JPS5950377B2 - 排ガス浄化用触媒の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石油・石炭系燃料の燃焼ガス中に含まれる炭化
水素、一酸化炭素、窒素酸化物等の有害成分、あるいは
ガソリンスタンド、各種製造工場）から排出される有機
溶剤蒸気等大気を汚染する有害成分を無害化する排ガス
浄化用酸化触媒の製造法に関するものである。

従来のこの種の触媒には、アルミナを担体とし、これに
活性化白金を担持させた多孔質ペレッ′ト触媒体やハニ
カム型構造のもの、あるいはマンガン、銅等の金属酸化
物にコバルト、銀等の酸化物を結合させたホプカリット
系触媒などが広く用いられている。

しかし、前者（アルミナ−白金系）はその触媒能が１５
０℃〜２００℃の比較的低い温度で十分でなく、また、
後者（金属酸化物系）は前記低温域で顕著な触媒能を示
すが、これらの金属酸化物は人体に吸入されると有害で
あるため、その製造装置に安全設備を必要とし、かつ、
作業具の健康管理に注意を要することなど、いくつかの
問題点をもっている。

本発明はこれらの問題点を解決することを意図するもの
であって、人体に有害でない触媒物質として珪酸カルシ
ウム−白金系触媒に着目し、これを従来のアルミナ−白
金系の触媒に勝る触媒能を有する排ガス浄化用触媒とす
ることを目的とするものである。

特許請求の範囲１の発明は、珪酸カルシウム粉末に塩化
白金酸溶液を含浸吸蔵させ、これを乾燥・脱水した後、
都市ガス流通下の還元性雰囲気内において４００℃〜１
２００℃の温度範囲内で熱処理を行なうことを特徴とす
る一酸化炭素、炭化水素および有機溶剤ガスを含む排ガ
ス浄化用酸化触媒の製造法である。

以下、その実施例を説明する。

試薬特級の珪酸カルシウム粉末１０ｇに３．９％の塩化
白金酸水溶液を１０ｃｃ加えて含浸吸蔵させ、十分に混
練して均一に吸蔵した泥状とし、スプーンで攪拌しなが
ら１２０℃で２時間乾燥して完全に脱水した淡黄色の粉
末とする。

次にこの粉末を磁性るつぼに入れ、３００℃に加熱され
た電気炉内で都市ガス毎分７５０ｃｃ流通下において４
５０℃まで除々に昇温させながら１時間の熱処理を行な
い、珪酸カルシウム粉末の各粒子の表面に白金の付着し
た灰黒色の触媒粉末とした。

電気炉を室温迄徐冷した後取出した試料の組成は珪酸カ
ルシウム９８．５％、活性白金１．５％である。

これを試料１とする。この試料１の触媒粉末６ｇにアル
ミナ・シリカ系水性−液ペースト（住人化学ＫＫ製品名
スミセラム５Ｌ２Ｂ） １６ｇと水１１ｇを加えて１０
分間混練して粘性化し、これを手で４〜８ｍｍφの小球
体に成形し、１２０℃で２時間乾燥脱水した。

その組成は珪酸カルシウム２７％、活性白金０．４％、
スミセラム５１２Ｂ （有姿のま・とじて）７２．６％
である。

これを特徴とする 特許請求の範囲２の発明は、特許請求の範囲１の方法で
作成した前記試料１の触媒粉末をアルミナ・シリカ系水
性−液ペースト又はアルミナ系酸性−液ペーストと混練
して粘性化し、これを所定の形状に成型して乾燥硬化し
た後該触媒体に塩化白金酸溶液を含浸、吸蔵させ、乾燥
脱水した後部市ガス流通下の還元性雰囲気内において４
００℃〜１２００℃の温度範囲内で熱処理を行なうこと
を特徴とする一酸化炭素、炭化水素および有機溶剤ガス
を含む排ガス浄化用酸化触媒の製造法である。

以下その実施例を説明する。

前記試料２の小球形媒体７ｇに３．９％の塩化白金酸水
溶液を４ｃｃ加えて含浸・吸蔵させ、これを１２０℃で
２時間乾燥して脱水した後、電気炉で都市ガス毎分７５
０ ｃｃ流通下の還元性雰囲気内において、温度４５０
℃で１時間熱処理を行ない、小球形触媒体の外表面に活
性白金層を担持させた。

電気炉を室温迄徐冷した後取出した試料の組成は珪酸カ
ルシウム２７％スミセラム５Ｌ２Ｂ７２．６％、活性白
金０．４％＋０．８％である。

これを特徴とする特許請求の範囲３の発明は珪酸カルシ
ウム粉末をアルミナ・シリカ系水性−液ペースト又はア
ルミナ系酸性−液ペーストと混練して粘性化し、これを
所定の形状に成型して乾燥硬化した後、これに塩化白金
酸溶液を含浸吸蔵させ、乾燥脱水した後部市ガス流通下
の還元性雰囲気内において４００℃〜１２００℃の温度
範囲内で熱処理を行なうことを特徴とする一酸化炭素、
炭化水素および有機溶剤ガスを含む排ガス浄化用酸化触
媒の製造法である。

以下、その実施例を説明する。

珪酸カルシウム粉末６ｇにアルミナ・シリカ系水性−液
ペースト（前記スミセラム８１２Ｂ） １６ｇと水１１
ｇを加え、１０分間混練して粘性化し、これを手で４〜
８ｍｍφの小球形体に成形し、１２０℃で２時間乾燥脱
水した。

この小球形触媒担体７ｇに３．９％の塩化白金酸水溶液
４ｃｃを加えて含浸吸蔵させ、１２０℃で２時間乾燥脱
水した後、電気炉で、都市ガス毎分７５０ｃｃ流通下の
還元性雰囲気内において温度４５０℃で１時間熱処理を
行ない、珪酸カルシウム−アルミナ−シリカ−活性白金
系の小球形触媒体とした。

電気炉を室温まで徐冷して取出した試料の組成は、珪酸
カルシウム２７％、スミセラム３１２Ｂ７２．２％、活
性白金０．８％である。

これを試料４とする。

本発明の製造法によって作成した前記試料１ないし４の
触媒を従来のアルミナ−白金系触媒と比較するために、
市販の試薬特級アルミナ粉末により、試料１と同様なア
ルミナ−活性白金系触媒粉末を作成した。

その組成はアルミナ９８．５％、活性白金１．５％であ
る。

これを試料５とする。この５試料の比較試験は、赤外分
光変法により、容積２５０ｃｃのガラス容器を用い、各
試料１ｇにつき一酸化炭素１５％を含む空気を充填し、
１５０℃で接触反応させて２０分後における炭酸ガスの
量を赤外線透過率により測定した。

測定値から計算すると、試料１は１０％、試料２は４．
５％、試料３は６．４％、試料４は５．５％、試料５は
１．５％であった。

この結果から本発明の製造法によって製造した試料１な
いし４は、１５０℃の低温域で従来のアルミナ−白金系
触媒（試料５）より格段とすぐれた触媒能を有すること
がわかる。

これら試料１゜２、 ３． ４のうち、試料１の触媒能
が最も活発な理由は該試料が粉末で作用面積の大きいこ
とに基くものであり、試料２． ３． ４のうち、試料
３の触媒能が特に高いのは、該試料は塩化白金酸の含浸
が２回行なわれているからである。

本発明において、熱処理の際、都市ガスの代りに水素ガ
スによって還元性雰囲気を作ることも可能である。

しかし、水素ガスは都市ガスに比べて高価であり、かつ
圧力容器を使用するために取扱いに注意を要する。

これに対し都市ガスは安価で危険性がなく、かつ、水素
以外にメタン、エタン、プロパン、−酸化炭素等を含有
しているのでこれらのガスを含む雰囲気中で熱処理をす
ることは、これらのガスに対して親和性をもつことにな
り、これらのガスと同系統の燃焼ガスの酸化触媒に対し
て有効である。

本発明において結着剤兼触媒担体として使用するアルミ
ナ・シリカ系水性−液ペーストの代りに、アルミナ系酸
性−液ペーストを使用しても同様な実施例値の固形化触
媒体が得られる。

すなわち、アルミナ系酸性水−液ペーストとして住友化
学瞑製のスミセラム５２０２を、試料４に於けるアルミ
ナ・シリカ系水性−液ペースト （前記スミセラム３１
２Ｂ）の代りに成型結着剤として用い、試１料４と同−
処法にて同一寸法形状に成型し、１２０℃で２時間乾燥
固結層、更に３００℃で１時間熱処理硬化させた成型担
体に、試料４と同−処法で同−比率分の活性白金を複合
一体化させたものを試料６とし、これを前記実施例に記
した方法と同ヒ１赤外分元々度法にて測定したところ、
生成炭酸ガス濃度は試料４と同じ＜５．５％であった。

なお、機械的強度はアルミナ系酸性−液ペース）−の場
合の方が、ＰＨ０１で酸性であるため、珪酸カルシウム
粒子相互間およびペーストと粒子相互間が僅かに相溶着
的となり、加えて３００℃での熱処理、硬化により、ア
ルミナ・シリカ系水性−液ペーストを用いた試料４より
さらに頑強な成型体かえられる。

以上のように、珪酸カルシウム−アルミナ・シリカ系水
性液ペースト又はアルミナ系酸性液ペー・スト−活性白
金の３成分系よりなる固形触媒体はすぐれた触媒能を有
し、固形化による触媒能の低下は殆んどない。

しかも十分な機械的強度を有し、１０００℃の急激な昇
温加熱によっても脆化や粉化のおそれがなく、１２００
℃以上の温度に対しても安定である。

これはアルミナ・シリカ系水性−液ペースト又はアルミ
ナ系酸性−液ペーストが珪酸カルシウムと複合して強力
な結着成型剤として作用すると考えられるからである。

本発明における熱処理の温度を４００℃〜１２００℃と
したのは、塩化白金酸が触媒担持された状態で還元され
る最低温度が４００℃であることおよび触媒担体（珪酸
カルシウム−アルミナ・シリカ系水性液ペースト又はア
ルミナ系酸性−液ペースト）の長期耐熱温度が１２００
℃であることに基くものである。

なお前記実施例に記した試料１〜試料５、及び試料６に
ついて前記実施例と同じ赤外分光々変法により、炭化水
素の中でも難酸化性物質に属するメタンを対象として、
これを２．６％含む空気を充填して、試料１ｇを装填し
、２００℃±５℃に於て１５分間接触酸化反応させ、１
５分后に於けるメタン濃度減少率を計測、比較したとこ
ろ、試料１は１８％、試料２は１５％、試料３は１７％
、試料４は１６％、試料５は１３％、試料６は１６％で
あった。

以上述べたように、本発明の製造法は、メタンを対象と
した各種実施例の比較および前述の一酸化炭素を対象と
した各種実施例の比較から明らかなように従来のアルミ
ナ−白金系触媒よりも酸化触媒としての活性能特性が、
特に炭化水素や炭化水素を含有する有機溶剤ガス、及び
一酸化炭素に対して秀れたものが粉末及び個型体として
得られるすぐれた効果を有する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 珪酸カルシウム粉末に塩化白金酸溶液を含浸吸蔵さ
   せ、これを乾燥脱水した後、都市ガス流通下の還元性雰
   囲気内において４００℃〜１２００℃の温度範囲内で熱
   処理を行なうことを特徴とする一酸化炭素、炭化水素お
   よび有機溶剤ガスを含む排ガス浄化用酸化触媒の製造法 ２ 珪酸カルシウム粉末に塩化白金酸溶液を含浸吸蔵さ
   せ、これを乾燥脱水した後、都市ガス流通下の還元性雰
   囲気内において４００℃〜１２００℃の温度範囲内で熱
   処理を行なってえた触媒粉末をアルミナ、シリカ系水性
   −液ペースト又はアルミナ系酸性−液ペーストと混練し
   て活性化し、これを所定の形状に成型して乾燥硬化した
   後、これに塩化白金酸溶液を含浸吸蔵させ、乾燥脱水し
   た後部市ガス流通下の還元性雰囲気内において４００℃
   〜１２００℃の温度範囲内で熱処理を行なうことを特徴
   とする一酸化炭素、炭化水素および有機溶剤ガスを含む
   排ガス浄化用酸化触媒の製造法 ３ 珪酸カルシウム粉末をアルミナ・シリカ系水性−液
   ペースト又はアルミナ系酸性−液ペースト１と混練して
   活性化し、これを所定の形状に成型して乾燥硬化した後
   、これに塩化白金酸溶液を含浸吸蔵させ、乾燥脱水した
   後部市ガス流通下の還元性雰囲気内において４００℃〜
   １２００℃の温度範囲内で熱処理を行なうことを特徴と
   する一酸化炭素、炭化水素および有機溶剤ガスを含む排
   ガス浄化用酸化触媒の製造法