JP6216609B2 - 担持触媒製造用組成物の製造方法 - Google Patents
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Description
排ガス浄化触媒又は、排ガスセンサーに使用する担持触媒製造用組成物の製造方法に関する。
従来技術では担持触媒製造用組成物のアンモニア水に対する安定性が満足するものではなかった。担持触媒調製時に担持触媒製造用組成物に対してアンモニア水を添加すると、沈殿が析出するため、沈殿物の除去工程が必要となっていた。また、沈殿物中に白金が含有しているため、所定量の触媒を担持するためには、濃度等の調整が必要となり、著しく作業効率が低下していた。
本発明は、担持触媒調製時に安定化剤、又はpH緩衝剤として添加されるアンモニア水に対する高い安定性を有し、且つ、保管期間に対して高い安定性を有する担持触媒製造用の組成物の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的は、担持触媒製造用に使用される組成物において、ヘキサヒドロキソ白金酸と白金モル量の2.5〜5.0倍量のエタノールアミン化合物を水溶液中、70〜95℃で２時間以上反応させることによって達成される。エタノールアミン化合物はモノエタノールアミンである。
また上記目的は、ヘキサヒドロキソ白金酸と白金モル量の2.5〜5.0倍量のエタノールアミン化合物を水溶液中、室温で混合した後70〜95℃で２時間以上反応させることによって達成される。
また上記目的は、ヘキサヒドロキソ白金酸と白金モル量の2.5〜5.0倍量のエタノールアミン化合物を水溶液中、室温で混合した後70〜95℃で２時間以上反応させることによって達成される。
本発明によると、担持触媒製造用組成物のアンモニア水に対する高い安定性を有し、且つ、保管期間に対して高い安定性を有する、担持触媒製造用の組成物が提供される。
アンモニア水に対して高い安定性を有することで、従来実施していた担持触媒製造時の沈殿除去工程が不要となり、また、従来実施していた濃度等の調整をすることなく所定の触媒量を担持可能になるため、作業効率が大幅に向上する。
アンモニア水に対して高い安定性を有する理由として、白金化合物とエタノールアミン化合物を70〜95℃で反応させて得られる担持触媒製造用組成物中に、重合体が形成されており、立体障害を受けることにより、アンモニア水を添加した際に沈殿物が形成される反応を妨げているためと推察している。
本発明において使用される白金化合物の具体例としては、ヘキサヒドロキソ白金酸、塩化白金酸、ジニトロジアンミン白金等が挙げられるが、好ましくはヘキサヒドロキソ白金酸である。
白金化合物の濃度としては、10〜200 g・dm-3、好ましくは130〜180 g・dm-3である。
10 g・dm-3未満の場合、1回に担持できる触媒量が少なくなり、所定の担持触媒量を得るためには、担持工程を繰り返す必要があり、作業効率が低下してしまう。一方、200 g・dm-3を超えた場合、白金化合物の溶液化が困難になる、又は液の安定性が低下し、沈殿物が発生しやすくなるといった問題が生じる。
10 g・dm-3未満の場合、1回に担持できる触媒量が少なくなり、所定の担持触媒量を得るためには、担持工程を繰り返す必要があり、作業効率が低下してしまう。一方、200 g・dm-3を超えた場合、白金化合物の溶液化が困難になる、又は液の安定性が低下し、沈殿物が発生しやすくなるといった問題が生じる。
本発明において使用されるエタノールアミン化合物の具体例としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等が挙げられるが、好ましくはモノエタノールアミンである。
モノエタノールアミン投入量としては、白金モル量の2.5〜5.0 倍量、好ましくは白金モル量の3.0〜4.0 倍量である。
2.5 倍量未満の場合、溶液の安定性が低下し、沈殿物が発生しやすくなり、また、アンモニア水に対する安定性が高い熱分解温度220 ℃以上の担持触媒製造用組成物が得られない。一方、5.0 倍量を超えた場合、還元反応が進行し、溶液中に還元物が析出する。
2.5 倍量未満の場合、溶液の安定性が低下し、沈殿物が発生しやすくなり、また、アンモニア水に対する安定性が高い熱分解温度220 ℃以上の担持触媒製造用組成物が得られない。一方、5.0 倍量を超えた場合、還元反応が進行し、溶液中に還元物が析出する。
反応温度としては、70〜95 ℃、好ましくは80〜90 ℃、より好ましくは85〜90 ℃である。
70 ℃未満の場合、溶液の安定性が低下し、沈殿物が発生しやすくなり、また、アンモニア水に対する安定性が高い熱分解温度が220 ℃以上の担持触媒製造用組成物が得られない。一方、95 ℃を超えた場合、還元反応が進行し、溶液中に還元物が析出する。
70 ℃未満の場合、溶液の安定性が低下し、沈殿物が発生しやすくなり、また、アンモニア水に対する安定性が高い熱分解温度が220 ℃以上の担持触媒製造用組成物が得られない。一方、95 ℃を超えた場合、還元反応が進行し、溶液中に還元物が析出する。
反応時間としては、白金化合物とエタノールアミン化合物が反応し、熱分解温度が220 ℃以上の状態に変化すればよいので、特に制限はないが、好ましくは2時間以上とし、より好ましくは反応面及び作業性面より2〜4時間が適当である。
担持触媒は、本発明を利用して例えば次のように製造できる。
まず、本発明の担持触媒製造用組成物に安定化剤としてアンモニア水を添加する。次にこの溶液をアルミナ粉末等の担体と混合し、スラリーを調製する。スラリーを乾燥、焼成し、担持触媒を得る。
まず、本発明の担持触媒製造用組成物に安定化剤としてアンモニア水を添加する。次にこの溶液をアルミナ粉末等の担体と混合し、スラリーを調製する。スラリーを乾燥、焼成し、担持触媒を得る。
（実施例1）
1molのヘキサヒドロキソ白金酸に対し、3倍当量のモノエタノールアミンを室温で加え、90 ℃にて3時間撹拌し、その反応生成物である担持触媒製造用組成物を得た。
1molのヘキサヒドロキソ白金酸に対し、3倍当量のモノエタノールアミンを室温で加え、90 ℃にて3時間撹拌し、その反応生成物である担持触媒製造用組成物を得た。
（実施例2〜3、比較例1〜5）
実施例1と同様の方法にて、表1記載の組成及び条件にて表1記載の実施例2〜3、比較例1〜5の担持触媒製造用組成物を得た。
実施例1と同様の方法にて、表1記載の組成及び条件にて表1記載の実施例2〜3、比較例1〜5の担持触媒製造用組成物を得た。
得られた担持触媒製造用組成物について、[1] 熱分解温度 [2] 保管期間に対する安定性 [3] アンモニア水に対する安定性について確認した。確認した結果は表１のとおりであった。
上記[1],[2],[3]の各試験は次の方法で行った。
（熱分解温度の測定）
示差熱分析装置により、担持触媒製造用組成物中の白金化合物の熱分解温度を測定した。400 ℃まで昇温し、DTA曲線の発熱ピークのピークトップの温度を熱分解温度とした。結果を表1に示した。
示差熱分析装置により、担持触媒製造用組成物中の白金化合物の熱分解温度を測定した。400 ℃まで昇温し、DTA曲線の発熱ピークのピークトップの温度を熱分解温度とした。結果を表1に示した。
（保管期間に対する安定性の評価）
各実施例及び比較例の担持触媒製造用組成物中の白金化合物の安定性を評価した。各担持触媒製造用組成物を、30 ℃で1か月間静置した。その後、沈殿が発生しているかを目視にて確認した。結果を表１に示した。
各実施例及び比較例の担持触媒製造用組成物中の白金化合物の安定性を評価した。各担持触媒製造用組成物を、30 ℃で1か月間静置した。その後、沈殿が発生しているかを目視にて確認した。結果を表１に示した。
（アンモニア水に対する安定性試験）
各実施例及び比較例の担持触媒製造用組成物を用いて、アンモニア水に対する安定性試験を行った。各担持触媒製造用組成物5 cm3に対して0.2 cm3の28 %アンモニア水を添加し、30分撹拌した後、室温にて20時間静置した。溶液中に析出した沈殿物をろ別し、沈殿物に含まれる白金含有量をICP発光分光装置にて測定した。下式（1）により、白金析出率を算出した。結果を表1に示した。
各実施例及び比較例の担持触媒製造用組成物を用いて、アンモニア水に対する安定性試験を行った。各担持触媒製造用組成物5 cm3に対して0.2 cm3の28 %アンモニア水を添加し、30分撹拌した後、室温にて20時間静置した。溶液中に析出した沈殿物をろ別し、沈殿物に含まれる白金含有量をICP発光分光装置にて測定した。下式（1）により、白金析出率を算出した。結果を表1に示した。
式（1）
白金析出率（%）＝{沈殿物中の白金量（g）／貴金属化合物溶液中の白金量（g）}×100
白金析出率（%）＝{沈殿物中の白金量（g）／貴金属化合物溶液中の白金量（g）}×100
Claims (3)
- 担持触媒製造用に使用される組成物において、ヘキサヒドロキソ白金酸と白金モル量の2.5〜5.0倍量のエタノールアミン化合物を水溶液中、70〜95℃で２時間以上反応させることを特徴とする担持触媒製造用組成物の製造方法。
- エタノールアミン化合物がモノエタノールアミンである請求項１記載の担持触媒製造用組成物の製造方法。
- ヘキサヒドロキソ白金酸と白金モル量の2.5〜5.0倍量のエタノールアミン化合物を水溶液中、室温で混合した後70〜95℃で２時間以上反応させることを特徴とする請求項１または２に記載の担持触媒製造用組成物の製造方法。
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