JPH1066870A - 担持金触媒の製造方法 - Google Patents

担持金触媒の製造方法

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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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JP
Japan
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gold
catalyst
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rare earth
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JP8225003A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Iwazawa
康裕 岩澤
Kiyotaka Asakura
清高 朝倉
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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 4 、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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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
3 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。
【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。
【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。
【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。
【0014】
【実施例】
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。
【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。
【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 3 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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
───────────────────────────────────────────────────── 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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
JP8225003A 1996-08-27 1996-08-27 担持金触媒の製造方法 Pending JPH1066870A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (3)

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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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