JP2000225344A - Preparation of catalyst for removing hydrocarbon in methane-containing exhaust gas - Google Patents

Preparation of catalyst for removing hydrocarbon in methane-containing exhaust gas

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JP2000225344A
JP2000225344A JP11027627A JP2762799A JP2000225344A JP 2000225344 A JP2000225344 A JP 2000225344A JP 11027627 A JP11027627 A JP 11027627A JP 2762799 A JP2762799 A JP 2762799A JP 2000225344 A JP2000225344 A JP 2000225344A
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catalyst
palladium
zirconium oxide
exhaust gas
slurry
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Japanese (ja)
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Masataka Masuda
正孝 増田
Takatoshi Nakahira
貴年 中平
Takeshi Tabata
健 田畑
Hirofumi Otsuka
浩文 大塚
Taketoku Hirano
竹徳 平野
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Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for preparing a catalyst for removing low concentration hydrocarbons in an exhaust gas containing excess oxygen which demonstrates high removal performance even for an exhaust gas in which a methane content in hydrocarbons is high and indicates stable catalytic activity over a long period even in the presence of sulfur compounds. SOLUTION: Slurry produced by mixing at least one catalyst precursor selected from a zirconium oxide catalyst precursor carrying palladium, a catalyst precursor in which palladium is supported on zirconium oxide treated to increase acidity in advance, and a catalyst precursor in which sulfate radicals and palladium are carried on the surface of zirconium oxide, a binder, and a solvent, a fire-proof honeycomb base material, after being immersed in the slurry, is dried and baked.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、メタンを含有し、かつ
酸素を過剰に含む排ガス中の炭化水素除去触媒の製造方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a catalyst for removing hydrocarbons in an exhaust gas containing methane and containing an excessive amount of oxygen.

【0002】なお、本発明において、「酸素を過剰に含
む排ガス」あるいは「酸素過剰な排ガス」とは、処理さ
れる排ガスが、そこに含まれるメタンおよびその他の還
元性物質を完全に酸化するに必要な量以上の酸素を含む
排ガスであることを意味する。
[0002] In the present invention, "exhaust gas containing excess oxygen" or "exhaust gas containing excess oxygen" means that exhaust gas to be treated completely oxidizes methane and other reducing substances contained therein. This means that the exhaust gas contains oxygen in a necessary amount or more.

【0003】また、「触媒前駆体」とは、各種形態の酸
化ジルコニア担体にパラジウムまたはパラジウム/白金
を担持した粉体を意味する。
[0003] The term "catalyst precursor" means a powder of palladium or palladium / platinum supported on various forms of zirconia carriers.

【0004】さらに、「ハニカム触媒」とは、耐火性ハ
ニカム基材上に上記の触媒前駆体を固定した触媒を意味
する。
[0004] Further, "honeycomb catalyst" means a catalyst in which the above-mentioned catalyst precursor is fixed on a refractory honeycomb substrate.

【0005】[0005]

【従来の技術】従来から、酸素を過剰に含む排ガス中の
メタン以外の炭化水素の酸化除去に関しては、白金、パ
ラジウムなどの白金族金属を担持した触媒が高い性能を
示すことが知られている。例えば、特開昭51-106691号
公報は、アルミナ担体に白金あるいはパラジウムを担持
した排ガス浄化用触媒を開示している。しかしながら、
天然ガスの燃焼排ガスの様に、炭化水素の主成分がメタ
ンである場合には、この様な触媒を用いても、メタンは
化学的安定性が高いために十分な浄化効果が達成されな
いという問題がある。
2. Description of the Related Art It has been known that a catalyst carrying a platinum group metal such as platinum or palladium exhibits high performance in oxidizing and removing hydrocarbons other than methane in exhaust gas containing excess oxygen. . For example, JP-A-51-106691 discloses an exhaust gas purification catalyst in which platinum or palladium is supported on an alumina carrier. However,
When the main component of hydrocarbons is methane, such as the exhaust gas from natural gas, the problem is that even with such a catalyst, sufficient purification effect cannot be achieved because methane has high chemical stability. There is.

【0006】さらに、燃焼排ガス中には通常硫黄酸化物
などの被毒物質が共存しているので、触媒活性が経時的
に著しく低下することは避けられない。灯油、軽油など
の石油系燃料は含硫黄化合物を含んでいるので、その燃
焼排ガスが硫黄酸化物を含むことは、当然のことであ
る。また、本来硫黄化合物をほとんど含まない天然ガス
由来の燃料、例えばわが国で供給されている都市ガスに
は、付臭剤として硫黄を含む化合物が添加されているの
で、その燃焼排ガス中には燃焼によって生成した硫黄酸
化物が必然的に含まれている。
Further, since poisoning substances such as sulfur oxides are usually present in the combustion exhaust gas, it is inevitable that the catalytic activity is significantly reduced with time. Since petroleum-based fuels such as kerosene and light oil contain sulfur-containing compounds, it is natural that the combustion exhaust gas contains sulfur oxides. In addition, natural gas-derived fuels that essentially do not contain sulfur compounds, such as city gas supplied in Japan, contain compounds containing sulfur as odorants. The generated sulfur oxides are inevitably contained.

【0007】特開平8-332393号公報は、酸素過剰な排ガ
ス中の低濃度炭化水素用酸化触媒として、ハニカム基材
にアルミナ担体を介してパラジウムを7g/l以上かつ白金
を3〜20g/l 担持した触媒を開示している。しかしなが
ら、この触媒も、硫黄成分の共存下においては、長期の
耐久性が十分でなく、触媒活性の経時的な劣化は、避け
られない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-332393 discloses an oxidation catalyst for low-concentration hydrocarbons in an oxygen-excess exhaust gas, in which a honeycomb substrate is provided with at least 7 g / l of palladium and 3 to 20 g / l of platinum via an alumina carrier. A supported catalyst is disclosed. However, even in the case of this catalyst, long-term durability is not sufficient in the presence of a sulfur component, and deterioration of the catalyst activity with time cannot be avoided.

【0008】この様に従来技術による触媒には、メタン
などの炭化水素の除去率が低く、さらに硫黄酸化物が共
存する条件では、短時間に触媒活性が大きく低下すると
いう重大な問題が存在する。
As described above, the catalyst according to the prior art has a serious problem that the catalyst activity is greatly reduced in a short time under the condition that the removal rate of hydrocarbons such as methane is low and the sulfur oxide coexists. .

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、全
炭化水素中のメタンの含有割合が高い排ガスに対しても
高い除去性能を発揮し、かつ、硫黄酸化物の共存下でも
長期にわたって安定した触媒活性を示す、酸素過剰な排
ガス中の低濃度炭化水素除去触媒の製造方法を提供する
ことを主な目的とする。
Therefore, the present invention exhibits high removal performance even for exhaust gas containing a high methane content in all hydrocarbons, and is stable for a long time even in the presence of sulfur oxides. It is a main object of the present invention to provide a method for producing a catalyst for removing low-concentration hydrocarbons in exhaust gas containing excess oxygen, which exhibits the above-mentioned catalytic activity.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】発明者は、従来技術の問
題点に鑑みて研究を重ねた結果、パラジウムを担持した
各種形態の酸化ジルコニウム担体に、バインダーおよび
溶媒を混合してスラリーを生成し、該スラリーに耐火性
ハニカム基材を浸漬した後、乾燥し、焼成を行う場合に
は、得られた触媒が、硫黄酸化物による触媒活性の被毒
に対して高い抵抗性を示すので、排ガスの処理条件下に
おいても、長期にわたり安定して高い炭化水素の除去率
を維持することを見出した。また、パラジウムとともに
白金を併用する場合には、より一層高い炭化水素除去率
が達成されることをも見出した。
Means for Solving the Problems As a result of repeated studies in view of the problems of the prior art, the inventor has found that a slurry is formed by mixing a binder and a solvent with various forms of zirconium oxide carriers supporting palladium. If the refractory honeycomb substrate is immersed in the slurry, dried and calcined, the resulting catalyst exhibits high resistance to poisoning of the catalytic activity by sulfur oxides, It has been found that even under the treatment conditions described above, a high hydrocarbon removal rate is stably maintained over a long period of time. It has also been found that when platinum is used together with palladium, a higher hydrocarbon removal rate is achieved.

【0011】本発明は、このような新知見に基づき完成
されたものであり、下記のメタン含有排ガス中の炭化水
素除去触媒の製造方法を提供する。 1.パラジウムを担持した酸化ジルコニウム触媒前駆
体、予め酸性度を高める処理を施した酸化ジルコニウム
にパラジウムを担持した触媒前駆体および硫酸根とパラ
ジウムとを酸化ジルコニウム表面に共存させた触媒前駆
体から選ばれた少なくとも1種にバインダーと溶媒とを
混合してスラリーを生成し、該スラリーに耐火性ハニカ
ム基材を浸漬した後、乾燥し、焼成することを特徴とす
る、メタン含有排ガス中の炭化水素除去触媒の製造方
法。 2.パラジウムの担持量が、ハニカム触媒の容積に対し
て5〜100g/lである上記項1に記載のメタン含有排ガス
中の炭化水素除去用触媒の製造方法。 3.パラジウムと白金を担持した酸化ジルコニウム触媒
前駆体、予め酸性度を高める処理を施した酸化ジルコニ
ウムにパラジウムと白金を担持した触媒前駆体および硫
酸根とパラジウムと白金とを酸化ジルコニウム表面に共
存させた触媒前駆体から選ばれた少なくとも1種にバイ
ンダーと溶媒とを混合してスラリーを生成し、該スラリ
ーに耐火性ハニカム基材を浸漬した後、乾燥し、焼成す
ることを特徴とする、メタン含有排ガス中の炭化水素除
去触媒の製造方法。 4.ハニカム触媒の容積に対して、パラジウムの担持量
が5〜100g/lであり、白金の担持量がパラジウム重量を
基準として5〜50%である上記項3に記載のメタン含有
排ガス中の炭化水素除去触媒の製造方法。 5.バインダーが、ジルコニアゾルである上記項1〜4
のいずれかに記載のメタン含有排ガス中の炭化水素除去
触媒の製造方法。
The present invention has been completed based on such new findings, and provides the following method for producing a catalyst for removing hydrocarbons from methane-containing exhaust gas. 1. The catalyst precursor was selected from a zirconium oxide catalyst precursor carrying palladium, a catalyst precursor carrying palladium on zirconium oxide that had been previously subjected to a treatment for increasing acidity, and a catalyst precursor having sulfate and palladium coexisting on the zirconium oxide surface. A catalyst for removing hydrocarbons in a methane-containing exhaust gas, wherein a slurry is formed by mixing a binder and a solvent with at least one kind of the slurry, and a refractory honeycomb substrate is immersed in the slurry, dried and fired. Manufacturing method. 2. Item 2. The method for producing a catalyst for removing hydrocarbons in methane-containing exhaust gas according to Item 1, wherein the amount of palladium supported is 5 to 100 g / l based on the volume of the honeycomb catalyst. 3. Zirconium oxide catalyst precursor supporting palladium and platinum, catalyst precursor supporting palladium and platinum on zirconium oxide which has been subjected to a treatment for increasing acidity, and a catalyst in which sulfate, palladium and platinum coexist on the surface of zirconium oxide A methane-containing exhaust gas, comprising mixing a binder and a solvent with at least one selected from precursors to form a slurry, immersing a refractory honeycomb substrate in the slurry, drying and firing. Method for producing catalyst for removing hydrocarbons in the water. 4. Item 4. The hydrocarbon in the methane-containing exhaust gas according to the above item 3, wherein the supported amount of palladium is 5 to 100 g / l and the supported amount of platinum is 5 to 50% based on the weight of the palladium based on the volume of the honeycomb catalyst. Method for producing removal catalyst. 5. The above items 1-4, wherein the binder is a zirconia sol
The method for producing a catalyst for removing hydrocarbons from methane-containing exhaust gas according to any one of the above.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明で使用する酸化ジルコニウ
ム担体としては、市販の酸化ジルコニウムそのものある
いは酸性度を高める処理を施した酸化ジルコニウムを使
用することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As the zirconium oxide carrier used in the present invention, commercially available zirconium oxide itself or zirconium oxide subjected to a treatment for increasing acidity can be used.

【0013】酸性度を高める処理を施した酸化ジルコニ
ウム担体としては、特に限定されるものではないが、例
えば、公知の硫酸根を担持した酸化ジルコニウム、タン
グステンを担持した酸化ジルコニウムなどが挙げられ、
これらは公知の方法によって調製することができる。例
えば、硫酸根を担持した酸化ジルコニウムは、無定形酸
化ジルコニウムあるいは水酸化ジルコニウムに硫酸を接
触させるか、硫酸アンモニウムを含浸して、500〜650℃
程度の温度範囲で焼成することにより、得られる。ま
た、タングステンを担持した酸化ジルコニウムは、例え
ば、無定形酸化ジルコニウムあるいは水酸化ジルコニウ
ムをタングステン酸と湿式混練した後、650〜850℃程度
の温度範囲で焼成することにより、得られる。
The zirconium oxide carrier subjected to the treatment for increasing the acidity is not particularly limited, and examples thereof include known zirconium oxide carrying a sulfate group and zirconium oxide carrying tungsten.
These can be prepared by a known method. For example, zirconium oxide carrying a sulfate group, contacting amorphous zirconium oxide or zirconium hydroxide with sulfuric acid or impregnating with ammonium sulfate, 500-650 ° C
It is obtained by firing in a temperature range of about. Further, zirconium oxide carrying tungsten can be obtained by, for example, wet-kneading amorphous zirconium oxide or zirconium hydroxide with tungstic acid and then baking it in a temperature range of about 650 to 850 ° C.

【0014】これらの酸性度を高めた酸化ジルコニウム
の生成は、ハメット指示薬など公知の方法で酸性度を測
定することにより、確認することができる。また、上記
の方法によって得られる酸性度を高めた酸化ジルコニウ
ムが、X線回折法において、正方晶パターンを示すこと
からも、その生成を確認することができる。
The production of zirconium oxide having an increased acidity can be confirmed by measuring the acidity by a known method such as a Hammett indicator. The production of zirconium oxide having an increased acidity obtained by the above method can be confirmed also from the fact that the zirconium oxide shows a tetragonal crystal pattern in the X-ray diffraction method.

【0015】上記の酸化ジルコニウム担体あるいは酸性
度を高める処理をした酸化ジルコニウム担体にパラジウ
ムを担持させるためには、パラジウムの硝酸塩、アンミ
ン錯体などの溶液に、所定の酸化ジルコニウム担体を含
浸すればよい。パラジウムを含む溶媒は、水溶液が好ま
しいが、アセトン、エタノールなどの水溶性有機溶媒を
さらに加えた混合溶媒であっても良い。次いで、パラジ
ウムを含浸させた酸化ジルコニウム担体を空気中で乾燥
し、次いで焼成を行うことにより、触媒前駆体を得る。
焼成条件は、特に限定されるものではないが、通常450
〜650℃程度であり、より好ましくは500〜600℃程度で
ある。焼成温度が低すぎる場合には、触媒の使用中にパ
ラジウムあるいはパラジウムと白金の粒成長が進むの
で、触媒活性が低下して、安定性が損なわれる。これに
対し、焼成温度が高すぎる場合には、担持金属の粒成長
の進行に伴い、比表面積が減少し、触媒活性が低下する
ことがある。
In order for palladium to be supported on the zirconium oxide carrier or the zirconium oxide carrier treated to increase the acidity, a solution of a palladium nitrate, an ammine complex or the like may be impregnated with a predetermined zirconium oxide carrier. The solvent containing palladium is preferably an aqueous solution, but may be a mixed solvent further added with a water-soluble organic solvent such as acetone or ethanol. Next, the zirconium oxide support impregnated with palladium is dried in air, and then calcined to obtain a catalyst precursor.
The firing conditions are not particularly limited, but usually 450
About 650 ° C, more preferably about 500 to 600 ° C. If the calcination temperature is too low, palladium or palladium-platinum particles grow during the use of the catalyst, so that the catalyst activity is reduced and stability is impaired. On the other hand, when the firing temperature is too high, the specific surface area may decrease with the progress of the grain growth of the supported metal, and the catalytic activity may decrease.

【0016】硫酸根とパラジウムとを酸化ジルコニウム
表面に共存させた形態の触媒前駆体は、例えば、以下の
様にして得ることができる。まず、市販の酸化ジルコニ
ウムを硫酸アンモニウム水溶液に含浸し、乾燥し、500
〜650℃程度の温度範囲で焼成する。次いで、得られた
焼成体をパラジウムイオンを含む溶液に含浸し、乾燥
し、450〜650℃程度の温度範囲で焼成する。あるいは、
硫酸根とパラジウムとを酸化ジルコニウム表面に共存さ
せたものは、パラジウム担持酸化ジルコニウムと酸化硫
黄含有排ガスとを接触させて、硫酸根を生成させること
により得ることもできる。例えば、SO2、SO3などの酸化
硫黄ガスが排ガス中に含まれている場合には、パラジウ
ムを担持した酸化ジルコニウム触媒上で酸化硫黄が酸化
されて硫酸根が生成するので、このような排ガス処理に
より、酸化ジルコニウム表面にパラジウムと硫酸根とを
共存させた触媒前駆体を得ても良い。
The catalyst precursor in the form of a sulfate group and palladium coexisting on the surface of zirconium oxide can be obtained, for example, as follows. First, a commercially available zirconium oxide is impregnated in an aqueous solution of ammonium sulfate, dried, and dried.
It is fired in a temperature range of about 650 ° C. Next, the obtained fired body is impregnated with a solution containing palladium ions, dried, and fired in a temperature range of about 450 to 650 ° C. Or,
The one in which sulfate and palladium coexist on the surface of zirconium oxide can also be obtained by contacting palladium-supported zirconium oxide with a sulfur oxide-containing exhaust gas to generate sulfate. For example, when sulfur oxide gas such as SO 2 and SO 3 is contained in the exhaust gas, the sulfur oxide is oxidized on the zirconium oxide catalyst carrying palladium to form sulfate groups. By the treatment, a catalyst precursor in which palladium and a sulfate group coexist on the surface of zirconium oxide may be obtained.

【0017】酸化ジルコニウム担体あるいは酸性度を高
めた酸化ジルコニウム担体にパラジウムと白金とを担持
する触媒前駆体を得るためには、パラジウムイオンを含
む溶液に白金イオンを添加し、上記のパラジウムの担持
手法に準じて、担体の含浸処理を行えばよい。含浸処理
後の担体の乾燥および焼成は、パラジウムを単独で使用
する場合と同様にして行えばよい。
In order to obtain a catalyst precursor in which palladium and platinum are supported on a zirconium oxide carrier or a zirconium oxide carrier having an increased acidity, platinum ions are added to a solution containing palladium ions, and the above-mentioned palladium loading method is used. The carrier may be impregnated in accordance with the method described above. Drying and baking of the support after the impregnation may be performed in the same manner as in the case of using palladium alone.

【0018】次いで、上記の方法で調製したパラジウム
を担持した酸化ジルコニウムからなる触媒前駆体、予め
酸性度を高める処理を施した酸化ジルコニウムにパラジ
ウムを担持した触媒前駆体および硫酸根とパラジウムを
酸化ジルコニウム表面に共存させた触媒前駆体の中の少
なくとも1種と適量のバインダーおよび溶媒を充分に混
合し、スラリー化する。
Next, a catalyst precursor comprising palladium-supported zirconium oxide prepared by the above-described method, a catalyst precursor wherein palladium is supported on zirconium oxide which has been subjected to a treatment for increasing acidity, and a sulfate group and palladium are converted to zirconium oxide. At least one of the catalyst precursors coexisting on the surface and an appropriate amount of a binder and a solvent are sufficiently mixed to form a slurry.

【0019】バインダーとしては、特に限定されない
が、ジルコニアゾル、シリカゾル、アルミナゾル、チタ
ニアゾルあるいはこれらの混合ゾルなどが使用できる。
これらのバインダー中では、ジルコニアゾルがより好ま
しい。
The binder is not particularly limited, but zirconia sol, silica sol, alumina sol, titania sol or a mixed sol thereof can be used.
Among these binders, zirconia sol is more preferred.

【0020】溶媒としては、水およびアセトン、エタノ
ール、エチレングリコールなどの水溶性有機溶媒の少な
くとも1種を使用することができる。これらの中では、
水がより好ましい。スラリーを生成する際の混合時に
は、ボールミルなどを用いて、各成分を十分に混合し、
均一なスラリーを形成させれば良い。
As the solvent, water and at least one of water-soluble organic solvents such as acetone, ethanol and ethylene glycol can be used. Among these,
Water is more preferred. At the time of mixing when producing a slurry, using a ball mill or the like, thoroughly mix each component,
What is necessary is just to form a uniform slurry.

【0021】耐火性ハニカム基材へのスラリーのコーテ
ィングは、生成したスラリーにハニカム基材を浸漬し、
取り出し、乾燥するという一連の操作を複数回繰り返す
ことにより行う。必要なコーティング量は、一連の操作
の繰り返し回数とスラリー濃度とにより、調整すること
ができる。使用する耐火性ハニカム基材の材質は、特に
限定されないが、通常コージェライト、金属(例えば、
ステンレス鋼など)が使用される。
The coating of the slurry on the refractory honeycomb substrate is performed by immersing the honeycomb substrate in the produced slurry,
It is performed by repeating a series of operations of taking out and drying a plurality of times. The required coating amount can be adjusted by the number of repetitions of the series of operations and the slurry concentration. The material of the refractory honeycomb substrate to be used is not particularly limited, but usually cordierite, metal (for example,
Stainless steel) is used.

【0022】次いで、上記のスラリーをコーティングし
たハニカム基材をさらに空気中で乾燥し、焼成すること
により、所望のハニカム触媒を得る。焼成温度が高すぎ
る場合には、担持された貴金属成分の粒成長が進むのに
対し、低すぎる場合には、担持された貴金属成分が十分
に活性化された状態になり難い。従って、安定した高い
触媒活性を得るために、焼成は、450〜650℃程度で行う
ことが好ましく、500〜600℃程度で行うことがより好ま
しい。
Next, the honeycomb substrate coated with the slurry is further dried in air and fired to obtain a desired honeycomb catalyst. If the firing temperature is too high, the supported noble metal component grows in grains, while if too low, the supported noble metal component is less likely to be sufficiently activated. Therefore, in order to obtain a stable and high catalytic activity, the calcination is preferably performed at about 450 to 650 ° C, more preferably at about 500 to 600 ° C.

【0023】ハニカム触媒中のパラジウム担持量が少な
すぎる場合には、触媒活性が低くなるのに対し、多すぎ
る場合には、パラジウムの粒径が大きくなり、パラジウ
ムが有効に使われなくなる。従って、パラジウム担持量
は、ハニカム触媒の容積に対して、通常5〜100g/l程
度、より好ましくは10〜60g/l程度とする。
When the amount of supported palladium in the honeycomb catalyst is too small, the catalytic activity is lowered. On the other hand, when the amount is too large, the particle size of palladium becomes large and palladium cannot be used effectively. Therefore, the amount of supported palladium is usually about 5 to 100 g / l, more preferably about 10 to 60 g / l, based on the volume of the honeycomb catalyst.

【0024】パラジウムと白金とを併用する場合には、
白金量が少なすぎると、併用による効果が十分に発現さ
れないのに対し、白金量が多すぎると、活性金属として
のパラジウムの機能を阻害するおそれがあるので、パラ
ジウムと白金との割合は、パラジウム100重量部に対
し、通常白金5〜50重量部程度、より好ましくは白金10
〜50重量部程度とする。
When palladium and platinum are used together,
If the amount of platinum is too small, the effect of the combined use is not sufficiently exhibited, whereas if the amount of platinum is too large, the function of palladium as an active metal may be impaired. 100 parts by weight, usually about 5 to 50 parts by weight of platinum, more preferably platinum 10
About 50 parts by weight.

【0025】本発明方法により得られた触媒を使用し
て、炭化水素の除去を行うに際し、触媒量が少なすぎる
場合には、所定の除去率が得られないので、排ガス時間
当たり空間速度(GHSV)で500000h-1以下となる条件で使
用することが望ましい。触媒量を多くするほど、ガス時
間当たりの空間速度(GHSV)は低くなり、除去率が向上す
るので、有利であるが、その反面、例えばGHSVを1000h
-1以下となる条件で使用する場合には、経済的に不利と
なり、かつ触媒層での圧力損失が大きくなる。従って触
媒の使用量は、GHSVが500000〜1000h-1の範囲となる条
件下で適切に選択すればよい。
In removing hydrocarbons using the catalyst obtained by the method of the present invention, if the amount of the catalyst is too small, a predetermined removal rate cannot be obtained, so that the space velocity per exhaust gas time (GHSV ), It is desirable to use it under the condition of 500000h -1 or less. The larger the amount of catalyst, the lower the space velocity per gas hour (GHSV) and the higher the removal rate, which is advantageous, but on the other hand, for example, GHSV is 1000 h
When used under the condition of -1 or less, it is economically disadvantageous and the pressure loss in the catalyst layer increases. Therefore, the amount of the catalyst used may be appropriately selected under the condition that the GHSV is in the range of 500,000 to 1,000 h -1 .

【0026】本発明による触媒を用いてメタン含有排ガ
スの処理を行うに際し、排ガス中の酸素濃度が極端に低
い場合には、メタンの分解反応速度が低下する。排ガス
中の酸素濃度は、2体積%以上でかつ排ガス中の炭化水
素などの還元性成分の少なくとも酸化当量以上、より好
ましくは酸化当量の5倍以上の酸素が存在していること
が望ましい。排ガス中の酸素濃度が低すぎる場合には、
処理に先立ちあるいは処理中に排ガスに所要量の酸素含
有ガス(通常は空気)を混合しても良い。
When the methane-containing exhaust gas is treated using the catalyst according to the present invention, if the oxygen concentration in the exhaust gas is extremely low, the decomposition reaction rate of methane decreases. It is desirable that the oxygen concentration in the exhaust gas is at least 2% by volume and that oxygen is present in at least the oxidation equivalent of the reducing component such as hydrocarbons in the exhaust gas, more preferably at least 5 times the oxidation equivalent. If the oxygen concentration in the exhaust gas is too low,
Prior to or during the treatment, the exhaust gas may be mixed with a required amount of an oxygen-containing gas (usually air).

【0027】本発明方法により得られるメタン含有排ガ
ス中の炭化水素除去触媒は、高い活性を有している。し
かしながら、その使用温度が低すぎる場合には、活性が
十分に発揮されず、所望の炭化水素除去率が得られ難
い。これに対し、使用温度が高すぎる場合には、触媒の
耐久性が低下するおそれがある。また、排ガス中の炭化
水素濃度が著しく高い場合には、触媒層で急激な反応が
起こって、触媒の耐久性に悪影響を及ぼす危険性があ
る。これらの点を考慮して、触媒層温度が300〜700℃程
度の温度範囲内に維持され、かつ触媒層中での温度上昇
(触媒層出口温度と入口温度との差)が150℃以下とな
るように反応条件を調整しつつ、排ガスの処理を行うこ
とが望ましい。
The catalyst for removing hydrocarbons in the methane-containing exhaust gas obtained by the method of the present invention has high activity. However, when the use temperature is too low, the activity is not sufficiently exhibited, and it is difficult to obtain a desired hydrocarbon removal rate. On the other hand, if the operating temperature is too high, the durability of the catalyst may decrease. Further, when the hydrocarbon concentration in the exhaust gas is extremely high, a rapid reaction occurs in the catalyst layer, and there is a risk that the durability of the catalyst is adversely affected. In consideration of these points, the catalyst layer temperature is maintained within a temperature range of about 300 to 700 ° C, and the temperature rise in the catalyst layer (difference between the catalyst layer outlet temperature and the inlet temperature) is 150 ° C or less. It is desirable to treat the exhaust gas while adjusting the reaction conditions so as to be as follows.

【0028】また、燃焼排ガスは、触媒活性を著しく低
下させる硫黄酸化物を通常含んでいるが、本発明触媒
は、硫黄成分による活性低下に対して高い抵抗性を示す
ので、その優れた炭化水素除去率は、実質的に影響を受
けない。
Although the combustion exhaust gas usually contains sulfur oxides that significantly reduce the catalytic activity, the catalyst of the present invention exhibits high resistance to the decrease in the activity due to the sulfur component. The removal rate is not substantially affected.

【0029】さらに、燃焼排ガスは、通常5〜15%程度
の水蒸気を含んでいるが、本発明触媒によれば、このよ
うに水蒸気を含む排ガスも、何らの支障なく、処理する
ことができる。
Further, the combustion exhaust gas usually contains about 5 to 15% of water vapor. According to the catalyst of the present invention, such an exhaust gas containing water vapor can be treated without any trouble.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、以下のような顕著な効
果が達成される。 (1)本発明方法により製造されるメタン含有排ガス中の
炭化水素除去用触媒は、燃焼排ガスの様な水蒸気を大量
に含む排ガスに対しても、メタンなどの炭化水素に対す
る酸化活性を長期にわたり安定して示す。 (2)本発明による触媒は、硫黄酸化物に対する抵抗性に
も、優れている。 (3)従って、本発明によれば、従来の触媒では特に処理
困難であったメタンを大量に含有する排ガスを長期間安
定して浄化処理することが可能となった。
According to the present invention, the following remarkable effects are achieved. (1) The catalyst for removing hydrocarbons in methane-containing exhaust gas produced by the method of the present invention has a long-term stable oxidation activity against hydrocarbons such as methane even in exhaust gas containing a large amount of water vapor such as combustion exhaust gas. Shown. (2) The catalyst according to the present invention is also excellent in resistance to sulfur oxides. (3) Therefore, according to the present invention, it has become possible to stably purify an exhaust gas containing a large amount of methane for a long period of time, which has been particularly difficult to treat with a conventional catalyst.

【0031】[0031]

【実施例】以下、実施例および比較例に基づき、本発明
をより詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に
より限定されるものではない。 実施例1 23.9%硝酸パラジウム溶液20.9gをビーカーにとり、水5
0mlを加え、さらに市販の酸化ジルコニウム50gを加え
た。混合液を0℃で12時間保持し、含浸処理した後、蒸
発乾固させ、100℃で16時間乾燥し、さらに550℃で4時
間焼成することによりPd/酸化ジルコニウム粉体からな
る触媒前駆体を調製した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Example 1 20.9 g of a 23.9% palladium nitrate solution was placed in a beaker, and water 5
0 ml was added, and 50 g of commercially available zirconium oxide was further added. The mixture is kept at 0 ° C. for 12 hours, impregnated, evaporated to dryness, dried at 100 ° C. for 16 hours, and further calcined at 550 ° C. for 4 hours to form a catalyst precursor comprising Pd / zirconium oxide powder. Was prepared.

【0032】次いで、Pd/酸化ジルコニウム粉体40gと市
販のジルコニアゾル40g(ジルコニア含有率30.7重量%)
と水80gとをボールミルに投入し、12時間混合して、ス
ラリーを生成した。
Next, 40 g of Pd / zirconium oxide powder and 40 g of commercially available zirconia sol (zirconia content: 30.7% by weight)
And 80 g of water were charged into a ball mill and mixed for 12 hours to produce a slurry.

【0033】生成したスラリーにコージェライト製ハニ
カム(200セルハニカム、サイズ直径12mm、長さ30mm)
を約10秒間浸漬した後、取り出し、エアーブローで過剰
のスラリーを除去し、乾燥させた。このスラリーへの浸
漬から乾燥までの一連の操作を5回繰り返し、ハニカム
基材に対する重量比で32%のコーティングを行った。次
いで、コーティングしたハニカムをさらに100℃で16時
間乾燥後、550℃で4時間焼成した。
[0033] The cordierite honeycomb (200-cell honeycomb, size diameter 12 mm, length 30 mm) is added to the generated slurry.
Was immersed for about 10 seconds, taken out, and the excess slurry was removed by air blow and dried. A series of operations from dipping in the slurry to drying was repeated five times, and coating was performed at a weight ratio of 32% to the honeycomb substrate. Next, the coated honeycomb was further dried at 100 ° C. for 16 hours and fired at 550 ° C. for 4 hours.

【0034】このようにして調製された触媒は、ハニカ
ム触媒1リットルに対してパラジウムを21.6g含有してい
た(触媒1)。 実施例2 23.9%硝酸パラジウム溶液20.9gをビーカーにとり、水5
0mlを加え、さらに市販の酸化ジルコニウム50gを加え
た。混合液を0℃で12時間保持し、含浸処理した後、蒸
発乾固させ、100℃で16時間乾燥し、さらに550℃で4時
間焼成することによりPd/酸化ジルコニウム粉体(触媒前
駆体)を調製した。
The catalyst thus prepared contained 21.6 g of palladium per liter of the honeycomb catalyst (catalyst 1). Example 2 20.9 g of a 23.9% palladium nitrate solution was placed in a beaker, and water 5
0 ml was added, and 50 g of commercially available zirconium oxide was further added. The mixture was kept at 0 ° C. for 12 hours, impregnated, evaporated to dryness, dried at 100 ° C. for 16 hours, and further calcined at 550 ° C. for 4 hours to obtain Pd / zirconium oxide powder (catalyst precursor) Was prepared.

【0035】次いで、Pd/酸化ジルコニウム粉体25gと市
販のシリカゾル(シリカ含有率20重量%)25gと水75gとを
ボールミルに投入し、12時間混合して、スラリーを生成
した。
Next, 25 g of Pd / zirconium oxide powder, 25 g of commercially available silica sol (silica content: 20% by weight) and 75 g of water were charged into a ball mill and mixed for 12 hours to form a slurry.

【0036】生成したスラリーにコージェライト製ハニ
カム(200セルハニカム、サイズ直径12mm、長さ30mm)
を約10秒間浸漬した後、取り出し、エアーブローで過剰
のスラリーを除去し、乾燥させた。このスラリーへの浸
漬から乾燥までの一連の操作を5回繰り返し、ハニカム
基材に対する重量比で27%のコーティングを行った。次
いで、コーティングしたハニカムをさらに100℃で16時
間乾燥後、550℃で4時間焼成した。
A cordierite honeycomb (200-cell honeycomb, size diameter 12 mm, length 30 mm) is applied to the generated slurry.
Was immersed for about 10 seconds, taken out, and the excess slurry was removed by air blow and dried. A series of operations from dipping in the slurry to drying was repeated five times, and coating was performed at a weight ratio of 27% to the honeycomb substrate. Next, the coated honeycomb was further dried at 100 ° C. for 16 hours and fired at 550 ° C. for 4 hours.

【0037】このようにして調製された触媒は、ハニカ
ム触媒1リットルに対してパラジウムを19.2g含有してい
た(触媒2)。 実施例3 23.9%硝酸パラジウム溶液20.9gをビーカーにとり、水5
0mlを加え、さらに市販の酸化ジルコニウム50gを加え
た。混合液を0℃で12時間保持し、含浸処理した後、蒸
発乾固させ、100℃で16時間乾燥し、さらに550℃で4時
間焼成することにより、Pd/酸化ジルコニウム粉体(触媒
前駆体)を調製した。
The catalyst thus prepared contained 19.2 g of palladium per liter of the honeycomb catalyst (catalyst 2). Example 3 20.9 g of a 23.9% palladium nitrate solution was placed in a beaker, and water 5
0 ml was added, and 50 g of commercially available zirconium oxide was further added. The mixture was held at 0 ° C. for 12 hours, impregnated, evaporated to dryness, dried at 100 ° C. for 16 hours, and calcined at 550 ° C. for 4 hours to obtain Pd / zirconium oxide powder (catalyst precursor). ) Was prepared.

【0038】次いで、Pd/酸化ジルコニウム粉体25gと市
販のチタニアゾル(チタニア含有率30重量%)25gと水75g
とをボールミルに投入し、12時間混合して、スラリーを
生成した。
Next, 25 g of Pd / zirconium oxide powder, 25 g of commercially available titania sol (titania content: 30% by weight) and 75 g of water
Was charged into a ball mill and mixed for 12 hours to produce a slurry.

【0039】生成したスラリーにコージェライト製ハニ
カム(200セルハニカム、サイズ直径12mm、長さ30mm)
を約10秒間浸漬した後、取り出し、エアーブローで過剰
のスラリーを除去し、乾燥させた。このスラリーへの浸
漬から乾燥までの一連の操作を12回繰り返し、ハニカム
基材に対する重量比で24%のコーティングを行った。次
いで、コーティングしたハニカムをさらに100℃で16時
間乾燥後、550℃で4時間焼成した。
[0039] Cordierite honeycomb (200 cell honeycomb, size diameter 12mm, length 30mm)
Was immersed for about 10 seconds, taken out, and the excess slurry was removed by air blow and dried. A series of operations from immersion in the slurry to drying was repeated 12 times, and coating was performed at a weight ratio of 24% to the honeycomb substrate. Next, the coated honeycomb was further dried at 100 ° C. for 16 hours and fired at 550 ° C. for 4 hours.

【0040】このようにして調製された触媒は、ハニカ
ム触媒1リットルに対してパラジウムを19.2g含有してい
た(触媒3)。 実施例4 23.9%硝酸パラジウム溶液20.9gをビーカーにとり、水5
0mlを加え、さらに市販の酸化ジルコニウム50gを加え
た。混合液を0℃で12時間保持し、含浸処理した後、蒸
発乾固させ、100℃で16時間乾燥し、さらに550℃で4時
間焼成することにより、Pd/酸化ジルコニウム粉体(触媒
前駆体)を調製した。
The catalyst thus prepared contained 19.2 g of palladium per liter of the honeycomb catalyst (catalyst 3). Example 4 20.9 g of a 23.9% palladium nitrate solution was placed in a beaker, and water 5
0 ml was added, and 50 g of commercially available zirconium oxide was further added. The mixture was held at 0 ° C. for 12 hours, impregnated, evaporated to dryness, dried at 100 ° C. for 16 hours, and calcined at 550 ° C. for 4 hours to obtain Pd / zirconium oxide powder (catalyst precursor). ) Was prepared.

【0041】次いで、Pd/酸化ジルコニウム粉体20gと市
販のアルミナゾル(アルミナ含有率20重量%)20gと水40g
とをボールミルに投入し、12時間混合して、スラリーを
生成した。
Next, 20 g of Pd / zirconium oxide powder, 20 g of commercially available alumina sol (alumina content: 20% by weight) and 40 g of water
Was charged into a ball mill and mixed for 12 hours to produce a slurry.

【0042】生成したスラリーにコージェライト製ハニ
カム(200セルハニカム、サイズ直径12mm、長さ30mm)
を約10秒間浸漬した後、取り出し、エアーブローで過剰
のスラリーを除去し、乾燥させた。このスラリーへの浸
漬から乾燥までの一連の操作を5回繰り返し、ハニカム
基材に対する重量比で29%のコーティングを行った。次
いで、コーティングしたハニカムをさらに100℃で16時
間乾燥後、550℃で4時間焼成した。
A cordierite honeycomb (200 cell honeycomb, size diameter 12 mm, length 30 mm) is added to the generated slurry.
Was immersed for about 10 seconds, taken out, and the excess slurry was removed by air blow and dried. A series of operations from immersion in the slurry to drying was repeated five times, and coating was performed at a weight ratio of 29% to the honeycomb substrate. Next, the coated honeycomb was further dried at 100 ° C. for 16 hours and fired at 550 ° C. for 4 hours.

【0043】このようにして調製された触媒は、ハニカ
ム触媒1リットルに対してパラジウムを20.4g含有してい
た(触媒4)。 実施例5 23.9%硝酸パラジウム溶液20.9gをビーカーにとり、水5
0mlを加え、さらに市販の酸化ジルコニウム50gを加え
た。混合液を0℃で12時間保持し、含浸処理した後、蒸
発乾固させ、100℃で16時間乾燥し、さらに550℃で4時
間焼成することにより、Pd/酸化ジルコニウム粉体(触媒
前駆体)を調製した。
The catalyst thus prepared contained 20.4 g of palladium per liter of the honeycomb catalyst (catalyst 4). Example 5 20.9 g of a 23.9% palladium nitrate solution was placed in a beaker, and water 5
0 ml was added, and 50 g of commercially available zirconium oxide was further added. The mixture was held at 0 ° C. for 12 hours, impregnated, evaporated to dryness, dried at 100 ° C. for 16 hours, and calcined at 550 ° C. for 4 hours to obtain Pd / zirconium oxide powder (catalyst precursor). ) Was prepared.

【0044】次いで、Pd/酸化ジルコニウム粉体40gと市
販のジルコニアゾル40g(ジルコニア含有率30.7重量%)
と水80gとをボールミルに投入し、12時間混合して、ス
ラリーを生成した。
Next, 40 g of Pd / zirconium oxide powder and 40 g of commercially available zirconia sol (zirconia content: 30.7% by weight)
And 80 g of water were charged into a ball mill and mixed for 12 hours to produce a slurry.

【0045】生成したスラリーにコージェライト製ハニ
カム(200セルハニカム、サイズ直径12mm、長さ30mm)
を約10秒間浸漬した後、取り出し、エアーブローで過剰
のスラリーを除去し、乾燥させた。このスラリーへの浸
漬から乾燥までの一連の操作を12繰り返し、ハニカム基
材に対する重量比で92%のコーティングを行った。次い
で、コーティングしたハニカムをさらに100℃で16時間
乾燥後、550℃で4時間焼成した。
[0045] Cordierite honeycomb (200 cell honeycomb, size diameter 12mm, length 30mm)
Was immersed for about 10 seconds, taken out, and the excess slurry was removed by air blow and dried. A series of operations from dipping in the slurry to drying was repeated 12 times, and coating was performed at a weight ratio of 92% to the honeycomb substrate. Next, the coated honeycomb was further dried at 100 ° C. for 16 hours and fired at 550 ° C. for 4 hours.

【0046】このようにして調製された触媒は、ハニカ
ム触媒1リットルに対してパラジウムを43.2g含有してい
た(触媒5)。 実施例6 水酸化ジルコニウムに硫酸アンモニウムを含浸させた
後、600℃で5時間焼成することにより、酸性度を高めた
酸化ジルコニウムを得た。
The catalyst thus prepared contained 43.2 g of palladium per liter of the honeycomb catalyst (catalyst 5). Example 6 After zirconium hydroxide was impregnated with ammonium sulfate, it was baked at 600 ° C. for 5 hours to obtain zirconium oxide with increased acidity.

【0047】23.9%硝酸パラジウム溶液20.9gをビーカ
ーにとり、水50mlを加え、さらに上記の酸性度を高める
処理をした酸化ジルコニウム50gを加えた。混合液を0℃
で12時間保持し、含浸処理した後、蒸発乾固させ、100
℃で16時間乾燥し、さらに550℃で4時間焼成することに
より、Pd/酸化ジルコニウム粉体(触媒前駆体)を調製し
た。
20.9 g of a 23.9% palladium nitrate solution was placed in a beaker, 50 ml of water was added, and 50 g of zirconium oxide treated to increase the acidity was added. Mixture at 0 ° C
For 12 hours, impregnated, evaporated to dryness, 100
The resultant was dried at a temperature of 16 ° C. for 16 hours and calcined at a temperature of 550 ° C. for 4 hours to prepare a Pd / zirconium oxide powder (catalyst precursor).

【0048】次いで、Pd/酸化ジルコニウム粉体40gと市
販のジルコニアゾル40g(ジルコニア含有率30.7重量%)
と水80gとをボールミルに投入し、12時間混合して、ス
ラリーを生成した。
Next, 40 g of Pd / zirconium oxide powder and 40 g of a commercially available zirconia sol (zirconia content: 30.7% by weight)
And 80 g of water were charged into a ball mill and mixed for 12 hours to produce a slurry.

【0049】生成したスラリーにコージェライト製ハニ
カム(200セルハニカム、サイズ直径12mm、長さ30mm)
を約10秒間浸漬した後、取り出し、エアーブローで過剰
のスラリーを除去し、乾燥させた。このスラリーへの浸
漬から乾燥までの一連の操作を12回繰り返し、ハニカム
基材に対する重量比で92%のコーティングを行った。次
いで、コーティングしたハニカムをさらに100℃で16時
間乾燥後、550℃で4時間焼成した。
The resulting slurry is applied to cordierite honeycomb (200 cell honeycomb, size diameter 12 mm, length 30 mm)
Was immersed for about 10 seconds, taken out, and the excess slurry was removed by air blow and dried. A series of operations from dipping in the slurry to drying was repeated 12 times, and coating was performed at a weight ratio of 92% to the honeycomb substrate. Next, the coated honeycomb was further dried at 100 ° C. for 16 hours and fired at 550 ° C. for 4 hours.

【0050】このようにして調製された触媒は、ハニカ
ム触媒1リットルに対してパラジウムを43.2g含有してい
た(触媒6)。 実施例7 市販の酸化ジルコニウムを硫酸アンモニウム水溶液に含
浸し、乾燥し、焼成した。この焼成体50gに対し、23.9
%硝酸パラジウム溶液20.9gに水50mlを加えたものを加
えた。混合液を0℃で12時間保持し、含浸処理した後、
蒸発乾固させ、100℃で16時間乾燥し、さらに550℃で4
時間焼成することにより、硫酸根とPdとを共存させた酸
化ジルコニウム粉体(触媒前駆体)を調製した。
The catalyst thus prepared contained 43.2 g of palladium per liter of the honeycomb catalyst (catalyst 6). Example 7 Commercially available zirconium oxide was impregnated in an aqueous solution of ammonium sulfate, dried, and fired. For 50 g of this fired body, 23.9
A solution obtained by adding 50 ml of water to 20.9 g of a 10% palladium nitrate solution was added. After holding the mixture at 0 ° C. for 12 hours and performing impregnation,
Evaporate to dryness, dry at 100 ° C for 16 hours, and further at 550 ° C for 4 hours.
By calcination for a period of time, a zirconium oxide powder (catalyst precursor) in which sulfate and Pd coexist was prepared.

【0051】次いで、硫酸根とPdを共存させた酸化ジル
コニウム粉体40gと市販のジルコニアゾル40g(ジルコニ
ア含有率30.7重量%)と水80gをボールミルに投入し12時
間混合しスラリーを生成した。
Next, 40 g of zirconium oxide powder in which sulfate and Pd coexisted, 40 g of a commercially available zirconia sol (30.7% by weight of zirconia) and 80 g of water were charged into a ball mill and mixed for 12 hours to produce a slurry.

【0052】生成したスラリーにコージェライト製ハニ
カム(200セルハニカム、サイズ直径12mm、長さ30mm)
を約10秒間浸漬した後、取り出し、エアーブローで過剰
のスラリーを除去し、乾燥させた。このスラリーへの浸
漬から乾燥まで一連の操作を12回繰り返し、ハニカム基
材に対する重量比で92%のコーティングを行った。次い
で、コーティングしたハニカムをさらに100℃で16時間
乾燥後、550℃で4時間焼成した。
The cordierite honeycomb (200 cell honeycomb, size diameter 12 mm, length 30 mm) was added to the slurry thus formed.
Was immersed for about 10 seconds, taken out, and the excess slurry was removed by air blow and dried. A series of operations from immersion in the slurry to drying was repeated 12 times, and coating was performed at a weight ratio of 92% to the honeycomb substrate. Next, the coated honeycomb was further dried at 100 ° C. for 16 hours and fired at 550 ° C. for 4 hours.

【0053】このようにして調製された触媒は、ハニカ
ム触媒1リットルに対してパラジウムを43.2g含有してい
た(触媒7)。 実施例8 cis[Pt(NO2)2(NH3)2](60.63%Pt含有)1.65gを約1ml
の硝酸で加熱溶解し、これに23.9%硝酸パラジウム溶液
20.9gと水40mlとを加え、さらに市販の酸化ジルコニウ
ム50gを加えた。混合物を0℃で12時間保持し、含浸処理
した後、蒸発乾固させ、100℃で16時間乾燥し、さらに5
50℃で4時間焼成することにより、Pd-Pt/酸化ジルコニ
ウム粉体(触媒前駆体)を調製した。
The catalyst thus prepared contained 43.2 g of palladium per liter of the honeycomb catalyst (catalyst 7). Example 8 Approximately 1 ml of 1.65 g of cis [Pt (NO 2 ) 2 (NH 3 ) 2 ] (containing 60.63% Pt)
Heat and dissolve in 23.9% palladium nitrate solution
20.9 g and 40 ml of water were added, and 50 g of commercially available zirconium oxide was further added. The mixture is kept at 0 ° C. for 12 hours, impregnated, evaporated to dryness, dried at 100 ° C. for 16 hours, and further dried for 5 hours.
By firing at 50 ° C for 4 hours, a Pd-Pt / zirconium oxide powder (catalyst precursor) was prepared.

【0054】次いで、Pd-Pt/酸化ジルコニウム粉体40g
と市販のジルコニアゾル40g(ジルコニア含有率30.7重量
%)と水80gとをボールミルに投入し、12時間混合して、
スラリーを生成した。
Then, Pd-Pt / zirconium oxide powder 40 g
And a commercially available zirconia sol 40 g (zirconia content 30.7% by weight) and water 80 g were charged into a ball mill and mixed for 12 hours,
A slurry formed.

【0055】生成したスラリーにコージェライト製ハニ
カム(200セルハニカム、サイズ直径12mm、長さ30mm)
を約10秒間浸漬した後、取り出し、エアーブローで過剰
のスラリーを除去し、乾燥させた。このスラリーへの浸
漬から乾燥までの一連の操作を12回繰り返し、ハニカム
基材に対する重量比で92%のコーティングを行った。さ
らに100℃で16時間乾燥後、550℃で4時間焼成した。
A cordierite honeycomb (200 cell honeycomb, size diameter 12 mm, length 30 mm) is added to the resulting slurry.
Was immersed for about 10 seconds, taken out, and the excess slurry was removed by air blow and dried. A series of operations from dipping in the slurry to drying was repeated 12 times, and coating was performed at a weight ratio of 92% to the honeycomb substrate. After drying at 100 ° C. for 16 hours, it was baked at 550 ° C. for 4 hours.

【0056】このようにして調製された触媒は、ハニカ
ム触媒1リットルに対してパラジウムを43.2g、白金を8.
6g含有していた(触媒8)。 実施例9 実施例1〜4で得られたハニカム触媒(触媒1〜4)を
それぞれ充填した反応器触媒層(温度約450℃に保持)中
を、メタン1000ppm、酸素10%、二酸化炭素6%、水蒸気
10%、二酸化硫黄0.3ppm、および残部ヘリウムガスから
なる組成のガスをGHSV(ガス時間当たりの空間速度)40
000h-1の条件にて流通させて、メタンの反応初期転化率
を測定した。結果を表1に示す。
The catalyst thus prepared was composed of 43.2 g of palladium and 8.10 g of platinum per liter of the honeycomb catalyst.
It contained 6 g (catalyst 8). Example 9 1000 ppm of methane, 10% of oxygen, and 6% of carbon dioxide in a reactor catalyst layer (temperature maintained at about 450 ° C.) filled with the honeycomb catalysts (catalysts 1 to 4) obtained in Examples 1 to 4, respectively. ,water vapor
A gas consisting of 10%, 0.3 ppm sulfur dioxide, and the balance helium gas was converted to a GHSV (space velocity per gas hour) of 40
The mixture was circulated under the condition of 000h -1 to measure the initial conversion of methane. Table 1 shows the results.

【0057】[0057]

【表1】 [Table 1]

【0058】表1に示す結果から明らかな様に、本発明
実施例で得られた触媒は、触媒活性を著しく阻害する二
酸化硫黄と水蒸気の共存下においても、高い触媒活性
(メタン転化率)を発揮する。 実施例10 実施例5〜8で得られたハニカム触媒(触媒5〜8)を
それぞれ充填した反応器触媒層(温度約450℃に保持)中
を、メタン2000ppm、一酸化炭素1000ppm、酸素10%、二
酸化炭素6%、水蒸気10%、二硫化硫黄0.3ppmおよび残
部ヘリウムガスからなる組成のガスをGHSV(ガス時間当
たりの空間速度)80000h-1の条件にて流通させて、メタ
ン転化率を経時的に測定した。結果を図1にグラフとし
て示す。
As is evident from the results shown in Table 1, the catalysts obtained in Examples of the present invention exhibited high catalytic activity (methane conversion) even in the presence of sulfur dioxide and steam, which significantly inhibit the catalytic activity. Demonstrate. Example 10 2000 ppm of methane, 1000 ppm of carbon monoxide, and 10% of oxygen in a reactor catalyst layer (temperature maintained at about 450 ° C.) filled with the honeycomb catalysts (catalysts 5 to 8) obtained in Examples 5 to 8, respectively. Gas with a composition of 6% carbon dioxide, 10% steam, 0.3 ppm sulfur disulfide and the balance helium gas was passed under the condition of GHSV (gas hourly space velocity) of 80,000 h -1 to determine the methane conversion rate over time. Was measured. The results are shown graphically in FIG.

【0059】図1に示す結果から明らかな様に、本発明
実施例で得られた触媒は、触媒活性を著しく阻害する二
酸化硫黄の共存下においても、長期にわたり安定した触
媒活性(メタン転化率)を発揮する。
As is clear from the results shown in FIG. 1, the catalysts obtained in the examples of the present invention exhibited stable catalytic activity (methane conversion) over a long period of time even in the presence of sulfur dioxide, which significantly inhibited the catalytic activity. Demonstrate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例5〜8で得られたハニカム触媒
の触媒活性(経時的なメタン転化率)を示すグラフであ
る。
FIG. 1 is a graph showing the catalytic activity (methane conversion over time) of the honeycomb catalysts obtained in Examples 5 to 8 of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田畑 健 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 大塚 浩文 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 平野 竹徳 鹿児島県出水市上▲鯖▼淵1385番2号 Fターム(参考) 4D048 AA18 AB01 AC06 BA08X BA31X BA46X BB02 4G069 AA03 AA08 BA05A BA05B BB10A BB10B BC72A BC72B BC75A BC75B CA02 CA07 CA15 DA06 EA19 ED06 FB15 FB16 FC08  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Ken Tabata 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Osaka Gas Co., Ltd. (72) Inventor Hirofumi Otsuka 4-chome, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka 1-2-2 Osaka Gas Co., Ltd. (72) Inventor Hirano Takenori 1385-2 F-term (reference) Fukuta (reference) 4D048 AA18 AB01 AC06 BA08X BA31X BA46X BB02 4G069 AA03 AA08 BA05A BA05B BB10A BB10B BC72A BC72B BC75A BC75B CA02 CA07 CA15 DA06 EA19 ED06 FB15 FB16 FC08

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】パラジウムを担持した酸化ジルコニウム触
媒前駆体、予め酸性度を高める処理を施した酸化ジルコ
ニウムにパラジウムを担持した触媒前駆体および硫酸根
とパラジウムとを酸化ジルコニウム表面に共存させた触
媒前駆体から選ばれた少なくとも1種にバインダーと溶
媒とを混合してスラリーを生成し、該スラリーに耐火性
ハニカム基材を浸漬した後、乾燥し、焼成することを特
徴とする、メタン含有排ガス中の炭化水素除去触媒の製
造方法。
1. A zirconium oxide catalyst precursor carrying palladium, a catalyst precursor carrying palladium on zirconium oxide which has been previously subjected to a treatment for increasing acidity, and a catalyst precursor comprising a sulfate group and palladium coexisting on the surface of zirconium oxide. Mixing a binder and a solvent with at least one selected from a body to form a slurry, immersing a refractory honeycomb base material in the slurry, drying, and firing the methane-containing exhaust gas. A method for producing a hydrocarbon removal catalyst.
【請求項2】パラジウムの担持量が、ハニカム触媒の容
積に対して5〜100g/lである請求項1に記載のメタン含
有排ガス中の炭化水素除去用触媒の製造方法。
2. The method for producing a catalyst for removing hydrocarbons from methane-containing exhaust gas according to claim 1, wherein the carried amount of palladium is 5 to 100 g / l based on the volume of the honeycomb catalyst.
【請求項3】パラジウムと白金を担持した酸化ジルコニ
ウム触媒前駆体、予め酸性度を高める処理を施した酸化
ジルコニウムにパラジウムと白金を担持した触媒前駆体
および硫酸根とパラジウムと白金とを酸化ジルコニウム
表面に共存させた触媒前駆体から選ばれた少なくとも1
種にバインダーと溶媒とを混合してスラリーを生成し、
該スラリーに耐火性ハニカム基材を浸漬した後、乾燥
し、焼成することを特徴とする、メタン含有排ガス中の
炭化水素除去触媒の製造方法。
3. A zirconium oxide catalyst precursor carrying palladium and platinum, a catalyst precursor carrying palladium and platinum on zirconium oxide which has been previously subjected to a treatment for increasing acidity, and a sulfate group, palladium and platinum on the zirconium oxide surface. At least one selected from catalyst precursors coexisting in
Mixing the seed with a binder and a solvent to produce a slurry,
A method for producing a catalyst for removing hydrocarbons in methane-containing exhaust gas, comprising immersing a refractory honeycomb substrate in the slurry, drying and firing.
【請求項4】ハニカム触媒の容積に対して、パラジウム
の担持量が5〜100g/lであり、白金の担持量がパラジウ
ム重量を基準として5〜50%である請求項3に記載のメ
タン含有排ガス中の炭化水素除去触媒の製造方法。
4. The methane-containing catalyst according to claim 3, wherein the supported amount of palladium is 5 to 100 g / l, and the supported amount of platinum is 5 to 50% based on the weight of the palladium, based on the volume of the honeycomb catalyst. A method for producing a catalyst for removing hydrocarbons in exhaust gas.
【請求項5】バインダーが、ジルコニアゾルである請求
項1〜4のいずれかに記載のメタン含有排ガス中の炭化
水素除去触媒の製造方法。
5. The method for producing a catalyst for removing hydrocarbons in methane-containing exhaust gas according to claim 1, wherein the binder is a zirconia sol.
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