JPH0686938A - 触媒及びその製造方法 - Google Patents
触媒及びその製造方法Info
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- JPH0686938A JPH0686938A JP5164034A JP16403493A JPH0686938A JP H0686938 A JPH0686938 A JP H0686938A JP 5164034 A JP5164034 A JP 5164034A JP 16403493 A JP16403493 A JP 16403493A JP H0686938 A JPH0686938 A JP H0686938A
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Classifications
-
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/024—Multiple impregnation or coating
- B01J37/0244—Coatings comprising several layers
-
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-
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- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 触媒特に板状触媒を比較的安価に製造でき、
同時に接着性の良好な触媒活性層を金属性担体上に施す
方法を提供する。 【構成】 接着仲介中間層８、１４を酸化雰囲気中で担
体４、１６を加熱することにより形成する。その際担体
４、１６の表面に生じる酸化物層によって及び場合によ
っては焼結前に担体上に付加的に粒子６を施すことによ
って中間層８、１４を形成し、その酸化され粗面化され
た形状により触媒活性層１０、１８に良好に接着する基
礎が形成される。
同時に接着性の良好な触媒活性層を金属性担体上に施す
方法を提供する。 【構成】 接着仲介中間層８、１４を酸化雰囲気中で担
体４、１６を加熱することにより形成する。その際担体
４、１６の表面に生じる酸化物層によって及び場合によ
っては焼結前に担体上に付加的に粒子６を施すことによ
って中間層８、１４を形成し、その酸化され粗面化され
た形状により触媒活性層１０、１８に良好に接着する基
礎が形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は触媒及びその製造方法に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば煙道ガス中の窒素酸化物を低減す
るために使用されるような一般的な触媒は、大抵は金属
性担体、接着仲介中間層及びこの中間層上に施された触
媒活性層からなる。触媒を製造する場合、触媒活性層が
金属性担体上に良好に接着するように調整することが重
要な課題となる。
るために使用されるような一般的な触媒は、大抵は金属
性担体、接着仲介中間層及びこの中間層上に施された触
媒活性層からなる。触媒を製造する場合、触媒活性層が
金属性担体上に良好に接着するように調整することが重
要な課題となる。
【０００３】特に板状触媒を製造するには上記課題の解
決法として、接着仲介中間層を液体アルミニウムの噴霧
（アルミニウムの火炎噴霧）によりエキスパンドメタル
担体上に形成する方法が公知である（米国特許第４３７
０２６２号、同第４２８５８３８号及び同第４４５５２
８１号明細書参照）。しかしこの方法に基づき触媒を製
造する場合アルミニウムを液化するために極めて多大の
エネルギーを消費しなければならない。更に液体アルミ
ニウムは噴霧の際に担体内の空隙を通って落下し、その
際一部が酸化されるためもはや直接には再利用できなく
なる。従ってこれらの状況はこの方法をかなりの経費を
要するものとする。
決法として、接着仲介中間層を液体アルミニウムの噴霧
（アルミニウムの火炎噴霧）によりエキスパンドメタル
担体上に形成する方法が公知である（米国特許第４３７
０２６２号、同第４２８５８３８号及び同第４４５５２
８１号明細書参照）。しかしこの方法に基づき触媒を製
造する場合アルミニウムを液化するために極めて多大の
エネルギーを消費しなければならない。更に液体アルミ
ニウムは噴霧の際に担体内の空隙を通って落下し、その
際一部が酸化されるためもはや直接には再利用できなく
なる。従ってこれらの状況はこの方法をかなりの経費を
要するものとする。
【０００４】更に欧州特許出願公開第０３８７３９４号
明細書から、多層織物及び／又は編物及び／又は繊維状
材料からなる触媒の担体を焼結により製造する方法が公
知である。しかしこの方法は織物及び編物を作るのに経
費がかさみ高価なものとなる一方、繊維状材料は比較的
粗悪にしか製造できないという欠点を有する。
明細書から、多層織物及び／又は編物及び／又は繊維状
材料からなる触媒の担体を焼結により製造する方法が公
知である。しかしこの方法は織物及び編物を作るのに経
費がかさみ高価なものとなる一方、繊維状材料は比較的
粗悪にしか製造できないという欠点を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、触媒
特に板状触媒を比較的安価に製造でき、同時に接着性の
良好な触媒活性層を金属性担体上に施す方法を提供する
ことを課題とする。
特に板状触媒を比較的安価に製造でき、同時に接着性の
良好な触媒活性層を金属性担体上に施す方法を提供する
ことを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は触媒に関して
は本発明により、接着仲介中間層が酸化物層であること
により解決される。 酸化物層は１つには極めて堅固に
基体材料に接着することができ、また１つには触媒活性
材料を接着するに足る表面の粗面性を形成することがで
きる。
は本発明により、接着仲介中間層が酸化物層であること
により解決される。 酸化物層は１つには極めて堅固に
基体材料に接着することができ、また１つには触媒活性
材料を接着するに足る表面の粗面性を形成することがで
きる。
【０００７】触媒を製造する方法に関しての本発明の課
題は、接着仲介中間層を酸化雰囲気中で金属性担体を加
熱形成することにより解決される。このようにして担体
の表面は酸化され、触媒活性層を担体上に接着するのに
有利な粗面性及び多孔性が得られる。こうして形成され
た接着仲介中間層上に触媒材料を例えばペースト状コン
パウンドとして圧延により施し、燬焼してもよい。
題は、接着仲介中間層を酸化雰囲気中で金属性担体を加
熱形成することにより解決される。このようにして担体
の表面は酸化され、触媒活性層を担体上に接着するのに
有利な粗面性及び多孔性が得られる。こうして形成され
た接着仲介中間層上に触媒材料を例えばペースト状コン
パウンドとして圧延により施し、燬焼してもよい。
【０００８】中間層が担体の塩素化合物を含有すると有
利である。それにより担体の塩素及び塩素／酸素化合物
も接着性の改善に寄与する。
利である。それにより担体の塩素及び塩素／酸素化合物
も接着性の改善に寄与する。
【０００９】本発明の有利な実施態様においては、中間
層は担体上に焼結された粒子を含有することができる。
このような粒子はその粒化の程度により担体の表面の巨
視的かつ微視的な粗面化に著しく寄与することができ
る。
層は担体上に焼結された粒子を含有することができる。
このような粒子はその粒化の程度により担体の表面の巨
視的かつ微視的な粗面化に著しく寄与することができ
る。
【００１０】金属性担体の表面を酸化する工程を促進し
均質化するために及び本発明の他の実施態様の前提条件
として、加熱する前に油層を担体上に施すこともでき
る。その際有利には例えばメタルメッシュ化工程のため
にエキスパンドメタル上に施された切削油を担体上にそ
のまま放置してもよい。切削油はたとえそれが還元剤で
あるとしても酸化の際に担体の表面上に付加的に局部的
に熱を取り込み、従って酸化剤を十分に供給した場合酸
化物層を補強することになる。
均質化するために及び本発明の他の実施態様の前提条件
として、加熱する前に油層を担体上に施すこともでき
る。その際有利には例えばメタルメッシュ化工程のため
にエキスパンドメタル上に施された切削油を担体上にそ
のまま放置してもよい。切削油はたとえそれが還元剤で
あるとしても酸化の際に担体の表面上に付加的に局部的
に熱を取り込み、従って酸化剤を十分に供給した場合酸
化物層を補強することになる。
【００１１】本発明の有利な実施態様においては、油層
を施した後及び加熱する前に油層に付着する粒子の混合
物を担体上に施してもよい。それにより担体上に、部分
的に酸化され比較的強く粗面化された層が生じ、触媒材
料に関するその付着特性は粒子の適切な選択によって触
媒材料に適合させることができる。この場合粒子の混合
物とは金属及び／又はガラス及び／又はセラミック粒
子、特に銀／錫酸化物ＡｇＳｎＯ2及びＸ5ＣｒＮｉ18.9
の工業原料（原料番号第１．４３０６号）からなる粒子
を意味する。
を施した後及び加熱する前に油層に付着する粒子の混合
物を担体上に施してもよい。それにより担体上に、部分
的に酸化され比較的強く粗面化された層が生じ、触媒材
料に関するその付着特性は粒子の適切な選択によって触
媒材料に適合させることができる。この場合粒子の混合
物とは金属及び／又はガラス及び／又はセラミック粒
子、特に銀／錫酸化物ＡｇＳｎＯ2及びＸ5ＣｒＮｉ18.9
の工業原料（原料番号第１．４３０６号）からなる粒子
を意味する。
【００１２】本発明の別の実施態様においては、粒子の
混合物を油中に懸濁し、加熱前に懸濁液として担体上に
施すこともできる。この処理法は既に上述したのと同じ
利点をもたらす。これらの利点は同様に、担体上に粒子
を施すために油に浸漬された粒子の混合物を焼結前にペ
ースト状コンパウンドとして担体上にカレンダー掛けす
るもう１つの処理法でも得られる。
混合物を油中に懸濁し、加熱前に懸濁液として担体上に
施すこともできる。この処理法は既に上述したのと同じ
利点をもたらす。これらの利点は同様に、担体上に粒子
を施すために油に浸漬された粒子の混合物を焼結前にペ
ースト状コンパウンドとして担体上にカレンダー掛けす
るもう１つの処理法でも得られる。
【００１３】担体の表面酸化を更に促進するためには、
少なくとも塩素を１％含有するオイルを使用すると良
い。それにより担体表面に担体材料の酸素化合物の他に
塩素化合物も形成される。これは担体の表面を腐食し、
その結果中間層の接着性が改善される。
少なくとも塩素を１％含有するオイルを使用すると良
い。それにより担体表面に担体材料の酸素化合物の他に
塩素化合物も形成される。これは担体の表面を腐食し、
その結果中間層の接着性が改善される。
【００１４】担体上に粒子を全く施さない場合には加熱
を２００〜６００℃の温度でかつ５時間実施するのが有
利である。こうして均質で、極めて良好に担体上に接着
する酸化物層が形成され、これが触媒活性材料に対して
接着を仲介する中間層の役目をする。
を２００〜６００℃の温度でかつ５時間実施するのが有
利である。こうして均質で、極めて良好に担体上に接着
する酸化物層が形成され、これが触媒活性材料に対して
接着を仲介する中間層の役目をする。
【００１５】担体を加熱する前に粒子の混合物をこれに
施す場合、７００〜１０００℃の温度及び数分間加熱す
ると良い。このようにして一方では担体上に施された粒
子は焼結され、他方では担体の表面に酸化層も形成さ
れ、この酸化層はこの処理法においては担体の酸化され
ていない材料上になおもしっかりと接着する。
施す場合、７００〜１０００℃の温度及び数分間加熱す
ると良い。このようにして一方では担体上に施された粒
子は焼結され、他方では担体の表面に酸化層も形成さ
れ、この酸化層はこの処理法においては担体の酸化され
ていない材料上になおもしっかりと接着する。
【００１６】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づき以下に詳述す
る。
る。
【００１７】図１に示す板状触媒２を製造するために、
本実施例においては担体４としてステンレススチール製
ではないエキスパンドメタルを使用した。メタルメッシ
ュ化工程のために担体上に塩素含有量２％の切削油を塗
布した。これをエキスパンドメタル上に放置した。
本実施例においては担体４としてステンレススチール製
ではないエキスパンドメタルを使用した。メタルメッシ
ュ化工程のために担体上に塩素含有量２％の切削油を塗
布した。これをエキスパンドメタル上に放置した。
【００１８】切削油で湿潤された担体４上に本実施例で
は銀／錫酸化物ＡｇＳｎＯ2からなる比較的微細な粒子
６を振り掛け、この粒子は大部分切削油に付着して担体
４の表面上に接着した。引続き切削油及びそれに付着す
る粒子６が載っている担体４を９００℃の温度に５分間
加熱した。その際一方では担体４上にある粒子６は担体
４上で焼結した。他方では切削油に含まれる塩素が担体
４の表面層８を比較的強く腐食し、従って表面層８上に
担体４の酸素、塩素及び塩素／酸素化合物が有利に形成
された。上記の両状況は共に巨視的及び微視的粗面化を
担体４の表面層８にもたらす。それによりその表面上に
施された触媒活性層１０に対して極めて良好な接着基礎
が接着仲介中間層８の形で担体４上に作られた。触媒活
性層１０はこの実施例においてはペースト状コンパウン
ドとして中間層８上に施された。引続き触媒素材を乾燥
し、燬焼した。
は銀／錫酸化物ＡｇＳｎＯ2からなる比較的微細な粒子
６を振り掛け、この粒子は大部分切削油に付着して担体
４の表面上に接着した。引続き切削油及びそれに付着す
る粒子６が載っている担体４を９００℃の温度に５分間
加熱した。その際一方では担体４上にある粒子６は担体
４上で焼結した。他方では切削油に含まれる塩素が担体
４の表面層８を比較的強く腐食し、従って表面層８上に
担体４の酸素、塩素及び塩素／酸素化合物が有利に形成
された。上記の両状況は共に巨視的及び微視的粗面化を
担体４の表面層８にもたらす。それによりその表面上に
施された触媒活性層１０に対して極めて良好な接着基礎
が接着仲介中間層８の形で担体４上に作られた。触媒活
性層１０はこの実施例においてはペースト状コンパウン
ドとして中間層８上に施された。引続き触媒素材を乾燥
し、燬焼した。
【００１９】別の実施例（図２参照）においては、接着
仲介中間層１４を有するもう１つの板状触媒１２が粒子
を燬焼せずに金属性エキスパンドメタル担体１６上に製
造された。その際担体１６上に施された塩素含有量２％
の切削油が担体１６上に放置された。この実施例では担
体１６を４５０℃の温度に加熱し、その温度に５時間保
持した。
仲介中間層１４を有するもう１つの板状触媒１２が粒子
を燬焼せずに金属性エキスパンドメタル担体１６上に製
造された。その際担体１６上に施された塩素含有量２％
の切削油が担体１６上に放置された。この実施例では担
体１６を４５０℃の温度に加熱し、その温度に５時間保
持した。
【００２０】その際まず担体１６の酸素化合物の他に塩
素及び酸素／塩素化合物も形成された。これらの化合物
は比較的長い保持時間のために主として担体１６の酸素
化合物に移行した。このようにして酸化された担体１６
の表面層１４は触媒活性層１８に対して極めて良好な接
着基礎を提供する。この層１４はペースト状コンパウン
ドとして粗面化された担体１６上に施され、乾燥されか
つ引続き燬焼により担体１６上に固着された。
素及び酸素／塩素化合物も形成された。これらの化合物
は比較的長い保持時間のために主として担体１６の酸素
化合物に移行した。このようにして酸化された担体１６
の表面層１４は触媒活性層１８に対して極めて良好な接
着基礎を提供する。この層１４はペースト状コンパウン
ドとして粗面化された担体１６上に施され、乾燥されか
つ引続き燬焼により担体１６上に固着された。
【００２１】図３は図１及び２に基づく板状触媒を製造
する処理工程の経過を示す図である。
する処理工程の経過を示す図である。
【００２２】ステンレススチール製ではないエキスパン
ドメタルからなる担体４、１６から出発して、まず塩素
を含有する切削油の塗布工程２０が行われ、それに続い
てメタルメッシュ化工程２２が行われた。引続き粒子６
の塗布工程２４を行ってもよい。切削油で湿潤されメッ
シュ化され切削油に粘着する粒子６を備える担体４は次
に加熱工程２６を実施された。この場合約９００℃の温
度が約５分間維持された。引続き触媒活性層１０、１８
の塗布工程２８がすでに微視的かつ巨視的に粗面化され
た表面層８を備える担体４上に行われた。最後にこの触
媒素材に燬焼工程３０を実施し、それにより図１に基づ
く板状触媒２の完成品が得られた。
ドメタルからなる担体４、１６から出発して、まず塩素
を含有する切削油の塗布工程２０が行われ、それに続い
てメタルメッシュ化工程２２が行われた。引続き粒子６
の塗布工程２４を行ってもよい。切削油で湿潤されメッ
シュ化され切削油に粘着する粒子６を備える担体４は次
に加熱工程２６を実施された。この場合約９００℃の温
度が約５分間維持された。引続き触媒活性層１０、１８
の塗布工程２８がすでに微視的かつ巨視的に粗面化され
た表面層８を備える担体４上に行われた。最後にこの触
媒素材に燬焼工程３０を実施し、それにより図１に基づ
く板状触媒２の完成品が得られた。
【００２３】図２に基づく板状触媒１２は粒子６の塗布
工程２４を実施しない場合に得られる。その際加熱工程
２６は約４５０℃の温度で約５時間行われた。粗面化さ
れた表面層８は担体１６の塩素化合物、及び／又は酸素
化合物及び／又は塩素／酸素化合物を含有し、それによ
り粗面化が行われた。他の全ての処理工程２０、２２、
２８、３０は上述と同様に行われた。
工程２４を実施しない場合に得られる。その際加熱工程
２６は約４５０℃の温度で約５時間行われた。粗面化さ
れた表面層８は担体１６の塩素化合物、及び／又は酸素
化合物及び／又は塩素／酸素化合物を含有し、それによ
り粗面化が行われた。他の全ての処理工程２０、２２、
２８、３０は上述と同様に行われた。
【図１】本発明による板状触媒の縦断面図。
【図２】本発明によるもう１つの板状触媒の縦断面図。
【図３】本発明の製造方法の処理工程の経過図。
【符号の説明】 ２、１２ 板状触媒 ４、１６ 金属性担体 ６ 粒子 ８、１４ 表面層（中間層） １０、１８ 触媒活性層 ２０ 塩素含有切削油の塗布工程 ２２ メタルメッシュ化工程 ２４ 粒子６の塗布工程 ２６ 加熱工程 ２８ 触媒活性層１０、１８の塗布工程 ３０ 燬焼工程
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルト ノイフエルト ドイツ連邦共和国 8620 リヒテンフエル ス ルードルフ‐デイーゼル‐シユトラー セ ７ (72)発明者 ヘルムート シユメルツ ドイツ連邦共和国 8210 プリーン ルー ドルフ‐ジークシユトラーセ 14 (72)発明者 ユルゲン チユルビツヒ ドイツ連邦共和国 8622 ブルフクンシユ タツト エルレンヴエーク ６
Claims (15)
- 【請求項１】 金属性担体（４、１６）、接着仲介中間
層（８、１４）及びこの中間層上に施された触媒活性層
（１０、１８）を有する触媒（２、１２）において、接
着仲介中間層（８、１４）が酸化物層であることを特徴
とする触媒。 - 【請求項２】 中間層（８、１４）が担体（４、１６）
の酸化表面であることを特徴とする請求項１記載の触
媒。 - 【請求項３】 中間層（８、１４）が担体（４、１６）
の塩素化合物を含有していることを特徴とする請求項１
又は２記載の触媒。 - 【請求項４】 中間層（８、１４）が担体（４、１６）
上で焼結された粒子（６）を含有していることを特徴と
する請求項１ないし３の１つに記載の触媒。 - 【請求項５】 担体（４、１６）としてエキスパンドメ
タルを使用することを特徴とする請求項１ないし４の１
つに記載の触媒。 - 【請求項６】 酸化雰囲気中で担体（４、１６）を加熱
することにより接着仲介中間層（８、１４）を形成する
ことを特徴とする請求項１ないし５の１つに記載の触媒
の製造方法。 - 【請求項７】 加熱する前に担体（４、１６）上に油層
を施すことを特徴とする請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 油層を施した後及び加熱する前に油層に
付着する粒子（６）の混合物を担体上に施すことを特徴
とする請求項６又は７記載の方法。 - 【請求項９】 粒子（６）の混合物を油中に懸濁させ、
加熱する前に懸濁液として担体（４、１６）上に施すこ
とを特徴とする請求項６記載の方法。 - 【請求項１０】 加熱する前に浸油された粒子（６）の
混合物をペースト状コンパウンドとして担体（４、１
６）上にカレンダー掛けすることを特徴とする請求項６
記載の方法。 - 【請求項１１】 少なくとも塩素１％を含有する油を使
用することを特徴とする請求項６ないし１０の１つに記
載の方法。 - 【請求項１２】 加熱を２００〜６００℃の温度で実施
することを特徴とする請求項６、７又は１１の１つに記
載の方法。 - 【請求項１３】 加熱を少なくとも５時間実施すること
を特徴とする請求項６、７、１１又は１２の１つに記載
の方法。 - 【請求項１４】 加熱を７００〜１０００℃で実施する
ことを特徴とする請求項６ないし１１の１つに記載の方
法。 - 【請求項１５】 加熱を数分間実施することを特徴とす
る請求項６ないし１１又は１４の１つに記載の方法。
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