JPH0640955B2

JPH0640955B2 - 高表面積触媒担体物質としてアルミナとシリカの混合物を混入する改良されたモノリシツク触媒担体

Info

Publication number: JPH0640955B2
Application number: JP61060469A
Authority: JP
Inventors: モリスラツクマンアーウイン; アンドリユーノードリーローレンス
Original assignee: Corning Inc; Corning Glass Works
Current assignee: Corning Inc; Corning Glass Works
Priority date: 1985-03-18
Filing date: 1986-03-18
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2009-06-01
Also published as: ES553130A0; CA1256850A; IL78098A0; ES8802121A1; EP0197681A1; CN1005683B; IL78098A; BR8601186A; CN86101811A; JPS61242639A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は焼結したセラミック構造体相およびセラミック
の上または中に配置した高表面積担体を有するモノリシ
ック触媒担体構造体に関する。本発明は特に高表面積層
としてアルミナとシリカの混合物を使用して改良される
この種の触媒担体構造体に関する。

（従来の技術とその問題点）従来のセラミックモノリシック触媒は触媒を実際に析出
させる高表面物質のコーティングを備えたセラミック担
体から成る。特に、通常セラミック担体は高温度で粘土
または他のセラミック物質の鋳型を焼結して調製され
る。通常この方法では極めて小さい表面積となるので、
従って、一層高い表面積、並びに触媒を実際に析出する
特定の化学特性を有する他の物質を用いて被覆しなけれ
ばならない。低表面積セラミック壁に高表面積「薄め塗
膜」を析出するこの方法は、例えば、米国特許第2,742,
437号および第3,824,196号に開示されている。しかし、
これらの触媒担体の高表面積部分は、自動車の排気ガス
のように設備が高温度にさらされる間に表面積を失うこ
とが多い。

最近、高表面積相をセラミック構造体相自体に混入する
モノリシス担体が開発された。これらの担体では（1985
年３月18日に出願された米国特許出願第712,875および7
12,886号に記載）、一段階で高表面積物質を焼結可能な
セラミック物質を用いて共に押出し、モノリスを焼成
後、セラミックマトリックス内に離散相として残す。こ
の種の触媒担体は外側の高表面積「薄め塗膜」を有する
ものの幾つかの機械的及び物理的問題を除去するが、設
備が高温にさらされるため高表面積相の熱分解を受け易
い。従って、セラミック物質と共に押出されるので、高
表面積層がセラミックの焼成中に存在し、このため、工
程中に含まれる高温にさらされることが多い。従って、
焼成中または運転中に高温にさらされるにもかかわら
ず、高表面積を保持することができる酸化物担体物質を
使用することが望ましい。

アルミナとシリカ混合物は触媒用担体物質として使用さ
れてきた。英国特許第1,581,628号は、触媒用外側の薄
め塗膜としてアルミナ−シリカ混合物を使用することを
広く開示しているが、特定の組成あるいは特別の調製に
ついては開示していない。米国特許第4,129,522号は27
〜75重量％のアルミナ，75〜25重量％のシリカのヒドロ
ゲル球の調製を開示している。これらの球は触媒担体と
しては有用であるが、760℃以上での調製または操作に
ついては開示されておらず、モノリシック担体構造にお
ける使用についても開示されていない。米国特許第4,15
1,121号は、粒状の触媒担体に混入するための触媒担体
相として、ゲル化法によって調製された５〜40重量％の
アルミナを含有するアルミナ−シリカ混合物の使用を開
示している。米国特許第3,637,525号はアルミナ−シリ
カ混合物をリン酸硼素と混合し、触媒物質用の単一構造
体／支持相を形成するモノリシック触媒担体を開示して
いる。アルミナ／シリカ混合物はアルミナとシリカを重
量比1.5：１ないし９：１で共沈または共にゲル化して
調製する。

本発明の目的は、焼結したセラミック物質の強構造体相
と、全体が操作中に熱分解に耐えられる高表面積担体物
質とを有する改良されたモノリシック触媒担体を提供す
ることにある。さらに本発明の目的は、セラミック焼成
プロセスに使用される高温中でも担体相が高表面積を保
持するこの種のモノリシック触媒担体を提供することに
ある。これらの目的および他の目的は以下に述べる本発
明に合致する。

（問題点を解決するための手段）本発明は焼結したセラミックの構造体相とこの構造体相
と一体にした多孔性酸化物の高表面積担体相とを有し、
この多孔性酸化物担体相が本質的に50〜93重量％のアル
ミナと７〜50重量％のシリカを含む改良されたモノリシ
ック触媒担体構造体を提供する。

本発明のアルミナ−シリカ相は、セラミックの焼成や触
媒操作の際に高温にさらしても、高表面積を保持する。
意外なことに、本発明の担体相として使用されるアルミ
ナとシリカの物理的混合物は、各々このような条件にさ
らされた場合にいずれの成分もが保持する表面積より
も、一層高い表面積を保持する。表面積に依存する触媒
活性は、従って今まで同様の条件下で達成できたものよ
りも、はるかに高度に維持される。自動車の触媒コンバ
ータのような触媒担体構造体における触媒活性の効果が
増すと、燃料効率が増加する利点を与えることができ
る。

本発明によって解決される改良点は、アルミナとシリカ
の物理的混合物を触媒担体系の高表面積相として使用す
ることができ、通常熱分解の結果生じる条件に委ねたと
しても、混合物は各成分単独の場合よりも単位当たりの
表面積を一層高く保持する。アルミナとシリカの微細粉
末を均一に混合すると、いずれか一方の焼結が他方の存
在によって妨害されるが、シリカが存在すると一層望ま
しい高表面積の遷移形状をアルミナが保持すると思われ
る。

本発明によれば、モノリスのような触媒支持系の高表面
積触媒担体相は本質的に約50〜93重量％のアルミナおよ
び約７〜50重量％のシリカ（すなわち、約１：1.7ない
し約7.3：１のアルミナ：シリカのモル比）を含有す
る。重量とモルの割合は乾燥した焼成アルミナおよびシ
リカを基礎として決定される。使用に適しているアルミ
ナとシリカの物質は、乾燥焼後、少なくとも40m²／ｇ
表面積を有するものであり、さらに少なくとも100m²／
ｇが好ましく、少なくとも200m²／ｇが最も好ましい。
好ましくは、アルミナとシリカの物質は最大0.5ミクロ
ンの微結晶寸法を有する。

（ここで使用する「焼」の語は、結晶格子から水を除
くために十分な温度で、しかも実質的な多孔度または表
面積を物質が失い始める温度まで、結晶物質を加熱する
ことを意味する。）本発明の高表面積相の調製に有効なアルミナは、焼の
際、特定の表面積をもつガンマーアルミナまたは他の遷
移アルミナを与えるものである。コロイド状のガンマー
アルミナを直接使用することができ、あるいはアルファ
ーアルミナ−水和物のように「アルミナ前駆物質」を使
用することもできる。一般にコロイド状のガンマーアル
ミナは１ミクロンを越えない粒子の形状である。アルフ
ァーアルミナ−水和物を使用する場合、粒径は１ミクロ
ン以下から約100ミクロンまでであるが、50ミクロンを
越えない粒径が好ましい。この種の適当な市販されてい
る物質はカイザー・アルミナ社のカイザー化学部から入
手できるカイザーＳＡ基板アルミナがある。また、コノ
コ社の化学部門から入手できるキャタパル・アンド・デ
ィスパルアルミナ、およびアルコア社から入手できる活
性化アルミナの「Ｆ」シリーズおよびハイドラールがあ
る。本発明に使用できる高表面積シリカは、カボット社
から入手できるカボシルコロイド状シリカ、ＰＱ社から
入手できるＱＵＳＯＧ−761シリカのようなサブミク
ロンの微結晶寸法のアモルファスシリカがある。使用に
最適なアルミナはカイザーＳＡ基板アルミナがあり、使
用に最適なシリカはカボシルＥＨ−５シリカがある。

本発明によれば、触媒担体モノリスの高表面積相は、上
記の割合の（乾燥焼に基づく）アルミナとシリカを混
合して調製される。好適なアルミナ／シリカの混合物は
アルミナ対シリカのモル比が約３：１ないし３：４（約
55〜85重量％のアルミナ）である。最適のモル比は約
３：２である（約72重量％のアルミナ、しかし、一般的
にはさらに65〜75重量％のアルミナ）。上述のように、
アルミナとシリカの成分は細かく粉砕した粒子の形状が
好ましく、乾燥状態または分散状態で、以下に詳しく説
明するように、ほぼ均質になるまで混合する。

本発明のアルミナ／シリカ高表面積担体相をモノリシッ
ク担体のセラミック構造体相と混合し、担体相と構造体
相を通常の方法で一体にする。

好適な実施法では、アルミナ／シリカ相をモノリスの構
造体相のセラミック物質と共に押出し、モノリスを焼成
後、高表面積物質の別の分離した相として焼結したセラ
ミック物質内に埋め込む。これを達するための２つの方
法が1985年５月18日に出願した米国特許出願第712,886
号および第712,875号に開示されている。

第１の方法では、アルミナ／シリカ混合物を集めて粗粒
子に成形し、次いで微粉砕の焼結可能なセラミック物質
を用いて所望のモノリシック形状に一緒に押出す。モノ
リシック形状物を焼成すると、アルミナ／シリカの混合
物は分離して離別できる粒子として焼結セラミック内に
存在する。

凝集物はアルミナとシリカまたは「前駆物質」とバイン
ダを混合して調製される。バインダは、セラミックモノ
リス中に分離した不連続相として埋め込むために、粗粒
子調製用物質を凝集するが、通常はセラミックの焼結温
度にて、またはこの温度より前に燃え尽きる物質であれ
ばいかなるものでもよい。バインダはこの目的のために
良く知られている物質であればいかなるものでもよい。
例としては、熱硬化性樹脂、例えばエポキシ類，ポリフ
ルフリルアルコール，シリコン樹脂類，フェノール樹脂
類，ジアリルフタレート，またはポリエステル樹脂類；
または熱可塑性樹脂、例えばポリ（アクリロニトリ
ル），ポリカーボネート，ポリエチレン，重合したエチ
レン不飽和単量体、例えばポリ（メチルメタクリレー
ト）またはポリスチレン，ポリビニルアルコール，また
は水和メチルセルロースがある。バインダとして最も好
ましく使用されるものは、メチルセルロース，ポリビニ
ルアルコール，または重合フルフリルアルコールであ
る。

凝集物は、アルミナとシリカの粉末とバインダを組合せ
て均質または殆ど均質な混合物を生成することによって
調製される。使用したバインダの量は一緒に粉末を塊に
するような量である。通常、５〜60重量部のバインダを
酸化物粉末100重量部につき使用する。約５〜15重量部
のみを使用することが好ましく、重合したフルフリルア
ルコールを使用する場合でも、粉末を完全に湿らせ凝集
させるために高レベルが必要なことがある。

バインダを適当な希釈剤、例えばメチルセルロースおよ
びポリビニルアルコールの場合には水に分散溶解させる
ことができ、次に粉末を添加し増粘スラリーを生成す
る。いずれの場合にも、バインダと粉末の混合物は混練
し次いで押出してさらに混合を行うことが好ましい。一
般に、押出しは「ヌードル」型が好ましく、この型では
押出した塊を乾燥することが容易である。ここに使用す
る「乾燥」の語は、必要に応じてバインダを硬化するこ
と、またはバインダ中に存在する揮発分を追い出すこと
を意味する。従って、粉末の焼結温度以下、好ましくは
約250℃までの室温にて塊を乾燥し、次いで本発明の粗
粒子凝集物を生成するように粉末にする。従来の微粉砕
技術のいずれも用いることができるが、ジョークラッシ
ャーを使用すると所望の粒子の大きさにすることができ
るので好ましい。粒子の大きさは、中央粒径が50〜250
ミクロンが好ましく、55〜100ミクロンが一層好まし
い。しかし、一般に粒子は、セラミックモノリスの後の
調製と抵触しない大きさ、しかし、セラミックマトリッ
クス中の認識できる不連続相の存在となる大きさであ
る。

モノリスの高強度支持体相を形成するセラミックマトリ
ックスは、今までに当業者によって調製されたようなモ
ノリシック担体における機械強度および良好な熱的性質
を与えることができる既知の焼結可能な物質のいずれで
もよい。好ましいセラミックはコーディライト，ムライ
ト，クレー，タルク，ジルコニア，ジルコニア−スピネ
ル，アルミナ，シリカ，リチウムアルミノシリケート、
およびアルミナ−ジルコニア複合材料から選ばれる。こ
れらの混合物は、選ばれた物質が相溶性であり、当業者
が認めるように、互いに分解しない範囲まで使用でき
る。

モノリシック担体は、焼成できるセラミック物質と上述
の凝集物質と、随意にバインダを混合して調製される。
市販されている凝集した高表面積粒子もまた使用でき
る。例としては、アルコア・コーポレーションのＦ−１
ベーマイト凝集物（高表面積210m²／ｇ；粒子−100メッ
シュ）またはＨ−151アルミナ（表面積390m²／ｇ；粒子
−100メッシュ）がある。一般に約５〜50重量部の凝集
粒子を50〜85重量部のセラミック物質と組合わせる。好
ましくは、３〜20重量部のバインダを使用する。セラミ
ック触媒担体製造に通常使用されるバインダ物質はいず
れも適している。例を示す。

「焼成前のセラミック処理」、ジョージ・ワイ・オノダ
著（Ｊｒ，＆Ｌ．Ｌ．Hench，John Wiley＆Sons，ニュ
ーヨーク）。

「低圧押出下の数グループの有機バインダの研究」、シ
ー・シー・トライシェル・アンド・イー・ダブニュ・エ
ムリッチ，ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・セラミ
ック・ソサイアティ、（29）129〜132頁，1946。

「セラミック系用有機（一時的）バインダ」、エス・レ
ビン・セラミック・エージ，（75），第１号，39＋頁，
1960年１月。

「セラミック系用一時的有機バインダ」、エス・レビ
ン，セラミック・エージ，（75），第２号，25＋頁，19
60年２月。

メチルセルロースまたはシリコン樹脂が好ましい。使用
するのに好ましいシリコン樹脂はダウ・コーニング社の
Ｑ６−2230シリコン樹脂またはワイヤーによって米国特
許第3,090,691号に記載されているものである。最適の
バインダはダウ・ケミカル社から入手できるメトセル
（登録商標Metocel）Ａ４Ｍのようなメチルセルロース
である。ステアリン酸ナトリウムのような界面活性剤を
混合物全量につき約１重量％までを使用し、混合を促進
し次の処理のために流す。混合工程は水のような可塑剤
としても働く液体中で行う。バインダがシリコーン樹脂
である場合、水に加えてイソプロピルアルコールを使用
することが好ましい。

本発明に使用する最適のセラミック物質は予備反応した
コーディライトおよびムライトである。セラミック物質
は微粒状でなければならず、200メッシュ（米国標準）
よりも細かいものが好ましく、325メッシユ（米国標
準）よりも細かいものが最も好ましい。セラミック粒子
を200メッシュより粗くすることができるが、少なくと
も凝集物粒子と同じ位に細かくする必要がある。

モノリスは均質または殆ど均質な混合物を生成する成分
を組合せて調製する。従来の混合装置を使用することが
できるが、混合マラーの使用が、好ましい。さらに混合
するためにバッチを引続き「ヌードルにする」ダイに通
して１回またはそれ以上押し出すことができる。最後
に、バッチをハチの巣型に形成するが、ダイに通して押
し出すことが好ましい。

第２の方法では、アルミナ／シリカ混合物を分離した識
別できる担体相としてモノリスに混入するために、アル
ミナ／シリカ混合物とセラミックマトリックス物質は
（上述のように）、これらの物質を可塑化塊に結合する
物質と混合して、単独に成型可能な物体に成形する。こ
のバインダ物質は上記の凝集物／セラミック押出バッチ
の分離と関連して述べたものをいずれも使用することが
できる。好適なバインダはメチルセルロースである。

構成物質（担体物体としてアルミナとシリカ、構造体物
体としてセラミック物質）は成型可能な塊に成形するた
めに十分な量のバインダと単独に混合する。一般に、ア
ルミナ／シリカまたはセラミック物質の重量につき、約
１〜20重量％のバインダを使用する。全物体の重量につ
き約１重量％までのステアリン酸ナトリウムのような界
面活性剤または潤滑剤を使用して混合を容易にすること
もできる。混合工程はさらに可塑化剤として作用する液
体、好ましくは水の中で行う必要がある。バインダがシ
リコーン樹脂である場合、水の他にイソプロピルアルコ
ールを使用することが好ましい。従来の混合装置を使用
することができるが、混合マラーの使用が好ましい。

アルミナ／シリカおよびセラミック物質の可塑化した塊
は単独で分離した物体に成形され、次いでダイに通して
押出すために混合され、最終の所望の形状のモノリシッ
ク触媒担体を形成する。通常、担体物体と構造体物体
は、担体物体が個別の、好ましくは不連続の相を全体に
亘って構成する複合物質を形成するように混合する。担
体物体は、また複合材料全体に均一に、またはほぼ均一
に分散する必要がある。適当に分散させるために、通常
セラミック構造体物体とアルミナ／シリカ担体物体との
割合を少なくとも約1.3：１、好ましくは少なくとも1.
5：１にする。構造体物体と担体物体の寸法と形状がほ
ぼ同じであることが好ましい。また上記割合の他に、こ
のような複合材料から形成したモノリスは、高表面積相
が約10〜40重量％であることが好ましい。

複合材料は、担体物質が均一に、またはほぼ均一に全体
に分散しており、別個の相の中に存在する限り、また、
複合材料をダイに通して押出し最終のモノリス形状に成
形できる限り、いかなる寸法または形状であってもよ
い。また、複合材料の形成方法はこれらの基準が実質的
に一致するようなものであれば、いかなる手段であって
もよい。

この方法の好適例では、アルミナ／シリカおよびセラミ
ック物質の可塑化した塊を、単独にロッドダイに通して
縦長の形状、好ましくは矩形，六角形，または円形断面
の物体に押出す。次に押出した物体を軸方向または縦方
向にロッドを混合させて単一の複合体に組立てる。最適
には、ロッドを実質的に平行にするように行う。担体物
体を均一に、またはほぼ均一に複合材料全体に分散する
ように配置する。適当に分散させるには、通常セラミッ
ク構造体物体とアルミナシリカ構造体物体との割合は複
合材料において少なくとも1.5：１、好ましくは少なく
とも約２：１である。焼成後、このような複合材料から
成形したモノリスは、約10〜40重量％の高表面積アルミ
ナ／シリカ相を含むことが好ましい。最後には、複合材
料をダイに通して押出し、最終のモノリスの所望形状に
成形する。

この方法と、凝集物の使用に関連して上述した方法とは
共に、ハニカム形状のモノリスの調製に良く適合する。
これらの方法のいずれかによって成形した「未処理」の
モノリス形状をセラミック物質を焼結するために十分な
時間と温度まで加熱する。任意に、この加熱／焼結工程
を行う前に、約100〜120℃にてモノリス形状を乾燥す
る。一般に加熱／焼結工程は800〜1200℃で行うが、約1
100〜1150℃を越えない温度が好ましい。セラミックを
焼結するために使用した温度にもかかわらず、本発明の
埋め込まれたアルミナ／シリカ担体相は高表面積を有
し、全表面積の少なくとも８〜10m²／ｇのモノリス担体
を与えることが好ましく、15〜20m²／ｇが最も好ましい
値である。

本発明の改良点は、またセラミック相をアルミナ，シリ
カ，チタニア，またはジルコニアの前駆体から形成する
モノリシック担体構造物に適用できる。この種のモノリ
シック担体の調製では、本発明のアルミナ／シリカ混合
物は、１種またはこれ以上の上記前駆体物質（通常、分
散液、懸濁液または希釈液の形である）および一時的バ
インダと混合し、担体を形成するための形状で焼成する
実質的に均一な物体を生成する。前駆物質は成形体の焼
成温度またはこれ以下の温度で実際のセラミック物質を
生じさせる。アルミナ／シリカ混合物は、先駆物質によ
って生じた焼結し濃密なセラミック相全体に分散され、
第２の高表面積担体物質相を与える。

本発明によって提供される改良点は、特に高表面積担体
相をセラミック物質の焼結に必要な高い温度まで露出さ
せるモノリシック担体を調製することが重要である。特
に好適なアルミナ／シリカ混合物はアルミナ：シリカの
モル比で３：２のカイザーＳＡ基板アルミナとカボシル
・シリカを含む。この混合物を1200℃にて６時間加熱す
る場合、53m²／ｇの表面積を保持する。また、単独でこ
れらの条件下に置かれたシリカは0.4m²／ｇの表面積を
保持し、同様にアルミナは8.4m²／ｇの表面積を保持す
る。

本発明の改良されたモノリシック担体は高表面積アルミ
ナ／シリカ相の化学と構造によって、それ自体で若干の
触媒活性をもつことができる。さらに担体はアルミナ／
シリカ担体相によって与えられる表面積に追加の触媒活
性成分を運ぶこともできる。これらの追加の触媒成分を
既知の方法によってモノリスに混入させることができ
る。改良したモノリシック担体は、望ましくないガス流
中の成分を、さらに処理して大気中に排出する流れに触
媒によって転化させる必要がある応用に有用である。本
発明のアルミナ／シリカ担体相はまた、生物学的応用に
有用であり、例えば酵素プロセスでは高表面積基体が望
ましく、化学薬品の製造のために触媒として働く反応を
行う際にも有用である。

以下、実施例につき、本発明を説明する。

（実験例１）アルミナとシリカの組成物を表Ａに示した成分から調製
した。表Ａの数字は重量部である。成分を十分に乾燥混
合し、水で湿らせて混合した後、乾燥し粒状形にした。
得られた粉末調製物を1000℃，1100℃および1200℃で６
時間焼成した。調製物の若干量を1000℃または1200℃で
300時間焼成し、高温で長期間さらされた効果を測っ
た。焼成した粉末調製物の表面積を表１Ｂに示す。この
実施例で使用したアルミナ物質は約24〜28重量％の強熱
減量を有する水和アルミナであった。従って焼成後、物
質によって発生したアルミナの重量はアルミナ成分自体
の指示重量よりも少ない。実験番号１Ａと１Ｂは対照を
含み、その組成は100％アルミナ（１Ａ）または100％シ
リカ（１Ｂ）である。実験番号１Ｄから１Ｇまでは、対
照例１Ａで使用したアルミナと対照例１Ｂで使用したシ
リカの組成物であり、1200℃にて６時間さらした後の表
面積は、同じ条件でアルミナまたはシリカ単独で行なっ
た場合よりも、かなり高い値を保持している。特に本発
明の好適な例を実験番号１Ｆに示す。

（実験例２）この実験例ではアルミナとシリカを基礎とした高表面積
凝集物の調製を示す。アルミナ成分はカイザー社の水和
アルミナ製品であるＳＡ基板アルミナ（ＳＡ Substrat
e Alumina）であり、600℃にて１時間熱処理した後には
27重量％の強熱減量を示し、表面積が約300m²／ｇのガ
ンマ・アルミナを与えるものである。シリカ成分はカボ
シルＥＨ−５シリカ（カボット社）であり、表面積が40
0m²／ｇでメディアン微結晶寸法が0.007ミクロンのアモ
ルファスシリカである。

93.3重量部のアルミナと6.72重量部のシリカをプラスチ
ックジャーの中でローラーにより２時間予備混合した。
アルミナ−シリカの全重量に対し約６重量％のメチルセ
ルロースを単独に80℃に加熱した蒸留水に分散させた。
メチルセルロースが十分に分散した際に、アルミナ−シ
リカの混合物を添加した。得られた混合物を手でかきま
ぜ、濃厚スラリーが生成するまで、追加の水を加え、水
の全含量を90重量部にした。スラリーを終液175℃に乾
燥（ハードケーキを生成した。ケーキを種々の大きさの
粒子に粉砕し、次の実験例３〜５に使用した。

（実験例３〜５）これらの実験例では、次表に示すような成分を、ハニカ
ムモノリシック担体の製造のために調製した。数字は重
量部を示す。

各実験例に対し、水以外の全成分を一緒にプラスチック
ジャーに入れて組成物を調製した。ジャーには2.54cm
（１インチ）の球を物質800ｇにつき６個入れて標準ボ
ールミルとした。成分が良く混合するまでジャーを回転
させた後、混合成分を水を入れた混合マラーの中に入
れ、さらに可塑化したバッチが得られるまで混合した。
数回バッチをヌードルダイに通して押出し、凝集物粒子
を混合物全体に分散させた。実験例３と４の組成物をダ
イに通して押出し6.45cm²（１平方インチ）につき200平
方開口部および30.5×10^-3cm（12ミル）の壁厚を有する
ハニカム形状を生成した。実験例５の組成物をダイに通
して押出し、6.45cm₂（１平方インチ）につき400個の正
方形開口部が12.7×10^-3cm（５ミル）の壁厚を有して設
けられた。ハニカム形状を生成した。各実験例／組成の
ハニカム形状を1000゜〜1200℃の間の温度で４時間加熱
し、セラミック物質を焼結した。実験例２の凝集物粒子
もまた単独に加熱し、特性を確かめた。モノリスの加熱
温度による物理的特性を下表に示す。

（実験例６）この実験例では、次の物質を使用してセラミックマトリ
ックス構造体物体とアルミナ／シリカ担体物体を同時に
押出してモノリス形状を生成した。

アルミナ／シリカ物質とセラミック物質を単独に、６重
量％のメトセルＡ４Ｍメチルセルロースと0.5重量％の
ステアリン酸ナトリウムを潤滑剤として添加し、混合マ
ラー中で混合した。２種の混合物を単独に、ヌードルダ
イに通して押出し、六角形のダイに通して凝離させ、一
辺が0.63cm（0.25インチ）の六角断面を有するロッドを
形成した。

押出したロッドを、24本のセラミック物質ロッドと13本
のアルミナ／シリカロッドを用いて、単一複合材料の六
角形状のジグに組立てた。複合材料を数回、六角形のロ
ッドダイに通して押出し、アルミナ／シリカ相の断面積
を減らし、これをセラミック物質相に分散させた。次に
複合材料をダイに通して押出し、6.45cm²（１平方イン
チ）につき400個の正方形開口部が38.8×10^-3cm（１ミ
ル）の壁厚を有して設けられたハニカム形状を生成し
た。

ハニカム形状をアルミナホイルに包み、16時間110℃に
て蒸気乾燥し、次に種々の温度で４時間加熱し、セラミ
ックマトリックス相を焼結した。アルミナ／シリカ担体
物質の六角形ロッドも同様の条件で加熱し、それぞれの
特性を明らかにすることができた。加熱温度によるハニ
カムモノリスとロッドの表面積を次表に示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ０１Ｊ 35/04 ３０１Ｐ 7821−4Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】焼結したセラミック物質の構造体相と、こ
の構造体相と一体にした多孔性酸化物の高表面積担体相
を有し、高表面積担体相が50〜93重量％のアルミナと７
〜50重量％のシリカを主成分とし、前記構造体相が実質
的に連続しており、前記高表面積担体相が前記構造体相
に埋め込まれた実質的に不連続な別々の識別できる相で
あるモノリシック触媒担体。
【請求項２】担体相が55〜85重量％のアルミナと15〜45
重量％のシリカを主成分とする特許請求の範囲第１項記
載の触媒担体。
【請求項３】担体相が65〜75重量％のアルミナと25〜35
重量％のシリカを主成分とする特許請求の範囲第２項記
載の触媒担体。
【請求項４】モノリスが少なくとも15m²／ｇの表面積を
もつ特許請求の範囲第１〜３項いずれか１項記載の触媒
担体。
【請求項５】担体がハニカム形状である特許請求の範囲
第４項記載の触媒担体。
【請求項６】（１）前記アルミナは水和したアルミナか
ら生成され、該水和したアルミナは、600℃の温度にて
１時間焼後少なくとも300m²／ｇの表面積を有する遷
移アルミナに変化するものであり、（２）前記シリカは0.02ミクロンより大きくない結晶寸
法と少なくとも200m²／ｇの表面積を有するアモルファ
スシリカから生成されたものであることを特徴とする特
許請求の範囲第４項記載の触媒担体。