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JPS5926339B2 - Catalyst for gas purification - Google Patents
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JPS5926339B2 - Catalyst for gas purification - Google Patents

Catalyst for gas purification

Info

Publication number
JPS5926339B2
JPS5926339B2 JP53047395A JP4739578A JPS5926339B2 JP S5926339 B2 JPS5926339 B2 JP S5926339B2 JP 53047395 A JP53047395 A JP 53047395A JP 4739578 A JP4739578 A JP 4739578A JP S5926339 B2 JPS5926339 B2 JP S5926339B2
Authority
JP
Japan
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catalyst
carrier
alumina
aggregate
weight
Prior art date
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Expired
Application number
JP53047395A
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Japanese (ja)
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JPS54138884A (en
Inventor
和則 曾根高
敦 西野
邦夫 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、大気汚染防止のためのガス浄化用触媒体、特
に石油、ガス、練炭などを燃料とした各種家庭用燃焼機
器や調理器より発生する有害物質、油煙、臭気などを含
む排ガス浄化のための触媒体に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is a catalyst for gas purification for preventing air pollution, and particularly for cleaning harmful substances, oil smoke, etc. generated from various household combustion appliances and cooking appliances using oil, gas, briquettes, etc. as fuel. This invention relates to a catalyst body for purifying exhaust gas including odors.

この種の家庭用機器などからの排ガス組成は一様ではな
く、排ガスの主成分は例えば燃焼機器においては未燃焼
による一酸化炭素、炭化水素、特にオレフィン系炭化水
素であり、調理器にお℃・ては、主に脂肪酸系炭化水素
、及びアルデヒドの類である。
The composition of exhaust gas from this type of household appliances is not uniform; for example, the main components of exhaust gas are unburned carbon monoxide and hydrocarbons, especially olefin hydrocarbons, in combustion appliances; - Mainly fatty acid hydrocarbons and aldehydes.

さらに詳述すると、各種家庭用燃焼機器の触媒体の好ま
しい設置位置による触媒体の温度は600℃以下(最高
温度700℃以下)である。
More specifically, the temperature of the catalyst body of various household combustion appliances is 600° C. or less (maximum temperature 700° C. or less) depending on the preferred installation position of the catalyst body.

以上のことから本発明は最高温度700℃における耐ス
ポーリング性のすぐれた・・ニカム状触媒体を提供する
ものである。
In view of the above, the present invention provides a nicum-like catalyst body with excellent spalling resistance at a maximum temperature of 700°C.

最近は、アルミニウムサツシの普及により、家屋の密閉
度が高まってきたこと、さらにアパート、マンションな
ど住宅が高層化して来たことなどにより、自然状態での
室内空気の換気は困難なものとなっている。
Recently, with the spread of aluminum sashes, houses have become more tightly sealed, and as apartments and condominiums have become more high-rise, it has become difficult to ventilate indoor air in natural conditions. There is.

この様な事情から、家庭用燃焼機器の安全性及び調理時
の排ガスの無煙化、無臭化が強く望まれている。
Under these circumstances, there is a strong desire for safety of household combustion appliances and for smokeless and odorless exhaust gas during cooking.

本発明の目的は、家庭用燃焼機器を使用するにあたり、
正常使用時はもちろんのこと、異常使用においても安全
に、快適に使用できるように改善するための触媒体を提
供するものであり、また、調理器の使用にあたっては、
排出ガスの油煙、臭気を酸化浄化するための触媒体を提
供するものである。
The purpose of the present invention is to: When using household combustion equipment,
We provide a catalyst body that improves the safety and comfort of using the cooker not only during normal use but also during abnormal use.
The present invention provides a catalyst body for oxidizing and purifying the oil smoke and odor of exhaust gas.

さらに家庭用燃焼機器は、高性能、低価格の技術革新が
行われて℃・る。
Furthermore, technological innovations have been made in household combustion equipment to provide high performance and low cost.

このような進歩と市場性から低価格の触媒は必須であり
、本発明は安価で製法が簡単な高性能の触媒を提供する
ものである。
Due to such progress and marketability, a low-cost catalyst is essential, and the present invention provides a high-performance catalyst that is inexpensive and easy to manufacture.

従来、この様な目的にかなう触媒体として、植種の触媒
体が検討され、工業化されている。
Conventionally, seeded catalysts have been studied and industrialized as catalysts that can meet such purposes.

主な触媒体は、貴金属触媒、金属酸化物触媒である。The main catalysts are noble metal catalysts and metal oxide catalysts.

貴金属触媒体は特に白金、パラジウムもしくは白金黒触
媒がよいとされてきた。
It has been said that platinum, palladium or platinum black catalysts are particularly suitable as noble metal catalysts.

しかし従来の白金触媒は高価であり、また金属酸化物触
媒はそれより安価であるが、家庭用燃焼機器に用いるに
はなお高価であった。
However, conventional platinum catalysts are expensive, and while metal oxide catalysts are cheaper, they are still too expensive for use in household combustion appliances.

白金触媒が高価であるのは、白金そのものが高価なこと
は言うまでもないが、さらに担体としてのアルミナ成形
体、ガラス繊維等が高価であり、製法(前処理)が複雑
であり、白金を担持させる手法及び後処理が複雑である
ことなどによる。
It goes without saying that platinum catalysts are expensive, not only because the platinum itself is expensive, but also because the alumina molded bodies, glass fibers, etc. used as supports are expensive, and the manufacturing method (pretreatment) is complicated. This is due to the complexity of the method and post-processing.

さらに触媒の担体への含浸が困難であり、均質なものは
得難く、また振動による耐摩耗性が弱く、特に高温度で
の耐スポーリング性が悪く、従って触媒の寿命も短い等
の欠点があった。
Furthermore, it is difficult to impregnate the catalyst into the carrier, making it difficult to obtain a homogeneous product, and the wear resistance due to vibration is weak, the spalling resistance is poor especially at high temperatures, and the life of the catalyst is short. there were.

触媒担体は、アルミナに限るものではなく、例えば特公
昭47−50980号公報に記載しである様に、耐熱性
で、化学的に不活性で、多孔性のあるジルコン、シュラ
イトシリマナイト、マグネシウムシリケート、アルミノ
シリケートなどがある。
The catalyst carrier is not limited to alumina, but may include heat-resistant, chemically inert, and porous zircon, Schleit sillimanite, and magnesium silicate, as described in Japanese Patent Publication No. 47-50980. , aluminosilicate, etc.

しかし、実用に供しているのは、アルミナを主成分とし
たものが主流である。
However, the mainstream of materials in practical use are those whose main component is alumina.

また最近、多孔性の金属、たとえば発泡金属等を担体と
して用いているものも、工業化されている。
Recently, carriers using porous metals such as foamed metals have also been commercialized.

担体として用いられている物質は、大別するとセラミッ
ク担体と、金属担体との二つがあり、その担体の製造法
については、種々の提案がある。
Materials used as carriers can be roughly classified into two types: ceramic carriers and metal carriers, and there are various proposals for manufacturing methods for these carriers.

しかし、これらの触媒体は、それぞれ一長一短があり、
いずれの方法によっても、得られた触媒体は高価であり
、家庭用燃焼機器へ応用するには、さらに改善する必要
がある。
However, each of these catalysts has advantages and disadvantages.
The catalyst obtained by either method is expensive and requires further improvement before it can be applied to household combustion equipment.

本発明は、以上のような従来の欠点を除去し、安価で触
媒活性、耐スポーリング性、耐摩耗性の優れた高表面積
の触媒を提供するものである。
The present invention eliminates the above-mentioned conventional drawbacks and provides a high surface area catalyst that is inexpensive and has excellent catalytic activity, spalling resistance, and abrasion resistance.

すなわち、本発明はアルミナセメントを主成分として含
む成形体を担体とし、前記担体組成物中にアルミナセメ
ントと、耐スポーリング性を改善するために粒状基骨材
と担体表面積を大きくするために粉末骨材とを混入し、
さらに非焼結・・二カム状担体に金属、金属酸化物の触
媒を担持させたことを特徴とするものである。
That is, the present invention uses a molded body containing alumina cement as a main component as a carrier, and contains alumina cement in the carrier composition, granular base aggregate to improve spalling resistance, and powder to increase the surface area of the carrier. Mix with aggregate,
Furthermore, it is characterized in that a metal or metal oxide catalyst is supported on a non-sintered bicam-shaped carrier.

本発明者らが先に提案した触媒体として、Aアルミン酸
石灰−マンガン酸化物系触媒、Bアルミン酸石灰−マン
ガン酸化物−耐熱性骨材系触媒、Cアルミナセメントを
含む担体に触媒に担持した触媒の3つに大別することが
できる。
The catalyst bodies previously proposed by the present inventors include A: a lime aluminate-manganese oxide catalyst; B: a lime aluminate-manganese oxide-heat-resistant aggregate catalyst; and C: a catalyst supported on a carrier containing alumina cement. These catalysts can be roughly divided into three types.

A、Bの触媒は排ガス中の被毒物濃度(特にSO2ガス
)により、性能がいちじるしく異なる。
The performance of catalysts A and B differs significantly depending on the concentration of poisonous substances in the exhaust gas (particularly SO2 gas).

すなわち灯油を燃焼させる、たとえば石油ストーブのよ
うな比較的低濃度(S02として10ppm以下)のS
02に対して、排ガス(CO,HC) 浄化性能はす
ぐれているが、SO2濃度として、50ppm以上を含
む排ガス浄化性能は劣化が大きいことが1明した。
In other words, S at a relatively low concentration (less than 10 ppm as S02), such as in oil stoves that burn kerosene.
Compared to 02, it has excellent exhaust gas (CO, HC) purification performance, but it has been found that the exhaust gas purification performance with SO2 concentration of 50 ppm or more is significantly degraded.

一方、上述の如く、高濃度のSO2を含む排ガス、たと
えば練炭燃焼排ガス浄化用としてCの触媒を提案した。
On the other hand, as mentioned above, a C catalyst has been proposed for purifying exhaust gas containing a high concentration of SO2, such as briquette combustion exhaust gas.

本発明はこのC触媒を改良したもので、さらに低温活性
を向上させるとともに、触媒寿命の優れた触媒体である
とともに、前記触媒体の担体組成の構成比を限定したも
のである。
The present invention is an improved version of this C catalyst, which further improves low-temperature activity, provides a catalyst with an excellent catalyst life, and limits the composition ratio of the carrier composition of the catalyst.

本発明の担体組成物は、無機結合剤としてアルミナセメ
ントを用い、これとシリカ系、アルミナ系、シリカアル
ミナ系骨材の群から選んだ粒状基骨材と、前記粒状基骨
材を粉末化したものからなり、さらにコージライト、ゼ
オライト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の粉末
骨材、好ましくは多孔性粉末骨材(比表面積5m/gr
以上)とからなるものであり、Cをさらに構成限定した
ものである。
The carrier composition of the present invention uses alumina cement as an inorganic binder, and a granular base aggregate selected from the group of silica-based, alumina-based, and silica-alumina-based aggregates, and the granular base aggregate is pulverized. powder aggregate such as cordierite, zeolite, calcium carbonate, magnesium carbonate, etc., preferably porous powder aggregate (specific surface area 5 m/g
above), and is a further limited configuration of C.

本発明の触媒は、安価で、触媒活性、耐熱性、耐摩耗性
、特に耐スポーリング性にすぐれた非焼結・・ニカム状
触媒に関するものである。
The catalyst of the present invention relates to a non-sintered, nicum-like catalyst that is inexpensive and has excellent catalytic activity, heat resistance, wear resistance, and especially spalling resistance.

本発明で用いる触媒担体の主成分は、アルミナセメント
であり、これはポルトランドセメントとは区別される。
The main component of the catalyst carrier used in the present invention is alumina cement, which is distinguished from Portland cement.

アルミナセメントは一般的にmAl2O3・ncaOで
表わされ、ポルトランドセメントは、rr/SiO2・
n’caOで表わされるものである。
Alumina cement is generally expressed as mAl2O3・ncaO, and Portland cement is expressed as rr/SiO2・
It is represented by n'caO.

ポルトランドセメントは、需要量も多く、安価であるが
、耐熱性、耐スポーリング性、−硬化速度が遅いという
欠点を有し、さらには硫酸イオンに侵食されやすい。
Portland cement is in high demand and is inexpensive, but it has drawbacks such as heat resistance, spalling resistance, and slow hardening speed, and is also susceptible to attack by sulfate ions.

それに対し、アルミナセメントは、耐熱性も高く、硬化
速度も速く、触媒製造の観点から好ましいセメントとい
える。
On the other hand, alumina cement has high heat resistance and a fast curing speed, and can be said to be a preferable cement from the viewpoint of catalyst production.

アルミナセメントの組成は、前記のとおりで、石灰分が
40重量%以上になると、担体の機械的強度は大きくな
るが、耐熱性が小さくなるとともに、重金属酸化物と高
温で反応し、たとえば650℃程度以上でマンガン酸化
物がCaMn204等を生成し、触媒の熱破壊を招(。
The composition of alumina cement is as described above, and when the lime content exceeds 40% by weight, the mechanical strength of the support increases, but the heat resistance decreases and it reacts with heavy metal oxides at high temperatures, such as 650°C. Above this level, manganese oxides generate CaMn204, etc., leading to thermal destruction of the catalyst.

一方石灰分が少ないと耐熱性は向上するが、機械的強度
が低下するとともに、成形時の養生時間が長(なり、生
産性も悪くなる。
On the other hand, if the lime content is low, heat resistance improves, but mechanical strength decreases, curing time during molding becomes longer, and productivity also deteriorates.

またアルミナ分が35重量%以下になると、耐熱性は低
下する。
Furthermore, when the alumina content is less than 35% by weight, the heat resistance decreases.

一方、アルミナ分が多くなると、耐熱性は向上する。On the other hand, as the alumina content increases, heat resistance improves.

混入した酸化鉄分は20重量%以上になると、加熱時の
機械的強度が低下し、耐熱性は低下する。
When the mixed iron oxide content exceeds 20% by weight, the mechanical strength during heating decreases and the heat resistance decreases.

この酸化鉄は300℃程度以下の温度で、ガス浄化、例
えば一酸化炭素を浄化する触媒能を有する。
This iron oxide has a catalytic ability to purify gas, for example, purify carbon monoxide, at a temperature of about 300° C. or lower.

このような助触媒的効果を発揮させるには酸化鉄を2重
量%以上含有することが好ましい。
In order to exhibit such a promoter effect, it is preferable to contain iron oxide in an amount of 2% by weight or more.

アルミナセメントの好ましい組成は、石灰分15〜40
重量%、特に30〜40重量%ミアルミナ35〜80重
量%、特に40〜60重量%、酸化鉄分0.3〜20重
量%、特に2〜10重量%である。
The preferred composition of alumina cement is lime content of 15 to 40.
% by weight, especially 30-40% by weight, mialumina 35-80% by weight, especially 40-60% by weight, iron oxide 0.3-20% by weight, especially 2-10% by weight.

この種のセメント材としてはポルトランドセメントがあ
るが、300°C以上の温度には耐えられず、触媒体温
度が300°C程度以上となる家庭用燃焼機器の排ガス
浄化の目的には適さない。
Portland cement is an example of this type of cement material, but it cannot withstand temperatures of 300°C or higher and is not suitable for the purpose of purifying exhaust gas from domestic combustion appliances where the catalyst temperature is about 300°C or higher.

アルミナセメントは300℃以上の温度に充分耐えつる
ものであるが、700℃程度以上の温度に耐えるように
するには高アルミナセメントを用いるのがよい。
Although alumina cement can withstand temperatures of 300°C or higher, it is preferable to use high alumina cement to withstand temperatures of about 700°C or higher.

次に粒状基骨材としては、シリカ系基骨材、シリカアル
ミナ系基骨材、アルミナ系基骨材があり、鉱物相として
、ケイ酸塩鉱物、ムライト、コランダム、シリマナイト
、β−アルミナさらにはマグネシア、クロム、ドロマイ
ト、マグクロ、クロマグ系のものを用いるのが好ましい
Next, granular base aggregates include silica base aggregate, silica alumina base aggregate, and alumina base aggregate, and mineral phases include silicate minerals, mullite, corundum, sillimanite, β-alumina, and It is preferable to use magnesia, chromium, dolomite, magkuro, and chromag-based materials.

また触媒の使用温度により、低温側(300〜700°
C)では一般的な粒状基骨材を用い、高温側(700°
C以上)では耐熱性粒状基骨材を用いることが好ましい
Also, depending on the operating temperature of the catalyst,
In C), a general granular base aggregate is used, and the high temperature side (700°
C or higher), it is preferable to use a heat-resistant granular base aggregate.

さらに詳述すると、シリカ系基骨材として、ケイ石等が
ある。
More specifically, examples of the silica-based aggregate include silica stone.

これらの基骨材はSiO2を主成分としたものである。These base aggregates have SiO2 as a main component.

シリカアルミナ系基骨材として、シャモット、ロウ石、
高アルミナ等があり、5iO2−A1203が主成分で
ある。
As silica-alumina base aggregate, chamotte, waxite,
There are high aluminas, etc., and 5iO2-A1203 is the main component.

アルミナ系基骨材として、α−A■203、β−A12
03、γ−Al Oβ−A1203等がある。
As alumina base aggregate, α-A■203, β-A12
03, γ-Al Oβ-A1203, etc.

さらに一般的 31 な主要鉱物相として、ケイ酸塩鉱物、ムライト、コラン
ダム、シリマイナイト、β−アルミナ等が用いられる。
More commonly used main mineral phases include silicate minerals, mullite, corundum, silimainite, and β-alumina.

これらの基骨材をある程度に粗砕したもの、あるいは市
販のコニカルケイ砂、アルミナ、シャモット等の基骨材
を用いることができ、一般的には市販品のケイ砂、ある
いはシャモットを使用するのが便利である。
These base aggregates can be crushed to a certain extent, or base aggregates such as commercially available conical silica sand, alumina, and chamotte can be used.Generally, it is best to use commercially available silica sand or chamotte. It's convenient.

さらにマグネシア、クロム、ドロマイト、マグクロ、ク
ロマグ系基骨材も用いることができるが、これらは主に
非常な高温度(1300°C以上)に用いられるもので
、安価な触媒担体を得るには不経済である。
Furthermore, magnesia, chromium, dolomite, magcro, and chromag base aggregates can also be used, but these are mainly used at extremely high temperatures (1300°C or higher) and are not suitable for obtaining inexpensive catalyst supports. It's the economy.

一般的には最大1000 ’C程度の温度に対し耐スポ
ーリング特性がすぐれていればよく、シリカ系基骨材で
充分である。
In general, it is sufficient that the material has excellent spalling resistance at temperatures up to about 1000'C, and a silica-based base aggregate is sufficient.

また最大600℃程度の温度に対しては、シリカ系基骨
材のなかでも安価な普通の砂、浜砂等を用いると便利で
ある。
Furthermore, for temperatures up to about 600° C., it is convenient to use ordinary sand, beach sand, etc., which are inexpensive among silica-based base aggregates.

次に粒状基骨材の粒度について説明する。Next, the particle size of the granular base aggregate will be explained.

本発明で用いる粒状骨材は、200メツシュ以上の好ま
しくは、10〜200メツシユの粒径が90重量%以上
のものが良い。
The granular aggregate used in the present invention has a particle size of 200 mesh or more, preferably 10 to 200 mesh, of 90% by weight or more.

なぜならノ・ニカム状担体はペレットタイプに比べ、体
積が大きく、耐スポーリング性が特に重要で、担体の膨
張収縮を小さくさせるとともに、機械的強度を大きくさ
せることができるからである。
This is because the nicum-like carrier has a larger volume than the pellet type, and spalling resistance is particularly important, and it is possible to reduce expansion and contraction of the carrier and increase mechanical strength.

・・ニカム状担体の製造法は、先に本発明者らが提案し
たシリコーンゴム原形型に、アルミナセメントと骨材と
の泥状物を注入し、成型体を得る方法と、加圧成型法等
により、作成できる。
...The manufacturing method of the nicum-like carrier is the method previously proposed by the present inventors in which a slurry of alumina cement and aggregate is injected into a silicone rubber master mold to obtain a molded body, and the pressure molding method. etc., it can be created.

このようにして作成された・・ニカム状担体は組成加圧
条件によりみかげ密度(f/i)が異なり、みかけ密度
が犬なるほど機械的強度が大きくなる。
The apparent density (f/i) of the nicum-like carrier thus produced differs depending on the composition and pressurization conditions, and the higher the apparent density, the greater the mechanical strength.

たとえば同一組成比である場合、みかげ密度は粒状基骨
材の粒度が粗い(大きい)はど、みかけ密度は犬となり
、機械的強度も太きい。
For example, when the composition ratio is the same, the rougher (larger) the grain size of the granular base aggregate, the higher the apparent density and the higher the mechanical strength.

本発明に用いた粒状基骨材の粒度はJIS−G5901
(1974)の鋳型用ケイ砂の規格のものを用いた。
The particle size of the granular base aggregate used in the present invention is JIS-G5901
(1974) standard silica sand for molding was used.

前述の如く、好ましい粒径は10〜200メツシユ(1
680〜74μ)・・・・・・・・・JIS規格(G5
901)では14号〜150号の範囲が良い。
As mentioned above, the preferred particle size is 10 to 200 mesh (1
680~74μ)...JIS standard (G5
901), the range of No. 14 to No. 150 is good.

10メツシュ以上になると、ハニカム状担体中の骨材の
不均一化、さらには・・ニカム状担体の孔と孔との間の
肉厚を大きくする必要があり、ハニカム状担体の特命の
一つである排ガス等の通気抵抗(開孔面積が小)が大き
くなる(同一外径・・ニカム状担体の場合)ため、家庭
用燃焼機器に熱影響(特に燃焼バランスがくずれる)を
およぼす。
When the number of meshes exceeds 10, the aggregate in the honeycomb-shaped carrier becomes uneven, and furthermore, it is necessary to increase the wall thickness between the pores of the honeycomb-shaped carrier, which is one of the special features of the honeycomb-shaped carrier. The ventilation resistance (small opening area) for exhaust gas, etc. increases (in the case of nicum-shaped carriers with the same outer diameter), which has a thermal effect on household combustion equipment (particularly, the combustion balance is disrupted).

しかし10メツ7ユ以上でも、使用目的に応じ、用いる
ことは容易に推定できる。
However, it can be easily assumed that even 10 Metsu 7 Yu or more can be used depending on the purpose of use.

一方200メツシュ以下の場合は、高温での耐スポ’
IJソング(高温での機械的強度)が悪くなって割れ等
を生じるため、本発明の目的とする高温での耐スポーリ
ング性能を満足することができない。
On the other hand, if it is less than 200 mesh, it is resistant to spots at high temperatures.
Since the IJ song (mechanical strength at high temperatures) deteriorates and cracks occur, the anti-spalling performance at high temperatures, which is the objective of the present invention, cannot be satisfied.

次の第1表は外径115mm1厚み10mm1穴径3.
2mm、穴数559個のハニカム状担体作成用シリコン
ゴム型にA組成としてアルミナセメント *130重量
%、粒状基骨材としてJIS規格10号、14号、28
号、65号、100号、150号、200号の7種の粒
径のケイ砂を70重量%とし、成型に足るだけの水を添
加して泥状物とし、シリコンゴム型にこの泥状物を注入
し、一次養生(離型するに必要な強度に固化)し、離型
後、二次養生し、乾燥して得たものである。
The following table 1 shows an outer diameter of 115 mm, a thickness of 10 mm, and a hole diameter of 3.
A silicone rubber mold with a diameter of 2 mm and 559 holes for making a honeycomb-like carrier was filled with alumina cement as composition A. *130% by weight, JIS standards No. 10, 14, and 28 as granular base aggregate.
70% by weight of silica sand with particle sizes of No. 1, No. 65, No. 100, No. 150, and No. 200, and add enough water for molding to form a slurry. It is obtained by injecting a material, first curing (solidifying to the strength necessary to release from the mold), and after releasing from the mold, second curing and drying.

このようなハニカム状担体を各5個作成し、500℃、
700°Cで2時間焼成し、耐スポーリング性(クラン
クの発生)を調べた結果を示す。
Five such honeycomb-shaped carriers were prepared and heated at 500°C.
The results of baking at 700°C for 2 hours and examining the spalling resistance (occurrence of cranks) are shown.

第1表に詳述の如く、500℃では、粒径の細かい20
0号を用いた場合、5個中1個の割れを生じた。
As detailed in Table 1, at 500°C, fine particle size 20
When No. 0 was used, one out of five cracks occurred.

しかし700℃では、5個中4個割れを生じた。However, at 700°C, 4 out of 5 cracks occurred.

本発明で「割れ」とは、明らかに大きな割れを起こし、
機械的強度がある一部分器(なったものを言い、全体的
に小さな割れ(機械的強度に影響が少ないもの)は良品
とした。
In the present invention, "cracks" refer to clearly large cracks,
Parts with good mechanical strength were considered to be non-defective if they had small cracks overall (those with little effect on mechanical strength).

この第1表はA組成(重量比でアルミナセメント3ニア
粒状骨材)について示したが、アルミナセメントと粒状
基骨材との配合比を(2:8)、(4:6) 、 (5
二 5)、 (6:4) 、 (7:3)について同様
に粒状基骨材の粒径を変化させた結果は図示していない
が、700℃で2時間、第1表に示すと同様に熱処理し
た場合も150号粒径以上であれば同様の結果であった
This Table 1 shows composition A (granular aggregate near alumina cement to 3 by weight), but the mixing ratio of alumina cement to granular base aggregate is (2:8), (4:6), (5
The results of similarly changing the particle size of the granular base aggregate for 25), (6:4), and (7:3) are not shown, but the results are similar to those shown in Table 1 when heated at 700℃ for 2 hours. Similar results were obtained when the particles were heat treated as long as the grain size was 150 or more.

留意点として、(7:3)組成のものは、48号粒径以
上を用いる必要があり、細かい粒径のものは、割れ(3
個以上)が生じた。
Please note that for those with a composition of (7:3), it is necessary to use a grain size of 48 or more, and for those with a fine grain size, cracks (3:3) must be used.
) occurred.

加圧成型品(0,5kL’cry )についても同様の
結果であった。
Similar results were obtained for the pressure molded product (0.5 kL'cry).

以上のことから非焼結ハニカムタイプの担体に用いる粒
状基骨材の粒度は、10〜200メツシユ(JIS規格
IO号〜150号)の範囲が高温での耐スポーリング性
(割れ)がすぐれている。
From the above, the grain size of the granular base aggregate used for non-sintered honeycomb type carriers should be in the range of 10 to 200 mesh (JIS standard No. IO to No. 150) because it has excellent spalling resistance (cracking) at high temperatures. There is.

ただし、JIS規格10号〜150号中、微粉末(粗い
もの)として、2〜10重量%が混入しているため、粒
径10メツシユ〜200メツシユの範囲が、90重量%
以上が本発明に用いたケイ砂の好ましい粒度分布である
However, since 2 to 10% by weight of fine powder (coarse powder) is mixed in JIS standards No. 10 to 150, the particle size range of 10 mesh to 200 mesh is 90% by weight.
The above is the preferred particle size distribution of the silica sand used in the present invention.

次に粉末骨材は、粒状基骨材と同様のシリカ系、シリカ
アルミナ系、アルミナ系骨材等を用いることができる。
Next, as the powder aggregate, silica-based, silica-alumina-based, alumina-based aggregate, etc., similar to the granular base aggregate, can be used.

さらにそれらの骨材以外に、ゼオライト、炭酸カルシウ
ム等の多孔質粉末骨材も用いることができる。
Furthermore, in addition to these aggregates, porous powder aggregates such as zeolite and calcium carbonate can also be used.

本発明の粉末骨材の粒径は、200メツシユ以下のもの
を言う。
The particle size of the powder aggregate of the present invention is 200 mesh or less.

次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

第2表はハニカム状担体の組成と一定温度における耐ス
ポーリング性との関係を示したもので、このような関係
をアルミナセメント−粒状基骨材−粉末骨材の3成分系
組成図にプロットしたのが、第1図、第2図および第3
図である。
Table 2 shows the relationship between the composition of the honeycomb carrier and the spalling resistance at a constant temperature, and this relationship is plotted in a ternary composition diagram of alumina cement - granular base aggregate - powder aggregate. What I did was Figure 1, Figure 2, and Figure 3.
It is a diagram.

第1図は本発明の請求の範囲を示し、第2図は担体を7
00℃で2時間加熱した場合の耐スポーリング性(割れ
)を示し、第3図は耐スポーリング性(機械的強度)を
示す。
FIG. 1 shows the claims of the present invention, and FIG. 2 shows the carrier 7.
Figure 3 shows the spalling resistance (cracking) when heated at 00°C for 2 hours, and Figure 3 shows the spalling resistance (mechanical strength).

これらの図および表において、割れ−・・・・・・・・
○印は試料5個中割れなし、]印は5個中2個以下に割
れが生じ、・印は5個中3個以上割れが生じたことを表
わす。
In these figures and tables, cracks...
The mark ○ indicates that there was no cracking among the 5 samples, the mark ] indicates that cracks occurred in 2 or less of the 5 samples, and the mark . indicates that cracks occurred in 3 or more of the 5 samples.

機械的強度(抗折力)・・・・・・・・・○印は抗折力
30 kg/ca以上、]印は、20〜30kg/cd
、・印は20に9/crj、以下を表わす。
Mechanical strength (transverse rupture strength)・・・○ mark indicates transverse rupture strength of 30 kg/ca or more, ] mark indicates 20 to 30 kg/cd
,・marks represent 20 to 9/crj, and the following.

ただし、抗折力は本発明者らが種々検討した結果、ハニ
カム状担体の抗折力は30X+/i以上あれば、実用上
問題を生じないこと(最底抗折力は20 kl?/cT
L)を確認している。
However, as a result of various studies conducted by the present inventors regarding the transverse rupture strength, it has been found that no practical problem will arise as long as the transverse rupture strength of the honeycomb-shaped carrier is 30X+/i or more (the lowest transverse rupture strength is 20 kl?/cT).
L) has been confirmed.

実用上、本発明者らは抗折力と衝撃との相関性について
種々検討した結果、ハニカム状担体(外径11.5mm
のもの)を高さ30CrILから落下させ、担体の割れ
(破壊)と抗折力との相関性を第4図に図示した。
In practical use, the present inventors conducted various studies on the correlation between transverse rupture strength and impact, and found that a honeycomb-shaped carrier (outer diameter 11.5 mm)
Figure 4 shows the correlation between cracking (destruction) of the carrier and transverse rupture strength when the carrier was dropped from a height of 30 CrIL.

高さ30CrrLにした理由は、市販ハニカム担体(ア
ルミナあるいはコージライト系)の落下試験の結果、ハ
ニカム構造の種類にもよるが、〉k20〜30CrIL
の高さから落下試験をした結果、落下距離の最高高さが
30CrIL以上になれば、はとんど割れることから、
本発明者らは、落下距離を30CrIlとしたものであ
る。
The reason for setting the height to 30CrL is that as a result of drop tests on commercially available honeycomb carriers (alumina or cordierite), depending on the type of honeycomb structure, >k20~30CrIL
As a result of a drop test from a height of
The present inventors set the falling distance to 30 CrIl.

ここに用いたハニカム状担体は、アルミナセメント(ア
ルミナ分47.1重量%、石灰分36.0重量%、酸化
鉄分9.5重量%を主成分としたもので、残部酸化ケイ
素、酸化チタン等からなる)と粒状基骨材としてケイ砂
(JIS規格100号)と粉末骨材として、アルミナ(
アルファタイプ)とを第2表に示す割合で混合し、これ
に成型するに足るだけの水を添加して、外径115mm
1厚み10mrrt、穴径3.2mm、穴数559個の
担体用シリコンゴム型に前記泥状物を注入し、一次養生
した後、離型し沸湯水中で二次養生し、乾燥して得たも
のである。
The honeycomb-shaped carrier used here was alumina cement (mainly containing 47.1% by weight of alumina, 36.0% by weight of lime, and 9.5% by weight of iron oxide, with the remainder being silicon oxide, titanium oxide, etc.) ), silica sand (JIS Standard No. 100) as the granular base aggregate, and alumina (
Alpha type) in the ratio shown in Table 2, and add enough water to mold it to form a mold with an outer diameter of 115 mm.
1. The slurry was poured into a silicone rubber mold for a carrier having a thickness of 10 mrrt, a hole diameter of 3.2 mm, and 559 holes, and after primary curing, the mold was released, secondary curing was performed in boiling water, and the resulting product was dried. It is something that

これらの結果をみると、高温度(700℃)における耐
スポーリング特性の差がよく表われている。
Looking at these results, the difference in spalling resistance characteristics at high temperatures (700° C.) is clearly evident.

すなわち、アルミナセメントが少ない場合は、粒状基骨
材が少なくなっても(粉末骨材が多くなる)割れが少な
い。
That is, when there is less alumina cement, there will be less cracking even if the granular base aggregate is less (the powder aggregate is more).

しかしながらアルミナセメントが多い場合(60重量%
以上)では粒状基骨材の添加効果は小さく、割れを生じ
ている。
However, if there is a large amount of alumina cement (60% by weight)
(above), the effect of adding granular base aggregate was small and cracks occurred.

好ましい組成は点B 、 J 、F 、G、H,Iから
なる範囲。
A preferred composition is a range consisting of points B, J, F, G, H, and I.

以上から家庭用燃焼機器の使用最高温度700℃におい
て、割れ、抗折力の耐スポーリング特性よりみると、第
1図の3成分系組成図において、下記の点B 、C、D
、E、F、G、H,Iを結んだ線でかこまれた範囲の組
成にする必要がある。
From the above, when looking at the cracking and transverse rupture strength spalling resistance characteristics at the maximum operating temperature of 700°C for household combustion equipment, the following points B, C, and D in the three-component system composition diagram in Figure 1.
, E, F, G, H, and I.

耐スポーリング性の好ましい傾向については、耐スポー
リング性として割れに対してはアルミナセメントが小、
粒状骨材が太および粉末骨材小なるほど犬であり、一方
機械的強度(抗折力)はアルミナセメントが犬、粒状骨
材が犬および粉末骨材が小なるほど犬となる。
Regarding the favorable tendency of spalling resistance, alumina cement has a lower spalling resistance and cracking.
The thicker the granular aggregate and the smaller the powder aggregate, the higher the strength, while the mechanical strength (transverse rupture strength) is higher for alumina cement, higher for the granular aggregate, and lower for the powder aggregate.

従来、多くの触媒担体物質は成型時に焼結工程をとって
おり、低表面積を補うために、その表面上に活性で表面
積の多い活性アルミナなどを担持させている例が多いが
、本発明の特徴は、担体が上述した様に焼結しなくとも
強度があり、また高表面積を有することである。
Conventionally, many catalyst carrier materials have undergone a sintering process during molding, and in order to compensate for the low surface area, there are many examples in which activated alumina, etc., which is active and has a large surface area, is supported on the surface. The characteristics are that the carrier has strength even without sintering as described above, and has a high surface area.

本発明のもう一つの特徴は、触媒担体が高温(300’
C以上)で触媒能を有することである。
Another feature of the present invention is that the catalyst carrier is heated at a high temperature (300'
C or higher) and have catalytic ability.

本発明の特徴をかかげると以下のとおりである。The features of the present invention are as follows.

(1)触媒担体としてアルミナセメントと、粒状骨材と
、粉末骨材を添加したものを用いたことから、価格が安
価であること、焼結などの工程を≠k 経ずに、アルミ
ナセメント自身の結合力を利用して所望の形状に成形で
きる。
(1) Since we used alumina cement, granular aggregate, and powdered aggregate as a catalyst carrier, the price was low, and the alumina cement itself could be used without going through processes such as sintering. It can be molded into a desired shape using the bonding force of

(2)触媒担体自身、高温(300〜500°C)で一
酸化炭素の浄化能を有し、さらにアルミナセメント中の
石灰分による二酸化イオウなどの酸性ガスの吸着除去能
を有している。
(2) The catalyst carrier itself has the ability to purify carbon monoxide at high temperatures (300 to 500°C), and also has the ability to adsorb and remove acidic gases such as sulfur dioxide due to the lime content in the alumina cement.

(3)触媒担体の表面硬度が犬であるとともに、表面積
がかなり大きく、担体として充分の役割をもっている。
(3) The surface hardness of the catalyst carrier is moderate and the surface area is quite large, so that it plays a sufficient role as a carrier.

(4)触媒担体への触媒の付着効率(付着強度も含む)
が大きい。
(4) Efficiency of adhesion of catalyst to catalyst carrier (including adhesion strength)
is large.

すなわち、水、アルコール等の触媒塩の溶媒とのぬれ現
象が大きく、触媒を効果的均質分散に担持することがで
きる。
That is, the wetting phenomenon of the catalyst salt such as water or alcohol with the solvent is large, and the catalyst can be supported in an effective homogeneous dispersion.

(5)市販のアルミナ担体に比べ、摩耗強度も犬で、使
用中のアトリションロスも少な(、長期間触媒体として
安定である。
(5) Compared to commercially available alumina supports, it has lower abrasion strength and less attrition loss during use (and is stable as a catalyst for a long period of time).

(6)触媒担体により、触媒の再活性化が可能であるた
め、触媒の相持量が極めて少量で、高性能、長寿命の触
媒体を得ることができる。
(6) Since the catalyst can be reactivated by the catalyst carrier, a catalyst body with high performance and long life can be obtained with an extremely small amount of catalyst supported.

例えば白金族金属触媒が亜硫酸ガスによりのように不活
性化された場合、アルミナセメント中のCaO−H2O
により次のように再活性化される。
For example, if a platinum group metal catalyst is inactivated, such as by sulfur dioxide gas, CaO-H2O in alumina cement
is reactivated as follows.

Pt−8O+Ca0−HO→Pt+CaSO4・H20
2 また金属酸化物MOxの場合も次のようにして再活性化
される。
Pt-8O+Ca0-HO→Pt+CaSO4・H20
2 Also, in the case of metal oxide MOx, it is reactivated as follows.

(7)触媒担体としてアルミナセメントを用いる特徴は
、成型体を焼結する必要はなく、常温で成型できるため
、焼結体に比較し、セメント粒子が微細なため、表面積
が大であることである。
(7) The feature of using alumina cement as a catalyst carrier is that there is no need to sinter the molded body and it can be molded at room temperature, and compared to sintered bodies, the cement particles are finer and the surface area is larger. be.

さらに焼結体は元型に比べ約10〜30%の熱収縮が起
り、成型体(担体)の型精度を均一に保つことが困難で
ある。
Furthermore, the sintered body undergoes thermal shrinkage of about 10 to 30% compared to the original mold, making it difficult to maintain uniform mold precision of the molded body (carrier).

一方アルミナセメントを用いた場合(未焼結体である)
は、型精度として2%以下にすることが可能である。
On the other hand, when using alumina cement (it is an unsintered body)
It is possible to reduce the mold accuracy to 2% or less.

(8)従来の焼結体は表面がシンタリングされ、表面積
が小さい。
(8) Conventional sintered bodies have sintered surfaces and have a small surface area.

そのために、触媒担持量を多量に付着させなければ性能
を得られないが、本発明の成型体は未焼結であるため、
担体表面が微細粒子の集合体であり、表面積が大きく、
触媒相持量は少量でよく、かつ均質に分散させることが
できるため、少量担持においても、高性能な触媒体を得
ることができる。
Therefore, performance cannot be obtained unless a large amount of catalyst is deposited, but since the molded body of the present invention is unsintered,
The carrier surface is an aggregate of fine particles and has a large surface area.
Since only a small amount of catalyst is required and it can be homogeneously dispersed, a high-performance catalyst can be obtained even when a small amount of catalyst is supported.

(9)触媒担体としてアルミナセメント中用いるため、
一部、水に溶解する物質(アルミナセメント中の石灰分
)により、貴金属塩を溶解した溶液をアルカリとする(
たとえばP t c l 6□→P t c 16(O
H) )ため、担体の表面近傍で生成し、担体の細孔内
の深部までは到達しない。
(9) For use in alumina cement as a catalyst carrier,
A part of the solution containing the noble metal salt is made alkaline by a substance that dissolves in water (lime in alumina cement).
For example, P t c l 6□→P t c 16 (O
H)) Therefore, it is generated near the surface of the carrier and does not reach deep into the pores of the carrier.

したがって触媒金属の濃度分布は担体表面に集中し、担
体の内部までは拡散しない。
Therefore, the concentration distribution of the catalytic metal is concentrated on the surface of the carrier and does not diffuse into the interior of the carrier.

そのために触媒金属が均一分散され、触媒金属の相持量
が必要表面のみでよ(、従来の担持量よりも少なくて済
むものである。
Therefore, the catalytic metal is uniformly dispersed, and the amount of catalytic metal supported is only required on the surface (which is smaller than the amount supported in the past).

本発明の触媒体は、主として家庭用燃焼機器、調理器の
排出ガスを浄化する目的に使用されるもので、特に70
0℃以下の比較的低温の状態で使用されることが好まし
いが、用途は、上述したものに限るものではなく、各種
プラントの排ガスの酸化浄化にも有効である。
The catalyst body of the present invention is mainly used for the purpose of purifying exhaust gas from household combustion appliances and cookers, and in particular, 70%
Although it is preferable to use it at a relatively low temperature of 0° C. or lower, its uses are not limited to those mentioned above, and it is also effective for oxidative purification of exhaust gas from various plants.

さらに一酸化炭素、炭化水素のみに有効であるばかりで
なく、二酸化イオウの吸着除去、窒素酸化物除去装置用
のNOをN02 に変換する触媒、もしくはNOとCO
,NOとNH3の反応用触媒(白金族触媒)としても充
分その効果を発揮するものである。
Furthermore, it is not only effective for carbon monoxide and hydrocarbons, but also for adsorption and removal of sulfur dioxide, for converting NO into NO2 for nitrogen oxide removal equipment, or for NO and CO.
, NO, and NH3 (platinum group catalyst).

次に触媒の担持法について説明する。Next, the method of supporting the catalyst will be explained.

担持法には主に共沈法、沈着法、含浸法、塗布法がある
が、アルミナを担体としたハニカム状の白金触媒では含
浸法が用いられている。
The supporting methods mainly include coprecipitation, deposition, impregnation, and coating methods, and the impregnation method is used for honeycomb-shaped platinum catalysts using alumina as a carrier.

この含浸法は、比較的製造法が簡単であるが、触媒担持
量に制約を受けたり、担体の表面の摩耗および表面積や
細孔を減少させる場合があり、低活性にしてしまう場合
もあるなどの欠点を有している。
Although this impregnation method is relatively simple to manufacture, it is subject to restrictions on the amount of catalyst supported, and may cause abrasion of the surface of the carrier, reducing the surface area and pores, resulting in low activity. It has the following disadvantages.

本発明の実施例では主に、含浸法、塗布法を採用した。In the examples of the present invention, an impregnation method and a coating method were mainly adopted.

次に担持する触媒は、主として白金族金属であり、これ
には白金、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。
The next supported catalyst is mainly a platinum group metal, including platinum, palladium, ruthenium, rhodium, and iridium, and chlorides are preferred as their salts.

テトラクロロ白金酸H2Ptel、i、ヘキサクロロ白
金酸H2P j c 16、白金ジアミノシナイトライ
トPt(MH3)2(NO2)2、塩化パラジウムP
d c l 2、塩化ルテニウムRu c l 3、塩
化ロジウム等が代表的である。
Tetrachloroplatinic acid H2Ptel, i, hexachloroplatinic acid H2P j c 16, platinum diaminocinitrite Pt(MH3)2(NO2)2, palladium chloride P
Typical examples include dcl2, ruthenium chloride Rucl3, and rhodium chloride.

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。
These metal salts are used after being dissolved in a solvent such as water or alcohol.

その濃度は付着させる量、担持法によって異なるが、あ
まり濃厚な溶液であると触媒粉子の分散性が悪(なるの
で、使用目的、形状等に応じて、最適濃度を決定する。
The concentration varies depending on the amount deposited and the supporting method, but if the solution is too concentrated, the dispersibility of the catalyst powder will be poor, so determine the optimal concentration depending on the purpose of use, shape, etc.

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0.001〜0.1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。
Especially when platinum group metals are used, compared to conventional platinum catalysts,
When the amount of platinum supported is 0.001 to 0.1% by weight, a catalyst body with high performance in both initial performance and lifetime performance can be obtained.

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、白金の担持量は0.5〜0.1重量%で
あり、0.1重量%以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
In other words, conventional platinum catalysts use carriers such as alumina and cordierite, and the amount of platinum supported is 0.5 to 0.1% by weight.When the amount of platinum supported is less than 0.1% by weight, the life performance is particularly deteriorated. is large, and the amount supported is common knowledge.

一方本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。
On the other hand, when the catalyst carrier of the present invention is used, high performance can be achieved even if the amount of platinum supported is minute.

このように、本発明の触媒担体を用いると、白金等の担
持量が微量で高性能な触媒体が得られる。
As described above, when the catalyst carrier of the present invention is used, a high-performance catalyst body can be obtained in which only a small amount of platinum or the like is supported.

これは、担体中のアルミン酸石灰の一部が水分を吸収し
、A1203nCaO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。
This is because part of the lime aluminate in the carrier absorbs water, A1203nCaO is partially dissolved, and part of CaO is liberated, and the solution becomes alkaline.

一方貴金属触媒の原材料は、はとんどが塩化物であり、
RuCl RhCl3、PdCl2、H2PtCl4
、1 H2PtCl6 で示される。
On the other hand, the raw materials for precious metal catalysts are mostly chlorides.
RuCl RhCl3, PdCl2, H2PtCl4
, 1 H2PtCl6.

例えば塩化白金酸の場合、水に溶解したときはPtCl
6”−イオンが前記担体中の一部(Cab)が溶出し、
アルカリ性を示すため、PtC16(OH)を形成する
For example, in the case of chloroplatinic acid, when dissolved in water, PtCl
A part of the 6”-ion (Cab) in the carrier is eluted,
Since it exhibits alkalinity, it forms PtC16(OH).

この塩PtC16(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。
This salt PtC16(OH) is generated near the surface of the carrier,
It does not reach deep into the pores.

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。
Therefore, the concentration distribution of the catalyst metal of the present invention is concentrated on the surface and does not diffuse into the interior of the carrier.

すなわち前述の如く、触媒金属イオンは、担体表面上で
水酸化物となりそのまま付着してしまう。
That is, as described above, the catalytic metal ions become hydroxides on the surface of the carrier and adhere as they are.

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。
Furthermore, since the carrier is alkaline, the catalyst metal cations and a portion of the carrier surface form a compound, which is firmly attached to the carrier.

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。
In this way, since it is possible to support only the surface layer, a high-performance catalyst can be obtained even if the amount supported is very small.

この他、鉄族元素の鉄、コバルト、ニッケノペクロム族
元素のクロム、モリブデン、炭素族元素のスズ、鉛、マ
ンガン族元素のマンガン、銅族元素の銅、銀、希土類元
素のランタン、亜鉛族元素の亜鉛、カドミウム、バナジ
ウム族元素のバナジウムなどの酸化物も担持させること
ができる。
In addition, iron group elements iron and cobalt, Nickenope chromium group elements chromium and molybdenum, carbon group elements tin and lead, manganese group elements manganese, copper group elements copper and silver, rare earth elements lanthanum, and zinc group elements. Oxides such as zinc, cadmium, and vanadium of vanadium group elements can also be supported.

これらのなかで、公害等の観点からPt、Pd、Mn、
Fe、Cu、Ag から選んだ金属または酸化物が好
ましい。
Among these, Pt, Pd, Mn,
Metals or oxides selected from Fe, Cu, and Ag are preferred.

相持触媒量と性能とは大きな関係があり、通常担持量が
多くなれば、性能もそれだけ向上するが、あまり多すぎ
る場合は、触媒の脱落、触媒の分散等の問題も生じろ。
There is a strong relationship between the amount of supported catalyst and performance, and normally the larger the supported amount, the better the performance, but if it is too much, problems such as catalyst falling off and catalyst dispersion may occur.

さらに触媒量以外に、各種金属、金属酸化物を2種以上
担持させることにより、使用目的、形状、低温活性およ
び寿命等を改善さ※※せることもできる。
Furthermore, in addition to the catalyst amount, by supporting two or more types of various metals and metal oxides, it is also possible to improve the purpose of use, shape, low-temperature activity, life span, etc.**.

第5図は、第3表に示す各種組成のアルミナセメント5
0重量%、ケイ砂(100号)50重量%の組成物を前
記と同様のペレットに成形し、350℃で1時間熱処理
したものについての一酸化炭素の浄化率を示したもので
、触媒温度が400℃と600℃のものである。
Figure 5 shows alumina cement 5 with various compositions shown in Table 3.
0% by weight and 50% by weight of silica sand (No. 100) was molded into the same pellets as above and heat-treated at 350°C for 1 hour. are at 400°C and 600°C.

なお浄化率の測定条件は後述の実施例1と同じである。Note that the conditions for measuring the purification rate are the same as in Example 1, which will be described later.

図から明らかなように、触媒担体中(アルミナセメント
中)の酸化鉄分が多いと、一酸化炭素の浄化能は犬とな
っている。
As is clear from the figure, when the iron oxide content in the catalyst carrier (alumina cement) is high, the carbon monoxide purification ability is poor.

第6図は第3表二の組成のアルミナセメント50重量部
とケイ砂(7号)50重量部からなるペレツ)Aと、市
販のα−アルミナからなるペレッ)Bを、成形後300
°Cの温度で1時間熱処理したものについて、一酸化炭
素の浄化率を比較したものである。
Figure 6 shows pellets (A) consisting of 50 parts by weight of alumina cement and 50 parts by weight of silica sand (No. 7) having the composition shown in Table 3, and pellets (B) consisting of commercially available α-alumina.
This is a comparison of the carbon monoxide purification rate of samples heat-treated at a temperature of 1 hour at a temperature of °C.

図から明らかなように、本発明の触媒担体は、高温度で
かなり触媒能を有しているが、市販触媒担体は、高温に
おいてもほとんど浄化能はない。
As is clear from the figure, the catalyst carrier of the present invention has considerable catalytic ability at high temperatures, but commercially available catalyst carriers have almost no purifying ability even at high temperatures.

以下本発明を実施例により説明する。The present invention will be explained below with reference to Examples.

実施例 1 アルミナセメントとして第3表二の組成のもの50重量
部とケイ砂(JIS規格100号)50重量部からなる
、直径200朋、厚み15龍穴径3.5mm、穴数12
00個からなるハニカム状担体を作成し、300℃で1
時間熱処理したものを触媒担体とした。
Example 1 An alumina cement consisting of 50 parts by weight of the composition shown in Table 3 and 50 parts by weight of silica sand (JIS Standard No. 100), diameter 200mm, thickness 15, dragon hole diameter 3.5mm, number of holes 12
A honeycomb-shaped carrier consisting of 00 pieces was prepared, and 1
The product subjected to heat treatment for a period of time was used as a catalyst carrier.

ヘキサクロロ白金酸を1 ?/lの割合で溶解した水溶
液を、最終的に白金の担持量として、0.001.0.
01.0,05.0.1重量%になる様に担体の両面に
塗布し、80℃で1時間乾燥後、500℃で1時間、電
気炉中で加熱処理した。
1 of hexachloroplatinic acid? /l of the aqueous solution dissolved at a ratio of 0.001.0.
01.0 and 05.0.1% by weight on both sides of the carrier, dried at 80°C for 1 hour, and then heat-treated at 500°C for 1 hour in an electric furnace.

こうして得た触媒担持量0.001.0,01.0.0
5.0.1重量%の触媒体を各々a、b、c、dとする
The amount of catalyst supported in this way was 0.001.0, 01.0.0
5. Let the catalyst bodies of 0.1% by weight be a, b, c, and d, respectively.

また第3表二の組成のアルミナセメント25重量部とγ
−Mno275重量部との混合物を同一径に成型した触
媒をeとする。
In addition, 25 parts by weight of alumina cement having the composition shown in Table 3 2 and γ
- A catalyst obtained by molding a mixture with 275 parts by weight of Mno to the same diameter is designated as e.

これらの触媒体をステンレス鋼管の触媒槽に装填し、一
酸化炭素COを約200ppm含む空気を空間速度10
000hr ’で触媒を通過させ、その入口側及び出
口側のCO濃度を測定してCO浄化率を求めた。
These catalyst bodies were loaded into a stainless steel tube catalyst tank, and air containing about 200 ppm of carbon monoxide CO was pumped at a space velocity of 10.
The CO purification rate was determined by passing through the catalyst for 000 hr' and measuring the CO concentration on the inlet and outlet sides.

その結果を第7図に示す。本発明a = dは、マンガ
ン酸化物質触媒eに比べ、低温での活性が改善されてい
る。
The results are shown in FIG. The present invention a = d has improved activity at low temperatures compared to the manganese oxide catalyst e.

実施例 2 第3表二の組成のアルミナセメント50重量部とケイ砂
(7号)50重量部からなる直径2007nrIL1厚
さ15mmの円板状で、厚さ方向に1200個の穴を設
けた担体を成形し、300℃で1時間熱処理した。
Example 2 A disc-shaped carrier with a diameter of 2007nrIL1 and a thickness of 15mm, consisting of 50 parts by weight of alumina cement and 50 parts by weight of silica sand (No. 7) having the composition shown in Table 3, Table 2, and having 1200 holes in the thickness direction. was molded and heat treated at 300°C for 1 hour.

この担体の上下両面に各種白金族金属の塩化物j虻の水
溶液を塗布し、500℃で1時間加熱処理した。
An aqueous solution of chlorides of various platinum group metals was applied to the upper and lower surfaces of this carrier, and heat treated at 500° C. for 1 hour.

こうして得た触媒体のCO浄化率は第4表の如くであっ
た。
The CO purification rate of the catalyst thus obtained was as shown in Table 4.

実施例 3 第3表口の組成のアルミナセメント25重量部、ケイ砂
(48号)25重量部、及びγ−アルミナ粉末50重量
部をよく混合した後、水3重量部及びエチルアルコール
1重量部の混合液を添加して泥状にし、これをシリコー
ンゴム製型に注入成形し、硬化後難型し、温水中で完全
養生した。
Example 3 After thoroughly mixing 25 parts by weight of alumina cement having the composition shown in the third table, 25 parts by weight of silica sand (No. 48), and 50 parts by weight of γ-alumina powder, 3 parts by weight of water and 1 part by weight of ethyl alcohol were added. A mixed solution was added to form a slurry, which was injection molded into a silicone rubber mold, hard molded after hardening, and completely cured in warm water.

これを乾燥後、300℃で1時間熱処理した。After drying, this was heat-treated at 300°C for 1 hour.

この担体は実施例1の担体と同じ形状であり、これに各
種触媒を担持させ、石油温風機の排ガス通路に設置して
排ガス中のCOの浄化率を測定し]氷だ。
This carrier had the same shape as the carrier in Example 1, and various catalysts were supported on it, and it was installed in the exhaust gas passage of an oil hot air fan to measure the purification rate of CO in the exhaust gas] Ice.

なお触媒は2段に設置した。Note that the catalyst was installed in two stages.

排ガス中にはCOを50〜100pp100ppを2〜
5ppm含有していた。
50 to 100 pp of CO in exhaust gas, 2 to 100 pp of CO
It contained 5 ppm.

また下段の触媒中央部は600±20℃であった。The temperature at the center of the lower catalyst was 600±20°C.

上記の測定結果を第5表に示す。The above measurement results are shown in Table 5.

また一部のものについての寿命試験の結果を第8図に示
す。
Moreover, the results of the life test for some of the products are shown in FIG.

第5表中、試料lは担体にα−アルミナを用いたもので
ある。
In Table 5, Sample 1 uses α-alumina as a carrier.

試料りについては、酸化銅を担持させた後に白金を担持
させたが、その他の複合触媒は、触媒塩の混合溶液を用
いて同時に担持させた。
Regarding the sample, copper oxide was supported and then platinum was supported, but other composite catalysts were supported at the same time using a mixed solution of catalyst salts.

第8図から明らかなように、温風機を1000時間連続
燃焼させた場合においても、特に白金系触触の寿命劣化
は少ないことがわかる。
As is clear from FIG. 8, even when the hot air blower was continuously burned for 1000 hours, there was little deterioration in the lifespan of the platinum-based contact.

ただし、寿命時間は400時間と800時間に各々1週
間燃焼を休止した。
However, the combustion was stopped for one week at 400 hours and 800 hours, respectively.

白金系触媒体は触媒の回復(再活性)効果はでていない
が、これは触媒の劣化がないためである。
The platinum-based catalyst does not have a catalyst recovery (reactivation) effect, but this is because the catalyst does not deteriorate.

一方、マンガン・銅系の触媒体は回復効果が約10%程
度有するが、1のα−A1203に担持したマンガン・
銅系の触媒体の劣化は大きく、1週間休止後においても
触媒の回復はない。
On the other hand, a manganese/copper-based catalyst has a recovery effect of about 10%, but the manganese/copper-based catalyst supported on α-A1203 of 1
The copper-based catalyst deteriorated significantly, and the catalyst did not recover even after one week of suspension.

なお、粉末骨材の添加量100部の中でマンガン、銅、
ニッケル、鉄、バナジウム、コバルト、鉛、銀、クロム
等の酸化物を50部以下の範囲で添加することも可能で
、使用目的、用途に応じて用いることができる。
In addition, manganese, copper,
It is also possible to add oxides such as nickel, iron, vanadium, cobalt, lead, silver, chromium, etc. in an amount of 50 parts or less, depending on the purpose and use.

さらに耐スポーリング性を向上させるために、繊維状無
機物たとえば石綿、ガラス繊維等を、担体組成物100
重量部に対し、10重量部以下の比率で添加することも
可能である。
Furthermore, in order to improve the spalling resistance, a fibrous inorganic material such as asbestos, glass fiber, etc. is added to the carrier composition 100.
It is also possible to add at a ratio of 10 parts by weight or less to parts by weight.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明における3成分系組成物を示し、第2
図、第3図は、本発明の担体を700℃に加熱した場合
の耐スポーリング性を示し、第4図は、担体落下試験に
おける抗折力と割れの関係を示す図、第5図はアルミナ
セメントとケイ砂よりなる担体のCO浄化率とアルミナ
セメント中の酸化鉄との関係を示す図、第6図は担体の
CO浄化率を示す図、第7図は各種触媒のCO浄化率を
示す図、第8図は石油温風機による触媒の寿命を比較し
た図である。
FIG. 1 shows the three-component composition of the present invention, and the second
Figure 3 shows the spalling resistance when the carrier of the present invention is heated to 700°C, Figure 4 shows the relationship between transverse rupture strength and cracking in the carrier drop test, and Figure 5 shows the relationship between transverse rupture strength and cracking in the carrier drop test. Figure 6 shows the relationship between the CO purification rate of a support made of alumina cement and silica sand and the iron oxide in the alumina cement. Figure 6 shows the CO purification rate of the support. Figure 7 shows the CO purification rate of various catalysts. The figure shown in FIG. 8 is a diagram comparing the life of a catalyst using an oil hot air fan.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 無機結合剤としてのアルミナセメントと、前記結合
剤に混入したシリカ系、アルミナ系及びシリカアルミナ
系骨材よりなる群から選んだ少なくとも1種の粒径10
〜200メツシユの粒状基骨材と、前記基骨材を微粉化
した粒径200メツシユ以下の粉末骨材とからなり、ア
ルミナセメント量と粒状基管材量及び粉末骨材量とが第
1図に示す3成分系組成図において、B、C,D、E、
F。 G、H,Iを結んだ線でかこまれた範囲内にある非焼結
ハニカム状担体と、この担体に担持された金属または金
属酸化物からなる触媒とで構成されたことを特徴とする
ガス浄化用触媒体。
[Scope of Claims] 1. Alumina cement as an inorganic binder, and at least one particle size 10 selected from the group consisting of silica-based, alumina-based, and silica-alumina-based aggregates mixed in the binder.
It consists of granular base aggregate of ~200 mesh and powdered aggregate with a particle size of 200 mesh or less obtained by pulverizing the base aggregate, and the amount of alumina cement, the amount of granular base pipe material, and the amount of powder aggregate are shown in Figure 1. In the ternary composition diagram shown, B, C, D, E,
F. A gas characterized by being composed of a non-sintered honeycomb-shaped carrier within the range surrounded by lines connecting G, H, and I, and a catalyst made of a metal or metal oxide supported on this carrier. Catalyst for purification.
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