JPH0448931A - 触媒被覆層の形成方法 - 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 本発明は灯油等の液体燃料や都市ガス等の気体燃料を空
気と混合させた後に触媒燃焼させるために使用する触媒
燃焼用触孤　あるいは家電住設機器　自動車等から発生
する排ガスを無害化するために使用する浄化用触媒の製
造方法に関すも従来の技術 従来の一般的触媒は　コープイライトからなるハニカム
状セラミックスにウォッシュコートと呼ばれる活性アル
ミナ等から成る被覆層を形成して、比表面積を通常１０
〜５０ｍ２／ｇに増大させ、前記担体被覆層に白金族金
属の触媒金風　たとえば白値　パラジウム　ロジウな　
ルテニウム等を担持して調製していた　ここで被覆層活
性アルミナには助触媒として希土類金属酸化物（酸化セ
リウ八　酸化ランタン等）が添加される場合が多（〜ま
な　使用される活性アルミナの粒径は用途（反応させる
ガスとの接触速度の関係）によって、使い分けされるこ
とが多（℃　すなわ板　接触速度が著しく速くなると、
小さな活性アルミナでは反応ガスが拡散律速となり、触
媒が有効に作用できなくなも 発明が解決しようとする課題 触媒として（よ　なるべく少量で高効率な活性をあげら
れるものが望まれ　そのためには担体被覆層に触媒金属
が高分散かつ高密度に担持されることが必要不可欠であ
ム　この高分散かつ高密度に担持する方法には担体とな
る活性アルミナあるいは希土類金属酸化物が添加された
活性アルミナの改善はもとよりである力丈　それととも
に担体粉末粒子を微細化してやることも効果的であムし
かし　担体粉末粒子を微細化すると粉末粒子同志の凝集
力が強（なり過ぎ、スラリーをハニカム状基体に被覆し
て、乾燥中に被膜のクラックが発生し易くなム　もしク
ラックが発生すると被覆層は触媒使用時にハニカム状基
体から剥がれ画板触媒として機能できなくなってしまう
。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、触媒被覆層
にクラックを発生させないで、微細化された担体への白
金族金属の高分散担持を可能とた触媒被覆層の形成方法
を提供することを目的とずム 課題を解決するための手段 本発明の触媒被覆層の形成方法ζ友　少なくともアルミ
ナ、アルミナと酸化バリウな　アルミナと酸化バリウム
と酸化セリウな　アルミナと酸化バリウムと酸化ランタ
ン、アルミナと酸化セリウ収アルミナと酸化ランタス　
アルミナと酸化セリウムと酸化ランタンのうちいずれか
の成分系から成る粉末粒子と、白金族金属塩と、グリセ
リン、ポリエチレングリコールのうちいずれかを添加剤
として含み調製されたスラリーでハニカム状基体に被覆
するものであａ 作用 本発明では担体となる粉末粒子に触媒金属を高分散で担
持するためへ　アルミナと酸化バリウムと酸化セリウム
等原料粉末粒子（平均粒径約５〜３０μｍ程度）と、白
金族金属塩と、　ｐＨ調整剤として硝酸アルミニウムあ
るいは硝酸を被覆層の形成前にボールミルし　粉末粒子
をさらに平均粒径１〜３μｍ程度まで粉砕し　スラリー
とすもこの時、白金族金属イオンは粉末粒子表面に吸着
担持され４　次にこのスラリー中にグリセリン、ポリエ
チレングリコールのうちいずれかを添加剤として、また
アルミナゾルを被覆層のバインダーとして加えも　その
後得られたスラリー中にハニカム状基体を浸漬し　取り
出して余分なスラリーをエアーガン等で除いた後、乾燥
を行う。この時微細化した粉末粒子を含むスラリーでは
クラックが発生し昌い状態にあム　しかし　本発明では
グリセリンあるいはポリエチレングリコールを少量添加
することによって、乾燥時に起こる粉末粒子の凝集作用
を緩衝し　被覆層にクラックが発生するのを防止すム 実施例 以下本発明の実施例について説明すも 本発明で使用するハニカム状基体として４ｉ　　通常の
押出成形で製造されるコープイライト等のハニカム状セ
ラミックスとＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ箔をコルゲート状に成形
して製造される金属ハニカムが挙げられ社　しかし　こ
れらと同等な耐熱性を有する一体構造物であればこの限
りではなｕ１本発明で使用するアルミ九　アルミナと酸
化バリウム　アルミナと酸化バリウムと酸化セリウへア
ルミナと酸化バリウムと酸化ランタン、アルミナと酸化
セリウム　アルミナと酸化ランタン、アルミナと酸化セ
リウムと酸化ランタンは白金族金属を高分散担持させる
ため比表面積５０〜３００ｍ２／ｇのものが好ましくｔ （実施例１）　　比表面積１３０ｍ２／ｇのＡｌ２Ｏ３
・Ｃｅ０２（Ａ１２０３：　Ｃｅ０２＝ｌＯ：　　５゜
１６重量比）１０００ｇ、硝酸アルミニウム９水塩１５
　ｇ、　　水１０００ｇおよびジニトロジアンミンパラ
ジウム（４，５ｗｔ％）水溶液４４４ｇを４８ｈ、　　
２４ｈ、　　１２ｈ、　４ｈ、Ｉｈボールミルして平均
粒径をそれぞれ０．６、　■、０、２，０．３．０、４
，０μｍとし九　その後、アルミナ含有率２０ｗｔ％の
アルミナゾル１００ｇと所定量の水を加えて２０ｍ１ｎ
ボールミルして粘度を約８０ｃｐｓに調整した　また最
後に添加剤ポリエチレングリコール（分子量２万）をス
ラリーに対してそれぞれ０．　５、１．０、２．０、３
．０．４．０ｗｔ％加え　さらに１０ｍ１ｎボールミル
し　計２５種類のスラリーを調製した 次に得られた各スラリーを使用してコープイライトから
なるハニカム状セラミックス（直径１００ｍｒｒｂ　　
厚み１０ｍｍの円盤状で、壁厚０．２５ｍｍ　セルピッ
チ１．　４７ｍｍ）に触媒層を被覆し池　上記ハニカム
状セラミックスをスラリー中に浸漬表　引き上Ｃず、　
０．　５ｋｇ／ｃｍ２のエアーガンを用いてハニカム状
セラミックスの格子中に残留している余分なスラリーを
除去しｋ　その後、１２０ｔ、　　ｌｈで乾燥　５００
鵞　１ｈで熱処理を行し＼　ハニカム状セラミックスに
触媒層を１回で約５ｇ被覆しへ 得られた触媒被覆層の評価は被覆層の表面を顕微鏡観察
しクラックが発生していないかを確認するするとともに
　人の手で軽くなぞり触媒層が手に付着しない程度の塗
膜強度を有することを確認しへ　その結１ｎ＝１０個で
、被覆層にすべてクラックがなく、充分な塗膜強度を有
したものを○とし　被覆層に多少クラックが発生したも
のあるいは添加剤の影響で塗膜強度が多少劣るものを△
とし　被覆層にすべてクラックが発生したものあるいは
添加剤の影響で塗膜強度が著しく劣るものを×とした 表１ （実施例２）　　実施例１と同様に比表面積１３０ｍ２
／ｇのＡｌ２Ｏ３・Ｃｅ０２（Ａ１２０３：　Ｃｅ０２
＝１０：　　５．　１６重量比）１０００ｇ、　　硝酸
アルミニウム９水塩１５ｇ、水１０００ｇおよびジニト
ロジアンミンパラジウム（４，５ｗｔ％）水溶液４４４
ｇを４８ｈ、　　２４ｈ、　　１２ｈ、　　４ｈ。

１ｈボールミルして平均粒径をそれぞれ０．　６．１．
０、２．０、３．０、４．０μｍとした　その眞　アル
ミナ含有率２０ｗｔ％のアルミナゾル１００ｇと所定量
の水を加えて２０ｍ１ｎボールミルして粘度を約８０ｃ
ｐｓに調整し九　また最後に添加剤グリセリンをスラリ
ーに対してそれぞれ０．５．１．　０．２．０．３．０
．４．０ｗｔ％加え　さらに１０ｍ１ｎボールミルし　
計２５種類のスラリーを調製しｔ、：。

次に実施例１と同様に得られた各スラリーを使用してコ
ープイライトからなる／’％ニカム状セラミックスに触
媒層を１回で約５ｇ被覆し九　その後の触媒被覆層も同
様に評価しμ 表２ （比較例１）　　実施例１と同様に比表面積１３ｏｍ２
／ｇのＡｌ２Ｏ３・Ｃｅ０２（Ａ　１２０３：　Ｃｅ０
２＝ｌ吐　５．１６重量比）Ｉｏｏｏｇ、　　硝酸アル
ミニウム９水塩１５ｇ、水１０００ｇおよびジニトロジ
アンミンパラジウム（４，５ｗｔ％）水溶液４４４ｇを
４８ｈ、２４ｈ、　１２ｈ、　４ｈ、＋ｈ氷ボールルし
て平均粒径をそれぞれ０．　６、！、　　０、２，０、
３．０、４．０μｍとした　その直　アルミナ含有率２
０ｗｔ％のアルミナゾル１００ｇと所定量の水を加えて
２０ｍ１ｎボールミルして粘度を約８０ｃｐｓ調整し　
計５種類のスラリーを調製した 次に実施例１と同様に得られた各スラリーを使用してコ
ープイライトからなるハニカム状セラミックスに触媒層
を１回で約５ｇ被覆し九　その後、触媒被覆層も同様に
評価し通 表３ 比較例１では　平均粒径３μｍ以下のスラリーを使用し
　クラックなく被膜形成することはできなかっ九　しか
し　本発明における実施例１．２では添加剤ポリエチレ
ングリコールあるいはグリセリンを適量使用することに
より、平均粒径１〜３μｍのスラリーもクラックなく被
膜形成することができ通　また　添加剤ポリエチレング
リコールはグリセリンよりも少量で被膜形成に効果的で
あっ九 （実施例３）　　実施例１と同様に比表面積１３０ｍ２
／ｇのＡｌ２Ｏ３・Ｃｅ０２（Ａｌ２Ｏ３：　Ｃｅ０２
＝１０：　　５．　１６重量比）１０００ｇ、硝酸アル
ミニウム９水塩１５ｇ、水１０００ｇおよびジニトロジ
アンミンパラジウム（４，５ｗｔ％）水溶液４４４ｇを
２４ｈボールミルして平均粒径ｌ。

０μｍとじへ　その後、アルミナ含有率２０ｗｔ％のア
ルミナゾル１００ｇと所定量の水を加えて２０ｍ１ｎボ
ールミルして粘度をそれぞれ約１３０、１００、８０、
６５、５０ｃｐｓ調整しなまた最後に添加剤ポリエチレ
ングリコール（分子量２万）をスラリーに対してそれぞ
れ２．０ｗｔ％加え　さらに１０ｍ１ｎボールミルし　
計５種類のスラリーを調製しｆ、。

次に実施例１と同様に得られた各スラリーを使用してコ
ープイライトからなるハニカム状セラミックスに触媒層
を１回で約７．５、約６．２、約５．０、約３．８、約
２．５ｇ被覆し九　その後の触媒被覆層も同様に評価し
九 表４の結果か収　添加剤ポリエチレングリコールがいか
に被膜形成に効果的といえどＬ　ハニカム状基体に１回
で被覆する量が多くなってくると表４ クラックを発生してしまっ九　この結果についてその被
覆層の厚みで分析したとこヘ　ハニカム状基体に対して
被覆層の厚みが２０μｍを越えるとクラックが発生し易
くなることがＩＬ’Ｒされ九　したがって、スラリーを
ハニカム状基体に１回で被覆する厚みは２０μｍ以下と
することが好ましく−次ぎに　実施例１で添加剤を２ｗ
ｔ％使用して得られた平均粒径１μｍの触媒と比較例１
で得られた平均粒径４μｍの触媒を用いて以下の様な試
験を行った 灯油触媒燃焼装置を組Ｌ１０００　ｋｃａｌ／Ｌ　空燃
比（空気／灯油）１．５で連続燃焼寿命試験を行ＬＸ、
触媒の上流側温度変化を測定し九　第１図は実施例と比
較例の触媒の上流側表面温度の経時変化を示す。

その結果　本発明の触媒は比較例の触媒に比べて優れた
寿命性能を示し九 発明の効果 本発明によれば　スラリー中に添加剤としてポリエチレ
ングリコールあるいはグリセリンを使用することにより
、触媒被覆層にクラックを発生させないで、微細化され
た担体への白金族金属の高分散担持を可能とし　優れた
燃焼および浄化用触媒を提供することができ九

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例と比較例の触媒とを評価するため
に行った灯油触媒燃焼寿命試験の結果であａ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　少なくともアルミナ、アルミナと酸化バリウム
   、アルミナと酸化バリウムと酸化セリウム、アルミナと
   酸化バリウムと酸化ランタン、アルミナと酸化セリウム
   、アルミナと酸化ランタン、アルミナと酸化セリウムと
   酸化ランタンのうちいずれかの成分系から成る粉末粒子
   と、白金族金属塩と、グリセリン、ポリエチレングリコ
   ールのうちいずれかを添加剤として含み調製されたスラ
   リーで、ハニカム状基体に被覆することを特徴とする触
   媒被覆層の形成方法。
2. （２）　スラリー中の粉末粒子の平均粒径が１．０〜３
   ．０μｍであることを特徴とする請求項１記載の触媒被
   覆層の形成方法。
3. （３）　添加剤がスラリーに対して０．５〜４ｗｔ％で
   あることを特徴とする請求項１または２記載の触媒被覆
   層の形成方法。
4. （４）　スラリーをハニカム状基体に１回で被覆する厚
   みは２０μｍ以下とすることを特徴とする請求項１、２
   または３記載の触媒被覆の形成方法。