JPS6168139A - 一酸化炭素酸化触媒 - Google Patents
一酸化炭素酸化触媒Info
- Publication number
- JPS6168139A JPS6168139A JP59188777A JP18877784A JPS6168139A JP S6168139 A JPS6168139 A JP S6168139A JP 59188777 A JP59188777 A JP 59188777A JP 18877784 A JP18877784 A JP 18877784A JP S6168139 A JPS6168139 A JP S6168139A
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- Japan
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- catalyst
- compd
- salt
- oxidation
- palladium
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は一酸化炭素を含有する空気中から一酸化炭素を
酸化除去するための一酸化炭素酸化触媒に関する。
酸化除去するための一酸化炭素酸化触媒に関する。
一般に、炭素や含炭素化合物の不完全燃焼によって発生
する一酸化炭素(以下単にCOともいう)は、血液中の
ヘモグロビンと強固に結合してCOヘモグロビンを形成
し、血液の酸素吸収および運搬の役割を著しく阻害する
ため、頭痛、めまいなどの急性中毒症状をひき起こし、
甚だしい場合には死に至らしめる。又、COを高濃度に
含有する空気に長期的に暴露された場合には慢性心臓疾
患を惹起するといわれている。
する一酸化炭素(以下単にCOともいう)は、血液中の
ヘモグロビンと強固に結合してCOヘモグロビンを形成
し、血液の酸素吸収および運搬の役割を著しく阻害する
ため、頭痛、めまいなどの急性中毒症状をひき起こし、
甚だしい場合には死に至らしめる。又、COを高濃度に
含有する空気に長期的に暴露された場合には慢性心臓疾
患を惹起するといわれている。
CO酸化触媒は、空気中の有害なCOを無害な炭素ガス
(CO2)に酸化する目的で、空気清浄器、ガスマスク
の吸収缶、たばこフィルターなどに使用されているが、
高濃度のCOを含有する空気中から効率よ<COを酸化
除去し、又、長時間の使用にも耐えうるCO酸化触媒の
開発が切望されている。
(CO2)に酸化する目的で、空気清浄器、ガスマスク
の吸収缶、たばこフィルターなどに使用されているが、
高濃度のCOを含有する空気中から効率よ<COを酸化
除去し、又、長時間の使用にも耐えうるCO酸化触媒の
開発が切望されている。
従来、自然環境下、すなわち、常温、常圧、常湿下で使
用できるCO酸化触媒として数多くの提案がなされてい
る。それらを大別すると以下のようである。
用できるCO酸化触媒として数多くの提案がなされてい
る。それらを大別すると以下のようである。
(1) 金属酸化物触媒
(2)貴金属担持触媒
(3) レドックス触媒
(1)についての代表的な触媒としては、二酸化マンガ
ンと酸化銅を主成分とした、いわゆるホプヵリフト触媒
が知られている(特開昭51−72988号、特開昭5
3−96399号)。しかし、このホプカリソト触媒は
空気中の水分によって失活が著しく速く、自然環境下で
使用する場合は強力な乾燥剤との併用が必要である。
ンと酸化銅を主成分とした、いわゆるホプヵリフト触媒
が知られている(特開昭51−72988号、特開昭5
3−96399号)。しかし、このホプカリソト触媒は
空気中の水分によって失活が著しく速く、自然環境下で
使用する場合は強力な乾燥剤との併用が必要である。
(2)については、パラジウムや白金などの貴金属を担
持した触媒が知られている(特開昭55−73344号
、同53−149192号、同55−137039号)
が、これらに開示された触媒はいずれも2000 pp
m以下の比較的低濃度のCOを含む空気に対しては有効
であるが、co濃度が1%以上の比較的高濃度の空気中
からのCO除去効果は低く、短時間で失活する欠点があ
る。
持した触媒が知られている(特開昭55−73344号
、同53−149192号、同55−137039号)
が、これらに開示された触媒はいずれも2000 pp
m以下の比較的低濃度のCOを含む空気に対しては有効
であるが、co濃度が1%以上の比較的高濃度の空気中
からのCO除去効果は低く、短時間で失活する欠点があ
る。
又、(3)についての典型的な触媒は、塩化パラジウム
と塩化第二銅からなるレドックス対を形成した触媒で、
いわゆるワラカー型触媒として周知である。この触媒は
エチレンからアセトアルデヒドを合成する目的で開発さ
れたものであるが、c。
と塩化第二銅からなるレドックス対を形成した触媒で、
いわゆるワラカー型触媒として周知である。この触媒は
エチレンからアセトアルデヒドを合成する目的で開発さ
れたものであるが、c。
の酸化に対しても高活性な触媒として機能する。
この触媒をCOの酸化に用いた場合、以下の反応式に示
される機構が提示されている( J、 AirPoll
ution Control As5oc、28.25
3 (1978) ’)。
される機構が提示されている( J、 AirPoll
ution Control As5oc、28.25
3 (1978) ’)。
co+PdCβ2 ・2H20→
CO□+Pd’ +2HCj!+H20・・・(1)P
d” + (CuCj!2)2 ・2H20=PdC
j!2 ・2H20+Cu2C!!2−(2)Cu2C
12+2HCI+H20+%O,,−’(Cu C12
) 2 ・2 H20−(31(11+ (2) +
(31の合計 CO+%02→CO2・・・(4) しかし、この触媒は多孔質担体に担持し、CO酸化触媒
として長時間使用する場合、COの酸化熱により触媒の
温度が上昇して、+1)式の反応過程で生じた塩化水素
(HCl)が系外に揮散して徐々にレドックスサイクル
のバランスがくずれ、結果的にCO酸化率が減少すると
いう問題点が生ずる。
d” + (CuCj!2)2 ・2H20=PdC
j!2 ・2H20+Cu2C!!2−(2)Cu2C
12+2HCI+H20+%O,,−’(Cu C12
) 2 ・2 H20−(31(11+ (2) +
(31の合計 CO+%02→CO2・・・(4) しかし、この触媒は多孔質担体に担持し、CO酸化触媒
として長時間使用する場合、COの酸化熱により触媒の
温度が上昇して、+1)式の反応過程で生じた塩化水素
(HCl)が系外に揮散して徐々にレドックスサイクル
のバランスがくずれ、結果的にCO酸化率が減少すると
いう問題点が生ずる。
本発明はかかる問題点に着目してなされたもので、自然
環境下において長時間の使用によっても活性が低下する
ことのないCO酸化触媒を提供することを目的とする。
環境下において長時間の使用によっても活性が低下する
ことのないCO酸化触媒を提供することを目的とする。
本発明者らは従来の塩化パラジウムと塩化第二銅から成
るレドックス触媒の高酸化活性を長時間にわたり持続さ
せる方法について鋭意研究を行なった結果、助触媒成分
としてバナジウム化合物もしくはバナジウム化合物とリ
ン化合物の両者を含有させることにより、レドックス触
媒の活性の低下を防止しうろことを見出し、本発明をな
すに至った。
るレドックス触媒の高酸化活性を長時間にわたり持続さ
せる方法について鋭意研究を行なった結果、助触媒成分
としてバナジウム化合物もしくはバナジウム化合物とリ
ン化合物の両者を含有させることにより、レドックス触
媒の活性の低下を防止しうろことを見出し、本発明をな
すに至った。
すなわち、本発明は多孔質担体にパラジウム塩と銅塩か
らなる主触媒成分およびバナジウム化合物もしくはバナ
ジウム化合物とリン化合物の両者からなる助触媒成分を
担持させたCO酸化触媒である。
らなる主触媒成分およびバナジウム化合物もしくはバナ
ジウム化合物とリン化合物の両者からなる助触媒成分を
担持させたCO酸化触媒である。
本発明において、レドックス触媒に添加されるバナジウ
ム化合物としては、メタバナジン酸アンモニウム(N
H4V 03 ) 、バナジン酸ナトリウム(N a
V 03 ) 、酸化バナジウム(V205 )などが
挙げられ、又リン化合物としてはリン酸()I3 PO
4) 、5酸化リン(P20S ) 、リン酸アンモニ
ウム((NH4) s P 04 )等が挙げられる。
ム化合物としては、メタバナジン酸アンモニウム(N
H4V 03 ) 、バナジン酸ナトリウム(N a
V 03 ) 、酸化バナジウム(V205 )などが
挙げられ、又リン化合物としてはリン酸()I3 PO
4) 、5酸化リン(P20S ) 、リン酸アンモニ
ウム((NH4) s P 04 )等が挙げられる。
次に、レドックス触媒を構成するパラジウム塩としては
塩化パラジウム(PdC12)が好ましいが、硫酸パラ
ジウム(PdSO4)や硝酸パラジウム(PdCNOs
)2 )などの併用を制限するものではない。更に、
銅塩としては塩化第二銅(CuCf2)の使用が望まし
いが、塩化第一銅(Cu2 Cl12) 、硫酸銅(C
uSO4)、硝酸銅(Cu (NO3) 2 )等の銅
塩を使用することもできる。
塩化パラジウム(PdC12)が好ましいが、硫酸パラ
ジウム(PdSO4)や硝酸パラジウム(PdCNOs
)2 )などの併用を制限するものではない。更に、
銅塩としては塩化第二銅(CuCf2)の使用が望まし
いが、塩化第一銅(Cu2 Cl12) 、硫酸銅(C
uSO4)、硝酸銅(Cu (NO3) 2 )等の銅
塩を使用することもできる。
又、本発明の触媒成分の担体としては、T−アルミナ、
活性炭、シリカアルミナ、ゼオライトなどを用いること
ができるが、多孔質で触媒担体としての機能を有する物
質であればその種類に特に制限はなく、ハニカム状に形
成した担体や海綿状セラミック体も用いることができる
。
活性炭、シリカアルミナ、ゼオライトなどを用いること
ができるが、多孔質で触媒担体としての機能を有する物
質であればその種類に特に制限はなく、ハニカム状に形
成した担体や海綿状セラミック体も用いることができる
。
本発明の触媒成分の担体に対する担持量は、パラジウム
塩については0.01〜0.2m mol 7gの範囲
が良い。又、銅塩は0.1〜2.0 m mol /
gの範囲が良く、好ましくは、0.4〜1.0m mo
f 7gである。更に、バナジウム化合物は担体に対し
てバナジウム換算で0.1〜3.0重量%、好ましくは
0.5〜1.5重量%である。又、リン化合物はリン換
算で0.1〜1.0重量%でよい。
塩については0.01〜0.2m mol 7gの範囲
が良い。又、銅塩は0.1〜2.0 m mol /
gの範囲が良く、好ましくは、0.4〜1.0m mo
f 7gである。更に、バナジウム化合物は担体に対し
てバナジウム換算で0.1〜3.0重量%、好ましくは
0.5〜1.5重量%である。又、リン化合物はリン換
算で0.1〜1.0重量%でよい。
担体への触媒成分の担持方法としては、パラジウム塩、
銅塩およびバナジウム化合物の3者もしくは更にリン化
合物を加えた水溶液中に担体を浸漬した後、加熱して溶
液を濃縮し、水分を蒸発させて担体上に触媒成分を析出
させる方法が通している。又、バナジウム化合物もしく
はバナジウム化合物とリン化合物の両者を予め担体に担
持し、100℃以上の温度で熱処理した後、バナジウム
塩と銅塩を上記の方法で担持させても良い。
銅塩およびバナジウム化合物の3者もしくは更にリン化
合物を加えた水溶液中に担体を浸漬した後、加熱して溶
液を濃縮し、水分を蒸発させて担体上に触媒成分を析出
させる方法が通している。又、バナジウム化合物もしく
はバナジウム化合物とリン化合物の両者を予め担体に担
持し、100℃以上の温度で熱処理した後、バナジウム
塩と銅塩を上記の方法で担持させても良い。
本発明において添加されるバナジウム化合物の作用機構
としては以下の反応式により説明される。
としては以下の反応式により説明される。
CO+Pd (OH)2
→C02+ P d ” + H20−(5)P d
” + V2 O5+ H20→Pd (OH
) 2 +V2 04 ・・・(6
)V2O3+%02 →V2O5・・・(7)(51+
(61+ (71の合計G O+ ’A −” CO
2・・・(8)すなわち、COの酸化熱により触媒の温
度が上昇し、塩化パラジウムの一部は熱分解して塩化水
素(HCl)が揮散することにより水素化パラジウム(
Pd (OH)2 )に変化するが、この水素化パラジ
ウムが酸化バナジウム(V20s )とレドックス対を
形成し、反応式(5)〜(7)に従ってCOの酸化が進
行する。
” + V2 O5+ H20→Pd (OH
) 2 +V2 04 ・・・(6
)V2O3+%02 →V2O5・・・(7)(51+
(61+ (71の合計G O+ ’A −” CO
2・・・(8)すなわち、COの酸化熱により触媒の温
度が上昇し、塩化パラジウムの一部は熱分解して塩化水
素(HCl)が揮散することにより水素化パラジウム(
Pd (OH)2 )に変化するが、この水素化パラジ
ウムが酸化バナジウム(V20s )とレドックス対を
形成し、反応式(5)〜(7)に従ってCOの酸化が進
行する。
換言すれば、塩化水素の揮散により低下した塩化パラジ
ウム−塩化銅のレドックス対の機能が、新たに生じた水
酸化パラジウムと酸化バナジウムのレドックス対の機能
により補填された形となり、CO酸化活性の持続性が維
持されるものと理解される。この酸化バナジウムに加え
、リン化合物を添加すると上記の機能が更に助長される
。
ウム−塩化銅のレドックス対の機能が、新たに生じた水
酸化パラジウムと酸化バナジウムのレドックス対の機能
により補填された形となり、CO酸化活性の持続性が維
持されるものと理解される。この酸化バナジウムに加え
、リン化合物を添加すると上記の機能が更に助長される
。
次に実施例を掲げて本発明を具体的に説明する。
(1)触媒試料の調整
調製例1
パラジウム換算で7g、銅換算で44g、バナジウム換
算で5gを夫々含有す番水溶液1300mlを塩化パラ
ジウム、塩化第二銅およびメタバナジン酸アンモニウム
を用いて調整し、この水溶液に8〜14メツシユの粒度
のγ−アルミナ1 kgを5時間浸漬した。その後、1
20°の通風乾燥器内で時々攪き混ぜながら水分を蒸発
させた。乾燥開始12時間後に触媒を乾燥器から取り出
し、本発明の触媒(A)を得た。
算で5gを夫々含有す番水溶液1300mlを塩化パラ
ジウム、塩化第二銅およびメタバナジン酸アンモニウム
を用いて調整し、この水溶液に8〜14メツシユの粒度
のγ−アルミナ1 kgを5時間浸漬した。その後、1
20°の通風乾燥器内で時々攪き混ぜながら水分を蒸発
させた。乾燥開始12時間後に触媒を乾燥器から取り出
し、本発明の触媒(A)を得た。
調製例2
バナジウムイオン(V”)を5g含有する水溶液1.3
j!をメタバナジン酸アンモニウムを用いて調整し、こ
れに8〜14メツシユの粒度のT−アルミナ1 kgを
4時間浸漬した。次いで130°Cの通風乾燥器内に入
れ、12時間時々攪き混ぜながら水分を蒸発させた。そ
の後500℃で更に2時間熱処理を行ない、v205担
持T−アルミナを得た。この担体に塩化パラジウムと塩
化第二銅を調整例1と同じ方法で同量担持させ、本発明
の触媒(B)を得た。
j!をメタバナジン酸アンモニウムを用いて調整し、こ
れに8〜14メツシユの粒度のT−アルミナ1 kgを
4時間浸漬した。次いで130°Cの通風乾燥器内に入
れ、12時間時々攪き混ぜながら水分を蒸発させた。そ
の後500℃で更に2時間熱処理を行ない、v205担
持T−アルミナを得た。この担体に塩化パラジウムと塩
化第二銅を調整例1と同じ方法で同量担持させ、本発明
の触媒(B)を得た。
調製例3
表面にγ−アルミナの層が形成されたコーディエライト
質のハニカム体(径50鶴φ、高さ81゜5m、セル数
112セル/ 1nch” )を0.1 mol /i
濃度のN H4V 03水溶液500m1に3時間浸漬
した後、120℃で乾燥した。この浸漬、乾燥操作を3
回繰返した後、更に500°Cで2時間熱処理を行ない
V20s担持ハニ力ム体を得た。
質のハニカム体(径50鶴φ、高さ81゜5m、セル数
112セル/ 1nch” )を0.1 mol /i
濃度のN H4V 03水溶液500m1に3時間浸漬
した後、120℃で乾燥した。この浸漬、乾燥操作を3
回繰返した後、更に500°Cで2時間熱処理を行ない
V20s担持ハニ力ム体を得た。
このハニカム体を更に塩化パラジウム0.1 molと
塩化第二銅1. Omolを含む水溶液50 Qm7に
浸漬した。3時間後にこれを引き上げ、150℃で乾燥
し、本発明の触媒(C)を得た。
塩化第二銅1. Omolを含む水溶液50 Qm7に
浸漬した。3時間後にこれを引き上げ、150℃で乾燥
し、本発明の触媒(C)を得た。
調製例4
バナジウムイオン(V S+ )を5g1リンイオン(
P”)を3g含有する水溶液1.31をメタバナジン酸
アンモニウムとリン酸を用いて調製し、これに8〜14
メツシユの粒度のT−アルミナ1 kgを4時間浸漬し
た。次いで調製例2と同様の方法で熱処理を行ない、V
2O6とP2O5担持γ−アルミナを得た。この担体に
塩化パラジウムと塩化第二銅を調製例1と同じ方法で同
量担持させ、本発明の触媒(D)を得た。
P”)を3g含有する水溶液1.31をメタバナジン酸
アンモニウムとリン酸を用いて調製し、これに8〜14
メツシユの粒度のT−アルミナ1 kgを4時間浸漬し
た。次いで調製例2と同様の方法で熱処理を行ない、V
2O6とP2O5担持γ−アルミナを得た。この担体に
塩化パラジウムと塩化第二銅を調製例1と同じ方法で同
量担持させ、本発明の触媒(D)を得た。
調製例5
メタバナジン酸アンモニウム(NH4VO3)を用いな
いこと以外は調製例1と同様の方法で触媒(E)を得、
これを対照とした。
いこと以外は調製例1と同様の方法で触媒(E)を得、
これを対照とした。
(2) CO酸化活性測定試験
(11で調製した本発明の触媒(A)、(B)、(C”
) 、 (D)および対照としての触媒(E)を用
いてそのCO酸化活性を測定した。測定方法は各触媒1
60mβ宛を内径50+yn+φのガラス管に充填し、
この触媒層に1.0容量%のCOを含んだ相対湿度95
%、温度25℃の空気を321/分の流量で流し、出口
におけるCO濃度を非分散型赤外分光光度計を用いて測
定した。測定結果を第1図に示した。
) 、 (D)および対照としての触媒(E)を用
いてそのCO酸化活性を測定した。測定方法は各触媒1
60mβ宛を内径50+yn+φのガラス管に充填し、
この触媒層に1.0容量%のCOを含んだ相対湿度95
%、温度25℃の空気を321/分の流量で流し、出口
におけるCO濃度を非分散型赤外分光光度計を用いて測
定した。測定結果を第1図に示した。
第1図に見られるように、バナジウムを含まない触媒(
E)に比し、本発明の触媒(A)、(B)、(C)およ
び(D)はいずれも長時間の使用によってもCO酸化活
性の低下は認められなかった。
E)に比し、本発明の触媒(A)、(B)、(C)およ
び(D)はいずれも長時間の使用によってもCO酸化活
性の低下は認められなかった。
以上詳細に述べたように、パラジウム塩と銅塩とからな
るレドックス触媒にバナジウム化合物もしくはバナジウ
ム化合物とリン化合物の両者を含有させた本発明のCO
酸化触媒は、COに対する酸化活性が高いのみならず、
そのCO酸化活性の持続性が著しく優れている。
るレドックス触媒にバナジウム化合物もしくはバナジウ
ム化合物とリン化合物の両者を含有させた本発明のCO
酸化触媒は、COに対する酸化活性が高いのみならず、
そのCO酸化活性の持続性が著しく優れている。
第1図はCO酸化触媒のCO酸化活性の経時変化を示す
グラフである。 特許出願人 ト ビ −工業株式会社同 日本専
売公社
グラフである。 特許出願人 ト ビ −工業株式会社同 日本専
売公社
Claims (1)
- 多孔質担体にパラジウム塩と銅塩からなる主触媒成分お
よびバナジウム化合物もしくはバナジウム化合物とリン
化合物の両者からなる助触媒成分を担持させたことを特
徴とする一酸化炭素酸化触媒。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59188777A JPS6168139A (ja) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | 一酸化炭素酸化触媒 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59188777A JPS6168139A (ja) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | 一酸化炭素酸化触媒 |
EP86104256A EP0238700B1 (en) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | Carbon monoxide oxidizing catalyst |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6168139A true JPS6168139A (ja) | 1986-04-08 |
JPH0466612B2 JPH0466612B2 (ja) | 1992-10-23 |
Family
ID=26101860
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59188777A Granted JPS6168139A (ja) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | 一酸化炭素酸化触媒 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6168139A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007160260A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Cataler Corp | 一酸化炭素酸化触媒 |
JP2013227224A (ja) * | 2013-08-01 | 2013-11-07 | Mitsui Chemicals Inc | 塩化カルボニルの製造装置およびポリイソシアネートの製造装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5573344A (en) * | 1978-11-28 | 1980-06-03 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Catalyst for oxidation of carbon monoxide |
US4450245A (en) * | 1981-03-26 | 1984-05-22 | Gallaher Limited | Supported catalysts and method for their production |
-
1984
- 1984-09-11 JP JP59188777A patent/JPS6168139A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5573344A (en) * | 1978-11-28 | 1980-06-03 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Catalyst for oxidation of carbon monoxide |
US4450245A (en) * | 1981-03-26 | 1984-05-22 | Gallaher Limited | Supported catalysts and method for their production |
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---|---|---|---|---|
JP2007160260A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Cataler Corp | 一酸化炭素酸化触媒 |
JP2013227224A (ja) * | 2013-08-01 | 2013-11-07 | Mitsui Chemicals Inc | 塩化カルボニルの製造装置およびポリイソシアネートの製造装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0466612B2 (ja) | 1992-10-23 |
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