(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒原料液を蓄える複数のベッセルが配列された原料ブロックと、該原料ブロックから分注された触媒原料液を混合して触媒原料調合液として蓄える複数のベッセルが配列された反応ブロックと、該反応ブロックから分注された触媒原料調合液を加熱して溶媒の水を蒸発除去するベッセルを受け入れる複数の凹部が形成されたベースプレートと、前記ベースプレートの底面および側面を囲むヒーターとを有する乾燥ブロックと、前記原料ブロックのベッセルから前記反応ブロックのベッセルへの前記触媒原料液の分注および前記反応ブロックのベッセルから前記乾燥ブロックのベッセルへの前記触媒原料調合液の８ｃｍ3以下の量毎の分注を行う分注装置とを備えていることを特徴とする複合金属酸化物触媒前駆体の自動合成装置。
【請求項２】
前記乾燥ブロックのベッセルの容積が３ｃｍ3〜８０ｃｍ3であることを特徴とする請求項１に記載の複合金属酸化物触媒前駆体の自動合成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の自動合成装置を用い、コンビナトリアルケミストリー手法による合成を行うことを特徴とする複合金属酸化物触媒前駆体の合成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水系溶媒を用い、組成の再現性よく複合金属酸化物触媒前駆体を合成することができる複合金属酸化物触媒前駆体の自動合成装置およびそれを用いた合成方法に関する。さらに詳しくは、コンビナトリアルケミストリー手法による触媒の調製に適した蒸発乾固法による複合金属酸化物触媒前駆体の自動合成装置およびそれを用いた合成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、触媒の調製法として、水熱合成法、含浸法、ゾルゲル法、共沈法、噴霧乾燥法、蒸発乾固法が知られている。
【０００３】
一方、複数の物質を組み合わせて新規化合物を合成する場合、近年、コンビナトリアルケミストリー（コンビケム）という手法が採用されている。これは、組み合わせを利用して、組成などを系統的に変化させた数百、数千の化合物群を一度に作成し評価する手法である。コンビケム手法は医薬のスクリーニングから始まり、有機合成や錯体合成の分野、そして材料化学の分野にも急速に広まっており、特に超伝導体、磁性体、蛍光材料などの開発に威力を発揮している。
【０００４】
触媒の分野においても、所望の性質を持つ触媒を探索する方法として、コンビケム手法の均一系触媒への応用が精力的に行われている。また、最近では、不均一系触媒である複合金属酸化物触媒に関しても報告がなされるようになっている。
【０００５】
触媒の調製におけるコンビケム手法の利用としては、マスキング−蒸着法（Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，３８，４８３（１９９９）等）等のコンビケム独自の合成方法を採用した方法が報告されている。
【０００６】
また、前記触媒の調製法のうち、水熱合成法（Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，３７，６０９（１９９８）等）、含浸法（Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，３８，２７９４（１９９９）等）、ゾルゲル法（Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，３７，２６４４（１９９８）、ＷＯ００１７４１３等）については、従来の触媒調製をスケールダウンして自動合成を行う方法が報告されている。また、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，４０，３１２（２００１）の総説に各種のコンビケム的手法のレビュ−が記述されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記マスキング−蒸着法は、次世代の複合金属酸化物触媒探索として最近注目されつつあるが、構造や触媒性能の点で探索用に合成した触媒と実触媒との乖離が大きいため、これらの方法で適正なスクリーニングが実施できるかは分からないという問題がある。また、マスキング−蒸着法で得られる触媒は基板上のスポット式に配列されたライブラリーとして得られるため、そのままでは流通式の触媒性能評価装置に適用できないという制約や、そうした形態のために性能評価結果に大きい誤差が生じ易いという問題がある。
【０００８】
一方、従来の触媒の調製法のうち、水熱合成法は、ゼオライトや一部の複合金属酸化物触媒の調製に利用することができるが、特に複合金属酸化物触媒の調製に関しては限られた報告例しかなく、複合金属酸化物触媒の汎用的な探索法としては利用が困難である。
【０００９】
含浸法は、金属担持触媒等、少量の触媒成分を担体中に導入する場合には適した方法である。しかし、触媒成分含量が多い複合金属酸化物触媒に対しては、担体の影響が発現すること、担持できる量に限界があること、不溶性の原料や析出物があると不溶分等は細孔中へは含浸しにくく表面に沈着するため触媒原料の均一性が著しく下がること、触媒原料の担体外へのはみ出しなどがあること等の問題のため、複合金属酸化物の調製には通常用いられない。これらの欠点をあえて無視してコンビケム用に用いることもあるが、触媒性能評価の信頼性が劣るため、この方法で選んだ触媒が、実際に好ましい触媒とは限らないという問題がある。
【００１０】
ゾルゲル法は、アルコキサイド等の原料を用いるために触媒原料が制約されるという問題、スケールアップを水系原料で行うにあたり、スクリーニングした触媒が必ずしも好適でない等の問題がある。
【００１１】
噴霧乾燥法、蒸発乾固法、共沈法のうち、得られる触媒前駆体の組成が均一であるという点で噴霧乾燥法、共沈法が好ましい触媒前駆体調製法であり、これに対して蒸発乾固法は、得られる触媒前駆体の組成のバラツキが大きいとされている。一方、共沈法は、触媒原料による制約、例えば、アルコキサイド法では触媒原料はアルコキサイドのみ、硝酸塩法では触媒原料は硝酸塩のみしか利用できないという制約がある。尚、ここで触媒前駆体とは、触媒原料調合液から実質的に溶媒が除去されて得られ、焼成されることによって触媒となる粉体である。
【００１２】
これらの触媒前駆体の調製法をコンビケム手法を用いた自動合成に展開しようとした場合、アルコキサイド法等の共沈法については、得られる微粒の沈殿物と溶媒部の分離は、サンプル数が少ない場合は、手作業での分離が実施可能であるが、自動合成工程の一環として大量のサンプルを処理しようとする場合は、沈殿物と溶媒部との分離を自動化することは容易ではない。
【００１３】
また、噴霧乾燥法をコンビケム手法による自動合成に用いようとすると、回収率が低いために多量の触媒原料液を必要とし、多種多数の触媒前駆体を合成するというコンビケム手法に適さず、触媒前駆体の数を増やそうとすると大型化することが避けられない問題がある。また、触媒原料調合液のフィードや触媒前駆体回収部等が機械的に複雑な構成となるという問題もある。
【００１４】
一方、蒸発乾固法は、上記共沈法や噴霧乾燥法のような問題点がなく、多種多様な原料を取り扱うことが可能な水を溶媒として用いることができる合成法ではあるが、前記のように、得られる触媒前駆体の組成のバラツキが大きいため触媒探索には不適であると考えられている。
【００１５】
すなわち、触媒前駆体、特に複合酸化物触媒前駆体の合成にコンビケム手法を用いるにあたって、多種多様な原料を取り扱うことが可能な水を溶媒として用いることができる合成法であって、自動合成システムによって多数の触媒前駆体を再現性よく効率的に合成でき、しかもスケールアップに対応できる十分な妥当性をも備えた触媒前駆体の合成方法および自動合成装置については全く提案がないのが現状である。
【００１６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、水を溶媒として用いることができ、特にコンビケム手法を用いた複合金属酸化物触媒の前駆体の合成に適した触媒前駆体の自動合成装置及びそれを用いた合成方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明者らは、触媒前駆体の合成方法について鋭意検討した結果、少量の触媒原料調合液を加熱することで蒸発乾固させると、得られる触媒前駆体の組成が安定し、バラツキを大きく抑制することができることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【００２１】
すなわち、本発明は、第１に、触媒原料液を蓄える複数のベッセルが配列された原料ブロックと、該原料ブロックから分注された触媒原料液を混合して触媒原料調合液として蓄える複数のベッセルが配列された反応ブロックと、該反応ブロックから分注された触媒原料調合液を加熱して溶媒の水を蒸発除去するベッセルを受け入れる複数の凹部が形成されたベースプレートと、前記ベースプレートの底面および側面を囲むヒーターとを有する乾燥ブロックと、前記原料ブロックのベッセルから前記反応ブロックのベッセルへの前記触媒原料液の分注および前記反応ブロックのベッセルから前記乾燥ブロックのベッセルへの前記触媒原料調合液の８ｃｍ3以下の量毎の分注を行う分注装置とを備えていることを特徴とする複合金属酸化物触媒前駆体の自動合成装置を提供するものである。
【００２２】
上記本発明の第１は、前記乾燥ブロックのベッセルの容積が３ｃｍ3〜８０ｃｍ3であることをその好ましい態様として含むものである。本発明の第１の他の好ましい態様としては、ベッセルを受け入れる凹部の形状が円柱状であること、ベースプレートがアルミニウム製であること、前記分注装置が、前記触媒原料液および触媒原料調合液を吸入および吐出可能なシリンジと、このシリンジを三次元的に移動させるシリンジ移動機構部と、前記触媒原料液および触媒原料調合液の吸入・吐出の切り換えおよび前記触媒原料液および触媒原料調合液の吸入量・吐出量の制御が可能な流量制御ポンプと、前記シリンジ移動機構部および前記流量制御ポンプを作動制御する制御装置とを備えていること、前記原料ブロックが、前記ベッセルを加熱するヒーターと、前記ベッセル内に設けられた磁気攪拌子を回転磁場を形成して回転させる触媒原料液攪拌装置とを備えていること、前記反応ブロックが、前記ベッセルを加熱するヒーターと、前記ベッセル内に設けられた磁気攪拌子を回転磁場を形成して回転させる触媒原料調合液攪拌装置とを備えていることを挙げることができる。
【００２３】
本発明は、第２に、上記本発明の第１の自動合成装置を用い、コンビナトリアルケミストリー手法による合成を行うことを特徴とする複合金属酸化物触媒前駆体の合成方法を提供するものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の触媒前駆体の合成方法は、基本的には通常の蒸発乾固法と同様の手順で行われるが、特に触媒原料を調合して溶媒に溶解させた触媒原料調合液を加熱して溶媒を蒸発除去する際に、加熱する触媒原料調合液を８ｃｍ3以下の量とすることに特徴を有する。
【００２５】
上記のように、触媒原料調合液を少量ずつ蒸発乾固させると、同じ組成の触媒原料調合液を同じ条件下で蒸発乾固させたときに得られる触媒前駆体の組成のバラツキを大きく抑制することができる。この原因は必ずしも明らかではないが、触媒原料調合液全体を迅速に加熱できることや迅速な蒸発乾固が可能であることが有益に作用しているものと考えられる。
【００２６】
本発明の触媒前駆体の合成方法に用いる溶媒は、加熱して蒸発除去できるものであれば特に制限はないが、多種多様な原料を取り扱うことが可能であることから、水を溶媒として用いることが好ましい。また、本発明は、水を溶媒として使用することができ、多種多様な触媒原料を対象とすることができることから、特に複合酸化物触媒前駆体の合成に適している。具体的には、Ｌｉ，Ｂ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｋ，Ｃａ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｒｂ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔｅ，Ｃｓ，Ｂａ，ランタノイド，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｂ，Ｂｉから選ばれる少なくとも２種の元素を含む複合酸化物触媒前駆体、好ましくは、Ｍｏ−Ｘ系（但しＸ＝Ｂｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｇ，Ｖ，Ｎｂ，Ｗ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒのいずれか）、Ｖ−Ｘ系（但しＸ＝Ｓｂ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗのいずれか）、Ｗ−Ｘ系（但しＸ＝Ｔｉ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｔａのいずれか）、Ｃｒ−Ｘ系（但しＸ＝Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａのいずれか）、Ｓｂ−Ｘ系（但しＸ＝Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗ，Ｇａ，Ｓｒ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｒｅ，Ｆｅのいずれか）、Ｂｉ−Ｘ系（但しＸ＝Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｗ，Ｇａ，Ｓｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれか）等の触媒前駆体の合成に適している。本発明の触媒前駆体の合成方法により得られた触媒前駆体を焼成して得られる触媒は、安定した組成のもので、例えばロット毎の組成のバラツキ等がきわめて小さいものとすることができる。
【００２７】
本発明の触媒前駆体の合成方法によれば、上記のように、再現性よく触媒前駆体を合成することができ、得られる触媒の組成も安定していることから、多種多様の触媒を触媒を合成して性能評価する場合の信頼性を高めることができ、コンビケム手法を用いた触媒合成に好適に用いることができる。
【００２８】
次に、本発明に係わる触媒前駆体の自動合成装置の一例を図面を参照しつつ具体的に説明するが、本発明はこれに制限されるものではない。
【００２９】
まず、本発明に係わる触媒前駆体の自動合成装置の構成について説明する。
【００３０】
図１は、本発明に係わる触媒前駆体の自動合成装置の一実施形態を表す概念図である。
【００３１】
本発明の触媒前駆体自動合成装置は、架台１上に、原料ブロック２と、反応ブロック４と、乾燥ブロック５と、分注装置３を備えたものとなっている。
【００３２】
原料ブロック２は、触媒原料液を蓄えることのできるベッセル２１が複数個配列されたものとなっている。各ベッセル２１には、通常、異なる触媒原料液が蓄えられるものである。反応ブロック４は、触媒原料液を混合して触媒原料調合液として蓄えることのできるベッセル４１が複数個配列されたものとなっており、乾燥ブロック５は、触媒原料調合液から溶媒を蒸発除去して乾固させることができるベッセル５１が複数個配列されたものとなっている。分注装置３は、上記各ブロック２〜４間を移動するシリンジ３１を備えたもので、このシリンジ３１により、原料ブロック２のベッセル２１から触媒原料液を反応ブロック４のベッセル４１へ分注し、反応ブロック４のベッセル４１から前記触媒原料調合液を乾燥ブロック５のベッセル５１へ分注するものとなっている。この分注装置３による、反応ブロック４のベッセル４１から乾燥ブロック５のベッセル５１への触媒原料調合液の分注は、８ｃｍ3以下の量毎で行われるものである。
【００３３】
以下、各箇所毎にさらに説明する。
【００３４】
（原料ブロック２）
原料ブロック２は、ベッセル２１内の触媒原料液を一定温度に保ち、且つ均一な分散または溶解状態に保っておくために、ヒーター２２と触媒原料液撹拌装置２５を備えていることが好ましい。図示される例においては、架台１上に設けられた原料台２６内に、ヒーター２２と回転磁場形成装置２４とが内蔵されている。ヒーター２２は、この原料台２６上に設けられたベッセル２１を加熱して、各ベッセル２１内の触媒原料液を一定温度に保つためのものである。また、回転磁場形成装置２４は、ベッセル２１内に設けられれた磁気撹拌子２３と共に触媒原料液撹拌装置２５を構成するもので、回転磁場を形成して各ベッセル２１内の磁気攪拌子２３を回転させ、これによって各ベッセル２１内の触媒原料液を撹拌するものである。
【００３５】
ヒーター２２は、個別またはグループ別のベッセル２１に対してそれぞれ加熱作動されるものでもよいし、全てのベッセル２１に対して同時に加熱作動されるものでもよい。触媒原料攪拌装置２５は、個別のベッセル２１に対してそれぞれ撹拌作動されるものでももよいし、複数のベッセル２１に対して同時に撹拌作動されるものでもよい。
【００３６】
ベッセル２１の数は、特定の数には限らないが、例えば２〜１００のベッセル数が例示される。ベッセル２１の配置は、分注作業を容易にするために、例えばマトリックス状や同心円状に規則的に並べておくことが好ましく、分注作業を自動化するための制御のしやすさから、マトリックス状が最も好ましい。触媒原料液は、触媒原料を溶媒に溶解させたもの、触媒原料を溶媒に懸濁させたもの、または溶媒のみであってもよい。溶媒は水が好ましい。
【００３７】
（反応ブロック４）
反応ブロック４は、ベッセル４１内の触媒原料調合液を一定温度に保ち、且つ均一な分散または溶解状態に保っておくために、ヒーター４２と触媒原料液撹拌装置４５を備えていることが好ましい。図示される例においては、架台１上に設けられた反応台４６内に、ヒーター４２と回転磁場形成装置４４とが内蔵されている。ヒーター４２は、この反応台４６上に設けられたベッセル４１を加熱して、各ベッセル４１内の触媒原料調合液を一定温度に保つためのものである。また、回転磁場形成装置４４は、ベッセル４１内に設けられれた磁気撹拌子４３と共に触媒原料液撹拌装置４５を構成するもので、回転磁場を形成して各ベッセル４１内の磁気攪拌子４３を回転させ、これによって各ベッセル４１内の触媒原料調合液を撹拌するものである。
【００３８】
ヒーター４２は、個別またはグループ別のベッセル４１に対してそれぞれ加熱作動されるものでもよいし、全てのベッセル４１に対して同時に加熱作動されるものでもよい。触媒原料攪拌装置４５は、個別のベッセル４１に対してそれぞれ撹拌作動されるものでももよいし、複数のベッセル４１に対して同時に撹拌作動されるものでもよい。
【００３９】
ベッセル４１の数は、特定の数には限らないが、通常、原料ブロック２のベッセル２１の数より多くすることが好ましく、例えば９６個や２５６個といった１０〜１０００のベッセル数が例示される。ベッセル４１の配置は、分注作業を容易にするために、例えばマトリックス状や同心円状に規則的に並べておくことが好ましく、分注作業を自動化するための制御のしやすさから、マトリックス状が最も好ましい。
【００４０】
（乾燥ブロック５）
乾燥ブロック５は、各ベッセル５１の加熱を効率よく均一に行いやすくする上で、上面に、ベッセル５１を受け入れる複数の凹部を形成した耐熱材料製のベースプレート５２と、このベースプレート５２を加熱するヒーター５３とを有し、各ベッセル５１がこの凹部５４内に落とし込まれて設けられていることが好ましい。
【００４１】
ヒーター５３は、ベースプレート５２を効率よく均一に加熱できるよう、ベースプレート５２の底面および側面を囲んで加熱するものであることが好ましい。ベースプレート５２の高さの５０％〜１００％がヒーター５３によって囲まれていることが好ましく、特に好ましくは９０〜１００％である。
【００４２】
ヒーター５３は、例えば電熱線等の加熱線をベースプレート５２に埋設しておくこと等によって、ベースプレート５２と一体に設けることもできるが、取り扱い性を良くする上で、好ましくは外熱式である。ヒーター５３は、ベースプレート５２を２００〜４００℃に加熱することができるものであることが好ましく、特に好ましくは２５０℃〜３５０℃である。また、ヒーター５３を電熱線などの加熱線として設ける場合、この加熱線を全体に均一に配置してもよいが、部分的に密に配置したり疎に配置したりすることもできる。
【００４３】
ベースプレート５２の形状は、直方体状でも円柱状でもよい。ベースプレート２の大きさは、直方体状の場合は、縦×横×高さとして表記すると（５０〜５００ｍｍ）×（５０〜５００ｍｍ）×（５０〜３００ｍｍ）であり、好ましくは（８０〜２００ｍｍ）×（８０〜２００ｍｍ）×（７０〜１５０ｍｍ）である。円柱状の場合は、直径×高さとして表記すると（５０〜５００ｍｍ）×（５０〜３００ｍｍ）であり、好ましくは（８０〜２００ｍｍ）×（７０〜１５０ｍｍ）である。ベースプレート５２は、いずれの形状の場合でも、１つであっても、２つ以上から構成してもよい。ベースプレート５２を２つ以上設ける場合、ヒーター５３は、各ベースプレート５２に対して個別に設けてもよいが、複数のベースプレート５２を同時に加熱するヒーター５３とすることもできる。
【００４４】
ベッセル５１を受け入れるためにベースプレート５２に形成される凹部５４は、上部が開放された円柱状であることが好ましい。この円柱状の凹部の底面は、後述する試験管状のベッセル５１を落とし込みやすくするために、半球状であることが好ましい。
【００４５】
ベースプレート５２を構成する耐熱性材料としては、アルミニウムやステンレス等の通常の金属やアルミナ等のセラミックを用いることができるが、好ましくは熱伝導の良いアルミニウムである。また、ベースプレート５２は、温度制御を容易にするために、熱電対を挿入することのできる細管を備ていることが好ましい。
【００４６】
従来、アルコキサイド等を触媒原料に用いるゾルゲル法では、浅く面積の狭い小容量のプレートを用いているが、本発明の触媒合成法は蒸発乾固法であり、このゾルゲル法より深く面積の広い大容量の凹部５４が好ましい。凹部５４の容量は、市販の試験管のサイズ程度が好ましいが、具体的には容量で３ｃｍ3〜８０ｃｍ3、好ましくは７ｃｍ3〜３０ｃｍ3である。形状としては外径７ｍｍ〜４０ｍｍ程度が好ましく、特に好ましくは１０ｍｍ〜２０ｍｍである。穴の深さは３０ｍｍ〜３００ｍｍ程度が好ましく、特に好ましくは５０ｍｍ〜１４０ｍｍである。この穴にガラス製等の試験管状の形状を有するベッセル５１を挿入して用いることが好ましい。
【００４７】
凹部５１の数（ベッセル５１の数）は、特定の数には限らないが、通常、反応ブロック４のベッセル４１の数より多くすることが好ましく、例えば９６個や２５６個といった１００〜１０００の穴数が例示される。凹部５１（ベッセル４１）の配置は、分注作業を容易にするために、例えばマトリックス状や同心円状に規則的に並べておくことが好ましく、分注作業を自動化するための制御のしやすさから、マトリックス状が最も好ましい。
【００４８】
（分注装置３）
分注装置３は、少なくとも、触媒原料液および触媒原料調合液を吸入および吐出するためのシリンジ３１と、シリンジ３１を三次元的に移動させるシリンジ移動機構部３２と、触媒原料液および触媒原料調合液の吸入・吐出の切り換えおよび触媒原料液および触媒原料調合液の吸入量・吐出量を制御可能な流量制御ポンプ３３と、シリンジ移動機構部３２及び流量制御ポンプ３３を作動制御するための、作動条件の設定、作動手順の設定、吸入量・吐出量の設定、作動状況の表示、通信設定、装置メンテナンスなどを行うプログラムが組み込まれた制御装置３４とを備えていることが好ましい。
【００４９】
このような構成によれば、制御装置３４からの指令信号に従って、シリンジ移動機構部３２と流量制御ポンプ３３を作動させ、シリンジ３１を原料ブロック２に設置されたベッセル２１の位置へ移動させて、ベッセル２１内の所要量の触媒原料液を吸入させた後、これを反応ブロック４に設置されたベッセル４１の位置へ移動させ、吸入した触媒原料液をベッセル４１内へ吐出させることで、必要な触媒原料液の調合を自動的に行うことができる。また、同様にして、ベッセル４１内の所要量の触媒原料調合液を吸入させた後、これを乾燥ブロック５に設置されたベッセル５１の位置へ移動させ、吸入した触媒原料調合液をベッセル５１内へ吐出させることも自動的に行うことができる。
【００５０】
シリンジ移動機構部３２は、三次元的なマニピュレートが可能な機構であればとくに限定されないが、好ましい形態としては、水平方向の直交する２軸（ＸＹ軸）と垂直方向の１軸（Ｚ軸）との３軸方向移動機構や、水平方向を極座標的（Ｒθ）に、中心軸周りの回転とアームの伸縮で移動し、加えて垂直方向の１軸（Ｚ軸）の移動機構を持った形態などが挙げられる。
【００５１】
制御装置３４は、分注装置３の内部に内蔵された内蔵型演算装置であってもよいし、分注装置３に外部から接続された汎用のパーソナルコンピュータであってもよい。
【００５２】
図示される例の場合、触媒原料液と触媒原料調合液が共通の分注装置３によって吸入・吐出される形態であるが、それぞれの別々の分注装置によって吸入・吐出される形態とすることもできる。
【００５３】
本発明の触媒前駆体の自動合成装置を用いて触媒前駆体を調製する方法としては蒸発乾固法が好ましく、担体は用いないことが好ましい。溶媒としては水が好ましい。乾燥ブロック５へ導入する触媒原料調合液の体積としては、８ｃｍ3以下であることが必要で、１ｃｍ3〜５ｃｍ3が好ましく、特に好ましくは１ｃｍ3〜３ｃｍ3である。
【００５４】
また、本発明の触媒前駆体の自動合成装置を用いて合成した触媒前駆体を焼成することで得られる触媒は、安定した組成の触媒となると共に、本発明の触媒前駆体の自動合成装置は、一度に多量のサンプルを安定した組成状態で合成することができるので、特にコンビケム手法を用いた触媒前駆体の合成に好ましく用いることができる。
【００５５】
【実施例】
実施例１
水１０００ｇにヘプタモリブデン酸アンモニウム〔（ＮＨ4）6Ｍｏ7Ｏ２４・４Ｈ2Ｏ〕１００ｇ、テルル酸（Ｈ6ＴｅＯ6）３９ｇを溶解させた水溶液（Ａ）を調製した。
【００５６】
得られた水溶液（Ａ）３ｃｍ3を、２５℃に加熱された内容積２２ｃｍ3の試験管に入れ、水を蒸発除去して乾固させる操作を６回行い、６つの触媒前駆体のサンプルを得た。
【００５７】
得られた各サンプル触媒前駆体を空気中で３００℃で１時間焼成し、得られた焼成品をＳＥＭ−ＥＤＸ（日立製「Ｘ−６５０」、堀場製「ＥＭＡＸ２２００」）を用い、倍率１０００倍、視野３０μｍ、Ｈｖ（加速電圧）２０ｋＶの条件で、モリブテン、テルルのＥＤＸ強度を測定し、標準偏差を求めた。
【００５８】
結果を表１に示す。
【００５９】
表１から明らかなように、標準偏差が小さく、組成のバラツキが小さいことが分かる。
【００６０】
比較例１
実施例１で調製した水溶液（Ａ）１５ｃｍ3を用い、内容積９０ｃｍ3の試験管を用いた他は実施例１と同様にして、６つのサンプル触媒前駆体を得た。
【００６１】
得られたサンプル触媒前駆体を実施例１と同様に焼成し、得られた焼成品について、実施例１と同じ方法でモリブテン、テルルのＥＤＸ強度を測定し、標準偏差を求めた。
【００６２】
結果を表１に示す。
【００６３】
表１から明らかなように、標準偏差が大きく、組成のバラツキが大きいことが分かる。
【００６４】
【表１】
0004307768.tif 000002
【００６５】
【００６６】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、多種多様な原料を取り扱うことが可能な水を溶媒として用い、組成を再現性よく安定して複合金属酸化物触媒前駆体を合成することができ、多種多数の複合金属酸化物触媒前駆体を効率的に、しかもスケールアップに対応できる十分な妥当性を持って自動合成することが可能である。従って、特にコンビケム手法を用いた触媒合成に利用することができると共に、得られた複合金属酸化物触媒前駆体を焼成することによって多種多様な触媒を得ることを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る触媒前駆体の自動合成装置の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
１    架台
２    原料ブロック
３    分注装置
４    反応ブロック
５    乾燥ブロック
２１  ベッセル
２２  ヒーター
２３  磁気攪拌子
２４  回転磁場形成装置
２５  原料液攪拌装置
２６  原料台
３１  シリンジ
３２  シリンジ移動機構部
３３  流量制御ポンプ
３４  制御装置
４１  ベッセル
４２  ヒーター
４３  磁気攪拌子
４４  回転磁場形成装置
４５  触媒原料調合液攪拌装置
４６  反応台
５１  ベッセル
５２  ベースプレート
５３  ヒーター
５４  凹部
【図１】
0004307768.tif 000003