JPS6018214B2 - ガス浄化用触媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、大気汚染防止のためのガス浄化用触媒体、特
に石油、ガス、練炭などを燃料とした各種家庭用燃焼機
器や調理器より発生する有害物質、油煙、臭気などを含
む排ガス浄化のための触媒体に関する。

この種の家庭用機器などからの排ガス組成は一様ではな
く、排ガスの主成分は例えば燃焼機器においては未燃焼
による一酸化炭素「炭化水素、特にオレフィン系炭化水
素であり、調理器においては、主に脂肪酸系炭化水素、
及びアルデヒドの類である。

さらに詳述すると、各種家庭用燃焼機器の触媒体の好ま
しい設置位置による触媒体の温度は、６００ｏｏ以下（
最高温度７００００以下）である。

以上のことから本発明は最高温度７００００における耐
スボーリング性のすぐれたべレツト状触媒体を提供する
ものである。最近は、アルミニウムサッシの普及により
、家屋の密閉度が高まってきたこと、さらにアパート、
マンションなど住宅が高層化して来たことなどにより、
自然状態での室内空気の換気は困難なものとなっている
。

この様な事情から、家庭用燃焼機器の安全性及び調理時
の排ガスの無鰹化、無臭化が強く望まれている。

本発明の目的は、家庭用燃焼機器を使用するにあたり、
正常使用時はもちろんのこと、異常使用においても安全
に、快適に使用できるように改善するための触媒体を提
供するものであり、また、調理器の使用にあたっては、
排出ガスの油煙、臭気を酸化浄化するための触媒体を提
供するものである。

さらに家庭用燃焼機器は、高性能、低価格の技術革新が
行われている。

このような進歩と市場性から低価格の触媒は必須であり
、本発明は安価で製法が簡単な高性能の触媒を提供する
ものである。従来、この様な目的にかなう触媒体として
、種々の触媒体が検討され、工業化されている。

主な触媒体は、貴金属触媒、金属酸化物触媒である。貴
金属触媒体は特に白金、パラジウムもしくは白金黒触媒
がよいとされてきた。しかし従来の白金触媒は高価であ
り、また金属酸化物触媒はそれより安価であるが、家庭
用燃焼機器に用いるにはなお高価であった。白金触媒が
高価であるのは、白金そのものが高価なことは言うまで
もないが、さらに担体としてのアルミナ成形体、ガラス
繊維が高価であり、製法（前処理）が複雑であり、白金
を担持させる手法及び後処理が複雑であることなどによ
る。

さらに触媒の担体への含浸が困難であり、均質なものは
得難く、また振動による耐摩耗性が弱く、特に高温度で
の耐スポーリング性が悪く、従って触媒の寿命も短かし
、等の欠点があった。触媒担体は、アルミナに限るもの
ではなく、例えば特公昭４７一５０９８０号公報に記載
してある様に、耐熱性で、化学的に不活性で、多孔性の
あるジルコン、シユライトシリマナイト、マグネシウム
シリケート、アルミノシリケートなどがある。

しかし、実用に供しているのは、アルミナを主成分とし
たものが主流である。また最近、多孔性の金属、たとえ
ば発泡金属等を担体として用いているものも、工業化さ
れている。担体として用いられている物質は、大別する
とセラミック坦体と、金属担体との二つがあり、その担
体の製造法については、種々の提案がある。

しかし、これらの触媒体は、それぞれ一長一短があり、
いずれの方法によっても、得られた触媒体は高価であり
、家庭用燃焼機器へ応用するには、さらに改善する必要
がある。本発明は、以上のような従来の欠点を除去し、
安価で触媒活性、耐スポーリング性、耐摩耗性、さらに
成型収率の優れた高表面積の触媒を提供するものである
。

すなわち、本発明はアルミナセメントを主成分として含
むべレット状成形体を迫体とし、前言己担体組成物中に
アルミナセメントと、耐スポーリング性を改善するため
に粒状基骨材と、担体表面積を大きくするために粉末骨
材とを混入し、さらに非暁結べレット状担体に金属、金
属酸化物の触媒を担持させたことを特徴とするものであ
る。本発明者らが先に提案した触媒体として、Ａアルミ
ン酸石灰ーマンガン酸化物系触媒、Ｂアルミン酸石灰−
マンガン酸化物−耐熱挫骨材系触媒、Ｃアルミナセメン
トを含む担体に触媒を担持した、触媒の３つに大別する
ことができる。

Ａ，Ｂの触媒は排ガス中の被毒物濃度（特にＳ０２ガス
）により、性能がいちじるしく異なる。すなわち灯油を
燃焼させる、たとえば石油ストーブのような比較的低濃
度（Ｓ０２としてｌｏｐｐｍ以下）のＳ０２に対して、
排ガス（Ｃ０，ＨＣ）浄化性能はすぐれているが、Ｓ０
２濃度として、５０ｐｐｍ以上を含む排ガスの浄化性能
は劣化が大きいことが判明した。−方、上述の如く、高
濃度のＳ０２を含む排ガス、たとえば練炭燃焼排ガス浄
化用としてＣの触媒を提案した。本発明はこのＣ触媒を
改良したもので、さらに低温活性を向上させるとともに
、触媒寿命の優れた触媒体であるとともに、前記触媒体
の担体組成の構成比を限定したものである。本発明の担
体組成物は、無機結合剤としてアルミナセメントを用い
、これとシリカ系、アルミナ系、シリカアルミナ系骨村
を粉末化したものからなり、さらにコージラィト、フッ
石、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の粉末骨材、
好ましくは多孔性粉末骨材（比表面積５で／餌以上）と
からなるものであり、Ｃをさらに構成限定したものであ
る。本発明の触媒は、安価で、触媒活性、耐熱性、耐摩
耗性、特に耐スポーリング性にすぐれた非焼結べレット
状触媒に関するものである。

本発明で用いる触媒担体の主成分は、アルミナセメント
であり、これはボルトランドセメントとは区別される。

アルミナセメントは一般的にｍＡ１２０３・ｎＣａ○で
表わされ、ボルトランドセメントは、ｍＳｉ０２：ｎ′
ＣａＯで表わされるものである。ボルトランドセメント
は、需要量も多く、安価であるが、耐熱性、耐スポーリ
ング性、硬化速度が遅いという欠点を有し、さらには硫
酸イオンに侵食されやすい。それに対し、アルミナセメ
ントは、耐熱性も高く、硬化速度も速く、触媒製造の観
点から好ましいセメントといえる。アルミナセメントの
組成は、前記のとおりで、石灰分が４の重量％以上にな
ると、損体の機械的強度は大きくなるが、耐熱性が小さ
くなるとともに、重金属酸化物と高温で反応し、たとえ
ば６５０℃程度以上でマンガン酸化物力むａＭｎ２０４
等を生成し、触媒の熱破壊を招く。

一万石灰分が少ないと耐熱曲ま向上するが、機械的強度
が低下するとともに、成形時の養生時間が長くなり、生
産性も悪くなる。またァルミナ分が３５％重量％以下に
なると、耐熱性は低下する。一方、アルミナ分が多くな
ると、耐熱性は向上する。混入した酸化鉄分は２の重量
％以上になると、加熱時の機械的強度が低下し、耐熱性
は低下する。

この酸化鉄は３００午○程度以上の温度で、ガス浄化、
例えば一酸化炭素を浄化する触媒能を有する。このよう
な助触媒的効果を発揮させるには酸化鉄を２重量％以上
含有することが好ましい。アルミナセメントの好ましい
組成は、石灰分１５〜４の重量％、特に３０〜４の重量
％、アルミナ３５〜８０重量％、特に４０〜６の重量％
、酸化鉄分０．３〜２０重量％、特に２〜１の重量％で
ある。この種のセメント材としてはボルトランドセメン
トがあるが、３００ｏｏ以上の温度には耐えられず、触
媒体温度が３００００程度以上となる家庭用燃焼機器の
排ガス浄化の目的には通さない。

アルミナセメントは３００００以上の温度に充分耐えう
るものであるが、７００００程度以上の温度に耐えるよ
うにするには高アルミナセメントを用いるのがよい。次
に粒状基骨材としては、シリカ系基骨材、シリカアルミ
ナ系基骨材、アルミナ系基骨材であり、鉱物相として、
ケイ酸塩鉱物「 ムラィト、コランダム、シリマナイト
、Ｐーアルミナさらにはマグネシア、クロム、ドロマイ
トトマゲクロ、クロマグ系のものを用いるのが好ましい
。

また触媒の使用温度により、低温側（３００〜７００ｑ
ｏ）では一般的な粒状基骨材を用い、高温側（７００℃
以上）では耐熱性粒状基骨材を用いることが好ましい。
さらに詳述すると、シリカ系基骨材として、ケィ石等が
ある。これらの基骨村はＳｉ０２を主成分としたもので
ある。シリカアルミナ系基骨材として、シャモット、ロ
ウ石、高アルミナ等があり、Ｓｉ０２一ＡＩ２０３が主
成分である。アルミナ系基骨材として、Ｑ一山２０３，
Ｐ一ＡＩ２０３，ｙ −ＡＩ２０３，ｐ−山２０３等が
ある。さらに一般的な主要鉱物相として、ケイ酸塩鉱物
、ムラィト、コランダム、シリマナイト、Ｂーアルミナ
等が用いられる。これらの基骨材をある程度に粗砕した
もの、あるいは市販のコニカルケィ砂、アルミナ、シャ
モット等の基骨材を用いることができ、一般的には市販
品のケイ砂、あるいはシャモツトを使用するのが便利で
ある。さらにマグネシア、クロム、ドロマイト、マグク
ロ、クロマグ系基骨村を用いることができるが、これら
は主に非常な高温度（１３００００以上）に用いられる
もので、安価な触媒担体を得るには不経済である。

一般的には最大１０００ｏｏ程度の温度に対し耐スポー
リング特性がすぐれていればよく、シリカ系基骨材で充
分である。

また最大６００００程度の温度に対しては、シリカ系基
骨材のなかでも安価な普通の砂、浜砂等を用いると便利
である。次に粒状基骨村の粒度について説明する。

本発明で用いる粒状骨村とは、２００メッシュ以上のも
のをいい、好ましくは、３５〜２００メッシュの粒径が
９の重量％以上のものが良い。なぜならべレット状担体
はハニカムタィプに比べ、体積が小さく、熱破壊（割れ
）等の耐スポーＩＪング性に対して影響は少ない。その
ためハニカムタィプに比べ粒状基骨材の粒径は細かいも
のが好ましい。べレット状担体の製造法は、一般的に押
し出し加圧成型法が用いられるため、骨材粒径が大きい
場合は、担体成型時の加圧が不均一となり、成型体が均
一径、あるいは均質に成型することが困難となる。

本発明者らが種々検討した結果、ｎ功吻怪以下のべレッ
ト成形において、３５メッシュ以上の粒状基骨材を用い
ると、均一径の成型体（ベレット）が得られなくなると
ともに、成型体収率が７０％以下（３０％以上が、小さ
な塊状物あるいは粉末化する）となり、生産上、問題が
生じる。一方３５メッシュ以下の粒状基骨村を用いると
、均一径で均質な成型体（機械的強度の大）が得られる
。本発明に用いた粒状基骨材の粒度はＪＩＳ−Ｇ５９０
１（１９７４）の鋳型用ケィ砂の規格のものを用いた。
前述の如く、好ましい粒径は３５〜２００メッシュ（４
２０〜７小）で、ＪＩＳ規格では、４８号〜１５０号の
範囲が良い。第１表は、外径５柵のべレット状担体を作
成し、５メッシュのフルィを用い、５メッシュ以上のべ
レットを良品とした場合、焼成前と焼成後（７００ｑｏ
で２時間熱処理）の収率を示したものである。

この時のべレット状担体の組成は、アルミナセメント（
アルミナ分４７．１重量％、石灰分、３６．０重量％、
酸化鉄分９．５重量％を主成分としたもの）６の重量％
と、粒状基骨村として、１４号、２８号、４８号、６５
号、１０び号、１５び号、２０ぴ号の７種の粒径のケィ
砂４の重量％とから構成されたものである。

第 １ 表上述の第１表の如く、粒状基骨材の粒径が荒
くなると、目的とするべレット径のものが得られなくな
る。すなわち、外径５肌のべレツトのものが少なく、外
径４〜２肌程度のやせたべレットが多くなっている。ま
た粒度が荒くなると、成型加圧が不充分となり焼成前の
機械的強度が小さく、高温（７００ｏｏで２時間）処理
で、割れやすく、小さな塊状物が多くなっている。第１
表はアルミナセメント６に対し、粒状基骨材４のものに
ついて示したが、アルミナセメントと粒状基骨材の配合
比を（４：６），（５：５），（７：３），（８：２）
，（９：１）について同様に粒状基骨材の粒径を変化さ
せた結果は示していないが、３５〜２００メッシュの範
囲の粒径の粒状基骨材であれば、同様の結果であった。

しかしながらアルミナセメントが少ない場合には、粒状
基骨村は、細かいものが収率が大となった。

以上のことから非焼結べレット状担体に用いる粒状基骨
材の粒蓬は、３５〜２００メッシュ（ＪＩＳ規格３（４
８号〜１５０号））の範囲が、焼成前、焼成後の収率が
７０％以上となり好ましい。

しかしＪＩＳ規格４８号〜１５ぴ畠中、荒いもの、細か
いものが２〜１０重量％が混入しているため、３５〜２
００メッシュの範囲が９０％以上であることが本発明に
用いたケィ砂３の好ましい粒度分布である。次に粉末骨
材は、粒状基骨材と同様のシリカ系、アルミナ系、シリ
カアルミナ系骨材等を用いることができる。

さらにそれらの骨材以外に、フッ石、コージラィト、炭
酸カルシウム、炭酸マグ４ネシウムの多孔性粉末骨材（
比表面積６〆／ｇ以上）も用いることができる。本発明
の粉末骨材の粒径は２００メッシュ以下のものをいう。
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。第２
表はべレット状坦体の組成と一定温度における耐スポー
リング性（ベレット成型後、焼成した後の収率と耐摩耗
性）との関係を示したもの５で、このような関係をアル
ミナセメント一粒状基骨材−粉末骨材の３成分系組成図
にプロットしたのが、第１図、第２図および第３図であ
る。

第１図は本発明の請求の範囲を示し、第２図は、ベレツ
ト状担体を、７００００で２時間加熱した場合の良０品
収率を示し、第３図は７００午０で２時間加熱した場合
の耐摩耗性を示す。これらの図および表において、良品
収率において、０印は収率９０％以上、○印は収率７０
〜９０％，●印は収率７０％以下を表わす。また耐摩耗
性において、０印は摩耗率２％以下、０印は摩耗率２〜
５％，●印は摩耗率５％以上を示す。ここに用いたべレ
ット状担体は、アルミナセメント（アルミナ分４７．１
重量％、石灰分３６．０重量％、酸化鉄分９．５重量％
を主成分としたもの…・・・残り酸化ケイ素、酸化チタ
ン等）と、粒状基骨材としてケィ砂（ＪＩＳ規格１０び
号）と、粉末骨材として、アルミナ（アルファタイプ）
を第２表に示す割合で混合し、これに成型するに足るだ
けの水を添加し、外径５柳のべレット状に造粒機で加圧
成型し、一次養生した後、沸湯水中で二次養生し、乾燥
して得たものである。

第２表 これらの結果より、高温度（７００００）における耐ス
ポーリング特性の差がよく表われている。

すなわち、良品収率は、アルミナセメントが少ない場合
、粒状骨材が多くなると、収率は低下している。さらに
耐摩耗性についても同様で、アルミナセメントが少なく
、粒状骨材が多くなると、摩耗度は大となる。一方アル
ミナセメントが多い場合には、良品収率、耐摩耗性が共
に優れている。以上の結果より好ましい組成は第１図の
点Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，日，１，Ｊからなる範囲である
。このように家庭用燃焼機器の使用最高温度７００℃に
おいて、収率、耐摩耗性の観点から第１図の３成分系組
成図において、点Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，日，１，Ｊ
を結んだ線でかこまれた範囲の組成にする必要がある。
従来、多くの鰍煤担体物質は成型時に暁結工程をとって
おり、低表面積を補うために、その表面上に活性で表面
積の多い活性アルミナなどを担持させている例が多く、
特に耐摩耗性が悪いなどの次点を有していたが、本発明
の特徴は担体が上述した様に競結しなくとも（非競給で
）強度が大で、さらに高表面積を有することである。

本発明のもう一つの特徴は、触媒担体が高温（３００ｑ
ｏ以上）で触媒能を有することである。

本発明の特徴をかかげると以下のとおりである。‘１１
触媒担体としてアルミナセメントと粒状骨材と、粉末
骨材を添加した′ものを用いたことから、価格が安価で
あること、暁結などの工程を経ずに、アルミナセメント
自身の結合力を利用して所望の形状に成形できる。■
触媒担体自身、高温（３００〜５００ｑ０）で一酸化炭
素の浄化能を有し、さらにアルミナセメント中の石灰分
による二酸化イオンなどの酸性ガスの吸着除去能を有し
ている。

｛３’触媒担体の表面硬度が大であるとともに、表面積
がかなり大きく、損体として充分の役割をもっている。

‘４１ 触媒囚体への触媒の付着効率（付着強度も含む
）が大きい。すなわち、水、アルコール等の触媒塩の溶
媒とのぬれ現象が大きく、触媒を効果的均質分散に担持
することができる。｛５ー 市販のアルミナ担体に比べ
、摩耗強度も大で、使用中のアトリションロスも少なく
、長期間触媒体として安定である。

‘６１ 鰍嬢担体により、触媒の再活性化が可能である
ため、Ｒｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈなどの貴金属触媒を用い
る場合には、その触媒の坦持量が極めて少量で、高性能
、長寿命の触媒体を得ることができる。

例えば白金族金属触媒が亜硫酸ガスにより。

２ Ｐｔ十Ｓ。

２１一Ｐｔ‐Ｓ。

３ のように不活性化された場合、アルミナセメント中のＣ
ａ０・Ｈ２０により次のように再活性化される。

Ｐｔ・Ｓ０３十Ｃａｏ・ＱＯ →Ｐｔ＋ＣａＳ０４・弦○ また金属酸化物Ｍ０×の場合を次のようにして再活性化
される。

。 ２ Ｍ。

Ｘ＋Ｓ。２−−うＭＳ。

４ ＭＳ０４十Ｃａ○・比０ →Ｍ（ＯＨ）Ｘ＋ＣａＳ０４ Ｍ（ＯＨ）Ｘ＋０２→（ＭＯＯＨ）Ｘ →ｚＭ○ｘ・比○ 【７１ 触媒担体としてアルミナセメントを荊いる特徴
は、成型体を嘘結する必要はなく、常温で成型できるた
め、暁結体に比較し、セメント粒子が微細なため、表面
積が大であることである。

さらに焼結体は元型に比べ約１０〜３０％の熱収縮が起
り、成型体（担体）の型精度を均一に保つことが困難で
ある。一方アルミナセメントを用いた場合（禾焼結体で
ある）は、型精度としてその誤差を２％以下にすること
が可能である。‘８） 従来の焼結体は表面がシンタリ
ングミれ、表面積が小さい。そのために、触媒担持量を
多量にしなければ性能を得られないが、本発明の成型体
は未焼結であるため、担持表面が微細粒子の集合体であ
り、表面積が大きく、舷煤担持量は少量でよく、かつ均
質に分散させることができるため、少量の担特において
も、高性能な触媒体を得ることができる。‘９）触媒迫
体としてアルミナセメントを用いるため、一部、水に溶
解する物質（アルミナセメソト中の石灰分）により、貴
金属塩を溶解した溶液をアルカリとする（たとえばＰｔ
ｃ〆９２‐→Ｐｔｃ夕６（ＯＨ））ため、触媒は担体の
表面近傍で生成し、担体の紬孔内の深部までは到達しな
い。

したがって触媒金属の濃度分布は胆体表面に集中し、担
体の内部までは拡散しない。そのために触媒金属が均一
分散され、触媒金属の担持量が必要表面のみでよく、従
来の担持量よりも少なくて済むものである。本発明の触
媒体は、主として家庭用燃焼機器、調理器の排出ガスを
浄化する目的に使用されるもので、特に７００００以下
の比較的低温の状態で使用されることが好ましいが、用
途は、上述したものに限るものではなく、各種プラント
の排ガスの酸化浄化にも有効である。

さらに一酸化炭素、炭化水素のみに有効であるばかりで
なく、二酸化ィオウの吸着除去、窒素酸化物除去装置用
のＮＯをＮ０２に変換する触媒、もしくはＮＯとＣ○，
ＮＯとＮはの反応用触媒（白金族触媒）としても充分そ
の効果を発揮するものである。次に触媒の坦持法につい
て説明する。

担持法には主に共沈法、沈着法、含浸法、塗布法がある
が、アルミナを担体としたハニカム状の白金触媒では含
浸法が用いられている。この含浸法は、比較的製造法が
簡単であるが、触媒担持量に制約を受けたり、担体の表
面の摩耗および表面積や細孔を減少させる場合があり、
低活性にしてしまう場合もあるなどの欠点を有している
。本発明の実施例では主に、含浸法、塗布法を採用した
。

次に担持する触媒は、主として白金族金属であり、これ
には白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジ
ウムがあり、それらの塩としては塩化物がよい。テトラ
クロロ白金酸日２Ｐｔｃ〆４、ヘキサクロロ白金酸日２
Ｐにそ６、白金ジアミノジナィトライトＰｔ（ＮＨ３）
２（Ｎ０２）２、塩化パラジウムＰｄｃそ２ 、塩化ル
テニウムＲｕｃ〆３ 、塩化ロジウム等が代表的である
。これらの金属塩を水またはアルコール等の溶媒に溶解
させて用いる。その濃度は付着させる量、担持法によっ
て異なるが、あまり濃厚な溶液であると触媒粒子の分散
性が悪くなるので、使用目的、形状等に応じて、最適濃
度を決定する。特に白金族金属を用いた場合、従来の白
金触媒に比べ、白金の担持量が０．００１〜０．１重量
％で、初期性能、寿命性能とも、高性能な触媒体を得る
ことができる。

すなわち、従来の白金触媒はアルミナ、コージラィト等
の担特を用い、白金の担持量は０．５〜０．１重量％で
あり、０．１重量％以下の担持量において、特に寿命性
能の劣化は大きく、前記担持量は一般常識となっている
。一方本発明の触媒担体を用いると、白金の担持量が徴
量でも高性能である。このように、本発明の触媒担体を
用いると、白金等の担持量が徴量で高性能な触媒体が得
られる。

これは、担体中のアルミン酸石灰の一部が水分を吸収し
、Ａ〆２ＱｎＣａ０が部分的に溶解し、Ｃａ○を一部遊
離し、その溶液はアルカリ性を示す。一方貴金属触媒の
原料は、ほとんどが塩化物であり、ＲｕＣそ３ ，Ｒｈ
Ｃ夕３ ，ＰｄＣそ２ ，日２Ｐにそ４，比ＰｔＣ夕６
で示される。例えば塩化白金酸の場合、水に溶解した
ときはＰｔＣそ６２‐イオンが前記担体中の一部（Ｃａ
○）が溶出し、アルカリ性を示すため、Ｐにそ６（ＯＨ
）を形成する。この塩ＰｔＣ〆６（ＯＨ）は担体の表面
近傍で生成し、紬孔内の深部まで到達しない。したがっ
て本発明の触媒金属の濃度分布は表面に集中し、担体の
内部までは拡散しない。すなわち前述の如く、触媒金属
イオンは、恒体表面上で水酸化物となり、そのまま付着
してしまう。さらに担体がアルカリ性であるため、触媒
金属陽イオンと担体表面の一部とで化合物を形成し、担
体上へ強固に付着する。このように表面層のみへの担特
が可能なため、担持量が徴量でも高性能な触媒体を得る
ことができる。この他、鉄族元素の鉄、コバルト、ニッ
ケル、クロム族元素のクロム、モリブデン、炭素族元素
のスズ、鉛、マンガン族元素のマンガン、鋼族元素の銅
、銀、希士類元素のランタン、亜鉛族元素の亜鉛、カド
ミウム、バナジウム族元素のバナジウムなどの酸化物も
担持させることができる。

これらのなかで、公害等の観点からＰｔ，Ｐｄ，Ｍｎ，
Ｆｅ，ＣりＡｇから選んだ金属または酸化物が好ましい
。担持触媒量と性能とは大きな関係があり、通常担持量
が多くなれば、性能もそれだけ向上するが、あまり多す
ぎる場合は、触媒の脱落、触媒の分散等の問題も生じる
。

さらに触媒量以外に、各種金属、金属酸化物を２種以上
担病させることにより、使用目的、形状、低温活性およ
び寿命等を改善させることもできる。第４図はアルミナ
セメントからなる直径５凧、長さ約３肌のべレツト成形
体を種々の温度で１時間熱処理した場合のＢＥＴ法によ
る比表面積を測定した結果を示す。

図から明らかなように、雛媒担体のアルミナセメント中
の結合水が脱水され、迫体の比表面積が２５０００付近
で急激に増大している。

現在市販されているＱ−アルミナ担体の比表面積を測定
すると５〜１５〆／ｇと、従来のｙ−アルミナ担体の１
００〜３００力／ｇに比べて小さいが、ね−アルミナを
用いた白金触媒でも低温活性のすぐれたものが得られて
いることから、アルミナセメントを用いた触媒担体でも
充分その機能を有することがわかる。第５図は、第３図
に示す各種組成アルミナセメント５の重量％、ケィ砂（
１５び号）５０重量％の組成物を前記と同様のべレット
に成形し、３５０ｑｏで１時間熱処理したものについて
の一酸化炭素の浄化率を示したもので、触媒温度が４０
ぴ０と６００ｑｏのものである。

なお浄化率の測定条件は後述の実施例１と同じである。
図から明らかなように、触媒担体中（アルミナセメント
中）の酸化鉄分が多いと、一酸化炭素の浄化能は大とな
っている。

第３表 第６図は第３表８の組成のアルミナセメント５０重量部
とケィ砂（１５び号）５の重量部からなるべレツトＡと
、市販のＱーアルミナからなるべレットＢを、成形後３
００ｑＣの温度で１時間熱処理したものについて、一酸
化炭素の浄化率比較したものである。

図から明らかなように、本発明の触媒坦体は、高温度で
かなり触媒能を有しているが、市販触媒担体は、高温に
おいてもほとんど浄化館はない。

以下本発明を実施例により説明する。（実施例 １） アルミナセメントとして第３表日の組成のもの１０の重
量部とケィ砂（１５ぴ号）１０の重量部からなる直径５
脚のべレットを作成し、長さを３側平均（２〜４肌）に
粒度調整後、３００ｑｏで１時間熱処理したものを触媒
担体とした。

へキサクロロ白金酸を１ｇ／その割合で溶解した水溶液
を、最終的に白金の担持量として、０．００１，０．０
１，０．０５ ０．１重量％になる様に迫体に含浸し、
８０℃で１時間乾燥後、５００午０で１時間、電気炉中
で加熱処理した。こうして得た触媒坦持量０．００１，
０．０１，０．０５，０．１重量％の触媒体を各々ａ，
ｂ，ｃ，ｄとする。また市販のＱーアルミナに０．５重
量％の白金を担持させた触媒体をｅ、第３表片の組成の
アルミナセメント２５重量部と、ｙ一Ｍｎ０２７５重量
部との混合物を成型した触媒体をナとする。これらの触
媒体を内径３５側の石英管に約４２ｃｃ装填し、一酸化
炭素ＣＯを約２０のｐｍ含む空気を空間速度１０，００
伽ｒ‐１で触媒層を通過させ、その入口側及び出口側の
ＣＱ農度を測定してＣｑ浄化率を求めた。

その結果を第７図に示す。本発明の触媒体ａ〜ｄは、市
販の白金触媒ｅより少し劣るが、マンガン酸化物系触媒
ハこ比べて低温での活性が改善されている。（実施例
２） 実施例１の触媒体を第８図に示すように石油ストーブの
上方に設置し、連続燃焼させて触媒の寿命試験をした結
果を第９図に示す。

なお第８図において、１は石油ストーブ本体、２は夫板
、３は燃焼芯上下つまみ、４は反射板であり、反射板４
の前面には、チムニ−５が設けてある。

６は燃焼部の上部に設けた触媒槽で、この触媒槽には１
０メッシュの金網を２段設け、その金網上に触媒べレッ
トを各段２５雌、合計５０雌装填して形成した触媒層７
を設けてある。

触媒槽６は内径１６０肋の円筒体で、天板２に固定され
た吊り金具８で吊り下げられている。そして燃焼時、下
部触媒層の温度は６００±２０００の範囲に維持され、
触媒層中を通過する排ガスの空間速度は約２０００Ｈｒ
ｌ／１段である。

またＣＯ浄化率は、前記下段の触媒を取り出し、３５０
ｑｏで１時間乾燥し、デシケータ内に１日間保存した後
、実施例１と同様の方法で求めたものである。

ただし触媒層温度が２００℃での浄化率である。（実施
例 ３） 実施例１と同様の担体材料を用いて直径５側、長さ３肌
のべレットを成形し、３００００で１時間熱処理した。

この担体に硝酸銅の水溶液を含浸し、３００℃で熱分解
してＣｕ○を生成させた。この担持量は０．０５重量％
である。前記の熱分解後デシケータ内−で徐冷し、次に
へキサクロロ白金酸の水溶液を、白金の担持量として０
．０１重量％となるように合浸し、８０００で１時間乾
燥後、電気炉内で５００℃の温度で１時間加熱した。こ
の触媒体の１５０午０におけるＣＯ浄化率は９８％であ
った。（実施例 ４） 実施例３の硝酸鋼の水溶液の代わりに硝酸銅と硝酸マン
ガンとを同量含む水溶液を用いた他は実施例３と同様に
して酸化鋼と酸化マンガンを総計０．０鶴重量％、及び
白金を０．０１重量％迫特させた。

この触媒体の１５０ｑｏにおけるＣｑ浄化率は９９％で
あった。また温度２５０℃においてトルェン２００血ｐ
ｍ（メタン換算）を含む空気を接触させたとき酸化浄化
率は９８％であった。以上の如く、本発明は高性能でし
かも低価格のガス浄化用触媒体を提供するものである。

なお、粉末骨材の添加量１００部中、マンガン鋼、ニッ
ケル、鉄、バナジウム、コバルト、鉛、銀、クロム等の
酸化物を５礎部（５の重量％）以下の範囲で添加するこ
とも可能で、使用目的、用途に応じて用いることも可能
である。

さらに耐スポーリング性を向上させるために、繊維状無
機物、例えば石綿、ガラス繊維等を、担体組成物１００
重量部当り、１堰重量部以下の割合で添加することも可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における３成分系組成図を示し、第２
図は担体製造における７００℃加熱時の良品収率を示し
、第３図は耐スポーリング性（耐摩耗性）を示す図、第
４図はアルミナセメントよりなる担体を各温度で処理し
たときのＢＥＴ法による比表面積を示す図、第５図はア
ルミナセメントとケィ砂よりなる担体のＣＯ浄化率とア
ルミナセメント中の酸化鉄舎量との関係を示す図、第６
図は担体の温度とＣＯ浄化率を比較した図、第７図は各
種触媒のＣＯ浄化率を比較した図、第８図は本発明の実
施例における触媒を用いた石油ストーブを示す一部欠戦
略図、第９図は各種触媒の寿命を比較した図である。 第１図 第２図 第３図 第４図 第９図 第５図 第６図 第７図、 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 無機結合剤としてのアルミナセメントと、前記結合
   剤に混入したシリカ系、アルミナ系及びシリカアルミナ
   系骨材よりなる群から選んだ少なくとも１種の粒径３５
   〜２００メツシユの粒状基骨材と、前記基骨材を微粉化
   した粒径２００メツシユ以下の粉末骨材とからなり、ア
   ルミナセメント量と粒状基骨材量及び粉末骨材量とが第
   １図に示す３成分系組成図において、Ｃ．Ｄ，Ｅ，Ｆ，
   Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊを結んだ線でかこまれた範囲内にある非
   焼結ペレツト状担体と、この担体に担持された金属また
   は金属酸化物からなる触媒とで構成したことを特徴とす
   るガス浄化用触媒体。