JPH07284672A - 触媒の製造方法 - Google Patents

触媒の製造方法

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JPH07284672A
JPH07284672A JP6081951A JP8195194A JPH07284672A JP H07284672 A JPH07284672 A JP H07284672A JP 6081951 A JP6081951 A JP 6081951A JP 8195194 A JP8195194 A JP 8195194A JP H07284672 A JPH07284672 A JP H07284672A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 1200℃以上の高温においても触媒能力が
高い触媒の製造方法を提供する。 【構成】 50wt%以上の粒径が100nm以下の範
囲であるアルミナ微粒子よりなる粉末と、触媒成分と、
アルミナ微粒子の焼結を抑制する物質とをスラリー状で
混合し、これらを乾燥し、その後焼成する。アルミナ微
粒子の比表面積および触媒粒子の活性が高温度まで維持
でき、1200℃以上の高温においても触媒能力が高
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高温下で使用できる、
アルミナを含有する触媒の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、高温で用いる触媒担体としては、
比表面積が大きいこと、熱的安定性が良好であることよ
りアルミナ(主としてγアルミナ(γ−Al2 3 ))
が用いられてきた。例えば、自動車等の内燃機関より排
出される排ガスの浄化用触媒の担体では、常用温度が約
850℃であり、アルミナのみでも担体として用いるこ
とができる。
【0003】ところで、ファンヒータやガスタービンエ
ンジン等において、燃焼の安定化、あるいは窒素酸化物
(NOX )低減のため燃焼触媒を使用した燃焼技術が開
発されている。ファンヒータ用の燃焼触媒では900〜
1200℃、ガスタービンエンジン用の燃焼触媒では1
100〜1500℃で使用可能な触媒担体が必要とされ
ている。しかし、比表面積が大きいことから通常触媒担
体として多用されているγアルミナ等の遷移アルミナは
1000℃以上でαアルミナ(αーAl2 3)に変態
するとともに急激に焼結し、比表面積が小さくなる(触
媒、29〔4〕293ー298(1987))。
【0004】このように、単体の酸化物では上記要求レ
ベルが達成できないことから、複合酸化物の系が検討さ
れている。その中で、比較的耐熱性の高いものにLaー
βーAl2 3 とBaOー6Al2 3 とがある。La
ーβーAl2 3 はLa/Alが5/95の組成が最も
熱的安定性が高く、1200℃で40m2 /gの比表面
積を持つ。しかし、1400℃では8m2 /gに低下す
る。また、BaOー6Al2 3 は、比表面積が120
0℃で50m2 /gであるが、1400℃では10m2
/gとなる(化学装置、29〔2〕134ー137(1
987))。
【0005】また、アルミナとシリカとよりなるムライ
ト(3Al2 3 ・2SiO2 )は、高温で最も安定な
化合物のひとつとして知られており、この組成のアルミ
ナ・シリカ系多孔体を触媒等の担体として使用すること
が考えられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のムライト組成の
アルミナ・シリカ系多孔体を製造する方法としては、水
系アルミナゾルと水系シリカゾルとをムライト組成(3
Al2 3 ・2SiO2)に混合し、焼成する方法があ
る(特開平3ー266985号公報)。しかし、得られ
た多孔体の比表面積は1200℃で47m2 /gである
が、1300℃では10m2 /gとなり、この場合にも
高温での比表面積の低下が著しい。
【0007】このように、従来のアルミナを含有する多
孔体は、高温において比表面積の低下が大きい。この現
象について、本発明者らが検討したところ、以下のよう
な原因であると考えた。従来触媒担体として用いられて
いるアルミナを含有する多孔体は湿式法により製造さ
れ、γアルミナの形となっている。しかし、このγアル
ミナは、1000℃以上の高温において急激に比表面積
が減少する。これは、高温においてγアルミナがα相に
転移し、それに伴いアルミナが急激に粒成長するためで
ある。
【0008】湿式法により製造されたγアルミナは、数
〜数十μm以下の微細な1次粒子を持つため、100m
2 /g以上の大きな比表面積を持つが、強固な2次凝集
によるμmオーダーの粒子として存在している。そのた
め、一旦αアルミナが生成すると、ほぼ2次粒子全体に
おいてγ相がα相に転移しやすく、α化の速度が速い。
また、このような2次粒子の大きなγアルミナにシリカ
やアルカリ土類金属または希土類金属の酸化物を添加す
る場合には、ある程度の耐熱性の改善が見られるが、凝
集部分からα転移が伝播するため、比表面積は小さくな
る。
【0009】また、2次凝集の大きなδ相およびθ相の
アルミナについても同様である。本発明の目的は、上記
従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、触媒を担
持するおよび触媒粒子とともに触媒層を形成する数〜数
十μm以下の微細な1次粒子アルミナの焼結を阻止し、
1200℃以上の高温においても大きな比表面積を有す
る触媒多孔体を製造する方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者は、平均粒径が
100nm以下の微細な1次粒子アルミナの焼結を次の
方法で防止でき、1200℃以上の高温においても大き
な比表面積を有する触媒多孔体が得られることを見いだ
した。1次粒子アルミナの焼結を防止する一つの方法
は、平均粒径が100nm以下の微細な1次粒子アルミ
ナと以下に示す(a)〜(j)のうちの少なくとも1種
とを混合用媒体中で混合し、これらを乾燥することによ
り混合用媒体を除去し、その後焼成するものである。ま
た、他の一つの方法は、平均粒径が100nm以下の微
細な1次粒子アルミナと以下に示す(k)〜(n)のう
ちの少なくとも1種よりなるアルキコシドとを混合用媒
体中で混合すると共に上記アルコキシドを加水分解し、
上記混合物を乾燥、焼成するものである。
【0011】本発明は、上記した知見に基づいて発明さ
れたもので、1200℃以上の高温においても大きな比
表面積を有するアルミナ多孔体を構成する微細粒子に触
媒成分を担持した触媒、および1200℃以上の高温に
おいても大きな比表面積を有するアルミナ多孔体を構成
する微細粒子の間に触媒活性をもつ微細粒子を介在させ
た触媒の製造方法を提供するものである。 (第一発明の触媒の製造方法)本第一発明の触媒の製造
方法は、 触媒成分を担持し、かつ50wt%以上の粒子が粒径
100nm以下の範囲であるアルミナ粒子よりなる粉末
と、 以下に示す(a)〜(j)のうち少なくとも1種とを
スラリ−状態で混合する工程と、得られた混合物を乾燥
する工程と、上記混合物を熱処理する工程とよりなるこ
とを特徴とする。 (a)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
囲であるシリカ粒子よりなる粉末。 (b)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
囲であるシリカ粒子が液体中に分散したゾル。 (c)シリカが液体中に溶解した溶液。 (d)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
囲である、1つの粒子内にアルミナとシリカとを含有す
る粒子よりなる粉末。 (e)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
囲である1つの粒子内にアルミナとシリカとを含有する
粒子が液体中で分散したゾル。 (f)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
囲であるバリウム化合物の粒子よりなる粉末。 (g)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
囲であるバリウム化合物の粒子が液体中に分散したゾ
ル。 (h)バリウム化合物が液体中に溶解した溶液。 (i)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
囲であるランタン化合物の粒子よりなる粉末。 (j)ランタン化合物が液体中に溶解した溶液。
【0012】本発明の触媒の製造方法で使用されるアル
ミナは、粒子内部に結晶水、構造水等の水を含有しない
ものが好ましい。粒子内部に結晶水、構造水等の水が含
まれると、混合媒体の乾燥時あるいは焼成時の500〜
1000℃で水分が脱離する際に焼結が進み、比表面積
が小さくなる。なお、アルミナ粒子の周囲には水が存在
してもよい。
【0013】また、アルミナ粒子はその50wt%以上
の粒子が粒径100nm以下のものである。より好まし
くは、50wt%以上の粒子が粒径8〜100nmの範
囲に有るもの、さらに好ましくは50wt%以上の粒子
が粒径8〜100nmの範囲に有り最小粒径と最大粒径
の比が5倍以内の粒径の揃ったものが好ましい。また、
より好ましくは、上記した微細粒子が70wt%以上、
さらに望ましくは95%以上がよい。上記範囲より粒径
の大きなものが増えると、比表面積が小さくなり好まし
くない。逆に上記範囲より粒径の小さなものが増える
と、アルミナ粒子の焼結性が高まり、非常に焼結しやす
くなるとともに、α相の核発生は粒子表面から起こるた
め変態も起こりやすい。従って、所定の耐熱性が得られ
ない。なお、粒径はTEM(透過型電子顕微鏡)、SE
M(走査型電子顕微鏡)により測定できる。
【0014】また、アルミナ粒子は、単結晶でも多結晶
でもよい。また、アルミナ粒子の結晶相としては、γ
(ガンマ)相、このγ相よりもより高温相であるδ(デ
ルタ)相、θ(シータ)相の方が望ましい。また、凝集
が小さい乾式法で作製したアルミナ粒子よりなる粉末
が、特に適している。本第一発明のアルミナ粒子は上
記アルミナ粒子に触媒成分を担持させたもの(以下、触
媒担持アルミナ粒子とする。)である。触媒成分として
は、通常触媒として使用される金属状態のTi,V,C
r,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Mo,Tc,R
u,Rh,Pd,Ag,La,Ce,その他のランタノ
イド,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,A
u、またはそれらの化合物(酸化物等)が用いられる。
これらの触媒成分を上記したアルミナ粒子に担持させる
方法は、触媒成分を溶液として溶解させ、この溶液とア
ルミナ粒子を接触させる、通常の担持法を採用できる。
なお、触媒成分は一種類でも、複数成分を組み合わせた
ものでもよい。触媒成分の担持量も、使用目的により適
宜選択できる。なお、触媒担持アルミナ粒子は、すべて
の粒子において触媒が担持していてもよく、また一部の
みの粒子に触媒が担持してもよい。以下の触媒担持粒子
についても同様である。
【0015】上記(a)は、50wt%以上が粒径10
0nm以下の範囲であるシリカ粒子よりなる粉末であ
る。上記範囲より粒径の大きなものが増えると、アルミ
ナ粒子同士の間隙に十分に分散することができないた
め、耐熱性を向上させる効果が小さい。触媒担持アルミ
ナ粒子よりなる粉末と上記(a)との配合割合は、特に
明確な限定領域はない。しかし、1200℃以上の高温
における比表面積の低下は原料のアルミナがαアルミナ
に変態することにより生じる。このαアルミナへの変態
は原料中のシリカの量に依存しており、シリカによりア
ルミナがαアルミナへ変態することを抑制している。そ
のため、アルミナとシリカとの合計量に対してシリカの
配合量は0.1〜30重量%(wt%)の範囲が好まし
い。シリカ量が0.1wt%未満では、アルミナのαア
ルミナへの変態を抑制する効果が不十分となる。また、
シリカ量が30wt%を越えると、αアルミナへの変態
防止に不必要な過剰のシリカが増えることになる。望ま
しくは1〜20wt%の範囲、さらに望ましくはシリカ
量が3〜15wt%の範囲がよい。
【0016】上記(b)は、50wt%以上の粒子が粒
径100nm以下の範囲であるシリカ粒子が液体中に分
散したゾルである。上記範囲より粒径の大きなものが増
えるとアルミナ粒子同士の間隙に十分に分散するこ と
ができないため、耐熱性を向上させる効果が小さい。ま
た、ゾルとするための液体としては、アルミナと混合す
るための混合用媒体と十分に混合するものであれば特に
制限がない。
【0017】また、上記のゾルを形成する方法として
は、超微粒子作製後に液体中に分散する方法、アルコキ
シドの加水分解法、またはアルカリシリケートの中和法
等どのような方法を用いてもよい。触媒担持アルミナ粒
子よりなる粉末と上記(b)との配合割合は、特に明確
な限定領域はないが、上記(a)と同様、アルミナ粒子
よりなる粉末と(b)との合計量に対して(b)の配合
量がSiO2 に換算して0.1〜30wt%の範囲とす
るのがよい。望ましくは1〜20wt%の範囲、さらに
望ましくは3〜15wt%の範囲とするのが望ましい。
【0018】上記(c)は、シリカが液体中に溶解した
溶液である。この溶液としては、例えば、一般に水ガラ
スと呼ばれている一連のアルカリ金属シリケート水溶液
が挙げられる。また、アルカリ金属イオンの代わりにア
ンモニウムイオンを用いたアンモニウムシリケート水溶
液等も挙げられる。これらの中でも、多孔体の耐熱性を
低下させないため、焼成時にアルカリ成分が気散するア
ンモニウムシリケートが望ましい。溶液中におけるシリ
カ成分の配合量としては、SiO2 に換算して0.1〜
30wt%の範囲が望ましい。シリカ量が0.1wt%
未満では、αアルミナへの転移を抑制する効果が小さ
く、また、シリカ量が30wt%を越えるとα転移の抑
制に不必要なシリカが増え、ムライトの生成量が多くな
り、ムライト化による比表面積の低下が引き起こされ
る。
【0019】また、触媒担持アルミナ粒子よりなる粉末
と(c)との配合割合は、特に明確な限定領域はない
が、アルミナ粒子よりなる粉末と(c)との合計量に対
して(c)の配合量がSiO2 に換算して0.1〜30
wt%の範囲とするのがよい。望ましくは1〜20wt
%の範囲がよく、さらに3〜15wt%の範囲が最も耐
熱性に優れた多孔体が得られるので望ましい。
【0020】上記(d)は、50wt%以上の粒子が粒
径100nm以下の範囲である1つの粒子内にアルミナ
とシリカとを含有する粒子よりなる粉末である。この粒
子も、粒子内部に結晶水、構造水等の水を含有しないも
のが好ましい。粒子内部に結晶水、構造水等の水が含ま
れると、上記アルミナ粒子と同様に、混合用媒体の乾燥
時あるいは焼成時の500〜1000℃で水分が脱離す
る際に焼結が進み、比表面積が小さくなる。なお、シリ
カ粒子の周囲には水が存在してもよい。また、上記範囲
より粒径の大きなものが増えると、該粒子自身比表面積
が小さいため、比表面積の大きい多孔体を製造すること
はできない。また、アルミナ粒子同士の間隙に十分に分
散することができないため耐熱性向上の効果が不十分と
なる。
【0021】また、この1つの粒子内にアルミナとシリ
カとを含有する粒子よりなる粉末は、2次凝集が弱いも
のが望ましい。2次凝集が強いと、アルミナ粒子との混
合工程で1次粒子にすることができず、やはりアルミナ
粒子同士の間隙に分散させることができない。また、1
つの粒子内でのアルミナとシリカとの含有率の比は、ム
ライト相におけるシリカの固溶範囲、すなわち、シリカ
/(アルミナ+シリカ)=24〜28.2wt%の範囲
が望ましい。
【0022】また、触媒担持アルミナ粒子よりなる粉末
と(d)との配合割合は、特に明確な限定領域はない
が、アルミナ粒子よりなる粉末と(d)との合計量に対
して(d)の配合量がSiO2 に換算して、上記(c)
と同様、0.1〜30wt%の範囲で耐熱性向上の効果
が大きく、また、1〜20wt%の範囲が望ましく、さ
らに3〜15wt%の範囲が望ましい。
【0023】上記(e)は、50wt%以上の粒子が粒
径100nm以下の範囲である1つの粒子内にアルミナ
とシリカとを含有する粒子が液体中に分散したゾルであ
る。上記範囲より粒径が大きなものが増えると、アルミ
ナ粒子同士の間隙に十分に分散することができないた
め、耐熱性を向上させる効果が小さい。また、ゾルとす
るための液体としては、アルミナと混合するための混合
用媒体と十分に混合するものであれば特に制限がない。
【0024】また、上記のゾルを形成するには、アルミ
ニウムとシリコンとを含むアルコキシドまたは塩の溶液
の加水分解、中和等によってもよく、一旦超微粒子にし
た後に液体中に分散させてもよい。また、1つの粒子内
でのアルミナとシリカとの含有率の比は、上記(d)と
同様、ムライト相におけるシリカの固溶範囲であるシリ
カ/(アルミナ+シリカ)=24〜28.2wt%の範
囲が望ましい。
【0025】また、触媒担持アルミナ粒子よりなる粉末
と(e)との配合割合は、特に明確な限定領域はない
が、アルミナ粒子よりなる粉末と(e)との合計量に対
して(e)の配合量がSiO2 に換算して、上記(c)
と同様、0.1〜30wt%の範囲で耐熱性向上の効果
が大きく、また、1〜20wt%の範囲が望ましく、さ
らに3〜15wt%の範囲が望ましい。
【0026】上記(f)は、50wt%以上の粒子が粒
径100nm以下の範囲であるバリウム化合物の粒子よ
りなる粉末である。また、バリウム化合物としては、硝
酸バリウム、酢酸バリウム、ギ酸バリウム、炭酸バリウ
ム等が挙げられる。なお、硫酸塩、塩化物等は白金等の
貴金属に対して触媒毒となりうるため、貴金属担持触媒
用担体には用いない方がよい。
【0027】また、上記範囲より粒径の大きなものが増
えると、アルミナ粒子同士の間隙に十分に分散すること
ができず、耐熱性向上の効果が不十分となる。上記のバ
リウム化合物の粒子よりなる粉末を製造する方法として
は、以下の方法がある。下記(g)に示すように、バリ
ウム化合物のゾルを作製した後、超臨界乾燥、または凍
結乾燥のような液体の表面張力が働かない状態での乾燥
を行う。また、エタノール等の液体中にバリウム化合物
を溶解させた後、高温下にさらし、酸化雰囲気中で急激
な乾燥または燃焼を利用する乾式法も用いることができ
る。上記の方法でバリウム化合物の粒子よりなる粉末を
作製する場合、バリウム化合物は、溶液となるものであ
ればどのようなものでも用いることができる。
【0028】また、触媒担持アルミナ粒子よりなる粉末
と(f)との配合割合は、特に明確な限定領域はない
が、アルミナ粒子よりなる粉末と(f)との合計量に対
して(f)の配合量がBaOに換算して0.1〜30w
t%の範囲で耐熱性向上の効果が大きく、また、0.5
〜20wt%の範囲が耐熱性向上の効果が顕著となるた
め望ましく、3〜15wt%の範囲では最高の耐熱性が
得られるためさらに望ましい。
【0029】上記(g)は、50wt%以上の粒子が粒
径100nm以下の範囲であるバリウム化合物の粒子が
液体中に分散したゾルである。バリウム化合物として
は、硝酸バリウム、酢酸バリウム、ギ酸バリウム、炭酸
バリウム等が挙げられる。また、上記範囲より粒径の大
きなものが増えると、アルミナ粒子同士の間隙に十分に
分散することができないため、耐熱性を向上させる効果
が小さい。
【0030】また、ゾルとするための液体としては、ア
ルミナと混合するための混合用媒体と十分に混合するも
のであれば特に制限がない。また、上記のゾルを形成す
るには、以下の方法がある。例えば、酢酸バリウム、硝
酸バリウム、ギ酸バリウム等のような水とエタノールと
への溶解度が大きく異なるものでは、該バリウム化合物
の高濃度の水溶液を作った後に該水溶液を大量のエタノ
ールに希釈して、微粒子を析出させてゾルとする。ま
た、水酸化バリウムのような温度により溶解度が大きく
変化するものでは、加熱した水中で該バリウム化合物の
飽和溶液とし、急激に冷却することによりゾルとする。
【0031】また、触媒担持アルミナ粒子よりなる粉末
と(g)との配合割合は、特に明確な限定領域はない
が、アルミナ粒子よりなる粉末と(g)との合計量に対
して(g)の配合量がBaOに換算して0.1〜30w
t%の範囲で耐熱性向上の効果が大きく、また、0.5
〜20wt%の範囲が耐熱性向上の効果が顕著となるた
め望ましく、3〜15wt%の範囲では最高の耐熱性が
得られるためにさらに望ましい。
【0032】上記(h)は、バリウム化合物が液体中に
溶解した溶液である。バリウム化合物としては、硝酸バ
リウム、酢酸バリウム、ギ酸バリウム等が挙げられる。
また、該溶液中のバリウム化合物の濃度としては、特に
明瞭な限定領域はないが、次の乾燥工程の効率化のため
なるべく高濃度であることが望ましい。
【0033】また、触媒担持アルミナ粒子よりなる粉末
と(h)との配合割合は、特に明確な限定領域はない
が、アルミナ粒子よりなる粉末と(h)との合計量に換
算して(h)の配合量がBaOに換算して0.1〜30
wt%の範囲内で耐熱性向上の効果が大きく、また、
0.5〜20wt%の範囲が耐熱性向上の効果が顕著と
なるため望ましく、3〜15wt%の範囲では最高の耐
熱性が得られるためにさらに望ましい。
【0034】上記(i)は、50wt%以上の粒子が粒
径100nm以下の範囲であるランタン化合物の粒子よ
りなる粉末である。ランタン化合物としては、硝酸ラン
タン、酸化ランタン、酢酸ランタン、炭酸ランタン等が
挙げられる。また、上記範囲より大きな粒子が増える
と、アルミナ粒子同士の間隙に十分に分散できないため
に耐熱性向上の効果が不十分となる。
【0035】上記のランタン化合物の粒子よりなる粉末
を製造する方法としては、以下の方法がある。(f)に
ついて示したのと同様に、まず、ランタン化合物の溶解
度の差を利用してゾルを作る。例えば、酸化ランタンの
場合、エタノールにはよく溶けるが、アセトンには溶け
ないことを利用し、エタノール中で高濃度の溶解とした
後大量のアセトン中に混ぜて酸化ランタンゾルを得るこ
とができる。次に、超臨界乾燥、または凍結乾燥のよう
な液体の表面張力が働かない状態での乾燥を行うことに
よって粉末を得る。
【0036】また、エタノール等の液体中にランタン化
合物を溶解させた後、高温下にさらし、酸化雰囲気中で
急激な乾燥または燃焼を利用する、乾式法も用いること
ができる。上記の方法でランタン化合物の粒子よりなる
粉末を作製する場合、ランタン化合物は、溶液となるも
のであればどのようなものでも用いることができる。ま
た、触媒担持アルミナ粒子よりなる粉末と(i)との配
合割合は、特に明確な限定領域はないが、アルミナ粒子
よりなる粉末と(i)との合計量に対して(i)の配合
量がLa2 3 に換算して0.05〜30wt%の範囲
内で耐熱性向上の効果が大きく、また、0.1〜20w
t%の範囲が耐熱性向上の効果が顕著となるため望まし
く、0.5〜10wt%の範囲では最高の耐熱性が得ら
れるためにさらに望ましい。
【0037】上記(j)は、ランタン化合物が液体中に
溶解した溶液である。ランタン化合物としては、硝酸ラ
ンタン、酸化ランタン、酢酸ランタン、炭酸ランタン等
が挙げられる。また、該溶液中のランタン化合物の濃度
としては、特に明確な限定領域はないが、次の乾燥工程
の効率化のためなるべく高濃度であることが望ましい。
【0038】また、アルミナ粒子よりなる粉末と(j)
との配合割合は、特に明確な限定領域はないが、アルミ
ナ粒子よりなる粉末と(j)との合計量に対して(j)
の配合量がLa2 3 に換算して0.05〜30wt%
の範囲内で耐熱性向上の効果が大きく、また、0.1〜
20wt%の範囲が耐熱性向上の効果が顕著となるため
望ましく、0.5〜10wt%の範囲では最高の耐熱性
が得られるためにさらに望ましい。
【0039】上記触媒担持アルミナと上記(a)〜
(j)のうち少なくとも1種とをスラリ−状態で混合す
る工程は、媒体となる混合用液体中で実施する。この混
合用媒体としては、500℃以下の加熱で容易に除去で
き、触媒担持アルミナまたは上記(a)〜(j)のうち
の少なくとも1種と化学的な相互作用を伴なわない液体
であれば特に不都合はない。例えば、水、エタノール、
メタノール、アセトン等が挙げられる。また、表面張力
が小さい溶媒がより望ましい。ここで、スラリ−状態で
混合するとは、混合している状態がスラリ−であり、得
られる混合物がスラリ−となるように操作することであ
る。また(a)を使用した場合のように粉末同士の場合
には、混合用液体を追加してスラリ−状態とする。これ
らは以下の第2発明〜第6発明についても同様である。
【0040】混合方法としては、ボールミルよりはプロ
ペラ攪拌機等の剪断応力の低い機器を利用する混合方法
が望ましい。また、超音波による振動は十分な分散のた
めに有効である混合状態が不十分な場合、触媒担持アル
ミナと上記(a)〜(j)のうちの少なくとも1種とが
焼成時にそれぞれ別々に焼結されるので望ましくない。
すなわち、アルミナ粉末、上記(a)〜(j)のうちの
少なくとも1種それぞれが1μm程度の大きな集まりが
残る程度の混合では不十分である。また、ボールミルや
アトリッションミル等の粉末に高エネルギーを与える混
合器を用いて長時間混合を行うと、アルミナと上記
(a)〜(j)のうちの少なくとも1種とが混合工程で
強固な2次凝集を起こし、かさ密度の大きな粉末とな
る。これにより、焼成時に凝集粒子内の焼結が進みやす
くなり、比表面積の小さな多孔体となる。そのため、上
記混合条件は好ましくない。すなわち、アルミナ粒子と
添加物粒子が十分に相互に分散することは必要である
が、両者が強固な2次凝集を起こすことは望ましくな
く、なるべく少ない接触点でルーズな結合をしているこ
とが好ましい。
【0041】上記混合物を乾燥する工程はスラリーより
液体を除去する工程である。この工程では加熱により液
体を蒸発除去することができる。加熱乾燥温度として
は、混合用媒体として用いた液体の沸点より数十℃高い
温度とするのがよい。この乾燥工程の後で次の熱処理を
行うが、この熱処理の前に、乾燥により得られた凝集体
を適度な大きさに解砕してペレットとしてもよく、ある
いは金型等により大きな成形体を作製した後、再度解砕
してもよい。また、プリケッティング等で直接ペレット
を作製することやアルミナまたはムライト粒子を骨材と
して添加し、押し出し成形等の成形を行ってもよい。ま
た、上記混合物をコ−ジェライトハニカム等のハニカム
に塗布した後に乾燥し、モノリス型の触媒としてもよ
い。
【0042】乾燥された上記混合物を熱処理する工程
は、上記混合物を焼成することにより多孔性の触媒を製
造する工程である。焼成温度は、800〜1500℃の
範囲とするのが好ましい。焼成温度が800℃未満で
は、焼結がほとんど起こらないため多孔体の強度が不十
分である。また、1500℃を越えると、焼成段階で比
表面積が低下するおそれがある。
【0043】焼成雰囲気としては、大気中でも不活性ガ
ス中でもよい。また、焼成時間、昇温速度はともに特に
制限はない。 (第二発明の触媒の製造方法)本第二発明の触媒の製造
方法は、50wt%以上の粒子が粒径100nm以下
の範囲であるアルミナ粒子よりなる粉末と、触媒成分
を溶解した溶液と、前記した(a)〜(j)のうち少
なくとも1種とをスラリ−状態で混合する工程と、得ら
れる混合物を乾燥する工程と、上記混合物を熱処理する
工程とよりなることを特徴とする。
【0044】本第二発明で使用する50wt%以上の粒
子が粒径100nm以下の範囲であるアルミナ粒子より
なる粉末は、前記第一発明で説明した触媒担持前のアル
ミナ粉末と同じものである。また、前記した(a)〜
(j)も第一発明で説明したものと同じものである。さ
らに、触媒成分を溶解した溶液に溶解している触媒成分
も第一発明で説明したものと同じものである。
【0045】本第二発明では、第一発明が予めアルミナ
粒子よりなる粉末に触媒成分を担持させ、その後前記し
た(a)〜(j)をスラリ−状態で混合したのに対し、
アルミナ粒子よりなる粉末と前記した(a)〜(j)と
触媒を溶解した溶液とをスラリ−状態で混合するもので
ある。この混合工程で、アルミナ粒子よりなる粉末と前
記した(a)〜(j)とが均一に混合されるとともに、
得られる混合粉末に触媒成分が担持される。
【0046】第一発明では、触媒成分がアルミナ粒子の
みに担持されているのに対し、第二発明では触媒成分が
アルミナ粒子に担持されるとともに前記した(a)〜
(j)の成分にも担持混合される。本第二発明の上記混
合物を乾燥する工程と、上記混合物を熱処理する工程は
ともに、第一発明の乾燥工程および熱処理工程と同じで
ある。 (第三発明の触媒の製造方法)本第三発明の触媒の製造
方法は、50wt%以上の粒子が粒径100nm以下
の範囲であるアルミナ粒子よりなる粉末と、50wt
%以上の粒子が粒径100nm以下の範囲である触媒担
持アルミナ粒子、または下記の熱処理によりアルミナと
固溶体または化合物を形成しにくい物質でありかつ触媒
活性を有するかもしくは触媒を担持した物質の粒子の少
なくとも一種よりなる粉末と、前記した(a)〜
(j)のうち少なくとも1種とをスラリ−状態で混合す
る工程と、上記混合物を乾燥する工程と、上記混合物を
熱処理する工程とよりなることを特徴とする。
【0047】本第三発明の触媒の製造方法は、触媒活性
を有する粉末を前記アルミナ粒子よりなる粉末および前
記(a)〜(j)とともにスラリ−状態で混合する点
が、本第一および第二発明の方法と異なる。前記アルミ
ナ粒子よりなる粉末および前記(a)〜(j)は、本第
二発明のものと同じものである。ここで、前記アルミナ
粒子と前記(a)〜(j)をまず混合し、次いで触媒活
性を有する粒子と混合する方が、(a)〜(j)が触媒
活性を有する物質を覆う等の影響をさけることができる
ため、さらに望ましい。
【0048】本第三発明の触媒の製造方法を特色づける
触媒活性を有する粉末としては、50wt%以上の粒子
が粒径100nm以下の範囲である触媒担持アルミナ粒
子、および熱処理によりアルミナと固溶体または化合物
を形成しにくい物質でありかつ触媒活性を有するかもし
くは触媒を担持した物質の粒子との少なくとも一種より
なる粉末が使用できる。この触媒担持アルミナ粒子は本
第一発明の触媒担持アルミナ粒子と同じものである。
【0049】熱処理によりアルミナと固溶体または化合
物を形成しにくい物質でありかつ触媒活性を有する粒子
としては、金属状態のTi,V,Cr,Mn,Fe,C
o,Ni,Cu,Mo,Tc,Ru,Rh,Pd,A
g,La,Ce,その他のランタノイド,Hf,Ta,
W,Re,Os,Ir,Pt,Au、またはそれらの酸
化物等の化合物を挙げることができる。なお、これらの
触媒活性を有する粒子の粒径もその50wt%以上の粒
子が粒径100nm以下の範囲であるのが好ましい。
【0050】触媒を担持するための、熱処理によりアル
ミナと固溶体または化合物を形成しにくい物質として
は、Mg,Ca,Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,
Co,Ni,Cu,Sr,Y,Zr,Nb,Mo,B
a,La,Ce,その他のランタノイド,Hf,Ta,
W、またはそれらの化合物を挙げることができる。な
お、この物質には助触媒として機能するものでもよい。
なお、これらの物質の粒径もその50wt%以上の粒子
が粒径100nm以下の範囲であるのが好ましい。
【0051】触媒成分の担持は、前記したように触媒成
分を溶解した溶液にこの物質の粒子を接触させる通常の
方法で担持できる。 (第四発明の触媒の製造方法)本第四発明の触媒の製造
方法は、触媒成分を持ちかつ50wt%以上の粒子が
粒径100nm以下の範囲である触媒担持アルミナ粒子
よりなる粉末と、以下に示す(k)〜(n)のうち少
なくとも1種よりなるアルコキシドとをスラリ−状態で
混合すると共に上記アルコキシドを加水分解する工程
と、上記混合物を乾燥する工程と、上記混合物を熱処理
する工程とよりなることを特徴とする。 (k)シリコンのアルコキシド。 (l)1つの粒子内にアルミナとシリカとを含有する粒
子のアルコキシド。 (m)バリウムのアルコキシド。 (n)ランタンのアルコキシド。
【0052】本発明の触媒の製造方法で使用される触媒
担持アルミナ粒子は、本第一発明に使用された触媒担持
アルミナ粒子と同一のものである。上記(k)は、シリ
コンのアルコキシドである。このシリコンのアルコキシ
ドとしては、シリコンテトラメトキシド、シリコンテト
ラエトキシド、シリコンテトライソプロポキシド等が挙
げられる。
【0053】また、触媒担持アルミナ粒子よりなる粉末
と前記(k)との配合割合は、特に明確な限定領域はな
いが、ムライト相におけるシリカの固溶範囲、すなわ
ち、シリカ/(アルミナ+シリカ)=24〜28.2w
t%の範囲が望ましい。上記(l)は、1つの粒子内に
アルミナとシリカとを含有する粒子のアルコキシドであ
る。
【0054】このアルコキシドとしては、Si(OR)
4 (R=CH3 、C2 5 、C3 7 等)で示されるシ
リコンテトラメトキシド、シリコンテトラエトキシド、
シリコンテトライソプロポキシド等の化合物と、Al
(OR)3 (R=C3 7 、C 4 9 等)で示されるア
ルミニウムプロポキシド、アルミニウムブトキシド等の
化合物との混合物等が挙げられる。
【0055】1つの粒子内でのアルミナとシリカとの含
有率の比は、ムライト相におけるシリカの固溶範囲、す
なわち、シリカ/(アルミナ+シリカ)=24〜28.
2wt%の範囲が望ましい。また、触媒担持アルミナ粒
子よりなる粉末と前記(l)との配合割合は、特に明確
な限定領域はないが、(l)の粒子中のSiO2 量に換
算して、0.1〜30wt%の範囲で耐熱性向上の効果
が大きく、また、上記(c)と同様、1〜20wt%の
範囲が望ましく、さらに3〜15wt%の範囲が望まし
い。
【0056】上記(m)は、バリウムのアルコキシドで
ある。バリウムのアルコキシドとしては、バリウムプロ
ポキシド、バリウムブトキシド等が挙げられる。また、
触媒担持アルミナ粒子よりなる粉末と前記(m)との配
合割合は、特に明確な限定領域はないが、アルミナ粒子
よりなる粉末と(m)との合計量に対して(m)の配合
量がBaOに換算して0.1〜30wt%の範囲内で耐
熱性向上の効果が大きく、また、0.5〜20wt%の
範囲が耐熱性向上の効果が顕著となるため望ましく、3
〜15wt%の範囲では最高の耐熱性が得られるために
さらに望ましい。
【0057】上記(n)は、ランタンのアルコキシドで
ある。ランタンのアルコキシドとしては、ランタンプロ
ポキシド、ランタンブトキシド等が挙げられる。また、
触媒担持アルミナ粒子よりなる粉末と前記(n)との配
合割合は、特に明確な限定領域はないが、アルミナ粒子
よりなる粉末と(n)との合計量に対して(n)の配合
量がLa2 3 に換算して0.05〜30wt%の範囲
で耐熱性向上の効果が大きく、また、0.1〜20wt
%の範囲が望ましく、0.5〜10wt%の範囲が最も
耐熱性に優れた多孔体が得られるために最も望ましい。
【0058】触媒担持アルミナ粒子よりなる粉末と上記
(k)〜(n)のうちの少なくとも1種よりなるアルコ
キシドとを混合するための混合用媒体、混合条件等は本
第1発明と同様にすることができる。このアルミナ粒子
よりなる粉末と上記アルコキシドとの混合物中の上記ア
ルコキシドを加水分解する方法としては、アルコキシド
と水とを混合することができる分散媒を用いるか、分散
させるための補助分散媒を添加する。例えば、エタノー
ルを分散媒に用いた場合は、シリコンテトラエトキシド
と水との両者ともに混合しうる。また、水に対してはシ
リコンテトラエトキシドは溶解しないが、補助分散媒と
して若干のエタノールを加えてやれば均一に混合するこ
とができる。後は自然に加水分解が進行する。さらに酸
またはアルカリを用いて加水分解速度を調整してもよ
い。すなわち、塩酸等を加えることにより、加水分解が
速まり、微細な粒子を得ることができ、また、アルカリ
を用いて加水分解速度を遅くすれば、アルミナ粒子をコ
ートするような析出を起こさせることができる。
【0059】上記アルコキシドを加水分解する時期は、
アルミナ粒子よりなる粉末と上記アルコキシドとを完全
に混合した後でもよく、あるいは両者を混合すると同時
に加水分解してもよい。乾燥工程の条件についても、本
第一発明と同様にすることができる。また、熱処理工程
もその焼成方法、その条件、および焼成前の成形条件等
についても本第一発明と同様にすることができる。 (第五発明の触媒の製造方法)本第五発明の触媒の製造
方法は、50wt%以上の粒子が粒径100nm以下
の範囲であるアルミナ粒子よりなる粉末と、触媒成分
を溶解した溶液と、前記(k)〜(n)のうち少なく
とも1種よりなるアルコキシドとをスラリ−状態で混合
すると共に上記アルコキシドを加水分解する工程と、得
られる混合物を乾燥する工程と、上記混合物を熱処理す
る工程とよりなることを特徴とする。
【0060】本第五発明の触媒の製造方法に用いられる
50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範囲で
あるアルミナ粒子よりなる粉末と、触媒成分を溶解し
た溶液とは、本第二発明の触媒の製造方法で用いたもの
と同じである。また、前記(k)〜(n)は、本第四発
明の触媒の製造方法で用いたものと同じである。本第五
発明では、第四発明が予めアルミナ粒子よりなる粉末に
触媒成分を担持させ、その後前記した(k)〜(n)を
スラリ−状態で混合したのに対し、アルミナ粒子よりな
る粉末と前記した(k)〜(n)と触媒を溶解した溶液
とをスラリ−状態で混合するものである。この混合工程
で、アルミナ粒子よりなる粉末と前記した(k)〜
(n)とが均一に混合されるとともに、上記アルコキシ
ドが加水分解され、得られる混合粉末に触媒成分が担持
される。
【0061】第四発明では、触媒成分がアルミナ粒子の
みに担持されているのに対し、第五発明では触媒成分が
アルミナ粒子に担持されるとともに前記した(k)〜
(n)の成分にも担持混合される。本第五発明の得られ
た混合物を乾燥する工程と、上記混合物を熱処理する工
程はともに、第四発明の乾燥工程および熱処理工程と同
じである。 (第六発明の触媒の製造方法)本第六発明の触媒の製造
方法は、50wt%以上の粒子が粒径100nm以下
の範囲であるアルミナ粒子よりなる粉末と、50wt
%以上の粒子が粒径100nm以下の範囲である触媒担
持アルミナ粒子、または下記の熱処理によりアルミナと
固溶体または化合物を形成しにくい物質でありかつ触媒
活性を有するかもしくは触媒を担持した物質の粒子の少
なくとも一種よりなる粉末と、前記(k)〜(n)の
うち少なくとも1種よりなるアルコキシドとをスラリ−
状態で混合すると共に上記アルコキシドを加水分解する
工程と、得られた混合物を乾燥する工程と、上記混合物
を熱処理する工程とよりなることを特徴とする本第五発
明の触媒の製造方法に用いられる、50wt%以上の
粒子が粒径100nm以下の範囲であるアルミナ粒子よ
りなる粉末と、50wt%以上の粒子が粒径100n
m以下の範囲である触媒担持アルミナ粒子、および下記
の熱処理によりアルミナと固溶体または化合物を形成し
にくい物質でありかつ触媒活性を有するかもしくは触媒
を担持した物質の粒子との少なくとも一種よりなる粉末
とは、本第三発明の触媒の製造方法で用いたものと同じ
である。また、前記(k)〜(n)は、本第四発明の触
媒の製造方法で用いたものと同じである。
【0062】本第六発明では、アルミナ粒子よりなる粉
末と触媒活性を有する粒子よりなる粉末と前記した
(k)〜(n)と触媒を溶解した溶液とをスラリ−状態
で混合するものである。この混合工程で、アルミナ粒子
よりなる粉末と触媒活性を有する粒子よりなる粉末と前
記した(k)〜(n)とが均一に混合されるとともに、
上記アルコキシドが加水分解され、三者が均一に混合し
た混合粉末が得られる。なお、のアルミナ粒子と、
(k)〜(n)との混合、及び加水分解を先に行い、次
いでの粒子との混合を行う方が、(k)〜(n)が
を覆うなどの影響をさけることができるためさらに望ま
しい。
【0063】本第六発明の得られた混合物を乾燥する工
程と、上記混合物を熱処理する工程はともに、第四発明
の乾燥工程および熱処理工程と同じである。
【0064】
【作用】本第一発明〜本第六発明の方法で製造される触
媒は、いずれも、1200℃以上の高温においても大き
な比表面積を有する触媒性能の優れた多孔性触媒とな
る。この理由は明確ではないが、以下のように推定す
る。本第一発明〜本第三発明の触媒の製造方法では、原
料として用いた、上記(a)〜(j)の物質が多孔性触
媒の製造過程中で原料であるアルミナ粒子同士の間ある
いはアルミナ粒子と触媒活性粒子の間に介入して難焼結
性の結晶相を形成する。原料のアルミナ粒子は、その5
0wt%以上が粒径100nm以下と非常に微細である
ため、上記難焼結性の結晶相がアルミナ粒子同士の間に
挿入しやすい。そのため、得られた多孔性触媒は、アル
ミナ粒子が、難焼結性の結晶相を介して結合し、それら
の粒子同士の間に空隙をもつ構造となる。このような構
造により、αアルミナの核が生成しても、α相の成長は
難焼結性の結晶相にブロックされて、隣のアルミナ粒子
まで波及しない。従って、多孔性触媒全体のα化速度は
通常のγアルミナ等よりもはるかに遅くなり、1200
℃以上の高温においても高比表面積を長時間維持するこ
とができる。
【0065】また、本第四発明〜本第六発明の触媒の製
造方法では、原料として用いた、上記(k)〜(n)の
アルコキシドはアルミナ粒子と混合し、加水分解するこ
とにより、本第一発明〜本第三発明の触媒の製造方法と
同様に多孔性触媒の製造過程中で原料であるアルミナ粒
子同士の間に介入して難焼結性の結晶相を形成する。従
って、1200℃以上の高温においても高比表面積を長
時間維持することができる。また、本第三、第六発明で
は、触媒担持粒子または触媒粒子が、(a)〜(n)の
成分によって高耐熱化したアルミナ多孔体の間隙に、独
立して保持されるため、触媒担持粒子または触媒粒子も
高温まで焼結せずに安定に保持される。
【0066】
【発明の効果】本発明によれば、1200℃以上の高温
においても大きな比表面積を有する触媒性能の優れた多
孔性触媒を製造することができる。
【0067】
【実施例】以下、本発明をより具体的にした具体例を説
明する。 実施例1 95wt%以上が8から50nmの粒径範囲で平均粒径
17nm(真比重3.6として計算)アルミナ超微粒子
93gに、95wt%以上が50nm以下で、平均粒径
23nm(真比重2として計算)のシリカ超微粒子7g
を配合し、1000mlのエタノ−ルを加えて、プロペ
ラ攪拌器によって10分間混合した。これをスラリ−
(1−1)とする。また、平均粒径は、次式により比表
面積から換算した。D=6000/(S×d)ここで
D;平均粒径(nm)、S;比表面積(m2 /g)、
d;真密度(g/cm3 )。
【0068】つぎに、95wt%以上が8から50nm
の粒径範囲にあるアルミナ超微粒子10gを50mlの
水に分散し、硝酸白金溶液を加え、さらに硝酸ロジウム
を加えて、ガラス棒で5分間攪拌した。この操作で白金
量、ロジウム量に換算してそれぞれ1g,0.2gを上
記アルミナ粒子上に添着させた。このアルミナのスラリ
−を(1−2)とする。
【0069】(1−1)と(1−2)のスラリ−を混合
し、プロペラ攪拌器によって10分間混合した後、12
0℃で10時間乾燥した。その後得られた固化物を乳鉢
で粉砕し、篩いで0.5mm以上2mm以下の粒子を選
別し、触媒とした。 実施例2 95wt%以上が8から50nmの粒径範囲にあるアル
ミナ超微粒子94gを1000mlのエタノ−ル中に分
散させた。酢酸バリウム11.1gを20gの水に溶解
させ、アルミナのエタノ−ル分散液中に流し込んで、樹
脂製スパチェラで10分間攪拌した。このスラリ−を
(2ー1)とする。
【0070】つぎに、95wt%以上が8から50nm
の粒径範囲にあるアルミナ超微粒子10gを50mlの
水に分散し、硝酸白金溶液を加え、さらに硝酸ロジウム
溶液を加えて、ガラス棒で5分間攪拌した。この操作で
白金量、ロジウム量に換算してそれぞれ、1g、0.2
gを上記アルミナ粒子上に添着させた。このアルミナの
スラリ−を(2ー2)とする。
【0071】(2ー1)と(2ー2)のスラリ−を混合
し、プロペラ攪拌器によって10分間混合した後、12
0℃で10時間乾燥した。その得られた固化物を乳鉢で
解砕し、篩いで0.5mm以上2mm以下の粒子を選別
し、触媒とした。 実施例3 95wt%以上が8から50nmの粒径範囲にあるアル
ミナ超微粒子84gを1000mlのエタノ−ル中に分
散させた。酢酸バリウム11.1gを20gの水に溶解
させ、アルミナのエタノ−ル分散液中に流し込んで、樹
脂製スパチェラで10分間攪拌した。このスラリ−を
(3ー1)とする。
【0072】次に、70wt%以上が30nm以下で酸
化ジルコニウムを固溶させた酸化セリウム超微粒子60
gに200mlの水を加えガラス棒で5分間攪拌した。
これを(3ー2)とする。さらにアルミナ10gを30
mlの水に分散し、硝酸白金溶液、硝酸ロジウム溶液を
加えて、ガラス棒で5分間攪拌した。この操作で白金
量、ロジウム量に換算してそれぞれ1g、0.2gを上
記アルミナ粒子上に添着させた。このスラリ−を(3ー
3)とする。
【0073】(3ー1)および(3ー2)および(3ー
3)を混合し、プロペラ攪拌器によって10分間混合し
た後、120℃で10時間乾燥した。その後得られた固
化物を乳鉢を解砕し、篩いで0.5mm以上2mm以下
の粒子を選別し、触媒とした。 比較例1 95wt%以上が粒径0.5μm以上の2次粒子であ
り、比表面積220m2/gで、ランタンをLa2 3
換算で9wt%添加したγアルミナ100gを、300
mlの水を入れたビーカ中にガラス棒で攪拌しながら分
散し、硝酸白金溶液を加え、さらに硝酸ロジウム溶液を
加えて、ガラス棒で5分間攪拌した。この操作で白金
量、ロジウム量に換算してそれぞれ1g、0.2gを上
記γアルミナ上に添着させた。このスラリ−を120℃
で10時間乾燥した。
【0074】その後得られた粉末を金型プレスで1t/
cm2 で成形し、その成形体を乳鉢で解砕し、篩いで
0.5mm以上2mm以下の粒子を選別し、触媒とし
た。 比較例2 95wt%以上が粒径0.5μm以上の2次粒子であ
り、比表面積220m2/gで、ランタンをLa2 3
換算で9wt%添加したγアルミナ100gを300m
lの水に分散させた。これと硝酸白金水溶液、硝酸ロジ
ウム水溶液を加えて、ガラス棒で5分間攪拌した。この
操作で白金量に換算して1gをロジウム量に換算して
0.2gを上記γアルミナ上に添着させた。これをスラ
リ−(4ー1)とする。
【0075】次に95wt%以上が粒径0.5μm以上
の2次粒子である酸化ジルコニウムを固溶した酸化セリ
ウム60gを、200mlの水を入れたビーカ中にガラ
ス棒で攪拌しながら分散し、ガラス棒で5分間攪拌し
た。このスラリ−を(4ー2)とする。スラリ−(4ー
1)と(4ー2)を混合し、樹脂製スパチェラで5分間
攪拌した後、120℃で10時間乾燥した。その後得ら
れた粉末を金型プレスで1t/cm2 で成形し、その成
形体を乳鉢で解砕し、篩いで0.5mm以上2mm以下
の粒子を選別し、触媒とした。 (評価試験)上記実施例1〜4および比較例1〜3によ
り得られた7種類の触媒を用い耐熱性を調べた。この耐
熱性試験は、C3 6 、NO、CO2 、O2 、CO、N
(H 2 O:室温飽和)の混合ガスで作ったモデル排気ガ
ス中で、それぞれ1000℃5時間、1100℃5時間
および1200℃5時間の3種類の熱処理を施し、熱処
理後の触媒性能を調べ、熱処理による触媒性能の低下程
度を調べるものである。なお、熱処理試験中、モデル排
気ガスは、上記混合ガスを用いて作った、ストイキ組成
より3%のO2 過剰の酸化性排気ガスとストイキ組成よ
り6%のH2 過剰の還元性排気ガスとを5分毎に切替え
て供給した。
【0076】触媒性能は、C3 6 についての浄化性能
を100℃から600℃まで連続的に昇温し、C3 6
が50%浄化される温度で示した。50%浄化温度が低
い程触媒能が高いことになる。測定された50%浄化温
度を表1に示す。なお、参考迄に使用した触媒およびそ
の使用量も合わせて示した。
【0077】
【表1】 実施例1および実施例2の触媒さらに比較例1の触媒は
いずれもPt:1gとRh:0.2gを含有する。これ
らの1000℃、1100℃および1200℃の熱処理
後における50%浄化温度から実施例1および実施例2
の触媒性能が比較例1の触媒性能より高いのが判る。ま
た、実施例3の触媒および比較例2の触媒はいずれもP
t:1gとRh:0.2gを含み、さらに助触媒として
機能するCeを含有している。このグループでも実施例
3の触媒の触媒性能が比較例2の触媒の触媒性能より高
い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 21/12 ZAB A 23/02 ZAB A 23/10 ZAB A B01D 53/36 104 A

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】触媒成分を担持し、かつ50wt%以上
    の粒子が粒径100nm以下の範囲であるアルミナ粒子
    よりなる粉末と、 以下に示す(a)〜(j)のうち少なくとも1種とを
    スラリ−状態で混合する工程と、 得られた混合物を乾燥する工程と、 上記混合物を熱処理する工程とよりなることを特徴とす
    る触媒の製造方法。 (a)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲であるシリカ粒子よりなる粉末。 (b)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲であるシリカ粒子が液体中に分散したゾル。 (c)シリカが液体中に溶解した溶液。 (d)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲である、1つの粒子内にアルミナとシリカとを含有す
    る粒子よりなる粉末。 (e)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲である1つの粒子内にアルミナとシリカとを含有する
    粒子が液体中で分散したゾル。 (f)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲であるバリウム化合物の粒子よりなる粉末。 (g)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲であるバリウム化合物の粒子が液体中に分散したゾ
    ル。 (h)バリウム化合物が液体中に溶解した溶液。 (i)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲であるランタン化合物の粒子よりなる粉末。 (j)ランタン化合物が液体中に溶解した溶液。
  2. 【請求項2】50wt%以上の粒子が粒径100nm
    以下の範囲であるアルミナ粒子よりなる粉末と、 触媒成分を溶解した溶液と、 以下に示す(a)〜(j)のうち少なくとも1種とを
    スラリ−状態で混合する工程と、 得られた混合物を乾燥する工程と、 上記混合物を熱処理する工程とよりなることを特徴とす
    る触媒の製造方法。 (a)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲であるシリカ粒子よりなる粉末。 (b)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲であるシリカ粒子が液体中に分散したゾル。 (c)シリカが液体中に溶解した溶液。 (d)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲である、1つの粒子内にアルミナとシリカとを含有す
    る粒子よりなる粉末。 (e)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲である1つの粒子内にアルミナとシリカとを含有する
    粒子が液体中で分散したゾル。 (f)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲であるバリウム化合物の粒子よりなる粉末。 (g)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲であるバリウム化合物の粒子が液体中に分散したゾ
    ル。 (h)バリウム化合物が液体中に溶解した溶液。 (i)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲であるランタン化合物の粒子よりなる粉末。 (j)ランタン化合物が液体中に溶解した溶液。
  3. 【請求項3】50wt%以上の粒子が粒径100nm
    以下の範囲であるアルミナ粒子よりなる粉末と、 触媒成分を担持し、かつ50wt%以上の粒子が粒径
    100nm以下の範囲であるアルミナ粒子、または下記
    の熱処理によりアルミナと固溶体または化合物を形成し
    にくい物質でありかつ触媒活性を有するかもしくは触媒
    成分を担持した物質の粒子の少なくとも一種よりなる粉
    末と、 以下に示す(a)〜(j)のうち少なくとも1種とを
    スラリ−状態で混合する工程と、 得られた混合物を乾燥する工程と、 上記混合物を熱処理する工程とよりなることを特徴とす
    る触媒の製造方法。 (a)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲であるシリカ粒子よりなる粉末。 (b)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲であるシリカ粒子が液体中に分散したゾル。 (c)シリカが液体中に溶解した溶液。 (d)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲である、1つの粒子内にアルミナとシリカとを含有す
    る粒子よりなる粉末。 (e)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲である1つの粒子内にアルミナとシリカとを含有する
    粒子が液体中で分散したゾル。 (f)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲であるバリウム化合物の粒子よりなる粉末。 (g)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲であるバリウム化合物の粒子が液体中に分散したゾ
    ル。 (h)バリウム化合物が液体中に溶解した溶液。 (i)50wt%以上の粒子が粒径100nm以下の範
    囲であるランタン化合物の粒子よりなる粉末。 (j)ランタン化合物が液体中に溶解した溶液。
  4. 【請求項4】前記熱処理によりアルミナと固溶体または
    化合物を形成しにくい触媒活性を有する物質は、金属状
    態のTi,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,
    Mo,Tc,Ru,Rh,Pd,Ag,La,Ce,そ
    の他のランタノイド,Hf,Ta,W,Re,Os,I
    r,Pt,Au、またはそれらの化合物の少なくとも1
    種である請求項3記載の触媒の製造方法。
  5. 【請求項5】前記熱処理によりアルミナと固溶体または
    化合物を形成しにくい物質はMg,Ca,Sc,Ti,
    V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Sr,Y,
    Zr,Nb,Mo,Ba,La,Ce,その他のランタ
    ノイド,Hf,Ta,W、またはそれらの化合物の少な
    くとも1種である請求項3記載の触媒の製造方法。
  6. 【請求項6】触媒成分を担持し、かつ50wt%以上
    の粒子が粒径100nm以下の範囲であるアルミナ粒子
    よりなる粉末と、 以下に示す(k)〜(n)のうち少なくとも1種より
    なるアルコキシドとをスラリ−状態で混合すると共に上
    記アルコキシドを加水分解する工程と、 得られた混合物を乾燥する工程と、 上記混合物を熱処理する工程とよりなることを特徴とす
    る触媒の製造方法。 (k)シリコンのアルコキシド。 (l)1つの粒子内にアルミナとシリカとを含有する粒
    子のアルコキシド。 (m)バリウムのアルコキシド。 (n)ランタンのアルコキシド。
  7. 【請求項7】50wt%以上の粒子が粒径100nm
    以下の範囲であるアルミナ粒子よりなる粉末と、 触媒成分を溶解した溶液と、 以下に示す(k)〜(n)のうち少なくとも1種より
    なるアルコキシドとをスラリ−状態で混合すると共に上
    記アルコキシドを加水分解する工程と、 得られた混合物を乾燥する工程と、 上記混合物を熱処理する工程とよりなることを特徴とす
    る触媒の製造方法。 (k)シリコンのアルコキシド。 (l)1つの粒子内にアルミナとシリカとを含有する粒
    子のアルコキシド。 (m)バリウムのアルコキシド。 (n)ランタンのアルコキシド。
  8. 【請求項8】50wt%以上の粒子が粒径100nm
    以下の範囲であるアルミナ粒子よりなる粉末と、 触媒成分を担持し、かつ50wt%以上の粒子が粒径
    100nmの範囲であるアルミナ粒子、または下記の熱
    処理によりアルミナと固溶体または化合物を形成しにく
    い物質でありかつ触媒活性を有するかもしくは触媒成分
    を担持した物質の粒子の少なくとも一種よりなる粉末
    と、 以下に示す(k)〜(n)のうち少なくとも1種より
    なるアルコキシドとをスラリ−状態で混合すると共に上
    記アルコキシドを加水分解する工程と、 得られた混合物を乾燥する工程と、 上記混合物を熱処理する工程とよりなることを特徴とす
    る触媒の製造方法。 (k)シリコンのアルコキシド。 (l)1つの粒子内にアルミナとシリカとを含有する粒
    子のアルコキシド。 (m)バリウムのアルコキシド。 (n)ランタンのアルコキシド。
  9. 【請求項9】前記熱処理によりアルミナと固溶体または
    化合物を形成しにくい触媒活性を有する物質は、金属状
    態のTi,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,
    Mo,Tc,Ru,Rh,Pd,Ag,La,Ce,そ
    の他のランタノイド,Hf,Ta,W,Re,Os,I
    r,Pt,Au、またはそれらの化合物の少なくとも1
    種である請求項8記載の触媒の製造方法。
  10. 【請求項10】前記熱処理によりアルミナと固溶体また
    は化合物を形成しにくい物質はMg,Ca,Sc,T
    i,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Sr,
    Y,Zr,Nb,Mo,Ba,La,Ce,その他のラ
    ンタノイド,Hf,Ta,W、またはそれらの化合物の
    少なくとも1種である請求項8記載の触媒の製造方法。
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