JPS5926140A - 酸化用触媒体 - 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】 木究明は炭化水素、−ｍ化炭素、炭禦讐）攻粒子などの
（月燃ｌ吻を含むガスを１校触さ−けてカス中の可燃１
１スを接触燃焼させる所化用触媒体に関する。

炭（ＩＳ　；／Ｊ（素、炭メ（、および−酸化炭素待を
酸化触媒を用いて空気中の酸素と反ＩＩｈさゼ炭酸カス
と水とに分ｊずｒツーる反応は、高温ガスを必要とする
機器、例えはガスタ、−ビン、ボイラ、家庭用暖厨房器
等の低ＮＯｘ燃焼法として検削されており、一部実用°
化されている。また極めて稀薄な濃度でも酸化反応が触
ＵＩｋ上で速かに進行するという接触燃焼の特長を応用
して、例えは自動車排ガス中の未燃炭化水累、未燃微粒
炭素、−酸化炭素の酸化による無害化おＪ：び各柚化学
工場排ガス中の有機物のｆＪ＋ｅ臭化等に応用されてい
る。しかしながら酸化用触媒を用いた接触燃焼は、熱に
よるＮ０ｘＯ）発生量が少ないこと、焼炉、器が小型と
なること、炎燃焼が不可能なζコど棒薄なｉｊＪ燃分の
含イｊはであってもこれらを酸化できることなどの特性
を有しながら炎燃焼にとって代って広く応用されていな
い。

その埋１１１は、接触燃焼のための酸化用触媒は耐熱に
１ユ、＋ｌｌｌ１屋’ｂ　１ｉ１ｆ＋撃ＴａＩか低く、
かつ酸化用触媒を用いてもなお酸化開始温度かこの技術
において随まれでいると都度より高く、そのうえ触媒寿
命か短かいという問題点があるためである。

さらに触媒４．１４体の耐熱性、耐熱衝撃性をよくする
ために耐熱性触媒担体中にジルコニアｈ　ｌｊを２０〜
７５車量％混合してそれにｙｆ金属触媒または金属板化
物触媒を担持したものがある（特１７ｆｊ昭’５２−２
９４８７−号公報）。

しかしながらこれはジルコニアと担体物質の混合物の表
面をイｉ　１．／　、表面全体をジルコニア層で被覆し
たものではなく、ジルコニアの１憂れた耐熱性を牛かず
ものではなかった。

本発明の酸化用触媒体はこれらの間顯点を解決するため
に発明されたもので、白金、パラジウム。

ロジウム、ルテニウム、イリジウムのうちの少なくとも
１４１１−のＩｔ金属触媒または酸化コバルト、酸化ニ
ッケル、酸化鉄、酸化銅のうち少なくとも１柚の金属酸
化物触媒のいずれか一方または双方を耐熱性セラミック
支持体」二に形成したｊｖさｌ〜５０μのジルコニア層
に担持させた酸化用触媒体である。本発明の劇熱性士ラ
ミック支持体にはアルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ
、ムライト。

ジルコン、コージェライト、シリマイト、ジルコニア、
ジルコン−ムライト、スピネル、ジルコニア−スピネル
、ムライト−アルミナチタネート。

炭化ケイ素、窒化ケイ素等の高融点を有する拐質のもの
が好ましい。

また（５）、１熱性セラミック質支持体の形状は繊組状
。

マット状１球状、ビーズ状、筒状、板状、リング状、ハ
ニカム形状なと、どめような形状であってもＪ二い。

耐熱性セラミック賀支持体（以下支持体という）゛・上
にジルコニア層を形成するには種々の方法があるが、そ
の１つは、水ｒＩ＋ν化ジルコニウムまたはジルコニア
粉末とこれと支持体との密着性を増大さセるために添加
するバインダーを含むスラリー中に支］漬体をＩＱ　（
ａｔ　Ｌ、、支持体−ににジルコニウム成分を含イ１す
る被惧層をイ」与し、次いで乾１榮、焼成し−（ジルコ
ニアｌ：ｉを形成づ°る。

また別の方法では、ジルコニウム成分を食潰する物質の
浴ｌ佼、例えは（＋Ｉ−Ｉ酸ジルコニル水溶液、硫酸ジ
ルコニル水ｒＭ液、塩化ジルコニル水溶液、ジルコニウ
ム自機塩溶液なとに支持体を浸漬した後、乾燥、焼成し
ジルコニウム成分な含有する物質の熱分角イによりジル
コニアとしてジルコニア層を形成する。支持体上に形成
するジルコニア層の厚さを調埒１するには、浸漬するス
ラリーまたは溶液中°のジルコニウム成分の濃度のｎ”
ｌ＋　ｆ（ｉ　％浸漬時間および浸（ＬｌｉＩＩＪＩ数
のＮ１４節によりイ」なう。

この他１スプレーにてジルコニア層を形成し１、スプレ
ー液濃度、スプレー回々メ、スプレ一時間を変えて１１
周百ｊツる。

次に白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム。

イリジウムの声金属触媒および酸化コバルト、酸化二゛
シうル、酸化鉄、酸化銅の金属酸化物触媒のうぢの少な
くともＬ　１’ｌｌｉの活性触媒を前記ジルコニア層に
担持するに（、Ｊ１前記活性触媒またはこれを生成する
化合物を含イづする仝ｌＣ（またはスラリーにジルコニ
ア′層を彫戒した触媒担体を浸漬し、乾・順、ｉｌ＋；
成し゛Ｃジルコニア僧を含む触媒担体に活性触媒を生成
さ・ける。

あるいは白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イ
リジウムの１．１ｉｌｔ以上の貴金属元素を含有する浴
液に、ジルコニア層を形成した触媒担体を浸【々して貴
金属つｌ、素を担持した後、酸化コバルト。

ｒ１片化二ツウ、ル、酸化鉄、酸化鋼のうぢの１１＋ｌ
ｔ以」二の金Ｆ４酸化物を担持させる。

さらには、ジルコニア層を形成１した触媒担体を前記の
金ｆｆＩ：ｉ　＃’２化物を含むスラリーに浸漬した後
乾燥、焼成後、前記胃金励元素を食潰する液に浸漬して
、乾燥、焼成してジルコニア層に金材（ｊ酸化物触媒と
直金属触媒とを４１４持させる。ジルコニア層のｊす、
さを１〜５０μにするのは、１μ未渦では耐熱性、耐熱
衝撃性および酸化開始温度の低下について効果が少なく
なるためであり、５０１１を超えると耐熱便Ｃ″ＪＰ性
において始点を生ずるようになるからである。

以−トに本発明の実施例を述べる。

ｉｒ、１．　住１２０　ｒｒｎｒ＋　、長ｅ’　］、　
２０　ｒｎｍ、、貫〕１１Ｊ孔の隔壁の厚さＱ、　３　
ｍｍ、　、貫ｉ１１’ｌ孔の形状が４１　：）ＩＪで孔
相当直径（相当直往＝イ°１月（〕「曲梢×４／孔内周
長さ）が３　ａｍのコージェライト質ハニカム、ムライ
ト質ハニカム。

ムライト・アルミナ・ヂタネート質ハニカム、ジルコン
−ムライト質ハニカム、炭化ケイ素質ハニカムを用意し
た。

ついでジルコニア粉末８００　ｋｇ、水３００　ｋｇお
よびメチルセルローズ２ｋｇをジルコニア質玉石ｓ　Ｏ
＋ｌ　ｔｒＶとともにトロンメルに投入し１．５１１η
１ｈＪ粉砕してジルコニアを含有するスラリーを作製し
た。

上記の各４１１（セラミック支持体をこのスラリーに浸
漬し１２０℃空気中で１１１Ｚｒ間乾燥後、７００″Ｃ
で８時間、↑托気炉を用いて空気中で焼成して、第１表
に示すとおりのジルコニア層の厚さを変えてジルコニア
層を形成した触媒１Ｊ４４体を作製した。

第１表 触媒担体勾号　　　支持体のイ）１貿　　　ジルコニア
層厚＜１ｌ）Ａ−１コージェライト　　　　０．５ Ａ−２コージェライト　　　　Ｉ Ａ−３コージェライト　　　　５０ Ａ−４コージェライト　　　　１００ Ｂ−１ム　　　　ラ　　　　イ　　　　ト　　　　　　
　　　　　　　０．５Ｂ−２ム　　　　ラ　　　　イ　
　　　ト　　　　　　　　　　　　　ＩＢ−３ム　　　
　ラ　　　　イ　　　　ト　　　　　　　　　　　５０
Ｂ−４ム　　　　ラ　　　　イ　　　　ト　　　　　　
　　　　１００Ｕ−１ムライト・アルミナ・チタネート
５００．２　　　　　　ムライト・アルミナ・チタネー
ト　　１００１）−１ジルコン−ムライト　　　　　　
５０Ｄ−２ジルコン−ムライト　　　　　１００Ｅ−１
炭化ライ素　　５０ Ｅ−２炭化ゲイ素　　１００ 第１表に示すジルコニア層の厚さが異なるＡ−１〜Ｉ’
Ｊ　−’　２のそれぞれの触媒担体に触媒１１１体体積
当りでＪソ／／、の白金を担持した第２表に示ずガ□；
１〜ｉ１ｏ、　：　、１４・の＃ｆｌ＋媒る・作製した
。

またこねとけ別にＡ−Ｊ〜ｌｉ、’　−Ｑに乃くず触媒
１μ体にそれぞれ酸化ニラゲル、酸化コバルトおよび酸
化ｆｉ１ｊすを担持するためそれぞれ３．０モル／ｌ硝
饋コバルト水浴液および２．２モル／ｌ硝酸伽す水溶液
へ前記触媒担体を浸漬上てこれらの液を含浸さＩ！２１
２０°Ｃ空気中で１時間乾燥後、７００　”Ｃで３１１
な１ハ已１７ｉ成・して４ｊ１（鍬％の金属酸化物を担
持した第２表に７」＜ｔｌ＆＝１５〜１１６．　：　４
８の触媒を作製した。また比較例とする触媒としてジル
コニア層をイ」与しないコージェライト貨（ハニカム、
ムライト賀ハニカムの支持体に酸化ニッケルおよび酸化
コバルトを併けて４１重１杖％担持した第２表に示ずｊ
ａ：Φ９〜１６：５２の触媒を作製した。

さらに属：１５〜１６　：　８８および比較例１’ａ　
：　４９〜ｊｉｌｌ：　５２の触媒担体に白金をｌす／
ｌ担持した第２表に示す／＋６：５３〜１６　：　８０
の触媒を作製した。

、１６：１〜属：８０のＩＱ’ｌ！媒のメタンガス着火
温度を空気で容Ｍ１％に希釈したメタンガスをｊａ：１
〜〕Ｉａ　：　８０の触媒に空間速度５０　Ｘ　１０　
　’／Ｈｒの条件で徐々にｉｔ　ｉ’！ＩＡ　シなから
通過させて測定した。着火〆１１．を度、はカス温度が
急」二昇し始める温度とした。

測定結果を第２表に示す。

また耐熱性と１ｌｌｉ；Ｉ熱Ｍｌｔｊ　’Ａｌ＜性を測
定するためにメタンガスの接触燃焼法を用い２００°Ｃ
から１５００°Ｃまで２分間で昇温させる熱１１１ｊ　
５Ｂを２０回、１６：１〜Ｉ’ａ　：　８　（＋の触媒
に加えハニカム貫Ｉ１．！孔と平行な方向（Ｃ軸〕の寸
法比（試験後長さ／試験前長さ）とＬｌ：、壊強度比（
試験後圧−強度／試験前Ｈ−−強１１）を測定した結果
を第２表に示す。寸法比の減少は耐熱°ロミの低−トに
圧壊強度比の減少は耐熱種ｆ車性の低下に対応する。

さらに触媒寿命を推定するために熱ｉ’ｌＩｉ撃を２０
回加えた後の１％メタンガスの着火温度を測定した結果
を併せて第２表に示す。試験後の着火温度の上昇は触媒
の酸化活性の低下すなわち触媒寿命の短縮に対１心する
。

以上の時、明から明らかなように、本発明による酸化用
触媒は、従来の酸化用触媒に１ヴべ耐熱性、耐熱１！ｌ
ｔｉ矩性が向」ニし、酸化開始涜冒見を低くツーること
かでき、また触Ｉｌｖ、寿命も永ぐすることができたの
で、ｒ４窒化開開始風全低くすることが要求されていた
自動車折カス中の未燃炭素（衣粒子の酸化用触媒として
イＪ用であり、触媒前６θの永いことを特に要求されて
いるカスタービン、ボイラー■、の燃焼器用の酸化触媒
としても有用であって、本発明は産業の発達に寄与する
。

竹泪出願人　日本（！ｖ子（＊式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　白金、パラジウム、ロジウム、ルデニウム。 イリジウムのうちの少なくとも１種の貴金属ｌＪｔ、４
   ＋媒または酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化鉄、削・
   化銅のうちの少なくとも１柚の金属板化物触媒のいずれ
   か一方または双方を、耐熱性−ヒラミック支持体上に形
   成したｊｖさ１〜５０μのジルコニア層に担持さけ゛た
   ことを特徴とする酸化用触媒体。