JPH0638917B2 - アルミナに担持された貴金属含有酸化触媒、その製造方法および使用方法 - Google Patents

アルミナに担持された貴金属含有酸化触媒、その製造方法および使用方法

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JPH0638917B2 JP63270592A JP27059288A JPH0638917B2 JP H0638917 B2 JPH0638917 B2 JP H0638917B2 JP 63270592 A JP63270592 A JP 63270592A JP 27059288 A JP27059288 A JP 27059288A JP H0638917 B2 JPH0638917 B2 JP H0638917B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の技術分野 本発明は、自動車のための触媒の製造方法および使用方
法、特に、セリア(すなわち酸化セリウム)の使用によ
つて安定化されたアルミナ担体に担持された貴金属触媒
の製法に関するものである。
従来の技術の記述 自動車の排ガス処理触媒のために適した担体として相転
移型アルミナを使用した場合には、少なくとも1つの深
刻な問題に直面するであろう。すなわち、このようなア
ルミナ担体の使用中にその温度が上昇した場合には、こ
れは相転移を起しα−アルミナに変わる。このような不
安定性は望ましくないものである。なぜならばその結果
として表面積および物理的強度が著しく減少するからで
ある。さらに、この相転移のために触媒の効率が低下す
る。なぜならば収縮が起るために活性が低下し、そして
摩耗によつて触媒の損耗が起るからである。
今迄、数種の成分がアルミナの安定剤として工業的に使
用され、すなわち酸化バリウム、酸化ランタンおよびセ
リアが使用されていた。これらの酸化物の一般的な使用
方法について述べると、当該酸化物に対応する金属塩を
溶解状態で含む溶液に触媒の基体(substrate)を含浸さ
せ、これによつて得られた含浸基体を焼成して、所望金
属酸化物の被覆(washcoat)を形成させるのである。
これらの安定剤のうちで、触媒上のセリアは、排ガスが
一時的に酸素過剰状態になつたときには酸素を吸収して
貯蔵し、一方、排ガスが酸素不足状態になつたときには
酸素を放出する能力を有する。したがつて、アルミナ上
にセリアおよび貴金属を緊密に沈着(deposit)させてな
る触媒を使用した場合には、一時的に排ガスすなわち反
応ガス中の酸素の量が、COまたはHCの酸化のために必要
な量よりも少なくなつたときでも、セリウムから放出さ
れた酸素によつて該ガスの反応が実施できるのである。
セリアが有する上記の酸素移動特性によつて貴金属触媒
の活性が一層高くなり、この活性は、化学量論的条件に
近い条件下において特に顕著である。
セリアが奏する前記の2つの効果を利用するために、酸
化触媒にセリアを配合するための下記の方法(i)および
(ii)が以前に開発された。
(i) 少量の貴金属と微細CeO2とを共沈(codeposit)さ
せ、その結果として、これらの成分の元素を微視的尺度
の緊密混和状態で含有する被覆を形成させることからな
る方法(この方法は米国特許第3,850,847号、
第4,448,895号、第3,993,572号およ
び第4,367,162号明細書に記載されている)。
(ii) 基体上に最初にCeO2を沈積させ、次いで、通常の
量すなわち少量の貴金属を別個に沈積させ、その結果と
して、CeO2と貴金属とをミクロスケールで密接して含有
する触媒を形成させる(この方法は米国特許第4,44
8,895号、第4,591,580号、第4,40
7,735号、第4,476,246号、第4,42
6,319号、第4,513,579号、第3,90
3,020号、第4,157,316号、第4,33
1,565号、第4,189,404号、第4,28
3,308号および第4,294,726号明細書等に
開示されている)。
酸化セリウムおよび貴金属をミクロスケールで密接して
使用する場合には次の2つの問題が生じ、すなわち(i)
鉛の毒性緩和作用がないという問題、および(ii)飽和炭
化水素の触媒活性が抑制されるという問題が生じること
が本発明者によつて見出されたが、この問題の研究が本
発明の完成の原動力の一部となつたのである。
鉛の毒性は、ヨーロツパやオーストラリア等で多くみら
れる含鉛ガソリンを使用する内燃機関のみならず、無鉛
ガソリンを使用する内燃機関においてもまた重大な問題
である。なぜならば普通の“無鉛ガソリン”が微量の鉛
を含有するからである。排ガス中の酸化鉛を硫酸鉛に変
換させるためには、SO2をSO3に酸化することが必要であ
る。なぜならばSO3の存在下に酸化鉛が無害な硫酸鉛に
変換されるからである。しかしながらSO3の存在量は、S
O2に対する貴金属の酸化触媒活性に左右されて種々変わ
る。セリアと貴金属とを微視的尺度で緊密な状態で使用
した場合には、上記の酸化触媒活性が抑制される。飽和
炭化水素に対する触媒活性の抑制について述べれば、イ
オン性PdOは飽和炭化水素酸化活性を有さず、そして、P
dOからPdへの還元反応がCeO2の存在下では抑制されるた
めに、この現象が起るのである。
したがつて本発明の主な目的は、セリアの使用時の利益
を確実に保持し、しかもセリアの使用時にみられた前記
の問題を完全に解消した自動車の排ガス用の新規な触媒
構成体を提供することである。
発明の構成 前記の目的を達成するために本発明は、化石燃料を使用
する自動車の内燃機関からの排ガスを処理するための触
媒構造体において、 (a) 基体、および (b) 該基体上の被覆 から構成され、この被覆は相互に混和された第1相およ
び第2相を有し、第1相はミクロスケールで密接してCe
O2および貴金属を含有し、第2相は、貴金属を含有する
がCeO2を実質的に含有せずそして第1相中のCeO2からマ
イクロスケールで隔てられていることを特徴とする触媒
構造体を提供するものである。
好ましくは、被覆を構成する各相は粒子の形のものであ
り、そして(i)第1相は、CeO2および貴金属の溶解塩お
よびAl2O3の懸濁粒子を含有する水溶液からのCeO2、貴
金属およびAl2O3の共沈によつて形成され、(ii)第2相
は、貴金属の溶解塩およびAl2O3の懸濁粒子を含有する
水溶液からの貴金属およびAl2O3の共沈によつて形成さ
れる。あるいは、基体はその表面積の増大のためにAl2O
3を該基体上に有し、2相からなる被覆が前記Al2O3上に
密着しており、第1相の一部は、該Al2O3上へのCeO2
不連続状沈着によつて形成され、第1相の別の一部は、
前記の不連続状CeO2上および裸出Al2O3上への貴金属の
連続状沈着によつて形成され、微視的尺度でCeO2と直接
に接する貴金属は第1相を構成し、微視的尺度でCeO2
直接に接していない貴金属は第2相を構成する。
好ましくは、貴金属は白金族金属から選択され、具体的
にいえば貴金属は、白金、パラジウム、ロジウム、ルテ
ニウム、イリジウム、オスミウムおよびその混合物から
なる群から選択される。
本発明はまた、アルミナを含有する被覆を施した自動車
の排ガス処理用触媒系の製造方法にも関する。本製造方
法は、基体上に2相型被覆を含浸または沈着操作によつ
て形成させ、第1相は微視的尺度で緊密な状態のCeO2
よび貴金属を含有するものであり、第2相は、貴金属を
含有するがCeO2を実質的に含有せずそして第1相中のCe
O2からマクロスケールで隔てられているものであること
を特徴とする、触媒系の製造方法にも関する。
好ましくは、本方法の場合においても被覆中の各相は粒
子の形のものであり、そして(i)第1相の粒子は、CeO2
および貴金属の溶解塩およびAl2O3の懸濁粒子を含有す
る水溶液からのCeO2、貴金属およびAl2O3の共沈によつ
て形成され、(ii)第2相の粒子は、貴金属の溶解塩およ
びAl2O3の懸濁粒子を含有する水溶液からの貴金属およ
びAl2O3の共沈によつて形成される。
本方法において、好ましくは、(i)CeO2は最終被覆基体
の重量を基準として2−20重量%沈積させ、(ii)貴金
属は最終被覆基体の重量を基準として0.05−0.5
重量%沈着させ、(iii)Al2O3対CeO2の比を1:1ないし
20:1にする。第1相対第2相の重量比は、好ましく
は4:1ないし1:4である。
本方法において、第1相の粒子の共沈は次のごとく行う
のが有利である。(i)セリウムの塩および貴金属の塩を
蒸留水に溶解し、その中にAl2O3を懸濁させ、(ii)この
液を乾燥、焼成して、CeO2および貴金属を含浸物として
含有するAl2O3粒子の集積物(collection)を生成させ、
(iii)第1相を構成する前記の含浸物含有粒子の集積物
の水性スラリーを生成させ、そして(iv)このスラリー中
に基体を浸漬する。
好ましくは前記の湿式被覆基体は、約75℃に約3−5
時間加熱することによつて乾燥する。第2相も類似の方
法で形成されるが、第2相の場合には、Al2O3の含浸液
はセリウムの塩を含有しない。第2相形成用のスラリー
は、貴金属を含浸したAl2O3粒子の乾燥・焼成物を用い
て作成される。この第2相形成用スラリー中に、前もつ
て被覆された基体を浸漬し、次いで約75℃において約
3−5時間乾燥する。次いで前記の被覆された基体を、
約800℃に約4時間加熱することによつて焼成でき
る。
本発明はまた、貴金属触媒を自動車の排ガスの処理の際
に使用する方法において、相互に混和された2つの相を
有する触媒構成体に前記排ガスを暴露し、前記の2つの
相のうちの第1層は、貴金属およびセリアを微視的尺度
で緊密な状態で含有するものであり、第2相は、貴金属
を含有するがセリアを実質的に含有せず、そして第1相
中のセリアから巨視的尺度で隔てられているものである
ことを特徴とする、触媒の使用方法にも関する。前記の
排ガスは不飽和炭化水素および酸化鉛を含有し、処理時
の該排ガスの温度は250−1000℃、空間速度は1
5,000−100,000hr-1である。
好ましい具体例の記述 1つの相の中でセリアおよび貴金属が微視的尺度で緊密
な状態で存在し、別の相では貴金属は巨視的尺度でセリ
アから隔てられた状態で存在する本発明の2相型触媒構
造体およびその製法の好ましい具体例について、以下の
文節において詳細に説明する。
処理すべき排ガス 以下に記載の触媒構成体で処理される排ガスは、化石燃
料(ガソリンまたはジーゼル燃料)を使用する内燃機関
の排ガスである。このような排ガス中には、プロパンの
ごとき飽和炭化水素および鉛の存在が認められ、しかし
てその存在量は、内燃機関用燃料の産出国や精製法に左
右されて種々変わるであろう。内燃機関の排ガスを触媒
構造体に送給してそこを通過させるが、その場合の空間
速度は15,000−100,000hr-1、温度は約2
50−1000℃であることが好ましい。
基体 触媒用の適当な基体は、表面積対容積の比が高い基体で
あつて、その好ましい例には、1平方インチ当りの細胞
(cell)の数が300以上であり、新鮮なBET面積が少な
くとも15m2/gであり、壁部の厚みが約6ミルである
一枚石(monolithic)の形の菫青石の発泡体(細胞含有
体)があげられる。基体の表面積/容積比を高くするた
めに、周知技術に従つて基体にAl2O3の被覆を施すこと
ができ、すなわちAl2O3のスリツプが付着できる。この
ようなAl2O3は、チタニア、ジルコニア、シリカ、マグ
ネシア、酸化ストロンチウムおよび酸化カルシウムから
なる群から選択された追加成分を含有していてもよい。
この被覆は一般に、最終生成物である耐火物担体付触媒
の重量の3−25重量%を占める。Al2O3含有被覆の形
成によつて触媒の表面積が大きくなり、一般に約20−
30m2/gになる。このAl2O3を安定化させて、高温下
のα−アルミナへの転移を抑制するために、CeO2、La2O
3およびBaOからなる群から選択される安定剤を、Al2O3
との緊密混和状態で配合できる。CeO2が最も好ましい。
なぜならば、CeO2はAl2O3のための安定剤として作用す
るのみならず、排ガスの反応をも促進し、また、貴金属
触媒のための酸素貯蔵体として役立ち、さらにまた、硫
黄の毒性を或程度軽減する作用をも有するからである。
しかしながらCeO2は次のごとき欠点をも有し、すなわ
ち、(i)CeO2は、酸化鉛から硫酸鉛への変換のために必
要なSO3を得るための、SO2からSO3への変換反応に対し
て抑制剤として使用し、すなわちCeO2は鉛の毒性化を妨
害する。(ii)CeO2は貴金属の酸化物から金属状態の貴金
属への還元反応を遅延させることによつて、飽和炭化水
素の酸化反応を抑制する作用を有する。
Al2O3との共存下におけるCeO2の効果を維持しながら前
記のCeO2の欠点を解消するために、本発明では2相型被
覆を施した触媒が使用される。基体または2相型被覆は
他の成分たとえば表面拡張剤(extemders)、安定剤、助
触剤等をも含有し得るが、これらの成分はCeO2および貴
金属の前記の好ましい効果を、機能的にそこなうもので
あつてはならない。
前記の基体すなわち耐火物製基体はペレツトまたは押出
物のごとき不連続体の形に、物理的手段によつて成形さ
れたものであつてよい。この基体はムライト、ジルコニ
ア、チタニア、スピネル、シリカ、シリカ/アルミナ、
シリカ等の材料のうちから選択できる。いわゆる一枚岩
の構造を有するものが好ましい。なぜならばこれは耐久
性が良好であるからである。複数の不連続体たとえば複
数のペレツトからなる基体では、その容器の温度変化に
つて該不連続体のかたより(shifting)が生じ、そのため
に該不連続体が磨耗して破壊することがあり得るが、一
枚岩の構造の基体はこの欠点を有しない。また、基体は
金属製のものであつてもよいが、この場合においても前
記の被覆技術と同様な技術によつて被覆を施すことが必
要である。
第1相 酸化セリウムすなわちセリアおよび貴金属を含浸したア
ルミナ粒子を用いて水性スラリーまたは水性スリツプを
作成する。各相中のAl2O3粒子は表面拡張剤として役立
つが、これは、従来の技術によつてAl2O3被覆を用いて
作られた構造体の場合と同様である。次いで前記のスリ
ツプまたはスラリー中に、基体好ましくは一枚岩の構造
を有する基体を浸漬して基体を湿潤させ、そしてセリア
および貴金属を含浸したアルミナ粒子をその上に被覆す
る。被覆操作は、被覆量が18−40g/ft3、好まし
くは約20g/ft3になるように行うべきである。
このアルミナは、大なる表面積(たとえばBET面積18
0m2/g)を有するγ−アルミナ粉末の集合体から導か
れたものであることが好ましい。このようなアルミナで
は、たとえば平均粒子径は約20nm程度であり、密度は
約2.9g/cm3であり、純度(アルミナとして)は9
9.6%より高い。
アルミナ中へのセリアの含浸は、次のごとく行うのが好
ましい。アルミナ粉末を蒸留水に入れてスラリーを作
り、これにCe(NO3)3.6H2Oの水溶液Aを加える。溶液A
は、該セリウム塩69gを蒸留水約320gに加えそし
て充分に混和することによつて作成するのが有利であ
る。次いで、溶液Aをアルミナのスラリーに加える。ア
ルミナのスラリーは、粉末アルミナ約168gを蒸留水
約1000g中に懸濁させることによつて調製できる。
溶液Aと該スラリーを充分に混和する。前記の場合と当
量の水酸化セリウムの沈澱を形成させるために他種の可
溶性塩類を使用することも勿論可能である。セリウムを
完全に沈澱させるのに充分な量の水酸化アンモニウムを
添加することによつて、アルミナ粒子上に均質な水酸化
セリウムの密着性被覆が形成できる。この沈澱は次の反
応によつて形成される。
Ce(NO3)3+3NH4OH→Ce(OH)3+3NH4NO3 これによつて被覆されたアルミナ粒子を含む水性懸濁液
を濾過し、蒸留水を用いて残留物を充分に洗浄し、約7
5℃において約2時間乾燥して、乾燥ケーキを作る。こ
の結果得られたケーキ中の酸化セリウムの水和物Ce2O3
xH2Oで被覆されたアルミナ粒子は、第1相の形成のため
に必要な含浸アルミナ粒子の一部を構成する。
前記の乾燥ケーキを破砕して48メツシユのふるいを通
し、ボールミルを用いて水中で磨砕してスラリーを作
る。前記の破砕およびボールミル操作を行つた後の含浸
アルミナ粒子約740gを蒸留水1000gと混合し、
其後に、所望に応じて少量の分散剤またはバインダーを
添加して、第2スラリーを形成させる。
パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム、イリジウ
ム、オスミウムおよびその混合物からなる群から選択さ
れた貴金属の塩の水溶液Bを調製する。貴金属は硝酸
塩、塩化物、テトラミン塩のごとき塩の形で添加でき
る。たとえば、蒸留水約75gに塩化白金酸(白金含量
約39.5%)約13gを添加する。溶液Bを前記の第
2スラリーに添加し、好ましくは滴下し、充分に混合す
る。この混合を少なくとも15分間続け、このスラリー
を数時間放置することによつて粘度を調整して安定化さ
せる。このスラリーを、前記の一枚岩の形の基体の第1
浸漬操作において浸漬媒質として使用する。これによつ
て形成された湿潤被覆から余剰のスラリーを吹きはら
い、周囲の空気中で約75℃において約2時間乾燥す
る。
あるいは、Al2O3粒子上への2段階含浸操作の代りに、A
l2O3懸濁粒子を含む単一スラリーに、溶液Aおよび溶液
Bを添加することも可能である。また、噴霧手段や他の
均等手段によつて沈着や含浸操作を行うことも可能であ
る。
第2相 Al2O3の懸濁粒子を含有するスラリーを調製し、これに
溶液Bを添加する。たとえばAl2O3約700gおよび溶液B
約88gをこの操作に使用する。この第2相のスラリー
に被覆基体を浸漬し、次いで乾燥する。
最終触媒の組成は、貴金属約0.05−0.50重量
%、CeO22−20重量%およびAl2O320−40重量%
であり、被覆の重量は22−61重量%であるべきであ
る(最終触媒重量基準)。Al2O3対CeO2の比は1:1な
いし20:1であるべきである。
前記の触媒構造体は2相型の貴金属触媒構造体であつ
て、その第1相は、微視的尺度で緊密な状態のセリアお
よび貴金属を含浸させたアルミナ粒子から構成され(ス
ラリーまたはスリツプからのセリアおよび貴金属の共沈
による)、第2相は、別の貴金属含浸アルミナ粒子の集
積物から構成される(第2相は、前もつて被覆されたア
ルミナ粒子上に沈着させることによつて形成されるが、
第2相中の貴金属はセリアを実質的に含有せず、かつ、
巨視的尺度で第1相中のセリアから隔てられて存在す
る)。本明細書に使用された用語“微視的尺度で緊密な
状態”は、Ceと貴金属とが原子的尺度で近接して存在す
ることを意味する。用語“巨視的尺度で隔てられる”
は、第2相のマトリツク中で貴金属原子から原子的尺度
で最近接位置にはセリウムは存在しないことを意味す
る。
第1相は自動車の排ガスの酸化の促進効果を有し、すな
わち、第1相中の貴金属は芳香族およびオレフイン型の
不飽和炭化水素および一酸化炭素の酸化を促進する。既
述のごとく、セリアおよび貴金属が微視的尺度で緊密な
状態で存在するから、これによつて、SO2からSO3への酸
化反応が抑制され、したがつて酸化鉛を、無害成分であ
る硫酸鉛に酸化させるために必要なSO3の生成が抑制さ
れる。それゆえに第1相は酸化鉛の酸化反応には効果を
奏さず、換言すればガス成分中の毒成分である鉛の無害
化には役立たない。しかしながら第1相中のセリアは貴
金属の酸化反応促進能力を著しく高め、かつ酸素貯蔵性
を有し、過剰量の酸素が存在するような条件下ではセリ
アが一層高い原子価状態に酸化され、一方、還元条件下
には貯蔵酸素を放出し、そのために、化学量論的条件よ
り少し低い条件のときには酸化反応を継続する。
第2相は貴金属を含有し、この貴金属は第1相(すなわ
ち第1被覆)中のセリアから巨視的尺度で隔てられてい
る。第2相は飽和炭化水素(たとえばプロパンC3H8等)
の酸化を促進し、かつ、SO2からSO3への酸化反応を促進
し、したがつて前記のごとく酸化鉛の酸化反応の促進の
ためにも役立つ。
実施例(試験例) 本発明の効果を調べるために若干の試験を行つた。最初
に、モデル反応の解析を行つた。本発明の第1相に類似
の、貴金属(白金)、セリアおよびγ−アルミナを含有
する触媒被覆形成用試料を調製した。この第1相型被覆
形成用試料中の沈積成分は、セリウム3.7重量%、白
金0.7重量%およびγ−アルミナ15−20重量%で
あつた。
別の被覆形成用試料を作成したが、これは本発明の第2
相に実質的に類似し、すなわち、貴金属(白金)および
γ−アルミナを含有するものであつた。前記の第2番目
の試料中の白金の量は0.7重量%であつた。
前記の被覆形成用試料の各々を、スリツプ被覆液の形
で、一枚岩の形の細胞質菫青石セラミツク試料に被覆し
た。被覆された一枚岩の形の触媒試料に、擬似排ガス流
を、SV=60,000hr-1の条件下に接触させた。この
排ガスはプロパンC3H81000ppmおよび酸素2%を含
有するものであつた。
第1図に示したように、第1相に相当する組成の試料は
プロパンの酸化反応の促進効果が低く、この傾向は低温
において特に顕著である。第2相に相当する組成の試料
は、より低い温度において前記変換反応に対してかなり
大きい促進効果を奏する。
さらに、第I表に示したように、試料2(第1相に相当
する組成のもの)は所定の範囲内の種々の温度において
SO2からSO3への酸化反応に対する反応促進効果が比較的
低い。この現象は試料1(第2相に相当する組成のも
の)には認められない。試料1はCeO2を含まず、単純に
白金のみを含むものであつて、そしてこれは種々の温度
においてSO2の変換反応に対して比較的大なる促進効果
を奏した。このことから明らかなように、鉛の害を防止
するために、PM(貴金属)およびCeO2を巨視的尺度の
距離を隔てて存在させることが必要である。
別の一連の試料を使用して、高温酸化反応に対する反応
促進効果を調べた。この試料はいわゆる三用途触媒(TW
C)であつた。この試料の貴金属含有量は、第II表に記載
の通りであつた。
試料3は、Al2O3上に含浸された貴金属およびセリアを
微視的尺度の緊密な状態で含有する第1相被覆と、その
上に形成されたAl2O3上に含浸された貴金属を含有する
第2相被覆を有するものであつた。その中に含まれる貴
金属(PM)は白金およびロジウムであり、その重量比は
5:1であるが、この比は三用途触媒(T.W.C)に特有な
値である。
試料4は、Al2O3上に含浸されたセリアおよび貴金属
(微視的尺度で緊密な状態)を含む第1相被覆のみを有
するものであつて、貴金属の配合量を多くした。
試料5の場合には、Al2O3上に含浸された貴金属および
セリア(微視的尺度で緊密な状態)を含有する第1相を
作り、次いで、Al2O3を使用せずに第1相上に貴金属を
被覆して、後者の貴金属が第1相に、微視的尺度で緊密
な状態で存在するようにした。
これらの貴金属含有触媒のすべてに、空気中で943℃
に4時間加熱することからなる前処理を行つた。この前
処理は、擬似マイル数13,000マイルのパルセータ
ーエージングの後に行つた。ここで使用された用語“パ
ルセーターエージング”は鉛、燐および硫黄を含有する
イソダン(isodane)を用いる触媒の耐久性試験を意味す
る。これは慣用試験である。
第II表に示したように、試料3は一酸化炭素の変換反応
において最高の変換効率を示した。また、不飽和炭化水
素(プロピレンのごときC3H6)の変換効率も良好であ
り、さらにまた、飽和炭化水素(プロパンのごときC
3H8)の変換効率も最高値であつた。
これに対し、比較試料である試料4および試料5では、
COの変換効率が低く、そして飽和炭化水素の変換効率は
著しく低かつた。貴金属の一部を巨視的尺度でCeO2から
隔てて存在させない場合には、飽和HCの酸化反応の促進
効果が低くなる。
本明細書には、本発明の若干の実施例が詳細に記載され
ているが、本発明はその要旨を逸脱することなく種々多
様の態様で実施でき、これらの態様は全部本発明の範囲
内に入るものであることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、プロパン(飽和炭化水素の1種)の変換率に
対する温度の影響を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−71543(JP,A) 特開 昭63−104651(JP,A) 特開 昭63−88040(JP,A) 実開 昭64−39824(JP,U)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】自動車の排ガス処理用のアルミナ含有被覆
    基体を含む触媒系の製造方法において、CeO2と、白金、
    パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オス
    ミウムおよびその混合物からなる群から選択された貴金
    属とを、ミクロスケールで密接して含有する第1相と、
    白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウ
    ム、オスミウムおよびその混合物からなる群から選択さ
    れた貴金属を含むがCeO2を実質的に含まずそして第1相
    中の前記CeO2からマクロスケールで隔てられた第2相と
    を有する2相型被覆を、前記基体上に含浸または沈着に
    よって形成させることを特徴とする、触媒系の製造方
    法。
  2. 【請求項2】これらの相が粒子の形のものであり、(i)
    第1相の粒子を、CeO2の溶解塩および貴金属の溶解塩を
    含有しかつAl2O3の懸濁粒子を含有する水溶液からのCeO
    2、貴金属およびAl2O3の共沈によって形成させ、(ii)第
    2相の粒子を、貴金属の溶解塩およびAl2O3の懸濁粒子を
    含有する水溶液からの貴金属およびAl2O3の共沈によっ
    て形成させる請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】CeO2の沈着量が2-20重量%(被覆基体の重
    量基準)であり、貴金属の沈着量が0.05-0.5重量%(最終
    被覆基体の重量基準)であり、Al2O3/CeO2比が1:1〜20:1
    である請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】2相被覆のための含浸または沈着操作の実
    施前に基体をAl2O3で被覆し、該被覆Al2O3上にCeO2を非
    連続的に沈着させることによって第1相の一部を形成さ
    せ、前記の非連続のCeO2の上および露出したAl2O3上に
    貴金属を連続的に沈着させることによって第1相の別の
    一部を形成させ、前記のCeO2とミクロスケールで直接に
    接する前記貴金属は第1相を構成し、CeO2とミクロスケ
    ールで直接に接していない貴金属は第2相を構成する請
    求項1に記載の方法。
  5. 【請求項5】化石燃料を使用する自動車の内燃機関から
    の排ガスを処理するための触媒構造体において、 (a) 基体、および (b) 該基体上の被覆 から構成され、この被覆は第1相および第2相を有し、第
    1相はミクロスケールで密接してCeO2と、白金、パラジ
    ウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウムおよびオスニ
    ウムからなる群から選択された貴金属を含有し、第2相
    は、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジ
    ウムおよびオスニウムからなる群から選択された貴金属
    を含有するが、CeO2を実質的に含有せずそして第1相中
    のCeO2からマクロスケールで隔てられていることを特徴
    とする触媒構造体。
  6. 【請求項6】前記の相が粒子の形を有し、そして(i)第1
    相の粒子は、CeO2の溶解塩および貴金属の溶解塩とAl2O
    3の懸濁粒子とを含有する水溶液からのCeO2、貴金属お
    よびAl2O3の共沈によって形成されたものであり、(ii)
    第2相の粒子は、貴金属の溶解塩およびAl2O3の懸濁粒子
    を含有する水溶液からの貴金属およびAl2O3の共沈によ
    って形成されたものである請求項5に記載の触媒構造
    体。
  7. 【請求項7】基体がその表面積を増大させるためにAl2O
    3を担持し、2つの相からなる被覆が前記Al2O3上に施さ
    れており、第1相の一部には、前記Al2O3上へのCeO2の非
    連続沈着によって成され、第1相の別の一部は、前記の
    不連続状態のCeO2および裸出Al2O3上への貴金属の連続
    沈着によって形成され、前記のCeO2に微視的尺度で直接
    に接した貴金属は第1相を構成し、前記のCeO2に微視的
    尺度で直接に接していない貴金属は第2相を構成する請
    求項5に記載の触媒構造体。
  8. 【請求項8】化石燃料を使用する内燃機関を備えた自動
    車の排ガスを処理するために貴金属触媒を使用する方法
    において、相互に混和された2つの相を有し、かつ前記
    の相のいずれかの中または周囲にアルミナを含有する触
    媒構造体に前記排ガスを、処理温度250-1000℃、空間速
    度15,000-80,000hr-1で暴露し、第1相はCeO2および貴金
    属をミクロスケールで密接して含有するものであり、第
    2相は貴金属を含有し、CeO2を実質的に含有せず、そし
    て前記第1相中の前記CeO2からマクロスケールで隔てら
    れたものであることを特徴とする使用方法
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