JP2001340758A

JP2001340758A - 排ガス中の未燃炭化水素酸化触媒及びその調製方法

Info

Publication number: JP2001340758A
Application number: JP2000162395A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Yamamoto; 博道山本; Shigeo Satokawa; 重夫里川
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2001-12-11

Abstract

(57)【要約】【課題】ＳＯｘが含まれていても優れた耐久性を有する
酸素過剰な排ガス中の炭化水素酸化触媒を得る。【解決手段】アルミナ担体に白金を担持させた後、パラ
ジウムを担持してなる酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水
素酸化触媒であって、アルミナ担体として、アルミナま
たは水酸化アルミニウムを予め焼成してδ相およびθ相
のうち何れか一方または両方の結晶相を含むアルミナを
用いてなることを特徴とする酸素過剰な排ガス中の未燃
炭化水素酸化触媒およびその調製方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミナ担体に白
金とパラジウムを担持してなる酸素過剰な排ガス中の未
燃炭化水素酸化触媒及びその調製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車、航空機、火力発電、各種工場等
から排出される排ガスにはＮＯｘやＳＯｘ、或いは臭気
物質、ばいじん等のほか、未燃焼（未燃）の炭化水素
（ＨＣ）が含有されている。これらを含む排ガスに対し
ては種々の対策が採られ、さらに研究、開発が進められ
ている。従来、ガスエンジン、ガスタービン、ボイラ
ー、或いは加熱炉などでは、燃料ガスとして都市ガスそ
の他、メタン、エタン、プロパン、ブタン等を含む燃料
ガスが使用されているが、その燃焼効率や熱効率を高め
るために空気比すなわち燃料ガスに対する空気の比率を
燃料ガスリーン（ｌｅａｎ）側、すなわち燃料ガスに対
して空気量を燃料ガスの完全燃焼に必要な理論空気量を
超えて５．０倍、特に１．１〜３．０倍とするいわゆる
希薄燃焼方式が適用されてきている。

【０００３】これらの点は、単一の駆動源（エネルギー
源）から電力、機械エネルギー及び熱エネルギーを生産
し、エネルギーを高効率に利用可能とするいわゆるコー
ジェネレーションシステムにおける希薄燃焼ガスエンジ
ンについても同様である。ところが、そのような希薄燃
焼方式の場合には、その排ガス中に少量の低級炭化水素
（ＨＣ、特にメタン）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化
炭素等とともに、多量の酸素及び水蒸気が共存すること
になる。

【０００４】これまで、特に低級炭化水素を微量含む
（例えば５０００ｐｐｍ程度以下）燃焼排ガス中の炭化
水素を酸化し除去する手法としては、排ガス中の３成分
（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）を同一触媒で浄化するいわゆる
三元触媒による処理法が開発されている。しかし、三元
触媒による処理法では、酸素が殆んど存在しない排ガス
に対してしか有効に適用することはできず、酸素過剰で
且つ排ガス中の炭化水素成分がとりわけメタンである条
件下では有効に作用しない。また、酸化触媒としてＰｔ
やＰｄを単独で使用するＰｔ／Ａｌ₂Ｏ₃（アルミナ担体
にＰｔを担持させた触媒）やＰｄ／Ａｌ₂Ｏ₃（アルミナ
担体にＰｄを担持させた触媒）等があるが、これらは有
機溶剤やＣＯの酸化触媒としては有効であるが、そのよ
うなＰｔやＰｄの単独触媒ではメタンの酸化除去には有
効に作用しない。

【０００５】このため、例えば希薄燃焼ガスエンジンか
ら排出される、酸素が過剰に含まれ、未燃の炭化水素成
分がとりわけメタンであり、また、その作動条件如何に
もよるが、通常３００〜６００℃程度で排出される排ガ
ス中の炭化水素（特にメタン）を有効に酸化し、除去す
るためには、酸素が過剰に含まれていてもなお有効に適
用し得る酸化触媒、或いは有効な処理法の開発が必要で
ある。

【０００６】本発明者等は、上記観点から、酸素が過剰
に含まれていてもなお有効な炭化水素酸化触媒として、
アルミナ担体に白金とパラジウムを担持させてなる触媒
を先に開発している。例えば特開平８ー３３２３９２号
の触媒は、ハニカム基材にアルミナ担体を介して白金と
パラジウムを混在させて担持させてなる触媒であり、排
ガス中に酸素が過剰に含まれていても有効に機能する。
特願平１０ー３０１６１６号では、上記触媒の触媒活性
及び耐久性が、アルミナ担体に対する白金とパラジウム
の担持順序、担持後の焼成時期により相違することを見
い出し、アルミナ担体に対して先ず白金を担持させた
後、焼成し、次いでパラジウムを担持させることで、そ
の触媒活性及び耐久性を改善している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記触媒でのアルミナ
担体としては通常のアルミナ（γ相）が用いられる。し
かし、この触媒についてさらに実験、検討を続けたとこ
ろ、担体としてのアルミナ自体についても改善の余地が
あり、アルミナに白金及びパラジウムを担持させるに先
立ち、担体としてのアルミナ自体を焼成することによ
り、その触媒活性及び耐久性がさらに改善できることを
見い出した。すなわち、本発明は、酸素過剰で微量の炭
化水素を含む排ガス中の炭化水素の酸化用として、優れ
た触媒活性を有し且つ優れた耐久性を備えたアルミナに
白金とパラジウムを担持させてなる炭化水素酸化触媒及
びその調製方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）アルミ
ナ担体に白金を担持させた後、パラジウムを担持してな
る酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水素酸化触媒であっ
て、アルミナ担体として、アルミナまたは水酸化アルミ
ニウムを予め焼成してδ相およびθ相のうち何れか一方
または両方の結晶相を含むアルミナを用いてなることを
特徴とする酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水素酸化触媒
を提供する。

【０００９】本発明は、（２）アルミナ担体に白金とパ
ラジウムを担持してなる酸素過剰な排ガス中の未燃炭化
水素酸化触媒の調製方法であって、アルミナまたは水酸
化アルミニウムを予め焼成してまたは水酸化アルミニウ
ムを予め焼成してδ相およびθ相のうち何れか一方また
は両方の結晶相を含むアルミナにした後、白金を担持さ
せ、次いでパラジウムを担持させることを特徴とする酸
素過剰な排ガス中の未燃炭化水素酸化触媒の調製方法を
提供する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の触媒は、酸素過剰な排ガ
ス中の微量の未燃炭化水素酸化触媒（すなわち酸素を過
剰に含む排ガス中の微量の未燃炭化水素を酸化するため
の触媒）であり、アルミナ担体に白金とパラジウムを担
持させてなる触媒である。本発明においては、白金及び
パラジウムを担持させるに先立ち、アルミナ原料を焼成
し、δ相およびθ相のうち何れか一方または両方の結晶
相を含むアルミナにしておくことが重要である。ここ
で、上記「δ相およびθ相のうち何れか一方または両方
の結晶相を含むアルミナ」とは、少なくともδ相または
θ相を含むアルミナであることを意味し、より具体的に
は、δ相とγ相の混合相、δ相、θ相、δ相と
θ相の混合相およびθ相とα相との混合相のうちいず
れかを含むアルミナであることを意味する。

【００１１】アルミナ原料としては、アルミナ（γーア
ルミナ）のほか、水酸化アルミニウム（アルミナ水和
物、ベーマイト）が用いられる。アルミナまたは水酸化
アルミニウムについて上記結晶相を生成させるための焼
成温度は８００〜１０５０℃の範囲であり、好ましくは
８００〜９５０℃の範囲である。本発明の酸化触媒にお
いては、この焼成により得られたδ相およびθ相のうち
何れか一方または両方の結晶相を含むアルミナを担体と
する。これにより、触媒活性及び耐久性をさらに改善す
ることができる。本発明の酸化触媒は、排ガス中に微量
のＳＯｘが含まれていても優れた触媒活性及び耐久性を
有する。

【００１２】上記焼成後のアルミナ担体に対する白金と
パラジウムの担持は、先ず白金を担持させた後、パラジ
ウムを担持させる。この順序を逆にしても所期の効果は
得られない。また、アルミナ担体に白金を担持させた
後、一度焼成するのが好ましい。この焼成温度は２００
℃程度以上〔原料である白金の化合物（塩）が分解する
温度以上〕である。なお、この焼成は、担体に対して白
金を固定するためのものであり、上記アルミナ原料を焼
成してその結晶相を上記結晶相にするためのものではな
い。次いでパラジウムを担持させる。

【００１３】本酸化触媒における、アルミナに対する白
金とパラジウムの担持量は、それぞれ、アルミナに対し
て０．０２５〜２０．０ｗｔ％の範囲であり、より好ま
しくは０．８〜９．０ｗｔ％の範囲である。白金、パラ
ジウムの各担持量が０．０２５ｗｔ％を下回る場合にも
なお有効であるが、その分触媒効果は減少する。他方、
各担持量が２０．０ｗｔ％程度を上回る場合にも同様に
有効な触媒効果が得られるが、白金とパラジウムをそれ
ぞれ２０ｗｔ％程度まで担持させていれば所期の触媒効
果が得られるので、コスト等の面からしても上限２０．
０ｗｔ％程度で十分である。もちろん、上記範囲０．０
２５〜２０．０ｗｔ％の前後としても差し支えない。

【００１４】本発明に係る酸化触媒の使用形態としてハ
ニカム状（モノリス体）の形態は好ましい態様である。
本発明の酸化触媒をハニカム体として使用する場合に
は、上記と同じ理由でハニカム体に対する白金及びパラ
ジウムの担持量はそれぞれ０．１〜３０．０ｇ／Ｌ（ｇ
／Ｌ＝グラム／リットル）の範囲であり、好ましくは
０．７〜２０．０ｇ／Ｌの範囲、さらに好ましくは１．
０〜１５．０ｇ／Ｌの範囲である。もちろん、上記範囲
０．１〜３０．０ｇ／Ｌの前後としても差し支えない。

【００１５】本酸化触媒の製造法としては、アルミナに
対して白金とパラジウムを均一に担持させ得る手法であ
れば特に限定はなく、好ましくは含浸法や平衡吸着法が
適用される。その一例として含浸法の場合の一態様を述
べると、白金を硝酸塩、塩化物、酢酸塩、錯塩（ジニト
ロジアンミン白金、トリクロロトリアンミン白金等）そ
の他の形の水溶液とし、これに粉末状等のアルミナを投
入し浸して撹拌し、アルミナに白金化合物を含浸させ
る。次いで焼成する。その後、パラジウムを硝酸塩、塩
化物、酢酸塩、錯塩（ジクロロテトラアンミンパラジウ
ム等）その他の形の水溶液とし、上記焼成後の白金担持
アルミナに含浸させる。以降、常法により乾燥させ、焼
成する。なお、この焼成は、担体に対してパラジウムを
固定するためのもので、前記アルミナ原料を焼成してそ
の結晶相を前記結晶相にするためのものではない。

【００１６】触媒の使用形態としては粉末状、粒状、顆
粒状（含：球状）、ペレット（円筒型、環状型）状、タ
ブレット（錠剤）状、或いはハニカム（モノリス体）状
等適宜の形状として使用することができる。なお、本発
明では、これらに排ガスを通す必要があるため、粉末状
の場合には、これを充填した触媒層から逸散しないよう
に所定粒度範囲に整粒するか又は造粒し、或いは加圧成
形や押出成形により成形して用いるのが望ましい。この
うち押出成形の場合には適宜所定長さに切断してペレッ
ト化して使用される。

【００１７】ハニカム体の場合には、（１）ハニカム状
構造の基材に、前記のとおり予め焼成したアルミナを例
えばウォッシュコートして担持させる。（２）次いで該
アルミナ担持のハニカム基材に白金を担持させ、次いで
焼成する。（３）その後、パラジウムを担持させ、常法
により乾燥させ、焼成する。ハニカム状の基材としては
セラミック製又はメタル製のものを使用することができ
る。セラミックの好ましい例としてはコージェライトが
挙げられ、メタルの好ましい例としてはステンレス鋼や
鉄ーアルミニウムークロム系合金などが挙げられる。特
に、ハニカム体の場合、上記予め焼成したアルミナをウ
ォッシュコート等によりコートする量を多くすることに
より酸化触媒としての耐久性を高めることができる。

【００１８】図１〜２は、本発明の酸化触媒を使用する
装置態様例を示す図である。このうち図２は、排ガス発
生源が希薄燃焼ガスエンジンである例である。図１〜２
中、Ａは被処理排ガス導入管、Ｂは酸化触媒層（反応
管）、Ｃは処理済み排ガスの導出管であり、矢印（→）
は排ガスの流れ方向である。本酸化触媒は、図１〜２の
ような装置態様とは限らず、排ガス流に対して配置し得
る態様であれば各種装置態様で使用される。図３は本発
明の酸化触媒をハニカム状の形で使用する場合の一、二
の例を断面図として示している。これを例えば図１〜２
のような触媒層にセットするにはその断面開口が排ガス
の流れ方向に向くように配置される。

【００１９】例えば、図２において、都市ガスを燃料と
して希薄燃焼ガスエンジンを作動させると、排ガス中に
は都市ガス中の付臭剤に起因して微量のＳＯｘが含まれ
ている。本発明の酸化触媒はＳＯｘが含まれていても有
効に機能し、耐久性を有するので、そのような排ガスを
処理する上で非常に有用である。希薄燃焼ガスエンジン
で生成した排ガスは（燃焼条件等の如何にもよるが）３
００〜５５０℃程度で排出され、導入管Ａから反応管Ｂ
に導入される。その中の微量炭化水素が反応管Ｂで酸化
され、導出管Ｃから排出され、さらに必要に応じて熱回
収工程等へ送られる。

【００２０】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明がこの実施例に限定されないことは
もちろんである。各供試触媒を下記のとおりに調製し、
各供試触媒に対する性能試験を実施した。また、以下の
各例におけるアルミナ担体について、Ｂ.Ｅ.Ｔ.法によ
り比表面積を測定した。

【００２１】〈実施例供試触媒の調製：実施例１〉γ相
アルミナを焼成してγ相とδ相との混合相アルミナとし
た後、白金とパラジウムを担持させる方法。市販のアル
ミナ〔アルミナ水和物（ベーマイト）を脱水したもの：
γ相〕を、空気雰囲気中、８５０℃で３時間（３ｈ）焼
成した。焼成後、ＸＲＤ（Ｘ線回折）分析により、アル
ミナがγ相とδ相との混合相になっていることを確認し
た。このアルミナ（γ相＋δ相）粉末を水性懸濁液と
し、ウォッシュコート法により、２００ｃｅｌｌ/ｉｎ²
（１平方インチ当り２００セル）のコージェライト製ハ
ニカムに対してアルミナ担持量１５０ｇ／Ｌとなるよう
にコートした。次いで、該アルミナ担持のハニカムをジ
ニトロジアンミン白金の硝酸水溶液を浸して、白金担持
量が１０ｇ／Ｌとなるように担持させた後、３００℃に
て３時間焼成した。この白金担持アルミナコートハニカ
ムを硝酸パラジウム水溶液に浸して、パラジウムを１０
ｇ／Ｌ担持させ、５５０℃にて３時間焼成した。

【００２２】〈実施例供試触媒の調製：実施例２〉γ相
アルミナを焼成してθ相とα相との混合相アルミナにし
た後、白金とパラジウムを担持させる方法。市販のアル
ミナ〔アルミナ水和物（ベーマイト）を脱水したもの：
γ相〕粉末を、空気雰囲気中、１０５０℃で３時間焼成
した。焼成後、ＸＲＤ分析により、アルミナがθ相とα
相との混合相になっていることを確認した。このアルミ
ナ（θ相＋α相）粉末を水性懸濁液とし、ウォッシュコ
ート法により２００ｃｅｌｌ/ｉｎ²のコージェライト製
ハニカムに対してアルミナ担持量１５０ｇ／Ｌとなるよ
うにコートした。これをジニトロジアンミン白金の硝酸
水溶液に浸して、該アルミナコートハニカムに対する白
金担持量が１０ｇ／Ｌとなるように担持させ、３００℃
にて３時間焼成した。次いで、この白金担持アルミナコ
ートハニカムを硝酸パラジウム水溶液に浸して、パラジ
ウムを１０ｇ／Ｌ担持させ、５５０℃にて３時間焼成し
た。

【００２３】〈比較例供試触媒の調製：比較例１〉γ相
アルミナに白金とパラジウムを担持させる方法。市販の
アルミナ〔アルミナ水和物（ベーマイト）を脱水したも
の：γ相〕粉末を水性懸濁液とし、ウォッシュコート法
により２００ｃｅｌｌ/ｉｎ²のコージェライト製ハニカ
ムに対してアルミナ担持量１５０ｇ／Ｌとなるようにコ
ートした。次いで、該アルミナコートハニカムに対し
て、白金担持量が１０ｇ／Ｌとなるようにジニトロジア
ンミン白金の硝酸水溶液を浸した後、３００℃にて３時
間焼成した。この白金担持アルミナコートハニカムを硝
酸パラジウム水溶液に浸して、パラジウムを１０ｇ／Ｌ
担持させ、５５０℃にて３時間焼成した。

【００２４】〈比較例供試触媒の調製：比較例２〉γ相
アルミナを焼成してα相アルミナにした後、白金とパラ
ジウムを担持させる方法。市販のアルミナ〔アルミナ水
和物（ベーマイト）を脱水したもの：γ相〕粉末を、空
気雰囲気中、１１５０℃で３時間焼成した。焼成後、Ｘ
ＲＤ分析により、アルミナがα相になっていることを確
認した。このアルミナ（α相）粉末を水性懸濁液とし、
ウォッシュコート法により２００ｃｅｌｌ/ｉｎ²のコー
ジェライト製ハニカムに対してアルミナ担持量１５０ｇ
／Ｌとなるようにコートした。これをジニトロジアンミ
ン白金の硝酸水溶液に浸して、該アルミナコートハニカ
ムに対する白金担持量が１０ｇ／Ｌとなるように担持さ
せ、３００℃にて３時間焼成した。次いで、この白金担
持アルミナコートハニカムを硝酸パラジウム水溶液に浸
して、パラジウムを１０ｇ／Ｌ担持させ、５５０℃にて
３時間焼成した。

【００２５】《性能試験１》以上で得た実施例１〜２及
び比較例１〜２の各ハニカム供試触媒について、以下の
方法で触媒活性を評価した。試験用触媒として、各ハニ
カム供試触媒から、その孔方向に直径２０ｍｍφの円筒
状にくり貫き、これを厚さ８ｍｍに切り取って使用した
（体積＝２．５ｃｃ）。この各試験用触媒を内径２０ｍ
ｍの常圧流通式反応管に充填、セットし、以下の条件
で、メタンの酸化活性及び耐久試験を実施した。

【００２６】試験条件１：ＳＶ＝８０，０００ｈ^-1、温
度＝３００〜５００℃、被処理ガス（模擬排ガス）の組
成；ＣＨ₄＝２０００ｐｐｍ、ＣＯ＝８２０ｐｐｍ、Ｎ
Ｏ＝８０ｐｐｍ、水蒸気＝１０％、Ｏ₂＝１０．５％、
ＣＯ₂＝４．９％、ＳＯ₂＝１ｐｐｍ、Ｎ₂＝バランス。試験条件２（希薄燃焼ガスエンジンからの排ガス＝実機
排ガス）：出力１５ｋＷのガスエンジンを作動させ、こ
こから排出される排ガスを使用した。ＳＶ＝４０，００
０ｈ^-1、温度＝５００℃。実機排ガスの組成は、全炭化
水素＝２７００〜３２００ｐｐｍ、ＣＯ＝１０００〜１
３００ｐｐｍ、ＮＯ＝５００〜９００ｐｐｍ、水蒸気＝
１４％、Ｏ₂＝４．７〜５．１％、ＣＯ₂＝８．９〜９．
１％、ＳＯ₂＝約０．３ｐｐｍ、Ｎ₂＝残部（バランス）
の範囲で変動しており、全炭化水素＝２７００〜３２０
０ｐｐｍ中にはＣＨ₄が約８４％含まれている。

【００２７】図４は本性能試験１の結果である。図４の
上方の図中の上部に焼成温度に対応するアルミナ結晶相
を示し、図４中の下方に、図４の上方の図でプロットし
ている供試触媒について、アルミナ結晶相に対応する各
焼成温度、アルミナ結晶相如何による触媒活性への影響
等について整理した表を添付している。メタン酸化活性
（％）〔＝転化率（％）〕は以下の式により求めた。

【数１】

【００２８】図４のとおり、γ相アルミナに対して白金
とパラジウムを担持させてなる触媒（比較例１）では、
比表面積は１５０ｍ²/ｇと大きいが、模擬排ガスを用い
た１００ｈ（時間）経過後、５７．５％の転化率であ
る。γ相アルミナを焼成してα相アルミナに対して白金
とパラジウムを担持させてなる触媒（比較例２）では、
比表面積は８ｍ²/ｇと小さく、模擬排ガスを用いた１０
０ｈ（時間）経過後、３６．４％の転化率であるに過ぎ
ない。

【００２９】これに対して、γ相アルミナを焼成してγ
相とδ相との混合相アルミナにした後、白金とパラジウ
ムを担持させてなる触媒（実施例１）では、比表面積は
８０ｍ²/ｇと比較例１のアルミナより小さいが、模擬排
ガスを用いた１００ｈ（時間）経過後で６５．６％の転
化率である。このように担体としてのアルミナ原料自体
を予め焼成することで、酸化性能及びその耐久性が有効
に改善されていることが分かる。

【００３０】また、γ相アルミナを焼成してθ相とα相
との混合相アルミナにした後、白金とパラジウムを担持
させてなる触媒（実施例２）では、比表面積は５０ｍ²/
ｇとさらに小さいが、模擬排ガスを処理して１００ｈ
（時間）経過後で６２．１％の転化率であり、実施例１
のそれに準じる値を示している。このように担体として
のアルミナ原料自体を予め焼成することで、酸化性能及
びその耐久性が有効に改善されていることが分かる。

【００３１】図４のとおり、これらの点は、実機排ガス
すなわち被処理ガスとして希薄燃焼ガスエンジンからの
排ガスを用いた場合も同様の傾向を示している。実機排
ガスの場合、模擬排ガスの場合より相対的に高い値を示
しているが、これは空間速度について、模擬排ガスでは
ＳＶ＝８０，０００ｈ^-1と過酷な条件としたのに対し、
実機排ガスではＳＶ＝４０，０００ｈ^-1であることによ
るものと解される。

【００３２】触媒の担体については、一般的には、比表
面積がより大きい方がよいとされる場合が多いが、以上
の事実からして、本発明においては、アルミナ原料を予
め焼成することにより生成した特定の結晶相（δ相、θ
相）の存在が触媒活性及びその耐久性に大きく寄与して
いるものと解される。図４に示しているとおり、アルミ
ナにおける特定結晶相（δ相、θ相）は焼成温度８００
〜１０５０℃（中温）で生成する。それを超える焼成温
度（高温＝１０５０℃超）ではα相となり、触媒活性は
γ相アルミナに比べても更に小さく、本発明におけるよ
うな効果は得られない。

【００３３】《性能試験２》コージェライト製ハニカム
に対してアルミナ（γ相＋δ相）を担持量２２５ｇ／Ｌ
となるようにコートし、白金１０ｇ／Ｌ担持のアルミナ
コートハニカムに対してパラジウムを１５ｇ／Ｌ担持さ
せた以外は実施例１と同様にして実施例供試触媒を調製
した。また、コージェライト製ハニカムに対してアルミ
ナ（γ相）を担持量１５０ｇ／Ｌとなるようにコート
し、白金１０ｇ／Ｌ担持のアルミナコートハニカムに対
してパラジウムを１５ｇ／Ｌ担持させた以外は比較例１
と同様にして比較例供試触媒を調製した。

【００３４】これら実施例供試触媒及び比較例供試触媒
を用い、前記試験条件２（希薄燃焼ガスエンジンからの
排ガス＝実機排ガス、前記のとおりこの排ガスにはＳＯ
₂が約０．３ｐｐｍ含まれている）のうち、温度条件を
それぞれ５００℃と４００℃にした以外は前記性能試験
１と同様にして触媒活性試験を実施した。図５は５００
℃の場合、図６は４００℃の場合の結果である。図５の
とおり、５００℃の場合、アルミナ（γ相＋δ相）を用
いた実施例供試触媒では、試験開始時のメタン酸化活性
はほぼ１００％であり、以降僅かには低下するが、１１
００時間（ｈ）経過後でも約９６％のメタン酸化活性を
維持している。これに対して、アルミナ（γ相）を用い
た比較例供試触媒では、試験開始時のメタン酸化活性は
約９７％であるが、以降漸次低下して行き、１１００時
間経過後では約８０％へ低下している。

【００３５】また、図６のとおり、４００℃の場合、ア
ルミナ（γ相＋δ相）を用いた実施例供試触媒では、試
験開始時のメタン酸化活性は約９４％であり、以降徐々
に低下するが、５００時間経過後でも５０％前後のメタ
ン酸化活性を維持している。これに対して、アルミナ
（γ相）を用いた比較例供試触媒では、試験開始時のメ
タン酸化活性は約８２％であるが、以降急激に低下して
行き、５００時間経過後では約１９％まで低下してい
る。このように、本発明の酸化触媒によれば、炭化水素
酸化性能及び耐久性ともに、さらに改善されることが明
らかである。

【００３６】《性能試験３：ハニカム触媒におけるアル
ミナコート量による効果試験》実施例１と同様にして得
たアルミナ粉末を各々水性懸濁液とし、ウォッシュコー
ト法により２００ｃｅｌｌ/ｉｎ²のコージェライト製ハ
ニカムに対してそれぞれアルミナ担持量を変えてコート
した点以外は、実施例１と同様にして各種供試触媒を得
た。これらを用いてハニカム体に対するアルミナコート
量による触媒活性への影響試験を実施した。使用装置及
び試験条件は性能試験１と同様にして実施した。

【００３７】この結果、模擬排ガスを用いた１００時間
経過後のメタン酸化活性は、例えばアルミナ担持量８０
ｇ／Ｌの場合には３８％であったが、アルミナ担持量１
５０ｇ／Ｌの場合には５８％へと向上し、さらにアルミ
ナ担持量２２５ｇ／Ｌの場合には６８％へと向上した。
また、実機排ガスを用いた５００ｈ経過後のメタン酸化
活性については、例えばアルミナ担持量８０ｇ／Ｌの場
合には３９％であったが、アルミナ担持量１５０ｇ／Ｌ
の場合には８０％へと向上し、さらにアルミナ担持量２
２５ｇ／Ｌの場合には９３％へと向上した。このように
ハニカム体に対する本発明に係る焼成アルミナのコート
量を多くすることで、触媒活性及びその耐久性が向上す
ることが分かった。

【００３８】

【発明の効果】本発明に係る酸化触媒は、酸素過剰な排
ガス中の炭化水素に対する優れた酸化性能を長期にわた
り維持することができる。また、本酸化触媒は、ＳＯｘ
が含まれていても優れた耐久性を有することから、交換
頻度を格段に少なくでき、排ガス処理システムの低コス
ト化を図ることができる。さらに、本酸化触媒は、ＳＯ
ｘが含まれていても優れた耐久性を有することから、特
に都市ガス等を駆動源とするコージェネレーションシス
テムなどにおける希薄燃焼ガスエンジンからの排ガスに
対しても有効に適用できる。また、その酸化により発熱
を伴うことから、熱回収が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の酸化触媒を使用する装置態様例を示す
図。

【図２】本発明の酸化触媒を使用する他の装置態様例を
示す図。

【図３】本発明の酸化触媒をハニカムの形で使用する場
合の一、二の例を断面図として示した図。

【図４】実施例（性能試験１）における性能試験の結果
を示す図。

【図５】実施例（性能試験２：５００℃）における性能
試験の結果を示す図。

【図６】実施例（性能試験２：４００℃）における性能
試験の結果を示す図。

【符号の説明】

Ａ被処理排ガス導入管Ｂ酸化触媒層（反応管）Ｃ処理済み排ガスの導出管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｊ 35/04 ３０１Ｂ０１Ｊ 37/02 １０１Ｄ 37/02 １０１Ｆ０１Ｎ 3/10 Ａ 3/28 ３０１ＰＦ０１Ｎ 3/10 Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｄ 3/28 ３０１１０４ＺＦターム(参考） 3G091 AA02 AA12 AA19 AB02 BA11 BA15 BA39 FB10 GA01 GA16 GB01X GB06W GB07W GB10X GB16X GB17X 4D048 AA18 AB01 AB07 BA10X BA30X BA31X BA39Y BB01 BB02 BC01 CC38 4G069 AA03 AA08 AA12 BA01A BA01B BA13A BA13B BB02A BB02B BC72A BC72B BC75A BC75B CA07 CA15 EA02X EA18 EA19 EB12Y EC22X EC22Y ED07 FA01 FA03 FB15 FB17 FB18 FB19 FB23 FB30 FB80

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミナ担体に白金を担持させた後、パラ
ジウムを担持してなる酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水
素酸化触媒であって、アルミナ担体として、アルミナま
たは水酸化アルミニウムを予め焼成してδ相およびθ相
のうち何れか一方または両方の結晶相を含むアルミナを
用いてなることを特徴とする酸素過剰な排ガス中の未燃
炭化水素酸化触媒。
【請求項２】上記アルミナまたは水酸化アルミニウムの
焼成温度が８００〜１０５０℃であることを特徴とする
請求項１に記載の酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水素酸
化触媒。
【請求項３】上記アルミナに対する白金及びパラジウム
の担持が含浸法又は平衡吸着法によるものである請求項
１〜２に記載の酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水素酸化
触媒。
【請求項４】上記酸化触媒の形態がハニカム状又はペレ
ット状である請求項１〜３のいずれかに記載の酸素過剰
な排ガス中の未燃炭化水素酸化触媒。
【請求項５】上記ハニカム状の基材がコージェライト又
はメタルである請求項４に記載の酸素過剰な排ガス中の
未燃炭化水素酸化触媒。
【請求項６】上記酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水素の
主成分がメタンである請求項１〜５のいずれかに記載の
酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水素酸化触媒。
【請求項７】上記酸素過剰で未燃炭化水素を含む排ガス
が希薄燃焼ガスエンジンからの排ガスである請求項１〜
６のいずれかに記載の酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水
素酸化触媒。
【請求項８】上記酸素過剰で未燃炭化水素を含む排ガス
が微量のＳＯ₂を含む排ガスである請求項１〜７のいず
れかに記載の酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水素酸化触
媒。
【請求項９】アルミナ担体に白金とパラジウムを担持し
てなる酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水素酸化触媒の調
製方法であって、アルミナまたは水酸化アルミニウムを
予め焼成してまたは水酸化アルミニウムを予め焼成して
δ相およびθ相のうち何れか一方または両方の結晶相を
含むアルミナにした後、白金を担持させ、次いでパラジ
ウムを担持させることを特徴とする酸素過剰な排ガス中
の未燃炭化水素酸化触媒の調製方法。
【請求項１０】上記アルミナまたは水酸化アルミニウム
の焼成温度が８００〜１０５０℃であることを特徴とす
る請求項９に記載の酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水素
酸化触媒の調製方法。
【請求項１１】上記アルミナに対する白金及びパラジウ
ムの担持を含浸法又は平衡吸着法により行うことを特徴
とする請求項９〜１０のいずれかに記載の酸素過剰な排
ガス中の未燃炭化水素酸化触媒の調製方法。
【請求項１２】上記酸化触媒の形態がハニカム状又はペ
レット状である請求項９〜１１のいずれかに記載の酸素
過剰な排ガス中の未燃炭化水素酸化触媒の調製方法。
【請求項１３】上記ハニカム状の基材がコージェライト
又はメタルである請求項１２に記載の酸素過剰な排ガス
中の未燃炭化水素酸化触媒の調製方法。
【請求項１４】上記酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水素
の主成分がメタンである請求項９〜１３のいずれかに記
載の酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水素酸化触媒の調製
方法。
【請求項１５】上記酸素過剰で未燃炭化水素を含む排ガ
スが希薄燃焼ガスエンジンからの排ガスである請求項９
〜１４のいずれかに記載の酸素過剰な排ガス中の未燃炭
化水素酸化触媒の調製方法。
【請求項１６】上記酸素過剰で未燃炭化水素を含む排ガ
スが微量のＳＯ₂を含む排ガスである請求項９〜１５の
いずれかに記載の酸素過剰な排ガス中の未燃炭化水素酸
化触媒の調製方法。