JPH0775738A - 酸化触媒の製造方法 - Google Patents
酸化触媒の製造方法Info
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- JPH0775738A JPH0775738A JP5172484A JP17248493A JPH0775738A JP H0775738 A JPH0775738 A JP H0775738A JP 5172484 A JP5172484 A JP 5172484A JP 17248493 A JP17248493 A JP 17248493A JP H0775738 A JPH0775738 A JP H0775738A
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- double
- clay mineral
- iron
- chain structure
- ion
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ディーゼルエンジン等の排ガス中の炭化水
素、一酸化炭素を酸化分解し、しかも二酸化イオウの硫
酸化を抑制できる酸化触媒の製造方法を提供する。 【構成】 複鎖構造型粘土鉱物を準備する工程と、該複
鎖構造型粘土鉱物を４００℃以上８００℃以下の温度で
熱処理し、該複鎖構造型粘土鉱物の構造の少なくとも一
部を非晶質化する第１の熱処理工程と、前記複鎖構造型
粘土鉱物の構成元素であるマグネシウムおよび／または
アルミニウムの少なくとも一部を鉄イオンとイオン交換
させるイオン交換工程と、イオン交換した前記複鎖構造
型粘土鉱物を５００℃以上９００℃以下の温度で熱処理
し、前記イオン交換した鉄イオンを安定化させる第２の
熱処理工程と、前記複鎖構造型粘土鉱物に白金を担持す
る担持工程と、からなることを特徴とする。
素、一酸化炭素を酸化分解し、しかも二酸化イオウの硫
酸化を抑制できる酸化触媒の製造方法を提供する。 【構成】 複鎖構造型粘土鉱物を準備する工程と、該複
鎖構造型粘土鉱物を４００℃以上８００℃以下の温度で
熱処理し、該複鎖構造型粘土鉱物の構造の少なくとも一
部を非晶質化する第１の熱処理工程と、前記複鎖構造型
粘土鉱物の構成元素であるマグネシウムおよび／または
アルミニウムの少なくとも一部を鉄イオンとイオン交換
させるイオン交換工程と、イオン交換した前記複鎖構造
型粘土鉱物を５００℃以上９００℃以下の温度で熱処理
し、前記イオン交換した鉄イオンを安定化させる第２の
熱処理工程と、前記複鎖構造型粘土鉱物に白金を担持す
る担持工程と、からなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジン等
から排出される排ガス中の炭化水素（ＨＣ）および一酸
化炭素（ＣＯ）を低温で酸化し、かつ、排ガス中の二酸
化イオウ（ＳＯ2 ）の硫酸化を抑制できる酸化触媒の製
造方法に関する。
から排出される排ガス中の炭化水素（ＨＣ）および一酸
化炭素（ＣＯ）を低温で酸化し、かつ、排ガス中の二酸
化イオウ（ＳＯ2 ）の硫酸化を抑制できる酸化触媒の製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、酸化触媒として、特開昭５２−２
９４８７号公報に示されているようなアルミナ等の多孔
体担体に白金等の貴金属を担持させたものが一般的に知
られている。これらは、多孔体の固体酸性あるいはＢＥ
Ｔ表面積の大きさに着目したものである。しかし、これ
ら触媒の酸化性能はまだ十分ではなく（性能評価目安と
してのＨＣ（Ｃ6 Ｈ14）の５０％転化温度が２２０℃程
度と高い）、たとえば、自動車の排ガス浄化用触媒とし
て実用化するためにはさらに活性の高い触媒が必要とさ
れていた。
９４８７号公報に示されているようなアルミナ等の多孔
体担体に白金等の貴金属を担持させたものが一般的に知
られている。これらは、多孔体の固体酸性あるいはＢＥ
Ｔ表面積の大きさに着目したものである。しかし、これ
ら触媒の酸化性能はまだ十分ではなく（性能評価目安と
してのＨＣ（Ｃ6 Ｈ14）の５０％転化温度が２２０℃程
度と高い）、たとえば、自動車の排ガス浄化用触媒とし
て実用化するためにはさらに活性の高い触媒が必要とさ
れていた。
【０００３】一方、本発明者らは先に、複鎖構造型粘土
鉱物を４００℃以上８００℃以下の温度で熱処理し、少
なくとも一部が非晶質化した該複鎖構造型粘土鉱物のマ
グネシウムおよび／またはアルミニウムを鉄でイオン交
換し、白金および／またはパラジウムを担持してなる酸
化触媒を開発し出願した（特開平４−３６３１３８号公
報）。この酸化触媒によれば、ＨＣの５０％転化温度を
１００℃乃至２００℃の範囲に下げることができ、触媒
の活性を向上させることができた。
鉱物を４００℃以上８００℃以下の温度で熱処理し、少
なくとも一部が非晶質化した該複鎖構造型粘土鉱物のマ
グネシウムおよび／またはアルミニウムを鉄でイオン交
換し、白金および／またはパラジウムを担持してなる酸
化触媒を開発し出願した（特開平４−３６３１３８号公
報）。この酸化触媒によれば、ＨＣの５０％転化温度を
１００℃乃至２００℃の範囲に下げることができ、触媒
の活性を向上させることができた。
【０００４】これらの上記従来の触媒は排ガス中のＨ
Ｃ、ＣＯを酸化により浄化するものである。
Ｃ、ＣＯを酸化により浄化するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術では、排ガス中に二酸化イオウ（ＳＯ2 ）が混在す
る場合には、鉄が不安定であるために、下記の反応によ
りＳＯ2 が酸化して生成する硫酸（サルフェート）の抑
制効果に対して充分でないという問題点がある。
技術では、排ガス中に二酸化イオウ（ＳＯ2 ）が混在す
る場合には、鉄が不安定であるために、下記の反応によ
りＳＯ2 が酸化して生成する硫酸（サルフェート）の抑
制効果に対して充分でないという問題点がある。
【０００６】 ＳＯ2 ＋（１／２）Ｏ2 →ＳＯ3 （１） ＳＯ3 ＋Ｈ2 Ｏ→Ｈ2 ＳＯ4 （２）
【０００７】本発明者らは、上記従来技術の問題点を解
決すべく鋭意研究を重ね、各種の系統的実験を行った結
果、本発明を成すに至ったものである。
決すべく鋭意研究を重ね、各種の系統的実験を行った結
果、本発明を成すに至ったものである。
【０００８】本発明の目的は、排ガス中のＨＣ、ＣＯを
高活性で酸化浄化し、かつ、イオン交換した鉄を安定化
させることにより含有ＳＯ2 の硫酸化を抑制できる酸化
触媒の製造方法を提供することにある。
高活性で酸化浄化し、かつ、イオン交換した鉄を安定化
させることにより含有ＳＯ2 の硫酸化を抑制できる酸化
触媒の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の酸化触媒の製造
方法は、複鎖構造型粘土鉱物を４００℃以上８００℃以
下の温度で熱処理し、該複鎖構造型粘土鉱物の構造の少
なくとも一部を非晶質化する第１の熱処理工程と、前記
複鎖構造型粘土鉱物の構成元素であるマグネシウムおよ
び／またはアルミニウムの少なくとも一部を鉄イオンと
イオン交換させるイオン交換工程と、イオン交換した前
記複鎖構造型粘土鉱物を５００℃以上９００℃以下の温
度で熱処理し、前記イオン交換した鉄イオンを安定化さ
せる第２の熱処理工程と、鉄イオンを安定化させた前記
複鎖構造型粘土鉱物に白金を担持する担持工程と、から
なることを特徴とする。
方法は、複鎖構造型粘土鉱物を４００℃以上８００℃以
下の温度で熱処理し、該複鎖構造型粘土鉱物の構造の少
なくとも一部を非晶質化する第１の熱処理工程と、前記
複鎖構造型粘土鉱物の構成元素であるマグネシウムおよ
び／またはアルミニウムの少なくとも一部を鉄イオンと
イオン交換させるイオン交換工程と、イオン交換した前
記複鎖構造型粘土鉱物を５００℃以上９００℃以下の温
度で熱処理し、前記イオン交換した鉄イオンを安定化さ
せる第２の熱処理工程と、鉄イオンを安定化させた前記
複鎖構造型粘土鉱物に白金を担持する担持工程と、から
なることを特徴とする。
【００１０】
【作用】複鎖構造型粘土鉱物は、その表面に反応性に富
む水酸基を有する粘土鉱物である。この粘土鉱物は、直
径が０．０５〜０．６μｍ程度の繊維からなり、該繊維
に平行に約１〜０．６ｎｍ程度の長方形の断面をもつ細
孔（チャンネル）が存在する。このため、３５０〜４０
０ｍ2 ／ｇの大きなＢＥＴ比表面積を有している。した
がって、該複鎖構造型粘土鉱物は触媒担体として好適な
材料である。
む水酸基を有する粘土鉱物である。この粘土鉱物は、直
径が０．０５〜０．６μｍ程度の繊維からなり、該繊維
に平行に約１〜０．６ｎｍ程度の長方形の断面をもつ細
孔（チャンネル）が存在する。このため、３５０〜４０
０ｍ2 ／ｇの大きなＢＥＴ比表面積を有している。した
がって、該複鎖構造型粘土鉱物は触媒担体として好適な
材料である。
【００１１】第１の熱処理工程は、複鎖構造型粘土鉱物
を４００℃以上８００℃以下の温度で熱処理する工程で
あり、この熱処理により該複鎖構造型粘土鉱物の構造は
一つの結晶構造から次の結晶構造へ移行する過渡的な構
造であり、Ｘ線を用いた構造解析によると少なくとも一
部が非晶質化されている。４００℃未満で熱処理したも
のでは、複鎖構造型粘土鉱物の構造内に水を吸収し、構
造が復元することから非晶質部分が存在せず、後の工程
で簡易に鉄イオンをイオン交換させることが難しい。ま
た、８００℃を越えた温度で熱処理したものでは、複鎖
構造型粘土鉱物の構造がエンスタタイト型の結晶構造に
変化し構造内のＯＨ基が消失して構造が安定化するた
め、後の工程で鉄イオンをイオン交換させることが難し
い。
を４００℃以上８００℃以下の温度で熱処理する工程で
あり、この熱処理により該複鎖構造型粘土鉱物の構造は
一つの結晶構造から次の結晶構造へ移行する過渡的な構
造であり、Ｘ線を用いた構造解析によると少なくとも一
部が非晶質化されている。４００℃未満で熱処理したも
のでは、複鎖構造型粘土鉱物の構造内に水を吸収し、構
造が復元することから非晶質部分が存在せず、後の工程
で簡易に鉄イオンをイオン交換させることが難しい。ま
た、８００℃を越えた温度で熱処理したものでは、複鎖
構造型粘土鉱物の構造がエンスタタイト型の結晶構造に
変化し構造内のＯＨ基が消失して構造が安定化するた
め、後の工程で鉄イオンをイオン交換させることが難し
い。
【００１２】イオン交換工程では、複鎖構造型粘土鉱物
は非晶質化されているため、その構成元素であるマグネ
シウムやアルミニウムが他の元素とイオン交換されやす
くなっている。このことを利用して前記元素の少なくと
も一部を鉄イオンとイオン交換する。イオン交換した鉄
イオンは、チャンネルの構造を潰すことなく複鎖構造型
粘土鉱物の繊維間に存在する。
は非晶質化されているため、その構成元素であるマグネ
シウムやアルミニウムが他の元素とイオン交換されやす
くなっている。このことを利用して前記元素の少なくと
も一部を鉄イオンとイオン交換する。イオン交換した鉄
イオンは、チャンネルの構造を潰すことなく複鎖構造型
粘土鉱物の繊維間に存在する。
【００１３】第２の熱処理工程では、イオン交換した複
鎖構造型粘土鉱物を５００℃以上９００℃以下の温度で
加熱することによりイオン交換した鉄を安定化させお互
いに反応し難くすることができる。安定化していない鉄
はＳＯ2 を吸収しやすい。吸収されたＳＯ2 は複鎖構造
型粘土鉱物の構造内で白金触媒によって酸化されＳＯ3
が生成し、生成したＳＯ3 がＨ2 Ｏと反応して硫酸を生
成する。安定化した鉄ではこのような反応が起こり難
い。したがって、本工程によりＳＯ2 の硫酸化を抑えた
触媒を製造することができる。さらに、本工程により複
鎖構造型粘土鉱物が保有するＳＯ2 吸着サイト（ＯＨ
基、およびＨ2 Ｏを配位している部位）を減少させるこ
とができる。そのためＳＯ2 ガスが触媒に吸着される機
会が減少し、ＳＯ2 の硫酸化が抑えられる。
鎖構造型粘土鉱物を５００℃以上９００℃以下の温度で
加熱することによりイオン交換した鉄を安定化させお互
いに反応し難くすることができる。安定化していない鉄
はＳＯ2 を吸収しやすい。吸収されたＳＯ2 は複鎖構造
型粘土鉱物の構造内で白金触媒によって酸化されＳＯ3
が生成し、生成したＳＯ3 がＨ2 Ｏと反応して硫酸を生
成する。安定化した鉄ではこのような反応が起こり難
い。したがって、本工程によりＳＯ2 の硫酸化を抑えた
触媒を製造することができる。さらに、本工程により複
鎖構造型粘土鉱物が保有するＳＯ2 吸着サイト（ＯＨ
基、およびＨ2 Ｏを配位している部位）を減少させるこ
とができる。そのためＳＯ2 ガスが触媒に吸着される機
会が減少し、ＳＯ2 の硫酸化が抑えられる。
【００１４】加熱温度が５００℃未満では、イオン交換
した鉄がＳＯ2 を吸収し、さらに複鎖構造型粘土鉱物中
のＯＨ基およびＨ2 Ｏを放出した部位がＳＯ2 を吸収す
るため、ＳＯ2 の吸収を低減させることができない。ま
た、９００℃を越えると、該複鎖構造型粘土鉱物の結晶
構造が変化し、異なった形態の結晶構造（エンスタタイ
ト；ＭｇＳｉＯ3 ）を形成し、イオン交換した鉄が該複
鎖構造型粘土鉱物の構造内から放出され、単独の酸化鉄
となり、この酸化鉄とＳＯ2 との反応が起きる。また、
エンスタタイト構造の複鎖構造型粘土鉱物は、比表面積
が減少しているために触媒としての作用が低下する。な
お、エンスタタイト構造に変化する温度が第１の熱処理
工程に比べて９００℃と高いのは、イオン交換して第２
の熱処理により安定化された複鎖構造型粘土鉱物は、通
常の複鎖構造型粘土鉱物より熱的に安定であることによ
ると推定される。以上の理由により、加熱温度範囲は５
００℃以上９００℃以下とする。
した鉄がＳＯ2 を吸収し、さらに複鎖構造型粘土鉱物中
のＯＨ基およびＨ2 Ｏを放出した部位がＳＯ2 を吸収す
るため、ＳＯ2 の吸収を低減させることができない。ま
た、９００℃を越えると、該複鎖構造型粘土鉱物の結晶
構造が変化し、異なった形態の結晶構造（エンスタタイ
ト；ＭｇＳｉＯ3 ）を形成し、イオン交換した鉄が該複
鎖構造型粘土鉱物の構造内から放出され、単独の酸化鉄
となり、この酸化鉄とＳＯ2 との反応が起きる。また、
エンスタタイト構造の複鎖構造型粘土鉱物は、比表面積
が減少しているために触媒としての作用が低下する。な
お、エンスタタイト構造に変化する温度が第１の熱処理
工程に比べて９００℃と高いのは、イオン交換して第２
の熱処理により安定化された複鎖構造型粘土鉱物は、通
常の複鎖構造型粘土鉱物より熱的に安定であることによ
ると推定される。以上の理由により、加熱温度範囲は５
００℃以上９００℃以下とする。
【００１５】イオン交換後第２の熱処理を施した複鎖構
造型粘土鉱物に白金を担持する工程では、主として、イ
オン交換後、第２の熱処理により安定化した鉄の吸着サ
イトに白金が担持されるものと推定される。ＣＯ、ＨＣ
は、鉄の助触媒的作用と、担持された白金との相乗作用
により酸化浄化されるため、従来の酸化触媒と比べて活
性が低下することがない。
造型粘土鉱物に白金を担持する工程では、主として、イ
オン交換後、第２の熱処理により安定化した鉄の吸着サ
イトに白金が担持されるものと推定される。ＣＯ、ＨＣ
は、鉄の助触媒的作用と、担持された白金との相乗作用
により酸化浄化されるため、従来の酸化触媒と比べて活
性が低下することがない。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の酸化触媒の
製造方法によれば、排ガス中のＨＣ、ＣＯを高活性で酸
化浄化し、しかも含有ＳＯ2 の硫酸化を抑制できる優れ
た酸化触媒を製造することができる。
製造方法によれば、排ガス中のＨＣ、ＣＯを高活性で酸
化浄化し、しかも含有ＳＯ2 の硫酸化を抑制できる優れ
た酸化触媒を製造することができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明を具体例、実施例により詳細に
説明する。
説明する。
【００１８】（具体例）準備する複鎖構造型粘土鉱物と
しては、セピオライト、パリゴルスカイト、アタパルジ
ャイトが挙げられる。その構造はセピオライトがＳｉ12
Ｍｇ8 Ｏ30（ＯＨ2 ）4 ・８Ｈ2 Ｏ、アタパルジャイト
およびパリゴルスカイトが（ＭｇＡｌ）5 （ＳｉＡｌ）
8 Ｏ20（ＯＨ）2 ・８Ｈ2 Ｏである。
しては、セピオライト、パリゴルスカイト、アタパルジ
ャイトが挙げられる。その構造はセピオライトがＳｉ12
Ｍｇ8 Ｏ30（ＯＨ2 ）4 ・８Ｈ2 Ｏ、アタパルジャイト
およびパリゴルスカイトが（ＭｇＡｌ）5 （ＳｉＡｌ）
8 Ｏ20（ＯＨ）2 ・８Ｈ2 Ｏである。
【００１９】第１の熱処理工程における加熱温度は、４
００℃〜８００℃である。４００℃〜８００℃で熱処理
することによって複鎖構造型粘土鉱物の構造を非晶質化
させマグネシウムもしくはアルミニウムと酸素との結合
力を低下させることができ、これによりイオン交換しや
すくなる。熱処理を行うと、まず、該複鎖構造型粘土鉱
物の構造中の細孔内にある沸石水や結晶水が抜ける。こ
れと同時に結晶構造が変化して、結晶を構成しているＭ
ｇＯ層の八面体のＭｇ−Ｏ結合力が低下し、水中におい
てはマグネシウムはイオン化し溶出し易い状態となる。
これは該複鎖構造型粘土鉱物であるパリゴルスカイトお
よびアタパルジャイトの構造中のマグネシウムと置換し
ているアルミニウムについても同様である。熱処理温度
としては非晶質化の程度が大きくイオン交換の最も起こ
りやすい６００℃〜７００℃が特に好適である。
００℃〜８００℃である。４００℃〜８００℃で熱処理
することによって複鎖構造型粘土鉱物の構造を非晶質化
させマグネシウムもしくはアルミニウムと酸素との結合
力を低下させることができ、これによりイオン交換しや
すくなる。熱処理を行うと、まず、該複鎖構造型粘土鉱
物の構造中の細孔内にある沸石水や結晶水が抜ける。こ
れと同時に結晶構造が変化して、結晶を構成しているＭ
ｇＯ層の八面体のＭｇ−Ｏ結合力が低下し、水中におい
てはマグネシウムはイオン化し溶出し易い状態となる。
これは該複鎖構造型粘土鉱物であるパリゴルスカイトお
よびアタパルジャイトの構造中のマグネシウムと置換し
ているアルミニウムについても同様である。熱処理温度
としては非晶質化の程度が大きくイオン交換の最も起こ
りやすい６００℃〜７００℃が特に好適である。
【００２０】非晶質化した複鎖構造型粘土鉱物の構成元
素であるマグネシウムおよび／またはアルミニウムイオ
ンの少なくとも一部を鉄イオンとイオン交換させるイオ
ン交換工程では、複鎖構造型粘土鉱物を先ず水に分散し
て懸濁液を作る。このときの水の量は１０重量倍以上が
好適である。これより少ないと該複鎖構造型粘土鉱物の
懸濁状態が悪く、マグネシウムおよび／またはアルミニ
ウムと鉄イオンとの交換が局部的になる。交換する鉄イ
オンは塩の形で導入するのが好ましい。本工程では、鉄
の塩を前記懸濁液に添加し混合する。鉄イオンを水中で
作用させると、該複鎖構造型粘土鉱物の結合力の低下し
たマグネシウムおよび／またはアルミニウムは溶出し、
鉄イオンと容易にイオン交換できる。このように鉄イオ
ンをマグネシウムおよび／またはアルミニウムと置換し
て該複鎖構造型粘土鉱物の構造内に導入することによ
り、鉄が高度に分散される。
素であるマグネシウムおよび／またはアルミニウムイオ
ンの少なくとも一部を鉄イオンとイオン交換させるイオ
ン交換工程では、複鎖構造型粘土鉱物を先ず水に分散し
て懸濁液を作る。このときの水の量は１０重量倍以上が
好適である。これより少ないと該複鎖構造型粘土鉱物の
懸濁状態が悪く、マグネシウムおよび／またはアルミニ
ウムと鉄イオンとの交換が局部的になる。交換する鉄イ
オンは塩の形で導入するのが好ましい。本工程では、鉄
の塩を前記懸濁液に添加し混合する。鉄イオンを水中で
作用させると、該複鎖構造型粘土鉱物の結合力の低下し
たマグネシウムおよび／またはアルミニウムは溶出し、
鉄イオンと容易にイオン交換できる。このように鉄イオ
ンをマグネシウムおよび／またはアルミニウムと置換し
て該複鎖構造型粘土鉱物の構造内に導入することによ
り、鉄が高度に分散される。
【００２１】また、複鎖構造型粘土鉱物を４００℃〜８
００℃で熱処理したものは、１２０ｍ2 ／ｇ以上のＢＥ
Ｔ比表面積を有しているが、イオン交換により、比表面
積の低下は生じない。むしろ、強固で安定な構造とな
り、比表面積も増加する。イオン交換させる鉄の量とし
ては、複鎖構造型粘土鉱物中のマグネシウムおよび／ま
たはアルミニウムに対して５〜１０重量％が適当であ
る。１０重量％より多い場合には、複鎖構造型粘土鉱物
中に存在する繊維間のチャンネル等の拡散通路や吸着サ
イトが潰れるために触媒としての活性は低下する。ま
た、単独の酸化鉄が混合された状態になり、これがＳＯ
2 ガスと反応し、硫酸鉄や酸化鉄を生成し、高温時にサ
ルフェートを放出する。このため、過剰の鉄存在下では
サルフェート放出が抑制できないという問題点が生じ
る。５重量％より少ない場合には、鉄の助触媒的作用が
減少し、白金を担持した場合のＣＯ、ＨＣの反応量が低
下するため触媒としての活性は低下する。なお、イオン
交換させる鉄量のコントロールは、鉄混合量あるいは反
応時の時間および温度を変化させることで容易にでき
る。
００℃で熱処理したものは、１２０ｍ2 ／ｇ以上のＢＥ
Ｔ比表面積を有しているが、イオン交換により、比表面
積の低下は生じない。むしろ、強固で安定な構造とな
り、比表面積も増加する。イオン交換させる鉄の量とし
ては、複鎖構造型粘土鉱物中のマグネシウムおよび／ま
たはアルミニウムに対して５〜１０重量％が適当であ
る。１０重量％より多い場合には、複鎖構造型粘土鉱物
中に存在する繊維間のチャンネル等の拡散通路や吸着サ
イトが潰れるために触媒としての活性は低下する。ま
た、単独の酸化鉄が混合された状態になり、これがＳＯ
2 ガスと反応し、硫酸鉄や酸化鉄を生成し、高温時にサ
ルフェートを放出する。このため、過剰の鉄存在下では
サルフェート放出が抑制できないという問題点が生じ
る。５重量％より少ない場合には、鉄の助触媒的作用が
減少し、白金を担持した場合のＣＯ、ＨＣの反応量が低
下するため触媒としての活性は低下する。なお、イオン
交換させる鉄量のコントロールは、鉄混合量あるいは反
応時の時間および温度を変化させることで容易にでき
る。
【００２２】第２の熱処理工程における熱処理温度は５
００℃〜９００℃である。特に好適な温度は６００℃〜
８００℃である。この工程では、イオン交換した鉄を安
定化させることができる。安定化した鉄はＳＯ2 と反応
し難いためＳＯ3 が生成され難く、このため硫酸の生成
を抑制することができる。鉄をイオン交換していない複
鎖構造型粘土鉱物は、マグネシウムおよび／またはアル
ミニウムの部位にＯＨ基およびＯＨ2 基が配位してお
り、ＳＯ2 を容易に吸着する。吸着したＳＯ2 は担持白
金の触媒作用によって硫酸を生成する。鉄でイオン交換
した複鎖構造型粘土鉱物は、鉄の助触媒作用によってＨ
Ｃを低温で分解できる。また、複鎖構造型粘土鉱物中の
配位ＯＨ基およびＯＨ2 の減少によりＳＯ2 の吸着量も
低減させることができる。しかし、鉄が複鎖構造型粘土
鉱物の構造内に安定していなければ、鉄が遊離な形で放
出され、ＳＯ2 と反応する。本発明の安定な鉄イオン交
換複鎖構造型粘土鉱物は、硫酸化を抑制でき、ＨＣを効
率よく酸化分解できるものである。
００℃〜９００℃である。特に好適な温度は６００℃〜
８００℃である。この工程では、イオン交換した鉄を安
定化させることができる。安定化した鉄はＳＯ2 と反応
し難いためＳＯ3 が生成され難く、このため硫酸の生成
を抑制することができる。鉄をイオン交換していない複
鎖構造型粘土鉱物は、マグネシウムおよび／またはアル
ミニウムの部位にＯＨ基およびＯＨ2 基が配位してお
り、ＳＯ2 を容易に吸着する。吸着したＳＯ2 は担持白
金の触媒作用によって硫酸を生成する。鉄でイオン交換
した複鎖構造型粘土鉱物は、鉄の助触媒作用によってＨ
Ｃを低温で分解できる。また、複鎖構造型粘土鉱物中の
配位ＯＨ基およびＯＨ2 の減少によりＳＯ2 の吸着量も
低減させることができる。しかし、鉄が複鎖構造型粘土
鉱物の構造内に安定していなければ、鉄が遊離な形で放
出され、ＳＯ2 と反応する。本発明の安定な鉄イオン交
換複鎖構造型粘土鉱物は、硫酸化を抑制でき、ＨＣを効
率よく酸化分解できるものである。
【００２３】担持工程では、前記工程まででできた鉄を
置換し安定化させた複鎖構造型粘土鉱物が懸濁した溶液
中に、白金の化合物あるいは該化合物溶液を添加して該
複鎖構造型粘土鉱物に白金を担持させる。白金の担持量
は０．１重量％以上１０重量％以下が望ましい。０．１
重量％未満の場合は触媒作用がほとんどみられない。ま
た、１０重量％を越えると白金クラスターが粗大になり
触媒活性が低下する。
置換し安定化させた複鎖構造型粘土鉱物が懸濁した溶液
中に、白金の化合物あるいは該化合物溶液を添加して該
複鎖構造型粘土鉱物に白金を担持させる。白金の担持量
は０．１重量％以上１０重量％以下が望ましい。０．１
重量％未満の場合は触媒作用がほとんどみられない。ま
た、１０重量％を越えると白金クラスターが粗大になり
触媒活性が低下する。
【００２４】（実施例）粒度１００メッシュのトルコ産
セピオライトからなる複鎖構造型粘土鉱物を準備した。
セピオライトからなる複鎖構造型粘土鉱物を準備した。
【００２５】このセピオライトをアルミナ製のるつぼに
入れ、大気中で電気炉により、４００℃以上８００℃以
下の範囲内所定の温度で４．５時間保持して熱処理し
た。
入れ、大気中で電気炉により、４００℃以上８００℃以
下の範囲内所定の温度で４．５時間保持して熱処理し
た。
【００２６】このセピオライトを２０ｇ分取し、これに
イオン交換水を６００ｃｃ加え、ミキサで攪拌し懸濁液
とした後、鉄の含有量が５〜１０重量％内所定の量の塩
化鉄を１００ｃｃのイオン交換水で溶解したものを加え
てミキサで１０分間攪拌混合した。この塩化鉄を加えた
セピオライト混合液をプロペラ攪拌機を用いて１時間攪
拌し、鉄イオン交換反応処理を行った。
イオン交換水を６００ｃｃ加え、ミキサで攪拌し懸濁液
とした後、鉄の含有量が５〜１０重量％内所定の量の塩
化鉄を１００ｃｃのイオン交換水で溶解したものを加え
てミキサで１０分間攪拌混合した。この塩化鉄を加えた
セピオライト混合液をプロペラ攪拌機を用いて１時間攪
拌し、鉄イオン交換反応処理を行った。
【００２７】１時間のイオン交換処理後、吸引濾過によ
り鉄イオン交換したセピオライトを濾過した。その後、
残留する塩素イオン洗浄のため、イオン交換水を用いて
吸引濾過を５回繰り返した。つぎにこの鉄イオン交換し
たセピオライトを乾燥機に入れ、温度１１０℃で乾燥さ
せた。
り鉄イオン交換したセピオライトを濾過した。その後、
残留する塩素イオン洗浄のため、イオン交換水を用いて
吸引濾過を５回繰り返した。つぎにこの鉄イオン交換し
たセピオライトを乾燥機に入れ、温度１１０℃で乾燥さ
せた。
【００２８】次に乾燥させた鉄イオン交換セピオライト
をニクロム炉を用いて５００℃から９００℃の範囲内所
定の温度で３時間の熱処理し、イオン交換した鉄をセピ
オライト内に安定化させた。
をニクロム炉を用いて５００℃から９００℃の範囲内所
定の温度で３時間の熱処理し、イオン交換した鉄をセピ
オライト内に安定化させた。
【００２９】このように処理した試料をイオンクロマト
分析で鉄量を定量し、複鎖構造型粘土鉱物１００重量部
に対して鉄の含有量が５〜１０重量％の範囲内にあるこ
とを確認した。
分析で鉄量を定量し、複鎖構造型粘土鉱物１００重量部
に対して鉄の含有量が５〜１０重量％の範囲内にあるこ
とを確認した。
【００３０】次に鉄を安定化させたセピオライトに白金
を担持させた。この白金の担持法について説明する。ま
ず、鉄を安定化させたセピオライトを２０ｇ分取した。
次に、白金を０．１重量％から１０重量％内所定量を含
有するジニトロジアミン白金硝酸溶液中に前記セピオラ
イトを浸漬し、加熱スターラ上で攪拌しながら１１０℃
から１２０℃の範囲の温度で加熱し、過剰の水分を蒸発
させた。その後、乾燥機を用い、余剰の水分を蒸発させ
た。次にニクロム炉内で３５０℃で３時間焼成した。以
上の操作により白金を担持させた。
を担持させた。この白金の担持法について説明する。ま
ず、鉄を安定化させたセピオライトを２０ｇ分取した。
次に、白金を０．１重量％から１０重量％内所定量を含
有するジニトロジアミン白金硝酸溶液中に前記セピオラ
イトを浸漬し、加熱スターラ上で攪拌しながら１１０℃
から１２０℃の範囲の温度で加熱し、過剰の水分を蒸発
させた。その後、乾燥機を用い、余剰の水分を蒸発させ
た。次にニクロム炉内で３５０℃で３時間焼成した。以
上の操作により白金を担持させた。
【００３１】上記の方法により本実施例の触媒を調整し
た。
た。
【００３２】調整した上記触媒を圧力１５０ｋｇ／ｃｍ
2 でプレス成形した後、カッタナイフで破砕し、６〜１
０メッシュの大きさに分級し、この破砕粒を以下の触媒
性能評価試験に供した。
2 でプレス成形した後、カッタナイフで破砕し、６〜１
０メッシュの大きさに分級し、この破砕粒を以下の触媒
性能評価試験に供した。
【００３３】なお、本実施例に係る触媒をＸ線回折によ
りその構造を調べたところ、少なくとも一部が非晶質か
らなっていることが明らかになった。
りその構造を調べたところ、少なくとも一部が非晶質か
らなっていることが明らかになった。
【００３４】（炭化水素（ＨＣ）酸化性能評価試験）前
記本実施例の触媒からなる破砕粒を７ｃｃ計り取り、こ
れを内径１５ｍｍの石英管に充填し、ＨＣとしてＣ6 Ｈ
14が５００ｐｐｍ、酸素（Ｏ2 ）が５００００ｐｐｍ含
まれる窒素バランスガスを流通させ、ＨＣが５０％転化
できる温度を調べた。その結果を表１中、Ａ１〜Ａ８に
示す。
記本実施例の触媒からなる破砕粒を７ｃｃ計り取り、こ
れを内径１５ｍｍの石英管に充填し、ＨＣとしてＣ6 Ｈ
14が５００ｐｐｍ、酸素（Ｏ2 ）が５００００ｐｐｍ含
まれる窒素バランスガスを流通させ、ＨＣが５０％転化
できる温度を調べた。その結果を表１中、Ａ１〜Ａ８に
示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】なお、表１には比較例として第１の熱処理
温度が４００℃未満のもの、および８００℃を越えるも
の（Ｒ１〜Ｒ４）、ならびに第２の熱処理温度が５００
℃未満のもの、および９００℃を越えるもの（Ｒ５〜Ｒ
８）、ならびに鉄イオン交換量が５重量％未満および１
０重量％を越えるもの（Ｒ９〜Ｒ１１）、ならびに白金
担持量が０．１重量％未満および１０重量％を越えるも
の（Ｒ１２〜Ｒ１６）、ならびに担体としてγアルミナ
を用いこれに白金を担持したもの（Ｒ１７）も併せて示
す。
温度が４００℃未満のもの、および８００℃を越えるも
の（Ｒ１〜Ｒ４）、ならびに第２の熱処理温度が５００
℃未満のもの、および９００℃を越えるもの（Ｒ５〜Ｒ
８）、ならびに鉄イオン交換量が５重量％未満および１
０重量％を越えるもの（Ｒ９〜Ｒ１１）、ならびに白金
担持量が０．１重量％未満および１０重量％を越えるも
の（Ｒ１２〜Ｒ１６）、ならびに担体としてγアルミナ
を用いこれに白金を担持したもの（Ｒ１７）も併せて示
す。
【００３７】表１に示す結果より、本実施例の触媒は比
較例の触媒に比べてＨＣの５０％転化温度が低く、ＨＣ
の酸化触媒として優れた活性を有していることがわか
る。
較例の触媒に比べてＨＣの５０％転化温度が低く、ＨＣ
の酸化触媒として優れた活性を有していることがわか
る。
【００３８】一方、本実施例の触媒は、ＣＯに対しても
ＨＣと同様、優れた活性を有していた。
ＨＣと同様、優れた活性を有していた。
【００３９】（サルフェート抑制評価試験）本実施例の
触媒からなる破砕粒を７ｃｃ切り取り、これを内径１５
ｍｍの石英管に充填し、ＳＯ2 が１５０ｐｐｍ、Ｏ2 が
１０００００ｐｐｍ含まれる窒素バランスガスを流通さ
せ、ガス温度が５００℃において生成されるサルフェー
トの量をデジタル粉塵計で調べた。結果を表２中、Ａ９
〜Ａ１７に示す。
触媒からなる破砕粒を７ｃｃ切り取り、これを内径１５
ｍｍの石英管に充填し、ＳＯ2 が１５０ｐｐｍ、Ｏ2 が
１０００００ｐｐｍ含まれる窒素バランスガスを流通さ
せ、ガス温度が５００℃において生成されるサルフェー
トの量をデジタル粉塵計で調べた。結果を表２中、Ａ９
〜Ａ１７に示す。
【００４０】
【表２】
【００４１】表２中、サルフェートの生成量として示す
数値は、デジタル粉塵計でカウントされた液状粒子サル
フェートのカウント数である。表３には比較例として第
１の熱処理温度が４００℃未満のもの、および８００℃
をこえるもの（Ｒ１８〜Ｒ２３）、ならびに第２の熱処
理温度が５００℃未満のもの、および９００℃をこえる
もの（Ｒ２４〜Ｒ２７）、ならびに鉄イオン交換量が５
重量％未満および１０重量％を越えるもの（Ｒ２８〜３
２）、ならびに白金担持量が０．１重量％未満および１
０重量％を越えるもの（Ｒ３３〜Ｒ３６）、ならびに担
体としてγアルミナを用いこれに白金を担持したもの
（Ｒ３７）を示す。
数値は、デジタル粉塵計でカウントされた液状粒子サル
フェートのカウント数である。表３には比較例として第
１の熱処理温度が４００℃未満のもの、および８００℃
をこえるもの（Ｒ１８〜Ｒ２３）、ならびに第２の熱処
理温度が５００℃未満のもの、および９００℃をこえる
もの（Ｒ２４〜Ｒ２７）、ならびに鉄イオン交換量が５
重量％未満および１０重量％を越えるもの（Ｒ２８〜３
２）、ならびに白金担持量が０．１重量％未満および１
０重量％を越えるもの（Ｒ３３〜Ｒ３６）、ならびに担
体としてγアルミナを用いこれに白金を担持したもの
（Ｒ３７）を示す。
【００４２】
【表３】
【００４３】表２に示す結果より、本実施例の触媒は、
表３に示す比較例に比べ、５００℃のガス温度でもサル
フェートの生成量は極めて少なく、優れたサルフェート
抑制作用を有するものであることがわかる。
表３に示す比較例に比べ、５００℃のガス温度でもサル
フェートの生成量は極めて少なく、優れたサルフェート
抑制作用を有するものであることがわかる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｊ 21/16 ＺＡＢ Ａ 8017−4Ｇ (72)発明者 山下 公一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 佐藤 あけみ 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 複鎖構造型粘土鉱物を４００℃以上８０
０℃以下の温度で熱処理し、該複鎖構造型粘土鉱物の構
造の少なくとも一部を非晶質化する第１の熱処理工程
と、 前記複鎖構造型粘土鉱物の構成元素であるマグネシウム
および／またはアルミニウムの少なくとも一部を鉄イオ
ンとイオン交換させるイオン交換工程と、 イオン交換した前記複鎖構造型粘土鉱物を５００℃以上
９００℃以下の温度で熱処理し、前記イオン交換した鉄
イオンを安定化させる第２の熱処理工程と、 鉄イオンを安定化させた前記複鎖構造型粘土鉱物に白金
を担持する担持工程と、 からなることを特徴とする酸化触媒の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5172484A JPH0775738A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 酸化触媒の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5172484A JPH0775738A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 酸化触媒の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0775738A true JPH0775738A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=15942849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5172484A Pending JPH0775738A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 酸化触媒の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0775738A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0732145A1 (en) * | 1995-03-16 | 1996-09-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Oxidizing catalyst and process for producing the same |
| EP0754493A2 (en) | 1995-07-21 | 1997-01-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst for purifying exhaust gases and process for producing the same |
| EP0781590A1 (en) * | 1995-12-25 | 1997-07-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust catalyst for purifying exhaust gas emitted from diesel engine |
-
1993
- 1993-06-18 JP JP5172484A patent/JPH0775738A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0732145A1 (en) * | 1995-03-16 | 1996-09-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Oxidizing catalyst and process for producing the same |
| EP0754493A2 (en) | 1995-07-21 | 1997-01-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst for purifying exhaust gases and process for producing the same |
| EP0754493A3 (en) * | 1995-07-21 | 1997-05-07 | Toyota Motor Co Ltd | Exhaust gas purification catalyst and process for its manufacture |
| EP0781590A1 (en) * | 1995-12-25 | 1997-07-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust catalyst for purifying exhaust gas emitted from diesel engine |
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