JP2001170500A - 多孔体及びその製造方法、並びに、該多孔体を用いた排ガス浄化用触媒 - Google Patents

多孔体及びその製造方法、並びに、該多孔体を用いた排ガス浄化用触媒

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JP2001170500A
JP2001170500A JP35667299A JP35667299A JP2001170500A JP 2001170500 A JP2001170500 A JP 2001170500A JP 35667299 A JP35667299 A JP 35667299A JP 35667299 A JP35667299 A JP 35667299A JP 2001170500 A JP2001170500 A JP 2001170500A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 触媒および触媒担体や各種フイルタ−，酵素
用担体，吸着剤，充填材などの用途に有用な酸化物系多
孔体を提供する。 【解決手段】 “中心細孔径がメソ細孔領域の範囲内に
あり、該細孔の分布がシャープであり、細孔の少なくと
も一部は、三次元の網目状に連通し、該連通経路がラン
ダムで三次元網目構造を有し、かつ実質的に繊維状構造
を有しない”特徴を有する新規な多孔体、具体的には、
上記特徴を有する「非晶質である海綿状構造のアルミナ
多孔体」，同じく上記特徴を有する「アスペクト比が３
以下の結晶性酸化物の微粒子を疎に凝集させて形成し
た、アルミナ系多孔体，ジルコニア系多孔体，チタニア
系多孔体，マグネシア系多孔体，酸化鉄系多孔体，セリ
ア系多孔体」を提供するものであり、触媒および触媒担
体や各種フイルタ−，酵素用担体，吸着剤，充填材など
の用途に好適な、新規な多孔体を提供するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主としてアルミナ
系多孔体，ジルコニア系多孔体，チタニア系多孔体，マ
グネシア系多孔体，酸化鉄系多孔体，セリア系多孔体な
どの酸化物および／または複合酸化物の多孔体及びその
製造方法、並びに、該多孔体を用いた排ガス浄化用触媒
に関する。
【０００２】詳細には、本発明は、触媒および触媒担体
や各種フイルタ−，酵素用担体，吸着剤，充填材などの
用途に好適であって、「中心細孔径がメソ細孔領域にあ
り、該細孔の分布がシャープであり、細孔の少なくとも
一部が三次元網目構造を有し、かつ実質的に繊維状構造
を有しない」特徴を有する“海綿状構造の多孔体”、ま
たは、上記特徴を有する“アスペクト比が３以下の粒子
を凝集させ、該粒子の間隙に細孔を形成させた多孔
体”、および、それらの製造方法に関し、更に、その用
途として、特に該多孔体を用いた排ガス浄化用触媒に関
する。
【０００３】
【従来の技術】［多孔体に係る従来技術］適切な細孔構
造を持つアルミナ系多孔体に係る先行技術としては、例
えば、特開昭58-190823号公報や特開昭60-54917号公報
には、「大細孔径でありながら、シャ−プな細孔分布を
持つと共に機械的強度にも優れているアルミナ担体」に
ついて記載されている。また、上記のような細孔構造を
持つアルミナ系多孔体を製造する手段としては、例え
ば、特開昭55-27830号公報には、「水酸化アルミニウム
含有スラリーのｐＨを５以下あるいは１１以上にした
後、中和剤を加えてｐＨ６〜１０に戻す操作を繰り返す
方法(ｐＨスウイング法)」が開示されており、同様な方
法が、特開昭58-190823号公報や特開昭60-54917号公報
にも記載されている。
【０００４】一方、適切な細孔構造を持つシリカ系多孔
体に係る先行技術としては、特公平7-64543号公報に
「細孔容積が0.8〜1.8ml/g，表面積が20〜500m2/g，平
均細孔径が80〜1000Åである球状シリカ」が記載されて
いる。そして、この球状シリカは、ケイ酸アルカリ水溶
液を中和することにより得たシリカヒドロゲルを、スー
パーヒートスチームにより100〜1000℃で乾燥し、シリ
カキセロゲルとすることにより得られ、また、上記シリ
カヒドロゲルを予め、スチームで0.5〜5kg/cm2圧力下、
0.5〜24時間熟成することが好ましい旨記載されてい
る。
【０００５】ジルコニア系多孔体に係る先行技術として
は、例えば、特開平8-66631号公報には、「酸化ジルコ
ニウムに0.1〜10重量％のシリカを含有させることによ
り、酸化ジルコニウムの結晶型が焼成工程で変化するの
を防ぎ、液体クロマトグラフィで重要な特性である細孔
径の分布がシャ−プな酸化ジルコニウム粒子を製造する
こと」について記載されている。
【０００６】チタニア系多孔体に係る先行技術として
は、例えば、特開平6-340421号公報には、「平均短径が
80〜120Å，平均長径が240〜500Å，アスペクト比が2.4
〜6.4である針状多孔質性微粒子酸化チタン」について
記載されている。そして、この酸化チタンを製造する手
段として、 ａ) 加水分解性酸化チタン化合物と塩基とを反応させ
て、水和酸化チタンを析出させる工程、 ｂ) 多塩基性カルボン酸を添加し、前記水和酸化チタン
を溶解させる工程、 ｃ) アルカリを加えて、キレ−ト化しているチタン化合
物の加水分解を行わせる工程、 ｄ) 析出沈澱に無機酸を添加して攪拌し、解膠させる工
程、 ｅ) 生成微粒子の脱水後、200〜400℃で仮焼する工程、 からなる方法が開示されている。
【０００７】マグネシア系多孔体に係る先行技術として
は、例えばスピネルについて、特開昭59−232915号公報
には、「水溶性マグネシウム塩及び水溶性アルミニウム
塩の混合水溶液をアルコールの存在下で、アルカリでｐ
Ｈ調整して沈殿物を生成させ、この沈殿物を乾燥し、焼
成してスピネルを得ること」が記載されている。
【０００８】酸化鉄系多孔体に係る先行技術としては、
例えば、特開昭61-268358号公報には、「酸化鉄に酸化
クロムを配合した組成からなり、細孔が大きく、かつ該
細孔分布が狭い細孔構造を有し、酸化・還元に対しても
耐久性に優れた酸化鉄系多孔体」について記載されてい
る。また、セリア系多孔体についても同様な先行技術が
存在する。
【０００９】［排ガス浄化用触媒に係る従来技術］自動
車の排ガス浄化用触媒としては、従来から、ＣＯ及びＨ
Ｃの酸化とＮＯXの還元とを同時に行って排ガスを浄化
する三元触媒が用いられている。このような三元触媒と
しては、例えば、コーディエライトなどからなる耐熱性
基材にγ−アルミナからなる多孔質担体層を形成し、そ
の多孔質担体層に白金(Ｐｔ)，ロジウム(Ｒｈ)などの触
媒貴金属を担持させたものが広く知られている。また、
酸素吸蔵能をもつセリア(セリウム酸化物)を併用し、低
温活性を高めた三元触媒(特公平6−75675号公報参照)も
知られている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】［多孔体に係る従来技
術の問題点］ところで、実質上アルミナの製造方法であ
る前掲の「ｐＨスィング法」では、前駆体であるベーマ
イト(AlOOH)を、酸性原料とアルカリ原料とを使用しｐ
Ｈをスィングさせて、結晶の可溶と析出を繰り返すこと
により繊維状に結晶成長させ、細孔分布のシャープなア
ルミナ多孔体を得ている。
【００１１】しかし、結晶を成長させるためにｐＨを何
度もスィングさせるため、工程が多く時間がかかり、品
質を管理するための条件統一が容易でないと言う問題点
を有している。また、ｐＨを変動させるため、第二成分
等を添加する際、一旦沈殿した第二成分が可溶化し、均
一に分散できなかったり、さらには、ｐＨ６〜１１以外
で沈殿物を生成するような第二成分の場合には、この第
二成分を前駆体中に取り込むことができないと言う問題
点をあわせ持っている。そのうえ、前記従来の「ｐＨス
ウイング法によるアルミナ多孔体」では、海綿状構造の
アルミナ系多孔体が得られず、また、アスペクト比が３
以下の粒子を凝集させた多孔体が得られない。
【００１２】特に、前掲の特開昭58-190823号公報や特
開昭60-54917号公報に記載の多孔体は、多孔体を構成す
る粒子の形状が“繊維状”であり、後に詳記するが、繊
維状粒子が凝集した多孔体では、触媒担体として使用す
る場合、貴金属が高分散に担持されたとしても、繊維の
長さ方向に沿ってある結晶面が存在し、同一結晶面内に
担持される割合が高くなる傾向を示し、しかも、高温下
で凝縮し易くなるという欠点を有している。
【００１３】一方、前掲の特公平7-64543号公報に記載
の球状シリカは、その多孔体を構成する粒子が非晶質で
あるため、例えば触媒担体として使用する場合、貴金属
を高分散に保持するための結晶面が存在しないので、貴
金属粒子が担体表面を容易に移動して貴金属のシンタリ
ングが進行し、活性が低下する。また、この多孔体がシ
リカからなるために、触媒担体として使用する場合、貴
金属との親和性が低く、例えばアルミナ等に比べて貴金
属がシンタリングし易く、活性が低下する。さらに、三
元触媒として使用した場合、コーキングを起こして失活
するという問題点を有している。
【００１４】また、前記したジルコニア系，チタニア
系，マグネシア系，酸化鉄系，セリア系の各多孔体に係
る従来技術においても、「中心細孔径がメソ細孔領域に
あり、該細孔の分布がシャープであり、細孔の少なくと
も一部が三次元網目構造を有し、かつ実質的に繊維状構
造を有しない」特徴を有する海綿状構造のアルミナ系多
孔体、および、上記特徴を有する、アスペクト比が３以
下の粒子を凝集させた多孔体については、その製造方法
を含めて何等提案されていない。
【００１５】［排ガス浄化用触媒に係る従来技術の問題
点］前記排ガス浄化用触媒に係る従来技術の“三元触
媒”を高温の排ガス中に長時間曝すと、貴金属が粒成長
を起こし、貴金属の排ガス中に含まれる一酸化炭素(Ｃ
Ｏ)、水素(Ｈ2)、および炭化水素(ＨＣ)と窒素酸化物
(ＮＯX)を同時に酸化還元反応させる能力が低下するの
で、これが、三元触媒の高温耐久性低下の一因になって
いるものと考えられている。
【００１６】［本発明の目的(技術課題)］そこで、本発
明の目的(技術課題)とするところは、前記多孔体および
排ガス浄化用触媒に係る従来技術の問題点を解消するこ
とにあり、 ・第一に、前記した「中心細孔径がメソ細孔領域にあ
り、該細孔の分布がシャープであり、細孔の少なくとも
一部が三次元網目構造を有し、かつ実質的に繊維状構造
を有しない」特徴を有する、新規な“非晶質な海綿状構
造の多孔体”を提供すること、つまり、中心細孔径の近
傍に高度に細孔が集中している海綿状構造のアルミナ系
多孔体を提供すること、 ・第二に、同じく前記した「中心細孔径がメソ細孔領域
にあり、該細孔の分布がシャープであり、細孔の少なく
とも一部が三次元網目構造を有し、かつ実質的に繊維状
構造を有しない」特徴を有する、新規な“アスペクト比
が３以下の粒子を凝集させた多孔体”を提供すること、
つまり、アスペクト比が３以下の粒子を凝集させ、該粒
子の間隙に細孔を形成させた多孔体であって、中心細孔
径の近傍に高度に細孔が集中している多孔体を提供する
こと、 ・第三に、上記第一および第二で目的とする多孔体を、
簡便な手段で、しかも安価に製造できる方法を提供する
こと、 ・第四に、多孔体の品質を改善するための第二成分を添
加し得る多孔体の製造方法を提供すること、 ・第五に、排ガス浄化能に優れた触媒であって、特に、
“高温排気ガス中で起こる貴金属の粒成長の抑制”を図
り、その結果として、高い高温耐久性を有する排ガス浄
化用触媒を提供すること、にある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る多孔体は、
「中心細孔径がメソ細孔領域の範囲内にあり、該細孔の
分布がシャープであり、細孔の少なくとも一部は、三次
元の網目状に連通し、該連通経路がランダムで三次元網
目構造を有し、かつ実質的に繊維状構造を有しないこ
と」（請求項１）、および、「前記中心細孔径が、２〜
１００ｎｍの範囲内にあること」(請求項２)、を特徴
(発明を特定する事項)とし、これにより、前記第一およ
び第二の目的とする多孔体であって、触媒および触媒担
体や各種フイルタ−，酵素用担体，吸着剤，充填材など
の用途に好適な新規な多孔体を提供するものである。
【００１８】このうち、本発明の第１の多孔体として
は、「アルミナ系多孔体からなり、該多孔体が海綿状構
造であること」(請求項３)「前記海綿状構造のアルミナ
系多孔体が、非晶質であり、該多孔体内に細孔を有する
こと」(請求項４)、を特徴(発明を特定する事項)とし、
これにより、前記第一の目的とする多孔体であって、前
記した用途に好適な新規な多孔体を提供するものであ
る。
【００１９】また、上記第１の多孔体は、 ・メソ細孔容積の70％以上が、メソ細孔領域に存在する
細孔の中心細孔径の±5nm以内の領域にある多孔体(請求
項５)、 ・メソ細孔容積の80％以上が、メソ細孔領域に存在する
細孔の中心細孔径の±5nm以内の領域にある多孔体(請求
項６)、 ・メソ細孔容積の70％以上が、メソ細孔領域に存在する
細孔の中心細孔径の±3nm以内の領域にある多孔体(請求
項６)、 ・メソ細孔容積の90％以上が、メソ細孔領域に存在する
細孔の中心細孔径の±5nm以内の領域にある多孔体(請求
項７)、 ・メソ細孔容積の80％以上が、メソ細孔領域に存在する
細孔の中心細孔径の±3nm以内の領域にある多孔体(請求
項７)、 ・メソ細孔容積の90％以上が、メソ細孔領域に存在する
細孔の中心細孔径の±3nm以内の領域にある多孔体(請求
項８)、 であって、このように細孔の分布がシャープであること
から、後に記載するように、特に、分子の寄与する反応
および分離、ないしは吸・脱着などに利用する場合に有
用な材料となり得るものである。
【００２０】さらに、上記第１の多孔体は、「ｐＨ３〜
４．５の範囲においてアルミニウム塩水溶液からアルミ
ニウム成分の少なくとも一部を沈殿させ、該沈殿を含む
水溶液を飽和蒸気または飽和蒸気に近い雰囲気中で所定
時間保持して前駆体を生成させ、該前駆体を焼成して得
られたものであること」(請求項９)、「前記前駆体の焼
成が、前駆体中の粒子配列を維持しつつ水分を除去し、
非晶質化すること」(請求項１０)、を特徴(発明を特定
する事項)とし、これにより、前記した特徴を有する海
綿状構造の多孔体(請求項３，請求項４の多孔体)、およ
び、前記した細孔分布を有する海綿状構造の多孔体(請
求項５〜請求項８の多孔体)を得るものである。
【００２１】一方、本発明の第２の多孔体としては、
「アスペクト比が３以下の粒子が凝集してなる多孔体で
あって、該粒子間の間隙に細孔を有すること」(請求項
１１)、「アスペクト比が３以下の結晶性酸化物の微粒
子を疎に凝集させて形成した多孔体であって、該結晶性
酸化物の微粒子が三次元的に連なってその間隙に細孔を
形成してなること」(請求項１２)、を特徴(発明を特定
する事項)とし、これにより、前記第二の目的とする多
孔体であって、前記した触媒および触媒担体や各種フイ
ルタ−，酵素用担体，吸着剤，充填材などの用途に好適
な新規な多孔体を提供するものである。
【００２２】第２の多孔体は、具体的には、アルミナ系
多孔体，ジルコニア系多孔体，チタニア系多孔体，マグ
ネシア系多孔体，酸化鉄系多孔体またはセリア系多孔体
の酸化物および／または複合酸化物の少なくとも一種で
あって、かつ結晶性物質からなる多孔体である(請求項
１３)。そして、細孔分布については、アルミナ系多孔
体の場合、 ・メソ細孔容積の70％以上が、メソ細孔領域に存在する
細孔の中心細孔径の±5nm以内の領域にある多孔体(請求
項１４)、 ・メソ細孔容積の80％以上が、メソ細孔領域に存在する
細孔の中心細孔径の±5nm以内の領域にある多孔体(請求
項１５)、 ・メソ細孔容積の70％以上が、メソ細孔領域に存在する
細孔の中心細孔径の±3nm以内の領域にある多孔体(請求
項１５)、 ・メソ細孔容積の90％以上が、メソ細孔領域に存在する
細孔の中心細孔径の±5nm以内の領域にある多孔体(請求
項１６)、 ・メソ細孔容積の80％以上が、メソ細孔領域に存在する
細孔の中心細孔径の±3nm以内の領域にある多孔体(請求
項１６)、 ・メソ細孔容積の90％以上が、メソ細孔領域に存在する
細孔の中心細孔径の±3nm以内の領域にある多孔体(請求
項１７)、 であり、このように細孔の分布がシャープであることか
ら、後に記載するように、特に、分子の寄与する反応お
よび分離、ないしは、吸・脱着などに利用する場合に有
用な材料となり得るものである。
【００２３】アルミナ系多孔体以外の多孔体としては、 ・ジルコニア系多孔体である場合、メソ細孔容積の40％
以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心細孔径の±
5nm以内の領域にある多孔体(請求項１８)、 ・チタニア系多孔体である場合、メソ細孔容積の50％以
上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心細孔径の±5n
m以内の領域にある多孔体、または、メソ細孔容積の40
％以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心細孔径の
±3nm以内の領域にある多孔体(請求項１９)、 ・マグネシア系多孔体である場合、メソ細孔容積の80％
以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心細孔径の±
5nm以内の領域にある多孔体(請求項２０)、 ・酸化鉄系多孔体である場合、メソ細孔容積の40％以上
が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心細孔径の±5nm
以内の領域にある多孔体(請求項２１)、 ・セリア系多孔体である場合、メソ細孔容積の70％以上
が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心細孔径の±5nm
以内の領域にある多孔体、または、メソ細孔容積の55％
以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心細孔径の±
3nm以内の領域にある多孔体(請求項２２)、 であり、このようにアルミナ系多孔体以外の多孔体にお
いても、細孔分布がシャープであることから、前記アル
ミナ系多孔体の場合と同様、分子の寄与する反応および
分離、ないしは、吸・脱着などに利用する場合に有用な
材料となり得るものである。
【００２４】さらに、上記第２の多孔体は、「熱分解に
より酸化物となる組成物を飽和蒸気または飽和蒸気に近
い雰囲気中で所定時間保持，熟成して前駆体を生成さ
せ、該前駆体を焼成して得られたもの」(請求項２３)、
「前記前駆体の焼成が、前駆体中の粒子配列を維持しつ
つ溶媒成分を除去し、酸化物とすること」(請求項２
４)、を特徴(発明を特定する事項)とし、これにより、
前記した特徴を有する多孔体（請求項１１，請求項１２
の多孔体）、および、前記した細孔分布を有する多孔体
（請求項１４〜請求項２２の多孔体）を得るものであ
る。
【００２５】また、上記第２の多孔体のうち、アルミナ
系多孔体は、さらに、希土類元素，アルカリ土類金属お
よびIV属元素のうち少なくとも一種を添加成分として含
むことが好ましい(請求項２５)。特に、希土類元素のう
ちランタンを添加すること(請求項２６)、および／また
は、IV属元素のうちチタン，ケイ素，ジルコニウムの少
なくとも一種を添加すること(請求項２７)が好ましい。
これらの添加により、耐熱性の向上や、各種特性［例え
ば使用目的に応じ酸性ないしは塩基性の多孔体を得るこ
と(以下、単に“酸塩基性”という)］などを任意に調節
することができるため、排ガス浄化用触媒や燃料改質触
媒として特に有用である。
【００２６】本発明に係る多孔体(前記第１の多孔体，
第２の多孔体を含む)は、「中心細孔径がメソ細孔領域
の範囲内にあり、該細孔の分布がシャープであり、細孔
の少なくとも一部は、三次元の網目状に連通し、該連通
経路がランダムで三次元網目構造を有し、かつ実質的に
繊維状構造を有しない多孔体」であることから、その用
途として、特に、触媒または触媒担体として有用である
(請求項２８)。
【００２７】本発明に係る多孔体の製造方法は、(１)熱
分解により酸化物となる組成物を準備する準備工程と、
(２)前記組成物を室温以上で所定時間保持し、前駆体を
生成させる熟成工程と、(３)前記前駆体を焼成する焼成
工程と、を含むことを特徴とし(請求項２９)、この方法
によって、前記第三の目的および第四の目的を達成する
ことができる。即ち、本発明に係る多孔体であって、前
記した特徴を有する新規な多孔体を、簡便な手段で、し
かも安価に製造することができ、かつ、該多孔体の品質
を改善する等のために、第二成分を添加し得る多孔体を
容易に製造することができる。
【００２８】この製造方法について更に説明すると、前
記(１)の準備工程では、 ・該工程で準備する組成物(熱分解により酸化物となる
組成物)が、溶媒を含むこと(請求項３０)、 ・前記組成物が、溶媒和したものからなること(請求項
３１)、 ・前記溶媒が、水，一価アルコール，二価アルコールお
よび三価アルコールの一種またはこれらの混合物、ある
いは、水および一価アルコールの一種またはこれらの混
合物であること(請求項３２，請求項３３)、 ・前記組成物が、アルミニウム，ジルコニウム，チタニ
ウム，マグネシウム，鉄，セリウムの水酸化物、およ
び、アルミニウム塩，ジルコニウム塩，チタニウム塩，
マグネシウム塩，鉄塩，セリウム塩のうちの少なくとも
一種から成るか、または、これを主成分とし、該主成分
に対して、希土類元素，アルカリ土類金属およびIV属元
素のうち少なくとも一種を添加成分として含むこと(請
求項３４)、 ・前記水酸化物，前記塩が、溶媒中に浸漬されているこ
と(請求項３５)、 ・溶媒中に浸漬されている前記組成物が、アルミニウム
塩，ジルコニウム塩，チタニウム塩，マグネシウム塩，
鉄塩，セリウム塩より生成させた沈殿物であること(請
求項３６)、が、より好ましい。
【００２９】また、前記(２)の熟成工程では、飽和蒸気
(水蒸気が好ましい)、又は、飽和蒸気に近い雰囲気中で
所定時間保持し、前駆体を生成させることが好ましく
(請求項３７，請求項３８)、水蒸気を用いる場合には、
その温度が200℃以下、好ましくは80〜150℃、より好ま
しくは100〜130℃である(請求項３９〜請求項４１)。一
方、熟成時間としては、0.5〜200時間である(請求項４
２)。
【００３０】更に、前記(３)の焼成工程では、前駆体中
の粒子配列を維持しつつ溶媒成分を除去することが好ま
しく(請求項４３)、また、焼成温度については、多孔体
の種類によって異なるが、300〜1200℃の範囲内である
(請求項４４)。以上の(１)〜(３)の工程の組み合わせに
より、前記した特徴を有する本発明に係る新規な多孔体
を、より容易に製造することができる。
【００３１】一方、本発明に係る排ガス浄化用触媒は、
「担体と、該担体に担持した貴金属とを含む排ガス浄化
用触媒において、前記担体の少なくとも一部が、前記本
発明に係る多孔体からなること」(請求項４５)を特徴と
し、これにより、前記第五の目的とする触媒、特に、
“高温排気ガス中で起こる貴金属の粒成長の抑制”を図
り、その結果として、高い高温耐久性を有する排ガス浄
化用触媒を提供することができる。本発明に係る多孔体
は、前記したとおり、「中心細孔径がメソ細孔領域の範
囲内にあり、該細孔の分布がシャープであり、細孔の少
なくとも一部は、三次元の網目状に連なり、該連通経路
がランダムで三次元網目構造を有し、かつ実質的に繊維
状構造を有しない多孔体」であることから、以下の作用
が推定される。
【００３２】本発明に係る多孔体が、中心細孔径がメソ
細孔領域の範囲内にあるため、貴金属をより高分散に、
安定に担持することが可能となり、かつ、該細孔の分布
がシャープであるため、貴金属をより均一に担持するこ
とが可能となり、粒成長の起点が発生しにくく、高温に
おける貴金属の粒成長が抑制される。また、中心細孔径
がメソ細孔領域の範囲内にあり、かつ、このメソ細孔領
域の細孔の少なくとも一部は、三次元の網目状に連な
り、該連通経路がランダムで三次元網目構造を有してい
るため、細孔中を通過する排ガス中の未燃ＨＣやＣＯ、
ＮＯｘなどが、効率的に反応しながら拡散して浄化され
る。
【００３３】さらに、本発明に係る多孔体が、実質的に
繊維状構造を有しないために、上記に加えてさらに、下
記に示すように貴金属の凝集が起こりにくく、高温にお
ける貴金属の粒成長が抑制されて高温耐久性に優れた排
ガス浄化用触媒となる。つまり、担体を構成する粒子が
繊維状である場合には、貴金属が高分散に担持されたと
しても、繊維方向に沿ってある結晶面が存在するため
に、同一結晶面内に貴金属が担持される割合が高くな
り、かつ、担体粒子の同一結晶面内に担持された貴金属
は、異なった結晶面に担持された貴金属に比べて凝集し
やすい。しかし、前記第２の多孔体の場合、この多孔体
を構成する粒子はアスペクト比が３以下の粒子形状を持
つために、結晶面は粒子サイズに制限されており、貴金
属の担持された結晶面も制限されるため、凝集が起こり
にくい。このため、高温における貴金属の粒成長が抑制
されるものである。
【００３４】また、担体を構成する粒子が非晶質である
場合には、貴金属が高分散に担持されたとしても、貴金
属が保持される結晶面が存在しないために、貴金属粒子
が担体表面を容易に移動して、凝集しやすい。しかし、
前記第１の多孔体の場合、この多孔体を形成する粒子が
非晶質であっても、海綿状構造であり、細孔が凹面で構
成されるために、貴金属粒子は細孔内に安定に保持さ
れ、凝集しにくい。このため、高温における貴金属の粒
成長が抑制されるものである。このように本発明に係る
多孔体を担体として用いることにより、特に、排ガス浄
化性能に優れ、かつ高温耐久性に優れた触媒を提供する
ことができる。
【００３５】また、本発明に係る排ガス浄化用触媒は、
「担体(本発明に係る多孔体)の表面近傍に貴金属が濃化
して担持されている」(請求項４６)ものであり、このよ
うに本発明に係る多孔体を担体として使用することによ
り、通常の貴金属担持法によって、担体表面における貴
金属の高濃度担持を可能にし、かつ、貴金属の粒成長を
抑制して排ガス浄化性能に優れた触媒を提供することが
できる。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。（なお、本明細書において、区別する必要が
ある場合には“本発明の第１の多孔体”“本発明の第２
の多孔体”と呼称し、特に区別する必要がなく、両多孔
体を含む場合は“本発明に係る多孔体”と呼称する。）
【００３７】［本発明に係る多孔体の実施の形態］本発
明に係る多孔体は、前記したとおり、“中心細孔径がメ
ソ細孔領域の範囲内にあり、該細孔の分布がシャープで
あり、細孔の少なくとも一部は、三次元の網目状に連通
し、該連通経路がランダムで三次元網目構造を有し、か
つ実質的に繊維状構造を有しない”特徴を有する多孔体
であり、また、“前記中心細孔径が２〜１００ｎｍの範
囲内にある”特徴を有する多孔体である。
【００３８】このように、本発明に係る多孔体は、細孔
の少なくとも一部は（一軸方向ではなく）三次元的に連
通しており、かつその経路はランダムである“三次元網
目構造”を有する、いわゆる“メソ多孔体”であるか
ら、特開平10-87319号公報に記載のＦＳＭ多孔体と明ら
かに相違する。なお、ＦＳＭ多孔体もメソ多孔体である
が、これは、上記公報にも記載されているように、例え
ばＳｉＯ2シートの折れ曲がりによる構造的な細孔を有
するものであって、一軸方向にそろった細孔を持つもの
である。
【００３９】本発明に係る多孔体において、“実質的に
繊維状構造を有しない”とは、アスペクト比が３を超え
る繊維状の粒子が凝集し、その繊維状の粒子間に細孔を
形成して成る構造を有しないことを意味する。したがっ
て、本発明に係る多孔体のうち、前記した特徴を有する
本発明の第１の多孔体は、海綿状構造の多孔体であっ
て、実質的に繊維状構造を有しないものである。また、
同じく前記した特徴を有する本発明の第２の多孔体は、
アスペクト比が３以下の粒子が凝集してなる構造の多孔
体であって、繊維状の粒子（アスペクト比が３を超える
粒子）が凝集したものと明らかに相違する。
【００４０】まず、本発明に係る多孔体の実施形態につ
いて、図１の(Ａ)，同(Ｂ)を参照して説明する。
【００４１】図１の(Ａ)は、本発明の第１の多孔体１０
を示す図であって、該第１の多孔体１０における非晶質
粒子の最表面を模式的に示す図である。そして、細孔１
２は、同一平面上に独立して配置されていることを意味
するものではなく、この細孔１２の少なくとも一部は、
非晶質粒子の内部において、三次元の網目状に連なった
“三次元網目構造”を有する。
【００４２】すなわち、図１の(Ａ)に示す本発明の第１
の多孔体１０は、海綿状構造のアルミナ系多孔体であっ
て、非晶質であることを特徴とする。そして、この多孔
体１０内に細孔１２を有し、この細孔１２の中心細孔径
がメソ細孔領域の範囲内にあり、かつ細孔１２の分布が
シャープであり、しかも細孔１２の少なくとも一部は、
非晶質粒子の内部において三次元の網目状に連通し、該
連通経路が三次元的にランダムで三次元網目構造を形成
している。
【００４３】図１の(Ｂ)は、本発明の第２の多孔体２０
を示す図であって、最表面に見える粒子２１の集合状態
を模式的に示す図であり、各粒子２１が同一平面上に配
置していることを意味するものではなく、疎に凝集して
いる様子を示す、つまり“三次元網目構造”を模式的に
示す図である。
【００４４】すなわち、図１の(Ｂ)に示す本発明の第２
の多孔体２０は、アスペクト比が３以下の、かつ平均的
な大きさの粒子(結晶性酸化物の微粒子)２１が疎に凝集
している多孔体である。細孔２２は、各粒子２１が三次
元の網目状に連なってできる粒子間の間隙によるもので
あり、その細孔２２の中心細孔径がメソ細孔領域の範囲
内にある。本発明の第２の多孔体２０では、各粒子２１
の形状および大きさが比較的揃っているので、細孔分布
はシャープとなり、また、細孔２２の少なくとも一部
は、(一軸方向ではなく)三次元的に連通しており、かつ
その経路はランダムであって、三次元網目構造を形成し
ている。
【００４５】本発明の第１の多孔体は、前記特徴を有す
る“海綿状構造のアルミナ系多孔体”である。一方、本
発明の第２の多孔体は、同じく前記特徴を有する“アス
ペクト比が３以下の粒子が凝集してなる構造の多孔体”
であって、具体的には、アルミナ系，ジルコニア系，チ
タニア系，マグネシア系，酸化鉄系，セリア系の酸化物
および／または複合酸化物の少なくとも一種であって、
かつ結晶性酸化物からなる多孔体である。以下に記載す
るこれら多孔体の中心細孔径や細孔分布については、本
発明の第１の多孔体の場合、多孔体の製造条件によって
異なり、また、第２の多孔体の場合では、製造条件に加
えて多孔体の種類などによっても相違する。
【００４６】本発明の第１の多孔体、および、本発明の
第２の多孔体のうちアルミナ系多孔体では、次のａ)，
ｂ)の細孔分布を有する。 ａ) メソ細孔容積の70％以上または80％以上、さらに
は、90％以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心細
孔径の±5nm以内の領域にある多孔体。 ｂ) メソ細孔容積の70％以上または80％以上、さらに
は、90％以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心細
孔径の±3nm以内の領域にある多孔体。
【００４７】本発明の第２の多孔体のうち、アルミナ系
多孔体以外の多孔体としては、 ・ジルコニア系多孔体の場合、メソ細孔容積のメソ細孔
容積の40％以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心
細孔径の±5nm以内の領域にある多孔体、 ・チタニア系多孔体の場合、メソ細孔容積の50％以上
が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心細孔径の±5nm
以内の領域にある多孔体、または、メソ細孔容積の40％
以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心細孔径の±
3nm以内の領域にある多孔体、 ・マグネシア系多孔体の場合、メソ細孔容積のメソ細孔
容積の80％以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心
細孔径の±5nm以内の領域にある多孔体、 ・酸化鉄系多孔体の場合、メソ細孔容積の40％以上が、
メソ細孔領域に存在する細孔の中心細孔径の±5nm以内
の領域にある多孔体、 ・セリア系多孔体の場合、メソ細孔容積の70％以上が、
メソ細孔領域に存在する細孔の中心細孔径の±5nm以内
の領域にある多孔体、または、メソ細孔容積の55％以上
が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心細孔径の±3nm
以内の領域にある多孔体、である。
【００４８】なお、本明細書で記載する「中心細孔径」
および「メソ細孔容積」は、以下の方法で評価した細孔
分布曲線から求めたものである。細孔が３．５ｎｍ以上
の領域は、主として水銀圧入法（ASTM D 4284-92;Stand
ard Test Method for Determining Pore Volume Distri
bution of Catalysts byMercury Intrusion Porosimetr
y）を用いて評価した。圧力と圧入量から細孔分布を算
出する際に用いた水銀の表面張力および接触角は、それ
ぞれ４８０ｄ／ｃｍおよび１４０°である。本明細書中
の細孔分布曲線とは、横軸を細孔直径、縦軸を累積細孔
容積分布の微分（ΔＶ／ΔｌｏｇＤ：ここでＶは細孔容
積，Ｄは細孔直径）として各圧入データをプロットした
ものである。
【００４９】また、３．５ｎｍ以下の領域は、以下に示
す装置および測定方法により窒素吸着等温線を作成して
評価した。窒素吸着等温線の作成は、次のようにした。
ガラス製の真空ラインに圧力センサー(MKS，Ｂaratron
127AA、レンジ1000mmHg)およびコントロールバルブ(MS
K，248A)２個が接続された装置を用い、窒素ガスの真空
ラインへの導入およびサンプル管への導入が自動で行え
るようになっている。ガラス製のサンプル管に試料を入
れ、真空ラインに接続し、室温で約２時間脱気して１０
-4ｍｍＨｇとした。サンプル管を液体窒素に漬け、真空
ライン部に所定圧の窒素ガスを導入し、圧力が安定した
後、サンプル管のコントロールバルブを開き、圧力が一
定になった後、平衡圧（平衡圧が０〜７６０ｍｍＨｇの
範囲で１６〜１８点同じ操作を繰り返した）を記録し
た。この平衡圧と圧力変化から求めた窒素吸着量をプロ
ットすることにより、窒素吸着等温線を作成した。本明
細書中の細孔分布曲線とは、窒素吸着等温線からCranst
on-Incaly法により求めたものである。
【００５０】以上のようにして求めた細孔分布曲線を基
にして、本明細書で記載する「中心細孔径」とは、細孔
分布曲線における“極大ピ−クを示す細孔直径”をい
う。また、「メソ細孔容積」とは、細孔分布曲線におい
て“細孔径２〜１００ｎｍの領域にある細孔の容積”を
いう。そして、本発明に係る多孔体において、メソ細孔
領域における細孔分布がシャープであることを表現する
手段として、上記「中心細孔径」「メソ細孔容積」を使
用している。つまり、本発明に係る多孔体において、
“メソ細孔容積のうちのどれだけの割合(％)が、メソ細
孔領域に存在する細孔の中心細孔径の±３ｎｍ以内の領
域、または、±５ｎｍ以内の領域にあるか”で表現して
いる。この割合(％)が大であるほど、その中心細孔径の
近傍に高度に細孔が集中し、細孔分布がシャープである
ことを示すものである。
【００５１】本発明に係る多孔体は、上記のようにして
数値表現され、他と差別化される。このような本発明に
係る多孔体は、排ガス浄化用触媒に代表される触媒担体
だけでなく、燃料改質触媒などの触媒や各種フイルタ
ー、酵素用担体、吸着剤、充填材などの用途に有用であ
り、優れた作用効果が期待できる。更に、チタニア系多
孔体の場合、光触媒への用途の他、生態適合性が認めら
れているので、酵素等の固定化や徐放性を生かして、生
体関連材料としても好適である。また、ジルコニア系多
孔体の場合、生態適合性が認められているので、酵素等
の固定化や徐放性を生かして、生体関連材料としても好
適である。
【００５２】本発明の第２の多孔体のうち、アルミナ系
多孔体の場合は、主成分のアルミナ以外に、希土類元
素，アルカリ土類金属およびIV属元素のうち少なくとも
一種を添加成分として含む多孔体をも包含する。例え
ば、ランタナ，マグネシア，カルシア，バリア，チタニ
ア，シリカ，ジルコニアなどの第二または第三成分を加
えても同様な多孔体が得られ、そのうえ更に、耐熱性や
各種特性(酸塩基性など)を調節することができる。アル
ミナ系多孔体以外のジルコニア系，チタニア系，マグネ
シア系，酸化鉄系，セリア系の多孔体についても、第二
または第三成分を添加しても同様な多孔体が得られ、耐
熱性や各種特性(酸塩基性など)を任意に調節することが
でき、これも本発明に包含されるものである。このよう
に第二成分などを添加した本発明の第２の多孔体も同様
に数値表現され、他と差別化される。また、用途も前記
と同様の用途に有用であり、優れた作用効果が期待でき
る。
【００５３】中でも、本発明の第２の多孔体のうち、ア
ルミナ系多孔体、特にランタンを添加したアルミナ系多
孔体については、この多孔体を構成する粒子の形状，細
孔構造に加え、ランタン添加により、アルミナの耐熱性
を大きく改善することができるので望ましく、かつ、担
体の酸塩基性などの点からも、排ガス浄化用触媒として
有望である。また、チタンを添加したアルミナ系多孔体
も、この多孔体を構成する粒子の形状，細孔構造に加
え、チタン添加による酸塩基性などの点から、排ガス浄
化用触媒として有望である。
【００５４】以上に示したような本発明に係る多孔体
は、前記した用途に限定されることなく、いずれも、分
子等の寄与する反応および分離、ないしは、吸・脱着な
どに利用する場合に、有用な材料と成り得る。なぜな
ら、メソ細孔領域の細孔内を分子などが拡散する際に
は、分子が細孔壁に衝突しながら移動するKundsen拡散
が支配的となり、メソ細孔領域より大きな細孔の場合に
おける分子同士の衝突が支配的となって細孔壁との接触
が減少するような拡散とは、明らかに異なるためであ
る。さらに、該細孔の少なくとも一部が、さらに三次元
の網目状に連なり、該連通経路がランダムで三次元網目
構造を有しているため、細孔中を通過する分子等が効果
的に作用するためである。しかも、本発明に係る多孔体
では、特に、該細孔の中心細孔径が任意に制御でき、か
つ該細孔の分布がシャープであることから、用途に応じ
て最適な材料と成り得る。
【００５５】［本発明に係る多孔体の製造方法の実施の
形態］次に、本発明に係る多孔体の製造方法の実施形態
について説明する。本発明の方法は、前記したとおり、
「(１)熱分解により酸化物となる組成物を準備する準備
工程」，「(２)前記組成物を室温以上で所定時間保持
し、前駆体を生成させる熟成工程」，「(３)前記前駆体
を焼成する焼成工程」を含むことを特徴とする。以下
に、各工程順にその実施の形態について詳細に説明す
る。
【００５６】「(１)熱分解により酸化物となる組成物を
準備する準備工程」この工程で準備する組成物(熱分解
により酸化物となる組成物)は、溶媒を含み、好ましく
は溶媒和したものからなる。そして、この溶媒として
は、水，一価アルコール，二価アルコールおよび三価ア
ルコールの一種またはこれらの混合物、または、水およ
び一価アルコールの一種またはこれらの混合物が好まし
い。より好ましくは、溶媒として水を使用する場合であ
る。上記一価アルコールとしては、メタノール，エタノ
ール，プロパノールなどを、二価アルコールとしては、
エチレングリコール，プロピレングリコールおよびそれ
らの重合体などを、三価アルコールとしては、グリセリ
ンなどを挙げることができる。
【００５７】溶媒和する物質(熱分解により酸化物とな
る物質)としては、アルミニウム，ジルコニウム，チタ
ニウム，マグネシウム，鉄，セリウムの水酸化物、およ
び、アルミニウム塩，ジルコニウム塩，チタニウム塩，
マグネシウム塩，鉄塩，セリウム塩のうちの少なくとも
一種から成るか、または、これを主成分とし、該主成分
に対して、希土類元素，アルカリ土類金属およびIV属元
素のうち少なくとも一種を添加成分として含むものが挙
げられる。このような水酸化物および塩(硫酸塩，硝酸
塩など)は、溶媒中に浸漬されているのが好ましい。そ
して、溶媒中に浸漬されている組成物は、アルミニウム
塩，ジルコニウム塩，チタニウム塩，マグネシウム塩，
鉄塩，セリウム塩より生成させた沈殿物であるのがより
好ましい。
【００５８】上記沈殿物を生成させるためには、例え
ば、上記に示す塩の水溶液に、アンモニアなどの中和剤
を添加してｐＨを調整して生成させることができる。ｐ
Ｈ調整については、用いる原料水溶液や中和剤の種類に
よって相違するが、例えば、原料として硫酸アルミニウ
ムを用い、アンモニアでｐＨを調整する場合、本発明で
特に限定するものではないが、本発明の第１の多孔体で
は“ｐＨ３〜４．５”、本発明の第２の多孔体では“ｐ
Ｈ８以上”が好ましい。なお、この(１)の準備工程で、
本発明の第２の多孔体に耐熱性や酸塩基性など各種特性
を調節するために、希土類元素，アルカリ土類金属およ
びIV属元素のうち少なくとも一種を添加成分として添加
することもできる。具体的には、ランタナ，マグネシ
ア，カルシア，バリア，チタニア，シリカ，ジルコニア
などを添加することができる。
【００５９】「(２)前記組成物を室温以上で所定時間保
持する熟成工程」この熟成工程は、前記(１)の工程で準
備した組成物を室温以上(10℃以上)で所定時間(0.5〜20
0時間)保持し、前駆体を生成させる工程である。この工
程において、飽和蒸気または飽和蒸気に近い雰囲気中で
前駆体を生成させるのが好ましく、また、飽和蒸気とし
ては、水蒸気を用いるのが好ましい。
【００６０】上記水蒸気の温度としては、200℃以下(好
ましくは80〜150℃，より好ましくは100〜130℃)が望ま
しく、また、その熟成時間は、0.5〜200時間である。上
記温度と熟成時間との関係では、例えば、120℃で“0.5
〜10時間”，80℃で“2〜30時間”，25℃で“5〜200時
間”などである。（なお、技術的には、熟成時間をこれ
以上としても効果が認められるけれども、経済的な観点
から、これ以上の熟成時間は不合理であるといえる。）
【００６１】この熟成工程を採用することにより、本発
明に係る多孔体、即ち“中心細孔径がメソ細孔領域の範
囲内にあり、該細孔の分布がシャープであり、細孔の少
なくとも一部は、三次元の網目状に連通し、該連通経路
がランダムで三次元網目構造を有し、かつ実質的に繊維
状構造を有しない”という特徴を有する多孔体の前駆体
が得られるという顕著な作用効果が生ずる。
【００６２】そのうえ、例えばアルミナ系多孔体の場
合、アルミナの耐熱性に対しても作用する。アルミナの
耐熱性とは、アルミナの結晶相として、熱安定性の観点
から、γ相がより高温まで維持され、α相が生成しにく
いものの方がより耐熱性が高いものである。この場合の
熟成温度として、室温未満(つまり10℃未満)のように低
い温度では、特に第二成分を添加して耐熱性を向上させ
ようとする場合、前駆体中の第２成分の均一性が短い時
間で十分に得られず、耐熱性が低下することになるので
好ましくない。一方、熟成温度が200℃を超える高温の
場合、前駆体が高温まで安定となって分解しにくくな
り、所望の細孔をγ相のアルミナとして制御することが
困難となり、また、経済的にも不合理となるので好まし
くない。
【００６３】「(３)前記前駆体を焼成する焼成工程」こ
の焼成工程は、前記(２)の熟成工程で得られた前駆体を
焼成する工程であり、特に、前駆体中の粒子配列を維持
しつつ溶媒成分を除去する工程である。焼成温度として
は、多孔体の種類などによって異なるが、300〜1200℃
であり、特にアルミナ系多孔体を製造する場合には、40
0〜1200℃である。
【００６４】本発明の方法は、上記(１)〜(３)の工程を
含むものであるが、上記(２)の“熟成工程”と(３)の
“焼成工程”との間に、「分離工程」「洗浄工程」「乾
燥工程」を組み入れることもできる。
【００６５】「分離工程」この工程は、前記(２)の熟成
工程に続いて、熟成後の前駆体を溶媒と分離する工程で
あり、例えば、濾過法または遠心分離法により行うこと
ができる。ただし、熟成工程で得られた前駆体中の粒子
配列を破壊するような分離は好ましくない。また、この
分離工程は、後の(３)の“焼成工程”の効率を上げるた
めに行うものであるが、省略することもできる。
【００６６】「洗浄工程」この工程は、前記(２)の熟成
工程に続いて、目的とする前駆体以外に生成する副生成
塩などを洗浄除去する工程である。ただし、熟成工程で
得られた前駆体中の粒子配列を破壊するような洗浄は好
ましくない。また、後の(３)の“焼成工程”で副生成塩
などが焼成除去できる場合は、この洗浄工程を省略する
ことができる。
【００６７】「乾燥工程」この工程は、前記(２)の熟成
工程に続いて行う工程であって、後の(３)の“焼成工
程”における焼成効率を上げるために、前記「熟成工
程」で得られた前駆体を含む溶液または前記「分離工
程」で分離した前駆体あるいは前記「洗浄工程」で洗浄
した前駆体を乾燥(例えば80℃で24時間以上の乾燥)をさ
せる工程であるが、この工程も省略することができる。
【００６８】本発明の製造方法によれば、特に、前記
(２)の前駆体を生成させる熟成工程、および、この熟成
工程により均一化した前駆体の粒子配列を維持しつつ、
溶媒成分を除去する焼成工程を組み合わせることによ
り、前記したとおり、本発明に係る多孔体、即ち、“中
心細孔径がメソ細孔領域の範囲内にあり、該細孔の分布
がシャープであり、細孔の少なくとも一部は、三次元の
網目状に連通し、該連通経路がランダムで三次元網目構
造を有し、かつ実質的に繊維状構造を有しない”特徴を
有する多孔体が得られる、という顕著な作用効果が生ず
る。
【００６９】上記作用効果について、原料として例えば
硫酸アルミニウムを用い、アンモニアによりｐＨを3.8
にすることで調製された“アルミナ系多孔体(本発明の
第１の多孔体：海綿状構造のアルミナ系多孔体)”を例
に挙げて、説明する。この場合、熟成することにより、
前駆体として均一なアンモニウムみょうばん[NH4Al(S
O4)2・12H2O]の粗大結晶が生成する。そして、この前駆
体は均一であるため、焼成により均一に水や硫酸アンモ
ニウムの分解脱離［つまり、みょうばん[Al2(SO4)3・12
H2O]または中間体[NH4Al3(SO4)2(OH)6の分解］が進行す
る。このようにして800℃で焼成することで、海綿状の
形態を持った非晶質な多孔体が生成され、かつ中心細孔
径9.3ｎｍのメソ細孔が形成される(後記実施例１参
照)。なお、さらに900℃または1000℃の焼成では、海綿
状の形態を持った非晶質な状態から均一にγ−アルミナ
の核が生成され、更には結晶成長して均一なサイズの粒
子が生成し、その間隙として例えば中心細孔径14.9ｎ
ｍ，16.7ｎｍのメソ細孔が形成され、本発明の第２の多
孔体が得られる(後記実施例２-1参照)。
【００７０】前記作用効果について、原料として硫酸ア
ルミニウムと硝酸ランタンを用い、アンモニアによりｐ
Ｈを８．８にすることで調製された次のアルミナ系多孔
体を例に挙げて、さらに説明する。 「アルミナ系多孔体：1molAl2O3−0.025molLa2O3」(本
発明の第２の多孔体) この場合、熟成により、前駆体として均一なベーマイト
ゲルが生成する。そして、この前駆体が均一であるた
め、焼成により均一に水の分解脱離［つまり、ベーマイ
トの分解］が進行して均一なサイズの結晶性アルミナと
なり、その粒子の間隙として、例えば、中心細孔径：4.
3ｎｍ，7.5ｎｍ，12.2ｎｍ，15.1ｎｍ，18.0ｎｍ，21.5
ｎｍ，26.0ｎｍのメソ細孔が形成され、本発明の第２の
多孔体が得られる(後記実施例２-8参照)。
【００７１】ここで、本発明の第１および第２の多孔体
を得る好ましい実施形態について説明するが、本発明
は、以下の手段に限定されるものではない。
【００７２】本発明の第１の多孔体を得るには、ｐＨ３
〜４．５の範囲でアルミニウム塩水溶液からアルミニウ
ム成分の少なくとも一部を沈殿させ、該沈殿を含む水溶
液を飽和蒸気または飽和蒸気に近い雰囲気中で所定時間
保持して前駆体を生成させ、この前駆体を焼成する際、
前駆体中の粒子配列を維持しつつ水分を除去し、非晶質
とするのが好ましい。
【００７３】また、本発明の第２の多孔体を得るには、
熱分解により酸化物となる組成物を飽和蒸気または飽和
蒸気に近い雰囲気中で所定時間保持，熟成して前駆体を
生成させ、この前駆体を焼成する際、同じく前駆体中の
粒子配列を維持しつつ溶媒成分を除去し、酸化物とする
のが好ましい。
【００７４】［本発明に係る排ガス浄化用触媒の実施の
形態］本発明に係る排ガス浄化用触媒は、前記したとお
り、担体と、該担体に担持した貴金属とを含む排ガス浄
化用触媒において、この担体の少なくとも一部に、前記
本発明に係る多孔体（前記本発明の第１の多孔体，前記
本発明の第２の多孔体を含む）を用いるものである。ま
た、本発明に係る排ガス浄化用触媒は、担体(本発明に
係る多孔体)の表面近傍に貴金属が濃化して担持されて
おり、これにより、通常の貴金属担持法によって、担体
表面における貴金属の高濃度担持を可能にしている。
【００７５】ここで言う貴金属とは、白金(Pt)、ロジウ
ム(Rh)、パラジウム(Pd)、イリジウム(Ir)、ルテニウム
(Ru)、銀(Ag)、金(Au)などを言い、貴金属の担持方法
は、貴金属の硝酸塩、酢酸塩または塩化物等を使用し、
本発明に係る多孔体を担体または担体の一部として、こ
れに直接、吸着担持または含浸担持する方法や、該担体
を単独もしくは他の助触媒や担体と混合スラリー化して
モノリス基材にコートしたものに、吸着担持または含浸
担持する方法をとることができる。貴金属の担持量は、
いずれの貴金属でも、担体100ｇに対して、0.1〜40ｇが
好ましく、特に0.5〜20ｇが好ましい。モノリス基材に
コートした場合においては、体積１リットル当たり0.1
〜30ｇが好ましく、特に0.3〜15ｇが好ましい。貴金属
が30ｇより多くても活性は向上せず、その有効利用は図
れない。また、貴金属の担持量が0.1ｇより少ないと、
実用上十分な活性が得られない。
【００７６】こうして得た排ガス浄化触媒は、本発明に
係る多孔体の特徴を有するがために、下記のように高温
における貴金属の粒成長が抑制されて触媒性能劣化が抑
制され、また、細孔内で効率的に酸化還元反応(浄化反
応)が進行する。貴金属は、その担持場である細孔の中
心細孔径がメソ細孔領域にあるために、より高分散に、
安定に担持され、かつ、該細孔の分布がシャープである
ために、さらに均一に担持される。このため、高温にお
いて貴金属の粒成長の起点が発生しにくく、粒成長が抑
制されて、触媒性能劣化が抑制される。
【００７７】また、このようなメソ細孔領域の細孔内を
分子などが拡散する際には、分子が細孔壁に衝突しなが
ら移動するKundsen拡散が支配的となる。メソ細孔領域
より大きな細孔の場合には、分子同士の衝突が支配的と
なって細孔壁との接触は減少することになる。つまり、
このようなメソ細孔領域の細孔の少なくとも一部が、さ
らに三次元の網目状に連なり、該連通経路がランダムで
三次元網目構造を有しているため、細孔中を通過する排
ガス中の未燃ＨＣやＣＯ、ＮＯｘなどが、細孔壁に担持
された貴金属上で効率的に反応しながら拡散して浄化さ
れる。
【００７８】さらに、本発明に係る多孔体が、実質的に
繊維状構造を有しないために、上記に加えてさらに、下
記に示すように貴金属の凝集が起こりにくく、高温にお
ける貴金属の粒成長が抑制されて高温耐久性に優れた排
ガス浄化用触媒となる。つまり、担体を構成する粒子が
繊維状である場合には、貴金属が高分散に担持されたと
しても、繊維方向に沿ってある結晶面が存在するため
に、同一結晶面内に貴金属が担持される割合が高くな
り、かつ、担体粒子の同一結晶面内に担持された貴金属
は、異なった結晶面に担持された貴金属に比べて凝集し
やすい。しかし、前記本発明の第２の多孔体の場合、こ
の多孔体を構成する粒子はアスペクト比が３以下の粒子
形状を持つために、結晶面は粒子サイズに制限されてお
り、貴金属の担持された結晶面も制限されるため、凝集
が起こりにくい。このため、高温における貴金属の粒成
長が抑制されるものである。また、担体を構成する粒子
が非晶質である場合には、貴金属が高分散に担持された
としても、貴金属が保持される結晶面が存在しないため
に、貴金属粒子が担体表面を容易に移動して、凝集しや
すい。しかし、前記本発明の第１の多孔体の場合、この
多孔体を形成する粒子が非晶質であっても、海綿状構造
であり、細孔が凹面で構成されるために、貴金属粒子は
細孔内に安定に保持され、凝集しにくい。このため、高
温における貴金属の粒成長が抑制されるものである。
【００７９】以上、本発明の実施の形態について詳細に
説明したが、本発明は、これらの記載に限定されるもの
ではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において、
適宜変更することができる。
【００８０】
【実施例】次に、本発明に係る多孔体およびその製造方
法、並びに、本発明に係る排ガス浄化用触媒の実施例を
比較例と共に挙げ、本発明を詳細に説明するが、本発明
は、以下の実施例により限定されるものではない。な
お、以下の実施例，比較例において、100℃以上で熟成
する場合、“熟成工程中の( )内の気圧”は、所定熟成
温度における“飽和水蒸気圧”を示す。
【００８１】〈実施例１：第１の多孔体(海綿状構造の
多孔体)の実施例〉１リットルのイオン交換水に硫酸ア
ルミニウム0.21molを溶かして原料水溶液とし、この原
料水溶液に25％アンモニア水を48ｇ加えてｐＨ3.8とし
て沈澱物を得た。この沈澱物を120℃(２気圧)で２時間
熟成した後、洗浄，乾燥し、800℃で大気中で５時間焼
成した。得られたアルミナ多孔体(800℃焼成品)は、非
晶質であった。
【００８２】得られたアルミナ多孔体(800℃焼成品)の
細孔分布曲線から、極大値を示す細孔直径である「中心
細孔径」を求め、また、メソ細孔容積（細孔径２〜１０
０ｎｍの領域の細孔の容積）に対する「中心細孔径±５
ｎｍ以内の領域，中心細孔径±３ｎｍ以内の領域の細孔
容積の占める割合」を求め、各測定結果を表１に示す。
(なお、細孔分布曲線は、ＰＭＩ社製のＰＭＩポロシメ
ータを使用して測定した。)
【００８３】図２の写真Ａは、上記実施例１で得られた
“800℃焼成品”のＴＥＭ像である。(なお、写真Ａの寸
法；1.5ｃｍは、50ｎｍに相当する。) 写真Ａから、実施例１で得られた“非晶質であることを
特徴とする800℃焼成品のアルミナ多孔体”は、海綿状
に均一な細孔が存在する特殊な構造を有していることが
わかる。
【００８４】〈実施例２：第２の多孔体(アルミナ系多
孔体)の実施例〉以下の実施例２(実施例２-1〜実施例２
-18)は、本発明の第２の多孔体のうち、アルミナ系多孔
体の実施例である。
【００８５】〈実施例２-1〉前記実施例１は、800℃で
焼成したものであるが、この実施例２-1では、この焼成
温度を900℃，1000℃としたものであり、この点以外
は、前記実施例１と同じ方法でアルミナ多孔体を得た。
得られたアルミナ多孔体は、900℃焼成品および1000℃
焼成品ともγ−アルミナであった。得られたアルミナ多
孔体に対して、前記実施例１と同様、「中心細孔径」
「中心細孔径±５ｎｍ以内の領域，中心細孔径±３ｎｍ
以内の領域の細孔容積の占める割合」を求め、各値を表
１に示す。また、得られたアルミナ多孔体のＴＥＭ写真
(ＴＥＭ像を示す写真)から任意に選出した５０個の粒子
(多孔体を構成する粒子)の「アスペクト比」を求めたと
ころ、うち４８個(９６％)の粒子の「アスペクト比」は
全て３以下であった。さらに、ＴＥＭ観察の結果、アス
ペクト比３以下の粒子が疎に凝集してメソ細孔を形成し
ていることがわかった。
【００８６】〈比較例１〉前記実施例１，実施例２-1で
は、前駆体として、みょうばんを経由していると推察さ
れることから、比較のため、原料水溶液として“みょう
ばん水”を使用した例を挙げる。即ち、この比較例１で
は、表１に示すように、水49ｇにみょうばん(試薬)8.9
ｇを添加し、これを原料水溶液とした。そして、この原
料水溶液(みょうばん水)を、前記実施例１，実施例２-1
と同様、120℃(２気圧)で２時間熟成した。その後、洗
浄せずに所定温度(800℃，1000℃)で、大気中で５時間
焼成した。得られたアルミナ多孔体に対して、前記実施
例１と同様、「中心細孔径」「中心細孔径±５ｎｍ以内
の領域，中心細孔径±３ｎｍ以内の領域の細孔容積の占
める割合」を求め、各値を表１に示す。
【００８７】比較例１のアルミナ多孔体は、焼成してい
っても非晶質とはならず、800℃焼成品では、γ−アル
ミナ(一部未分解の硫酸アルミニウム)であり、ＴＥＭ観
察の結果からも、前記実施例１の800℃焼成品(第１の多
孔体)のような海綿状の特殊な構造は有していなかっ
た。また、比較例１の1000℃焼成品でも、γ−アルミナ
であったが、ＴＥＭ観察の結果から、多孔体を構成する
粒子の形状は均一とは言いがたく、前記実施例２-1(第
２の多孔体)とも形状は全く異なっていた。更に、比較
例１の800℃焼成品および1000℃焼成品はいずれも、そ
の細孔分布は、実施例１，実施例２-1の多孔体のように
シャープではないことがわかった。
【００８８】
【表１】
【００８９】表１から、熟成した後に800℃で焼成して
得られたアルミナ多孔体(実施例１のアルミナ多孔体)
は、中心細孔径がメソ細孔領域の範囲内にあり、かつ細
孔分布がシャープであることがわかる。また、写真Ａか
ら、前記したとおり、海綿状に均一な細孔が存在する特
殊な構造を有していることがわかる。また、さらに高い
温度(900℃，1000℃)で焼成したアルミナ多孔体(実施例
２-1のアルミナ多孔体)では、非晶質であることを特徴
とする海綿状の形態から均一なサイズのγ−アルミナ粒
子が生長し、その間隙に均一な細孔が形成されたもので
ある。これもまた、表１から、中心細孔径がメソ細孔領
域の範囲内にあり、かつ細孔分布がシャープであること
がわかる。この900℃焼成品，1000℃焼成品は、前記実
施例２-1の項で記載したとおり、多孔体を構成するγ−
アルミナ粒子のアスペクト比は、３以下であることがＴ
ＥＭ観察の結果わかった。
【００９０】これに対して、比較例１の800℃焼成品で
は、前記したとおり、γ−アルミナ(一部未分解の硫酸
アルミニウム)であり、ＴＥＭ観察の結果からも、前記
実施例１の800℃焼成品(第１の多孔体)のような海綿状
の特殊な構造は有していなかった。また、比較例１の10
00℃焼成品でも、γ−アルミナであったが、ＴＥＭ観察
の結果から、多孔体を構成する粒子の形状は均一とは言
いがたく、前記実施例２-1(第２の多孔体)とも形状は全
く異なっていた。更に、表１から明らかなように、比較
例１の800℃焼成品及び1000℃焼成品はいずれも、その
細孔分布は、実施例１，実施例２-1の多孔体のようにシ
ャープではないことがわかった。
【００９１】〈実施例２-2〉１リットルのイオン交換水
に硫酸アルミニウム0.21molを溶かして原料水溶液と
し、この原料水溶液に25％アンモニア水を85.7ｇ加えて
ｐＨ8.8として沈澱物を得た。この沈澱物を120℃(２気
圧)で２時間熟成した後、洗浄，乾燥し、所定温度(800
℃，900℃，1000℃)で、大気中で５時間焼成した。得ら
れたアルミナ多孔体は、800℃および900℃焼成品；γ−
アルミナ、1000℃焼成品；γ−アルミナ(副相；α相)で
あった。ここで、副相とは、主たる結晶相以外の結晶相
をいう(→以下の記載も同じ)。
【００９２】得られたアルミナ多孔体の細孔分布曲線か
ら、前記実施例１と同様、極大値を示す細孔直径である
「中心細孔径」を求め、また、メソ細孔容積（細孔径２
〜１００ｎｍの領域の細孔の容積）に対する「中心細孔
径±５ｎｍ以内の領域，中心細孔径±３ｎｍ以内の領域
の細孔容積の占める割合」を求め、各測定結果を表２に
示す。また、得られたアルミナ多孔体のＴＥＭ写真(Ｔ
ＥＭ像を示す写真)から任意に選出した５０個の粒子(多
孔体を構成する粒子)の「アスペクト比」を求めたとこ
ろ、うち４８個(９６％)の粒子の「アスペクト比」は全
て３以下であった。さらに、ＴＥＭ観察の結果、アスペ
クト比３以下の粒子が疎に凝集してメソ細孔を形成して
いることがわかった。
【００９３】〈実施例２-3〉前記実施例２-2おける熟成
[120℃(２気圧)で２時間] を“150℃(５気圧)で２時
間”行ったこと以外は、前記実施例２-2と同じ方法でア
ルミナ多孔体を得た(焼成温度：800℃，1000℃)。得ら
れたアルミナ多孔体は、800℃焼成品；γ−アルミナ、1
000℃焼成品；γ−アルミナ(副相；α相)であった。得
られたアルミナ多孔体に対して、前記実施例１と同様、
「中心細孔径」「中心細孔径±５ｎｍ以内の領域，中心
細孔径±３ｎｍ以内の領域の細孔容積の占める割合」を
求め、各値を表２に示す。また、ＴＥＭ観察の結果、ア
スペクト比３以下の粒子が疎に凝集してメソ細孔を形成
していることがわかった。
【００９４】〈実施例２-4〉前記実施例２-2における熟
成[120℃(２気圧)で２時間]を“180℃(10気圧)で２時
間”行ったこと以外は、実施例２-2と同じ方法でアルミ
ナ多孔体を得た(焼成温度：800℃，1000℃)。得られた
アルミナ多孔体は、800℃焼成品；ベーマイト(前駆
体)、1000℃焼成品；γ−アルミナ(副相；α相)であっ
た。得られたアルミナ多孔体に対して、前記実施例１と
同様、「中心細孔径」「中心細孔径±５ｎｍ以内の領
域，中心細孔径±３ｎｍ以内の領域の細孔容積の占める
割合」を求め、各値を表２に示す。また、ＴＥＭ観察の
結果、アスペクト比３以下の粒子が疎に凝集してメソ細
孔を形成していることがわかった。
【００９５】上記実施例２-4と前記実施例２-2との対比
から、熟成条件が厳しくなるに従って、アルミナ多孔体
の前駆体であるベーマイトの分解温度が上昇する傾向に
ある。焼成工程のコストを考慮すると、これ以上の熟成
は、あまり好ましくないことがわかる(→後記表２参
照）。
【００９６】〈実施例２-5〉前記実施例２-2における原
料[硫酸アルミニウム：0.21mol]を“硝酸アルミニウム
0.42mol”とし、沈殿生成における[ｐＨ8.8]を“ｐＨ8.
5”としたこと以外は、前記実施例２-2と同じ方法でア
ルミナ多孔体を得た(焼成温度；800℃，900℃)。得られ
たアルミナ多孔体は、いずれもγ−アルミナであった。
得られたアルミナ多孔体に対して、前記実施例１と同
様、「中心細孔径」「中心細孔径±５ｎｍ以内の領域，
中心細孔径±３ｎｍ以内の領域の細孔容積の占める割
合」を求め、各値を表２に示す。また、ＴＥＭ観察の結
果、アスペクト比３以下の粒子が疎に凝集してメソ細孔
を形成していることがわかった。
【００９７】
【表２】
【００９８】〈実施例２-6〉１リットルの水に、表３に
示すように、硫酸アルミニウム0.2molと硝酸ランタン0.
01molを溶かして原料水溶液とし、この原料水溶液に25
％アンモニア水83.6ｇを加えてｐＨ8.8として沈殿物を
得た。これを30℃(１気圧)で24時間熟成した後、洗浄、
乾燥し、所定温度(800℃，1050℃)で、大気中５時間焼
成してアルミナ系多孔体を得た。得られたアルミナ系多
孔体は、800℃焼成品でγ−アルミナ、1050℃焼成品で
γ−およびθ−アルミナ(副相；α相，ランタンアルミ
ネ−ト)であった。得られたアルミナ系多孔体に対し
て、前記実施例１と同様、「中心細孔径」「中心細孔径
±５ｎｍ以内の領域，中心細孔径±３ｎｍ以内の領域の
細孔容積の占める割合」を求め、各値を表３に示す。ま
た、ＴＥＭ観察の結果、アスペクト比３以下の粒子が疎
に凝集してメソ細孔を形成していることがわかった。
【００９９】〈実施例２-7〉前記実施例２-6における熟
成[30℃(１気圧)で24時間]を“80℃(１気圧)で２時間”
行ったこと以外は、実施例２-6と同じ方法でアルミナ系
多孔体を得た(焼成温度；800℃，1050℃)。得られたア
ルミナ系多孔体は、800℃焼成品でγ−アルミナ、1050
℃焼成品でγ−およびθ−アルミナ(副相；α相，ラン
タンアルミネ−ト)であった。得られたアルミナ系多孔
体に対して、前記実施例１と同様、「中心細孔径」「中
心細孔径±５ｎｍ以内の領域，中心細孔径±３ｎｍ以内
の領域の細孔容積の占める割合」を求め、各値を表３に
示す。また、ＴＥＭ観察の結果、アスペクト比３以下の
粒子が疎に凝集してメソ細孔を形成していることがわか
った。
【０１００】〈実施例２-8〉前記実施例２-6における熟
成[30℃(１気圧)で24時間]を“120℃(２気圧)で２時
間”行ったこと以外は、実施例２-6と同じ方法でアルミ
ナ系多孔体を得た(焼成温度：200℃，600℃，800℃，90
0℃，1000℃，1050℃，1100℃，1200℃)。得られたアル
ミナ系多孔体の構造は、200℃焼成品；ベーマイト(前駆
体)、600〜1050℃焼成品；γ−アルミナ、1100℃焼成
品；γ−アルミナ(副相；θ相)、1200℃焼成品；θ−ア
ルミナ(副相；α相)であった。得られたアルミナ系多孔
体に対して、前記実施例１と同様、「中心細孔径」「中
心細孔径±５ｎｍ以内の領域，中心細孔径±３ｎｍ以内
の領域の細孔容積の占める割合」を求め、各値を表３に
示す。
【０１０１】図３の写真Ｂは、上記実施例２-8で得られ
た“1000℃焼成品”のＴＥＭ像である。(なお、写真Ｂ
の寸法；1.5ｃｍは、50ｎｍに相当する。) 前駆体であ
るベ−マイト(200℃焼成品)は、平滑な表面を有してお
り、多孔体構造になっていないが、1000℃で焼成するこ
とにより、ベ−マイトが分解してγ−アルミナとなり、
写真Ｂのように、アスペクト比：３以下のγ−アルミナ
の粒子が疎に凝集してメソ細孔を成していることがわか
る。
【０１０２】上記実施例２-6と前記実施例２-7，実施例
２-8との対比から、熟成条件を厳しくするにしたがって
添加成分であるランタンの均一化と、前駆体の粒子配列
の均一化が進行し、耐熱性と細孔分布が向上する(→後
記表３参照)。この事実を考慮すると、熟成温度として
は“100℃以上”が好ましいことがわかる。
【０１０３】〈実施例２-9〉前記実施例２-8は、原料水
溶液中の硝酸ランタンを0.01molとし、25％アンモニア
水83.6ｇを加えてｐＨ8.8としたものであるが、この実
施例２-9では、原料水溶液中の硝酸ランタンを0.006mol
とし、25％アンモニア水82.8ｇを加えてｐＨ8.8とした
こと以外は、実施例２-8と同じ方法でアルミナ系多孔体
を得た(焼成温度：800℃，1000℃，1200℃)。得られた
アルミナ系多孔体は、800℃および1000℃焼成品；γ−
アルミナ、1200℃焼成品；α−およびθ−アルミナであ
った。得られたアルミナ系多孔体に対して、前記実施例
１と同様、「中心細孔径」「中心細孔径±５ｎｍ以内の
領域，中心細孔径±３ｎｍ以内の領域の細孔容積の占め
る割合」を求め、各値を表３に示す。また、ＴＥＭ観察
の結果、アスペクト比３以下の粒子が疎に凝集してメソ
細孔を形成していることがわかった。
【０１０４】上記実施例２-9は、前記実施例２-8に比べ
て、アルミナの高温相であるα相への変態が進行してい
ることから(→後記表３参照)、耐熱性の面で第二成分
“ランタナ”の添加量は、アルミナ１molに対して0.015
mol以上が好ましい。
【０１０５】〈実施例２-10〉前記実施例２-8におい
て、原料水溶液中の硝酸ランタンを0.02molとし、25％
アンモニア水85.7ｇを加えてｐＨ8.8としたこと以外
は、実施例２-8と同じ方法でアルミナ系多孔体を得た
(焼成温度：800℃，1000℃，1200℃)。得られたアルミ
ナ系多孔体は、800℃および1000℃焼成品；γ−アルミ
ナ、1200℃焼成品；θ−アルミナ(副相ランタンアルミ
ネート)であった。得られたアルミナ系多孔体に対し
て、前記実施例１と同様、「中心細孔径」「中心細孔径
±５ｎｍ以内の領域，中心細孔径±３ｎｍ以内の領域の
細孔容積の占める割合」を求め、各値を表３に示す。ま
た、ＴＥＭ観察の結果、アスペクト比３以下の粒子が疎
に凝集してメソ細孔を形成していることがわかった。
【０１０６】実施例２-10は、前記実施例２-8に比べ、
アルミナのα相への変態が抑制され、耐熱性は向上して
いるが、新たにランタンアルミネートが生成したため、
比表面積は低下する特徴を有する。高比表面積が必要な
場合には、第二成分“ランタナ”の添加量は、アルミナ
1molに対して0.05mol以下が好ましい。
【０１０７】
【表３】
【０１０８】〈実施例２-11〉１リットルの水に、表４
に示すように、硝酸アルミニウム0.4molと硝酸ランタン
0.01molを溶かして原料水溶液とし、この原料水溶液に2
5％アンモニア水83.6ｇを加えてｐＨ8.5として沈殿物を
得た。これを120℃(２気圧)で２時間熟成した後、洗
浄、乾燥し、所定温度(600℃，800℃，1050℃，1200℃)
で、大気中５時間焼成してアルミナ系多孔体を得た。得
られたアルミナ系多孔体は、600〜1050℃焼成品；γ−
アルミナ、1200℃焼成品；θ−アルミナであった。特
に、1200℃焼成においてもα化が見られず、耐熱性が高
かった。得られたアルミナ系多孔体に対して、前記実施
例１と同様、「中心細孔径」「中心細孔径±５ｎｍ以内
の領域，中心細孔径±３ｎｍ以内の領域の細孔容積の占
める割合」を求め、各値を表４に示す。また、ＴＥＭ観
察の結果、アスペクト比３以下の粒子が疎に凝集してメ
ソ細孔を形成していることがわかった。
【０１０９】〈実施例２-12〉前記実施例２-11におい
て、原料水溶液中の硝酸ランタンを0.02molとし、25％
アンモニア水85.7ｇとしたこと以外は、実施例２-11と
同じ方法でアルミナ系多孔体を得た(焼成温度；600℃，
800℃，1000℃，1200℃)。得られたアルミナ系多孔体
は、600〜1000℃焼成品；γ−アルミナ、1200℃焼成
品；θ−アルミナ(副相ランタンアルミネート)であっ
た。得られたアルミナ系多孔体に対して、前記実施例１
と同様、「中心細孔径」「中心細孔径±５ｎｍ以内の領
域，中心細孔径±３ｎｍ以内の領域の細孔容積の占める
割合」を求め、各値を表４に示す。また、ＴＥＭ観察の
結果、アスペクト比３以下の粒子が疎に凝集してメソ細
孔を形成していることがわかった。
【０１１０】〈実施例２-13〉前記実施例２-11におい
て、原料水溶液中の［硝酸ランタン：0.01mol］にかえ
て“四塩化チタン：0.005mol”を用い、25％アンモニア
水を83ｇを加えてｐＨを8.4とし、熟成後に洗浄を行わ
なかったこと以外は、実施例２-11と同じ方法でアルミ
ナ系多孔体を得た(焼成温度；800℃)。得られたアルミ
ナ系多孔体は、γ−アルミナであった。得られたアルミ
ナ系多孔体に対して、前記実施例１と同様、「中心細孔
径」「中心細孔径±５ｎｍ以内の領域，中心細孔径±３
ｎｍ以内の領域の細孔容積の占める割合」を求め、各値
を表４に示す。また、ＴＥＭ観察の結果、アスペクト比
３以下の粒子が疎に凝集してメソ細孔を形成しているこ
とがわかった。
【０１１１】前記実施例２-12は、前記実施例２-11と同
様、アルミナのα相への変態は抑制され、耐熱性は向上
しているが、新たにランタンアルミネートが生成したた
め、比表面積は低下する特徴を有する。高比表面積が必
要な場合には、第二成分“ランタナ”の添加量は、アル
ミナ1molに対して0.05mol以下が好ましい。また、前記
実施例２-13は、第二成分として“チタン”を用いた例
であるが、このように第二成分がチタンであっても、本
発明の第２の多孔体を得ることができる。
【０１１２】
【表４】
【０１１３】〈比較例２-1〉前記実施例２-6で熟成を行
わなかったこと以外は、前記実施例２-6と同じ方法でア
ルミナ系多孔体を得た(焼成温度；800℃，1000℃，1050
℃，1100℃，1200℃)。得られたアルミナ系多孔体は、8
00℃焼成品；γ−アルミナ、1000℃焼成品；γ−および
θ−アルミナ、1050℃焼成品；θ−アルミナ、1100℃焼
成品；θ−アルミナ(副相；ランタンアルミネート)、12
00℃焼成品；α−およびθ−アルミナ(副相；ランタン
アルミネート)であった。得られたアルミナ系多孔体に
対して、前記実施例１と同様、「中心細孔径」「中心細
孔径±５ｎｍ以内の領域，中心細孔径±３ｎｍ以内の領
域の細孔容積の占める割合」を求め、各値を表５に示
す。
【０１１４】〈比較例２-2〉比較例２-2は、従来の「ｐ
Ｈスウィング法によるアルミナの例」である。なお、ア
ルミナの耐熱性を高めるためにランタナの添加が必要で
ある。しかし、ｐＨスウィング法では、合成時にランタ
ナを添加することはできないので、後記するように、ア
ルミナ合成後、含浸によりランタナを添加した。
【０１１５】比較例２-2では、硫酸アルミニウムを１リ
ットルのイオン交換水に溶解し、90℃に加温した。次
に、別の容器のイオン交換水１リットルを95℃とし、先
に調製した硫酸アルミニウム溶液を0.6リットル加え、
攪拌しながら25％アンモニア水246ｍｌを加え、ｐＨ９
とした。15分後、１段目の操作として、硫酸アルミニウ
ム溶液0.1リットルを加えてｐＨ４とし、２分後、25％
アンモニア水45ｍｌを加えてｐＨ９とした。
【０１１６】この一段目の操作を85〜95℃に保ちなが
ら、３分後に１段目と同じ操作を繰り返した。１０段目
のスラリーを濾過し、洗浄して硫酸根を除いた後、500
℃で３時間焼成してアルミナを得た。（この時、アルミ
ナ系多孔体を構成する粒子は、アスペクト比が５以上の
繊維状を成していた。） このようにして得たアルミナ0.2molを硝酸ランタン0.01
molの溶解している300ｍｌのイオン交換水に浸漬し、含
浸担持後、乾燥して500℃で２時間焼成したものを800
℃，900℃，1000℃，1050℃，1100℃，1200℃の各温度
で大気中，５時間焼成して試料とした。
【０１１７】各温度で熱処理されたアルミナは、800℃
および900℃焼成品；γ−アルミナ、1000℃および1050
℃焼成品；γ−アルミナ(副相；θ相)、1100℃焼成品；
θ−アルミナ(副相；α相)、1200℃焼成品；α−および
θ−アルミナ(副相；ランタンアルミネート)であった。
得られたアルミナ系多孔体に対して、前記実施例１と同
様、「中心細孔径」「中心細孔径±５ｎｍ以内の領域，
中心細孔径±３ｎｍ以内の領域の細孔容積の占める割
合」を求め、各値を表５に示す。また、前記実施例２-2
と同様、得られたアルミナ系多孔体のＴＥＭ写真(ＴＥ
Ｍ像を示す写真)から任意に選出した50個の粒子(多孔体
を構成する粒子)の「アスペクト比」を求めたところ、
うち２５個(５０％)の粒子の「アスペクト比」は全て
３．５４(＝５／√２)以上であった。このことから、比
較例２-2で得られたアルミナ系多孔体を構成する粒子の
アスペクト比は５以上であると言える。
【０１１８】
【表５】
【０１１９】上記表５より、熟成を行わない比較例２-1
のアルミナ系多孔体では、細孔分布がシャ−プでないこ
とが明らかである。また、アルミナの結晶相の安定性と
いう意味でも、θ相，α相への変態の温度が低く、か
つ、第二成分であるランタンとの反応生成物であるラン
タンアルミネートが検出されている(→1100℃焼成品，1
200℃焼成品参照)。これに対して、熟成を行った前記実
施例２-6，２-7，２-8（比較例２-1に対応する例）のア
ルミナ系多孔体では、前記表３から明らかなように、熟
成により、中心細孔径がメソ細孔領域にあり、該細孔分
布がシャープであり、かつ、アスペクト比が３以下の粒
子が三次元的な網目状に連なった粒子間隙による細孔を
持つ多孔体が得られるという作用効果が生じることだけ
でなく、アルミナの耐熱性に対しても作用することがわ
かる。
【０１２０】アルミナの耐熱性とは、アルミナの結晶相
として、熱安定性の観点から、γ相がより高温まで維持
され、α相が生成しにくいものの方がより耐熱性が高い
ものである。この観点からみると、前記実施例２-8のよ
うに、十分な熟成を行うことにより、前駆体の粒子配列
の均一化による細孔分布のシャープさが向上するだけで
なく、添加成分(ランタンなど)が均一に分散され、アル
ミナの耐熱性が向上することがわかる。
【０１２１】一方、従来の「ｐＨスウィング法によるア
ルミナの例」である比較例２-2では、前記表５より明ら
かなように、前記比較例２-1と同様、細孔分布がシャー
プでないことがわかる。また、比較例２-2のアルミナで
は、その細孔分布曲線は、中心細孔径よりも大きい側に
裾をひくような分布を持っており、その結果、メソ細孔
容積に対して“中心細孔径±５ｎｍ以内の領域、また
は、中心細孔径±３ｎｍ以内の領域”の細孔容積の占め
る割合が低くなっていた。前記実施例１および前記実施
例２(実施例２-1〜実施例２-13)とは、明らかに異なる
細孔分布であることがわかる。
【０１２２】さらに、比較例２-2のアルミナ系多孔体
は、実施例２-1〜実施例２-13と異なり、その多孔体を
構成する粒子の「アスペクト比」は、前述したように、
ＴＥＭ像の解析の結果、５以上であり、繊維状の形状を
していることが明らかである。また、アルミナの耐熱性
という面から、前記実施例２-8の1200℃焼成品と比較す
ると、比較例２-2では、α−アルミナへの相変化が進行
し、さらには、ランタンとの反応生成物であるランタン
アルミネ−トが検出されており(前記表５参照)、耐熱性
が劣っていることがわかる。
【０１２３】〈実施例２-14〉１リットルの水に硝酸ア
ルミニウム0.4molと硝酸ランタン0.01molを溶かして原
料水溶液とし、この原料水溶液に25％アンモニア水83.6
ｇを加えてｐＨ8.5として沈殿物を得た。これを120℃
(２気圧)で２時間熟成し、前駆体を含む水溶液を得、そ
の後、この前駆体を含む水溶液から副生塩をできるだけ
洗浄・除去した後、所定温度(400℃，800℃，1000℃)
で、大気中５時間焼成してアルミナ系多孔体を得た。得
られたアルミナ系多孔体は、400℃焼成品；γ−アルミ
ナ(一部ベーマイトが残存)、800℃および1000℃焼成
品；γ−アルミナであった。得られたアルミナ系多孔体
に対して、カンタクロム社製のPoremaster PM-60を用
い、「中心細孔径」「中心細孔径±５ｎｍ以内の領域，
中心細孔径±３ｎｍ以内の領域の細孔容積の占める割
合」「メソ細孔容積」を求めた。また、「比表面積」を
求め、表６にまとめて示す。
【０１２４】〈実施例２-15〉前記実施例２-14では、副
生塩をできるだけ洗浄・除去した後、焼成したものであ
るが、この実施例２-15は、洗浄操作を行わないもので
ある。即ち、熟成後、前駆体を含む水溶液を遠心分離し
て上澄液のみを除去し、得られた沈降物を所定温度(400
℃，600℃，800℃，1000℃，1200℃)で焼成した。以上
の点を除いて、前記実施例２-14と同一手段でアルミナ
系多孔体を得た。得られたアルミナ系多孔体は、400℃
焼成品；γ−アルミナ(一部ベーマイトが残存)、600〜1
000℃焼成品；γ−アルミナ、1200℃焼成品；θ−アル
ミナであった。このアルミナ系多孔体に対して、前記実
施例２-14と同様、「中心細孔径」「中心細孔径±５ｎ
ｍ以内の領域，中心細孔径±３ｎｍ以内の領域の細孔容
積の占める割合」「メソ細孔容積」「比表面積」を求
め、表６に示した。
【０１２５】〈実施例２-16〉この実施例２-16は、前記
実施例２-14の洗浄を行わず、前駆体を含む水溶液をそ
のまま所定温度(400℃，600℃，800℃，1000℃，1200
℃)で焼成してアルミナ系多孔体を得た例であり、その
他は、前記実施例２-14と同じである。得られたアルミ
ナ系多孔体は、400℃焼成品；γ−アルミナ(一部ベーマ
イトが残存)、600〜1000℃焼成品；γ−アルミナ、1200
℃焼成品；θ−アルミナ，ランタンアルミネートであっ
た。このアルミナ系多孔体に対して、前記実施例２-14
と同様、「中心細孔径」「中心細孔径±５ｎｍ以内の領
域，中心細孔径±３ｎｍ以内の領域の細孔容積の占める
割合」「メソ細孔容積」「比表面積」を求め、表６に示
した。
【０１２６】〈実施例２-17〉この実施例２-17は、前記
実施例２-14において、原料水溶液中の硝酸アルミニウ
ム0.4mol，硝酸ランタンを0.01molとする以外に、更に
硝酸アンモニウムを1.23mol添加・混合して原料水溶液
とし、アンモニア水を加えて沈殿させた後に熟成し、そ
して、洗浄を行わなかったこと以外は、前記実施例２-1
4と同じ方法でアルミナ系多孔体を得た。これは、積極
的に副生塩を共存させて所定温度(800℃，1000℃)で焼
成した例である。得られたアルミナ系多孔体は、800℃
焼成品，1000℃焼成品ともγ−アルミナであった。この
アルミナ系多孔体に対して、前記実施例２-14と同様、
「中心細孔径」「中心細孔径±５ｎｍ以内の領域，中心
細孔径±３ｎｍ以内の領域の細孔容積の占める割合」
「メソ細孔容積」「比表面積」を求め、表６に示した。
【０１２７】〈実施例２-18〉この実施例２-18は、前記
実施例２-14において、原料水溶液中の硝酸アルミニウ
ムを0.4mol，硝酸ランタンを0.01molとする以外に、さ
らに界面活性剤(ライオン社製の商品名“レオコン”)を
30重量％(アルミナ比)添加・混合し、そして、前記実施
例２-17と同じ考え方で、洗浄を行わず、副生塩以外に
更に上記界面活性剤を積極的に共存させて所定温度(800
℃，1000℃)で焼成した例である。得られたアルミナ系
多孔体は、800℃焼成品，1000℃焼成品ともγ−アルミ
ナであった。このアルミナ系多孔体に対して、前記実施
例２-14と同様、「中心細孔径」「中心細孔径±５ｎｍ
以内の領域，中心細孔径±３ｎｍ以内の領域の細孔容積
の占める割合」「メソ細孔容積」「比表面積」を求め、
表６に示した。
【０１２８】〈比較例２-3〉この比較例２-3は、前記実
施例２-14と同じ方法で前駆体を合成するが、その後、
界面活性剤(ライオン社製の商品名“レオコン”)を30重
量％(アルミナ比)添加・混合する。続いて、この混合液
を、ホモジナイザーを使用して強攪拌した後、所定温度
(800℃，1000℃)で焼成した例である。つまり、界面活
性剤を添加・混合し強攪拌することにより、均一化した
前駆体の配列を壊してしまう例である。得られた800℃
焼成品，1000℃焼成品は、いずれもγ−アルミナであっ
た。この焼成品に対して、前記実施例２-14と同様、
「中心細孔径」「中心細孔径±５ｎｍ以内の領域，中心
細孔径±３ｎｍ以内の領域の細孔容積の占める割合」
「メソ細孔容積」「比表面積」を求め、表６に示した。
【０１２９】〈比較例２-4〉この比較例２-4は、前記実
施例２-14(前記比較例２-3)と同じ方法で前駆体を合成
するが、その後、灯油を30重量％(アルミナ比)添加・混
合する。続いて、この混合液を、ホモジナイザーを使用
して強攪拌した後、830℃で噴霧燃焼させた例である。
即ち、熟成により均一化した前駆体の配列を強攪拌によ
り壊し、さらに、噴霧燃焼の急加熱による焼成条件下で
（溶媒成分の除去および前駆体の分解の際に、粒子が凝
集することができない焼成条件下で）、酸化物とした例
である。得られた830℃焼成品はγ−アルミナであっ
た。この焼成品に対して、前記実施例２-14と同様、
「中心細孔径」「中心細孔径±５ｎｍ以内の領域，中心
細孔径±３ｎｍ以内の領域の細孔容積の占める割合」
「メソ細孔容積」「比表面積」を求め、表６に示した。
【０１３０】
【表６】
【０１３１】表６から、次の(1)〜(3)に示す事実が判明
した。 (1) 比較例２-3に示すように、前駆体の粒子配列を強攪
拌して破壊し、その状態を、界面活性剤を介在させて保
持し、実施例２-16と同様に焼成すると、表６に示すよ
うに、細孔分布はブロードになった。このことから、前
駆体の粒子配列を維持しつつ焼成することは、本発明に
係る多孔体(細孔分布がシャープな多孔体)を得るために
必要であることが明らかである。
【０１３２】(2) 比較例２-4に示すように、前駆体の粒
子配列を強攪拌することにより該粒子配列を完全に破壊
し、その上更に、前駆体の粒子配列を維持しつつ凝集で
きないように、噴霧して燃焼させると、メソ細孔領域の
細孔分布曲線は、表６に示すように、１ピークではなく
なり、そろった細孔は形成されず、細孔分布はシャープ
でなくなった。（比較例２-4では、メソ細孔領域の細孔
分布曲線は、中心細孔径：5.3nm，8.9nm，23.8nmの３点
でブロードなピークがみられる。） このことから、本発明に係る多孔体(細孔分布がシャー
プな多孔体)を得るためには、「前駆体の粒子配列を維
持しつつ水分を除去して凝集させる」ことが不可欠であ
ることが明らかである。
【０１３３】(3) 比較例２-3および比較例２-4による上
記(1)および(2)の事実からわかるように、「前駆体の粒
子配列を維持する」こと、「該粒子配列を維持しつつ、
焼成により水分を除去して凝集させる」ことを、本発明
に係る多孔体の製造方法を特定する事項として必須構成
要件とする限り、 ・実施例２-14のように、前駆体を含む水溶液から副生
塩をできるだけ洗浄・除去する場合、 ・実施例２-15のように、遠心分離して余剰水分を除去
する場合、 ・実施例２-16のように、余剰水および副生塩の除去操
作をしない場合、 ・実施例２-17，実施例２-18のように、添加元素以外
の、分解性の塩類(例えば硝酸アンモニウム)や界面活性
剤が混在している場合、 のいずれの場合であっても、本発明で目的とする所望の
多孔体が得られ、本発明の範疇であることが明らかであ
る。
【０１３４】〈実施例３；第２の多孔体(ジルコニア多
孔体)の実施例〉600ｍｌのイオン交換水にオキシ硝酸ジ
ルコニウム(18wt％ZrO2)溶液；273.2ｇを加えて原料水
溶液とし、該原料水溶液に25％アンモニア水を55ｇ加え
て沈澱物を得た。この沈澱物を120℃(２気圧)で２時間
熟成した後、および、113℃(1.6気圧)で同じく２時間熟
成した後、洗浄，乾燥し、所定温度(400℃，600℃)で大
気中で５時間焼成した。得られたジルコニア多孔体に対
して、前記実施例１と同様、「中心細孔径」「中心細孔
径±５ｎｍ以内の領域，中心細孔径±３ｎｍ以内の領域
の細孔容積の占める割合」を求め、各値を表７に示す。
また、ＴＥＭ観察の結果、アスペクト比３以下の粒子が
疎に凝集してメソ細孔を形成していることがわかった。
【０１３５】〈実施例４；第２の多孔体(チタニア多孔
体)の実施例〉1000ｍｌのイオン交換水に四塩化チタン
0.3molを溶かして原料水溶液とし、該原料水溶液に25％
アンモニア水を81.6ｇ加えて沈澱物を得た。この沈澱物
を120℃(２気圧)で２時間熟成した後、および、113℃
(1.6気圧)で同じく２時間熟成した後、洗浄，乾燥し、
所定温度(400℃，600℃，800℃)で大気中で５時間焼成
した。得られたチタニア多孔体に対して、前記実施例１
と同様、「中心細孔径」「中心細孔径±５ｎｍ以内の領
域，中心細孔径±３ｎｍ以内の領域の細孔容積の占める
割合」を求め、各値を表７に示す。また、ＴＥＭ観察の
結果、アスペクト比２．３以下の粒子が疎に凝集してメ
ソ細孔を形成していることがわかった。
【０１３６】〈実施例５；第２の多孔体(マグネシア多
孔体)の実施例〉1800ｍｌのイオン交換水に、酢酸マグ
ネシウム107ｇと硝酸アルミニウム379ｇを溶かして原料
水溶液とし、該原料水溶液に25％アンモニア水を650ｇ
加えて沈澱物を得た。この沈澱物を120℃(２気圧)で２
時間熟成した後、所定温度(850℃)で大気中で５時間焼
成した。得られたマグネシウムアルミニウムスピネル多
孔体に対して、前記実施例１と同様、「中心細孔径」
「中心細孔径±５ｎｍ以内の領域，中心細孔径±３ｎｍ
以内の領域の細孔容積の占める割合」を求め、各値を表
７に示す。また、ＴＥＭ観察の結果、アスペクト比３以
下の粒子が疎に凝集してメソ細孔を形成していることが
わかった。
【０１３７】〈実施例６；第２の多孔体(酸化鉄多孔体)
の実施例〉1000ｍｌのイオン交換水に硝酸鉄0.4molを溶
解して原料水溶液とし、該原料水溶液に25％アンモニア
水を81.6ｇ加えて沈澱物を得た。この沈澱物を120℃(２
気圧)で２時間熟成した後、洗浄，乾燥し、所定温度(40
0℃，600℃)で大気中で５時間焼成した。得られた酸化
鉄多孔体に対して、前記実施例１と同様、「中心細孔
径」「中心細孔径±５ｎｍ以内の領域，中心細孔径±３
ｎｍ以内の領域の細孔容積の占める割合」を求め、各値
を表７に示す。また、ＴＥＭ観察の結果、アスペクト比
３以下の粒子が疎に凝集してメソ細孔を形成しているこ
とがわかった。
【０１３８】〈実施例７；第２の多孔体(セリア多孔体)
の実施例〉1000ｍｌのイオン交換水に硝酸セリウム0.3m
olを溶解して原料水溶液とし、該原料水溶液に25％アン
モニア水を81.6ｇ加えて沈澱物を得た。この沈澱物を12
0℃(２気圧)，113℃(1.6気圧)および80℃(１気圧)でそ
れぞれ２時間熟成した後、洗浄，乾燥し、所定温度(400
℃，600℃，800℃)で大気中で５時間焼成した。得られ
たセリア多孔体に対して、前記実施例１と同様、「中心
細孔径」「中心細孔径±５ｎｍ以内の領域，中心細孔径
±３ｎｍ以内の領域の細孔容積の占める割合」を求め、
各値を表７に示す。また、ＴＥＭ観察の結果、アスペク
ト比３以下の粒子が疎に凝集してメソ細孔を形成してい
ることがわかった。
【０１３９】
【表７】
【０１４０】熟成して得たジルコニア多孔体(実施例
３)，チタニア多孔体(実施例４)，マグネシア多孔体(実
施例５)，酸化鉄多孔体(実施例６)，セリア多孔体(実施
例７)のいずれも、前記したとおり、アスペクト比が３
以下(特にチタニア多孔体では２．３以下)の粒子が疎に
凝集し、該粒子の間隙に細孔を有する多孔体が得られ
た。そして、前記表７から明らかなように、この細孔の
中心細孔径がメソ細孔領域の範囲内にあり、該細孔の分
布がシャープであり、細孔の少なくとも一部は、三次元
の網目状に連通し、該連通経路がランダムで三次元網目
構造を有し、かつ実質的に繊維状構造を有しない、とい
う特徴を有する多孔体が得られることがわかった。
【０１４１】〈実施例８：排ガス浄化用触媒の実施例〉
次の実施例８-1〜実施例８-6は、本発明のアルミナ系多
孔体を担体として使用した排ガス浄化用触媒に係る実施
例である。なお、各実施例に対応する比較例を挙げ、比
較例３-1〜比較例３-6として、実施例８-1〜実施例８-6
の各実施例の後に併記した。
【０１４２】〈実施例８-1〉 ・触媒Ａ1の調製 前記実施例２-8で得られた「800℃焼成品のアルミナ系
多孔体」の粉末20ｇに、ジニトロジアンミン白金硝酸溶
液を使用してＰｔ(1ｇ)／担体(120ｇ)となるように貴金
属を含浸担持し、乾燥後、500℃で２時間大気焼成して
触媒を得た。この触媒を圧粉した後、破砕して0.5〜1ｍ
ｍのペレット形状とした(以下、この触媒を“触媒Ａ1”
と略記する)。 ・触媒Ａ2の調製 前記触媒Ａ1を、さらに1000℃で５時間、“酸素3％／水
3％／窒素”の混合ガスおよび“水3％／窒素”の混合ガ
スを５分間交互に切り替えた雰囲気下で、耐久処理を行
った(以下、この耐久処理後の触媒を“触媒Ａ2”と略記
する)。
【０１４３】・触媒Ａ1，触媒Ａ2に対する昇温評価 触媒Ａ1または触媒Ａ2を固定床流通式の反応管に0.5ｇ
を詰め、ストイキ(4％，2秒周期の変動あり)条件のモデ
ルガスを流通させ、昇温評価を行った。この昇温評価の
結果、触媒Ａ1では、ＳＶ；25万／ｈの条件で、各成分
の50％浄化温度は「ＨＣ50(249℃)，ＮＯ50(239℃)，Ｃ
Ｏ50(239℃)」であった(後記表８参照)。 一方、触媒
Ａ2では、ＳＶ；25万／ｈの条件で、各成分の50％浄化
温度は、「ＨＣ50(436℃)，ＮＯ50(436℃)，ＣＯ50(430
℃)」であった(後記表８参照)。
【０１４４】〈比較例３-1〉 ・触媒ａ1の調製 前記比較例２-2(従来のｐＨスウィング法によるアルミ
ナ多孔体)で得られた「800℃焼成品であるアルミナ多孔
体」の粉末20ｇに、前記実施例８-1と同様に、Ｐｔ(1
ｇ)／担体(120ｇ)となるペレット形状の触媒を得た(以
下、この触媒を“触媒ａ1”と略記する)。 ・触媒ａ2の調製 上記触媒ａ1を、前記実施例８-1と同様の方法で、耐久
処理を行った(以下、この耐久処理後の触媒を“触媒
ａ2”と略記する)。
【０１４５】・触媒ａ1，触媒ａ2に対する昇温評価 触媒ａ1と触媒ａ2について、前記実施例８-1と同様の方
法で昇温評価を行った。その結果、触媒ａ1では、Ｓ
Ｖ；14万／ｈの条件で、各成分の50％浄化温度は、「Ｈ
Ｃ50(273℃)，ＮＯ50(252℃)，ＣＯ50(251℃)」であっ
た(後記表８参照)。 一方、触媒ａ2では、ＳＶ；16万
／ｈの条件で、各成分の50％浄化温度は、「ＨＣ50(470
℃)，ＮＯ50(467℃)，ＣＯ50(455℃)」であった(後記表
８参照)。
【０１４６】前記実施例８-1の触媒Ａ1と前記比較例３-
1の触媒ａ1との“初期の触媒性能”を比較すると、触媒
Ａ1では、触媒ａ1に比べ、ＳＶが約１．８倍という厳し
い条件であっても、ＨＣ50で２４℃活性が高いことがわ
かる。触媒Ａ1および触媒ａ1を、エレクトロンブローブ
マイクロアナリシス(ＥＰＭＡ)およびセカンダリーイオ
ンマススペクトロスコピー(ＳＩＭＳ)で分析したとこ
ろ、触媒Ａ1では、触媒ａ1に比べて、Ｐｔが担体の二次
粒子の表面近傍に約２割程度濃化して担持されていた。
この結果より、触媒Ａ1では、通常の含浸担持法によっ
て、担体の表面におけるＰｔの高濃度担持が達成される
ため、ＳＶが厳しい条件であっても、初期の触媒性能が
触媒ａ1より高くなったものである。
【０１４７】また、貴金属の表面濃化が実現されている
ために、通常、貴金属を増量して（ＥＰＭＡなどで観察
できる）表面近傍の貴金属濃度を上げる必要がなく、コ
スト面でもメリットがある。このような表面濃化の効果
が顕著に現れるためには、１割以上の濃化が必要であ
る。
【０１４８】また、耐久処理を行った触媒Ａ2(実施例８
-1)と触媒ａ2(比較例３-1)との触媒性能を比較すると、
触媒Ａ2では、触媒ａ2に比べて、ＳＶが約１．６倍とい
う厳しい条件であっても、ＨＣ50で３４℃活性が高いこ
とがわかる。これは、Ｘ線回析の結果、触媒Ａ2上のＰ
ｔ粒径が29.5ｎｍであったのに対して、触媒ａ2上のＰ
ｔ粒径が35.2ｎｍと粒成長していたことから、ＳＶが厳
しい条件であっても、触媒Ａ2の耐久後の触媒性能が触
媒ａ2より高くなったものである。さらに、触媒Ａ1で
は、Ｐｔが表面に濃化して担持されており、Ｐｔが粒成
長し易い条件にあるにも関わらず、触媒Ａ2上のＰｔの
粒成長が抑制されている。これは、中心細孔径がメソ細
孔領域にあり、かつ細孔分布がシャ−プな担体がＰｔの
粒成長を抑制する効果を持つことを示唆する結果であ
り、本発明のアルミナ系多孔体がＰｔの担体として優れ
ていることがわかる。
【０１４９】〈実施例８-2〉 ・触媒Ｂ2の調製 前記実施例２-12で得られた「600℃焼成品であるアルミ
ナ系多孔体」の粉末20ｇを担体として、ジニトロジアン
ミン白金硝酸溶液を使用してＰｔ(1ｇ)／担体(300ｇ)と
なるように貴金属を含浸担持し、乾燥後500℃で２時間
大気焼成して触媒を得た。この触媒を圧粉した後、破砕
して0.5〜1ｍｍのペレット形状とし、前記実施例８-1と
同様の方法で、耐久処理を行った(以下、この耐久処理
を行った触媒を“触媒Ｂ2”と略記する)。 ・触媒Ｂ2に対する昇温評価 上記触媒Ｂ2を固定床流通式反応管に２ccまたは１cc充
填して、前記実施例８-1と同様の方法で、昇温評価した
結果、触媒Ｂ2では、ＳＶ；10万／ｈの条件で、各成分
の50％浄化温度は「ＨＣ50(451℃)，ＮＯ50(442℃)，Ｃ
Ｏ50(413℃)」であった(後記表８参照)。また、ＳＶ；2
0万／ｈの条件で、各成分の50％浄化温度は「ＨＣ50(46
6℃)，ＮＯ50(463℃)，ＣＯ50(416℃)」であった(後記
表８参照)。
【０１５０】〈比較例３-2〉 ・触媒ｂ2の調製 前記比較例２-2(従来のｐＨスウィング法によるアルミ
ナ多孔体)で得られた「800℃焼成品であるアルミナ多孔
体」の粉末20ｇを担体として、前記実施例８-2と同様
に、Ｐｔ(1ｇ)／担体(300ｇ)となるペレット形状の触媒
を得、同じく前記実施例８-2と同様の方法で、耐久処理
を行った(以下、この耐久処理を行った触媒を“触媒
ｂ2”と略記する)。 ・触媒ｂ2に対する昇温評価 触媒ｂ2に対して、前記実施例８-2と同様の方法で、昇
温評価をした結果、触媒ｂ2は、ＳＶ；10万／ｈの条件
で、各成分の50％浄化温度は、「ＨＣ50(461℃)，ＮＯ
50(459℃)，ＣＯ50(425℃)」であった(後記表８参照)。
また、ＳＶ；20万／ｈの条件で、各成分の50％浄化温度
は、「ＨＣ50(509℃)，ＮＯ50(509℃)，ＣＯ50(439
℃)」であった(後記表８参照)。
【０１５１】前記実施例８-2と前記比較例３-2から、同
じＳＶでの耐久処理後の触媒性能を比較すると、触媒Ｂ
2は、触媒ｂ2に比べて、ＳＶ；10万／ｈの場合、ＨＣ50
で１０℃活性が高く、ＳＶ；20万／ｈの場合、ＨＣ50で
４３℃活性が高いことがわかる。Ｘ線回析の結果、触媒
Ｂ2上のＰｔ粒径が27.8ｎｍであったのに対して、触媒
ｂ2上のＰｔ粒径が35.2ｎｍと粒成長していたことか
ら、耐久処理後の触媒性能がＢ2触媒で高くなったもの
である。さらに、Ｂ2触媒は、ＳＶが10万／ｈから20万
／ｈとなった場合に、ＨＣ50で１５℃高温化したのに対
して、ｂ2触媒では48℃高温化した。このことから、中
心細孔径がメソ細孔領域にあり、かつ細孔分布がシャ−
プな本発明のアルミナ系多孔体を担体とすることで、Ｓ
Ｖ特性が優れた触媒を得られることがわかる。
【０１５２】〈実施例８-3〉 ・触媒Ｃ1の調製 前記実施例８-1において、パラジウム硝酸塩を使用して
Ｐｄ(2ｇ)／担体(120ｇ)となるようにしたこと以外は、
実施例８-1と同様にして触媒を得た(以下、この触媒を
“触媒Ｃ1”と略記する)。 ．触媒Ｃ2の調製 上記触媒を、前記実施例８-1と同様の方法で、耐久処理
を行った(以下、この耐久処理を行った触媒を“触媒
Ｃ2”と略記する)。
【０１５３】・触媒Ｃ1，触媒Ｃ2に対する昇温評価 触媒Ｃ1および触媒Ｃ2を、前記実施例８-1と同様の方法
で昇温評価した結果、触媒Ｃ1では、ＳＶ；25万／ｈの
条件で、各成分の50％浄化温度は、「ＨＣ50(193℃)，
ＮＯ50(163℃)，ＣＯ50(191℃)」であった(後記表８参
照)。触媒Ｃ2では、ＳＶ；25万／ｈの条件で、各成分の
50％浄化温度は、「ＨＣ50(255℃)，ＮＯ5 0(248℃)，Ｃ
Ｏ50(252℃)」であった(後記表８参照)。
【０１５４】〈比較例３-3〉 ・触媒ｃ1の調製 前記比較例３-1において、パラジウム硝酸塩を使用して
Ｐｄ(2ｇ)／担体(120ｇ)となるようにしたこと以外は、
比較例３-1と同様にして触媒を得た(以下、この触媒を
“触媒ｃ1”と略記する)。 ・触媒ｃ2の調製 上記触媒ｃ1を、前記実施例８-3と同様の方法で、耐久
処理を行った(以下、この耐久処理を行った触媒を“触
媒ｃ2”と略記する)。
【０１５５】・触媒ｃ1，触媒ｃ2に対する昇温評価 触媒ｃ1及び触媒ｃ2を、前記実施例８-1と同様の方法
で、昇温評価した結果、触媒ｃ1では、ＳＶ；15万／ｈ
の条件で、各成分の50％浄化温度は、「ＨＣ50(201
℃)，ＮＯ50(160℃)，ＣＯ50(198℃)」であった(後記表
８参照)。また、触媒ｃ 2では、ＳＶ；15万／ｈの条件
で、各成分の50％浄化温度は、「ＨＣ50(273℃)，ＮＯ
50(285℃)，ＣＯ50(263℃)」であった(後記表８参照)。
【０１５６】前記実施例８-3と比較例３-3から、初期の
触媒性能を比較すると、触媒Ｃ1は、触媒ｃ1に比べて、
ＳＶが約１．７倍という厳しい条件であっても、ＨＣ50
で８℃活性が高いことがわかる。触媒Ｃ1と触媒ｃ1を、
水素１％を含む窒素ガスで500℃，２時間還元して、酸
化パラジウムを金属パラジウムとしてＸ線光電子分光法
(ＸＰＳ)で分析したところ、触媒ｃ1(比較例３-3)に比
べて、触媒Ｃ1(実施例８-3)では、Ｐｄが担体の二次粒
子の表面近傍に約３割程度濃化して担持されていたこと
から、ＳＶが厳しい条件であっても、初期の触媒性能が
ｃ1触媒(比較例３-3)よりで高くなったものである。
（なお、先に示したＰｔの例では、エレクトロンブロー
ブマイクロアナリシス(ＥＰＭＡ)により分析したが、こ
こでは、ＡｌとＰｄのピークが重なるために、Ｘ線光電
子分光法(ＸＰＳ)という手段を取った。）
【０１５７】また、Ｐｔ同様、ここでも貴金属の表面濃
化が実現されているため、通常のように貴金属を増量し
て表面近傍の貴金属濃度を上げる必要がなく、コスト面
でもメリットがある。このような表面濃化の効果が顕著
に現れるためには、１割以上の濃化が必要であるが、こ
こではそれが十分である。
【０１５８】また、耐久処理後の触媒性能を比較する
と、触媒Ｃ2は、触媒ｃ2に比べて、ＳＶが約１．７倍と
いう厳しい条件であっても、ＨＣ50で１８℃活性が高い
ことがわかる。これは、Ｘ線回析の結果、触媒Ｃ2上の
ＰｄＯ粒径およびＰｄ粒径が触媒ｃ2より小さくシンタ
リングが抑制されていたことから、ＳＶが厳しい条件で
あっても、触媒Ｃ2(実施例８-3)の耐久処理後の触媒性
能が、触媒ｃ2(比較例３-3)より高くなったものであ
る。また、触媒Ｃ2では、Ｐｄが表面に濃化して担持さ
れており、Ｐｄ(またはＰｄＯ)が粒成長し易い条件にあ
るにも関わらず、触媒Ｃ2上のＰｄ(ＰｄＯ)の粒成長が
抑制されていることから、中心細孔径がメソ細孔領域に
あり、かつ細孔分布がシャ−プな本発明のアルミナ系多
孔体は、Ｐｄの担体としても優れていることがわかる。
【０１５９】〈実施例８-4〉 ・触媒Ｄ1の調製 前記実施例２-8で得られた「800℃焼成品であるアルミ
ナ系メソ多孔体」の粉末100ｇと、セリア−ジルコニア
固溶体60ｇと、炭酸ランタン20ｇとを、アルミナ系のバ
インダーと混合してスラリーを得た。これを乾燥して、
ジニトロジアンミン白金硝酸溶液および硝酸ロジウム溶
液を使用してＰｔ(1ｇ)，Ｒｈ(0.2ｇ)／アルミナ系多孔
体(120ｇ)となるように貴金属を担持し、圧粉した後、
破砕して0.5〜1ｍｍのペレット形状とした(以下、この
触媒を“触媒Ｄ1”と略記する)。 ・触媒Ｄ2の調製 上記触媒Ｄ1を、さらに1000℃で５時間、“ストイキガ
ス／酸素５％／水３％”の混合ガス、および、“ストイ
キガス／水素１％／水３％”の混合ガスを１分および５
分交互に切り替えた雰囲気下で、耐久処理を行った(以
下、この耐久処理を行った触媒を“触媒Ｄ2”と略記す
る)。
【０１６０】・触媒Ｄ1，触媒Ｄ2に対する降温評価 触媒Ｄ1および触媒Ｄ2を固定床流通式の反応管に0.794
ｇを充填し、ストイキ条件のモデルガスを流通させ、降
温評価を行った結果、触媒Ｄ1では、ＳＶ；22万／ｈの
条件で、各成分の50％浄化温度は、「ＨＣ50(215℃)，
ＮＯ50(210℃)，ＣＯ50(210℃)」であった(後記表８参
照)。一方、触媒Ｄ2では、ＳＶ；22万／ｈの条件で、各
成分の50％浄化温度は、「ＨＣ50(331℃)，ＮＯ50(298
℃)，ＣＯ50(289℃)」であった(後記表８参照)。
【０１６１】〈比較例３-4〉 ・触媒ｄ1の調製 前記比較例２-2(従来のｐＨスウィング法によるアルミ
ナ多孔体)で得られた「800℃焼成品であるアルミナ多孔
体」の粉末100ｇを、前記実施例８-4のアルミナ系多孔
体の代わりに用いたこと以外は、実施例８-4と同様にし
て、ペレット触媒を得た(以下、この触媒を“触媒ｄ1”
と略記する)。 ・触媒ｄ2の調製 上記触媒ｄ1を、前記実施例８-4と同様の方法で、耐久
処理を行った(以下、この耐久処理を行った触媒を“触
媒ｄ2”と略記する)。
【０１６２】・触媒ｄ1，触媒ｄ2に対する降温評価 触媒ｄ1および触媒ｄ2を、前記実施例８-4と同様の方法
で降温評価した結果、触媒ｄ1では、ＳＶ；16.5万／ｈ
の条件で、各成分の50％浄化温度は「ＨＣ50(255℃)，
ＮＯ50(228℃)，ＣＯ50(229℃)」であった(後記表８参
照)。一方、触媒ｄ 2では、ＳＶ；16.5万／ｈの条件で、
各成分の50％浄化温度は、「ＨＣ50(342℃)，ＮＯ50(29
9℃)，ＣＯ50(312℃)」であった(後記表８参照)。
【０１６３】前記実施例８-4と比較例３-4から、初期の
触媒性能を比較すると、触媒Ｄ1では、触媒ｄ1に比べ
て、ＳＶが約１．３倍という厳しい条件であっても、Ｈ
Ｃ50で４０℃活性が高いことがわかる。また、耐久処理
後の触媒性能を比較すると、触媒Ｄ2では、触媒ｄ2に比
べて、ＳＶが約１．３倍という厳しい条件であっても、
ＨＣ50で１１℃活性が高いことがわかる。これは、Ｘ線
回折の結果、触媒Ｄ2上のＰｔ粒径は20.9ｎｍであり、
触媒ｄ2上のＰｔ粒径は26.8ｎｍと粒成長していたこと
から、ＳＶが厳しい条件であっても、触媒Ｄ2の耐久処
理後の触媒性能が触媒ｄ2より高くなったものである。
このように、本発明のアルミナ系多孔体は、Ｐｔおよび
Ｒｈの担体としても、さらに、助触媒等を含む系におい
ても、優れていることがわかる。
【０１６４】
【表８】
【０１６５】〈実施例８-5〉 ・触媒Ｅ1の調製 前記実施例２-8で得られた「1000℃焼成品のアルミナ系
多孔体」の粉末に、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液を
使用してＰｔ(2ｇ)／担体(120ｇ)となるようにＰｔを選
択吸着させ、乾燥後、300℃で３時間大気焼成した。さ
らに、Ｋ(0.2mol)／Ｐｔ(2ｇ)／担体(120ｇ)となるよう
に、酢酸カリウムを使用して含浸担持させ、乾燥後300
℃で３時間大気焼成して触媒を得た。この触媒を圧粉し
た後、破砕して0.3〜0.7ｍｍのペレット形状とした(以
下、この触媒を“触媒Ｅ1”と略記する)。 ・触媒Ｅ2の調製 上記触媒Ｅ1を、さらに800℃で５時間、“リーン１分”
“リッチ４分”で交互に切り替えた雰囲気下で、耐久処
理を行った(以下、この耐久処理を行った触媒を“触媒
Ｅ2”と略記する)。この場合のリ−ンガスの組成および
リッチガスの組成を表９に示す。
【０１６６】
【表９】
【０１６７】触媒Ｅ2を、固定床流通式の反応管に0.5ｇ
詰め、毎分３リットルのリーンガスを流通させたリーン
雰囲気において、ＮＯxを硝酸塩として吸蔵させ、３秒
間のリッチ雰囲気において、Ｎ2等として還元させる試
験を300〜600℃において実施した。その結果を表１１に
示す。この場合のリ−ンガスの組成およびリッチガスの
組成を表１０に示す。
【０１６８】
【表１０】
【０１６９】〈比較例３-5〉 ・触媒ｅ1の調製 前記比較例２-2(従来のｐＨスウィング法によるアルミ
ナ多孔体)で得られた「800℃焼成品のアルミナ多孔体」
の粉末に、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液を使用し
て、前記実施例８-5と同様、Ｐｔ(2ｇ)／担体(120ｇ)と
なるようにＰｔを選択吸着させ、乾燥後300℃で３時間
大気焼成した。さらに、同じく実施例８-5と同様、Ｋ
(0.2mol)／Ｐｔ(2ｇ)／担体(120ｇ)となるように酢酸カ
リウムを使用して含浸担持させ、乾燥後、300℃で３時
間大気焼成して触媒を得た。この触媒を圧粉した後、破
砕して0.3〜0.7ｍｍのペレット形状とした(以下、この
触媒を“触媒ｅ1”と略記する)。 ・触媒ｅ2の調製 上記触媒ｅ1を、前記実施例８-5と同様、さらに800℃で
５時間、“リーン１分”“リッチ４分”で交互に切り替
えた雰囲気下で、耐久処理を行った(以下、この耐久処
理を行った触媒を“触媒ｅ2”と略記する)。
【０１７０】触媒ｅ2を、前記実施例８-5と同様、固定
床流通式の反応管に0.5ｇ詰め、毎分３リットルのリー
ンガスを流通させたリーン雰囲気において、ＮＯxを硝
酸塩として吸蔵させ、３秒間のリッチ雰囲気においてＮ
2などとして還元させる試験を300〜600℃において実施
した。その結果を表１１に示す。なお、この場合のリ−
ンガスの組成およびリッチガスの組成は、前掲の表１０
のとおりである。
【０１７１】
【表１１】
【０１７２】前記実施例８-5と比較例３-5から“耐久後
の触媒性能”を比較すると、ＮＯxの吸蔵量を示す値と
して用いているＮＯx飽和吸蔵量では、表１１に示すよ
うに、300℃以外では、触媒Ｅ2が触媒ｅ2より優れてい
た。また、還元量を示す値として用いているリッチスパ
イクＮＯx吸蔵量では、各温度において触媒Ｅ2が触媒ｅ
2より優れていた。
【０１７３】〈実施例８-6〉 ・触媒Ｆ1の調製 前記実施例５で得られた「マグネシウムアルミニウムス
ピネル多孔体」の粉末に、ジニトロジアンミン白金硝酸
溶液を使用してＰｔ(2ｇ)／担体(120ｇ)となるように、
Ｐｔを選択吸着させ、乾燥後、300℃で３時間大気焼成
した。さらに、Ｋ(0.2mol)／Ｐｔ(2ｇ)／担体(120ｇ)と
なるように、酢酸カリウムを使用して含浸担持させ、乾
燥後、300℃で３時間大気焼成して触媒を得た。この触
媒を圧粉した後、破砕して0.3〜0.7ｍｍのペレット形状
とした(以下、この触媒を“触媒Ｆ1”と略記する)。 ・触媒Ｆ2の調製 上記触媒Ｆ1を、前記実施例８-5と同様に、さらに800℃
で５時間、“リーン１分”“リッチ４分”で交互に切り
替えた雰囲気下で、耐久処理を行った(以下、この耐久
処理を行った触媒を“触媒Ｆ2”と略記する)。
【０１７４】触媒Ｆ2を、前記実施例８-5と同様、固定
床流通式の反応管に0.5ｇ詰め、毎分３リットルのリー
ンガスを流通させたリーン雰囲気において、ＮＯxを硝
酸塩として吸蔵させ、３秒間のリッチ雰囲気において、
Ｎ2などとして還元させる試験を300〜600℃において実
施した。その結果を表１３に示す。この場合のリ−ンガ
スの組成およびリッチガスの組成を表１２に示す。
【０１７５】
【表１２】
【０１７６】〈比較例３-6〉 ・触媒ｆ1の調製 前記実施例８-6で熟成を行わなかったこと以外は、実施
例８-6と同様にして触媒ｆ1を得た。 ・触媒ｆ2の調製 上記触媒ｆ1を、前記実施例８-6と同様に、さらに800℃
で５時間、“リーン１分”“リッチ４分”で交互に切り
替えた雰囲気下で、耐久処理を行った(以下、この耐久
処理を行った触媒を“触媒ｆ2”と略記する)。
【０１７７】触媒ｆ2を、前記実施例８-6と同様、固定
床流通式の反応管に0.5ｇ詰め、毎分３リットルのリー
ンガスを流通させたリーン雰囲気において、ＮＯxを硝
酸塩として吸蔵させ、３秒間のリッチ雰囲気において、
Ｎ2などとして還元させる試験を300〜600℃において実
施した。その結果を表１３に示す。この場合のリ−ンガ
スの組成およびリッチガスの組成は、前掲の表１２のと
おりである。
【０１７８】
【表１３】
【０１７９】前記実施例８-6と比較例３-6から“耐久後
の触媒性能”を比較すると、表１３に示すように、ＮＯ
xの吸蔵量を示す値として用いているＮＯx飽和吸蔵量、
還元量を示す値として用いているリッチスパイクＮＯx
吸蔵量が全ての温度において、触媒Ｆ2の方が触媒ｆ2よ
り優れていた。
【０１８０】
【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、“中心
細孔径がメソ細孔領域の範囲内にあり、該細孔の分布が
シャープであり、細孔の少なくとも一部は、三次元の網
目状に連通し、該連通経路がランダムで三次元網目構造
を有し、かつ実質的に繊維状構造を有しない”特徴を有
する新規な多孔体を提供するものである。具体的には、
「海綿状構造のアルミナ多孔体であって、非晶質である
ことを特徴とし、該多孔体内に細孔を有し、その中心細
孔径がメソ細孔領域の範囲内にあり、かつ細孔の分布が
シャープであり、細孔の少なくとも一部は、三次元の網
目状に連通し、該連通経路がランダムで三次元網目構造
を形成してなる多孔体」，「アスペクト比が３以下の結
晶性酸化物の微粒子を疎に凝集させて形成した、アルミ
ナ系多孔体，ジルコニア系多孔体，チタニア系多孔体，
マグネシア多孔体，酸化鉄系多孔体，セリア系多孔体の
酸化物および／または複合酸化物であって、該結晶性酸
化物の微粒子が三次元的に連なってその間隙に細孔を形
成しており、その中心細孔径がメソ細孔の領域にあり、
該細孔の分布がシャープであり、前記メソ細孔の少なく
とも一部は、三次元的に連通してなり、かつ、該連通経
路がランダムで三次元網目構造を形成してなる多孔体」
を提供するものであり、触媒および触媒担体や各種フイ
ルタ−，酵素用担体，吸着剤，充填材などの用途に好適
な酸化物系多孔体を提供するものである。
【０１８１】また、本発明は、上記多孔体を簡便な手段
で、しかも安価に製造でき、かつ上記多孔体の品質など
を改善するために、第二成分（希土類元素，アルカリ土
類金属，IV属元素など）を容易に添加することができる
方法を提供するものである。
【０１８２】さらに、本発明は、担体と、該担体に担持
した貴金属とを含む排ガス浄化用触媒において、この担
体の少なくとも一部として、前記多孔体を用いることを
特徴とし、これにより、排ガス浄化性能に優れ、かつ高
温耐久性に優れた排ガス浄化用触媒を提供することがで
きる。また、上記排ガス浄化用触媒は、“担体の表面近
傍に貴金属が濃化して担持されている”ものであり、通
常の貴金属担持法によって、担体表面における貴金属の
高濃度担持を可能にし、かつ、貴金属の粒成長を抑制し
て排ガス浄化性能に優れた触媒を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多孔体を説明する図であって、
(Ａ)は本発明の第１の多孔体を、(Ｂ)は本発明の第２の
多孔体を模式的に示す図である。
【図２】実施例１で得られた単成分系アルミナ多孔体(8
00℃焼成品)のＴＥＭ像の写真である。
【図３】実施例２-8で得られたＬａ成分添加アルミナ系
多孔体(1000℃焼成品)のＴＥＭ像の写真である。
【符号説明】
１０ 第１の多孔体 １２ 細孔 ２０ 第２の多孔体 ２１ 粒子 ２２ 細孔
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１２月１７日（１９９９．１２．
１７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｊ 23/38 ＺＡＢ Ｂ０１Ｊ 23/58 Ａ 23/63 23/89 Ａ 23/58 32/00 23/89 35/10 ３０１Ｆ 32/00 Ｃ０４Ｂ 38/00 ３０３Ｚ 35/10 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０２Ｈ Ｃ０４Ｂ 38/00 ３０３ Ｂ０１Ｊ 23/56 ３０１Ａ (72)発明者 寺尾 直洋 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 秋元 裕介 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 Ｆターム(参考） 4D048 AA06 AA13 AA18 AB01 AB02 AB05 AB07 BA01X BA02Y BA03X BA06Y BA07X BA08X BA14X BA15Y BA18X BA19X BA30X BA31X BA32Y BA33X BA34Y BA36X BA41X BA42X BB01 BB16 BB17 DA03 DA05 DA13 EA04 4G019 FA04 FA11 FA13 4G069 AA01 AA02 AA03 AA08 AA12 AA14 BA01A BA01B BA04A BA04B BA05A BA05B BA06A BA06B BA20A BA20B BA21C BB01C BB02A BB02B BB04A BB04B BB05C BB06A BB06B BB16B BC03B BC08A BC10A BC10B BC10C BC16A BC16B BC16C BC32A BC33A BC38A BC42A BC42B BC43A BC43B BC43C BC49A BC50A BC50B BC50C BC51A BC51C BC66A BC66B BC66C BC69A BC70A BC71A BC71B BC72A BC72B BC74A BC75A BC75B BD01C BD02C BD05A BE06C CA02 CA03 CA07 CA08 CA13 CA14 CA15 DA05 EA01X EA02Y EB11 EB19 EB20 EC06X EC06Y EC14X EC14Y EC15X EC15Y EC16X EC19 EC22X EC26 EC29 ED06 FA01 FB08 FB10 FB30 FB31 FB34 FC01 FC04 FC06 FC07 FC09 FC10

Claims (46)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中心細孔径がメソ細孔領域の範囲内にあ
    り、該細孔の分布がシャープであり、細孔の少なくとも
    一部は、三次元の網目状に連通し、該連通経路がランダ
    ムで三次元網目構造を有し、かつ実質的に繊維状構造を
    有しないことを特徴とする多孔体。
  2. 【請求項２】 前記中心細孔径が、２〜１００ｎｍの範
    囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の多孔体。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の多孔体
    が、アルミナ系多孔体からなり、該アルミナ系多孔体が
    海綿状構造であることを特徴とする多孔体。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の海綿状構造の多孔体
    が、非晶質であり、該多孔体内に細孔を有することを特
    徴とする多孔体。
  5. 【請求項５】 請求項３または請求項４に記載の多孔体
    が、メソ細孔容積（細孔径２〜１００ｎｍの領域にある
    細孔の容積）の７０％以上が、メソ細孔領域に存在する
    細孔の中心細孔径の±５ｎｍ以内の領域にあることを特
    徴とする多孔体。
  6. 【請求項６】 請求項３または請求項４に記載の多孔体
    が、メソ細孔容積（細孔径２〜１００ｎｍの領域にある
    細孔の容積）の８０％以上が、メソ細孔領域に存在する
    細孔の中心細孔径の±５ｎｍ以内の領域にあること、ま
    たは、メソ細孔容積の７０％以上が、メソ細孔領域に存
    在する細孔の中心細孔径の±３ｎｍ以内の領域にあるこ
    と、を特徴とする多孔体。
  7. 【請求項７】 請求項３または請求項４に記載の多孔体
    が、メソ細孔容積（細孔径２〜１００ｎｍの領域にある
    細孔の容積）の９０％以上が、メソ細孔領域に存在する
    細孔の中心細孔径の±５ｎｍ以内の領域にあること、ま
    たは、メソ細孔容積の８０％以上が、メソ細孔領域に存
    在する細孔の中心細孔径の±３ｎｍ以内の領域にあるこ
    と、を特徴とする多孔体。
  8. 【請求項８】 請求項３または請求項４に記載の多孔体
    が、メソ細孔容積（細孔径２〜１００ｎｍの領域にある
    細孔の容積）の９０％以上が、メソ細孔領域に存在する
    細孔の中心細孔径の±３ｎｍ以内の領域にあることを特
    徴とする多孔体。
  9. 【請求項９】 請求項３〜請求項８のいずれかに記載の
    多孔体が、ｐＨ３〜４．５の範囲においてアルミニウム
    塩水溶液からアルミニウム成分の少なくとも一部を沈殿
    させ、該沈殿を含む水溶液を飽和蒸気または飽和蒸気に
    近い雰囲気中で所定時間保持して前駆体を生成させ、該
    前駆体を焼成して得られたことを特徴とする多孔体。
  10. 【請求項１０】 前記前駆体の焼成が、前駆体中の粒子
    配列を維持しつつ水分を除去し、非晶質化することを特
    徴とする請求項９に記載の多孔体。
  11. 【請求項１１】 請求項１または請求項２に記載の多孔
    体が、アスペクト比が３以下の粒子が凝集してなる多孔
    体であって、該粒子間の間隙に細孔を有することを特徴
    とする多孔体。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の多孔体が、アスペ
    クト比が３以下の結晶性酸化物の微粒子を疎に凝集させ
    て形成した多孔体であって、該結晶性酸化物の微粒子が
    三次元的に連なってその間隙に細孔を形成してなること
    を特徴とする多孔体。
  13. 【請求項１３】 請求項１１または請求項１２に記載の
    多孔体が、アルミナ系多孔体，ジルコニア系多孔体，チ
    タニア系多孔体，マグネシア系多孔体，酸化鉄系多孔体
    およびセリア系多孔体の酸化物および／または複合酸化
    物の少なくとも一種からなり、かつ結晶性物質からなる
    ことを特徴とする多孔体。
  14. 【請求項１４】 請求項１１〜請求項１３のいずれかに
    記載の多孔体が、アルミナ系多孔体であって、メソ細孔
    容積（細孔径２〜１００ｎｍの領域にある細孔の容積）
    の７０％以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心細
    孔径の±５ｎｍ以内の領域にあることを特徴とする多孔
    体。
  15. 【請求項１５】 請求項１１〜請求項１３のいずれかに
    記載の多孔体が、アルミナ系多孔体であって、メソ細孔
    容積（細孔径２〜１００ｎｍの領域にある細孔の容積）
    の８０％以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心細
    孔径の±５ｎｍ以内の領域にあること、または、メソ細
    孔容積の７０％以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の
    中心細孔径の±３ｎｍ以内の領域にあること、を特徴と
    する多孔体。
  16. 【請求項１６】 請求項１１〜請求項１３のいずれかに
    記載の多孔体が、アルミナ系多孔体であって、メソ細孔
    容積（細孔径２〜１００ｎｍの領域にある細孔の容積）
    の９０％以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心細
    孔径の±５ｎｍ以内の領域にあること、または、メソ細
    孔容積の８０％以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の
    中心細孔径の±３ｎｍ以内の領域にあること、を特徴と
    する多孔体。
  17. 【請求項１７】 請求項１１〜請求項１３のいずれかに
    記載の多孔体が、アルミナ系多孔体であって、メソ細孔
    容積（細孔径２〜１００ｎｍの領域にある細孔の容積）
    の９０％以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心細
    孔径の±３ｎｍ以内の領域にあることを特徴とする多孔
    体。
  18. 【請求項１８】 請求項１１〜請求項１３のいずれかに
    記載の多孔体が、ジルコニア系多孔体であって、メソ細
    孔容積（細孔径２〜１００ｎｍの領域にある細孔の容
    積）の４０％以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中
    心細孔径の±５ｎｍ以内の領域にあることを特徴とする
    多孔体。
  19. 【請求項１９】 請求項１１〜請求項１３のいずれかに
    記載の多孔体が、チタニア系多孔体であって、メソ細孔
    容積（細孔径２〜１００ｎｍの領域にある細孔の容積）
    の５０％以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心細
    孔径の±５ｎｍ以内の領域にあること、または、メソ細
    孔容積の４０％以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の
    中心細孔径の±３ｎｍ以内の領域にあること、を特徴と
    する多孔体。
  20. 【請求項２０】 請求項１１〜請求項１３のいずれかに
    記載の多孔体が、マグネシア系多孔体であって、メソ細
    孔容積（細孔径２〜１００ｎｍの領域にある細孔の容
    積）の８０％以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中
    心細孔径の±５ｎｍ以内の領域にあることを特徴とする
    多孔体。
  21. 【請求項２１】 請求項１１〜請求項１３のいずれかに
    記載の多孔体が、酸化鉄系多孔体であって、メソ細孔容
    積（細孔径２〜１００ｎｍの領域にある細孔の容積）の
    ４０％以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心細孔
    径の±５ｎｍ以内の領域にあることを特徴とする多孔
    体。
  22. 【請求項２２】 請求項１１〜請求項１３のいずれかに
    記載の多孔体が、セリア系多孔体であって、メソ細孔容
    積（細孔径２〜１００ｎｍの領域にある細孔の容積）の
    ７０％以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中心細孔
    径の±５ｎｍ以内の領域にあること、または、メソ細孔
    容積の５５％以上が、メソ細孔領域に存在する細孔の中
    心細孔径の±３ｎｍ以内の領域にあること、を特徴とす
    る多孔体。
  23. 【請求項２３】 請求項１１〜請求項２２のいずれかに
    記載の多孔体が、熱分解により酸化物となる組成物を飽
    和蒸気または飽和蒸気に近い雰囲気中で所定時間保持，
    熟成して前駆体を生成させ、該前駆体を焼成して得られ
    たことを特徴とする多孔体。
  24. 【請求項２４】 前記前駆体の焼成が、前駆体中の粒子
    配列を維持しつつ溶媒成分を除去し、酸化物とすること
    を特徴とする請求項２３に記載の多孔体。
  25. 【請求項２５】 請求項１１〜請求項１７のいずれかに
    記載の多孔体が、さらに、希土類元素，アルカリ土類金
    属およびIV族元素のうち少なくとも一種を添加成分とし
    て含むことを特徴とする多孔体。
  26. 【請求項２６】 前記希土類元素が、ランタンであるこ
    とことを特徴とする請求項２５に記載の多孔体。
  27. 【請求項２７】 前記IV族元素が、チタン，ケイ素，ジ
    ルコニウムのうちの少なくとも一種であることを特徴と
    する請求項２５に記載の多孔体。
  28. 【請求項２８】 請求項１〜請求項２７のいずれかに記
    載の多孔体を、触媒または触媒担体として使用すること
    を特徴とする多孔体。
  29. 【請求項２９】 (１)熱分解により酸化物となる組成物
    を準備する準備工程と、(２)前記組成物を室温以上で所
    定時間保持し、前駆体を生成させる熟成工程と、(３)前
    記前駆体を焼成する焼成工程と、を含むことを特徴とす
    る多孔体の製造方法。
  30. 【請求項３０】 前記(１)の熱分解により酸化物となる
    組成物が、溶媒を含むことを特徴とする請求項２９に記
    載の多孔体の製造方法。
  31. 【請求項３１】 前記(１)の準備工程における熱分解に
    より酸化物となる組成物が、溶媒和したものからなるこ
    とを特徴とする請求項２９または請求項３０に記載の多
    孔体の製造方法。
  32. 【請求項３２】 前記溶媒が、水，一価アルコール，二
    価アルコールおよび三価アルコールの一種またはこれら
    の混合物であることを特徴とする請求項３０または請求
    項３１に記載の多孔体の製造方法。
  33. 【請求項３３】 前記溶媒が、水及び一価アルコールの
    一種又はこれらの混合物であることを特徴とする請求項
    ３０または請求項３１に記載の多孔体の製造方法。
  34. 【請求項３４】 前記熱分解により酸化物となる組成物
    が、アルミニウム，ジルコニウム，チタニウム，マグネ
    シウム，鉄，セリウムの水酸化物、および、アルミニウ
    ム塩，ジルコニウム塩，チタニウム塩，マグネシウム
    塩，鉄塩，セリウム塩のうちの少なくとも一種から成る
    か、または、これを主成分とし、該主成分に対して、希
    土類元素，アルカリ土類金属およびIV族元素のうち少な
    くとも一種を添加成分として含むことを特徴とする請求
    項２９〜請求項３１のいずれかに記載の多孔体の製造方
    法。
  35. 【請求項３５】 前記溶媒和した前記組成物であるアル
    ミニウム，ジルコニウム，チタニウム，マグネシウム，
    鉄，セリウムの水酸化物、および、アルミニウム塩，ジ
    ルコニウム塩，チタニウム塩，マグネシウム塩，鉄塩，
    セリウム塩が、溶媒中に浸漬されていることを特徴とす
    る請求項３１〜請求項３４のいずれかに記載の多孔体の
    製造方法。
  36. 【請求項３６】 前記溶媒中に浸漬されている前記組成
    物が、アルミニウム塩，ジルコニウム塩，チタニウム
    塩，マグネシウム塩，鉄塩，セリウム塩より生成させた
    沈殿物であることを特徴とする請求項３５に記載の多孔
    体の製造方法。
  37. 【請求項３７】 前記(２)の熟成工程が、飽和蒸気また
    は飽和蒸気に近い雰囲気中で所定時間保持し、前駆体と
    する熟成工程であることを特徴とする請求項２９に記載
    の多孔体の製造方法。
  38. 【請求項３８】 前記飽和蒸気が、水蒸気であることを
    特徴とする請求項３７に記載の多孔体の製造方法。
  39. 【請求項３９】 前記水蒸気の温度が、２００℃以下で
    あることを特徴とする請求項３８に記載の多孔体の製造
    方法。
  40. 【請求項４０】 前記水蒸気の温度が、８０〜１５０℃
    であることを特徴とする請求項３８に記載の多孔体の製
    造方法。
  41. 【請求項４１】 前記水蒸気の温度が、１００〜１３０
    ℃であることを特徴とする請求項３８に記載の多孔体の
    製造方法。
  42. 【請求項４２】 前記(２)の熟成工程における熟成時間
    が、０．５〜２００時間であることを特徴とする請求項
    ２９または請求項３７に記載の多孔体の製造方法。
  43. 【請求項４３】 前記(３)の焼成工程が、前駆体中の粒
    子配列を維持しつつ溶媒成分を除去することを特徴とす
    る請求項２９または請求項３７に記載の多孔体の製造方
    法。
  44. 【請求項４４】 前記(３)の焼成工程における焼成温度
    が、３００〜１２００℃であることを特徴とする請求項
    ２９または請求項４３に記載の多孔体の製造方法。
  45. 【請求項４５】 担体と該担体に担持した貴金属とを含
    む排ガス浄化用触媒において、前記担体の少なくとも一
    部が、請求項１〜請求項２８のいずれかに記載の多孔体
    からなることを特徴とする排ガス浄化用触媒。
  46. 【請求項４６】 請求項４５に記載の排ガス浄化用触媒
    が、担体の表面近傍に貴金属が濃化して担持されている
    ことを特徴とする排ガス浄化用触媒。
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