(57)【要約】      （修正有）【課題】優れた酸化性能を発現し得る酸化触媒を提供すること。【解決手段】酸化触媒１は、鉄とセリウムとランタンを含有する第１触媒１０と、鉄とセリウムを含有する第２触媒２０（該第１触媒を除く。）とを少なくとも含み、該第１触媒１０及び該第２触媒２０の合計質量（Ｍ１＋Ｍ２）に対する該第２触媒２０の質量（Ｍ２）の比［Ｍ２／（Ｍ１＋Ｍ２）］が、０．４以上１．０未満である。酸化触媒１は、鉄とセリウムとランタンを含有する第１触媒１０と、鉄とセリウムを含有する第２触媒２０（該第１触媒を除く。）とを少なくとも含み、該第１触媒１０及び該第２触媒２０の合計質量（Ｍ１＋Ｍ２）に対する該第２触媒２０の質量（Ｍ２）の比［Ｍ２／（Ｍ１＋Ｍ２）］が、０．４以上０．８未満である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄とセリウムとランタンを含有する第１触媒と、
鉄とセリウムを含有する第２触媒（上記第１触媒を除く。）と
を少なくとも含み、
上記第１触媒及び上記第２触媒の合計質量（Ｍ１＋Ｍ２）に対する上記第２触媒の質量（Ｍ２）の比［Ｍ２／（Ｍ１＋Ｍ２）］が、０．４以上１．０未満であることを特徴とする酸化触媒。
【請求項２】
上記第１触媒及び上記第２触媒の合計質量（Ｍ１＋Ｍ２）に対する上記第２触媒の質量（Ｍ２）の比［Ｍ２／（Ｍ１＋Ｍ２）］が、０．４以上０．８未満であることを特徴とする請求項１に記載の酸化触媒。
【請求項３】
上記第１触媒及び上記第２触媒の合計質量（Ｍ１＋Ｍ２）に対する上記第２触媒の質量（Ｍ２）の比［Ｍ２／（Ｍ１＋Ｍ２）］が、０．６以上０．８未満であることを特徴とする請求項１又は２に記載の酸化触媒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化触媒に関する。更に詳細には、本発明は、鉄とセリウムとランタンを含有する第１触媒と、鉄とセリウムを含有する第２触媒とを所定の割合で含む酸化触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、触媒金属としての鉄の使用に関する問題を解消して、良好な酸素ストレージ能（ＯＳＣ）を有する排ガス浄化触媒として、セリア−ジルコニア複合酸化物及びその中に分散して少なくとも部分的に固溶している酸化鉄を含む排ガス浄化触媒が開示されている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の排ガス浄化触媒にあっては、酸化性能が十分ではないという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、その目的とするところは、優れた酸化性能を発現し得る酸化触媒を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた。
そして、その結果、鉄とセリウムとランタンを含有する第１触媒と、鉄とセリウムを含有する第２触媒（該第１触媒を除く。）とを少なくとも所定の割合で含む構成とすることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の酸化触媒は、鉄とセリウムとランタンを含有する第１触媒と、鉄とセリウムを含有する第２触媒（上記第１触媒を除く。）とを少なくとも含み、該第１触媒及び該第２触媒の合計質量（Ｍ１＋Ｍ２）に対する該第２触媒の質量（Ｍ２）の比［Ｍ２／（Ｍ１＋Ｍ２）］が０．４以上１．０未満であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、鉄とセリウムとランタンを含有する第１触媒と、鉄とセリウムを含有する第２触媒（該第１触媒を除く。）とを少なくとも所定の割合で含む構成としたため、特にリーン雰囲気下において、優れた酸化性能を発現し得る酸化触媒を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る酸化触媒の概略的な構成を示す説明図である。
【図２】第２の実施形態に係る酸化触媒の概略的な構成を示す説明図である。
【図３】第３の実施形態に係る酸化触媒の概略的な構成を示す説明図である。
【図４】第４の実施形態に係る酸化触媒の概略的な構成を示す説明図である。
【図５】第５の実施形態に係る酸化触媒の概略的な構成を示す説明図である。
【図６】第６の実施形態に係る酸化触媒の概略的な構成を示す説明図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、リーン雰囲気下、５００℃及び４００℃における各例の酸化触媒のＣＯ転化率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態に係る酸化触媒について詳細に説明する。
【００１１】
本発明の実施の形態の酸化触媒は、特にリーン雰囲気下において、優れた酸化性能を発現し、鉄（Ｆｅ）とセリウム（Ｃｅ）とランタン（Ｌａ）を含有する第１触媒と、鉄（Ｆｅ）とセリウム（Ｃｅ）を含有する第２触媒（但し、第１触媒を除く。）とを少なくとも含むものである。更に、第１触媒及び第２触媒の合計質量（Ｍ１＋Ｍ２）に対する第２触媒の質量（Ｍ２）の比［Ｍ２／（Ｍ１＋Ｍ２）］が０．４以上１．０未満であるものである。
【００１２】
また、特に限定されるものではないが、第１触媒及び第２触媒の合計質量（Ｍ１＋Ｍ２）に対する第２触媒の質量（Ｍ２）の比［Ｍ２／（Ｍ１＋Ｍ２）］は、好ましくは０．４以上０．８未満であり、より好ましくは０．６以上０．８未満である。
上述の好ましい範囲であると、例えば、リーン雰囲気下（Ａ／Ｆ＞１４．６）、４００℃においても、優れた酸化性能を発揮することができる。また、上述のより好ましい範囲であると、例えば、リーン雰囲気下、４００℃や５００℃においても、優れた酸化性能を発揮することができる。
【００１３】
更に、特に限定されるものではないが、例えば第１触媒と第２触媒とは、酸素分圧に対する酸化性能が異なるものであることが望ましい。
具体的には、例えば、リッチ雰囲気からリーン雰囲気において、第１触媒が酸素分圧を上げても酸化性能があまり変化しないものであり、第２触媒が酸素分圧を上げると酸化性能が向上するものであることが望ましい。換言すれば、リッチ雰囲気からリーン雰囲気において、第１触媒が酸素脱離反応が触媒反応において律速であるものであり、第２触媒が酸素吸収反応が触媒反応において律速であるものであることが望ましい。
また、より具体的には、例えば、第１触媒と第２触媒とが、リッチ雰囲気下（Ａ／Ｆ＜１４．６）においては第１触媒の酸化性能が相対的に高く、リーン雰囲気下（Ａ／Ｆ＞１４．６）においては第２触媒の酸化性能が相対的に高いという関係を満足するものであることが望ましい。
現時点においては、このような酸化性能の傾向を示す第１触媒と第２触媒とを組み合わせることにより、酸化還元サイクルが加速して、より酸化性能が向上すると推測しているが、本発明は、このような第１触媒と第２触媒との組み合わせに必ずしも限定されるものではない。
【００１４】
なお、このような酸化性能の違いは、例えば各種の触媒について、リッチ雰囲気下からリーン雰囲気下において酸素分圧に対するＣＯ転化率を測定することにより判別することができる。
また、Ｆｅ−Ｃｅ酸化物からなる第１触媒とＦｅ−Ｃｅ−Ｌａ酸化物からなる第２触媒とは、酸素分圧に対する酸化性能が異なるものであり、リッチ雰囲気下においては第１触媒の酸化性能が相対的に高く、リーン雰囲気下においては第２触媒の酸化性能が相対的に高いという関係を満足するものである。更に、リッチ雰囲気からリーン雰囲気において、第１触媒が酸素分圧を上げても酸化性能があまり変化しないものであり、第２触媒が酸素分圧を上げると酸化性能が向上するものである。
【００１５】
以下、本発明の若干の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る酸化触媒の概略的な構成を示す説明図である。同図に示すように、第１の実施形態の酸化触媒は、鉄とセリウムとランタンを含有する第１触媒として、ランタンを含有する粒子１１ａが担持された鉄とセリウムを含有する粒子１１ｂからなる第１触媒粒子１０と、鉄とセリウムを含有する第２触媒（第１触媒を除く。）として、鉄とセリウムを含有する粒子２１からなる第２触媒粒子２０とを含有するものである。
なお、ランタンを含有する粒子が担持された鉄とセリウムを含有する粒子１１ｂと、ランタンを含有する粒子が担持されていない鉄とセリウムを含有する粒子２１とは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や電子プローブマイクロ分析装置（ＥＰＭＡ）による写真や処理画像により異なるものとして判別することができる。また、粒子１１中のランタンの存在箇所は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）やエネルギー分散型Ｘ線分光分析装置（ＥＤＸ）による定性分析により異なるものとして判別することができる。
また、第１触媒と第２触媒の合計質量（Ｍ１＋Ｍ２）に対する第２触媒の質量（Ｍ２）の比［Ｍ２／（Ｍ１＋Ｍ２）］は０．４以上１．０未満となっている。
【００１７】
ここで、ランタンを含有する粒子としては、例えばランタン（Ｌａ）酸化物粒子を挙げることができる。また、ランタンを含有する粒子の平均粒径は、１０ｎｍ〜２μｍであることが、酸化性能の向上の観点から好ましい。
なお、平均粒径としては、ランタンを含有する粒子が、ほぼ均一に分散していることが観察されることから、ＳＥＭやＥＰＭＡなどによる任意の観察領域における写真や処理画像から直接測定、算出したものを適用することができる。
【００１８】
また、このようなランタンを含有する粒子が担持される、鉄とセリウムを含有する粒子としては、例えば鉄（Ｆｅ）−セリウム（Ｃｅ）酸化物粒子を挙げることができる。また、鉄とセリウムを含有する粒子の平均粒径は、１０ｎｍ〜２μｍであることが、酸化性能の向上の観点から好ましい。更に、鉄とセリウムを含有する粒子の平均粒径は、１０ｎｍ〜５００ｎｍであることが、酸化性能の向上の観点から好ましい。
【００１９】
更に、鉄とセリウムを含有する粒子における鉄とセリウムとの金属原子比は、Ｆｅ：Ｃｅ＝１：０．０５〜１：１．０であることが、酸化性能の向上の観点から好ましい。更にまた、鉄とセリウムとランタンを含有する粒子における鉄及びセリウムとランタンとの金属原子比は、Ｆｅ＋Ｃｅ：Ｌａ＝１：０．０５〜１：１であることが、酸化性能の向上の観点から好ましい。
【００２０】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に係る酸化触媒の概略的な構成を示す説明図である。また、第１の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
同図に示すように、第２の実施形態の酸化触媒は、鉄とセリウムとランタンを含有する第１触媒として、鉄とセリウムとランタンを含有する粒子１３からなる第１触媒粒子１０と、鉄とセリウムを含有する第２触媒（第１触媒を除く。）として、鉄とセリウムを含有する粒子２１からなる第２触媒粒子２０とを含有するものである。
なお、第１触媒と第２触媒の合計質量（Ｍ１＋Ｍ２）に対する第２触媒の質量（Ｍ２）の比［Ｍ２／（Ｍ１＋Ｍ２）］は０．４以上１．０未満となっている。
【００２１】
ここで、鉄とセリウムとランタンを含有する粒子としては、例えば鉄（Ｆｅ）−セリウム（Ｃｅ）−ランタン（Ｌａ）酸化物粒子を挙げることができる。また、この鉄（Ｆｅ）−セリウム（Ｃｅ）−ランタン（Ｌａ）酸化物粒子としては、例えば鉄（Ｆｅ）−セリウム（Ｃｅ）酸化物にランタン（Ｌａ）の少なくとも一部が固溶した酸化物粒子を挙げることができる。また、鉄とセリウムとランタンを含有する粒子の平均粒径は、１０ｎｍ〜２μｍであることが、酸化性能の向上の観点から好ましい。
【００２２】
また、鉄とセリウムとランタンを含有する粒子における鉄及びセリウムとランタンとの金属原子比は、Ｆｅ＋Ｃｅ：Ｌａ＝１：０．０５〜１：１であることが、酸化性能の向上の観点から好ましい。
【００２３】
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態に係る酸化触媒の概略的な構成を示す説明図である。また、第１又は第２の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
同図に示すように、第３の実施形態の酸化触媒は、鉄とセリウムとランタンを含有する第１触媒として、ランタンを含有する粒子１１ａが担持された鉄とセリウムを含有する粒子１１ｂや鉄とセリウムとランタンを含有する粒子１３からなる第１触媒粒子１０と、鉄とセリウムを含有する第２触媒（第１触媒を除く。）として、鉄とセリウムを含有する粒子２１からなる第２触媒粒子２０とを含有するものである。
なお、第１触媒と第２触媒の合計質量（Ｍ１＋Ｍ２）に対する第２触媒の質量（Ｍ２）の比［Ｍ２／（Ｍ１＋Ｍ２）］は０．４以上１．０未満となっている。
【００２４】
上述した第１〜第３の実施形態に係る酸化触媒の製造方法について具体的に説明する。
【００２５】
上記第１触媒及び第２触媒は、例えば沈殿法により調製することができる。具体的には、まず、鉄（Ｆｅ）、セリウム（Ｃｅ）、ランタン（Ｌａ）などの金属塩の水溶液を撹拌しながら沈殿剤を添加し、沈殿物を生成させる。また、逆に、沈殿剤の水溶液に金属塩の水溶液を添加し、沈殿物を生成させてもよい。金属塩としては、上記金属の硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩などを用いることができる。また、沈殿剤としては、炭酸ナトリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液、アンモニア水溶液を用いることができ、これにより水酸化物からなる沈殿物を得ることができる。次に、不必要な成分を取り除くために、上記沈殿物を蒸留水などで洗浄、ろ過を繰り返す。その後、洗浄した沈殿物を乾燥し、焼成する。更に、必要に応じて、平均粒子径を１ｎｍ〜２μｍにするために、焼成後の第１触媒や第２触媒を粉砕する。粉砕は、ボールミルやビーズミルを使用することができる。
なお、平均粒子径は、例えば、動的光散乱法を実行する動的光散乱式粒径分布測定装置（株式会社  堀場製作所製、ＬＢ−５５０）や、レーザー回折法による粒度分布分析装置（株式会社  堀場製作所製、ＬＡ−９２０型）を用いて測定することができる。平均粒子径と上述した平均粒径とは、サイズの傾向としてはほぼ対応させることができる。つまり、作製時における平均粒子径を小さくすれば、製品における平均粒径も小さくなる。
【００２６】
また、上記第１触媒及び第２触媒は、高周波誘導加熱を利用することにより調製することができる。高周波誘導加熱とは、交流電源に接続されたコイルの中に上記金属を挿入すると、コイルと金属が離れているにもかかわらず金属自体が発熱する現象である。つまり、交流電流によって被加熱物たる金属の表面付近に高密度の渦電流が発生し、そのジュール熱で被加熱物が発熱する現象である。上記金属の酸化物は、酸素ガス中で、上記金属を高周波誘導加熱して蒸発させる。そして、蒸発した金属と酸素ガスを反応させることで、上記金属の酸化物を得ることができる。また、必要に応じて、得られた金属酸化物をビーズミル等で粉砕してもよい。高周波誘導加熱は、市販の高周波誘導加熱装置を用いて行うことができる。
【００２７】
このように、上記第１触媒及び第２触媒は、沈殿法や高周波誘導加熱を利用することにより調製することができる。しかし、これらの製造方法に限定されるわけではなく、上記第１触媒及び第２触媒を得ることができれば、いかなる方法でも使用することができる。例えば、上記第１触媒は、上記第２触媒の前駆体の一例である乾燥物にランタン（Ｌａ）の金属塩の水溶液を更に含浸させ、乾燥し、焼成することにより得ることができる。更に、必要に応じて、得られた第１触媒をビーズミル等で粉砕してもよい。
【００２８】
また、第１〜第３の実施形態は、例えば以下の方法により作り分けることができる。
第１の実施形態における第１触媒は、第２触媒にランタン（Ｌａ）の金属塩の水溶液を含侵させ、低温で焼成することにより得ることができる。その後、第１触媒と第２触媒とを混合することにより、第１の実施形態に係る酸化触媒を製造することができる。
更に、第２の実施形態における第１触媒は、第２触媒にランタン（Ｌａ）の金属塩の水溶液を含侵させ、高温で焼成し、複合化させることにより得ることができる。また、上述した３成分による共沈法で得ることもできる。その後、第１触媒と第２触媒とを混合することにより、第２の実施形態に係る酸化触媒を製造することができる。
更にまた、第３の実施形態の酸化触媒は、第１の実施形態における第１触媒と、第２の実施形態における第１触媒と、第２触媒とを混合することによって製造することができる。
【００２９】
（第４の実施形態）
図４は、第４の実施形態に係る酸化触媒の概略的な構成を示す説明図である。また、第１〜第３の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
同図に示すように、第４の実施形態の酸化触媒は、鉄とセリウムとランタンを含有する第１触媒として、ランタンを含有する粒子１１ａが担持された鉄とセリウムを含有する粒子１１ｂからなる第１触媒粒子１０と、鉄とセリウムを含有する第２触媒（第１触媒を除く。）として、鉄とセリウムを含有する粒子２１からなる第２触媒粒子２０と、無機基材粒子３０とを含有するものである。
そして、無機基材粒子３０は、第１触媒粒子１０や第２触媒粒子２０を包囲ないし固定している。
なお、第１触媒と第２触媒の合計質量（Ｍ１＋Ｍ２）に対する第２触媒の質量（Ｍ２）の比［Ｍ２／（Ｍ１＋Ｍ２）］は０．４以上１．０未満となっている。
【００３０】
ここで、無機基材としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、ケイ素（Ｓｉ）又はタングステン（Ｗ）を含む無機酸化物を挙げることができる。このような構成とすることにより、上記第１触媒及び第２触媒は、活性点としてより効果的に機能することができる。このような無機基材としては、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化タングステンなどの酸化物を含むものを挙げることができる。更に、上記無機基材として、アルミナ、ジルコニア、チタニア、シリカ又は酸化タングステンを混合して使用してもよい。また、二種類以上の上記無機酸化物が固溶した酸化物を使用してもよい。
【００３１】
その中でも、ジルコニア、チタニア、シリカ及び酸化タングステンは、上記第１触媒及び第２触媒と複合酸化物（固溶体）を形成しにくい。従って、例えば、上記第１触媒と第２触媒とは、上記酸化物中に分散した状態で担持することができる。具体的には、図４に示すように、上記第１触媒粒子１０及び第２触媒粒子２０が、ジルコニア、チタニア、シリア、酸化タングステンなどの無機基材粒子３０により隔てられた区画内に内包されていることが好ましい。このように、上記酸化触媒において、第１触媒粒子１０及び第２触媒粒子が無機基材粒子３０により隔てられた区画内に含まれることにより、無機基材粒子３０により隔てられた区画を越えて第１触媒粒子１０や第２触媒粒子２０の粒子同士が直接接触し、肥大化することを防止できる。そのため、高温状態でも第１触媒粒子１０や第２触媒粒子２０の表面積の低下を抑制し、酸化性能を維持することができる。
【００３２】
なお、図示しないが、上記無機基材が多孔質体の場合には、第１触媒粒子及び第２触媒粒子の全体を包囲していてもよい。しかし、無機基材が多孔質体でない場合には、粒子全体を包囲した場合、第１触媒粒子及び第２触媒粒子と排気ガスとの接触率が低下するおそれがある。そのため、図４に示すように、第１触媒粒子１０及び第２触媒粒子を部分的に包囲し、隣接する第１触媒粒子及び第２触媒粒子の粒子同士が直接接触しないようにすることが好ましい。
【００３３】
（第５の実施形態）
図５は、第５の実施形態に係る酸化触媒の概略的な構成を示す説明図である。また、第１〜第４の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
同図に示すように、第５の実施形態の酸化触媒は、鉄とセリウムとランタンを含有する第１触媒として、鉄とセリウムとランタンを含有する粒子１３からなる第１触媒粒子１０と、鉄とセリウムとランタンを含有する第２触媒（第１触媒を除く。）として、鉄とセリウムを含有する粒子２１からなる第２触媒粒子２０と、無機基材粒子３０とを含有するものである。
そして、無機基材粒子３０は、第１触媒粒子１０や第２触媒粒子２０を包囲ないし固定している。
なお、第１触媒と第２触媒の合計質量（Ｍ１＋Ｍ２）に対する第２触媒の質量（Ｍ２）の比［Ｍ２／（Ｍ１＋Ｍ２）］は０．４以上１．０未満となっている。
【００３４】
（第６の実施形態）
図６は、第６の実施形態に係る酸化触媒の概略的な構成を示す説明図である。また、第１〜第５の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
同図に示すように、第６の実施形態の酸化触媒は、鉄とセリウムとランタンを含有する第１触媒として、ランタンを含有する粒子１１ａが担持された鉄とセリウムを含有する粒子１１ｂや鉄とセリウムとランタンを含有する粒子１３からなる第１触媒粒子１０と、鉄とセリウムを含有する第２触媒（第１触媒を除く。）として、鉄とセリウムを含有する粒子２１からなる第２触媒粒子２０と、無機基材粒子３０とを含有するものである。
そして、無機基材粒子３０は、第１触媒粒子１０や第２触媒粒子２０を包囲ないし固定している。
なお、第１触媒と第２触媒の合計質量（Ｍ１＋Ｍ２）に対する第２触媒の質量（Ｍ２）の比［Ｍ２／（Ｍ１＋Ｍ２）］は０．４以上１．０未満となっている。
【００３５】
次に、上述した第４〜第６の実施形態に係る酸化触媒の製造方法について具体的に説明する。
【００３６】
まず、上述のように調製した第１触媒粒子及び第２触媒粒子を溶媒中に分散させ、スラリを調製する。例えば溶媒としては水を用いることができる。次に、上記無機基材の前駆体を溶媒に分散させたスラリを別途調製する。前駆体としては、上記無機基材がアルミナである場合にはアルミナゾル、ジルコニアである場合にはジルコニアゾル、チタニアの場合にはチタニアゾル、シリカの場合にはシリカゾルを使用できる。次に、第１触媒及び第２触媒を微粒子状で含有しているスラリと、前駆体のスラリとを混合し、高速撹拌することにより、無機基材の前駆体で第１触媒及び第２触媒の微粒子を包囲する。その後、前駆体により包囲された第１触媒粒子及び第２触媒粒子を含むスラリを乾燥、焼成することにより、酸化触媒を得ることができる。
【００３７】
なお、例えば得られた酸化触媒を含むスラリを一体構造型担体にコートして酸化触媒を含む触媒層を有する一体構造型の酸化触媒を形成してもよい。また、これに限定されるものではなく、例えば酸化触媒の前駆体の一例であるスラリを一体構造型担体に直接コートして酸化触媒を含む触媒層を有する一体構造型の酸化触媒を形成してもよい。
ここで、一体構造型担体としては、コーディエライトなどのセラミックスやフェライト系ステンレスなどの金属等の耐熱性材料から成るモノリス担体やハニカム担体が用いられる。
【００３８】
また、上記前駆体の代わりに、無機基材をビーズミルで粉砕することにより調製したスラリを用いることもできる。具体的には、無機基材としてのジルコニア、チタニア、シリカ、酸化タングステン等を、ビーズミルを用いて、５００ｎｍ以下、より具体的には６０〜１５０ｎｍ程度まで粉砕して、無機基材のスラリを調製する。そして、この無機基材のスラリと、第１触媒及び第２触媒を微粒子状で含有しているスラリとを混合し、高速撹拌することにより、無機基材の微粒子で第１触媒及び第２触媒の微粒子を包囲する。その後、無機基材の微粒子により包囲された第１触媒粒子及び第２触媒粒子を含むスラリを乾燥、焼成することにより、酸化触媒を得ることができる。
【００３９】
なお、無機基材により包囲される第１触媒粒子としては、図１〜図３に示すように、ランタン（Ｌａ）を含有する粒子１１ａが表面に担持された鉄とセリウムを含有する粒子１１ｂからなる第１触媒粒子１０でもよく、鉄とセリウムとランタンを含有する粒子１３からなる第１触媒粒子１０、例えば鉄とセリウムとランタンを含有する固溶体の粒子でもよい。
【００４０】
上述のように無機基材を含有することにより、第１触媒及び第２触媒は、活性点としてより効果的に機能することができる。例えば、高温条件下、長時間の使用により起こり得る、第１触媒や第２触媒の凝集を抑制することができる。これにより、第１触媒や第２触媒は、高温条件下、長時間の使用時であっても、活性点としてより効果的に機能することができる。特に、高温条件下での安定性の観点からは、無機基材として酸化ジルコニウムを適用することが好ましい。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００４２】
（実施例１）
＜Ｆｅ−Ｃｅ酸化物の調製＞
硝酸鉄と硝酸セリウムとを、Ｆｅ：Ｃｅ＝１：１（金属原子比）となるように秤量し、蒸留水に投入し、撹拌し、溶解させた。次いで、得られた溶液のｐＨを確認できるようにｐＨメーター（ＹＯＫＯＧＡＷＡ社製、ＭＯＤＥＬ  ＰＨ８１）を設置した。次いで、得られた溶液に別途用意した炭酸ナトリウム水溶液をゆっくりと滴下し、ｐＨ８．０〜８．５の間になるようにして、沈殿を形成させた。その後、一晩熟成させた。次いで、熟成により得られた沈殿物を吸引ろ過により分離した。次いで、ろ過により得られた沈殿物を蒸留水により洗浄した。なお、洗浄に際しては、洗浄後の蒸留水を受ける容器に硝酸を添加しておき、容器において硝酸と炭酸ナトリウムから発生する炭酸の発泡がなくなるまで、洗浄を繰り返した。
更に、洗浄して得られた沈殿物を８０℃で一晩乾燥させた。その後、得られた乾燥物の一部をマッフル炉において、空気中、５５０℃で３時間焼成し、空気中で室温まで冷却して、本例で用いるＦｅ−Ｃｅ酸化物を得た。得られたＦｅ−Ｃｅ酸化物の平均粒子径は、１０μｍであった。
【００４３】
＜Ｆｅ−Ｃｅ−Ｌａ酸化物の調製＞
上記で得られた乾燥物に、硝酸ランタン水溶液を含浸させ、８０℃で一晩乾燥させた。その後、得られた乾燥物をマッフル炉において、空気中、５５０℃で３時間焼成し、空気中で室温まで冷却して、本例で用いるＦｅ−Ｃｅ−Ｌａ酸化物を得た。得られたＦｅ−Ｃｅ−Ｌａ酸化物の平均粒子径は、８μｍであった。
なお、このときの鉄とセリウムとランタンの金属原子比は、仕込んだ原料比でＦｅ：Ｃｅ：Ｌａ＝１：１：０．２である。
【００４４】
＜酸化触媒の調製＞
得られたＦｅ−Ｃｅ酸化物とＦｅ−Ｃｅ−Ｌａ酸化物とを、Ｆｅ−Ｃｅ酸化物：Ｆｅ−Ｃｅ−Ｌａ酸化物＝０．７５：０．２５（質量比）となるように秤量し、乳鉢にて１０分間混合して、本例の酸化触媒を得た。この混合物の平均粒径は、１．８μｍであった。
【００４５】
（実施例２）
実施例１の酸化触媒の調製において、実施例１で得られたＦｅ−Ｃｅ酸化物とＦｅ−Ｃｅ−Ｌａ酸化物とを、Ｆｅ−Ｃｅ酸化物：Ｆｅ−Ｃｅ−Ｌａ酸化物＝０．５：０．５（質量比）となるように秤量したこと以外は、実施例１と同様の操作を繰り返して、本例の酸化触媒を得た。
【００４６】
（比較例１）
実施例１の酸化触媒の調製において、実施例１で得られたＦｅ−Ｃｅ酸化物とＦｅ−Ｃｅ−Ｌａ酸化物とを、Ｆｅ−Ｃｅ酸化物：Ｆｅ−Ｃｅ−Ｌａ酸化物＝１：０（質量比）となるように秤量したこと以外は、実施例１と同様の操作を繰り返して、本例の酸化触媒を得た。
【００４７】
（比較例２）
実施例１の酸化触媒の調製において、実施例１で得られたＦｅ−Ｃｅ酸化物とＦｅ−Ｃｅ−Ｌａ酸化物とを、Ｆｅ−Ｃｅ酸化物：Ｆｅ−Ｃｅ−Ｌａ酸化物＝０：１（質量比）となるように秤量したこと以外は、実施例１と同様の操作を繰り返して、本例の酸化触媒を得た。
【００４８】
（比較例３）
実施例１の酸化触媒の調製において、実施例１で得られたＦｅ−Ｃｅ酸化物とＦｅ−Ｃｅ−Ｌａ酸化物とを、Ｆｅ−Ｃｅ酸化物：Ｆｅ−Ｃｅ−Ｌａ酸化物＝０．２５：０．７５（質量比）となるように秤量したこと以外は、実施例１と同様の操作を繰り返して、本例の酸化触媒を得た。
上記各例の仕様の一部を表１に示す。
【００４９】
【表１】
2010201334.tif 000003
【００５０】
［性能評価］
上記各例の酸化触媒０．１ｇを秤量して、以下に示す反応試験を行った。
【００５１】
（反応試験）
ガラス反応管に実施例１の酸化触媒０．１ｇを設置し詰め、下記条件の下、触媒分析装置（日本ベル株式会社製、ＢＥＬＣＡＴ）を用いて、反応試験を行った。実施例２、比較例１〜３についても同様の反応試験を行った。
【００５２】
・ガス組成：ＣＯ；０．５体積％、Ｏ２；０．５体積％、Ｈｅ；バランス
・温度    ：５００℃、４００℃
・ガス流量：５０ｃｍ３／分
・検出方法：Ｑ・ｍａｓｓ
【００５３】
そして、以下の式（１）によりＣＯ転化率（％）を算出することにより、性能を評価した。得られた結果を表１に併記する。また、得られた結果を図７（ａ）及び（ｂ）に示す。
【００５４】
【数１】
2010201334.tif 000004
【００５５】
表１及び図７から分かるように、本発明の範囲に属する実施例１及び２の酸化触媒は、本発明外の比較例１〜３の酸化触媒よりも、酸化性能に優れる場合があることが分かる。
特に、実施例１の酸化触媒は、リーン雰囲気下、４００℃や５００℃において、酸化性能に優れることが分かる。
【符号の説明】
【００５６】
１，１’  酸化触媒
１０        第１触媒粒子
２０        第２触媒粒子
【図１】
2010201334.tif 000005
【図２】
2010201334.tif 000006
【図３】
2010201334.tif 000007
【図４】
2010201334.tif 000008
【図５】
2010201334.tif 000009
【図６】
2010201334.tif 000010
【図７】
2010201334.tif 000011