JPH02203940A - 担体への触媒金属の担持方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明（ｌＸ１．、内′燃機関からの排出カス中の炭化
水素、−酸イヒ炭素及び窒素ハリ化物等の有害成分を浄
化づる触媒として優れたＩＩＪ１１！媒を製造するため
の触媒担体への触媒金属の担Ｊ’Ｊｊ方法に関する。

［従来の技術］ 従来、担体に触媒金属を担持さ−１る方法としては、静
置された触媒金属含有溶液に担体を浸油する方法や、担
体を連続的に撹拌されている触媒金属含有溶液中に浸漬
する方法、或いは担体の孔に沿って触媒金属含有溶液を
流しつつ循環接触させる方法（特公昭６０−１５３８３
号）などが採用されていた。

しかしながら、前記の静置された溶液中への浸漬方法で
は、１つの担体内におりる触媒金属の１１］持量のばら
つぎか著しい上、同一溶液槽内で複数の担体を同時に処
理した場合、槽内の溶）（価間度が不均一なために各担
体間の触媒金属担持量にもばらつきか生じてしＪ：う。

また、前記のｊ±続的な）６液の撹拌方法や循環方法に
おいでは、溶液槽内の溶液濃度分布は静置溶液槽と比較
覆ればはるかにばらつきか減少するものの、１つの担体
内においては溶液の流入部側の担持量か多くなる傾向か
みられ、また、同一槽内て同時に複数個の担体を処理す
る場合には溶液の撹拌機や循環装置の（？１１造上、槽
内の溶液循環が不均一となり各担体間の触媒金属担持量
にばらつぎがみられる。更に、触媒金属含有溶液を連続
して撹拌或いは循環させる方法においては、１つの担体
における担持量分布が撹拌や循環の流速に支配され、大
量の担体を製造した場合、櫓毎の担持量差が出るなど同
一性能の触媒を得ることが困難であった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記従来技術の問題点を解決すべくなされたも
ので、１つの担体内における触媒金属の担持量にばらつ
きか少ない担体への触媒金属の担持方法の提供を目的と
するものである。

［課題を解決するための手段］ すなわち本発明は、多数の孔を有する担体に触媒金属含
有溶液を接触させて触媒金属を該担体に担持させる方法
であって、前記担体の孔内に前記溶液を導入して一定時
間静置する静置工程、及び前記担体の孔内にある前記溶
液を交換する交換工程を複数回繰り返し、前記担体に所
定量の触媒金属を担持させることを特徴とする担体への
触媒金属の担持方法である。

本発明にいう多数の孔を有する担体とは、内燃機関の排
出ガス中の有害成分の浄化に用いられる触媒の担体とし
て好適な公知のセラミックス担体、金属担体等の耐熱性
担体であり、多数の孔とはハニカム状の孔、多孔性コル
ゲート状の孔、三次元網目構造の孔等を含む。

本発明の担持方法においては、担体と触媒金属含有溶液
とが一定時間相対移動しない静置工程と、担体と前記溶
液とが相対的に移動し２て担体に接触する触媒金属含有
溶液が交換される交換工程とか、交互に複数回繰り返さ
れる。ここに複数回とは、少なくとも３回以上、好まし
くは５回以上をいう。

また、担体に対し前記溶液が相対移動しない静置工程は
、前記溶液が交換される交換工程の２倍以上、好ましく
は３倍から１５倍の時間をかけて行なわれることか好ま
しい。交換工程に比べて静置工程にかける時間か短いと
、担体に担持される触媒が担体の部分部分により比較的
大きくバラつく。また逆に静置工程をむやみに長く行な
うことは、触媒金属含有量が減少した溶液を不要に担体
に接触させることになり、担持の効率低下を招く。

また、静置工程にかける時間は、処理する担体の孔の大
きざ、触媒金属含有溶液の溶液Ｓ度、希望する触媒担持
量等により適宜決定される。

担体の孔内に静置された触媒金属含有溶液の交換方法と
しては、同一の担体孔に対して接触する前記溶液か、よ
り触媒金属含有量の高い溶液と速やかに交換される方法
であれば特に限定されるものではない。装置が簡便で且
つ溶液の交換が効果的に行なえる方法としては、溶液を
満たした槽内に一定時間担体を浸漬し、次に担体を溶液
中から引き上げる、という操作を反復する担体移動方法
が挙げられる。この場合、同形の担体を複数個収納可能
な支持枠を用いることにより、同時に多数個の担体に同
一条件で触媒金属の担持を行なうことができる。またこ
の担体移動方法においては担体の引き上げを必ずしも溶
液外まで完全に行なう必要はなく、同一の担体孔に接触
する溶液が交換されれば溶液内て担体を上下に揺動させ
るだけでもよい。また、担体を固定してあき、溶液槽を
上下移動或いは揺動させてもよい。伯の溶液交換方法と
しては溶液槽に撹拌機を取り付けて、これを断続的に稼
動させることにより、同一の担体孔に接触する触媒金属
含有溶液を停止させ、続いて強制的に置換する、という
操作を反復させる溶液移動方法もよい。この溶液移動方
法としては、公知の触媒金属含有溶液の循環接触方法用
装置においで、溶液の循環を断続的に所定時間停止させ
る方法も採用できる。なお、交換工程で交換される触媒
金属含有溶液は溶液の占める部分により濃度か異なるも
のであってはいけない。このため濃度分布が生じないよ
うに十分に撹拌し、部分により濃度の異なりのない溶液
にするのが好ましい。

［作用］ 本発明においては、担体の孔内に触媒金属含有溶液を導
入した後、一定時間担体と前記溶液とが相対移動しない
状態をつくり出し、この間に前記溶液中の触媒金属を担
体の孔内に担持させる。そして担持の進行により担体の
孔近傍の溶液中の触媒金属含有量か供下しｌこ頃、担体
孔近傍の溶液をより触媒金属含有量の高い溶液と交換せ
しめて再び一定時間静置づることににす、新たな溶液中
の触媒金属を担体孔内に担持させる。以上の静置及び交
換の各工程を複数回、好ましくは５回以上繰り返すこと
により、触媒金属含有溶液中の触媒金属は効率良く速や
かに担体に担持される。担持は担体と触媒金属含有溶液
とが接触した状態で常に行なわれ得るか、特に触媒金属
か豊富な溶液と担体とをじっくりと接触させた場合に優
勢に行なわれ、１つの担体内において担持量分布のない
担持か実現される。また同時に複数の担体への均一な触
媒金属の担持が実現できる。そじて担持の進行により触
媒金属含有量の低下した担体孔近傍の溶液を、速やかに
より高含有量の溶液と交換して、再び新たな溶液と担体
との相対移動のない接触状態をつくり出す、という工程
を繰り返すことにより、溶液中の触媒金属を効率良く且
つ複数の担体にムラなく担持させることかてぎる。

［実施例］ 以下に複数の同形担体を１つの支持枠に収納し、触媒金
属含有溶液槽に浸漬、取り出しを繰り返す担体移動方式
にしたかう本弁明の触媒金属の担持方法について、図面
を用いて説明する。

なお、」ス下の実施例及び比較例にいう触媒の金属の担
持量分イＦ比とは各担体の担持量を仝担体（同一槽内も
しくは同−担体内）の担持量の平均で除したものである
。

（実施例１） γ−アルミナか主成分のコーティング層を有するハニカ
ム担体３（９３ｍｍφｘ１００ｒｎｍＬ＞を９個、第７
図に示す如く支持枠１に入れた。

方、白金６．１０を含む塩化白金酸水溶液１０゜０９を
調整し、溶液槽２に入れた。次に前記支持枠１を第１図
に示ずように、クレーンで構成される支持枠上下移動装
置５ににり溶液槽２の上部に吊り下げ配置し、まず支持
枠１を溶液Ｉｌ＠２に浸漬しない第１図図示の上昇位置
で５秒間保ったのち、速やかに支持枠上下移動装置５を
駆動させて支持枠１を第２図に示すように溶液槽２の白
金含有溶液４に完全に浸漬づ−る位置まで下降させて３
０秒間置く、という支持枠１の上下移動操作を６０分間
繰り返し、担体３に白金含有溶液４中の白金を担持させ
た。得られた触媒中の白金の担持量分イ５比をＡとして
第９図に示した。

（実施例？） 実施例１の塩化白金酸水溶液の代わりにロジウム１．２
ｇを含む塩化ロジウム水溶液１０．Ｏ，Ｑを用いる以外
は実施例１と同様の条件で触媒金属担持操作を行なった
。得られた触媒中のロジウムの担持量分布比Ｂを第１０
図に示した。

（実施例３） 実施例１と同様の支持枠１に、第８図に示す如く６個の
メタル製ハニカム担体（９３ｍｒｒｌφ×１００ｍｍ１
−）を入れ、一方、溶液槽２に４．００の白金を含む塩
化白金酸水溶液１０．０９を調整して満たし、実施例１
と同様、支持枠１を上昇位置で５秒、下降位置で３０秒
保持する上下移動を６０分間繰り返して担体３に白金含
有溶液４中の白金を担持させた。なお、ここで用いた支
持枠１には、第３図及び第４図に示すようにその底部に
所定間隔を隔てて平行に複数の撹拌板６が固定されてい
る。そして支持枠１の上下移動に伴って触媒含有溶液４
か撹拌板６の間がら上あるいは下に移動し、触媒含有溶
液４か乱流となり撹拌される。

これにより触媒含有溶液４に含まれる白金）胎度の均一
化が図れる。なお、得られた触媒中の白金の担持量分布
比Ｃを第１１図に示した。

（実施例４） 実施例３で用いた撹拌板６０代わりに、第５図及び第６
図に示すように、支持枠１の底部に一端が固定され、そ
の細端が溶液槽の内部に固定されている撹拌用底板７を
取り付４：Ｊた以外は実施例３と同様の装置を用いて、
実施例３と同様の白金担持操作を行なった。得られた触
媒中の白金の担持量分布比りを第１２図に示した。

（実施例５） γ−アルミナが主成分のコーデイング層を有１−る三次
元網目構造物セラミック担体（９３ｍｍφｘ１００ｍｍ
Ｌ）を９個用いた以外は実施例１と同様の操作方法及び
条件下で白金触媒の担持操作を行なった。得られた触媒
中の白金の担持量分布比Ｅを第１３図に示した。

（比較例１） 実施例コと同様の担体及び白金６．１０を含む塩化白金
酸水溶液２０．０ρを準備し、従来のポンプを用いた強
制触媒溶液循環方式、すなわち特公昭６０−１５３８３
号の第１ａ図のように各担体に対し、まんべんなく液が
供給される方式で６０分間担持装置を行なった。ここで
比較例１における塩化白金酸水溶液の液濃度は実施例１
のそれの半分になっているが、これは、循環方式では液
量が多く必要であり、かつ各担体１個当りの金属担持量
を等しくするためである。得られた触媒中の白金の担持
量分布比Ａ′を第９図に示した。

（比較例２） 比較例１の白金酸水溶液の代わりにロジウム１゜２０を
含む塩化ロジウム水溶液２０．０Ｂを用いる以外は比較
例１と同様の方法並びに条件下で担持操作を行なった。

ここで得られた触媒中のロジラムの担持量分布比をＢ′
として第１０図に示した。

（比較例３） 実施例３で用いたのと同様なメタルハニカム担体６個、
及び白金４．０ＣＩを含む塩化白金酸水溶液２０．ＣＯ
Ｇを用いる以外は比較例１と同様な操作方法及び条件下
で担持操作を行なった。ここで得られた触媒中の白金の
担持量分布比をＣ−とじて第１１図に示した。

（比較例４） 実施例５と同様なセラミック担体を用いた以外は比較例
１と同様な操作方法及び条件下て担持操作を行なった。

ここで得られた触媒の担持量分布比をＥ−として第１３
図に示した。

（参考例１） 実施例１で得られた触媒のうち、第７図の■の位置のも
のを扱き出し、第１４図に示す如く、この触媒中の担体
内の■、■及び◎の各位置における白金担持量分布比を
測定した。その結果を△１として第１５図に示した。比
較例１で得られた触媒のうち第７図の■の位置のものに
ついても同様な測定を行ない、その結果Ａ１′も併せて
第１５図に示した。ここで、比較例１で得られる９個の
触媒は、担持操作の際に配置された位置によって金属の
担持量分布比に大きなバラツキがある、との結果を示し
ているが、そのどれを取っても１つの触媒担体内で第１
５図にみられるような同一傾向のバラツキがみられる。

（参考例２） 実施例１及び比較例１の夫々について、第１６図に示す
如く支持枠１の下降時での９個の担体間の各位置■、■
及び■における触媒金属溶液濃度の経時変化を調べた。

その結果を第１７図に示す。

（参考例３） 実施例１及び比較例１で得られた触媒を２０００ＣＣの
エンジンの排気管に取り付けて耐久試験を行ない、炭化
水素、−酸化炭素及び窒素酸化物の浄化率で評価した。

なお、この試験に用いた触媒は具体的には実施例１の■
、■、比較例１の■、及び■の位置のものでおる。これ
らは、その性能を比較するために、同等の担持量を有し
ているとして選択された。その結果を第１８〜２０図に
示した。

［発明の効果］ 本発明の触媒金属担持方法にしたがえば、１つの担体内
における触媒金属の担持量を均一にすることかでき、し
かも多数の同形担体を同時に処理した場合にも同一槽内
における触媒金属含有溶液の金属濃度が均一になるため
、各担体間の触媒金属担持量にばらつきが見られず、−
度に同一性能の製品を大量に得ることができる。

また、本発明にしたがって得られる触媒は、担体に触媒
金属が均一に担持されているので極めて良好な耐久性を
有している。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明の担持方法を担体の上下
揺動方式により行なった場合の溶液の交換工程及び静置
工程を示す側面模式図、第３図及び第４図は夫々本発明
の他の実施例の交換工程及び静置工程を示す側面模式図
、第５図及び第６図は夫々本発明の別の実施例の交換工
程及び静置工程を示す側面模式図、第７図及び第８図は
夫々支持枠に収納された複数の同形担体の配置例を示す
平面図、第９図〜第１３図は同一溶液槽て担持処理をさ
れた６個又は９個の担体の白金まＪこはロジウムの担持
量分布比を示すグラフ、第１４図は本発明と従来方法に
従って得られた触媒の１個当りの担持量を測定するため
の分割模式図、第１５図は本発明と従来の担持方法にし
たかって得られた触媒の白金担持量分布比を示すグラフ
、第１６図は支持枠に収納された担体の隙間の位置を示
す平面図、第１７図は本発明と従来の担持方法における
触媒金属含有溶液槽内の金属濃度の経時変化を示すグラ
フ、第１８図〜第２０図は夫々本発明と従来の担持方法
にしたがって得られた触媒を用いた場合の炭化水素、−
酸化炭素及び窒素酸化物の浄化能力の耐久性を示すグラ
フである。 ５・・・支持枠上下揺動装置 ６．７・・・撹拌用底板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）多数の孔を有する担体に触媒金属含有溶液を接触
   させて触媒金属を該担体に担持させる方法であって、 前記担体の孔内に前記溶液を導入して一定時間静置する
   静置工程及び、 前記担体の孔内にある前記溶液を交換する交換工程、 を複数回繰り返し、前記担体に所定量の触媒金属を担持
   させることを特徴とする担体への触媒金属の担持方法。