JPS63175640A - 触媒担体 - Google Patents
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- JPS63175640A JPS63175640A JP62008679A JP867987A JPS63175640A JP S63175640 A JPS63175640 A JP S63175640A JP 62008679 A JP62008679 A JP 62008679A JP 867987 A JP867987 A JP 867987A JP S63175640 A JPS63175640 A JP S63175640A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、アルミナを主成分とする触媒担体であり、自
動車排気浄化用触媒あるいは燃焼触媒等に使用する担体
に関するものである。
動車排気浄化用触媒あるいは燃焼触媒等に使用する担体
に関するものである。
従来、触媒担体に使われているアルミナは、１０００℃
以上の高温下ではα−アルミナに変態し。
以上の高温下ではα−アルミナに変態し。
しかも表面積は１０ｒｒｒ／ｇ以下に低下してしまい。
担持した触媒成分の活性を充分に引き出すことができな
い。
い。
従来、このアルミナにおける表面積の低下防止。
α−アルミナへの変態防止などの熱的安定性を向上させ
る方法として、アルカリ土類金属であるバリウムを添加
すること（第５６回触媒討論会予稿集４Ｎ１７，１９２
（１９８５）、特開昭５０−９０５９０号）、あるい
は酸化ランタン（ｔ、ａｘＯｌ）を添加すること（特開
昭４８−１４６００号）が提案されている。また、触媒
成分の助触媒としてバリウム（Ｂａ）、 ランタン（Ｌ
ａ）またはセリウム（Ｃｅ）等のランタニドの塩を担持
した酸化触媒（特開昭５６−２６５４８号）も提案され
ている。
る方法として、アルカリ土類金属であるバリウムを添加
すること（第５６回触媒討論会予稿集４Ｎ１７，１９２
（１９８５）、特開昭５０−９０５９０号）、あるい
は酸化ランタン（ｔ、ａｘＯｌ）を添加すること（特開
昭４８−１４６００号）が提案されている。また、触媒
成分の助触媒としてバリウム（Ｂａ）、 ランタン（Ｌ
ａ）またはセリウム（Ｃｅ）等のランタニドの塩を担持
した酸化触媒（特開昭５６−２６５４８号）も提案され
ている。
しかしながら、上記提案においても、１０００℃以上の
高温下における表面積の低下が大きく。
高温下における表面積の低下が大きく。
更に貴金属等からなる触媒成分の分散性が悪く。
耐熱性触媒担体として十分に実用化されるものは得られ
ていない。
ていない。
そこで２本発明者らは、上記の問題を解決すべく、アル
ミナにネオジムとバリウムとを添加してなる触媒担体を
考え、しかも更に性能に優れたものを開発すべく鋭意検
討した結果１本発明を成すに至ったものである。
ミナにネオジムとバリウムとを添加してなる触媒担体を
考え、しかも更に性能に優れたものを開発すべく鋭意検
討した結果１本発明を成すに至ったものである。
本発明は、１０００℃以上の高温下においても十分な表
面積を有し、しかも触媒成分の高い分散性を有する耐熱
性に優れた。アルミナを主成分とする触媒担体を提供し
ようとするものである。
面積を有し、しかも触媒成分の高い分散性を有する耐熱
性に優れた。アルミナを主成分とする触媒担体を提供し
ようとするものである。
本発明は、アルミナに、該アルミナに対して０゜１〜３
モル％のネオジムと該ネオジムに対して０゜０１〜４０
モル倍のバリウムと示添加されてなることを特徴とする
触媒担体である。
モル％のネオジムと該ネオジムに対して０゜０１〜４０
モル倍のバリウムと示添加されてなることを特徴とする
触媒担体である。
本発明において、アルミナ（Ａｌｚｏｚ）は、触媒担体
の主成分をなすものである。該アルミナの形態としては
、ガンマ（γ）、デルタ（δ）、イータ（η）、カイ
（χ）、シータ（θ）、カッパ（に）等、いかなるもの
でもよいが、その中でもγ−アルミナが最も望ましい。
の主成分をなすものである。該アルミナの形態としては
、ガンマ（γ）、デルタ（δ）、イータ（η）、カイ
（χ）、シータ（θ）、カッパ（に）等、いかなるもの
でもよいが、その中でもγ−アルミナが最も望ましい。
ネオジム及びバリウムは、上記アルミナに添加されてな
るものである。この２成分のアルミナ中での存在形態と
しては、アルミナ中に固溶した状態が望ましい。
るものである。この２成分のアルミナ中での存在形態と
しては、アルミナ中に固溶した状態が望ましい。
ネオジムの添加量は、アルミナに対して０．１〜３モル
％の範囲内とする。該添加量が０．１モル％未満では、
アルミナがα−アルミナへ転移しやす（１表面積の低下
が大きい。また添加量が３モル％を越える場合には、ア
ルミナとネオジムとが反応してネオジムアルミネー）
（ＮｄＡ１０３ ）が生成し９表面積を低下させる原因
となる。
％の範囲内とする。該添加量が０．１モル％未満では、
アルミナがα−アルミナへ転移しやす（１表面積の低下
が大きい。また添加量が３モル％を越える場合には、ア
ルミナとネオジムとが反応してネオジムアルミネー）
（ＮｄＡ１０３ ）が生成し９表面積を低下させる原因
となる。
また、バリウムの添加量は、上記ネオジムに対して０．
０１〜４０モル倍とする。なお９例えば。
０１〜４０モル倍とする。なお９例えば。
バリウム添加量がネオジムに対して０．０１モル倍とは
、ネオジム１モルに対してバリウムを０．０１モル添加
することを示す。該添加量が０．０１モル倍未満では、
貴金属成分を担持する時に起きる酸・塩基反応に寄与す
る担体表面の塩基性が弱（なり、触媒成分の分散性が悪
くなる。また添加量が４０モル倍を越える場合には、ア
ルミナとバリウムとが反応してアルミン酸バリウム（Ｂ
ａｃｌＡｌｚｏｘ）が生成し１表面積を低下させる原因
となり、しかも担体表面の塩基性が強すぎて触媒成分の
分散性が低下する。
、ネオジム１モルに対してバリウムを０．０１モル添加
することを示す。該添加量が０．０１モル倍未満では、
貴金属成分を担持する時に起きる酸・塩基反応に寄与す
る担体表面の塩基性が弱（なり、触媒成分の分散性が悪
くなる。また添加量が４０モル倍を越える場合には、ア
ルミナとバリウムとが反応してアルミン酸バリウム（Ｂ
ａｃｌＡｌｚｏｘ）が生成し１表面積を低下させる原因
となり、しかも担体表面の塩基性が強すぎて触媒成分の
分散性が低下する。
本発明の触媒担体の製造方法としては、アルミナとネオ
ジムとバリウムとの粉末を混合して高温で焼成する方法
、あるいは含浸法を利用する方法等がある。この含浸法
を利用する方法としては。
ジムとバリウムとの粉末を混合して高温で焼成する方法
、あるいは含浸法を利用する方法等がある。この含浸法
を利用する方法としては。
例えば、塩化ネオジム、硝酸ネオジム、塩化バリウム、
硝酸バリウム等のネオジム、バリウムの水溶性化合物を
溶解させた水溶液を用い、該水溶液をアルミナに含浸さ
せた後、該アルミナを乾燥させ、然る後焼成するもので
ある。なお、ネオジムまたはバリウムの一方の元素を添
加させた後、他方の元素を添加させてもよく、あるいは
水溶性ネオジム化合物と水溶性バリウム化合物の混合物
を溶解した水溶液を用いて双方の元素を同時に添加させ
てもよい、また上記製造方法の中でも、含浸法を利用す
る方法は、アルミナ中へのネオジムとバリウムとの添加
が均一となり、更にアルミナへのネオジムとバリウムと
の固溶が促進されやす（。
硝酸バリウム等のネオジム、バリウムの水溶性化合物を
溶解させた水溶液を用い、該水溶液をアルミナに含浸さ
せた後、該アルミナを乾燥させ、然る後焼成するもので
ある。なお、ネオジムまたはバリウムの一方の元素を添
加させた後、他方の元素を添加させてもよく、あるいは
水溶性ネオジム化合物と水溶性バリウム化合物の混合物
を溶解した水溶液を用いて双方の元素を同時に添加させ
てもよい、また上記製造方法の中でも、含浸法を利用す
る方法は、アルミナ中へのネオジムとバリウムとの添加
が均一となり、更にアルミナへのネオジムとバリウムと
の固溶が促進されやす（。
望ましい。
本発明において、対象とする担体の形状、構造は１粒状
体、ペレット状体あるいはハニカム構造体等がある。ま
た母材としてのセラミックス多孔質体等からなる成形体
の表面に本発明にかかるアルミナにネオジムとバリウム
とが添加されてなるものを被覆して担体としてもよい。
体、ペレット状体あるいはハニカム構造体等がある。ま
た母材としてのセラミックス多孔質体等からなる成形体
の表面に本発明にかかるアルミナにネオジムとバリウム
とが添加されてなるものを被覆して担体としてもよい。
本発明の担体は、自動車排気浄化用触媒、燃焼触媒等の
担体として使用することができ、特に耐熱性に優れるの
で、高温燃焼用触媒のように１０００℃以上の高温下に
おいて使用される触媒の担体として有利である。
担体として使用することができ、特に耐熱性に優れるの
で、高温燃焼用触媒のように１０００℃以上の高温下に
おいて使用される触媒の担体として有利である。
本発明の触媒担体は、１０００℃以上の高温下において
使用しても高い比表面積を維持し、かつ触媒成分の分散
性に優れたものである。上記の高い比表面積を維持する
のは、添加したネオジムとバリウムの作用によるもので
あり、触媒成分の分散性が向上するのは、担体表面の酸
・塩基性が最適な状態にあることによるものと考えられ
る。
使用しても高い比表面積を維持し、かつ触媒成分の分散
性に優れたものである。上記の高い比表面積を維持する
のは、添加したネオジムとバリウムの作用によるもので
あり、触媒成分の分散性が向上するのは、担体表面の酸
・塩基性が最適な状態にあることによるものと考えられ
る。
以下９本発明の詳細な説明する。
硝酸ネオジムの水溶液を表面積が１６０耐／ｇであるＴ
−アルミナに１表に示すネオジム添加量となるような割
合において、含浸させた。その後。
−アルミナに１表に示すネオジム添加量となるような割
合において、含浸させた。その後。
上記γ−アルミナを乾燥させ、水分を取り除いた後、６
００℃、大気中、３時間にて焼成し、γ−アルミナにネ
オジムを添加した。
００℃、大気中、３時間にて焼成し、γ−アルミナにネ
オジムを添加した。
次に、硝酸バリウムの水溶液を用い２表に示すバリウム
添加量となるような割合にて、上記と同様にしてバリウ
ムを添加した。これにより、ネオジムとバリウムとが添
加されてなるＴ−アルミナを８用型した。更に該Ｔ−ア
ルミナを１０００℃。
添加量となるような割合にて、上記と同様にしてバリウ
ムを添加した。これにより、ネオジムとバリウムとが添
加されてなるＴ−アルミナを８用型した。更に該Ｔ−ア
ルミナを１０００℃。
空気中、３時間にて焼成して触媒担体を調製した。
なお表中で、ネオジム添加量は、アルミナに対する添加
割合であり、バリウム添加量はネオジムに対する添加１
１（Ｂａ／Ｎｄ；モル倍）により示しである。
割合であり、バリウム添加量はネオジムに対する添加１
１（Ｂａ／Ｎｄ；モル倍）により示しである。
また、比較のため、ネオジムとバリウムの添加量が本発
明の範囲外のものも同様に調製した。
明の範囲外のものも同様に調製した。
次に、触媒担体として重要な因子である水抽出ｐＨ，比
表面積及び触媒成分の分散性について測定した。
表面積及び触媒成分の分散性について測定した。
（試験例１：水抽出ｐＨ）
蒸留水２０Ｍ１に触媒担体８−を入れ、スタークにより
３０分間攪拌した後、室温下においてｐＨメータにより
ｐ Ｈを測定した。その結果を表に示す。
３０分間攪拌した後、室温下においてｐＨメータにより
ｐ Ｈを測定した。その結果を表に示す。
（試験例２：比表面積）
触媒担体を１２００℃、５時間焼成した後、ＢＥＴ法（
Ｎ、吸着法）により比表面積を測定した。
Ｎ、吸着法）により比表面積を測定した。
その結果を表に示す。表より明らかなように９本実施例
の触媒担体は、比較例のものに比べて高温下における比
表面積の低下が小さいことが分かる。
の触媒担体は、比較例のものに比べて高温下における比
表面積の低下が小さいことが分かる。
（試験例３：触媒活性）
触媒活性は、自動車用三元触媒に使用されている酸化セ
リウムと白金とロジウムを担持し、酸素（０□）２％の
自動車排気中、１２００℃で１０時間耐久試験を行った
後、理論混合比の自動車排気を模擬したモデルガスによ
り炭化水素（ＨＣ）。
リウムと白金とロジウムを担持し、酸素（０□）２％の
自動車排気中、１２００℃で１０時間耐久試験を行った
後、理論混合比の自動車排気を模擬したモデルガスによ
り炭化水素（ＨＣ）。
−酸化炭素（Ｃｏ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化率を
測定した。
測定した。
セリウムの担持量が０．３モル／ｌとなるように調製し
た硝酸セリウムの水溶液に触媒担体を含浸し、１１０℃
で１２ｈｒ乾燥後、空気中、６００℃で３時間焼成し酸
化セリウムを担持した。
た硝酸セリウムの水溶液に触媒担体を含浸し、１１０℃
で１２ｈｒ乾燥後、空気中、６００℃で３時間焼成し酸
化セリウムを担持した。
白金とロジウムの担持は以下のように行っ′た。
まず酸化セリウムを担持した触媒担体に所定濃度のジニ
トロジアミン白金（Ｐ ｔ （ＮＨ３） ｔ （Ｎ
Ｏｘ）ｚ）の硝酸酸性水溶液を含浸させ、該触媒担体を
乾燥させた後、６００℃、空気中、３時間にて焼成して
白金を１ ｇ／ｌ担持した。次に上記触媒担体に硝酸ロ
ジウム（Ｒｈ （ＮＯ３） ３ ）の硝酸酸性水溶液を
含浸させ、該触媒担体を乾燥した後、６００℃、空気中
、３時間にて焼成してロジウムを０．１ｇ／ｌ担持した
。
トロジアミン白金（Ｐ ｔ （ＮＨ３） ｔ （Ｎ
Ｏｘ）ｚ）の硝酸酸性水溶液を含浸させ、該触媒担体を
乾燥させた後、６００℃、空気中、３時間にて焼成して
白金を１ ｇ／ｌ担持した。次に上記触媒担体に硝酸ロ
ジウム（Ｒｈ （ＮＯ３） ３ ）の硝酸酸性水溶液を
含浸させ、該触媒担体を乾燥した後、６００℃、空気中
、３時間にて焼成してロジウムを０．１ｇ／ｌ担持した
。
上記触媒を容器に入れ１２００℃になるように電気炉に
より加熱した。その容器に理論混合比のエンジン排気に
空気を添加し酸素濃度を２％に調製したガスを空間速度
（ＳＶ） ２０００／ｈ ｒで流入させ１０時間保ち、
触媒を劣化させた。
より加熱した。その容器に理論混合比のエンジン排気に
空気を添加し酸素濃度を２％に調製したガスを空間速度
（ＳＶ） ２０００／ｈ ｒで流入させ１０時間保ち、
触媒を劣化させた。
次に、上記耐久触媒を実験室用反応器に設置し。
０．７％Ｃｏ、０．２３３％Ｈ，，０，６４６％０□。
１６００ｐｐｍ （ＴＨＣ（炭素数１−のＣＨ，に換算
した場合の濃度） ） Ｃ３Ｈ＆−１２００ｐ ｐｍＮ
Ｏｘ、１０％ＣＯｚ、１０％Ｈ２０，残部Ｎ！の理論混
合比の排気を模擬したガスをＳＶ３万／ｈｒで導入し１
反応器の触媒を５℃／分で昇温しながら自動車用排気分
析計により各ガス濃度を測定した。その際、ＮＯｘが５
０％浄化される時の触媒層の温度を図に示した。なお３
図の横軸はネオジムに対するバリウムのＩ（Ｂａ／Ｎｄ
）、また縦軸は表の試料１ｋＣ３のＮＯｘの５０％浄化
温度を０とした場合のＮＯｘの５０％浄化温度の低下温
度量（℃）（触媒活性）を示しである。
した場合の濃度） ） Ｃ３Ｈ＆−１２００ｐ ｐｍＮ
Ｏｘ、１０％ＣＯｚ、１０％Ｈ２０，残部Ｎ！の理論混
合比の排気を模擬したガスをＳＶ３万／ｈｒで導入し１
反応器の触媒を５℃／分で昇温しながら自動車用排気分
析計により各ガス濃度を測定した。その際、ＮＯｘが５
０％浄化される時の触媒層の温度を図に示した。なお３
図の横軸はネオジムに対するバリウムのＩ（Ｂａ／Ｎｄ
）、また縦軸は表の試料１ｋＣ３のＮＯｘの５０％浄化
温度を０とした場合のＮＯｘの５０％浄化温度の低下温
度量（℃）（触媒活性）を示しである。
図より明らかなように、Ｂａ／Ｎｄが本発明の範囲内で
あれば、触媒活性が高いことが分かる。
あれば、触媒活性が高いことが分かる。
これは表の水抽出ｐＨに示すように担体表面の塩基度が
最適な状態にあるために触媒成分の担持が最適になされ
たことと、担体が熱的に安定であり比表面積が大きいた
めとの相乗効果と考えられる。
最適な状態にあるために触媒成分の担持が最適になされ
たことと、担体が熱的に安定であり比表面積が大きいた
めとの相乗効果と考えられる。
図は実施例における触媒活性試験の結果を示す線図であ
る。
る。
Claims (1)
- アルミナに、該アルミナに対して０．１〜３モル％のネ
オジムと該ネオジムに対して０．０１〜４０モル倍のバ
リウムとが添加されてなることを特徴とする触媒担体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62008679A JPS63175640A (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 触媒担体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62008679A JPS63175640A (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 触媒担体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63175640A true JPS63175640A (ja) | 1988-07-20 |
Family
ID=11699615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62008679A Pending JPS63175640A (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 触媒担体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63175640A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS644250A (en) * | 1987-03-05 | 1989-01-09 | Toyota Central Res & Dev | Catalyst for cleaning exhaust gas and its production |
| JP2009178675A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Toyota Central R&D Labs Inc | 排ガス浄化用触媒 |
| DE102009000208A1 (de) * | 2009-01-14 | 2010-07-15 | Robert Bosch Gmbh | Bauelement, insbesondere Dieselpartikelfilter, mit einer oxidischen Beschichtung |
| JP4734417B2 (ja) * | 2006-09-13 | 2011-07-27 | 株式会社東芝 | 紙葉類処理装置、紙葉類取出装置及び紙葉類取出装置の取出方法 |
| US10906816B2 (en) | 2016-07-29 | 2021-02-02 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Alumina and method for producing automotive catalyst using same |
-
1987
- 1987-01-16 JP JP62008679A patent/JPS63175640A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS644250A (en) * | 1987-03-05 | 1989-01-09 | Toyota Central Res & Dev | Catalyst for cleaning exhaust gas and its production |
| JP4734417B2 (ja) * | 2006-09-13 | 2011-07-27 | 株式会社東芝 | 紙葉類処理装置、紙葉類取出装置及び紙葉類取出装置の取出方法 |
| US8152157B2 (en) | 2006-09-13 | 2012-04-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sheet processing apparatus, sheet take-out apparatus, and sheet take-out method thereof |
| JP2009178675A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Toyota Central R&D Labs Inc | 排ガス浄化用触媒 |
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