催化剂回收方法及用该方法回收的催化剂、基体材料的回收方法及用该回收方法回收的基体材料技术

本发明专利技术是从其表面的至少一部分上形成催化剂层的基体材料构成的催化剂构件上回收催化剂的回收方法，所述方法具有（ａ）在该催化剂层表面上形成保护涂层的步骤和（ｂ）在该保护涂层呈现的膨胀性能或收缩性能与该基体材料呈现的上述性能之间存在差异的情况下，放置形成有该保护涂层的催化剂构件的步骤，而且能够利用在该条件下发生的膨胀性能或收缩性能的差异从该基体材料上剥离该催化剂层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用陶瓷或金属形成的基体材料上承载的催化剂的回收方法及利用该回收方法回收的催化剂。又涉及从形成催化剂层的基体材料上回收基体材料的方法及利用该方法回收的基体材料。
技术介绍
车用废气净化催化剂构件和燃料电池用氢生成催化剂构件的大半是，为了防止对催化剂上游部(引擎和水蒸汽改性催化剂部)施加过多的背压，往往使用蜂窝状体作为载体。蜂窝状载体通过将堇青石等陶瓷材料挤压成型形成，或对Fe-Cr-Al系合金构成的金属板进行波纹状成型加工制成。通常，催化剂层是在这些载体基体材料上形成数微米到数十微米厚度构成的。催化剂层的构成与反应的用途有关，通常由使作为催化剂金属的贵金属(Pt、Pd、Rh等)的颗粒(直径1～5nm)承载于具有高比表面积的载体(承载CeO2的氧化铝、氧化铝、氧化铈-氧化锆、氧化钛、氧化锆、二氧化硅等)形成的构件与粘合剂(氧化铝、氧化锆等)构成。使用过的催化剂构件可以原封不动废弃或弄碎后废弃，但是，由于贵金属价格昂贵，希望能够回收使用后的贵金属进行再生利用。在使用陶瓷载体基体材料的情况下，经过熔解、固液分离处理等工序后回收贵金属。根据铃木等人的报告(参照例如铃木雅仁，JETI，46，56(1998))，回收工作包含以下工序，即(1)首先为了确定这些催化剂的贵金属含量，将其粉碎进行取样，(2)将贵金属与陶瓷分离后浓缩，(3)将贵金属相互分离，提高贵金属的纯度。在将贵金属与陶瓷分离的工序中，有湿式法和干式法，湿式法中，使贵金属熔解于盐酸等酸和硝酸等氧化剂中，然后进行固液分离，以此从作为载体基体材料的陶瓷中分离开来，其后，利用蒸发、还原、离子交换等方法浓缩。而在干式法中，作为贵金属捕集材料，将铁、铜、镍等基体金属、助熔剂及还原剂与废催化剂混合熔融，将贵金属浓缩于基体金属中，同时，将陶瓷形成炉渣后分离，然后，利用电解法、湿式溶解法、干式法等将基体金属与贵金属分离。在金属载体基体材料的情况下，对其粉碎并不像粉碎陶瓷那么容易，因此有人提出了在将催化剂层从载体基体材料上剥离之后对催化剂进行回收的方法，例如，通过在硝酸水溶液中或过氧化氢水溶液中对其进行加热以从载体基体材料上剥离催化剂层，然后回收催化剂的方法(参照例如日本特开平3-154640号公报)、对加热的金属载体喷射注入水，以此从载体基体材料上剥离催化剂层然后回收催化剂的方法(参照例如日本特开平11-158563号公报)、将铁粉用作砂进行喷砂，以此，将催化剂层从载体基体材料上剥离下来之后，回收催化剂的方法(参照例如日本特开平5-212297号公报)、喷射包含投射材料的空气，以此从载体基体材料上剥离催化剂层之后，回收催化剂的方法(参照例如日本特开平6-170247号公报)等所述的方法。但是，已有的方法中存在下面所述的问题。在采用陶瓷载体基体材料的催化剂构件的情况下，需要将催化剂构件粉碎，从陶瓷中分离出催化剂层的工序，因此回收效率低下。又由于粉碎而在催化剂层中混入陶瓷，所以不是只进行贵金属的回收，而将其再度使用作催化剂层是困难的。又，由于载体被破坏，不能够将载体回收利用。在使用金属载体基体材料的催化剂构件的情况下，有从金属载体基体材料上剥离催化剂层后进行回收的情况，但是在已有的方法中，有使用酸等危险操作，或利用高压水或喷砂剥离催化剂层，这类情况下需要特别的设备。又，混入过氧化氢等试剂和喷砂用的砂等与催化剂层完全不同的材料，存在需要在剥离之后将其分离或使其分解的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供在从陶瓷或金属等构成的载体基体材料上承载催化剂的催化剂构件上回收催化剂时能够得到足够高的回收率，而且不经过复杂的精致工序，就能够以可以再生利用的状态回收催化剂的方法。又，本专利技术的目的还在于，提供不使用特别的装置，还不破坏载体基体材料地回收催化剂的回收方法。为了实现上述目的，本专利技术的催化剂回收方法，是从其表面的至少一部分上形成催化剂层的基体材料构成的催化剂构件上回收催化剂的回收方法，所述方法具有以下步骤，即(a)在该催化剂层表面上形成保护涂层的步骤、以及(b)在该保护涂层呈现的膨胀性能或收缩性能与该基体材料呈现的上述性能之间存在差异的条件下，放置形成有该保护涂层的催化剂构件的步骤，而且能够利用在该条件下发生的膨胀性能或收缩性能的差异，从该基体材料上剥离该催化剂层。在上述方法中，在将上述催化剂构件置于上述条件下时，形成于催化剂层表面的所述保护涂层与所述基体材料中，膨胀性能或收缩性能不同，因此可以利用保护涂层与基体材料的行为的差异，作为所述基体材料与所述催化剂层之间产生的剥离力，从所述基体材料上剥离所述催化剂层。在这里所谓膨胀性能或收缩性能的不同，包含一方膨胀另一方收缩的情况、两者都膨胀但是其程度不同的情况、以及两者都收缩但其程度不同的情况中的任何一种。上述方法最好是，在所述步骤(a)中，所述保护涂层是利用具有硬化性的保护涂覆剂在所述催化剂层表面上涂覆形成的，在所述步骤(b)中，所述条件是所述保护涂层硬化的条件。一旦使所述保护涂层硬化，与催化剂层的粘接性变大，保护涂层与基体材料之间的行为差异产生的力平稳地作用于上述基体材料与上述催化剂之间，在步骤(b)进行的剥离就容易进行。又，本专利技术是从其表面的至少一部分上形成催化剂层的基体材料构成的催化剂构件上回收催化剂的回收方法，具有以下步骤，即(a)利用具有硬化性的保护涂覆剂在该催化剂层表面上形成保护涂层的步骤、以及(b)在该保护涂层硬化的条件下，放置形成有该保护涂层的催化剂构件的步骤，而且能够利用该硬化，从该基体材料上剥离该催化剂层。在上述方法中，可以使用借助于例如加热、送风或放置于室温下的方法硬化的保护涂覆剂。在这种情况下，可以使用简单的手段使保护涂覆剂硬化。上述保护涂覆剂的硬化性成分，可以使用无机粘接材料。上述无机粘接材料是从例如粘土、水泥(cement)、二氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、氧化钛溶胶、以及其组合中选择出的材料。又，作为所述保护涂覆剂的硬化性成分，可以使用有机化合物。作为所述有机化合物，可以使用例如多醣类、热固化性树脂等高分子化合物。在多醣类中也最好是使用纤维素。纤维素通过加热固化，与上述催化剂层之间显示出高粘接性。使用有机化合物作为上述保护涂覆剂的硬化性成分的情况下，最好是在步骤(b)之后，还具有对催化剂层表面上形成的所述保护涂层进行加热，使所述有机化合物燃烧的步骤(c)。经过步骤(c)，以去除没有催化剂作用的有机化合物，因此回收的催化剂显示出高催化性能。又，本专利技术的上述方法中，所述催化剂包含有金属氧化物的情况下，最好是所述保护涂覆剂包含有同一金属氧化物。在所述方法中，上述保护涂层中包含与所述催化剂层相同的金属氧化物，因此所述保护涂层与所述催化剂层的粘接性非常好，对催化剂层与基体材料的边界部分，力容易起作用，所述催化剂层容易从所述基体材料上剥离。还有，在所述方法中，所述金属氧化物可以使用例如氧化锆。从上述催化剂层中包含贵金属的催化剂构件中回收催化剂时，使用本专利技术是理想的。贵金属的价格非常高，通常，回收所需要的费用远比贵金属的费用少。上述方法，可以适用于所述基体材料由陶瓷构成的情况，也可以适用于由金属构成的情况。不管哪一种情况，在本专利技术的方法中，由于都是不粉碎基体材料地进行催化剂的回收，所以都能够对基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化剂回收方法，是从其表面的至少一部分上形成催化剂层的基体材料构成的催化剂构件上回收催化剂的回收方法，其特征在于，具有以下步骤，即（ａ）在该催化剂层表面上形成保护涂层的步骤、以及（ｂ）在该保护涂层呈现的膨胀性能或收缩性能 与该基体材料呈现的上述性能之间存在差异的条件下，放置形成有该保护涂层的催化剂构件的步骤，而且能够利用在该条件下发生的膨胀性能或收缩性能的差异，从该基体材料上剥离该催化剂层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：胁田英延，田口清，藤原诚二，鹈饲邦弘，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]