(57)【要約】【課題】水分雰囲気下で高い撥水性を示す水素燃焼触媒を提供する。【解決手段】水素燃焼触媒は、無機酸化物からなる担体と、前記担体に担持された活性金属とを含み、前記触媒の表面の水酸基の少なくとも一部が、撥水処理によってフッ素含有化合物で置換されている、水素燃焼触媒。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機酸化物からなる担体と、
前記担体に担持された活性金属と
を含み、
前記触媒の表面の水酸基の少なくとも一部が、撥水処理によってフッ素含有化合物で置換されている、水素燃焼触媒。
【請求項２】
前記撥水化処理が、フッ酸によるエッチング処理であり、
前記触媒の表面の水酸基の少なくとも一部が、フルオロ基で置換されている、請求項１に記載の水素燃焼触媒。
【請求項３】
前記撥水化処理が、表面改質剤による表面改質処理であり、
前記触媒の表面の水酸基の少なくとも一部が、少なくとも一つの末端にトリフルオロメチル基を有する有機シランで置換されている、請求項１又は２に記載の水素燃焼触媒。
【請求項４】
前記触媒の表面の水酸基の少なくとも一部が、炭素数１〜９のパーフルオロアルキル基を有する有機シランで置換されている、請求項３に記載の水素燃焼触媒。
【請求項５】
前記触媒の表面の水酸基の少なくとも一部が、炭素数１〜３のパーフルオロアルキル基を有する有機シランで置換されている、請求項４に記載の水素燃焼触媒。
【請求項６】
前記触媒の比表面積が、１４０ｍ2／ｇ未満である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の水素燃焼触媒。
【請求項７】
前記触媒の細孔径分布における平均細孔径が、１ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲であり、前記細孔径分布における細孔ピークが、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の水素燃焼触媒。
【請求項８】
前記触媒が、粉末状又はペレット形状を有し、その平均粒径が、１５０μｍ以下である、請求項７に記載の水素燃焼触媒。
【請求項９】
前記触媒が、ケイ素、ジルコニウム、アルミニウム及びチタンからなる群より選択される無機元素の１以上の酸化物又は複合酸化物の担体に、白金、パラジウム、ルテニウム及びイリジウムからなる群より選択される１以上の金属を担持してなる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の水素燃焼触媒。
【請求項１０】
前記触媒が、放射性物質を運搬する運搬容器内の水素を燃焼するための触媒である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の水素燃焼触媒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素燃焼触媒に関し、特に運搬容器内で水素を燃焼するための水素燃焼触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラント等の放射性物質を扱う環境下では、運搬容器を用いて放射性物質を所定の場所まで運搬する可能性がある。このような場合、放射性物質の崩壊熱に由来して水素が発生するため、運搬容器内に水素を処理する水素燃焼触媒を設置することが必要である。このような水素燃焼触媒には、更なる撥水性の向上が望まれている。
【０００３】
水素燃焼触媒としては、担体に触媒金属が担持されてなる水素燃焼触媒において、撥水化処理剤としてシラン系炭化水素を用いて、担体表面の水酸基の末端に炭素数３以下のアルキル基を少なくとも１つ有する官能基が置換結合されてなる触媒が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１９２９６５号公報
【０００５】
前記文献でも、反応気体中に元から存在していた水、ミスト、水蒸気、触媒自体の水素燃焼により生成した水等が存在する水分雰囲気下で触媒を用いる場合、触媒の撥水性を更に向上させることが要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記事情に照らして、本発明は、水分雰囲気下で高い撥水性を示す水素燃焼触媒を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は、その一態様にて、無機酸化物からなる担体と、前記担体に担持された活性金属とを含み、前記触媒の表面の水酸基の少なくとも一部が、撥水処理によってフッ素含有化合物で置換されている、水素燃焼触媒である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、水分雰囲気下で高い撥水性を示す水素燃焼触媒が提供される。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る水素燃焼触媒の一実施形態について、詳細に説明する。本発明は、以下に説明する実施形態によって限定されない。
【００１０】
本実施形態に係る水素燃焼触媒は、無機酸化物からなる担体と、担体に担持された活性金属とを少なくとも含む。また、触媒の表面は、撥水処理されている。本実施形態に係る水素燃焼触媒は、ガス、蒸気等の反応気体中の水素(Ｈ2)と酸素(Ｏ2)から再結合反応により水(Ｈ2Ｏ)を生成し、反応気体中の水素を燃焼する触媒である。本開示では、水分雰囲気は、反応気体中に元から存在していた水、ミスト、水蒸気、触媒自体の水素燃焼により生成した水等が存在する雰囲気を意図している。
【００１１】
担体は、金属酸化物であり、ケイ素(Ｓｉ)、ジルコニウム(Ｚｒ)、アルミニウム(Ａｌ)、タングステン(Ｗ)及びチタン(Ｔｉ)からなる群より選択される１以上の金属元素の酸化物又は前記群より選択される２以上の金属元素の複合酸化物である。担体としては、シリカ(ＳｉＯ2)、ジルコニア(ＺｒＯ2)、アルミナ(Ａｌ2Ｏ3)、酸化タングステン(ＷＯ3)、チタニア(ＴｉＯ2)等の酸化物、ジルコニア−アルミナ(ＺｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3)等の複合酸化物が挙げられる。これらのうち、担体は、親水部分である水酸基の化学的特性を均一にする観点から、１種の金属元素からなる酸化物が好ましい。担体の量は、例えば、触媒に対して０．１〜３０重量％の範囲とすることができる。
【００１２】
活性金属は、白金(Ｐｔ)、パラジウム(Ｐｄ)、ルテニウム(Ｒｕ)及びイリジウム(Ｉｒ)からなる群より選択される１種以上の金属である。これらのうち、活性金属は、低温下での水素転化能の観点より、白金、パラジウム又はこれらの合金が好ましい。活性金属の量は、例えば、触媒に対して０．１〜３０重量％の範囲とすることができる。
【００１３】
触媒の表面は、撥水処理により、フッ素含有化合物で置換されており、撥水機能を有する。撥水化処理は、触媒の表面に撥水機能を付与できる処理であればよく、例えば、表面改質処理、エッチング処理等が例示できる。例示した処理のうちでは、撥水処理は、撥水性及び実用的の両観点より、表面改質処理が好ましい。本開示において、「フッ素含有化合物」は、フッ素原子、フルオロ基(−Ｆ)若しくはトリフルオロメチル基(−ＣＦ3)を少なくとも有する官能基、又は末端にその官能基を少なくとも有する化合物を意図している。フッ素含有化合物は、例えば、フッ素原子、フッ化水素(ＨＦ)、末端にトリフルオロメチル基を少なくとも有する有機シラン等である。また、本開示において、「置換」は、２つの化合物中の少なくとも１つの原子、置換基又は部分構造が、互いに置き換えることを意図している。
【００１４】
撥水処理がエッチング処理である場合、触媒の表面、特に金属酸化物である担体表面は、フッ酸によりエッチングされている。エッチング処理により、触媒の表面では、担体と結合していた水酸基の少なくとも一部が除去される。エッチング処理した触媒の表面では、除去された水酸基と代替的に、フッ素原子が担体と結合する。これにより、担体表面の水酸基の少なくとも一部は、フルオロ基に置換されることとなる。また、全ての水酸基がフルオロ基に置換されない場合、このような置換が生じない箇所では、親水部分である水酸基が除去され、少なくとも酸素原子(Ｏ)が露出されると推測できる。言い換えれば、担体表面の水酸基の一部は、酸素原子に置換されていると推測できる。本開示において、フッ酸は、フッ化水素を少なくとも含有する水溶液を意図している。
【００１５】
撥水処理が表面改質処理である場合、触媒の表面、特に担体表面は、有機シラン等の表面改質剤により改質されている。表面改質処理により、触媒の表面では、担体と結合していた水酸基の少なくとも一部が、表面改質剤となる化合物によって化学修飾される。これにより、表面改質処理した触媒の表面では、担体表面の水酸基の少なくとも一部が、有機シランと置換結合することとなる。
【００１６】
有機シランは、その少なくとも１つの末端の官能基（以降、「末端官能基」ともいう。）にトリフルオロメチル基を有し、担体の水酸基と置換結合できる構造を有していればよい。このような有機シランは、例えば、その少なくとも１つの末端にパーフルオロアルキル基（以降、「末端パーフルオロアルキル基」のようにもいう。）を有するフルオロアルキルアルコキシシラン等とすることができる。本開示において、アルキルアルコキシシランは、少なくとも１つのアルキル基と少なくとも１つのアルコキシ基とがケイ素原子に直接結合した官能基、それを有する部分構造又は化合物を意図している。また、フルオロアルキルアルコキシシランは、アルキルアルコキシシランのアルキル基が少なくとも１つのパーフルオロアルキル基と置換された官能基、それを有する部分構造又は化合物を意図している。
【００１７】
また、有機シランは、撥水性を有する範囲で任意選択的な炭素数の末端官能基を有することができ、例えば、撥水性と実用性の両観点から、炭素数１〜９のパーフルオロアルキル基を有することができる。また、このような有機シランは、前記パーフルオロアルキル基以外の末端官能基として、炭素数１〜３のアルキル基を有することができる。有機シランは、撥水性の観点からは、炭素数１〜９のパーフルオロアルキル基を有することが好ましく、実用性と撥水性の両観点からは、炭素数１〜３のパーフルオロアルキル基を有することが好ましい。
【００１８】
本実施形態に係る触媒の表面は、異なる撥水処理により撥水処理された表面でもよく、例えば、エッチング処理と表面改質処理の両方で撥水処理された表面でもよい。このような場合、触媒の表面の水酸基の少なくとも一部は、エッチング処理により、フルオロ基で少なくとも置換され、触媒の表面の水酸基の別の一部は、表面改質処理により、末端トリフルオロメチル基を有する有機シランで少なくとも置換結合されることとなる。この場合、有機シランの末端官能基は、撥水性の観点から、トリフルオロメチル基が好ましい。
【００１９】
触媒の比表面積は、上限として、１４０ｍ2／ｇ未満であり、１３５ｍ2／ｇ以下が好ましく、１００ｍ2／ｇ未満が更に好ましい。このような範囲であれば、水分雰囲気下の撥水性を向上でき、高い水素転化率を発揮できる。また、詳しくは後述するが、撥水処理による水の付着抑制効果に加えて、細孔内部への水の吸着を低減することが推測される。触媒の比表面積は、下限として活性成分が担持できる量であればよく、０ｍ2／ｇより大きく、１ｍ2／ｇ以上が好ましい。触媒の比表面積は、例えば、ＢＥＴ法により算出したＢＥＴ比表面積とすることができる。
【００２０】
触媒の平均細孔径は、水分雰囲気下で水素を燃焼できる大きさであればよく、例えば、その細孔径分布において１ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲とすることができ、１０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の範囲が好ましい。また、触媒の細孔径分布における細孔ピークは、例えば、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲とすることができ、５０ｎｍ以上７０ｎｍ以下の範囲が好ましい。このような範囲であれば、水分雰囲気下の撥水性を向上でき、高い水素転化率を発揮できる。触媒の細孔径分布は、例えば、水銀圧入法、ガス吸着法等により測定できる。
【００２１】
触媒の細孔容積は、水分雰囲気下で水素を燃焼できる大きさであればよく、例えば、触媒の細孔容積は、０．１ｃｍ3／ｇ以上１．２ｃｍ3／ｇ以下の範囲とすることができ、０．２ｃｍ3／ｇ以上１．０ｃｍ3／ｇ以下の範囲が好ましい。このような範囲であれば、水分雰囲気下の撥水性を向上でき、高い水素転化率を発揮できる。
【００２２】
触媒の形状は、水素を燃焼できる形状であればよく、例えば、球形状、板状、粉末状、ペレット形状、格子形状(ハニカム形状)、コルゲート形状等が挙げられる。これらのうち、触媒の形状は、運搬容器内に配置する点で、粉末状又はペレット形状が好ましい。また、触媒は、その成型性や強度を向上するために、バインダ、有機可塑剤等を更に含有できる。
【００２３】
触媒が粉末状又はペレット状である場合、触媒の平均粒径は、０．１μｍ以上１５０μｍ以下の範囲とすることができ、０．５μｍ以上１００μｍ以下の範囲が好ましい。このような範囲であれば、水分雰囲気下の撥水性を向上でき、高い水素転化率を発揮できる。
【００２４】
以上の構成を有する水素燃焼触媒は、担体に撥水処理を施し、その後、担体に活性金属を担持することにより製造できる。撥水処理は、担体に対して、２回以上の同一及び／又は異なる処理を行ってもよく、これら処理を続けて行ってもよい。例えば、担体に対して、エッチング処理の後に表面改質処理を施してしてもよく、表面改質処理の後にエッチング処理を施してもよい。
【００２５】
エッチング処理では、担体を、フッ化水素を少なくとも含有するエッチング液に浸漬する。エッチング液の溶媒は、水等である。浸漬の際に、担体表面の金属酸化物と結合していた水酸基の少なくとも一部は、エッチング反応により除去され、フッ素原子が金属酸化物と結合する。浸漬後の担体を、必要に応じて洗浄、乾燥等で処理する。これによって、撥水機能を有する担体を得る。エッチング処理は、担体表面の水酸基の少なくとも一部をフルオロ基で置換できる条件であればよい。例えば、エッチング液のフッ化水素濃度は、０．０１〜３０重量％とすることができ、処理温度は、１０〜４００℃とすることができ、処理時間は、１〜３００分とすることができる。
【００２６】
表面改質処理では、担体を、表面改質剤を少なくとも含有する溶液に浸漬する。溶液の溶媒は、水、エタノール等である。浸漬の際に、担体表面の水酸基の少なくとも一部は、表面改質剤の化合物で化学修飾される。浸漬後の担体を、必要に応じて洗浄、乾燥等で処理する。これによって、撥水機能を有する担体を得る。表面改質処理は、担体表面の水酸基の少なくとも一部を有機シランで置換できる条件であればよい。例えば、溶液中の表面改質剤の濃度は、０．０１〜３０重量％とすることができ、処理温度は、１０〜４００℃とすることができ、処理時間は、１〜３００分とすることができる。
【００２７】
表面改質剤は、触媒の表面の水酸基を化学修飾し、本開示におけるフッ素含有化合物で置換できる改質剤であればよい。このような表面改質剤としては、トリフルオロメチルトリメトキシシラン(ＣＦ3Ｓｉ(ＯＣＨ3)3)、トリフルオロプロピルメトキシシラン(ＣＦ3(ＣＨ2)2Ｓｉ(ＯＣＨ3)3)、トリフルオロプロピルメチルジメトキシシラン(ＣＦ3(ＣＨ2)2(ＣＨ3)Ｓｉ(ＯＣＨ3)2)、ヘプタフルオロペンチルトリメトキシシラン(ＣＦ3(ＣＦ2)2(ＣＨ2)2Ｓｉ(ＯＣＨ3)3)、ノナフルオロヘキシルトリメトキシシラン(ＣＦ3(ＣＦ2)3(ＣＨ2)2Ｓｉ(ＯＣＨ3)3)、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン(ＣＦ3(ＣＦ2)5(ＣＨ2)2Ｓｉ(ＯＣＨ3)3)、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン(ＣＦ3(ＣＦ2)7(ＣＨ2)2Ｓｉ(ＯＣＨ3)3)、ヘンイコサフルオロドデシルトリメトキシシラン(ＣＦ3(ＣＦ2)9(ＣＨ2)2Ｓｉ(ＯＣＨ3)3)、パーフルオロメチルトリフルオロメトキシシラン(ＣＦ3Ｓｉ(ＯＣＦ3)3)等のフルオロアルキルメトキシシラン類、これらのメトキシ基をエトキシ基で置換したフルオロアルキルエトキシシラン類等が挙げられる。
【００２８】
撥水処理した担体に活性金属を担持する方法は、従来の方法を採用できる。例えば、担体を活性金属の金属塩を出発物質として含む溶液に浸漬する。これによって、担体表面に活性金属を含浸担持する。溶液の溶媒は、水、エタノール等である。含浸担持した担体を、溶媒を蒸発できる程度まで加熱又は室温で蒸発乾固し、更に乾燥する。これにより、活性金属を担持した担体を得る。担体を蒸発乾固する際の温度及び時間は、担体を乾固できる温度及び時間であればよく、例えば１４０℃の温度で３時間とすることができる。また、乾固した担体を乾燥する温度及び時間は、担体を十分に乾燥できる温度及び時間であればよく、例えば１１０℃の温度で１２時間とすることができる。
【００２９】
活性金属の出発物質としては、本開示における活性金属を担体に担持できる金属塩であればよい。このような出発物質としては、ヘキサクロリド白金(ＩＶ)酸(Ｈ2ＰｔＣｌ6）、ヘキサクロロパラジウム(ＩＶ)酸(Ｈ2ＰｄＣｌ6）、ヘキサクロロルテニウム酸(ＩＶ)酸(Ｈ2ＲｕＣｌ6)、ヘキサクロロイリジウム(ＩＶ)酸(Ｈ2ＩｒＣｌ6)等の金属塩が挙げられる。
【００３０】
更に、乾燥した担体を任意選択的に焼成することにより、活性金属の塩の分解と酸化を促進し、活性金属を好適に担持した触媒を得ることができる。焼成温度は、例えば、３００〜５００℃の範囲とすることができる。
【００３１】
本実施形態によれば、触媒の表面を撥水処理することにより、反応気体中に元から存在していた水、ミスト、水蒸気、水素燃焼により生じた水等が存在する水分雰囲気下で、高い撥水性を示すことができる。
【００３２】
本発明はあらゆる理論に限定されないものの、本実施形態に係る触媒が高い撥水性を示すことについては、次のようなことが推測できる。また、撥水処理が表面改質処理である場合、シラン系炭化水素が有する水素原子の半径は、約１２０ｐｍ(ピコメートル、１０-12メートル)であり、且つフッ素含有化合物が有するフッ素原子約１４７ｐｍ(ピコメートル、１０-12メートル)であることから、トリフルオロメチル基の体積及び面積は、メチル基よりも大きくなる。これにより、触媒は、高面積（又は嵩高い）撥水性部分で覆われるため、水分雰囲気下で触媒の親水部分と水との接触を回避できる。言い換えれば、触媒への水の拡散効果を抑制することができる。また、撥水処理がエッチングである場合、触媒の表面の親水基等の親水部分をフッ酸等の酸化合物で除去することにより、触媒の親水部分と水との接触を回避できる。触媒の撥水性は、例えば、平均接触角により示すことができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、触媒の比表面積、細孔容積、細孔径分布における平均細孔径及び細孔ピーク、平均粒径等の値を所定の範囲にすることによって、高い撥水性を示すことができる。この理由としては、前記所定の範囲に制御することにより、触媒への水の拡散効果を抑制することが推測される。
【００３４】
更に、本実施形態に係る触媒を、例えば、放射性物質を運搬する運搬容器内の水素を燃焼するために使用することにより、運搬容器内で放射性物質の崩壊熱に由来する水素を好適に燃焼でき、運搬容器内が加圧系となることに対処できる。その結果、放射性物質用の運搬容器を所定の場所まで良好に運搬できる。
【００３５】
更に、本実施形態によれば、触媒の表面を撥水処理することにより、及び／又は触媒の比表面積、細孔容積、細孔径分布における平均細孔径及び細孔ピーク、平均粒径等の値を所定の範囲にすることにより、水分雰囲気下でも高い水素転化率を発揮できる。すなわち、水分雰囲気下で水素燃焼触媒の水素転化率が低減するという問題が解決できる。本実施形態に係る水素燃焼触媒によってその問題が解決できることについては、次のようなことが推測できる。先ず、水分雰囲気下で水素燃焼触媒の水素転化率が低減する理由の一つとして、水素燃焼触媒では、一般的に、水素を燃焼する水素再結合反応が進行すると、水素と酸素の吸着する際に吸着熱が放出される。このように放出される吸着熱によって活性点となる触媒が励起されて、水素再結合反応が進行する。しかしながら、水素再結合反応の進行中に触媒へ水が吸着すると、触媒の活性化に使用されるための吸着熱が水に奪われる。その結果、触媒の活性点が十分に活性化されないと推測される。
【００３６】
また、水分雰囲気下でも高い水素転化率を発揮できる理由の一つとして、毛管凝縮等の影響を考慮すると、内部で水の凝縮が生じない細孔が形成されることにより、水の吸着を低減できることが推測される。具体的には、触媒の比表面積を低くすることにより形成した触媒は、従来の触媒と比較して、細孔内部が従来よりも拡張し、触媒の表面の平滑性が向上する。このような細孔内部では、水の毛管凝縮が発生しにくくなり、水分が存在しにくくなる。これにより、細孔内部の奥まで均等に撥水化されて、触媒への水の吸着を低減する。また、細孔容積を低い数値範囲とすることにより形成した触媒は、各細孔内部が従来よりも拡張し、触媒の表面の平滑性が向上する。また、触媒の平均細孔径、細孔ピーク、平均粒径等を所定の数値範囲にすることによって、水分が凝縮しにくい細孔の数が増加する。更に、前記粒径分布において、平均粒径の値を低い範囲とすることにより、水分が凝縮しにくい細孔の数がより増加する。これら要因によって、触媒の細孔内部への水の吸着を低減できたと推測される。
【００３７】
前記問題や理由に照らすと、本実施形態に係る触媒によれば、撥水処理によって、触媒の表面及び担体の細孔内部に対して、反応気体中に元から存在していた水、ミスト、水蒸気及び水素燃焼により生じた水が付着することを抑制できる。これにより、触媒への水の吸着を低減することができる。更に、前記撥水処理の効果に加え、比表面積、細孔容積、平均細孔径、細孔ピーク、平均粒径、平均粒径等を所定の範囲とすることによって、細孔内部の奥まで水分が吸着することを低減できる。これによって、触媒の細孔内部全体にて、水の吸着を低減し、触媒の活性化のための吸着熱が水に奪われることを低減し、且つ触媒の活性点を十分に活性化できる。その結果、水分雰囲気下で水素燃焼触媒の水素転化率の低下を低減できると推測される。
【００３８】
なお、前述した実施形態では、無機酸化物からなる担体と、前記担体に担持された活性金属とを含み、前記触媒の表面の水酸基の少なくとも一部が、撥水処理によってフッ素含有化合物で置換されている水素燃焼触媒を例示した。本開示全体による効果は、少なくとも撥水処理によってフッ素含有化合物で置換されている構造により得られ、その他の構成により相乗的に向上する。しかしながら、本発明は、これに限定されない。前述したように、本開示における撥水性、水素転化率等に関する効果は、本開示における撥水処理と特定の範囲の比表面積との相乗効果であるものの、これらが独立して得られる効果である。すなわち、本発明は、その一態様において、無機酸化物からなる担体と、前記担体に担持された活性金属とを含み、前記触媒の比表面積が、１４０ｍ2／ｇ未満であり、前記触媒の表面が、撥水処理されている、水素燃焼触媒とすることができる。更に、この態様においても、撥水処理の構成、細孔容積、平均細孔径、細孔ピーク、平均粒径、平均粒径について、前述の実施形態が好適に採用できる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。本発明に係る水素燃焼触媒は、以下の実施例によって限定されない。
【００４０】
１．触媒の調製Ｉ
試験例１では、先ず、担体に、撥水処理として表面改質処理を施した。担体として、１００ｇの粉末状シリカ（比表面積：６９ｍ2/ｇ）を準備し、これを、表面改質剤としてメチルトリメトキシシランをエタノール中に１５重量％となるように溶解した混合液中に浸漬し、室温にて２４時間静置した。これを、濾過し、イオン交換水で洗浄した後、２００℃で１２時間乾燥し、粉末状の乾燥物を得た。得られた乾燥物の５０ｇを、２０ｇのトリメトキシシランと２５ｇの純水と５０ｇのエタノールを溶解した混合液に加えて、室温にて２４時間撹拌し、濾過し、洗浄した後、２００℃で１２時間乾燥した。得られた粉末状の乾燥物を、撥処理した担体とした。
【００４１】
得られた担体を、ヘキサクロリド白金(ＩＶ)酸水溶液（白金濃度：１５．２重量％）に浸漬し、白金の担持量が触媒に対して１重量％となるように白金を含浸担持した。これを、１４０℃で３時間蒸発乾固した後、空気中にて１１０℃で１２時間乾燥し、粉末状の乾燥物を得た。これを、焼成炉内にて５００℃で５時間焼成し、触媒を得た。得られた触媒の比表面積は、１３５ｍ2/ｇであった。また、ガス吸着法を用いてＢＪＨプロットを解析することにより、試験例１の触媒の細孔容積、平均細孔径及び細孔ピークを計測した。
【００４２】
試験例２では、担体の比表面積を２３０ｍ2/ｇとし、触媒の比表面積、細孔容積、平均細孔径及び細孔ピークを調節しなかった以外は、試験例１と同様にして、触媒を得た。得られた触媒の比表面積は、２２０ｍ2/ｇであった。
【００４３】
２．性能評価Ｉ
試験例１及び試験例２の触媒について、それぞれ、マイクロリアクターを用いてリアクター入口と出口のガスを分析することにより、水素転化率を計測し、水分環境下での水素転化能を評価した。また、水素転化率は、１０℃の温度条件下で計測した。結果を、下記表１に示す。
【００４４】
【表１】
2020185530.tif 000002
【００４５】
結果より、試験例１の触媒では、９５．７％の高い水素転化率が示された。また、試験例１の触媒では、試験例２の触媒と比較して、水素転化率を１３．５％増大できた。
【００４６】
３．触媒の調製ＩＩ
続いて、試験例３では、表面改質剤をトリフルオロメチルトリメトキシシランとした以外は、試験例１と同様にして触媒を得た。
【００４７】
４．性能評価ＩＩ
試験例１及び試験例３の触媒について、それぞれ、接触角測定計を用いて表面の濡れ状態を画像解析することにより、平均接触角を計測して、撥水性を評価した。結果を、下記表２に示す。
【００４８】
【表２】
2020185530.tif 000003
【００４９】
結果より、試験例１の触媒では、平均接触角が１１６．９θであった。また、試験例３の触媒では、試験例１の触媒と比較して、平均接触角が約１０％増大した。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る水素燃焼触媒によれば、水分雰囲気下で高い撥水性を示す水素燃焼触媒を得ることができる。