KR100254868B1 - 촉매 담체 - Google Patents

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에이치. 거디스 윌리암
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보스트 스티븐 엘.
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Abstract

순도가 95% 이상인 알파 알루미나를 90중량% 이상 포함하는 다공성 담체 물질은 엔진 배기물을 처리하는 촉매용 지지체로서 매우 효과적이고 통상적인 지지체보다 현저히 우수하게 극한 조건을 견뎌낼 수 있다.

Description

촉매 담체
본 발명은 탄화수소 연료의 연소 또는 불완전 연소로 부터의 일산화 탄소, 탄화수소 및 질소 산화물(NOx)을 함유하는 가스상 폐기물의 처리와 같은 다양한 목적을 위한 촉매를 지지시키기 위해 사용될 수 있는 촉매 담체에 관한 것이다.
연료 연소로부터의 가스상 폐기물은 건강 및 환경상 심각한 문제를 발생시킨다. 정치내연기관, 산업 연소실, 산업 공정 등과 같은 탄화수소 연료 연소 공급원으로부터의 배기 가스는 대기 오염에 상당히 영향을 미치고 자동차 내부연소 엔진의 배기 가스는 대기 오염의 주범으로 인식되고 있다. 최근 수년 동안, 특히 도시에서 도로를 주행하는 자동차의 수가 많으므로, 자동자 배기물로부터 가스상 폐기물을 제어하는데 대한 관심이 증가되어 왔다.
배기 가스 촉매를 함유하는 자동차 촉매전화기(catalytic converter)는 자동차로 하여금, 탄화수소와 일산화탄소의 상당 부분을 물과 이산화탄소로, NOx 가스를 질소와 산소 및/또는 물로 전환시키는, 정부 기관에 의해 확립된 현행 기준을 다소 충족시키게 할 수 있다. 각종 지지체에 지지된 단독의 또는 배합물 형태의 각종 금속 및 금속 산화물이 사용되고 있다. 최근 수년 동안 대부분의 배기 가스 촉매는 촉매의 활성 물질로서 귀금속, 특히 백금, 로듐 및/또는 팔라듐의 배합물을 사용하고 있다.
통상적으로 배기 가스 촉매는 표면적이 큰 전이 알루미나 피복물을 갖는 비교적 다공도가 낮은 세라믹 지지체를 포함한다. 하층인 세라믹 지지체는 일반적으로 밀도 및 강도를 부여하는 고온에서 점토 또는 다른 세라믹 물질의 성형물을 소성시켜 제조한다. 그러나, 이로써 일반적으로 표면적이 매우 작은 지지체가 생성된다. 따라서, 세라믹 지지체를 촉매 성분을 함유하는 표면적이 훨씬 큰 다른 물질로 피복시켜야만 한다. 표면적이 작은 세라믹 지지체에 일반적으로 공지된 표면적이 큰 “와시코트(Washcoat)”를 침착시키는 공정이, 예를 들면, 미합중국 특허 제 2,742,437호 및 제3,824,196호에 기술되어 있다. 세라믹 지지체는 모든 형태로 제공될 수 있지만, 전형적으로는, 통상적으로 단일체로서 공지된 펠렛 또는 벌집 모양의 형태이다.
γ-알루미나가 종종 이러한 배기 가스 촉매의 와시코트로서 사용된다. 비록 γ-알루미나 와시코트가 배기 가스 촉매에 비교적 큰 표면적을 부여하지만, 이것은 다수의 바람직하지 못한 결과를 초래한다. 종종, 심한 열 응력하에서 와시코트가 하층 세라믹 지지체에 잘 부착되지 않거나, 세라믹 지지체와 부합되지 않는 열 팽창 수준을 나타낸다. 또한, γ-알루미나 또는 전이-알루미나 와시코트는 열역학적으로 불안정한 알루미나상이다. 결과적으로, 이러한 불안정만 γ-알루미나상은 역학적으로 안정한 α-알루미나 상으로 전환된다; 그러나, 전환 과정에서 알루미나의 표면적이 감소하여 촉매 금속을 포획하고 심지어는 이들의 산화 상태를 변화시켜 효과를 떨어뜨리거나 없앨 수 있다.
통상적인 와시코팅된 배기 가스 촉매는 또한, 시간 소모적인 장기간의 비경제적인 다단계 제조과정을 필요로 한다. 이 과정은 지지체의 제조, 와시코트의 제조, 지지체상의 와시코트의 도포 및 지지된 와시코트상의 모든 촉매 성분 및 촉진제 성분 각각의 또는 공동의 함침을 포함한다.
비록 와시코팅된 배기 가스 촉매가 허용가능한 초기 착화온도(light-off temperature)를 갖을지라도, 노화함에 따라 종종 이들의 착화온도가 상승하며 , 때로는 급속히 상승한다. 착화온도(“T50”)는 배기 가스 촉매가 돼기 가스 폐기물의 50%를 이산화탄소, 물, 질소 및 산소로 전환시키기 시작하는 온도이다. 따라서, 자동차가 처음 출발하여 촉매가 이의 착화온도에 도달하기 까지의 시간 동안, 대부분의 배기 가스가 촉매에 의해 처리되지 못하고 그대로 대기 중으로 방출된다.
안정한 촉매 활성은 자동차 배기 가스 촉매에 대한 중요한 요건이 된다. 통상적인 배기 가스 촉매는 이들의 활성을 비교적 빨리, 즉 처음 12,000마일의 사용 기간중에 대략 절반을 상실한다. 종종 와시코팅된 배기 가스 촉매는 실제적으로 물리적으로 열화된다. 배기 가스 촉매를 함유하는 촉매 전화기에 대한 새로운 정부의 기준은 보다 엄격한 수명 요건을 요구하는데, 이러만 촉매 전화기가 훨씬 장기간, 즉, 50,000 내지 100,000마일의 사용 기간 동안 효율적으로 작동해야 한다는 것이다.
본 발명의 촉매 담체는 와시코트를 필요로 하지 않는다. 오히려 촉매 성분이 직접 혼입되는 다공성의 사실상 순수한 α-알루미나 담체가 활용된다. 당해 촉매 담체는 종종 통상적인 촉매보다 더 적은 촉매를 활용할 수 있음에도 불구하고, 전형적으로 공지된 촉매보다 더욱 우수한 전체적인 촉매 활성을 수득할 수 있다. 또한, 본 발명의 담체는 간단하고 효과적인 비용으로도 촉매의 재생이 용이하여 추가로 사용하기 위해 필수적으로 모두 회수하여 재순환시킬 수 있다.
중요한 점은 당해 촉매 담체의 초기 착화은도가 통상적인 와시코팅된 촉매에 필적하면서도, 당해 촉매가 와시코팅된 촉매보다 장시간 동안 더욱 안정하며 , 통상적인 와시코팅된 촉매에 담체로서 사용되는 세라믹에 비해 α-알루미나의 열팽창 특성이 더 높음에도 불구하고 고온 강도가 우수하고 열충격 강도가 바람직하게 높다는 것이다. 따라서, 배기 가스 촉매를 배기 가스 공급원에 더욱 근접시키는 경우, 개선된 착화 거동은 배기 가스 촉매의 장기간 거동을 손상시키지 않고 수득될 수 있다.
본 발명의 담체는 매우 순수한 α-알루미나, 예를 들면, 약 5중량% 미만의 불순물을 함유하는 α-알루미나이다. 담체중 불순물의 농도가 극히 낮은 경우, 예를 들면 통상적인 조건하에, 특히 일시적인 조건하에 작동하는 자동차 촉매 전화기에서 나타나는 고온에서 안정한 촉매 거동에 기여한다.
촉매 담체는, 예를 들면, 내부 연소 엔진 또는 정치 산업 배기원에 함유된 질소 산파물의 환원 및 일산화탄소와 탄화수소의 산화에 사용될 수 있다. 전형적인 배기 가스 촉매는 다공성의 사실상 순수한 α-알루미나 담체와 담체에 혼입된 촉매적 유효량의 귀금속을 포함한다.
담체는 각증 형태일 수 있지만, 특히 자동차 촉매 전화기에 적용하기 위해서는 단일체형이 바람직하다. 자동차 촉때 전화기용 단일체 담체는 목적하는 최종 용도에 따라 원통형 구형, 정사각형, 달걀형, 경주장형 또는 타원형일 수 있다. 정치 산업 배기원의 처리에 사용되는 배기 가스 촉매에 있어서, 필(pill)형 담체를 사용하여 적합한 촉매 하우징(housing)에 패킹시킬 수 있다. 담체의 형태를 선택함에 있어서, 당해 형태가 의도하는 촉매 하우징에 사용될 수 있는지를 우선적으로 고려해야 한다.
절대적 가스 채널을 갖는 담체(예: 단일체 구조)에서 배기 가스를 담체 주위보다는 절대적 가스 채널을 퉁해 통과하도록 위치시키면서, 일반적으로 다수의 절대적 가스 채널을 사용하여 담체의 공극 속으로 및 공극으로부터의 압력 강하는 최소로 하고 확간에 이용할 수 있는 표면적을 최대로 하는 것이 바람직하다. 따라서, 대부분의 경우, 절대적 가스 채널이 당해 담체의 개방 정면(open frontal area) 즉, 담체의 사용시 가스 유동에 제공되는 표면의 약 25% 이상, 바람직하게는 40% 이상, 더욱 바람직하게는 60 내지 70%를 자지한다.
종종 촉매 담체의 개방 셀의 밀도는 lin2당 셀의 수(“cpi”)가 약 100 내지 470cpi, 바람직하게는 약 20 내지 400cpi이다. 담체의 개방 정면의 면적이 높을수록, 압력 강하는 더 적어진다. 그러나 담체 중의 높은 기하 표면적은 가스상 폐기물과 촉매와의 접촉을 최소로 하는 것이 바람직하다. 따라서, 비교적 벽이 얇고 개방 셀의 밀도가 더 높을 수록 바람직하다. 종종 각각의 절대적 가스 채널의 최소 단면 크기를 약 1.0mm 이상으로 유지하는 것이 바람직하다. 통상, 이와 같은 절대적 가스 채널들 사이의 벽 두께는 약 5mm 미만이고, 약 3mm 미만(예: 0.2mm, 0.4mm, 1mm 또는 2mm)인 경우 유리한 결과를 수득할 수 있다.
절대적 가스 채널의 단면 형태는 임의의 편리한 형태일 수 있다. 통상, 정사각형, 원형, 삼각형 또는 육각형이 사용된다. 일반적으로 바람직하게는 절대적 가스 채널들의 간격을 균일하게 하여 유동, 열생성 및 치수 안정성을 증진시킨다. 절대적 가스 채널의 통로는 스펀지 구조에서와 같이 곧거나, 휘거나, 비틀릴 수 있다. 곧은 절대적 가스 채널을 특별만 물질을 함유하지 않는 배기 가스를 처리하기 위한 배기 가스 촉매용으로 바람직하다. 특별한 물질(예: 디젤 엔진)을 함유하는 배기 가스 처리용으로는 가스상의 전환을 현저히 감소시키거나 압력 강하를 증가시키지 않고 특별한 물질을 가두기 위해 위거나 비틀린, 절대적 가스 채널이 바람직하다.
담체의 크기는 통상적으로 작동시키고자 하는 하우징의 크기에 따른다. 절대적 가스 채널을 방해하지 않도록 배기 가스의 과도한 양을 방지해야 한다. 따라서, 자동차 배기 가스 촉매에 있어서 담체는, 예를 들면, 전형적인 자동자 촉매 전화기 하우징의 내부 직경과 직경이 대략 같은, 예를 들면 직경이 약 10 내지 20cm인 원통형이다. 이러한 담체의 길이는 매우 폭넓게 변화시킬 수 있으며, 자동차 배기 가스 촉매에 있어서, 전형적으로 시판중인 자동차 촉매 전화기 하우징의 길이보다 약간 짧은 길이, 예를 들면, 약 10 내지 30cm가 바람직하다.
흔히, 본 발명의 담체의 평균 측면 및 말단 파열 강도는 약 10lb 이상, 바람직하게는 20lb 이상이다. 보다 바람직하게는 담체의 평균 측면 및 말단 파열 강도는 50 내지 100lb 이상이다.
필형 담체의 마모 손실률은 바람직하게는 약 25%/h 미만, 보다 바람직하게는 약 15%/h 미만이다.
다공성의 사실상 순수한 α-알루미나 담체는 바람직하게는 하기의 특징을 갖는다. 담체의 다공도(또는 총 공극 용적)는 바람직하게는 약 0.2 내지 약 0.6cm3/ 담체g이고, 표면적은 약 0.2 내지 약 10m2/α-알루미나 담체g, 바람직하게는 약 0.3 내지 약 4m2/α-알루미나 담체g이고, 담체 중의 공극의 평균 공극 크기는 약 0.1 내지 약 100μ이고, 대부분의 공극은 크기가 약 0.1 내지 약 10μ이고, 바람직한 평균 공극 크기는 약 0.2 내지 약 5μ이다.
때때로 이정(bimodal) 공극 분포를 갖는 것이 바람직하며, 즉 몇몇은 미세한 공극이고 몇몇은 조악만 공극이며 각각 그 자체의 좁게 한정된 크기 범위를 갖는것이 바람직하다.
다공성의 α-알루미나 담체는 매우 높은 순도의, 즉 약 95중량% 이상의, 바람직하게는 약 98% 이상의 α-알루미나를 함유한다. 불순물, 특히 알칼리 및 알칼리 토금속 산과물의 실리케이트 및 알루미노실리케이트는 배기 가스 촉매에 매우 유해하다. 이러한 불순물은 담체를 기준으로 하여 약 4% 이하, 예를 들면, 2% 미만, 가장 바람직하게는 약 1% 이하로 포함되어야 한다.
담체는 종종 바람직하게는 산소 촉진제 화합물을 약 10중량% 이하의 양으로 함유할 수 있다. 이러딴 화합물은 당해 기술 분야에 익히 공지되어 있다. 이들은 산소가 풍부한 상태에서 취급될 경우 산화반응 동안 산소를 방출 가능한 상태로 저장한 다음, 이것을 다시 산소-결핍 반응 상태에 제공하는 능력을 갖는다. 따라서, 사용 중에 배기 가스 조성물 중에 발생할 수 있는 조성 변화를 완화시키는 효과를 제공한다. 전형적인 산소 촉진제 화합물은 주기율표의 IIIA족 VIIA족의 금속의 산화물 및 희토류 금속, 예를 들면, 티타늄. 바나듐 망간, 지르코니아, 니오븀. 몰리브데늄, 란타늄 및 세륨의 산화물이다. 바람직한 산소 촉진제는 란타늄과 세륨의 산화물이다.
본 발명의 담체는 입자 크기가 약 0.2 내지 약 20μ 바람직하게는 약 0.5 내지 약 10μ인 분말상 α-알루미나와 산소 촉진제, (존재하는 경우), 완전연소물질 및 하소가 완결될 때까지 제형을 결합시키기 위한 결합제를 혼합하여 제조한다. 결합제는 담체가 압출 공정에 의해 형성되는 경우에 특히 필요하다.
완전연소 물질은 가공된 촉매의 공극을 제공하기 위한 것이며, 하소 중에 완전히 제거된다. 따라서, 담체가 형성되는 연소 온도 미만의 온도에서 완전히 연소될 수 있는 유기 물질이다. 적합한 물질은 코크스, 탄소 분말, 흑연, 폴리올레핀, 폴리스티렌 및 폴리카보네이트와 같은 플라스틱 분말 및 로진, 톱밥, 및 호도, 캐슈, 피칸 및 개암과 같은 견과류의 미분된 껍질과 같은 천연물을 포함한다. 완전 연소제는 가공된 담체 중의 목적하는 공극 크기에 상응하는 입자 크기로 일정량으로 제공된다.
결합제의 작용은 조성물의 성분 물질들을 하소전, 특히 압출 동안 결합시키는 것이다. 이것은 또한 압출 과정을 크게 보조하는 윤활성을 추가시킨다. 적합한 결합제는, 특히 산 첨가에 의해 해응고될 경우, 연소시 α-알루미나로 전환될 수 있는, 예를 들면, 베마이트(boehmite)와 같은 알루미나 겔을 포함한다. 기타의 결합제는 셀룰로오즈 및 메틸- 에틸-, 및 카복시에틸-셀룰로오즈, 유기 스테아레이트, 왁스, 폴리올레핀 옥사이드 등과 같은 유기 화합물을 포함한다. 이러한 유기 결합제는 종종 이들이 공극 형성 완전연소 물질로서 작용할 수도 있기 때문에 유용하다.
담체의 바람직한 단일체형은, 예를 들면, 압출성형법, 또는 습윤 담체 출발물질로 포화된 골판지 쉬트를 다발(bundle)이 되도록 포개 접는 방법에 의해 형성된다. 압출된 또는 습식 형성된 담체는 단일체 형태 및 구조를 유지하고 단일체와 주위 대기 사이의 수증기의 구배를 최소화하도록 주의 깊게 건조시킨다. 건조된 단일체를 약 1,200 내지 1,600℃, 바람직하계는 약 1,300 내지 1.500℃의 온도에서 하소시켜 연소가능한 유기물을 제거하고 알루미나를 결합시킨다. 하소에 소요되는 시간은 약 0.5 내지 10시간일 수 있으며 최대 5시간의 하소가 보다 통상적이다.
이론적으로 결부시키고자 하는 것은 아니지만, 고순도의 α-알루미나 담체의 구조, 즉. 공극 크기 , 다공도 및 표면적의 특정 조합이 촉매에 함유된 거의 모든 촉매 금속의 재생을 용이하게 하는 것으로 생각된다. 따라서, 촉매를 재생 공정으로 처리만 결과로서, 촉매 금속을 95% 이상 회수한다.
하기 실시예는 단지, 본 발명의 특정 양태 및 특히 자동차 내부 연소엔진으로 부터의 가스상 폐기물의 전환에 있어서의 이의 용도를 설명할 목적으로 제공된다.
본원에서 사용된 하기 파라메터들은 다음과 같이 측정한다. “표면적”은 문헌[참조: S. Brunauer. et al., J. Am. Chem. Soc., 60:309-16 (1938)]에 기술된 통상적인 B.E.T.법에 의해 측정한다. “공극 용적” 또는 “다공도”는 통상적인 수은 다공도 또는 물 흡수법으로 측정하며, 달리 특정되지 않는 한, 물 흡수법이 사용된다. “공극 직경 및 분포”는 문헌[참조: C. Orr, jr., “Application of Mercury Penetration to Materials Ana1ysis”, Powder Technology, 3:117-123 (1970)]에 기술된 측정법으로 측정한다.
[실시예 1]
본 발명에 따른 촉매 담체를 제조한다. 담체는 99.6% 순도의 α-알루미나로 제조하며 실시예 2에 기술된 공정에 의해 단일체로 형성된다. 담체의 표면적은 0.93m2/g이고, 담체의 공극 용적은 0.35cc/g이며, 중간 공극 직경은 1.2μ이다.
촉매 조성물을 담체에 침착시키고 담체 지지된 촉매를 비통제 습윤 건조에 의해 건조시킨다. 즉, 30 내지 32℃에서 습윤 공기(즉 물 함유)의 고유량하에서 수행한다. 건조 시작시의 공기의 습도는 대략 96%이다. 건조가 진행됨에 따라, 공기의 상대 습도가 8시간에 걸쳐 35%로 저하된다. 습도는 추가의 6시간 동안 약 35%에서 유지된다. 통제 습윤 건조 후, 담체/촉매 배합몰을 공기중 500℃에서 1시간 동안 하소시킨다.
본 발명에 따른 담체에 의해 지지된 촉매를 고온의 안정한 알루미나 화이버 매트 쉬트(fibermat sheet)로 싼 다음, 적합한 용기에 도입시켜 자동차 배기 촉매 소음기(muffler)를 제조한다. 이후에, 이것을 V-8, 5.7ℓ 시보레(Chevrolet) 엔진 속에 설치한다.
촉매의 초기 성능(break-in) 및 몇몇 시험의 평가 후, 시스템의 초기 성능을 500℃, 약 80,000GHSV(가스의 시간당 공간 속도: gas-hourly space velocity) 및 +/- 0.5 A/F(공기 대 연료의 비), 14.2 내지 15.4의 주파수 소인(frequency sweep)에서 측정한다.
이후에, 배기 가스 촉매를 V-8, 7.5ℓ 포드(Ford) 엔진의 배기 장치에 도입시켜 고온 안정성을 시험한다. 리치 사이드(rich side)의 엔진을 가동시키고 추가의 공기를 주입하여 촉매의 온도를 40분 동안 1.100℃에서 유지시킨다. 이후에, 엔진으로부터 스파크 플러그를 제거하고, 여분의 비연소 연료 및 공기를 촉매에 도달하게 하여 실린더의 비점화를 측진시켜 엔진의 온도가 약 1,200℃에 도달하게 한다. 배기 가스 촉매의 온도를 약 1분 동안 약 1,100℃로 유지시키고 촉매 담체를 검사한다. 균열, 구조적 손상 또는 융해 부분이 관찰되지 않는다. 동일한 Y-8 시보레 엔진에 대한 촉매/담체의 전환 수준을 다시 측정한다.
비교할 목적으로, 혼다 어코드(Honda Accord)의 촉매 전화기 시판품을 동일한 엔진에 대해 동일한 조건하에서 시험한다. 담체는 세라믹 기재 상에 γ-알루미나 와시코팅된 표면을 갖는 통상적인 제형이다. 촉매/담체 구조물의 전체 용적은 81in3이며 개방 셀 밀도는 300cpi이다. 그러나, 촉매 제형은 본 발명의 담체에 침착된 촉매 조성물보다 훨씬 많은 귀금속을 함유한다.
혼다 촉매 시판품의 초기 전환(탄화수소, 일산화탄소 및 NOx) 성능이 본 발명의 담체 상의 촉매의 초기 전환 성능보다 약간 더 우수하지만, 고온 시험 후 본 발명의 담체상의 촉매의 성능은 탄화수소의 전환은 약간 떨어지고 CO 및 NOx 전환은 실제적으로 향상된다. 대조적으로, 혼다 제품은 모든 성분에 대해 전환 수준이 심각할 정도로 저하되며, 또한 융해에 의해 일체식 구조물이 탈락된 부분이 나타난다.
따라서, 본 발명의 α-알루미나 담체는 자동차 분야에 사용되는 촉매 제형용 지지체로서 효과적이며 통상의 선행 기술의 담체보다 현저히 우수한 고온 안정성을 나타낸다.
[실시예 2]
당해 실시예는 본 발명에 따른 대표적인 담체의 제조방법을 상세히 설명한다.
평균 입자 크기가 약 3.5μ인 99.6% 순도의 α-알루미나 100중량부. 호두껍질 분말 5중량부, “슈퍼로이드(Superloid)” 2중량부, 암모늄 알기네이트 결합제[더 켈코 디비젼 오브 머크 앤드 캄파니(The Kelco division of Merck ＆ Co.)의 시판품] 및 윤활제로서의 와셀린 4.5중량부를 포함하는 제형을 완전히 혼합하여 압출가능한 페이스트를 형성시킨다(모든 중량부는 알루미나 100부를 기준으로 한다) 혼합 방법은 와셀린을 제외한 모든 성분을 건식 혼합시킨 다음 물을 가하고 3분 동안 혼합한 후 바셀린을 가하고 추가로 2 내지 5분 동안 혼합한다. 물을 충분히 가하여 1,000kpa 이상의 압출 압력으로 1/4in 다이를 통해 압출할 수 있는 혼합물을 제공한다.
통상적인 압출기의 압출 챔버를 페이스트로 충전시키고, 압출기를 밀폐시키고 진공화시켜 압출실로부터 공기를 배기시킨다. 다수의 절대적 채널을 갖는 단일체를 생성하는 다이를 통해 약 1,000psi의 압력에서 약 12in/min의 속도로 압출을 개시한다. 단일체를 지지체 상에 압출시키고 통제 습도하에서 건조시켜 상대습도 96%로부터 시작하여 8시간 후 상대습도 40%로 감소시킨다. 상대 습도를 6시간 동안 40%로 유지시킨다. 담체 1g당(최종 중량 기준) 약 0.1g/h의 속도로 물을 제거한다.
5분간 고온, 이후 1분간 냉각, 이후 10분간 고온, 이후 1분간 냉각 및 최종적으로 15분간 고온의 스케쥴을 사용하여 마이크로웨이브 건조시킬 수 있다.
이후에, 건조된 단일체를 새거(sagger) 속에서 지지체 층에 고정시킨다. 램프 속도를 1,343℃까지 28℃/h로 하며, 온도를 이 수준에서 5시간 동안 고정시킨다.
가공된 제품은 겉보기 다공도가 56.2%이고, 물 흡수율이 32.5%이며 , 겉보기 비중이 3.95이고, 입자 밀도가 1.73g/cc이고, 표면적이 0.93m2/g이고, 다공도가 0.35cc/g이고 중간 공극 직경이 1.2μ이다.

Claims (16)

  1. 순도가 95% 이상인 90중량% 이상의 α-알루미나와 약 10중량% 이하의 산소촉진제를 포함하고, 다공도가 약 0.2 내지 약 0.6cm3/담체g이고, 표면적이 약 0.2 내지 약 10m2/담체g이며, 평균 공극 크기가 약 0.1 내지 약 100μ인 촉매 담체.
  2. 제1항에 있어서 존재하는 실리케이트와 알루미노실리케이트의 양이 2중량%미만인 촉매 담체.
  3. 제1항에 있어서, 산소 촉진제가 약 1 내지 약 5중량%의 양으로 존재하는 촉매 담체.
  4. 제1항에 있어서, 산소 촉진제가 세륨, 몰리브데늄, 바나듐, 망간, 크로뮴, 티타늄, 란타늄 니오븀, 지르코니아 및 희토류 금속으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 금속인 촉매 담체.
  5. 제1항에 있어서, 절대적 가스 채널을 갖는 단일체 형태인 촉매 담체.
  6. 제5항에 있어서, 구조 중의 개방 셀 밀도가 약 100 내지 약 400cell/in2인 촉매 담체.
  7. 제5항에 있어서, 단일체가 절대적 가스 채널을 갖는 개방 정면을 포함하고 채널이 개방 정면의 약 25%를 구성하는 촉매 담체.
  8. 제5항에 있어서, 절대적 가스 채널의 최소 단면 직경이 약 5mm 이상인 촉매 담체.
  9. 제5항에 있어서, 인접한 절대적 가스 채널 사이의 벽 두께가 1mm 미만인 촉매 담체.
  10. 제5항에 있어서, 단일체의 평균 측면 및 말단 파열 강도가 20lb 이상인 촉매 담체.
  11. 제5항에 있어서, 필(pill) 형 입자 형태인 촉매 담체.
  12. 제11항에 있어서, 마모 손실률이 25%/h 미만인 촉매 담체.
  13. 절대적 가스 채널을 갖고 95중량% 이상의 α-알루미나, 1 내지 5중량%의 산소 촉진제(이때, 산소 촉진제는 희토류 금속과 주기율표의 IVA, VA, VIA 및 VIIA족의 금속의 산화물 중에서 선택된 산화물이다) 및 2% 미만의 실리케이트 및/또는 알루미노실리케이트 불순물을 포함하며, 다공도가 약 0.3 내지 0.5cm3/담체이고, 표면적이 약 0.3 내지 약 4m2/담체g이며 , 평균 공극 크기가 약 0.2 내지 약 5μ인 단일체 형태의 촉매 담체.
  14. 제13항에 있어서, 절대적 가스 채널이 개방 정면의 약 40% 이상을 차지하는 촉매 담체.
  15. 제13항에 있어서, 개방 셀 밀도가 약 200 내지 약 400cell/in2이고 인접한 절대적 가스 채널 사이의 벽 두께가 약 3mm 미만인 촉매 담체.
  16. 제13항에 있어서, 알루미나 성분이 98% 이상의 α-알루미나인 촉매 담체.
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