JPH06327979A - Catalyst body for catalyst oxidation - Google Patents

Catalyst body for catalyst oxidation

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JPH06327979A
JPH06327979A JP5118084A JP11808493A JPH06327979A JP H06327979 A JPH06327979 A JP H06327979A JP 5118084 A JP5118084 A JP 5118084A JP 11808493 A JP11808493 A JP 11808493A JP H06327979 A JPH06327979 A JP H06327979A
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JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
catalytically active
active material
prepared
platinum
Prior art date
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Application number
JP5118084A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiromi Sadamori
博己 貞森
Toshio Nishida
利雄 西田
Shinichi Adachi
伸一 足立
Takayuki Inoue
孝幸 井上
Masaaki Mizuguchi
正昭 水口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Gas Co Ltd
Suzukiyushi Industrial Corp
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
Suzukiyushi Industrial Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent the particle growth and to suppress the vaporization and transpiration of a catalytically active material and to effectively prevent the deterioration of catalyst body by carrying on a heat resistant base body the catalytically active material microcapsuled prepared by using a porous heat resistant material at its wall material. CONSTITUTION:A W/O type emulsion is prepared by adding and dispersing the catalycally active material into an aq. solution of inorganic compound for forming the microcapsule wall to make suspension and adding a nonionic surfactant and an organic solvent thereinto. Next, the microcapsule including the catalytically active material is made by mixing the emulsion with an inorganic compound aq. solution to be precipitated by reacting with the suspending inorganic compound to induce interfacial reaction. After that, a slurry is made by stirring and mixing the carrier component powder and water therewith and is applied on the surface of the heat resistant base body by dipping the base body, which is finally fired at 600-900 deg.C. Thus, the excellent catalyst stable over a long even in a severe condition for use is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、NOx発生抑制を図る
ために、ガスタービンによる触媒燃焼、エンジンなどの
燃焼装置および各種の燃焼処理装置からの排出ガス中に
含まれる可燃性ガスの燃焼、熱回収のための触媒燃焼な
どにおいて使用される接触酸化用触媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to combustion of combustible gas contained in exhaust gas from catalytic combustion by a gas turbine, combustion equipment such as an engine and various combustion treatment equipment in order to suppress NO x generation. , A catalytic body for catalytic oxidation used in catalytic combustion for heat recovery.

【0002】[0002]

【従来技術とその問題点】400℃程度の低温度域から
1000℃程度の中温度域で可燃性ガスを接触酸化させ
るための触媒体としては、白金、パラジウムなどの貴金
属、および酸化ニッケル、コバルト、銅、クロム、マン
ガンなどの触媒活性物質をセラミックスハニカムなどの
耐熱性基体上に多孔性担体を介して担持したものが多く
使用されている。このような触媒体の調製に際しては、
一般に、耐熱性基体を触媒活性物質粉末、担体粉末およ
び水からなる混合スラリーにコートし、焼成する方法が
とられている。
2. Description of the Related Art As a catalyst for catalytically oxidizing a combustible gas in a low temperature range of about 400.degree. C. to a medium temperature range of about 1000.degree. C., noble metals such as platinum and palladium, and nickel oxide and cobalt are used. In many cases, a catalytically active substance such as copper, chromium, or manganese is supported on a heat-resistant substrate such as a ceramic honeycomb via a porous carrier. When preparing such a catalyst body,
Generally, a method of coating a heat-resistant substrate with a mixed slurry of a powder of a catalytically active substance, a carrier powder and water and firing the mixture is used.

【0003】しかしながら、この様にして得られた触媒
体においては、高温での使用中に触媒活性物質粒子同志
が会合して、粒子成長(シンタリング)し易く、触媒体
の活性表面積が低下したり、或いは触媒活性物質が貴金
属である場合には、その蒸発揮散により、触媒活性の低
下を起こし易いなどの問題がある。
However, in the thus obtained catalyst body, particles of the catalytically active substance are associated with each other during use at a high temperature, particles are easily grown (sintering), and the active surface area of the catalyst body is lowered. Alternatively, when the catalytically active substance is a noble metal, there is a problem that the catalytic activity is likely to decrease due to evaporation of the noble metal.

【0004】特公平3−4251号公報は、貴金属から
なる触媒活性成分の蒸発揮散を防止するために、触媒活
性物質からなる触媒層の表面を多孔性の耐熱材により被
覆する手段を開示している。しかしながら、この様にし
て形成された触媒体は、触媒層と被覆層との熱膨脹率が
必ずしも同一でないために、燃焼のON−OFFに伴な
う熱衝撃によって、被覆層に亀裂が発生し易いという欠
点を有している。特に、燃焼触媒によく用いられている
ハニカム形状の触媒体にこの様な耐熱被覆層を形成する
場合には、ハニカムの内壁全面に耐熱材をコートする必
要があるため、熱応力が発生しやすく、耐熱材に亀裂が
発生し易い。そして、一旦耐熱材に亀裂が発生すると、
露出した触媒層表面で反応が促進され、触媒表面温度が
上昇するとともに、亀裂部分を通じて触媒活性金属が蒸
発し、触媒体の劣化が促進されることになる。
Japanese Patent Publication No. 3-4251 discloses a means for coating the surface of a catalyst layer made of a catalytically active substance with a porous heat-resistant material in order to prevent the catalytically active component made of a noble metal from being evaporated. There is. However, in the catalyst body thus formed, the thermal expansion coefficient of the catalyst layer and that of the coating layer are not necessarily the same, and thus the thermal shock accompanying ON / OFF of combustion easily causes cracks in the coating layer. It has the drawback of In particular, when forming such a heat-resistant coating layer on a honeycomb-shaped catalyst body that is often used for combustion catalysts, it is necessary to coat the entire surface of the inner wall of the honeycomb with a heat-resistant material, so thermal stress easily occurs. , Cracks easily occur in the heat resistant material. And once cracks occur in the heat resistant material,
The reaction is promoted on the exposed surface of the catalyst layer, the temperature of the catalyst surface rises, and the catalytically active metal evaporates through the cracked portion to accelerate the deterioration of the catalyst body.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、接
触酸化用触媒体において、触媒活性物質の粒子成長を防
ぐとともに、その蒸発揮散を抑制して、触媒体の劣化を
効果的に防止することを主な目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, according to the present invention, in a catalytic body for catalytic oxidation, particle growth of a catalytically active substance is prevented and vaporization thereof is suppressed to effectively prevent deterioration of the catalytic body. The main purpose is that.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の様な
接触酸化用触媒体に関する従来技術の問題点に留意しつ
つ、鋭意研究を進めた結果、耐熱性の多孔質物質を壁材
として触媒活性物質をマイクロカプセル化する場合に
は、従来技術の問題点が大幅に軽減ないし実質的に解消
されることを見出した。
The inventors of the present invention have made intensive studies while paying attention to the problems of the prior art relating to the catalytic body for catalytic oxidation as described above, and as a result, have made a heat-resistant porous material a wall material. As a result, it has been found that in the case of encapsulating the catalytically active substance in microcapsules, the problems of the prior art are greatly reduced or substantially eliminated.

【0007】即ち、本発明は、下記の接触酸化用触媒体
を提供するものである; 1 触媒活性物質を多孔性の耐熱性物質を壁材としてマ
イクロカプセル化し、それを耐熱性基体上に担持したこ
とを特徴とする接触酸化用触媒体。
That is, the present invention provides the following catalytic oxidation catalyst body: 1. A catalytically active substance is microencapsulated using a porous heat-resistant substance as a wall material, and is supported on a heat-resistant substrate. A catalytic body for catalytic oxidation, which is characterized in that

【0008】本発明において使用する触媒活性物質を内
包するマイクロカプセルは、特公昭54−6251号公
報、特公昭57−55454号公報などに開示された方
法に準じて調製することができる。
The microcapsules containing the catalytically active substance used in the present invention can be prepared according to the methods disclosed in JP-B-54-6251 and JP-B-57-55454.

【0009】即ち、例えば、マイクロカプセル壁を形成
するための無機化合物の水溶液に触媒活性物質の微粒子
を併せて分散させた懸濁液と非イオン系界面活性剤およ
び有機溶媒とからW/Oエマルジョンを調製した後、こ
のエマルションと上記の無機化合物と反応して水不溶性
沈殿を生成する無機化合物の水溶液とを混合し、界面反
応させることにより、触媒活性物質を内包するマイクロ
カプセルを製造することができる。
That is, for example, a W / O emulsion is prepared from a suspension prepared by dispersing fine particles of a catalytically active substance together in an aqueous solution of an inorganic compound for forming a microcapsule wall, a nonionic surfactant and an organic solvent. After that, this emulsion and an aqueous solution of an inorganic compound that reacts with the above-mentioned inorganic compound to form a water-insoluble precipitate are mixed, and an interfacial reaction is performed to produce a microcapsule containing a catalytically active substance. it can.

【0010】マイクロカプセルの壁材としては、アルミ
ナ、シリカ、シリカ−アルミナ、ジルコニアなどが好適
であるが、その他の耐熱性材料を使用しても良い。ま
た、マイクロカプセルの壁材の耐熱性を改善するため
に、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化カルシウ
ム、酸化バリウム、酸化イットリウムなどの1種または
2種以上を含有させても良い。この様にして形成された
マイクロカプセルの壁材は、孔径の揃った多数の貫通細
孔を有し、耐熱性に優れている。
Alumina, silica, silica-alumina, zirconia, etc. are suitable as the wall material of the microcapsules, but other heat resistant materials may be used. Further, in order to improve the heat resistance of the wall material of the microcapsule, one or more kinds of zirconium oxide, lanthanum oxide, calcium oxide, barium oxide, yttrium oxide and the like may be contained. The wall material of the microcapsule thus formed has a large number of through pores with uniform pore diameters and is excellent in heat resistance.

【0011】マイクロカプセルの大きさは、特に限定さ
れるものではないが、0.2〜11μm程度であること
が好ましい。また、マイクロカプセルの壁材の細孔径
は、反応条件(懸濁液および反応液の種類と濃度、反応
時の水素イオン濃度など)を適宜選択することにより調
整可能である。この細孔径は、特に限定されるものでは
ないが、反応ガス(燃料と酸素)の拡散速度を好ましい
範囲とするために、0.002〜0.06μm程度とす
ることが好ましい。
The size of the microcapsules is not particularly limited, but is preferably about 0.2 to 11 μm. The pore size of the wall material of the microcapsule can be adjusted by appropriately selecting the reaction conditions (type and concentration of suspension and reaction solution, hydrogen ion concentration during reaction, etc.). The pore size is not particularly limited, but is preferably about 0.002 to 0.06 μm in order to keep the diffusion rate of the reaction gas (fuel and oxygen) within a preferable range.

【0012】触媒活性物質としては、通常の接触酸化用
触媒体において使用されていて、酸化活性が高く、劣化
しやすい白金、パラジウム、イリジウム、ルテニウムな
どの白金族金属を使用することができる。この触媒活性
物質には、酸化ニッケル、コバルト、クロム、マンガン
などを助触媒として併用しても良い。
As the catalytically active substance, a platinum group metal such as platinum, palladium, iridium or ruthenium, which is used in a usual catalytic body for catalytic oxidation and has a high oxidation activity and easily deteriorates, can be used. Nickel oxide, cobalt, chromium, manganese or the like may be used in combination with this catalytically active substance as a co-catalyst.

【0013】触媒活性物質を内包したマイクロカプセル
は、上記の方法に代えて、まず、触媒活性物質を含まな
い中空の多孔質マイクロカプセルを調製した後、マイク
ロカプセル中に減圧下に上記の触媒活性物質を水溶性塩
溶液の形態で注入し、この塩を常法に従って分解するこ
とによっても、製造することができる。この様な触媒活
性物質の塩としては、通常の接触酸化用触媒体の製造に
使用されている塩酸塩、硝酸塩、アンミン錯体塩などを
使用することができる。
The microcapsules encapsulating the catalytically active substance may be replaced by the above-mentioned method. First, hollow porous microcapsules containing no catalytically active substance are prepared. It can also be produced by injecting a substance in the form of an aqueous salt solution and decomposing the salt according to a conventional method. As the salt of such a catalytically active substance, there may be used a hydrochloride, a nitrate, an ammine complex salt and the like which are commonly used in the production of catalytic bodies for catalytic oxidation.

【0014】マイクロカプセル中における触媒活性物質
の内包量は、触媒体の使用条件などにより適宜選択すれ
ば良く、特に限定されないが、通常5〜50重量%程度
である。
The amount of the catalytically active substance contained in the microcapsules may be appropriately selected depending on the conditions of use of the catalyst body and is not particularly limited, but is usually about 5 to 50% by weight.

【0015】本発明による燃焼用触媒体は、通常の触媒
と同様に、以下の様にして製造される。まず、上記の様
にして得られた触媒活性物質を内包するマイクロカプセ
ルを、ランタン、バリウム、シリカなどにより安定化さ
せたアルミナなどの担体成分粉末および水とともに攪拌
混合して、スラリーを調製し、これにコーディエライ
ト、アルミナ、ジルコニアなどの耐熱性基体を浸漬し
て、基体表面にスラリーを塗布した後、600〜900
℃程度で焼成する。触媒粒子は、予めマイクロカプセル
化されているので、担体成分の使用量は、通常の触媒製
造に比して、少なくて良い。マイクロカプセルと担体成
分との量比は、触媒の活性、耐熱性、マイクロカプセル
と担体とからなる触媒層の強度などを総合的に考慮し
て、適宜定めれば良い。耐熱性基体上に形成されるマイ
クロカプセルと担体とからなる触媒層の厚さは、通常3
0〜300μm程度であり、より好ましくは50〜10
0μm程度である。
The combustion catalyst body according to the present invention is manufactured as follows, in the same manner as a normal catalyst. First, microcapsules encapsulating the catalytically active substance obtained as described above, lanthanum, barium, by stirring and mixing with carrier component powder such as alumina stabilized by silica and the like and water, to prepare a slurry, A heat-resistant substrate such as cordierite, alumina, or zirconia is immersed in this, and the slurry is applied to the surface of the substrate.
Bake at about ℃. Since the catalyst particles have been microencapsulated in advance, the amount of the carrier component used may be smaller than in the usual catalyst production. The amount ratio of the microcapsules to the carrier component may be appropriately determined in consideration of the activity of the catalyst, heat resistance, the strength of the catalyst layer composed of the microcapsules and the carrier, and the like. The thickness of the catalyst layer formed of the microcapsules and the carrier formed on the heat resistant substrate is usually 3
It is about 0 to 300 μm, and more preferably 50 to 10 μm.
It is about 0 μm.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明による接触酸化用触媒体において
は、触媒活性物質は、比較的均一な微小細孔を有し、高
強度で耐熱性に優れた壁材を備えた多数のマイクロカプ
セル中に内包された状態で存在している。従って、本発
明による接触酸化用触媒体においては、独立した異なる
マイクロカプセル間での触媒活性物質の会合によるシン
タリング現象は実質的に防止され、また、触媒活性物質
の蒸発揮散も大幅に抑制されるので、過酷な使用条件下
(400〜1000℃程度の温度範囲での燃焼)におい
ても、触媒体は、長期にわたり安定して優れた触媒活性
を発揮する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY In the catalytic body for catalytic oxidation according to the present invention, the catalytically active substance has a large number of microcapsules which have relatively uniform fine pores and are provided with wall materials having high strength and excellent heat resistance It exists in the state of being included in. Therefore, in the catalytic body for catalytic oxidation according to the present invention, the sintering phenomenon due to the association of the catalytically active substance between independent microcapsules is substantially prevented, and the evaporation of the catalytically active substance is also significantly suppressed. Therefore, even under severe usage conditions (combustion in the temperature range of 400 to 1000 ° C.), the catalyst body stably exhibits excellent catalytic activity for a long period of time.

【0017】その結果、同一の性能を得るために要する
触媒活性物質の担持量が軽減され、経済性が高まる。
As a result, the amount of catalytically active substance required to obtain the same performance is reduced, and the economy is improved.

【0018】また、ハニカム状の耐熱性基体の担持され
た触媒体の形態において、仮に担体と触媒活性物質とか
らなる触媒層部分に亀裂が発生したとしても、触媒活性
物質自体は、マイクロカプセルに内包されているので、
ほとんど悪影響を受けることなく、燃焼のON−OFF
作動においても、触媒寿命の長期化を達成できる。
Further, in the form of the catalyst body having the honeycomb-shaped heat-resistant substrate supported thereon, even if a crack is generated in the catalyst layer portion composed of the carrier and the catalytically active substance, the catalytically active substance itself is contained in the microcapsules. Because it is included,
Combustion ON-OFF with almost no adverse effects
Even in operation, a long catalyst life can be achieved.

【0019】本発明は、800℃以上において酸化活性
が急増する白金を触媒活性物質として使用する場合に、
特に優れた効果を発揮する。その理由として、(1)マ
イクロカプセル壁材の細孔拡散速度により、温度上昇と
ともに急上昇する白金の表面反応速度を支配することが
できるので、白金の表面温度を常に1000℃以下にな
るように制御して、白金の蒸気圧を低減できること、お
よび(2)マイクロカプセルの壁材の細孔拡散抵抗によ
り、白金の移動速度を制御できること、などが挙げられ
る。
The present invention, when using platinum as a catalytically active substance whose oxidation activity rapidly increases at 800 ° C. or higher,
Particularly effective. The reason is (1) the surface diffusion rate of platinum, which rapidly rises as the temperature rises, can be controlled by the pore diffusion rate of the microcapsule wall material, so the surface temperature of platinum is controlled to be 1000 ° C. or less at all times. Then, the vapor pressure of platinum can be reduced, and (2) the migration speed of platinum can be controlled by the pore diffusion resistance of the wall material of the microcapsules.

【0020】[0020]

【実施例】以下に参考例、実施例および実験例を示し、
本発明の特徴とするところをより一層明確にする。
EXAMPLES Reference examples, examples and experimental examples are shown below,
The features of the present invention will be further clarified.

【0021】参考例1 JIS3号けい酸ナトリウム溶液(SiO2 として4m
ol/l)83mlに粒径0.2μmの白金微粒子8.
5gを分散させた後、ソルビタンモノステアレートとポ
リオキシエチレンソルビタンモノオレート(1:2)混
合物の3%トルエン溶液166mlと得られた分散液と
を7000rpmで30秒間撹拌して乳化させ、W/O
型エマルションを調製した。次いで、これを2mol/
lの硫酸アンモニウム溶液1000mlに加えて反応さ
せた後、3時間放置した。
Reference Example 1 JIS No. 3 sodium silicate solution (as SiO 2 4 m
ol / l) 83 ml platinum fine particles having a particle size of 0.2 μm 8.
After dispersing 5 g, 166 ml of a 3% toluene solution of a sorbitan monostearate / polyoxyethylene sorbitan monooleate (1: 2) mixture and the resulting dispersion were stirred at 7000 rpm for 30 seconds to emulsify, and W / O
A type emulsion was prepared. Then, this is 2 mol /
After adding 1000 l of ammonium sulfate solution (1000 ml) to react, the mixture was left for 3 hours.

【0022】次いで、反応液を濾過し、固形生成物を洗
浄し、乾燥して白金の包接率が30%で、壁材がシリカ
からなる多孔質マイクロカプセル(粒子径0.5〜8μ
m)約28gを得た。
Next, the reaction solution is filtered, the solid product is washed, and dried to obtain a porous microcapsule (particle size: 0.5 to 8 μm) having a platinum inclusion rate of 30% and a wall material of silica.
m) About 28 g was obtained.

【0023】上記で得られたマイクロカプセル化白金触
媒25gを、100ml三角フラスコ中でテトラエトキ
シシラン11.2g、テトラエトキシジルコニウム10
gおよびエタノール30gに加え、超音波分散機にて分
散させた。
25 g of the microencapsulated platinum catalyst obtained above was added to 11.2 g of tetraethoxysilane and 10 parts of tetraethoxyzirconium in a 100 ml Erlenmeyer flask.
g and 30 g of ethanol, and dispersed by an ultrasonic disperser.

【0024】次いで、上記の分散液にさらに1N−アン
モニア水1mlを加え、60℃の恒温槽中で超音波分散
させながら30分間加温して、マイクロカプセルの壁材
である多孔質シリカ表面に担体としてのシリカ微粒子お
よび酸化ジルコニウム微粒子を沈着させた。
Next, 1 ml of 1N-ammonia water was further added to the above dispersion liquid, and the mixture was heated for 30 minutes while being ultrasonically dispersed in a constant temperature bath at 60 ° C., so that the surface of the porous silica as the wall material of the microcapsules was heated. Silica fine particles and zirconium oxide fine particles as a carrier were deposited.

【0025】参考例2 JIS3号けい酸ナトリウム溶液(SiO2 として4m
ol/l)83mlに粒径0.2μmの白金微粒子20
gを分散させた後、ポリオキシエチレンソルビタンモノ
オレートの3%トルエン溶液166mlと得られた分散
液とを7000rpmで30秒間撹拌して乳化させ、W
/O型エマルションを調製した。次いで、これを1.5
mol/lの硫酸アンモニウム溶液1000mlに加え
て反応させた後、3時間放置した。
Reference Example 2 JIS No. 3 sodium silicate solution (as SiO 2 4 m
ol / l) platinum fine particles 20 with a particle size of 0.2 μm in 83 ml
After dispersing g, 166 ml of a 3% solution of polyoxyethylene sorbitan monooleate in toluene and the resulting dispersion are stirred at 7000 rpm for 30 seconds to emulsify and
A / O type emulsion was prepared. Then add this to 1.5
The mixture was added to 1000 ml of a mol / l ammonium sulfate solution, reacted, and left for 3 hours.

【0026】次いで、反応液を濾過し、固形生成物を洗
浄し、乾燥して白金の包接率が50%で、壁材がシリカ
からなる多孔質マイクロカプセル(粒子径0.5〜8μ
m)約38gを得た。
Next, the reaction solution is filtered, the solid product is washed and dried to have a platinum inclusion rate of 50% and a wall material made of porous microcapsules (particle size 0.5 to 8 μm).
m) About 38 g was obtained.

【0027】上記で得られたマイクロカプセル化白金触
媒25gを、100ml三角フラスコ中でトリイソプロ
ピルオキシドアルミニウム12g、テトラエトキシジル
コニウム10gおよびイソプロパノール30gに加え、
超音波分散機により分散させた。
25 g of the microencapsulated platinum catalyst obtained above was added to 12 g of triisopropyl oxide aluminum, 10 g of tetraethoxyzirconium and 30 g of isopropanol in a 100 ml Erlenmeyer flask,
It was dispersed by an ultrasonic disperser.

【0028】次いで、上記の分散液にさらに1N−塩酸
1mlを加え、60℃の恒温槽中で超音波分散させなが
ら30分間加温して、マイクロカプセルの壁材である多
孔質シリカ表面に担体としてのアルミナ微粒子および酸
化ジルコニウム微粒子を沈着させた。
Next, 1 ml of 1N-hydrochloric acid was further added to the above dispersion liquid, and the mixture was heated for 30 minutes while being ultrasonically dispersed in a thermostat at 60 ° C., and the carrier was applied to the surface of the porous silica, which is the wall material of the microcapsules. As a result, alumina fine particles and zirconium oxide fine particles were deposited.

【0029】参考例3 JIS3号けい酸ナトリウム溶液(SiO2 として4m
ol/l)83mlに粒径0.2μmの白金微粒子8.
5gを分散させた後、ポリオキシエチレンソルビタンモ
ノオレートの3%ヘキサン溶液166mlと得られた分
散液とを7000rpmで30秒間撹拌して乳化させ、
W/O型エマルションを調製した。次いで、これを1m
ol/lのアルミン酸ナトリウム溶液1000mlに加
えて反応させた後、3時間放置した。
Reference Example 3 JIS No. 3 sodium silicate solution (as SiO 2 4 m
ol / l) 83 ml platinum fine particles having a particle size of 0.2 μm 8.
After dispersing 5 g, 166 ml of a 3% hexane solution of polyoxyethylene sorbitan monooleate and the resulting dispersion were stirred at 7000 rpm for 30 seconds to emulsify,
A W / O type emulsion was prepared. Then, this is 1m
The mixture was added to 1000 ml of an ol / l sodium aluminate solution to cause a reaction, and then left for 3 hours.

【0030】次いで、反応液を濾過し、固形生成物を洗
浄し、乾燥して白金の包接率が25%で、壁材がシリカ
からなる多孔質マイクロカプセル(粒子径0.5〜8μ
m)約35gを得た。
Then, the reaction solution is filtered, the solid product is washed, and dried to obtain a porous microcapsule (particle size: 0.5 to 8 μm) having a platinum inclusion rate of 25% and a wall material of silica.
m) About 35 g was obtained.

【0031】上記で得られたマイクロカプセル化白金触
媒25gを、100ml三角フラスコ中でトリイソプロ
ピルオキシドアルミニウム12g、テトラエトキシジル
コニウム10gおよびイソプロパノール30gに加え、
超音波分散機により分散させた。
25 g of the microencapsulated platinum catalyst obtained above was added to 12 g of triisopropyl oxide aluminum, 10 g of tetraethoxyzirconium and 30 g of isopropanol in a 100 ml Erlenmeyer flask,
It was dispersed by an ultrasonic disperser.

【0032】次いで、上記の分散液にさらに1N−塩酸
1mlを加え、60℃の恒温槽中で超音波分散させなが
ら30分間加温して、マイクロカプセルの壁材である多
孔質ゼオライト表面に担体としてのアルミナ微粒子およ
び酸化ジルコニウム微粒子を沈着させた。
Then, 1 ml of 1N-hydrochloric acid was further added to the above dispersion liquid and heated for 30 minutes while ultrasonically dispersing in a constant temperature bath at 60 ° C., and the carrier was applied to the surface of the porous zeolite which is the wall material of the microcapsules. As a result, alumina fine particles and zirconium oxide fine particles were deposited.

【0033】実施例1〜3 上記参考例1〜3で得た3種類の白金内包マイクロカプ
セルのそれぞれを、予め酸化ランタンを8.3重量%含
むアルミナおよび水から調製した混合ゾルに添加混合
し、3種の触媒コーテイング用ゾル溶液を調製した。
Examples 1 to 3 Each of the three types of platinum-encapsulated microcapsules obtained in Reference Examples 1 to 3 was added and mixed to a mixed sol prepared from alumina containing 8.3% by weight of lanthanum oxide and water in advance. Three kinds of sol solutions for catalyst coating were prepared.

【0034】次いで、1平方インチ当たりのセル数20
0、開口比率69%、直径50mm、層高15mmのコ
ーデイエライト製ハニカム基体を上記で得た3種のゾル
溶液に浸漬し、乾燥し、900℃で3時間熱処理した。
Next, 20 cells per square inch
A cordierite honeycomb substrate having an aperture ratio of 0, an aperture ratio of 69%, a diameter of 50 mm, and a layer height of 15 mm was immersed in the above-mentioned three sol solutions, dried, and heat-treated at 900 ° C. for 3 hours.

【0035】得られた3種のハニカム状接触酸化用触媒
は、いずれも白金として10g/l(ハニカム容積当
り)を担持していた。また、それぞれの触媒に占める担
体の担持量は、約80g/l(ハニカム容積当り)であ
った。
Each of the three types of honeycomb-shaped catalytic oxidation catalysts obtained supported 10 g / l (per honeycomb volume) of platinum. The amount of the carrier carried in each catalyst was about 80 g / l (per honeycomb volume).

【0036】比較例1 カプセル化しない粒径0.2μmの白金粒子を用いる以
外は実施例1〜3と同様の手法により、白金粒子を20
g/l(ハニカム容積当り)を担持したハニカム状接触
酸化用触媒を調製した。担体の担持量は、100g/l
(ハニカム容積当り)であった。
Comparative Example 1 20 platinum particles were prepared in the same manner as in Examples 1 to 3 except that platinum particles having a particle size of 0.2 μm which were not encapsulated were used.
A honeycomb-like catalytic oxidation catalyst supporting g / l (per honeycomb volume) was prepared. The amount of carrier is 100 g / l
(Per honeycomb volume).

【0037】比較例2 カプセル化しない粒径0.2μmの白金粒子を用いる以
外は実施例1〜3と同様の手法により、ハニカム容積当
たり白金粒子を20g/l、担体を80g/l担持した
乾燥品を調製した。次いで、これを予め酸化ランタンを
8.3重量%含むアルミナおよび水から調製した混合ゾ
ルに浸漬し、乾燥し、900℃で3時間熱処理して、白
金触媒層の表面を多孔性アルミナ層で被覆したハニカム
状接触酸化用触媒を調製した。表面被覆層の担持量は2
0g/l(ハニカム容積当り)であった。
Comparative Example 2 Platinum particles of 20 g / l and a carrier of 80 g / l were carried per volume of honeycomb by the same method as in Examples 1 to 3 except that platinum particles having a particle size of 0.2 μm which were not encapsulated were used. The product was prepared. Next, this was immersed in a mixed sol prepared from alumina containing 8.3% by weight of lanthanum oxide and water in advance, dried, and heat-treated at 900 ° C. for 3 hours to coat the surface of the platinum catalyst layer with a porous alumina layer. A honeycomb-shaped catalytic oxidation catalyst was prepared. The supported amount of the surface coating layer is 2
It was 0 g / l (per honeycomb volume).

【0038】実験例1触媒の耐久試験 実施例1〜3および比較例1〜2のハニカム状触媒体に
ついて、電気炉を使用して、空気雰囲気下に最高定常温
度を1000℃とする図1に示すサイクルで加熱と冷却
とを繰り返す耐久試験を100サイクル行なった。
Experimental Example 1 Catalyst Durability Test For the honeycomb-shaped catalytic bodies of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2, the maximum steady temperature was set to 1000 ° C. in an air atmosphere using an electric furnace, as shown in FIG. A durability test in which heating and cooling were repeated in the indicated cycle was performed 100 cycles.

【0039】上記の耐久試験を行なう前後の各触媒体か
ら直径10mmのサンプルをそれぞれ切り出し、図2に
断面図として概要を示す反応試験装置にセットして、空
間速度 400000/hrの条件において、メタン酸
化反応における触媒活性を調べた。図2において、触媒
体サンプル1は、反応器3内の中心部に配置されてい
る。反応器3は、電気ヒーター5,7,9により加熱さ
れており、これら電気ヒーターの周囲は、断熱材11に
より断熱されている。供給路13から供給された0.5
%メタン−空気混合ガスは、反応器3において反応した
後、排気路15から系外に排出される。触媒体サンプル
1の温度は、熱電対17,19により測定される。
A sample having a diameter of 10 mm was cut out from each of the catalyst bodies before and after the above durability test, set in a reaction test apparatus whose outline is shown as a sectional view in FIG. 2, and subjected to methane under the condition of a space velocity of 400000 / hr. The catalytic activity in the oxidation reaction was investigated. In FIG. 2, the catalyst body sample 1 is arranged in the center of the reactor 3. The reactor 3 is heated by electric heaters 5, 7, 9 and the periphery of these electric heaters is insulated by a heat insulating material 11. 0.5 supplied from supply path 13
After reacting in the reactor 3, the% methane-air mixed gas is discharged from the system through the exhaust passage 15. The temperature of the catalyst body sample 1 is measured by the thermocouples 17 and 19.

【0040】触媒活性の測定結果を図3、4および5に
示す。
The measurement results of the catalytic activity are shown in FIGS.

【0041】実施例1〜3の触媒は、いずれもほぼ同一
の優れた初期(耐久試験前)活性を示し、さらに耐久試
験後においても、いずれの触媒も、ほぼ同様の優れたメ
タン酸化活性を維持していた。従って、図3には、実施
例1の結果のみを示す。
The catalysts of Examples 1 to 3 all showed almost the same excellent initial (before durability test) activity, and even after the durability test, all the catalysts exhibited almost the same excellent methane oxidation activity. I was keeping. Therefore, only the results of Example 1 are shown in FIG.

【0042】これに対し、比較例1による触媒は、図4
に示す様に、本実施例に比して、初期活性は高かったも
のの、耐久試験後には、メタン酸化活性が大きく低下し
ていた。
On the other hand, the catalyst according to Comparative Example 1 is shown in FIG.
As shown in, the initial activity was higher than that in this example, but the methane oxidation activity was significantly reduced after the durability test.

【0043】また、比較例2による触媒は、図5に示す
様に、本実施例に比して、初期活性はほぼ同様であった
が、耐久試験後には、やはりメタン酸化活性が大幅に低
下していた。
As shown in FIG. 5, the catalyst according to Comparative Example 2 had almost the same initial activity as that of this Example, but after the durability test, the methane oxidation activity also decreased significantly. Was.

【0044】試験した比較例による触媒体の活性低下原
因を調べるため、ハニカム壁面を輪切りにし、蛍光X線
プローブを備えた走査型電子顕微鏡で観察した結果、比
較例1および2による触媒体では、白金粒子量が減少し
ており、残存する白金粒子については、粒子がかなり大
きく成長していることが認められた。
In order to investigate the cause of the activity decrease of the catalyst body according to the tested comparative example, the honeycomb wall surface was sliced and observed with a scanning electron microscope equipped with a fluorescent X-ray probe. The amount of platinum particles decreased, and it was confirmed that the remaining platinum particles had grown considerably large.

【0045】また、比較例2の触媒体においては、アル
ミナ被覆層に多くの亀裂が発生しており、被覆層による
保護効果が大きく失われていることがわかった。本発明
による触媒体においても、担体層の一部に亀裂発生が観
察されたが、白金粒子量の減少はほとんどなく、また、
カプセル間での白金粒子の成長も認められず、触媒活性
成分のマイクロカプセル化の効果が明確に見られた。
Further, it was found that in the catalyst body of Comparative Example 2, many cracks were generated in the alumina coating layer, and the protective effect of the coating layer was largely lost. Also in the catalyst body according to the present invention, cracking was observed in a part of the carrier layer, but there was almost no decrease in the amount of platinum particles, and
No growth of platinum particles was observed between the capsules, and the effect of microencapsulation of the catalytically active component was clearly seen.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1〜3および比較例1〜2で得られた各
ハニカム状触媒体について行なった耐久試験のサイクル
(加熱−冷却)の概要を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing an outline of a cycle (heating-cooling) of a durability test performed on each honeycomb-shaped catalyst body obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2.

【図2】本発明の実験例において使用したメタン−空気
による反応試験装置の概要を示す図面である。
FIG. 2 is a drawing showing an outline of a methane-air reaction test device used in an experimental example of the present invention.

【図3】本発明の実施例1で得られた触媒体の耐久試験
の前後での触媒活性を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the catalytic activity of the catalyst body obtained in Example 1 of the present invention before and after the durability test.

【図4】本発明の比較例1で得られた触媒体の耐久試験
の前後での触媒活性を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the catalyst activity before and after a durability test of the catalyst body obtained in Comparative Example 1 of the present invention.

【図5】本発明の比較例2で得られた触媒体の耐久試験
の前後での触媒活性を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the catalyst activity before and after a durability test of the catalyst body obtained in Comparative Example 2 of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 利雄 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 足立 伸一 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 井上 孝幸 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 水口 正昭 大阪府大阪市東淀川区下新庄1丁目8番22 号 鈴木油脂工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Toshio Nishida 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Within Osaka Gas Co., Ltd. (72) Shinichi Adachi 4-chome, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka 1-2 No. 2 in Osaka Gas Co., Ltd. (72) Inventor Takayuki Inoue 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Osaka Gas Co., Ltd. (72) Inventor Masaaki Mizuguchi 1 Shimoshinjo, Higashiyodogawa-ku, Osaka-shi, Osaka 8-22 No. Inside Suzuki Yushi Kogyo Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 触媒活性物質を多孔性の耐熱性物質を壁
材としてマイクロカプセル化し、それを耐熱性基体上に
担持したことを特徴とする接触酸化用触媒体。
1. A catalytic body for catalytic oxidation, characterized in that a catalytically active substance is microencapsulated by using a porous heat-resistant substance as a wall material and is supported on a heat-resistant substrate.
JP5118084A 1993-04-05 1993-05-20 Catalyst body for catalyst oxidation Pending JPH06327979A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5118084A JPH06327979A (en) 1993-05-20 1993-05-20 Catalyst body for catalyst oxidation
HK97101573A HK1000034A1 (en) 1993-04-05 1997-07-17 System for storage and retrieval of steel plates

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5118084A JPH06327979A (en) 1993-05-20 1993-05-20 Catalyst body for catalyst oxidation

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012166959A (en) * 2011-02-09 2012-09-06 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Porous alumina and catalyst using the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012166959A (en) * 2011-02-09 2012-09-06 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Porous alumina and catalyst using the same

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