JP2003135960A - Shift catalyst - Google Patents

Shift catalyst

Info

Publication number
JP2003135960A
JP2003135960A JP2001339589A JP2001339589A JP2003135960A JP 2003135960 A JP2003135960 A JP 2003135960A JP 2001339589 A JP2001339589 A JP 2001339589A JP 2001339589 A JP2001339589 A JP 2001339589A JP 2003135960 A JP2003135960 A JP 2003135960A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
water vapor
shift
substance
active species
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001339589A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Takahashi
宏明 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2001339589A priority Critical patent/JP2003135960A/en
Publication of JP2003135960A publication Critical patent/JP2003135960A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique to improve the activity of a shift reaction. SOLUTION: Following shift catalyst is used. The shift catalyst has a catalytic substance consisting of an active seed having the activity to promote the shift reaction and an auxiliary component having a function to hold the active seed, and further has a water vapor adsorbing substance which can adsorb water vapor. By using the above shift catalyst, water vapor in the gas supplied to the shift reaction is withdrawn to the water vapor adsorbing substance to increase the concentration of water vapor near the active seed, which further promotes the shift reaction. Thus, the activity of the shift reaction can be improved.

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】この発明は、水と一酸化炭素
から水素と二酸化炭素を生成するシフト反応を促進する
活性を有するシフト触媒、およびその製造方法に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a shift catalyst having an activity of promoting a shift reaction of producing hydrogen and carbon dioxide from water and carbon monoxide, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このようなシフト触媒は、例え
ば、燃料電池に供給する燃料ガス中の一酸化炭素濃度を
低減するために用いられてきた。燃料電池に供給する燃
料ガスを生成するための方法として、炭化水素やアルコ
ールなどの原燃料を改質して水素リッチガスと成す方法
が知られているが、改質反応によって生成される水素リ
ッチガスは、通常は、所定量の一酸化炭素を含有してい
る。一酸化炭素は、燃料電池の電極触媒を被毒する性質
を有しているため、上記水素リッチガスを燃料ガスとし
て燃料電池に供給する際には、シフト触媒などを利用し
て水素リッチガス中の一酸化炭素濃度の低減が図られて
きた。以下に、(1)式として、シフト触媒によって促
進されるシフト反応を表わす式を示す。
2. Description of the Related Art Conventionally, such a shift catalyst has been used, for example, to reduce the concentration of carbon monoxide in the fuel gas supplied to the fuel cell. As a method for generating a fuel gas to be supplied to a fuel cell, there is known a method of reforming a raw fuel such as hydrocarbon or alcohol to make a hydrogen-rich gas. However, the hydrogen-rich gas generated by the reforming reaction is It usually contains a certain amount of carbon monoxide. Since carbon monoxide has a property of poisoning an electrode catalyst of a fuel cell, when supplying the hydrogen-rich gas as a fuel gas to the fuel cell, a carbon monoxide is used to shift the amount of hydrogen in the hydrogen-rich gas using a shift catalyst or the like. The concentration of carbon oxide has been reduced. The formula (1) below represents a shift reaction promoted by the shift catalyst.

【0003】 CO+H2O → CO2+H2+40.5(kJ/mol) …(1)CO + H 2 O → CO 2 + H 2 +40.5 (kJ / mol) (1)

【0004】シフト触媒としては、Cu/Zn系触媒、
Cu/Zn/Al系触媒、Cu/Cr系触媒等のCu系
触媒や、白金等の貴金属を備える貴金属触媒が知られて
いる。例えば、特開平2−174936号公報には、炭
酸バリウムを含むCu/Zn/Al系触媒が開示されて
いる。
As the shift catalyst, a Cu / Zn type catalyst,
Known are Cu-based catalysts such as Cu / Zn / Al-based catalysts and Cu / Cr-based catalysts, and precious metal catalysts including precious metals such as platinum. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-174936 discloses a Cu / Zn / Al-based catalyst containing barium carbonate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】燃料電池として、固体
高分子型燃料電池を用いる場合には、燃料電池に供給す
る燃料ガス中の一酸化炭素濃度は通常は数ppm以下に
することが要求され、燃料ガス中の一酸化炭素濃度はよ
り低く抑えることが望ましい。また、燃料電池を電気自
動車の駆動用電源として用いる場合には、燃料電池シス
テムを搭載可能なスペースに制限があるため、シフト触
媒を備えるシフト部などの、燃料電池システムを構成す
る各部がより小型化されることが望まれる。したがっ
て、これらの要求を満たすために、シフト反応を促進す
る活性がより高いシフト触媒が望まれていた。
When a polymer electrolyte fuel cell is used as the fuel cell, the carbon monoxide concentration in the fuel gas supplied to the fuel cell is usually required to be several ppm or less. It is desirable to keep the carbon monoxide concentration in the fuel gas low. Further, when the fuel cell is used as a power source for driving an electric vehicle, the space in which the fuel cell system can be mounted is limited. Is desired. Therefore, in order to meet these requirements, a shift catalyst having a higher activity of promoting the shift reaction has been desired.

【0006】本発明は、上述した従来の課題を解決する
ためになされたものであり、シフト反応の活性を向上さ
せる技術を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a technique for improving the activity of shift reaction.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記目的を達成するために、本発明は、水と一酸化炭素か
ら水素と二酸化炭素を生成するシフト反応を促進する活
性を有するシフト触媒であって、前記シフト反応を促進
する活性を有する活性種を含有する触媒物質と、水蒸気
を吸着可能な水蒸気吸着性物質とを備えることを要旨と
する。
Means for Solving the Problem and Its Action / Effect To achieve the above object, the present invention provides a shift catalyst having an activity of promoting a shift reaction of producing hydrogen and carbon dioxide from water and carbon monoxide. The gist is to provide a catalyst substance containing an active species having an activity of promoting the shift reaction and a water vapor adsorbing substance capable of adsorbing water vapor.

【0008】このように、活性種を含有する触媒物質
と、水蒸気を吸着可能な水蒸気吸着性物質とを備えるこ
とにより、シフト反応に供されるガス中の水蒸気が水蒸
気吸着性物質に引き寄せられ、水蒸気吸着性物質の近傍
に存在する活性種の周囲における水蒸気濃度が高まり、
シフト反応がより促進される。そのため、シフト触媒の
触媒活性を向上させることができる。
As described above, by providing the catalytic substance containing the active species and the water vapor adsorbing substance capable of adsorbing water vapor, the water vapor in the gas subjected to the shift reaction is attracted to the water vapor adsorbing substance, The water vapor concentration around the active species existing near the water vapor adsorbing substance increases,
The shift reaction is further promoted. Therefore, the catalytic activity of the shift catalyst can be improved.

【0009】本発明のシフト触媒において、前記触媒物
質は、前記活性種として働く貴金属と、これを担持する
酸化物を含有することとしても良い。
In the shift catalyst of the present invention, the catalyst substance may contain a noble metal acting as the active species and an oxide carrying the noble metal.

【0010】このような本発明のシフト触媒において、
前記活性種は、実質的に前記水蒸気吸着性物質上には存
在せず、前記酸化物上に存在することとしても良い。
In such a shift catalyst of the present invention,
The active species may not exist substantially on the water vapor adsorbing substance but may exist on the oxide.

【0011】また、本発明のシフト触媒において、前記
触媒物質は、前記活性種として働く金属を含む複数の成
分の混合物であることとしても良い。なお、ここで、触
媒物質を構成する上記混合物とは、例えば、活性種とし
て働く金属を含む複数の金属の複合化合物(複合酸化物
など)とすることができる。このような複合化合物は、
例えば共沈法により製造することができる。あるいは、
上記混合物は、少なくとも一部において、複数の元素が
均質に分布する状態(固溶体)となっていても良い。ま
た、活性種として働く金属、あるいは金属酸化物などの
化合物と、他の物質との単純な混合物としてもよい。
Further, in the shift catalyst of the present invention, the catalyst substance may be a mixture of a plurality of components containing a metal acting as the active species. Here, the mixture forming the catalyst substance may be, for example, a composite compound (composite oxide or the like) of a plurality of metals containing a metal that acts as an active species. Such complex compounds are
For example, it can be manufactured by a coprecipitation method. Alternatively,
At least a part of the mixture may be in a state (solid solution) in which a plurality of elements are uniformly distributed. Further, it may be a simple mixture of a metal such as an active species or a compound such as a metal oxide, and another substance.

【0012】本発明のシフト触媒において、所定の基材
上に形成され、前記水蒸気吸着性物質を含む第1の層
と、前記第1の層上に形成され、前記触媒物質を含む第
2の層とを有することとしても良い。
In the shift catalyst of the present invention, a first layer formed on a predetermined substrate and containing the water vapor adsorbing substance, and a second layer formed on the first layer and containing the catalyst substance. It is also possible to have a layer.

【0013】なお、本発明は、上記以外の種々の態様で
実現することが可能であり、例えば、シフト触媒を備え
る一酸化炭素低減装置や、この一酸化炭素低減装置を備
える燃料改質装置、あるいは燃料電池システム、また
は、シフト触媒の製造方法等の態様で実現することがで
きる。
The present invention can be implemented in various modes other than those described above, for example, a carbon monoxide reducing device equipped with a shift catalyst, a fuel reforming device equipped with this carbon monoxide reducing device, Alternatively, it can be realized by a fuel cell system, a shift catalyst manufacturing method, or the like.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】A.第1の実施の形態:図1は、
本発明の第1の実施の形態におけるシフト触媒の製造方
法を表わす工程図である。本実施の形態では、まず、活
性種となる物質を保持する機能を有する補助成分と、水
蒸気を吸着可能な水蒸気吸着性物質とを用意する(ステ
ップS100)。ここで、シフト反応を促進する活性を
有する活性種としては、例えば、白金(Pt)、パラジ
ウム(Pd)、ロジウム(Rh)、ルテニウム(R
u)、イリジウム(Ir)のうちの少なくとも1種類を
含む貴金属を用いることができる。特に、活性種である
貴金属として白金を用いる場合には、より高い活性を示
す触媒を製造することができるため好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A. First Embodiment: FIG.
FIG. 5 is a process diagram illustrating a method of manufacturing a shift catalyst according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, first, an auxiliary component having a function of holding a substance to be an active species and a water vapor adsorbing substance capable of adsorbing water vapor are prepared (step S100). Here, as the active species having the activity of promoting the shift reaction, for example, platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), ruthenium (R
A noble metal containing at least one of u) and iridium (Ir) can be used. Particularly, when platinum is used as a noble metal which is an active species, it is preferable because a catalyst having higher activity can be produced.

【0015】ステップS100において用意する補助成
分は、活性種として上記のような貴金属を用いる場合に
は、チタニアや、ジルコニア、酸化セリウム、酸化ケイ
素、アルミナなどの酸化物を用いることができる。これ
らの酸化物を補助成分として用いると、これらの酸化物
は、単に活性種となる物質を保持する機能を有するだけ
でなく、シフト反応に影響を与えて触媒活性を高める効
果を示す。このような補助成分として用いる酸化物とし
ては、特にチタニアが優れており、シフト触媒の活性を
より向上させることが可能となる。
As the auxiliary component prepared in step S100, when the above-mentioned noble metal is used as the active species, titania, zirconia, cerium oxide, silicon oxide, alumina or other oxide can be used. When these oxides are used as an auxiliary component, these oxides not only have the function of retaining a substance that becomes an active species, but also exert the effect of affecting the shift reaction and increasing the catalytic activity. As an oxide used as such an auxiliary component, titania is particularly excellent, and it becomes possible to further improve the activity of the shift catalyst.

【0016】水蒸気吸着性物質とは、シフト反応が進行
する際に水蒸気を引き寄せる働きを有するもののことで
あり、例えばゼオライトを用いることができる。ゼオラ
イトは、三次元網目構造を有し、この網目構造が形成す
る空孔の大きさの異なる種々のものが知られている。例
えばZSM−5、ゼオライトβ、モルデナイト、フェリ
エライト等がある。このようなゼオライトとしては、天
然ゼオライトの他、石炭灰などから人工的に合成した合
成ゼオライトを用いることとしても良い。なお、ステッ
プS100で用意する補助成分および水蒸気吸着性物質
は、粉体状のように、容易に混合可能な形状とすること
が望ましい。
The water vapor adsorbing substance is one having a function of attracting water vapor when the shift reaction proceeds, and for example, zeolite can be used. Zeolite has a three-dimensional network structure, and various zeolites having different pore sizes formed by this network structure are known. For example, there are ZSM-5, zeolite β, mordenite, ferrierite and the like. As such a zeolite, not only natural zeolite but also synthetic zeolite artificially synthesized from coal ash may be used. It is desirable that the auxiliary component and the water vapor adsorbing substance prepared in step S100 have a shape such that they can be easily mixed, such as powder.

【0017】次に、ステップS100で用意した補助成
分と水蒸気吸着性物質とを混合し(ステップS11
0)、得られた混合物を、活性種を含有する活性種溶液
中に浸漬する(ステップ120)。活性種として既述し
たような貴金属を用いる場合には、ステップS120で
用いる活性種溶液としては、その貴金属塩の溶液を用い
ればよい。貴金属塩溶液としては、硝酸塩溶液などの水
溶性の溶液を用いることができる。次に、活性種溶液に
浸漬している混合物を加熱・乾燥して(ステップS13
0)、活性種溶液の水分を蒸発させる。その後さらにこ
れを焼成し(ステップS140)、蒸発乾固によって、
補助成分および水蒸気吸着性物質上に活性種を担持させ
る処理を行なう。
Next, the auxiliary component prepared in step S100 and the water vapor adsorbing substance are mixed (step S11).
0), the resulting mixture is immersed in an active species solution containing active species (step 120). When the noble metal as described above is used as the active species, the solution of the noble metal salt may be used as the active species solution used in step S120. A water-soluble solution such as a nitrate solution can be used as the noble metal salt solution. Next, the mixture immersed in the active species solution is heated and dried (step S13).
0), evaporating the water content of the active species solution. After that, it is further fired (step S140) and evaporated to dryness,
A treatment for supporting the active species on the auxiliary component and the water vapor adsorbing substance is performed.

【0018】ステップS140の焼成の工程の後、所定
の形状に成形して(ステップS150)、シフト触媒を
完成する。シフト触媒の形状としては、例えばペレット
状とすることができる。ペレット状に成形する方法とし
ては、ステップS140で得られる焼成物を圧縮し、さ
らにこれを粉砕する方法がある。
After the firing step of step S140, the shift catalyst is completed by forming it into a predetermined shape (step S150). The shift catalyst may have a pellet shape, for example. As a method of forming into pellets, there is a method of compressing the fired product obtained in step S140 and further crushing this.

【0019】このように、シフト反応を促進する活性を
有する活性種およびこれを保持する機能を有する補助成
分から成る触媒物質と、水蒸気を吸着可能な水蒸気吸着
性物質とを備えることにより、より触媒活性の高いシフ
ト触媒とすることができる。図1に示した製造工程に従
って製造したシフト触媒の様子を、図2に模式的に示
す。このシフト触媒では、補助成分と水蒸気吸着性物質
との両方の表面に、触媒種が担持されている。ゼオライ
トなどの水蒸気吸着性物質は、シフト反応を行なう際
に、ガス中の水蒸気を引き寄せる性質を有する。このよ
うに水蒸気吸着性物質に水蒸気が引き寄せられると、水
蒸気吸着性物質の近傍に存在する活性種の周囲における
水蒸気濃度が高まる。シフト反応は、(1)式に示した
ように、一酸化炭素と水とを反応させるものであるた
め、活性種の周囲で水蒸気濃度が高まることによって、
シフト反応が促進されると考えられる。
As described above, by providing the catalytic substance composed of the active species having the activity of promoting the shift reaction and the auxiliary component having the function of holding the active species, and the water vapor adsorbing substance capable of adsorbing the water vapor, it is possible to further improve the catalyst. It can be a highly active shift catalyst. A state of the shift catalyst manufactured according to the manufacturing process shown in FIG. 1 is schematically shown in FIG. In this shift catalyst, catalytic species are carried on the surfaces of both the auxiliary component and the water vapor adsorbing substance. A water vapor adsorbing substance such as zeolite has a property of attracting water vapor in a gas when performing a shift reaction. When water vapor is attracted to the water vapor adsorbing substance, the water vapor concentration around the active species existing in the vicinity of the water vapor adsorbing substance increases. As shown in the equation (1), the shift reaction is a reaction between carbon monoxide and water. Therefore, by increasing the water vapor concentration around the active species,
It is considered that the shift reaction is promoted.

【0020】特に、水蒸気吸着性物質としてゼオライト
を用いる場合には、シフト反応が進行する際に一時的に
水蒸気不足となるのを防止し、シフト反応の活性を維持
することができるという効果も得られると考えられる。
ゼオライトは、アルミニウムとケイ素と酸素原子が形成
する三次元網目構造の空孔内に水蒸気(水分子)を吸着
して、結晶水として保持することができ、周囲のガスの
圧力や、ガス中の水蒸気分圧、あるいは温度などに応じ
て、水蒸気を吸着したり放出したりする。ゼオライトが
水蒸気を吸着する吸着力は、一般的な物理吸着に比べて
強く、効果的に水蒸気を保持することができると共に、
シフト反応が進行する所定の高温下では、水蒸気分圧の
低下と共に応答性良く水蒸気を放出することができる。
そのため、シフト反応に供されるガス中の水蒸気分圧
が、ゼオライトにおける水蒸気の吸着・放出状態が平衡
状態となるときの周囲の水蒸気分圧よりも低いときに
は、ゼオライトは水蒸気を放出し、この水蒸気を利用し
て前記シフト反応を進行させることが可能となる。した
がって、シフト反応に供される水蒸気量が不足する場合
に、水蒸気の不足に起因してシフト反応の活性が低下し
てしまうのを抑えることができる。これにより、シフト
反応の活性を充分に高く維持することが可能となる。
In particular, when zeolite is used as the water vapor adsorbing substance, it is possible to obtain an effect that it is possible to prevent a shortage of water vapor when the shift reaction proceeds and to maintain the activity of the shift reaction. It is thought to be done.
Zeolite can adsorb water vapor (water molecules) in the pores of a three-dimensional network structure formed by aluminum, silicon, and oxygen atoms, and retain it as water of crystallization. It adsorbs or releases water vapor depending on the water vapor partial pressure or temperature. Zeolite has a strong adsorptive power for adsorbing water vapor, compared with general physical adsorption, and can effectively retain water vapor,
At a predetermined high temperature at which the shift reaction proceeds, it is possible to release the water vapor with good response as the water vapor partial pressure decreases.
Therefore, when the partial pressure of water vapor in the gas used for the shift reaction is lower than the surrounding partial pressure of water vapor when the adsorption / release state of water vapor in the zeolite is in an equilibrium state, the zeolite releases water vapor, and this water vapor It is possible to proceed the shift reaction by utilizing Therefore, when the amount of water vapor used for the shift reaction is insufficient, it is possible to prevent the activity of the shift reaction from decreasing due to the insufficient amount of water vapor. This makes it possible to keep the activity of the shift reaction sufficiently high.

【0021】ここで、補助成分と水蒸気吸着性物質との
混合物上に活性種を担持させる方法としては、上記した
蒸発乾固(含浸法)の他、イオン交換法など、異なる方
法を用いることとしても良い。
Here, as a method for supporting the active species on the mixture of the auxiliary component and the water vapor adsorbing substance, different methods such as an ion exchange method other than the above-mentioned evaporation to dryness (impregnation method) are used. Is also good.

【0022】なお、上記した第1の実施の形態において
は、例えば粉体状である補助成分と水蒸気吸着性物質と
の混合物に対して活性種の担持を行ない、その後ペレッ
ト状などに成形することとしたが、担持に先立って成形
を行なうこととしても良い。すなわち、補助成分と水蒸
気吸着性物質とを混合して、これをペレット状に成形す
る処理を先に行ない、その後に、ペレットを既述した活
性種溶液に浸漬して、活性種の担持を行なうこととして
も良い。
In the first embodiment described above, the active species are supported on the mixture of the powdery auxiliary component and the water vapor adsorbing substance, and then the mixture is molded into pellets or the like. However, the molding may be performed before the supporting. That is, the auxiliary component and the water vapor adsorbing substance are mixed, and a process of forming this into a pellet shape is performed first, and thereafter, the pellet is immersed in the active species solution described above to carry the active species. Good as a matter.

【0023】B.第2の実施の形態:上記第1の実施の
形態では、補助成分上に活性種を担持させることとした
が、活性種を保持する機能を有する成分と活性種とが混
合された状態で存在するシフト触媒において本発明を適
用することもできる。図3は、本発明の第2の実施の形
態におけるシフト触媒の製造方法を表わす工程図であ
る。本実施の形態では、まず、活性種となる物質を含有
する触媒物質を用意する(ステップS200)。このス
テップS200で用意する触媒物質としては、活性種と
して働く金属を含む複数の成分の混合物を用いる。例え
ば、銅−亜鉛触媒(Cu−Zn触媒)のような銅系触媒
を用いることができる。Cu−Zn触媒は、周知の共沈
法により、酸化銅および酸化亜鉛を共沈させることによ
って製造することができる。Cu−Zn触媒において
は、銅(Cu)が活性種である。酸化銅を酸化亜鉛と共
に共沈させることで、安定した構造の触媒物質であるC
u−Zn触媒とすることができる。また、活性種である
銅は、このような複数の成分の混合物であるCu−Zn
触媒とすることで、触媒としての構造が安定化されるこ
とに加えて、シフト触媒としての充分な活性を確保する
ことができる。上記ステップS200で用意する触媒物
質において、さらに他の成分が混在していることとして
も良い。例えば上記のように共沈法によりCu−Zn触
媒を製造する場合には、酸化銅および酸化亜鉛と共にア
ルミナを共沈させて、アルミナを混在させることができ
る。また、ステップS200で用意する他の触媒物質と
しては、鉄−クロム触媒(Fe−Cr触媒)を挙げるこ
とができる。Fe−Cr触媒も、上記のように共沈法に
より製造することができる。
B. Second Embodiment: In the first embodiment described above, the active species is carried on the auxiliary component, but the component having a function of retaining the active species and the active species exist in a mixed state. The present invention can also be applied to a shift catalyst that does this. FIG. 3 is a process diagram showing a method of manufacturing a shift catalyst according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, first, a catalyst substance containing a substance to be an active species is prepared (step S200). As the catalyst substance prepared in this step S200, a mixture of a plurality of components containing a metal acting as an active species is used. For example, a copper-based catalyst such as a copper-zinc catalyst (Cu-Zn catalyst) can be used. The Cu-Zn catalyst can be produced by coprecipitating copper oxide and zinc oxide by a well-known coprecipitation method. In the Cu-Zn catalyst, copper (Cu) is the active species. By coprecipitating copper oxide with zinc oxide, C which is a catalyst substance with a stable structure
It can be a u-Zn catalyst. Further, copper, which is an active species, is Cu-Zn which is a mixture of such plural components.
By using the catalyst, not only the structure as the catalyst is stabilized but also sufficient activity as the shift catalyst can be secured. Other components may be mixed in the catalyst substance prepared in step S200. For example, when a Cu-Zn catalyst is produced by the coprecipitation method as described above, alumina can be coprecipitated with copper oxide and zinc oxide to allow the alumina to be mixed. Further, as another catalyst substance prepared in step S200, an iron-chromium catalyst (Fe-Cr catalyst) can be cited. The Fe-Cr catalyst can also be produced by the coprecipitation method as described above.

【0024】触媒物質を用意すると、さらに水蒸気吸着
性物質を用意する(ステップS210)。水蒸気吸着性
物質としては、第1の実施の形態と同様に、各種のゼオ
ライトを用いることができる。次に、ステップS200
で用意した触媒物質と、ステップS210で用意した水
蒸気吸着性物質とを、混合する(ステップS220)。
例えば、ステップS200において共沈法で触媒物質を
製造した場合にはこれを粉砕すると共に、ステップS2
10において粉体上の水蒸気吸着性物質を用意して、両
者を混合することとすればよい。さらにこれらを成形し
て(ステップS230)、シフト触媒を完成する。成形
の方法としては、第1の実施の形態と同様に、ステップ
S220で得られた混合物を圧縮後に粉砕し、ペレット
状と成す方法が挙げられる。
When the catalyst substance is prepared, a water vapor adsorbing substance is further prepared (step S210). As the water vapor adsorbing substance, various kinds of zeolite can be used as in the first embodiment. Next, step S200.
The catalyst substance prepared in step S210 and the water vapor adsorbing substance prepared in step S210 are mixed (step S220).
For example, when the catalyst substance is manufactured by the coprecipitation method in step S200, the catalyst substance is crushed, and the step S2
In Step 10, the water vapor adsorbing substance on the powder may be prepared and the two may be mixed. Further, these are molded (step S230) to complete the shift catalyst. As a molding method, as in the first embodiment, a method of crushing the mixture obtained in step S220 and then crushing it into pellets can be mentioned.

【0025】このような第2の実施の形態に基づくこと
で、第1の実施の形態によるシフト触媒と同様の効果を
有するシフト触媒を得ることができる。
Based on the second embodiment as described above, a shift catalyst having the same effect as the shift catalyst according to the first embodiment can be obtained.

【0026】C.第3の実施の形態:第1の実施の形態
では、補助成分と水蒸気吸着性物質との混合物上に活性
種を担持させたが、補助成分上だけに活性種を担持させ
ることとしても良い。図4は、本発明の第3の実施の形
態におけるシフト触媒の製造方法を表わす工程図であ
る。本実施の形態では、まず、補助成分を用意する(ス
テップS300)。ここで用意する補助成分としては、
第1の実施の形態と同様の酸化物を用いることができ
る。次に、この補助成分を、図1のステップS120と
同様に、活性種を含有する溶液中に浸漬させる(ステッ
プS310)。さらにこれらを加熱・乾燥させると共に
(ステップS320)、焼成を行ない(ステップS33
0)、補助成分上に活性種を担持させた触媒物質を得
る。
C. Third Embodiment: In the first embodiment, the active species are supported on the mixture of the auxiliary component and the water vapor adsorbing substance, but the active species may be supported only on the auxiliary component. FIG. 4 is a process diagram showing a method of manufacturing a shift catalyst according to the third embodiment of the present invention. In the present embodiment, first, an auxiliary component is prepared (step S300). As the auxiliary ingredients prepared here,
The same oxide as that of the first embodiment can be used. Next, this auxiliary component is immersed in a solution containing an active species, as in step S120 of FIG. 1 (step S310). Further, these are heated and dried (step S320) and baked (step S33).
0), a catalytic material having active species supported on auxiliary components is obtained.

【0027】次に、既述した実施の形態と同様の水蒸気
吸着性物質を用意する(ステップS340)。そして、
この水蒸気吸着性物質と、ステップS330で得られた
触媒物質とを混合する(ステップS350)。さらに、
このような混合物を、既述した実施の形態と同様に成形
して(ステップS360)、シフト触媒を完成する。
Next, a water vapor adsorbing substance similar to that of the above-described embodiment is prepared (step S340). And
This water vapor adsorbing substance is mixed with the catalyst substance obtained in step S330 (step S350). further,
Such a mixture is molded in the same manner as the above-described embodiment (step S360) to complete the shift catalyst.

【0028】このような第3の実施の形態に基づくシフ
ト触媒によれば、活性種は、補助成分にのみ担持され
て、水蒸気吸着性物質には担持されない。図4に示した
製造工程に従って製造したシフト触媒の様子を、図5に
模式的に示す。このような触媒を用いてシフト反応を行
なうと、ガス中の水蒸気は水蒸気吸着性物質に引き寄せ
られるため、その近傍に存在する補助成分上の活性種の
周囲における水蒸気濃度が高まり、これによってシフト
反応が促進されると考えられる。さらに、活性種として
既述した貴金属を用い、補助成分として既述した酸化物
を用いる場合には、活性種が、シフト反応を促進する活
性を高める補助成分上だけに担持させることになるた
め、シフト反応の触媒性能をさらに高めることができ
る。
According to the shift catalyst according to the third embodiment, the active species are supported only on the auxiliary component and not on the water vapor adsorbing substance. A state of the shift catalyst manufactured according to the manufacturing process shown in FIG. 4 is schematically shown in FIG. When the shift reaction is carried out using such a catalyst, the water vapor in the gas is attracted to the water vapor adsorbing substance, so that the water vapor concentration around the active species on the auxiliary component existing in the vicinity thereof is increased, which causes the shift reaction. Would be promoted. Furthermore, when the above-mentioned noble metal is used as the active species and the above-mentioned oxide is used as the auxiliary component, the active species is supported only on the auxiliary component that enhances the activity of promoting the shift reaction. The catalytic performance of the shift reaction can be further enhanced.

【0029】D.第4の実施の形態:上記した実施の形
態では、シフト触媒を成形する際にペレット状と成す構
成を例示したが、異なる形状のシフト触媒とすることも
可能である。図6は、本発明の第4の実施の形態におけ
るシフト触媒の製造方法を表わす工程図である。本実施
の形態では、まず、水蒸気吸着性物質のスラリを用意す
る(ステップS400)。水蒸気吸着性物質としては、
既述したように各種のゼオライトを用いることができ、
粉末状の水蒸気吸着性物質に対して所定のバインダを加
えることによってスラリを製造する。バインダとして酸
化物ゾルを用いるならば、シフト触媒における耐熱性を
充分に確保することができて好ましい。
D. Fourth Embodiment: In the above-described embodiments, a configuration in which the shift catalyst is formed into a pellet shape when molded is described, but it is also possible to use a shift catalyst having a different shape. FIG. 6 is a process diagram showing a method of manufacturing a shift catalyst according to the fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, first, a slurry of a water vapor adsorbing substance is prepared (step S400). As the water vapor adsorbing substance,
As mentioned above, various zeolites can be used,
The slurry is manufactured by adding a predetermined binder to the powdery water vapor adsorbing substance. It is preferable to use an oxide sol as the binder, because the heat resistance of the shift catalyst can be sufficiently ensured.

【0030】次に、この水蒸気吸着性物質スラリによっ
て、ハニカムの表面をコートする(ステップS41
0)。触媒を担持する基板として用いるハニカムとして
は、コージェライト等のセラミックス製のモノリスを用
いることとしても良いし、ステンレス鋼などの金属製の
ハニカムチューブを用いることとしても良い。水蒸気吸
着性物質スラリでコートしたハニカムは、さらに乾燥・
焼成の工程に供する(ステップS420)。
Next, the surface of the honeycomb is coated with this water vapor adsorbing substance slurry (step S41).
0). As the honeycomb used as the substrate for supporting the catalyst, a ceramic monolith such as cordierite may be used, or a metal honeycomb tube such as stainless steel may be used. The honeycomb coated with a slurry of water vapor adsorbent is dried and
It is subjected to the firing process (step S420).

【0031】次に、活性種を含有する触媒物質のスラリ
を用意する(ステップS430)。触媒物質は、例え
ば、活性種として貴金属を、補助成分として既述した酸
化物を用いる場合には、酸化物粉末を貴金属溶液中に浸
漬して乾燥・焼成を行ない、蒸発乾固やイオン交換を行
なうことで製造することができる。あるいは、第2の実
施の形態のステップS200で示したように、Cu−Z
n触媒やFe−Cr触媒を共沈法などにより製造するこ
ととしても良い。このような触媒物質を粉砕して、酸化
物ゾルなどのバインダを加えることで、触媒物質スラリ
を得ることができる。次に、このスラリによって、ステ
ップS420で乾燥・焼成させたハニカムの表面をコー
トすると共に(ステップS440)、コートしたハニカ
ムをさらに乾燥・焼成し(ステップS450)、シフト
触媒を完成する。これによって、水蒸気吸着性物質を備
える下層と、この下層を覆って形成され、触媒物質を備
える上層と、を有するシフト触媒が得られる。
Next, a slurry of catalytic material containing active species is prepared (step S430). For example, when a precious metal is used as the active species and the above-mentioned oxide is used as the auxiliary component, the catalyst substance is immersed in the precious metal solution for drying and firing to evaporate to dryness and ion exchange. It can be manufactured by carrying out. Alternatively, as shown in step S200 of the second embodiment, Cu-Z
The n catalyst and the Fe-Cr catalyst may be produced by a coprecipitation method or the like. By crushing such a catalyst substance and adding a binder such as an oxide sol, a catalyst substance slurry can be obtained. Next, the surface of the honeycomb dried and fired in step S420 is coated with this slurry (step S440), and the coated honeycomb is further dried and fired (step S450) to complete the shift catalyst. As a result, a shift catalyst having a lower layer provided with the water vapor adsorbing substance and an upper layer formed covering the lower layer and provided with the catalytic substance is obtained.

【0032】このような第4の実施の形態に基づくシフ
ト触媒では、ハニカム上において、ハニカム側(触媒を
担持する基板側)には水蒸気吸着性物質から成る水蒸気
吸着性物質層を、表面側には活性種を含有する触媒物質
層を有している。図6に示した製造工程に従って製造し
たシフト触媒の様子を、図7(A)に模式的に示す。こ
のような触媒を用いてシフト反応を行なうと、ガス中の
水蒸気は水蒸気吸着性物質層に引き寄せられ、引き寄せ
られた水蒸気は、水蒸気吸着性物質層上に形成される触
媒物質層中の活性種上で進行するシフト反応に供され
る。このように、活性種上への水蒸気の供給が促進され
ることによって、シフト反応が促進されると考えられ
る。
In the shift catalyst according to the fourth embodiment as described above, on the honeycomb, a water vapor adsorbing substance layer made of a water vapor adsorbing substance is formed on the honeycomb side (the substrate side supporting the catalyst) on the surface side. Has a layer of catalytic material containing active species. The state of the shift catalyst manufactured according to the manufacturing process shown in FIG. 6 is schematically shown in FIG. When the shift reaction is carried out using such a catalyst, the water vapor in the gas is attracted to the water vapor adsorbing substance layer, and the attracted water vapor is the active species in the catalyst substance layer formed on the water vapor adsorbing substance layer. Subjected to the shift reaction that proceeds above. Thus, it is considered that the shift reaction is promoted by promoting the supply of water vapor onto the active species.

【0033】さらに、本実施の形態では、シフト反応の
場である触媒物質層が表面側(上層)に形成されるた
め、ガス中の一酸化炭素が活性種上で進行するシフト反
応に供されたり、シフト反応で生じた水素および二酸化
炭素がガス中に放出されるのを、水蒸気吸着性物質層が
妨げることがない。これによって、触媒性能をさらに向
上させることができる。
Further, in the present embodiment, since the catalyst substance layer, which is the field of the shift reaction, is formed on the surface side (upper layer), carbon monoxide in the gas is used for the shift reaction which proceeds on the active species. In addition, the water vapor adsorbing substance layer does not prevent the release of hydrogen and carbon dioxide generated by the shift reaction into the gas. This can further improve the catalyst performance.

【0034】このように、第4の実施の形態におけるシ
フト触媒は、活性種を含有する触媒物質スラリを、水蒸
気吸着性物質とは別に予め用意することで、シフト反応
時に、活性種に対するガスの給排が水蒸気吸着性物質に
よって妨げられるのを防止している。これに対して、活
性種の一部を水蒸気吸着性物質上に担持させても、水蒸
気吸着性物質を用いることにより触媒活性を向上させる
効果を得ることができる。例えば、活性種として貴金属
を用い、補助成分として既述した酸化物を用いる場合
に、ハニカム上に、下層として水蒸気吸着性物質層を形
成し、上層として補助成分層を形成する。このようなハ
ニカムを貴金属溶液中に浸漬させて、ハニカム上に活性
種を担持させることとしても良い。このような場合に
も、活性種である貴金属は、主として補助成分である酸
化物上に担持される。
As described above, in the shift catalyst according to the fourth embodiment, the catalyst substance slurry containing the active species is prepared separately from the water vapor adsorbing substance, so that the gas for the active species is not generated during the shift reaction. The supply and discharge are prevented from being hindered by the water vapor adsorbing substance. On the other hand, even if a part of the active species is carried on the water vapor adsorbing substance, the effect of improving the catalytic activity can be obtained by using the water vapor adsorbing substance. For example, when a noble metal is used as the active species and the above-mentioned oxide is used as the auxiliary component, the water vapor adsorbing substance layer is formed as the lower layer and the auxiliary component layer is formed as the upper layer on the honeycomb. Such a honeycomb may be dipped in a noble metal solution to support the active species on the honeycomb. Even in such a case, the noble metal which is the active species is mainly supported on the oxide which is the auxiliary component.

【0035】あるいは、ハニカム上に、水蒸気吸着性物
質と補助成分と活性種とが混在する層を形成する場合に
も、水蒸気吸着性物質を備えることによって触媒性能を
向上させる効果は得られる。水蒸気吸着性物質と補助成
分と活性種とが混在する層を備える触媒の例を、図7
(B)に示す。このようなシフト触媒を製造する場合に
は、例えば、図6のステップS400に代えて、活性種
を含有する触媒物質と水蒸気吸着性物質との混合物のス
ラリを製造することとすればよい。このスラリでハニカ
ム上をコートして乾燥・焼成を行なうことで、活性種と
水蒸気吸着性物質と補助成分とが混在する層を備えるハ
ニカム状のシフト触媒を製造することができる。
Alternatively, when a layer in which the water vapor adsorbing substance, the auxiliary component and the active species are mixed is formed on the honeycomb, the effect of improving the catalyst performance can be obtained by providing the water vapor adsorbing substance. An example of a catalyst having a layer in which a water vapor adsorbing substance, an auxiliary component, and an active species are mixed is shown in FIG.
It shows in (B). When manufacturing such a shift catalyst, for example, instead of step S400 of FIG. 6, a slurry of a mixture of a catalyst substance containing an active species and a water vapor adsorbing substance may be produced. By coating a honeycomb with this slurry and performing drying and firing, it is possible to manufacture a honeycomb-shaped shift catalyst including a layer in which active species, a water vapor adsorbing substance, and an auxiliary component are mixed.

【0036】上記した各実施の形態において、水蒸気吸
着性物質の割合は、種々の値を選択することができる。
例えば、第1の実施の形態のステップS110において
は、補助成分と、これと等量の水蒸気吸着性物質とを混
合して、触媒を製造することができる。あるいは、第2
実施の形態のステップS220や第3の実施の形態のス
テップS350においては、触媒物質と、これと等量の
水蒸気吸着性物質とを混合して、触媒を製造することが
できる。水蒸気吸着性物質が水蒸気を引き寄せることに
よりシフト反応が促進される効果が有意に得られるよう
に、用いる水蒸気吸着性物質の量を定めればよい。
In each of the above-mentioned embodiments, various values can be selected for the ratio of the water vapor adsorbing substance.
For example, in step S110 of the first embodiment, the catalyst can be manufactured by mixing the auxiliary component and the same amount of the water vapor adsorbing substance. Alternatively, the second
In step S220 of the embodiment or step S350 of the third embodiment, the catalyst can be manufactured by mixing the catalyst substance and the same amount of the water vapor adsorbing substance. The amount of the water vapor adsorbing substance to be used may be determined so that the effect of promoting the shift reaction by attracting water vapor by the water vapor adsorbing substance is significantly obtained.

【0037】F.装置の構成:既述した各実施の形態に
示したシフト触媒は、例えば燃料電池システムにおいて
用いることができる。図8は、このようなシフト触媒を
備えるシフト部を有する燃料電池システムの構成を表わ
す説明図である。
F. Device configuration: The shift catalyst shown in each of the above-described embodiments can be used in, for example, a fuel cell system. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the configuration of a fuel cell system having a shift section including such a shift catalyst.

【0038】図8に示す燃料電池システムは、燃料電池
18と、それに供給する燃料ガスを.生成する燃料改質
装置とを備えている。燃料改質装置は、所定の原燃料を
改質することによって水素を生成する装置であり、改質
部10、冷却器12、シフト部14、CO酸化部16を
主な構成要素とする。原燃料としては、天然ガス、ガソ
リンなどの炭化水素、メタノールなどのアルコール、あ
るいはエーテルやアルデヒドなど、改質反応によって水
素を生成可能なものの中から適宜選択すればよい。
The fuel cell system shown in FIG. 8 includes a fuel cell 18 and a fuel gas supplied to the fuel cell 18. And a fuel reformer for generating the fuel. The fuel reforming device is a device that generates hydrogen by reforming a predetermined raw fuel, and has a reforming unit 10, a cooler 12, a shift unit 14, and a CO oxidation unit 16 as main constituent elements. The raw fuel may be appropriately selected from hydrocarbons such as natural gas and gasoline, alcohols such as methanol, ethers and aldehydes, and the like capable of generating hydrogen by a reforming reaction.

【0039】これらの原燃料は、改質部10において、
水蒸気や空気と共に、水蒸気改質反応、あるいは部分酸
化反応と呼ばれる反応に供されて、COを含有する水素
リッチガスを生成する。生成された水素リッチガスは、
シフト部14およびCO酸化部16に供給されて、一酸
化炭素濃度の低減が図られる。ここで、改質部10、シ
フト部14、CO酸化部16は、それぞれ内部で進行す
る反応を促進する触媒を備えており、触媒に応じた反応
温度となるように内部温度が制御される。例えば、上記
原燃料としてガソリンなどを用いる場合には、改質反応
は900℃程度の温度条件で行なわれるが、シフト触媒
が促進するシフト反応は、200〜300℃程度の温度
条件で行なわれる。そのため、図8に示す燃料電池シス
テムでは、改質部10で生成された水素リッチガスは、
シフト部14に供給するのに先立って、冷却器12にお
いて冷却することとしている。
In the reforming section 10, these raw fuels are
Together with steam and air, it is subjected to a reaction called a steam reforming reaction or a partial oxidation reaction to generate a hydrogen-rich gas containing CO. The produced hydrogen-rich gas is
The carbon monoxide concentration is reduced by being supplied to the shift unit 14 and the CO oxidation unit 16. Here, the reforming unit 10, the shift unit 14, and the CO oxidation unit 16 each include a catalyst that promotes a reaction that proceeds inside, and the internal temperature is controlled so that the reaction temperature corresponds to the catalyst. For example, when gasoline or the like is used as the raw fuel, the reforming reaction is carried out at a temperature condition of about 900 ° C., while the shift reaction promoted by the shift catalyst is carried out at a temperature condition of about 200 to 300 ° C. Therefore, in the fuel cell system shown in FIG. 8, the hydrogen-rich gas generated in the reforming section 10 is
Prior to being supplied to the shift unit 14, the cooler 12 cools it.

【0040】シフト部14は、既述した実施の形態のシ
フト触媒を内部に備えており、冷却器12から水素リッ
チガスの供給を受けてシフト反応を進行させ、水素リッ
チガス中の一酸化炭素濃度を低減する。ここで、シフト
部14が備えるシフト触媒は、第1ないし第3の実施の
形態に示すように、ペレット状に形成してシフト部14
内に充填することとしても良いし、第4の実施の形態に
示すようにハニカム上をコーティングした状態でシフト
部14内に収容することとしても良い。
The shift section 14 is internally provided with the shift catalyst of the above-described embodiment, receives hydrogen-rich gas supplied from the cooler 12 to advance the shift reaction, and changes the carbon monoxide concentration in the hydrogen-rich gas. Reduce. Here, the shift catalyst included in the shift portion 14 is formed in a pellet shape as shown in the first to third embodiments, and the shift portion 14 is formed.
It may be filled in the inside or may be housed in the shift portion 14 in a state where the honeycomb is coated as shown in the fourth embodiment.

【0041】シフト部14で一酸化炭素濃度を低減した
水素リッチガスは、CO酸化部16に供給されて、さら
なる一酸化炭素濃度の低減が図られる。CO酸化部16
では、より多く存在する水素に優先して一酸化炭素を酸
化する一酸化炭素選択酸化反応が行なわれる。このよう
にして一酸化炭素濃度が充分に低減された水素リッチガ
スは、燃料ガスとして燃料電池18のアノード側に供給
され、電気化学反応に供される。なお、燃料電池18の
カソード側には、酸化ガスとして空気が供給される。
The hydrogen-rich gas whose carbon monoxide concentration has been reduced by the shift portion 14 is supplied to the CO oxidation portion 16 to further reduce the carbon monoxide concentration. CO oxidation unit 16
In the above, a carbon monoxide selective oxidation reaction in which carbon monoxide is oxidized is preferentially carried out over hydrogen that is present in a larger amount. The hydrogen-rich gas whose carbon monoxide concentration has been sufficiently reduced in this way is supplied as a fuel gas to the anode side of the fuel cell 18 and is subjected to an electrochemical reaction. Air is supplied as an oxidizing gas to the cathode side of the fuel cell 18.

【0042】このような燃料電池システムは、シフト部
14が上記実施の形態のシフト触媒を備えており、水素
リッチガス中の一酸化炭素濃度をより低くすることがで
きる。また、シフト反応を促進する活性が高いことによ
り、シフト部14をより小型化することが可能であっ
て、装置全体をより小さくすることができる。
In such a fuel cell system, the shift section 14 includes the shift catalyst of the above-mentioned embodiment, and the carbon monoxide concentration in the hydrogen rich gas can be further lowered. Further, since the activity of promoting the shift reaction is high, the shift unit 14 can be made smaller, and the entire device can be made smaller.

【0043】[0043]

【実施例】(A)実施例1〜6および比較例1〜3:図
9に示す実施例1〜6の触媒、および比較例1〜3の触
媒を製造し、触媒性能を比較した。なお、実施例1〜6
および比較例1〜3の触媒は、いずれもペレット状に成
形した。
EXAMPLES (A) Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3: The catalysts of Examples 1 to 6 and the catalysts of Comparative Examples 1 to 3 shown in FIG. 9 were produced and their catalytic performances were compared. In addition, Examples 1 to 6
And the catalysts of Comparative Examples 1 to 3 were molded into pellets.

【0044】(A−1)実施例1:実施例1の触媒は、
活性種である白金と補助成分であるチタニア(Ti
2 )とから成る触媒物質を用いた。また、水蒸気吸着
性物質としては、ゼオライトの1種であるZSM−5を
用いた。また、実施例1の触媒は、既述した第1の実施
の形態に示した製造方法(図1)に基づいて製造した。
(A-1) Example 1: The catalyst of Example 1 is
Platinum as an active species and titania (Ti as an auxiliary component)
O 2 ) was used as the catalyst material. As the water vapor adsorbing substance, ZSM-5, which is one type of zeolite, was used. Moreover, the catalyst of Example 1 was manufactured based on the manufacturing method (FIG. 1) described in the first embodiment.

【0045】実施例1の触媒を、図1に示した製造工程
に従って製造する際には、ステップS100では、チタ
ニア粉末10gと、ZSM−5の粉末10gとを用意し
た。ステップS120では、上記2種類の等量の粉末を
混合した混合粉末を、硝酸白金溶液に浸漬した。用いた
硝酸白金溶液は、白金担持量が5重量%となる量の白金
塩を含有している。白金担持量とは、「チタニアの重量
とZSM−5の重量と白金重量との総量」に対する「白
金重量」の割合をいう。硝酸白金溶液が含有する硝酸白
金中の白金量が、白金担持量5重量%となるときの白金
量に等しくなるように調製した硝酸白金溶液に、上記混
合粉末を浸漬する。上記のように調製した硝酸白金溶液
中に混合粉末を浸漬する処理は、室温で攪拌しながら3
時間行なった。
When the catalyst of Example 1 was manufactured according to the manufacturing process shown in FIG. 1, 10 g of titania powder and 10 g of ZSM-5 powder were prepared in step S100. In step S120, the mixed powder obtained by mixing the above two kinds of equal amounts of powder was immersed in a platinum nitrate solution. The platinum nitrate solution used contains an amount of platinum salt such that the amount of supported platinum is 5% by weight. The amount of platinum carried means the ratio of "platinum weight" to "the total amount of the weight of titania, the weight of ZSM-5 and the weight of platinum". The above-mentioned mixed powder is immersed in a platinum nitrate solution prepared so that the platinum amount in platinum nitrate contained in the platinum nitrate solution becomes equal to the platinum amount when the platinum loading amount becomes 5% by weight. The treatment of immersing the mixed powder in the platinum nitrate solution prepared as described above is performed at room temperature with stirring.
I went on time.

【0046】ステップS130では、混合粉末を浸漬し
た硝酸白金溶液を、200℃に加熱して水分を蒸発させ
ると共に、120℃で一晩乾燥を行なった。ステップS
140では、400℃で2時間、焼成を行なった。ステ
ップS150の成形の工程では、ステップS140で焼
成した物を、圧縮後に粉砕し、この粉砕した物をさらに
ふるいにかけて、粒径が1mmから3mmであるペレッ
ト状のシフト触媒を得た。このようにして、白金担持量
が約5重量%であるペレット状の実施例1の触媒を製造
した。実施例1の触媒は、図2に示したように、補助成
分であるチタニアと、水蒸気吸着性物質であるZSM−
5との両方に、活性種である白金を担持した形状となっ
ている。
In step S130, the platinum nitrate solution in which the mixed powder was dipped was heated to 200 ° C. to evaporate the water content and dried at 120 ° C. overnight. Step S
In 140, it baked at 400 degreeC for 2 hours. In the molding step of step S150, the product calcined in step S140 was crushed after compression, and the crushed product was further sieved to obtain a pellet-shaped shift catalyst having a particle diameter of 1 mm to 3 mm. In this way, the catalyst of Example 1 in the form of pellets having a platinum loading of about 5% by weight was produced. As shown in FIG. 2, the catalyst of Example 1 contained titania as an auxiliary component and ZSM- as a water vapor adsorbing substance.
Both of them have a shape in which platinum which is an active species is carried.

【0047】(A−2)実施例2:実施例2の触媒は、
水蒸気吸着性物質として、ZSM−5の代わりにゼオラ
イトβを用いた他は、実施例1の触媒と同じ方法で製造
した。したがって、実施例2の触媒は、図2に示したよ
うに、補助成分であるチタニアと、水蒸気吸着性物質で
あるゼオライトβとの両方に、活性種である白金を担持
した形状となっている。
(A-2) Example 2: The catalyst of Example 2 is
It was produced in the same manner as in the catalyst of Example 1 except that zeolite β was used instead of ZSM-5 as the water vapor adsorbing substance. Therefore, as shown in FIG. 2, the catalyst of Example 2 has a shape in which platinum as an active species is supported on both titania as an auxiliary component and zeolite β as a water vapor adsorbing substance. .

【0048】(A−3)実施例3:実施例3の触媒は、
活性種である白金と補助成分であるチタニアとから成る
触媒物質を用いた。また、水蒸気吸着性物質としては、
ゼオライトの1種であるZSM−5を用いた。また、実
施例3の触媒は、既述した第3の実施の形態に示した製
造方法(図4)に基づいて製造した。
(A-3) Example 3: The catalyst of Example 3 is
A catalytic material consisting of platinum as an active species and titania as an auxiliary component was used. Further, as the water vapor adsorbing substance,
ZSM-5, which is one type of zeolite, was used. Moreover, the catalyst of Example 3 was manufactured based on the manufacturing method (FIG. 4) described in the third embodiment.

【0049】実施例3の触媒を、図4に示した製造工程
に従って製造する際には、ステップS300においてチ
タニア粉末を用意すると共に、ステップS310におい
て、このチタニア粉末を硝酸白金溶液に浸漬した。この
ステップS310においては、用いた硝酸白金溶液は、
白金担持量が10重量%となる量の白金塩を含有してい
る。ここでの白金担持量とは、「チタニアの重量と白金
重量との総量」に対する「白金重量」の割合をいう。ス
テップS310では、このような硝酸白金溶液にチタニ
ア粉末を浸漬して、室温で攪拌しながら3時間処理する
ことで、イオン交換法により、チタニア上に10重量%
の白金を担持させた。
When the catalyst of Example 3 was manufactured according to the manufacturing process shown in FIG. 4, titania powder was prepared in step S300, and this titania powder was immersed in a platinum nitrate solution in step S310. In this step S310, the platinum nitrate solution used is
It contains an amount of platinum salt such that the amount of supported platinum is 10% by weight. Here, the amount of platinum supported means the ratio of “platinum weight” to “total amount of titania weight and platinum weight”. In step S310, the titania powder is immersed in such a platinum nitrate solution and treated for 3 hours with stirring at room temperature, whereby 10% by weight of the titania on the titania is obtained by the ion exchange method.
Supported platinum.

【0050】ステップS320の加熱・乾燥、およびス
テップS330の焼成の処理は、上記ステップS130
およびステップS140と同様に行なった。ステップS
340ではZSM−5の粉末を用意し、ステップS33
0で焼成した白金担持チタニアを粉砕したものと、等量
ずつ混合した。ステップS360の成形は、上記ステッ
プS150と同様に行なった。このようにして、白金担
持量(触媒重量全体に対する白金重量の割合)が約5重
量%であるペレット状の実施例3の触媒を製造した。実
施例3の触媒は、図5に示したように、補助成分である
チタニア上には活性種である白金が担持されるが、水蒸
気吸着性物質であるZSM−5上には白金が担持されな
い形状となっている。
The heating / drying process in step S320 and the firing process in step S330 are the same as those in step S130.
And it performed like step S140. Step S
In 340, ZSM-5 powder is prepared, and step S33 is performed.
An equal amount was mixed with crushed platinum-supported titania that had been calcined at 0. The molding in step S360 was performed in the same manner as in step S150. In this manner, a pellet-form catalyst of Example 3 having a platinum loading amount (ratio of platinum weight to total catalyst weight) of about 5% by weight was produced. As shown in FIG. 5, in the catalyst of Example 3, platinum which is an active species is supported on titania which is an auxiliary component, but platinum is not supported on ZSM-5 which is a water vapor adsorbing substance. It has a shape.

【0051】(A−4)実施例4:実施例4の触媒は、
水蒸気吸着性物質として、ZSM−5の代わりにゼオラ
イトβを用いた他は、実施例3の触媒と同じ方法で製造
した。したがって、実施例4の触媒は、図5に示したよ
うに、補助成分であるチタニア上には活性種である白金
が担持されるが、水蒸気吸着性物質であるゼオライトβ
上には白金が担持されない形状となっている。
(A-4) Example 4: The catalyst of Example 4 is
It was produced in the same manner as the catalyst of Example 3 except that zeolite β was used instead of ZSM-5 as the water vapor adsorbing substance. Therefore, in the catalyst of Example 4, platinum, which is an active species, is supported on titania, which is an auxiliary component, as shown in FIG.
The shape is such that platinum is not supported on the top.

【0052】(A−5)実施例5:実施例5の触媒は、
触媒物質としてCu−Zn触媒を用いた。また、水蒸気
吸着性物質としては、ZSM−5を用いた。また、実施
例5の触媒は、既述した第2の実施の形態に示した製造
方法(図3)に基づいて製造した。
(A-5) Example 5: The catalyst of Example 5 is
A Cu-Zn catalyst was used as a catalyst substance. Further, ZSM-5 was used as the water vapor adsorbing substance. Moreover, the catalyst of Example 5 was manufactured based on the manufacturing method (FIG. 3) described in the second embodiment.

【0053】ステップS210では、ZSM−5粉末を
用意し、ステップS220では、上記触媒物質とZSM
−5粉末とを、等量ずつ混合した。ステップS230の
成形の工程は、既述した図1のステップS150と同様
に行なった。これによって、触媒物質であるCu−Zn
触媒とZSM−5とが略均一に混合されたペレット状の
実施例5の触媒を得た。
In step S210, ZSM-5 powder is prepared, and in step S220, the catalyst substance and ZSM-5 are prepared.
-5 powder was mixed in equal amounts. The molding process of step S230 was performed in the same manner as step S150 of FIG. 1 described above. As a result, Cu-Zn, which is the catalytic substance,
A catalyst of Example 5 was obtained in the form of pellets in which the catalyst and ZSM-5 were mixed almost uniformly.

【0054】(A−6)実施例6:実施例6の触媒は、
触媒物質としてCu−Zn触媒の代わりにFe−Cr触
媒を用いた他は、実施例5の触媒と同じ方法で製造し
た。これによって、触媒物質であるFe−Cr触媒とZ
SM−5とが略均一に混合されたペレット状の実施例6
の触媒を得た。
(A-6) Example 6: The catalyst of Example 6 is
It was prepared in the same manner as the catalyst of Example 5 except that the Fe-Cr catalyst was used as the catalyst material instead of the Cu-Zn catalyst. As a result, the Fe--Cr catalyst and Z
Example 6 in the form of a pellet in which SM-5 is mixed substantially uniformly
The catalyst was obtained.

【0055】(A−7)比較例1:比較例1の触媒は、
実施例1ないし実施例4の触媒に対する比較例である。
比較例1の触媒は、活性種である白金と補助成分である
チタニアとから成る触媒物質を備えているが、上記実施
例の触媒とは異なり、水蒸気吸着性物質を有していな
い。比較例1の触媒は、図1のステップS100におい
て、補助成分と水蒸気吸着性物質とを用意する代わり
に、補助成分だけを用意した他は、実施例1の触媒と同
様の方法により製造した。比較例1の触媒を製造する際
には、ステップS100に対応する工程において、チタ
ニアを20g用意した。したがって、比較例1の触媒
は、補助成分であるチタニア上に、活性種である白金が
担持された形状となっている(図示せず)。
(A-7) Comparative Example 1: The catalyst of Comparative Example 1 is
It is a comparative example with respect to the catalysts of Examples 1 to 4.
The catalyst of Comparative Example 1 is provided with a catalytic substance composed of platinum as an active species and titania as an auxiliary component, but unlike the catalysts of the above-mentioned examples, it does not have a water vapor adsorbing substance. The catalyst of Comparative Example 1 was produced in the same manner as the catalyst of Example 1 except that only the auxiliary component was prepared in step S100 of FIG. 1 instead of the auxiliary component and the water vapor adsorbing substance. When manufacturing the catalyst of Comparative Example 1, 20 g of titania was prepared in the process corresponding to step S100. Therefore, the catalyst of Comparative Example 1 has a shape in which platinum, which is an active species, is supported on titania, which is an auxiliary component (not shown).

【0056】(A−8)比較例2:比較例2の触媒は、
実施例5の触媒に対する比較例である。比較例2の触媒
は、図2のステップS210およびS220を行なうこ
となく、触媒物質を成形した。したがって、比較例2の
触媒は、水蒸気吸着性物質を有することなく、触媒物質
であるCu−Zn触媒のみによってペレット状に形成さ
れている。
(A-8) Comparative Example 2: The catalyst of Comparative Example 2 is
6 is a comparative example for the catalyst of Example 5. The catalyst of Comparative Example 2 was formed into a catalyst material without performing steps S210 and S220 of FIG. Therefore, the catalyst of Comparative Example 2 does not have a water vapor adsorbing substance, and is formed into a pellet shape only by the Cu—Zn catalyst which is a catalytic substance.

【0057】(A−9)比較例3:比較例3の触媒は、
実施例6の触媒に対する比較例である。比較例3の触媒
は、触媒物質として、Cu−Zn触媒に代えてFe−C
r触媒を用いた他は、上記比較例2の触媒と同様の方法
により製造した。したがって、比較例3の触媒は、水蒸
気吸着性物質を有することなく、触媒物質であるFe−
Cr触媒のみによってペレット状に形成されている。
(A-9) Comparative Example 3: The catalyst of Comparative Example 3 was
6 is a comparative example for the catalyst of Example 6. The catalyst of Comparative Example 3 was a Fe—C catalyst material instead of the Cu—Zn catalyst.
The catalyst was prepared by the same method as the catalyst of Comparative Example 2 except that the r catalyst was used. Therefore, the catalyst of Comparative Example 3 does not have a water vapor adsorbing substance, and is Fe- which is a catalytic substance.
It is formed in a pellet shape only with the Cr catalyst.

【0058】(A−10)実施例1〜6の触媒の性能評
価:実施例1〜6のシフト触媒と、比較例1〜3のシフ
ト触媒とを用いて、シフト反応を促進する性能を比較し
た結果を、図9に示す。図9では、シフト触媒の性能を
比較するために、CO転化率を測定した結果を示してい
る。CO転化率(%)とは、シフト反応によってCO2
となったCOと、反応前のCOとのモル比として表わさ
れる。
(A-10) Performance Evaluation of Catalysts of Examples 1 to 6: The shift catalysts of Examples 1 to 6 and the shift catalysts of Comparative Examples 1 to 3 were used to compare the performance of promoting the shift reaction. The results obtained are shown in FIG. FIG. 9 shows the result of measuring the CO conversion rate in order to compare the performance of the shift catalyst. CO conversion rate (%) means CO 2 due to shift reaction.
Is expressed as the molar ratio of the CO and the CO before the reaction.

【0059】CO転化率を測定する際には、同じ大きさ
の反応器を各触媒に対して用意し、各反応器中に、上記
した実施例の触媒および比較例の触媒をそれぞれ2gず
つ充填した。このとき、CO転化率の計測に先立って、
各触媒に対して還元のための前処理を行なった。図1に
示したステップS140のような焼成の処理を行なった
後には、シフト触媒が備える活性種などの金属成分は酸
化状態となっている。このような触媒を、シフト反応を
促進するために用いるのに先立って還元のための前処理
を行なうことで、シフト触媒としての活性を充分に高め
ることができる。前処理の条件は、各触媒を備える反応
器を350℃に加熱すると共に、各反応器に対して10
%の水素を含有するガスを供給して、このような水素リ
ッチな雰囲気中で30分間処理することとした。
When measuring the CO conversion, a reactor of the same size was prepared for each catalyst, and 2 g each of the catalyst of the above-mentioned example and the catalyst of the comparative example were packed in each reactor. did. At this time, prior to measuring the CO conversion rate,
Each catalyst was pretreated for reduction. After performing the firing process like step S140 shown in FIG. 1, the metal components such as active species included in the shift catalyst are in an oxidized state. By carrying out a pretreatment for reduction prior to using such a catalyst for promoting the shift reaction, the activity as a shift catalyst can be sufficiently enhanced. The conditions of the pretreatment were as follows: the reactor equipped with each catalyst was heated to 350 ° C.
A gas containing 100% of hydrogen was supplied to perform treatment in such a hydrogen-rich atmosphere for 30 minutes.

【0060】上記前処理の後、各触媒を備える反応器に
対して所定の試験ガスを供給し、反応器から排出される
ガス中の一酸化炭素量を測定して、CO転化率を算出し
た。CO転化率を計測するために試験ガスを供給する際
の条件は以下の通りである。なお、CO転化率の計測時
に用いた下記の試験ガスの組成は、ガソリンを原燃料と
して改質反応を行なって得られる水素リッチガスの組成
に基づいて設定した。 試験ガスの組成(ドライ状態)…N2=38.16%、
2=39.53%、CO=9.94%、CO2=12.
37%; 水蒸気量(モル比)…H2O/CO=3.05; 全ガス流量=2100cc/min; 入りガス温度(各触媒を充填した反応槽に供給する試験
ガスの温度)…240℃;
After the above pretreatment, a predetermined test gas was supplied to the reactor equipped with each catalyst, the amount of carbon monoxide in the gas discharged from the reactor was measured, and the CO conversion rate was calculated. . The conditions for supplying the test gas to measure the CO conversion are as follows. The composition of the following test gas used when measuring the CO conversion was set based on the composition of the hydrogen-rich gas obtained by performing the reforming reaction using gasoline as a raw fuel. Composition of test gas (dry state) ... N 2 = 38.16%,
H 2 = 39.53%, CO = 9.94%, CO 2 = 12.
37%; amount of water vapor (molar ratio) ... H 2 O / CO = 3.05; total gas flow rate = 2100 cc / min; inlet gas temperature (temperature of test gas supplied to reaction tank filled with each catalyst) ... 240 ° C. ;

【0061】図9に示すように、実施例1〜6のシフト
触媒は、各々に対応する比較例1〜3の触媒に比べて高
いCO転換率を示した。また、実施例の中でも、チタニ
ア上だけに白金を担持させた実施例3および実施例4
は、チタニアとゼオライトの両方に白金を担持させた実
施例1および実施例2に比べて、より高いCO転化率を
示した。
As shown in FIG. 9, the shift catalysts of Examples 1 to 6 exhibited higher CO conversion rates than the corresponding catalysts of Comparative Examples 1 to 3. In addition, among the examples, Examples 3 and 4 in which platinum was supported only on titania
Showed a higher CO conversion rate as compared with Examples 1 and 2 in which platinum was supported on both titania and zeolite.

【0062】(B)実施例7〜9および比較例4,5:
図10に示す実施例7〜9の触媒、および比較例4,5
の触媒を製造し、触媒性能を比較した。なお、実施例7
〜9および比較例4,5の触媒は、いずれもハニカムを
用いて製造した。
(B) Examples 7 to 9 and Comparative Examples 4 and 5:
Catalysts of Examples 7 to 9 shown in FIG. 10, and Comparative Examples 4 and 5
Catalysts were produced and their catalytic performances were compared. In addition, Example 7
.About.9 and the catalysts of Comparative Examples 4 and 5 were manufactured by using a honeycomb.

【0063】(B−1)実施例7:実施例7の触媒は、
活性種である白金と補助成分であるチタニアとから成る
触媒物質を用いた。また、水蒸気吸着性物質としては、
ZSM−5を用いた。また、実施例7の触媒は、既述し
た第4の実施の形態に示した製造方法(図6)に基づい
て製造した。ここでは、触媒の基材として、コージェラ
イト製のハニカムを用いた。これらのハニカムは、横断
面の直径が30mm、長さが50mmの円柱状のもので
ある。
(B-1) Example 7: The catalyst of Example 7 is
A catalytic material consisting of platinum as an active species and titania as an auxiliary component was used. Further, as the water vapor adsorbing substance,
ZSM-5 was used. Moreover, the catalyst of Example 7 was manufactured based on the manufacturing method (FIG. 6) described in the fourth embodiment. Here, a honeycomb made of cordierite was used as the base material of the catalyst. These honeycombs are columnar with a cross-sectional diameter of 30 mm and a length of 50 mm.

【0064】実施例7の触媒を図6に示した製造工程に
従って製造する際には、ステップS400においてZS
M−5のスラリを用意した。また、ステップS410で
は、ハニカム体積1リットル当たり120gの割合で、
ハニカム上をこのスラリでコートした。ステップS42
0およびステップS450では、120℃で5時間乾燥
を行ない、350℃で2時間焼成を行なった。ステップ
430では、チタニア粉末を硝酸白金に浸漬して、チタ
ニア上の白金担持量が10重量%となるように製造した
触媒物質を用意して、これをスラリ化した。また、ステ
ップS440では、ハニカム体積1リットル当たり12
0gの割合で、触媒物質スラリ(白金担持チタニアのス
ラリ)でハニカム上をコートした。したがって、実施例
7の触媒は、図7(A)に示したように、ハニカム基板
上に、ZSM−5を含有する下層(水蒸気吸着性物質
層)と、これを覆って形成されて白金担持チタニアを含
有する上層(触媒物質層)とを備えた形状となってい
る。
When the catalyst of Example 7 is manufactured according to the manufacturing process shown in FIG. 6, ZS is performed in step S400.
A slurry of M-5 was prepared. Further, in step S410, at a rate of 120 g per liter of honeycomb volume,
The honeycomb was coated with this slurry. Step S42
In 0 and step S450, drying was performed at 120 ° C. for 5 hours and firing was performed at 350 ° C. for 2 hours. In step 430, the titania powder was dipped in platinum nitrate to prepare a catalyst substance produced so that the amount of platinum supported on the titania was 10% by weight, and this was slurried. In addition, in step S440, 12
The honeycomb was coated with a catalyst substance slurry (platinum-supported titania slurry) at a rate of 0 g. Therefore, the catalyst of Example 7 was formed on a honeycomb substrate, as shown in FIG. 7A, with a lower layer (water vapor adsorbing substance layer) containing ZSM-5 and a platinum-supported lower layer. It has a shape including an upper layer (catalyst substance layer) containing titania.

【0065】(B−2)実施例8:実施例8の触媒は、
図6のステップS400において、水蒸気吸着性物質ス
ラリとして、ZSM−5スラリの代わりにゼオライトβ
のスラリを用いた他は、実施例7の触媒と同じ方法で製
造した。したがって、実施例8の触媒は、図7(A)に
示したように、ハニカム基板上に、ゼオライトβを含有
する下層(水蒸気吸着性物質層)と、これを覆って形成
されて白金担持チタニアを含有する上層(触媒物質層)
とを備えた形状となっている。
(B-2) Example 8: The catalyst of Example 8 is
In step S400 of FIG. 6, as the water vapor adsorbent slurry, zeolite β is used instead of ZSM-5 slurry.
Was prepared in the same manner as the catalyst of Example 7, except that the slurry of Example No. 1 was used. Therefore, the catalyst of Example 8 was formed on the honeycomb substrate as shown in FIG. 7 (A) to form the lower layer (water vapor adsorbing substance layer) containing zeolite β and the platinum-supporting titania formed so as to cover the lower layer. Upper layer containing (catalyst material layer)
It has a shape with and.

【0066】(B−3)実施例9:実施例9の触媒は、
図6のステップS430において、触媒物質スラリとし
て、白金担持チタニアのスラリの代わりにCu−Zn触
媒のスラリを用いた他は、実施例7の触媒と同じ方法で
製造した。したがって、実施例9の触媒は、図7(A)
に示したように、ハニカム上に、ZSM−5を含有する
下層(水蒸気吸着性物質層)と、これを覆って形成され
てCu−Zn触媒を含有する上層(触媒物質層)とを備
えた形状となっている。
(B-3) Example 9: The catalyst of Example 9 is
In step S430 of FIG. 6, the catalyst substance slurry was produced in the same manner as the catalyst of Example 7, except that the slurry of the Cu-Zn catalyst was used as the catalyst substance slurry instead of the platinum-supported titania slurry. Therefore, the catalyst of Example 9 is shown in FIG.
As shown in FIG. 7, a honeycomb was provided with a lower layer containing ZSM-5 (water vapor adsorbing substance layer) and an upper layer covering the same and containing a Cu—Zn catalyst (catalyst substance layer). It has a shape.

【0067】(B−4)比較例4:比較例4の触媒は、
実施例7および8に対する比較例である。比較例4の触
媒は、ハニカム上に、白金担持チタニアから成る触媒物
質層を備えているが、上記実施例の触媒とは異なり、水
蒸気吸着性物質を有していない。このような比較例4の
触媒は、図6に示したシフト触媒の製造方法において、
ステップS400からステップS420に対応する工程
を行なうことなく、ステップS430からステップS4
50に対応する工程のみを行なって製造した。このと
き、ステップS430においては、チタニア粉末を硝酸
白金に浸漬して、チタニア上の白金担持量が5重量%と
なるように製造した触媒物質を用意した。また、ステッ
プS440では、ハニカム体積1リットル当たり240
gの割合で、ハニカム上をこのスラリでコートした。こ
れによって、比較例4の触媒は、実施例7あるいは8の
触媒が、上層(触媒物質層)中に有するのと略同量の活
性種(白金)を有する層を、ハニカム上に形成した形状
となっている(図示せず)。
(B-4) Comparative Example 4: The catalyst of Comparative Example 4 was
It is a comparative example with respect to Examples 7 and 8. The catalyst of Comparative Example 4 was provided with a catalyst substance layer made of platinum-supported titania on a honeycomb, but unlike the catalysts of the above-mentioned examples, it did not have a water vapor adsorbing substance. Such a catalyst of Comparative Example 4 is obtained by using the method for producing the shift catalyst shown in FIG.
Without performing steps corresponding to steps S400 to S420, steps S430 to S4
It was manufactured by performing only the steps corresponding to 50. At this time, in step S430, the catalyst substance was prepared by immersing the titania powder in platinum nitrate so that the amount of platinum supported on the titania was 5% by weight. In addition, in step S440, 240
Honeycomb was coated with this slurry at a rate of g. As a result, the catalyst of Comparative Example 4 had a shape in which a layer having substantially the same amount of active species (platinum) as the catalyst of Example 7 or 8 had in the upper layer (catalyst material layer) was formed on the honeycomb. (Not shown).

【0068】(B−5)比較例5:比較例5の触媒は、
実施例9に対する比較例である。比較例5の触媒は、触
媒物質として、白金担持チタニアに代えてCu−Zn触
媒を用いた他は、上記比較例4の触媒と同様の方法によ
り製造した。したがって、比較例5の触媒は、ハニカム
上に、水蒸気吸着性物質層を形成することなく、Cu−
Zn触媒を備える触媒物質層のみを有する形状となって
いる。
(B-5) Comparative Example 5: The catalyst of Comparative Example 5 was
9 is a comparative example with respect to Example 9. The catalyst of Comparative Example 5 was manufactured by the same method as that of the catalyst of Comparative Example 4 above, except that a Cu—Zn catalyst was used as the catalyst substance instead of the platinum-supported titania. Therefore, the catalyst of Comparative Example 5 did not form the water vapor adsorbing substance layer on the honeycomb, and the Cu-
It has a shape having only a catalyst material layer including a Zn catalyst.

【0069】(B−6)実施例7〜9の触媒の性能評
価:実施例7〜9のシフト触媒と、比較例4および5の
シフト触媒とを用いて、シフト反応を促進する性能を比
較した結果を、図10に示す。図10では、図9と同じ
く、触媒性能としてCO転化率を測定した結果を示して
いる。
(B-6) Performance Evaluation of Catalysts of Examples 7 to 9: The shift catalysts of Examples 7 to 9 and the shift catalysts of Comparative Examples 4 and 5 were used to compare the performance of promoting the shift reaction. The results obtained are shown in FIG. Similar to FIG. 9, FIG. 10 shows the result of measuring the CO conversion rate as the catalyst performance.

【0070】CO転化率の測定に先立って、上記のよう
に製造した各ハニカム触媒に対して、既述した前処理を
行なった。前処理の条件は、先の実施例と同様である。
Prior to the measurement of the CO conversion, each honeycomb catalyst manufactured as described above was subjected to the above-mentioned pretreatment. The conditions for the pretreatment are the same as in the previous embodiment.

【0071】上記前処理の後、各触媒を備える反応器に
対して所定の試験ガスを供給し、反応器から排出される
ガス中の一酸化炭素量を測定して、CO転化率を算出し
た。CO転化率を計測するために試験ガスを供給する際
の条件は以下の通りである。なお、CO転化率の計測時
に用いた下記の試験ガスの組成は、ガソリンを原燃料と
して改質反応を行なって得られる水素リッチガスの組成
に基づいて設定した。 試験ガスの組成(ドライ状態)…N2=38.16%、
2=39.53%、CO=9.94%、CO2=12.
37%; 水蒸気量(モル比)…H2O/CO=3.05; 全ガス流量=2100cc/min; 空間速度(ドライ状態)=3600h-1 入りガス温度(各触媒を充填した反応槽に供給する試験
ガスの温度)…240℃;
After the above pretreatment, a predetermined test gas was supplied to the reactor equipped with each catalyst, the amount of carbon monoxide in the gas discharged from the reactor was measured, and the CO conversion rate was calculated. . The conditions for supplying the test gas to measure the CO conversion are as follows. The composition of the following test gas used when measuring the CO conversion was set based on the composition of the hydrogen-rich gas obtained by performing the reforming reaction using gasoline as a raw fuel. Composition of test gas (dry state) ... N 2 = 38.16%,
H 2 = 39.53%, CO = 9.94%, CO 2 = 12.
37%; amount of water vapor (molar ratio) ... H 2 O / CO = 3.05; total gas flow rate = 2100 cc / min; space velocity (dry state) = 3600 h -1 gas temperature (in the reaction tank filled with each catalyst) Temperature of supplied test gas) ... 240 ° C .;

【0072】図10に示すように、実施例7〜9のシフ
ト触媒は、各々に対応する比較例4,5の触媒に比べて
高いCO転換率を示した。
As shown in FIG. 10, the shift catalysts of Examples 7 to 9 showed higher CO conversion rates than the corresponding catalysts of Comparative Examples 4 and 5.

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

【図1】第1の実施の形態におけるシフト触媒の製造方
法を表わす工程図である。
FIG. 1 is a process diagram showing a method of manufacturing a shift catalyst according to a first embodiment.

【図2】第1の実施の形態におけるシフト触媒の様子を
模式的に表わす説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a state of a shift catalyst according to the first embodiment.

【図3】第2の実施の形態におけるシフト触媒の製造方
法を表わす工程図である。
FIG. 3 is a process chart showing a method of manufacturing a shift catalyst according to a second embodiment.

【図4】第3の実施の形態におけるシフト触媒の製造方
法を表わす工程図である。
FIG. 4 is a process chart showing a method of manufacturing a shift catalyst according to a third embodiment.

【図5】第3の実施の形態におけるシフト触媒の様子を
模式的に表わす説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing a state of a shift catalyst according to a third embodiment.

【図6】第4の実施の形態におけるシフト触媒の製造方
法を表わす工程図である。
FIG. 6 is a process chart showing a method of manufacturing a shift catalyst according to a fourth embodiment.

【図7】水蒸気吸着性物質が混在するシフト触媒の様子
を模式的に表わす説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view schematically showing a state of a shift catalyst in which a water vapor adsorbing substance is mixed.

【図8】シフト触媒を備えるシフト部を有する燃料電池
システムの構成を表わす説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a configuration of a fuel cell system having a shift section including a shift catalyst.

【図9】各実施例の触媒および比較例の触媒に関する条
件と、CO転化率を測定した結果とを示す説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the conditions relating to the catalyst of each example and the catalyst of the comparative example, and the results of measuring the CO conversion rate.

【図10】各実施例の触媒および比較例の触媒に関する
条件と、CO転化率を測定した結果を示す説明図であ
る。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the conditions relating to the catalyst of each example and the catalyst of the comparative example, and the results of measuring the CO conversion rate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12…冷却器 14…シフト部 16…CO酸化部 18…燃料電池 12 ... Cooler 14 ... shift part 16 ... CO oxidation part 18 ... Fuel cell

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 37/02 B01J 37/02 301L C01B 3/16 C01B 3/16 3/48 3/48 H01M 8/06 H01M 8/06 G Fターム(参考) 4G040 CA03 CA04 EB32 4G069 AA03 AA08 BA04A BA04B BA07A BA07B BB04B BC31A BC31B BC32A BC33A BC35A BC35B BC58A BC58B BC66A BC66B BC69A BC75A BC75B CC26 DA06 EA02X EA19 EE08 FA01 FA03 FB07 FB14 FB23 FB26 FB64 ZA11B ZA19B 5H027 AA06 BA01 BA17 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B01J 37/02 B01J 37/02 301L C01B 3/16 C01B 3/16 3/48 3/48 H01M 8/06 H01M 8 / 06 G F-term (reference) 4G040 CA03 CA04 EB32 4G069 AA03 AA08 BA04A BA04B BA07A BA07B BB04B BC31A BC31B BC32A BC33A BC35A BC35B BC58A BC58B BC66A BC66B BC69A BC75A BC75B CC26 DA06 EA02X EA19 EE08 FA01 FA03 FB07 FB14 FB23 FB26 FB64 ZA11B ZA19B 5H027 AA06 BA01 BA17

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水と一酸化炭素から水素と二酸化炭素を
生成するシフト反応を促進する活性を有するシフト触媒
であって、 前記シフト反応を促進する活性を有する活性種を含有す
る触媒物質と、 水蒸気を吸着可能な水蒸気吸着性物質とを備えるシフト
触媒。
1. A shift catalyst having an activity of promoting a shift reaction for producing hydrogen and carbon dioxide from water and carbon monoxide, the catalyst material containing an active species having an activity of promoting the shift reaction, A shift catalyst comprising a water vapor adsorbing substance capable of adsorbing water vapor.
【請求項2】 請求項1記載のシフト触媒であって、 前記触媒物質は、前記活性種として働く貴金属と、これ
を担持する酸化物を含有するシフト触媒。
2. The shift catalyst according to claim 1, wherein the catalyst substance contains a noble metal that functions as the active species and an oxide that supports the noble metal.
【請求項3】 請求項2記載のシフト触媒であって、 前記活性種は、実質的に前記水蒸気吸着性物質上には存
在せず、前記酸化物上に存在するシフト触媒。
3. The shift catalyst according to claim 2, wherein the active species does not substantially exist on the water vapor adsorbing substance but exists on the oxide.
【請求項4】 請求項2または3記載のシフト触媒であ
って、 前記貴金属は白金であり、前記酸化物はチタニアである
シフト触媒。
4. The shift catalyst according to claim 2, wherein the noble metal is platinum and the oxide is titania.
【請求項5】 請求項1記載のシフト触媒であって、 前記触媒物質は、前記活性種として働く金属を含む複数
の成分の混合物であるシフト触媒。
5. The shift catalyst according to claim 1, wherein the catalyst substance is a mixture of a plurality of components containing a metal serving as the active species.
【請求項6】 請求項5記載のシフト触媒であって、 前記触媒物質は、銅−亜鉛触媒、または鉄−クロム触媒
であるシフト触媒。
6. The shift catalyst according to claim 5, wherein the catalyst material is a copper-zinc catalyst or an iron-chromium catalyst.
【請求項7】 請求項1ないし6いずれか記載のシフト
触媒であって、 前記水蒸気吸着性物質はゼオライトであるシフト触媒。
7. The shift catalyst according to claim 1, wherein the water vapor adsorbing substance is zeolite.
【請求項8】 請求項1ないし7いずれか記載のシフト
触媒であって、 所定の基材上に形成され、前記水蒸気吸着性物質を含む
第1の層と、 前記第1の層上に形成され、前記触媒物質を含む第2の
層とを有するシフト触媒。
8. The shift catalyst according to claim 1, wherein the first layer is formed on a predetermined base material and contains the water vapor adsorbing substance, and the shift layer is formed on the first layer. And a second layer containing said catalytic material.
【請求項9】 水と一酸化炭素から水素と二酸化炭素を
生成するシフト反応を促進する活性を有するシフト触媒
の製造方法であって、(a)前記シフト反応を促進する
活性を有する活性種を含有する触媒物質を作製する工程
と、(b)水蒸気を吸着可能な水蒸気吸着性物質を用意
する工程と、(c)前記触媒物質と、前記水蒸気吸着性
物質とを混合する工程と、(d)前記(c)工程で得ら
れる前記触媒物質および前記水蒸気吸着性物質の混合物
を成形する工程とを備えるシフト触媒の製造方法。
9. A method for producing a shift catalyst having an activity of promoting a shift reaction for producing hydrogen and carbon dioxide from water and carbon monoxide, which comprises (a) an active species having an activity of promoting the shift reaction. A step of preparing a contained catalyst substance, a step of (b) preparing a water vapor adsorbent substance capable of adsorbing water vapor, (c) a step of mixing the catalyst substance and the water vapor adsorbent substance, and (d) ) A step of producing a shift catalyst, comprising the step of molding a mixture of the catalyst substance and the water vapor adsorbing substance obtained in the step (c).
【請求項10】 請求項9記載のシフト触媒の製造方法
であって、 前記(a)工程は、所定の酸化物上に、前記活性種とし
て働く貴金属を担持させて、貴金属担持酸化物と成す工
程を備え、該貴金属担持酸化物を含有する前記触媒物質
を作製する工程であるシフト触媒の製造方法。
10. The method for producing a shift catalyst according to claim 9, wherein in the step (a), a noble metal serving as the active species is supported on a predetermined oxide to form a noble metal-supported oxide. A method for producing a shift catalyst, which comprises the step of producing the catalyst substance containing the noble metal-supported oxide.
【請求項11】 水と一酸化炭素から水素と二酸化炭素
を生成するシフト反応を促進する活性を有するシフト触
媒の製造方法であって、(a)前記シフト反応を促進す
る活性を有する活性種と、該活性種を保持する機能を有
する補助成分と、水蒸気を吸着可能な水蒸気吸着性物質
と、を用意する工程と、(b)前記補助成分と、前記水
蒸気吸着性物質とを混合する工程と、(c)前記(b)
工程で得られる前記補助成分と前記水蒸気吸着性物質と
の混合物上に、前記活性種を担持させる工程と、(d)
前記(c)工程で前記活性種を担持させた前記混合物を
成形する工程とを備えるシフト触媒の製造方法。
11. A method for producing a shift catalyst having an activity of promoting a shift reaction for producing hydrogen and carbon dioxide from water and carbon monoxide, comprising: (a) an active species having an activity of promoting the shift reaction. A step of preparing an auxiliary component having a function of retaining the active species and a water vapor adsorbing substance capable of adsorbing water vapor; and (b) a step of mixing the auxiliary component and the water vapor adsorbing substance. , (C) the above (b)
Supporting the active species on the mixture of the auxiliary component and the water vapor adsorbing substance obtained in the step, and (d)
A step of molding the mixture supporting the active species in the step (c).
【請求項12】 水と一酸化炭素から水素と二酸化炭素
を生成するシフト反応を促進する活性を有するシフト触
媒の製造方法であって、(a)前記シフト反応を促進す
る活性を有する活性種を含有する触媒物質と、水蒸気を
吸着可能な水蒸気吸着性物質と、所定の形状の基板と、
を用意する工程と、(b)前記基板上に、前記水蒸気吸
着性物質を備える水蒸気吸着層を形成する工程と、
(c)前記水蒸気吸着層上に、前記触媒物質を備える触
媒物質層を形成する工程とを備えるシフト触媒の製造方
法。
12. A method for producing a shift catalyst having an activity of promoting a shift reaction for producing hydrogen and carbon dioxide from water and carbon monoxide, which comprises (a) an active species having an activity of promoting the shift reaction. A containing catalyst substance, a water vapor adsorbing substance capable of adsorbing water vapor, and a substrate having a predetermined shape,
And (b) forming a water vapor adsorption layer comprising the water vapor adsorbing substance on the substrate,
(C) A step of forming a catalyst substance layer including the catalyst substance on the water vapor adsorption layer, the method for producing a shift catalyst.
JP2001339589A 2001-11-05 2001-11-05 Shift catalyst Pending JP2003135960A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001339589A JP2003135960A (en) 2001-11-05 2001-11-05 Shift catalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001339589A JP2003135960A (en) 2001-11-05 2001-11-05 Shift catalyst

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003135960A true JP2003135960A (en) 2003-05-13

Family

ID=19153918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001339589A Pending JP2003135960A (en) 2001-11-05 2001-11-05 Shift catalyst

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003135960A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008518074A (en) * 2004-10-29 2008-05-29 カウンシル オブ サイエンティフィク アンド インダストリアル リサーチ Water-soluble polymers containing vinyl unsaturated groups, their crosslinking, and methods for their preparation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008518074A (en) * 2004-10-29 2008-05-29 カウンシル オブ サイエンティフィク アンド インダストリアル リサーチ Water-soluble polymers containing vinyl unsaturated groups, their crosslinking, and methods for their preparation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101280200B1 (en) Reforming catalyst for hydrocarbon, method for producing hydrogen using such reforming catalyst, and fuel cell system
US7067453B1 (en) Hydrocarbon fuel reforming catalyst and use thereof
WO2003092888A1 (en) Catalyst for partial oxidation of hydrocarbon, process for producing the same, process for producing hydrogen-containing gas with the use of the catalyst and method of using hydrogen-containing gas produced with the use of the catalyst
WO2000054879A1 (en) Catalyst for water gas shift reaction, method for removing carbon monoxide in hydrogen gas and electric power-generating system of fuel cell
JP5096712B2 (en) Carbon monoxide methanation method
US7700512B2 (en) Carbon monoxide selective oxidizing catalyst and manufacturing method for the same
JP2007000703A (en) Reforming catalyst, method of manufacturing reforming catalyst and fuel cell system
JP2005021880A (en) Exhaust gas cleaning catalyst and exhaust gas cleaning catalyst system
JP4707526B2 (en) Catalyst for partial oxidation of hydrocarbons
JP2003144925A (en) Method for manufacturing catalyst for shift reaction of carbon monoxide
JP2004196646A (en) Fuel reforming apparatus
US20060111457A1 (en) Process for the production of a hydrogen-rich reformate gas by methanol autothermal reforming reaction
JP2003268386A (en) Method of desulfurization of hydrocarbon, and fuel cell system
JP4172139B2 (en) CO removal catalyst and CO removal method using the same
JP2003135960A (en) Shift catalyst
JP2006341206A (en) Carbon monoxide selective oxidation catalyst and its manufacturing method
JP2004244231A (en) Method for lowering carbon monoxide concentration
JP2007160254A (en) Catalyst for selectively oxidizing carbon monoxide and its manufacturing method
JP2009189911A (en) Catalyst body selectively oxidizing carbon monoxide, filter using it and device for selectively removing carbon monoxide
JP3939998B2 (en) Shift catalyst and method for producing the same
JP4088193B2 (en) Hydrocarbon partial oxidation catalyst, method for producing the catalyst, and method for producing hydrogen-containing gas using the catalyst
JP2004134299A (en) Carbon monoxide removing device and solid polymer fuel cell system
JP2006167606A (en) Carbon monoxide selective oxidation catalyst
JP2007160255A (en) Catalyst for selectively oxidizing carbon monoxide and its manufacturing method
JP3975803B2 (en) Method for producing CO selective oxidation catalyst