Lean Burn de-NOx Properties of Pt-TiO₂ Bifunctioncal Catalyst by Propylene

희박연소 상태에서 프로필렌 환원제에 의한 Pt-TiO₂ 이원기능 촉매의 NOx 제거 특성

Investigation was carried out lean burn de-NOx properties of Pt-$TiO_2$ bifunctional catalyst by propylene in order to get the high de-NOx activity and the wide temperature window under coexistence of $SO_2$ and $H_2O$. Only noncatalyst and carrier catalyst themselves had NOx conversion activity at high temperature over $400^{\circ}C$. NOx conversion activity of catalysts exchanged copper ion resulted in Cu-$TiO_2$>Cu-ZSM-5>Cu-$Al_2O_3$>CU-YZ>Cu-AZ. Catalysts impregnated with platinum based on titania gave the results of high NOx conversion activity at low temperature. $250^{\circ}C$. Bifunctional catalysts based on Pt-$TiO_2$ showed high NOx conversion activity both at a low zone of $300^{\circ}C$ and a high zone of $500^{\circ}C$. Pt-$TiO_2$/$Al_2O_3$ catalyst gave the highest NOx conversion activity at a low temperature zone. and Pt-$TiO_2$/$Mn_2O_3$(21) catalyst gave the highest NOx conversion activity at a high temperature zone. Under the coexistence of $SO_2$ and $H_2O$. NOx conversion activities of 0.55wt%Pt-$TiO_2$/5wt%Cu-ZSM-5 catalyst was high both at a low and high temperature zone, and increased depending on oxygen concentration. 0.55wt%Pt-$TiO_2$/5wt%Cu-ZSM-5 catalyst showed the best correlation between de-NOx activities and the propyl ere conversion rates to CO on the log function.

디젤자동차와 같이 희박연소 상태에서 많이 배출되는 질소산화물을 선택적 촉매환원(SCR)으로 제거하기 위하여 제올라이트와 금속산화물을 조합한 촉매를 석영 반응로에서 설험하였다. 환원제는 자동차 배출가스에 포함되어 있어 실용 가능성이 크다고 판단되는 탄화수소 중 안전성 및 환원효율이 좋은 올레핀계 탄화수소인 프로필렌을 사용하였다. 본 연구에서는 제올라이트 및 금속산화물계의 단일촉매 상태에서의 NOx 전환율을 파악하고, 저옹 및 고온에서 활성이 다른 촉매를 기계적으로 조합하여 NOx 전환 활성 온도창(Temperature Window)을 확대하고 내구성이 좋은 촉매를 찾고자 하였다 0.55wt%Pt-$TiO_2$/5wt%Cu-ZSM-5 촉매와 0.28wt%Pt-$TiO_2$/$Al_2O_3$ 촉매 및 1.1 wt%Pt-$TiO_2$/$Mn_2O_3$ 촉매 모두 $400^{\circ}C$를 변곡점으로 저온과 고온에서 NOx 제거활성이 있었는데, 저온에서 활성이 가장 큰 것은 0.28wt%Pt-$TiO_2$/$Al_2O_3$ 촉매이었고, 고온에서는 1.1wt%Pt-$TiO_2$/$Mn_2O_3$(21) 촉매가 제일 높은 활성을 보였다. 그러나 수분 및 아황산가스 공존시와 열적 내구성 면에서는 0.55wt%Pt-$TiO_2$/5wt% Cu-ZSM-5 촉매가 가장 우수하게 나타났다.