JPS62149338A - 排ガス浄化用触媒の製造法 - Google Patents

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 本発明は、急熱、急冷の激しい条件、すなわち耐熱雨氷
特性を強く要求される各種燃焼装置または自動車の排ガ
ス浄化に用いられる触媒の製造方法に関する。

従来の技術 従来、触媒担体としてはアルミナ、コープイライト、ム
ライト等が用いられているが、アルミナ以外は比表面積
が小さいため、担体表面にアルミナ等の被膜を形成し、
この被膜上に触媒金属を担持させて使用されて来た。例
えば、特公昭６０−９７４９号公報にコロイド状ベーマ
イトと比表面積の大きな活性アルミナ粒により水性組成
物を調製し、これを触媒担体に均一に付着させ、４０゜
ないし５００℃の温度に加熱して活性アルミナ層を形成
させる方法が記載されている。

しかし、活性アルミナ被膜は耐熱的には、１０００℃を
越えるとアルファ化が急激に進み、担持金属に対して凝
集作用を起こす結果となる。

そのため、活性アルミナの耐熱性向上の検討が進められ
ている。

発明が解決しようとする問題点 従来のものでは活性アルミナが熱劣化して来るにつれて
、すなわち、活性アルミナの比表面積が低下して来るに
従い、触媒性能が低下していた。

そこで、触媒性能の劣化を防ぐための熱劣化対策が必要
である。

また、耐鉛被毒に対しても、さらに高寿命化が要求され
ている。

問題点を解決するための手段 本発明は前記問題点を解決するため、金属アルコキシド
から調製したチタニア・アルミナからなる水性組成物を
担体上に付着させた後、４００℃以上の温度で焼成し、
前記担体表面上に被膜層を形成し、この被膜層に触媒を
担持させて排ガス浄化用触媒とするものである。

作用 環境基準が一段と厳しくなりつつある昨今、排ガス浄化
性能のレベルアップが望まれている。触媒性能に必要な
ものとしては三元性能、耐熱性。

耐鉛被毒性、耐熱衝撃性等がある。

本発明では、チタニア・アルミナの被膜層を施すことに
よって熱劣化に対して効果を示す０それは、被膜層中に
おいて、白金等の触媒金属はチタニア上に高分散さね、
ており、アルミナ層は多孔質を有する構造体として十分
に働いている。したがって、チタニア・アルミナ層が熱
劣化を受けた際にも、チタニア上に分散している白金等
はアルミナの熱劣化に直接的な影響を受けにぐい。また
、チタニア上に担持された白金等の触媒は、ｐｂ。

Ｓ被毒に対してもかなり効果的に作用し、被毒されにく
い。

実施例 ぐ実施例１〉 チタニア・アルミナの水性組成物の調製法の：　・例と
して、チタンテトラエトキシドとアルミニウムイソプロ
ポキシドの等モルを過剰の純水に攪拌しながら加えて行
き、加水分解によりできるかぎりゆっくりとチタニアΦ
アルミナゲルを成長させ　　′る。得られた沈殿はろ過
し、その後純水を加えてチタニア・アルミナ約２０ｗｔ
％の水性組成物とした。同様にして、各種のアルコキシ
ドを用いてチタニア・アルミナの水性組成物を調製した
。その場合にもチタニアとアルミナが等モルとなるよう
にした。また、加水分解において少量のアンモニア水を
使用することもできた。

上記のようにして得たチタニア・アルミナの水性組成物
は、ハニカム断面積１ｏｏｄ、長さ１αセル壁厚０．２
５ｍ、セル径１．０ＩＯＬ×１．ｏＩａＩノハニカム状
担体にディップ法により被覆し、８０℃で１時間乾燥後
、５ｏｏ′Ｃで１時間熱処理して担体表面にチタニア・
アルミナの被膜層を形成した。

次に白金塩水溶液を含浸し、３００″Ｃの水素雰囲気で
還元処理する方法により白金を担体１ｏｏｍｌあたり約
１１０１ｎ　担持し、触′媒とした。

これらの触媒の性能評価については一酸化炭素（ＣＯ）
の浄化率を下記の条件で測定した。

空間速度　　　７ｏｏｏｏｈｒ−’ ＧＯ濃度　　　２００　ｐｐｍ 触媒温度　　　２５０　’Ｃ また、寿命試験として８００′Ｃで１０００時間熱処理
後のＣＯ浄化率を同様にして測定した。

第１表にこれらの結果を示す。比較例として、チタニア
、アルミナを単独で水性組成物として用いた場合の性能
結果も合わせて示す。

第１表 し ［ ［ 「 この結果から明らかなように、金属アルコキシドから調
製したチタニア・アルミナ被膜を持つ触媒はすぐれた性
能を示す。

中でもチタンテトライソプロポキシドＴｉ（ｉ−Ｃ３Ｈ
７０）４とアルミニウム５ｅｃ−ブトキシドＡ／／（ｓ
ｅｃ−Ｃ４Ｈ９０）５から調製されたものが最もすぐれ
ていた。また、その場合にアンモニア水を少量使用して
も性能にあまり差はない。したがって、アンモニア水は
ゲル化促進剤として使用することができる。

なお、チタニアとアルミナの粒子が均一に分散している
のが最もよい。次にアルミナが先に成長し、遅れてチタ
ニアが成長する場合であり、これハ多孔状のアルミナ上
にチタニアがコーティングされた状態となる。最もよく
ないのはチタニアが先に成長し、アルミナがその後成長
する場合である。

ここでは担体としてアルミン酸石灰と溶融シリカとの重
量比３：１の混合物を水と混練してノーニカム状に押出
し成形し、乾燥後、１０００℃で熱処理した担体を使用
したが、本発明において使用できる担体はこれに限定す
るものではなく、コープイライト、ムライトからなる担
体でもよい。しかし、コーティング被膜と担体との密着
性を考慮した場合には多孔性、低膨張係数を有するノ・
ニカム状担体が望ましい。

・一実施例２〉 実施例１においてすぐれた特性を示したチタンテトライ
ソプロポキシドとアルミニウム５ｅａ−フ。

トキシドから調製したチタニア・アルミナ被膜を用する
触媒について、被膜の熱処理温度について検討した。そ
の結果を第２表に示す。

この結果から、熱処理温度が低すぎると後で担持した白
金が被膜に埋没していく状態となり、寿命が劣る。また
、高温すぎてもチタニア・アルミナとしての特性が発揮
できない。したがって、５００〜６００　’Ｃが最適で
あった。

・Ｓ′、実施例３〉 金属アルコキシドからチタニア・アルミナの水性組成物
を調製する方法として、金属アルコキシドを熱分解した
場合について示す。

チタンテトライソプロポキシドとアルミニウム５ｅｃ−
ブトキシドを用いて、反応炉４００’Ｃの中へ導入する
ことによって微細なチタニア−アルミナ粒子が得られた
。このチタニア・アルミナ粒子を３０ｗｔ％の水性組成
物として、実施例１と同じハニカム状担体に被膜を形成
し、実施例１におけるＮα４の場合と比較した。性能評
価方法は実施例１と同様である。

（以　下金　白） 第３表 この結果から明らかなように、チタニア・アルミナの調
製方法としては、加水分解の力が熱分解に比べてすぐね
、ている。

〈実施例４〉 実施例１においてすぐれた性能を示したチタンテトライ
ソプロポキシドとアルミニウム５ａＣ−ブトキシドを用
いて調製したチタニア・アルミナ被膜を持つハニカム状
担体に対して自動車用触媒としての性能評価をした。

担体の形状はハニカム断面積１００ｃｔＡ、長さ８Ｃｒ
ｌｌ　、　セに壁厚０．２５ｍ　、　セ／ｌ／径１．０
ｍ＃！　Ｘ　１．０ｊｌｌ　’ｔ’ある。

上記の担体に、硝酸セリウム水溶液を含浸した後ｓ　ｏ
　ｏ　”ｒ：で熱処理する方法により酸化セリウムを４
１１休１ｅツｌたり２０ｇ相当担持させ、次に白金塩と
ロジウム塩を含む水浴液を含侵し、３００″Ｃの水素雰
囲気下で還元処理することにより担体１１当たり白金’
に１ｇ、ロジウムｆ　５　ｇ相当担持させた。

性能試験は１．６１のＶ　−４エンジンを使用し、理論
空燃比における排ガス温度が４５０℃になる所に触媒を
設置し、測定した。

触媒の初期特性を図に示した。さらに触媒寿命をテスト
するために、触媒層の温度８００’Ｃ，空間速度５ｏｏ
ｏｏｈｒ−’で１００時間有鉛ガンリンを用いて耐久テ
ストｔ−行った。そして、その後の性能は初期と同様に
測定した。

評価方法は炭化水素（ａｃ）、ｃｏ、−酸化窒素（ＮＯ
）の浄化率が８０％の空燃比幅をウィンドウ幅として測
定した。

その結果、初期におけるウィンドウ幅は０．２４゜この
結果から、本発明の触媒は自動車用として°　も十分な
性能を示し、ｐｂ、ｓの被毒に対しても耐久性を維持し
ていることがわかる。

発明の効果 本発明により得らね、る触媒は、耐熱性、耐鉛被毒性に
すぐれ、各種燃焼機器や自動車用触媒として広く利用で
きる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例の触媒における自動車用触媒として
の性能を示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属アルコキシドから調製したチタニア・アルミ
   ナからなる水性組成物を担体上に均一に付着させた後、
   ４００℃以上の温度で焼成して前記担体表面上にチタニ
   ア・アルミナ被膜を形成し、この被膜層に希土類金属酸
   化物または白金族金属を担持させることを特徴とする排
   ガス浄化用触媒の製造法。
2. （２）金属アルコキシドが、チタンのエトキシドまたは
   イソプロポキシドと、アルミニウムのイソプロポキシド
   またはｓｅｃ−ブトキシドである特許請求の範囲第１項
   記載の排ガス浄化用触媒の製造法。