JPH0616853B2 - 非貴金属系燃焼用触媒とその製造方法 - Google Patents
非貴金属系燃焼用触媒とその製造方法Info
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- JPH0616853B2 JPH0616853B2 JP61260884A JP26088486A JPH0616853B2 JP H0616853 B2 JPH0616853 B2 JP H0616853B2 JP 61260884 A JP61260884 A JP 61260884A JP 26088486 A JP26088486 A JP 26088486A JP H0616853 B2 JPH0616853 B2 JP H0616853B2
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
- B01D53/945—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific catalyst
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
- B01J35/57—Honeycombs
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/024—Multiple impregnation or coating
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は一種の触媒、特に一種の非貴金属系のモノリス
燃焼用触媒に関するものである。そして、本発明は一種
の触媒の製法、特に一種の非貴金属系のモノリス燃焼用
触媒の製作法に関するものである。
燃焼用触媒に関するものである。そして、本発明は一種
の触媒の製法、特に一種の非貴金属系のモノリス燃焼用
触媒の製作法に関するものである。
［従来の技術ならびにその問題点］ 近代的工業の発展に伴い、一酸化炭素、炭化水素及びそ
の酸素を含む化合物による大気汚染が日ましにひどくな
つてきている。焼成方法を利用し、上記の有害物質を酸
化し、二酸化炭素及び水にすることが大気汚染をなく
し、熱を回収する有効な方法である。このため、機能の
優れた触媒を得るのが、この触媒燃焼方法を実現させる
鍵である。機能優良の焼成用触媒は、優れた活性を持
ち、高空間速度、低い酸化開始温度、高耐熱性、高い機
械的強度、長寿命などの要求をそれぞれ充分満さなけれ
ばならない。
の酸素を含む化合物による大気汚染が日ましにひどくな
つてきている。焼成方法を利用し、上記の有害物質を酸
化し、二酸化炭素及び水にすることが大気汚染をなく
し、熱を回収する有効な方法である。このため、機能の
優れた触媒を得るのが、この触媒燃焼方法を実現させる
鍵である。機能優良の焼成用触媒は、優れた活性を持
ち、高空間速度、低い酸化開始温度、高耐熱性、高い機
械的強度、長寿命などの要求をそれぞれ充分満さなけれ
ばならない。
いままで、廃気と自動車排気ガス浄化用触媒は、大部分
貴金属系触媒を使っていた。これらの触媒の活性成分は
Ｐｔ、ＰｄとＲｈを主体とする。すでに報告された文献
（Ｕ．Ｓ．３，９１４，３８９；３，９５６，１８９；
Ｂ．Ｐ．１，４９９，０５１；１，５３４，０４７；西
ドイツ特許２，５１８，５３７；日本公開特許４０８７
８（１９７６）；１４０５０８（１９８２））の中に記
載されているものも、貴金属触媒にほかならない。しか
し、貴金属は高価で、資源的に制約されているため、近
代工業で広く使われている触媒燃焼技術の必要を満たす
ことができない。
貴金属系触媒を使っていた。これらの触媒の活性成分は
Ｐｔ、ＰｄとＲｈを主体とする。すでに報告された文献
（Ｕ．Ｓ．３，９１４，３８９；３，９５６，１８９；
Ｂ．Ｐ．１，４９９，０５１；１，５３４，０４７；西
ドイツ特許２，５１８，５３７；日本公開特許４０８７
８（１９７６）；１４０５０８（１９８２））の中に記
載されているものも、貴金属触媒にほかならない。しか
し、貴金属は高価で、資源的に制約されているため、近
代工業で広く使われている触媒燃焼技術の必要を満たす
ことができない。
以上の問題を解決するために、貴金属系のかわりに非貴
金属系を使い、非貴金属を触媒活性成分とする焼成用触
媒を研究してきた。しかし、一般的に言つて、これらの
非貴金属燃焼用触媒は活性が低いし、高い空間速度も負
担できない。しかも、酸化開始温度が高く、低い耐熱
性、低い機械的強度、短寿命等の欠点がある。
金属系を使い、非貴金属を触媒活性成分とする焼成用触
媒を研究してきた。しかし、一般的に言つて、これらの
非貴金属燃焼用触媒は活性が低いし、高い空間速度も負
担できない。しかも、酸化開始温度が高く、低い耐熱
性、低い機械的強度、短寿命等の欠点がある。
［発明の目的］ 本発明の目的は触媒燃焼の要求に満足できる、非貴金属
を触媒活性成分とする燃焼用触媒を提供しようとするも
のであり、そして非貴金属が触媒燃焼に使えないという
考え方を飛び越え、貴金属で高価で、資源的に制約され
ている欠点を克服し、近代工業の工業廃気と自動車排気
ガスを処理する要求を満足させる。
を触媒活性成分とする燃焼用触媒を提供しようとするも
のであり、そして非貴金属が触媒燃焼に使えないという
考え方を飛び越え、貴金属で高価で、資源的に制約され
ている欠点を克服し、近代工業の工業廃気と自動車排気
ガスを処理する要求を満足させる。
本発明は、また非貴金属触媒の製造方法を提供しようと
するものである。この方法によつて製造された触媒は、
以上の要求に満足できる。
するものである。この方法によつて製造された触媒は、
以上の要求に満足できる。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、主に担体と触媒活性成分によって構成された
燃焼用触媒において、 シリケート材料を第一担体とし、ランタン含有アルミナ
コートを第二担体とし、そして銅の酸化物、マンガンの
酸化物、セリウムの酸化物、コバルトの酸化物およびニ
ッケルの酸化物を必須成分として含む酸化物混合物を触
媒活性成分とすることを特徴とする。
燃焼用触媒において、 シリケート材料を第一担体とし、ランタン含有アルミナ
コートを第二担体とし、そして銅の酸化物、マンガンの
酸化物、セリウムの酸化物、コバルトの酸化物およびニ
ッケルの酸化物を必須成分として含む酸化物混合物を触
媒活性成分とすることを特徴とする。
本発明はまた担体をコート液に浸漬させそして乾燥およ
び焼成を行なう燃焼用触媒の製造方法に関し、 上記浸漬と乾燥と焼成が少なくとも２回行われ、第一担
体をアルミニウムの酸化物と硝酸ランタンを含むコート
液に浸漬、乾燥および焼成することによって第二担体が
形成され、そして銅の酸化物とマンガンの酸化物とセリ
ウムの酸化物とニッケルの酸化物とコバルトの酸化物と
を含むコート液の第二回の浸漬、乾燥および焼成によっ
て触媒活性成分が付着されることを特徴とする。
び焼成を行なう燃焼用触媒の製造方法に関し、 上記浸漬と乾燥と焼成が少なくとも２回行われ、第一担
体をアルミニウムの酸化物と硝酸ランタンを含むコート
液に浸漬、乾燥および焼成することによって第二担体が
形成され、そして銅の酸化物とマンガンの酸化物とセリ
ウムの酸化物とニッケルの酸化物とコバルトの酸化物と
を含むコート液の第二回の浸漬、乾燥および焼成によっ
て触媒活性成分が付着されることを特徴とする。
［発明の具体的説明］ 本発明の焼成用触媒は今迄までの報告された燃焼用触媒
と異なる。それは主に担体と触媒活性成分から構成され
ているが、担体自身がまた二つの部分に分けられる。第
一担体とするのはシリケート材料である。実は、それは
触媒の骨格を構成する。第二担体とするのは金属酸化物
コートである。そのコートは十分な高い耐熱性をもつて
いる。触媒活性成分は銅、マンガン、セリウム、コバル
トおよびニッケルのそれぞれの酸化物の混合物である。
ここで、そのシリケート材料がセラミックスモノリス材
料であり、内部に多数の貫通ガスセルをもつている。そ
れらの貫通ガスセルは水平状にＺ軸方向に分布してい
る。そのセル断面は正方形、三角形あるいは円形とな
る。セル密度は２５〜６４セル／平方センチメートル
で、細孔容積は０．１〜０．５ml／ｇとなつている。第
二担体とする金属酸化物コートはアルミナコートで、そ
の中に希土類金属であるランタンが含まれている。その
ランタは硝酸ランタンより由来する。アルミナコート中
の硝酸ランタンの量は1〜5％（重量）でよい。触媒活性
成分としての必須酸化物は、銅の酸化物、マンガンの酸
化物、セリウムの酸化物、コバルトの酸化物およびニッ
ケルの酸化物からなる。その触媒活性成分の中におい
て、各物質の重量比は次の通りである： 銅の酸化物：コバルトの酸化物：ニッケルの酸化物：マ
ンガンの酸化物：セリウムの酸化物＝(1〜15)：(1〜
6)：(1〜6)：(1〜3)：(1〜10)。
と異なる。それは主に担体と触媒活性成分から構成され
ているが、担体自身がまた二つの部分に分けられる。第
一担体とするのはシリケート材料である。実は、それは
触媒の骨格を構成する。第二担体とするのは金属酸化物
コートである。そのコートは十分な高い耐熱性をもつて
いる。触媒活性成分は銅、マンガン、セリウム、コバル
トおよびニッケルのそれぞれの酸化物の混合物である。
ここで、そのシリケート材料がセラミックスモノリス材
料であり、内部に多数の貫通ガスセルをもつている。そ
れらの貫通ガスセルは水平状にＺ軸方向に分布してい
る。そのセル断面は正方形、三角形あるいは円形とな
る。セル密度は２５〜６４セル／平方センチメートル
で、細孔容積は０．１〜０．５ml／ｇとなつている。第
二担体とする金属酸化物コートはアルミナコートで、そ
の中に希土類金属であるランタンが含まれている。その
ランタは硝酸ランタンより由来する。アルミナコート中
の硝酸ランタンの量は1〜5％（重量）でよい。触媒活性
成分としての必須酸化物は、銅の酸化物、マンガンの酸
化物、セリウムの酸化物、コバルトの酸化物およびニッ
ケルの酸化物からなる。その触媒活性成分の中におい
て、各物質の重量比は次の通りである： 銅の酸化物：コバルトの酸化物：ニッケルの酸化物：マ
ンガンの酸化物：セリウムの酸化物＝(1〜15)：(1〜
6)：(1〜6)：(1〜3)：(1〜10)。
本発明の非金属モノリス燃焼用触媒の中で、ランタン含
有アルミナコートから構成された第二担体は全部の担体
重量の５〜１５％を占める。そして触媒活性成分は触媒
全体重量の２〜３５％を占める。
有アルミナコートから構成された第二担体は全部の担体
重量の５〜１５％を占める。そして触媒活性成分は触媒
全体重量の２〜３５％を占める。
上記の成分及び組成によつてつくられた触媒は触媒燃焼
中における非貴金属の本微活性が貴金属より低いという
問題を解決したのである。
中における非貴金属の本微活性が貴金属より低いという
問題を解決したのである。
よく知られているように、Ｐｔ、Ｐｄなどの貴金属を活
性成分として製造された触媒は適当な触媒活性ポテンシ
ャルをもち、急速的に酸素を活化させて触媒焼成反応を
達成することができるが、遷移元素のある非貴金属系か
ら構成された触媒は遷移金属のイオン変価により、格子
酸素を利用して有機化合物を酸化させる目的を達する。
しかし、反応の進行に伴い、表面酸素はだんだん消耗し
ていく。もし気相中の酸素は適時に補足できなければ、
触媒燃焼反応は終止する。したがつて、非貴金属触媒の
触媒燃焼活性を改善するために、本発明は上記の欠点を
なくすための活性構造を設計した。つまり、希土類金属
であるセリウムの酸化物を含む複合金属酸化物触媒を設
計したのである。
性成分として製造された触媒は適当な触媒活性ポテンシ
ャルをもち、急速的に酸素を活化させて触媒焼成反応を
達成することができるが、遷移元素のある非貴金属系か
ら構成された触媒は遷移金属のイオン変価により、格子
酸素を利用して有機化合物を酸化させる目的を達する。
しかし、反応の進行に伴い、表面酸素はだんだん消耗し
ていく。もし気相中の酸素は適時に補足できなければ、
触媒燃焼反応は終止する。したがつて、非貴金属触媒の
触媒燃焼活性を改善するために、本発明は上記の欠点を
なくすための活性構造を設計した。つまり、希土類金属
であるセリウムの酸化物を含む複合金属酸化物触媒を設
計したのである。
本発明中、希土類金属であるセリウムの酸化物を添加す
るのは気相酸素の弱い付着が急ピッチにできるようにす
るためである。それで、気相酸素が近隣の金属酸化物の
酸素の吸着位置に移行して、適当な活性酸化物種にな
る。
るのは気相酸素の弱い付着が急ピッチにできるようにす
るためである。それで、気相酸素が近隣の金属酸化物の
酸素の吸着位置に移行して、適当な活性酸化物種にな
る。
そのほか、希土類金属であるセリウムの酸化物と遷移金
属酸化物を配合すると、触媒の還元機能を強める。そし
て酸化窒素、一酸化炭素と炭化水素の酸化反応を速め
る。
属酸化物を配合すると、触媒の還元機能を強める。そし
て酸化窒素、一酸化炭素と炭化水素の酸化反応を速め
る。
第二担体中に希土類金属であるランタンを混ぜると、ア
ルミナの熱安定性が改善できる。その具体的現れ、次の
ようである。
ルミナの熱安定性が改善できる。その具体的現れ、次の
ようである。
(1) Ａｌ3+イオン拡散速率を低下させ、Ａｌ3+イオン
の転位(rearrangement)を防止し、Al2O3の相の変化を遅
らせる。
の転位(rearrangement)を防止し、Al2O3の相の変化を遅
らせる。
(2) 混ぜたランタン元素は表面に集中され、粒子を隔
離して、焼結前期の顎部の生成を妨げ、空位の表面拡散
を妨げ、Ａｌ２Ｏ３の焼結を有効的に妨げる。
離して、焼結前期の顎部の生成を妨げ、空位の表面拡散
を妨げ、Ａｌ２Ｏ３の焼結を有効的に妨げる。
本発明の非貴金属モノリス焼成用触媒製造方法は大体二
つの段階に分けられる。第一段階で触媒骨格である担体
をコート液中に浸漬させた後、乾燥、焼成を行い、第二
担体になる。第二段階で、上記の担体を触媒活性成分を
含むコート液に浸漬させたのち、乾燥と焼成を行つて触
媒活性成分を付着させる。ここで用いられる、骨格とす
る担体はセラミクスモノリス材料であつて、内部に多数
のガスセルをもつている。それらのセルは水平状にＺ軸
方向に分布している。セルの断面は正方形、三角形ある
いは円形になる。セル密度は２５〜６４セル／平方セン
チメートルで、細孔容積は０．１〜０．５ml／ｇがよ
い。第一回浸漬する場合、コート液はアルミナゲルと硝
酸ランタン溶液（濃度は２０〜３０％体積）の混合物で
あつて、その比例は（１０００〜２０００ｇ）アルミナ
ゲル：（１００〜２００ml）硝酸ランタン溶液がよい。
第二回浸漬する場合、コート液は Ｃｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２Ｏ、Ｍｎ（ＮＯ３）２、Ｃｅ
（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ、及び水の混合物で、その中に
Ｃｏ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ、 Ｎｉ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ、ＮＨ４ＶＯ３及びＫＮＯ
３を添加しても良い。上述各物質中で Ｍｎ（ＮＯ３）２とＨ２Ｏの以外は全部固体で、それら
の固体をＭｎ（ＮＯ３）２とＨ２Ｏの中に溶かして活性
成分のコート液を生成させる。二回とも浸漬時間は０．
５〜１時間でよい。０．５時間より少なければ、浸漬が
不完全なので、第二担体が形成できないか、または活性
成分が触媒担体に全部滲透することできなくなる。とこ
ろが、１時間以上浸漬する必要もない。浸漬時間が長く
なると操作時間もそれだけふえるから、工業生産の能率
が低下する。二回とも乾燥温度は９０〜１００℃でよ
い。乾燥時間は５〜７時間が望ましい。温度が低いと、
表面の水分が充分に蒸発できない。そして温度が高すぎ
ると、硝酸塩の直接分解を引き起こすおそれがある。以
上の事は第二担体と触媒活性成分を形成するに不利であ
る。二回とも焼成温度は５００〜８００℃でよい。焼成
時間は２〜３時間でよい。焼成温度が高すぎると触媒の
焼結を引き起こし、比表面積は低下する。そうすると、
活性の降下をもたらす。
つの段階に分けられる。第一段階で触媒骨格である担体
をコート液中に浸漬させた後、乾燥、焼成を行い、第二
担体になる。第二段階で、上記の担体を触媒活性成分を
含むコート液に浸漬させたのち、乾燥と焼成を行つて触
媒活性成分を付着させる。ここで用いられる、骨格とす
る担体はセラミクスモノリス材料であつて、内部に多数
のガスセルをもつている。それらのセルは水平状にＺ軸
方向に分布している。セルの断面は正方形、三角形ある
いは円形になる。セル密度は２５〜６４セル／平方セン
チメートルで、細孔容積は０．１〜０．５ml／ｇがよ
い。第一回浸漬する場合、コート液はアルミナゲルと硝
酸ランタン溶液（濃度は２０〜３０％体積）の混合物で
あつて、その比例は（１０００〜２０００ｇ）アルミナ
ゲル：（１００〜２００ml）硝酸ランタン溶液がよい。
第二回浸漬する場合、コート液は Ｃｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２Ｏ、Ｍｎ（ＮＯ３）２、Ｃｅ
（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ、及び水の混合物で、その中に
Ｃｏ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ、 Ｎｉ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ、ＮＨ４ＶＯ３及びＫＮＯ
３を添加しても良い。上述各物質中で Ｍｎ（ＮＯ３）２とＨ２Ｏの以外は全部固体で、それら
の固体をＭｎ（ＮＯ３）２とＨ２Ｏの中に溶かして活性
成分のコート液を生成させる。二回とも浸漬時間は０．
５〜１時間でよい。０．５時間より少なければ、浸漬が
不完全なので、第二担体が形成できないか、または活性
成分が触媒担体に全部滲透することできなくなる。とこ
ろが、１時間以上浸漬する必要もない。浸漬時間が長く
なると操作時間もそれだけふえるから、工業生産の能率
が低下する。二回とも乾燥温度は９０〜１００℃でよ
い。乾燥時間は５〜７時間が望ましい。温度が低いと、
表面の水分が充分に蒸発できない。そして温度が高すぎ
ると、硝酸塩の直接分解を引き起こすおそれがある。以
上の事は第二担体と触媒活性成分を形成するに不利であ
る。二回とも焼成温度は５００〜８００℃でよい。焼成
時間は２〜３時間でよい。焼成温度が高すぎると触媒の
焼結を引き起こし、比表面積は低下する。そうすると、
活性の降下をもたらす。
［作用と効果］ 本発明の非貴金属モノリス焼成用触媒は上記のような構
成と方法で製造されたので、下記のような良い効果をも
たらしたのである。
成と方法で製造されたので、下記のような良い効果をも
たらしたのである。
1.触媒燃焼中で非貴金属の本微活性は貴金属に劣らな
い。
い。
2.触媒燃焼中で高温に耐える。
3.高負荷を受けられるばかりでなく、高い機能的強度を
もつている。
もつている。
4.Ｐｂ、Ｓに被毒に対し強い、煙霧、油滴を浄化でき
る、長い使用寿命を有する。
る、長い使用寿命を有する。
5.酸化開始温度が低い。
本発明の製造法は実施が容易であり、操作が簡単であ
る。その方法によつて製造された非貴金属系モノリス燃
焼用触媒は上記の良い結果をもたらすことができる。
る。その方法によつて製造された非貴金属系モノリス燃
焼用触媒は上記の良い結果をもたらすことができる。
［実施例］ 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実施例１ 上述のセラミツクスモノリス材料を選択して、セル密度
は２５セル／平方センチメートル、細孔容積は０．１〜
０．５ml／ｇであつた。１５００ｇアルミナゲルと１０
０mlの硝酸ランタン溶液（濃度は２４％体積）を均一に
混合させて第一回の浸漬のコート液をつくつた。そし
て、上述のセラミックスモノリス材料をそのコート液中
に浸漬させ、４０分間のあと取りだして１００℃で乾燥
を行つた。乾燥時間は６時間であつた。次に６００℃で
３時間程度の焼成を行つた。これで触媒骨格である第一
担体には第二担体が形成された。触媒活性成分を構成す
るコート液を調製するとき、Ｃｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２
Ｏ ６５０ｇ、 Ｃｏ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ ２５０ｇ、 Ｎｉ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ ２５０ｇ、 Ｍｎ（ＮＯ３）２（濃度５０％）１００ｇ、 Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ １００ｇ、Ｈ２Ｏ５００
ｇを混合させ、その中の固体物質を溶かした後に必要な
コート液を得た。そして上述の担体をそのコート液の中
に浸漬させ、４０分間のあと取りだして１００℃で６時
間乾燥を行つた。最後に６００℃で３時間程度加熱焼成
を行つた。これで本発明の非貴金属モノリス燃焼用触媒
が作成できたわけである。
は２５セル／平方センチメートル、細孔容積は０．１〜
０．５ml／ｇであつた。１５００ｇアルミナゲルと１０
０mlの硝酸ランタン溶液（濃度は２４％体積）を均一に
混合させて第一回の浸漬のコート液をつくつた。そし
て、上述のセラミックスモノリス材料をそのコート液中
に浸漬させ、４０分間のあと取りだして１００℃で乾燥
を行つた。乾燥時間は６時間であつた。次に６００℃で
３時間程度の焼成を行つた。これで触媒骨格である第一
担体には第二担体が形成された。触媒活性成分を構成す
るコート液を調製するとき、Ｃｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２
Ｏ ６５０ｇ、 Ｃｏ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ ２５０ｇ、 Ｎｉ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ ２５０ｇ、 Ｍｎ（ＮＯ３）２（濃度５０％）１００ｇ、 Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ １００ｇ、Ｈ２Ｏ５００
ｇを混合させ、その中の固体物質を溶かした後に必要な
コート液を得た。そして上述の担体をそのコート液の中
に浸漬させ、４０分間のあと取りだして１００℃で６時
間乾燥を行つた。最後に６００℃で３時間程度加熱焼成
を行つた。これで本発明の非貴金属モノリス燃焼用触媒
が作成できたわけである。
作成した触媒で工業廃ガスを処理する結果は表１と表２
に示す。
に示す。
実施例１で作成した非貴金属モノリス触媒によつて自動
車排気ガスを処理した結果は次のようである。
車排気ガスを処理した結果は次のようである。
車の走行平均速度は２０キロメートル／時間、４０キロ
メートル／時間、６０キロメートル／時間、８０キロメ
ートル／時間であつて、触媒は自動車の内燃機関に搭載
している場合、一酸化炭素の浄化率は９０％以上、炭化
水素の浄化率は６０％以上、ＮＯｘの浄化率は７０％以
上に達する。
メートル／時間、６０キロメートル／時間、８０キロメ
ートル／時間であつて、触媒は自動車の内燃機関に搭載
している場合、一酸化炭素の浄化率は９０％以上、炭化
水素の浄化率は６０％以上、ＮＯｘの浄化率は７０％以
上に達する。
実施例２ 上記のセラミックスモノリス材料を使い、そのセル密度
は４９セル／平方センチメートルであつて、例１と同様
の方法を用い、それと異なるところは、触媒活性成分を
構成するコート液の組成を変えただけである。コート液
の組成は次のとおりである。Ｃｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２
Ｏ ４００ｇ、 Ｃｏ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ １８０ｇ、 Ｎｉ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ ２００ｇ、 Ｍｎ（ＮＯ３）２（濃度５０％）１５０ｇ、 Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ ７０ｇ、Ｈ２Ｏ ３００
ｇ。最後に実施例１と同様に本発明の非金属系モノリス
燃焼用触媒が作成された。
は４９セル／平方センチメートルであつて、例１と同様
の方法を用い、それと異なるところは、触媒活性成分を
構成するコート液の組成を変えただけである。コート液
の組成は次のとおりである。Ｃｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２
Ｏ ４００ｇ、 Ｃｏ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ １８０ｇ、 Ｎｉ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ ２００ｇ、 Ｍｎ（ＮＯ３）２（濃度５０％）１５０ｇ、 Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ ７０ｇ、Ｈ２Ｏ ３００
ｇ。最後に実施例１と同様に本発明の非金属系モノリス
燃焼用触媒が作成された。
各種の廃気に対する上記の方法で作成された触媒の酸化
開始温度は表３に示すとおり。
開始温度は表３に示すとおり。
実施例２で作成された非貴金属モノリス触媒によつて自
動車排気ガスを処理した時、次の結果を得た。排気ガス
中のＣＯの量は０．６４ｇ／マイル、ＨＣの量は０．３
０ｇ／マイル、ＮＯｘの量は０．２８ｇ／マイル（アメ
リカFederal Emissions Test）であつた。
動車排気ガスを処理した時、次の結果を得た。排気ガス
中のＣＯの量は０．６４ｇ／マイル、ＨＣの量は０．３
０ｇ／マイル、ＮＯｘの量は０．２８ｇ／マイル（アメ
リカFederal Emissions Test）であつた。
比較例 上記のセラミツクスモノリス材料を使つて、例１と同様
の方法を使用したが、それとちがうところのは、触媒活
性成分であるコート液の中に Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏを加えないことだけであつ
た。最後に活性成分中に希土類金属元素の含まれていな
い触媒が作成された。
の方法を使用したが、それとちがうところのは、触媒活
性成分であるコート液の中に Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏを加えないことだけであつ
た。最後に活性成分中に希土類金属元素の含まれていな
い触媒が作成された。
比較例で作成した触媒は実施例１で作成した触媒と比較
して、その結果を下記の表に示す。
して、その結果を下記の表に示す。
以上の比較結果からあきらかなように、非貴金属系燃焼
触媒に対して、触媒活性成分の中に希土類金属元素を添
加することは重要である。活性成分の中に希土類元素を
含まない場合、高い酸化開始温度が必要になるので、触
媒燃焼過程中のエネルギーの消耗が増える。これもまた
そのような触媒の活性が低いということを物語つてい
る。
触媒に対して、触媒活性成分の中に希土類金属元素を添
加することは重要である。活性成分の中に希土類元素を
含まない場合、高い酸化開始温度が必要になるので、触
媒燃焼過程中のエネルギーの消耗が増える。これもまた
そのような触媒の活性が低いということを物語つてい
る。
また、燃焼されるガスの空間速度は５×１０４メートル
／時間の場合、実施例１の触媒活性が変わらないが、比
較例の触媒は活性が２０〜３０％降下する。これによつ
て更に触媒活性成分中に希土類金属元素を添加すること
の重要さが確認された。
／時間の場合、実施例１の触媒活性が変わらないが、比
較例の触媒は活性が２０〜３０％降下する。これによつ
て更に触媒活性成分中に希土類金属元素を添加すること
の重要さが確認された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−87839（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−12132（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−57089（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−38675（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−40878（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (16)
- 【請求項１】主に担体と触媒活性成分によって構成され
た廃ガス燃焼用触媒において、 シリケート材料を第一担体とし、ランタン含有アルミナ
コートを第二担体とし、そして銅の酸化物、マンガンの
酸化物、セリウムの酸化物、コバルトの酸化物およびニ
ッケルの酸化物からなる酸化物混合物を触媒活性成分と
することを特徴とする非金属系モノリス廃ガス燃焼用触
媒。 - 【請求項２】第一担体の構成物であるシリケート材料が
内部に多数のセルを有するセラミックスモノリス材料で
あることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の触
媒。 - 【請求項３】セラミックスモノリス材料の内部にあるセ
ルが水平状にＺ軸方向に分布し、貫通し、セルの断面が
正方形、三角形、あるいは円形であり、セル密度が25〜
64セル/平方センチメートルであり、細孔容積が0.1〜0.
5ml/gであることを特徴とする特許請求の範囲第(2)項記
載の触媒。 - 【請求項４】上記ランタンが硝酸ランタンより誘導され
たものであり、アルミナコート中に1〜5重量％含まれて
いることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載の
触媒。 - 【請求項５】触媒活性成分中における各種の物質の重量
比が銅の酸化物：コバルトの酸化物：ニッケルの酸化
物：マンガンの酸化物：セリウムの酸化物＝(1〜15)：
(1〜6)：(1〜6)：(1〜3)：(1〜10)であることを特徴と
する特許請求の範囲第(1)項に記載の触媒。 - 【請求項６】第二担体が全体の担体重量の5〜15％を占
めることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の触
媒。 - 【請求項７】触媒活性成分が全体の触媒重量の2〜35％
を占めることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載
の触媒。 - 【請求項８】担体をコート液に浸漬させそして乾燥およ
び焼成を行なう廃ガス燃焼用触媒の製造方法において、 上記浸漬と乾燥と焼成とを少なくとも２回行い、 シリケート材料の第一担体をアルミニウムの酸化物と硝
酸ランタンを含むコート液に浸漬、乾燥および焼成する
ことによって第二担体が形成され、そして 銅の酸化物、マンガンの酸化物、セリウムの酸化物、ニ
ッケルの酸化物およびコバルトの酸化物を含むコート液
の第二回の浸漬、乾燥および焼成によって触媒活性成分
が付着されることを特徴とする非金属系モノリス廃ガス
燃焼用触媒の製造方法。 - 【請求項９】選ばれた担体が内部に多数のセルをもつセ
ラミックスモノリス材料であることを特徴とする特許請
求の範囲第(8)項記載の触媒の製造方法。 - 【請求項１０】セラミックスモノリス材料の内部にある
セルが水平状にＺ軸の方向上に分布、貫通し、セルの断
面が正方形、三角形あるいは円形であり、セル密度が25
〜64セル/平方センチメートルであり、細孔容積が0.1〜
0.5ml/gであることを特徴とする特許請求の範囲第(9)項
記載の触媒の製造方法。 - 【請求項１１】第一回浸漬を行った時のコート液がアル
ミナゲルと硝酸ランタン溶液（濃度は24〜30％体積の混
合物であることを特徴とする特許請求の範囲第(8)項記
載の触媒の製造方法。 - 【請求項１２】アルミナゲルと硝酸ランタン溶液の比が
アルミナゲル：上記の硝酸ランタン溶液＝(1000〜2000
g)：(100〜200ml) であることを特徴とする特許請求の範囲第(11)項記載の
触媒の製造方法。 - 【請求項１３】第二回浸漬を行った時のコート液がCu(N
O3)2・3H2O、Mn(NO3)2、Ce(NO3)3・6H2O、Co(NO3)2・6H
2O、Ni(NO3)2・6H2OおよびH2Oの混合物であることを特徴
とする特許請求の範囲第(8)項に記載の方法。 - 【請求項１４】毎回浸漬の時間が0.5〜1時間であること
を特徴とする特許請求の範囲第(8)項記載の触媒の製造
方法。 - 【請求項１５】二回とも乾燥温度が90〜110℃であっ
て、乾燥時間が5〜7時間であることを特徴とする特許請
求の範囲第(8)項記載の触媒の製造方法。 - 【請求項１６】二回とも焼成が500〜800℃で行い、焼成
時間が2〜4時間であることを特徴とする特許請求の範囲
第(8)項記載の触媒の製造方法。
Applications Claiming Priority (4)
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|---|---|---|---|
| CN85109694A CN85109694B (zh) | 1985-12-12 | 1985-12-12 | 非贵金属蜂窝状燃烧催化剂 |
| CN 86103200 CN86103200A (zh) | 1986-05-06 | 1986-05-06 | 非贵金属燃烧催化剂及其制造方法 |
| CN86103200 | 1986-05-06 | ||
| CN85109694 | 1986-05-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63185452A JPS63185452A (ja) | 1988-08-01 |
| JPH0616853B2 true JPH0616853B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=25742153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61260884A Expired - Lifetime JPH0616853B2 (ja) | 1985-12-12 | 1986-11-04 | 非貴金属系燃焼用触媒とその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JPH0616853B2 (ja) |
| CA (1) | CA1284983C (ja) |
| DE (1) | DE3688926T2 (ja) |
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| SE463496B (sv) * | 1989-04-27 | 1990-12-03 | Anders Fredrik Ahlstroem | Katalytisk foerbraenning av sot fraan dieselmotorer samt katalysator haerfoer |
| US5063193A (en) * | 1990-06-06 | 1991-11-05 | General Motors Corporation | Base metal automotive exhaust catalysts with improved activity and stability and method of making the catalysts |
| CN1083742A (zh) * | 1993-07-29 | 1994-03-16 | 周红星 | 双功能多金属氧化物催化剂 |
| FR2730175B1 (fr) * | 1995-02-03 | 1997-04-04 | Inst Francais Du Petrole | Catalyseurs de reduction des oxydes d'azote en azote moleculaire dans un milieu surstoechiometrique en composes oxydants, procede de preparation et utilisations |
| FR2763517B1 (fr) * | 1997-05-22 | 1999-08-06 | Ecia Equip Composants Ind Auto | Procede de fabrication d'un convertisseur catalytique a base d'oxydes |
| KR19990068547A (ko) * | 1999-06-01 | 1999-09-06 | 김태욱 | 건류가스화연소로의촉매 |
| CN103949254B (zh) * | 2014-05-06 | 2017-02-15 | 江西师范大学 | 一种用于氨硼烷和肼硼烷水解制氢的 Cu@mSiO2核壳纳米催化剂及其制备方法 |
| EP3193165A1 (de) * | 2016-01-18 | 2017-07-19 | C. Gerhardt GmbH & Co. KG | Verfahren zur elementaranalyse |
| CN110280282B (zh) * | 2019-07-07 | 2022-03-15 | 湖南明瑞环保科技有限公司 | 二氯甲烷催化剂及其制备方法 |
| CN112156777B (zh) * | 2020-10-27 | 2023-08-01 | 西安凯立新材料股份有限公司 | 一种蜂窝状整体式贵金属催化剂及其净化处理丙烯酸废气的应用 |
| CN116920875B (zh) * | 2023-07-20 | 2025-11-28 | 中国科学院成都有机化学有限公司 | 一种非均布颗粒式燃烧催化剂及其制备方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| US3899444A (en) * | 1972-02-07 | 1975-08-12 | Ethyl Corp | Exhaust gas catalyst support |
| JPS5420954B2 (ja) * | 1973-08-10 | 1979-07-26 | ||
| JPS5057089A (ja) * | 1973-09-20 | 1975-05-19 | ||
| US3985683A (en) * | 1973-11-24 | 1976-10-12 | Hoechst Aktiengesellschaft | Catalyst for reducing the toxic contaminants of combustion engine exhaust gas |
| JPS5140878A (ja) * | 1974-10-04 | 1976-04-06 | Hitachi Ltd | |
| JPS5787839A (en) * | 1980-11-20 | 1982-06-01 | Toyota Motor Corp | Catalyst of monolithic construction type for purification of waste gas |
| JPH0824843B2 (ja) * | 1983-07-01 | 1996-03-13 | 株式会社日立製作所 | 耐熱性触媒およびその使用方法 |
| DE3482094D1 (de) * | 1983-07-01 | 1990-06-07 | Hitachi Ltd | Bei hoher temperatur stabiler katalysator, verfahren zu dessen herstellung und verfahren zur durchfuehrung von chemischen reaktionen unter dessen verwendung. |
-
1986
- 1986-11-04 JP JP61260884A patent/JPH0616853B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-03 DE DE86116786T patent/DE3688926T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-03 EP EP86116786A patent/EP0225595B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-04 CA CA000524494A patent/CA1284983C/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
| CA1284983C (en) | 1991-06-18 |
| EP0225595B1 (en) | 1993-08-25 |
| EP0225595A2 (en) | 1987-06-16 |
| JPS63185452A (ja) | 1988-08-01 |
| EP0225595A3 (en) | 1989-03-22 |
| DE3688926D1 (de) | 1993-09-30 |
| DE3688926T2 (de) | 1994-03-31 |
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