JPS6377548A - Catalyst and precursor thereof and manufacture thereof - Google Patents

Catalyst and precursor thereof and manufacture thereof

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JPS6377548A
JPS6377548A JP62227522A JP22752287A JPS6377548A JP S6377548 A JPS6377548 A JP S6377548A JP 62227522 A JP62227522 A JP 62227522A JP 22752287 A JP22752287 A JP 22752287A JP S6377548 A JPS6377548 A JP S6377548A
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JP
Japan
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foam
catalyst
ceramic
precursor
cobalt
Prior art date
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Application number
JP62227522A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
マ−ティン・ヴィンセント・ツウィグ
ウィリアム・モーリス・センジェロ−
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Imperial Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Imperial Chemical Industries Ltd
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Publication date
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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。
(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、触媒に関し、殊に触媒活性物質またはその前
駆物質を含む触媒片に関する。ここで「触媒」なる用語
は、化学反応に触媒作用を及ぼす物質ばかりでなく、吸
収剤または吸着剤として使用され、場合によっては触媒
片の床を通過する流体の成分(例えば不純物)と反応す
る(多分、非可逆的に)ことがある物質(例えば酸化亜
鉛またはゼオライト)をも、包含する意味で使用する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to catalysts, and in particular to catalyst strips containing catalytically active substances or precursors thereof. The term "catalyst" here refers not only to substances that catalyze chemical reactions, but also to substances that are used as absorbents or adsorbents, and in some cases react with components (e.g. impurities) of a fluid passing through a bed of catalyst particles. Also used in an inclusive sense are substances that may (possibly irreversibly) be present, such as zinc oxide or zeolites.

拡散が制限因子でないプロセスについては、触媒活性は
、触媒床中の活性物質の表面積に依存する。拡散が制限
因子となるプロセスについては、触媒活性は、床を形成
する触媒(またはその前駆物質)の単位体積当りの幾何
学的表面積の増加により増大する。触媒片の寸法を小さ
くすることにより、触媒片の単位体積当シの幾何学的表
面積を増加させる効果があるけれども、床内の反応剤(
ある場合には、液体反応剤であることもあるが、一般的
には気体である)の流動からもたらされる圧力降下増大
の悪効果を示す(普通は、圧力降下を可及的に小さくす
るのが望ましい)。また触媒反応は、一般に熱の吸収ま
たは発生を伴ない、幾何学的形状は、反応剤への、また
は反応剤からの熱移動に影響することが多い。また触媒
活性サイト(部位)への反応剤の接近またはそこからの
脱出の容易性も著しい影響を受けることがある。
For processes where diffusion is not the limiting factor, catalyst activity depends on the surface area of the active material in the catalyst bed. For processes where diffusion is the limiting factor, catalytic activity is increased by increasing the geometric surface area per unit volume of the catalyst (or its precursor) forming the bed. Although reducing the size of the catalyst pieces has the effect of increasing the geometric surface area per unit volume of the catalyst pieces, the reactants in the bed (
In some cases, it is a liquid reactant, but more commonly it is a gas. (preferably). Catalytic reactions also generally involve the absorption or generation of heat, and geometry often affects heat transfer to and from the reactants. The ease of access of the reactants to or escape from the catalytic active sites may also be significantly affected.

触媒活性物質またはその前駆物質(場合によっては、安
定化用酸化物系物質をも一緒)の共沈によって作られる
触媒では、触媒片の幾何学的形状は、一般的には比較的
単純であり、例えばそのような組成物をペレット化した
シ、圧縮したシ、または押出し及び切断したりして、短
円柱形のような成形体としうる。予め形成された担体(
このものは次いで活性物質、またはその前駆物質、また
場合によっては安定化用物質によって被佳または含浸さ
れる)を使用する場合には、その担体は一層複雑な形状
、例えば一本またはそれ以上の軸方向通路を有する円柱
体、隔壁を有する中空円筒体(例えばスポーク付き車輪
)、鞍型、モノリシック体及びハニコム等とすることが
でき、これらは望ましい圧力降下特性及び熱移動特性を
与え、また可成り大きな幾何学的表面積をも与え、従っ
て含浸または被覆後、及び(必要により、還元のような
)活性化の後に、触媒床単位体積当シ可成り大きい触媒
活性物質表面積を与える。しかしそのような複雑な形状
に担体を製造する場合、困難であることが多い。
For catalysts made by co-precipitation of catalytically active substances or their precursors (possibly also with stabilizing oxidic substances), the geometry of the catalyst pieces is generally relatively simple. For example, such compositions may be pelletized, compressed, or extruded and cut into shaped bodies, such as short cylinders. Preformed carrier (
(which is then coated or impregnated with the active substance, or its precursor, and optionally with a stabilizing substance), the carrier may have a more complex shape, e.g. They can be cylinders with axial passages, hollow cylinders with partition walls (e.g. spoked wheels), saddle shapes, monolithic bodies and honeycombs, etc., which provide desirable pressure drop and heat transfer properties and which also It also provides a large geometrical surface area, thus providing a significantly large surface area of catalytically active material per unit volume of catalyst bed after impregnation or coating and after activation (if necessary, such as reduction). However, it is often difficult to manufacture carriers with such complex shapes.

本発明では、担体は、特別な連続気孔構造を有する片の
形態である。
In the present invention, the carrier is in the form of a piece with a special open pore structure.

英国特許第1349400号明細書には、セラミック充
填剤を含むポリオレフィン組成物を成形し、ポリオレフ
ィンを焼却除去し、次いで残留セラミック物質を自立性
セラミック体とするために焼成することによシ、比較的
複雑な形状の多孔質担体を製造することが提案されてい
る。
British Patent No. 1,349,400 discloses that a polyolefin composition containing a ceramic filler is formed, the polyolefin is incinerated away, and the remaining ceramic material is then fired to form a free-standing ceramic body. It has been proposed to produce porous carriers with complex shapes.

本発明では、比較的複雑な幾何学的成形品(もし所望な
らば)を容易に製造することができ、また著しく大きな
気孔率を有し、従って担体中へ含浸された活性物質へ反
応剤が良好に接近しうるようKする別異の触媒製法を用
いる。その増大した気孔率は、反応剤及び生成物が触媒
片中へ及び触媒片から遅い拡散作用により入り及び出る
のではなく、対流によって入り及び出るようにしうる。
With the present invention, molded articles of relatively complex geometry (if desired) can be readily produced and have significantly greater porosity, thus allowing the reactive agent to be absorbed into the active substance impregnated into the carrier. A different catalyst preparation method is used to obtain good access to K. The increased porosity may allow reactants and products to enter and exit the catalyst chips by convection rather than by slow diffusion into and out of the catalyst chips.

英国特許第2070957号明細書には、セラミック発
泡体を、触媒活性物質のための担体として使用すること
が提案されている。従来、セラミック発泡体は、ポリウ
レタンのような有機プラスチック材料の連続気泡発泡体
を、アルミナのようなセラミック物質の比較的低粘度の
水性スラIJ +によって含浸し、含浸済の発泡体を通
して空気を吹きつけることにより、あるいは一段階また
は多段階で発泡体を圧縮することによシ過剰のスラリー
を除去しく例えば英国特許第1537549号及び同第
2027688号明細書参照)、乾燥し、次いで、焼成
して有機物質を除すると共にセラミック粒子を焼結させ
ることによシ、製造されてきた。このような方法では、
セラミック物質は、有機プラスチック発泡体上に被覆を
形成するので、焼成工程において有機物質が除去される
と、そこに得られるセラミック発泡体は、実質的にはグ
ラスチック発泡体の骨格(スケルトン)のセラミック複
写体(コピー)である(次だし、それらのフィラメント
は中空の「コア」を有することが多い)。
GB 2,070,957 proposes the use of ceramic foams as carriers for catalytically active substances. Traditionally, ceramic foams are produced by impregnating an open cell foam of an organic plastic material such as polyurethane with a relatively low viscosity aqueous slurry of ceramic material such as alumina, and then blowing air through the impregnated foam. Excess slurry is removed by soaking or compressing the foam in one or more stages (see eg GB 1537549 and GB 2027688), drying and then calcination. It has been manufactured by removing organic materials and sintering ceramic particles. In such a method,
The ceramic material forms a coating on the organic plastic foam, so that when the organic material is removed during the firing process, the resulting ceramic foam is essentially a skeleton of the plastic foam. Ceramic copies (their filaments often have a hollow "core").

そのようカセラミック発泡体は、比較的低い嵩密度及び
高い空隙率によって特徴付けられるものであり、その空
隙率は、典型的にはセラミック発泡体ユニットの体積の
70〜95チである。
Such ceramic foams are characterized by relatively low bulk densities and high porosity, which is typically 70 to 95 inches of the volume of the ceramic foam unit.

そのようなセラミック発泡体は、若干の応用、例えば排
ガス浄化、のための触媒担体として満足しうるものであ
るが、活性物質の被覆をもったセラミック発泡体のユニ
ットのランダム充填床を使用するほとんどの触媒作用の
用途のためには、その発泡体の低い嵩密度及び高い空隙
率の故に、所与の(一定の)触媒床体積中の活性物質の
量が、一般的に不適当である。またしばしば、そのセラ
ミック発泡体は、大規模な触媒プロセスにおいて通常用
いられる体積の触媒床中で掛かる破壊力に耐えるのに必
要な機械的強度が不足することがある。
Although such ceramic foams are satisfactory as catalyst supports for some applications, e.g. exhaust gas purification, most use random packed beds of ceramic foam units with active material coatings. For catalytic applications, the amount of active material in a given catalyst bed volume is generally inadequate because of the low bulk density and high porosity of the foam. Also, the ceramic foam often lacks the mechanical strength necessary to withstand the destructive forces encountered in catalyst beds of the volumes typically used in large scale catalytic processes.

我々は、ここに別異のセラミック発泡体担体を案出した
。本発明においては、担体は上述のようにして作られる
ものの、有轡プラスチック発泡体の含浸け、その発泡体
の気孔が、比較的高濃度でチキソトロープのスラリーで
実質的に満たされ、従って乾燥され次ときにセラミック
物質は発泡体の気孔中に残留するように、実施され;焼
成されたときにプラスチック物質が焼き尽されてその結
果得られる構造体は元のプラスチック発泡体の「ネガ(
negative ) Jとなり;従って本発明におい
ては、プラスチック発泡体からスラリーを追い出すため
に発泡体を圧縮せず、あるいは発泡体に空気を吹き込ま
ない。セラミック物質が発泡体の壁面上の被覆をなすに
過ぎず、従ってプラスチック物質が除去されたときには
、セラミック発泡体の通路が元のプラスチック発泡体中
の通路に実質的に対応したものとなる前記先行技術のセ
ラミック発泡体とは対照的に、本発明のセラミック発泡
体ユニット内の通路は、プラスチック発泡体の気孔では
なくプラスチック発泡体のプラスチック材料部分に対応
する。本発明のセラミック発泡体ユニットは、小さな平
均気孔寸法、比較的大きい嵩密度、及び(先行技術によ
シ作られたものよりも)小さい全気孔率によって特徴付
けられる。
We have here devised a different ceramic foam carrier. In the present invention, the carrier is made as described above, but is impregnated with a stale plastic foam, the pores of which are substantially filled with a relatively highly concentrated thixotropic slurry, and thus dried. The ceramic material is then carried out so that it remains in the pores of the foam; when fired, the plastic material is burned out and the resulting structure is a "negative" of the original plastic foam.
negative) J; therefore, in the present invention, the foam is not compressed or air is blown into the plastic foam to drive the slurry out of the foam. The ceramic material forms only a coating on the walls of the foam, so that when the plastic material is removed, the passages in the ceramic foam substantially correspond to the passages in the original plastic foam. In contrast to the ceramic foams of the present invention, the channels within the ceramic foam unit of the present invention correspond to the plastic material portion of the plastic foam rather than the pores of the plastic foam. The ceramic foam units of the present invention are characterized by small average pore sizes, relatively high bulk densities, and low total porosity (compared to those made by the prior art).

従って本発明は、活性触媒もしくはそれに転化しうる物
質を含むか、あるいは相持するかしているセラミック物
質からなる触媒もしくはその前駆物質であって:そのセ
ラミック物質がその内部に延在する不規則な通路網を有
する発泡体であシ、それらの通路が20〜300μmの
範囲内の平均最小寸法を有し、かつその発泡体が40〜
85%の全気孔率及び少なくとも0.7g/cm3の見
掛密度を有することを特徴とする触媒もしくはその前駆
体物質を提供する。
Accordingly, the present invention provides a catalyst or a precursor thereof consisting of a ceramic material containing or being associated with an active catalyst or a substance convertible thereto: A foam having a network of channels, the channels having an average minimum dimension in the range of 20 to 300 μm, and the foam having a network of channels of 40 to 300 μm.
A catalyst or its precursor material is provided, characterized in that it has a total porosity of 85% and an apparent density of at least 0.7 g/cm3.

セラミック物質の見掛密度(すなわちその外部寸法とN
量との測定によシ決定される密度)は、好ましくは5f
/−以下、特に1〜2.sy/−の範囲内であるのが好
ましい。セラミック発泡体の片が不規則な形状である場
合(例えば破砕によって得られる顆粒である場合)、従
ってそれらの体積が6片の外部寸法の測定によシ容易に
決定できない場合には、その形状及び粒度分布の片に対
して適切な充填フラクションを仮定することにより。
The apparent density of the ceramic material (i.e. its external dimensions and N
density (determined by measurement of quantity) is preferably 5 f
/- Below, especially 1 to 2. It is preferably within the range of sy/-. If the pieces of ceramic foam are irregularly shaped (e.g. granules obtained by crushing) and their volume cannot therefore be easily determined by measuring the external dimensions of the pieces, the shape and by assuming an appropriate packing fraction for the particle size distribution piece.

それらの片の床の嵩密度及びそれらの片のWfi>から
見掛密度を決定することカニできる。別法として、諸寸
法から体積を計算しうるある特定の幾伺学的形状にそれ
らの片を近似したものとして取扱うことが適切であるこ
ともある。別法として、セラミック発泡体の少なくとも
外側の方の気孔を適尚な物質(例えばワックス)で満た
し、その体積を適当な流体で置換することにより体積を
測定する方法によっても、セラミック発泡体片の体積を
決定することもできる。
The apparent density can be determined from the bulk density of the bed of the pieces and the Wfi of the pieces. Alternatively, it may be appropriate to treat the pieces as approximating a certain geometric shape whose volume can be calculated from its dimensions. Alternatively, the volume of ceramic foam pieces can be measured by filling at least the outer pores of the ceramic foam with a suitable substance (e.g. wax) and displacing the volume with a suitable fluid. Volume can also be determined.

本発明で使用するセラミック発泡体は、好ましくは2−
/f以下、特に0.2〜1.5σ3/2の範囲内、最も
好ましくは0.2〜0.8 cm”/りの範囲内の全気
孔容積を有する。ここに「全気孔容積」とは、外部寸法
で決定した発泡体の体積からセラミック物質自体によシ
占められる体積を差引いたものを意味するものとする。
The ceramic foam used in the present invention is preferably 2-
/f or less, particularly within the range of 0.2 to 1.5σ3/2, most preferably within the range of 0.2 to 0.8 cm"/f. Herein, "total pore volume" shall mean the volume of the foam, determined by its external dimensions, minus the volume occupied by the ceramic material itself.

セラミック物質自体の体積は、ヘリウム法密度を測定す
ることによシ決定できる。全気孔容積はヘリウム密度の
逆数と見掛密度の逆数との差である。本発明のセラミッ
ク発泡体において、全気孔容積の一部は比較的大きな気
孔(以下、これを「メガ気孔jと称する)の形態である
が、残部はセラミック担体において通常見られる寸法の
気孔の形態である。慣用的には、セラミック触媒担体の
気孔容積は水銀中での密度及びヘリウム中での密度の測
定(両者共に大気圧で測定)から決定されている。本発
明で使用の発泡体において、このようにして決定された
気孔容積(すなわち水銀法密度の逆数とヘリウム法密度
の逆数との差)を「マイクロ気孔容積」と称し、この値
は典型的には0.02〜0.3 crtr’ / fの
範囲内である。見掛密度、全気孔容積及びマイクロ気孔
容積がもちろんある程度までセラミック物質の種類によ
シ左右されることは、了解されよう。
The volume of the ceramic material itself can be determined by measuring the helium density. Total pore volume is the difference between the reciprocal of helium density and the reciprocal of apparent density. In the ceramic foam of the present invention, a portion of the total pore volume is in the form of relatively large pores (hereinafter referred to as "mega pores"), while the remainder is in the form of pores with dimensions normally found in ceramic carriers. Conventionally, the pore volume of ceramic catalyst supports is determined from measurements of density in mercury and density in helium, both measured at atmospheric pressure. The pore volume thus determined (i.e. the difference between the reciprocal of the mercury method density and the reciprocal of the helium method density) is referred to as the "micropore volume", and this value is typically between 0.02 and 0.3. It is within the range of crtr'/f. It will be appreciated that the apparent density, total pore volume and micropore volume will of course depend to some extent on the type of ceramic material.

本発明で使用のセラミック発泡体の全気孔率(全気孔容
積×見掛密度、百分率で表わされる)は、40〜85チ
、好ましくは50〜80チの範囲であり、前記の圧搾や
空気吹付けで含浸発泡体から過剰セラミック分散液を除
去することによう作られる(先行技術)のセラミック発
泡体の全気孔率よりも一般に小さい。先行技術で作られ
る発泡体は一般に約85チ以上の全気孔率、約1.6c
tl/f以上の全気孔容積、及び0.6 f 7cm3
以下の見掛密度を有する。前述の水銀法密度の測定から
、メが気孔率(すなわちメガ気孔の形態にある全容積の
割合、従ってメガ気孔率:全気孔率の比)も決定するこ
とができる。メガ気孔率は、「水銀法密度と見掛密度と
の差」:「水銀法密度」との比である。メガ気孔率;全
気孔率の比(百分率で表わしたもの)は、典型的には6
0〜90%の範囲内であるが、含浸された発泡体から圧
搾″または空気吹付けにより過剰セラミック物質を除く
方法(先行技術)によシ作られたセラミック発泡体材料
は、典型的には約90−以上、しばしば約95チまたは
それ以上のメガ気孔率/全気孔率比を有する。
The total porosity (total pore volume x apparent density, expressed as a percentage) of the ceramic foam used in the present invention is in the range of 40 to 85 inches, preferably 50 to 80 inches, and is The total porosity is generally smaller than the total porosity of (prior art) ceramic foams made by removing excess ceramic dispersion from impregnated foams. Foams made in the prior art generally have a total porosity of about 85 cm or greater, about 1.6 cm.
Total pore volume greater than or equal to tl/f, and 0.6 f 7cm3
It has the following apparent density: From the aforementioned mercury density measurements, the megaporosity (ie the proportion of the total volume in the form of megapores, and thus the ratio of megaporosity:total porosity) can also be determined. Mega porosity is the ratio of "difference between mercury method density and apparent density" to "mercury method density". Megaporosity; the ratio of total porosity (expressed as a percentage) is typically 6
Ceramic foam materials made by methods (prior art) in which excess ceramic material is removed from the impregnated foam by squeezing or air blowing typically range from 0% to 90%. It has a megaporosity/total porosity ratio of about 90- or more, often about 95-inch or more.

窒素を用いてBET法で測定したセラミック発泡体の表
面積は、好ましくは0.1〜10 m”/fの範囲内で
ある。
The surface area of the ceramic foam, measured by the BET method using nitrogen, is preferably in the range from 0.1 to 10 m''/f.

前記のように、セラミック発泡体触媒または担体は、連
続気泡有機プラスチック発泡体を用いて製造することが
でき、特に適当なプラスチック発泡体は、柔質の連続気
泡ポリウレタン発泡体、好ましくは1 cm (!jニ
ヤー)尚り5個以上の気泡を有するものである。触媒ま
たは担体は普通はある特定の幾伺学的形状であることが
必要とされる。
As mentioned above, ceramic foam catalysts or supports can be manufactured using open-cell organic plastic foams; a particularly suitable plastic foam is a flexible open-cell polyurethane foam, preferably 1 cm ( !j Near) It also has 5 or more bubbles. A certain geometrical shape of the catalyst or support is usually required.

プラスチック発泡体は、シートまたはブロック材から切
断及び機械加工(例えばスタンプ打抜加工)して、和体
片の所望の外形にできる。別法として、所望の片の所望
の外形を有するプラスチック発泡体片は、加工プロセス
(例えば注型、成形または押出し法、これらはプラスチ
ック発泡体の製造に用いられる)において直接に製造す
ることもできる。別法においては、プラスチック発泡体
のシート、ロープまたはブロックをセラミック物質のス
ラリーを含浸し、そして乾燥後(ただし焼成及び焼結の
前に)機械加工して所望の形状とすることができる。焼
成及び焼結工程中にいく分かの収縮が生じるのが一般的
であるので、プラスチック発泡体片は、一般には、所望
の焼結セラミック発泡体片よりも若干大きくすべきであ
ろう。ある種の用途のためには、不規則な形状(例えば
顆粒状)の形態の触媒または担体が必要とされる。この
場合には、プラスチック発泡体を含浸前に所望の寸法ま
で破砕することができる。別法として、乾燥済の含浸発
泡体、または乾燥した含浸発泡体の焼成により作られた
セラミック発泡体を破砕してもよい スラリーにおいて使用されるセラミック物質は、意図さ
れる触媒の用途によって左右されることになる。従って
シリカ不含有物質(すなわちシリカ含量が0.5重量%
以下のもの)、例えばアルミナ(普通はアルファ形態の
もの)またはアルミン酸カルシウムセメントは、触媒が
スチームリホーミング用であるときに、特に適当である
。しかし、シリカ含有物質はその他の用途のためにしば
しば用いられることがある。使用しうるその他の物質と
しては、例えば、マグネシア、稀土類、ジルコニア及び
チタニア等がある。セラミック物質の混合物を使用する
こともできる。セラミック物質は、スラリーのキャリヤ
ー液(好適には水)中に容易に分散し、プラスチック発
泡体の空気間隙中へ浸入できるような粒子寸法を有しな
ければならない。
The plastic foam can be cut and machined (eg, stamped) from a sheet or block of material into the desired contour of the composite piece. Alternatively, the plastic foam pieces with the desired profile of the desired pieces can also be produced directly in the processing process (e.g. casting, molding or extrusion methods, which are used for the production of plastic foams). . Alternatively, sheets, ropes or blocks of plastic foam can be impregnated with a slurry of ceramic material and machined after drying (but before firing and sintering) into the desired shape. The plastic foam piece should generally be slightly larger than the desired sintered ceramic foam piece, since some shrinkage typically occurs during the firing and sintering process. For certain applications, catalysts or supports in irregularly shaped (eg granular) form are required. In this case, the plastic foam can be crushed to the desired dimensions before impregnation. Alternatively, the ceramic material used in the slurry, which may crush the dried impregnated foam or the ceramic foam made by firing the dried impregnated foam, will depend on the intended use of the catalyst. That will happen. Therefore, silica-free materials (i.e. silica content of 0.5% by weight)
), such as alumina (usually in the alpha form) or calcium aluminate cement, are particularly suitable when the catalyst is for steam reforming. However, silica-containing materials are often used for other applications. Other materials that may be used include, for example, magnesia, rare earths, zirconia and titania. Mixtures of ceramic materials can also be used. The ceramic material must have a particle size that allows it to be easily dispersed in the carrier liquid of the slurry (preferably water) and penetrate into the air voids of the plastic foam.

一般的には、0.1〜10μmの範囲内の寸法のセラミ
ック粒子が適当である。スラリーは典型的には少なくと
も20重量%、殊に30〜80重t%のセラミック物質
を含む。湿潤剤、分散安定剤(例:ポリビニルアルコー
ル)、及び粘度改変剤のような添加剤をスラリー中に配
合するのがよいであろう。使用されるスラリーは好まし
くはチキントロープであり、低剪断条件下で比較的高い
粘度、好ましくは1000cp以上、殊に1500cp
以上の粘度を有し、そして高剪断条件下で比較的低い粘
度、好ましくは500cp以下、殊に300 ep以下
の粘度を有する。この場合、分散液(スラリー)の粘度
は、低剪断条件については24/秒の剪断速度そして高
剪断条件については441/秒の剪断速度を用いてハア
ケ・ロトビスコ(Haak@Rotovisco )回
転翼粘度計で室温において測定しうる。分散液のチキン
トロープ性の信頼性ある指示を得るには、粘度計を測定
値を読む前に上記高剪断速度で5分間運転すべきである
Generally, ceramic particles with dimensions within the range of 0.1 to 10 μm are suitable. The slurry typically contains at least 20% by weight, especially from 30 to 80% by weight, of ceramic material. Additives such as wetting agents, dispersion stabilizers (eg polyvinyl alcohol), and viscosity modifiers may be incorporated into the slurry. The slurry used is preferably chickentrope and has a relatively high viscosity under low shear conditions, preferably above 1000 cp, especially 1500 cp.
and has a relatively low viscosity under high shear conditions, preferably less than 500 cp, especially less than 300 ep. In this case, the viscosity of the dispersion (slurry) was measured using a Haak@Rotovisco rotary vane viscometer using a shear rate of 24/sec for low shear conditions and 441/sec for high shear conditions. can be measured at room temperature. To obtain a reliable indication of the chickentrope nature of the dispersion, the viscometer should be run at the above high shear rate for 5 minutes before reading the reading.

プラスチック発泡体の含浸は、スラリー中にプラスチッ
ク発泡体を浸漬することにより実施するのが好適であり
、その際にはスラリーを剪断してその粘度を低下させ、
そして発泡体から空気を追い出す(例えば浸漬している
間に発泡体を押しつぶし、あるいは振動させる)。
Impregnation of the plastic foam is preferably carried out by dipping the plastic foam in a slurry, shearing the slurry to reduce its viscosity;
Air is then forced out of the foam (eg, by crushing or vibrating the foam while soaking).

含浸済の発泡体を次いでスラリー浴から取り出し、乾燥
する。多くの場合、含浸済のプラスチック発泡体の表面
上にセラミックの表皮(スキン)が形成するのを防止す
るために、含浸済の発泡体の表面を吸収剤で吸い取るの
が望ましい。別法として発泡体の表面上の余剰のスラリ
ーは単に流去させるだけでもよいことがある。プラスチ
ック発泡体のポジティブ(陽)レプリカであるセラミッ
ク発泡体構造を作シ出す前述の先行技術とは対照的に、
含浸後に発泡体を圧搾したり、空気吹き付けしたシする
ことはない。発泡体の乾燥は普通100℃以下の温度で
行ない、また制御された湿度条件の下で実施してもよい
The impregnated foam is then removed from the slurry bath and dried. In many cases, it is desirable to blot the surface of the impregnated plastic foam with an absorbent to prevent the formation of a ceramic skin on the surface of the impregnated plastic foam. Alternatively, excess slurry on the surface of the foam may simply be washed away. In contrast to the aforementioned prior art, which creates ceramic foam structures that are positive replicas of plastic foams,
The foam is not squeezed or air blown after impregnation. Drying of the foam is typically carried out at temperatures below 100°C and may be carried out under controlled humidity conditions.

次いでプラスチック物質を、含浸済発泡体から空気中で
の加熱によシ除去する。この加熱は、セラミック粒子を
焼結させる焼成工程の一部分として実施されうる。
The plastic material is then removed from the impregnated foam by heating in air. This heating may be performed as part of the firing process to sinter the ceramic particles.

一般的に、1000℃以上の焼成温度が、適切な機械的
強度の製品を与えるようにセラミック粒子を焼結させる
のに、必要とされる。しかしながら、有機プラスチック
物質の除去は、それよりも著しく低い温度、例えば40
0〜600℃で一般に実施しうる。焼結に必要とされる
温度は、セラミック物質の種類、担体に必要とされるB
ET表面積及び所望の機械的強度等によって左右される
Generally, firing temperatures of 1000° C. or higher are required to sinter the ceramic particles to give a product of adequate mechanical strength. However, the removal of organic plastic materials can be performed at significantly lower temperatures, e.g.
It can generally be carried out at 0-600°C. The temperature required for sintering depends on the type of ceramic material, the B required for the support.
It depends on the ET surface area and the desired mechanical strength, etc.

アルファ・アルミナのセラミック発泡体については、焼
成温度は、好ましくは1300〜1400℃の範囲内で
ある。
For alpha alumina ceramic foams, the firing temperature is preferably within the range of 1300-1400<0>C.

好ましい製法においては、ポリウレタン発泡体の「ロー
ブ」を、セラミック物質(例:アルファ・アルミナ)の
水性分散液浴内に連続的に通し、その浴中の一対のロー
ルの間のニップに通して空気を排除し、余剰液を流去さ
せてから乾燥及び焼成する。ローブは乾燥の前または後
(ただし好ましくは焼成前)に適当な寸法の長さに切断
する。このローブは適宜な断面形状のものであってよく
、例えば円形、四角形、六角形の断面形状であってよく
、そして焼成/焼結工程中に生じる収縮を許容するため
に所望の触媒粒子の断面よりもいく分か太き目であるべ
きである。焼成/焼結工程中に生じる体積収縮度は、典
型的には20〜60チの範囲内である。セラミック発泡
体片の全体的寸法は、好ましくは2〜20mmの範囲内
である。
In a preferred process, a "lobe" of polyurethane foam is passed continuously through a bath of an aqueous dispersion of a ceramic material (e.g., alpha alumina) and air is passed through a nip between a pair of rolls in the bath. is removed, excess liquid is drained away, and then dried and fired. The lobes are cut to suitably sized lengths before or after drying (but preferably before firing). The lobes may be of any suitable cross-sectional shape, such as circular, square, hexagonal cross-sectional shapes, and the cross-section of the desired catalyst particles to accommodate the shrinkage that occurs during the calcination/sintering process. It should be somewhat thicker than that. The degree of volumetric shrinkage that occurs during the firing/sintering process is typically within the range of 20 to 60 inches. The overall dimensions of the ceramic foam pieces are preferably in the range 2-20 mm.

この方法により、可成りの長さのマクロ多孔質アルファ
・アルミナ成形体を作ることが可能である。典型的な製
品は下記の緒特性を有する。
By this method it is possible to produce macroporous alpha alumina compacts of considerable length. A typical product has the following characteristics:

BET表面積    0.1  m”/fヘリウム法重
密度  3.97 f 7cm”水銀法密度     
3.05 f 7cm”見掛密度      1.35
f/α3全気孔容積     0.49 cy*3/ 
fマイクロ気孔容積  0.085+3/り全気孔率 
    66 % メガ気孔率    56 % 焼結後にセラミック発泡体片を触媒活性物質またはその
前駆物質(すなわち加熱及び/または酸化もしくは還元
により活性物質に転化されうる物質)及び場合によシそ
の他の物質(例えば安定剤もしくはその前駆体)で含浸
する。例えば、スチームリホーミング法で使用するため
の触媒前駆物質を作るためには、担体をニッケル及び/
またはコバルト化合物(例えば硝酸塩のような塩)で、
場合によシ、分解して安定化用酸化物を与える塩(例え
ば硝配アルミニウム)を併用して、含浸するのが普通で
ある。加熱のときに、それらの硝醪塩は分解してそれぞ
れの酸化物となり、また次の水素含有気流中での還元の
ときに(この還元は通常スチームリホーミング話中で実
施される)、ニッケル及び/またはコバルト酸化物は活
性金属へ還元される。
BET surface area 0.1 m"/f Helium method density 3.97 f 7cm" Mercury method density
3.05 f 7cm” Apparent density 1.35
f/α3 total pore volume 0.49 cy*3/
f Micropore volume 0.085+3/liter Total porosity
66% Megaporosity 56% After sintering, the ceramic foam pieces are treated with catalytically active substances or their precursors (i.e. substances that can be converted into active substances by heating and/or oxidation or reduction) and optionally other substances (e.g. impregnated with stabilizer or its precursor). For example, to make a catalyst precursor for use in a steam reforming process, the support may be nickel and/or
or with cobalt compounds (e.g. salts such as nitrates),
In some cases, it is common to impregnate with a salt (eg aluminum nitrate) which decomposes to provide a stabilizing oxide. Upon heating, these vitreous salts decompose to their respective oxides, and upon subsequent reduction in a hydrogen-containing stream (this reduction is usually carried out during steam reforming), nickel and/or the cobalt oxide is reduced to active metal.

焼結セラミック発泡体片は所望により1回よりも多く含
浸して、所望の活性物質またはその前駆物質の装荷量を
達成することができる。好ましくは、含浸法担体は、例
えば350〜750℃で焼成して金属化合物を含浸工程
と次の含浸工程の間で酸化物にする。
The sintered ceramic foam pieces can be impregnated more than once if desired to achieve the desired loading of active material or its precursor. Preferably, the impregnated carrier is calcined, for example at 350 to 750°C, to convert the metal compound into an oxide between the impregnation steps.

セラミック発泡体担体は、所望の機械的強度付与のため
に、それが低いBET表面積となる程度にまで焼結され
るのが普通であるから、セラミック発泡体自体は、普通
、活性物質が使用時に金属状態である場合にその活性物
質の焼結を防止するための何らかの顕著な安定化効果を
発揮することはないであろう。この理由のために、担体
を活性物質(またはその前駆物質)で含浸するのに用い
る媒質中に安定剤またはその前駆体を配合するのが非常
に好ましい。別法として、担体を、活性物質(またはそ
の前駆物質)で、及び安定剤(またはその前駆体)で交
互に含浸し、てもよいっ安定剤は、化学的にセラミック
担体と類似していてもよく、例えば担体がアルファ・ア
ルミナであり、そして安定剤もアルファ・アルミナであ
ってよい。
Since the ceramic foam carrier is typically sintered to the extent that it has a low BET surface area for imparting the desired mechanical strength, the ceramic foam itself is typically sintered to the extent that the active material is present in use. It will not exert any significant stabilizing effect to prevent sintering of the active material when in the metallic state. For this reason, it is highly preferred to incorporate the stabilizer or its precursor into the medium used to impregnate the carrier with the active substance (or its precursor). Alternatively, the support may be impregnated alternately with the active substance (or its precursor) and with the stabilizer (or its precursor); the stabilizer may be chemically similar to the ceramic support. For example, the carrier may be alpha alumina and the stabilizer may also be alpha alumina.

しかし安定剤は、セラミック発泡体はど強度に焼成され
ず、一般的には適当な浸出剤(アルミナの場合には硫酸
)での浸出によりセラミック発泡体から分離しうる。
However, the stabilizer does not harden into the ceramic foam and can generally be separated from the ceramic foam by leaching with a suitable leaching agent (sulfuric acid in the case of alumina).

活性触媒物質が金属であシ、それが還元可能金属化合物
を含む前駆物質を還元することにより作られる場合、良
好な触媒活性及び長い触媒寿命の最適の組合せを与える
ためには、安定剤の量はその還元可能金属化合物の10
〜50重量%に当る量であるのが好ましい。
When the active catalyst material is a metal, and it is made by reducing a precursor containing a reducible metal compound, the amount of stabilizer is determined to give an optimal combination of good catalyst activity and long catalyst life. 10 of its reducible metal compound
Preferably, the amount corresponds to 50% by weight.

本発明は、殊にリホーミング触媒のための前駆物質を製
造するのに適している。そのようなリホーミング工程に
おいては、メタン、天然ガス、LPG、ナフサのような
炭化水素原料を、担持ニッケル及び/またはコバルト触
媒の存在下にスチーム及び/または二酸化炭素と反応さ
せ、その際にその吸熱反応に必要とされる熱は反応剤の
顕熱から、または外部熱源から供給される。リホーミン
グは、好ましくは、1〜50絶対バールの圧力及び70
0〜900℃のりホーマー出口温度で実施され、さらに
高い出口温度、例えば1100’Cまでの温度が用いら
れることもある。このような高い出口温度は、リホーミ
ング工程が鉄鉱還元用水素を製造するものである場合、
あるいはアンモニア合成ガスの製造に使用される第二次
すボーミングのように、リホーミング工程の後に酸素含
有ガス(例:空気)での部分酸化工程が行なわれる場合
に、殊に使用される。反応は過剰のスチーム及び/また
は二酸化炭素の存在下で実施するのが好ましい。スチー
ム量は原料中の炭素1グラム原子afi1.5〜口グラ
ムモル、殊に2.0〜5グラムモルのスチームであるの
が好ましい。
The invention is particularly suitable for producing precursors for reforming catalysts. In such reforming processes, hydrocarbon feedstocks such as methane, natural gas, LPG, naphtha are reacted with steam and/or carbon dioxide in the presence of supported nickel and/or cobalt catalysts, with the The heat required for an endothermic reaction is supplied from the sensible heat of the reactants or from an external heat source. The reforming is preferably carried out at a pressure of 1 to 50 bar absolute and 70 bar absolute.
Homer exit temperatures of between 0 and 900°C are carried out; even higher exit temperatures, e.g. up to 1100'C, may be used. Such a high exit temperature is necessary if the reforming process is to produce hydrogen for iron ore reduction.
Alternatively, it is used in particular when the reforming step is followed by a partial oxidation step with an oxygen-containing gas (eg air), as in the case of secondary bombing used in the production of ammonia synthesis gas. Preferably, the reaction is carried out in the presence of excess steam and/or carbon dioxide. The amount of steam is preferably 1.5 to 1 g mol, particularly 2.0 to 5 g mol per gram atom afi of carbon in the raw material.

本発明は下記のようなその他の触媒プロセスにおいても
有用である。
The present invention is also useful in other catalytic processes, such as those described below.

メタン化ニ一般に、担持ニッケル及び/またはコバルト
触媒を使用するっ 水添脱硫ニ一般に活性触媒としてコバルト及びモリブデ
ンの酸化物及び/または硫化物の混合物を用いる。その
ような混合物は燃料油のような炭化水素を水添分解して
よシ短鎖の炭化水素とするための触媒としても有効であ
る。
Methanation generally uses a supported nickel and/or cobalt catalyst; hydrodesulfurization generally uses a mixture of cobalt and molybdenum oxides and/or sulfides as active catalysts. Such mixtures are also effective as catalysts for hydrogenolyzing hydrocarbons such as fuel oils to shorter chain hydrocarbons.

触媒燃焼:この場合、活性触媒は一般に、しばしばニッ
ケルと混合した白金のような貴金属である。そのような
燃焼用触媒の独特な用途は、空間ヒーター及び頭髪カー
ラーである。
Catalytic combustion: In this case, the active catalyst is generally a noble metal such as platinum, often mixed with nickel. Unique applications for such combustion catalysts are space heaters and hair curlers.

エチレン酸化:活性物質は一般に銀である。Ethylene oxidation: the active substance is generally silver.

キシレン酸化:活性物質は一般に五酸化バナジウムであ
る。
Xylene oxidation: the active substance is generally vanadium pentoxide.

三酸化硫黄への二酸化硫黄の酸化:活性触媒は五酸化バ
ナジウムである。
Oxidation of sulfur dioxide to sulfur trioxide: The active catalyst is vanadium pentoxide.

次亜塩素酸塩分解:活性触媒は、普通、担持されたニッ
ケル、コバルト及び/または銅である。この場合に反応
剤は普通水性溶液の形である。
Hypochlorite decomposition: The active catalyst is usually supported nickel, cobalt and/or copper. In this case the reactants are usually in the form of an aqueous solution.

本発明の物質のその他の応用は、ガス流からの炭素粒子
の除去、例えば自動車排ガス浄化である。
Another application of the materials of the invention is the removal of carbon particles from gas streams, for example in automobile exhaust gas purification.

従って多孔質セラミック発泡体はガス流から炭素粒子を
rし取り、それらを低温で燃焼させて二酸化炭素とする
のを促進するのに使用できる。この応用のためには、ア
ルカリ金属及びアルカリ土類金属の酸化物が活性物質で
ある。殊に、ナトリウム、カリウム、及びバリウムの酸
化物が用いられる。この触媒は、セラミック発泡体をそ
のようなアルカリ物質の1種またはそれ以上の前駆物質
(例えばアルカリまたはアルカリ土類の硝酸塩、または
アルカリ金属の水酸化物もしくは炭酸塩)で含浸するこ
とにより作ることができる。この応用のためには、セラ
ミック発泡体は、好ましくはアルミナ、殊に分散液また
は含浸法プラスチック発泡体(焼成前)に、1種または
それ以上のアルカリまたはアルカリ土類金属化合物(対
応する酸化物に分解しうる化合物)を配合することによ
って作られるアルカリ化アルミナ、である。得られる触
媒のアルカリまたはアルカリ土類金属の酸化物含浸剤は
、アルカリ(またはアルカリ土類)硝酸塩の形成を介し
て窒素酸化物を除去するための触媒作用をなすこともあ
り、そのような硝酸塩は次いで炭素を酸化させる作用を
なす。さらには、アルカリ(マタはアルカリ土類)は下
記のシフト反応における平衡の確定を促進しよう。
Porous ceramic foams can therefore be used to scavenge carbon particles from a gas stream and facilitate their combustion at low temperatures to carbon dioxide. For this application, oxides of alkali metals and alkaline earth metals are active substances. In particular, the oxides of sodium, potassium and barium are used. The catalyst may be made by impregnating a ceramic foam with one or more precursors of such alkaline substances, such as alkali or alkaline earth nitrates, or alkali metal hydroxides or carbonates. Can be done. For this application, the ceramic foam is preferably alumina, in particular a dispersion or impregnated plastic foam (before firing) with one or more alkali or alkaline earth metal compounds (corresponding oxides). It is an alkalized alumina made by blending a compound that can decompose into The resulting catalytic alkali or alkaline earth metal oxide impregnant may also catalyze the removal of nitrogen oxides through the formation of alkaline (or alkaline earth) nitrates, and such nitrates then acts to oxidize the carbon. Furthermore, alkali (alkaline earth metal) will facilitate the establishment of equilibrium in the shift reaction described below.

CO+ H,O: CO2+ H2 この反応で生成する水素は窒素酸化物を還元することと
なる。アルカリ化セラミック発泡体フィルターの下流側
に燃焼触媒、例えば担持貴金属を設けるのが有利であり
うる。
CO+ H, O: CO2+ H2 The hydrogen produced in this reaction reduces nitrogen oxides. It may be advantageous to provide a combustion catalyst, for example a supported noble metal, downstream of the alkalizing ceramic foam filter.

セラミック発泡体担体の表面上または表面中に単に層と
して活性物質を存在させる代シに、ある場合には、セラ
ミック発泡体自体を活性物質またはその前駆物質から作
ることが可能である。例えば、セラミック発泡体を酸化
鉄、例えばマグネタイトから作シ、これをアンモニア合
成触媒前駆物質として(この場合にはセラミック組成物
はアルミナのような安定剤、及び石灰、マグネシア及び
カリのような促進剤を含むのが普通であり、また酸化コ
バルトを含むこともある)、あるいはニトリル水素化触
媒前駆物質として、使用することができる。このセラミ
ック発泡体中の酸化鉄を還元すると、得られる焼結鉄発
泡体は、上記のような用途で触媒として有用であるのに
充分な機械的強度及び表面積を有するのが普通である。
As an alternative to simply having the active substance present as a layer on or in the surface of the ceramic foam carrier, in some cases it is possible to make the ceramic foam itself from the active substance or its precursor. For example, ceramic foams may be made from iron oxides, such as magnetite, and used as an ammonia synthesis catalyst precursor (in which case the ceramic composition may contain stabilizers such as alumina, and promoters such as lime, magnesia, and potash). (usually containing cobalt oxide, and may also contain cobalt oxide), or as a nitrile hydrogenation catalyst precursor. Upon reduction of the iron oxide in the ceramic foam, the resulting sintered iron foam typically has sufficient mechanical strength and surface area to be useful as a catalyst in applications such as those described above.

別の一例は、発泡体を酵化鉄/クロミア混合物から作る
ことである。そのような組成は、高温シフト触媒の前駆
物質として有用である。さらに別の一例は、セラミック
発泡体を酸化亜鉛から作ることであシ、この場合に得ら
れる発泡体自体は、硫化水素のような硫黄化合物のため
の吸収剤として有用である。
Another example is to make the foam from a fermented iron/chromia mixture. Such compositions are useful as precursors for high temperature shift catalysts. Yet another example is to make the ceramic foam from zinc oxide, where the resulting foam itself is useful as an absorbent for sulfur compounds such as hydrogen sulfide.

さらに別の一応用例においては、セラミック発泡体がゼ
オライトであり、この場合には、発泡体のセラミックは
、焼成後に、例えばアルカリで処理することによシゼオ
ライトに転化されるゼオライトの前駆物質、例えばカオ
リンであってよい。
In yet another application, the ceramic foam is a zeolite, in which case the ceramic of the foam contains a precursor of the zeolite, e.g. It may be kaolin.

セラミック物質が、活性物質のための単なる担体ではな
く、それ自体触媒またはその前駆物質であるときには、
そのセラミック物質は、主要量(すなわち少なくとも5
0重t%)の1ねまたはそれ以上の金!(鉄、コバルト
、ニッケル、銅、バナジウム、モリブデン、タングステ
ン、クロム、マンガン及び亜鉛から選択されるもの)の
醇化物と、任意に少量(重量基準)の1種またはそれ以
上のその他の金属(例えばアルミニウム、カルシウム、
バリウム、マグネシウム、ジルコニウム、チタン、また
はアルカリ金属)またはケイ素の酸化物(普通、安定剤
または促進剤として作用)と、からなるのが好ましい。
When the ceramic material is not just a carrier for the active substance, but is itself a catalyst or its precursor,
The ceramic material is present in a major amount (i.e. at least 5
0 weight t%) of 1 or more gold! (selected from iron, cobalt, nickel, copper, vanadium, molybdenum, tungsten, chromium, manganese and zinc) and optionally a small amount (by weight) of one or more other metals (e.g. aluminum, calcium,
barium, magnesium, zirconium, titanium, or an alkali metal) or an oxide of silicon (usually acting as a stabilizer or promoter).

本発明を以下の実施例によりさらに説明する。The invention is further illustrated by the following examples.

実施例1 密度が0.02997an”であシ、最大気孔寸法が約
1.5fiである連続気孔ポリウレタンのシートから、
長さ21.5m及び直径23鵡の円柱体の形のペレット
を、押し抜きで作った。1m(リニヤ−)当り少なくと
も7つの気孔があった。
Example 1 From a sheet of open pore polyurethane having a density of 0.02997 an" and a maximum pore size of about 1.5 fi,
Pellets in the form of cylinders with a length of 21.5 m and a diameter of 23 mm were made by punching. There were at least 7 pores per linear meter.

アルファ・アルミナのチキソトロープ水性スラリーを下
記のようにして作った。粒子寸法55μm以下のアルフ
ァ・アルミナ100重量部を微粉砕チタニア1重金部と
乾式混合し、次いで、分子希125000のポリビニル
アルコール1.5 mt4’ih %及びBDX湿潤剤
0.01i景チを含む水溶液約40重量部を徐々に添加
して濃厚分散液を得た。
A thixotropic aqueous slurry of alpha alumina was made as follows. 100 parts by weight of alpha alumina with a particle size of less than 55 μm are dry mixed with 1 part of finely ground titania, followed by an aqueous solution containing 1.5 mt4'ih % of polyvinyl alcohol of molecular dilution 125,000 and 0.01 i of BDX wetting agent. About 40 parts by weight were gradually added to obtain a concentrated dispersion.

この分散液の粘度は(前記のようにハーグ・ロトビスコ
回転翼粘度計で室温で測定して)、24/秒の剪断速度
で2200cpであったが、441/秒の剪断速度では
100 cpであった。上記のポリビニルアルコール及
び湿潤剤の水溶液はニュートン流動特性を示し、その粘
度は(ブルックフィールド回転円筒粘度計で24℃で測
定して)、7.5/秒ないし75/秒の剪断速度にわた
って測定して5cpであった。
The viscosity of this dispersion (measured at room temperature with a Hague-Rotovisco rotor viscometer as described above) was 2200 cp at a shear rate of 24/sec, but 100 cp at a shear rate of 441/sec. Ta. The aqueous solution of polyvinyl alcohol and wetting agent described above exhibits Newtonian flow properties, and its viscosity (measured on a Brookfield rotating cylinder viscometer at 24°C) is measured over shear rates of 7.5/sec to 75/sec. It was 5 cp.

ミキサー中でこのスラリーを捜拌しながら、ポリウレタ
ン発泡体ペレットを添加し、得られた混合物を5分間混
練した。得られた含浸剤発泡体ペレットを次いでミキサ
ーから、網底をもつトレーへ取り出した。このトレーを
2分間振動させた。
While stirring the slurry in the mixer, polyurethane foam pellets were added and the resulting mixture was kneaded for 5 minutes. The resulting impregnant foam pellets were then removed from the mixer into a tray with a screen bottom. The tray was shaken for 2 minutes.

含浸済ペレットを次いで約70℃で2時間乾燥し、次い
で24時間にわたって1370℃まで加熱し、この温度
に6時間維持した。
The impregnated pellets were then dried at about 70°C for 2 hours, then heated to 1370°C over 24 hours and maintained at this temperature for 6 hours.

得られたアルファ・アルミナ発泡体ペレットは下記の性
質を有した。
The resulting alpha alumina foam pellets had the following properties:

長さ         17  m 直径        17 爛 体積収縮率     56 チ 水平破壊強度   260  m’9 見掛密度       1.43f/備3水銀法密度 
     3.28f/−ヘリウム法密度    4.
02f/1BET表面積     0.20 m”/ 
tマイクロ気孔容積   0.06 cm37 f全気
孔容積      0.45 crn”/ f全気孔率
      64 チ メガ気孔率     56 % 次いでアルミナ発泡体ペレットを、六水利硝酸ニッケル
9909/l及び無水硝酸アルミニウム534 f/!
、を含む水溶液に15分間浸漬し、次いでその含浸用溶
液から取り出し、1時間液を流下させた。含浸済ペレッ
トを次いで450℃で4時間焼成した。仁のような含浸
及び焼成操作を2回繰り返えして、下記の重量組成(9
00℃で焼成後)を有する触媒前駆物質ペレットを得た
Length: 17 m Diameter: 17 Volume shrinkage: 56 Horizontal fracture strength: 260 m'9 Apparent density: 1.43 f/B3 mercury method density
3.28f/- helium method density 4.
02f/1BET surface area 0.20 m”/
t Micropore volume 0.06 cm37 f Total pore volume 0.45 crn”/ f Total porosity 64 Chimega porosity 56 % The alumina foam pellets were then mixed with hexahydric nickel nitrate 9909/l and anhydrous aluminum nitrate 534 f/!
, for 15 minutes, and then removed from the impregnating solution and allowed to flow down for 1 hour. The impregnated pellets were then calcined at 450°C for 4 hours. The following weight composition (9
After calcination at 00°C) catalyst precursor pellets were obtained.

Atz Os          88%(重量)’r
to、             1チNi0    
        11 %得られた触媒前駆物質を次い
で、下記の掃作によってスチームリホーミング活性につ
いて試験した。
Atz Os 88% (weight)'r
to, 1chiNi0
The 11% obtained catalyst precursor was then tested for steam reforming activity by the following sweep.

多数の含浸済発泡体片を実験室用スチームリホーミング
器に装填した。91チ(%)のメタンを含む天然ガス及
びスチームの混合物(スチーム:天然ガスの容積比3:
1)を反応器に大気圧で100017時の流量で流し、
そのときに反応器の温度を4時間にわたシ約760℃ま
で上昇させることにより、その前駆体ペレットを還元し
た。
A number of impregnated foam pieces were loaded into a laboratory steam reformer. A mixture of natural gas and steam containing 91% methane (volume ratio of steam:natural gas: 3:
1) was flowed into the reactor at a flow rate of 100017 hours at atmospheric pressure,
The precursor pellets were then reduced by increasing the temperature of the reactor to about 760° C. over a period of 4 hours.

メタンの出口濃度を監視した。次いで温度を約760℃
に維持し、ガス流を窒素及びスチームの混合物(スチー
ム:窒素容積比3:1)に1000t/時の流量で16
時間切り替えた。反応器を次いで450℃に冷却した。
The outlet concentration of methane was monitored. Then increase the temperature to about 760℃
16 at a flow rate of 1000 t/h to a mixture of nitrogen and steam (steam:nitrogen volume ratio 3:1).
I changed the time. The reactor was then cooled to 450°C.

次いでそのスチーム/窒素混合物を最初の天然ガス/ス
チーム混合物に切シ替え、次いで温度を再び約760℃
に上昇させた。最後に、反応器を再び冷却した。種々の
温度で反応器を去るガスのメタン濃度を、直径7mの一
本の貫通孔を有する直径17m、長さ17mの円柱形の
標準的な市販スチームリホーミング触媒にッケル含量1
0重t%)を用いて得た結果と共に、下表に示す。
The steam/nitrogen mixture was then switched to the original natural gas/steam mixture, and the temperature was again reduced to about 760°C.
It was raised to . Finally, the reactor was cooled again. The methane concentration of the gas leaving the reactor at various temperatures was determined using a standard commercial steam reforming catalyst in the form of a cylinder, 17 m in diameter and 17 m in length, with a single through hole of 7 m in diameter, with a Kkel content of 1.
The results are shown in the table below along with the results obtained using 0wt%).

この実施例は、本発明による触媒が高活性を有すること
、及びその前駆物質が活性触媒に容易に還元されること
を示している。
This example shows that the catalyst according to the invention has high activity and that its precursor is easily reduced to active catalyst.

この触媒前駆物質ベレットの圧力降下特性を調べるため
に、約3tのベレットを円筒容器に装填し、内気圧(出
口圧力)の空気の流れ+認められる圧力降下を種々の空
気流量において水マノメーターを用いて測定した。結果
を次表に示す。
In order to investigate the pressure drop characteristics of this catalyst precursor pellet, approximately 3 tons of pellets were loaded into a cylindrical container, and the internal pressure (outlet pressure) air flow + observed pressure drop was measured using a water manometer at various air flow rates. It was measured using The results are shown in the table below.

これは本発明の触媒が標準的市販触媒と比較してすぐれ
た圧力降下特性を示すことを明かにしている。熱移動係
数を測定したところ、本発明による発泡体触媒ベレット
は標準的市販触媒よりも約10%大きい係数を有するこ
とが判った。
This reveals that the catalyst of the present invention exhibits superior pressure drop characteristics compared to standard commercially available catalysts. Heat transfer coefficients were measured and found that the foam catalyst pellets according to the present invention had coefficients approximately 10% greater than standard commercially available catalysts.

実施例2 アルミナスラリー中へ6.4重量%の炭酸カリウムを配
合して、実施例1の操作を繰返えした。この実施例で用
いた発泡体片は一層短く、従って焼成ペレットは10+
s+の長さであった。焼成発泡体の2回のみの含浸が適
切なニッケル装荷量を達成するのに必要であることが判
った。
Example 2 The operation of Example 1 was repeated by incorporating 6.4% by weight of potassium carbonate into the alumina slurry. The foam pieces used in this example were shorter, so the fired pellets were 10+
The length was s+. It has been found that only two impregnations of the fired foam are necessary to achieve adequate nickel loading.

この発泡体担体の性質は下記の通りであった。The properties of this foam carrier were as follows.

長さ         10  m 直径        17  m 体積収縮率     53 チ 水平破壊強度   115Kf 見掛密度       1.13 f /an”水銀法
密度      Z 28 f 7cm”ヘリウム法密
度    0.78 W/cnr”B E T 表面9
     0.69 m”/ を全気孔容積     
 0.62 err?/ fマイクロ気孔容積   0
.17 era”/り全気孔率      70 チ メガ気孔率     50 チ 触媒前駆物質ペレットは下記の組成を有した(900℃
での焼成後、重量%)。
Length 10 m Diameter 17 m Volumetric shrinkage rate 53 cm Horizontal breaking strength 115 Kf Apparent density 1.13 f/an"Mercury method density Z 28 f 7 cm"Helium method density 0.78 W/cnr" B E T Surface 9
0.69 m”/total pore volume
0.62 err? / f micropore volume 0
.. The catalyst precursor pellets had the following composition (900°C
% by weight after firing at ).

Atz Os        84 に鵞OZ7 Tie、         l Ni0             113このアルカリ
化発泡体担持触媒のリホーミング活性を、標準的市販の
アルカリ化スチームリホーミング触媒のスチームリホー
ミング触媒についての活性を一緒に下表に示す。
The reforming activity of this alkalizing foam-supported catalyst is shown in the table below, along with the steam reforming activity of a standard commercially available alkalizing steam reforming catalyst.

別の実験において、発泡体担持触媒の安定性を、メタン
を大気圧において約760℃の出口温度でスチームリホ
ーミングし、スチーム/メタンのモル比を3=1とする
ことにより調べた。試験は2000時間以上実施し、そ
の期間中に出口メタン濃度は0.4〜0.55容t%(
乾燥基準)の範囲内にとどまっていた(ただし、この実
験の初期の短い期間を除く、その期間中にはメタン濃度
は0.25容量チにまで低下した)。
In another experiment, the stability of the foam-supported catalyst was investigated by steam reforming methane at atmospheric pressure with an exit temperature of about 760° C. and a steam/methane molar ratio of 3=1. The test was conducted for more than 2000 hours, during which the outlet methane concentration was 0.4 to 0.55 volume t% (
(on a dry basis) except for a brief period early in this experiment, during which the methane concentration dropped to 0.25 vol.

実施例3 密度が0.18 f 7cm”であり、最小気孔寸法が
約1mである連続気孔ポリウレタンのシートから長さ1
0m、直径13mの円柱の形のペレットを押し抜き加工
で作った。1crR(リニヤ−)当り少なくとも10個
の気孔があった。
EXAMPLE 3 A length of 1 m is cut from a sheet of open pore polyurethane having a density of 0.18 f 7 cm" and a minimum pore size of approximately 1 m.
A cylindrical pellet with a diameter of 0 m and a diameter of 13 m was made by punching. There were at least 10 pores per crR (linear).

100μm以下の粒子寸法を有するカオリン100重景
部と、約5重量−のポリビニルアルコールを含む水溶液
約15重量部とを、乾式混合することにより、カオリン
のチキソトロープ水性スラリーを作った。次いで95重
量部の脱イオン水を徐々に加えて、高濃度分散液を得た
A thixotropic aqueous slurry of kaolin was made by dry mixing 100 parts by weight of kaolin having a particle size of 100 μm or less with about 15 parts by weight of an aqueous solution containing about 5 parts by weight of polyvinyl alcohol. Then 95 parts by weight of deionized water was gradually added to obtain a highly concentrated dispersion.

ポリウレタン発泡体のペレットをこれに加え、得られた
混合物を混練した。得られた含浸法発泡体ベレットを次
いで粗いふるいの上に置き、振り動かして余剰のカオリ
ン分散液を除いた。次いで含浸済ペレットを約50℃で
24時間乾燥し、次いで2時間700℃に加熱して、ポ
リウレタン発泡体を焼き尽くし、そしてカオリンをメタ
カオリンに転化させた。冷却後、得られた多孔質メタカ
オリンペレットを、水酸化ナトリウム10重US溶液と
共に100℃に加熱することによりゼオライトAへ転化
させた。ペレットの試料を種々の時間後にアルカリ液か
ら採取して、脱イオン水で良く洗浄して過剰のアルカリ
を除去した。得られたペレットは下記の特性を有した。
Pellets of polyurethane foam were added to this and the resulting mixture was kneaded. The resulting impregnated foam pellets were then placed on a coarse sieve and shaken to remove excess kaolin dispersion. The impregnated pellets were then dried at about 50° C. for 24 hours and then heated to 700° C. for 2 hours to burn out the polyurethane foam and convert the kaolin to metakaolin. After cooling, the resulting porous metakaolin pellets were converted to zeolite A by heating to 100° C. with a 10-fold US solution of sodium hydroxide. Samples of the pellets were taken from the alkaline solution after various times and washed thoroughly with deionized water to remove excess alkali. The resulting pellets had the following properties.

3時間浸漬後のペレットをX線試験したところ、このペ
レットはゼオライトAがイライトと(2重量部のゼ第2
イ)A:1重量部のイライトの比で)混合していること
が判明した。このペレットは55%の全気孔率及び0.
45 cm”/ fの全気孔容積を有していた。メガ気
孔率は約42%であった。
When the pellets were immersed for 3 hours and subjected to an X-ray test, it was found that zeolite A was mixed with illite (2 parts by weight of
b) A: A ratio of 1 part by weight of illite) was found to be mixed. This pellet has a total porosity of 55% and a total porosity of 0.
It had a total pore volume of 45 cm"/f. Megaporosity was about 42%.

このゼオライトAペレットは、例えば圧力変動吸着のた
めの吸着剤として有用であった。
The Zeolite A pellets were useful as adsorbents for pressure swing adsorption, for example.

実施例4 この実施例で用いたポリウレタン発泡体片は、実施例3
のものと同一であった。粒子寸法50μm以下のへマタ
イト150りを、アルミニウム九水和物15.5F、2
209/lの硝醪カリウムを含む水溶液14−15重量
%のポリビニルアルコールを含む水溶液45tj、及び
脱イオン水135PR1と混合して1、濃厚チキントロ
ープ分散液を祷た。
Example 4 The polyurethane foam pieces used in this example were
It was the same as that of Aluminum nonahydrate 15.5F, 2
A concentrated chickentrope dispersion was prepared by mixing an aqueous solution containing 209/l of potassium nitrate with an aqueous solution of 45tj containing 14-15% by weight of polyvinyl alcohol, and 135PR1 of deionized water.

実施例3のようにポリウレタンペレットをこの分散液(
スラリー)で含浸し、液を流去させ、乾燥し、次いで1
時間当り100℃の速度で1300℃まで加熱し、13
00℃の温度に2時間維持することにより焼結して、ア
ンモニア合成触媒前駆体として使用するのに適当な焼結
酸化鉄ペレットAを得た。上記操作を、24.59のア
ルミニウム九水和物及び10dの硝酸カリウム溶液(上
記と同)を用いて繰返して同様な用途のペレットBを得
た。ペレットA及びBは下記の特性を有した。
Polyurethane pellets were added to this dispersion (as in Example 3).
slurry), drained, dried, and then
Heating to 1300℃ at a rate of 100℃ per hour, 13
Sintered iron oxide pellets A suitable for use as an ammonia synthesis catalyst precursor were obtained by sintering by maintaining the temperature at 00° C. for 2 hours. The above operation was repeated using 24.59 ml of aluminum nonahydrate and 10 d of potassium nitrate solution (same as above) to obtain pellets B for similar use. Pellets A and B had the following properties.

上記操作におけるポリウレタン発泡体ベレットの代りに
直径約15cy及び厚さ25囃のポリウレタン発泡体円
板を用いて上記操作を繰返した。その円板を振動トレー
上に置き、ヘマタイト分散液(スラリー)をその円板の
表面へ徐々に注ぐことによりヘマタイトスラリーで円板
を含浸した。この技法により、焼結醒化鉄アンモニア合
成触媒前駆物質を、管状合成反応器内に(粒体床ではな
く)固定床として詰め込むのに適嶺な板(スラブ)の形
で作った。
The above procedure was repeated using a polyurethane foam disk approximately 15 cy in diameter and 25 cy in thickness in place of the polyurethane foam pellet in the above procedure. The disc was impregnated with hematite slurry by placing the disc on a vibrating tray and gradually pouring the hematite dispersion (slurry) onto the surface of the disc. This technique produced a sintered ferroammonium synthesis catalyst precursor in the form of a slab suitable for packing as a fixed bed (rather than a granular bed) into a tubular synthesis reactor.

実施例5 ヘマタイトの代りにマグネタイトを用いることにより実
施例4の操作を繰返した。乾燥した含浸済発泡体片を4
00℃において空気中で焼成し、次いで1300℃にお
いてアルゴン中で焼成してマグネタイトを焼結させた。
Example 5 The procedure of Example 4 was repeated by substituting magnetite for hematite. 4 pieces of dry impregnated foam
The magnetite was sintered by firing in air at 00°C and then in argon at 1300°C.

生成物は下記の性質を有した。The product had the following properties.

長さ        10 畷 直径        6.5■ 水平破壊強度   49に2 見掛密度      102り/α3 水銀法密度     4.192にコ ヘリウム法密度   4.65り/−3BET表面積 
   0.19 m2/ f全気孔容積     0.
280コ/fマイクロ気孔容積  0.02 crt?
/ f全気孔率     57 % メガ気孔率    52 % 実施例6 実施例1の操作によシ、直径8暖及び長さ8■の円柱状
アルファ・アルミナセラミック発泡体ベレット(試料A
)及び直径11.2m及び長さ13−の同様なベレット
(試料B)を作った。但しプラスチック発泡体片をロー
ラーの間で圧搾してアルミナスラリーな追い出してから
、それらを乾燥及び焼成した。試料Aは1300℃で焼
成したが、試料Bは1400℃で焼成した。比較のため
に試料C(試料Bと同じ寸法)を同じようにして作った
が、プラスチック発泡体片をアルミナスラリーの追い出
しのための圧搾に付さなかった。これらの焼成生成物の
性質を下表に示す。
Length 10 Furrow diameter 6.5 ■ Horizontal breaking strength 49 to 2 Apparent density 102 / α3 Mercury method density 4.192 Cohelium method density 4.65 / -3 BET surface area
0.19 m2/f total pore volume 0.
280 cr/f Micropore volume 0.02 crt?
/f Total porosity 57% Megaporosity 52% Example 6 By following the procedure of Example 1, a cylindrical alpha alumina ceramic foam pellet (Sample A) having a diameter of 8 cm and a length of 8 cm was prepared.
) and a similar pellet (sample B) with a diameter of 11.2 m and a length of 13-m. However, the plastic foam pieces were squeezed between rollers to drive off the alumina slurry before they were dried and fired. Sample A was fired at 1300°C, while sample B was fired at 1400°C. For comparison, Sample C (same dimensions as Sample B) was made in the same manner, but the plastic foam pieces were not subjected to squeezing to expel the alumina slurry. The properties of these calcined products are shown in the table below.

本発明により作ったセラミック発泡体は、ポリウレタン
発泡体のセラミック骨格(スケルトン)を与える方法で
作ったものと比較して、より多くの材料(物質)を含み
、そしてはるかに強度が大であることが判る。セラミッ
ク骨格を与える方法で作ったものは、実際の工業的触媒
用途での担体として使用するには強度が不充分である。
Ceramic foams made according to the invention contain more material and are much stronger than those made by methods that provide a ceramic skeleton of polyurethane foams. I understand. Products made using methods that provide a ceramic skeleton do not have sufficient strength to be used as supports in actual industrial catalyst applications.

実施例7 この実施例では、本発明によるセラミック発泡体の炭素
粒子除去のための使用を示す。
Example 7 This example demonstrates the use of a ceramic foam according to the invention for carbon particle removal.

実施例1に記載のようにしてアルファ・アルミナ発泡体
片を作り、これを焼成後に100 f/lの炭酸カリウ
ムを含む水溶液で含浸した。含浸後、アルミナ発泡体片
を120℃で3時間乾燥した。
Alpha alumina foam pieces were made as described in Example 1 and impregnated with an aqueous solution containing 100 f/l potassium carbonate after firing. After impregnation, the alumina foam pieces were dried at 120° C. for 3 hours.

かかる試料を試験するために、天然ガスをトルエン蒸気
で飽和状態とし、これを空気不足下に燃焼させて多数の
炭素粒子を含む多煙炎を生じさせた。
To test such samples, natural gas was saturated with toluene vapor and combusted under air starvation to produce a polysmoky flame containing large numbers of carbon particles.

試験片をその炎のすす(煤)形成領域内に30秒間懸架
し、その時間後、試験片を、正常の完全燃焼天然ガス/
空気炎の上に60秒間悲架し、次いで試験片を裏返し、
その正常炎上にさらに60秒間再び懸架した。試験片上
に残留している炭素の量を視覚検定した。比較のために
、アルカリで含浸しなかった片を同様に試験した。実施
例2で作った片(焼成前にアルカリを配合導入した)も
試験した。これらの試料は、アルカリでさらに含浸し、
または含浸せずに試験された。
The specimen is suspended within the soot-forming region of the flame for 30 seconds, after which time the specimen is exposed to normal, fully combusted natural gas/
Place the specimen over an air flame for 60 seconds, then turn the specimen over.
The normal flame was then suspended again for an additional 60 seconds. The amount of carbon remaining on the specimen was visually inspected. For comparison, pieces not impregnated with alkali were similarly tested. The pieces made in Example 2 (in which alkali was incorporated before firing) were also tested. These samples were further impregnated with alkali and
or tested without impregnation.

結果は下記の通シであった。The results were as follows.

実施例1(アルカリ化):多煙炎をfすことにより煤が
容易に沈着した。正常炎中での燃焼後には痕跡量の煤が
残留したに過ぎない。
Example 1 (Alkalinization): Soot was easily deposited by blowing a multi-smoke flame. Only trace amounts of soot remained after combustion in a normal flame.

実施例1(アルカリ化せず):多煙炎をfすことによシ
煤が容易に沈着した。正常炎中での燃焼後に煤の除去は
不完全で局部的に炭素含有領域が残った。
Example 1 (no alkalization): Soot was easily deposited by using a multi-smoking flame. After combustion in a normal flame, the soot removal was incomplete and some carbon-containing regions remained.

実施例2(アルカリ化せず)二上記の各場合よりも煤の
沈着が少ない。正常炎中での燃焼後の煤の除去不完全。
Example 2 (no alkalization) 2 Less soot was deposited than in each of the above cases. Incomplete removal of soot after combustion in normal flame.

実施例2(アルカリ化):アルカリ化しない試料と同様
な煤の沈着。正常炎中での燃焼後の煤除去は実質上完全
であった。
Example 2 (alkalization): Soot deposition similar to the non-alkalized sample. Soot removal after combustion in a normal flame was virtually complete.

炭酸カリウムの代りに炭酸ナトリウムを用いた場合に同
様な結果が得られた。上記の操作を、(1)0.19♂
/2の気孔容積のアルファ・アルミナリング、及び (2)  0.28 cyrr”/fの気孔容積のアル
ミン酸カルシウムリングに、 アルカリを含浸した試験片、及びアルカリを含浸しない
試験片を用いて繰返したときに同様な結果が得られたが
、多煙炎のr過は生じず、また正常炎中での燃焼除去で
の煤の除去程度は一層不完全であった。
Similar results were obtained when sodium carbonate was used instead of potassium carbonate. Perform the above operation (1) 0.19♂
(2) Calcium aluminate rings with a pore volume of 0.28 cyrr"/f were tested repeatedly using alkali-impregnated and non-alkali-impregnated test specimens. Similar results were obtained when the flame was removed, but no smoky flame was produced, and the degree of soot removal by combustion in a normal flame was more incomplete.

上記の操作によって煤で均一に被榎された試験片の50
0−の試料を、直径50m!1の電熱式ステンレス鋼反
応器からなる空気酸化装置に装填し、その装置に空気を
25t/時の流量で流した。ヒーターを、排出ガスの温
度が3時間の間に600℃に上昇するように調節した。
50% of the test piece uniformly covered with soot by the above procedure.
0- sample, 50m in diameter! An air oxidation apparatus consisting of 1 electrothermal stainless steel reactor was loaded and air was flowed through the apparatus at a flow rate of 25 t/h. The heater was adjusted such that the temperature of the exhaust gas rose to 600° C. over a period of 3 hours.

この時間中に出口ガスをガスクロマトグラフィによって
一酸化炭素及び二酸化炭素について分析した。
During this time the outlet gas was analyzed for carbon monoxide and carbon dioxide by gas chromatography.

結果は下記の通りであったっ 試料      観 察 結 果 実施例1(アルカリ化せず):出口ガス温度が200℃
に達したときに二酸化炭素が発生し、300℃の温度で
最高濃度に達した。−酸化炭素は検出されず。
The results were as follows: Sample Observation Results Example 1 (no alkalization): Outlet gas temperature was 200°C
Carbon dioxide was evolved when the temperature reached 300°C, reaching its maximum concentration at a temperature of 300°C. -No carbon oxide detected.

実施例1(アルカリ化):200℃よりも可成り低い温
度において試料から二酸化炭素8が生じ、二酸化炭素の
発生は温度が300℃に達したときに実質上完結してい
た。
Example 1 (Alkalinization): Carbon dioxide 8 was produced from the sample at temperatures well below 200°C, and carbon dioxide evolution was essentially complete when the temperature reached 300°C.

−酸化炭素は検出されなかった。- No carbon oxides were detected.

アルミン酸カルシウムリング;温度が300〜350℃
に達したときに、二酸化炭素が発生し始めた。二酸化炭
素の最高濃度は出口温度が約500℃のときに達成され
た。−酸化炭素は検出されなかった。
Calcium aluminate ring; temperature is 300-350℃
When the temperature reached , carbon dioxide began to be produced. The highest concentration of carbon dioxide was achieved at an outlet temperature of about 500°C. - No carbon oxides were detected.

*・・・言及した二酸化炭素の量は、おそらくアルカリ
炭酸塩含浸剤とアルミナとの二酸化炭素放出反応の結果
として(煤で抜機されていないときでも)比較的低温で
初期に発生される二酸化炭素よυも著しく多いものであ
る。
*The amount of carbon dioxide mentioned is probably due to the carbon dioxide generated initially at relatively low temperatures (even when not sooted) as a result of the carbon dioxide releasing reaction between the alkaline carbonate impregnant and the alumina. There are also a remarkable number of yoυ.

実施例8 微粉砕した堺成アルミナ5002を、微粉砕二酸化チタ
ン5Fと混合し、次いで、実施例1で使用のポリビニル
アルコール/湿潤剤溶液250W&tを添加した。得ら
れた分散液を剪断攪拌しつつ、コーヒーミルでポリウレ
タン発泡体ペレットを2分間破砕して作った連続気泡ポ
リウレタン発泡体顆粒500m1を添加し、得られた混
合物を2分間剪断攪拌した。含浸された発泡体顆粒を吸
収紙上に取り出し、空気中で24時間乾燥させ、次いで
1400℃において空気中で2時間焼成した。得られた
セラミック発泡体顆粒をふるいに掛けて1〜3霞の寸法
部分を得た。
Example 8 Finely ground Sakai Aluminum 5002 was mixed with finely ground titanium dioxide 5F and then 250W&t of the polyvinyl alcohol/wetting agent solution used in Example 1 was added. While shearing and stirring the resulting dispersion, 500 ml of open-cell polyurethane foam granules prepared by crushing polyurethane foam pellets in a coffee mill for 2 minutes were added, and the resulting mixture was shear-stirred for 2 minutes. The impregnated foam granules were removed onto absorbent paper, dried in air for 24 hours, and then calcined at 1400° C. for 2 hours in air. The resulting ceramic foam granules were sieved to obtain 1-3 haze size pieces.

ふるい分けした顆粒を次いで硝酸アルミニウム、硝酸ニ
ッケル及び硝酸銅を含む溶液(アルミニウム1原子当υ
ニツケル約5原子及び銅約7i子の割合で含む)で含浸
した。含浸した顆粒を、次いでV中で350℃において
2時間加熱し、次いで温度を475℃に上昇させてその
温度に3時間維持した。この含浸及び焼成操作を次いで
繰返した。
The sieved granules are then mixed with a solution containing aluminum nitrate, nickel nitrate and copper nitrate (1 atom of aluminum υ
(containing about 5 atoms of nickel and about 7 atoms of copper). The impregnated granules were then heated in a V at 350°C for 2 hours, then the temperature was increased to 475°C and maintained at that temperature for 3 hours. This impregnation and calcination operation was then repeated.

得られた斂媒は、含浸溶液からもたらされた酸化銅、酸
化ニッケル及びアルミナを合計で約10.5重量%含ん
でいた。
The resulting media contained a total of about 10.5% by weight of copper oxide, nickel oxide, and alumina from the impregnating solution.

この触媒顆粒の100Wltを、油浴中に浸けた直径2
5■の反応器に装填することによシ、この触媒の次亜塩
素酸塩分解活性を試験した。1500重量 ppm  
の次亜塩素酸す) IJウムを含む水溶液をその浴中の
予熱コイルに通してから、反応器の底へ供給した。反応
器からの排出液を分析した。
100 Wlt of this catalyst granule was immersed in an oil bath with a diameter of 2.
The catalyst was tested for hypochlorite decomposition activity by loading it into a 5-inch reactor. 1500 ppm by weight
An aqueous solution containing hypochlorous acid (IJ) was passed through a preheating coil in the bath before being fed to the bottom of the reactor. The effluent from the reactor was analyzed.

この試験操作を糧々の浴温度及び液流量を用いて繰返し
た。
This test procedure was repeated using various bath temperatures and liquid flow rates.

比較のために、ボーキサイトのチップを同様にして含浸
し、試験した。含浸溶液からもたらされる酸化物の比較
しうる含量を得るために、チップを3回の含浸/焼成操
作に付した。
For comparison, bauxite chips were similarly impregnated and tested. The chips were subjected to three impregnation/calcination operations in order to obtain a comparable content of oxides resulting from the impregnation solution.

結果は下記の通シであった。The results were as follows.

代理人 弁理士 湯浅恭三!Jj:、、、’、’、、、
、”1−ニニ1 (外4名)
Agent patent attorney Kyozo Yuasa! Jj:,,,',',,,
,”1-Nini1 (4 others)

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)活性触媒もしくはそれに転化しうる物質を含むか
、あるいは担持しているかしているセラミック物質から
なる触媒もしくはその前駆物質であつて: そのセラミック物質がその内部に延在する不規則な通路
網を有する発泡体であり、それらの通路が20〜300
μmの範囲内の平均最小寸法を有し、かつその発泡体が
40〜85%の全気孔率及び少なくとも0.7g/cm
^3の見掛密度を有することを特徴とする触媒もしくは
その前駆物質。
(1) A catalyst or a precursor thereof consisting of a ceramic material containing or supporting an active catalyst or a substance convertible thereto: an irregular passageway through which the ceramic material extends; It is a foam with a mesh, and their passages are 20 to 300
and the foam has a total porosity of 40-85% and at least 0.7 g/cm.
A catalyst or its precursor characterized by having an apparent density of ^3.
(2)発泡体が1〜2.5g/cm^3の範囲内の見掛
密度を有する特許請求の範囲第1項に記載の触媒もしく
は前駆物質。
(2) A catalyst or precursor according to claim 1, wherein the foam has an apparent density within the range of 1 to 2.5 g/cm^3.
(3)発泡体が0.2〜1.5cm^3/gの全気孔容
積を有する特許請求の範囲第1または2項に記載の触媒
もしくは前駆物質。
(3) The catalyst or precursor according to claim 1 or 2, wherein the foam has a total pore volume of 0.2 to 1.5 cm^3/g.
(4)発泡体が少なくとも60%のメガ気孔率を有する
特許請求の範囲第1〜3項のいずれかに記載の触媒もし
くは前駆物質。
(4) A catalyst or precursor according to any one of claims 1 to 3, wherein the foam has a megaporosity of at least 60%.
(5)発泡体のメガ気孔率は全気孔率の60〜90%で
ある特許請求の範囲第1〜4項のいずれかに記載の触媒
もしくは前駆物質。
(5) The catalyst or precursor according to any one of claims 1 to 4, wherein the mega porosity of the foam is 60 to 90% of the total porosity.
(6)セラミック物質は、アルミナ、酸化鉄、酸化鉄/
クロミア混合物、酸化亜鉛、またはゼオライトからなる
特許請求の範囲第1〜5項のいずれかに記載の触媒もし
くは前駆物質。
(6) Ceramic materials include alumina, iron oxide, iron oxide/
A catalyst or precursor according to any one of claims 1 to 5, consisting of a chromia mixture, zinc oxide, or zeolite.
(7)触媒活性物質により、あるいは加熱及び/または
還元もしくは酸化で触媒活性物質に転化しうる物質によ
り、含浸されたセラミック発泡体の担体からなる特許請
求の範囲第1〜6項のいずれかに記載の触媒もしくは前
駆物質。
(7) Any of claims 1 to 6 consisting of a ceramic foam carrier impregnated with a catalytically active substance or with a substance that can be converted into a catalytically active substance by heating and/or reduction or oxidation. Catalysts or precursors as described.
(8)少なくとも1種のアルカリ金属もしくはアルカリ
土類金属の酸化物により、あるいは加熱でそのような酸
化物に転化しうる物質により、含浸されたセラミック発
泡体の担体を含む特許請求の範囲第7項に記載の触媒も
しくは前駆物質。
(8) Claim 7 comprising a ceramic foam carrier impregnated with at least one alkali metal or alkaline earth metal oxide or with a substance convertible to such an oxide upon heating. Catalysts or precursors as described in Section.
(9)セラミック物質は、鉄、コバルト、ニッケル、銅
、バナジウム、モリブデン、タングステン、クロム、マ
ンガン及び亜鉛から選択される1種またはそれ以上の金
属の酸化物を、重量基準で主要量含む特許請求の範囲第
1〜5項のいずれかに記載の触媒もしくは前駆物質。
(9) A patent claim in which the ceramic material contains a major amount, by weight, of an oxide of one or more metals selected from iron, cobalt, nickel, copper, vanadium, molybdenum, tungsten, chromium, manganese, and zinc. The catalyst or precursor according to any one of items 1 to 5.
(10)アルファ・アルミナの発泡体上に担持されたニ
ッケル及び/またはコバルト、あるいはニッケル及び/
またはコバルトの還元可能な化合物、からなる特許請求
の範囲第6項に記載のスチームリホーミング用触媒また
はその前駆物質。
(10) Nickel and/or cobalt supported on alpha alumina foam or nickel and/or cobalt;
or a reducible compound of cobalt, or a precursor thereof according to claim 6.
(11)キャリヤー液中の粒状セラミック物質のチキソ
トロープ分散液で連続気泡有機プラスチック発泡体を含
浸して、その発泡体の気孔をその分散液で満たすことに
よりその発泡体の陰レプリカを形成させ、含浸された発
泡体の気孔からセラミツク物質を取り出さずにその含浸
発泡体を乾燥し、空気中でその発泡体を加熱して有機プ
ラスチックを除去しかつセラミック粒子を焼結させるこ
とからなる触媒またはその前駆物質の製法。
(11) Impregnation by impregnating an open cell organic plastic foam with a thixotropic dispersion of particulate ceramic material in a carrier liquid to form a shadow replica of the foam by filling the pores of the foam with the dispersion. a catalyst or its precursor comprising drying the impregnated foam without removing the ceramic material from the pores of the foam and heating the foam in air to remove the organic plastic and sinter the ceramic particles. A method of manufacturing a substance.
(12)シリカを含まないセラミック物質からプラスチ
ック発泡体の焼成セラミック陰レプリカを作り、ニッケ
ル及び/またはコバルトの硝酸塩を含む少なくとも1種
の金属硝酸塩でそのセラミック発泡体レプリカを含浸し
、そして含浸済のセラミック発泡体レプリカを焼成して
硝酸塩を分解して対応する酸化物とすることからなるス
チームリホーミング触媒前駆物質を作るための特許請求
の範囲第11項に記載の方法。
(12) making a fired ceramic shade replica of a plastic foam from a silica-free ceramic material, impregnating the ceramic foam replica with at least one metal nitrate including nickel and/or cobalt nitrate; 12. The method of claim 11 for making a steam reforming catalyst precursor comprising firing a ceramic foam replica to decompose nitrates to the corresponding oxides.
(13)内部に延在する不規則通路網を有するシリカ不
含有セラミック発泡体の成形片上に担持されたニッケル
及び/またはコバルトからなる触媒であつて、その通路
が20〜300μmの範囲の平均最小寸法を有しそして
発泡体が40〜85%の全気孔率及び少なくとも0.7
g/cm^3の見掛密度を有する触媒を使用することを
特徴とするスチームリホーミング方法。
(13) A catalyst consisting of nickel and/or cobalt supported on a molded piece of silica-free ceramic foam having a network of irregular channels extending therein, the average minimum diameter of the channels ranging from 20 to 300 μm. dimensions and the foam has a total porosity of 40-85% and a total porosity of at least 0.7
A steam reforming process characterized in that a catalyst having an apparent density of g/cm^3 is used.
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