(57)【要約】【課題】  十分に広範な温度領域で有害ガスを十分有効に除去することができ、しかも、製造コストを十分に抑制することができ、資源保護に十分寄与可能な触媒を提供する。【解決手段】  上記課題を解決する本発明の触媒は、金属酸化物を含有する担体上に、酸化鉄及び貴金属を担持してなる触媒であって、その触媒の全質量に対して貴金属を０．０００４〜１質量％含有し、かつ、酸化鉄１００質量部に対して貴金属を０．００５〜１５質量部ものである。この触媒は、高価で希少な資源である貴金属を極微量用いるだけでも、その貴金属が酸化鉄の触媒機能を補助することにより、十分な触媒活性を有するものとなる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属酸化物を含有する担体上に、酸化鉄及び貴金属を担持してなる触媒であって、
その触媒の全質量に対して前記貴金属を０．０００４〜１質量％含有し、かつ、前記酸化鉄１００質量部に対して前記貴金属を０．００５〜１５質量部含有することを特徴とする触媒。
【請求項２】
前記酸化鉄１００質量部に対して前記貴金属を０．０１〜１０質量部含有することを特徴とする請求項１記載の触媒。
【請求項３】
前記酸化鉄１００質量部に対して前記貴金属を０．０５〜５質量部含有することを特徴とする請求項１記載の触媒。
【請求項４】
前記酸化鉄１００質量部に対して前記貴金属を０．１〜２質量部含有することを特徴とする請求項１記載の触媒。
【請求項５】
前記酸化鉄及び前記貴金属の総量が、２〜２５質量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の触媒。
【請求項６】
前記酸化鉄及び前記貴金属の総量が、２〜１０質量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の触媒。
【請求項７】
前記金属酸化物として、酸化ジルコニウムを含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の触媒。
【請求項８】
前記金属酸化物として、酸化セリウム及び酸化ジルコニウムを含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の触媒。
【請求項９】
前記酸化セリウム及び前記酸化ジルコニウムが複合酸化物であることを特徴とする請求項８記載の触媒。
【請求項１０】
前記複合酸化物が固溶体を形成していることを特徴とする請求項９記載の触媒。
【請求項１１】
前記金属酸化物の全モル量に対して前記酸化ジルコニウムを７０〜９９モル％含有することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の触媒。
【請求項１２】
前記金属酸化物の全モル量に対して前記酸化ジルコニウムを８５〜９９モル％含有することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の触媒。
【請求項１３】
前記担体が３．５〜１５０ｎｍの細孔径を有する細孔を０．１ｍＬ／ｇ以上有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の触媒。
【請求項１４】
前記担体が３．５〜１５０ｎｍの細孔径を有する細孔を０．２ｍＬ／ｇ以上有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の触媒。
【請求項１５】
前記担体が３．５〜１５０ｎｍの細孔径を有する細孔を０．３ｍＬ／ｇ以上有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の触媒。
【請求項１６】
前記貴金属がＰｔ、Ｐｄ及びＲｈからなる群より選ばれる１種以上の金属であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の触媒。
【請求項１７】
排ガス浄化に用いられることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の触媒。
【請求項１８】
金属酸化物を含有する担体上に酸化鉄を担持してなる複合体上に、貴金属を担持する貴金属担持工程を有することを特徴とする触媒の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒及び触媒の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、人間を取り巻く環境に存在し得る成分であって人体に影響を及ぼす可能性のある有害ガスの存在が問題視されるようになってきており、例えば建築資材等から空気中に発散するアルデヒド類や、自動車排ガス中の有害成分であるＮＯｘ（窒素酸化物）、ＨＣ（炭化水素）及びＣＯ（一酸化炭素）を確実に浄化することが可能な技術の開発が望まれている。
【０００３】
このような背景の下で、有害ガスを浄化するための各種触媒が開発されてきている。特に、自動車の運転始動時等の比較的低温においても、有害ガスを十分効率的かつ確実に除去する必要性がきわめて高くなっており、そのような必要性に対応できる各種触媒が開発されてきている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、２５０℃以下の低温域において、自動車の内燃機関等から排出される排気ガス中のＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ特にＨＣを効率よく除去可能な新たな排気ガス浄化用の触媒を提供することを意図して、遷移金属酸化物の１種以上と、貴金属（金を除く。）の１種以上とからなり、内燃機関等の排ガス中の炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物を２５０℃以下の温度において除去する排気ガス除去用触媒が開示されている。この特許文献１において、排気ガス除去用触媒中には、金属酸化物としての酸化鉄１００質量部に対して、貴金属が０．０６１〜１２．２２質量部含有されていると好ましい旨、記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、触媒の使用温度を下げることを意図して、金属酸化物粒子の中にパラジウム粒子を均一に混合し、触媒の使用温度を低下させたことを特徴とする金属酸化物粒子を含んでなる触媒が提案されている。この特許文献２に開示された触媒中には、金属酸化物としての酸化鉄１００質量部に対して、貴金属が０．１〜３３．３質量部含有されていると好ましい旨が記載されている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、担持されている貴金属粒子の粒成長を抑制し、かつ貴金属のＣＯ被毒を抑制することを意図して、ＣｅＯ２−ＺｒＯ２複合酸化物よりなる担体と、該担体に担持されたＡｌ、Ｎｉ、及びＦｅから選ばれる少なくとも一種の金属の酸化物からなる酸化物粒子と、該担体に担持された貴金属とからなる排ガス浄化用触媒が開示されている。この特許文献３において、排ガス浄化用触媒中には、上記金属の酸化物である酸化鉄１００質量部に対して、貴金属が５０〜２５０質量部含有されると好ましい旨、記載されている。
【特許文献１】特開平４−２１５８４５号公報
【特許文献２】特開平７−３１３８７７号公報
【特許文献３】特開２００３−１２６６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本発明者らは、上記特許文献１〜３に記載されたものを始めとする従来の触媒について詳細に検討を行ったところ、このような従来の触媒は、有害ガスの除去、製造コスト及び資源保護の観点から、必ずしも実用に十分適したものではないことを見出した。
【０００８】
特許文献１、２に記載された触媒は、遷移金属酸化物に貴金属を担持又は複合化することによって、比較的低温域において有害ガスを除去しようとしたものである。しかしながら、これら特許文献１、２に記載された触媒において、そこに含有される遷移金属酸化物の耐熱性が十分ではないことを本発明者らは見出した。その結果、自動車の内燃機関が十分に暖機されているような比較的高温領域（例えば５００℃程度）において、それらの触媒の活性は低下してしまい、実用に十分有効な触媒として機能し難いものであることが判明した。
【０００９】
また、特許文献２に記載された触媒において、金属酸化物と貴金属とを複合化して用いる場合、ＮＯｘ、ＣＯ又はＨＣなどの有害ガスが拡散できないような触媒中の部位にも、貴金属が存在していることを本発明者らは見出した。したがって、このような触媒を有害ガスの除去用に用いても、その主な活性点であり、かつ、比較的高価で貴重な資源である貴金属を十分有効に活用できておらず、実用に十分適したものではないことが判明した。
【００１０】
さらに、特許文献３に記載された触媒は、有害ガスの除去を十分に行えるように、主な活性点である貴金属を非常に多く含有している。したがって、製造コスト及び資源保護の観点から、実用に十分適したものではないことが明らかになった。
【００１１】
そこで、本発明は上記事情にかんがみてなされたものであり、十分に広範な温度領域で有害ガスを十分有効に除去することができ、しかも、製造コストを十分に抑制することができ、資源保護に十分寄与可能な触媒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】
【００１２】
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、耐熱担体に担持した酸化鉄と極微量の貴金属とを触媒に併用することで、貴金属の使用量に対する有害ガス除去の触媒活性が飛躍的に向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明の触媒は、金属酸化物を含有する担体上に、酸化鉄及び貴金属を担持してなる触媒であって、その触媒の全質量に対して貴金属を０．０００４〜１質量％含有し、かつ、上記酸化鉄１００質量部に対して貴金属を０．００５〜１５質量部含有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の触媒は、比較的高価な金属である貴金属を０．０００４〜１質量％と極少量しか含有していない。一方、酸化鉄は比較的安価で豊富な資源であり、貴金属と共に金属酸化物上に担持されて本発明の触媒を構成する。したがって、本発明の触媒は、その製造コストを十分に抑制することができる。しかも、貴重な資源である貴金属の含有量を上記範囲内に抑えることにより、資源保護に寄与することができる。
【００１５】
また、本発明の触媒は、従来の触媒の活性種であると考えられている貴金属を上述のように極少量しか含有しないにもかかわらず、貴金属を比較的多く担持した従来の触媒と同様に、低温度領域（例えば２５０℃以下）で有害ガスを十分有効に除去することができる。その要因について、本発明者らは以下のように考えている。ただし要因はこれらに限定されない。
【００１６】
すなわち、特許文献１、２に記載されているような、従来の酸化鉄を含有する触媒においても、酸化鉄は、それ自体の酸化・還元によって反応が進行し（ｒｅｄｏｘ機構）、ＮＯｘの還元及びＣＯ、ＨＣの酸化のような触媒作用を示すことができるものであった。しかしながら、特許文献１、２を始めとする従来の触媒に含有される酸化鉄は、担体又は複合化する成分の一方であるため、構成する酸化鉄中、反応物質と接触可能であり、かつ反応に寄与する酸化鉄は一部に過ぎない。また、触媒中の酸化鉄は比較的大きな粒子の状態で存在している。上述の低温領域においては、触媒反応の反応速度が活性点の数に依存するため、活性点として作用し難い酸化鉄を多く含有する上記従来の触媒は、十分にその性能を引き出しているとはいえない。
【００１７】
また、このような従来の触媒は、酸化鉄の分散性が比較的低いため、高温領域において酸化鉄粒子同士のシンタリングが起こりやすく、その活性が低下すると推測される。
【００１８】
一方、本発明の触媒においては、金属酸化物を含有する担体上に酸化鉄を担持させ、さらに、極少量の貴金属をもその担体上に担持させている。これにより、酸化鉄が高分散に担体上に存在するようになり、さらに、貴金属の微粒子が酸化鉄の粒子上又は担体と酸化鉄との粒界に存在するようになっていると考えられる。この貴金属は、それ自体も触媒活性を示すが、それに加えて酸化鉄の酸化・還元作用を補助する助触媒のような機能をも有すると推定される。したがって、触媒反応の反応速度が活性点の数に依存する低温領域においても、酸化鉄が貴金属の補助的作用により、活性点として作用しやすくなると考えられる。あるいは、酸化鉄により貴金属活性点の反応物質による被毒が緩和されると考えられる。その結果、本発明の触媒は、低温領域においても十分に高い触媒活性を示し、有害ガスを十分に除去できると推測される。
【００１９】
さらに、本発明の触媒において、酸化鉄粒子が金属酸化物の担体上に担持されているため、高温領域においても酸化鉄のシンタリングが発生し難いと推定される。その結果、本発明の触媒は、高温領域においても、その触媒活性を高い状態で維持することができると考えられる。
【００２０】
貴金属はその使用量が多いほど活性点の数が増加するので、貴金属を多く担持するほど、触媒としては高活性となる。しかしながら、酸化鉄の活性で補助することにより担持貴金属量の低減が可能となるので、酸化鉄１００質量部に対して貴金属を０．０１〜１０質量部含有しても、又は０．０５〜５質量部含有しても、さらには０．１〜２質量部含有しても、十分な触媒性能を発揮する。
【００２１】
本発明の触媒において、酸化鉄及び貴金属の総量が、２〜２５質量％であると好ましい。酸化鉄及び貴金属の触媒中の総量を、触媒の全体量に対して、上記範囲内にすることにより、酸化鉄及び貴金属の分散性を保持できるとともに、十分な活性をに確保できる。したがって、このような触媒は、高温領域における劣化を抑制しつつ、有害ガスの除去能を十分に発揮することができる。かかる観点から、酸化鉄及び貴金属の総量が、２〜１０質量％であるとより好ましい。
【００２２】
本発明の触媒において、金属酸化物として、酸化ジルコニウムが含まれると好ましい。酸化ジルコニウムは酸化鉄と反応し難く、酸化鉄の活性点を安定に保持するため、触媒活性を向上できる傾向にある。
【００２３】
さらに、本発明の触媒は、金属酸化物として、酸化セリウム及び酸化ジルコニウムを含むとより好ましい。これにより、本発明の触媒は、酸化セリウムの優れた酸素吸蔵能と、酸化ジルコニウムによる高温耐久性とを併せ持つこととなるので、高温環境下においてもＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣなどの有害ガスの除去をより効率的に行うことができる。
【００２４】
同様の観点から、酸化セリウム及び酸化ジルコニウムが複合酸化物であると更に好ましく、その複合酸化物が固溶体を形成していると特に好ましい。
【００２５】
また、本発明の触媒は、上記金属酸化物の全モル量に対して、酸化ジルコニウムを７０〜９９モル％含有すると低温活性に優れた触媒となり、８５〜９９モル％含有するとより好ましい。金属酸化物中の酸化ジルコニウムの含有割合が７０モル％未満だと酸化ジルコニウムによる高温耐久性を十分に発揮できなくなる傾向にあり、９９モル％を超えると酸化ジルコニウム以外の金属酸化物の添加効果を十分発揮できなくなる傾向にある。したがって、金属酸化物中の酸化ジルコニウムの含有割合が上記数値範囲を外れると、本発明の触媒が、十分な低温活性を発揮できなくなる傾向にある。
【００２６】
本発明の触媒において、担体が３．５〜１５０ｎｍの細孔径を有する細孔を０．１ｍＬ／ｇ以上有すると好ましい。細孔径及び細孔容積をこのような範囲内に調整することにより、活性点である酸化鉄や貴金属の担持場を確保し、かつ、細孔内への有害ガスの拡散をより高めることができるとともに、酸化鉄や貴金属のシンタリングを一層有効に抑制することができる。その結果、このような触媒は、低温度領域において、更に有害ガスを効率的かつ確実に除去でき、しかも触媒寿命が延びる傾向にある。同様の観点から、担体が３．５〜１５０ｎｍの細孔径を有する細孔を０．２ｍＬ／ｇ以上有するとより好ましく、０．３ｍＬ／ｇ以上有すると更に好ましい。
【００２７】
本発明の触媒において、貴金属がＰｔ、Ｐｄ及びＲｈからなる群より選ばれる１種以上の金属であると好ましい。これらの貴金属を担持することにより、本発明の触媒は、低温領域で酸化鉄が貴金属の補助的作用によって、より活性点として作用しやすくなり、酸化鉄としての活性を更に向上できる傾向にある。また、これらの貴金属活性点の被毒を酸化鉄が緩和し、微量であっても低温活性を発現できる傾向にある。
【００２８】
本発明の触媒は、上述した酸化鉄及び貴金属が、ＮＯｘ還元、ＣＯ酸化及びＨＣ酸化の触媒として非常に有効に機能するため、通常そのような成分を含む自動車等の排ガス浄化に用いられると好ましい。
【００２９】
本発明の触媒の製造方法は、金属酸化物を含有する担体上に酸化鉄を担持してなる複合体上に、貴金属を担持する貴金属担持工程を有することを特徴とする。この製造方法により得られた触媒は、金属酸化物の担体上、酸化鉄の粒子上、又は担体と酸化鉄との粒界付近に貴金属を担持させた状態になっていると考えられる。金属酸化物の担体上に担持された貴金属は、それ自体が有害ガスの除去に有効な活性種となる。また、酸化鉄の粒子上に担持された貴金属及び担体と酸化鉄との粒界付近に担持された貴金属は、それ自体が活性種となるだけでなく、酸化鉄の触媒作用を補助する機能をも有すると考えられる。
【００３０】
さらに、この触媒の製造方法は、例えば、触媒の担体と酸化鉄とで覆われた部位等の、有害ガスが拡散し難い部位に貴金属を担持することを十分に抑制している。したがって、得られる触媒は、貴金属の触媒活性及び酸化鉄に対する補助的機能を一層十分に発揮できると同時に、微量な貴金属活性点も有効に作用するので、有害ガスを更に効率的かつ確実に除去可能となる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、特に低温度領域であっても、有害ガスを十分有効に除去することができ、しかも、製造コストを十分に抑制することができ、資源保護に十分寄与可能な触媒及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。
【００３３】
本発明の好適な実施形態に係る触媒は、金属酸化物を含有する担体上に、酸化鉄及び貴金属を担持してなる触媒であって、その触媒の全質量に対して貴金属を０．０００４〜１質量％含有し、しかも、酸化鉄１００質量部に対して貴金属を０．００５〜１５質量部含有するものである。
【００３４】
本実施形態の触媒の担体として用いられる金属酸化物は、触媒の担体として用いることができ、その上に担持される酸化鉄が十分分散できるものであれば、特に限定されることはない。そのような金属酸化物としては、例えば、単独金属酸化物又はそれらを２種以上含有したものが挙げられる。なお、本明細書において、「金属酸化物」には、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）及び酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）も含まれるものとする。
【００３５】
単独金属酸化物としては、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）若しくは酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）などのアルカリ金属酸化物、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）若しくは酸化バリウム（ＢａＯ）などのアルカリ土類金属酸化物、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）若しくは酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）などのホウ素族金属酸化物、酸化スカンジウム（Ｓｃ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化プラセオジム（Ｐｒ２Ｏ）、酸化ネオジム（Ｎｄ２Ｏ３）若しくは酸化テルビウム（Ｔｂ２Ｏ３）などの希土類酸化物、又は、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）若しくは酸化コバルト（Ｃｏ３Ｏ４）などの希土類以外の遷移金属酸化物等が挙げられる。なお、アルカリ金属酸化物及びアルカリ土類金属酸化物は、水酸化物の状態であってもよい。なお、本明細書における希土類元素（希土類酸化物を構成する希土類元素）には、放射性元素（Ｐｍ及びアクチノイド）は含まれないものとする。
【００３６】
２種以上の金属酸化物を含有する場合は、それらがどのような状態で含有されていてもよく、例えば、上述に例示した単独金属酸化物が混合された状態、複合酸化物の状態、又は単独金属酸化物の表面付近にその酸化物を構成する元素とは異なる元素を固溶（置換、侵入）させた状態、あるいは、それらの状態を組み合わせた状態であってもよい。
【００３７】
これらのなかでも、単独酸化物としては、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を触媒の担体として用いると好ましい。酸化ジルコニウムは酸化鉄との反応性に乏しく、酸化鉄の活性点を安定的に保持することができる。
【００３８】
また、２種以上の金属酸化物を含有する場合は、その金属酸化物が酸化ジルコニウムを含むと好ましく、酸化ジルコニウムと共に希土類酸化物を含有するとより好ましい。希土類酸化物は希土類イオンの酸化還元反応により、優れた酸素貯蔵能及び酸素放出能（以下、「ＯＳＣ」という。）を有しているので、希土類酸化物を触媒の担体として用いることにより、触媒付近での酸素濃度の変動を抑制する傾向にある。特に酸化セリウム（ＣｅＯ２）は、希土類酸化物のなかでも一層優れた酸素貯蔵能及び酸素放出能を有しているので、本実施形態において担体として用いられる金属酸化物に含有されると特に好ましい。
【００３９】
酸化セリウムを含有する担体としては、酸化セリウムを単独で用いるほか、酸化セリウムをその他の１種以上の金属酸化物と固溶させて得られる複合酸化物、又は、それらの混合物を用いることができる。
【００４０】
したがって、触媒の担体として、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を酸化セリウムと共に用いると好ましい。共に用いると耐熱性が向上し、触媒活性の低下を抑制する傾向にある。さらに、酸化セリウムと酸化ジルコニウムが複合酸化物であると好ましく、固溶体として用いると、特に好ましい。
【００４１】
酸化セリウム−酸化ジルコニウム複合酸化物又は固溶体を担体として用いる場合、触媒の低温活性向上の観点から、セリウム及びジルコニウムの比率は、そのうちのジルコニウムの含有比率をＺｒ／（Ｃｅ＋Ｚｒ）と表すと、モル比で、０．７≦（Ｚｒ／（Ｃｅ＋Ｚｒ））≦０．９９の範囲であると好ましく、０．８５≦（Ｚｒ／（Ｃｅ＋Ｚｒ））≦０．９９の範囲であるとより好ましい。
【００４２】
本実施形態の触媒において、金属酸化物を含有する担体の細孔分布については、３．５〜１５０ｎｍの細孔径を有する細孔を０．１ｍＬ／ｇ以上有すると好ましく、３．５〜１５０ｎｍの細孔径を有する細孔を０．２ｍＬ／ｇ以上有するとより好ましく、０．３ｍＬ／ｇ以上有すると更に好ましい。このような担体を用いることにより、ガス拡散性が向上し、しかも触媒の耐熱性も優れる傾向にあるため、触媒活性を高く維持することができる。
【００４３】
金属酸化物を含有する担体が、上述した範囲のものよりも小さな細孔径の分布を示すと、酸化鉄や貴金属が存在する細孔内に有害ガスが拡散し難くなる傾向にあるため、触媒の有害ガス除去能が低下する傾向にある。また、この担体が、上述した範囲のものよりも大きな細孔径の分布を示すと、細孔内に存在する活性種である酸化鉄粒子又は貴金属粒子がシンタリングにより結合し、それら活性種粒子の比表面積が低下するため、触媒の有害ガス除去能が低下する傾向にある。
【００４４】
本実施形態の触媒において、担体の比表面積は特に限定されないが、２０〜３００ｍ２／ｇであると好ましく、５０〜３００ｍ２／ｇであるとより好ましい。担体の比表面積が２０ｍ２／ｇより小さくなると、触媒表面に存在する活性種の粒子が凝集若しくは結合するため、触媒性能が十分に発揮できなくなる傾向にある。また、担体の比表面積が３００ｍ２／ｇを超えると、触媒の耐熱性が低下する傾向にある。
【００４５】
なお、上述した金属酸化物を含有する担体の一次粒子の粒子径（粒径）、各酸化物の含有比率などは、従来公知の方法を用いて分析・測定することができ、そのような方法としては以下のようなものを挙げることができる。各一次粒子の粒子径は、ＸＲＤ（Ｘ線回折法）、ＴＥＭ（透過電子顕微鏡法）又はＳＥＭ（走査電子顕微鏡法）などを用いて調べることができる。なお、ＳＥＭを採用する場合には、通常、酸化物粉末に金属蒸着を施した後に行うと好ましい。また、担体全体の比表面積、平均一次粒子径又は細孔分布は窒素吸着を利用したＢＥＴ法、ＣＩ（Cranston and Inkley）法、空気透過法若しくは水銀圧入法などを用いて測定することができる。
【００４６】
本実施形態の触媒は、上記担体上に酸化鉄が担持されている。この酸化鉄の含有比率は、Ｆｅ２Ｏ３として、触媒の総量に対して、２〜２５質量％であると好ましい。酸化鉄の含有比率が、この数値範囲より少ないと、活性点が不足する傾向にあり、この数値範囲より多いと、酸化鉄を高分散状態に担持（保持）することが困難となり、活性点として十分活かされない傾向にある。
【００４７】
なお、酸化鉄は有害ガスを除去する際に酸化・還元作用を奏するため、初期の酸化数は特に問わない。
【００４８】
本実施形態の触媒において担体又は酸化鉄上に担持される貴金属としては、過酷な条件においても粒成長等に起因する触媒劣化が生じ難い傾向にあり、有害ガスを有効に除去できる傾向にあるので、白金族元素（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）の金属を用いると好ましく、Ｒｈ、Ｐｔ及びＰｄからなる群より選ばれる１種以上の貴金属を用いると更に好ましい。
【００４９】
これらのうち、Ｐｔを担持金属として用いることにより、本実施形態の触媒は、担体、酸化鉄及びＰｔの相乗効果がより発揮され、低温領域で比較的高活性を示す触媒となるので、特に好ましい。
【００５０】
一般にＰｔの粒成長は、担体の熱収縮を伴うＰｔ粒子の凝集と、高温酸化雰囲気下におけるＰｔＯ２（若しくはＰｔＯ）の気相への拡散及び他の粒子への移動と、により促進されると考えられている。ところが、酸化セリウム上に担持されたＰｔは、高温酸化雰囲気下に晒された場合、ＰｔＯ２（若しくはＰｔＯ）として酸化セリウムと強く相互作用を起こすため、気相への拡散が抑制され、その結果粒成長も抑制されると推察される。また、酸化セリウム上に担持されたＰｔは、その後にストイキ若しくは還元雰囲気に晒される際に、微細なＰｔ金属に還元され活性を発現できる。よって貴金属としてＰｔを含み、酸化セリウムを担体に含有させるとさらに好ましいと考えられる。
【００５１】
本実施形態の触媒において、貴金属の担持量（含有量）は、酸化鉄１００質量部に対して、０．００５〜１５質量部であり、しかも触媒の全質量に対して０．０００４〜１質量％で十分である。これにより、本実施形態の触媒は、比較的高価で希少な金属である貴金属の使用量を極力抑制し、比較的安価で豊富な資源である酸化鉄を用いた触媒となる。したがって、本実施形態の触媒は、製造コストの観点及び資源保護の観点から十分に優れたものとなる。
【００５２】
また、このように従来の触媒の活性種であると考えられている貴金属を極少量しか用いなくても、本実施形態の触媒は、低温度領域で有害ガスを十分有効に除去することができる。
【００５３】
本実施形態の触媒においては、金属酸化物を含有する担体上に酸化鉄を担持させ、さらに、極少量の貴金属をもその担体上に担持させている。これにより、高分散な（大きな比表面積の）酸化鉄が担体上に存在するようになり、さらに、貴金属の微粒子が酸化鉄の粒子上又は担体と酸化鉄との粒界に存在するようになっていると考えられる。この貴金属は、それ自体も触媒活性を示すが、それに加えて酸化鉄の上記酸化・還元作用を補助する助触媒のような機能をも有すると考えられる。したがって、触媒反応の反応速度が活性点の数に依存する低温領域においても、貴金属の補助的作用により、酸化鉄の活性化エネルギーを低減し、酸化鉄を活性点として作用させやすくすると考えられる。その結果、本実施形態の触媒は、低温領域においても十分に高い触媒活性を示し、有害ガスを十分に除去できると推測される。また、酸化鉄によって、微量貴金属の反応物質による被毒を軽減できると推測される。
【００５４】
さらに、本実施形態の触媒において、酸化鉄が金属酸化物の担体上に担持されているため、高温領域においても酸化鉄のシンタリングが発生し難いと推定される。その結果、本実施形態の触媒は、高温耐久試験後においても、その触媒活性を高い状態で維持することができると考えられる。
【００５５】
同様の観点から、本実施形態の触媒において、貴金属の担持量（含有量）は、酸化鉄１００質量部に対して、０．００５〜１５質量部であるとより好ましく、０．０１〜１０質量部であると更に好ましく、０．０５〜５質量部であると特に好ましく、０．１〜２質量部であると極めて好ましい。
【００５６】
また、本実施形態の触媒において、上述の酸化鉄及び貴金属を合わせた含有比率は、触媒の全体量に対して、２〜２５質量％であると好ましい。これらの含有比率が２質量％より少なくなると、有害ガスを除去するための活性種として有効に作用し難くなる傾向にある。また、これらの含有比率が２５質量％を超えると、主に酸化鉄の高分散担持が困難となり、有害ガス除去能がそれほど向上しなくなる傾向にあり、一方で、貴金属の使用量が増加するため、触媒の製造コストが上昇すると共に省資源への寄与度が低下する傾向にある。このような観点から、本実施形態の触媒において、酸化鉄及び貴金属を合わせた含有比率は、触媒の全体量に対して、２〜１０質量％であるとより好ましい。
【００５７】
酸化鉄の担体上での担持部位は、可能な限り担体の一次粒子表面であると好ましい。これによって、高分散保持と耐熱性向上が図られ、酸化鉄は一層有効に活性種として作用する傾向にある。また、貴金属は酸化鉄の表面上に担持されると、その付近で酸化鉄の酸化・還元反応が一層進行することとなるので、貴金属上での反応に加え、酸化鉄のレドックス（ｒｅｄｏｘ）機構による反応も進行し、さらに低温活性が向上する傾向にある。
【００５８】
本実施形態の触媒は、その用途として特に限定されないが、低温域で有害ガスであるＣＯ及びＨＣを除去できる低温酸化触媒、ＮＯｘ還元触媒、メタン酸化触媒、水素製造・精製触媒若しくは排ガス浄化三元触媒として用いると有効に触媒作用を発揮することができ、しかも高い耐熱性及び耐久性を一層奏する傾向にあるので好ましく、同様の観点から、排ガス浄化三元触媒として用いると特に好ましい。排ガス浄化三元触媒は、高温でしかも苛酷な環境の下でその機能を十分に発揮する必要があるが、本実施形態の触媒は、低温域での活性に加え、高温耐熱性及び耐久性を有する傾向にあり、そのような環境下においても、触媒活性の経時低下は十分に抑制されるので、排ガス浄化三元触媒として十分に有用なものであるといえる。
【００５９】
本実施形態の触媒は、担体としてではなく、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｚｎが更に添加されると、それらの酸化・還元作用により、一層有害ガスを有効に除去できたり、あるいは触媒の熱安定性が向上したりする傾向にある。
【００６０】
本実施形態の触媒は、その使用形状に特に限定はなく、ハニカム形状のモノリス基材、ペレット基材あるいはフォーム基材などの基材の表面に本実施形態における担体からコート層を形成し、そのコート層に酸化鉄及びＲｈ、Ｐｔ、Ｐｄなどの貴金属を担持して構成されてもよい。
【００６１】
次に、本発明の好適な実施形態に係る触媒の製造方法について説明する。
【００６２】
本実施形態の触媒の製造方法は、金属酸化物を含有する担体を準備する担体準備工程と、その担体上に酸化鉄を担持し、複合体を得る酸化鉄担持工程と、その複合体上に貴金属を担持する貴金属担持工程とを有するものである。
【００６３】
本実施形態の担体準備工程では、以下に示す４つの工程によって、目的とする細孔径の細孔容積を０．１ｇ／Ｌ以上有する担体が得られる。４つの工程とは、前駆体調製工程、前駆体調製工程を経て得られた前駆体沈殿物を洗浄する洗浄工程、洗浄後の前駆体沈殿物を界面活性剤と共に水中で撹拌する界面活性剤添加工程、及び、上記撹拌後の前駆体沈殿物を焼成する焼成工程である。
【００６４】
以下、そのような担体準備工程の一具体例として、Ｚｒ／（Ｚｒ＋Ｃｅ）＝０．９の酸化セリウム−酸化ジルコニウム複合酸化物担体を得る担体準備工程について説明する。
【００６５】
まず、前駆体調製工程において、所定量のオキシ硝酸ジルコニウムと硝酸セリウム（III）と過酸化水素とを水に溶解し、必要量に対して１．２倍のアンモニア水溶液を沈殿剤として添加することにより沈殿（共沈）させて、前駆体沈殿物を形成する。
【００６６】
ここで、金属塩は上述のものに限定されず、目的とする金属酸化物の水溶性化合物であればよい。また沈殿剤は、アンモニアに限定されるものではなく、アルカリ性を示すものであればよい。過酸化水素はセリウム塩が３価である場合に効果的である。この場合、３価のセリウムが過酸化水素と錯体を形成することにより４価のセリウムとなる。このような酸化数の変化に起因して、得られる酸化セリウムと酸化ジルコニウムとがより固溶した担体を得ることができる傾向にある。
【００６７】
得られた前駆体沈殿物は、洗浄工程において脱水された後、イオン交換水中に再度分散され、その後再び脱水されて、副生塩と未反応物を除去される。この操作によって、後述する界面活性剤添加工程における効果をより顕著にすることが可能となる。
【００６８】
洗浄された前駆体沈殿物は、界面活性剤添加工程において、得られるべき酸化セリウム−酸化ジルコニウム複合酸化物担体の２０質量％に相当する陰イオン系界面活性剤と共に撹拌される。これによって、最終的に得られる酸化セリウム−酸化ジルコニウム複合酸化物担体の細孔分布を制御することが可能となる。また、界面活性剤は、陰イオン系界面活性剤以外の、陽イオン系のものや非イオン系のものであっても効果が認められる。
【００６９】
続いて、焼成工程において、上述の工程を経た前駆体沈殿物をまず脱硝する。この脱硝は、例えば、大気中、１５０℃で１０時間行い、さらに４００℃で５時間焼成し、その後、本焼として８００℃で５時間焼成する。これによって、適切な細孔を有し、しかも熱安定性に優れた担体が得られる。
【００７０】
こうして、目的とする細孔径の細孔容積が０．１ｇ／Ｌ以上である酸化セリウム−酸化ジルコニウム担体を調製することができる。さらに、これを触媒担体として用いる前に、７５μｍ以下の粉末に粉砕してもよい。
【００７１】
次いで、酸化鉄担持工程において、前駆体調整工程を経て得られた担体上に酸化鉄を担持し、複合体を得る。
【００７２】
酸化鉄を担体上に担持させる際には、含浸法などの従来公知の方法を用いることができ、例えば、鉄塩の水溶液などに担体粉末を混合した後、それを蒸発乾固及び焼成することにより複合体が得られる。鉄塩の水溶液としては、特に限定されないが、硝酸鉄（III）９水和物、クエン酸鉄（III）ｎ水和物、塩化鉄（II）水和物、塩化鉄（III）六水和物、過塩素酸鉄（II）六水和物、過塩素酸鉄（III）ｎ水和物、シュウ酸鉄（III）アンモニウム三水和物、シュウ酸鉄（II）二水和物などの各水和物の水溶液、塩化鉄（II）無水物の水溶液、塩化鉄（III）水溶液等を用いることができる。これらのなかで、硝酸鉄（III）９水和物又はクエン酸鉄（III）ｎ水和物の水溶液を用いると好ましい。
【００７３】
また、この際の焼成温度は２００〜６５０℃であると好ましい。焼成温度がこの下限値よりも低いと、塩の分解が不十分となり、焼成に長時間を要する傾向にあり、焼成時間がこの上限値よりも高いと、酸化鉄が凝集して、酸化鉄としての触媒活性が低下する傾向にある。
【００７４】
そして、上記酸化鉄担持工程を経て得られた複合体上に、貴金属を担持する貴金属担持工程を経ることにより、本実施形態の触媒が得られる。この貴金属担持工程を酸化鉄担持工程よりも後にすることで、得られる触媒は、金属酸化物担体上、酸化鉄上、又は担体と酸化鉄との粒界付近に貴金属を担持させた状態になっていると推定される。金属酸化物の担体上に担持された貴金属は、それ自体が有害ガスの除去に有効な活性種となる。また、酸化鉄上に担持された貴金属及び担体と酸化鉄との粒界付近に担持された貴金属は、それ自体が活性種となるだけでなく、酸化鉄の触媒作用を補助する機能をも有すると考えられる。
【００７５】
さらに、この触媒の製造方法は、例えば、触媒の担体と酸化鉄とで覆われた部位等の、有害ガスが拡散し難い部位に貴金属を担持することを十分に抑制している。したがって、得られる触媒は、貴金属の触媒活性及び酸化鉄に対する上記補助的機能を一層十分に発揮できるので、有害ガスを更に効率的かつ確実に除去可能となる。
【００７６】
貴金属担持工程においては、従来知られている含浸法や吸着法などの方法により、貴金属の担持処理が行われる。その際に用いられる貴金属塩水溶液としては、例えば貴金属として白金（Ｐｔ）を採用する場合、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液、テトラアンミン白金硝酸溶液、塩化白金水溶液などが挙げられる。
【００７７】
また、貴金属としてロジウム（Ｒｈ）を用いる場合は、ロジウム塩水溶液として、硝酸ロジウム水溶液、塩化ロジウム水溶液などが挙げられる。さらに、貴金属としてパラジウム（Ｐｄ）を用いる場合は、パラジウム塩水溶液として、硝酸パラジウム水溶液、塩化パラジウム水溶液などが挙げられる。
【００７８】
貴金属を含浸した後の焼成温度は、塩の分解又は貴金属の凝集を抑制する観点から、２００〜６５０℃であると好ましい。
【００７９】
こうして得られる触媒は実用に際し、粉末又はペレットの形態で使用することができる。さらには、例えば、コージェライト製あるいはメタル製のモノリス基体に、上述した酸化鉄及び貴金属を担持した担体を被覆するか、または、モノリス基体にこの担体を予め担持し、更に酸化鉄及び貴金属を担持して排ガス浄化用の三元触媒などとして使用することも可能である。また、この触媒を他の触媒と組み合わせて、上述したような形態としても、低温活性を発現し得る。この基体に担持されて形成された触媒は、耐熱性に優れ、圧力損失低減の効果をも示す。
【００８０】
以上、本発明の触媒及び触媒の製造方法の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００８１】
例えば、本発明の触媒の製造方法に係る別の実施形態において、洗浄工程を設けなくてもよく、又は界面活性剤添加工程と焼成工程との間に洗浄工程を設けてもよい。
【実施例１】
【００８２】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００８３】
（実施例１）
まず、３Ｌのビーカ中において、硝酸セリウム水溶液３８．３ｇ（ＣｅＯ２として２８質量％）と、オキシ硝酸ジルコニウム水溶液３８４．９ｇ（ＺｒＯ２として１８質量％）と、３０％過酸化水素水１１．３ｇとを混合し、これを１８００ｇのイオン交換水で希釈した２５％アンモニア水溶液１１３．９ｇの中にプロペラ撹拌（６００ｒｐｍ）しながら添加し、さらにホモジナイザーも併用して１０分間以上撹拌して、金属酸化物の前駆体沈殿物を得た（前駆体調製工程）。
【００８４】
次いで、得られた沈殿物を遠心分離器にかけて上澄み液を捨て、これにイオン交換水を４０００ｇ加えて撹拌して、再び遠心分離器にかけ、沈殿物を洗浄した（洗浄工程）。
【００８５】
最後に上澄み液を捨てた後の沈殿物を再び３Ｌのビーカに移し、イオン交換水２０００ｇを加えてプロペラ撹拌器とホモジナイザを用いて撹拌した。そこへ、陰イオン界面活性剤（アーモフロー、ライオン株式会社製、商品名）１６ｇを加え、更に１０分間撹拌した（界面活性剤添加工程）。得られた分散液を遠心分離器にかけた。
【００８６】
界面活性剤処理した沈殿物を、脱脂炉を用いて大気中にて４００℃で５時間焼成し、更に大気中８００℃で５時間焼成して（焼成工程）、酸化セリウム−酸化ジルコニウム複合酸化物（ＣｅＯ２：ＺｒＯ２＝１０：９０（モル比））担体を得た。
【００８７】
得られた担体の細孔分布を水銀ポロシメータを用いて測定したところ、３．５〜１５０ｎｍの細孔径を有する細孔が０．２２ｍＬ／ｇあることが確認された。
【００８８】
次に、硝酸鉄９水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）１０．２ｇをイオン交換水に溶解し、その水溶液中に上記の酸化セリウム−酸化ジルコニウム複合酸化物粉末２５ｇを混合し、水分を蒸発乾固した後、箱型電気炉中にて６００℃で５時間焼成して酸化鉄をその固溶体上に担持して複合体を得た（酸化鉄担持工程）。この複合体における酸化鉄の担持量は、担体１００ｇに対して、Ｆｅとして０．１モルであった。
【００８９】
そして、得られた複合体２５ｇをイオン交換水に混合し、更に４．５６質量％ジニトロジアンミン白金硝酸塩（Ｐｔ（ＮＯ２）２（ＮＨ３）３（ＮＯ３）３）水溶液０．００２２ｇを混合した。これを蒸発乾固して、箱型電気炉中、６００℃で５時間焼成することにより、実施例１の触媒を得た（貴金属担持工程）。この実施例１の触媒において、Ｐｔの担持量は、触媒全量に対して０．０００４質量％、Ｆｅ２Ｏ３１００質量部に対して０．００５４質量部に相当した。また、Ｆｅ２Ｏ３及びＰｔの総量は、触媒全量に対して７．３９質量％となった。
【００９０】
（実施例２）
貴金属担持工程において、４．５６質量％ジニトロジアンミン白金硝酸塩水溶液０．００２２ｇを混合する代わりに、４．５６質量％ジニトロジアンミン白金硝酸塩水溶液０．５０８ｇを混合した以外は実施例１と同様にして、実施例２の触媒を得た。この実施例２の触媒において、Ｐｔの担持量は、触媒全量に対して０．０９２５質量％、Ｆｅ２Ｏ３１００質量部に対して１．２５質量部に相当した。また、Ｆｅ２Ｏ３及びＰｔの総量は、触媒全量に対して７．４８質量％となった。
【００９１】
（実施例３）
貴金属担持工程において、４．５６質量％ジニトロジアンミン白金硝酸塩水溶液０．００２２ｇを混合する代わりに、４．５６質量％ジニトロジアンミン白金硝酸塩水溶液４．３８６ｇを混合した以外は実施例１と同様にして、実施例３の触媒を得た。この実施例３の触媒において、Ｐｔの担持量は、触媒全量に対して０．７９質量％、Ｆｅ２Ｏ３１００質量部に対して１０．８１質量部に相当した。また、Ｆｅ２Ｏ３及びＰｔの総量は、触媒全量に対して８．１３質量％となった。
【００９２】
（実施例４）
貴金属担持工程において、４．５６質量％ジニトロジアンミン白金硝酸塩水溶液０．００２２ｇを混合する代わりに、４．５６質量％ジニトロジアンミン白金硝酸塩水溶液０．３４３ｇ及び２．７５質量％硝酸ロジウム水溶液０．１５２ｇを混合した以外は実施例１と同様にして、実施例４の触媒を得た。この実施例４の触媒において、Ｐｔの担持量は、触媒全量に対して０．０６２５質量％、Ｆｅ２Ｏ３１００質量部に対して０．８５質量部、Ｒｈの担持量は、触媒全量に対して０．０１６７質量％、Ｆｅ２Ｏ３１００質量部に対して０．２３質量部に相当した。また、Ｆｅ２Ｏ３、Ｐｔ及びＲｈの総量は、触媒全量に対して７．４７質量％となった。
【００９３】
（実施例５）
貴金属担持工程において、４．５６質量％ジニトロジアンミン白金硝酸塩水溶液０．００２２ｇを混合する代わりに、４．５６質量％ジニトロジアンミン白金硝酸塩水溶液０．１７１ｇ及び２．７５質量％硝酸ロジウム水溶液０．０７５ｇを混合した以外は実施例１と同様にして、実施例５の触媒を得た。この実施例５の触媒において、Ｐｔの担持量は、触媒全量に対して０．０３１２質量％、Ｆｅ２Ｏ３１００質量部に対して０．４２質量部、Ｒｈの担持量は、触媒全量に対して０．００８３質量％、Ｆｅ２Ｏ３１００質量部に対して０．１１質量部に相当した。また、Ｆｅ２Ｏ３、Ｐｔ及びＲｈの総量は、触媒全量に対して７．４３質量％となった。
【００９４】
（実施例６）
貴金属担持工程において、４．５６質量％ジニトロジアンミン白金硝酸塩水溶液０．００２２ｇを混合する代わりに、４．５６質量％ジニトロジアンミン白金硝酸塩水溶液０．０６９ｇ及び２．７５質量％硝酸ロジウム水溶液０．０３０ｇを混合した以外は実施例１と同様にして、実施例６の触媒を得た。この実施例６の触媒において、Ｐｔの担持量は、触媒全量に対して０．０１２５質量％、Ｆｅ２Ｏ３１００質量部に対して０．１７質量部、Ｒｈの担持量は、触媒全量に対して０．００３３質量％、Ｆｅ２Ｏ３１００質量部に対して０．２１質量部に相当した。また、Ｆｅ２Ｏ３、Ｐｔ及びＲｈの総量は、触媒全量に対して７．４１質量％となった。
【００９５】
（比較例１）
実施例１と同様にして得られた酸化セリウム−酸化ジルコニウム複合酸化物２５ｇに対して、実施例１と同様にＰｔを担持して、比較例１の触媒を得た。比較例１の触媒において、Ｐｔの担持量は、触媒全量に対して、０．０００４質量％となった。
【００９６】
（比較例２）
実施例１と同様にして得られた酸化セリウム−酸化ジルコニウム複合酸化物２５ｇに対して、実施例２と同様にＰｔを担持して、比較例２の触媒を得た。比較例２の触媒において、Ｐｔの担持量は、触媒全量に対して、０．０９９９質量％となった。
【００９７】
（比較例３）
実施例１と同様にして得られた酸化セリウム−酸化ジルコニウム複合酸化物２５ｇに対して、実施例３と同様にＰｔを担持して、比較例３の触媒を得た。比較例３の触媒において、Ｐｔの担持量は、触媒の全量に対して、０．７９質量％となった。
【００９８】
（比較例４）
硝酸アルミニウム９水和物３００．１ｇをイオン交換水２００ｇに溶解し、これを硝酸セリウム（III）水溶液（ＣｅＯ２として２８質量％）２２１．２８ｇとオキシ硝酸ジルコニウム水溶液（ＺｒＯ２として１８質量％）３０１．２ｇと３０％過酸化水素水４５．３３ｇとともに混合し、原料混合水溶液とした。
【００９９】
次に、イオン交換水５００ｇに２５％アンモニア水３５６．４ｇを混合し、プロペラ撹拌（６００ｒｐｍ）しながら上記原料混合水溶液を投入し、さらにホモジナイザーも併用して１０分間以上撹拌し、沈殿物を生成した。
【０１００】
これを脱脂炉を用いて大気中にて４００℃で５時間焼成し、さらに大気中にて７００℃で５時間焼成して、酸化アルミニウム−酸化セリウム−酸化ジルコニア複合酸化物（Ａｌ２Ｏ３：ＣｅＯ２：ＺｒＯ２＝１：０．９：１．１）担体を得た。
【０１０１】
次いで、このようにして得た酸化アルミニウム−酸化セリウム−酸化ジルコニア複合酸化物粉末２１．２５ｇと酸化アルミニウム粉末２０ｇとをイオン交換水中で混合し、更に、４．５６質量％ジニトロジアンミン白金硝酸塩水溶液８．２２ｇ及び２．７５質量％硝酸ロジウム水溶液３．６４ｇを混合した。これを蒸発乾固して、箱型電気炉中、５００℃で２時間焼成することにより、比較例４の触媒を得た。この比較例４の触媒において、Ｐｔの担持量は、触媒全量に対して０．９０質量％、Ｒｈの担持量は、触媒全量に対して０．２４質量％に相当した。
【０１０２】
（比較例５）
貴金属担持工程を経由せず、Ｐｔを担持させなかった以外は実施例１と同様にして、比較例５の触媒を得た。比較例５の触媒において、Ｆｅ２Ｏ３の担持量は、触媒の全量に対して、７．３９４質量％となった。
【０１０３】
＜触媒活性評価＞
実施例１〜６及び比較例１〜３、５のそれぞれの触媒を配置した触媒層に、表１に示す組成を有する理論空燃比（ストイキ）の定常モデルガス（空気過剰率λ＝１）に体積比ＣＯ／Ｈ２＝３／１のＣＯ及びＨ２の混合ガスと、Ｏ２ガスとを適宜混合し、空気過剰率λ＝１±０．０２の範囲で組成が変化する変動モデルガスをＳＶ＝９００００〜１０００００／時間で流通した。次に、変動モデルガスを流通しながら、変動モデルガスの触媒層入口温度を５５０℃に設定し、１０分間前処理を行って初期触媒とした。なお、ここまでの処理において、比較例４の触媒については、上記変動モデルガスをＳＶ＝４８００００／時間で流通した以外は、他の触媒と同様にした。
【０１０４】
次いで、実施例１〜６及び比較例１〜５の触媒について、変動モデルガスの触媒層入口温度を１００℃まで下げた後、その触媒層入口温度を１００℃から５５０℃に１２℃／時間の昇温速度で上昇させた。その際の、実施例２、比較例２、５の触媒について、ＮＯｘ（ＮＯ）、ＣＯ及びＨＣ（Ｃ３Ｈ６）の転化率の変化を図１〜３に示す。また、実施例１〜６及び比較例１〜５の触媒について、変動モデルガス中のＮＯｘ、ＣＯ及びＨＣのそれぞれの成分が５０％転化した際の変動モデルガスの触媒層入口温度（Ｔ５０；℃）を確認した。その触媒層入口温度結果を表２に示す。なお、表２において、「５５０超」とは昇温の際の上限温度である５５０℃においても、Ｔ５０を得ることができなかったことを意味する。
【表１】
2005246177.tif 000002
【表２】
2005246177.tif 000003
【０１０５】
この実験結果より、実施例１〜３の触媒は、従来の主な活性点として知られていた貴金属をごく少量しか担持していないにも関わらず、酸化鉄を含まない比較例１〜３の触媒と比較して、低温活性化していることが確認された。
【０１０６】
また、比較例４の触媒における反応物質の通過量当たりの貴金属使用量を１とすると、実施例の触媒における貴金属使用量は、実施例４の触媒においては０．１、実施例５の触媒においては０．２５、実施例６の触媒については０．５に相当する。これらのうち、実施例５の触媒性能は、ほぼ比較例４並みを達成しており、貴金属量低減に効果的であることが確認された。
【０１０７】
さらに、酸化鉄のみを担持させた比較例５の触媒は、本発明の触媒と比較して、明らかに低い活性を示すことが確認された。なお、ここでは明示していないが、比較例５の触媒よりも多量の酸化鉄又は比較例５の触媒よりも少量の酸化鉄を担持させ、貴金属を担持していない触媒は、いずれも、比較例７の触媒と同程度又はそれより低い触媒活性を示すことが確認された。
【０１０８】
さらに、実施例４〜６の触媒について、表３に示す組成を有するモデルガスに対して、Ｏ２を５％過剰にしたガス及びＨ２を５％過剰にしたガスを５分間、交互に流通させながら、それらのガスの触媒層入口温度を６００℃、７００℃、８００℃のいずれかに設定し、５時間の耐久処理を行った。
【表３】
2005246177.tif 000004
【０１０９】
耐久処理を行った後の触媒は、初期触媒の活性評価と同様に、変動モデルガスの触媒層入口温度を１００℃まで下げた後、その触媒層入口温度を１００℃から５００℃に１２℃／時間の昇温速度で上昇させた。そして、変動モデルガス中のＮＯｘ、ＣＯ及びＨＣのそれぞれの成分が５０％転化した際の変動モデルガスの触媒層入口温度（Ｔ５０；℃）を確認した。その触媒層入口温度結果を表４に示す。
【表４】
2005246177.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】実施例２の触媒について活性評価試験の結果を示すグラフである。
【図２】比較例２の触媒について活性評価試験の結果を示すグラフである。
【図３】比較例５の触媒について活性評価試験の結果を示すグラフである。
【図１】
2005246177.tif 000006
【図２】
2005246177.tif 000007
【図３】
2005246177.tif 000008