JP2006055692A - 触媒製品及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】担体となるNiの多孔質金属箔2の表面部に酸化被膜3を形成する。酸化被膜3の表面に触媒金属4としてのPtを直接付着させて担持させ、この際、Ptはスパッタリング法によりナノ粒子状に付着させて触媒製品1を製造する。担体を表面積の大きい多孔質金属箔2として、酸化被膜3を形成させた表面に触媒金属4を直接付着させるようにすることで、母材内部に担持されて触媒反応に関与しなくなる無効な触媒金属4量を減少させると共に、触媒金属4をナノ粒子状とすることにより比表面積を増大させる。多孔質金属箔2の表面部に予め酸化被膜3を形成させることで、多孔質金属箔2の母材酸化物が触媒金属4を被覆して触媒機能が低下する虞を防止させる。
【選択図】図1
Description
(1)担体となる金属製多孔質体の表面部に被膜を設け、該被膜の表面に触媒金属を担持してなる構成を有する触媒製品としてあるので、担体として金属製多孔質体を用いることに伴い表面積を大きなものとすることができる。又、上記金属多孔質体の表面にのみ触媒金属を付着させて担持させるようにしてあることから、担体である金属製多孔質体の内部に触媒金属が担持されることはない。このため、触媒反応に無効な触媒金属の量を低減させることができて、触媒金属の使用量を削減できることから、該触媒金属に要するコストの引き下げを図ることができて、触媒製品の製造コストを削減できる。
(2)金属製の母材に触媒金属を直接担持させ、酸素が存在している雰囲気で使用する場合には、母材の表面に形成される母材酸化物により触媒金属が被覆されることに起因して触媒性能の低下が生じる虞が懸念されるが、本発明の触媒製品によれば、触媒金属が、母材の酸化物により被覆されて機能低下する虞を防止できるので、触媒性能を維持することができて、本発明の触媒製品を用いた触媒機器の寿命を延ばすことが可能になる。
(3)触媒金属の担体として金属製多孔質体を用いていることから、触媒金属を担持させた後に、塑性加工によりさまざまな形状にすることができ、ガスの流れに合わせた形状に容易に加工できることから、効率よくコンパクトな触媒機器を提供することが可能になる。
(4)金属製多孔質体の表面部に被膜を形成させる工程と、該工程より得られる金属製多孔質体の被膜の表面に触媒金属を直接付着させて担持させる触媒担持工程とを有する触媒製品の製造方法とすることにより、上記(1)に示した如き効果を得ることが可能な触媒製品を製造でき、この際、表面部に被膜を形成してなる金属製多孔質体への触媒の担持は、浸漬法による吸着ではなく、触媒金属を直接付着させるようにしてあるため、無効触媒の原因となる金属製多孔質体内部への触媒金属の担持を未然に防止できる。
(5)金属製多孔質体の被膜の表面に担持させる触媒金属を、微粒子状にした構成とすることにより、触媒金属の粒径を小さくすることに伴い該触媒金属の比表面積を増大させることができるため、触媒金属の使用量の更なる削減化を図ることが可能になる。
(6)上記(4)に示した触媒製品の製造方法における触媒担持工程にて、金属製多孔質体の被膜の表面に、触媒金属をスパッタリングにより付着させるようにすることにより、スパッタリング時間を短時間としたり、印加電圧を制御することで、微粒子化した触媒金属を、金属製多孔質体の被膜の表面にのみ付着させることができると共に、触媒金属の付着量の制御を容易に行うことができる。又、スパッタリング時間を短くすると、工程を連続化させることで生産効率を向上させることが期待できる。
(7)金属製多孔質体の表面部に設ける被膜を、酸化被膜、炭化被膜、窒化被膜、イオン注入により形成させる被膜のいずれかとした構成とすることにより、金属製多孔質体の母材表面に、触媒金属を被覆して触媒性能の低下をもたらすような母材酸化物の発生を防止し得る被膜を形成できる。
(8)金属製多孔質体の表面に被膜を形成させる工程を、表面酸化処理工程とすることにより、上記金属製多孔質体の母材の表面に、母材酸化物による経時的な触媒金属の被覆が生じることを防止するための不動態被膜としての酸化被膜を容易に形成させることができる。
(9)金属製多孔質体の母材をニッケルとし、且つ触媒金属を白金とした構成とすることにより、一酸化炭素の酸化触媒等として使用可能な酸化用の触媒製品を製造することができる。
図2に示したフローに従って、Niの多孔質金属箔2の表面部にNiOによる酸化被膜3を形成させた後、該酸化被膜3の表面に、触媒金属4としてのPtをスパッタリングによりナノ粒子状に付着させて触媒製品1を製造した。この際、上記触媒金属4としてのPtの目付け量が0.0124mg/cm3となるようにした。
上記(1)と同様に製造した本発明の触媒製品1を300℃の温度条件に保持した場合におけるCO酸化率の変化を、時間軸に対してプロットし、CO酸化率の経時変化について検証した。
II 触媒担持工程
1 触媒製品
2 多孔質金属箔(金属製多孔質体)
3 酸化被膜(被膜)
4 触媒金属
Claims (8)
- 担体となる金属製多孔質体の表面部に被膜を設け、該被膜の表面に触媒金属を担持してなる構成を有することを特徴とする触媒製品。
- 金属製多孔質体の被膜の表面に担持させる触媒金属を、微粒子状にした請求項1記載の触媒製品。
- 金属製多孔質体の表面部に設ける被膜を、酸化被膜、炭化被膜、窒化被膜、イオン注入により形成させる被膜のいずれかとした請求項1又は2記載の触媒製品。
- 金属製多孔質体の母材をニッケルとし、且つ触媒金属を白金とした請求項1、2又は3記載の触媒製品。
- 金属製多孔質体の表面部に被膜を形成させる工程と、該工程より得られる金属製多孔質体の被膜の表面に触媒金属を直接付着させて担持させる触媒担持工程とを有することを特徴とする触媒製品の製造方法。
- 触媒担持工程にて、金属製多孔質体の被膜の表面に、触媒金属をスパッタリングにより付着させるようにする請求項5記載の触媒製品の製造方法。
- 金属製多孔質体の表面に被膜を形成させる工程を、表面酸化処理工程とする請求項5又は6記載の触媒製品の製造方法。
- 金属製多孔質体としてニッケルを母材とする多孔質体を用い、且つ触媒金属として白金を用いるようにする請求項5、6又は7記載の触媒製品の製造方法。
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