【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
(産業上の利用分野)
本発明は、金属を担体上に保持したいわゆる担
持金属触媒の調製において、担体上の金属の粒子
径を制御する方法に関するものである。
(従来の技術)
担持金属触媒は各種の工業において広く使用さ
れ、その重要性は大きい。またその活性等は担体
上に存在する金属粒子径に大きく影響されること
も公知であり、金属粒子径の制御が望まれてい
る。
担持金属の粒子径を制御する方法としては、
(イ) 担持する金属の濃度を変える方法及び
(ロ) 一旦調製した担持触媒を高温で処理し凝集さ
せ粒子径を大きくする方法、などが公知であ
る。
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら前記(イ)の方法は、反応に本質的な
影響を与える金属の濃度を変える必要があり、(ロ)
の方法では一旦生成した金属の粒子を高温で処理
しなくてはならず、触媒の性質が本質的に変わる
危険を伴うという欠点がある。
(問題点を解決するための手段)
本発明者らは、前記欠点を克服した触媒金属の
粒子径の制御方法を見出すべく種々検討を重ねた
結果担体の細孔径と細孔容積が担持金属の粒子径
に大きな影響を与えることを見出し、この知見に
基づき本発明をなすに至つた。
すなわち本発明によれば、担体上に金属を含浸
するに際し、担体の細孔径を変化させることを特
徴とする粒子径の制御方法が提供される。
本発明において触媒調製原料として用いる金属
塩としては水および各種の溶媒に可溶な各種の金
属塩が使用され、特に制限はない。本発明方法に
おいては上記金属塩溶液を担体と接触させるいわ
ゆる含浸法が採用される。
なおこの際の溶液の量としては担体の細孔容積
に近い量を用いると制御は良好に進行する。
本発明で用いる担体としては金属塩と容易に反
応しないシリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ等
が採用される。好ましい担体はシリカである。こ
れら担体の細孔容積と細孔径は各種のものが適用
可能であるが、制御結果の予測の容易さを考える
と、細孔容積0.2ml/g〜2ml/g、細孔径30Å
〜700Åが好ましい。
(発明の効果)
本発明においては、従来の方法と異なり、反応
速度や生成物に影響の大きい触媒金属の担持濃度
を一定にしつつ金属の粒子径やその分布状態を変
えることができる。また一旦生成した金属粒子を
高温で加熱するようなことは不要でありの触媒の
性質又は状態を変化させる恐れがない。
(実施例)
次に発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。
実施例 1
細孔容積1.0〜1.1G10ml/gの範囲、細孔径70
〜507Åの範囲から選んだシリカ2.0gに2.4mlの
水に溶解した塩化白金酸・六水塩0.4gを加え1
時間放置後、ロータリーエバポレータを用い減圧
下で80℃、1.5時間、110℃、1時間、050℃、1.5
時間乾燥した。次いで水素気流中4.5℃/minの
昇温速度で400℃まで昇温したのち、さらに2時
間、400℃で加熱し、白金濃度8.29(W/W)%の
触媒を得た。この触媒の粒子径をX線回折線のラ
インブロードニング法によつて測定し、その結果
を第1表に示した。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a method for controlling the particle size of a metal on a carrier in the preparation of a so-called supported metal catalyst in which a metal is supported on a carrier. (Prior Art) Supported metal catalysts are widely used in various industries and are of great importance. It is also known that the activity etc. are greatly influenced by the size of metal particles present on the carrier, and it is desired to control the metal particle size. As methods for controlling the particle size of the supported metal, there are two known methods: (a) changing the concentration of the supported metal; and (b) treating the supported catalyst once prepared at high temperature to cause agglomeration and increase the particle size. be. (Problems to be Solved by the Invention) However, in the method (a) above, it is necessary to change the concentration of the metal that essentially affects the reaction;
The disadvantage of this method is that once the metal particles have been formed, they must be treated at high temperatures, which carries the risk of essentially changing the properties of the catalyst. (Means for Solving the Problems) The present inventors have conducted various studies in order to find a method for controlling the particle size of catalyst metal that overcomes the above-mentioned drawbacks, and as a result, the pore diameter and pore volume of the support are It was discovered that this has a large effect on the particle size, and based on this knowledge, the present invention was completed. That is, according to the present invention, there is provided a particle size control method characterized by changing the pore size of the carrier when impregnating the carrier with a metal. In the present invention, various metal salts soluble in water and various solvents can be used as the metal salts used as catalyst preparation raw materials, and there are no particular limitations. In the method of the present invention, a so-called impregnation method is employed in which the metal salt solution is brought into contact with the carrier. In this case, control will proceed favorably if the amount of solution used is close to the pore volume of the carrier. As the carrier used in the present invention, silica, alumina, silica-alumina, etc., which do not easily react with metal salts, are employed. A preferred carrier is silica. Various types of pore volumes and pore diameters can be applied to these carriers, but considering the ease of predicting control results, pore volumes of 0.2 ml/g to 2 ml/g and pore diameters of 30 Å are recommended.
~700 Å is preferred. (Effects of the Invention) In the present invention, unlike conventional methods, it is possible to change the particle size of the metal and its distribution state while keeping the supported concentration of the catalyst metal, which has a large effect on the reaction rate and products, constant. Furthermore, it is not necessary to heat the metal particles once generated at high temperatures, and there is no risk of changing the properties or state of the catalyst. (Example) Next, the invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example 1 Pore volume range of 1.0 to 1.1G10ml/g, pore diameter 70
Add 0.4 g of chloroplatinic acid hexahydrate dissolved in 2.4 ml of water to 2.0 g of silica selected from the range of ~507 Å.
After standing for a period of time, using a rotary evaporator under reduced pressure at 80℃ for 1.5 hours, at 110℃ for 1 hour, at 050℃ for 1.5 hours.
Dry for an hour. Next, the temperature was raised to 400°C at a rate of 4.5°C/min in a hydrogen stream, and then heated at 400°C for an additional 2 hours to obtain a catalyst with a platinum concentration of 8.29 (W/W)%. The particle size of this catalyst was measured by the line broadening method of X-ray diffraction, and the results are shown in Table 1.
【表】
実施例 2
細孔容積1.0〜1.10ml/g、細孔径70Åのシリ
カ2.0gに2.4mlの水に溶解した塩化ロジウム・三
水塩0.24gを加え実施例1と同様に触媒を調製し
た。なお最後の水素処理は450℃で行つた。実施
例1と同様にして、得られた触媒の粒子径を測定
し、その結果を第2表に示した。[Table] Example 2 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 by adding 0.24 g of rhodium chloride trihydrate dissolved in 2.4 ml of water to 2.0 g of silica with a pore volume of 1.0 to 1.10 ml/g and a pore diameter of 70 Å. did. Note that the final hydrogen treatment was performed at 450°C. The particle size of the obtained catalyst was measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.
【表】
第1表および第2表に示した結果から担体の細
孔径を変える方法が担持金属の粒子径を制御する
に非常に効果的であることがわかる。また第2表
の結果より担持する金属の濃度を得える方法と組
合せることにより必要な粒子径の金属を担体上に
調製することができることがわかる。さらにこれ
らの結果からは担体の細孔容積を変えると含浸さ
れる金属塩溶液の絶対量が変わるため担持される
金属の濃度が変えられることが明らかである。[Table] From the results shown in Tables 1 and 2, it can be seen that the method of changing the pore size of the carrier is very effective in controlling the particle size of the supported metal. Furthermore, from the results in Table 2, it can be seen that metals having the required particle size can be prepared on the carrier by combining the method with a method that allows the concentration of the metal to be supported to be obtained. Furthermore, it is clear from these results that changing the pore volume of the carrier changes the absolute amount of impregnated metal salt solution, and therefore changes the concentration of the supported metal.