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公開番号2025020026
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-07
出願番号2024117903
出願日2024-07-23
発明の名称複合酸化物及びその製造方法
出願人三井金属鉱業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B01D 53/94 20060101AFI20250131BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】本発明は、セリウム元素と、ジルコニウム元素と、アルミニウム元素と、場合によりセリウム元素以外の希土類金属元素とを含む複合酸化物であって、OSCが向上した複合酸化物及び該複合酸化物の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、セリウム元素と、ジルコニウム元素と、アルミニウム元素と、場合によりセリウム元素以外の希土類金属元素とを含む複合酸化物であって、COパルス法で測定されるCeO₂ 1gあたりの400℃におけるOSC量が1470μmol/g以上である、前記複合酸化物を提供する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
セリウム元素と、ジルコニウム元素と、アルミニウム元素と、場合によりセリウム元素以外の希土類金属元素とを含む複合酸化物であって、
ＣＯパルス法で測定されるＣｅＯ
２
１ｇあたりの４００℃におけるＯＳＣ量が１４７０μｍｏｌ／ｇ以上である、前記複合酸化物。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
以下の工程：
（１ａ）水と、セリウム塩と、ジルコニウム塩と、アルミニウム化合物粒子と、カチオン性又は非イオン性の水溶性高分子と、場合によりセリウム塩以外の希土類金属塩とを含む原料液を準備する工程；
（１ｂ）前記原料液に沈殿剤を添加し、セリウム元素と、ジルコニウム元素と、アルミニウム元素と、場合によりセリウム元素以外の希土類金属元素とを含む沈殿物を形成させる工程；
（１ｃ）前記原料液から前記沈殿物を分離し、前記沈殿物を含むケーキを得る工程；及び
（１ｄ）前記ケーキを焼成し、セリウム元素と、ジルコニウム元素と、アルミニウム元素と、場合によりセリウム元素以外の希土類金属元素とを含む複合酸化物を製造する工程
を含む、複合酸化物の製造方法であって、
前記アルミニウム化合物粒子が、アルミナ粒子及びアルミナ水和物粒子から選択され、
動的光散乱法により測定される前記アルミニウム化合物粒子のメジアン径Ｄ
５０
が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下である、前記製造方法。
【請求項３】
工程（１ａ）において、前記原料液中の前記アルミニウム化合物粒子の量に対する、前記原料液中の前記水溶性高分子の量の百分率が、０．１質量％以上である、請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
以下の工程：
（２ａ）水と、セリウム塩と、ジルコニウム塩と、アルミニウム化合物粒子と、場合によりセリウム塩以外の希土類金属塩とを含む原料液を準備する工程；
（２ｂ）前記原料液にカチオン性又は非イオン性の水溶性高分子及び沈殿剤を添加し、セリウム元素と、ジルコニウム元素と、アルミニウム元素と、場合によりセリウム元素以外の希土類金属元素とを含む沈殿物を形成させる工程；
（２ｃ）前記原料液から前記沈殿物を分離し、前記沈殿物を含むケーキを得る工程；及び
（２ｄ）前記ケーキを焼成し、セリウム元素と、ジルコニウム元素と、アルミニウム元素と、場合によりセリウム元素以外の希土類金属元素とを含む複合酸化物を製造する工程
を含む、複合酸化物の製造方法であって、
工程（２ｂ）において、前記水溶性高分子を、前記沈殿物が形成される前に前記原料液に添加し、
前記アルミニウム化合物粒子が、アルミナ粒子及びアルミナ水和物粒子から選択され、
動的光散乱法により測定される前記アルミニウム化合物粒子のメジアン径Ｄ
５０
が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下である、前記製造方法。
【請求項５】
工程（２ｂ）において、前記原料液中の前記アルミニウム化合物粒子の量に対する、前記原料液に添加される前記水溶性高分子の量の百分率が、０．１質量％以上である、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記カチオン性の水溶性高分子が、第４級アンモニウム基を含む繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の分子量が１８０以上である、請求項２～５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記繰り返し単位の重量平均重合度が２０以上である、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
以下の工程：
（３ａ）水と、セリウム塩と、ジルコニウム塩と、アルミニウム化合物粒子と、場合によりセリウム塩以外の希土類金属塩とを含む原料液を準備する工程；
（３ｂ）前記原料液に沈殿剤を添加し、セリウム元素と、ジルコニウム元素と、アルミニウム元素と、場合によりセリウム元素以外の希土類金属元素とを含む沈殿物を形成させる工程；
（３ｃ）前記原料液から前記沈殿物を分離し、前記沈殿物を含むケーキを得る工程；
（３ｄ）前記ケーキとアニオン性又は非イオン性の水溶性高分子とを溶媒中で混合し、前記水溶性高分子を含むスラリーを得る工程；
（３ｅ）前記スラリーを蒸発乾固させ、乾固物を得る工程；及び
（３ｆ）前記乾固物を焼成し、セリウム元素と、ジルコニウム元素と、アルミニウム元素と、場合によりセリウム元素以外の希土類金属元素とを含む複合酸化物を製造する工程
を含む、複合酸化物の製造方法であって、
前記アルミニウム化合物粒子が、アルミナ粒子及びアルミナ水和物粒子から選択され、
動的光散乱法により測定される前記アルミニウム化合物粒子のメジアン径Ｄ
５０
が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下である、前記製造方法。
【請求項９】
工程（３ｄ）において、前記ケーキの固形分の量に対する、前記ケーキと混合される前記水溶性高分子の量の百分率が、５質量％以上である、請求項８に記載の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合酸化物及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車、バイク等の内燃機関から排出される排ガス中には、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害成分が含まれている。これらの有害成分を浄化して無害化する排ガス浄化用触媒として、ＨＣ及びＣＯを酸化して水及び二酸化炭素に変換するとともに、ＮＯｘを還元して窒素に変換する触媒活性を有する三元触媒が使用されている。
【０００３】
排ガス中の酸素濃度の変動を緩和してＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等を効率よく浄化するために、三元触媒の構成材料として、酸素貯蔵能（ＯＳＣ：ＯｘｙｇｅｎＳｔｏｒａｇｅＣａｐａｃｉｔｙ）を有する材料（以下「ＯＳＣ材料」という場合がある。）が使用されている。
【０００４】
セリウム元素と、ジルコニウム元素と、アルミニウム元素と、場合によりセリウム元素以外の希土類金属元素とを含む複合酸化物がＯＳＣ材料として知られている（例えば特許文献１）。
【０００５】
特許文献１には、複合酸化物の作製において、動的光散乱法により測定されるメジアン径Ｄ
５０
が１ｎｍ以上２２０ｎｍ以下であるアルミニウム化合物粒子を使用することにより、複合酸化物の耐熱性を向上させることができることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開第２０２２／１３７９１０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年の排ガス浄化性能への要求の高まりから、ＯＳＣ材料の性能の向上が求められている。
【０００８】
本発明は、セリウム元素と、ジルコニウム元素と、アルミニウム元素と、場合によりセリウム元素以外の希土類金属元素とを含む複合酸化物であって、ＯＳＣ（特に、高温環境に曝露された後のＯＳＣ）が向上した複合酸化物及び該複合酸化物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の発明を提供する。
［１］セリウム元素と、ジルコニウム元素と、アルミニウム元素と、場合によりセリウム元素以外の希土類金属元素とを含む複合酸化物であって、
ＣＯパルス法で測定されるＣｅＯ
２
１ｇあたりの４００℃におけるＯＳＣ量が１４７０μｍｏｌ／ｇ以上である、前記複合酸化物。
［２］以下の工程：
（１ａ）水と、セリウム塩と、ジルコニウム塩と、アルミニウム化合物粒子と、カチオン性又は非イオン性の水溶性高分子と、場合によりセリウム塩以外の希土類金属塩とを含む原料液を準備する工程；
（１ｂ）前記原料液に沈殿剤を添加し、セリウム元素と、ジルコニウム元素と、アルミニウム元素と、場合によりセリウム元素以外の希土類金属元素とを含む沈殿物を形成させる工程；
（１ｃ）前記原料液から前記沈殿物を分離し、前記沈殿物を含むケーキを得る工程；及び
（１ｄ）前記ケーキを焼成し、セリウム元素と、ジルコニウム元素と、アルミニウム元素と、場合によりセリウム元素以外の希土類金属元素とを含む複合酸化物を製造する工程
を含む、複合酸化物の製造方法であって、
前記アルミニウム化合物粒子が、アルミナ粒子及びアルミナ水和物粒子から選択され、
動的光散乱法により測定される前記アルミニウム化合物粒子のメジアン径Ｄ
５０
が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下である、前記製造方法。
［３］工程（１ａ）において、前記原料液中の前記アルミニウム化合物粒子の量に対する、前記原料液中の前記水溶性高分子の量の百分率が、０．１質量％以上である、［２］に記載の製造方法。
［４］以下の工程：
（２ａ）水と、セリウム塩と、ジルコニウム塩と、アルミニウム化合物粒子と、場合によりセリウム塩以外の希土類金属塩とを含む原料液を準備する工程；
（２ｂ）前記原料液にカチオン性又は非イオン性の水溶性高分子及び沈殿剤を添加し、セリウム元素と、ジルコニウム元素と、アルミニウム元素と、場合によりセリウム元素以外の希土類金属元素とを含む沈殿物を形成させる工程；
（２ｃ）前記原料液から前記沈殿物を分離し、前記沈殿物を含むケーキを得る工程；及び
（２ｄ）前記ケーキを焼成し、セリウム元素と、ジルコニウム元素と、アルミニウム元素と、場合によりセリウム元素以外の希土類金属元素とを含む複合酸化物を製造する工程
を含む、複合酸化物の製造方法であって、
工程（２ｂ）において、前記水溶性高分子を、前記沈殿物が形成される前に前記原料液に添加し、
前記アルミニウム化合物粒子が、アルミナ粒子及びアルミナ水和物粒子から選択され、
動的光散乱法により測定される前記アルミニウム化合物粒子のメジアン径Ｄ
５０
が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下である、前記製造方法。
［５］工程（２ｂ）において、前記原料液中の前記アルミニウム化合物粒子の量に対する、前記原料液に添加される前記水溶性高分子の量の百分率が、０．１質量％以上である、［４］に記載の製造方法。
［６］前記カチオン性の水溶性高分子が、第４級アンモニウム基を含む繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の分子量が１８０以上である、［２］～［５］のいずれか一項に記載の製造方法。
［７］前記繰り返し単位の重量平均重合度が２０以上である、［６］に記載の製造方法。
［８］以下の工程：
（３ａ）水と、セリウム塩と、ジルコニウム塩と、アルミニウム化合物粒子と、場合によりセリウム塩以外の希土類金属塩とを含む原料液を準備する工程；
（３ｂ）前記原料液に沈殿剤を添加し、セリウム元素と、ジルコニウム元素と、アルミニウム元素と、場合によりセリウム元素以外の希土類金属元素とを含む沈殿物を形成させる工程；
（３ｃ）前記原料液から前記沈殿物を分離し、前記沈殿物を含むケーキを得る工程；
（３ｄ）前記ケーキとアニオン性又は非イオン性の水溶性高分子とを溶媒中で混合し、前記水溶性高分子を含むスラリーを得る工程；
（３ｅ）前記スラリーを蒸発乾固させ、乾固物を得る工程；及び
（３ｆ）前記乾固物を焼成し、セリウム元素と、ジルコニウム元素と、アルミニウム元素と、場合によりセリウム元素以外の希土類金属元素とを含む複合酸化物を製造する工程
を含む、複合酸化物の製造方法であって、
前記アルミニウム化合物粒子が、アルミナ粒子及びアルミナ水和物粒子から選択され、
動的光散乱法により測定される前記アルミニウム化合物粒子のメジアン径Ｄ
５０
が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下である、前記製造方法。
［９］工程（３ｄ）において、前記ケーキの固形分の量に対する、前記ケーキと混合される前記水溶性高分子の量の百分率が、５質量％以上である、［８］に記載の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、セリウム元素と、ジルコニウム元素と、アルミニウム元素と、場合によりセリウム元素以外の希土類金属元素とを含む複合酸化物であって、ＯＳＣ（特に、高温環境に曝露された後のＯＳＣ）が向上した複合酸化物及び該複合酸化物の製造方法が提供される。本明細書において、「高温」は、好ましくは８００℃以上、さらに好ましくは９００℃以上、さらに一層好ましくは１０００℃以上の温度を意味する。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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