JPH03202153A - 排ガス処理用金属触媒の調製方法及び金属触媒 - 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〕 本発明は触媒の調製方法に関し、−船釣な酸化触媒、酸
化還元触媒のほか、アルコールの分解、有機化合物の合
成触媒や、各種燃料の燃焼排ガス処理用触媒、有機溶剤
排ガス処理用触媒の調製に有利に適用しつる触媒の調製
方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、排ガス処理用触媒として、一般にはアルミナ、シ
リカ・アルミナ、コージライト、ムライト、ジルコニア
等の無機材を基材としてベレットタイプや、多孔質マッ
ト及びハニカムタイプに触媒活性成分（例えば、白金、
パラジウム、ロジウム、ルテニウムの他に各種元素を含
有）を担持したものが使われてきた。他に、耐熱性シリ
カ繊維を基材としたものや、金属薄板（例えばＳＵＳ材
を主に使用）を基材としたものが使われている。

ところで、金属薄板（数十〜数１００μ厚さ）を基材と
する上記触媒は、第４図（ａ）に示すように、薄板２を
波型に成形し、平板１と組合せてらせん状に巻きつけ、
ハニカム状にしたのち、薄板表面上に例えばＴ−アルミ
ナをウォッシュ・コートし、その上に上記触媒成分を担
持している。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の金属薄板を基材とするハニカム状触媒は第４図（
ロ）に示すように、表面上に例えばγアルミナをウォッ
シュ・コートしているため、ハニカムの目の各コーナに
、とくに厚く触媒がコーティングされ（数１０〜数１０
０μ厚さ）、触媒の付着が不均一であるばかりでなく、
ハニカムの開孔率が低下して、排ガスが流れる際の通気
抵抗が大きくなる傾向にあり、また、触媒も多量に付着
するため、コスト高になるという不具合があった。

そこで、本発明では上記技術水準に鑑み、金属薄板上に
薄く、かつ均一に触媒を担持し、ハニカムの開孔率が大
きい、通気抵抗の小さい金属ハニカム触媒の調製方法を
提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は金属板を白金、ロジウム及びパラジウムよりな
る群から選ばれた１種以上の元素からなる有機性コロイ
ダル分散液に浸漬して金属板に有機性コロイダルを付着
させた後、乾燥、焼成することを特徴とする触媒調製方
法である。

本発明において用いられる有機性コロイダルとしては、 ■　白金、ロジウム及びパラジウムよりなる群から選ば
れた１種以上の元素の塩を湿式還元して得られる水を分
散媒とするヒドロシルに、電解質を添加してヒドロシル
を凝集沈殿させ水溶液を除去した後、蒸発乾固させた凝
集沈殿物を有機溶媒に再分散させてなる有機性コロイダ
ル ■　白金、ロジウム及びパラジウムよりなる群から選ば
れた１種以上の元素の塩を湿式還元して得られる水を分
散媒とするヒドロシルに有機溶媒を加え、該ヒドロゲル
を有機溶媒側に移行させてなる有機性コロイダル を使用するのが好ましい。

〔作用〕

本発明において使用する有機性コロイダル（白金、ロジ
ウム、パラジウムの有機性コロイダル；以下、これらを
総称して有機性貴金属コロイダルという）は、粒径が数
１０〜数１００Ａの白金、ロジウム、パラジウム（以下
、これらを総称して貴金属という）が有機溶媒中に均一
かつ安定に分散した溶液である。有機性貴金属コロイダ
ルの触媒成分である貴金属コロイダルは有機溶媒中では
強く電荷を帯びていることから金属板を該有機性貴金属
コロイダル中に浸漬すると金属板表面に泳動して強固に
付着される。

付着モデルを示すと第１図のとおりで、触媒活性成分が
金属板表面と直接結合し、強固なメツキ状態となる。こ
の状態では有機成分が残留するので、乾燥・焼成するこ
とによって有機成分を飛ばし、触媒活性成分だけを金属
板表面に残すことができる。上記調製方法によって、微
細触媒粒子を均一、かつ、高分散状に金属板表面上に担
持でき、これを必要に応じて還元した後、焼成すること
によって、高活性な触媒とすることができる。

有機性貴金属コロイダル濃度と触媒活性成分の付着量と
の関係を、有機性白金コロイダルを例に採で示すと第２
図のとおりであって、有機性貴金属コロイダル濃度を変
えることによって触媒の付着量を自在に制御できる。ま
た、浸漬回数と触媒活性成分の付着量との関係は第３図
のとおりで、浸漬回数を増やすことによって、触媒付着
量を増加することもできる。有機性貴金属コロイダル濃
度を下げ、浸漬回数を増やす方が、高分散なメツキ状態
をつくり出すことができ、触媒活性の面からみると好ま
しい。

このようなことから、有機性貴金属コロイダルの濃度は
０．ｌ〜１００　ｍｍｏｌ／ｌの範囲で、好ましくは、
１〜５０ｍｍｏｌ／Ａが好適である。

また浸漬回数は１〜１０回の範囲で、好ましくは１〜５
回位が好適である。

金属板の素材としてはとくに限定しないが、薄板への加
工性、素材としての耐食性、耐熱性、価格の点を考慮す
るとステンレス鋼が実用上好ましい。

本発明によって調製される触媒の用途は多岐にわたるが
、以下、本発明を排ガス処理に適用される触媒の調製に
適用した場合についての実施例を示す。

〔実施例１〕 ５ＵＳ３１６を圧延して５０μの薄板とし、歯車加工に
よって波型に成型したものを平板と合せてコルゲート化
し６０セル／ＣＩＩ！のハニカム状とした。これに３　
　ｍｍｏｎ／ｊ！からなる白金コロイダルをメツキし、
乾燥（１０５℃Ｘ０，５ｈ）と浸漬を５回繰り返したの
ち、水素雰囲気中５００℃で１時間焼成し触媒化した。

なお、こへで白金コロイダルをメツキするための有機性
白金コロイダルは、塩化白金酸を出発原料とし、セチル
ピリジニウムクロライドによって湿式還元して得られる
白金ヒドロシルをトルエン溶媒中に移行分散させたもの
を使用した。

つぎに、この触媒を用いてＳＶ＝　３００００ｈ−’の
条件下で、トルエン、キシレン、セロソルブ等を含有す
る有機排ガス（メタン換算濃度で１０００〜１００００
　ｐｐｍ　）を３５０℃に前加熱後、触媒処理したとこ
ろ、９９％以上の浄化率結果を得た。

〔実施例２〕 実施例１と操作は同じであるが、ＳＯ８４４０を圧延し
て５０μの薄板とし、６０セル／　ｃＪのノ＼ニカム成
型後、メツキ化して触媒性能をみた結果、実施例１と同
様に９９％以上の浄化率結果を得た。

〔実施例３〕 実施例１と同様にしてハニカム化した５ＵＳ３１６に、
３　　ｍｍｏｊ！／ｊ！からなる白金コロイダルと、１
　　ｍｍｏｌｌ／１２からなるパラジウムコロイダルを
同容量混合し、浸漬と乾燥を５回繰り返した後、水素雰
囲気中５００℃で１時間焼成し触媒化した。

なお、上記の白金コロイダルは実施例１で使用したもの
と同じであり、パラジウムコロイダルは塩化パラジウム
出発原料とし、還元処理して得られたパラジウムヒドロ
シルからバラジヲムコロイダルをつくり、トルエン溶媒
中に分散させたものを使用した。

つぎに、この触媒を用いてＳＶ＝　５００００ｈ−’の
条件下でＣ○＝　２０００　ｐｐｍ　、プロパン−５０
００ｐｐｍを含む空気を予熱し、触媒へ通したところ、
ＣＯは２２０℃で５０％、プロパンは２９０ｔ５０％各
々浄化した。

〔実施例４〕 実施例１と同様にＲｅ−Ｃｒからなる素材をハニカム化
した後、これに３　　ｍｍｏＡ／Ａからなる白金コロイ
ダルと、０．３　ｍｍｏＡ　／Ｉｔからなるロジウムコ
ロイダルを同容量混合し、メツキ化と乾燥を５回繰り返
したのち、水素雰囲気中で１時間焼成し触媒化した。

なお、上記の白金コロイダルは実施例工で使用したもの
と同じものであり、ロジウムコロイダルは塩化ロジウム
を出発原料とし、還元処理して得られたロジウムヒドロ
シルからロジウムコロイダルをつくり、トルエン溶媒中
に分散させたものを使用した。

つぎにこの触媒を用いてＳＶ＝　５００００ｈ−’の条
件下で、ＣＤ＝２０００ｐｐｍ　、プロパン＝　５００
０　ｐｐｍ　。

ＮＯ＝１０００ｐｐｍ　、　０２＝２．６％を含む燃焼
排ガスを３５０℃で通したところ、ＣＯ，プロパン及び
Ｎ○は各々、９０％以上の浄化率を示した。

〔発明の効果〕

金属板表面上に無電解メツキ法によって触媒活性成分（
白金、ロジウム及びパラジウム〉を微細粒子状で、かつ
、高分散に担持（メツキ）することによって、高活性な
触媒を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法によって得られた触媒の模式図、第
２図は本発明方法で使用するコロイド濃度（ｐｔコロイ
ド濃度）と担持量の関係を示す図表、第３図は本発明で
使用するコロイダル分散液への金属板の浸漬回数と担持
量の関係を示す図表、第４図は従来の製法によって得ら
れた触媒の模式図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属板を白金、ロジウム及びパラジウムよりなる群から
   選ばれた１種以上の元素からなる有機性コロイダル分散
   液に浸漬して金属板に有機性コロイダルを付着させた後
   、乾燥、焼成することを特徴とする触媒調製方法。