JPS5879546A - 触媒およびその製造法 - 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】 この発明は触媒およびその製造法に係り、詳しくのべる
と、金属または合金あるいはセラミックスよりなる触媒
担体の表面に非晶質金属あるいは非晶質合金を担持させ
九触媒ならびＫその製造法に関するものである。

各種の化学反応を利用した化学工業において触媒は必要
欠くことのできない材料である。

そして化学反応に対して有効な選択性をもち、副反応を
伴なわない、しかも寿命の長い触媒の開発が盛んに進め
られている。

特に最近では、公害防止関係の触媒、例えば自動車排ガ
スの浄化、有機溶剤を含む悪臭ガスの無臭化などに使用
する触媒の開発はめざましい。

触媒は一般に粒状、錠剤状などに形成された担。

体とよばれる多孔質材料例えば軽石、けい藻土、シリカ
ゲル、アルミナ等よりなる担体に活性を有する触媒金属
例えばニッケル、白金等を含浸付着させて使用している
。

工業約には上記触媒を反応筒内に充填し、この充填触媒
層中を反応物質が流動通過する間に化学反応を行わせる
ものである。

従って充填触媒層としては、反応物質としての気体ある
いは液体の流れがよく圧力損失を少なくすることと触媒
との接触を密に行なわせることかどの条件を満足させる
ことが必要である。

触媒担体としては、これまでにも触媒反応工学的な面か
ら粒状物、ハニカム構造など各種の形状の材料が検討さ
れ、実用化されている。

活性を有する触媒金属としてｔｉＮｉ、Ｇｏなどの遷移
金属やＡｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｎなどの貴金属元素が、そ
れらの塩化合物の水溶液として用いられ、該水溶液を多
孔質触媒担体の孔部に含浸したのち乾燥、焙焼、還元等
の工程を経て製造される。

従って触媒担体に担持された活性金属は結晶質である。

金属は一般１１Ｕｄ結晶構造を有するが、最近結晶構造
を有しない金属いわゆるアモルファス金属が注目され、
高耐食性材料、磁性材料などへの応用が検討されている
。

このアモルファス金１４＃ｉ結晶形を有しない即ち非晶
質なため表面活性が高く、このことから活性な触媒材料
として期待されている。

このようなアモルファス金属は、溶融状態の金属を１０
″〜１０６℃／ｓｅｃｇ度の冷却速度で超急速で冷却す
る方法で製造される。

そしてｌＯ６℃／ｓ　ｅ　ｃ程度の冷却速度を得るため
に１一般には冷却された回転ロールの表面に金属溶湯を
流下させて厚み１ｋｌＯμのリボン状態のアモルファス
金属が製造されてはいるが、連続状態で容易に製造でき
ないという欠点がある。

さらに触媒として利用するためＫは、粒状、ハニカム状
、網状などの形状を呈する触媒担体に担持させる必要が
あるが、上記したような金属溶湯急冷法では不可能であ
る。

本発明者らはアモルファス金属の表面活性に着目し、こ
のアモルファス金属を各種形状の触媒担体に担持させた
触媒を得るべく鋭意検討を行った結果、この発明に至つ
九ものである。

卸ちこの発明は金属またけセラミックスの平板状、粒状
、ハニカム状、網状等の触媒担体表面に、Ｆｅ−Ｎｉ合
金にリンまたは硼素を含む合金を例えばイオンスパッタ
リング法にて被覆させることにより、Ｆｅ−Ｎｉ合金の
非晶質体を担体表面に担持しうることを見出したのであ
る。

そして、このようなＦｅ−Ｎｉ非晶質体を担持した触媒
を用いてＣＯガスとＨ，ガスを反応させてＣＨ。

を合成する反応を３００℃で行なったところ、Ｆｅ−Ｎ
ｉ、結晶質の触媒では殆んど反応が進行しなかったもの
が数１０倍の反応活性を示すことが認められた。

また、Ｎｉ−Ｃｒ合金よシなる連通気孔を有する三次元
網状多孔材を真空容器中に籠き、対極ＫＦｅ−Ｎｉ−Ｐ
合金板を対置させてアルゴン（Ａｒ　）ガスを１０Ｔｏ
ｒｒ＃Ｉ入し、高周波イオンブレーティングを行ってＮ
ｉ合金よりなる三次元網状多孔体の骨格表面をＦｅ−Ｎ
ｉよりなるアモルファス金属にて被覆したアモルファス
触媒を製造した。

この担体は多孔率が９５％ですべての孔が連通している
ため、ガスの流通抵抗や圧力損失が小さくて工業用触媒
として過していることが纒められた。

なお、Ｎｉ−Ｃｒ合金担体の耐蝕性、耐熱性を高めるた
めＮｉ−Ｃｒ合金よりなる三次元不規則網状構造体の骨
格表面Ｋ　Ａｔ２０ｇ−５ｆｏｇよりなるホーロー質ヤ
ラミックスを塗布焼結した担体を用いてＦｅ−カーボニ
ル、Ｎｉ−カーボニル、およヒリンのガスを真空容器中
に導入し、外部より高周波を加えて導入ガスをプラズマ
状零にして高周波プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　
Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　）法でＦｅ　−Ｎ
ｉ非晶質金属を金属−セラミックス複合担体の表面に担
持させた。得られた触媒は耐蝕性、耐熱性に良好であっ
た。

次にフレタンフオームの骨格Ｋ　Ａｔ２０ｇ　−５ｉ０
２よりなるセラミックスのスラリーを塗布し、焼結した
Ａｔ、０．セラミックスよ抄なる連通気孔を有する三次
元不規則網状多孔体の表面にイオンスパッタリング法に
て白金（Ｐｔ）の非晶質体を被覆して触媒を得た。

この触媒を用いて８００℃で酢酸エチル有機ガスの酸化
反応を行なわせたところ反応率は１００％であった。

結晶１ＸＰｔｔ″用いた触媒では同一条件で７０〜７５
１１Ｉであり、非晶質Ｐｉの活性が非常に為いことがわ
かった。

以上のように、この発明によれが従来の金ＪＩｌ＆溶湯
の超急冷法によらずイオンブレーティング法、イオンス
パッタリング法、−周波プラズマＣＶＤ　　−法などの
物理的表面担持法によって容易に各種形状および性状の
触媒担体に非晶負金属あるいは非晶質合金を担持させた
高活性触媒を製造することができるのである。

セして担体としては金属またはセラミックスの平板状、
粒状、ハニカム状あるいは連通気孔含有する三次元不規
則網状構造など各種の形状および性状のものが使用でき
るが、圧力損失、ガスの接触効率、反応効率などの点か
ら案用的に＃ｉ連透過気孔有する三次元不規則網状構造
の多孔体がのぞましい。

なお、非晶質金属あるいは合金を担持させる時のｍ度社
５００℃以上では非晶質金属が結晶化するおそれがある
ため５００℃以下が適当である。

２７３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　金属または合金あるいはセラミックスよりな
   る触媒担体の＊ＷｉＫ非晶質金属あるいは非晶質合金を
   担持させたことを特徴とする触媒。 （２）　　触媒担体が粒状であることを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の触Ｉｌ＆。 （ｓ＞　　触媒担体がハニカム構造を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載の触媒。 （４）　　触媒担体が連通気孔を有する三次元の不規則
   網状立体構造を有することを特徴とする特許請求の範囲
   ＠　（１）項記載の触媒。 （５）　　金Ｘまたは合金あるいはセラミックスよりな
   る触媒担体の＊向に非晶質金属ま九は非晶質合金を物理
   的手段によシ担持させることを特徴とする触媒の製造法
   。 （６）触媒担体が粒状であることを特徴とする特許ｌＩ
   求の範囲第（６）項記載の触媒の製造法。　　　□（７
   ）　　触媒担体がハニカム構造を有することを特徴とす
   る特許ａ求の範囲ＩＮ　（５）項記載の触媒の製造法。 （８）触媒担体が連通気孔を有する三次元の不規則網状
   立体構造を有することを特徴とする特許請求の範囲第（
   ５）項記載の触媒の製造法。 （９）　　表面担持法がイオンブレーティング法である
   ことを特徴とする特奸ｉｉ！末の範囲第（５）項記載の
   触媒の製造法。 ＤＩ　　表面担持法がイオンスパッタリング法であるこ
   とを特徴とする特許Ｍ、ｔの範囲第（５）項記載の触媒
   の製造法。 （２）表面担持法が化学的気相析出法であることを特徴
   とする特許ｔａ求の範囲第（ｊ）項の記載の触媒の製造
   法。 （２）表面担持法によって非晶賃金Ｘまたは非晶質合金
   を触媒担体表面に担持させる時の湿度が５００℃以下で
   あることを特徴とする特許請求の範囲！　（５）項記載
   の触媒の製造法。