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公開番号2025173617
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-28
出願番号2024079234
出願日2024-05-15
発明の名称触媒構造体および触媒構造体の製造方法
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B01J 23/52 20060101AFI20251120BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】製造や取り扱いが容易で、比表面積が大きい触媒構造体およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】物質を改質する改質反応に用いられる触媒構造体であって、互いに表裏の関係を持つ第1面および第2面を有する基板と、前記基板の前記第1面に設けられ、第1金属元素を含み、平均ピッチが0.1μm以上5.0μm以下の凹凸構造を有する粗面化被膜と、第2金属元素を含み、前記粗面化被膜に接触し、平均粒子径が前記平均ピッチよりも小さい複数の粒状体と、を備えることを特徴とする触媒構造体。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
物質を改質する改質反応に用いられる触媒構造体であって、
互いに表裏の関係を持つ第１面および第２面を有する基板と、
前記基板の前記第１面に設けられ、第１金属元素を含み、平均ピッチが０．１μｍ以上５．０μｍ以下の凹凸構造を有する粗面化被膜と、
第２金属元素を含み、前記粗面化被膜に接触し、平均粒子径が前記平均ピッチよりも小さい複数の粒状体と、
を備えることを特徴とする触媒構造体。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記基板が、シリコンを含む請求項１に記載の触媒構造体。
【請求項３】
前記第１金属元素が、Ａｕであり、
前記第２金属元素が、Ｐｄである請求項１または２に記載の触媒構造体。
【請求項４】
前記粗面化被膜の平均厚さが、０．５μｍ以上３０．０μｍ以下である請求項１または２に記載の触媒構造体。
【請求項５】
前記凹凸構造の平均高さが、０．０５μｍ以上１０．０μｍ以下である請求項１または２に記載の触媒構造体。
【請求項６】
前記粒状体の平均粒子径が、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である請求項１または２に記載の触媒構造体。
【請求項７】
物質を改質する改質反応に用いられる触媒構造体を製造する方法であって、
互いに表裏の関係を持つ第１面および第２面を有する基板の前記第１面に対し、第１金属元素を含む金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜にパルスレーザーを照射して昇華加工を行うことにより、凹凸構造を有する粗面化被膜を得る粗面化工程と、
前記粗面化被膜に接触し、第２金属元素を含み、平均粒子径が前記凹凸構造の平均ピッチよりも小さい複数の粒状体を原子層堆積法により形成する粒状体形成工程と、
を有することを特徴とする触媒構造体の製造方法。
【請求項８】
前記基板の前記第１面を洗浄する洗浄処理および前記洗浄処理後の前記第１面を乾燥させる乾燥処理を行う前処理工程を有する請求項７に記載の触媒構造体の製造方法。
【請求項９】
前記原子層堆積法において、前記粗面化被膜を溶融温度未満で加熱しながら、前記粒状体を形成する請求項７または８に記載の触媒構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記パルスレーザーのパルス幅が、前記第１金属元素の衝突緩和時間未満である請求項７または８に記載の触媒構造体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒構造体および触媒構造体の製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
原料を改質して改質物を得る改質反応においては、反応効率を高める触媒が用いられる。触媒は、担体とそれに担持された活性物質とを有する。改質反応の反応効率を高める方法として、触媒の比表面積を大きくすることにより、原料と触媒活性点との接触効率を高める方法がある。一方、比表面積の大きい触媒は、形状が不安定な場合が多く、取り扱いが難しいという課題を抱えている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、原料の改質に用いられるゼオライト触媒が開示されている。このゼオライト触媒は、ゼオライトと、アルカリ土類金属およびケイ素を含む化合物と、の混合物を含有している。このようなゼオライト触媒は、粉末状のゼオライトと化合物を混練し、押出成形した後、焼成することにより製造される。これにより、比表面積が大きく、工業的に使用しやすい形状の触媒が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－１３６７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のゼオライト触媒は、粉末状のゼオライトと化合物との混合物を成形し、焼成する工程を経て製造される。このため、このような触媒の製造には、大規模な製造設備が必要となり、製造難易度が高い。また、高温での焼成を伴うため、高い触媒活性を有する触媒を安定的に製造するという観点において検討の余地がある。
【０００６】
そこで、製造や取り扱いが容易で、比表面積が大きい触媒構造体の実現が課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の適用例に係る触媒構造体は、
物質を改質する改質反応に用いられる触媒構造体であって、
互いに表裏の関係を持つ第１面および第２面を有する基板と、
前記基板の前記第１面に設けられ、第１金属元素を含み、平均ピッチが０．１μｍ以上５．０μｍ以下の凹凸構造を有する粗面化被膜と、
第２金属元素を含み、前記粗面化被膜に接触し、平均粒子径が前記平均ピッチよりも小さい複数の粒状体と、
を備える。
【０００８】
本発明の適用例に係る触媒構造体の製造方法は、
物質を改質する改質反応に用いられる触媒構造体を製造する方法であって、
互いに表裏の関係を持つ第１面および第２面を有する基板の前記第１面に対し、第１金属元素を含む金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜にパルスレーザーを照射して昇華加工を行うことにより、凹凸構造を有する粗面化被膜を得る粗面化工程と、
前記粗面化被膜に接触し、第２金属元素を含み、平均粒子径が前記凹凸構造の平均ピッチよりも小さい複数の粒状体を原子層堆積法により形成する粒状体形成工程と、
を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施形態に係る触媒構造体を示す断面図である。
図１のＡ部拡大図である。
実施形態に係る触媒構造体の製造方法を説明するための工程図である。
図３に示す触媒構造体の製造方法を説明するための断面図である。
図３に示す触媒構造体の製造方法を説明するための断面図である。
図３に示す触媒構造体の製造方法を説明するための断面図である。
図３に示す触媒構造体の製造方法を説明するための断面図である。
主な第１金属元素の衝突緩和時間を示す表である。
パルスレーザーを用いて金属膜の表面に作製された凹凸構造を示すＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）画像の一例である。
図９に示す凹凸構造の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の触媒構造体および触媒構造体の製造方法を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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