JPH03183611A - 二酸化炭素を生成するための低温触媒複合体 - Google Patents
二酸化炭素を生成するための低温触媒複合体Info
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- JPH03183611A JPH03183611A JP2266570A JP26657090A JPH03183611A JP H03183611 A JPH03183611 A JP H03183611A JP 2266570 A JP2266570 A JP 2266570A JP 26657090 A JP26657090 A JP 26657090A JP H03183611 A JPH03183611 A JP H03183611A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の背景〕
１、産業上の利用分野
本発明は、一般的に一酸化炭素および酸素を二酸化炭素
に転化させる触媒複合体に関する。更に特定すれば、本
発明は温度範囲的５０−１５０’Ｃにおいて、一酸化炭
素および酸素を二酸化炭素に転化させるのに効果的なチ
タニア担体上の白金またはパラジウム触媒に関する。
に転化させる触媒複合体に関する。更に特定すれば、本
発明は温度範囲的５０−１５０’Ｃにおいて、一酸化炭
素および酸素を二酸化炭素に転化させるのに効果的なチ
タニア担体上の白金またはパラジウム触媒に関する。
２、従来の技術
二酸化炭素（ＣＯ２）レーザシステムにおいて、二酸化
炭素は活性のあるレーザ用媒体として使用されている。
炭素は活性のあるレーザ用媒体として使用されている。
この二酸化炭素は、該二酸化炭素に対して放電を行う１
組の電極をも組込んだ密封されたレーザキャビティ内に
収容されている。前記放電の適用において、ＣＯ２によ
りレーザ発光が生ずる。しかしながら、前記放電によっ
て、下記式（１）のように該ＣＯ２が一酸化炭素（ＣＯ
）および酸素原子（Ｏ）に分解される。
組の電極をも組込んだ密封されたレーザキャビティ内に
収容されている。前記放電の適用において、ＣＯ２によ
りレーザ発光が生ずる。しかしながら、前記放電によっ
て、下記式（１）のように該ＣＯ２が一酸化炭素（ＣＯ
）および酸素原子（Ｏ）に分解される。
ＣＯ２−〉 ＣＯ＋Ｏ（１）
次いでこのように形成された酸素原子は、式（２）に示
すように互いに反応することによって、酸素分子（Ｏ２
）を形成する。
すように互いに反応することによって、酸素分子（Ｏ２
）を形成する。
Ｏ＋ Ｏ−＋０２ （２）
上記反応は、実質上は式（３）に示されるような二酸化
炭素の一酸化炭素および酸素分子への転化である。
炭素の一酸化炭素および酸素分子への転化である。
ＣＯ２→ ＣＯ＋ １／２０２ （３）こ
のようなプロセスによって形成された酸素は、レーザパ
ワーの急激な消耗およびアークを含む他の不定性放電作
用をひきおこす。このため、前記酸素は除去されること
が望ましい。この目的を達成するため、触媒を使用する
技術において、一酸化炭素および酸素の反応を促進し、
前記ＣＯ２出発物質を再生させることが実践されている
。このような触媒の一つに、１０００℃で作用する電気
的に加熱された白金ワイヤが含まれており、例えばり、
Ｓ。
のようなプロセスによって形成された酸素は、レーザパ
ワーの急激な消耗およびアークを含む他の不定性放電作
用をひきおこす。このため、前記酸素は除去されること
が望ましい。この目的を達成するため、触媒を使用する
技術において、一酸化炭素および酸素の反応を促進し、
前記ＣＯ２出発物質を再生させることが実践されている
。このような触媒の一つに、１０００℃で作用する電気
的に加熱された白金ワイヤが含まれており、例えばり、
Ｓ。
スタークとＭ、Ｒ，ハリスにより、出版物“密封された
ＣＯ２ＴＥＡレーザガス内におけるＣｏおよび０２の白
金触媒作用による再結合（Ｐｌａｔｉｎｕｍ−Ｃａｔａ
ｌｙｓｅｄＲｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ’ Ｃｏ
ａｎｄ Ｏ２ｉｎ ５ｅａｌｅｄ Ｃ０２ＴＥＡ
Ｌａ５ｅｒＧａｓｅｓ ） ” （Ｊ、Ｐｈｙｓ Ｅ
：Ｓｃｉ ｌｎｓｔｒｕｍｕ。
ＣＯ２ＴＥＡレーザガス内におけるＣｏおよび０２の白
金触媒作用による再結合（Ｐｌａｔｉｎｕｍ−Ｃａｔａ
ｌｙｓｅｄＲｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ’ Ｃｏ
ａｎｄ Ｏ２ｉｎ ５ｅａｌｅｄ Ｃ０２ＴＥＡ
Ｌａ５ｅｒＧａｓｅｓ ） ” （Ｊ、Ｐｈｙｓ Ｅ
：Ｓｃｉ ｌｎｓｔｒｕｍｕ。
Ｖｏｌ、１１，１９７８．３１６〜３１９頁）で開示さ
れている。
れている。
しかしながら、このような高温の使用は望ましくない。
なぜなら、高温の使用は動力の増加および熱の発生が必
要となり、前記レーザキャビティおよび光学台の歪みが
生じる可能性があるためである。上記目的のために使用
されている別の触媒は、ホブカライド（Ｈｏｐｃａｌｉ
ｔｅ ）であり、例えばＲ，Ｂ。
要となり、前記レーザキャビティおよび光学台の歪みが
生じる可能性があるためである。上記目的のために使用
されている別の触媒は、ホブカライド（Ｈｏｐｃａｌｉ
ｔｅ ）であり、例えばＲ，Ｂ。
ギブソンらにより、出版物“密封された外界囲気のＣＯ
２ＴＥＡレーザ：加熱されていない酸化物触媒を使用し
たシード−ガス融和性システム（ＳｅａｌｄＭｕｌｔｉ
ａｔＩＩｌｏｓｐｈｅｒｅ ＣＯ２ＴＥＡ Ｌａ５ｅｒ
：Ｓｅｅｄ−ｇａｓ Ｃｏｍ−ｐａｔＬｂｌｅ ５ｙｓ
ｔｅｎ＋ ＵｓｉｎｇＵｎｈｅａｔｅｄ ０ｘｉｄｅ
Ｃａｔａｌｙｓｔ）−（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ
、、Ｖｏｌ、３２．Ｎｏ、１１．１９７８．７２６〜７
２７頁）で開示されている。ホブカライドは、粉末状ま
たは顆粒状で提供される酸化マンガン６０％および酸化
銅（Ｉ）４０％の混合物であり、ペンシルバニア州エバ
ンス市のマイン・セイフティ・アプライアンス・カンパ
ニー（旧ｎｅ Ｓａｌ’ｅｔｙ Ａｐｐｌｉ−ａｎｃｅ
ｓ Ｃｏｌ１ｐａｎｙ ）より入手可能である。あいに
く、前記顆粒からかなり小さな微粒子が前記レーザキャ
ビティ中に分散し光学素子を覆うため、該レーザの機能
を低下させる。更に、ホブカライドはレーザガス混合物
中に蓄えられたとき、または水の存在下において、急速
に不活性化することが見出されている。上記目的のため
に使用されている別の触媒には、セラミック支持体上に
おける貴金属の混合物が含まれ、例えば米国特許４，６
３９，４３２号において開示されている。しかしながら
、このような触媒は汚染に対して敏感であるが、または
必要な活性が欠如している。
２ＴＥＡレーザ：加熱されていない酸化物触媒を使用し
たシード−ガス融和性システム（ＳｅａｌｄＭｕｌｔｉ
ａｔＩＩｌｏｓｐｈｅｒｅ ＣＯ２ＴＥＡ Ｌａ５ｅｒ
：Ｓｅｅｄ−ｇａｓ Ｃｏｍ−ｐａｔＬｂｌｅ ５ｙｓ
ｔｅｎ＋ ＵｓｉｎｇＵｎｈｅａｔｅｄ ０ｘｉｄｅ
Ｃａｔａｌｙｓｔ）−（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ
、、Ｖｏｌ、３２．Ｎｏ、１１．１９７８．７２６〜７
２７頁）で開示されている。ホブカライドは、粉末状ま
たは顆粒状で提供される酸化マンガン６０％および酸化
銅（Ｉ）４０％の混合物であり、ペンシルバニア州エバ
ンス市のマイン・セイフティ・アプライアンス・カンパ
ニー（旧ｎｅ Ｓａｌ’ｅｔｙ Ａｐｐｌｉ−ａｎｃｅ
ｓ Ｃｏｌ１ｐａｎｙ ）より入手可能である。あいに
く、前記顆粒からかなり小さな微粒子が前記レーザキャ
ビティ中に分散し光学素子を覆うため、該レーザの機能
を低下させる。更に、ホブカライドはレーザガス混合物
中に蓄えられたとき、または水の存在下において、急速
に不活性化することが見出されている。上記目的のため
に使用されている別の触媒には、セラミック支持体上に
おける貴金属の混合物が含まれ、例えば米国特許４，６
３９，４３２号において開示されている。しかしながら
、このような触媒は汚染に対して敏感であるが、または
必要な活性が欠如している。
この結果、二酸化炭素レーザの分野では、酸素を除去す
る触媒、および特に酸素副生成物および一酸化炭素副生
戊物を反応させて二酸化炭素を形成し、比較的低温で効
果的であり且つ容易に汚染されない触媒が必要である。
る触媒、および特に酸素副生成物および一酸化炭素副生
戊物を反応させて二酸化炭素を形成し、比較的低温で効
果的であり且つ容易に汚染されない触媒が必要である。
このような触媒は、一酸化炭素および酸素が合体して二
酸化炭素を形成するような別の適用、または酸素が一酸
化炭素の存在下において除去されなければいけない別の
適用においてもまた望ましい。
酸化炭素を形成するような別の適用、または酸素が一酸
化炭素の存在下において除去されなければいけない別の
適用においてもまた望ましい。
本発明の一般的な目的は、一酸化炭素および酸素を反応
させて二酸化炭素を生成するための低温触媒複合体を提
供することである。この触媒複合体は、上記先行技術の
触媒の利点を全て有する一方、上記先行技術の触媒にお
ける欠点を克服する。
させて二酸化炭素を生成するための低温触媒複合体を提
供することである。この触媒複合体は、上記先行技術の
触媒の利点を全て有する一方、上記先行技術の触媒にお
ける欠点を克服する。
上記本発明の一般的な目的は、チタニア担体上に担持さ
れた白金触媒、パラジウム触媒、または白金／パラジウ
ム触媒を含み、５０〜１５０℃の温度範囲において一酸
化炭素と酸素との反応を触媒し二酸化炭素を生成する触
媒複合体を提供することによって達成される。別の態様
において、前記触媒はセリウムまたはその酸化物をも含
み得る。
れた白金触媒、パラジウム触媒、または白金／パラジウ
ム触媒を含み、５０〜１５０℃の温度範囲において一酸
化炭素と酸素との反応を触媒し二酸化炭素を生成する触
媒複合体を提供することによって達成される。別の態様
において、前記触媒はセリウムまたはその酸化物をも含
み得る。
本発明の更に別の態様において、上記触媒複合体は二酸
化炭素レーザシステムに組込まれる。
化炭素レーザシステムに組込まれる。
本発明の上記また多くの他の特徴および付随する利点は
、以下の詳細な説明を添付図面と合せて参照することに
よってより理解されるであろう。
、以下の詳細な説明を添付図面と合せて参照することに
よってより理解されるであろう。
本発明の方法において使用される触媒複合体は、チタニ
ア（Ｔ１０２）担体上に担持された白金触媒、パラジウ
ム触媒、または白金／パラジウム触媒を含む。この触媒
複合体は、一酸化炭素および酸素の転化により二酸化炭
素を得るために、適度な温度、即ち５０〜１５０℃にお
いて予期し得ない高い触媒活性を有することが見出され
ている。チタニアは、その不活性のために通常使用され
ているアルミナまたはシリカの担体物質とは異なり、白
金およびパラジウムと独特な相互作用を示す。この作用
は本発明者が発見したもので、その作用の結果、Ｃｏと
０２との反応の活性化エネルギーは、低温で０２モル当
り ５Ｋｃａｌと非常に低くなる。これら触媒複合体は
、前記のような温度の上昇または汚染によってひきおこ
される先行技術の問題を克服するため、二酸化炭素レー
ザシテムにおいて特に有用である。また前記触媒複合体
は、他の適用、即ち一酸化炭素および酸素を反応させ二
酸化炭素を生成するのに、比較的低温に維持することが
必要とされる場合または望ましい場合においても有用で
ある。
ア（Ｔ１０２）担体上に担持された白金触媒、パラジウ
ム触媒、または白金／パラジウム触媒を含む。この触媒
複合体は、一酸化炭素および酸素の転化により二酸化炭
素を得るために、適度な温度、即ち５０〜１５０℃にお
いて予期し得ない高い触媒活性を有することが見出され
ている。チタニアは、その不活性のために通常使用され
ているアルミナまたはシリカの担体物質とは異なり、白
金およびパラジウムと独特な相互作用を示す。この作用
は本発明者が発見したもので、その作用の結果、Ｃｏと
０２との反応の活性化エネルギーは、低温で０２モル当
り ５Ｋｃａｌと非常に低くなる。これら触媒複合体は
、前記のような温度の上昇または汚染によってひきおこ
される先行技術の問題を克服するため、二酸化炭素レー
ザシテムにおいて特に有用である。また前記触媒複合体
は、他の適用、即ち一酸化炭素および酸素を反応させ二
酸化炭素を生成するのに、比較的低温に維持することが
必要とされる場合または望ましい場合においても有用で
ある。
本発明の別の態様においては、セリウムまたはＣｅ０２
−またはＣｅ２Ｏ３のようなセリウムの酸化物を前記白
金またはパラジウムに組入れて触媒として提供すること
により、その触媒活性が非常に高められる。
−またはＣｅ２Ｏ３のようなセリウムの酸化物を前記白
金またはパラジウムに組入れて触媒として提供すること
により、その触媒活性が非常に高められる。
本発明の好ましい触媒複合体は、チタニアペレットに白
金、パラジウム、またはそれらの混合物を含浸させるこ
とにより形成される。該ペレットには、前記触媒がぺｌ
ノット中に急速に拡散することのできる大きな径の細孔
を有するものが選択される。本発明の触媒複合体には、
約１／１６〜１７４インチ（Ｏ，１８〜０．８４ｃｍ）
の径を有するペレットが適切である。平均細孔径は約０
．００５〜０．０４μｍが適切であり、約０．０１〜０
．０３μｍであれば好ましい。
金、パラジウム、またはそれらの混合物を含浸させるこ
とにより形成される。該ペレットには、前記触媒がぺｌ
ノット中に急速に拡散することのできる大きな径の細孔
を有するものが選択される。本発明の触媒複合体には、
約１／１６〜１７４インチ（Ｏ，１８〜０．８４ｃｍ）
の径を有するペレットが適切である。平均細孔径は約０
．００５〜０．０４μｍが適切であり、約０．０１〜０
．０３μｍであれば好ましい。
適切なＴｌＯ２ペレットは、オハイオ州アクロンのツー
トンカンパニー（Ｎｏｒｔｏｎ Ｃｏｎ＋ｐａｎｙ）よ
り入手可能である。本発明のチタニア担体は、モノリス
、網目状モノリス、またはプレートのような、ペレット
以外の形状でもよい。しかしながら、ペレット形状が好
ましい。
トンカンパニー（Ｎｏｒｔｏｎ Ｃｏｎ＋ｐａｎｙ）よ
り入手可能である。本発明のチタニア担体は、モノリス
、網目状モノリス、またはプレートのような、ペレット
以外の形状でもよい。しかしながら、ペレット形状が好
ましい。
前記Ｔ１０，２ペレツトに、好ましくは初期ウエットネ
ス技術（１ｎｃｉｐｉｅｎｔ ｗｅｔｎｅｓｓ ｔｅｃ
ｈｎｌｑｕｅ ）によって、選ばれた触媒の化学複合体
、例えば白金、パラジウム、または白金およびパラジウ
ムと、水のような適切な溶媒との複合体を含む溶液を含
浸させる。上記含浸されたペレットは、乾燥され、ヘリ
ウム中において約２００℃で加熱され、次いで約４００
℃の酸素流内において焼成される。テトラアンミン白金
（ｎ）硝酸塩（Ｐｔ （ＮＨ３）４） （ＮＯ３）２
オよびテトラアンミンパラジウム（ｎ）硝酸塩［Ｐｄ（
ＮＨ３）４） （Ｎｏ３）、２のような塩化物を含有し
ない貴金属塩は、ヘキサクロロ白金酸Ｈ２ＰｔＣｌ６・
８ Ｈ２Ｏのような塩化物を含有する貴金属錯体から形
成される複合体よりも優れた触媒機能を有する触媒複合
体を生ずることが見出されている。塩化物を含有しない
貴金属塩および本発明の前記初期ウエットネス技術を使
用すれば、前記チタニア担体中における均一な前記貴金
属の分布が生ずる。この貴金属は、好ましくは当該複合
体中に約０．１〜５重量％含まれる。ここで“含浸（１
ｍｐｒｃ４ｎａｔｉｏｎ）という語は、多孔性固体の空
間中に液体物質を押し入れるという意味で使用されてい
る。この含浸は、担体の表面積の利用をベレット全体に
おいておよびベレット全体を通して最大限にする。
ス技術（１ｎｃｉｐｉｅｎｔ ｗｅｔｎｅｓｓ ｔｅｃ
ｈｎｌｑｕｅ ）によって、選ばれた触媒の化学複合体
、例えば白金、パラジウム、または白金およびパラジウ
ムと、水のような適切な溶媒との複合体を含む溶液を含
浸させる。上記含浸されたペレットは、乾燥され、ヘリ
ウム中において約２００℃で加熱され、次いで約４００
℃の酸素流内において焼成される。テトラアンミン白金
（ｎ）硝酸塩（Ｐｔ （ＮＨ３）４） （ＮＯ３）２
オよびテトラアンミンパラジウム（ｎ）硝酸塩［Ｐｄ（
ＮＨ３）４） （Ｎｏ３）、２のような塩化物を含有し
ない貴金属塩は、ヘキサクロロ白金酸Ｈ２ＰｔＣｌ６・
８ Ｈ２Ｏのような塩化物を含有する貴金属錯体から形
成される複合体よりも優れた触媒機能を有する触媒複合
体を生ずることが見出されている。塩化物を含有しない
貴金属塩および本発明の前記初期ウエットネス技術を使
用すれば、前記チタニア担体中における均一な前記貴金
属の分布が生ずる。この貴金属は、好ましくは当該複合
体中に約０．１〜５重量％含まれる。ここで“含浸（１
ｍｐｒｃ４ｎａｔｉｏｎ）という語は、多孔性固体の空
間中に液体物質を押し入れるという意味で使用されてい
る。この含浸は、担体の表面積の利用をベレット全体に
おいておよびベレット全体を通して最大限にする。
一方、白金およびパラジウムの両方を含む触媒複合体は
、本発明に従い、前記Ｔｊ０２ベレットに白金およびパ
ラジウム塩溶液の混合物を含浸させることによって形成
される。典型的な混合物は、白金ｌ、０重量％およびパ
ラジウム １．０重量％を含み得るが、あらゆる混合比
率が使用され得る。該複合体の総金属含有量は、約２〜
５重量％の範囲であることが好ましい。
、本発明に従い、前記Ｔｊ０２ベレットに白金およびパ
ラジウム塩溶液の混合物を含浸させることによって形成
される。典型的な混合物は、白金ｌ、０重量％およびパ
ラジウム １．０重量％を含み得るが、あらゆる混合比
率が使用され得る。該複合体の総金属含有量は、約２〜
５重量％の範囲であることが好ましい。
上記においては金属塩を担体中に含侵させることに説明
が集中しているが、本発明はこのようなものに制限され
るものではない。むしろ、本発明の方法における触媒活
性の改善は、白金またはパラジウム触媒をチタニア担体
上で使用することによって達成されるもので、触媒と担
体との間の密接な接触が得られるならば、含浸以外の他
の手段によっても達成される。
が集中しているが、本発明はこのようなものに制限され
るものではない。むしろ、本発明の方法における触媒活
性の改善は、白金またはパラジウム触媒をチタニア担体
上で使用することによって達成されるもので、触媒と担
体との間の密接な接触が得られるならば、含浸以外の他
の手段によっても達成される。
本発明の別の態様によれば、セリウムまたはその酸化物
が本発明の触媒複合体に組入れられる。
が本発明の触媒複合体に組入れられる。
このセリウムは金属塩の形で提供され、好ましくは硝酸
セリウムＣｅ（ＮＯ３）３・１３１１２０のような塩化
物を含まない塩の形で提供される。セリウム塩溶液は白
金塩溶液またはパラジウム塩溶液と混合され、この混合
物を上記のようにＴｉＯ２中に含浸させる。
セリウムＣｅ（ＮＯ３）３・１３１１２０のような塩化
物を含まない塩の形で提供される。セリウム塩溶液は白
金塩溶液またはパラジウム塩溶液と混合され、この混合
物を上記のようにＴｉＯ２中に含浸させる。
このセリウムは、該複合体中においてセリウム量約１〜
２重量％を生ずるのに充分な量で提供される。セリウム
は金属イオンの形で含浸溶酸に提供されているが、その
一部分または全部は後続の王程において酸化され、Ｃｅ
２Ｏおよび／またはＣｅ２０ｆ）ような酸化物を形成す
ると考えられている。
２重量％を生ずるのに充分な量で提供される。セリウム
は金属イオンの形で含浸溶酸に提供されているが、その
一部分または全部は後続の王程において酸化され、Ｃｅ
２Ｏおよび／またはＣｅ２０ｆ）ような酸化物を形成す
ると考えられている。
更に、少量のニッケル、銅、またはマンガンのような他
の金属を、本発明の複合体に、前記白金および／または
パラジウムと共に含浸してもよい。
の金属を、本発明の複合体に、前記白金および／または
パラジウムと共に含浸してもよい。
これら他の金属と共に含浸させることは、酸素の吸着を
促進するために望ましいものであり得る。
促進するために望ましいものであり得る。
これら金属は、典型的には該複合体の約０．００１〜０
．０５重量％の量で使用される。
．０５重量％の量で使用される。
本発明の触媒複合体は、下記例３に記載した積分流反応
器（ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｎｏｖ ｒｅａｃｔｏｒ ）を
使用して試験された。試験された触媒複合体系は：（ａ
）Ｔｔｏ２上のＰｔ ２．Ｏｙｔ％およびＣｅ ２．０
ｗｔ％（ｂ）Ｔ１０２．上のＰｄ ２．Ｏｖｔ％および
Ｃｅ ２．０ｗｔ％；（ｃ）Ｔ１０２上のＰｔ ３．８
ｖｔ％；および（ｄ）Ｔ１０２上のＰｔ ４．４ｖｔ％
を包含する。前記反応器より出されたガスのガス分析よ
り得られたデータを基に、以下の式を使用して一酸化炭
素および酸素の両方を消失させる触媒活性を算出した活
性−〇（Ｘ、入０側−出ｏ（ｕｌ、／■。
器（ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｎｏｖ ｒｅａｃｔｏｒ ）を
使用して試験された。試験された触媒複合体系は：（ａ
）Ｔｔｏ２上のＰｔ ２．Ｏｙｔ％およびＣｅ ２．０
ｗｔ％（ｂ）Ｔ１０２．上のＰｄ ２．Ｏｖｔ％および
Ｃｅ ２．０ｗｔ％；（ｃ）Ｔ１０２上のＰｔ ３．８
ｖｔ％；および（ｄ）Ｔ１０２上のＰｔ ４．４ｖｔ％
を包含する。前記反応器より出されたガスのガス分析よ
り得られたデータを基に、以下の式を使用して一酸化炭
素および酸素の両方を消失させる触媒活性を算出した活
性−〇（Ｘ、入０側−出ｏ（ｕｌ、／■。
１
但し
Ｑ−触媒床を横切る流速（通常ｃｍ３／ｍｉｎ、）Ｘ
−モル分率（ｉ −０２，Ｃｏ ）Ｖ −空隙量を含む
触媒床容量（ｃｍ３）Ｐｊｇ、 １および２は各触媒複
合体におけるこれら結果を示した曲線を表しており、夫
々触媒床の様々な温度における０２の消失活性およびＣ
Ｏの消失活性を示している。Ｆｌｇ、１において“活性
（ａｃｔｉｖｉｔｙ ：触媒ｍｌ当りのｍ１０２／ｍ１
ｎ） ”という語は、酸素の減少量を、触媒ｍｌ当り、
１分間当りの酸素のｍｌ量として示している。同様にＦ
ｉｇ、 ２において“活性”とは、一酸化炭素の減少量
を示している。酸素および一酸化炭素の減少量は、下記
式（４）に示されるような反応物より形成される二酸化
炭素量に直接関係する。
−モル分率（ｉ −０２，Ｃｏ ）Ｖ −空隙量を含む
触媒床容量（ｃｍ３）Ｐｊｇ、 １および２は各触媒複
合体におけるこれら結果を示した曲線を表しており、夫
々触媒床の様々な温度における０２の消失活性およびＣ
Ｏの消失活性を示している。Ｆｌｇ、１において“活性
（ａｃｔｉｖｉｔｙ ：触媒ｍｌ当りのｍ１０２／ｍ１
ｎ） ”という語は、酸素の減少量を、触媒ｍｌ当り、
１分間当りの酸素のｍｌ量として示している。同様にＦ
ｉｇ、 ２において“活性”とは、一酸化炭素の減少量
を示している。酸素および一酸化炭素の減少量は、下記
式（４）に示されるような反応物より形成される二酸化
炭素量に直接関係する。
ＣＯ＋１／２０゜→Ｃｏ２ （４）Ｆｉｇ、 １お
よび２に見られるように、Ｐｔ／Ｃｅ／ＴｉＯ２触媒は
約２５〜２００℃の温度範囲を通して最も高い活性を示
している。Ｐｄ／ＣｅノＴｊ０２触媒はＰｔ／Ｃｅ／Ｔ
ｉＯ２触媒よりも不活性であり、またＰｄ／Ｔｊ０２触
媒よりも不活性である。Ｐｔ／Ｔ１０ｚ触媒は、これら
の系において最も不活性である。以上の結果は、Ｐｔお
よびＣｅの間には、ＰｄおよびＣｅの間では現れない独
特の相乗効果のあることを示唆している。その上、Ｔｉ
Ｏ２上へＣｅを単純に含浸させると、不活性な物質を生
ずることが見出されている。加えて、Ｐｉ／Ｃｅ／Ｔｊ
０２複合体の比活性（ｓｐｅｃＨｉｃ ａｃｔｉｖｉｔ
ｙ ）は、１００℃以上の温度において、本発明のＰｔ
／ＴｉＯ２複合体の約２倍であることが見出されている
。これら活性増大の程度は、セリウムを組込むことによ
って急激に高くなる。
よび２に見られるように、Ｐｔ／Ｃｅ／ＴｉＯ２触媒は
約２５〜２００℃の温度範囲を通して最も高い活性を示
している。Ｐｄ／ＣｅノＴｊ０２触媒はＰｔ／Ｃｅ／Ｔ
ｉＯ２触媒よりも不活性であり、またＰｄ／Ｔｊ０２触
媒よりも不活性である。Ｐｔ／Ｔ１０ｚ触媒は、これら
の系において最も不活性である。以上の結果は、Ｐｔお
よびＣｅの間には、ＰｄおよびＣｅの間では現れない独
特の相乗効果のあることを示唆している。その上、Ｔｉ
Ｏ２上へＣｅを単純に含浸させると、不活性な物質を生
ずることが見出されている。加えて、Ｐｉ／Ｃｅ／Ｔｊ
０２複合体の比活性（ｓｐｅｃＨｉｃ ａｃｔｉｖｉｔ
ｙ ）は、１００℃以上の温度において、本発明のＰｔ
／ＴｉＯ２複合体の約２倍であることが見出されている
。これら活性増大の程度は、セリウムを組込むことによ
って急激に高くなる。
アルミナ（Ａｌ；２０３ ）は最も慣用な触媒の担体物
質の一つである。このため、ガンマアルミナ担体上にＰ
ｉ ２．０νｔ％およびＣｅ ２．０ｗｔ％を含む触媒
活性を、チタニア担体上にＰｔ ２．０ｗｔ％およびＣ
ｃ ２．Ｏｖｔ％を含む本発明の触媒複合体の触媒活性
と、直接的に比較した。
質の一つである。このため、ガンマアルミナ担体上にＰ
ｉ ２．０νｔ％およびＣｅ ２．０ｗｔ％を含む触媒
活性を、チタニア担体上にＰｔ ２．０ｗｔ％およびＣ
ｃ ２．Ｏｖｔ％を含む本発明の触媒複合体の触媒活性
と、直接的に比較した。
前記アルミナ担体は、マサチューセッツ州しギンントン
のブレースケミカルカンパニー（ＧｒａｃｅＣｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）より入手された。径３．２ｍ
ｍの球体として提供され、主にガンマ相アルミナより構
成されていた。表面積は、ブルナウアー エメット、お
よびテラー（ＢＥＴ）法によって １１０ｒｒ？／ｇと
測定された。このアルミナ担体に、下記例２に記載する
初期ウエツトネス技術を使用してＰｔおよびＣｅを含浸
させた。本発明の触媒複合体は、下記例２に記載の方法
によって調製された。
のブレースケミカルカンパニー（ＧｒａｃｅＣｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）より入手された。径３．２ｍ
ｍの球体として提供され、主にガンマ相アルミナより構
成されていた。表面積は、ブルナウアー エメット、お
よびテラー（ＢＥＴ）法によって １１０ｒｒ？／ｇと
測定された。このアルミナ担体に、下記例２に記載する
初期ウエツトネス技術を使用してＰｔおよびＣｅを含浸
させた。本発明の触媒複合体は、下記例２に記載の方法
によって調製された。
これら触媒を上記のような積分流反応器で試験した。Ｆ
ｌｇ、３は各触媒のこの試験における結果を示す曲線を
表すもので、触媒床の様々な温度における０２の消失活
性を示している。前記チタニアペ１ノットおよびアルミ
ナペレットは異なった粒子密度を有するため、その活性
はＦｉｇ、 ３に示されているように、体積を基準とし
て正規化した。本発明のＰｔ／Ｃｃ／ＴｉＯ２触媒は、
前記Ｐｔ／Ｃｅハ１２０３触媒に比べて表面積が小さい
にもかかわらずＣ３４ｒｒｆ／ｇ対１１０ｒｆ／ｇ）、
かなり活性が大きかった。本発明のＰｉ／Ｃｅ／ＴｉＯ
２触媒が２５〜１００℃の間でかなりの活性を示す一方
、前記Ｐｔ／Ｃｅ／Ａ １２０３触媒は同じ温度範囲で
は不活性であった。セリウムの添加によって、比較的弱
い酸素の吸収と、強い一酸化炭素の吸収とのバランスが
明らかに助成される。更に、上記結果で示されたように
、“酸素の貯蔵（ｏｘｙｇｅｎ ｓｔｏｒａｇｅ） ”
特性はＰｔ、 Ｃｅ、およびＴｉＯ２間の化学的相互作
用に直接関係するようである。
ｌｇ、３は各触媒のこの試験における結果を示す曲線を
表すもので、触媒床の様々な温度における０２の消失活
性を示している。前記チタニアペ１ノットおよびアルミ
ナペレットは異なった粒子密度を有するため、その活性
はＦｉｇ、 ３に示されているように、体積を基準とし
て正規化した。本発明のＰｔ／Ｃｃ／ＴｉＯ２触媒は、
前記Ｐｔ／Ｃｅハ１２０３触媒に比べて表面積が小さい
にもかかわらずＣ３４ｒｒｆ／ｇ対１１０ｒｆ／ｇ）、
かなり活性が大きかった。本発明のＰｉ／Ｃｅ／ＴｉＯ
２触媒が２５〜１００℃の間でかなりの活性を示す一方
、前記Ｐｔ／Ｃｅ／Ａ １２０３触媒は同じ温度範囲で
は不活性であった。セリウムの添加によって、比較的弱
い酸素の吸収と、強い一酸化炭素の吸収とのバランスが
明らかに助成される。更に、上記結果で示されたように
、“酸素の貯蔵（ｏｘｙｇｅｎ ｓｔｏｒａｇｅ） ”
特性はＰｔ、 Ｃｅ、およびＴｉＯ２間の化学的相互作
用に直接関係するようである。
また本発明の触媒複合体を、下記例４のように閉サイク
ルＣＯ２横励起（ＴＥ）レーザにおいて試験した。７５
〜９５℃間において本発明のＰｔ／Ｃｅ／ＴｉＯ２触媒
複合体で、１００ Ｈｚにおける１０６の連続ショット
を超えるレーザ操作が達成された。
ルＣＯ２横励起（ＴＥ）レーザにおいて試験した。７５
〜９５℃間において本発明のＰｔ／Ｃｅ／ＴｉＯ２触媒
複合体で、１００ Ｈｚにおける１０６の連続ショット
を超えるレーザ操作が達成された。
本発明の方法に使用される触媒複合体は、酸素が化学量
論的必要量以下の濃度で存在するときでさえ、一酸化炭
素および酸素を反応させ二酸化炭素を生成することを促
進するのに効果的である。
論的必要量以下の濃度で存在するときでさえ、一酸化炭
素および酸素を反応させ二酸化炭素を生成することを促
進するのに効果的である。
この効果は、本複合体が良好な酸素の吸着剤であるとい
う事実に因ると考えられている。対照的に、公知の触媒
は効果をあげるためには、化学量論的にかなり過剰な酸
素の存在が必要である。更に、本触媒複合体は高濃度の
二酸化炭素の存在下において効果的である。以前使用さ
れていた触媒は二酸化炭素の吸着によって被毒され、効
果のないものとなっていた。こうして、本発明の触媒複
合体は、二酸化炭素レーザシステムでの使用に非常に好
適である。このレーザシステムは、典型的な操作条件下
で二酸化炭素約２０％、窒素的２０％、酸素的０．５％
、および一酸化炭素的１％を含む。下記例３では、ＣＯ
２レーザガス混合物を使用した積分流反応器における本
発明の触媒複合体の挙動について述べられており、また
下記例４では、ＣＯ２レーザの操作における本発明の触
媒複合体の挙動について述べられている。
う事実に因ると考えられている。対照的に、公知の触媒
は効果をあげるためには、化学量論的にかなり過剰な酸
素の存在が必要である。更に、本触媒複合体は高濃度の
二酸化炭素の存在下において効果的である。以前使用さ
れていた触媒は二酸化炭素の吸着によって被毒され、効
果のないものとなっていた。こうして、本発明の触媒複
合体は、二酸化炭素レーザシステムでの使用に非常に好
適である。このレーザシステムは、典型的な操作条件下
で二酸化炭素約２０％、窒素的２０％、酸素的０．５％
、および一酸化炭素的１％を含む。下記例３では、ＣＯ
２レーザガス混合物を使用した積分流反応器における本
発明の触媒複合体の挙動について述べられており、また
下記例４では、ＣＯ２レーザの操作における本発明の触
媒複合体の挙動について述べられている。
本発明を実践するための例を以下に示す。
例 １
この例では、Ｐｔ／Ｔｊ０２およびＰｄ／ＴｉＯ２を含
む本発明の方法に使用される触媒複合体の調製方法を説
明する。
む本発明の方法に使用される触媒複合体の調製方法を説
明する。
チタニア担体は、アナターゼ相９０％およびルチル相ｌ
Ｏ％の混合物の１７８インチ（Ｏ，３２ｃｍ）押出物を
含有するベレットとして提供された。またこれらはオハ
イオ州アクロンのツートンカンパニーより入手された。
Ｏ％の混合物の１７８インチ（Ｏ，３２ｃｍ）押出物を
含有するベレットとして提供された。またこれらはオハ
イオ州アクロンのツートンカンパニーより入手された。
その表面積は、ブルナウアー エメット、およびテラー
（ＢＥＴ）法によって３４ホ／ｇと測定され、また平均
細孔径は７３又と算出された。第一の触媒複合体をテト
ラアンミン白金（ＩＩ）硝酸塩を使用して調製し、また
第二の触媒複合体をテトラアンミンパラジウム（Ｉｆ）
硝酸塩を使用して調製した。
（ＢＥＴ）法によって３４ホ／ｇと測定され、また平均
細孔径は７３又と算出された。第一の触媒複合体をテト
ラアンミン白金（ＩＩ）硝酸塩を使用して調製し、また
第二の触媒複合体をテトラアンミンパラジウム（Ｉｆ）
硝酸塩を使用して調製した。
初期ウエットネス技術を使用して、未処理の（純粋な）
チタニア（Ｔ１０２）ベレットに白金またはパラジウム
を含浸させた。このチタニアペレット比細孔容積を、水
で容積測定的に飽和容積（特定の溶媒について測定され
た細孔容積）を測定することによって決定した。この飽
和容積が知られたならば、適切な金属塩の容積測定溶液
を規定の濃度レベルで調製した。次いで、この定量溶液
を適量の未処理のチタニアベレットと混合し、該溶液を
ペレット表面および内部に物理的に吸着させた。Ｐｔ／
Ｔ１０ｚ触媒を、ＴｌＯ２ペレット５．１８１ ｇおよ
び水１ｍｌ当り白金塩０．２３４ ｐ：を含む溶液１．
８４ｍ１を用いて調製した。ｐｄ７’ｒｉｏ２触媒を、
ＴｉＯ２ペレット１０３、Ｏｆおよび水 １ｍｌ当りパ
ラジウム塩０．４２３ ｇを含む溶液３６．７ｍｌを用
いて調製した。前記チタニアペレットを均一に且つ完全
に飽和できるようにするため、溶液を少し過剰に（５％
）使用した。
チタニア（Ｔ１０２）ベレットに白金またはパラジウム
を含浸させた。このチタニアペレット比細孔容積を、水
で容積測定的に飽和容積（特定の溶媒について測定され
た細孔容積）を測定することによって決定した。この飽
和容積が知られたならば、適切な金属塩の容積測定溶液
を規定の濃度レベルで調製した。次いで、この定量溶液
を適量の未処理のチタニアベレットと混合し、該溶液を
ペレット表面および内部に物理的に吸着させた。Ｐｔ／
Ｔ１０ｚ触媒を、ＴｌＯ２ペレット５．１８１ ｇおよ
び水１ｍｌ当り白金塩０．２３４ ｐ：を含む溶液１．
８４ｍ１を用いて調製した。ｐｄ７’ｒｉｏ２触媒を、
ＴｉＯ２ペレット１０３、Ｏｆおよび水 １ｍｌ当りパ
ラジウム塩０．４２３ ｇを含む溶液３６．７ｍｌを用
いて調製した。前記チタニアペレットを均一に且つ完全
に飽和できるようにするため、溶液を少し過剰に（５％
）使用した。
残った溶液を、回収および分析のために保存した。
触媒複合体の調製は、上記“湿潤状態の（ｗｅｔｔｅｄ
）”触媒複合体をフローイングエアフード内でゆっくり
と乾燥し、次いで約２００℃２時間ヘリウム流内で活性
化し、更に約４００℃４時間酸素流内で焼成することに
よって完了された。該溶液中の金属濃度、チタニア担体
物質の飽和容積、および回収された残留金属を考慮し、
物質のバランスにより、金属充填量を測定した。この二
つの複合体では、夫々Ｐｔ３．８νｔ％およびＰｄ４．
４ ｖｔ％であった。
）”触媒複合体をフローイングエアフード内でゆっくり
と乾燥し、次いで約２００℃２時間ヘリウム流内で活性
化し、更に約４００℃４時間酸素流内で焼成することに
よって完了された。該溶液中の金属濃度、チタニア担体
物質の飽和容積、および回収された残留金属を考慮し、
物質のバランスにより、金属充填量を測定した。この二
つの複合体では、夫々Ｐｔ３．８νｔ％およびＰｄ４．
４ ｖｔ％であった。
これら触媒複合体を、下記例３に記載されているように
、触媒活性に関して試験した。
、触媒活性に関して試験した。
例 ２
この例では、ＴｉＯ２上のＰｔ／Ｃｅを含む本発明の方
法に使用される触媒複合体の調製方法を説明する。 含
浸溶液としてテトラアンミン白金（ＩＩ）硝酸塩および
硝酸セリウムを含む混合物を使用し、全般的には例１記
載の方法に従った。ＴｌＯ２ベレット４４４．６ ｉに
対して、水１ｍｌ当り白金塩０．１１７ｇおよび水１ｍ
ｌｍｌセリセリウム塩１８８ｇを含む溶液１５８ｍ１を
使用した。この複合体を測定したところ、Ｐｔ ２．Ｏ
ｖｔ％およびＣｅ ２．Ｏｖｔ％であった。
法に使用される触媒複合体の調製方法を説明する。 含
浸溶液としてテトラアンミン白金（ＩＩ）硝酸塩および
硝酸セリウムを含む混合物を使用し、全般的には例１記
載の方法に従った。ＴｌＯ２ベレット４４４．６ ｉに
対して、水１ｍｌ当り白金塩０．１１７ｇおよび水１ｍ
ｌｍｌセリセリウム塩１８８ｇを含む溶液１５８ｍ１を
使用した。この複合体を測定したところ、Ｐｔ ２．Ｏ
ｖｔ％およびＣｅ ２．Ｏｖｔ％であった。
上記調製されたＰｔ／Ｃｅ／ＴｉＯ２触媒複合体の走査
型電子顕微ｍ（ＳＥＭ）像を、エダックスＰ■９１００
エネルギーデイスパーシブＸ線（ａｎ ＥＤＡＸ ＰＶ
９１００Ｅｎｅｒｇ）７ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−
ｒａｙ ＥＤＸ）分析システムを装備したケンブリッジ
ステレオスキャン（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ ５ｔｒｅｏｓ
ｃａｎ ） ２５０ ＭＫ ３走査型電子顕微鏡を用い
て得た。炭素の原子量までのＥＤＸ元素の検出のために
ウィンドウレス検出器を用いると共に、後方散乱検出器
を用いて顕微鏡写真を得た。
型電子顕微ｍ（ＳＥＭ）像を、エダックスＰ■９１００
エネルギーデイスパーシブＸ線（ａｎ ＥＤＡＸ ＰＶ
９１００Ｅｎｅｒｇ）７ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−
ｒａｙ ＥＤＸ）分析システムを装備したケンブリッジ
ステレオスキャン（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ ５ｔｒｅｏｓ
ｃａｎ ） ２５０ ＭＫ ３走査型電子顕微鏡を用い
て得た。炭素の原子量までのＥＤＸ元素の検出のために
ウィンドウレス検出器を用いると共に、後方散乱検出器
を用いて顕微鏡写真を得た。
該ベレットの縦断面は、ベレットの細孔内においてＰｔ
およびＣｅのランダムな分布を示した。更に、チタニア
収縮（ｔＨａｎｊａ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ）の程度ま
たは恐らくペレット中の密度変化は、ペレット周辺の暗
い“帯（ｂａｎｄ）“によって定性的に示された。
およびＣｅのランダムな分布を示した。更に、チタニア
収縮（ｔＨａｎｊａ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ）の程度ま
たは恐らくペレット中の密度変化は、ペレット周辺の暗
い“帯（ｂａｎｄ）“によって定性的に示された。
後方散乱ＳＥＭ像の技術を使用して、該Ｐｔ／Ｃｅの分
布図を得た。これら顕微鏡写真は、ＴｌＯ２マトリック
ス内におけるｐｔおよびＣｅ両方の松本状結晶成長を示
した。該ベレット外部のＥＤＸ分析は、かなりの量のＰ
ｔおよびＣｅを示した。対照的に、触媒ベレットの最外
部の周囲を除いて触媒ペレットの暗い部分には、ＥＤＸ
スペクトルによって示されるように、ｐｔおよびＣｅの
両方共に存在しないことが示された。
布図を得た。これら顕微鏡写真は、ＴｌＯ２マトリック
ス内におけるｐｔおよびＣｅ両方の松本状結晶成長を示
した。該ベレット外部のＥＤＸ分析は、かなりの量のＰ
ｔおよびＣｅを示した。対照的に、触媒ベレットの最外
部の周囲を除いて触媒ペレットの暗い部分には、ＥＤＸ
スペクトルによって示されるように、ｐｔおよびＣｅの
両方共に存在しないことが示された。
Ｐｔ、、ＣｅｓおよびＴ１の酸化状態に関する情報は、
電子分光法（Ｅ Ｓ ＣＡ）によって得られた。この情
報は、該触媒表面で機能するレドックス（酸化／還元）
についての見識を与える。ＭｇＫａＸ線を備えたベルキ
ンエルマー（Ｐｅｒｋｌｎ ＥｌｌＩｌｅｒ） ５５０
０ＥＳＣＡ／ＳＡＭを、チャンバー圧約１Ｏ−９ｔｏｒ
ｒ、で使用した。スペクトルは、２８［ｉ、４ ａＶに
おける炭素Ｉｓ共有ピークと対照された。Ｐｔ ４ｆの
ＥＳＣＡスペクトルにおいて、７０．ｆ３ｅＶにおける
Ｐ ｔ７ｙｉ ｆビーク、およした。分析に適合する曲
線は、ＰｔＯ（Ｐｔ”の酸化状態）およびＰｔＯ２（Ｐ
ｔ”の酸化状態）両方の存在を示した。同様に、Ｃｅ３
ｄＥＳＣＡスペクトルもまた、多くのＣｅの酸化状態を
示した。８ｇ５．３ ｅＶおよび９０３．［ｉ ｅＶの
両方におけるＣｅ ３ｄのピークは、金属セリウムに一
致した。８８１．２ ｅＶにおいて適合したＣｅ ３ｄ
のピークは、Ｃｅ２０３（Ｃｅ ３”の酸化状態）に関
連するが、一方８９９．５ｅＶにおいて適合したピーク
は、Ｃｅ ０２ （Ｃｅ’＋の酸化状態）に関連する。
電子分光法（Ｅ Ｓ ＣＡ）によって得られた。この情
報は、該触媒表面で機能するレドックス（酸化／還元）
についての見識を与える。ＭｇＫａＸ線を備えたベルキ
ンエルマー（Ｐｅｒｋｌｎ ＥｌｌＩｌｅｒ） ５５０
０ＥＳＣＡ／ＳＡＭを、チャンバー圧約１Ｏ−９ｔｏｒ
ｒ、で使用した。スペクトルは、２８［ｉ、４ ａＶに
おける炭素Ｉｓ共有ピークと対照された。Ｐｔ ４ｆの
ＥＳＣＡスペクトルにおいて、７０．ｆ３ｅＶにおける
Ｐ ｔ７ｙｉ ｆビーク、およした。分析に適合する曲
線は、ＰｔＯ（Ｐｔ”の酸化状態）およびＰｔＯ２（Ｐ
ｔ”の酸化状態）両方の存在を示した。同様に、Ｃｅ３
ｄＥＳＣＡスペクトルもまた、多くのＣｅの酸化状態を
示した。８ｇ５．３ ｅＶおよび９０３．［ｉ ｅＶの
両方におけるＣｅ ３ｄのピークは、金属セリウムに一
致した。８８１．２ ｅＶにおいて適合したＣｅ ３ｄ
のピークは、Ｃｅ２０３（Ｃｅ ３”の酸化状態）に関
連するが、一方８９９．５ｅＶにおいて適合したピーク
は、Ｃｅ ０２ （Ｃｅ’＋の酸化状態）に関連する。
格子酸素は一酸化炭素の触媒性酸化が原因であると一般
的に確信されているため、ＰｔおよびＣｅ両方について
の多くの酸化状態の存在は、これら金属がレドックス機
構に関係あり得ることを示唆している。Ｔ１に一致する
２ｐＥ Ｓ ＣＡスペクトルは、唯一つの酸化状態を示
した。４５ｇ、４ ｅＶにおけるＴｉ２ｐ１．２のピー
ク、および４Ｂ４．１ ｅＶにおけるＴｉ２＋）＋２の
ピークＴｉＯ２のＴｉ４＋酸化状態に関連した。
的に確信されているため、ＰｔおよびＣｅ両方について
の多くの酸化状態の存在は、これら金属がレドックス機
構に関係あり得ることを示唆している。Ｔ１に一致する
２ｐＥ Ｓ ＣＡスペクトルは、唯一つの酸化状態を示
した。４５ｇ、４ ｅＶにおけるＴｉ２ｐ１．２のピー
ク、および４Ｂ４．１ ｅＶにおけるＴｉ２＋）＋２の
ピークＴｉＯ２のＴｉ４＋酸化状態に関連した。
この触媒複合体を、下記例３記載のようにレーザ活性に
ついて試験した。
ついて試験した。
例 ３
この例では、Ｃｏおよび０２の即吟分析を組入れた積分
流反応器系を用いた本発明の触媒複合体のＪ・１価につ
いて述べる。
流反応器系を用いた本発明の触媒複合体のＪ・１価につ
いて述べる。
例１および２のように調製された触媒複合体の夫々につ
いて、分離試験を行った。触媒複合体を低流量の触媒試
験の位置に置いた。この位置には、触媒反応器と、選ば
れた流速で触媒に対し予め決められたガス混合物を流す
ための適切なガス源およびバルブとが含まれてる。この
反応器から出るガス流をガス分析装置に誘導した。
いて、分離試験を行った。触媒複合体を低流量の触媒試
験の位置に置いた。この位置には、触媒反応器と、選ば
れた流速で触媒に対し予め決められたガス混合物を流す
ための適切なガス源およびバルブとが含まれてる。この
反応器から出るガス流をガス分析装置に誘導した。
上記反応器は、平均０．５インチ（ｉ、２７ｃｍ）の内
径および１５インチ（３８，１ｃｍ）の長さを有する標
準的な内壁パイレックス配管から組立てられていた。
径および１５インチ（３８，１ｃｍ）の長さを有する標
準的な内壁パイレックス配管から組立てられていた。
触媒ペレットをバイレックス球（径１／８インチ、即ち
０．３２ｃｍ）と共に充填し、温度の急激な上昇を抑え
るようにした。触媒周辺をパイレックスウールの栓によ
って固定した。触媒床の温度を、サブミニチュアタイプ
に被覆サーモカップルを用いてモニターした。
０．３２ｃｍ）と共に充填し、温度の急激な上昇を抑え
るようにした。触媒周辺をパイレックスウールの栓によ
って固定した。触媒床の温度を、サブミニチュアタイプ
に被覆サーモカップルを用いてモニターした。
酸素０．５％、Ｃｏ １．０％、窒素１７％、ＣＯ２１
７％、および残りがヘリウムの組成が保証されたガス混
合物を、慣例の触媒評価に使用した。水素、一酸化炭素
、酸素、およびヘリウムを含む別のガスを、触媒調整の
ような特別なプロセスのために供給可能にした。高精度
ロータメーター（フィッシャーポーターモデル１０Ａ３
５５５）および個別に調整されたマスフローコントロー
ラー（Ｔｙｒａｎ Ｍｏｄｅｌ ＦＣ−２８０）の組合
せが、正確で且つ再現可能なガス流速、および特別なガ
ス混合物の合成を可能にした。この系の圧力は、独立し
た圧力変換機／表示器によってモニターされた。即時の
ガス分析のために、特別に調整されたベックマン工業非
分散型赤外分析器（Ｍｏｄｅｌ ８０８）を、ＣＯガス
の分析に使用し、一方ベツクマン酸素分析器（Ｍｏｄｅ
ｌ ７５５Ａ）で酸素レベルをモニターした。
７％、および残りがヘリウムの組成が保証されたガス混
合物を、慣例の触媒評価に使用した。水素、一酸化炭素
、酸素、およびヘリウムを含む別のガスを、触媒調整の
ような特別なプロセスのために供給可能にした。高精度
ロータメーター（フィッシャーポーターモデル１０Ａ３
５５５）および個別に調整されたマスフローコントロー
ラー（Ｔｙｒａｎ Ｍｏｄｅｌ ＦＣ−２８０）の組合
せが、正確で且つ再現可能なガス流速、および特別なガ
ス混合物の合成を可能にした。この系の圧力は、独立し
た圧力変換機／表示器によってモニターされた。即時の
ガス分析のために、特別に調整されたベックマン工業非
分散型赤外分析器（Ｍｏｄｅｌ ８０８）を、ＣＯガス
の分析に使用し、一方ベツクマン酸素分析器（Ｍｏｄｅ
ｌ ７５５Ａ）で酸素レベルをモニターした。
ＣＯおよび０２の両方を除去するための触媒活性は、前
記のように算出した。これらの結果を、前記Ｆｉｇ、１
および２に示す。
記のように算出した。これらの結果を、前記Ｆｉｇ、１
および２に示す。
更に、これら触媒複合体はＣＯ２、Ｃｏ、 ０２、Ｎ２
、およびヘリウムのようなレーザガス混合物中に貯蔵さ
れるとき安定であることが見出されており、望ましくな
い塵埃を形成しなかった。
、およびヘリウムのようなレーザガス混合物中に貯蔵さ
れるとき安定であることが見出されており、望ましくな
い塵埃を形成しなかった。
例 ４
この例では、本発明の方法および触媒複合体を組入れた
二酸化炭素レーザシステムを説明する。
二酸化炭素レーザシステムを説明する。
密封されたモジュラ−横励起（ＴＥ）Ｃｏ、２レーザを
使用して、触媒の挙動を研究した。発振器は、横断する
ガス流で予めイオン化するためにコロナ放電を使用した
。モジュラ−アプローチは、小型のｉ〜３Ｈｚソースま
たは１００ｔｌｚ装置の何れにもフローモジュールを簡
単に付加できるように選択した。完成された閉サイクル
モジュラ−レーザ組立体は、簡略化パルス形成回路網（
ｐｏｔｔｅｄ ｐｕｌｓｅ−ｒｏｒｍｉｎｇ ｎｅｔｗ
ｏｒｋ）、放電モジュールおよび光学ベンチ、サイドに
固定された触媒／熱交換器セクション、およびタンジェ
ンシャルファンから戊っている。このシステムは、Ｄ、
Ｂ、コーンらにより表題“小型高反復速度Ｃｏ、２ Ｔ
ＥＡレーザ（ＣＯｍｐａｃｔ旧ｇｈ１？ｅｐｅｔｉｔｉ
ｏｎ Ｒａｔｅ Ｃ０２ＴＥＡ １．ａｓｅｒｓ） ”
（ＳＰＩＣ，１０４２゜ＣＯ２レーザズアンドアプリ
ケーション、 １９８３年。
使用して、触媒の挙動を研究した。発振器は、横断する
ガス流で予めイオン化するためにコロナ放電を使用した
。モジュラ−アプローチは、小型のｉ〜３Ｈｚソースま
たは１００ｔｌｚ装置の何れにもフローモジュールを簡
単に付加できるように選択した。完成された閉サイクル
モジュラ−レーザ組立体は、簡略化パルス形成回路網（
ｐｏｔｔｅｄ ｐｕｌｓｅ−ｒｏｒｍｉｎｇ ｎｅｔｗ
ｏｒｋ）、放電モジュールおよび光学ベンチ、サイドに
固定された触媒／熱交換器セクション、およびタンジェ
ンシャルファンから戊っている。このシステムは、Ｄ、
Ｂ、コーンらにより表題“小型高反復速度Ｃｏ、２ Ｔ
ＥＡレーザ（ＣＯｍｐａｃｔ旧ｇｈ１？ｅｐｅｔｉｔｉ
ｏｎ Ｒａｔｅ Ｃ０２ＴＥＡ １．ａｓｅｒｓ） ”
（ＳＰＩＣ，１０４２゜ＣＯ２レーザズアンドアプリ
ケーション、 １９８３年。
６３〜６９頁）に記載されている。
例２記載のように調製されたＰｔ／Ｃｅ／ＴｉＯ２触媒
複合体を触媒量的６０ｍ１で使用し、１００ Ｈｚ反復
速度で長時間に亘りレーザの試験を行った。典型的には
、該レーザを数時間操作し、夜間は停止し、そ（７て次
の日は再操作した。この試験結果は、以下のようになっ
た： （ａ）反復速度１００ Ｈｚ （ｂ） ８０ｍｊ／ｐｕｌｓｅ、時間中フォールオフは
ない（ｃ） ビークパワーＩ ＭＷ （ｄ）総ショット数５×１０６ （ｅ）触媒温度７５〜９５℃ （ｒ） ＋２０１６０□または１３ｃ１６０２で操作例
１記載のように調製された本発明のＰｔ／ＴｉＯ２触媒
複合体について追加試験を行った。１５０ Ｈｚで動作
するＴＥ二酸化炭素レーザを使用した。本発明の触媒複
合体を、該レーザの覆い部分に餘置］７容量が６０ｍ１
である触媒床に置いた。触媒床を温度１００〜１５０℃
に維持した。該レーザを９ 、３１１；’ｊ間操作した
ところ、本質的にレーザ出力が一定であることおよび放
電の発生中において日に見える顕著な変化がないことか
ら明らかなように、レーザの特性の低下を示さなかった
。
複合体を触媒量的６０ｍ１で使用し、１００ Ｈｚ反復
速度で長時間に亘りレーザの試験を行った。典型的には
、該レーザを数時間操作し、夜間は停止し、そ（７て次
の日は再操作した。この試験結果は、以下のようになっ
た： （ａ）反復速度１００ Ｈｚ （ｂ） ８０ｍｊ／ｐｕｌｓｅ、時間中フォールオフは
ない（ｃ） ビークパワーＩ ＭＷ （ｄ）総ショット数５×１０６ （ｅ）触媒温度７５〜９５℃ （ｒ） ＋２０１６０□または１３ｃ１６０２で操作例
１記載のように調製された本発明のＰｔ／ＴｉＯ２触媒
複合体について追加試験を行った。１５０ Ｈｚで動作
するＴＥ二酸化炭素レーザを使用した。本発明の触媒複
合体を、該レーザの覆い部分に餘置］７容量が６０ｍ１
である触媒床に置いた。触媒床を温度１００〜１５０℃
に維持した。該レーザを９ 、３１１；’ｊ間操作した
ところ、本質的にレーザ出力が一定であることおよび放
電の発生中において日に見える顕著な変化がないことか
ら明らかなように、レーザの特性の低下を示さなかった
。
上記の説明かられかるように本発明は低温、即ち約５０
〜１５０℃の範囲で一酸化炭素および酸素を反応させ二
酸化炭素を生成する改善された方法を提供する。こうし
て、発熱および光学素子または構造素子の歪みのような
温度の望ましくない影響が避ｌすられる。更に、本発明
の方法に使用される触媒複合体は、低酸素濃度において
また高濃度の二酸化炭素の存在下において、一酸化炭素
および酸素を二酸化炭素に転化させるために効宋的であ
る。その上、本発明に使用される触媒複合体は、二酸化
炭素レーザガス混合物において安定であり、汚染されに
くく、そして先行技術の触媒のように汚染の除去のため
の特別なプロセスを必要としない。更に、本発明の触媒
複合体は周囲の光学素子を劣化させる重要な塵埃を形成
しない。これら全ての特徴のため、本発明の触媒複合体
は密封された二酸化炭素レーザシステムでの使用に特に
好適である。しかしながら、本発明はこのようなレサシ
ステムに限定されるものではない。むしろ、本発明の方
法は、５０〜１５０℃のような低温が必要とされるまた
はこのような低温が望ましい適用において、ＣＯ２およ
び０２を反応させてＣ０２を生成するのに使用されるこ
とが意図されている。
〜１５０℃の範囲で一酸化炭素および酸素を反応させ二
酸化炭素を生成する改善された方法を提供する。こうし
て、発熱および光学素子または構造素子の歪みのような
温度の望ましくない影響が避ｌすられる。更に、本発明
の方法に使用される触媒複合体は、低酸素濃度において
また高濃度の二酸化炭素の存在下において、一酸化炭素
および酸素を二酸化炭素に転化させるために効宋的であ
る。その上、本発明に使用される触媒複合体は、二酸化
炭素レーザガス混合物において安定であり、汚染されに
くく、そして先行技術の触媒のように汚染の除去のため
の特別なプロセスを必要としない。更に、本発明の触媒
複合体は周囲の光学素子を劣化させる重要な塵埃を形成
しない。これら全ての特徴のため、本発明の触媒複合体
は密封された二酸化炭素レーザシステムでの使用に特に
好適である。しかしながら、本発明はこのようなレサシ
ステムに限定されるものではない。むしろ、本発明の方
法は、５０〜１５０℃のような低温が必要とされるまた
はこのような低温が望ましい適用において、ＣＯ２およ
び０２を反応させてＣ０２を生成するのに使用されるこ
とが意図されている。
こうして本発明の典型的な例が記載したが、これらは開
示範囲内において典型的なものであるにすぎず、また様
々な他の選択、適応、および修飾は本発明の範囲内にお
いてなされ得ることが、当業者により注意されるべきで
ある。従って、本発明はここで説明した特定の例に限定
されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ限定
されるものである。
示範囲内において典型的なものであるにすぎず、また様
々な他の選択、適応、および修飾は本発明の範囲内にお
いてなされ得ることが、当業者により注意されるべきで
ある。従って、本発明はここで説明した特定の例に限定
されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ限定
されるものである。
性複合体の活性を、公知の触媒の活性と比較した曲線を
表す。
表す。
Claims (10)
- （１）５０〜１５０℃の温度範囲において一酸化炭素（
ＣＯ）および酸素（Ｏ＿２）を反応させ二酸化炭素を生
成する方法において、当該ＣＯおよびＯ＿２を、上記温
度で下記成分を含む触媒複合体に接触させることを具備
する方法。 （ａ）白金、パラジウム、およびそれらの混合物からな
る群より選ばれた貴金属を含む触媒（ｂ）上記触媒を担
持するチタニア担体 - （２）前記担体がペレットを含む請求項１記載の方法。
- （３）前記触媒を前記担体中に含浸させる請求項１記載
の方法。 - （４）前記触媒複合体が前記貴金属触媒約０．１〜５重
量％を含有する請求項１記載の方法。 - （５）前記チタニアがアナターゼ相約９０％およびルチ
ル相約１０％を含有する請求項１記載の方法。 - （６）前記触媒が、ニッケル、銅、およびマンガンから
なる群より選ばれた金属を更に含有する請求項１記載の
方法。 - （７）前記触媒がセリウムまたはセリウムの酸化物を更
に含有する請求項１記載の方法。 - （８）前記セリウムが前記複合体の約１〜２重量％で存
在する請求項７記載の方法。 - （９）（ａ）二酸化炭素を収容するための密封されたキ
ャビティと、 （ｂ）前記二酸化炭素を励起させてレーザ放射を形成し
、これによって一酸化炭素および酸素副生成物を生成す
る手段と、 （ｃ）前記キャビティに伴って設置された前記一酸化炭
素および酸素を二酸化炭素に転化させる触媒手段とを具
備する二酸化炭素レーザシステムにおいて、 前記触媒手段が請求項１記載の方法によって、前記一酸
化炭素および酸素と反応することを具備する改善された
当該システム。 - （１０）前記触媒がセリウムまたはセリウムの酸化物を
更に含有する請求項９記載の二酸化炭素レーザシステム
。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002513670A (ja) * | 1998-05-06 | 2002-05-14 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 酸化触媒及び触媒酸化方法 |
| JP2015527194A (ja) * | 2012-08-22 | 2015-09-17 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ | 触媒成形体を処理する方法および高められた機械的強度を有する触媒成形体 |
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| WO2000048261A1 (fr) * | 1999-02-10 | 2000-08-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Convertisseur de co et systeme de production pour pile a combustible |
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| WO2023237464A1 (en) * | 2022-06-08 | 2023-12-14 | Universiteit Antwerpen | Apparatus and method for carbon dioxide conversion |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59115745A (ja) * | 1982-12-21 | 1984-07-04 | Osaka Gas Co Ltd | 湿式酸化処理用触媒 |
| JPH01148334A (ja) * | 1987-09-08 | 1989-06-09 | Phillips Petroleum Co | 一酸化炭素の酸化方法およびそれに使用する触媒組成物の製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59115745A (ja) * | 1982-12-21 | 1984-07-04 | Osaka Gas Co Ltd | 湿式酸化処理用触媒 |
| JPH01148334A (ja) * | 1987-09-08 | 1989-06-09 | Phillips Petroleum Co | 一酸化炭素の酸化方法およびそれに使用する触媒組成物の製造方法 |
| JPH0271846A (ja) * | 1988-07-15 | 1990-03-12 | Corning Inc | 触媒集成体を封入した構造、その製造方法およびその使用方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002513670A (ja) * | 1998-05-06 | 2002-05-14 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 酸化触媒及び触媒酸化方法 |
| JP2015527194A (ja) * | 2012-08-22 | 2015-09-17 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ | 触媒成形体を処理する方法および高められた機械的強度を有する触媒成形体 |
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