JPS60220149A - 触媒担体の製造法 - Google Patents
触媒担体の製造法Info
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- JPS60220149A JPS60220149A JP59077925A JP7792584A JPS60220149A JP S60220149 A JPS60220149 A JP S60220149A JP 59077925 A JP59077925 A JP 59077925A JP 7792584 A JP7792584 A JP 7792584A JP S60220149 A JPS60220149 A JP S60220149A
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Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、自動車排ガスあるいは家庭用燃焼機器、たと
えば石油ストーブ、石油ファンヒーター。
えば石油ストーブ、石油ファンヒーター。
テーブルロースタ−2電気オープン等の機器から発生す
る排ガス中に含まれる一酸化炭素、窒素酸化物等を浄化
する触媒体のための担体の製造法に関する。
る排ガス中に含まれる一酸化炭素、窒素酸化物等を浄化
する触媒体のための担体の製造法に関する。
従来例の構成とその問題点
従来、この種の排ガス浄化用触媒の担体は、アルミナ、
コージライト、ムライト、ケインウ土あるいはマグネシ
アより構成されており、特に、コージライトを用いた触
媒担体が一般的である。これらの触媒担体は、焼結によ
って形成されるため、比表面積が非常に小さく、通常そ
の表面に比表面積の大きなT−アルミナの被覆層を設け
ている。
コージライト、ムライト、ケインウ土あるいはマグネシ
アより構成されており、特に、コージライトを用いた触
媒担体が一般的である。これらの触媒担体は、焼結によ
って形成されるため、比表面積が非常に小さく、通常そ
の表面に比表面積の大きなT−アルミナの被覆層を設け
ている。
これら従来の触媒担体の問題点は、耐スポーリング性が
悪いということである。たとえば、コージライト質ハニ
カム状成形体では、a、b、c軸方向の熱膨張係数のア
ンバランスがあり、aOO℃以上の高温での耐スポーリ
ングテストで亀裂や割れが生じ、その機械的強度を著し
く減少させる。
悪いということである。たとえば、コージライト質ハニ
カム状成形体では、a、b、c軸方向の熱膨張係数のア
ンバランスがあり、aOO℃以上の高温での耐スポーリ
ングテストで亀裂や割れが生じ、その機械的強度を著し
く減少させる。
上述した他の従来のハニカム状成形体は、さらにコージ
ライトより耐スポーリング性が劣る。
ライトより耐スポーリング性が劣る。
また、これら従来の触媒担体を用いた触媒体は、耐熱性
が悪く、高温使用時にシンタリングによって比表面積が
減少し、その触媒浄化性能が著しく低下する。担体の表
面被覆材として最も一般的に用いられているγ−アルミ
ナは、高温使用時、γ−アルミナから安定なα−アルミ
ナに変態し、それとともにシンタリングによる比表面積
の低下を起こし、触媒能劣化の原因となる。
が悪く、高温使用時にシンタリングによって比表面積が
減少し、その触媒浄化性能が著しく低下する。担体の表
面被覆材として最も一般的に用いられているγ−アルミ
ナは、高温使用時、γ−アルミナから安定なα−アルミ
ナに変態し、それとともにシンタリングによる比表面積
の低下を起こし、触媒能劣化の原因となる。
また、アルミン酸石灰を主とする硬化物を担体とし、こ
れに触媒金属塩を含浸し、熱処理することによって触媒
体を得る方法も知られている。この方法では、担体忙亀
裂が入り、得られる触媒体の機械的強度が小さい等の問
題があった。
れに触媒金属塩を含浸し、熱処理することによって触媒
体を得る方法も知られている。この方法では、担体忙亀
裂が入り、得られる触媒体の機械的強度が小さい等の問
題があった。
発明の目的
本発明は、上述した従来の問題点を解決するもので、耐
熱性、耐スポーリング性に優れ、機械的強度の大きな触
媒担体を得ることを目的とする。
熱性、耐スポーリング性に優れ、機械的強度の大きな触
媒担体を得ることを目的とする。
発明の構成
本発明は、少なくともアルミン酸石灰と骨材とより構成
される成形体を、1時間当り前記成形体が1.7チ以下
の熱膨張率となる昇温速度で、340℃以上900tl
:以下の温度まで焼成することを特徴とする。
される成形体を、1時間当り前記成形体が1.7チ以下
の熱膨張率となる昇温速度で、340℃以上900tl
:以下の温度まで焼成することを特徴とする。
本発明で用いるアルミン酸石灰は水硬性結合剤であり、
水を加えるだけで硬化するため、無焼結で成形体を得る
ことができる。しかし、水和したままのアルミン酸石灰
は、比表面積が小さく、触媒担体として用いることがで
きないため、1度焼成して水和水を除去し、比表面積の
大なるものとして用いる。熱分析の結果では、この水和
水の脱水は、230℃から始まり、340℃で終了する
。
水を加えるだけで硬化するため、無焼結で成形体を得る
ことができる。しかし、水和したままのアルミン酸石灰
は、比表面積が小さく、触媒担体として用いることがで
きないため、1度焼成して水和水を除去し、比表面積の
大なるものとして用いる。熱分析の結果では、この水和
水の脱水は、230℃から始まり、340℃で終了する
。
従って、アルミン酸石灰を触媒担体として用いる場合に
は、340℃以上の焼成を行なう必要がある。しかし、
熱分析によれば、900℃以上になると、アルミン酸石
灰の焼結が始まるため、望ましい焼成範囲は、340℃
以上900℃以下である。
は、340℃以上の焼成を行なう必要がある。しかし、
熱分析によれば、900℃以上になると、アルミン酸石
灰の焼結が始まるため、望ましい焼成範囲は、340℃
以上900℃以下である。
さらに、熱分析によれば、上述したアルミン酸石灰の水
和物は、その焼成過程で次の様に変化する。まず、室温
から200℃までの焼成過程で、吸着水および水和水の
一部が蒸散する。その後、230℃から本格的な水和水
の脱水が始まシ、それと共に組成変態が起こり、それま
での水和形CaO−At203・(H2O)工あるいけ
(CaO)3・んす03・(H2o)x ヨ” 非J&
質”) Ca 0−AZ20s オヨヒ(CaO)1
2(”203 )7 が生成し始める。コノ組成変態に
伴って、成形体の熱収縮が起こる。組成変態は、水和水
の脱水が終了する340″Cまで続く。水和水が脱水し
た後は、昇温するに従って成形体は熱膨張し、9oo℃
を超えると前述したように焼結が始まる。第1図にアル
ミン酸石灰の熱膨張分析結果を示す。以上のように、ア
ルミン酸石灰を用いた成形体は、アルミン酸石灰の硬化
構造からくる複雑な熱膨張−熱収縮を焼成過程で行なう
ため、その焼成方法に十分な注意を払う必要がある。
和物は、その焼成過程で次の様に変化する。まず、室温
から200℃までの焼成過程で、吸着水および水和水の
一部が蒸散する。その後、230℃から本格的な水和水
の脱水が始まシ、それと共に組成変態が起こり、それま
での水和形CaO−At203・(H2O)工あるいけ
(CaO)3・んす03・(H2o)x ヨ” 非J&
質”) Ca 0−AZ20s オヨヒ(CaO)1
2(”203 )7 が生成し始める。コノ組成変態に
伴って、成形体の熱収縮が起こる。組成変態は、水和水
の脱水が終了する340″Cまで続く。水和水が脱水し
た後は、昇温するに従って成形体は熱膨張し、9oo℃
を超えると前述したように焼結が始まる。第1図にアル
ミン酸石灰の熱膨張分析結果を示す。以上のように、ア
ルミン酸石灰を用いた成形体は、アルミン酸石灰の硬化
構造からくる複雑な熱膨張−熱収縮を焼成過程で行なう
ため、その焼成方法に十分な注意を払う必要がある。
本発明者らは、アルミン酸石灰を含む種々の組成の成形
体を検討し、成形体の焼成過程で起こる前述した熱膨張
および熱収縮に関するそれぞれ熱膨張率および熱収縮率
(以下熱膨張収縮率とする。)が、1時間当り1.7%
以下となる焼成速度で、成形体を焼成することによって
良好な焼成成形体が得られることを見い出した。またア
ルミン酸石灰の量および他の組成物の構成によって、成
形体の熱膨張および熱収縮の大きさは変化するが、どの
組成の成形体も、その焼成過程で230’Cまで熱膨張
し、230℃から340℃まで熱収縮し、34C)C以
上で熱膨張した。これは、前述したアルミン酸石灰単独
の熱膨張、熱収縮を行なう温度範囲と一致した。
体を検討し、成形体の焼成過程で起こる前述した熱膨張
および熱収縮に関するそれぞれ熱膨張率および熱収縮率
(以下熱膨張収縮率とする。)が、1時間当り1.7%
以下となる焼成速度で、成形体を焼成することによって
良好な焼成成形体が得られることを見い出した。またア
ルミン酸石灰の量および他の組成物の構成によって、成
形体の熱膨張および熱収縮の大きさは変化するが、どの
組成の成形体も、その焼成過程で230’Cまで熱膨張
し、230℃から340℃まで熱収縮し、34C)C以
上で熱膨張した。これは、前述したアルミン酸石灰単独
の熱膨張、熱収縮を行なう温度範囲と一致した。
前述したように、アルミン酸石灰を含む成形体の焼成は
、1時間当り1.7%以下の熱膨張収縮率で行なうのが
よい。1.7チを超える熱膨張収縮率となる焼成速度で
成形体を焼成した場合、熱応力による亀裂や割れが生じ
、焼成成形体の機械的強度が弱くなる。一方、1.7%
以下となる焼成を行なった場合は、良好な機械的強度の
焼成成形体が得られた。特に、熱膨張係数の大きな組成
物、あるいは、セル密度の大きなハニカム状成形体の場
合、前記1.7チを超える熱膨張収縮率となる焼成を行
なうと、熱応力による亀裂や割れが多く発生し、焼成成
形体の機械的強度が著しく低下したり、成形体が大きく
なるとはなはだしい場合は、2つ以上のブロックに割れ
てしまう。
、1時間当り1.7%以下の熱膨張収縮率で行なうのが
よい。1.7チを超える熱膨張収縮率となる焼成速度で
成形体を焼成した場合、熱応力による亀裂や割れが生じ
、焼成成形体の機械的強度が弱くなる。一方、1.7%
以下となる焼成を行なった場合は、良好な機械的強度の
焼成成形体が得られた。特に、熱膨張係数の大きな組成
物、あるいは、セル密度の大きなハニカム状成形体の場
合、前記1.7チを超える熱膨張収縮率となる焼成を行
なうと、熱応力による亀裂や割れが多く発生し、焼成成
形体の機械的強度が著しく低下したり、成形体が大きく
なるとはなはだしい場合は、2つ以上のブロックに割れ
てしまう。
さらに望ましくけ、アルミン酸石灰の水和水の脱水開始
温度(230℃)から300℃の範囲の温度で、焼成の
昇温を止め、16分以上一定温度としだ後再び加熱し焼
成することがよい。これは、アルミン酸石灰が水和水の
脱水中に急激な熱収縮を起こすためであり、上記の方法
により得られる焼成成形体は、前記した連続した昇温速
度で焼成した成形体より、より機械的強度の大なるもの
および細孔径の良好なものが得られる。ここで16分未
満の時間では、機械的強度の向上がほとんど得られず、
また上記一定温度とする温度が300℃を超える場合も
同様に、機械的強度の向上があまり得られない。
温度(230℃)から300℃の範囲の温度で、焼成の
昇温を止め、16分以上一定温度としだ後再び加熱し焼
成することがよい。これは、アルミン酸石灰が水和水の
脱水中に急激な熱収縮を起こすためであり、上記の方法
により得られる焼成成形体は、前記した連続した昇温速
度で焼成した成形体より、より機械的強度の大なるもの
および細孔径の良好なものが得られる。ここで16分未
満の時間では、機械的強度の向上がほとんど得られず、
また上記一定温度とする温度が300℃を超える場合も
同様に、機械的強度の向上があまり得られない。
また、アルミン酸石灰は、アルミナ分が6o重責チ未満
では、成形体の機械的強度は強くなるが、耐熱性能が低
下し、耐スポーリング性も悪くなる。
では、成形体の機械的強度は強くなるが、耐熱性能が低
下し、耐スポーリング性も悪くなる。
一方、アルミナ分が80重i%以上になると、耐熱性は
向上するものの、十分な機械的強度が得られず、また成
形時の養生時間も長くなり、生産性が悪くなる。従って
、アルミン酸石灰中のアルミナ分の望ましい範囲は、6
0重量%以上80重量−以下でちる。
向上するものの、十分な機械的強度が得られず、また成
形時の養生時間も長くなり、生産性が悪くなる。従って
、アルミン酸石灰中のアルミナ分の望ましい範囲は、6
0重量%以上80重量−以下でちる。
アルミン酸石灰の触媒担体への好ましい混合割合は、2
0重量−以上60重量−以下である。2゜重量−未満で
は焼成成形体の耐スポーリング性が悪くなり、また60
重量%を超えると、充分な機械的強度が得られない。
0重量−以上60重量−以下である。2゜重量−未満で
は焼成成形体の耐スポーリング性が悪くなり、また60
重量%を超えると、充分な機械的強度が得られない。
さらにアルミン酸石灰は、粒径6μ以下の粒子が60重
量%以上となる構成とすることが望ましい。これは、上
記の構成とすることにより、より機械的強度の優れた成
形体を得ることができるからである。
量%以上となる構成とすることが望ましい。これは、上
記の構成とすることにより、より機械的強度の優れた成
形体を得ることができるからである。
本発明の成形体は、機械的強度、耐熱性を増加させる目
的で骨材を用いる。骨材としては、耐熱性の良い材料が
望ましく、シリカ、アルミナ、コージライト、シリカ・
アルミナ、ムライト、マグネシア、ジルコ=ア、チタ=
ア、シリコンXくイド、シリコンナイトライド、ボロン
ナイトライド。
的で骨材を用いる。骨材としては、耐熱性の良い材料が
望ましく、シリカ、アルミナ、コージライト、シリカ・
アルミナ、ムライト、マグネシア、ジルコ=ア、チタ=
ア、シリコンXくイド、シリコンナイトライド、ボロン
ナイトライド。
ニアは、白金族金属の熱劣化を防止する働きを有するた
め、骨材としてチタニアを含む構成とすることが望まし
い。
め、骨材としてチタニアを含む構成とすることが望まし
い。
さらに本発明において、耐熱性を上げる目的で、脱アル
カリガラス繊維、繊維状鉄線、シリカ・アルミナ繊維、
アスベスト等耐熱性繊維を加えることも任意である。
カリガラス繊維、繊維状鉄線、シリカ・アルミナ繊維、
アスベスト等耐熱性繊維を加えることも任意である。
また成形助剤として、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。
チルセルロース、ポリビニルアルコール。
ベントナイト等の粘土鉱物を加えることによってよシ成
形が容易となる。
形が容易となる。
次に上述した組成により構成した成形体を担体としてこ
れに担持する触媒物質について述べる。
れに担持する触媒物質について述べる。
担持する触媒物質は、白金族金属、あるいは希土類元素
の酸化物より選択される。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
、それらの塩としては塩化物がよい。これらの金属塩を
水またはアルコール等の溶媒に溶解させて用いる。その
濃度は付着さ才入番 加法辻fトーイ界り入植; あ噂
り湛厘h溶液であると触媒粒子の分散性が悪くなるので
、使用目的、形状等に応じて最適濃度を決定する。
の酸化物より選択される。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
、それらの塩としては塩化物がよい。これらの金属塩を
水またはアルコール等の溶媒に溶解させて用いる。その
濃度は付着さ才入番 加法辻fトーイ界り入植; あ噂
り湛厘h溶液であると触媒粒子の分散性が悪くなるので
、使用目的、形状等に応じて最適濃度を決定する。
特に白金族金属を用いた場合、従来の白金触媒に比べ、
白金の担持量が0.001〜0.4重量%で、初期性能
、寿命性能とも、高性能な触媒体を得ることができる。
白金の担持量が0.001〜0.4重量%で、初期性能
、寿命性能とも、高性能な触媒体を得ることができる。
すなわち、従来の白金触媒はアルミナ、コージライト等
の担体を用いた場合、白金の担持量は0.6〜0.4重
量%必要であり、061重量重量下の担持量において、
特に寿命性能の劣化は大きく、前記担持量は一般常識と
なっている。
の担体を用いた場合、白金の担持量は0.6〜0.4重
量%必要であり、061重量重量下の担持量において、
特に寿命性能の劣化は大きく、前記担持量は一般常識と
なっている。
−力木発明の触媒担体を用いると、白金の担持量が微量
でも高性能である。これは次の理由による。
でも高性能である。これは次の理由による。
すなわち、担体を構成するアルミン酸石灰の一部が水分
を吸収し、At2o3・n Ca Oが部分的に溶解し
CaOを一部遊離し、その溶液はアルカリ性を示す。−
力負金属触媒の原材料は、はとんどが塩化物であり、例
えば塩化白金酸の場合、水に溶解したときはp t c
t6’−イオンが前記担体のアルカリ性のため、ptc
z6(OH)を形成する。この塩PtCt6(OH)は
担体の表面近傍で生成し、細孔内の深部まで到達しない
。したがって本発明の触媒金属の濃度分布は表面に集中
し、担体の内部までは拡散しない。すなわち前述の如く
、触媒金属イオンは、担体表面上で水酸化物となりTl
O2にもそのまま付着してしまう。さらに担体がアルカ
リ性であるため、触媒金属陽イオンと担体表面の一部と
で化合物を形成し、担体上へ強固に付着する。このよう
に表面層のみへの担持が可能なため、担持量が微量でも
高性能な触媒体を得ることができる。
を吸収し、At2o3・n Ca Oが部分的に溶解し
CaOを一部遊離し、その溶液はアルカリ性を示す。−
力負金属触媒の原材料は、はとんどが塩化物であり、例
えば塩化白金酸の場合、水に溶解したときはp t c
t6’−イオンが前記担体のアルカリ性のため、ptc
z6(OH)を形成する。この塩PtCt6(OH)は
担体の表面近傍で生成し、細孔内の深部まで到達しない
。したがって本発明の触媒金属の濃度分布は表面に集中
し、担体の内部までは拡散しない。すなわち前述の如く
、触媒金属イオンは、担体表面上で水酸化物となりTl
O2にもそのまま付着してしまう。さらに担体がアルカ
リ性であるため、触媒金属陽イオンと担体表面の一部と
で化合物を形成し、担体上へ強固に付着する。このよう
に表面層のみへの担持が可能なため、担持量が微量でも
高性能な触媒体を得ることができる。
また希土類元素の酸化物としては、ランタン。
セリウム、プラセオジム、テルビウムの酸化物より選択
される。ランタンを含むペロプスカイト型酸化物は、−
酸化炭素、窒素酸化物の浄化に対して良好な触媒作用を
有する。また、セリウム、プラセオジム、テルビウムの
酸化物は、良好な酸素ストレージ能を有し、白金族金属
と共に用いることにより良好な三元触媒体を得ることが
できる。
される。ランタンを含むペロプスカイト型酸化物は、−
酸化炭素、窒素酸化物の浄化に対して良好な触媒作用を
有する。また、セリウム、プラセオジム、テルビウムの
酸化物は、良好な酸素ストレージ能を有し、白金族金属
と共に用いることにより良好な三元触媒体を得ることが
できる。
本発明のアルミン酸石灰を結合剤とした触媒担体は、従
来のコージライト等を用いた触媒担体が焼結によって調
製されるのに対して、無焼結で得られるため、比表面積
が大きく、また多孔質であるため、耐スポーリング特性
に優れる。室温から明の焼成成形体では、室温から90
0℃の熱衝撃にも耐えることができる。
来のコージライト等を用いた触媒担体が焼結によって調
製されるのに対して、無焼結で得られるため、比表面積
が大きく、また多孔質であるため、耐スポーリング特性
に優れる。室温から明の焼成成形体では、室温から90
0℃の熱衝撃にも耐えることができる。
本発明の成形体は、種々の形状をとることができ、必ず
しも一種に限定されない。たとえば、ペレット状、ノ・
ニカム状とすることができる。また、その成形方法も一
種に限定されない。たとえば、・・ニカム状成形体を得
る場合、押し出し法、コルゲーティング法等を用いるこ
とができる。
しも一種に限定されない。たとえば、ペレット状、ノ・
ニカム状とすることができる。また、その成形方法も一
種に限定されない。たとえば、・・ニカム状成形体を得
る場合、押し出し法、コルゲーティング法等を用いるこ
とができる。
実施例の説明
実施例1
第1表に示した配合割合で混合した2種の組成物のそれ
ぞれ100重景型刃対し、水を20重量ハニカム成形体
1.2を得た。これら未焼成・・ニカム成形体を、70
0℃まで焼成した。焼成は、1時間当りの熱膨張収縮率
が一定となるように昇温速度を調整して行なった。すな
わち、230’Cまでの1時間当りの熱膨張率、230
℃から340℃までの1時間当りの熱収縮率および34
0℃以上の1時間当りの熱膨張率を一定の値とするよう
に、昇温速度を調整し、実験を行なった。
ぞれ100重景型刃対し、水を20重量ハニカム成形体
1.2を得た。これら未焼成・・ニカム成形体を、70
0℃まで焼成した。焼成は、1時間当りの熱膨張収縮率
が一定となるように昇温速度を調整して行なった。すな
わち、230’Cまでの1時間当りの熱膨張率、230
℃から340℃までの1時間当りの熱収縮率および34
0℃以上の1時間当りの熱膨張率を一定の値とするよう
に、昇温速度を調整し、実験を行なった。
この一定とする1時間当りの熱膨張収縮率を種々変えた
焼成条件での焼成成形体の抗折力を測定した結果を第2
図に示す。また、400tl:から700℃までのそれ
ぞれの成形体の熱膨張係数を第1表に示した。
焼成条件での焼成成形体の抗折力を測定した結果を第2
図に示す。また、400tl:から700℃までのそれ
ぞれの成形体の熱膨張係数を第1表に示した。
第 1 表
第2図より明らかなように、1時間当りの熱膨張収縮率
が1.7%以上の昇温速度で焼成すると、焼成成形体の
抗折力が急激に低下し、機械的強度が低下する。また熱
膨張率(4oO℃から700℃まで)の大きな成形体2
は、成形体1よりも上述した抗折力の劣化が著しい。
が1.7%以上の昇温速度で焼成すると、焼成成形体の
抗折力が急激に低下し、機械的強度が低下する。また熱
膨張率(4oO℃から700℃まで)の大きな成形体2
は、成形体1よりも上述した抗折力の劣化が著しい。
一方、1時間当シの熱膨張収縮率が1.7%以下では、
良好な機械的強度(抗折力)を有する成形体が得られた
。
良好な機械的強度(抗折力)を有する成形体が得られた
。
実施例2
実施例1で調製した未焼成ハニカム成形体を、1時間当
り1.0%の熱膨張収縮率で、200℃から1000℃
壕での種々の温度捷で焼成し、この焼成成形体に、白金
100115+、パラジウム50■をそれぞれ担持した
触媒体を調製し、これらの触媒体のCo浄化能を測定し
た。測定条件は以下の様にした。
り1.0%の熱膨張収縮率で、200℃から1000℃
壕での種々の温度捷で焼成し、この焼成成形体に、白金
100115+、パラジウム50■をそれぞれ担持した
触媒体を調製し、これらの触媒体のCo浄化能を測定し
た。測定条件は以下の様にした。
空間速度; 16.oooh−’
触媒温度:260℃
Co濃度; 11000pp
結果を第3図に示す。
第3図より明らかなように、焼成温度が340℃以上9
00℃以下では良好なCo浄化能が得られるが、この温
度範囲よりも、低い場合にも、高い場合にもCo浄化能
は低下した。焼成温度が低い場合、前述したように担体
の比表面積が小さく、担持した触媒物質が高分散されな
いため、低いC0浄化能を示したと考えられ、一方、9
oo℃以上の温度で焼成した場合は、前述したように焼
結によって比表面積が低下し、やはり触媒物質が高分散
されなくなったためCo浄化能が低下したと考えられる
。
00℃以下では良好なCo浄化能が得られるが、この温
度範囲よりも、低い場合にも、高い場合にもCo浄化能
は低下した。焼成温度が低い場合、前述したように担体
の比表面積が小さく、担持した触媒物質が高分散されな
いため、低いC0浄化能を示したと考えられ、一方、9
oo℃以上の温度で焼成した場合は、前述したように焼
結によって比表面積が低下し、やはり触媒物質が高分散
されなくなったためCo浄化能が低下したと考えられる
。
実施例3
実施例1の未焼成成形体1と同じ配合、同じ形状で、使
用するアルミン酸石灰のアルミナ分を40重量%から9
0重量%の間で種々変化させた未焼成成形体を成形し、
1時間当りの熱膨張収縮率が1.0%の昇温速度で加熱
し、700℃まで焼成した後、Pt 100■、Pd
50qを担持し、それぞれの触媒体の抗折力(機械的強
度)を測定した。
用するアルミン酸石灰のアルミナ分を40重量%から9
0重量%の間で種々変化させた未焼成成形体を成形し、
1時間当りの熱膨張収縮率が1.0%の昇温速度で加熱
し、700℃まで焼成した後、Pt 100■、Pd
50qを担持し、それぞれの触媒体の抗折力(機械的強
度)を測定した。
次にそれぞれの触媒体を700℃で60時間熱処理した
後、実施例2と同様の条件で触媒体のC0浄化能を測定
した。結果を第4図に示す。
後、実施例2と同様の条件で触媒体のC0浄化能を測定
した。結果を第4図に示す。
第4図より明らかなように、抗折力は、アルミ分
ン酸石灰のアルミナ案が80重量%を超えると、急激に
減少した。また、700℃で50時間熱処理後の触媒体
のCo浄化能は、アルミン酸石灰のアルミナ分が60重
量%よシ低い含有量では、低く、触媒の熱劣化が大きい
。従って、アルミン酸石灰中のアルミナ分の望ましい含
有量は、60重量%以上80重量%以下である。
減少した。また、700℃で50時間熱処理後の触媒体
のCo浄化能は、アルミン酸石灰のアルミナ分が60重
量%よシ低い含有量では、低く、触媒の熱劣化が大きい
。従って、アルミン酸石灰中のアルミナ分の望ましい含
有量は、60重量%以上80重量%以下である。
実施例4
第2表に示す配合組成で、それぞれを混合し、実施例1
と同様の方法により、実施例1と同様のハニカム形状に
成形した未焼成成形体を各々3個ずつ調製し、そのうち
2個を1時間当りの熱膨張率1.7%の焼成速度で70
0℃まで焼成し、残りの1つを1時間当りの熱膨張率1
.8チの焼成速度で700Tまで焼成した。それぞれの
組成の2種の焼成条件で調製した焼成成形体について抗
折力を測定し、結果を第2表に示した。次に、各々の配
合組成の1時間当りの熱膨張率1.7%の焼成速度で焼
成した残りの焼成成形体に、白金10011+Ij。
と同様の方法により、実施例1と同様のハニカム形状に
成形した未焼成成形体を各々3個ずつ調製し、そのうち
2個を1時間当りの熱膨張率1.7%の焼成速度で70
0℃まで焼成し、残りの1つを1時間当りの熱膨張率1
.8チの焼成速度で700Tまで焼成した。それぞれの
組成の2種の焼成条件で調製した焼成成形体について抗
折力を測定し、結果を第2表に示した。次に、各々の配
合組成の1時間当りの熱膨張率1.7%の焼成速度で焼
成した残りの焼成成形体に、白金10011+Ij。
パラジウム5ospを各々担持し、こうして調製した触
媒体を700℃で50時間および700℃で100時間
熱処理した後のCo浄化能を測定した。
媒体を700℃で50時間および700℃で100時間
熱処理した後のCo浄化能を測定した。
Co浄化能の測定条件は、実施例2と同一とした。
結果を第2表に示した。また、比較のために、γ−アル
ミナの被覆層を有する実施例1と同様の形状のコージラ
イト成形体を調製し、これに上述したと等量の触媒物質
を担持後、上述した熱処理を行ない、同様にCo浄化能
を測定した。結果を第2表に示す。
ミナの被覆層を有する実施例1と同様の形状のコージラ
イト成形体を調製し、これに上述したと等量の触媒物質
を担持後、上述した熱処理を行ない、同様にCo浄化能
を測定した。結果を第2表に示す。
以下余白
第2表より明らかなように、1.7%を超える1、8チ
の熱膨張率となる焼成速度で焼成した成形体は、すべて
抗折力が、1.7チの熱膨張率となる焼成速度で焼成し
た成形体の抗折力よりも小さく、機械的強度が低く、実
施例1と同様の結果となった。
の熱膨張率となる焼成速度で焼成した成形体は、すべて
抗折力が、1.7チの熱膨張率となる焼成速度で焼成し
た成形体の抗折力よりも小さく、機械的強度が低く、実
施例1と同様の結果となった。
また本発明の骨材のうち、酸化チタンを用いた成形体を
担体として調製した触媒体が、最も耐熱性が良好で、7
00℃で100時間の熱処理後も、最も良好なCo浄化
能を示した。また成形体1および1o〜16より明らか
なように、アルミン酸石灰の割合が40重量%以上では
、触媒体のC0浄化能の熱劣化が大きくなり、またアル
ミン酸石灰が10重1%以下では機械的強度(抗折力)
が望ましい。また、本発明のノ・ニカム成形体を担体と
した触媒体は、従来のコージライト成形担体よりも、す
べて良好な耐熱性を示し、良好なCo浄化能を示した。
担体として調製した触媒体が、最も耐熱性が良好で、7
00℃で100時間の熱処理後も、最も良好なCo浄化
能を示した。また成形体1および1o〜16より明らか
なように、アルミン酸石灰の割合が40重量%以上では
、触媒体のC0浄化能の熱劣化が大きくなり、またアル
ミン酸石灰が10重1%以下では機械的強度(抗折力)
が望ましい。また、本発明のノ・ニカム成形体を担体と
した触媒体は、従来のコージライト成形担体よりも、す
べて良好な耐熱性を示し、良好なCo浄化能を示した。
また、本発明の他の骨材、シリカ・アルミナ。
シリコンナイトライド、ボロンナイトライド、シリコン
カーバイド、サイアロンを用いた場合も同様の良好な結
果が得られた。
カーバイド、サイアロンを用いた場合も同様の良好な結
果が得られた。
実施例6
実施例1の未焼成成形体1を、1.o%の熱膨張収縮率
を示す焼成速度で100℃まで加熱し、この焼成温度を
1時間保持(中間保持温度)した後、再び同じ焼成速度
で加熱し、7oo℃まで加熱した。次に、上述した中間
保持温度を100℃〜400℃までの間で種々変化させ
て焼成を行なった。それぞれの中間保持温度で焼成した
焼成成形体について、その抗折力を測定した。結果を第
5図に示す。第6図より明らかなように、中間保持温度
230℃以上3oo℃以下で最も良好な機械的強度(抗
折力)が得られた。
を示す焼成速度で100℃まで加熱し、この焼成温度を
1時間保持(中間保持温度)した後、再び同じ焼成速度
で加熱し、7oo℃まで加熱した。次に、上述した中間
保持温度を100℃〜400℃までの間で種々変化させ
て焼成を行なった。それぞれの中間保持温度で焼成した
焼成成形体について、その抗折力を測定した。結果を第
5図に示す。第6図より明らかなように、中間保持温度
230℃以上3oo℃以下で最も良好な機械的強度(抗
折力)が得られた。
本発明の他の骨材を用いた場合も同様の結果が得られた
。
。
実施例6
第3表に示す組成の未焼成成形体を、実施例1と同様の
方法によシ調製し、以下の2種の焼成方法により焼成し
た。
方法によシ調製し、以下の2種の焼成方法により焼成し
た。
A:1.0%熱膨張率を示す焼成速度で室温から700
℃まで連続して焼成する。
℃まで連続して焼成する。
B:1.0%熱膨張率を示す焼成速度で室温から250
1:まで焼成し、この温度を1時間保持した後、再び同
じ焼成速度で700℃まで焼成する。
1:まで焼成し、この温度を1時間保持した後、再び同
じ焼成速度で700℃まで焼成する。
上記2種の焼成方法で焼成した各々の成形体の抗折力を
測定した。結果を第3表に示す。
測定した。結果を第3表に示す。
第 3 表
第3表より明らかなように、成形体の焼成する過程にお
いて、中間保持温度焼成を行なう上記B法で焼成するこ
とにより、それを用いない上記A法で得られる機械的強
度より20〜30%向上した機械的強度が得られた。こ
れは、前述したように、230℃〜3oo℃の温度範囲
でアルミナセメントが最も急激な熱収縮を伴う構造変化
を起こすため、この温度範囲をよりゆっくりと焼成する
ことによって、内部に微細な亀裂が発生するのを防止で
きるためであると考えられる。また、0.8%以下の熱
膨張収縮率となる焼成速度で焼成した場合は、焼成過程
で上記温度保持焼成を行なわなくとも、良好な機械的強
度が得られた。
いて、中間保持温度焼成を行なう上記B法で焼成するこ
とにより、それを用いない上記A法で得られる機械的強
度より20〜30%向上した機械的強度が得られた。こ
れは、前述したように、230℃〜3oo℃の温度範囲
でアルミナセメントが最も急激な熱収縮を伴う構造変化
を起こすため、この温度範囲をよりゆっくりと焼成する
ことによって、内部に微細な亀裂が発生するのを防止で
きるためであると考えられる。また、0.8%以下の熱
膨張収縮率となる焼成速度で焼成した場合は、焼成過程
で上記温度保持焼成を行なわなくとも、良好な機械的強
度が得られた。
実施例子
実施例6の未焼成成形体1を、1.0%の熱膨張収縮を
示す焼成温度で加熱し、実施例6,6と同様にして25
0℃で0〜45分の間の種々の時間で温度保持を行ない
、700℃まで焼成した成形体の各々の抗折力を測定し
、結果を第6図に示した。結果より明らかなように、保
持時間が16分以下では温度保持焼成の効果が得られず
、16分以上の温度保持焼成を行なうことによりより良
好な機械的強度が得られた。
示す焼成温度で加熱し、実施例6,6と同様にして25
0℃で0〜45分の間の種々の時間で温度保持を行ない
、700℃まで焼成した成形体の各々の抗折力を測定し
、結果を第6図に示した。結果より明らかなように、保
持時間が16分以下では温度保持焼成の効果が得られず
、16分以上の温度保持焼成を行なうことによりより良
好な機械的強度が得られた。
実施例8
実施例6の成形体1と同様の組成で、用いるアルミン酸
石灰の粒度を100μ以下とし、さらに、その内の6μ
以下の粒子の含有率を0〜100重量%に変化させた成
形体をそれぞれ1.0%熱膨張を示す焼成速度で700
’Cまで焼成した後、その抗折力を測定した。結果を第
7図に示す。第7図より明らかなように、6μ以下の粒
子が50重量%以上で非常に良好な機械的強度が得られ
た。
石灰の粒度を100μ以下とし、さらに、その内の6μ
以下の粒子の含有率を0〜100重量%に変化させた成
形体をそれぞれ1.0%熱膨張を示す焼成速度で700
’Cまで焼成した後、その抗折力を測定した。結果を第
7図に示す。第7図より明らかなように、6μ以下の粒
子が50重量%以上で非常に良好な機械的強度が得られ
た。
実施例9
実施例4で調製した焼成成形体1に、第4表に示した触
媒物質を担持し、それぞれの触媒体を調製した後、70
0℃で50時間の熱処理を行なった。この熱処理後のそ
れぞれの触媒体のCo浄化能を実施例2と同様の測定条
件で測定した。結果を第4表に示す。
媒物質を担持し、それぞれの触媒体を調製した後、70
0℃で50時間の熱処理を行なった。この熱処理後のそ
れぞれの触媒体のCo浄化能を実施例2と同様の測定条
件で測定した。結果を第4表に示す。
以下余白
第 4 表
第4表より明らかなように、本発明のすべての触媒物質
について良好なCo浄化能が得られた。
について良好なCo浄化能が得られた。
白金族触媒について2種以上用いることによりより良好
な結果が得られた。
な結果が得られた。
実施例1゜
実施例6の焼成方法A、Bで焼成した2つの成形体1と
、実施例4で調製しだコージライト成形体について耐ス
ポーリング試験を行なった。耐スポーリング試験は、6
00℃から900℃まで、100℃毎に炉温を設定した
電気炉中に、室温の試料を入れ、試料中に発生する亀裂
や割れを試験した。結果を第5表に示す。
、実施例4で調製しだコージライト成形体について耐ス
ポーリング試験を行なった。耐スポーリング試験は、6
00℃から900℃まで、100℃毎に炉温を設定した
電気炉中に、室温の試料を入れ、試料中に発生する亀裂
や割れを試験した。結果を第5表に示す。
第 6 表
第6表より明らかなように、本発明の焼成成形体は、い
ずれも従来のコージライト成形体よりも優れており、等
に焼成方法Bで焼成した成形体が最も耐スポーリング特
性が良好であった。
ずれも従来のコージライト成形体よりも優れており、等
に焼成方法Bで焼成した成形体が最も耐スポーリング特
性が良好であった。
例1と同様の方法により、実施例1と同様の・・ニカム
形状に成形した未焼成成形体を、実施例eの焼成方法A
で焼成した後、それぞれの耐スポーリング特性を実施例
10と同様に測定し、第6表に示した。第6表よシ明ら
かなように、アルミン酸石灰が、20重量−より少ない
場合、耐スポーリング特性が低下した。
形状に成形した未焼成成形体を、実施例eの焼成方法A
で焼成した後、それぞれの耐スポーリング特性を実施例
10と同様に測定し、第6表に示した。第6表よシ明ら
かなように、アルミン酸石灰が、20重量−より少ない
場合、耐スポーリング特性が低下した。
第 6 表
実施例12
骨材としてシリカを用い、アルミン酸石灰の量を16〜
66重量%の間で種々変化させた配合で実施例1と同様
の成形体を調製し、実施例eの焼成方法Aで焼成した焼
成成形体について、抗折力を測定した。結果を第8図に
示す。第8図より明らかなように、アルミン酸石灰が6
0重量%を超えると急激に抗折力(機械的強度)が減少
した。
66重量%の間で種々変化させた配合で実施例1と同様
の成形体を調製し、実施例eの焼成方法Aで焼成した焼
成成形体について、抗折力を測定した。結果を第8図に
示す。第8図より明らかなように、アルミン酸石灰が6
0重量%を超えると急激に抗折力(機械的強度)が減少
した。
したがって、アルミン酸石灰は50重量%以下、さらに
望ましくは36重量%以下がよい。これは35重量%を
超えると徐々に抗折力が低下するためである。
望ましくは36重量%以下がよい。これは35重量%を
超えると徐々に抗折力が低下するためである。
上側では、焼成によって担体を調製した後、触媒を担持
する方法を説明したが、触媒特性よりも機械的強度が強
く要望され、かつコスト的に工数を削減したい場合には
、前述の触媒担持用の金属塩を未焼成成形体にデツプ等
により付着させた後、焼成を行なって、担体焼成と同時
に触媒担持を行なうことも可能である。
する方法を説明したが、触媒特性よりも機械的強度が強
く要望され、かつコスト的に工数を削減したい場合には
、前述の触媒担持用の金属塩を未焼成成形体にデツプ等
により付着させた後、焼成を行なって、担体焼成と同時
に触媒担持を行なうことも可能である。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、耐熱性、耐スポーリン
グ特性に優れ、機械的強度の大きな触媒担体を得ること
ができる。
グ特性に優れ、機械的強度の大きな触媒担体を得ること
ができる。
第1図はアルミン酸石灰の温度と熱膨張収縮率との関係
を示す図、第2図は焼成時の熱膨張収縮率と焼成体の抗
折力との関係を示す図、第3図は焼成温度とCO浄化率
との関係を示す図、第4図はアルミン酸石灰中のアルミ
ナ分とCO浄化率及び抗折力の関係を示す図、第6図は
焼成過程での中間保持温度と抗折力の関係を示す図、第
6図は中間保持温度での保持時間と抗折力の関係を示す
図、第7図はアノベン酸石灰中の6μ以下の粒子の割合
と抗折力の関係を示す図、第8図は触媒担体中のアルミ
ン酸石灰量と抗折力の関係を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名窮1
図 量産 (’C) @2図 /J’序間当につの良俗膨張曝υ畠1ド(〃)CO浄化
率(%) 圀 CO浄化率(刈 粧折力(Q/cm”) ′TL 1斤 力 (?プ/cmす 第6図 第 朋し持鰐閘(7ni/rL) 7図
を示す図、第2図は焼成時の熱膨張収縮率と焼成体の抗
折力との関係を示す図、第3図は焼成温度とCO浄化率
との関係を示す図、第4図はアルミン酸石灰中のアルミ
ナ分とCO浄化率及び抗折力の関係を示す図、第6図は
焼成過程での中間保持温度と抗折力の関係を示す図、第
6図は中間保持温度での保持時間と抗折力の関係を示す
図、第7図はアノベン酸石灰中の6μ以下の粒子の割合
と抗折力の関係を示す図、第8図は触媒担体中のアルミ
ン酸石灰量と抗折力の関係を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名窮1
図 量産 (’C) @2図 /J’序間当につの良俗膨張曝υ畠1ド(〃)CO浄化
率(%) 圀 CO浄化率(刈 粧折力(Q/cm”) ′TL 1斤 力 (?プ/cmす 第6図 第 朋し持鰐閘(7ni/rL) 7図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)少なくともアルミン酸石灰と骨材とより構成され
る成形体を、1時間当り前記成形体が1.7%以下の熱
膨張率及び熱収縮率となる昇温速度で、340℃以上9
00℃以下の温度まで焼成することを特徴とする触媒担
体の製造法。 (2)前記成形体のアルミン酸石灰含量が20重量−以
上60重量−以下である特許請求の範囲第1項記載の触
媒担体の製造法。 (3)アルミン酸石灰に含まれるアルミナ分が、60重
量%以上8o重量%以下である特許請求の範囲第1項記
載の触媒担体の製造法。 (4)骨材が、シリカ、アルミナ、コージライト。 シリカ・アルミナ、ムライト、マグネシア、ジルアロン
よりなる群より選ばれる少なくとも1種である特許請求
の範囲第1項記載の触媒担体の製造法。 (6)少なくともアルミン酸石灰と骨材とより構成され
るハニカム状成形体を1時間当り、前記成形体が1.7
チ以下の熱膨張率となる昇温速度で230℃〜300℃
の範囲にある温度まで焼成し、前記焼成温度で16分以
上保った後、再び前記昇温速度で加熱し、34o℃以上
900℃以下の温度まで焼成する特許請求の範囲第1項
記載の触媒担体の製造法。 (6)アルミン酸石灰が、粒径6μ以下の粒子を60チ
以上含む特許請求の範囲第1項記載の触媒担体の製造法
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59077925A JPS60220149A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 触媒担体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59077925A JPS60220149A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 触媒担体の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60220149A true JPS60220149A (ja) | 1985-11-02 |
JPH0350577B2 JPH0350577B2 (ja) | 1991-08-02 |
Family
ID=13647664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59077925A Granted JPS60220149A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 触媒担体の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60220149A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62140645A (ja) * | 1985-12-17 | 1987-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 排ガス浄化用触媒体の製造法 |
-
1984
- 1984-04-18 JP JP59077925A patent/JPS60220149A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62140645A (ja) * | 1985-12-17 | 1987-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 排ガス浄化用触媒体の製造法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0350577B2 (ja) | 1991-08-02 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |