JPH0435745A - 排ガス浄化触媒体 - Google Patents
排ガス浄化触媒体Info
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Landscapes
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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】
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機器、
自動車、ガスオープン、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に関す
る。
自動車、ガスオープン、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に関す
る。
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としては、シリカ、アルミナな
どのセラミック粉末を成形、焼成して得られるセラミッ
クハニカム構造体の表面にアルミナなどの微粉末と無機
質バインダーをコーティングし、さらにその上に白金、
ロジウム、パラ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。
−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としては、シリカ、アルミナな
どのセラミック粉末を成形、焼成して得られるセラミッ
クハニカム構造体の表面にアルミナなどの微粉末と無機
質バインダーをコーティングし、さらにその上に白金、
ロジウム、パラ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。
また、最近では触媒として貴金属の代りにペロブスカイ
ト型複合酸化物を用いたものがあるが、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。
ト型複合酸化物を用いたものがあるが、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。
従来の排ガス浄化触媒体に用いられているセラミックハ
ニカム構造体は耐久性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高密度であるので表面積が小
さく触媒の担体として適していない、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
きなアルミナなどの微粒子をコーティングし、その上に
触媒を担持するのが一般的である。
ニカム構造体は耐久性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高密度であるので表面積が小
さく触媒の担体として適していない、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
きなアルミナなどの微粒子をコーティングし、その上に
触媒を担持するのが一般的である。
発明が解決しようとする課題
しかし、このような従来の構成では、触媒として機能す
る部分がセラミックハニカム構造体の表面積のみとなり
、かつ金属酸化物よりなる触媒を用いる場合は白金など
の貴金属触媒に比べて微粒子径が大きいので触媒として
機能する表面積がさらに小さくなる。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
大きくして負荷を小ざくするか、排ガス浄化触媒体の温
度を高くしないと十分な触媒活性が得られないという課
題があった。
る部分がセラミックハニカム構造体の表面積のみとなり
、かつ金属酸化物よりなる触媒を用いる場合は白金など
の貴金属触媒に比べて微粒子径が大きいので触媒として
機能する表面積がさらに小さくなる。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
大きくして負荷を小ざくするか、排ガス浄化触媒体の温
度を高くしないと十分な触媒活性が得られないという課
題があった。
またセラミックハニカム構造体に表面積の大きいコーテ
ィング層を設けた場合、このコーティング層上に担持す
る触媒は粒子径の小さい白金、ロジウム、パラジウムな
どの貴金属に限られる。貴金属触媒は高い触媒活性を有
するが、材料コストが高く、資源的にも限りがあるため
これに替わる触媒が強く要望されている。
ィング層を設けた場合、このコーティング層上に担持す
る触媒は粒子径の小さい白金、ロジウム、パラジウムな
どの貴金属に限られる。貴金属触媒は高い触媒活性を有
するが、材料コストが高く、資源的にも限りがあるため
これに替わる触媒が強く要望されている。
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、構造を改善することにより、前記課題となっている
触媒性能を向上させ、かつ生産性に優れ、低コストを実
現する排ガス浄化触媒体を得ることを目的としている。
類、構造を改善することにより、前記課題となっている
触媒性能を向上させ、かつ生産性に優れ、低コストを実
現する排ガス浄化触媒体を得ることを目的としている。
８Ｎを解決するための手段
上記目的を達成するために本発明の排ガス浄化触媒体は
、排ガスが通過する通気口を備えたアルミナ、シリカを
主成分とするセラミック構造体の表面に、セラミック繊
維と銅、マンガン、コバルトの少なくとも１種の金属酸
化物からなる酸化触媒と無機質バインダーの混合物より
なる触媒層を形成したものである。
、排ガスが通過する通気口を備えたアルミナ、シリカを
主成分とするセラミック構造体の表面に、セラミック繊
維と銅、マンガン、コバルトの少なくとも１種の金属酸
化物からなる酸化触媒と無機質バインダーの混合物より
なる触媒層を形成したものである。
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。加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
化とともに接触し、酸化反応により炭酸ガスと水蒸気に
変換される。
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。加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
化とともに接触し、酸化反応により炭酸ガスと水蒸気に
変換される。
酸化触媒は触媒層の外表面だけでなく、触媒層の骨格と
なっているセラミック繊維間の空隙にも存在する。この
触媒層はセラミック繊維の存在によって多孔質となって
いるので排ガスは触媒層の内部へも拡散することができ
、表面に存在する酸化触媒のみならず内部に存在する酸
化触媒も触媒として機能する。すなわち、本発明の排ガ
ス浄化触媒体は触媒として機能する表面積が大きくなる
。
なっているセラミック繊維間の空隙にも存在する。この
触媒層はセラミック繊維の存在によって多孔質となって
いるので排ガスは触媒層の内部へも拡散することができ
、表面に存在する酸化触媒のみならず内部に存在する酸
化触媒も触媒として機能する。すなわち、本発明の排ガ
ス浄化触媒体は触媒として機能する表面積が大きくなる
。
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の骨格とな
る排ガスが通過する通気口６を有するハニカム状のセラ
ミック構造体であり、このセラミック構造体１の表面に
触媒層２が形成される。この触媒層２は第２図に示すよ
うに、セラミック繊維３と酸化触媒４と無機質バインダ
ー５より構成される。
る。第１図において、１は排ガス浄化触媒体の骨格とな
る排ガスが通過する通気口６を有するハニカム状のセラ
ミック構造体であり、このセラミック構造体１の表面に
触媒層２が形成される。この触媒層２は第２図に示すよ
うに、セラミック繊維３と酸化触媒４と無機質バインダ
ー５より構成される。
触媒層２は以下の方法によって造られる。まず、セラミ
ック繊維３と酸化触媒４と無機質バインダー５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スプレー、浸漬などの
方法でセラミック構造体１の表面に付着させ、乾燥する
。そしてこれを焼成することにより触媒層２を得ること
ができる。
ック繊維３と酸化触媒４と無機質バインダー５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スプレー、浸漬などの
方法でセラミック構造体１の表面に付着させ、乾燥する
。そしてこれを焼成することにより触媒層２を得ること
ができる。
排ガスが通過する通気口６の大きさは排ガスの流蓋、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。
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。
酸化触媒４と無機質バインダー５はセラミック繊維３の
隙間に存在するので触媒層２の外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、触媒層２はセラ
ミック繊維３がその骨格をなし、その周囲に酸化触媒４
と無機質バインダー５が存在する構造となり、触媒層２
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。
隙間に存在するので触媒層２の外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、触媒層２はセラ
ミック繊維３がその骨格をなし、その周囲に酸化触媒４
と無機質バインダー５が存在する構造となり、触媒層２
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。
酸化触媒４の含有量が少なくなると触媒性能が悪くなり
、また多くなると触媒層２の密着性が悪くなることや排
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（なる、ゆえに触媒層２
における酸化触媒４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５はセラミック構造体
ｌと触媒層２およびセラミック繊維３と酸化触媒４を接
着する目的で用いるものであり、触媒性能の点からでき
るだけ少ない方がよく、無Ｉ！ｌ質バインダー５の固形
分の含を量は酸化触媒４の含有量に対し、５〜１０重量
％の範囲が適している。
、また多くなると触媒層２の密着性が悪くなることや排
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（なる、ゆえに触媒層２
における酸化触媒４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５はセラミック構造体
ｌと触媒層２およびセラミック繊維３と酸化触媒４を接
着する目的で用いるものであり、触媒性能の点からでき
るだけ少ない方がよく、無Ｉ！ｌ質バインダー５の固形
分の含を量は酸化触媒４の含有量に対し、５〜１０重量
％の範囲が適している。
セラミック繊維３の材料は、耐熱性、加工性の点からア
ルミナ、シリカ、ジルコニアの少なくとも１種、またそ
の繊維径は１〜５μｍからなるものがよい。
ルミナ、シリカ、ジルコニアの少なくとも１種、またそ
の繊維径は１〜５μｍからなるものがよい。
酸化触媒４の材料は触媒性能、コストの点から金属酸化
物がよく、特に銅、マンガン、コバルトの少なくとも１
種の酸化物がよい。
物がよく、特に銅、マンガン、コバルトの少なくとも１
種の酸化物がよい。
無機質バインダー５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適し
ている。
子からなるシリカ、アルミナ、ジルコニアが目的に適し
ている。
次に、この一実施例の構成における作用を説明する。排
ガス浄化触媒体は自動車、燃焼機器、調理器などから排
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
された排ガス浄化触媒体を通過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酸化触媒４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、通気口６より排出される。
ガス浄化触媒体は自動車、燃焼機器、調理器などから排
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
された排ガス浄化触媒体を通過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酸化触媒４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、通気口６より排出される。
触媒層２に存在する酸化触媒４は触媒層２の外表面だけ
でなく、触媒層２の骨格をなすセラミ。
でなく、触媒層２の骨格をなすセラミ。
り繊維３間の空隙にも存在する。触媒層２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酸化触媒４も触媒として機能するこ
とができる。すなわち、本発明の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る。
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酸化触媒４も触媒として機能するこ
とができる。すなわち、本発明の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る。
以下、本発明の具体的実験例について述べる。
〈実験例１〉
第１図、第２図に示した構成および上記製造方法を用い
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、組成、形状などの各仕様は以下
の通りである。
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、組成、形状などの各仕様は以下
の通りである。
（１）ハニカム状のセラミツク１造体１■材料
・アルミナ、ソリ力、マグネシアを主成分とするコーデ
ィエライト ■通気口６の数 ２００個／１ｎｃｈ” （２）触媒層２の構成材料および組成 ■セラミック繊維３ ・アルミナ・シリカ繊維 ５０重量％■酸化触媒４ ＣｕＯ、Ｍｎ０ｚ 金属酸化物 ４５重量％■無機
質バインダー５ アルミナヅル（固形分） ５重量％ 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％濃度（空気バランス）および
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１００００ｈｒ−’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１５０’ｃで９０％以上、プロピレンは
２００’Ｃで９０％以上の変換率が得られた。
ィエライト ■通気口６の数 ２００個／１ｎｃｈ” （２）触媒層２の構成材料および組成 ■セラミック繊維３ ・アルミナ・シリカ繊維 ５０重量％■酸化触媒４ ＣｕＯ、Ｍｎ０ｚ 金属酸化物 ４５重量％■無機
質バインダー５ アルミナヅル（固形分） ５重量％ 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％濃度（空気バランス）および
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１００００ｈｒ−’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１５０’ｃで９０％以上、プロピレンは
２００’Ｃで９０％以上の変換率が得られた。
〈実験例２〉
第１図、第２図に示した構成および実験例１と同し製造
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、組成、形状などの各
仕様は以下の通りである。
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、組成、形状などの各
仕様は以下の通りである。
（１）ハニカム状のセラミック構造体１■材料
・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 ■通気口６の数 ・２００個／１ｎｃｈ” （２）触媒層２の構成材料および組成 ■セラミック繊維３ ・ジルコニア繊維 ６０重量％■酸化触媒４ ・ Ｃｏ、Ｏ，金属酸化物 ３６重置％■無機質バ
インダー５ ・ジルコニアゾル（固形分） ４重量％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％濃度（空気バランス）およびメタン１％濃度
（空気バランス）の２種類のガスを用い、空間速度１０
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、実験例１とほぼ同
様な結果を得た。
ィエライト ■通気口６の数 ・２００個／１ｎｃｈ” （２）触媒層２の構成材料および組成 ■セラミック繊維３ ・ジルコニア繊維 ６０重量％■酸化触媒４ ・ Ｃｏ、Ｏ，金属酸化物 ３６重置％■無機質バ
インダー５ ・ジルコニアゾル（固形分） ４重量％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％濃度（空気バランス）およびメタン１％濃度
（空気バランス）の２種類のガスを用い、空間速度１０
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、実験例１とほぼ同
様な結果を得た。
また酸化触媒４として、ＣｕＯ、ＭｎＯ２、Ｃｏ３０．
の金属酸化物を単独および２種、３種の組み合わせ（実
験例１、実験例２以外）で用いたところ、上記実験例と
ほぼ同様な結果を得た。
の金属酸化物を単独および２種、３種の組み合わせ（実
験例１、実験例２以外）で用いたところ、上記実験例と
ほぼ同様な結果を得た。
発明の効果
以上のように本発明は、触媒層ムこセラミック繊維を用
いることにより、酸化触媒を触媒層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
触媒層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触媒層の内部へも拡散することがで
き、表面だけでなく内部に存在する酸化触媒も触媒とし
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。
いることにより、酸化触媒を触媒層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
触媒層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触媒層の内部へも拡散することがで
き、表面だけでなく内部に存在する酸化触媒も触媒とし
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。
また本発明では、セラミック繊維と酸化触媒と無機質バ
インダーの混合スラリーをスプレー、浸漬などの方法で
セラミック構造体の表面に付着させることにより触媒層
が形成されるので、簡単な製造工程で生産できる。
インダーの混合スラリーをスプレー、浸漬などの方法で
セラミック構造体の表面に付着させることにより触媒層
が形成されるので、簡単な製造工程で生産できる。
さらに本発明では、白金、パラジウムなどの貴金属触媒
を用いないので低コストの排ガス浄化触媒体を実現する
ことができる。
を用いないので低コストの排ガス浄化触媒体を実現する
ことができる。
第１図は本発明の一実施例である排ガス浄化触媒体の断
面図、第２図は触媒層の断面図である。 １・・・・・・セラミック構造体、２・・・・・・触媒
層、３・・・・・・セラミック繊維、４・・・・・・酸
化触媒、５・・・・・・無機質バインダー、６・・・・
・・通気口。
面図、第２図は触媒層の断面図である。 １・・・・・・セラミック構造体、２・・・・・・触媒
層、３・・・・・・セラミック繊維、４・・・・・・酸
化触媒、５・・・・・・無機質バインダー、６・・・・
・・通気口。
Claims (1)
- 排ガスが通過する通気口を備えたアルミナ、シリカを
主成分とするセラミック構造体の表面に、セラミック繊
維と銅、マンガン、コバルトの少なくとも１種の金属酸
化物からなる酸化触媒と無機質バインダーの混合物より
なる触媒層を形成した排ガス浄化触媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2140913A JPH0435745A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 排ガス浄化触媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2140913A JPH0435745A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 排ガス浄化触媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0435745A true JPH0435745A (ja) | 1992-02-06 |
Family
ID=15279734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2140913A Pending JPH0435745A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 排ガス浄化触媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0435745A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19581138T1 (de) * | 1994-08-23 | 1996-09-26 | Ishigaki Mech Ind | Einrichtung zum Aufhängen eines Filtertuches in einer Filterpresse |
| JP2015083295A (ja) * | 2013-09-17 | 2015-04-30 | ダイハツ工業株式会社 | 排ガス浄化用触媒 |
-
1990
- 1990-05-30 JP JP2140913A patent/JPH0435745A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19581138T1 (de) * | 1994-08-23 | 1996-09-26 | Ishigaki Mech Ind | Einrichtung zum Aufhängen eines Filtertuches in einer Filterpresse |
| DE19581138C2 (de) * | 1994-08-23 | 2000-02-03 | Ishigaki Co Ltd | Filterpresse mit einem zwischen Filterplatten aufgehängtem Filtertuch |
| JP2015083295A (ja) * | 2013-09-17 | 2015-04-30 | ダイハツ工業株式会社 | 排ガス浄化用触媒 |
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