JPH08309184A - High temperature combustion catalyst and method for producing the same - Google Patents

High temperature combustion catalyst and method for producing the same

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JPH08309184A
JPH08309184A JP7119725A JP11972595A JPH08309184A JP H08309184 A JPH08309184 A JP H08309184A JP 7119725 A JP7119725 A JP 7119725A JP 11972595 A JP11972595 A JP 11972595A JP H08309184 A JPH08309184 A JP H08309184A
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Japan
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palladium oxide
palladium
temperature
zirconia
high temperature
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JP7119725A
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Japanese (ja)
Inventor
Akio Nishida
明生 西田
Keiichi Furuta
圭一 古田
Hirohide Yada
博英 矢田
Koji Narui
耕治 鳴井
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Sakai Chemical Industry Co Ltd
Japan Petroleum Energy Center JPEC
Original Assignee
Petroleum Energy Center PEC
Sakai Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高活性で、600〜1000℃の温度領域で
も酸化活性の低下及び変動が少ない高温用燃焼触媒を提
供する。 【構成】 ジルコニアを含む耐熱性無機担体に酸化パラ
ジウムを担持した触媒であって、難還元性の酸化パラジ
ウムを全酸化パラジウムに対して5モル%以上含有する
高温用燃焼触媒。メカノケミカル的に活性化されたジル
コニアを含む耐熱性無機担体に、焼成により酸化パラジ
ウムを生成するパラジウム化合物を含浸させて乾燥した
後、大気中にて、400〜1200℃の温度で焼成す
る。 【効果】 焼成過程で、メカノケミカル的に活性化され
た担体中のジルコニアとパラジウム原料との相互作用に
より、難還元性の酸化パラジウムが生成する。この耐還
元性酸化パラジウムの存在で、触媒燃焼反応においても
高い酸化活性を維持する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To provide a high-temperature combustion catalyst that has high activity and has little decrease and fluctuation in oxidation activity even in the temperature range of 600 to 1000 ° C. A catalyst for high temperature combustion comprising palladium oxide supported on a heat-resistant inorganic support containing zirconia, which contains 5 mol% or more of non-reducing palladium oxide with respect to total palladium oxide. A heat-resistant inorganic carrier containing mechanochemically activated zirconia is impregnated with a palladium compound that produces palladium oxide by firing, dried, and then fired at a temperature of 400 to 1200 ° C. in the atmosphere. [Effect] During the firing process, the zirconia in the mechanochemically activated carrier interacts with the palladium raw material to form the non-reducible palladium oxide. The presence of this reduction-resistant palladium oxide maintains a high oxidation activity even in the catalytic combustion reaction.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高温用燃焼触媒及びそ
の製造方法に関するものであり、特に、ガスタービン、
ボイラーなどの高温燃焼器に使用可能な高温用燃焼触媒
であって、酸化活性の低下及び変動が少なく、しかも酸
化活性が高い高温用燃焼触媒及びその製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high temperature combustion catalyst and a method for producing the same, and particularly to a gas turbine,
The present invention relates to a high-temperature combustion catalyst that can be used in a high-temperature combustor such as a boiler and has a small decrease and fluctuation in oxidation activity and high oxidation activity, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】触媒燃焼法は、メタン、プロパンなどの
燃料と空気とを予混合した後、触媒層で無炎燃焼させる
方法であり、窒素酸化物の発生量が極めて少ないという
利点を有する。この触媒燃焼法に用いられる燃焼触媒と
しては、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、シリカな
どの耐熱性担体に酸化パラジウムを担持したものが、活
性が高いことから広く研究されている。
2. Description of the Related Art The catalytic combustion method is a method of premixing a fuel such as methane or propane with air and then performing flameless combustion in a catalyst layer, and has an advantage that the amount of nitrogen oxides generated is extremely small. As a combustion catalyst used in this catalytic combustion method, a catalyst in which palladium oxide is supported on a heat-resistant carrier such as alumina, zirconia, magnesia, or silica has been widely studied because of its high activity.

【0003】しかし、担持酸化パラジウム触媒は、高温
で酸化パラジウムが粒成長して活性が低下する、800
℃以上で酸化パラジウムが解離してパラジウムになり酸
化活性が著しく低下する(Appl.Catal.,A81,227(1992))
などの問題がある。
However, the supported palladium oxide catalyst has a low activity due to the particle growth of palladium oxide at high temperature.
Palladium oxide dissociates into palladium at temperatures above ℃ and the oxidation activity decreases significantly (Appl. Catal., A81,227 (1992)).
There are problems such as.

【0004】従来、酸化パラジウムの粒成長を抑制する
方法としては、酸化パラジウムと担体との間に中間層を
設ける(特開昭63−72345号公報)、酸化パラジ
ウム上に酸化物を分散させる(特開平3−186347
号公報)方法が提案されている。一方、酸化パラジウム
の解離を抑制する方法としては、ランタン成分を添加す
る方法(特開平4−27432号公報)が提案されてい
る。
Conventionally, as a method for suppressing the grain growth of palladium oxide, an intermediate layer is provided between the palladium oxide and the carrier (JP-A-63-72345), and the oxide is dispersed on the palladium oxide ( JP-A-3-186347
Method) has been proposed. On the other hand, as a method of suppressing the dissociation of palladium oxide, a method of adding a lanthanum component (JP-A-4-27432) is proposed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の改
良された担持酸化パラジウム触媒を用いても、600〜
1000℃の温度領域での酸化活性の低下及び変動を十
分に防ぐことはできないという問題がある。
However, even when the above-mentioned conventional improved supported palladium oxide catalyst is used, the amount of 600 to
There is a problem that it is not possible to sufficiently prevent the decrease and fluctuation of the oxidation activity in the temperature range of 1000 ° C.

【0006】本発明は上記従来の問題点を解決し、高活
性で、しかも、600〜1000℃の温度領域でも酸化
活性の低下及び変動が少ない高温用燃焼触媒及びその製
造方法を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides a high temperature combustion catalyst and a method for producing the same, which is highly active and has a small decrease and fluctuation in oxidation activity even in the temperature range of 600 to 1000 ° C. To aim.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の高温用燃焼触
媒は、ジルコニアを含む耐熱性無機担体に酸化パラジウ
ムを担持した触媒であって、難還元性の酸化パラジウム
を全酸化パラジウムに対して5モル%以上含有すること
を特徴とする600〜1000℃の温度範囲で使用され
るものである。
A combustion catalyst for high temperature according to claim 1 is a catalyst in which palladium oxide is supported on a heat-resistant inorganic carrier containing zirconia, and a non-reducing palladium oxide is used with respect to total palladium oxide. It is used in the temperature range of 600 to 1000 ° C., characterized by containing 5 mol% or more.

【0008】請求項2の高温用燃焼触媒の製造方法は、
上記請求項1に記載の高温用燃焼触媒を製造する方法で
あって、メカノケミカル的に活性化された、ジルコニア
を含む耐熱性無機担体に、焼成により酸化パラジウムを
生成するパラジウム化合物を含浸させて乾燥した後、大
気中にて、400〜1200℃の温度で焼成することを
特徴とする。
A method for producing a high temperature combustion catalyst according to claim 2 is
The method for producing a high temperature combustion catalyst according to claim 1, wherein a mechanochemically activated heat-resistant inorganic carrier containing zirconia is impregnated with a palladium compound which produces palladium oxide by firing. After drying, it is characterized in that it is fired at a temperature of 400 to 1200 ° C. in the atmosphere.

【0009】即ち、本発明者らは、前述の問題点を解決
するべく、高温用燃焼触媒について鋭意研究した結果、
ジルコニア(ZrO2 )系担体に担持された酸化パラジ
ウムに難還元性の酸化パラジウムが存在すること、ま
た、このような難還元性の酸化パラジウムを含む触媒
が、メカノケミカル的に活性化されたジルコニア系担体
を用いて400〜1200℃で焼成することによって得
られることを見出し、本発明を完成させた。
That is, the inventors of the present invention have conducted extensive studies on a high temperature combustion catalyst in order to solve the above-mentioned problems, and as a result,
The non-reducing palladium oxide is present in the palladium oxide supported on the zirconia (ZrO 2 ) type carrier, and the catalyst containing such non-reducing palladium oxide is mechanochemically activated zirconia. The present invention has been completed by finding that it can be obtained by firing at 400 to 1200 ° C. using a system carrier.

【0010】以下に本発明を、本発明による高温用燃焼
触媒の製造手順に従って、詳細に説明する。
The present invention will be described in detail below according to the procedure for producing the high temperature combustion catalyst according to the present invention.

【0011】本発明において、酸化パラジウムを担持さ
せる耐熱性無機担体としては、ジルコニア担体、及び、
ジルコニアと他の無機物質とを含む担体が用いられる。
ジルコニアと他の無機物質とを含む担体の場合、他の無
機物質の種類としては特に制限はないが、1000℃ま
で加熱した時の比表面積の低下の少ないものが好まし
く、アルミナ、マグネシア、シリカなどのセラミックス
粉末、或いは、これらのセラミックス粉末を各種添加物
により安定化した粉末等を用いることができる。この場
合、担体中のジルコニアの含有量が少な過ぎると本発明
による効果が十分に得られない。従って、担体に含有さ
れるジルコニアの量は、担体中のジルコニア以外の無機
物質に対して3モル%以上、特に5モル%以上であるこ
とが好ましい。
In the present invention, the heat-resistant inorganic carrier supporting palladium oxide is a zirconia carrier, and
A carrier containing zirconia and another inorganic substance is used.
In the case of a carrier containing zirconia and another inorganic substance, the type of the other inorganic substance is not particularly limited, but those having less decrease in specific surface area when heated to 1000 ° C. are preferable, such as alumina, magnesia and silica. It is possible to use the ceramic powder of No. 3, or a powder obtained by stabilizing these ceramic powders with various additives. In this case, if the content of zirconia in the carrier is too small, the effect of the present invention cannot be sufficiently obtained. Therefore, the amount of zirconia contained in the carrier is preferably 3 mol% or more, particularly preferably 5 mol% or more, with respect to the inorganic substance other than zirconia in the carrier.

【0012】なお、アルミナ等のジルコニア以外の無機
物質が主成分である担体を用いる場合、この担体の製造
に当っては、硝酸ジルコニウム等のジルコニウム塩、或
いは、ジルコニウムプロポキシド、ジルコニウムアセチ
ルアセトナート等の有機ジルコニウム化合物を用い、ジ
ルコニウムが分散性良く含有された担体を製造するのが
好ましい。例えば、ジルコニウムアセチルアセトナート
を水又はエタノール等の溶媒を用いてアルミナ粉末に含
浸させた後、乾燥し、500〜1300℃の温度で大気
中にて焼成することにより、アルミナ粒子表面にジルコ
ニアがコーティングされた、高分散性ジルコニア含有担
体を得ることができる。
When a carrier containing an inorganic substance other than zirconia such as alumina as a main component is used, a zirconium salt such as zirconium nitrate, zirconium propoxide, zirconium acetylacetonate or the like is used in the production of the carrier. It is preferable to produce a carrier containing zirconium with good dispersibility using the organozirconium compound of. For example, zirconium acetylacetonate is impregnated into an alumina powder using a solvent such as water or ethanol, dried, and then baked in the atmosphere at a temperature of 500 to 1300 ° C. to coat the surface of the alumina particle with zirconia. It is possible to obtain a highly dispersed zirconia-containing carrier.

【0013】このようなジルコニア含有耐熱性無機担体
に酸化パラジウムを担持させるには、焼成により酸化パ
ラジウムを生成するパラジウム化合物を含む溶液を耐熱
性無機担体に含浸させて乾燥後焼成するが、本発明にお
いては、この含浸時及び/又は含浸前に、担体表面をボ
ールミル、サンドミル等により摩砕するなどしてメカノ
ケミカル的に活性化する。このような活性化を行うこと
によって、後工程の焼成により、担体とパラジウム化合
物との相互作用で難還元性の酸化パラジウムを生成させ
ることができる。
In order to support palladium oxide on such a zirconia-containing heat-resistant inorganic carrier, a solution containing a palladium compound which produces palladium oxide by calcination is impregnated into the heat-resistant inorganic carrier and dried, followed by calcination. In this case, during and / or before the impregnation, the carrier surface is mechanically and chemically activated by grinding it with a ball mill, a sand mill or the like. By carrying out such activation, it is possible to generate the non-reducible palladium oxide by the interaction between the carrier and the palladium compound by the firing in the subsequent step.

【0014】具体的には、ジルコニアを含む耐熱性無機
担体と、パラジウムアセチルアセトナート、硝酸パラジ
ウム、酢酸パラジウム等のパラジウム塩などのパラジウ
ム原料と、エタノール、アセトン、水などの溶媒と、担
体を活性化させるためのジルコニアボール、ナイロンボ
ールなどの混合・粉砕媒体とを容器に入れボールミル処
理を行う。ボールミル時間は長い方が粉砕が進み担体表
面の活性化には好ましいが、不純物の混入も同時に生じ
るので、通常、5〜100時間程度が好ましい。また、
有機溶媒の蒸発、パラジウム原料の分解を防ぐためボー
ルミル処理時の温度は室温程度が好ましい。
Specifically, a heat-resistant inorganic carrier containing zirconia, a palladium raw material such as palladium salt such as palladium acetylacetonate, palladium nitrate and palladium acetate, a solvent such as ethanol, acetone and water, and the carrier are activated. Mixing and grinding media such as zirconia balls and nylon balls for solidification are put in a container and ball-milled. A longer ball mill time is preferable for activating the surface of the carrier as pulverization progresses, but impurities are mixed in at the same time, so that it is usually preferably about 5 to 100 hours. Also,
In order to prevent evaporation of the organic solvent and decomposition of the palladium raw material, the temperature during the ball mill treatment is preferably about room temperature.

【0015】なお、メカノケミカル的な活性化手段は、
ボールミルに限られず、サンドミル、媒体撹拌ミル等を
用いることもできる。
Mechanochemical activation means are as follows:
Not limited to the ball mill, a sand mill, a medium stirring mill, or the like can be used.

【0016】本発明においては、このようにしてジルコ
ニアを含む耐熱性無機担体にパラジウム原料を含浸させ
て乾燥したものを、大気中で焼成するに当り、焼成温度
は400〜1200℃、好ましくは500〜900℃と
する。焼成温度が400℃より低いとパラジウム原料の
分解が不十分であり、また焼成温度が低いために難還元
性のパラジウムが生成し難く、1200℃より高い温度
で焼成すると酸化パラジウムがパラジウムに解離し、更
に解離したパラジウムが粒成長し活性が低下する。
In the present invention, the heat-resistant inorganic carrier containing zirconia thus impregnated with the palladium raw material and dried is fired in the atmosphere at a firing temperature of 400 to 1200 ° C., preferably 500. ˜900 ° C. If the calcination temperature is lower than 400 ° C, the decomposition of the palladium raw material is insufficient, and since the calcination temperature is low, it is difficult to form the non-reducing palladium. Further, the dissociated palladium grows and the activity decreases.

【0017】なお、このようにして得られる担持酸化パ
ラジウム触媒の酸化パラジウムの担持量がパラジウム換
算で0.05重量%より少ないと高温での長時間使用で
パラジウムの揮散による活性低下の影響が大きくなり、
5重量%を超えると結晶性の酸化パラジウムの割合が増
し、活性変動が大きくなる。従って、酸化パラジウムの
担持量はパラジウム換算で0.05〜5重量%程度とす
るのが好ましい。
If the amount of palladium oxide supported on the thus-supported palladium oxide catalyst is less than 0.05% by weight in terms of palladium, the activity is greatly affected by volatilization of palladium due to long-term use at high temperature. Becomes
If it exceeds 5% by weight, the proportion of crystalline palladium oxide increases, and the activity fluctuation becomes large. Therefore, the supported amount of palladium oxide is preferably about 0.05 to 5% by weight in terms of palladium.

【0018】このような方法によれば、難還元性の酸化
パラジウムを全酸化パラジウムに対して5モル%以上、
通常の場合、10〜50モル%含有し、600〜100
0℃での温度変化に対して、活性変動の少ない担持酸化
パラジウム触媒を得ることができる。
According to such a method, the non-reducing palladium oxide is contained in an amount of 5 mol% or more based on the total palladium oxide.
Usually, 10 to 50 mol% is contained and 600 to 100
It is possible to obtain a supported palladium oxide catalyst with little activity variation with respect to temperature change at 0 ° C.

【0019】なお、本発明において、難還元性の酸化パ
ラジウムとは、室温付近の水素雰囲気下では還元される
ことがなく、180〜330℃の高温水素雰囲気下で還
元される耐還元性の酸化パラジウムである。
In the present invention, the hardly-reducing palladium oxide is a reduction-resistant oxidation that is not reduced in a hydrogen atmosphere near room temperature but is reduced in a high-temperature hydrogen atmosphere at 180 to 330 ° C. It is palladium.

【0020】[0020]

【作用】本発明における担持酸化パラジウム触媒では、
大気中での焼成過程において、メカノケミカル的に活性
化された担体中のジルコニアとパラジウム原料との相互
作用により、難還元性の酸化パラジウムを生成してい
る。このことは、水素を用いた昇温還元測定によって明
らかとなった。即ち、酸化パラジウムを、反応性に乏し
いジルコニアに担持した場合、或いは、ジルコニアを含
まないアルミナ等の担体に担持した場合、その酸化パラ
ジウムは水素によって室温付近ですべて還元される。こ
れに対して、本発明の触媒では、担持された酸化パラジ
ウムのうちの5モル%以上が、室温では還元されず、1
80〜330℃の高温で還元される耐還元性の酸化パラ
ジウムである。この耐還元性を有する酸化パラジウムが
存在することによって、本発明の高温用燃焼触媒は、6
00〜1000℃での触媒燃焼反応においても高い酸化
活性を維持することが可能となる。
[Function] In the supported palladium oxide catalyst of the present invention,
During the calcination process in the atmosphere, the zirconia in the mechanochemically activated carrier interacts with the palladium raw material to form the non-reducible palladium oxide. This was clarified by the temperature-programmed reduction measurement using hydrogen. That is, when palladium oxide is supported on zirconia, which has poor reactivity, or on a carrier such as alumina containing no zirconia, the palladium oxide is reduced by hydrogen at around room temperature. On the other hand, in the catalyst of the present invention, 5 mol% or more of the supported palladium oxide is not reduced at room temperature and
It is a reduction-resistant palladium oxide that is reduced at a high temperature of 80 to 330 ° C. Due to the presence of this reduction-resistant palladium oxide, the high temperature combustion catalyst of the present invention is
It becomes possible to maintain a high oxidation activity even in the catalytic combustion reaction at 00 to 1000 ° C.

【0021】[0021]

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を
より具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない
限り以下の実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples unless it exceeds the gist.

【0022】実施例1 ジルコニア粉末、パラジウムアセチルアセトナート、ナ
イロンボール及びエタノールを樹脂製の容器に入れ、室
温で12時間ボールミル処理しながら活性化及び含浸処
理した。その後、70℃で乾燥し、得られた乾燥混合物
を大気中にて500℃で4時間焼成して、触媒100g
当りパラジウム換算で0.5gの酸化パラジウムを担持
した担持酸化パラジウム触媒の高温用燃焼触媒を得た。
Example 1 Zirconia powder, palladium acetylacetonate, nylon balls and ethanol were placed in a resin container and activated and impregnated while being ball-milled at room temperature for 12 hours. Then, it is dried at 70 ° C., and the obtained dry mixture is calcined in the air at 500 ° C. for 4 hours to obtain 100 g of a catalyst.
A high temperature combustion catalyst of a supported palladium oxide catalyst supporting 0.5 g of palladium oxide per palladium was obtained.

【0023】実施例2〜4 担持酸化パラジウム触媒を焼成する際の温度を表1に示
す温度にした以外は実施例1と同様の方法で高温用燃焼
触媒を調製した。
Examples 2 to 4 High temperature combustion catalysts were prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature for calcining the supported palladium oxide catalyst was set to the temperature shown in Table 1.

【0024】実施例5 δ−アルミナ粉末に、ジルコニウムアセチルアセトナー
トをアルミナに対して10モル%となるように用い、溶
媒としてエタノールを用いて含浸処理し、乾燥後、11
00℃で2時間大気中で焼成して、δ−アルミナ粒子の
表面にジルコニアをコーティングした担体を調製した。
この担体に実施例1と同様の方法で酸化パラジウムを担
持して高温用燃焼触媒を調製した。
Example 5 δ-alumina powder was impregnated with zirconium acetylacetonate in an amount of 10 mol% with respect to alumina, and was impregnated with ethanol as a solvent. After drying, 11
The support was prepared by baking the surface of δ-alumina particles with zirconia by firing in air at 00 ° C. for 2 hours.
Palladium oxide was loaded on this carrier in the same manner as in Example 1 to prepare a high temperature combustion catalyst.

【0025】比較例1 ジルコニア粉末を、パラジウムアセチルアセトナートを
含有するエタノール溶液に含浸した後、70℃で乾燥
し、得られた乾燥混合物を大気中にて1300℃で4時
間焼成して、触媒100g当りパラジウム換算で0.5
gの酸化パラジウムを担持した担持酸化パラジウム触媒
の燃焼触媒を得た。
Comparative Example 1 Zirconia powder was impregnated with an ethanol solution containing palladium acetylacetonate, dried at 70 ° C., and the obtained dry mixture was calcined at 1300 ° C. for 4 hours in the atmosphere to obtain a catalyst. 0.5 per 100g converted to palladium
A combustion catalyst of a supported palladium oxide catalyst supporting g of palladium oxide was obtained.

【0026】比較例2 担持酸化パラジウム触媒を焼成する際の温度を500℃
にした以外は比較例1と同様の方法で燃焼触媒を調製し
た。
Comparative Example 2 The temperature for calcining the supported palladium oxide catalyst was 500 ° C.
A combustion catalyst was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that

【0027】比較例3 δ−アルミナ粉末をパラジウムアセチルアセトナートを
含有するエタノール溶液に含浸した後、70℃で乾燥し
た。得られた乾燥混合物を大気中にて1100℃で4時
間焼成して、触媒100g当り0.5gの酸化パラジウ
ムを担持した担持酸化パラジウム触媒の燃焼触媒を得
た。
Comparative Example 3 δ-alumina powder was impregnated with an ethanol solution containing palladium acetylacetonate and dried at 70 ° C. The obtained dry mixture was calcined in the air at 1100 ° C. for 4 hours to obtain a combustion catalyst of a supported palladium oxide catalyst carrying 0.5 g of palladium oxide per 100 g of the catalyst.

【0028】比較例4,5 担持酸化パラジウム触媒を焼成する際の温度を表1に示
す温度にしたこと以外は実施例1と同様の方法で燃焼触
媒を調製した。
Comparative Examples 4 and 5 Combustion catalysts were prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature for calcining the supported palladium oxide catalyst was set to the temperature shown in Table 1.

【0029】比較例6 ジルコニア粉末の代りにδ−アルミナ粉末を用いたこと
以外は、実施例4と同様の方法で燃焼触媒を調製した。
Comparative Example 6 A combustion catalyst was prepared in the same manner as in Example 4 except that δ-alumina powder was used instead of zirconia powder.

【0030】[各燃焼触媒の特性の測定] 反応温度の変化によるメタン酸化活性の変化の測定 実施例1〜5及び比較例1〜3で製造された触媒のメタ
ン酸化活性を調べた。まず、固定床流通式反応装置に各
々調製した燃焼触媒を0.4g充填し、0.5%メタン
−99.5%空気の混合ガスを1分当り1.6リットル
流通させた。
[Measurement of Characteristics of Each Combustion Catalyst] Measurement of Change in Methane Oxidation Activity with Change in Reaction Temperature The methane oxidation activity of the catalysts produced in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 was examined. First, 0.4 g of each prepared combustion catalyst was filled in a fixed bed flow reactor, and 1.6 liters of a mixed gas of 0.5% methane-99.5% air was flowed per minute.

【0031】次に、反応温度を所定温度に順次上げなが
ら昇温過程のメタン転化率を測定し、引続き、反応温度
を所定温度に順次下げながら降温過程のメタン転化率を
測定た。
Next, the methane conversion rate during the temperature rising process was measured while the reaction temperature was sequentially raised to a predetermined temperature, and subsequently, the methane conversion ratio during the temperature lowering process was measured while the reaction temperature was sequentially lowered to the predetermined temperature.

【0032】実施例1、実施例2及び実施例3の高温用
燃焼触媒のメタン転化率をそれぞれ図1、図2及び図3
に示す。図1〜3より、実施例1〜3の高温用燃焼触媒
は、温度が下がるにつれてメタン転化率は徐々に低下す
るだけで、700〜750℃付近での活性の落ち込みは
みられないことがわかる。
The methane conversions of the high temperature combustion catalysts of Examples 1, 2 and 3 are shown in FIGS. 1, 2 and 3, respectively.
Shown in It is understood from FIGS. 1 to 3 that in the high temperature combustion catalysts of Examples 1 to 3, the methane conversion rate only gradually decreases as the temperature decreases, and the activity drop at around 700 to 750 ° C. is not seen. .

【0033】また、実施例4及び実施例5の高温用燃焼
触媒のメタン転化率をそれぞれ図4及び図5に示す。図
4,5より、実施例4,5の高温用燃焼触媒では700
℃でメタン転化率の低下がみられるが、後掲の比較例1
〜3の700〜750℃付近でのメタン転化率の低下よ
りは小さくなっていることがわかる。
The methane conversions of the high temperature combustion catalysts of Examples 4 and 5 are shown in FIGS. 4 and 5, respectively. From FIGS. 4 and 5, the high temperature combustion catalysts of Examples 4 and 5 have 700
A decrease in methane conversion was observed at ℃, but Comparative Example 1 below.
It can be seen that it is smaller than the decrease in the methane conversion rate in the vicinity of 700 to 750 ° C.

【0034】比較例1、比較例2及び比較例3の燃焼触
媒のメタン転化率をそれぞれ図6、図7及び図8に示
す。図6〜8より明らかなように、比較例1〜3の燃焼
触媒では、温度の低下と共にメタン転化率は急激に低下
し、750℃でのメタン転化率は40%から13%に大
きく低下した。
The methane conversion rates of the combustion catalysts of Comparative Example 1, Comparative Example 2 and Comparative Example 3 are shown in FIGS. 6, 7 and 8, respectively. As is clear from FIGS. 6 to 8, in the combustion catalysts of Comparative Examples 1 to 3, the methane conversion rate drastically decreased as the temperature decreased, and the methane conversion rate at 750 ° C. greatly decreased from 40% to 13%. .

【0035】 全担持酸化パラジウムに対する難還元
性酸化パラジウムの割合の測定 実施例1〜5及び比較例1〜6で製造された燃焼触媒に
ついて、水素を用いた昇温還元によって求めた全担持酸
化パラジウムに対する難還元性の酸化パラジウムの割合
を表1に示した。この昇温還元による測定は、10%水
素−90%アルゴンの混合ガスを用い、室温で15分間
このガスを流通させた後、10℃/分で500℃まで昇
温することによって行った。表1より明らかなように、
実施例1〜5ではいずれも難還元性の酸化パラジウムが
生じているにもかかわらず、比較例1〜6の触媒ではこ
れを検出できなかった。
Measurement of Ratio of Hardly Reducible Palladium Oxide to Total Supported Palladium Oxide For the combustion catalysts produced in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6, total supported palladium oxide was determined by temperature programmed reduction using hydrogen. Table 1 shows the ratio of the non-reducible palladium oxide with respect to. The measurement by the temperature-elevated reduction was performed by using a mixed gas of 10% hydrogen-90% argon, flowing this gas at room temperature for 15 minutes, and then raising the temperature to 500 ° C at 10 ° C / minute. As is clear from Table 1,
In all of Examples 1 to 5, although hardly reducible palladium oxide was generated, this could not be detected by the catalysts of Comparative Examples 1 to 6.

【0036】 パラジウムの分散度の測定 実施例1〜5及び比較例1〜6で製造された燃焼触媒に
ついて、CO吸着測定によって求めたパラジウムの分散
度(COがPdに1対1で吸着すると仮定して、吸着C
OとPdのモル比で表したもの)を表1に示した。な
お、比較例2及び4では分散度が比較的良好であるにも
かかわらず難還元性のPdが検出できないのは、それぞ
れ担体の活性が乏しいためおよび、焼成温度が低いため
にパラジウムと担体の反応が進んでいないためと推定さ
れる。
Measurement of Palladium Dispersity With respect to the combustion catalysts produced in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6, the polydispersity of palladium determined by CO adsorption measurement (assuming that CO is adsorbed on Pd in a one-to-one relationship) And adsorption C
Table 1 shows the molar ratio of O and Pd. In Comparative Examples 2 and 4, the non-reducing Pd cannot be detected even though the degree of dispersion is relatively good, because the activity of the carrier is poor and the calcination temperature is low. It is presumed that the reaction has not progressed.

【0037】 燃焼触媒の昇温還元プロファイルの測
定 代表例として実施例1、実施例4及び比較例1の燃焼触
媒の昇温還元プロファイルを測定し、それぞれ図9、1
0及び11に示した。
Measurement of Temperature Rise Reduction Profile of Combustion Catalyst The temperature rise reduction profiles of the combustion catalysts of Example 1, Example 4 and Comparative Example 1 were measured as typical examples, and are shown in FIGS.
It is shown in 0 and 11.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】[0039]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の高温用燃焼
触媒及びその製造方法によれば、酸化活性が高く、しか
も、600〜1000℃の高温度領域においても酸化活
性の低下及び変動が少ない高特性高温用燃焼触媒が提供
される。
As described above in detail, according to the combustion catalyst for high temperature and the method for producing the same of the present invention, the oxidation activity is high, and the oxidation activity is reduced and fluctuated even in the high temperature range of 600 to 1000 ° C. A few high-performance high temperature combustion catalysts are provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1で調製された高温用燃焼触媒のメタン
転化率を示す図である。
1 is a diagram showing a methane conversion rate of a high temperature combustion catalyst prepared in Example 1. FIG.

【図2】実施例2で調製された高温用燃焼触媒のメタン
転化率を示す図である。
2 is a diagram showing a methane conversion rate of a high temperature combustion catalyst prepared in Example 2. FIG.

【図3】実施例3で調製された高温用燃焼触媒のメタン
転化率を示す図である。
3 is a diagram showing a methane conversion rate of a high temperature combustion catalyst prepared in Example 3. FIG.

【図4】実施例4で調製された高温用燃焼触媒のメタン
転化率を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a methane conversion rate of a high temperature combustion catalyst prepared in Example 4.

【図5】実施例5で調製された高温用燃焼触媒のメタン
転化率を示す図である。
5 is a diagram showing a methane conversion rate of a high temperature combustion catalyst prepared in Example 5. FIG.

【図6】比較例1で調製された燃焼触媒のメタン転化率
を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a methane conversion rate of a combustion catalyst prepared in Comparative Example 1.

【図7】比較例2で調製された燃焼触媒のメタン転化率
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a methane conversion rate of a combustion catalyst prepared in Comparative Example 2.

【図8】比較例3で調製された燃焼触媒のメタン転化率
を示す図である。
8 is a diagram showing a methane conversion rate of a combustion catalyst prepared in Comparative Example 3. FIG.

【図9】実施例1で調製された高温用燃焼触媒の昇温還
元プロファイルを示す図である。
FIG. 9 is a graph showing a temperature reduction profile of the high temperature combustion catalyst prepared in Example 1.

【図10】実施例4で調製された高温用燃焼触媒の昇温
還元プロファイルを示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a temperature reduction profile of the high temperature combustion catalyst prepared in Example 4.

【図11】比較例1で調製された高温用燃焼触媒の昇温
還元プロファイルを示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a temperature reduction profile of the high temperature combustion catalyst prepared in Comparative Example 1.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鳴井 耕治 山口県宇部市大字小串1978番地の5 宇部 興産株式会社宇部研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Koji Narui 5 1978, Kozugushi, Ube City, Ube Yamaguchi Prefecture Ube Kosan Co., Ltd. Ube Laboratory

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ジルコニアを含む耐熱性無機担体に酸化
パラジウムを担持した触媒であって、難還元性の酸化パ
ラジウムを全酸化パラジウムに対して5モル%以上含有
することを特徴とする600〜1000℃の温度範囲で
使用される高温用燃焼触媒。
1. A catalyst in which palladium oxide is supported on a heat-resistant inorganic carrier containing zirconia, wherein the non-reducing palladium oxide is contained in an amount of 5 mol% or more based on the total palladium oxide. High temperature combustion catalyst used in the temperature range of ℃.
【請求項2】 メカノケミカル的に活性化された、ジル
コニアを含む耐熱性無機担体に、焼成により酸化パラジ
ウムを生成するパラジウム化合物を含浸させて乾燥した
後、大気中にて、400〜1200℃の温度で焼成する
ことを特徴とする請求項1に記載の高温用燃焼触媒の製
造方法。
2. A mechanochemically activated, heat-resistant inorganic carrier containing zirconia is impregnated with a palladium compound which produces palladium oxide by firing, and dried, and then at 400 to 1200 ° C. in the atmosphere. The method for producing a high temperature combustion catalyst according to claim 1, wherein the method is for calcination at a temperature.
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