[发明专利]表面担载催化剂的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及使催化剂金属担载在载体表面的方法。特别涉及将催化剂成分的担载深度控制在合适范围内的方法。

背景技术

使催化剂成分担载在比表面积大的载体表面而得的担载催化剂也因可通过以高分散度担载催化剂成分来降低催化剂成分的使用量这一经济性方面的原因，在工业上被广泛实际使用。

这样的担载催化剂中对催化反应产生贡献的是载体表面的催化剂成分，载体内部的催化剂成分几乎无法对催化反应产生贡献。因此，如果无法对催化反应产生贡献的载体内部的催化剂成分相对于载体表面的催化剂成分的量达到无法忽略的量，则产生催化剂成分的损失，同时出现单位催化剂成分量的反应效率低下的问题。特别是使用昂贵的贵金属等作为催化剂成分时，由于在载体内部也担载催化剂成分，用于制造具实用性的担载催化剂的成本升高。

因此，为了提高担载催化剂的反应效率，优选仅在载体表面及其附近担载催化剂成分，过去提出了几种制造这样的担载催化剂的方法。

作为所述方法之一，如专利文献1所示，有使钯化合物的丙酮溶液或丙酮-水混合溶液浸含于多孔性载体而使钯金属或钯化合物担载在多孔性载体的表面部的方法。如果采用该方法，则可以将钯催化剂的97％附着在相距载体表面0.2mm以内的区域（专利文献1实施例1）。

此外，如专利文献2所示，有将担载了周期表第1族金属或/和第2族金属的至少一种金属的碱性金属盐成分的载体投入保持在60℃以上100℃以下的温度的含有钯化合物和碲化合物的溶液中进行接触来使钯和碲担载在载体上的方法。如果采用该方法，则可以制造从载体的外表面到相对于中心的半径的20％的深度为止的表层部担载的钯量和碲量分别为钯总担载量的70％以上和碲总担载量的50％以上的苯基酯合成催化剂（专利文献2的权利要求1）。

但是，专利文献1的方法难以完全控制催化剂成分的担载状态，无法防止催化剂成分向载体内部扩散。因此，即使采用上述方法，也会有钯催化剂的3％左右向内部扩散，难以控制催化剂成分的自载体表面的局部存在深度。

此外，对于专利文献2的方法，存在于与载体外表面相距相对于中心的半径的20％的深度的部分的催化剂对催化反应难以有足够的贡献，也希望催化剂担载在更靠近表面处。此外，钯总担载量的30％左右向载体内部扩散，若考虑到制造成本和催化活性，其效果不充分。

针对这样的现有技术，本申请的发明人公开了专利文献3所示的方法。所述方法中，使催化剂金属盐与载体接触之前，使特定的液体化合物浸含于载体并使其扩散到载体内部，然后使该化合物在载体内部固化（专利文献3：权利要求1）。如果采用该方法，则可以防止催化剂成分向载体内部扩散，使催化剂成分仅担载在载体表面及其附近。

本申请的发明人等发明的上述方法在使催化剂成分仅担载在载体的最外层表面这一点上优异。但是，所述方法不仅需要使浸含的化合物在载体内部固化，而且需要在将载体表面的催化剂成分固定化后将固化的化合物从载体内部除去。因此，作为担载催化剂的制法，工序稍复杂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开昭48-53980号公报

专利文献2:日本专利特开2005-185962号公报

专利文献3：日本专利第4361130号说明书

发明的概要

发明所要解决的技术问题

如上所述，催化剂成分在载体上的担载状态影响制造成本和催化活性。另外，鉴于上述现有技术中的问题点，寻求能够控制催化剂成分的担载状态（担载深度和催化剂成分扩散的有无）的方法。本发明的目的是解决上述课题，提供更简便的制造催化活性高的担载催化剂的方法。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述课题，本发明人对催化剂成分的最佳担载状态及其控制方法进行了深入研究。结果，想出了以下的2个改良点。第一，关于催化剂成分的担载深度，过深当然不好，但也不是说简单地担载在表面（载体的最外层表面）即可，优选设定一定程度的深度。这是因为在最外表面担载催化剂成分的催化剂在使用过程中由于催化剂之间的接触而产生摩擦，催化剂成分有可能会损失。另外，作为本发明人规定为优选的担载深度，设定为50μm以上500μm以下，更优选70μm以上300μm以下，重视担载深度的控制。