JPS63302945A

JPS63302945A - 排ガス浄化用触媒の製造法

Info

Publication number: JPS63302945A
Application number: JP62138518A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Yanagihara; 伸行柳原; Kunio Ito; 伊藤　邦夫; Mieko Tanabe; 田辺　美恵子; Kikuo Senoo; 菊雄妹尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-06-02
Filing date: 1987-06-02
Publication date: 1988-12-09

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触媒担体
の製造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白金族の金属
触媒を担持させたこの種の触媒担体は、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
施して得た担体を白金族金属の塩溶液に浸漬して触媒を
担持し、空気中において９００’Ｃで１時間熱処理する
事により製造されていた。

発明が解決しようとする問題点このような従来の製造法から得られた触媒担体では比較
的比表面積が小さい。したがって、この触媒を担持した
触媒担体を、排ガス浄化用として燃焼機器に用いた場合
、初期浄化能は優れているが、使用時間と共に触媒の活
性が劣化して来ることから一酸化炭素などの浄化能力が
低下して来るという問題点があった。本発明はこのよう
な問題点を解決する事を目的とするものである。

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、本発明は主としてアルミ
ン酸石灰と溶融シリカ、および少なくとも水硬性アルミ
ナ又は活性アルミナからなる耐熱性無機酸化物を担体と
し、上記アルミン酸石灰。

溶融シリカ、水硬性アルミナ又は活性アルミナの配合組
成が２５〜５０重量％：４０〜５０重量％；５〜２０重
量％であり、かつ上記アルミン酸石灰。

溶融シリカ、水硬性アルミナ又は活性アルミナの平均粒
子径が３〜３０μｍ：５〜４０μｍ：１〜５０μｍであ
って、これら混合物に水を加えてペースト状となし、つ
いで成型、硬化、乾燥を施して得られる多孔性担体に金
属触媒を担持する工程の少なくともその前後において熱
処理したものである。

作用このような製造方法により、アルミン酸石灰。

溶融シリカ、水硬性アルミナ又は活性アルミナからなる
耐熱性無機酸化物の配合組成と平均粒径を最適条件に制
御した触媒担体はアルミン酸石灰の硬化による機械的強
変の増大、溶融シリカによる熱膨張の抑制、水硬性アル
ミナ又は活性アルミナによる比表面積増大する機能を適
度に／くランス良く保持する事が出来る。したが・〕で
、このような配合組成を持つ触媒担体はそれ自体のシン
タリングや亀裂を防止する作用があり、さらに金属触媒
を担持させる事によって、高温でも長時間にわたって破
壊することなく、燃焼機器などの排ガスを効率よく浄化
する事が出来ることとなる。

実施例触媒担体の構成要素として、平均粒径１ｓ７Ｌｍのアル
ミン酸石灰、平均粒径３０　ｔｔ　ｍの溶融シリカ。

平均粒径３μｍの水硬性アルミナ又は平均粒径４６μｍ
の活性アルミナを各種配合し、さらに、この混合物にカ
ルボキシメチルセルロースの様な有機性結着剤と共に、
適量の水を加えて混練した。この担体材料をノ・ニカム
成型機で押１７出し成形し、固化と養生を経て１００℃
で乾燥し、水分を除去した後、バナジウムとセリウム塩
からなる触媒溶液に含浸させ、空気中において、９００
℃で約１６分間熱処理を行なって、各種類の触媒担持担
体を得だ。試作した触媒担持の触媒担体を表１に示す。

比較例として従来型製造法で試作した触媒担体も表１に
示す。但し、有機性結着剤としてカルボキンメチルセル
ロースを全体量に対してすべての試料に５重量％加えた
。一方、各種触媒担体にはパラジウムとセリウム触媒を
担体見掛体積当り各々０．１ｙ／１．１０？／ｌ程担持
した。

（以下余　白）表　　　　　　　１これらの試料において、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、に、Ｆの触媒
担体が本発明型であり、Ｇの触媒担体はアルミン酸石灰
が多過ぎて、しかも溶媒シリカが少な過ぎる場合であり
、Ｈの触媒担体は溶融シリカが多過ぎる場合であり、工
の触媒担体はアルミン酸石灰が少な過ぎる場合であり、
Ｊの触媒担体は水硬性アルミナと活性アルミナの全量が
多過ぎ、Ｋの触媒担体は少な過ぎる場合である。Ｌは従
来型の触媒担体であり、チタニアを含有している代わり
に水硬性アルミナと活性アルミナを含有していない場合
である。

これらの触媒を担持した担体について燃焼装置の排ガス
を流した条件下で９５０’Ｃで連続耐熱試験を行ない、
−酸化炭素の浄化能力を測定して触媒の耐久性を調べた
。−酸化炭素浄化能力の測定条件を表２に示す。

（以下余白）表　　　　　　　　２（但し、窒素ガスをバランスとした）表２に示す条件で一酸化炭素の浄化能力において、初期
性能を１００として、１０００時間後の劣化率を調べた
結果を表３に示す。

で表わした。

（以　下金　白）表　　　　　　　　３表３かられかる様に、本発明型の触媒担体ム。

Ｂ、Ｃ，Ｄ、に、ＦのＧＯ浄化能の劣化率は８〜１３％
に対して、従来型の触媒担体りのＣＯ浄化能の劣化率は
３０％であり、本発明型は従来型と比較して発から具程
劣化率が小さい。本発明型は比表面積の大きい水硬性ア
ルミナや活性アルミナを含有しているために、担体自体
の比表面積を大きくすると共に、担体の中に平均粒径が
１〜１０μｍである微細な水硬性アルミナや２０〜５０
μｍの平均粒径を有する活性アルミナが均質に分散して
いるだめに、他の粒子の大きいアルミン酸石灰や溶融シ
リカと結合し合って、高温の中で長時間曝露しても比表
面積の減少が少なくなるので、（０浄化能の劣化率が小
さい。これに対して、従来型は高温状態で除々にシンタ
ー現象をおこし比表面積を減少させている。この為に、
Ｇｏ浄化能の劣化が太きいと考えられる。しかし、触媒
担体Ｇはアルミン酸石灰が多いので機械的強度は大きく
なるが、溶融シリカが少ないために、製造工程中に担体
自身の膨張・収縮現象の度合いが大きく、触媒担体に亀
裂等を発生し、不良の原因となる。そこで、逆に溶融シ
リカを多くした場合の触媒担体は、亀裂等の不良発生は
なくなったが、比表面積の減少をおこし、ＧＯ浄化能の
劣化率が大きくなる。

触媒担体ム〜Ｆと比べて１．５〜２．６倍程劣化率が高
くなっている。これは明らかに担体表面に担持している
触媒のシンタリング現象をおこしているものと思われる
。ついで、触媒担体Ｉは強度を維持するためのアルミン
酸石灰が少ない場合であり、また触媒担体Ｊは水硬性ア
ルミナと活性アルミナの全量が多く含有している場合で
あり、いずれも機械的強度が弱く、製造工程中、あるい
は燃焼機器に取付けた後に破壊する。また触媒担体には
水硬性アルミナの含有量が少ない場合であり、触媒担体
りは水硬性アルミナ、活性アルミナ共に含有していない
従来型の場合である。触媒担体に、Ｌはいずれも比表面
積が大幅に減少し、Ｃｏ浄化能の劣化率も初期能力と比
べて３０％程になっている。この様に、アルミン酸石灰
：溶融シリカ：水硬性アルミナ又は活性アルミナの最適
な配合組成は２５〜５０重量％：４０〜６５重量％：５
〜２０重量％と云う事になる。

さらに、これら材料の粒径によって触媒担体の物理的性
質やＣｏ浄化能の経時変化も異なって来る。そこで、多
くの実験を重ねた結果、アルミン酸石灰の平均粒子径は
３〜３０μｍの範囲が最適であり、この値より大きくな
ると担体の強度が減少する傾向にある。この値より小さ
くすると材料コストの上昇につながり実用上問題となる
。溶融シリカの平均粒子径は５〜４０μｍの範囲が最適
であり、この値より犬きくなると担体の強度が減少する
傾向にあり、比表面積をも減少させる要因となる。この
値より小さくすると材料コストの上昇につながり実用上
問題となると共に、担体の膨張・収縮する度合も大きく
なり、亀裂などを発生する要因となる。水硬性アルミナ
又は活性アルミナの平均粒子径は１〜５０μｍ　の範囲
が最適であり、この値より大きくなると担体の比表面積
が減少する傾向にある。この値より小さくすると材料コ
ストの上昇につながり実用上問題となると共に、担体の
膨張・収縮する度合も大きくなり、亀裂などを発生する
要因となる。いずれにしても最適な組成と粒径を選択す
る事によって、各種構成材料の粒子と粒子が効率よくか
らみ合って結合し、担体の機械的強度の向上、比表面積
の増大、熱膨張・収縮の抑制になっている。この状態に
おいて実用的な触媒担体が得られる事になる。本実施例
ではアルミン酸石灰、溶融シリカ、水硬性アルミナ又は
活性アルミナについて述べたが、この他に不純物材料と
して他の金属酸化物例えばＦｌ　２０．　、ＭｇＯ。

Ｌｉ２Ｏ、ＮａＯ、ＮｉＯ、ＢａＯ、ＭｎＯ２などを少
量含有しても、担体の物理的性質、Ｃｏ浄化能において
、大きな差は認められなかった。ここで水硬性アルミナ
は、ガンマ−タイプのアルミナ粉末で、水を添加すると
再水利反応を起し、粒子と粒子が凝集し、硬化するので
再水利性アルミナとも云われており、アルミナ粉末の中
でもとくに優れた特性を示す。

発明の効果以上のように本発明によれば、製造工程中の亀裂防止お
よび燃焼機器に取付けた時の触媒担体の破損防止に効果
を有し、さらに排ガス浄化能力と耐久性を犬きく向上で
きる、優れた排ガス浄化用触媒の製造法を得ることがで
きる。

Claims

【特許請求の範囲】

主としてアルミン酸石灰と溶融シリカ、および少なくと
も水硬性アルミナ又は活性アルミナからなる耐熱性無機
酸化物を担体とし、上記アルミン酸石灰、溶融シリカ、
水硬性アルミナ又は活性アルミナの配合組成が２５〜５
０重量％：４０〜６５重量％：５〜２０重量％であり、
かつ上記アルミン酸石灰、溶融シリカ、水硬性アルミナ
又は活性アルミナの平均粒子径が３〜３０μｍ：５〜４
０μｍ：１〜５０μｍであって、これら混合物に水を加
えてペースト状となし、ついで成型、硬化、乾燥した後
、得られる多孔性担体に金属触媒を担持する工程の少な
くとも前後において熱処理を施す事を特徴とする排ガス
浄化用触媒の製造法。