JPS63134060A - 触媒担体の製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は天然ガス、プロパンガス等の気体燃料および石
油等の液体燃料を用いる燃焼装置の排ガス浄化用、脱臭
用触媒担体の製造方法に関するものである。

従来の技術 従来、アルミン酸石灰を主成分とし、骨材として溶融シ
リカ、チタニアを成分とする多孔性担体に、貴金属触媒
を担持させたこの種の触媒担体法上記組成の各種無機酸
化物と成形助剤などを混合し、水を加えて混練したもの
を多孔体に成形する。

その後固化、養生、乾燥を施して得た担体を資金族の塩
溶液に浸漬し、空気中で約９００°Ｃで１時間熱処理を
行なって触媒を担持する触媒担体の製造方法であった（
％開昭６ｌ−１ｅｉ５２７７号公報）。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成から得られた触媒担体は、比表面
積が小さく、従って触媒担持力も乏しく排ガス浄化用の
触媒担体として高温の燃焼装置に用いた場合、使用桶過
時間と共にさらに担体の比表面積が低下し、触媒の活性
が劣化して来る事がら−酸化炭素などの浄化能力が減少
して来ると云う問題点があった。

本発明はこのような問題点を解決するもので、アルミナ
ゾルを含む金属酸化物ゾルを２種類以上用いる事により
、比表面積の大きい、熱衝撃性にも強く、機械的強度を
有する触媒担体の製造方法を改良する事を目的とする。

問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために１本発明は主体をなすアル
ミン酸石灰、溶融シリカ、チタニア、アルミナの２種以
上からなる耐熱性無機酸化物に、有機成形助剤と共にア
ルミナゾルを含む金属酸化物ゾル２種以上を加えた混合
物を成型可能なペースト状となし、ついでこのペースト
状混合物を成型、乾燥し、前記有機成形助剤を分解除去
した後、触媒溶液に含浸し、高温熱処理して触媒を担持
させるものである。ここでの金属酸化物ゾルとしてはと
くにシリカゾル、チタニアゾル、酸化リチウムゾルが好
適なものである。

作　　　用 このような製造方法により触媒担体の製造工程中にアル
ミナゾルを含む２種以上の金属酸化物をゾルの形で添加
し、まず担体内にアルミナの微細粉末を形成させ、この
微細粒子との結合状態により担体の比表面積が大きくな
り、貴金属触媒を広範囲に均質に分散担持させる事が可
能となるため触媒全体の占める表面積も広くなり、−酸
化炭素などを含む排気ガスを効率よく浄化することが出
来る。これは非常に微細な粒子を形成するアルミナの比
表面積（ＢＥＴ法）が非常に大きい事に起因する。一方
、シリカ、チタニア、酸化リチウムなどからなる金属酸
化物ゾルの１種以上から形成された非常に微細な粒子の
金属酸化物は担体内で各粒子間の固着力、結合力を強く
し、担体の機械的強度全向上させる機能を有すると共に
、熱膨張係数が小さい事から担体の熱膨張を抑制する作
用もある。この様に担体の比表面積、機械的強度を大き
くし、熱膨張を抑制する事によって、担体の触媒能力と
耐久性の向上を図ることが出来る。

実施例 触媒担体の構成要素として、アルミン酸石灰。

溶融シリカ、チタニア、アルミナの２種以上の耐熱性無
機酸化物を主体とし、これにカルボキンメチルセルロー
スのような有機成形助剤を加えた混合物に、１例として
アルミナゾルとシリカゾル。

チタニアゾル、酸化リチウムゾルの内１種以上を表１に
示す配合比で混合し、この混合物を成型可能な水分に調
整して混練した。この担体材料をハニカム成型機で押し
出し成形し、必要に応じて固化、養生などを加え、１０
０″Ｃでの乾燥後７００’Ｃで約１０〜２０分間熱処理
を行なって、見掛体積当り０．１ｔ／ｌの割合で貴金属
触媒が担持するように、白金およびパラジウム塩溶液を
含浸させ、ついで９００″Ｃで約１時間遠元処理を施し
た。

非常に細かい微粒子を形成させる金属酸化物ゾルの金属
酸化物濃度は、１０〜３０ｗｔ１などが市販されている
が、本実施例では２５ｗｔ％の試料を用いた。この金属
酸化物ゾルはすべて溶液状で加え、その添加量は担体を
構成する耐熱性無機酸化物粉末１ｏＯに対する割合で示
した。また有機成形助剤も担体構成粉末１ｏｏに対して
５ｗｔ％なる様に加えた。

本実施例として表１に示す組成の試料担体Ａ。

Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ，Ｉ、Ｊの１０種を試作し
、比較のために従来例として、試料担体Ｋ。

Ｌ、Ｍの３種も試作した。

なった後、担体の比表面積と一酸化炭素の浄化能力を測
定し、触媒担体の耐久性を調べた。その測定結果を表２
に示す。又浄化能力は表３に示す測定条件によって測定
し、浄化能力は 表２ 表３ 表２かられかる様に、本発明の触媒担体Ａ、Ｂ。

Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ，Ｉ、７の試料にあっては、比
表面積（Ｂ、Ｅ、Ｔ法）は５．１〜ｅ、ｏｌｌｊ／ｙの
範囲内にあり、Ｃｏ浄化能力は７５〜８４％の範囲内に
ある。これに対して従来の触媒担体にＫ。

Ｌ、Ｍの試料の比表面積は１．ｏ　〜２．５　ｍ’／　
ｔであり、本発明品と比較して見〜゛イ程小さい。また
、ｃ。

浄化能力は４０〜６５％であり、本発明品は従来品と比
較して約２０〜４４％程向上している。試料に、Ｌはア
ルミナゾルを加えていないために、比表面積の低下が大
きく、ＳＯＯ時間後のＣｏ浄化能力の低下をおこしてい
る。Ｍはアルミナゾルのみを加えた場合であり、比表面
積の増大は図られたが、熱膨張係数も大きい値を示し、
製造工程中、ハニカム格子にひび割れを生じやすく、不
良品発生の原因となる。したがって、単にアルミナゾル
を加えるだけでは熱衝歌邦潤題がある。アルミナゾルの
他に熱膨張係数を小さくする働きのあるシリカゾル、チ
タニアゾル、酸化リチウムゾルなどの金属酸化物ゾルを
加える事で熱衝撃性を著しく向上させており、製造工程
中のハニカム格子のひび割れによる不良は殆んどなくな
った。金属酸化物ゾル中に含有する金属酸化物濃度は２
５ｗｔ％であるから、担体内にゾルの形態から非常に微
細な粒子を形成させる金属酸化物を加える量は担体重量
全体に対して６〜１０ｗｔ％が望ましい。

アルミナゾルを含む金属酸化物ゾルから形成される微細
な金属酸化物粒子の添加量が５ｗｔ％より少なくなる種
触媒担体を構成する粒子間で粒子のシンタリングがおこ
り、比表面積の減少によるＣ０浄化能力の低下度合を大
きくする。一方、１０ｗ　ｔ　％より多くなる種触媒担
体のコストアップにつながる。またアルミナゾルの量が
他の金属酸化物ゾルより２倍以上多くなると、触媒担体
の熱膨張係数が大きくなり過ぎて、製造工程中にひび割
れの発生割合を高くする。したがって、アルミナゾルと
他の金属酸化物ゾルを最適な配合比で混合する事が重要
であり、これらのゾルが相互に混合し合って、相剰効果
を発揮して実用上重要な特性を出している。

本発明ではアルミナゾルの形で非常に微細なアルミナ粒
子を担体粒子間に介在させて、比表面積を大きくすると
共に、シリカゾル、チタニアゾル。

酸化リチウムゾル、の形で、同様に非常に微細なシリカ
、チタニア、酸化リチウム粒子を担体粒子間に、微細な
アルミナ粒子と立体的に結合しあって機械的強度の向上
と共に、熱膨張係数の上昇を抑制し、耐熱衝撃性を向上
させている。この様に、従来型触媒担体と比較してＣｏ
浄化能の耐久性、担体の耐熱衝撃性２機械的強度などの
特性が著しく向上している。

担体を構成する材料として主に、アルミ／酸石灰、溶融
シリカ、チタニア、アルミナの中で２種以上を選択する
組成が望ましく、多くの配合組成の担体を構成する華が
可能であって、この多くの配合組成に対しても金属酸化
物ゾルを加える事によってＣｏ浄化能力の耐久性を大幅
に改善することができる。

本実施例では金属酸化物ゾル濃度として２５ｗｔ％のゾ
ルを用いた。しかし、金属酸化物の均質分散が可能であ
る濃度であるならいずれの濃度でもよいが、ハニカム成
型時の最適な成型条件に合致するように水の調整をする
必要がある。

本実施例ではハニカム構造の担体について説明したが、
クロス状、マット状２球状、ベレット状など他のいかな
る形状でも同じ効果が期待できるが、形状が異なるので
、同じ値のＣｏ浄化能力の耐久性を示すとは限らない。

仮に形状が異なっても金属酸化物ゾルの無添加よりは向
上するものと考えられる。

他の金属酸化物ゾルとして、酸化スズゾル、ジルコニア
ツル、マグネシカゾル、カルシアゾルなども考えられる
。これらの触媒担体は触媒燃焼器用、燃焼ヒータ用など
にも利用することができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、触媒担体中にアルミナゾ
ルを含む金属酸化物ゾルを加える事により、触媒担体の
排ガス浄化能力の耐久性向上２Ｍ造工程中の不良減少に
よる生産性の向上などに大きな効果を有する優れた触媒
担体の製造方法を得ることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）主体をなすアルミン酸石灰、溶融シリカ、チタニ
   ア、アルミナの２種以上からなる耐熱性無機酸化物に、
   有機成形助剤と共にアルミナゾルを含む金属酸化物ゾル
   ２種以上を加えた混合物を成型可能なペースト状となし
   、ついでこのペースト状混合物を成型、乾燥し、前記有
   機成形助剤を分解除去した後、触媒溶液に含浸し、高温
   熱処理して触媒を担持させる事を特徴とする触媒担体の
   製造方法。
2. （２）アルミナゾルを含む他の金属酸化物ゾルが、シリ
   カゾル、チタニアゾル、酸化リチウムゾルである事を特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の触媒担体の製造方
   法。