JPH08196906A - 触媒部材 - Google Patents
触媒部材Info
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- JPH08196906A JPH08196906A JP7025884A JP2588495A JPH08196906A JP H08196906 A JPH08196906 A JP H08196906A JP 7025884 A JP7025884 A JP 7025884A JP 2588495 A JP2588495 A JP 2588495A JP H08196906 A JPH08196906 A JP H08196906A
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は耐熱性金属を基材よする触媒部材お
よびその製造方法に関するもので、長時間燃焼後の触媒
被覆層の焼結による剥離を防止し、信頼性の高い触媒部
材の提供を目的とする。 【構成】 本発明は、表面に酸化皮膜を形成した金属基
材と、前記金属基材上に形成されたシリカ、アルミナ、
ジルコニアのうち、少なくとも一種類からなる金属酸化
物層と、前記金属酸化物層の上にＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈのう
ち少なくとも一つの貴金属を担持した、主にγ−Ａｌ2
Ｏ3からなる触媒層から構成され、前記金属酸化物層が
あらかじめ1100℃以上で熱処理、あるいは前記金属基材
とともに1100℃以上で熱処理されていることを特徴とす
る触媒部材である。
よびその製造方法に関するもので、長時間燃焼後の触媒
被覆層の焼結による剥離を防止し、信頼性の高い触媒部
材の提供を目的とする。 【構成】 本発明は、表面に酸化皮膜を形成した金属基
材と、前記金属基材上に形成されたシリカ、アルミナ、
ジルコニアのうち、少なくとも一種類からなる金属酸化
物層と、前記金属酸化物層の上にＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈのう
ち少なくとも一つの貴金属を担持した、主にγ−Ａｌ2
Ｏ3からなる触媒層から構成され、前記金属酸化物層が
あらかじめ1100℃以上で熱処理、あるいは前記金属基材
とともに1100℃以上で熱処理されていることを特徴とす
る触媒部材である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、触媒燃焼装置用あるい
は排ガス、空気浄化用の触媒部材に関する。
は排ガス、空気浄化用の触媒部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】灯油等の液体燃料や都市ガス等の気体燃
料を用いた予混合気型燃焼装置における燃焼用触媒や自
動車等の排ガス浄化用触媒について主にＦｅ，ＣｒやＡ
ｌからなる耐熱性金属を基材として、Ｐｔ，ＰｄやＲｈ
等を触媒活性種とする金属酸化物層を被覆してなるハニ
カム形状等の触媒部材体が開発されつつあり、一部は実
用化されている。
料を用いた予混合気型燃焼装置における燃焼用触媒や自
動車等の排ガス浄化用触媒について主にＦｅ，ＣｒやＡ
ｌからなる耐熱性金属を基材として、Ｐｔ，ＰｄやＲｈ
等を触媒活性種とする金属酸化物層を被覆してなるハニ
カム形状等の触媒部材体が開発されつつあり、一部は実
用化されている。
【０００３】上記のような耐熱性金属を基材とし、その
上に触媒被覆層を形成した触媒部材は、セラミックスを
用いたものに比べて、機械的強度が強い、幾何学的表面
積が大きい、温度勾配が小さい等の点において優れてい
る反面、触媒被覆層と基材の密着性が悪いために、触媒
被覆層の剥離が問題となっている。特に触媒反応等によ
り高温で長時間さらされた場合には、触媒被覆層が焼結
し、熱収縮するため、剥離が著しく進行しやすくなる。
上に触媒被覆層を形成した触媒部材は、セラミックスを
用いたものに比べて、機械的強度が強い、幾何学的表面
積が大きい、温度勾配が小さい等の点において優れてい
る反面、触媒被覆層と基材の密着性が悪いために、触媒
被覆層の剥離が問題となっている。特に触媒反応等によ
り高温で長時間さらされた場合には、触媒被覆層が焼結
し、熱収縮するため、剥離が著しく進行しやすくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような剥離に対し
て、金属基材にエッチングや高温焼成等の手段によって
酸化皮膜を形成させた例もあるが、上記のような熱負荷
による触媒皮膜の剥離に対しては効果がほとんどなかっ
た。また、あらかじめγ−Ａｌ2Ｏ3の熱処理温度を高く
して熱収縮を軽減しようとした場合は、γ−Ａｌ2Ｏ3の
比表面積の低下により、触媒活性種のＰｔ，ＰｄやＲｈ
等の分散が悪くなり、触媒活性が低下するために採用で
きるものではなかった。
て、金属基材にエッチングや高温焼成等の手段によって
酸化皮膜を形成させた例もあるが、上記のような熱負荷
による触媒皮膜の剥離に対しては効果がほとんどなかっ
た。また、あらかじめγ−Ａｌ2Ｏ3の熱処理温度を高く
して熱収縮を軽減しようとした場合は、γ−Ａｌ2Ｏ3の
比表面積の低下により、触媒活性種のＰｔ，ＰｄやＲｈ
等の分散が悪くなり、触媒活性が低下するために採用で
きるものではなかった。
【０００５】本発明は上記従来の欠点を解消し、焼結進
行後の触媒皮膜の剥離防止を目的とするものである。
行後の触媒皮膜の剥離防止を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、表面に酸化皮
膜を形成した金属基材と、前記金属基材上に形成された
シリカ，アルミナ，ジルコニアのうち、少なくとも一種
類からなる金属酸化物層と、前記金属酸化物層の上にＰ
ｔ，Ｐｄ，Ｒｈのうち少なくとも一つの貴金属を担持し
た、主にγ-Ａｌ2Ｏ3からなる触媒層から構成され、前
記金属酸化物層があらかじめ1100℃以上で熱処理、ある
いは前記金属基材とともに1100℃以上で熱処理されてい
ることを特徴とする触媒部材である。
膜を形成した金属基材と、前記金属基材上に形成された
シリカ，アルミナ，ジルコニアのうち、少なくとも一種
類からなる金属酸化物層と、前記金属酸化物層の上にＰ
ｔ，Ｐｄ，Ｒｈのうち少なくとも一つの貴金属を担持し
た、主にγ-Ａｌ2Ｏ3からなる触媒層から構成され、前
記金属酸化物層があらかじめ1100℃以上で熱処理、ある
いは前記金属基材とともに1100℃以上で熱処理されてい
ることを特徴とする触媒部材である。
【０００７】また、表面に酸化皮膜を形成した金属基材
に、シリカ，アルミナ，ジルコニアのうち、少なくとも
一種類の金属酸化物と焼結助剤を含む金属酸化物層を形
成したことを特徴とする触媒部材である。
に、シリカ，アルミナ，ジルコニアのうち、少なくとも
一種類の金属酸化物と焼結助剤を含む金属酸化物層を形
成したことを特徴とする触媒部材である。
【０００８】
【作用】本発明の触媒部材は、燃焼用触媒および排ガス
浄化用の金属基材に金属酸化物層を形成した触媒部材に
おいて、Ｐｔ，ＰｄやＲｈ等の触媒活性種を担持してい
ない主にシリカ，アルミナ，ジルコニアのうち少なくと
も１種類からなる金属酸化物層が金属基材上に形成され
た後、触媒活性種を担持したγ−Ａｌ2Ｏ3層が形成され
ている。そのため、使用条件によって触媒層が900℃以
上の温度が長時間継続し、収縮が生じても、触媒を担持
していない層が緩衝層として働き、金属基材と金属酸化
物層の界面は形成時と同様な状態を維持することができ
る。さらに触媒を担持しない金属酸化物層があらかじめ
1100℃以上で熱処理が施されているために、その熱収縮
の割合が軽減されるため、この構成による耐剥離性が効
果的に現れる。また、基材表面に触媒活性種が接触しな
いため、金属基材表面の酸化皮膜の焼結が抑制され、高
温による酸化皮膜の脱離を防ぐことができる。また、触
媒を担持しない金属酸化物層は、酸化皮膜を形成した金
属基材上に塗布後に、1100℃以上で熱処理を施すと、金
属基材と金属酸化物層の熱処理度合いが同じであるため
効果的である。この場合、金属基材の耐熱性より、熱処
理温度は1300℃に制限される。
浄化用の金属基材に金属酸化物層を形成した触媒部材に
おいて、Ｐｔ，ＰｄやＲｈ等の触媒活性種を担持してい
ない主にシリカ，アルミナ，ジルコニアのうち少なくと
も１種類からなる金属酸化物層が金属基材上に形成され
た後、触媒活性種を担持したγ−Ａｌ2Ｏ3層が形成され
ている。そのため、使用条件によって触媒層が900℃以
上の温度が長時間継続し、収縮が生じても、触媒を担持
していない層が緩衝層として働き、金属基材と金属酸化
物層の界面は形成時と同様な状態を維持することができ
る。さらに触媒を担持しない金属酸化物層があらかじめ
1100℃以上で熱処理が施されているために、その熱収縮
の割合が軽減されるため、この構成による耐剥離性が効
果的に現れる。また、基材表面に触媒活性種が接触しな
いため、金属基材表面の酸化皮膜の焼結が抑制され、高
温による酸化皮膜の脱離を防ぐことができる。また、触
媒を担持しない金属酸化物層は、酸化皮膜を形成した金
属基材上に塗布後に、1100℃以上で熱処理を施すと、金
属基材と金属酸化物層の熱処理度合いが同じであるため
効果的である。この場合、金属基材の耐熱性より、熱処
理温度は1300℃に制限される。
【０００９】この構成においてアルカリ金属やアルカリ
土類金属等の焼結剤を含ませた金属酸化物層を形成させ
ているので第一層の結合強度を高め、同時に触媒被覆層
の剥離を防止することができる。
土類金属等の焼結剤を含ませた金属酸化物層を形成させ
ているので第一層の結合強度を高め、同時に触媒被覆層
の剥離を防止することができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
説明する。
【００１１】＜実施例１−１〜１−５＞図１に示す９０
０℃で１ｈ熱処理後の波形金属箔体(長さ５０ｍｍ、幅
４０ｍｍ、高さ３ｍｍ、材質Ｆｅ−２０Ｃｒ−５Ａｌ、
厚み５０μｍ）に、（表１）に示す所定の温度（１１０
０，１２００，１３００，１５００，１７００℃）で１
ｈ熱処理したＡｌ2Ｏ3粉末を１００ｇ、２０ｗｔ％アル
ミナゾル１５ｇ、硝酸アルミニウム９水塩８．５ｇ、水
１３０ｇからなるウォッシュコートスラリーを塗布した
後、乾燥、５００℃で１ｈ焼成することにより、０．１
５ｇ被覆し、金属酸化物層を形成した。その後、Ａｌ2
Ｏ3・ＣｅＯ2粉末（比表面積１２０ｍ2／ｇ）１００
ｇ、ジニトロジアンミン白金水溶液とジニトロジアンミ
ンパラジウム水溶液をそれぞれＰｔ、Ｐｄ換算で２．５
ｇ、２．５ｇ加えてなるウォッシュコートスラリーで
０．３ｇ被覆し、乾燥後、５００℃で１ｈ焼成すること
により、触媒層を形成し、触媒体を作製した。また、比
較例１として、１０００℃もしくは１０５０℃で熱処理
したＡｌ2Ｏ3粉末を用いて金属酸化物層を形成し、上記
と同様に触媒層を形成した触媒体も作製した。
０℃で１ｈ熱処理後の波形金属箔体(長さ５０ｍｍ、幅
４０ｍｍ、高さ３ｍｍ、材質Ｆｅ−２０Ｃｒ−５Ａｌ、
厚み５０μｍ）に、（表１）に示す所定の温度（１１０
０，１２００，１３００，１５００，１７００℃）で１
ｈ熱処理したＡｌ2Ｏ3粉末を１００ｇ、２０ｗｔ％アル
ミナゾル１５ｇ、硝酸アルミニウム９水塩８．５ｇ、水
１３０ｇからなるウォッシュコートスラリーを塗布した
後、乾燥、５００℃で１ｈ焼成することにより、０．１
５ｇ被覆し、金属酸化物層を形成した。その後、Ａｌ2
Ｏ3・ＣｅＯ2粉末（比表面積１２０ｍ2／ｇ）１００
ｇ、ジニトロジアンミン白金水溶液とジニトロジアンミ
ンパラジウム水溶液をそれぞれＰｔ、Ｐｄ換算で２．５
ｇ、２．５ｇ加えてなるウォッシュコートスラリーで
０．３ｇ被覆し、乾燥後、５００℃で１ｈ焼成すること
により、触媒層を形成し、触媒体を作製した。また、比
較例１として、１０００℃もしくは１０５０℃で熱処理
したＡｌ2Ｏ3粉末を用いて金属酸化物層を形成し、上記
と同様に触媒層を形成した触媒体も作製した。
【００１２】上記作製した触媒を図２に示す触媒反応器
に装着して燃焼実験を行った。燃料であるイソブタンを
５００ｋｃａｌ/ｈと、空気を化学量論比１で供給し、
２０００ｈ燃焼させ、触媒層の剥離状況を観察した。そ
の結果を（表１）に示す。ただし、剥離度合いは１：ほ
とんど剥がれる、２：剥離大３カ所以上、３：剥離代２
カ所委か、剥離小３カ所以上、４：剥離小２カ所以下、
５：剥離なし、とする。
に装着して燃焼実験を行った。燃料であるイソブタンを
５００ｋｃａｌ/ｈと、空気を化学量論比１で供給し、
２０００ｈ燃焼させ、触媒層の剥離状況を観察した。そ
の結果を（表１）に示す。ただし、剥離度合いは１：ほ
とんど剥がれる、２：剥離大３カ所以上、３：剥離代２
カ所委か、剥離小３カ所以上、４：剥離小２カ所以下、
５：剥離なし、とする。
【００１３】
【表１】
【００１４】＜実施例２−１〜２−２＞実施例１と同処
理された波形金属箔体に、１１００℃６および１３００
℃で１ｈ熱処理したＡl2Ｏ3粉末、または比較例２とし
て１０５０℃で熱処理したＡl2Ｏ3粉末を１００ｇ、２
０ｗｔ％アルミナゾル１５ｇ、硝酸アルミニウム９水塩
１８．５ｇ、水１３０ｇからなるウォッシュコートスラ
リーを塗布、乾燥後、５００℃で１ｈ焼成することによ
り、０．１５ｇ被覆し、金属酸化物層を形成した。その
後、Ａｌ2Ｏ3・ＣｅＯ2粉末（比表面積１２０ｍ2／ｇ）
１００ｇ、２０ｗｔ％アルミナゾル１５ｇ、硝酸アルミ
ニウム９水塩１８．５ｇ、水１５０ｇ加えてなるウォッ
シュコートスラリーで０．３ｇ被覆し、５００℃で焼成
した。ジニトロジアンミン白金とジニトロジアンミンパ
ラジウムをそれぞれ１．０ｗｔ％含む水溶液に１０秒浸
漬し、Ｐｔ、Ｐｄ換算でそれぞれ７．５ｍｇ担持した
後、乾燥、５００℃で１ｈ焼成して、触媒体を作製し
た。これを実施例１と同様の連続燃焼実験を行った後、
触媒層の剥離状況を観察した。
理された波形金属箔体に、１１００℃６および１３００
℃で１ｈ熱処理したＡl2Ｏ3粉末、または比較例２とし
て１０５０℃で熱処理したＡl2Ｏ3粉末を１００ｇ、２
０ｗｔ％アルミナゾル１５ｇ、硝酸アルミニウム９水塩
１８．５ｇ、水１３０ｇからなるウォッシュコートスラ
リーを塗布、乾燥後、５００℃で１ｈ焼成することによ
り、０．１５ｇ被覆し、金属酸化物層を形成した。その
後、Ａｌ2Ｏ3・ＣｅＯ2粉末（比表面積１２０ｍ2／ｇ）
１００ｇ、２０ｗｔ％アルミナゾル１５ｇ、硝酸アルミ
ニウム９水塩１８．５ｇ、水１５０ｇ加えてなるウォッ
シュコートスラリーで０．３ｇ被覆し、５００℃で焼成
した。ジニトロジアンミン白金とジニトロジアンミンパ
ラジウムをそれぞれ１．０ｗｔ％含む水溶液に１０秒浸
漬し、Ｐｔ、Ｐｄ換算でそれぞれ７．５ｍｇ担持した
後、乾燥、５００℃で１ｈ焼成して、触媒体を作製し
た。これを実施例１と同様の連続燃焼実験を行った後、
触媒層の剥離状況を観察した。
【００１５】＜実施例３−１〜３−２＞実施例１と同処
理された波形金属箔体に、Ａl2Ｏ3粉末を１００ｇ、２
０ｗｔ％アルミナゾル１５ｇ、硝酸アルミニウム９水塩
１８．５ｇ、水１３０ｇからなるウォッシュコートスラ
リーを塗布、乾燥後、１１００℃もしくは１３００℃で
１ｈ焼成することにより、０．１５ｇ被覆し、金属酸化
物層を形成した。また、比較例３として１０５０℃で熱
処理したものも作製した。その後、Ａｌ2Ｏ3・ＣｅＯ2
粉末（比表面積１２０ｍ2／ｇ）１００ｇ、ジニトロジ
アンミン白金水溶液とジニトロジアンミンパラジウム水
溶液をそれぞれＰｔ、Ｐｄ換算で２．５ｇ、２．５ｇ加
えてなるウォッシュコートスラリーで０．３ｇ被覆し、
乾燥後、５００℃で１ｈ焼成して触媒体を作製した。こ
れを実施例１と同様の連続燃焼実験を行った後、触媒層
の剥離状況を観察した。
理された波形金属箔体に、Ａl2Ｏ3粉末を１００ｇ、２
０ｗｔ％アルミナゾル１５ｇ、硝酸アルミニウム９水塩
１８．５ｇ、水１３０ｇからなるウォッシュコートスラ
リーを塗布、乾燥後、１１００℃もしくは１３００℃で
１ｈ焼成することにより、０．１５ｇ被覆し、金属酸化
物層を形成した。また、比較例３として１０５０℃で熱
処理したものも作製した。その後、Ａｌ2Ｏ3・ＣｅＯ2
粉末（比表面積１２０ｍ2／ｇ）１００ｇ、ジニトロジ
アンミン白金水溶液とジニトロジアンミンパラジウム水
溶液をそれぞれＰｔ、Ｐｄ換算で２．５ｇ、２．５ｇ加
えてなるウォッシュコートスラリーで０．３ｇ被覆し、
乾燥後、５００℃で１ｈ焼成して触媒体を作製した。こ
れを実施例１と同様の連続燃焼実験を行った後、触媒層
の剥離状況を観察した。
【００１６】＜実施例４−１〜４−２＞実施例１と同様
の波形金属箔体に、焼結剤として炭酸カルシウムを３０
ｇを含む５５０℃で１ｈ熱処理したＡl2Ｏ3粉末を１０
０ｇ、２０ｗｔ％アルミナゾル１５ｇ、硝酸アルミニウ
ム９水塩１８．５ｇ、水１３０ｇからなるウォッシュコ
ートスラリーを塗布、乾燥後、１１００℃もしくは１３
００℃、また比較例４として１０５０℃でで１ｈ焼成す
ることにより、０．１５ｇ被覆し、金属酸化物層を形成
した。その後、Ａｌ2Ｏ3・ＣｅＯ2粉末（比表面積１２
０ｍ2／ｇ）１００ｇ、ジニトロジアンミン白金水溶液
とジニトロジアンミンパラジウム水溶液をそれぞれＰ
ｔ、Ｐｄ換算で２．５ｇ、２．５ｇ加えてなるウォッシ
ュコートスラリーで０．３ｇ被覆し、乾燥後、５００℃
で１ｈ焼成することにより触媒体を作製した。これを実
施例１と同様の連続燃焼実験を行った後、触媒層の剥離
状況を観察した。
の波形金属箔体に、焼結剤として炭酸カルシウムを３０
ｇを含む５５０℃で１ｈ熱処理したＡl2Ｏ3粉末を１０
０ｇ、２０ｗｔ％アルミナゾル１５ｇ、硝酸アルミニウ
ム９水塩１８．５ｇ、水１３０ｇからなるウォッシュコ
ートスラリーを塗布、乾燥後、１１００℃もしくは１３
００℃、また比較例４として１０５０℃でで１ｈ焼成す
ることにより、０．１５ｇ被覆し、金属酸化物層を形成
した。その後、Ａｌ2Ｏ3・ＣｅＯ2粉末（比表面積１２
０ｍ2／ｇ）１００ｇ、ジニトロジアンミン白金水溶液
とジニトロジアンミンパラジウム水溶液をそれぞれＰ
ｔ、Ｐｄ換算で２．５ｇ、２．５ｇ加えてなるウォッシ
ュコートスラリーで０．３ｇ被覆し、乾燥後、５００℃
で１ｈ焼成することにより触媒体を作製した。これを実
施例１と同様の連続燃焼実験を行った後、触媒層の剥離
状況を観察した。
【００１７】＜比較例５＞実施例１と同様の波形金属箔
体に、１０００℃で１ｈ熱処理をしたＡｌ2Ｏ3・ＣｅＯ
2粉末（比表面積１２０ｍ2／ｇ）１００ｇ、ジニトロジ
アンミン白金水溶液とジニトロジアンミンパラジウム水
溶液をそれぞれＰｔ、Ｐｄ換算で２．５ｇ、２．５ｇ加
えてなるウォッシュコートスラリーで０．３ｇ被覆し、
乾燥後、５００℃で１ｈ熱処理して燃焼用触媒を作製し
た。これを実施例１と同様の連続燃焼実験を行った後、
触媒被覆層の剥離状況を観察した。
体に、１０００℃で１ｈ熱処理をしたＡｌ2Ｏ3・ＣｅＯ
2粉末（比表面積１２０ｍ2／ｇ）１００ｇ、ジニトロジ
アンミン白金水溶液とジニトロジアンミンパラジウム水
溶液をそれぞれＰｔ、Ｐｄ換算で２．５ｇ、２．５ｇ加
えてなるウォッシュコートスラリーで０．３ｇ被覆し、
乾燥後、５００℃で１ｈ熱処理して燃焼用触媒を作製し
た。これを実施例１と同様の連続燃焼実験を行った後、
触媒被覆層の剥離状況を観察した。
【００１８】その結果を（表１）に示す。金属酸化物を
設けていない比較例５の触媒被覆層の剥離度合いは、触
媒の燃焼部分で著しい剥離が生じていた。触媒燃焼時で
は触媒の流れ方向温度分布は図３のようになっており、
触媒上流部分に著しく燃焼負荷が集中するためである。
それに対して実施例１では、１１００℃以上の粉末の熱
処理温度で剥離度合いは小さくなっており、触媒を担持
しない層の熱処理温度が高いほど良好な耐剥離性を示す
が、１３００℃以上ではその効果も飽和する傾向にあっ
た。触媒を担持しない層に用いられるＡｌ2Ｏ3は、実施
例１ではγ相であるが、その他の形態のＡｌ2Ｏ3を用い
て同等の熱処理を施してもよい。また、Ａｌ2Ｏ3と同様
にＳｉ，Ｚｒの酸化物もしくは、これらの複合酸化物に
対して同様の熱処理を施して触媒を担持しない層を形成
しても、従来例よりも剥離が抑制された。
設けていない比較例５の触媒被覆層の剥離度合いは、触
媒の燃焼部分で著しい剥離が生じていた。触媒燃焼時で
は触媒の流れ方向温度分布は図３のようになっており、
触媒上流部分に著しく燃焼負荷が集中するためである。
それに対して実施例１では、１１００℃以上の粉末の熱
処理温度で剥離度合いは小さくなっており、触媒を担持
しない層の熱処理温度が高いほど良好な耐剥離性を示す
が、１３００℃以上ではその効果も飽和する傾向にあっ
た。触媒を担持しない層に用いられるＡｌ2Ｏ3は、実施
例１ではγ相であるが、その他の形態のＡｌ2Ｏ3を用い
て同等の熱処理を施してもよい。また、Ａｌ2Ｏ3と同様
にＳｉ，Ｚｒの酸化物もしくは、これらの複合酸化物に
対して同様の熱処理を施して触媒を担持しない層を形成
しても、従来例よりも剥離が抑制された。
【００１９】実施例２の剥離度合いより、触媒担体であ
るγ−Ａｌ2Ｏ3形成後にＰｔ，Ｐｄ等の触媒活性金属を
担持しても実施例１の触媒を担持しない層の効果が同程
度に発揮されていた。
るγ−Ａｌ2Ｏ3形成後にＰｔ，Ｐｄ等の触媒活性金属を
担持しても実施例１の触媒を担持しない層の効果が同程
度に発揮されていた。
【００２０】実施例３では、触媒を担持しない層を金属
基材に形成した後に、熱処理温度が１１００℃の熱処理
を施した場合でも、実施例１の１１００℃処理と同程度
の剥離度合いであった。
基材に形成した後に、熱処理温度が１１００℃の熱処理
を施した場合でも、実施例１の１１００℃処理と同程度
の剥離度合いであった。
【００２１】実施例４のようにＡｌ2Ｏ3に焼結剤を添加
した場合は、１１００℃以上の熱処理においてより効果
的に剥離が防止された。これは焼結剤の添加によってＡ
ｌ2Ｏ3と金属基材表面の酸化皮膜が焼結したためと思わ
れる。なお、実施例４において焼結剤としてＣａ塩を用
いているが、添加量は２０ｗｔ％から４０ｗｔ％の間が
好ましい。また、その他のアルカリ金属やアルカリ土類
金属を用いても効果が現れた。このような場合、これら
の原子量が大きくなるに従ってより多量に添加しなけれ
ばならなかった。また、第一層にはこれらの金属塩およ
び金属酸化物を含む粘土を１〜２０ｗｔ％用いても効果
的であった。また、本実施例では熱処理時間を１ｈとし
たが、それ以上の時間をかけて熱処理を施してもよい。
した場合は、１１００℃以上の熱処理においてより効果
的に剥離が防止された。これは焼結剤の添加によってＡ
ｌ2Ｏ3と金属基材表面の酸化皮膜が焼結したためと思わ
れる。なお、実施例４において焼結剤としてＣａ塩を用
いているが、添加量は２０ｗｔ％から４０ｗｔ％の間が
好ましい。また、その他のアルカリ金属やアルカリ土類
金属を用いても効果が現れた。このような場合、これら
の原子量が大きくなるに従ってより多量に添加しなけれ
ばならなかった。また、第一層にはこれらの金属塩およ
び金属酸化物を含む粘土を１〜２０ｗｔ％用いても効果
的であった。また、本実施例では熱処理時間を１ｈとし
たが、それ以上の時間をかけて熱処理を施してもよい。
【００２２】図４は燃焼後の触媒層を剥離した後の走査
電子顕微鏡写真である。それによると、実施例１では基
材表面が初期に近い酸化皮膜の状態を維持しているのに
対し、比較例５では、酸化皮膜表面の粒成長が生じてい
た。これより、第一層を設けることによって酸化皮膜の
熱負荷が著しく軽減されていることがわかった。
電子顕微鏡写真である。それによると、実施例１では基
材表面が初期に近い酸化皮膜の状態を維持しているのに
対し、比較例５では、酸化皮膜表面の粒成長が生じてい
た。これより、第一層を設けることによって酸化皮膜の
熱負荷が著しく軽減されていることがわかった。
【００２３】なお、これらの塗膜形成工程は二回以上に
渡って行われてもよい。さらに、アルミナ、シリカ、ジ
ルコニア等のゾルを加えることでさらに触媒被覆層の強
度を高めることができる。以上の理由より触媒被覆層の
熱収縮による剥離の防止が可能となり、長時間良好な特
性を持続することが可能となる。
渡って行われてもよい。さらに、アルミナ、シリカ、ジ
ルコニア等のゾルを加えることでさらに触媒被覆層の強
度を高めることができる。以上の理由より触媒被覆層の
熱収縮による剥離の防止が可能となり、長時間良好な特
性を持続することが可能となる。
【００２４】
【発明の効果】本発明の触媒部材は、触媒を担持しない
金属酸化物層が、その上に設けられた触媒層の燃焼熱お
よび熱収縮に対して緩衝層として働くために、触媒層の
収縮および金属上の酸化皮膜層の脱落を原因とする触媒
層のの剥離を抑制することができる。また、金属酸化物
層をあらかじめ１１００℃以上の熱処理を施した後に触
媒層を設けるため、従来の触媒活性を損なうことがなか
った。金属基材に、金属酸化物を塗布した後に1100℃の
熱処理を施す方法でも同等の効果がある。また、金属酸
化物に焼結剤を加え塗布後、1100℃以上の温度で熱処理
を施すと、密着強度を増加することができる。
金属酸化物層が、その上に設けられた触媒層の燃焼熱お
よび熱収縮に対して緩衝層として働くために、触媒層の
収縮および金属上の酸化皮膜層の脱落を原因とする触媒
層のの剥離を抑制することができる。また、金属酸化物
層をあらかじめ１１００℃以上の熱処理を施した後に触
媒層を設けるため、従来の触媒活性を損なうことがなか
った。金属基材に、金属酸化物を塗布した後に1100℃の
熱処理を施す方法でも同等の効果がある。また、金属酸
化物に焼結剤を加え塗布後、1100℃以上の温度で熱処理
を施すと、密着強度を増加することができる。
【図１】本発明の実施例に用いた波形触媒構造体の外観
図
図
【図２】本発明の実施例に用いた触媒反応器の構成図
【図３】本発明の実施例における燃焼時の流れ方向の温
度分布図
度分布図
【図４】本発明の実施例１および比較例５における燃焼
後の触媒層を剥離させた金属基材の走査電子顕微鏡によ
る表面状態を示す図
後の触媒層を剥離させた金属基材の走査電子顕微鏡によ
る表面状態を示す図
１ 金属基材 ２ 金属酸化物層 ３ 触媒層 ４ 燃焼室 ５ 触媒構造体 ６ 燃料供給口 ７ 排気口
───────────────────────────────────────────────────── 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 23/46 ＺＡＢ ３１１ Ａ 23/63 ＺＡＢ Ｂ０１Ｊ 23/56 ３０１ Ａ
Claims (2)
- 【請求項１】表面に酸化皮膜を形成した金属基材と、前
記金属基材上に形成されたシリカ、アルミナおよびジル
コニアのうち、少なくとも一種類からなる金属酸化物層
と、前記金属酸化物層の上にＰｔ、ＰｄおよびＲｈのう
ち少なくとも一つの貴金属を担持した、主にγ−Ａｌ2
Ｏ3からなる触媒層から構成され、前記金属酸化物層が
あらかじめ1100℃以上で熱処理、あるいは前記金属基材
とともに1100℃以上で熱処理されていることを特徴とす
る触媒部材。 - 【請求項２】前記金属酸化物層は焼結助剤を含むことを
特徴とする請求項１記載の触媒部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7025884A JPH08196906A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 触媒部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7025884A JPH08196906A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 触媒部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08196906A true JPH08196906A (ja) | 1996-08-06 |
Family
ID=12178219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7025884A Pending JPH08196906A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 触媒部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08196906A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0879789A1 (de) * | 1997-05-24 | 1998-11-25 | dbb fuel cell engines GmbH | Katalysatorschicht für die Wasserdampfreformierung von Methanol |
| JP2007530261A (ja) * | 2004-03-23 | 2007-11-01 | ヴェロシス インコーポレイテッド | マイクロチャネル装置及び触媒における保護された合金表面、アルミナ担持触媒、触媒中間体、並びに触媒及びマイクロチャネル装置形成方法 |
| JP2012110894A (ja) * | 2000-01-27 | 2012-06-14 | Battelle Memorial Inst | 触媒、その製造方法、及び触媒を用いる反応 |
| KR20150002637A (ko) * | 2012-04-04 | 2015-01-07 | 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니 | 고온 연소 촉매 |
-
1995
- 1995-01-20 JP JP7025884A patent/JPH08196906A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0879789A1 (de) * | 1997-05-24 | 1998-11-25 | dbb fuel cell engines GmbH | Katalysatorschicht für die Wasserdampfreformierung von Methanol |
| JP2012110894A (ja) * | 2000-01-27 | 2012-06-14 | Battelle Memorial Inst | 触媒、その製造方法、及び触媒を用いる反応 |
| JP2007530261A (ja) * | 2004-03-23 | 2007-11-01 | ヴェロシス インコーポレイテッド | マイクロチャネル装置及び触媒における保護された合金表面、アルミナ担持触媒、触媒中間体、並びに触媒及びマイクロチャネル装置形成方法 |
| JP2007530263A (ja) * | 2004-03-23 | 2007-11-01 | ヴェロシス インコーポレイテッド | マイクロチャネル装置における調整された均一なコーティング |
| JP4812746B2 (ja) * | 2004-03-23 | 2011-11-09 | ヴェロシス インコーポレイテッド | マイクロチャネル装置及び触媒における保護された合金表面、アルミナ担持触媒、触媒中間体、並びに触媒及びマイクロチャネル装置形成方法 |
| JP4922156B2 (ja) * | 2004-03-23 | 2012-04-25 | ヴェロシス インコーポレイテッド | マイクロチャネル装置における調整された均一なコーティング |
| KR20150002637A (ko) * | 2012-04-04 | 2015-01-07 | 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니 | 고온 연소 촉매 |
| JP2015514009A (ja) * | 2012-04-04 | 2015-05-18 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーＪｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙ Ｐｕｂｌｉｃｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ | 高温燃焼触媒 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050128 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050215 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050621 |