JPS5911341B2 - 触媒の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は触媒の製造法、特に触媒担体に触媒金属塩溶液
を付着させる方法を改良して、触媒の相持量が少量で高
活性の触媒を提供することを目的とする。

従来、触媒担体に触媒を担持するに際して、触媒金属塩
を担体に担持させる方法は、大別すると（ｆｌ＞塗布法
、■含浸法があり、一般的には含浸法が主流である。

しかし、との含浸法は、触媒担体の多孔度（含水率）な
どにより相持量にむらが生じたり、個々の担体への担持
量が異なったりして、均質な触媒を製造することが困難
なため、種々の制御機構を備えているが、＝般的には触
媒の相持量は必要量以上に担持しているのが現状である
。

また後述の如く、ハニカム状構造の担体の開孔部（穴）
に必要量以下の金｝４塩溶液が滞留するため、担持量の
不均一化が生じやすい。

さらに含浸法の重犬な欠点の１つとして、担体全体に金
属塩溶液を担持（付着）するので、触媒反応に寄与しな
い不必要部分、たとえば側壁面外周に触媒を担持するた
め、貴金属のような高価な触媒を担持することは直接、
コストに大きく影響する。

一方塗布法は、・・ニカム状担体の開孔部に触媒を均一
に担持することは不可能である。

なぜなら担体の孔径、厚み等により、開孔部全体に均一
に担持することは困難で、厚みが犬なる担体ほどその傾
向は太きい。

さらに塗布法の場合、金属塩の回収も重要な問題があり
、１００％の回収率は不可能に近く、前記同様、高価な
貴金属塩の場合は、コスト高となる。

本発明は上述の問題点を改善するもので、一・ニカム状
もしくは筒状の担体の開孔部に多孔質部材、たとえば、
フエルト，不織布，スポンジ，毛筆，植毛などで構成さ
れた部材に金属塩溶液を含有させて担体の開孔部に挿入
して担体の主とし開孔部の内面に金属塩溶液を担持し付
着させることを特徴とする。

なお多孔質部材として、毛細管現象を利用した吸上げ可
能な部材で構成することも可能である。

開孔部の内面に主に触媒を担持する必要性は、・・ニカ
ム状担体の開孔部の表面積は一般的に・・ニカム状担体
の上下面面積に比べて非常に大きく、触媒反応効率から
主に開孔部の表面積の寄与が犬きいことから、いかに開
孔部に触媒を担持するかが活性，寿命などの触媒性能に
大きな影響を与える。

さらに重要なことは、との開孔部に触媒を均一に担持す
ることは、担体に極く微量、すなわち最少限の金属塩を
含浸させることが必要である。

本発明では、金属塩溶液を含有した多孔質部材を担体の
開孔部に挿入するので、開孔部全体に金属塩溶液を付着
することができ、従来の相持量に比べ、数分の１の量で
同一性能を得ることができ、特に貴金属塩の担持ては、
コスト的メリットは非常に犬なるものであるとともに、
触媒製造法も従来よりもはるかに簡単で容易であり、触
媒の担持も均一化される利点がある。

以下、図面に基づき本発明をその実施例により説明する
。

第１図は一般的な触媒の製造法を示す概要図で、１は担
体の原料で、アルミナ，コージライト等のセラミックあ
るいはセメント等の無機結合材で、必要に応じ発泡剤，
基骨材を添加したものである。

２は原料を均質化する混合工程で、乾式混合さらに水や
粘紹済り，成型助剤を加えて湿式混合した原料を押出し
もしくは加圧成形し、筒状もしくはハニカム状に形成す
る工程である。

本発明で言うハニカム状とは、第２図ａ ”’− ｃに
示すように多数の開孔８を有する構造部材９を言うもの
で、開孔部の形状が第２図に限定するものではなく、た
とえば三角状，五角状等、さらにだ円状，星状等でもよ
い。

また本発明は第２図ｄのように開孔８′が１個のみの筒
状の担体９′に適用しても効果がある。

４，４′は成形物を、アルミナ，コージライト等のセラ
ミック材の場合は焼結し、また非焼結、例えばセメント
等の無機結合材を養生固化し、担体の機械的強度を犬に
する工程である。

，５は触媒性能にもつとも重要な工程、担体への触媒相
持であり、詳細は後述する。

６は担持した金属塩を熱処理等により金属酸化物もしく
は金属触媒に転化して活性化する工程である。

７は触媒の完成製品である。

第３〜５図は本発明の触媒の担持法の実施例を示した断
面図である。

第３図は多孔質部材として硬質フエルトを用いたもので
、多孔質部材への供給は金属塩溶液の毛細管現象を利用
し吸上げる方式のもので、多孔質部材と吸上げ材が同一
物質から構成されたものである。

９ぱ−・ニカム状担体を示し、開孔部８を有している。

この・・ニカム状担体を機械的に上下運動させ、以下の
ような装置の多孔質部材１０に開孔部８を挿入し、閲孔
部８の内壁面に金属塩溶液１１を付着させる。

装置は容器１２とその一部に液供給口１３を配し、容器
上部に硬質フエルトを固定する板１４を設け、板１４に
は前記の担体の開孔部とマツチした開孔を設け、硬質フ
エルトは金具１５で板１４に固定されている。

次に担体への担持法を簡単に説明する。

容器１２には担持したい金属塩溶液１１を注入し、金属
塩溶液は容器１２の上部に固定された板１４に取付けら
れた硬質フエルト１０が、金属塩溶液１１に浸漬されて
いる。

金属塩溶液は硬質フエルトの毛細管現象を利用して吸上
げられ、硬質フエルト１０は常に金属塩溶液を過剰含有
された状態である。

一・ニカム状担体の開孔部８と硬質フエルト１０がマッ
チングされ、ハニカム状担体が可動し、下部にセットさ
れた硬質フエルトの先端部から挿入され、硬質フエルト
は担体の開孔部の上面をつきぬけ、必要な担持量を開孔
部の内壁面に付着させ、その後、ハニカム状担体は上部
の元の位置に戻す。

このような操作を連続的に行なうことにより、生産性を
より向上させるとともに、金属塩溶液の担持を短時間で
行ない、担持量を均一化することが可能である。

第４図も第３図と同様担体は上下運動するが、第３図と
異なる点は、先端部の多孔質部材のみ硬質フエルトで構
成され、硬質フエルト１０は固定金具１６で、上部の容
器１７から下部に伸びたパイプ１８に固定されている。

すなわち直接金属塩溶液がパイプを通して先端部の硬質
フエルトに供給される。

第５図は前記と異なり、容器１９の底部に立設した多孔
質部材１０に担体の開孔を挿入し、容器に注入した溶液
の全量をハニカム状担体に担持する方法である。

第６図は触媒金属塩の各種担持法における担体の開孔部
の内壁面への含浸状態を比較したものである。

ａは従来の塗布法による場合で、２０で示す金属塩の担
持量は担体の上面部が多く、開孔部の内壁面への担持量
は少なくなる。

ｂは含浸法の場合で開孔部の下面部に溶液１１の滞留が
生じ、内壁面の担持量が不均一となる。

Ｃは本発明法の場合で、開孔部８の内壁面に均一に付着
している。

本発明法による特徴、利点を列記すると、以下のとおり
である。

１ 担体の内壁面に均一に触媒を担持てきる。

２ 担体の内壁面に主に触媒を担持することができるた
め、触媒性能（高活性化，長寿命化）を向上させること
ができる。

３ 担体の内壁面に均一に触媒を担持することができる
ため、触媒の担持量が従来法に比べ、数分の１（１／２
〜１／５）程度で良く、コスト的メリットも大きい。

４ 担持に要する時間が少なくてよく、生産工数を低減
することができる。

５ 触媒反応に寄与する面のみに触媒を担持てきる。

すなわち担体の側壁面等に未担持が可能である。

６ 多孔性部材の軟硬性質を利用して、担体の上下面に
は触媒の相持が可能である。

実施例として第３図，第４図および第５図に詳述した７
５″−Ｘこれらの方法に限定するものではなく、たとえ
ば、多孔質部材を金属塩溶液に含浸させ、金属塩溶液を
含有させた多孔質部材を担体の開孔部に挿入する方法等
も考えられる。

さらに多孔質部材の材質，性質によシ、あるいは、担体
の形状，開孔部の構造等により部材の構成，構造を任意
に変形することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な触媒の製造工程を示す図、第２図ａ−
ｃはハニカム状担体の例を示す要部の平面図、第２図ｄ
は筒状の担体の斜視図、第３〜５図は本発明による金属
塩の担持方法の例を示す図、第６図は各種触媒の担持法
による触媒の担持状態の比較を示す。 ８・・・・・・開孔音臥 ９・・・・・・ハニカム状担
体、１０・・・・・・多孔質部材、１１・・・・・金属
塩溶液。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ・・ニカム状もしくは筒状の担体に触媒を担持する
   方法において、担体の開孔部に触媒金属塩溶液を含有し
   た多孔質部材を挿入して、前記金属塩を主として担体の
   開孔部の内面に担持させる工程を有することを特徴とし
   た触媒の製造法。