HWAHAK KONGHAK, Vol.26, No.5, 535-545, October, 1988
Perovskite형 산화물 촉매에 의한 자동차 배기가스 정화에 관한 연구
A Study on Automobile Exhaust Gas Control by Perovskite-type Oxide Catalysts
초록
자동차 배기가스에 포함되어 있는 유해가스를 처리하기 위하여 페롭스카이트형 산화물을 monolith에 담지하여 연속식 흐름 장치에서 혼합가스의 활성 비교와 이산화황에 의한 피독 실험을 행하였다.
촉매는 고온 소성법보다 구연산법에 의해 제조된 촉매가 비표면적이 컸으며 담지에 있어서도 구연산법이 분산 부착법이나 냉동 건조법보다 구연산법에 의해 제조된 촉매가 비표면적이 컸으며 담지에 있어서도 구연산법이 분산 부착법이나 냉도 건조법보다 담지가 잘 되는 것으로 나타났다.
혼합가스의 반응에 있어서 일산화탄소의 산화반응이 프로필렌에 우선하였고, 산화질소의 환원반응은 환원제인 일산화탄소의 산화반응이 진행됨에 따라 급격히 감소하는 경향을 나타내었다. 혼합가스의 촉매 활성에 있어서는 B 이온이 Co인 경우가 Mn보다 우수하였으며, Sr으로 A 이온을 부분적으로 치환한 경우 활성이 좋아졌고, 촉매에 약 5,000 ppm의 백금을 첨가시켜 상업적인 백금 촉매에 필적하는 활성 결과를 얻을 수 있었다.
이산화황에 의한 피독에 의해 촉매의 활성은 현저하게 감소하였고 백금이나 팔라듐을 첨가시킴으로써 활성저하를 상당히 둔화시킬 수 있었으며 팔라듐의 첨가가 더 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 피독에 의한 활성저하는 이산화황이 sulfate 상태로 촉매 표면에 부착하기 때문이라는 것을 확인하였다. 헤테로폴리산계 촉매를 고온에서 소성한 복합 금속 산화물의 경우 이산화황의 피독에 대해 상당한 저항을 보이는 것이 확인되었다.
촉매는 고온 소성법보다 구연산법에 의해 제조된 촉매가 비표면적이 컸으며 담지에 있어서도 구연산법이 분산 부착법이나 냉동 건조법보다 구연산법에 의해 제조된 촉매가 비표면적이 컸으며 담지에 있어서도 구연산법이 분산 부착법이나 냉도 건조법보다 담지가 잘 되는 것으로 나타났다.
혼합가스의 반응에 있어서 일산화탄소의 산화반응이 프로필렌에 우선하였고, 산화질소의 환원반응은 환원제인 일산화탄소의 산화반응이 진행됨에 따라 급격히 감소하는 경향을 나타내었다. 혼합가스의 촉매 활성에 있어서는 B 이온이 Co인 경우가 Mn보다 우수하였으며, Sr으로 A 이온을 부분적으로 치환한 경우 활성이 좋아졌고, 촉매에 약 5,000 ppm의 백금을 첨가시켜 상업적인 백금 촉매에 필적하는 활성 결과를 얻을 수 있었다.
이산화황에 의한 피독에 의해 촉매의 활성은 현저하게 감소하였고 백금이나 팔라듐을 첨가시킴으로써 활성저하를 상당히 둔화시킬 수 있었으며 팔라듐의 첨가가 더 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 피독에 의한 활성저하는 이산화황이 sulfate 상태로 촉매 표면에 부착하기 때문이라는 것을 확인하였다. 헤테로폴리산계 촉매를 고온에서 소성한 복합 금속 산화물의 경우 이산화황의 피독에 대해 상당한 저항을 보이는 것이 확인되었다.
Noble metal catalysts have been widely used for the treatment of exhaust gases from automobile. In this experiment, however, perovskite-type oxides（ABO3） were tested for the treatment of mixed gas consisting of propylene, CO, NO, O2 and N2. The deactivation of the catalysts due to SO2 adsorption was investigated. Cordierite monolith was used as the support of the catalysts.
It was found that the surface area of the catalysts prepared by the amorphous citrate method was larger than those obtained from other methods. The oxidation rate of CO was faster than that of propylene, and the conversion of NO decreased rapidly, as the conversion of CO approached to 100 %. As a B site ion, Co showed higher activity than Mn. The substitution of Sr into the A site enhanced the activity, and the activity of the catalyst containing Pt（5,000 ppm） was better than the commercial Pt on γ-Al2O3.
The activity of the catalysts was severely depressed by the poisoning of SO2. The additions of Pt or Pd to perovskite enhaned some resistance to the SO2 poisoning. The mixed oxides made from the heteropoly-acids showed high activities for the CO oxidation and the excellent resistance to the poisoning of SO2.
It was found that the surface area of the catalysts prepared by the amorphous citrate method was larger than those obtained from other methods. The oxidation rate of CO was faster than that of propylene, and the conversion of NO decreased rapidly, as the conversion of CO approached to 100 %. As a B site ion, Co showed higher activity than Mn. The substitution of Sr into the A site enhanced the activity, and the activity of the catalyst containing Pt（5,000 ppm） was better than the commercial Pt on γ-Al2O3.
The activity of the catalysts was severely depressed by the poisoning of SO2. The additions of Pt or Pd to perovskite enhaned some resistance to the SO2 poisoning. The mixed oxides made from the heteropoly-acids showed high activities for the CO oxidation and the excellent resistance to the poisoning of SO2.