JPH11151436A - Production of metallic colloid for catalyst and metallic colloid for catalyst produced by this production method - Google Patents
Production of metallic colloid for catalyst and metallic colloid for catalyst produced by this production methodInfo
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- JPH11151436A JPH11151436A JP9333737A JP33373797A JPH11151436A JP H11151436 A JPH11151436 A JP H11151436A JP 9333737 A JP9333737 A JP 9333737A JP 33373797 A JP33373797 A JP 33373797A JP H11151436 A JPH11151436 A JP H11151436A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、触媒の製造に使用
する金属コロイドの製造方法およびその製造方法で得ら
れた触媒用金属コロイドに関する。[0001] The present invention relates to a method for producing a metal colloid used for producing a catalyst and a metal colloid for a catalyst obtained by the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、触媒として機能する金属コロ
イドは、化学反応触媒として直接使用することもできる
が、金属ハニカムまたはセラミックハニカムへの触媒担
持にも使用されてきた。特に担持触媒で、この金属コロ
イドを用いると、金属ハニカムであろうがセラミックハ
ニカムであろうが、その形状に左右されること無く複雑
な形状への触媒担持を可能とし、しかも簡単な設備と工
程で実施が可能なものであるため広く利用されてきた。2. Description of the Related Art Conventionally, metal colloids that function as catalysts can be used directly as chemical reaction catalysts, but have also been used for supporting catalysts on metal honeycombs or ceramic honeycombs. In particular, when this metal colloid is used as a supported catalyst, the catalyst can be supported in a complicated shape regardless of its shape, whether it is a metal honeycomb or a ceramic honeycomb. It has been widely used because it can be implemented in
【0003】本発明者らは従来より、塩化白金酸や塩化
ロジウム等に代表されるハロゲン元素を含む金属塩また
は金属錯体、K−30タイプのポリビニルピロリドン
(PVP)、アルコールおよび水を使用して金属コロイ
ドを生成してきた。この金属コロイドとして、一般的に
知られているのは、塩化白金酸(IV)と塩化ロジウム
を一定量の水に溶解した溶液と、分子量40000のK
−30タイプのポリビニルピロリドンを塩化白金酸(I
V)と塩化ロジウムを溶解した水と同量のエチルアルコ
ールに溶解した溶液(体積比:エチルアルコール/水=
1)を混合し、窒素気流下で一定時間還流することによ
り、Pt−Rhのバイメタルコロイドとして製造するも
のである。これに関しては、 J.Macromol.Sci.-Cem., A
13(6),727(1979), J.Phys.Cem.,95(19),7448(1991), J.
Phys.Cem.,98(10),2653(1994) 等に詳細に開示されてい
る。The present inventors have conventionally used a metal salt or metal complex containing a halogen element represented by chloroplatinic acid or rhodium chloride, K-30 type polyvinylpyrrolidone (PVP), alcohol and water. Has produced metal colloids. Commonly known metal colloids include a solution in which chloroplatinic acid (IV) and rhodium chloride are dissolved in a certain amount of water, and K having a molecular weight of 40,000.
-30 type polyvinylpyrrolidone is converted to chloroplatinic acid (I
V) and a solution of rhodium chloride in water in the same amount of ethyl alcohol (volume ratio: ethyl alcohol / water =
1) is mixed and refluxed under a nitrogen stream for a certain period of time to produce a Pt-Rh bimetallic colloid. In this regard, J. Macromol. Sci.-Cem., A
13 (6), 727 (1979), J.Phys.Cem., 95 (19), 7448 (1991), J.
Phys. Cem., 98 (10), 2653 (1994) and the like.
【0004】しかし、この従来の製造法で得られた触媒
用金属コロイドを、金属ハニカムまたはセラミックハニ
カムへの触媒担持に使用する場合、いくつかの改良を望
まれる点があった。その一つは、従来の製造法で得られ
た触媒用金属コロイドが、塩素というハロゲン元素を含
んでいる点である。触媒用金属コロイドがハロゲン元素
を含むと、担体に担持して触媒装置で使用すると、触媒
層のハロゲン元素が触媒装置の構造材の腐食を引き起こ
す原因となる。この腐食防止を目的として、触媒装置の
構造材表面に結晶化ガラス層等を形成して対応するなど
している。ところが、結晶化ガラスの如き脆い材料は、
自動車の排気ガス用触媒装置への応用は困難である。外
的に負荷される振動及び衝撃により、剥離して脱落する
ことになるからである。[0004] However, when the metal colloid for catalyst obtained by the conventional production method is used for supporting a catalyst on a metal honeycomb or a ceramic honeycomb, some improvements are desired. One is that the metal colloid for catalyst obtained by the conventional production method contains a halogen element called chlorine. When the metal colloid for a catalyst contains a halogen element, when the metal colloid is supported on a carrier and used in a catalyst device, the halogen element in the catalyst layer causes corrosion of a structural material of the catalyst device. For the purpose of preventing such corrosion, a crystallized glass layer or the like is formed on the surface of the structural material of the catalyst device to cope with the problem. However, brittle materials, such as crystallized glass,
It is difficult to apply it to a catalyst device for automobile exhaust gas. The reason for this is that it is separated and falls off due to vibration and impact applied externally.
【0005】更に、従来の製造法で得られた触媒用金属
コロイドの触媒金属濃度が低く、触媒金属濃度を上げよ
うとするとブラックを生成し沈殿を生じるため、触媒金
属濃度を高くすることができなかった。そのため、1回
の含浸または塗布等により、必要触媒量を担持すること
ができず、複数回の含浸または塗布等が行われ、製造工
程を長くし、製造コストを上昇させる原因となってい
た。[0005] Furthermore, the concentration of the catalytic metal in the catalytic metal colloid obtained by the conventional production method is low, and if the concentration of the catalytic metal is to be increased, black is formed and precipitation occurs, so that the catalytic metal concentration can be increased. Did not. Therefore, the necessary amount of catalyst cannot be supported by one impregnation or application, and the impregnation or application is performed a plurality of times, which causes the manufacturing process to be lengthened and the manufacturing cost to increase.
【0006】加えて、従来の製造法で得られた触媒用金
属コロイドの必要触媒量を、金属ハニカムまたはセラミ
ックハニカムへ担持した場合でも、その担持した触媒量
から計算上得られる触媒能力が得られないという現象を
も生じており、これらの従来の触媒用金属コロイドの持
つ欠点を解消し、より優れた触媒能力を得るための技術
が望まれていた。In addition, even when the required amount of the metal colloid for a catalyst obtained by the conventional production method is supported on a metal honeycomb or a ceramic honeycomb, the catalytic ability calculated from the amount of the supported catalyst can be obtained. There is also a phenomenon that the catalyst colloid does not exist, and there has been a demand for a technique for solving the drawbacks of these conventional metal colloids for a catalyst and obtaining more excellent catalytic ability.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は上述
した従来の触媒用金属コロイドの持つ弱点を克服し、特
に、金属ハニカムまたはセラミックハニカム等の担体に
担持する用途に適した触媒用金属コロイドの製造方法お
よびその製造方法により得られた触媒用金属コロイドの
提供を目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention overcomes the above-mentioned disadvantages of the conventional metal colloids for catalysts, and in particular, the metal colloids for catalysts suitable for use on a carrier such as a metal honeycomb or a ceramic honeycomb. And a metal colloid for a catalyst obtained by the method.
【0008】この目的を達成するためには、従来の触媒
用金属コロイドのもつ問題点を明らかにする必要があ
り、本発明者らは鋭意研究を行ってきた。その結果、以
下の点を解決すべきであると結論付けた。In order to achieve this object, it is necessary to clarify the problems of conventional metal colloids for catalysts, and the present inventors have conducted intensive studies. As a result, he concluded that the following points should be resolved.
【0009】ハロゲン元素による腐食の問題について
は、ハロゲン元素を含まない原料を使用し、触媒用金属
コロイドをつくる必要があることは当然の前提となる。
ところが、従来の製法をハロゲン元素を含まない原料に
応用しても、沈殿やブラックを非常に生成しやすく触媒
金属コロイド自体の製造ができなかったり、たとえ濃度
を上げることができても触媒金属粒子径を微細にするこ
とができなかった。Regarding the problem of corrosion due to halogen elements, it is a natural premise that it is necessary to use a raw material containing no halogen element and to prepare a metal colloid for a catalyst.
However, even if the conventional manufacturing method is applied to raw materials that do not contain halogen elements, precipitation and black are very likely to occur, making it impossible to produce catalytic metal colloids themselves. The diameter could not be reduced.
【0010】次には、触媒用金属コロイドを、金属ハニ
カムまたはセラミックハニカムへの触媒担持に使用する
場合に複数回の含浸または塗布等を不必要とするには、
触媒用金属をより高濃度に含んだ触媒用金属コロイドが
必要となる。Next, when the metal colloid for a catalyst is used for carrying a catalyst on a metal honeycomb or a ceramic honeycomb, it is necessary to perform impregnation or application several times.
A metal colloid for catalyst containing a higher concentration of metal for catalyst is required.
【0011】更に、従来の触媒用金属コロイド溶液で
は、必要触媒量を金属ハニカムまたはセラミックハニカ
ムへ担持した場合でも、その担持した触媒量から目的レ
ベルの触媒能力が得られないという現象は、触媒用金属
コロイド中に分布する触媒金属の粒子同士が必要以上に
凝集し大きなクラスター(以下、「凝集体」と称する)
が発生するため、微細な触媒金属粒子として、均一に分
散した場合に比べ、接触反応界面面積が小さくなってい
るためと考えられる。従って、コロイド溶液中の触媒金
属粒子を微細かつ均一に分散させ接触反応界面面積を上
げる必要があることになる。Further, in a conventional metal colloid solution for a catalyst, even when a required amount of a catalyst is supported on a metal honeycomb or a ceramic honeycomb, the phenomenon that a desired level of catalytic performance cannot be obtained from the amount of the supported catalyst is caused by a problem with the catalyst. Large clusters (hereinafter referred to as "aggregates") in which the particles of the catalyst metal distributed in the metal colloid aggregate more than necessary.
This is considered to be due to the fact that the contact reaction interface area is smaller than in the case where the catalyst metal particles are uniformly dispersed as fine catalyst metal particles. Therefore, it is necessary to finely and uniformly disperse the catalytic metal particles in the colloid solution to increase the contact reaction interface area.
【0012】[0012]
【課題を達成するための手段】発明者らの研究の結果、
従来の触媒用金属コロイドの持つ欠点は、その製造過程
で使用する溶液構成により、触媒金属の錯体の溶解度が
低く、また触媒金属の還元速度が早いことに起因してい
ることが判明した。これに対し発明者らは、出発原料で
あるハロゲン元素を含まない原料から適正な選択を行
い、コロイド溶液の配合比率を目的とする触媒用金属コ
ロイドに応じて変化させることで、触媒金属濃度が高く
しかも微細かつ均一に分散させることが可能となること
を見いだした。以下、触媒用金属コロイドの製造過程を
順に説明しつつ、本発明を明らかにする。[Means for Achieving the Object] As a result of the inventors' research,
It has been found that the disadvantages of the conventional metal colloids for catalysts are caused by the low solubility of the catalyst metal complex and the high reduction rate of the catalyst metal depending on the composition of the solution used in the production process. On the other hand, the present inventors made an appropriate selection from starting materials that do not contain a halogen element, and changed the mixing ratio of the colloid solution according to the target metal colloid for the catalyst, so that the catalyst metal concentration was reduced. It has been found that high and fine and uniform dispersion is possible. Hereinafter, the present invention will be clarified while sequentially explaining the production process of the metal colloid for a catalyst.
【0013】これらの課題を達成するため、請求項1記
載の発明は、ハロゲン元素を含まない金属塩および/ま
たはハロゲン元素を含まない金属錯体とポリビニルピロ
リドンとが一定量の水に溶解するようにし、その溶解水
量の体積の2/3〜1/4量のエチルアルコールを加
え、これを還流して得られるハロゲン元素を含まない触
媒用金属コロイドの製造方法である。原料として、ハロ
ゲン元素を含まない金属塩および/またはハロゲン元素
を含まない金属錯体を使用することが、ハロゲン元素を
含まない触媒用金属コロイドを製造するための必須の要
件である。このハロゲン元素を含まない金属塩とハロゲ
ン元素を含まない金属錯体には、以下のものが該当す
る。[0013] In order to achieve these objects, the invention according to claim 1 is intended to dissolve a halogen-free metal salt and / or a metal complex containing no halogen element and polyvinylpyrrolidone in a certain amount of water. And 2/3 to 1/4 of the volume of dissolved water in ethyl alcohol, and refluxing the resulting mixture to obtain a halogen-free metal colloid for a catalyst. The use of a metal salt containing no halogen element and / or a metal complex containing no halogen element as a raw material is an essential requirement for producing a metal colloid for a catalyst containing no halogen element. The metal salt containing no halogen element and the metal complex containing no halogen element include the following.
【0014】白金コロイドを生成するためにはジニトロ
ジアンミン白金(II)、ジニトロジアンミン白金(I
I)硝酸溶液、シス−ジアンミンジアクア白金(II)
硝酸塩、トランス−ジアンミンジアクア白金(II)硝
酸塩、テトラニトロ白金(II)酸、テトラ(チオシア
ナト)白金(II)酸、ビス(オキサラト)白金(I
I)酸、シス−ジニトロジアクア白金(II)、テトラ
アンミン白金(II)水酸化塩、ヘキサアンミン白金
(IV)水酸化塩等を用いることが可能である。In order to produce platinum colloid, dinitrodiammine platinum (II), dinitrodiammine platinum (I
I) nitric acid solution, cis-diamminediaquaplatinum (II)
Nitrate, trans-diamminediaquaplatinum (II) nitrate, tetranitroplatinic (II) acid, tetra (thiocyanato) platinum (II) acid, bis (oxalato) platinum (I
I) Acid, cis-dinitrodiaquaplatinum (II), tetraammineplatinum (II) hydroxide, hexaammineplatinum (IV) hydroxide and the like can be used.
【0015】ロジウムコロイドを生成するためには硝酸
ロジウム(III)、硫酸ロジウム(III)、酢酸ロ
ジウム(III)、酢酸ロジウム(II)、ペンタアン
ミンアクアロジウム(III)硝酸塩、ペンタアンミン
ニトロロジウム(III)、トリアンミントリアクアロ
ジウム(III)硝酸塩、ヘキサアンミンアクアロジウ
ム(III)硝酸塩等を用いることが可能である。In order to form a rhodium colloid, rhodium (III) nitrate, rhodium (III) sulfate, rhodium (III) acetate, rhodium (II) acetate, pentaammine aquarhodium (III) nitrate, pentaammine nitrorhodium (III) ), Triammine triaqua rhodium (III) nitrate, hexaammine aqua rhodium (III) nitrate and the like can be used.
【0016】イリジウムコロイドを生成するためにはヘ
キサニトロイリジウム(III)酸、トリス(オキサラ
ト)イリジウム(III)酸、ペンタアンミンアクアイ
リジウム(III)硝酸塩、ニトロペンタアンミンイリ
ジウム(III)亜硝酸塩、ヘキサアンミンイリジウム
(III)硝酸塩等を用いることが可能である。In order to produce an iridium colloid, hexanitroiridium (III) acid, tris (oxalato) iridium (III) acid, pentaammineaquairidium (III) nitrate, nitropentaammineiridium (III) nitrite, hexaammine It is possible to use iridium (III) nitrate or the like.
【0017】パラジウムコロイドを生成するためにはテ
トラニトロパラジウム(II)酸、硝酸パラジウム(I
I)、硫酸パラジウム(II)、テトラアンミンパラジ
ウム(II)硝酸塩、テトラアンミンパラジウム(I
I)硫酸塩、トランス−ジアクアジアンミンパラジウム
(II)硝酸塩、ジニトロジアンミンパラジウム(I
I)、ビス(エチレンジアミン)パラジウム(II)硝
酸塩、ジアクア(エチレンジアミン)パラジウム(I
I)硝酸塩等を用いることが可能である。To form a palladium colloid, tetranitropalladium (II) acid, palladium nitrate (I
I), palladium (II) sulfate, tetraamminepalladium (II) nitrate, tetraamminepalladium (I
I) sulfate, trans-diacianaminepalladium (II) nitrate, dinitrodiamminepalladium (I
I), bis (ethylenediamine) palladium (II) nitrate, diaqua (ethylenediamine) palladium (I
I) It is possible to use nitrates and the like.
【0018】レニウムコロイドを生成するためには過レ
ニウム酸、過レニウム酸アンモニウム、ジオキソビス
(エチレンジアミン)レニウム(V)硝酸塩等を用いる
ことが可能である。In order to form a rhenium colloid, it is possible to use perrhenic acid, ammonium perrhenate, dioxobis (ethylenediamine) rhenium (V) nitrate, or the like.
【0019】金コロイドを生成するためにはジスルフィ
ト金(I)酸アンモニウム、テトラアンミン金(II
I)硝酸塩、テトラニトラト金(III)アンモニウム
塩、ジアクア(1.10−フェナントロリン)金(II
I)硝酸塩等を用いることが可能である。In order to form gold colloid, ammonium disulfiteaurate (I), tetraammineaurate (II)
I) nitrate, tetranitrato gold (III) ammonium salt, diaqua (1.10-phenanthroline) gold (II)
I) It is possible to use nitrates and the like.
【0020】ルテニウムコロイドを生成するためにはト
リニトラトニトロシルジアクアルテニウム、酢酸ルテニ
ウム、ヘキサアンミンルテニウム(III)硝酸塩、ヘ
キサアンミンルテニウム(II)硝酸塩、ペンタアンミ
ンアクアルテニウム(III)硝酸塩、ニトロシルペン
タアンミンルテニウム硝酸塩、ヒドロキソニトロシルテ
トラアンミンルテニウム(III)硝酸塩、ヒドロキソ
ニトロシルテトラアンミンルテニウム(II)硝酸塩等
を用いることが可能である。To produce a ruthenium colloid, trinitrate nitrosyldiaquaruthenium, ruthenium acetate, hexaammineruthenium (III) nitrate, hexaammineruthenium (II) nitrate, pentaammineaquaruthenium (III) nitrate, nitrosylpentaammineruthenium Nitrate, hydroxonitrosyltetraammineruthenium (III) nitrate, hydroxonitrosyltetraammineruthenium (II) nitrate and the like can be used.
【0021】その他、バイメタルコロイドやトリメタル
コロイド等の複合触媒金属コロイドを生成する場合に
は、上述の金属塩および/または金属錯体の2種以上を
組み合わせて用いられる。In addition, when producing a composite catalyst metal colloid such as a bimetallic colloid or a trimetallic colloid, two or more of the above-mentioned metal salts and / or metal complexes are used in combination.
【0022】ここで使用するポリビニルピロリドン(以
下、「PVP」と称する場合があり)は、触媒金属粒子
を一定の大きさに凝集させる凝集剤であると共に、コロ
イド中に均一に分散させる分散剤としての役割を果たす
ものである。ここで、ポリビニルピロリドンの果たす役
割が、図1と図2として示した透過電子顕微鏡(TE
M)での観察写真を比較することで明らかになる。The polyvinylpyrrolidone (hereinafter sometimes referred to as “PVP”) used here is an aggregating agent for aggregating the catalytic metal particles to a certain size, and also as a dispersing agent for uniformly dispersing in the colloid. It plays the role of. Here, the role played by polyvinylpyrrolidone depends on the transmission electron microscope (TE) shown in FIG. 1 and FIG.
It becomes clear by comparing the observation photographs in M).
【0023】図1は、従来法によりポリビニルピロリド
ンを添加すること無く製造した触媒用金属コロイドであ
り、触媒金属粒子が大きく凝集しており、細かな触媒金
属粒子が分散していないことが分かる。図2は、ポリビ
ニルピロリドンを添加して製造した触媒用金属コロイド
であり、その粒子径は約8〜20nmであり、図1の触
媒用金属コロイドより細かな触媒金属粒子として、均一
に分散している。但し、このポリビニルピロリドンを用
いるのみでは、本発明の目的とする1〜15nmの均一
な径を持ち、更に微細な触媒金属粒子の形成はできず、
大きなクラスターも発生している。このことから、ポリ
ビニルピロリドンの添加だけでは本発明の目的を達成す
ることができないことが分かる。FIG. 1 shows a metal colloid for a catalyst manufactured by the conventional method without adding polyvinylpyrrolidone. It can be seen that the catalyst metal particles are largely agglomerated and fine catalyst metal particles are not dispersed. FIG. 2 shows a metal colloid for catalyst produced by adding polyvinylpyrrolidone. The particle diameter of the metal colloid is about 8 to 20 nm. I have. However, using only this polyvinylpyrrolidone has a uniform diameter of 1 to 15 nm, which is the object of the present invention, and cannot form finer catalytic metal particles.
Large clusters have also occurred. This indicates that the purpose of the present invention cannot be achieved only by adding polyvinylpyrrolidone.
【0024】ポリビニルピロリドンに関し、請求項2に
記載の発明では、請求項1に記載のハロゲン元素を含ま
ない触媒用金属コロイドの製造方法で使用するポリビニ
ルピロリドンとして、従来の製造方法で用いることので
きなかった分子量25000のK−25タイプまたは分
子量220000のK−60タイプを用いるとしてい
る。従来の触媒用金属コロイドの製造には、分子量40
000のK−30タイプのポリビニルピロリドンのみが
使用されてきた。With respect to polyvinylpyrrolidone, the invention according to claim 2 can be used in a conventional production method as polyvinylpyrrolidone used in the method for producing a halogen-free metal colloid for a catalyst according to claim 1. A K-25 type having a molecular weight of 25,000 or a K-60 type having a molecular weight of 220,000 is used. For the production of conventional metal colloids for catalysts, a molecular weight of 40
Only 000 K-30 types of polyvinylpyrrolidone have been used.
【0025】これに対し、本発明ではK−30タイプの
ポリビニルピロリドンのみならず、従来使用されていな
かった分子量25000のK−25タイプおよび分子量
220000のK−60タイプのポリビニルピロリドン
の使用も可能となる。従来の製造方法において、触媒金
属粒子径を最も小さくする効果を発揮するK−30タイ
プを使用しないと、生成される全体的に触媒金属粒子径
を実用に耐える15nm以下とすることができなかっ
た。これに対し、本発明に係る製造方法を用いるとK−
25タイプまたはK−60タイプを使用しても、安定し
て15nm径以下の触媒金属粒子を得ることができるよ
うになるのである。これは、表1に示すポリビニルピロ
リドンのタイプと触媒金属粒子径との関係から明らかに
なる。On the other hand, in the present invention, not only K-30 type polyvinylpyrrolidone but also K-25 type having a molecular weight of 25000 and K-60 type polyvinylpyrrolidone having a molecular weight of 220,000, which have not been conventionally used, can be used. Become. In the conventional manufacturing method, unless the K-30 type which exerts the effect of minimizing the catalyst metal particle diameter is used, the generated catalyst metal particle diameter cannot be reduced to 15 nm or less, which can withstand practical use. . On the other hand, when the manufacturing method according to the present invention is used, K-
Even if 25 type or K-60 type is used, catalyst metal particles having a diameter of 15 nm or less can be stably obtained. This becomes clear from the relationship between the type of polyvinylpyrrolidone and the diameter of the catalyst metal particles shown in Table 1.
【0026】[0026]
【表1】 [Table 1]
【0027】表1より、本発明に係る製造方法を用いる
と従来法に比べ、触媒金属粒子径のばらつき及び粒子径
が小さくなり好ましいことがわかる。また、本発明に係
る製造方法を用いる場合は、K−25、K−30または
K−60のいずれを使用しても15nm径以下の粒子を
製造することが可能であることが分かる。従って、K−
25、K−30またはK−60のいずれかの使用が推奨
される。From Table 1, it can be seen that the use of the production method according to the present invention is preferable because the variation in the particle diameter of the catalyst metal and the particle diameter are small as compared with the conventional method. In addition, when the production method according to the present invention is used, it is understood that particles having a diameter of 15 nm or less can be produced using any of K-25, K-30 and K-60. Therefore, K-
The use of either 25, K-30 or K-60 is recommended.
【0028】しかも、表1での触媒金属粒子径には、従
来法で生成した際に、凝集体(50nmを越える径のも
の)となったものは含んでいない。従って、凝集体を含
めれば、従来法で得られた触媒金属粒子径は更に大きく
ばらついた大きな値となる。これに対し、本発明に係る
製造方法で得られた触媒金属粒子径には、凝集体は発生
せず、均一でばらつきの少ない粒子ができている。Further, the catalyst metal particle diameters in Table 1 do not include those which have been formed into aggregates (having a diameter exceeding 50 nm) when formed by the conventional method. Therefore, if the aggregates are included, the diameter of the catalyst metal particles obtained by the conventional method becomes a large value that varies further. On the other hand, in the catalyst metal particle diameter obtained by the production method according to the present invention, no agglomerates are generated, and particles having a uniform and small variation are formed.
【0029】更に、K−25、K−30またはK−60
のいずれを使用するかで、ポリビニルピロリドン使用量
に差が生じる。例えば、1〜5nm径の白金−ロジウム
バイメタル粒子を得ようとした場合に、ポリビニルピロ
リドンのタイプ別に必要となる使用量は、表2に示すよ
うに異なる。Further, K-25, K-30 or K-60
There is a difference in the amount of polyvinylpyrrolidone used depending on which one is used. For example, when attempting to obtain platinum-rhodium bimetal particles having a diameter of 1 to 5 nm, the amount of polyvinylpyrrolidone required for each type differs as shown in Table 2.
【0030】[0030]
【表2】 [Table 2]
【0031】表2に示すように、目的とする粒子径を得
るためにポリビニルピロリドンの必要量が異なるという
ことは、使用するポリビニルピロリドンのタイプ毎に、
溶液粘度が異なることになる。いずれのタイプのポリビ
ニルピロリドンを使用するかは、工程管理の容易さ等を
考慮して選択使用すればよい。As shown in Table 2, the fact that the required amount of polyvinylpyrrolidone is different in order to obtain the desired particle size means that the type of polyvinylpyrrolidone used differs depending on the type of polyvinylpyrrolidone used.
The solution viscosities will be different. Which type of polyvinylpyrrolidone is used may be selected and used in consideration of the easiness of process control and the like.
【0032】次に、ポリビニルピロリドンの添加量を考
える上で、ポリビニルピロリドン添加量と触媒金属粒子
径の関係を調べ、図3に一例を示した。図3中の上部曲
線は、各々ポリビニルピロリドンの添加量を変化させた
場合に測定された触媒金属粒子径の最大値の推移を示し
ており、これに対応した触媒金属粒子径の最小値の推移
を下部曲線で示している。従って、上部曲線と下部曲線
との間の広がりがポリビニルピロリドン添加量に応じた
触媒金属粒子径のバラツキを示すことになる。Next, in considering the amount of polyvinylpyrrolidone added, the relationship between the amount of polyvinylpyrrolidone added and the particle size of the catalytic metal was examined, and FIG. 3 shows an example. The upper curve in FIG. 3 shows the transition of the maximum value of the catalyst metal particle diameter measured when the amount of added polyvinylpyrrolidone was changed, and the corresponding transition of the minimum value of the catalyst metal particle diameter. Is indicated by the lower curve. Therefore, the spread between the upper curve and the lower curve indicates a variation in the catalyst metal particle diameter according to the amount of polyvinylpyrrolidone added.
【0033】図3に示した結果と、これに経済性を加味
して考えると、ハロゲン元素を含まない金属塩および/
またはハロゲン元素を含まない金属錯体の種類に応じ、
K−30は20〜40wt%とすればよい。これは、2
0wt%あたりから急激に触媒金属粒子径のバラツキが
減少しており、40wt%付近では完全にバラツキが安
定するからである。同様の検証を経て、K−25は40
〜50wt%、K−60は8〜16wt%の範囲での使
用を目安とするのが望ましい。図3から分かるように、
これらの上限値以上のポリビニルピロリドンを添加して
も、触媒金属粒子の微細化には寄与し得ず、下限値以下
では径のばらつきが大きくなるからである。Considering the results shown in FIG. 3 and considering the economics, the metal salt containing no halogen element and / or
Or depending on the type of metal complex containing no halogen element,
K-30 may be set to 20 to 40 wt%. This is 2
This is because the variation in the particle diameter of the catalyst metal sharply decreases from around 0 wt%, and the variation is completely stabilized around 40 wt%. After similar verification, K-25 becomes 40
It is preferable that the use of K-60 is within the range of 8 to 16 wt% and K-60 is within the range of 8 to 16 wt%. As can be seen from FIG.
This is because even if polyvinylpyrrolidone is added at a value higher than these upper limits, it cannot contribute to the reduction in the size of the catalytic metal particles, and when it is lower than the lower limit, the variation in the diameter increases.
【0034】以上で述べたハロゲン元素を含まない金属
塩および/または金属錯体とポリビニルピロリドンとが
一定量の水に溶解するよう予備調整する。この溶解手順
は、ハロゲン元素を含まない金属塩および/または金属
錯体とポリビニルピロリドンとを同時に一定量の水に添
加し溶解させる方法でも、ハロゲン元素を含まない金属
塩および/または金属錯体とポリビニルピロリドンのそ
れぞれを単独で水に溶解した後に双方の溶解液を混合し
結果として一定量の水に溶解したものとする方法でも構
わない。ここでいう一定量の水(以下、「溶解水量」と
称す。)とは、最終的に目標とする濃度を考慮して、適
宜定めるものである。A preliminary adjustment is made so that the above-mentioned metal salt and / or metal complex containing no halogen element and polyvinylpyrrolidone are dissolved in a certain amount of water. In this dissolving procedure, the halogen salt-free metal salt and / or metal complex and polyvinylpyrrolidone are simultaneously added to a certain amount of water to dissolve the metal salt and / or metal complex and the polyvinylpyrrolidone. May be dissolved alone in water, and then both dissolved solutions may be mixed so that the resulting solution is dissolved in a certain amount of water. Here, the certain amount of water (hereinafter referred to as “dissolved water amount”) is appropriately determined in consideration of the final target concentration.
【0035】続いて、エチルアルコールの添加が行われ
るのであるが、このエチルアルコールの添加量は、溶解
水量の体積の2/3〜1/4量であればよく、目的とす
る触媒金属粒子径に応じて調整すればよい。このエチル
アルコールは、溶液中に存在する触媒金属イオンの還元
剤として作用するものである。ここで、表3には(エチ
ルアルコール添加量)/(溶解水量)の値と平均触媒金
属粒子径の関係を示している。Subsequently, the addition of ethyl alcohol is performed. The amount of addition of the ethyl alcohol may be 2/3 to 1/4 of the volume of the amount of dissolved water. It may be adjusted according to. This ethyl alcohol acts as a reducing agent for the catalytic metal ions present in the solution. Here, Table 3 shows the relationship between the value of (ethyl alcohol addition amount) / (dissolved water amount) and the average catalyst metal particle diameter.
【0036】[0036]
【表3】 [Table 3]
【0037】表3によれば、エチルアルコールの量が増
加すれば、触媒金属イオンの還元速度が速くなり、触媒
金属粒子の凝集とブラックの生成が起こりやすくなり、
凝集体が発生しやすく、結果として接触反応界面面積が
小さく触媒機能が劣ることとなる。従って、還元剤であ
るエチルアルコールの量を減少させることにより還元速
度が緩やかになるよう調整し、ポリビニルピロリドンの
凝集および分散効果と併せて、凝集体の形成を防止し、
均一な径を持つ微細な触媒金属粒子を形成し、この微細
な触媒金属粒子を含む触媒用金属コロイドの製造が可能
となるのである。According to Table 3, as the amount of ethyl alcohol increases, the reduction rate of the catalyst metal ion increases, and the aggregation of the catalyst metal particles and the formation of black tend to occur.
Agglomerates are easily generated, and as a result, the contact reaction interface area is small and the catalytic function is inferior. Therefore, by reducing the amount of ethyl alcohol as a reducing agent, the reduction rate is adjusted to be slow, and together with the aggregation and dispersion effects of polyvinylpyrrolidone, to prevent the formation of aggregates,
Fine catalyst metal particles having a uniform diameter are formed, and a metal colloid for catalyst containing the fine catalyst metal particles can be produced.
【0038】このエチルアルコール量は、金属塩もしく
は金属錯体とポリビニルピロリドンの溶解に用いた溶解
水量の2/3〜1/4量が適正な範囲である。これは、
本発明に係る製造方法を用いる上においては、白金コロ
イド、イリジウムコロイド、バイメタルコロイド等の全
てで同じ傾向にある。1/4量以下だと、還元力が不足
し触媒金属粒子の形成が遅すぎ、2/3量を越えると還
元速度が速く、触媒金属粒子の凝集体とブラックの生成
が起こりやすく、必要以上に大きなクラスターが発生し
やすくなるためである。The appropriate amount of the ethyl alcohol is 2/3 to 1/4 of the amount of water used for dissolving the metal salt or metal complex and polyvinylpyrrolidone. this is,
When using the production method according to the present invention, the same tendency is observed in all of colloidal platinum, iridium colloid, and bimetal colloid. If the amount is less than 1/4, the reducing power is insufficient and the formation of catalytic metal particles is too slow. If the amount is more than 2/3, the reduction rate is high, and the formation of aggregates of the catalytic metal particles and black is likely to occur. This is because a large cluster is likely to be generated.
【0039】以上に述べた、条件を考慮して請求項1ま
たは請求項2に記載した製造方法で生成した触媒用金属
コロイドは、従来の触媒用金属コロイドより微細な触媒
金属粒子を高濃度に含んだものであるが、更に高濃度を
必要とする場合も考えられる。係る場合、最終的な濃度
調整として、減圧雰囲気下で、還元反応に用いたエチル
アルコールを揮散させ、濃縮することで更に高濃度の触
媒用金属コロイドとすることも可能である。The metal colloid for catalyst produced by the production method according to claim 1 or 2 in consideration of the conditions described above has a higher concentration of catalyst metal particles finer than the conventional metal colloid for catalyst. Although it is included, a case where a higher concentration is required may be considered. In such a case, as a final concentration adjustment, it is possible to volatilize and concentrate the ethyl alcohol used for the reduction reaction under a reduced-pressure atmosphere to obtain a higher-concentration metal colloid for a catalyst.
【0040】以上のように、ハロゲン元素を含まない金
属塩および/またはハロゲン元素を含まない金属錯体を
もちいて、凝集剤であり分散剤であるポリビニルピロリ
ドンを適正に選択し最適範囲の量を添加し、更に還元剤
であるエチルアルコールと水の存在比率を適正にし触媒
金属イオンの還元速度を制御をすることで、ブラックや
沈殿を生じることなく触媒用金属コロイド中の触媒金属
濃度を上げることが可能となり、更に触媒金属粒子径を
より補足細くすることができ、担持した触媒量と計算上
得られる触媒能力とを一致させることが可能となった。
ハロゲン元素を含むことなく、更に触媒金属粒子をより
細かくするこができ、担持した触媒量と計算上得られる
触媒能力とを一致させることが可能となった。As described above, using a metal salt containing no halogen element and / or a metal complex containing no halogen element, polyvinyl pyrrolidone, which is a flocculant and a dispersant, is appropriately selected and added in an optimum range. In addition, by controlling the reduction rate of catalytic metal ions by adjusting the ratio of the reducing agent ethyl alcohol to water, the concentration of catalytic metal in the catalytic metal colloid can be increased without black or sedimentation. This has made it possible to further reduce the catalyst metal particle diameter, thereby making it possible to match the amount of supported catalyst with the calculated catalytic performance.
The catalyst metal particles can be made finer without containing a halogen element, and the amount of the supported catalyst can be made to coincide with the calculated catalytic performance.
【0041】請求項3に記載の発明は、含有する触媒金
属粒子の径が1〜15nmであり、かつ触媒金属濃度が
0.1〜5wt%である請求項1または請求項2に記載
の製造方法により得られるハロゲン元素を含まない触媒
用金属コロイドである。このように細かな粒子径と高濃
度で触媒金属を含有した触媒用金属コロイドは従来にな
く、しかも請求項1または請求項2に記載の製造方法を
用いることによりハロゲン元素を含まない触媒用金属コ
ロイドであるため、担体に担持した後の触媒層のハロゲ
ン元素が触媒装置の構造材の腐食を引き起こすという問
題が解決不能と不能になった。According to a third aspect of the present invention, there is provided the production method according to the first or second aspect, wherein the diameter of the catalyst metal particles contained is 1 to 15 nm and the concentration of the catalyst metal is 0.1 to 5 wt%. It is a metal colloid for a catalyst not containing a halogen element obtained by the method. There is no conventional metal colloid for a catalyst containing such a fine particle diameter and a high concentration of a catalyst metal, and the catalyst metal containing no halogen element by using the production method according to claim 1 or 2. Since it is a colloid, the problem that the halogen element of the catalyst layer after being supported on the carrier causes corrosion of the structural material of the catalyst device cannot be solved or cannot be solved.
【0042】[0042]
【発明の実施の形態】上述した方法を使用して、種々の
ハロゲン元素を含まない触媒用金属コロイドの生成を行
った。以下で生成した触媒用金属コロイドの粒子径観察
はTEMで行い、濃度については化学的定量分析法によ
り分析している。触媒用金属コロイドのTEM観察用試
料は、乾燥させ試料調整を行うため、同一試料でも濃縮
状態が異なり、TEM観察での粒子分布と濃度が比例関
係とはならないためである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Using the above-described method, various metal halide colloids containing no halogen element were produced. Observation of the particle diameter of the metal colloid for catalyst produced below is performed by TEM, and the concentration is analyzed by chemical quantitative analysis. This is because the TEM observation sample of the metal colloid for the catalyst is dried and sample preparation is performed, so that the same sample has a different concentration state, and the particle distribution and the concentration in the TEM observation do not have a proportional relationship.
【0043】第1実施形態 最初に、1.92gのシス
−ジアンミンジアクア白金(II)硝酸塩と4gのポリ
ビニルピロリドン(K−30)を4.1mlの水に溶解
した。この溶解液に2.5mlのエチルアルコールを加
え、水分の蒸発およびエチルアルコールの揮散を防止す
るため還流冷却器を用いて、5時間の還流をおこなっ
た。この結果、図4のTEM観察写真で示すような触媒
用の白金コロイドが得られた。このときの、白金粒子径
は1.0〜3.0nm、白金コロイド中の白金濃度は
2.7wt%であり沈殿やブラックの発生はなかった。First Embodiment First, 1.92 g of cis-diamminediaquaplatinum (II) nitrate and 4 g of polyvinylpyrrolidone (K-30) were dissolved in 4.1 ml of water. To this solution, 2.5 ml of ethyl alcohol was added, and reflux was performed for 5 hours using a reflux condenser to prevent evaporation of water and volatilization of ethyl alcohol. As a result, a platinum colloid for a catalyst as shown in the TEM observation photograph of FIG. 4 was obtained. At this time, the platinum particle diameter was 1.0 to 3.0 nm, the platinum concentration in the platinum colloid was 2.7 wt%, and no precipitation or black was generated.
【0044】第2実施形態 最初に、0.85gの硝酸
ロジウムと4gのポリビニルピロリドン(K−30)を
5.2mlの水に溶解した。この溶解液に2.5mlの
エチルアルコールを加え、水分の蒸発およびエチルアル
コールの揮散を防止するため還流冷却器を用いて、4時
間の還流をおこなった。この結果、図5のTEM観察写
真で示すような触媒用のロジウムコロイドが得られた。
このときの、ロジウム粒子径は1.0〜1.5nm、ロ
ジウムコロイド中のロジウム濃度は0.6wt%であり
沈殿やブラックの発生はなかった。 Second Embodiment First, 0.85 g of rhodium nitrate and 4 g of polyvinylpyrrolidone (K-30) were dissolved in 5.2 ml of water. 2.5 ml of ethyl alcohol was added to this solution, and reflux was performed for 4 hours using a reflux condenser to prevent evaporation of water and volatilization of ethyl alcohol. As a result, a rhodium colloid for a catalyst as shown in the TEM observation photograph of FIG. 5 was obtained.
At this time, the rhodium particle diameter was 1.0 to 1.5 nm, the rhodium concentration in the rhodium colloid was 0.6 wt%, and no precipitation or black occurred.
【0045】第3実施形態 最初に、0.21gの硝酸
ロジウムおよび1.8gのジニトロジアンミン白金(I
I)硝酸溶液と0.5gのポリビニルピロリドン(K−
30)を97.5mlの水に溶解した。この溶解液に2
5mlのエチルアルコールを加え、水分の蒸発およびエ
チルアルコールの揮散を防止するため還流冷却器を用い
て、5時間の還流をおこなった。この結果、図6のTE
M観察写真で示すような触媒用の白金−ロジウム(白金
とロジウムのモル比は7:3)のバイメタルコロイドが
得られた。このときの、白金−ロジウム粒子径は1.0
〜2.5nm、白金−ロジウムコロイド中のバイメタル
濃度は3.3wt%であり沈殿やブラックの発生はなか
った。 Third Embodiment First, 0.21 g of rhodium nitrate and 1.8 g of dinitrodiammineplatinum (I
I) Nitric acid solution and 0.5 g of polyvinylpyrrolidone (K-
30) was dissolved in 97.5 ml of water. 2
5 ml of ethyl alcohol was added, and the mixture was refluxed for 5 hours using a reflux condenser to prevent evaporation of water and volatilization of ethyl alcohol. As a result, TE in FIG.
A bimetal colloid of platinum-rhodium (a molar ratio of platinum to rhodium was 7: 3) for a catalyst as shown in the M observation photograph was obtained. At this time, the platinum-rhodium particle diameter was 1.0.
2.52.5 nm, the bimetal concentration in the platinum-rhodium colloid was 3.3 wt%, and no precipitation or black generation occurred.
【0046】第4実施形態 最初に、0.85gの硝酸
ロジウムおよび2.1gのシス−ジアンミンジアクア白
金(II)硝酸塩と3.6gのポリビニルピロリドン
(K−60)を3.5mlの水に溶解した。この溶解液
に2.5mlのエチルアルコールを加え、水分の蒸発お
よびエチルアルコールの揮散を防止するため還流冷却器
を用いて、2時間の還流をおこなった。この結果、図7
のTEM観察写真で示すような触媒用の白金−ロジウム
(白金とロジウムのモル比は7:3)のバイメタルコロ
イドが得られた。このときの、白金−ロジウム粒子径は
1.0〜2.5nm、白金−ロジウムコロイド中のバイ
メタル濃度は3.3wt%であり沈殿やブラックの発生
はなかった。 Fourth Embodiment First, 0.85 g of rhodium nitrate and 2.1 g of cis-diamminediaquaplatinum (II) nitrate and 3.6 g of polyvinylpyrrolidone (K-60) are added to 3.5 ml of water. Dissolved. To this solution, 2.5 ml of ethyl alcohol was added, and reflux was performed for 2 hours using a reflux condenser to prevent evaporation of water and volatilization of ethyl alcohol. As a result, FIG.
A bimetallic colloid of platinum-rhodium (a molar ratio of platinum to rhodium was 7: 3) for a catalyst as shown in the TEM observation photograph of No. 7 was obtained. At this time, the platinum-rhodium particle diameter was 1.0 to 2.5 nm, the bimetal concentration in the platinum-rhodium colloid was 3.3 wt%, and no precipitation or black was generated.
【0047】第5実施形態 最初に、0.18gのペン
タアンミンアクアイリジウム(III)硝酸塩および
1.5gのシス−ジアンミンジアクア白金(II)硝酸
塩を7.4mlの水に溶解し、別個に3.3gのポリビ
ニルピロリドン(K−30)を4.0mlの水に溶解
し、この2つの溶解液を混合した。この混合溶解液に
4.1mlのエチルアルコールを加え、水分の蒸発およ
びエチルアルコールの揮散を防止するため還流冷却器を
用いて、2時間の還流をおこなった。この結果、図8の
TEM観察写真で示すような触媒用の白金−イリジウム
のバイメタルコロイド(白金とイリジウムのモル比は
7:3)が得られた。このときの、白金−イリジウム粒
子径は3.0〜5.0nm、白金−イリジウムコロイド
中のバイメタル濃度は3.3wt%であり沈殿やブラッ
クの発生はなかった。 Fifth Embodiment First, 0.18 g of pentaammineaquairidium (III) nitrate and 1.5 g of cis-diamminediaquaplatinum (II) nitrate are dissolved in 7.4 ml of water, and separately dissolved in 3 ml of water. 0.3 g of polyvinylpyrrolidone (K-30) was dissolved in 4.0 ml of water, and the two solutions were mixed. 4.1 ml of ethyl alcohol was added to the mixed solution, and reflux was performed for 2 hours using a reflux condenser to prevent evaporation of water and volatilization of the ethyl alcohol. As a result, a bimetal colloid of platinum-iridium for a catalyst (a molar ratio of platinum to iridium was 7: 3) was obtained as shown in the TEM observation photograph of FIG. At this time, the platinum-iridium particle diameter was 3.0 to 5.0 nm, the bimetal concentration in the platinum-iridium colloid was 3.3 wt%, and no precipitation or black was generated.
【0048】第6実施形態 最初に、0.041gのペ
ンタアンミンアクアイリジウム(III)硝酸塩、0.
27gの硝酸ロジウムおよび0.91gのシス−ジアン
ミンジアクア白金(II)硝酸塩を6.8mlの水に溶
解し、別個に1.0gのポリビニルピロリドン(K−3
0)を1.0mlの水に溶解し、この2つの溶解液を混
合した。この混合溶解液に2.5mlのエチルアルコー
ルを加え、水分の蒸発およびエチルアルコールの揮散を
防止するため還流冷却器を用いて、5時間の還流をおこ
なった。この結果、図9のTEM観察写真で示すような
触媒用の白金−ロジウム−イリジウム(白金とロジウム
とイリジウムのモル比は7:2:1)のトリメタルコロ
イドが得られた。このときの、白金−ロジウム−イリジ
ウム粒子径は3.0〜5.0nm、白金−ロジウム−イ
リジウムコロイド中のトリメタル濃度は3.3wt%で
あり沈殿やブラックの発生はなかった。 Sixth Embodiment First, 0.041 g of pentaammineaqua iridium (III) nitrate was added.
27 g of rhodium nitrate and 0.91 g of cis-diamminediaquaplatinum (II) nitrate are dissolved in 6.8 ml of water and separately 1.0 g of polyvinylpyrrolidone (K-3
0) was dissolved in 1.0 ml of water, and the two solutions were mixed. 2.5 ml of ethyl alcohol was added to the mixed solution, and reflux was performed for 5 hours using a reflux condenser to prevent evaporation of water and evaporation of the ethyl alcohol. As a result, a trimetal colloid of platinum-rhodium-iridium (a molar ratio of platinum, rhodium and iridium was 7: 2: 1) for a catalyst as shown in the TEM observation photograph of FIG. 9 was obtained. At this time, the platinum-rhodium-iridium particle diameter was 3.0 to 5.0 nm, the trimetal concentration in the platinum-rhodium-iridium colloid was 3.3 wt%, and no precipitation or black was generated.
【0049】[0049]
【比較例】従来知られた白金−ロジウムのバイメタルコ
ロイドを生成した。最初に、0.0026gの塩化ロジ
ウムおよび0.012gの塩化白金酸(IV)を25m
lの水に溶解し、別個に0.151gのポリビニルピロ
リドン(K−30)を25mlのエチルアルコールに溶
解し、この2つの溶解液を混合した。この混合溶解液
を、水分の蒸発およびエチルアルコールの揮散を防止す
るため還流冷却器を用いて、2時間の還流をおこなっ
た。この結果、図10のTEM観察写真で示すような触
媒用の白金−ロジウムのバイメタルコロイド(白金とロ
ジウムのモル比は7:3)が得られた。このときの、白
金−ロジウム粒子径は3.0〜20.0nm、白金−ロ
ジウムコロイド中のバイメタル濃度は0.01wt%で
あった。この結果を、前述した本発明に係る方法で製造
した金属コロイドと比較してみると、明らかにメタル濃
度が低く、白金−ロジウム粒子径がばらつくことが分か
る。Comparative Example A conventionally known bimetallic colloid of platinum-rhodium was produced. First, 0.0026 g of rhodium chloride and 0.012 g of chloroplatinic acid (IV) were added to 25 m
of water, separately dissolved 0.151 g of polyvinylpyrrolidone (K-30) in 25 ml of ethyl alcohol, and the two solutions were mixed. This mixed solution was refluxed for 2 hours using a reflux condenser to prevent evaporation of water and volatilization of ethyl alcohol. As a result, a bimetallic colloid of platinum-rhodium for a catalyst (a molar ratio of platinum to rhodium was 7: 3) was obtained as shown in the TEM observation photograph of FIG. At this time, the platinum-rhodium particle diameter was 3.0 to 20.0 nm, and the bimetal concentration in the platinum-rhodium colloid was 0.01% by weight. When this result is compared with the metal colloid produced by the method according to the present invention described above, it can be seen that the metal concentration is clearly low and the platinum-rhodium particle diameter varies.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上、本発明は、ハロゲン元素を含まな
い1種または2種以上の金属塩もしくは金属錯体をもち
いて、凝集剤であり分散剤であるポリビニルピロリドン
を適正に選択し、更に、還元剤であるエチルアルコール
と水の存在比率を適正にすることで、ブラックや沈殿を
生じることなく触媒用金属コロイド中の触媒金属濃度を
上げることが可能となり、複数回行っていた触媒担持工
程を1回で済ますことができ、しかも触媒金属粒子径が
細かくなったことで、担持した触媒量と計算上得られる
触媒能力とを一致させることが可能となった。また、従
来にないハロゲン元素を含まない触媒用金属コロイドで
あるため、触媒層のハロゲン元素が触媒装置の構造材の
腐食を引き起こすという問題の解決を可能とした。As described above, according to the present invention, one or more metal salts or metal complexes containing no halogen element are used to properly select polyvinylpyrrolidone which is a flocculant and a dispersant. By making the ratio of the reducing agent ethyl alcohol and water appropriate, it is possible to increase the concentration of the catalyst metal in the metal colloid for the catalyst without causing black or sedimentation. Since it can be performed only once, and the catalyst metal particle diameter has been made finer, it has become possible to make the amount of supported catalyst coincide with the calculated catalytic performance. Further, since it is a metal colloid for a catalyst that does not contain a halogen element, which has not been known in the related art, it is possible to solve the problem that the halogen element in the catalyst layer causes corrosion of the structural material of the catalyst device.
【図1】 ポリビニルピロリドンを用いること無く生成
した触媒用金属コロイドの粒子構造のTEM観察写真で
ある。FIG. 1 is a TEM observation photograph of the particle structure of a metal colloid for a catalyst produced without using polyvinylpyrrolidone.
【図2】 ポリビニルピロリドンを用いた触媒用金属コ
ロイドの粒子構造のTEM観察写真である。FIG. 2 is a TEM observation photograph of a particle structure of a metal colloid for a catalyst using polyvinylpyrrolidone.
【図3】 ポリビニルピロリドン添加量と触媒金属粒子
径の関係を示す図である。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the amount of polyvinylpyrrolidone added and the catalyst metal particle diameter.
【図4】 触媒用の白金コロイドの粒子構造のTEM観
察写真である。FIG. 4 is a TEM observation photograph of the particle structure of a platinum colloid for a catalyst.
【図5】 触媒用のロジウムコロイドの粒子構造のTE
M観察写真である。FIG. 5: TE of particle structure of rhodium colloid for catalyst
It is an M observation photograph.
【図6】 触媒用の白金−ロジウムコロイドの粒子構造
のTEM観察写真である。FIG. 6 is a TEM observation photograph of a particle structure of a platinum-rhodium colloid for a catalyst.
【図7】 触媒用の白金−ロジウムコロイドの粒子構造
のTEM観察写真である。FIG. 7 is a TEM observation photograph of the particle structure of a platinum-rhodium colloid for a catalyst.
【図8】 触媒用の白金−イリジウムコロイドの粒子構
造のTEM観察写真である。FIG. 8 is a TEM observation photograph of the particle structure of a platinum-iridium colloid for a catalyst.
【図9】 触媒用の白金−ロジウム−イリジウムコロイ
ドの粒子構造のTEM観察写真である。FIG. 9 is a TEM observation photograph of the particle structure of a platinum-rhodium-iridium colloid for a catalyst.
【図10】従来法で生成した触媒用の白金−ロジウムコ
ロイドの粒子構造のTEM観察写真である。FIG. 10 is a TEM observation photograph of the particle structure of a platinum-rhodium colloid for a catalyst produced by a conventional method.
Claims (3)
またはハロゲン元素を含まない金属錯体とポリビニルピ
ロリドンとが一定量の水に溶解するようにし、その溶解
水量の体積の2/3〜1/4量のエチルアルコールを加
え、これを還流して得られるハロゲン元素を含まない触
媒用金属コロイドの製造方法。1. A metal salt containing no halogen element and / or
Alternatively, a metal complex containing no halogen element and polyvinylpyrrolidone are dissolved in a certain amount of water, and 2/3 to 1/4 of the volume of the dissolved water is added, and the mixture is refluxed. A method for producing a metal colloid for catalyst containing no halogen element.
00のK−25タイプまたは分子量220000のK−
60タイプである請求項1に記載のハロゲン元素を含ま
ない触媒用金属コロイドの製造方法。2. Polyvinylpyrrolidone has a molecular weight of 250.
K-25 type of 00 or K- of molecular weight 220000
The method for producing a metal colloid for catalyst according to claim 1, which is of 60 types.
であり、かつ触媒金属濃度が0.1〜5wt%である請
求項1または請求項2に記載の製造方法により得られる
ハロゲン元素を含まない触媒用金属コロイド。3. The catalyst metal particle diameter contained is 1 to 15 nm.
And a metal colloid for a catalyst which does not contain a halogen element and which is obtained by the production method according to claim 1 or 2, and has a catalyst metal concentration of 0.1 to 5 wt%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9333737A JPH11151436A (en) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | Production of metallic colloid for catalyst and metallic colloid for catalyst produced by this production method |
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---|---|---|---|
JP9333737A JPH11151436A (en) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | Production of metallic colloid for catalyst and metallic colloid for catalyst produced by this production method |
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Cited By (8)
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