JP4909064B2 - 触媒担持体 - Google Patents
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
以下に、本発明の第1実施形態の触媒担持体について図1・図2を用いて詳述する。
つづいて、触媒微粒子層10を基体1上に形成させる方法について説明する。第1実施形態の触媒担持体100の触媒微粒子層10は、酸化触媒微粒子2を被覆するシランモノマー3の不飽和結合部と基体とのグラフト重合により、基体上に固定される。グラフト重合により固定されることにより、より強固に触媒微粒子層10を基体1上に固定することが可能である。なお、シランモノマーのグラフト重合を効率良く、かつ、均一に行わせるために、予め、コロナ放電処理や、プラズマ放電処理や、火炎処理や、クロム酸や過塩素酸などの酸化性酸水溶液や水酸化ナトリウムなどを含むアルカリ性水溶液による化学的な処理などにより、基体1の樹脂表面が親水化処理してもよい。
次に、本発明の第2実施形態の触媒担持体200について図3を用いて詳述する。
酸化触媒微粒子として市販の5%白金担持アルミナ(NEケムキャット株式会社製)をイオン交換水に対して5.0質量%、シランモノマーとして3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製、KBM−503)を酸化触媒微粒子に対して5.0質量%加えてpHを3.0に塩酸で調製した後、ビーズミルにより平均粒子径18nmに粉砕分散した。その後、凍結乾燥機により固液分離して120℃で加熱し、シランモノマーを白金担持アルミナ微粒子の表面に脱水縮合反応により化学結合させて被覆を形成した。得られた表面処理された白金担持アルミナ微粒子をイオン交換水に5.0質量%に調製し、ビーズミルにより平均粒子径16nmに再度粉砕分散した。なお、ここでいう平均粒子径とは、体積平均粒子径のことをいう。
比表面積が80m2/g以上である無機微粒子として市販のγ−アルミナUFA−150(昭和電工株式会社製)をメタノールに対して10.0質量%、シランモノマーとして3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製、KBM−503)を、γ−アルミナ微粒子に対して1質量%となるように加えてpHを3.0に塩酸で調製した後、ビーズミルにより平均粒子径18nmに粉砕分散した。その後、凍結乾燥機により固液分離して120℃で加熱してシランモノマーを比表面積が80m2/g以上であるγ−アルミナ微粒子の表面に縮合反応させる。続いて、PtCl6・H2Oの0.1%水溶液に上記γ−アルミナ微粒子を浸漬させ、水素雰囲気下150℃で加熱する。得られた白金担持アルミナ微粒子をイオン交換水に5.0質量%に調製し、ビーズミルにより平均粒子径16nmに再度粉砕分散した。
無機微粒子として市販の二酸化チタン微粒子(テイカ株式会社製、SMT−100)をメタノールに対して10.0質量%、シランモノマーとして3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製、KBM−503)を無機微粒子に対して15.0質量%加えてpHを3.0に塩酸で調製した後、ビーズミルにより平均粒子径18nmに粉砕分散した。その後、凍結乾燥機により固液分離して120℃で加熱し、シランモノマーを二酸化チタン微粒子の表面に脱水縮合反応により化学結合させて被覆を形成した。得られた表面処理された二酸化チタン微粒子をメタノールに10.0質量%に調製し、ビーズミルにより平均粒子径16nmに再度粉砕分散した。
実施例1において、酸化触媒微粒子である5%白金担持アルミナの代わりにマンガン酸化物を用い、実施例1と同様の方法で試料を作成した。
実施例2において、酸化触媒微粒子である5%白金担持アルミナの代わりに5%金担持チタニアを用い、実施例2と同様の方法で試料を作成した。
実施例1において、酸化触媒微粒子である5%白金担持アルミナの代わりに0.8%白金担持アルミナを用い、実施例1と同様の方法で試料を作成した。
実施例2において、PtCl6・H2Oの0.1%水溶液の代わりにPtCl6・H2Oの0.0003%水溶液を用い、実施例1と同様の方法で試料を作成した。
実施例3において、酸化触媒微粒子である5%白金担持アルミナの代わりに3%白金担持アルミナを用い、実施例1と同様の方法で試料を作成した。
実施例4において、シランモノマーの重量が、酸化触媒微粒子に対して0.8質量%となるように3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを加え、実施例4と同様の方法で試料を作成した。
実施例1において、シランモノマーの重量が酸化触媒微粒子に対して0.005質量%となるように3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを加え、実施例1と同様の方法で試料を作成した。
実施例2において、シランモノマーの重量が、酸化触媒微粒子と無機微粒子に対して0.005質量%となるように3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを加え、実施例1と同様の方法で試料を作成した。
実施例3において、シランモノマーの重量が、酸化触媒微粒子と無機微粒子に対して0.005質量%となるように3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを加え、実施例1と同様の方法で試料を作成した。
実施例1において、シランモノマーの重量が酸化触媒微粒子に対して45質量%となるように3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを加え、実施例1と同様の方法で試料を作成した。
実施例2において、シランモノマーの重量が、酸化触媒微粒子と無機微粒子に対して45質量%となるように3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを加え、実施例1と同様の方法で試料を作成した。
実施例3において、シランモノマーの重量が、酸化触媒微粒子と無機微粒子に対して45質量%となるように3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを加え、実施例1と同様の方法で試料を作成した。
実施例1において、ETFEメッシュに代えて、目付け60g/m2のPET不織布を用いて実施例1と同様の方法で試料を作成した。
実施例1において、酸化触媒微粒子である5%白金担持アルミナの代わりに0.5%白金担持アルミナを用いるとともに、シランモノマーの重量が酸化触媒微粒子に対して0.005質量%となるように3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを加え、実施例1と同様の方法で試料を作成した。
実施例3において、シランモノマーが結合されていない白金担持アルミナ微粒子を用い、実施例3と同様の方法で試料を作成した。
PtCl6・H2Oの1%水溶液にセラミックハニカムを浸漬させ、500℃で3時間焼結して酸化触媒担持体を得た。
構成した試料1gをアルミ容器に入れた後、アルミ容器を120℃に昇温し、100ppm程度の濃度の一酸化炭素を0.5L/minで通過するようにアルミ容器内を通す。アルミ容器内を通過した気体をテドラーパックに密封し、テドラーパック内の一酸化炭素濃度を一酸化炭素ガス検知管(株式会社ガステック製)を用いて測定した。
構成した試料1gをイオン交換水1000mlに浸漬させ、超音波洗浄器で30分間洗浄した後、一酸化炭素の分解性試験を行い、一酸化炭素の分解率を測定した。
1 :基体
2 :酸化触媒微粒子
3 :シランモノマー
5 :化学結合
10 :触媒微粒子層(第1実施形態)
20−A:比表面積の高い無機微粒子
200 :触媒担持体(第2実施形態)
20―B:無機微粒子
30 :無機微粒子層
40 :触媒微粒子層(第2実施形態)
Claims (11)
- 表面が樹脂からなる基体と、
前記基体上に備わり、不飽和結合部を有するシランモノマーのグラフト重合体と、遷移金属あるいは貴金属から選ばれる1種以上の金属元素の化合物である酸化触媒微粒子とを含む触媒微粒子層と、を有し、
前記酸化触媒微粒子に含まれる金属元素の原子数濃度が、前記触媒微粒子層中の全元素の原子数に対して0.01%以上30%以下であり、
前記触媒微粒子層は、前記シランモノマーの不飽和結合部と前記基体とのグラフト重合により、前記基体に固定されていることを特徴とする触媒担持体。 - 前記触媒微粒子層は、無機微粒子をさらに含み、
前記無機微粒子は前記シランモノマーの不飽和結合部と前記基体とのグラフト重合により前記基体に固定されるとともに、前記酸化触媒微粒子は前記無機微粒子に吸着され固定されることを特徴とする請求項1に記載の触媒担持体。 - 前記シランモノマーの重量が、前記酸化触媒微粒子の重量に対して0.01質量%以上40質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の触媒担持体。
- 前記シランモノマーの重量が、前記酸化触媒微粒子と前記無機微粒子との重量に対して0.01質量%以上40質量%以下であることを特徴とする請求項2に記載の触媒担持体。
- 前記基体表面の樹脂は、耐熱性を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の触媒担持体。
- 前記グラフト重合は、放射線グラフト重合であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の触媒担持体。
- 表面が樹脂からなる基体と、
前記基体上に備わり、不飽和結合部を有するシランモノマーのグラフト重合体と、無機微粒子とを含む無機微粒子層と、
前記無機微粒子層上に備わり、遷移金属あるいは貴金属から選ばれる1種以上の金属元素の化合物である酸化触媒微粒子を含む触媒微粒子層とを有し、
前記酸化触媒微粒子に含まれる金属元素の原子数濃度が、前記無機微粒子層および前記触媒微粒子層における全元素の原子数に対して0.01%以上30%以下であり、
前記無機微粒子層は、前記シランモノマーの不飽和結合部と前記基体とのグラフト重合により、前記基体に固定され、
前記触媒微粒子層は、前記酸化触媒微粒子が前記無機微粒子層に付着することにより、前記無機微粒子層に固定されていることを特徴とする触媒担持体。 - 前記触媒微粒子層は、不飽和結合部を含むシランモノマーのグラフト重合体をさらに含み、
前記触媒微粒子層は、前記触媒微粒子層のシランモノマーの不飽和結合部と前記無機微粒子層のシランモノマーの不飽和結合部とのグラフト重合により、前記無機微粒子層に付着していることを特徴とする請求項7に記載の触媒担持体。 - 前記シランモノマーの重量が、前記触媒微粒子と前記無機微粒子との重量に対して0.01質量%以上40質量%以下であることを特徴とする請求項7または8に記載の触媒担持体。
- 前記基体表面の樹脂は、耐熱性を有することを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の触媒担持体。
- 前記グラフト重合は、放射線グラフト重合であることを特徴とする請求項7乃至10のいずれか1項に記載の触媒担持体。
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