JPH0264014A

JPH0264014A - チタニア組成物

Info

Publication number: JPH0264014A
Application number: JP21437888A
Authority: JP
Inventors: Yukio Asami; 幸雄浅見; Noboru Hirooka; 広岡　昇
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1988-08-29
Filing date: 1988-08-29
Publication date: 1990-03-05

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、無機材料、触媒、触媒担体等に有用な高比表
面積を有するチタニア組成物に関する。

〈従来の技術〉チタニアは、無機材料、触媒あるいは触媒担体として従
来より盛んに利用研究が行われている材料であり、その
調製法としては、水酸化チタン（オルトチタン酸；　Ｔ
ｉ（ＯＨ）＜　）　、メタチタン酸；　Ｔｉ０（ＯＨ）
２）　、チタニアゾルあるいはテトライソプロピルチタ
ネートなどを焼成する方法などが知られている（例えば
、Ｓ、ＭＡＴＳＵＤＡ、　ｅｔａｌ、Ａｐｐｌ、Ｃａｔ
ａｌ、４，１４９〜１６５　（１９８３）参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉従来の製造法により得られるチタニアは一般に比表面積
が小さく、６００℃以上の焼成温度で加熱処理した場合
、せいぜい３０〜５０　ｒｎ２／ｇ程度の値しか得られ
ない（例えば、尾崎編、触媒調製化学、Ｐ、２０９　（
１９８０）参照）。

一方、シリカ、アルミナあるいはシリカ・アルミナなど
は比表面積が２００　ｍ”７ｇ以上のものが容易に調製
でき、その多孔性を生かして触媒、触媒担体あるいは吸
着剤等の広い範囲で利用されていることは公知である。

本発明は、チタニアの比表面積を増大させることにより
、前記シリカ、アルミナあるいはシリカ・アルミナにな
い特徴を有することから、多面の用途への展開が図れる
新規なチタニア組成物を提供することを目的としている
。

く課題を解決するための手段〉上記目的を達成するために本発明によれば、チタニアと
、ランタン、セリウム、リンおよびシリコンから選ばれ
た少なくとも一種の元素とを含有し、比表面積が１００
　ｍ”７ｇ以上であるチタニア組成物が提供される。

前記元素は、チタニアに対して酸化物換算で０．５〜４
０ｗｔ％であるのが好ましい。

以下に本発明をさらに詳細に説明する。

本発明は、ランタン、セリウム、リンおよびシリコンか
ら選ばれた少なくとも一種の元素を必須成分としてチタ
ニアに添加されている組成物であって、この必須成分元
素は、チタニアに対して酸化物換算で０．５〜４０ｗｔ
％、好ましくは１〜１０ｗｔ％である。

必須成分元素が０．５ｗｔ％未満では、比表面積増大効
果がなく、また４０ｗｔ％超では逆に無添加量より低下
してしまうため好ましくない。

本発明に用いるチタニアは、チタン水酸化物（オルトチ
タン酸、メタチタン酸）、チタニアゾル、硫酸チタニル
、四塩化チタンあるいはテトライソプロピルチタネート
などを一定温度以上で焼成したものが用いられる。

本発明のチタニア組成物は、前記チタニアに、ランタン
、セリウム、リンおよびシリコンから選ばれた少なくと
も一種の元素を添加することによって構成されている。

前記必須元素を添加する方法は、種々の方法が採用でき
る。　すなわち、前記チタンの水酸化物またはチタニア
ゾルに前記必須元素の化合物溶液を含浸あるいは噴霧す
る方法、前記必須元素の化合物を加えて機械的に混練す
る方法あるいはチタンの水酸化物含有溶液またはチタニ
アゾルに前記必須元素溶液を添加しアルカリによる中和
あるいは加水分解して沈着させる方法などが挙げられる
。　さらに、−旦生成したチタニアに必須元素の化合物
を添加後、再焼成する方法も効果がある。

いずれにせよ、必須元素を添加したチタニアを最終的に
焼成することにより、本発明のチタニア組成物となる。

　この際、焼成温度を高温にし過ぎると、比表面積は大
幅に低下するので、焼成温度は８００℃以下におさえる
ことが好ましい。

このようにして得られるチタニアの結晶形態は、主とし
てアナターゼ型であり、いずれにせよ、比表面積は１０
０　ｒａ２／ｇ以上に確保することができる。

本発明のチタニア組成物は、特にメタンの燃焼触媒の担
体として好適な性能を有する（後述の応用例１参照）。

　触媒担体として用いられる場合は、公知の方法により
成型が行われる。

〈実り＆例〉以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、本
発明はその要旨を逸脱しないかぎり、以下の実施例に限
定されるものではない。

（実施例１〜３）市販のチタニアゾル（ＴｉＯ□として３０ｗｔ％含有品
）３２６ｇ、３１６ｇおよび３００ｇに対して硝酸ラン
タン（Ｌａ２Ｏ３として３７６３ｗｔ％含有品）をそれ
ぞれ５．４ｇ、１３．４ｇおよび２６．８ｇ溶解した溶
液を添加し、エバポレータ中で濃縮・乾固し、得られた
それぞれのランタンを含有する乾燥粉末をマツフル炉中
で６００℃で３時間乾燥・焼成した。　得られたそれぞ
れのチタニア組成物の比表面積および細孔容積を測定し
、その結果を表１に示す。

（実施例４〜６）硝酸ランタンの代りに硝酸セリウム（Ｃｅ２０３として
３９．０ｗｔ％含有品）をそれぞれ５．１ｇ、１２．８
ｇおよび２５．６ｇを溶解した溶液を添加した他は実施
例１〜３と同様にしてセリウム含量の異なるチタニア組
成物を得た。

得られたそれぞれのチタニア組成物の比表面積および細
孔容積を測定し、その結果を表１に示す。

（実施例７〜９）硝酸ランタンの代りにリン酸水素アンモニウムをそれぞ
れ２．１ｇ、５．４ｇおよび１０．８ｇを溶解した溶液
を添加した他は実施例１〜３と同様にしてリン含量の異
なるチタニア組成物を得た。　得られたそれぞれのチタ
ニア組成物の比表面積および細孔容積を測定し、その結
果を表１に示す。

（実施例１Ｏ〜１２）実施例１〜３において用いた市販チタニアゾル３００ｇ
、２６６ｇおよび２３３ｇに対して市販シリカゾル（５
ｉｎ２として３０ｗｔ％含有品）をそれぞれ３３．３ｇ
、６６．７ｇおよび１００ｇをそのまま添加し、実施例
１〜３と同様にしてシリコン含量の異なるチタニア組成
物を得た。　得られたそれぞれのチタニア組ａ物の比表
面積および細孔容積を測定し、その結果を表１に示す。

（比較例１）市販のメタチタン酸（ＴｉＯ２として９０ｗｔ％含有品
）乾燥粉末をそのまま１２０℃で一畳夜乾燥後、マツフ
ル炉中で６００℃で３時間焼成を行ない、チタニアを得
た。　得られたチタニアの比表面積および細孔容積を測
定し、その結果を表１に示す。

（比較例２）市販のチタニアゾル（ＴｉＯ２として３０ｗｔ％含有品
）を比較例１と同様の方法で乾燥・焼成し、チタニアを
得た。　得られたチタニアの比表面積および細孔容積を
測定し、その結果を表１に示す。

表　　　　　　　１＄Ｉ　　ＢＥＴ法により測定した。

傘２　水銀工大法により測定した。

（応用例１）実施例５において得られたセリウム含有チタニア組成物
（Ｔｉ０２／Ｃｅ２Ｏ３−９５１５）を打錠成型（３■
φＸ３ｍ１Ｈ）Ｌ／、６００℃で３時間焼成した。　こ
の焼成担体にｐｔとして０．　２ｗｔ％に相当する塩化
白金酸溶液を含浸し、５００℃にて３時間焼成して得ら
れた担持白金触媒Ａを常圧固定床反応器中に充填し、メ
タンの燃焼反応用触媒として用いた。　反応条件は温度
３００〜６００℃、圧力；常圧、空気’Ｓ　Ｖ　：　１
’００００　ｈｒ−’、　ＣＨ，濃度０．５ｗｔ％、触
媒３０ＩＩ１１とした。　触媒Ａを用いた時のメタン燃
焼活性の測定結果を第１図に示した。

比較のため比較例２において得られたチタニアを打錠成
型して触媒Ａと同様の方法で担持白金触媒Ｂ（比表面積
ｔｓｍ’／ｇ）を得た。　触媒Ｂを用いた時のメタン燃
焼活性の測定結果を第１図に併記した。

さらに、第１図には市販アルミナ担持白金触媒Ｃ（Ｐｔ
　：　０．２ｗｔ％、比表面積１５０ｍ”／ｇ）のメタ
ン燃焼活性の測定結果を併記した。　第１図から本発明
のチタニア組成物を担体とした触媒Ａの性能が、特にす
ぐれていることがわかる。

〈発明の効果〉本発明は、以上説明したように構成されているので、特
定の元素をチタニアに含有させることにより、比表面積
を従来技術に比し、大幅に増大することができ、触媒等
の各種用途に利用する際にその特性が大幅に改善された
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のチタニア組成物を担体とした触媒と
他の触媒の性能を比較した図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）チタニアと、ランタン、セリウム、リンおよびシ
リコンから選ばれた少なくとも一種の元素とを含有し、
比表面積が１００ｍ＾２／ｇ以上であるチタニア組成物
。
（２）前記元素がチタニアに対して酸化物換算で０．５
〜４０ｗｔ％である請求項１記載のチタニア組成物。