JPS6051545A - 酸化触媒 - Google Patents
酸化触媒Info
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- JPS6051545A JPS6051545A JP58159974A JP15997483A JPS6051545A JP S6051545 A JPS6051545 A JP S6051545A JP 58159974 A JP58159974 A JP 58159974A JP 15997483 A JP15997483 A JP 15997483A JP S6051545 A JPS6051545 A JP S6051545A
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Landscapes
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- Gas Burners (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】
本発明は一酸化炭素、水素、炭化水素等のガスを燃焼さ
せるための酸化触媒に関し、就中、各種可熱性ガスの中
で最も酸化されにくいメタンを低温、高いガス流量/触
媒容量比、低いメタン/空気比の条件下に高効率で酸化
し得る酸化触媒に係る。
せるための酸化触媒に関し、就中、各種可熱性ガスの中
で最も酸化されにくいメタンを低温、高いガス流量/触
媒容量比、低いメタン/空気比の条件下に高効率で酸化
し得る酸化触媒に係る。
一酸化炭素、水素あるいは炭化水素等の可熱性ガスを酸
化触媒の存在下で燃焼させる接触燃焼法は、主として自
動車排ガスの浄化を目的に研究され、多くの酸化触媒が
開発されている。その主なものは、白金のような貴金属
、銅や鉄のような卑金屈の酸化物を触媒成分とし、該触
媒成分を粒状やハニカム状等に成形したり、あるいはア
ルミナやチタニア等の担体に直接担持させたものである
。
化触媒の存在下で燃焼させる接触燃焼法は、主として自
動車排ガスの浄化を目的に研究され、多くの酸化触媒が
開発されている。その主なものは、白金のような貴金属
、銅や鉄のような卑金屈の酸化物を触媒成分とし、該触
媒成分を粒状やハニカム状等に成形したり、あるいはア
ルミナやチタニア等の担体に直接担持させたものである
。
一方、最近では低NO:c燃焼法開発の一環として、プ
ロパン、低熱mガス、オイル等を燃焼させる酸化触媒が
研究されている。この触媒Iまl\ニノJム型のコージ
ュライトやムライ]〜等のセラミックを基材とし、この
基材にγ−ΔA20a()Jンマアルミナ)、ジルコニ
ア、マグネシア、α−A−/’203(アルファアルミ
ナ)等の1u体をウォッシュコートし、触媒成分として
pt、pt+Pd、Pd1Pt+Rh等の貴金属、ある
tralよコバルト、ニッケル、マンガン等の酸化物を
担持させたものである。
ロパン、低熱mガス、オイル等を燃焼させる酸化触媒が
研究されている。この触媒Iまl\ニノJム型のコージ
ュライトやムライ]〜等のセラミックを基材とし、この
基材にγ−ΔA20a()Jンマアルミナ)、ジルコニ
ア、マグネシア、α−A−/’203(アルファアルミ
ナ)等の1u体をウォッシュコートし、触媒成分として
pt、pt+Pd、Pd1Pt+Rh等の貴金属、ある
tralよコバルト、ニッケル、マンガン等の酸化物を
担持させたものである。
上記のような従来の酸化触媒は、−酸化炭素A′Jプロ
パンに対しては高活性を示すものの、より安定なメタン
に対しては何れも性能が悪く、現在のところメタンに対
してはその酸化性fmにJ3いて多くの問題点を残して
いる。
パンに対しては高活性を示すものの、より安定なメタン
に対しては何れも性能が悪く、現在のところメタンに対
してはその酸化性fmにJ3いて多くの問題点を残して
いる。
上記の事情に鑑み、発明者等はメタンの接触酸化につい
て鋭意研究を行なった結果、メタンを触媒酸化してNO
,の発生を抑制しつつ醇化反応熱の利用を行なうにあた
り、コージコライト、ムライトの如き耐熱性基材の表面
にジルコニアあるいはアルミナを被覆した担体上にPd
を担持した触媒と、同様の担体上にPtを担持した触媒
と、更には同様の担体上にLaCOO3を担持さヒた触
媒とを組合わせることによって、メタンに対し高活性で
かつ耐熱性に浸れた触媒が得られることを見出だし、こ
れに基づいて他に類例を見ない本発明に至ったものであ
る。
て鋭意研究を行なった結果、メタンを触媒酸化してNO
,の発生を抑制しつつ醇化反応熱の利用を行なうにあた
り、コージコライト、ムライトの如き耐熱性基材の表面
にジルコニアあるいはアルミナを被覆した担体上にPd
を担持した触媒と、同様の担体上にPtを担持した触媒
と、更には同様の担体上にLaCOO3を担持さヒた触
媒とを組合わせることによって、メタンに対し高活性で
かつ耐熱性に浸れた触媒が得られることを見出だし、こ
れに基づいて他に類例を見ない本発明に至ったものであ
る。
即ち、本発明は、コージュライト、ムライト等の耐熱性
基材表面に被覆されたアルミナやジルコニア等の担体に
パラジウムを担持さUた触媒Aと、前記と同様の担体に
白金を担持させた触IBと、前記と同様の担体にLaC
OO3を担持させた触媒Cとから構成され、前段に触媒
△が、中段に触(@Bが、後段に触媒Cが配されると共
に、全体が少なくとも2分割されていることを特徴とす
る醇化触媒である。
基材表面に被覆されたアルミナやジルコニア等の担体に
パラジウムを担持さUた触媒Aと、前記と同様の担体に
白金を担持させた触IBと、前記と同様の担体にLaC
OO3を担持させた触媒Cとから構成され、前段に触媒
△が、中段に触(@Bが、後段に触媒Cが配されると共
に、全体が少なくとも2分割されていることを特徴とす
る醇化触媒である。
本発明において使用し得る耐熱性基材としては、ムライ
ト、コージュライト、アルミナ、ジル」ニア、ジルコニ
アスピネル、ジルコン−ムライト、シリコンノコ−バイ
ト、シリコンティ1〜ライド等のセラミックの他、メタ
リックが挙げられる。
ト、コージュライト、アルミナ、ジル」ニア、ジルコニ
アスピネル、ジルコン−ムライト、シリコンノコ−バイ
ト、シリコンティ1〜ライド等のセラミックの他、メタ
リックが挙げられる。
また、担体としてはγ−AA203 、α−AA203
、ジルコニア、マグネシア等を用いることができる。
、ジルコニア、マグネシア等を用いることができる。
このような担体を前記耐熱性基材の表面に被覆する方法
としては、担体のスラリー溶液中に基材を含浸してウォ
ッシュコ−1〜する方法が一般的であるが、その他、例
えば硝酸ジルコニウムの水溶液中に浸漬した後、焼成す
る方法を用いてもよい。
としては、担体のスラリー溶液中に基材を含浸してウォ
ッシュコ−1〜する方法が一般的であるが、その他、例
えば硝酸ジルコニウムの水溶液中に浸漬した後、焼成す
る方法を用いてもよい。
上記のようにしてiqられた担体にPd、Ptあるいは
LaCOO3を担持させて触媒を調製するに際しては、
従来から行われている方法を用いれば良い。例えば触*
A、BについてはI) dやPtの塩化物水溶液に担体
を浸漬した後、水素還元することにより調製するここと
ができる。また触媒Cについては、ランタン(La)と
コバル1〜(CO)の硝酸塩水溶液にアンモニア水を加
えて共沈させ、沈澱物を乾燥焼成して得たLaCoO3
をスラリーにして前記担体に塗布することにより調製す
ることができる。
LaCOO3を担持させて触媒を調製するに際しては、
従来から行われている方法を用いれば良い。例えば触*
A、BについてはI) dやPtの塩化物水溶液に担体
を浸漬した後、水素還元することにより調製するここと
ができる。また触媒Cについては、ランタン(La)と
コバル1〜(CO)の硝酸塩水溶液にアンモニア水を加
えて共沈させ、沈澱物を乾燥焼成して得たLaCoO3
をスラリーにして前記担体に塗布することにより調製す
ることができる。
ところで、上述のようにして調製された触媒は何れも単
独ではメタンに対して高活性とは言い難い。即ち、Pd
触媒Δは比較的低温でメタンの酸化を開始させ得るが、
酸化反応が経慢で、ガス流量/触媒容量比(SV値)が
高いとメタンを効率良く酸化させることが出来ない。他
方、1〕を触媒Bは酸化反応性においてPd触媒Δより
も遥かに良好であるが、酸化を開始させる温度が400
℃以上と高く、一般には500〜550℃にも上昇する
ため低温から活性を発揮することができない。
独ではメタンに対して高活性とは言い難い。即ち、Pd
触媒Δは比較的低温でメタンの酸化を開始させ得るが、
酸化反応が経慢で、ガス流量/触媒容量比(SV値)が
高いとメタンを効率良く酸化させることが出来ない。他
方、1〕を触媒Bは酸化反応性においてPd触媒Δより
も遥かに良好であるが、酸化を開始させる温度が400
℃以上と高く、一般には500〜550℃にも上昇する
ため低温から活性を発揮することができない。
また、LaC003を担持させた触媒Cは酸化を開始さ
ぜる温度がPt触媒Bよりし更に高く、反応性において
もpt触媒已に劣る。しかしながら、Pt触媒Bでは1
100℃付近で凝集して活性が低下するのに対して、L
aCo0a触媒Cは耐熱性が良いという特長を有してい
る。
ぜる温度がPt触媒Bよりし更に高く、反応性において
もpt触媒已に劣る。しかしながら、Pt触媒Bでは1
100℃付近で凝集して活性が低下するのに対して、L
aCo0a触媒Cは耐熱性が良いという特長を有してい
る。
本発明は上記三つの触媒A、B、Cの特徴、即ち、Pd
触媒Aの低温着火性とpt触媒Bの良好な反応性、更に
はLaCOO3触媒Cの良好な耐熱性とを組合わせるこ
とによって、低温からメタンの酸化に対して高活性を発
揮出来ると共に優れた耐熱性を有する触媒を初めて可能
としたものである。更に、本発明では前記の触媒が分割
されることにより、その接続部分でガスに乱れを生じ、
触媒活性がより一層高められるのである。
触媒Aの低温着火性とpt触媒Bの良好な反応性、更に
はLaCOO3触媒Cの良好な耐熱性とを組合わせるこ
とによって、低温からメタンの酸化に対して高活性を発
揮出来ると共に優れた耐熱性を有する触媒を初めて可能
としたものである。更に、本発明では前記の触媒が分割
されることにより、その接続部分でガスに乱れを生じ、
触媒活性がより一層高められるのである。
なあ、LaCoO3の他にも、LaMnO3゜Lao、
7Pbo、3Mn0a 、Lao、s 5ro−s M
n○a 、Lao、9Sro、x MnO3、BaC0
○等、一般にペブロスカイト型酸化物と呼ばれるものを
担持した触媒を、本発明のLaCOO3触媒Cに代えて
使用することも可能である。
7Pbo、3Mn0a 、Lao、s 5ro−s M
n○a 、Lao、9Sro、x MnO3、BaC0
○等、一般にペブロスカイト型酸化物と呼ばれるものを
担持した触媒を、本発明のLaCOO3触媒Cに代えて
使用することも可能である。
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例1゜
1平方インチ当り約200個の微細孔を有するハニカム
状ムライト基材(直径1インチ、長さ9 trm )に
ジルコニアをウォッシュコードンて得た担体にPdを1
.5重量%担持させた触媒Aと、1平方インチ当り40
0個のfKtHJ孔を有するハニカム状ムライ1〜基材
(直径1インチ、長さ5 am )にジルコニアをウォ
ッシュコードンた担体にPtを2.1重■%担持させた
触IBと、1平方インチ当り400個の微細孔を有する
ハニカム状ムライト基材(直径1インチ、長さ4醋)に
ジルコニアをウェットコートした担体に1acOO3を
7重量%担持させた触媒Cとを準備し、Pd触媒Aを前
段に、Pt触媒Bを中段に、そしてLaC。
状ムライト基材(直径1インチ、長さ9 trm )に
ジルコニアをウォッシュコードンて得た担体にPdを1
.5重量%担持させた触媒Aと、1平方インチ当り40
0個のfKtHJ孔を有するハニカム状ムライ1〜基材
(直径1インチ、長さ5 am )にジルコニアをウォ
ッシュコードンた担体にPtを2.1重■%担持させた
触IBと、1平方インチ当り400個の微細孔を有する
ハニカム状ムライト基材(直径1インチ、長さ4醋)に
ジルコニアをウェットコートした担体に1acOO3を
7重量%担持させた触媒Cとを準備し、Pd触媒Aを前
段に、Pt触媒Bを中段に、そしてLaC。
O3触媒Cを後段に配して用いることにより、表1の条
件下にメタンの酸化燃焼を実施した。その結果を表2に
示す。
件下にメタンの酸化燃焼を実施した。その結果を表2に
示す。
1二
触媒体積:9.1d
(4,6d+2.5 trdl+2.Om)ガス1lf
i : 2.73m3 N/l1rSv値 :3000
0011r’ 昇温速度ニア℃/min (保持温度まで)入口ガス保
持温度:330℃ 燃料/空気比:0.02Kg/Kg ガス組成:メタン3.5容量%、 残部は空気 瓦1 着火温度(酸化開始温度):235℃ メタン酸化率(at 330℃):99.4%出ロガス
温度:1040℃ 実施例2 1平方インチ当り約200個の微細孔を有するハニカム
状コージュライト基材(直径1インチ、長さ9#)にγ
−アルミナをウォッシュコートし、該担体にPdを1.
6重量%担持させたPd触媒を調製した。このPd触媒
を実施例1の触媒Aに変えて配置し、前記表1の条件で
メタンの接触酸化を実施した。その結果を表3に示(−
0去」し 着火温度:228°C メタン酸化率(at 330’C) : 99.4%出
ロガス温度:1040℃ 実施例3 1平方インチ当り約200個の微細孔を有するハニカム
状ムライト基材(直径1インチ、長さ47#)にジルコ
ニアをウォッシュコードンて担体とし、該担体の長さの
1/2にPtを1.3重量%担持さゼた。次に、前記担
体の残りの部分にPdを1.1重量%担持させ、長さの
半分がPd触媒、残り半分がPt触媒である一体化触媒
を得た。この一体化触媒の性能を表1に示したと同じS
v値、昇温速度、入口ガス保持温度、および燃料/空気
比の条件で測定し、表4に示す結果を得た。なお、その
際にガスはPd触媒側から送入した。
i : 2.73m3 N/l1rSv値 :3000
0011r’ 昇温速度ニア℃/min (保持温度まで)入口ガス保
持温度:330℃ 燃料/空気比:0.02Kg/Kg ガス組成:メタン3.5容量%、 残部は空気 瓦1 着火温度(酸化開始温度):235℃ メタン酸化率(at 330℃):99.4%出ロガス
温度:1040℃ 実施例2 1平方インチ当り約200個の微細孔を有するハニカム
状コージュライト基材(直径1インチ、長さ9#)にγ
−アルミナをウォッシュコートし、該担体にPdを1.
6重量%担持させたPd触媒を調製した。このPd触媒
を実施例1の触媒Aに変えて配置し、前記表1の条件で
メタンの接触酸化を実施した。その結果を表3に示(−
0去」し 着火温度:228°C メタン酸化率(at 330’C) : 99.4%出
ロガス温度:1040℃ 実施例3 1平方インチ当り約200個の微細孔を有するハニカム
状ムライト基材(直径1インチ、長さ47#)にジルコ
ニアをウォッシュコードンて担体とし、該担体の長さの
1/2にPtを1.3重量%担持さゼた。次に、前記担
体の残りの部分にPdを1.1重量%担持させ、長さの
半分がPd触媒、残り半分がPt触媒である一体化触媒
を得た。この一体化触媒の性能を表1に示したと同じS
v値、昇温速度、入口ガス保持温度、および燃料/空気
比の条件で測定し、表4に示す結果を得た。なお、その
際にガスはPd触媒側から送入した。
人」−
着火温度=207℃
メタン酸化率(at 330℃)二69%出ロガス温度
:870℃ 次に、上記の一体化触媒を中央から切断して夫々長さが
23.5sのPd触媒とPt触媒とを得、pd触媒を前
段に、Pt触媒を後段に配して前記と同様の条件で触媒
性能を測定した。その結果、着火温度は207℃であっ
たが、入口ガス温度を330℃に保持したときのメタン
酸化率は75%となり出口ガス温度も910℃に上がし
た。
:870℃ 次に、上記の一体化触媒を中央から切断して夫々長さが
23.5sのPd触媒とPt触媒とを得、pd触媒を前
段に、Pt触媒を後段に配して前記と同様の条件で触媒
性能を測定した。その結果、着火温度は207℃であっ
たが、入口ガス温度を330℃に保持したときのメタン
酸化率は75%となり出口ガス温度も910℃に上がし
た。
上記の結果から、本発明に83ける2分割の効果を認め
ることが出来る。
ることが出来る。
以上詳述したように、本発明によればメタンを触媒酸化
してNOxの発生を抑制しつつ酸化反応熱の利用を行な
うにあたり、コージュライ1〜、ムライトの如き耐熱性
基材の表面にジルコニアあるいはアルミナを被覆した担
体上にPdを担持した触媒と該担体上にPtを担持した
触媒とを組合わせることによって、メタンに対し高活性
でかつ耐熱性に優れた他に類例の無い優れた酸化触媒を
提供できるものである。
してNOxの発生を抑制しつつ酸化反応熱の利用を行な
うにあたり、コージュライ1〜、ムライトの如き耐熱性
基材の表面にジルコニアあるいはアルミナを被覆した担
体上にPdを担持した触媒と該担体上にPtを担持した
触媒とを組合わせることによって、メタンに対し高活性
でかつ耐熱性に優れた他に類例の無い優れた酸化触媒を
提供できるものである。
Claims (1)
- コージュライト、ムライト等の耐熱性基材表面に被覆さ
れたアルミナやジルコニア等の担体にパラジウムを担持
させた触媒Aと、前記と同様の担体に白金を担持させた
触媒Bと、前記と同様の担体にLaCOO3を担持させ
た触媒Cとから構成され、前段に触媒Aが、中段に触媒
Bが、後段に触媒Cが配されると共に、全体が少なくと
も2分割されていることを特徴とする酸化触媒。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58159974A JPS6051545A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 酸化触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58159974A JPS6051545A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 酸化触媒 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6051545A true JPS6051545A (ja) | 1985-03-23 |
Family
ID=15705237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58159974A Pending JPS6051545A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 酸化触媒 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6051545A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62261803A (ja) * | 1986-05-09 | 1987-11-14 | Toyo C C I Kk | 接触燃焼方法 |
US5242881A (en) * | 1990-07-26 | 1993-09-07 | Peking University | Perovskite-type rare earth complex oxide combustion catalysts |
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US5250489A (en) * | 1990-11-26 | 1993-10-05 | Catalytica, Inc. | Catalyst structure having integral heat exchange |
US5258349A (en) * | 1990-11-26 | 1993-11-02 | Catalytica, Inc. | Graded palladium-containing partial combustion catalyst |
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US5281128A (en) * | 1990-11-26 | 1994-01-25 | Catalytica, Inc. | Multistage process for combusting fuel mixtures |
US5425632A (en) * | 1990-11-26 | 1995-06-20 | Catalytica, Inc. | Process for burning combustible mixtures |
US5511972A (en) * | 1990-11-26 | 1996-04-30 | Catalytica, Inc. | Catalyst structure for use in a partial combustion process |
CN103191733A (zh) * | 2012-01-09 | 2013-07-10 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种低浓度甲烷燃烧催化剂及其制备方法 |
-
1983
- 1983-08-31 JP JP58159974A patent/JPS6051545A/ja active Pending
Cited By (13)
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US5443807A (en) * | 1990-07-26 | 1995-08-22 | Peking University | Conversion of carbon monoxide utilizing a perovskite-type rare earth complex oxide catalyst |
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CN103191733A (zh) * | 2012-01-09 | 2013-07-10 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种低浓度甲烷燃烧催化剂及其制备方法 |
CN103191733B (zh) * | 2012-01-09 | 2015-06-17 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种低浓度甲烷燃烧催化剂及其制备方法 |
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