JPH1066870A - 担持金触媒の製造方法 - Google Patents
担持金触媒の製造方法Info
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- JPH1066870A JPH1066870A JP8225003A JP22500396A JPH1066870A JP H1066870 A JPH1066870 A JP H1066870A JP 8225003 A JP8225003 A JP 8225003A JP 22500396 A JP22500396 A JP 22500396A JP H1066870 A JPH1066870 A JP H1066870A
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- gold
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高活性のCO酸化反応用の触媒の提供。
【解決手段】 遷移金属又は希土類金属の水酸化物、も
しくはこれら金属の部分含水酸化物の固体に、金化合物
を溶媒に溶解した溶液を加え、ついで溶媒を除去して金
化合物を前記固体に担持させた後、これを焼成して金属
酸化物に金が担持された触媒を得ることを特徴とする担
持金触媒の製造方法。
しくはこれら金属の部分含水酸化物の固体に、金化合物
を溶媒に溶解した溶液を加え、ついで溶媒を除去して金
化合物を前記固体に担持させた後、これを焼成して金属
酸化物に金が担持された触媒を得ることを特徴とする担
持金触媒の製造方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一酸化炭素や炭化
水素類の燃焼に有用な担持金触媒の製造方法に関する。
水素類の燃焼に有用な担持金触媒の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】金は不活性金属元素の典型例として知ら
れてきたが、近年その超微粒子を担持した触媒がCO酸
化や脱硝反応などの反応に有効であることが見出されて
いる。例えば、特公平3−12934号公報には、マン
ガン、鉄、コバルト、ニッケル、及び銅からなる群から
選ばれた少なくとも一種の金属酸化物と金とからなる可
燃性ガスの接触燃焼用触媒が提案されている。
れてきたが、近年その超微粒子を担持した触媒がCO酸
化や脱硝反応などの反応に有効であることが見出されて
いる。例えば、特公平3−12934号公報には、マン
ガン、鉄、コバルト、ニッケル、及び銅からなる群から
選ばれた少なくとも一種の金属酸化物と金とからなる可
燃性ガスの接触燃焼用触媒が提案されている。
【0003】該公報によると、この触媒は、次の〜
の共沈法により製造される。 Co3 O4 、NiO及びCuOで表され、塩化金酸
(HAuCl4 )水溶液とマンガン(II)、鉄(III) 、
コバルト(II)、ニッケル(II)、及び銅(II)の塩化
物、硫酸塩、又は硝酸塩などの水溶液製塩水溶液との混
合液に炭酸アルカリ、水酸化アルカリ、アンモニアなど
の中和剤の水溶液を反応させた中和塩類を共沈させ、次
いで焼成する。
の共沈法により製造される。 Co3 O4 、NiO及びCuOで表され、塩化金酸
(HAuCl4 )水溶液とマンガン(II)、鉄(III) 、
コバルト(II)、ニッケル(II)、及び銅(II)の塩化
物、硫酸塩、又は硝酸塩などの水溶液製塩水溶液との混
合液に炭酸アルカリ、水酸化アルカリ、アンモニアなど
の中和剤の水溶液を反応させた中和塩類を共沈させ、次
いで焼成する。
【0004】 マンガン(II)の前記水溶性塩と塩化
金酸の混合水溶液と前記中和剤と過マンガン酸カリウ
ム、次亜塩素酸ナトリウム、臭素酸ナトリウムなどの酸
化剤との混合水溶液を反応させて共沈させ、次いで、得
られた沈殿物を水洗、乾燥後、空気の存在下、通常30
0〜700℃で焼成する。 金と前記金属の水酸化物を別々に沈殿させ、しかる
後に両沈殿物を混練し、次いで、得られた両沈殿物を乾
燥後、焼成する。
金酸の混合水溶液と前記中和剤と過マンガン酸カリウ
ム、次亜塩素酸ナトリウム、臭素酸ナトリウムなどの酸
化剤との混合水溶液を反応させて共沈させ、次いで、得
られた沈殿物を水洗、乾燥後、空気の存在下、通常30
0〜700℃で焼成する。 金と前記金属の水酸化物を別々に沈殿させ、しかる
後に両沈殿物を混練し、次いで、得られた両沈殿物を乾
燥後、焼成する。
【0005】しかし、これらの共沈法による触媒の調製
方法においては、高価な金の含有量を多くしなければ十
分な成績が得られず、また予め成形した成形体上に担持
することもできない。又、特公平5−325号公報は、
金化合物水溶液と水溶性金属塩の水溶液の混合水溶液を
アルカリ性化合物で中和して共沈物を得た後、共沈物を
含有する溶液中にカルボン酸又はその塩を添加し、次い
で共沈物を加熱することを特徴とする金超微粒子を金属
酸化物に担持させた触媒の製造法を開示する。
方法においては、高価な金の含有量を多くしなければ十
分な成績が得られず、また予め成形した成形体上に担持
することもできない。又、特公平5−325号公報は、
金化合物水溶液と水溶性金属塩の水溶液の混合水溶液を
アルカリ性化合物で中和して共沈物を得た後、共沈物を
含有する溶液中にカルボン酸又はその塩を添加し、次い
で共沈物を加熱することを特徴とする金超微粒子を金属
酸化物に担持させた触媒の製造法を開示する。
【0006】この方法によると、触媒調製時に精密なp
H制御が必要な上、金の担持量を増やそうとすると沈殿
が不均一になりやすく、十分な性能が得られない。か
つ、これらの手法による触媒は、通常知られる触媒系よ
りは高活性とはいえ、低濃度、高線速が望まれる反応条
件に対応するために、なるべく高活性である触媒の製造
技術の開発が望まれていた。
H制御が必要な上、金の担持量を増やそうとすると沈殿
が不均一になりやすく、十分な性能が得られない。か
つ、これらの手法による触媒は、通常知られる触媒系よ
りは高活性とはいえ、低濃度、高線速が望まれる反応条
件に対応するために、なるべく高活性である触媒の製造
技術の開発が望まれていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高分散かつ
高活性なAu触媒の製造方法の提供を目的とする。
高活性なAu触媒の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】本発明は、遷移金属又は
希土類金属の水酸化物、もしくはこれら金属の部分含水
酸化物の固体に、金化合物を溶媒に溶解した溶液を加
え、ついで溶媒を除去して金化合物を前記固体に担持さ
せた後、これを焼成して金属酸化物に金が担持された触
媒を得ることを特徴とする担持金触媒の製造方法を提供
するものである。
希土類金属の水酸化物、もしくはこれら金属の部分含水
酸化物の固体に、金化合物を溶媒に溶解した溶液を加
え、ついで溶媒を除去して金化合物を前記固体に担持さ
せた後、これを焼成して金属酸化物に金が担持された触
媒を得ることを特徴とする担持金触媒の製造方法を提供
するものである。
【0008】
【発明の実施の態様】担体 :焼成前の金化合物の担体としては、遷移金属水酸
化物又は希土類金属の水酸化物、及びこれらの部分含水
酸化物が用いられる。通常、担体とする遷移金属、ある
いは希土類金属の塩を含む水溶液からpHを調整して該
金属の水酸化物を沈殿として得、必要により部分的に脱
水を行って含水酸化物とした固体とする。遷移金属とし
ては、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、C
u、Znなどの遷移金属第一列のほか、Zr、Nb及び
La、Ceなどの希土類金属が挙げられる。中でも好適
なのはFe、Mn、Co、Ni、Zn、Ti及びCuで
ある。これらはその硝酸塩、硫酸塩、塩酸塩等のほか、
アルコキシドなどを用いて加水分解を行い、担体に用い
ることができる。加水分解の条件としては、NaCO 3
水溶液、アンモニア水などのアルカリ性の溶液を添加す
るほか、尿素等を添加してゆっくり加熱することによっ
て徐々にpHを変化せしめ、沈殿を生成せしめてもよ
い。
化物又は希土類金属の水酸化物、及びこれらの部分含水
酸化物が用いられる。通常、担体とする遷移金属、ある
いは希土類金属の塩を含む水溶液からpHを調整して該
金属の水酸化物を沈殿として得、必要により部分的に脱
水を行って含水酸化物とした固体とする。遷移金属とし
ては、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、C
u、Znなどの遷移金属第一列のほか、Zr、Nb及び
La、Ceなどの希土類金属が挙げられる。中でも好適
なのはFe、Mn、Co、Ni、Zn、Ti及びCuで
ある。これらはその硝酸塩、硫酸塩、塩酸塩等のほか、
アルコキシドなどを用いて加水分解を行い、担体に用い
ることができる。加水分解の条件としては、NaCO 3
水溶液、アンモニア水などのアルカリ性の溶液を添加す
るほか、尿素等を添加してゆっくり加熱することによっ
て徐々にpHを変化せしめ、沈殿を生成せしめてもよ
い。
【0009】金化合物:触媒の原料として用いられる金
化合物は、AuCN、AuCl4 、NaAuCl4 、K
Au(CN)4 などの金錯化合物、非ハロゲン系の錯化
合物でるAu(PPh3 )(NO3 )、〔Au9 (PP
h3 )8 〕(NO3 )3 などである。これらの金化合物
を溶解し得る適切な溶媒、すなわち水、アルコール類、
ケトン類、エーテル類に溶解した溶液としてから担持す
る。アルコール類としては、メチルアルコール、エチル
アルコール、プロピルアルコール等が、ケトン類として
はアセトン、メチルエチルケトン等が、エーテル類とし
てはメチルエチルセロソルブ等が挙げられる。
化合物は、AuCN、AuCl4 、NaAuCl4 、K
Au(CN)4 などの金錯化合物、非ハロゲン系の錯化
合物でるAu(PPh3 )(NO3 )、〔Au9 (PP
h3 )8 〕(NO3 )3 などである。これらの金化合物
を溶解し得る適切な溶媒、すなわち水、アルコール類、
ケトン類、エーテル類に溶解した溶液としてから担持す
る。アルコール類としては、メチルアルコール、エチル
アルコール、プロピルアルコール等が、ケトン類として
はアセトン、メチルエチルケトン等が、エーテル類とし
てはメチルエチルセロソルブ等が挙げられる。
【0010】担持:前記固体の遷移金属又は希土類金属
の水酸化物又は部分含水酸化物に、溶解した金化合物を
含む溶液を加え、金担持触媒を調製することができる。
担体として、焼成して酸化物に転換してから金化合物の
溶液を含浸させる担持操作を行うのでは、十分な活性を
有する触媒を得ることができない。担持するAuの量
は、通常担体の0.01〜50重量%であるが、担持率
を高くすると、担持された金の分散度が低下し、高価な
Auあたりの比活性が低下するため、実用的には、0.
01〜10重量%、より好適には0.1〜5重量%であ
る。
の水酸化物又は部分含水酸化物に、溶解した金化合物を
含む溶液を加え、金担持触媒を調製することができる。
担体として、焼成して酸化物に転換してから金化合物の
溶液を含浸させる担持操作を行うのでは、十分な活性を
有する触媒を得ることができない。担持するAuの量
は、通常担体の0.01〜50重量%であるが、担持率
を高くすると、担持された金の分散度が低下し、高価な
Auあたりの比活性が低下するため、実用的には、0.
01〜10重量%、より好適には0.1〜5重量%であ
る。
【0011】担持処理の後、乾燥、焼成を経て目的とす
る金担持触媒が得られる。通常乾燥条件としては、空気
中50〜150℃、より好適には100〜140℃の温
度で、1〜100時間、より好適には5〜20時間処理
を行う。焼成工程においては、空気、あるいは空気を窒
素などの不活性ガスで希釈した雰囲気において加熱を行
うことにより、金錯化合物を分解、担体上に固定する。
通常0〜21容量%の範囲の酸素を含む雰囲気におい
て、200〜800℃、より好適には300〜500℃
の温度で1〜100時間保持し、担持触媒を得る。
る金担持触媒が得られる。通常乾燥条件としては、空気
中50〜150℃、より好適には100〜140℃の温
度で、1〜100時間、より好適には5〜20時間処理
を行う。焼成工程においては、空気、あるいは空気を窒
素などの不活性ガスで希釈した雰囲気において加熱を行
うことにより、金錯化合物を分解、担体上に固定する。
通常0〜21容量%の範囲の酸素を含む雰囲気におい
て、200〜800℃、より好適には300〜500℃
の温度で1〜100時間保持し、担持触媒を得る。
【0012】本発明を実施することにより得られる担持
金触媒は、酸化物にAu化合物を担持する方法よりも活
性が高い特徴を有するが、その原因は必ずしも明らかで
はない。担持操作時にAu錯化合物と担持表面との間に
相互作用が存在し、その相互作用の差異により、本発明
の場合には、より高活性状態が得られるような表面状
態、あるいは構造をとるものと推測される。
金触媒は、酸化物にAu化合物を担持する方法よりも活
性が高い特徴を有するが、その原因は必ずしも明らかで
はない。担持操作時にAu錯化合物と担持表面との間に
相互作用が存在し、その相互作用の差異により、本発明
の場合には、より高活性状態が得られるような表面状
態、あるいは構造をとるものと推測される。
【0013】本発明の実施により得られる担持金触媒は
COの酸化などの酸化反応に対し、高活性を有してお
り、大気汚染/火災危険性のない触媒燃焼用の触媒とし
て用いることができ、その実用的な利点は大きい。また
そのほか非常に低温から用いることができるので、大気
中のCO除去フィルターや、防毒マスクにも利用するこ
とができる。以下に実施例により、本発明の態様を具体
的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以
下の実施例によって限定されるものではない。
COの酸化などの酸化反応に対し、高活性を有してお
り、大気汚染/火災危険性のない触媒燃焼用の触媒とし
て用いることができ、その実用的な利点は大きい。また
そのほか非常に低温から用いることができるので、大気
中のCO除去フィルターや、防毒マスクにも利用するこ
とができる。以下に実施例により、本発明の態様を具体
的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以
下の実施例によって限定されるものではない。
【0014】
実施例1 60gの硝酸マンガンを400mlの蒸留水に溶解させ
た後、7.0gの炭酸ナトリウムを200mlの水に溶
解させた液を2ml徐々に添加することによって、水酸
化マンガンの沈殿を生成せしめた。得られた固形物を蒸
留水で洗浄、pHが7になるまで、洗浄を繰り返した。
金化合物としてAu(P・Ph3 )NO3 0.2gを5
0mlのアセトンに溶解させた後、200mlのアセト
ンに浸した水酸化マンガン4.1gに加え、12時間撹
拌を行った。乾燥させた後、空気中4℃/分の速度で昇
温を行い、400℃で4時間焼成することによって、錯
体を分解させ、3重量%Auを酸化マンガンに担持させ
た触媒(3%Au/MnOxと記す。)を得た。
た後、7.0gの炭酸ナトリウムを200mlの水に溶
解させた液を2ml徐々に添加することによって、水酸
化マンガンの沈殿を生成せしめた。得られた固形物を蒸
留水で洗浄、pHが7になるまで、洗浄を繰り返した。
金化合物としてAu(P・Ph3 )NO3 0.2gを5
0mlのアセトンに溶解させた後、200mlのアセト
ンに浸した水酸化マンガン4.1gに加え、12時間撹
拌を行った。乾燥させた後、空気中4℃/分の速度で昇
温を行い、400℃で4時間焼成することによって、錯
体を分解させ、3重量%Auを酸化マンガンに担持させ
た触媒(3%Au/MnOxと記す。)を得た。
【0015】実施例2〜8 硝酸マンガンを用いるかわりに、硝酸コバルト(実施例
2)、硝酸ニッケル(実施例3)、硝酸鉄(実施例
4)、硝酸亜鉛(実施例5)、硝酸マグネシウム(実施
例6)、硝酸銅(実施例7)及びタンテトライソプロポ
キシド(実施例8)を実施例1で得られた硝酸マンガン
と等モルとなる量用いる他は実施例1と同様にして3%
Au/CoOx、3%Au/NiOx、3%Au/Fe
Ox、3%Au/ZnOx、3%Au/MgOx、3%
Au/CuOx、3%Au/TiOx触媒を得た。
2)、硝酸ニッケル(実施例3)、硝酸鉄(実施例
4)、硝酸亜鉛(実施例5)、硝酸マグネシウム(実施
例6)、硝酸銅(実施例7)及びタンテトライソプロポ
キシド(実施例8)を実施例1で得られた硝酸マンガン
と等モルとなる量用いる他は実施例1と同様にして3%
Au/CoOx、3%Au/NiOx、3%Au/Fe
Ox、3%Au/ZnOx、3%Au/MgOx、3%
Au/CuOx、3%Au/TiOx触媒を得た。
【0016】比較例1 硝酸鉄と塩化金酸を溶解した水溶液を、炭酸ナトリウム
水溶液に撹拌下、30分間かけて滴下した。滴下後、5
分後に得られた共沈懸濁水溶液を水洗し、次いでバキュ
ーム乾燥した。これを400℃で4時間焼成し、Au/
Fe2 O3 触媒(Au/Feの値は1/19)を得た。
水溶液に撹拌下、30分間かけて滴下した。滴下後、5
分後に得られた共沈懸濁水溶液を水洗し、次いでバキュ
ーム乾燥した。これを400℃で4時間焼成し、Au/
Fe2 O3 触媒(Au/Feの値は1/19)を得た。
【0017】比較例2 60gの硝酸鉄を400mlの蒸留水に溶解させた後、
7.0gの炭酸ナトリウムを200mlの水に溶解させ
た液を徐々に滴下させて水酸化鉄の沈殿を形成させた。
これを濾過し、空気中、400℃で4時間焼成して酸化
鉄を得た。この酸化鉄4.1gにアセトン200mlを
加えたものに、Au(P・Ph3)NO3 0.2gを5
0mlのアセトンに溶解させ液を撹拌下に滴下し、12
時間後、バキューム乾燥して3%Au/FeOx触媒を
得た。
7.0gの炭酸ナトリウムを200mlの水に溶解させ
た液を徐々に滴下させて水酸化鉄の沈殿を形成させた。
これを濾過し、空気中、400℃で4時間焼成して酸化
鉄を得た。この酸化鉄4.1gにアセトン200mlを
加えたものに、Au(P・Ph3)NO3 0.2gを5
0mlのアセトンに溶解させ液を撹拌下に滴下し、12
時間後、バキューム乾燥して3%Au/FeOx触媒を
得た。
【0018】応用例1〜8 実施例1〜8で得た触媒を用いてCOの酸化反応を行っ
た。装置は固定床流通反応装置を用い、0.2gの触媒
に対して1%CO/空気の原料ガス4000ml/hを
供給、触媒評価とした。反応温度を変化させてCO転化
率により触媒活性を調べた結果を図1に示す。
た。装置は固定床流通反応装置を用い、0.2gの触媒
に対して1%CO/空気の原料ガス4000ml/hを
供給、触媒評価とした。反応温度を変化させてCO転化
率により触媒活性を調べた結果を図1に示す。
【0019】応用例9、比較応用例1〜2 実施例4、比較例1及び2で得た触媒を用いて応用例1
と同様の反応条件でCO酸化反応を行った。その結果を
図2に示す。
と同様の反応条件でCO酸化反応を行った。その結果を
図2に示す。
【0020】
【発明の効果】本発明の実施により得られる担持金触媒
は0℃以下という低温においても高いCO酸化活性を有
している。
は0℃以下という低温においても高いCO酸化活性を有
している。
【図1】本発明の実施例1〜8により得られた担持金触
媒を用いて一酸化炭素の酸化反応を行った際の反応温度
とCO転化率の相関図である。
媒を用いて一酸化炭素の酸化反応を行った際の反応温度
とCO転化率の相関図である。
【図2】実施例4、比較例1〜2の実施例により得られ
た担持金触媒を用いて一酸化炭素の酸化反応を行った際
の反応温度とCO転化率の相関図である。
た担持金触媒を用いて一酸化炭素の酸化反応を行った際
の反応温度とCO転化率の相関図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 F23D 14/18 F23D 14/18 E
Claims (4)
- 【請求項1】 遷移金属又は希土類金属の水酸化物、も
しくはこれら金属の部分含水酸化物の固体に、金化合物
を溶媒に溶解した溶液を加え、ついで溶媒を除去して金
化合物を前記固体に担持させた後、これを焼成して金属
酸化物に金が担持された触媒を得ることを特徴とする担
持金触媒の製造方法。 - 【請求項2】 遷移金属又は希土類金属の水酸化物もし
くはこれら金属の部分含水酸化物が、それらの金属塩を
含む水溶液を加水分解して得たもの、又は部分的に脱水
させて得たものである請求項1に記載の製造方法。 - 【請求項3】 遷移金属又は希土類金属の金属元素がF
e、Mn、Co、Ni、Zn、Ti及びCuから選ばれ
るものであることを特徴とする請求項1に記載の製造方
法。 - 【請求項4】 金化合物が、 【化1】 であることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8225003A JPH1066870A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 担持金触媒の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8225003A JPH1066870A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 担持金触媒の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1066870A true JPH1066870A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=16822563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8225003A Pending JPH1066870A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 担持金触媒の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1066870A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999043431A1 (fr) * | 1998-02-24 | 1999-09-02 | Japan As Represented By Director-General Of Agency Of Industrial Science And Technology | Catalyseur d'oxydation partielle d'hydrocarbure insature |
US6500967B2 (en) | 2000-02-23 | 2002-12-31 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Catalyst for use in production of epoxide, method for producing the catalyst, and method for producing epoxide |
-
1996
- 1996-08-27 JP JP8225003A patent/JPH1066870A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999043431A1 (fr) * | 1998-02-24 | 1999-09-02 | Japan As Represented By Director-General Of Agency Of Industrial Science And Technology | Catalyseur d'oxydation partielle d'hydrocarbure insature |
US6252095B1 (en) | 1998-02-24 | 2001-06-26 | Director-General Of Agency Of Industrial Science And Technology | Catalyst for partially oxidizing unsaturated hydrocarbon |
US6500967B2 (en) | 2000-02-23 | 2002-12-31 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Catalyst for use in production of epoxide, method for producing the catalyst, and method for producing epoxide |
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