JPH0753976A - メタンの酸化方法 - Google Patents
メタンの酸化方法Info
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- JPH0753976A JPH0753976A JP5206326A JP20632693A JPH0753976A JP H0753976 A JPH0753976 A JP H0753976A JP 5206326 A JP5206326 A JP 5206326A JP 20632693 A JP20632693 A JP 20632693A JP H0753976 A JPH0753976 A JP H0753976A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/20—Capture or disposal of greenhouse gases of methane
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】地球温暖化の原因となるガス中のメタンを効率
よく酸化する方法を提供する。 【構成】コバルトおよびパラジウムの共沈生成物を触媒
として用いるガス中のメタンの酸化方法。
よく酸化する方法を提供する。 【構成】コバルトおよびパラジウムの共沈生成物を触媒
として用いるガス中のメタンの酸化方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス中のメタンを酸化
する触媒および方法に関するものである。
する触媒および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、メタンは安価なエネルギ−源とし
て注目されており、発電所の燃料や都市ガスの主成分と
して広く使用されている。また、大気汚染の原因である
窒素酸化物の発生量を低下させるために、触媒を用いた
メタンの酸化触媒の開発が望まれている。
て注目されており、発電所の燃料や都市ガスの主成分と
して広く使用されている。また、大気汚染の原因である
窒素酸化物の発生量を低下させるために、触媒を用いた
メタンの酸化触媒の開発が望まれている。
【０００３】一方で、メタンは、ＣＯ2と同等以上の断
熱効果を有する化合物であるため、地球温暖化問題の観
点からも、その除去方法が注目されている。大気へ放出
されるメタンの発生源としては、湖沼、天然ガス田、燃
焼排ガス等を上げることができる。燃焼排ガスの中で
も、近年広く用いられている都市ガス燃焼排ガス中の炭
化水素の主成分はメタンであり、その除去が望まれてい
る。しかし、メタンは被酸化性が低いため、メタンの酸
化除去は容易ではない。
熱効果を有する化合物であるため、地球温暖化問題の観
点からも、その除去方法が注目されている。大気へ放出
されるメタンの発生源としては、湖沼、天然ガス田、燃
焼排ガス等を上げることができる。燃焼排ガスの中で
も、近年広く用いられている都市ガス燃焼排ガス中の炭
化水素の主成分はメタンであり、その除去が望まれてい
る。しかし、メタンは被酸化性が低いため、メタンの酸
化除去は容易ではない。
【０００４】このような状況にあって、メタンを酸化す
る触媒として、貴金属をアルミナ等の酸化物担体に担持
したもの、例えばパラジウムや白金をアルミナに担持し
た触媒が広く知られている。
る触媒として、貴金属をアルミナ等の酸化物担体に担持
したもの、例えばパラジウムや白金をアルミナに担持し
た触媒が広く知られている。
【０００５】一方、パラジウムを含有する触媒は、三元
触媒とよばれる自動車排ガス触媒としても知られてお
り、特開平４−２１５８４５号公報においては、コバル
ト及びパラジウムの共沈生成物が、自動車排ガス浄化触
媒として提案されている。本触媒は、低温における炭化
水素除去能を有することが開示されているが、一般に、
自動車排ガス中の炭化水素はエチレン、プロピレン等の
オレフィンを中心とする被酸化性の高い炭素数２以上の
炭化水素であり、メタンの酸化活性については全く触れ
られていない。
触媒とよばれる自動車排ガス触媒としても知られてお
り、特開平４−２１５８４５号公報においては、コバル
ト及びパラジウムの共沈生成物が、自動車排ガス浄化触
媒として提案されている。本触媒は、低温における炭化
水素除去能を有することが開示されているが、一般に、
自動車排ガス中の炭化水素はエチレン、プロピレン等の
オレフィンを中心とする被酸化性の高い炭素数２以上の
炭化水素であり、メタンの酸化活性については全く触れ
られていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】メタンを酸化する触媒
としては、前述したように貴金属をアルミナ等の酸化物
担体に担持したものが知られているが、低温条件下、低
濃度のメタンを酸化するのには不充分であり、さらに高
い触媒性能が要求されている。
としては、前述したように貴金属をアルミナ等の酸化物
担体に担持したものが知られているが、低温条件下、低
濃度のメタンを酸化するのには不充分であり、さらに高
い触媒性能が要求されている。
【０００７】本発明の目的は、ガス中のメタンを効率よ
く酸化する方法を提供することにある。
く酸化する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題点
を解決するため鋭意検討した結果、コバルトおよびパラ
ジウムの共沈生成物を触媒として用いることにより、ガ
ス中のメタンを効率良く酸化できることを見い出し、本
発明を完成するに至った。
を解決するため鋭意検討した結果、コバルトおよびパラ
ジウムの共沈生成物を触媒として用いることにより、ガ
ス中のメタンを効率良く酸化できることを見い出し、本
発明を完成するに至った。
【０００９】即ち、本発明は、コバルトおよびパラジウ
ムの共沈生成物を触媒として用いるガス中のメタンの酸
化方法を提供するものである。
ムの共沈生成物を触媒として用いるガス中のメタンの酸
化方法を提供するものである。
【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１１】本発明において、コバルトおよびパラジウ
ムの共沈生成物は、コバルト及びパラジウムを含む溶液
から、コバルト及びパラジウムからなる固体成分を得る
ことにより得られる。その調製方法は特に制限がなく、
従来公知の方法、すなわち蒸発乾固法、共沈法、加水分
解法、熱分解法等を挙げることができる。その組成比は
特に制限はないが、Ｐｄ／Ｃｏ原子比で０．００１〜１
であればよい。コバルト源は特に限定されず、酢酸塩、
硝酸塩、シュウ酸塩、塩化物等を挙げることができる。
パラジウム源は特に制限されず、硝酸塩、塩化物、アン
ミン錯体等を挙げることができる。
ムの共沈生成物は、コバルト及びパラジウムを含む溶液
から、コバルト及びパラジウムからなる固体成分を得る
ことにより得られる。その調製方法は特に制限がなく、
従来公知の方法、すなわち蒸発乾固法、共沈法、加水分
解法、熱分解法等を挙げることができる。その組成比は
特に制限はないが、Ｐｄ／Ｃｏ原子比で０．００１〜１
であればよい。コバルト源は特に限定されず、酢酸塩、
硝酸塩、シュウ酸塩、塩化物等を挙げることができる。
パラジウム源は特に制限されず、硝酸塩、塩化物、アン
ミン錯体等を挙げることができる。
【００１２】コバルトおよびパラジウムの共沈生成物
は、触媒として用いるに際して、乾燥や焼成等の前処理
を行ってから用いてもよい。
は、触媒として用いるに際して、乾燥や焼成等の前処理
を行ってから用いてもよい。
【００１３】本発明に係わるコバルトおよびパラジウム
の共沈生成物からなる触媒は粉状体、ペレット状体、ハ
ニカム状体等の形状、構造等は問わない。
の共沈生成物からなる触媒は粉状体、ペレット状体、ハ
ニカム状体等の形状、構造等は問わない。
【００１４】本発明のメタン酸化触媒は、アルミナゾル
やシリカゾルや粘土等のバインダーを加えて所定の形状
に成型したり、水を加えてスラリー状とし、ハニカム等
の形状のアルミナ、マグネシア、コージェライト等の耐
火性基材状に塗布してから使用してもよい。
やシリカゾルや粘土等のバインダーを加えて所定の形状
に成型したり、水を加えてスラリー状とし、ハニカム等
の形状のアルミナ、マグネシア、コージェライト等の耐
火性基材状に塗布してから使用してもよい。
【００１５】本発明は、メタン及び酸素を含むガスを対
象とする。メタン濃度は特に限定されないが、０．００
１％〜１０％が好ましい。また、メタンを酸化するのに
充分な酸素を含有することが必要である。これらのガス
の例としては、メタンと空気の混合ガスや各都市ガス燃
焼排ガスを挙げることができる。酸素が不足する場合に
は、酸素を触媒の添加前に添加すればよい。
象とする。メタン濃度は特に限定されないが、０．００
１％〜１０％が好ましい。また、メタンを酸化するのに
充分な酸素を含有することが必要である。これらのガス
の例としては、メタンと空気の混合ガスや各都市ガス燃
焼排ガスを挙げることができる。酸素が不足する場合に
は、酸素を触媒の添加前に添加すればよい。
【００１６】メタンを酸化する際の空間速度、温度等は
特に限定されないが、空間速度１００〜５０００００ｈ
ｒ-1、温度２００〜８００℃であることが好ましい。
特に限定されないが、空間速度１００〜５０００００ｈ
ｒ-1、温度２００〜８００℃であることが好ましい。
【００１７】
【実施例】以下、実施例において本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるも
のではない。
説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるも
のではない。
【００１８】実施例１＜触媒１の調製＞ 硝酸コバルト２７ｇと硝酸パラジウム０．２７ｇからな
る混合水溶液（Ｐｄ／Ｃｏ＝０．０１）１リットルを、
室温下で０．５ｍｌ／ｓｅｃで、炭酸ナトリウム５０ｇ
を溶解した水溶液２リットル中に滴下、撹拌した。この
溶液を１時間放置した後、濾過、洗浄、乾燥を行った。
そののち空気気流下で３５０℃で３時間焼成し、コバル
トおよびパラジウム共沈生成物を得、触媒１とした。
る混合水溶液（Ｐｄ／Ｃｏ＝０．０１）１リットルを、
室温下で０．５ｍｌ／ｓｅｃで、炭酸ナトリウム５０ｇ
を溶解した水溶液２リットル中に滴下、撹拌した。この
溶液を１時間放置した後、濾過、洗浄、乾燥を行った。
そののち空気気流下で３５０℃で３時間焼成し、コバル
トおよびパラジウム共沈生成物を得、触媒１とした。
【００１９】元素分析の結果、コバルトとパラジウムの
原子比は１：１００であり、重量比でパラジウムとして
１．７ｗｔ％であった。
原子比は１：１００であり、重量比でパラジウムとして
１．７ｗｔ％であった。
【００２０】実施例２＜触媒２の調製＞ 炭酸ナトリウム５０ｇを溶解した水溶液２リットルを、
室温下で０．５ｍｌ／ｓｅｃで、硝酸コバルト２７ｇと
硝酸パラジウム０．２７ｇからなる混合水溶液（Ｐｄ／
Ｃｏ＝０．０１）１リットル中に滴下、撹拌した。この
溶液を１時間放置した後、濾過、洗浄、乾燥を行った。
そののち空気気流下で３５０℃で３時間焼成し、コバル
トおよびパラジウム共沈生成物を得、触媒２とした。
室温下で０．５ｍｌ／ｓｅｃで、硝酸コバルト２７ｇと
硝酸パラジウム０．２７ｇからなる混合水溶液（Ｐｄ／
Ｃｏ＝０．０１）１リットル中に滴下、撹拌した。この
溶液を１時間放置した後、濾過、洗浄、乾燥を行った。
そののち空気気流下で３５０℃で３時間焼成し、コバル
トおよびパラジウム共沈生成物を得、触媒２とした。
【００２１】元素分析の結果、コバルトとパラジウムの
原子比は１：１００であり、重量比でパラジウムとして
１．７ｗｔ％であった。
原子比は１：１００であり、重量比でパラジウムとして
１．７ｗｔ％であった。
【００２２】比較例１＜比較触媒１の調製＞ 硝酸パラジウム０．２５ｇを溶解した水溶液９０ｍｌ中
に、シリカ（富士デヴィソン化学 キャリアクト１０）
１０ｇを投入し、８０℃で減圧乾燥させパラジウムを担
持させた後、１１０℃で２０時間乾燥し、比較触媒１と
した。元素分析の結果、重量比でパラジウムとして１．
７ｗｔ％であった。
に、シリカ（富士デヴィソン化学 キャリアクト１０）
１０ｇを投入し、８０℃で減圧乾燥させパラジウムを担
持させた後、１１０℃で２０時間乾燥し、比較触媒１と
した。元素分析の結果、重量比でパラジウムとして１．
７ｗｔ％であった。
【００２３】比較例２＜比較触媒２の調製＞ 硝酸パラジウム０．２５ｇを溶解した水溶液９０ｍｌ中
に、アルミナ（触媒化成 ＡＣＰ−１）１０ｇを投入
し、８０℃で減圧乾燥させパラジウムを担持させた後、
１１０℃で２０時間乾燥し、比較触媒２とした。元素分
析の結果、重量比でパラジウムとして１．７ｗｔ％であ
った。
に、アルミナ（触媒化成 ＡＣＰ−１）１０ｇを投入
し、８０℃で減圧乾燥させパラジウムを担持させた後、
１１０℃で２０時間乾燥し、比較触媒２とした。元素分
析の結果、重量比でパラジウムとして１．７ｗｔ％であ
った。
【００２４】実施例３＜触媒評価＞ 触媒１〜２と比較触媒１〜２を各々打錠成形後破砕し、
１２〜２０メッシュに整粒し、そのうち各々２ｃｃを常
圧固定床反応装置に充填した。空気流通下、５００℃で
１時間前処理を施した後、表１に示す組成のガスを５０
０ｍｌ／分で流通させ、３００℃および３５０℃および
４００℃および５００℃における触媒活性を測定した。
各温度で定常に達した時のメタンの浄化率を表２に示し
た。なお、メタン浄化率は次式から求めた値であり、他
のガスについてもそれに準じて求めた値である。
１２〜２０メッシュに整粒し、そのうち各々２ｃｃを常
圧固定床反応装置に充填した。空気流通下、５００℃で
１時間前処理を施した後、表１に示す組成のガスを５０
０ｍｌ／分で流通させ、３００℃および３５０℃および
４００℃および５００℃における触媒活性を測定した。
各温度で定常に達した時のメタンの浄化率を表２に示し
た。なお、メタン浄化率は次式から求めた値であり、他
のガスについてもそれに準じて求めた値である。
【００２５】メタン浄化率（％） ＝（メタンin−メタンout ）／メタンin×１００ メタンin ：反応管入口メタン濃度 メタンout ：反応管出口メタン濃度
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【発明の効果】表２の結果より、本発明のコバルトおよ
びパラジウムの共沈生成物を触媒として用いることによ
り、ガス中のメタンを低温においても効率よく酸化でき
ることがわかる。従って本発明は、地球環境上、有意義
な発明である。
びパラジウムの共沈生成物を触媒として用いることによ
り、ガス中のメタンを低温においても効率よく酸化でき
ることがわかる。従って本発明は、地球環境上、有意義
な発明である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 23/89 ＺＡＢ Ａ 8017−4Ｇ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０４ Ｚ
Claims (1)
- 【請求項１】コバルトおよびパラジウムの共沈生成物を
触媒として用いるガス中のメタンの酸化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20632693A JP3622211B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | メタンの酸化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20632693A JP3622211B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | メタンの酸化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0753976A true JPH0753976A (ja) | 1995-02-28 |
| JP3622211B2 JP3622211B2 (ja) | 2005-02-23 |
Family
ID=16521449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20632693A Expired - Fee Related JP3622211B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | メタンの酸化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3622211B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002113367A (ja) * | 2000-10-10 | 2002-04-16 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 飽和炭化水素酸化用触媒 |
| JP2007229559A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Osaka Univ | エチレン分解触媒 |
| WO2009014109A1 (ja) * | 2007-07-25 | 2009-01-29 | Osaka Gas Co., Ltd. | 可燃性ガス処理システム及び可燃性ガス処理方法 |
| JP2010180075A (ja) * | 2009-02-03 | 2010-08-19 | Toyota Motor Corp | 水素生成装置 |
| JP2016049495A (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒の製造方法 |
-
1993
- 1993-08-20 JP JP20632693A patent/JP3622211B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002113367A (ja) * | 2000-10-10 | 2002-04-16 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 飽和炭化水素酸化用触媒 |
| JP2007229559A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Osaka Univ | エチレン分解触媒 |
| WO2009014109A1 (ja) * | 2007-07-25 | 2009-01-29 | Osaka Gas Co., Ltd. | 可燃性ガス処理システム及び可燃性ガス処理方法 |
| JP5101615B2 (ja) * | 2007-07-25 | 2012-12-19 | 大阪瓦斯株式会社 | メタンガス処理システム及びメタンガス処理方法 |
| US8899968B2 (en) | 2007-07-25 | 2014-12-02 | Osaka Gas Co., Ltd. | Combustible gas processing system and combustible gas processing method |
| JP2010180075A (ja) * | 2009-02-03 | 2010-08-19 | Toyota Motor Corp | 水素生成装置 |
| JP2016049495A (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3622211B2 (ja) | 2005-02-23 |
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