JPH06170236A - 貴金属触媒添着アニオン交換繊維およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、優れた触媒活性を有しかつ
取り扱い性が良好な繊維状の貴金属触媒を提供すること
である。 【構成】 本発明は、ポリビニルアルコールを基体とす
る繊維であって、官能基として１〜３級アミン及び４級
アンモニウムを有するアニオン交換繊維に対し、0.1〜2
0wt％の貴金属を担持させた貴金属触媒添着アニオン交
換繊維、並びに、アニオン交換繊維に貴金属のクロロ錯
体を吸着させた後、還元することによりアニオン交換繊
維上に貴金属を担持させることによる貴金属触媒添着ア
ニオン交換繊維の製造方法である。 【効果】 本発明は、担体として単位重量当たりの表面
積が格段に大きいアニオン交換繊維を使うことにより、
従来の粒状有機高分子に比べ優れた触媒活性を有する繊
維状の貴金属触媒を可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は貴金属触媒添着アニオン
交換繊維およびその製造方法に関するもので、さらに詳
しくはアニオン交換繊維に担持された、安定で触媒活性
に優れた貴金属触媒およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】担持型触媒の担体としては、一般にアル
ミナ、シリカ、チタニア、ゼオライト等に代表される無
機系の粒状体が広く使用されているが、近年、架橋高分
子樹脂等の有機高分子を担体とする貴金属触媒について
も開発が進んでいる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に固体触媒の活性
は活性成分の表面積が大きいほど有利とされている。樹
脂担体の場合は、種々の粒径のものが調製でき、微細な
ものにすると触媒を担持できる表面積は増大するもの
の、取り扱い性は悪くなり、スラリー状で使用する場合
には使用後の分離回収の点で難しく、また、カラム等に
充填して使用する場合には通液または通気抵抗が大きく
なり効率が著しく低下するという難点があった。

【０００４】従って、本発明の目的は、優れた触媒活性
を有しかつ取り扱い性が良好な繊維状の貴金属触媒を提
供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の点
に着眼し、鋭意研究した結果、スチレン−ジビニルベン
ゼン系の樹脂からなるイオン交換樹脂に比べ、実際の触
媒として利用される有効接触面積が極めて大きく、加工
性、取り扱い性に優れたイオン交換繊維を使用し、か
つ、アニオン交換繊維が貴金属のクロロ錯体を選択的に
吸着することを利用して繊維に吸着させた後、繊維上で
効率的に還元できることを見いだし、本発明を完成し
た。

【０００６】すなわち、本発明は、本発明はポリビニル
アルコールを基体とする繊維であって、官能基として１
〜３級アミン及び４級アンモニウムを有するアニオン交
換繊維に対し、 0.1〜20wt％の貴金属を担持させたこと
を特徴とする貴金属触媒添着アニオン交換繊維、並び
に、アニオン交換繊維に貴金属のクロロ錯体を吸着させ
た後、還元することによりアニオン交換繊維上に貴金属
を担持させることを特徴とする貴金属触媒添着アニオン
交換繊維の製造方法である。

【０００７】本発明では用いるアニオン交換繊維として
は、イオン交換基として１〜３級アミン及び４級アンモ
ニウムを有する繊維状のイオン交換体で、ポリビニルア
ルコールを基体としたものが好ましい。イオン交換繊維
の形態としては微粉末状、ステープル状、フィラメント
状、織物状、編物状、不織布状等種々あるが、使う方式
によって適宜選ぶことができる。

【０００８】該イオン交換繊維は触媒能を充分発揮する
ために繊維径30μm をこえないアニオン交換繊維で比表
面積が 300m²/g以上のものが好ましい。

【０００９】繊維にイオン交換基を導入する方法として
は、官能基を有する化合物を繊維に練り込む方法、ある
いは繊維状処理により交換基を導入する方法がある。前
者の方法では、練り込む化合物としてはポリエチレンイ
ミンが適切に用いられる。ポリビニルアルコール溶液に
ポリエチレンイミンを添加し、乾式紡糸等の方法で糸条
化した後、エチレングリコールジグリシジルエーテル等
で架橋、不溶化することにより弱アニオン交換機能を有
する繊維が得られる。

【００１０】後者の方法では、ポリビニルアルコール繊
維をブロムアセタール等でアセタール化を行い、導入し
たブロムの一部を利用して架橋、不溶化した後、トリメ
チルアミン、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミ
ン、モノメチルアミン、アンモニア等で処理することに
より強アニオンまたは弱アニオン交換機能を有する繊維
が得られる。

【００１１】本発明に用いられる白金族貴金属類として
は、Pd , Pt , Rh , Ir などを使うことができ、これら
の塩酸塩、硝酸塩、硫酸塩等いずれのものでも使用でき
る。アニオン交換繊維に貴金属を担持させる方法は、上
記白金族化合物の王水あるいは塩酸溶液を希釈した水溶
液にアニオン交換繊維を浸漬することにより、容易に貴
金属のクロロ錯体としてアニオン交換繊維に吸着させる
ことができる。

【００１２】アニオン交換繊維に吸着した貴金属クロロ
錯体の還元にはヒドラジンまたは水素が用いられるが、
アニオン交換繊維の形状、還元の効率を考えるとヒドラ
ジン水溶液が好ましく用いられる。

【００１３】アニオン交換繊維に担持される貴金属の量
は、アニオン交換繊維に対して 0.1〜20wt％が好まし
い。 0.1wt％未満では、均一性に欠け、触媒作用も小さ
い。また、20wt％を超えると添着された貴金属の脱落も
起こりやすくなり、経済的にも不利になる。

【００１４】

【実施例】以下、実施例によりさらに本発明を詳細に説
明する。

【００１５】（実施例１）カット長 1.5mm、単繊維繊度
５ｄ、強アニオン交換容量1.8meq/g・fiberの強アニオン
交換繊維を使用した。この繊維は、ポリビニルアルコー
ルからなる連続繊維をブロムアセタールでアセタール化
後、エチレンジアミンで架橋を施し、続いてトリメチル
アミン溶液で４級アミノ化処理を行い、カットしたもの
である。

【００１６】１kgの強アニオン交換繊維（Cl型）を50ｇ
の塩化パラジウムを含有する塩酸溶液20リットルに投入
し、パラジウムのクロロ錯体を吸着させた。十分に水洗
した後、0.08％の包水ヒドラジン水溶液20リットルに15
分間浸漬することによりパラジウムを還元、アニオン交
換繊維上に析出させた。得られた強アニオン交換繊維は
黒色でパラジウムの添加量は 2.7wt％であった。

【００１７】（実施例２）実施例１で調製した強アニオ
ン交換繊維を38mmにカットし、38mm長のポリエステルス
テープルを30％混合して厚さ４mm、坪量400g/m² の不織
布を作製した。この不織布１m²を５ｇの塩化パラジウム
を含有する塩酸溶液10リットルに浸漬し、パラジウムの
クロロ錯体を吸着させた。十分に水洗した後、0.04％の
包水ヒドラジン水溶液10リットルに30分間浸漬すること
によりパラジウムを還元、析出させた。得られた不織布
には 1.0wt％のパラジウムが添着されていた。

【００１８】（実施例３）単繊維繊度８ｄ、弱アニオン
交換容量3.0meq/g・fiberの弱アニオン交換繊維をメリヤ
ス編状で使用した。この繊維はポリビニルアルコールの
濃厚水溶液にポリエチレンイミンをポリビニルアルコー
ルに対して30wt％添加し、乾式紡糸により糸条化した
後、エチレングリコールジグリシジルエーテルで架橋処
理を行ったものをメリヤスに編み立てたものである。

【００１９】このメリヤス 500ｇを54ｇのパラジウムを
含有する王水の希釈溶液15リットルに浸漬し、パラジウ
ムのクロロ錯体を吸着させた。十分に水洗した後、 0.2
％の包水ヒドラジン水溶液15リットルに30分間浸漬する
ことによりパラジウムを還元、析出させた。得られたメ
リヤスには10.0wt％のパラジウムが添着されていた。

【００２０】（実施例４）実施例１で使用した強アニオ
ン交換繊維 100ｇを２ｇの白金を含有する王水の希釈水
溶液２リットルに投入し、白金の錯体を吸着させた。十
分に水洗した後、0.1％の包水ヒドラジン水溶液２リッ
トルに15分間浸漬することにより白金を還元、繊維上に
析出させた。得られた強アニオン交換繊維には 1.9wt％
の白金が添着されていた。

【００２１】（実施例５）実施例１で使用した強アニオ
ン交換繊維 100ｇを 0.8ｇの塩化ロジウムの塩酸溶液２
リットルに投入し、ロジウム錯体を吸着させた。十分に
水洗した後、 0.1％の包水ヒドラジン水溶液２リットル
に30分間浸漬することによりロジウムを還元、繊維上に
析出させた。得られた強アニオン交換繊維には 0.3wt％
のロジウムが添着されていた。

【００２２】（実施例６）実施例１で使用した強アニオ
ン交換繊維 100ｇを１ｇの塩化イリジウムの塩酸溶液２
リットルに投入し、イリジウム錯体を吸着させた。十分
に水洗した後、 0.2％の包水ヒドラジン水溶液２リット
ルに30分間浸漬することによりイリジウムを還元、繊維
上に析出させた。得られた強アニオン交換繊維には 0.6
wt％のイリジウムが添着されていた。

【００２３】

【効果】 本発明によれば、担体として単位重量当たり
の表面積が格段に大きいアニオン交換繊維を使うことに
より、取り扱い性が良好で、従来の粒状有機高分子に比
べ優れた触媒活性を有する繊維状の貴金属触媒が得られ
た。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 護朗 大阪府大阪市北区堂島浜一丁目３番23号 株式会社タクマ内 (72)発明者 益田 光信 大阪府大阪市北区堂島浜一丁目３番23号 株式会社タクマ内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリビニルアルコールを基体とする繊維
   であって、官能基として１〜３級アミン及び４級アンモ
   ニウムを有するアニオン交換繊維に対し、 0.1〜20wt％
   の貴金属を担持させたことを特徴とする貴金属触媒添着
   アニオン交換繊維。
2. 【請求項２】 前記アニオン交換繊維の形状が、微粉末
   状、ステープル状、フィラメント状、織物状、編物状お
   よび不織布状から選ばれることを特徴とする請求項１記
   載の貴金属触媒添着アニオン交換繊維。
3. 【請求項３】 前記アニオン交換繊維の繊維径が30μm
   以下かつ比表面積が300m²/g以上であることを特徴とす
   る請求項１記載の貴金属触媒添着アニオン交換繊維。
4. 【請求項４】 前記貴金属が、 Pd , Pt , Rh および I
   r の白金族元素から選ばれることを特徴とする請求項１
   または請求項２記載の貴金属触媒添着アニオン交換繊
   維。
5. 【請求項５】 アニオン交換繊維に貴金属のクロロ錯体
   を吸着させた後、還元することによりアニオン交換繊維
   上に貴金属を担持させることを特徴とする貴金属触媒添
   着アニオン交換繊維の製造方法。