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JP2011000554A - Catalyst-deposited sheet and method for producing the same - Google Patents

Catalyst-deposited sheet and method for producing the same Download PDF

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JP2011000554A JP2009146784A JP2009146784A JP2011000554A JP 2011000554 A JP2011000554 A JP 2011000554A JP 2009146784 A JP2009146784 A JP 2009146784A JP 2009146784 A JP2009146784 A JP 2009146784A JP 2011000554 A JP2011000554 A JP 2011000554A
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JP2009146784A
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Takakuni Endo
貴訓 遠藤
Naoki Kanemasa
直樹 金政
Hiroshi Fukukawa
弘 福川
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Kyocera Chemical Corp
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Kyocera Chemical Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst-deposited sheet in which the thickness uniformity of a catalyst layer and the control of a distribution of a catalytically active component are facilitated to improve a ratio of catalyst particles capable of contributing to a reaction and which is excellent in handleability.SOLUTION: The catalyst-deposited sheet includes: a fluorocarbon resin on which the particles each having catalytic activity are deposited and which is soluble in a polar organic solvent; and a fibrous base material for supporting the fluorocarbon resin.

Description

本発明は、溶液中における化学反応に用いられる触媒活性有する粒子を担持した触媒担持シート及びその製造方法に関するものであり、特に、極性有機溶媒に可溶性のフッ素樹脂を用いて形成した樹脂シートからなる触媒担持シート及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a catalyst-carrying sheet carrying particles having catalytic activity used for chemical reaction in a solution and a method for producing the same, and in particular, a resin sheet formed using a fluororesin that is soluble in a polar organic solvent. The present invention relates to a catalyst-carrying sheet and a method for producing the same.

現在、化学工業において、化学商品の合成・分解、廃棄物や廃ガスの分解・除去等、化学反応を利用したほとんどの場合に触媒が用いられており、めざましい成果をあげている。   Currently, in the chemical industry, catalysts are used in almost all cases utilizing chemical reactions such as synthesis and decomposition of chemical products, decomposition and removal of waste and waste gas, and have achieved remarkable results.

これらの触媒は、長時間の使用においても活性を失うことがなく、損失が少ないこと、使用後に原料や反応生成物と分離しやすいこと、回収後に再生が容易であることが求められており、そのような触媒を使用することによる経済効果は莫大なものがある。   These catalysts are required not to lose activity even when used for a long time, to have little loss, to be easily separated from raw materials and reaction products after use, and to be easily regenerated after recovery, The economic effect of using such a catalyst is enormous.

一般に、上記用途に使用される触媒は触媒活性を有する金属成分を主成分とし、この金属成分としては貴金属が用いられている。通常、このような金属触媒成分は担体の表面に担持されて用いられている。触媒成分を担体の表面に担持させることで、触媒効率を向上させることができ、また触媒成分の有効利用により担持量を低減させることができるため、特に触媒成分が高価な貴金属である場合に適用される。また、触媒は適当な希釈剤中の溶液又は微細分散液の形態で反応液に導入され、反応終了後には反応生成物等から分離、回収されるが、担体の表面に触媒成分を担持させることで、触媒成分が粒子状である場合にも、その分離、回収が容易となる。   In general, the catalyst used for the above-mentioned use has a metal component having catalytic activity as a main component, and a noble metal is used as this metal component. Usually, such a metal catalyst component is used by being supported on the surface of a carrier. By supporting the catalyst component on the surface of the carrier, the catalyst efficiency can be improved, and the amount supported can be reduced by the effective use of the catalyst component, so it is applied especially when the catalyst component is an expensive noble metal Is done. The catalyst is introduced into the reaction solution in the form of a solution or a fine dispersion in an appropriate diluent, and separated and recovered from the reaction product after the reaction is completed, but the catalyst component is supported on the surface of the carrier. Even when the catalyst component is in the form of particles, the separation and recovery are facilitated.

担体材料としては、例えば、微粉状の活性炭が用いられている。活性炭に触媒成分を担持させた代表例である活性炭にパラジウムを担持させたパラジウム−活性炭触媒は、活性炭を予め酸又は塩基類で処理し、その後に塩化パラジウム、硝酸パラジウム等の水溶性パラジウム塩の水溶液に浸漬し、蒸発乾固、還元処理することにより調製されている。還元処理としては、通常の水素還元の他、ヒドラジンや水素化ホウ素ナトリウム等の液相還元剤による還元が行われている。活性金属として白金やルテニウムを用いたものも同様な方法で調製されている。   As the carrier material, for example, finely powdered activated carbon is used. A palladium-activated carbon catalyst in which palladium is supported on activated carbon, which is a typical example in which a catalyst component is supported on activated carbon, is obtained by treating activated carbon with an acid or a base in advance, and then forming a water-soluble palladium salt such as palladium chloride or palladium nitrate. It is prepared by dipping in an aqueous solution, evaporating to dryness, and reducing treatment. As the reduction treatment, reduction with a liquid phase reducing agent such as hydrazine or sodium borohydride is performed in addition to normal hydrogen reduction. Those using platinum or ruthenium as the active metal are also prepared in the same manner.

また、担体材料として、例えばアルミナやシリカ等も用いられている。アルミナ担体については、金属イオンとの吸着を利用するものが知られており、酸又は塩基等の共存イオンにより担持量がコントロールされている。一方、シリカ担体については、金属イオン、特に錯イオンを吸着する能力がないことから金属イオンの所在制御が困難であり、また通常の含浸法では担体内部まで金属が侵入してしまい、しかも均一性に欠けるものしか得ることができない。   Further, for example, alumina, silica or the like is also used as a carrier material. As the alumina carrier, those utilizing adsorption with metal ions are known, and the supported amount is controlled by coexisting ions such as acid or base. On the other hand, the silica support is difficult to control the location of metal ions because it does not have the ability to adsorb metal ions, especially complex ions, and the metal impregnates the support inside the normal impregnation method. You can only get what you lack.

このため、金属塩溶液を添加した溶剤を瞬時に蒸発させて金属塩をシリカ担体の表面に強制的に付着させる方法や、金属塩が含浸されたシリカ担体をアルカリ溶液で処理することにより非水溶性貴金属化合物を沈殿させ、シリカ担体の表面に担持させる方法が検討されている。さらに、これらの方法では必ずしも分散性や均一性を満足しないため、シリカ担体をアミノ基含有シラン化合物と反応させて改質した後、貴金属塩の水溶液と接触させることにより貴金属イオンをシリカ表面に固定し、還元処理を行う方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   For this reason, the solvent to which the metal salt solution is added is instantly evaporated to forcibly adhere the metal salt to the surface of the silica support, or the silica support impregnated with the metal salt is treated with an alkaline solution to make it non-water-soluble. A method for precipitating a noble metal compound and supporting it on the surface of a silica carrier has been studied. Furthermore, since these methods do not necessarily satisfy dispersibility and uniformity, the silica support is modified by reacting with an amino group-containing silane compound, and then contacted with an aqueous solution of a noble metal salt to fix the noble metal ions on the silica surface. And the method of performing a reduction process is proposed (for example, refer patent document 1).

また、担体として合成樹脂製の多孔質フィルムを使用するものも提案されている。フィルムとしては、ポリエチレンフィルムやテトラフルオロエチレンフィルム、塩化ビニルフィルム等を多孔質化したものが用いられている。触媒の固定化は、合成樹脂中に触媒を混合、含有させ、これをフィルム化するか、又はシリカゲル、ゼオライト、活性炭等の担体表面に触媒を導入し、これを樹脂に混合、含有させフィルム化するか、合成樹脂フィルムの表面に触媒を加圧、加熱圧着して担持する方法等も提案されている(例えば、特許文献2参照)。   In addition, one using a porous film made of a synthetic resin as a carrier has been proposed. As the film, a porous film of polyethylene film, tetrafluoroethylene film, vinyl chloride film or the like is used. Immobilization of the catalyst involves mixing and containing the catalyst in a synthetic resin to form a film, or introducing a catalyst on the surface of a carrier such as silica gel, zeolite, activated carbon, etc., and mixing and containing this in the resin to form a film. Alternatively, a method of supporting the catalyst by pressurizing and thermocompression bonding on the surface of the synthetic resin film has been proposed (for example, see Patent Document 2).

さらに、触媒は重量当たりの反応活性が高いほど好ましい、このためフィルム状触媒においては空孔率を上げると共に、より薄くして形成することが望ましい。ところが、フィルム状触媒の空孔率を上げたり、その厚さを薄くすると、機械的強度の低下を引き起こし、破損のおそれや取り扱い性などに問題が出てくる。   Furthermore, the higher the reaction activity per weight, the better the catalyst. For this reason, it is desirable to increase the porosity of the film catalyst and make it thinner. However, when the porosity of the film-like catalyst is increased or the thickness thereof is reduced, the mechanical strength is lowered, and there is a problem in the possibility of breakage or handling.

このため、触媒分散溶液を金属などの支持体上に塗布、乾燥して触媒層を形成したり、さらに形状加工して、固定床方式に最適なハニカム構造体に加工したりする触媒の製造方法も提案されている(例えば、特許文献3参照)。   For this reason, a catalyst manufacturing method in which a catalyst dispersion solution is applied onto a support such as metal and dried to form a catalyst layer, or further processed into a honeycomb structure optimal for a fixed bed system Has also been proposed (see, for example, Patent Document 3).

特開昭64−85141号公報JP-A 64-85141 特開平1−110541号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-110541 特開2008−110341号公報JP 2008-110341 A

しかしながら、アルミナやシリカに吸着、改質等により触媒成分を担持させた触媒については、担持させることのできる触媒成分の種類が制限される。したがって、触媒成分の種類によって触媒活性も自ずから制限されてしまう。   However, for a catalyst in which a catalyst component is supported by adsorption or modification on alumina or silica, the types of catalyst components that can be supported are limited. Therefore, the catalytic activity is naturally limited by the type of the catalyst component.

また、多孔質合成フィルム上に担持をさせた触媒では、充分なフィルム厚さがあれば取扱性には優れているものの、厚くすることによって、反応に寄与できない触媒の比率が高くなり、触媒の活性も充分なものではなかった。一方、フィルム厚さを小さくすると、反応に寄与できる触媒の比率を向上させることができるものの、取扱性が悪くなるという問題があった。   In addition, the catalyst supported on the porous synthetic film is excellent in handleability if there is a sufficient film thickness, but by increasing the thickness, the ratio of the catalyst that cannot contribute to the reaction increases. The activity was not sufficient. On the other hand, when the film thickness is reduced, the ratio of the catalyst that can contribute to the reaction can be improved, but there is a problem that the handleability is deteriorated.

さらに、活性炭やハニカム構造体などの支持体上に触媒分散溶液を塗布、乾燥して触媒層を形成する方法では、厚さの均一性や活性成分の分布の制御が困難となることがある。   Furthermore, in a method of forming a catalyst layer by applying a catalyst dispersion solution on a support such as activated carbon or a honeycomb structure and drying, it may be difficult to control the uniformity of thickness and the distribution of active ingredients.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、触媒層厚さの均一性や触媒活性成分の分布の制御を容易にし、反応に寄与できる触媒の比率を向上させることができ、さらに、取扱性に優れる触媒担持シートを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and facilitates control of the uniformity of the catalyst layer thickness and the distribution of the catalytically active component, and improves the ratio of the catalyst that can contribute to the reaction. Furthermore, an object of the present invention is to provide a catalyst-carrying sheet that is excellent in handleability.

上記目的を達成すべく、本発明は、
触媒活性を有する粒子を担持する極性有機溶媒に可溶なフッ素樹脂と、前記フッ素樹脂を支持する繊維基材と、を具えることを特徴とする、触媒担持シートに関する。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
The present invention relates to a catalyst-carrying sheet comprising: a fluororesin that is soluble in a polar organic solvent that carries particles having catalytic activity; and a fiber substrate that supports the fluororesin.

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、極性有機溶媒に可溶なフッ素樹脂からなる触媒担体と、触媒活性を有する粒子とを繊維基材で補強することによって、触媒活性層を薄く形成しても取扱性に支障をきたすことなく、また触媒特性層の厚さや活性成分の分布が均一な触媒担持フィルムが得られることができることを見出したものである。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have reinforced a catalyst carrier made of a fluororesin soluble in a polar organic solvent and particles having catalytic activity with a fiber substrate. The inventors have found that a catalyst-supporting film having a uniform thickness of the catalyst characteristic layer and a uniform distribution of the active component can be obtained even if the catalyst active layer is formed thin, without affecting the handleability.

なお、本発明の一態様においては、前記フッ素樹脂は、前記繊維基材中に含浸させることができる(第1の触媒担持シート)。   In one embodiment of the present invention, the fluororesin can be impregnated in the fiber base (first catalyst-carrying sheet).

また、本発明の一態様においては、前記フッ素樹脂はフィルム状を成し、前記繊維基材の少なくとも一方の主面に被着させることができる(第2の触媒担持シート)。   In one embodiment of the present invention, the fluororesin forms a film and can be attached to at least one main surface of the fiber base (second catalyst-carrying sheet).

さらに、本発明の一態様においては、触媒担持シートは、渦巻き状に巻回することができる(第3の触媒担持シート)。   Furthermore, in one embodiment of the present invention, the catalyst-carrying sheet can be wound in a spiral shape (third catalyst-carrying sheet).

したがって、本発明によれば、触媒層厚さの均一性や触媒活性成分の分布の制御を容易にし、反応に寄与できる触媒の比率を向上させることができ、さらに、取扱性に優れる触媒担持シートを提供することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to easily control the uniformity of the catalyst layer thickness and the distribution of the catalytically active component, to improve the ratio of the catalyst that can contribute to the reaction, and to further improve the handling property. Can be provided.

第3の触媒担持シートの巻回前の状態を示す図である。It is a figure which shows the state before winding of the 3rd catalyst support sheet. 第3の触媒担持シートの概略構成図である。It is a schematic block diagram of a 3rd catalyst support sheet.

以下、本発明の詳細、並びにその他の特徴及び利点について、発明を実施するための形態に基づいて説明する。   Hereinafter, the details of the present invention and other features and advantages will be described based on embodiments for carrying out the invention.

(触媒担持シート)
本発明の触媒担持シートは、触媒活性を有する粒子を担持する極性有機溶媒に可溶なフッ素樹脂と、前記フッ素樹脂を支持する繊維基材とを有する。
(Catalyst carrying sheet)
The catalyst-carrying sheet of the present invention includes a fluororesin that is soluble in a polar organic solvent that carries particles having catalytic activity, and a fiber substrate that supports the fluororesin.

触媒活性を有する粒子としては、公知の触媒活性を有する粒子であれば特に限定されずに用いることができる。具体的には、樹脂に固定できる金属触媒、金属化合物触媒等の固体触媒が挙げられるが、金属化合物触媒であることが好ましく、その反応変換率が高いことからペロブスカイト型金属酸化物であることが特に好ましい。   The particles having catalytic activity are not particularly limited as long as they have known catalytic activity. Specific examples include solid catalysts such as metal catalysts and metal compound catalysts that can be fixed to a resin, but metal compound catalysts are preferred, and perovskite-type metal oxides are preferred because of their high reaction conversion rate. Particularly preferred.

金属化合物触媒としては、例えば、チタン、鉄、クロム、コバルト、ニッケル、銅、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、レニウム、オスミニウム、イリジウム、銀、金、白金、スズ等の金属から選ばれる複数種の金属を含む複合金属酸化物が挙げられ、酢酸パラジウム、塩化パラジウム等のようにパラジウムを含むものが好ましい。   Examples of the metal compound catalyst include a plurality of kinds of metals selected from metals such as titanium, iron, chromium, cobalt, nickel, copper, ruthenium, rhodium, palladium, rhenium, osmium, iridium, silver, gold, platinum, and tin. The composite metal oxide containing is mentioned, The thing containing palladium like palladium acetate, palladium chloride, etc. is preferable.

ペロブスカイト型金属酸化物としては、一般式LaFe(1−r)Pdr3(0<r<0.2)を挙げることができ、具体的には、LaFe0.95Pd0.05等を例示することができる。 As the perovskite type metal oxide, a general formula LaFe (1-r) Pd r O 3 (0 <r <0.2) may be mentioned. Specifically, LaFe 0.95 Pd 0.05 O 3 and the like It can be illustrated.

触媒粒子は平均粒径が1μm以下であることが好ましく、例えば、その平均一次粒径は1nm以上100nm以下といったナノサイズの複合酸化物粒子等を用いることが好ましく、その平均二次粒子径は0.1〜10μmであることが好ましい。   The catalyst particles preferably have an average particle size of 1 μm or less. For example, nano-sized composite oxide particles having an average primary particle size of 1 nm to 100 nm are preferably used, and the average secondary particle size is 0. It is preferable that it is 1-10 micrometers.

担体と触媒粒子の質量比は、それぞれ使用するものの組み合わせにより適宜決定することができるが、例えば、フィルム担体:触媒粒子=1000:1〜1:10程度の範囲で用いることができ、10:1〜1:2の範囲であることが好ましい。   The mass ratio of the support and the catalyst particles can be appropriately determined depending on the combination of the materials used. For example, film support: catalyst particles = 1000: 1 to 1:10 can be used. A range of ˜1: 2 is preferred.

上記で好ましいとしたペロブスカイト型金属酸化物である触媒粒子としては、例えば、パラジウムを含むペロブスカイト型化合物としてLaFe(1−r)Pdr3(0<r<0.2)が挙げられ、このようなペロブスカイト構造を有する触媒粒子をフッ素樹脂と溶解、混合することによって触媒活性を有する触媒担持体を得ることができる。 Examples of the catalyst particles that are perovskite-type metal oxides preferred above include LaFe (1-r) Pd r O 3 (0 <r <0.2) as a perovskite-type compound containing palladium. A catalyst carrier having catalytic activity can be obtained by dissolving and mixing catalyst particles having a perovskite structure with a fluororesin.

また、触媒担持シートを構成するフッ素樹脂としては、極性有機溶媒に可溶なフッ素樹脂であれば特に限定されるものではなく、例えば、クロロトリフルオロエチレン、パーフルオロアルキレンビニルエーテル、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル等の化合物が重合したフッ素化モノポリマー、フッ素化コポリマー、又はそれらの混合物によるポリマー等が好適である。   Further, the fluororesin constituting the catalyst supporting sheet is not particularly limited as long as it is a fluororesin that is soluble in a polar organic solvent. For example, chlorotrifluoroethylene, perfluoroalkylene vinyl ether, vinylidene fluoride, fluorine A fluorinated monopolymer obtained by polymerizing a compound such as vinyl fluoride, a fluorinated copolymer, or a polymer of a mixture thereof is preferable.

この中でも、特にポリフッ化ビニリデンが担持体としては好ましく、その主鎖中の構成単位の結合形態としてはHead to Tail結合を主鎖中に数多く含むものが好ましい。   Among these, polyvinylidene fluoride is particularly preferable as a carrier, and as a bonding form of structural units in the main chain, those containing many Head to Tail bonds in the main chain are preferable.

本発明でフッ素樹脂を用いるのは、フッ素樹脂の、耐熱性、耐薬品性が良好であるため、使用環境を選ばず、製品寿命を長くすることもでき、さらに、フィルムを形成した時に多孔質性のフィルムを形成し易いため、担持された触媒による触媒反応を効率的に行うことができるためである。   In the present invention, the fluororesin is used because the heat resistance and chemical resistance of the fluororesin are good, so it can be used in any environment, and the product life can be extended. This is because it is easy to form a conductive film, and thus a catalytic reaction by a supported catalyst can be efficiently performed.

フッ素樹脂の中でも特にポリフッ化ビニリデン樹脂が好ましい。フッ素樹脂は、耐熱性及び耐薬品性に優れる一方、加工がし難いという欠点がある。これに反して、ポリフッ化ビニリデン樹脂は加工性に優れ、さらに上述したフッ素樹脂特有の効果においても優れるという利点があるためである。   Among the fluororesins, polyvinylidene fluoride resin is particularly preferable. While the fluororesin is excellent in heat resistance and chemical resistance, it has a drawback that it is difficult to process. On the other hand, the polyvinylidene fluoride resin is excellent in processability and further has an advantage that it is excellent in the above-described effects specific to the fluororesin.

ポリフッ化ビニリデン樹脂としては、市販のものを使用することができ、例えば、クレハKFポリマー(株式会社クレハ製、商品名)、カイナー720(ペンウォルト社製、商品名)等がある。   As the polyvinylidene fluoride resin, a commercially available product can be used, and examples thereof include Kureha KF polymer (trade name, manufactured by Kureha Co., Ltd.), Kyner 720 (trade name, manufactured by Penwalt).

なお、フッ素樹脂から多孔質性のフィルムを形成するには、以下に説明するように、フッ素樹脂を極性有機溶媒中に溶融(膨潤)した後、離型フィルム上に塗布し、溶媒乾燥を行うことに得ることができる。   In order to form a porous film from a fluororesin, as described below, the fluororesin is melted (swelled) in a polar organic solvent, and then applied onto a release film, followed by solvent drying. Can be obtained.

また、その多孔率を調整するに際しては、一般に知られているように、上記極性有機溶媒中に含有させる貧溶媒の量を制御することによって行う。   The porosity is adjusted by controlling the amount of poor solvent contained in the polar organic solvent, as is generally known.

フッ素樹脂には、必要に応じて、かつ本発明の趣旨に反しない限りにおいて、無機粒子等を含有してもよい。無機粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等が挙げられる。これらの無機粒子は所望とする担体の平均粒径よりも十分に小さいものであれば特にその平均粒径は限定されるものではない。   The fluororesin may contain inorganic particles and the like as necessary and as long as not departing from the spirit of the present invention. Examples of inorganic particles include silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth, Examples thereof include chromium oxide, cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride. As long as these inorganic particles are sufficiently smaller than the desired average particle size of the carrier, the average particle size is not particularly limited.

フッ素樹脂以外の触媒担体用樹脂、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリスルフォン系樹脂等から得られるフィルムは多孔化処理を行わなければならず、また、これらのフィルムに担持された触媒は充分な触媒活性を得ることはできない(以上は特許文献3に記載の公知のフィルム)。   Resin for catalyst carrier other than fluororesin, for example, polystyrene resin, poly (meth) acrylic resin, polyolefin resin, polyester resin, polyamide resin, polycarbonate resin, polyether resin, polysulfone resin, etc. The obtained films must be subjected to a porous treatment, and the catalyst supported on these films cannot obtain a sufficient catalytic activity (the above-mentioned known films described in Patent Document 3).

また、フッ素樹脂を溶解する極性有機溶媒としては、アセトン、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、メチレンジクロライド、テトラヒドロフラン(THF)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ヘキサメチルリン酸トリアミド(HMPA)、トリフルオロ酢酸等の極性溶媒が使用できるが、NMP溶媒で溶解(膨潤)すると、均一な細孔を有する触媒担体を得ることができ好ましい。なお、多孔率の調整には適宜貧溶媒を加えることは上述したとおりである。   Examples of polar organic solvents for dissolving the fluororesin include acetone, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), methylene dichloride, tetrahydrofuran (THF), N, N-dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), Polar solvents such as dimethylacetamide (DMAc), hexamethylphosphoric triamide (HMPA), trifluoroacetic acid and the like can be used, but when dissolved (swelled) in NMP solvent, a catalyst carrier having uniform pores can be obtained, which is preferable. . In addition, as above-mentioned, a poor solvent is added suitably for adjustment of porosity.

本発明の触媒担持シートを構成する繊維基材としては、有機繊維または無機繊維からなるものが用いられる。有機繊維としては、ポリアミド系のナイロン6、ナイロン66やアラミッド繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系のポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリアリレート繊維、ポリ塩化ビニリデン系、ポリ塩化ビニル系、ポリアクリロニトリル系、ポリオレフィン系のポリエチレンやポリプロピレン繊維、フッ素系繊維のポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン/三フッ化塩化エチレン共重合体等を挙げることができる。また有機繊維には、有機再生繊維が含まれ、セルロース系のレーヨン、アセテート等を挙げることができる。無機繊維としては、ガラス繊維や炭素繊維、活性炭素繊椎、セラミック繊維等を用いることができる。   As a fiber base material which comprises the catalyst carrying | support sheet | seat of this invention, what consists of organic fiber or an inorganic fiber is used. Organic fibers include polyamide nylon 6, nylon 66, aramid fiber, polyvinyl alcohol fiber, polyester polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate fiber, polyarylate fiber, polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, polyacrylonitrile. And polyolefin-based polyethylene, polypropylene fiber, fluorine-based polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, ethylene / trifluoroethylene chloride copolymer, and the like. Organic fibers include organic regenerated fibers, and examples thereof include cellulosic rayon and acetate. As the inorganic fiber, glass fiber, carbon fiber, activated carbon fiber, ceramic fiber, or the like can be used.

これらの繊維基材は、例えば、平織り、綾織、朱子織り等による織布の何れも使用することができ、また短繊維を集束して不織布状にした繊維布を使用してもよい。   As these fiber base materials, for example, any of woven fabrics such as plain weave, twill weave and satin weave can be used, and a fiber fabric in which short fibers are converged to form a nonwoven fabric may be used.

これら繊維基材の厚さについては、25μm以上、500μm未満が好ましい。繊維基材の厚さが25μm未満、または500μm以上では何れも取り扱い性に問題があるため、好ましくない。   About the thickness of these fiber base materials, 25 micrometers or more and less than 500 micrometers are preferable. If the thickness of the fiber base material is less than 25 μm, or 500 μm or more, there are problems in handling properties, which is not preferable.

前記フッ素樹脂は、前記繊維基材中に含浸させることができる(第1の触媒担持シート)。   The said fluororesin can be impregnated in the said fiber base material (1st catalyst support sheet).

また、本発明の一態様においては、前記フッ素樹脂はフィルム状を成し、前記繊維基材の少なくとも一方の主面に被着させることができる(第2の触媒担持シート)。この場合、フィルム状のフッ素樹脂の厚さは、1μm以上50μm以下であることが好ましく、5μm以上25μm以下であることがより好ましい。フィルム厚が、1μm未満の場合、フィルム強度が低下し、その表面に触媒粒子を担持させることが困難となるおそれがある。一方、担体のフィルム厚が50μmを超えるものは、担体内部に存在して反応に関与しない触媒が多くなり、触媒効率が低くなるため好ましくない。   In one embodiment of the present invention, the fluororesin forms a film and can be attached to at least one main surface of the fiber base (second catalyst-carrying sheet). In this case, the thickness of the film-like fluororesin is preferably 1 μm or more and 50 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 25 μm or less. When the film thickness is less than 1 μm, the film strength is lowered, and it may be difficult to support the catalyst particles on the surface. On the other hand, a carrier having a film thickness of more than 50 μm is not preferable because a large number of catalysts that are present in the carrier and not involved in the reaction increase and the catalyst efficiency decreases.

本態様の場合、上記フィルムを繊維基材の両面に形成することもできるが、片面にのみ形成したほうがより効率的である。また繊維基材は織布でも不織布でも適用可能であり、厚さやフィラメント性状、繊維密度を調整することによって反応溶液の拡散状態や触媒担持シートの配置を設定することができ、多様な化学反応への対応が可能となる。   In the case of this aspect, the film can be formed on both sides of the fiber base material, but it is more efficient to form the film only on one side. The fiber substrate can be applied to either woven or non-woven fabrics. By adjusting the thickness, filament properties, and fiber density, the diffusion state of the reaction solution and the arrangement of the catalyst-carrying sheet can be set. Can be supported.

さらに、本発明の一態様においては、触媒担持シートは、渦巻き状に巻回することができる(第3の触媒担持シート)。図1は、本態様の触媒担持シートの一例を示す概略構成図である。図2に示すように、触媒担持シート10を渦巻き状に巻回して形成すると、シート10を構成する触媒活性を有する粒子を担持するフッ素樹脂フィルム11と繊維基材13とが同心円状に巻回されるようにして触媒担持シート10を構成するようになる。なお、巻回する以前の触媒担持シート10は、例えば図2に示すような構成を採る。なお、図2に示す構成は、第2の触媒担持シートの一例に相当するものである。   Furthermore, in one embodiment of the present invention, the catalyst-carrying sheet can be wound in a spiral shape (third catalyst-carrying sheet). FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of the catalyst-carrying sheet according to this embodiment. As shown in FIG. 2, when the catalyst-carrying sheet 10 is formed in a spiral shape, the fluororesin film 11 carrying the catalytically active particles constituting the sheet 10 and the fiber base material 13 are concentrically wound. Thus, the catalyst carrying sheet 10 is configured. Note that the catalyst-carrying sheet 10 before being wound has a configuration as shown in FIG. 2, for example. Note that the configuration shown in FIG. 2 corresponds to an example of a second catalyst-carrying sheet.

また、本態様では、以下に説明する製造方法に従って、フッ素樹脂フィルム11及び繊維基材13との間に離型フィルム12が設けられている。   Moreover, in this aspect, the release film 12 is provided between the fluororesin film 11 and the fiber base material 13 according to the manufacturing method demonstrated below.

第3の触媒担持シートは、例えば反応装置に組み込み、ホルダーやケースに収容・充填し構造体としてのユニットを形成させることができる。この場合、ハニカム構造の触媒体に比較して、反応器に設ける触媒体の触媒層表面積を大きくすることができるため、反応を効率よく進行させる上で望ましい。   The third catalyst-carrying sheet can be incorporated into, for example, a reaction apparatus and accommodated / filled in a holder or case to form a unit as a structure. In this case, since the surface area of the catalyst layer of the catalyst body provided in the reactor can be increased as compared with the catalyst body having a honeycomb structure, it is desirable for the reaction to proceed efficiently.

(触媒担持シートの製造方法)
次に、本発明の触媒担持シートの製造方法について説明する。なお、ここでは、上述した第1の触媒担持シート及び第2の触媒担持シートの製造方法を中心として説明する。
(Method for producing catalyst-carrying sheet)
Next, the manufacturing method of the catalyst carrying | support sheet | seat of this invention is demonstrated. Here, the description will focus on the manufacturing method of the first catalyst carrying sheet and the second catalyst carrying sheet described above.

最初に、極性有機溶媒にフッ素樹脂を溶融(膨潤)させた後、触媒粒子を混合・分散させて触媒含有樹脂溶液を調整する。なお、極性有機溶媒中に触媒粒子を混合・分散させた後、フッ素樹脂を溶融(膨潤)させて触媒含有樹脂溶液を調整してもよい。フッ素樹脂と触媒粒子との混合・分散は、公知の攪拌装置等による一般的な混合・分散方法で容易に行うことができる。この攪拌は、通常は常温で行うことができ、また攪拌速度も担体の混合液と触媒粒子の分散液とを均一に混合できる程度のものであれば特に制限されるものではない。   First, after a fluororesin is melted (swelled) in a polar organic solvent, catalyst particles are mixed and dispersed to prepare a catalyst-containing resin solution. In addition, after mixing and dispersing the catalyst particles in the polar organic solvent, the catalyst-containing resin solution may be prepared by melting (swelling) the fluororesin. Mixing / dispersing of the fluororesin and the catalyst particles can be easily performed by a general mixing / dispersing method using a known stirring device or the like. The stirring can be normally performed at ordinary temperature, and the stirring speed is not particularly limited as long as the mixture of the carrier and the dispersion of the catalyst particles can be mixed uniformly.

なお、分散を十分に行ったり、粒子が凝集し易い場合にはこれを解砕して分散させたりするために、ボールミル等によるメディア分散装置、高圧ホモジナイザー等による高速高剪断ミキサー等を用いて、フッ素樹脂中に触媒粒子が均一に分散する操作を行ってもよい。   In addition, in order to sufficiently disperse or to disintegrate and disperse particles when they are likely to aggregate, using a media dispersion device such as a ball mill, a high-speed high shear mixer such as a high-pressure homogenizer, etc. An operation of uniformly dispersing the catalyst particles in the fluororesin may be performed.

次いで、第1の触媒担持シートを製造する場合は、上述のようにして得た触媒含有樹脂溶液を繊維基材中に含浸させる。触媒含有樹脂溶液を繊維基材に含浸する方法としては特に限定するものではないが、たて型塗工機を用いることが好ましく、さらに、速度、温度、樹脂含浸量を調整するためのロールのギャップを制御する装置がついていることが特に望ましい。   Next, when producing the first catalyst-carrying sheet, the fiber-based substrate is impregnated with the catalyst-containing resin solution obtained as described above. The method for impregnating the fiber base material with the catalyst-containing resin solution is not particularly limited, but it is preferable to use a vertical coating machine, and further, a roll for adjusting the speed, temperature, and resin impregnation amount. It is particularly desirable to have a device for controlling the gap.

次いで、触媒含有樹脂溶液を繊維基材に含浸した後、前記溶液中の溶媒を乾燥させて蒸発させる。乾燥条件は塗布厚さや、使用する有機溶剤によって異なるが、一般に130℃〜200℃で、10分〜60分行うことが望ましい。130℃未満、または10分未満では溶剤分の除去が不十分であり、200℃以上、または60分以上では製造コスト上昇のため好ましくない。   Next, after impregnating the fiber base material with the catalyst-containing resin solution, the solvent in the solution is dried and evaporated. The drying conditions vary depending on the coating thickness and the organic solvent used, but it is generally desirable to carry out at 130 to 200 ° C. for 10 to 60 minutes. If it is less than 130 ° C. or less than 10 minutes, the removal of the solvent is insufficient, and if it is 200 ° C. or more or 60 minutes or more, the production cost increases, which is not preferable.

含浸を良好に行うためには、繊維基材上に触媒含有樹脂溶液を塗布する際に、その塗布量が、樹脂換算で通常は10〜80体積%、さらには20〜70体積%であることが好ましい。10体積%未満であると均一に被覆できず、繊維基材中に樹脂を十分に含浸できないおそれがあり、一方、80体積%を超えると塗布、含浸操作が困難となるため好ましくない。   In order to satisfactorily perform the impregnation, when the catalyst-containing resin solution is applied on the fiber base material, the application amount is usually 10 to 80% by volume, more preferably 20 to 70% by volume in terms of resin Is preferred. If it is less than 10% by volume, it cannot be uniformly coated and the fiber base material may not be sufficiently impregnated with resin. On the other hand, if it exceeds 80% by volume, application and impregnation operations become difficult.

第2の触媒担持シートを製造する場合は、例えば離型フィルム上に、上述のようにして得た触媒含有樹脂溶液を塗布した後、乾燥して溶媒を除去し、フィルム化することによって行われる。塗布方法は既存の方法がいずれも適用可能であるが、具体的にはグラビアコーター、リバースロールコーター、キスコーター、ロールナイフコーター、ロッドコーター等のコーターによって塗膜形成する方法、アプリケーターにより手塗りで塗膜形成する方法、バーコート法、スクリーン印刷法等があげられ、商品形態によって選択する。   When the second catalyst-carrying sheet is produced, for example, the catalyst-containing resin solution obtained as described above is applied onto a release film, and then dried to remove the solvent and form a film. . Any of the existing coating methods can be applied. Specifically, a coating film is formed by a coater such as a gravure coater, reverse roll coater, kiss coater, roll knife coater, rod coater, etc. There are a film forming method, a bar coating method, a screen printing method, and the like, which are selected according to the product form.

上述のように、塗布厚(すなわち、形成すべきフィルム厚)は、1μm以上50μm以下であることが好ましく、5μm以上25μm以下であることがより好ましい。塗布厚が、1μm未満の場合、フィルム強度が低下し、その表面に触媒粒子を担持させることが困難となるおそれがある。一方、塗布厚が50μmを超えるものは、担体内部に存在して反応に関与しない触媒が多くなり、触媒効率が低くなるため好ましくない。   As described above, the coating thickness (that is, the film thickness to be formed) is preferably 1 μm or more and 50 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 25 μm or less. When the coating thickness is less than 1 μm, the film strength is lowered, and it may be difficult to support the catalyst particles on the surface. On the other hand, a coating thickness exceeding 50 μm is not preferable because there are many catalysts that are present in the support and do not participate in the reaction, and the catalyst efficiency is lowered.

次いで、上述のようにして得た触媒含有樹脂フィルムを、繊維基材の少なくとも一方の主面上に被着する。被着する方法としては特に限定されるものではないが、例えば、熱圧着法を用いることができる。この場合、触媒含有樹脂フィルムが軟化するので、繊維基材の主面上に簡易に被着させることができる。   Next, the catalyst-containing resin film obtained as described above is deposited on at least one main surface of the fiber base material. Although it does not specifically limit as a method to adhere, For example, a thermocompression bonding method can be used. In this case, since the catalyst-containing resin film is softened, it can be easily applied onto the main surface of the fiber substrate.

熱圧着法としては汎用の方法を用いることができるが、熱ラミネート、熱プレス等が好ましく挙げられる。例えば、熱ラミネート法を採用する場合は、ロール温度100から200℃の熱ロールで圧力1から10MPaの条件で好適に作製でき、熱プレスを採用する場合は、温度100から200℃の熱盤間に圧力1から10MPaの条件熱プレスすることによって好適に作製できる。   A general-purpose method can be used as the thermocompression bonding method, and preferred examples include thermal lamination and hot pressing. For example, when a heat laminating method is adopted, it can be suitably produced under conditions of a pressure of 1 to 10 MPa with a hot roll at a roll temperature of 100 to 200 ° C., and when a hot press is adopted, between hot plates at a temperature of 100 to 200 ° C. It can be suitably produced by hot pressing under a pressure of 1 to 10 MPa.

温度が100℃、または圧力1MPaより低いと接着力が弱く層間で剥離してしまうおそれがあるため好ましくない。温度が200℃、または圧力10MPaより高くしても特に問題は無いが、適用設備の負荷が大きくなるため適当ではない。   If the temperature is lower than 100 ° C. or a pressure of 1 MPa, the adhesive strength is weak and there is a risk of peeling between layers, such being undesirable. There is no particular problem even if the temperature is higher than 200 ° C. or a pressure of 10 MPa, but it is not appropriate because the load on the applied equipment increases.

以上のように製造された触媒担持シートは、必要な寸法に切断して使用することができ、また反応後に容易に分離、回収することができる。このようにして分離、回収された担持触媒は、通常の触媒と同様にして繰り返し触媒反応に用いることができる。   The catalyst-carrying sheet produced as described above can be used after being cut into necessary dimensions, and can be easily separated and recovered after the reaction. The supported catalyst separated and recovered in this way can be repeatedly used for the catalytic reaction in the same manner as a normal catalyst.

なお、上記においては、第1の触媒担持シート及び第2の触媒担持シートの製造方法を中心に説明したが、触媒担持シートの構成に応じて製造方法は適宜変更することができる。   In the above description, the manufacturing method of the first catalyst supporting sheet and the second catalyst supporting sheet has been mainly described. However, the manufacturing method can be appropriately changed according to the configuration of the catalyst supporting sheet.

以下、本発明を実施例及び比較例により具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
N−メチル−2−ピロリドンを溶媒としたポリフッ化ビニリデン(株式会社クレハ製;質量平均分子量 28万)の12質量%溶液を25質量部、酢酸パラジウム(関東化学株式会社製)を0.07質量部計量し、それらを混合し、触媒粒子分散液を得た。前記触媒粒子分散液100部に対して、DMF100部を加え、触媒含有樹脂溶液1を調整した。
Example 1
25 parts by mass of a 12% by mass solution of polyvinylidene fluoride (manufactured by Kureha Co., Ltd .; mass average molecular weight 280,000) using N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent and 0.07 mass of palladium acetate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) Partly weighed and mixed to obtain a catalyst particle dispersion. 100 parts of DMF was added to 100 parts of the catalyst particle dispersion to prepare a catalyst-containing resin solution 1.

次いで、ポリアリレート長繊維「ベクトランHTタイプ」(クラレ社製)を40本束ねて1本の糸としたものを、経糸密度が1インチ当たり35本、緯糸密度が1インチ当たり35本で平織りし、62g/m、厚さ0.1mmのポリアリレート長繊維からなる織布1を得た。次いで、前記ポリアリレート長繊維からなる織布1に触媒含有樹脂溶液1を浸漬して含浸させた後、150℃で30分間乾燥して、樹脂分40質量%の触媒担持シートを得た。 Next, 40 polyarylate long fibers “Vectran HT type” (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) are bundled into one yarn, and plain weave with a warp density of 35 per inch and a weft density of 35 per inch. A woven fabric 1 made of polyarylate continuous fibers having a thickness of 62 g / m 2 and a thickness of 0.1 mm was obtained. Next, the catalyst-containing resin solution 1 was immersed and impregnated in the woven fabric 1 composed of the polyarylate long fibers, and then dried at 150 ° C. for 30 minutes to obtain a catalyst-carrying sheet having a resin content of 40% by mass.

(実施例2)
実施例1で得られた触媒含有樹脂溶液1をポリエステルフィルム(東レ株式会社製、商品名:ルミラー)に、アプリケーターで塗布し、70℃で30分乾燥して、膜厚10μmの触媒担持フィルムを製造した。次に、前記織布1に重ね合わせ、鏡面板で挟み、170℃の熱盤間に狭持し、圧力3.0MPaで60分間、加熱・加圧成形を行い、触媒担持シートを得た。
(Example 2)
The catalyst-containing resin solution 1 obtained in Example 1 was applied to a polyester film (trade name: Lumirror, manufactured by Toray Industries, Inc.) with an applicator and dried at 70 ° C. for 30 minutes to form a catalyst-carrying film having a thickness of 10 μm. Manufactured. Next, it was placed on the woven fabric 1, sandwiched between mirror plates, sandwiched between 170 ° C. hot plates, and heated and pressurized at a pressure of 3.0 MPa for 60 minutes to obtain a catalyst-carrying sheet.

(実施例3)
酢酸パラジウム(関東化学株式会社製)に代えて、ペロブスカイト型金属酸化物であるLaFe0.95Pd0.05(北興化学工業株式会社製)6質量部に変えた以外は、実施例2と同様の操作により触媒担持フィルムを製造した。
(Example 3)
Example 2 except that instead of palladium acetate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), 6 parts by mass of LaFe 0.95 Pd 0.05 O 3 (manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd.) which is a perovskite type metal oxide. A catalyst-supporting film was produced by the same operation as described above.

(実施例4)
ポリテトラフルオロエチレン(ダイキン工業株式会社製、商品名:ポリフロンM−392;[PTFE])15.0質量部と、LaFe0.95PD0.0503(北興化学工業株式会社製)とを、3.0質量部を計量しボールミル(直径2mmジルコニアボール、充填率60%)で20時間混合し、溶媒を用いずに260℃で混練して圧延した後、フィルム化して膜厚10μmの触媒担持フィルムを製造した。
Example 4
15.0 parts by mass of polytetrafluoroethylene (manufactured by Daikin Industries, Ltd., trade name: Polyflon M-392; [PTFE]) and 3.0 masses of LaFe0.95PD0.0503 (made by Hokuko Chemical Industries, Ltd.) The parts were weighed, mixed for 20 hours in a ball mill (diameter 2 mm zirconia balls, filling rate 60%), kneaded and rolled at 260 ° C. without using a solvent, and then formed into a film to produce a catalyst-carrying film having a thickness of 10 μm. .

(比較例1)
実施例1で得られた触媒含有樹脂溶液1をポリエステルフィルム(東レ株式会社製、商品名:ルミラー)に、アプリケ一ターで塗布し、70℃で30分乾燥して、膜厚35μmの触媒担持フィルムを製造した。
(Comparative Example 1)
The catalyst-containing resin solution 1 obtained in Example 1 was applied to a polyester film (trade name: Lumirror, manufactured by Toray Industries, Inc.) with an applicator, dried at 70 ° C. for 30 minutes, and a catalyst support having a film thickness of 35 μm. A film was produced.

(比較例2)
ポリエチレン樹脂(平均分子量15万)15.0質量部とLaFe0.95Pd0.05(北興化学工業株式会社製)を3.6質量部計量し混合し、溶媒を用いずに混練して圧延した後、フィルム化して膜厚35μmの触媒担持フィルムを製造した。
(Comparative Example 2)
15.0 parts by mass of polyethylene resin (average molecular weight 150,000) and 3.6 parts by mass of LaFe 0.95 Pd 0.05 O 3 (made by Hokuko Chemical Co., Ltd.) are weighed and mixed, and kneaded without using a solvent. And then rolled into a film to produce a catalyst-carrying film having a thickness of 35 μm.

(比較例3)
ポリテトラフルオロエチレン(ダイキン工業株式会社製、商品名:ポリフロンM−392;〔PTFE〕)15.0質量部とLaFe0.95Pd0.0503(北興化学工業株式会社製)を3.0質量部計量し混合し、溶媒を用いずに260℃で混練して圧延した後、フィルム化して膜厚35μmの触媒担持フィルムを製造した。
(Comparative Example 3)
15.0 parts by mass of polytetrafluoroethylene (manufactured by Daikin Industries, Ltd., trade name: Polyflon M-392; [PTFE]) and 3.0 masses of LaFe 0.95 Pd 0.0503 (manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd.) Partly weighed and mixed, kneaded and rolled at 260 ° C. without using a solvent, and then formed into a film to produce a catalyst-carrying film having a thickness of 35 μm.

(試験例)
次に、実施例及び比較例で製造した触媒担持フィルムについて、反応変換率、触媒粒子の脱離、触媒フィルムの回収性及び回収後のフィルム形状について評価し、その結果を表1にまとめて示した。なお、触媒担持フィルムは、離型フィルムであるポリエステルフィルムから剥がして使用した。また、各評価は以下に示すような条件で実施した。
(Test example)
Next, the catalyst conversion films produced in Examples and Comparative Examples were evaluated for reaction conversion rate, catalyst particle detachment, catalyst film recoverability and film shape after recovery, and the results are shown in Table 1. It was. The catalyst-carrying film was used by being peeled off from the polyester film that is a release film. Moreover, each evaluation was implemented on the conditions as shown below.

[反応変換率]
4−ブロモアニソールの2.24g(0.012モル)、フェニルボロン酸の2.19g(0.018モル)、炭酸カリウムの4.98g(0.036モル)を、100mL容量の丸底フラスコに加え、溶剤として純水及び1−メトキシ−2−プロパノールを各18mL加え、攪拌溶解した。この溶液に、実施例及び比較例で得られた触媒担持フィルムを接触させ(このとき、4−ブロモアニソールに対し、触媒成分が0.005モル%に相当する量を含む触媒担持フィルムを使用)、室温で24時間反応させた。
[Reaction conversion rate]
2.24 g (0.012 mol) of 4-bromoanisole, 2.19 g (0.018 mol) of phenylboronic acid and 4.98 g (0.036 mol) of potassium carbonate were added to a 100 mL round bottom flask. In addition, 18 mL each of pure water and 1-methoxy-2-propanol were added as solvents and dissolved by stirring. The catalyst-carrying film obtained in Examples and Comparative Examples is brought into contact with this solution (at this time, a catalyst-carrying film containing an amount corresponding to 0.005 mol% of the catalyst component with respect to 4-bromoanisole is used). And allowed to react at room temperature for 24 hours.

反応終了後、反応液にトルエン及び純水を20mLずつ加えて、生成物を溶解した後、吸引ろ過により不溶解物を除去した後、分液ロートに移し、下層の水層を分液し、上層のトルエン層を、ガスクロマトグラフィーにより分析し、反応変換率を求めた。
反応変換率(%)=4−メトキシビフェニル(反応生成物)/4−ブロモアニソール+4−メトキシビフェニル(反応生成物)(予め4−メトキシビフェニルと4−ブロモアニソールのトルエン溶液を個別に測定して相対感度を求め補正した。)
After completion of the reaction, 20 mL each of toluene and pure water was added to the reaction solution to dissolve the product, and then the insoluble material was removed by suction filtration, then transferred to a separatory funnel, and the lower aqueous layer was separated. The upper toluene layer was analyzed by gas chromatography to determine the reaction conversion rate.
Reaction conversion rate (%) = 4-methoxybiphenyl (reaction product) / 4-bromoanisole + 4-methoxybiphenyl (reaction product) (previously measured in toluene solution of 4-methoxybiphenyl and 4-bromoanisole separately) Relative sensitivity was obtained and corrected.)

[触媒粒子の脱離]
反応変換率評価後の触媒担持フィルム表面を電子顕微鏡により観察し、触媒粒子の脱落の有無により評価した。
○:変化なし、△:若干の変化が見られる、×:明らかな触媒活性を有する成分の脱落がみられる。
[Desorption of catalyst particles]
The surface of the catalyst-carrying film after the reaction conversion rate was evaluated was observed with an electron microscope and evaluated based on the presence or absence of catalyst particles.
○: No change, Δ: Slight change is observed, ×: Omission of components having clear catalytic activity is observed.

[触媒の回収性]
反応変換率評価後のサンプルをろ過にて回収し、触媒担体の質量を算出して評価した。
○:95%超、△:95%〜85%、×:85%未満
[Recoverability of catalyst]
The sample after the reaction conversion rate evaluation was collected by filtration, and the mass of the catalyst support was calculated and evaluated.
○: over 95%, Δ: 95% to 85%, x: less than 85%

[フィルム形状]
触媒回収性評価において、回収したサンプルのフィルム形状を目視にて評価した。試験前後において変化のないものはフラットとし、その他異常のあったものは、その内容を記載(割れ発生又は溶解変形)した。
[Film shape]
In the catalyst recovery evaluation, the film shape of the collected sample was visually evaluated. Those that did not change before and after the test were flat, and other abnormalities were described (cracking or dissolution deformation).

[取扱性]
反応器への投入、反応器中での動作状態、反応後の分離、回収、洗浄について評価した。
○:問題なし、×:ねじれ、などの発生よる取扱性悪い
[Handling]
The reactor was evaluated for charging into the reactor, operating conditions in the reactor, separation, recovery, and washing after the reaction.
○: No problem, ×: Poor handling due to occurrence of twisting, etc.

[引き裂き強度]
JIS K 7128・1に準じて、トラウザー引き裂き法による引き裂き強度(N)を測定した。
[Tear strength]
The tear strength (N) by the trouser tear method was measured according to JIS K 7128/1.

Figure 2011000554
Figure 2011000554

以上、表1に示す結果から明らかなように、本発明の繊維基材を支持体とした触媒担持シートは取扱性に優れ、反応変換率が高く反応に寄与できる触媒の比率が高いことが分かる。すなわち、触媒層厚さの均一性や触媒活性成分の分布の均一性が優れることが分かる。また、触媒の離脱も少なく、触媒の回収性も優れ、さらにシートの強度も優れることが分かる。   As can be seen from the results shown in Table 1, the catalyst-carrying sheet using the fiber base material of the present invention as a support is excellent in handleability and has a high reaction conversion rate and a high ratio of catalyst that can contribute to the reaction. . That is, it can be seen that the uniformity of the catalyst layer thickness and the uniformity of the distribution of the catalyst active component are excellent. Further, it can be seen that there is little separation of the catalyst, the catalyst recoverability is excellent, and the sheet strength is also excellent.

以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。   While the present invention has been described in detail based on the above specific examples, the present invention is not limited to the above specific examples, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention.

Claims (9)

触媒活性を有する粒子を担持する極性有機溶媒に可溶なフッ素樹脂と、
前記フッ素樹脂を支持する繊維基材と、
を具えることを特徴とする、触媒担持シート。
A fluororesin soluble in a polar organic solvent carrying particles having catalytic activity;
A fiber base material supporting the fluororesin;
A catalyst-supporting sheet comprising:
前記フッ素樹脂は、ポリフッ化ビニリデンであることを特徴とする、請求項1に記載の触媒担持シート。   The catalyst-carrying sheet according to claim 1, wherein the fluororesin is polyvinylidene fluoride. 前記フッ素樹脂は、前記繊維基材中に含浸させてなることを特徴とする、請求項1又は2に記載の触媒担持シート。   The catalyst carrying sheet according to claim 1, wherein the fluororesin is impregnated in the fiber base material. 前記フッ素樹脂はフィルム状を成し、前記繊維基材の少なくとも一方の主面に被着させてなることを特徴とする、請求項1又は2に記載の触媒担持シート。   The catalyst-carrying sheet according to claim 1 or 2, wherein the fluororesin forms a film and is adhered to at least one main surface of the fiber base material. 前記触媒担持シートは、渦巻き状に巻回してなることを特徴とする、請求項3又は4に記載の触媒担持シート。   The catalyst carrying sheet according to claim 3 or 4, wherein the catalyst carrying sheet is wound in a spiral shape. 極性有機溶媒中にフッ素樹脂を溶融させるとともに、触媒活性を有する粒子を混合分散させて、触媒含有樹脂溶液を調整する工程と、
前記触媒含有樹脂溶液を繊維基材上に塗布して含浸、乾燥させる工程と、
を具えることを特徴とする、触媒担持シートの製造方法。
A step of melting a fluororesin in a polar organic solvent and mixing and dispersing particles having catalytic activity to prepare a catalyst-containing resin solution;
Applying and impregnating the catalyst-containing resin solution on a fiber base material, and drying;
A method for producing a catalyst-carrying sheet, comprising:
極性有機溶媒中にフッ素樹脂を溶融させるとともに、触媒活性を有する粒子を混合分散させて、触媒含有樹脂溶液を調整する工程と、
前記触媒含有樹脂溶液をフィルム状とし、触媒含有樹脂フィルムを形成する工程と、
前記触媒含有樹脂フィルムを繊維基材の少なくとも一方の主面上に被着させる工程と、
を具えることを特徴とする、触媒担持シートの製造方法。
A step of melting a fluororesin in a polar organic solvent and mixing and dispersing particles having catalytic activity to prepare a catalyst-containing resin solution;
Forming the catalyst-containing resin solution into a film and forming a catalyst-containing resin film;
Depositing the catalyst-containing resin film on at least one main surface of the fiber substrate;
A method for producing a catalyst-carrying sheet, comprising:
前記触媒含有樹脂溶液を離型フィルム上に塗布した後、乾燥させて溶媒を除去し、前記離型フィルム上に前記触媒含有樹脂フィルムを形成することを特徴とする、請求項7に記載の触媒担持シートの製造方法。   The catalyst according to claim 7, wherein the catalyst-containing resin solution is applied on a release film, and then dried to remove the solvent, thereby forming the catalyst-containing resin film on the release film. A method for producing a carrier sheet. 前記触媒含有樹脂フィルムの前記繊維基材への被着は、熱圧着によって実施することを特徴とする、請求項7又は8に記載の触媒担持シートの製造方法。   The method for producing a catalyst-carrying sheet according to claim 7 or 8, wherein the catalyst-containing resin film is adhered to the fiber base material by thermocompression bonding.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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