JP2002018291A - Metal oxide catalyst and method for manufacturing the same - Google Patents

Metal oxide catalyst and method for manufacturing the same

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JP2002018291A
JP2002018291A JP2000202894A JP2000202894A JP2002018291A JP 2002018291 A JP2002018291 A JP 2002018291A JP 2000202894 A JP2000202894 A JP 2000202894A JP 2000202894 A JP2000202894 A JP 2000202894A JP 2002018291 A JP2002018291 A JP 2002018291A
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metal oxide
weight
catalyst
tio
parts
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JP2000202894A
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Inventor
Kazumori Hayakawa
一精 早川
Yasushi Fujita
恭 藤田
Kazuyuki Hayashi
和幸 林
Hisanori Toda
久敬 戸田
Seiji Hamashima
誠治 浜島
Koryo Yasui
広陵 安井
Yoshitaka Isogai
佳孝 磯貝
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NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a metal oxide catalyst capable of achieving the rapid penetration of a reaction substance into an active region, the rapid separation of a reaction product from the active region and a high catalytic activity in the active region at the same time to develop extremely high catalytic effect and especially useful for a dioxin decomposing reaction or a hydrogen producing reaction, and a method for manufacturing the same. SOLUTION: The metal oxide catalyst has first pores with a pore size of 3-30 nm in a pore volume ratio of 0.01-0.60 cm3/cm3 (pore volume/apparent volume of catalyst) and second pores with a pore size of 50-500 nm in a pore volume ratio of 0.01-0.60 cm3/cm3 (pore volume/apparent volume of catalyst). 5-50 pts.wt. (the weight in terms of a metal oxide) of a sol substance containing metal oxide particles with a particle size of 3-50 nm and 5-50 pts.wt. of a polymeric substance with a mol.wt. of 200-2,000,000 are mixed to be heated to 300-700 deg.C to manufacture the metal oxide catalyst.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】 本発明は、金属酸化物系触
媒及び金属酸化物系触媒の製造方法に関する。より詳し
くは、反応物質の活性部位への迅速な浸入及び反応生成
物の活性部位からの迅速な脱離と、活性部位での高い触
媒活性を同時に達成して、極めて高い触媒効果を発揮す
ることができ、特に、ダイオキシン分解反応又は水素製
造反応に有用な金属酸化物系触媒及び金属酸化物系触媒
の製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a metal oxide catalyst and a method for producing a metal oxide catalyst. More specifically, a very high catalytic effect is achieved by simultaneously achieving rapid penetration of a reactant into an active site and rapid desorption of a reaction product from an active site, and high catalytic activity in the active site. In particular, the present invention relates to a metal oxide catalyst useful for a dioxin decomposition reaction or a hydrogen production reaction, and a method for producing a metal oxide catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】 近年、酸化チタン等の金属酸化物系触
媒が、光触媒等として広く用いられている。また、環境
保全の意識の高まりにともない、このような金属酸化物
系触媒をダイオキシン分解反応又は水素製造反応へ利用
することが検討されている。
2. Description of the Related Art In recent years, metal oxide catalysts such as titanium oxide have been widely used as photocatalysts and the like. In addition, with increasing awareness of environmental conservation, utilization of such a metal oxide-based catalyst for a dioxin decomposition reaction or a hydrogen production reaction is being studied.

【0003】 従来、金属酸化物系触媒の製造方法とし
ては、チタンと白金等の貴金属を含む添加物を成膜して
加熱を行うことにより、非常に微細な貴金属をTiO2
粒子に分散させて触媒を製造する方法が開示されている
(特開平10−114521号公報)。この製造方法
は、金属酸化物系触媒の活性を高める白金等の貴金属を
TiO2粒子に分散させて触媒を製造することにより高
活性の金属酸化物系触媒を製造するものである。
Conventionally, as a method for producing a metal oxide-based catalyst, an additive containing a noble metal such as titanium and platinum is formed into a film and heated to convert a very fine noble metal into TiO 2.
A method for producing a catalyst by dispersing it in particles has been disclosed (JP-A-10-114521). In this production method, a noble metal such as platinum which enhances the activity of the metal oxide catalyst is dispersed in TiO 2 particles to produce a catalyst, thereby producing a highly active metal oxide catalyst.

【0004】 しかし、この製造方法では、触媒中に形
成される孔径を制御していないため、孔径が小さいとこ
ろでは反応物質が迅速に活性部位まで浸入できず、孔径
が大きいところでは活性部位で高い触媒活性を得ること
ができなかった。
However, in this production method, since the pore size formed in the catalyst is not controlled, the reactant cannot quickly penetrate to the active site where the pore size is small, and is high in the active site where the pore size is large. No catalytic activity could be obtained.

【0005】 これに対して、金属アルコキシドとアル
コールアミン等から調製したゾル液にポリエチレングリ
コール、又はポリエチレンオキサイドを添加した後、加
熱する製造方法が提案されている(特開平10−259
074号公報)。この製造方法では、高分子化合物であ
るポリエチレングリコール、又はポリエチレンオキサイ
ドをその分子量及び濃度を制御することにより、触媒に
形成される細孔の孔径及び細孔容積率を一定範囲で制御
することができるものである。
On the other hand, there has been proposed a production method in which polyethylene glycol or polyethylene oxide is added to a sol solution prepared from a metal alkoxide and an alcoholamine, and then heated (JP-A-10-259).
No. 074). In this production method, by controlling the molecular weight and concentration of polyethylene glycol or polyethylene oxide, which is a polymer compound, the pore diameter and pore volume ratio of pores formed in the catalyst can be controlled within a certain range. Things.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、この
製造方法では反応物質を迅速に活性部位まで浸入させ、
その後反応生成物を迅速に活性部位から脱離させるため
に好適な孔径の細孔を適切な細孔容積率で有すること
と、活性部位での高い触媒活性を獲得するために好適な
孔径の細孔を適切な細孔容積率で有することとを同時に
達成することができないため、必ずしも十分な触媒効果
を有するものではなかった。
However, in this production method, the reactants are quickly penetrated to the active site,
Thereafter, having a pore with a suitable pore size at an appropriate pore volume ratio for quickly desorbing the reaction product from the active site, and a pore having a suitable pore size for obtaining high catalytic activity at the active site. It is not always possible to achieve a sufficient catalytic effect because it is not possible to simultaneously achieve pores with an appropriate pore volume ratio.

【0007】 本発明は、上述の問題に鑑みなされたも
のであり、反応物質の活性部位への迅速な浸入及び反応
生成物の活性部位からの迅速な脱離と、活性部位での高
い触媒活性を同時に達成して、極めて高い触媒効果を発
揮することができ、特に、ダイオキシン分解反応又は水
素製造反応に有用な金属酸化物系触媒及び金属酸化物系
触媒の製造方法を提供することを目的とする。
[0007] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has a problem in that a rapid intrusion of a reactant into an active site, a rapid desorption of a reaction product from an active site, and a high catalytic activity in the active site are performed. Simultaneously to achieve a very high catalytic effect, particularly to provide a metal oxide catalyst useful for dioxin decomposition reaction or hydrogen production reaction and a method for producing a metal oxide catalyst. I do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】 本発明者は、上述の課
題を解決するべく鋭意研究した結果、特定の粒径のゾル
物質と、特定の分子量の高分子物質とを特定の割合で混
合してこの混合物を特定温度で加熱するにより、上記目
的を達成するために好適な異なる孔径及び細孔容積率を
有する二種の細孔を形成できることを知見し、本発明を
完成させた。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that a sol material having a specific particle size and a polymer material having a specific molecular weight are mixed at a specific ratio. The present inventors have found that by heating a leverage mixture at a specific temperature, two types of pores having different pore diameters and pore volume ratios suitable for achieving the above object can be formed, and the present invention has been completed.

【0009】 本発明によれば、孔径3〜30nmの第
一の細孔を0.01〜0.60cm3/cm3(細孔容積
/触媒の見掛け容積)の細孔容積率で有するとともに、
孔径50〜500nmの第二の細孔を0.01〜0.6
0cm3/cm3(細孔容積/触媒の見掛け容積)の細孔
容積率で有することを特徴とする金属酸化物系触媒が提
供される。本発明の金属酸化物系触媒においては、金属
酸化物中に貴金属を分散してなるものが好ましい。ま
た、金属酸化物系触媒が、ハニカム形状を有してなるも
の、又はハニカム形状の支持体上に金属酸化物が担持さ
れてなるものが好ましい。本発明の製造方法は、好適に
はダイオキシン分解反応又は水素製造反応に用いられ
る。
According to the present invention, the first pores having a pore diameter of 3 to 30 nm have a pore volume ratio of 0.01 to 0.60 cm 3 / cm 3 (pore volume / apparent volume of the catalyst), and
A second pore having a pore diameter of 50 to 500 nm is set to 0.01 to 0.6.
A metal oxide catalyst having a pore volume ratio of 0 cm 3 / cm 3 (pore volume / apparent volume of catalyst) is provided. In the metal oxide-based catalyst of the present invention, a catalyst obtained by dispersing a noble metal in a metal oxide is preferable. Further, it is preferable that the metal oxide-based catalyst has a honeycomb shape, or that the metal oxide is supported on a honeycomb-shaped support. The production method of the present invention is suitably used for a dioxin decomposition reaction or a hydrogen production reaction.

【0010】 一方、本発明によれば、粒径3〜50n
mの金属酸化物粒子を含有するゾル物質5〜50重量部
(金属酸化物換算重量)と、分子量200〜200万の
高分子物質5〜50重量部とを混合し、当該混合物を3
00〜700℃で加熱することを特徴とする金属酸化物
系触媒の製造方法が提供される。本発明の製造方法にお
いては、金属酸化物粒子が、TiO2粒子であることが
好ましい。また、高分子物質は、ポリプロピレングリコ
ールであることが好ましい。また、ゾル物質と高分子物
質の混合物に、貴金属と貴金属以外の金属とを含有する
添加物をさらに所定量添加することが好ましい。この添
加物の添加量は、混合物10〜100重量部に対して、
50〜95重量部(金属酸化物換算重量)であることが
好ましく、添加物に含有される貴金属は、白金であるこ
とが好ましい。添加物は、チタン(Ti)と白金(P
t)とを分子内に有する化合物を含むものであることが
より好ましい。
On the other hand, according to the present invention, the particle size is 3 to 50 n.
5 to 50 parts by weight (weight in terms of metal oxide) of a sol substance containing metal oxide particles of m and 5 to 50 parts by weight of a polymer substance having a molecular weight of 2 to 2,000,000.
A method for producing a metal oxide-based catalyst characterized by heating at 00 to 700 ° C is provided. In the production method of the present invention, the metal oxide particles are preferably TiO 2 particles. Further, the polymer substance is preferably polypropylene glycol. Further, it is preferable to further add a predetermined amount of an additive containing a noble metal and a metal other than the noble metal to the mixture of the sol substance and the polymer substance. The amount of the additive is 10 to 100 parts by weight of the mixture.
The amount is preferably 50 to 95 parts by weight (weight in terms of metal oxide), and the noble metal contained in the additive is preferably platinum. The additives are titanium (Ti) and platinum (P
It is more preferable to include a compound having (t) in the molecule.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態を、
具体的に説明する。本発明の金属酸化物系触媒は、孔径
3〜30nmの第一の細孔を0.01〜0.60cm3
/cm3(細孔容積/触媒の見掛け容積)の細孔容積率
で有するとともに、孔径50〜500nmの第二の細孔
を0.01〜0.60cm3/cm3(細孔容積/触媒の
見掛け容積)の細孔容積率で有するものである。また、
本発明の金属酸化物系触媒の製造方法は、粒径3〜50
nmの金属酸化物粒子を含有するゾル物質5〜50重量
部(金属酸化物換算重量)と、分子量200〜200万
の高分子物質5〜50重量部とを混合し、当該混合物を
300〜700℃で加熱するものである。以下、それぞ
れについて具体的に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
This will be specifically described. The metal oxide-based catalyst of the present invention has a first pore having a pore diameter of 3 to 30 nm of 0.01 to 0.60 cm 3.
/ Cm 3 and having pore volume rate (apparent volume of pore volume / catalyst), 0.01~0.60cm 3 / cm 3 the second pores having a pore diameter of 50 to 500 nm (pore volume / catalyst (Apparent volume). Also,
The method for producing a metal oxide-based catalyst of the present invention has a particle diameter of 3 to 50.
5 to 50 parts by weight (weight in terms of metal oxide) of a sol material containing metal oxide particles having a diameter of 200 nm and 5 to 50 parts by weight of a polymer material having a molecular weight of 2 to 2,000,000 are mixed. Heat at ℃. Hereinafter, each of them will be specifically described.

【0012】1.金属酸化物系触媒 前述したとおり本発明の金属酸化物系触媒は、異なる特
定孔径の第一の細孔及び第二の細孔をそれぞれ特定の細
孔容積率で有するものである。
1. Metal Oxide Catalyst As described above, the metal oxide catalyst of the present invention has first pores and second pores having different specific pore sizes at specific pore volume ratios.

【0013】 第一の細孔の孔径は、3〜30nm、好
ましくは10〜25nmである。第一の細孔の孔径がこ
の範囲外であると、活性部位で高い触媒活性を得ること
がきなくなる。ここで、細孔の孔径は、ポロシメータに
より求めたものである。
[0013] The pore size of the first pore is 3 to 30 nm, preferably 10 to 25 nm. If the pore diameter of the first pores is out of this range, it becomes impossible to obtain high catalytic activity at the active site. Here, the pore diameter of the pore is determined by a porosimeter.

【0014】 第一の細孔の細孔容積率は、0.01〜
0.60cm3/cm3(細孔容積/触媒の見掛け容
積)、好ましくは0.10〜0.40cm3/cm3(細
孔容積/触媒の見掛け容積)である。第一の細孔の細孔
容積率が、0.01cm3/cm3(細孔容積/触媒の見
掛け容積)未満であると触媒効果が不十分となり、0.
60cm3/cm3(細孔容積/触媒の見掛け容積)を超
えると触媒の機械的強度が低下し、実用上において問題
となる。
[0014] The pore volume ratio of the first pores is 0.01 to
0.60 cm 3 / cm 3 (apparent volume of pore volume / catalyst), preferably 0.10~0.40cm 3 / cm 3 (apparent volume of pore volume / catalyst). When the pore volume ratio of the first pores is less than 0.01 cm 3 / cm 3 (pore volume / apparent volume of the catalyst), the catalytic effect becomes insufficient, and the pore volume ratio becomes lower.
If it exceeds 60 cm 3 / cm 3 (pore volume / apparent volume of the catalyst), the mechanical strength of the catalyst decreases, which is problematic in practical use.

【0015】 本発明の第二の細孔の孔径は、50〜5
00nm、好ましくは、100〜300nmである。孔
径が50nm未満であると、反応物質の活性部位への浸
入及び反応生成物の活性部位からの脱離が妨げられ結局
触媒効果が不十分となり、500nmを超えると反応物
質が活性部位でほとんど滞留しくなるためやはり触媒効
果が不十分となり、また、機械的強度が低下して実用上
において問題となる。なお、第二の細孔の孔径は、第一
の細孔の孔径と同様にして求めたものである。
The pore size of the second pore of the present invention is 50 to 5
00 nm, preferably 100 to 300 nm. If the pore size is less than 50 nm, the intrusion of the reactant into the active site and the desorption of the reaction product from the active site are prevented, resulting in insufficient catalytic effect. If the pore size exceeds 500 nm, the reactant almost stays in the active site. As a result, the catalytic effect becomes insufficient, and the mechanical strength is reduced, which is problematic in practical use. The pore size of the second pore is determined in the same manner as the pore size of the first pore.

【0016】 第二の細孔の細孔容積率は、0.01〜
0.60cm3/cm3(細孔容積/触媒の見掛け容
積)、好ましくは0.20〜0.50cm3/cm3(細
孔容積/触媒の見掛け容積)である。第二の細孔の細孔
容積率が、0.01cm3/cm3(細孔容積/触媒の見
掛け容積)未満であると触媒効果が不十分となり、0.
60cm3/cm3(細孔容積/触媒の見掛け容積)を超
えると機械的強度が低下し、実用上において問題とな
る。
[0016] The pore volume ratio of the second pores is 0.01 to
0.60 cm 3 / cm 3 (apparent volume of pore volume / catalyst), preferably 0.20~0.50cm 3 / cm 3 (apparent volume of pore volume / catalyst). If the pore volume ratio of the second pores is less than 0.01 cm 3 / cm 3 (pore volume / apparent volume of the catalyst), the catalytic effect becomes insufficient, and 0.
If it exceeds 60 cm 3 / cm 3 (pore volume / apparent volume of the catalyst), the mechanical strength decreases, which is problematic in practical use.

【0017】 本発明においては、金属酸化物系触媒の
形状について特に制限はないが、反応物質との接触面積
を増大させるため、ハニカム形状とするのが好ましい。
また、金属酸化物系触媒をハニカム形状とするのが困難
な場合はハニカム形状の支持体上に金属酸化物を担持さ
せてもよい。
In the present invention, the shape of the metal oxide-based catalyst is not particularly limited. However, in order to increase a contact area with a reactant, the catalyst is preferably formed in a honeycomb shape.
When it is difficult to make the metal oxide catalyst into a honeycomb shape, the metal oxide may be supported on a honeycomb-shaped support.

【0018】 なお、本発明の金属酸化物系触媒は、ダ
イオキシン分解反応又は水素製造反応の極めて好適な触
媒として用いることができる。また、本発明の金属酸化
物系触媒は、以下で述べる製造方法で得ることができ
る。
The metal oxide catalyst of the present invention can be used as a very suitable catalyst for a dioxin decomposition reaction or a hydrogen production reaction. Further, the metal oxide-based catalyst of the present invention can be obtained by the production method described below.

【0019】2.金属酸化物系触媒製造方法 前述したように本発明の金属酸化物系触媒製造方法は、
特定のゾル物質と特定の高分子物質とを所定割合で混合
し、得られた混合物を特定温度で加熱するものである。
2. Metal oxide catalyst production method As described above, the metal oxide catalyst production method of the present invention,
A specific sol substance and a specific polymer substance are mixed at a predetermined ratio, and the resulting mixture is heated at a specific temperature.

【0020】 本発明に用いられるゾル物質は、3〜5
0nm、好ましくは5〜30nmの粒径の金属酸化物粒
子を含有するものである。金属酸化物粒子の粒径がこの
範囲外であると、活性部位で高活性を得るために好適な
孔径を有する第一の細孔を形成することができなくなる
ため、触媒効果が低下する。
The sol substance used in the present invention is 3 to 5
It contains metal oxide particles having a particle size of 0 nm, preferably 5 to 30 nm. If the particle size of the metal oxide particles is out of this range, it is not possible to form first pores having a pore size suitable for obtaining high activity at the active site, so that the catalytic effect is reduced.

【0021】 ゾル物質に含有する金属酸化物粒子とし
ては、例えば、Al、B、Ba、Ca、Cd、Ce、C
o、Cr、Fe、Ge、Hf、In、Li、Mg、M
n、Mo、Nb、Ni、Pb、Ru、Si、Sn、S
r、Ta、Ti、V、W、Y、Zrからなる群から選ば
れる少なくとも1種を含む金属酸化物粒子等を挙げるこ
とができる。中でも、触媒活性及び触媒寿命の点からT
iO2粒子が好ましい。
The metal oxide particles contained in the sol material include, for example, Al, B, Ba, Ca, Cd, Ce, C
o, Cr, Fe, Ge, Hf, In, Li, Mg, M
n, Mo, Nb, Ni, Pb, Ru, Si, Sn, S
Metal oxide particles containing at least one selected from the group consisting of r, Ta, Ti, V, W, Y, and Zr can be used. Among them, from the viewpoint of catalyst activity and catalyst life, T
iO 2 particles are preferred.

【0022】 本発明に用いられるゾル物質は、例え
ば、所定の粒径にした金属酸化物粒子を分散媒としての
溶媒に懸濁して製造することができる。この際、溶媒と
しては、例えば、水、アルコール類等を挙げることがで
き、必要に応じて分散促進剤として界面活性剤を添加し
てもよい。
The sol substance used in the present invention can be produced, for example, by suspending metal oxide particles having a predetermined particle size in a solvent as a dispersion medium. At this time, examples of the solvent include water, alcohols, and the like. If necessary, a surfactant may be added as a dispersion accelerator.

【0023】 本発明に用いられるゾル物質は、この他
に、例えば、アルコールと金属塩又は金属と反応させて
得られる金属アルコキシド;金属アルコキシドの一部を
アセチルアセトナート基等の置換基で置換した金属アル
コキシド誘導体;金属アルコキシドに溶解した金属塩等
を加水分解して調製することができる。
The sol substance used in the present invention may be, for example, a metal alkoxide obtained by reacting an alcohol with a metal salt or a metal; a part of the metal alkoxide is substituted with a substituent such as an acetylacetonate group. Metal alkoxide derivative; can be prepared by hydrolyzing a metal salt or the like dissolved in a metal alkoxide.

【0024】 金属アルコキシドとしては、例えば、A
l、B、Ba、Ca、Cd、Ce、Co、Cr、Fe、
Ge、Hf、In、Li、Mg、Mn、Mo、Nb、N
i、Pb、Ru、Si、Sn、Sr、Ta、Ti、V、
W、Y、Zrからなる群から選ばれる少なくとも1種を
含む金属アルコキシド等を挙げることができる。これら
金属アルコキシドは、1種単独で又は2種以上を組合わ
せて用いることができる。
As the metal alkoxide, for example, A
1, B, Ba, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Fe,
Ge, Hf, In, Li, Mg, Mn, Mo, Nb, N
i, Pb, Ru, Si, Sn, Sr, Ta, Ti, V,
Metal alkoxides containing at least one selected from the group consisting of W, Y and Zr can be mentioned. These metal alkoxides can be used alone or in combination of two or more.

【0025】 また、金属塩としては、例えば、Al、
B、Ba、Ca、Cd、Ce、Co、Cr、Fe、G
e、Hf、In、Li、Mg、Mn、Mo、Nb、N
i、Pb、Ru、Si、Sn、Sr、Ta、Ti、V、
W、Y、Zrからなる群から選ばれる少なくとも1種の
酢酸塩、蓚酸塩、2−エチルヘキサン酸塩、ステアリン
酸塩、乳酸塩、アセチル酢酸塩等を挙げることができ
る。これら金属塩は、1種単独で又は2種以上を組合わ
せて用いることができる。
As the metal salt, for example, Al,
B, Ba, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Fe, G
e, Hf, In, Li, Mg, Mn, Mo, Nb, N
i, Pb, Ru, Si, Sn, Sr, Ta, Ti, V,
Examples include at least one kind of acetate, oxalate, 2-ethylhexanoate, stearate, lactate, acetyl acetate, and the like selected from the group consisting of W, Y, and Zr. These metal salts can be used alone or in combination of two or more.

【0026】 これら金属アルコキシド等を加水分解し
てゾル物質を調製する際には、モノエタノールアミン、
ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチ
ルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミ
ン、N−ジメチルジアミノエタノール、ジイソプロパノ
ールアミン等のアルコールアミン類を添加することが好
ましい。これにより均一で透明なゾル物質が得られ、耐
久性に優れる触媒とすることができる。
When preparing a sol substance by hydrolyzing these metal alkoxides and the like, monoethanolamine,
It is preferable to add alcohol amines such as diethanolamine, triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-dimethyldiaminoethanol, and diisopropanolamine. As a result, a uniform and transparent sol substance is obtained, and a catalyst having excellent durability can be obtained.

【0027】 なお、本発明においては、ゾル物質中の
金属酸化物の濃度について特に限定はないが、10〜3
0重量%が好ましく、15〜25重量%がより好まし
い。
In the present invention, the concentration of the metal oxide in the sol substance is not particularly limited.
0% by weight is preferable, and 15 to 25% by weight is more preferable.

【0028】 本発明に用いられる高分子物質は、20
0〜200万、好ましくは、1000〜100万の分子
量を有するものである。分子量が、200未満であると
反応物質を活性部位へ迅速に浸入させるのに好適な孔径
を有する第二の細孔を形成することができないため、結
局触媒効果が低下する。一方、200万を超えると反応
物質を活性部位で一定時間滞留させるのに好適な孔径を
有する第二の細孔を形成することができないため、結局
触媒効果が低下する。ここで、高分子物質の分子量は、
ゲルクロマトグラフィー法(GPC法)により求めたも
のである。
The polymer substance used in the present invention is 20
It has a molecular weight of from 0 to 2,000,000, preferably from 1,000 to 1,000,000. If the molecular weight is less than 200, the second pore having a pore diameter suitable for allowing the reactant to rapidly penetrate into the active site cannot be formed, so that the catalytic effect eventually decreases. On the other hand, if it exceeds 2,000,000, it is impossible to form a second pore having a pore diameter suitable for retaining the reactant in the active site for a certain period of time, so that the catalytic effect is eventually reduced. Here, the molecular weight of the polymer substance is
It was determined by a gel chromatography method (GPC method).

【0029】 本発明に用いられる高分子物質として
は、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレン
グリコール、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレン
オキサイド等が好ましい。中でも、形成される第二の細
孔を好適な孔径及び細孔容積率とすることができる点か
らポリプロピレングリコールが特に好ましい。これら高
分子物質は、例えば、触媒添加加熱法により製造するこ
とができる。
As the polymer substance used in the present invention, for example, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene oxide and the like are preferable. Among them, polypropylene glycol is particularly preferred in that the formed second pores can have a suitable pore diameter and pore volume ratio. These polymer substances can be produced, for example, by a catalyst addition heating method.

【0030】 本発明の金属酸化物系触媒製造方法では
前述したゾル物質5〜50重量部(金属酸化物換算重
量)に、前述した高分子物質を5〜50重量部、より好
ましくは前述したゾル物質7〜30重量部(金属酸化物
換算重量)に、前述した高分子物質を10〜30重量部
混合する。ゾル物質の割合が、5重量部(金属酸化物換
算重量)未満であると第一の細孔の細孔容積率が小さく
なって触媒活性が低下し、50重量部(金属酸化物換算
重量)を超えると第二の細孔形成が不十分なって触媒活
性が低下する。また、高分子物質の割合が、5重量部未
満であると第二の細孔形成が不十分なって触媒活性が低
下し、50重量部を超えると第一の細孔の細孔容積率が
小さくなって触媒活性が低下する。
In the method for producing a metal oxide-based catalyst of the present invention, 5 to 50 parts by weight of the above-mentioned sol substance (weight in terms of metal oxide) and 5 to 50 parts by weight of the above-mentioned polymer substance, more preferably the above-mentioned sol 10 to 30 parts by weight of the above-described polymer substance is mixed with 7 to 30 parts by weight (weight in terms of metal oxide) of the substance. When the proportion of the sol substance is less than 5 parts by weight (weight in terms of metal oxide), the pore volume ratio of the first pores becomes small and the catalytic activity decreases, and 50 parts by weight (weight in terms of metal oxide). If it exceeds 300, the formation of the second pores will be insufficient and the catalytic activity will decrease. When the proportion of the polymer substance is less than 5 parts by weight, the formation of the second pores is insufficient and the catalytic activity is reduced. It becomes smaller and the catalytic activity decreases.

【0031】 本発明の製造方法では、金属酸化物系触
媒の活性をさらに高める点から前述したゾル物質と高分
子物質の混合物に、さらに貴金属と貴金属以外の金属と
を含有する添加物を添加することが好ましい。なお、こ
の添加物は、触媒とするための加熱により貴金属と金属
酸化物、又は貴金属酸化物と金属酸化物に変化する。
In the production method of the present invention, an additive containing a noble metal and a metal other than a noble metal is further added to the above-mentioned mixture of the sol substance and the polymer substance in order to further enhance the activity of the metal oxide-based catalyst. Is preferred. The additive changes into a noble metal and a metal oxide or a noble metal oxide and a metal oxide by heating to be used as a catalyst.

【0032】 貴金属としては、例えば、金、白金、
銀、パラジウム、ロジウム、オスミウム、イリジウム、
ルテニウム等を挙げることができる。中でも金属酸化物
系触媒の活性を高める効果が大きな点で白金が好まし
い。これら貴金属は、1種単独で又は2種以上を組合わ
せて用いることができる。
As the noble metal, for example, gold, platinum,
Silver, palladium, rhodium, osmium, iridium,
Ruthenium and the like can be mentioned. Among them, platinum is preferable because the effect of increasing the activity of the metal oxide catalyst is large. These noble metals can be used alone or in combination of two or more.

【0033】 貴金属以外の金属としては、例えば、A
l、B、Ba、Ca、Cd、Ce、Co、Cr、Fe、
Ge、Hf、In、Li、Mg、Mn、Mo、Nb、N
i、Pb、Ru、Si、Sn、Sr、Ta、Ti、V、
W、Y、Zrからなる群から選ばれる少なくとも1種を
含むものを挙げることができる。これら金属酸化物は、
1種単独で又は2種以上を組合わせて用いることができ
る。
Examples of the metal other than the noble metal include A
1, B, Ba, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Fe,
Ge, Hf, In, Li, Mg, Mn, Mo, Nb, N
i, Pb, Ru, Si, Sn, Sr, Ta, Ti, V,
Examples include those containing at least one selected from the group consisting of W, Y, and Zr. These metal oxides
One type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

【0034】 貴金属と貴金属以外の金属とを含有する
添加物としては、例えば、貴金属を貴金属以外の金属中
に分散してなるもの、貴金属と貴金属以外の金属とを1
分子内に含む化合物等を挙げることができる。中でも、
金属酸化物系触媒の活性を高める作用が大きい点でチタ
ン(Ti)と白金(Pt)とを1分子内に含む化合物が
好ましい。
Examples of the additive containing a noble metal and a metal other than the noble metal include, for example, one obtained by dispersing a noble metal in a metal other than the noble metal, or one containing noble metal and a metal other than the noble metal.
Compounds contained in the molecule can be exemplified. Among them,
A compound containing titanium (Ti) and platinum (Pt) in one molecule is preferable because the effect of increasing the activity of the metal oxide catalyst is great.

【0035】 この化合物は、例えば、チタンのアルコ
キシド又はアルコキシドの一部をアセチルアセトナート
基で置換したアルコキシド誘導体と、白金の塩化物と
を、アミノ酸を介して結合させることにより調製するこ
とができる。アミノ酸としては、メタノール、エタノー
ル等の溶媒に対する溶解性が高い点から、リシン、プロ
リン等を用いることが好ましい。また、調製の際には、
チタン(Ti)95.0〜99.9重量%に対して、白
金(Pt)を0.1〜5重量%含有するように調製する
ことが好ましい。白金(Pt)が、0.1重量%未満で
は、金属酸化物系触媒の活性を高める効果が不十分とな
り、5重量%を超えると金属酸化物系触媒の活性を高め
る効果が飽和状態になり、徒にコストの上昇を招くこと
になる。
This compound can be prepared, for example, by bonding an alkoxide of titanium or an alkoxide derivative in which a part of the alkoxide is substituted with an acetylacetonate group, to a chloride of platinum via an amino acid. As the amino acid, lysine, proline and the like are preferably used because of their high solubility in solvents such as methanol and ethanol. Also, during preparation,
It is preferable to prepare platinum (Pt) so as to contain 0.1 to 5% by weight with respect to 95.0 to 99.9% by weight of titanium (Ti). When platinum (Pt) is less than 0.1% by weight, the effect of increasing the activity of the metal oxide catalyst is insufficient, and when it exceeds 5% by weight, the effect of increasing the activity of the metal oxide catalyst becomes saturated. However, the cost increases.

【0036】 また、この添加物の濃度は、例えばリシ
ン、プロリンを用いた場合には約0.05〜1mol/
lとするのが好ましい。さらには、この添加物のpH
は、前述したゾル物質のpHとの差が3以下であること
が好ましい。
The concentration of the additive is, for example, about 0.05 to 1 mol / mol when lysine or proline is used.
It is preferably 1. Furthermore, the pH of this additive
It is preferable that the difference from the above-mentioned pH of the sol substance is 3 or less.

【0037】 本発明においては、前述したゾル物質と
高分子物質との混合物10〜100重量部に対して、貴
金属と貴金属以外の金属とを含有する添加物を50〜9
5重量部(金属酸化物換算重量)添加することが好まし
い。
In the present invention, an additive containing a noble metal and a metal other than a noble metal is added to 50 to 9 parts by weight of 10 to 100 parts by weight of the mixture of the sol substance and the polymer substance described above.
It is preferable to add 5 parts by weight (weight in terms of metal oxide).

【0038】 添加物の添加量が50重量部(金属酸化
物換算重量)未満では、貴金属による金属酸化物触媒の
増感効果が十分に得られず、触媒効果が不十分となって
しまうことがあり、95重量部(金属酸化物換算重量)
を超えると第一の細孔の形成が十分でなく触媒効果が不
十分になることがある。
If the amount of the additive is less than 50 parts by weight (weight in terms of metal oxide), the sensitizing effect of the noble metal on the metal oxide catalyst may not be sufficiently obtained, and the catalytic effect may be insufficient. Available, 95 parts by weight (weight in terms of metal oxide)
If it exceeds 300, the formation of the first pores may not be sufficient and the catalytic effect may be insufficient.

【0039】 本発明の製造方法では、上述のようにし
て得られた混合物を300〜700℃、好ましくは、4
00〜500℃で加熱する。300℃未満では、形成さ
れる第一の細孔及び第二の細孔の孔径が所望の孔径より
大きくなり、触媒効果が低下してしまう。一方、700
℃を超えると第一の細孔及び第二の細孔が形成できない
か形成できても所望の孔径より小さくなり、触媒効果が
低下してしまう。
In the production method of the present invention, the mixture obtained as described above is treated at 300 to 700 ° C., preferably at 4 ° C.
Heat at 00-500 ° C. If the temperature is lower than 300 ° C., the pore diameters of the formed first and second pores are larger than desired pore diameters, and the catalytic effect is reduced. On the other hand, 700
If the temperature exceeds ℃, the first pores and the second pores cannot be formed, or even if they can be formed, the pore diameter becomes smaller than a desired pore diameter, and the catalytic effect is reduced.

【0040】 加熱時間は、加熱温度に応じて適宜決定
することができるが、通常は、数分から数時間程度行う
ことが好ましい。また、加熱雰囲気としては、貴金属を
含有する添加物を添加する場合には、貴金属の粒成長を
抑制するため水素等の還元ガスを用いて還元ガス雰囲気
とするのが好ましい。
The heating time can be appropriately determined according to the heating temperature, but is usually preferably from several minutes to several hours. In addition, when an additive containing a noble metal is added, the heating atmosphere is preferably a reducing gas atmosphere using a reducing gas such as hydrogen to suppress grain growth of the noble metal.

【0041】[0041]

【実施例】 以下、本発明を実施例により具体的に説明
するが、本発明はこれら実施例によって何等限定される
ものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

【0042】(実施例1)ジイソプロポキシビスチタン
の75%イソプロパノール溶液870gと、アミノ酸で
あるL−プロリン9.6gと、塩化白金酸8.0gとを
1リットルの75℃メタノール中で反応させ、その後水
を添加してチタン(Ti)と白金(Pt)を分子内に含
む添加物溶液を調製した。なお、この添加物溶液中には
固形成分中TiO298重量%、白金2重量%含んでい
る。次に、粒径3nmのTiO2粒子を含有するTiO2
ゾル5重量部(TiO2換算重量)と、分子量2000
のポリプロピレングリコール50重量部とを混合し、こ
の混合物55重量部に対して、予め調製した添加物溶液
を95重量部(TiO2換算重量)添加した。次いで添
加物を添加後の混合液を室温で乾燥し、その後大気雰囲
気下、450℃、1時間加熱しTiO2系触媒を製造し
た。
Example 1 870 g of a 75% isopropanol solution of diisopropoxybistitanium, 9.6 g of L-proline as an amino acid, and 8.0 g of chloroplatinic acid were reacted in 1 liter of methanol at 75 ° C. Then, water was added to prepare an additive solution containing titanium (Ti) and platinum (Pt) in the molecule. The additive solution contains 98% by weight of TiO 2 and 2 % by weight of platinum in the solid component. Then, TiO 2 containing TiO 2 particles having a particle size of 3nm
5 parts by weight of sol (weight in terms of TiO 2 ) and molecular weight of 2000
Was mixed with 50 parts by weight of polypropylene glycol, and 95 parts by weight of a previously prepared additive solution (weight in terms of TiO 2 ) was added to 55 parts by weight of this mixture. Next, the mixed solution after the addition of the additive was dried at room temperature, and then heated at 450 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to produce a TiO 2 -based catalyst.

【0043】(実施例2)実施例1において、TiO2
ゾル30重量部(TiO2換算重量)と、ポリプロピレ
ングリコール50重量部とを混合し、この混合物80重
量部に対して、添加物溶液を70重量部(TiO2換算
重量)添加したこと以外は実施例1と同様にしてTiO
2系触媒を得た。
(Example 2) In Example 1, TiO 2
The procedure was performed except that 30 parts by weight of sol (weight in terms of TiO 2 ) and 50 parts by weight of polypropylene glycol were mixed, and 70 parts by weight of the additive solution (weight in terms of TiO 2 ) was added to 80 parts by weight of this mixture. TiO as in Example 1
A 2- system catalyst was obtained.

【0044】(実施例3)実施例1において、TiO2
ゾル50重量部(TiO2換算重量)と、ポリプロピレ
ングリコール50重量部とを混合し、この混合物100
重量部に対して、添加物溶液を50重量部(TiO2
算重量)添加したこと以外は実施例1と同様にしてTi
2系触媒を得た。
(Example 3) In Example 1, TiO 2
A mixture of 50 parts by weight of sol (weight in terms of TiO 2 ) and 50 parts by weight of polypropylene glycol is mixed.
In the same manner as in Example 1, except that 50 parts by weight (weight in terms of TiO 2 ) of the additive solution was added to the parts by weight.
An O 2 -based catalyst was obtained.

【0045】(実施例4)実施例1において、粒径10
nmのTiO2を含有するTiO2ゾルを用いたこと、T
iO2ゾル5重量部(TiO2換算重量)に対してポリプ
ロピレングリコールを5重量部混合したこと、及び添加
物溶液を添加した後の混合物を加熱する温度を300℃
としたこと以外は実施例1と同様にしてTiO2系触媒
を得た。
(Example 4)
for the use of TiO 2 sol containing nm of TiO 2, T
5 parts by weight of TiO 2 sol (weight in terms of TiO 2 ) was mixed with 5 parts by weight of polypropylene glycol, and the temperature of heating the mixture after adding the additive solution was set to 300 ° C.
A TiO 2 -based catalyst was obtained in the same manner as in Example 1, except that

【0046】(実施例5)実施例1において、粒径10
nmのTiO2を含有するTiO2ゾルを用いたこと、T
iO2ゾル30重量部(TiO2換算重量)と、ポリプロ
ピレングリコール5重量部とを混合し、この混合物35
重量部に対して、添加物溶液を70重量部(TiO2
算重量)添加したこと、及び混合物を加熱する温度を3
00℃としたこと以外は実施例1と同様にしてTiO2
系触媒を得た。
(Example 5)
for the use of TiO 2 sol containing nm of TiO 2, T
A mixture of 30 parts by weight of TiO 2 sol (weight in terms of TiO 2 ) and 5 parts by weight of polypropylene glycol was mixed.
70 parts by weight of the additive solution (weight in terms of TiO 2 ) was added to the parts by weight, and the temperature at which the mixture was heated was 3%.
TiO 2 in the same manner as in Example 1 except that the temperature was set to 00 ° C.
A system catalyst was obtained.

【0047】(実施例6)実施例1において、粒径10
nmのTiO2を含有するTiO2ゾルを用いたこと、T
iO2ゾル50重量部(TiO2換算重量)と、ポリプロ
ピレングリコール5重量部とを混合し、この混合物55
重量部に対して、添加物溶液を50重量部(TiO2
算重量)添加したこと、及び混合物を加熱する温度を3
00℃としたこと以外は実施例1と同様にしてTiO2
系触媒を得た。
(Example 6)
for the use of TiO 2 sol containing nm of TiO 2, T
A mixture of 50 parts by weight of TiO 2 sol (weight in terms of TiO 2 ) and 5 parts by weight of polypropylene glycol was mixed.
50 parts by weight of the additive solution (weight in terms of TiO 2 ) was added to the parts by weight, and the temperature at which the mixture was heated was 3%.
TiO 2 in the same manner as in Example 1 except that the temperature was set to 00 ° C.
A system catalyst was obtained.

【0048】(実施例7)実施例1において、粒径50
nmのTiO2を含有するTiO2ゾルを用いたこと、T
iO2ゾル5重量部(TiO2換算重量)と、ポリプロピ
レングリコール30重量部とを混合し、この混合物35
重量部に対して、添加物溶液を95重量部(TiO2
算重量)添加したこと、及び混合物を加熱する温度を7
00℃としたこと以外は実施例1と同様にしてTiO2
系触媒を得た。
(Example 7)
for the use of TiO 2 sol containing nm of TiO 2, T
5 parts by weight of TiO 2 sol (weight in terms of TiO 2 ) and 30 parts by weight of polypropylene glycol are mixed, and this mixture 35
95 parts by weight of the additive solution (weight in terms of TiO 2 ) was added to the parts by weight, and the temperature at which the mixture was heated was 7%.
TiO 2 in the same manner as in Example 1 except that the temperature was set to 00 ° C.
A system catalyst was obtained.

【0049】(実施例8)実施例1において、粒径50
nmのTiO2を含有するTiO2ゾルを用いたこと、T
iO2ゾル30重量部(TiO2換算重量)と、ポリプロ
ピレングリコール30重量部とを混合し、この混合物6
0重量部に対して、添加物溶液を70重量部(TiO2
換算重量)添加したこと、及び混合物を加熱する温度を
700℃としたこと以外は実施例1と同様にしてTiO
2系触媒を得た。
(Embodiment 8)
for the use of TiO 2 sol containing nm of TiO 2, T
30 parts by weight of TiO 2 sol (weight in terms of TiO 2 ) and 30 parts by weight of polypropylene glycol are mixed, and this mixture 6
70 parts by weight of the additive solution (TiO 2
TiO 2 in the same manner as in Example 1 except that the mixture was added and the temperature at which the mixture was heated was 700 ° C.
A 2- system catalyst was obtained.

【0050】(実施例9)実施例1において、粒径50
nmのTiO2を含有するTiO2ゾルを用いたこと、T
iO2ゾル50重量部(TiO2換算重量)と、ポリプロ
ピレングリコール30重量部とを混合し、この混合物8
0重量部に対して、添加物溶液を50重量部(TiO2
換算重量)添加したこと、及び混合物を加熱する温度を
700℃としたこと以外は実施例1と同様にしてTiO
2系触媒を得た。
(Example 9)
for the use of TiO 2 sol containing nm of TiO 2, T
50 parts by weight of TiO 2 sol (weight in terms of TiO 2 ) and 30 parts by weight of polypropylene glycol were mixed.
50 parts by weight of the additive solution (TiO 2
TiO 2 in the same manner as in Example 1 except that the mixture was added and the temperature at which the mixture was heated was 700 ° C.
A 2- system catalyst was obtained.

【0051】(実施例10)実施例1においてTiO2
ゾル50重量部(TiO2換算重量)に対してポリプロ
ピレングリコールを50重量部混合したこと、及びチタ
ン(Ti)と白金(Pt)を分子内に含む添加物の溶液
を添加しなかったこと以外は実施例1と同様にしてTi
2系触媒を得た。
(Example 10) In Example 1, TiO 2
Except that 50 parts by weight of propylene (50 parts by weight in terms of TiO 2 ) were mixed with 50 parts by weight of sol and that a solution of an additive containing titanium (Ti) and platinum (Pt) in the molecule was not added. Ti as in Example 1
An O 2 -based catalyst was obtained.

【0052】(実施例11)実施例1において、TiO
2ゾル50重量部(TiO2換算重量)と、ポリプロピレ
ングリコール50重量部とを混合し、この混合物100
重量部に対して、添加物の溶液を50重量部(TiO2
換算重量)添加したこと、及び混合物を加熱する温度を
300℃としたこと以外は実施例1と同様にしてTiO
2系触媒を得た。
(Embodiment 11)
2 50 parts by weight of sol (weight in terms of TiO 2 ) and 50 parts by weight of polypropylene glycol are mixed, and this mixture 100
50 parts by weight of the additive solution (TiO 2
TiO 2 in the same manner as in Example 1 except that the mixture was added and the temperature at which the mixture was heated was 300 ° C.
A 2- system catalyst was obtained.

【0053】(実施例12)実施例1において、TiO
2ゾル50重量部(TiO2換算重量)と、ポリプロピレ
ングリコール50重量部とを混合し、この混合物100
重量部に対して、添加物の溶液を50重量部(TiO2
換算重量)添加したこと、及び混合物を加熱する温度を
700℃としたこと以外は実施例1と同様にしてTiO
2系触媒を得た。
(Example 12) In Example 1, TiO
2 50 parts by weight of sol (weight in terms of TiO 2 ) and 50 parts by weight of polypropylene glycol are mixed, and this mixture 100
50 parts by weight of the additive solution (TiO 2
TiO 2 in the same manner as in Example 1 except that the mixture was added and the temperature at which the mixture was heated was 700 ° C.
A 2- system catalyst was obtained.

【0054】(比較例1)実施例1において、TiO2
ゾル3重量部(TiO2換算重量)と、ポリプロピレン
グリコール50重量部とを混合し、この混合物53重量
部に対して、添加物の溶液を97重量部(TiO2換算
重量)添加したこと、及び混合物を加熱する温度を25
0℃としたこと以外は実施例1と同様にしてTiO2
触媒を得た。
Comparative Example 1 In Example 1, TiO 2
3 parts by weight of sol (weight in terms of TiO 2 ) and 50 parts by weight of polypropylene glycol were mixed, and 97 parts by weight of an additive solution (weight in terms of TiO 2 ) was added to 53 parts by weight of this mixture; The temperature at which the mixture is heated to 25
A TiO 2 -based catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature was set to 0 ° C.

【0055】(比較例2)実施例1において、TiO2
ゾル3重量部(TiO2換算重量)と、ポリプロピレン
グリコール50重量部とを混合し、この混合物53重量
部に対して、添加物の溶液を97重量部(TiO2換算
重量)添加したこと、及び混合物を加熱する温度を75
0℃としたこと以外は実施例1と同様にしてTiO2
触媒を得た。
Comparative Example 2 In Example 1, TiO 2
3 parts by weight of sol (weight in terms of TiO 2 ) and 50 parts by weight of polypropylene glycol were mixed, and 97 parts by weight of an additive solution (weight in terms of TiO 2 ) was added to 53 parts by weight of this mixture; The temperature at which the mixture is heated to 75
A TiO 2 -based catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature was set to 0 ° C.

【0056】(比較例3)実施例1において、粒径50
nmのTiO2を含有するTiO2ゾルを用いたこと、T
iO2ゾル75重量部(TiO2換算重量)と、ポリプロ
ピレングリコール60重量部とを混合し、この混合物1
35重量部に対して、添加物の溶液を25重量部(Ti
2換算重量)添加したこと、及び混合物を加熱する温
度を250℃としたこと以外は実施例1と同様にしてT
iO2系触媒を得た。
(Comparative Example 3)
for the use of TiO 2 sol containing nm of TiO 2, T
75 parts by weight of TiO 2 sol (weight in terms of TiO 2 ) and 60 parts by weight of polypropylene glycol were mixed.
25 parts by weight of the additive solution (Ti
O 2 equivalent weight), and the temperature of the mixture was heated to 250 ° C.
It was obtained iO 2-based catalyst.

【0057】(比較例4)実施例1において、粒径50
nmのTiO2を含有するTiO2ゾルを用いたこと、T
iO2ゾル75重量部(TiO2換算重量)と、ポリプロ
ピレングリコール60重量部とを混合し、この混合物1
35重量部に対して、添加物の溶液を25重量部(Ti
2換算重量)添加したこと、及び混合物を加熱する温
度を750℃としたこと以外は実施例1と同様にしてT
iO2系触媒を得た。
(Comparative Example 4)
for the use of TiO 2 sol containing nm of TiO 2, T
75 parts by weight of TiO 2 sol (weight in terms of TiO 2 ) and 60 parts by weight of polypropylene glycol were mixed.
25 parts by weight of the additive solution (Ti
O 2 in terms of weight) that was added, and the temperature for heating the mixture, except that the 750 ° C. in the same manner as in Example 1 T
It was obtained iO 2-based catalyst.

【0058】(比較例5)実施例1において、分子量1
50のポリプロピレングリコールを用いたこと以外は実
施例1と同様にしてTiO2系触媒を得た。
Comparative Example 5 In Example 1, the molecular weight was 1
A TiO 2 -based catalyst was obtained in the same manner as in Example 1, except that 50 polypropylene glycols were used.

【0059】(比較例6)実施例1において、分子量3
×106のポリプロピレングリコールを用いたこと以外
は実施例1と同様にしてTiO2系触媒を得た。
Comparative Example 6 In Example 1, the molecular weight was 3
A TiO 2 -based catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that × 10 6 of polypropylene glycol was used.

【0060】(比較例7)実施例1において、粒径10
0nmのTiO2粒子を含有するTiO2ゾルを用いたこ
と以外は実施例1と同様にしてTiO2系触媒を得た。
(Comparative Example 7)
A TiO 2 -based catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that a TiO 2 sol containing 0 nm TiO 2 particles was used.

【0061】(比較例8)実施例1において、ポリプロ
ピレングリコールに代え、ポリエチレングリコールを用
いたこと、添加物の溶液を添加した後の混合物を加熱す
る温度を750℃としたこと以外は実施例1と同様にし
てTiO2系触媒を得た。
Comparative Example 8 Example 1 was repeated except that polyethylene glycol was used in place of polypropylene glycol, and that the temperature at which the mixture after adding the additive solution was heated was 750 ° C. In the same manner as in the above, a TiO 2 -based catalyst was obtained.

【0062】(比較例9)実施例1において、ポリプロ
ピレングリコールを混合しなかったこと以外は実施例1
と同様にしてTiO2系触媒を得た。
Comparative Example 9 Example 1 was repeated except that no polypropylene glycol was used.
A TiO 2 -based catalyst was obtained in the same manner as described above.

【0063】(評価方法及び評価)実施例1〜12及び
比較例1〜9で得られたTiO2系触媒を以下の方法で
測定、評価した。
(Evaluation Method and Evaluation) The TiO 2 -based catalysts obtained in Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 9 were measured and evaluated by the following methods.

【0064】1.評価方法 (1)孔径、細孔細孔容積率 実施例1〜12及び比較例1〜9で得られたTiO2
触媒をポロシメーターを用いて測定した。
1. Evaluation method (1) Pore diameter, pore pore volume ratio The TiO 2 catalysts obtained in Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 9 were measured using a porosimeter.

【0065】(2)o−クロロトルエン(ダイオキシン
の模擬物質)分解率 実施例1〜12及び比較例1〜9のTiO2系触媒の製
造途中で得られる添加物を添加後の混合液を、外径30
×30×長さ100mm、ハニカムセルピッチ6mmか
らなるコージェライト製ハニカム状支持体にディップコ
ートし乾燥後、実施例1〜12及び比較例1〜9のTi
2系触媒の製造方法と同一の条件で加熱しTiO2系触
媒を製造した。得られたTiO2系触媒の存在下、20
0℃の温度で、o−クロロトルエンを500ppm含む
ガスを流して、反応室出口のo−クロロトルエン濃度と
反応室入口のo−クロロトルエン濃度より分解率を測定
した。
(2) Decomposition rate of o-chlorotoluene (simulated substance of dioxin) The mixture obtained after adding the additives obtained during the production of the TiO 2 -based catalysts of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 9 was Outer diameter 30
Dip-coating on a cordierite honeycomb-shaped support consisting of × 30 × length 100 mm and a honeycomb cell pitch of 6 mm, followed by drying, followed by Ti of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 9
The TiO 2 -based catalyst was manufactured by heating under the same conditions as in the method for manufacturing the O 2 -based catalyst. In the presence of the obtained TiO 2 -based catalyst, 20
A gas containing 500 ppm of o-chlorotoluene was flowed at a temperature of 0 ° C., and the decomposition rate was measured from the o-chlorotoluene concentration at the reaction chamber outlet and the o-chlorotoluene concentration at the reaction chamber inlet.

【0066】2.評価 本発明の製造方法で得られたTiO2系触媒では80%
以上の高い分解率を示したが、比較例の製造方法で得ら
れたTiO2系触媒では、80%以下の低い分解率を示
した。孔径、細孔細孔容積率及びo−クロロトルエン分
解率の評価結果は触媒製造条件とともに表1に示す。
2. Evaluation In the TiO 2 -based catalyst obtained by the production method of the present invention, 80%
Although the above high decomposition rate was exhibited, the TiO 2 -based catalyst obtained by the production method of the comparative example exhibited a low decomposition rate of 80% or less. Table 1 shows the evaluation results of the pore diameter, the pore pore volume ratio, and the o-chlorotoluene decomposition rate together with the catalyst production conditions.

【0067】[0067]

【表1】 [Table 1]

【0068】[0068]

【発明の効果】 以上説明した通り、本発明の金属酸化
物系触媒の製造方法及び金属酸化物系触媒では、反応物
質の活性部位への迅速な浸入及び反応生成物の活性部位
からの迅速な脱離と、活性部位での高い触媒活性を同時
に達成して、極めて高い触媒効果を発揮することがで
き、特に、ダイオキシン分解反応又は水素製造反応に有
用な金属酸化物系触媒及び金属酸化物系触媒の製造方法
を提供することができる。
As described above, according to the method for producing a metal oxide-based catalyst and the metal oxide-based catalyst of the present invention, rapid infiltration of a reactant into an active site and rapid reaction product from an active site can be achieved. Desorption and high catalytic activity at the active site can be achieved at the same time, and extremely high catalytic effect can be exhibited. Particularly, metal oxide catalysts and metal oxide catalysts useful for dioxin decomposition reaction or hydrogen production reaction A method for producing a catalyst can be provided.

フロントページの続き (72)発明者 戸田 久敬 愛知県豊橋市大脇町字大脇ノ谷139−1 (72)発明者 浜島 誠治 愛知県豊明市栄町村前51 (72)発明者 安井 広陵 愛知県春日井市八田町八丁目4番地の9 (72)発明者 磯貝 佳孝 愛知県碧南市羽根町三丁目57番地 Fターム(参考) 4D048 AA11 AB03 BA07X BA30X BB02 4G069 AA03 AA08 AA09 AA12 BA04B BA13B BA27B BB08B BC75B CA02 CA10 CA19 DA06 EC06X EC07X EC14X EC15X EC16X EC17X FB15 FB23 FB36Continuing on the front page (72) Inventor Hisataka Toda 139-1 Owakinotani, Owaki-cho, Toyohashi-shi, Aichi Prefecture (72) Inventor Seiji Hamajima 51, Sakaecho-mura, Toyoake-shi, Aichi Prefecture (72) Inventor Hiroyo Yasui Hachi, Kasugai-shi, Aichi Prefecture 9-72, Tamachi 8-chome (72) Inventor Yoshitaka Isogai 3-57, Hane-cho, Hekinan-shi, Aichi F-term (reference) EC07X EC14X EC15X EC16X EC17X FB15 FB23 FB36

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 孔径3〜30nmの第一の細孔を0.0
1〜0.60cm3/cm3(細孔容積/触媒の見掛け容
積)の細孔容積率で有するとともに、孔径50〜500
nmの第二の細孔を0.01〜0.60cm3/cm
3(細孔容積/触媒の見掛け容積)の細孔容積率で有す
ることを特徴とする金属酸化物系触媒。
1. The method according to claim 1, wherein the first pore having a pore size of 3 to 30 nm is 0.0
It has a pore volume ratio of 1 to 0.60 cm 3 / cm 3 (pore volume / apparent volume of catalyst) and a pore diameter of 50 to 500.
nm of the second pore is 0.01 to 0.60 cm 3 / cm
A metal oxide catalyst having a pore volume ratio of 3 (pore volume / apparent volume of catalyst).
【請求項2】 金属酸化物系触媒が、金属酸化物中に貴
金属を分散してなる請求項1に記載の金属酸化物系触
媒。
2. The metal oxide catalyst according to claim 1, wherein the metal oxide catalyst comprises a noble metal dispersed in a metal oxide.
【請求項3】 金属酸化物系触媒が、ハニカム形状を有
してなる請求項1又は2に記載の金属酸化物系触媒。
3. The metal oxide-based catalyst according to claim 1, wherein the metal oxide-based catalyst has a honeycomb shape.
【請求項4】 金属酸化物系触媒が、ハニカム形状の支
持体上に金属酸化物が担持されてなる請求項1又は2に
記載の金属酸化物系触媒。
4. The metal oxide catalyst according to claim 1, wherein the metal oxide catalyst is formed by supporting a metal oxide on a honeycomb-shaped support.
【請求項5】 ダイオキシン分解反応に用いられる請求
項1〜4のいずれか1項に記載の金属酸化物系触媒。
5. The metal oxide catalyst according to claim 1, which is used for a dioxin decomposition reaction.
【請求項6】 水素製造反応に用いられる請求項1〜4
のいずれか1項に記載の金属酸化物系触媒。
6. The method according to claim 1, which is used for a hydrogen production reaction.
The metal oxide-based catalyst according to any one of the above.
【請求項7】 粒径3〜50nmの金属酸化物粒子を含
有するゾル物質5〜50重量部(金属酸化物換算重量)
と、分子量200〜200万の高分子物質5〜50重量
部とを混合し、当該混合物を300〜700℃で加熱す
ることを特徴とする金属酸化物系触媒の製造方法。
7. 5 to 50 parts by weight (weight in terms of metal oxide) of a sol material containing metal oxide particles having a particle size of 3 to 50 nm.
And 5 to 50 parts by weight of a high molecular substance having a molecular weight of 2 to 2,000,000, and heating the mixture at 300 to 700 ° C.
【請求項8】 前記金属酸化物粒子が、TiO2粒子で
ある請求項7に記載の金属酸化物系触媒の製造方法。
8. The method according to claim 7, wherein the metal oxide particles are TiO 2 particles.
【請求項9】 前記高分子物質が、ポリプロピレングリ
コールである請求項7又は8に記載の金属酸化物系触媒
の製造方法。
9. The method for producing a metal oxide-based catalyst according to claim 7, wherein the polymer substance is polypropylene glycol.
【請求項10】 前記混合物に、貴金属と貴金属以外の
金属とを含有する添加物をさらに所定量添加した請求項
7〜9のいずれか1項に記載の金属酸化物系触媒の製造
方法。
10. The method for producing a metal oxide-based catalyst according to claim 7, wherein an additive containing a noble metal and a metal other than the noble metal is further added to the mixture in a predetermined amount.
【請求項11】 前記添加物の添加量が、前記混合物1
0〜100重量部に対して、50〜95重量部(金属酸
化物換算重量)である請求項10に記載の金属酸化物系
触媒の製造方法。
11. The method according to claim 1, wherein the amount of the additive is 1%.
The method for producing a metal oxide catalyst according to claim 10, wherein the amount is 50 to 95 parts by weight (weight in terms of metal oxide) based on 0 to 100 parts by weight.
【請求項12】 前記添加物に含有される貴金属が、白
金である請求項10又は11に記載の金属酸化物系触媒
の製造方法。
12. The method for producing a metal oxide-based catalyst according to claim 10, wherein the noble metal contained in the additive is platinum.
【請求項13】 前記添加物が、チタン(Ti)と白金
(Pt)とを分子内に有する化合物を含むものである請
求項10〜12のいずれか1項に記載の金属酸化物系触
媒の製造方法。
13. The method for producing a metal oxide catalyst according to claim 10, wherein the additive contains a compound having titanium (Ti) and platinum (Pt) in a molecule. .
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