JP5704047B2 - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents
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Description
(1)カルシウムフェライトと、該カルシウムフェライトとは異なる金属酸化物とからなる排ガス浄化用触媒であって、前記カルシウムフェライトが、Ca2Fe2O5、CaFe2O4及びそれらの組み合わせからなる群より選択され、前記金属酸化物の比表面積が50m 2 /g以上200m 2 /g以下であり、かつ前記カルシウムフェライトと前記金属酸化物の質量比(金属酸化物/カルシウムフェライト)が1.0以上3.0以下であることを特徴とする、排ガス浄化用触媒。
(2)前記カルシウムフェライトがCa2Fe2O5であることを特徴とする、上記(1)に記載の排ガス浄化用触媒。
(3)前記カルシウムフェライトと前記金属酸化物とを物理混合してなるか又は前記カルシウムフェライトを前記金属酸化物に担持してなることを特徴とする、上記(1)又は(2)に記載の排ガス浄化用触媒。
(4)前記カルシウムフェライトと前記金属酸化物とを物理混合してなることを特徴とする、上記(3)に記載の排ガス浄化用触媒。
(5)前記金属酸化物の比表面積が100m2/g以上200m2/g以下であることを特徴とする、上記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の排ガス浄化用触媒。
(6)前記金属酸化物が、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、ジルコニア、チタニア及びそれらの組み合わせからなる群より選択されることを特徴とする、上記(1)〜(5)のいずれか1つに記載の排ガス浄化用触媒。
[カルシウムフェライト(Ca2Fe2O5)の調製]
まず、炭酸カルシウム(CaCO3)(ナカライテスク製)と酸化鉄(α−Fe2O3)(ナカライテスク製)とをCa/Fe比(原子比)が1.0となるように秤量し、次いでこれらの化合物をアルミナ乳鉢で混合及び解砕した。次に、得られた粉末をアルミナ坩堝に移して蓋をし、それを電気炉において室温から1150℃まで20℃/分の速度で昇温して1150℃で3時間焼成した。焼成が完了した後、温度を500℃まで2℃/分で降温し、その後は成り行きで室温まで冷却した。次いで、得られた粉末をアルミナ坩堝から取り出し、それをアルミナ乳鉢で解砕してCa2Fe2O5の組成を有するカルシウムフェライトを得た。
上で調製したカルシウムフェライトと、当該カルシウムフェライトと同質量の金属酸化物としてのアルミナ(Al2O3)(シーアイ化成製、ナノテックアルミナ、比表面積50m2/g)とをアルミナ乳鉢にて混合し、次いで、得られた粉末を冷間静水等方圧プレス(CIP)により2トンの圧力で加圧成型して板状に固めた。次いで、成型した板状試料をふるいを用いて砕くことにより、Ca2Fe2O5とAl2O3(比表面積50m2/g)の混合物(質量比1.0)からなるペレット状(1.7mm以下)の排ガス浄化用触媒を得た。
金属酸化物として比表面積が100m2/gのアルミナ(サソール製)を使用したこと以外は実施例1と同様にして、Ca2Fe2O5とAl2O3(比表面積100m2/g)の混合物(質量比1.0)からなる排ガス浄化用触媒を得た。
金属酸化物としてAl2O3代わりにシリカ(シーアイ化成製、比表面積100m2/g)を使用したこと以外は実施例1と同様にして、Ca2Fe2O5とSiO2(比表面積100m2/g)の混合物(質量比1.0)からなる排ガス浄化用触媒を得た。
金属酸化物として比表面積が200m2/gのγ−アルミナ(和光純薬製)を使用したこと以外は実施例1と同様にして、Ca2Fe2O5とAl2O3(比表面積200m2/g)の混合物(質量比1.0)からなる排ガス浄化用触媒を得た。
カルシウムフェライトの3倍質量のγ−アルミナ(和光純薬製、比表面積200m2/g)を使用したこと以外は実施例4と同様にして、Ca2Fe2O5とAl2O3(比表面積200m2/g)の混合物(質量比3.0)からなる排ガス浄化用触媒を得た。
本比較例では、実施例1において調製したカルシウムフェライト(Ca2Fe2O5)をアルミナ等の金属酸化物と混合することなく排ガス浄化用触媒として使用した。
アルミナ(シーアイ化成製、ナノテックアルミナ)を電気炉において1600℃(昇温速度20℃/分)で3時間焼成することにより調製した比表面積が5m2/gのアルミナを金属酸化物として使用したこと以外は実施例1と同様にして、Ca2Fe2O5とAl2O3(比表面積5m2/g)の混合物(質量比1.0)からなる排ガス浄化用触媒を得た。
アルミナ(シーアイ化成製、ナノテックアルミナ)を電気炉において1500℃(昇温速度20℃/分)で3時間焼成することにより調製した比表面積が10m2/gのアルミナを金属酸化物として使用したこと以外は実施例1と同様にして、Ca2Fe2O5とAl2O3(比表面積10m2/g)の混合物(質量比1.0)からなる排ガス浄化用触媒を得た。
金属酸化物として比表面積が250m2/gのアルミナ(グレース製)を使用したこと以外は実施例1と同様にして、Ca2Fe2O5とAl2O3(比表面積250m2/g)の混合物(質量比1.0)からなる排ガス浄化用触媒を得た。
カルシウムフェライトの3倍質量のアルミナ(比表面積10m2/g)を使用したこと以外は比較例3と同様にして、Ca2Fe2O5とAl2O3(比表面積10m2/g)の混合物(質量比3.0)からなる排ガス浄化用触媒を得た。
カルシウムフェライトの5倍質量のアルミナ(比表面積10m2/g)を使用したこと以外は比較例3と同様にして、Ca2Fe2O5とAl2O3(比表面積10m2/g)の混合物(質量比5.0)からなる排ガス浄化用触媒を得た。
アルミナ(シーアイ化成製、ナノテックアルミナ)を電気炉において1000℃(昇温速度20℃/分)で3時間焼成することにより調製した比表面積が30m2/gのアルミナを金属酸化物として使用し、さらにそれをカルシウムフェライトの0.5倍質量において使用したこと以外は実施例1と同様にして、Ca2Fe2O5とAl2O3(比表面積30m2/g)の混合物(質量比0.5)からなる排ガス浄化用触媒を得た。
カルシウムフェライトの5倍質量のアルミナ(比表面積30m2/g)を使用したこと以外は比較例7と同様にして、Ca2Fe2O5とAl2O3(比表面積30m2/g)の混合物(質量比5.0)からなる排ガス浄化用触媒を得た。
実施例1〜5及び比較例1〜8の各排ガス浄化用触媒について、それらのCO酸化活性を評価した。具体的には、上で調製したペレット状の各排ガス浄化用触媒3.0gについて、下表1に示す評価用モデルガスを15L/分の流量で触媒床に流しながら(空間速度(SV)=300,000h-1に相当)、当該触媒床の温度を室温から20℃/分の速度で昇温し、500℃で5分間保持した際の平均CO浄化率を測定した。その結果を下表2に示す。なお、参考として、Ca2Fe2O5とAl2O3等の金属酸化物との混合物からなる排ガス浄化用触媒自体のBET法による比表面積(SSA)値についてもそれぞれ下表2に示している。
Claims (6)
- カルシウムフェライトと、該カルシウムフェライトとは異なる金属酸化物とからなる排ガス浄化用触媒であって、前記カルシウムフェライトが、Ca2Fe2O5、CaFe2O4及びそれらの組み合わせからなる群より選択され、前記金属酸化物の比表面積が50m 2 /g以上200m 2 /g以下であり、かつ前記カルシウムフェライトと前記金属酸化物の質量比(金属酸化物/カルシウムフェライト)が1.0以上3.0以下であることを特徴とする、排ガス浄化用触媒。
- 前記カルシウムフェライトがCa2Fe2O5であることを特徴とする、請求項1に記載の排ガス浄化用触媒。
- 前記カルシウムフェライトと前記金属酸化物とを物理混合してなるか又は前記カルシウムフェライトを前記金属酸化物に担持してなることを特徴とする、請求項1又は2に記載の排ガス浄化用触媒。
- 前記カルシウムフェライトと前記金属酸化物とを物理混合してなることを特徴とする、請求項3に記載の排ガス浄化用触媒。
- 前記金属酸化物の比表面積が100m2/g以上200m2/g以下であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の排ガス浄化用触媒。
- 前記金属酸化物が、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、ジルコニア、チタニア及びそれらの組み合わせからなる群より選択されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の排ガス浄化用触媒。
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