JPH08506992A - 酸化において使用する触媒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 酸化反応に使用する触媒が、金、ならびにコバルトおよびマンガンから選択された遷移金属およびアルミナを含んで成る錯体を捕捉している多孔質アルミナ担体を含んで成り、担体上の金の濃度は触媒の２重量％未満であり、金と遷移金属との原子比は１：３０〜１：２００である。酸化反応は、一酸化炭素または炭化水素の酸化であってよい。

Description

【発明の詳細な説明】 酸化において使用する触媒発明の背景 本発明は、触媒、特に一酸化炭素および炭化水素の酸化において使用する触媒 に関する。 汚染の減少および環境の保護は、今日、世界が面している主要な課題の１つで ある。内燃機関は、大気における汚染レベルに大いに影響している。有害な排気 ガスが内燃機関から発生しており、現在、世界の多くの国がそのような有害なガ スの発生を減少することに関する法律を有している。内燃機関からの有害なガス の発生の減少は適当な触媒を使用することによって達成することができる。例え ば、内燃機関の有毒な排気ガスの１つは一酸化炭素であり、一酸化炭素を二酸化 炭素に酸化する触媒として白金またはパラジウムが使用できる。白金は、乾燥条 件および高温、例えば３００℃またはそれ以上において満足に機能する。しかし 、湿気のある条件および低温において一酸化炭素の酸化触媒としての白金の有効 性は顕著に低下する。 文献において、金含有触媒も知られている。例えば、ドイツ国特許第３９１４ ２９４号は、金が酸化鉄含有担体に捕捉されているそのような触媒を記載してい る。担体は、アルミナまたはアルミノシリケートのような物質であってよい。担 体は、典型的には、酸化鉄および金で含浸されており、その後に少なくとも２０ ０℃の温度で焼成される。そのような触媒は、５０℃未満の温度で一酸化炭素の 酸化の触媒として有効であると記載されている。本出願人は、この一般的な種類 の触媒が一酸化炭素から二酸化炭素への低い転化率を与え、不安定であることを 見い出した。 共沈澱によって製造される金含有触媒も文献に記載されている。この触媒は、 酸化コバルト、酸化鉄、二酸化チタンなどの酸化物に担持された金からなる。そ のような触媒は、低い一酸化炭素の酸化触媒性質および低い安定性を有すること もわかっている。そのような触媒を記載している文献の例は次の通りである。 １．カゲヤマら（H．Kageyama et aｌ）、”ＸＡＦＳスタディーズ・オブ・ウル トラファイン・ゴールド・キャタリスツ・サポーテッド・オン・ヘマタイト・プ リペアード・フロム・コプリシピテイテッド・プリカーサーズ（XAFS Studies o f Ultra-Fine Gold Catalysts Supported on Hematite Prepared from Co-preci pitated Precursors）”、フィジカ（Physica）B158(1989)183-184; ２．ハルタら（M．Haruta et al）、”メカニスティック・スタディーズ・オブ ・ＣＯオキシデーション・オン・ハイリー・ディスパーズド・ゴールド・キャタ リスツ・フォー・ユース・イン・ルーム・テンパラチュア・エア・ピュリフィケ ーション（Mechanistic Studies of CO Oxidation on Highly Dispersed Gold C atalysts for use in Room-Temperature Air Purification）”、プロシーディ ングズ・オブ・ザ・テンス・インターナショナル・コングレス・オン・キャタリ シス（proceedings of the 10th International Congress on Cata1ysis）、19- 24 July 1992，Budapest，Hungary，pages2657-2660。 前記の触媒は、種々の製法を使用して製造することができる。例えば、触媒は 、金属を含有する溶液から２種類の金属を共沈澱させることによって頻繁に製造 される。あるいは、担体物質は、金属の溶液で含浸されてよい。両方の場合にお いて、触媒は、２００℃またはそれ以上のオーダーの温度に触媒を加熱すること によって活性化される。この点に関して、当該技術は、金属の焼結を避けるため に低い活性化温度を一般的に奨励していることに注意すべきである。活性化は、 酸化雰囲気において行うことができる。発明の要旨 本発明に従えば、酸化反応に使用する触媒は、金、ならびにコバルトおよびマ ンガンから選択された遷移金属およびアルミナを含んで成る錯体を捕捉している 多孔質アルミナ担体を含んで成り、担体上の金の濃度は触媒の２重量％未満であ り、金と遷移金属との原子比は１：３０〜１：２００である。 金、遷移金属およびアルミナの錯体は、化学結合および可能性のある物理結合 を有する。遷移金属は、一般に、少なくとも部分的に酸化物の形態で存在する。 錯体は、担体に化学的に結合していると考えられるクラスターである。多数のそ のようなクラスターは、多孔質アルミナ担体に供給される。遷移金属がコバルト である場合、Ｃｏ₃Ｏ₄のような酸化コバルト、およびコバルトとアルミナの間の スピネルが形成され、金の原子または粒子がスピネルおよび酸化コバルトと密接 に接触し、化学的に会合すると考えられる。 本発明の触媒は、一酸化炭素の酸化に有効であることがわかっており、遷移金 属がコバルトまたはマンガン以外のものである従来技術の同様の触媒よりも有効 である。触媒は、５０℃未満の温度およびより高い温度で一酸化炭素を二酸化炭 素に酸化する触媒になる能力を有する。従って、本発明の触媒は、内燃機関を有 する乗り物の排気システム、防毒マスク、鉱山および地下作業における空気の浄 化、種々の工業流出ガスの浄化およびレーザーにおける二酸化炭素のリサイクル における用途を有する。 本発明の触媒は、炭化水素の酸化、例えば、水および二酸化炭素への酸化の触 媒として使用するのに有効であることもわかっている。そのような酸化は、より 高い温度、例えば少なくとも３００℃で生じる。そのままで触媒は燃料電池にお ける用途を有していてもよい。 更に本発明に従えば、反応体を酸化する方法は、前記触媒の存在下で反応体を 酸素の供給源と接触させる工程を有する。酸素の供給源は、典型的には、純粋な 酸素、空気、窒素のような他のガスと混合した酸素である。図面の説明 図１〜４は、種々の触媒系の存在下におけるＣＯ転化率％を示すグラフ、即ち 酸素によるＣＯの二酸化炭素への酸化を示すグラフである。 図１は、３０℃における一酸化炭素の酸化における４種の金−金属／酸化アル ミニウム触媒の活性と流れ時間との関係を示すプロットを示す。それぞれの場合 において、触媒の金含量は０．４重量％であり、金と他の金属との原子比は１： ６０であり、ガス流速は１０ｍＬ／分であった。 図２は、３０℃における一酸化炭素の酸化における３種の本発明の触媒の活性 と流れ時間との関係を示すプロットを示す。金と金属の原子比は１：６０であり 、使用した流速は１８ｍＬ／分であった。 図３は、図２と同様の反応条件下における４種の金属−コバルト／酸化アルミ ニウム触媒の活性を示す。それぞれの触媒は、１：６０の金属：コバルトの原子 比を有していた。 図４は、図２および図３と同様の反応条件下における３種の本発明の金−コバ ルト／酸化アルミニウム触媒の活性のプロットを示す。それそれの触媒において 、金は０.４重量％の量で存在した。態様の説明 担体が、多孔質アルミナ担体であることが重要である。シリカおよびチタニア のような従来技術において使用されている他の酸化物担体は、好適な触媒を製造 するのに充分に有効でないことがわかっている。アルミナは、大きな表面積、典 型的には、８０〜４００ｍ²／gを有する。アルミナは、いずれかの好適な形態、 例えば、モノリスまたはペレット、押出物、リングまたはパールの形態を採って よい。 触媒に不可欠なことは、低濃度である、すなわち、触媒の２重量％以下である 金の存在である。実際、有効な触媒活性は、触媒の０.１重量％程度に低い金濃 度によって達成されている。好ましくは金濃度は触媒の０.１〜０.５重量％のオ ーダーである。触媒の２重量％よりも多い金の濃度は、低い安定性を有する高価 な触媒につながる。 金と遷移金属の原子比は、１：３０〜１：２００、好ましくは１：３０〜１： ８０である。特に好適な金と遷移金属の原子比は、１：６０のオーダーである。 金と遷移金属は、金属の溶液を担体に含浸することによって、多孔質アルミナ 担体に捕捉されてよい。溶液は一般的に、酸性のｐＨを有しており、含浸前に金 属のいずれかの沈澱または共沈澱を防止するようになっている。より高いｐＨも 可能である。溶液の溶媒は、好ましくは、水であるが、有機溶媒、例えば、アル コール、エーテル、有機溶媒と水の混合物を使用してもよい。 多孔質アルミナ担体の含浸は、同時にまたは逐次的に行ってよい。金属を担体 上に逐次的に捕捉することが好ましい。 多孔質担体に金属を捕捉する１つの方法において、担体を金または遷移金属の 溶液で含浸し、乾燥し、他の金属の溶液で含浸し、乾燥し、３００℃を越える温 度に酸化雰囲気で熱処理する。 他の好ましい方法において、多孔質担体を遷移金属の溶液で含浸し、乾燥し、 乾燥生成物を３００℃を越える温度で、典型的には５００℃で水素または一酸化 炭素のような還元雰囲気にさらし、その後、要すれば、酸化雰囲気にさらし、こ うして処理した生成物を金の溶液に含浸し、乾燥し、乾燥生成物を３００℃を越 える酸化雰囲気において熱処理する。 前記方法において、酸化雰囲気における含浸生成物の熱処理は、触媒を活性化 させる効果を有する。酸化雰囲気は典型的には、空気または酸素と他のガスの混 合物であり、好ましくは、純粋なまたは実質的に純粋な酸素である。熱処理の温 度は、典型的には３００〜７００℃、好ましくは４００〜６００℃である。５０ ０℃の温度が熱処理に特に好適であることがわかっている。 ３００℃を越える温度での酸化雰囲気における熱処理は、同様の温度における 一酸化炭素または他の還元剤の存在下における熱処理の後に行ってよい。 金の溶液は、典型的には、テトラクロロ金（III）酸またはテトラクロロ金（I II）酸アンモニウムの溶液である。溶液における金化合物の濃度は、一般的には 、４〜５モーラーを越えない。 遷移金属の溶液は、典型的には、ナイトレート（硝酸塩）溶液である。クロラ イドおよびスルフェートの溶液を使用してもよいが、それらは触媒毒となり得る 。溶液における遷移金属化合物の濃度は、一般的に、４〜５モーラーを越えない 。 以下に実施例を示し、本発明の触媒を製造する方法を示す。実施例１ 多孔質アルミナ担体材料のアリコート（３ｇ）を、１２０℃で２時間乾燥した 。真空システムの一部を形成する容器に試料を置いた。メカニカルポンプで１. ５分間排気した後、担体材料を含浸溶液（２.７モル／Ｌ硝酸コバルト溶液４.５ ｍＬ）中に入れた。真空ポンプをさらに２分間作動させた。システムを大気圧に 戻した後、過剰の溶液を除去し、担体材料を１２０℃で１４時間乾燥した。 コバルトで含浸したときと同様の手順を用いて、工程１の生成物を金の水溶液 で含浸した。コバルト化合物を含む、担体材料の乾燥した生成物を、メカニカル ポンプで約１.５分間真空引きすることによって達する程度の減圧下で、テトラ クロロ金（III）酸溶液（０.０７７モル／Ｌ、ｐＨ１.３）４.５ｍＬに導入した 。 金溶液への担体材料導入後約３０秒以内に、系を大気圧に戻して、過剰の溶液を 除去した。試料を、空気中、１２０℃で約１２時間乾燥した。 流量３０ｍＬ／分の純酸素中で、含浸した担体を５００℃の温度まで加熱する ことにより、活性化を達成し、この温度を約２０〜３０分間保持した。実施例２ 多孔質アルミナ担体材料（１〜４ｇ）を正確に計り取り、１２０℃の乾燥機中 で最低２時間乾燥した。乾燥材料を、実施例１と同様にして、真空下、硝酸コバ ルト溶液で含浸した。 硝酸塩を分解するために、コバルト含浸したアルミナ担体材料を、１２０℃で 最低２４時間乾燥した。乾燥後、材料を水素（３０ｍＬ／分）を流しながら５０ ０℃に加熱し、２０分間この温度で保った。この後に、水素を流しながら、材料 を室温まで冷却させた。材料を、その後、４０℃以下の温度（すなわち、２５〜 ３５℃）で２０〜３０分間、酸素または他の酸化雰囲気により処理した。 こうして処理した生成物を、実施例１と同様にして、金溶液（典型的には、テ トラクロロ金（III）酸またはテトラクロロ金（III）酸アンモニウムの溶液）で 含浸した。 流量３０ｍＬ／分の純酸素中で、含浸した担体材料を５００℃の温度まで加熱 することにより、活性化した。この温度を２０分間保持した。 実施例２で生成した触媒のＸ線回折分析は、Ｃｏ₃Ｏ₄とＣｏＡｌ₂Ｏ₄のスピネ ルが、金原子または金の細粒と共に密に接触して、アルミナ上に形成されたこと を示していた。実施例３ 以下の方法で、金-マンガン系触媒を生成した。多孔質アルミナペレット１ｇ を、実質上純粋な酸素の雰囲気において、４００℃で１時間熱処理した。１.５ Ｍ硝酸マンガン溶液２ｍＬを、熱処理したアルミナペレット１ｇに添加した。硝 酸マンガンがペレットに含浸する間の１時間、接触を維持した。硝酸マンガン含 浸したペレットを、１２０℃で乾燥した。マンガン含浸およびその後の乾燥手順 を繰り返した。 乾燥したマンガン含浸したペレットを、１重量％テトラクロロ金（III）酸溶 液 ２ｍＬと接触させて、テトラクロロ金（III）酸をペレットに含浸させた。こう して含浸したペレットを、１２０℃で乾燥し、その後、反応器内で、実質上純粋 な酸素中で、４００℃以上の温度で２０〜３０分間熱処理した。 生成した触媒は、金約０.５重量％を捕捉または吸着した、アルミナペレット から成っていた。形成したものは、金-マンガンクラスターであると考えられる 。金：マンガンの重量比は、１：５８であった。触媒は、ほぼ室温（すなわち約 ２７℃）で、効果的に、一酸化炭素から二酸化炭素への酸化反応を促進すること が分かった。実施例４ 様々な金およびマンガン含量の、金-マンガン触媒を、硝酸マンガンおよびテ トラクロロ金（III）酸の溶液を用いたアルミナの逐次含浸により、調製した。金-マンガン試料：逐次含浸 試料１ ０.２５Ａｕ-Ｍｎ／Ａｌ₂Ｏ₃ Ａｕ：Ｍｎ＝１：３５試料２ ０.２６Ａｕ-Ｍｎ／Ａｌ₂Ｏ₃ Ａｕ：Ｍｎ＝１：５８試料３ ０.２３Ａｕ-Ｍｎ／Ａｌ₂Ｏ₃ Ａｕ：Ｍｎ＝１：７０試料４ ０.２３Ａｕ-Ｍｎ／Ａｌ₂Ｏ₃ Ａｕ：Ｍｎ＝１：１２５ 多孔質アルミナペレット１ｇを、含浸前に、１２０℃で２０分間風乾した。先 ず最初に、ペレットを、１.０Ｍ Ｍｎ（ＮＯ₃）₂・４Ｈ₂Ｏ溶液２ｍＬに６０分 間浸漬した。典型的には、Ｍｎ溶液０.５ｍＬをペレットに吸着させた。触媒の Ｍｎ含量は、吸収させた溶液の体積と一致した。アルミナペレットを、１２０℃ で風乾し、必要なＭｎ濃度を得るまで、Ｍｎ含浸の手順を繰り返した。試料１〜 ３は、マンガン溶液に１回浸漬し、試料４は、２回浸漬した。 Ｍｎ含浸後、ペレットを、０.０２５Ｍ ＨＡｕＣｌ₄溶液２ｍＬに６０分間浸 漬した。典型的には、金溶液０.５ｍＬをペレットに吸着させた。触媒の金含量 は、添加した溶液の体積と一致した。いずれの場合にも、金約０.２重量％を得 るのには、一回のＨＡｕＣｌ₄の含浸で十分であった。金-マンガン試料：同時含 浸試料５ ０.６１Ａｕ-Ｍｎ／Ａｌ₂Ｏ₃ Ａｕ：Ｍｎ＝１：５９ 多孔質アルミナペレット１ｇを、１２０℃で風乾して、金およびマンガン混合 溶液［０.０１２６Ｍ ＨＡｕＣｌ₄・３Ｈ₂Ｏ＋０.７５１Ｍ Ｍｎ（ＮＯ₃）₂・ ４Ｈ₂０］２ｍＬに浸漬した。６０分間浸漬後、触媒を、１２０℃で１時間風乾 した。浸漬・含浸手順を繰り返した（すなわち、アルミナペレットを、新しく調 製した溶液２ｍＬにさらに６０分間浸漬した。）。最初の含浸からの残留溶液は 、６０分後に無色となった。混合溶液約０.５ｍＬを、それぞれの場合において 、吸着させた。最初の混合溶液アリコートからの金およびマンガン含有物を、完 全にペレットに吸着した。触媒を、１２０℃で１６時間風乾した。試料６ ０.５７Ａｕ-Ｍｎ／Ａｌ₂Ｏ₃ Ａｕ：Ｍｎ＝１：５９ アルミナペレットを５回含浸したことを除いて、手順は実施例５と同様であっ た。それぞれの場合において、アルミナペレットを、４倍に希釈した混合溶液２ ｍＬに浸漬した。試料７ ０.９６Ａｕ-Ｍｎ／Ａｌ₂Ｏ₃ 焼成 Ａｕ：Ｍｎ＝１：５９ アルミナペレットを、含浸前に、空気中、６００℃で一晩焼成したことを除い て、手順は実施例５と同様であった。担体を２回含浸した。それぞれの場合にお いて、アルミナペレットを、混合溶液２ｍＬに浸漬した。６０分間浸漬した後、 最初の含浸からの残留溶液は無色となった。２回目の残留溶液は、ペレットを一 晩浸漬した後で無色となった。 上記の試料いずれにおいても、５００℃の温度で２０〜３０分間、酸素中での 熱処理により、触媒をそれぞれ活性化した。触媒活性および安定性試験 ＣＯ酸化触媒活性について、本発明の触媒および他の触媒を触媒評価装置にお いて試験した。装置は、２個がステンレス製および１個が石英ガラス製である、 ３個の固定床の実験用ミクロ反応器から成っていた。設計は、数個の試料を、同 一の試験条件下で同時試験することができるように設計した。流量計と、流速を 制御するための精密制御用ニードルバルブを組み込んだ、マニホールドを通して 、ガスを反応器へ供給した。以下の組成の反応体混合物を用いた：ＣＯ １％； 酸素０.５〜２５％；１００％とする量の窒素。いずれの場合も、触媒１ｇを使 用した。ガス分析は、オンラインのガスクロマトグラフィーで行った。 上記実施例３で生成した金-マンガン／アルミナ触媒を、使用した遷移金属が マンガンではなく、鉄、マグネシウムおよびセリウムであることを除いて、同じ 方法で生成した同様の触媒と、ＣＯ酸化触媒活性について比較した。各触媒を用 いて得られた活性を、図１のグラフに示す。金-マンガン触媒が、使用した条件 下において、他の３種の触媒よりも著しく優れていることが、この図から分かる であろう。 同様の試験において、金-マンガン／アルミナ触媒の触媒活性を、実施例１の 方法で生成した金-コバルト／アルミナ触媒の触媒活性と比較した。２種の金-コ バルト触媒を実験では使用しており、そのうち１種は金０.１重量％を含有し、 もう１種は金０.４重量％を含有していた。結果を図２のグラフに示す。金-コバ ルト／アルミナ触媒は、使用した条件下で、少なくとも９８％のＣＯ転化率を、 少なくとも７０時間達成したことが、分かるであろう。対照的に、金-マンガン ／アルミナ触媒のＣＯ転化率は、約２５時間後で４０％に下がった。 もう一組の実験では、金-コバルト／アルミナ触媒を、金をクロム、銅および ニッケルに置換した同様の触媒と比較した。金-コバルト／アルミナ触媒の活性 は、図３のグラフから分かるように、一酸化炭素の酸化において、他の３種の触 媒よりも顕著に優れていた。 別の実験では、金-コバルト／アルミナ触媒の金：コバルトの原子比を変化さ せて、各触媒の触媒活性を求めた。結果を図４のグラフにまとめる。金：コバル トの原子比が１：６０または１：３０のいずれかを使用した触媒により、６０〜 ７０時間に亙る最高の安定性が達成されたことが分かるであろう。 さらに異なった実験において、本発明の触媒の、炭化水素の酸化を促進させる 能力を評価した。実施例２の方法を用いて、Ａｕ-Ｃｏ／Ａｌ₂Ｏ₃触媒を調製し た。金濃度は、Ａｕ：Ｃｏ（原子比）１：６０で、０.４重量％であった。 純酸素中、５００℃での触媒１ｇのその場での前処理の後に、炭化水素酸化性 を評価した。炭化水素の転化は、一般に、容認されている自動車用触媒試験方法 に従って、反応体および生成物ガス中のプロピレン（Ｃ₃Ｈ₆）濃度を基準とした 。供給した反応体は、過剰の酸素と窒素の混合物中で、Ｃ₃Ｈ₆ ０.２２％、ＣＯ ０.７６％、ＣＯ₂ ２.８２％から成っていた。 触媒存在下での、一般的な炭化水素（「ＨＣ」）の酸化反応は、： 「ＨＣ」＋Ｏ₂ → ＣＯ₂＋Ｈ₂Ｏ であることが観測された。 試験条件下、３００℃の反応温度で、以下の「ＨＣ」とＣＯの酸化活性を算出 した。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年２月９日 【補正内容】 請求の範囲（補正後） １．担体に捕捉された金ならびにコバルトおよびマンガンから選択された遷移 金属を有する多孔質アルミナ担体を有してなる酸化反応用触媒であって、金、遷 移金属および担体のアルミナを含んでなる錯体が形成されており、担体上の金の 濃度は触媒の２重量％未満であり、金と遷移金属との原子比は１：３０〜１：２ ００である酸化反応用触媒。 ２．担体における金の濃度が触媒の０.１〜０.５重量％である請求の範囲第１ 項に記載の触媒。 ３．金と遷移金属の原子比が１：３０〜１：８０である請求の範囲第１項また は第２項に記載の触媒。 ４．遷移金属がコバルトであり、錯体が、酸化コバルト、コバルトとアルミナ との間のスピネルを包含し、金の原子または粒子がスピネルおよび酸化コバルト と密接に接触されている請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の触媒。 ５．アルミナが８０〜４００ｍ²／ｇの表面積を有する請求の範囲第１〜４項 のいずれかに記載の触媒。 ６．多孔質アルミナ担体が、モノリス、ペレット、押出物、リングまたはパー ルの形態である請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の触媒。 ７．請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の触媒を製造する方法であって、 （１）同時にまたは逐次的に、金の溶液および遷移金属の溶液を多孔質アルミナ 担体に含浸する工程、および （２）３００℃を越える温度に酸化雰囲気で含浸担体を加熱する工程 を有することを特徴とする方法。 ８．工程（２）における温度が４００〜６００℃である請求の範囲第７項に記 載の方法。 ９．多孔質担体を遷移金属溶液で含浸し、乾燥し、乾燥生成物を３００℃を越 える温度で還元雰囲気にさらし、その後、要すれば、酸化雰囲気にさらし、こう して処理した生成物を金溶液で含浸し、乾燥し、乾燥生成物を、３００℃を越え る酸化雰囲気において熱処理する請求の範囲第７項に記載の方法。 １０．金溶液が、テトラクロロ金（III）酸またテトラクロロ金（III）酸アン モニウムの溶液である請求の範囲第７〜９項のいずれかに記載の方法。 １１．遷移金属溶液が硝酸塩溶液である請求の範囲第７〜１０項のいずれかに 記載の方法。 １２．請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の触媒の存在下で、酸素源と反 応体を接触させる工程を有する反応体を酸化する方法。 １３．酸素源が、純粋な酸素、実質的に純粋な酸素、および酸素と他のガスと の混合物から選択されている請求の範囲第１２項に記載の方法。 １４．反応体が一酸化炭素であり、酸化が５０℃未満の温度で生じる請求の範 囲第１２項または第１３項に記載の方法。 １５．反応体が炭化水素であり、酸化が少なくとも３００℃の温度で生じる請 求の範囲第１２項または第１３項に記載の方法。 １６．酸化反応において使用する触媒であって、該触媒が実施例のいずれかを 参照して実質的に記載されている触媒。 １７．酸化反応において使用する触媒を製造する方法であって、該方法が、実 施例のいずれかを参照して実質的に記載されている方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ９４／０５０３ (32)優先日 1994年１月25日 (33)優先権主張国 南アフリカ（ＺＡ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＶＮ (71)出願人 タミルティ、ジェイムズ・アンソニー・ジ ュード 南アフリカ共和国 サントン、リヴォニ ア、ファースト・アベニュー ７ビー番 (71)出願人 ガフィン、アンソニー・ハロルド 南アフリカ共和国 ヨハネスバーグ、グレ ンヘイゼル、ファー・ロード 64番 (72)発明者 グリゴローヴァ、ボジダラ 南アフリカ共和国 サントン、ハイド・パ ーク、モーシム・ロード 52番 (72)発明者 パラゾフ、アタナス 南アフリカ共和国 ヨハネスバーグ、ノー スクリフ、ピッチフォード・ロード 15番 (72)発明者 メラー、ジョン 南アフリカ共和国 ヨハネスバーグ、クレ イグホール・パーク、ベッドフォード・ア ベニュー 22番 (72)発明者 タミルティ、ジェイムズ・アンソニー・ジ ュード 南アフリカ共和国 サントン、リヴォニ ア、ファースト・アベニュー ７ビー番 (72)発明者 ガフィン、アンソニー・ハロルド 南アフリカ共和国 ヨハネスバーグ、グレ ンヘイゼル、ファー・ロード 64番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．金、ならびにコバルトおよびマンガンから選択された遷移金属およびアル ミナを含んで成る錯体を捕捉している多孔質アルミナ担体を含んで成り、担体上 の金の濃度は触媒の２重量％未満であり、金と遷移金属との原子比は１：３０〜 １：２００である酸化反応に使用する触媒。 ２．担体上の金の濃度が触媒の０.１〜０.５重量％である請求の範囲第１項に 記載の触媒。 ３．金と遷移金属の原子比が１：３０〜１：８０である請求の範囲第１項また は第２項に記載の触媒。 ４．遷移金属がコバルトであり、錯体が、酸化コバルト、コバルトとアルミナ との間のスピネルを包含し、金の原子または粒子がスピネルおよび酸化コバルト と密接に接触されている請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の触媒。 ５．アルミナが８０〜４００ｍ²／ｇの表面積を有する請求の範囲第１〜４項 のいずれかに記載の触媒。 ６．多孔質アルミナ担体が、モノリス、ペレット、押出物、リングまたはパー ルの形態である請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の触媒。 ７．請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の触媒を製造する方法であって、 （１）同時にまたは逐次的に、金の溶液および遷移金属の溶液を多孔質アルミナ 担体に含浸する工程、および （２）３００℃を越える温度に酸化雰囲気で含浸担体を加熱する工程 を有することを特徴とする方法。 ８．工程（２）における温度が４００〜６００℃である請求の範囲第７項に記 載の方法。 ９．多孔質担体を遷移金属溶液で含浸し、乾燥し、乾燥生成物を３００℃を越 える温度で還元雰囲気にさらし、その後、要すれば、酸化雰囲気にさらし、こう して処理した生成物を金溶液で含浸し、乾燥し、乾燥生成物を、３００℃を越え る酸化雰囲気において熱処理する請求の範囲第７項に記載の方法。 １０．金溶液が、テトラクロロ金（III）酸またテトラクロロ金（III）酸アン モニウムの溶液である請求の範囲第７〜９項のいずれかに記載の方法。 １１．遷移金属溶液が硝酸塩溶液である請求の範囲第７〜１０項のいずれかに 記載の方法。 １２．請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の触媒の存在下で、酸素源と反 応体を接触させる工程を有する反応体を酸化する方法。 １３．酸素源が、純粋な酸素、実質的に純粋な酸素、および酸素と他のガスと の混合物から選択されている請求の範囲第１２項に記載の方法。 １４．反応体が一酸化炭素であり、酸化が５０℃未満の温度で生じる請求の範 囲第１２項または第１３項に記載の方法。 １５．反応体が炭化水素であり、酸化が少なくとも３００℃の温度で生じる請 求の範囲第１２項または第１３項に記載の方法。 １６．酸化反応において使用する触媒であって、該触媒が実施例のいずれかを 参照して実質的に記載されている触媒。 １７．酸化反応において使用する触媒を製造する方法であって、該方法が、実 施例のいずれかを参照して実質的に記載されている方法。