JP5625639B2 - 触媒担持担体の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Description
本発明は、触媒担持担体の製造方法及び触媒担持担体の製造装置に関する。
触媒は、産業上、様々な分野において普及しており、自動車排ガス浄化用触媒、燃料電池用触媒、ハーバー・ボッシュ法用アンモニア合成触媒、水素化触媒、光触媒等が知られている。このとき、触媒は、表面で作用するため、触媒活性を向上させることを目的として、触媒微粒子を製造する方法が知られている。
特許文献１には、平均細孔径が３．４ｎｍ以下でかつ標準偏差が０．２ｎｍ以下の細孔を有する多孔質基体の細孔内に触媒微粒子を担持した触媒担持体の製造方法として、超臨界流体に触媒微粒子の前駆体を溶解させて、これを多孔質基体に接触させて、超臨界流体を細孔に進入させ、前駆体を細孔内に配置する流体進入工程を有し、前駆体を細孔内に配置した多孔質基体に還元処理を施す方法が開示されている。
しかしながら、触媒微粒子の粒径を制御することが困難であるという問題がある。
本発明は、上記従来技術が有する問題に鑑み、触媒の粒径を制御することが可能な触媒担持担体の製造方法及び触媒担持担体の製造装置を提供することを目的とする。
請求項１に記載の発明は、触媒担持担体の製造方法において、還元することにより触媒が生成する触媒前駆体を含む溶解槽に亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素を供給して、該触媒前駆体を該亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素中に溶解させる工程と、担体を含む担持槽に該触媒前駆体が溶解した亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素を供給すると共に該触媒前駆体を還元して、該担体に前記触媒を担持させる工程と、該触媒を担持した担体を含む担持槽に亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素を供給して、該触媒を担持した担体を洗浄する工程を有することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の触媒担持担体の製造方法において、前記洗浄された担体に担持されている触媒を酸化する工程をさらに有することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の触媒担持担体の製造方法において、前記触媒前駆体を熱還元することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の触媒担持担体の製造方法において、前記触媒前駆体は、金属錯体又は金属アルコキシドであることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の触媒担持担体の製造方法において、前記触媒は、金、銅、銀、白金、鉄、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、タングステン、ニッケル、タンタル、ビスマス、スズ、亜鉛、チタン、アルミニウム、マンガン、コバルト、イリジウム、オスミウム、モリブデン、クロム及びバナジウムからなる群より選択される一種以上であることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の触媒担持担体の製造方法において、前記担体は、ハニカム構造体であることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、触媒担持担体の製造装置において、還元することにより触媒が生成する触媒前駆体を亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素中に溶解させる溶解槽と、前記溶解槽に亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素を供給する供給手段と、該亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素中に溶解した触媒前駆体を還元して前記触媒を担体に担持させる担持槽と、前記担持槽に亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素を供給して該触媒を担持した担体を洗浄する洗浄手段を有することを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の触媒担持担体の製造装置において、前記供給手段は、前記洗浄手段を兼ね、前記溶解槽をバイパスして前記担持槽に前記亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素を供給することを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の触媒担持担体の製造装置において、前記担持槽に、前記亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素中に溶解した触媒前駆体を熱還元する加熱手段が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、触媒の粒径を制御することが可能な触媒担持担体の製造方法及び触媒担持担体の製造装置を提供することができる。
次に、本発明を実施するための形態を図面と共に説明する。
図１に、本発明の触媒担持担体の製造装置の一例を示す。触媒担持担体の製造装置１００は、二酸化炭素を供給するボンベ１１と、還元することにより触媒が生成する触媒前駆体を亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素中に溶解させる溶解槽２１と、触媒を担体に担持させる担持槽３１と、固気分離器４１と、気液分離器５１を有する。
ボンベ１１と溶解槽２１を接続する配管Ａは、上流側から、減圧弁Ｖ１、冷却器１２、高圧ポンプ１３、ストップバルブＶ２及び圧力センサーＰ１が順次設置されている。また、溶解槽２１と担持槽３１を接続する配管Ｂは、ストップバルブＶ３が設置されており、周囲が断熱材Ｉで覆われている。さらに、配管Ａと配管Ｂを接続するバイパス配管Ｃが設置されており、バイパス配管Ｃは、上流側から、ストップバルブＶ４、圧力センサーＰ２及びＶ５が設置されている。なお、バイパス配管Ｃは、配管Ａの高圧ポンプ１３とストップバルブＶ２の間及び配管ＢのストップバルブＶ３と担持槽３１の間に接続されている。一方、固気分離器４１と気液分離器５１を接続する配管Ｅは、背圧弁Ｖ６が設置されている。このため、圧力センサーＰ１、Ｐ２、高圧ポンプ１３及び背圧弁Ｖ６を用いて、系内の圧力を制御することができる。
圧力センサーＰ１及びＰ２としては、特に限定されないが、ＡＰ−１６Ｓ（キーエンス社製）等が挙げられる。
溶解槽２１は、内部の温度を検知する温度センサーＴ１が設置されており、恒温槽２２内に配置されている。このため、温度センサーＴ１及び恒温槽２２を用いて、溶解槽２１の温度を制御することができる。また、溶解槽２１の内容物を攪拌するマグネチックスターラー２３及び攪拌子２３ａが設けられている。
担持槽３１は、内部の温度を検知する温度センサーＴ２が設置されており、ヒーター３２内に配置されている。このため、温度センサーＴ２及び担持槽３２を用いて、溶解槽２１の温度を制御することができる。
温度センサーＴ１及びＴ２としては、特に限定されないが、熱電対、抵抗温度計等が挙げられる。
次に、触媒担持担体の製造装置１００を用いて、触媒担持担体を製造する方法について説明する。
まず、減圧弁Ｖ１、ストップバルブＶ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５及び背圧弁Ｖ６を閉じ、高圧ポンプ１３を停止した状態で、溶解槽２１及び担持槽３１に、それぞれ触媒前駆体（過剰量）及び担体を仕込む。次に、減圧弁Ｖ１、ストップバルブＶ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５及び背圧弁Ｖ６を開いて、系内の空気を二酸化炭素で置換して、所定の圧力まで昇圧させた後、減圧弁Ｖ１、ストップバルブＶ２、Ｖ３、Ｖ４及びＶ５を閉じる。さらに、恒温槽２２及びヒーター３２を用いて、それぞれ溶解槽２１及び担持槽３１を二酸化炭素の臨界温度以上の温度及び触媒前駆体を還元することが可能な温度まで昇温した後、ストップバルブＶ４及びＶ５を開き、高圧ポンプ１３を作動させ、ストップバルブＶ２とＶ３の間以外の系内を二酸化炭素の臨界圧力以上の圧力まで昇圧する。次に、ストップバルブＶ４及びＶ５を閉じた後、ストップバルブＶ２及びＶ３を開き、ストップバルブＶ２とＶ３の間を、ストップバルブＶ２とＶ３の間以外の系内と同一の圧力まで昇圧し、溶解層２１に超臨界二酸化炭素を供給する。このとき、マグネチックスターラー２３を用いて、攪拌子２３ａを回転させることにより、触媒前駆体を超臨界二酸化炭素中に溶解させる。次に、高圧ポンプ１３を用いて、超臨界二酸化炭素中に溶解した触媒前駆体を担持槽３１に所定時間供給する。このとき、溶解槽２１に超臨界二酸化炭素が供給されるため、溶解していない触媒前駆体をさらに溶解させることができる。担持槽３１に供給された触媒前駆体は熱還元されて、触媒のクラスター、即ち、触媒が生成し、触媒は担体に担持され、触媒担持担体が得られる。このとき、担体に担持されなかった触媒は、超臨界二酸化炭素中に溶解せず、担持槽３１から排出された後、固気分離器４１に貯留される。また、未反応の触媒前駆体や副生成物は、超臨界二酸化炭素中に溶解し、担持槽３１から排出された後、固気分離器４１を経て、背圧バルブＶ６から排出され、気液分離器５１に貯留される。さらに、超臨界二酸化炭素は、背圧バルブＶ６から排出された後、気化して、気液分離器５１から排出される。
次に、ストップバルブＶ２及びＶ３を閉じた後、ストップバルブＶ４及びＶ５を開き、超臨界二酸化炭素を担持槽３１に供給する。これにより、触媒担持担体に付着した未反応の触媒前駆体や副生成物が洗浄される。
このとき、担持槽３１に触媒前駆体を供給する速度、担持槽３１で触媒前駆体が熱還元する速度、担持槽３１に触媒前駆体が滞留する時間を制御することにより、触媒の粒径を制御することができる。
具体的には、溶解槽２１の温度、系内の圧力、触媒前駆体を溶解させる時間を変化させると、超臨界二酸化炭素中の触媒前駆体の溶解量が変化する。このように超臨界二酸化炭素中の触媒前駆体の溶解量や、超臨界二酸化炭素中に溶解した触媒前駆体を担持槽３１に供給する速度を変化させることにより、担持槽３１に触媒前駆体を供給する速度を制御することができる。
超臨界二酸化炭素中の触媒前駆体の溶解量を測定する方法としては、特に限定されないが、流通法を用いて超臨界二酸化炭素中に溶解した触媒前駆体の質量を測定する直接法、紫外可視吸光法を用いて測定する間接法等が挙げられる。
また、担持槽３１の温度、系内の圧力を変化させることにより、担持槽３１で触媒前駆体が熱還元する速度を制御することができる。
さらに、系内の圧力を変化させることにより、担持槽３１に触媒前駆体が滞留する時間を制御することができる。
超臨界二酸化炭素は、図２に示すように、臨界温度以上であると共に、臨界圧力以上である二酸化炭素である。また、亜臨界二酸化炭素は、図２に示すように、超臨界二酸化炭素よりも温度及び／又は圧力がわずかに小さい二酸化炭素である。
なお、二酸化炭素は、臨界温度が３１．１℃であり、臨界圧力が７．３８ＭＰａであり、他の流体と比較して、臨界温度及び臨界圧力が小さい。また、超臨界二酸化炭素は、有機化合物が中程度の溶解度を示す。さらに、超臨界二酸化炭素は、常温常圧、即ち、大気圧下で、気化して拡散するため、生成物との分離が容易に行えることに加え、環境に対する負荷が小さく、安全性が高い。
表１に、気体、超臨界流体及び液体の代表的な特性値を示す。
触媒前駆体としては、超臨界二酸化炭素に溶解すると共に、還元することにより触媒が生成することが可能であれば、特に限定されないが、金属錯体；金属アミド、金属アルコキシド等の金属塩等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、超臨界二酸化炭素に可溶であることから、金属錯体又は金属アルコキシドが好ましい。
触媒としては、特に限定されないが、金、銅、銀、白金、鉄、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、タングステン、ニッケル、タンタル、ビスマス、スズ、亜鉛、チタン、アルミニウム、マンガン、コバルト、イリジウム、オスミウム、モリブデン、クロム、バナジウム等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
金属錯体における配位子としては、特に限定されないが、アセチルアセトナート、ヘキサフルオロアセチルアセトナート、２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネート、トリメチルオクタンジオネート、トリエチルオクタンジオネート、ビニルトリメチルシラン、シクロペンタジエン等が挙げられる。
金属アルコキシドの具体例としては、Ｍｇ（ＯＣ２Ｈ５）２、Ｍｏ（ＯＣ２Ｈ５）５、Ｂａ（ＯＣ２Ｈ５）２、Ｚｎ（ＯＣ２Ｈ５）２、Ｃｕ（ＯＣＨ３）２、Ｃｕ（ＯＣ２Ｈ５）２、Ｃｕ（ＯＣＨ３）３等が挙げられる。
金属錯体の具体例としては、ビス（アセチルアセトナト）パラジウム（ＩＩ）、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナト）パラジウム（ＩＩ）、ビス（ヘキサフルオロアセチルアセトナト）パラジウム（ＩＩ）、ビス（シクロペンタジエニル）パラジウム（ＩＩ）等が挙げられる。
担体としては、超臨界二酸化炭素に溶解しなければ、特に限定されないが、ステンレス鋼、ニッケル合金等の合金；アルミナ、ムライト、コージェライト、シリカ等のセラミックス；高分子等が挙げられる。中でも、チタン又はチタン合金が好ましい。
担体の形状としては、多孔質形状であれば、特に限定されないが、ハニカム構造体が好ましい。これにより、流体と触媒との接触面積を増大させることができ、触媒の効果を十分に得ることができる。また、接触面積を増大させることができるスポンジ状の構造体と比較して、流体の圧力損失を小さくすることができる。
ハニカム構造体は、通常、直径が数ｃｍ〜数十ｃｍ、長さが数十ｃｍ〜数ｍの円柱状である。また、ハニカム構造体の開口部のサイズは、通常、数十μｍ〜数ｃｍである。
ハニカム構造体の開口部の断面形状としては、特に限定されないが、円形状、六角形状（図３参照）、四角形状、三角形状等が挙げられる。中でも、六角形状が好ましい。
なお、ハニカム構造体は、図４に示すように、複数のハニカム構造体を束ねて構成されていてもよい。
多孔質状の担体に触媒を担持する場合、表１に示したように、超臨界二酸化炭素の拡散係数が大きいことから、超臨界二酸化炭素中に溶解した触媒前駆体は、担体の内部に十分に供給することができる。このため、多孔質状の担体に触媒を均一に担持することができる。
以上のようにして製造された触媒担持担体は、自動車排ガス浄化用触媒、燃料電池用触媒、ハーバー・ボッシュ法用アンモニア合成触媒、水素化触媒、光触媒等に適用することができる。
なお、触媒前駆体の溶解度に応じて、超臨界二酸化炭素の代わりに、亜臨界二酸化炭素を用いてもよい。
また、触媒前駆体を熱還元する代わりに、光、超音波等のエネルギーを用いて還元してもよいが、担持槽３１内に光を照射したり、超音波振動を印加したりする必要がある。また、還元剤を用いて還元してもよいが、未反応の還元剤が触媒の特性に悪影響を及ぼすことがある。
さらに、触媒担持担体に担持されている触媒を、高純度空気を流通させる方法等により、酸化してもよい。
また、バイパス配管Ｃを設置せずに、触媒担持担体を洗浄するために超臨界二酸化炭素を担持槽３１に供給してもよい。この場合、ボンベと担持槽３１を接続し、上流側から、減圧弁、冷却器、高圧ポンプ、圧力センサー及びストップバルブが順次設置されている配管を設置することができる。
［実施例１］
図１の触媒担持担体の製造装置１００を用いて、Ｐｄ粒子担持担体を製造した。具体的には、まず、減圧弁Ｖ１、ストップバルブＶ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５及び背圧弁Ｖ６を閉じ、高圧ポンプ１３を停止した状態で、容積が５０ｍＬの溶解槽２１及び容積が５０ｍＬの担持槽３１に、それぞれＰｄ（ａｃａｃ）２１ｇ及びハニカム状の担体５ｇを仕込んで。次に、減圧弁Ｖ１、ストップバルブＶ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５及び背圧弁Ｖ６を開いて、系内の空気を０．５ＭＰａに減圧した二酸化炭素で置換して、ボンベ１１の圧力まで昇圧させた後、減圧弁Ｖ１、ストップバルブＶ２、Ｖ３、Ｖ４及びＶ５を閉じた。さらに、恒温槽２２及びヒーター３２を用いて、それぞれ溶解槽２１及び担持槽３１を６０℃及び３５０℃まで昇温した後、ストップバルブＶ４及びＶ５を開き、高圧ポンプ１３を作動させ、ストップバルブＶ２とＶ３の間以外の系内を２０ＭＰａまで昇圧した。次に、ストップバルブＶ４及びＶ５を閉じた後、ストップバルブＶ２及びＶ３を開き、ストップバルブＶ２とＶ３の間を、２０ＭＰａまで昇圧し、溶解槽２１に超臨界二酸化炭素を供給した。このとき、マグネチックスターラー２３を用いて、攪拌子２３ａを回転させることにより、Ｐｄ（ａｃａｃ）２を超臨界二酸化炭素中に溶解させた。次に、高圧ポンプ１３を用いて、超臨界二酸化炭素中に溶解したＰｄ（ａｃａｃ）２を担持槽３１に２ｍＬ／分で２時間供給し、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
図１の触媒担持担体の製造装置１００を用いて、Ｐｄ粒子担持担体を製造した。具体的には、まず、減圧弁Ｖ１、ストップバルブＶ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５及び背圧弁Ｖ６を閉じ、高圧ポンプ１３を停止した状態で、容積が５０ｍＬの溶解槽２１及び容積が５０ｍＬの担持槽３１に、それぞれＰｄ（ａｃａｃ）２１ｇ及びハニカム状の担体５ｇを仕込んで。次に、減圧弁Ｖ１、ストップバルブＶ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５及び背圧弁Ｖ６を開いて、系内の空気を０．５ＭＰａに減圧した二酸化炭素で置換して、ボンベ１１の圧力まで昇圧させた後、減圧弁Ｖ１、ストップバルブＶ２、Ｖ３、Ｖ４及びＶ５を閉じた。さらに、恒温槽２２及びヒーター３２を用いて、それぞれ溶解槽２１及び担持槽３１を６０℃及び３５０℃まで昇温した後、ストップバルブＶ４及びＶ５を開き、高圧ポンプ１３を作動させ、ストップバルブＶ２とＶ３の間以外の系内を２０ＭＰａまで昇圧した。次に、ストップバルブＶ４及びＶ５を閉じた後、ストップバルブＶ２及びＶ３を開き、ストップバルブＶ２とＶ３の間を、２０ＭＰａまで昇圧し、溶解槽２１に超臨界二酸化炭素を供給した。このとき、マグネチックスターラー２３を用いて、攪拌子２３ａを回転させることにより、Ｐｄ（ａｃａｃ）２を超臨界二酸化炭素中に溶解させた。次に、高圧ポンプ１３を用いて、超臨界二酸化炭素中に溶解したＰｄ（ａｃａｃ）２を担持槽３１に２ｍＬ／分で２時間供給し、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
次に、ストップバルブＶ２及びＶ３を閉じた後、ストップバルブＶ４及びＶ５を開き、超臨界二酸化炭素を担持槽３１に供給し、Ｐｄ粒子担持担体を洗浄した後、担持槽３１からＰｄ粒子担持担体を回収した。
図５に、Ｐｄ粒子担持担体のＳＥＭ写真を示す。
［実施例２］
溶解槽２１の温度を４０℃に変更した以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
溶解槽２１の温度を４０℃に変更した以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
［実施例３］
溶解槽２１の温度を８０℃に変更した以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
溶解槽２１の温度を８０℃に変更した以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
［実施例４］
担持槽３１の温度を２５０℃に変更した以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
担持槽３１の温度を２５０℃に変更した以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
図６に、Ｐｄ粒子担持担体のＳＥＭ写真を示す。
［実施例５］
担持槽３１の温度を３００℃に変更した以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
担持槽３１の温度を３００℃に変更した以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
［実施例６］
系内の圧力を２５ＭＰａまで昇圧した以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
系内の圧力を２５ＭＰａまで昇圧した以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
図７に、Ｐｄ粒子担持担体のＳＥＭ写真を示す。
［実施例７］
系内の圧力を３０ＭＰａまで昇圧した以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
系内の圧力を３０ＭＰａまで昇圧した以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
［実施例８］
超臨界二酸化炭素中に溶解したＰｄ（ａｃａｃ）２を担持槽３１に５時間供給した以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
超臨界二酸化炭素中に溶解したＰｄ（ａｃａｃ）２を担持槽３１に５時間供給した以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
［実施例９］
超臨界二酸化炭素中に溶解したＰｄ（ａｃａｃ）２を担持槽３１に０．５ｍＬ／分で供給した以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
超臨界二酸化炭素中に溶解したＰｄ（ａｃａｃ）２を担持槽３１に０．５ｍＬ／分で供給した以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
［実施例１０］
超臨界二酸化炭素中に溶解したＰｄ（ａｃａｃ）２を担持槽３１に１．０ｍＬ／分で供給した以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
超臨界二酸化炭素中に溶解したＰｄ（ａｃａｃ）２を担持槽３１に１．０ｍＬ／分で供給した以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
［実施例１１］
担体として、メソポーラスシリカを用いた以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
担体として、メソポーラスシリカを用いた以外は、実施例１と同様にして、Ｐｄ粒子担持担体を得た。
図５〜７より、担持槽３１の温度又は系内の圧力を変化させることにより、実施例１、４、６のＰｄ粒子の粒径を制御できることが確認された。また、実施例１、４、６のＰｄ粒子は、大きく二次凝集することなく、担体に担持されることが確認された。
なお、実施例１、４、６以外のＰｄ粒子についても、同様に、Ｐｄ粒子の粒径を制御できること及び大きく二次凝集することなく、担体に担持されることが確認された。
１１ ボンベ
１２ 冷却器
１３ 高圧ポンプ
２１ 溶解槽
２２ 恒温槽
２３ マグネチックスターラー
２３ａ 攪拌子
３１ 担持槽
３２ ヒーター
４１ 固気分離器
５１ 気液分離器
Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ 配管
Ｃ バイパス配管
Ｉ 断熱材
Ｖ１ 減圧弁
Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５ ストップバルブ
Ｖ６ 背圧弁
Ｔ１、Ｔ２ 温度センサー
Ｐ１、Ｐ２ 圧力センサー
１２ 冷却器
１３ 高圧ポンプ
２１ 溶解槽
２２ 恒温槽
２３ マグネチックスターラー
２３ａ 攪拌子
３１ 担持槽
３２ ヒーター
４１ 固気分離器
５１ 気液分離器
Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ 配管
Ｃ バイパス配管
Ｉ 断熱材
Ｖ１ 減圧弁
Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５ ストップバルブ
Ｖ６ 背圧弁
Ｔ１、Ｔ２ 温度センサー
Ｐ１、Ｐ２ 圧力センサー
Claims (9)
- 還元することにより触媒が生成する触媒前駆体を含む溶解槽に亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素を供給して、該触媒前駆体を該亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素中に溶解させる工程と、
担体を含む担持槽に該触媒前駆体が溶解した亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素を供給すると共に該触媒前駆体を還元して、該担体に前記触媒を担持させる工程と、
該触媒を担持した担体を含む担持槽に亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素を供給して、該触媒を担持した担体を洗浄する工程を有することを特徴とする触媒担持担体の製造方法。 - 前記洗浄された担体に担持されている触媒を酸化する工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の触媒担持担体の製造方法。
- 前記触媒前駆体を熱還元することを特徴とする請求項１又は２に記載の触媒担持担体の製造方法。
- 前記触媒前駆体は、金属錯体又は金属アルコキシドであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の触媒担持担体の製造方法。
- 前記触媒は、金、銅、銀、白金、鉄、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、タングステン、ニッケル、タンタル、ビスマス、スズ、亜鉛、チタン、アルミニウム、マンガン、コバルト、イリジウム、オスミウム、モリブデン、クロム及びバナジウムからなる群より選択される一種以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の触媒担持担体の製造方法。
- 前記担体は、ハニカム構造体であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の触媒担持担体の製造方法。
- 還元することにより触媒が生成する触媒前駆体を亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素中に溶解させる溶解槽と、
前記溶解槽に亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素を供給する供給手段と、
該亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素中に溶解した触媒前駆体を還元して前記触媒を担体に担持させる担持槽と、
前記担持槽に亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素を供給して該触媒を担持した担体を洗浄する洗浄手段を有することを特徴とする触媒担持担体の製造装置。 - 前記供給手段は、前記洗浄手段を兼ね、前記溶解槽をバイパスして前記担持槽に前記亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素を供給することを特徴とする請求項７に記載の触媒担持担体の製造装置。
- 前記担持槽に、前記亜臨界二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素中に溶解した触媒前駆体を熱還元する加熱手段が設けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載の触媒担持担体の製造装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010198130A JP5625639B2 (ja) | 2009-11-11 | 2010-09-03 | 触媒担持担体の製造方法及び製造装置 |
| KR1020127012001A KR20120064728A (ko) | 2009-11-11 | 2010-10-25 | 촉매-담지 담체 제조 방법 및 그 제조 장치 |
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