(57)【要約】【課題】高温に長時間曝された場合であっても高い酸素放出速度を示す排ガス浄化用触媒を形成することが可能な排ガス浄化用触媒担体を提供すること。【解決手段】アルミナ、セリア及びジルコニアを含有する複合金属酸化物多孔体からなり、  前記多孔体に０．１質量％以上含有されるすべての金属元素について、球面収差補正機能付き走査透過型電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型Ｘ線分光分析により２０ｎｍ角の微小分析範囲における前記金属元素の含有率（質量％）を１００箇所の測定点で測定して得られた各金属元素の含有率の標準偏差が１０以下であり、  ＢＥＴ法により求めた前記多孔体の比表面積が３０ｍ２／ｇ以上であり、  大気中、１１００℃で５時間の焼成による前記多孔体の比表面積の低下率が５０％以下であり、  還元雰囲気と酸化雰囲気とを５分間毎に交互に切り替えながら１１００℃で５時間加熱したことによる前記多孔体の比表面積の低下率が５５％以下であり、  還元雰囲気と酸化雰囲気とを５分間毎に交互に切り替えながら１１００℃で５０時間加熱したことによる前記多孔体の比表面積の低下率が８０％以下である、ことを特徴とする排ガス浄化用触媒担体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナ、セリア及びジルコニアを含有する複合金属酸化物多孔体からなり、
前記多孔体に０．１質量％以上含有されるすべての金属元素について、球面収差補正機能付き走査透過型電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型Ｘ線分光分析により２０ｎｍ角の微小分析範囲における前記金属元素の含有率（質量％）を１００箇所の測定点で測定して得られた各金属元素の含有率の標準偏差が１０以下であり、
ＢＥＴ法により求めた前記多孔体の比表面積が３０ｍ２／ｇ以上であり、
大気中、１１００℃で５時間の焼成による前記多孔体の比表面積の低下率が５０％以下であり、
下記条件：
還元雰囲気：Ｈ２（２容量％）＋ＣＯ２（１０容量％）＋Ｈ２Ｏ（３容量％）＋Ｎ２（残部）、１気圧
酸化雰囲気：Ｏ２（１容量％）＋ＣＯ２（１０容量％）＋Ｈ２Ｏ（３容量％）＋Ｎ２（残部）、１気圧
の還元雰囲気と酸化雰囲気とを５分間毎に交互に切り替えながら１１００℃で５時間加熱したことによる前記多孔体の比表面積の低下率が５５％以下であり、
前記条件の還元雰囲気と酸化雰囲気とを５分間毎に交互に切り替えながら１１００℃で５０時間加熱したことによる前記多孔体の比表面積の低下率が８０％以下である、
ことを特徴とする排ガス浄化用触媒担体。
【請求項２】
窒素吸着法により求めた前記多孔体の微分細孔容積分布における最大頻度細孔径が０．００１〜０．２μｍの範囲内にあり、
大気中、１１００℃で５時間の焼成による前記多孔体の最大頻度細孔径の増加率が９０％以下であり、
前記条件の還元雰囲気と酸化雰囲気とを５分間毎に交互に切り替えながら１１００℃で５時間加熱したことによる前記多孔体の最大頻度細孔径の増加率が１００％以下であり、
前記条件の還元雰囲気と酸化雰囲気とを５分間毎に交互に切り替えながら１１００℃で５０時間加熱したことによる前記多孔体の最大頻度細孔径の増加率が２６０％以下である、ことを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化用触媒担体。
【請求項３】
２．５原子％以下の原子比でランタンを更に含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス浄化用触媒担体。
【請求項４】
２．０原子％以下の原子比でイットリウムを更に含有することを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の排ガス浄化用触媒担体。
【請求項５】
請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の排ガス浄化用触媒担体と、該触媒担体に担持されている貴金属とを備えていることを特徴とする排ガス浄化用触媒。
【請求項６】
アルミニウムイオン、セリウムイオン及びジルコニウムイオンを含有する第一の原料溶液を調製する工程と、
過酸化水素を含有する第二の原料溶液を調製する工程と、
中和剤を含有する第三の原料溶液を調製する工程と、
第一の原料溶液と第二の原料溶液と第三の原料溶液とを５０００〜４００００ｓｅｃ−１の剪断速度となっている領域に独立に直接導入して均質混合し、金属化合物ナノスラリーを得る工程と、
前記ナノスラリーを脱脂し、酸化雰囲気下で加熱して、アルミナ、セリア及びジルコニアを含有する複合金属酸化物多孔体を得る工程と、
を含むことを特徴とする排ガス浄化用触媒担体の製造方法。
【請求項７】
前記第三の原料溶液が分散剤を更に含有するものであることを特徴とする請求項６に記載の排ガス浄化用触媒担体の製造方法。
【請求項８】
前記第二の原料溶液がグリセロールを更に含有するものであることを特徴とする請求項６又は７に記載の排ガス浄化用触媒担体の製造方法。
【請求項９】
前記第一の原料溶液中の全カウンターアニオンのうち、４７〜６５モル％が塩化物イオンであり、３５〜５３モル％が硝酸イオンであることを特徴とする請求項６〜８のうちのいずれか一項に記載の排ガス浄化用触媒担体の製造方法。
【請求項１０】
前記第一の原料溶液がランタンイオン及びイットリウムイオンからなる群から選択される少なくとも１種の金属イオンを更に含有するものであることを特徴とする請求項６〜９のうちのいずれか一項に記載の排ガス浄化用触媒担体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化用触媒担体、それを用いた排ガス浄化用触媒、及び排ガス浄化用触媒担体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車等の内燃機関から排出される有害物質を含むガスを浄化するための排ガス浄化用触媒として、白金、ロジウム及びパラジウム等の貴金属をアルミナ、チタニア、シリカ、ジルコニア、セリア等からなる複合金属酸化物担体に担持した三元触媒が広く知られている。このような複合金属酸化物からなる触媒担体の製造方法としては、粉末混合法や共沈法等が知られているが、これらの方法により製造された触媒担体は、耐熱性が必ずしも十分なものではなく、高温に曝された場合に酸素ストレージ能が低下することがあった。このため、より耐熱性に優れた複合金属酸化物からなる触媒担体が求められてきた。
【０００３】
例えば、国際公開２０１１／０３０８７５号（特許文献１）には、所定の高い剪断速度となっている領域に、アルミニウムイオンを含有する原料溶液と高分子分散剤を含有する原料溶液とを独立に直接導入して均質混合することにより第一のコロイド溶液を調製し、また、所定の高い剪断速度となっている領域に、ジルコニウムイオンを含有する原料溶液と高分子分散剤を含有する原料溶液とを独立に直接導入して均質混合することにより第二のコロイド溶液を調製し、得られた第一のコロイド溶液と第二のコロイド溶液とを所定のｐＨ条件下で混合してコロイド溶液を調製した後、前記コロイド溶液のｐＨを所定の条件に調整することによって凝集物を調製し、この凝集物を熱処理することによって、アルミナを含有する第一の超微粒子とジルコニアを含有する第二の超微粒子とが極めて高い分散性で均一に混合されている複合金属酸化物多孔体が得られ、この複合金属酸化物多孔体が、触媒活性とその高温耐久性を高水準で実現する理想的な触媒をもたらす触媒担体として有用であることが記載されている。しかしながら、このような複合金属酸化物多孔体においても、耐熱性は必ずしも十分なものではなく、高温に曝された場合に、金属元素の分散性が低下し、酸素ストレージ能が低下することがあった。
【０００４】
また、特開２０１４−２４０５８号公報（特許文献２）には、アルミニウムイオン、セリウムイオン及びジルコニウムイオンを含有する第一の原料溶液と、高分子分散剤を含有する第二の原料溶液とを、所定の高い剪断速度となっている領域に、独立に直接導入して均質混合することにより金属化合物のコロイド溶液を調製し、得られたコロイド溶液のｐＨを所定の条件に調整し、必要に応じて有機アミンを添加してゲル化させた後、酸化雰囲気下で熱処理することによって、高温に曝された場合であっても、アルミナ、セリア及びジルコニアが相互に微細かつ均一に分散している複合金属酸化物多孔体が得られ、この複合金属酸化物多孔体が、高温に曝された場合であっても、優れた酸素ストレージ能を示す触媒の担体として有用であることが記載されている。しかしながら、このような複合金属酸化物多孔体においても、耐熱性は必ずしも十分なものではなく、高温に長時間曝された場合に、比表面積が大きく低下したり、細孔径が大きく増加したりするため、前記複合酸化物多孔体に貴金属を担持した触媒は、酸素放出速度が低下し、触媒周囲の酸素分圧の過渡的な変化に素早く対応できないことがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開２０１１／０３０８７５号
【特許文献２】特開２０１４−２４０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合であっても高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示す排ガス浄化用触媒、このような触媒を形成することが可能な排ガス浄化用触媒担体及びそ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】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、アルミニウムイオン、セリウムイオン及びジルコニウムイオンを含有する第一の原料溶液と過酸化水素を含有する第二の原料溶液と中和剤を含有する第三の原料溶液とを、高い剪断速度となっている領域に独立に直接導入して均質混合することによって、各金属元素が相互に微細かつ均一に（すなわち、高い相互微分散度で）分散しており、また、高温（例えば、１１００℃）に曝された場合であっても比表面積の低下や細孔径の増加が小さい複合金属酸化物多孔体からなる排ガス浄化用触媒担体が得られ、この触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒が、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合であっても高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示すことを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の排ガス浄化用触媒担体は、アルミナ、セリア及びジルコニアを含有する複合金属酸化物多孔体からなり、
前記多孔体に０．１質量％以上含有されるすべての金属元素について、球面収差補正機能付き走査透過型電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型Ｘ線分光分析により２０ｎｍ角の微小分析範囲における前記金属元素の含有率（質量％）を１００箇所の測定点で測定して得られた各金属元素の含有率の標準偏差が１０以下であり、
ＢＥＴ法により求めた前記多孔体の比表面積が３０ｍ２／ｇ以上であり、
大気中、１１００℃で５時間の焼成による前記多孔体の比表面積の低下率が５０％以下であり、
下記条件：
還元雰囲気：Ｈ２（２容量％）＋ＣＯ２（１０容量％）＋Ｈ２Ｏ（３容量％）＋Ｎ２（残部）、１気圧
酸化雰囲気：Ｏ２（１容量％）＋ＣＯ２（１０容量％）＋Ｈ２Ｏ（３容量％）＋Ｎ２（残部）、１気圧
の還元雰囲気と酸化雰囲気とを５分間毎に交互に切り替えながら１１００℃で５時間加熱したことによる前記多孔体の比表面積の低下率が５５％以下であり、
前記条件の還元雰囲気と酸化雰囲気とを５分間毎に交互に切り替えながら１１００℃で５０時間加熱したことによる前記多孔体の比表面積の低下率が８０％以下である、
ことを特徴とするものである。
【０００９】
このような本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、窒素吸着法により求めた前記多孔体の微分細孔容積分布における最大頻度細孔径が０．００１〜０．２μｍの範囲内にあり、
大気中、１１００℃で５時間の焼成による前記多孔体の最大頻度細孔径の増加率が９０％以下であり、
前記条件の還元雰囲気と酸化雰囲気とを５分間毎に交互に切り替えながら１１００℃で５時間加熱したことによる前記多孔体の最大頻度細孔径の増加率が１００％以下であり、
前記条件の還元雰囲気と酸化雰囲気とを５分間毎に交互に切り替えながら１１００℃で５０時間加熱したことによる前記多孔体の最大頻度細孔径の増加率が２６０％以下である、ことが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明の排ガス浄化用触媒担体には、２．５原子％以下の原子比でランタンを更に含有することが好ましく、また、２．０原子％以下の原子比でイットリウムを更に含有することも好ましい。
【００１１】
本発明の排ガス浄化用触媒は、このような本発明の排ガス浄化用触媒担体と、この触媒担体に担持されている貴金属とを備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法は、
アルミニウムイオン、セリウムイオン及びジルコニウムイオンを含有する第一の原料溶液を調製する工程と、
過酸化水素を含有する第二の原料溶液を調製する工程と、
中和剤を含有する第三の原料溶液を調製する工程と、
第一の原料溶液と第二の原料溶液と第三の原料溶液とを５０００〜４００００ｓｅｃ−１の剪断速度となっている領域に独立に直接導入して均質混合し、金属化合物ナノスラリーを得る工程と、
前記ナノスラリーを脱脂し、酸化雰囲気下で加熱して、アルミナ、セリア及びジルコニアを含有する複合金属酸化物多孔体を得る工程と、
を含むことを特徴とする方法である。ここで、本発明にかかる剪断速度の値は、所定の領域内（反応場）の流れが層流であると仮定して算出される値である。
【００１３】
このような本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法においては、前記第三の原料溶液が分散剤（より好ましくはジカルボン酸）を更に含有するものであることが好ましく、また、前記第二の原料溶液がグリセロールを更に含有するものであることが好ましく、さらに、前記第一の原料溶液がランタンイオン及びイットリウムイオンからなる群から選択される少なくとも１種の金属イオンを更に含有するものであることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法においては、前記第一の原料溶液中の全カウンターアニオンのうち、４７〜６５モル％が塩化物イオンであり、３５〜５３モル％が硝酸イオンであることが好ましい。
【００１５】
なお、本発明の排ガス浄化用触媒が高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合であっても高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示す理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、本発明の排ガス浄化用触媒担体は、各金属元素が相互に微細かつ均一に（すなわち、高い相互微分散度で）分散しており、また、高温（例えば、１１００℃）に曝された場合であっても比表面積の低下や細孔径の増加が小さい複合金属酸化物多孔体により構成されている。本発明の排ガス浄化用触媒においては、このような複合金属酸化物多孔体に貴金属が担持されており、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合であっても、複合金属酸化物多孔体の比表面積の低下や細孔径の増加が小さいため、貴金属のシンタリングが起こりにくく、触媒担体上での貴金属の高分散性が維持されると推察される。このため、本発明の排ガス浄化用触媒は、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合であっても高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示すと推察される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合であっても高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示す排ガス浄化用触媒、このような触媒を形成することが可能な排ガス浄化用触媒担体を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に用いられるナノスラリーの製造装置の好適な一実施態様を示す模式横断面図である。
【図２】図１に示すアウターノズル型ホモジナイザー１０の先端部（攪拌部）を示す拡大縦断面図である。
【図３】図１に示すアウターノズル型ホモジナイザー１０の先端部（攪拌部）の横断面図である。
【図４】従来のコロイド溶液の製造装置の一例を示す模式横断面図である。
【図５】図４に示すインナーノズル型ホモジナイザー４０の先端部（攪拌部）を示す拡大縦断面図である。
【図６】図４に示す内側ステータ４３の側面図である。
【図７】図４に示す内側ステータ４３の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
【００１９】
先ず、本発明の排ガス浄化用触媒担体について説明する。本発明の排ガス浄化用触媒担体は、アルミナ、セリア及びジルコニアを含有する複合金属酸化物多孔体からなるものである。このような複合金属酸化物多孔体としては、アルミナを含有する第一の超微粒子と、セリア及びジルコニアを含有する第二の超微粒子との混合物であることが好ましく、前記第二の超微粒子としては、ジルコニア固溶セリア超微粒子が好ましい。このような複合金属酸化物多孔体からなる触媒担体に貴金属を担持した触媒は耐熱性に優れている。なお、ここでいう「超微粒子」とは、金属酸化物又は複合金属酸化物の結晶子の一次粒子又は数個の前記結晶子の凝集体からなる微小な二次粒子をいう。本発明にかかる複合金属酸化物多孔体は、これら超微粒子が間隔を空けて凝集した超微粒子の凝集体からなるものである。
【００２０】
また、前記複合金属酸化物多孔体には、これに貴金属を担持した触媒の耐熱性が向上するという観点から、Ｃｅ以外の希土類元素（Ｌａ、Ｐｒ、Ｙ、Ｓｃ等）の酸化物及びアルカリ土類金属（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ等）の酸化物からなる群から選択される少なくとも１種の他の金属酸化物が更に含まれていることが好ましく、前記触媒の酸素ストレージ能及び耐熱性が更に向上するという観点から、イットリア（Ｙ２Ｏ３）及びランタナ（Ｌａ２Ｏ３）のうちの少なくとも１種が更に含まれていることがより好ましく、イットリア（Ｙ２Ｏ３）が更に含まれていることが特に好ましい。このような他の金属酸化物の含有量は、その効果が得られるように適宜設定されるが、例えば、ランタナ（Ｌａ２Ｏ３）の場合には、ランタン原子換算で２．５原子％以下であることが好ましく、イットリア（Ｙ２Ｏ３）の場合には、イットリウム原子換算で２．０原子％以下であることが好ましい。ランタナ（Ｌａ２Ｏ３）やイットリア（Ｙ２Ｏ３）の含有量が前記上限を超えると、耐熱性向上効果が向上するのみならず、主要構成成分であるジルコニア固溶セリアの含有量が低下するというマイナス要因が際立つ傾向にある。
【００２１】
前記複合金属酸化物多孔体が第一の超微粒子と第二の超微粒子との混合物である場合、このようなＣｅ以外の希土類元素やアルカリ土類金属は、第一の超微粒子及び第二の超微粒子のうちの一方に含まれていてもよいし、両方に含まれていてもよいが、このような複合金属酸化物多孔体からなる触媒担体に貴金属を担持した触媒の酸素ストレージ能及び耐熱性が更に向上するという観点から、少なくとも、第二の超微粒子にイットリア（Ｙ２Ｏ３）及びランタナ（Ｌａ２Ｏ３）のうちの少なくとも１種が更に含まれていることが好ましく、イットリア（Ｙ２Ｏ３）が更に含まれていることがより好ましく、第二の超微粒子がＣｅＯ２−ＺｒＯ２−Ｙ２Ｏ３３元系複合金属酸化物やＣｅＯ２−ＺｒＯ２−Ｌａ２Ｏ３３元系複合金属酸化物であることが更に好ましく、ＣｅＯ２−ＺｒＯ２−Ｌａ２Ｏ３−Ｙ２Ｏ３４元系複合金属酸化物であることが特に好ましい。また、第一の超微粒子にはランタナ（Ｌａ２Ｏ３）が更に含まれていてもよい。
【００２２】
第一の超微粒子がアルミナと他の金属酸化物とを含有する複合金属酸化物又は金属酸化物混合物の場合、第一の超微粒子におけるアルミナの含有率は３０モル％以上であることが好ましい。また、第二の超微粒子がセリアとジルコニアと他の金属酸化物とを含有する複合金属酸化物又は金属酸化物混合物の場合、第二の超微粒子におけるセリアの含有率は３０モル％以上であることが好ましく、ジルコニアの含有率は３０モル％以上であることが好ましい。
【００２３】
前記複合金属酸化物多孔体が第一の超微粒子と第二の超微粒子との混合物である場合、第一の超微粒子と第二の超微粒子との混合比率は特に制限されないが、得られる混合物中のアルミナの含有率が３０〜７０体積％（Ａｌ２Ｏ３の質量比率で２２〜６１質量％に相当）となる混合比率であることが好ましい。アルミナの含有率が前記下限未満になると、アルミナの拡散障壁としての機能が小さくなる傾向にある。他方、アルミナの含有率が前記上限を超える触媒担体に貴金属を担持した触媒は、酸素ストレージ能や貴金属の安定した吸着能といったセリアやジルコニウムに起因する機能が小さくなる傾向にある。
【００２４】
本発明の排ガス浄化用触媒担体は、前記複合金属酸化物多孔体に０．１質量％以上含有される全ての金属元素について、球面収差補正機能付き走査透過型電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型Ｘ線分光分析により２０ｎｍ角の微小分析範囲における前記金属元素の含有率（質量％）を１００箇所の測定点で測定して得られた各金属元素の含有率の標準偏差が１０以下であるという条件を満たすものである。なお、この金属元素の含有率の標準偏差の値が小さいほど、各金属元素が相互に微細かつ均一に分散している（すなわち、相互微分散度が高い）ことを意味している。このような条件を満たす触媒担体、すなわち、各金属元素が高い相互微分散度で分散している触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高温（例えば、１１００℃で５時間）に曝された場合であっても、優れた酸素ストレージ能を有しており、特に、高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示し、触媒周囲の酸素分圧の過渡的な変化に素早く対応することができる。一方、各金属元素の含有率の標準偏差が前記上限を超える触媒担体に貴金属を担持した触媒は、高温（例えば、１１００℃で５時間）に曝された場合に酸素ストレージ能が低下し、特に、酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）が低く、触媒周囲の酸素分圧の過渡的な変化に素早く対応することができない。
【００２５】
なお、このような標準偏差は、具体的には以下の方法により求められる。すなわち、先ず、エネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＳ）を装着した球面収差補正装置付き走査透過型電子顕微鏡（ＪＯＥＬ社製「ＪＥＭ−２１００Ｆ−Ｃｓコレクター」）を用いて、前記複合金属酸化物多孔体のＳＴＥＭ観察を行い、さらに、前記複合金属酸化物多孔体に０．１質量％以上含まれるすべての金属元素についてＥＤＳマッピングを行う。得られたＥＤＳマッピング像において、２０ｎｍ角の微小分析範囲内の各金属元素の含有率をそれぞれ求める。この金属元素の含有率を、無作為に抽出した１００個の測定点（２０ｎｍ角の微小分析範囲）について求める。仕込量から求めた各金属元素の含有率又はＩＣＰ発光分光分析により求めた各金属元素の含有率を平均含有率として各金属元素の含有率の標準偏差を算出する。
【００２６】
また、本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、窒素吸着等温線からＢＥＴ法により求めた前記複合金属酸化物多孔体の比表面積（ＢＥＴ比表面積）が３０ｍ２／ｇ以上である。このような条件を満たす触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）及び飽和酸素貯蔵量（ＯＳＣ−ｃ）を示す。一方、前記複合金属酸化物多孔体の比表面積が前記下限未満である触媒担体に貴金属を担持した触媒は、酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）及び飽和酸素貯蔵量（ＯＳＣ−ｃ）が低くなる。また、より高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）及び飽和酸素貯蔵量（ＯＳＣ−ｃ）を示す排ガス浄化用触媒が得られるという観点から、前記複合金属酸化物多孔体のＢＥＴ比表面積は、３５ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、４０ｍ２／ｇ以上であることがより好ましい。なお、前記複合金属酸化物多孔体のＢＥＴ比表面積の上限として特に制限はないが、２００ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。
【００２７】
さらに、本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、大気中、１１００℃で５時間の焼成による前記複合金属酸化物多孔体の比表面積（ＢＥＴ比表面積）の低下率が５０％以下である。このような条件を満たす触媒担体は、高温での焼成による微結晶及び微結晶の凝集体の凝集構造の変化が小さく、耐熱性に優れている。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合であっても、高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示す。一方、前記複合金属酸化物多孔体の比表面積の低下率が前記上限を超える触媒担体は、微結晶及び微結晶の凝集体の凝集構造が高温での焼成により変化しており、耐熱性が低下する。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、高温（例えば、１１００℃で５時間）に曝された場合には比較的高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示すものの、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合には酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）が低下する。また、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合であっても、より高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示す排ガス浄化用触媒が得られるという観点から、前記複合金属酸化物多孔体の比表面積（ＢＥＴ比表面積）の低下率は４０％以下であることが好ましい。
【００２８】
また、本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、下記条件：
還元雰囲気（リッチ雰囲気）：Ｈ２（２容量％）＋ＣＯ２（１０容量％）＋Ｈ２Ｏ（３容量％）＋Ｎ２（残部）、１気圧
酸化雰囲気（リーン雰囲気）：Ｏ２（１容量％）＋ＣＯ２（１０容量％）＋Ｈ２Ｏ（３容量％）＋Ｎ２（残部）、１気圧
の還元雰囲気（Ｒ）と酸化雰囲気（Ｌ）とを５分間毎に交互に切り替えながら（以下、この雰囲気を「Ｒ／Ｌ雰囲気」と略す。）１１００℃で５時間加熱したことによる前記複合金属酸化物多孔体の比表面積（ＢＥＴ比表面積）の低下率が５５％以下である。このような条件を満たす触媒担体は、Ｒ／Ｌ雰囲気下、高温（例えば、１１００℃で５時間）での加熱による微結晶及び微結晶の凝集体の凝集構造の変化が小さく、耐熱性に優れている。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合であっても、高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示す。一方、前記複合金属酸化物多孔体の比表面積の低下率が前記上限を超える触媒担体は、微結晶及び微結晶の凝集体の凝集構造が、Ｒ／Ｌ雰囲気下、高温（例えば、１１００℃で５時間）での加熱により変化しており、耐熱性が低下する。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、高温（例えば、１１００℃で５時間）に曝された場合には比較的高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示すものの、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合には酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）が低下する。
【００２９】
さらに、本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、前記条件の還元雰囲気（Ｒ）と酸化雰囲気（Ｌ）とを５分間毎に交互に切り替えながら１１００℃で５０時間加熱したことによる前記複合金属酸化物多孔体の比表面積（ＢＥＴ比表面積）の低下率が８０％以下である。このような条件を満たす触媒担体は、Ｒ／Ｌ雰囲気下、高温で長時間（例えば、１１００℃で５０時間）の加熱による微結晶及び微結晶の凝集体の凝集構造の変化が小さく、耐熱性に優れている。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合であっても、高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示す。一方、前記複合金属酸化物多孔体の比表面積の低下率が前記上限を超える触媒担体は、微結晶及び微結晶の凝集体の凝集構造が、Ｒ／Ｌ雰囲気下、高温で長時間（例えば、１１００℃で５０時間）の加熱により変化しており、耐熱性が低下する。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、高温（例えば、１１００℃で５時間）に曝された場合には比較的高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示すものの、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合には酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）が低下する。また、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合であっても、より高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示す排ガス浄化用触媒が得られるという観点から、前記複合金属酸化物多孔体の比表面積（ＢＥＴ比表面積）の低下率は７５％以下であることが好ましい。
【００３０】
なお、本発明において、前記焼成又は加熱による比表面積の低下率は下記式に従って求められるものである。
比表面積の低下率（％）＝（焼成（又は加熱）前の比表面積−焼成（又は加熱）後の比表面積）／焼成（又は加熱）前の比表面積×１００。
【００３１】
また、本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、窒素吸着等温線からＢＪＨ法により求めた前記複合金属酸化物多孔体の微分細孔容積分布における最大頻度細孔径が０．００１〜０．２μｍの範囲内にあることが好ましい。本発明において「最大頻度細孔径」とは、微分細孔容積分布において、頻度（微分細孔容積）が最大となるピークの頂点（ピークトップ）の細孔径をいう。このような条件を満たす触媒担体は細孔内のガスの拡散性に優れる傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）及び飽和酸素貯蔵量（ＯＳＣ−ｃ）を示す傾向にある。一方、前記複合金属酸化物多孔体の最大頻度細孔径が前記下限未満である触媒担体は細孔内のガスの拡散性が低くなる傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）及び飽和酸素貯蔵量（ＯＳＣ−ｃ）が低くなる傾向にある。他方、前記複合金属酸化物多孔体の最大頻度細孔径が前記上限を超える触媒担体も細孔内のガスの拡散性が低くなる傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）及び飽和酸素貯蔵量（ＯＳＣ−ｃ）が低くなる傾向にある。
【００３２】
さらに、本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、大気中、１１００℃で５時間の焼成による前記複合金属酸化物多孔体の最大頻度細孔径の増加率が９０％以下であることが好ましく、７５％以下であることがより好ましく、５０％以下であることが特に好ましい。このような条件を満たす触媒担体は、細孔構造及びそれを形成する微結晶の凝集構造が高温での焼成により変化しにくく、耐熱性に優れる傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合であっても、高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示す傾向にある。一方、前記複合金属酸化物多孔体の最大頻度細孔径の増加率が前記上限を超える触媒担体は、細孔構造及びそれを形成する微結晶の凝集構造が高温での焼成により変化しやすく、耐熱性が低下する傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、高温（例えば、１１００℃で５時間）に曝された場合には比較的高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示すものの、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合には酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）が低下する傾向にある。
【００３３】
また、本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、前記条件の還元雰囲気（Ｒ）と酸化雰囲気（Ｌ）とを５分間毎に交互に切り替えながら１１００℃で５時間加熱したことによる前記複合金属酸化物多孔体の最大頻度細孔径の増加率が１００％以下であることが好ましく、９０％以下であることがより好ましく、８０％以下であることが特に好ましい。このような条件を満たす触媒担体は、細孔構造及びそれを形成する微結晶の凝集構造が、Ｒ／Ｌ雰囲気下、高温（例えば、１１００℃で５時間）での加熱により変化しにくく、耐熱性に優れる傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合であっても、高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示す傾向にある。一方、前記複合金属酸化物多孔体の最大頻度細孔径の増加率が前記上限を超える触媒担体は、細孔構造及びそれを形成する微結晶の凝集構造が、Ｒ／Ｌ雰囲気下、高温（例えば、１１００℃で５時間）での加熱により変化しやすく、耐熱性が低下する傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、高温（例えば、１１００℃で５時間）に曝された場合には比較的高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示すものの、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合には酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）が低下する傾向にある。
【００３４】
さらに、本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、前記条件の還元雰囲気（Ｒ）と酸化雰囲気（Ｌ）とを５分間毎に交互に切り替えながら１１００℃で５０時間加熱したことによる前記複合金属酸化物多孔体の最大頻度細孔径の増加率が２６０％以下であることが好ましく、２００％以下であることがより好ましく、１５０％以下であることが特に好ましい。このような条件を満たす触媒担体は、細孔構造及びそれを形成する微結晶の凝集構造が、Ｒ／Ｌ雰囲気下、高温で長時間（例えば、１１００℃で５０時間）の加熱により変化しにくく、耐熱性に優れる傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合であっても、高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示す傾向にある。一方、前記複合金属酸化物多孔体の最大頻度細孔径の増加率が前記上限を超える触媒担体は、細孔構造及びそれを形成する微結晶の凝集構造が、Ｒ／Ｌ雰囲気下、高温で長時間（例えば、１１００℃で５０時間）の加熱により変化しやすく、耐熱性が低下する傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、高温（例えば、１１００℃で５時間）に曝された場合には比較的高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示すものの、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合には酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）が低下する傾向にある。
【００３５】
なお、本発明において、前記焼成又は加熱による最大頻度細孔径の増加率は下記式に従って求められるものである。
最大頻度細孔径の増加率（％）＝（焼成（又は加熱）後の最大頻度細孔径−焼成（又は加熱）前の最大頻度細孔径）／焼成（又は加熱）前の最大頻度細孔径×１００。
【００３６】
また、本発明の排ガス浄化用触媒担体においては、窒素吸着等温線からＢＪＨ法により求めた前記複合金属酸化物多孔体の微分細孔容積分布において０．００１〜０．２μｍの細孔径を有する細孔の合計細孔容量が０．２ｍｌ／ｇ以上であることが好ましい。このような条件を満たす触媒担体は細孔内のガスの拡散性に優れる傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒は、高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）及び飽和酸素貯蔵量（ＯＳＣ−ｃ）を示す傾向にある。一方、前記複合金属酸化物多孔体の合計細孔容量が前記下限未満である触媒担体は細孔内のガスの拡散性が低くなる傾向にある。このため、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）及び飽和酸素貯蔵量（ＯＳＣ−ｃ）が低くなる傾向にある。
【００３７】
次に、本発明の排ガス浄化用触媒について説明する。本発明の排ガス浄化用触媒は、前記本発明の排ガス浄化用触媒担体と、前記触媒担体の表面に担持されている貴金属とを備えるものである。本発明の排ガス浄化用触媒は、触媒担体が、各金属元素が高い相互微分散度で分散されており、また、高温（例えば、１１００℃）に曝された場合であっても比表面積の低下や細孔径の増加が小さい複合金属酸化物多孔体からなるものであるため、高温に長時間（例えば、１１００℃で５０時間）曝された場合であっても高い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を示す。
【００３８】
前記貴金属としては、白金、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、金等が挙げられる。これらの貴金属は１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。中でも、得られる触媒が排ガス浄化用の触媒等として有用なものとなるという観点から白金、ロジウム、パラジウムが好ましく、パラジウムがより好ましい。貴金属の担持量としては特に制限はなく、得られる触媒の用途等に応じて適宜調整されるが、排ガス浄化用触媒担体１００質量部に対して０．１〜１０質量部程度であることが好ましい。
【００３９】
本発明の排ガス浄化用触媒において、その形態は特に制限されず、例えば、前記触媒を粒子の形態のまま用いてもよく、或いは、前記触媒を基材に担持したハニカム形状のモノリス触媒や、前記触媒をペレット形状に成形したペレット触媒の形態等として用いてもよい。ここで用いられる基材も特に制限されず、パティキュレートフィルタ基材（ＤＰＦ基材）、モノリス状基材、ペレット状基材、プレート状基材等を好適に採用することができる。また、このような基材の材質も特に制限されないが、コーディエライト、炭化ケイ素、チタン酸アルミ、ムライト等のセラミックスからなる基材や、クロム及びアルミニウムを含むステンレススチール等の金属からなる基材を好適に採用することができる。さらに、本発明の排ガス浄化用触媒においては、その効果を損なわない範囲で各種触媒に用いることが可能な他の成分（例えば、ＮＯｘ吸蔵材等）が適宜担持されていてもよい。
【００４０】
次に、本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法について説明する。本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法は、
アルミニウムイオン、セリウムイオン及びジルコニウムイオンを含有する第一の原料溶液を調製する工程と、
過酸化水素を含有する第二の原料溶液を調製する工程と、
中和剤を含有する第三の原料溶液を調製する工程と、
第一の原料溶液と第二の原料溶液と第三の原料溶液とを５０００〜４００００ｓｅｃ−１の剪断速度となっている領域に独立に直接導入して均質混合し、金属化合物ナノスラリーを得る工程と、
前記ナノスラリーを脱脂し、酸化雰囲気下で加熱して、アルミナ、セリア及びジルコニアを含有する複合金属酸化物多孔体を得る工程と
を含むことを特徴とする方法である。この方法によれば、各金属元素が高い相互微分散度で分散しており、また、高温（例えば、１１００℃）に曝された場合であっても比表面積の低下や細孔径の増加が小さい複合金属酸化物多孔体からなる前記本発明の排ガス浄化用触媒担体を得ることができる。
【００４１】
〔第一の原料溶液調製工程〕
前記アルミニウムイオン、セリウムイオン及びジルコニウムイオンを含有する第一の原料溶液（好ましくは、ランタンイオン及びイットリウムイオンからなる群から選択される少なくとも１種の金属イオンを更に含有する原料溶液）は、アルミニウム化合物、セリウム化合物及びジルコニウム化合物と、必要に応じて、Ｃｅ以外の希土類元素（Ｌａ、Ｐｒ、Ｙ、Ｓｃ等）の化合物及びアルカリ土類金属（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ等）の化合物からなる群から選択される少なくとも１種の他の金属化合物とを溶媒に溶解することによって得ることができる。
【００４２】
このようなアルミニウム化合物、セリウム化合物、ジルコニウム化合物及び他の金属化合物としては、それらの金属の塩（酢酸塩、硝酸塩、塩化物、硫酸塩、亜硫酸塩、無機錯塩等）が好ましく、硝酸塩と塩化物とを併用することがより好ましく、前記第一の原料溶液中の全カウンターアニオンのうち、４７〜６５モル％が塩化物イオン、３５〜５３モル％が硝酸イオンとなるように、硝酸塩と塩化物とを併用することが特に好ましい。これにより、硝酸イオンが過剰に存在する場合の脱脂処理時における熱暴走反応が抑制されて異常粒成長が抑制される。一方、硝酸イオンが存在しない場合、過酸化水素のみではＣｅ４＋の安定化が不十分となり、セリアのジルコニアに対する固溶度が低下する。したがって、塩化物イオンと硝酸イオンの割合を前記範囲内に調整することが特に好ましい。
【００４３】
第一の原料溶液に用いられる溶媒としては、水、水溶性有機溶媒（メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、アセトニトリル等）、水と前記水溶性有機溶媒との混合溶媒等が挙げられる。
【００４４】
第一の原料溶液中のアルミニウム化合物、セリウム化合物、ジルコニウム化合物、他の金属化合物の各濃度は、得られる複合金属酸化物多孔体中のアルミナ、セリア、ジルコニア、他の金属酸化物の含有率が所定の値となるように適宜調整すればよい。
【００４５】
第一の原料溶液の陽イオン濃度としては、０．００５〜１．０モル／Ｌが好ましく、０．００５〜０．５モル／Ｌがより好ましく、０．０１〜０．３モル／Ｌがさらに好ましい。陽イオン濃度が前記範囲にあると、金属化合物結晶子は、径が小さく均一な凝集体の状態で溶媒中に分散し、保存安定性に優れたナノスラリーを得ることができる。一方、陽イオン濃度が前記下限未満になると、金属化合物コロイド粒子の収率が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、金属化合物コロイド粒子同士がさらに凝集する傾向にある。
【００４６】
〔第二の原料溶液調製工程〕
前記過酸化水素を含有する第二の原料溶液は、過酸化水素と、必要に応じてグリセロールとを溶媒に溶解することによって得ることができる。本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法において、過酸化水素は、塩化セリウム又は硝酸セリウムのＣｅ（III）をＣｅ（IV）に変化させる酸化剤として機能し、グリセロールは、細孔容量を増加させる造孔剤として機能する。
【００４７】
第二の原料溶液に用いられる溶媒としては、水、水溶性有機溶媒（メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、アセトニトリル等）、水と前記水溶性有機溶媒との混合溶媒等が挙げられる。
【００４８】
第二の原料溶液中の過酸化水素の濃度は、得られるナノスラリーに含まれる過酸化水素のモル量が第一の原料溶液に含まれるセリウムイオン当量（より好ましくは、第一の原料溶液に含まれる全陽イオン当量）となるように調整することが好ましい。これにより、セリウムとジルコニウムの固溶度が高くなり、均質なジルコニア固溶セリアが得ることができ、また、過酸化水素の無駄な消費が抑制され、さらに、得られるナノスラリーにおける発泡を防ぐことができる。
【００４９】
第二の原料溶液中のグリセロールの濃度は、得られるナノスラリーにおけるグリセロールの含有量が最終的に得られる複合金属酸化物多孔体１００質量部に対して１０質量部以上（より好ましくは、２０質量部以上）となるように調整することが好ましい。得られるナノスラリーにおけるグリセロールの含有量が前記下限未満になると、得られる複合金属酸化物多孔体の細孔容量が小さくなる傾向にある。ただし、第三の原料溶液が分散剤として酸を含む場合には、このグリセロールを添加する必要はない（グリセロールの含有量は０質量％）。また、得られるナノスラリーにおけるグリセロールの含有量の上限としては特に制限はないが、脱脂処理時の発熱（熱暴走反応）を抑制し、高濃度の可燃性ミストの発生を防止するという観点から、最終的に得られる複合金属酸化物多孔体１００質量部に対して５０質量部以下が好ましい。
【００５０】
〔第三の原料溶液調製工程〕
前記中和剤を含有する第三の原料溶液は、中和剤と、必要に応じて分散剤とを溶媒に溶解することによって得ることができる。前記中和剤としては、アンモニアが好ましい。また、前記分散剤としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジカルボン酸（例えば、コハク酸、マレイン酸、マロン酸、シュウ酸、グルタル酸、酒石酸、リンゴ酸）、トリカルボン酸（例えば、クエン酸）等が挙げられ、中でも、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジカルボン酸が好ましく、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、マレイン酸がより好ましい。
【００５１】
第三の原料溶液に用いられる溶媒としては、水、水溶性有機溶媒（メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、アセトニトリル等）、水と前記水溶性有機溶媒との混合溶媒等が挙げられる。
【００５２】
第三の原料溶液中の中和剤の濃度は、得られるナノスラリーのｐＨが７．５以上（より好ましくは、８．５以上）となるように調整することが好ましい。得られるナノスラリーのｐＨが前記下限未満になると、イットリア（Ｙ２Ｏ３）やランタナ（Ｌａ２Ｏ３）等が十分に析出せず、偏析が顕著になる傾向にある。また、得られるナノスラリーのｐＨの上限としては特に制限はないが、中和剤の濃度を高くしても、通常、得られるナノスラリーのｐＨは９を超えることはないため、投入する中和剤が無駄になる傾向にある。
【００５３】
第三の原料溶液中の分散剤の濃度は、得られるナノスラリーにおける分散剤の含有量が最終的に得られる複合金属酸化物多孔体１００質量部に対して２０〜３０質量部となるように調整することが好ましい。得られるナノスラリーにおける分散剤の含有量が前記下限未満になると、分散剤がコロイド粒子の表面を覆いきれず、コロイド粒子同士の凝集が顕著になる傾向にあり、得られる複合金属酸化物多孔体の細孔容量が小さく、不十分となる傾向にある。他方、得られるナノスラリーにおける分散剤の含有量が前記上限を超えると、分散剤としてアミン系分散剤を用いた場合には、脱脂処理時に粘稠なタール状物質が多く生成し、脱脂処理時に可燃性ミストが高濃度で発生して危険な上、得られる複合金属酸化物多孔体の比表面積が小さくなる傾向にあり、カルボン酸系分散剤を用いた場合には、特に不都合はないが、分散剤が無駄に消費される傾向にある。
【００５４】
〔ナノスラリー調製工程〕
ナノスラリーを得る工程においては、５０００〜４００００ｓｅｃ−１の剪断速度となっている領域（以下、「高剪断速度領域」という。）に、前記第一の原料溶液と前記第二の原料溶液と前記第三の原料溶液とを独立に直接導入して均質に混合する。このような均質混合によって、金属化合物結晶子径がより小さく、均一でかつ適度な空隙を有する凝集体の状態で（好ましくは、アルミナ（ベーマイト）超微粒子とジルコニア固溶セリア超微粒子とが相互に良好に）溶媒中に分散した金属化合物ナノスラリーを得ることが可能となる。
【００５５】
このような混合方法に用いられる装置としては、例えば、図１〜図３に示すナノスラリーの製造装置（アウターノズル型スーパーアジテーションリアクター）が挙げられるが、本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法は、図１〜図３に示すナノスラリーの製造装置を用いた方法に限定されるものではない。以下、図面を参照しながら、本発明に好適な装置ついて詳細に説明する。なお、以下の説明及び図面中、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５６】
図１に示すナノスラリーの製造装置は、高速撹拌装置としてアウターノズル型ホモジナイザー１０を備えており、アウターノズル型ホモジナイザー１０の先端部（攪拌部）が反応容器２０内に配置されている。アウターノズル型ホモジナイザー１０の先端部は、図２に示すように、ローター１１と、ローター１１の外周との間に所定のギャップの領域が形成されるように配置された外側ステータ１２とを備えているが、ローター１１の内側には、ローター１１の内周との間に所定のギャップの領域を形成することにより液体の流れを阻害する部材（例えば、ステータ）は存在しない。さらに、ローター１１は、回転シャフト１３を介してモーター１４に接続されており、高速回転することが可能となっている。
【００５７】
そして、図１に示すナノスラリーの製造装置においては、図２及び図３に示すように、原料溶液Ａを導入するための分岐のないノズル１５Ａと原料溶液Ｂを導入するための分岐のないノズル１５Ｂと原料溶液Ｃを導入するための分岐のないノズル１５Ｃとがそれぞれ外側ステータ１２におけるローター１１に対向する面に設けられている。ここで、「分岐のないノズル」とは、１つの入口と１つの出口を有し、後述するように分岐のない流路を介して原料溶液の供給装置に接続され、この供給装置により前記分岐のない流路を通して前記入口から供給される原料溶液を、途中で分岐させることなく、前記出口から吐出させることが可能なノズルのことをいう。また、図３に示すように、ローター１１及び外側ステータ１２には、スリット１１ａ及び１２ａが設けられている。ただし、外側ステータ１２のノズル１５Ａとノズル１５Ｂとの間及びノズル１５Ａとノズル１５Ｃとの間にはスリットは設けられていない。
【００５８】
図１〜図３に示すナノスラリーの製造装置においては、ノズル１５Ａには分岐のない流路１６Ａを介して原料溶液Ａの供給装置（図示せず）が、ノズル１５Ｂには分岐のない流路１６Ｂを介して原料溶液Ｂの供給装置（図示せず）が、ノズル１５Ｃには分岐のない流路１６Ｃを介して原料溶液Ｃの供給装置（図示せず）が、それぞれ独立に接続されており、ローター１１と外側ステータ１２との間の領域に原料溶液Ａと原料溶液Ｂと原料溶液Ｃとをそれぞれ独立して直接的に導入することが可能となっている。ここで、「分岐のない流路」とは、１つの原料溶液供給装置と１つのノズルとを接続している１本の流路であって、１つの原料溶液供給装置から送り出される原料溶液を、途中で分岐させることなく、１つのノズルに供給することが可能な流路のことをいう。また、図１〜図３に示すナノスラリーの製造装置は、流路１６Ａ、流路１６Ｂ及び流路１６Ｃに、それぞれ原料溶液Ａ、原料溶液Ｂ及び原料溶液Ｃが滞留する空間を持っていないことが好ましい。
【００５９】
また、図１に示すナノスラリーの製造装置において、各ノズルは外側ステータ１２におけるローター１１に対向する面において、ローター１１の回転軸に対して直交する同一の面内に配置されていなくてもよいが、微小時間での急速な原料溶液の混合をより確実に行うためには、図２及び図３に示すように、ノズル１５Ａ、ノズル１５Ｂ及びノズル１５Ｃが、ローター１１の回転軸Ｘに対して直交する同一の面Ｙ内に配置されていることが好ましい。なお、図３は、図２中の面Ｙにおけるアウターノズル型ホモジナイザー１０の先端部（攪拌部）の横断面である。また、各ノズルは外側ステータ１２におけるローター１１に対向する面において、ローター１１の回転軸に対して直交する複数の面の外側ステータ１２の内周に沿った方向に複数列で配置されていてもよいが、微小時間での急速な原料溶液の混合をより確実に行うためには、図２及び図３に示すように、ノズル１５Ａ、ノズル１５Ｂ及びノズル１５Ｃからなる少なくとも１組のノズルセットが、ローター１１の回転軸Ｘに対して直交する同一の面Ｙの外側ステータ１２の内周に沿った方向に一列に配置されていることが好ましい。
【００６０】
なお、図１〜図３に示すナノスラリーの製造装置においては、３個のノズルからなる２組のノズルセットが設けられているが、ノズルの数は原料溶液の数に応じて適宜設定することができ、少なくとも、原料溶液の数と同数の分岐のないノズルを設置すればよい。また、前記ノズルセットは少なくとも１組設けられていればよいが、外側ステータのサイズ（径）が十分に大きい場合には、２組以上のノズルセットを設けることも可能である。これにより、装置の処理能力を向上させることができる。さらに、ノズルセットの数を増加させるために、ローターと外側ステータのサイズ（径）を大きくすることも可能である。
【００６１】
このようなノズルの開口部の大きさ（円形の場合には直径、楕円形の場合には短軸の長さ）は、特に制限されず、装置の大きさによっても変わってくるが、ノズルの詰まりをより確実に防止するという観点から、０．４〜２ｍｍであることが好ましい。また、隣接するノズルとの間隔は、特に制限されず、装置の大きさによっても変わってくるが、微小時間での急速な原料溶液の混合をより確実に行うためには、隣接するノズル孔同士の間の距離で０〜１０ｍｍであることが好ましく、前記範囲の中でもより小さい値が特に好ましい。
【００６２】
本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法においては、図１〜図３に示すナノスラリーの製造装置のノズル１５Ａとノズル１５Ｂとノズル１５Ｃとから原料溶液Ａ、原料溶液Ｂ及び原料溶液Ｃがそれぞれ導入される領域、すなわち、図１〜図３に示すナノスラリーの製造装置のローター１１の外周と外側ステータ１２の内周との間の領域において、５０００〜４００００ｓｅｃ−１の剪断速度となることが必要であり、１００００〜４００００ｓｅｃ−１の剪断速度となることが特に好ましい。このような領域の剪断速度が前記下限未満になると、原料溶液を微小時間で急速に混合することが困難であり、十分に微細で且つ均一性の高いコロイド粒子又はコロイド粒子の凝集体を含有するコロイド溶液又はナノスラリーを得ることが困難となる。なお、前記剪断速度は、所定のギャップの領域内の流れが層流であると仮定して算出される値である。
【００６３】
このような高剪断速度領域を形成するための条件としては、ローターの回転速度及びローターと外側ステータとの間のギャップの大きさが影響するため、前記領域の剪断速度が前記条件を満たすようにそれらを設定する必要がある。具体的なローター１１の回転速度は特に制限されず、装置の大きさによっても変わってくる。したがって、ローター１１の回転速度の周速の下限も特に制限されないが、一般的には３ｍ／ｓｅｃ以上であることが好ましい。また、上限も特に制限はなく、大きいほど好ましいが、気泡の巻き込み、モーターの過負荷、溶液の過熱による沸騰が起こらない範囲がより好ましい。
【００６４】
また、ローター１１と外側ステータ１２との間のギャップの大きさも特に制限されず、装置の大きさによっても変わってくるが、０．２５〜０．５ｍｍであることが好ましい。なお、アウターノズル型ホモジナイザーを相似形で大きくする場合には、このキャップのサイズも、その比率で大きくすることが好ましい。
【００６５】
さらに、図１〜図３に示すナノスラリーの製造装置においては、ノズル１５Ａとノズル１５Ｂとノズル１５Ｃとからそれぞれ供給された原料溶液Ａ、原料溶液Ｂ及び原料溶液Ｃが、前記高剪断速度領域に導入されてから１ｍｓｅｃ以内（特に好ましくは、０．３ｍｓｅｃ以内）に均質混合されるようにノズル１５Ａとノズル１５Ｂとノズル１５Ｃとが配置されていることが好ましい。なお、ここでいう原料溶液が前記高剪断速度領域に導入されてから均質混合されるまでの時間とは、例えば、図３においては、ノズル１５Ａから導入された原料溶液Ａが隣接するノズル１５Ｂの位置に到達し、ノズル１５Ｂから導入された原料溶液Ｂと混合された後、さらに、隣接するノズル１５Ｃの位置に到達し、ノズル１５Ｃから導入された原料溶液Ｃと混合されるまでの時間をいう。
【００６６】
また、図１〜図３に示すナノスラリーの製造装置においては、ローター１１の内側に、ローター１１の内周との間に所定のギャップの領域を形成することにより液体の流れを阻害する部材が存在しない。すなわち、ローター１１の内側に部材（例えば、ステータ）が存在する場合、装置の大きさによっても変わってくるが、この部材とローター１１の内周との間のギャップの大きさが通常２．５ｍｍ以下であると、液体の流れが阻害されやすい。したがって、図１〜図３に示すナノスラリーの製造装置においては、ローター１１の内側に部材が存在していない（例えば、ローター１１の内側が空洞である）ことが好ましいが、ローター１１の内側に部材が存在する場合には、前記部材とローター１１の内周との間のギャップの大きさが２．５ｍｍを超えていれば、液体の流れは阻害されにくい。
【００６７】
以上説明した図１〜図３に示すナノスラリーの製造装置においては、ローター１１を高速回転させることによって、ローター１１と外側ステータ１２との間に高剪断速度領域が形成され、このような高剪断速度領域に、原料溶液Ａ、原料溶液Ｂ及び原料溶液Ｃをそれぞれノズル１５Ａ、ノズル１５Ｂ及びノズル１５Ｃから独立して直接導入する。これにより、前記高剪断速度領域において、原料溶液Ａ、原料溶液Ｂ及び原料溶液Ｃは、微小時間で急速に均質混合されて反応が進行し、前記原料溶液中の原料に由来するコロイド粒子又はコロイド粒子の凝集体を含有する溶液（ナノスラリー）を製造することが可能となる。
【００６８】
以上、本発明に用いられるナノスラリーの製造装置について説明したが、本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法においては、原料溶液Ａとして第一の原料溶液を用い、原料溶液Ｂとして第二の原料溶液を用い、原料溶液Ｃとして第三の原料溶液を用いてもよいし、原料溶液Ａとして第二の原料溶液を用い、原料溶液Ｂとして第一の原料溶液を用い、原料溶液Ｃとして第三の原料溶液を用いてもよいし、他の組み合わせ（原料溶液Ａ〜Ｃと第一〜第三の原料溶液との対応）であってもよい。
【００６９】
また、第一の原料溶液、第二の原料溶液及び第三の原料溶液の各供給速度としては特に制限はないが、装置の大きさによっても変わってくる。例えば、ローター１１と外側ステータ１２との間のギャップの大きさが０．５ｍｍである場合には、５０〜３００ｍｌ／ｍｉｎが好ましい。原料溶液の供給速度が前記下限未満になると、金属化合物コロイド粒子の製造効率が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると金属化合物コロイド粒子の粒子径が大きくなる傾向にある。なお、アウターノズル型ホモジナイザーの大きさをｎ倍に変更する場合（例えば、相似形のスケールアップにより前記ギャップの大きさがｎ倍になる場合）には、原料溶液の供給速度をｎ３倍に設定することが好ましい。
【００７０】
〔熱処理工程〕
本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法においては、前記ナノスラリー調製工程において、アルミニウムイオン、セリウムイオン及びジルコニウムイオンを含有する第一の原料溶液と過酸化水素を含有する第二の原料溶液と中和剤を含有する第三の原料溶液とを高剪断速度領域で一度に混合しているため、得られた金属化合物ナノスラリーは既に中和されている（金属化合物ナノスラリーのｐＨが、好ましくは７．５〜９であり、より好ましくは８．５〜９である）。このため、得られた金属化合物ナノスラリーに中和剤を添加してｐＨ調整する必要はない。
【００７１】
すなわち、本発明の排ガス浄化用触媒担体の製造方法においては、前記ナノスラリー調製工程で得られた金属化合物ナノスラリーに、ｐＨ調整することなく、脱脂処理を施した後、酸化雰囲気下で熱処理を施すことによって、前記本発明の排ガス浄化用触媒担体を得ることができる。
【００７２】
前記脱脂処理としては、特に制限されないが、酸化雰囲気（例えば、空気）下、８０〜２００℃で１〜１０時間の条件で乾燥し、その後、２００〜４００℃で１〜５時間の条件で脱脂することが好ましい。
【００７３】
また、前記熱処理としては、酸化雰囲気（例えば、空気）下、７００〜１０５０℃の温度で加熱することが好ましい。加熱温度が前記下限未満になると、焼結が完結しないため、触媒使用時に焼結が進行して酸素ストレージ能が著しく低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、複合金属酸化物多孔体の比表面積や合計細孔容量が小さくなり、酸素ストレージ能が低下する傾向にある。また、より優れた酸素ストレージ能が得られるという観点から、加熱温度としては８００〜１０５０℃が特に好ましい。さらに、加熱時間としては、特に制限はないが、１〜１０時間が好ましい。加熱時間が前記下限未満になると、脱脂処理後の金属化合物が十分に金属酸化物に変換されない傾向にあり、他方、前記上限を超えると、高温・酸化雰囲気によりシンタリング等の性能低下が起こりやすくなる傾向にある。
【００７４】
次に、本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法について説明する。本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法は、前記本発明の製造方法により得られた排ガス浄化用触媒担体の表面に貴金属を担持させる工程を含む方法である。このような貴金属を担持させる具体的な方法は特に制限されないが、例えば、貴金属の塩（硝酸塩、塩化物、酢酸塩等）又は貴金属の錯体を水、アルコール等の溶媒に溶解した溶液に前記排ガス浄化用触媒担体を浸漬し、溶媒を除去した後に焼成及び粉砕するといった方法が好適に用いられる。なお、前記貴金属を担持させる工程において、溶媒を除去する際における乾燥条件としては３０〜１５０℃で１０分以内程度が好ましく、また、焼成条件としては、酸化雰囲気（例えば、空気）中において２５０〜６００℃で３０〜１８０分程度が好ましい。また、所望の担持量になるまでこのような貴金属の担持工程を繰り返してもよい。
【実施例】
【００７５】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００７６】
（実施例１）
塩化セリウム七水和物（三津和化学薬品（株）製）１１１．８ｇ（０．３０モル）、オキシ塩化ジルコニウム八水和物（和光純薬工業（株）製）１７８．６ｇ（０．５５モル）、塩化ランタン七水和物（和光純薬工業（株）製）１６．４ｇ（０．０４４モル）、塩化イットリウム六水和物（三津和化学薬品（株）製）９．８ｇ（０．０３２モル）、塩化アルミニウム六水和物（和光純薬工業（株）製）６２．８ｇ（０．２６モル）、及び硝酸アルミニウム九水和物（和光純薬工業（株）製）３００ｇ（０．８０モル）をイオン交換水に溶解して１１００ｍｌの第一の原料溶液を調製した。また、３０％の過酸化水素水（和光純薬工業（株）製）１１２ｇをイオン交換水に溶解して１１００ｍｌの第二の原料溶液を調製した。さらに、無水マレイン酸（和光純薬工業（株）製）４２．２３ｇ（０．４３モル）及び２８％のアンモニア水（和光純薬工業（株）製）４５０ｇをイオン交換水に溶解して１１００ｍｌの第三の原料溶液を調製した。
【００７７】
図１〜図３に示す製造装置（アウターノズル型スーパーアジテーションリアクター）を用いて金属化合物のナノスラリーを作製した。なお、ローター１１として、外径４２ｍｍのものを使用し、ローター１１と外側ステータ１２との間のギャップを０．５ｍｍとした。また、外側ステータ１２として、ノズル１５Ａ、ノズル１５Ｂ及びノズル１５Ｃがそれぞれ２個ずつ設けられているものを使用した。
【００７８】
先ず、原料溶液Ａとして前記第一の原料溶液を、原料溶液Ｂとして前記第二の原料溶液を、原料溶液Ｃとして前記第三の原料溶液をそれぞれ用い、ローター１１の回転方向の上流側のノズルから、原料溶液Ａ、原料溶液Ｂ及び原料溶液Ｃが順に吐出されるように、原料溶液Ａの送液ホース（図示なし）をノズル１５Ａに接続されている流路１６Ａに、原料溶液Ｂの送液ホース（図示なし）をノズル１５Ｂに接続されている流路１６Ｂに、原料溶液Ｃの送液ホース（図示なし）をノズル１５Ｃに接続されている流路１６Ｃに、それぞれ接続した。また、各送液ホースには独立した送液ポンプを接続した。
【００７９】
次に、１Ｌのビーカー２０にスタートアップ液としてイオン交換水７００ｍｌを入れ、アウターノズル型ホモジナイザー１０の先端を前記スタートアップ液に浸るようにセットした。アウターノズル型ホモジナイザー１０におけるローター１１を８０００ｒｐｍで回転させながら前記原料溶液Ａと前記原料溶液Ｂと前記原料溶液Ｃとをそれぞれ５０ｍｌ／ｍｉｎの供給速度で送液ポンプを用いてノズル１５Ａ、ノズル１５Ｂ及びノズル１５Ｃからローター１１と外側ステータ１２との間の領域に送液した。なお、ローター１１と外側ステータ１２との間の領域における流れが層流であると仮定して算出した剪断速度は、３５１８６ｓｅｃ−１であった。
【００８０】
ビーカー２０からあふれ出てくる金属化合物のナノスラリーをビーカー２０の下にセットした５Ｌのビーカー（図示せず）で捕集した。得られたナノスラリーを１Ｌのガラス製ビーカーに５００ｇずつ入れ、１５０℃の脱脂炉内で１０時間乾燥させた後、３５０℃で３時間焼成して脱脂処理を施した。さらに、脱脂後の複合金属酸化物粉末をアルミナ坩堝に入れ、９００℃で２時間焼成して触媒担体粉末を得た。
【００８１】
（実施例２）
実施例１と同様にして１１００ｍｌの第一の原料溶液を調製した。また、３０％の過酸化水素水（和光純薬工業（株）製）１１２ｇ及びグリセロール（和光純薬工業（株）製）８０ｇをイオン交換水に溶解して１１００ｍｌの第二の原料溶液を調製した。さらに、ジエタノールアミン（和光純薬工業（株）製）２００ｇ（１．９０モル）、モノエタノールアミン（和光純薬工業（株）製）５０ｇ（０．８２モル）、及び２８％のアンモニア水（和光純薬工業（株）製）１９０ｇをイオン交換水に溶解して１１００ｍｌの第三の原料溶液を調製した。
【００８２】
原料溶液Ａとして前記第二の原料溶液を、原料溶液Ｂとして前記第一の原料溶液を、原料溶液Ｃとして前記第三の原料溶液をそれぞれ用いた以外は実施例１と同様にして、触媒担体粉末を調製した。
【００８３】
（比較例１）
塩化セリウム七水和物（三津和化学薬品（株）製）１１１．８ｇ（０．３０モル）、オキシ塩化ジルコニウム八水和物（和光純薬工業（株）製）１７８．６ｇ（０．５５モル）、塩化ランタン七水和物（和光純薬工業（株）製）１６．４ｇ（０．０４４モル）、塩化イットリウム六水和物（三津和化学薬品（株）製）９．８ｇ（０．０３２モル）、塩化アルミニウム六水和物（和光純薬工業（株）製）６２．８ｇ（０．２６モル）、硝酸アルミニウム九水和物（和光純薬工業（株）製）３００ｇ（０．８０モル）、及び３０％の過酸化水素水（和光純薬工業（株）製）１１２ｇをイオン交換水に溶解して１７５０ｍｌの原料溶液ａを調製した。また、ジエタノールアミン（和光純薬工業（株）製）２４０ｇ（２．２８モル）及びグリシン（和光純薬工業（株）製）８０ｇ（１．０６モル）をイオン交換水に溶解して１７５００ｍｌの原料溶液ｂを調製した。
【００８４】
図４〜図７に示す従来の製造装置（インナーノズル型スーパーアジテーションリアクター）を用いて金属化合物のコロイド溶液を作製した。なお、ローター４１として、外径４２ｍｍ、内径３７ｍｍのものを使用し、ローター４１と内側ステータ４３との間のギャップを０．５ｍｍとした。また、内側ステータ４３として、ノズル４５ａ及びノズル４５ｂがそれぞれ２４個ずつ設けられている４８孔タイプのものを使用した。
【００８５】
先ず、原料溶液ａの送液ホース（図示なし）をノズル４５ａに接続されている流路４６ａに、原料溶液ｂの送液ホース（図示なし）をノズル４５ｂに接続されている流路４６ｂに、それぞれ接続した。また、各送液ホースには独立した送液ポンプを接続した。
【００８６】
次に、５００ｍｌのポリプロピレン製ビーカー２０に、イオン交換水３００ｍｌに硝酸を添加してｐＨを４に調整したスタートアップ液を入れ、インナーノズル型ホモジナイザー４０の先端を前記スタートアップ液に浸るようにセットした。インナーノズル型ホモジナイザー４０におけるローター４１を８０００ｒｐｍで回転させながら前記原料溶液ａと前記原料溶液ｂとをそれぞれ５０ｍｌ／ｍｉｎの供給速度で送液ポンプを用いてノズル４５ａ及びノズル４５ｂからローター４１と内側ステータ４３との間の領域に送液した。なお、ローター４１と内側ステータ４３との間の領域における流れが層流であると仮定して算出した剪断速度は、３０９９７ｓｅｃ−１であった。
【００８７】
ビーカー２０からあふれ出てくる赤褐色の透明なコロイド溶液をビーカー２０の下にセットした５Ｌのビーカー（図示せず）で捕集した。得られたコロイド溶液に、ホモミキサー（プライミクス（株）製）を用いて攪拌（３０００ｒｐｍ）しながら、モノエタノールアミン（和光純薬工業（株）製）２２０ｇ（３．６モル）を添加してｐＨを７以上に調整し、ナノスラリーを得た。得られたナノスラリーを１Ｌのガラス製ビーカーに５００ｇずつ入れ、１５０℃の脱脂炉内で１０時間乾燥させた後、３５０℃で３時間焼成して脱脂処理を施した。さらに、脱脂後の複合金属酸化物粉末をアルミナ坩堝に入れ、９００℃で２時間焼成して触媒担体粉末を得た。
【００８８】
（比較例２）
実施例１と同様にして、第一の原料溶液、第二の原料溶液及び第三の原料溶液を調製した。原料溶液Ａとして前記第一の原料溶液を、原料溶液Ｂとして前記第二の原料溶液を、原料溶液Ｃとして前記第三の原料溶液をそれぞれ用い、５Ｌのビーカーの上方に、原料溶液Ａの送液ホース、原料溶液Ｂの送液ホース及び原料溶液Ｃの送液ホースをそれぞれ固定した。
【００８９】
次に、前記ビーカーにスタートアップ液としてイオン交換水７００ｍｌを入れ、プロペラ攪拌（３００ｒｐｍ）しながら、前記原料溶液Ａと前記原料溶液Ｂと前記原料溶液Ｃとをそれぞれ５０ｍｌ／ｍｉｎの供給速度で前記ビーカーに滴下し、４Ｌのスラリーを得た。得られたスラリーを１Ｌのガラス製ビーカーに５００ｇずつ入れ、１５０℃の脱脂炉内で１０時間乾燥させた後、３５０℃で３時間焼成して脱脂処理を施した。さらに、脱脂後の複合金属酸化物粉末をアルミナ坩堝に入れ、９００℃で２時間焼成して触媒担体粉末を得た。
【００９０】
＜金属元素の含有率の標準偏差＞
得られた触媒担体粉末を乳鉢で粉砕し、得られた微粒子を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）用カーボン膜を有するＣｕ製グリッド上に乗せ、エネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＳ）を装着した球面収差補正装置付き走査透過型電子顕微鏡（ＪＯＥＬ社製「ＪＥＭ−２１００Ｆ−Ｃｓコレクター」）を用いて前記微粒子のＳＴＥＭ像観察とＥＤＳマッピングを行なった。得られたＥＤＳマッピング像において、２０ｎｍ角の微小分析範囲内のＡｌ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｙ、Ｌａの含有率をそれぞれ求め、これを無作為に抽出した１００個の測定点（２０ｎｍ角の微小分析範囲）について行なった。仕込量から求めた含有率又はＩＣＰ発光分光分析により求めた含有率を平均含有率として各金属元素の含有率の標準偏差を算出した。その結果を表１に示す。
【００９１】
＜触媒担体ペレットの調製＞
２５０ｍｌのポリプロピレン製容器に０．５ｍｍ径のアルミナボール７０ｇを入れ、さらに、得られた触媒担体粉末１０ｇ及び水２０ｇを入れて、触媒担体粉末の大きさが１〜３０μｍとなるように１００ｒｐｍで４時間の粉砕処理を施した。得られたスラリーを３００ｍｌのビーカーに移し、スラリーの体積が１００ｍｌとなるように水を加えた。このスラリーにアルミナゾル（日産化学工業（株）製「Ａ５２０」）を、触媒担体粉末の乾燥質量とアルミナゾル中のＡｌ２Ｏ３との質量比が触媒担体：Ａｌ２Ｏ３＝９：１となるように添加した後、マグネットスターラーを用いて３００ｒｐｍで３０分間攪拌した。得られたスラリーを１５０℃で３時間蒸発乾固させた後、粉砕処理を施し、目開き１ｍｍと０．５ｍｍの篩を用いて直径０．５〜１ｍｍの触媒担体ペレットを捕集した。
【００９２】
＜比表面積及び微分細孔容積分布＞
自動比表面積・細孔分布測定装置（マイクロメリティックス社製「Ｔｒｉｓｔａｒ  ＩＩ３０２０」）を用い、得られた触媒担体ペレットの窒素吸着等温線を求めた。この窒素吸着等温線からＢＥＴ法により多点式比表面積（ＢＥＴ比表面積）及びＢＪＨ法により微分細孔容積分布を求め、さらに、得られた微分細孔容積分布から最大頻度細孔径及び０．００１〜０．２μｍの細孔径を有する細孔の合計細孔容量を求めた。その結果を表１に示す。
【００９３】
＜耐熱試験（１）＞
得られた触媒担体ペレットをアルミナ坩堝に入れ、電気炉内で大気中、１１００℃で５時間の焼成処理を施した。
【００９４】
＜耐熱試験（２）＞
得られた触媒担体ペレット１．５ｇを内径７ｍｍの石英管に充填し、充填部を石英ウールで挟んだ。この石英管に、１気圧、ガス流量５００ｍｌ／ｍｉｎの条件で、還元雰囲気ガス（Ｈ２（２容量％）＋ＣＯ２（１０容量％）＋Ｈ２Ｏ（３容量％）＋Ｎ２（残部））と酸化雰囲気ガス（Ｏ２（１容量％）＋ＣＯ２（１０容量％）＋Ｈ２Ｏ（３容量％）＋Ｎ２（残部））とを５分間毎に交互に切り替えて流通させながら、触媒担体ペレットに１１００℃で５時間の加熱処理を施した。
【００９５】
＜耐熱試験（３）＞
加熱時間を５０時間に変更した以外は前記耐熱試験（２）と同様にして、触媒担体ペレットにＲ／Ｌ雰囲気下、１１００℃での加熱処理を施した。
【００９６】
＜耐熱試験による比表面積の低下率及び最大頻度細孔径の増加率＞
耐熱試験（１）〜（３）後の各触媒担体ペレットのＢＥＴ比表面積及び最大頻度細孔径を前記方法に従って求め、耐熱試験による比表面積の低下率及び耐熱試験による最大頻度細孔径の増加率を下記式に従って求めた。これらの結果を表１に示す。
比表面積の低下率（％）＝（耐熱試験前の比表面積−耐熱試験後の比表面積）／耐熱試験前の比表面積×１００。
最大頻度細孔径の増加率（％）＝（耐熱試験後の最大頻度細孔径−耐熱試験前の最大頻度細孔径）／耐熱試験前の最大頻度細孔径×１００。
【００９７】
＜触媒調製＞
２５０ｍｌのポリプロピレン製容器に０．５ｍｍ径のアルミナボール７０ｇを入れ、さらに、得られた触媒担体粉末１０ｇ及び水２０ｇを入れて、触媒担体粉末の大きさが１〜３０μｍとなるように１００ｒｐｍで４時間の粉砕処理を施した。得られたスラリーを３００ｍｌのビーカーに移し、スラリーの体積が１００ｍｌとなるように水を加えた。このスラリーにアルミナゾル（日産化学工業（株）製「Ａ５２０」）を、触媒担体粉末の乾燥質量とアルミナゾル中のＡｌ２Ｏ３との質量比が触媒担体：Ａｌ２Ｏ３＝９：１となるように添加し、同時に硝酸パラジウムをＰｄ担持量が触媒担体粉末１００質量部に対して０．４２質量部となるように添加した後、マグネットスターラーを用いて３００ｒｐｍで３０分間攪拌した。得られたスラリーを１５０℃で３時間蒸発乾固させた後、固形分を磁製坩堝に移し、５００℃で２時間焼成して触媒担体にＰｄを固定した。その後、粉砕処理を施し、目開き１ｍｍと０．５ｍｍの篩を用いて直径０．５〜１ｍｍのＰｄ担持触媒ペレットを捕集した。
【００９８】
＜耐熱試験（４）＞
触媒担体ペレットの代わりに、得られたＰｄ担持触媒ペレットを用いた以外は前記耐熱試験（２）と同様にして、Ｐｄ担持触媒ペレットにＲ／Ｌ雰囲気下、１１００℃で５時間の加熱処理を施した。
【００９９】
＜耐熱試験（５）＞
触媒担体ペレットの代わりに、得られたＰｄ担持触媒ペレットを用いた以外は前記耐熱試験（３）と同様にして、Ｐｄ担持触媒ペレットにＲ／Ｌ雰囲気下、１１００℃で５０時間の加熱処理を施した。
【０１００】
＜耐熱試験後のＰｄ担持触媒の酸素放出速度及び飽和酸素貯蔵量＞
耐熱試験後（４）〜（５）後の各Ｐｄ担持触媒ペレット０．５ｇを内径１０ｍｍの石英管に充填し、触媒床を作製した。この触媒床に、前処理として、触媒床温度６００℃、ガス流量１０Ｌ／ｍｉｎの条件で、還元雰囲気ガス（ＣＯ（２容量％）＋ＣＯ２（１０容量％）＋Ｈ２Ｏ（３容量％）＋Ｎ２（残部））と酸化雰囲気ガス（Ｏ２（１容量％）＋ＣＯ２（１０容量％）＋Ｈ２Ｏ（３容量％）＋Ｎ２（残部））とを１分間毎に交互に切り替えながら、１０分間（５サイクル）流通させた。次に、窒素ガス雰囲気下で触媒床の温度を５００℃に変更した後、触媒床に、ガス流量１０Ｌ／ｍｉｎの条件で、前記酸化雰囲気ガスを３分間、窒素ガスを１分間、前記還元雰囲気ガスを３分間、窒素ガスを１分間順次流通させ、これを３回繰り返した（３サイクル）。２回目（２サイクル目）の還元雰囲気ガス流通時において、初期の５秒間のＣＯ２発生速度（５秒間のＣＯ２発生量／５秒）及び３分間のＣＯ２発生量を測定し、これらをそれぞれ酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）及び飽和酸素貯蔵量（ＯＳＣ−ｃ）とした。その結果を表１に示す。
【０１０１】
【表１】
2018008255.tif 000002
【０１０２】
表１に示した結果から明らかなように、Ａｌイオン、Ｃｅイオン及びＺｒイオンを含有する第一の原料溶液と過酸化水素を含有する第二の原料溶液と中和剤を含有する原料溶液とをそれぞれ独立に高剪断速度領域に供給して調製した触媒担体（実施例１〜２）は、各金属元素が相互に微細かつ均一に分散しており、耐熱試験（大気中又はＲ／Ｌ雰囲気下、１１００℃での加熱処理）を長時間施した場合でも、比表面積の低下率や最大頻度細孔径の増加率が小さく、耐熱性に優れたものであることが確認された。また、このような触媒担体に貴金属を担持することによって、耐熱試験（大気中又はＲ／Ｌ雰囲気下、１１００℃での加熱処理）を長時間施した場合でも速い酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）を有する排ガス浄化用触媒が得られることも確認された。
【０１０３】
一方、Ａｌイオン、Ｃｅイオン、Ｚｒイオン及び過酸化水素を含有する原料溶液と中和剤を含有する原料溶液とをそれぞれ独立に高剪断速度領域に供給して調製した触媒担体（比較例１）は、各金属元素が相互に微細かつ均一に分散しているものの、耐熱試験（大気中又はＲ／Ｌ雰囲気下、１１００℃での加熱処理）によって、比表面積が著しく低下し、最大頻度細孔径が著しく増加し、耐熱性に劣るものであった。また、このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、本発明の排ガス浄化用触媒（実施例１〜２）に比べて、耐熱試験（Ｒ／Ｌ雰囲気下、１１００℃での加熱処理）後の酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）が遅いことがわかった。
【０１０４】
また、Ａｌイオン、Ｃｅイオン及びＺｒイオンを含有する第一の原料溶液と過酸化水素を含有する第二の原料溶液と中和剤を含有する原料溶液とをプロペラ攪拌により混合して調製した触媒担体（比較例２）は、ＡｌとＺｒの分散性が低いものであった。このような触媒担体に貴金属を担持した触媒は、本発明の排ガス浄化用触媒（実施例１〜２）に比べて、耐熱試験（Ｒ／Ｌ雰囲気下、１１００℃での加熱処理（特に、５０時間の加熱処理））後の酸素放出速度（ＯＳＣ−ｒ）が遅く、飽和酸素貯蔵量（ＯＳＣ−ｃ）が少ないことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
以上説明したように、本発明によれば、各金属元素が相互に微細かつ均一に分散しており、また、高温に曝された場合であっても比表面積の低下や細孔径の増加が小さい複合金属酸化物多孔体からなる排ガス浄化用触媒担体を得ることが可能となる。
【０１０６】
したがって、本発明の排ガス浄化用触媒は、このような排ガス浄化用触媒担体に貴金属を担持したものであり、高温に長時間曝された場合であっても高い酸素放出速度を示すため、自動車等の内燃機関から排出される有害物質を含むガスを浄化するための排ガス浄化用触媒、特に、高温環境下で長時間使用される排ガス浄化用触媒等として有用である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０：アウターノズル型ホモジナイザー、１１：ローター、１１ａ：スリット、１２：ノズル付外側ステータ、１２ａ：スリット、１３：回転シャフト、１４：モーター、１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ：分岐のないノズル、１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ：分岐のない流路、２０：反応容器、４０：インナーノズル型ホモジナイザー、４１：ローター、４２：外側ステータ、４３：内側ステータ、４５ａ，４５ｂ：ノズル、４６ａ，４６ｂ：流路
【図１】
2018008255.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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