JPH0722705B2 - 酸化触媒の製造方法 - Google Patents
酸化触媒の製造方法Info
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- JPH0722705B2 JPH0722705B2 JP61062325A JP6232586A JPH0722705B2 JP H0722705 B2 JPH0722705 B2 JP H0722705B2 JP 61062325 A JP61062325 A JP 61062325A JP 6232586 A JP6232586 A JP 6232586A JP H0722705 B2 JPH0722705 B2 JP H0722705B2
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Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は各種燃焼器から排出される未燃の炭化水素、一
酸化炭素を完全燃焼し炭酸ガスと水にする酸化触媒の製
造方法に関するものである。
酸化炭素を完全燃焼し炭酸ガスと水にする酸化触媒の製
造方法に関するものである。
従来の技術 一般に未燃の炭化水素を空気の存在下、炭酸ガスと水蒸
気に完全酸化させる酸化触媒については白金、パラジウ
ム等の白金族が最も活性が高い。このためアルミナ、シ
リカ等の各種担体に担持させた白金族系触媒が酸化触媒
として各種燃焼器に広く使用されている。一方コバル
ト、ニッケル、鉄等のいわゆる卑金属については単独の
金属酸化物としてよりも、最近では各種複合酸化物が検
討されている。特にペロブスカイト型の結晶構造をもっ
たものが活性が高いとされ注目されている。（例えば中
村、御園生ら、日化、1980、1679） 発明が解決しようとする問題点 白金、パラジウム、ロジウム等の白金族はそれ自体、酸
化活性は高く、500℃以下の温度での使用では問題がな
いが、500℃以上の温度、特に700〜800℃以上の温度で
使用すると、シリタングと称している担持金属の粒子径
が大きくなり、活性が低下するという熱的劣化の問題が
ある。このため耐熱性を上げる各種の方法が提案されて
いるが十分な結果は得られていない。さらに白金族はコ
ストが高いと共に価格変動の巾が大きく安定供給の面で
も問題がある。一方、ニッケル、コバルト、鉄等のいわ
ゆる卑金属単独の酸化物では酸化活性が低い、耐熱性が
低いということで実使用には至っていない。最近結晶構
造式ABO3で表わされるペロブスカイト型構造を有する複
合酸化物が酸化活性が高く、耐熱性が高いことが報告さ
れ注目を集めている。特にＡサイトをランタン、ネオジ
ウム等の希土類でＢサイトをコバルト、ニッケル、鉄等
の遷移金属で構成したものが酸化活性が高いとされ各種
研究されている。これらはいづれも、酢酸塩、硝酸塩等
の各種塩を量論比で混合した溶液を蒸発あるいは沈澱さ
せ焼成しペロブスカトト型構造を有する触媒粉末を作製
したものである。実使用にはこの触媒粉末をアルミナゾ
ル、シリカゾル等と一緒に混合したものをコーディライ
ト、アルミナ、シリカ、ムライト等の耐熱材料をハニカ
ム等に成型したものに担持し触媒としていた。この為触
媒とした場合、常に剥離の問題があると共に、触媒活性
の点からもバインダとして添加したアルミナゾル、シリ
カゾルが触媒粉末を遮蔽し活性が低下するという問題あ
るいは粉末方法では触媒担体の表面積が利用できず比表
面積が小さいものしか得られないという問題があった。
この為、これらの問題を解決する為、触媒担体上で溶液
から直接比表面積の高い微粒子のペロブスカイト型結晶
構造を作製する検討を行った結果次のような問題点が明
らかとなった。即ちペロブスカイト構造を作るには少く
とも700℃以上の温度で焼成することが必要であるが、
このような温度条件ではむしろ担体と担持金属の成分が
反応し、望みのペロブスカイト型構造が得られないとい
う問題がある。例えばＢサイトの遷移金属としてコバル
ト、あるいはニッケルを用いた場合、担体としてアルミ
ナを用いた場合にはアルミ酸コバルト（CoAl2O4）、ア
ルミ酸ニッケル（NiAI2O4）を生成し、目的とするペロ
ブスカイトが生成しないという問題がある。
気に完全酸化させる酸化触媒については白金、パラジウ
ム等の白金族が最も活性が高い。このためアルミナ、シ
リカ等の各種担体に担持させた白金族系触媒が酸化触媒
として各種燃焼器に広く使用されている。一方コバル
ト、ニッケル、鉄等のいわゆる卑金属については単独の
金属酸化物としてよりも、最近では各種複合酸化物が検
討されている。特にペロブスカイト型の結晶構造をもっ
たものが活性が高いとされ注目されている。（例えば中
村、御園生ら、日化、1980、1679） 発明が解決しようとする問題点 白金、パラジウム、ロジウム等の白金族はそれ自体、酸
化活性は高く、500℃以下の温度での使用では問題がな
いが、500℃以上の温度、特に700〜800℃以上の温度で
使用すると、シリタングと称している担持金属の粒子径
が大きくなり、活性が低下するという熱的劣化の問題が
ある。このため耐熱性を上げる各種の方法が提案されて
いるが十分な結果は得られていない。さらに白金族はコ
ストが高いと共に価格変動の巾が大きく安定供給の面で
も問題がある。一方、ニッケル、コバルト、鉄等のいわ
ゆる卑金属単独の酸化物では酸化活性が低い、耐熱性が
低いということで実使用には至っていない。最近結晶構
造式ABO3で表わされるペロブスカイト型構造を有する複
合酸化物が酸化活性が高く、耐熱性が高いことが報告さ
れ注目を集めている。特にＡサイトをランタン、ネオジ
ウム等の希土類でＢサイトをコバルト、ニッケル、鉄等
の遷移金属で構成したものが酸化活性が高いとされ各種
研究されている。これらはいづれも、酢酸塩、硝酸塩等
の各種塩を量論比で混合した溶液を蒸発あるいは沈澱さ
せ焼成しペロブスカトト型構造を有する触媒粉末を作製
したものである。実使用にはこの触媒粉末をアルミナゾ
ル、シリカゾル等と一緒に混合したものをコーディライ
ト、アルミナ、シリカ、ムライト等の耐熱材料をハニカ
ム等に成型したものに担持し触媒としていた。この為触
媒とした場合、常に剥離の問題があると共に、触媒活性
の点からもバインダとして添加したアルミナゾル、シリ
カゾルが触媒粉末を遮蔽し活性が低下するという問題あ
るいは粉末方法では触媒担体の表面積が利用できず比表
面積が小さいものしか得られないという問題があった。
この為、これらの問題を解決する為、触媒担体上で溶液
から直接比表面積の高い微粒子のペロブスカイト型結晶
構造を作製する検討を行った結果次のような問題点が明
らかとなった。即ちペロブスカイト構造を作るには少く
とも700℃以上の温度で焼成することが必要であるが、
このような温度条件ではむしろ担体と担持金属の成分が
反応し、望みのペロブスカイト型構造が得られないとい
う問題がある。例えばＢサイトの遷移金属としてコバル
ト、あるいはニッケルを用いた場合、担体としてアルミ
ナを用いた場合にはアルミ酸コバルト（CoAl2O4）、ア
ルミ酸ニッケル（NiAI2O4）を生成し、目的とするペロ
ブスカイトが生成しないという問題がある。
この為、上記のような担体との相互作用をなくすために
各種金属酸化物を予め担持するという、いわゆるプレー
コートの効果について検討を加えた。この結果、ランタ
ン、セリウム等の希土類酸化物あるいはストロンチウ
ム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の酸化物を担体
に対して１〜15重量パーセント望ましくは５〜10重量パ
ーセントを予めペロブスカイトを合成する温度よりも50
〜100℃程度高い温度で焼結することによって担体との
相互作用をおさえることが出来ることを見出した。しか
しながらこのように触媒担体に希土類元素酸化物等を用
いてプレコートするには通常の硝酸塩、酸化物からでは
担体重量当り７〜10％必要である。これより少い担持量
では担体との相互作用との影響があらわれ活性が低下す
る。しかしながら逆にこのようにプレコートを10％程度
担持すると担体がおおわれてしまい比表面積が小さくな
ってしまい担体本来の比表面積が有効に生かせないとい
う問題がある。本発明はこのように直接担持法により高
活性なペロブスカイト型触媒を作製する際の問題点を解
決しようとするものである。
各種金属酸化物を予め担持するという、いわゆるプレー
コートの効果について検討を加えた。この結果、ランタ
ン、セリウム等の希土類酸化物あるいはストロンチウ
ム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の酸化物を担体
に対して１〜15重量パーセント望ましくは５〜10重量パ
ーセントを予めペロブスカイトを合成する温度よりも50
〜100℃程度高い温度で焼結することによって担体との
相互作用をおさえることが出来ることを見出した。しか
しながらこのように触媒担体に希土類元素酸化物等を用
いてプレコートするには通常の硝酸塩、酸化物からでは
担体重量当り７〜10％必要である。これより少い担持量
では担体との相互作用との影響があらわれ活性が低下す
る。しかしながら逆にこのようにプレコートを10％程度
担持すると担体がおおわれてしまい比表面積が小さくな
ってしまい担体本来の比表面積が有効に生かせないとい
う問題がある。本発明はこのように直接担持法により高
活性なペロブスカイト型触媒を作製する際の問題点を解
決しようとするものである。
問題点を解決するための手段 このように直接担持にまつわる問題を解決する為に、ア
ルミナ、シリカ、コーディライト等の無機耐熱材料を母
材とする触媒担体にアルコキシド法で作製したランタ
ン、セリウム等の希土類元素の酸化物の薄膜あるいはス
トロンチウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の酸
化物の薄膜を作製後ペロブスカイト構造を有する複合酸
化物を担持するという構成を採用した。
ルミナ、シリカ、コーディライト等の無機耐熱材料を母
材とする触媒担体にアルコキシド法で作製したランタ
ン、セリウム等の希土類元素の酸化物の薄膜あるいはス
トロンチウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の酸
化物の薄膜を作製後ペロブスカイト構造を有する複合酸
化物を担持するという構成を採用した。
作用 アルミナ、シリカ、コーディライト等の無機耐熱材料を
母材とする触媒担体上にランタン、セリウム等の希土類
元素あるいはストロンチウム、マグネシウム等のアルカ
リ土類金属の酸化物の薄膜をアルコキシド法で担持した
為、触媒担体とプレコート材料との密着性が非常によく
少量の担持量でプレコートの役割が果たせ、担体との相
互作用がなく活性の高いペロブスカイト型複合酸化物を
触媒担体上に作製することが出来た。
母材とする触媒担体上にランタン、セリウム等の希土類
元素あるいはストロンチウム、マグネシウム等のアルカ
リ土類金属の酸化物の薄膜をアルコキシド法で担持した
為、触媒担体とプレコート材料との密着性が非常によく
少量の担持量でプレコートの役割が果たせ、担体との相
互作用がなく活性の高いペロブスカイト型複合酸化物を
触媒担体上に作製することが出来た。
実 施 例 以下本発明を用いて調整した触媒の実施例について述べ
る。
る。
（実施例１） コーディライト1gにイソプロポキシランタン（La（ｉ−
opr）３）のイソプロパノール溶液（0.1g/100ml）を25m
l注入し、一昼夜放置した後窒素バブリングにより乾燥
した。乾燥後900℃で５時間焼成した。このときの酸化
ランタンとしての担持量は担体に対し３重量パーセント
とした。その後、モル比がLa:Sr:Co＝0.8:0.2:1.0にな
るように混合した酢酸塩溶液に含浸、乾燥を繰り返しLa
0.8Sr0.2CoO3全体として5.8重量パーセント担持した
後、空気中850℃５時間焼成し触媒とした。
opr）３）のイソプロパノール溶液（0.1g/100ml）を25m
l注入し、一昼夜放置した後窒素バブリングにより乾燥
した。乾燥後900℃で５時間焼成した。このときの酸化
ランタンとしての担持量は担体に対し３重量パーセント
とした。その後、モル比がLa:Sr:Co＝0.8:0.2:1.0にな
るように混合した酢酸塩溶液に含浸、乾燥を繰り返しLa
0.8Sr0.2CoO3全体として5.8重量パーセント担持した
後、空気中850℃５時間焼成し触媒とした。
（実施例２） 実施例１と同様に酸化セリウムとして５重量パーセント
をアルコキシド法で担持後、900℃で１時間焼成後、モ
ル比がLa:Ce:Co＝0.9:0.1:1.0になるように硝酸塩溶液
に含浸、乾燥を繰り返しLa0.9Ce0.1CoO3全体として5.8
重量パーセント担持した後、空気中800℃で１時間焼成
し触媒とした。上記実施例１及び実施例２の触媒を用い
てプロパンの酸化活性の検討を行った所、プレコートと
して硝酸塩から酸化ランタンを10％担持後、La0.8Sr0.2
C0O3のペロブスカイト型複合酸化物を７重量パーセント
担持した触媒に比較し重量当りの反応速度で、いずれの
実施例の触媒でも約２倍の活性が得られた。以上の実施
例ではランタン、セリウム等希土類酸化物をプレコート
に用いた例であるが、ストロンチウム、マグネシウム等
アルカリ土類酸化物をプレコートした場合にも同様の結
果が得られた。また実施例で用いたペロブスカイト複合
酸化物の例としてLa0.8Sr0.2CoO3及びLa0.9Ce0.1CoO3を
用いたが、その他のペロブスカイト複合酸化物（Ａサイ
トをランタン、ストロンチウム、セリウムの他にネオジ
ウム、プラセオジム等、またＢサイトをコバルトの他
鉄、ニッケル、マンガン等を用いたもの）を用いた例の
場合でも同様の結果が得られた。
をアルコキシド法で担持後、900℃で１時間焼成後、モ
ル比がLa:Ce:Co＝0.9:0.1:1.0になるように硝酸塩溶液
に含浸、乾燥を繰り返しLa0.9Ce0.1CoO3全体として5.8
重量パーセント担持した後、空気中800℃で１時間焼成
し触媒とした。上記実施例１及び実施例２の触媒を用い
てプロパンの酸化活性の検討を行った所、プレコートと
して硝酸塩から酸化ランタンを10％担持後、La0.8Sr0.2
C0O3のペロブスカイト型複合酸化物を７重量パーセント
担持した触媒に比較し重量当りの反応速度で、いずれの
実施例の触媒でも約２倍の活性が得られた。以上の実施
例ではランタン、セリウム等希土類酸化物をプレコート
に用いた例であるが、ストロンチウム、マグネシウム等
アルカリ土類酸化物をプレコートした場合にも同様の結
果が得られた。また実施例で用いたペロブスカイト複合
酸化物の例としてLa0.8Sr0.2CoO3及びLa0.9Ce0.1CoO3を
用いたが、その他のペロブスカイト複合酸化物（Ａサイ
トをランタン、ストロンチウム、セリウムの他にネオジ
ウム、プラセオジム等、またＢサイトをコバルトの他
鉄、ニッケル、マンガン等を用いたもの）を用いた例の
場合でも同様の結果が得られた。
発明の効果 以上のように本発明によりコーディライト、アルミナ、
シリカ等無機耐熱材料を母材とする触媒担体にプレコー
トとしてランタン、セリウム等の希土類あるいはストロ
ンチウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の酸化物
をアルコキシド法により薄膜として担持後、ペロブスカ
イト型複合酸化物を合成するように量論比を調節した、
酢酸塩、硝酸塩等の溶液を含浸、焼成して酸化触媒を調
製した結果、次のような効果が得られた。
シリカ等無機耐熱材料を母材とする触媒担体にプレコー
トとしてランタン、セリウム等の希土類あるいはストロ
ンチウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の酸化物
をアルコキシド法により薄膜として担持後、ペロブスカ
イト型複合酸化物を合成するように量論比を調節した、
酢酸塩、硝酸塩等の溶液を含浸、焼成して酸化触媒を調
製した結果、次のような効果が得られた。
アルコキシド法によりプレコートするので担体と希土
類、アルカリ土類金属等のプレコート材料の密着性、遮
蔽性がよくなり、プレコートの担持量が少くて済み、コ
ストを下げることが出来た。さらにプレコートの担持量
が少いため、担体の表面積を下げることが少くなり、そ
の結果、担体の表面積をペロブスカイトを合成する際に
生かすことが出来、微粒子のペロブスカイト複合酸化物
を合成することが出来、その結果酸化活性が、粉末から
合成した触媒に比較すると大巾に向上した。
類、アルカリ土類金属等のプレコート材料の密着性、遮
蔽性がよくなり、プレコートの担持量が少くて済み、コ
ストを下げることが出来た。さらにプレコートの担持量
が少いため、担体の表面積を下げることが少くなり、そ
の結果、担体の表面積をペロブスカイトを合成する際に
生かすことが出来、微粒子のペロブスカイト複合酸化物
を合成することが出来、その結果酸化活性が、粉末から
合成した触媒に比較すると大巾に向上した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｊ 23/34 ＺＡＢ Ａ 8017−4Ｇ 23/78 ＺＡＢ Ａ 8017−4Ｇ
Claims (1)
- 【請求項１】無機耐熱材料をハニカム状、発泡セラミッ
ク状、あるいは布状に構成したものを触媒担体とし、前
記担体上にランタン、セリウム、ストロンチウム、マグ
ネシウムの一種類以上からなる酸化物をアルコキシド法
で薄層に担持し、酸化物としての担持量の合計を担体に
対し１〜15重量パーセントの範囲で担持した後、結晶構
造式ABO3であらわされるペロブスカイト型複合酸化物の
Ａサイトをランタン、ネオジウム、プラセオジウムの希
土類及びアルカリ土類金属から少なくとも一種の元素で
構成し、Ｂサイトを鉄、コバルト、ニッケルおよびマン
ガンから少なくとも一種の元素を選択し、ペロブスカイ
ト型複合酸化物としての担持量が担体に対して１〜15重
量パーセントの範囲で担持する構成とした酸化触媒の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61062325A JPH0722705B2 (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 酸化触媒の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61062325A JPH0722705B2 (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 酸化触媒の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62221448A JPS62221448A (ja) | 1987-09-29 |
| JPH0722705B2 true JPH0722705B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=13196869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61062325A Expired - Fee Related JPH0722705B2 (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 酸化触媒の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722705B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01270943A (ja) * | 1988-04-21 | 1989-10-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ペロブスカイト型酸化触媒 |
| JPH0616846B2 (ja) * | 1988-09-29 | 1994-03-09 | 日本化成株式会社 | 腐敗臭気ガス酸化脱臭用湿式セラミック酸化触媒および同触媒を用いた脱臭方法 |
| EP2692432B1 (en) * | 2011-03-31 | 2019-11-13 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purification catalyst, exhaust gas purification monolith catalyst, and process for producing exhaust gas purification catalyst |
| EP2893979B1 (en) | 2012-09-10 | 2020-11-25 | Nissan Motor Co., Ltd | Exhaust gas purification catalyst, exhaust gas purification monolith catalyst, and method for producing exhaust gas purification catalyst |
| CN103208636A (zh) * | 2013-04-12 | 2013-07-17 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种锂-空气电池用电催化剂材料及其制备方法 |
-
1986
- 1986-03-20 JP JP61062325A patent/JPH0722705B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62221448A (ja) | 1987-09-29 |
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Legal Events
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