JPH04349935A - 酸化触媒 - Google Patents
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- JPH04349935A JPH04349935A JP3125907A JP12590791A JPH04349935A JP H04349935 A JPH04349935 A JP H04349935A JP 3125907 A JP3125907 A JP 3125907A JP 12590791 A JP12590791 A JP 12590791A JP H04349935 A JPH04349935 A JP H04349935A
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は酸化触媒、例えば水素、
一酸化炭素、炭化水素などのガスを燃焼させるための酸
化触媒に関し、特に各種可燃性ガスの中で最も酸化され
にくいメタンを低温、高いガス流量/触媒容積比の条件
下で高効率で酸化することができ、しかも1000℃以
上の高温においても優れた耐熱性を有する酸化触媒に関
する。
一酸化炭素、炭化水素などのガスを燃焼させるための酸
化触媒に関し、特に各種可燃性ガスの中で最も酸化され
にくいメタンを低温、高いガス流量/触媒容積比の条件
下で高効率で酸化することができ、しかも1000℃以
上の高温においても優れた耐熱性を有する酸化触媒に関
する。
【0002】
【従来の技術】一酸化炭素、水素、あるいは炭化水素等
の可燃性ガスを酸化触媒の存在下で燃焼させる接触燃焼
法は、主として自動車排ガスの浄化を目的に研究され、
多くの酸化触媒が開発されている。その主なものは白金
のような貴金属、銅や鉄のような卑金属の酸化物を活性
成分とし、各活性成分を粒状やハニカム状等に成形した
り、あるいはアルミナやチタニア等の担体に直接担持さ
せたものである。
の可燃性ガスを酸化触媒の存在下で燃焼させる接触燃焼
法は、主として自動車排ガスの浄化を目的に研究され、
多くの酸化触媒が開発されている。その主なものは白金
のような貴金属、銅や鉄のような卑金属の酸化物を活性
成分とし、各活性成分を粒状やハニカム状等に成形した
り、あるいはアルミナやチタニア等の担体に直接担持さ
せたものである。
【0003】一方、最近では低NOx燃焼法開発の一環
として、プロパン、低熱量ガス、オイル等を燃焼させる
酸化触媒が研究されている。この触媒はハニカム型のコ
ージュライトやムライト等のセラミックスを基材とし、
この基材にγ−Al2 O3 (ガンマアルミナ)、ジ
ルコニア、マグネシア、α−Al2 O3 (アルファ
アルミナ)等の担体をウォシュコートし、活性成分とし
てPt、Pt+Pd、Pd、Pt+Rh等の貴金属、あ
るいはコバルト、ニッケル、マンガン等の卑金属の酸化
物を担持させたものである。
として、プロパン、低熱量ガス、オイル等を燃焼させる
酸化触媒が研究されている。この触媒はハニカム型のコ
ージュライトやムライト等のセラミックスを基材とし、
この基材にγ−Al2 O3 (ガンマアルミナ)、ジ
ルコニア、マグネシア、α−Al2 O3 (アルファ
アルミナ)等の担体をウォシュコートし、活性成分とし
てPt、Pt+Pd、Pd、Pt+Rh等の貴金属、あ
るいはコバルト、ニッケル、マンガン等の卑金属の酸化
物を担持させたものである。
【0004】上記のような従来の酸化触媒は一酸化炭素
やプロパンに対しては高活性を示すものの、より安定な
メタンに対してはいずれも性能が悪く、現在のところメ
タンに対してはその酸化性能において多くの問題点を残
している。
やプロパンに対しては高活性を示すものの、より安定な
メタンに対してはいずれも性能が悪く、現在のところメ
タンに対してはその酸化性能において多くの問題点を残
している。
【0005】また最近では1000℃前後でも耐熱性が
ある触媒として、アルミニウムとランタンの複合酸化物
を主成分とする担体に、触媒活性成分を担持した触媒(
特開昭60−12132号公報)、又はアルカリ土類金
属元素とアルミニウムの複合酸化物を主成分とする触媒
(特開昭62−153158号公報)などが提案されて
いる。
ある触媒として、アルミニウムとランタンの複合酸化物
を主成分とする担体に、触媒活性成分を担持した触媒(
特開昭60−12132号公報)、又はアルカリ土類金
属元素とアルミニウムの複合酸化物を主成分とする触媒
(特開昭62−153158号公報)などが提案されて
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の触媒は1000
℃以上で使用すると担体が熱によりシンタリングし比表
面積が急激に低下するため実用上使用することができな
い。
℃以上で使用すると担体が熱によりシンタリングし比表
面積が急激に低下するため実用上使用することができな
い。
【0007】本発明は上記技術水準に鑑み、高温下でも
耐熱性の優れた酸化触媒を提供しようとするものである
。
耐熱性の優れた酸化触媒を提供しようとするものである
。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は(1)チタニウ
ム及びアルミニウムの複合酸化物を担体としてIb族、
Va族、VIa族、VII a族、VIII族元素の金
属又はその酸化物を一種以上及びアルカリ土類元素の酸
化物を担持させてなることを特徴とする酸化触媒。
ム及びアルミニウムの複合酸化物を担体としてIb族、
Va族、VIa族、VII a族、VIII族元素の金
属又はその酸化物を一種以上及びアルカリ土類元素の酸
化物を担持させてなることを特徴とする酸化触媒。
【0009】(2)チタニウム及びアルミニウムの複合
酸化物をハニカム状に成型してなることを特徴とする上
記第(1)項の酸化触媒。
酸化物をハニカム状に成型してなることを特徴とする上
記第(1)項の酸化触媒。
【0010】(3)コージェライト、ムライト又はMg
O,Al2 O3 ,TiO2 よりなる結晶性複合酸
化物のうちから選択されるハニカム状耐熱基材に上記第
(1)項の触媒をコーティングしてなることを特徴とす
る酸化触媒である。
O,Al2 O3 ,TiO2 よりなる結晶性複合酸
化物のうちから選択されるハニカム状耐熱基材に上記第
(1)項の触媒をコーティングしてなることを特徴とす
る酸化触媒である。
【0011】
【作用】本発明にいうチタニウム及びアルミニウムの複
合酸化物とは、TiO2 :Al2 O3 の重量比で
5:95〜95:5の組成を有する非晶質(一部は結晶
化しているものの全体としては非晶質)のもので下記方
法で製造される。
合酸化物とは、TiO2 :Al2 O3 の重量比で
5:95〜95:5の組成を有する非晶質(一部は結晶
化しているものの全体としては非晶質)のもので下記方
法で製造される。
【0012】■ アルミニウムの化合物及びチタニウ
ムの化合物の水溶液にアンモニア水又は炭酸ソーダ水溶
液などの塩基性の沈殿剤を添加して生成する沈殿を洗浄
した後乾燥し、500℃以上で焼成する。
ムの化合物の水溶液にアンモニア水又は炭酸ソーダ水溶
液などの塩基性の沈殿剤を添加して生成する沈殿を洗浄
した後乾燥し、500℃以上で焼成する。
【0013】■ アルミニウムの水酸化物または酸化
物をチタニウムの化合物の水溶液に混合した後、沈殿剤
を添加して生成する沈殿を洗浄した後乾燥し、500℃
以上で焼成する。
物をチタニウムの化合物の水溶液に混合した後、沈殿剤
を添加して生成する沈殿を洗浄した後乾燥し、500℃
以上で焼成する。
【0014】■ チタニウムの水酸化物または酸化物
をアルミニウムの化合物の水溶液に混合した後、沈殿剤
を添加して生成する沈殿を洗浄した後乾燥し、500℃
以上で焼成する。
をアルミニウムの化合物の水溶液に混合した後、沈殿剤
を添加して生成する沈殿を洗浄した後乾燥し、500℃
以上で焼成する。
【0015】以上の方法で調製したチタニウム及びアル
ミニウムの複合酸化物はバインダーを添加してハニカム
状に成型したり、又は複合酸化物のスラリーにコージェ
ライト、ムライト又はMgO,Al2 O3 ,TiO
2 よりなる結晶性複合酸化物のうちから選択されるハ
ニカム状耐熱基材を浸漬してウォッシュコートし、50
0℃以上で焼付けることによりハニカム状の担体にする
ことができる。
ミニウムの複合酸化物はバインダーを添加してハニカム
状に成型したり、又は複合酸化物のスラリーにコージェ
ライト、ムライト又はMgO,Al2 O3 ,TiO
2 よりなる結晶性複合酸化物のうちから選択されるハ
ニカム状耐熱基材を浸漬してウォッシュコートし、50
0℃以上で焼付けることによりハニカム状の担体にする
ことができる。
【0016】なお、上記のMgO,Al2 O3 ,T
iO2 よりなる結晶性複合酸化物とはマグネシア、炭
酸マグネシウム、水酸化マグネシウムのようなMg化合
物、アルミナ、水酸化アルミニウムのようなAl化合物
及びアナターゼ又はルチル型酸化チタンのようなTi化
合物の混合物を、1300〜1700℃で焼成して結晶
化することによって得られた低膨張性のものを意味する
。
iO2 よりなる結晶性複合酸化物とはマグネシア、炭
酸マグネシウム、水酸化マグネシウムのようなMg化合
物、アルミナ、水酸化アルミニウムのようなAl化合物
及びアナターゼ又はルチル型酸化チタンのようなTi化
合物の混合物を、1300〜1700℃で焼成して結晶
化することによって得られた低膨張性のものを意味する
。
【0017】次に、このようにして得られたチタニウム
及びアルミニウムの複合酸化物又はハニカム状の担体に
Ib族、Va族、VIa族、VII a族、VIII族
元素の金属又はその酸化物を担持させる方法は従来から
用いられている方法でよく、例えば上記元素の酸化物を
担持させる場合には、各元素の硝酸塩水溶液に担体を浸
漬後焼成すればよく、また上記元素の金属を担持させる
場合には、各元素の化合物の水溶液に担体を浸漬後水素
還元すれば調製できる。アルカリ土類元素の酸化物を担
持する場合にはアルカリ土類元素の硝酸塩水溶液に担体
を浸漬後焼成すればよい。
及びアルミニウムの複合酸化物又はハニカム状の担体に
Ib族、Va族、VIa族、VII a族、VIII族
元素の金属又はその酸化物を担持させる方法は従来から
用いられている方法でよく、例えば上記元素の酸化物を
担持させる場合には、各元素の硝酸塩水溶液に担体を浸
漬後焼成すればよく、また上記元素の金属を担持させる
場合には、各元素の化合物の水溶液に担体を浸漬後水素
還元すれば調製できる。アルカリ土類元素の酸化物を担
持する場合にはアルカリ土類元素の硝酸塩水溶液に担体
を浸漬後焼成すればよい。
【0018】Ib族、Va族、VIa族、VII a族
、VIII族元素の金属又はその酸化物とアルカリ土類
元素の酸化物を担持する方法としては上記の方法でいず
れかをあらかじめ担持した後、他の酸化物を担持する方
法、又は両成分の化合物の水溶液に担体を浸漬後焼成す
ることにより担持する方法が用いられる。アルカリ土類
元素の酸化物の一例としてはMgO、CaO、BaOな
どがあり、その担持量はチタニウム及びアルミニウムの
複合酸化物100重量部当たり1〜30重量部の範囲が
好ましい。
、VIII族元素の金属又はその酸化物とアルカリ土類
元素の酸化物を担持する方法としては上記の方法でいず
れかをあらかじめ担持した後、他の酸化物を担持する方
法、又は両成分の化合物の水溶液に担体を浸漬後焼成す
ることにより担持する方法が用いられる。アルカリ土類
元素の酸化物の一例としてはMgO、CaO、BaOな
どがあり、その担持量はチタニウム及びアルミニウムの
複合酸化物100重量部当たり1〜30重量部の範囲が
好ましい。
【0019】Ib族、Va族、VIa族、VII a族
、VIII族元素の金属又は酸化物の一例としてはCu
O、V2 O5 、Cr2 O3 、MnO2 、Fe
2 O3 、NiO、CoO、PdO、Pt、Pd、R
h、Ruなどがあり、その担持量はチタニウム及びアル
ミニウムの複合酸化物100重量部当たり0.1〜30
重量部の範囲が好ましい。
、VIII族元素の金属又は酸化物の一例としてはCu
O、V2 O5 、Cr2 O3 、MnO2 、Fe
2 O3 、NiO、CoO、PdO、Pt、Pd、R
h、Ruなどがあり、その担持量はチタニウム及びアル
ミニウムの複合酸化物100重量部当たり0.1〜30
重量部の範囲が好ましい。
【0020】以上のようにして得られた触媒は水素、一
酸化炭素、炭化水素ガス等のガスの酸化反応に対し優れ
た活性、耐久性を示した。
酸化炭素、炭化水素ガス等のガスの酸化反応に対し優れ
た活性、耐久性を示した。
【0021】以下、実施例により本発明を具体的に説明
する。
する。
(例1)硝酸チタニウムと硝酸アルミニウムの混合水溶
液に炭酸ソーダ水溶液を添加して得られる沈殿を濾過、
水洗、乾燥後500℃で焼成して担体1(TiO2 :
Al2 O3 の重量比 50:50)を得た。
液に炭酸ソーダ水溶液を添加して得られる沈殿を濾過、
水洗、乾燥後500℃で焼成して担体1(TiO2 :
Al2 O3 の重量比 50:50)を得た。
【0022】ベーマイトAlO(OH)粉末を水に添加
し、さらに塩化チタニウム水溶液を添加した溶液にアン
モニア水を添加して得られる沈殿を濾過、水洗し乾燥後
1000℃で焼成してZrO2 :Al2 O3 比の
異なる担体2(TiO2 :Al2 O3 の重量比
90:10)、担体3(TiO2 :Al2 O3
の重量比 20:80)及び担体4(TiO2 :A
l2 O3 の重量比 10:90)を得た。
し、さらに塩化チタニウム水溶液を添加した溶液にアン
モニア水を添加して得られる沈殿を濾過、水洗し乾燥後
1000℃で焼成してZrO2 :Al2 O3 比の
異なる担体2(TiO2 :Al2 O3 の重量比
90:10)、担体3(TiO2 :Al2 O3
の重量比 20:80)及び担体4(TiO2 :A
l2 O3 の重量比 10:90)を得た。
【0023】担体1〜4を粒径2〜4mmのペレットに
成形した後、硝酸マグネシウム水溶液に浸漬し500℃
で焼成することによりMgOを5重量%(担体100重
量部当たり)担持したペレットを硝酸パラジウム水溶液
に浸漬し乾燥後、500℃で焼成し触媒1〜4を各々調
製した。担体1のペレットを塩化白金酸水溶液、塩化ル
テニウム水溶液、塩化ロジウム水溶液各々に浸漬し乾燥
後、400℃で水素還元し触媒5〜7を調製した。
成形した後、硝酸マグネシウム水溶液に浸漬し500℃
で焼成することによりMgOを5重量%(担体100重
量部当たり)担持したペレットを硝酸パラジウム水溶液
に浸漬し乾燥後、500℃で焼成し触媒1〜4を各々調
製した。担体1のペレットを塩化白金酸水溶液、塩化ル
テニウム水溶液、塩化ロジウム水溶液各々に浸漬し乾燥
後、400℃で水素還元し触媒5〜7を調製した。
【0024】これらの触媒を表1の条件(可燃ガスを空
気で希釈)で活性評価を行い、その結果を表2に示す。
気で希釈)で活性評価を行い、その結果を表2に示す。
【表1】
【表2】
【0025】(例2)例1で調製した担体3のペレット
を用い、硝酸銅、硝酸バナジウム、硝酸マンガン、硝酸
鉄、硝酸ニッケル、硝酸コバルトの各水溶液及び硝酸バ
リウム、硝酸カルシウム、硝酸ストロンチウム水溶液の
混合水溶液に浸漬し、乾燥後500℃で5時間焼成し触
媒8〜13を調製した。
を用い、硝酸銅、硝酸バナジウム、硝酸マンガン、硝酸
鉄、硝酸ニッケル、硝酸コバルトの各水溶液及び硝酸バ
リウム、硝酸カルシウム、硝酸ストロンチウム水溶液の
混合水溶液に浸漬し、乾燥後500℃で5時間焼成し触
媒8〜13を調製した。
【0026】これらの触媒をプロパン又はメタノールを
含有する空気を原料として、反応温度500℃、ガス空
塔速度10,000h−1の条件で活性評価試験を行い
、その結果を表3に示す。
含有する空気を原料として、反応温度500℃、ガス空
塔速度10,000h−1の条件で活性評価試験を行い
、その結果を表3に示す。
【表3】
【0027】(例3)例2で調製した触媒8〜13を硝
酸パラジウム水溶液に浸漬した後、500℃で焼成し触
媒14〜19を調製した。
酸パラジウム水溶液に浸漬した後、500℃で焼成し触
媒14〜19を調製した。
【0028】これらの触媒をメタン1%(残部空気)含
有ガスを用い、ガス空塔速度50,000h−1、反応
温度400℃の条件で活性評価を行い、その結果を表4
に示す。表4には1000時間活性評価試験後の結果も
併記する。
有ガスを用い、ガス空塔速度50,000h−1、反応
温度400℃の条件で活性評価を行い、その結果を表4
に示す。表4には1000時間活性評価試験後の結果も
併記する。
【表4】
【0029】(例4)直径1インチで、1平方インチ当
たり200個の開口部(200セル)を有するハニカム
状のコージェライト(2MgO・2Al2 O3 ・5
SiO2 )基材又はMgO、Al2 O3 、TiO
2 よりなる結晶性複合酸化物(MgO・4Al2 O
3 ・6TiO2 )基材を用い、担体3のTiO2
:Al2 O3 (20:80)粉末を上記基材にウォ
ッシュコートし、1000℃で焼付けてハニカム担体A
、Bを得た。ZrO2 ・Al2 O3 コート量はハ
ニカム担体100重量部当たり40重量部であった。
たり200個の開口部(200セル)を有するハニカム
状のコージェライト(2MgO・2Al2 O3 ・5
SiO2 )基材又はMgO、Al2 O3 、TiO
2 よりなる結晶性複合酸化物(MgO・4Al2 O
3 ・6TiO2 )基材を用い、担体3のTiO2
:Al2 O3 (20:80)粉末を上記基材にウォ
ッシュコートし、1000℃で焼付けてハニカム担体A
、Bを得た。ZrO2 ・Al2 O3 コート量はハ
ニカム担体100重量部当たり40重量部であった。
【0030】担体A、Bそれぞれを硝酸マグネシウム水
溶液に浸漬し乾燥後500℃で焼成し、さらに硝酸パラ
ジウム水溶液に浸漬し乾燥後500℃で焼成し触媒20
,21を得た。
溶液に浸漬し乾燥後500℃で焼成し、さらに硝酸パラ
ジウム水溶液に浸漬し乾燥後500℃で焼成し触媒20
,21を得た。
【0031】これらの触媒及びさらに1100℃で10
00時間焼成した触媒を、メタン3%(残部空気)含有
ガスを用い、ガス空塔速度300,000h−1、触媒
層入口ガス温度400℃の条件で活性評価を行い表5の
結果を得た。
00時間焼成した触媒を、メタン3%(残部空気)含有
ガスを用い、ガス空塔速度300,000h−1、触媒
層入口ガス温度400℃の条件で活性評価を行い表5の
結果を得た。
【表5】
【0032】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、活
性が高くかつ耐熱性に優れた酸化触媒を提供できる。
性が高くかつ耐熱性に優れた酸化触媒を提供できる。
Claims (3)
- 【請求項1】 チタニウム及びアルミニウムの複合酸
化物を担体としてIb族、Va族、VIa族、VII
a族、VIII族元素の金属又はその酸化物を一種以上
及びアルカリ土類元素の酸化物を担持させてなることを
特徴とする酸化触媒。 - 【請求項2】 チタニウム及びアルミニウムの複合酸
化物をハニカム状に成型してなることを特徴とする請求
項1記載の酸化触媒。 - 【請求項3】 コージェライト、ムライト又はMgO
,Al2 O3 ,TiO2 よりなる結晶性複合酸化
物のうちから選択されるハニカム状耐熱基材に請求項1
記載の触媒をコーティングしてなることを特徴とする酸
化触媒。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3125907A JPH04349935A (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 酸化触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3125907A JPH04349935A (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 酸化触媒 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04349935A true JPH04349935A (ja) | 1992-12-04 |
Family
ID=14921865
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3125907A Withdrawn JPH04349935A (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 酸化触媒 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04349935A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5662873A (en) * | 1995-01-25 | 1997-09-02 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process for the elimination of impurities contained in a gaseous compound |
US5733518A (en) * | 1992-04-27 | 1998-03-31 | Sun Company, Inc. (R&M) | Process and catalyst for dehydrogenation of organic compounds |
JP2004502280A (ja) * | 2000-06-28 | 2004-01-22 | ザ ジレット カンパニー | 水素再結合触媒 |
CN109225222A (zh) * | 2017-07-11 | 2019-01-18 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种复合光催化剂及其应用 |
-
1991
- 1991-05-29 JP JP3125907A patent/JPH04349935A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5733518A (en) * | 1992-04-27 | 1998-03-31 | Sun Company, Inc. (R&M) | Process and catalyst for dehydrogenation of organic compounds |
US5662873A (en) * | 1995-01-25 | 1997-09-02 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process for the elimination of impurities contained in a gaseous compound |
JP2004502280A (ja) * | 2000-06-28 | 2004-01-22 | ザ ジレット カンパニー | 水素再結合触媒 |
CN109225222A (zh) * | 2017-07-11 | 2019-01-18 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种复合光催化剂及其应用 |
CN109225222B (zh) * | 2017-07-11 | 2021-03-16 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种复合光催化剂及其应用 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980806 |