JPH0321345A - 燃料燃焼用触媒担体及びその製造方法 - 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〕 本発明はアルミナーシリ力系の燃料燃焼用の触媒担体及
びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

最近、窒素酸化物（Ｎｏ）による大気汚染を防止Ｘ するために、燃料の触媒燃焼法の利用が注目されている
。この方法の特徴は触媒を用いて燃料の効率的燃焼温度
をＮｏ　　の生成温度よりも下げることＸ にある。

触媒燃焼法によれば、無触媒での燃料燃焼時に比べ効率
的燃焼温度をおよそｓｏｏ　ｃ’も引き下げることが可
能となり、ＮＯ　　が発生するｉｓｏｏ　ｃ’よりＸ も低い温度で燃料を効率的に燃焼させることができる。

大きな比表面積を有し現在最も高い温度に使用できる担
体として一般に使用されているものに、γ−アルミナを
主体とする担体がある。しかしγ−アルミナは１２００
σで熱転移と急速な焼結を生じてα−アルミナとなり、
比表面積を著しく減少するので１２００　Ｃ″以上では
使用出来ない。

このアルミナを主体とする担体の性質を改善するために
他の戒分を添加したり、他の威分との複合化が試みられ
又提案されているが、大きな比表面積を有しつつ充分な
耐熱性を有するものは提供されるに至っていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は大きな比表面積を有して１０００　Ｃ”以上の
高温に長時間使用出来る耐熱性に優れた燃料燃焼用触媒
担体及びその製造方法を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による課題を解決するための手段は、珪素に対す
るアルミニウムのモル比が４．１〜１８．５の範囲にあ
る珪素とアルミニウムの複合酸化物であって比表面積１
０　ｔｄ／ｇ以上を有する微細多孔質体からなる燃料燃
焼用触媒担体、及びアルミニウムを主成分とする水溶性
化合物を加水分解して得たアルミナ水和物スラリーと、
珪素を主成分とする水溶液とを、珪素に対するアルミニ
ウムのモル比が４．１〜１８．５の範囲になるように混
合して得たアルミナ−シリカ混合水和物スラリーを、濾
過、洗浄、乾燥した後１２００〜１３００　Ｃ”で焼成
する前記の燃料燃焼用触媒担体の製造方法にある。

アルミニウムを主或分とする水溶性化合物としては、硝
酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム
、アルミン酸ナトリウム等を、珪素を主成分とする水溶
液としては、珪酸ナ｝　ＩＪウム、四塩化珪素、フロイ
ダルシリ力等の水溶液を用いることが出来る。

アルミニウムを主成分とする水溶性化合物に水を加えて
加水分解してアルミナ水和物スラリーを生威させ、これ
に珪素に対するアルミニウムのモル比が４．１〜１８．
５となるように珪素を主戊分とする水溶液を混合してア
ルミナーシリヵ混合水和物とし、この水和物を濾過、洗
浄し、８０　−　１２０　℃で乾燥した後１２００〜１
３００　Ｃ”で３時間程度焼成して担体とする。

この担体は上記の工程のままでは粉状であるが、濾過、
洗浄した材料を成形機で円筒状、球状、ハニカム状など
に戒形して乾燥した後焼成して成形体として使用するこ
とも出来る。

〔作用〕

本発明触媒担体において、珪素に対するアルミニウムの
モル比を４．１〜１８．５とするのは、モル比が４．１
未満及び１８．５を超えると触媒担体として要求される
比表面積が１０ｍ２／ｇ以上のものが得られないからで
ある。

水素化脱硫触媒のような液相で反応を進行させる触媒に
おいては、反応速度が遅いので充分大きな比表面積と細
孔容積を有し細孔内部まで反応に関与させることが要求
され、一般にｘ５０ｆｒ／ｇ以上通常２００ｍ’，／ｇ
以上の表面積を有するものが用いられている。

これに対して燃焼反応のように気相で反応をする場合に
は、液相の場合よりも反応速度が５００倍以上も速いの
で反応は触媒の表面近くで行なわれ、比表面積は１０〜
２０〃ｇ程度あれば充分である。

従って本発明担体では少なくともｔｏＷＶｇの比表面積
を有するものであることを条件とするものである。

本発明触媒担体の製造方法において、原料中の珪素に対
するアルミニウムのモル比を４．１〜１８．５とするの
は、モル比が４．１未満及び１８．５を超えると触媒担
体として要求される比表面積が１０ｒｒＶｇ以上のもの
が得られないからである。

本発明触媒担体の製造方法において、アルミナ触媒拒体
の製造の場合と同様に、アルミナーシリ力混合水和物ス
ラリーを、濾過、洗浄、乾燥した後、１２００〜１３０
０Ｃテ焼成すルノハ、１３００℃ヲ超える温度で焼成す
ると焼結が起こり比表面積が小さくなり、１２００　Ｃ
”よりも低温では単なるアルミナとシリカの混合物とな
り比表面積も著しく小さなもの＆，なるからである。

焼戊は通常電気炉で時間は通常３時間程度で良い。これ
より長くてもよいが、短いと焼むらが残り焼成不充分と
なる。

天然に産するムライトには、３Ａｌｏ・２ＳｉＯ（７）
組戊から２ＡｌＯ　−　ＳｉＯ　　の組成のものまであ
るが、これらは非多孔質体である。

またカオリンやアルミナーシリヵ混合原料を熔融し急冷
して得たガラスを９００〜１３００　℃に加熱すると、
ガラス中に３Ａ／０・２　ＳｉＯ　　の組戒からなる微
細なムライトの結晶が生じ、長時間の加熱によつこの結
晶が戒長ずることも知られている。

本発明の製造方法によって製造した触媒担体をＸ線回折
により結晶構造を調べたところによればいずれもムライ
トの結晶構造からなりアルミナやシリカのピークは認め
られず、ムライト中にアルミナが固溶した構造になるも
のと推定される。そしてムライト構造に多量に固溶した
アルミナにより、ｌＯＯＯＣ以上の温度に２４時間以上
保持した場合にも結晶粒の戒長が阻止され１０ｒＩＶｇ
以上の比表面積を保持する担体が得られるものと考えら
れる。

〔実施例〕

以下に示す比表面積は、窒素ガス吸着によるＢＫＴ法に
よって計算したものである。

実施例１ 内容積３０　１の攪拌機付きステンレス製反応槽に、水
１６．５／と硫酸アルミニウム水溶液３１８０　ｇ（Ａ
ｊ　Ｏ　　として２５８　ｇ）を入れ、７０　℃まで加
温した。以下の濾過、洗浄までこの温度で行なった。

次にこの反応槽にアルミン酸ナトリウム水溶液２３１０
　ｇ　（Ａｔ，Ｏ，として４２５　ｇ）を入れてｐＨ９
．５のアルミナ水和物スラリーを得た。該スラリーに３
０重量％の硝酸３８　ｇを添加してｐＨ５．４とした後
、珪酸ナトリウム水溶液１２１５　ｇ　（ＳｉＯ　　と
して１７０　ｇ）を添加してＩ）Ｈ８．５のアルミナー
シリヵ混合水和物スラリーを得た。該スラリーを濾過、
洗浄し噴霧乾燥してアルミナーシリヵ混合水和物粉末と
した。

この粉末を電気炉で１３００　Ｃにて３時間焼成し、Ａ
ｌ／Ｓｉモル比−４．７の粉末担体Ａを得た。又、上記
の方法で得たアルミナーシリヵ混合水和物を二一グーで
加熱しながら練り合せ、直径１．５１１Ｉｓのペレット
に押出し成形し、電気炉で１３００σにて３時間焼成し
てＡｌ／ｓ１モル比−４．７のペレット担体ａを得た。

シリカ源として用いた珪酸ナトリウム水溶液の添加量を
変えた以外は、上記と同様にしてＡ　ｌ／Ｆ３　１モル
比−１８．４のペレット担体ｂ　ＳＡｌ／Ｓｉモル比−
９．６ノヘレット担体Ｃを得た。

実施例２ 前記反応槽に水１７．５　ｌと、硝酸アルミニウム４７
１０　ｇを入れて溶解し、この溶液にフロイダルシリ力
（日産化学工業製の商品名スノーテツクスＮ，　ＳｉＯ
　　固形分２０重量％）４１０ｇを添加し７０　℃に加
温した。この溶液に２８重ｉ％のアンモニア水４４４５
　ｇを添加して熟成してｐＨ８．５のアルミナーシリ力
混合水和物スラリーを得た。このスラリーを濾過、洗浄
し、実施例１と同様に焼成してＡｊ／Ｓｉモル比−９．
０の粉末担体Ｄ１同様にしてＡｔ／ｓｔモル比＝５．７
の粉末担体ＫＳＡ／／Ｓｉモル比一４．１の粉末担体Ｆ
を得た。

比較例１ 実施例２と同様にしてＡ　ｌ／Ｓ　ｉモル比−１９．０
の粉末担体Ｇ１同様にしてＡ　ｌ／Ｓ　ｉモル比−３．
０の粉末担体Ｈ，Ａｌ／Ｓｉモル比−１．０の粉末担体
工を得た。

比較例２ 実施例１の焼或温度と時間を１１５０　℃，　３時間と
した以外は実施例１のペレット継体Ｃと同様にしてペレ
ット担体ｊ１実施例１の焼威温度と時間を１４００　℃
，　２時間とした以外は実施例１のペレット担体Ｃと同
様にしてペレット担体ｋを得た。

以上の実施例並びに比較例の担体の比表面積を下表に示
す。

実施例担体は１０００　℃に２４時間保持した後も比表
面積に変化はなかった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、１０ｆｆｌ／ｇ以上の比表面積を有し
、１０００〜１３００　Ｃ”の温度で使用できる燃料燃
焼用触媒担体を提供出来る。

手続補正書（自発） 平ｔｔ２年６月４日 平戊１年特 許　願第１５３８９１号 ３．　補正をする者 事件との関係

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）珪素に対するアルミニウムのモル比が４．１〜１
   ８．５の範囲にある珪素とアルミニウムの複合酸化物で
   あつて比表面積１０ｍ＾２／ｇ以上を有する微細多孔質
   体からなる燃料燃焼用触媒担体。
2. （２）アルミニウムを主成分とする水溶性化合物を加水
   分解して得たアルミナ水和物スラリーと、珪素を主成分
   とする水溶液とを、珪素に対するアルミニウムのモル比
   が４．１〜１８．５の範囲になるように混合して得たア
   ルミナ−シリカ混合水和物スラリーを、濾過、洗浄、乾
   燥した後１２００〜１３００℃で焼成する請求項（１）
   に記載の燃料燃焼用触媒担体の製造方法。