JPH10287419A - バリウムヘキサアルミネートの製造方法 - Google Patents

バリウムヘキサアルミネートの製造方法

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JPH10287419A
JPH10287419A JP9090947A JP9094797A JPH10287419A JP H10287419 A JPH10287419 A JP H10287419A JP 9090947 A JP9090947 A JP 9090947A JP 9094797 A JP9094797 A JP 9094797A JP H10287419 A JPH10287419 A JP H10287419A
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barium
barium hexaaluminate
hexaaluminate
surface area
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JP9090947A
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English (en)
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Kenji Kido
健二 木戸
Kaichi Fujiyoshi
加一 藤吉
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Kawai Lime Industry Co Ltd
Original Assignee
Kawai Lime Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比表面積の大きなバリウムヘキサアルミネー
トを効率よく製造することができるとともに、高温でも
安定した状態で触媒として長時間使用することができる
バリウムヘキサアルミネートの製造方法を提供する。 【解決手段】 バリウムヘキサアルミネートは、水酸化
バリウム及び酸化バリウムから選ばれた少なくとも1種
と水酸化アルミニウム及びベーマイトから選ばれた少な
くとも1種とを水の存在下で加圧状態にして180〜3
00℃で反応させ、その反応生成物を1000〜150
0℃で焼成して製造される。さらに、ナトリウム化合
物、アルコール化合物及びアミン化合物からなる群より
選ばれた少なくとも1種の化合物を添加して反応させ
る。前記反応を攪拌又は静置下で行ったり、ハニカム形
状の鋳型内で行ったりする。このバリウムヘキサアルミ
ネートの形態は、小さな平板状又はウィスカー状であ
り、比表面積が大きい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば高温触媒
担体、高温耐熱潤滑材、耐火物等として使用されるバリ
ウムヘキサアルミネートの製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、燃焼触媒担体としては、一般にコ
ージライト、アルミナ及びムライト質材料が使用されて
いた。
【0003】そして、自動車排ガス浄化触媒装置、ガス
ボイラ等に使用されるコージライト質の触媒担体の製造
方法は、コージライト粉末に水とバインダーを加えて混
練し、混練したものをハニカム状に押出し成形して成形
体とした後、その成形体を焼成するものであった。一
方、発電等の電力分野では高温燃焼によるガスタービン
発電が主流となりつつあり、エネルギー効率の点から燃
焼温度が高温化する傾向にある。
【0004】また、研究、実験的な試みとしてバリウム
ヘキサアルミネート質材料が、粉末混合加熱合成法又は
共沈法により合成され、合成過程でバリウムモノアルミ
ネートを経由して製造されていた。最近の研究では、有
機金属化合物、例えばアルコキシド化合物から合成する
ゾルゲル法により、バリウムヘキサアルミネート質材料
が合成過程でバリウムモノアルミネートを経由して実験
的に製造されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの燃
焼触媒担体としてのコージライト、アルミナ、ムライト
及びバリウムヘキサアルミネート質材料には種々の問題
があった。上記のようなコージライト質の触媒担体の製
造方法では、成形体の不良品発生率が高く、歩留まりが
約60%となって生産性を悪化させるとともに、その成
形体を焼成して得たコージライト質の触媒担体の比表面
積が8(m2 /g)と小さく、触媒としての機能が低
い。しかも、このコージライト質の触媒担体における使
用温度範囲は、900℃以下の低温に限定されていた。
【0006】そして、コージライト質燃焼触媒担体で
は、使用温度が900℃以下に限定されているため、1
200〜1400℃というガスタービン燃焼温度範囲の
高温では焼結又は粒成長により比表面積が激減して触媒
としての機能を果たさなくなるという問題があった。
【0007】また、アルミナ及びムライト質の触媒担体
もコージライト質の触媒担体と同様に高温で長時間使用
すると、触媒担体自身の焼結又は粒成長が進行して比表
面積が激減するため、触媒としての機能を十分に果たす
ことができなくなるとともに、触媒として長時間使用す
ることができないという問題があった。
【0008】さらに、バリウムヘキサアルミネート質の
触媒担体は、粉末混合加熱合成法、共沈法及びゾルゲル
法により立方晶のバリウムモノアルミネートを経由して
製造されているため、結晶形態を制御することができず
に比表面積の大きい触媒担体を得ることができないとい
う問題があった。そして、共沈法では硝酸塩を使用して
いるため、製造過程において硝酸ガス等が発生するとい
う問題もあった。また、ゾルゲル法では高価なアルミニ
ウムイソプロポキシド、バリウムイソプロポキシド等の
有機金属化合物を原料とするため、製造方法として実用
性がなくなるとともに、触媒担体中に未反応のα−アル
ミナ等の不純鉱物を含有していて触媒としての機能が劣
化するという問題もあった。
【0009】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その目的と
するところは、比表面積の大きなバリウムヘキサアルミ
ネートを効率よく製造することができるとともに、高温
でも安定した状態で触媒として長時間使用することがで
きるバリウムヘキサアルミネートの製造方法を提供する
ことにある。また、他の目的とするところは、硝酸ガス
等を発生することなく容易に製造することができるとと
もに、製造コストの低減を図ることができるバリウムヘ
キサアルミネートの製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明のバリウムヘキサアルミネ
ートの製造方法では、水酸化バリウム及び酸化バリウム
から選ばれた少なくとも1種の化合物と水酸化アルミニ
ウム及びベーマイトから選ばれた少なくとも1種の化合
物とを水の存在下で加圧状態にして180〜300℃の
温度で反応させ、その反応生成物を1000〜1500
℃の温度で焼成する。
【0011】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載のバリウムヘキサアルミネートの製造方法において、
さらに、ナトリウム化合物、アルコール化合物及びアミ
ン化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合
物を添加して反応させる。
【0012】請求項3に記載の発明では、請求項1又は
請求項2に記載のバリウムヘキサアルミネートの製造方
法において、反応を攪拌又は静置下で行う。請求項4に
記載の発明では、請求項1〜請求項3のいずれかに記載
のバリウムヘキサアルミネートの製造方法において、反
応を所定形状の容器内で行い、得られた反応生成物をそ
の形状が維持される状態で焼成を行う。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て詳細に説明する。バリウムヘキサアルミネート(Ba
O・6Al2 3 )は、次のようにして製造される。ま
ず、水酸化バリウム〔Ba(OH)2 〕及び酸化バリウ
ム(BaO)から選ばれた少なくとも1種の化合物と水
酸化アルミニウム〔Al(OH)3〕及びベーマイト
〔AlO(OH)〕から選ばれた少なくとも1種の化合
物とを例えば圧力容器(オートクレーブ)などに入れて
水の存在下で加圧状態にする。
【0014】次いで、それらをオートクレーブ内で18
0〜300℃の温度で反応させて水熱合成し、その反応
生成物を例えば電気炉などにより1000〜1500℃
の温度で焼成することにより、バリウムヘキサアルミネ
ートが製造される。なお、焼成前の反応生成物は白色固
体であるとともに、焼成により得られるバリウムヘキサ
アルミネートの前駆体である。
【0015】そして、反応生成物を生成させる場合、オ
ートクレーブ内の反応原料を攪拌下で反応させて行った
り、静置下(無攪拌下)で反応させて行ったりするのが
望ましい。これにより、バリウムヘキサアルミネートの
前駆体の形態は、小さな平板状又はウィスカー状に制御
され、バリウムヘキサアルミネートの前駆体を焼成して
得られるバリウムヘキサアルミネートの形態は、焼成後
も変わらぬ形態で小さな平板状又はウィスカー状に維持
される。
【0016】また、前記反応を例えばハニカム形状など
の所定形状の容器内で行い、得られた反応生成物をその
形状が維持される状態で、例えば反応生成物を支持板上
に載せた状態で焼成を行うのが望ましい。この場合、前
記反応後に反応生成物を例えばハニカム形状などの所定
形状の容器内に入れ、その形状をなす反応生成物を容器
から取り出して焼成を行ってもよい。
【0017】反応原料としての水酸化バリウム、酸化バ
リウムは、例えば水酸化バリウム8水和物〔Ba(O
H)2 ・8H2 O〕などの水和物であってもよく、水酸
化アルミニウムとしてはアルマイト製造時などに生じた
廃棄物として処理される水酸化アルミニウム、ベーマイ
トとしてはカスミ石などの熱水変質によって生成された
ベーマイトを使用してもよい。反応原料としては水を必
要とし、その水を使用して水熱合成を行わせる。また、
水酸化バリウムと酸化バリウムとは、それぞれ単独で使
用してもよいし、併用してもよい。
【0018】また、上記反応原料に加えて、さらにナト
リウム化合物、アルコール化合物及びアミン化合物から
なる群より選ばれた少なくとも1種の化合物を添加して
反応させて反応生成物を得ることができる。この場合、
ナトリウム化合物は反応原料中のアルカリ度を調整でき
るため、水酸化アルミニウムの溶解性を調整して反応原
料の水熱合成を促進させることができる。また、アルコ
ール化合物は反応生成物が粒子状に大きく成長するのを
抑制して比表面積の大きな反応生成物を得ることができ
る。アミン化合物は反応原料の水熱合成を促進させる機
能と、反応生成物が粒子状に大きく成長するのを抑制し
て比表面積を大きくする機能との両機能を発揮すること
ができる。
【0019】ナトリウム化合物としては、例えば水酸化
ナトリウム(NaOH)、酢酸ナトリウム(NaCH3
CO2 )などが使用され、特に水酸化ナトリウムが好ま
しい。これらのナトリウム化合物はそれぞれ単独で使用
してもよいし、併用してもよい。
【0020】アルコール化合物としては、例えばメタノ
ール(CH3 OH)、エタノール(CH3 CH2 OH)
などの一価アルコール及びエチレングリコール(HOC
2CH2 OH)、グリセリン(C3 8 3 )などの
多価アルコールが使用され、特にエチレングリコール又
はグリセリンが好ましい。これらのアルコール化合物は
それぞれ単独で使用してもよいし、併用してもよい。
【0021】アミン化合物としては、例えばトリエタノ
ールアミン〔N(CH2 CH2 OH)3 〕、メチルアミ
ン(CH3 NH2 )、ジアシルアミン〔(RCO)2
H〕、トリアシルアミン〔(RCO)3 N〕、シクロヘ
キシルアミン(C6 13N)、ヘキサメチレンテトラミ
ン(C6 124 )、N−エチルアニリン(C8 11
2 )、エチレンジアミン四酢酸(C10162 8 )な
どが使用され、特にトリエタノールアミンが好ましい。
なお、化学式中のRはアルキル基を表す。これらのアミ
ン化合物はそれぞれ単独で使用してもよいし、併用して
もよい。
【0022】水酸化バリウム及び酸化バリウムから選ば
れた少なくとも1種の化合物と水酸化アルミニウム及び
ベーマイトから選ばれた少なくとも1種の化合物とは、
モル比で1:6〜1:14、好ましくは1:8〜1:1
2、さらに好ましくは1:10になるように設定して使
用するのが望ましい。これらのモル比の割合は、バリウ
ムヘキサアルミネートを効率よく製造するためである。
【0023】水の使用量は、水酸化バリウム8水和物に
対し、重量比で5〜40倍、好ましくは10〜30倍、
さらに好ましくは12.7倍である。5倍未満では反応
原料が水熱合成して反応生成物を生成するのに不十分で
あり、40倍を越えると無駄な水の量が増加して製造コ
ストが高くなるとともに、バリウムヘキサアルミネート
の生産性が低下してしまうために好ましくない。
【0024】ナトリウム化合物の使用範囲は、水酸化ア
ルミニウムに対して0. 1〜10重量%、好ましくは
0. 1〜5重量%である。この使用範囲は、反応原料と
水との水熱合成を促進させる働きが妥当だからである。
アルコール化合物の使用量は、水の総重量の10〜60
重量%、好ましくは15〜50重量%、さらに好ましく
は25重量%である。この使用量が好ましいのは、バリ
ウムヘキサアルミネートの前駆体が粒子状に大きく成長
するのを抑制して比表面積を大きくすることができるか
らである。アミン化合物の使用量は、水の総重量の1〜
50重量%、好ましくは5〜40重量%、さらに好まし
くは10重量%である。この使用量が好ましいのは、水
熱合成を促進させる機能と、バリウムヘキサアルミネー
トの前駆体が粒子状に大きく成長するのを抑制して小さ
な平板状又はウィスカー状に成長させて比表面積を大き
くする機能との両機能をバランスよく発揮することがで
きるからである。
【0025】反応原料を攪拌する場合、例えば攪拌装置
などにより回転数150(rpm)で攪拌するのが好ま
しく、反応原料を静置する場合、攪拌せずに放置してお
くのが好ましい。反応を攪拌下で行うのは、バリウムヘ
キサアルミネートの前駆体が粒子状に大きく成長するの
を抑制してウィスカー状の小さな形態を得るためであ
り、静置下で行うのは、バリウムヘキサアルミネートの
前駆体が粒子状に大きく成長するのを抑制して平板状の
小さな形態を得るためである。
【0026】反応生成物を生成させるための温度は、オ
ートクレーブ内を180〜300℃、好ましくは200
〜280℃、さらに好ましくは250℃に設定すること
が望ましい。180℃未満では反応生成物であるバリウ
ムヘキサアルミネートの前駆体を得ることは困難であ
り、300℃を越えるとバリウムヘキサアルミネートの
生産性が悪くなったり、製造コストが高くなったりして
好ましくない。
【0027】この場合の加熱時間は、4〜48時間が好
ましく、攪拌又は静置下のそれぞれの状況に応じて加熱
時間が相違する。4時間未満では反応生成物であるバリ
ウムヘキサアルミネートの前駆体を得ることは困難であ
り、48時間を超えるとエネルギーコスト及び製造コス
トが上昇して好ましくない。なお、攪拌する場合の加熱
時間は12時間が望ましく、攪拌しない静置下の場合の
加熱時間は24時間が望ましい。これは、製造して得ら
れるバリウムヘキサアルミネートの前駆体の形態を小さ
なウィスカー状又は平板状に制御するためである。
【0028】反応生成物を焼成する温度は、1000〜
1500℃、好ましくは1100〜1400℃、さらに
好ましくは1350℃の温度に設定するのが望ましい。
1000℃未満では高温触媒担体としてのバリウムヘキ
サアルミネートを得ることが困難であり、1500℃を
越えるとエネルギーコスト及び製造コストが上昇した
り、バリウムヘキサアルミネートが焼結又は粒成長して
比表面積が小さくなったりして好ましくない。
【0029】焼成時間は1〜4時間、好ましくは1. 5
〜3. 5時間、さらに好ましくは2〜3時間である。1
時間未満では焼成が不十分となってバリウムヘキサアル
ミネートを得ることが困難であり、4時間を超えるとエ
ネルギーコスト及び製造コストが上昇したり、バリウム
ヘキサアルミネートが焼結又は粒成長して比表面積が小
さくなったりして好ましくない。
【0030】このようにして得られるバリウムヘキサア
ルミネートは、六方晶結晶で形態の小さなウィスカー状
又は平板状であるとともに、立方晶のバリウムモノアル
ミネートを経由しないため、比表面積が大きく、12
(m2 /g)以上、アスペクト比が18以上である。こ
のバリウムヘキサアルミネートは、高温触媒担体、高温
耐熱潤滑材、耐火物等として使用するのに好適であり、
特に高温触媒担体として高温でも安定した状態で長時間
使用することができる。また、高温触媒担体として使用
する場合、バリウムヘキサアルミネートの形態が小さな
ウィスカー状又は平板状になるように製造されているた
め、バリウムヘキサアルミネートの形態が均一に制御さ
れることになり、触媒担体として圧力損失を少なくして
効率よく使用することができる。
【0031】前記実施形態によって発揮される効果につ
いて、以下に記載する。 ・ 反応原料を水熱合成で反応させ、その反応生成物を
焼成することにより、比表面積の大きなバリウムヘキサ
アルミネートを効率よく製造することができるととも
に、高温でも安定した状態で触媒として長時間使用する
ことができるバリウムヘキサアルミネートを製造するこ
とができる。 ・ しかも、従来の共沈法によりバリウムヘキサアルミ
ネートを製造しないため、硝酸ガス等を発生することな
く容易にバリウムヘキサアルミネートを製造することが
できる。また、従来のゾルゲル法のように高価な有機金
属化合物を使用してバリウムヘキサアルミネートを製造
しないため、製造コストの低減を図ることができる。 ・ 反応を攪拌下で行うことにより形態の小さなウィス
カー状のバリウムヘキサアルミネートの前駆体及びバリ
ウムヘキサアルミネートを得ることができ、反応を静置
下で行うことにより形態の小さな平板状のバリウムヘキ
サアルミネートの前駆体及びバリウムヘキサアルミネー
トを得ることができる。従って、反応を攪拌又は静置下
で行うことにより、バリウムヘキサアルミネートの前駆
体及びバリウムヘキサアルミネートの形態を小さなウィ
スカー状又は平板状のどちらかを選択して所望の形態に
することができる。 ・ 反応を例えばハニカム形状などの所定形状の容器内
で行い、得られた反応生成物が崩壊しないようにその形
状を維持した状態で焼成することにより、焼成後にバリ
ウムヘキサアルミネートを所定形状に成形加工する必要
がない。つまり、焼成した段階でバリウムヘキサアルミ
ネートが所定形状に形成されているため、所定形状のバ
リウムヘキサアルミネートをより効率よく製造すること
ができるとともに、製造コストの低減をさらに図ること
ができる。 ・ また、反応後に反応生成物を例えばハニカム形状な
どの所定形状の容器内に入れ、その形状をなす反応生成
物を容器から取り出して焼成を行うことにより、焼成後
にバリウムヘキサアルミネートを所定形状に成形加工す
る必要がない。つまり、焼成した段階でバリウムヘキサ
アルミネートが所定形状に形成されているため、所定形
状のバリウムヘキサアルミネートをより効率よく製造す
ることができるとともに、製造コストの低減をさらに図
ることができる。 ・ 水酸化アルミニウムとして、廃棄物として処理され
る水酸化アルミニウムを使用することにより、反応原料
として有効に利用することができるとともに、廃棄物に
よる環境汚染の問題を解消することができる。
【0032】
【実施例】以下に、前記実施形態をさらに具体化した実
施例について説明する。 (実施例1)水酸化バリウム8水和物を1. 575(k
g)、水酸化アルミニウムを4. 680(kg)及び水
を20. 000(kg)秤量し、それぞれ秤量したもの
をオートクレーブ内に入れて混合液とした。そして、オ
ートクレーブ内を加圧状態にして混合液を回転数150
(rpm)で攪拌し、混合液を攪拌しながら昇温速度2
00(℃/時間)で200℃まで加熱した。その温度を
12時間保持してオートクレーブ内の混合液を反応させ
た。
【0033】その後、攪拌を止めて反応後の混合液を自
然冷却により冷却し、その混合液をろ過して反応生成物
を得た。その反応生成物を水洗し、水を含む反応生成物
を105℃で乾燥してバリウムヘキサアルミネートの前
駆体である白色固体を得た。乾燥した白色固体の反応生
成物を昇温速度100(℃/時間)の電気炉により13
50℃で3時間加熱し、比表面積の大きな六方晶結晶の
バリウムヘキサアルミネートを得た。
【0034】このバリウムヘキサアルミネートでは、ウ
ィスカー状の形態が得られるとともに、アスペクト比3
0、比表面積21(m2 /g)の物性が得られ、高温触
媒担体として使用上全く問題なく好適に使用することが
できた。 (実施例2)水酸化バリウム8水和物を1. 575(k
g)、水酸化アルミニウムを4. 680(kg)及び水
を20. 000(kg)秤量し、それぞれ秤量したもの
をオートクレーブ内に入れて混合液とした。そして、オ
ートクレーブ内を加圧状態にして混合液を攪拌せずに静
置下(無攪拌下)にし、混合液を昇温速度200(℃/
時間)で200℃まで加熱した。その温度を24時間保
持してオートクレーブ内の混合液を反応させた。
【0035】その後、反応後の混合液を自然冷却により
冷却し、その混合液をろ過して反応生成物を得た。その
反応生成物を水洗し、水を含む反応生成物を105℃で
乾燥してバリウムヘキサアルミネートの前駆体である白
色固体を得た。乾燥した白色固体の反応生成物を昇温速
度100(℃/時間)の電気炉により1350℃で3時
間加熱し、比表面積の大きな六方晶結晶のバリウムヘキ
サアルミネートを得た。
【0036】このバリウムヘキサアルミネートでは、3
(μm)の平板状の形態が得られるとともに、アスペク
ト比20、比表面積14(m2 /g)の物性が得られ、
高温触媒担体として使用上全く問題なく好適に使用する
ことができた。 (実施例3)実施例1において、オートクレーブ内にさ
らにトリエタノールアミンを2. 000(kg)秤量し
て入れて混合液とした。そして、その混合液の加熱温度
を200℃から250℃に変更した。その他は実施例1
と同様にして行い、比表面積の大きな六方晶結晶のバリ
ウムヘキサアルミネートを得た。
【0037】このバリウムヘキサアルミネートでは、ウ
ィスカー状の形態が得られるとともに、アスペクト比2
0、比表面積16(m2 /g)の物性が得られ、高温触
媒担体として使用上全く問題なく好適に使用することが
できた。 (実施例4)実施例2において、オートクレーブ内にさ
らにトリエタノールアミンを2. 000(kg)秤量し
て入れて混合液とした。そして、その混合液の加熱温度
を200℃から250℃に変更した。その他は実施例2
と同様にして行い、比表面積の大きな六方晶結晶のバリ
ウムヘキサアルミネートを得た。
【0038】このバリウムヘキサアルミネートでは、5
(μm)の平板状の形態が得られるとともに、アスペク
ト比25、比表面積12(m2 /g)の物性が得られ、
高温触媒担体として使用上全く問題なく好適に使用する
ことができた。 (実施例5)実施例1において、オートクレーブ内にさ
らにエチレングリコールを5. 000(kg)秤量して
入れて混合液とした。そして、その混合液の加熱温度を
200℃から250℃に変更した。その他は実施例1と
同様にして行い、比表面積の大きな六方晶結晶のバリウ
ムヘキサアルミネートを得た。
【0039】このバリウムヘキサアルミネートでは、ウ
ィスカー状の形態が得られるとともに、アスペクト比3
8、比表面積31(m2 /g)の物性が得られ、高温触
媒担体として使用上全く問題なく好適に使用することが
できた。 (実施例6)実施例2において、オートクレーブ内にさ
らにエチレングリコールを5. 000(kg)秤量して
入れて混合液とした。そして、その混合液の加熱温度を
200℃から250℃に変更した。その他は実施例2と
同様にして行い、比表面積の大きな六方晶結晶のバリウ
ムヘキサアルミネートを得た。
【0040】このバリウムヘキサアルミネートでは、
0. 7(μm)の平板状の形態が得られるとともに、ア
スペクト比18、比表面積18(m2 /g)の物性が得
られ、高温触媒担体として使用上全く問題なく好適に使
用することができた。 (実施例7)実施例2において、オートクレーブ内にさ
らに水酸化ナトリウムを0. 234(kg)秤量して入
れて混合液とした。そして、その混合液の加熱温度を2
00℃から250℃に変更した。その他は実施例2と同
様にして行い、比表面積の大きな六方晶結晶のバリウム
ヘキサアルミネートを得た。
【0041】このバリウムヘキサアルミネートでは、4
(μm)の平板状の形態が得られるとともに、アスペク
ト比23、比表面積12. 5(m2 /g)の物性が得ら
れ、高温触媒担体として使用上全く問題なく好適に使用
することができた。 (実施例8)実施例1において、オートクレーブ内にさ
らにグリセリンを5. 000(kg)秤量して入れると
ともに、水を20. 000(kg)から15. 000
(kg)に変更して混合液とした。そして、その混合液
の加熱温度を200℃から250℃に変更した。その他
は実施例1と同様にして行い、比表面積の大きな六方晶
結晶のバリウムヘキサアルミネートを得た。
【0042】このバリウムヘキサアルミネートでは、ウ
ィスカー状の形態が得られるとともに、アスペクト比3
0、比表面積25(m2 /g)の物性が得られ、高温触
媒担体として使用上全く問題なく好適に使用することが
できた。 (実施例9)水酸化バリウム8水和物を1. 575(k
g)、水酸化アルミニウムを4. 680(kg)、水を
15. 000(kg)及びエチレングリコールを5. 0
00(kg)秤量し、それぞれ秤量したものをオートク
レーブ内に入れて混合液とした。そして、オートクレー
ブ内を加圧状態にして混合液を回転数150(rpm)
で攪拌し、混合液を攪拌しながら昇温速度200(℃/
時間)で250℃まで加熱した。その温度を12時間保
持してオートクレーブ内の混合液を反応させた。
【0043】その後、反応後の混合液を自然冷却により
冷却し、その混合液を均一になるように攪拌してからハ
ニカム形状の鋳型に流し込んだ。ハニカム形状の鋳型に
混合液を流し込むことにより、混合液が固液分離されて
ハニカム形状の鋳型内に反応生成物を得た。次に、ハニ
カム形状の鋳型から反応生成物を崩壊しないように取り
出し、ハニカム形状の反応生成物を105℃で乾燥して
バリウムヘキサアルミネートの前駆体である白色固体を
得た。乾燥した白色固体の反応生成物を昇温速度100
(℃/時間)の電気炉により1350℃で3時間加熱
し、比表面積の大きな六方晶結晶のバリウムヘキサアル
ミネート(ハニカム形状)を得た。
【0044】このバリウムヘキサアルミネートでは、ウ
ィスカー状の形態が得られるとともに、アスペクト比2
5、比表面積22(m2 /g)の物性が得られ、高温触
媒担体として使用上全く問題なく好適に使用することが
できた。 (実施例10)水酸化バリウム8水和物を1. 575
(kg)、水酸化アルミニウムを4. 680(kg)、
水を15. 000(kg)及びエチレングリコールを
5. 000(kg)秤量し、それぞれ秤量したものをオ
ートクレーブ内に入れて混合液とした。そして、オート
クレーブ内を加圧状態にして混合液をハニカム形状の鋳
型に流し込み、混合液を攪拌せずに静置下にして昇温速
度200(℃/時間)で250℃まで加熱した。その温
度を24時間保持し、ハニカム形状の鋳型内の混合液を
反応させて反応生成物を得た。
【0045】その後、反応生成物を自然冷却により冷却
し、ハニカム形状の鋳型から反応生成物を取り出して水
洗し、水を含むハニカム形状の反応生成物を105℃で
乾燥してバリウムヘキサアルミネートの前駆体である白
色固体を得た。乾燥した白色固体の反応生成物を昇温速
度100(℃/時間)の電気炉により1350℃で3時
間加熱し、比表面積の大きな六方晶結晶のバリウムヘキ
サアルミネート(ハニカム形状)を得た。
【0046】このバリウムヘキサアルミネートでは、
0. 7(μm)の平板状の形態が得られるとともに、ア
スペクト比18、比表面積17(m2 /g)の物性が得
られ、高温触媒担体として使用上全く問題なく好適に使
用することができた。 (実施例11)実施例2において、1. 575(kg)
の水酸化バリウム8水和物に代えて焼結性の良い硬焼き
酸化バリウムを0. 766(kg)使用するとともに、
水を20. 000(kg)から21. 000(kg)に
変更した。その他は実施例2と同様にして行い、比表面
積の大きな六方晶結晶のバリウムヘキサアルミネートを
得た。
【0047】このバリウムヘキサアルミネートでは、3
(μm)の平板状の形態が得られるとともに、アスペク
ト比20、比表面積14(m2 /g)の物性が得られ、
高温触媒担体として使用上全く問題なく好適に使用する
ことができた。 (実施例12)実施例1において、4. 680(kg)
の水酸化アルミニウムに代えて3. 600(kg)のベ
ーマイトを使用した。その他は実施例1と同様にして行
い、比表面積の大きな六方晶結晶のバリウムヘキサアル
ミネートを得た。
【0048】このバリウムヘキサアルミネートでは、ウ
ィスカー状の形態が得られるとともに、アスペクト比2
7、比表面積18(m2 /g)の物性が得られ、高温触
媒担体として使用上全く問題なく好適に使用することが
できた。 (実施例13)実施例2において、4. 680(kg)
の水酸化アルミニウムに代えて3. 600(kg)のベ
ーマイトを使用した。その他は実施例2と同様にして行
い、比表面積の大きな六方晶結晶のバリウムヘキサアル
ミネートを得た。
【0049】このバリウムヘキサアルミネートでは、2
(μm)の平板状の形態が得られるとともに、アスペク
ト比18、比表面積13(m2 /g)の物性が得られ、
高温触媒担体として使用上全く問題なく好適に使用する
ことができた。
【0050】なお、前記実施形態より把握される技術的
思想について以下に記載する。 ・ 前記反応後に反応生成物を所定形状の容器内に入
れ、容器から所定形状をなす反応生成物を取り出して焼
成する請求項1〜請求項3のいずれかに記載のバリウム
ヘキサアルミネートの製造方法。
【0051】このように構成した場合、請求項1〜請求
項3のいずれかに記載の発明の効果に加え、焼成後にバ
リウムヘキサアルミネートを所定形状に成形加工する必
要がなく、焼成した段階でバリウムヘキサアルミネート
が所定形状に形成されているため、所定形状のバリウム
ヘキサアルミネートをより効率よく製造することができ
るとともに、製造コストの低減をさらに図ることができ
る。 ・ 前記水酸化バリウム及び酸化バリウムから選ばれた
少なくとも1種の化合物と水酸化アルミニウム及びベー
マイトから選ばれた少なくとも1種の化合物とのモル比
を1:6〜1:14に設定する請求項1〜請求項4のい
ずれかに記載のバリウムヘキサアルミネートの製造方
法。
【0052】このように構成した場合、請求項1〜請求
項4のいずれかに記載の発明の効果に加え、水酸化バリ
ウム及び酸化バリウムから選ばれた少なくとも1種の化
合物と水酸化アルミニウム及びベーマイトから選ばれた
少なくとも1種の化合物とのモル比が1:6〜1:14
になるように設定されているため、バリウムヘキサアル
ミネートを無駄なく効率的に製造することができる。 ・ 前記水酸化アルミニウムは廃棄物より得られるもの
である請求項1〜請求項4のいずれかに記載のバリウム
ヘキサアルミネートの製造方法。
【0053】このように構成した場合、請求項1〜請求
項4のいずれかに記載の発明の効果に加え、廃棄物とし
て処理される水酸化アルミニウムを反応原料として有効
に利用することができるとともに、廃棄物による環境汚
染の問題を解消することができる。
【0054】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を奏する。請求項1に記載の発
明によれば、反応原料を水熱合成で反応させ、その反応
生成物を焼成することにより、比表面積の大きなバリウ
ムヘキサアルミネートを効率よく製造することができる
とともに、高温でも安定した状態で触媒として長時間使
用することができるバリウムヘキサアルミネートを製造
することができる。
【0055】しかも、従来の共沈法によりバリウムヘキ
サアルミネートを製造しないため、硝酸ガス等を発生す
ることなく容易にバリウムヘキサアルミネートを製造す
ることができる。また、従来のゾルゲル法のように高価
な有機金属化合物を使用してバリウムヘキサアルミネー
トを製造しないため、製造コストの低減を図ることがで
きる。
【0056】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明の効果に加え、反応原料にナトリウム化合
物、アルコール化合物及びアミン化合物からなる群より
選ばれた少なくとも1種の化合物を添加することによ
り、反応原料の水熱合成を促進したり、反応生成物及び
バリウムヘキサアルミネートが粒子状に大きく成長する
のを抑制して比表面積を大きくしたりすることができ
る。
【0057】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
又は請求項2に記載の発明の効果に加え、反応を攪拌下
で行うことにより形態の小さなウィスカー状のバリウム
ヘキサアルミネートを得ることができ、反応を静置下で
行うことにより形態の小さな平板状のバリウムヘキサア
ルミネートを得ることができる。従って、反応を攪拌又
は静置下で行うことにより、バリウムヘキサアルミネー
トの形態を小さなウィスカー状又は平板状のどちらかを
選択して所望の形態にすることができる。
【0058】請求項4に記載の発明によれば、請求項1
〜請求項3のいずれかに記載の発明の効果に加え、反応
を所定形状の容器内で行い、得られた反応生成物が崩壊
しないようにその形状を維持した状態で焼成することに
より、焼成後にバリウムヘキサアルミネートを所定形状
に成形加工する必要がなく、焼成した段階でバリウムヘ
キサアルミネートが所定形状に形成されているため、所
定形状のバリウムヘキサアルミネートをより効率よく製
造することができるとともに、製造コストの低減をさら
に図ることができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水酸化バリウム及び酸化バリウムから選
    ばれた少なくとも1種の化合物と水酸化アルミニウム及
    びベーマイトから選ばれた少なくとも1種の化合物とを
    水の存在下で加圧状態にして180〜300℃の温度で
    反応させ、その反応生成物を1000〜1500℃の温
    度で焼成するバリウムヘキサアルミネートの製造方法。
  2. 【請求項2】 さらに、ナトリウム化合物、アルコール
    化合物及びアミン化合物からなる群より選ばれた少なく
    とも1種の化合物を添加して反応させる請求項1に記載
    のバリウムヘキサアルミネートの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記反応を攪拌又は静置下で行う請求項
    1又は請求項2に記載のバリウムヘキサアルミネートの
    製造方法。
  4. 【請求項4】 前記反応を所定形状の容器内で行い、得
    られた反応生成物をその形状が維持される状態で焼成を
    行う請求項1〜請求項3のいずれかに記載のバリウムヘ
    キサアルミネートの製造方法。
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