JP2000229239A - Supported ruthenium oxide catalyst - Google Patents

Supported ruthenium oxide catalyst

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JP2000229239A
JP2000229239A JP11011739A JP1173999A JP2000229239A JP 2000229239 A JP2000229239 A JP 2000229239A JP 11011739 A JP11011739 A JP 11011739A JP 1173999 A JP1173999 A JP 1173999A JP 2000229239 A JP2000229239 A JP 2000229239A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the activity of a supported ruthenium oxide catalyst and to produce chlorine by the oxidation of hydrogen chloride with oxygen in the presence of a smaller amount of the catalyst at a lower reaction temperature by supporting a ruthenium oxide catalyst on a titanium dioxide support containing not less than a specified proportion of titanium dioxide having a rutile crystal system. SOLUTION: A ruthenium oxide catalyst supported on titanium dioxide having a rutile crystal system has higher activity than a ruthenium oxide catalyst supported on titanium dioxide having an anatase crystal system or amorphous titanium dioxide and the catalytic activity increases in accordance with the increase of the proportion of rutile crystals in titanium dioxide. It is necessary that titanium dioxide used contains >=20% rutile crystals and the preferred proportion of rutile crystals is >=30% or >=80% or >=90%. In respect of catalytic activity, an appropriate OH group content range is present according to the amount of the supported ruthenium compound and the resulting catalyst exhibits high activity in the range. The OH group content is usually 0.1×10-4-30×10-4 mol/per 1 g support.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、担持酸化ルテニウ
ム触媒に関するものである。更に詳しくは塩化水素を酸
素によって酸化して塩素を製造する担持酸化ルテニウム
触媒であって、活性が高く、より少量の触媒でより低い
反応温度で目的化合物を製造できるという特徴を有する
触媒に関する。
[0001] The present invention relates to a supported ruthenium oxide catalyst. More particularly, the present invention relates to a supported ruthenium oxide catalyst for producing chlorine by oxidizing hydrogen chloride with oxygen, which has a high activity and is characterized by being able to produce the target compound at a lower reaction temperature with a smaller amount of catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】担持酸化ルテニウム触媒は塩化水素の酸
化反応による塩素の製造法の触媒として有用であり、塩
化ルテニウムを加水分解し、酸化し、焼成して得られる
ことが知られている。たとえば、特開平9−67103
号公報ではルテニウム化合物をアルカリ金属水酸化物で
加水分解した後、水酸化チタンに担持し空気焼成するこ
とによって酸化チタンに担持した酸化ルテニウム触媒が
得られることが記載されている。また、我々は、担持金
属ルテニウム触媒を酸化することによって担持酸化ルテ
ニウム触媒が得られることを見いだしている。担持金属
ルテニウム触媒としては、たとえば、塩化ルテニウムを
担体に担持して乾燥した後、水素気流中で加熱して担持
金属ルテニウム触媒を調製する方法や、塩化ルテニウム
を担体に担持して乾燥した後、水素化ホウ素ナトリウム
で還元し担持金属ルテニウム触媒を調製する方法などが
あげられる。しかし、塩化ルテニウムを水素で還元した
場合は、ルテニウムのシンタリングが生じるので、水素
還元触媒を酸化して調製した担持酸化ルテニウム触媒は
活性が低いという問題点があった。
2. Description of the Related Art It is known that a supported ruthenium oxide catalyst is useful as a catalyst in a method for producing chlorine by an oxidation reaction of hydrogen chloride, and is obtained by hydrolyzing, oxidizing and calcining ruthenium chloride. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-67103
The publication describes that a ruthenium compound supported on titanium oxide can be obtained by hydrolyzing a ruthenium compound with an alkali metal hydroxide, and then supporting the compound on titanium hydroxide and calcining with air. We have also found that a supported ruthenium oxide catalyst can be obtained by oxidizing a supported metal ruthenium catalyst. As the supported metal ruthenium catalyst, for example, after supporting and drying ruthenium chloride on a carrier, a method of preparing a supported metal ruthenium catalyst by heating in a hydrogen stream or drying after supporting the ruthenium chloride on a carrier, A method of preparing a supported metal ruthenium catalyst by reduction with sodium borohydride may be mentioned. However, when ruthenium chloride is reduced with hydrogen, ruthenium sintering occurs, and there is a problem that a supported ruthenium oxide catalyst prepared by oxidizing a hydrogen reduction catalyst has low activity.

【0003】従来はアナターゼ結晶系又は非晶質の酸化
チタンを担体に使用した担持酸化ルテニウム触媒が、塩
化水素の酸化に高活性であったが、更に活性の高い触媒
の開発が望まれていた。
Conventionally, a supported ruthenium oxide catalyst using an anatase crystal system or amorphous titanium oxide as a carrier has been highly active in oxidizing hydrogen chloride. However, development of a catalyst having higher activity has been desired. .

【0004】工業的には触媒の活性が高いことと、触媒
に含有される単位ルテニウム重量あたりの活性が高いこ
との両方が要求される。触媒に含有される単位ルテニウ
ム重量あたりの活性が高いことによって、触媒に含有さ
れるルテニウムの量を少なくできるのでコスト的には有
利になる。一般的には、活性の高い触媒を用い、より低
温で反応を行うことによって平衡的により有利な反応条
件を選ぶことができる。また、触媒の安定性の面でもよ
り低温で反応を行うことが好ましい。
[0004] Industrially, both high activity of the catalyst and high activity per unit weight of ruthenium contained in the catalyst are required. Since the activity per unit weight of ruthenium contained in the catalyst is high, the amount of ruthenium contained in the catalyst can be reduced, which is advantageous in cost. Generally, by using a highly active catalyst and conducting the reaction at a lower temperature, more favorable reaction conditions can be selected in an equilibrium manner. In addition, it is preferable to carry out the reaction at a lower temperature in terms of catalyst stability.

【0005】触媒の活性が低い場合にはより高い反応温
度が要求されるが、塩化水素を酸素によって酸化して塩
素を製造する反応は平衡反応であり、反応温度が高い場
合、平衡的に不利となり、塩化水素の平衡転化率が下が
る。よって、触媒が高活性であれば、反応温度を下げる
ことができるので、反応は平衡的に有利になり、より高
い塩化水素の転化率を得ることができる。また、反応温
度が高い場合は、触媒成分の揮散による活性低下を招く
恐れもあり、この点からも高活性で、低温で使用できる
触媒の開発が望まれていた。
[0005] When the activity of the catalyst is low, a higher reaction temperature is required, but the reaction of oxidizing hydrogen chloride with oxygen to produce chlorine is an equilibrium reaction. And the equilibrium conversion of hydrogen chloride decreases. Therefore, if the catalyst has high activity, the reaction temperature can be lowered, so that the reaction becomes equilibrium advantageous and a higher conversion of hydrogen chloride can be obtained. In addition, when the reaction temperature is high, there is a possibility that the activity may be reduced due to the volatilization of the catalyst component. In view of this, the development of a catalyst having high activity and usable at a low temperature has been desired.

【0006】また、従来は担体の酸化チタンの表面OH
基含量が多すぎるものや少なすぎるものでは、触媒の活
性が最適なものが得られなかったと共に、中には触媒活
性の低下が生じるものがあった。
Conventionally, the surface OH of titanium oxide as a carrier is
When the group content was too large or too small, the catalyst with the optimum activity could not be obtained, and in some cases, the catalyst activity decreased.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】かかる状況の下、本発
明が解決しようとする課題は、塩化水素を酸化して塩素
を製造する担持酸化ルテニウム触媒であって、活性が高
く、より少量の触媒でより低い反応温度で目的化合物を
製造可能な触媒を提供する点に存するものである。
Under these circumstances, an object of the present invention is to provide a supported ruthenium oxide catalyst for oxidizing hydrogen chloride to produce chlorine, which has a higher activity and a smaller amount of catalyst. And to provide a catalyst capable of producing the target compound at a lower reaction temperature.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、塩
化水素を酸素によって酸化して塩素を製造する担持酸化
ルテニウム触媒であって、ルチル結晶系の酸化チタンを
20%以上含有する酸化チタン担体に担持した担持酸化
ルテニウム触媒に係るものである。
That is, the present invention relates to a supported ruthenium oxide catalyst for producing chlorine by oxidizing hydrogen chloride with oxygen, comprising a titanium oxide carrier containing at least 20% of rutile crystalline titanium oxide. The present invention relates to a supported ruthenium oxide catalyst supported on.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明である担持酸化ルテニウム
触媒とは、ルチル結晶系の酸化チタンを20%以上含有
する酸化チタンを担体に使用した担持酸化ルテニウム触
媒であるが、酸化チタンとしてはルチル結晶系、アナタ
ーゼ結晶系、非晶質などが知られている。本発明のルチ
ル結晶系の酸化チタンを20%以上含有する酸化チタン
とは、X線回折分析法によって酸化チタン中のルチル結
晶とアナターゼ結晶の比率を測定し、そのうちルチル結
晶を含有するものを指す。測定方法については後で詳し
く示す。本発明の担体の化学組成が酸化チタン単独の場
合はX線回折分析法による酸化チタン中のルチル結晶と
アナターゼ結晶の比率からルチル結晶の割合が決定され
るが、本発明には酸化チタンと他の金属酸化物との複合
酸化物も含まれるので、その場合は次に示す方法によっ
てルチル結晶の割合が決定される。酸化チタンと複合化
する酸化物としては元素の酸化物があげられるが、好ま
しくは、アルミナ、酸化ジルコニウム、シリカなどがあ
げられる。複合酸化物中のルチル結晶の割合は、同じく
X線回折分析法による酸化チタン中のルチル結晶とアナ
ターゼ結晶の比率からルチル結晶の割合が決定される
が、ルチル結晶を20%以上含むことが必要である。ま
た、この際、複合酸化物中の酸化チタン以外の酸化物の
含量は60重量%以下の範囲である。好ましい担体とし
ては酸化チタン以外の金属酸化物を含まない酸化チタン
があげられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The supported ruthenium oxide catalyst of the present invention is a supported ruthenium oxide catalyst using a titanium oxide containing 20% or more of rutile crystalline titanium oxide as a carrier. Crystal systems, anatase crystal systems, amorphous and the like are known. The titanium oxide containing 20% or more of the rutile crystal-based titanium oxide of the present invention refers to a titanium oxide that contains rutile crystals in which the ratio of rutile crystals to anatase crystals in titanium oxide is measured by X-ray diffraction analysis. . The measuring method will be described later in detail. When the chemical composition of the carrier of the present invention is titanium oxide alone, the ratio of rutile crystals is determined from the ratio of rutile crystals and anatase crystals in titanium oxide by X-ray diffraction analysis. In this case, the ratio of rutile crystals is determined by the following method. Examples of the oxide that is complexed with titanium oxide include elemental oxides, and preferably include alumina, zirconium oxide, and silica. The ratio of rutile crystals in the composite oxide is determined from the ratio of rutile crystals and anatase crystals in titanium oxide by X-ray diffraction analysis, but it is necessary to include at least 20% of rutile crystals. It is. At this time, the content of the oxide other than titanium oxide in the composite oxide is in the range of 60% by weight or less. Preferred carriers include titanium oxide containing no metal oxide other than titanium oxide.

【0010】ルチル結晶系の酸化チタン上に担持された
酸化ルテニウム触媒はアナターゼ結晶や非晶質の酸化チ
タン上に担持された酸化ルテニウム触媒に比べて活性が
高く、酸化チタン中のルチル結晶の割合が多くなればな
るほど、触媒活性は増加する。よって、酸化チタンはル
チル結晶を20%以上含むことが必要であるが、好まし
くは、ルチル結晶の比率は30%以上があげられ、さら
に好ましくは、80%以上があげられ、最も好ましくは
90%以上である。
The ruthenium oxide catalyst supported on rutile crystal titanium oxide has a higher activity than the ruthenium oxide catalyst supported on anatase crystal or amorphous titanium oxide, and the ratio of rutile crystal in titanium oxide is high. The higher the is, the greater the catalytic activity. Therefore, it is necessary that the titanium oxide contains rutile crystals in an amount of 20% or more. Preferably, the rutile crystal ratio is 30% or more, more preferably 80% or more, and most preferably 90% or more. That is all.

【0011】ルチル結晶を含む酸化チタンの調製法とし
ては種々あげられるが、一般的に次の調製例があげられ
る。例えば、四塩化チタンを原料とする場合は、四塩化
チタンを氷冷した水に滴下溶解して、アンモニア水溶液
で中和し、水酸化チタン(オルトチタン酸)を生成させ
る。その後、生成した沈殿を水洗して塩素イオンを除去
する。この際に、中和時の温度が20℃以上の高い温度
になる場合や、洗浄した後の酸化チタンに塩素イオンが
残存している場合には、焼成時に安定なルチル結晶系へ
の転移が起こりやすくなる。また、焼成温度も600℃
以上になるとルチル化が生じる(触媒調製化学、198
9年、211頁、講談社)。また、例えば、四塩化チタ
ン蒸発器に酸素−窒素混合ガスを通じて反応ガスを調製
し、これを反応器に導入する。四塩化チタンと酸素との
反応は400℃付近から始まり、TiCl4−O2系の反
応で生成する二酸化チタンはアナターゼ型が主である
が、反応温度が900℃以上になるとルチル型の生成が
見られる(触媒調製化学、1989年、89頁、講談
社)。また、例えば、四塩化チタンを硫酸アンモニウム
の存在下に加水分解した後、焼成する方法(例えば、触
媒工学講座10元素別触媒便覧、1978年、254
頁、地人書館)、アナターゼ結晶系の酸化チタンを焼成
する方法(例えば、金属酸化物と複合酸化物、1980
年、107頁、講談社)などがあげられる。また、塩化
チタン水溶液を加熱加水分解する方法や、あらかじめ硫
酸チタンや塩化チタンなどのチタン化合物水溶液とルチ
ル結晶系の酸化チタン粉末を混合しておき、加熱加水分
解やアルカリ加水分解し、次いで、500℃前後の低温
で焼成することによってもルチル結晶系の酸化チタンが
生成する。
There are various methods for preparing titanium oxide containing rutile crystals, and the following preparation examples are generally given. For example, when titanium tetrachloride is used as a raw material, titanium tetrachloride is dropped and dissolved in ice-cooled water and neutralized with an aqueous ammonia solution to generate titanium hydroxide (ortho titanic acid). Thereafter, the generated precipitate is washed with water to remove chlorine ions. At this time, when the temperature at the time of neutralization becomes a high temperature of 20 ° C. or more, or when chlorine ions remain in the titanium oxide after washing, a stable transition to rutile crystal system at the time of firing occurs. More likely to happen. The firing temperature is 600 ° C
Above this, rutile occurs (catalyst preparation chemistry, 198).
9 years, 211 pages, Kodansha). In addition, for example, a reaction gas is prepared by passing an oxygen-nitrogen mixed gas into a titanium tetrachloride evaporator and introduced into the reactor. The reaction between titanium tetrachloride and oxygen starts at around 400 ° C., and titanium dioxide produced by the reaction of the TiCl 4 —O 2 system is mainly of anatase type, but when the reaction temperature exceeds 900 ° C., the formation of rutile type occurs. (Catalyst preparation chemistry, 1989, page 89, Kodansha). Further, for example, a method in which titanium tetrachloride is hydrolyzed in the presence of ammonium sulfate and then calcined (for example, Catalyst Engineering Course 10 Handbook of Catalysts by Element, 1978, 254)
Page, Jinjinshokan), a method of calcining anatase crystalline titanium oxide (for example, metal oxide and composite oxide, 1980)
Year, page 107, Kodansha). Further, a method of heating and hydrolyzing an aqueous solution of titanium chloride, or a method of previously mixing an aqueous solution of a titanium compound such as titanium sulfate or titanium chloride and titanium oxide powder of rutile crystal, and then subjecting the mixture to thermal hydrolysis or alkaline hydrolysis, By firing at a low temperature of about ℃, rutile crystal titanium oxide is also generated.

【0012】酸化チタン中のルチル結晶の割合を決定す
る方法は、X線回折分析法であるが、X線源としてはい
ろいろな線源が使用される。例えば、銅のKα線などが
あげられる。銅のKα線を使用した場合、ルチル結晶の
比率とアナターゼ結晶の比率はそれぞれ、(110)面
の2θ=27.5度の回折ピークの強度と、(101)
面の2θ=25.3度の回折ピークの強度を用いて決定
する。本発明に使用する担体はルチル結晶のピーク強度
およびアナターゼ結晶のピーク強度を有する物である。
または、ルチル結晶のピーク強度を有する物である。す
なわち、ルチル結晶の回折ピークおよびアナターゼ結晶
の回折ピークの両方を有する物であるか、または、ルチ
ル結晶の回折ピークのみを有するものである。ルチル結
晶のピーク強度とアナターゼ結晶のピーク強度の合計に
対するルチル結晶のピーク強度の割合は20%以上であ
るが、好ましくは、30%以上のものがあげられる。
The method of determining the ratio of rutile crystals in titanium oxide is X-ray diffraction analysis, and various X-ray sources are used. For example, Kα radiation of copper and the like can be mentioned. When copper Kα radiation was used, the ratio of the rutile crystal and the ratio of the anatase crystal were respectively the intensity of the diffraction peak at 2θ = 27.5 degrees on the (110) plane and the intensity of the diffraction peak at (101).
It is determined using the intensity of the diffraction peak at 2θ = 25.3 degrees of the plane. The carrier used in the present invention has a peak intensity of rutile crystal and a peak intensity of anatase crystal.
Alternatively, it has a peak intensity of rutile crystal. That is, it has both the diffraction peak of the rutile crystal and the diffraction peak of the anatase crystal, or has only the diffraction peak of the rutile crystal. The ratio of the peak intensity of the rutile crystal to the sum of the peak intensity of the rutile crystal and the peak intensity of the anatase crystal is 20% or more, and preferably 30% or more.

【0013】また、ルチル結晶系の酸化チタンを20%
以上含有する酸化チタン担体を使用した担持酸化ルテニ
ウム触媒において、担体に含有されるOH基量を最適化
することにより、触媒活性を向上させることができる。
一般的に、酸化チタンの表面にはTiに結合するOHで
表される水酸基が存在することが知られている。本発明
において使用される酸化チタンとは、OH基を含有する
ものであるが、その含量を測定する方法については後で
詳しく示す。本発明において使用する担体の化学組成が
酸化チタン単独の場合は酸化チタン中のOH基含量から
決定されるが、本発明においては酸化チタンと他の金属
酸化物との複合酸化物も含まれる。酸化チタンと複合化
する酸化物としては元素の酸化物があげられるが、好ま
しくは、アルミナ、酸化ジルコニウム、シリカなどがあ
げられる。また、この際、複合酸化物中の酸化チタン以
外の酸化物の含量は0〜60wt%の範囲である。この
場合も担体に含有される担体の単位重量あたりのOH基
含量は同じく後で詳しく示される測定方法で決定され
る。好ましい担体としては酸化チタン以外の金属酸化物
を含まない酸化チタンがあげられる。
Further, rutile crystal titanium oxide is used in an amount of 20%.
In a supported ruthenium oxide catalyst using the titanium oxide carrier contained above, the catalytic activity can be improved by optimizing the amount of OH groups contained in the carrier.
Generally, it is known that a hydroxyl group represented by OH bonded to Ti exists on the surface of titanium oxide. The titanium oxide used in the present invention contains an OH group, and a method for measuring the content will be described later in detail. When the chemical composition of the carrier used in the present invention is titanium oxide alone, it is determined from the OH group content in the titanium oxide. In the present invention, a composite oxide of titanium oxide and another metal oxide is also included. Examples of the oxide that is complexed with titanium oxide include elemental oxides, and preferably include alumina, zirconium oxide, and silica. At this time, the content of the oxide other than titanium oxide in the composite oxide is in the range of 0 to 60 wt%. Also in this case, the OH group content per unit weight of the carrier contained in the carrier is determined by a measurement method which will be described later in detail. Preferred carriers include titanium oxide containing no metal oxide other than titanium oxide.

【0014】担体のOH基含量が多い場合は、担体と担
持酸化ルテニウムが反応し、不活性化する場合がある。
一方、担体のOH基含量が少ない場合は、担持酸化ルテ
ニウムのシンタリングおよびその他の現象で、触媒の活
性が低下する場合がある。すなわち、触媒活性は担持す
るルテニウム化合物の量に応じて、適当なOH基含量の
領域があり、その範囲内で触媒活性はOH基の増加とと
もに徐々に増加し、ピークを示した後に、低下傾向を示
す。よって、適切なOH基含量の範囲内で触媒は高い活
性を示す。触媒に用いる担体酸化チタンのOH基量は通
常0.1×10 -4〜30×10-4(mol/g−担体)
であり、好ましくは0.2×10-4〜20×10-4(m
ol/g−担体)、更に好ましくは3.0×10-4〜1
0×10 -4(mol/g−担体)があげられる。
When the OH group content of the carrier is large,
Ruthenium oxide may react and inactivate.
On the other hand, when the OH group content of the carrier is small,
Sintering and other phenomena of the catalyst
Performance may be reduced. That is, the catalytic activity is supported.
Depending on the amount of the ruthenium compound, an appropriate OH group content
There is a region, within which the catalytic activity increases with increasing OH groups
Gradually increased, peaked, and then declined.
You. Therefore, the catalyst has high activity within the appropriate OH group content.
Shows sex. The amount of OH groups in the titanium oxide carrier
0.1 × 10 -Four~ 30 × 10-Four(Mol / g-carrier)
And preferably 0.2 × 10-Four~ 20 × 10-Four(M
ol / g-carrier), more preferably 3.0 × 10-Four~ 1
0x10 -Four(Mol / g-carrier).

【0015】酸化チタンのOH基含量を決定する方法
は、種々あげられる。例えば、熱重量法(TG)を用い
る方法があげられる。熱重量法を用いる場合、温度を一
定に保ち、試料中の余剰水分を除去した後、昇温し、重
量減少からOH基含量を測定する。この方法では、試料
量が少なく、精度の良い測定が難しい。また、担体中に
熱分解性の不純物が存在する場合、実際のOH基含量が
正確に求められないという欠点がある。また、同様に試
料の重量減少からOH基含量を測定する灼熱減量測定
(Igloss)を用いる場合は、試料量を多くすれば
精度の高い測定が可能であるが、熱重量法の場合と同
様、熱分解性不純物の影響を受ける。更に、熱重量法や
灼熱減量測定などから得られる重量減少量は、触媒調製
時に有効でないバルクのOH基含量まで含まれてしまう
という欠点がある。
There are various methods for determining the OH group content of titanium oxide. For example, there is a method using a thermogravimetric method (TG). When the thermogravimetric method is used, the temperature is kept constant, excess water in the sample is removed, then the temperature is raised, and the OH group content is measured from the weight loss. In this method, the amount of the sample is small and accurate measurement is difficult. Further, when a thermally decomposable impurity is present in the carrier, there is a disadvantage that the actual OH group content cannot be determined accurately. Similarly, in the case of using the ignition loss measurement (Igloss) for measuring the OH group content from the weight loss of the sample, a high-precision measurement can be performed by increasing the amount of the sample. Affected by pyrolytic impurities. Furthermore, the weight loss obtained by the thermogravimetric method or the measurement of loss on ignition has a drawback that it includes up to the bulk OH group content which is not effective during catalyst preparation.

【0016】また、ナトリウムナフタレンを用いる方法
があげられる。この方法では、試料中のOH基と試薬の
ナトリウムナフタレンを反応させ、ナトリウムナフタレ
ンの適定量からOH基含量を測定する。この場合は、適
定する試薬の濃度変化や微量の水分が結果に大きく影響
するため、試薬の保存状態によって測定結果が影響を受
けるので、精度のある値を出すことが非常に難しい。
Further, there is a method using sodium naphthalene. In this method, an OH group in a sample is reacted with sodium naphthalene as a reagent, and the OH group content is measured from an appropriate amount of sodium naphthalene. In this case, a change in the concentration of the appropriate reagent or a small amount of water greatly affects the result, and the measurement result is affected by the storage state of the reagent, so that it is extremely difficult to obtain an accurate value.

【0017】また、アルキルアルカリ金属による適定法
があげられる。アルキルアルカリ金属による適定法とし
ては、脱水された溶媒中に酸化チタン担体や酸化チタン
担体粉を懸濁させておき、窒素雰囲気中でアルキルアル
カリ金属を滴下し、発生した炭化水素量から、酸化チタ
ンに含有されるOH基量を求める方法が好ましい方法と
してあげられる。その際に脱水された溶媒中に含有され
る水とアルキルアルカリ金属が反応し、炭化水素が発生
するので、その量を測定値から差し引いて酸化チタン中
のOH基含量を求めなければならない。
Further, a suitable method using an alkyl alkali metal can be used. As an appropriate method using an alkyl alkali metal, a titanium oxide carrier or a titanium oxide carrier powder is suspended in a dehydrated solvent, and the alkyl alkali metal is dropped in a nitrogen atmosphere. A preferred method is a method for determining the amount of OH groups contained in the polymer. At that time, the water contained in the dehydrated solvent and the alkyl alkali metal react with each other to generate hydrocarbons. Therefore, the amount must be subtracted from the measured value to determine the OH group content in the titanium oxide.

【0018】最も好ましい方法としては、脱水トルエン
中に酸化チタン担体や酸化チタン担体粉を懸濁させてお
き、窒素雰囲気でメチルリチウムを滴下し、発生したメ
タンの量から酸化チタンに含有されているOH基含量を
求める方法があげられ、本願発明の請求項で規定してい
る酸化チタン担体中のOH基含量はこの方法で求めた値
である。
The most preferable method is that a titanium oxide carrier or a titanium oxide carrier powder is suspended in dehydrated toluene, methyllithium is dropped in a nitrogen atmosphere, and the amount of methane generated is contained in the titanium oxide. There is a method for determining the OH group content, and the OH group content in the titanium oxide carrier defined in the claims of the present invention is a value determined by this method.

【0019】測定手順としては例えば次のような方法が
あげられる。まず、試料をあらかじめ空気中150℃
で、2時間乾燥した後、デシケーター内で冷却する。そ
の後、窒素置換されたフラスコ内に試料を所定量移し、
脱水されたトルエンなどの有機溶媒に懸濁させる。発熱
を抑えるためフラスコを氷冷し、滴下漏斗からメチルリ
チウムを滴下し、発生したガスを捕集し、測定した温度
での体積を測定する。
As a measuring procedure, for example, the following method can be mentioned. First, the sample was previously placed in air at 150 ° C.
After drying for 2 hours, the mixture is cooled in a desiccator. Thereafter, a predetermined amount of the sample is transferred into a flask purged with nitrogen,
Suspend in an organic solvent such as dehydrated toluene. The flask is cooled with ice to suppress heat generation, methyl lithium is dropped from the dropping funnel, the generated gas is collected, and the volume at the measured temperature is measured.

【0020】酸化チタン担体に含有されるOH基含量を
所定量にする方法としては種々の方法があげられる。例
えば、担体の焼成温度や焼成時間があげられる。酸化チ
タン担体中のOH基は熱をかけることにより脱離する
が、焼成温度や焼成時間を変化させることによりOH基
含量を制御することができる。担体の焼成温度としては
通常100〜1000℃、好ましくは150〜800℃
があげられる。担体の焼成時間としては通常30分〜1
2時間があげられる。この場合、焼成温度の上昇や、焼
成時間の増加に伴い、担体の表面積が減少する点に注意
しなければならない。その他、酸化チタンを気相で製造
すればOH基含量の少ないものを製造することができる
し、水溶液などの水相から製造すればOH基含量の多い
ものを製造することができる。また、担体のOH基をア
ルカリ処理する方法、1,1,1−3,3,3−ヘキサ
メチルジシラザンなどを用いてOH基と反応させる方法
などがある。
There are various methods for adjusting the content of the OH group contained in the titanium oxide carrier to a predetermined amount. For example, the firing temperature and firing time of the carrier can be mentioned. The OH groups in the titanium oxide carrier are eliminated by applying heat, but the OH group content can be controlled by changing the firing temperature and the firing time. The firing temperature of the carrier is usually 100 to 1000 ° C, preferably 150 to 800 ° C.
Is raised. The sintering time of the carrier is usually 30 minutes to 1
2 hours. In this case, it should be noted that the surface area of the support decreases as the firing temperature increases and the firing time increases. In addition, when the titanium oxide is produced in a gas phase, one having a small OH group content can be produced, and when the titanium oxide is produced from an aqueous phase such as an aqueous solution, one having a large OH group content can be produced. Further, there are a method of treating the OH group of the carrier with an alkali, and a method of reacting the OH group with an OH group using 1,1,1-3,3,3-hexamethyldisilazane or the like.

【0021】本発明は上記の担体に担持した担持酸化ル
テニウム触媒であるが、酸化ルテニウムと担体の重量比
は、通常、0.1/99.9〜20.0/80.0であ
り、好ましくは、0.5/99.5〜15.0/85.
0であり、より好ましくは1.0/99.0〜15.0
/85.0である。酸化ルテニウムの比率が低すぎると
活性が低くなる場合があり、酸化ルテニウムの比率が高
すぎると触媒の価格が高くなる場合がある。担持する酸
化ルテニウムとしては二酸化ルテニウム、水酸化ルテニ
ウム、などが例としてあげられる。
The present invention relates to a supported ruthenium oxide catalyst supported on the above-mentioned carrier, and the weight ratio of ruthenium oxide to the carrier is usually 0.1 / 99.9 to 20.0 / 80.0, preferably Is 0.5 / 99.5 to 15.0 / 85.
0, more preferably 1.0 / 99.0 to 15.0.
/85.0. If the ratio of ruthenium oxide is too low, the activity may decrease, and if the ratio of ruthenium oxide is too high, the price of the catalyst may increase. Examples of the ruthenium oxide to be supported include ruthenium dioxide, ruthenium hydroxide, and the like.

【0022】上記の担体を用いて担持酸化ルテニウム触
媒を調製する方法としては種々の方法があげられる。
There are various methods for preparing a supported ruthenium oxide catalyst using the above-mentioned carrier.

【0023】本発明である担持酸化ルテニウム触媒の調
製方法の第一の例としては担体に担持したルテニウム化
合物を還元性水素化化合物で還元し、次に酸化して調製
する方法があげられる。
A first example of the method for preparing a supported ruthenium oxide catalyst according to the present invention is a method in which a ruthenium compound supported on a carrier is reduced with a reducing hydrogenation compound and then oxidized to prepare the same.

【0024】担体に担持するルテニウム化合物として
は、RuCl3、RuCl3水和物などのルテニウム塩化
物、K3RuCl6、〔RuCl63-、K2RuCl6
どのクロロルテニウム酸塩、〔RuCl5(H2O)4
2-、〔RuCl2(H2O)4+などのクロロルテニウム
酸塩水和物、K2RuO4などのルテニウム酸の塩、Ru
2OCl4、Ru2OCl5、Ru2OCl6などのルテニウ
ムオキシ塩化物、K2Ru2OCl10、Cs2Ru2OCl
4などのルテニウムオキシ塩化物の塩、〔Ru(NH3
62+、〔Ru(NH363+、〔Ru(NH35
2O〕2+などのルテニウムアンミン錯体、〔Ru(N
35Cl〕2+、〔Ru(NH36〕Cl2、〔Ru
(NH36〕Cl3、〔Ru(NH36〕Br3などのル
テニウムアンミン錯体の塩化物、臭化物、RuBr3
RuBr3水和物などのルテニウム臭化物、その他のル
テニウム有機アミン錯体、ルテニウムアセチルアセトナ
ート錯体、Ru(CO)5、Ru3(CO)12などのルテ
ニウムカルボニル錯体、[Ru3O(OCOCH3
6(H2O)3] OCOCH3水和物、Ru2(RCOO)
4Cl(R=炭素数1−3のアルキル基)などのルテニ
ウム有機酸塩、K2〔RuCl5NO)〕、〔Ru(NH
35(NO)〕Cl3、〔Ru(OH)(NH34(N
O)〕(NO32、 Ru(NO)(NO33などのル
テニウムニトロシル錯体、ルテニウムホスフィン錯体な
どの化合物などがあげられる。好ましいルテニウム化合
物としては、 RuCl3、RuCl3水和物などのルテ
ニウム塩化物、 RuBr3、RuBr3水和物などのル
テニウム臭化物などハロゲン化ルテニウム化合物があげ
られる。更に好ましくは、塩化ルテニウム水和物があげ
られる。
As a ruthenium compound supported on a carrier
Is RuClThree, RuClThreeRuthenium chloride such as hydrate
Thing, KThreeRuCl6, [RuCl6]3-, KTwoRuCl6What
Which chlororuthenate, [RuClFive(HTwoO)Four]
2-, [RuClTwo(HTwoO)Four]+Such as chlororuthenium
Acid salt hydrate, KTwoRuOFourRuthenic acid salts such as Ru
TwoOCIFour, RuTwoOCIFive, RuTwoOCI6Such as Ruteniu
Moxy chloride, KTwoRuTwoOCITen, CsTwoRuTwoOCI
FourRuthenium oxychloride salts such as [Ru (NHThree)
6]2+, [Ru (NHThree)6]3+, [Ru (NHThree)FiveH
TwoO]2+Ruthenium ammine complex such as [Ru (N
HThree)FiveCl]2+, [Ru (NHThree)6] ClTwo, [Ru
(NHThree)6] ClThree, [Ru (NHThree)6] BrThreeSuch as le
Chloride, bromide, RuBr of ruthenium ammine complexThree,
RuBrThreeRuthenium bromide such as hydrates, other ruthenium
Ruthenium organic amine complex, ruthenium acetylacetona
Complex, Ru (CO)Five, RuThree(CO)12Such as lute
Carbonyl complex, [RuThreeO (OCOCHThree)
6(HTwoO)ThreeOCOCHThreeHydrate, RuTwo(RCOO)
FourRuthene such as Cl (R = alkyl group having 1-3 carbon atoms)
Organic salt, KTwo[RuClFiveNO)], [Ru (NH
Three)Five(NO)] ClThree, [Ru (OH) (NHThree)Four(N
O)] (NOThree)Two, Ru (NO) (NOThree)ThreeSuch as le
Ruthenium nitrosyl complex, ruthenium phosphine complex
Which compounds are mentioned. Preferred ruthenium compounds
As a material, RuClThree, RuClThreeLute such as hydrate
Chloride, RuBrThree, RuBrThreeHydrates
Ruthenium compounds such as ruthenium bromide
Can be More preferably, ruthenium chloride hydrate is used.
Can be

【0025】担体に担持したルテニウム化合物を還元す
る還元性水素化化合物としては、NaBH4、Na22
6、Na2410、Na259、LiBH4、 K22
6、K3410、K259、Al(BH43などの水
素化ホウ素化合物、LiB〔CH(CH3)C25
3H、LiB(C253H、KB〔CH(CH3)C2
53H、KB〔CH(CH3)CH(CH323H、な
どの水素化ホウ素有機金属化合物、LiAlH、Na
H、LiH、KHなどの金属水素化物、〔(CH32
HCH22AlHなどの有機金属水素化物などがあげら
れる。好ましい還元剤としてはNaBH4、Na2
26、Na2410、Na259、LiBH4、 K2
26、K3410、K259などのアルカリ金属水素
化ホウ素化合物があげられる。更に好ましくはNaBH
4があげられる。
Examples of the reducing hydrogenated compound for reducing a ruthenium compound supported on a carrier include NaBH 4 , Na 2 B 2
H 6, Na 2 B 4 H 10, Na 2 B 5 H 9, LiBH 4, K 2 B 2
H 6, K 3 B 4 H 10, K 2 B 5 H 9, Al (BH 4) 3 borohydride compound such as, LiB [CH (CH 3) C 2 H 5 ]
3 H, LiB (C 2 H 5) 3 H, KB [CH (CH 3) C 2 H
5 ] 3 H, organometallic borohydride compounds such as KB [CH (CH 3 ) CH (CH 3 ) 2 ] 3 H, LiAlH, Na
Metal hydrides such as H, LiH and KH, [(CH 3 ) 2 C
HCH 2 ] 2 AlH and other organometallic hydrides. Preferred reducing agents include NaBH 4 , Na 2 B
2 H 6, Na 2 B 4 H 10, Na 2 B 5 H 9, LiBH 4, K 2 B
2 H 6, K 3 B 4 H 10, K 2 B 5 alkali metal borohydride compound such as H 9 and the like. More preferably, NaBH
4 are given.

【0026】本発明である担持酸化ルテニウム触媒を調
製する具体例として、以下の工程を含む調製法をあげる
ことができる。 ルテニウム化合物担持工程:ルテニウム化合物を触媒担
体に担持する工程 還元工程:ルテニウム化合物担持工程で得たものを還元
性水素化化合物で還元する工程 酸化工程:還元工程で得たものを酸化する工程
As a specific example of preparing the supported ruthenium oxide catalyst of the present invention, a preparation method including the following steps can be mentioned. Ruthenium compound supporting step: a step of supporting a ruthenium compound on a catalyst carrier Reduction step: a step of reducing the one obtained in the ruthenium compound supporting step with a reductive hydride compound An oxidizing step: a step of oxidizing the one obtained in the reducing step

【0027】また、本発明である担持酸化ルテニウム触
媒を調製する好ましい具体例として、以下の工程を含む
調製法をあげることができる。 ハロゲン化ルテニウム担持工程:ハロゲン化ルテニウム
を触媒担体に担持する工程 還元工程:ハロゲン化ルテニウム担持工程で得たものを
水素化ホウ素ナトリウムで還元する工程 酸化工程:還元工程で得たものを酸化する工程
As a preferred specific example of preparing the supported ruthenium oxide catalyst of the present invention, a preparation method including the following steps can be mentioned. Ruthenium halide supporting step: a step of supporting ruthenium halide on a catalyst support Reduction step: a step of reducing the product obtained in the ruthenium halide supporting step with sodium borohydride

【0028】また、本発明である担持酸化ルテニウム触
媒を調製する一層好ましい具体例として、以下の工程を
含む調製法をあげることができる。 ハロゲン化ルテニウム担持工程:ハロゲン化ルテニウム
を触媒担体に担持する工程 還元工程:ハロゲン化ルテニウム含浸工程で得たものを
水素化ホウ素ナトリウムで還元する工程 アルカリ金属塩化物添加工程:還元工程で得たものにア
ルカリ金属塩化物を添加する工程 酸化工程:アルカリ金属塩化物含浸工程で得たものを酸
化する工程
Further, as a more preferred specific example of preparing the supported ruthenium oxide catalyst of the present invention, a preparation method including the following steps can be mentioned. Ruthenium halide supporting step: Step of supporting ruthenium halide on the catalyst support Reduction step: Step of reducing the one obtained in the ruthenium halide impregnating step with sodium borohydride Alkali metal chloride adding step: One obtained in the reducing step Step of adding alkali metal chloride to the water Oxidation step: oxidation of the substance obtained in the alkali metal chloride impregnation step

【0029】ハロゲン化ルテニウム担持工程は、ハロゲ
ン化ルテニウムを触媒担体に担持する工程である。好ま
しいハロゲン化ルテニウム化合物としては、 RuC
3、RuCl3水和物などのルテニウム塩化物、 Ru
Br3、RuBr3水和物などのルテニウム臭化物などハ
ロゲン化ルテニウム化合物があげられる。更に好ましく
は、塩化ルテニウム水和物があげられる。ハロゲン化ル
テニウムを担持する方法としては、含浸法、平衡吸着法
などがあげられる。含浸法が好ましい方法としてあげら
れる。
The ruthenium halide supporting step is a step of supporting ruthenium halide on a catalyst carrier. Preferred ruthenium halide compounds include RuC
l 3 , ruthenium chlorides such as RuCl 3 hydrate, Ru
Ruthenium halide compounds such as ruthenium bromide such as Br 3 and RuBr 3 hydrate can be mentioned. More preferably, hydrated ruthenium chloride is used. Examples of the method for supporting ruthenium halide include an impregnation method and an equilibrium adsorption method. The impregnation method is a preferred method.

【0030】ハロゲン化ルテニウム担持工程で使用され
るハロゲン化ルテニウムの量は、好ましい酸化ルテニウ
ムと担体の重量比に対応する量が通常使用される。すな
わち、既に例示した触媒担体に、ハロゲン化ルテニウム
の溶液を含浸させる。溶媒としては水やアルコールなど
の有機溶媒が使用されるが、好ましくは水があげられ
る。ハロゲン化ルテニウム以外のルテニウム化合物を用
いることもできるが、水に溶解しない化合物を用いる場
合には、溶解する有機溶媒、例えばヘキサン、テトラヒ
ドロフランなどが溶媒として使用される。次に、含浸し
たものを乾燥することもできるし、乾燥せずに還元する
こともできるが、乾燥する方法が好ましい例としてあげ
られる。含浸したものを乾燥する条件として、好ましく
は50〜200℃であり、好ましくは1〜10時間であ
る。
The amount of ruthenium halide used in the ruthenium halide supporting step is usually an amount corresponding to a preferable weight ratio of ruthenium oxide to the carrier. That is, the catalyst carrier exemplified above is impregnated with a solution of ruthenium halide. As the solvent, an organic solvent such as water or alcohol is used, and preferably, water is used. A ruthenium compound other than ruthenium halide can be used. However, when a compound that does not dissolve in water is used, a soluble organic solvent such as hexane or tetrahydrofuran is used as the solvent. Next, the impregnated material can be dried or reduced without drying, but a method of drying is a preferred example. The condition for drying the impregnated material is preferably 50 to 200 ° C., and preferably 1 to 10 hours.

【0031】還元工程は、ハロゲン化ルテニウム担持工
程で得たものを水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4
で還元する工程である。還元工程の方法としては、ハロ
ゲン化ルテニウム担持工程で得たものを水素化ホウ素ナ
トリウムの溶液に浸す方法があげられる。水素化ホウ素
ナトリウム溶液としては水溶液、アルコールなどの有機
溶媒の溶液などがあげられるが、水と有機溶媒の混合溶
液も使用できる。好ましくは、水とアルコールの混合溶
媒が使用され、更に好ましくは、水とエタノールの混合
溶媒が使用される。水素化ホウ素ナトリウムの溶液の濃
度としては通常0.05〜20重量%があげられ、好ま
しくは、0.1〜10重量%があげられる。また、担持
したハロゲン化ルテニウムに対する水素化ホウ素ナトリ
ウムのモル比は、通常1.0〜30があげられ、好まし
くは2.0〜15があげられる。触媒は還元された後、
水で洗浄してもよいし、次のアルカリ金属塩化物添加工
程の操作であるアルカリ金属塩化物水溶液で洗浄する工
程の操作を行ってもよい。好ましくは、還元後水で洗浄
し、乾燥する方法があげられる。
In the reduction step, the product obtained in the ruthenium halide supporting step is subjected to sodium borohydride (NaBH 4 ).
This is the step of reducing. As a method of the reduction step, there is a method of immersing the product obtained in the ruthenium halide supporting step in a solution of sodium borohydride. Examples of the sodium borohydride solution include an aqueous solution and a solution of an organic solvent such as alcohol, and a mixed solution of water and an organic solvent can also be used. Preferably, a mixed solvent of water and alcohol is used, and more preferably, a mixed solvent of water and ethanol is used. The concentration of the sodium borohydride solution is usually from 0.05 to 20% by weight, preferably from 0.1 to 10% by weight. The molar ratio of sodium borohydride to the supported ruthenium halide is usually from 1.0 to 30, preferably from 2.0 to 15. After the catalyst is reduced,
The washing may be performed with water, or the operation of a step of washing with an aqueous solution of an alkali metal chloride, which is the operation of the next alkali metal chloride adding step, may be performed. Preferably, a method of washing with water after reduction and drying is used.

【0032】水素化ホウ素ナトリウム以外の還元性水素
化化合物で還元を行うこともできるが、その場合には非
プロトン性の無水溶媒が好ましく使用される。例えばト
ルエン溶媒を用いて水素化ホウ素ナトリウム以外の還元
性水素化化合物でルテニウム化合物を担持したものを還
元することが例としてあげられる。
The reduction can be carried out with a reducing hydride compound other than sodium borohydride. In this case, an aprotic anhydrous solvent is preferably used. For example, reduction of a ruthenium compound supported by a reducing hydride compound other than sodium borohydride using a toluene solvent may be mentioned as an example.

【0033】アルカリ金属塩化物添加工程は、還元工程
で得たものにアルカリ金属塩化物を添加する工程であ
る。この工程は、担持酸化ルテニウム触媒を調製する上
で必須の工程ではないが、該工程を行うことによって触
媒の活性が一層向上する。すなわち、次の酸化工程で触
媒を酸化するが、その際に、アルカリ金属塩の存在下、
担持金属ルテニウムを酸化することにより高活性な担持
酸化ルテニウムに変換することが好ましい調製例であ
る。
The alkali metal chloride addition step is a step of adding an alkali metal chloride to the product obtained in the reduction step. Although this step is not an essential step for preparing a supported ruthenium oxide catalyst, the activity of the catalyst is further improved by performing this step. That is, the catalyst is oxidized in the next oxidation step, in which case, in the presence of an alkali metal salt,
It is a preferred preparation example to convert the supported metal ruthenium to highly active supported ruthenium oxide by oxidation.

【0034】アルカリ金属塩としては、塩化カリウム、
塩化ナトリウムなどのアルカリ金属の塩化物をあげるこ
とができ、好ましくは塩化カリウム、塩化ナトリウム、
更に好ましくは塩化カリウムである。
As the alkali metal salt, potassium chloride,
Alkali metal chlorides such as sodium chloride can be mentioned, preferably potassium chloride, sodium chloride,
More preferably, it is potassium chloride.

【0035】ここで、アルカリ金属塩/ルテニウムのモ
ル比は、0.01〜10が好ましく、0.1〜5が更に
好ましい。アルカリ金属塩の使用量が過少であると十分
な高活性触媒が得られず、一方アルカリ金属塩の使用量
が過多であると工業的にコスト高を招く。
Here, the molar ratio of alkali metal salt / ruthenium is preferably from 0.01 to 10, more preferably from 0.1 to 5. If the amount of the alkali metal salt is too small, a sufficiently high activity catalyst cannot be obtained.

【0036】アルカリ金属塩化物水溶液の添加方法とし
ては、洗浄、乾燥された担持金属ルテニウム触媒に含浸
する方法があげられるが、還元工程で還元された担持金
属ルテニウム触媒を水で洗浄しないで、アルカリ金属塩
化物水溶液で洗浄して含浸する方法もあげられる。
As a method of adding the alkali metal chloride aqueous solution, a method of impregnating a washed and dried supported metal ruthenium catalyst can be mentioned. A method of impregnating by washing with an aqueous metal chloride solution is also included.

【0037】アルカリ金属塩化物を添加した後、触媒は
通常乾燥される。
After the addition of the alkali metal chloride, the catalyst is usually dried.

【0038】酸化工程は、還元工程で得たものを酸化す
る工程(アルカリ金属塩化物添加工程を用いない場合)
であるか、又はアルカリ金属塩化物添加工程で得たもの
を酸化する工程(アルカリ金属塩化物添加工程を用いた
場合)である。酸化工程としては、空気中で焼成する方
法をあげることができる。酸素を含有する気体中で、ア
ルカリ金属塩の存在下、担持金属ルテニウムを焼成する
ことにより高活性な担持酸化ルテニウムに酸化すること
が好ましい調製例である。酸素を含有する気体として
は、通常空気が用いられる。
The oxidation step is a step of oxidizing the product obtained in the reduction step (when the alkali metal chloride addition step is not used).
Or a step of oxidizing the product obtained in the alkali metal chloride addition step (when the alkali metal chloride addition step is used). As the oxidation step, a method of firing in air can be mentioned. It is a preferable preparation example that the supported metal ruthenium is oxidized to highly active supported ruthenium oxide by calcining the supported metal ruthenium in the presence of an alkali metal salt in a gas containing oxygen. Air is usually used as the gas containing oxygen.

【0039】焼成温度は、通常100〜600℃であ
り、好ましくは280〜450℃である。焼成温度が低
すぎると金属ルテニウム粒子が多く残存し、触媒活性が
不十分となる場合がある。また、焼成温度が高すぎると
酸化ルテニウム粒子の凝集が起こり、触媒活性が低下す
る。焼成時間は、通常30分〜10時間である。
The firing temperature is usually 100 to 600 ° C., preferably 280 to 450 ° C. If the firing temperature is too low, a large amount of metal ruthenium particles may remain, and the catalytic activity may be insufficient. On the other hand, if the firing temperature is too high, agglomeration of the ruthenium oxide particles occurs, and the catalytic activity decreases. The firing time is usually 30 minutes to 10 hours.

【0040】この場合、アルカリ金属塩の存在下に焼成
することが好ましい。この方法により、より細かい粒子
の酸化ルテニウムを生成し、アルカリ金属塩の実質的な
非存在下に焼成するのに比べて、より高い触媒活性を得
ることができる。
In this case, the calcination is preferably performed in the presence of an alkali metal salt. By this method, finer particles of ruthenium oxide are produced, and higher catalytic activity can be obtained as compared with calcining in the substantial absence of an alkali metal salt.

【0041】焼成により、担体に担持された金属ルテニ
ウムは担持酸化ルテニウム触媒に変換される。金属ルテ
ニウムが酸化ルテニウムに変換されたことはX線回折や
XPS(X線光電子分光)などの分析により確認するこ
とができる。なお、金属ルテニウムは、その実質上の全
量が酸化ルテニウムに変換されていることが好ましい
が、本発明の効果を損ねない範囲で、金属ルテニウムが
残留していることも許容され得る。
By the calcination, the metal ruthenium supported on the carrier is converted into a supported ruthenium oxide catalyst. The conversion of metal ruthenium to ruthenium oxide can be confirmed by analysis such as X-ray diffraction or XPS (X-ray photoelectron spectroscopy). It is preferable that substantially all of the metal ruthenium is converted into ruthenium oxide, but it is acceptable that the metal ruthenium remains as long as the effect of the present invention is not impaired.

【0042】担持金属ルテニウムを酸化した後に、残存
しているアルカリ金属塩化物を水洗、乾燥する方法が好
ましい調製方法である。焼成時に含有されているアルカ
リ金属塩化物は水で十分洗浄されることが好ましい。洗
浄後のアルカリ金属塩化物の残存量を測定する方法とし
ては濾液に硝酸銀水溶液を加えて白濁の有無を調べる方
法がある。しかし本触媒の触媒活性を損ねない範囲でア
ルカリ金属塩化物が残存していてもかまわない。
A preferred method is to oxidize the supported metal ruthenium and then wash and dry the remaining alkali metal chloride with water. It is preferable that the alkali metal chloride contained at the time of firing is sufficiently washed with water. As a method of measuring the residual amount of the alkali metal chloride after washing, there is a method of adding an aqueous solution of silver nitrate to the filtrate and examining the presence or absence of cloudiness. However, alkali metal chlorides may remain as long as the catalytic activity of the present catalyst is not impaired.

【0043】洗浄した触媒は次に乾燥することが好まし
い調製方法である。乾燥する条件は好ましくは50〜2
00℃であり、好ましくは1〜10時間である。
It is a preferred preparation method that the washed catalyst is then dried. Drying conditions are preferably 50 to 2
00 ° C., preferably for 1 to 10 hours.

【0044】以上の工程で製造された担持酸化ルテニウ
ム触媒は高活性であり、塩化水素を酸素によって酸化し
て塩素を製造する方法に卓効を示す。
The supported ruthenium oxide catalyst produced by the above steps has high activity, and is excellent in a method for producing chlorine by oxidizing hydrogen chloride with oxygen.

【0045】本発明である担持酸化ルテニウム触媒の調
製方法の第二の例としては、担体に担持したルテニウム
化合物を還元性化合物で処理し、次に酸化して調製する
方法があげられる。好ましくは、担体に担持したルテニ
ウム化合物を塩基性化合物で処理する工程および還元性
化合物で処理する工程を含み、次に酸化して調製する方
法があげられる。さらに好ましくは、担体に担持したル
テニウム化合物を還元性化合物のアルカリ溶液で処理
し、次に酸化して調製する方法があげられる。
A second example of the method for preparing a supported ruthenium oxide catalyst according to the present invention is a method in which a ruthenium compound supported on a carrier is treated with a reducing compound and then oxidized for preparation. Preferably, the method includes a step of treating a ruthenium compound supported on a carrier with a basic compound and a step of treating the ruthenium compound with a reducing compound, and then oxidizing and preparing the compound. More preferably, there is a method in which a ruthenium compound supported on a carrier is treated with an alkaline solution of a reducing compound and then oxidized to prepare the compound.

【0046】担体に担持するルテニウム化合物として
は、担持酸化ルテニウム触媒の調製方法の第一の例のと
ころであげたルテニウム化合物と同じものが例としてあ
げられる。
Examples of the ruthenium compound supported on the carrier include the same ruthenium compounds as those described in the first example of the method for preparing the supported ruthenium oxide catalyst.

【0047】好ましいルテニウム化合物としては、 R
uCl3、RuCl3水和物などのルテニウム塩化物、
RuBr3、RuBr3水和物などのルテニウム臭化物な
どハロゲン化ルテニウム化合物があげられる。更に好ま
しくは、塩化ルテニウム水和物があげられる。
Preferred ruthenium compounds include R
ruthenium chlorides such as uCl 3 , RuCl 3 hydrate,
Ruthenium halide compounds such as ruthenium bromide such as RuBr 3 and RuBr 3 hydrate are exemplified. More preferably, hydrated ruthenium chloride is used.

【0048】担体にルテニウム化合物を担持する方法と
しては、含浸法、平衡吸着法などがあげられる。
As a method for supporting a ruthenium compound on a carrier, there are an impregnation method, an equilibrium adsorption method and the like.

【0049】担体に担持したルテニウム化合物を処理す
る還元性化合物としてはヒドラジン、メタノール、エタ
ノール、ホルムアルデヒド、ヒドロキシルアミン又はぎ
酸があげられる。又は、ヒドラジン、メタノール、エタノ
ール、ホルムアルデヒド、ヒドロキシルアミン又はぎ酸
の水溶液又はアルコールなどの有機溶媒の溶液があげら
れるが、好ましくは、ヒドラジン、メタノール、エタノー
ル、ホルムアルデヒド及びヒドラジン、メタノール、エタ
ノール、ホルムアルデヒドの溶液があげられ、さらに好
ましくは、ヒドラジン及びヒドラジンの溶液があげられ
る。また、担体に担持したルテニウム化合物を処理する
還元性化合物としては酸化還元電位が−0.8〜0.5
Vの化合物もあげられ、その水溶液やアルコールなどの
有機溶媒の溶液もあげられる。ここでは酸化還元電位の
代りに標準電極電位を代用する。上記に例示した化合物
のうち、標準電極電位を示すとヒドラジンは、−0.2
3V、ホルムアルデヒドは、0.056V、ぎ酸は、−
0.199Vである。また、還元性化合物のアルカリ水
溶液を用いるのも好ましい方法である。
Examples of the reducing compound for treating the ruthenium compound supported on the carrier include hydrazine, methanol, ethanol, formaldehyde, hydroxylamine and formic acid. Or an aqueous solution of hydrazine, methanol, ethanol, formaldehyde, hydroxylamine or formic acid or a solution of an organic solvent such as alcohol, preferably a solution of hydrazine, methanol, ethanol, formaldehyde and hydrazine, methanol, ethanol, formaldehyde. And more preferably hydrazine and a solution of hydrazine. Further, as a reducing compound for treating a ruthenium compound supported on a carrier, the oxidation-reduction potential is -0.8 to 0.5.
Examples of the compound V include an aqueous solution thereof and a solution of an organic solvent such as alcohol. Here, the standard electrode potential is used instead of the oxidation-reduction potential. Of the compounds exemplified above, hydrazine shows -0.2
3V, formaldehyde is 0.056V, formic acid is-
0.199V. It is also a preferable method to use an aqueous alkali solution of a reducing compound.

【0050】担体に担持したルテニウム化合物を塩基性
化合物で処理する工程を含む調製方法は好ましい触媒調
製法であるが、そこで用いられる塩基性化合物としては
アンモニアおよびアルキルアミン、ピリジン、アニリ
ン、トリメチルアミン、ヒドロキシルアミンなどのアミ
ン、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウ
ムなどのアルカリ金属水酸化物、炭酸カリウム、炭酸ナ
トリウム、炭酸リチウムなどのアルカリ金属炭酸塩、四
級アンモニウム塩のヒドロキシド、トリエチルアルミニ
ウムなどのアルキルアルミニウムなどがあげられる。
The preparation method including the step of treating a ruthenium compound supported on a carrier with a basic compound is a preferred catalyst preparation method, and the basic compound used in the preparation is ammonia and alkylamine, pyridine, aniline, trimethylamine, Amines such as amines, alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide, sodium hydroxide and lithium hydroxide, alkali metal carbonates such as potassium carbonate, sodium carbonate and lithium carbonate, hydroxides of quaternary ammonium salts, triethylaluminum and the like And the like.

【0051】担体に担持したルテニウム化合物を還元性
化合物で処理する方法としては、ルテニウム化合物を担
体に担持した後に乾燥し、還元性化合物、又は、還元性
化合物の溶液に浸漬したり、還元性化合物、又は、還元
性化合物の溶液を含浸したりする方法があげられる。ま
た、還元性化合物のアルカリ水溶液に浸漬するのも好ま
しい方法である。
As a method of treating a ruthenium compound supported on a carrier with a reducing compound, the ruthenium compound is dried after the ruthenium compound is supported on the carrier and immersed in a reducing compound or a solution of the reducing compound, or Or a method of impregnating with a solution of a reducing compound. In addition, immersion in an alkaline aqueous solution of a reducing compound is also a preferred method.

【0052】還元性化合物又は還元性化合物のアルカリ
水溶液で処理した後にアルカリ金属塩化物を添加する方
法も好ましい方法である。
The method of adding an alkali metal chloride after treating with a reducing compound or an aqueous alkali solution of the reducing compound is also a preferable method.

【0053】次いで、酸化する方法としては、空気中で
焼成する方法が例としてあげられる。
Next, as a method of oxidation, a method of firing in air is exemplified.

【0054】本発明である担持酸化ルテニウム触媒を調
製する具体例として、以下の工程を含む調製方法をあげ
ることができる。 ルテニウム化合物担持工程:ルテニウム化合物を触媒担
体に担持する工程 アルカリ処理工程:ルテニウム化合物担持工程で得たも
のにアルカリを添加する工程 還元性化合物処理工程:アルカリ処理工程で得たものを
還元性化合物で処理する工程 酸化工程:還元性化合物処理工程で得たものを酸化する
工程 以上の工程でアルカリ処理工程と還元性化合物処理工程
を同時に行うために還元性化合物のアルカリ水溶液を用
いるのも好ましい方法である。
As a specific example of preparing the supported ruthenium oxide catalyst of the present invention, a preparation method including the following steps can be mentioned. Ruthenium compound supporting step: a step of supporting a ruthenium compound on a catalyst carrier Alkali treatment step: a step of adding an alkali to the one obtained in the ruthenium compound supporting step Reducing compound treatment step: The one obtained in the alkali treatment step is a reducing compound Treatment Step Oxidation step: Step of oxidizing the product obtained in the reducing compound treatment step In order to simultaneously perform the alkali treatment step and the reducing compound treatment step in the above steps, it is also a preferable method to use an aqueous alkali solution of the reducing compound. is there.

【0055】また、本発明である担持酸化ルテニウム触
媒を調製する好ましい具体例として、以下の工程を含む
調製法をあげることができる。 ハロゲン化ルテニウム化合物担持工程:ハロゲン化ルテ
ニウムを触媒担体に担持する工程 アルカリ処理工程:ルテニウム化合物担持工程で得たも
のにアルカリを添加する工程 還元性化合物処理工程:アルカリ処理工程で得たものを
ヒドラジン、メタノール、エタノール又はホルムアルデ
ヒドで処理する工程 酸化工程:還元性化合物処理工程で得たものを酸化する
工程
As a preferred specific example of preparing the supported ruthenium oxide catalyst of the present invention, a preparation method including the following steps can be mentioned. Ruthenium halide compound supporting step: Step of supporting ruthenium halide on a catalyst carrier Alkali treatment step: Step of adding an alkali to the one obtained in the ruthenium compound supporting step Reducing compound treatment step: Hydrazine obtained by the alkali treatment step Step of treating with methanol, ethanol or formaldehyde Oxidation step: Step of oxidizing the substance obtained in the step of treating the reducing compound

【0056】以上の工程でアルカリ処理工程と還元性化
合物処理工程を同時に行うために還元性化合物のアルカ
リ水溶液を用いるのも好ましい方法である。
In order to simultaneously perform the alkali treatment step and the reducing compound treatment step in the above steps, it is also a preferable method to use an aqueous alkali solution of the reducing compound.

【0057】また、本発明である担持酸化ルテニウム触
媒を調製する一層好ましい具体例として、以下の工程を
含む調製法をあげることができる。 ハロゲン化ルテニウム担持工程:ハロゲン化ルテニウム
を触媒担体に担持する工程 アルカリ処理工程:ハロゲン化ルテニウム担持工程で得
たものにアルカリを添加する工程 ヒドラジン処理工程:アルカリ処理工程で得たものをヒ
ドラジンで処理する工程 アルカリ金属塩化物添加工程:ヒドラジン処理工程で得
たものにアルカリ金属塩化物を添加する工程 酸化工程:アルカリ金属塩化物添加工程で得たものを酸
化する工程
Further, as a more preferred specific example of preparing the supported ruthenium oxide catalyst of the present invention, a preparation method including the following steps can be mentioned. Ruthenium halide supporting step: Step of supporting ruthenium halide on a catalyst carrier Alkali treatment step: Step of adding an alkali to the one obtained in the ruthenium halide supporting step Hydrazine treatment step: Treating the one obtained in the alkali treatment step with hydrazine Step of adding an alkali metal chloride: Step of adding an alkali metal chloride to the substance obtained in the hydrazine treatment step Oxidation step: Step of oxidizing the substance obtained in the step of adding an alkali metal chloride

【0058】以上の工程でアルカリ処理工程とヒドラジ
ン処理工程を同時に行うためにヒドラジンのアルカリ水
溶液を用いるのも好ましい方法である。
In order to simultaneously carry out the alkali treatment step and the hydrazine treatment step in the above steps, it is also a preferable method to use an aqueous solution of hydrazine in alkali.

【0059】ハロゲン化ルテニウム担持工程は、ハロゲ
ン化ルテニウムを触媒担体に担持する工程である。担体
に担持するルテニウム化合物としては、既に例示した種
々のルテニウム化合物があげられるが、その中でも、R
uCl3、RuCl3水和物などのルテニウム塩化物、R
uBr3、RuBr3水和物などのルテニウム臭化物など
ルテニウムのハロゲン化物が好ましい例としてあげられ
る。好ましいハロゲン化ルテニウムとしては、RuCl
3、RuCl3水和物などのルテニウム塩化物、RuBr
3、RuBr3水和物などのルテニウム臭化物があげられ
る。更に好ましくは、塩化ルテニウム水和物があげられ
る。
The ruthenium halide supporting step is a step of supporting the ruthenium halide on the catalyst carrier. Examples of the ruthenium compound to be supported on the carrier include various ruthenium compounds described above.
ruthenium chlorides such as uCl 3 and RuCl 3 hydrate;
Preferred examples include ruthenium halides such as ruthenium bromide such as uBr 3 and RuBr 3 hydrate. Preferred ruthenium halides are RuCl
3, RuCl ruthenium chloride such as 3 hydrate, RuBr
3, ruthenium bromide such as RuBr 3 hydrate, and the like. More preferably, hydrated ruthenium chloride is used.

【0060】ハロゲン化ルテニウム担持工程で使用され
るハロゲン化ルテニウムの量は、好ましい酸化ルテニウ
ムと担体の重量比に対応する量が通常使用される。すな
わち、既に例示した触媒担体に、ハロゲン化ルテニウム
の溶液を含浸させる、平衡吸着させるなどの方法で担持
する。溶媒としては水やアルコールなどの有機溶媒が使
用されるが、好ましくは水があげられる。次に含浸した
ものを乾燥することもできるし、乾燥せずにアルカリ処
理するすることもできるが、乾燥する方法が好ましい例
としてあげられる。含浸したものを乾燥する条件とし
て、好ましくは50〜200℃であり、好ましくは1時
間〜10時間である。
As the amount of ruthenium halide used in the ruthenium halide supporting step, an amount corresponding to a preferable weight ratio of ruthenium oxide to the carrier is usually used. That is, the catalyst carrier is supported on the catalyst carrier exemplified above by impregnating a solution of ruthenium halide or by equilibrium adsorption. As the solvent, an organic solvent such as water or alcohol is used, and preferably, water is used. Next, the impregnated material can be dried, or can be subjected to an alkali treatment without drying, but a method of drying is a preferred example. The condition for drying the impregnated material is preferably 50 to 200 ° C., and preferably 1 hour to 10 hours.

【0061】アルカリ処理工程はハロゲン化ルテニウム
担持工程で得たものにアルカリを添加する工程である。
アルカリ処理工程で使用されるアルカリはアルカリ金属
の水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、およびアンモニア、
炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムなどの水溶
液、アルコールなどの有機溶媒の溶液などがあげられ
る。アルカリとしては、好ましくはアルカリ金属の水酸
化物、炭酸塩、炭酸水素塩、が用いられる。溶媒として
は水が好ましく用いられる。アルカリの濃度は用いるア
ルカリによって異なるが、好ましくは0.1〜10mo
l/lがあげられる。ハロゲン化ルテニウムとアルカリ
のモル比はハロゲン化ルテニウム1モルに対して例えば
水酸化ナトリウムであれば3モルが当量であるが、好ま
しくはハロゲン化ルテニウムの0.1〜20倍当量のア
ルカリが使用される。アルカリを添加する方法として
は、アルカリの溶液に含浸する、アルカリの溶液に浸漬
するなどの方法がある。アルカリの溶液に含浸する時間
は通常60分以内であるが、含浸する時間が長いと触媒
の活性が低下するので、好ましくは、10分以内があげ
られる。温度は好ましくは0〜100℃が用いられる
が、より好ましくは10〜60℃があげられる。
The alkali treatment step is a step of adding an alkali to the one obtained in the ruthenium halide supporting step.
The alkali used in the alkali treatment step is an alkali metal hydroxide, carbonate, bicarbonate, and ammonia,
Examples thereof include aqueous solutions of ammonium carbonate and ammonium hydrogen carbonate, and solutions of organic solvents such as alcohol. As the alkali, hydroxides, carbonates and bicarbonates of alkali metals are preferably used. Water is preferably used as the solvent. The concentration of the alkali varies depending on the alkali used, but is preferably 0.1 to 10 mol.
1 / l. The molar ratio of the ruthenium halide to the alkali is, for example, 3 moles equivalent to 1 mole of the ruthenium halide in the case of sodium hydroxide. You. Examples of a method of adding an alkali include a method of impregnating with an alkali solution and a method of immersing in an alkali solution. The time for impregnation with an alkali solution is usually within 60 minutes, but if the time for impregnation is long, the activity of the catalyst is reduced. The temperature is preferably 0 to 100 ° C, more preferably 10 to 60 ° C.

【0062】ヒドラジン処理工程はアルカリ処理工程で
得たものをヒドラジンで処理する工程である。ヒドラジ
ンで処理する方法としては、ヒドラジンの溶液に含浸す
る、ヒドラジンの溶液に浸漬するなどの方法がある。前
工程でアルカリ処理を行った担持ハロゲン化ルテニウム
とアルカリ溶液は混合された状態で、ヒドラジン溶液に
加えられてもかまわないし、アルカリ溶液を濾別してか
らヒドラジン溶液に加えてもかまわない。担持ハロゲン
化ルテニウムにアルカリを含浸した後、直ちにヒドラジ
ン溶液に加える方法が好ましい方法としてあげられる。
ヒドラジン処理工程で使用されるヒドラジンの濃度は、
好ましくは0.1mol/l以上があげられるが、ヒド
ラジン一水和物などのヒドラジン水和物をそのまま用い
てもよい。あるいはアルコールなどの有機溶媒の溶液と
して使用される。好ましくは、水溶液あるいはヒドラジ
ン水和物が用いられる。ヒドラジンは無水物も一水和物
も使用できる。ハロゲン化ルテニウムとヒドラジンのモ
ル比は、好ましくはハロゲン化ルテニウムの0.1〜2
0倍モルが使用される。ヒドラジンの溶液に浸漬する時
間は好ましくは5分〜5時間があげられるが、より好ま
しくは、10分〜2時間があげられる。温度は、好まし
くは0〜100℃があげられるが、より好ましくは、1
0〜60℃があげられる。ヒドラジン溶液に浸漬した後
に好ましくは、触媒は溶液と濾別される。
The hydrazine treatment step is a step of treating the product obtained in the alkali treatment step with hydrazine. As a method of treating with hydrazine, there is a method of impregnating with a hydrazine solution, dipping in a hydrazine solution, or the like. The supported ruthenium halide and the alkali solution which have been subjected to the alkali treatment in the previous step may be added to the hydrazine solution in a mixed state, or the alkali solution may be filtered and then added to the hydrazine solution. A preferred method is to impregnate the supported ruthenium halide with an alkali and then immediately add it to the hydrazine solution.
The concentration of hydrazine used in the hydrazine treatment step is:
Preferably, it is 0.1 mol / l or more, but hydrazine hydrate such as hydrazine monohydrate may be used as it is. Alternatively, it is used as a solution of an organic solvent such as alcohol. Preferably, an aqueous solution or hydrazine hydrate is used. Hydrazine can be an anhydride or a monohydrate. The molar ratio of ruthenium halide to hydrazine is preferably 0.1 to 2 of ruthenium halide.
0-fold molar is used. The time for immersion in the hydrazine solution is preferably 5 minutes to 5 hours, and more preferably 10 minutes to 2 hours. The temperature is preferably 0 to 100 ° C, more preferably 1 to 100 ° C.
0 to 60 ° C. Preferably, after immersion in the hydrazine solution, the catalyst is filtered off from the solution.

【0063】以上の工程でアルカリ処理工程とヒドラジ
ン処理工程を同時に行うためにヒドラジンのアルカリ水
溶液を用いるのも好ましい方法である。方法としては、
好ましいアルカリの使用量と好ましいヒドラジンの使用
量を水溶液の形で混合したものに、ハロゲン化ルテニウ
ム担持工程で得られたものを徐々に加えて、5分〜5時
間処理する方法が好ましい方法としてあげられる。
In order to simultaneously carry out the alkali treatment step and the hydrazine treatment step in the above steps, it is also a preferable method to use an aqueous solution of hydrazine in alkali. As a method,
As a preferred method, a method in which the obtained amount of the ruthenium halide supporting step is gradually added to a mixture of a preferred alkali amount and a preferred hydrazine amount in the form of an aqueous solution and the mixture is treated for 5 minutes to 5 hours is mentioned as a preferred method. Can be

【0064】より好ましい方法としては、アルカリ処理
工程およびヒドラジン処理工程で製造した触媒を洗浄し
てアルカリおよびヒドラジンを除去し、乾燥して、次の
アルカリ金属塩化物添加工程でアルカリ金属塩化物を添
加した後、乾燥し、酸化する方法があげられる。
As a more preferable method, the catalysts produced in the alkali treatment step and the hydrazine treatment step are washed to remove the alkali and hydrazine, dried, and the alkali metal chloride is added in the next alkali metal chloride addition step. After that, drying and oxidizing are mentioned.

【0065】更に好ましい方法としては、アルカリ処理
工程およびヒドラジン処理工程で製造した触媒を、アル
カリ金属塩化物の水溶液で洗浄した後、乾燥し、酸化す
る方法があげられる。この方法は、アルカリおよびヒド
ラジンの除去とアルカリ金属塩化物の添加を同じ工程で
行えるため好ましい。
A more preferred method is a method in which the catalyst produced in the alkali treatment step and the hydrazine treatment step is washed with an aqueous solution of an alkali metal chloride, dried and oxidized. This method is preferable because the removal of alkali and hydrazine and the addition of alkali metal chloride can be performed in the same step.

【0066】アルカリ金属塩化物添加工程はアルカリ処
理工程およびヒドラジン処理工程で得たものにアルカリ
金属塩化物を添加する工程である。この工程は、担持酸
化ルテニウム触媒を調製する上で必須の工程ではない
が、該工程を行うことによって触媒の活性が一層向上す
る。すなわち、次の酸化工程で触媒を酸化するが、その
際に、アルカリ金属塩の存在下、アルカリ処理およびヒ
ドラジン処理した触媒を酸化することにより高活性な担
持酸化ルテニウムに変換することが好ましい調製例であ
る。
The step of adding an alkali metal chloride is a step of adding an alkali metal chloride to those obtained in the alkali treatment step and the hydrazine treatment step. Although this step is not an essential step for preparing a supported ruthenium oxide catalyst, the activity of the catalyst is further improved by performing this step. That is, the catalyst is oxidized in the next oxidation step, and in this case, it is preferable to convert the alkali-treated and hydrazine-treated catalyst in the presence of an alkali metal salt to convert the catalyst into highly active supported ruthenium oxide. It is.

【0067】アルカリ金属塩化物としては、塩化カリウ
ム、塩化ナトリウムなどのアルカリ金属の塩化物をあげ
ることができ、好ましくは塩化カリウム、塩化ナトリウ
ム、更に好ましくは塩化カリウムである。ここで、アル
カリ金属塩/ルテニウムのモル比は、0.01〜10が
好ましく、0.1〜5.0が更に好ましい。アルカリ金
属塩の使用量が過少であると十分な高活性触媒が得られ
ず、一方アルカリ金属塩の使用量が過多であると工業的
にコスト高を招く。
Examples of the alkali metal chloride include alkali metal chlorides such as potassium chloride and sodium chloride, and are preferably potassium chloride, sodium chloride, and more preferably potassium chloride. Here, the molar ratio of alkali metal salt / ruthenium is preferably 0.01 to 10, more preferably 0.1 to 5.0. If the amount of the alkali metal salt is too small, a sufficiently high activity catalyst cannot be obtained.

【0068】アルカリ金属塩化物の添加方法としては、
洗浄、乾燥されたアルカリ処理およびヒドラジン処理ル
テニウム触媒にアルカリ金属塩化物の水溶液を含浸する
方法があげられるが、アルカリ処理およびヒドラジン処
理されたルテニウム触媒を水で洗浄しないで、アルカリ
金属塩化物水溶液で洗浄して含浸する方法が更に好まし
い方法としてあげられる。
As a method of adding the alkali metal chloride,
A method of impregnating the washed, dried alkali-treated and hydrazine-treated ruthenium catalyst with an aqueous solution of an alkali metal chloride can be mentioned. The method of washing and impregnating is more preferable.

【0069】触媒の洗浄の際にpHを調整する目的でア
ルカリ金属塩化物の水溶液に塩酸を添加することもでき
る。アルカリ金属塩化物の水溶液の濃度は好ましくは
0.01〜10mol/lがあげられるが、より好まし
くは、0.1〜5mol/lがあげられる。
For the purpose of adjusting the pH during washing of the catalyst, hydrochloric acid can be added to an aqueous solution of an alkali metal chloride. The concentration of the aqueous solution of the alkali metal chloride is preferably from 0.01 to 10 mol / l, more preferably from 0.1 to 5 mol / l.

【0070】洗浄の目的はアルカリおよびヒドラジンを
除去することであるが、本発明の効果を損ねない範囲で
アルカリおよびヒドラジンを残存させることもできる。
The purpose of washing is to remove the alkali and hydrazine, but the alkali and hydrazine can be left as long as the effects of the present invention are not impaired.

【0071】アルカリ金属塩化物を含浸した後、触媒は
通常乾燥される。乾燥条件は、好ましくは50〜200
℃であり、好ましくは1〜10時間である。
After impregnation with the alkali metal chloride, the catalyst is usually dried. Drying conditions are preferably 50-200.
° C, preferably for 1 to 10 hours.

【0072】酸化工程はアルカリ処理工程およびヒドラ
ジン処理工程で得られたものを酸化する工程(アルカリ
金属塩化物添加工程を用いない場合)であるか、又はア
ルカリ金属塩化物添加工程で得たものを酸化する工程
(アルカリ金属塩化物添加工程を用いた場合)である。
酸化工程としては空気中で焼成する方法をあげることが
できる。酸素を含有する気体中で、アルカリ金属塩の存
在下、アルカリ処理およびヒドラジン処理したものを焼
成することにより高活性な担持酸化ルテニウムに酸化す
ることが好ましい調製例である。酸素を含有する気体と
しては、通常は空気があげられる。
The oxidation step is a step of oxidizing the one obtained in the alkali treatment step and the hydrazine treatment step (when the alkali metal chloride addition step is not used), or the one obtained in the alkali metal chloride addition step. This is a step of oxidizing (when an alkali metal chloride adding step is used).
As the oxidation step, a method of firing in air can be mentioned. It is a preferable preparation example to oxidize to a highly active supported ruthenium oxide by calcining a substance subjected to an alkali treatment and a hydrazine treatment in a gas containing oxygen in the presence of an alkali metal salt. The gas containing oxygen usually includes air.

【0073】焼成温度は、好ましくは100〜600℃
であり、より好ましくは280〜450℃である。焼成
温度が低すぎるとアルカリ処理およびヒドラジン処理に
より生成した粒子が酸化ルテニウム前駆体のまま多く残
存し、触媒活性が不十分となる場合がある。また、焼成
温度が高すぎると酸化ルテニウム粒子の凝集が起こり、
触媒活性が低下する。焼成時間は、好ましくは30分〜
10時間である。
The firing temperature is preferably 100 to 600 ° C.
And more preferably 280 to 450 ° C. If the firing temperature is too low, a large amount of particles generated by the alkali treatment and the hydrazine treatment remain as the ruthenium oxide precursor, and the catalytic activity may be insufficient. Also, if the firing temperature is too high, aggregation of ruthenium oxide particles occurs,
Catalyst activity decreases. The firing time is preferably 30 minutes or more.
10 hours.

【0074】この場合、アルカリ金属塩の存在下に焼成
することが重要である。この方法により、より細かい粒
子の酸化ルテニウムを生成し、アルカリ金属塩の実質的
な非存在下に焼成するのに比べて、より高い触媒活性を
得ることができる。
In this case, it is important to perform calcination in the presence of an alkali metal salt. By this method, finer particles of ruthenium oxide are produced, and higher catalytic activity can be obtained as compared with calcining in the substantial absence of an alkali metal salt.

【0075】焼成により、担体に担持されたアルカリ処
理およびヒドラジン処理により生成した粒子は担持酸化
ルテニウム触媒に変換される。アルカリ処理およびヒド
ラジン処理により生成した粒子が酸化ルテニウムに変換
されたことはX線回折やXPS(X線光電子分光)など
の分析により確認することができる。なお、アルカリ処
理およびヒドラジン処理により生成した粒子は、その実
質上の全量が酸化ルテニウムに変換されていることが好
ましいが、本発明の効果を損ねない範囲で、アルカリ処
理およびヒドラジン処理により生成した粒子が残留して
いることも許容され得る。
By the calcination, the particles produced by the alkali treatment and hydrazine treatment carried on the carrier are converted into a supported ruthenium oxide catalyst. The conversion of the particles generated by the alkali treatment and the hydrazine treatment to ruthenium oxide can be confirmed by analysis such as X-ray diffraction or XPS (X-ray photoelectron spectroscopy). The particles generated by the alkali treatment and the hydrazine treatment are preferably substantially all converted to ruthenium oxide.However, as long as the effects of the present invention are not impaired, the particles generated by the alkali treatment and the hydrazine treatment are preferably used. May be allowed to remain.

【0076】アルカリ処理およびヒドラジン処理をした
ものを酸化処理をした後に、残存しているアルカリ金属
塩化物を水洗、乾燥する方法が好ましい調製方法であ
る。焼成時に含有されているアルカリ金属塩化物は水で
十分洗浄されることが好ましい。洗浄後のアルカリ金属
塩化物の残存量を測定する方法としては濾液に硝酸銀水
溶液を加えて白濁の有無を調べる方法がある。しかし本
触媒の触媒活性を損ねない範囲でアルカリ金属塩化物が
残存していてもかまわない。
A preferred preparation method is to subject the alkali-treated and hydrazine-treated ones to an oxidation treatment, and then to wash and dry the remaining alkali metal chloride. It is preferable that the alkali metal chloride contained at the time of firing is sufficiently washed with water. As a method of measuring the residual amount of the alkali metal chloride after washing, there is a method of adding an aqueous solution of silver nitrate to the filtrate and examining the presence or absence of cloudiness. However, alkali metal chlorides may remain as long as the catalytic activity of the present catalyst is not impaired.

【0077】洗浄した触媒は次に乾燥することが好まし
い調製方法である。乾燥する条件は好ましくは50〜2
00℃であり、好ましくは1〜10時間である。
It is a preferred preparation method that the washed catalyst is then dried. Drying conditions are preferably 50 to 2
00 ° C., preferably for 1 to 10 hours.

【0078】以上の工程で製造された担持酸化ルテニウ
ム触媒は高活性であり、塩化ルテニウムを水素で還元し
た触媒を酸化して調製した触媒よりも高活性であった。
また、従来の塩化ルテニウムをヒドラジン処理し、酸化
処理した触媒よりも、アルカリ前処理してヒドラジン処
理するか、あるいはアルカリ処理およびヒドラジン処理
を同時に行った後に、酸化処理した触媒の方が高活性で
あった。
The supported ruthenium oxide catalyst produced by the above steps had high activity, and was more active than the catalyst prepared by oxidizing the catalyst obtained by reducing ruthenium chloride with hydrogen.
In addition, a catalyst which is subjected to hydrazine treatment with alkali pretreatment or oxidized after simultaneous alkali treatment and hydrazine treatment has a higher activity than a catalyst which is obtained by subjecting conventional ruthenium chloride to hydrazine treatment and oxidation treatment. there were.

【0079】本発明である、上記の触媒を用いて、塩化
水素を酸素により酸化することにより塩素を得ることが
できる。塩素を得るにあたり、反応方式としては固定床
又は流動層等の流通方式があげられ、通常固定床気相流
通方式、気相流動層流通方式などの気相反応が好ましく
採用される。固定床式は反応ガスと触媒の分離が不要で
あり、原料ガスと触媒の接触を十分行うことができるの
で高転化率を達成できるなどの利点がある。また、流動
層方式は反応器内の除熱を十分に行うことができ、反応
器内の温度分布幅を小さくできる利点がある。
Using the above catalyst of the present invention, chlorine can be obtained by oxidizing hydrogen chloride with oxygen. In obtaining chlorine, a reaction system such as a fixed bed or a fluidized bed is used as a reaction system, and a gas phase reaction such as a fixed bed gas phase flow system or a gas phase fluidized bed flow system is preferably employed. The fixed-bed type does not require the separation of the reaction gas and the catalyst, and has an advantage that a high conversion can be achieved because the contact between the raw material gas and the catalyst can be sufficiently performed. Further, the fluidized bed method has an advantage that the heat in the reactor can be sufficiently removed and the width of the temperature distribution in the reactor can be reduced.

【0080】反応温度は、高温の場合、高酸化状態のル
テニウム酸化物の揮散が生じるのでより低い温度で反応
することが望まれ、100〜500℃が好ましく、より
好ましくは200〜400℃があげられ、さらに好まし
くは200〜380℃があげられる。反応圧は通常大気
圧〜50気圧程度である。酸素原料としては、空気をそ
のまま使用してもよいし、純酸素を使用してもよいが、
好ましくは不活性な窒素ガスを装置外に放出する際に他
の成分も同時に放出されるので不活性ガスを含まない純
酸素があげられる。塩化水素に対する酸素の理論モル量
は1/4モルであるが、理論量の0.1〜10倍供給す
るのが通常である。また、触媒の使用量は、固定床気相
流通方式の場合で、大気圧下原料塩化水素の供給速度と
の比GHSVで表わすと、通常10〜20000h-1
度である。
When the reaction temperature is high, ruthenium oxide in a highly oxidized state is volatilized. Therefore, it is desirable to carry out the reaction at a lower temperature, preferably 100 to 500 ° C., more preferably 200 to 400 ° C. And more preferably 200 to 380 ° C. The reaction pressure is usually about atmospheric pressure to about 50 atm. As the oxygen source, air may be used as it is, or pure oxygen may be used,
Preferably, pure oxygen containing no inert gas is used because other components are simultaneously released when the inert nitrogen gas is released outside the apparatus. The theoretical molar amount of oxygen with respect to hydrogen chloride is 1/4 mole, but usually 0.1 to 10 times the theoretical amount is supplied. The amount of the catalyst used is usually about 10 to 20,000 h -1 in the case of the fixed bed gas phase flow system, expressed as a ratio GHSV to the feed rate of the raw material hydrogen chloride under atmospheric pressure.

【0081】[0081]

【実施例】以下に実施例に基づいて本発明をより詳細に
説明するが、本発明はこれら実施例より限定されるもの
ではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0082】実施例1 次の方法により触媒を調製した。すなわち、酸化チタン
粉末(堺化学(株)、STR−60N、100%ルチル結
晶系)50.0gに純水33.4gと酸化チタンゾル
(堺化学(株)CSB,TiO2含量38wt%)6.6g
を加え混練した。混練したものに、室温で乾燥空気を吹
きかけ、担体が粘土状になるまで乾燥した。このとき乾
燥したことによる水の減少量は0.2gであった。この
粘土状固体を1.5mmφのヌードル状に押出し成型し
た。次いで、空気中、60℃で4時間乾燥し、白色のヌ
ードル状酸化チタン46.3gを得た。次いで、空気中
で、室温から500℃まで1.3時間で昇温し、同温度
で3時間焼成した。焼成後、ヌードル状固体を5mm程
度の長さに切り揃えることにより、白色棒状酸化チタン
担体45.3gを得た。次いで、この担体40.0gに
市販の塩化ルテニウム(RuCl3・nH2O、Ru含量
37.3wt%)3.23gと21.9gの純水に溶解
して調製した水溶液を含浸し、60℃で2時間乾燥し
た。次いで、得られた固体を室温で2N水酸化カリウム
溶液16.7gと純水241g、ヒドラジン1水和物
4.1gからなる溶液中に浸した。浸すと同時に発泡が
起きた。80分後、500mlの純水を加えて、30分
間洗浄した後、濾別した。この操作を5回くりかえし
た。この時の1回目の洗浄液のpHは9.2、5回目の
洗浄液のpHは7.2であった。濾別した触媒に0.5
mol/l塩化カリウム溶液50gを加えて撹拌した後
に再び触媒を濾別した。この操作を3回繰り返した。得
られた固体を60℃で4時間乾燥し、灰色固体を得た。
次いで、空気中で、室温から350℃まで1時間で昇温
し、同温度で3時間焼成した。焼成後、500mlの純
水を加えて攪拌した後、触媒を濾別した。この操作を1
0回繰り返し、洗液に硝酸銀水溶液を滴下し、塩化カリ
ウムの残存していないことを確認した。次いで、この触
媒を60℃で4時間乾燥することにより、41.1gの
青灰色棒状酸化チタン担持酸化ルテニウム触媒を得た。
なお、酸化ルテニウム含量の計算値は、RuO2/(R
uO2+TiO2)×100=3.8重量%であった。ル
テニウム含量の計算値は、Ru/(RuO2+TiO2
×100=2.9重量%であった。使用した酸化チタン
粉末を以下の条件でX線回折分析を行った。 装置 ローターフレックスRU200B(リガク社製) X線 Cu Kα線 X線出力 40kV−40mA 発散スリット 1° 散乱スリット 1° 受光スリット 0.15mm 走査速度 1°/min 走査範囲 5.0〜75.0° カウンターモノクロメーター 湾曲結晶モノクロメーター使用 2θ=27.4°のルチル結晶のピーク強度1389c
psに対し、2θ=25.3°のアナターゼ結晶のピー
ク強度は40cpsとの合計値に対するルチルピーク強
度の割合は97%であった。このようにして得られた酸
化チタン担持酸化ルテニウム触媒2.5gを2mm球の
市販のα−アルミナ担体(ニッカトー(株)製、SSA9
95)10gとよく混合することにより触媒を希釈して
石英製反応管(内径12mm)に充填した。塩化水素ガ
スを192ml/min、酸素ガスを192ml/mi
n(いずれも0℃、1気圧換算)常圧下に供給した。石
英反応管を電気炉で加熱し、内温(ホットスポット)を
298℃とした。反応開始2.3時間後の時点で、反応
管出口のガスを30%ヨウ化カリウム水溶液に流通させ
ることによりサンプリングを行い、ヨウ素滴定法及び中
和滴定法によりそれぞれ塩素の生成量及び未反応塩化水
素量を測定した。下式により求めた単位触媒重量当りの
塩素の生成活性は8.9×10-4mol/min・g−
触媒であった。 単位触媒重量当りの塩素生成活性(mol/min・g
−触媒)=単位時間当りの出口塩素生成量(mol/m
in)/触媒重量(g)
Example 1 A catalyst was prepared by the following method. That is, 53.4 g of titanium oxide powder (STR-60N, 100% rutile crystal system) and 33.4 g of pure water and titanium oxide sol (CSB of Sakai Chemical Co., 38% by weight of TiO 2 ) 6. 6g
Was added and kneaded. The kneaded material was blown with dry air at room temperature, and dried until the carrier became clay-like. At this time, the amount of water reduced by drying was 0.2 g. This clay-like solid was extruded into a 1.5 mmφ noodle shape. Next, it was dried in the air at 60 ° C. for 4 hours to obtain 46.3 g of white noodle-like titanium oxide. Next, the temperature was raised in the air from room temperature to 500 ° C. in 1.3 hours, and baked at the same temperature for 3 hours. After the firing, the noodle-like solid was trimmed to a length of about 5 mm to obtain 45.3 g of a white rod-like titanium oxide carrier. Next, 40.0 g of this carrier was impregnated with 3.23 g of commercially available ruthenium chloride (RuCl 3 .nH 2 O, Ru content of 37.3 wt%) and an aqueous solution prepared by dissolving in 21.9 g of pure water, and then heated at 60 ° C. For 2 hours. Next, the obtained solid was immersed in a solution composed of 16.7 g of a 2N potassium hydroxide solution, 241 g of pure water, and 4.1 g of hydrazine monohydrate at room temperature. Foaming occurred upon soaking. After 80 minutes, 500 ml of pure water was added, washed for 30 minutes, and filtered. This operation was repeated five times. At this time, the pH of the first cleaning solution was 9.2, and the pH of the fifth cleaning solution was 7.2. 0.5 to the filtered catalyst
After adding 50 g of a mol / l potassium chloride solution and stirring, the catalyst was filtered off again. This operation was repeated three times. The obtained solid was dried at 60 ° C. for 4 hours to obtain a gray solid.
Next, the temperature was raised from room temperature to 350 ° C. in air for 1 hour, and baked at the same temperature for 3 hours. After calcination, 500 ml of pure water was added and stirred, and then the catalyst was separated by filtration. This operation is 1
The process was repeated 0 times, and an aqueous solution of silver nitrate was added dropwise to the washing solution, and it was confirmed that potassium chloride did not remain. Next, this catalyst was dried at 60 ° C. for 4 hours to obtain 41.1 g of a blue-gray rod-like titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst.
The calculated value of the ruthenium oxide content is calculated as RuO 2 / (R
uO 2 + TiO 2 ) × 100 = 3.8% by weight. The calculated value of the ruthenium content is Ru / (RuO 2 + TiO 2 )
× 100 = 2.9% by weight. The titanium oxide powder used was subjected to X-ray diffraction analysis under the following conditions. Apparatus Rotorflex RU200B (manufactured by Rigaku Corporation) X-ray Cu Kα ray X-ray output 40 kV-40 mA Divergence slit 1 ° Scattering slit 1 ° Light receiving slit 0.15 mm Scanning speed 1 ° / min Scanning range 5.0-75.0 ° Counter Monochromator Curved crystal monochromator peak intensity of rutile crystal at 2θ = 27.4 ° 1389c
The peak intensity of the anatase crystal at 2θ = 25.3 ° with respect to ps was 40 cps, and the ratio of the rutile peak intensity to the total value was 97%. 2.5 g of the titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst thus obtained was placed on a commercially available α-alumina carrier having a diameter of 2 mm (manufactured by Nikkato Corp., SSA9
95) The catalyst was diluted by thoroughly mixing with 10 g, and filled in a quartz reaction tube (inner diameter: 12 mm). 192 ml / min of hydrogen chloride gas and 192 ml / mi of oxygen gas
n (all at 0 ° C., 1 atm) was supplied under normal pressure. The quartz reaction tube was heated in an electric furnace, and the internal temperature (hot spot) was set at 298 ° C. 2.3 hours after the start of the reaction, sampling was performed by flowing the gas at the outlet of the reaction tube through a 30% aqueous solution of potassium iodide, and the amount of chlorine produced and the amount of unreacted chloride were determined by iodine titration and neutralization titration, respectively. The amount of hydrogen was measured. The chlorine formation activity per unit catalyst weight determined by the following equation is 8.9 × 10 −4 mol / min · g-
It was a catalyst. Chlorine formation activity per unit catalyst weight (mol / min · g
−catalyst) = amount of exit chlorine produced per unit time (mol / m
in) / catalyst weight (g)

【0083】実施例2 次の方法により触媒を調製した。すなわち、酸化チタン
粉末(堺化学(株)、STR−60N、100%ルチル結
晶系)15.0gを、市販の塩化ルテニウム(RuCl
3・nH2O、Ru含量37.3wt%)2.01gと2
6.7gの純水からなる水溶液に浸漬し、次いで、真空
排気下、50℃、4時間でエバポレートした。次に、6
0℃で2時間乾燥した。乾燥後、触媒をよく粉砕し、黒
色の粉末を得た。この粉末を室温で2N水酸化カリウム
溶液10.4gと純水69.9g、ヒドラジン1水和物
2.53gからなる溶液中に浸した。浸すと同時に発泡
が起きた。1時間の処理中、発泡した気体を捕集し、体
積を測定したところ、標準状態で74mlであった。次
いで、500mlの純水を加えて、30分間洗浄した
後、濾別した。この操作を5回くりかえした。この時の
1回目の洗浄液のpHは9.4、5回目の洗浄液のpH
は7.1であった。濾別した触媒粉末に2mol/l塩
化カリウム溶液50gを加えて撹拌した後に再び触媒粉
末を濾別した。この操作を3回繰り返した。得られたケ
ーキを60℃で4時間乾燥し、黒茶色粉末を得た。次い
で、空気中で、室温から350℃まで1時間で昇温し、
同温度で3時間焼成した。焼成後、500mlの純水を
加えて攪拌した後、触媒を濾別した。この操作を5回繰
り返し、洗液に硝酸銀水溶液を滴下し、塩化カリウムの
残存していないことを確認した。次いで、この触媒を6
0℃で4時間乾燥することにより、14.5gの黒色粉
末を得た。得られた粉末を成形し、8.6〜16.0メ
ッシュとすることで、酸化チタン担持酸化ルテニウム触
媒を得た。なお、酸化ルテニウム含量の計算値は、Ru
2/(RuO2+TiO2)×100=6.2重量%で
あった。ルテニウム含量の計算値は、Ru/(RuO2
+TiO2)×100=4.7重量%であった。また、
担体のOH基含量を以下の様にして測定した。すなわ
ち、試料をあらかじめ空気中150℃で、2時間乾燥し
た後、デシケーター内で冷却した。その後、窒素置換さ
れたフラスコ内に試料を1.06g移し、脱水されたト
ルエン溶媒40mlに懸濁させた。発熱を抑えるためフ
ラスコを氷冷し、滴下漏斗からメチルリチウム5mlを
滴下したところ、メタンガスが52ml発生した。ま
た、試料を入れずに同様の操作をしたところ、メタンガ
スが30ml発生した。この時の温度は24℃であっ
た。下記式(1)を用いてOH基含量Q(mol/g−
担体)を計算したところ、 Q=(V−V0)/(22.4×(273+T)/273)/W (1) V:発生ガス量(ml) 測定中に発生したメタンガス
の温度Tでの容積 V0:ブランク発生ガス量(ml) 測定試料を入れず
に測定したときの測定系内の残存水分から発生する温度
Tでのメタンガス量 T:測定温度(℃) W:試料量(g) 8.5×10-4(mol/g−担体)であった。 このようにして得られた酸化チタン担持酸化ルテニウム
触媒2.5gを実施例1と同様に石英製反応管(内径1
2mm)に充填し、内温を300℃とした以外は実施例
1の反応方法に準拠して行った。反応開始2.2時間後
の時点での単位触媒重量当りの塩素の生成活性は5.1
×10-4mol/min・g−触媒であった。
Example 2 A catalyst was prepared by the following method. That is, 15.0 g of titanium oxide powder (STR-60N, 100% rutile crystal system) from commercially available ruthenium chloride (RuCl) was used.
3 · nH 2 O, Ru content 37.3 wt%) 2.01 g and 2
It was immersed in an aqueous solution consisting of 6.7 g of pure water, and then evaporated at 50 ° C. for 4 hours under vacuum evacuation. Next, 6
Dry at 0 ° C. for 2 hours. After drying, the catalyst was pulverized well to obtain a black powder. This powder was immersed in a solution consisting of 10.4 g of 2N potassium hydroxide solution, 69.9 g of pure water and 2.53 g of hydrazine monohydrate at room temperature. Foaming occurred upon soaking. During the treatment for one hour, the foamed gas was collected and the volume was measured, and it was 74 ml in a standard state. Next, 500 ml of pure water was added, and the resultant was washed for 30 minutes and then filtered. This operation was repeated five times. At this time, the pH of the first cleaning solution was 9.4, and the pH of the fifth cleaning solution was
Was 7.1. After adding 50 g of a 2 mol / l potassium chloride solution to the filtered catalyst powder and stirring, the catalyst powder was filtered again. This operation was repeated three times. The obtained cake was dried at 60 ° C. for 4 hours to obtain a black-brown powder. Next, in air, the temperature is raised from room temperature to 350 ° C. in one hour,
It baked at the same temperature for 3 hours. After calcination, 500 ml of pure water was added and stirred, and then the catalyst was separated by filtration. This operation was repeated five times, and an aqueous solution of silver nitrate was added dropwise to the washing solution, and it was confirmed that potassium chloride did not remain. The catalyst was then added to 6
By drying at 0 ° C. for 4 hours, 14.5 g of a black powder was obtained. The obtained powder was molded and made into a 8.6 to 16.0 mesh to obtain a titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst. The calculated value of the ruthenium oxide content is Ru
O 2 / (RuO 2 + TiO 2 ) × 100 = 6.2% by weight. The calculated value of the ruthenium content is Ru / (RuO 2
+ TiO 2 ) × 100 = 4.7% by weight. Also,
The OH group content of the carrier was measured as follows. That is, the sample was previously dried in air at 150 ° C. for 2 hours, and then cooled in a desiccator. Thereafter, 1.06 g of the sample was transferred into a nitrogen-purged flask, and suspended in 40 ml of a dehydrated toluene solvent. The flask was cooled with ice to suppress heat generation, and 5 ml of methyllithium was dropped from the dropping funnel. As a result, 52 ml of methane gas was generated. When the same operation was performed without the sample, 30 ml of methane gas was generated. The temperature at this time was 24 ° C. Using the following formula (1), the OH group content Q (mol / g-
When the carrier was calculated, Q = (V−V 0 ) / (22.4 × (273 + T) / 273) / W (1) V: amount of generated gas (ml) At the temperature T of methane gas generated during the measurement, V 0 : Amount of blank generated gas (ml) Amount of methane gas at temperature T generated from residual moisture in the measurement system when measurement is performed without a measurement sample T: Measurement temperature (° C) W: Sample amount (g) ) 8.5 × 10 −4 (mol / g-carrier). In the same manner as in Example 1, 2.5 g of the titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst thus obtained was used as in Example 1 for a quartz reaction tube (inner diameter 1
2 mm), and the reaction was performed in accordance with the reaction method of Example 1 except that the internal temperature was set to 300 ° C. 2.2 hours after the start of the reaction, the activity of forming chlorine per unit weight of the catalyst was 5.1.
× 10 −4 mol / min · g-catalyst.

【0084】実施例3 次の方法により触媒を調製した。すなわち、純水27
0.1gと30wt%硫酸チタン溶液(和光純薬社製)
134.0gを室温混合した。得られた溶液に酸化チタ
ン粉末(石原産業社製、PT−101、100%ルチル
結晶系)10.0gを室温混合した。次いで、得られた
懸濁液をオイルバスを用いて、攪拌下、102℃に加熱
し7時間かけて加熱加水分解した。加水分解後、室温ま
で冷却し、一晩放置した後、濾別した。得られた白色沈
殿に0.5Lの純水を加え、30分間洗浄した後、濾別
した。この操作を8回繰り返した。次に、得られた沈殿
を60℃で4時間乾燥し、25.0gの白色粉末を得
た。この粉末を、空気中で、300℃まで1時間で昇温
し同温度で5時間焼成することにより、23.2gの白
色固体を得た。更に、この粉末のうち、20.2gを分
取し、空気中で、500℃まで1.4時間で昇温し、同
温度で3時間焼成することにより、19.5gの白色固
体を得た。得られた固体を粉砕し、酸化チタン粉末を得
た。得られた酸化チタン粉末9.5gにあらかじめ市販
の塩化ルテニウム(RuCl3・nH2O、Ru含量3
7.3wt%)1.27gと9.5gの純水からなる水
溶液に浸漬し、次いで、真空排気下、40℃、2時間で
エバポレートした。次に、60℃で2時間乾燥した。乾
燥後、乳鉢で触媒をよく粉砕し、黒色の粉末を得た。こ
の粉末を窒素中、室温で2N水酸化カリウム溶液6.6
gと純水28.5gからなる溶液に浸し、窒素雰囲気で
攪拌した。一分後、攪拌中の懸濁液にヒドラジン1水和
物1.83gと純水4.8gからなる溶液を加え、ヒド
ラジンで処理した。加えると同時に発泡が起きた。1時
間後、500mlの純水を加えて、30分間洗浄した
後、濾別した。この操作を5回くりかえした。この時の
1回目の洗浄液のpHは8.2、5回目の洗浄液のpH
は6.6であった。濾別した触媒粉末に2mol/l塩
化カリウム溶液48gを加えて撹拌した後に再び触媒粉
末を濾別した。この操作を3回繰り返した。得られたケ
ーキを60℃で4時間乾燥し、黒色粉末10.2gを得
た。次いで、空気中で、室温から350℃まで1時間で
昇温し、同温度で3時間焼成した。焼成後、500ml
の純水を加えて攪拌した後、触媒を濾別した。この操作
を5回繰り返し、洗液に硝酸銀水溶液を滴下し、塩化カ
リウムの残存していないことを確認した。次いで、この
触媒を60℃で4時間乾燥することにより、8.93g
の黒色粉末を得た。得られた粉末を成形し、8.6〜1
6.0メッシュとすることで、酸化チタン担持酸化ルテ
ニウム触媒を得た。なお、酸化ルテニウム含量の計算値
は、RuO2/(RuO2+TiO2)×100=6.2
重量%であった。ルテニウム含量の計算値は、Ru/
(RuO2+TiO2)×100=4.7重量%であっ
た。使用した酸化チタン粉末を実施例1と同様の条件で
X線回折分析を行った結果、2θ=27.4°のルチル
結晶のピーク強度1497cpsに対し、2θ=25.
3°のアナターゼ結晶のピーク強度は認められず、ルチ
ルピーク強度の割合は100%であった。また、試料量
を2.36gとした以外は実施例2と同様の条件で担体
のOH基含量を測定したところ、54mlのメタンガス
が発生した。担体のOH基含量は、3.7×10-4(m
ol/g−担体)であった。このようにして得られた酸
化チタン担持酸化ルテニウム触媒2.5gを実施例1と
同様に石英反応管(内径12mm)に充填し、塩化水素
をガスを211ml/min、酸素ガスを211ml/
minで流通させ、内温を300℃とした以外は実施例
1の反応方法に準拠して行った。反応開始2.3時間後
の時点での単位触媒重量当りの塩素の生成活性は8.2
×10-4mol/min・g−触媒であった。
Example 3 A catalyst was prepared by the following method. That is, pure water 27
0.1g and 30wt% titanium sulfate solution (Wako Pure Chemical Industries)
134.0 g were mixed at room temperature. 10.0 g of titanium oxide powder (PT-101, 100% rutile crystal system, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) was mixed with the obtained solution at room temperature. Next, the obtained suspension was heated to 102 ° C. with stirring using an oil bath, and heated and hydrolyzed for 7 hours. After hydrolysis, the mixture was cooled to room temperature, left overnight, and then filtered. 0.5 L of pure water was added to the obtained white precipitate, washed for 30 minutes, and filtered. This operation was repeated eight times. Next, the obtained precipitate was dried at 60 ° C. for 4 hours to obtain 25.0 g of a white powder. The powder was heated to 300 ° C. in air for 1 hour and calcined at the same temperature for 5 hours to obtain 23.2 g of a white solid. Further, 20.2 g of this powder was fractionated, heated to 500 ° C. in air for 1.4 hours, and calcined at the same temperature for 3 hours to obtain 19.5 g of a white solid. . The obtained solid was pulverized to obtain a titanium oxide powder. Commercially available ruthenium chloride (RuCl 3 .nH 2 O, Ru content 3) was added to 9.5 g of the obtained titanium oxide powder in advance.
(7.3 wt%), immersed in an aqueous solution composed of 1.27 g and 9.5 g of pure water, and then evaporated at 40 ° C. for 2 hours under vacuum evacuation. Next, it dried at 60 degreeC for 2 hours. After drying, the catalyst was thoroughly pulverized in a mortar to obtain a black powder. This powder was placed in a nitrogen solution at room temperature in nitrogen at 6.6.
g of pure water and 28.5 g of pure water, and stirred in a nitrogen atmosphere. One minute later, a solution consisting of 1.83 g of hydrazine monohydrate and 4.8 g of pure water was added to the stirring suspension, and the suspension was treated with hydrazine. Foaming occurred upon addition. One hour later, 500 ml of pure water was added, washed for 30 minutes, and filtered. This operation was repeated five times. At this time, the pH of the first cleaning solution was 8.2, and the pH of the fifth cleaning solution was
Was 6.6. 48 g of a 2 mol / l potassium chloride solution was added to the filtered catalyst powder and stirred, and then the catalyst powder was filtered again. This operation was repeated three times. The obtained cake was dried at 60 ° C. for 4 hours to obtain 10.2 g of a black powder. Next, the temperature was raised from room temperature to 350 ° C. in air for 1 hour, and baked at the same temperature for 3 hours. After firing, 500ml
After adding pure water and stirring, the catalyst was filtered off. This operation was repeated five times, and an aqueous solution of silver nitrate was added dropwise to the washing solution, and it was confirmed that potassium chloride did not remain. Next, 8.93 g of this catalyst was dried at 60 ° C. for 4 hours.
Was obtained as a black powder. The obtained powder was molded, and 8.6 to 1
By setting the mesh size to 6.0, a ruthenium oxide catalyst supporting titanium oxide was obtained. The calculated value of the ruthenium oxide content was calculated as RuO 2 / (RuO 2 + TiO 2 ) × 100 = 6.2.
% By weight. The calculated value of the ruthenium content is Ru /
(RuO 2 + TiO 2 ) × 100 = 4.7% by weight. The titanium oxide powder used was subjected to X-ray diffraction analysis under the same conditions as in Example 1. As a result, the peak intensity of rutile crystal at 2θ = 27.4 ° was 1497 cps, and 2θ = 25.
No peak intensity of the anatase crystal at 3 ° was observed, and the ratio of the rutile peak intensity was 100%. The OH group content of the carrier was measured under the same conditions as in Example 2 except that the sample amount was changed to 2.36 g. As a result, 54 ml of methane gas was generated. The OH group content of the carrier is 3.7 × 10 −4 (m
ol / g-carrier). 2.5 g of the titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst thus obtained was charged into a quartz reaction tube (inner diameter: 12 mm) in the same manner as in Example 1, and hydrogen chloride gas was introduced at 211 ml / min, and oxygen gas was introduced at 211 ml / min.
The reaction was carried out in accordance with the reaction method of Example 1 except that the mixture was circulated at a minimum temperature of 300 ° C. 2.3 hours after the start of the reaction, the chlorine generation activity per unit catalyst weight was 8.2.
× 10 −4 mol / min · g-catalyst.

【0085】実施例4 次の方法により触媒を調製した。すなわち、酸化チタン
粉末(堺化学(株)、100%ルチル結晶形)を、あらか
じめ空気中で室温から500℃まで1.4時間で昇温
し、同温度で3時間焼成した。次いで、焼成したもの1
0.0gを市販の塩化ルテニウム(RuCl3・nH
2O、Ru含量37.3wt%)1.34gと17.8
gの純水からなる水溶液に浸漬し、次いで、真空排気
下、40℃、2時間でエバポレートした。次に、60℃
で2時間乾燥した。乾燥後、触媒をよく粉砕し、黒茶色
の粉末を得た。この粉末を室温で窒素中、2N水酸化カ
リウム溶液6.9gと純水30.0gからなる溶液中に
浸し攪拌した。1分後、攪拌中の懸濁液にヒドラジン1
水和物1.93gと純水5.0gからなる溶液を加え、
ヒドラジンで処理した。加えると同時に発泡が起きた。
1時間後、500mlの純水を加えて、30分間洗浄し
た後、濾別した。この操作を5回くりかえした。この時
の1回目の洗浄液のpHは8.7、5回目の洗浄液のp
Hは7.4であった。濾別した触媒粉末に2mol/l
塩化カリウム溶液50gを加えて撹拌した後に再び触媒
粉末を濾別した。この操作を3回繰り返した。得られた
ケーキを60℃で4時間乾燥し、黒色粉末を得た。次い
で、空気中で、室温から350℃まで1時間で昇温し、
同温度で3時間焼成した。焼成後、500mlの純水を
加えて攪拌した後、触媒を濾別した。この操作を5回繰
り返し、洗液に硝酸銀水溶液を滴下し、塩化カリウムの
残存していないことを確認した。次いで、この触媒を6
0℃で4時間乾燥することにより、9.7gの黒色粉末
を得た。得られた粉末を成形し、8.6〜16.0メッ
シュとすることで、酸化チタン担持酸化ルテニウム触媒
を得た。なお、酸化ルテニウム含量の計算値は、RuO
2/(RuO2+TiO2)×100=6.2重量%であ
った。ルテニウム含量の計算値は、Ru/(RuO2
TiO2)×100=4.7重量%であった。使用した
酸化チタン粉末を実施例1と同様の条件でX線回折分析
を行った結果、2θ=27.4°のルチル結晶のピーク
強度907cpsに対し、2θ=25.3°のアナター
ゼ結晶のピーク強度は認められず、ルチルピーク強度の
割合は100%であった。また、試料量を1.64gと
した以外は実施例2と同様の条件で担体のOH基含量を
測定したところ、54mlのメタンガスが発生した。担
体のOH基含量は、6.0×10-4(mol/g−担
体)であった。このようにして得られた酸化チタン担持
酸化ルテニウム触媒2.5gを実施例1と同様に石英製
反応管(内径12mm)に充填し、塩化水素ガスを21
1ml/min、酸素ガスを211ml/minで流通
させ、内温を300℃とした以外は実施例1の反応方法
に準拠して行った。反応開始1.8時間後の時点での単
位触媒重量当りの塩素の生成活性は7.9×10-4mo
l/min・g−触媒であった。
Example 4 A catalyst was prepared by the following method. That is, a titanium oxide powder (Sakai Chemical Co., Ltd., 100% rutile crystal form) was previously heated in air from room temperature to 500 ° C. for 1.4 hours, and calcined at the same temperature for 3 hours. Then fired 1
0.0 g of commercially available ruthenium chloride (RuCl 3 .nH
2 O, Ru content 37.3wt%) 1.34g and 17.8
g of pure water, and then evaporated at 40 ° C. for 2 hours under vacuum evacuation. Next, at 60 ° C
For 2 hours. After drying, the catalyst was pulverized well to obtain a black-brown powder. This powder was immersed in a solution consisting of 6.9 g of a 2N potassium hydroxide solution and 30.0 g of pure water in nitrogen at room temperature and stirred. One minute later, hydrazine 1 was added to the stirring suspension.
A solution consisting of 1.93 g of hydrate and 5.0 g of pure water was added,
Treated with hydrazine. Foaming occurred upon addition.
One hour later, 500 ml of pure water was added, washed for 30 minutes, and filtered. This operation was repeated five times. At this time, the pH of the first washing solution was 8.7, and the pH of the fifth washing solution was p.
H was 7.4. 2mol / l to the filtered catalyst powder
After adding 50 g of a potassium chloride solution and stirring, the catalyst powder was filtered off again. This operation was repeated three times. The obtained cake was dried at 60 ° C. for 4 hours to obtain a black powder. Next, in air, the temperature is raised from room temperature to 350 ° C. in one hour,
It baked at the same temperature for 3 hours. After calcination, 500 ml of pure water was added and stirred, and then the catalyst was separated by filtration. This operation was repeated five times, and an aqueous solution of silver nitrate was added dropwise to the washing solution, and it was confirmed that potassium chloride did not remain. The catalyst was then added to 6
By drying at 0 ° C. for 4 hours, 9.7 g of a black powder was obtained. The obtained powder was molded and made into a 8.6 to 16.0 mesh to obtain a titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst. The calculated value of the ruthenium oxide content is RuO
2 / (RuO 2 + TiO 2 ) × 100 = 6.2% by weight. The calculated value of the ruthenium content is Ru / (RuO 2 +
TiO 2 ) × 100 = 4.7% by weight. X-ray diffraction analysis of the used titanium oxide powder under the same conditions as in Example 1 showed that the peak intensity of the rutile crystal at 2θ = 27.4 ° was 907 cps and the peak of the anatase crystal at 2θ = 25.3 °. No intensity was observed, and the ratio of the rutile peak intensity was 100%. The OH group content of the carrier was measured under the same conditions as in Example 2 except that the sample amount was 1.64 g, and 54 ml of methane gas was generated. The OH group content of the carrier was 6.0 × 10 −4 (mol / g-carrier). 2.5 g of the titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst thus obtained was charged into a quartz reaction tube (inner diameter: 12 mm) in the same manner as in Example 1, and hydrogen chloride gas was added to the reaction tube.
The reaction was performed in accordance with the reaction method of Example 1 except that 1 ml / min and oxygen gas were passed at 211 ml / min and the internal temperature was set to 300 ° C. 1.8 hours after the start of the reaction, the activity of forming chlorine per unit weight of the catalyst was 7.9 × 10 −4 mo.
1 / min · g-catalyst.

【0086】比較例1 次の方法により触媒を調製した。すなわち、酸化チタン
粉末(日本アエロジル社製、P25)10.0gに、あ
らかじめ市販の塩化ルテニウム(RuCl3・nH2O、
Ru含量37.3wt%)1.34gを4.8gの純水
に溶解して調製した水溶液を含浸し、次に、60℃で2
時間乾燥した。乾燥後、乳鉢で触媒をよく粉砕し、黒色
の粉末を得た。この粉末を水素化ホウ素ナトリウムで還
元するために水素化ホウ素ナトリウム1.66gをエタ
ノール330gに溶解した溶液を調製し、氷浴で冷却し
た。この水素化ホウ素ナトリウム溶液に、塩化ルテニウ
ムを担持した酸化チタンを全量撹拌しながら加えた。加
えると同時に発泡が起きた。1時間後、上澄み液をデカ
ンテーションにより除去した。次に500mlの純水を
加え、30分間洗浄した後、濾別した。この操作を9回
くりかえした。この時の1回目の洗浄液のpHは9.
6、9回目の洗浄液のpHは7.7であった。得られた
ケーキを60℃で4時間乾燥し、黒色の粉末を得た。次
に、得られた粉末に塩化カリウム1.22gと純水4.
7gからなる水溶液を含浸した。次いで、空気中で、室
温から350℃まで1時間で昇温し、同温度で3時間焼
成した。焼成後、500mlの純水を加えて攪拌した
後、触媒を濾別した。この操作を5回繰り返し、洗液に
硝酸銀水溶液を滴下し、塩化カリウムの残存していない
ことを確認した。次いで、この触媒を60℃で4時間乾
燥することにより、9.5gの黒色粉末を得た。得られ
た粉末を成形し、8.6〜16.0メッシュとすること
で、酸化チタン担持酸化ルテニウム触媒を得た。なお、
酸化ルテニウム含量の計算値は、RuO2/(RuO2
TiO2)×100=6.2重量%であった。ルテニウ
ム含量の計算値は、Ru/(RuO2+TiO2)×10
0=4.7重量%であった。使用した酸化チタン粉末を
実施例1と同様の条件でX線回折分析を行った結果、2
θ=27.4°のルチル結晶のピーク強度381cps
と2θ=25.3°のアナターゼ結晶のピーク強度19
14cpsとの合計値に対するルチルピーク強度の割合
は17%であった。これからルチル結晶の割合は17%
であった。また、試料量を4.08g、トルエン量を8
0mlとした以外は実施例2と同様の条件で担体のOH
基含量を測定したところ、88mlのメタンガスが発生
した。担体のOH基含量は、2.8×10-4(mol/
g−担体)であった。このようにして得られた酸化チタ
ン担持酸化ルテニウム触媒2.5gを1〜2mm球の市
販の酸化チタン担体(堺化学CS−300S−12)5
gとよく混合することにより触媒を希釈して実施例1と
同様に反応管に充填し、塩化水素ガスを195ml/m
in、酸素ガスを198ml/minで流通させ、内温
を299℃とした以外は実施例1に準拠して行った。反
応開始2.0時間後の時点で、単位触媒重量当りの塩素
の生成活性は4.31×10-4mol/min・g−触
媒であった。
Comparative Example 1 A catalyst was prepared by the following method. That is, commercially available ruthenium chloride (RuCl 3 .nH 2 O, 10.0 g of titanium oxide powder (P25, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.)
(Ru content: 37.3 wt%) was impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 1.34 g in 4.8 g of pure water.
Dried for hours. After drying, the catalyst was thoroughly pulverized in a mortar to obtain a black powder. In order to reduce this powder with sodium borohydride, a solution in which 1.66 g of sodium borohydride was dissolved in 330 g of ethanol was prepared, and cooled in an ice bath. To this sodium borohydride solution, the total amount of titanium oxide supporting ruthenium chloride was added with stirring. Foaming occurred upon addition. After 1 hour, the supernatant was removed by decantation. Next, 500 ml of pure water was added, washed for 30 minutes, and filtered. This operation was repeated nine times. At this time, the pH of the first washing solution was 9.
The pH of the sixth and ninth washings was 7.7. The obtained cake was dried at 60 ° C. for 4 hours to obtain a black powder. Next, 1.22 g of potassium chloride and pure water were added to the obtained powder.
An aqueous solution consisting of 7 g was impregnated. Next, the temperature was raised from room temperature to 350 ° C. in air for 1 hour, and baked at the same temperature for 3 hours. After calcination, 500 ml of pure water was added and stirred, and then the catalyst was separated by filtration. This operation was repeated five times, and an aqueous solution of silver nitrate was added dropwise to the washing solution, and it was confirmed that potassium chloride did not remain. Next, the catalyst was dried at 60 ° C. for 4 hours to obtain 9.5 g of a black powder. The obtained powder was molded and made into a 8.6 to 16.0 mesh to obtain a titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst. In addition,
The calculated value of the ruthenium oxide content is RuO 2 / (RuO 2 +
TiO 2 ) × 100 = 6.2% by weight. The calculated value of the ruthenium content is Ru / (RuO 2 + TiO 2 ) × 10
0 = 4.7% by weight. X-ray diffraction analysis of the used titanium oxide powder under the same conditions as in Example 1 showed that
Peak intensity of rutile crystal at θ = 27.4 ° 381 cps
And peak intensity of anatase crystal at 2θ = 25.3 ° 19
The ratio of the rutile peak intensity to the total value of 14 cps was 17%. From now on, the ratio of rutile crystals is 17%
Met. The sample amount was 4.08 g and the toluene amount was 8
OH of the carrier under the same conditions as in Example 2 except that the volume was 0 ml.
When the group content was measured, 88 ml of methane gas was generated. The OH group content of the carrier was 2.8 × 10 −4 (mol /
g-carrier). 2.5 g of the titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst obtained in this manner was added to a commercially available titanium oxide carrier (Sakai Chemical CS-300S-12) having a diameter of 1 to 2 mm.
g, and the catalyst was diluted. The mixture was filled into a reaction tube in the same manner as in Example 1, and hydrogen chloride gas was supplied at 195 ml / m 2.
in, oxygen gas was flowed at 198 ml / min, and the internal temperature was set to 299 ° C., and the procedure was performed in accordance with Example 1. 2.0 hours after the start of the reaction, the activity of forming chlorine per unit weight of the catalyst was 4.31 × 10 −4 mol / min · g-catalyst.

【0087】比較例2 次の方法により触媒を調製した。すなわち、酸化チタン
粉末(日本アエロジル社製、P25)10.1gに、あ
らかじめ市販の塩化ルテニウム(RuCl3・nH2O、
Ru含量37.3wt%)0.41gを3.5gの純水
に溶解して調製した水溶液を含浸し、次に、60℃で2
時間乾燥した。乾燥後、乳鉢で触媒をよく粉砕し、ダー
クグリーン色の粉末を得た。この粉末を水素化ホウ素ナ
トリウムで還元するために水素化ホウ素ナトリウム0.
50gをエタノール100.0gに溶解した溶液を調製
し、氷浴で冷却した。この水素化ホウ素ナトリウム溶液
に、塩化ルテニウムを担持した酸化チタンを全量撹拌し
ながら加えた。加えると同時に発泡が起きた。1時間
後、上澄み液をデカンテーションにより除去した。次に
500mlの純水を加え、30分間洗浄した後、濾別し
た。この操作を5回くりかえした。この時の1回目の洗
浄液のpHは9.3、5回目の洗浄液のpHは4.2で
あった。濾別した触媒粉末に2mol/l塩化カリウム
溶液を加えて撹拌した後に再び触媒粉末を濾別した。こ
の操作を3回繰り返した。加えた塩化カリウム溶液の量
は1回目48.1g、2回目52.9g、3回目47.
2gであった。得られたケーキを60℃で4時間乾燥
し、灰色粉末を得た。次いで、空気中で、室温から35
0℃まで1時間で昇温し、同温度で3時間焼成した。焼
成後、500mlの純水を加えて攪拌した後、触媒を濾
別した。この操作を5回繰り返し、洗液に硝酸銀水溶液
を滴下し、塩化カリウムの残存していないことを確認し
た。次いで、この触媒を60℃で4時間乾燥することに
より、9.2gの青灰色粉末を得た。得られた粉末を成
形し、8.6〜16.0メッシュとすることで、酸化チ
タン担持酸化ルテニウム触媒を得た。なお、酸化ルテニ
ウム含量の計算値は、RuO2/(RuO2+TiO2
×100=1.9重量%であった。ルテニウム含量の計
算値は、Ru/(RuO2+TiO2)×100=1.5
重量%であった。このようにして得られた酸化チタン担
持酸化ルテニウム触媒2.5gを1〜2mm球の市販の
酸化チタン担体(堺化学CS−300S−12)5gと
よく混合することにより触媒を希釈して実施例1と同様
に石英反応管に充填し、塩化水素ガスを195ml/m
in、酸素ガスを198ml/minで流通させ、内温
を300℃とした以外は実施例1に準拠して反応を行っ
た。反応開始2.0時間後の時点での単位触媒重量当り
の塩素の生成活性は5.56×10-4mol/min・
g−触媒であった。
Comparative Example 2 A catalyst was prepared by the following method. That is, commercially available ruthenium chloride (RuCl 3 .nH 2 O,
(Ru content: 37.3 wt%) was impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 0.41 g in 3.5 g of pure water.
Dried for hours. After drying, the catalyst was thoroughly pulverized in a mortar to obtain a dark green powder. In order to reduce this powder with sodium borohydride, sodium borohydride is added.
A solution in which 50 g was dissolved in 100.0 g of ethanol was prepared, and cooled in an ice bath. To this sodium borohydride solution, the total amount of titanium oxide supporting ruthenium chloride was added with stirring. Foaming occurred upon addition. After 1 hour, the supernatant was removed by decantation. Next, 500 ml of pure water was added, washed for 30 minutes, and filtered. This operation was repeated five times. At this time, the pH of the first cleaning solution was 9.3, and the pH of the fifth cleaning solution was 4.2. A 2 mol / l potassium chloride solution was added to the filtered catalyst powder and stirred, and then the catalyst powder was filtered again. This operation was repeated three times. The amount of the added potassium chloride solution was 48.1 g for the first time, 52.9 g for the second time, and 47.
2 g. The obtained cake was dried at 60 ° C. for 4 hours to obtain a gray powder. Then, in air, from room temperature to 35
The temperature was raised to 0 ° C. in 1 hour and calcined at the same temperature for 3 hours. After calcination, 500 ml of pure water was added and stirred, and then the catalyst was separated by filtration. This operation was repeated five times, and an aqueous solution of silver nitrate was added dropwise to the washing solution, and it was confirmed that potassium chloride did not remain. Next, the catalyst was dried at 60 ° C. for 4 hours to obtain 9.2 g of a blue-gray powder. The obtained powder was molded and made into a 8.6 to 16.0 mesh to obtain a titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst. The calculated value of the ruthenium oxide content is calculated as RuO 2 / (RuO 2 + TiO 2 )
× 100 = 1.9% by weight. The calculated value of the ruthenium content is Ru / (RuO 2 + TiO 2 ) × 100 = 1.5
% By weight. The catalyst was diluted by thoroughly mixing 2.5 g of the titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst thus obtained with 5 g of a commercially available titanium oxide carrier (Sakai Chemical CS-300S-12) having a diameter of 1 to 2 mm. Filled into a quartz reaction tube in the same manner as in 1, and hydrogen chloride gas was supplied at 195 ml / m
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that in and oxygen gas were passed at 198 ml / min and the internal temperature was set to 300 ° C. 2.0 hours after the start of the reaction, the activity of forming chlorine per unit weight of the catalyst was 5.56 × 10 −4 mol / min ·
g-catalyst.

【0088】比較例3 次の方法により触媒を調製した。すなわち、酸化チタン
粉末(日本アエロジル社製、P25)10.1gに、あ
らかじめ市販の塩化ルテニウム(RuCl3・nH2O、
Ru含量37.3wt%)0.40gを3.4gの純水
に溶解して調製した水溶液を含浸し、次に、60℃で2
時間乾燥した。乾燥後、乳鉢で触媒をよく粉砕し、ダー
クグリーン色の粉末を得た。この粉末を室温で2N水酸
化カリウム溶液2.1gと純水30.2gからなる溶液
中に浸しフラスコを超音波洗浄機に入れながら攪拌し
た。1分後、攪拌中の懸濁液にヒドラジン1水和物0.
59gと純水5.1gからなる溶液を加え、ヒドラジン
で処理した。加えると同時に発泡が起きた。15分後、
500mlの純水を加えて、30分間洗浄した後、濾別
した。この操作を5回くりかえした。この時の1回目の
洗浄液のpHは7.8、5回目の洗浄液のpHは6.0
であった。濾別した触媒粉末に2mol/l塩化カリウ
ム溶液を加えて撹拌した後に再び触媒粉末を濾別した。
この操作を3回繰り返した。加えた塩化カリウム溶液の
量は1回目53.6g、2回目62.4g、3回目3
9.4gであった。得られたケーキを60℃で4時間乾
燥し、ベージュ色粉末を得た。次いで、空気中で、室温
から350℃まで1時間で昇温し、同温度で3時間焼成
した。焼成後、500mlの純水を加えて攪拌した後、
触媒を濾別した。この操作を5回繰り返し、洗液に硝酸
銀水溶液を滴下し、塩化カリウムの残存していないこと
を確認した。次いで、この触媒を60℃で4時間乾燥す
ることにより、8.4gの青灰色粉末を得た。得られた
粉末を成形し、8.6〜16.0メッシュとすること
で、酸化チタン担持酸化ルテニウム触媒を得た。なお、
酸化ルテニウム含量の計算値は、RuO2/(RuO2
TiO2)×100=1.9重量%であった。ルテニウ
ム含量の計算値は、Ru/(RuO2+TiO2)×10
0=1.4重量%であった。このようにして得られた酸
化チタン担持酸化ルテニウム触媒2.5gを1〜2mm
球の市販の酸化チタン担体(堺化学CS−300S−1
2)5gとよく混合することにより触媒を希釈して実施
例1と同様に反応管に充填し、塩化水素ガスを187m
l/min、酸素ガスを199ml/minで流通さ
せ、内温を301℃とした以外は実施例1の反応方法に
準拠して行った。反応開始2.0時間後の時点での単位
触媒重量当りの塩素の生成活性は5.33×10-4mo
l/min・g−触媒であった。
Comparative Example 3 A catalyst was prepared by the following method. That is, commercially available ruthenium chloride (RuCl 3 .nH 2 O,
Ru content: 37.3 wt%) was impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 0.40 g in 3.4 g of pure water.
Dried for hours. After drying, the catalyst was thoroughly pulverized in a mortar to obtain a dark green powder. This powder was immersed in a solution consisting of 2.1 g of 2N potassium hydroxide solution and 30.2 g of pure water at room temperature, and stirred while the flask was placed in an ultrasonic cleaner. One minute later, the hydrazine monohydrate was added to the suspension while stirring.
A solution consisting of 59 g and 5.1 g of pure water was added and treated with hydrazine. Foaming occurred upon addition. 15 minutes later,
After adding 500 ml of pure water and washing for 30 minutes, it was filtered off. This operation was repeated five times. At this time, the pH of the first cleaning solution was 7.8, and the pH of the fifth cleaning solution was 6.0.
Met. A 2 mol / l potassium chloride solution was added to the filtered catalyst powder and stirred, and then the catalyst powder was filtered again.
This operation was repeated three times. The amount of the added potassium chloride solution was 53.6 g for the first time, 62.4 g for the second time, and 3 times for the third time.
It was 9.4 g. The obtained cake was dried at 60 ° C. for 4 hours to obtain a beige powder. Next, the temperature was raised from room temperature to 350 ° C. in air for 1 hour, and baked at the same temperature for 3 hours. After firing, add 500 ml of pure water and stir,
The catalyst was filtered off. This operation was repeated five times, and an aqueous solution of silver nitrate was added dropwise to the washing solution, and it was confirmed that potassium chloride did not remain. Then, the catalyst was dried at 60 ° C. for 4 hours to obtain 8.4 g of a blue-gray powder. The obtained powder was molded and made into a 8.6 to 16.0 mesh to obtain a titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst. In addition,
The calculated value of the ruthenium oxide content is RuO 2 / (RuO 2 +
TiO 2 ) × 100 = 1.9% by weight. The calculated value of the ruthenium content is Ru / (RuO 2 + TiO 2 ) × 10
0 = 1.4% by weight. 2.5 g of the titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst obtained in this way was
Commercially available titanium oxide carrier of spheres (Sakai Chemical CS-300S-1
2) The catalyst was diluted by thoroughly mixing with 5 g, and charged into a reaction tube in the same manner as in Example 1.
1 / min, oxygen gas was passed at 199 ml / min, and the reaction was carried out in accordance with the reaction method of Example 1 except that the internal temperature was 301 ° C. 2.0 hours after the start of the reaction, the activity of forming chlorine per unit weight of the catalyst was 5.33 × 10 −4 mo.
1 / min · g-catalyst.

【0089】比較例4 次の方法により触媒を調製した。すなわち、酸化チタン
粉末(日本アエロジル社製、P25)19.7gに、あ
らかじめ市販の塩化ルテニウム(RuCl3・nH2O、
Ru含量37.3wt%)0.81gを6.0gの純水
に溶解して調製した水溶液を含浸し、次に、60℃で2
時間乾燥した。乾燥後、乳鉢で触媒をよく粉砕し、ダー
クグリーン色の粉末を得た。この粉末を水素化ホウ素ナ
トリウムで還元するために水素化ホウ素ナトリウム1.
00gをエタノール199.7gに溶解した溶液を調製
し、氷浴で冷却した。この水素化ホウ素ナトリウム溶液
に、塩化ルテニウムを担持した酸化チタンを全量撹拌し
ながら加えた。加えると同時に発泡が起きた。1時間
後、上澄み液をデカンテーションにより除去した。次に
500mlの純水を加え、30分間洗浄した後、濾別し
た。この操作を5回くりかえした。この時の1回目の洗
浄液のpHは9.8、5回目の洗浄液のpHは6.6で
あった。得られたケーキを60℃で4時間乾燥した。青
灰色の粉末18.0gを得た。次に、得られた粉末に塩
化カリウム0.66gと純水9.0gからなる水溶液を
含浸し、60℃で乾燥した。次いで、空気中で、室温か
ら350℃まで1時間で昇温し、同温度で3時間焼成し
た。焼成後、500mlの純水を加えて攪拌した後、触
媒を濾別した。この操作を5回繰り返し、洗液に硝酸銀
水溶液を滴下し、塩化カリウムの残存していないことを
確認した。次いで、この触媒を60℃で4時間乾燥する
ことにより、17.3gの青灰色粉末を得た。得られた
粉末を成形し、8.6〜16.0メッシュとすること
で、酸化チタン担持酸化ルテニウム触媒を得た。なお、
酸化ルテニウム含量の計算値は、RuO2/(RuO2
TiO2)×100=2.0重量%であった。ルテニウ
ム含量の計算値は、Ru/(RuO2+TiO2)×10
0=1.5重量%であった。このようにして得られた酸
化チタン担持酸化ルテニウム触媒2.5gを1〜2mm
球の市販の酸化チタン担体(堺化学CS−300S−1
2)5gとよく混合することにより触媒を希釈して実施
例1と同様に反応管に充填し、塩化水素ガスを195m
l/min、酸素ガスを198ml/minで流通さ
せ、内温を299℃とした以外は実施例1の反応方法に
準拠して行った。反応開始2.0時間後の時点での単位
触媒重量当りの塩素の生成活性は4.41×10-4mo
l/min・g−触媒であった。
Comparative Example 4 A catalyst was prepared by the following method. That is, commercially available ruthenium chloride (RuCl 3 .nH 2 O, P25) was previously added to 19.7 g of titanium oxide powder (P25, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.).
(Ru content: 37.3 wt%) was impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 0.81 g in 6.0 g of pure water.
Dried for hours. After drying, the catalyst was thoroughly pulverized in a mortar to obtain a dark green powder. To reduce this powder with sodium borohydride sodium borohydride 1.
A solution in which 00 g was dissolved in 199.7 g of ethanol was prepared, and cooled in an ice bath. To this sodium borohydride solution, the total amount of titanium oxide supporting ruthenium chloride was added with stirring. Foaming occurred upon addition. After 1 hour, the supernatant was removed by decantation. Next, 500 ml of pure water was added, washed for 30 minutes, and filtered. This operation was repeated five times. At this time, the pH of the first cleaning solution was 9.8, and the pH of the fifth cleaning solution was 6.6. The obtained cake was dried at 60 ° C. for 4 hours. 18.0 g of a blue-gray powder were obtained. Next, the obtained powder was impregnated with an aqueous solution consisting of 0.66 g of potassium chloride and 9.0 g of pure water, and dried at 60 ° C. Next, the temperature was raised from room temperature to 350 ° C. in air for 1 hour, and baked at the same temperature for 3 hours. After calcination, 500 ml of pure water was added and stirred, and then the catalyst was separated by filtration. This operation was repeated five times, and an aqueous solution of silver nitrate was added dropwise to the washing solution, and it was confirmed that potassium chloride did not remain. Next, the catalyst was dried at 60 ° C. for 4 hours to obtain 17.3 g of a blue-gray powder. The obtained powder was molded and made into a 8.6 to 16.0 mesh to obtain a titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst. In addition,
The calculated value of the ruthenium oxide content is RuO 2 / (RuO 2 +
TiO 2 ) × 100 = 2.0% by weight. The calculated value of the ruthenium content is Ru / (RuO 2 + TiO 2 ) × 10
0 = 1.5% by weight. 2.5 g of the titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst obtained in this way was
Commercially available titanium oxide carrier of spheres (Sakai Chemical CS-300S-1
2) The catalyst was diluted by mixing well with 5 g, and charged into a reaction tube as in Example 1;
1 / min, oxygen gas was passed at 198 ml / min, and the reaction was performed in accordance with the reaction method of Example 1 except that the internal temperature was set to 299 ° C. 2.0 hours after the start of the reaction, the activity of forming chlorine per unit weight of the catalyst was 4.41 × 10 −4 mo.
1 / min · g-catalyst.

【0090】比較例5 次の方法により触媒を調製した。すなわち、市販の塩化
ルテニウム水和物(RuCl3・3H2O 、Ru含量3
5.5%)0.70g を水4.0g に溶解した。水溶液
をよく撹拌した後、12〜18.5メッシュにそろえ、
空気中500℃で1時間乾燥したシリカ(富士シリシア
(株)製 キャリアクトG−10)5.0gに滴下して
加え、塩化ルテニウムを含浸担持した。担持したものを
100ml/minの窒素気流下、室温から100℃ま
で30分で昇温し、同温度で2時間乾燥した後、室温ま
で放冷し、黒色固体を得た。得られた固体を100ml
/minの空気気流下、室温から250℃まで1時間3
0分で昇温し、同温度で3時間乾燥した後、室温まで放
冷し、5.37gの黒色のシリカ担持塩化ルテニウム触
媒を得た。なお、ルテニウム含量の計算値は、Ru/
(RuCl3・3H2O+SiO2)×100=4.5重
量%であった。この様にして得られたシリカ担持塩化ル
テニウム触媒2.5g を希釈せず、実施例1と同様に反
応管に充填し、塩化水素をガスを202ml/min、
酸素ガスを213ml/minで流通させ、内温を30
1℃とした以外は実施例1に準拠して行った。反応開始
1.7時間後の時点での単位触媒重量当りの塩素の生成
活性は0.49×10-4mol/min・g−触媒であ
った。
Comparative Example 5 A catalyst was prepared by the following method. That is, commercially available ruthenium chloride hydrate (RuCl 3 .3H 2 O, Ru content 3
(5.5%) 0.70 g was dissolved in 4.0 g of water. After stirring the aqueous solution well, it is adjusted to 12-18.5 mesh,
It was added dropwise to 5.0 g of silica (Caractact G-10, manufactured by Fuji Silysia K.K.) dried at 500 ° C. for 1 hour in the air, and ruthenium chloride was impregnated thereon. The supported material was heated from room temperature to 100 ° C. for 30 minutes under a nitrogen stream of 100 ml / min, dried at the same temperature for 2 hours, and allowed to cool to room temperature to obtain a black solid. 100 ml of the obtained solid
1 hour 3 from room temperature to 250 ° C under an air flow of / min3
The temperature was raised in 0 minutes, dried at the same temperature for 3 hours, and allowed to cool to room temperature to obtain 5.37 g of a black silica-supported ruthenium chloride catalyst. The calculated value of the ruthenium content is Ru /
(RuCl 3 .3H 2 O + SiO 2 ) × 100 = 4.5% by weight. The silica-supported ruthenium chloride catalyst (2.5 g) thus obtained was filled in a reaction tube in the same manner as in Example 1 without diluting, and hydrogen chloride was supplied at a gas flow of 202 ml / min.
Oxygen gas is circulated at 213 ml / min and the internal temperature is 30
The procedure was performed in accordance with Example 1 except that the temperature was changed to 1 ° C. 1.7 hours after the start of the reaction, the activity of forming chlorine per unit weight of the catalyst was 0.49 × 10 −4 mol / min · g-catalyst.

【0091】比較例6 次の方法により触媒を調製した。すなわち、球状酸化チ
タン(堺化学工業(株)製、CS−300)を乳鉢で粉
砕し、粉状にしたもの8.0gと二酸化ルテニウム粉
(NEケムキャット(株)製)0.53gとを乳鉢です
りつぶしながらよく混合した後、12〜18.5メッシ
ュに成形して、酸化ルテニウム酸化チタン混合触媒を得
た。なお、酸化ルテニウム含量の計算値は6.2重量%
であった。ルテニウム含量の計算値は4.7重量%であ
った。この様にして得られた酸化ルテニウム酸化チタン
混合触媒2.5gを1〜2mm球の市販の酸化チタン担
体(堺化学CS−300S−12)5gとよく混合する
ことにより触媒を希釈して実施例1と同様に反応管に充
填し、塩化水素ガスを199ml/min、酸素ガスを
194ml/minで流通させ、内温を299℃とした
以外は実施例1に準拠して行った。反応開始2.3時間
後の時点での単位触媒重量当りの塩素の生成活性は、
0.83×10-4mol/min・g−触媒であった。
Comparative Example 6 A catalyst was prepared by the following method. That is, 8.0 g of spherical titanium oxide (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., CS-300) pulverized in a mortar and powdered, and 0.53 g of ruthenium dioxide powder (manufactured by NE Chemcat Co., Ltd.) were mortared. After mixing well with grinding, the mixture was formed into a mesh of 12 to 18.5 mesh to obtain a mixed catalyst of ruthenium oxide and titanium oxide. The calculated value of the ruthenium oxide content was 6.2% by weight.
Met. The calculated value of the ruthenium content was 4.7% by weight. The catalyst was diluted by thoroughly mixing 2.5 g of the thus-obtained ruthenium oxide titanium oxide mixed catalyst with 5 g of a commercially available titanium oxide carrier (Sakai Chemical CS-300S-12) having 1-2 mm spheres. In the same manner as in Example 1, the reaction tube was filled, hydrogen chloride gas was passed at 199 ml / min, oxygen gas was passed at 194 ml / min, and the internal temperature was set at 299 ° C., and the procedure was performed in accordance with Example 1. 2.3 hours after the start of the reaction, the activity of forming chlorine per unit catalyst weight was as follows:
It was 0.83 × 10 −4 mol / min · g-catalyst.

【0092】比較例7 次の方法により触媒を調製した。すなわち、市販のオル
トけい酸テトラエチル41.7gを186mlのエタノ
ールに溶解し、室温で攪拌しながらチタニウムテトライ
ソプロポキシド56.8gを注加し、室温で30分間攪
拌した。次に、233mlの純水に酢酸0.14gを溶
解することで調製した0.01mol/l酢酸水溶液に
エタノール93mlをよく混合した水溶液を上記溶液に
滴下した。滴下するに従って白色の沈殿を生成した。滴
下終了後、同じく室温で30分間攪拌した後、攪拌した
まま加熱し102℃のオイルバス上で1時間リフラック
スさせた。この時の液温は80℃であった。次に、この
液を放冷した後グラスフィルターで濾過し、500ml
の純水で洗浄し、再度濾過した。この操作を2回繰り返
した後、空気中60℃で4時間乾燥し、室温〜550℃
まで1時間で昇温し同温度で3時間焼成することによ
り、27.4gの白色な固体を得た。得られた固体を粉
砕し、チタニアシリカ粉末を得た。得られたチタニアシ
リカ粉末8.0gに市販の塩化ルテニウム水和物( R
uCl3・3H2O 、Ru含量35.5%)1.13g
を水8.2gに溶解した液を含浸させた後、空気中60
℃で1時間乾燥し、塩化ルテニウムを担持した。次に担
持したものを水素50ml/min、窒素100ml/
minの混合気流下、室温から300℃まで1時間30
分で昇温し、同温度で1時間還元した後、室温まで放冷
し、灰褐色のチタニアシリカ担持金属ルテニウム粉末
8.4gを得た。得られたチタニアシリカ担持金属ルテ
ニウム粉末8.4gを100ml/minの空気気流下
で、室温から600℃まで3時間20分で昇温し、同温
度で3時間焼成することにより、8.5gの灰色の粉末
を得た。得られた粉末を成形し、12〜18.5メッシ
ュとすることで、チタニアシリカ担持酸化ルテニウム触
媒を得た。なお、酸化ルテニウム含量の計算値は、Ru
2/(RuO2+TiO2+SiO2)×100=6.2
重量%であった。ルテニウム含量の計算値は、Ru/
(RuO2+TiO2+SiO2)×100=4.7重量
%であった。この様にして得られたチタニアシリカ担持
酸化ルテニウム触媒2.5gを希釈せず、実施例1と同
様に反応管に充填し、塩化水素ガスを180ml/mi
n、酸素ガスを180ml/minで流通させ、内温を
300℃とした以外は実施例1の反応方法に準拠して行
った。反応開始1.8時間後の時点での単位触媒重量当
りの塩素の生成活性は0.46×10-4mol/min
・g−触媒であった。
Comparative Example 7 A catalyst was prepared by the following method. That is, 41.7 g of commercially available tetraethyl orthosilicate was dissolved in 186 ml of ethanol, and 56.8 g of titanium tetraisopropoxide was added while stirring at room temperature, followed by stirring at room temperature for 30 minutes. Next, an aqueous solution in which 93 ml of ethanol was well mixed with a 0.01 mol / l acetic acid aqueous solution prepared by dissolving 0.14 g of acetic acid in 233 ml of pure water was dropped into the above solution. A white precipitate formed as the solution was added. After the completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes, heated with stirring, and refluxed for 1 hour on a 102 ° C. oil bath. The liquid temperature at this time was 80 ° C. Next, the solution was allowed to cool, and then filtered through a glass filter.
, And filtered again. After repeating this operation twice, it is dried in air at 60 ° C. for 4 hours, and is dried at room temperature to 550 ° C.
The temperature was raised in 1 hour until the temperature was increased, and the mixture was calcined at the same temperature for 3 hours to obtain 27.4 g of a white solid. The obtained solid was pulverized to obtain titania silica powder. A commercially available ruthenium chloride hydrate (R) was added to 8.0 g of the obtained titania silica powder.
1.13 g of uCl 3 .3H 2 O, Ru content 35.5%)
Was dissolved in 8.2 g of water and then impregnated with
After drying at 1 ° C. for 1 hour, ruthenium chloride was supported. Next, the carrier was loaded with 50 ml / min of hydrogen and 100 ml / min of nitrogen.
min from a room temperature to 300 ° C for 1 hour 30
Then, the mixture was reduced at the same temperature for 1 hour, and then allowed to cool to room temperature to obtain 8.4 g of a grayish brown titania silica-supported metal ruthenium powder. 8.4 g of the obtained titania silica-supported metal ruthenium powder was heated from room temperature to 600 ° C. for 3 hours and 20 minutes in an air stream of 100 ml / min, and calcined at the same temperature for 3 hours to obtain 8.5 g of the powder. A gray powder was obtained. The obtained powder was molded and made to have a mesh size of 12 to 18.5 to obtain a ruthenium oxide catalyst supported on titania silica. The calculated value of the ruthenium oxide content is Ru
O 2 / (RuO 2 + TiO 2 + SiO 2 ) × 100 = 6.2
% By weight. The calculated value of the ruthenium content is Ru /
(RuO 2 + TiO 2 + SiO 2 ) × 100 = 4.7% by weight. The titania silica-supported ruthenium oxide catalyst (2.5 g) thus obtained was not diluted but filled in a reaction tube in the same manner as in Example 1, and hydrogen chloride gas was supplied at 180 ml / mi.
n and oxygen gas were passed at 180 ml / min, and the reaction was carried out in accordance with the reaction method of Example 1 except that the internal temperature was set to 300 ° C. 1.8 hours after the start of the reaction, the activity of forming chlorine per unit weight of the catalyst is 0.46 × 10 −4 mol / min.
G-catalyst.

【0093】比較例8 次の方法により触媒を調製した。すなわち、1〜2mm
φの球形の酸化チタン担体(堺化学工業製、CS−30
0S−12)10.1gに、あらかじめ市販の塩化ルテ
ニウム(RuCl3・nH2O、Ru含量37.3重量
%)1.34gを3.74gの純水に溶解して調製した
水溶液を含浸し、次に、空気中60℃で4時間乾燥し
た。黒褐色の固体が得られた。この固体を水素還元する
ために、水素(20ml/min)と窒素(200ml
/min)の混合気流下室温から250℃まで2時間で
昇温し、同温度で8時間還元した。還元後、10.3g
の黒色固体が得られた。次に、得られた固体を空気中で
350℃まで1時間で昇温し、同温度で3時間焼成し
た。10.6gの黒色触媒が得られた。なお、酸化ルテ
ニウム含量の計算値は、RuO2/(RuO2+Ti
2)×100=6.1重量%であった。ルテニウム含
量の計算値は、Ru/(RuO2+TiO2)×100=
4.7重量%であった。また、使用した酸化チタン粉末
を実施例1と同様の条件でX線回折分析を行った結果、
2θ=25.3°のアナターゼ結晶のピーク強度182
4cpsに対し、2θ=27.4°のルチル結晶のピー
クは認められず、これからルチル結晶の割合は0%であ
った。この様にして得られた酸化チタン担持酸化ルテニ
ウム触媒2.5g を1〜2mm球の市販の酸化チタン担
体(堺化学CS−300S−12)5gとよく混合する
ことにより触媒を希釈して実施例1と同様に反応管に充
填し、塩化水素ガスを187ml/min、酸素ガスを
199ml/minで流通させ、内温を300℃とした
以外は実施例1に準拠して行った。反応開始2.0時間
後の時点での単位触媒重量当りの塩素の生成活性は2.
89×10-4mol/min・g−触媒であった。
Comparative Example 8 A catalyst was prepared by the following method. That is, 1-2 mm
φ spherical titanium oxide carrier (manufactured by Sakai Chemical Industry, CS-30
OSS-12) 10.1 g of an aqueous solution prepared by previously dissolving 1.34 g of commercially available ruthenium chloride (RuCl 3 .nH 2 O, Ru content 37.3% by weight) in 3.74 g of pure water was impregnated. Then, it was dried in air at 60 ° C. for 4 hours. A dark brown solid was obtained. In order to reduce this solid with hydrogen, hydrogen (20 ml / min) and nitrogen (200 ml / min) were used.
/ Min) in a mixed gas flow from room temperature to 250 ° C over 2 hours, and reduced at the same temperature for 8 hours. After reduction 10.3g
Of a black solid was obtained. Next, the obtained solid was heated to 350 ° C. in air for 1 hour, and calcined at the same temperature for 3 hours. 10.6 g of a black catalyst were obtained. The calculated value of the ruthenium oxide content is calculated as RuO 2 / (RuO 2 + Ti
O 2 ) × 100 = 6.1% by weight. The calculated value of the ruthenium content is Ru / (RuO 2 + TiO 2 ) × 100 =
It was 4.7% by weight. Further, as a result of performing an X-ray diffraction analysis of the used titanium oxide powder under the same conditions as in Example 1,
Peak intensity 182 of anatase crystal at 2θ = 25.3 °
For 4 cps, no peak of the rutile crystal at 2θ = 27.4 ° was observed, indicating that the ratio of the rutile crystal was 0%. The catalyst was diluted by thoroughly mixing 2.5 g of the titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst thus obtained with 5 g of a commercially available titanium oxide carrier (Sakai Chemical CS-300S-12) having a diameter of 1 to 2 mm. In the same manner as in Example 1, the reaction tube was filled, hydrogen chloride gas was passed at 187 ml / min, oxygen gas was flowed at 199 ml / min, and the internal temperature was 300 ° C., and the procedure was performed in accordance with Example 1. 2.0 hours after the start of the reaction, the activity of forming chlorine per unit catalyst weight was 2.
It was 89 × 10 −4 mol / min · g-catalyst.

【0094】比較例9 次の方法により触媒を調製した。すなわち、1〜2mm
φの球形の5重量%担持金属ルテニウム酸化チタン触媒
10.0g(N.E.ケムキャット社製)に、0.5m
ol/l塩化カリウム水溶液を触媒の表面に水が浮き出
るまで含浸した後、空気中60℃で、1時間乾燥した。
この操作を2回繰り返した。塩化カリウム水溶液の含浸
量は1回目3.31g、2回目3.24gで合計は6.
55gであった。塩化カリウムとルテニウムのモル比の
計算値は0.66であった。乾燥したものを空気中で3
50℃まで1時間で昇温し、同温度で3時間焼成した。
次に、得られた固体を500mlの純水で30分間洗浄
し濾別した。この操作を5回繰り返した。濾液に硝酸銀
水溶液を滴下して、塩化カリウムが残存していないこと
を確認した。洗浄した後、固体を60℃で4時間乾燥し
て、球形の黒色の酸化チタン担持酸化ルテニウム触媒
9.9gが得られた。なお、酸化ルテニウム含量の計算
値は、RuO2/(RuO2+TiO2)×100=6.
6重量%であった。ルテニウム含量の計算値は、Ru/
(RuO2+TiO2)×100=5.0重量%であっ
た。このようにして得られた酸化チタン担持酸化ルテニ
ウム触媒2.5gを1〜2mm球の市販の酸化チタン担
体(堺化学CS−300S−12)5gとよく混合する
ことにより触媒を希釈して実施例1と同様に石英製反応
管(内径12mm)に充填し、塩化水素ガスを187m
l/min、酸素ガスを199ml/minで流通さ
せ、内温を300℃とした以外は実施例1の反応方法に
準拠して行った。反応開始2.0時間後の時点での単位
触媒重量当りの塩素の生成活性は4.03×10-4mo
l/min・g−触媒であった。
Comparative Example 9 A catalyst was prepared by the following method. That is, 1-2 mm
0.5 g of 10.0 g of a 5 wt% supported metal ruthenium titanium oxide catalyst (manufactured by NE Chemcat Co., Ltd.)
The catalyst was impregnated with an aqueous ol / l potassium chloride solution until water appeared on the surface of the catalyst, and dried in air at 60 ° C. for 1 hour.
This operation was repeated twice. The impregnation amount of the aqueous potassium chloride solution was 3.31 g for the first time and 3.24 g for the second time, and the total was 6.
55 g. The calculated value of the molar ratio of potassium chloride to ruthenium was 0.66. Dry in air 3
The temperature was raised to 50 ° C. in 1 hour and calcined at the same temperature for 3 hours.
Next, the obtained solid was washed with 500 ml of pure water for 30 minutes and filtered. This operation was repeated five times. An aqueous solution of silver nitrate was added dropwise to the filtrate, and it was confirmed that potassium chloride did not remain. After washing, the solid was dried at 60 ° C. for 4 hours to obtain 9.9 g of a spherical black titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst. The calculated value of the content of ruthenium oxide is calculated as follows: RuO 2 / (RuO 2 + TiO 2 ) × 100 = 6.
It was 6% by weight. The calculated value of the ruthenium content is Ru /
(RuO 2 + TiO 2 ) × 100 = 5.0% by weight. The catalyst was diluted by thoroughly mixing 2.5 g of the titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst thus obtained with 5 g of a commercially available titanium oxide carrier (Sakai Chemical CS-300S-12) having a diameter of 1 to 2 mm. A quartz reaction tube (inner diameter 12 mm) was filled in the same manner as in Example 1 and hydrogen chloride gas was supplied for 187 m
1 / min, oxygen gas was passed at 199 ml / min, and the reaction was performed in accordance with the reaction method of Example 1 except that the internal temperature was set to 300 ° C. 2.0 hours after the start of the reaction, the activity of forming chlorine per unit weight of the catalyst was 4.03 × 10 −4 mo.
1 / min · g-catalyst.

【0095】比較例10 次の方法により触媒を調製した。すなわち、あらかじめ
市販の塩化ルテニウム(RuCl3・nH2O、Ru含量
37.3wt%)0.81gを6.4gの純水に溶解し
て水溶液を調製し、酸化チタン粉末(日本アエロジル社
製、P25)20.0gに含浸した。次に、60℃で2
時間乾燥した。乾燥後、乳鉢で触媒をよく粉砕し、ダー
クグリーン色の粉末20.3gを得た。この操作と同様
の操作を9回繰り返し、183.8gのダークグリーン
色の粉末を得た。次に、この粉末のうち10.4gを室
温で2Nに調製した水酸化カリウム溶液2.1gと純水
30.1gからなる混合溶液に超音波洗浄機中で1分間
浸漬した。次に浸漬したものと溶液との懸濁液に室温で
ヒドラジン1水和物溶液0.61gと純水5.0gから
なる溶液を窒素中、超音波をかけながら注加した。注加
した際に溶液に発泡が観察された。発砲がなくなるまで
15分間放置した後、上澄み液を濾別により除去した。
次に500mlの純水を加え、30分間洗浄した後、濾
別した。この操作を5回くりかえした。この時の1回目
の洗浄液のpHは9.1、5回目の洗浄液のpHは7.
4であった。濾別した触媒粉末に2mol/l塩化カリ
ウム溶液を加えて撹拌した後に再び触媒粉末を濾別し
た。この操作を3回繰り返した。加えた塩化カリウム溶
液の量は1回目54.4g、2回目52.1g、3回目
52.9gであった。水酸化カリウム溶液に浸す操作か
らの手順を同様に6回繰り返し、107.1gのケーキ
を得た。得られたケーキの内53.1gを60℃で4時
間乾燥し、灰色粉末34.1gを得た。次いで、空気中
で、室温から350℃まで1時間で昇温し、同温度で3
時間焼成した。焼成後、500mlの純水を加えて攪拌
した後、触媒を濾別した。この操作を21回繰り返し、
洗液に硝酸銀水溶液を滴下し、塩化カリウムの残存して
いないことを確認した。次いで、この触媒を60℃で4
時間乾燥することにより、28.0gの青灰色粉末を得
た。得られた粉末を成形し、8.6〜16.0メッシュ
とすることで、酸化チタン担持酸化ルテニウム触媒を得
た。なお、酸化ルテニウム含量の計算値は、RuO2
(RuO2+TiO2)×100=1.9重量%であっ
た。ルテニウム含量の計算値は、Ru/(RuO2+T
iO2)×100=1.5重量%であった。このように
して得られた酸化チタン担持酸化ルテニウム触媒17.
8gを同一のガラス反応管に2つのゾーンに分割して充
填した。ガラス反応管の内径は15mmで内部に外径6
mmの熱電対保護管を入れた。上部のゾーンは酸化チタ
ン担持酸化ルテニウム触媒5.9gと2mm球の市販の
α−アルミナ担体(ニッカトー(株)製、SSA995)
23.6gをよく混合することにより触媒を希釈して充
填した。下部のゾーンは酸化チタン担持酸化ルテニウム
触媒11.9gを希釈せずに充填した。塩化水素ガスを
96ml/min、酸素ガスを53ml/min(いず
れも0℃、1気圧換算)常圧下に上部から下部へ流通さ
せ供給した。ガラス反応管の上部のゾーンを電気炉で加
熱し、内温(ホットスポット)を361℃とした。同様
に下部のゾーンを内温(ホットスポット)を295℃と
した。反応開始4.5時間後の時点で、反応管出口のガ
スを30%ヨウ化カリウム水溶液に流通させることによ
りサンプリングを行い、ヨウ素滴定法及び中和滴定法に
よりそれぞれ塩素の生成量及び未反応塩化水素量を測定
した。その結果、塩化水素の転化率は93.0%であっ
た。また、塩化水素ガスを146ml/min、酸素ガ
スを74ml/min(いずれも0℃、1気圧換算)常
圧下に供給し、上部のゾーンの内温を360℃とし、下
部のゾーンの内温を300℃とした以外は前述の反応方
法に準拠して行ったところ、反応開始4.5時間後の時
点で塩化水素の転化率は91.6%であった。
Comparative Example 10 A catalyst was prepared by the following method. That is, 0.81 g of commercially available ruthenium chloride (RuCl 3 .nH 2 O, Ru content: 37.3 wt%) is dissolved in 6.4 g of pure water to prepare an aqueous solution, and titanium oxide powder (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd .; P25) 20.0 g. Next, at 60 ° C., 2
Dried for hours. After drying, the catalyst was thoroughly pulverized in a mortar to obtain 20.3 g of a dark green powder. This operation was repeated 9 times to obtain 183.8 g of a dark green powder. Next, 10.4 g of this powder was immersed in a mixed solution of 2.1 g of potassium hydroxide solution adjusted to 2N at room temperature and 30.1 g of pure water in an ultrasonic cleaner for 1 minute. Next, a solution consisting of 0.61 g of a hydrazine monohydrate solution and 5.0 g of pure water was poured into the suspension of the immersed solution and the solution at room temperature while applying ultrasonic waves in nitrogen. Foaming was observed in the solution upon pouring. After standing for 15 minutes until the firing disappeared, the supernatant was removed by filtration.
Next, 500 ml of pure water was added, washed for 30 minutes, and filtered. This operation was repeated five times. At this time, the pH of the first cleaning solution was 9.1, and the pH of the fifth cleaning solution was 7.
It was 4. A 2 mol / l potassium chloride solution was added to the filtered catalyst powder and stirred, and then the catalyst powder was filtered again. This operation was repeated three times. The amount of the potassium chloride solution added was 54.4 g for the first time, 52.1 g for the second time, and 52.9 g for the third time. The procedure from the operation of dipping in the potassium hydroxide solution was similarly repeated six times to obtain 107.1 g of a cake. 53.1 g of the obtained cake was dried at 60 ° C. for 4 hours to obtain 34.1 g of a gray powder. Then, the temperature is raised from room temperature to 350 ° C. in air for one hour, and
Fired for hours. After calcination, 500 ml of pure water was added and stirred, and then the catalyst was separated by filtration. Repeat this operation 21 times,
An aqueous solution of silver nitrate was added dropwise to the washing solution, and it was confirmed that potassium chloride did not remain. The catalyst was then treated at 60 ° C. for 4 hours.
After drying for 2 hours, 28.0 g of a blue-gray powder was obtained. The obtained powder was molded and made into a 8.6 to 16.0 mesh to obtain a titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst. The calculated value of the ruthenium oxide content was calculated as RuO 2 /
(RuO 2 + TiO 2 ) × 100 = 1.9% by weight. The calculated value of the ruthenium content is Ru / (RuO 2 + T
iO 2 ) × 100 = 1.5% by weight. 17. The titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst thus obtained.
8 g was filled into the same glass reaction tube divided into two zones. The inner diameter of the glass reaction tube is 15 mm and the inner diameter is 6
mm thermocouple protection tube was placed. The upper zone is a commercially available α-alumina carrier having 5.9 g of titanium oxide-supported ruthenium oxide catalyst and 2 mm spheres (Nikkato Co., Ltd., SSA995).
The catalyst was diluted and charged by mixing 23.6 g well. The lower zone was charged undiluted with 11.9 g of ruthenium oxide catalyst supported on titanium oxide. Hydrogen chloride gas was supplied at a flow rate of 96 ml / min, and oxygen gas was supplied from an upper part to a lower part under normal pressure of 53 ml / min (both at 0 ° C. and 1 atm). The upper zone of the glass reaction tube was heated with an electric furnace, and the internal temperature (hot spot) was set to 361 ° C. Similarly, the internal temperature (hot spot) of the lower zone was set to 295 ° C. 4.5 hours after the start of the reaction, sampling was carried out by flowing the gas at the outlet of the reaction tube through a 30% aqueous solution of potassium iodide, and the amount of chlorine produced and the unreacted chloride were measured by iodine titration and neutralization titration, respectively. The amount of hydrogen was measured. As a result, the conversion of hydrogen chloride was 93.0%. In addition, 146 ml / min of hydrogen chloride gas and 74 ml / min of oxygen gas (both at 0 ° C. and 1 atm) are supplied under normal pressure, the internal temperature of the upper zone is set to 360 ° C., and the internal temperature of the lower zone is set. When the reaction was carried out in accordance with the above-mentioned reaction method except that the temperature was changed to 300 ° C, the conversion of hydrogen chloride was 91.6% 4.5 hours after the start of the reaction.

【0096】[0096]

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明により、塩
化水素を酸化して塩素を製造する担持酸化ルテニウム触
媒であって、活性が高く、より少量の触媒でより低い反
応温度で目的化合物を製造可能な触媒を提供することが
できた。
As described above, according to the present invention, there is provided a supported ruthenium oxide catalyst for producing chlorine by oxidizing hydrogen chloride, which has a high activity and produces a target compound at a lower reaction temperature with a smaller amount of catalyst. A possible catalyst could be provided.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大泉 貴洋 茨城県つくば市北原6 住友化学工業株式 会社内 Fターム(参考) 4G069 AA03 AA08 BA04A BA04B BC70A BC70B BD12A BD12B CB07 EC22X FA02 FB39 FB43  ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Takahiro Oizumi 6 Kitahara, Tsukuba, Ibaraki Sumitomo Chemical Co., Ltd. F-term (reference) 4G069 AA03 AA08 BA04A BA04B BC70A BC70B BD12A BD12B CB07 EC22X FA02 FB39 FB43

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 塩化水素を酸素によって酸化して塩素を
製造する担持酸化ルテニウム触媒であって、ルチル結晶
系の酸化チタンを20%以上含有する酸化チタン担体に
担持した担持酸化ルテニウム触媒。
1. A supported ruthenium oxide catalyst for producing chlorine by oxidizing hydrogen chloride with oxygen, wherein the supported ruthenium oxide catalyst is supported on a titanium oxide carrier containing 20% or more of rutile crystalline titanium oxide.
【請求項2】 酸化チタン中のルチル結晶系の酸化チタ
ンの含有率が30%以上である請求項1記載の触媒。
2. The catalyst according to claim 1, wherein the content of rutile crystalline titanium oxide in the titanium oxide is 30% or more.
【請求項3】 酸化チタン中のルチル結晶系の酸化チタ
ンの含有率が80%以上である請求項1記載の触媒。
3. The catalyst according to claim 1, wherein the content of the rutile crystalline titanium oxide in the titanium oxide is 80% or more.
【請求項4】 酸化チタン中のルチル結晶系の酸化チタ
ンの含有率が90%以上である請求項1記載の触媒。
4. The catalyst according to claim 1, wherein the content of rutile crystalline titanium oxide in the titanium oxide is 90% or more.
【請求項5】 担体の単位重量当りのOH基量を0.1
×10-4〜30×10-4(mol/g−担体)含有する
酸化チタンを担体に使用した請求項1記載の触媒。
5. The amount of OH groups per unit weight of the carrier is 0.1%.
The catalyst according to claim 1, wherein titanium oxide containing from × 10 -4 to 30 × 10 -4 (mol / g-support) is used as the support.
【請求項6】 担体の単位重量当りのOH基量を0.2
×10-4〜20×10-4(mol/g−担体)含有する
酸化チタンを担体に使用した請求項1記載の触媒。
6. The amount of OH groups per unit weight of the carrier is 0.2
The catalyst according to claim 1, wherein titanium oxide containing from × 10 -4 to 20 × 10 -4 (mol / g-support) is used as the support.
【請求項7】 担体の単位重量当りのOH基量を3×1
-4〜10×10-4(mol/g−担体)含有する酸化
チタンを担体に使用した請求項1記載の触媒。
7. The amount of OH groups per unit weight of the carrier is 3 × 1
2. The catalyst according to claim 1, wherein titanium oxide containing 0 -4 to 10 × 10 -4 (mol / g-support) is used as the support.
【請求項8】 担体の単位重量当りのOH基量を3×1
-4〜10×10-4(mol/g−担体)含有する酸化
チタンを担体に使用した請求項3記載の触媒。
8. The amount of OH groups per unit weight of the carrier is 3 × 1
4. The catalyst according to claim 3, wherein titanium oxide containing 0 -4 to 10 × 10 -4 (mol / g-support) is used as the support.
【請求項9】 担体の単位重量当りのOH基量を3×1
-4〜10×10-4(mol/g−担体)含有する酸化
チタンを担体に使用した請求項4記載の触媒。
9. The amount of OH groups per unit weight of the carrier is 3 × 1
The catalyst according to claim 4, wherein titanium oxide containing 0 -4 to 10 x 10 -4 (mol / g-support) is used as the support.
【請求項10】 以下の工程を含む製造法で調製された
請求項1記載の触媒。ルテニウム化合物担持工程:ルテ
ニウム化合物を触媒担体に担持する工程 還元工程:ルテニウム化合物担持工程で得たものを還元
性水素化化合物で還元する工程 酸化工程:還元工程で得たものを酸化する工程
10. The catalyst according to claim 1, which is prepared by a production method comprising the following steps. Ruthenium compound supporting step: a step of supporting a ruthenium compound on a catalyst carrier Reduction step: a step of reducing the one obtained in the ruthenium compound supporting step with a reductive hydride compound An oxidizing step: a step of oxidizing the one obtained in the reducing step
【請求項11】 以下の工程を含む製造法で調製された
請求項1記載の触媒。 ルテニウム化合物担持工程:ルテニウム化合物を触媒担
体に担持する工程 還元性化合物処理工程:ルテニウム化合物担持工程で得
たものを還元性化合物で処理する工程 酸化工程:還元性化合物処理工程で得たものを酸化する
工程
11. The catalyst according to claim 1, prepared by a production method comprising the following steps. Ruthenium compound supporting step: A step of supporting a ruthenium compound on a catalyst carrier Reducing compound treatment step: A step of treating the one obtained in the ruthenium compound supporting step with a reducing compound Oxidation step: Oxidizing the one obtained in the reducing compound treatment step Process
【請求項12】 以下の工程を含む製造法で調製された
請求項1記載の触媒。 ルテニウム化合物担持工程:ルテニウム化合物を触媒担
体に担持する工程 アルカリ処理工程:ルテニウム化合物担持工程で得たも
のにアルカリを添加する工程 還元性化合物処理工程:ルテニウム化合物担持工程で得
たものを還元性化合物で処理する工程 酸化工程:還元性化合物処理工程で得たものを酸化する
工程
12. The catalyst according to claim 1, prepared by a production method comprising the following steps. Ruthenium compound supporting step: a step of supporting a ruthenium compound on a catalyst carrier Alkali treatment step: a step of adding an alkali to the one obtained in the ruthenium compound supporting step Reducing compound processing step: a reducing compound obtained in the ruthenium compound supporting step Oxidation step: Step of oxidizing the substance obtained in the reducing compound treatment step
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