JPH04110045A - Catalyst body for purification of exhaust gas and its production - Google Patents

Catalyst body for purification of exhaust gas and its production

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JPH04110045A
JPH04110045A JP2230375A JP23037590A JPH04110045A JP H04110045 A JPH04110045 A JP H04110045A JP 2230375 A JP2230375 A JP 2230375A JP 23037590 A JP23037590 A JP 23037590A JP H04110045 A JPH04110045 A JP H04110045A
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JP
Japan
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exhaust gas
catalyst
ceramic fibers
gas purification
sheet
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JP2230375A
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Japanese (ja)
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Ikuo Matsumoto
松本 郁夫
Kenji Tabata
研二 田畑
Tomohide Matsumoto
朋秀 松本
Yu Fukuda
祐 福田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Catalysts (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the adhesion of the catalyst to a catalytic body for purification of exhaust gas as well as to obtain high catalytic activity by forming the skeleton of the catalytic body with ceramic fibers. CONSTITUTION:At least one kind of noble metal 4 such as Pt, Pd or Rh is supported on the surface of activated alumina 3 having a large surface area to form fine catalyst powder 5. This powder 5 is adhered to the surfaces of ceramic fibers 2 with an inorg. binder 6 so as to fill the gaps among the fibers 2 and through holes 7 are pierced in the resulting catalytic plate 1 consisting of the ceramic fibers 2, the fine catalyst powder 5 and the inorg. binder 6 so that exhaust gas can be passed through the holes 7. High catalytic activity is obtd. and the adhesion of the catalyst can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は石油やガスなどを燃料とする各種燃焼器、自動
車あるいはガスオーブン、オーブンレンジなどの調理器
から排出される未燃焼の炭化水素−酸化炭素を完全燃焼
させ、炭酸ガスと水に分解する排ガス浄化触媒体及びそ
の製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention is directed to the use of unburned hydrocarbons and carbon oxides discharged from various combustors, automobiles, or cooking appliances such as gas ovens and oven ranges that use oil or gas as fuel. The present invention relates to an exhaust gas purification catalyst that completely burns carbon dioxide and decomposes it into carbon dioxide and water, and a method for producing the same.

従来の技術 従来、燃焼機器などから排出される未燃焼の炭化水素、
−酸化炭素を空気共存下で炭酸ガスと水蒸気に酸化分解
させる排ガス浄化触媒体は、シリカ5アルミナなどを原
料として成型、焼成して得られるセラミックハニカム構
造体表面に活性アルミナなどの微粉末と無機質バインダ
をコーティングし、さらにその上に白金、パラジウム、
ロジウムなどの貴金属からなる触媒を担持したものが一
般的である。
Conventional technologyUnburned hydrocarbons emitted from combustion equipment, etc.
-The exhaust gas purification catalyst body, which oxidizes and decomposes carbon oxide into carbon dioxide gas and water vapor in the coexistence of air, is a ceramic honeycomb structure obtained by molding and firing raw materials such as silica-5-alumina, and contains fine powder such as activated alumina and inorganic materials on the surface. coated with binder, and then coated with platinum, palladium,
Those that support a catalyst made of a noble metal such as rhodium are common.

また最近では触媒として貴金属の代りにべロフスカイト
型複合酸化物を用いたものもあるが、これもセラミック
ハニカム構造体の表面にペロブスカイト型複合酸化物の
触媒を無機質バインダーとともに担持した構成となって
いる。
Recently, there are also products that use belovskite-type composite oxides instead of precious metals as catalysts, but these also have a structure in which a perovskite-type composite oxide catalyst is supported on the surface of a ceramic honeycomb structure along with an inorganic binder. .

これらはいずれも、すでに成型加工されたセラミックハ
ニカム構造体の表面に触媒を後で担持したものである。
In all of these, a catalyst is later supported on the surface of a ceramic honeycomb structure that has already been molded.

発明が解決しようとするis 従来の排ガス浄化触媒体は耐熱性及び耐久性などの観点
からアルミナ、シリカ、マグネシアを主成分とするコー
ディエライトが主流である。このコーディエライトは表
面積が少さく、(0,2/nf/g程度)このままでは
触媒の担体として必ずしも適していない。ゆえに、表面
積を大きくするためにコーディエライトの表面に表面積
の大きな活性アルミナなどの微粒子をコーティングして
、その上に触媒を担持するのが一般的である。
Problems to be Solved by the Invention Conventional exhaust gas purification catalyst bodies are mainly made of cordierite containing alumina, silica, and magnesia as main components from the viewpoint of heat resistance and durability. This cordierite has a small surface area (approximately 0.2/nf/g) and is not necessarily suitable as a catalyst carrier as it is. Therefore, in order to increase the surface area, it is common to coat the surface of cordierite with fine particles such as activated alumina, which have a large surface area, and to support a catalyst thereon.

しかし、このような従来の構成では触媒体として機能す
る部分がセラミックハニカム構造体の表面層のみとなる
。したがって、排ガスの処理量が多い場合には排ガス浄
化触媒体の寸法を大きくして負荷を少さくするか、排ガ
ス触媒体の温度を高くしないと十分な触媒活性が得られ
ないという問題があった。
However, in such a conventional configuration, only the surface layer of the ceramic honeycomb structure functions as a catalyst body. Therefore, when a large amount of exhaust gas is to be processed, there is a problem in that sufficient catalytic activity cannot be obtained unless the size of the exhaust gas purification catalyst is increased to reduce the load, or the temperature of the exhaust gas catalyst is raised. .

また、担体として用いるセラミックハニカム構造体は多
孔質構造でないので、この上に表面積を大きくするため
に設けるコーティング層や触媒は密着性に劣り、使用中
にそれらが脱落して触媒性能が低下するという問題があ
った。また密着性同上のための無機質バインダーの多用
は、■コーティング層の表面積を小さくする、■触媒表
面を被覆する、■触媒と反応する、などにより触媒性能
が低下する問題があり、無機質バインダーを多くするこ
と、は好ましくない。
In addition, since the ceramic honeycomb structure used as a support does not have a porous structure, the coating layer and catalyst that are placed on top of it to increase the surface area have poor adhesion, and they fall off during use, resulting in a decrease in catalytic performance. There was a problem. In addition, the excessive use of inorganic binders for adhesion has the problem of reducing the catalyst performance due to the following: ■reducing the surface area of the coating layer, ■covering the catalyst surface, and ■reacting with the catalyst. I don't like doing that.

そこで、本発明は排ガス浄化触媒体を構成する材料の種
類1組成、構造を改善することにより、前述の課題とな
っている触媒の性能低下を防止し、かつ密着性の向上を
図った排ガス浄化触媒体を得ることを第1の目的として
いる。
Therefore, the present invention aims to improve the composition and structure of the materials constituting the exhaust gas purification catalyst body, thereby preventing the deterioration in the performance of the catalyst, which is the problem mentioned above, and improving the adhesion of the exhaust gas purification catalyst. The first purpose is to obtain a catalyst body.

第2の目的は排ガス浄化触媒体を得るための効果的な製
造方法を提供することにある。
The second purpose is to provide an effective manufacturing method for obtaining an exhaust gas purification catalyst body.

課題を解決するための手段 上記第1の課題を解決するために本発明は排ガス浄化触
媒体をセラミック繊維と、前記セラミック繊維の表面及
び空隙に保持された貴金属担持活性アルミナ微粉末と、
前記セラミック繊維と前記貴金属担持活性アルミナ微粉
末を接着する無機バインダーとから構成するともに、前
記排ガス浄化触媒体を排ガスが通過できるように通気孔
を備えるものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the first problem, the present invention provides an exhaust gas purification catalyst body comprising: ceramic fibers; noble metal-supported activated alumina fine powder held on the surface and in the voids of the ceramic fibers;
It is composed of an inorganic binder that binds the ceramic fibers and the noble metal-supported activated alumina fine powder, and is provided with ventilation holes so that exhaust gas can pass through the exhaust gas purification catalyst body.

また、第2の目的を達成するために、本発明は以下の方
法によって遣られるものである。
Moreover, in order to achieve the second object, the present invention is used by the following method.

■ セラミック繊維と有機質バインダーよりなる混合ス
ラリーから抄紙法によりセラミック生シートを作製し、
前記セラミック生シートに排ガスか通過する通気孔を設
け、前記通気孔を有するセラミック生シートを前記有機
質バインダーが分解する温度で焼成して仮焼/−トを作
製後置金属担持活性アルミナ微粉末と無機質バインダー
よりなる混合スラリーを前記仮焼シートを構成するセラ
ミック繊維の表面及びセラミック繊維間に保持して焼成
する。
■ A raw ceramic sheet is made from a mixed slurry of ceramic fibers and an organic binder using a papermaking method.
The green ceramic sheet is provided with vents through which exhaust gas passes, and the green ceramic sheet having the vents is fired at a temperature at which the organic binder decomposes to produce a calcined/metal-supported activated alumina fine powder. A mixed slurry made of an inorganic binder is held between the surfaces and between the ceramic fibers constituting the calcined sheet and fired.

■ セラミック繊維と有機質バインダーよりなる混合ス
ラリーから抄紙法によりセラミック生シートを作製し、
前記セラミック生シートを前記有機質バインダーが分解
する温度で焼成して仮焼シートを作製後、貴金属担持活
性アルミナ微粉末と無機質バインダへよりなる混合スラ
リーを前記仮焼シートを構成するセラミック繊維の表面
及びセラミック繊維間の空隙に保持し、これを波状加工
したものと波状加工しないものを無機バインダーで接着
し、さらに前記接着したものを積層もしくは成巻して焼
成する。
■ A raw ceramic sheet is made from a mixed slurry of ceramic fibers and an organic binder using a papermaking method.
After producing a calcined sheet by firing the ceramic raw sheet at a temperature at which the organic binder decomposes, a mixed slurry consisting of noble metal-supported activated alumina fine powder and an inorganic binder is applied to the surfaces of the ceramic fibers constituting the calcined sheet and The ceramic fibers are held in the gaps between the ceramic fibers, and the corrugated and non-wavy ones are bonded together using an inorganic binder, and the bonded fibers are laminated or rolled and fired.

■ 上記■及び■で記載した貴金属担持活性アルミナ微
粉末の代りに貴金属を担持しない活性アルミナ微粉末を
用い、仮焼シートを焼成した後、貴金属を含む塩溶液を
含浸させ、空気中で加熱焼成する。
■ Instead of the noble metal-supported activated alumina fine powder described in (■) and (■) above, activated alumina fine powder that does not support noble metals is used, and after firing a calcined sheet, it is impregnated with a salt solution containing noble metals, and heated and fired in air. do.

作用 未燃焼ガスや一酸化炭素を含む排ガス気流中に配置され
た本発明の排ガス浄化触媒体は、触媒として機能する温
度まで加熱される。尻熱された排ガス浄化触媒体を通過
する排ガス中の未燃焼ガスや一酸化炭素は触媒表面で酸
素とともに接触し、酸化反応により炭酸ガスと水蒸気に
変換される。
The exhaust gas purification catalyst body of the present invention placed in an exhaust gas stream containing unburned gas and carbon monoxide is heated to a temperature at which it functions as a catalyst. Unburned gas and carbon monoxide in the exhaust gas passing through the heated exhaust gas purification catalyst come into contact with oxygen on the catalyst surface and are converted into carbon dioxide and water vapor through an oxidation reaction.

この時、触媒は排ガス浄化触媒体の表面だけでなく、排
ガス浄化触媒体の骨格となっているセラミック繊維間の
空隙にも存在し、さらに排ガス浄化触媒体が多孔質とな
っているため、排ガスがその内部にも拡散することがで
き、表面に存在する触媒のみならず内部に存在する触媒
も併せて機能する。すなわち、本発明の排ガス浄化触媒
体は触媒としてl!能する表面積が大きくなり、高い触
媒活性が得られる。
At this time, the catalyst exists not only on the surface of the exhaust gas purification catalyst body, but also in the voids between the ceramic fibers that form the framework of the exhaust gas purification catalyst body, and since the exhaust gas purification catalyst body is porous, the exhaust gas can diffuse into the interior, and the catalyst present not only on the surface but also within the interior functions. That is, the exhaust gas purification catalyst body of the present invention can be used as a catalyst. This increases the surface area where catalysts can act, resulting in high catalytic activity.

また排ガス浄化触媒体の製造方法においては、酸化触媒
を排ガス浄化触媒体の表面のみならず、内部にも担持す
ることができ、触媒性能及び密着性に優れた排ガス浄化
触媒体を効率的に製造することができる。
In addition, in the method for producing an exhaust gas purification catalyst, the oxidation catalyst can be supported not only on the surface of the exhaust gas purification catalyst but also inside the body, and an exhaust gas purification catalyst with excellent catalytic performance and adhesion can be efficiently manufactured. can do.

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。第1図において、1は排ガス浄化触媒体となる触媒
プレートであり、この触媒プレート1はセラミック繊維
2と、活性アルミナ3の表面に白金属4が担持された触
媒微粉末5と、無機バインダー6より構成され、触媒プ
レート1には排ガスが通過する通気孔7が設けられてい
る。
Embodiment Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the accompanying drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a catalyst plate serving as an exhaust gas purification catalyst body, and this catalyst plate 1 consists of ceramic fibers 2, catalyst fine powder 5 in which platinum metal 4 is supported on the surface of activated alumina 3, and an inorganic binder 6. The catalyst plate 1 is provided with ventilation holes 7 through which exhaust gas passes.

触媒プレー)1は以下の製造方法によって作られる。ま
ずセラミック繊維2と有機バインダーを十分に混合し2
、さらに溶媒を加えて適当な粘度に調整したスラリーを
作製する。このスラリーから抄紙法によりセラミック生
シートを作1!(抄造)し乾燥する。乾燥したセラミッ
ク生シートにパンチングなどの方法により排ガスが通過
する通気孔7を開ける。その後通気孔7を有するセラミ
ック生シートを有機質バインダーが分解する温度で焼成
し、仮焼シートを作製する。次に表面に白金を担持させ
た触媒微粉末5と無a’itバインダー6を十分に混合
し、水を加えて適当な粘度に調整した混合スラリーを作
製する。この混合スラリーを、仮焼シートを構成するセ
ラミック繊維2の表面及びセラミック繊維2間の空隙に
、ハケ、ローラー浸漬などの方法で付着させ乾燥する。
Catalyst plate) 1 is manufactured by the following manufacturing method. First, thoroughly mix ceramic fiber 2 and organic binder.
Then, a solvent is added to prepare a slurry having an appropriate viscosity. Create ceramic raw sheets from this slurry using the papermaking method! (paper making) and drying. Ventilation holes 7 through which exhaust gas passes are opened in the dried ceramic raw sheet by a method such as punching. Thereafter, the raw ceramic sheet having the ventilation holes 7 is fired at a temperature at which the organic binder decomposes to produce a calcined sheet. Next, the catalyst fine powder 5 carrying platinum on the surface and the a'it-free binder 6 are thoroughly mixed, and water is added to prepare a mixed slurry having an appropriate viscosity. This mixed slurry is applied to the surfaces of the ceramic fibers 2 constituting the calcined sheet and to the gaps between the ceramic fibers 2 by a method such as brushing or roller dipping, and then dried.

さらにこれを焼成することにより触媒プレート1を得る
ことができる。
Further, by firing this, the catalyst plate 1 can be obtained.

上記において、排ガスが通過する通気孔7の大きさは排
ガスの流量、圧損、温度、排ガス浄化触媒体の大きさな
ど使用条件によって異なるものであり、限定されるもの
ではない、また通気孔7は仮焼シート作製後、触媒微粉
末5と無機質バインダー6を仮焼シートに担持後または
最終の焼成後のいずれの工程で開けてもよいが、穴開は
加工の容易性1寸法精度の点からセラミック生シートを
乾燥した後開けたほうがよい。
In the above, the size of the vent hole 7 through which exhaust gas passes varies depending on the usage conditions such as the flow rate, pressure drop, temperature, and size of the exhaust gas purification catalyst body of the exhaust gas, and is not limited to the size of the vent hole 7. After producing the calcined sheet, the holes may be formed in any step after supporting the fine catalyst powder 5 and inorganic binder 6 on the calcined sheet or after the final firing, but the holes may be formed from the viewpoints of ease of processing and dimensional accuracy. It is better to open the raw ceramic sheet after it has dried.

仮焼シートは有機質バインダーが分解する温度で焼成し
ているので、焼成後は有機質バインダーが無くなり、セ
ラミック繊維のみの多孔質構造となっている。
Since the calcined sheet is fired at a temperature at which the organic binder decomposes, the organic binder disappears after firing and the sheet has a porous structure consisting only of ceramic fibers.

一方触媒微粉末5と無機質バインダー6は上記の多孔質
構造となった仮焼シートに担持されるので、仮焼シート
の見掛けの表面だけでなく、その内部にも存在すること
になる。すなわち、触媒プレート1はセラミック繊維2
がその骨格をなし、その周囲に触媒微粉末5と無機バイ
ンダー6が存在する構造となっている。また担持する触
媒微粉末5の量を制御することで触媒プレート1の内部
にも排ガスが拡散可能な多孔質構造を得ることができる
On the other hand, since the catalyst fine powder 5 and the inorganic binder 6 are supported on the calcined sheet having the above-mentioned porous structure, they are present not only on the apparent surface of the calcined sheet but also inside the calcined sheet. That is, the catalyst plate 1 is made of ceramic fibers 2
forms the skeleton, and the catalyst fine powder 5 and the inorganic binder 6 exist around it. Furthermore, by controlling the amount of catalyst fine powder 5 supported, a porous structure in which exhaust gas can diffuse can also be obtained inside the catalyst plate 1.

触媒微粉末5の含有は、少なくなると触媒性能が悪くな
り、また多くなると触媒微粉末5の密着性が大きくなる
ことや排ガス浄化触媒体が高密度になるので触媒として
機能する表面積が減少し、触媒性能が悪くなる。ゆえに
触媒プレートlにおける触媒微粉末5の含有量は20〜
50重量%の範囲がよい。また、無機質バインダー6は
触媒微粉末5とセラミック繊維2を接着する目的で用い
るものであり、触媒性能の点からもできるだけ少ない方
がよく、無機質バインダー6の固形成分の含有量は触媒
微粉末5の含有量に対し5〜10重置%の範囲が適して
いる。
When the content of the fine catalyst powder 5 is reduced, the catalyst performance deteriorates, and when the content is increased, the adhesion of the fine catalyst powder 5 increases, and the exhaust gas purification catalyst body becomes dense, so the surface area that functions as a catalyst decreases. Catalyst performance deteriorates. Therefore, the content of catalyst fine powder 5 in catalyst plate l is 20~
A range of 50% by weight is preferable. In addition, the inorganic binder 6 is used for the purpose of adhering the fine catalyst powder 5 and the ceramic fiber 2, and it is better to have as little as possible from the point of view of catalyst performance. A range of 5 to 10% by weight is suitable for the content of .

セラミック繊1112の材料は耐熱性、加工性の点から
アルミナ、シリカあるいはムライトの様にその両者複合
体の少なくとも1種、またはその繊維経1〜5μmから
なるものがよい。
From the viewpoint of heat resistance and workability, the material of the ceramic fiber 1112 is preferably at least one of alumina, silica, or a composite of the two, such as mullite, or a fiber thereof having a fiber diameter of 1 to 5 μm.

触媒微粉末5は活性アルミナ4と白金3からなっており
、活性アルミナ4はr−AItOlを主体としたもので
、使用用途によってはセリア、ジルコニアなどを添加さ
せ、耐熱温度を上げたものでもよい、また白金3の代り
にパラジウム、ロジウムあるいはそれらの混合物でもよ
い。
The catalyst fine powder 5 consists of activated alumina 4 and platinum 3, and the activated alumina 4 is mainly r-AItOl, but depending on the intended use, ceria, zirconia, etc. may be added to increase the heat resistance temperature. , and palladium, rhodium, or a mixture thereof may be used instead of platinum 3.

無機質バインダー6の材料は耐熱性の点からコロイド粒
子からなるシリカ、アルミナ、ジルコニアが目的に通し
ている。
From the viewpoint of heat resistance, silica, alumina, and zirconia made of colloidal particles are suitable for the material of the inorganic binder 6.

無機質バインダーの材料は低温で分解し、飛散するもの
であればよく、その種類に限定されるものではない。
The material for the inorganic binder is not limited to any material as long as it decomposes and scatters at low temperatures.

次にこの一実施例の構成における作用を説明する。排ガ
ス浄化触媒体である触媒プレート1は自動車、燃焼機器
、*理器などから排出される未燃焼ガスや一酸化炭素を
含む排ガス気流中に配置され、触媒として機能する温度
に加熱される。加熱された触媒プレー)1を遭遇する排
ガス中の炭化水素、−酸化炭素は排ガス中の酸素ととも
に触媒微粉末5の表面で接触し、酸化反応により炭酸ガ
スと水蒸気に変換され、通気孔7より排出される。
Next, the operation of the configuration of this embodiment will be explained. A catalyst plate 1, which is an exhaust gas purification catalyst body, is disposed in an exhaust gas stream containing unburned gas and carbon monoxide discharged from automobiles, combustion equipment, medical equipment, etc., and is heated to a temperature at which it functions as a catalyst. The hydrocarbons and carbon oxides in the exhaust gas that encounter the heated catalyst spray 1 come into contact with the oxygen in the exhaust gas on the surface of the fine catalyst powder 5, and are converted into carbon dioxide and water vapor through an oxidation reaction, and are then released through the vent hole 7. be discharged.

触媒プレート1に存在する触媒微粉末5は触媒プレート
lの表面だけでなく、触媒プレート1の骨格をなすセラ
ミック繊維2間の空隙にも存在する。さらに触媒プレー
ト1が多孔質となっているので排ガスがその内部へも拡
散し、表面だけでなく内部に存在する触媒微粉末5も触
媒として機能することができる。すなわち、本発明の触
媒プレート1からなる排ガス浄化触媒体は触媒として機
能する表面積が大きくなり、高い触媒活性が得られる。
The fine catalyst powder 5 present in the catalyst plate 1 is present not only on the surface of the catalyst plate 1 but also in the voids between the ceramic fibers 2 forming the skeleton of the catalyst plate 1. Further, since the catalyst plate 1 is porous, the exhaust gas diffuses into the interior thereof, and the fine catalyst powder 5 present not only on the surface but also inside can function as a catalyst. That is, the exhaust gas purification catalyst body made of the catalyst plate 1 of the present invention has a large surface area that functions as a catalyst, and high catalytic activity can be obtained.

また、排ガス浄化触媒体は多孔質であることから、その
熱容量が小さくなり、触媒として機能する温度に達する
時間が短くなる。
Furthermore, since the exhaust gas purification catalyst body is porous, its heat capacity is small and the time required to reach a temperature at which it functions as a catalyst is shortened.

さらに本発明の触媒プレート1からなる排ガス浄化触媒
体の製造方法においては、触媒微粉末5を排ガス触媒体
の表面のみならず内部にも担持することができ、触媒性
能及び密着性に優れた排ガス浄化触媒体を効果的に製造
することができる。
Furthermore, in the method for manufacturing an exhaust gas purification catalyst body comprising the catalyst plate 1 of the present invention, the catalyst fine powder 5 can be supported not only on the surface of the exhaust gas catalyst body but also inside the exhaust gas catalyst body, and the exhaust gas has excellent catalytic performance and adhesion. A purification catalyst body can be effectively produced.

次に上記と同一の方法で製造した他の実施例について第
2図を用いて説明する。
Next, another example manufactured by the same method as above will be described using FIG. 2.

第2図において8は波状加工触媒プレートであり、この
波状加工触媒プレート8は前述した実施例の触媒プレー
ト1と同一の材料から構成されているので組成の説明は
省略する。排ガスの通気孔9は触媒プレート1と波状加
ニブし一ト8を接着して得られる。またハニカム状の排
ガス浄化触媒体は、第2図に示すように上記の接着した
触媒プレート1と波状加ニブレート8を一対として複数
対積層する。
In FIG. 2, reference numeral 8 denotes a corrugated catalyst plate, and since this corrugated catalyst plate 8 is made of the same material as the catalyst plate 1 of the above-described embodiment, a description of its composition will be omitted. The exhaust gas vents 9 are obtained by bonding the catalyst plate 1 and the corrugated nib 8 together. Further, the honeycomb-shaped exhaust gas purification catalyst body is formed by laminating a plurality of pairs of the above-mentioned bonded catalyst plates 1 and corrugated nib plates 8 as shown in FIG.

次に上記ハニカム状排ガス浄化触媒体の具体的製造方法
について述べる。まず、セラミック繊維2を有機質バイ
ンダーを十分混合し、さらに溶媒を加えて適当な粘度に
調整したスラリーを作製する。この混合スラリーから抄
紙法によりセラミック生シートを作製し乾燥する。乾燥
したセラミ。
Next, a specific method for manufacturing the honeycomb-shaped exhaust gas purification catalyst body will be described. First, the ceramic fibers 2 are thoroughly mixed with an organic binder, and a solvent is further added to prepare a slurry having an appropriate viscosity. A ceramic green sheet is produced from this mixed slurry by a papermaking method and dried. dried cerami.

り生ソートを有機質バインダーが分解する温度で焼成し
仮焼シートを作製する。
The raw sort is fired at a temperature that decomposes the organic binder to produce a calcined sheet.

次に触媒微粉末5と無機質バインダー6を十分混合し、
水を加えて適当な粘度に調整した混合スラリーを作製す
る。この混合スラリーを仮焼シートを構成するセラミッ
ク繊維2の表面及びセラミック繊維2間の空隙に、はけ
、ローラ、浸漬などの方法で付着させ乾燥する。そして
触媒微粉末5を担持した仮焼シートをコルゲートを用い
て波状加工し、波状加工した仮焼シートと波状加工して
いない仮焼シート(触媒微粉末を担持したもの)を無機
バインダーで接着する。次に接着したものを一対として
複数対積層し、焼成することにより、ハニカム状の排ガ
ス浄化触媒体を得ることができる。
Next, the fine catalyst powder 5 and the inorganic binder 6 are thoroughly mixed,
Add water to prepare a mixed slurry with an appropriate viscosity. This mixed slurry is applied to the surfaces of the ceramic fibers 2 constituting the calcined sheet and to the gaps between the ceramic fibers 2 by using a brush, a roller, dipping, or the like, and then dried. Then, the calcined sheet carrying the fine catalyst powder 5 is corrugated using a corrugate, and the corrugated calcined sheet and the uncorrugated calcined sheet (supporting the fine catalyst powder) are bonded together with an inorganic binder. . Next, a honeycomb-shaped exhaust gas purification catalyst body can be obtained by laminating a plurality of bonded pairs and firing them.

なお、前述の積層加工する際の接着は無機質バインダー
を用いる。この無機質バ・1′ンダー及び波状加工した
仮焼シートと波状加工していない仮焼シートの接着は触
媒微粉末5を担持する際に用いている無機質バインダー
6と同一のものでよい。
Note that an inorganic binder is used for adhesion during the above-mentioned lamination process. The inorganic binder 1' and the adhesion between the corrugated calcined sheet and the uncorrugated calcined sheet may be the same as the inorganic binder 6 used to support the catalyst fine powder 5.

また前述の積層する枚数1通気孔7の大きさは、排ガス
の処理条件によって適宜決定されるものである。なお上
記の作製法はいずれも活性アルミナ上に白金属を先に担
持させた触媒微粉末を用いた例を示したが、活性アルミ
ナ粉末を用いて先にプレート、あるいはハニカム構造体
を作製し、その後白金属塩溶液を含浸させ触媒プレート
あるいは排ガス浄化触媒体を作製する方法を採ってもよ
い。
Further, the size of the vent hole 7, which is the number of laminated sheets described above, is determined as appropriate depending on the exhaust gas treatment conditions. Note that in all of the above production methods, examples were shown in which a fine catalyst powder was used in which platinum metal was first supported on activated alumina, but a plate or a honeycomb structure was first produced using activated alumina powder. A method may also be adopted in which the catalyst plate or exhaust gas purification catalyst body is then impregnated with a platinum metal salt solution.

また、本実施例のハニカム状排ガス浄化触媒体の各材料
1作用及び効果は前述の実施例と同様である。
Further, the functions and effects of each material 1 of the honeycomb-shaped exhaust gas purification catalyst body of this example are the same as those of the previous example.

実験例 第1図に示した構成と製造方法を用いて排ガス浄化触媒
体を作製した。この排ガス浄化触媒体の作製に通用した
材料1組成、形状などの各仕様は以下の通りである。
EXPERIMENTAL EXAMPLE An exhaust gas purification catalyst body was manufactured using the configuration and manufacturing method shown in FIG. Specifications such as the composition and shape of the material 1 used in the production of this exhaust gas purification catalyst are as follows.

(1)触媒プレート1の構成材料及び組成■セラミック
繊維 アルミナ・シリカ繊維     50重量%■触媒微粉
末 活性アルミナ         45重量%(パラジウ
ム1%含有) ■無機バインダー シリカゾル(固形分)     5重量%(2)触媒プ
レート1の厚み l閣 ■直径  0.7閣、200個/1nch”なお有機質
バインダーとしてアクリル系樹脂を用いた。
(1) Constituent materials and composition of catalyst plate 1 ■ Ceramic fiber alumina/silica fiber 50% by weight ■ Catalyst fine powder activated alumina 45% by weight (contains 1% palladium) ■ Inorganic binder silica sol (solid content) 5% by weight (2) Thickness of catalyst plate 1: 0.7 mm, diameter: 200 pieces/1 nch"Acrylic resin was used as the organic binder.

二のように作製した排ガス浄化触媒体(触媒プレートl
)について、固定流通式で一酸化炭素0.1%濃度(空
気バランス)、空間速度2000hrの条件下でガスク
ロストグラフィにより変換率(浄化率)を評価したとこ
ろ、150°Cで90%以上の変換 実験例2 第2図に示した構成と製造方法を用いて排ガス浄化触媒
体を作製した。この排ガス浄化触媒体の作製に適用した
材料1組成、形状などの各仕様は以下の通りである。
Exhaust gas purification catalyst body (catalyst plate l) prepared as in 2.
), the conversion rate (purification rate) was evaluated by gas crostography under the conditions of a fixed flow type with a carbon monoxide concentration of 0.1% (air balance) and a space velocity of 2000 hours, and it was found that the conversion rate (purification rate) was 90% or more at 150°C. Conversion Experiment Example 2 An exhaust gas purification catalyst body was manufactured using the configuration and manufacturing method shown in FIG. Specifications such as the composition and shape of the material 1 applied to the production of this exhaust gas purification catalyst body are as follows.

(1)排ガス浄化触媒体(触媒プレート、波状加工触媒
プレート)の構成材料及び組成 ■セラミック繊維 アルミナ・シリカ繊維     50重量%■触媒微粉
末 活性アルミナ         45重量%(白金1%
含有) ■無機質バインダー アルミナゾル(固形分)    5重量%(2)触媒プ
レート波状加ニブレートの厚み0.3胴 (3)通気孔の数 200個/1nch” なお、有機質バインダーとしてアクリル系樹脂を用いた
(1) Constituent materials and composition of exhaust gas purification catalyst body (catalyst plate, corrugated catalyst plate) ■ Ceramic fiber alumina/silica fiber 50% by weight ■ Catalyst fine powder activated alumina 45% by weight (platinum 1%)
(Contains) ■ Inorganic binder alumina sol (solid content) 5% by weight (2) Thickness of catalyst plate corrugated niblate 0.3 body (3) Number of ventilation holes 200 pieces/1 nch" Acrylic resin was used as the organic binder. .

このように作製した排ガス浄化触媒体について、固定流
通式で一酸化炭素0.1(空気バランス)、及びメタン
1%濃度(空気バランス)の2種類のガスを用い、空間
速度10.0OOhr−’の条件下でガスクロマトグラ
フィにより変換率(浄化率)を評価したところ、−酸化
炭素は120’Cで90%以上、メタンは450°Cで
90%以上の変換率が得られた。
Regarding the exhaust gas purification catalyst body prepared in this way, a space velocity of 10.0OOhr-' was obtained using two types of gases with a carbon monoxide concentration of 0.1% (air balance) and a methane concentration of 1% (air balance) in a fixed flow type. When the conversion rate (purification rate) was evaluated by gas chromatography under the following conditions, -carbon oxide conversion rate was 90% or more at 120'C, and methane conversion rate was 90% or more at 450C.

実験例3 実験例2に示した製造方法を用いて排ガス浄化触媒体を
作製した。この排ガス浄化触媒体の作製に適用した材料
9組成、形状などの各仕様は以下の通りである。
Experimental Example 3 An exhaust gas purification catalyst body was produced using the manufacturing method shown in Experimental Example 2. Specifications such as the composition and shape of the material 9 applied to the production of this exhaust gas purification catalyst body are as follows.

(1)排ガス浄化触媒体(触媒プレート波状加ニブレー
ト)の構成材料及び組成 ■セラミック繊維 アルミナ・シリカ繊維     60重量%■触媒微粉
末 活性アルミナ酸化セリウム   36重量%(900°
C,5h焼成したもの) (白金0.5%、ロジウム0.5%含有)■無機質バイ
ンダー ジルコニア(固形分)     4重量%(2)触媒プ
レート、波状加ニブレートの厚み0.3m (3)通気孔の数 300個/1nch” なお、有機質バインダーとしてアクリル系樹脂を用いた
(1) Constituent materials and composition of exhaust gas purification catalyst body (catalyst plate corrugated niblate) ■ Ceramic fiber alumina/silica fiber 60% by weight ■ Catalyst fine powder activated alumina cerium oxide 36% by weight (900°
C, fired for 5 hours) (Contains 0.5% platinum, 0.5% rhodium) ■ Inorganic binder zirconia (solid content) 4% by weight (2) Catalyst plate, thickness of wavy niblate 0.3 m (3) Thickness Number of pores: 300/1 nch" Note that an acrylic resin was used as the organic binder.

このように作成した排ガス浄化触媒体について、固定流
通式で一酸化炭素0.1%濃度(空気バランス)、及び
プロピレン1%濃度(空気バランス)の2種類のガスを
用い、空間速度10.000hr−’の条件下でガスク
ロマトグラフィにより変換率(浄化率)を評価したとこ
ろ、−酸化炭素は100”Cで90%以上、プロピレン
は150°Cで90%以上の変換率が得られた。
Regarding the exhaust gas purification catalyst body prepared in this way, the space velocity was 10.000 hr using two types of gases, 0.1% concentration of carbon monoxide (air balance) and 1% concentration of propylene (air balance), in a fixed flow type. When the conversion rate (purification rate) was evaluated by gas chromatography under the conditions of -', a conversion rate of 90% or more was obtained for -carbon oxide at 100''C, and a conversion rate of 90% or more for propylene at 150°C.

発明の効果 以上のように本発明は、セラミック繊維が排ガス浄化触
媒体の骨格を構成しているので、担持される触媒微粉末
は排ガス浄化触媒体の表面だけでなくセラミック繊維間
の空隙にも存在させることができ、かつ排ガス浄化触媒
体の全体を多孔質構造とすることができる。したがって
、浄化する排ガスがその内部へも拡散することができ、
表面だけでなく内部にも存在する触媒微粉末を触媒とし
て機能させることができる。すなわち、本発明の排ガス
浄化触媒は触媒として機能する表面積を大きくすること
ができ、高い触媒活性を得ることができる。
Effects of the Invention As described above, in the present invention, since the ceramic fibers constitute the skeleton of the exhaust gas purification catalyst body, the fine catalyst powder supported is not only on the surface of the exhaust gas purification catalyst body but also in the voids between the ceramic fibers. The exhaust gas purification catalyst body can have a porous structure as a whole. Therefore, the exhaust gas to be purified can also diffuse into the interior.
The catalyst fine powder present not only on the surface but also inside can function as a catalyst. That is, the exhaust gas purification catalyst of the present invention can increase the surface area that functions as a catalyst, and can obtain high catalytic activity.

また、本発明の排ガス浄化触媒体は多孔質であるので熱
容量が小さく、触媒として機能する温度に短時間で昇温
させることかできるとともに、加熱に要するエネルギー
を少なくすることができる。
Furthermore, since the exhaust gas purification catalyst body of the present invention is porous, it has a small heat capacity, and can be heated to a temperature that functions as a catalyst in a short time, and the energy required for heating can be reduced.

さらに、本発明の排ガス浄化触媒体の製造方法において
は触媒微粉末を排ガス浄化触媒体の表面のみならず、内
部にも担持することができるので、触媒活性に優れ、か
つ触媒微粉末がセラミック繊維間に存在するので触媒の
脱落を防止でき、密着性に優れた排ガス浄化触媒体を効
果的に製造することができる。
Furthermore, in the method for producing an exhaust gas purification catalyst body of the present invention, the catalyst fine powder can be supported not only on the surface of the exhaust gas purification catalyst body but also inside the body. Since the catalyst is present in between, it is possible to prevent the catalyst from falling off, and it is possible to effectively produce an exhaust gas purifying catalyst body with excellent adhesion.

第3図は本排ガス浄化触媒体と従来型排ガス浄化触媒体
(コーディエライトハニカム使用)との差を示したもの
である。担持されている触媒微粉末の質及び量を全く同
一にしたにもかかわらず、その性能に大きく差があり、
担体の持つ拡散による効果の大きさを実証している。
FIG. 3 shows the difference between this exhaust gas purification catalyst and a conventional exhaust gas purification catalyst (using cordierite honeycomb). Even though the quality and quantity of supported fine catalyst powder were exactly the same, there was a large difference in performance.
This demonstrates the magnitude of the diffusion effect of the carrier.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

同地の実施例を示す排ガス浄化触媒体の断面図および拡
大断面図、第3図は本発明の実施例による排ガス浄化触
媒体と従来の排ガス浄化触媒体による性能比較特性図で
ある。 1・・・触媒プレート、2・・・・・・セラミック繊維
、3・・・・・活性アルミナ、 4・・・・・白金属、 5触媒微粉末、 6・・・ ・無機バインダー、 通気孔、 状加エプレ
A sectional view and an enlarged sectional view of an exhaust gas purification catalyst according to an embodiment of the present invention are shown, and FIG. 3 is a performance comparison characteristic diagram of an exhaust gas purification catalyst according to an embodiment of the present invention and a conventional exhaust gas purification catalyst. 1... Catalyst plate, 2... Ceramic fiber, 3... Activated alumina, 4... White metal, 5 Catalyst fine powder, 6... Inorganic binder, Vent hole , Shaka Epres

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)セラミック繊維と、前記セラミック繊維間の空隙
に表面積の大きな活性アルミナの表面に白金,パラジウ
ム及びロジウム等貴金属の少なくとも一種類を担持させ
た触媒微粉末と、前記セラミック繊維と前記触媒微粉末
を接着する無機質バインダーとから構成されるとともに
、排ガスが通過できるように通気孔を備えた排ガス浄化
触媒体。
(1) Ceramic fibers, a fine catalyst powder in which at least one kind of noble metal such as platinum, palladium, and rhodium is supported on the surface of activated alumina having a large surface area in the voids between the ceramic fibers, and the ceramic fibers and the fine catalyst powder. An exhaust gas purification catalyst body that is composed of an inorganic binder that adheres the organic matter and is equipped with ventilation holes to allow exhaust gas to pass through.
(2)セラミック繊維がアルミナ,シリカあるいはムラ
イトの様にその両者複合体の少なくとも1種からなる特
許請求の範囲第1項記載の排ガス浄化触媒体。
(2) The exhaust gas purification catalyst body according to claim 1, wherein the ceramic fibers are made of at least one of alumina, silica, or a composite of both, such as mullite.
(3)無機質バインダーがアルミナ,シリカ,ジルコニ
アの少なくとも1種を主成分とする特許請求の範囲第1
項記載の排ガス浄化触媒体。
(3) Claim 1 in which the inorganic binder is mainly composed of at least one of alumina, silica, and zirconia.
Exhaust gas purification catalyst body described in .
(4)セラミック繊維と有機質バインダーよりなる混合
スラリーから抄紙法によりセラミック生シートを作製し
、前記セラミック生シートに排ガスが通過する通気孔を
設け、前記通気孔を有するセラミック生シートを前記有
機質バインダーが分解する温度で焼成して仮焼シートを
作製後、表面積の大きな活性アルミナの表面に白金,パ
ラジウム,ロジウム等貴金属の少なくとも1種類を担持
させた触媒微粉末と、無機質バインダーよりなる混合ス
ラリーを前記仮焼シートを構成するセラミック繊維の表
面及びセラミック繊維間の空隙に担持して焼成する排ガ
ス浄化触媒体の製造方法。
(4) A green ceramic sheet is produced from a mixed slurry consisting of ceramic fibers and an organic binder by a papermaking method, vent holes are provided in the green ceramic sheet through which exhaust gas passes, and the green ceramic sheet having the vent holes is After producing a calcined sheet by firing at a temperature at which it decomposes, a mixed slurry consisting of a fine catalyst powder in which at least one kind of noble metal such as platinum, palladium, or rhodium is supported on the surface of activated alumina having a large surface area and an inorganic binder is added to the slurry as described above. A method for producing an exhaust gas purification catalyst body, in which the catalyst is supported on the surface of ceramic fibers constituting a calcined sheet and in the gaps between the ceramic fibers and then fired.
(5)セラミック繊維と有機質バインダーよりなる混合
スラリーから抄紙法によりセラミック生シートを作製し
、前記セラミック生シートを前記有機質バインダーが分
解する温度で焼成して仮焼シートを作製後、表面積の大
きな活性アルミナの表面に白金,パラジウム,ロジウム
等貴金属の少なくとも1種類を担持させた触媒微粉末と
無機質バインダーよりなる混合スラリーを前記仮焼シー
トを構成するセラミック繊維の表面及びセラミック繊維
間の空隙に担持し、これを波状加工したものと波状加工
しないものを無機質バインダーで接着し、さらに前記接
着したものを積層もしくは巻き上げ加工してハニカム構
造体とした後焼成する排ガス浄化触媒体の製造方法。
(5) A ceramic raw sheet is produced from a mixed slurry consisting of ceramic fibers and an organic binder by a papermaking method, and the ceramic raw sheet is fired at a temperature at which the organic binder decomposes to produce a calcined sheet. A mixed slurry consisting of fine catalyst powder and an inorganic binder in which at least one kind of noble metal such as platinum, palladium, or rhodium is supported on the surface of alumina is supported on the surface of the ceramic fibers constituting the calcined sheet and in the voids between the ceramic fibers. A method for producing an exhaust gas purification catalyst body, in which a corrugated and non-wavy structure is bonded with an inorganic binder, and the bonded structure is laminated or rolled up to form a honeycomb structure, which is then fired.
(6)触媒微粉末の代りに活性アルミナと有機質バイン
ダーよりなる混合スラリーを仮焼シートを構成するセラ
ミック繊維の表面及びセラミック繊維間の空隙に担持し
て焼成した後、白金,パラジウム,ロジウム等貴金属の
少なくとも1種類を含む塩溶液中に含浸させ余分な塩溶
液を圧搾空気で吹き飛ばした後焼成する特許請求の範囲
第4項または第5項記載の排ガス浄化触媒体の製造方法
(6) A mixed slurry consisting of activated alumina and an organic binder instead of fine catalyst powder is supported on the surface of the ceramic fibers constituting the calcined sheet and in the voids between the ceramic fibers, and after firing, precious metals such as platinum, palladium, rhodium, etc. 6. The method for producing an exhaust gas purification catalyst according to claim 4 or 5, which comprises impregnating the catalyst in a salt solution containing at least one of the above, blowing off the excess salt solution with compressed air, and then firing.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996022146A3 (en) * 1995-01-20 1996-10-31 Engelhard Corp Vehicle having atmosphere pollutant treating surface
JP2009172522A (en) * 2008-01-24 2009-08-06 F C C:Kk Catalyst and its manufacturing method
JP2009248010A (en) * 2008-04-08 2009-10-29 F C C:Kk Catalyst and method for determining distribution of its metal catalyst

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