JP5806101B2 - Porous silica oligomer-coated particles, supported catalyst, and production method thereof - Google Patents

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本発明は多孔質シリカオリゴマー被覆粒子、担持触媒およびこれらの製造方法に関する。   The present invention relates to porous silica oligomer-coated particles, supported catalysts, and methods for producing them.

担体に金属粒子を担持させてなる排ガス浄化等のために用いる触媒として、従来、種々のものが提案されている。例えば担体物質(例えばアルミナ、ゼオライトなど)に、活性金属と呼ばれる各種金属粒子(例えばPt(白金)、Pd(パラジウム)、Cu(銅)など)を担持させてなるものが提案されている。
また、担体に金属粒子を担持させて金属粒子担持触媒を製造する方法も、従来、種々のものが提案されている。例えば担持させる金属を溶解した溶液中に担体物質を投入して、当該担体物質上に金属粒子を析出させる方法や、コロイド状の微小な粒子を分散させた金属粒子分散液に担体物質を投入して金属粒子を担持させる方法が挙げられる。
Conventionally, various catalysts have been proposed as catalysts used for purifying exhaust gas in which metal particles are supported on a carrier. For example, a material obtained by supporting various metal particles called active metals (for example, Pt (platinum), Pd (palladium), Cu (copper), etc.) on a support material (for example, alumina, zeolite, etc.) has been proposed.
Various methods for producing metal particle-supported catalysts by supporting metal particles on a carrier have been proposed. For example, a carrier material is introduced into a solution in which a metal to be supported is dissolved, and metal particles are precipitated on the carrier material, or a carrier material is introduced into a metal particle dispersion in which colloidal minute particles are dispersed. And a method of supporting metal particles.

例えば特許文献1には、金属酸化物などからなる微小な担体粒子の表面に、触媒活性をもつ微小な金属粒子を析出させる方法において、前記担体を合成する少なくとも一つの原料の吸収バンドに合致する波長を含む光を、前記原料に照射し前記担体粒子を析出させる工程と、析出した前記担体粒子と触媒活性をもつ前記金属粒子を析出するための前記原料とに、同時に、前記原料の吸収バンドに合致する波長を含む光を照射し、前記金属粒子を前記担体粒子の表面に析出させる工程と、析出した前記金属粒子を選別補収する工程とからなることを特徴とする触媒の製造方法が記載されている。   For example, in Patent Document 1, in a method of depositing fine metal particles having catalytic activity on the surface of fine carrier particles made of metal oxide or the like, it matches the absorption band of at least one raw material for synthesizing the carrier. An absorption band of the raw material is simultaneously applied to the step of irradiating the raw material with light including a wavelength to precipitate the carrier particles, and the raw material for depositing the precipitated carrier particles and the metal particles having catalytic activity. A method for producing a catalyst, comprising: a step of irradiating light having a wavelength matching the above and depositing the metal particles on the surface of the carrier particles; and a step of selectively collecting the deposited metal particles. Have been described.

特許文献2には、金属粒子及び/または金属化合物粒子が、該粒子を実質的に個々に且つ別々に保護する数平均分子量が3,000〜300,000の有機高分子化合物と共に固体担体に吸着担持されてなり、該高分子化合物及び該固体担体の少なくとも一方が、共有結合を形成して両者間に化学結合を作るべく作用し得る官能基を有さないことを特徴とする金属粒子及び/又は金属化合物粒子担持複合体が記載されている。また、その製造方法として、分散媒、金属粒子及び/又は金属化合物粒子及び保護コロイド粒子作用を持つ数平均分子量が3,000〜300,000の有機高分子化合物を含み、該粒子が該分散媒中に分散してコロイド粒子を形成し、且つ該高分子が該粒子に吸着して保護コロイド粒子として該粒子を実質的に個々に且つ別々に保護してなるコロイド粒子分散液を提供し、該コロイド粒子分散液と固体担体とを接触させ、該高分子化合物および該固体担体の少なくとも一方が、共有結合を形成して両者間に化学結合を作るべく作用し得る官能基を有さず、かくして、該高分子化合物で保護された該粒子が該固体担体に吸着されてなる粒子担持複合体を形成し、そして得られた複合体を該分散媒から単離することを特徴とする金属粒子及び/又は金属化合物粒子担持複合体の製造方法が記載されている。   In Patent Document 2, metal particles and / or metal compound particles are adsorbed on a solid support together with an organic polymer compound having a number average molecular weight of 3,000 to 300,000 that protects the particles substantially individually and separately. And / or metal particles characterized in that at least one of the polymer compound and the solid support does not have a functional group capable of forming a covalent bond and forming a chemical bond therebetween. Alternatively, a metal compound particle-supported composite is described. In addition, the production method includes a dispersion medium, metal particles and / or metal compound particles, and an organic polymer compound having a number average molecular weight of 3,000 to 300,000 having a protective colloid particle action. A colloidal particle dispersion comprising: a colloidal particle dispersed therein to form a colloidal particle; and the polymer is adsorbed on the particle to protect the particle substantially individually and separately as a protective colloidal particle; The colloidal particle dispersion is brought into contact with the solid support, and at least one of the polymer compound and the solid support does not have a functional group that can act to form a covalent bond and form a chemical bond therebetween, thus Metal particles characterized by forming a particle-supported complex formed by adsorbing the particles protected by the polymer compound to the solid support, and isolating the obtained complex from the dispersion medium, and /or Method for producing a metal compound particles carrying complexes have been described.

特許文献3には、金属含有イオン及び該金属含有イオンの還元により生成する金属粒子が担持される担体を含む溶液中にプロパルギルアルコールを加え、該金属含有イオンとプロパルギルアルコールとの反応物を該担体上に担持した後、該担体を水素ガスを含有する還元性ガス中で熱処理して、該担体上の金属含有イオンとプロパルギルアルコールとの反応物を金属含有コロイド粒子に還元することを特徴とする高分散金属含有コロイド粒子担持触媒の製造方法が記載されている。   In Patent Document 3, propargyl alcohol is added to a solution containing a carrier on which metal-containing ions and metal particles generated by reduction of the metal-containing ions are supported, and a reaction product of the metal-containing ions and propargyl alcohol is added to the carrier. After being supported on the substrate, the support is heat-treated in a reducing gas containing hydrogen gas to reduce a reaction product of metal-containing ions and propargyl alcohol on the support to metal-containing colloidal particles. A method for producing a highly dispersed metal-containing colloidal particle supported catalyst is described.

特許文献4には、担体となる固体物質の存在下、金属の化合物またはイオンを含有した還元能を有する液体または還元物質を溶解した液体に、マイクロ波を照射させるか、或いは、金属の化合物またはイオンを含有した、還元能を有する液体または還元物質を溶解した液体に、マイクロ波を照射させた後に、担体となる固体物質を存在させることを特徴とする、金属含有コロイド粒子を表面に付着させた金属含有コロイド粒子付着担体の製造方法が記載されている。   In Patent Document 4, in the presence of a solid substance serving as a carrier, a liquid having a reducing ability containing a metal compound or ions or a liquid in which a reducing substance is dissolved is irradiated with microwaves, or a metal compound or A metal-containing colloidal particle is attached to the surface, characterized by having a solid substance serving as a carrier after a microwave is irradiated to a liquid containing a reducing ability or containing a reducing substance containing ions. In addition, a method for producing a metal-containing colloidal particle adhesion carrier is described.

特許文献5には、周期表第4周期から第6周期の2B族、3B族、4B族、5B族、6B族及び第4周期8族の少なくとも1種の第二元素と金とを含有する金属粒子が析出担持法により担体上に担持された金属粒子担持体が記載されている。また、その製造方法として金及びその化合物の少なくとも1種ならびに第二元素及びその化合物の少なくとも1種を含む担体を熱処理することを特徴とする製造方法が記載されている。   Patent Document 5 contains at least one second element of Group 2B, Group 3B, Group 4B, Group 5B, Group 6B, and Group 8 of the Period 4 to Period 6 of the periodic table and gold. A metal particle carrier in which metal particles are supported on a carrier by a deposition support method is described. In addition, as a production method thereof, a production method is described in which a carrier containing at least one of gold and its compound and at least one of a second element and its compound is heat-treated.

このような従来の金属粒子担持触媒は、使用を続けると金属粒子が融着や凝集、粒子成長を起こし、その結果、触媒活性の低下や、寿命が短くなる問題が生じていた。このような問題は、高温下で使用すると特に顕著になる。   When such conventional metal particle-supported catalysts continue to be used, the metal particles cause fusion, aggregation, and particle growth, and as a result, there are problems in that the catalytic activity is reduced and the life is shortened. Such a problem becomes particularly noticeable when used at high temperatures.

これに対して高分子電解質型燃料電池(PEFC)電極用触媒が提案された。特許文献6には、白金族金属を含有するナノ粒子の表面に、無機酸化物からなる多孔質物質を有していることを特徴とする表面修飾化金属ナノ粒子が記載されており、このようなナノ粒子はナノ粒子同士が凝集するなどすることが顕著に抑制され、その活性が持続し、それを利用して触媒を製造して優れた性質を持つ高分子電解質燃料電池を提供できると記載されている。
なお、特許文献6には、多孔質の孔径について、燃料が金属ナノ粒子表面に拡散できる大きさであれば特に制限はないと記載されているものの、具体的な大きさについては全く記載されていない。
また、特許文献6には、多孔質の膜厚について、金属ナノ粒子同士の接触が防止できる厚さであれば特に制限はないが、燃料の金属ナノ粒子表面への拡散や、酸化反応で生じた電子の担持体への導電を阻害しない厚さであることが好ましい、と記載されており、具体的には、おおよそ0.5〜2nmの極薄のシリカ層が記載され、さらに、2つの実施例として、多孔質の膜厚がいずれも1nm程度であったことが記載されているのみである。
On the other hand, a catalyst for a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) electrode has been proposed. Patent Document 6 describes surface-modified metal nanoparticles characterized by having a porous material made of an inorganic oxide on the surface of nanoparticles containing platinum group metals. Nanoparticles are remarkably suppressed from aggregating with each other, and their activity is sustained, and it is possible to produce a catalyst using them to provide a polymer electrolyte fuel cell having excellent properties. Has been.
Patent Document 6 describes that there is no particular limitation on the pore size as long as the fuel can be diffused to the surface of the metal nanoparticles, but the specific size is not described at all. Absent.
In Patent Document 6, there is no particular limitation on the porous film thickness as long as the metal nanoparticles can be prevented from coming into contact with each other. However, it is caused by diffusion of the fuel to the metal nanoparticle surface or an oxidation reaction. It is described that it is preferable to have a thickness that does not inhibit the conduction of electrons to the carrier, specifically, an ultrathin silica layer of approximately 0.5 to 2 nm is described, As an example, it is only described that the porous film thickness was about 1 nm.

特開昭61−268359号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-268359 特開平5−293383号公報JP-A-5-293383 特開平6−31181号公報JP-A-6-31181 特開2003−13105号公報JP 2003-13105 A 特開2003−053188号公報JP 2003-053188 A 特開2005−276688号公報JP 2005-276688 A

特許文献6に記載の表面修飾化ナノ粒子について、上記のように記載されていることから判断すると、この表面修飾化ナノ粒子は高分子電解質燃料電池電極用触媒としても用いることを前提としているので、多孔質の層の厚さは、燃料が金属ナノ粒子表面へ拡散し、また、電子が導電する程度に薄くする必要があり、逆にいれば、その程度にまで多孔質の層が薄いので、多孔質の層の細孔は必須ではないと考えられる。   Judging from the fact that the surface-modified nanoparticles described in Patent Document 6 are described as described above, it is assumed that these surface-modified nanoparticles are also used as a catalyst for polymer electrolyte fuel cell electrodes. The thickness of the porous layer needs to be so thin that the fuel diffuses to the surface of the metal nanoparticles and the electrons conduct, and conversely, the porous layer is so thin. The pores of the porous layer are not considered essential.

また、上記のように特許文献6には多孔質の孔径の大きさについて、具体的な記載はないので、本発明者は、特許文献6の実施例1に記載されているように、金属微粒子表面をアミノシランで処理し、ついで水ガラスで処理する方法によって、金属微粒子の表面をシリカで覆った表面修飾化金属ナノ粒子を製造し、そのシリカの層を観察した。その結果、細孔はほとんど存在せず、わずかに存在する場合がある細孔についても、その孔径は著しく小さい(おおむね1nm以下)ことを確認した。また、得られた表面修飾化金属ナノ粒子の触媒活性を測定したところ、極めて低いことを確認した。   In addition, as described above, since there is no specific description of the size of the porous pore diameter in Patent Document 6, the present inventor has disclosed the metal fine particles as described in Example 1 of Patent Document 6. Surface-modified metal nanoparticles in which the surface of metal fine particles was covered with silica were produced by a method of treating the surface with aminosilane and then with water glass, and the silica layer was observed. As a result, it was confirmed that the pore diameter was remarkably small (generally 1 nm or less) even with respect to the pore which may be slightly present, with few pores. Moreover, when the catalytic activity of the obtained surface-modified metal nanoparticles was measured, it was confirmed that it was extremely low.

このように特許文献6に記載の表面修飾化金属ナノ粒子における多孔質の層には細孔がほぼ存在しておらず、触媒活性も低いものであった。一方、特許文献1〜5のような触媒は、活性は高かったとしても、使用により凝集等が起こるので寿命が短かった。
このように従来、活性が高く、かつ寿命が長くて使用してもその活性が長期間維持される触媒は存在しなかった。
Thus, the porous layer in the surface-modified metal nanoparticles described in Patent Document 6 had almost no pores and low catalytic activity. On the other hand, even though the catalysts as described in Patent Documents 1 to 5 have high activity, they have a short life because aggregation occurs due to use.
Thus, conventionally, there has been no catalyst that has a high activity and has a long life and can maintain its activity for a long period of time.

本発明は上記のような課題を解決することを目的とする。
すなわち、活性が高く、使用してもその活性が長期間維持される担持触媒、その一部を構成し得る多孔質シリカオリゴマー被覆粒子およびそれらの製造方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above problems.
That is, an object of the present invention is to provide a supported catalyst that has high activity and maintains its activity for a long period of time, porous silica oligomer-coated particles that can constitute a part thereof, and a method for producing them.

本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は以下の(1)〜(11)である。
(1)金属コア粒子と、その表面の少なくとも一部についた多孔質シリカオリゴマー層とを有し、
前記多孔質シリカオリゴマー層が、少なくとも1つのシロキサン結合を備えるシリカ系化合物を含み、
多孔質シリカオリゴマー層が有する細孔の平均細孔径が0.2nm超8nm未満である、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子。
(2)下記式(I)で表される加水分解性有機ケイ素化合物を加水分解および重縮合して得られるシリカ系前駆体と、前記金属コア粒子とを溶媒中において接触させ、その後、固形分と前記溶媒とを分離してなる、上記(1)に記載の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子。
1 aSi(OR24-a ・・・式(I)
ここで、R1は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、ビニル基、アリール基またはアクリル基を表し、R2は水素原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、ビニル基、アリール基、アクリル基または−C24OCn2n+1(n=1〜4)を表し、aは1〜3の整数である。
(3)前記多孔質シリカオリゴマー層の厚さの平均値が2nm超である、上記(1)または(2)に記載の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子。
(4)前記細孔の容積が0.01〜0.5ml/gである、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子。
(5)比表面積が100〜1000m2/gである、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子。
(6)前記シリカ系化合物の分子量(ポリスチレン換算)が500〜30000g/molである、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子。
(7)前記金属コア粒子が、第4周期遷移元素、第5周期遷移元素、白金、金、オスミウムおよびイリジウムからなる群から選ばれる少なくとも1つを主成分とする、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子。
(8)上記(1)〜(7)のいずれかに記載の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子が担体の表面に担持している担持触媒。
(9) 金属コア粒子が分散したコロイド溶液を得るコロイド調整工程と、
前記式(I)で表される加水分解性有機ケイ素化合物を加水分解および重縮合してシリカ系前駆体を含む溶液を得るオリゴマー形成工程と、
前記コロイド溶液と、前記シリカ系前駆体を含む溶液とを混合して、前駆体被覆粒子を含む分散液(X)を得る被覆工程と、
前記分散液(X)に含まれる溶媒と固形分と分離して、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子を得る細孔形成工程と
を備える、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子の製造方法。
(10)上記(1)〜(7)のいずれかに記載の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子が得られる、上記(9)に記載の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子の製造方法。
(11)金属コア粒子が分散したコロイド溶液を得るコロイド調整工程と、
前記式(I)で表される加水分解性有機ケイ素化合物を加水分解および重縮合してシリカ系前駆体を含む溶液を得るオリゴマー形成工程と、
前記コロイド溶液と、前記シリカ系前駆体を含む溶液とを混合して、前駆体被覆粒子を含む分散液(X)を得る被覆工程と、
前記分散液(X)に担体を添加して分散液(Y)を得る添加工程と、
前記分散液(Y)に含まれる溶媒と固形分とを分離して、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子が担体に担持した担持触媒を得る担持工程と
を備える、担持触媒の製造方法。
The inventor has intensively studied to solve the above-mentioned problems, and has completed the present invention.
The present invention includes the following (1) to (11).
(1) having metal core particles and a porous silica oligomer layer attached to at least a part of the surface thereof,
The porous silica oligomer layer comprises a silica-based compound having at least one siloxane bond;
Porous silica oligomer-coated particles, wherein the porous silica oligomer layer has an average pore diameter of more than 0.2 nm and less than 8 nm.
(2) A silica-based precursor obtained by hydrolysis and polycondensation of a hydrolyzable organosilicon compound represented by the following formula (I) is brought into contact with the metal core particles in a solvent, and then a solid content is obtained. The porous silica oligomer-coated particles according to the above (1), wherein the porous silica oligomer particles are separated from the solvent.
R 1 a Si (OR 2 ) 4-a Formula (I)
Here, R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group, a vinyl group, an aryl group or an acrylic group, and R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group, a vinyl group or an aryl group. Represents an acrylic group or —C 2 H 4 OC n H 2n + 1 (n = 1 to 4), and a is an integer of 1 to 3.
(3) The porous silica oligomer-coated particles according to the above (1) or (2), wherein the average value of the thickness of the porous silica oligomer layer is more than 2 nm.
(4) The porous silica oligomer-coated particles according to any one of (1) to (3) above, wherein the pore volume is 0.01 to 0.5 ml / g.
(5) The porous silica oligomer-coated particles according to any one of (1) to (4), wherein the specific surface area is 100 to 1000 m 2 / g.
(6) The porous silica oligomer-coated particles according to any one of (1) to (5), wherein the silica compound has a molecular weight (in terms of polystyrene) of 500 to 30,000 g / mol.
(7) Said (1)-(6) whose said metal core particle has as a main component at least 1 chosen from the group which consists of a 4th period transition element, a 5th period transition element, platinum, gold | metal | money, osmium, and iridium. The porous silica oligomer-coated particles according to any one of 1).
(8) A supported catalyst in which the porous silica oligomer-coated particles according to any one of (1) to (7) are supported on the surface of a support.
(9) a colloid adjusting step for obtaining a colloid solution in which the metal core particles are dispersed;
An oligomer forming step of hydrolyzing and polycondensing the hydrolyzable organosilicon compound represented by the formula (I) to obtain a solution containing a silica-based precursor;
A coating step of mixing the colloid solution and a solution containing the silica-based precursor to obtain a dispersion (X) containing precursor-coated particles;
A method for producing porous silica oligomer-coated particles, comprising: a pore forming step of obtaining porous silica oligomer-coated particles by separating the solvent and solid content contained in the dispersion (X).
(10) The method for producing porous silica oligomer-coated particles according to (9), wherein the porous silica oligomer-coated particles according to any one of (1) to (7) are obtained.
(11) a colloid adjusting step for obtaining a colloid solution in which the metal core particles are dispersed;
An oligomer forming step of hydrolyzing and polycondensing the hydrolyzable organosilicon compound represented by the formula (I) to obtain a solution containing a silica-based precursor;
A coating step of mixing the colloid solution and a solution containing the silica-based precursor to obtain a dispersion (X) containing precursor-coated particles;
An addition step of adding a carrier to the dispersion (X) to obtain a dispersion (Y);
A method for producing a supported catalyst, comprising: separating a solvent and solid content contained in the dispersion (Y) to obtain a supported catalyst in which porous silica oligomer-coated particles are supported on a support.

本発明によれば、活性が高く、使用してもその活性が長期間維持される担持触媒、その一部を構成し得る多孔質シリカオリゴマー被覆粒子およびそれらの製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a supported catalyst that has high activity and that maintains its activity for a long period of time, porous silica oligomer-coated particles that can constitute a part thereof, and a method for producing them.

本発明について説明する。
本発明は、金属コア粒子と、その表面の少なくとも一部についた多孔質シリカオリゴマー層とを有し、前記多孔質シリカオリゴマー層が、少なくとも1つのシロキサン結合を備えるシリカ系化合物を含み、多孔質シリカオリゴマー層が有する細孔の平均細孔径が0.2nm超8nm未満である、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子である。
このような多孔質シリカオリゴマー被覆粒子を、以下では「本発明の被覆粒子」ともいう。
The present invention will be described.
The present invention has a metal core particle and a porous silica oligomer layer on at least a part of the surface thereof, and the porous silica oligomer layer contains a silica-based compound having at least one siloxane bond, and is porous. The porous silica oligomer-coated particles have an average pore diameter of the pores of the silica oligomer layer of more than 0.2 nm and less than 8 nm.
Hereinafter, such porous silica oligomer-coated particles are also referred to as “coated particles of the present invention”.

また、本発明は、本発明の被覆粒子が担体の表面に担持している担持触媒である。
このような担持触媒を、以下では「本発明の担持触媒」ともいう。
本発明の担持触媒は、例えばHC(炭化水素)分解システム(例えば自動車等の排ガス浄化用の三元触媒や、揮発性有機化合物(VOC)の分解)、高濃度硝酸分解システム(例えば、硝酸性窒素を還元して窒素を生成する処理)、水素化反応システムにおいて利用する触媒として好適である。
The present invention is also a supported catalyst in which the coated particles of the present invention are supported on the surface of a carrier.
Hereinafter, such a supported catalyst is also referred to as “the supported catalyst of the present invention”.
The supported catalyst of the present invention includes, for example, an HC (hydrocarbon) decomposition system (for example, a three-way catalyst for exhaust gas purification of automobiles, decomposition of volatile organic compounds (VOC)), a high-concentration nitric acid decomposition system (for example, nitric acid) Nitrogen is reduced to generate nitrogen), which is suitable as a catalyst used in a hydrogenation reaction system.

<金属コア粒子>
初めに、本発明の被覆粒子における金属コア粒子について説明する。
本発明の被覆粒子における金属コア粒子は触媒能を備える金属であれば特に限定されず、第4周期遷移元素、第5周期遷移元素、白金(Pt)、金(Au)、オスミウム(Os)およびイリジウム(Ir)からなる群から選ばれる少なくとも1つを主成分とするものであることが好ましく、Pt、Pd、Rh、Ru、Os、Ir、Cu、AuおよびAgからなる群から選ばれる少なくとも1つを主成分とするものであることがより好ましい。
ここで第4周期遷移元素とは、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、NiおよびCuを意味する。また、第5周期遷移元素とは、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、PdおよびAgを意味する。
<Metal core particles>
First, the metal core particles in the coated particles of the present invention will be described.
The metal core particle in the coated particle of the present invention is not particularly limited as long as it is a metal having catalytic ability. The fourth period transition element, the fifth period transition element, platinum (Pt), gold (Au), osmium (Os) and Preferably, the main component is at least one selected from the group consisting of iridium (Ir), and at least one selected from the group consisting of Pt, Pd, Rh, Ru, Os, Ir, Cu, Au, and Ag. More preferably, the main component is one.
Here, the fourth period transition element means Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, and Cu. The fifth period transition element means Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd and Ag.

また、ここで「主成分」とは、含有率が70質量%以上であることを意味する。すなわち、金属コア粒子における第4周期遷移元素(Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu)、第5周期遷移元素(Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag)、白金(Pt)、金(Au)、オスミウム(Os)およびイリジウム(Ir)の合計含有率が70質量%以上であることが好ましい。この含有率は80質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることがより好ましく、99質量%以上であることがより好ましく、100質量%である、すなわち、金属コア粒子が実質的に第4周期遷移元素、第5周期遷移元素、白金(Pt)、金(Au)、オスミウム(Os)およびイリジウム(Ir)からなる群から選ばれる少なくとも1つからなることがさらに好ましい。ここで「実質的になる」とは、原料や製造過程から不可避的に含まれる不純物は含まれ得るが、それ以外は含まないことを意味する。
なお、特に断りがない限り、本発明の説明において「主成分」および「実質的になる」は、このような意味で用いるものとする。
The “main component” here means that the content is 70% by mass or more. That is, the fourth periodic transition element (Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu), the fifth periodic transition element (Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh) in the metal core particle. , Pd, Ag), platinum (Pt), gold (Au), osmium (Os), and iridium (Ir), the total content is preferably 70% by mass or more. The content is more preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, more preferably 99% by mass or more, and 100% by mass. In other words, the metal core particle is substantially selected from the group consisting of the fourth period transition element, the fifth period transition element, platinum (Pt), gold (Au), osmium (Os), and iridium (Ir). More preferably, it consists of at least one. Here, “becomes substantially” means that impurities inevitably contained from the raw materials and the production process can be contained, but other than that are not contained.
Unless otherwise specified, in the description of the present invention, “main component” and “substantially become” are used in this sense.

金属コア粒子が、第4周期遷移元素、第5周期遷移元素、白金(Pt)、金(Au)、オスミウム(Os)およびイリジウム(Ir)からなる群から選ばれる2つ以上の元素を含むと、金属コア粒子が化学的に安定化する傾向があるので好ましい。金属コア粒子はPd−Pt(PdおよびPtを含むことを意味する。以下、同様。)、Pd−Ag、Pd−Au、Pd−Cu、Pt−Ag、Pt−Au、Pt−Cu、Pt−Ru、Au−Ag、Au−Ruという組成であることが好ましい。また、さらにSnを含み、Ag−Pd−Sn、Pd−Cu−Snという組成であることが好ましい。   When the metal core particle includes two or more elements selected from the group consisting of a fourth periodic transition element, a fifth periodic transition element, platinum (Pt), gold (Au), osmium (Os), and iridium (Ir). It is preferable because the metal core particles tend to be chemically stabilized. The metal core particles include Pd—Pt (meaning that Pd and Pt are contained. The same applies hereinafter), Pd—Ag, Pd—Au, Pd—Cu, Pt—Ag, Pt—Au, Pt—Cu, Pt— A composition of Ru, Au—Ag, or Au—Ru is preferable. Further, Sn is preferably contained, and the composition is Ag—Pd—Sn or Pd—Cu—Sn.

金属コア粒子が、第4周期遷移元素、第5周期遷移元素、白金(Pt)、金(Au)、オスミウム(Os)およびイリジウム(Ir)以外に含んでもよい成分として、Sn、La、Ce、Prが挙げられる。   As a component that the metal core particle may contain in addition to the fourth periodic transition element, the fifth periodic transition element, platinum (Pt), gold (Au), osmium (Os), and iridium (Ir), Sn, La, Ce, Pr.

本発明における金属コア粒子が含有する成分(組成)の測定方法について説明する。
金属コア粒子が含有する成分(組成)は、金属コア粒子、本発明の被覆粒子または本発明の担持触媒を600℃で焼成し、残渣をアルカリ溶融剤によって溶融した後、28質量%塩酸または硝酸水溶液によって溶解し、得られた溶解液を純水で希釈した後、ICP誘導結合プラズマ発光分光分析装置(例えば、SPS1200A、セイコー電子株式会社製)を用いて測定するものとする。また、金属コア粒子と多孔質シリカオリゴマー層に同一元素が含まれる場合は、本発明の被覆粒子または本発明の担持触媒についてEDXによる面分析(元素分布分析)を行い、金属コア粒子および多孔質シリカオリゴマー層におけるその元素の存在比率を求め、得られた存在比率と上記のICP誘導結合プラズマ発光分光分析装置を用いた各成分の組成とから、金属コア粒子を構成する成分の含有率を算出して求めるものとする。
A method for measuring the component (composition) contained in the metal core particles in the present invention will be described.
The component (composition) contained in the metal core particle is obtained by calcining the metal core particle, the coated particle of the present invention or the supported catalyst of the present invention at 600 ° C., melting the residue with an alkali melting agent, and then adding 28% by mass hydrochloric acid or nitric acid. After dissolving with an aqueous solution and diluting the obtained solution with pure water, measurement is performed using an ICP inductively coupled plasma emission spectrometer (for example, SPS1200A, manufactured by Seiko Denshi Co., Ltd.). When the same element is contained in the metal core particle and the porous silica oligomer layer, the coated particle of the present invention or the supported catalyst of the present invention is subjected to surface analysis (element distribution analysis) by EDX, and the metal core particle and porous Obtain the abundance ratio of the element in the silica oligomer layer, and calculate the content ratio of the components that make up the metal core particles from the obtained abundance ratio and the composition of each component using the ICP inductively coupled plasma emission spectrometer. And ask for it.

金属コア粒子の一次粒子の平均粒子径は特に限定されないが、0.5〜100nmであることが好ましく、1〜50nmであることがより好ましく、1〜40nmであることがより好ましく、1〜20nmであることがより好ましく、1〜15nmであることがさらに好ましい。このような範囲であると容易に製造することができ、また、粒子径が大きすぎる場合と比較して、本発明の被覆粒子を担体に担持してなる本発明の担持触媒の触媒能が高くなるからである。   The average particle diameter of the primary particles of the metal core particles is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 100 nm, more preferably 1 to 50 nm, more preferably 1 to 40 nm, and more preferably 1 to 20 nm. It is more preferable that it is 1-15 nm. In such a range, it can be easily produced, and the catalytic activity of the supported catalyst of the present invention in which the coated particles of the present invention are supported on a carrier is higher than when the particle diameter is too large. Because it becomes.

ここで、金属コア粒子の一次粒子の平均粒子径は、画像解析法によって測定される値を意味するものとする。画像解析法とは、走査型電子顕微鏡を用いて、金属コア粒子を倍率30万倍で写真撮影し、得られた写真から任意に100個の金属コア粒子を選び、各々の投影面積円相当径を測定して粒度分布を求め、それより平均粒子径(メジアン径)を算出して求める方法である。   Here, the average particle diameter of the primary particles of the metal core particles means a value measured by an image analysis method. The image analysis method uses a scanning electron microscope to photograph metal core particles at a magnification of 300,000 times, arbitrarily select 100 metal core particles from the obtained photograph, and each projected area has an equivalent circle diameter. Is a method for obtaining a particle size distribution by measuring and then calculating an average particle size (median diameter) therefrom.

金属コア粒子の形状は特に限定されず、例えば、球状、四面体状(三角錐型)、六面体状(立方体状または直方体状。以下「角状」ともいう。)、八面体状、不定形が挙げられる。   The shape of the metal core particle is not particularly limited. For example, the shape may be spherical, tetrahedral (triangular pyramid), hexahedral (cubic or cuboid, hereinafter also referred to as “square”), octahedral, or indefinite. Can be mentioned.

金属コア粒子は、上記のような平均粒子径の一次粒子が数個(例えば4〜30個)、数珠状に連結した鎖状粒子を形成していることが好ましい。   The metal core particles preferably form chain particles in which several (for example, 4 to 30) primary particles having an average particle diameter as described above are connected in a bead shape.

金属コア粒子の形状や態様は、上記のように、金属コア粒子の一次粒子の平均粒子径を測定する場合と同様に、走査型電子顕微鏡を用いて金属コア粒子を倍率30万倍で写真撮影することで、確認することができる。   The shape and form of the metal core particles are photographed at a magnification of 300,000 times using a scanning electron microscope, as in the case of measuring the average particle diameter of the primary particles of the metal core particles as described above. This can be confirmed.

<多孔質シリカオリゴマー層>
次に、本発明の被覆粒子における多孔質シリカオリゴマー層について説明する。
本発明の被覆粒子における多孔質シリカオリゴマー層は、前記金属コア粒子の表面の少なくとも一部についている。本発明の被覆粒子は、金属コア粒子の全表面に多孔質シリカオリゴマー層がついている、すなわち、金属コア粒子が多孔質シリカオリゴマー層で覆われている態様であることが好ましい。
<Porous silica oligomer layer>
Next, the porous silica oligomer layer in the coated particles of the present invention will be described.
The porous silica oligomer layer in the coated particle of the present invention is attached to at least a part of the surface of the metal core particle. The coated particles of the present invention preferably have an embodiment in which a porous silica oligomer layer is attached to the entire surface of the metal core particles, that is, the metal core particles are covered with the porous silica oligomer layer.

本発明における多孔質シリカオリゴマー層は、少なくとも1つのシロキサン結合(−Si−O−Si−)を備えるシリカ系化合物を含むものである。
多孔質シリカオリゴマー層における前記シリカ系化合物の含有率は、70質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることがより好ましく、99質量%以上であることがより好ましく、100質量%である(多孔質シリカオリゴマー層は前記シリカ系化合物から実質的なる)ことがさらに好ましい(ここで「実質的になる」の意味は前述の通りである)。
The porous silica oligomer layer in the present invention contains a silica-based compound having at least one siloxane bond (—Si—O—Si—).
The content of the silica-based compound in the porous silica oligomer layer is preferably 70% by mass or more, preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and 95% by mass or more. More preferably, it is 99% by mass or more, and more preferably 100% by mass (the porous silica oligomer layer consists essentially of the silica-based compound) (here, “substantially The meaning of “becomes” is as described above).

前記シリカ系化合物の分子量は特に限定されないが、平均分子量が500g/mol以上であることが好ましく、600g/mol以上であることがより好ましく、700g/mol以上であることがさらに好ましい。また、30000g/mol以下であることが好ましく、20000g/mol以下であることがより好ましく、10000g/mol以下であることがさらに好ましい。   The molecular weight of the silica-based compound is not particularly limited, but the average molecular weight is preferably 500 g / mol or more, more preferably 600 g / mol or more, and further preferably 700 g / mol or more. Moreover, it is preferable that it is 30000 g / mol or less, It is more preferable that it is 20000 g / mol or less, It is further more preferable that it is 10,000 g / mol or less.

前記多孔質シリカオリゴマー層は、例えばこのような分子量の前記シリカ系化合物が複数集合したものを含むものであってよく、1つの分子の前記シリカ系化合物を含むものであってもよい。   The porous silica oligomer layer may include, for example, a collection of a plurality of the silica-based compounds having such a molecular weight, or may include the silica-based compound of one molecule.

また、1つの分子の前記シリカ系化合物が含むシロキサン結合の個数は特に限定されないが2個以上であることが好ましく、3個以上であることがより好ましく、4個以上であることがさらに好ましい。また、120000個以下であることが好ましく、80000個以下であることがより好ましく、40000個以下であることがさらに好ましい。   Further, the number of siloxane bonds contained in the silica-based compound of one molecule is not particularly limited, but is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, and still more preferably 4 or more. Moreover, it is preferable that it is 120,000 or less, It is more preferable that it is 80000 or less, It is further more preferable that it is 40000 or less.

前記シリカ系化合物は、シロキサン結合が線状に連なる態様であってもよいし、1つの分子(例えば後述する加水分解性有機ケイ素化合物の加水分解生成物)と他の分子とを網目状に連結するようにシロキサン結合が存在する態様であってもよい。
また、前記シリカ系化合物は、例えば線状のシロキサン結合を主鎖とし、これに水素原子やハロゲン原子が結合していたり、側鎖が結合していたりする態様であってよい。ここで側鎖としては、アルキル基(好ましくは炭素数が1〜8のアルキル基)、ハロゲン化アルキル基、ビニル基、アリール基、アクリル基および−C24OCn2n+1(n=1〜4)が挙げられる。
The silica-based compound may have a form in which siloxane bonds are linearly connected, and one molecule (for example, a hydrolysis product of a hydrolyzable organosilicon compound described later) and another molecule are connected in a network. Thus, an embodiment in which a siloxane bond is present may be used.
Further, the silica-based compound may have a mode in which, for example, a linear siloxane bond is a main chain, and a hydrogen atom or a halogen atom is bonded to this, or a side chain is bonded. Here, as a side chain, an alkyl group (preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms), a halogenated alkyl group, a vinyl group, an aryl group, an acrylic group, and —C 2 H 4 OC n H 2n + 1 (n = 1 to 4).

前記シリカ系化合物は、加水分解性有機ケイ素化合物を加水分解および重縮合して得られるものと同じものであることが好ましい。
ここで加水分解性有機ケイ素化合物とは、次の式(I)で表されるものである。
1 aSi(OR24-a ・・・式(I)
ここで、R1は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基(好ましくは炭素数が1〜8のアルキル基)、ハロゲン化アルキル基、ビニル基、アリール基(フェニル基、ベンジル基、トリル基、ナフチル基、o−キシリル基など)またはアクリル基を表し、R2は水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数が1〜8のアルキル基)、ハロゲン化アルキル基、ビニル基、アリール基(フェニル基、ベンジル基、トリル基、ナフチル基、o−キシリル基など)、アクリル基または−C24OCn2n+1(n=1〜4)を表し、aは1〜3の整数である。aが2または3である場合(すなわちR1が複数の場合)、各々のR1は異なるものであってよい。R2についても同様である。
The silica-based compound is preferably the same as that obtained by hydrolysis and polycondensation of a hydrolyzable organosilicon compound.
Here, the hydrolyzable organosilicon compound is represented by the following formula (I).
R 1 a Si (OR 2 ) 4-a Formula (I)
Here, R 1 is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group (preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms), a halogenated alkyl group, a vinyl group, an aryl group (phenyl group, benzyl group, tolyl group, naphthyl group). , O-xylyl group, etc.) or an acrylic group, R 2 is a hydrogen atom, an alkyl group (preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms), a halogenated alkyl group, a vinyl group, an aryl group (phenyl group, benzyl). group, a tolyl group, a naphthyl group, etc. o- xylyl group), represents an acryl group or -C 2 H 4 OC n H 2n + 1 (n = 1~4), a is an integer of 1 to 3. When a is 2 or 3 (ie when R 1 is plural), each R 1 may be different. The same applies to R 2 .

このような加水分解性有機ケイ素化合物を次に示す式(II)〜(IV)に基づいて加水分解および重縮合して得られるものが、前記シリカ系化合物であることが好ましい。
1 aSi(OR24-a+H2O → R1 aSi(OH)b(OR2(4-a)-b+bR2OH
(bは1〜3の整数。ただし、b≦4−a。) ・・・式(II)
−SiOH+HOSi− → −Si−O−Si− +H2O ・・・式(III)
−SiOH+R2OSi− → −Si−O−Si− +R2OH ・・・式(IV)
What is obtained by hydrolysis and polycondensation of such a hydrolyzable organosilicon compound based on the following formulas (II) to (IV) is preferably the silica compound.
R 1 a Si (OR 2 ) 4-a + H 2 O → R 1 a Si (OH) b (OR 2 ) (4-a) -b + bR 2 OH
(B is an integer of 1 to 3, where b ≦ 4-a.) Formula (II)
-SiOH + HOSi- → -Si-O- Si- + H 2 O ··· formula (III)
-SiOH + R 2 OSi- → -Si- O-Si- + R 2 OH ··· formula (IV)

加水分解性有機ケイ素化合物として、具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラオクチルシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシランなどが挙げられる。   Specific examples of hydrolyzable organosilicon compounds include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetrabutoxysilane, tetraoctylsilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, and methyl. Examples include triisopropoxysilane, vinyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, and dimethyldimethoxysilane.

前記多孔質シリカオリゴマー層は、上記の式(I)で表される加水分解性有機ケイ素化合物を加水分解および重縮合して得られるシリカ系前駆体と、前記金属コア粒子とを溶媒中において接触させ、その後、固形分と前記溶媒とを分離することで、前記金属コア粒子の表面に形成されたものであることが好ましい。   The porous silica oligomer layer is obtained by contacting a silica-based precursor obtained by hydrolysis and polycondensation of the hydrolyzable organosilicon compound represented by the above formula (I) with the metal core particles in a solvent. Then, it is preferably formed on the surface of the metal core particle by separating the solid content and the solvent.

例えば、上記の式(I)で表される加水分解性有機ケイ素化合物を、例えば水−有機溶媒(例えばアルコール)の混合溶媒へ、酸触媒またはアルカリ触媒とともに添加し、必要に応じて加温および攪拌することで、前記加水分解性有機ケイ素化合物を加水分解および重縮合して、前記シリカ系前駆体を含む溶液を得ることができる。ここでシリカ系前駆体の分子量はGPC測定(詳細は後述する)による分子量(ポリスチレン換算)が500〜30000g/molであることが好ましく、1000〜20000g/molであることが好ましく、2000〜4500g/molであることがさらに好ましい。
そして、この溶液へ前記金属コア粒子を添加して、前記シリカ系前駆体と前記金属コア粒子とを溶媒中において接触させることができる。ここで、前記シリカ系前駆体を含む溶液へ、前記金属コア粒子が分散したコロイド溶液を添加して、必要に応じて加温および攪拌しながら、前記シリカ系前駆体と前記金属コア粒子とを溶媒中において接触させることが好ましい。このようにすることで、前記シリカ系前駆体が前記金属コア粒子の表面につく。
その後、固形分と前記溶媒とを分離すると、前記金属コア粒子の表面に多孔質シリカオリゴマー層が形成され、固形分として本発明の被覆粒子が得られる。ここで、前記固形分と前記溶媒とを分離する方法は特に限定されないが、前記シリカ系前駆体と前記金属コア粒子とを溶媒中において接触させた後、その溶液を乾燥雰囲気に曝すことで、溶媒を乾燥して固形分と分離することが好ましい。
For example, the hydrolyzable organosilicon compound represented by the above formula (I) is added to a mixed solvent of, for example, a water-organic solvent (for example, alcohol) together with an acid catalyst or an alkali catalyst, and heated and heated as necessary. By stirring, the hydrolyzable organosilicon compound can be hydrolyzed and polycondensed to obtain a solution containing the silica precursor. Here, the molecular weight of the silica-based precursor is preferably 500 to 30000 g / mol, preferably 1000 to 20000 g / mol, preferably 2000 to 4500 g / mol, as measured by GPC (details will be described later). More preferably, it is mol.
And the said metal core particle can be added to this solution, and the said silica type precursor and the said metal core particle can be made to contact in a solvent. Here, the colloidal solution in which the metal core particles are dispersed is added to the solution containing the silica precursor, and the silica precursor and the metal core particles are heated and stirred as necessary. It is preferable to contact in a solvent. By doing in this way, the said silica type precursor adheres to the surface of the said metal core particle.
Then, when solid content and the said solvent are isolate | separated, the porous silica oligomer layer will be formed in the surface of the said metal core particle, and the coating particle of this invention will be obtained as solid content. Here, the method of separating the solid content and the solvent is not particularly limited, but after contacting the silica-based precursor and the metal core particles in a solvent, by exposing the solution to a dry atmosphere, It is preferable to dry the solvent to separate it from the solid content.

多孔質シリカオリゴマー層が前記シリカ系化合物以外に含んでもよい成分としては、第3周期〜第6周期の元素からなる群から選ばれる少なくとも1つの元素の酸化物が挙げられる。具体的には、例えばSiO2、Al23、TiO2、ZnOなどが挙げられる。
多孔質シリカオリゴマー層における前記シリカ系化合物以外の成分の含有率は、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることがより好ましく、0質量%である(すなわち多孔質シリカオリゴマー層は前記シリカ系化合物から実質的なる)ことがさらに好ましい(ここで「実質的になる」の意味は前述の通りである)。
ここで多孔質シリカオリゴマー層における各成分の含有率は、前述の本発明の金属コア粒子が含有する成分(組成)の測定方法と同様の方法で測定するものとする。
Examples of the component that the porous silica oligomer layer may contain other than the silica-based compound include an oxide of at least one element selected from the group consisting of elements in the third to sixth periods. Specific examples include SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , and ZnO.
The content of components other than the silica-based compound in the porous silica oligomer layer is preferably 30% by mass or less, preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less. More preferably, it is more preferably 1% by mass or less, and even more preferably 0% by mass (that is, the porous silica oligomer layer consists essentially of the silica-based compound) (wherein The meaning of “substantially become” is as described above).
Here, the content rate of each component in a porous silica oligomer layer shall be measured with the method similar to the measuring method of the component (composition) which the metal core particle of the above-mentioned this invention contains.

多孔質シリカオリゴマー層は、平均細孔径が0.2nm超8nm未満である細孔を有するものである。このような範囲内であると本発明の被覆粒子を担体に担持した本発明の担持触媒の活性が高く、使用してもその活性が長期間維持される。多孔質シリカオリゴマー層が有する細孔の平均細孔径が大きすぎると、本発明の担持触媒の寿命が短くなる傾向があり、逆に平均細孔径が小さすぎると、本発明の担持触媒の活性が低くなる傾向がある。
平均細孔径は0.2〜7nmであることが好ましく、0.5〜5.0nmであることがより好ましく、0.8〜4.0nmであることがさらに好ましい。
The porous silica oligomer layer has pores having an average pore diameter of more than 0.2 nm and less than 8 nm. Within such a range, the activity of the supported catalyst of the present invention in which the coated particles of the present invention are supported on a carrier is high, and the activity is maintained for a long time even when used. If the average pore diameter of the pores of the porous silica oligomer layer is too large, the life of the supported catalyst of the present invention tends to be shortened. Conversely, if the average pore diameter is too small, the activity of the supported catalyst of the present invention is reduced. Tend to be lower.
The average pore diameter is preferably 0.2 to 7 nm, more preferably 0.5 to 5.0 nm, and still more preferably 0.8 to 4.0 nm.

ここで、多孔質シリカオリゴマー層が有する細孔径の平均(平均細孔径)は、次に示す窒素吸着法[1]で測定して得た値を意味するものとする。
窒素吸着法[1]について説明する。
まず、測定対象物を乾燥させたもの(0.2g)を試料として測定セルに入れ、窒素ガス気流中、250℃で40分間脱ガス処理を行い、その上で試料を窒素30体積%とヘリウム70体積%の混合ガス気流中で液体窒素温度に保ち、窒素を試料に吸着させて窒素吸着・脱着等温線を得る。そして、得られた窒素吸着・脱着等温線を用いてBJH(Barret-Joyner-Halenda)法により、試料の細孔径分布曲線を得て、その曲線に現れるメソ孔(粒子表面の細孔)側およびマクロ孔(粒子間細孔)側のピークのうち、メソ孔側のピークの細孔径を平均細孔径として求める。このような窒素吸着法は、例えば従来公知の細孔分布測定装置(例えば、日本ベル社製、BELSORP−mini(II))を用いて行うことができる。
本発明において多孔質シリカオリゴマー層の細孔の径の平均値(平均細孔径)は、特に断りがない限り、ここに示した窒素吸着法[1]によって測定した値を意味するものとする。
Here, the average pore diameter (average pore diameter) of the porous silica oligomer layer means a value obtained by measurement by the following nitrogen adsorption method [1].
The nitrogen adsorption method [1] will be described.
First, the dried measurement object (0.2 g) is placed in a measurement cell as a sample, degassed in a nitrogen gas stream at 250 ° C. for 40 minutes, and then the sample is treated with 30 vol% nitrogen and helium. A liquid nitrogen temperature is maintained in a 70% by volume mixed gas stream, and nitrogen is adsorbed on the sample to obtain a nitrogen adsorption / desorption isotherm. Then, using the obtained nitrogen adsorption / desorption isotherm, a BJH (Barret-Joyner-Halenda) method is used to obtain a pore size distribution curve of the sample, and the mesopores (pores on the particle surface) side appearing on the curve and Of the peaks on the macropore (interparticle pore) side, the pore diameter on the mesopore side is determined as the average pore diameter. Such a nitrogen adsorption method can be performed using, for example, a conventionally known pore distribution measuring apparatus (for example, BELSORP-mini (II) manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.).
In the present invention, the average value of the pore diameter (average pore diameter) of the porous silica oligomer layer means a value measured by the nitrogen adsorption method [1] shown here unless otherwise specified.

また、多孔質シリカオリゴマー層は、細孔の容積が、本発明の被覆粒子の単位質量に対して0.01〜0.5ml/gであることが好ましく、0.03〜0.3ml/gであることがより好ましく、0.06〜0.1ml/gであることがさらに好ましい。このような範囲内であると、本発明の被覆粒子を担体に担持した本発明の担持触媒の活性がより高く、使用してもその活性がより長期間維持されるので好ましい。多孔質シリカオリゴマー層に形成されている細孔の容積が大きすぎると、本発明の担持触媒の寿命が短くなる傾向があり、逆に細孔の容積が小さすぎると、本発明の担持触媒の活性が低くなる傾向がある。   The porous silica oligomer layer preferably has a pore volume of 0.01 to 0.5 ml / g with respect to the unit mass of the coated particles of the present invention, preferably 0.03 to 0.3 ml / g. It is more preferable that it is 0.06-0.1 ml / g. Within such a range, the activity of the supported catalyst of the present invention in which the coated particles of the present invention are supported on a carrier is higher, and even when used, the activity is maintained for a longer period, which is preferable. If the pore volume formed in the porous silica oligomer layer is too large, the life of the supported catalyst of the present invention tends to be shortened. Conversely, if the pore volume is too small, the supported catalyst of the present invention The activity tends to be low.

ここで、多孔質シリカオリゴマー層が有する細孔の容積は、次に示す窒素吸着法[2]で測定して得た値を意味するものとする。
窒素吸着法[2]について説明する。
まず、測定対象物を乾燥させたもの(0.2g)を試料として測定セルに入れ、窒素ガス気流中、250℃で40分間脱ガス処理を行い、その上で試料を窒素30体積%とヘリウム70体積%の混合ガス気流中で液体窒素温度に保ち、窒素を試料に吸着させて窒素吸着・脱着等温線を得る。そして、得られた窒素吸着・脱着等温線における相対圧P/P0の値が0.4〜1.0の範囲に現れる、IUPACで規定されるIVヒステリシス曲線におけるメソ孔側部分の積算値を求め、これを細孔の容積として得る。このような窒素吸着法は、例えば従来公知の細孔分布測定装置(例えば、日本ベル社製、BELSORP−mini(II))を用いて行うことができる。
本発明において多孔質シリカオリゴマー層の細孔の容積は、特に断りがない限り、ここに示した窒素吸着法[2]によって測定した値を意味するものとする。
Here, the pore volume of the porous silica oligomer layer means a value obtained by measurement by the following nitrogen adsorption method [2].
The nitrogen adsorption method [2] will be described.
First, the dried measurement object (0.2 g) is placed in a measurement cell as a sample, degassed in a nitrogen gas stream at 250 ° C. for 40 minutes, and then the sample is treated with 30 vol% nitrogen and helium. A liquid nitrogen temperature is maintained in a 70% by volume mixed gas stream, and nitrogen is adsorbed on the sample to obtain a nitrogen adsorption / desorption isotherm. Then, the integrated value of the mesopore side portion in the IV hysteresis curve defined by IUPAC, where the value of the relative pressure P / P 0 in the obtained nitrogen adsorption / desorption isotherm appears in the range of 0.4 to 1.0, And obtain this as the volume of the pores. Such a nitrogen adsorption method can be performed using, for example, a conventionally known pore distribution measuring apparatus (for example, BELSORP-mini (II) manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.).
In the present invention, the pore volume of the porous silica oligomer layer means a value measured by the nitrogen adsorption method [2] shown here unless otherwise specified.

また、多孔質シリカオリゴマー層の厚さは特に限定されないが、平均値が2nm超であることが好ましく、2.5nm以上であることがより好ましく、3nm以上であることがさらに好ましい。また、多孔質シリカオリゴマー層の厚さは、その平均値が50nm以下であることが好ましく、40nm以下であることがより好ましく、20nm以下であることがより好ましく、10nm以下であることがより好ましく、7nm以下であることがさらに好ましい。このような範囲内であると、本発明の被覆粒子を担体に担持した本発明の担持触媒の活性がより高く、使用してもその活性がより長期間維持されるので好ましい。多孔質シリカオリゴマー層の厚さが厚過ぎると、本発明の担持触媒の活性が低くなる傾向があり、逆に薄すぎると、本発明の担持触媒の寿命が短くなる傾向がある。   The thickness of the porous silica oligomer layer is not particularly limited, but the average value is preferably more than 2 nm, more preferably 2.5 nm or more, and further preferably 3 nm or more. In addition, the average thickness of the porous silica oligomer layer is preferably 50 nm or less, more preferably 40 nm or less, more preferably 20 nm or less, and even more preferably 10 nm or less. More preferably, it is 7 nm or less. Within such a range, the activity of the supported catalyst of the present invention in which the coated particles of the present invention are supported on a carrier is higher, and even when used, the activity is maintained for a longer period, which is preferable. If the thickness of the porous silica oligomer layer is too thick, the activity of the supported catalyst of the present invention tends to be low. Conversely, if the thickness is too thin, the life of the supported catalyst of the present invention tends to be short.

ここで多孔質シリカオリゴマー層の厚さは、走査型電子顕微鏡を用いて、本発明の被覆粒子を倍率30万倍で写真撮影し、得られた写真から任意に100個の本発明の被覆粒子を選び、各々の本発明の被覆粒子において多孔質シリカオリゴマー層の厚さを数箇所測定し平均して、その1つの本発明の被覆粒子における多孔質シリカオリゴマー層の厚さとし、それら100個のデータを単純平均することで、その試料(本発明の被覆粒子の群)における多孔質シリカオリゴマー層の厚さとする。   Here, the thickness of the porous silica oligomer layer was determined by taking a photograph of the coated particles of the present invention at a magnification of 300,000 times using a scanning electron microscope, and arbitrarily selecting 100 coated particles of the present invention from the obtained photographs. The thickness of the porous silica oligomer layer in each of the coated particles of the present invention was measured several times and averaged to obtain the thickness of the porous silica oligomer layer in the coated particle of the present invention. By simply averaging the data, the thickness of the porous silica oligomer layer in the sample (group of coated particles of the present invention) is obtained.

多孔質シリカオリゴマー層は、上記のような平均径および容積の細孔を有し、上記のような厚さを有するものであることが好ましいが、多孔質シリカオリゴマー層の厚さと細孔径の平均径および容積とのバランスが適していると、本発明の被覆粒子を担体に担持した本発明の担持触媒の活性がより高く、使用してもその活性がより長期間維持されることを、本発明者は見出した。
具体的には、多孔質シリカオリゴマー層が有する細孔の平均細孔径が0.5〜5nmであり、細孔の容積が0.05〜0.15ml/gであり、さらに、多孔質シリカオリゴマー層の厚さが2〜8nmであると、本発明の被覆粒子を担体に担持した本発明の担持触媒の活性がより高く、使用してもその活性がより長期間維持されるものになる。
The porous silica oligomer layer has pores having the average diameter and volume as described above, and preferably has the thickness as described above, but the average of the thickness and pore diameter of the porous silica oligomer layer When the balance between the diameter and the volume is suitable, the activity of the supported catalyst of the present invention in which the coated particles of the present invention are supported on a carrier is higher, and the activity is maintained for a longer period of time even when used. The inventor found out.
Specifically, the average pore diameter of the pores of the porous silica oligomer layer is 0.5 to 5 nm, the pore volume is 0.05 to 0.15 ml / g, and the porous silica oligomer When the thickness of the layer is 2 to 8 nm, the activity of the supported catalyst of the present invention in which the coated particles of the present invention are supported on a carrier is higher, and the activity is maintained for a longer period even when used.

<本発明の被覆粒子>
本発明の被覆粒子は、特定のぬれ性を備え得る。具体的には、本発明の被覆粒子における接触角は10〜40度程度となり、15〜35度となることが好ましく、15〜30度となることがより好ましい。
なお、接触角は、本発明の被覆粒子の1gを200℃で乾燥させた後、直径1cm、高さ5cmのセルに入れ、50kgfの荷重でプレスして成型物を得て、得られた成型物の表面に水を一滴たらして測定して得た値を意味するものとする。
<Coated particles of the present invention>
The coated particles of the present invention can have specific wettability. Specifically, the contact angle in the coated particles of the present invention is about 10 to 40 degrees, preferably 15 to 35 degrees, and more preferably 15 to 30 degrees.
The contact angle was obtained by drying 1 g of the coated particles of the present invention at 200 ° C., and then putting it in a cell having a diameter of 1 cm and a height of 5 cm and pressing it with a load of 50 kgf to obtain a molded product. It shall mean the value obtained by measuring a drop of water on the surface of the object.

本発明の被覆粒子の比表面積は特に限定されないが、100〜1000m2/gであることが好ましく、130〜900m2/gであることがより好ましく、150〜800m2/gであることがより好ましく、200〜600m2/gであることがさらに好ましい。このような範囲内であると、本発明の被覆粒子を担体に担持した本発明の担持触媒の活性がより高く、使用してもその活性がより長期間維持されるので好ましい。比表面積が大きすぎると、本発明の担持触媒の活性が低くなる傾向があり、逆に小さすぎると、本発明の担持触媒の寿命が短くなる傾向がある。
なお、比表面積は、次に示す窒素吸着法[3](BET法)で測定して得た値を意味するものとする。
窒素吸着法[3]について説明する。
まず、測定対象物(ここでは本発明の被覆粒子)を乾燥させたもの(0.2g)を試料として測定セルに入れ、窒素ガス気流中、250℃で40分間脱ガス処理を行い、その上で試料を窒素30体積%とヘリウム70体積%の混合ガス気流中で液体窒素温度に保ち、窒素を試料に平衡吸着させる。次に、上記混合ガスを流しながら試料の温度を徐々に室温まで上昇させ、その間に脱離した窒素の量を検出し、試料の比表面積を測定する。窒素吸着法[3](BET法)は、例えば従来公知の表面積測定装置を用いて行うことができる。
本発明において比表面積は、特に断りがない限り、ここに示した窒素吸着法[3](BET法)によって測定した値を意味するものとする。
Is not particularly limited specific surface area of the coated particles of the present invention is preferably 100~1000m 2 / g, more preferably 130~900m 2 / g, more to be 150~800m 2 / g Preferably, it is 200-600 m < 2 > / g. Within such a range, the activity of the supported catalyst of the present invention in which the coated particles of the present invention are supported on a carrier is higher, and even when used, the activity is maintained for a longer period, which is preferable. If the specific surface area is too large, the activity of the supported catalyst of the present invention tends to be low. Conversely, if the specific surface area is too small, the life of the supported catalyst of the present invention tends to be short.
The specific surface area means a value obtained by measurement by the following nitrogen adsorption method [3] (BET method).
The nitrogen adsorption method [3] will be described.
First, a measurement object (here, coated particles of the present invention) dried (0.2 g) is placed in a measurement cell as a sample, degassed at 250 ° C. for 40 minutes in a nitrogen gas stream, The sample is kept at a liquid nitrogen temperature in a mixed gas stream of 30% by volume of nitrogen and 70% by volume of helium, and nitrogen is adsorbed on the sample by equilibrium. Next, the temperature of the sample is gradually raised to room temperature while flowing the above mixed gas, the amount of nitrogen desorbed during that time is detected, and the specific surface area of the sample is measured. The nitrogen adsorption method [3] (BET method) can be performed using, for example, a conventionally known surface area measuring device.
In the present invention, the specific surface area means a value measured by the nitrogen adsorption method [3] (BET method) shown here unless otherwise specified.

本発明の被覆粒子は、前記金属コア粒子の表面の少なくとも一部に、前記多孔質シリカオリゴマー層がついたものである。
本発明の被覆粒子において、金属コア粒子および多孔質シリカオリゴマー層の質量比は特に限定されないが、金属コア粒子の質量に対する多孔質シリカオリゴマー層の質量の比(多孔質シリカオリゴマー層の質量/金属コア粒子の質量)が、0.1〜5000であることが好ましく、0.5〜3000であることがより好ましく、1〜2000であることがより好ましく、1〜1000であることがより好ましく、1〜500であることがより好ましく、1〜100であることがさらに好ましい。このような範囲内であると、本発明の被覆粒子を担体に担持した本発明の担持触媒の活性がより高く、使用してもその活性がより長期間維持されるので好ましい。
The coated particles of the present invention are those in which the porous silica oligomer layer is attached to at least a part of the surface of the metal core particles.
In the coated particles of the present invention, the mass ratio of the metal core particles and the porous silica oligomer layer is not particularly limited, but the ratio of the mass of the porous silica oligomer layer to the mass of the metal core particles (mass of porous silica oligomer layer / metal The mass of the core particles) is preferably 0.1 to 5000, more preferably 0.5 to 3000, more preferably 1 to 2000, and more preferably 1 to 1000, It is more preferably 1 to 500, and further preferably 1 to 100. Within such a range, the activity of the supported catalyst of the present invention in which the coated particles of the present invention are supported on a carrier is higher, and even when used, the activity is maintained for a longer period, which is preferable.

ここで、本発明の被覆粒子における金属コア粒子および多孔質シリカオリゴマー層の質量は、本発明の被覆粒子または本発明の担持触媒を600℃で焼成し、残渣をアルカリ溶融剤によって溶融した後、28質量%塩酸または硝酸水溶液によって溶解し、得られた溶解液を純水で希釈した後、ICP誘導結合プラズマ発光分光分析装置(例えばSPS1200A、セイコー電子株式会社製)を用いて含有率を測定し、それより算出して求めるものとする。また、金属コア粒子と多孔質シリカオリゴマー層に同一元素が含まれる場合は、本発明の被覆粒子または本発明の担持触媒についてEDXによる面分析(元素分布分析)を行い、金属コア粒子および多孔質シリカオリゴマー層におけるその元素の存在比率を求め、得られた存在比率と上記のICP誘導結合プラズマ発光分光分析装置を用いた各成分の組成とから、多孔質シリカオリゴマー層に含まれる成分の含有率を算出し、それより求めるものとする。   Here, the mass of the metal core particles and the porous silica oligomer layer in the coated particles of the present invention is obtained by calcining the coated particles of the present invention or the supported catalyst of the present invention at 600 ° C. and melting the residue with an alkali melting agent. After dissolving with 28% by mass hydrochloric acid or nitric acid aqueous solution and diluting the obtained solution with pure water, the content rate is measured using an ICP inductively coupled plasma emission spectrometer (for example, SPS1200A, manufactured by Seiko Electronics Co., Ltd.). , And calculate from that. When the same element is contained in the metal core particle and the porous silica oligomer layer, the coated particle of the present invention or the supported catalyst of the present invention is subjected to surface analysis (element distribution analysis) by EDX, and the metal core particle and porous The content ratio of the components contained in the porous silica oligomer layer is determined from the obtained abundance ratio and the composition of each component using the ICP inductively coupled plasma optical emission spectrometer described above. Is calculated from the above.

本発明の被覆粒子の平均粒子径(メジアン径)は特に限定されないが、1〜500nmが好ましく、2〜100nmがより好ましく、3〜50nmがさらに好ましい。
ここで本発明の被覆粒子の平均粒子径は、測定対象物(ここでは本発明の被覆粒子)をヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液へ添加し、超音波分散および攪拌によって分散させて、透過率が70〜90%となるように調節した後、従来公知のレーザ散乱法(例えばHORIBA LA−950V2)を用いて粒度分布を測定し算出した値を意味するものとする。
The average particle diameter (median diameter) of the coated particles of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1 to 500 nm, more preferably 2 to 100 nm, and even more preferably 3 to 50 nm.
Here, the average particle diameter of the coated particles of the present invention is such that a measurement object (here, coated particles of the present invention) is added to a sodium hexametaphosphate aqueous solution and dispersed by ultrasonic dispersion and stirring, and the transmittance is 70 to 90. After adjusting to be%, it means a value calculated by measuring a particle size distribution using a conventionally known laser scattering method (for example, HORIBA LA-950V2).

次に、本発明の担持触媒について説明する。
本発明の担持触媒は、本発明の被覆粒子が担体の表面に担持しているものである。
Next, the supported catalyst of the present invention will be described.
The supported catalyst of the present invention is one in which the coated particles of the present invention are supported on the surface of a carrier.

担体は、前記金属コア粒子が担持可能なものであれば特に限定されず、例えば、Si、Al、C、Ti、ZrおよびCeからなる群から選ばれる少なくとも1つを主成分として含む無機系担体が挙げられる。
担体が含んでもよいその他の成分として、アルカリ金属、アルカリ土類、希土類、遷移金属(例えばLi、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、La、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Sc、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Mo)が挙げられる。
また、担体は非晶質であっても、晶質であってもよく、合成物質、天然鉱物のいずれであってもよい。
また、Si、Al、C、Ti、ZrおよびCeからなる群から選ばれる少なくとも1つを含む無機系担体は、その元素の酸化物からなること好ましく、複合酸化物であってもよい。このような無機系担体として、例えば、シリカ粒子(メソポーラスシリカ、シリカライト)、シリカ−アルミナ粒子、アルミナ粒子(活性アルミナ粒子)、カーボン粒子、活性炭(ヤシガラ系、フェノール樹脂系、塩基性など)、ゼオライト粒子(Y型、A型、モルデナイト型、ZSM−5型など、天然物でも合成物でもよい)、セリア(酸化セリウム)粒子、カオリン粒子、スメクタイト粒子、バーミキュライト粒子、雲母片、チタニアおよびジルコニアが挙げられる。
The carrier is not particularly limited as long as it can carry the metal core particles, and for example, an inorganic carrier containing at least one selected from the group consisting of Si, Al, C, Ti, Zr, and Ce as a main component. Is mentioned.
Other components that the support may contain include alkali metals, alkaline earths, rare earths, transition metals (eg, Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, La, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu , Gd, Tb, Dy, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Nb, Mo).
The carrier may be amorphous or crystalline, and may be a synthetic substance or a natural mineral.
The inorganic carrier containing at least one selected from the group consisting of Si, Al, C, Ti, Zr and Ce is preferably made of an oxide of the element, and may be a complex oxide. As such an inorganic carrier, for example, silica particles (mesoporous silica, silicalite), silica-alumina particles, alumina particles (active alumina particles), carbon particles, activated carbon (coconut shell, phenol resin, basic, etc.), Zeolite particles (Y type, A type, mordenite type, ZSM-5 type, etc., which may be natural or synthetic), ceria (cerium oxide) particles, kaolin particles, smectite particles, vermiculite particles, mica flakes, titania and zirconia Can be mentioned.

また、担体の形状は特に限定されず、例えば球状や不定形であってよい。   Further, the shape of the carrier is not particularly limited, and may be, for example, spherical or indefinite.

また、担体の平均粒子径(メジアン径)は特に限定されないが、10nm〜100mmが好ましく、12nm〜50mmがより好ましく、15nm〜10mmがより好ましく、20nm〜5mmがさらに好ましい。
ここで担体の平均粒子径は、測定対象物(担体)をヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液へ添加し、超音波分散および攪拌によって分散させて、透過率が70〜90%となるように調節した後、従来公知のレーザ散乱法(例えばHORIBA LA−950V2)を用いて粒度分布を測定し算出した値を意味するものとする。
The average particle diameter (median diameter) of the carrier is not particularly limited, but is preferably 10 nm to 100 mm, more preferably 12 nm to 50 mm, more preferably 15 nm to 10 mm, and further preferably 20 nm to 5 mm.
Here, the average particle diameter of the carrier is adjusted so that the measurement object (carrier) is added to the sodium hexametaphosphate aqueous solution and dispersed by ultrasonic dispersion and stirring to adjust the transmittance to 70 to 90%. It means a value calculated by measuring the particle size distribution using a known laser scattering method (for example, HORIBA LA-950V2).

また、担体の比表面積は特に限定されないが、1〜2000m2/gであることが好ましく、5〜1800m2/gであることがより好ましく、10〜1500m2/gであることがさらに好ましい。
なお、ここで担体の比表面積は、前述の本発明の被覆粒子の比表面積と同様に、窒素吸着法[3](BET法)で測定して得た値を意味するものとする。
Although the specific surface area of the support is not particularly limited, it is preferably 1~2000m 2 / g, more preferably 5~1800m 2 / g, more preferably from 10~1500m 2 / g.
In addition, the specific surface area of a support | carrier here shall mean the value obtained by measuring by nitrogen adsorption method [3] (BET method) similarly to the specific surface area of the covering particle | grains of this invention mentioned above.

本発明の担持触媒は、このような担体の表面の少なくとも一部に本発明の被覆粒子が担持しているものである。   The supported catalyst of the present invention is such that the coated particles of the present invention are supported on at least a part of the surface of such a carrier.

本発明の担持触媒が含む前記金属コア粒子の量は特に限定されないが、100質量部の担体に対して、0.01〜100質量部であることが好ましく、0.1〜50質量部であることがより好ましく、0.5〜20質量部であることがより好ましく、1〜10質量部であることがさらに好ましい。担体に対して金属コア粒子の量が少なすぎると触媒能が低くなる傾向があり、逆に多すぎるとコストが高まる割には触媒能が高くならない傾向があるからである。   The amount of the metal core particles contained in the supported catalyst of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 100 parts by mass, and 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carrier. More preferably, it is 0.5-20 mass parts, More preferably, it is 1-10 mass parts. This is because if the amount of the metal core particles is too small relative to the support, the catalytic ability tends to be low, and conversely if too large, the catalytic ability tends not to be high for an increase in cost.

ここで、本発明の担持触媒が含む前記金属コア粒子の量は、本発明の担持触媒を600℃で焼成し、残渣をアルカリ溶融剤によって溶融した後、28質量%塩酸または硝酸水溶液によって溶解し、得られた溶解液を純水で希釈した後、ICP誘導結合プラズマ発光分光分析装置(例えばSPS1200A、セイコー電子株式会社製)を用いて金属コア粒子を構成する成分の含有率を測定して求めるものとする。また、金属コア粒子と多孔質シリカオリゴマー層に同一元素が含まれる場合は、本発明の担持触媒についてEDXによる面分析(元素分布分析)を行い、金属コア粒子および多孔質シリカオリゴマー層におけるその元素の存在比率を求め、得られた存在比率と上記のICP誘導結合プラズマ発光分光分析装置を用いた各成分の組成とから、金属コア粒子を構成する成分の含有率を算出して求めるものとする。   Here, the amount of the metal core particles contained in the supported catalyst of the present invention is such that the supported catalyst of the present invention is calcined at 600 ° C., the residue is melted with an alkaline melting agent, and then dissolved in 28% by mass hydrochloric acid or nitric acid aqueous solution. Then, after the obtained solution is diluted with pure water, the content of the components constituting the metal core particles is measured and obtained using an ICP inductively coupled plasma emission spectrometer (for example, SPS1200A, manufactured by Seiko Electronics Co., Ltd.). Shall. When the same element is contained in the metal core particle and the porous silica oligomer layer, the supported catalyst of the present invention is subjected to surface analysis (element distribution analysis) by EDX, and the element in the metal core particle and the porous silica oligomer layer. The content ratio of the components constituting the metal core particles is calculated from the obtained content ratio and the composition of each component using the above ICP inductively coupled plasma emission spectrometer. .

また、本発明の担持触媒において、本発明の被覆粒子は、担体の単位面積(1m2)あたり、102〜1017個/m2担持していることが好ましく、103〜1015個/m2担持していることがより好ましい。担体に対して本発明の被覆粒子の量が少なすぎると触媒能が低くなる傾向があり、逆に多すぎるとコストが高まる割には触媒能が高くならない傾向があるからである。 Further, in the supported catalyst of the present invention, the coated particles of the present invention, a unit area of the carrier (1 m 2) per preferably being 2 carries 10 2 to 10 17 / m, 10 3 to 10 15 atoms / More preferably, m 2 is supported. This is because if the amount of the coated particles of the present invention is too small relative to the support, the catalytic ability tends to be low, and conversely if too large, the catalytic ability tends not to be high for an increase in cost.

ここで、担体に担持している本発明の被覆粒子の個数は、走査型電子顕微鏡を用いて、本発明の担持触媒を倍率30万倍で写真撮影し、得られた写真から肉眼によって、または読取装置を用いて担持個数を測定する。   Here, the number of the coated particles of the present invention supported on the carrier was photographed with a scanning electron microscope at a magnification of 300,000 times, and from the photograph obtained by the naked eye, or The number of carrying is measured using a reader.

また、本発明の担持触媒の比表面積は特に限定されないが、1〜2000m2/gであることが好ましく、5〜1800m2/gであることがより好ましく、10〜1500m2/gであることがさらに好ましい。
なお、ここで本発明の担持触媒の比表面積は、前述の本発明の被覆粒子の比表面積と同様に、窒素吸着法[3](BET法)で測定して得た値を意味するものとする。
Further, the specific surface area of the supported catalyst of the present invention is not particularly limited, is preferably 1~2000m 2 / g, more preferably 5~1800m 2 / g, a 10~1500m 2 / g Is more preferable.
Here, the specific surface area of the supported catalyst of the present invention means a value obtained by measurement by the nitrogen adsorption method [3] (BET method) in the same manner as the specific surface area of the coated particles of the present invention described above. To do.

また、本発明の担持触媒の平均粒子径(メジアン径)は特に限定されないが、10nm〜100mmが好ましく、12nm〜50mmがより好ましく、15nm〜10mmがより好ましく、20nm〜5mmがさらに好ましい。
ここで本発明の担持触媒の平均粒子径は、測定対象物(本発明の担持触媒)をヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液へ添加し、超音波分散および攪拌によって分散させて、透過率が70〜90%となるように調節した後、従来公知のレーザ散乱法(例えばHORIBA LA−950V2)を用いて粒度分布を測定し算出した値を意味するものとする。
The average particle diameter (median diameter) of the supported catalyst of the present invention is not particularly limited, but is preferably 10 nm to 100 mm, more preferably 12 nm to 50 mm, more preferably 15 nm to 10 mm, and further preferably 20 nm to 5 mm.
Here, the average particle diameter of the supported catalyst of the present invention is such that the measurement object (supported catalyst of the present invention) is added to a sodium hexametaphosphate aqueous solution and dispersed by ultrasonic dispersion and stirring, and the transmittance is 70 to 90%. After the adjustment, the value calculated by measuring the particle size distribution using a conventionally known laser scattering method (for example, HORIBA LA-950V2) is meant.

本発明の担持触媒の表面のぬれ性は、本発明の被覆粒子のぬれ性に影響される。   The wettability of the surface of the supported catalyst of the present invention is affected by the wettability of the coated particles of the present invention.

次に、本発明の被覆粒子の製造方法について説明する。
本発明の被覆粒子の製造方法は特に限定されないが、次に説明する本発明の被覆粒子の好適製造方法によって製造することが好ましい。
本発明の被覆粒子の好適製造方法は、金属コア粒子が分散したコロイド溶液を得るコロイド調整工程と、前記式(I)で表される加水分解性有機ケイ素化合物を加水分解および重縮合してシリカ系前駆体を含む溶液を得るオリゴマー形成工程と、前記コロイド溶液と、前記シリカ系前駆体を含む溶液とを混合して、前駆体被覆粒子を含む分散液(X)を得る被覆工程と、前記分散液(X)に含まれる溶媒と固形分と分離して、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子を得る細孔形成工程とを備える、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子の製造方法である。
Next, the manufacturing method of the covering particle | grains of this invention is demonstrated.
Although the manufacturing method of the coated particle of this invention is not specifically limited, It is preferable to manufacture with the suitable manufacturing method of the coated particle of this invention demonstrated below.
The preferred method for producing coated particles of the present invention includes a colloid preparation step for obtaining a colloidal solution in which metal core particles are dispersed, and a hydrolyzable organosilicon compound represented by the above formula (I) by hydrolysis and polycondensation. An oligomer forming step for obtaining a solution containing a system precursor, a coating step for mixing the colloidal solution and a solution containing the silica precursor to obtain a dispersion liquid (X) containing precursor-coated particles, This is a method for producing porous silica oligomer-coated particles, comprising a pore forming step of separating the solvent and solid content contained in the dispersion (X) to obtain porous silica oligomer-coated particles.

<コロイド調整工程>
初めに、本発明の被覆粒子の好適製造方法におけるコロイド調整工程について説明する。
コロイド調整工程は、金属コア粒子が分散したコロイド溶液を得る工程である。
例えば、溶液中で特定の金属イオンを還元することで、金属コア粒子が分散したコロイド溶液を得ることができる。また、溶液中で特定の金属イオンを還元する方法として、特定の金属イオンと還元剤とを溶液中で接触させる方法が挙げられる。ここで特定の金属イオンは、金属コア粒子を構成することになる金属の化合物(金属塩等)を溶媒に溶解して得ることができる。
また、特定の金属イオンと還元剤とを溶液中で接触させる場合、溶液中に、合わせて錯化安定剤を添加することが好ましい。還元後に得られる粒子が均一でかつ安定な粒子が調製できるためである。
<Colloid adjustment process>
First, the colloid adjustment step in the preferred method for producing coated particles of the present invention will be described.
The colloid adjusting step is a step of obtaining a colloid solution in which the metal core particles are dispersed.
For example, a colloidal solution in which metal core particles are dispersed can be obtained by reducing specific metal ions in the solution. Moreover, as a method of reducing a specific metal ion in a solution, a method of bringing a specific metal ion and a reducing agent into contact with each other in a solution can be mentioned. Here, the specific metal ion can be obtained by dissolving a metal compound (metal salt or the like) constituting the metal core particle in a solvent.
Moreover, when making a specific metal ion and a reducing agent contact in a solution, it is preferable to add a complexing stabilizer together in a solution. This is because the particles obtained after the reduction can be made uniform and stable.

このような金属の化合物(金属塩等)として、塩化パラジウム、硝酸パラジウム、硫酸パラジウム、クエン酸パラジウム、酢酸パラジウムが挙げられる。このような化合物を溶媒に溶解すると、特定の金属イオンとしてパラジウムイオンが得られ、これと還元剤とを溶液中で接触させることでパラジウムを含む金属コア粒子が分散したコロイド溶液が得られる。
また、金属の化合物(金属塩等)として、塩化白金酸、塩化白金(IV)酸カリウム、塩化白金(IV)酸ナトリウム、テトラニトロ白金(II)カリウム、ヘキサヒドロキソ白金(IV)酸ナトリウム水和物、ジニトロジアンミン白金硝酸、ジニトロジアンミン白金アンモニア、テトラアンミンジクロロ白金水和物が挙げられる。このような化合物を溶媒に溶解すると、特定の金属イオンとして白金イオンが得られ、これと還元剤とを溶液中で接触させることで白金を含む金属コア粒子が分散したコロイド溶液が得られる。
また、金属の化合物(金属塩等)として、硝酸銀、硫酸銀が挙げられる。このような化合物を溶媒に溶解すると、特定の金属イオンとして銀イオンが得られ、これと還元剤とを溶液中で接触させることで銀を含む金属コア粒子が分散したコロイド溶液が得られる。
また、金属の化合物(金属塩等)として、塩化金酸、亜硫酸金ナトリウム、シアン化金カリウム、シアン化金ナトリウムが挙げられる。このような化合物を溶媒に溶解すると、特定の金属イオンとして金イオンが得られ、これと還元剤とを溶液中で接触させることで金を含む金属コア粒子が分散したコロイド溶液が得られる。
また、金属の化合物(金属塩等)として、塩化銅、硫酸銅、硝酸銅が挙げられる。このような化合物を溶媒に溶解すると、特定の金属イオンとして銅イオンが得られ、これと還元剤とを溶液中で接触させることで銅を含む金属コア粒子が分散したコロイド溶液が得られる。
さらに、金属の化合物(金属塩等)として、硫酸第二鉄、酢酸第一鉄が挙げられる。このような化合物を溶媒に溶解すると、特定の金属イオンとして鉄イオンが得られ、これと還元剤とを溶液中で接触させることで鉄を含む金属コア粒子が分散したコロイド溶液が得られる。
Examples of such metal compounds (metal salts and the like) include palladium chloride, palladium nitrate, palladium sulfate, palladium citrate, and palladium acetate. When such a compound is dissolved in a solvent, palladium ions are obtained as specific metal ions, and a colloidal solution in which metal core particles containing palladium are dispersed is obtained by bringing this ion into contact with a reducing agent.
In addition, chloroplatinic acid, potassium platinum (IV) chloride, sodium chloroplatinum (IV), potassium tetranitroplatinum (II), sodium hexahydroxoplatinum (IV) hydrate as metal compounds (metal salts, etc.) , Dinitrodiammine platinum nitrate, dinitrodiammine platinum ammonia, tetraamminedichloroplatinum hydrate. When such a compound is dissolved in a solvent, platinum ions are obtained as specific metal ions, and a colloidal solution in which metal core particles containing platinum are dispersed is obtained by bringing this ion into contact with a reducing agent.
Moreover, silver nitrate and silver sulfate are mentioned as a metal compound (metal salt etc.). When such a compound is dissolved in a solvent, silver ions are obtained as specific metal ions, and a colloidal solution in which metal core particles containing silver are dispersed is obtained by bringing this into contact with a reducing agent in a solution.
Examples of metal compounds (metal salts and the like) include chloroauric acid, sodium gold sulfite, potassium gold cyanide, and sodium gold cyanide. When such a compound is dissolved in a solvent, gold ions are obtained as specific metal ions, and a colloidal solution in which metal core particles containing gold are dispersed is obtained by bringing this into contact with a reducing agent.
Moreover, copper chloride, copper sulfate, copper nitrate is mentioned as a metal compound (metal salt etc.). When such a compound is dissolved in a solvent, copper ions are obtained as specific metal ions, and a colloidal solution in which metal core particles containing copper are dispersed is obtained by bringing this into contact with a reducing agent.
Furthermore, ferric sulfate and ferrous acetate are mentioned as a metal compound (metal salt etc.). When such a compound is dissolved in a solvent, iron ions are obtained as specific metal ions, and a colloidal solution in which metal core particles containing iron are dispersed is obtained by bringing this into contact with a reducing agent.

また、金属イオンを得るために、金属コア粒子を構成することになる金属の化合物(金属塩等)を溶解するために用いる溶媒は、その化合物と反応しないものであれば特に限定されず、例えば、水、アルコール類、ケトン類、アミド類、エーテル類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類、エステル類、芳香族炭化水素類、脂肪族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、スルホキシド類、ピロリドン類などが挙げられる。   In addition, the solvent used for dissolving the metal compound (metal salt or the like) constituting the metal core particle in order to obtain the metal ion is not particularly limited as long as it does not react with the compound. , Water, alcohols, ketones, amides, ethers, glycol ethers, glycol ether acetates, esters, aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, sulfoxides, pyrrolidones Etc.

また、還元剤としては、アルコール、ヒドラジン、蟻酸、ホルムアルデヒド、ヒドロキノン、過塩素酸、硫酸第一鉄、水素化ホウ素ナトリウム、過酸化水素、過マンガン酸カリウムなどが挙げられる。   Examples of the reducing agent include alcohol, hydrazine, formic acid, formaldehyde, hydroquinone, perchloric acid, ferrous sulfate, sodium borohydride, hydrogen peroxide, and potassium permanganate.

このような還元剤を金属イオンを含む溶液へ添加することで、金属イオンと還元剤とを溶液中で接触させることができる。また、還元剤を予め溶媒に溶解して溶液とし、この溶液と金属イオンを含む溶液とを混合することでも、金属イオンと還元剤とを溶液中で接触させることができる。還元剤を予め溶解する溶媒は、上記の金属コア粒子を構成することになる金属の化合物(金属塩等)を溶解する溶媒と同様であってよい。
金属イオンの還元は、溶液を攪拌しながら、還元剤を前記溶液に添加することにより行うことが好ましい。
By adding such a reducing agent to a solution containing metal ions, the metal ions and the reducing agent can be brought into contact with each other in the solution. Alternatively, the metal ion and the reducing agent can be brought into contact with each other in the solution by dissolving the reducing agent in a solvent in advance to form a solution and mixing the solution with a solution containing metal ions. The solvent in which the reducing agent is dissolved in advance may be the same as the solvent in which the metal compound (metal salt or the like) that constitutes the metal core particle is dissolved.
Metal ions are preferably reduced by adding a reducing agent to the solution while stirring the solution.

また、ここで金属イオンと還元剤との量比は特に限定されないが、金属イオン100質量部に対して、還元剤が10質量部〜500質量部であることが好ましく、50〜300質量部であることがより好ましい。   In addition, the amount ratio of the metal ion to the reducing agent is not particularly limited, but the reducing agent is preferably 10 parts by mass to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the metal ion, and 50 to 300 parts by mass. More preferably.

また、金属イオンと還元剤とを溶液中で接触させた後、必要に応じて、分散剤や界面活性剤(例えば、ポリビニルピロリドン、アミノシラン、ポリカルボン酸、有機酸など)を添加することが好ましい。金属コア粒子が凝集し難くなるからである。   Moreover, it is preferable to add a dispersant or a surfactant (for example, polyvinyl pyrrolidone, aminosilane, polycarboxylic acid, organic acid, etc.) as necessary after contacting the metal ion with the reducing agent in the solution. . This is because the metal core particles hardly aggregate.

また、金属イオンと還元剤とを溶液中で接触させた後、限外濾過器などを用いて洗浄して、未反応金属イオンや還元剤を取り除くことが好ましい。
また、金属イオンと還元剤とを溶液中で接触させた後、塩酸等の酸を加えて余分な塩を溶解し、その後、イオン交換樹脂等を用いて脱塩することが好ましい。
In addition, it is preferable to remove the unreacted metal ions and the reducing agent by bringing the metal ions and the reducing agent into contact with each other in the solution and then washing them using an ultrafilter or the like.
Further, it is preferable to contact a metal ion and a reducing agent in a solution, add an acid such as hydrochloric acid to dissolve excess salt, and then desalinate using an ion exchange resin or the like.

また、金属イオンと還元剤とを水溶液中で接触させた場合、好ましくは、上記のようにさらに限外濾過器を用いた洗浄およびイオン交換樹脂等を用いた脱塩を行った後に、溶媒(水)を有機溶媒へ置換することが好ましい。後の被覆工程において、金属コア粒子の表面に、多孔質シリカオリゴマー層が形成され易いからである。
有機溶媒としてはメタノール、エタノール、プロパノール、2−プロパノール(IPA)、ブタノールなどのアルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールイソプピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プピレングリコールモノエチルエーテルなどのエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類等が挙げられる。
これらの中でもメタノール、エタノール、2−プロパノール(IPA)などのアルコール類を用いると、金属コア粒子が凝集を起こし難く安定する傾向があるので好ましい。
置換する方法としては、蒸留法、限外濾過膜法、ロータリーエバポレーター法等、従来公知の方法を採用することができる。
得られたコロイド溶液における固形分の濃度は0.5〜40質量%であることが好ましく、1.0〜30質量%であることがより好ましい。
Further, when the metal ion and the reducing agent are brought into contact with each other in an aqueous solution, preferably, after further washing with an ultrafilter and desalting with an ion exchange resin or the like as described above, a solvent ( It is preferable to substitute water) with an organic solvent. This is because a porous silica oligomer layer is easily formed on the surface of the metal core particles in the subsequent coating step.
As the organic solvent, methanol, ethanol, propanol, 2-propanol (IPA), alcohols such as butanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol isopropoxy b pills ether, propylene glycol monomethyl ether , ethers such as profile propylene glycol monoethyl ether; acetone, methyl ethyl ketone, ketones such as methyl isobutyl ketone.
Among these, the use of alcohols such as methanol, ethanol, 2-propanol (IPA) is preferable because the metal core particles are less likely to agglomerate and tend to be stable.
As a replacement method, a conventionally known method such as a distillation method, an ultrafiltration membrane method, or a rotary evaporator method can be employed.
The concentration of the solid content in the obtained colloidal solution is preferably 0.5 to 40% by mass, and more preferably 1.0 to 30% by mass.

<オリゴマー形成工程>
次に、本発明の被覆粒子の好適製造方法におけるオリゴマー形成工程について説明する。
オリゴマー形成工程は、前記式(I)で表される加水分解性有機ケイ素化合物を加水分解および重縮合してシリカ系前駆体を含む溶液を得る工程である。
<Oligomer formation process>
Next, the oligomer formation process in the suitable manufacturing method of the covering particle | grains of this invention is demonstrated.
The oligomer forming step is a step of obtaining a solution containing a silica precursor by hydrolyzing and polycondensing the hydrolyzable organosilicon compound represented by the formula (I).

例えば、前記式(I)で表される加水分解性有機ケイ素化合物を溶媒へ添加して、シリカ系前駆体を含む溶液を得ることができる。
ここで溶媒は特に限定されないが、水や有機溶媒を用いることができ、水および有機溶媒の混合溶媒を用いることが好ましい。有機溶媒としてはアルコール(エタノール等)等を用いることができる。
また、前記加水分解性有機ケイ素化合物は、酸触媒またはアルカリ触媒とともに前記溶媒へ添加することが好ましい。酸触媒としては塩酸や硝酸が挙げられる。酸触媒を用いると、シロキサン結合が線状に連なる態様のシリカ系前駆体が形成される傾向がある。また、アルカリ触媒を用いると、1つの分子(例えば加水分解性有機ケイ素化合物の加水分解生成物)と他の分子とを網目状に連結するようにシロキサン結合が存在する態様のシリカ系前駆体が形成される傾向がある。本発明の被覆粒子の好適製造方法では酸触媒を用いることが好ましい。
また、前記式(I)で表される加水分解性有機ケイ素化合物を溶媒へ添加し、好ましくは酸触媒またはアルカリ触媒を添加した後、加温および/または攪拌することが好ましい。好ましい分子量のシリカ系前駆体が得られる傾向があるからである。
For example, the hydrolyzable organosilicon compound represented by the formula (I) can be added to a solvent to obtain a solution containing a silica-based precursor.
Here, the solvent is not particularly limited, but water or an organic solvent can be used, and a mixed solvent of water and an organic solvent is preferably used. Alcohol (ethanol etc.) etc. can be used as an organic solvent.
The hydrolyzable organosilicon compound is preferably added to the solvent together with an acid catalyst or an alkali catalyst. Examples of the acid catalyst include hydrochloric acid and nitric acid. When an acid catalyst is used, there is a tendency that a silica-based precursor having a form in which siloxane bonds are linearly connected is formed. In addition, when an alkali catalyst is used, a silica-based precursor having an aspect in which a siloxane bond is present so that one molecule (for example, a hydrolysis product of a hydrolyzable organosilicon compound) and another molecule are connected in a network form. There is a tendency to form. In the preferred method for producing coated particles of the present invention, it is preferable to use an acid catalyst.
In addition, it is preferable to add the hydrolyzable organosilicon compound represented by the formula (I) to the solvent, preferably add an acid catalyst or an alkali catalyst, and then warm and / or stir. This is because a silica-based precursor having a preferable molecular weight tends to be obtained.

このようすると、前記式(II)〜(IV)に基づいて加水分解および重縮合して、シリカ系前駆体を含む溶液が得られると考えられる。
ここでシリカ系前駆体の分子量はGPC測定による分子量(ポリスチレン換算)が500〜30000g/molであることが好ましく、1000〜20000g/molであることが好ましく、2000〜4500g/molであることがさらに好ましい。多孔質シリカオリゴマー層に所望の大きさの細孔を形成しやすい傾向があるからである。
ここでGPC測定とは、ゲル浸透クロマトグラフィーを用いた分子量測定方法であり、具体的には、合成したシリカオリゴマーをTHF(テトラヒドロフラン)にて0.01〜1質量%程度に希釈し、溶離溶媒としてTHFを展開させたGPC装置にてポリスチレンを標準物質とし測定する方法である。
By doing so , it is considered that a solution containing a silica-based precursor is obtained by hydrolysis and polycondensation based on the formulas (II) to (IV).
Wherein the molecular weight of the silica-based precursor preferably has a molecular weight measured by GPC (polystyrene equivalent) is 50 0~ 30000g / mol, is preferably 1000~20000g / mol, that is 2000~4500g / mol Further preferred. This is because there is a tendency that pores having a desired size are easily formed in the porous silica oligomer layer.
Here, GPC measurement is a molecular weight measurement method using gel permeation chromatography. Specifically, the synthesized silica oligomer is diluted to about 0.01 to 1% by mass with THF (tetrahydrofuran), and the elution solvent is used. As a standard substance using a GPC apparatus in which THF is developed.

また、得られたシリカ系前駆体を含む溶液のpHは1〜8であることが好ましく、1.5〜7であることがより好ましく、2〜6であることがさらに好ましい。   Moreover, it is preferable that pH of the solution containing the obtained silica type precursor is 1-8, It is more preferable that it is 1.5-7, It is further more preferable that it is 2-6.

また、シリカ系前駆体を含む溶液から、用いた酸触媒またはアルカリ触媒を除去することが好ましい。例えばイオン交換樹脂を用いて除去することができる。   Moreover, it is preferable to remove the used acid catalyst or alkali catalyst from the solution containing the silica-based precursor. For example, it can be removed using an ion exchange resin.

シリカ系前駆体を含む溶液における固形分の濃度は0.1〜10質量%であることが好ましく、1〜7質量%であることがより好ましい。   The concentration of the solid content in the solution containing the silica-based precursor is preferably 0.1 to 10% by mass, and more preferably 1 to 7% by mass.

<被覆工程>
次に、本発明の被覆粒子の好適製造方法における被覆工程について説明する。
被覆工程は、前記コロイド溶液と、前記シリカ系前駆体を含む溶液とを混合して、前駆体被覆粒子を含む分散液(X)を得る工程である。
<Coating process>
Next, the coating step in the preferred method for producing coated particles of the present invention will be described.
The coating step is a step of obtaining a dispersion liquid (X) containing precursor-coated particles by mixing the colloidal solution and a solution containing the silica-based precursor.

前記コロイド溶液と前記シリカ系前駆体を含む溶液とは加温しながら混合することが好ましい。例えば、前記シリカ系前駆体を含む溶液を加温しつつ、ここへ常温の前記コロイド溶液を少しずつ加えていけば、2つの溶液を加温しながら混合することができる。ここで温度は特に限定されないが、5〜90℃であることが好ましく、10〜60℃であることがより好ましい。   The colloidal solution and the solution containing the silica-based precursor are preferably mixed while heating. For example, if the colloidal solution at room temperature is added little by little while heating the solution containing the silica-based precursor, the two solutions can be mixed while heating. Although temperature is not specifically limited here, It is preferable that it is 5-90 degreeC, and it is more preferable that it is 10-60 degreeC.

また、2つの溶液を少しずつ、攪拌しながら混合することが好ましい。
例えば、前記シリカ系前駆体を含む溶液へ前記コロイド溶液を少しずつ、数時間〜数十時間(例えば1〜24時間程度)かけて、攪拌しながら添加して、混合することが好ましい。
Moreover, it is preferable to mix two solutions little by little, stirring.
For example, the colloidal solution is preferably added to the solution containing the silica-based precursor little by little over several hours to several tens of hours (for example, about 1 to 24 hours) with stirring and mixed.

2つの溶液の混合比は特に限定されないが、混合する前記コロイド溶液に含まれる固形分の質量に対する、混合する前記シリカ系前駆体を含む溶液に含まれる固形分の比(シリカ系前駆体を含む溶液に含まれる固形分の質量/コロイド溶液に含まれる固形分の質量)が、0.1〜5000であることが好ましく、0.5〜3000であることがより好ましく、1〜2000であることがより好ましく、1〜1000であることがより好ましく、1〜500であることがより好ましく、1〜100であることがさらに好ましい。このような範囲内であると、本発明の被覆粒子を担体に担持した本発明の担持触媒の活性がより高く、使用してもその活性がより長期間維持されるので好ましい。   The mixing ratio of the two solutions is not particularly limited, but the ratio of the solid content contained in the solution containing the silica-based precursor to be mixed to the mass of the solid content contained in the colloidal solution to be mixed (including the silica-based precursor) The mass of the solid content contained in the solution / the mass of the solid content contained in the colloid solution) is preferably 0.1 to 5000, more preferably 0.5 to 3000, and preferably 1 to 2000. Is more preferable, it is more preferable that it is 1-1000, it is more preferable that it is 1-500, and it is further more preferable that it is 1-100. Within such a range, the activity of the supported catalyst of the present invention in which the coated particles of the present invention are supported on a carrier is higher, and even when used, the activity is maintained for a longer period, which is preferable.

このような被覆工程によって、前記コロイド溶液に含まれる金属コア粒子の表面に、前記シリカ系前駆体からなる被膜が形成された前駆体被覆粒子を含む分散液(X)を得ることができる。   By such a coating step, it is possible to obtain a dispersion liquid (X) including precursor-coated particles in which a film made of the silica-based precursor is formed on the surface of the metal core particles included in the colloidal solution.

<細孔形成工程>
次に、本発明の製造方法における細孔形成工程について説明する。
細孔形成工程では、前記分散液(X)に含まれる溶媒と固形分とを分離する。
<Pore forming step>
Next, the pore forming step in the production method of the present invention will be described.
In the pore forming step, the solvent and solid content contained in the dispersion (X) are separated.

分散液(X)に含まれる溶媒を分離する方法は特に限定されず、例えば従来公知の固液分離法を適用して行うことができる。また、例えば分散液(X)を乾燥機内に置くことで乾燥して、分散液(X)に含まれる溶媒を分離することができる。
細孔形成工程では、分散液(X)を減圧乾燥することで、分散液(X)から溶媒を分離することが好ましい。
The method for separating the solvent contained in the dispersion liquid (X) is not particularly limited, and for example, a conventionally known solid-liquid separation method can be applied. Further, for example, the dispersion liquid (X) can be dried by placing it in a dryer to separate the solvent contained in the dispersion liquid (X).
In the pore forming step, it is preferable to separate the solvent from the dispersion liquid (X) by drying the dispersion liquid (X) under reduced pressure.

このようにして、分散液(X)を乾燥等して溶媒を分離すると、その過程で、金属コア粒子の表面の前駆体被膜(シリカ系前駆体を含む被膜)が収縮する。そして、その被膜には細孔が形成される。
本発明者は、分散液(X)を乾燥する際に、乾燥温度が高いと細孔の径が小さくなる傾向があり、逆に乾燥温度が低いと細孔の径が大きくなる傾向があることを見出した。そして、乾燥温度を最適化することで、得られる多孔質シリカ系オリゴマー被覆粒子における細孔の平均細孔径を調整することを見出した。ここで乾燥温度は30〜500℃であることが好ましく、50〜400℃であることがより好ましい。
Thus, when the dispersion liquid (X) is dried or the like to separate the solvent, the precursor coating (coating containing a silica-based precursor) on the surface of the metal core particles contracts in the process. And the pore is formed in the film.
When drying the dispersion liquid (X), the inventor tends to decrease the pore diameter when the drying temperature is high, and conversely, when the drying temperature is low, the pore diameter tends to increase. I found. And it discovered that the average pore diameter of the pore in the porous silica type oligomer covering particle obtained was adjusted by optimizing drying temperature. Here, the drying temperature is preferably 30 to 500 ° C, and more preferably 50 to 400 ° C.

次に、本発明の担持触媒子の製造方法について説明する。
本発明の担持触媒の製造方法は特に限定されないが、次に説明する本発明の担持触媒の好適製造方法によって製造することが好ましい。
本発明の担持触媒の好適製造方法は、金属コア粒子が分散したコロイド溶液を得るコロイド調整工程と、前記式(I)で表される加水分解性有機ケイ素化合物を加水分解および重縮合してシリカ系前駆体を含む溶液を得るオリゴマー形成工程と、前記コロイド溶液と、前記シリカ系前駆体を含む溶液とを混合して、前駆体被覆粒子を含む分散液(X)を得る被覆工程と、前記分散液(X)に担体を添加して分散液(Y)を得る添加工程と、前記分散液(Y)に含まれる溶媒と固形分とを分離して、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子が担体に担持した担持触媒を得る担持工程とを備える、担持触媒の製造方法である。
Next, the manufacturing method of the supported catalyst element of this invention is demonstrated.
The method for producing the supported catalyst of the present invention is not particularly limited, but it is preferably produced by the preferred method for producing the supported catalyst of the present invention described below.
The preferred production method of the supported catalyst of the present invention comprises a colloid preparation step for obtaining a colloidal solution in which metal core particles are dispersed, and a hydrolyzable organosilicon compound represented by the above formula (I) by hydrolysis and polycondensation. An oligomer forming step for obtaining a solution containing a system precursor, a coating step for mixing the colloidal solution and a solution containing the silica precursor to obtain a dispersion liquid (X) containing precursor-coated particles, The addition step of adding the carrier to the dispersion (X) to obtain the dispersion (Y) and the solvent and solids contained in the dispersion (Y) are separated, so that the porous silica oligomer-coated particles become the carrier And a supporting process for obtaining a supported catalyst.

このような本発明の担持触媒の好適製造方法におけるコロイド調整工程、オリゴマー形成工程および被覆工程は、上記の本発明の被覆粒子の好適製造方法が備えるものと同様であってよい。   The colloid adjustment step, the oligomer formation step and the coating step in the preferred production method of the supported catalyst of the present invention may be the same as those provided in the above preferred production method of the coated particles of the present invention.

<添加工程>
本発明の担持触媒の好適製造方法における添加工程について説明する。
添加工程では、被覆工程によって得られた分散液(X)に、前記担体を添加する。
前記担体の添加量は特に限定されないが、分散液(X)に含まれる前記金属コア粒子が、100質量部の担体に対して、0.01〜100質量部となる添加量であることが好ましく、0.1〜50質量部となる添加量であることがより好ましく、0.5〜20質量部となる添加量であることがより好ましく、1〜10質量部となる添加量であることがさらに好ましい。
<Addition process>
The addition step in the preferred production method of the supported catalyst of the present invention will be described.
In the addition step, the carrier is added to the dispersion (X) obtained in the coating step.
The addition amount of the carrier is not particularly limited, but the metal core particles contained in the dispersion (X) are preferably in an addition amount of 0.01 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carrier. The addition amount is more preferably 0.1 to 50 parts by mass, the addition amount is more preferably 0.5 to 20 parts by mass, and the addition amount is 1 to 10 parts by mass. Further preferred.

<担持工程>
次に、本発明の担持触媒の好適製造方法における担持工程について説明する。
この担持工程は、本発明の被覆粒子の好適製造方法における細孔形成工程と類似している。
本発明の担持触媒の好適製造方法における担持工程では、前記分散液(Y)における溶媒を固形分から分離する。
<Supporting process>
Next, the supporting step in the preferred production method of the supported catalyst of the present invention will be described.
This supporting step is similar to the pore forming step in the preferred method for producing coated particles of the present invention.
In the supporting step in the preferred production method of the supported catalyst of the present invention, the solvent in the dispersion (Y) is separated from the solid content.

分散液(Y)に含まれる溶媒を分離する方法は特に限定されず、例えば従来公知の固液分離法を適用して行うことができる。例えば分散液(Y)を乾燥機内に置くことで乾燥して、分散液(Y)から溶媒を分離することができる。
担持工程では、分散液(Y)を減圧乾燥することで、分散液(Y)から溶媒を分離することが好ましい。
分散液(Y)から溶媒を分離すると、固形分として、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子が担体に担持したもの(本発明の担持触媒)を得ることができる。
The method for separating the solvent contained in the dispersion (Y) is not particularly limited, and for example, a conventionally known solid-liquid separation method can be applied. For example, the dispersion (Y) can be dried by placing it in a dryer, and the solvent can be separated from the dispersion (Y).
In the supporting step, it is preferable to separate the solvent from the dispersion liquid (Y) by drying the dispersion liquid (Y) under reduced pressure.
When the solvent is separated from the dispersion liquid (Y), a porous silica oligomer-coated particle supported on a support (supported catalyst of the present invention) can be obtained as a solid content.

このようにして、分散液(Y)を乾燥等して溶媒を分離すると、その過程で、金属コア粒子の表面の前駆体被膜が収縮する。そして、その被膜には細孔が形成される。
本発明者は、分散液(Y)を乾燥する際に、乾燥温度が高いと細孔の径が小さくなる傾向があり、逆に乾燥温度が低いと細孔の径が大きくなる傾向があることを見出した。そして、乾燥温度を最適化することで、得られる多孔質シリカ系オリゴマー被覆粒子における細孔の平均細孔径を調整することを見出した。ここで乾燥温度は30〜500℃であることが好ましく、50〜400℃であることがより好ましい。
In this way, when the dispersion liquid (Y) is dried or the like to separate the solvent, the precursor coating on the surface of the metal core particles contracts in the process. And the pore is formed in the film.
When drying the dispersion liquid (Y), the inventor tends to decrease the pore diameter when the drying temperature is high, and conversely tends to increase the pore diameter when the drying temperature is low. I found. And it discovered that the average pore diameter of the pore in the porous silica type oligomer covering particle obtained was adjusted by optimizing drying temperature. Here, the drying temperature is preferably 30 to 500 ° C, and more preferably 50 to 400 ° C.

以下、本発明の実施例を説明する。本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below. The present invention is not limited to these examples.

<測定方法および評価方法>
実施例および比較例で行った各種測定方法および評価方法を説明する。
<Measurement method and evaluation method>
Various measurement methods and evaluation methods performed in Examples and Comparative Examples will be described.

[1]金属コア粒子の平均粒子径(メジアン径)の測定方法
画像解析法によって平均粒子径を測定した。すなわち、走査型電子顕微鏡(株式会社日立製作所製、S−5500)を用いて、試料(金属コア粒子、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子または担持触媒)を倍率30万倍で写真撮影し、得られた写真から任意に100個の金属コア粒子を選び、各々の投影面積円相当径を測定して粒度分布を求め、それより平均粒子径(メジアン径)を算出した。
[1] Method for measuring average particle diameter (median diameter) of metal core particles The average particle diameter was measured by an image analysis method. That is, using a scanning electron microscope (S-5500, manufactured by Hitachi, Ltd.), a sample (metal core particles, porous silica oligomer-coated particles or supported catalyst) was photographed at a magnification of 300,000 times, and obtained. 100 metal core particles were arbitrarily selected from the photograph, each projected area equivalent circle diameter was measured to obtain a particle size distribution, and an average particle diameter (median diameter) was calculated therefrom.

[2]多孔質シリカオリゴマー層の厚さの測定方法
走査型電子顕微鏡(株式会社日立製作所製、S−5500)を用いて、試料(多孔質シリカオリゴマー被覆粒子)を倍率30万倍で写真撮影し、得られた写真から任意に100個の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子を選び、各々の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子において多孔質シリカオリゴマー層の厚さを数箇所測定し平均して、その1つの多孔質シリカオリゴマー被覆粒子における多孔質シリカオリゴマー層の厚さとし、それら100個のデータを単純平均することで、その試料(多孔質シリカオリゴマー被覆粒子の群)における多孔質シリカオリゴマー層の厚さとした。
[2] Method for measuring thickness of porous silica oligomer layer Using a scanning electron microscope (S-5500, manufactured by Hitachi, Ltd.), a sample (porous silica oligomer-coated particles) was photographed at a magnification of 300,000 times. Then, arbitrarily select 100 porous silica oligomer-coated particles from the photograph obtained, and measure the thickness of the porous silica oligomer layer in each porous silica oligomer-coated particle several times and average one of them. The thickness of the porous silica oligomer layer in the porous silica oligomer-coated particles was taken as the thickness of the porous silica oligomer layer in the sample (group of porous silica oligomer-coated particles) by simply averaging the 100 data. .

[3]多孔質シリカオリゴマー層の細孔径の平均値の測定方法
細孔分布測定装置(日本ベル社製、BELSORP mini)を用いて、窒素吸着法[1]によって、多孔質シリカオリゴマー層の細孔の径の平均値(平均細孔径)を測定した。
窒素吸着法[1]は次の方法である。
まず、測定対象物を乾燥させたもの(0.2g)を試料として測定セルに入れ、窒素ガス気流中、250℃で40分間脱ガス処理を行い、その上で試料を窒素30体積%とヘリウム70体積%の混合ガス気流中で液体窒素温度に保ち、窒素を試料に吸着させて窒素吸着・脱着等温線を得た。そして、得られた窒素吸着・脱着等温線を用いてBJH(Barret-Joyner-Halenda)法により、試料の細孔径分布曲線を得て、その曲線に現れるメソ孔(粒子表面の細孔)側およびマクロ孔(粒子間細孔)側のピークのうち、メソ孔側のピークの細孔径を平均細孔径として求めた。
[3] Measuring method of average value of pore diameter of porous silica oligomer layer Fine pore size of porous silica oligomer layer is measured by nitrogen adsorption method [1] using a pore distribution measuring device (BELSORP mini, manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.). The average value of pore diameter (average pore diameter) was measured.
The nitrogen adsorption method [1] is the following method.
First, the dried measurement object (0.2 g) is placed in a measurement cell as a sample, degassed in a nitrogen gas stream at 250 ° C. for 40 minutes, and then the sample is treated with 30 vol% nitrogen and helium. The liquid nitrogen temperature was maintained in a 70% by volume mixed gas stream, and nitrogen was adsorbed on the sample to obtain a nitrogen adsorption / desorption isotherm. Then, using the obtained nitrogen adsorption / desorption isotherm, a BJH (Barret-Joyner-Halenda) method is used to obtain a pore size distribution curve of the sample, and the mesopores (pores on the particle surface) side appearing on the curve and Of the peaks on the macropore (interparticle pore) side, the mesopore-side peak pore diameter was determined as the average pore diameter.

[4]多孔質シリカオリゴマー層の細孔の容積の測定方法
細孔分布測定装置(日本ベル社製、BELSORP mini)を用いて、窒素吸着法[2]によって、多孔質シリカオリゴマー層の細孔の容積を測定した。
窒素吸着法[2]は次の方法である。
まず、測定対象物を乾燥させたもの(0.2g)を試料として測定セルに入れ、窒素ガス気流中、250℃で40分間脱ガス処理を行い、その上で試料を窒素30体積%とヘリウム70体積%の混合ガス気流中で液体窒素温度に保ち、窒素を試料に吸着させて窒素吸着・脱着等温線を得た。そして、得られた窒素吸着・脱着等温線における相対圧P/P0の値が0.4〜1.0の範囲に現れる、IUPACで規定されるIVヒステリシス曲線におけるメソ孔側部分の積算値を求め、これを細孔の容積として得た。
[4] Method for measuring pore volume of porous silica oligomer layer Pores of porous silica oligomer layer by a nitrogen adsorption method [2] using a pore distribution measuring device (BELSORP mini, manufactured by Bell Japan) The volume of was measured.
The nitrogen adsorption method [2] is the following method.
First, the dried measurement object (0.2 g) is placed in a measurement cell as a sample, degassed in a nitrogen gas stream at 250 ° C. for 40 minutes, and then the sample is treated with 30 vol% nitrogen and helium. The liquid nitrogen temperature was maintained in a 70% by volume mixed gas stream, and nitrogen was adsorbed on the sample to obtain a nitrogen adsorption / desorption isotherm. Then, the integrated value of the mesopore side portion in the IV hysteresis curve defined by IUPAC, where the value of the relative pressure P / P 0 in the obtained nitrogen adsorption / desorption isotherm appears in the range of 0.4 to 1.0, This was obtained as the pore volume.

[5]多孔質シリカオリゴマー被覆粒子の比表面積の測定方法
表面積測定装置(ユアサアイオニクス株式会社製、マルチソーブ12型)を用いて、窒素吸着法[3](BET法)によって、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子の比表面積を測定した。
窒素吸着法[3]は次の方法である。
まず、測定対象物(多孔質シリカオリゴマー被覆粒子)を乾燥させたもの(0.2g)を試料として測定セルに入れ、窒素ガス気流中、250℃で40分間脱ガス処理を行い、その上で試料を窒素30体積%とヘリウム70体積%の混合ガス気流中で液体窒素温度に保ち、窒素を試料に平衡吸着させた。次に、上記混合ガスを流しながら試料の温度を徐々に室温まで上昇させ、その間に脱離した窒素の量を検出し、試料の比表面積を測定した。
[5] Method for Measuring Specific Surface Area of Porous Silica Oligomer Coated Particles Porous silica oligomer by nitrogen adsorption method [3] (BET method) using a surface area measuring device (manufactured by Yuasa Ionics Co., Ltd., Multisorb type 12) The specific surface area of the coated particles was measured.
The nitrogen adsorption method [3] is the following method.
First, a dried measurement object (porous silica oligomer-coated particles) (0.2 g) is placed in a measurement cell as a sample, and degassed at 250 ° C. for 40 minutes in a nitrogen gas stream. The sample was kept at a liquid nitrogen temperature in a mixed gas stream of 30% by volume of nitrogen and 70% by volume of helium, and nitrogen was adsorbed on the sample by equilibrium. Next, the sample temperature was gradually raised to room temperature while flowing the mixed gas, and the amount of nitrogen desorbed during that time was detected, and the specific surface area of the sample was measured.

[6]多孔質シリカオリゴマー被覆粒子のぬれ性(接触角)の測定方法
多孔質シリカオリゴマー被覆粒子の1gを200℃で乾燥させた後、直径1cm、高さ5cmのセルに入れ、50kgfの荷重でプレスして成型物を得て、得られた成型物の表面に水を一滴たらして接触角を測定した。
[6] Method for measuring wettability (contact angle) of porous silica oligomer-coated particles After drying 1 g of porous silica oligomer-coated particles at 200 ° C., they are put into a cell having a diameter of 1 cm and a height of 5 cm, and a load of 50 kgf Then, a molded product was obtained by pressing, and a drop of water was dropped on the surface of the obtained molded product, and the contact angle was measured.

[7]触媒性能評価方法(触媒の活性および寿命の測定)
内径が30mmのガラス管内に、内径21mmの別のガラス管を挿通させた二重式ガラス反応管を用意し、内側のガラス管内に、その流路の一部を塞ぐように担持触媒を充填した。ここで充填した担持触媒の質量は、それに含まれる金属コア粒子の質量が0.002gとなる質量とした。
このような二重式ガラス反応管の内側のガラス管と外側のガラス管との間に40℃の温水を循環させて、内側のガラス管内の温度を一定に保った。その後、内側のガラス反応管内へ一方端部から混合ガスを422ml/minで導入した。そして、充填した担持触媒と接触した後の、他方端部から排出される排出ガスにおけるエチレン(C24)およびエタン(C26)の濃度をガスクロマトグラフィーを用いて測定した。測定は1時間に1回行い、最長で48時間行った。なお、内側のガラス反応管内へ導入した混合ガスは、N2:H2:C22=400:10:12(体積比)のものである。
そして、測定した排出ガス中のエチレン(C24)およびエタン(C26)の濃度から生成率を求めた。生成率は下記式で求め、この式から求められる当初の生成率(混合ガスの導入を始めて数分が経過して排出ガスの組成が安定した際に測定した生成率)を触媒活性とし、この触媒活性に対して生成率が3%低下した時間を寿命とした。
生成率=排出ガス中のエチレンおよびエタンの時間当たりのモル量(mol/min)の合計/混合ガス中のアセチレンの時間当たりのモル量(mol/min)×100
[7] Catalyst performance evaluation method (measurement of catalyst activity and life)
A double-type glass reaction tube in which another glass tube with an inner diameter of 21 mm was inserted into a glass tube with an inner diameter of 30 mm was prepared, and the supported catalyst was filled in the inner glass tube so as to block a part of the flow path. . The mass of the supported catalyst filled here was such that the mass of the metal core particles contained therein was 0.002 g.
Warm water at 40 ° C. was circulated between the inner glass tube and the outer glass tube of such a double glass reaction tube to keep the temperature in the inner glass tube constant. Thereafter, the mixed gas was introduced into the inner glass reaction tube from one end at 422 ml / min. Then, after contact with the supported catalyst filled, the concentration of ethylene (C 2 H 4) and ethane (C 2 H 6) was measured by gas chromatography in the exhaust gas discharged from the other end. The measurement was carried out once per hour and for a maximum of 48 hours. The mixed gas introduced into the inner glass reaction tube is N 2 : H 2 : C 2 H 2 = 400: 10: 12 (volume ratio).
Then, to determine the production rate from the concentration of ethylene (C 2 H 4) and ethane in the exhaust gas was measured (C 2 H 6). The production rate is obtained by the following equation, and the initial production rate obtained from this equation (the production rate measured when the composition of the exhaust gas is stabilized after a few minutes have passed since the introduction of the mixed gas) is defined as the catalyst activity. The time when the production rate decreased by 3% with respect to the catalyst activity was defined as the life.
Production rate = total amount of moles of ethylene and ethane in the exhaust gas per hour (mol / min) / mol amount of acetylene in the mixed gas per hour (mol / min) × 100

<金属コア粒子の調整方法>
次に、金属コア粒子が分散したコロイド溶液の調整方法を説明する。
<Method for adjusting metal core particles>
Next, a method for preparing a colloidal solution in which metal core particles are dispersed will be described.

[合成例1]
Pdコロイド溶液の調整方法
クエン酸水溶液(濃度30質量%)219gに、還元剤として硫酸第一鉄122gを溶解させた溶液を調製した。そして、この溶液341gを、硝酸パラジウム水溶液(濃度20質量%)39gに室温で添加し、充分に混合することによりPd粒子が分散した分散液を得た。そして得られた分散液を、限外濾過器(ADVANTEC社製、ウルトラフィルターQ0500)を用いて洗浄(脱塩等)し、濃縮し、Pd濃度が3質量%のPd分散液を得た。
得られたPd分散液を1000倍程度希釈し、その一部のPd粒子をコロジオン膜にのせ、乾燥させ、その平均粒子径、比表面積および接触角を前述の方法で測定した。その結果、平均粒子径は2nm、比表面積は273m2/g、接触角は56度であった。なお、走査型電子顕微鏡による観察により、Pd粒子は球形であることを確認した。
次に、得られたPd分散液100gに1体積%の塩酸を1g添加し、1時間攪拌後、陰イオン交換樹脂(三菱化学社製、SANUPC)を10g入れ、脱塩を行った。そして、脱塩後、遠心分離機(G=8000)を用いて粗大粒子のカットを行い、さらに限外濾過膜を用いて分散媒を水からメタノールへ置換して、Pdのコロイド溶液を得た。
その後、ICP誘導結合プラズマ発光分光分析装置SPS1200A(セイコー電子株式会社製)を用いてPd濃度を測定した。そして、Pd濃度が2.5質量%となるように調整したPdコロイド溶液を得た。
得られたコロイド溶液の物性等を第1表に示す。
[Synthesis Example 1]
Preparation Method of Pd Colloid Solution A solution was prepared by dissolving 122 g of ferrous sulfate as a reducing agent in 219 g of an aqueous citric acid solution (concentration: 30% by mass). Then, 341 g of this solution was added to 39 g of an aqueous palladium nitrate solution (concentration: 20% by mass) at room temperature and mixed well to obtain a dispersion in which Pd particles were dispersed. The obtained dispersion was washed (desalted, etc.) using an ultrafilter (manufactured by ADVANTEC, Ultrafilter Q0500) and concentrated to obtain a Pd dispersion having a Pd concentration of 3% by mass.
The obtained Pd dispersion was diluted about 1000 times, a part of the Pd particles was placed on a collodion film and dried, and the average particle diameter, specific surface area and contact angle were measured by the above-described methods. As a result, the average particle diameter was 2 nm, the specific surface area was 273 m 2 / g, and the contact angle was 56 degrees. It was confirmed by observation with a scanning electron microscope that the Pd particles were spherical.
Next, 1 g of 1% by volume hydrochloric acid was added to 100 g of the obtained Pd dispersion, and after stirring for 1 hour, 10 g of an anion exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, SANUPC) was added for desalting. After desalting, coarse particles were cut using a centrifuge (G = 8000), and the dispersion medium was replaced from water to methanol using an ultrafiltration membrane to obtain a colloidal solution of Pd. .
Thereafter, the Pd concentration was measured using an ICP inductively coupled plasma optical emission spectrometer SPS1200A (manufactured by Seiko Electronics Co., Ltd.). And the Pd colloidal solution adjusted so that Pd density | concentration might be 2.5 mass% was obtained.
The physical properties and the like of the obtained colloid solution are shown in Table 1.

<実施例1>
エタノール100gに、正珪酸エチル34.7g、純水20gおよび61体積%の硝酸0.1gを添加し、得られた溶液を50℃に保ちながらゆっくりと90分間攪拌し、熟成させて、シリカ系前駆体を含む溶液(i)を得た。
次に、陰イオン交換樹脂を用いて、得られた溶液(i)に含まれる硝酸を除去した後、エタノールを加えて固形分濃度を5質量%に調整し、シリカ系前駆体を含む溶液(ii)を得た。得られた溶液(ii)のpHは4.5であり、GPC測定(ゲル浸透クロマトグラフィー、島津製作所社製、Promince))による分子量(ポリスチレン換算)は、2800g/molであった。
次に、溶液(ii)24gへ、合成例1で得たPdコロイド溶液4gを少しずつ、24時間かけて添加して前駆体被覆粒子が分散した分散液(X)を得た。ここでPdコロイド溶液の少なくとも一部を溶液(ii)へ添加した溶液を反応液ともいう。溶液(ii)を添加している間、反応液は50℃に保持した。
そして、得られた溶液(ii)の一部を1000倍程度希釈し、コロジオン膜にのせ、105℃で24時間、減圧乾燥させて分離し、前述の方法で、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子における多孔質シリカオリゴマー層の厚さ、細孔の径の平均値(平均細孔径)および細孔容積、比表面積、接触角ならびに金属コア粒子の平均粒子径を測定した。
測定結果を第1表に示す。
<Example 1>
To 100 g of ethanol, 34.7 g of normal ethyl silicate, 20 g of pure water and 0.1 g of 61% by volume nitric acid were added, and the resulting solution was slowly stirred for 90 minutes while being kept at 50 ° C. A solution (i) containing a precursor was obtained.
Next, after removing nitric acid contained in the obtained solution (i) using an anion exchange resin, ethanol is added to adjust the solid content concentration to 5% by mass, and a solution containing a silica-based precursor ( ii) was obtained. The pH of the obtained solution (ii) was 4.5, and the molecular weight (polystyrene conversion) by GPC measurement (gel permeation chromatography, manufactured by Shimadzu Corp., Promince) was 2800 g / mol.
Next, 4 g of the Pd colloid solution obtained in Synthesis Example 1 was gradually added to 24 g of the solution (ii) over 24 hours to obtain a dispersion (X) in which the precursor-coated particles were dispersed. Here, a solution obtained by adding at least a part of the Pd colloid solution to the solution (ii) is also referred to as a reaction solution. While the solution (ii) was added, the reaction solution was kept at 50 ° C.
Then, a part of the obtained solution (ii) is diluted about 1000 times, placed on a collodion membrane, separated by drying under reduced pressure at 105 ° C. for 24 hours, and the porous silica oligomer-coated particles are separated by the above-described method. The thickness of the porous silica oligomer layer, the average value of the pore diameter (average pore diameter), the pore volume, the specific surface area, the contact angle, and the average particle diameter of the metal core particles were measured.
The measurement results are shown in Table 1.

次に、分散液(X)へ、活性炭(味の素ファインテクノ株式会社製、商品名:CL−K、粒度:0.5mm〜1.7mm、ヨウ素吸着量1,550mg/g)を添加し、10分間、攪拌し、得られた分散液(Y)を105℃で24時間、減圧乾燥を行い、担持触媒を得た。担持触媒は、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子が活性炭に担持しているものである。なお、分散液(X)への活性炭の添加量は、担持触媒における金属コア粒子の担持量(含有量)が1.0質量%となるように調整した。
また、前述の触媒性能評価方法に基づいて、得られた担持触媒の性能を評価した。また、担持触媒を500℃で3時間、焼成したものについても、同様に性能を評価した。さらに、担持触媒を500℃で3時間、焼成したものについて、金属コア粒子の平均粒子径を測定した。
測定結果を第1表に示す。
Next, activated carbon (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd., trade name: CL-K, particle size: 0.5 mm to 1.7 mm, iodine adsorption amount 1,550 mg / g) is added to the dispersion (X), and 10 The resulting dispersion (Y) was dried under reduced pressure at 105 ° C. for 24 hours to obtain a supported catalyst. The supported catalyst is one in which porous silica oligomer-coated particles are supported on activated carbon. The amount of activated carbon added to the dispersion (X) was adjusted so that the supported amount (content) of the metal core particles in the supported catalyst was 1.0% by mass.
Further, the performance of the obtained supported catalyst was evaluated based on the above-described catalyst performance evaluation method. Further, the performance of the supported catalyst calcined at 500 ° C. for 3 hours was similarly evaluated. Further, the average particle diameter of the metal core particles was measured for the supported catalyst calcined at 500 ° C. for 3 hours.
The measurement results are shown in Table 1.

<実施例2>
実施例1では、溶液(ii)24gへPdコロイド溶液4gを添加して分散液(X)を得たが、実施例2では、溶液(ii)90gへ、Pdコロイド溶液4gを少しずつ、24時間かけて添加して前駆体被覆粒子が分散した分散液(X)を得た。
そして、その他については実施例1と同様に操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第1表に示す。
<Example 2>
In Example 1, 4 g of Pd colloidal solution was added to 24 g of the solution (ii) to obtain a dispersion (X). In Example 2, 24 g of Pd colloidal solution was gradually added to 90 g of the solution (ii). A dispersion (X) in which the precursor-coated particles were dispersed by adding over time was obtained.
The other operations were performed in the same manner as in Example 1 and the same measurement was performed.
The measurement results are shown in Table 1.

<実施例3>
実施例1では、溶液(ii)24gへPdコロイド溶液4gを添加して分散液(X)を得たが、実施例3では、溶液(ii)200gへ、Pdコロイド溶液4gを少しずつ、24時間かけて添加して前駆体被覆粒子が分散した分散液(X)を得た。
そして、その他については実施例1と同様に操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第1表に示す。
<Example 3>
In Example 1, 4 g of Pd colloidal solution was added to 24 g of the solution (ii) to obtain a dispersion (X). In Example 3, 4 g of Pd colloidal solution was added to 200 g of the solution (ii) little by little. A dispersion (X) in which the precursor-coated particles were dispersed by adding over time was obtained.
The other operations were performed in the same manner as in Example 1 and the same measurement was performed.
The measurement results are shown in Table 1.

<実施例4>
実施例1では分散液(Y)を105℃で24時間、減圧乾燥を行い、担持触媒を得たが、実施例4は分散液(Y)を200℃で24時間、減圧乾燥を行い、担持触媒を得た。
そして、その他については実施例1と同様に操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第1表に示す。
<Example 4>
In Example 1, the dispersion (Y) was dried under reduced pressure at 105 ° C. for 24 hours to obtain a supported catalyst. In Example 4, the dispersion (Y) was dried at 200 ° C. for 24 hours under reduced pressure to carry the supported catalyst. A catalyst was obtained.
The other operations were performed in the same manner as in Example 1 and the same measurement was performed.
The measurement results are shown in Table 1.

<実施例5>
実施例1では分散液(Y)を105℃で24時間、減圧乾燥を行い、担持触媒を得たが、実施例5は分散液(Y)を50℃で24時間、減圧乾燥を行い、担持触媒を得た。
そして、その他については実施例1と同様に操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第1表に示す。
<Example 5>
In Example 1, the dispersion (Y) was dried under reduced pressure at 105 ° C. for 24 hours to obtain a supported catalyst. In Example 5, the dispersion (Y) was dried at 50 ° C. for 24 hours under reduced pressure to carry the supported catalyst. A catalyst was obtained.
The other operations were performed in the same manner as in Example 1 and the same measurement was performed.
The measurement results are shown in Table 1.

<実施例6>
実施例1では、エタノール100gに正珪酸エチル34.7g、純水20gおよび61体積%の硝酸0.1gを添加し、得られた溶液を50℃に保ちながらゆっくりと90分間攪拌し、熟成させて、シリカ系前駆体を含む溶液(i)を得たが、実施例6では、エタノール100gに珪酸メチルダイマー(多摩化学社製、メチルシリケート51)9.8g、純水20gおよび61体積%の硝酸0.1gを添加し、得られた溶液を50℃に保ちながらゆっくりと90分間攪拌し、熟成させて、シリカ系前駆体を含む溶液(i)を得た。
そして、その他については実施例1と同様に操作し、同様の測定を行った。
なお、このような方法で得られた溶液(ii)のpHは4.8であり、GPC測定による分子量(ポリスチレン換算)は、4500g/molであった。
測定結果を第1表に示す。
<Example 6>
In Example 1, 34.7 g of normal ethyl silicate, 20 g of pure water and 0.1 g of 61 volume% nitric acid were added to 100 g of ethanol, and the resulting solution was slowly stirred for 90 minutes while being kept at 50 ° C. Thus, a solution (i) containing a silica-based precursor was obtained. In Example 6, 9.8 g of methyl silicate dimer (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd., methyl silicate 51), 20 g of pure water and 61% by volume of ethanol were added to 100 g of ethanol. Nitric acid (0.1 g) was added, and the resulting solution was slowly stirred for 90 minutes while being kept at 50 ° C. and aged to obtain a solution (i) containing a silica-based precursor.
The other operations were performed in the same manner as in Example 1 and the same measurement was performed.
In addition, pH of the solution (ii) obtained by such a method was 4.8, and the molecular weight (polystyrene conversion) by GPC measurement was 4500 g / mol.
The measurement results are shown in Table 1.

<実施例7>
実施例1では、エタノール100gに正珪酸エチル34.7g、純水20gおよび61体積%の硝酸0.1gを添加し、得られた溶液を50℃に保ちながらゆっくりと90分間攪拌し、熟成させて、シリカ系前駆体を含む溶液(i)を得たが、実施例では、エタノール100gに正珪酸エチル8.7g、メチルトリメトキシシラン10g、純水20gおよび61体積%の硝酸0.1gを添加し、得られた溶液を50℃に保ちながらゆっくりと90分間攪拌し、熟成させて、シリカ系前駆体を含む溶液(i)を得た。
そして、その他については実施例1と同様に操作し、同様の測定を行った。
なお、このような方法で得られた溶液(ii)のpHは5.5であり、GPC測定による分子量(ポリスチレン換算)は、2000g/molであった。
測定結果を第1表に示す。
<Example 7>
In Example 1, 34.7 g of normal ethyl silicate, 20 g of pure water and 0.1 g of 61 volume% nitric acid were added to 100 g of ethanol, and the resulting solution was slowly stirred for 90 minutes while being kept at 50 ° C. Thus, a solution (i) containing a silica-based precursor was obtained. In Example 7 , in 100 g of ethanol, 8.7 g of normal ethyl silicate, 10 g of methyltrimethoxysilane, 20 g of pure water, and 0.1 g of nitric acid containing 61% by volume. Was added, and the resulting solution was slowly stirred for 90 minutes while being kept at 50 ° C. and aged to obtain a solution (i) containing a silica-based precursor.
The other operations were performed in the same manner as in Example 1 and the same measurement was performed.
In addition, pH of the solution (ii) obtained by such a method was 5.5, and the molecular weight (polystyrene conversion) by GPC measurement was 2000 g / mol.
The measurement results are shown in Table 1.

<比較例1>
合成例1で得たPdコロイド溶液にメタノールを加えて0.1質量%に希釈した溶液100gに、実施例1で用いたものと同一の活性炭を添加し、10分間、攪拌した。ここで活性炭の添加量は、担持触媒における金属コア粒子の担持量(含有量)が1.0質量%となるように調整した。そして得られた分散液(Y)を105℃で24時間、減圧乾燥を行い、担持触媒を得た。担持触媒は、Pd粒子が活性炭に担持しているものである。
そして、このようにして得られた担持触媒について、実施例1と同様の測定を行った。
測定結果を第1表に示す。
<Comparative Example 1>
To 100 g of a solution obtained by adding methanol to the Pd colloid solution obtained in Synthesis Example 1 and diluting to 0.1% by mass, the same activated carbon as that used in Example 1 was added and stirred for 10 minutes. Here, the amount of activated carbon added was adjusted so that the supported amount (content) of the metal core particles in the supported catalyst was 1.0% by mass. And the obtained dispersion liquid (Y) was dried under reduced pressure at 105 degreeC for 24 hours, and the supported catalyst was obtained. The supported catalyst is one in which Pd particles are supported on activated carbon.
And about the supported catalyst obtained in this way, the same measurement as Example 1 was performed.
The measurement results are shown in Table 1.

Figure 0005806101
Figure 0005806101

第1表の触媒性能評価結果より、すべての実施例における担持触媒は、500℃焼成後であっても活性が高く、寿命も長いことがわかる。また、500℃焼成の前後における金属コア粒子の平均粒子径を対比すると、変化がないことがわかる。
これに対して、比較例1における担持触媒は、500℃焼成前の活性は高いものの、500℃焼成後の活性は低くなった。また、寿命については、500℃焼成前であっても短く、500℃焼成後の場合は極端に短くなった。また、比較例1の場合、500℃焼成後の金属コア粒子の平均粒子径は、500℃焼成前に比べると75倍にまで大きくなった。これは比較例1が実施例1〜7の担持触媒が備える多孔質シリカオリゴマー層を有さないため、金属コア粒子同士が凝集したためと考えられる。
From the results of the catalyst performance evaluation in Table 1, it can be seen that the supported catalysts in all Examples have high activity and long life even after calcination at 500 ° C. Moreover, when the average particle diameter of the metal core particle before and behind 500 degreeC baking is contrasted, it turns out that there is no change.
In contrast, the supported catalyst in Comparative Example 1 had a high activity before calcination at 500 ° C., but a low activity after calcination at 500 ° C. Further, the lifetime was short even before baking at 500 ° C., and extremely short after baking at 500 ° C. Moreover, in the case of the comparative example 1, the average particle diameter of the metal core particle after 500 degreeC baking became large 75 times compared with before 500 degreeC baking. This is presumably because the metal core particles aggregated because Comparative Example 1 does not have the porous silica oligomer layer provided in the supported catalysts of Examples 1 to 7.

Claims (10)

金属コア粒子と、その表面の少なくとも一部についた多孔質シリカオリゴマー層とを有し、
前記多孔質シリカオリゴマー層が、少なくとも1つのシロキサン結合を備えるシリカ系化合物を含み、
前記多孔質シリカオリゴマー層の厚さの平均値が2nm超20nm以下であり、
前記多孔質シリカオリゴマー層が有する細孔の平均細孔径が0.8〜4.0nmである、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子。
Having a metal core particle and a porous silica oligomer layer on at least a part of its surface;
The porous silica oligomer layer comprises a silica-based compound having at least one siloxane bond;
The average thickness of the porous silica oligomer layer is more than 2 nm and not more than 20 nm,
Porous silica oligomer-coated particles , wherein the porous silica oligomer layer has an average pore diameter of 0.8 to 4.0 nm.
前記細孔の容積が0.01〜0.5ml/gである、請求項1に記載の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子。 The porous silica oligomer-coated particles according to claim 1, wherein the pore volume is 0.01 to 0.5 ml / g. 比表面積が100〜1000m2/gである、請求項1または2に記載の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子。 The porous silica oligomer-coated particles according to claim 1 or 2 , having a specific surface area of 100 to 1000 m 2 / g. 前記シリカ系化合物の分子量(ポリスチレンを標準物質として、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定される分子量)が500〜30000g/molである、請求項1〜のいずれかに記載の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子。 The porous silica oligomer-coated particles according to any one of claims 1 to 3 , wherein the silica compound has a molecular weight (molecular weight measured by gel permeation chromatography using polystyrene as a standard substance) of 500 to 30000 g / mol. 前記金属コア粒子が、第4周期遷移元素、第5周期遷移元素、白金、金、オスミウムおよびイリジウムからなる群から選ばれる少なくとも1つを主成分とする、請求項1〜のいずれかに記載の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子。 Wherein the metal core particles, fourth period transition elements, 5th period transition elements, platinum, gold, as a main component at least one selected from the group consisting of osmium, and iridium, according to any one of claims 1 to 4 Porous silica oligomer-coated particles. 請求項1〜のいずれかに記載の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子が担体の表面に担持している担持触媒。 Supported catalyst porous silica oligomer-coated particles according to any one of claims 1 to 5 is carried on the surface of the carrier. 金属コア粒子が分散したコロイド溶液を得るコロイド調整工程と、
下記式(I)で表される加水分解性有機ケイ素化合物を加水分解および重縮合してシリカ系前駆体を含む溶液を得るオリゴマー形成工程と、
前記コロイド溶液と、前記シリカ系前駆体を含む溶液とを混合して、前駆体被覆粒子を含む分散液(X)を得る被覆工程と、
前記分散液(X)に含まれる溶媒と固形分と分離して、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子を得る細孔形成工程と
を備え、請求項1〜5のいずれかに記載の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子が得られる、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子の製造方法。
1 aSi(OR24-a ・・・式(I)
ここで、R1は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、ビニル基、アリール基またはアクリル基を表し、R2は水素原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、ビニル基、アリール基、アクリル基または−C24OCn2n+1(n=1〜4)を表し、aは1〜3の整数である。
A colloid preparation step for obtaining a colloidal solution in which metal core particles are dispersed;
An oligomer forming step of obtaining a solution containing a silica-based precursor by hydrolyzing and polycondensing a hydrolyzable organosilicon compound represented by the following formula (I);
A coating step of mixing the colloid solution and a solution containing the silica-based precursor to obtain a dispersion (X) containing precursor-coated particles;
A porous silica oligomer coating according to any one of claims 1 to 5 , comprising a pore forming step of separating the solvent and solid content contained in the dispersion (X) to obtain porous silica oligomer coated particles. A method for producing porous silica oligomer-coated particles, in which particles are obtained.
R 1 a Si (OR 2 ) 4-a Formula (I)
Here, R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group, a vinyl group, an aryl group or an acrylic group, and R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group, a vinyl group or an aryl group. Represents an acrylic group or —C 2 H 4 OC n H 2n + 1 (n = 1 to 4), and a is an integer of 1 to 3.
金属コア粒子が分散したコロイド溶液を得るコロイド調整工程と、
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラオクチルシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシランおよびジメチルジメトキシシランからなる群から選ばれる少なくとも1つを加水分解および重縮合してシリカ系前駆体を含む溶液を得るオリゴマー形成工程と、
前記コロイド溶液と、前記シリカ系前駆体を含む溶液とを混合して、前駆体被覆粒子を含む分散液(X)を得る被覆工程と、
前記分散液(X)に含まれる溶媒と固形分と分離して、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子を得る細孔形成工程と
を備え、請求項1〜5のいずれかに記載の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子が得られる、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子の製造方法。
A colloid preparation step for obtaining a colloidal solution in which metal core particles are dispersed;
Tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetrabutoxysilane, tetraoctylsilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, vinyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxy An oligomer forming step of hydrolyzing and polycondensing at least one selected from the group consisting of silane and dimethyldimethoxysilane to obtain a solution containing a silica-based precursor;
A coating step of mixing the colloid solution and a solution containing the silica-based precursor to obtain a dispersion (X) containing precursor-coated particles;
A porous silica oligomer coating according to any one of claims 1 to 5 , comprising a pore forming step of separating the solvent and solid content contained in the dispersion (X) to obtain porous silica oligomer coated particles. A method for producing porous silica oligomer-coated particles, in which particles are obtained.
金属コア粒子が分散したコロイド溶液を得るコロイド調整工程と、
下記式(I)で表される加水分解性有機ケイ素化合物を加水分解および重縮合してシリカ系前駆体を含む溶液を得るオリゴマー形成工程と、
前記コロイド溶液と、前記シリカ系前駆体を含む溶液とを混合して、前駆体被覆粒子を含む分散液(X)を得る被覆工程と、
前記分散液(X)に担体を添加して分散液(Y)を得る添加工程と、
前記分散液(Y)に含まれる溶媒と固形分とを分離して、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子が担体に担持した担持触媒を得る担持工程と
を備え、請求項1〜5のいずれかに記載の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子が担体の表面に担持している担持触媒が得られる、担持触媒の製造方法。
1 aSi(OR24-a ・・・式(I)
ここで、R1は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、ビニル基、アリール基またはアクリル基を表し、R2は水素原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、ビニル基、アリール基、アクリル基または−C24OCn2n+1(n=1〜4)を表し、aは1〜3の整数である。
A colloid preparation step for obtaining a colloidal solution in which metal core particles are dispersed;
An oligomer forming step of obtaining a solution containing a silica-based precursor by hydrolyzing and polycondensing a hydrolyzable organosilicon compound represented by the following formula (I);
A coating step of mixing the colloid solution and a solution containing the silica-based precursor to obtain a dispersion (X) containing precursor-coated particles;
An addition step of adding a carrier to the dispersion (X) to obtain a dispersion (Y);
By separating the solvent and the solids contained in the dispersion liquid (Y), and a supporting step of porous silica oligomer-coated particles to obtain a supported catalyst supported on a carrier, according to any one of claims 1 to 5 A method for producing a supported catalyst, in which a supported catalyst in which the porous silica oligomer-coated particles are supported on the surface of the support is obtained.
R 1 a Si (OR 2 ) 4-a Formula (I)
Here, R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group, a vinyl group, an aryl group or an acrylic group, and R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group, a vinyl group or an aryl group. Represents an acrylic group or —C 2 H 4 OC n H 2n + 1 (n = 1 to 4), and a is an integer of 1 to 3.
金属コア粒子が分散したコロイド溶液を得るコロイド調整工程と、
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラオクチルシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシランおよびジメチルジメトキシシランからなる群から選ばれる少なくとも1つを加水分解および重縮合してシリカ系前駆体を含む溶液を得るオリゴマー形成工程と、
前記コロイド溶液と、前記シリカ系前駆体を含む溶液とを混合して、前駆体被覆粒子を含む分散液(X)を得る被覆工程と、
前記分散液(X)に担体を添加して分散液(Y)を得る添加工程と、
前記分散液(Y)に含まれる溶媒と固形分とを分離して、多孔質シリカオリゴマー被覆粒子が担体に担持した担持触媒を得る担持工程と
を備え、請求項1〜5のいずれかに記載の多孔質シリカオリゴマー被覆粒子が担体の表面に担持している担持触媒が得られる、担持触媒の製造方法。
A colloid preparation step for obtaining a colloidal solution in which metal core particles are dispersed;
Tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetrabutoxysilane, tetraoctylsilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, vinyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxy An oligomer forming step of hydrolyzing and polycondensing at least one selected from the group consisting of silane and dimethyldimethoxysilane to obtain a solution containing a silica-based precursor;
A coating step of mixing the colloid solution and a solution containing the silica-based precursor to obtain a dispersion (X) containing precursor-coated particles;
An addition step of adding a carrier to the dispersion (X) to obtain a dispersion (Y);
By separating the solvent and the solids contained in the dispersion liquid (Y), and a supporting step of porous silica oligomer-coated particles to obtain a supported catalyst supported on a carrier, according to any one of claims 1 to 5 A method for producing a supported catalyst, in which a supported catalyst in which the porous silica oligomer-coated particles are supported on the surface of the support is obtained.
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