JPS58122043A - 酸化触媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、酸化触媒体に関するもので、特に燃焼排ガス
や汚染空気に含まれる有害な炭化水素や一酸化炭素等を
完全酸化によって無害な水や二酸化炭素に転化するため
に用いる完全酸化触媒体を提供することを目的とする。

従来の完全酸化触媒体は大別すると、酸化機能を有する
マンガンやコバルト、鉄等の酸化物を主成分とするもの
と、γ−アルミナやシリカ等の表面積の大きく、かつ耐
熱性のすぐれた担体に白金やパラジウム等の白金属元素
を１種以上担持して得られる金属担持触媒に分類できる
。前者は比較的低温で活性を有し、かつ原料が安価であ
るという特徴を有するが、高温域で使用すると急激な活
性低下がさけられないという欠点を有している。

一方、貴金属担持触媒体は高価ではあるが、低温から高
温まで広い範囲にわたって高活性を示し。

かつ耐熱性もすぐれている。しかし触媒体の利用分野が
広まるにつれ、さらに高温でも使用できる耐熱性のさら
によい触媒体が要求されるようになってきた。

本発明は、従来の貴金属担持触媒体よシさらに耐熱性の
すぐれた触媒体を提供するために種々検討の結果生まれ
たもので、アルミナ、チタニア。

ジルコニアの三成分からなる混合物を成型、焼成（２て
担体とし、または適当な基材に前記混合物を担持して担
体とし、この担体に白金、パラジウム等の白金属元素を
１種以上担持することを基本構成とするものである。担
体中のアルミナ、チタニア、ジルコニアの組成は比較的
広範囲に変えられるが、必ず三成分を有することを特徴
とする特許好ましい組成は、チタニア、ジルコニアｄ４
１０〜３０　ｗｔ％、で、残りがアルミナである組成で
ある。

以下本発明の実施例を示す。

実施例１ アルミナキセロゲル１ｏｏｆ、ジルコニア６０ｙ。

チタニア５０１ｉＪをとり、１１のイオン交換水に攬は
んしながら加えて十分混合する。次にガラス繊維織布を
酸処理、熱処理を行ってシリカ含有量を９７％にした織
布をシリカゾル（シリカ１６％）に含浸後、１２０’Ｃ
，１時間乾燥後５５０’Ｃ，１時間焼成して得た基材を
アルミナ、チタニア、ジルコニア混合溶液に５分間浸漬
後、取り出して１２０°Ｃ，１時間乾燥を行い、その後
５５０’Ｃで１時間焼成を行って触媒担体を得た。アル
ミナ。

チタニア、ジルコニア混合物の担持量は基材に対し１２
％、アルミナ、チタニア、ジルコニアの存在比はアルミ
ナ７０　％、チタニア２０　Ｗｊ　％、残シｔ ジルコニアであった。この触媒担体に０．１ｗｔ％の白
金に相当する塩化白金酸溶液を塗布後、　１２０’Ｃ。

炉中で焼成を行い、白金担持触媒体を得た（サンプル１
ＩＩｈ１　）。

実施例２ アルミナキセロゲル１００ｇ、チタニア１００ｙ。

ジルコニア５０ｇを分取し、１．２６／！のイオン交換
水に攬はんしながら加えて混合溶液を作り、実施例１に
述べた基材をこの混合液に浸漬し、実施例１と同一条件
で乾燥、焼成を行って触媒担体を得た。アルミナ、チタ
ニア、ジルコニアの存在比はアルミナ６０％、チタニア
３０％、残Ｖジルコニアであうた。次に実施例１と同一
方法で白金をｏ、　１ｗｔ％担持して触媒体を得た（サ
ンプル隘２）。

実施例３ アルミナキセロゲル了ｏｇ、チタニア６０ｆ。

ジルコニア８０ｇをとシ、１！のイオン交換水に攪はん
しながら加えて十分混合し、実施例１に述べた基材に実
施例１と同一方法９条件で担持して触媒担体を得た。ア
ルミナ、チタニア、ジルコニアの存在比は、アルミナ５
０％、チタニア２０チ。

ジルコニア３０％であった。実施例１と同一方法で白金
をｏ、１ｗｔ％担持して触媒体を得た（サンプル隘３）
。

比較例１ アルミナキセロゲル１００Ｆを０．６１のイオン交換水
に攪はんしながら加えて十分混合した後。

実施例１に述べた基材に担持して触媒担体を作った。ア
ルミナ担持量は基材に対し１３．５　　％。

ＢＩＣＴ表面積は１ｓ２ｒｔ？／９　担体であった。こ
の担体に実施例１と同一方法でＱ、１　　％の白金を担
持して触媒体を得た（サンプルＮｃＬ４）。

比較例２ アルミナキセロゲル１００ｆ、ジルコニア５０ｆ。

をとＶ）、０．７６１のイオン交換水に攪はんしながら
加えて十分混合し、この混合液に実施例１で述べた基材
を浸漬し、アルミナとジルコニアを担持して触媒担体と
した。アルミナとジルコニアの担持量は基材に対し１２
．３ｗｔ％、存在比率はアルミナ７０％、ジぶコニア３
ｏ％であった。この担体に実施例１と同一方法で白金を
０．１．　ｗｔ％担持して触媒体を得た（サンプル隘６
）。同様にしてアルミナ１ｏｏｆ、チタニア６０ｆをｏ
、７ｔｓｌのイオン交換水に加えて混合し、上記と同一
方法で触媒体を得た。アルミナとチタニア混合物の担持
量は基材に対し１２　、１　ｗｔ％、アルミナとチタニ
アの存在比率はアルミナ−ｒ１％、チタニア２９％であ
った（サンプル隘６）。

以上の実施例１〜３はいずれも最外表面層にアルミナ、
チタニア、ジルコニアの三成分からなる層を有してお９
、基材への担持量は混合液の粘度調整を行ったためほぼ
１２Ｗｔｑ６であった。これらの触媒体の活性を調べる
ため、流通型反応器（石英ガラス製、内径２０グ）に、
２ｏｙに打抜いた触媒体サンプル２０枚を充てん後、−
酸化炭素０．８％を含む空気を流量３Ｉｌ／Ｗｉｎで流
し、常温よｐｓｏｏ’ｃまで昇温し、−酸化炭素の転化
率とガス温度の関係を求め、転化率１０％、９０％に対
応する温度を求めた。同一方法で比較例に示すサンプル
隘４〜隘６についても測定し、１０％転化温度、９０％
転化温度を求めた。測定結果を次の表１に示す。

表１　各種触媒体の一酸化炭素酸化能一初期活性一次に
触媒体の耐熱性を調べるために、サンプル磁１〜嵐６を
電気炉中に入れ、８５０’Ｃに設定して強制的に熱劣化
を行わせた。８６０’Ｃで３００時間加熱後に炉よシ取
シ出し、上記流通型反応器で上記と同一方法で一酸化炭
素酸化能を測定し、１０チ転化・率、９０％転化率に対
応する温度を求めた。

−測定結果を次の表２に示す。

表１に示す通勺、初期活性は三成分系担体と他の担体と
で著しい差は認められなかったものの。

熱劣化試験後の測定（表２参照）でははっきｐと耐熱性
に差が認められた。担体材料としてアルミナ、チタニア
、ジルコニアの三成分から構成される担体は他にはない
著しい効果を有していることは明らかである。

次に実際の燃焼排ガス浄化に使用した時の効果を調べる
ため、触媒サンプル隘１〜隘６について各々直径１６４
０のユニットとしてナショナルファンヒーターＯ８−７
３０１１の燃焼筒上に設置して燃焼試験を行い、触媒活
性の経時変化を調べた。

この時触媒層温度は６８０〜７００’Ｃであった。

触媒活性の評価は大型流通反応器を用いて行い。

Ｉ　Ｑ　Ｏｌ／ｗｉｎで１００−の−酸化炭素（ｃ　ｏ
）を含む空気を流して、ｓｏｏ”（ＥにおけるＣＯ転化
率を求めて行った。測定結果を図に示す。図において。

ムはサンプルｈｈ　１　、　Ｉ’ｈ２　、　Ｐｈ３の、
Ｂはサンプルコニアの三成分からなる担体を有する白金
担持触媒体はこの温度域ではほとんど活性低下を示さな
かった。

以上の実施例は、ガラス繊維を基材とする触媒体である
が、この著しい耐熱性改良の効果は、アルミナ、チタニ
ア、ジルコニアの三成分からなる混合物を基材に対して
相持、使用することによるものであり、したがって他の
基材１例えば発泡金属でも同様の効果が期待できる。ま
た市販の粒状アルミナやハニカム担体にこれら三成分か
らなる担体層を形成させることによっても同様の効果が
期待できる。

なお、上記実施例では触媒物質として白金を用いたが、
他の貴金属１例えば、パラジウム、ロジウム等でも同様
の効果が期待できる。パラジウムについて実験した結果
の一例を次の表３に示す。

く以　下　余　白〉 および比較例１．２で用いた担体にパラジウムを各々ｏ
　、　ｓ　Ｗｊ　％　　担持して得たパラジウム担持触
媒体であり、触媒活性の評価方法は表１の結果を得た方
法と同一である。ただし強制的に劣化を行う温度条件の
みを９００°Ｃとした点だけ異なる。

以上から明らかなように本発明によれば、耐熱性および
浄化性能にすぐれた酸化触媒体を得ることができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

図は各種触媒体の燃焼排ガス浄化時の触媒活性の経時変
化を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルミナ、チタニア、ジルコニアの三成分からなる混合
   物を成型、焼成してまたは発泡金属、ガラス繊維等の基
   材に担持して担体とし、この担体に白金、パラジウム等
   の白金属元素を１種以上担持したことを特徴とする酸化
   触媒体。