JP4359531B2 - ジルコニウム基酸化物の製造方法及び自動車排ガス浄化用触媒 - Google Patents
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Description
Cl/Zrのモル比が2のオキシ塩化ジルコニウム水溶液(19.8質量%-ZrO2)51.64kg、及び硝酸ネオジム水溶液(21.2質量%-Nd2O3)8.38kgを混合し、2.0℃まで冷却した。別に、脱イオン水14.95kg、及び77質量%-硫酸水溶液5.03kg(SO4 2-/Zr4+=0.48/1に相当する)を混合し、1.4℃まで冷却した。この2つの冷却された溶液を混合し、次いでこの混合液中に10質量%-NaOH水溶液を攪拌下に滴下した。pH値がおよそ1.5に到達するまでに、白色沈殿物(硫酸性ジルコニウム水酸化物)が生成した。
脱イオン水17.88kg、及び77質量%-硫酸水溶液2.10kg(SO4 2-/Zr4+=0.20/1に相当する)を混合し、オキシ塩化ジルコニウム水溶液及び硝酸ネオジム水溶液の混合水溶液に混合した以外は、実施例1と同様にして、ジルコニウム−ネオジム複合酸化物粉体の製造を試みた。結果は、生成した沈殿物がゲル状になり、濾過及び洗浄が困難であった。得られた複合酸化物中には遊離の単斜晶相が含まれ、均一な正方晶相とはならなかった。
77質量%-硫酸水溶液19.98kg(SO4 2-/Zr4+=1.90/1に相当する)を、オキシ塩化ジルコニウム水溶液及び硝酸ネオジム水溶液の混合水溶液に混合した以外は、実施例1と同様にして、ジルコニウム−ネオジム複合酸化物の製造を試みた。得られた複合酸化物中には遊離の単斜晶相が含まれ、均一な正方晶相とはならなかった。
オキシ塩化ジルコニウム水溶液及び硝酸ネオジム水溶液の混合水溶液を55℃まで加熱した。別に、脱イオン水及び硫酸水溶液の混合水溶液を55℃まで加熱した。これ以外は実施例1と同様にして、ジルコニウム−ネオジム複合酸化物を製造した。得られたジルコニウム−ネオジム複合酸化物をそれぞれ、1000℃、2時間、及び1100℃、2時間、加熱処理した後の、BET比表面積(JIS R 1626)は、それぞれ、31m2/g、及び4.9m2/gと低い値を示した。
28質量%-NaOH水溶液の滴下をpHが10に到達した時点で停止した以外は、実施例1と同様にして、ジルコニウム−ネオジム複合酸化物粉体を製造した。分析の結果、850℃、2時間焼成により得られたジルコニウム−ネオジム複合酸化物のSO4 2-は6.4質量%であった。SO4 2-量が非常に高く、触媒として使用できるものではなかった。
脱イオン水19.98kgのみ(SO4 2-/Zr4+=0/1に相当する)を、オキシ塩化ジルコニウム水溶液及び硝酸イットリウム水溶液の混合液に混合した以外は、実施例1と同様にして、ジルコニウム-イットリウム複合酸化物粉体の製造を試みた。結果は、生成した沈殿物がゲル状になり、濾過および洗浄をすることができず、目的のジルコニウム−ネオジム複合酸化物を製造することができなかった。
Claims (17)
- ジルコニウム陽イオン(Zr 4+ )に対して硫酸イオン(SO 4 2- )をイオン比(SO 4 2- /Zr 4+ )0.3〜1.5の割合で含む15℃未満のジルコニウム塩水溶液中にpH値が2に到達するまでアルカリを添加して硫酸性ジルコニウム水酸化物を生成せしめ、次いで撹拌下にpH値が13に到達するまでアルカリを添加して上記硫酸性ジルコニウム水酸化物をジルコニウム水酸化物に変化せしめ、得られたジルコニウム水酸化物を焼成して、硫酸根(SO 4 2- )含有量が0.1質量%以下のジルコニウム基酸化物を形成せしめることを特徴とするジルコニウム基酸化物の製造方法。
- アルカリが水酸化ナトリウムである請求項1に記載のジルコニウム基酸化物の製造方法。
- 前記ジルコニウム塩水溶液は、アルカリ土類元素、ランタノイド元素、希土類元素、第一遷移金属元素、珪素、アルミニウム、イットリウム、ランタン、錫、及び鉛、並びにこれらの混合物からなる群から選択された金属元素の金属塩を含む請求項1又は2に記載のジルコニウム基酸化物の製造方法。
- 前記金属塩がネオジム塩である請求項3に記載のジルコニウム基酸化物の製造方法。
- 前記ジルコニウム塩水溶液中の金属元素濃度が酸化物換算で5質量%以上である請求項1〜4のうちいずれか1項に記載のジルコニウム基酸化物の製造方法。
- 前記ジルコニウム塩水溶液中の金属元素濃度が酸化物換算で10〜20質量%である請求項5に記載のジルコニウム基酸化物の製造方法。
- アルカリを添加する直前の前記ジルコニウム塩水溶液の温度が5℃より低い請求項1〜6のうちいずれか1項に記載のジルコニウム基酸化物の製造方法。
- 前記ジルコニウム塩水溶液のイオン比(SO 4 2- /Zr 4+ )が0.45〜1.25である請求項1〜7のうちいずれか1項に記載のジルコニウム基酸化物の製造方法。
- 追加の水熱処理を含む請求項1〜8のうちいずれか1項に記載のジルコニウム基酸化物の製造方法。
- 前記ジルコニウム水酸化物を焼成する前に、前記ジルコニウム水酸化物を乾燥する工程を含む請求項1〜9のうちいずれか1項に記載のジルコニウム基酸化物の製造方法。
- 前記ジルコニウム水酸化物を焼成する前に、前記ジルコニウム水酸化物をスプレー乾燥する工程を含む請求項10に記載のジルコニウム基酸化物の製造方法。
- 最終的に形成されるジルコニウム基酸化物は、1,000℃での加熱の後の比表面積が40m2/g以上であり、1,100℃での加熱の後の比表面積が10m2/g以上である請求項1〜11のうちいずれか1項に記載のジルコニウム基酸化物の製造方法。
- 最終的に形成されるジルコニウム基酸化物が30〜100質量%のジルコニアを含む請求項1〜12のうちいずれか1項に記載のジルコニウム基酸化物の製造方法。
- 最終的に形成されるジルコニウム基酸化物中のSO4 2-含有量が0.05質量%以下である請求項1〜13のうちいずれか1項に記載のジルコニウム基酸化物の製造方法。
- 請求項1〜14のうちいずれか1項に記載の製造方法により得られたジルコニウム基酸化物からなることを特徴とする自動車排ガス浄化用触媒。
- ジルコニウム基酸化物がドーパントを含有する請求項15に記載の自動車排ガス浄化用触媒。
- 前記ドーパントがアルカリ土類元素、ランタノイド元素、希土類元素、第一遷移金属元素、珪素、アルミニウム、イットリウム、ランタン、錫、及び鉛、並びにこれらの混合物からなる群から選択された金属元素である請求項16に記載の自動車排ガス浄化用触媒。
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