JP3232590B2 - 酸化触媒 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は炭化水素および一酸化炭
素等を低温で酸化する触媒に関する。
素等を低温で酸化する触媒に関する。
【０００２】
【従来の技術】触媒の担体としては通常、無機質多孔体
が多く利用されている。無機質多孔体としては、チタ
ン、窒素およびジルコニア等からなる複合酸化物を用い
た例（特開平２−６３５５２）、セラミック繊維の集合
体を用いた例（特開平１−２４５８５０）、また、アル
ミナ、シリカ、チタニアまたはアルミナ−シリカ担体を
用いた例（特開昭６２−２０１６４８）、さらにはＡ型
ゼオライト、Ｘ型ゼオライトおよびモルデナイト系ゼオ
ライト（特開昭５５−１４７１５３）や結晶性ゼオライ
ト（特開昭６４−４２２０）を用いた例などが開示され
ている。これらは多孔体の固体酸性あるいはＢＥＴ表面
積の大きさに着目したものである。しかしこれらの酸化
性能はまだ十分ではなく（性能評価目安としての炭化水
素の５０％転化温度が高い）、たとえば、自動車排ガス
浄化用触媒として実用化するためにはさらに活性の高い
触媒が必要とされていた。
が多く利用されている。無機質多孔体としては、チタ
ン、窒素およびジルコニア等からなる複合酸化物を用い
た例（特開平２−６３５５２）、セラミック繊維の集合
体を用いた例（特開平１−２４５８５０）、また、アル
ミナ、シリカ、チタニアまたはアルミナ−シリカ担体を
用いた例（特開昭６２−２０１６４８）、さらにはＡ型
ゼオライト、Ｘ型ゼオライトおよびモルデナイト系ゼオ
ライト（特開昭５５−１４７１５３）や結晶性ゼオライ
ト（特開昭６４−４２２０）を用いた例などが開示され
ている。これらは多孔体の固体酸性あるいはＢＥＴ表面
積の大きさに着目したものである。しかしこれらの酸化
性能はまだ十分ではなく（性能評価目安としての炭化水
素の５０％転化温度が高い）、たとえば、自動車排ガス
浄化用触媒として実用化するためにはさらに活性の高い
触媒が必要とされていた。
【０００３】一方、複鎖構造型粘土鉱物に金属を担持し
た触媒は、気体や液体に対し優れた吸着能を有してお
り、従来化学反応の触媒や浄化吸着剤として利用されて
おり、酸化触媒としても有望と考えられる。しかし、
「炭化水素類の水素化処理触媒」（特開昭５３−３４６
９１）に見られるような粘土鉱物の構造を低温で強酸に
より崩し、触媒金属となるランタニド、鉄等のイオンを
担持させる担持方法では、金属イオンの担持量が少な
く、十分な触媒活性を付与することができなかった。
た触媒は、気体や液体に対し優れた吸着能を有してお
り、従来化学反応の触媒や浄化吸着剤として利用されて
おり、酸化触媒としても有望と考えられる。しかし、
「炭化水素類の水素化処理触媒」（特開昭５３−３４６
９１）に見られるような粘土鉱物の構造を低温で強酸に
より崩し、触媒金属となるランタニド、鉄等のイオンを
担持させる担持方法では、金属イオンの担持量が少な
く、十分な触媒活性を付与することができなかった。
【０００４】また、この方法では、強酸により複鎖構造
型粘土鉱物の結晶構造を崩壊させる危険性もあった。さ
らには、強酸を使用するため、製造設備や環境浄化に対
する投資の必要があり、製造コストが高いものとなって
いた。
型粘土鉱物の結晶構造を崩壊させる危険性もあった。さ
らには、強酸を使用するため、製造設備や環境浄化に対
する投資の必要があり、製造コストが高いものとなって
いた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は炭化水素や一酸化炭素の酸化触媒として高い活性を有
した酸化触媒を提供することにある。
は炭化水素や一酸化炭素の酸化触媒として高い活性を有
した酸化触媒を提供することにある。
【０００６】特に、自動車等の排出ガスの浄化に適した
酸化触媒を提供することにある。
酸化触媒を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成するため鋭意研究を重ねた結果、以下に開示する複
鎖構造型粘土鉱物を担体とする酸化触媒を発明するに至
った。
達成するため鋭意研究を重ねた結果、以下に開示する複
鎖構造型粘土鉱物を担体とする酸化触媒を発明するに至
った。
【０００８】〔第１発明の構成〕本第１発明の酸化触媒
は、４００℃以上８００℃以下の温度で少なくとも一部
が非晶質化した複鎖構造型粘土鉱物と、該複鎖構造型粘
土鉱物に担持した白金および／またはパラジウムとより
なることを特徴とする。
は、４００℃以上８００℃以下の温度で少なくとも一部
が非晶質化した複鎖構造型粘土鉱物と、該複鎖構造型粘
土鉱物に担持した白金および／またはパラジウムとより
なることを特徴とする。
【０００９】４００℃以上８００℃以下の温度で熱処理
した複鎖構造型粘土鉱物の構造は１つの結晶構造から次
の結晶構造へ移行する過渡的な構造であり、Ｘ線を用い
た構造解析によると少なくとも一部が非晶質状態と見ら
れる（以後、簡単のため非晶質状態あるいは非晶質体と
呼ぶ）。また、白金および／またはパラジウムの微粒子
は１２０ｍ2 ／ｇ以上の比表面積を有する非晶質状態の
粘土鉱物の不斉面上に存在するＯＨ基を介して分散担持
されているため原子状態に近い高度な分散状態となって
いる。
した複鎖構造型粘土鉱物の構造は１つの結晶構造から次
の結晶構造へ移行する過渡的な構造であり、Ｘ線を用い
た構造解析によると少なくとも一部が非晶質状態と見ら
れる（以後、簡単のため非晶質状態あるいは非晶質体と
呼ぶ）。また、白金および／またはパラジウムの微粒子
は１２０ｍ2 ／ｇ以上の比表面積を有する非晶質状態の
粘土鉱物の不斉面上に存在するＯＨ基を介して分散担持
されているため原子状態に近い高度な分散状態となって
いる。
【００１０】４００℃未満で処理したものでは、複鎖構
造型粘土鉱物の構造が不安定で水を吸収することにより
構造が復元することから非晶質部分が存在せず、白金お
よび／またはパラジウムを高度に分散担持させることが
難しい。８００℃を越える温度で処理したものでは、複
鎖構造型粘土鉱物の構造がエンスタタイト型の結晶構造
に変化し構造内のＯＨ基が消失するため白金触媒の高分
散担持が不可能となる。
造型粘土鉱物の構造が不安定で水を吸収することにより
構造が復元することから非晶質部分が存在せず、白金お
よび／またはパラジウムを高度に分散担持させることが
難しい。８００℃を越える温度で処理したものでは、複
鎖構造型粘土鉱物の構造がエンスタタイト型の結晶構造
に変化し構造内のＯＨ基が消失するため白金触媒の高分
散担持が不可能となる。
【００１１】〔第２発明の構成〕本第２発明の酸化触媒
は、４００℃以上８００℃以下の温度で少なくとも一部
が非晶質化した複鎖構造型粘土鉱物であり、その構成元
素であるマグネシウムおよび／またはアルミニウムの少
なくとも一部が遷移金属元素により置換された粘土鉱物
と、該粘土鉱物に担持した白金および／またはパラジウ
ムとよりなることを特徴とする。
は、４００℃以上８００℃以下の温度で少なくとも一部
が非晶質化した複鎖構造型粘土鉱物であり、その構成元
素であるマグネシウムおよび／またはアルミニウムの少
なくとも一部が遷移金属元素により置換された粘土鉱物
と、該粘土鉱物に担持した白金および／またはパラジウ
ムとよりなることを特徴とする。
【００１２】４００℃以上８００℃以下の温度で熱処理
した複鎖構造型粘土鉱物の構造は１つの結晶構造から次
の結晶構造へ移行する過渡的な構造であり、前記第１発
明と同様に少なくとも一部が非晶質状態となっている。
本第２発明における粘土鉱物は、非晶質状態において構
成元素であるアルミニウムやマグネシウムが他の元素と
置換されやすくなることを利用したものである。
した複鎖構造型粘土鉱物の構造は１つの結晶構造から次
の結晶構造へ移行する過渡的な構造であり、前記第１発
明と同様に少なくとも一部が非晶質状態となっている。
本第２発明における粘土鉱物は、非晶質状態において構
成元素であるアルミニウムやマグネシウムが他の元素と
置換されやすくなることを利用したものである。
【００１３】構成元素と置換された遷移金属元素は複鎖
構造型粘土鉱物中に高度に分散しており、さらに白金お
よび／またはパラジウムの微粒子は非晶質化した粘土鉱
物の不斉面に存在するＯＨ基を介して原子状態に近い高
分散状態で担持されている。
構造型粘土鉱物中に高度に分散しており、さらに白金お
よび／またはパラジウムの微粒子は非晶質化した粘土鉱
物の不斉面に存在するＯＨ基を介して原子状態に近い高
分散状態で担持されている。
【００１４】４００℃未満では複鎖構造型粘土鉱物の構
造が非晶質化しておらず、遷移金属の置換が少ない。ま
た、８００℃を越える温度では複鎖構造型粘土鉱物の構
造がエンスタタイト型の安定な結晶構造に変化し、やは
り遷移金属の置換が起きにくくなる。
造が非晶質化しておらず、遷移金属の置換が少ない。ま
た、８００℃を越える温度では複鎖構造型粘土鉱物の構
造がエンスタタイト型の安定な結晶構造に変化し、やは
り遷移金属の置換が起きにくくなる。
【００１５】
〔第１発明の作用〕複鎖構造型粘土鉱物は１つの大きな
単一結晶ではなく、微細な結晶の集合体であり、結晶構
造が切れた部位等での不斉面が存在する。この不斉面に
は、水酸基が存在しており白金等の金属錯体が吸着しや
すい。
単一結晶ではなく、微細な結晶の集合体であり、結晶構
造が切れた部位等での不斉面が存在する。この不斉面に
は、水酸基が存在しており白金等の金属錯体が吸着しや
すい。
【００１６】ところで、複鎖構造型粘土鉱物を４００℃
以上８００℃以下で熱処理すると粘土鉱物の結晶構造が
崩れ、次の結晶構造へ移行するための過渡的な非晶質状
態となる。この状態は元の結晶構造が崩れた状態であり
上記の不斉面が増加する。このため、不斉面に存在する
ＯＨ基は増加するとともに複鎖構造型粘土鉱物全体に広
がり高分散状態となる。
以上８００℃以下で熱処理すると粘土鉱物の結晶構造が
崩れ、次の結晶構造へ移行するための過渡的な非晶質状
態となる。この状態は元の結晶構造が崩れた状態であり
上記の不斉面が増加する。このため、不斉面に存在する
ＯＨ基は増加するとともに複鎖構造型粘土鉱物全体に広
がり高分散状態となる。
【００１７】また、非晶質化した複鎖構造型粘土鉱物は
高い比表面積（１２０ｍ2 ／ｇ以上）を有しているの
で、気体や液体の吸着特性に優れている。
高い比表面積（１２０ｍ2 ／ｇ以上）を有しているの
で、気体や液体の吸着特性に優れている。
【００１８】本発明の白金および／またはパラジウムは
この状態のＯＨ基を介して担持されているので凝集を起
こさず高分散状態となる。このため、本発明の触媒は高
い活性を有する酸化触媒となる。
この状態のＯＨ基を介して担持されているので凝集を起
こさず高分散状態となる。このため、本発明の触媒は高
い活性を有する酸化触媒となる。
【００１９】〔第２発明の作用〕本第２発明では、非晶
質化した粘土鉱物中のマグネシウムやアルミニウムの結
合力を低下させて遷移金属元素と置換させた構造である
ため、置換した遷移金属元素は炭化水素や一酸化炭素等
の拡散や吸着に適した繊維間あるいはチャンネル（繊維
中に存在する断面の幅が約１〜０．６nmの繊維方向に沿
って延びたトンネル）の中の構造を潰すことなく、高分
散状態に存在しうる。
質化した粘土鉱物中のマグネシウムやアルミニウムの結
合力を低下させて遷移金属元素と置換させた構造である
ため、置換した遷移金属元素は炭化水素や一酸化炭素等
の拡散や吸着に適した繊維間あるいはチャンネル（繊維
中に存在する断面の幅が約１〜０．６nmの繊維方向に沿
って延びたトンネル）の中の構造を潰すことなく、高分
散状態に存在しうる。
【００２０】さらに、この遷移金属元素を置換した複鎖
構造型粘土鉱物を担体として白金および／またはパラジ
ウムを第１発明と同様に高分散で担持させた構造である
ため、白金および／またはパラジウムと遷移金属元素と
の間で協奏的な作用が生ずるものと推定される。すなわ
ち、遷移金属が炭化水素や一酸化炭素等を吸着し、その
近傍にある白金および／またはパラジウムがこれらを酸
化する反応が生ずる。
構造型粘土鉱物を担体として白金および／またはパラジ
ウムを第１発明と同様に高分散で担持させた構造である
ため、白金および／またはパラジウムと遷移金属元素と
の間で協奏的な作用が生ずるものと推定される。すなわ
ち、遷移金属が炭化水素や一酸化炭素等を吸着し、その
近傍にある白金および／またはパラジウムがこれらを酸
化する反応が生ずる。
【００２１】
〔第１発明の効果〕本発明の触媒では白金および／また
はパラジウムが高度に分散担持しており、大きな比表面
積を有する非晶質担体の吸着特性と相まって炭化水素や
一酸化炭素等を低温で酸化できる優れた活性を有する。
はパラジウムが高度に分散担持しており、大きな比表面
積を有する非晶質担体の吸着特性と相まって炭化水素や
一酸化炭素等を低温で酸化できる優れた活性を有する。
【００２２】また、本発明の触媒は非晶質化しているた
め従来保有している水等の離脱による構造変化がなく耐
熱性に優れている。また、水等との水和反応や、アミン
類による被毒を受けにくくなっている。
め従来保有している水等の離脱による構造変化がなく耐
熱性に優れている。また、水等との水和反応や、アミン
類による被毒を受けにくくなっている。
【００２３】従って、本発明は内燃機関等の排気ガス浄
化触媒等として使用可能である。
化触媒等として使用可能である。
【００２４】〔第２発明の効果〕本発明の触媒は遷移金
属が構造内に取り込まれた比表面積の大きな非晶質状態
の複鎖構造型粘土鉱物担体に白金および／またはパラジ
ウムの金属が高分散状態で担持されているので、担体、
遷移金属、および白金および／またはパラジウムが協奏
的に作用し炭化水素や一酸化炭素等を低温で酸化できる
特に優れた活性を有する。
属が構造内に取り込まれた比表面積の大きな非晶質状態
の複鎖構造型粘土鉱物担体に白金および／またはパラジ
ウムの金属が高分散状態で担持されているので、担体、
遷移金属、および白金および／またはパラジウムが協奏
的に作用し炭化水素や一酸化炭素等を低温で酸化できる
特に優れた活性を有する。
【００２５】従って、本発明は内燃機関等の排気ガス浄
化触媒等として使用可能である。
化触媒等として使用可能である。
【００２６】
【実施例】以下、本発明を具体例、実施例等を用いて詳
細に説明する。
細に説明する。
【００２７】（具体例１）複鎖構造型粘土鉱物としては
セピオライト、パリゴルスカイト、アタパルジャイトが
使用できる。その構成はセピオライトがＳｉ12Ｍｇ8 Ｏ
30（ＯＨ2 ）4 ・８Ｈ2 Ｏ、アタパルジャイトおよびパ
リゴルスカイトが（ＭｇＡｌ）5 （ＳｉＡｌ）8 Ｏ
20（ＯＨ）2 ・８Ｈ2 Ｏである。
セピオライト、パリゴルスカイト、アタパルジャイトが
使用できる。その構成はセピオライトがＳｉ12Ｍｇ8 Ｏ
30（ＯＨ2 ）4 ・８Ｈ2 Ｏ、アタパルジャイトおよびパ
リゴルスカイトが（ＭｇＡｌ）5 （ＳｉＡｌ）8 Ｏ
20（ＯＨ）2 ・８Ｈ2 Ｏである。
【００２８】これらは含水珪酸マグネシウムを主成分と
し、その表面に反応性に富む水酸基を有する粘土鉱物で
ある。この粘土鉱物は、直径が０．０５〜０．６μｍ程
度の繊維からなり、該繊維に平行に約１〜０．６nm程度
の長方形の断面積を持つ（チャンネル）が存在する。ま
た、３５０〜４００ｍ2 ／ｇなる大きなＢＥＴ比表面積
を有している。
し、その表面に反応性に富む水酸基を有する粘土鉱物で
ある。この粘土鉱物は、直径が０．０５〜０．６μｍ程
度の繊維からなり、該繊維に平行に約１〜０．６nm程度
の長方形の断面積を持つ（チャンネル）が存在する。ま
た、３５０〜４００ｍ2 ／ｇなる大きなＢＥＴ比表面積
を有している。
【００２９】（具体例２）高分散状態で担持された白金
および／またはパラジウムよりなる金属は金属クラスタ
ーの金属原子の数が少ない筏状構造あるいは一原子状態
で存在しており、該金属の担持量は０．１ｗｔ％以上１
０ｗｔ％以下が望ましい。０．１ｗｔ％以下の場合は触
媒作用がほとんどなくなる。１０ｗｔ％以上になると金
属クラスターが粗大となり、触媒活性が低下する。ま
た、金属の担持量が多量となるためコストが増大する。
および／またはパラジウムよりなる金属は金属クラスタ
ーの金属原子の数が少ない筏状構造あるいは一原子状態
で存在しており、該金属の担持量は０．１ｗｔ％以上１
０ｗｔ％以下が望ましい。０．１ｗｔ％以下の場合は触
媒作用がほとんどなくなる。１０ｗｔ％以上になると金
属クラスターが粗大となり、触媒活性が低下する。ま
た、金属の担持量が多量となるためコストが増大する。
【００３０】（具体例３）遷移金属としてはＶ，Ｍｎ，
Ｆｅ，Ｃｏ，ＮｉおよびＣｕが適当である。
Ｆｅ，Ｃｏ，ＮｉおよびＣｕが適当である。
【００３１】また、これら遷移金属をイオン交換する量
としては粘土鉱物中のマグネシウムおよび／またはアル
ミニウムに対して５〜１０ｗｔ％が適当である。
としては粘土鉱物中のマグネシウムおよび／またはアル
ミニウムに対して５〜１０ｗｔ％が適当である。
【００３２】これより多い場合には、複鎖構造型粘土鉱
物中に存在する繊維間やチャンネル等の拡散通路や吸着
サイトが潰れるために酸化触媒としての活性は低下す
る。また、これより少ない場合には、遷移金属と白金お
よび／またはパラジウムとの協奏反応量が低下するため
酸化触媒としての活性は低下する。
物中に存在する繊維間やチャンネル等の拡散通路や吸着
サイトが潰れるために酸化触媒としての活性は低下す
る。また、これより少ない場合には、遷移金属と白金お
よび／またはパラジウムとの協奏反応量が低下するため
酸化触媒としての活性は低下する。
【００３３】（具体例４）本発明の酸化触媒の製造方法
は、複鎖構造型粘土鉱物を４００℃以上８００℃以下の
温度で熱処理することによって、前記粘土鉱物の構造を
変化させ少なくとも一部を非晶質化する熱処理工程と、
粘土鉱物中のマグネシウムおよび／またはアルミニウム
イオンを遷移金属イオンとイオン交換させる置換工程
と、前記イオン交換した複鎖構造型粘土鉱物に白金およ
び／またはパラジウムのイオンを作用させて白金および
／またはパラジウムを担持する担持工程とからなる。但
し、第１発明において置換工程は省略してもよい。
は、複鎖構造型粘土鉱物を４００℃以上８００℃以下の
温度で熱処理することによって、前記粘土鉱物の構造を
変化させ少なくとも一部を非晶質化する熱処理工程と、
粘土鉱物中のマグネシウムおよび／またはアルミニウム
イオンを遷移金属イオンとイオン交換させる置換工程
と、前記イオン交換した複鎖構造型粘土鉱物に白金およ
び／またはパラジウムのイオンを作用させて白金および
／またはパラジウムを担持する担持工程とからなる。但
し、第１発明において置換工程は省略してもよい。
【００３４】熱処理工程における熱処理温度は、４００
℃〜８００℃である。４００℃未満では該粘土鉱物の構
造を十分に変化させることができない。８００℃を越え
る温度では、該粘土鉱物の構造がエンスタタイト型の結
晶に変化して、金属元素の担持が困難となり、細孔も消
失するので好ましくない。細孔が消失すると、ガスの吸
着サイトやガス拡散に有効な通路が確保できなくなる。
熱処理することによって粘土鉱物の構造を非晶質化させ
マグネシウムもしくはアルミニウムと酸素との結合力を
低下させることができる。
℃〜８００℃である。４００℃未満では該粘土鉱物の構
造を十分に変化させることができない。８００℃を越え
る温度では、該粘土鉱物の構造がエンスタタイト型の結
晶に変化して、金属元素の担持が困難となり、細孔も消
失するので好ましくない。細孔が消失すると、ガスの吸
着サイトやガス拡散に有効な通路が確保できなくなる。
熱処理することによって粘土鉱物の構造を非晶質化させ
マグネシウムもしくはアルミニウムと酸素との結合力を
低下させることができる。
【００３５】熱処理を行なうと、まず、該粘土鉱物の構
造中のトンネル内にある沸石水や結晶水が抜ける。これ
と同時に結晶構造が変化して、結晶を構成しているＭｇ
Ｏ層の八面体のＭｇ−Ｏ結合力が低下し、水中において
はマグネシウムはイオン化し溶出し易い状態となる。こ
れはマグネシウムと置換しているアルミニウムについて
も同様である。
造中のトンネル内にある沸石水や結晶水が抜ける。これ
と同時に結晶構造が変化して、結晶を構成しているＭｇ
Ｏ層の八面体のＭｇ−Ｏ結合力が低下し、水中において
はマグネシウムはイオン化し溶出し易い状態となる。こ
れはマグネシウムと置換しているアルミニウムについて
も同様である。
【００３６】熱処理温度は非晶質化が大きくイオン交換
の最も起こりやすい６００℃〜７００℃が特に好適であ
る。
の最も起こりやすい６００℃〜７００℃が特に好適であ
る。
【００３７】非晶質化した複鎖構造型粘土鉱物に遷移元
素から選ばれる少なくとも１種を粘土鉱物中のマグネシ
ウムおよび／またはアルミニウムと置換する工程では、
粘土鉱物を先ず水に分散して懸濁液を作る。この時の水
の量は１０重量倍以上が好適である。これより少ないと
該粘土鉱物の懸濁状態が悪く、マグネシウムおよび／ま
たはアルミニウムと遷移金属との置換が均一になりにく
い。マグネシウムおよび／またはアルミニウムと置換す
る遷移金属は、塩の形で導入するのが好ましい。本工程
では、これらの金属塩を前記懸濁液に添加し、混合す
る。
素から選ばれる少なくとも１種を粘土鉱物中のマグネシ
ウムおよび／またはアルミニウムと置換する工程では、
粘土鉱物を先ず水に分散して懸濁液を作る。この時の水
の量は１０重量倍以上が好適である。これより少ないと
該粘土鉱物の懸濁状態が悪く、マグネシウムおよび／ま
たはアルミニウムと遷移金属との置換が均一になりにく
い。マグネシウムおよび／またはアルミニウムと置換す
る遷移金属は、塩の形で導入するのが好ましい。本工程
では、これらの金属塩を前記懸濁液に添加し、混合す
る。
【００３８】遷移金属イオンを水中で作用させると、該
粘土鉱物の結合力の低下したマグネシウムおよび／また
はアルミニウムはイオン化し遷移金属イオンと容易にイ
オン交換できる。このように触媒活性の高い遷移金属イ
オンをマグネシウムおよび／またはアルミニウムイオン
と置換して該粘土鉱物の構造内に導入することにより、
これら遷移金属が強固にしかも高度に分散される。
粘土鉱物の結合力の低下したマグネシウムおよび／また
はアルミニウムはイオン化し遷移金属イオンと容易にイ
オン交換できる。このように触媒活性の高い遷移金属イ
オンをマグネシウムおよび／またはアルミニウムイオン
と置換して該粘土鉱物の構造内に導入することにより、
これら遷移金属が強固にしかも高度に分散される。
【００３９】また、複鎖構造型粘土鉱物を４００℃から
８００℃で熱処理したものは、１２０ｍ2 ／ｇ以上のＢ
ＥＴ比表面積を有しているが、イオン置換により、比表
面積の低下は生じない。むしろ、強固で安定な構造とな
り、比表面積も増加する。
８００℃で熱処理したものは、１２０ｍ2 ／ｇ以上のＢ
ＥＴ比表面積を有しているが、イオン置換により、比表
面積の低下は生じない。むしろ、強固で安定な構造とな
り、比表面積も増加する。
【００４０】さらに、白金および／またはパラジウムよ
りなる金属を担持する担持工程では、前記工程でできた
遷移金属を置換した複鎖構造型粘土鉱物が懸濁した溶液
中に白金および／またはパラジウムの化合物あるいは該
化合物溶液を添加して白金および／またはパラジウムを
担持させる。
りなる金属を担持する担持工程では、前記工程でできた
遷移金属を置換した複鎖構造型粘土鉱物が懸濁した溶液
中に白金および／またはパラジウムの化合物あるいは該
化合物溶液を添加して白金および／またはパラジウムを
担持させる。
【００４１】（実施例１）複鎖構造型粘土鉱物はトルコ
産セピオライトの粉末を使用した。このセピオライト粉
末をアルミナ製の坩堝に入れ、ニクロム炉内で４００℃
から８００℃の温度範囲で４．５時間保持して熱処理し
た。４００℃から８００℃の各所定の温度で熱処理した
セピオライトを２０ｇ分取し、白金として０．４〜１０
ｗｔ％であるジニトロジアミン白金硝酸溶液中に浸せき
した。浸せき後加熱スターラ上で攪拌し均一攪拌下でヒ
ータにより１１０℃〜１２０℃の温度で過剰の水分を蒸
発させた。その後１１０℃の乾燥器内で余剰水分を蒸発
させた。全水分を蒸発後、ニクロム炉内で３５０℃で３
時間焼成し本実施例の酸化触媒を調製した。
産セピオライトの粉末を使用した。このセピオライト粉
末をアルミナ製の坩堝に入れ、ニクロム炉内で４００℃
から８００℃の温度範囲で４．５時間保持して熱処理し
た。４００℃から８００℃の各所定の温度で熱処理した
セピオライトを２０ｇ分取し、白金として０．４〜１０
ｗｔ％であるジニトロジアミン白金硝酸溶液中に浸せき
した。浸せき後加熱スターラ上で攪拌し均一攪拌下でヒ
ータにより１１０℃〜１２０℃の温度で過剰の水分を蒸
発させた。その後１１０℃の乾燥器内で余剰水分を蒸発
させた。全水分を蒸発後、ニクロム炉内で３５０℃で３
時間焼成し本実施例の酸化触媒を調製した。
【００４２】この触媒について以下のように酸化活性試
験を行った。まず、調製した酸化触媒を１５０kg/cm2の
圧力でプレス成形した後、カッターナイフで破砕し、６
〜１０メッシュの大きさに分級した。この破砕粒を７cc
秤り取り、内径１５mmの石英管に充填し、炭化水素とし
て C3 H 6 ：５００ｐｐｍ、炭素酸化物として一酸化炭
素ＣＯ：１％のガスを用い、これらを５０％転化できる
温度を調べた。その結果を表１（Ａ１〜Ａ１１）に示し
た。
験を行った。まず、調製した酸化触媒を１５０kg/cm2の
圧力でプレス成形した後、カッターナイフで破砕し、６
〜１０メッシュの大きさに分級した。この破砕粒を７cc
秤り取り、内径１５mmの石英管に充填し、炭化水素とし
て C3 H 6 ：５００ｐｐｍ、炭素酸化物として一酸化炭
素ＣＯ：１％のガスを用い、これらを５０％転化できる
温度を調べた。その結果を表１（Ａ１〜Ａ１１）に示し
た。
【００４３】
【表１】
【００４４】また、表１中には比較例として熱処理温度
が４００℃未満のもの、８００℃を越えるもの（Ｒ１〜
Ｒ６）、およびθ−アルミナを担体として用いたもの
（Ｒ７）の結果を表している。本実施例の触媒の５０％
転化温度は４００℃未満および８００℃を越える温度で
作製した比較例の触媒およびアルミナを担体とした触媒
のそれより低い温度であり酸化触媒としての活性が非常
に高い。本実施例に使用した触媒はいずれも１０メッシ
ュの夥粒を用いた。
が４００℃未満のもの、８００℃を越えるもの（Ｒ１〜
Ｒ６）、およびθ−アルミナを担体として用いたもの
（Ｒ７）の結果を表している。本実施例の触媒の５０％
転化温度は４００℃未満および８００℃を越える温度で
作製した比較例の触媒およびアルミナを担体とした触媒
のそれより低い温度であり酸化触媒としての活性が非常
に高い。本実施例に使用した触媒はいずれも１０メッシ
ュの夥粒を用いた。
【００４５】（実施例２）６５０℃で熱処理したトルコ
産セピオライト３０ｇとイオン交換水９００ｃｃを家庭
用ミキサに入れ１０分間運転し、セピオライトをイオン
交換水中に十分に分散せしめた。分散後、遷移金属化合
物としてＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅ，ＭｎおよびＶの塩化物をセ
ピオライト１ｍｏｌに対し金属原子として３ｍｏｌ相当
分加え、ミキサを用いて溶解し各遷移金属化合物の溶液
を調製した。この溶液中にセピオライトを加えディスパ
で３０分間攪拌することによってセピオライト中のマグ
ネシウムと各遷移金属元素をイオン交換させた。その後
吸引ろ過を数回繰り返し、塩素イオン等を十分に洗浄、
除去した。その後、１００℃で１５時間乾燥し、これに
実施例１と同様の方法で４ｗｔ％の白金を担持し本実施
例の酸化触媒を得た。
産セピオライト３０ｇとイオン交換水９００ｃｃを家庭
用ミキサに入れ１０分間運転し、セピオライトをイオン
交換水中に十分に分散せしめた。分散後、遷移金属化合
物としてＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅ，ＭｎおよびＶの塩化物をセ
ピオライト１ｍｏｌに対し金属原子として３ｍｏｌ相当
分加え、ミキサを用いて溶解し各遷移金属化合物の溶液
を調製した。この溶液中にセピオライトを加えディスパ
で３０分間攪拌することによってセピオライト中のマグ
ネシウムと各遷移金属元素をイオン交換させた。その後
吸引ろ過を数回繰り返し、塩素イオン等を十分に洗浄、
除去した。その後、１００℃で１５時間乾燥し、これに
実施例１と同様の方法で４ｗｔ％の白金を担持し本実施
例の酸化触媒を得た。
【００４６】得られた触媒の酸化活性を実施例１と同様
の方法で求めた。結果を表２（Ａ１２〜Ａ１６）に示
す。
の方法で求めた。結果を表２（Ａ１２〜Ａ１６）に示
す。
【００４７】また、比較例として４００℃未満および８
００℃を越える温度で熱処理したセピオライトを用いた
以外は本実施例と全く同様の方法で調製した触媒（Ｒ８
〜Ｒ１２）を用いた。表２から明らかなように本実施例
の触媒の５０％転化温度は比較例の触媒に比べて遙かに
低く、さらには実施例１の触媒に比較しても低くなって
おり、酸化触媒として特に優れた活性を有している。
００℃を越える温度で熱処理したセピオライトを用いた
以外は本実施例と全く同様の方法で調製した触媒（Ｒ８
〜Ｒ１２）を用いた。表２から明らかなように本実施例
の触媒の５０％転化温度は比較例の触媒に比べて遙かに
低く、さらには実施例１の触媒に比較しても低くなって
おり、酸化触媒として特に優れた活性を有している。
【００４８】
【表２】
【００４９】（実施例３）トルコ産セピオライトの１０
０メッシュ以下の粉末をアルミナ製のルツボに入れ、４
００〜８００℃の温度範囲の所定温度で４．５時間保持
して熱処理した。熱処理後、セピオライトをアルミナ乳
鉢で１００メッシュ以下の粉末に粉砕した。このセピオ
ライト粉末を２０ｇ分取し、パラジウムとして０．１〜
１０ｗｔ％に相当するジニトロジアミンパラジウム硝酸
溶液中に浸漬した。浸漬した混合懸濁液を加熱スターラ
上で攪拌しながらヒータにより過剰の水を蒸発させた。
さらに、１１０℃の乾燥器内で乾燥した。水分を完全に
取り除いた後、ニクロム炉に３５０℃の温度で３時間焼
成し、本実施例の酸化触媒を調製した。
０メッシュ以下の粉末をアルミナ製のルツボに入れ、４
００〜８００℃の温度範囲の所定温度で４．５時間保持
して熱処理した。熱処理後、セピオライトをアルミナ乳
鉢で１００メッシュ以下の粉末に粉砕した。このセピオ
ライト粉末を２０ｇ分取し、パラジウムとして０．１〜
１０ｗｔ％に相当するジニトロジアミンパラジウム硝酸
溶液中に浸漬した。浸漬した混合懸濁液を加熱スターラ
上で攪拌しながらヒータにより過剰の水を蒸発させた。
さらに、１１０℃の乾燥器内で乾燥した。水分を完全に
取り除いた後、ニクロム炉に３５０℃の温度で３時間焼
成し、本実施例の酸化触媒を調製した。
【００５０】得られた触媒の酸化活性を実施例１と同様
な方法で求めた。結果を表３（Ａ１７〜Ａ２８）に示
す。
な方法で求めた。結果を表３（Ａ１７〜Ａ２８）に示
す。
【００５１】また、比較例として４００℃未満および８
００℃を越える温度で熱処理したセピオライトで、本実
施例と全く同様の方法で調製した触媒（Ｒ１３〜Ｒ１
８）を用いた。また、アルミナを担体とし、その他は本
実施例と同様の方法で調製した触媒（Ｒ１９、Ｒ２０）
を用いた。表３から明らかなように本実施例の触媒の５
０％転化温度は比較例の触媒に比べて遙かに低く、酸化
触媒として特に優れた活性を有している。
００℃を越える温度で熱処理したセピオライトで、本実
施例と全く同様の方法で調製した触媒（Ｒ１３〜Ｒ１
８）を用いた。また、アルミナを担体とし、その他は本
実施例と同様の方法で調製した触媒（Ｒ１９、Ｒ２０）
を用いた。表３から明らかなように本実施例の触媒の５
０％転化温度は比較例の触媒に比べて遙かに低く、酸化
触媒として特に優れた活性を有している。
【００５２】
【表３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−59615（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−38312（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01J 21/00 - 38/74 B01D 53/86 B01D 53/94
Claims (3)
- 【請求項１】４００℃以上８００℃以下の温度で少なく
とも一部が非晶質化した複鎖構造型粘土鉱物と、該複鎖
構造型粘土鉱物に担持した白金および／またはパラジウ
ムとよりなることを特徴とする酸化触媒。 - 【請求項２】前記白金および／またはパラジウムの担持
量は０．１wｔ％以上１０wｔ％以下である請求項１に記
載の酸化触媒。 - 【請求項３】４００℃以上８００℃以下の温度で少なく
とも一部が非晶質化した複合鎖構造型粘土鉱物であり、
その構成元素であるマグネシウムおよび／またはアルミ
ニウムの少なくとも一部が遷移金属元素により置換され
た粘土鉱物と、該粘土鉱物に担持した白金および／また
はパラジウムとよりなることを特徴とする酸化触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19856691A JP3232590B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-07-12 | 酸化触媒 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9952891 | 1991-04-03 | ||
| JP3-99528 | 1991-04-03 | ||
| JP19856691A JP3232590B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-07-12 | 酸化触媒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04363138A JPH04363138A (ja) | 1992-12-16 |
| JP3232590B2 true JP3232590B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=26440654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19856691A Expired - Fee Related JP3232590B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-07-12 | 酸化触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3232590B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5612011A (en) * | 1993-07-16 | 1997-03-18 | Sinco Engineering S.P.A. | Process for the purification of inert gases |
| IT1265166B1 (it) * | 1993-07-16 | 1996-10-31 | Sinco Eng Spa | Procedimento per la purificazione di gas inerti |
| JP3664182B2 (ja) * | 1994-12-19 | 2005-06-22 | トヨタ自動車株式会社 | 高耐熱性排ガス浄化用触媒とその製造方法 |
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