JP2760439B2 - 排ガス浄化触媒体とその製造方法 - Google Patents
排ガス浄化触媒体とその製造方法Info
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Landscapes
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- Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は石油やガスなどを燃料とする各種燃焼機器自
動車、ガスオーブン、オーブンレンジなどの調理器から
排出される未燃の炭化水素、一酸化炭素を完全燃焼さ
せ、炭酸ガスと水に分解する排ガス浄化触媒体とその製
造方法に関するものである。
動車、ガスオーブン、オーブンレンジなどの調理器から
排出される未燃の炭化水素、一酸化炭素を完全燃焼さ
せ、炭酸ガスと水に分解する排ガス浄化触媒体とその製
造方法に関するものである。
従来の技術 従来、焼成機器などから排出される未燃の炭化水素、
一酸化炭素を空気共存下で炭酸ガスと水蒸気に酸化分解
させる触媒としては、シリカ、アルミナなどのセラミッ
ク粉末粒子を成形、焼成して得られるセラミックハニカ
ム構造体に白金、ロジウム、パラジウムなどの貴金属を
担持させたものが一般的である。
一酸化炭素を空気共存下で炭酸ガスと水蒸気に酸化分解
させる触媒としては、シリカ、アルミナなどのセラミッ
ク粉末粒子を成形、焼成して得られるセラミックハニカ
ム構造体に白金、ロジウム、パラジウムなどの貴金属を
担持させたものが一般的である。
また、最近では触媒として貴金属の代わりにペロブス
カイト型複合酸化物を用いたものもあるがこれも前記ペ
ロブスカイト型複合酸化物の触媒をコロイダルシリカ、
アルミナゾルをバインダーとして担持した構造となって
いる。これらは、いずれもすでに成形加工されたセラミ
ックハニカム構造体の表面上に触媒を後から担持したも
のである。
カイト型複合酸化物を用いたものもあるがこれも前記ペ
ロブスカイト型複合酸化物の触媒をコロイダルシリカ、
アルミナゾルをバインダーとして担持した構造となって
いる。これらは、いずれもすでに成形加工されたセラミ
ックハニカム構造体の表面上に触媒を後から担持したも
のである。
発明が解決しようとする課題 しかし、前述のセラミックハニカム構造体は高密度で
あるため、それ自身の表面積が小さく、触媒の担持量が
少量となり、充分な触媒活性が得られないという問題が
あった。
あるため、それ自身の表面積が小さく、触媒の担持量が
少量となり、充分な触媒活性が得られないという問題が
あった。
これを解決する手段として前記セラミックハニカム構
造体にアルミナなどの微粉末をコーティングして表面積
を大きくし、その上に触媒を担持したものがあるが、製
造工程が複雑で生産性が劣ることによるコストアップや
前記セラミックハニカム構造体と前記コーティング材料
や触媒の密着性が劣るという問題を有する。
造体にアルミナなどの微粉末をコーティングして表面積
を大きくし、その上に触媒を担持したものがあるが、製
造工程が複雑で生産性が劣ることによるコストアップや
前記セラミックハニカム構造体と前記コーティング材料
や触媒の密着性が劣るという問題を有する。
そこで本発明は触媒体の構成および成形方法を改善す
ることにより、前述の課題となっている触媒の高活性化
と生産性に優れた排ガス浄化触媒体を得ることを目的と
している。
ることにより、前述の課題となっている触媒の高活性化
と生産性に優れた排ガス浄化触媒体を得ることを目的と
している。
課題を解決するための手段 本発明は、排ガス浄化触媒体をCu、Mn、Coの少なくと
も１種の酸化物微粒子とセラミック繊維とからのみなる
セラミックシートと前記セラミックシートと同一構成の
セラミックシートを波状に加工した波状加工板を相互に
無機質バインダーによって接着して得られた片段加工板
を積層もしくは成巻して構成したものであり、その製造
方法は予めCu、Mn、Coの少なくとも１種の酸化物微粒子
とセラミック繊維と有機質バインダーからなる混合スラ
リーを調整後、抄紙法によりセラミック生シートを作製
し、前記セラミック生シートをコルゲーターにより波状
加工したものと前記セラミック生シートを無機質バイン
ダーにより接着して片段加工板を積層もしくは成巻して
ハニカム状に構成した後、焼成して製造したものであ
る。
も１種の酸化物微粒子とセラミック繊維とからのみなる
セラミックシートと前記セラミックシートと同一構成の
セラミックシートを波状に加工した波状加工板を相互に
無機質バインダーによって接着して得られた片段加工板
を積層もしくは成巻して構成したものであり、その製造
方法は予めCu、Mn、Coの少なくとも１種の酸化物微粒子
とセラミック繊維と有機質バインダーからなる混合スラ
リーを調整後、抄紙法によりセラミック生シートを作製
し、前記セラミック生シートをコルゲーターにより波状
加工したものと前記セラミック生シートを無機質バイン
ダーにより接着して片段加工板を積層もしくは成巻して
ハニカム状に構成した後、焼成して製造したものであ
る。
作用 未燃ガスや一酸化炭素を含む排ガス気流中に配置され
た排ガス浄化触媒体は完全酸化に必要な温度まで加熱さ
れる。加熱された前記排ガス浄化触媒体を通過する排ガ
ス中の未燃の炭化水素、一酸化炭素は触媒上で酸素とと
もに触媒し、酸化反応により炭酸ガスと水蒸気に変換さ
れる。この時、前記排ガス浄化触媒体は、骨格となるセ
ラミックシートがセラミック繊維と触媒微粒子のみから
構成され、触媒粒子がセラミック繊維の隙間に均一に分
散され、かつ触媒体の表面のみでなくその内部に存在す
る触媒粒子も排ガスと接触することができるように多孔
質構造となっているので高い触媒活性が得られる。ま
た、前記排ガス浄化触媒体が多孔質体であることからそ
の熱容量が小さく、加熱に必要なエネルギーを少なくす
ることや即熱化が可能となる。
た排ガス浄化触媒体は完全酸化に必要な温度まで加熱さ
れる。加熱された前記排ガス浄化触媒体を通過する排ガ
ス中の未燃の炭化水素、一酸化炭素は触媒上で酸素とと
もに触媒し、酸化反応により炭酸ガスと水蒸気に変換さ
れる。この時、前記排ガス浄化触媒体は、骨格となるセ
ラミックシートがセラミック繊維と触媒微粒子のみから
構成され、触媒粒子がセラミック繊維の隙間に均一に分
散され、かつ触媒体の表面のみでなくその内部に存在す
る触媒粒子も排ガスと接触することができるように多孔
質構造となっているので高い触媒活性が得られる。ま
た、前記排ガス浄化触媒体が多孔質体であることからそ
の熱容量が小さく、加熱に必要なエネルギーを少なくす
ることや即熱化が可能となる。
実施例 以下、本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明の排ガス浄化触媒体の一実施例の斜視
図を示す。
図を示す。
図において、１は平板、２は波状加工板、３は平板１
と波状加工板２を無機質バインダーで接着して得られる
片段加工板である。
と波状加工板２を無機質バインダーで接着して得られる
片段加工板である。
この片段加工板３を適当な寸法で積層もしくは成巻
後、ハニカル状に構成し焼成して排ガス浄化触媒体４が
形成される。片段加工板３を構成する平行板１は、予め
Cu、Mn、Coの酸化物微粒子とセラミック繊維と有機質バ
インダーを混合させ、水を加えてスラリーを調整した
後、抄紙法により作製されたセラミック生シートから得
られ、一方波状加工板２は、前記セラミック生シートを
コルゲーターにより波状に加工されることによって得ら
れる。平行板１と波状加工板２を無機質バインダーで接
着することによって片段加工板３が形成され、さらに片
段加工板３を積層もしくは成巻して焼成することにより
排ガス浄化触媒体４が製造される。この焼成の際、前記
有機質バインダーは熱分解により完全に消失し、排ガス
浄化触媒体４には存在しなくなる。
後、ハニカル状に構成し焼成して排ガス浄化触媒体４が
形成される。片段加工板３を構成する平行板１は、予め
Cu、Mn、Coの酸化物微粒子とセラミック繊維と有機質バ
インダーを混合させ、水を加えてスラリーを調整した
後、抄紙法により作製されたセラミック生シートから得
られ、一方波状加工板２は、前記セラミック生シートを
コルゲーターにより波状に加工されることによって得ら
れる。平行板１と波状加工板２を無機質バインダーで接
着することによって片段加工板３が形成され、さらに片
段加工板３を積層もしくは成巻して焼成することにより
排ガス浄化触媒体４が製造される。この焼成の際、前記
有機質バインダーは熱分解により完全に消失し、排ガス
浄化触媒体４には存在しなくなる。
前記排ガス浄化触媒体４は未燃ガスや一酸化炭素を含
む排ガス気流中に配置され、触媒として機能する温度に
加熱される。加熱された前記排ガス浄化触媒体４を通過
する排ガス中の炭化水素、一酸化炭素は酸素とともに触
媒上で接触し、酸化反応により炭酸ガスと水蒸気に変換
される。この時、排ガス浄化触媒体４に含有するCu、M
n、Co等の酸化物微粒子が触媒として機能する。
む排ガス気流中に配置され、触媒として機能する温度に
加熱される。加熱された前記排ガス浄化触媒体４を通過
する排ガス中の炭化水素、一酸化炭素は酸素とともに触
媒上で接触し、酸化反応により炭酸ガスと水蒸気に変換
される。この時、排ガス浄化触媒体４に含有するCu、M
n、Co等の酸化物微粒子が触媒として機能する。
前記排ガス浄化触媒体４はセラミック繊維の存在によ
って多孔質となっているのでCu、Mn、Co等の酸化物微粒
子の分散度が高くなり、触媒として機能する活性点が多
くなる。さらに排ガスは排ガス浄化触媒体４の表面層だ
けでなく、内部への拡散が可能となるため排ガス浄化触
媒体４の内部に存在するCu、Mn、Co等の酸化物微粒子か
らなる触媒も排ガスと接触することができるので触媒活
性の高い排ガス浄化触媒体が得られる。
って多孔質となっているのでCu、Mn、Co等の酸化物微粒
子の分散度が高くなり、触媒として機能する活性点が多
くなる。さらに排ガスは排ガス浄化触媒体４の表面層だ
けでなく、内部への拡散が可能となるため排ガス浄化触
媒体４の内部に存在するCu、Mn、Co等の酸化物微粒子か
らなる触媒も排ガスと接触することができるので触媒活
性の高い排ガス浄化触媒体が得られる。
本発明の排ガス浄化触媒体とその製造方法を具体的に
説明する。
説明する。
第１の実施例 アルミナ・シリカ系セラミック繊維60重量％、CuO、M
nO2微粒子（平均粒径１μｍ）35重量％、アクリル系バ
インダー５重量％を均一に混合した後、適当な粘度にな
るように水を加えてスラリーを調製した。次に前記スラ
リーを抄紙法により厚さ0.5mmのセラミック生シートを
作製し、乾燥することにより平板１を作製した。次に前
記平板１の２枚のうち１枚をコルゲーターを用いて波状
加工板２を作製し、他の１枚である平板１と前記波状加
工板２をシリカゾルを無機質バインダーとして接着する
ことにより片段加工板３を作製した。さらに、前記片段
加工板３を無機質バインダー（シリカゾル）とともに積
層して大気中約500℃で30分間焼成し、ハニカム状の排
ガス浄化触媒体４を作製した。なお、前記排ガス浄化触
媒体４のセル数は31/cm2（200cell/inch2）である。
nO2微粒子（平均粒径１μｍ）35重量％、アクリル系バ
インダー５重量％を均一に混合した後、適当な粘度にな
るように水を加えてスラリーを調製した。次に前記スラ
リーを抄紙法により厚さ0.5mmのセラミック生シートを
作製し、乾燥することにより平板１を作製した。次に前
記平板１の２枚のうち１枚をコルゲーターを用いて波状
加工板２を作製し、他の１枚である平板１と前記波状加
工板２をシリカゾルを無機質バインダーとして接着する
ことにより片段加工板３を作製した。さらに、前記片段
加工板３を無機質バインダー（シリカゾル）とともに積
層して大気中約500℃で30分間焼成し、ハニカム状の排
ガス浄化触媒体４を作製した。なお、前記排ガス浄化触
媒体４のセル数は31/cm2（200cell/inch2）である。
このように作製した排ガス浄化触媒体４について、固
定流通式でプロパン１％濃度（空気バランス）、空間速
度10000h-1の条件下でガスクロマトグラフィーにより変
換率を評価したところ、180℃で90％以上の変換率が得
られた。
定流通式でプロパン１％濃度（空気バランス）、空間速
度10000h-1の条件下でガスクロマトグラフィーにより変
換率を評価したところ、180℃で90％以上の変換率が得
られた。
第２の実施例 アルミナ・シリカ系セラミック繊維75重量％、CuO、M
nO2微粒子（平均粒径１μｍ）20重量％、アクリル系バ
インダー５重量％を均一に混合した後、適当な粘度にな
るように水を加えてスラリーを調製した。このスラリー
を用いて実施例１と同一方法、同一形状の片段加工板３
を作製した。次に、前記片段加工板３を用いて第１の実
施例と同一方法でハニカム状の排ガス浄化触媒体４を作
製した。なお、前記排ガス浄化触媒体４のセル数は31/c
m2（200cell/inch2）である。
nO2微粒子（平均粒径１μｍ）20重量％、アクリル系バ
インダー５重量％を均一に混合した後、適当な粘度にな
るように水を加えてスラリーを調製した。このスラリー
を用いて実施例１と同一方法、同一形状の片段加工板３
を作製した。次に、前記片段加工板３を用いて第１の実
施例と同一方法でハニカム状の排ガス浄化触媒体４を作
製した。なお、前記排ガス浄化触媒体４のセル数は31/c
m2（200cell/inch2）である。
このように作製した排ガス浄化触媒体４について、第
１の実施例と同一条件でプロパンの変換率を評価したと
ころ、250℃で90％以上の変換率が得られた。
１の実施例と同一条件でプロパンの変換率を評価したと
ころ、250℃で90％以上の変換率が得られた。
第３の実施例 アルミナ・シリカ系セラミック繊維60重量％、CO3O4
微粒子（平均粒径１μｍ）35重量％、アクリル系バイン
ダー５重量％を均一に混合した後、適当な粘度になるよ
うに水を加えてスラリーを調製した。このスラリーを用
いて第１の実施例と同一方法、同一形状の片段加工板３
を作製した。
微粒子（平均粒径１μｍ）35重量％、アクリル系バイン
ダー５重量％を均一に混合した後、適当な粘度になるよ
うに水を加えてスラリーを調製した。このスラリーを用
いて第１の実施例と同一方法、同一形状の片段加工板３
を作製した。
次に、前記片段加工板３を用いて第１の実施例と同一
方法でハニカム状の排ガス浄化触媒体４を作製した。な
お、前記排ガス浄化触媒体４のセル数は31/cm2（200cel
l/inch2）である。
方法でハニカム状の排ガス浄化触媒体４を作製した。な
お、前記排ガス浄化触媒体４のセル数は31/cm2（200cel
l/inch2）である。
このように作製した排ガス浄化触媒体４について、第
１の実施例と同一条件でプロパンの変換率を評価したと
ころ、170℃で90％以上の変換率が得られた。
１の実施例と同一条件でプロパンの変換率を評価したと
ころ、170℃で90％以上の変換率が得られた。
なお、触媒としてCuO、MnO2単独で用いた場合も良好
な性能を有することが確認された。Co3O4よりは性能が
劣る） また、本発明の排ガス浄化触媒体をより高活性にする
ために前記排ガス浄化触媒体表面に白金、ロジウム、パ
ラジウムなどの貴金属を担持したものも適用できる。
な性能を有することが確認された。Co3O4よりは性能が
劣る） また、本発明の排ガス浄化触媒体をより高活性にする
ために前記排ガス浄化触媒体表面に白金、ロジウム、パ
ラジウムなどの貴金属を担持したものも適用できる。
また、本発明の排ガス浄化触媒体を構成する各材料の
組成比は第１〜第３の実施例に限定されるものではな
く、前記排ガス浄化触媒体の機械的強度、使用温度によ
って任意に設定される。
組成比は第１〜第３の実施例に限定されるものではな
く、前記排ガス浄化触媒体の機械的強度、使用温度によ
って任意に設定される。
発明の効果 本発明は、あらかじめ、触媒とセラミック繊維と有機
質バインダーを混合させ、その後触媒体として成形加工
されるものである。したがって、従来のように後で触媒
を担持する必要がなく、生産性に優れた低コストの排ガ
ス浄化触媒体が実現できるとともに、酸化触媒がセラミ
ック繊維とからみ合った構成となるので触媒の脱落がな
く、密着性に優れたものが得られる。
質バインダーを混合させ、その後触媒体として成形加工
されるものである。したがって、従来のように後で触媒
を担持する必要がなく、生産性に優れた低コストの排ガ
ス浄化触媒体が実現できるとともに、酸化触媒がセラミ
ック繊維とからみ合った構成となるので触媒の脱落がな
く、密着性に優れたものが得られる。
また本発明の排ガス浄化触媒体は、骨格となるセラミ
ックシートがセラミック繊維と酸化物微粒子からなる触
媒のみで構成されているので、触媒がセラミック繊維の
隙間に均一に分散され、かつ触媒体の表面のみでなくそ
の内部に存在する触媒も排ガスと接触することができる
ように多孔質構造とすることができ、高い触媒活性を実
現することができる。
ックシートがセラミック繊維と酸化物微粒子からなる触
媒のみで構成されているので、触媒がセラミック繊維の
隙間に均一に分散され、かつ触媒体の表面のみでなくそ
の内部に存在する触媒も排ガスと接触することができる
ように多孔質構造とすることができ、高い触媒活性を実
現することができる。
また排ガス浄化触媒体の焼成温度が低いので、触媒の
熱的劣化を防止することができる。
熱的劣化を防止することができる。
さらに、本発明の排ガス浄化触媒体は多孔質であるの
で熱容量が小さくなり、触媒として機能する温度に短時
間で昇温させることができるとともに、加熱に要するエ
ネルギーを少なくすることができる。また、本発明の製
造方法によると、予めCu、Mn、Coの少なくとも１種の酸
化物微粒子とセラミック繊維とバインダーを混合したス
ラリーで触媒体を構成するセラミックシートを作製して
いるので、従来の触媒体のように後で触媒を担持する必
要がなく生産性に優れているとともに、前記Cu、Mn、Co
の少なくとも１種の酸化物微粒子を前記触媒体に均一に
分散させることができる。
で熱容量が小さくなり、触媒として機能する温度に短時
間で昇温させることができるとともに、加熱に要するエ
ネルギーを少なくすることができる。また、本発明の製
造方法によると、予めCu、Mn、Coの少なくとも１種の酸
化物微粒子とセラミック繊維とバインダーを混合したス
ラリーで触媒体を構成するセラミックシートを作製して
いるので、従来の触媒体のように後で触媒を担持する必
要がなく生産性に優れているとともに、前記Cu、Mn、Co
の少なくとも１種の酸化物微粒子を前記触媒体に均一に
分散させることができる。
図は本発明の排ガス浄化触媒体の一実施例の斜視図を示
す。 1:平板、 2:波状加工板、 3:片段加工板、 4:排ガス浄化触媒体。
す。 1:平板、 2:波状加工板、 3:片段加工板、 4:排ガス浄化触媒体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田畑 研二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−134019（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】Cu、Mn、Coの少なくとも１種の酸化物微粒
子とセラミック繊維とからのみなるセラミックシートと
前記セラミックシートと同一構成のセラミックシートを
波状に加工した波状加工板を相互に無機質バインダーに
よって接着して得られた片段加工板を積層もしくは成巻
して構成された排ガス浄化触媒体。 - 【請求項２】予めCu、Mn、Coの少なくとも１種の酸化物
微粒子とセラミック繊維と有機質バインダーからなる混
合スラリーを調整後、抄紙法によりセラミック生シート
を作製し、前記セラミック生シートをコルゲーターによ
り波状加工したものと前記セラミック生シートを無機質
バインダーにより接着して片段加工板を作製し、複数個
の前記片段加工板を積層もしくは成巻してハニカム状に
構成した後、焼成する排ガス浄化触媒体の製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1170008A JP2760439B2 (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 排ガス浄化触媒体とその製造方法 |
| US07/447,272 US5057482A (en) | 1988-12-15 | 1989-12-07 | Catalytic composite for purifying exhaust gases and a method for preparing the same |
| AU46064/89A AU611831B2 (en) | 1988-12-15 | 1989-12-08 | A catalytic composite for purifying exhaust gases and a method for preparing the same |
| KR1019890018214A KR900009133A (ko) | 1988-12-15 | 1989-12-09 | 배기가스 정화촉매체 및 그 제조방법 |
| CA002005411A CA2005411C (en) | 1988-12-15 | 1989-12-13 | Catalytic composite for purifying exhaust gases and a method for preparing the same |
| EP89123147A EP0373648B1 (en) | 1988-12-15 | 1989-12-14 | Catalytic composite on delafosite basis for purifying exhaust gases and a method for preparing the same |
| DE68927770T DE68927770T2 (de) | 1988-12-15 | 1989-12-14 | Katalytischer Verbundstoff auf der Basis von Delafosite zur Reinigung von Abgasen und Verfahren zu seiner Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1170008A JP2760439B2 (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 排ガス浄化触媒体とその製造方法 |
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|---|---|
| JPH0332747A JPH0332747A (ja) | 1991-02-13 |
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Family
ID=15896881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1170008A Expired - Lifetime JP2760439B2 (ja) | 1988-12-15 | 1989-06-30 | 排ガス浄化触媒体とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2760439B2 (ja) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS5910345A (ja) * | 1983-06-06 | 1984-01-19 | Nichias Corp | 触媒の担体 |
| JPS61230746A (ja) * | 1985-04-05 | 1986-10-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 排ガス浄化用触媒担体 |
| JPS62153175A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-08 | ニチアス株式会社 | 耐熱性ハニカム構造体の製造法 |
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-
1989
- 1989-06-30 JP JP1170008A patent/JP2760439B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0332747A (ja) | 1991-02-13 |
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