JPH029444A - 排ガス浄化用触媒体 - Google Patents

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 本発明は家庭用燃焼器（含調理器）、各種工業炉等の燃
焼装置より排出される排ガスを浄化する触媒体に関する
。

従来の技術 近年、各種の燃焼機器により排出される排気ガスのクリ
ーン化の要望が強い、この要望を満たすために、各燃焼
機器に排ガス浄化装置が取付けられるようになってきた
。この排ガス浄化装置には−ｍに触媒が取付けられるが
、この触媒の排ガス浄化性能は第３図に示すように温度
に依存し、ある温度以上にならないとその性能は充分に
発揮されない。すなわち、第３図はグリル用触媒の温度
に対するＧｏ（濃度１％）のＣＯを変化率を示したもの
であり、実用的には触媒の温度が３００℃以上であるこ
とが好ましいことがわかる。

前述のごとく触媒の温度が高いことが好ましい。

したがって、燃焼機器の排ガスの温度が高く、かつ燃焼
部に近い所に触媒装置を設置することができる場合は問
題がないが、燃焼器の燃焼温度が低い場合、または装置
の構成上触媒装置を熱源の近くに設置できない場合があ
る。このような場合は排ガスの温度が低く触媒により充
分にクリーン化することができない。したがって排ガス
の温度が低い場合は、排ガスを再加熱したり、触媒を加
熱したすする方法がとられてきた。

発明が解決しようとする課題 前記説明のように、排ガスの温度が低い場合、排ガスの
浄化効率をあげるため、排ガスの温度を再加熱により温
めるか、触媒の温度を加熱するかの手段が必要であった
。前者は再加熱するためのかなりの大きな空間が必要で
あり、かつ排ガス全体を必要温度以上にあげるのは困難
であった。また、後者は実用的にはセラミックスからな
るハニカム担体に触媒を担持させているが、このハニカ
ム担体にヒータをあてがい加熱してもハニカム担体全体
が−様な温度にならず、相当大きな温度差を住するため
、効率よく排ガスを浄化することができなかった。この
ため必要以上の能力のヒータを広面積にわたって設置せ
ねばならず、触媒装置が必要以上に大きくなってしまう
という課題があった・ 本発明は上記課題を解決し、容易に均一に触媒が加熱さ
れる排ガス浄化用触媒体を堤供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、本発明の排ガス浄化用触媒体
は、自己温度制御をする半導体セラミックを担体とし１
．これに排ガスを浄化する触媒を担持させたものである
。

作用 自己温度制御半導体セラミックは第２図に示すように温
度上昇に伴い抵抗が増加する。特にある温度Ｔｃ　（キ
ュリー温度）以上になると抵抗は急激に増加する。した
がって担体の一部が温度上昇し、その部分の温度が高く
なると、この部分の抵抗が増大し通電量が減少する。そ
の結果、この部分の温度が低下し周囲の温度と同一温度
になる。

逆に、抵抗の急変温度すなわちキュリー温度Ｔｃ以下に
なると通電量が増加し温度が上昇する。このようにして
、自己温度制御半導体セラミックは常に全体が一定の温
度になるように動作する。したがって、触媒が効率よく
排ガスを浄化する温度とＴｃとが一致するように自己温
度制御セラミックを設計すると排ガスが流通する部分の
温度は担持体全体にわたって一定温度を保持する。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。第１図（ａ）は本発明の触媒体ｌを、第１図（ｂ）
は（ａ）の断面の一部を示す０本発明の特徴は前述のご
とく触媒体１を構成するセラミックに自己温度制御を有
する半導体セラミックを用いた点にある。

以下、各要素毎に説明する。触媒体ｌを構成する自己温
度制御半導体セラミックとして、チタン酸鉛−酸化チタ
ン（Ｐ　ｂ　Ｔ　ｉ　Ｏ＋　−Ｔ　ｉ　Ｏり系複合セラ
ミックがある。このセラミンクはチタン酸ナマリ　（Ｐ
　ｂ　Ｔ　ｔ　０３　）のキュリー温度Ｔｃ４９０℃で
自己温度制御を行う。鉛（Ｐｂ）の−部をストロンチウ
ム（Ｓｒ）またはカルシウム（Ｃａ）で置換することに
よりＴｃを低下することができる。実用的にはＰｂの約
３０％をＳｒまたはＣａで置換したＴｃ約３００℃から
前記４９０℃までが適当である。Ｔｉｅ、の添加量を変
えることにより自己温度制御半導体セラミックの抵抗を
変えることができる。実用的にはＴｉＱｔの量はＰｂＴ
ｉ０．に対して３〜７０ｍｏ　１　％カ適当である。３
ｍｏ１％以下になると抵抗が増大し所定の温度に上げに
くい、また７０ｍｏ１％以上になると自己制御特性が損
なわれてくる。したがって、自己温度制御半導体セラミ
ックスとして次の構造式を有するものが適当である。

構造式 ％式％ Ａ：Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属 ｘ：Ｑ、７≦ｘ≦１ α：３〈α＜７０（ｍｏｌ％） 以下、自己温度制御半導体セラミックの具体的な作成例
を示す、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化チタン（ＴｉＣｈ）、
炭酸ストロ７チウム（Ｓ　ｒ　ＣＯｓ）を原料粉末とし
、組成比 （Ｐ　ｂｏ、＋　Ｓ　ｒ＋＋、＋）Ｔ　ｉ　０３−３　
Ｑ　Ｔ　ｉ　０２になるように配合した。なお、ドープ
剤として五酸化ニオブ（ＮｂｔＯｓ）をチタン（Ｔｉ）
に対するニオブ（Ｎｂ）の置換量が０．２ｍｏ１％にな
るように加えた。前記配合粉末を６００℃、３時間仮焼
した後成型し、１０５０℃で２時間アルゴン雰囲気中で
焼結し、ハニカム状の焼結体を得た。

この焼結体のＴｃは４００℃であった。

前記のごとくして得られたハニカム状の焼結体の中空部
分が排ガスの流通部分である。このハニカムの壁面に触
媒３を担持させる。触媒３としては白金、パラジウム、
ルテニウム、ロジウム等の白金属元素、またはニッケル
、コバルト、銅、クロム等の遷移元素、あるいはランタ
ン・セリウム・コバルトを有するペロブスカイト複合酸
化物等からなる触媒を用いる。触媒３の担持方法として
は前記触媒３を隼独に担持してもよいが、前記触媒３を
一旦Ｔ−アルミナ等のセラミックス粉末に担持させた後
、前記セラミック粉末をハニカム壁面に担持させると比
表面積の大きな触媒体１を得ることができる。この後、
前記ハニカムの上下面に下地にニッケル、上地に銀より
なる薄膜設け、電極４とした。このようにして触媒体１
を得た。

前記触媒体１を燃焼機器に取り付は電圧を印加すると、
自己温度制御半導体プラスチックは容易に全体が均一に
発熱し、触媒がその機能を充分に発生することができる
温度に短時間で到達した。

低温の排ガスが流入しても、通電量がアップ（出力アッ
プ）し、触媒体１の表面温度は一定に保たれたま−であ
った。以上のごとく排ガスの温度が低くても充分に浄化
クリーンなガスとすることができた。

発明の効果 以上のように本発明の触媒体によれば次の効果が得られ
る。

すなわち、本発明の触媒体は電圧印加により容易にハニ
カム全体を均一な高温にすることができるため、たとえ
燃焼機器の排ガスが低温であっても充分に排ガスを浄化
しクリーンなガスとすることができる。また本発明の触
媒体は自己温度制御性を有する半導体セラミックからな
っているため、温度制御装置を必要としない。

したがって本発明の触媒体を用いれば、低温の排ガスを
加熱するための空間や、ハニカムに取り付けるためのヒ
ータを必要としないため、装置を小形化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例の触媒体の外観斜視図
、第１図（ｂ）は同図（ａ）に示す触媒体の部分断面図
、第２図は自己温度制御を有する半導体セラミ、りの温
度−抵抗特性を示す特性図、第３図は温度に対する触媒
の活性度合を示す特性図である。 １・・・・・・触媒体、２・・・・・・自己温度制御を
有する半導体セラミック、３・・・・・・触媒。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第　２　図 セラミック ；Ｘ　　叉　（°Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）自己温度制御を有する半導体セラミックを担体とし
   、これに排ガスを浄化する触媒を担持させた排ガス浄化
   用触媒体。 （２）自己温度制御を有する半導体セラミックの構造式
   が （Ｐｂ＿ｘＡ＿１＿−＿ｘ）ＴｉＯ＿３−αＴｉＯ＿２
   Ａ：Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属 ｘ：０．７≦ｘ≦１ α：３＜α＜７０（ｍｏｌ％） である請求項１記載の排ガス浄化用触媒体。