JP2000246105A - 触媒材料およびその製造方法 - Google Patents
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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-
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い表面積および触媒活性成分の高い分散を
有する、酸化アルミニウムのほかになお少なくとも１種
の塩基性酸化物ならびに触媒活性成分として元素の周期
律表の白金族の少なくとも１種の貴金属を含有する、酸
化アルミニウムを基礎とする触媒材料を提供する。 【解決手段】 触媒材料は、既に塩基性酸化物で安定化
された担持材料を他の塩基性酸化物で新たに含浸するこ
とにより負荷し、この後含浸した材料を乾燥し、８００
℃を下廻る温度でか焼した後、触媒活性貴金属を同様に
含浸により担持材料中に混入することにより得られる。 【効果】本発明による担持材料を使用して製造した触媒
は、自動車の排気ガス用触媒として使用され、著しく減
少した始動温度を特徴とする。
有する、酸化アルミニウムのほかになお少なくとも１種
の塩基性酸化物ならびに触媒活性成分として元素の周期
律表の白金族の少なくとも１種の貴金属を含有する、酸
化アルミニウムを基礎とする触媒材料を提供する。 【解決手段】 触媒材料は、既に塩基性酸化物で安定化
された担持材料を他の塩基性酸化物で新たに含浸するこ
とにより負荷し、この後含浸した材料を乾燥し、８００
℃を下廻る温度でか焼した後、触媒活性貴金属を同様に
含浸により担持材料中に混入することにより得られる。 【効果】本発明による担持材料を使用して製造した触媒
は、自動車の排気ガス用触媒として使用され、著しく減
少した始動温度を特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化アルミニウム
のほかになお少なくとも１種の塩基性金属酸化物ならび
に元素の周期律表の白金族の少なくとも１種の貴金属を
含有する、酸化アルミニウムを基礎とする粉末状触媒材
料に関する。本発明による触媒材料は、高い表面積およ
び触媒活性成分の老化安定な高い分散において優れた熱
安定性を有する。触媒材料は、内燃機関からの排気ガス
浄化用触媒の製造に特に適している。
のほかになお少なくとも１種の塩基性金属酸化物ならび
に元素の周期律表の白金族の少なくとも１種の貴金属を
含有する、酸化アルミニウムを基礎とする粉末状触媒材
料に関する。本発明による触媒材料は、高い表面積およ
び触媒活性成分の老化安定な高い分散において優れた熱
安定性を有する。触媒材料は、内燃機関からの排気ガス
浄化用触媒の製造に特に適している。
【０００２】
【従来の技術】酸化アルミニウムは、屡々白金族の触媒
活性貴金属の担持材料として使用される。これは、表面
上に白金族の貴金属を高い分散で析離させることのでき
るいわゆる高表面積変更形（high surface area modifi
cations）で得られる。
活性貴金属の担持材料として使用される。これは、表面
上に白金族の貴金属を高い分散で析離させることのでき
るいわゆる高表面積変更形（high surface area modifi
cations）で得られる。
【０００３】本発明の範囲内での高表面積材料は、ＤＩ
Ｎ６６１３２による窒素吸着等温線の評価により確かめ
られる、１０ｍ2／ｇを上廻る比表面積を有する材料で
ある。この条件を満す酸化アルミニウムは、活性酸化ア
ルミニウムと呼称される。これには、χ−酸化アルミニ
ウム、κ−酸化アルミニウム、γ−酸化アルミニウム、
δ−酸化アルミニウム、σ−酸化アルミニウムおよびη
−酸化アルミニウムが属する（Ｕｌｌｍａｎｎ′ｓ Ｅ
ｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ
Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、Ａ１巻、５６１〜６２ページ、
１９８５年参照）。
Ｎ６６１３２による窒素吸着等温線の評価により確かめ
られる、１０ｍ2／ｇを上廻る比表面積を有する材料で
ある。この条件を満す酸化アルミニウムは、活性酸化ア
ルミニウムと呼称される。これには、χ−酸化アルミニ
ウム、κ−酸化アルミニウム、γ−酸化アルミニウム、
δ−酸化アルミニウム、σ−酸化アルミニウムおよびη
−酸化アルミニウムが属する（Ｕｌｌｍａｎｎ′ｓ Ｅ
ｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ
Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、Ａ１巻、５６１〜６２ページ、
１９８５年参照）。
【０００４】高価な白金族金属の触媒活性を最適利用す
るためには、白金族金属を担持材料上に高分散に析離さ
せることが必要である。担持材料の表面上での１〜１０
ｎｍの間の貴金属粒子微結晶の大きさを目指して努力さ
れる。貴金属は、たとえば担持材料を貴金属の前駆化合
物の水溶液で含浸することにより析離される。引き続
き、含浸された材料を乾燥させ、貴金属化合物を分解す
るために、場合により還元条件下にか焼する。
るためには、白金族金属を担持材料上に高分散に析離さ
せることが必要である。担持材料の表面上での１〜１０
ｎｍの間の貴金属粒子微結晶の大きさを目指して努力さ
れる。貴金属は、たとえば担持材料を貴金属の前駆化合
物の水溶液で含浸することにより析離される。引き続
き、含浸された材料を乾燥させ、貴金属化合物を分解す
るために、場合により還元条件下にか焼する。
【０００５】接触工程におけるあとからの適用のために
は、こうして得られる触媒材料の４つの性質が重要であ
る： ａ）ＤＩＮによるＢＥＴ比表面積として測定される、材
料の表面積； ｂ）接触工程における負荷、殊に高い温度に対する担持
材料の結晶学的構造および表面の耐性； ｃ）担持材料の表面上での触媒活性成分の分散； ｄ）接触工程における負荷、殊に高い温度に対する触媒
活性成分の分散の耐性； 担持材料として使用される酸化アルミニウムの表面およ
び結晶学的構造を安定にするためには、これに屡々たと
えば酸化バリウムおよび酸化ランタン、酸化セリウムま
たは他の希土類酸化物のような塩基性金属酸化物または
これら酸化物の混合物をドーピングする。これにより、
熱安定であるが低い表面積のα−酸化アルミニウムへの
転換が緩慢になる。このために必要なドーピング成分の
量は、ドーピングされる酸化アルミニウムの全質量に対
して１〜１０質量％である。
は、こうして得られる触媒材料の４つの性質が重要であ
る： ａ）ＤＩＮによるＢＥＴ比表面積として測定される、材
料の表面積； ｂ）接触工程における負荷、殊に高い温度に対する担持
材料の結晶学的構造および表面の耐性； ｃ）担持材料の表面上での触媒活性成分の分散； ｄ）接触工程における負荷、殊に高い温度に対する触媒
活性成分の分散の耐性； 担持材料として使用される酸化アルミニウムの表面およ
び結晶学的構造を安定にするためには、これに屡々たと
えば酸化バリウムおよび酸化ランタン、酸化セリウムま
たは他の希土類酸化物のような塩基性金属酸化物または
これら酸化物の混合物をドーピングする。これにより、
熱安定であるが低い表面積のα−酸化アルミニウムへの
転換が緩慢になる。このために必要なドーピング成分の
量は、ドーピングされる酸化アルミニウムの全質量に対
して１〜１０質量％である。
【０００６】ＵＳ３８６７３１２号は、ランタニドの酸
化物を担持材料中に均一な分布で含有する、酸化アルミ
ニウムを基礎とする担持材料の製造を記載する。これに
より、酸化アルミニウムの相転換が緩慢になる。ランタ
ニドの酸化物は、担持材料中に、酸化アルミニウムに対
して１〜４５質量％の濃度で存在する。担持材料はたと
えば、酢酸ランタンおよび硝酸アルミニウムを加熱する
ことにより互いに溶融し、さらに温度を６００℃に上げ
ることにより酸化物に変えることによって得られる。
化物を担持材料中に均一な分布で含有する、酸化アルミ
ニウムを基礎とする担持材料の製造を記載する。これに
より、酸化アルミニウムの相転換が緩慢になる。ランタ
ニドの酸化物は、担持材料中に、酸化アルミニウムに対
して１〜４５質量％の濃度で存在する。担持材料はたと
えば、酢酸ランタンおよび硝酸アルミニウムを加熱する
ことにより互いに溶融し、さらに温度を６００℃に上げ
ることにより酸化物に変えることによって得られる。
【０００７】ＵＳ４１７０５７３号は、酸化セリウム、
酸化ランタンおよび酸化アルミニウムからなり、その上
に白金族金属が析離されている担持材料の形の触媒材料
を記載している。担持材料製造のためには、活性酸化ア
ルミニウムを硝酸ランタンの溶液で含浸、乾燥させ、か
つ１２２３〜１２５３℃の間の層温度で１時間か焼す
る。引き続き、材料を同様に硝酸セリウムの水溶液で含
浸、乾燥およびか焼する。この担持材料上に、触媒活性
貴金属をこれら金属のアンモニウムスルフィット錯体を
使用して析離させる。こうして製造された材料の表面積
は、５０ｍ2／ｇを下廻る。
酸化ランタンおよび酸化アルミニウムからなり、その上
に白金族金属が析離されている担持材料の形の触媒材料
を記載している。担持材料製造のためには、活性酸化ア
ルミニウムを硝酸ランタンの溶液で含浸、乾燥させ、か
つ１２２３〜１２５３℃の間の層温度で１時間か焼す
る。引き続き、材料を同様に硝酸セリウムの水溶液で含
浸、乾燥およびか焼する。この担持材料上に、触媒活性
貴金属をこれら金属のアンモニウムスルフィット錯体を
使用して析離させる。こうして製造された材料の表面積
は、５０ｍ2／ｇを下廻る。
【０００８】ＥＰ０１７０８４１Ａ１号は、酸化アルミ
ニウム担持材料上に安定剤として酸化ランタン１〜１０
質量％、促進剤として酸化セリウム１〜２０質量％、促
進剤としてアルカリ金属酸化物少なくとも０．５〜５質
量％および１種以上の白金族金属を有する触媒を記載す
る。酸化ランタンおよび促進剤を、ペレットの形で存在
する担持材料中へ、含浸させることにより混入する。ペ
レットをランタンの塩で含浸させた後、塩を酸化ランタ
ンに変え、かつ熱安定化のために担体を８００〜１１０
０℃の間の温度でか焼する。
ニウム担持材料上に安定剤として酸化ランタン１〜１０
質量％、促進剤として酸化セリウム１〜２０質量％、促
進剤としてアルカリ金属酸化物少なくとも０．５〜５質
量％および１種以上の白金族金属を有する触媒を記載す
る。酸化ランタンおよび促進剤を、ペレットの形で存在
する担持材料中へ、含浸させることにより混入する。ペ
レットをランタンの塩で含浸させた後、塩を酸化ランタ
ンに変え、かつ熱安定化のために担体を８００〜１１０
０℃の間の温度でか焼する。
【０００９】ＥＰ０１７１６４０Ａ２号は、酸化アルミ
ニウム、酸化ランタン、酸化セリウムおよび少なくとも
１種の白金族金属からなる複合材料を含有する触媒を記
載する。ランタンおよびセリウムを順次に硝酸ランタン
および硝酸セリウムで含浸させることにより酸化アルミ
ニウム中へ混入し、引き続き少なくとも９８３℃でか焼
することにより酸化物に変える。生じる材料は５０ｍ2
／ｇを下廻る表面積を有する。
ニウム、酸化ランタン、酸化セリウムおよび少なくとも
１種の白金族金属からなる複合材料を含有する触媒を記
載する。ランタンおよびセリウムを順次に硝酸ランタン
および硝酸セリウムで含浸させることにより酸化アルミ
ニウム中へ混入し、引き続き少なくとも９８３℃でか焼
することにより酸化物に変える。生じる材料は５０ｍ2
／ｇを下廻る表面積を有する。
【００１０】酸化アルミニウムを基礎とする熱安定性担
持材料の他の製造方法は、ゾル−ゲル法である。この方
法は、アルミニウムおよび希土類の酸化物エーロゲルの
共沈により、原子レベルで、アルミニウムおよび希土類
の均一な分布を提供する。これらの材料は、酸化アルミ
ニウム対希土類酸化物の全固体体積にわたり一定の質量
比を有する。得られる高分散性複合材料は、引き続くか
焼により安定化される。この方法を用いて達成しうる表
面積は、良好な熱安定性において先に記載した含浸法の
場合よりも著しく高い。典型的な値は１００〜３００ｍ
2／ｇである。
持材料の他の製造方法は、ゾル−ゲル法である。この方
法は、アルミニウムおよび希土類の酸化物エーロゲルの
共沈により、原子レベルで、アルミニウムおよび希土類
の均一な分布を提供する。これらの材料は、酸化アルミ
ニウム対希土類酸化物の全固体体積にわたり一定の質量
比を有する。得られる高分散性複合材料は、引き続くか
焼により安定化される。この方法を用いて達成しうる表
面積は、良好な熱安定性において先に記載した含浸法の
場合よりも著しく高い。典型的な値は１００〜３００ｍ
2／ｇである。
【００１１】酸化アルミニウムを基礎とする安定化担持
材料の公知製造方法の特性は次のように特徴づけること
ができる： ・たとえば酸化ランタンで含浸することによる酸化アル
ミニウムの安定化のためには、含浸した材料を、酸化ア
ルミニウム粒子の内部深さ中へのランタンの拡散および
酸化アルミニウムの結晶格子中へのランタンの組入れを
可能にするために、８００℃を上廻る温度でか焼しなけ
ればならない。生じる材料は、通例５０ｍ 2／ｇを下廻
る表面積および酸化アルミニウム粒子の横断面にわたり
ドーピン元素（Ｄｏｔｉｅｒｕｎｇｓｅｌｅｍｅｎｔ）
の大体において均一な分布を有する。
材料の公知製造方法の特性は次のように特徴づけること
ができる： ・たとえば酸化ランタンで含浸することによる酸化アル
ミニウムの安定化のためには、含浸した材料を、酸化ア
ルミニウム粒子の内部深さ中へのランタンの拡散および
酸化アルミニウムの結晶格子中へのランタンの組入れを
可能にするために、８００℃を上廻る温度でか焼しなけ
ればならない。生じる材料は、通例５０ｍ 2／ｇを下廻
る表面積および酸化アルミニウム粒子の横断面にわたり
ドーピン元素（Ｄｏｔｉｅｒｕｎｇｓｅｌｅｍｅｎｔ）
の大体において均一な分布を有する。
【００１２】・共沈による酸化アルミニウムを基礎とす
る安定化担持材料の製造は、含浸法によるよりも著しく
高い表面積を有する担持材料を提供する。ドーピング元
素は、担体粒子の横断面にわたり非常に均一に分布され
ている。
る安定化担持材料の製造は、含浸法によるよりも著しく
高い表面積を有する担持材料を提供する。ドーピング元
素は、担体粒子の横断面にわたり非常に均一に分布され
ている。
【００１３】これらの安定化担持材料上に、触媒活性成
分はたいてい含浸により適用される。この場合、高い熱
負荷に対しても良好な安定性を有する、触媒活性成分の
高い分散を形成することが重要である。これは、公知担
持材料においては必ずしも保証されていない。殊に、表
面上で粒子の拡散による貴金属粒子の粒拡大およびこれ
らの凝集が観察され、従ってこれら材料の触媒活性は高
い温度により減少する。
分はたいてい含浸により適用される。この場合、高い熱
負荷に対しても良好な安定性を有する、触媒活性成分の
高い分散を形成することが重要である。これは、公知担
持材料においては必ずしも保証されていない。殊に、表
面上で粒子の拡散による貴金属粒子の粒拡大およびこれ
らの凝集が観察され、従ってこれら材料の触媒活性は高
い温度により減少する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、高い表面積および触媒活性成分の高い分散体を有す
る、酸化アルミニウムを基礎とする触媒材料を提供する
ことである。担持材料の表面および触媒活性成分の分散
体の熱安定性は、慣例の材料に比べて改善されていなけ
ればならない。本発明のもう１つの対象は、本発明によ
る触媒材料の製造方法である。
は、高い表面積および触媒活性成分の高い分散体を有す
る、酸化アルミニウムを基礎とする触媒材料を提供する
ことである。担持材料の表面および触媒活性成分の分散
体の熱安定性は、慣例の材料に比べて改善されていなけ
ればならない。本発明のもう１つの対象は、本発明によ
る触媒材料の製造方法である。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この課題は、酸化アルミ
ニウムのほかになお少なくとも１種の塩基性金属酸化物
ならびに触媒活性成分として元素の周期律表の白金族の
少なくとも１種の貴金属を含有し、その際酸化アルミニ
ウムおよび塩基性金属酸化物が、触媒活性成分の担持材
料として使用される複合材料を形成する、酸化アルミニ
ウムを基礎とする粉末状触媒材料によって解決される。
この触媒材料は次の処理工程： ａ）８０ｍ2／ｇを上廻る比表面積を有する、担持材料
としての塩基性酸化物で安定化された粉末状酸化アルミ
ニウムを供給する処理工程、 ｂ）担持材料にアルカリ土類金属および希土類金属の少
なくとも１種の前駆化合物の溶液を含浸させる処理工
程、 ｃ）含浸した担持材料を乾燥させ、８００℃を下廻る温
度でか焼する処理工程、 ｄ）塩基性酸化物での所望の負荷が達成されるまで処理
工程ｂ）およびｃ）を繰り返す工程および ｅ）得られた材料を触媒活性貴金属の前駆化合物の溶液
で新たに含浸する処理工程ならびに ｆ）最後に乾燥およびか焼する処理工程によって得られ
る。
ニウムのほかになお少なくとも１種の塩基性金属酸化物
ならびに触媒活性成分として元素の周期律表の白金族の
少なくとも１種の貴金属を含有し、その際酸化アルミニ
ウムおよび塩基性金属酸化物が、触媒活性成分の担持材
料として使用される複合材料を形成する、酸化アルミニ
ウムを基礎とする粉末状触媒材料によって解決される。
この触媒材料は次の処理工程： ａ）８０ｍ2／ｇを上廻る比表面積を有する、担持材料
としての塩基性酸化物で安定化された粉末状酸化アルミ
ニウムを供給する処理工程、 ｂ）担持材料にアルカリ土類金属および希土類金属の少
なくとも１種の前駆化合物の溶液を含浸させる処理工
程、 ｃ）含浸した担持材料を乾燥させ、８００℃を下廻る温
度でか焼する処理工程、 ｄ）塩基性酸化物での所望の負荷が達成されるまで処理
工程ｂ）およびｃ）を繰り返す工程および ｅ）得られた材料を触媒活性貴金属の前駆化合物の溶液
で新たに含浸する処理工程ならびに ｆ）最後に乾燥およびか焼する処理工程によって得られ
る。
【００１６】本発明による触媒材料は、既に塩基性酸化
物により安定化された担持材料にあとから塩基性酸化物
の前駆化合物を新たに含浸させることによっても得られ
る。
物により安定化された担持材料にあとから塩基性酸化物
の前駆化合物を新たに含浸させることによっても得られ
る。
【００１７】表現“安定化酸化アルミニウム”は本発明
の範囲内では、その結晶学的構造および比表面積が塩基
性酸化物をドーピングすることにより高い温度に対して
安定化されている技術水準から公知の材料と解される。
これは、好ましくは酸化ランタン１〜１０質量％でドー
ピングされた活性酸化アルミニウムである。最初に説明
したように、このような材料は塩基性酸化物の前駆化合
物で含浸し、引き続き８００℃を上廻る温度でか焼する
ことによって得られる。こうして得られた材料は、粉末
粒子の横断面にわたるドーピング元素の大体において均
一な分布を特徴とする。選択的にこのような材料は、共
沈法によっても得られる。これらの材料は同様に、粉末
粒子の横断面にわたるドーピング元素の均一な分布を特
徴とする。少なくとも８０ｍ2／ｇの表面積の要求のた
め、本発明による触媒材料の出発材料として好ましくは
共沈によって得られる安定化酸化アルミニウムのみが考
慮されるにすぎない。
の範囲内では、その結晶学的構造および比表面積が塩基
性酸化物をドーピングすることにより高い温度に対して
安定化されている技術水準から公知の材料と解される。
これは、好ましくは酸化ランタン１〜１０質量％でドー
ピングされた活性酸化アルミニウムである。最初に説明
したように、このような材料は塩基性酸化物の前駆化合
物で含浸し、引き続き８００℃を上廻る温度でか焼する
ことによって得られる。こうして得られた材料は、粉末
粒子の横断面にわたるドーピング元素の大体において均
一な分布を特徴とする。選択的にこのような材料は、共
沈法によっても得られる。これらの材料は同様に、粉末
粒子の横断面にわたるドーピング元素の均一な分布を特
徴とする。少なくとも８０ｍ2／ｇの表面積の要求のた
め、本発明による触媒材料の出発材料として好ましくは
共沈によって得られる安定化酸化アルミニウムのみが考
慮されるにすぎない。
【００１８】処理工程ｂ）の後含浸のためには、好まし
くは水性含浸溶液が使用されるが、有機溶液も使用でき
る。工程ｂ）の含浸後、材料は１００〜２００℃の高め
られた温度で乾燥され、前駆化合物を塩基性酸化物に変
えるため８００℃を下廻る温度でか焼する。このか焼工
程の目的は、前駆化合物を相応する酸化物に変えること
であり、酸化アルミニウムの格子中へのドーピング元素
の強制的熱拡散ではない。そのため、好ましくは７００
℃を下廻る温度が使用される。適当なか焼温度は、使用
した前駆化合物に依存し、たとえば硝酸塩を使用する場
合には６００〜５００℃に下げることができる。
くは水性含浸溶液が使用されるが、有機溶液も使用でき
る。工程ｂ）の含浸後、材料は１００〜２００℃の高め
られた温度で乾燥され、前駆化合物を塩基性酸化物に変
えるため８００℃を下廻る温度でか焼する。このか焼工
程の目的は、前駆化合物を相応する酸化物に変えること
であり、酸化アルミニウムの格子中へのドーピング元素
の強制的熱拡散ではない。そのため、好ましくは７００
℃を下廻る温度が使用される。適当なか焼温度は、使用
した前駆化合物に依存し、たとえば硝酸塩を使用する場
合には６００〜５００℃に下げることができる。
【００１９】本発明の現在の理解によれば、この手段に
より担持材料の表面に塩基性酸化物の高められた濃度が
形成される。この塩基性酸化物は、引き続き処理工程
ｄ）において適用すべき触媒活性貴金属の前駆化合物の
ドッキング点（Ａｎｄｏｃｋｓｔｅｌｌｅ）として使用
される、表面におけるヒドロキシル基の高められた濃度
およびの処理工程ｅ）の最後のか焼後表面上に貴金属粒
子の安定な定着部（Ｖｅｒａｎｋｅｒｕｎｇ）を生じ
る。この手段の結果は、担体の高い熱安定性ならびに触
媒活性貴金属の高い分散および担体の表面上での貴金属
粒子の移動度減少によるこの分散の非常に良好な老化安
定性または熱安定性を有する触媒材料である。
より担持材料の表面に塩基性酸化物の高められた濃度が
形成される。この塩基性酸化物は、引き続き処理工程
ｄ）において適用すべき触媒活性貴金属の前駆化合物の
ドッキング点（Ａｎｄｏｃｋｓｔｅｌｌｅ）として使用
される、表面におけるヒドロキシル基の高められた濃度
およびの処理工程ｅ）の最後のか焼後表面上に貴金属粒
子の安定な定着部（Ｖｅｒａｎｋｅｒｕｎｇ）を生じ
る。この手段の結果は、担体の高い熱安定性ならびに触
媒活性貴金属の高い分散および担体の表面上での貴金属
粒子の移動度減少によるこの分散の非常に良好な老化安
定性または熱安定性を有する触媒材料である。
【００２０】本発明による触媒材料は、８０ｍ2／ｇを
上廻るＢＥＴ比表面積（ ＤＩＮ６６１３２により測
定）を有する。その全細孔容積は好ましくは０．３〜
０．９ｍｌ／ｇの間である。
上廻るＢＥＴ比表面積（ ＤＩＮ６６１３２により測
定）を有する。その全細孔容積は好ましくは０．３〜
０．９ｍｌ／ｇの間である。
【００２１】工程ａ）において得られた安定化酸化アル
ミニウムは、酸化アルミニウムの遷移酸化物（Ｕｅｂｅ
ｒｇａｎｇｓｏｘｉｄｅ）の種々の結晶構造を有するこ
とができる。これら特性の安定化のために、酸化アルミ
ニウムは塩基性酸化物を好ましくは、安定化酸化アルミ
ニウムないしは担持材料の全質量に対して０．５〜２０
質量％の間の濃度で含有する。
ミニウムは、酸化アルミニウムの遷移酸化物（Ｕｅｂｅ
ｒｇａｎｇｓｏｘｉｄｅ）の種々の結晶構造を有するこ
とができる。これら特性の安定化のために、酸化アルミ
ニウムは塩基性酸化物を好ましくは、安定化酸化アルミ
ニウムないしは担持材料の全質量に対して０．５〜２０
質量％の間の濃度で含有する。
【００２２】あとからの含浸により、付加的塩基性酸化
物は好ましくは、担持材料の全質量に対して０．５〜１
５質量％の濃度で析離され、従って担持材料における塩
基性酸化物の全含量は１〜３５質量％である。
物は好ましくは、担持材料の全質量に対して０．５〜１
５質量％の濃度で析離され、従って担持材料における塩
基性酸化物の全含量は１〜３５質量％である。
【００２３】本発明による触媒材料中に、種々の塩基性
酸化物を相互に組合せることができる、つまり出発材料
の安定化のために使用される塩基性酸化物は、処理工程
ｂ）およびｃ）において担持材料上に析離される酸化物
と同一である必要はない。
酸化物を相互に組合せることができる、つまり出発材料
の安定化のために使用される塩基性酸化物は、処理工程
ｂ）およびｃ）において担持材料上に析離される酸化物
と同一である必要はない。
【００２４】本発明による触媒材料は、好ましくはアル
カリ土類酸化物および希土類酸化物の塩基性酸化物、殊
にマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウ
ム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サ
マリウム、ユウロピウム、テルビウムおよびイッテルビ
ウム元素の酸化物で安定化され、ドーピングされてい
る。これらの酸化物は単独かまたは混合物で存在しう
る。酸化アルミニウムをランタン、セリウムまたはその
混合物で安定化およびドーピングするのがとくに有利で
ある。
カリ土類酸化物および希土類酸化物の塩基性酸化物、殊
にマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウ
ム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サ
マリウム、ユウロピウム、テルビウムおよびイッテルビ
ウム元素の酸化物で安定化され、ドーピングされてい
る。これらの酸化物は単独かまたは混合物で存在しう
る。酸化アルミニウムをランタン、セリウムまたはその
混合物で安定化およびドーピングするのがとくに有利で
ある。
【００２５】塩基性酸化物の前駆化合物としては、アル
カリ土類金属および希土類金属のすべての可溶性化合物
が考慮される。これには、可溶性有機錯化合物、酢酸
塩、硝酸塩および塩化物が属する。好ましくは、公知含
浸法を使用して処理した担持材料上に析離される有機錯
化合物、酢酸塩および硝酸塩が使用される。好ましく
は、前駆化合物を装入された担持材料の吸収容量の約６
０〜１１０％に相当する溶剤体積に溶解する細孔容積含
浸（Ｐｏｒｅｎｖｏｌｕｍｅｎｉｍｐｒａｅｇｎｉｅｒ
ｕｎｇ）法が使用される。前駆化合物の溶解度が、１工
程で所望量を適用するのに十分でない場合には、所望量
が担持材料上に析離されるまで、含浸を数回繰り返すこ
とができる。
カリ土類金属および希土類金属のすべての可溶性化合物
が考慮される。これには、可溶性有機錯化合物、酢酸
塩、硝酸塩および塩化物が属する。好ましくは、公知含
浸法を使用して処理した担持材料上に析離される有機錯
化合物、酢酸塩および硝酸塩が使用される。好ましく
は、前駆化合物を装入された担持材料の吸収容量の約６
０〜１１０％に相当する溶剤体積に溶解する細孔容積含
浸（Ｐｏｒｅｎｖｏｌｕｍｅｎｉｍｐｒａｅｇｎｉｅｒ
ｕｎｇ）法が使用される。前駆化合物の溶解度が、１工
程で所望量を適用するのに十分でない場合には、所望量
が担持材料上に析離されるまで、含浸を数回繰り返すこ
とができる。
【００２６】触媒活性貴金属を適用するためには、同様
に公知含浸技術を使用することができ、その際貴金属に
対しても細孔容積含浸法が好まれる。本発明によれば、
貴金属として白金族金属、殊に白金、パラジウム、ロジ
ウムおよびイリジウムが使用され、これらは単独かまた
は異なる組合せおよび混合比で、触媒材料の全質量に対
して０．０１〜５質量％の濃度で析離される。
に公知含浸技術を使用することができ、その際貴金属に
対しても細孔容積含浸法が好まれる。本発明によれば、
貴金属として白金族金属、殊に白金、パラジウム、ロジ
ウムおよびイリジウムが使用され、これらは単独かまた
は異なる組合せおよび混合比で、触媒材料の全質量に対
して０．０１〜５質量％の濃度で析離される。
【００２７】既に説明したように、本発明による触媒材
料は表面に塩基性酸化物の高めた濃度を有する。二次イ
オン質量分析法（ＳＩＭＳ）を用いる試験は、殊に１０
０原子層を下廻る厚さを有する外側周辺ゾーン中では、
アルミニウムに対し塩基性酸化物形成金属の濃度は、１
００原子層を上廻る厚さを有する深さにおけるよりも少
なくとも２０％大きいことを示した。
料は表面に塩基性酸化物の高めた濃度を有する。二次イ
オン質量分析法（ＳＩＭＳ）を用いる試験は、殊に１０
０原子層を下廻る厚さを有する外側周辺ゾーン中では、
アルミニウムに対し塩基性酸化物形成金属の濃度は、１
００原子層を上廻る厚さを有する深さにおけるよりも少
なくとも２０％大きいことを示した。
【００２８】従って本発明のもう１つの対象は、酸化ア
ルミニウムのほかになお少なくとも１種の塩基性酸化物
ならびに触媒活性成分として元素の周期律表の白金族の
少なくとも１種の貴金属を含有し、その際酸化アルミニ
ウムおよび塩基性金属酸化物が触媒活性成分の担持材料
として使用される複合材料を形成する、酸化アルミニウ
ムを基礎とする粉末状触媒材料であり、触媒材料が８０
ｍ2／ｇを上廻る比表面積を有しおよび粉末粒子の表面
における塩基性酸化物形成金属対アルミニウムのＳＩＭ
Ｓ強度の比は、粒子の表面から１００原子層を上廻る深
さにおけるよりも少なくとも２０％大きいことを特徴と
する。
ルミニウムのほかになお少なくとも１種の塩基性酸化物
ならびに触媒活性成分として元素の周期律表の白金族の
少なくとも１種の貴金属を含有し、その際酸化アルミニ
ウムおよび塩基性金属酸化物が触媒活性成分の担持材料
として使用される複合材料を形成する、酸化アルミニウ
ムを基礎とする粉末状触媒材料であり、触媒材料が８０
ｍ2／ｇを上廻る比表面積を有しおよび粉末粒子の表面
における塩基性酸化物形成金属対アルミニウムのＳＩＭ
Ｓ強度の比は、粒子の表面から１００原子層を上廻る深
さにおけるよりも少なくとも２０％大きいことを特徴と
する。
【００２９】塩基性酸化物、触媒活性貴金属および濃度
の選択に関しては、既に上記に行った詳述が通用する。
殊に触媒材料は、触媒材料の全質量に対して１〜３５質
量％の間の塩基性酸化物の全濃度を有する。
の選択に関しては、既に上記に行った詳述が通用する。
殊に触媒材料は、触媒材料の全質量に対して１〜３５質
量％の間の塩基性酸化物の全濃度を有する。
【００３０】担持材料の表面における塩基性酸化物の濃
縮は、触媒活性白金族金属が析離する際に白金族金属の
前駆化合物のドッキング個所として使用される、粒子表
面におけるヒドロキシル基の濃度を高める。表面の増加
した機能性は、析離した貴金属の非常に高い分散を生
じ、さらに表面上で析離した貴金属微結晶の定着を改善
するので、高い温度において増加した移動度により隣接
微結晶が凝集する危険は減少している。
縮は、触媒活性白金族金属が析離する際に白金族金属の
前駆化合物のドッキング個所として使用される、粒子表
面におけるヒドロキシル基の濃度を高める。表面の増加
した機能性は、析離した貴金属の非常に高い分散を生
じ、さらに表面上で析離した貴金属微結晶の定着を改善
するので、高い温度において増加した移動度により隣接
微結晶が凝集する危険は減少している。
【００３１】本発明による塩基性酸化物の表面濃縮は、
大体において数原子直径厚さを有する非常に薄い周辺ゾ
ーンに制限されている。周辺ゾーン中の元素の濃度経過
は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）を用いて測定す
ることができる。粉末表面の研究に対する二次イオン質
量分析法の適用は、アルバース（Ｐ．Ａｌｂｅｒｓ）等
により“ＳＩＭＳ／ＸＰＳ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ
Ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅａｃｔｉｖ
ａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂ−ＭＦＩ Ｃａｔａｌｙｓｔｓ
Ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｖａｐｏｕｒ−Ｐｈａｓｅ
Ｂｅｃｋｍａｎｎ Ｒｅａｒｒｅｎｇｅｍｅｎｔ”（Ｊ
ｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｃａｔａｌｙｓｉｓ、１７６巻、
１９９８年、５６１〜５６８ページ）に記載されてい
る。
大体において数原子直径厚さを有する非常に薄い周辺ゾ
ーンに制限されている。周辺ゾーン中の元素の濃度経過
は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）を用いて測定す
ることができる。粉末表面の研究に対する二次イオン質
量分析法の適用は、アルバース（Ｐ．Ａｌｂｅｒｓ）等
により“ＳＩＭＳ／ＸＰＳ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ
Ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅａｃｔｉｖ
ａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂ−ＭＦＩ Ｃａｔａｌｙｓｔｓ
Ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｖａｐｏｕｒ−Ｐｈａｓｅ
Ｂｅｃｋｍａｎｎ Ｒｅａｒｒｅｎｇｅｍｅｎｔ”（Ｊ
ｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｃａｔａｌｙｓｉｓ、１７６巻、
１９９８年、５６１〜５６８ページ）に記載されてい
る。
【００３２】測定は次のように行われる：ルーズな粉末
を試料ホルダーに入れて質量分析計の測定室中へ導入
し、１０-8〜１０-9ｍｂａｒの圧力にまで排気する。そ
の後、粉末表面を５ｋｅＶのアルゴンイオンで衝撃し、
それと同時に電荷補償し、その際層毎に外側原子が放出
される。この過程において放出される二次イオンが分析
される。該イオンの分布が、試料表面中の相応する元素
の分布に互いに一致する。測定値を正規化するために、
アルミニウムイオンの強さに対する測定された二次イオ
ンの強さの比を計算する。この手順が、元素分布の像を
担持材料の主元素に対する研削深さ（Ａｂｔｒａｇｓｔ
ｉｅｆｅ）の関数として提供する。
を試料ホルダーに入れて質量分析計の測定室中へ導入
し、１０-8〜１０-9ｍｂａｒの圧力にまで排気する。そ
の後、粉末表面を５ｋｅＶのアルゴンイオンで衝撃し、
それと同時に電荷補償し、その際層毎に外側原子が放出
される。この過程において放出される二次イオンが分析
される。該イオンの分布が、試料表面中の相応する元素
の分布に互いに一致する。測定値を正規化するために、
アルミニウムイオンの強さに対する測定された二次イオ
ンの強さの比を計算する。この手順が、元素分布の像を
担持材料の主元素に対する研削深さ（Ａｂｔｒａｇｓｔ
ｉｅｆｅ）の関数として提供する。
【００３３】測定面、つまりアルゴンイオンで衝撃され
る粉末表面は４×４ｍｍ2であり、それで０．１〜５０
μｍの間の直径を有するにすぎない個々の粉末粒子の横
断面よりも数倍大きい。従って、測定は多数の粉末粒子
の平均元素分布を生じる。それで、ランダムな結果は十
分に排除されている。
る粉末表面は４×４ｍｍ2であり、それで０．１〜５０
μｍの間の直径を有するにすぎない個々の粉末粒子の横
断面よりも数倍大きい。従って、測定は多数の粉末粒子
の平均元素分布を生じる。それで、ランダムな結果は十
分に排除されている。
【００３４】さて、本発明を数実施例につき詳説する。
【００３５】
【実施例】本発明による触媒材料を使用して自動車排気
ガス用触媒を製造するために、次の担持材料を使用する
かないしは製造した：担持材料１： 担持材料１として、酸化ランタン３質量％
で安定化され、新たにか焼した状態で１４３ｍ2／ｇの
ＢＥＴ表面積を有する酸化アルミニウムを使用する。
ガス用触媒を製造するために、次の担持材料を使用する
かないしは製造した：担持材料１： 担持材料１として、酸化ランタン３質量％
で安定化され、新たにか焼した状態で１４３ｍ2／ｇの
ＢＥＴ表面積を有する酸化アルミニウムを使用する。
【００３６】担持材料２：担持材料２を製造するため
に、担持材料１ ２０００ｇを細孔容積含浸法を用い
て、２．４質量％の酸化ランタン含量を有するエチレン
ジアミンテトラ酢酸ランタン溶液８５６ｇで含浸した。
含浸溶液は５のｐＨ値を有していた。こうして得た粉末
を、引き続き１２０℃で１２時間乾燥させ、その後７５
０℃で１時間空気中でか焼した。あとからの含浸によ
り、付加的に酸化ランタン１質量％が担持材料上に析離
され、それで担持材料中の酸化ランタンの全含量は４質
量％であった。
に、担持材料１ ２０００ｇを細孔容積含浸法を用い
て、２．４質量％の酸化ランタン含量を有するエチレン
ジアミンテトラ酢酸ランタン溶液８５６ｇで含浸した。
含浸溶液は５のｐＨ値を有していた。こうして得た粉末
を、引き続き１２０℃で１２時間乾燥させ、その後７５
０℃で１時間空気中でか焼した。あとからの含浸によ
り、付加的に酸化ランタン１質量％が担持材料上に析離
され、それで担持材料中の酸化ランタンの全含量は４質
量％であった。
【００３７】あとからの含浸により、１４３ｍ2／ｇの
材料の比表面積は１３１ｍ2／ｇに減少した。
材料の比表面積は１３１ｍ2／ｇに減少した。
【００３８】担持材料３：担持材料３を製造するため
に、担持材料１ ２０００ｇを細孔容積含浸法を用い
て、１６質量％の酸化ランタン含量を有する硝酸ランタ
ン溶液８５６ｇで含浸した。含浸溶液は４のｐＨ値を有
していた。こうして得た粉末を、引き続き１２０℃で１
２時間乾燥し、その後５００℃で１時間空気中でか焼し
た。
に、担持材料１ ２０００ｇを細孔容積含浸法を用い
て、１６質量％の酸化ランタン含量を有する硝酸ランタ
ン溶液８５６ｇで含浸した。含浸溶液は４のｐＨ値を有
していた。こうして得た粉末を、引き続き１２０℃で１
２時間乾燥し、その後５００℃で１時間空気中でか焼し
た。
【００３９】あとからの含浸により、付加的に酸化ラン
タン７質量％が担持材料上に析離され、それで担持材料
中の酸化ランタンの全含量は１０質量％であった。材料
の比表面積は１４３ｍ2／ｇから１２３ｍ2／ｇに減少し
た。
タン７質量％が担持材料上に析離され、それで担持材料
中の酸化ランタンの全含量は１０質量％であった。材料
の比表面積は１４３ｍ2／ｇから１２３ｍ2／ｇに減少し
た。
【００４０】３つの担持材料につき、上記に記載した方
法によりランタンおよびアルミニウムの深さプロフィル
を確かめた。図１〜３は、ランタンのＳＩＭＳスペクト
ルをアルゴンイオンでの試料表面の衝撃時間の関数とし
て、立体像で示す。各スペクトルは、特定の研削深さに
相当する。３つの像中の最後のスペクトルは、ほぼ１０
０原子層の研削深さに相当する。
法によりランタンおよびアルミニウムの深さプロフィル
を確かめた。図１〜３は、ランタンのＳＩＭＳスペクト
ルをアルゴンイオンでの試料表面の衝撃時間の関数とし
て、立体像で示す。各スペクトルは、特定の研削深さに
相当する。３つの像中の最後のスペクトルは、ほぼ１０
０原子層の研削深さに相当する。
【００４１】担持材料１の深さプロフィルは、表面にお
ける減少したランタン濃度を示すが、該濃度は研削深さ
の増加につれて一定の濃度に変わる。それに反して、本
発明により製造した担持材料は、数原子層の周辺ゾーン
中で明らかに増加したランタン濃度を示し、該濃度は研
削深さの増加につれて一定の値に低下する。
ける減少したランタン濃度を示すが、該濃度は研削深さ
の増加につれて一定の濃度に変わる。それに反して、本
発明により製造した担持材料は、数原子層の周辺ゾーン
中で明らかに増加したランタン濃度を示し、該濃度は研
削深さの増加につれて一定の値に低下する。
【００４２】第１表には、、最初（表面）、試験の中間
および最後の３つの異なる研削深さに対する、アルミニ
ウムの確かめられたＳＩＭＳ強度対ランタンの確かめら
れた強さの比が記載されている。
および最後の３つの異なる研削深さに対する、アルミニ
ウムの確かめられたＳＩＭＳ強度対ランタンの確かめら
れた強さの比が記載されている。
【００４３】
【表１】
【００４４】この結果が示すように、Ａｌ／Ｌａの比
は、本発明により製造した担持材料２および３において
は表面から約１００原子層の深さまではファクター２だ
け変化する。それ故、担持材料の粒子表面におけるラン
タンの濃度は高くなっている。
は、本発明により製造した担持材料２および３において
は表面から約１００原子層の深さまではファクター２だ
け変化する。それ故、担持材料の粒子表面におけるラン
タンの濃度は高くなっている。
【００４５】担持材料１〜３を用いて自動車排気ガス用
触媒を製造し、それの炭化水素および一酸化炭素の反応
に対する始動温度（Ａｎｓｐｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔ
ｕｒｅｎ）を確かめた。触媒は、運転中非常に高い温度
に曝されているエンジン近くに設置されるスタート触媒
（Ｓｔａｒｔｋａｔａｌｙｓａｔｏｒｅｎ）としての使
用のために意図されていた。すべての触媒の担体として
は、０．３ｌの体積および４６．５ｃｍ-2のセル密度を
有するコージーライトからなるハネカム構造体を使用し
た。
触媒を製造し、それの炭化水素および一酸化炭素の反応
に対する始動温度（Ａｎｓｐｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔ
ｕｒｅｎ）を確かめた。触媒は、運転中非常に高い温度
に曝されているエンジン近くに設置されるスタート触媒
（Ｓｔａｒｔｋａｔａｌｙｓａｔｏｒｅｎ）としての使
用のために意図されていた。すべての触媒の担体として
は、０．３ｌの体積および４６．５ｃｍ-2のセル密度を
有するコージーライトからなるハネカム構造体を使用し
た。
【００４６】例１：担持材料１ １２０ｇを、セリウム
／ジルコニウムの混合酸化物（酸化セリウム７０質量％
および酸化ジルコニウム３０質量％、新たにか焼した状
態で８７ｍ 2／ｇのＢＥＴ表面積を有する）２０ｇと混
合し、細孔容積含浸法を用いて白金０．７ｇおよびパラ
ジウム３．２ｇで含浸した。含浸した混合物を引き続き
乾燥させ、５００℃で空気中でか焼した。
／ジルコニウムの混合酸化物（酸化セリウム７０質量％
および酸化ジルコニウム３０質量％、新たにか焼した状
態で８７ｍ 2／ｇのＢＥＴ表面積を有する）２０ｇと混
合し、細孔容積含浸法を用いて白金０．７ｇおよびパラ
ジウム３．２ｇで含浸した。含浸した混合物を引き続き
乾燥させ、５００℃で空気中でか焼した。
【００４７】この粉末を水と共に撹拌して水性懸濁液に
し、３〜５μｍ（ｄ50）の粒度に微粉砕した。分散液の
酸化物の固形分は、記載したハネカム構造体のいずれか
に浸漬法を用いて適用させた。負荷濃度は、ハネカム構
造体の体積１ｌあたり触媒材料１６０ｇであった。
し、３〜５μｍ（ｄ50）の粒度に微粉砕した。分散液の
酸化物の固形分は、記載したハネカム構造体のいずれか
に浸漬法を用いて適用させた。負荷濃度は、ハネカム構
造体の体積１ｌあたり触媒材料１６０ｇであった。
【００４８】例２：例１と同様に、担持材料２を使用し
て触媒を製造した。
て触媒を製造した。
【００４９】例３：例１と同様に、担持材料３を使用し
て触媒を製造した。
て触媒を製造した。
【００５０】適用例：触媒として、エンジンにおける始
動温度の測定前に、窒素８８容量％、水１０容量％およ
び酸素２容量％からなる雰囲気中１００℃で４時間エー
ジングした。
動温度の測定前に、窒素８８容量％、水１０容量％およ
び酸素２容量％からなる雰囲気中１００℃で４時間エー
ジングした。
【００５１】始動温度の測定を、２ｌの排気量を有する
ガソリンエンジンにつき実施した。このため、触媒を空
気過剰率０．９９９（１Ｈｚ±０．５Ａ／Ｆ）および
１．０５（静止）ないしは１．１（静止）および２０６
０００ｈ-1の空間速度での負荷において連続的に加熱し
た。加熱する間、炭化水素および一酸化炭素の転化率を
温度の関数として把握した。個々の触媒に対するこれら
の測定から、その都度の有害物質の５０％転化率に対す
る温度を確かめた。
ガソリンエンジンにつき実施した。このため、触媒を空
気過剰率０．９９９（１Ｈｚ±０．５Ａ／Ｆ）および
１．０５（静止）ないしは１．１（静止）および２０６
０００ｈ-1の空間速度での負荷において連続的に加熱し
た。加熱する間、炭化水素および一酸化炭素の転化率を
温度の関数として把握した。個々の触媒に対するこれら
の測定から、その都度の有害物質の５０％転化率に対す
る温度を確かめた。
【００５２】確かめた結果は、図４〜６にグラフで図示
されている。これらの結果が示すように、本発明による
担持材料を使用して製造された例２および３の触媒は、
担持材料の比表面積はあとからの含浸によって例１に使
用した担持材料の比表面積以下であったが、著しく減少
した始動温度を特徴とする。
されている。これらの結果が示すように、本発明による
担持材料を使用して製造された例２および３の触媒は、
担持材料の比表面積はあとからの含浸によって例１に使
用した担持材料の比表面積以下であったが、著しく減少
した始動温度を特徴とする。
【図１】担持材料１に対するランタンのＳＩＭＳ深度プ
ロフィルを示す図
ロフィルを示す図
【図２】担持材料２に対するランタンのＳＩＭＳ深度プ
ロフィルを示す図
ロフィルを示す図
【図３】担持材料３に対するランタンのＳＩＭＳ深度プ
ロフィルを示す図
ロフィルを示す図
【図４】０．９９９の空気過剰率および１Ｈｚの周波数
で空気／燃料比Ａ／Ｆの±０．５の周期的変調（１Ｈ
ｚ；０．５Ａ／Ｆ）において、例１〜３の触媒に対する
炭化水素（ＨＣ）および一酸化炭素（ＣＯ）の５０％転
化率を達成するための温度を示すグラフ
で空気／燃料比Ａ／Ｆの±０．５の周期的変調（１Ｈ
ｚ；０．５Ａ／Ｆ）において、例１〜３の触媒に対する
炭化水素（ＨＣ）および一酸化炭素（ＣＯ）の５０％転
化率を達成するための温度を示すグラフ
【図５】１．０５の空気過剰率（静止、Ａ／Ｆの変調な
し）における例１〜３の触媒に対する炭化水素（ＨＣ）
および一酸化炭素（ＣＯ）の５０％転化率を達成するた
めの温度を示すグラフ
し）における例１〜３の触媒に対する炭化水素（ＨＣ）
および一酸化炭素（ＣＯ）の５０％転化率を達成するた
めの温度を示すグラフ
【図６】１．１の空気過剰率（静止、Ａ／Ｆの変調な
し）における例１〜３の触媒に対する炭化水素（ＨＣ）
および一酸化炭素（ＣＯ）の５０％転化率を達成するた
めの温度を示すグラフ
し）における例１〜３の触媒に対する炭化水素（ＨＣ）
および一酸化炭素（ＣＯ）の５０％転化率を達成するた
めの温度を示すグラフ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウルリッヒ ゲーベル ドイツ連邦共和国 ハッタースハイム ラ ートハウスシュトラーセ 14 (72)発明者 ロータール ムスマン ドイツ連邦共和国 オッフェンバッハ ル ートヴィッヒシュトラーセ 11 (72)発明者 エグベルト ロクス ドイツ連邦共和国 ハーナウ グライフェ ンハーゲンシュトラーセ 12ベー (72)発明者 トーマス クロイツァー ドイツ連邦共和国 カルベン フィリップ −ライス−シュトラーセ 13
Claims (16)
- 【請求項１】次の処理工程 ａ）担持材料として塩基性酸化物で安定化された、８０
ｍ2／ｇを上廻る比表面積を有する粉末状酸化アルミニ
ウムを供給する処理工程、 ｂ）担持材料にアルカリ土類金属および希土類金属の少
なくとも１種の前駆化合物の溶液を含浸させる処理工
程、 ｃ）含浸した担持材料を乾燥させ、８００℃を下廻る温
度でか焼する処理工程、 ｄ）塩基性酸化物での所望の負荷が達成されるまで処理
工程ｂ）およびｃ）を繰り返す処理工程および ｅ）得られた材料に、触媒活性貴金属の前駆化合物の溶
液を新たに含浸させる処理工程ならびに ｆ）最後に乾燥およびか焼する処理工程によって得られ
る、酸化アルミニウムのほかになお少なくとも１種の塩
基性金属酸化物ならびに触媒活性成分として元素の周期
律表の白金族の少なくとも１種の貴金属を含有するが、
その際酸化アルミニウムおよび塩基性金属酸化物が触媒
活性成分の担持材料として使用される複合材料が形成さ
れる、酸化アルミニウムを基礎とする粉末状触媒材料。 - 【請求項２】 工程ａ）において得られた担持材料が、
担持材料の全質量に対して０．５〜２０質量％の塩基性
酸化物濃度を有することを特徴とする請求項１記載の触
媒材料。 - 【請求項３】 工程ｂ）において担持材料中に含浸によ
り付加的に混入される塩基性酸化物の濃度が、担持材料
の全質量に対して０．５〜１５質量％であることを特徴
とする請求項２記載の触媒材料。 - 【請求項４】 塩基性酸化物がアルカリ土類金属酸化物
および希土類金属酸化物であることを特徴とする請求項
１記載の触媒材料。 - 【請求項５】 塩基性酸化物が酸化ランタンおよび／ま
たは酸化セリウムであることを特徴とする請求項４記載
の触媒材料。 - 【請求項６】 白金族の貴金属が、白金、パラジウム、
ロジウム、イリジウムおよびその混合物の群から選択さ
れるが、これらは触媒材料の全質量に対して、０．０１
〜５質量％の濃度で存在することを特徴とする請求項１
記載の触媒材料。 - 【請求項７】 酸化アルミニウムのほかになお少なくと
も１種の塩基性金属酸化物ならびに触媒活性成分として
元素の周期律表の白金族の少なくとも１種の貴金属を含
有するが、その際酸化アルミニウムおよび塩基性金属酸
化物が触媒活性成分の担持材料として使用される複合材
料が形成される、酸化アルミニウムを基礎とする粉末状
触媒材料において、触媒材料が８０ｍ2／ｇを上廻る比
表面積を有し、粉末粒子の表面における塩基性金属酸化
物形成金属対アルミニウムのＳＩＭＳ強度の比が、粒子
の表面から１００原子層を上廻る深さにおけるよりも少
なくとも２０％大きいことを特徴とする酸化アルミニウ
ムを基礎とする粉末状触媒材料。 - 【請求項８】 塩基性酸化物がアルカリ土類酸化物およ
び希土類酸化物であることを特徴とする請求項７記載の
触媒材料。 - 【請求項９】 塩基性酸化物が酸化ランタンおよび／ま
たは酸化セリウムであることを特徴とする請求項８記載
の触媒材料。 - 【請求項１０】 塩基性酸化物が、触媒材料の全質量に
対して１〜３５質量％の間の濃度で存在することを特徴
とする請求項９記載の触媒材料。 - 【請求項１１】 白金族の貴金属が、白金、パラジウ
ム、ロジウム、イリジウムおよびその混合物の群から選
択されるが、これらは触媒材料の全質量に対して０．０
１〜５質量％の濃度で存在することを特徴とする請求項
１０記載の触媒材料。 - 【請求項１２】 次の工程 ａ）担持材料として塩基性酸化物で安定化され、８０ｍ
2／ｇを上廻る比表面積を有する粉末状酸化アルミニウ
ムを供給する工程、 ｂ）担持材料に、アルカリ土類金属および希土類金属の
少なくとも１種の前駆化合物の溶液を含浸させる工程、 ｃ）含浸した担持材料を乾燥させ、８００℃を下廻る温
度でか焼する工程、 ｄ）塩基性酸化物での所望の負荷が達成されるまで、処
理工程ｂ）およびｃ）を繰り返す工程および ｅ）得られた材料に、触媒活性貴金属の前駆化合物の溶
液を新たに含浸させる工程ならびに ｆ）最後に乾燥およびか焼する工程を特徴とする請求項
１から１１までのいずれか１項記載の触媒材料の製造方
法。 - 【請求項１３】 工程ａ）において担持材料として得ら
れた、安定化された酸化アルミニウムが１〜２０質量％
の塩基性酸化物の濃度を有することを特徴とする請求項
１２記載の方法。 - 【請求項１４】 工程ｂ）において担持材料中に付加的
に混入される塩基性酸化物が、担持材料の全質量に対し
て０．５〜１５質量％であることを特徴とする請求項１
３記載の方法。 - 【請求項１５】 次の処理工程 ａ）担持材料として塩基性酸化物で安定化され、８０ｍ
2／ｇを上廻る比表面積を有する粉末状酸化アルミニウ
ムを供給する処理工程、 ｂ）担持材料にアルカリ土類金属および希土類金属の前
駆化合物の少なくとも１種を含浸させる処理工程、 ｃ）含浸した担持材料を乾燥させ、８００℃を下廻る温
度でか焼する処理工程および ｄ）塩基性酸化物での所望の負荷が達成されるまで処理
工程ｂ）およびｃ）を繰り返す処理工程により得られ
る、酸化アルミニウムのほかになお少なくとも１種の塩
基性金属酸化物ならびに元素の周期律表の白金族の少な
くとも１種の貴金属を含有する、酸化アルミニウムを基
礎とする粉末状担持材料。 - 【請求項１６】 セラミックまたは金属からなるモノリ
シックハネカム構造体上に触媒被膜を製造するための、
請求項１から１１までおよび１５のいずれか１項記載の
触媒材料の使用。
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