JPH04501974A - 高表面積コージエライト触媒担体構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 高表面積コージェライト触媒担体構造体発明の背景 触媒は原油精製から廃棄流処理にわたる多数のプロセスに用いられる。これらの 触媒は通常は、高表面積および高多孔度の担体に析出した触媒金属１種または２ 種以上を含む。これらの担体特性は、高い活性および良好な耐久性を備えた触媒 を得るために必要である。担体は一般に耐火性無機酸化物であり、種々の構成、 形状および大きさで用いられる。たとえば担体は球体、押出し物、不規則な形状 のグラニユールなどの形状に成形されるか、または担体を硬質構造体、たとえば 金属もしくはセラミックハネカム構造体上に層として析出させてもよい。

ハネカム構造体の使用はたとえば自動車エンジンからの排気ガスを処理するのに 好ましい構成である。これにより触媒の重量が減少し、エンジンに対する背圧の 程度が最小限に抑えられるからである。一般に表面積１ｍ”７ｇ以下の多結晶質 コージェライト相からなるハネカム構造体が用いられる。コージェライトが用い られるのは、その良好な強度および耐熱衝撃性のためである。しかし、触媒金属 を含む担体で被覆したコージェライトモノリシック構造体からなる触媒で排廃流 を処理することには、実際に若干の欠点がある。欠点の１つは、コージェライト の熱膨張係数が担体のものと異なることである。従って熱サイクル中に触媒金属 を含む担体が若干剥離し、廃棄流中に運び去られる可能性がある。これにより触 媒の活性が低下する。排気ガスはダストまたは粒状物質をも含有し、これらが高 表面積担体を剥離させ、運び去る可能性もある。これらの問題は、触媒金属を担 体なしにハネカム構造体に析出させることができるようにモノリシック構造体が 高表面積を備えている場合には、除かれるであろう。担体被覆を排除することは 、処理工程が排除されるので経済的利点にもなる。

この問題は業界で注目され、幾つかの解決策が提示された。しかしこれらの解決 策はセラミック相、たとえばコージェライトに高表面積の多孔質酸化物相を付加 することが中心であった。たとえばラバマンらの米国特許第４．　６３１．　２ ６８号明細書には、コージェライト、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、アルミノケイ酸リチウム、アルミナ− ジルコニアおよびそれらの混合物よりなる群から選ばれる実質的に連続した高力 セラミック相、ならびにアルミナ、シリカ、スピネル、チタニア、ジルコニア、 ゼオライトおよびそれらの混合物よりなる群から選ばれる不連続な高表面積多孔 質相を含むモノリシック構造体が示されている。

米国特許第４．６５７．８８０号および第４．６３７．９９５号明細書には、わ ずかな変更を含む同様な材料が示されている。これら３特許すべてにおいて、多 孔質酸化物が高表面積に寄与している。さらに米国特許第４．６３１．２６７号 明細書には、高表面積多孔質酸化物相および持久性結合剤からなる高表面積モノ リシγり構造体が示されている。多孔質酸化物相はアルミナ、シリカ、ゼオライ トおよびスピネルよりなる群から選ばれる。上記の各明細書には、得られるモノ リシック構造体がそのモノリシック構造体上に別個の担体層を用いずに触媒担体 として使用されることが開示および特許請求されている。

先行技術により提示される解決策と異なり、本発明者らによるこの問題の解決面 積コージェライト触媒担体構造体を製造したのは本発明者らが最初である。上記 に引用した参考文献のいずれにも、高表面積コージェライトモノリシック構造体 を製造しうるという示唆すらない。

本発明は高表面積ｌｌ！に媒担体構造体の製法に関するものでもある。本方法は 、ア体構造体となすことによる。

先行技術にはこの方法により高表面積触媒担体構造体を製造しうろこ、とは示さ れていない。最も近似する先行技術は、アルミニウム、マグネシウムおよびケイ 素の化合物を共沈させ、その粉末を造形し、そして高温で焼結することによって 、高密麿、低表面’！　（本発明者らの製品とは反対の性質）が得られることを 示す。

この種の方法は″水性共沈による酸化物セラミック粉末の合成″、モイヤー（Ｊ 、Ｒ，Ｍｏｙｅｒ）　ら、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　５ｏｃｉｅ ｔｙ構造体の製法を示唆または暗示するものではない。この方法を見出したのは 本発明者らのみである。

ことを特徴とする。

本発明の他の目的は、触媒担体構造体の製法において、ａ）アルミニウム、マグ ネシウムおよびケイ素の塩類を塩基性媒質中で共沈させて該塩類の均質な混合物 を調製し； ｂ）この均質な塩類混合物を処理して乾燥混合物となし。

Ｃ）該乾燥混合物および結合剤を含む成形用素材（ｍｏｌｄａｂｌｅ　ｍａｓ含 むセラミック物品を得るのに十分な温度に、それに十分な期間、該造形量を加ル ミニウム、マグネシウムおよびケイ素の水酸化物塩類を沈殿させることよりなる 。これらの水酸化物を約１２０℃の温度で乾燥させ、次いでメチルセルロースお よび水と混合して成形用素材を調製し、これをグイから押出し、これによりモノ リシックハネカム造形量となす。このハネカム造形量を約１２００°Ｃの温度に 約５時間加熱して、少なくとも９ｍ２／ｇの表面積を有する多結晶質コージェラ イト触媒担体構造体を得る。

本発明のさらに他の形態は、モノリシックハネカム触媒担体構造体の製法におい て、 ａ）アルミニウム、マグネシウムおよびケイ素の化合物と尿素またはヘキサメチ レンテトラアンミン（ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｔｒａａｍｍｉｎｅ）を 、ゲルの形成に十分な温度で、それに十分な期間反応させ：ｂ）該ゲルを処理し て乾燥粉末となし：Ｃ）該乾燥粉末および結合剤を含む成形用素材を、グイに導 通して造形量となし、そして ｄ）少なくとも２．７ｍ２／ｇの表ｉ′ｆｉ積を有する多結晶質コージェライト 相を含むセラミック物品を得るのに十分な温度に、それに十分な期間、該造形量 を加熱する ことよりなる方法である。

本発明の他の形態は、触媒担体構造体の製法において、ａ〕アルミニウム、マグ ネシウムおよびケイ素の化合物（ケイ素化合物はオルトケイ酸テトラエチルまた はオルトケイ酸テトラメチルである）を、ゲルの形成に十分な温度で、それに十 分な期間反応させ。

ｂ）該ゲルを処理して乾燥粉末となし：Ｃ）該乾燥粉末および結合剤を含む成形 用素材を、グイに導通して造形量となし、ぞして （１）少なくとも２．７ｍ２／ｇの表面積を有する多結晶質コージェライト相を 含む七つミソク物品を得るのに十分な温度に、それに十分な期間、該造形量を加 熱する ことよりなる方法である。

本発明のさらに他の形態は、担体に分散された少なくとも１種の触媒金属を含む 触媒複合材料であって、担体が化学ｊｆｆｆｆ　（重量）６−１５％ＭｇＯ１３ ３〜４０％Ａｌ２Ｏ３および４５−５６％５ｉＯｚを有し、少なくとも２．７ｍ ２／ｇの表面積、少なくとも３１ＭＰａの圧縮強さ、温度範囲２３−８００℃に わたって５゜２Ｘ１０−’ｍ／ｍ／’Ｃｍ／ｍ／形張係数、および少なくとも２ ０％の多孔度を有するモノリシックハネカム形状の、実質的に多結晶質のコージ ェライト相を含む点において改良されたものである。

本発明のさらに他の形態は、廃ガスを上記触媒複合材料と接触させることよりな る廃ガス処理法である。

発明の詳細な記述 前記のように本発明は触媒担体構造体、該構造体の製法、および該構造体の使用 に関するものである。本発明の触媒担体構造体は実質的に多結晶質のコージェラ イト相を含む。コージェライト相は酸化マグネシウム、アルミナおよび酸化ケイ 素から構成される。コージェライト相はある特定の酸化マグネシウム、アルミナ および酸化ケイ素の組み合わせに限定されず、広い組成範囲に及ぶ。従ってコー ジェライト相の化学組成は下記の範囲（重量）にある　６−１５％Ｍｇ０，３３ −４０％Ａｌ２Ｏ３および４５−５６％５ｉ０２゜本発明の触媒担体構造体は少 なくとも２．７ｍ２／ｇの表面積を有することを特徴とする。このように高表面 積のコージェライト触媒担体構造体を製造したのは、本発明者らが最初の者であ る。

本発明の他の目的は、触媒担体構造体の製法である。本方法の第１工程は、アル ミニウム、マグネシウムおよびケイ素の塩類を塩基性媒質中で共沈させて該塩類 の均質な混合物を調製することである。これはアルミニウム、マグネシウムおよ びケイ素の化合物を含有する溶液を沈殿剤の溶液（塩基性ｐＨを有する）と涙合 し、金属塩類の密な混合物を共沈させることにより達成される。アルミニウム、 マグネシウムおよびケイ素の化合物を含有する溶液は水溶液であってもよく、有 機溶剤またはそれらの混合物を用いてもよい。使用しうる有機溶剤の例は、エタ ノール、メタノールおよびプロパツールであり、エタノールか好ましい。使用し うるマグネシウム化合物は塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、酢酸マグネシ ウム、硫酸マグネシウムおよび臭化マグネシウムよりなる群から選ばれる。、使 用し２うるアルミニウム化合物は硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム、アルミ ニウムクロロヒトラード、硫酸アルミニウム、臭化アルミニウムおよびアルミニ ウムブトキシドよりなる群から選ばれる。最後にケイ素化合物はオルトケイ酸テ トラエチル、ケイ酸ナトリウム、コロイドシリカおよびオル１〜ケイ酸テトラメ チルよりなる群から選ばれる。

金属の不溶性塩類を同時に沈殿させるために（共沈）、この時点で沈殿剤を金属 化合物溶液（塩基性媒質を与える）と混合する。。沈殿剤は水酸化アンモニウム 、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム 、炭酸ナトリウムおよび炭酸カリウムよりなる群から選ぶことができる。沈殿剤 の溶液を調製することが好まし７く、この溶液は水、有機液体またはこれら両者 の混合物、好まし、くは水を溶剤として用いて調製される。沈殿剤の溶液か金属 化合物の溶液に添加されるか、またはその逆であるかは重要ではないが、金属化 合物の溶液を沈殿剤の溶液に添加することが好ましい。金属化合物溶液を沈殿剤 に添加する場合、３種の金属化合物例々の溶液を使用し、これらを沈殿剤の溶液 に添加することもてきる。

最後に、溶液中の金属化合物の濃度は最終生成物において目的とする比率と異な るかも知れない。これは、沈殿した塩類か異なる程度にわずかに可溶性であると いう事実による。たとえば水酸化物塩類を沈殿させる場合、水酸化マグネシウム はごくわずかに可溶性であるので、最終生成物における比率に要求されるより大 量のマグネシウム化合物、たとえば硝酸マグネシウムの存在を必要とする。

沈殿か生成すると、これを常法、たとえば減圧濾過により分離することができる 。こうして分離された沈殿を水洗して不純物を除去し、次いで約６０−約１３０ ℃の温度で乾燥させる。

３種の金属塩の密な混合物を調製するだめの別法はゲルを調製することである。

従って３種の金属の化合物の溶液を約２０−約９０℃の温度で約２時間ないし約 ５日間撹拌することによりゲル化させる。ゲルを調製するためには、ケイ素化合 物かオルトケイ酸テトラエチルまたはオルトケイ酸テトラメチルである必要があ る。ゲルか生成すると、これを洗浄し、約６０−約１３０℃の温度で乾燥させ、 これにより混合塩の粉末が調製される。

３種の金属塩の密な混合物を調製するためのさらに他の方法は、金属化合物溶液 を尿素またはへキサメチレンテトラアンミン、ｌｌ！：混合することであり、こ れらは解離してアンモニアを生成する化合物である。金属化合物および尿素の混 合物を約２０−約１００℃の温度で約１時間ないし約２日間撹拌する。ゲルが生 成すると、これを水洗し、次いで約６０−約１−３０℃の温度で乾燥させ、これ により混合金属塩の乾燥粉末か調製される。

混合金属塩を得るために用いる方法に関係なく、触媒担体構造体を製造するため の次の工程は、グイから押出しうる成形用素材を調製することである。成形用素 材は混合金属塩を結合剤または可塑剤と混合することにより調製される。一般に 成形用素材を調製するためには、１−２０重量％の結合剤が適切である。結合剤 は当技術分野で周知のいずれかの物質でよい。好ましい物質はメチルセルロース 、ポリビニルアルコールまたはシリコーン樹脂である。混線を容易にするために 、総ボディー重量（ｔｏｔａｌ　ｂｏｄｙ　ｗｅｉｇｈｔ）に対し最高約】重量 ％の界面活性剤または滑剤、たとえばステアリン酸ナトリウｊ２、ステアリン酸 亜鉛、ステアリン酸マグネシウムおよびステアリン酸を用いてもよい。混練工程 は液体、好ましくは水を用いて行うべきであり、これはさらに結合剤または可塑 剤として作用する。混合物を成形用素材となすためには通常の混練装置を使用し うる。

成形用素材またはバッチをこの時点で通常のセラミック成形法により目的の形状 に成形することができる。これらの方法の例はプレス法および押出し法である。

たとえば成形用素材を押出し７ダイに導通してハネカム体を成形することができ る。

この種の押出しグイおよび方法は米国特許第４．７４７，９８６号明細書に提示 されており、これをここに参考として引用する。ハネカム体は薄い壁面を備えた 多数の開放セルを特徴とする。セルの形状は正方形、円形、長方形、三角形、六 角形などである。一般にハネカム壁は約０，０７−約１．３ｍｍの厚さを有し、 セル密度は約８−約１４０セル／ｃｍ２である。ハネカム造形品を製造するため の他の方法は、射出成形、ならびにハネカム構造体に組み立てうるシートの圧延 およびプレス成形である。

成形用素材を調製するための別法においては、混合金属塩を金属酸化物、コージ ェライト、または成形用素材の調製前に反応してコージェライトを形成しうる中 間化合物に変換する。これは金属塩類を約６００＝約１４２５℃の温度に約１− 約１０時間加熱して混合金属酸化物を得ることにより達成される。次いでこれら の酸化物を上記により処理する。

目的の造形品が得られると、プロセスの次の工程は造形品を加熱して個々の金属 酸化物または中間成分をコージェライト相に変換することである。これはハネカ ム構造体を空気中で約１１５０−約１４５０℃の温度に約１−約３０時間加熱す ることにより達成される。これにより、表面積少なくとも２．１ｍ”７ｇ、より 好ましくは８　ｍ　２／　ｇ　％圧縮強さ少なくとも約３１ＭＰａ、温度範囲２ ３−８００℃にわたって５．２Ｘ１０−６ｍ１ｍ／℃以下の熱膨張係数、および 少なくとも２０％の多孔度を有する触媒担体構造体が得られる。水銀ポロシメト リーにより測定された平均孔径は約５０−約２６０ｎｍである。圧縮強さは、触 媒担体構造体と同じ材料から製造され、同じ条件下で加熱された、−軸プレスさ れた試験棒につき測定された。

コージェライトが主な相であるが、触媒担体の厳密な組成は加熱の温度および時 間に依存する。従って、同じ相対量のマグネシウム、アルミニウムおよびケイ素 を含む前駆物質から、大幅に異なる孔径、熱膨張係数および強度を備えた材料を 製造しうる。

本発明の他の形態は、上記の触媒担体構造体に分散した少なくとも１種の触媒金 属を含む複合材料からなる。担体に金属を分散させる方法は当技術分野で周知で ある。それに触媒金属を析出させる方法の一例は、目的とする金属化合物の溶液 を用いて金属を触媒担体構造体に含浸させるものである。次いで含浸された触媒 担体構造体を乾燥および焼成して触媒複合材料を形成する。触媒金属を析出させ る方法の詳細は米国特許第４．７６０，０４４号明細書に見られ、これをここに 参考として引用する。

最後に本発明の他の形態は、廃ガスを上記節に記載の触媒複合材料で処理する方 法である。

実施例Ｉ ２Ｍ硝酸マグネシウム溶液が、８７．２２ｇのＭｇ　（ＮＯｓ）２・６Ｈ２０を 脱イオン水に溶解して１７０ｍＬの溶液を得ることにより調製された。４Ｍ硝酸 アルミニウム溶液が、２５５．０９ｇのＡ　ｌ　（ＮＯり　ｓ・９Ｈ２０を高温 の脱イオン水に溶解して１７０ｍＬの溶液を得ることにより調製された。２．４ Ｍオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）溶液が、１７７ｇのＴＥＯＳを１７０ ｍＬのエタノールに添加することにより調製された。

上記の３溶液をビーカー内で混合し、１００ｍＬのエタノールで希釈した。この 溶液を２等分した。一方の部分を１０１００Ｏの２Ｍ　ＮＨ４ＯＨに滴加した。

この水酸化アンモニウム溶液からの沈殿を減圧濾過により分離した。沈殿を脱イ オン水で洗浄し、１２０℃で乾燥させた。

沈殿した材料を乳鉢と乳棒により粉砕し、６９ＭＰａ　（１０，０００ｐｓｉ） でプレスして直径２．８６ｃｍのディスクとなし、空気中１２００℃で１＃間加 熱した。水銀の注入により、ディスクは孔面積９．５ｍ”７ｇ、中央（ｍｅｄｉ ａｎ）孔直径（孔容積に基づ＜）１２６７ｎｍおよび平均孔直径５５ｎｍを有す ることが示された。Ｘ線回折は、存在する主な結晶相がコージェライトであり、 一方少量のムライトおよびスピネルも認められることを示した。

害應例工± ２Ｍ酢酸マグネシウム溶液が、７２．９２ｇのＭｇ　（Ｃ２Ｈ３０□）２・４Ｈ ２０を脱イオン水に溶解して１７０ｍＬの溶液を得ることにより調製された。２ Ｍ硝酸アルミニウム溶液が、２５５．０９ｇのＡＩ　（ＮＯ３）ｓ・９Ｈ２０を 高温の脱イオン水に溶解して３４０ｍＬの溶液を得ることにより調製された。１ ．９ＭＴＥＯ３溶液が、１７７ｇのＴＥＯＳを２５０ｍＬのエタノールに添加す ることにより調製された。

上記の３溶液を混和し、次いで１０１００Ｏの６Ｍ　ＮＨ，ＯＨに滴加した。

沈殿後に、水酸化アンモニウムを添加してｐＨを１０以上に調整した。次いで沈 殿を減圧濾過により分離し、０．６Ｍ　ＮＨ４ＯＨで洗浄した。８０℃で乾燥さ せたのち、沈殿を３０ｇの３バツチに分けた（バッチ１、バッチ２およびバッチ ３）。

バッチ１を５重量％のメトセル（Ｍｅｔｈｏｃｅｌ、商標）２０−１２２　（ダ ウ・ケミカル社のメチルセルロースの商標）と混合した。約１．７５ｇの粉末を １３８ＭＰａで一軸プレスすることによりディスクを製造した。試料を空気中１ ２００℃、１３１５℃および１４３０℃で５時間焼結した。焼結プロファイルは すべて、７００℃に１時間の滞留および加熱速度２００℃／時を含むものであっ た。水銀ボロシメトリーにより孔径分布を測定し、膨張計測により熱膨張係数を 測定した。圧縮強さは焼結ディスクから切り取った６、５ｍｍＸ６．５ｍｍＸ２ ゜５ｍｍ片につき測定された。結果を表Ａにまとめる。

表Ａ 加熱　見掛け１　孔面積　中央　平均　熱膨張　圧縮温度　多孔度　孔直径★　 孔直径　係数　強さくｍ２／ｇ）　（ミクロン）　（ミクロン）　（ｍ／ｍ／ｌ ）　（ＭＰａ）１２００℃　２４％　３、ｌ　２．１　０．１７　４．４Ｘ１０ −’　８４．５１３１５℃　２４％　３．７　２．３　０．１６　１．２Ｘ１０ −６９６．９１４３０℃　２４％　１．６　２．５　０．３５　〜１．２Ｘ１０ −’　１０２．２★（中央孔直径は容積に基づく） バッチ２は空気中７００℃で２時間、加熱速度２℃／分により、焼成された。

このコージェライト前駆物質はＸ線粉末回折により測定して非晶質であった。こ の焼成材料を５重量％のメトセル（商標）とブレンドし、１３８ＭＰａで一軸プ レスして直径１．１２５’　（２８，５７５’ｍｍ）のディスクとなした。試料 をバッチ１の場合と同様に加熱および試験し、結果を表Ｂに提示する。

表Ｂ 加熱　見掛け１　孔面積　中央　平均　熱膨張　圧縮温度　多孔度　孔直径★　 孔直径　係数　強さくｍ２／ｇ）　（ミクロン）　（ミクロン）　（＋ａ／ｍ／ ’Ｃ）　（ＭＰａ）１２００℃　３０％　４．０　１．７　０．１８　５．２Ｘ １０−’　３９．４１３１５℃　３０％　２．６Ｘ１０−’　３１．７１４３０ ℃　２７％　２．９　２．３　０．２５　２．０ＸＩＯ−’　５３．５★（中央 孔直径は容積に基づく） ３ｇのバッチ２を１３９ＭＰａで一軸プレスして直径１．１２５″　（２８，５ ７５ｍｍ）のディスクを成形した。このディスクを２片に切断した。１片を加熱 速度２００℃／時および７００℃に１時間の中間滞留により、空気中で１２００ ℃に５時間加熱した。他方の片を同様な時間−温間プロファイルにより、１２０ ０℃に１時間加熱した。これら２片の多孔度特性を表Ｃにまとめる。

表Ｃ 加熱　見掛け１　孔面積　中央　平均 温度　多孔度　孔直径★　孔直径 （ｍ２／ｇ）　（ミクロン）　（ミクロン）１２００℃７５時間　２８％　１１ ．０　１．２　０．０５６１２００℃７１時間　２６％　２．９　１．３　０． １８５★（中央孔直径は容積に基づく） １　見掛は多孔度　−理論密度　−実際の密度理論密度 バッチ３は７００℃までは加熱速度２°Ｃ／分、７００−１３００℃では３°Ｃ ／分により、空気中１３００℃で２時間焼成された。Ｘ線粉末回折により測定し て主な相はコージェライトであった。少量のムライトおよびスピネルも認められ た。

この焼成材料を５重量％のメトセル（商標）とブレンドし、１３８ＭＰ　ａで一 部プレスして直径１．１２５″　（２８，５７５ｍｍ）のディスクとなした。試 料を空気中１２００℃、１３１５℃および１４３０℃で加熱した。１２００℃お よび１３１５℃に加熱した試料はほとんど圧縮を示さず、さらに解析するには脆 すぎた。１４３０℃に加熱した試料の特性を表りにまとめる。

表り 加熱　見掛け１　孔面積　中央　平均　熱膨張　圧縮温度　多孔度　孔直径★　 孔直径　係数　強さくｍ２／ｇ）　（ミクロン）　（ミクロン）　（ｍ／ｍ／℃ ）　（ｉ［Ｐａ）１４３０℃　３１％　３．６　４．１　０．０６８　−１．０ Ｘ１０−’　７９．２★（中央孔直径は容積に基づく） １　見掛は多孔度　−理論密度　−実際の密度理論密度 実施例ＩＩＩ 硝酸マグネシウム、硝酸アルミニウムおよびオルトケイ酸テトラエチルの溶液を 実施例Ｉと同様に調整した。これらの溶液を容器内で混合し、２５０ｍＬのエタ ノールを添加した。この混合物を室温に一日放置し、次いで８０℃に一夜加熱し 、これによりゲルか形成された。このゲルを１１０℃で乾燥させ、次いで粉砕し て粉末となした。−軸プレスによりディスク（直径１．１２５インチ、２８゜５ ７５ｍｍ）を成形し、次いで空気中において７００℃まで速度３℃／分で加熱し 、そこで１時間滞留させ、次いで１２００℃まで速度３℃／分で加熱し、そこで １０時間滞留させた。ディスクを冷却し、粉砕して粒径４０−２０メツシユ（４ ２５−８５０ミクロン）の粒子を得た。

上記の粒状担体の一部（８，５ｇ）に、ロータリーエノくボレーターに担体を装 入し、これに塩化ロジウムとしてロジウム６ｍｇおよびクロロ白金酸として白金 ３１ｍｇを含有する水溶Ｍ２５ｍＬを添加することにより含浸させた。含浸担体 を乾燥させ、次いで空気中において６００℃に６時間加熱した。

上記触媒１ｇを反応器に装入し、これを垂直炉に入れ、これに表１のガスを流し た。このガス混合物は、はぼ理論点付近で変動する自動車エンジンからの排気ガ スを模倣したものである。

表１ 実験室ガス組成 ガス成分　リーンガス　リッチガス Ｃｏ　３５５０　８０００ ＣＯｚ　１１８８００　１１８８００ ＳＯ２２０２０ Ｈ２０１０容量％　１０容量％ Ｎ２　残部　残部 リーン（ｌｅａｎ）およびリッチ（ｒｉ　ｃ　ｈ）ガス混合物は０．　５ヘルツ の周期数で変動した。

触媒を６００℃に加熱し、その間上記の変動ガスを触媒に導通することにより、 触媒を試験した。ガス流を反応器の入口および出口で分析し、−酸化炭素、炭化 水素および窒素酸化物につき転化率を計算した。これらの転化率が２５．５０お よび７５％に達した温度を表２に示す。

表２ 本発明により製造した触媒の活性 成分　Ｔ２５★　Ｔ５０★　Ｔ７５★ ＨＣ２６５２７７２９１ ＣＯ２８５３０２４４８ ＮＯｒ　２６６　２８２　３０７ ★指示した転化率に達するのに要した温度。

表２に示すように、本発明の触媒は自動車排気ガス中に見出される汚染物質を無 害な化合物に転化することができる。

国際調査報告　ＯＦＴ／ｌｌｅ　、ｏ／ｎＱｎＱ（」衆国イリノイ州６０００４ ．アーリントン・ノ１イツ、ニコル′ブ９１１

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．化学組成（重量）６−１５％ＭｇＯ、３３−４０％Ａｌ２Ｏ３および４５− ５６％ＳｉＯ２を有する実質的に多結晶質のコージエライト相を含む触媒担体構 造体において、少なくとも２．７ｍ２／ｇの表面積、少なくとも３１ＭＰａの圧 縮強さ、温度範囲２３−８００℃にわたって５．２×１０−６ｍ／ｍ／℃以下の 熱膨張係数、および少なくとも２０％の多孔度を有することを特徴とする構造体 。
2. ２．触媒担体構造体の製法において、 ａ）アルミニウム、マグネシウムおよびケイ素の塩類を塩基性媒質中で共沈させ て該塩類の均質な混合物を調製し； ｂ）この均質な塩類混合物を処理して乾燥混合物となし；ｃ）該乾燥混合物およ び結合剤を含む成形用素材をダイに導通して造形品となし；そして ｄ）少なくとも２．７ｍ２／ｇの表面積を有する多結晶質コージエライト相を含 む触媒担体構造体を得るのに十分な温度に、それに十分な期間、該造形品を加熱 する ことよりなる方法。
3. ３．さらに、乾燥混合物を約６００−約１４２５℃の温度で約１−約１０時間、 焼成することを特徴とする、請求の範囲第２項に記載の方法。
4. ４．アルミニウム化合物が硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム、アルミニウム クロロヒドラート、硫酸アルミニウム、臭化アルミニウムおよびアルミニウムブ トキシドよりなる群から選ばれる、請求の範囲第２項に記載の方法。
5. ５．マグネシウム化合物が塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、酢酸マグネシ ウム、硫酸マグネシウムおよび臭化マグネシウムよりなる群から選ばれる、請求 の範囲第２項に記載の方法。
6. ６．ケイ素化合物がオルトケイ酸テトラエチル、ケイ酸ナトリウム、コロイドシ リカおよびオルトケイ酸テトラメチルよりなる群から選はれる、請求の範囲第２ 項に記載の方法。
7. ７．塩基性媒質が水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭 酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウムおよび炭酸カリウムより なる群から選ばれる、請求の範囲第２項に記載の方法。
8. ８．結合剤がメチルセルロースおよびポリビニルアルコールよりなる群から選は れ、約１−約２０重量％の量で存在する、請求の範囲第２項に記載の方法。
9. ９．加熱が約１１５０−約１４５０℃の温度で約１−約３０時間行われることを 特徴とする、請求の範囲第２項に記載の方法。
10. １０．触媒担体構造体の製法において、ａ）アルミニウム、マグネシウムおよび ケイ素の化合物と尿素またはヘキサメチレンテトラアンミンを、ゲルの形成に十 分な温度で、それに十分な期間反応させ； ｂ）該ゲルを処理して乾燥粉末となし；ｃ）該乾燥粉末および結合剤を含む成形 用素材を、ダイに導通して造形品となし；そして ｄ）少なくとも２．７ｍ２／ｇの表面積を有する多結晶質コージエライト相を含 む触媒担体構造体を得るのに十分な温度に、それに十分な期間、該造形品を加熱 する ことよりなる方法。
11. １１．触媒担体構造体の製法において、ａ）アルミニウム、マグネシウムおよび ケイ素の化合物（ケイ素化合物はオルトケイ酸テトラエチルまたはオルトケイ酸 テトラメチルである）を、ゲルの形成に十分な温度で、それに十分な期間反応さ せ；ｂ）該ゲルを処理して乾燥粉末となし；ｃ）該乾燥粉末および結合剤を含む 成形用素材を、ダイに導通して造形品となし；そして ｄ）少なくとも２．７ｍ２／ｇの表面積を有する多結晶質コージエライト相を含 むセラミック物品を得るのに十分な温度に、それに十分な期間、該造形品を加熱 する ことよりなる方法。
12. １２．担体に分散された少なくとも１種の触媒金属を含む触媒複合材料であって 、担体が化学組成（重量）６−１５％ＭｇＯ、３３−４０％Ａｌ２Ｏ３および４ ５−５６％ＳｉＯ２を有し、少なくとも２．７ｍ２／ｇの表面積、少なくとも３ １ＭＰａの圧縮強さ、温度範囲２３−８００℃にわたって５．２×１０−６ｍ／ ｍ／℃以下の熱膨張係数、および少なくとも２０％の多孔度を有する、実質的に 多結晶質のコージエライト相を含む点において改良された触媒複合材料。
13. １３．廃ガスを請求の範囲第１２項に記載の触媒複合材料と接触させることより なる廃ガス処理法。