JPH0596168A - 酸化触媒 - Google Patents

酸化触媒

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JPH0596168A
JPH0596168A JP3258839A JP25883991A JPH0596168A JP H0596168 A JPH0596168 A JP H0596168A JP 3258839 A JP3258839 A JP 3258839A JP 25883991 A JP25883991 A JP 25883991A JP H0596168 A JPH0596168 A JP H0596168A
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JP
Japan
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oxide
aluminum
titanium
carrier
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Withdrawn
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JP3258839A
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English (en)
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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Publication date
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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】 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、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させてなる
酸化触媒。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 、Ti
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)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、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。
【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】本発明にいうチタニウム及びアルミニウムの複
合酸化物とは、TiO2 :Al 2 3 の重量比で5:9
5〜95:5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。
【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。
【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。
【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 3 ,TiO2
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。希土類元素の酸化物、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、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希土類元素の酸化物とア
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、Ca
O、BaOなどがあり、また希土類元素の酸化物の一例
としてはLa23、CeO2、Nd23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1
00重量部当たりそれぞれ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CuO、V2
5 、Cr2 3 、MnO2 、Fe2 3 、NiO、Co
O、PdO、Pt、Pd、Rh、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10
0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。
【0021】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 :A
2 3 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TiO2 :Al2 3 比の異なる
担体2(TiO2 :Al2 3 の重量比 90:1
0)、担体3(TiO2 :Al2 3 の重量比 20:
80)及び担体4(TiO2 :Al2 3 の重量比 1
0:90)を得た。
【0023】担体1〜4を粒径2〜4mmのペレットに成
形した後、硝酸ランタン及び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La23及びMg
Oをそれぞれ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。
【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ラ
ンタン、硝酸バリウム、又は硝酸セリウム、硝酸カルシ
ウム、又は硝酸ネオジウム、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。
【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。
【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。
【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 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TiO2 :Al2 3 (2
0:80)粉末を上記基材にウォッシュコートし、10
00℃で焼付けてハニカム担体A、Bを得た。ZrO2
・Al2 3 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それぞれを硝酸ランタン、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。
【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。
【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。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 23/64 A 8017−4G 23/78 A 8017−4G 23/89 A 8017−4G

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、VI
    II族元素の金属又はその酸化物を一種以上、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させてな
    ることを特徴とする酸化触媒。
  2. 【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。
  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。
JP3258839A 1991-10-07 1991-10-07 酸化触媒 Withdrawn JPH0596168A (ja)

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JP3258839A JPH0596168A (ja) 1991-10-07 1991-10-07 酸化触媒

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001179097A (ja) * 1999-12-24 2001-07-03 Idemitsu Kosan Co Ltd 水素含有ガス中のco除去触媒の製造方法、その方法で製造された触媒、及び該触媒を用いる水素含有ガス中のcoの除去方法
US6582671B1 (en) * 1997-07-16 2003-06-24 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method for reducing oxygen content in a boiler exhaust gas

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2001179097A (ja) * 1999-12-24 2001-07-03 Idemitsu Kosan Co Ltd 水素含有ガス中のco除去触媒の製造方法、その方法で製造された触媒、及び該触媒を用いる水素含有ガス中のcoの除去方法

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Effective date: 19990107