JP4246075B2 - セラミック触媒体の製造方法 - Google Patents
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Description
コート層を形成するのは、コーディエライトの表面積が比較的小さく、そのままでは必要な量の触媒を担持させることが困難なためである。高比表面積のγ−アルミナでコートすることで、担体の表面積を大きくすることができる。
更に、コート層を設けることで担体の熱膨張係数が大きくなる、ハニカム状の担体においてセル開口面積が縮小し、圧力損失が増大する等の問題もあった。
更に、コート層の細孔は熱で損傷を受けやすく、表面積は時間と共に減少する。この減少に伴って細孔に対し物理吸着した触媒が表面から内部へと取り込まれて触媒量が減ることになり、浄化効率が低下する問題もあった。
触媒前駆体を溶媒に溶かして、該触媒前駆体から生じる負の錯イオンからなる触媒成分である貴金属を含有する触媒担持溶液を作製し、
上記触媒担持溶液のpHに対する上記セラミック担体の母相の表面電位をE1、上記セラミック担体の異相であるTiO 2 の表面電位をE2とすると、E1>E2、E1>0となるように上記触媒担持溶液のpHを調整して上記セラミック担体を上記触媒担持溶液と接触させ、上記触媒成分を上記セラミック担体に担持させた後、熱処理を施して、上記コーディエライト−W複合体からなる母相と上記触媒成分との間を結合させることにより上記セラミック担体に触媒を直接担持することを特徴とするセラミック触媒体の製造方法にある(請求項1)。
触媒前駆体を溶媒に溶かして、該触媒前駆体から生じる正の錯イオンからなる触媒成分である貴金属を含有する触媒担持溶液を作製し、
上記触媒担持溶液のpHに対する上記セラミック担体の母相の表面電位をE1、上記セラミック担体の異相であるTiO 2 の表面電位をE2とすると、E1<E2、E1<0となるように上記触媒担持溶液のpHを調整して上記セラミック担体を上記触媒担持溶液と接触させ、上記触媒成分を上記セラミック担体に担持させた後、熱処理を施して、上記コーディエライト−W複合体からなる母相と上記触媒成分との間を結合させることにより上記セラミック担体に触媒を直接担持することを特徴とするセラミック触媒体の製造方法にある(請求項4)。
上記セラミック担体は、コーディエライト−W複合体からなる、
または上記セラミック担体は、結晶格子に酸素欠陥、格子欠陥のいずれかを有してなり、
または上記セラミック担体は、微細なクラックを有してなり、
触媒前駆体を溶媒に溶かして、該触媒前駆体から生じる負の錯イオンからなる触媒成分を含有する触媒担持溶液を作製し、
上記触媒担持溶液のpHに対する上記セラミック担体の表面電位をE1とすると、E1>0となるように上記触媒担持溶液のpHを調整して上記セラミック担体を上記触媒担持溶液と接触させ、上記触媒成分を上記セラミック担体に担持させた後、熱処理を施して、上記セラミック担体に触媒を直接担持することを特徴とするセラミック触媒体の製造方法にある。
上記セラミック担体は、コーディエライト−W複合体からなる、
または上記セラミック担体は、結晶格子に酸素欠陥、格子欠陥のいずれかを有してなり、
または上記セラミック担体は、微細なクラックを有してなり、
触媒前駆体を溶媒に溶かして、該触媒前駆体から生じる正の錯イオンからなる触媒成分を含有する触媒担持溶液を作製し、
上記触媒担持溶液のpHに対する上記セラミック担体の表面電位をE1とすると、E1<0となるように上記触媒担持溶液のpHを調整して上記セラミック担体を上記触媒担持溶液と接触させ、上記触媒成分を上記セラミック担体に担持させた後、熱処理を施して、上記セラミック担体に触媒を直接担持することを特徴とするセラミック触媒体の製造方法にある。
第1、第2の発明において、セラミック担体として、コーディエライト−W複合体からなる母相とコーディエライト−W複合体以外の化合物からなる異相とを含有するものを用いる。
この組成にかかるセラミック担体は、後述するようにコーディエライトの結晶格子の一部をWで置換した材料である。この材料はコーディエライト−W複合体以外の組成物が島状に集積した異相を持つ(後述する図2参照)。
そのため、上記セラミック担体に対して触媒を担持する際は、高比表面積のコート層などは不要で、直接担持することができる。
従って、セラミック触媒体を、例えば高温雰囲気のような悪条件で用いた場合、熱凝集や脱落が発生しやすい異相に担持された触媒が少ないことから熱凝集による性能低下の影響を受け難い、耐久性に優れたセラミック触媒を得ることができる。
すなわち、母相も異相も表面電位が負である場合、母相の表面電位が異相より小さければ(絶対値で見ると母相のほうが大きい)、触媒成分の多くは母相に付着する。
よって、熱凝集や脱落が発生しやすい異相に担持された触媒が少ないことから熱凝集による性能低下の影響を受け難い、耐久性に優れたセラミック触媒を得ることができる。
(1)は、上述した第1、第2の発明に記載したように、物理吸着と共に複合体中のWと触媒との間に生じる化学的な結合を利用することができるため、上記セラミック担体に対して触媒を担持する際は、高比表面積のコート層などは不要で、直接担持することができる。
セラミック担体の表面電位E1が正であり、触媒成分は負の錯イオンよりなるため、両者の間に電気的な引力が作用して、触媒成分は触媒担体の表面に付着する。同様に、第4の発明は、セラミック担体の表面電位E1が負であり、触媒成分は正の錯イオンよりなるため、両者の間に電気的な引力が作用して、触媒成分は触媒担体の表面に付着する。
さらに、セラミック担体の全体に触媒成分は均一に付着した後焼成されるため、部分的に熱に弱いところが生じ難く、熱凝集による性能低下の影響を受け難い、耐久性に優れたセラミック触媒を得ることができる。
また、特に図5に示すごとく、母相11の表面電位E1が正で、異相12の表面電位E2が負である場合、負の錯イオンからなる触媒成分5は、母相11との間に引力が、異相12との間に斥力が作用し、負の錯イオンからなる触媒成分13の大半は母相11の表面110に付着する。異相12の表面120には殆ど付着しない。
従って、セラミック触媒体を、例えば高温雰囲気のような悪条件で用いた場合、熱凝集や脱落が発生しやすい異相に担持された触媒が少ないことから熱凝集による性能低下の影響を受け難い、耐久性に優れたセラミック触媒を得ることができる。
また、第2の発明において、E1<E2、E1<0、E2>0となるように上記触媒担持溶液のpHを調整した場合(請求項6)も、母相に触媒成分の大半が付着する。
よって、熱凝集や脱落が発生しやすい異相に担持された触媒が少ないことから熱凝集による性能低下の影響を受け難い、耐久性に優れたセラミック触媒を得ることができる。
コーディエライトは化学式(理論組成)が2MgO・2Al2O3・5SiO2であり、上記複合体はコーディエライトのSi、Al、MgとWが置換された組成を持つ。
Wの電子配置は[Xe]4f145d46s2であり、d軌道に空軌道を有する。また、Wの酸化数はII、IV、V、VI等があり、2つ以上である。
そのため、Wは触媒として担持される元素、特に貴金属元素の間とのエネルギー準位が近く、電子の授受が行われやすい。また、Wは2つ以上の酸化数を持つため、触媒との間で電子の授受が生じやすい。このような電子の授受による結合によって、上記複合体は触媒と強い力で結合することができる。
すなわち、コーディエライトの理論組成比となる原料より、Wで置換すべき元素の分を減らした原料を用い、該原料を混練、成形、乾燥し、その後、W化合物を含む溶液に浸漬し、乾燥し、焼成してセラミック担体を得た。
あるいは、コーディエライトの理論組成比となる原料より、Wで置換すべき元素の分を減らした原料にW化合物を加えた原料を用い、該原料を混練、成形、乾燥し、焼成してセラミック担体を得た。
セラミック担体に対しX線回折測定を行うことで、コーディエライト−W複合体が母相、コーディエライトを含まない異相とが存在することを検証することができる。
コーディエライト−W複合体からなるセラミック担体は、上述した第1、第2の発明で示した母相と異相とからなるセラミック担体で、特に異相が少ない、あるいはまったくないものである。
酸素欠陥は、セラミック担体の結晶格子を形成する酸素が不足することによる欠陥で、酸素が抜けたことによって形成される細孔に触媒を担持することができる。セラミック触媒体として充分な効力を発揮するに要する触媒を担持するには、結晶格子の酸素量が正規の結晶格子における酸素量の47重量%未満とするのがよい。
セラミック触媒体として充分な効力を発揮するに要する触媒を担持するには、結晶格子の酸素量が正規の結晶格子における酸素量の48重量%より多くなるようにするのがよい。
また、このようなセラミック担体を得るにはコーディエライトを用いることが好ましい。
この微細なクラックはクラックの幅がおよそ0.1nm以上、深さが触媒成分の正や負の錯イオンの直径の1/2以上で、通常0.05nm以上であることが必要である。セラミック担体の機械的強度を高くするためには、クラックは小さいほうがより好ましい。
更に、幅は100nm以下とすることが好ましい。より好ましくは10nm以下である。
これらのクラックに触媒成分が入り込むことで、セラミック担体表面に対して触媒成分が付着する。
また、このような微細なクラックを持ったセラミック担体は、通常の製法で作製されたセラミック担体に熱衝撃を与える、または衝撃波を与えることにより作製することができる。
上述した特徴の2種を備えたセラミック担体を用いることもできる。
pHの定め方についてコーディエライト−W複合体について説明する。
まずコーディエライト−W複合体のゼータ電位について溶媒のpHを酸側からアルカリ側に振った時の変化を調べる。ついで、異相を構成する化合物のゼータ電位も同様に調べる。
母相である複合体はpH5.5で表面電位が0、異相であるTiO2はpHが2.1で表面電位が0となる。複合体もTiO2も共にpHが大きくなるにつれ表面電位が低下する。
よって、ここで考察したケースについては、pHを5.5より小さく調整することで本発明にかかる効果を得ることができる。
母相である複合体はpHがmで表面電位が0、異相はpHがnで表面電位が0となる。複合体も異相も共にpHが大きくなるにつれ表面電位が低下する。
従って、セラミック担体をpHがmより大きくなるように調整した触媒担持溶液に浸すことで、異相より母相に多くの触媒を担持することができる。何故ならmより大であれば母相の表面は負に帯電し、正の錯イオンからなる触媒成分をよく引き付けるからである。またpHがnより小であれば、異相の表面電位は正に帯電するから、正の錯イオンからなる触媒成分は異相に殆ど付着しなくなる。
よって、ここで考察したケースについては、pHをmより大に調整することで本発明にかかる効果を得ることができる。
また、コーディエライト−W複合体以外のセラミック担体にかかるpHの定め方等も上記複合体の場合と同様の方法で定めることができる。
なお、ゼータ電位の計測例については実施例に記載する。
また、触媒前駆体の種類によっては、溶媒に溶かす量を調整して所望のpHに狙った触媒担持溶液を作ることができる。
また、上記触媒前駆体と溶媒とを選択した際は、pH調整の際は、例えば硝酸、アンモニウムを用いて行う。または、触媒前駆体を溶かす量を調整することで所望のpHの触媒担持溶液を得ることもできる。
本例は、コーディエライト−W複合体からなる母相とコーディエライト−W複合体以外の化合物からなる異相とを含有するセラミック担体に触媒を担持させてなるセラミック触媒体を製造する方法である。
すなわち、触媒前駆体を溶媒に溶かして、該触媒前駆体から生じる負の錯イオンからなる触媒成分を含有する触媒担持溶液を作製する。
ついで、上記触媒担持溶液のpHに対する上記セラミック担体の母相の表面電位をE1、上記セラミック担体の異相の表面電位をE2とすると、E1>E2、E1>0となるように上記触媒担持溶液のpHを調整して上記セラミック担体を上記触媒担持溶液と接触させる。
そして、上記触媒成分を上記セラミック担体に担持させた後、熱処理を施して、上記コーディエライト−W複合体からなる母相と上記触媒成分との間を結合させることにより上記セラミック担体に触媒を担持する。
図1に示すごとく、本例にかかるセラミック触媒体1はセラミック担体を基材とし、その表面に排気ガス浄化用の触媒を担持させてなるもので、自動車エンジンの排気管に設置し、エンジンから排出される排気ガス浄化に使用する。
本例のセラミック担体はハニカム構造体で、触媒を作用させる排気ガスの流路となる多数のセル10を有し、上記触媒は主としてガス流路に面する壁面に担持する。また、図1に示した矢線Zは、触媒を作用させる排気ガスの流路方向である。
母相はコーディエライトのAl元素をWで置換した組成よりなる。異相は上記複合体を含まず、後述する製造方法に記載したようにW置換促進用に添加したチタンの酸化物等からなる。
上記セラミック担体の組成について、図2に模式図を示すが、このように異相12は母相11に対し島状に集積する。
コーディエライト原料として、タルク、溶融シリカ、水酸化Alを準備した。またW源としてWO3を、Wがコーディエライトに入り込みやすくなるW置換促進用の材料としてTiO2を準備した。
これらの材料にバインダ(メチルセルロース)、潤滑剤、保湿剤(多価アルコール誘導体)、水分を適量添加して、混練し、粘土化した。
その後、セル壁厚み100μm、セル密度400psi、直径50mmのハニカム形状に整形し、乾燥後、大気雰囲気で1290℃で焼成した。このハニカム体のセラミック成分をX線回折で分析したところ、コーディエライトとTiO2が主として存在することが分かった。
また、このコーディエライトのX線回折からリートベルト解析した結果、AlとWとが置換していることを確認した。
本例では、触媒前駆体のヘキサクロロ白金(IV)酸を溶媒の水に溶かして、負の錯イオンである触媒成分の[PtCl6]2-を含む触媒担持溶液を作製した。
ところで、コーディエライト−W複合体の表面電位とTiO2の表面電位について、流動電位方式でゼータ電位を測定し、その結果を図3に記載した。
また、コーディエライト−W複合体の表面電位が正であり、TiO2の表面電位が負となるpHは2.1より大であり、コーディエライト−W複合体の表面電位はpHが小さくなるほど大きくなる。
また、コーディエライト−W複合体の表面電位が大きくなる程、負の錯イオンからなる触媒成分との間に作用する引力も大きくなる。
以上により、Ptを担持したセラミック触媒体を得た。
このセラミック触媒体に担持されたPtの量を測定したところ1g/リットルであった。
ところで、テトラアンミン白金硝酸塩の水溶液はpHが8.6で、テトラアンミン白金イオンは正の錯イオンである。また、上述した図3より、pH8.6での表面電位はTiO2もコーディエライト−W複合体も共に負であり、TiO2の表面電位の絶対値は複合体よりも大きい。
以上の結果、本例にかかる製造方法によれば、母相に対し選択的に白金粒子を担持してセラミック触媒体を作製できることが分かった。
本例はセラミック担体として、コーディエライト−W複合体からなる母相とコーディエライト−W複合体以外のTiO2からなる異相とを含有するものを用いる。
この組成にかかるセラミック担体は、コーディエライトの結晶格子の一部をWで置換した材料で、この母相に対する触媒の担持は、物理吸着と共に複合体中のWと触媒との間に生じる化学的な結合によって強く結合する。
そのため、従来使われていた高比表面積のコート相を別途設けることなく、直接セラミック担体に触媒を担持することができる。
よって、熱凝集や脱落が発生しやすい異相に担持された触媒が少ないことから熱凝集による性能低下の影響を受け難い、耐久性に優れたセラミック触媒を得ることができる。
本例は、実施例1にて記載した本発明のセラミック触媒体と比較例にかかるセラミック触媒体に更に含浸法でロジウムを0.2g/リットル担持させたものについて、排気ガス浄化用触媒としての浄化性能を比較調査するものである。
浄化性能の評価は、自動車が時速40km/時間一定走行時に排出される排気ガスと同等の組成を備えたモデルベンチガスで、炭化水素(HC)の50%浄化温度を測定した。また、熱耐久条件は800℃で5時間、大気雰囲気の電気炉中に放置した。
比較例にかかるセラミック触媒体の初期の50%浄化温度は230℃であったが、熱耐久後は252℃と上昇した。
つまり熱耐久の前後の温度差は22℃で、このことから比較例にかかるセラミック触媒体は熱耐久後に劣化が進んでいることが分かった。
触媒を単なる物理吸着でしか担持できない異相にも触媒を持っている比較例のセラミック触媒体は、触媒の保持力が弱く、熱耐久により触媒が凝集して、浄化性能が悪化した。
11 母相
12 異相
Claims (7)
- コーディエライト−W複合体からなる母相とコーディエライト−W複合体以外の化合物からなる異相とを含有するセラミック担体に触媒を直接担持させてなるセラミック触媒体を製造するに当たり、
触媒前駆体を溶媒に溶かして、該触媒前駆体から生じる負の錯イオンからなる触媒成分である貴金属を含有する触媒担持溶液を作製し、
上記触媒担持溶液のpHに対する上記セラミック担体の母相の表面電位をE1、上記セラミック担体の異相であるTiO 2 の表面電位をE2とすると、E1>E2、E1>0となるように上記触媒担持溶液のpHを調整して上記セラミック担体を上記触媒担持溶液と接触させ、上記触媒成分を上記セラミック担体に担持させた後、熱処理を施して、上記コーディエライト−W複合体からなる母相と上記触媒成分との間を結合させることにより上記セラミック担体に触媒を直接担持することを特徴とするセラミック触媒体の製造方法。 - 請求項1において、E1>E2、E1>0、E2≦0となるように上記触媒担持溶液のpHを調整することを特徴とするセラミック触媒体の製造方法。
- 請求項1において、E1>E2、E1>0、E2<0となるように上記触媒担持溶液のpHを調整することを特徴とするセラミック触媒体の製造方法。
- コーディエライト−W複合体からなる母相とコーディエライト−W複合体以外の化合物からなる異相とを含有するセラミック担体に触媒を直接担持させてなるセラミック触媒体を製造するに当たり、
触媒前駆体を溶媒に溶かして、該触媒前駆体から生じる正の錯イオンからなる触媒成分である貴金属を含有する触媒担持溶液を作製し、
上記触媒担持溶液のpHに対する上記セラミック担体の母相の表面電位をE1、上記セラミック担体の異相であるTiO 2 の表面電位をE2とすると、E1<E2、E1<0となるように上記触媒担持溶液のpHを調整して上記セラミック担体を上記触媒担持溶液と接触させ、上記触媒成分を上記セラミック担体に担持させた後、熱処理を施して、上記コーディエライト−W複合体からなる母相と上記触媒成分との間を結合させることにより上記セラミック担体に触媒を直接担持することを特徴とするセラミック触媒体の製造方法。 - 請求項4において、E1<E2、E1<0、E2≧0となるように上記触媒担持溶液のpHを調整することを特徴とするセラミック触媒体の製造方法。
- 請求項4において、E1<E2、E1<0、E2>0となるように上記触媒担持溶液のpHを調整することを特徴とするセラミック触媒体の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれか1項において、上記溶媒としては水を用い、かつ上記触媒前駆体としては、ヘキサクロロ白金酸、テトラアンミン白金硝酸塩、テトラアンミンパラジウム塩化物、ヘキサクロロロジウム酸アンモニウム、ジニトロジアンミン白金硝酸塩、テトラアンミン白金塩化物、塩化パラジウム、硝酸パラジウムから選択する1種以上の化合物を用いることを特徴とするセラミック触媒体の製造方法。
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JPS6354947A (ja) * | 1986-08-25 | 1988-03-09 | Toyota Motor Corp | 触媒成分の担持方法 |
US4956329A (en) * | 1988-11-28 | 1990-09-11 | Allied-Signal Inc. | High surface area cordierite catalyst support structures |
US5258349A (en) * | 1990-11-26 | 1993-11-02 | Catalytica, Inc. | Graded palladium-containing partial combustion catalyst |
US5489865A (en) * | 1992-02-28 | 1996-02-06 | Media Vision, Inc. | Circuit for filtering asynchronous metastability of cross-coupled logic gates |
US5338716A (en) * | 1992-12-01 | 1994-08-16 | Akzo Nobel Nv | Non-oxide metal ceramic catalysts comprising metal oxide support and intermediate ceramic passivating layer |
US5384300A (en) * | 1993-04-28 | 1995-01-24 | Engelhard Corporation | Stabilized catalyst carrier and improved carrier configuration for catalytic combustion system |
US5346722A (en) * | 1993-05-18 | 1994-09-13 | Corning Incorporated | Method for improving the thermal shock resistance of a washcoated body |
DE4428322A1 (de) * | 1993-08-11 | 1995-02-23 | Technology Co Ag | Cordieritaggregat mit geringer thermischer Ausdehnung und daraus hergestellter Verbundkörper |
EP0648535B1 (en) * | 1993-10-15 | 1999-05-26 | Corning Incorporated | Method of producing a pore-impregnated body |
US5540981A (en) * | 1994-05-31 | 1996-07-30 | Rohm And Haas Company | Inorganic-containing composites |
US5556825A (en) * | 1995-01-06 | 1996-09-17 | Ford Motor Company | Automotive catalysts with improved oxygen storage and metal dispersion |
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US6159267A (en) * | 1997-02-24 | 2000-12-12 | Superior Micropowders Llc | Palladium-containing particles, method and apparatus of manufacture, palladium-containing devices made therefrom |
US6194083B1 (en) * | 1997-07-28 | 2001-02-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ceramic composite material and its manufacturing method, and heat resistant member using thereof |
EP1043067A3 (en) * | 1999-04-09 | 2002-03-27 | Denso Corporation | A ceramic support capable of supporting a catalyst, a catalyst-ceramic body and processes for producing same |
JP4046925B2 (ja) * | 1999-04-09 | 2008-02-13 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | セラミック体、触媒担持能を有するセラミック担体、セラミック触媒体およびその製造方法 |
JP2002172323A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-06-18 | Denso Corp | セラミック触媒体、セラミック担体とその製造方法 |
JP2002177793A (ja) * | 2000-10-02 | 2002-06-25 | Nippon Soken Inc | セラミック担体およびセラミック触媒体 |
JP4030320B2 (ja) * | 2001-03-22 | 2008-01-09 | 株式会社デンソー | セラミック体およびセラミック触媒体 |
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JP2002338417A (ja) * | 2001-05-14 | 2002-11-27 | Takayuki Yoshikawa | 製品加工用光触媒作用を有する酸化チタン電解水溶液 |
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