JPH0760118A - 酸素イオン伝導性支持材を伴う貴金属触媒 - Google Patents
酸素イオン伝導性支持材を伴う貴金属触媒Info
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 自動車から排出される燃料燃焼ガス中のまた
は固定の燃料燃焼源からのガス放出物中の汚染物質の転
換処理のために有用な三様貴金属触媒は、複合体酸素イ
オン伝導性支持材を利用することによって非常に改良さ
れた触媒の化学的活性及び熱安定性を有している。この
複合体支持体は、イットリア、カルシア、マグネシアま
たはスカンジア、及び少なくとも４０wt％の不活性支持
材、例えば、アルミナまたはチタニア、からなり、３０
〜３００m2／ｇの表面積を有する。触媒は、イットリア
安定化ジルコニア（ＹＳＺ）及びアルミナの複合体によ
って支持されることができ、支持体上に分散された主要
金属であるプラチナまたはパラジウム及び少量金属であ
るロジウムまたはルテニウムからなることができる０．
０１〜３．０wt％の全活性金属を含む。 【効果】 この三様触媒は、熱に安定であり、汚染物
（ＣＯ、ＮＯx 、Ｈ2 及び炭化水素）の除去を高水準に
達成し、かつ触媒支持材上の高価な貴活性金属の望まし
くない高充填を必要とせずに、長い触媒生命を有してい
る。
は固定の燃料燃焼源からのガス放出物中の汚染物質の転
換処理のために有用な三様貴金属触媒は、複合体酸素イ
オン伝導性支持材を利用することによって非常に改良さ
れた触媒の化学的活性及び熱安定性を有している。この
複合体支持体は、イットリア、カルシア、マグネシアま
たはスカンジア、及び少なくとも４０wt％の不活性支持
材、例えば、アルミナまたはチタニア、からなり、３０
〜３００m2／ｇの表面積を有する。触媒は、イットリア
安定化ジルコニア（ＹＳＺ）及びアルミナの複合体によ
って支持されることができ、支持体上に分散された主要
金属であるプラチナまたはパラジウム及び少量金属であ
るロジウムまたはルテニウムからなることができる０．
０１〜３．０wt％の全活性金属を含む。 【効果】 この三様触媒は、熱に安定であり、汚染物
（ＣＯ、ＮＯx 、Ｈ2 及び炭化水素）の除去を高水準に
達成し、かつ触媒支持材上の高価な貴活性金属の望まし
くない高充填を必要とせずに、長い触媒生命を有してい
る。
Description
【０００１】本発明は、自動車の排気ガスまたは発電所
のガス放出物のような可能のまたは固定された燃料燃焼
源からのガス放出物中に存在する一酸化炭素、水素およ
び炭化水素化合物を同時に酸化し、窒素酸化物を減少さ
せるための、酸素イオン伝導性材料を利用する三様貴金
属触媒に関する。
のガス放出物のような可能のまたは固定された燃料燃焼
源からのガス放出物中に存在する一酸化炭素、水素およ
び炭化水素化合物を同時に酸化し、窒素酸化物を減少さ
せるための、酸素イオン伝導性材料を利用する三様貴金
属触媒に関する。
【０００２】支持された金属触媒は、可動のまたは固定
した燃焼動力発生源内部からのガス放出物中に存在する
汚染物質の酸化や減少に幅広く利用されている。排出ガ
ス中の一酸化炭素と炭化水素を同時に酸化することおよ
びＮＯx 化合物を減少させるという、このガス放出物に
関する問題を解決する１つのアプローチとして、このよ
うなガスを単一ベッドの触媒コンバーターを通過させる
というものがある。このようなコンバーター中に用いら
れている三様触媒は、一般的にペレットまたはモノリシ
ックな形態を有する従来のγ−アルミナ（Al2O3)支持材
上に堆積させたプラチナ（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）お
よびまれにパラジウム（Ｐｄ）からなる。
した燃焼動力発生源内部からのガス放出物中に存在する
汚染物質の酸化や減少に幅広く利用されている。排出ガ
ス中の一酸化炭素と炭化水素を同時に酸化することおよ
びＮＯx 化合物を減少させるという、このガス放出物に
関する問題を解決する１つのアプローチとして、このよ
うなガスを単一ベッドの触媒コンバーターを通過させる
というものがある。このようなコンバーター中に用いら
れている三様触媒は、一般的にペレットまたはモノリシ
ックな形態を有する従来のγ−アルミナ（Al2O3)支持材
上に堆積させたプラチナ（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）お
よびまれにパラジウム（Ｐｄ）からなる。
【０００３】自動車の排気ガスの処理に使用する現存す
る貴金属触媒は、一般的に支持材としてアルミナ、およ
びまれにセリアで安定化されたまたはランタン酸化物で
安定化されたγ−アルミナが用いられている。セリアを
添加すると、水−ガスのシスト反応を容易にすること、
酸素貯蔵単位として作用すること、および表面積の損失
に対してγ−アルミナ支持材を安定化させることなどに
よって三様触媒の能力を向上させることができると考え
られる。しかし、自動車の排気ガス処理に用いられるど
のような既知の触媒であっても、酸素イオン伝導特性を
与えるようなものはなかった。我々は酸素イオン伝導性
触媒支持材を使用することによって、触媒を非常に高い
ものにしてしまう触媒活性貴金属量を増やすことなし
に、汚染物質の除去能力を大幅に向上できることを見い
出した。
る貴金属触媒は、一般的に支持材としてアルミナ、およ
びまれにセリアで安定化されたまたはランタン酸化物で
安定化されたγ−アルミナが用いられている。セリアを
添加すると、水−ガスのシスト反応を容易にすること、
酸素貯蔵単位として作用すること、および表面積の損失
に対してγ−アルミナ支持材を安定化させることなどに
よって三様触媒の能力を向上させることができると考え
られる。しかし、自動車の排気ガス処理に用いられるど
のような既知の触媒であっても、酸素イオン伝導特性を
与えるようなものはなかった。我々は酸素イオン伝導性
触媒支持材を使用することによって、触媒を非常に高い
ものにしてしまう触媒活性貴金属量を増やすことなし
に、汚染物質の除去能力を大幅に向上できることを見い
出した。
【０００４】本発明は、酸素イオン伝導性支持材の複合
体を利用し、燃料燃焼源からのガス排出物または汚染物
質を処理し得る改良された三様（three-way ）貴金属触
媒に関する。詳しくは、酸素イオン伝導性材料と少なく
とも２つの化学的に活性な金属が分散されている不活性
支持材との複合体によって与えられる酸素イオン伝導体
支持材を含む触媒に関し、これはＣＯ、Ｈ2 および炭化
水素化合物を同時に酸化し、燃料燃焼ガス中に存在する
窒素酸化物を減少させるために用いられる。酸素イオン
伝導性支持材は、イットリア、カルシア、マグネシアま
たはスカンジアにより安定化されたジルコニアであるこ
とができ、不活性材料はアルミナまたはチタニアである
ことができる。これらは、熱安定性の向上および触媒の
表面積の増加と活性を向上させるように用いられる。
体を利用し、燃料燃焼源からのガス排出物または汚染物
質を処理し得る改良された三様（three-way ）貴金属触
媒に関する。詳しくは、酸素イオン伝導性材料と少なく
とも２つの化学的に活性な金属が分散されている不活性
支持材との複合体によって与えられる酸素イオン伝導体
支持材を含む触媒に関し、これはＣＯ、Ｈ2 および炭化
水素化合物を同時に酸化し、燃料燃焼ガス中に存在する
窒素酸化物を減少させるために用いられる。酸素イオン
伝導性支持材は、イットリア、カルシア、マグネシアま
たはスカンジアにより安定化されたジルコニアであるこ
とができ、不活性材料はアルミナまたはチタニアである
ことができる。これらは、熱安定性の向上および触媒の
表面積の増加と活性を向上させるように用いられる。
【０００５】支持された金属触媒は、可動のまたは固定
した燃焼動力発生源からのガス放出物、例えば自動車の
排気ガスや発電所の煙突からのガス放出物中に存在する
汚染物質の酸化や減少に幅広く利用されている。排出ガ
ス中の一酸化炭素と炭化水素を同時に酸化することおよ
びＮＯx 化合物を減少させるという、このガス放出物の
汚染物質に関する問題を解決する１つのアプローチとし
て、このようなガスを単一ベッドの触媒コンバーターを
通過させるというものがある。このような触媒コンバー
ター中に用いられている三様触媒は、一般的にペレット
またはモノリシックな形態を有する従来のγ−アルミナ
（Al2O3)支持材上に堆積させたプラチナ（Ｐｔ）、ロジ
ウム（Ｒｈ）およびまれにパラジウム（Ｐｄ）からな
る。
した燃焼動力発生源からのガス放出物、例えば自動車の
排気ガスや発電所の煙突からのガス放出物中に存在する
汚染物質の酸化や減少に幅広く利用されている。排出ガ
ス中の一酸化炭素と炭化水素を同時に酸化することおよ
びＮＯx 化合物を減少させるという、このガス放出物の
汚染物質に関する問題を解決する１つのアプローチとし
て、このようなガスを単一ベッドの触媒コンバーターを
通過させるというものがある。このような触媒コンバー
ター中に用いられている三様触媒は、一般的にペレット
またはモノリシックな形態を有する従来のγ−アルミナ
（Al2O3)支持材上に堆積させたプラチナ（Ｐｔ）、ロジ
ウム（Ｒｈ）およびまれにパラジウム（Ｐｄ）からな
る。
【０００６】自動車の排気ガス放出物の処理に使用する
現存する貴金属触媒は、一般的に支持材としてアルミ
ナ、およびまれにセリアで安定化されたおよび／または
ランタン酸化物で安定化されたγ−アルミナが用いられ
ている。セリアを添加すると、水−ガスのシフト反応を
容易にすること、酸素貯蔵単位として作用すること、お
よび高温時における表面積の損失に対してγ−アルミナ
支持材を安定化させることなどによって触媒の能力を向
上させることができる。また、自動車の排気ガス放出物
の処理用の触媒に使用されている既知の触媒支持材は有
利に酸素イオン伝導特性を有しており、これは同時係属
中の米国特許出願第459,560 号にも開示されている。参
考までにここに組み入れる。我々は単独で使用されるイ
ットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）支持体を有する触
媒が、触媒にとって好ましい熱安定性および適度の有効
な活性寿命を有することを見い出した。しかし、特に長
期にわたる活性有効寿命が要求される自動車用触媒コン
バーターに用いる、改良された基板または支持材を有す
る触媒を得るには、この支持材は長期にわたる熱老化を
受けたり使用された後に、高い熱安定性および約２０m2
／gmを越える表面積を有していなければならない。なぜ
ならば自動車用の触媒は、１０００℃という高い温度に
長期間さらされることがあるからである。
現存する貴金属触媒は、一般的に支持材としてアルミ
ナ、およびまれにセリアで安定化されたおよび／または
ランタン酸化物で安定化されたγ−アルミナが用いられ
ている。セリアを添加すると、水−ガスのシフト反応を
容易にすること、酸素貯蔵単位として作用すること、お
よび高温時における表面積の損失に対してγ−アルミナ
支持材を安定化させることなどによって触媒の能力を向
上させることができる。また、自動車の排気ガス放出物
の処理用の触媒に使用されている既知の触媒支持材は有
利に酸素イオン伝導特性を有しており、これは同時係属
中の米国特許出願第459,560 号にも開示されている。参
考までにここに組み入れる。我々は単独で使用されるイ
ットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）支持体を有する触
媒が、触媒にとって好ましい熱安定性および適度の有効
な活性寿命を有することを見い出した。しかし、特に長
期にわたる活性有効寿命が要求される自動車用触媒コン
バーターに用いる、改良された基板または支持材を有す
る触媒を得るには、この支持材は長期にわたる熱老化を
受けたり使用された後に、高い熱安定性および約２０m2
／gmを越える表面積を有していなければならない。なぜ
ならば自動車用の触媒は、１０００℃という高い温度に
長期間さらされることがあるからである。
【０００７】我々は酸素イオン伝導性触媒支持材を利用
する改良された安定な触媒が、酸素イオン伝導性材料と
不活性支持材との複合材、例えばイットリア安定化ジル
コニア（ＹＳＺ）とアルミナまたはチタニアのような不
活性支持材を少なくとも４０重量％含む複合材を利用し
て作成できることを見い出した。このような複合体支持
材料は、触媒中に高い率で酸素イオン伝導性支持材また
は活性貴金属を含むことを必要とせずに、向上した汚染
物質除去能力と高い熱安定性を有する改良された貴金属
触媒を提供する。例えばＹＳＺ−Al2O3 支持材料上のＰ
ｔ／Ｒｈ活性金属を利用するこれら三様複合触媒は、酸
化セリウムまたは酸化ランタンで安定化させたアルミナ
のような従来の支持材上に堆積させたＰｔ／Ｒｈ活性金
属を利用する触媒よりも極めて優れており、向上した熱
安定性やより長い触媒寿命を与える。
する改良された安定な触媒が、酸素イオン伝導性材料と
不活性支持材との複合材、例えばイットリア安定化ジル
コニア（ＹＳＺ）とアルミナまたはチタニアのような不
活性支持材を少なくとも４０重量％含む複合材を利用し
て作成できることを見い出した。このような複合体支持
材料は、触媒中に高い率で酸素イオン伝導性支持材また
は活性貴金属を含むことを必要とせずに、向上した汚染
物質除去能力と高い熱安定性を有する改良された貴金属
触媒を提供する。例えばＹＳＺ−Al2O3 支持材料上のＰ
ｔ／Ｒｈ活性金属を利用するこれら三様複合触媒は、酸
化セリウムまたは酸化ランタンで安定化させたアルミナ
のような従来の支持材上に堆積させたＰｔ／Ｒｈ活性金
属を利用する触媒よりも極めて優れており、向上した熱
安定性やより長い触媒寿命を与える。
【０００８】要約するに本発明は、酸素イオン伝導性支
持材を含む活性の高い三様貴金属触媒を提供するもので
ある。この触媒は移動性および据え置きの燃料燃焼源か
ら排出される燃焼ガス中に存在する汚染物質を効果的に
除去するのに有用である。本発明の三様触媒は、一酸化
炭素、水素および炭化水素を含んでいる汚染ガスを酸化
するため、二種の活性金属と一種の酸素イオン伝導性支
持材からなる三種の材料表面を提供する。
持材を含む活性の高い三様貴金属触媒を提供するもので
ある。この触媒は移動性および据え置きの燃料燃焼源か
ら排出される燃焼ガス中に存在する汚染物質を効果的に
除去するのに有用である。本発明の三様触媒は、一酸化
炭素、水素および炭化水素を含んでいる汚染ガスを酸化
するため、二種の活性金属と一種の酸素イオン伝導性支
持材からなる三種の材料表面を提供する。
【０００９】この触媒は、イットリア安定化ジルコニア
（ＹＳＺ）のような酸素イオン伝導性支持材上に分散さ
れたプラチナ−ロジウムまたはパラジウム−ロジウムの
ような二種の貴金属を有する。必要ならば、酸化セリウ
ムや酸化ランタンを支持材のい安定化剤として使用する
こともできる。支持材は少なくとも２０m2／ｇ、好まし
くは４０−３００m2／ｇの表面積を有する。支持材とし
て用いられるイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）上
のイットリア（Y2O3) の濃度は、支持材の１．０−５０
重量％、好ましくは６−２０重量％の範囲にある。ある
いは、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）で被覆し
た。ガンマアルミナのような従来の支持材を用いること
もできる。従来の支持材の被覆に用いられるイットリア
安定化ジルコニア（ＹＳＺ）の濃度は少なくとも支持材
の０．１重量％、好ましくは５−８０重量％である必要
がある。
（ＹＳＺ）のような酸素イオン伝導性支持材上に分散さ
れたプラチナ−ロジウムまたはパラジウム−ロジウムの
ような二種の貴金属を有する。必要ならば、酸化セリウ
ムや酸化ランタンを支持材のい安定化剤として使用する
こともできる。支持材は少なくとも２０m2／ｇ、好まし
くは４０−３００m2／ｇの表面積を有する。支持材とし
て用いられるイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）上
のイットリア（Y2O3) の濃度は、支持材の１．０−５０
重量％、好ましくは６−２０重量％の範囲にある。ある
いは、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）で被覆し
た。ガンマアルミナのような従来の支持材を用いること
もできる。従来の支持材の被覆に用いられるイットリア
安定化ジルコニア（ＹＳＺ）の濃度は少なくとも支持材
の０．１重量％、好ましくは５−８０重量％である必要
がある。
【００１０】イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）か
らなる表面積の大きい支持材はエレメントのアルコキシ
ドを用いるゾル−ゲル手法、あるいはイットリウム、ジ
ルコニウムおよびアンモニア塩を用いるミクロエマルジ
ョン手法により調製することができる。支持材上のプラ
チナやパラジウムなどの活性金属の濃度は、触媒の０．
０１から２．０重量％の間で変化させることができる。
ロジウム／プラチナ（Ｒｈ／Ｐｔ）の重量比、あるいは
ロジウム／パラジウム（Ｒｈ／Ｐｄ）の重量比は０．０
１から０．１の間で変化させることができ、これにより
活性金属の合計濃度が０．０１から２．２重量％にな
る。活性金属のプラチナ、パラジウム、ロジウムは周知
の水性含浸法によりＹＳＺ支持材上に沈着させることが
できる。触媒の有用な形態としては、ビーズ、押し出し
形成品、ペレット、および蜂の巣構造のような型枠形成
品などがある。
らなる表面積の大きい支持材はエレメントのアルコキシ
ドを用いるゾル−ゲル手法、あるいはイットリウム、ジ
ルコニウムおよびアンモニア塩を用いるミクロエマルジ
ョン手法により調製することができる。支持材上のプラ
チナやパラジウムなどの活性金属の濃度は、触媒の０．
０１から２．０重量％の間で変化させることができる。
ロジウム／プラチナ（Ｒｈ／Ｐｔ）の重量比、あるいは
ロジウム／パラジウム（Ｒｈ／Ｐｄ）の重量比は０．０
１から０．１の間で変化させることができ、これにより
活性金属の合計濃度が０．０１から２．２重量％にな
る。活性金属のプラチナ、パラジウム、ロジウムは周知
の水性含浸法によりＹＳＺ支持材上に沈着させることが
できる。触媒の有用な形態としては、ビーズ、押し出し
形成品、ペレット、および蜂の巣構造のような型枠形成
品などがある。
【００１１】本発明の三様貴金属触媒中では酸素イオン
伝導性支持材を用いることにより、γアルミナのような
支持材単独でできた従来の支持材を用いる既存の触媒に
比べ、ＣＯ、Ｈ2 、炭化水素の酸化およびＮＯ2 の還元
を同時におこなう活性が非常に高い。この新規な触媒材
料は、触媒支持材上の活性貴金属の濃度あるいは付加を
増加させなくても自動車の排気ガスや据え置きの燃料燃
焼源から放出される燃焼ガス中に存在する汚染物質を、
相当に高いレベルで除去することがてきるという利点を
有する。この進んだ触媒は種々の燃料燃焼プロセスから
放出される排気ガスから既知の汚染物質を除去する、た
とえばガソリンやジーゼルの自動車エンジンやガスター
ビンなどの内燃機関から放出される排気ガスや汚染物質
を除去するのに有用である。このようなガス汚染物質は
発電所の据え付け燃焼機関や、ゴミ焼却工場、化学廃棄
物の触媒を用いた焼却からも排出される。排気ガスにこ
の三様貴金属触媒を用いると、触媒作用により汚染物質
は基本的にＣＯ2 、Ｎ2 、および水蒸気に変換される。
伝導性支持材を用いることにより、γアルミナのような
支持材単独でできた従来の支持材を用いる既存の触媒に
比べ、ＣＯ、Ｈ2 、炭化水素の酸化およびＮＯ2 の還元
を同時におこなう活性が非常に高い。この新規な触媒材
料は、触媒支持材上の活性貴金属の濃度あるいは付加を
増加させなくても自動車の排気ガスや据え置きの燃料燃
焼源から放出される燃焼ガス中に存在する汚染物質を、
相当に高いレベルで除去することがてきるという利点を
有する。この進んだ触媒は種々の燃料燃焼プロセスから
放出される排気ガスから既知の汚染物質を除去する、た
とえばガソリンやジーゼルの自動車エンジンやガスター
ビンなどの内燃機関から放出される排気ガスや汚染物質
を除去するのに有用である。このようなガス汚染物質は
発電所の据え付け燃焼機関や、ゴミ焼却工場、化学廃棄
物の触媒を用いた焼却からも排出される。排気ガスにこ
の三様貴金属触媒を用いると、触媒作用により汚染物質
は基本的にＣＯ2 、Ｎ2 、および水蒸気に変換される。
【００１２】さらに本発明は、酸素イオン伝導性支持材
と不活性な支持材の複合体を用い、支持体上に分散され
た少量の少なくとも２種類の化学的に活性な貴金属を含
む、改良され安定な三様貴金属触媒を提供するものであ
る。このような複合支持材は酸素イオン伝導性成分と不
活性材料成分の緊密な分子混合物である。そのためにこ
のような複合体は、不活性支持材上に単にコーティング
された酸素イオン材料と基本的に異なるものである。こ
れらの触媒は、自動車のエンジン排気ガスのような、移
動性および固定化された発生源から放出される燃料燃焼
ガス中に存在する汚染物質を効果的に除去することがで
きる。
と不活性な支持材の複合体を用い、支持体上に分散され
た少量の少なくとも２種類の化学的に活性な貴金属を含
む、改良され安定な三様貴金属触媒を提供するものであ
る。このような複合支持材は酸素イオン伝導性成分と不
活性材料成分の緊密な分子混合物である。そのためにこ
のような複合体は、不活性支持材上に単にコーティング
された酸素イオン材料と基本的に異なるものである。こ
れらの触媒は、自動車のエンジン排気ガスのような、移
動性および固定化された発生源から放出される燃料燃焼
ガス中に存在する汚染物質を効果的に除去することがで
きる。
【００１３】酸素イオン伝導性特性を有する触媒複合支
持材は、空気中、１０００℃で４時間の徹底的なエイジ
ングの後に少なくとも約２０m2／ｇの表面積を有する。
酸素イオン伝導性支持材は適当量のイットリア、カルシ
ア、マグネシアあるいはスカンディアまたはこれらの混
合物を加えて安定化したジルコニア（ZrO2）であること
ができ、不活性支持材は、少なくとも４０重量％のアル
ミナやチタニアなどの従来の触媒支持材である。触媒複
合体支持材に加える活性な貴金属は、少なくとも一種の
主要な活性金属と少なくとも一種の少量の活性金属を含
む。有用な主要活性金属としては、プラチナ（Ｐｔ）、
パラジウム（Ｐｄ）、あるいはこれらの組み合わせであ
り、有用な少量活性金属はロジウム（Ｒｈ）、ルテニウ
ム（Ｒｕ）、あるいはこれらの組み合わせである。主要
および少量活性金属を合わせた量は０．０１−３．０重
量％の範囲にある必要がある。活性少量金属と主要金属
の重量比は０．０１−０．５である必要がある。
持材は、空気中、１０００℃で４時間の徹底的なエイジ
ングの後に少なくとも約２０m2／ｇの表面積を有する。
酸素イオン伝導性支持材は適当量のイットリア、カルシ
ア、マグネシアあるいはスカンディアまたはこれらの混
合物を加えて安定化したジルコニア（ZrO2）であること
ができ、不活性支持材は、少なくとも４０重量％のアル
ミナやチタニアなどの従来の触媒支持材である。触媒複
合体支持材に加える活性な貴金属は、少なくとも一種の
主要な活性金属と少なくとも一種の少量の活性金属を含
む。有用な主要活性金属としては、プラチナ（Ｐｔ）、
パラジウム（Ｐｄ）、あるいはこれらの組み合わせであ
り、有用な少量活性金属はロジウム（Ｒｈ）、ルテニウ
ム（Ｒｕ）、あるいはこれらの組み合わせである。主要
および少量活性金属を合わせた量は０．０１−３．０重
量％の範囲にある必要がある。活性少量金属と主要金属
の重量比は０．０１−０．５である必要がある。
【００１４】触媒支持材は通常、５−６０重量％のイッ
トリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）と４０−９５重量％
のガンマアルミナの複合体で形成される。２種の活性金
属は通常、プラチナ（Ｐｔ）とロジウム（Ｒｈ）であ
り、これらは全活性金属の濃度として０．０１−３．０
重量％、ロジウム／プラチナ比で０．０１／１から０．
５／１の範囲で触媒支持複合体上に配置される。
トリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）と４０−９５重量％
のガンマアルミナの複合体で形成される。２種の活性金
属は通常、プラチナ（Ｐｔ）とロジウム（Ｒｈ）であ
り、これらは全活性金属の濃度として０．０１−３．０
重量％、ロジウム／プラチナ比で０．０１／１から０．
５／１の範囲で触媒支持複合体上に配置される。
【００１５】本発明の基本的なコンセプトは、酸素イオ
ン伝導性材料を貴金属触媒の支持体として用いた場合、
貴金属クリスタライト、気相、および支持材の間の三相
界面において新規な種類の化学反応が開始され、これら
の反応は望ましい化学反応の通常の速度を相当増加する
ことができるということである。酸素イオン伝導性複合
体を支持体として用いるので、燃料燃焼ガスから除くべ
き汚染物質にたいし高い反応性を有するのに加え、得ら
れる触媒は安定性が高く、使用期間が長い。
ン伝導性材料を貴金属触媒の支持体として用いた場合、
貴金属クリスタライト、気相、および支持材の間の三相
界面において新規な種類の化学反応が開始され、これら
の反応は望ましい化学反応の通常の速度を相当増加する
ことができるということである。酸素イオン伝導性複合
体を支持体として用いるので、燃料燃焼ガスから除くべ
き汚染物質にたいし高い反応性を有するのに加え、得ら
れる触媒は安定性が高く、使用期間が長い。
【００１６】支持された活性金属触媒は種々の酸化反応
に広く使用され、自動車用エンジン排ガスの後処理が主
な例である。シリカやアルミナのような知られた不活性
材料が触媒支持体として使用された場合、酸化反応は活
性金属又は多金属結晶子の表面でのみ進行し、これら反
応は支持体が存在しなくても活性金属表面上で進行する
ことができる。しかし、触媒支持材として、ガス反応温
度で相当の酸素イオン移動度を示す金属酸化物、例えば
イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）のような酸素イ
オン伝導性電解質を支持体として利用する場合、排ガス
汚染物質との効果的な触媒酸化反応を行なう２つの別の
態様が有利に可能となることが予期せずして今見出され
ている。
に広く使用され、自動車用エンジン排ガスの後処理が主
な例である。シリカやアルミナのような知られた不活性
材料が触媒支持体として使用された場合、酸化反応は活
性金属又は多金属結晶子の表面でのみ進行し、これら反
応は支持体が存在しなくても活性金属表面上で進行する
ことができる。しかし、触媒支持材として、ガス反応温
度で相当の酸素イオン移動度を示す金属酸化物、例えば
イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）のような酸素イ
オン伝導性電解質を支持体として利用する場合、排ガス
汚染物質との効果的な触媒酸化反応を行なう２つの別の
態様が有利に可能となることが予期せずして今見出され
ている。
【００１７】第１の態様として、酸化反応は多金属結晶
子が存在しなくとも酸素イオン伝導性支持材の表面で起
りうる。該反応速度は、燃焼排ガスの後処理プロセスに
関心ある反応温度での活性金属上の反応と比較した場
合、通常小さい。
子が存在しなくとも酸素イオン伝導性支持材の表面で起
りうる。該反応速度は、燃焼排ガスの後処理プロセスに
関心ある反応温度での活性金属上の反応と比較した場
合、通常小さい。
【００１８】酸化反応の第２の態様は界面酸化というこ
とができ、金属結晶子、支持材及び気相との間の三相界
面での酸素移動を包含する。もし、界面酸素移動反応の
速度が金属結晶子上で起る均一酸化反応の速度に匹敵す
るならば、酸素イオン伝導性支持体に分散された触媒活
性金属は、酸化反応に対して、不活性支持材上に分散さ
れた同じ触媒活性金属より適切なより大きい活性を示
す。触媒中に充填している活性金属の同じ量に対して、
結晶子の大きさが小さい程、界面酸化反応のための表面
積は大きくなる。
とができ、金属結晶子、支持材及び気相との間の三相界
面での酸素移動を包含する。もし、界面酸素移動反応の
速度が金属結晶子上で起る均一酸化反応の速度に匹敵す
るならば、酸素イオン伝導性支持体に分散された触媒活
性金属は、酸化反応に対して、不活性支持材上に分散さ
れた同じ触媒活性金属より適切なより大きい活性を示
す。触媒中に充填している活性金属の同じ量に対して、
結晶子の大きさが小さい程、界面酸化反応のための表面
積は大きくなる。
【００１９】触媒製造方法： 本発明の大表面積の酸素
イオン伝導性イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）支
持材は、該元素のアルコキシドを使用したゾル−ゲル技
術又は塩溶液を使用したマイクロエマルジョン技術によ
り製造できる。ジルコニア支持体のイットリア（Y2O3)
の有用な濃度は、該支持体の１〜５０wt％の範囲内にで
き、好ましくは６〜２０wt％である。γ−アルミナのよ
うなＹＳＺ被覆支持材も同じ目的で使用できる。ＹＳＺ
被覆γ−アルミナの大表面積支持体は、イットリウム、
ジルコニウム、アルミニウム及びアンモニウム塩の溶液
を使用したマイクロエマルジョン技術により製造でき
る。該支持材の表面積は２０〜３００m2／ｇの間で変化
してもよい。白金（Ｐｔ）やロジウム（Ｒｈ）のような
活性金属は、ヒドロクロロ白金酸（hydrochloroplatini
c acid) と塩化ロジウムの溶液を使用する通常の含浸に
より、該ＹＳＺ支持体表面上に堆積できる。製造した触
媒は、水素との接触により還元され、次にカ焼される。
自動車内部燃焼エンジン排ガス処理のための商業用触媒
変換器を製造するためには、セラミックのハチの巣状構
造体をＹＳＺ支持材で被覆でき、次にこれに白金（Ｐ
ｔ）及びロジウム（Ｒｈ）又はパラジウム（Ｐｄ）及び
ロジウム（Ｒｈ）のような活性貴金属を触媒の０．０１
〜２．２wt％の全又は総濃度で堆積できる。
イオン伝導性イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）支
持材は、該元素のアルコキシドを使用したゾル−ゲル技
術又は塩溶液を使用したマイクロエマルジョン技術によ
り製造できる。ジルコニア支持体のイットリア（Y2O3)
の有用な濃度は、該支持体の１〜５０wt％の範囲内にで
き、好ましくは６〜２０wt％である。γ−アルミナのよ
うなＹＳＺ被覆支持材も同じ目的で使用できる。ＹＳＺ
被覆γ−アルミナの大表面積支持体は、イットリウム、
ジルコニウム、アルミニウム及びアンモニウム塩の溶液
を使用したマイクロエマルジョン技術により製造でき
る。該支持材の表面積は２０〜３００m2／ｇの間で変化
してもよい。白金（Ｐｔ）やロジウム（Ｒｈ）のような
活性金属は、ヒドロクロロ白金酸（hydrochloroplatini
c acid) と塩化ロジウムの溶液を使用する通常の含浸に
より、該ＹＳＺ支持体表面上に堆積できる。製造した触
媒は、水素との接触により還元され、次にカ焼される。
自動車内部燃焼エンジン排ガス処理のための商業用触媒
変換器を製造するためには、セラミックのハチの巣状構
造体をＹＳＺ支持材で被覆でき、次にこれに白金（Ｐ
ｔ）及びロジウム（Ｒｈ）又はパラジウム（Ｐｄ）及び
ロジウム（Ｒｈ）のような活性貴金属を触媒の０．０１
〜２．２wt％の全又は総濃度で堆積できる。
【００２０】本発明は次の実施例により更に説明する
が、実施例は使用された触媒組成及び反応条件及び得ら
れた汚染物質変換データ結果を与えるものであり、本発
明の範囲を制限するものとして解釈すべきでない。
が、実施例は使用された触媒組成及び反応条件及び得ら
れた汚染物質変換データ結果を与えるものであり、本発
明の範囲を制限するものとして解釈すべきでない。
【００２１】下記の実施例に示される実験は、ＹＳＺ支
持活性金属触媒が、γ−アルミナ単体上の活性金属支持
体を有する触媒より、ＣＯ、Ｈ2 、ＮＯx 及び炭化水素
の汚染物質除去に対して、かなり活性である。ＹＳＺ支
持触媒の優れた活性は支持材に活性金属を低量で充填し
ても実現されうる。実験において、表面積４５m2／ｇを
有し１２wt％イットリア（Y2O3) を含有するイットリア
安定化ジルコニア（ＹＳＺ）粉末及び表面積９０m2／ｇ
を有するγ−アルミナを支持材として使用した。ＹＳＺ
及びγ−アルミナ支持体の両方とも、ヒドロクロロ白銀
酸と塩化ロジウムの水溶液を使用した通常の含浸操作に
より、活性金属白金（Ｐｔ）及びロジウム（Ｒｈ）が堆
積された。次に、金属含浸された支持体を乾燥し、水素
で処理し、カ焼した。
持活性金属触媒が、γ−アルミナ単体上の活性金属支持
体を有する触媒より、ＣＯ、Ｈ2 、ＮＯx 及び炭化水素
の汚染物質除去に対して、かなり活性である。ＹＳＺ支
持触媒の優れた活性は支持材に活性金属を低量で充填し
ても実現されうる。実験において、表面積４５m2／ｇを
有し１２wt％イットリア（Y2O3) を含有するイットリア
安定化ジルコニア（ＹＳＺ）粉末及び表面積９０m2／ｇ
を有するγ−アルミナを支持材として使用した。ＹＳＺ
及びγ−アルミナ支持体の両方とも、ヒドロクロロ白銀
酸と塩化ロジウムの水溶液を使用した通常の含浸操作に
より、活性金属白金（Ｐｔ）及びロジウム（Ｒｈ）が堆
積された。次に、金属含浸された支持体を乾燥し、水素
で処理し、カ焼した。
【００２２】反応速度実験は、これら製造した触媒試料
を使用して、小さい連続流反応器中、４２５℃、４００
℃及び３００℃の反応温度で、２容量％ＣＯ、０．７容
量％Ｈ2 、１０容量％ＣＯ2 、０．２容量％ＮＯ、０．
１容量％プロピレンハイドロカーボン、２．５容量％Ｈ
2 Ｏ及び残り窒素を含む自動車排ガスに似せた混合ガス
を使用して行った。
を使用して、小さい連続流反応器中、４２５℃、４００
℃及び３００℃の反応温度で、２容量％ＣＯ、０．７容
量％Ｈ2 、１０容量％ＣＯ2 、０．２容量％ＮＯ、０．
１容量％プロピレンハイドロカーボン、２．５容量％Ｈ
2 Ｏ及び残り窒素を含む自動車排ガスに似せた混合ガス
を使用して行った。
【００２３】本発明により提供される該三様貴金属触媒
は、好ましくは、５〜６０wt％イットリア安定化ジルコ
ニア（ＹＳＺ）と４０〜９５wt％ガンマアルミナから形
成される酸素イオン伝導性複合支持材及び該支持材に分
散されたロジウムまたはルテニウムを含む少量の活性金
属と組合せた白金またはパラジウムを含む主要な活性金
属を含んでもよい。所望により、該支持材の２０wt％ま
での酸化セリウムまたは酸化ランタニウムを別の熱安定
化剤として付加できる。該複合支持材は、大気中１００
０℃４時間の熱エンジング後、少なくとも約２０m2／
ｇ、好ましくは４０〜３００m2／ｇの表面積を有する。
該複合支持材に利用されたジルコニア（ZrO2）の量は、
４．５〜４５wt％、好ましくは８〜４０wt％であり、お
よび該複合支持材中に使用されるイットリア（Y2O3) の
濃度は０．５〜１５wt％にすべきであり、好ましくは２
〜１０wt％である。該ＹＳＺ−Al2O3 複合支持材におけ
るイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）の濃度は該支
持体の５〜６０wt％にすべきであり、好ましくは１０〜
５０wt％である。該複合支持材中のアルミナの濃度は、
該支持材の４０〜９５wt％にすべきであり、好ましくは
５０〜９０％である。該支持材に分散されたロジウム又
はルテニウムと組合せた白金又はパラジウムの活性金属
の合計濃度は触媒の０．０１〜３．０wt％の範囲内にす
べきであり、好ましくは０．０５〜２．５wt％である。
ロジウム／白金（Ｒｈ／Ｐｔ）又はロジウム／パラジウ
ム（Ｒｈ／Ｐｄ）の重量比は、０．０１／１〜０．５／
１の範囲で変化してよく、好ましくは０．０２／１〜
０．４／１である。
は、好ましくは、５〜６０wt％イットリア安定化ジルコ
ニア（ＹＳＺ）と４０〜９５wt％ガンマアルミナから形
成される酸素イオン伝導性複合支持材及び該支持材に分
散されたロジウムまたはルテニウムを含む少量の活性金
属と組合せた白金またはパラジウムを含む主要な活性金
属を含んでもよい。所望により、該支持材の２０wt％ま
での酸化セリウムまたは酸化ランタニウムを別の熱安定
化剤として付加できる。該複合支持材は、大気中１００
０℃４時間の熱エンジング後、少なくとも約２０m2／
ｇ、好ましくは４０〜３００m2／ｇの表面積を有する。
該複合支持材に利用されたジルコニア（ZrO2）の量は、
４．５〜４５wt％、好ましくは８〜４０wt％であり、お
よび該複合支持材中に使用されるイットリア（Y2O3) の
濃度は０．５〜１５wt％にすべきであり、好ましくは２
〜１０wt％である。該ＹＳＺ−Al2O3 複合支持材におけ
るイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）の濃度は該支
持体の５〜６０wt％にすべきであり、好ましくは１０〜
５０wt％である。該複合支持材中のアルミナの濃度は、
該支持材の４０〜９５wt％にすべきであり、好ましくは
５０〜９０％である。該支持材に分散されたロジウム又
はルテニウムと組合せた白金又はパラジウムの活性金属
の合計濃度は触媒の０．０１〜３．０wt％の範囲内にす
べきであり、好ましくは０．０５〜２．５wt％である。
ロジウム／白金（Ｒｈ／Ｐｔ）又はロジウム／パラジウ
ム（Ｒｈ／Ｐｄ）の重量比は、０．０１／１〜０．５／
１の範囲で変化してよく、好ましくは０．０２／１〜
０．４／１である。
【００２４】活性金属白金、パラジウム、ロジウム及び
ルテニウムは、知られた水溶液含浸操作の使用により該
複合支持材上に堆積することができる。触媒の有用な形
状は、ビーズ状、押し出し成形物状、ペレット状、及び
ハチの巣状構造体のような一体成形物状を含むことがで
きる。
ルテニウムは、知られた水溶液含浸操作の使用により該
複合支持材上に堆積することができる。触媒の有用な形
状は、ビーズ状、押し出し成形物状、ペレット状、及び
ハチの巣状構造体のような一体成形物状を含むことがで
きる。
【００２５】イットリア安定化ジルコニア及びγ−アル
ミナの大表面積複合支持材は、該元素のアルコキシドを
使用するゾル−ゲル技術、または下記のイットリウム、
ジルコニウム、アルミニウム及びアンモニウム塩の水溶
液を使用したマイクロエマルジョン技術により製造でき
る。
ミナの大表面積複合支持材は、該元素のアルコキシドを
使用するゾル−ゲル技術、または下記のイットリウム、
ジルコニウム、アルミニウム及びアンモニウム塩の水溶
液を使用したマイクロエマルジョン技術により製造でき
る。
【００２６】本発明による改良された三様貴金属触媒の
支持体として酸素イオン伝導性材料と不活性材料の複合
体を利用しているため、得られた触媒は、セリア及びラ
ンタニウム酸化物安定化アルミナ単独のような従来の支
持材の支持体を有する知られた触媒より、かなり熱的に
安定で、かつＣＯ、Ｈ2 及び炭化水素の同時酸化及びＮ
Ｏx の還元に対して活性である。この新規なより安定な
触媒は、自動車排ガス又は静止燃焼源からのような燃料
燃焼ガスからの汚染物質除去を、濃度の好ましくない増
加の要求又は触媒支持材上の貴金属の充填なしに、実質
的に高レベルで有利に達成する。酸素イオン伝導性材料
と不活性材料の複合支持体に関して、良好な熱安定性及
び大表面積のため、ＹＳＺ支持体単独を使用した触媒よ
り、より長い期間で優れた触媒活性を維持できる。
支持体として酸素イオン伝導性材料と不活性材料の複合
体を利用しているため、得られた触媒は、セリア及びラ
ンタニウム酸化物安定化アルミナ単独のような従来の支
持材の支持体を有する知られた触媒より、かなり熱的に
安定で、かつＣＯ、Ｈ2 及び炭化水素の同時酸化及びＮ
Ｏx の還元に対して活性である。この新規なより安定な
触媒は、自動車排ガス又は静止燃焼源からのような燃料
燃焼ガスからの汚染物質除去を、濃度の好ましくない増
加の要求又は触媒支持材上の貴金属の充填なしに、実質
的に高レベルで有利に達成する。酸素イオン伝導性材料
と不活性材料の複合支持体に関して、良好な熱安定性及
び大表面積のため、ＹＳＺ支持体単独を使用した触媒よ
り、より長い期間で優れた触媒活性を維持できる。
【００２７】この新規な改良された触媒は、ガソリン及
びデーゼル自動車エンジンやガスタービンを含む内部燃
焼エンジンからのガス放出物及び汚染物質のような、種
々の燃料燃焼プロセスからの排ガスからの知られた汚染
物質の除去に有利である。また、そのようなガス汚染物
質は発電所や廃材焼却設備の静止燃料燃焼から及び化学
廃棄物の触媒燃焼から発生する。燃料燃焼排ガスにこの
触媒を使用する際の触媒作用は、汚染化合物を本質的に
非汚染物質ＣＯ2 、Ｎ2 及び水蒸気に変換することを生
じさせることである。
びデーゼル自動車エンジンやガスタービンを含む内部燃
焼エンジンからのガス放出物及び汚染物質のような、種
々の燃料燃焼プロセスからの排ガスからの知られた汚染
物質の除去に有利である。また、そのようなガス汚染物
質は発電所や廃材焼却設備の静止燃料燃焼から及び化学
廃棄物の触媒燃焼から発生する。燃料燃焼排ガスにこの
触媒を使用する際の触媒作用は、汚染化合物を本質的に
非汚染物質ＣＯ2 、Ｎ2 及び水蒸気に変換することを生
じさせることである。
【００２８】触媒基質製造法 本発明はまたゾル−ゲル技術あるいはマイクロエマルジ
ョン法によるY2O3- 安定化-ZrO2-Al2O3 複合材粉体の製
造法を含む。ゾル−ゲル技術では、ブトキシジルコニウ
ム−ブタノール溶液とイソプロポキシアルミニウムとイ
ソプロポキシイットリウムのトルエン溶液を、無水エタ
ノールの様な無水アルコールの過剰量中で、室温（２０
°Ｆ）で１乃至３時間攪拌して完全に混合する。得られ
た溶液中の塩の濃度は５重量％又はそれ以下の筈であ
る。溶液を３０乃至１００℃、好ましくは約４０℃に加
熱し、一方水で飽和した空気流を攪拌溶液上に通して加
水分解反応用の反応水を供給し、懸濁液中に複合材粒子
を生成する。水は他の方法によって非常に低い率で加え
ることができる。１０乃至２４時間後、少量の脱イオン
水を攪拌溶液中に周期的に、例えば３時間毎に、加え
て、水を低濃度に保ち、加水分解を完結する。全部で３
０乃至６０時間後、反応を停止し、スラリーを温和な温
度で濃縮し、そして生成した粉体を１５０乃至２００℃
で１乃至３時間乾燥する。乾燥した粉体を空気中５００
℃で１乃至４時間および９５０℃で１乃至３時間カ焼
（calcine)する。生成したイットリア−ジルコニア−ア
ルミナ複合材粉体は０．５乃至１５重量％のY2O3、４．
５乃至４５重量％のZrO2および４０乃至９５重量％のAl
2O3 の組成を持ち、そして４０m2／gmを越えそして通常
は１００乃至６００m2／gmの広い表面積を持ち、かつ均
一な組成および有効な触媒材料として十分な熱安定性を
有している。
ョン法によるY2O3- 安定化-ZrO2-Al2O3 複合材粉体の製
造法を含む。ゾル−ゲル技術では、ブトキシジルコニウ
ム−ブタノール溶液とイソプロポキシアルミニウムとイ
ソプロポキシイットリウムのトルエン溶液を、無水エタ
ノールの様な無水アルコールの過剰量中で、室温（２０
°Ｆ）で１乃至３時間攪拌して完全に混合する。得られ
た溶液中の塩の濃度は５重量％又はそれ以下の筈であ
る。溶液を３０乃至１００℃、好ましくは約４０℃に加
熱し、一方水で飽和した空気流を攪拌溶液上に通して加
水分解反応用の反応水を供給し、懸濁液中に複合材粒子
を生成する。水は他の方法によって非常に低い率で加え
ることができる。１０乃至２４時間後、少量の脱イオン
水を攪拌溶液中に周期的に、例えば３時間毎に、加え
て、水を低濃度に保ち、加水分解を完結する。全部で３
０乃至６０時間後、反応を停止し、スラリーを温和な温
度で濃縮し、そして生成した粉体を１５０乃至２００℃
で１乃至３時間乾燥する。乾燥した粉体を空気中５００
℃で１乃至４時間および９５０℃で１乃至３時間カ焼
（calcine)する。生成したイットリア−ジルコニア−ア
ルミナ複合材粉体は０．５乃至１５重量％のY2O3、４．
５乃至４５重量％のZrO2および４０乃至９５重量％のAl
2O3 の組成を持ち、そして４０m2／gmを越えそして通常
は１００乃至６００m2／gmの広い表面積を持ち、かつ均
一な組成および有効な触媒材料として十分な熱安定性を
有している。
【００２９】一方、複合材支持材料粉体は、広い表面積
のイットリア−安定化−ジルコニア−アルミナ複合材触
媒支持体を製造するための、マイクロエマルジョン法を
使用して製造することができる。この方法で、それぞれ
適当量の塩化イットリウム、オキシ塩化ジルコニウム及
び塩化アルミニウムを蒸留水に溶解し、１０乃至２０重
量％の塩溶液を得る。ついで、キシレン及びトリトン
（Triton) ｘ−１００の様な界面活性剤をこの水溶液と
混合し、透明となるまで攪拌して、塩溶液：キシレン：
界面活性剤（重量比で１：２：２）のマイクロエマルジ
ョンを生成する。その後、３モル％水酸化アンモニウム
溶液、キシレンおよび界面活性剤を混合し、透明となる
まで攪拌して、水酸化アンモニウム：キシレン：界面活
性剤（重量比で１：３．５：３．５）のマイクロエマル
ジョンを生成する。
のイットリア−安定化−ジルコニア−アルミナ複合材触
媒支持体を製造するための、マイクロエマルジョン法を
使用して製造することができる。この方法で、それぞれ
適当量の塩化イットリウム、オキシ塩化ジルコニウム及
び塩化アルミニウムを蒸留水に溶解し、１０乃至２０重
量％の塩溶液を得る。ついで、キシレン及びトリトン
（Triton) ｘ−１００の様な界面活性剤をこの水溶液と
混合し、透明となるまで攪拌して、塩溶液：キシレン：
界面活性剤（重量比で１：２：２）のマイクロエマルジ
ョンを生成する。その後、３モル％水酸化アンモニウム
溶液、キシレンおよび界面活性剤を混合し、透明となる
まで攪拌して、水酸化アンモニウム：キシレン：界面活
性剤（重量比で１：３．５：３．５）のマイクロエマル
ジョンを生成する。
【００３０】Y2O3-ZrO2-Al2O3 の複合材の非常に微細な
沈殿を得るために、塩マイクロエマルジョンを塩基性マ
イクロエマルジョンと約２：１の重量比で攪拌混合す
る。混合スラリーを蒸留して、キシレン及び水を除去
し、界面活性剤を付着した沈殿として反応容器の底に製
品を得る。界面活性剤を沈殿から分離する。沈殿を真空
で濾過しそしてキシレン及び水で洗浄する。生成した複
合材粉体を１００乃至２００℃の温度で２乃至４時間乾
燥し、そして５００乃至１０００℃で１乃至４時間カ焼
して、高度に熱安定性のかつ少なくとも２０m2／gmの表
面積を持つ複合材支持材料を製造する。
沈殿を得るために、塩マイクロエマルジョンを塩基性マ
イクロエマルジョンと約２：１の重量比で攪拌混合す
る。混合スラリーを蒸留して、キシレン及び水を除去
し、界面活性剤を付着した沈殿として反応容器の底に製
品を得る。界面活性剤を沈殿から分離する。沈殿を真空
で濾過しそしてキシレン及び水で洗浄する。生成した複
合材粉体を１００乃至２００℃の温度で２乃至４時間乾
燥し、そして５００乃至１０００℃で１乃至４時間カ焼
して、高度に熱安定性のかつ少なくとも２０m2／gmの表
面積を持つ複合材支持材料を製造する。
【００３１】ゾル−ゲル技術或はマイクロエマルジョン
法のどちらかによって製造した複合材粉体支持材料を、
金属プラチナ又はパラジウム（主成分）と金属ロジウム
又はルテニウム（副成分）を含む少なくとも２種の貴金
属をしみ込ませて、酸素イオン伝導性支持材料の複合材
を利用する三様触媒を製造する。
法のどちらかによって製造した複合材粉体支持材料を、
金属プラチナ又はパラジウム（主成分）と金属ロジウム
又はルテニウム（副成分）を含む少なくとも２種の貴金
属をしみ込ませて、酸素イオン伝導性支持材料の複合材
を利用する三様触媒を製造する。
【００３２】本発明を更に以下の実施例で説明するが、
本発明の範囲を制限するものと解釈されるべきでない。
本発明の範囲を制限するものと解釈されるべきでない。
【００３３】
〔実施例１〕触媒＃５及び＃１１は、γ−アルミナ支持
体及びイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）を支持体
上にそれぞれ０．０２重量％のプラチナ（Ｐｔ）及びＲ
ｈ／Ｐｔ比０．０５のものを沈着させた。それぞれの反
応器で使用した触媒量は０．０１gmであった。ガス混合
物の流速は総計２００ml／分であり、化学量論量の酸素
を使用した。反応結果を以下の表１に表す。ここで、Ｈ
Ｃ転化はプロピレン炭化水素転化を表す。
体及びイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）を支持体
上にそれぞれ０．０２重量％のプラチナ（Ｐｔ）及びＲ
ｈ／Ｐｔ比０．０５のものを沈着させた。それぞれの反
応器で使用した触媒量は０．０１gmであった。ガス混合
物の流速は総計２００ml／分であり、化学量論量の酸素
を使用した。反応結果を以下の表１に表す。ここで、Ｈ
Ｃ転化はプロピレン炭化水素転化を表す。
【００３４】
【表１】
【００３５】反応温度４２５℃でのＣＯ、Ｈ2 及びＮＯ
の転化％はγ−アルミナ支持体触媒よりもＹＳＺ支持体
を有する触媒No. １１の方が実質的に大きかった。一
方、炭化水素転化は＞９０Ｖ％で未変化であった。
の転化％はγ−アルミナ支持体触媒よりもＹＳＺ支持体
を有する触媒No. １１の方が実質的に大きかった。一
方、炭化水素転化は＞９０Ｖ％で未変化であった。
【００３６】〔実施例２〕本実験で使用した触媒＃１及
び＃７は、γ−アルミナ支持体及びＹＳＺ支持材上にそ
れぞれ０．１重量％のプラチナ（Ｐｔ）及びＲｈ／Ｐｔ
比０．０５のものを沈着させた。それぞれの反応器で使
用した触媒量は０．０１gmであった。ガス混合物の流速
は総計１００ml／分であり、化学量論量の酸素を使用し
た。反応結果を以下の表２に表す。
び＃７は、γ−アルミナ支持体及びＹＳＺ支持材上にそ
れぞれ０．１重量％のプラチナ（Ｐｔ）及びＲｈ／Ｐｔ
比０．０５のものを沈着させた。それぞれの反応器で使
用した触媒量は０．０１gmであった。ガス混合物の流速
は総計１００ml／分であり、化学量論量の酸素を使用し
た。反応結果を以下の表２に表す。
【００３７】
【表２】
【００３８】反応温度４００℃及びより低いガス流速１
００ml／分でのＣＯ、Ｈ2 及びＮＯの転化％はＹＳＺ支
持触媒No. ７の方が大きく、炭化水素転化は各々の触媒
及びその支持材に対して９０Ｖ％を越えていた。
００ml／分でのＣＯ、Ｈ2 及びＮＯの転化％はＹＳＺ支
持触媒No. ７の方が大きく、炭化水素転化は各々の触媒
及びその支持材に対して９０Ｖ％を越えていた。
【００３９】〔実施例３〕前記実施例１に記載したよう
に、本実験において触媒＃５及び＃１１を使用した。そ
れぞれの反応器で使用した触媒量は０．１gmに増加させ
た。供給ガス混合物の組成を１．８Ｖ％ＣＯ、０．７Ｖ
％Ｈ2 、０．１Ｖ％プロピレン、１０Ｖ％ＣＯ2 にわず
かに変化させ、残りは窒素である。ガス混合物の流速は
総計１００ml／分であり、酸素は化学量論量より僅かに
過剰量使用し、反応温度を３００℃に下げた。反応結果
を以下の表３に表す。
に、本実験において触媒＃５及び＃１１を使用した。そ
れぞれの反応器で使用した触媒量は０．１gmに増加させ
た。供給ガス混合物の組成を１．８Ｖ％ＣＯ、０．７Ｖ
％Ｈ2 、０．１Ｖ％プロピレン、１０Ｖ％ＣＯ2 にわず
かに変化させ、残りは窒素である。ガス混合物の流速は
総計１００ml／分であり、酸素は化学量論量より僅かに
過剰量使用し、反応温度を３００℃に下げた。反応結果
を以下の表３に表す。
【００４０】
【表３】
【００４１】今回でも、ＣＯ、Ｈ2 及び炭化水素の転化
はγ−アルミナ支持体を有する触媒No. ５よりもＹＳＺ
支持体を有する触媒No. １１の方が大きかった。
はγ−アルミナ支持体を有する触媒No. ５よりもＹＳＺ
支持体を有する触媒No. １１の方が大きかった。
【００４２】以上のように、前記実施例１−３は、ガス
排気汚染物ＣＯ、Ｈ2 、ＮＯ及び炭化水素の転化に関し
てみると、同量の活性金属を含有するγ−アルミナ支持
触媒よりもはるかにＹＳＺ支持触媒の方が優れているこ
とを示している。ＹＳＺ支持触媒の優秀性は、０．０２
重量％のプラチナ（Ｐｔ）の支持体上への低ローディン
グ、及び３００℃の低反応温度でさえも明確である。
排気汚染物ＣＯ、Ｈ2 、ＮＯ及び炭化水素の転化に関し
てみると、同量の活性金属を含有するγ−アルミナ支持
触媒よりもはるかにＹＳＺ支持触媒の方が優れているこ
とを示している。ＹＳＺ支持触媒の優秀性は、０．０２
重量％のプラチナ（Ｐｔ）の支持体上への低ローディン
グ、及び３００℃の低反応温度でさえも明確である。
【００４３】本願発明を広範囲そして好ましい態様によ
り開示してきたが、特許請求の範囲に規定した本願発明
の範囲内で種々の変換及び改変で可能であることは理解
されるであろう。
り開示してきたが、特許請求の範囲に規定した本願発明
の範囲内で種々の変換及び改変で可能であることは理解
されるであろう。
【００４４】〔実施例４〕複合体ＹＳＺ−Al2O3 支持体
粉末の熱安定性を測定するための試験を行った。複合体
粉末は、自動車で５００００マイル走行した場合に相当
する、空気中、１０００℃、４時間処理して人工的に老
朽化させ、処理粉末の表面積を測定した。老朽化処理粉
末は４０m2／gmを越える、通常２００m2／gmまでの高い
表面積を有し、触媒支持体構造の熱安定性が高められた
ことが証明された。
粉末の熱安定性を測定するための試験を行った。複合体
粉末は、自動車で５００００マイル走行した場合に相当
する、空気中、１０００℃、４時間処理して人工的に老
朽化させ、処理粉末の表面積を測定した。老朽化処理粉
末は４０m2／gmを越える、通常２００m2／gmまでの高い
表面積を有し、触媒支持体構造の熱安定性が高められた
ことが証明された。
【００４５】空気中、１０００℃、８から２０時間の促
進された熱老朽化（自動車での１０００００マイル以上
の走行に相当する）は、約１０００００マイル以上の耐
用期間にわたり使用される実際の自動車排気ガスにおけ
る触媒に対する模倣条件に相当する三様触媒の大規模な
製造での標準試験法として使用されている。空気中、１
０００℃、１２時間の熱老朽化後の、ジルコニウムオキ
サイド上イットリアを８−１２重量％含有する市販入手
したイットリア安定化ジルコニウムオキサイド（ＹＳ
Ｚ）支持体は、１２m2／gmの表面積を有し、この表面積
は有効な自動車排気触媒に対しては低過ぎるものであろ
う。我々のゾル−ゲルあるいは微懸濁技術により調製さ
れたＹＳＺ支持材は、空気中、１０００℃、１２時間の
熱老朽化後約１２．２m2／gmの低い表面積を与えた。し
かし、我々のゾル−ゲルあるいは微懸濁技術のどちらか
を使用することによりＹＳＺ−Al2O3 複合支持体粉末を
調製する場合、我々の研究室の結果では、熱老朽化（空
気中、１０００℃、１２時間）後の表面積は６０−１０
０m2／gmの範囲であり、ＹＳＺ−Al2O3 複合体中のAl2O
3 パーセントは少なくとも４０重量％であった。これら
の結果は、本願発明により調製した複合支持体に有用な
触媒は、同様な熱老朽化後でさえ増加した表面積を実質
的に有していることを示し、このことは熱安定性が改良
され、触媒として有用な耐用期間を示すものである。
進された熱老朽化（自動車での１０００００マイル以上
の走行に相当する）は、約１０００００マイル以上の耐
用期間にわたり使用される実際の自動車排気ガスにおけ
る触媒に対する模倣条件に相当する三様触媒の大規模な
製造での標準試験法として使用されている。空気中、１
０００℃、１２時間の熱老朽化後の、ジルコニウムオキ
サイド上イットリアを８−１２重量％含有する市販入手
したイットリア安定化ジルコニウムオキサイド（ＹＳ
Ｚ）支持体は、１２m2／gmの表面積を有し、この表面積
は有効な自動車排気触媒に対しては低過ぎるものであろ
う。我々のゾル−ゲルあるいは微懸濁技術により調製さ
れたＹＳＺ支持材は、空気中、１０００℃、１２時間の
熱老朽化後約１２．２m2／gmの低い表面積を与えた。し
かし、我々のゾル−ゲルあるいは微懸濁技術のどちらか
を使用することによりＹＳＺ−Al2O3 複合支持体粉末を
調製する場合、我々の研究室の結果では、熱老朽化（空
気中、１０００℃、１２時間）後の表面積は６０−１０
０m2／gmの範囲であり、ＹＳＺ−Al2O3 複合体中のAl2O
3 パーセントは少なくとも４０重量％であった。これら
の結果は、本願発明により調製した複合支持体に有用な
触媒は、同様な熱老朽化後でさえ増加した表面積を実質
的に有していることを示し、このことは熱安定性が改良
され、触媒として有用な耐用期間を示すものである。
【００４６】〔実施例５〕異なった組成の複合体Y2O3-Z
rO2-Al2O3 支持体粉末をゾル−ゲル技術を使用して調製
した。これら複合体粉末のサンプルを空気中、１０００
℃、４時間、自動車排気中で５００００マイル使用後の
人工老朽化処理に相当する条件で熱処理した。これら粉
末の組成及び表面積を以下の表４に示す。
rO2-Al2O3 支持体粉末をゾル−ゲル技術を使用して調製
した。これら複合体粉末のサンプルを空気中、１０００
℃、４時間、自動車排気中で５００００マイル使用後の
人工老朽化処理に相当する条件で熱処理した。これら粉
末の組成及び表面積を以下の表４に示す。
【００４７】
【表４】
【００４８】自動車排気ガスの延長使用に相当する熱老
朽化処理後のＹＳＺ及び４５−７５モル％のAl2O3 含有
複合体粉末の表面積は１１０−１８３m2／gmであり、有
効で安定な触媒を提供するに十分な大きさを有してい
た。
朽化処理後のＹＳＺ及び４５−７５モル％のAl2O3 含有
複合体粉末の表面積は１１０−１８３m2／gmであり、有
効で安定な触媒を提供するに十分な大きさを有してい
た。
【００４９】〔実施例６〕市販入手した自動車排気触媒
と本願発明で製造した触媒サンプルとの触媒特性を比較
した。ＷＧＩＴと明示する市販触媒（ TOYOTA Camry １
９８９）は、０．８５重量％Ｐｔ及び０．２５重量％Ｒ
ｈ活性金属を成分とする３０重量％アルミナ粉末でコー
トした１インチ内径、１インチ長の菫青石モノリス（Co
rdierite monolith)であり、空気中、１０００℃、４時
間熱老朽化させた。本願発明により調製した複合支持体
を有する触媒は、ＣＭ４Ｔと明示され、０．８５重量％
Ｐｔ及び０．２５重量％Ｒｈ活性金属を成分とするＹＳ
Ｚ−Al2O3 含有３０重量％複合体粉末でコートした１イ
ンチ内径、１インチ長の菫青石モノリスであり、空気
中、１０００℃、４時間熱老朽化させた。使用した供給
ガスは、２．０容量％ＣＯ、０．５容量％ＮＯ、０．１
容量％ C3H6 、０．７容量％Ｈ2 、１０．０容量％ＣＯ
2 、含有模倣自動車排気ガスであり、更に、化学量論量
あるいはそれ以上の酸素、湿気、ＳＯ2 、その他は窒素
を含む。供給ガスは小反応器中４００００hr-1の空間粘
度でそれぞれのサンプル触媒上を通過させた。試験結果
を以下の表５及び６に示す。ここで市販触媒（ＷＧＩ
Ｔ）はＰｔ／Ｒｈ／Al2O3-La2O3-CeO2を含有し、複合触
媒（ＣＭ４Ｔ）はＰｔ／Ｒｈ／ＹＳＺ−Al2O3 を含有す
る。
と本願発明で製造した触媒サンプルとの触媒特性を比較
した。ＷＧＩＴと明示する市販触媒（ TOYOTA Camry １
９８９）は、０．８５重量％Ｐｔ及び０．２５重量％Ｒ
ｈ活性金属を成分とする３０重量％アルミナ粉末でコー
トした１インチ内径、１インチ長の菫青石モノリス（Co
rdierite monolith)であり、空気中、１０００℃、４時
間熱老朽化させた。本願発明により調製した複合支持体
を有する触媒は、ＣＭ４Ｔと明示され、０．８５重量％
Ｐｔ及び０．２５重量％Ｒｈ活性金属を成分とするＹＳ
Ｚ−Al2O3 含有３０重量％複合体粉末でコートした１イ
ンチ内径、１インチ長の菫青石モノリスであり、空気
中、１０００℃、４時間熱老朽化させた。使用した供給
ガスは、２．０容量％ＣＯ、０．５容量％ＮＯ、０．１
容量％ C3H6 、０．７容量％Ｈ2 、１０．０容量％ＣＯ
2 、含有模倣自動車排気ガスであり、更に、化学量論量
あるいはそれ以上の酸素、湿気、ＳＯ2 、その他は窒素
を含む。供給ガスは小反応器中４００００hr-1の空間粘
度でそれぞれのサンプル触媒上を通過させた。試験結果
を以下の表５及び６に示す。ここで市販触媒（ＷＧＩ
Ｔ）はＰｔ／Ｒｈ／Al2O3-La2O3-CeO2を含有し、複合触
媒（ＣＭ４Ｔ）はＰｔ／Ｒｈ／ＹＳＺ−Al2O3 を含有す
る。
【００５０】
【表５】
【００５１】表５の結果は、ガス汚染物質変換反応が約
２６０℃のガス温度で開始し、３２０℃の温度で実質的
に完了することを示している。
２６０℃のガス温度で開始し、３２０℃の温度で実質的
に完了することを示している。
【００５２】
【表６】
【００５３】表６の結果は、ガス汚染物質変換反応が約
１７０℃の低いガス温度で開始し、２２３℃の温度で実
質的に完了することを示している。
１７０℃の低いガス温度で開始し、２２３℃の温度で実
質的に完了することを示している。
【００５４】表５及び６の比較試験の結果は、本願発明
の複合支持体に有用な触媒ＣＭ４Ｔは、市販ＷＧＩＴ触
媒より、少なくとも約８０℃低いガス温度で変換が開始
しそして完了することを示す。このように、汚染物質の
等価な変換が非常に低い反応温度で達成されるので、複
合体Ｐｔ／Ｒｈ／ＹＳＺ−Al2O3 触媒は従来の支持体に
使用される同様な市販触媒より性能で優れているものと
考える。
の複合支持体に有用な触媒ＣＭ４Ｔは、市販ＷＧＩＴ触
媒より、少なくとも約８０℃低いガス温度で変換が開始
しそして完了することを示す。このように、汚染物質の
等価な変換が非常に低い反応温度で達成されるので、複
合体Ｐｔ／Ｒｈ／ＹＳＺ−Al2O3 触媒は従来の支持体に
使用される同様な市販触媒より性能で優れているものと
考える。
【００５５】本願発明を広範にそして好ましい態様及び
構成により開示したが、本願特許請求の範囲に明記する
発明の範囲内で更なる変換及び改変が可能であることは
理解されるであろう。
構成により開示したが、本願特許請求の範囲に明記する
発明の範囲内で更なる変換及び改変が可能であることは
理解されるであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 53/94 Ｃ０４Ｂ 35/48 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０４ Ａ 8017−4Ｇ Ｂ０１Ｊ 23/56 ＺＡＢ Ｃ０４Ｂ 35/48 Ｚ (72)発明者 サンカラン スンダレサン アメリカ合衆国．08619 ニュージャーシ イ，マーサーヴィル，パクソン アヴェニ ュー 652
Claims (31)
- 【請求項１】 移動性または固定の発生源からの燃焼ガ
ス放出物を処理するための三様支持触媒であって、少な
くとも約２０m2／ｇの表面積を有する酸素イオン伝導性
支持材と（ｉ）プラチナ及びロジウム及び（ii）パラジ
ウム及びロジウムからなる群より選択され、前記支持材
に分散された全量で触媒の０．０１〜２．２wt％の二つ
の活性金属とからなる触媒。 - 【請求項２】 前記酸素イオン伝導性支持材が、イット
リア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）である請求項１の触
媒。 - 【請求項３】 ジルコニアに対するイットリアの割合
が、前記支持材の１〜５０wt％の範囲にある請求項２の
触媒。 - 【請求項４】 ジルコニアに対するイットリアの割合
が、前記支持材の６〜２０wt％の範囲にある請求項２の
触媒。 - 【請求項５】 前記支持材が、少なくとも０．１wt％の
イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）で被覆された高
表面積触媒支持材である請求項１の触媒。 - 【請求項６】 前記支持材上のイットリア安定化ジルコ
ニア（ＹＳＺ）の割合が、前記支持材の５〜８０wt％の
範囲にある請求項５の触媒。 - 【請求項７】 前記活性金属のプラチナ（Ｐｔ）または
パラジウム（Ｐｄ）の濃度が前記触媒の０．０１〜２wt
％の範囲にあり、かつＰｈ／ＰｔまたはＰｈ／Ｐｄの重
量比が０．０１〜０．１の範囲にある請求項１の触媒。 - 【請求項８】 酸化セシウムまたは酸化ランタンが、安
定化剤物質として作用する前記支持材に添加される請求
項１の触媒。 - 【請求項９】 前記支持材が、４０〜３００m2／ｇの表
面積を有する請求項１の触媒。 - 【請求項１０】 移動性または固定の発生源からの燃焼
ガス放出物を処理するための三様支持触媒であって、イ
ットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）からなる少なくと
も約２０m2／ｇの表面積を有する酸素イオン伝導性支持
材と（ｉ）プラチナ及びロジウム及び（ii）パラジウム
及びロジウムからなる群より選択され、前記支持材に分
散された全量で触媒の０．０１〜２．２wt％の二つの活
性金属とからなる触媒。 - 【請求項１１】 前記活性金属がプラチナ（Ｐｔ）及び
ロジウム（Ｒｈ）であり、プラチナの濃度が前記触媒の
０．０１〜２wt％であり、そしてＲｈ／Ｐｔの重量比が
０．０１〜０．１の間で変化する請求項１の触媒。 - 【請求項１２】 前記活性金属がパラジウム（Ｐｄ）及
びロジウム（Ｒｈ）であり、パラジウムの濃度が前記触
媒の０．０１〜２wt％であり、そしてＲｈ／Ｐｄの重量
比が０．０１〜０．１の間で変化する請求項１の触媒。 - 【請求項１３】 移動性または静置の発生源からのガス
放出物を処理するための三様支持貴金属触媒であって、 イットリア、カルシア、マグネシアまたはスカンジアの
添加によって安定化されたジルコニアの複合体によって
与えられ、少なくとも４０重量％の不活性触媒支持材を
含み、空気中１０００℃で４時間の熱熟成後に少なくと
も約２０m2／ｇの表面積を有する酸素イオン伝導性支持
材と、 プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）あるいはこれら
の組み合わせからなる主要金属とロジウム（Ｒｈ）、ル
テニウム（Ｒｕ）あるいはこれらの組み合わせからなる
少量金属との組み合わせからなり、前記触媒の約０．０
１〜３．０重量％の全活性金属含量において前記複合支
持体上に分散されている少なくとも二つの活性金属とか
らなる触媒。 - 【請求項１４】 複合支持材中のジルコニア（ZrO2) の
量が支持体の４．５〜４５重量％である請求項１３記載
の触媒。 - 【請求項１５】 複合支持材中のイットリア（Y2O3) の
量が支持体の０．５〜１５重量％の範囲にある請求項１
３記載の触媒。 - 【請求項１６】 複合支持材中の不活性支持材の量が支
持体の４０〜９５重量％である請求項１３記載の触媒。 - 【請求項１７】 酸素イオン伝導性複合支持材が５〜６
０重量％のイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）であ
り、不活性支持材が４０〜９５重量％のアルミナである
請求項１３記載の触媒。 - 【請求項１８】 複合支持材中のジルコニア（ZrO2) の
量が４．５〜４５重量％であり、複合支持材中のイット
リア（Y2O3) の量が支持体の０．５〜１５重量％の範囲
にある請求項１７記載の触媒。 - 【請求項１９】 さらなる熱安定化剤として、２０重量
％までの酸化セリウムおよび／または酸化ランタンを触
媒の不活性支持材に加えた請求項１３記載の触媒。 - 【請求項２０】 複合支持材が、前記熱熟成後に４０〜
３００m2／ｇの表面積を有する請求項１３記載の触媒。 - 【請求項２１】 活性金属のプラチナ（Ｐｔ）とロジウ
ム（Ｒｈ）の総濃度が０．０１〜３．０重量％、ロジウ
ム／プラチナ（Ｒｈ／Ｐｔ）の重量比が０．０１〜１か
ら０．５／１の範囲にある請求項１３記載の触媒。 - 【請求項２２】 主要および少量活性金属を合わせた濃
度が触媒の０．０５〜２．５重量％であり、活性少量金
属と主要金属の重量比が０．０５／１〜０．４／１であ
る請求項１３記載の触媒。 - 【請求項２３】 移動性または固定の発生源からのガス
汚染物質を変換除去するための三様支持貴金属触媒であ
って、 ０．５〜１５重量％のイットリア（Y2O3) で安定化した
ジルコニア（ZrO2) および４０〜９５重量％のアルミナ
の複合体によって与えられ、空気中１０００℃で４時間
の熱熟成後に４０〜３００m2／ｇの表面積を有する酸素
イオン伝導性支持材と、 前記触媒の約０．０１〜３．０重量％の全量において前
記複合体支持体上に分散されているプラチナとロジウム
またはパラジウムとロジウムからなる二つの活性金属と
からなる触媒。 - 【請求項２４】 ゾルーゲル法を利用して、触媒支持材
として有用な高表面積イットリア安定化ジルコニア−ア
ルミナ複合体粉体を調整するための方法であって、
（ａ）炭化水素溶媒中イットリウムアルコキシドの溶
液、炭化水素溶媒中ジルコニウムアルコキシドの溶液、
及び炭化水素溶媒中アルミニウムアルコキシドの溶液を
別々に与え、これらの溶液の所望量を一緒にして環境温
度で混合し、その混合物を十分に攪拌する、（ｂ）前記
混合溶液へ十分な無水アルコールを加え、溶液中に１０
wt％未満の塩を与える、（ｃ）前記混合溶液を２５〜１
００℃の温度に加熱し、この時、加水分解反応のための
反応水を与えるために５〜５０時間該溶液上に水飽和空
気を流し、懸濁複合体粒子を形成する、（ｄ）前記加熱
溶液へ脱イオン水を加えて、溶液中に低濃度の水を維持
し、更に攪拌して、加水分解反応を完結する、（ｅ）得
られたスラリー混合物を蒸発して、粉体を回収し、該粉
体を乾燥する、そして（ｆ）前記乾燥粉体を５００〜１
０００℃でか焼し、高熱安定性及び少なくとも４０m2／
ｇの表面積を有する粉体支持材を製造する、工程を含む
方法。 - 【請求項２５】 前記か焼複合体粉体混合物が、０．５
〜１５wt％のイットリア（Y2O3) 、４．５〜４５wt％の
ジルコニア（ZrO2) 、及び４０〜９５wt％のアルミナ
（Al2O3)を含有する請求項２４の方法。 - 【請求項２６】 前記か焼複合体粉体が、４０〜３００
m2／ｇの表面積を有する請求項２４の方法。 - 【請求項２７】 全活性金属含量が前記触媒の０．０１
〜３．０wt％の範囲にあり、ロジウム／プラチナの重量
比が０．０１〜０．５であるように、前記複合体粉体に
活性金属であるプラチナ及びロジウムを含浸することを
含む請求項２４の方法。 - 【請求項２８】 全活性金属含量が前記触媒の０．０１
〜３．０wt％の範囲にあり、ロジウム／パラジウムの重
量比が０．０１〜０．５であるように、前記複合体粉体
に活性金属であるパラジウム及びロジウムを含浸するこ
とを含む請求項２４の方法。 - 【請求項２９】 マイクロエマルジョン法を利用して、
高表面積イットリア安定化ジルコニア−アルミナ複合体
粉体を調整するための方法であって、（ａ）蒸留水中に
所望の化学量論量の塩化イットリウム、オキシ塩化ジル
コニウム、及び塩化アルミニウムを溶解して、塩溶液を
作る、（ｂ）前記塩溶液を適当量の炭化水素溶媒及び界
面活性剤と混合して、マイクロエマルジョンを作る、
（ｃ）炭化水素溶媒、界面活性剤、及び濃厚水酸化アン
モニウム溶液を一緒に混合して塩基性マイクロエマルジ
ョンを作る、（ｄ）工程（ｂ）からの塩マイクロエマル
ジョンと工程（ｃ）からの塩基性マイクロエマルジョン
混合して、沈殿物を生成する、そして（ｅ）前記沈殿物
を液体から分離し、次に、該沈殿物を乾燥し、か焼し
て、１０００℃で４時間熱熟成した後に４０m2／ｇを越
える高表面積を有するＹＳＺ−Al2O3 を生成する、工程
を含む方法。 - 【請求項３０】 全活性金属含量が前記触媒の０．０１
〜３．０wt％の範囲にあり、ロジウム／プラチナの重量
比が０．０１〜０．５であるように、前記か焼複合体粉
体に活性金属であるプラチナ及びロジウムを含浸するこ
とを含む請求項２９の方法。 - 【請求項３１】 全活性金属含量が前記触媒の０．０１
〜３．０wt％の範囲にあり、ロジウム／パラジウムの重
量比が０．０１〜０．５であるように、前記か焼複合体
粉体に活性金属であるパラジウム及びロジウムを含浸す
ることを含む請求項２９の方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/459,560 US5232890A (en) | 1990-01-02 | 1990-01-02 | Precious metal catalysts with oxygen-ion conducting support |
| US07/876,872 US5275997A (en) | 1990-01-02 | 1992-04-30 | Precious metal catalysts utilizing composites of oxygen-ion conducting and inert support materials |
| CA002101676A CA2101676A1 (en) | 1990-01-02 | 1993-07-30 | Precious metal catalysts utilizing composites of oxygen-ion conducting and inert support materials |
| EP93306101A EP0637461A1 (en) | 1990-01-02 | 1993-08-02 | Precious metal catalysts for emissions |
| JP5192486A JPH0760118A (ja) | 1990-01-02 | 1993-08-03 | 酸素イオン伝導性支持材を伴う貴金属触媒 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/459,560 US5232890A (en) | 1990-01-02 | 1990-01-02 | Precious metal catalysts with oxygen-ion conducting support |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5814576A (en) * | 1995-11-27 | 1998-09-29 | Nissan Motor Co., Ltd. | Catalyst for purifying exhaust gas and method of producing same |
| WO2006046316A1 (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-04 | Cataler Corporation | 排ガス浄化用触媒 |
| JP2009533213A (ja) * | 2006-04-10 | 2009-09-17 | サン−ゴバン サントル ドゥ ルシェルシェ エ デトゥードゥ ユーロペン | 電気化学的触媒系を含む浄化構造物 |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5232890A (en) * | 1990-01-02 | 1993-08-03 | Ganguli Partha S | Precious metal catalysts with oxygen-ion conducting support |
| PL175047B1 (pl) * | 1993-04-22 | 1998-10-30 | Kti Group Bv | Sposób wytwarzania katalizatora do procesu wytwarzania gazu syntezowego |
| US5395813A (en) * | 1993-05-11 | 1995-03-07 | Exxon Research And Engineering Company | Particulate solids for catalyst supports and heat transfer materials |
| DE69412780T2 (de) * | 1994-01-28 | 1999-05-12 | Constantinos G Vayenas | Dreiwegkatalysator mit Pt, Rh und Pd, alle mit separatem Träger |
| DE4436890A1 (de) * | 1994-10-15 | 1996-04-18 | Degussa | Verfahren zur gleichzeitigen Verminderung der im Abgas einer Verbrennungskraftmaschine enthaltenen Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxide |
| US6107239A (en) * | 1998-01-19 | 2000-08-22 | Luchuang Environment Protection Science Co. Ltd. | Heat resistant metallic oxide catalyst for reducing pollution emission |
| DK1063010T3 (da) * | 1998-03-09 | 2008-09-15 | Osaka Gas Co Ltd | Fremgangsmåde til fjernelse af methan fra udstödningsgasser |
| JP2000167402A (ja) | 1998-12-09 | 2000-06-20 | Daihatsu Motor Co Ltd | 排気ガス浄化用触媒 |
| DE10024994A1 (de) | 1999-05-24 | 2001-01-04 | Daihatsu Motor Co Ltd | Katalytischer Umwandler zum Reinigen von Abgasen |
| FR2811908B1 (fr) | 2000-07-24 | 2003-04-04 | Rhodia Terres Rares | Procede de traitement d'un gaz pour la reduction de l'emission des oxydes d'azote avec un catalyseur a base de rhodium avec du palladium et/ou du platine |
| US6492297B1 (en) * | 2000-09-15 | 2002-12-10 | Engelhard Corporation | Catalyst composition for purifying exhaust gas |
| US6455182B1 (en) * | 2001-05-09 | 2002-09-24 | Utc Fuel Cells, Llc | Shift converter having an improved catalyst composition, and method for its use |
| DE10209529A1 (de) * | 2002-03-04 | 2003-09-25 | Hte Ag The High Throughput Exp | Rhodiumreiche und mit Seltenerd-Oxiden dotierte Katalysatoren |
| US20030186805A1 (en) * | 2002-03-28 | 2003-10-02 | Vanderspurt Thomas Henry | Ceria-based mixed-metal oxide structure, including method of making and use |
| US6932848B2 (en) * | 2003-03-28 | 2005-08-23 | Utc Fuel Cells, Llc | High performance fuel processing system for fuel cell power plant |
| DE10340653B4 (de) * | 2003-09-03 | 2006-04-27 | Hte Ag The High Throughput Experimentation Company | Katalysator für die Entfernung von Schadstoffen aus Abgasen von Mager-Motoren mit Ruthenium als Aktiv-Metall |
| US7875250B2 (en) * | 2003-12-11 | 2011-01-25 | Umicore Ag & Co. Kg | Exhaust treatment device, and methods of making the same |
| JP4826337B2 (ja) * | 2006-05-23 | 2011-11-30 | マツダ株式会社 | 排気ガス浄化用触媒及び排気ガス浄化方法 |
| TWI449572B (zh) * | 2006-11-29 | 2014-08-21 | Umicore Shokubai Japan Co Ltd | Oxidation catalyst and the oxidation catalyst using an exhaust gas purification system |
| JP2009050791A (ja) * | 2007-08-27 | 2009-03-12 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒 |
| RU2457901C2 (ru) * | 2008-03-19 | 2012-08-10 | АйСиТи КО., ЛТД. | Катализатор для очистки выхлопного газа двигателя внутреннего сгорания и способ очистки выхлопного газа с использованием указанного катализатора |
| EP2141139A1 (en) * | 2008-07-03 | 2010-01-06 | L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Ceramic foams with gradients of composition in heterogeneous catalytic |
| FR2939695B1 (fr) | 2008-12-17 | 2011-12-30 | Saint Gobain Ct Recherches | Structure de purification incorporant un systeme de catalyse supporte par une zircone a l'etat reduit. |
| GB0823362D0 (en) | 2008-12-22 | 2009-01-28 | Morgan Everett Ltd | Processing of off-gas from waste treatment |
| US10773209B2 (en) * | 2009-02-20 | 2020-09-15 | Basf Corporation | Aging-resistant catalyst article for internal combustion engines |
| EP2757069B1 (en) * | 2011-09-14 | 2017-08-30 | Fujikura Ltd. | Structure for forming carbon nanofiber, carbon nanofiber structure and method for producing same, and carbon nanofiber electrode |
| RU2019139697A (ru) * | 2015-06-18 | 2020-01-10 | Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани | Зонированная система выпуска отработавших газов |
| EP3616789A4 (en) * | 2017-04-28 | 2021-01-06 | Umicore Shokubai Japan Co., Ltd. | EXHAUST GAS PURIFICATION CATALYST AND EXHAUST GAS PURIFICATION PROCESS WITH IT |
| US11788450B2 (en) * | 2020-10-30 | 2023-10-17 | Johnson Matthey Public Limited Company | TWC catalysts for gasoline engine exhaust gas treatments |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3862255A (en) * | 1971-05-06 | 1975-01-21 | Phillips Petroleum Co | Oxidative dehydrogenation processes |
| US4384934A (en) * | 1978-05-31 | 1983-05-24 | The Flinders University Of South Australia | Means for determining the partial pressure of oxygen in an atmosphere |
| CA1213875A (en) * | 1982-11-29 | 1986-11-12 | Shigeo Uno | Catalyst for catalytic combustion |
| WO1984003149A1 (en) * | 1983-02-02 | 1984-08-16 | Commw Scient Ind Res Org | Oxygen sensor electrodes |
| EP0130835B1 (en) * | 1983-07-01 | 1990-05-02 | Hitachi, Ltd. | High temperature stable catalyst, process for preparing same and process for conducting chemical reaction using same |
| JPS6111150A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-18 | Ube Ind Ltd | パラジウム塩触媒の再生方法 |
| US4631267A (en) * | 1985-03-18 | 1986-12-23 | Corning Glass Works | Method of producing high-strength high surface area catalyst supports |
| US4659448A (en) * | 1985-11-12 | 1987-04-21 | Igr Enterprises | Solid state electrochemical pollution control device |
| DE3607436A1 (de) * | 1986-03-06 | 1987-09-10 | Kraftwerk Union Ag | Katalysatormaterial zur minderung der stickoxide in rauchgasen |
| FR2598094B1 (fr) * | 1986-04-30 | 1990-11-23 | Rhone Poulenc Chimie | Catalyseur a base d'oxyde de zirconium et procede pour le traitement des gaz residuaires industriels contenant des composes du soufre |
| US4827071A (en) * | 1986-06-09 | 1989-05-02 | Arco Chemical Technology, Inc. | Ceramic membrane and use thereof for hydrocarbon conversion |
| US4791079A (en) * | 1986-06-09 | 1988-12-13 | Arco Chemical Company | Ceramic membrane for hydrocarbon conversion |
| DE3807907A1 (de) * | 1987-03-13 | 1988-10-13 | Mitsubishi Motors Corp | Sauerstoffuehler, und lambdaregelung fuer eine brennkraftmaschine mit einem solchen fuehler |
| JPS63319054A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-27 | Ube Ind Ltd | パラジウム触媒の回収方法 |
| CA1334962C (en) * | 1988-04-14 | 1995-03-28 | Tomohisa Ohata | Catalyst for purifying exhaust gas and method for production thereof |
| US5232890A (en) * | 1990-01-02 | 1993-08-03 | Ganguli Partha S | Precious metal catalysts with oxygen-ion conducting support |
| US5057483A (en) * | 1990-02-22 | 1991-10-15 | Engelhard Corporation | Catalyst composition containing segregated platinum and rhodium components |
-
1990
- 1990-01-02 US US07/459,560 patent/US5232890A/en not_active Expired - Fee Related
-
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-
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5814576A (en) * | 1995-11-27 | 1998-09-29 | Nissan Motor Co., Ltd. | Catalyst for purifying exhaust gas and method of producing same |
| WO2006046316A1 (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-04 | Cataler Corporation | 排ガス浄化用触媒 |
| JPWO2006046316A1 (ja) * | 2004-10-28 | 2008-05-22 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒 |
| JP4707672B2 (ja) * | 2004-10-28 | 2011-06-22 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒 |
| US8975204B2 (en) | 2004-10-28 | 2015-03-10 | Cataler Corporation | Exhaust-gas-purifying catalyst |
| JP2009533213A (ja) * | 2006-04-10 | 2009-09-17 | サン−ゴバン サントル ドゥ ルシェルシェ エ デトゥードゥ ユーロペン | 電気化学的触媒系を含む浄化構造物 |
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