JP2002035606A - Method of producing catalyst for purifying gas containing organic chlorinated compound - Google Patents

Method of producing catalyst for purifying gas containing organic chlorinated compound

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JP2002035606A
JP2002035606A JP2000224265A JP2000224265A JP2002035606A JP 2002035606 A JP2002035606 A JP 2002035606A JP 2000224265 A JP2000224265 A JP 2000224265A JP 2000224265 A JP2000224265 A JP 2000224265A JP 2002035606 A JP2002035606 A JP 2002035606A
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catalyst
peak
particles
titania
titanium oxide
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Naoyuki Nishimura
直之 西村
Hideyuki Tsuboi
秀行 坪井
Masao Nanba
政雄 難波
Nobuyasu Kanda
伸靖 神田
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a catalyst for purifying an waste gas containing organic chlorinated compounds, by which a catalytic component can be uniformly dispersed on the surface of each titanium oxide particle as a catalyst carrier. SOLUTION: In the method of producing the catalyst for purifying the gas containing organic chlorinated compounds, in which a catalytically active component is deposited on titanium oxide particle, the catalytically active component is deposited in the presence of an amino alcohol.

Description

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

【発明の属する技術分野】本発明は、有機塩素化化合物
含有排ガスの浄化方法、特にダイオキシン等の有害な有
機塩素化化合物を含有する排ガスからこれらを除去する
のに好適な排ガスの浄化方法に関する。
The present invention relates to a method for purifying exhaust gas containing organic chlorinated compounds, and more particularly to a method for purifying exhaust gas suitable for removing harmful organic chlorinated compounds such as dioxin from exhaust gas.

【従来の技術】従来、酸化チタンを主成分とする担体に
触媒成分を担持させた触媒にあっては、共沈法やシュウ
酸キレートなどを用いた含浸法によって担体である酸化
チタン粒子の表面へ触媒成分を担持していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the case of a catalyst in which a catalyst component is supported on a carrier mainly composed of titanium oxide, the surface of titanium oxide particles as a carrier is subjected to a coprecipitation method or an impregnation method using oxalic acid chelate. The catalyst component was supported.

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
は触媒成分の粒子表面における分散が悪く、高い触媒性
能を発揮するためには、触媒成分が細かい粒子で均一に
触媒担体表面に分散させる必要がある。また、外気と接
触する面積(比表面積)の大小も触媒性能を左右する大
きな因子であるが、従来の酸化チタン粒子は比表面積で
は触媒担体用原料粉末では60〜80m2 /g程度であ
り、酸化チタン粒子を用いて比表面積を増大させるには
限界がある。本発明の課題は、担体である酸化チタン粒
子の表面に触媒成分を高度に分散させることができる、
有機塩素化化合物を含む排ガスの浄化触媒の製造方法を
提供することにある。
However, in these methods, the dispersion of the catalyst component on the particle surface is poor, and in order to exhibit high catalytic performance, it is necessary to disperse the catalyst component in fine particles uniformly on the surface of the catalyst carrier. There is. In addition, the size of the area (specific surface area) in contact with the outside air is also a large factor that determines the catalytic performance. However, the conventional titanium oxide particles have a specific surface area of about 60 to 80 m 2 / g in the raw material powder for the catalyst carrier, There is a limit to increasing the specific surface area using titanium oxide particles. An object of the present invention is to highly disperse a catalyst component on the surface of a titanium oxide particle as a carrier,
An object of the present invention is to provide a method for producing an exhaust gas purifying catalyst containing an organic chlorinated compound.

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本願で特許請求される発明は下記のとおりである。 (1)酸化チタン粒子に触媒活性成分を担持させる、有
機塩素化化合物含有ガスの浄化触媒の製造方法におい
て、前記触媒活性成分の担持の際にアミノアルコールを
共存させることを特徴とする有機塩素化化合物含有ガス
の浄化触媒の製造方法。 (2)前記アミノアルコールに加えてチタンイオンを共
存させることを特徴とする(1)記載の方法。 (3)前記酸化チタン粒子に加えてアルミナ、シリカお
よびこれらの複合酸化物から選ばれた1種以上の粒子を
用いることを特徴とする(1)または(2)記載の方
法。 (4)得られた触媒の孔径分布のピークが少なくとも3
つあり、第1のピークが300nm〜450nmの範
囲、第2のピークが50nm〜100nmの範囲、およ
び第3のピークが30nm以下の範囲にあることを特徴
とする(1)ないし(3)のいずれかに記載の方法。 (5)チタニア原料として粒径が5nm〜600nmの
チタニア粒子を作製し、これに触媒の目標とする孔径以
上の粒径を有する熱分解性物質を多孔化剤として混練、
焼成して、前記孔径分布の第1のピークを形成し、その
他の孔径の細孔は前記チタニア粒子間のすき間として形
成するとともに、前記触媒作製時のいずれかの段階でア
ミノアルコールの共存下に触媒活性成分を添加すること
を特徴とする有機塩素化合物を含むガスの浄化触媒の製
造方法。本発明において、触媒成分の担持の際に添加さ
れるアミノアルコールとは、アミノ基を有するアルコー
ルであり、アミノエタノール、アミノブタノール、アミ
ノプロパノールのような低級アミノアルコール、例えば
2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール、2−アミ
ノ−2メチル−1−プロパノールのような2−アミノア
ルコールがあげられる。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, the invention claimed in the present application is as follows. (1) A method for producing a catalyst for purifying a gas containing an organic chlorinated compound, in which a catalytically active component is supported on titanium oxide particles, wherein an amino alcohol is coexistent when the catalytically active component is supported. A method for producing a catalyst for purifying a compound-containing gas. (2) The method according to (1), wherein a titanium ion is allowed to coexist in addition to the amino alcohol. (3) The method according to (1) or (2), wherein one or more particles selected from alumina, silica, and a composite oxide thereof are used in addition to the titanium oxide particles. (4) The peak of the pore size distribution of the obtained catalyst is at least 3
(1) to (3), wherein the first peak is in the range of 300 nm to 450 nm, the second peak is in the range of 50 nm to 100 nm, and the third peak is in the range of 30 nm or less. The method according to any of the above. (5) Titania particles having a particle diameter of 5 nm to 600 nm are prepared as a titania raw material, and a thermally decomposable substance having a particle diameter equal to or larger than a target pore diameter of the catalyst is kneaded as a porosifying agent,
Baking to form a first peak of the pore size distribution, pores of other pore sizes are formed as gaps between the titania particles, and in any stage during the preparation of the catalyst, in the presence of amino alcohol. A method for producing a gas purification catalyst containing an organic chlorine compound, comprising adding a catalytically active component. In the present invention, the amino alcohol added when the catalyst component is supported is an alcohol having an amino group, and is a lower amino alcohol such as aminoethanol, aminobutanol and aminopropanol, for example, 2- (2-aminoethyl Amino) ethanol and 2-amino alcohols such as 2-amino-2-methyl-1-propanol.

【作用】触媒成分がアミノアルコールの水酸基を介して
酸化チタン粒子に吸着され、一方、アミノアルコールの
アミノ基に触媒成分のイオンがトラップされ、これらの
相互作用によって触媒担体に分子オーダーに近い高分散
状態で触媒成分を担持させることができる。またアミノ
アルコールにチタンイオンを共存させた場合には、比表
面積を大きくする作用がある。またアルミナ、シリカ
等、比表面積の大きな担体へチタニア及び触媒成分を担
持させることにより、従来の触媒と同程度以上の活性を
持ち、さらに比表面積の大きな触媒を得ることができ
る。触媒の製法は、触媒活性成分を担持させる際にアミ
ノアルコールを共存させる以外は公知の方法でよい。触
媒製造時のアミノアルコールの添加量は、触媒原料組成
物中10〜40重量%、特に25〜32重量%が好まし
い。本発明に用いる酸化チタン粒子の粒径は5nm〜6
00nmの範囲のものが好ましい。本発明によって製造
された触媒は、ダイオキシン類程度の大きさの分子の細
孔内拡散抵抗を低減し、触媒性能を向上させるために、
触媒の孔径分布が少なくとも3つのピークを有し、第1
のピークが300nm〜450nm、好ましくは350
nm〜450nm(さらに好ましくは380nm〜42
0nm)の範囲、第2のピークが50nm〜100n
m、好ましくは75nm〜100nm(さらに好ましく
は90nm〜100nm)の範囲、および第3のピーク
が30nm以下、好ましくは20nm以下の範囲を有す
ることが好ましい。なお、本発明における触媒の孔径分
布は、水銀圧入法で測定し、微分細孔容積分布図から読
み取った値である。上記第1のピークの触媒孔径分布
は、ダイオキシン類の触媒内部での拡散抵抗を減ずる作
用があり、また第2のピークの触媒孔径分布は、第1の
ピークと併存するほか、第1のピークの孔径を経て接近
したダイオキシン類を第3のピークの孔径分布に誘導す
る働きがあり、第3のピークの孔径分布は、第1、第2
のピークと併存するほかに、第1および第2のピークの
孔径分布で捕捉されなかったダイオキシン類を最終的に
捕捉する作用をする。本発明の触媒においては、担体が
酸化チタンで、触媒活性成分が酸化バナジウムおよび/
または酸化タングステンであることが望ましく、さらに
は、上記活性成分のうち酸化バナジウムが触媒全重量の
0.01重量%〜30重量%、好ましくは1重量%〜5
重量%含まれること、また酸化タングステンが触媒全重
量の0.01重量%〜30重量%、好ましくは10重量
%〜20重量%含まれることが望ましい。この範囲を超
えると充分な触媒性能が得られない。また、触媒の比表
面積が50m2 /g以上、好ましくは75m2 /g以
上、さらに好ましくは100m2 /g以上であることが
好ましい。比表面積がこの範囲以下では単位体積当たり
の触媒性能が充分でなく、実用的でない。上記特定の孔
径分布を有する触媒の製法としては、下記の方法が好ま
しく用いられる。すなわち、チタニア原料として粒径が
5nm〜600nmの1種または2種以上のチタニア粒
子(この場合チタニア粒子は、単結晶または緻密な多結
晶粒から構成される一次粒子であるか、または、実質的
に一次粒子から構成される二次粒子である)と、触媒活
性成分(酸化バナジウムまたは/および酸化タングステ
ン)、多孔化剤(例えば粒径が50nm〜1000nm
の易熱分解性化合物)およびアミノアルコールとともに
混練し成形したのち焼成する方法、上述と同じように粒
径が5nm〜600nmの1種または2種以上の粒径の
チタニア粒子(この場合チタニア粒子は、単結晶または
緻密な多結晶粒から構成される一次粒子であるか、また
は、実質的に一次粒子から構成される二次粒子である)
を担体原料として、多孔化剤(例えば粒径が50nm〜
1000nmの易熱分解性化合物)およびアミノアルコ
ールとともに混練、成形、焼成したのち触媒活性成分を
含浸法により担持焼成する方法などがある。なお、上記
活性成分は、上記チタニア粒子の作製時に共沈法等によ
り担持させてもよい。原料チタニア粒子の粒径は、5n
m〜600nmの範囲、好ましくは、50nm〜400
nm、さらに好ましくは100nm〜200nmである
ことが望ましい。この範囲外であると第2のピークに相
当する細孔または第3のピークに相当する細孔の形成が
困難となる。
[Function] The catalyst component is adsorbed on the titanium oxide particles via the hydroxyl group of the amino alcohol, while ions of the catalyst component are trapped in the amino group of the amino alcohol. The catalyst component can be supported in the state. In addition, when titanium ions coexist with amino alcohol, there is an effect of increasing the specific surface area. In addition, by supporting titania and a catalyst component on a carrier having a large specific surface area such as alumina and silica, a catalyst having the same or higher activity as that of a conventional catalyst and having a larger specific surface area can be obtained. The catalyst may be produced by a known method except that an amino alcohol coexists when the catalytically active component is supported. The amount of the amino alcohol to be added during the production of the catalyst is preferably from 10 to 40% by weight, particularly preferably from 25 to 32% by weight, based on the catalyst raw material composition. The particle size of the titanium oxide particles used in the present invention is 5 nm to 6 nm.
Those having a range of 00 nm are preferred. The catalyst produced according to the present invention reduces the diffusion resistance in the pores of molecules having a size of about dioxins and improves the catalyst performance,
The pore size distribution of the catalyst has at least three peaks,
Of 300 nm to 450 nm, preferably 350 nm
nm to 450 nm (more preferably 380 nm to 42 nm).
0 nm), the second peak is 50 nm to 100 n
m, preferably in the range of 75 nm to 100 nm (more preferably in the range of 90 nm to 100 nm), and the third peak has a range of 30 nm or less, preferably 20 nm or less. The pore size distribution of the catalyst in the present invention is a value measured by a mercury porosimetry and read from a differential pore volume distribution diagram. The catalyst pore size distribution of the first peak has an effect of reducing the diffusion resistance of dioxins inside the catalyst, and the catalyst pore size distribution of the second peak coexists with the first peak. Has a function of inducing dioxins approached through the pore diameter of the third peak to the pore diameter distribution of the third peak, and the pore diameter distribution of the third peak is represented by the first and second pore diameters.
In addition to the presence of the dioxins, the dioxins which are not captured in the pore size distributions of the first and second peaks are finally captured. In the catalyst of the present invention, the carrier is titanium oxide, and the catalytically active component is vanadium oxide and / or vanadium oxide.
Alternatively, the active ingredient is desirably tungsten oxide, and vanadium oxide among the active ingredients is 0.01% to 30% by weight, preferably 1% to 5% by weight of the total weight of the catalyst.
It is desirable that the content of tungsten oxide be 0.01% to 30% by weight, preferably 10% to 20% by weight of the total weight of the catalyst. If it exceeds this range, sufficient catalytic performance cannot be obtained. Further, the specific surface area of the catalyst is preferably 50 m 2 / g or more, preferably 75 m 2 / g or more, more preferably 100 m 2 / g or more. When the specific surface area is less than this range, the catalytic performance per unit volume is not sufficient and is not practical. As a method for producing the catalyst having the above specific pore size distribution, the following method is preferably used. That is, one or two or more kinds of titania particles having a particle size of 5 nm to 600 nm as the titania raw material (in this case, the titania particles are primary particles composed of a single crystal or a dense polycrystalline particle, or substantially Secondary particles composed of primary particles), a catalytically active component (vanadium oxide or / and tungsten oxide), and a porogen (for example, having a particle size of 50 nm to 1000 nm).
Kneading together with an amino alcohol and molding, followed by baking, and titania particles having a particle size of 5 to 600 nm in the same manner as described above. Primary particles composed of single crystal or dense polycrystalline particles, or secondary particles composed substantially of primary particles)
Is used as a carrier material, and a porosifying agent (for example, a particle size of 50 nm
A method of kneading, molding and firing together with a 1000 nm easily heat-decomposable compound) and an amino alcohol, and then supporting and firing the catalytically active component by an impregnation method. The active ingredient may be supported by a coprecipitation method or the like at the time of producing the titania particles. The particle size of the raw material titania particles is 5n
m to 600 nm, preferably 50 nm to 400 nm.
nm, more preferably 100 nm to 200 nm. Outside this range, it is difficult to form pores corresponding to the second peak or pores corresponding to the third peak.

【発明の実施の形態】本発明の触媒の製法において、多
孔化剤としては、焼成温度以下(およそ400℃〜80
0℃)で熱分解しやすい物質、例えば、メタクリル樹脂
のほかアクリル樹脂、アセタール樹脂、フェノール樹脂
などの樹脂が用いられる。多孔化剤の粒径は、作製した
い孔径よりも大きい粒径のものを使用する。例えば40
0nmの気孔を開ける場合には400nm以上の粒径の
多孔化剤を用いる。およその目安は作製したい孔径の
1.2〜1.5倍程度であるが、この値は、多孔化剤自
体の(上記の樹脂の種類による)物性を考慮して決定す
る。また、第2、第3のピークは、粒径が5nm〜60
0nmのチタニア粒子(この場合チタニア粒子は、単結
晶または緻密な多結晶粒から構成される一次粒子である
か、または、実質的に一次粒子から構成される二次粒子
である。)のすき間としてパッキング密度を制御するこ
とにより形成することができる。その他、第2のピーク
である50nm〜100nmの範囲のピークを得るに
は、例えば上記原料チタニアとして、粒径5nm〜60
0nmの二次粒子を用い、これを混練、焼成することに
よっても得ることができる。二次粒子の大きさは、作製
時の温度、pH、界面活性剤の使用により制御すること
ができる。また、サンドミルで高分散処理を行うことに
よっても制御することができる。さらに第3のピークで
ある30nm以下の範囲のピークも、チタニアの一次粒
子間のすき間として形成することができる。この一次粒
子のすき間は、一次粒子自体の粒径や二次粒子の作製条
件を、目標とする孔径になるように適宜選択することに
より形成することができる。触媒の細孔はチタニア担体
の作製時に形成されるので、触媒活性成分の担持につい
ては、混練法、含浸法または共沈法のいずれでもよい。
混練法等の場合は、担体作製(細孔作製)と同時に活性
成分を担持することになり、また含浸法等の場合は担体
作製後(細孔作製後)、活性成分を担持することにな
る。共沈法の場合は担体作製前(細孔作製前)のチタニ
ア原料に活性成分を担持する。混練法では酸化バナジウ
ムまたは(およびまたはの意味、以下、同じ)酸化タン
グステンを混入する場合と、焼成時に酸化物に変化する
ような原料物質、例えば、これらの金属の水酸化物、ハ
ロゲン化物、アンモニウム塩、硫酸塩ほかを混入する場
合がある。含浸法の場合には、酸化チタン担体(粉末・
粒状・板状・棒状・ハニカム状ほか)に酸化バナジウム
または酸化タングステンを担持させる。酸化チタンが粉
末またはスラリの場合には、バナジウム塩またはタング
ステン塩の溶液に混ぜて活性金属成分を含浸させる。酸
化チタンが成形体の場合には、そのままバナジウム塩ま
たはタングステン塩の溶液中に投じて活性成分を含浸さ
せる。含浸の順序は、酸化バナジウムと酸化タングステ
ンを用いる場合、チタン酸化物にタングステン酸化物を
担持したのち、最後に酸化バナジウムを担持する方法、
酸化チタンに酸化バナジウムを担持したのち最後に酸化
タングステンを担持する方法、または酸化チタンに酸化
バナジウムと酸化タングステンを同時に含浸させる方法
などがある。バナジウムの出発原料として例えばメタバ
ナジン酸アンモニウムのシュウ酸水溶液や硫酸バナジル
水溶液が用いられる。タングステンの出発原料として例
えばタングステン酸アンモニウム水溶液が用いられる。
共沈法の場合には、水溶性チタン化合物(例えばテトラ
クロロチタン)と水溶性バナジウム化合物(例えば硫酸
バナジル)または水溶性タングステン化合物(例えばタ
ングステン酸アンモニウム)の水溶液をつくり、これを
pHが中性付近になるように適当な溶液で調製しなが
ら、また過度に発熱しないように注意しながら沈殿物を
得る。この沈殿物を濾過し、洗浄(水洗い)ののち、乾
燥、焼成して触媒を得る。この方法でVかWのどちらか
を担持し、のちに別の方法でもう一方の活性金属を担持
することもできる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the process for producing a catalyst according to the present invention, the porogen is a calcination temperature or lower (about 400 ° C. to 80
(0 ° C.), for example, a material which is easily thermally decomposed, such as methacrylic resin, acrylic resin, acetal resin, and phenol resin. The particle size of the porous agent is larger than the pore size to be produced. For example, 40
In the case of opening pores of 0 nm, a porogen having a particle diameter of 400 nm or more is used. The rough guide is about 1.2 to 1.5 times the pore diameter to be produced, but this value is determined in consideration of the physical properties (depending on the type of the above-mentioned resin) of the porogen. The second and third peaks have a particle size of 5 nm to 60 nm.
As a gap of 0 nm titania particles (in this case, the titania particles are primary particles composed of a single crystal or dense polycrystalline grains, or secondary particles substantially composed of primary particles). It can be formed by controlling the packing density. In addition, in order to obtain a second peak of 50 nm to 100 nm, for example, as the raw material titania, a particle size of 5 nm to 60 nm is used.
It can also be obtained by using secondary particles of 0 nm, kneading and firing. The size of the secondary particles can be controlled by the temperature, pH, and use of a surfactant during the preparation. Further, it can also be controlled by performing a high dispersion treatment with a sand mill. Further, a third peak of 30 nm or less can be formed as a gap between the primary particles of titania. The gap between the primary particles can be formed by appropriately selecting the particle size of the primary particles themselves and the production condition of the secondary particles so as to obtain a target pore size. Since the pores of the catalyst are formed during the production of the titania support, any of the kneading method, the impregnation method and the coprecipitation method may be used for supporting the catalytically active component.
In the case of the kneading method or the like, the active component is supported at the same time as the carrier preparation (pore formation), and in the case of the impregnation method or the like, the active component is supported after the carrier preparation (after pore preparation). . In the case of the coprecipitation method, the active ingredient is supported on the titania raw material before the preparation of the carrier (before the preparation of the pores). In the kneading method, a mixture of vanadium oxide or tungsten oxide (and / or, hereinafter, the same applies hereinafter) is mixed with a raw material that changes into an oxide during firing, for example, hydroxides, halides, and ammoniums of these metals. Salts, sulfates, etc. may be mixed. In the case of the impregnation method, the titanium oxide carrier (powder
(Vanadium oxide or tungsten oxide is supported on granules, plates, rods, honeycombs, etc.) When the titanium oxide is a powder or a slurry, it is mixed with a solution of a vanadium salt or a tungsten salt to impregnate the active metal component. When the titanium oxide is a molded body, the titanium oxide is directly poured into a solution of a vanadium salt or a tungsten salt to impregnate the active ingredient. The order of impregnation, when using vanadium oxide and tungsten oxide, after supporting the tungsten oxide on the titanium oxide, finally supporting the vanadium oxide,
There is a method of supporting vanadium oxide on titanium oxide and then supporting tungsten oxide at the end, or a method of simultaneously impregnating titanium oxide with vanadium oxide and tungsten oxide. As a starting material for vanadium, for example, an aqueous solution of oxalic acid of ammonium metavanadate or an aqueous solution of vanadyl sulfate is used. For example, an aqueous solution of ammonium tungstate is used as a starting material for tungsten.
In the case of the co-precipitation method, an aqueous solution of a water-soluble titanium compound (for example, tetrachlorotitanium) and a water-soluble vanadium compound (for example, vanadyl sulfate) or a water-soluble tungsten compound (for example, ammonium tungstate) is prepared, and the pH is adjusted to neutral. A precipitate is obtained while preparing an appropriate solution so as to be in the vicinity and taking care not to generate excessive heat. The precipitate is filtered, washed (washed with water), dried and calcined to obtain a catalyst. It is also possible to carry either V or W in this way, and later carry the other active metal in another way.

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 実施例1 アミノエタノールとして2−(2−アミノエチルアミ
ノ)エタノール28gを蒸留水200mlに溶解して溶液
とし、これに平均粒径90nmの酸化チタン粒子88g
を加え、室温で3時間撹拌の後、この混合液に硫酸バナ
ジウム水溶液(28.6g/100ml蒸留水)を加え、
1時間撹拌後、80℃で水分を蒸発させた。この後、表
1に示す所定の成形助剤を加え、混練の後、押出し成形
によりハニカムまたは円筒状の触媒成形体を得る。これ
を大気中(または酸素添加大気中)で300〜600℃
(好ましくは400℃)で焼成することにより触媒を得
た。作製した触媒の物性を表2に示した。なお、比較例
に用いた触媒の配合を表9に示す。得られた触媒の評価
は下記のようにして行った。固定床マイクロリアクタ装
置に触媒を充填し、反応温度200℃、W/F 0.0
17(g/min/ml)、供試ガスは指標有機ハロゲン
化合物300ppm 、酸素濃度10%、窒素バランスとし
て有機ハロゲン化合物の分解に対する触媒の評価試験を
行った。指標有機ハロゲン化合物としてはダイオキシン
類の代替指標物質となるo−クロロフェノールを用い
た。また、触媒の比表面積は窒素吸着による多点BET
法により測定した。結果を表3に示す。ここでK/Ko
は比較例の場合と比較した触媒活性の指標である。表3
から明らかなように、本発明の触媒は比較例の触媒に較
べ高い性能を有することを確認した。 実施例2 実施例1において、2−(2−アミノエチルアミノ)エ
タノール30g、硫酸バナジウム水溶液(19.1g/
100ml蒸留水)に加えて硫酸チタニル水溶液(15.
6g/100ml蒸留水)を用いる以外は実施例1と同様
にして本発明の触媒を作成した。得られた触媒の物性お
よび評価結果をそれぞれ表4および5に示す。 実施例3 実施例2において、アミノエタノール60gを蒸留水2
50mlに溶解した溶液、硫酸バナジウム(38.5g/
100ml蒸留水)および硫酸チタニル水溶液(32.2
g/100ml蒸留水)を用い、これに比表面積100m
2 /gのシリカ粒子76gを加え、また成形助剤として
表6記載のものを用いる以外は同様にして本発明の触媒
を作成した。得られた触媒の物性および評価結果をそれ
ぞれ表7および8に示す。評価の結果、比較例の触媒に
較べ、表7に示すように高い性能を有することを確認し
た。 比較例1〜3 シュウ酸溶液へバナジン酸アンモニウムを加える。各実
施例の担持量に準じてメタバナジン酸アンモニウムを加
える。配合量は表9に示す。これに原料酸化チタン粉末
を加え、所定の成形助剤を加え、混練、押出し成形の
後、ハニカムもしくは円筒状の触媒成形体を得る。これ
を500℃で焼成することによって触媒を得た。得られ
た触媒は実施例の場合と同様に評価し、結果を表3、
5、8にそれぞれ示した。
The present invention will be described below in more detail with reference to examples. Example 1 28 g of 2- (2-aminoethylamino) ethanol as aminoethanol was dissolved in 200 ml of distilled water to form a solution, and 88 g of titanium oxide particles having an average particle size of 90 nm were added thereto.
After stirring at room temperature for 3 hours, an aqueous vanadium sulfate solution (28.6 g / 100 ml distilled water) was added to the mixture,
After stirring for 1 hour, water was evaporated at 80 ° C. Thereafter, a predetermined molding aid shown in Table 1 is added, and after kneading, extrusion molding is performed to obtain a honeycomb or cylindrical catalyst molded body. 300-600 ° C in air (or oxygen-added air)
The catalyst was obtained by firing at (preferably 400 ° C.). Table 2 shows the physical properties of the produced catalyst. Table 9 shows the composition of the catalyst used in the comparative example. The evaluation of the obtained catalyst was performed as follows. The catalyst is packed in a fixed-bed microreactor device, the reaction temperature is 200 ° C., and the W / F is 0.0.
17 (g / min / ml), the test gas was 300 ppm of the indicator organic halogen compound, the oxygen concentration was 10%, and the evaluation test of the catalyst with respect to the decomposition of the organic halogen compound was performed as a nitrogen balance. As the indicator organic halogen compound, o-chlorophenol which is an alternative indicator substance for dioxins was used. The specific surface area of the catalyst is multi-point BET by nitrogen adsorption.
It was measured by the method. Table 3 shows the results. Where K / Ko
Is an index of the catalyst activity as compared with the case of the comparative example. Table 3
As is clear from the above, it was confirmed that the catalyst of the present invention had higher performance than the catalyst of the comparative example. Example 2 In Example 1, 30 g of 2- (2-aminoethylamino) ethanol and an aqueous solution of vanadium sulfate (19.1 g /
100 ml of distilled water) and an aqueous solution of titanyl sulfate (15.
A catalyst of the present invention was prepared in the same manner as in Example 1 except that 6 g / 100 ml of distilled water was used. The physical properties and evaluation results of the obtained catalyst are shown in Tables 4 and 5, respectively. Example 3 In Example 2, 60 g of aminoethanol was added to distilled water 2
A solution dissolved in 50 ml, vanadium sulfate (38.5 g /
100 ml of distilled water) and an aqueous solution of titanyl sulfate (32.2)
g / 100 ml of distilled water) with a specific surface area of 100 m
A catalyst of the present invention was prepared in the same manner as above except that 76 g of 2 / g silica particles were added, and those listed in Table 6 were used as molding aids. The physical properties and evaluation results of the obtained catalyst are shown in Tables 7 and 8, respectively. As a result of the evaluation, it was confirmed that the catalyst had higher performance as shown in Table 7 than the catalyst of the comparative example. Comparative Examples 1-3 Ammonium vanadate is added to the oxalic acid solution. Ammonium metavanadate is added according to the amount supported in each example. The amounts are shown in Table 9. To this, a raw titanium oxide powder is added, a predetermined molding aid is added, and after kneading and extrusion molding, a honeycomb or cylindrical catalyst molded body is obtained. This was calcined at 500 ° C. to obtain a catalyst. The obtained catalyst was evaluated in the same manner as in the example, and the results were shown in Table 3,
5 and 8 respectively.

【表1】 [Table 1]

【表2】 [Table 2]

【表3】 [Table 3]

【表4】 [Table 4]

【表5】 [Table 5]

【表6】 [Table 6]

【表7】 [Table 7]

【表8】 [Table 8]

【表9】 実施例4および比較例4 触媒の作製(混練法) 実施例1で示された方法によりバナジウムを担持させた
チタニア粉末90gを用い、成形性を向上させるため粘
度調整用のシランカップリング剤(信越シリコーン社製
KBM603)で表面処理を行った。成形、焼成の手順
は、まず酢酸、アンモニア水によって所定のpHに調整
した水溶液にシランカップリング剤を入れて攪拌し、そ
の後24時間室温下で静置する。この静置した液と粒度
配合したチタニア粉末をホモジナイザーで混合し、混合
液80℃で水分がなくなるまで乾燥させる。その後、粉
砕分級してから、バインダー、多孔化剤。蒸留水、可塑
剤、滑剤など各種添加剤と混合し、混練、静置する。一
定時間静置した後さらに再度混練し、成形する。成形は
押し出し治具を用いたヌードル状(ペンシル状)に成形
した。成形後、再び乾燥させた後、400℃空気雰囲気
下で3時間焼成させチタニア担体とした。表10に示す
ように、原料チタニア、多孔化剤の粒子径を変えて2種
類の担体試料を調整した。以上のようにして得られた触
媒性能を下記のように評価した。固定床マイクロリアク
タ装置を用い、反応温度200℃、W/P0.017
(g・min/ml)、指標物質o−クロロフェノー
ル、反応ガスは指標物質濃度300ppm、酸素濃度1
0%、窒素バランスとして、触媒の性能評価試験を行っ
た。また触媒の比表面積は窒素吸着による多点BET法
により測定した。細孔分布は水銀圧入式ポロメータで測
定し、微分細孔容積分布図から読みとった。結果を表1
1に示す。表11から細孔構造が3ピーク存在する実施
例4(本発明)の触媒の方が2ピークの場合(比較例
4)よりも単位比表面積あたりの分解率が工場している
ことが判る。
[Table 9] Example 4 and Comparative Example 4 Preparation of Catalyst (Kneading Method) Using 90 g of titania powder supporting vanadium by the method shown in Example 1, a silane coupling agent for adjusting viscosity in order to improve moldability (Shin-Etsu) Surface treatment was performed with KBM603 manufactured by Silicone Co., Ltd.). The molding and baking procedures are as follows. First, a silane coupling agent is put into an aqueous solution adjusted to a predetermined pH with acetic acid and ammonia water, stirred, and then allowed to stand at room temperature for 24 hours. The standing liquid and the titania powder having the particle size blended are mixed with a homogenizer, and dried at 80 ° C. until the mixed liquid is free of moisture. Then, after pulverization and classification, a binder and a porosifying agent are used. It is mixed with various additives such as distilled water, plasticizer and lubricant, kneaded and allowed to stand. After standing for a certain period of time, the mixture is kneaded again and molded. Molding was performed in a noodle shape (pencil shape) using an extrusion jig. After the molding, it was dried again, and then calcined in an air atmosphere at 400 ° C. for 3 hours to obtain a titania carrier. As shown in Table 10, two kinds of carrier samples were prepared by changing the particle diameters of the raw material titania and the porogen. The catalyst performance obtained as described above was evaluated as follows. Reaction temperature 200 ° C, W / P 0.017 using a fixed-bed microreactor device
(G · min / ml), indicator substance o-chlorophenol, reaction gas: indicator substance concentration 300 ppm, oxygen concentration 1
A performance evaluation test of the catalyst was performed with a nitrogen balance of 0%. The specific surface area of the catalyst was measured by a multipoint BET method using nitrogen adsorption. The pore distribution was measured with a mercury intrusion porometer and read from a differential pore volume distribution diagram. Table 1 shows the results
1 is shown. From Table 11, it can be seen that the catalyst of Example 4 (the present invention) having three peaks in the pore structure has a factory with a higher decomposition rate per unit specific surface area than the case of the two peaks (Comparative Example 4).

【表10】 [Table 10]

【表11】 [Table 11]

【発明の効果】本発明によれば、酸化チタン粒子に触媒
活性成分を担持させる際に、アミノアルコールを共存さ
せることにより、触媒成分を高い分散性をもって担持す
ることができ、これにより従来より高い触媒性能を得る
ことができる。また、触媒成分と同時に担体成分である
チタンイオンを共存させて担持することにより、酸化チ
タン以外の高い比表面積を持つ酸化物粒子へ触媒成分、
担体成分を担持させ、触媒性能を飛躍的に向上させるこ
とが可能となる。
According to the present invention, when the catalytically active component is loaded on the titanium oxide particles, the catalyst component can be loaded with high dispersibility by coexisting with the amino alcohol, and as a result, a higher loading than the conventional one can be obtained. Catalyst performance can be obtained. In addition, by supporting and coexisting titanium ions as a carrier component simultaneously with the catalyst component, the catalyst component to oxide particles having a high specific surface area other than titanium oxide,
By supporting a carrier component, it is possible to dramatically improve catalyst performance.

───────────────────────────────────────────────────── 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 37/08 B01D 53/36 G (72)発明者 難波 政雄 岡山県玉野市玉3丁目1番1号 三井造船 株式会社玉野事業所内 (72)発明者 神田 伸靖 千葉県市原市八幡海岸通1番地 三井造船 株式会社千葉事業所内 Fターム(参考) 4D048 AA11 AB03 BA03Y BA06X BA07X BA23X BA41X BB02 BB05 4G069 AA01 AA03 AA08 BA01A BA02A BA02B BA04A BA04B BA21C BB04A BB04B BC54B CA04 CA10 CA19 DA06 EA01Y EA06 EA19 EB18X EB18Y EC03Y EC10X EC10Y FA02 FB04 FB06 FB34 FB67 FC04──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court ゛ (Reference) B01J 37/08 B01D 53/36 G (72) Inventor Masao Namba 3-1-1 Tamama, Tamano-shi, Okayama Prefecture Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Tamano Works Co., Ltd. BA02A BA02B BA04A BA04B BA21C BB04A BB04B BC54B CA04 CA10 CA19 DA06 EA01Y EA06 EA19 EB18X EB18Y EC03Y EC10X EC10Y FA02 FB04 FB06 FB34 FB67 FC04

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸化チタン粒子に触媒活性成分を担持さ
せる、有機塩素化化合物含有ガスの浄化触媒の製造方法
において、前記触媒活性成分の担持の際にアミノアルコ
ールを共存させることを特徴とする有機塩素化化合物含
有ガスの浄化触媒の製造方法。
1. A method for producing a catalyst for purifying an organic chlorinated compound-containing gas, wherein a catalytically active component is supported on titanium oxide particles, wherein an amino alcohol is coexistent when the catalytically active component is supported. A method for producing a catalyst for purifying a chlorinated compound-containing gas.
【請求項2】 前記アミノアルコールに加えてチタンイ
オンを共存させることを特徴とする請求項1記載の方
法。
2. The method according to claim 1, wherein a titanium ion is present in addition to the amino alcohol.
【請求項3】 前記酸化チタン粒子に加えてアルミナ、
シリカおよびこれらの複合酸化物から選ばれた1種以上
の粒子を用いることを特徴とする請求項1または2記載
の方法。
3. In addition to the titanium oxide particles, alumina
3. The method according to claim 1, wherein one or more particles selected from silica and a composite oxide thereof are used.
【請求項4】 得られた触媒の孔径分布のピークが少な
くとも3つあり、第1のピークが300nm〜450n
mの範囲、第2のピークが50nm〜100nmの範
囲、および第3のピークが30nm以下の範囲にあるこ
とを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の方
法。
4. The obtained catalyst has at least three peaks in the pore size distribution, and the first peak has a peak of 300 nm to 450 nm.
4. The method according to claim 1, wherein the range of m, the second peak is in the range of 50 nm to 100 nm, and the third peak is in the range of 30 nm or less.
【請求項5】 チタニア原料として粒径が5nm〜60
0nmのチタニア粒子を作製し、これに触媒の目標とす
る孔径以上の粒径を有する熱分解性物質を多孔化剤とし
て混練、焼成して、前記孔径分布の第1のピークを形成
し、その他の孔径の細孔は前記チタニア粒子間のすき間
として形成するとともに、前記触媒作製時のいずれかの
段階でアミノアルコールの共存下に触媒活性成分を添加
することを特徴とする有機塩素化化合物を含むガスの浄
化触媒の製造方法。
5. A material having a particle size of 5 nm to 60 as a titania raw material.
A titania particle of 0 nm is prepared, and a thermally decomposable substance having a particle size equal to or larger than a target pore size of the catalyst is kneaded as a porosifying agent, followed by firing to form a first peak of the pore size distribution. A pore having a pore diameter of not less than an organic chlorinated compound, which is formed as a gap between the titania particles and is characterized by adding a catalytically active component in the presence of an amino alcohol at any stage during the preparation of the catalyst. A method for producing a gas purification catalyst.
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