特許 7506602 酸素貯蔵材料およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-18

(45)【発行日】2024-06-26

(54)【発明の名称】酸素貯蔵材料およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B01J 23/83 20060101AFI20240619BHJP

   B01J 37/03 20060101ALI20240619BHJP

   B01J 37/08 20060101ALI20240619BHJP

   B01J 37/16 20060101ALI20240619BHJP

   F01N 3/10 20060101ALI20240619BHJP

【ＦＩ】

B01J23/83 A ZAB

B01J37/03 B

B01J37/08

B01J37/16

F01N3/10 A

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020537619

(86)(22)【出願日】2019-01-07

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-04-15

(86)【国際出願番号】 US2019012476

(87)【国際公開番号】W WO2019136340

(87)【国際公開日】2019-07-11

【審査請求日】2021-12-07

(31)【優先権主張番号】62/614,594

(32)【優先日】2018-01-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】513089291

【氏名又は名称】パシフィック インダストリアル デベロップメント コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】バートン，アナトリー

(72)【発明者】

【氏名】バートン，ミラ

(72)【発明者】

【氏名】シェパード，デイヴィッド

(72)【発明者】

【氏名】リー，ユンクイ

(72)【発明者】

【氏名】チョ，ジン

(72)【発明者】

【氏名】ウー，ウェイ

(72)【発明者】

【氏名】ラシャペル，ジェフリー

【審査官】安齋 美佐子

(56)【参考文献】

【文献】特表２０２０－５１１２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５２９０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第６５８５９４４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２０１７－２２１９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１１－５２６１９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｊ ２１／００－３８／７４

Ｂ０１Ｄ ５３／８６－５３／９０，５３／９４－５３／９６

Ｆ０１Ｎ ３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ジルコニウムの酸化物、セリウムの酸化物、セリウム以外の少なくとも１種の希土類金属の酸化物、少なくとも１種の遷移金属の酸化物からなる酸素貯蔵材料（ＯＳＭ）であって、
前記ＯＳＭの総重量に対して、酸化セリウム含有量が１５重量％～３５重量％、酸化ジルコニウムの含有量が４０重量％～７０重量％、酸化セリウム以外の希土類金属の酸化物の含有量が５重量％～１０重量％、遷移金属酸化物の含有量が２重量％～８重量％であり、
前記希土類金属は、ランタン、ネオジム、プラセオジム、イットリウムまたはそれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記遷移金属は、銅、鉄、ニッケル、コバルト、マンガンまたはそれらの組み合わせからなる群から選択され、
ＣｅＯ_２還元性が１００％であり、１１００℃で４時間のエイジング後に、１５０～５５０℃にわたるＴＰＲ－Ｈ_２プロファイルが二峰性で、酸素貯蔵能（ＯＳＣ）が少なくとも１．５ｍｍｏｌ Ｈ_２／ｇである、酸素貯蔵材料。

【請求項2】

前記希土類金属は、ランタン、イットリウムまたはそれらの組み合わせである、請求項１に記載の酸素貯蔵材料。

【請求項3】

前記遷移金属は、銅、鉄、またはそれらの組み合わせである、請求項１または２に記載の酸素貯蔵材料。

【請求項4】

１１００℃で４時間のエイジング後に、ＴＰＲ－Ｈ_２プロファイルが二峰性で低温Ｔｍａｘが３５０～４００℃、高温Ｔｍａｘが４５０～５５０℃にあり、酸素貯蔵能が１．５ｍｍｏｌ Ｈ_２／ｇから最大２．５ｍｍｏｌ Ｈ_２／ｇの範囲である、請求項１～３のいずれか１項に記載の酸素貯蔵材料。

【請求項5】

１１００℃で４時間のエイジング後に、ＴＰＲ－Ｈ_２プロファイルが二峰性で低温Ｔｍａｘが１５０～２５０℃、高温Ｔｍａｘが３５０～４５０℃にあり、酸素貯蔵能が１．５ｍｍｏｌ Ｈ_２／ｇから最大２．５ｍｍｏｌ Ｈ_２／ｇの範囲である、請求項１～３のいずれか１項に記載の酸素貯蔵材料。

【請求項6】

請求項１に記載の酸素貯蔵材料（ＯＳＭ）を製造するための方法であって、
（ａ）ジルコニウム塩、セリウム塩、希土類金属塩および遷移金属塩を含む多価金属含有溶液を調製する工程と、
（ｂ）前記多価金属含有溶液を塩基溶液に一滴ずつ添加して混合水酸化物沈殿物を形成する工程と、
（ｃ）前記混合水酸化物沈殿物を水で洗浄し、陰イオンおよび陽イオン混合物をすべて除去する工程と、
（ｄ）前記洗浄した混合酸化物を乾燥させる工程と、
（ｅ）前記混合酸化物を不活性な環境または還元性の環境で焼成する工程と、
（ｆ）前記焼成した混合酸化物を４時間、１１００℃、大気中で、エイジングさせる工程と、
を含む、方法。

【請求項7】

前記多価金属含有溶液は、ジルコニウム、セリウム、希土類金属、遷移金属の水溶性硝酸塩、塩化物または硫酸塩およびそれらの組み合わせからなる、請求項６に記載の酸素貯蔵材料を製造するための方法。

【請求項8】

前記塩基は、アルカリ金属水酸化物、アンモニア水または水酸化テトラアルキルアンモニウムからなる群から選択される、請求項６または７に記載の酸素貯蔵材料を製造するための方法。

【請求項9】

前記不活性な環境または前記還元性の環境における前記焼成は、５００℃から最大９００℃の範囲の温度で、２時間から最大５時間行われる、請求項６から８のいずれか１項に記載の酸素貯蔵材料を製造するための方法。

【請求項10】

車両の排ガスを処理するための、三元触媒、ディーゼル酸化触媒または酸化触媒における、請求項６～９のいずれか１項に記載の方法によって形成されたＯＳＭの使用。

【請求項11】

車両の排ガスを処理するための、三元触媒、ディーゼル酸化触媒または酸化触媒における、請求項１～５のいずれか１項に記載のＯＳＭの使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、広義には、触媒用途で使用することが可能な酸素貯蔵材料に関する。

【背景技術】

【0002】

「背景技術」の項における説明は単に本開示に関連する背景情報を提供するだけであり、先行技術を構成しない可能性がある。

【0003】

車両の排ガスを処理するための三元触媒では、酸素貯蔵材料（ＯＳＭ）としてセリウム－ジルコニウム混合酸化物が広く用いられている。ＯＳＭをうまく応用するには、ＯＳＭが満たすべき要件がいくつかある。これらの要件には、熱安定性の高さ、焼結耐性、貴金属に対する相容性がゆえにＯＳＭの表面に貴金属を十分に分散できることが含まれる。

【0004】

従来のセリア－ジルコニアベースのＯＳＭの製造には、異なる方法が使用される。これらの方法には、特開平５－１９３９４８号に記載されているようなゾル－ゲル技術、特開平５－１５５６２２号に示されているような試薬間の固相反応、米国特許第６，１３９，８１４号に定義されているような含浸が含まれる。熱安定性のあるＯＳＭを製造するのに最も一般的かつ広く用いられる方法は、米国特許第６，１７１，５７２号、同第６，２１４，３０６号、同第６，２５５，２４２号、同第６，３８７，３３８号、同第７，４３１，９１０号、同第７，９１９，４２９号ならびに米国特許出願公開第２０１６／０２０７０２７号に基づく沈殿／共沈である。沈殿／共沈技術で製造されたＯＳＭは、焼結に対する耐性が高く、場合によっては、１１００℃でエイジング後の表面積が１５～２５ｍ^２／ｇを超える可能性がある。

【0005】

ＯＳＭの高い酸化還元活性は、複数の特徴のうち、ＯＳＭの組成、結晶相、表面積、多孔性のタイプ、白金族金属（ＰＧＭ）の分散にとりわけ左右される、相互作用で生じる現象である。米国特許第６，４６８，９４１号では、過酷な状態でエイジングさせた（＞１１００℃）セリア－ジルコニアベースの材料の酸素貯蔵能が、ＣｅＯ_２含有量に依存している。具体的には、ＣｅＯ_２含有量が最大３０～３５重量％まで増すと、酸素貯蔵能（ＯＳＣ）も最大１．０～１．１ｍｍｏｌ Ｈ_２／ｇまで高くなる。ＣｅＯ_２含有量をさらに増しても、ＯＳＣの上昇にはつながらない。これは、セリア含有量の多い混合酸化物のＣｅＯ_２の一部しか、酸素の貯蔵に利用できないことを意味する。米国特許第８，１８７，９９５号および米国特許出願公開第２０１３／００２９８４０号には、最大１．３～１．５ｍｍｏｌ Ｈ_２／ｇの酸素貯蔵能を示す特定の立方晶パイロクロア構造を有するセリア－ジルコニア混合酸化物が記載されている。酸素貯蔵能の高さがゆえ、ＯＳＭの使用量を減らすことができ、コーティング層の厚さが最小限に抑えられ、背圧が低下し、触媒コンバーターの重量とコストも下がる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

総酸素貯蔵能（ＯＳＣ）が高いだけでなく、混合酸化物の別の重要な特徴に、酸化還元反応が生じる温度がある。触媒の「ライトオフ」温度を下げて未処理の排気ガスの量を減らすことによってコールドスタートエミッションの問題を解決する上で、低温での酸化還元反応を可能にする材料（例えば、高レドックス活性材料など）が重要である。米国特許第７，９４３，１０４号に、インジウム（Ｉｎ）およびスズ（Ｓｎ）ドーパントを用いて酸素を移動しやすくすることが説明されている。エイジングさせたＯＳＭを動作させるための最大温度（Ｔ_ｍａｘ）は、５５０～６００℃から３５０～４５０℃にシフトする。ドーパントとしてＳｎを使用することでレドックス機能を促進する同様の効果が、米国特許出願公開第２０１５／０３７５２０３号に開示された。米国特許第６，５８５，９４４号では、レドックス特性を向上させるために、様々な遷移金属、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、ＭｎならびにＡｇおよびＢｉが提案されている。これらのプロモーターを用いると、ＯＳＣを最大１．５ｍｍｏｌ Ｈ_２／ｇまで高め、Ｔ_ｍａｘを３００～３５０℃までシフトさせることができる。

【0007】

したがって、酸素貯蔵能が高く還元性も向上した三元触媒（ＴＷＣ）および四元触媒の要件を満たす酸素貯蔵材料が望まれる。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示は、広義には、レドックス特性が改善され、メソ多孔性が向上し、耐焼結性のある酸素貯蔵材料（ＯＳＭ）に関する。特に、本開示は、広義には酸素貯蔵能が高く（すなわち、ＯＳＣ＞１．５ｍｍｏｌ Ｈ_２／ｇ）、還元性が向上した（すなわち、１５０℃～５５０℃の温度範囲にＴ_ｍａｘが２つある二峰性のＴＰＲ-Ｈ_２プロファイル）酸素貯蔵材料（ＯＳＭ）を提供する。このＯＳＭは、触媒および触媒担体として使用するのに適している。この酸素貯蔵材料を製造する方法は、ジルコニウム塩、セリウム塩、希土類金属塩および遷移金属塩を含む溶液の調製と、それに続く、構成要素となるすべての金属水酸化物と塩基との共沈を含む。

【0009】

本明細書で提供する説明から、他の応用分野も明らかになるであろう。この説明および具体的な実施例は、例示のみを目的としたものにすぎず、本開示の範囲を限定することを意図したものではないことを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

本開示をよく理解することができるように、添付の図面を参照して、例として示す本開示の様々な形態について説明する。

【図1】図１は、本開示の教示内容による酸素貯蔵材料（ＯＳＭ）を形成するための方法を示すフローチャートの概略図である。

【図2】図２は、１，１００℃で４時間エイジング後の実施例１のＯＳＭのＴＰＲ－Ｈ_２プロファイルのグラフ表示である。

【図3】図３は、１，１００℃で４時間エイジング後の実施例２のＯＳＭのＴＰＲ－Ｈ_２プロファイルのグラフ表示である。

【図4】図４は、１，１００℃で４時間エイジング後の実施例３のＯＳＭのＴＰＲ－Ｈ_２プロファイルのグラフ表示である。

【0011】

本明細書にて説明する図面は、例示目的のものにすぎず、どのような形であれ本開示の範囲を限定することを意図するものではない。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下の説明は、本質的に単なる例示であり、決して本開示またはその用途または使用を限定することを意図するものではない。例えば、本開示全体を通して、本明細書に含まれる教示内容に沿って製造され、使用される酸素貯蔵材料（ＯＳＭ）の組成および使用についてさらに十分に説明するために、このＯＳＭを車両の排ガス低減に用いられる三元触媒（ＴＷＣ）とともに説明する。四元触媒、ディーゼル酸化触媒、酸化触媒などの他の触媒または他の触媒用途にそのようなＯＳＭを取り入れて使用することは、本開示の範囲内であると考えられる。説明全体を通して、対応する参照番号は、同様のまたは対応する部分および特徴を示すことを理解されたい。

【0013】

本開示は、広義には、ジルコニウムの酸化物、セリウムの酸化物、セリウム以外の少なくとも１種の希土類金属の酸化物、少なくとも１種の遷移金属の酸化物を含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる酸素貯蔵材料（ＯＳＭ）を提供する。このＯＳＭは、ＯＳＭの総重量に対して、酸化ジルコニウムの含有量が３０重量％以上、遷移金属酸化物の含有量が８重量％以下である。このＯＳＭは、１１００℃で４時間のエイジング後にＴＰＲ－Ｈ_２プロファイルが二峰性で酸素貯蔵能（ＯＳＣ）が少なくとも１．５ｍｍｏｌ Ｈ_２／ｇであり、ＣｅＯ_２還元性が１００％である。

【0014】

望ましい場合、ＯＳＭは、酸化ジルコニウムの含有量が、ＯＳＭの総重量に対して３０重量％～８０重量％の範囲であってもよいし、あるいは、約４０重量％～約７０重量％であってもよい。ＯＳＭ中の酸化セリウム含有量についても、５重量％～５０重量％の範囲であってもよいし、あるいは、約１０重量％～約４５重量％の範囲、あるいは、約１５重量％～約３５重量％の範囲であってもよい。

【0015】

本開示の別の態様によれば、ＯＳＭ中に存在する希土類金属は、ランタン、ネオジム、プラセオジム、イットリウムまたはそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されないように選択することができる。ＯＳＭにおけるこれらの希土類金属の含有量は、ＯＳＭの総重量に対して、０重量％から最大１５重量％の範囲であってもよいし、あるいは、約５重量％～１０重量％の範囲であってもよい。ＯＳＭ中に存在する希土類金属の量は、ＯＳＭの結晶格子を安定化させるのに十分である。

【0016】

ＯＳＭ中に存在する遷移金属は、限定されないが、銅、鉄、ニッケル、コバルト、マンガンまたはそれらの組み合わせからなる群から選択することができる。ＯＳＭ中に存在する遷移金属の量は、０重量％から最大８重量％までの範囲であってもよいし、あるいは、約１重量％～約７重量％の範囲、あるいは、約２重量％～約５重量％の範囲であってもよい。

【0017】

本開示の別の態様によれば、酸素貯蔵材料は、１１００℃で４時間のエイジング後に、ＣｅＯ_２還元性が１００％である。これは、従来の材料について以前に報告されているよりも著しく高い。さらに、このＯＳＭは、１１００℃で４時間のエイジング後に、ＴＰＲ－Ｈ_２プロファイルが二峰性で、酸素貯蔵能（ＯＳＣ）が少なくとも１．５ｍｍｏｌ Ｈ_２／ｇ、あるいは、約１．５ｍｍｏｌ Ｈ_２／ｇから最大約２．５ｍｍｏｌ Ｈ_２／ｇまでの範囲であることを特徴とし得る。二峰性のＴＰＲ－Ｈ_２プロファイルは、３５０～４００℃と４５０～５５０℃がＴ_ｍａｘになる２つの明確に異なるピーク、あるいは１５０～２５０℃と３５０～４５０℃がＴ_ｍａｘになる２つのピークを持つことを特徴とする。

【0018】

ここで図１を参照すると、酸素貯蔵材料（ＯＳＭ）を製造するための方法１が提供される。方法１は、（ａ）ジルコニウム塩、セリウム塩、希土類金属塩および遷移金属塩を含む溶液を調製する工程５と、（ｂ）多価金属含有溶液を塩基溶液に添加して混合水酸化物共沈物を形成する工程１０と、（ｃ）沈殿した混合水酸化物をエイジングさせる工程１５と、（ｄ）沈殿した混合水酸化物を水で洗浄し、陰イオンおよび陽イオン混合物を除去する工程２０と、（ｅ）洗浄した混合酸化物を乾燥させる工程２５と、（ｆ）混合酸化物を不活性な環境または還元性の環境で焼成する工程３０と、を含む。

【0019】

塩溶液の調製５の際に、方法１では、ジルコニウム、希土類金属、遷移金属の水溶性多価金属硝酸塩、塩化物、硫酸塩およびそれらの組み合わせを使用する。沈殿１０に使用される塩基は、アルカリ水酸化物、アンモニア水または水酸化テトラアルキルアンモニウムから選択される。空気乾燥させた材料の焼成３０は、不活性な環境または還元性の環境で行われる。焼成３０は、約５００℃から最大９００℃の範囲の温度で、約２～５時間行われるか、あるいは、約６００℃～約８００℃の範囲の温度で行われるおよび／または約３時間～約５時間行われる。

【0020】

本開示の目的のために、本明細書では、当業者に知られている想定される変動（測定値の限界とばらつきなど）による測定可能な値および範囲に関して、「約」および「実質的に」という表現を使用する。

【0021】

本開示の目的のために、「重量」という用語は、単位がグラム、キログラムなどになる質量の値をいう。また、上限値と下限値によって数値の範囲に言及する場合、上限値および下限値それ自体ならびに、その数値の範囲に包含されるすべての数を含む。例えば、４０重量％～６０重量％という範囲の濃度は、４０重量％、６０重量％、その間のすべての濃度（例えば、４０．１％、４１％、４５％、５０％、５２．５％、５５％、５９％など）を含む。

【0022】

本開示の目的のために、「少なくとも１」および「１以上の」要素という表現を同義に使用し、これらの表現が同じ意味を持つ場合がある。これらの表現は、単一の要素または複数の要素を含むことを示し、要素の末尾に接尾辞「（ｓ）」を付してそのことを表す場合もある。例えば、「少なくとも１種のポリウレタン」、「１種以上のポリウレタン」および「ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ（ｓ））」を同義に使用する場合があり、これらに同じ意味を持たせることを意図している。

【0023】

以下の具体的な実施例は、本開示の教示内容に従って形成した酸素貯蔵材料（ＯＳＭ）ならびに、その特性を示すためのものであり、本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。本明細書に開示した特定の実施形態には多くの変更を加えることができ、それでもなお、本開示の意図または範囲から逸脱したりこれを超えたりすることなく同等または類似の結果を得られることが、当業者であれば本開示に照らして自明であろう。また、本明細書で報告した特性が、日常的に測定され、複数の異なる方法で得られる特性を表すことも、当業者であれば理解するであろう。本明細書に記載の方法は、そのような方法の１つを表し、本開示の範囲を超えることなく他の方法を利用することができる。

【実施例】

【0024】

実施例１

【0025】

ＺｒＯＣｌ_２＊８Ｈ_２Ｏ ９０．５ｇと、２７．９％硝酸セリウム（ＩＩＩ）溶液６４．５ｇと、１９．３％硝酸イットリウム溶液１５．５５ｇと、１８．３％硝酸ランタン溶液１１．８５ｇと、Ｆｅ（ＮＯ_３）_３＊６Ｈ_２Ｏ １８．２ｇとを、脱イオン（ＤＩ）水２００ｇと混合することによって、Ｚｒ塩、Ｃｅ塩、Ｌａ塩、Ｙ塩およびＦｅ塩を含有する溶液を調製する。この多価金属を含む溶液を、２５％ＮＨ_４ＯＨ溶液７００ｇの入った１リットルのビーカーに滴下する。形成された沈殿物を、ブフナーフィルターを用いて濾過し、脱イオン水で洗浄して、過剰な塩化物、硝酸塩およびアンモニウムイオンを除去する。

【0026】

回収した湿った沈殿物を、１３０℃の電気オーブンで１２時間乾燥させる。次に、乾燥した沈殿物を窒素中にて８００℃で２時間焼成する。焼成後の試料を、さらに空気中にて１１００℃で４時間エイジングさせる。

【0027】

エイジングさせたＯＳＭのレドックス活性を、従来の昇温還元反応（ＴＰＲ-Ｈ_２）法を使用して試験する。酸素貯蔵能（ＯＳＣ）の理論値は１．７５ｍＭｏｌ Ｈ_２／ｇである。したがって、利用可能なＯＳＣが１．７５ｍＭｏｌ Ｈ_２／ｇであれば、Ｃｅをすべてレドックス反応に利用できることになる。ＴＰＲ－Ｈ_２プロファイルには、図２に示すように、Ｔ_ｍａｘ＝３７０℃とＴ_ｍａｘ＝４８０℃の２つのピークが認められる。

【0028】

実施例２

【0029】

ＺｒＯＣｌ_２＊８Ｈ_２Ｏ ５８．１ｇと、２７．９％硝酸セリウム（ＩＩＩ）溶液９６．８ｇと、１９．３％硝酸イットリウム溶液１５．５５ｇと、１８．３％硝酸ランタン溶液１１．８５ｇと、Ｃｕ（ＮＯ_３）_２＊３Ｈ_２Ｏ １４．４６ｇとを、脱イオン（ＤＩ）水２００ｇと混合することによって、Ｚｒ塩、Ｃｅ塩、Ｌａ塩、Ｙ塩およびＣｕ塩を含有する溶液を調製する。この多価金属を含む溶液を、１０％ＮａＯＨ溶液７００ｇの入った１リットルのビーカーに滴下する。形成された沈殿物を、ブフナーフィルターを用いて濾過し、脱イオン水で洗浄して、過剰な塩化物、硝酸塩およびナトリウムイオンを除去する。

【0030】

回収した湿った沈殿物を、１３０℃の電気オーブンで１２時間乾燥させた後、窒素中にて８００℃で２時間焼成する。焼成後の試料を、さらに空気中にて１１００℃で４時間エイジングさせる。

【0031】

エイジングさせたＯＳＭのレドックス活性を、従来のＴＰＲ-Ｈ２法を使用して試験する。理論上のＯＳＣは２．１５ｍＭｏｌ Ｈ_２／ｇである。利用可能なＯＳＣが２．１５ｍＭｏｌ Ｈ_２／ｇであれば、Ｃｅを１００％レドックス反応に利用できることになる。ＴＰＲ－Ｈ２プロファイルには、図３に示すように、Ｔ_ｍａｘ＝１９０℃とＴ_ｍａｘ＝３５０℃の２つのピークが認められる。

【0032】

実施例３

【0033】

ＺｒＯＣｌ_２＊８Ｈ_２Ｏ ５０．２５ｇと、２７．９％硝酸セリウム（ＩＩＩ）溶液１０７．５ｇと、１９．３％硝酸イットリウム溶液１５．５５ｇと、１８．３％硝酸ランタン溶液１１．８５ｇと、Ｃｕ（ＮＯ_３）_２＊３Ｈ_２Ｏ ０．９ｇと、Ｆｅ（ＮＯ_３）_３＊６Ｈ_２Ｏ ２２．７ｇとを、脱イオン（ＤＩ）水２００ｇと混合することによって、Ｚｒ塩、Ｃｅ塩、Ｌａ塩、Ｙ塩、Ｃｕ塩およびＦｅ塩を含有する溶液を調製する。この多価金属を含む溶液を、１０％ＮａＯＨ溶液７００ｇの入った１リットルのビーカーに滴下する。形成された沈殿物を、ブフナーフィルターを用いて濾過し、脱イオン水で洗浄して、過剰な塩化物、硝酸塩およびナトリウムイオンを除去する。

【0034】

回収した湿った沈殿物を、１３０℃の電気オーブンで１２時間乾燥させた後、５重量％ＣＯ中にて８００℃で２時間焼成する。焼成後の試料を、さらに空気中にて１１００℃で４時間エイジングさせる。

【0035】

エイジングさせたＯＳＭのレドックス活性を、従来のＴＰＲ-Ｈ_２法を使用して試験する。理論上のＯＳＣは２．５０ｍＭｏｌ Ｈ_２／ｇである。利用可能なＯＳＣが２．５ｍＭｏｌ Ｈ_２／ｇであれば、Ｃｅを１００％レドックス反応に利用できることになる。ＴＰＲ－Ｈ_２プロファイルには、図３に示すように、Ｔ_ｍａｘ＝２２５℃とＴ_ｍａｘ＝４４０℃の２つのピークが認められる。

【0036】

本明細書では、明確かつ簡潔な明細書を記載できるように実施形態を説明してきたが、本発明から逸脱することなく実施形態を様々に組み合わせたり分離したりしてもよいことが意図されており、その旨が理解されるであろう。例えば、本明細書に記載のすべての好ましい特徴は、本明細書に記載の本発明のすべての態様に適用可能であることが理解されるであろう。

【0037】

本発明の様々な形態の前述の説明は、例示および説明の目的で提示したものである。網羅的であることを意図したものではなく、開示された正確な形態に本発明を限定することを意図したものでもない。上記の教示内容に照らして、多くの改変例または変形例が可能である。ここで論じた形態は、本発明の原理およびその実用的な用途を最も良く示すことで、当業者が考える特定の用途に適した様々な形態および様々な改変を施した形で本発明を利用できるようにするために選択して説明したものである。そのような改変例および変形例はいずれも、公正かつ合法的、正当に権利が与えられる外延に従って解釈されるとき、添付の特許請求の範囲によって決定される本発明の範囲内である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】