JPH05115778A - 酸化触媒 - Google Patents

酸化触媒

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JPH05115778A
JPH05115778A JP3277606A JP27760691A JPH05115778A JP H05115778 A JPH05115778 A JP H05115778A JP 3277606 A JP3277606 A JP 3277606A JP 27760691 A JP27760691 A JP 27760691A JP H05115778 A JPH05115778 A JP H05115778A
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JP
Japan
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oxide
aluminum
zirconium
oxides
oxidation catalyst
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JP3277606A
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Inventor
Tetsuya Imai
哲也 今井
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水素、一酸化炭素、炭化水素などを燃焼させ
るための酸化触媒に関する。 【構成】 希土類元素の酸化物及びアルカリ土類元素
の酸化物を担持したジルコニウム及びアルミニウムの複
合酸化物にマンガン酸化物を含有させてなることを特徴
とする酸化触媒。ジルコ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上記の酸化触媒
及びコージェライト、ムライト又はMgO,Al2
3 ,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の触媒をコーティン
グしてなる酸化触媒。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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 3 (ガンマアルミナ)、ジルコ
ニア、マグネシア、α−Al2 3 (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P
t、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。
【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。
【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。
【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。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は (1)希土類元素の酸化物及びアルカリ土類金属の酸化
物を担持したジルコニウム及びアルミニウムの複合酸化
物にマンガン酸化物を含有させてなることを特徴とする
酸化触媒。
【0009】(2)ジルコ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。
【0010】(3)コージェライト、ムライト又はMg
O,Al2 3 ,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】本発明にいうジルコニウム及びアルミニウムの
複合酸化物とは、ZrO2 :Al2 3 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ジルコニウ
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。
【0013】 アルミニウムの水酸化物または酸化物
をジルコ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】 ジルコ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。
【0015】以上の方法で調製したジルコニウム及びア
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 3 ,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
ム状耐熱基材を浸漬してウォッシュコートし、500℃
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 3 ,TiO
2 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ジルコニウ
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
に希土類元素の酸化物及びアルカリ土類元素の酸化物を
担持する場合には、希土類元素及び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。希土類元
素の酸化物の一例としてはLa2 3 、CeO2 、Nd
2 3 などがあり、また、アルカリ土類元素の酸化物の
一例としてはMgO,CaO,BaOなどがある。それ
ぞの酸化物の担持量はジルコ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(以下重
量%と略す)の範囲が好ましい。
【0018】希土類元素の酸化物及びアルカリ土類元素
の酸化物を担持したジルコニウム及びアルミニウムの複
合酸化物にマンガン酸化物を含有させる量としては触媒
全重量100重量部当たりマンガン酸化物1〜50重量
部の範囲が好ましい。複合酸化物にマンガン酸化物を含
有させる方法としては硝酸マンガン水溶液に複合酸化物
の粉末を添加したスラリーに、沈殿剤を添加して生成す
る沈殿を洗浄した後乾燥し500℃以上で焼成する方法
などが用いられる。
【0019】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。
【0020】以下、実施例により本発明を具体的に説明
する。
【実施例】
(例1)硝酸ジルコ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℃で焼成して複合酸化物1(Z
rO2 :Al2 3 の重量比 50:50)を得た。
【0021】ベーマイトAlO(OH)粉末を水に添加
し、さらに塩化ジルコ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 3比の異な
る複合酸化物2(ZrO2 :Al2 3 の重量比 9
0:10)、複合酸化物3(ZrO2 :Al2 3 の重
量比 20:80)及び複合酸化物4(ZrO2 :Al
2 3 の重量比 10:90)を得た。
【0022】複合酸化物1〜4を硝酸ランタン及び硝酸
マグネシウムの水溶液に浸漬し500℃で焼成すること
によりLa2 3 ,MgOをそれぞれ5重量%(複合酸
化物100重量部当たり5重量部)担持した担体1〜4
を調製した。硝酸マンガン水溶液に担体1〜4を各々添
加した後、アンモニア水を添加し水酸化マンガンを生成
させ、水洗・乾燥後500℃で焼成し、Mn2 3 を1
5重量%(触媒全重量当たり)含有する触媒1〜4を調
製した。
【0023】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。
【表1】
【表2】
【0024】(例2)例1で調製した複合酸化物3を硝
酸ランタン及び硝酸バリウム、硝酸セリウム及び硝酸カ
ルシウム、、又は硝酸ネオジウム及び硝酸ストロンチウ
ムの各水溶液に浸漬し、500℃で焼成することにより
La2 3 及びBaOを各々10重量%担持した担体
5、CeO2 及びCaOを各々1重量%担持した担体6
及びNd 2 3 及びSrOを各々15重量%担持した担
体7を調製した。硝酸マンガン水溶液に担体5〜7を各
々添加した後、アンモニア水を添加し水酸化マンガンを
生成させ、水洗・乾燥後500℃で焼成しMn2 3
40重量%(以下、触媒全重量当たり)含有する触媒5
(担体5を使用)、Mn2 3 を5重量%含有する触媒
6(担体6を使用)、Mn2 3 を10重量%含有する
触媒7(担体7を使用)を調製した。
【0025】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800℃、ガス空
塔速度10,000h-1の条件で活性評価を行い、その
結果を表3に示す。
【表3】
【0026】(例3)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 3 ・5Si
2 )基材又はMgO,Al2 3 ,TiO2 よりなる
結晶性複合酸化物(MgO・4Al2 3 ・6Ti
2 )基材を用い、担体3の粉末を上記基材にウォッシ
ュコートし、1000℃で焼付けて触媒8、9を得た。
触媒3のコート量はハニカム担体100重量部当たり4
0重量部であった。
【0027】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700℃の条件で活性評価を行い表4の結
果を得た。
【表4】
【0028】
【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。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 希土類元素の酸化物及びアルカリ土類元
    素の酸化物を担持したジルコニウム及びアルミニウムの
    複合酸化物にマンガン酸化物を含有させてなることを特
    徴とする酸化触媒。
  2. 【請求項2】 ジルコ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。
  3. 【請求項3】 コージェライト、ムライト又はMgO,
    Al2 3 ,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。
JP3277606A 1991-10-24 1991-10-24 酸化触媒 Withdrawn JPH05115778A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102247832A (zh) * 2010-05-18 2011-11-23 上海牛翼新能源科技有限公司 氧化钛负载钒钼复合氧化物高效脱硝整体型催化剂
CN102247835A (zh) * 2010-05-18 2011-11-23 上海牛翼新能源科技有限公司 掺杂的Todorokite型氧化锰脱硝整体型催化剂

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