%添加したところ,CH_4-SCR活性は著しく向上することを見出した.
アルミナ触媒表面に生成したCH_4由来炭素種のキャラクタリゼーションを行った結果,結晶質炭素とアモルファス状炭素が生成し,後者の方が生成量は多かった.続いてその炭素種にNO+O_2ガスを接触させたところ,アモルファス状炭素から消費されN_2を生成することがわかった.