JP2620714B2 - 触媒反応の制御方法 - Google Patents
触媒反応の制御方法Info
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は触媒反応の制御方法に関し、特に物理的手段
により不均一系触媒反応を制御する方法に関する。
により不均一系触媒反応を制御する方法に関する。
《従来の技術》 従来から、固体触媒の表面で進行する多くの不均一触
媒反応が知られている。一方、近年、熱交換機能を有す
る板状触媒体が反応の熱効率を高めたり、ヒートポンプ
に応用する観点から注目されている（例えば特開昭62−
237947号及び実開昭63−16835号）。又、触媒反応の反
応速度は、一般に反応物の濃度及び温度の関数となる事
も知られている。この場合反応物の濃度は比較的迅速に
調整できるが反応立ち上げのための加熱及び反応終結の
ための冷却には時間と余分のエネルギー消費が必要とな
ることから、プラントレベルの実際の運転に際しては、
反応を行わせるか否かとは関係なく触媒を配した反応器
を反応に必要な温度に維持することが行われている。
媒反応が知られている。一方、近年、熱交換機能を有す
る板状触媒体が反応の熱効率を高めたり、ヒートポンプ
に応用する観点から注目されている（例えば特開昭62−
237947号及び実開昭63−16835号）。又、触媒反応の反
応速度は、一般に反応物の濃度及び温度の関数となる事
も知られている。この場合反応物の濃度は比較的迅速に
調整できるが反応立ち上げのための加熱及び反応終結の
ための冷却には時間と余分のエネルギー消費が必要とな
ることから、プラントレベルの実際の運転に際しては、
反応を行わせるか否かとは関係なく触媒を配した反応器
を反応に必要な温度に維持することが行われている。
しかしながら、非反応時における加熱は全く無駄であ
るところから、触媒反応の制御、特に反応の立ち上げと
終結を迅速且つ効率的に行うことのできる方法も開発さ
れている（例えば、特開昭49−73368号、特公昭55−433
86号、及び特開平２−9450号公報）が、電気伝導性の触
媒に微小電流を流し、この電流を変化させて反応を制御
することについては全く知られていない。
るところから、触媒反応の制御、特に反応の立ち上げと
終結を迅速且つ効率的に行うことのできる方法も開発さ
れている（例えば、特開昭49−73368号、特公昭55−433
86号、及び特開平２−9450号公報）が、電気伝導性の触
媒に微小電流を流し、この電流を変化させて反応を制御
することについては全く知られていない。
《発明が解決しようとする課題》 本発明者等は、触媒反応の制御について鋭意研究を行
った結果、電気伝導性の触媒自体に通電した場合には、
この通電量をわずかに変化させることによって、反応率
が変化することを見い出すと共に、この現象を利用する
ことにより、触媒反応を制御することができることを見
い出し本発明に到達した。
った結果、電気伝導性の触媒自体に通電した場合には、
この通電量をわずかに変化させることによって、反応率
が変化することを見い出すと共に、この現象を利用する
ことにより、触媒反応を制御することができることを見
い出し本発明に到達した。
従って本発明の第１の目的は、固体触媒反応における
反応速度の制御を迅速に行うことのできる触媒反応の制
御方法を提供することにある。
反応速度の制御を迅速に行うことのできる触媒反応の制
御方法を提供することにある。
本発明の第２の目的は、固体触媒体の触媒能を容易且
つ可逆的に制御することのできる、固体触媒体の物理的
制御方法を提供することにある。
つ可逆的に制御することのできる、固体触媒体の物理的
制御方法を提供することにある。
《課題を解決するための手段》 本発明の上記の諸目的は、絶縁性表面を有する連続し
た担体の前記絶縁性表面に電気伝導性触媒を塗布し、焼
成してなる固体触媒体を用いた不均一系触媒反応におい
て、前記電気伝導性触媒自体を通電加熱すると共に、該
通電量を加減することによって反応を制御することを特
徴とする触媒反応の制御方法によって達成された。
た担体の前記絶縁性表面に電気伝導性触媒を塗布し、焼
成してなる固体触媒体を用いた不均一系触媒反応におい
て、前記電気伝導性触媒自体を通電加熱すると共に、該
通電量を加減することによって反応を制御することを特
徴とする触媒反応の制御方法によって達成された。
本発明における連続した固体触媒体とは、板状、帯
状、リボン状又は棒状の触媒担体表面に触媒を担持せし
めた触媒体を意味する。このような触媒体については、
例えば「表面」第24巻 143頁〜153頁（1986年）、実開
昭63−16835号、特開昭62−237947号及び特願昭63−216
116号等に記載されている。
状、リボン状又は棒状の触媒担体表面に触媒を担持せし
めた触媒体を意味する。このような触媒体については、
例えば「表面」第24巻 143頁〜153頁（1986年）、実開
昭63−16835号、特開昭62−237947号及び特願昭63−216
116号等に記載されている。
本発明においては、触媒の触媒能の制御を、触媒自体
に通電する通電量を制御することによって行うものであ
るが、その通電電流を微少なものとし、反応速度及び触
媒能を一定の範囲に維持することを容易にするために
は、反応ガスとの接触によって触媒表面の温度が変動す
ることを防止することが必要であり、係る観点から、触
媒担体の温度制御を迅速に行うことが好ましい。従っ
て、触媒担体としても電気伝導性担体を使用し、触媒層
とは独立に通電手段を具備させることが好ましい。
に通電する通電量を制御することによって行うものであ
るが、その通電電流を微少なものとし、反応速度及び触
媒能を一定の範囲に維持することを容易にするために
は、反応ガスとの接触によって触媒表面の温度が変動す
ることを防止することが必要であり、係る観点から、触
媒担体の温度制御を迅速に行うことが好ましい。従っ
て、触媒担体としても電気伝導性担体を使用し、触媒層
とは独立に通電手段を具備させることが好ましい。
このような担体は導電性材料の中から適宜選択するこ
とができるが、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス等の
金属板又はこれらの金属板を２種以上重ねた金属合板、
海綿状金属の板及び金属板と海綿状金属を重ね併せた基
材、導電性の金属酸化物、有機電導体及びこれらを組み
合わせた材料等を挙げることができる。このような触媒
担体の形状は、板状のみならず、棒状、リボン状、帯
状、線状又はハニカム状等の任意の形状をとることがで
きる。
とができるが、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス等の
金属板又はこれらの金属板を２種以上重ねた金属合板、
海綿状金属の板及び金属板と海綿状金属を重ね併せた基
材、導電性の金属酸化物、有機電導体及びこれらを組み
合わせた材料等を挙げることができる。このような触媒
担体の形状は、板状のみならず、棒状、リボン状、帯
状、線状又はハニカム状等の任意の形状をとることがで
きる。
上記触媒担体への触媒の担持方法は、公知の方法の中
から適宜選択して採用することができる。
から適宜選択して採用することができる。
例えば、担体の材質が、銅、鉄、ステンレス等である
場合には、公知の如く、表面処理を行って絶縁性酸化膜
層を形成させ、必要に応じてアルミナコーティング、シ
リカコーティング及び導電性ペーストコーティングの各
種コーティングから選択された少なくとも１種のコーテ
ィングを行った後に触媒を担持させる。尚、導電性ペー
ストコーティングを用いる場合にはアルミナコーティン
グ及び／又はシリカコーティングの後に行う。
場合には、公知の如く、表面処理を行って絶縁性酸化膜
層を形成させ、必要に応じてアルミナコーティング、シ
リカコーティング及び導電性ペーストコーティングの各
種コーティングから選択された少なくとも１種のコーテ
ィングを行った後に触媒を担持させる。尚、導電性ペー
ストコーティングを用いる場合にはアルミナコーティン
グ及び／又はシリカコーティングの後に行う。
本発明で使用することのできる、電気伝導性の触媒と
しては、例えばNi、Pd、Pt、Ag、Cu等の金属触媒を初
め、RuO2、PtO2等の金属酸化物触媒；触媒活性を有する
ペロブスカイト構造を有する化合物及び導電性触媒を含
有した導電性ペースト等を挙げることができる。
しては、例えばNi、Pd、Pt、Ag、Cu等の金属触媒を初
め、RuO2、PtO2等の金属酸化物触媒；触媒活性を有する
ペロブスカイト構造を有する化合物及び導電性触媒を含
有した導電性ペースト等を挙げることができる。
本発明で使用する触媒体は、少なくとも触媒自身が導
電性である上連続体であるために、触媒自身に通電する
ことができ、これによって触媒反応速度や触媒反応の選
択性に影響を及ぼし、触媒活性自身を制御することが可
能となる。
電性である上連続体であるために、触媒自身に通電する
ことができ、これによって触媒反応速度や触媒反応の選
択性に影響を及ぼし、触媒活性自身を制御することが可
能となる。
反応物の接触によって触媒表面の温度が大きく変動す
ることを防止すると共に、触媒自体への通電量を小さく
して触媒体の破壊を防止する上から、触媒担体も所定の
温度に加熱しておくことが好ましく、この場合の温度制
御を、前記した如く、触媒自体への通電とは独立した通
電によって行うことが、迅速な温度制御を行う上から好
ましいが、反応室全体を加熱する方法を採用しても良い
ことは当然である。
ることを防止すると共に、触媒自体への通電量を小さく
して触媒体の破壊を防止する上から、触媒担体も所定の
温度に加熱しておくことが好ましく、この場合の温度制
御を、前記した如く、触媒自体への通電とは独立した通
電によって行うことが、迅速な温度制御を行う上から好
ましいが、反応室全体を加熱する方法を採用しても良い
ことは当然である。
通電は直流を用いても交流を用いても良く、又電磁誘
導を利用した渦電流を用いても良い。いかなる方法によ
って通電するかに従い、公知の方法によって触媒層に電
極を設置することが必要となる。
導を利用した渦電流を用いても良い。いかなる方法によ
って通電するかに従い、公知の方法によって触媒層に電
極を設置することが必要となる。
通電する電流量は、触媒又は触媒担体を破壊しない範
囲であれば特に限定されるものではなく、触媒表面が触
媒反応に必要な所定温度を維持するために十分な量通電
する。触媒自体に通電する電流は、後記の実施例から明
らかな如く、極めてわずかである。
囲であれば特に限定されるものではなく、触媒表面が触
媒反応に必要な所定温度を維持するために十分な量通電
する。触媒自体に通電する電流は、後記の実施例から明
らかな如く、極めてわずかである。
《作用》 上記の如く、触媒自体に通電することにより触媒表面
が加熱され、触媒反応に必要な温度に加熱される。この
加熱は触媒自身を加熱するので従来法の場合より著しく
熱効率が向上する。
が加熱され、触媒反応に必要な温度に加熱される。この
加熱は触媒自身を加熱するので従来法の場合より著しく
熱効率が向上する。
又、作用機作は明確ではないが、触媒の触媒能自身が
通電により影響を受け、触媒の反応速度及び／又は選択
性が変化する。従って、その影響のされ方及び度合を予
め測定しておくことにより、通電量を変化させて触媒能
を制御することができる。
通電により影響を受け、触媒の反応速度及び／又は選択
性が変化する。従って、その影響のされ方及び度合を予
め測定しておくことにより、通電量を変化させて触媒能
を制御することができる。
《発明の効果》 本発明によれば、触媒自体に直接通電する微小電流を
調整することにより触媒の反応速度や選択性を制御する
ことができるので、本発明の方法により触媒が有する性
能を極めて容易且つ有効に利用することができる。
調整することにより触媒の反応速度や選択性を制御する
ことができるので、本発明の方法により触媒が有する性
能を極めて容易且つ有効に利用することができる。
《実施例》 次に、実施例により本発明を更に詳述するが本発明は
これによって限定されるものではない。
これによって限定されるものではない。
実施例1. 陽極酸化法によりアルミニウム基板上に作製した多孔
質アルミナ担体上に、酸化ルテニウムペースト（酸化ル
テニウムと酸化珪素及びテルピネオールの混合物質：昭
栄化学工業（株）製Ｒ−9110N）を塗布し、常法に従っ
て500℃で２時間焼成した後260℃で２時間水素還元を施
して触媒体を得た。得られた触媒体の触媒層に電極を設
け、先ず、触媒層に対して微小電流を流したところ、第
１図に示すように、触媒層が発熱体としての電気的特性
を示すことが確認された。尚、触媒層の温度は、通常の
方法により熱電対を直接接触させて測定した。
質アルミナ担体上に、酸化ルテニウムペースト（酸化ル
テニウムと酸化珪素及びテルピネオールの混合物質：昭
栄化学工業（株）製Ｒ−9110N）を塗布し、常法に従っ
て500℃で２時間焼成した後260℃で２時間水素還元を施
して触媒体を得た。得られた触媒体の触媒層に電極を設
け、先ず、触媒層に対して微小電流を流したところ、第
１図に示すように、触媒層が発熱体としての電気的特性
を示すことが確認された。尚、触媒層の温度は、通常の
方法により熱電対を直接接触させて測定した。
次に、得られた触媒体を用いて、空気に600ppmのアセ
トンを混合した低濃度アセトン混合ガスを常圧で300〜
1,080ml/分のガス流量で流し、接触時間を0.2〜0.8秒と
して155〜290℃で燃焼させた。
トンを混合した低濃度アセトン混合ガスを常圧で300〜
1,080ml/分のガス流量で流し、接触時間を0.2〜0.8秒と
して155〜290℃で燃焼させた。
触媒層に電流を流さない場合の触媒体の触媒活性及び
数ワットの電流を触媒層に流した場合の触媒活性を、各
触媒層温度と共に測定した結果は、第２図に示した通り
である。
数ワットの電流を触媒層に流した場合の触媒活性を、各
触媒層温度と共に測定した結果は、第２図に示した通り
である。
第２図の結果は、触媒表面温度と反応物の濃度を同一
条件とした場合、触媒自体に電流を流した方が高い触媒
活性を有することを実証するものである。
条件とした場合、触媒自体に電流を流した方が高い触媒
活性を有することを実証するものである。
又、通電してから所定の温度迄触媒体を加熱するに要
した時間は数秒であった。
した時間は数秒であった。
尚、反応器全体を加熱する通常の方法を採用した場合
には、例えば１の反応器を使用した場合、その立ち上
げ時間は最短でも１分程度の時間を要する。
には、例えば１の反応器を使用した場合、その立ち上
げ時間は最短でも１分程度の時間を要する。
第１図は本発明の触媒体の触媒自体を通電加熱した場合
の、通電電力と平衡状態における触媒層の温度の関係を
示すグラフである。 第２図は、触媒体の温度と触媒活性の関係を示すグラフ
である。図中、○印は電流を流さない場合、□印は電流
を流した場合を表わす。
の、通電電力と平衡状態における触媒層の温度の関係を
示すグラフである。 第２図は、触媒体の温度と触媒活性の関係を示すグラフ
である。図中、○印は電流を流さない場合、□印は電流
を流した場合を表わす。
Claims (1)
- 【請求項１】絶縁性表面を有する連続した担体の前記絶
縁性表面に電気伝導性触媒を塗布し、焼成してなる固体
触媒を用いた不均一系触媒反応において、前記電気伝導
性の触媒自体を通電加熱すると共に、該通電量を加減す
ることによって反応を制御することを特徴とする触媒反
応の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1048070A JP2620714B2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 触媒反応の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1048070A JP2620714B2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 触媒反応の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02227135A JPH02227135A (ja) | 1990-09-10 |
| JP2620714B2 true JP2620714B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=12793087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1048070A Expired - Lifetime JP2620714B2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 触媒反応の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2620714B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3372588B2 (ja) * | 1993-05-24 | 2003-02-04 | 株式会社島津製作所 | 自動車用発熱式触媒コンバータ |
| JP3642534B2 (ja) * | 1994-06-01 | 2005-04-27 | 秀雄 亀山 | 有機ハロゲン系ガスの酸化処理方法 |
| JP2001302202A (ja) * | 2000-04-18 | 2001-10-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | メタノール改質器 |
| JP2004026593A (ja) * | 2002-06-26 | 2004-01-29 | H2 Japan Kk | 水素発生・貯蔵装置 |
| MX2018004232A (es) * | 2015-10-15 | 2018-05-15 | Honeywell Int Inc | Reactor y proceso de dishidrogenacion. |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4973368A (ja) * | 1972-11-15 | 1974-07-16 | ||
| JPS5938496B2 (ja) * | 1978-09-25 | 1984-09-17 | 松下電器産業株式会社 | 空気調和機用運転制御器 |
| JPH029450A (ja) * | 1988-06-28 | 1990-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 排ガス浄化用触媒体 |
-
1989
- 1989-02-27 JP JP1048070A patent/JP2620714B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02227135A (ja) | 1990-09-10 |
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