ジルコニウム及びセリウムの混合酸化物を基とする組成物、その合成方法並びに使用方法
【目的】 熱安定性のある広い比表面積を有するジルコニウム及びセリウムの混合酸化物からなる組成物、その合成方法及び使用方法を提供すること。
【構成】 本発明は、（１）ジルコニウムゾル及びセリウムゾルを所望される最終生成物に対応する理論量で混合し、（２）得られた混合物に塩基を添加し、（３）形成された沈殿物を回収し、（４）回収された沈殿物をか焼する、段階からなることを特徴とするジルコニウム及びセリウムの混合酸化物からなる組成物の製造方法、該組成物、及びこのようにして得られた組成物の、特に自動車あと燃え分野に於ける、触媒又は触媒担体としての使用に関する。
【構成】 本発明は、（１）ジルコニウムゾル及びセリウムゾルを所望される最終生成物に対応する理論量で混合し、（２）得られた混合物に塩基を添加し、（３）形成された沈殿物を回収し、（４）回収された沈殿物をか焼する、段階からなることを特徴とするジルコニウム及びセリウムの混合酸化物からなる組成物の製造方法、該組成物、及びこのようにして得られた組成物の、特に自動車あと燃え分野に於ける、触媒又は触媒担体としての使用に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】 （１）所望される最終生成物に対応する理論比でジルコニウムゾル及びセリウムゾルを混合し（該ジルコニウムゾルを構成する粒子の平均直径ｒ1 の該セリウムゾルを構成する粒子の平均直径ｒ2 に対する比ｒは少なくとも５である）、（２）得られた混合物に塩基を添加し、（３）形成された沈殿物を回収し、（４）最後に回収された沈殿物をか焼する、段階を含むことを特徴とするジルコニウム及びセリウムの混合酸化物を基とする組成物の合成方法。
【請求項２】 該ジルコニウムゾルを構成する粒子の平均直径が５〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】 該平均直径が１０〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】 該セリウムゾルを構成する粒子の平均直径が３〜１００ｎｍであることを特徴とする前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項５】 該平均直径が５〜５０ｎｍであることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】 該比ｒが１０以上であることを特徴とする前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項７】 該比ｒが２０以上であることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】 酸化ジルコニウム及び（又は）酸化セリウムの比表面積を熱安定化することが知られている成分から選択される３番目の成分（ドーピング成分）が該混合物に加えられることを特徴とする前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項９】 該ドーピング成分が、希土類金属、とりわけイットリウム、ランタン、プラセオジム、ネオジム；アルカリ土類金属、とりわけマグネシウム、カルシウム、バリウム；アルミニウム；シリコン；トリウム；スカンジウム；ガリウム；ホウ素；チタン；バナジウム；ニオブ；タンタル；クロム又はビスマスから単独で又は混合物として選択されることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】 該ドーピング成分が、ランタン、アルミニウム、及びシリコンから単独で又は混合物として選択されることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】 該塩基がアンモニア水、水酸化ナトリウム、又は水酸化カリウムであることを特徴とする前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項１２】アンモニア水溶液が使用されることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】 沈殿混合物の最終ｐＨが少なくとも４になるまで塩基の添加が行なわれる前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項１４】該ｐＨが少なくとも７であることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】 該沈殿物がろ過により回収されることを特徴とする前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項１６】 回収された沈殿物が次に、好ましくは水により洗浄されることを特徴とする前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項１７】 回収され、任意に洗浄された沈殿物が乾燥されることを特徴とする前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項１８】 該か焼が７００〜１０００℃の温度で行なわれることを特徴とする前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項１９】 該温度が８００〜１０００℃であることを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】 酸化物の形態で表して、５１〜９９重量％のジルコニウム及び１〜４９重量％のセリウムを含有する組成物を得ることを特徴とする前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項２１】 酸化物の形態で表して、０．１〜２０重量％、好ましくは１〜１０重量％の上記ドーピング成分を更に含有する組成物を得ることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項２２】 少なくとも１０ｍ2/ｇの比表面積を有することを特徴とするジルコニウム及びセリウムの混合酸化物を基とする組成物。
【請求項２３】 該比表面積が少なくとも２０ｍ2/ｇであることを特徴とする請求項２２記載の組成物。
【請求項２４】 該比表面積が少なくとも３０ｍ2/ｇであることを特徴とする請求項２３記載の組成物。
【請求項２５】 該比表面積が少なくとも４０ｍ2/ｇであることを特徴とする請求項２４記載の組成物。
【請求項２６】 ８００℃でのか焼後、少なくとも２０ｍ2/ｇの比表面積を有することを特徴とする請求項２２〜２５の何れか１つに記載の組成物。
【請求項２７】 該比表面積が少なくとも３０ｍ2/ｇであることを特徴とする請求項２６記載の組成物。
【請求項２８】 該比表面積が少なくとも４０ｍ2/ｇであることを特徴とする請求項２７記載の組成物。
【請求項２９】 ９００℃でのか焼後、少なくとも２０ｍ2/ｇの比表面積を有することを特徴とする請求項２２〜２８の何れか１つに記載の組成物。
【請求項３０】 該比表面積が少なくとも３０ｍ2/ｇであることを特徴とする請求項２９記載の組成物。
【請求項３１】 該比表面積が少なくとも４０ｍ2/ｇであることを特徴とする請求項３０記載の組成物。
【請求項３２】 酸化物の形態で表して、５１〜９９重量％のジルコニウム及び４９〜１重量％のセリウムを含有することを特徴とする請求項２２〜３１の何れか１つに記載の組成物。
【請求項３３】 該セリウム含有量が１〜３０重量％であることを特徴とする請求項３２記載の組成物。
【請求項３４】 ０．１〜２０重量％の上記ドーピング成分を更に含有することを特徴とする請求項３２及び３３の何れか１つに記載の組成物。
【請求項３５】 該ドーピング成分の含有量が１〜１０重量％であることを特徴とする請求項３４記載の組成物。
【請求項３６】 該ドーピング成分が酸化ジルコニウム及び（又は）酸化セリウムの固溶体中に存在することを特徴とする請求項３４及び３５の何れか１つに記載の組成物。
【請求項３７】 請求項２２〜３６の何れか１つに記載の組成物又は請求項１〜２１の何れか１つに記載の方法により得られる組成物の触媒又は触媒担体としての或はそれらを製造する為の使用方法。
【請求項３８】 多孔質担体が、任意にアルミナとの混合物として、請求項２２〜３６の何れか１つに記載の組成物又は請求項１〜２１の何れか１つに記載の方法により得られる組成物の少なくとも１種を含むことを特徴とする該多孔質担体及び触媒活性成分からなる触媒。
【請求項３９】 多孔質層が、任意にアルミナとの混合物として、請求項２２〜３６の何れか１つに記載の組成物又は請求項１〜２１の何れか１つに記載の方法により得られる組成物の少なくとも１種を含むことを特徴とする、触媒活性成分がその上に付着された該多孔質層（ウォッシュコート）に被覆された超耐熱性構造（担体）からなるモノリスタイプ触媒。
【請求項４０】 内燃機関、特に自動車エンジン、からの排気ガスを処理する為の請求項３８及び３９何れか１つに記載の触媒の使用方法。
【請求項１】 （１）所望される最終生成物に対応する理論比でジルコニウムゾル及びセリウムゾルを混合し（該ジルコニウムゾルを構成する粒子の平均直径ｒ1 の該セリウムゾルを構成する粒子の平均直径ｒ2 に対する比ｒは少なくとも５である）、（２）得られた混合物に塩基を添加し、（３）形成された沈殿物を回収し、（４）最後に回収された沈殿物をか焼する、段階を含むことを特徴とするジルコニウム及びセリウムの混合酸化物を基とする組成物の合成方法。
【請求項２】 該ジルコニウムゾルを構成する粒子の平均直径が５〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】 該平均直径が１０〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】 該セリウムゾルを構成する粒子の平均直径が３〜１００ｎｍであることを特徴とする前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項５】 該平均直径が５〜５０ｎｍであることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】 該比ｒが１０以上であることを特徴とする前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項７】 該比ｒが２０以上であることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】 酸化ジルコニウム及び（又は）酸化セリウムの比表面積を熱安定化することが知られている成分から選択される３番目の成分（ドーピング成分）が該混合物に加えられることを特徴とする前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項９】 該ドーピング成分が、希土類金属、とりわけイットリウム、ランタン、プラセオジム、ネオジム；アルカリ土類金属、とりわけマグネシウム、カルシウム、バリウム；アルミニウム；シリコン；トリウム；スカンジウム；ガリウム；ホウ素；チタン；バナジウム；ニオブ；タンタル；クロム又はビスマスから単独で又は混合物として選択されることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】 該ドーピング成分が、ランタン、アルミニウム、及びシリコンから単独で又は混合物として選択されることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】 該塩基がアンモニア水、水酸化ナトリウム、又は水酸化カリウムであることを特徴とする前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項１２】アンモニア水溶液が使用されることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】 沈殿混合物の最終ｐＨが少なくとも４になるまで塩基の添加が行なわれる前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項１４】該ｐＨが少なくとも７であることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】 該沈殿物がろ過により回収されることを特徴とする前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項１６】 回収された沈殿物が次に、好ましくは水により洗浄されることを特徴とする前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項１７】 回収され、任意に洗浄された沈殿物が乾燥されることを特徴とする前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項１８】 該か焼が７００〜１０００℃の温度で行なわれることを特徴とする前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項１９】 該温度が８００〜１０００℃であることを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】 酸化物の形態で表して、５１〜９９重量％のジルコニウム及び１〜４９重量％のセリウムを含有する組成物を得ることを特徴とする前記請求項何れか１つに記載の方法。
【請求項２１】 酸化物の形態で表して、０．１〜２０重量％、好ましくは１〜１０重量％の上記ドーピング成分を更に含有する組成物を得ることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項２２】 少なくとも１０ｍ2/ｇの比表面積を有することを特徴とするジルコニウム及びセリウムの混合酸化物を基とする組成物。
【請求項２３】 該比表面積が少なくとも２０ｍ2/ｇであることを特徴とする請求項２２記載の組成物。
【請求項２４】 該比表面積が少なくとも３０ｍ2/ｇであることを特徴とする請求項２３記載の組成物。
【請求項２５】 該比表面積が少なくとも４０ｍ2/ｇであることを特徴とする請求項２４記載の組成物。
【請求項２６】 ８００℃でのか焼後、少なくとも２０ｍ2/ｇの比表面積を有することを特徴とする請求項２２〜２５の何れか１つに記載の組成物。
【請求項２７】 該比表面積が少なくとも３０ｍ2/ｇであることを特徴とする請求項２６記載の組成物。
【請求項２８】 該比表面積が少なくとも４０ｍ2/ｇであることを特徴とする請求項２７記載の組成物。
【請求項２９】 ９００℃でのか焼後、少なくとも２０ｍ2/ｇの比表面積を有することを特徴とする請求項２２〜２８の何れか１つに記載の組成物。
【請求項３０】 該比表面積が少なくとも３０ｍ2/ｇであることを特徴とする請求項２９記載の組成物。
【請求項３１】 該比表面積が少なくとも４０ｍ2/ｇであることを特徴とする請求項３０記載の組成物。
【請求項３２】 酸化物の形態で表して、５１〜９９重量％のジルコニウム及び４９〜１重量％のセリウムを含有することを特徴とする請求項２２〜３１の何れか１つに記載の組成物。
【請求項３３】 該セリウム含有量が１〜３０重量％であることを特徴とする請求項３２記載の組成物。
【請求項３４】 ０．１〜２０重量％の上記ドーピング成分を更に含有することを特徴とする請求項３２及び３３の何れか１つに記載の組成物。
【請求項３５】 該ドーピング成分の含有量が１〜１０重量％であることを特徴とする請求項３４記載の組成物。
【請求項３６】 該ドーピング成分が酸化ジルコニウム及び（又は）酸化セリウムの固溶体中に存在することを特徴とする請求項３４及び３５の何れか１つに記載の組成物。
【請求項３７】 請求項２２〜３６の何れか１つに記載の組成物又は請求項１〜２１の何れか１つに記載の方法により得られる組成物の触媒又は触媒担体としての或はそれらを製造する為の使用方法。
【請求項３８】 多孔質担体が、任意にアルミナとの混合物として、請求項２２〜３６の何れか１つに記載の組成物又は請求項１〜２１の何れか１つに記載の方法により得られる組成物の少なくとも１種を含むことを特徴とする該多孔質担体及び触媒活性成分からなる触媒。
【請求項３９】 多孔質層が、任意にアルミナとの混合物として、請求項２２〜３６の何れか１つに記載の組成物又は請求項１〜２１の何れか１つに記載の方法により得られる組成物の少なくとも１種を含むことを特徴とする、触媒活性成分がその上に付着された該多孔質層（ウォッシュコート）に被覆された超耐熱性構造（担体）からなるモノリスタイプ触媒。
【請求項４０】 内燃機関、特に自動車エンジン、からの排気ガスを処理する為の請求項３８及び３９何れか１つに記載の触媒の使用方法。
【公開番号】特開平６−２７９０２７
【公開日】平成６年（１９９４）１０月４日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平６−３５１７７
【出願日】平成６年（１９９４）２月９日
【出願人】（３９００２３１３５）ローヌ−プーラン・シミ (146)
【氏名又は名称原語表記】ＲＨＯＮＥ−ＰＯＵＬＥＮＣ ＣＨＩＭＩＥ
【公開日】平成６年（１９９４）１０月４日
【国際特許分類】
【出願日】平成６年（１９９４）２月９日
【出願人】（３９００２３１３５）ローヌ−プーラン・シミ (146)
【氏名又は名称原語表記】ＲＨＯＮＥ−ＰＯＵＬＥＮＣ ＣＨＩＭＩＥ
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