JPS60190234A - 排ガス浄化用触媒体 - Google Patents

排ガス浄化用触媒体

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JPS60190234A
JPS60190234A JP59047432A JP4743284A JPS60190234A JP S60190234 A JPS60190234 A JP S60190234A JP 59047432 A JP59047432 A JP 59047432A JP 4743284 A JP4743284 A JP 4743284A JP S60190234 A JPS60190234 A JP S60190234A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
carrier
titanium oxide
sintered
exhaust gas
Prior art date
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Pending
Application number
JP59047432A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Takeuchi
康弘 竹内
Atsushi Nishino
敦 西野
Koreyoshi Ono
之良 小野
Hironao Numamoto
浩直 沼本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明it、自動車用り1−カスや家庭用燃焼機器等か
ら発生するIJIカスなどを浄化する触媒体に関する0 従来例の構成とその問題点 従来のこの種触媒体は、担体材料に、コージライト質、
ムライト質、ケイソウ土、マグネシア質などを使用し、
これらをノ・ニカム構造体もしくはベレット体、粒状体
に成形し、焼結して担体とし、これに白金族金属や希土
類元素を担持した構成からなる。これら従来の触媒体は
5次のような問題点を有していた。
(1)高温使用時におけるシンタリング現象により比表
面積が減少する。
(2)触媒金属を均一に分散して担持するのが困難であ
る。
(3)機械的強度が小さい。
(4)熱膨張係数が太きい。
(6)被毒性物質、例えば鉛、リン、イオウ等による触
媒能劣化が太きい。
その他、酸化チタンをアルミン酸石灰で結合した担体を
用いる触媒体(特開昭56−126,447号公報)も
知られている。この担体は無焼結型であり、前記従来の
問題点を完全に克服することができなかった。
発明の目的 本発明は、前記従来の問題点を解消するもので、側熱性
、機械的強度、耐被毒性に優れ、長寿命の触媒体全提供
することを目的とする。
発明のイ114成 本発明は、少なくとも酸化チタンとアルミン酸石灰を含
み、必要に応じてジルコニア、ジルコンンリカ、アルミ
ナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素の少々くとも一神う一添加
したに11成物の焼結体を担体とし、これに白金族およ
び希土類元素よりなる群から選択沁れる触媒物質の少な
くとも1種を相持したJl11カス浄化月]触媒体であ
る。
実施例の説明 本発明で月1いるアルミン酸石灰は、一般的にnlAβ
203 ・n Ca Oで表わされ、Al2O3が40
〜80重ら;−係、GaOが16〜50m計係で、その
他、S IO21F e 703 、 T z O2等
が20重量%以下含有されたものである。アルミン酸石
灰は、結合剤とl〜での働きを有し、酸化チタン(T 
i 02 )及び必要に応じて加える、ジルコニア(Z
r02) +ジルコン(ZrO2・5i02)、シリカ
(S 102 ) r窒化ケイソ(S z sN 4)
 )炭化ケイ素(5in) 、アルミナ(A71205
)などの粉末とともに混合し、水を加えることによって
容易に常温で硬化する。
アルミン酸石灰の最適組成は、アルミナ(A4200分
が5o〜8o重量係、石灰(CaO)分が20〜30重
量係であ量子またアルミン酸石灰の粒度としては、10
0μm以下、好ましくは60μm以下が最適である。
また、アルミン酸石灰の触媒担体中での割合は20〜5
0M量係が最適量子る。20重量%以下では、機械的強
度が劣化するとともに、焼結温度を極端に高める。捷だ
、50重量%以上では、熱膨張係数が大きくなり、熱破
壊の要因となるとともに焼結温度を極端に低くする。
次に酸化チタンであるが、酸化チタンには、Ti、、O
、TiO、Ti□03. Tt305. ’rio□が
存在するが、通常安定に存在するのはT 102である
T 102にはアナターゼ、イタチタン石、ルチルの結
晶変態が存在する。これらの3変態は、全て天然に産出
し、寸だ人工的にも製造できる。この中でルチル型は、
高温でも安定で、アナターゼ型のルチル型へのl+=移
か起こる県展は700°C付近である。本発明ではこれ
らのとのTiO2も使用可能であるが、特に熱安定性の
優れたルチル型が好ましい。
酸化チタンの複合酸化物には、’rio、、−k120
.・TiO−ZrO・TiO−SiO・Tie、、 −
Mg0 ・2 2 2 2 TiO−Bi 0−TiO−GdOoTIO−3nO2
など2 23 2 2 があり、これらの化合物も使用可能である。
担体における酸化チタンの適当な含有割合は5車量チ以
上である。5M量チより低い場合は、酸化チタンの添加
効果は期待できない。逆に80重111%を超えると、
アルミン酸石灰の量が少なくなり、結合力が弱く、使用
に耐えない。したがって酸化チタンの適量は5〜80重
量饅である。この酸化チタンは、アルミン酸石灰ととも
に成形に足るだけの水を加えて混合し、任意の形状に成
形後、養生して固化さぜる〇 この固化した組成物をおおよそ800〜140゜℃で焼
結する。こうして得られた担体は、これだけでも充分に
使用可能であるが、さらに比表面積の減少防止、耐熱衝
撃性の向上を目的として、ジルコニア、シリカ、アルミ
ナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコンから選ばれる少
なくとも1種を添加すると効果的である0 また、任意の形状に成形するため、成形助剤として、カ
ルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ポリビ
ニルアルコールなどの有機結合剤を加えることも任意で
あり、これにより成形が容易になる。これら有機結合剤
は、焼結によって完全に消失し、触媒性能には影響を及
ぼさない。
次に、上述の担体上に担持する触媒について述べる。
担持する触媒物質は、白金族金属および希土類元素より
選択される。白金族金属としては、白金。
パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウムがあり
、これら塩としては、テトラクロロ白金酸H2PtCβ
4 、ヘキサクロロ白金酸H2Pt(J6.白金ジアミ
ノシナイトライトPt(NH3)2(No2)、、。
塩化パラジウム、塩化ルテニウム、塩化ロジウム智か代
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1’l!I−aぜて用いる。その濃度は伺着さ
せる室、相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[]的、
形状等に応じて最適濃度を決定する。以上、白金族金属
に関して重点的に述べたか、希土類元素のランタン、セ
リウム、サマリウム、イノl□ IJウム等の触媒物質
の担体上への相持に関しても同様である。これらの触媒
物質の塩としては、ンーウ酸塩、蛸酸塩、水酸化物が代
表的である。
Ju持触媒」i:、と性能とは大きな関係があり、通常
相持鼠が多くなれは、性能もそれだけ向上するが、あ」
り多ずぎる場合は、触媒の脱落、触媒の不均一分散等の
問題も生じる。ζらに触媒量以外に、各種触媒物質を2
種以上相持させることにより、使用用途にもよるが、低
温活性および寿命等を改善させることもできる。
本発明は、アルミン酸石灰と酸化チタンを含む組成物を
おおよそ8oo℃〜1400℃で焼結し触媒担体とする
ことより、耐熱性や寿命的にも安定で、機械的強度、耐
被毒性に優れた触媒体を提供しうるものである。焼結に
よって、担体の比表面積はある程度減少するが、この状
態で触媒物質を担持しておけは、実使用時なんらかの形
で触媒温度が上がり過ぎた場合でも、比表面積の減少は
生じず、その結果として触媒物質のシンタリングも防止
でき、長寿命化が達成できる。ζらに、焼結により、機
械的強度も増大する。熱膨張率に関しても、アルミン酸
石灰と酸化チタン以外に添加するシリカ、アルミナ、ジ
ルコニア、ジルコン。
窒化ケイ素、炭化ケイ素から選択される物夕2iを少な
くとも1種添加することより、熱膨張率を低くすること
も配合組成により可能である。
実施例1 石灰分35重量係、アルミナ分約60重量%、酸化鉄分
5重量部のアルミン酸石灰とルチル型酸化チタンとを4
0二60の重量比で混合し、その混合物100ffi量
部に対して水20、重量部およびメチルセルロース1M
辰部を混合し、ハニカム状に押出し成形した。成形物の
形状は、直径164酎、厚み160馴の円板状で、1岨
角の穴を3000個有し、穴間を仕切る壁の厚さは約0
.3胴である。
成形後、乾燥し、90°Cの湯浴中で養生し、乾燥した
もの、およびさらに1000’Cで1時間焼結したもの
を触媒担体とした。触媒物質には、pt。
j’d 、 Ceを用いた。ptは塩化白金酸水溶液(
IQ//β)、Pdは塩化パラジウム水溶1(sy/β
) 、 Ceは硝酸セリウム水溶液(20y−/β)を
用い、それぞれPt、PdおよびCeとして460〜.
2001〃7および1f!−相当塗布し、500℃で1
時間熱処理した。
これらの試料を用いて、触媒温度200℃、空間速+1
j 10,000 b r−’、CO人ロ濃度60op
pmの条件でCOの浄化率を測定した。その結果を第1
表A欄Vこ示す。また各触媒体を9oo℃で50時間熱
処理した後、前記と同条件下で測定したCO浄化率を・
B欄に示す。さらに自動車のマフラーに段間し、平均4
0Km/時の速度で4,000Km走行後に、前記と同
じ条件下で測定したCO浄化率をC欄に示す。
第 1 表 上記の結果から明らかなように、焼結した担体に触媒を
担持したものは、無焼結晶のそれに比へて、高温にさら
されても触媒能の劣化か少ないことがわかる。
実施例2 実施例1で使用したアルミン酸石灰とルチル型酸化チタ
ンおよびコージライト、ムライトを第2表で示す配合割
合(重量比)で混合し、その混合物を実施例1と同様に
成形、処理し触媒を担持させ、実施例1と同条件で評価
した。その結果を第3表に示す。
(以下余白) 第 2 表 第 3 表 実施例から明らかなように、コージライト、ムシイトを
添加した組成物を焼結した担体を用いた触媒体に関して
も、実施例1と同様、無焼結のそれよりも特性が優れて
いる。
実施例3 実施例1で使用したアルミン酸石灰とルチル型酸化チタ
ンおよびジルコニア、ジルコン、窒化ケイ素、炭化ケイ
素、シリカ、アルミナを第4表で示す配合比で混合し、
その混合物を実施例1と同様に成形、処理し、触媒を担
持させた。ただし。
焼結温度は、ジルコニア、ジルコン、窒化ケイ素。
炭化ケイ素、シリカ、アルミナの各々添加物・添加量に
よって800℃〜1400’Cとした。これは、各々の
混合物を熱分析し、焼結開始温度を測定して決定した値
であり、上記温度範囲で各1時間焼結した。
第4表の組成からなる成形体を使用し、各々の無焼結晶
、焼結晶を用い、900°Cで50時間熱処理前後のC
O浄化率を実施例1と同条件で測定した。また同時に熱
膨張係数、抗折力も測定した。
これらの結果を第5表に示す。
実施例より明らかなように、焼結を行うことにより、熱
膨張係数が小さくなり、また、CO浄化能の熱による劣
下塵も小さくなる。1だ、抗折力による機械的強度も向
上した。ジルコニア、ジルコン、シリカ、アル、ミナ、
窒化ケイ素、炭化ケイ素の添加は特に熱膨張係数、抗折
力の向上の面で有利である。
発明の効果 以上のように、本発明によれは、耐熱特性に優れた触媒
体を得ることができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)酸化チタンとアルミン酸石灰を含む組成物の焼結
    体を担体とし、これに白金族元素および希土類元素より
    なる群から選択される少なくとも1種の触媒を担持させ
    たことを特徴とする排ガス浄化用触媒体。
  2. (2)前記組成物が、ジルコニア、ジルコン、窒化ケイ
    素、炭化ケイ素、シリカおよびアルミナよりなる群から
    選択される少なくとも1種を含む特許請求の範囲第1項
    記載の排ガス浄化用触媒体。
JP59047432A 1984-03-12 1984-03-12 排ガス浄化用触媒体 Pending JPS60190234A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6297645A (ja) * 1985-10-25 1987-05-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 排ガス浄化用触媒体の製造法
CN1326616C (zh) * 2005-06-09 2007-07-18 吉化集团公司 纳米级过渡金属氧化催化剂及其制备方法和应用

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