SOx Poisoning on Rh Catalysts for NOx Selective Reduction.

Rh酸化物系触媒 (RhGaZrAlOx)のSOx被毒解析を行った。触媒表面上には硫黄化合物としてSO2(またはSO32-) およびSO42-が存在することがXPSの解析から明らかとなった。そこで, NOx浄化率を低下させている硫黄化合物を調べるため, 被毒処理雰囲気を変えることにより各々の硫黄化合物の濃度を変化させてNOx浄化率への影響を検討した。その結果, SO2処理とSO2+O2処理において, SO2, SO32-濃度には変化は見られなかったがSO42-濃度は酸素共存により著しく増加した。一方, SO2処理に比べSO2+O2処理ではNOx浄化率は著しく低下した。したがって, 硫黄化合物の濃度変化とNOx浄化率の低下の関係から, SOx被毒の主な原因はSO42-であることが明らかになった。SO42-によるNOx浄化率低下の原因をNO酸化反応およびC3H6酸化反応から検討した。その結果, SO42-はNO酸化活性に影響を与えなかったが, C3H6酸化活性を著しく低下させていることがわかった。さらに, 反応温度に対するC3H6酸化活性の低下とNOx浄化率の低下との相関関係から, SO42-によりC3H6の酸化活性が抑制されるためにNOx浄化率が低下することが示唆された。各触媒成分上 (Rh, Ga, Zr) のSO42-がNOx浄化率に与える影響についても検討を行った。Rh上のSO42-はHe流通下750°Cで2時間処理することにより除去できたが, NOx浄化率は回復しなかった。この結果から, Rh上のSO42-はNOx浄化率の低下に影響していないことが示唆された。一方, GaおよびZr上に存在するSO42-はともにNOx浄化率の低下に影響を与えていることがわかった。Ga/Al比の増加によりRhGaAlOx上のSO42-濃度が減少し, NOx浄化率はほとんど低下しなかった。また, Zr/Al比を増加させても高温域でのNOx浄化率が向上した。このようなGa, Zrの添加効果を考慮して調製したRhGaZrAlOxでは, 被毒処理によるNOx浄化率の低下を大幅に抑制できた。