JPH06134307A - 触媒付きセラミックスシートとその製造方法 - Google Patents
触媒付きセラミックスシートとその製造方法Info
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- JPH06134307A JPH06134307A JP4289070A JP28907092A JPH06134307A JP H06134307 A JPH06134307 A JP H06134307A JP 4289070 A JP4289070 A JP 4289070A JP 28907092 A JP28907092 A JP 28907092A JP H06134307 A JPH06134307 A JP H06134307A
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- ceramic
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- ceramic sheet
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/58—Fabrics or filaments
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多孔度が高く燃焼効率に優れ、かつ任意の形
状への加工が容易な触媒付きセラミックスシートの提
供。 【構成】 貴金属触媒５を担持した無機酸化物４を、セ
ラミックス繊維１及び無機質結合剤２ともに分散混合
し、無機凝集剤及び凝集効果を合わせ持つ有機質結合剤
３を加えフロック状にした後、抄紙法によりシート化し
たものを９５０℃以下の温度で熱処理を加えることによ
り、内部全体に貴金属触媒が均一に分散された状態で担
持されたセラミックスシートを得る。
状への加工が容易な触媒付きセラミックスシートの提
供。 【構成】 貴金属触媒５を担持した無機酸化物４を、セ
ラミックス繊維１及び無機質結合剤２ともに分散混合
し、無機凝集剤及び凝集効果を合わせ持つ有機質結合剤
３を加えフロック状にした後、抄紙法によりシート化し
たものを９５０℃以下の温度で熱処理を加えることによ
り、内部全体に貴金属触媒が均一に分散された状態で担
持されたセラミックスシートを得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、触媒を担持した無機酸
化物と耐熱性セラミックス繊維を主成分とする触媒付き
セラミックスシートに関するものであり、とりわけ触媒
活性により有機化合物を酸化分解する作用を有する触媒
付きセラミックスシート及びその製造方法に関するもの
である。
化物と耐熱性セラミックス繊維を主成分とする触媒付き
セラミックスシートに関するものであり、とりわけ触媒
活性により有機化合物を酸化分解する作用を有する触媒
付きセラミックスシート及びその製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、燃料ガスを触媒により燃焼させる
触媒燃焼方式が、環境汚染物質の排出量が少ない燃焼方
式として注目を浴びている。
触媒燃焼方式が、環境汚染物質の排出量が少ない燃焼方
式として注目を浴びている。
【０００３】従来の触媒燃焼に用いられる触媒は、コー
ジェライト等のハニカム状のセラミックスに担持されて
いるものであった。しかしながら、ハニカム状セラミッ
クスは、気孔率が３０％程度と低いため圧力損失が大き
く、また、構造の自由度が小さいため、任意の形状をつ
くるのが難しいという欠点があった。
ジェライト等のハニカム状のセラミックスに担持されて
いるものであった。しかしながら、ハニカム状セラミッ
クスは、気孔率が３０％程度と低いため圧力損失が大き
く、また、構造の自由度が小さいため、任意の形状をつ
くるのが難しいという欠点があった。
【０００４】そこで、市販のシート状セラミックスシー
トの自在加工性に着目し、セラミックスシートに、触媒
を担持した無機化合物からなるスラリーを塗布すること
により、表面に触媒層を形成することなどが検討されて
いる。
トの自在加工性に着目し、セラミックスシートに、触媒
を担持した無機化合物からなるスラリーを塗布すること
により、表面に触媒層を形成することなどが検討されて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その従
来の方法ではセラミックスシートの表面が無機酸化物に
より満たされるために、セラミックスシートの内部まで
燃料ガスが行き渡らず表面層のみで触媒燃焼反応が起こ
るので燃焼効率が非常に悪いという課題がある。
来の方法ではセラミックスシートの表面が無機酸化物に
より満たされるために、セラミックスシートの内部まで
燃料ガスが行き渡らず表面層のみで触媒燃焼反応が起こ
るので燃焼効率が非常に悪いという課題がある。
【０００６】また、セラミックスシートを構成するセラ
ミックス繊維の靭性により加工性が悪く、また触媒を含
むスラリーをディップするにあたり触媒が均一に分散さ
れ難いという課題があった。
ミックス繊維の靭性により加工性が悪く、また触媒を含
むスラリーをディップするにあたり触媒が均一に分散さ
れ難いという課題があった。
【０００７】他方、内部まで均一に触媒を担持する方法
として、貴金属塩を含む溶液中にセラミックスシートを
浸し、貴金属塩をセラミックスシート中に含浸させる方
法も考えられるが、この方法では、触媒の均一な担持が
難しいという課題がある。
として、貴金属塩を含む溶液中にセラミックスシートを
浸し、貴金属塩をセラミックスシート中に含浸させる方
法も考えられるが、この方法では、触媒の均一な担持が
難しいという課題がある。
【０００８】本発明は、このような従来の触媒担持物の
課題を考慮して、多孔度が高く燃焼効率に優れ、かつ任
意の形状への加工が容易な触媒付きセラミックスシート
を提供することを目的とする。
課題を考慮して、多孔度が高く燃焼効率に優れ、かつ任
意の形状への加工が容易な触媒付きセラミックスシート
を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、無機酸化物に
貴金属触媒を担持させた後、無機酸化物をセラミックス
繊維と無機質結合剤及び有機質結合剤とともに均一に分
散させスラリーを作製し、スラリーに電解質を加えるこ
とにより生成されるフロックを湿式抄紙法を用いてシー
ト化した後熱処理を行い、セラミックス繊維中に貴金属
触媒を担持した無機酸化物を均一に分散させたものであ
る。
貴金属触媒を担持させた後、無機酸化物をセラミックス
繊維と無機質結合剤及び有機質結合剤とともに均一に分
散させスラリーを作製し、スラリーに電解質を加えるこ
とにより生成されるフロックを湿式抄紙法を用いてシー
ト化した後熱処理を行い、セラミックス繊維中に貴金属
触媒を担持した無機酸化物を均一に分散させたものであ
る。
【００１０】
【作用】本発明によれば、従来例のように多孔度を損な
うこと無くセラミックスシート中に貴金属触媒が均一に
分散して担持されるので、燃焼効率に優れた触媒付きセ
ラミックスシートを提供することが可能となる。また、
湿式抄紙法を用いてシート化した後、湿潤状態のまま加
工した後に熱処理することにより、任意の形状のセラミ
ックスシートを得ることが可能となる。
うこと無くセラミックスシート中に貴金属触媒が均一に
分散して担持されるので、燃焼効率に優れた触媒付きセ
ラミックスシートを提供することが可能となる。また、
湿式抄紙法を用いてシート化した後、湿潤状態のまま加
工した後に熱処理することにより、任意の形状のセラミ
ックスシートを得ることが可能となる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１２】まず、本発明の貴金属触媒について説明す
る。本発明の貴金属触媒とは、白金、パラジウム、ロジ
ウム等の白金族金属からなり、その触媒酸化作用により
燃料ガス等を燃焼させたり、臭気物質を分解する性質を
有するものである。この白金族金属は、その硝酸塩やア
ンミン酸塩等の熱分解によって得られるものである。貴
金属触媒は触媒担体となる無機酸化物の表面に化学的に
吸着されるので、触媒が担体より剥離することは殆ど無
い。
る。本発明の貴金属触媒とは、白金、パラジウム、ロジ
ウム等の白金族金属からなり、その触媒酸化作用により
燃料ガス等を燃焼させたり、臭気物質を分解する性質を
有するものである。この白金族金属は、その硝酸塩やア
ンミン酸塩等の熱分解によって得られるものである。貴
金属触媒は触媒担体となる無機酸化物の表面に化学的に
吸着されるので、触媒が担体より剥離することは殆ど無
い。
【００１３】次に、本発明の触媒担体となる無機酸化物
について説明する。本発明の無機酸化物は触媒の担体と
して機能するため、前記貴金属触媒を高分散させること
に寄与し、前記触媒酸化作用を充分なものにする働きを
必要とする。従って、比表面積の大きい物質が好まし
い。比表面積の大きい無機酸化物として、活性アルミ
ナ、ゼオライト、シリカゲル等がある。このうち燃焼反
応促進を目的とする触媒の担体としては、耐熱性の点か
ら活性アルミナが最も好ましい。活性アルミナとは、β
−，γ−，δ−，θ−，η−，ρ−，χ−アルミナ等の
高比表面積の準安定アルミナのことを指すが、これらの
活性アルミナは高温にさらすと、安定かつ比表面積の小
さいα−アルミナに転移するため、使用温度等を適切に
して結晶形態を選択する必要がある。また、熱処理によ
り活性アルミナに変化する水酸化アルミニウムを用いて
もよい。
について説明する。本発明の無機酸化物は触媒の担体と
して機能するため、前記貴金属触媒を高分散させること
に寄与し、前記触媒酸化作用を充分なものにする働きを
必要とする。従って、比表面積の大きい物質が好まし
い。比表面積の大きい無機酸化物として、活性アルミ
ナ、ゼオライト、シリカゲル等がある。このうち燃焼反
応促進を目的とする触媒の担体としては、耐熱性の点か
ら活性アルミナが最も好ましい。活性アルミナとは、β
−，γ−，δ−，θ−，η−，ρ−，χ−アルミナ等の
高比表面積の準安定アルミナのことを指すが、これらの
活性アルミナは高温にさらすと、安定かつ比表面積の小
さいα−アルミナに転移するため、使用温度等を適切に
して結晶形態を選択する必要がある。また、熱処理によ
り活性アルミナに変化する水酸化アルミニウムを用いて
もよい。
【００１４】本発明の無機酸化物の平均粒径は６μｍ以
下（好ましくは１．５μｍ以下）であることが好まし
い。平均粒径が６μｍ以上になると、凝集力が低下する
ため、セラミックスシート乾燥後に無機酸化物の粉末が
落ちやすくなるためである。特に、平均粒径が１．５μ
ｍ以下になると、無機酸化物自体の凝集力が著しく向上
し、無機結合剤を用いなくても充分に強度を保つことが
可能である。
下（好ましくは１．５μｍ以下）であることが好まし
い。平均粒径が６μｍ以上になると、凝集力が低下する
ため、セラミックスシート乾燥後に無機酸化物の粉末が
落ちやすくなるためである。特に、平均粒径が１．５μ
ｍ以下になると、無機酸化物自体の凝集力が著しく向上
し、無機結合剤を用いなくても充分に強度を保つことが
可能である。
【００１５】また、本発明の無機酸化物に添加物として
酸化バリウムを加えると、高温に曝されても比表面積の
低下が少ないため、高活性の維持が可能である。酸化バ
リウムの含有量は無機酸化物の０．５〜５ｗｔ％である
ことが望ましい。酸化バリウムの含有量が５ｗｔ％を超
えると無機酸化物の密着特性が低下し、また０．５ｗｔ
％未満では酸化バリウムの充分な添加効果が得られな
い。なお、本発明の酸化バリウムの代わりに炭酸バリウ
ムを用いても同様の添加効果が得られる。望ましい炭酸
バリウムの添加量は、酸化バリウム量に換算して０．５
〜５ｗｔ％である。
酸化バリウムを加えると、高温に曝されても比表面積の
低下が少ないため、高活性の維持が可能である。酸化バ
リウムの含有量は無機酸化物の０．５〜５ｗｔ％である
ことが望ましい。酸化バリウムの含有量が５ｗｔ％を超
えると無機酸化物の密着特性が低下し、また０．５ｗｔ
％未満では酸化バリウムの充分な添加効果が得られな
い。なお、本発明の酸化バリウムの代わりに炭酸バリウ
ムを用いても同様の添加効果が得られる。望ましい炭酸
バリウムの添加量は、酸化バリウム量に換算して０．５
〜５ｗｔ％である。
【００１６】また、本発明の無機酸化物に添加物として
酸化セリウムあるいは加熱により熱分解して酸化セリウ
ムとなるセリウムの金属塩、例えば硝酸塩，酢酸塩，水
酸化物等を加えると、酸化セリウムの助触媒効果により
触媒物質の酸化分解特性を向上することが出来る。前記
酸化セリウム化合物の含有量は、酸化セリウム換算で無
機酸化物の２〜１５ｗｔ％であることが望ましい。酸化
セリウムの含有量が１５ｗｔ％を超えると触媒物質の前
記酸化分解特性が低下しはじめ、また２ｗｔ％未満では
酸化セリウムの充分な添加効果が得られない。
酸化セリウムあるいは加熱により熱分解して酸化セリウ
ムとなるセリウムの金属塩、例えば硝酸塩，酢酸塩，水
酸化物等を加えると、酸化セリウムの助触媒効果により
触媒物質の酸化分解特性を向上することが出来る。前記
酸化セリウム化合物の含有量は、酸化セリウム換算で無
機酸化物の２〜１５ｗｔ％であることが望ましい。酸化
セリウムの含有量が１５ｗｔ％を超えると触媒物質の前
記酸化分解特性が低下しはじめ、また２ｗｔ％未満では
酸化セリウムの充分な添加効果が得られない。
【００１７】次に、本発明の無機質結合剤について説明
する。セラミックスシートの無機質結合剤としては、ガ
ラス類のように加熱融着により強度をもたらすものと、
コロイダルシリカ、シリカゲル等脱水反応による化学結
合及び焼結により強度をもたらすものの２種類に大別さ
れる。このうち、ガラス類のように融着により強度を得
るものは、触媒表面がガラスに覆われてしまうため触媒
活性が低下し、本発明のセラミックスシートには不向き
である。中でも、コロイダルシリカ、コロイダルアルミ
ナは分散性に優れ、かつ高強度が得られるので好まし
い。本発明の無機質結合剤の含有率は５〜３０ｗｔ％が
好ましい。無機質結合剤の含有率が３０ｗｔ％を越える
と触媒表面を無機質結合剤が覆ってしまい触媒の酸化分
解特性が低下しはじめ、また５ｗｔ％未満では充分なシ
ート強度が得られない。
する。セラミックスシートの無機質結合剤としては、ガ
ラス類のように加熱融着により強度をもたらすものと、
コロイダルシリカ、シリカゲル等脱水反応による化学結
合及び焼結により強度をもたらすものの２種類に大別さ
れる。このうち、ガラス類のように融着により強度を得
るものは、触媒表面がガラスに覆われてしまうため触媒
活性が低下し、本発明のセラミックスシートには不向き
である。中でも、コロイダルシリカ、コロイダルアルミ
ナは分散性に優れ、かつ高強度が得られるので好まし
い。本発明の無機質結合剤の含有率は５〜３０ｗｔ％が
好ましい。無機質結合剤の含有率が３０ｗｔ％を越える
と触媒表面を無機質結合剤が覆ってしまい触媒の酸化分
解特性が低下しはじめ、また５ｗｔ％未満では充分なシ
ート強度が得られない。
【００１８】次に、本発明のセラミックス繊維について
説明する。耐熱性セラミック繊維として、主成分として
ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3からなるアルミナ繊維、アルミノシ
リケート繊維、アルミノボロシリケート繊維、ムライト
繊維等があげられる。これらのセラミックス繊維は、共
融点が１６００℃近いＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系からなって
いるので、高い耐熱性を有する。このうち、ムライト繊
維、アルミナ繊維は多結晶体であるため非常に脆いた
め、セラミックスシート化した場合に機械的強度が低下
するので、本発明には不向きである。アルミノシリケー
ト繊維、アルミノボロシリケート繊維は、非晶質である
ためシート化した際の機械的強度は充分で、かつ紙に靭
性が得られるので、本発明のセラミックス繊維には好ま
しい。しかしながら、アルミノシリケート繊維、アルミ
ノボロシリケート繊維は、それぞれ９５０℃、８５０℃
程度の熱処理によりムライト結晶を析出し脆弱化するた
め、アルミノシリケート繊維、アルミノボロシリケート
繊維を用いる場合は、熱処理温度をそれぞれ９５０℃、
８５０℃以下に抑える必要がある。また、ロックウール
等のＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の他にアルカリ金属酸化物、ア
ルカリ土類金属酸化物等を含むセラミックス繊維を用い
ても良い。
説明する。耐熱性セラミック繊維として、主成分として
ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3からなるアルミナ繊維、アルミノシ
リケート繊維、アルミノボロシリケート繊維、ムライト
繊維等があげられる。これらのセラミックス繊維は、共
融点が１６００℃近いＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系からなって
いるので、高い耐熱性を有する。このうち、ムライト繊
維、アルミナ繊維は多結晶体であるため非常に脆いた
め、セラミックスシート化した場合に機械的強度が低下
するので、本発明には不向きである。アルミノシリケー
ト繊維、アルミノボロシリケート繊維は、非晶質である
ためシート化した際の機械的強度は充分で、かつ紙に靭
性が得られるので、本発明のセラミックス繊維には好ま
しい。しかしながら、アルミノシリケート繊維、アルミ
ノボロシリケート繊維は、それぞれ９５０℃、８５０℃
程度の熱処理によりムライト結晶を析出し脆弱化するた
め、アルミノシリケート繊維、アルミノボロシリケート
繊維を用いる場合は、熱処理温度をそれぞれ９５０℃、
８５０℃以下に抑える必要がある。また、ロックウール
等のＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の他にアルカリ金属酸化物、ア
ルカリ土類金属酸化物等を含むセラミックス繊維を用い
ても良い。
【００１９】次に、本発明の触媒付きセラミックスシー
トの製造方法について説明する。
トの製造方法について説明する。
【００２０】本発明は、貴金属を担持した無機酸化物と
セラミックス繊維を無機質結合剤と有機質結合剤ととも
に均一に分散させてスラリーを作製した後、前記スラリ
ーに電解質を加えてフロック状にした後、湿式抄紙法を
用いてシート化する方法を用いてセラミックスシートを
形成するものである（以下、抄紙法とする）。
セラミックス繊維を無機質結合剤と有機質結合剤ととも
に均一に分散させてスラリーを作製した後、前記スラリ
ーに電解質を加えてフロック状にした後、湿式抄紙法を
用いてシート化する方法を用いてセラミックスシートを
形成するものである（以下、抄紙法とする）。
【００２１】本発明による触媒付きセラミックスシート
において、無機質結合剤は、例えばコロイダルシリカの
場合、６００℃以上に加熱することにより表面のＳｉ−
ＯＨ基（シラノール基）の脱水反応によりＳｉ−Ｏ−Ｓ
ｉ結合（シロキサン結合）が生じるため高強度が得られ
るものであり、そのため、無機質結合剤のみでは抄紙直
後のシートの強度が充分でないため加工性に乏しい。従
って、抄紙直後のシート強度を得るために、有機質結合
剤を添加するのが好ましい。また、コロイダルアルミナ
を用いても同様の効果が得られる。
において、無機質結合剤は、例えばコロイダルシリカの
場合、６００℃以上に加熱することにより表面のＳｉ−
ＯＨ基（シラノール基）の脱水反応によりＳｉ−Ｏ−Ｓ
ｉ結合（シロキサン結合）が生じるため高強度が得られ
るものであり、そのため、無機質結合剤のみでは抄紙直
後のシートの強度が充分でないため加工性に乏しい。従
って、抄紙直後のシート強度を得るために、有機質結合
剤を添加するのが好ましい。また、コロイダルアルミナ
を用いても同様の効果が得られる。
【００２２】有機質結合剤には、ポリビニルアルコー
ル、ポリアミドエピクロルヒドリン樹脂、ポリアクリル
アマイド、澱粉等が用いられる。通常は前記のようなカ
チオン性高分子およびその混合物が用いられるが、酢酸
ビニル樹脂、酢酸ビニル−アクリル共重合樹脂のような
ノニオン性の樹脂を用いてもその効果は発揮される。こ
れらの高分子は、無機材料に対しては電荷の中和による
吸着作用にて、パルプ等には水素結合にて強固に結着す
る。有機質結合剤は固形分に対し０．２〜０．９％程度
の添加量でその効果を発揮しはじめるが、２〜１６％投
入すれば後述する凝集剤の効果をも合わせ持ち、一層効
果的である。
ル、ポリアミドエピクロルヒドリン樹脂、ポリアクリル
アマイド、澱粉等が用いられる。通常は前記のようなカ
チオン性高分子およびその混合物が用いられるが、酢酸
ビニル樹脂、酢酸ビニル−アクリル共重合樹脂のような
ノニオン性の樹脂を用いてもその効果は発揮される。こ
れらの高分子は、無機材料に対しては電荷の中和による
吸着作用にて、パルプ等には水素結合にて強固に結着す
る。有機質結合剤は固形分に対し０．２〜０．９％程度
の添加量でその効果を発揮しはじめるが、２〜１６％投
入すれば後述する凝集剤の効果をも合わせ持ち、一層効
果的である。
【００２３】凝集剤は、セラミックス繊維、無機質結合
剤をお互い絡ませ合い強度を持たせるために用いるもの
である。セラミックス繊維、無機質結合剤は負に帯電し
ているため、金属カチオンあるいは低分子量カチオンポ
リマーにて電荷を中和させると、セラミックス繊維や無
機質結合剤はお互いに衝突しあった際に分子間引力によ
りくっつき合い、凝集を起こす。金属カチオンを用いた
場合、正電荷の価数が大きいほど凝集力が強いため、凝
集剤には通常Ａｌ3+カチオン（ミョウバン、塩化アルミ
ニウム等）が用いられる。しかし、金属カチオンの凝集
力だけでは白水が濁る等の不具合を生じるため、澱粉、
ポリアクリルアマイド等の有機質凝集剤が用いられる。
これらの有機質凝集剤は結合剤の効果を合わせ持つた
め、一層効果的である。一般に、製紙工業においてはカ
チオン性の高分子凝集剤が用いられるが、本発明に於い
てはスラリー中に妨害イオンを多量に含むため、カチオ
ン基とアニオン基の双方を持つ高分子凝集剤を用いれ
ば、安定した抄紙が可能となる。
剤をお互い絡ませ合い強度を持たせるために用いるもの
である。セラミックス繊維、無機質結合剤は負に帯電し
ているため、金属カチオンあるいは低分子量カチオンポ
リマーにて電荷を中和させると、セラミックス繊維や無
機質結合剤はお互いに衝突しあった際に分子間引力によ
りくっつき合い、凝集を起こす。金属カチオンを用いた
場合、正電荷の価数が大きいほど凝集力が強いため、凝
集剤には通常Ａｌ3+カチオン（ミョウバン、塩化アルミ
ニウム等）が用いられる。しかし、金属カチオンの凝集
力だけでは白水が濁る等の不具合を生じるため、澱粉、
ポリアクリルアマイド等の有機質凝集剤が用いられる。
これらの有機質凝集剤は結合剤の効果を合わせ持つた
め、一層効果的である。一般に、製紙工業においてはカ
チオン性の高分子凝集剤が用いられるが、本発明に於い
てはスラリー中に妨害イオンを多量に含むため、カチオ
ン基とアニオン基の双方を持つ高分子凝集剤を用いれ
ば、安定した抄紙が可能となる。
【００２４】従来のディップ法においては、スラリー中
の水分の蒸発や、スラリー撹拌の際に生じるせん断応力
で、スラリーの固形分率や粘度を一定に保つのは難し
く、大量のスラリーを廃棄しなければならなかったが、
本発明によれば、触媒スラリーは１００％シート中に取
り込まれるので、非常に効率的で製造コストを大幅に低
減することが可能となる。
の水分の蒸発や、スラリー撹拌の際に生じるせん断応力
で、スラリーの固形分率や粘度を一定に保つのは難し
く、大量のスラリーを廃棄しなければならなかったが、
本発明によれば、触媒スラリーは１００％シート中に取
り込まれるので、非常に効率的で製造コストを大幅に低
減することが可能となる。
【００２５】以下に本発明の更により具体的な実施例を
示す。なお、図１は本発明の一実施例による触媒付きセ
ラミックスシートの拡大図を示すものである。
示す。なお、図１は本発明の一実施例による触媒付きセ
ラミックスシートの拡大図を示すものである。
【００２６】（実施例１）セラミックス繊維として平均
繊維径約３μｍで０．１〜１０mmの長さにチョップした
アルミノシリケート繊維１０００ｇを水６００ｋｇに十
分に分散させて懸濁させる。次に、貴金属触媒（白金）
を担持した平均粒径１〜６μｍ、比表面積が２５０ｍ2
／ｇの活性アルミナ（γ−アルミナ）３００ｇとコロイ
ダルシリカ６０ｇ（固形分相当量）を充分に撹拌しなが
ら混合する。
繊維径約３μｍで０．１〜１０mmの長さにチョップした
アルミノシリケート繊維１０００ｇを水６００ｋｇに十
分に分散させて懸濁させる。次に、貴金属触媒（白金）
を担持した平均粒径１〜６μｍ、比表面積が２５０ｍ2
／ｇの活性アルミナ（γ−アルミナ）３００ｇとコロイ
ダルシリカ６０ｇ（固形分相当量）を充分に撹拌しなが
ら混合する。
【００２７】次に、前記懸濁液中に硫酸アルミニウム１
００ｇを添加した後、水酸化ナトリウム水溶液をスラリ
ーのｐＨが５．５程度になるまで添加する。これは、ｐ
Ｈ５．５付近でＡｌ3+カチオンの凝集力が最大となるた
めである。
００ｇを添加した後、水酸化ナトリウム水溶液をスラリ
ーのｐＨが５．５程度になるまで添加する。これは、ｐ
Ｈ５．５付近でＡｌ3+カチオンの凝集力が最大となるた
めである。
【００２８】次に、主にカチオン性の澱粉からなる有機
質凝集剤を２００ｇ加えてフロック状の懸濁液とした
後、通常の長網式抄紙機で抄造してセラミックスペーパ
ーを作成する。
質凝集剤を２００ｇ加えてフロック状の懸濁液とした
後、通常の長網式抄紙機で抄造してセラミックスペーパ
ーを作成する。
【００２９】このようにして得られたセラミックスペー
パーを６００℃にて１時間熱処理すると、コロイダルシ
リカの脱水反応により、コロイダルシリカがＳｉＯ2の
ネットワークを形成するため、充分なシート強度を持っ
た触媒付きセラミックスシートとなる。
パーを６００℃にて１時間熱処理すると、コロイダルシ
リカの脱水反応により、コロイダルシリカがＳｉＯ2の
ネットワークを形成するため、充分なシート強度を持っ
た触媒付きセラミックスシートとなる。
【００３０】従来の触媒を含むスラリーをディップした
後乾燥させてなるセラミックスシートは、表面が触媒を
担持した無機酸化物層で覆われているため、シートの強
度は大きいが、触媒の均一な担持が難しい。更に、燃焼
反応が表面のみで行われるため、用途によってはセラミ
ックス繊維層が断熱層となり熱効率を悪化させたり、燃
料ガスの圧力損失が大きくなったりしていた。本発明に
よる触媒付きセラミックスシートは、触媒を担持した無
機酸化物とセラミックス繊維とを均一に分散させたスラ
リーに電解質を加えて凝集させたものであるから、シー
ト中に均一に触媒が分散している。しかも、シートの気
孔率が大きく、燃焼がシート内部でも起こるため断熱層
が少なく、燃料ガスの圧力損失が小さい。
後乾燥させてなるセラミックスシートは、表面が触媒を
担持した無機酸化物層で覆われているため、シートの強
度は大きいが、触媒の均一な担持が難しい。更に、燃焼
反応が表面のみで行われるため、用途によってはセラミ
ックス繊維層が断熱層となり熱効率を悪化させたり、燃
料ガスの圧力損失が大きくなったりしていた。本発明に
よる触媒付きセラミックスシートは、触媒を担持した無
機酸化物とセラミックス繊維とを均一に分散させたスラ
リーに電解質を加えて凝集させたものであるから、シー
ト中に均一に触媒が分散している。しかも、シートの気
孔率が大きく、燃焼がシート内部でも起こるため断熱層
が少なく、燃料ガスの圧力損失が小さい。
【００３１】厚みを0.5mm、触媒（白金）担持量を30mg
／100cm2とした本発明による触媒付きセラミックスシー
ト及び従来の触媒付きセラミックスシートを、t=1mmの
アルミニウムからなる10×10×100(mm)の角柱の内壁に
取り付け、ブタンガスを流して燃焼させた際の圧力損
失、燃焼効率、アルミニウムの表面温度を（表１）に示
す。
／100cm2とした本発明による触媒付きセラミックスシー
ト及び従来の触媒付きセラミックスシートを、t=1mmの
アルミニウムからなる10×10×100(mm)の角柱の内壁に
取り付け、ブタンガスを流して燃焼させた際の圧力損
失、燃焼効率、アルミニウムの表面温度を（表１）に示
す。
【００３２】
【表１】
【００３３】本実施例のセラミックシートは燃料ガスが
セラミックスシート内部をも流れるため、従来のものに
比べ圧力損失が低く、燃焼効率に優れ、熱効率に優れて
いる。
セラミックスシート内部をも流れるため、従来のものに
比べ圧力損失が低く、燃焼効率に優れ、熱効率に優れて
いる。
【００３４】なお、本実施例においては、セラミックス
シートの厚みを0.5mm、触媒の担持量を30mg／100cm2と
したが、特に数値を限定したものではない。
シートの厚みを0.5mm、触媒の担持量を30mg／100cm2と
したが、特に数値を限定したものではない。
【００３５】また、触媒担持量を30mg／100cm2とした本
発明による触媒付きセラミックスシート、及び触媒スラ
リーをディップした従来の触媒付きセラミックスシート
（以下ディップ品とする）とセラミックスシートに触媒
を含浸させた従来の触媒付きセラミックスシート（以下
含浸品とする）それぞれ３０枚中の触媒担持量を組成分
析で求めた結果を（表２）に示す。なお、平均ばらつき
とは、各測定値とその平均値との差の絶対値を平均値で
割った値をを平均したものである。
発明による触媒付きセラミックスシート、及び触媒スラ
リーをディップした従来の触媒付きセラミックスシート
（以下ディップ品とする）とセラミックスシートに触媒
を含浸させた従来の触媒付きセラミックスシート（以下
含浸品とする）それぞれ３０枚中の触媒担持量を組成分
析で求めた結果を（表２）に示す。なお、平均ばらつき
とは、各測定値とその平均値との差の絶対値を平均値で
割った値をを平均したものである。
【００３６】
【表２】
【００３７】上記の如く、本実施例のものは触媒が均一
に担持され、シート間の触媒担持量のばらつきを著しく
低減することが可能となる。
に担持され、シート間の触媒担持量のばらつきを著しく
低減することが可能となる。
【００３８】本実施例による触媒付きセラミックスシー
トを折り曲げ加工する場合、有機質繊維を用いた厚紙を
折り曲げ加工する際に比べて、シートが引き裂かれやす
い。これは、繊維同士の絡み付き強度が有機質繊維と比
べ著しく低いことに起因する。従って、本実施例による
触媒付きセラミックスシートを折り曲げて使用する場合
には、シートを湿潤状態にして加工すれば、引き裂かれ
ることなく任意の形状を得ることができる。特に、抄紙
後シートを乾燥前に任意の形状に加工した後シートの乾
燥を行えば、有機質結合剤の効力により任意の形状を保
持しやすくなる。
トを折り曲げ加工する場合、有機質繊維を用いた厚紙を
折り曲げ加工する際に比べて、シートが引き裂かれやす
い。これは、繊維同士の絡み付き強度が有機質繊維と比
べ著しく低いことに起因する。従って、本実施例による
触媒付きセラミックスシートを折り曲げて使用する場合
には、シートを湿潤状態にして加工すれば、引き裂かれ
ることなく任意の形状を得ることができる。特に、抄紙
後シートを乾燥前に任意の形状に加工した後シートの乾
燥を行えば、有機質結合剤の効力により任意の形状を保
持しやすくなる。
【００３９】（実施例２）セラミックス繊維として平均
繊維径約３μｍで０．１〜１０mmの長さにチョップした
アルミノシリケート繊維１０００ｇを水６００ｋｇに十
分に分散させて懸濁させる。次に、平均粒径１〜６μ
ｍ、比表面積が２５０ｍ2／ｇの活性アルミナ（γ−ア
ルミナ）３００ｇとコロイダルシリカ６０ｇ（固形分相
当量）を充分に撹拌しながら混合する。
繊維径約３μｍで０．１〜１０mmの長さにチョップした
アルミノシリケート繊維１０００ｇを水６００ｋｇに十
分に分散させて懸濁させる。次に、平均粒径１〜６μ
ｍ、比表面積が２５０ｍ2／ｇの活性アルミナ（γ−ア
ルミナ）３００ｇとコロイダルシリカ６０ｇ（固形分相
当量）を充分に撹拌しながら混合する。
【００４０】次に、前記懸濁液中に硫酸アルミニウム１
００ｇを添加した後、平均粒径１〜６μｍ、比表面積が
２５０ｍ2／ｇの活性アルミナ（ γ−アルミナ）３００
ｇと塩化白金酸を白金相当量にして６．０ｇを加えた
後、水酸化ナトリウム水溶液をスラリーのｐＨが５．５
程度になるまで添加する。これは、ｐＨ５．５付近でＡ
ｌ3+カチオンの凝集力が最大となるためである。硫酸ア
ルミニウムを予め加えておくのは、酸性溶液中の方が２
次粒子をつくりにくいためである。
００ｇを添加した後、平均粒径１〜６μｍ、比表面積が
２５０ｍ2／ｇの活性アルミナ（ γ−アルミナ）３００
ｇと塩化白金酸を白金相当量にして６．０ｇを加えた
後、水酸化ナトリウム水溶液をスラリーのｐＨが５．５
程度になるまで添加する。これは、ｐＨ５．５付近でＡ
ｌ3+カチオンの凝集力が最大となるためである。硫酸ア
ルミニウムを予め加えておくのは、酸性溶液中の方が２
次粒子をつくりにくいためである。
【００４１】次に、主にカチオン性の澱粉からなる有機
質凝集剤を２００ｇ加えてフロック状の懸濁液とした
後、通常の長網式抄紙機で抄造してセラミックスペーパ
ーを作成する。
質凝集剤を２００ｇ加えてフロック状の懸濁液とした
後、通常の長網式抄紙機で抄造してセラミックスペーパ
ーを作成する。
【００４２】このようにして得られたセラミックスペー
パーを６００℃にて１時間熱処理すると、コロイダルシ
リカの脱水反応により、コロイダルシリカがＳｉＯ2の
ネットワークを形成するため、充分なシート強度を持っ
た触媒付きセラミックスシートとなる。
パーを６００℃にて１時間熱処理すると、コロイダルシ
リカの脱水反応により、コロイダルシリカがＳｉＯ2の
ネットワークを形成するため、充分なシート強度を持っ
た触媒付きセラミックスシートとなる。
【００４３】本実施例は、実施例１と比べ触媒の担持工
程が不必要で、しかも、（表３）に示すとおり実施例１
と同等の効果が期待できるため、生産コストの低減が可
能となりより一層効果的である。
程が不必要で、しかも、（表３）に示すとおり実施例１
と同等の効果が期待できるため、生産コストの低減が可
能となりより一層効果的である。
【００４４】
【表３】
【００４５】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明によれば、貴金属触媒を担持した無機酸化物がセ
ラミックスシート中に均一に分散されているため、セラ
ミックシート中の貴金属担持量を一定にすることができ
る。また、触媒スラリーが十分シート中に取り込まれる
ため、ディップ法と比べ材料の効率が非常に良く、製造
コストを大幅に低減することも可能となる。
本発明によれば、貴金属触媒を担持した無機酸化物がセ
ラミックスシート中に均一に分散されているため、セラ
ミックシート中の貴金属担持量を一定にすることができ
る。また、触媒スラリーが十分シート中に取り込まれる
ため、ディップ法と比べ材料の効率が非常に良く、製造
コストを大幅に低減することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による触媒付きセラミックス
シートの部分拡大図を示すものである。
シートの部分拡大図を示すものである。
１ セラミックス繊維 ２ 無機質結合剤 ３ 有機質結合剤 ４ 活性アルミナ ５ 貴金属触媒
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１１月１８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
フロントページの続き (72)発明者 寺島 徹生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくともセラミックス繊維と貴金属触
媒を担持した無機酸化物を有する触媒付きセラミックス
シートにおいて、前記無機酸化物の平均粒径が６μｍ以
下、好ましくは１．５μｍ以下であることを特徴とする
触媒付きセラミックスシート。 - 【請求項２】 無機質結合剤として、コロイダルシリカ
あるいはコロイダルアルミナの少なくとも一方を含むこ
とを特徴とする請求項１記載の触媒付きセラミックスシ
ート。 - 【請求項３】 セラミックス繊維が、主成分としてＳｉ
Ｏ2、Ａｌ2Ｏ3からなる非晶質セラミックスであること
を特徴とする請求項１記載の触媒付きセラミックスシー
ト。 - 【請求項４】 無機酸化物に貴金属触媒を担持させた
後、前記無機酸化物をセラミックス繊維と無機質結合剤
及び有機質結合剤とともに均一に分散させスラリーを作
製し、前記スラリーに凝集剤を加えることにより生成さ
れるフロックを湿式抄紙法を用いてシート化した後に熱
処理することを特徴とする触媒付きセラミックスシート
の製造方法。 - 【請求項５】 無機酸化物に貴金属触媒を担持させた
後、前記無機酸化物をセラミックス繊維と無機質結合剤
及び有機質結合剤とともに均一に分散させスラリーを作
製し、前記スラリーに凝集剤を加えることにより生成さ
れるフロックを湿式抄紙法を用いてシート化した後、湿
潤状態にて加工し、その後に熱処理することにより任意
の形状を得ることを特徴とする触媒付きセラミックスシ
ートの製造方法。 - 【請求項６】 無機酸化物とセラミックス繊維を無機質
結合剤と有機質結合剤とともに均一に分散させたスラリ
ー中に、白金族化合物を含む触媒溶液を均一に分散さ
せ、凝集剤を加えて前記無機酸化物と前記セラミックス
繊維と前記無機質結合剤と前記有機質結合剤及び前記白
金族化合物を互いに凝集させてフロックを生成させ、前
記フロックを湿式抄紙法を用いてシート化した後に熱処
理することを特徴とする触媒付きセラミックスシートの
製造方法。 - 【請求項７】 凝集剤が、少なくともＡｌ化合物及び高
分子凝集剤からなることを特徴とする請求項４〜６のい
ずれかに記載の触媒付きセラミックスシートの製造方
法。 - 【請求項８】 高分子凝集剤が、カチオン基及びアニオ
ン基の双方を有することを特徴とする請求項７記載の触
媒付きセラミックスシートの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4289070A JPH06134307A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 触媒付きセラミックスシートとその製造方法 |
| US08/139,037 US5504051A (en) | 1992-10-27 | 1993-10-21 | Ceramic sheet with catalyst and its manufacturing method |
| EP93117270A EP0595235A1 (en) | 1992-10-27 | 1993-10-25 | Ceramic sheet with catalyst and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4289070A JPH06134307A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 触媒付きセラミックスシートとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06134307A true JPH06134307A (ja) | 1994-05-17 |
Family
ID=17738440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4289070A Pending JPH06134307A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 触媒付きセラミックスシートとその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5504051A (ja) |
| EP (1) | EP0595235A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06134307A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2007138665A1 (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Kabushiki Kaisha F.C.C. | シート状触媒担体用構造体及びその製造方法 |
| JP2012524234A (ja) * | 2009-04-15 | 2012-10-11 | アルゼタ コーポレイション | 耐熱繊維複合材のバーナ表面 |
| JP2014108393A (ja) * | 2012-12-03 | 2014-06-12 | Kao Corp | ペーパー触媒構造体とその製造方法 |
| WO2015050106A1 (ja) * | 2013-10-01 | 2015-04-09 | 戸田工業株式会社 | ペーパー状触媒構造体及びその製造方法 |
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| US6177381B1 (en) | 1998-11-03 | 2001-01-23 | Uop Llc | Layered catalyst composition and processes for preparing and using the composition |
| GB9826486D0 (en) * | 1998-12-03 | 1999-01-27 | Johnson Matthey Plc | Improvements in coatings |
| US6306335B1 (en) * | 1999-08-27 | 2001-10-23 | The Dow Chemical Company | Mullite bodies and methods of forming mullite bodies |
| JP3983967B2 (ja) * | 2000-09-26 | 2007-09-26 | ニチアス株式会社 | ゼオライト担持吸着素子及びその製造方法 |
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| KR101116955B1 (ko) * | 2003-04-24 | 2012-03-14 | 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 | 향상된 다공성 뮬라이트체 및 그의 형성 방법 |
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| KR101322050B1 (ko) * | 2009-02-25 | 2013-10-25 | 포항공과대학교 산학협력단 | 촉매체 및 상기를 사용한 포름알데히드의 제거 방법 |
| KR101283794B1 (ko) * | 2009-12-23 | 2013-07-08 | (주)엘지하우시스 | 수처리용 세라믹 구조체, 수처리 장치 및 수처리 방법 |
| CN111682228B (zh) * | 2020-07-06 | 2022-04-12 | 山东交通学院 | 一种具有促进催化作用的扩散层的制备方法 |
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| BE794628A (fr) * | 1972-01-27 | 1973-07-26 | Union Carbide Corp | Supports de catalyseurs et catalyseurs ceramiques fibreux |
| US3867311A (en) * | 1973-05-21 | 1975-02-18 | Nalco Chemical Co | Method of making catalytically impregnated ceramic burning pads |
| US4399185A (en) * | 1981-09-18 | 1983-08-16 | Prototech Company | Low pressure-drop catalytic mat and method of preparing the same |
| JPH01230736A (ja) * | 1988-03-10 | 1989-09-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 耐熱・耐摩耗性複合アルミニウム焼結合金 |
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-
1992
- 1992-10-27 JP JP4289070A patent/JPH06134307A/ja active Pending
-
1993
- 1993-10-21 US US08/139,037 patent/US5504051A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-10-25 EP EP93117270A patent/EP0595235A1/en not_active Withdrawn
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Also Published As
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|---|---|
| EP0595235A1 (en) | 1994-05-04 |
| US5504051A (en) | 1996-04-02 |
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