JP2597570B2 - 高温燃焼触媒体及びその製造方法 - Google Patents
高温燃焼触媒体及びその製造方法Info
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- Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、高温燃焼触媒体及びその製造方法に関し、
さらに詳しくは、約800〜1500℃の温度範囲において高
い活性を有し、かつ寿命の長い高温燃焼触媒体及びその
製造方法に関する。
さらに詳しくは、約800〜1500℃の温度範囲において高
い活性を有し、かつ寿命の長い高温燃焼触媒体及びその
製造方法に関する。
(従来の技術) 近年、石油資源等の枯渇化に伴い、エネルギー資源を
効率的に使用するため、例えば、ガスタービン等におい
てはできるだけ高温において燃料を燃焼させることが残
まれている。
効率的に使用するため、例えば、ガスタービン等におい
てはできるだけ高温において燃料を燃焼させることが残
まれている。
しかしながら、従来は、燃料と空気の混合物を、スパ
ークプラグ等を用いて着火燃焼せしめる方法であるた
め、燃焼器内において、部分的に2000℃を超える高温部
が存在する。そして、この高温部において、窒素酸化物
(NOx)が多量に生成し、環境汚染等の問題を生ずるこ
とが知られている。
ークプラグ等を用いて着火燃焼せしめる方法であるた
め、燃焼器内において、部分的に2000℃を超える高温部
が存在する。そして、この高温部において、窒素酸化物
(NOx)が多量に生成し、環境汚染等の問題を生ずるこ
とが知られている。
このような問題を解消するために、触媒を用いて燃料
と空気の混合物を燃焼せしめる触媒燃焼方式が提案され
ている。この燃焼方式によれば、均一燃焼が可能であ
り、且つ、NOxが生成しない上限温度である1500℃程度
まで燃焼温度を高めることができる。
と空気の混合物を燃焼せしめる触媒燃焼方式が提案され
ている。この燃焼方式によれば、均一燃焼が可能であ
り、且つ、NOxが生成しない上限温度である1500℃程度
まで燃焼温度を高めることができる。
現在、触媒燃焼方式に使用される触媒としては、白金
(Pt)系の貴金属触媒が知られている。このような貴金
属系燃焼触媒は、例えば、一定の機械的強度を有する担
体上に、活性担体としてγ−アルミナ(γ−Al2O3)を
塗布し、更に、浸漬法により貴金属を担持させる方法で
製造されたものである。
(Pt)系の貴金属触媒が知られている。このような貴金
属系燃焼触媒は、例えば、一定の機械的強度を有する担
体上に、活性担体としてγ−アルミナ(γ−Al2O3)を
塗布し、更に、浸漬法により貴金属を担持させる方法で
製造されたものである。
しかしながら、上記の如き貴金属系燃料触媒は、その
耐熱温度が通常600℃と言われており、それ以上の温度
域では触媒活性が急速に低下し、使用することができな
いという問題点を有している。
耐熱温度が通常600℃と言われており、それ以上の温度
域では触媒活性が急速に低下し、使用することができな
いという問題点を有している。
600℃以上の温度において、触媒活性が急速に低下す
る原因は、次のように考えることができる。先ず、第1
に、担体表面の貴金属粒子が熱移動により凝集して粗大
化するため、触媒表面積が減少し、燃焼性能が低下す
る。そして、第2に、γ−Al2O3が、1000℃付近及びそ
れ以上の温度においてα−Al2O3に相転移するため、Al2
O3層内において或いはAl2O3と担体との間においてクラ
ックが生じ、Al2O3層が触媒金属と伴に剥離脱落するこ
とに起因すると考えられる。
る原因は、次のように考えることができる。先ず、第1
に、担体表面の貴金属粒子が熱移動により凝集して粗大
化するため、触媒表面積が減少し、燃焼性能が低下す
る。そして、第2に、γ−Al2O3が、1000℃付近及びそ
れ以上の温度においてα−Al2O3に相転移するため、Al2
O3層内において或いはAl2O3と担体との間においてクラ
ックが生じ、Al2O3層が触媒金属と伴に剥離脱落するこ
とに起因すると考えられる。
そこで、貴金属系燃焼触媒の耐熱性を向上せしめるた
めに、γ−Al2O3層を改良し、γ−Al2O3層上のPt粒子を
Al2O3に強く吸着させて熱移動による凝集を防止すると
共に、γ−Al2O3層のα化を防止してクラックの発生を
防ぐことが試みられている。
めに、γ−Al2O3層を改良し、γ−Al2O3層上のPt粒子を
Al2O3に強く吸着させて熱移動による凝集を防止すると
共に、γ−Al2O3層のα化を防止してクラックの発生を
防ぐことが試みられている。
その結果、γ−Al2O3層へ金属を添加せしめたものが
開発されており、このものは例えば自動車用触媒として
800℃前後までの使用に耐えることが確認されている。
しかしながら、このような触媒に於いても、前記以上の
温度での耐熱性については未だ充分とは言えず、さらに
改良の余地が残されている。
開発されており、このものは例えば自動車用触媒として
800℃前後までの使用に耐えることが確認されている。
しかしながら、このような触媒に於いても、前記以上の
温度での耐熱性については未だ充分とは言えず、さらに
改良の余地が残されている。
(発明が解決しようとする問題点) このように、従来の燃焼触媒の製造方法及びこれによ
り得られた燃焼触媒にあっては、例えば800℃以上の高
温における耐熱性が充分ではなく、高活性を維持するこ
とができないという問題があった。
り得られた燃焼触媒にあっては、例えば800℃以上の高
温における耐熱性が充分ではなく、高活性を維持するこ
とができないという問題があった。
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決するこ
とであり、約800〜1500℃の温度範囲においても高活性
・長寿命を発揮する高温燃焼触媒体及びその製造方法を
提供くることである。
とであり、約800〜1500℃の温度範囲においても高活性
・長寿命を発揮する高温燃焼触媒体及びその製造方法を
提供くることである。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段および作用) 本発明者等は、前記目的を達成すべく鋭意研究を重ね
た結果、担体基材に付着された多孔性の触媒担体層(以
下多孔性担体層という)に、この担体層の細孔径より大
きい系を有する触媒粒子を担持させると、貴金属の熱移
動が防止されることを見出し本発明を完成するに至っ
た。
た結果、担体基材に付着された多孔性の触媒担体層(以
下多孔性担体層という)に、この担体層の細孔径より大
きい系を有する触媒粒子を担持させると、貴金属の熱移
動が防止されることを見出し本発明を完成するに至っ
た。
すなわち、本発明の高温燃焼触媒は、担体基材と、こ
の担体基材に付着された多孔性担体層と、この多孔性担
体層に担持された貴金属触媒粒子とを備えて構成された
触媒体であり、前記多孔性担体層に存在する細孔の平均
孔径は150Å〜10,000Åであり、前記貴金属触媒粒子
は、その平均粒径が0.05μ〜10μで、かつ前記細孔の平
均孔径の2〜5倍であり、前記多孔性担体層の細孔に担
持されていることからなる。ここに、担体基材として
は、1500℃程度の高温酸化性雰囲気においても安定な性
質を得るものであれば、とくに限定されるものではな
く、例えばコージライト、ムーライト、α−アルミナ、
ジルコニアスピネル、チタニア等のセラミック製担体等
が設けられる。担体基材の形状は、通常、触媒体として
使用されている形状であれば特に制限はなく、例えば、
ペレット状、ハニカム状等が挙げられる。
の担体基材に付着された多孔性担体層と、この多孔性担
体層に担持された貴金属触媒粒子とを備えて構成された
触媒体であり、前記多孔性担体層に存在する細孔の平均
孔径は150Å〜10,000Åであり、前記貴金属触媒粒子
は、その平均粒径が0.05μ〜10μで、かつ前記細孔の平
均孔径の2〜5倍であり、前記多孔性担体層の細孔に担
持されていることからなる。ここに、担体基材として
は、1500℃程度の高温酸化性雰囲気においても安定な性
質を得るものであれば、とくに限定されるものではな
く、例えばコージライト、ムーライト、α−アルミナ、
ジルコニアスピネル、チタニア等のセラミック製担体等
が設けられる。担体基材の形状は、通常、触媒体として
使用されている形状であれば特に制限はなく、例えば、
ペレット状、ハニカム状等が挙げられる。
多孔性担体層の材料としては、スラリー状態から焼成
した際に、担体層に多数の細孔を生じ且つ1500℃程度の
高温に対する耐熱性を有するものであればとくに限定さ
れるものでなく、例えば、アルミナ・チタニア・ジルコ
ニア・アルミニウムチタネート・シリコン等が挙げられ
る。
した際に、担体層に多数の細孔を生じ且つ1500℃程度の
高温に対する耐熱性を有するものであればとくに限定さ
れるものでなく、例えば、アルミナ・チタニア・ジルコ
ニア・アルミニウムチタネート・シリコン等が挙げられ
る。
前記多孔性担体層に担持される触媒粒子としては、パ
ラジウム・白金等の貴金属、又はこれらと重金属との合
金若しくはこれらの混合体が挙げられる。また、前記重
金属もしくはその酸化物から成る微粒子の周囲に、前記
貴金属を付着させたものでもよい。なお、この重金属と
しては、ニッケル・ジルコニウム・コバルト・セリウム
・ランタン・マンガン等が挙げられる。
ラジウム・白金等の貴金属、又はこれらと重金属との合
金若しくはこれらの混合体が挙げられる。また、前記重
金属もしくはその酸化物から成る微粒子の周囲に、前記
貴金属を付着させたものでもよい。なお、この重金属と
しては、ニッケル・ジルコニウム・コバルト・セリウム
・ランタン・マンガン等が挙げられる。
前記触媒粒子の平均粒径は、0.05μ〜10μであり、か
つ前記多孔性担体層の細孔の平均孔径の2〜5倍に設定
されるが、更にその粒径分布が、非常に狭く、平均粒径
未満のものが10%未満となるようにして、前記細孔の孔
径分布と重なり合わない事が望ましい。換言すれば、前
記両径の分布曲線はできるだけ幅の狭いものであること
が望ましい。これは、前記細孔径より小さな触媒粒子
は、燃焼熱により細孔内を移動(マイグレーション)
し、他の触媒粒子と凝集し粗大化し、表面積を減少させ
ると共に、場合によっては、担体層を破壊することとな
るからである。
つ前記多孔性担体層の細孔の平均孔径の2〜5倍に設定
されるが、更にその粒径分布が、非常に狭く、平均粒径
未満のものが10%未満となるようにして、前記細孔の孔
径分布と重なり合わない事が望ましい。換言すれば、前
記両径の分布曲線はできるだけ幅の狭いものであること
が望ましい。これは、前記細孔径より小さな触媒粒子
は、燃焼熱により細孔内を移動(マイグレーション)
し、他の触媒粒子と凝集し粗大化し、表面積を減少させ
ると共に、場合によっては、担体層を破壊することとな
るからである。
なお、多孔性担体層の細孔の平均孔径は150Å〜10,00
0Åであり、150Å〜1,000Åであるのが好ましい。
0Åであり、150Å〜1,000Åであるのが好ましい。
この触媒粒子の担持量は、担体基材の単位体積あた
り、50(g/)以上であるのが好ましく、100(g/)
以上であれば更に好ましい。
り、50(g/)以上であるのが好ましく、100(g/)
以上であれば更に好ましい。
前記多孔性担体層には、前記触媒粒子の他に、更に、
ニッケル・ジルコニウム・コバルト・鉄・マンガン等の
重金属類、ランタン・プラセオジウム・ネオジウム等の
希土類金属、又はベリリウム・マグネシウム・ストロン
チウム・バリウムなどのアルカリ土類金属が担持されて
いるのが好ましい。
ニッケル・ジルコニウム・コバルト・鉄・マンガン等の
重金属類、ランタン・プラセオジウム・ネオジウム等の
希土類金属、又はベリリウム・マグネシウム・ストロン
チウム・バリウムなどのアルカリ土類金属が担持されて
いるのが好ましい。
(作用) 前記本発明の高温燃焼媒体の作用について説明する
と、この触媒体にあっては、多孔性担体層の触媒粒子よ
り大きな孔径の細孔に、この細孔の平均孔径より大きな
触媒粒子が埋設・担持されているため、燃焼により温度
が上昇しても触媒粒子が細孔中を移動し・凝集する恐れ
がない。
と、この触媒体にあっては、多孔性担体層の触媒粒子よ
り大きな孔径の細孔に、この細孔の平均孔径より大きな
触媒粒子が埋設・担持されているため、燃焼により温度
が上昇しても触媒粒子が細孔中を移動し・凝集する恐れ
がない。
又、触媒粒子の担持量を、担体基材の単位体積あたり
100g以上とすれば、触媒活性面積が大幅に増大するため
触媒反応が大変迅速に行われる。
100g以上とすれば、触媒活性面積が大幅に増大するため
触媒反応が大変迅速に行われる。
次に、本発明の高温燃焼触媒の製造方法を説明する。
この製造方法は、少くとも所定の無機物を含有する溶液
を調整し、この溶液から前記無機物を沈殿させ、この沈
殿物から無機物スラリーを生成し、この無機物スラリー
内に、別途調整した所定の平均粒径の触媒粒子の添加・
混練し、この無機物スラリーを担体基材に付着させ、こ
の無機物スラリーを所定の物理条件下で焼成することに
より該スラリー中に、前記触媒粒子の平均粒径の1/5〜1
/2で、平均孔径が150Å〜10,000Åの大きさの細孔を多
数生成するものである。
この製造方法は、少くとも所定の無機物を含有する溶液
を調整し、この溶液から前記無機物を沈殿させ、この沈
殿物から無機物スラリーを生成し、この無機物スラリー
内に、別途調整した所定の平均粒径の触媒粒子の添加・
混練し、この無機物スラリーを担体基材に付着させ、こ
の無機物スラリーを所定の物理条件下で焼成することに
より該スラリー中に、前記触媒粒子の平均粒径の1/5〜1
/2で、平均孔径が150Å〜10,000Åの大きさの細孔を多
数生成するものである。
この製造方法の第1の工程は、所定の無機物を含有す
る溶液を調整する工程である。この無機物としては、ア
ルミナ・チタニア・ジルコニア・アルミニウムチタネー
ト・シリコン等が好適である。
る溶液を調整する工程である。この無機物としては、ア
ルミナ・チタニア・ジルコニア・アルミニウムチタネー
ト・シリコン等が好適である。
ところで本発明の製造方法に係る高温燃焼触媒体は、
前記触媒粒子の他に、重金属元素、及び希土類元素若し
くはアルカリ土類元素を含んでいるのが望ましい。した
がって、以下では前記重金属元素・希土類元素等を含ん
で成る高温燃焼触媒体の製造方法について説明する。
前記触媒粒子の他に、重金属元素、及び希土類元素若し
くはアルカリ土類元素を含んでいるのが望ましい。した
がって、以下では前記重金属元素・希土類元素等を含ん
で成る高温燃焼触媒体の製造方法について説明する。
重金属としては、ニッケル・ジルコニウム・コバルト
・鉄・マンガン等が挙げられ、希土類金属としては、ラ
ンタン・プラセオジム・ネオジム等が挙げられ、アルカ
リ土類金属とては、ベリウム・マグネシウム・ストロン
チウム・バリウム等が挙げられる。
・鉄・マンガン等が挙げられ、希土類金属としては、ラ
ンタン・プラセオジム・ネオジム等が挙げられ、アルカ
リ土類金属とては、ベリウム・マグネシウム・ストロン
チウム・バリウム等が挙げられる。
前記溶液を実際に調整する際には、無機物の水溶液を
作った後、前記重金属、及び前記希土類金属もしくはア
ルカリ土類金属原料を水溶性塩の形でこの水溶液に添加
する。
作った後、前記重金属、及び前記希土類金属もしくはア
ルカリ土類金属原料を水溶性塩の形でこの水溶液に添加
する。
この製造方法の第2の工程は、前記調整された溶液か
ら、前記無機物、重金属、及び希土類金属もしくはアル
カリ土類金属を沈殿させる工程である。
ら、前記無機物、重金属、及び希土類金属もしくはアル
カリ土類金属を沈殿させる工程である。
この沈殿工程では、溶液の酸性度(PH)を調整して、
前記無機物等を水酸化物として共沈させるのが好まし
い。その際前記重金属、及び希土類金属もしくはアルカ
リ土類金属は、無機物とは別個の水酸化物を形成するの
が好ましいが、イオン等の形で無機物の水酸化物に付着
したものであってもよい。
前記無機物等を水酸化物として共沈させるのが好まし
い。その際前記重金属、及び希土類金属もしくはアルカ
リ土類金属は、無機物とは別個の水酸化物を形成するの
が好ましいが、イオン等の形で無機物の水酸化物に付着
したものであってもよい。
なお、前記第1・第2の工程は、前記無機物・重金属
類・希土類金属・アルカリ土類金属の形態・性状により
種々に変化し得る。すなわち、これらの工程の目的は、
前記重金属類・希土類金属・アルカリ土類金属等を無機
物中に均一に分散したスラリーを得ることであり、その
目的が達せられるならば他の方法でもよい。
類・希土類金属・アルカリ土類金属の形態・性状により
種々に変化し得る。すなわち、これらの工程の目的は、
前記重金属類・希土類金属・アルカリ土類金属等を無機
物中に均一に分散したスラリーを得ることであり、その
目的が達せられるならば他の方法でもよい。
この製造方法の第3の工程は、別途調整した触媒粒子
を、前記沈殿物等から生成した無機物スラリーに添加・
混練する工程である。
を、前記沈殿物等から生成した無機物スラリーに添加・
混練する工程である。
この触媒粒子の原料としては、白金・パラジウム等の
貴金属、又は該貴金属と重金属との合金が挙げられる。
又、これらの粒子は、例えば超微粒子製造法で別途製造
され、平均粒径が0.05μ〜10μであるものである。
貴金属、又は該貴金属と重金属との合金が挙げられる。
又、これらの粒子は、例えば超微粒子製造法で別途製造
され、平均粒径が0.05μ〜10μであるものである。
この製造方法の第4の工程は、前記触媒粒子と添加混
練した無機物スラリーを担体基材に付着する工程であ
る。
練した無機物スラリーを担体基材に付着する工程であ
る。
担体基材としては、コージライト・ムライト・α−ア
ルミナ・ジルコニアスピネル・チタニア等のセラミック
製担体等が好適である。また付着方法としては、例え
ば、塗布法・浸漬法・吹き付け法等を挙げることができ
る。尚、付着量は担体の形状・寸法・重量等によって適
宜に決められることが好ましい。
ルミナ・ジルコニアスピネル・チタニア等のセラミック
製担体等が好適である。また付着方法としては、例え
ば、塗布法・浸漬法・吹き付け法等を挙げることができ
る。尚、付着量は担体の形状・寸法・重量等によって適
宜に決められることが好ましい。
この製造方法の第5の工程は、前記担体基材に付着さ
せた無機物スラリーを焼成して担体層とし、かつ、その
平均孔径が150Å〜10,000Åで、前記触媒粒子の1/5〜1/
2の大きさの細孔をその内部に発生せしめる工程であ
る。
せた無機物スラリーを焼成して担体層とし、かつ、その
平均孔径が150Å〜10,000Åで、前記触媒粒子の1/5〜1/
2の大きさの細孔をその内部に発生せしめる工程であ
る。
ここに、焼成温度又は焼成時間が増大すると、前記細
孔径も増大することが経験上知られている。したがっ
て、前記焼成工程における物理条件は、触媒粒子の粒径
に応じて焼成温度・焼成時間を適正に設定することによ
り達成される。
孔径も増大することが経験上知られている。したがっ
て、前記焼成工程における物理条件は、触媒粒子の粒径
に応じて焼成温度・焼成時間を適正に設定することによ
り達成される。
本発明の製造方法の作用を説明すると、この製造方法
にあっては、触媒粒子を別途調整し、これを無機物等の
沈殿物に添加・混練するようにしたため、大量の基金属
径元素を担体基材に担持させることができ、したがって
極めて大きな活性表面積を容易に確保することができ
る。
にあっては、触媒粒子を別途調整し、これを無機物等の
沈殿物に添加・混練するようにしたため、大量の基金属
径元素を担体基材に担持させることができ、したがって
極めて大きな活性表面積を容易に確保することができ
る。
また、焼成に依り担体層に発生する細孔の孔径を、前
記触媒粒子の粒径より小さくしたため、触媒粒子が熱移
動する恐れが極めて小さくなる。
記触媒粒子の粒径より小さくしたため、触媒粒子が熱移
動する恐れが極めて小さくなる。
以下、この発明の実施例を示すが、この発明はこれに
限定されるものではない。
限定されるものではない。
(実施例) 実施例1 (1) 高温燃焼触媒体の製造 まず次に示す組成のアルミニウム組成物を調整した。
硝酸アルミニウム 430g 硝酸ランタン 65g 硝酸ニッケル 180g 上記組成の水溶液にアンモニア水を適当量添加してPH
を6.5〜7.0に調整し、アルミニウム水酸化物を核に、前
記金属塩を同時に沈殿させた。この共沈組成物中に湿式
還元法で調整したパラジウム超微粒子(粒径0.05μ)を
100g加えて、パラジウム粒子が均一に分散するまで混練
し、アルミニウムスラリーを得た。このアルミニウムス
ラリー2gをコージライトよりなる担体基材(25mmφ25m
m,200セル)に塗布して120℃×2H乾燥させたのち空気中
で1100℃×4H焼成し、第1図に示す如き、多孔性担体層
を形成した。
を6.5〜7.0に調整し、アルミニウム水酸化物を核に、前
記金属塩を同時に沈殿させた。この共沈組成物中に湿式
還元法で調整したパラジウム超微粒子(粒径0.05μ)を
100g加えて、パラジウム粒子が均一に分散するまで混練
し、アルミニウムスラリーを得た。このアルミニウムス
ラリー2gをコージライトよりなる担体基材(25mmφ25m
m,200セル)に塗布して120℃×2H乾燥させたのち空気中
で1100℃×4H焼成し、第1図に示す如き、多孔性担体層
を形成した。
同図に示すように、多孔性担体層1は、焼結により多
数の細孔を生じたアルミナ粒子3とこの細孔より大きい
粒径を有するパラジウム超微粒子5とから構成される。
担体層の平均細孔径は、約150Åであった。またパラジ
ウムの担持量は100(g/)であった。
数の細孔を生じたアルミナ粒子3とこの細孔より大きい
粒径を有するパラジウム超微粒子5とから構成される。
担体層の平均細孔径は、約150Åであった。またパラジ
ウムの担持量は100(g/)であった。
(2) 高温燃焼触媒体の評価 触媒燃焼方式のガスタービン燃焼器の模擬装置を用い
て前記触媒体の燃焼特性を評価した。
て前記触媒体の燃焼特性を評価した。
燃焼条件は、ガス流速30m/s、燃料濃度・メタン3
%、触媒量300CCとして焼成時間100H後のメタンの燃焼
特性(触媒温度と燃焼効率)を測定した。この結果は表
1に示した。
%、触媒量300CCとして焼成時間100H後のメタンの燃焼
特性(触媒温度と燃焼効率)を測定した。この結果は表
1に示した。
実施例2〜5及び比較例1〜3 パラジウム粒子径およびアルミナ細孔径を変える以外
は実施例1と同様な方法で燃焼触媒を製造したのち同様
な評価試験を行い、その結果を表1に示した。
は実施例1と同様な方法で燃焼触媒を製造したのち同様
な評価試験を行い、その結果を表1に示した。
比較例4〜5 パラジウム粒子の平均粒子径はアルミナ細孔の平均細
孔径と同等にもかかわらず、アルミナ細孔の平均細孔径
より小さなパラジウム粒子が、全体の10%および30%に
なる様な分布を有するパラジウム粒子を使用して実施例
1と同様な方法で触媒体を製造し、評価した結果を表1
に示した。
孔径と同等にもかかわらず、アルミナ細孔の平均細孔径
より小さなパラジウム粒子が、全体の10%および30%に
なる様な分布を有するパラジウム粒子を使用して実施例
1と同様な方法で触媒体を製造し、評価した結果を表1
に示した。
実施例6〜8及び比較例6 触媒に対するパラジウムの担持量を変える以外は実施
例1と同様な方法で触媒体を製造した後、同様な評価試
験を行いその結果を表2に示した。
例1と同様な方法で触媒体を製造した後、同様な評価試
験を行いその結果を表2に示した。
実施例9 アルミニウムスラリーに添加・混練する貴金属粒子を
パラジウムから白金に代えた以外は実施例1と同様な方
法で燃焼触媒を製造した後、同様な評価試験を行いその
結果を表2に示した 実施例10〜18 アルミニウムスラリーに添加・混練する貴金属粒子
を、パラジウムから、パラジウム又は白金と表に示した
重金属との合金より成る粒子に代えた以外は実施例1と
同様に燃焼触媒を製造,評価し、その結果を表2に示し
た。
パラジウムから白金に代えた以外は実施例1と同様な方
法で燃焼触媒を製造した後、同様な評価試験を行いその
結果を表2に示した 実施例10〜18 アルミニウムスラリーに添加・混練する貴金属粒子
を、パラジウムから、パラジウム又は白金と表に示した
重金属との合金より成る粒子に代えた以外は実施例1と
同様に燃焼触媒を製造,評価し、その結果を表2に示し
た。
比較例7〜8 貴金属との合金に使われる金属を実施例10〜18以外の
ものとした他は実施例1と同様に触媒体を製造・評価し
その結果を表2に示した。
ものとした他は実施例1と同様に触媒体を製造・評価し
その結果を表2に示した。
実施例19〜26 アルミニウムスラリーに添加、混練する貴金属粒子を
パラジウムから図2・図3に示す多層構造の粒子に代え
た以外は、実施例1と同様な方法で燃焼触媒を製造し同
様な評価を行いその結果を表3に示した。
パラジウムから図2・図3に示す多層構造の粒子に代え
た以外は、実施例1と同様な方法で燃焼触媒を製造し同
様な評価を行いその結果を表3に示した。
なお、図2・図3において、7は重金属又は重金属酸
化物、9は貴金属である。
化物、9は貴金属である。
実施例27〜30 貴金属等を担持する無機物粉末をアルミナから表4に
示す物質に変更した以外は、実施例1と同様な方法で燃
焼触媒を製造し、同様な評価試験を行いその結果を表4
に併記した。
示す物質に変更した以外は、実施例1と同様な方法で燃
焼触媒を製造し、同様な評価試験を行いその結果を表4
に併記した。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の高温燃焼触媒体及びそ
の製造方法によれば、多孔性の触媒担体層に、この担体
層の細孔径より大きい粒径の触媒粒子を担持させるよう
にしたため、高温且つ長時間使用下における触媒粒子の
熱移動を防止し、触媒の高温耐久性を著しく向上させる
ことができる。
の製造方法によれば、多孔性の触媒担体層に、この担体
層の細孔径より大きい粒径の触媒粒子を担持させるよう
にしたため、高温且つ長時間使用下における触媒粒子の
熱移動を防止し、触媒の高温耐久性を著しく向上させる
ことができる。
またこのため、ガスタービン燃焼器などにおいて、燃
焼エネルギーの節約および燃焼エネルギーへの効率的利
用が可能であり、さらにNOxの発生なども防止されてい
るため、その工業的価値は極めて大である。
焼エネルギーの節約および燃焼エネルギーへの効率的利
用が可能であり、さらにNOxの発生なども防止されてい
るため、その工業的価値は極めて大である。
第1図は、本発明に係る高温燃焼触媒体の一実施例の一
部断面説明図、第2図・第3図は、前記高温燃焼触媒体
に担持される触媒粒子の断面説明図である。 1……多孔性担体層 3……アルミナ粒子 5……パラジウム粒子 7……重金属又は貴金属酸化物 9……貴金属
部断面説明図、第2図・第3図は、前記高温燃焼触媒体
に担持される触媒粒子の断面説明図である。 1……多孔性担体層 3……アルミナ粒子 5……パラジウム粒子 7……重金属又は貴金属酸化物 9……貴金属
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 23/89 B01J 23/64 104Z (72)発明者 靜川 賢次郎 東京都調布市西つつじヶ丘2−4−1 東京電力株式会社技術研究所内 (72)発明者 早田 輝信 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 古屋 富明 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 山中 矢 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 肥塚 淳次 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝総合研究所内 審査官 新居田 知生 (56)参考文献 特開 昭59−49845(JP,A) 特開 昭61−249540(JP,A) 特開 昭57−105243(JP,A) 実開 昭62−45343(JP,U) 実開 昭60−1090236(JP,U)
Claims (14)
- 【請求項1】担体基材と、この担体基材に付着された多
孔性担体層と、この多孔性担体層に担持された貴金属触
媒粒子とを備えて構成された触媒体であり、前記多孔性
担体層に存在する細孔の平均孔径は150Å〜10,000Åで
あり、前記貴金属触媒粒子は、その平均粒径が0.05μ〜
10μで、かつ前記細孔の平均孔径の2〜5倍であり、前
記多孔性担体層の細孔に担持されていることからなる高
温燃焼触媒体。 - 【請求項2】前記多孔性担体層は、アルミナ,チタニ
ア,ジルコニア,アルミニウムチタネート又はシリコン
から成ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
高温燃焼触媒体。 - 【請求項3】前記貴金属は、パラジウム又は白金から成
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の高温燃
焼触媒体。 - 【請求項4】前記多孔性担体層は、更に、重金属、及び
希土類金属もしくはアルカリ土類金属を含んでいること
を特徴とする特許請求の範囲第2項記載の高温燃焼触媒
体。 - 【請求項5】前記重金属は、ニッケル,ジルコニウム,
コバルト,鉄又はマンガンから成ることを特徴とする特
許請求の範囲第4項記載の高温燃焼触媒体。 - 【請求項6】前記触媒粒子は、貴金属と重金属の合金又
は貴金属と重金属の混合物から成ることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の高温燃焼触媒体。 - 【請求項7】前記触媒粒子は、重金属又は重金属酸化物
粒子の周囲に貴金属を付着して成ることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の高温燃焼触媒体。 - 【請求項8】前記重金属は、ニッケル,ジルコニウム,
コバルト,セリウム,ランタン又はマンガンから成るこ
とを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の高温燃焼触
媒体。 - 【請求項9】前記触媒粒子は、担体基材の単位体積あた
り50g/l以上担持されていることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の高温燃焼触媒体。 - 【請求項10】前記多孔性担体層の細孔の平均孔径は、
150Å〜1,000Åであることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の高温燃焼触媒体。 - 【請求項11】少なくとも貴金属触媒粒子を担持する多
孔性担体層の原料となる無機物を含有する水溶液を調整
し、 この水溶液から前記無機物を沈殿させて沈殿物とし、 この沈殿物から無機物スラリーを生成し、 この無機物スラリー内に、別途調整した平均粒径が0.05
μ〜10μの前記貴金属触媒粒子を添加・混練した後、担
体基材に付着させ、 この担体基材を付着させた無機物スラリーを所定の物理
条件下で焼成して、前記貴金属触媒粒子の平均粒径の1/
5〜1/2で、平均孔径が150Å〜10,000Åの細孔をその内
部に生成させると共に前記貴金属触媒粒子をその細孔に
担持させた多孔性担体層を形成させることを特徴とする
高温燃焼触媒体の製造方法。 - 【請求項12】前記調整した無機物を含有する水溶液
は、更に、重金属、及び希土類金属もしくはアルカリ土
類金属を含有し、これに伴い、前記沈殿物も、前記重金
属、及び希土類金属もしくはアルカリ土類金属を含有す
ることを特徴とする特許請求の範囲第11項記載の高温燃
焼触媒体の製造方法。 - 【請求項13】前記重金属,及び希土類金属もしくはア
ルカリ土類金属は、前記水溶液から共沈により沈殿され
ることを特徴とする特許請求の範囲第12項記載の高温燃
焼触媒体の製造方法。 - 【請求項14】前記焼成工程における物理条件は、焼成
温度及び/又は焼成時間であることを特徴とする特許請
求の範囲第11項記載の高温燃焼触媒体の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62064262A JP2597570B2 (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 高温燃焼触媒体及びその製造方法 |
US07/170,350 US4857499A (en) | 1987-03-20 | 1988-03-18 | High temperature combustion catalyst and method for producing the same |
DE3809226A DE3809226C2 (de) | 1987-03-20 | 1988-03-18 | Hochtemperatur-Verbrennungskatalysator und Verfahren zu seiner Herstellung |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62064262A JP2597570B2 (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 高温燃焼触媒体及びその製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63232854A JPS63232854A (ja) | 1988-09-28 |
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JP5402334B2 (ja) * | 2009-07-09 | 2014-01-29 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化触媒 |
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