JPH10180117A - Preparation of catalyst for exhaust gas purification - Google Patents

Preparation of catalyst for exhaust gas purification

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JPH10180117A
JPH10180117A JP8341682A JP34168296A JPH10180117A JP H10180117 A JPH10180117 A JP H10180117A JP 8341682 A JP8341682 A JP 8341682A JP 34168296 A JP34168296 A JP 34168296A JP H10180117 A JPH10180117 A JP H10180117A
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JP
Japan
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catalyst
gas
adsorbed
carrier
dummy
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JP8341682A
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Inventor
Takumi Kataoka
拓実 片岡
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Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method to restrain the growth of particles by improving the uniformity of catalyst distribution and to improve the durability of a catalyst for purifying exhaust gas in the production method of the catalyst employing a CVD method in which raw material gas, after being adsorbed temporarily on a catalyst carrier, is decomposed to prepare the catalyst. SOLUTION: Platinum acetyl acetonate which is raw material gas to be a catalyst component and aluminum acetyl acetonate which is dummy gas not to be a catalyst component are mixed, and the mixture is adsorbed to be saturated on the surface of a monolith carrier coated with activated alumina which is a catalyst carrier. Since the adsorption density of the raw material gas is reduced corresponding to the adsorption of the dummy gas, the quantity of the carried catalyst can be reduced while the uniformity of catalyst distribution being improved, and the growth of particles can be restrained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、化学的気相蒸着法
(CVD法)を用いた排気ガス浄化用触媒の製造方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a catalyst for purifying exhaust gas using a chemical vapor deposition (CVD) method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、比表面積の大きい触媒担体上
に、金属あるいは金属酸化物等の微粒子を担持した触媒
が広く利用されている。自動車排気ガス浄化用触媒にお
いても、活性アルミナをコートしたモノリス担体(ハニ
カム担体)上に貴金属である白金、パラジウム又はロジ
ウム等の触媒金属を担持した触媒が広く用いられてい
る。しかし、これら貴金属は高価であるために、触媒金
属を均一微細に担持することによって貴金属の使用量を
低減させる努力がなされており、触媒の製造方法として
一般的な含浸法においても使用原料や処理方法などが種
々検討されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, catalysts in which fine particles such as metal or metal oxide are supported on a catalyst carrier having a large specific surface area have been widely used. As a catalyst for purifying automobile exhaust gas, a catalyst in which a catalytic metal such as platinum, palladium or rhodium, which is a noble metal, is supported on a monolithic carrier (honeycomb carrier) coated with activated alumina is widely used. However, since these precious metals are expensive, efforts have been made to reduce the amount of precious metals used by supporting the catalyst metals uniformly and finely. Various methods have been studied.

【0003】しかし、この含浸法は、含浸させた溶液が
乾燥する際に、触媒成分の凝集が起こりやすいため、均
一微細に触媒成分を担持することは困難である。このた
め、溶液を使用しない物理的気相蒸着法(PVD法)、
化学的気相蒸着法(CVD法)により触媒金属を均一微
細に担持する試みも行われており、例えば、特開平2−
207842号には、フッ化白金およびフッ化ロジウム
の混合気体を用いて、活性アルミナをコートした担体に
白金およびロジウムを担持させる方法、特開平4−18
7247号には、活性アルミナをコートしたメタル担体
を触媒の使用温度以上に加熱して白金およびロジウムを
担持させる方法が提案されている。
[0003] However, in this impregnation method, when the impregnated solution is dried, the catalyst components are apt to agglomerate, so that it is difficult to carry the catalyst components uniformly and finely. For this reason, physical vapor deposition (PVD) without using a solution,
Attempts have been made to support the catalyst metal uniformly and finely by a chemical vapor deposition method (CVD method).
No. 207842 discloses a method of supporting platinum and rhodium on a carrier coated with activated alumina using a mixed gas of platinum fluoride and rhodium fluoride.
No. 7247 proposes a method in which a metal carrier coated with activated alumina is heated to a temperature not lower than the use temperature of a catalyst to support platinum and rhodium.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】モノリス担体等の複雑
な形状の担体に触媒を担持するためには、PVD法より
も原料の回り込みの大きいCVD法を用いた方が有利で
ある。しかし、このCVD法においても、原料ガスを導
入する際にガスの上流側に多くの触媒成分が担持され、
モノリス担体全体に均一に触媒成分を担持することは困
難であった。そして、排気ガス浄化用触媒においては、
高温(850〜900℃)で使用されるので、触媒成分
が濃い部分では粒成長が起こりやすく、触媒の耐久性を
低下させる原因となっていた。
In order to support a catalyst on a carrier having a complicated shape such as a monolithic carrier, it is more advantageous to use a CVD method in which a raw material flows around more than a PVD method. However, also in this CVD method, when introducing the raw material gas, many catalyst components are supported on the upstream side of the gas,
It was difficult to uniformly support the catalyst component on the entire monolithic carrier. And in the exhaust gas purifying catalyst,
Since it is used at a high temperature (850 to 900 ° C.), grain growth is likely to occur in a portion where the catalyst component is dense, which has been a cause of lowering the durability of the catalyst.

【0005】本発明は上記点に鑑みて、原料ガスを触媒
担体上に一度吸着させ、その後原料を分解することによ
り触媒を調製するCVD法を用いた排気ガス浄化用触媒
の製造方法において、触媒分布の均一性を上げて粒成長
を抑制し触媒の耐久性を向上させる方法を提供すること
を目的とする。
In view of the above, the present invention provides a method of manufacturing a catalyst for purifying exhaust gas using a CVD method in which a raw material gas is once adsorbed on a catalyst carrier and then the raw material is decomposed to prepare the catalyst. It is an object of the present invention to provide a method for improving the uniformity of distribution, suppressing grain growth and improving the durability of a catalyst.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、実験検討
の結果、触媒成分とならないアルミニウムアセチルアセ
トナートガス(ダミーガス)を触媒担体である活性アル
ミナに吸着させた後、触媒となる白金アセチルアセトナ
ート(原料ガス)は殆ど吸着しないことを発見した。こ
のことは、ある種の原料ガスとある種のダミーガスの混
合ガスにおいて、触媒担体である活性アルミナ表面にダ
ミーガス分子が吸着した場合、このガス分子の上にさら
に原料ガス分子は積層して吸着しないことである。
As a result of experimental studies, the present inventors have found that aluminum acetylacetonate gas (dummy gas), which does not become a catalyst component, is adsorbed on activated alumina, which is a catalyst carrier, and then platinum acetyl, which becomes a catalyst, is adsorbed. It was discovered that acetonate (source gas) hardly adsorbed. This means that in a mixed gas of a certain kind of source gas and a certain kind of dummy gas, when the dummy gas molecules are adsorbed on the surface of the activated alumina which is a catalyst carrier, the source gas molecules are not further laminated and adsorbed on the gas molecules. That is.

【0007】また、白金アセチルアセトナート単独で吸
着させた場合にも、ある吸着量以上は吸着しないことを
確認している。このことは、ある種の原料ガスにおいて
は、原料ガスが吸着された触媒担体部位へは再度吸着し
ないことを意味している。これらの現象は、換言すれ
ば、ある種の原料ガス、あるいはある種の原料ガスおよ
びダミーガスの混合ガスを吸着させる場合、アルミナの
全吸着表面にガス分子が吸着した段階でガスの吸着は飽
和状態となるということである。
In addition, it has been confirmed that even when platinum acetylacetonate alone is adsorbed, no more than a certain amount of adsorption is not adsorbed. This means that, for a certain kind of source gas, the source gas is not adsorbed again on the catalyst carrier site where the source gas is adsorbed. In other words, when a certain source gas or a mixed gas of a certain source gas and a dummy gas is adsorbed, the adsorption of the gas is saturated when the gas molecules are adsorbed on the entire adsorption surface of alumina. It means that

【0008】ここで、原料ガス単独で飽和状態とした場
合を考える。この飽和状態においては、担体の全吸着表
面に原料ガス分子が密に吸着しているため、当然触媒分
布は均一であるものの、一般的には活性アルミナの飽和
吸着量が大きいため触媒担持量が非常に多くなってしま
い、触媒担持量の制御および触媒分布の均一性を同時に
達成することは困難となってしまう。
Here, the case where the raw material gas alone is brought into a saturated state is considered. In this saturated state, the raw material gas molecules are densely adsorbed on the entire adsorption surface of the carrier, so that the catalyst distribution is naturally uniform. It becomes very large, and it is difficult to simultaneously control the amount of supported catalyst and achieve uniformity of catalyst distribution.

【0009】逆に言えば、例えば、自動車用触媒のよう
に粒成長を抑制するために触媒担持量を少なく制御した
い場合にあっても、単一原料ガスの吸着を飽和させなけ
れば均一な触媒分布が得られないため、触媒分布の均一
性は達成できるものの触媒担持量の制御ができず、粒成
長の発生および原料ガスの浪費等の問題が生じる。そこ
で、上記の発見に基づき、本発明の排気ガス浄化用触媒
の製造方法は、CVD法において、触媒成分となる原料
ガスおよびこの原料ガスとは別種のガスであって触媒成
分とはならないガス(ダミーガス)を混合して担体表面
に吸着させることを特徴とする。
Conversely, for example, even when it is desired to control the amount of supported catalyst to be small in order to suppress grain growth as in the case of an automobile catalyst, a uniform catalyst must be used unless the adsorption of a single raw material gas is saturated. Since the distribution cannot be obtained, uniformity of the catalyst distribution can be achieved, but the amount of supported catalyst cannot be controlled, which causes problems such as generation of grain growth and waste of raw material gas. Therefore, based on the above findings, the method for producing an exhaust gas purifying catalyst according to the present invention provides, in a CVD method, a raw material gas serving as a catalyst component and a gas different from the raw material gas and not serving as a catalyst component ( (Dummy gas) is mixed and adsorbed on the carrier surface.

【0010】ここで、触媒成分となる原料ガスとは、C
VD法によって吸着した後に化学反応処理されて担持さ
れた触媒となる成分(例えば白金、ロジウム等の貴金
属)を化合物中に含む化合物のガスをいい、触媒成分と
はならないダミーガスとは、前記の触媒成分となる成分
を化合物中に含まない化合物のガスをいう。この方法に
よれば、以下のようなメカニズムで吸着が起こると考え
られる。この方法によれば、原料ガスとダミーガスとが
均一に混ざった状態(混合ガス)となって、担体に吸着
する。そして、ダミーガスが吸着した担体部位(表面の
吸着点)には原料ガスは積層して吸着せず、また、原料
ガスが吸着した触媒担体部位には再度原料ガスは吸着し
ない。換言すれば、原料ガスが吸着すべき担体上の吸着
点は、ダミーガスが吸着した分だけ減少するのである。
Here, the raw material gas serving as the catalyst component is C
A compound gas containing a component (for example, a noble metal such as platinum or rhodium) that becomes a supported catalyst after being subjected to a chemical reaction after being adsorbed by the VD method, and a dummy gas that does not become a catalyst component is the above-mentioned catalyst. A compound gas that does not contain a component as a component. According to this method, it is considered that adsorption occurs by the following mechanism. According to this method, the raw material gas and the dummy gas are uniformly mixed (mixed gas) and adsorbed on the carrier. The raw material gas is not layered and adsorbed on the carrier site (adsorption point on the surface) where the dummy gas is adsorbed, and the raw material gas is not adsorbed again on the catalyst carrier site where the source gas is adsorbed. In other words, the number of adsorption points on the carrier on which the source gas is to be adsorbed is reduced by the amount of the adsorbed dummy gas.

【0011】このことは、微視的に言えば、担体表面の
吸着点は原料ガス分子が吸着している部位とダミーガス
分子が吸着している部位とが均一に分散していることに
なる。そして、飽和吸着したとしても、原料分子は介在
しているダミー分子の分だけ吸着を阻害されて、まばら
な状態になっていることになる。そして、化学反応処理
後は触媒成分の側から言えば、触媒成分が担持した部位
と担持していない部位とが均一に分散した状態となって
いると考えられる。
This means that, microscopically, the adsorption points on the carrier surface are such that the site where the source gas molecules are adsorbed and the site where the dummy gas molecules are adsorbed are uniformly dispersed. Then, even if the saturated molecules are adsorbed, the raw material molecules are inhibited from adsorbing by the intervening dummy molecules, resulting in a sparse state. Then, after the chemical reaction treatment, from the viewpoint of the catalyst component, it is considered that a portion where the catalyst component is supported and a portion where the catalyst component is not supported are in a state of being uniformly dispersed.

【0012】上記のことを巨視的に言えば、触媒成分が
担体表面上にダミーガスの吸着した部位だけ隙間をあけ
て均一に分布しているといえる。よって、触媒担持量を
少なく制御しつつ触媒分布の均一性を向上できることと
なる。さらに、以下の理由により、ダミーガスは原料ガ
スと同一の吸着性能を持つことがより好ましいと考えら
れる。尚、本発明では、吸着性能が同一とは、原料ガス
を吸着させる吸着条件(吸着時間、温度等)にて、両ガ
スを同時に吸着させた時、担体単位体積当たりの両ガス
の吸着量(例えば1リットル当たりのグラム数、g/
L)が同じ桁数(同一オーダー)であることを意味す
る。
[0012] Macroscopically speaking, it can be said that the catalyst components are uniformly distributed on the surface of the carrier only at the site where the dummy gas is adsorbed, with a gap. Therefore, it is possible to improve the uniformity of the catalyst distribution while controlling the amount of supported catalyst to be small. Further, for the following reasons, it is more preferable that the dummy gas has the same adsorption performance as the source gas. In the present invention, the adsorption performance is the same when the two gases are simultaneously adsorbed under the adsorption conditions (adsorption time, temperature, etc.) for adsorbing the source gas (the amount of adsorption of both gases per unit volume of the carrier). For example, grams per liter, g /
L) have the same number of digits (same order).

【0013】すなわち、上述の推定メカニズムによれ
ば、原料ガスとダミーガスの混合比率によって原料ガス
の吸着分布は変わる。ここで、原料ガスおよびダミーガ
スの各々の吸着量が極端に異なると、混合比率を変えた
場合、それに応じた適切な分布制御が難しいものにな
る。つまり、ダミーガスの吸着量が極端に少ない場合に
は、前記の混合比率を大きく変えなければ、ダミーガス
の介在の度合を変えることができないし、ダミーガスの
吸着量が極端に多い場合には、前記の混合比率を微妙に
変えることによって、ダミーガスの介在の度合を変えな
ければならなくなる。
That is, according to the above estimation mechanism, the adsorption distribution of the source gas changes depending on the mixing ratio of the source gas and the dummy gas. Here, if the amounts of adsorption of the source gas and the dummy gas are extremely different, it is difficult to appropriately control the distribution according to the change of the mixing ratio. That is, when the amount of adsorption of the dummy gas is extremely small, the degree of the presence of the dummy gas cannot be changed unless the mixing ratio is significantly changed, and when the amount of adsorption of the dummy gas is extremely large, By subtly changing the mixing ratio, the degree of dummy gas intervention must be changed.

【0014】ところで、このダミーガスを利用した方法
を用いれば、自動車用触媒のように触媒担持量を少なく
して粒成長を抑制したい場合であっても、触媒分布の均
一性を犠牲にすることなく触媒担持量を制御することが
できる。このとき触媒担持量は、原料ガスとダミーガス
の混合比率によって制御することができる。このため、
所望される触媒性能に応じた触媒担持量が容易に実現で
き、粒成長を抑制し触媒の耐久性が向上できる。
By the way, when the method utilizing the dummy gas is used, even when it is desired to suppress the grain growth by reducing the amount of supported catalyst as in the case of an automobile catalyst, uniformity of the catalyst distribution is not sacrificed. The amount of supported catalyst can be controlled. At this time, the amount of supported catalyst can be controlled by the mixture ratio of the source gas and the dummy gas. For this reason,
The amount of supported catalyst according to the desired catalyst performance can be easily realized, the grain growth can be suppressed, and the durability of the catalyst can be improved.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明に用いられる触媒担体とし
ては、活性アルミナをコートしたモノリス担体が好まし
い。それによって、ウォームアップ性能に優れ圧力損失
も小さい触媒コンバータが実現でき、排気ガス浄化用触
媒に好適となる。また、原料ガスとしてはCVD法に使
用される金属ハロゲン化物および有機金属化合物等が用
いられるが、特に有機金属化合物が低温で気相となるの
で好ましく、さらにはアセチルアセトナート金属錯体等
が分解の際に有害なガス等を発生せず好ましい。ここ
で、化合物を構成する金属としては、例えば、触媒成分
として適した白金、パラジウム又はロジウム等の貴金属
が挙げられる。そして、これら原料ガスは担体に吸着し
た後、加熱分解および水素還元等の化学反応処理がなさ
れて、担体上で金属、酸化物および炭化物等の触媒成分
となる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As the catalyst carrier used in the present invention, a monolith carrier coated with activated alumina is preferred. Thereby, a catalytic converter having excellent warm-up performance and small pressure loss can be realized, which is suitable for an exhaust gas purifying catalyst. As the raw material gas, metal halides and organometallic compounds used in the CVD method are used. In particular, the organometallic compounds are preferably in a gas phase at a low temperature, which is preferable. It is preferable because no harmful gas or the like is generated. Here, as the metal constituting the compound, for example, a noble metal such as platinum, palladium, or rhodium suitable as a catalyst component can be mentioned. Then, after these raw material gases are adsorbed on the carrier, they are subjected to chemical reaction treatments such as thermal decomposition and hydrogen reduction, and become catalytic components such as metals, oxides and carbides on the carrier.

【0016】また、ダミーガスは、上述したように触媒
成分とならないけれども原料ガスと同一の吸着性能を持
つものであり、触媒としての使用時に担体上に残存して
触媒反応に悪影響を及ぼさないものが好ましい。例え
ば、原料ガスが有機金属化合物なら同様に有機金属化合
物が好ましく、さらに、原料ガスがアセチルアセトナー
ト金属錯体なら同様にアセチルアセトナート金属錯体等
が好ましい。ここで、化合物を構成する金属としては、
例えば、アルミニウム等の安価なものが好ましい。
Although the dummy gas does not become a catalyst component as described above, it has the same adsorption performance as that of the raw material gas, and some of the dummy gas remains on the carrier when used as a catalyst and does not adversely affect the catalytic reaction. preferable. For example, when the raw material gas is an organic metal compound, an organic metal compound is also preferable, and when the raw material gas is an acetylacetonate metal complex, an acetylacetonate metal complex is also preferable. Here, as the metal constituting the compound,
For example, an inexpensive material such as aluminum is preferable.

【0017】ここで、原料ガスが吸着したモノリス担体
を空気中で加熱することにより、原料は分解し触媒成分
となるが、このとき、例えばアルミニウムアセチルアセ
トナートをダミーガスとして用いた場合、再昇華あるい
は担体上で分解するが、担体上で分解して酸化物となっ
ても担体と同じ成分(酸化アルミナ)であり触媒性能に
悪影響を与えることはない。
Here, by heating the monolithic carrier on which the raw material gas is adsorbed in the air, the raw material is decomposed and becomes a catalyst component. At this time, for example, when aluminum acetylacetonate is used as a dummy gas, resublimation or Although it decomposes on the carrier, even if it decomposes on the carrier to form an oxide, it is the same component (alumina oxide) as the carrier and does not adversely affect the catalytic performance.

【0018】[0018]

【実施例】以下、実施例および比較例を用いて、本発明
についてさらに詳細に説明する。 (実施例1)図1に本実施例の触媒を製造する装置構成
を示す。図1において、触媒原料の有機金属錯体であり
原料ガスとなる白金アセチルアセトナート(A)を装填
した第1石英ボート1、ダミーガスとなるアルミニウム
アセチルアセトナート(B)を装填した第2石英ボート
2およびモノリス担体3をSUS製の円筒形のケース4
内に設置した。
The present invention will be described below in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. (Embodiment 1) FIG. 1 shows the configuration of an apparatus for producing the catalyst of this embodiment. In FIG. 1, a first quartz boat 1 loaded with platinum acetylacetonate (A), which is an organometallic complex serving as a catalyst raw material, is used as a raw material gas, and a second quartz boat 2 is loaded with aluminum acetylacetonate (B), which is a dummy gas. And the monolith carrier 3 is a SUS cylindrical case 4
Installed inside.

【0019】また、第1石英ボート1の下面には触媒原
料を加熱する第1原料加熱ヒータ5、第2石英ボート2
の下面にはダミーガス原料を加熱する第2原料加熱ヒー
タ6がそれぞれケース4内に設置されている。さらに、
ケース4の円周面に近接して担体加熱ヒータ7が設置さ
れており、ケース4全体を均一に加熱するようになって
いる。
On the lower surface of the first quartz boat 1, a first raw material heater 5 for heating the catalyst raw material and a second quartz boat 2
A second source heater 6 for heating the dummy gas source is provided in the case 4 on the lower surface of the case. further,
A carrier heater 7 is provided near the circumferential surface of the case 4 so that the entire case 4 is uniformly heated.

【0020】また、モノリス担体3は、耐熱セラミック
ス製であり、全体の直径71mm、長さ60mmの円柱
形をなしており、セル密度は1インチ平方の中に400
のセルが存在しているものである。そして、さらに活性
アルミナをモノリス担体3の担体容積1L(L:リット
ル)当たり120gコートしたものである。そして、ケ
ース4の各円形面には管8および管9が接続されてお
り、キャリアガス(窒素ガス)が管8からケース4内を
流通して、管9から余分なガスとともに排気されるよう
になっている。
The monolith carrier 3 is made of a heat-resistant ceramic, has a cylindrical shape with a total diameter of 71 mm and a length of 60 mm, and has a cell density of 400 in 1 inch square.
Cell exists. Then, the activated alumina is further coated with 120 g per 1 L (L: liter) of the carrier volume of the monolith carrier 3. A tube 8 and a tube 9 are connected to each circular surface of the case 4 so that a carrier gas (nitrogen gas) flows through the case 4 from the tube 8 and is exhausted from the tube 9 together with excess gas. It has become.

【0021】上記装置構成に基づいて、本実施例の排気
ガス浄化用触媒は以下のように製造される。装置全体を
図示しないロータリーポンプにより真空引きしながら、
モノリス担体3が130℃となるように担体加熱ヒータ
7を制御する。170℃に加熱したキャリアガス(窒素
ガス)を20リットル/min流しながら、白金アセチ
ルアセトナート(A)が180℃、アルミニウムアセチ
ルアセトナート(B)が150℃となるようにそれぞれ
の原料加熱ヒータ5、6を制御し、有機金属錯体を昇華
させモノリス担体3上に1〜2時間かけて吸着させる。
ここで、白金アセチルアセトナート(A)とアルミニウ
ムアセチルアセトナート(B)との重量比は1:2とし
た。
The exhaust gas purifying catalyst of this embodiment is manufactured as follows based on the above-mentioned device configuration. While vacuuming the entire device with a rotary pump (not shown),
The carrier heater 7 is controlled so that the temperature of the monolith carrier 3 becomes 130 ° C. While flowing a carrier gas (nitrogen gas) heated to 170 ° C. at a flow rate of 20 liters / min, each of the raw material heaters 5 was heated to 180 ° C. for platinum acetylacetonate (A) and 150 ° C. for aluminum acetylacetonate (B). , 6 to sublimate and adsorb the organometallic complex on the monolithic carrier 3 for 1-2 hours.
Here, the weight ratio of platinum acetylacetonate (A) to aluminum acetylacetonate (B) was 1: 2.

【0022】続いて、有機金属錯体が吸着したモノリス
担体3を取り出し、高温槽で200℃に加熱して原料を
分解させ白金触媒を得る。このときの白金担持量はおよ
そ1.5g/Lであった。 (実施例2)白金アセチルアセトナートとアルミニウム
アセチルアセトナートとの重量比を4:1となるように
装置内に装填したことのほかは、実施例1と同じ装置、
方法で白金触媒を調製した。この時の白金担持量はおよ
そ3g/Lであった。 (比較例1)ダミーガスとなるアルミニウムアセチルア
セトナートの効果を省くため、これを石英ボート2に装
填しなかったことを除いては、実施例1と同じ装置、方
法で白金触媒を調製した。この時の白金担持量はおよそ
1.5g/Lであった。 (比較例2)ジニトロジアンミン白金溶液を出発原料と
して、含浸法による触媒調製を行った。実施例1で使用
したものと同じモノリス担体を用い、白金担持量が1.
5g/Lとなるように溶液濃度を調整し、モノリス担体
を溶液に2時間浸積して、100℃で1時間乾燥させた
後、800℃で2時間の焼成を行った。
Subsequently, the monolithic carrier 3 on which the organometallic complex is adsorbed is taken out and heated to 200 ° C. in a high-temperature bath to decompose the raw materials to obtain a platinum catalyst. At this time, the supported amount of platinum was approximately 1.5 g / L. (Example 2) The same apparatus as in Example 1, except that the weight ratio of platinum acetylacetonate to aluminum acetylacetonate was set to 4: 1 in the apparatus,
A platinum catalyst was prepared by the method. At this time, the supported amount of platinum was about 3 g / L. (Comparative Example 1) A platinum catalyst was prepared by the same apparatus and method as in Example 1 except that aluminum acetylacetonate serving as a dummy gas was not loaded into the quartz boat 2 in order to eliminate the effect. At this time, the supported amount of platinum was approximately 1.5 g / L. Comparative Example 2 A catalyst was prepared by an impregnation method using a dinitrodiammine platinum solution as a starting material. The same monolithic carrier as used in Example 1 was used, and the amount of supported platinum was 1.
The solution concentration was adjusted to 5 g / L, the monolith carrier was immersed in the solution for 2 hours, dried at 100 ° C. for 1 hour, and then baked at 800 ° C. for 2 hours.

【0023】ここで、図2に、実施例1、実施例2およ
び比較例1で製造された円柱状モノリス触媒の、半径方
向(図2の(a))および長さ方向(図2の(b))の
白金分布を蛍光X線分光法を用いて測定した結果を示
す。すなわち、実施例1では白金は担体全体におよそ
1.5g/L、実施例2では白金は担体全体におよそ3
g/Lの均一な担持量で分布している。一方、比較例1
では、実施例1と同量の白金が長さ方向0mm〜20m
mの担体部位つまりガスの上流部分に集中して担持され
ている。その様子は、最上流(0mm、約6g/L)か
ら段々担持量は減少し、長さ方向20mmより下流の部
位では白金は担持されていない。
FIG. 2 shows the radial direction ((a) in FIG. 2) and the length direction ((FIG. 2)) of the columnar monolith catalysts produced in Example 1, Example 2 and Comparative Example 1. The result of measuring the platinum distribution of b)) using X-ray fluorescence spectroscopy is shown. That is, in Example 1, platinum was approximately 1.5 g / L in the entire carrier, and in Example 2, platinum was approximately 3 g / L in the entire carrier.
g / L with a uniform loading. On the other hand, Comparative Example 1
Then, the same amount of platinum as in Example 1 was used in the length direction of 0 mm to 20 m.
m are supported in a concentrated manner at the carrier site, that is, the upstream portion of the gas. The state is that the supported amount gradually decreases from the uppermost stream (0 mm, about 6 g / L), and platinum is not supported at a portion downstream of the length direction of 20 mm.

【0024】尚、ここで、ダミーガスであるアルミニウ
ムアセチルアセトナートは担体表面(アルミナ)と同じ
アルミ化合物であるので、蛍光X線分光法等の元素分析
法を用いても正確な担持量は不明であるが、以下の理由
から原料ガスである白金アセチルアセトナートと同一の
吸着性能(同一オーダーの吸着量)を有するといえる。
Here, since the aluminum acetylacetonate, which is a dummy gas, is the same aluminum compound as the surface of the carrier (alumina), the exact amount supported is not known even by elemental analysis such as X-ray fluorescence spectroscopy. However, it can be said that it has the same adsorption performance (the same order of adsorption amount) as platinum acetylacetonate as a raw material gas for the following reasons.

【0025】すなわち、長さ方向0mmの担体部位での
白金の担持量は、実施例1、実施例2および比較例1共
にほぼ飽和吸着しているといえるので、各例の混合比率
の影響は、この部位の白金担持量によって比較できる。
図2の(a)に示すように、この部位での白金担持量
は、比較例1では約6g/Lであるのに対し実施例1で
は約1.5g/L、実施例2では約3g/Lとなってい
る。これに対して、白金アセチルアセトナートとアルミ
ニウムアセチルアセトナートとの重量比は実施例1では
1:2、実施例2では4:1であり、白金担持量は大体
のところ重量比に応じた増減を示しており、両ガスの触
媒担体への吸着量が同一オーダーであることを示してい
る。よって、重量比による触媒担持量制御が可能とな
る。
That is, it can be said that the amount of platinum carried on the carrier portion in the length direction of 0 mm is almost saturated adsorption in Example 1, Example 2 and Comparative Example 1. Therefore, the effect of the mixing ratio of each example is not significant. Can be compared by the amount of platinum carried at this site.
As shown in FIG. 2A, the amount of platinum carried at this portion is about 6 g / L in Comparative Example 1, about 1.5 g / L in Example 1, and about 3 g / L in Example 2. / L. On the other hand, the weight ratio of platinum acetylacetonate to aluminum acetylacetonate was 1: 2 in Example 1 and 4: 1 in Example 2, and the amount of supported platinum was roughly increased or decreased according to the weight ratio. And that the amounts of adsorption of both gases to the catalyst carrier are of the same order. Therefore, it is possible to control the amount of catalyst carried by the weight ratio.

【0026】そして、実施例1および実施例2において
は、径方向および長さ方向の担体表面全体にわたって、
白金アセチルアセトナートとアルミニウムアセチルアセ
トナートが一定の比率で吸着したため、白金担持量が制
御され且つ担持された白金は均一に分布しているのであ
る。このように、ダミーガスを用いてCVD法を行う本
発明の方法によれば、ダミーガスを用いない従来のCV
D法に比べて、触媒分布の均一性を犠牲にすること無く
触媒担持量の制御が達成できる。
In Examples 1 and 2, the entire surface of the carrier in the radial and length directions was
Since platinum acetylacetonate and aluminum acetylacetonate were adsorbed at a constant ratio, the amount of supported platinum was controlled and the supported platinum was uniformly distributed. As described above, according to the method of the present invention in which the CVD method is performed using the dummy gas, the conventional CV without using the dummy gas is used.
Compared with Method D, control of the amount of supported catalyst can be achieved without sacrificing the uniformity of catalyst distribution.

【0027】ところで、表1に、実施例1、比較例1お
よび比較例2で製造されたモノリス触媒の一酸化炭素
(CO)浄化率と触媒(白金)の粒径(nm)を示す。
これは、大気中で900℃、80時間加熱するという耐
久試験を行った後に測定したものである。COの浄化率
は次の条件で測定した。その条件とは、触媒温度400
℃、450℃、500℃ 、空間速度(SV)=50,
000/hr、空燃費:(A/F)=14.6である。
触媒の粒径はTEM(透過型電子顕微鏡)観察により測
定した。
Table 1 shows the conversion rates of carbon monoxide (CO) and the particle diameter (nm) of the catalyst (platinum) produced in Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
This was measured after performing an endurance test of heating at 900 ° C. for 80 hours in the atmosphere. The purification rate of CO was measured under the following conditions. The condition is that the catalyst temperature is 400
° C, 450 ° C, 500 ° C, space velocity (SV) = 50,
000 / hr, air-fuel efficiency: (A / F) = 14.6.
The particle size of the catalyst was measured by TEM (transmission electron microscope) observation.

【0028】表1より明らかなように、実施例1により
製造された触媒は、担持された白金の粒成長が抑えられ
ているため、耐久後のCO浄化率が高く、従って比較例
1および比較例2により製造された触媒に比べて耐久性
に優れている。
As is evident from Table 1, the catalyst produced in Example 1 has a high CO purification rate after durability since the grain growth of the supported platinum is suppressed. It has better durability than the catalyst produced according to Example 2.

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

【図1】本発明の実施例1における触媒製造に使用され
る装置の模式図である。
FIG. 1 is a schematic view of an apparatus used for producing a catalyst in Example 1 of the present invention.

【図2】(a)上記実施例1、2および比較例1におけ
る触媒担持量のモノリス径方向の分布図、(b)前記各
例における触媒担持量のモノリス長さ方向の分布図であ
る。
2 (a) is a distribution diagram in the monolith radial direction of the amount of catalyst carried in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, and (b) is a distribution diagram of the amount of catalyst carried in the monolith length direction in each of the above examples.

【図3】上記実施例1および比較例1、2における耐久
試験後のCO浄化率と触媒粒径を示す図表である。
FIG. 3 is a table showing a CO purification rate and a catalyst particle size after an endurance test in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…第1石英ボート、2…第2石英ボート、3…モノリ
ス担体、A…白金アセチルアセトナート、B…アルミニ
ウムアセチルアセトナート。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st quartz boat, 2 ... 2nd quartz boat, 3 ... Monolith support, A ... Platinum acetylacetonate, B ... Aluminum acetylacetonate.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 化学的気相蒸着法を用いた触媒の製造方
法において、触媒成分となる原料ガスと、触媒成分とな
らないダミーガスとを混合して触媒担体に吸着させ、そ
の後吸着させた原料ガスを化学反応処理して触媒成分と
する触媒の製造方法であって、 前記原料ガスは、前記ダミーガスが吸着された触媒担体
部位へは吸着されず、かつ原料ガスが吸着された触媒担
体部位へは再度吸着されない特性を有することを特徴と
する排気ガス浄化用触媒の製造方法。
In a method for producing a catalyst using a chemical vapor deposition method, a raw material gas serving as a catalyst component and a dummy gas not serving as a catalyst component are mixed and adsorbed on a catalyst carrier, and thereafter, the adsorbed raw material gas is used. Wherein the raw material gas is not adsorbed to the catalyst carrier site where the dummy gas is adsorbed, and is supplied to the catalyst carrier site where the source gas is adsorbed. A method for producing an exhaust gas purifying catalyst, which has a characteristic of not being adsorbed again.
【請求項2】 前記原料ガスの吸着量と前記ダミーガス
の吸着量とが同一オーダーであることを特徴とする請求
項1に記載の排気ガス浄化用触媒の製造方法。
2. The method for producing an exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein the amount of adsorption of the source gas and the amount of adsorption of the dummy gas are in the same order.
【請求項3】 前記触媒担体が活性アルミナでコートさ
れたモノリス担体であることを特徴とする請求項1また
は2に記載の排気ガス浄化用触媒の製造方法。
3. The method for producing an exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein the catalyst carrier is a monolith carrier coated with activated alumina.
【請求項4】 前記原料ガスおよび前記ダミーガスが、
有機金属化合物であることを特徴とする請求項1ないし
3のいずれか1つに記載の排気ガス浄化用触媒の製造方
法。
4. The method according to claim 1, wherein the source gas and the dummy gas are:
The method for producing an exhaust gas purifying catalyst according to any one of claims 1 to 3, wherein the method is an organometallic compound.
【請求項5】 前記原料ガスおよび前記ダミーガスが、
アセチルアセトナート金属錯体化合物であることを特徴
とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の排気ガ
ス浄化用触媒の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the source gas and the dummy gas are:
The method for producing an exhaust gas purifying catalyst according to any one of claims 1 to 4, wherein the method is an acetylacetonate metal complex compound.
【請求項6】 前記原料ガスがアセチルアセトナート貴
金属錯体化合物であり、前記ダミーガスがアルミニウム
アセチルアセトナートであることを特徴とする請求項1
ないし5のいずれか1つに記載の排気ガス浄化用触媒の
製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein the source gas is a noble metal complex compound of acetylacetonate, and the dummy gas is aluminum acetylacetonate.
6. The method for producing an exhaust gas purifying catalyst according to any one of the above items 5 to 5.
【請求項7】 前記化学反応処理が加熱分解処理である
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記
載の排気ガス浄化用触媒の製造方法。
7. The method for producing an exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein the chemical reaction treatment is a thermal decomposition treatment.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100751557B1 (en) 2006-03-03 2007-08-23 한국에너지기술연구원 Preparation of platinum catalyst supported on carbon nanotube by chemical vapor deposition
JP2009148742A (en) * 2007-04-17 2009-07-09 Ibiden Co Ltd Honeycomb carrying catalyst and its preparing method

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