JP5126762B2 - 一酸化炭素メタネーション用ハニカム触媒および該触媒の製造方法、該触媒を用いた一酸化炭素のメタネーション方法 - Google Patents
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Description
燃料電池には、燃料や電解質の種類あるいは作動温度等によって種々のタイプのものが知られているが、中でも水素を還元剤(活物質)とし、酸素あるいは空気等を酸化剤とする水素−酸素燃料電池(低温作動型の燃料電池)の開発が最も進んでいる。
このCO被毒による触媒の活性劣化は、特に低温ほど著しいので、この問題は、低温作動型の燃料電池の場合に特に深刻となる。
るいはメタノール等のアルコール系燃料、あるいは都市ガス、その他の水素製造用燃料等の水蒸気改質等によって得られる水素含有ガスを用いることが一般的になっており、このような改質設備を組み込んだ燃料電池発電システムの普及が進められている。しかしながら、こうした改質ガス中には、一般に、水素の他にかなりの濃度のCOが含まれているので、このCOを白金系電極触媒に無害なものに転化し、燃料中のCO濃度を減少させる技術の開発が強く望まれている。例えば、固体高分子型燃料電池ではCO濃度を、通常100容量ppm以下、好ましくは50容量ppm以下、更に好ましくは10容量ppm以下という低濃度にまで低減することが望ましいとされている。
CO + H2O = CO2 + H2 (1 )
しかしながら、このシフト反応のみによる反応では、化学平衡上の制約からCO濃度の低減には限界があり、一般に、CO濃度を1%以下にするのは困難である。そこで、CO濃度をより低濃度まで低減する手段として、改質ガス中に酸素または酸素含有ガス(空気等)を導入し、COをCO2に変換する方法が提案されている。しかしながら、この場合
改質ガス中には水素が多量存在しているため、COを酸化しようとすると水素も酸化され
てしまい、水素がロスするとともにCOの除去が不充分となることがあった。
副反応である二酸化炭素のメタン化反応も起こり、それだけ水素が消費され望ましくない。したがって、主反応であるCOのメタン化反応の活性が高く、選択率の高い(二酸化炭素のメタン化反応の少ない)触媒の開発が望まれている。
[1]金属製またはセラミックス製ハニカム基材の表面に触媒層が形成されており、該触媒
層が金属と金属酸化物とからなる一酸化炭素メタネーション用ハニカム触媒。
[2]前記金属酸化物がZrO2、CeO2、NiO、CoO、Co3O4、Al2O3、TiO2、SiO2から選ばれる1種以上の酸化物、または複合酸化物であり、前記金属が4B族
、6A族、7A族および8族から選ばれる1種以上の金属である[1]の一酸化炭素メタネ
ーション用ハニカム触媒。
[3]前記4B族の金属がMn、Snであり、6A族の金属がMo、Wであり、7A族の金
属がReであり、8族の金属がRu、Pt、Rh,Pd、Fe、Ni、CoおよびIrである[2]の一酸化炭素メタネーション用ハニカム触媒。
[4]前記金属がRuとRu以外の金属とからなり、
触媒層中の金属の含有量が0.5〜15重量%の範囲にある[1]〜[3]の一酸化炭素メタネーション用ハニカム触媒。
[5]触媒層中に含まれる金属中、Ruの割合が20〜100重量%の範囲にある[1]〜[4]
の一酸化炭素メタネーション用ハニカム触媒。
[6]前記ハニカム基材の外径が20〜200mmの範囲にある断面を有し、目開きが1〜
30mmの範囲にあり、壁厚が0.01〜5mmの範囲にあり、長さが30〜1000mmの範囲にある[1]〜[5]の一酸化炭素メタネーション用ハニカム触媒。
[7]前記触媒層の平均厚さが0.5〜500μmの範囲にある[1]〜[6]の酸化炭素メタネ
ーション用ハニカム触媒。
[8]下記の工程(a)〜(d)からなることを特徴とする一酸化炭素メタネーション用ハ
ニカム触媒の製造方法。
工程(a):
(a-1)金属製またはセラミックス製ハニカム基材に、触媒層構成成分の金属酸化物を誘
導する金属塩水溶液、または、酸化物水分散液、水酸化物水分散液と、金属成分を誘導する金属塩水溶液を塗布する工程。
(a-2)80〜200℃で乾燥する工程。
(a-3)金属成分を誘導する金属塩を中和する工程。
工程(b):80〜200℃で乾燥する工程。
工程(c):200〜700℃で焼成する工程。
工程(d):100〜700℃で還元する工程。
[9]下記の工程(a)〜(d)からなる一酸化炭素メタネーション用ハニカム触媒の製造
方法。
工程(a):
(a-4)金属製またはセラミックス製ハニカム基材に、触媒層構成成分の金属酸化物を誘
導する金属塩水溶液、または、酸化物水分散液、水酸化物水分散液を塗布する工程。
(a-5)80〜200℃で乾燥する工程。
(a-6)金属成分を誘導する金属塩水溶液を塗布したのち乾燥する工程。
(a-7)該金属塩を中和する工程。
工程(b):80〜200℃で乾燥する工程。
工程(c):200〜700℃で焼成する工程。
工程(d):100〜700℃で還元する工程。
[10]前記工程(c)についで、工程(a)および(b)を繰り返す[8]または[9]の一酸化炭素メタネーション用ハニカム触媒の製造方法。
[11]工程(c)の後、下記の工程(g)、(h)、(i)および(j)を1回以上実施する[8]の一酸化炭素メタネーション用ハニカム触媒の製造方法。
(g)金属成分用金属塩水溶液あるいは混合金属塩水溶液を塗布する工程。
(h)80〜200℃で乾燥する工程。
(i)金属塩あるいは混合金属塩を中和する工程。
(j)80〜200℃で乾燥する工程。
[12]前記触媒層構成成分の金属塩、酸化物、水酸化物が、Zr、Ce、Ni、Co、Al、Ti、Siから選ばれる1種以上の金属の塩、酸化物、水酸化物である[8]〜[11]の一酸化炭素メタネーション用ハニカム触媒の製造方法。
[13]前記金属成分用金属塩水溶液が4B族、6A族、7A族および8族から選ばれる1種以上の金属の塩水溶液である[8]〜[12]の一酸化炭素メタネーション用ハニカム触媒の製
造方法。
[14][1]〜[7]のメタネーション用触媒と一酸化炭素ガス含有水素ガスと接触させることを特徴とする一酸化炭素のメタネーション方法。
[15]前記、接触させる際の温度(反応温度)が120〜250℃の範囲にある[14]の一酸化炭素のメタネーション方法。
本発明に係る一酸化炭素メタネーション用触媒は、金属製またはセラミックス製ハニカム基材の表面に金属と金属酸化物とからなる触媒層が形成されたことを特徴としている。
本発明に用いる金属製またはセラミックス製ハニカム基材としては従来公知のハニカム基材を用いることができ、金属製としてはアルミ、錫、各種ステンレス等のハニカム基材が挙げられ、セラミックス製ハニカム基材としては酸化チタン、コージライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ゼオライト等の無機酸化物を主成分とするハニカム基材が挙げられる。
また、目開きが0.5mm未満の場合は、得られるハニカム触媒の目開きが狭すぎるために目詰まりを起こす場合があり、また、空塔速度が大きい一酸化炭素メタネーション反応には不向きでハニカム触媒の効果が充分得られないことがある。
目開きが30mmを超えると、得られるハニカム触媒の目開きが大きすぎ、反応ガスの吹き抜けがおこり、十分な触媒性能が得られないことがある。
また、ハニカム基材の長さが30mm未満のものは使用が不便であり、ハニカム基材の長さが1000mmを超えると触媒層の形成が困難となったり、できたとしても触媒層が不均一となり、性能が充分発揮できない場合がある。
このような凹凸を有していると後述する触媒成分あるいはバインダー成分との接点が増加し、ハニカム基材への密着性に優れた触媒層を形成することができる。
本発明に用いる触媒層は金属と金属酸化物とからなっている。
金属と金属酸化物とからなる触媒層としては充分な一酸化炭素メタネーション活性を有していれば特に制限はないが、本発明では、前記金属酸化物がZrO2、CeO2、NiO、CoO、Co3O4、Al2O3、TiO2、SiO2から選ばれる1種以上の酸化物、または複合酸化物であり、前記金属が4B族、6A族、7A族および8族から選ばれる1種以上の金属であることが好ましい。かかる金属酸化物中に、金属が担持されている。
O-NiO、NiO-CoO、CoO-CeO2、NiO-CoO-CeO2、ZrO2-NiO-CoO-CeO2、TiO2-CoO、TiO2-CoO-CeO2、TiO2-NiO、TiO2-SiO2-Co3O4等が挙げられる。
でき選択性が向上する他、耐水熱性を向上でき、耐久性に優れた触媒を得ることができる。
促進するために活性を向上させると考えられる。Reは、Ru等の金属上へ吸着した炭素種の脱離を促進するかRe上に炭素種を吸着すると考えられ、このため活性を向上させると考えられる。Ru、Pt、Rh、Pd、Fe、Ni、Co、Irは反応物であるCOおよびH2を解離吸着することにより活性を向上させると考えられる。
金属の担持量が少ない場合は、金属の担持量が少ないため活性が不充分となることがある。また金属の担持量が大きすぎると、活性は高いもののCO2のメタネーション反応が
起こり、選択性が低下することがある。
触媒層の厚さが薄い場合は、触媒性能が不充分となることがあり、触媒層の厚さを厚くしても、高空塔速度下で用いる場合は、さらに触媒性能がさらに向上する効果が得られない場合がある。
本発明に係る一酸化炭素メタネーション用ハニカム触媒の製造方法は、工程(a)〜(d)からなることを特徴としている。
工程(a)
工程(a)は、以下の工程からなる。
(a-1)金属製またはセラミックス製ハニカム基材に、触媒層構成成分の金属酸化物を誘
導する金属塩水溶液、または、酸化物水分散液、水酸化物水分散液と、金属成分を誘導する金属塩水溶液を塗布する工程。
(a-2)80〜200℃で乾燥する工程。
(a-3)金属成分を誘導する金属塩を中和する工程。
濃度が低いものは、濃度が低いために所定の厚さの触媒層を一回で形成することが困難であったり、このため回数を重ねることもできるが触媒層が不均一となったり経済性が低下する。濃度が高すぎると、金属塩の種類によっては溶解しない場合があり、溶解しても粘度が高いために塗布が困難となることがある。
から選ばれる1種以上の金属の金属塩が好適である。具体的には、塩化スズ、酢酸スズ、硫酸スズ、シュウ酸スズ、塩化モリブデン、モリブデン酸アンモニウム、タングステン酸、タングステン酸アンモニウム、塩化レニウム、過レニウム酸アンモニウム、塩化白金酸、ジクロロテトラアミン白金、硝酸パラジウム、塩化パラジウム、硝酸ロジウム、塩化ロジウム、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、硝酸コバルト、塩化コバルト、硫酸コバルト等が好適に用いられる。これらは必要に応じて2種以上併用してもよい。金属
成分用の金属塩水溶液の塗布量は、最終的に形成される触媒層中の金属の含有量が0.5〜15重量%、さらには0.8〜10重量%の範囲にあることが好ましい。金属成分用金属塩水溶液の濃度は、浸漬によって吸収、塗布される金属塩水溶液の量および目標とする金属の含有量を考慮して調整することが好ましいが、通常金属としての濃度が0.5〜10重量%、さらには1〜5重量%の範囲にあることが好ましい。金属成分用金属塩水溶液の濃度が低いと所望量の金属を担持できない場合があり、多すぎると金属微粒子の粒子径が大きくなるためか活性が不充分となることがある。
乾燥温度が低いと、乾燥不充分のために、中和する際に金属塩の層が脱離することがあり、乾燥温度が高いと、金属塩の分解が起こり、触媒層が多孔質にならず、このため活性が不充分となることがある。なお、乾燥時間は温度によっても異なるが、通常0.5〜24時間である。
ついで、ハニカム基材に塗布した金属塩を中和する。中和することによって、金属塩が水酸化物となり、この場合、基材に密着して水酸化物層が形成され、その結果、基材に密着した触媒層が得られる。
このような熟成を行うと、触媒層が多孔質化して比表面積が向上するために活性が向上する効果が得られる。
(a-4)金属製またはセラミックス製ハニカム基材に、触媒層構成成分の金属酸化物を誘
導する金属塩水溶液、または、酸化物水分散液、水酸化物水分散液を塗布する工程。
(a-5)80〜200℃で乾燥する工程。
(a-6)金属成分を誘導する金属塩水溶液を塗布したのち乾燥する工程。
(a-7)該金属塩を中和する工程。
塗布しておき、次いで、乾燥させたのち、第2段目として、金属成分を誘導する金属塩水
溶液を塗布したのち、金属塩を中和してもよい。
以上のような工程(a)は2回以上繰り返してもよい。
工程(b)
ついで、80〜200℃、好ましくは120〜180℃で乾燥する。
工程(c)
ついで、200〜700℃、好ましくは300〜500℃で焼成する。
本発明では、この焼成処理後に、還元処理を行うが、かかる還元工程の前に、必要に応じて下記の工程(g)、(h)、(i)および(j)を実施してもよい。
(g)金属成分用金属塩水溶液あるいは混合金属塩水溶液を塗布する工程。
(h)80〜200℃で乾燥する工程。
(i)金属塩あるいは混合金属塩を中和する工程。
(j)80〜200℃で乾燥する工程。
工程(d)
ついで、還元ガス雰囲気下、100〜700℃、好ましくは150〜400℃で還元する。還元ガスとしては通常、水素ガスあるいは水素ガスと窒素ガス等不活性ガスとの混合ガスが用いられる。
つぎに、本発明に係る一酸化炭素のメタネーション方法について説明する。
本発明に係る一酸化炭素のメタネーション方法は、メタネーション用ハニカム触媒と一酸化炭素ガス含有水素ガスと接触させることを特徴としている。
一酸化炭素ガス含有水素ガスとしては燃料ガス(改質ガス中の水素含有ガス)が用いられ
、このガスは通常、水素ガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、および水蒸気等を含んでおり、メタンを含む場合もある。
反応温度が250℃を超えると、COシフト反応(CO+H2O→CO2+H2)の温度
域となり、COシフト反応により転化することのできる一酸化炭素をメタネーション反応により、メタン化するため、燃料ガス中に含まれる、水素濃度が著しく低下してしまう。このような、本発明に係る一酸化炭素のメタネーション方法で処理された燃料ガスは、一酸化炭素ガス濃度が20ppm以下に除去されている。
[実施例]
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
[実施例1]
メタネーション用ハニカム触媒(1)の調製
硝酸ジルコニル(第1稀元素化学工業(株)製:ジルコンゾール、ZrO2濃度25.
1重量%)61.5gと硝酸コバルト(関西化学(株)製:CoO濃度25.8重量%)4
8.7gを純水29.8gに溶解した合計酸化物濃度20重量%の水溶液に金属製ハニカム基材(新日本製鉄(株)製:外径30mm、長さ50mm、壁厚30μm、目開き600cpsi、表面凹凸1μm、材質成分:Fe,Cr,Al)を15分間浸漬した後、ゆっくり引き上げ、100℃で1時間乾燥した。
げ、純水で充分洗浄し、ついで、120℃で12時間乾燥し、500℃で1時間焼成した。
メタネーション用触媒(1)の組成、触媒層の厚さ、密着性、剥離性、比表面積、細孔容積
を測定し、結果を表1に示す。密着性、膜厚および剥離性については以下の方法および基準により評価した。
ハニカム基材外表面にコートした触媒層を親指の腹で擦り、
親指に触媒粉が全然付かない : ◎
親指に触媒分が多少付く : ○
親指で擦ると触媒分が剥離する : ×
という尺度で密着性を評価した。
ハニカム触媒(1)をエポキシ樹脂で固め、金きり鋸で輪切りに切断し、断面を研磨し、
この断面を走査型電子顕微鏡(SEM:日立製作所(株)製)で撮影し、写真上でノギスにより触媒層の厚さを測定した。
下記触媒性能評価で使用する固定床流通式反応装置の反応管にハニカム触媒(1)を装填
し、これに乾燥空気を流し、剥離(脱離)した触媒を捕集するフイルターを取り付けた装置を組み立てた。この装置を用い、空間速度(SV)5000hr-1で5時間空気を流した後、フイルターで捕集された触媒媒量を測定した。(剥離)脱離した触媒量を測定前の触媒量で除した値(%)を剥離率とした。
メタネーション用ハニカム触媒(1) (外径30mmφ、長さ50mm、目開き600cpsi)を、固定床流通式反応装置の内径30mmφのステンレス製反応管に充填し、触媒層温度400℃で水素−窒素混合ガス(H2濃度10Vol%)の流通下で再び1時間還元処理
し、ついで、触媒層温度を120℃の反応温度にした後、反応用混合ガス(一酸化炭素0.6Vol%、二酸化炭素20.0Vol%、メタン2.0Vol%、水素51.37Vol%、水蒸気3
3.3Vol%)をSV=2,000h-1となるように流通させ、約1時間後の定常状態での
生成ガスをガスクロマトグラフィーおよび赤外分光型ガス濃度計で分析し、反応管出口CO濃度、CO2濃度およびCH4濃度を測定した結果を表1に示す。
同様にして、反応温度を160℃、180℃についても実施し、結果を表1に示す。
[実施例2]
メタネーション用ハニカム触媒(2)の調製
硝酸ジルコニル(第1稀元素化学工業(株)製ジルコンゾール:ZrO2濃度25.1
重量%)58.4gと硝酸コバルト(関西化学(株)製:CoO濃度25.8重量%)46
.2gと、Ruとしての濃度5重量%の硝酸ルテニウム水溶液28gを純水7.4g加え、(酸化物として濃度20重量%)の混合水溶液に金属製ハニカム基材(新日本製鉄(株)製:外径30mm、長さ50mm、壁厚30μm、目開き600cpsi、表面凹凸1μm、材質成分:Fe,Cr,Al)を15分間浸漬した後、ゆっくり引き上げ、ブロワーでハニカム中に溜まっている水溶液を吹き流し、100℃で1時間乾燥した。ついで、
濃度5重量%の水酸化ナトリウム水溶液120g中に1時間浸漬した後引き上げ、純水で
充分洗浄し、さらに、濃度1重量%のアンモニア水で充分に洗浄した後、120℃で12時間乾燥し、500℃で1時間焼成し、ついで、350℃にて4時間水素気流中にて還元処理を行い、メタネーション用ハニカム触媒(2)を調製した。
積を測定し、結果を表1に示す。
触媒性能
実施例1と同様にして評価し、結果を表1に示す。
[実施例3]
メタネーション用ハニカム触媒(3)の調製
実施例1に於いて、硝酸ジルコニル(第1稀元素化学工業(株)製:ジルコンゾール、ZrO2濃度25.1重量%)を56.7g、硝酸コバルト(関西化学(株)製:CoO濃度25.8重量%)を44.7g、および硝酸ルテニウム(小島化学(株)製:Ru濃度5%水溶液)を44.8g用いた以外は同様にしてメタネーション用ハニカム触媒(3)を調製
した。
積を測定し、結果を表1に示す。
触媒性能
実施例1と同様にして評価し、結果を表1に示す。
[実施例4]
メタネーション用ハニカム触媒(4)の調製
実施例1に於いて、硝酸ジルコニル(第1稀元素化学工業(株)製:ジルコンゾール、ZrO2濃度25.1重量%)を60.3g、硝酸コバルト(関西化学(株)製:CoO濃度25.8重量%)を47.6g、および硝酸ルテニウム(小島化学(株)製:Ru濃度5%水溶液)を11.2g用いた以外は同様にしてメタネーション用ハニカム触媒(4)を調製
した。
積を測定し、結果を表1に示す。
触媒性能
実施例1と同様にして評価し、結果を表1に示す。
[実施例5]
メタネーション用ハニカム触媒(3)の調製
実施例1において、Ruとして濃度5.0重量%の塩化ルテニウム水溶液の代わりにRuとしての濃度4.0重量%、Ptとして1.0重量%の硝酸ルテニウムと塩化白金酸の混合水溶液120gに浸漬した以外は同様にしてメタネーション用ハニカム触媒(5)を調
製した。
積を測定し、結果を表1に示す。
触媒性能
実施例1と同様にして評価し、結果を表1に示す。
[実施例6]
メタネーション用ハニカム触媒(3)の調製
実施例1において、金属製ハニカム基材の代わりにセラミックス製ハニカム基材(日本碍子(株)製:外径30mm、長さ50mm、壁厚100μm、目開き600cpsi、表面凹凸:多孔質、材質:コージライトセラミックス製)を用いた以外は同様にしてメタネーション用ハニカム触媒(6)を調製した。
積を測定し、結果を表1に示す。
触媒性能
実施例1と同様にして評価し、結果を表1に示す。
[比較例1]
メタネーション用触媒(R1)の調製
、硝酸ジルコニル(第1稀元素化学工業(株)製:ジルコンゾール、ZrO2濃度25
.1重量%)329.5gと硝酸コバルト(濃度25.77重量%、関西化学(株)製)2
60.6gとを純水3630gに溶解して酸性水溶液とした。水酸化ナトリウム(関東化学(株)製)129.9gを純水1100gに溶解したアルカリ水溶液を室温で撹拌しながら、これに酸性水溶液を10分間で添加した。ついで、添加終了後70℃で2時間熟成した後、濃度63重量%の硝酸を用いpH7.5〜8になるように調整した。その後、濾過し、60℃の温水を充分掛けて洗浄し、120℃で10時間乾燥し、ついで500℃で2時間焼成して複合酸化物粉体(1)を得た。
した。
)製)100gを吸収させ、ついで、120℃で16時間乾燥した。
ついで、濃度5重量%のアンモニア水1666gに分散させ、1時間撹拌した後、濾過し、充分な純水を掛けて洗浄した後、120℃で16時間乾燥し、ついで、400℃で1.5時間水素気流中にて還元処理を行い、メタネーション用触媒(R1)を調製した。メタネーション用触媒(R1)の組成、比表面積、細孔容積を測定し、結果を表1に示す。
触媒性能
メタネーション用触媒(1)4.2mlを、固定床流通式反応装置の内径12mmφのス
テンレス製反応管に充填し、触媒層温度400℃で水素−窒素混合ガス(H2濃度10Vol%)の流通下で再び1時間還元処理し、ついで、触媒層温度を120℃の反応温度にした後
、反応用混合ガス(一酸化炭素0.6Vol%、二酸化炭素20.0Vol%、メタン2.0Vol%、水素51.37Vol%、水蒸気33.3Vol%)をSV=2,000h-1となるように流通させ、約1時間後の定常状態での生成ガスをガスクロマトグラフィーおよび赤外分光型ガス濃度計で分析し、反応管出口CO濃度、CO2濃度およびCH4濃度を測定した結果を表1に示す。
[比較例2]
メタネーション用ハニカム触媒(R2)の調製 (水素還元なし)
実施例1において、450℃で2時間焼成した後の350℃で4時間の水素気流中での還元処理を行わなかった以外は同様にしてメタネーション用ハニカム触媒(R2)を調製した。
触媒性能
実施例1と同様にして評価し、結果を表1に示す。
[参考例]
メタネーション用ハニカム触媒(R)の調製 (NaOH中和なし)
硝酸ジルコニル(第1稀元素化学工業(株)製:ジルコンゾール、ZrO2濃度25.
1重量%)61.5gと硝酸コバルト(関西化学(株)製:CoO濃度25.8重量%)4
8.7gを純水29.8gに溶解した合計酸化物濃度20重量%の水溶液に金属製ハニカム基材(新日本製鉄(株)製:外径30mm、長さ50mm、壁厚30μm、目開き600cpsi、表面凹凸1μm、材質成分:Fe,Cr,Al)を15分間浸漬した後、ゆっくり引き上げ、ついで、120℃で12時間乾燥し、500℃で1時間焼成した。
積を測定し、結果を表1に示す
触媒性能
実施例1と同様にして評価し、結果を表1に示す。
Claims (5)
- 下記の工程(a)〜(d)からなることを特徴とする一酸化炭素メタネーション用ハニカム触媒の製造方法。
工程(a):
(a-1)金属製またはセラミックス製ハニカム基材に、触媒層構成成分のZrO2-CoO、ZrO2-NiO、ZrO2-CeO2、ZrO2-CoO-NiO、NiO-CoO、CoO-CeO2、NiO-CoO-CeO2、ZrO2-NiO-CoO-CeO2、TiO2-CoO、TiO2-CoO-CeO2、TiO2-NiO、TiO2-SiO2-Co3O4から選ばれる少なくとも1種の複合酸化物を誘導する金属塩水溶液、または、酸化物水分散液、水酸化物水分散液と、Ru、ないしRuとRu以外の金属との金属成分を誘導する金属塩水溶液ないし混合金属塩水溶液を塗布する工程。
(a-2)80〜200℃で乾燥する工程。
(a-3)金属成分を誘導する金属塩ないし混合金属塩を中和する工程。
工程(b):80〜200℃で乾燥する工程。
工程(c):200〜700℃で焼成する工程。
工程(d):100〜700℃で還元する工程。 - 下記の工程(a)〜(d)からなることを特徴とする一酸化炭素メタネーション用ハニカム触媒の製造方法。
工程(a):
(a-4)金属製またはセラミックス製ハニカム基材に、触媒層構成成分のZrO2-CoO、ZrO2-NiO、ZrO2-CeO2、ZrO2-CoO-NiO、NiO-CoO、CoO-CeO2、NiO-CoO-CeO2、ZrO2-NiO-CoO-CeO2、TiO2-CoO、TiO2-CoO-CeO2、TiO2-NiO、TiO2-SiO2-Co3O4から選ばれる少なくとも1種の複合酸化物を誘導する金属塩水溶液、または、酸化物水分散液、水酸化物水分散液を塗布する工程。
(a-5)80〜200℃で乾燥する工程。
(a-5')乾燥後のハニカム基材をアルカリ水溶液に浸漬したのち乾燥、焼成する工程
(a-6)Ru、ないしRuとRu以外の金属との金属成分を誘導する金属塩水溶液ないし混合金属塩水溶液を塗布したのち乾燥する工程。
(a-7)該金属成分を誘導する金属塩を中和する工程。
工程(b):80〜200℃で乾燥する工程。
工程(c):200〜700℃で焼成する工程。
工程(d):100〜700℃で還元する工程。 - 前記工程(c)についで、工程(a)および(b)を繰り返すことを特徴とする請求項1または2に記載の一酸化炭素メタネーション用ハニカム触媒の製造方法。
- 工程(c)の後、下記の工程(g)、(h)、(i)および(j)を1回以上実施することを特徴とする請求項1または2に記載の一酸化炭素メタネーション用ハニカム触媒の製造方法。
(g)金属成分用金属塩水溶液あるいは混合金属塩水溶液を塗布する工程。
(h)80〜200℃で乾燥する工程。
(i)金属塩あるいは混合金属塩を中和する工程。
(j)80〜200℃で乾燥する工程。 - Ru以外の金属が、Mn、Sn、Mo、W、Re、Pt、Rh,Pd、Fe、Ni、CoおよびIrから選ばれることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の一酸化炭素メタネーション用ハニカム触媒の製造方法。
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