JPH10258234A - 金属担持触媒 - Google Patents
金属担持触媒Info
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- JPH10258234A JPH10258234A JP9066042A JP6604297A JPH10258234A JP H10258234 A JPH10258234 A JP H10258234A JP 9066042 A JP9066042 A JP 9066042A JP 6604297 A JP6604297 A JP 6604297A JP H10258234 A JPH10258234 A JP H10258234A
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハニカムやペレット担体で見られるような機
械的強度不足がなく、メタル担体のような重量増大の問
題もなく、しかも圧力損失が小さく、被浄化物が多方向
に流通できるという発泡金属担体の長所を生かしつつ、
従来の発泡金属担体では成し得なかった担体−触媒活性
層間の密着度向上と触媒性能向上を達成すること。 【解決手段】 Ｎｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ合金のいずれか１
種を主成分とし、多孔率が８８〜９８％である発泡金属
担体にコーティング剤を被覆し、さらに触媒活性成分を
担持してなる金属担持触媒を用いる。
械的強度不足がなく、メタル担体のような重量増大の問
題もなく、しかも圧力損失が小さく、被浄化物が多方向
に流通できるという発泡金属担体の長所を生かしつつ、
従来の発泡金属担体では成し得なかった担体−触媒活性
層間の密着度向上と触媒性能向上を達成すること。 【解決手段】 Ｎｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ合金のいずれか１
種を主成分とし、多孔率が８８〜９８％である発泡金属
担体にコーティング剤を被覆し、さらに触媒活性成分を
担持してなる金属担持触媒を用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は環境浄化用触媒として用
いられ特に空気清浄用として好適な触媒作用を有する金
属担持触媒に関するものである。
いられ特に空気清浄用として好適な触媒作用を有する金
属担持触媒に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の環境浄化用触媒の担体としてはハ
ニカム担体、メタル担体、シリカ又はアルミナのペレッ
ト担体があげられる。昨今担体として発泡金属を用いた
例として、特開昭６１−２７９０６７号記載の発明のよ
うに水素改質触媒としてアノードとセパレータ間に挾持
させ発泡金属としての機械的強度及び導電性を生かした
例があげられる。また、特開平７−４７２８２号では、
銀を含有するコーティング剤で加工してなる脂質分解性
水の製造用触媒として、発泡アルミニウムを担体として
用いた例がある。
ニカム担体、メタル担体、シリカ又はアルミナのペレッ
ト担体があげられる。昨今担体として発泡金属を用いた
例として、特開昭６１−２７９０６７号記載の発明のよ
うに水素改質触媒としてアノードとセパレータ間に挾持
させ発泡金属としての機械的強度及び導電性を生かした
例があげられる。また、特開平７−４７２８２号では、
銀を含有するコーティング剤で加工してなる脂質分解性
水の製造用触媒として、発泡アルミニウムを担体として
用いた例がある。
【０００３】ハニカム担体やペレット担体を使用した場
合、機械的強度が不足するという問題があり、メタル担
体では触媒活性に比べ重量が無視できない。また、これ
らの担体に共通した問題として、圧力損失が大きい点、
被浄化物の気体・液体の流れが一方方向に限られる点が
あげられる。これら問題点を解決するため、上記の例の
ように発泡金属を担体に用いる場合が出てきた。しかし
ながら、発泡金属を担体に用いた場合の問題点として
は、金属表面が平滑で表面積が小さいため、触媒活性成
分の担持がうまく行きにくい点がある。
合、機械的強度が不足するという問題があり、メタル担
体では触媒活性に比べ重量が無視できない。また、これ
らの担体に共通した問題として、圧力損失が大きい点、
被浄化物の気体・液体の流れが一方方向に限られる点が
あげられる。これら問題点を解決するため、上記の例の
ように発泡金属を担体に用いる場合が出てきた。しかし
ながら、発泡金属を担体に用いた場合の問題点として
は、金属表面が平滑で表面積が小さいため、触媒活性成
分の担持がうまく行きにくい点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、ハニ
カム・ペレット担体で見られたような機械的強度不足が
なく、メタル担体のような重量増大の問題もなく、しか
も圧力損失が小さく、被浄化物が多方向に流通できると
いう発泡金属担体の長所を生かしつつ、従来の発泡金属
担体では成し得なかった担体−触媒活性層間の密着度向
上と触媒性能向上の達成を目的とする。
カム・ペレット担体で見られたような機械的強度不足が
なく、メタル担体のような重量増大の問題もなく、しか
も圧力損失が小さく、被浄化物が多方向に流通できると
いう発泡金属担体の長所を生かしつつ、従来の発泡金属
担体では成し得なかった担体−触媒活性層間の密着度向
上と触媒性能向上の達成を目的とする。
【０００５】
【問題を解決するための手段】上記の課題は担体として
多孔率が８８〜９８％の発泡金属を用い、該担体にコ−
ティング剤を被覆することによって達成される。多孔率
が８８％未満では圧力損失が大きく、多孔率９８％を超
えると機械的強度が不足するため、触媒担体として不適
当である。なお、多孔率は次式で定義される。
多孔率が８８〜９８％の発泡金属を用い、該担体にコ−
ティング剤を被覆することによって達成される。多孔率
が８８％未満では圧力損失が大きく、多孔率９８％を超
えると機械的強度が不足するため、触媒担体として不適
当である。なお、多孔率は次式で定義される。
【０００６】
【数１】
【０００７】本願発明の多孔率８８〜９８％の度合をセ
ル数（孔とそれを取り囲む金属壁で構成される単位をセ
ルと呼ぶ）で表すと、４〜1600ヶ/cm2に相当し、好まし
くは15〜200 ヶ/cm2である。
ル数（孔とそれを取り囲む金属壁で構成される単位をセ
ルと呼ぶ）で表すと、４〜1600ヶ/cm2に相当し、好まし
くは15〜200 ヶ/cm2である。
【０００８】
【発明の実施の形態】一般に発泡金属と呼ばれる金属
は、成分が遷移金属全般にわたり、一元素あるいは多元
素である。本発明においては、Ｎｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ合
金を主成分とするものが好ましく用いられるが、成分を
選択する際、触媒として使用する温度、環境（雰囲
気）、製造工程により好適なものを用いればよい。発泡
金属はそのまま用いてもよいが、必要であれば脱脂、酸
洗い処理を施して表面洗浄して用いる。
は、成分が遷移金属全般にわたり、一元素あるいは多元
素である。本発明においては、Ｎｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ合
金を主成分とするものが好ましく用いられるが、成分を
選択する際、触媒として使用する温度、環境（雰囲
気）、製造工程により好適なものを用いればよい。発泡
金属はそのまま用いてもよいが、必要であれば脱脂、酸
洗い処理を施して表面洗浄して用いる。
【０００９】コーティング剤はアルミニウム、珪素、マ
グネシウム等のアルカリ土類金属や、チタン、ジルコニ
ウム、バナジウム等の遷移金属、あるいはこれらの酸化
物を主成分とし、それらの一元素あるいはそれ以上の元
素を含む化合物、水、有機溶剤に溶解又は縣濁させて調
整する。アルミナ、シリカ粉末はコーティング剤の主成
分として広く用いられる。コーティング剤の助剤として
ランタノイドを用いる、好ましくは、ランタン、セリウ
ムで、粉末もしくは、水又は有機溶剤に溶解するような
化合物として添加する。また糊剤としてオリゴマー、ポ
リマー、多糖類等の中沸点を有する有機化合物を添加し
てもよい。好ましくはセルロース系を用いる。助剤、糊
剤の添加により発泡金属への主成分の密着性と均一性を
向上する事ができる。助剤の添加量は主成分に対し0.01
〜40mol ％、糊剤の添加量は0.01〜10wt％が適当であ
る。
グネシウム等のアルカリ土類金属や、チタン、ジルコニ
ウム、バナジウム等の遷移金属、あるいはこれらの酸化
物を主成分とし、それらの一元素あるいはそれ以上の元
素を含む化合物、水、有機溶剤に溶解又は縣濁させて調
整する。アルミナ、シリカ粉末はコーティング剤の主成
分として広く用いられる。コーティング剤の助剤として
ランタノイドを用いる、好ましくは、ランタン、セリウ
ムで、粉末もしくは、水又は有機溶剤に溶解するような
化合物として添加する。また糊剤としてオリゴマー、ポ
リマー、多糖類等の中沸点を有する有機化合物を添加し
てもよい。好ましくはセルロース系を用いる。助剤、糊
剤の添加により発泡金属への主成分の密着性と均一性を
向上する事ができる。助剤の添加量は主成分に対し0.01
〜40mol ％、糊剤の添加量は0.01〜10wt％が適当であ
る。
【００１０】前記成分よりなるコーティング組成物は、
ボールミルその他の分散機により、分散ろ過し、均一な
分散液とする。ただし、糊剤は用いる量によって、分
散、ろ過後に混合してさしつかえない。
ボールミルその他の分散機により、分散ろ過し、均一な
分散液とする。ただし、糊剤は用いる量によって、分
散、ろ過後に混合してさしつかえない。
【００１１】このコーティング剤をディッピング、スプ
レーなどの塗装手段により必要量を基材の表面にコーテ
ィングし、 100〜 600℃で５〜 100分加熱する。場合に
よっては 100〜 250℃、 250〜 600℃の２段階加熱や、
昇温速度を設定して加熱する事もある。これによりコー
ティング剤は容易に硬化し基材への密着性のよいかつ表
面積の大きな担体を得る事ができる。コーティング剤の
基材に対する割合は 0.1〜20wt％（乾燥時重量）で好ま
しくは 0.5〜５wt％である。コーティング剤の濃度の変
更、コーティング回数により所望の割合に設定する。こ
の割合は次に処理する触媒成分の量に大きく影響する。
すなわち基材に対する触媒成分の割合によりコーティン
グ量を設定する必要がある。
レーなどの塗装手段により必要量を基材の表面にコーテ
ィングし、 100〜 600℃で５〜 100分加熱する。場合に
よっては 100〜 250℃、 250〜 600℃の２段階加熱や、
昇温速度を設定して加熱する事もある。これによりコー
ティング剤は容易に硬化し基材への密着性のよいかつ表
面積の大きな担体を得る事ができる。コーティング剤の
基材に対する割合は 0.1〜20wt％（乾燥時重量）で好ま
しくは 0.5〜５wt％である。コーティング剤の濃度の変
更、コーティング回数により所望の割合に設定する。こ
の割合は次に処理する触媒成分の量に大きく影響する。
すなわち基材に対する触媒成分の割合によりコーティン
グ量を設定する必要がある。
【００１２】こうして得られるコーティング担体に触媒
液を塗布する。その方法はディッピング、スプレーなど
の手段により必要量を担持し焼成する。触媒液の成分と
して白金族元素を用い好ましくはＰｔを主成分とする。
塗布後 100〜 150℃にて10〜100分乾燥し、続いて 300
〜 500℃にて10〜 100分焼成し、水素還元を行う。
液を塗布する。その方法はディッピング、スプレーなど
の手段により必要量を担持し焼成する。触媒液の成分と
して白金族元素を用い好ましくはＰｔを主成分とする。
塗布後 100〜 150℃にて10〜100分乾燥し、続いて 300
〜 500℃にて10〜 100分焼成し、水素還元を行う。
【００１３】発泡金属の表面をコーティング剤で加工す
ることにより、担体表面積を増加できる。またこれによ
って触媒成分を発泡金属に均一に担持できる。コーティ
ング剤の量により触媒成分の量を制御できる。
ることにより、担体表面積を増加できる。またこれによ
って触媒成分を発泡金属に均一に担持できる。コーティ
ング剤の量により触媒成分の量を制御できる。
【００１４】以下に実施例を示すが、本発明特許請求の
範囲を越えないかぎり実施例に限定されるものではな
い。
範囲を越えないかぎり実施例に限定されるものではな
い。
【００１５】
【実施例１】γ−アルミナ 150ｇ、Ｃｅ（ＮＯ3 ）3 ・
６Ｈ2 Ｏを 63.86ｇ、水 314ｇをボールミルを用いて混
合し、得られた液の1/2 量の1.72％メチルセルロース液
を加えてさらに攪拌し、コーティング剤を用意した。Ｎ
ｉ−Ｃｒ系発泡金属担体（直径８mm×長さ10mmの円筒
形、多孔率96％）に前記コーティング剤を含浸し、ブロ
アーにより余剰のコーティング剤を除去した。約 250℃
にて乾燥後 500℃、１hr焼成した。（ＮＨ3 )2 (Ｎ
Ｏ3 ）Ｐｔ(II) 4.1％溶液を含浸してブロアー後、 130
℃ 0.5hr乾燥した。 400℃15分焼成後水素還元し、触媒
が得られた。Ｐｔ担持量は 2.1g/l ・担体となってい
た。
６Ｈ2 Ｏを 63.86ｇ、水 314ｇをボールミルを用いて混
合し、得られた液の1/2 量の1.72％メチルセルロース液
を加えてさらに攪拌し、コーティング剤を用意した。Ｎ
ｉ−Ｃｒ系発泡金属担体（直径８mm×長さ10mmの円筒
形、多孔率96％）に前記コーティング剤を含浸し、ブロ
アーにより余剰のコーティング剤を除去した。約 250℃
にて乾燥後 500℃、１hr焼成した。（ＮＨ3 )2 (Ｎ
Ｏ3 ）Ｐｔ(II) 4.1％溶液を含浸してブロアー後、 130
℃ 0.5hr乾燥した。 400℃15分焼成後水素還元し、触媒
が得られた。Ｐｔ担持量は 2.1g/l ・担体となってい
た。
【００１６】
【実施例２】担体サイズを直径11.3mm×長さ10mmの円筒
形（多孔率94％）のものにした以外は実施例１と同様に
して触媒を作成した。Ｐｔ担持量は2.41g/l ・担体にな
っていた。
形（多孔率94％）のものにした以外は実施例１と同様に
して触媒を作成した。Ｐｔ担持量は2.41g/l ・担体にな
っていた。
【００１７】
【従来例１】実施例１で使用したものと同じ担体３個を
容器に入れ、( ＮＨ3)2(ＮＯ3 ）Ｐｔ(II) 4.1％溶液に
含浸した。２時間放置後担体を取り出し乾燥し、触媒を
作成した。Ｐｔ担持量は 2.7g/l ・担体であった。
容器に入れ、( ＮＨ3)2(ＮＯ3 ）Ｐｔ(II) 4.1％溶液に
含浸した。２時間放置後担体を取り出し乾燥し、触媒を
作成した。Ｐｔ担持量は 2.7g/l ・担体であった。
【００１８】
【従来例２】γ−アルミナ 200ｇに 0.3Ｎ−ＨＮＯ3 4
00mlを加えたものをボールミルで混合し、得られた液の
うちの 100mlをとり20ｇ 0.3Ｎ−ＨＮＯ3 を加えて攪拌
し、コーティング剤を得た。以下、実施例１で使用した
と同じ担体に実施例１と同様の操作を行って、Ｐｔ担持
量 2.2g/l ・担体の触媒を得た。
00mlを加えたものをボールミルで混合し、得られた液の
うちの 100mlをとり20ｇ 0.3Ｎ−ＨＮＯ3 を加えて攪拌
し、コーティング剤を得た。以下、実施例１で使用した
と同じ担体に実施例１と同様の操作を行って、Ｐｔ担持
量 2.2g/l ・担体の触媒を得た。
【００１９】（触媒活性評価）反応は固定床流通式反応
装置を用いて行った。供給ガスにはトルエンを空気で10
00ppm に希釈したものを 500ml/minで供給した。触媒は
200℃、 300℃、 400℃での反応前後のトルエン濃度を
ＦＩＤ型ガスクロマトグラフィーを用いて測定し評価を
行い、結果を表１にまとめた。
装置を用いて行った。供給ガスにはトルエンを空気で10
00ppm に希釈したものを 500ml/minで供給した。触媒は
200℃、 300℃、 400℃での反応前後のトルエン濃度を
ＦＩＤ型ガスクロマトグラフィーを用いて測定し評価を
行い、結果を表１にまとめた。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１より実施例１、２とも、従来例１、２
に比べ格段に浄化率が優れていることがわかる。
に比べ格段に浄化率が優れていることがわかる。
【００２２】
【発明の効果】本発明により、環境浄化用触媒として、
担体の機械的強度の向上、軽量化、浄化作用の向上、圧
損の軽減において効果がある。
担体の機械的強度の向上、軽量化、浄化作用の向上、圧
損の軽減において効果がある。
Claims (5)
- 【請求項１】 発泡金属担体にコーティング剤を被覆
し、さらに触媒活性成分を担持してなる金属担持触媒に
おいて、担体の多孔率が８８〜９８％であることを特徴
とする金属担持触媒。 - 【請求項２】 発泡金属がＮｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ合金の
いずれか１種を主成分とするものであることを特徴とす
る請求項１記載の金属担持触媒。 - 【請求項３】 コーティング剤として、アルミニウム、
珪素、マグネシウム等のアルカリ土類金属、チタン、ジ
ルコニウム、バナジウム等の遷移金属、あるいはこれら
の酸化物の少なくとも１種を水又は有機溶剤に溶解又は
縣濁させたものを用いることを特徴とする請求項１又は
２記載の金属担持触媒。 - 【請求項４】 コーティング剤の成分中に、ランタン、
セリウム等のランタノイドを含むことを特徴とする請求
項１乃至３記載の金属担持触媒。 - 【請求項５】 触媒活性成分が白金族金属元素のいずれ
か１種を主成分とするものであることを特徴とする請求
項１乃至４記載の金属担持触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9066042A JPH10258234A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 金属担持触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9066042A JPH10258234A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 金属担持触媒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10258234A true JPH10258234A (ja) | 1998-09-29 |
Family
ID=13304435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9066042A Pending JPH10258234A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 金属担持触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10258234A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002534350A (ja) * | 1999-01-19 | 2002-10-15 | インターナショナル フュエル セルズ，エルエルシー | 小型の燃料気体改質装置 |
| JP2002537101A (ja) * | 1999-02-18 | 2002-11-05 | インターナショナル フュエル セルズ，エルエルシー | 燃料電池電力設備用の小型、軽量の触媒床とその製造方法 |
| KR20190055831A (ko) * | 2016-09-30 | 2019-05-23 | 에보닉 데구사 게엠베하 | 금속 발포체를 포함하는 고정 촉매 층 |
| CN111132757A (zh) * | 2017-09-20 | 2020-05-08 | 巴斯夫欧洲公司 | 制造经塑形的催化剂体的方法 |
| JP2022503531A (ja) * | 2019-09-25 | 2022-01-12 | エボニック オペレーションズ ゲーエムベーハー | 触媒反応器 |
-
1997
- 1997-03-19 JP JP9066042A patent/JPH10258234A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002534350A (ja) * | 1999-01-19 | 2002-10-15 | インターナショナル フュエル セルズ，エルエルシー | 小型の燃料気体改質装置 |
| JP2002537101A (ja) * | 1999-02-18 | 2002-11-05 | インターナショナル フュエル セルズ，エルエルシー | 燃料電池電力設備用の小型、軽量の触媒床とその製造方法 |
| KR20190055831A (ko) * | 2016-09-30 | 2019-05-23 | 에보닉 데구사 게엠베하 | 금속 발포체를 포함하는 고정 촉매 층 |
| CN111132757A (zh) * | 2017-09-20 | 2020-05-08 | 巴斯夫欧洲公司 | 制造经塑形的催化剂体的方法 |
| JP2022503531A (ja) * | 2019-09-25 | 2022-01-12 | エボニック オペレーションズ ゲーエムベーハー | 触媒反応器 |
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