JPS60500362A - 触媒、特に後燃焼用触媒の担体及びこの担体の製造方法 - 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】 触媒、特に後燃焼用触媒の担体及びこの担体の製造方法 本発明は、触媒、特に後燃焼用触媒の担体及びとの担体の製造方法に関する。

触媒、特に後燃焼用触媒の担体が、一般に凝集体の形をした或いはセラミックス や金属である基材に担持された無機酸化物よりなることは知られている。一般的 には、金属系の基材がその優れた機械的耐久力のために好ましい。基材に担持さ れた触媒については、これらが機能する１０００℃のオーダーの高い温度を考え れば鋼製、特に耐熱性ステンレス鋼製の基材が用いられることになる。

例えばニッケル鋼及びクロム鋼が通常用いられる。

実際には、この種の基材に担体、特にアルミナを付着させることは非常に困難で あることが認められている。

これらの困難性は、担体を連結させる基材のミクロ多孔性が存在しないこと及び 担体と基材との間の化学的親和性が不足するためである。

これらの困難をなくすために多くの方法が提案された。

例えば、アルミニウムを含有する合金を酸化することによってその場でアルミナ を形成させることができる。

しかし、この方法の欠点は、そのような合金が非常に高価であるということであ る。

他方、アルミナをＡ１□０．十Ａｌ（Ｈ２ＰＯ４）３　の混合物として担持させ ることができる。しかしながら、この方法はある種の鋼、特にステンレス優にし か有効に使用できるにすぎず、事実、ニッケル＠＋マりん酸塩化を妨害する。

したがって、本発明は、基材に対する担体の持久性が優秀である優製基材上に付 着させた触媒担体な提供することである。

この目的において、本発明の触媒担体は、金属製基材とその上に付着させたアル ミナ層とからなる型の担体であって、さらに基材とアルミナ層との間に配置され たクロム層を含み、そして基材が鋼であることを特徴とするものである。

本発明に従う前記の触媒担体の製造方法は、鋼製の基材を用い、まず該基材上に クロム層を設け、次いで該クロム層上にアルミナ層を設けることからなることを 特徴とする。

本発明の触媒担体のアルミナ層は、基材の折曲げ時に抵抗性であると同様に剥離 に対しても特に抵抗性である。

本発明の他の特徴及び利点は、以下の説明及び実施例の記載から明らかとなろう 。

本発明の触媒担体の基材は、鋼である。本発明の範囲から逸脱することなく各種 の鋼を用いることができる。

鋼の選択は触媒の使用条件に左右される。特に、後燃焼用触媒に対しては自動車 の排ガス系統内で出くわす高い温度及び苛酷な条件に抵抗できる鋼、例えば１Ｉ ｉｔ熱性ステンレス鋼が用いられる。

しかして、１６〜３０重量％のクロムを含有する鋼、１８〜２５重量％のクロム 及び８〜２０重量％のニッケルを要すれば微量のモリブデン、チタン、ニオブと ともに含有する鋼を用いることができる。

本発明の特別の実施態様によれば、２５重型刃のクロム及び１３重型刃のニッケ ルを含有する耐熱性ステンレス鋼が基材として用いられる。この種の鋼は、良好 な機械的及び熱的耐久性を特に示すので有益である。

基材は好ましくは単一体（モノリシック）であってよい。特に、基材は、同じ容 積単位について未変形の基材よりも増加した比表面積を与えるように機械的に変 形させることができる。しかして、単一体は凹凸を与えるように変形することが でき、次いでこれは自動車の消音器内に配置できる管状体を形成するよ５にら旋 状に巻かれる。

基材上に配置されるクロム層は、はぼ数μ、好ましくは１μの厚さを示す。

アルミナ層は、はぼ数十μ、好ましくは１０〜３０μの厚さを有する。

触媒担体の特性に適したあらゆる種類のアルミナを用いることができる。したが って、本発明の特別の実施態様によれば、アルミナとして、２００．ｍ２／ｊｉ 　よりも高い比表面積を持つフィブリル状ベーマイトが用いられる。

また、キブサイト芭のアルミナも用いることができる。

ここで、本発明に従う触媒担体の製造方法を詳述する。

基材ば、まず酸洗、特にクロロ−硫酸混合物にょる酸洗を受ける。

このようにして処理された基材は、次いでクロムメッキされる。クロムメッキは 、好ましくは、比較的不均質な「無光沢（マット）」と呼ばれるクロルメッキが 得られるような条件下で行われる。クロムメッキは、クロム酸と硫酸を主材とし 、要すれば１種以上の通常の添加剤を添加した一般に用いられている組成のクロ ムメッキ浴に通すことによって電解的に行うことができる。クロムメッキ時間は 、析出させようとするクロムの厚さに応じて変えることができる。上記したよう に、クロム層は好ましくは数μの厚さを有する。

クロムメッキは連続式で行うことができる。クロムメッキに続いて、単一体は必 要ならば圧延され凹凸を付けられる。

クロムメッキを受けた後、単一体はアルミナで含浸される。

アルミナの付着は、各種の方法で、特に、単一体をアルミナの溶液中に浸漬する ことによって又は加熱した単一体上にこのアルミナ溶液を吹付けることによって 行うことができる。この溶液は、浸漬の場合には、必要によりある量の、例えば α５〜３重量％、特に１重量％程度の界面活性剤を含有する５〜１５重量％の溶 液であってよい。この界面活性剤は、アルミナのその後の乾燥を容易にし且つ基 材からの剥離を回避させる役目を果す。こ５″ れは例えば「セムルゾール（Ｃｅｍｕｌｓｏｌ　）　Ｊ型の重質アルコールであ る。

なお、留置すべきことは、クロロメッキされた基材上にアルミナを付着させお前 にそれを不働態化させないことが望ましいことである。事実、クロルメッキ後に おいては、クロム層のレベルで酸化が起る。この酸化は基材上でのアルミナの保 持性又は耐久性にとって非常に有害である。

脱不動態化は、例えば塩酸で処理することによって行うことができる。この処理 は、１Ｎ塩酸溶液に９０℃で数秒間浸漬させることによって行うこと赤できる。

それは工業的レベルでは興味が少いが、クロムメッキした基材上に水溶性ゴムの 層を付着させることによって酸化を防止することができる。この層は、アルミナ 層の付着時に水で除去される。

浸漬によりアルミナを付着させた後、触媒担体は風乾され、次いで例えば１１０ ℃でオーブン中で乾燥される。

乾燥してから又は前記の吹付けの後に、触媒担体は約６００℃の温度で焼成され る。

これにより、基材に対する優れた保持性を示す触媒担体が得られる。

このようＫして得られた担体には、次℃・でいわゆる触媒、例えば白金を含浸さ せることができる。場合によっては、以下に説明する条件と類似の条件でアルミ ナと白金との溶液を付着させることによってアルミナと同時に白金を付着させる ことができる。

本発明の実施例を以下に示す。

耐熱性ステンレス鋼（Ｃｒ　２５重量％、Ｎｉ　１３重量％）の板を４５９／ｌ のクロム酸と４．５Ｅｌ／１１の硫酸を含有するクロムメッキ浴に６１℃で、２ ０Ａ／ｄｍ２　の電流密度で４分間浸漬する。これにより数μのクロムが析出す る。次いでこの板を水溶性ガム質の層によって酸化から保護する。

次いで、１４０℃に加熱した板に非常に微細なアルミナ（２０ｏ　ｍ２７ｇ　よ りも高い比表面積を持つフィブリル状ベーマイト）の１２％溶液を吹付ける。

次いで板を６００℃で焼成する。これにより、折曲げ抵抗性であると同様に剥離 抵抗性であり且つ後燃焼用触媒による含浸が可能である約１０μのアルミナ層が 付着した。

例２ この例は本発明の別法を例示する。即ち、この方法では、クロムメッキ後の板に りん醗モノアルミニウム溶液によるりん酸塩処理が行われる。次いで、このりん 酸塩層の上には特に前記した方法によってアルミナ層を付着させることができる 。これら二つの物質は強い化学的親和性を表わすものである。

まず、例１と同じ種類の板を同じ条件下でクロムメッキし、次いでゴム層で保護 する。次いでこの板を５０１量％のＡｌ（Ｈ２ＰＯ４）３　溶液中に９０’Ｃで ２時間浸漬する。

次いで１４０℃に加熱した板に例１と同じ種類の１２％アルミナ溶液を吹付ける 。

板を６．００℃で焼成する。

これによ゛り約１５μのアルミナ層が付着した。

例に の例は、例２の方法に類似した本発明の他の別法を例示する。ここでは、アルミ ナ層の付着前にりん酸モノアルミニウムがポリりん酸アルミニウムに変換される 。

例２と同種の板を用い、そしてこの例と同じ態様でＡＩ（Ｈ２ＰＯ４）、５　溶 液への浸漬工程まで進める。

この浸漬の後、板を６００℃で焼成して（ＡＩ（ＰＯ２）５）ｎを形成させる。

次いで１４０℃に加熱した板に例１と同種の１２％アルミナ溶液を吹付ける。

次いでこの板を６００℃で焼成する。

このようにして約１０μのアルミナ層が付着された。

本発明の触媒担体は、特に、後燃焼用触媒、即ち、内燃エンジンを有する車両の 排ガスの浄化又は制御に好適である。しかし、本発明の担体は、他の分野に応用 される触媒に有利に用いることができる。

もちろん、本発明は実施例に示した実施態様に限られるものではない。特に、本 発明は、説明した技術手段と均等の全ての手段並びにそれらの組合せを包含する ものである。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）金属基材とその上に付着させたアルミナ層とからなる種類の触媒、特に後燃 焼用触媒の担体において、さらに基材とアルミナ層との間にクロム層を設け、そ して基材を鋼としたことを特徴とする触媒担体。 ２）基材が耐熱性ステンレス鋼、特にニッケル鋼及びクロム乍であることを特徴 とする請求の節囲第１項￥截の触媒担体。 ３）前記領が重量で２５％のクロム含有量及び１３％のニッケル含有量を有する ことを特徴とする請求の範囲第２項記載の触媒担体。 ４）クロム層がほぼ数μ、好ましくは１μの厚さを有することを特徴とする請求 の範囲第１〜３項のいずれかに記載の触媒担体。 ５）アルミナ層がほぼ数十μ、好ましくは１０〜３０μの厚さを有することを特 徴とする請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の触媒担体。 ６）アルミナがフィブリル状ベーマイトであることを特徴とする請求の範囲第１ 〜５項のいずれかに記載の触媒担体。 ７）基材が単一体であって、特に凹凸をつけ且つら旋状に巻いた単一体であるこ とを特徴とする請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の触媒担体。 ８）＠製の基材を用い、その基材の上にまずクロム層を付着させ、次いで該クロ ム層の上にアルミナ層を付着させることを特徴とする触媒、特に後燃焼用触媒の 担体の製造方法。 ９）加熱したクロム処理、基材上にアルミナを吹付けることによって又は基材を アルミナ溶液中に浸漬することによってアルミナ層を付着させることを特徴とす る請求の範囲第８項記載の方法。 １０）アルミナ層を付着させる前に、クロム処理基材をりん酸モノアルミニウム Ａｌ（Ｈ２ＰＯ４）３　の溶液に浸漬させることによって該基材上にりん酸モノ アルミニウム層を付着させることを特徴とする請求の範囲第８又は９項記載の方 法。 １１）りん酸モノアルミニウム層を付着させた後に、そのように処理した基材を 焼成することを特徴とする請求の範囲第１０項記載の方法。 １２）基材上に特に電解によって無光沢クロム層を付着させることを特徴とする 請求の範囲第８〜１１項のいずれかに記載の方法。