JPH01143639A - 排ガス浄化用触媒体の製造法 - Google Patents
排ガス浄化用触媒体の製造法Info
- Publication number
- JPH01143639A JPH01143639A JP62300747A JP30074787A JPH01143639A JP H01143639 A JPH01143639 A JP H01143639A JP 62300747 A JP62300747 A JP 62300747A JP 30074787 A JP30074787 A JP 30074787A JP H01143639 A JPH01143639 A JP H01143639A
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- Japan
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- catalyst
- heat treatment
- carrier
- exhaust gas
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- Catalysts (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】
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、排ガス浄化用触媒体の
製造法に関するものである。
の液体燃料を用いる燃焼装置の、排ガス浄化用触媒体の
製造法に関するものである。
従来の技術
従来、アルミン酸石灰を結合剤とし、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
触媒を担持したこの種の排ガス浄化用触媒体は、上記組
成の各種無機酸化物と成形助剤を混合し、これに水を加
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水溶液に
浸漬して触媒を担持し、空気中において９００〜１００
０℃で熱処理することにより製造されていた。
リカ、チタニアを成分とする多孔性担体に白金族の金属
触媒を担持したこの種の排ガス浄化用触媒体は、上記組
成の各種無機酸化物と成形助剤を混合し、これに水を加
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水溶液に
浸漬して触媒を担持し、空気中において９００〜１００
０℃で熱処理すること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
的比表面積が小さく、さらに、高温で長時間空気中に曝
露しておくと比表面積が徐々に低下してくる。従って燃
焼機器の排ガス浄化用触媒に用いた場合、初期性能は優
れているが時間の経過と共に触媒活性が劣化してくるこ
とから、−酸化炭素などの浄化能が低下してくるという
問題があった。そこで９０ＯＣ以上の温度で耐熱性の低
いチタニアを除き、比表面積の大きいアルミナを添加す
ることを提案し、担体の比表面積の向上を図ることがで
きた。しかし圧、縮強度が減少する頌向にあシ、実用面
からはさらに強い圧縮強度が要望されたため、担体の比
表面積と強度を同時に向上させる方策として、アルミナ
と同時に微量のＬｉ２０−Ａｌ２Ｏ２・ｘＳ１０２（但
ＬＸ＝２３２Ｊｊ、４）系複合酸化物を添加することを
新たに提案した。しかしながらこの場合、触媒体製造時
の従来の熱処理技術では、長時間使用すると触媒活性が
大幅に劣化してくるという問題点が生じた。
的比表面積が小さく、さらに、高温で長時間空気中に曝
露しておくと比表面積が徐々に低下してくる。従って燃
焼機器の排ガス浄化用触媒に用いた場合、初期性能は優
れているが時間の経過と共に触媒活性が劣化してくるこ
とから、−酸化炭素などの浄化能が低下してくるという
問題があった。そこで９０ＯＣ以上の温度で耐熱性の低
いチタニアを除き、比表面積の大きいアルミナを添加す
ることを提案し、担体の比表面積の向上を図ることがで
きた。しかし圧、縮強度が減少する頌向にあシ、実用面
からはさらに強い圧縮強度が要望されたため、担体の比
表面積と強度を同時に向上させる方策として、アルミナ
と同時に微量のＬｉ２０−Ａｌ２Ｏ２・ｘＳ１０２（但
ＬＸ＝２３２Ｊｊ、４）系複合酸化物を添加することを
新たに提案した。しかしながらこの場合、触媒体製造時
の従来の熱処理技術では、長時間使用すると触媒活性が
大幅に劣化してくるという問題点が生じた。
本発明はこのような問題点を解決することを目的とする
ものである。
ものである。
問題点を解決するだめの手段
この問題点を解決するだめに、本発明は主としてアルミ
ン酸石灰、溶融シリカ、水硬性アルミナ又ハ活性アルミ
ナ、Ｌ ｉ２０・ＡＩ！、２０３・ＸＳｉＯ２（但しＸ
＝２又は４）を成分とする耐熱性無機酸化物粉末に有機
成形助剤と水を加えて混練し、次いで成形、固化、養生
、乾燥を施して得られる多孔性担体に金属触媒を担持す
る工程の前後において、１０００℃で熱処理することに
より触媒体を製造するものである。
ン酸石灰、溶融シリカ、水硬性アルミナ又ハ活性アルミ
ナ、Ｌ ｉ２０・ＡＩ！、２０３・ＸＳｉＯ２（但しＸ
＝２又は４）を成分とする耐熱性無機酸化物粉末に有機
成形助剤と水を加えて混練し、次いで成形、固化、養生
、乾燥を施して得られる多孔性担体に金属触媒を担持す
る工程の前後において、１０００℃で熱処理することに
より触媒体を製造するものである。
作 用
このように、金属触媒を担持する前に予め触媒用担体を
１００ｏ℃で熱処理することにより、Ｌｉ２Ｏ＠Ａ２２
０３・ｘＳｉｏ２（Ｘ−２又ハ４）を介してアルミン酸
石灰、溶融シリカが部分的に焼結し合い、担体内で強固
な網目状の結合が形成され、圧縮強度が大幅に向上する
。一方アルミナの微細粒子はこの網目構造の間隙に存在
し、比較的大きな比表面積を維持している。従って本発
明型担体は大きな圧縮強度と大きな比表面積を兼ね備え
ている。しかもこのように１０００℃の熱処理で担体の
細孔構造を安定化した後に金属触媒の塩を担持し、再度
１ｏＯｏ℃の温度で熱処理することにより、金属触媒が
担体上に均一分散担持される。このため本発明型触媒体
は高温でも長時間にわたって、燃焼機器の排ガスを効率
よく浄化できることとなる。
１００ｏ℃で熱処理することにより、Ｌｉ２Ｏ＠Ａ２２
０３・ｘＳｉｏ２（Ｘ−２又ハ４）を介してアルミン酸
石灰、溶融シリカが部分的に焼結し合い、担体内で強固
な網目状の結合が形成され、圧縮強度が大幅に向上する
。一方アルミナの微細粒子はこの網目構造の間隙に存在
し、比較的大きな比表面積を維持している。従って本発
明型担体は大きな圧縮強度と大きな比表面積を兼ね備え
ている。しかもこのように１０００℃の熱処理で担体の
細孔構造を安定化した後に金属触媒の塩を担持し、再度
１ｏＯｏ℃の温度で熱処理することにより、金属触媒が
担体上に均一分散担持される。このため本発明型触媒体
は高温でも長時間にわたって、燃焼機器の排ガスを効率
よく浄化できることとなる。
実施例
触媒用担体の構成材料として平均粒径約１５μｍのアル
ミン酸石灰、平均粒径約３０μｍの溶融シリカ、平均粒
径約６μｍの水硬性アルミナ又は活性アルミナ、および
平均粒径約４μｍのＬ １２０・Ａ２２０３・２３１０
２ （β−ユークリプタイト構造）又はＬ ｘ ２０・
Ａｆ１２０３・４Ｓ１０２ （β−スポジュメン構造）
を、それぞれ３０ 、５５ 、１３ 、２重量％の割合
に混合し、さらにこの混合物にカルボキシメチルセルロ
ースのような有機成形助剤を全体量に対して５重量％添
加し、適量の水を加えて混練した。この担体材料をハニ
カム状に押し出し成形し固化、養生を経て１００℃で乾
燥し、水分を除去した後、表１左欄に示すような各温度
で３０分間熱処理を行ない各種担体を得た。次に各種担
体にパラジウムとセリウム触媒を担体見かけ体積当だシ
各々ｏ、１？／氾、１ｏｙ／ｆｌ 担持した後、表１の
右欄に示す各温度で３Ｑ分間熱処理を行なって触媒体を
得た。
ミン酸石灰、平均粒径約３０μｍの溶融シリカ、平均粒
径約６μｍの水硬性アルミナ又は活性アルミナ、および
平均粒径約４μｍのＬ １２０・Ａ２２０３・２３１０
２ （β−ユークリプタイト構造）又はＬ ｘ ２０・
Ａｆ１２０３・４Ｓ１０２ （β−スポジュメン構造）
を、それぞれ３０ 、５５ 、１３ 、２重量％の割合
に混合し、さらにこの混合物にカルボキシメチルセルロ
ースのような有機成形助剤を全体量に対して５重量％添
加し、適量の水を加えて混練した。この担体材料をハニ
カム状に押し出し成形し固化、養生を経て１００℃で乾
燥し、水分を除去した後、表１左欄に示すような各温度
で３０分間熱処理を行ない各種担体を得た。次に各種担
体にパラジウムとセリウム触媒を担体見かけ体積当だシ
各々ｏ、１？／氾、１ｏｙ／ｆｌ 担持した後、表１の
右欄に示す各温度で３Ｑ分間熱処理を行なって触媒体を
得た。
表 １
ここで試料Ａは従来の熱処理条件に基づく触媒体であり
、試料Ｅは本発明型熱処理条件に基づく触媒体である。
、試料Ｅは本発明型熱処理条件に基づく触媒体である。
試料Ｆは触媒担持後の熱処理温度が１１００℃と高い場
合である。また試料Ｇは触媒担持後の熱処理温度が９０
０℃と、触媒体が実際に使用される温度（９５０℃）よ
りも低い場合である。
合である。また試料Ｇは触媒担持後の熱処理温度が９０
０℃と、触媒体が実際に使用される温度（９５０℃）よ
りも低い場合である。
これらの触媒体を用いて、燃焼機器と類似の排ガスを流
した条件下で９５０℃の連続耐熱試験を行ない、−酸化
炭素（以下Ｃ○と呼称）の浄化能力をシミュレーション
により測定し、各種触媒体の耐久性を調べた。Ｃ○浄化
能力の測定条件を表２に示す。
した条件下で９５０℃の連続耐熱試験を行ない、−酸化
炭素（以下Ｃ○と呼称）の浄化能力をシミュレーション
により測定し、各種触媒体の耐久性を調べた。Ｃ○浄化
能力の測定条件を表２に示す。
表 ２
但しＮ２をバランスガスとしだ。
表２に示す条件で、ＣＯの初期浄化性能を１００として
２ｏ○０時間後の劣化率を調べた結果を表３に示す。な
おＣＯの浄化能は下式で表わした。
２ｏ○０時間後の劣化率を調べた結果を表３に示す。な
おＣＯの浄化能は下式で表わした。
人口しりＶ＃農
表 ３
表３かられかるように本発明型の試料Ｅの２０００Ｈ後
のＣＱ浄化能劣化率は８．６チであるのに対し、従来の
熱処理技術に基づく試料Ａの劣化率は４２．６チと大き
い。捷た触媒担持前の熱処理温度が９ｏ○℃以下の試料
Ｂ、Ｃ，Ｄの劣化率もそれぞれ３゜チ以上の劣化率を示
す。一方触媒担持前の熱処理温度は１０００℃で、触媒
担持後の熱処理温度が１０００℃の試料Ｆでは、初期か
ら浄化能が低い。
のＣＱ浄化能劣化率は８．６チであるのに対し、従来の
熱処理技術に基づく試料Ａの劣化率は４２．６チと大き
い。捷た触媒担持前の熱処理温度が９ｏ○℃以下の試料
Ｂ、Ｃ，Ｄの劣化率もそれぞれ３゜チ以上の劣化率を示
す。一方触媒担持前の熱処理温度は１０００℃で、触媒
担持後の熱処理温度が１０００℃の試料Ｆでは、初期か
ら浄化能が低い。
また触媒担持後の熱処理温度が９ｏｏ℃と、触媒体が実
際に使用される温度よシも低い試料Ｇでは、初期の浄化
能が高く劣化率も比較的小さいが、試料Ｅには及ばない
。
際に使用される温度よシも低い試料Ｇでは、初期の浄化
能が高く劣化率も比較的小さいが、試料Ｅには及ばない
。
第１図は本実施例で述べた触媒用担体を５００〜１１０
０℃の各温度で３０分間熱処理した時の、圧縮強度と比
表面積との関係を示す。９００℃までの熱処理温度に比
べ、１０００℃以上では急激に圧縮強度が増大する◇こ
れは担体構成材料のβ−ユークリプタイト又はβ−ヌボ
ジュメンが、１０００℃以上の温度で他の構成材料であ
るアルミン酸石灰、溶融シリカと部分的に焼結し合い、
担体内で強固な網目状の結合が形成されるためと考えら
れる。従って触媒体の大きな強度を得るためには、触媒
金属担持工程の少なくとも前後において１０００℃の熱
処理を必要とする。一方担体の比表面積は、上記網目構
造の間隙に存在する水硬性アルミナ又は活性アルミナに
よシ、１０００℃の熱処理温度では比較的大きな値を維
持する０しかし１１００℃の熱処理温度ではアルミナの
結晶構造がｒタイプからαタイプへ変化し始めるため、
著しく担体の比表面積も低下する。従って大きな圧縮強
度と大きな比表面積を兼ね備えた担体を得るだめには、
１ｏｏＯ℃近辺の狭い温度範囲で熱処理を行なうことが
必要となる。
０℃の各温度で３０分間熱処理した時の、圧縮強度と比
表面積との関係を示す。９００℃までの熱処理温度に比
べ、１０００℃以上では急激に圧縮強度が増大する◇こ
れは担体構成材料のβ−ユークリプタイト又はβ−ヌボ
ジュメンが、１０００℃以上の温度で他の構成材料であ
るアルミン酸石灰、溶融シリカと部分的に焼結し合い、
担体内で強固な網目状の結合が形成されるためと考えら
れる。従って触媒体の大きな強度を得るためには、触媒
金属担持工程の少なくとも前後において１０００℃の熱
処理を必要とする。一方担体の比表面積は、上記網目構
造の間隙に存在する水硬性アルミナ又は活性アルミナに
よシ、１０００℃の熱処理温度では比較的大きな値を維
持する０しかし１１００℃の熱処理温度ではアルミナの
結晶構造がｒタイプからαタイプへ変化し始めるため、
著しく担体の比表面積も低下する。従って大きな圧縮強
度と大きな比表面積を兼ね備えた担体を得るだめには、
１ｏｏＯ℃近辺の狭い温度範囲で熱処理を行なうことが
必要となる。
第１図かられかるように、触媒担持前の熱処理温度が９
００℃以下の担体に金属触媒を担持し、１０００℃で熱
処理した試料Ｂ、Ｃ，Ｄの場合、触媒担持後の１ｏｏｏ
℃熱処理で担体の構造が大きく変化する。例えば水銀圧
入法による細孔径分布測定によれば、微小細孔が消失す
るのが観察される。従って試料Ｂ、Ｃ，ＤにおいてＣ○
浄化能の劣化率が大きいのは、微小結孔内に担持された
触媒が１０００℃の熱処理で埋没状態となり、反応に関
与しなくなるためと考えられる。また従来の熱処理技術
に基づく試料Ａでは、有機成形助剤を分解除去せずに触
媒を担持し、次いで１０００℃で熱処理を施すため、触
媒が担体上に均一分散されず、浄化能の劣化率が大きい
と考えられる。
００℃以下の担体に金属触媒を担持し、１０００℃で熱
処理した試料Ｂ、Ｃ，Ｄの場合、触媒担持後の１ｏｏｏ
℃熱処理で担体の構造が大きく変化する。例えば水銀圧
入法による細孔径分布測定によれば、微小細孔が消失す
るのが観察される。従って試料Ｂ、Ｃ，ＤにおいてＣ○
浄化能の劣化率が大きいのは、微小結孔内に担持された
触媒が１０００℃の熱処理で埋没状態となり、反応に関
与しなくなるためと考えられる。また従来の熱処理技術
に基づく試料Ａでは、有機成形助剤を分解除去せずに触
媒を担持し、次いで１０００℃で熱処理を施すため、触
媒が担体上に均一分散されず、浄化能の劣化率が大きい
と考えられる。
これに対し本発明型の試料Ｅでは、予め１０００℃で熱
処理して担体の細孔構造を安定化させ、大きな圧縮強度
と大きな比表面積を兼ね備えだ状態下で金属触媒の塩を
担持し、再度同一温度の１０００℃で熱処理することに
よシ、触媒金属が担体上に均一分散担持される。このた
め高温でも長時間にわたって燃焼機器の排ガスを効率よ
く浄化できるものと考えられる。
処理して担体の細孔構造を安定化させ、大きな圧縮強度
と大きな比表面積を兼ね備えだ状態下で金属触媒の塩を
担持し、再度同一温度の１０００℃で熱処理することに
よシ、触媒金属が担体上に均一分散担持される。このた
め高温でも長時間にわたって燃焼機器の排ガスを効率よ
く浄化できるものと考えられる。
一方試料Ｆでは触媒担持後の熱処理温度が１１００℃と
高いため、担体の比表面積が急激に減少し、これに伴っ
て担持金属が凝集するだめ比較的浄化能の劣化が大きい
と考えられる。また試料Ｇでは触媒担持後の熱処理温度
が９ｏｏ℃と触媒体の使用温度よりも低いため、使用中
に徐々に劣化が生じるものと考えられる。
高いため、担体の比表面積が急激に減少し、これに伴っ
て担持金属が凝集するだめ比較的浄化能の劣化が大きい
と考えられる。また試料Ｇでは触媒担持後の熱処理温度
が９ｏｏ℃と触媒体の使用温度よりも低いため、使用中
に徐々に劣化が生じるものと考えられる。
発明の効果
以上のように本発明によれば、触媒体の機械的強度の向
上と排気ガスの浄化能力の劣化を抑制することから、搬
送中、製造工程中、および燃焼機器に装着した時の破損
防止に効果を有し、さらに排ガス浄化能力と触媒の耐久
性を大きく向上できるという効果があり、優れた排ガス
浄化用触媒体の製造法を得ることができる。
上と排気ガスの浄化能力の劣化を抑制することから、搬
送中、製造工程中、および燃焼機器に装着した時の破損
防止に効果を有し、さらに排ガス浄化能力と触媒の耐久
性を大きく向上できるという効果があり、優れた排ガス
浄化用触媒体の製造法を得ることができる。
第１図は本実施例で述べた触媒用担体を５００〜１１ｏ
Ｏ℃の各温度で３０分間熱処理した時の圧縮強度と比表
面積との関係を示す図である。
Ｏ℃の各温度で３０分間熱処理した時の圧縮強度と比表
面積との関係を示す図である。
Claims (1)
- 主としてアルミン酸石灰、溶融シリカ、水硬性アルミナ
又は活性アルミナ、Ｌｉ＿２Ｏ・Ａｌ＿２Ｏ＿３・ＸＳ
ｉＯ＿２（但しＸは２又は４）を成分とする耐熱性無機
酸化物粉末に有機成形助剤と水を加えて混練し、次いで
成形、固化、養生、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前後において、１０００℃で
熱処理することを特徴とする排ガス浄化用触媒体の製造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62300747A JP2558758B2 (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | 排ガス浄化用触媒体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62300747A JP2558758B2 (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | 排ガス浄化用触媒体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01143639A true JPH01143639A (ja) | 1989-06-06 |
| JP2558758B2 JP2558758B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=17888614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62300747A Expired - Lifetime JP2558758B2 (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | 排ガス浄化用触媒体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2558758B2 (ja) |
-
1987
- 1987-11-27 JP JP62300747A patent/JP2558758B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2558758B2 (ja) | 1996-11-27 |
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