▶ サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-12-08
(54)【発明の名称】セラミック物品及びそれを作製する方法
(51)【国際特許分類】
C04B 38/00 20060101AFI20231201BHJP
B01J 37/04 20060101ALI20231201BHJP
B01J 37/08 20060101ALI20231201BHJP
B01J 37/00 20060101ALI20231201BHJP
B01J 32/00 20060101ALI20231201BHJP
【ＦＩ】
C04B38/00 303Z
B01J37/04 102
B01J37/08
B01J37/00 D
B01J32/00
C04B38/00 304Z
【審査請求】有
【予備審査請求】有
(21)【出願番号】P 2023536820
(86)(22)【出願日】2021-12-17
(85)【翻訳文提出日】2023-06-28
(86)【国際出願番号】 US2021073005
(87)【国際公開番号】W WO2022147407
(87)【国際公開日】2022-07-07
(31)【優先権主張番号】63/199,441
(32)【優先日】2020-12-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】593150863
【氏名又は名称】サン－ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティド
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＩＮＴ－ＧＯＢＡＩＮ ＣＥＲＡＭＩＣＳ ＡＮＤ ＰＬＡＳＴＩＣＳ， ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】Ｏｎｅ Ｎｅｗ Ｂｏｎｄ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｗｏｒｃｅｓｔｅｒ， ＭＡ ０１６１５， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(74)【代理人】
【識別番号】100196449
【弁理士】
【氏名又は名称】湯澤 亮
(72)【発明者】
【氏名】トンプソン，マシュー，ジェイ．
(72)【発明者】
【氏名】ジマンスキー，トーマス
(72)【発明者】
【氏名】イェイツ，ランドール，クレイトン
(72)【発明者】
【氏名】ラルフ，ジェームス，エム．
【テーマコード（参考）】
4G019
4G169
【Ｆターム（参考）】
4G019FA15
4G019GA04
4G169AA01
4G169AA03
4G169AA08
4G169AA11
4G169BA01A
4G169BA01B
4G169BA05B
4G169BA13A
4G169BA13B
4G169BC31A
4G169BC32A
4G169BC68A
4G169BC72A
4G169BC75A
4G169BD03B
4G169BD05B
4G169DA05
4G169EA02Y
4G169EA04Y
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4G169EB18X
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4G169EC02X
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4G169EC06X
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4G169EC07X
4G169EC07Y
4G169EC30
4G169FA01
4G169FA02
4G169FB05
4G169FB33
4G169FB67
4G169FC08
(57)【要約】
【解決手段】 連続マトリックスと、複数の離散領域としてマトリックス内に分布した分散相と、を含む、触媒担体などのセラミック物品が開示される。マトリックス及び離散領域は、異なる染料浸透試験値を有する。本開示はまた、セラミック物品を作製及び特徴付ける方法、並びにセラミック物品を含む触媒体に関する。
【選択図】図２Ｃ
【選択図】図２Ｃ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
セラミック物品であって、（ａ）複数の第１のアルミナ粒子及び複数の第２のアルミナ粒子を含む、アルミナ粒子の硬質形成物であって、両方の複数の粒子が、前記硬質形成物全体にわたってランダムに分布し、
１）前記第２のアルミナ粒子が、５原子パーセント以下のＺｎＩ２染料浸透試験値を有し、前記第１のアルミナ粒子が、前記第２のアルミナ粒子のＺｎＩ２染料浸透試験値の少なくとも２倍のＺｎＩ２染料浸透試験値を有し、
２）前記硬質形成物が、総断面積を有し、各複数の粒子が、前記総断面積の一部を占有し、前記第２のアルミナ粒子の断面積が、前記総断面積の５％～５０％である、硬質形成物と、
（ｂ）前記第１及び第２のアルミナ粒子上に分散された触媒活性金属と、を含む、セラミック物品。
【請求項2】
前記第１のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値が、前記第２のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値よりも少なくとも３倍大きい、請求項１に記載の物品。
【請求項3】
前記第１のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値が、前記第２のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値よりも少なくとも４倍大きい、請求項１に記載の物品。
【請求項4】
前記第１のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値が、１０原子パーセントよりも大きい、請求項１に記載の物品。
【請求項5】
前記第１のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値が、１５原子パーセントよりも大きい、請求項１に記載の物品。
【請求項6】
前記第２のアルミナの染料浸透試験値が、３原子パーセント以下である、請求項１に記載の物品。
【請求項7】
前記第１のアルミナの染料浸透試験値と前記第２のアルミナの染料浸透試験値との比が、少なくとも２：１である、請求項１に記載の物品。
【請求項8】
前記第２のアルミナ粒子の断面積が、前記総断面積の８％～４０％である、請求項１に記載の物品。
【請求項9】
前記第２のアルミナ粒子の断面積が、前記総断面積の１０％～３０％である、請求項１に記載の物品。
【請求項10】
約０．２ｃｍ３／ｇ～約０．６ｃｍ３／ｇの総細孔容積を更に含む、請求項１に記載の物品。
【請求項11】
前記総細孔容積が、約０．３ｃｍ３／ｇ～約０．５ｃｍ３／ｇである、請求項１０に記載の物品。
【請求項12】
前記総細孔容積が、約０．３５ｃｍ３／ｇ～約０．５ｃｍ３／ｇである、請求項１０に記載の物品。
【請求項13】
前記触媒活性金属が、銀、白金、パラジウム、ニッケル、及び銅からなる群から選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項14】
アルミナ粒子の硬質形成物と、前記粒子と接触している触媒活性金属と、を含む、セラミック物品の製造ためのプロセスであって、前記プロセスが、（ａ）既知の重量及び約０．２～１００ミクロンのｄ５０粒径を有する複数の第１のαアルミナ粒子を提供することと、
（ｂ）既知の重量を有し、溶融アルミナ及び板状アルミナからなる群から選択される、複数の第２のαアルミナ粒子を提供することであって、前記第２のアルミナ粒子が、約５～４００ミクロンのｄ５０粒径を有し、前記第１のアルミナ粒子のｄ５０粒径と前記第２のアルミナ粒子のｄ５０粒径との比が、１：４～１：４０であり、前記第１のアルミナの重量と前記第２のアルミナの重量との比が、１：１～１５：１である、提供することと、
（ｃ）前記複数のアルミナ粒子を混合し、それによって混合物を形成することであって、前記粒子が、前記混合物全体にランダムに分布している、混合することと、
（ｄ）前記混合物を複数の可鍛性物品に形成することと、
（ｅ）前記アルミナ粒子の焼結温度まで前記可鍛性物品を加熱し、それによって各可鍛性物品をアルミナ粒子の硬質形成物に形成することであって、各複数の粒子中の前記粒子が、前記硬質形成物全体にわたってランダムに分布している、加熱することと、
前記第１及び第２のアルミナ粒子上に触媒活性金属を堆積させることと、を含む、プロセス。
【請求項15】
前記第１のアルミナの重量と前記第２のアルミナの重量との比が、１：１～１０：１である、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項16】
前記第１のアルミナの重量と前記第２のアルミナの重量との比が、１：１～５：１である、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項17】
前記第１のアルミナ粒子のｄ５０粒径と前記第２のアルミナ粒子のｄ５０粒径との比が、１：５～１：２０である、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項18】
前記第１のアルミナ粒子のｄ５０粒径と前記第２のアルミナ粒子のｄ５０粒径との比が、１：８～１：１５である、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項19】
前記第２のアルミナ粒子が、約１０～２００ミクロンのｄ５０粒径を有する、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項20】
前記第２のアルミナ粒子が、約４０～１５０ミクロンのｄ５０粒径を有する、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項21】
前記複数の第１のアルミナ粒子が、１．０ｍ２／ｇ～２０．０ｍ２／ｇの表面積を有する、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項22】
前記複数の第１のアルミナ粒子が、１．０ｍ２／ｇ～５．０ｍ２／ｇの表面積を有する、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項23】
前記複数の第１のアルミナ粒子が、１．０ｍ２／ｇ～２．０ｍ２／ｇの表面積を有する、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項24】
前記複数の第２のアルミナ粒子が、０．０１ｍ２／ｇ～２．００ｍ２／ｇの表面積を有する、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項25】
前記複数の第２のアルミナ粒子が、０．１０ｍ２／ｇ～０．５０ｍ２／ｇの表面積を有する、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項26】
前記複数の第２のアルミナ粒子が、０．１４ｍ２／ｇ～０．３０ｍ２／ｇの表面積を有する、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項27】
前記第２のアルミナ粒子が、本質的に溶融アルミナからなる、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項28】
前記第２のアルミナ粒子が、溶融アルミナからなる、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項29】
前記第２のアルミナ粒子が、本質的に板状アルミナからなる、請求項１４記載のプロセス。
【請求項30】
前記第２のアルミナ粒子が、板状アルミナからなる、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項31】
前記第２のアルミナ粒子が、本質的に板状アルミナ及び溶融アルミナからなる、請求項１４記載のプロセス。
【請求項32】
前記第２のアルミナ粒子が、板状アルミナ及び溶融アルミナからなる、請求項１４に記載のプロセス。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、概して、連続マトリックスを形成する複数の第１のアルミナ粒子と、マトリックス内に分散された複数の第２のアルミナ粒子と、を含む、セラミック物品に関し、第１及び第２の複数のアルミナ粒子は、異なる染料浸透試験値を有する。本開示はまた、セラミック物品の表面上に触媒活性材料を組み込んだ触媒に関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0002】
触媒は、概して、担体、典型的にはセラミック材料から作製されたセラミック物品に、触媒活性材料、例えば金属を含浸させることによって作製されている。特定の態様では、担体に対する触媒活性材料の重量比が高すぎる触媒は、望ましくない場合がある。例えば、触媒が、触媒活性材料の充填量が多いために長い寿命を有する場合であっても、反応器内の単位容積当たりの触媒充填量が少ないことが所望される反応器内で使用する場合、触媒は非常に高価となり、経済的に成り立たなくなる場合がある。したがって、セラミック担体の構造が触媒体中の活性触媒材料の充填量を調節することを可能にする触媒用セラミック担体が当該技術分野において必要とされている。
【0003】
本開示は、アルミナ粒子の硬質形成物を含むセラミック物品に関する。硬質形成物は、複数の第１のアルミナ粒子及び複数の第２のアルミナ粒子を含む。両方の複数の粒子は、硬質形成物全体にランダムに分布している。第２のアルミナ粒子は、５原子パーセント以下のＺｎＩ２染料浸透試験値を有し、第１のアルミナ粒子は、第２のアルミナ粒子のＺｎＩ２染料浸透試験値の少なくとも２倍のＺｎＩ２染料浸透試験値を有する。硬質形成物は、総断面積を有する。各複数の粒子は、総断面積の一部を占有し、第２のアルミナ粒子の断面積は、総断面積の５％～５０％である。
【0004】
一部の態様では、セラミック物品の実施形態は、連続マトリックス（すなわち、第１のアルミナ粉末）のＺｎＩ２染料浸透試験値よりも低い、分散相（すなわち、第２のアルミナ粉末）のＺｎＩ２染料浸透試験値を有する。一実施形態は、第１のアルミナ粒子の染料浸透試験値と第２のアルミナの染料浸透試験値との比が少なくとも２：１であるセラミック物品に関する。一実施形態は、染料浸透試験値が、走査型電子顕微鏡（scanning electron microscopy、ＳＥＭ）及びエネルギー分散型Ｘ線分光法（energy dispersive X-ray spectroscopy、ＥＤＳ）のうちの１つ以上を含む方法によって得られる、セラミック物品に関する。一実施形態は、浸透試験値がＺｎＩ２染料浸透試験によって判定されるセラミック物品に関する。一実施形態は、連続マトリックスを形成する複数の第１のアルミナ粒子が、１０原子パーセント以上のＺｎＩ２染料浸透試験値を有するセラミック物品に関する。一実施形態は、分散相を形成する複数の第２のアルミナ粒子が、５原子パーセント以下のＺｎＩ２染料浸透試験値を有するセラミック物品に関する。
【0005】
一部の態様では、セラミック物品の実施形態は、約０．２ｃｍ３／ｇ～約０．７ｃｍ３／ｇである総細孔容積を有する。一実施形態は、総細孔容積が約０．３ｃｍ３／ｇ～約０．６ｃｍ３／ｇであるセラミック物品に関する。一実施形態は、セラミック物品の総細孔容積が約０．３５ｃｍ３／ｇ～約０．５ｃｍ３／ｇであるセラミック物品に関する。一実施形態は、総表面積が約０．４ｍ２／ｇ～約３ｍ２／ｇであるセラミック物品に関する。一実施形態は、総表面積が約０．４ｍ２／ｇ～約１．５ｍ２／ｇであるセラミック物品に関する。一実施形態は、総表面積が約０．５ｍ２／ｇ～約０．８５ｍ２／ｇであるセラミック物品に関する。
【0006】
本開示はまた、本明細書に記載されるセラミック物品上に堆積された金属を含む金属系触媒体に関する。一実施形態は、金属が銀である触媒体に関する。一実施形態は、セラミック物品上に堆積された銀を含む触媒体に関し、セラミック物品は、連続アルミナマトリックスと、複数の離散領域として連続アルミナマトリックス内に分布された分散アルミナ相と、を含み、物品は、０．３ｃｍ３／ｇ～０．６ｃｍ３／ｇの総細孔容積と、０．５ｍ２／ｇ～０．８５ｍ２／ｇの総表面積と、を有し、連続アルミナマトリックスは、１０％以上のＺｎＩ２染料浸透試験値を有し、分散アルミナ相は、５原子パーセント以下のＺｎＩ２染料浸透試験値を有し、分散アルミナ相は、セラミック物品の断面積の５％～５０％を覆う。
【0007】
一実施形態は、第１の複数のアルミナ粒子及び第２の複数のアルミナ粒子がα－アルミナを含む、セラミック物品の作製するための方法に関する。一実施形態は、第２の複数のアルミナ粒子が溶融アルミナを含む、セラミック物品の作製するための方法に関する。一実施形態は、第２の複数のアルミナ粒子が板状アルミナを含む、セラミック物品の作製するための方法に関する。一実施形態は、結合材料を含むセラミック物品を作製するための方法に関し、結合材料はケイ酸マグネシウムである。
【図面の簡単な説明】
【0008】
前述の概要、並びに本発明の以下の詳細な説明は、添付の図面と併せて読めばよりよく理解されるであろう。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本開示は、概して、触媒担体用途を含む様々な用途において、例えば、エチレンオキシドを生成するためのエチレンの直接酸化において使用される触媒のための触媒担体として使用され得るセラミック物品に関する。本明細書に記載されるセラミック物品は、少なくとも複数の第１のアルミナ粒子及び複数の第２のアルミナ粒子を含む。本開示はまた、第１のアルミナ粒子及び第２のアルミナ粒子から物品を作製する方法に関する。
【0010】
いかなる特定の理論にも束縛されることを望むものではないが、本明細書に記載されるように、担体上に充填される活性触媒材料の量をどのように調節するかという問題を解決する触媒担体を作製するためのセラミック物品を提供することができ、それによって、例えば、反応器中の容積基準でより低い触媒の充填が望ましい場合に、より経済的に競争力のある触媒を提供することができると考えられる。本明細書に説明されるように、銀含浸触媒全体にわたる高密度（すなわち、低多孔度）領域の追加は、触媒が、低多孔度領域を含有しないがそれ以外は同一の触媒において可能であるよりも高い作業速度をシミュレートすることを可能にし、それによって、反応器の生成速度を維持しながら、反応器中の銀の量の低減を可能にする。一部の実施形態では、かかる調節は、触媒系、例えば、エチレン酸化（ethylene oxidation、ＥＯ）触媒系における高い作業速度をシミュレートし得る。担体中に大きな高密度／低多孔度領域を導入することによって、活性触媒材料が浸透することができない領域が担体中に存在することになる。しかしながら、大きな高密度／低多孔度領域を取り囲むマトリックス領域では、吸水率と表面積との比は保存されたままであり、マトリックス領域中の活性触媒材料の予想される濃度及び粒径が維持される。マトリックス領域における吸水率と表面積との比を維持することによって、担体上の活性触媒材料の総充填量が低減されても、大きな高密度／低多孔度領域なしで作製された担体と比較して、初期触媒性能が維持されることが予想される。触媒の予想寿命が比較的短い場合、より少ない量の活性触媒材料、例えば銀を使用することは、経済的利点を提供し、その結果、より多い量の活性触媒材料は触媒の寿命にわたって利点を提供しなくなる。加えて、担体に使用されるアルミナの収縮は、製造中の担体の熱処理中に１以上のアルミナ粒子の周囲にクラックが入るのを回避するように好適に適合されることが望ましい。いかなるクラックによっても導入される多孔性は、マトリックス相の吸水率と表面積との比を変化させる可能性があり、これは、本発明によって導入される利点の一部を低下させる効果を有する可能性がある。
【0011】
一実施形態は、セラミック物品に関し、物品は、複数の第１のアルミナ粒子を含む連続マトリックスと、複数の第２のアルミナ粒子を含む分散相と、を含む。第２のアルミナ粒子は、連続マトリックス内に分布しており、複数の離散領域として説明され得る。分散相は、連続マトリックスとは異なるＺｎＩ２染料浸透試験値を有し、セラミック物品の断面において、分散相は、セラミック物品の断面積の約８％～約４０％を占有する。
【0012】
本明細書中で使用される場合、「比」という用語は、特定の特徴（例えば、重量、粒径、原子パーセント、表面積、断面積の一部など）の第１の量と、同じ特徴の第２の量との間の数的関係として定義される。次に、複数の例示的な例を提供する。第１の例では、１００グラムの総質量を有し、第１のアルミナ及び第２のアルミナからなり、第１のアルミナの量が９５グラムであり、第２のアルミナの量が５グラムである、２つのアルミナ粉末の混合物において、第１のアルミナと第２のアルミナとの比は、９５：５である。便宜上、この比は１９：１と記述することができる。各アルミナの量が総アルミナの百分率として表される場合、第１のアルミナの百分率は９５重量パーセントであり、第２のアルミナの百分率は５重量パーセントである。第２の例では、第１のアルミナのｄ５０粒径が１０ミクロンであり、第２のアルミナのｄ５０粒径が１５０ミクロンである場合、その比は１０：１５０であり、これは１：１５に単純化することができる。この比は、第２のアルミナのｄ５０粒径が第１のアルミナのｄ５０粒径より１５倍大きいことを必要とする。第３の例では、第１のアルミナの表面積が５ｍ２／ｇであり、第２のアルミナの表面積が０．５ｍ２／ｇである場合、その比は５：０．５であり、１０：１と記述することができる。この比は、第１のアルミナの表面積が第２のアルミナの表面積よりも１０倍大きいことを必要とする。第４の例では、物品の総断面積が１０ｃｍ２であり、物品の総断面積が８ｃｍ２を占有する第１の粉末及び２ｃｍ２を占有する第２の粉末のみからなる場合、第１及び第２の粉末がそれぞれ占有する断面積の比は８：２であり、これは４：１と記述することができる。この比は、第１の粉末によって占有される断面積が、第２の粉末によって占有される断面積よりも４倍大きいことを必要とする。百分率で表すと、第１の粉末は総断面積の８０パーセントを占有し、第２の粉末は総断面積の２０パーセントを占有する。第５の例では、物品の総断面積が１０ｃｍ２であり、総断面積が５ｃｍ２を占有する第１の粉末及び５ｃｍ２を占有する第２の粉末のみからなる場合、第１及び第２の粉末がそれぞれ占有する断面積の比は５：５であり、１：１と記述することができる。百分率で表すと、第１の粉末は総断面積の５０パーセントを占有し、第２の粉末は総断面積の５０パーセントを占有する。第６の例では、物品の総断面積が２０ｃｍ２であり、総断面積が１９．０ｃｍ２を占有する第１の粉末及び１．０ｃｍ２を占有する第２の粉末のみからなる場合、第１及び第２の粉末がそれぞれ占有する断面積の比は１９：１である。百分率で表すと、第１の粉末は総表面積の９５パーセントを占有し、第２の粉末は総表面積の５パーセントを占有する。したがって、当該第１のアルミナ粒子の断面積と当該第２のアルミナ粒子の断面積との比が１．０：１．０～１９．０：１．０である実施形態では、第１のアルミナの断面積は総断面積の５０％～９５％であり、第２のアルミナの断面積は総断面積の５０％～５％である。
【0013】
本明細書に記載される発明の一実施形態は、複数の第１のアルミナ粒子及び複数の第２のアルミナ粒子を含むアルミナ粒子の硬質形成物を含むセラミック物品である。両方の複数の粒子は、硬質形成物全体にランダムに分布している。第２のアルミナ粒子は、５原子パーセント以下のＺｎＩ２染料浸透試験値を有し、第１のアルミナ粒子は、第２のアルミナ粒子のＺｎＩ２染料浸透試験値の少なくとも２倍のＺｎＩ２染料浸透試験値を有する。各複数の粒子は、硬質形成物の総断面積の一部を占有する。第２のアルミナ粒子は、セラミック物品の断面積の約８％～約４０％、より好ましくは全体の１０％～３０％を覆う。触媒活性金属は、第１及び第２のアルミナ粒子上に分散される。
【0014】
本明細書に記載される発明の別の実施形態は、アルミナ粒子と、粒子と接触している触媒活性金属との硬質形成物を含む物品の製造のためのプロセスである。このプロセスは以下のステップを含む。既知の重量及び約０．２～１００ミクロンのｄ５０粒径を有する複数の第１のαアルミナ粒子を提供する。既知の重量を有し、溶融アルミナ及び板状アルミナからなる群から選択される、複数の第２のαアルミナ粒子を提供する。第２のアルミナ粒子は、約５～４００ミクロンのｄ５０粒径を有する。第１のアルミナ粒子のｄ５０粒径と第２のアルミナ粒子のｄ５０粒径との比は、１：４～１：４０である。第２のアルミナの重量に対する第１のアルミナの重量の比は、１：１～１９：１である。複数のアルミナ粒子を混合し、それによって、粒子が混合物全体にランダムに分布している混合物を形成する。混合物を複数の可鍛性物品に形成する。アルミナ粒子の焼結温度まで可鍛性物品を加熱し、それによって各可鍛性物品をアルミナ粒子の硬質形成物に形成し、各複数の粒子中の粒子は、硬質形成物全体にわたってランダムに分布している。第１及び第２のアルミナ粒子上に触媒活性金属を堆積させる。
【0015】
本明細書で使用される場合、連続マトリックスは、物品全体にわたって任意の方向に、少なくとも分散相中の最長粒子よりも長い距離にわたって、比較的変化しない形態特性を有するセラミック物品の部分を指す。物品の断面を見ると、連続マトリックスは、分散相の別の粒子にめったに接触しない個々の独立した粒子として見える分散相の離散領域を取り囲むように見える。連続マトリックスの定義は、特定の配合物において、マトリックス中にギャップを導入し得る孔が含まれ得るにもかかわらず、適用される。図２Ｃを参照すると、領域２１２は連続マトリックスの一部であり、領域２０６は分散相の離散領域であり、領域２１８は細孔領域である。この定義は、特定の倍率で、非常に限定された（高倍率の）視野に起因して、マトリックスの領域が連続的に見えない場合があるという高倍率の視覚的検査技術の不適切な選択によって適用されるものであり、否定されることはない。
【0016】
本明細書で使用される場合、分散相は、概して島状であり、包含する連続マトリックスに対して隔離されている離散領域を指す。分散相のこの定義は、一部の分散領域が、他の分散領域に隣接、接触、又は焼結され得るにもかかわらず適用される（例えば、分散相の隣接離散領域３０２及び３０４を示す、図３Ａを参照）。対照的に、図５Ａに示すように、領域５０１は連続マトリックスの一部であり、領域５０２は分散相中の離散領域である。
【0017】
断面の分散相被覆率は、１００倍～２５０倍の倍率で測定することができるが、任意の他の好適な倍率を使用することができる。一部の実施形態では、断面積は、約０．６ｍｍ～約１．５ｍｍの第１の寸法と、約０．４５ｍｍ～約１ｍｍの第２の寸法と、を有する、一部の実施形態では、第１の寸法は、長さであり得、第２の寸法は、幅であり得る。一部の実施形態では、セラミック物品の断面において、複数の離散領域の大部分は、約１０μｍ～約１５０μｍの最長寸法を有するように見える。いかなる特定の理論にも束縛されることを望むものではないが、サイズは、離散領域の任意のサイズ、例えば、フェレ径（例えば、Ｈｅｎｋ Ｇ．Ｍｅｒｋｕｓ，Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ：Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ，Ｐｒａｃｔｉｃｅ，Ｑｕａｌｉｔｙ；１ Ｊａｎｕａｒｙ ２００９；Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，ｐ．１５）を含むことができる。
【0018】
浸透試験値は、以下に記載されるＺｎＩ２溶液浸透試験を用いて判定される。分散相のＺｎＩ２染料浸透試験値は、連続マトリックスのＺｎＩ２染料浸透試験値よりも低い。概して、ＺｎＩ２染料浸透試験値は、ＺｎＩ２含有溶液を使用してセラミック物品をＺｎＩ２染料浸透試験に供することによって得られる。例えば、物品を溶液中に沈めることによって、セラミック物品をＺｎＩ２溶液と接触させると、溶液はセラミック物品中に吸収される。この溶液には、一旦セラミック物品に吸収されると、様々な分析方法によって物品に吸収されたものとして確認され得る化合物が含まれる。
【0019】
概して、浸透試験値を判定するために使用されるＺｎＩ２は、適切な溶媒、例えば、水に溶解される。得られたＺｎＩ２溶液にセラミック物品の１つ以上の試料を導入する。任意選択的に、セラミック材料を含む溶液を真空に供することができ、これにより、セラミック物品への溶液のより良好な浸透を確実にすることができる。溶液から試料を取り出した後、乾燥を用いて溶媒を除去し、セラミック物品中に埋め込まれたＺｎＩ２を残す。乾燥した試料は、ポリマー又は樹脂材料中に試料を固定することによってマウントされる。試料は、必要に応じて、研磨、切断、又はその両方を行って、セラミック物品の平滑な断面を得ることができる。セラミック物品試料を炭素コーティングし、次いで走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）及び／又はエネルギー分散型Ｘ線分光法によって分析する。連続マトリックス及び分散相中の浸透試験材料の量を計算することによって、それぞれの領域の浸透試験値を計算することができる。
【0020】
一部の実施形態では、浸透試験値の差は少なくとも５％である。他の実施形態では、浸透試験値の差は、少なくとも５．１％、少なくとも５．２％、少なくとも５．３％、少なくとも５．４％、少なくとも５．５％、少なくとも５．６％、少なくとも５．７％、少なくとも５．８％、少なくとも５．９％、少なくとも６％、少なくとも６．１％、少なくとも６．２％、少なくとも６．３％、少なくとも６．４％、少なくとも６．５％、少なくとも６．６％、少なくとも６．７％、少なくとも６．８％、少なくとも６．９％、少なくとも７％、少なくとも７．１％、少なくとも７．２％、少なくとも７．３％、少なくとも７．４％、少なくとも７．５％、少なくとも７．６％、少なくとも７．７％、少なくとも７．８％、少なくとも７．９％、少なくとも８％、少なくとも８．１％、少なくとも８．２％、少なくとも８．３％、少なくとも８．４％、少なくとも８．５％、少なくとも８．６％、少なくとも８．７％、少なくとも８．８％、少なくとも８．９％、少なくとも９％、少なくとも９．１％、少なくとも９．２％、少なくとも９．３％、少なくとも９．４％、少なくとも９．５％、少なくとも９．６％、少なくとも９．７％、少なくとも９．８％、少なくとも９．９％、又は少なくとも１０％である。
【0021】
一部の実施形態では、第１のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値は、第２のアルミナのＺｎｈ染料浸透値よりも少なくとも３倍大きい。
【0022】
一部の実施形態では、第１のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値は、第２のアルミナのＺｎＩ２染料浸透値よりも少なくとも４倍大きい。
【0023】
一部の実施形態では、分散相の染料浸透試験値に対する連続マトリックスの染料浸透試験値の比は、少なくとも２．０である。他の実施形態では、分散相の染料浸透試験値に対する連続マトリックスの浸透試験値の比は、少なくとも２．１、少なくとも２．２、少なくとも２．３、少なくとも２．４、少なくとも２．５、少なくとも２．６、少なくとも２．７、少なくとも２．８、少なくとも２．９、少なくとも３、少なくとも３．１、少なくとも３．２、少なくとも３．３、少なくとも３．４、少なくとも３．５、少なくとも３．６、少なくとも３．７、少なくとも３．８、少なくとも３．９、少なくとも４、少なくとも４．１、少なくとも４．２、少なくとも４．３、少なくとも４．４、少なくとも４．５、少なくとも４．６、少なくとも４．７、少なくとも４．８、少なくとも４．９、又は少なくとも５である。
【0024】
一部の実施形態では、連続マトリックスは、１０％より高いＺｎＩ２浸透試験値を有する。他の実施形態では、連続マトリックスは、少なくとも１０％、少なくとも１１％、少なくとも１２％、少なくとも１３％、少なくとも１４％、少なくとも１５％、少なくとも１６％、少なくとも１７％、少なくとも１８％、少なくとも１９％、少なくとも２０％、少なくとも２１％、少なくとも２２％、少なくとも２３％、少なくとも２４％、少なくとも２５％、少なくとも２６％、少なくとも２７％、少なくとも２８％、少なくとも２９％、少なくとも３０％、少なくとも３１％、少なくとも３２％、少なくとも３３％、少なくとも３４％、少なくとも３５％、少なくとも３６％、少なくとも３７％、少なくとも３８％、少なくとも３９％、少なくとも４０％、少なくとも４１％、少なくとも４２％、少なくとも４３％、少なくとも４４％、少なくとも４５％、少なくとも４６％、少なくとも４７％、少なくとも４８％、少なくとも４９％、又は少なくとも５０％のＺｎＩ２浸透試験値を有する。
【0025】
一部の実施形態では、分散相は、５％以下のＺｎＩ２染料浸透試験値を有する。他の実施形態では、分散相は、１％未満、１．１％未満、１．２％未満、１．３％未満、１．４％未満、１．５％未満、１．６％未満、１．７％未満、１．８％未満、１．９％未満、２％未満、２．１％未満、２．２％未満、２．３％未満、２．４％未満、２．５％未満、２．６％未満、２．７％未満、２．８％未満、２．９％未満、３％未満、３．１％未満、３．２％未満、３．３％未満、３．４％未満、３．５％未満、３．６％未満、３．７％未満、３．８％未満、３．９％未満、４％未満、４．１％未満、４．２％未満、４．３％未満、４．４％未満、４．５％未満、４．６％未満、４．７％未満、４．８％未満、又は４．９％未満のＺｎＩ２染料浸透試験値を有する。
【0026】
一部の実施形態では、セラミック物品は、約０．２ｃｍ３／ｇ～約０．７ｃｍ３／ｇの総細孔容積を有する。一部の実施形態では、セラミック物品は、約０．３ｃｍ３／ｇ～約０．６ｃｍ３／ｇの総細孔容積を有する。一部の実施形態では、セラミック物品は、約０．３５ｃｍ３／ｇ～約０．５ｃｍ３／ｇの総細孔容積を有する。担体の総細孔容積、メジアン細孔径、及び細孔径分布は、液体水銀を担体の細孔に押し込む従来の水銀圧入ポロシメトリー装置によって測定され得る。水銀をより小さい細孔に押し込むためには、より大きな圧力が必要であり、圧力増分の測定値は、浸透した細孔の容積増分に対応し、したがって増分容積中の細孔のサイズに対応する。アルミナの細孔径分布及び細孔容積は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ Ｍｏｄｅｌ ９５２０ Ａｕｔｏｐｏｒｅ ＩＶ（１３０°の水銀接触角、０．４８０Ｎ／ｍの表面張力を有する水銀、及び適用される水銀圧縮についての補正）を使用して、６８９Ｐａで開始し、次いで４．１×１０７Ｐａに増加させる水銀圧入ポロシメトリーによって測定することができる。最低１００個のデータ点が適切である。本明細書で使用される場合、メジアン細孔径は、総細孔容積の５０％が当該点よりも小さい（又は大きい）細孔において見出される細孔径分布における点に対応する細孔径を意味すると理解される。
【0027】
他の実施形態では、セラミック物品は、０．２０ｃｍ３／ｇ、約０．２１ｃｍ３／ｇ、約０．２２ｃｍ３／ｇ、約０．２３ｃｍ３／ｇ、約０．２４ｃｍ３／ｇ、約０．２５ｃｍ３／ｇ、約０．２６ｃｍ３／ｇ、約０．２７ｃｍ３／ｇ、約０．２８ｃｍ３／ｇ、約０．２９ｃｍ３／ｇ、０．３０ｃｍ３／ｇ、約０．３１ｃｍ３／ｇ、約０．３２ｃｍ３／ｇ、約０．３３ｃｍ３／ｇ、約０．３４ｃｍ３／ｇ、約０．３５ｃｍ３／ｇ、約０．３６ｃｍ３／ｇ、約０．３７ｃｍ３／ｇ、約０．３８ｃｍ３／ｇ、約０．３９ｃｍ３／ｇ、０．４０ｃｍ３／ｇ、約０．４１ｃｍ３／ｇ、約０．４２ｃｍ３／ｇ、約０．４３ｃｍ３／ｇ、約０．４４ｃｍ３／ｇ、約０．４５ｃｍ３／ｇ、約０．４６ｃｍ３／ｇ、約０．４７ｃｍ３／ｇ、約０．４８ｃｍ３／ｇ、約０．４９ｃｍ３／ｇ、０．５０ｃｍ３／ｇ、約０．５１ｃｍ３／ｇ、約０．５２ｃｍ３／ｇ、約０．５３ｃｍ３／ｇ、約０．５４ｃｍ３／ｇ、約０．５５ｃｍ３／ｇ、約０．５６ｃｍ３／ｇ、約０．５７ｃｍ３／ｇ、約０．５８ｃｍ３／ｇ、約０．５９ｃｍ３／ｇ、約０．６０ｃｍ３／ｇ、約０．６１ｃｍ３／ｇ、約０．６２ｃｍ３／ｇ、約０．６３ｃｍ３／ｇ、約０．６４ｃｍ３／ｇ、約０．６５ｃｍ３／ｇ、約０．６６ｃｍ３／ｇ、約０．６７ｃｍ３／ｇ、約０．６８ｃｍ３／ｇ、約０．６９ｃｍ３／ｇ、又は約０．７０ｃｍ３／ｇの細孔容積を有し得る。
【0028】
一部の実施形態では、セラミック物品は、約０．４ｍ２／ｇ～約３ｍ２／ｇの総表面積を有する。一部の実施形態では、セラミック物品は、約０．４ｍ２／ｇ～約１．５ｍ２／ｇの総表面積を有する。一部の実施形態では、セラミック物品は、約０．５ｍ２／ｇ～約０．８５ｍ２／ｇの総表面積を有する。
【0029】
ここで、セラミック物品の表面積を測定するために使用される方法を説明する。ガス収着分析器を使用して、７７°Ｋで液体窒素を使用して５点を測定するブルナウアー－エメット－テラー（Brunauer-Emmett-Teller、ＢＥＴ）法に従って、各セラミック物品の比表面積（Specific Surface Area、ＳＳＡ）（本明細書では「表面積」とも称される）を判定した。この方法は、ＩＩ型又はＩＶ型の窒素収着等温線を有する熱安定性材料のＳＳＡを判定するために使用することができる。この手順は、国際純正応用化学連合（International Union of Pure and Applied Chemistry、ＩＵＰＡＣ）によって設定されたガイドラインに従い、これはまた、以下に参照されるＡＳＴＭ及びＩＳＯ標準に組み込まれる：Ｔｈｏｍｍｅｓ，Ｍ．ｅｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓｉｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｇａｓｅｓ，ｗｉｔｈ ｓｐｅｃｉａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏ ｔｈｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ ａｎｄ ｐｏｒｅ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ（ＩＵＰＡＣ技術報告書）．Ｐｕｒｅ Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．，８７（９－１０）（２０１５），ｐｐ．１０５１－１０６９．Ｓｔｅｐｈｅｎ Ｂｒｕｎａｕｅｒ，Ｐ．Ｈ．Ｅｍｍｅｔｔ，ａｎｄ Ｅｄｗａｒｄ Ｔｅｌｌｅｒ，Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｇａｓｅｓ ｉｎ Ｍｕｌｔｉｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｌａｙｅｒｓ．Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９３８，６０，２，３０９－３１９．ＡＳＴＭ Ｄ３６６３－２０ ａｎｄ ＡＳＴＭ Ｃ１０６９－０９．ＩＳＯ ９２７７：２０１０。
【0030】
本出願に含まれる表面積測定は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ ＡＳＡＰ ２４２０又はＡＳＡＰ ２４６０を使用して、最大レベルまで充填された２０ｃｃバルブを有する試験管を使用して行った。試料を２５０℃で２時間脱気し、次いで冷却し、窒素を再充填した。次いで、試料管を分析ポートに充填し、ＢＥＴ分析を実行した。表面積は、ＢＥＴ式によって計算した。計算は、以下の相対圧力：０．１００、０．１２５、０．１７５、０．２２５、及び０．２７０Ｐ／Ｐｏを目標として、０．０５～０．３０の範囲の相対圧力（Ｐ／Ｐｏ）でのＮ２収着の５つのデータ点を使用して行った。
【0031】
他の実施形態では、セラミック物品は、約０．５ｍ２／ｇ、約０．６ｍ２／ｇ、約０．７ｍ２／ｇ、約０．８ｍ２／ｇ、約０．９ｍ２／ｇ、約１ｍ２／ｇ、約１．１ｍ２／ｇ、約１．２ｍ２／ｇ、約１．３ｍ２／ｇ、約１．４ｍ２／ｇ、約１．５ｍ２／ｇ、約１．６ｍ２／ｇ、約１．７ｍ２／ｇ、約１．８ｍ２／ｇ、約１．９ｍ２／ｇ、約２ｍ２／ｇ、約２．１ｍ２／ｇ、約２．２ｍ２／ｇ、約２．３ｍ２／ｇ、約２．４ｍ２／ｇ、約２．５ｍ２／ｇ、約２．６ｍ２／ｇ、約２．７ｍ２／ｇ、約２．８ｍ２／ｇ、約２．９ｍ２／ｇ、又は約３．０ｍ２／ｇの総表面積を有する。
【0032】
本明細書中で使用される場合、担体の「吸水率」は、以下のプロセスを使用して判定された。化学天秤を使用して、２つの１００グラムロットの担体を秤量した。各ロットの乾燥重量を記録し、合わせたロットの総乾燥重量（dry weight、ＤＷ）を計算した。各ロットを、それぞれ長さ８０ｍｍ×幅６０ｍｍ×高さ７０ｍｍの２つのステンレス鋼スイングバケットのうちの１つに入れた。バスケットは、０．８８９ｍｍ（０．０３５インチ）の直径を有し、Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ（Ｈａｕｐｐａｕｇｅ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，ＵＳＡ）から入手可能なＥｐｐｅｎｄｏｒｆ Ｓｗｉｎｇ Ｂａｓｋｅｔ Ｒｏｔｏｒ Ａ－４－６２遠心分離機での使用に好適なワイヤを使用して、１０メッシュステンレス鋼スクリーンから構築された。充填されたワイヤバスケットを真空チャンバ内に配置し、真空を２５ｍｍＨｇまで２分間引いた。担体が完全に覆われるまで、担体に水を注いだ。真空を再び２５ｍｍＨｇまで引き、２分間保持した。真空を解除し、チャンバを大気圧に戻し、２分間そのままにした。充填したワイヤバスケットをＥｐｐｅｎｄｏｒｆ Ｓｗｉｎｇ Ｂａｓｋｅｔ Ｒｏｔｏｒ Ａ－４－６２遠心分離機に入れ、充填したバスケットを３００回転／分（revolutions per minute、ｒｐｍ）で１分間の総スピン時間スピンさせた。担体をバスケットから空にして、重量が予め記録されている単一の浅いパンに移した。組み合わせたロットの遠心分離重量（centrifuge weight、ＣＷ）を、その上に充填された担体を有するパンを秤量し、パンの重量を減算することによって計算した。吸水率は、遠心分離重量（ＣＷ）から乾燥重量（ＤＷ）を減算して差を得、次いで、これを乾燥重量（ＤＷ）で除算し、１００を乗算することによって判定した。
【0033】
本明細書で使用される場合、粉末の充填密度は、以下のように判定される。１００ｍＬのメスシリンダーを使用して、メスシリンダー（Ａ）を０．０１ｇ単位で秤量し、次にそれを自動タップ付き密度分析器のプラットフォーム上に置き、それを固定する。ある容積の試料をメスシリンダーの容量に加える。１０００回のタッピングに対してカウンタを設定し、タッピングを開始する。１０００回のタップが完了したら、試料の容積（Ｖ）を読み取り、記録する。容積は、０．５ｍＬ以内で測定されるべきである。試料及びメスシリンダー（Ｂ）を０．０１ｇ単位で秤量する。次いで、タップ充填密度は、粉末の重量（Ｂ－Ａ）を記録された容積Ｖで除算したものとして計算することができる。
【0034】
一実施形態では、セラミック物品は、連続アルミナマトリックスと、複数の離散領域としてマトリックス内に分布した分散アルミナ相と、を含み、セラミック物品は、０．３ｃｍ３／ｇ～０．６ｃｍ３／ｇの総細孔容積と、０．５ｃｍ２／ｇ～０．８５ｃｍ２／ｇの総表面積と、を有し、複数の離散領域の大部分はそれぞれ、約１０μｍ～約１５０μｍのサイズを有し、連続アルミナマトリックスは、１０％以上のＺｎＩ２染料浸透試験値を有し、分散アルミナ相は、５％以下のＺｎＩ２染料浸透試験値を有し、約０．６ｍｍ～約１．５ｍｍの第１の寸法及び約０．４５ｍｍ～約１ｍｍの第２の寸法を有するセラミック物品の断面において、分散アルミナ相は、断面積の５％～５０％、より好ましくは８％～４０％、更により好ましくは１０％～３０％を占有する。
【0035】
本開示はまた、本明細書に記載されるセラミック物品上に堆積された金属を含む触媒に関する。一実施形態は、金属が、本明細書に記載のセラミック物品上に堆積された銀である触媒に関する。本開示は、担体を作製するために使用される第１のアルミナ粉末の量と第２のアルミナ粉末の量との間の比を変動させることによって、物品上に充填される金属の量を調節する方法に関する。分散相は連続マトリックスよりも多孔性が低いので（分散相のより低いＺｎＩ２浸透試験値に反映されるように）、分散相は連続マトリックスよりも低い金属触媒充填量を有する。したがって、セラミック物品中の連続マトリックスに対する分散相の比を増加させることによって、金属触媒の充填量を減少させることができ、逆に、セラミック物品中の連続マトリックスに対する分散相の比を減少させることによって、金属触媒の充填量を増加させることができる。
【0036】
本発明の物品を製造するために、特定の物理的及び化学的特性、具体的には、第１及び第２のアルミナの表面積及びｄ５０粒径は、制御及び調整され得る。本発明の物品の製造に有用な粉末は、表１及び以下の説明の情報を指針として用いて選択することができる。
【0037】
【表1】
【0038】
好ましくは、第２のアルミナは、板状アルミナ及び溶融アルミナからなる群から選択されるαアルミナである。第２のアルミナ粉末は、溶融アルミナの場合のように、最高焼成温度がアルミナの融点より高くあり得るか、又は板状アルミナの場合のように、アルミナの融点よりわずかに低くあり得るプロセスで作製されたαアルミナである。第２のアルミナのｄ５０粒径は、５～４００ミクロン、より好ましくは１０～２００ミクロン、最も好ましくは４０～１５０ミクロンであり得る。第２のアルミナ粉末は、アルミナの融点付近又は融点より高い温度で焼成されているため、第２のアルミナ粉末は、非常に小さい内部多孔性を有する。内部多孔性の欠如は、総表面積に寄与する内部多孔性が存在しないため、同様の粒径の第１のアルミナ粉末よりも低い総表面積をもたらす。粒径を低減させるための粉砕プロセスに供されていない第２のアルミナ粉末は、０．２～２．０ｍ２／ｇ、好ましくは０．１０～０．５０ｍ２／ｇ、より好ましくは０．１４～０．３０ｍ２／ｇの表面積を有する。
【0039】
第２のアルミナのｄ５０粒径に対する第１のアルミナのｄ５０粒径の比を選択することは、第１及び第２のアルミナ粉末から作製される物品の総表面積を制御するために使用され得る。原則として、第１のアルミナ粉末の粒径は、第２のアルミナ粉末の粒径よりもはるかに小さくなければならない。好ましくは、第１のアルミナのｄ９０は、第２のアルミナのｄ１０未満であるべきである。より好ましくは、第１のアルミナのｄ９５は、第２のアルミナのｄ０５未満であるべきである。更により好ましくは、第１のアルミナのｄ９９は、第２のアルミナのｄ０１よりも小さくあるべきである。好ましくは、第１及び第２のアルミナの粒径分布は、単峰性であるべきである。
【0040】
より具体的には、第１のアルミナ粉末のｄ５０粒径対第２のアルミナ粉末のｄ５０粒径の比は、１：４～１：４０、好ましくは１：５～１：２０、より好ましくは１：８～１：１５であり得る。これらの比は、第２のアルミナ粉末のｄ５０粒径が、第１のアルミナ粉末のｄ５０粒径の４０倍以下、好ましくは２０倍以下、より好ましくは１５倍以下であるべきであることを示している。この比はまた、第２のアルミナ粉末のｄ５０粒径が、第１のアルミナ粉末のｄ５０粒径よりも少なくとも４倍、好ましくは少なくとも５倍、より好ましくは少なくとも８倍大きくなければならないことを示す。
【0041】
第１及び第２のアルミナ粉末の絶対ｄ５０粒径及びそれらの比に加えて、第１のアルミナ及び第２のアルミナ粉末の表面積を使用して、本発明の物品を作製するのに有用な粉末を選択し得る。原則として、第１のアルミナ粉末のグラム当たりの表面積は、第２のアルミナ粉末のグラム当たりの表面積よりもはるかに大きくなければならない。より具体的には、第１のアルミナ粉末の表面積対第２のアルミナ粉末の表面積の比は、７：１～１５：１、好ましくは５：１～１０：１、より好ましくは４：１～５：１であり得る。これらの比は、第１のアルミナ粉末の表面積が、第２のアルミナ粉末の表面積の１５倍以下、好ましくは１０倍以下、より好ましくは５倍以下であるべきであることを示している。この比はまた、第１のアルミナ粉末の表面積が、第２のアルミナ粉末の表面積よりも少なくとも７倍、好ましくは少なくとも５倍、より好ましくは少なくとも４倍大きくなければならないことを示す。
【0042】
第２のアルミナの粒子は、本明細書では分散相と称されることがあり、連続マトリックス相全体にランダムに分布している。第２のアルミナ粒子は、本発明の物品の所望の倍率でのＳＥＭ顕微鏡写真において目に見える第２のアルミナの粒子の少なくとも７０％が、他の第２のアルミナ粒子に接触しているように見えない場合、連続相を形成していないと考えられる。第２のアルミナ粒子は、第２のアルミナ粒子を完全に又は部分的に取り囲む複数の第１のアルミナ粒子によって、他の第２のアルミナ粒子から物理的に隔離されているように見える場合がある。
【0043】
アルミナのタイプ、特定のｄ５０ｓｏ粒径及びそれらの比に加えて、第１及び第２の粉末の重量比は、第２のアルミナ粒子の断面積が、物品の総断面積の少なくとも５～５０％、より好ましくは８％～４０％、更により好ましくは１０％～３０％であることを確実にするように制御され得る。第１のアルミナ粉末の第２のアルミナ粉末に対する重量比は、１５：１～１：１であり得る。１４：１、１２：１、１０：１、８：１、７：１、６：１、５：１、４：１、３：１及び２：１の中間比が実現可能である。
【0044】
一実施形態は、第１のアルミナ粉末が少なくとも８５重量パーセントのα－アルミナであり得るセラミック物品の作製するための方法に関する。より好ましくは、第１のアルミナ粉末は、少なくとも９０重量パーセント、９５重量パーセント、又は９９重量パーセントのαアルミナであり得る。一実施形態は、第２のアルミナ粉末が、溶融アルミナのみ、板状アルミナのみ、又は板状アルミナと溶融アルミナとの混合物であり得る、セラミック物品を作製するための方法に関する。
【0045】
本明細書に記載されるように、粒径は、Ｈｏｒｉｂａ粒子ＬＡ－９５０レーザ散乱粒径分布分析器を使用してレーザ散乱によって判定される。分析器は、０．０１ミクロン～３０００ミクロンの範囲の粒径及び分布を測定するために、Ｍｉｅ散乱理論の原理を使用する。本明細書で「ｄ５０」と称されるメジアン粒径は、記載されたメジアン粒径よりも大きい粒子と小さい粒子の球相当容積が等しい粒径を表す。この方法は、３滴の１０％Ｄａｒｖａｎ（登録商標）溶液を添加すること、超音波処理によって粒子を分散させること、したがって、二次粒子を一次粒子に分解することを含む。この超音波処理は、ｄ５０値の更なる変化が認められなくなるまで継続され、これは、Ｈｏｒｉｂａ ＬＡ－９５０粒径分析器を使用する場合、典型的には、１～５分間の超音波処理を必要とする。
【0046】
一部の実施の形態では、セラミック物品を作製するための方法は、結合材料、例えば、ケイ酸マグネシウムの使用を含む。所望される場合、セラミック物品を調製する際に、１つ以上の任意の添加剤が含まれ得る。例えば、成形体の形成を容易にするため、及び／又は得られるセラミック物品の１つ以上の特性を変化させるために、１つ以上の添加剤を含むことが望ましい場合がある。好適な添加剤としては、結合剤（例えば、ポリオレフィンオキシド、セルロース、アルカリ土類金属化合物、例えば、マグネシウムシリケート及びカルシウムシリケート、並びにアルカリ金属化合物）、押出助剤（例えば、ワセリン、水素化油、合成アルコール、合成エステル、グリコール、デンプン、ポリオレフィンオキシド、ポリエチレングリコール、及びそれらの混合物）、溶媒（例えば、水）、解膠酸（例えば、ギ酸、酢酸、及び／又はプロパン酸などの１～約５個の炭素原子を含有する単官能性脂肪族カルボン酸）、１～約５個の炭素原子を含有するハロゲン化単官能性脂肪族カルボン酸（例えば、モノ－、ジ－及びトリクロロ酢酸など）、融剤、結合剤、分散剤、「細孔形成剤」としても知られる燃焼材料、強度向上添加剤などが挙げられるが、これらに限定されない多種多様な既知の担体添加剤のいずれかが挙げられ得る。例えば、調製方法及び得られるセラミック物品の所望の特性を考慮して、好適な添加剤を適切な量で選択することは、当業者の能力の範囲内である。
【0047】
一部の実施形態では、本プロセスは、ギ酸の使用を含む。ギ酸は、混合物中の粒子の分散を安定化させるように機能し得る。一部の実施形態では、ギ酸は、約１％（ｗ／ｗ％）、約１．５％（ｗ／ｗ％）、約２％（ｗ／ｗ％）、約２．５％（ｗ／ｗ％）、約３％（ｗ／ｗ％）、約３．５％（ｗ／ｗ％）、約４％（ｗ／ｗ％）、約４．５％（ｗ／ｗ％）、約５％（ｗ／ｗ％）、約５．５％（ｗ／ｗ％）、約６％（ｗ／ｗ％）、約６．５％（ｗ／ｗ％）、約７％（ｗ／ｗ％）、又は約７．５％（ｗ／ｗ％）で混合物に添加される。
【0048】
一部の実施形態では、混合物は、１つ以上の熱分解性材料を更に含む。混合物は、約２％（ｗ／ｗ％）～約４０％（ｗ／ｗ％）、又は約５％（ｗ／ｗ％）～約３０％（ｗ／ｗ％）の範囲の量の熱分解性材料を含有し得る。熱分解性材料は、細孔形成剤として機能し得る。本明細書で使用される場合、熱分解性材料は、粒子形態の固体である。熱分解性材料は、加熱ステップの前にアルミナ粉末と、例えば、少なくとも２つの異なるタイプのアルミナの生素地混合物と混合される。熱分解性材料の個々の粒子は、混合物中の多数の小さな空間を占有する。熱分解性材料の個々の粒子は、加熱ステップ及び／又は焼結ステップの間に熱分解によって除去され、それによって担体を形成するセラミック物品中に細孔を残す。細孔はまた、セラミック物品全体にわたって分布した複数の空隙として説明することもできる。一部の実施形態では、熱分解性材料の使用によって作製される細孔の大部分は、連続マトリックス内に包含される。例えば、熱分解性材料の使用によって作製された細孔の少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、又は少なくとも９０％が、連続マトリックス内に包含される。
【0049】
熱分解性材料は、セラミック物品を作製するために使用される他の成分のいずれにも可溶性であるべきではない。同様に、熱分解性材料は、他の成分のいずれも溶解すべきでない。熱分解性材料は、加熱ステップの前に容積を占有し、材料によって占有された空間は、加熱ステップが完了した後も概して占有されないままであるため、材料は細孔形成剤として機能する。本発明のプロセスにおいて有用な熱分解性材料は、典型的には有機材料である。好適には、有機材料の化学式は、炭素及び水素を含む。熱分解性材料は、合成材料若しくは天然材料又はそれらの混合物であり得る。好ましくは、熱分解性材料は、アルミナ粉末の焼結温度以下の分解温度を有する有機材料であり得る。これにより、熱分解性材料が、アルミナ粉末の焼結前又は焼結と同時に少なくとも部分的に除去されることが確実となる。分解を促進するために、熱分解可能な材料の化学式は、好ましくは、炭素、水素、及び酸素を含み得る。分解温度は、酸素の存在によって低下され得る。
【0050】
一部の実施形態では、混合物は、バーンアウト中に細孔の形成をもたらす１つ以上の天然に存在する熱分解性材料を更に含む。本明細書で使用される場合、天然に存在する熱分解性材料は、配合物中にポリマーを含まず、他の加工助剤を含まない。むしろ、天然に存在する熱分解性材料は、成形体の成形を容易にするために、及び／又は得られるセラミック物品の多孔性を変化させるために、セラミック物品を調製する場合に任意選択的に含まれるバーンアウト材料を指す。典型的には、バーンアウト材料は、乾燥、焼成、及び／又は焼結中にバーンアウト、昇華、又は揮発される。好適なバーンアウト材料の例としては、ピーカン、カシュー、クルミ、ピーチ、アプリコット、及びフィルバートなどのナッツの粉砕された殻が挙げられるが、これらに限定されない。当該技術分野において既知の任意の他の天然に存在する熱分解性材料を使用することができる。一部の実施の形態では、得られたセラミック物品における０．１ｍＬ／ｇ以下の細孔容積は、バーンアウト材料の使用によるものである。一部の実施形態では、天然に存在する熱分解性材料は混合物中に含まれない。
【0051】
熱分解性材料は、合成材料であり得る。合成材料は、ポリマー材料であり得る。いかなる特定の理論にも束縛されることを望むものではないが、本明細書で使用される場合、合成材料は、天然に存在する熱分解性材料を含まないことが企図される。ポリマー材料は、懸濁重合を含む乳化重合を使用して形成され得、この場合、熱分解性材料として直接使用可能な微粒子状のポリマーが得られるので好ましいことが多い。好ましくは、ポリマー材料は、アニオン重合を使用して形成され得る。ポリマー材料は、オレフィンポリマー及びコポリマー、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、エチレン－酢酸ビニル、及びエチレン－ビニルアルコールコポリマー、ジエンポリマー及びコポリマー、例えば、ポリブタジエン、ＥＰＤＭゴム、スチレン－ブタジエンコポリマー、及びブタジエン－アクリロニトリルゴム、ポリアミド、例えば、ポリアミド－６及びポリアミド－６６、ポリエステル、例えば、ポリエチレンテレフタレートであり得る。好ましくは、ポリマー材料は、ポリオレフィンなどの炭化水素ポリマー、より好ましくはポリプロピレンであり得る。
【0052】
熱分解可能な材料は、個々の粒子のサイズを特定の粒径範囲に制限するために、スクリーニングされるか又は他の方法で選別され得る。所望される場合、第１の粒径範囲内の粒子を有する第１の熱分解性材料を、第２の粒径範囲内の粒子を有する第２の熱分解性材料と組み合わせて、多孔質セラミック物品中の細孔径の多峰性分布を得ることができる。粒径範囲の制限は、担体の多孔質セラミック物品中に形成される細孔のサイズによって判定される。
【0053】
一部の実施形態では、混合物は、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、塩化ビニルコポリマー、酢酸ビニルコポリマー、オレフィンポリマー、オレフィンコポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、エチレン－酢酸ビニルコポリマー、エチレン－ビニルアルコールコポリマー、ジエンポリマー、ジエンコポリマー、ポリブタジエン、エチレンプロピレンジエンモノマー（ethylene propylene diene monomer、ＥＰＤＭ）ゴム、スチレン－ブタジエンコポリマー、ブタジエンアクリロニトリルゴム、ポリアミド、ポリアミド－６、ポリアミド－６６、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、炭化水素ポリマー、ポリオレフィン、及びポリプロピレンから選択される１つ以上のポリマー又はコポリマーを更に含む。１つ以上のポリマー又はコポリマーは、潤滑剤及び／又は細孔形成剤として機能し得る。
【0054】
担体本体は、噴霧乾燥、凝集、又はプレスなどの任意の好都合な形成プロセスによって混合物から形成され得、好ましくは混合物の押出によって形成される。適用可能な方法については、例えば、米国特許第５，１４５，８２４号、同第５，５１２，５３０号、同第５，３８４，３０２号、同第５，１００，８５９号、及び同第５，７３３，８４２号を参照することができ、これらはそれぞれ、参照により本明細書に組み込まれる。かかる成形プロセス、特に押出を容易にするために、混合物は、２～２５％ｗ／ｗ、好ましくは５～１５％ｗ／ｗの加工助剤と好適に配合され得る。「押出助剤」という用語によっても言及される加工助剤は、例えば、「Ｋｉｒｋ－Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，」４ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｖｏｌｕｍｅ ５，ｐ．６１０．に記載されているように、当該技術分野において既知である。好適な加工助剤は、典型的には、液体又はグリース状物質、例えば、ワセリン、水素化油、合成アルコール、合成エステル、グリコール、又はポリオレフィンオキシドである。ホウ酸もまた、例えば、０．５％ｗ／ｗ％までの量で、より典型的には、０．０１～０．５％ｗ／ｗ％の量で、この混合物に添加され得る。すべての配合重量は、混合物中のアルミナ及びジルコニアなどのセラミックの総重量に基づく。
【0055】
一部の実施形態では、本プロセスは、焼成及び／又は焼結の前に混合物を押し出すことを更に含む。一部の実施形態では、本プロセスは、焼成及び／又は焼結の前に、混合物を１つ以上の個別の物体に形成することを更に含む。例えば、混合物は、担体に形成され得る。概して、担体のサイズは、それらが堆積される反応器の寸法によって判定される。しかしながら、概して、円筒、球、ドーナツなどの形態の担体を使用することが非常に好都合であることが分かっている。円筒は、中実状若しくは中空状、直線状、又は屈曲状であり得、それらは、４～２０ｍｍ、典型的には５～１５ｍｍの長さ、４～２０ｍｍ、典型的には５～１５ｍｍの外径、及び０．１～６ｍｍ、典型的には０．２～４ｍｍの内径を有し得る。円筒は、０．５～２、典型的には０．８～１．２の範囲の長さ対外径の比を有し得る。
【0056】
形成された部品は、円筒形、球形、環状、又はマルチローブなどの様々な形状で生成することができる。例えば、成形ペレットは、ペーストの連続ロッドを押し出し、次いでロッドを所望のサイズのペレットに切断することによって形成され得る。ペーストを好適な形状のダイを通して押し出し、次いで、ロッドを一定の断面のペレットに切断することによって、「ワゴンホイール」などの任意の所望の構成のリングベースの形状の構造体、又は、例えば、マルチローブ構造体及び小さいハニカムなどの一定の断面を有する任意の他の押出形状が形成され得る。成形物品はまた、大きなハニカムモノリスの形態であり得る。しかしながら、押出／プレスするプロセスは、これらの形状に限定されない。部品は、約０．８～約２５ｍｍの外径、又は非円形の場合は平均幅を有し得るが、他のサイズが形成され得る。米国特許出願公開第２０１２／０１７１４０７号を参照することができ、これは、マルチローブキャリアの更なる説明のために、参照により本明細書に組み込まれる。追加的に、セラミック物品キャリアのサイズは、概して限定されず、触媒反応器、例えば、エチレン酸化反応器での使用に好適な任意のサイズを含み得る。例えば、セラミック物品キャリアは、５～１５ミリメートルの長さ、５～１５ｍｍの外径、及び０．２～４ｍｍの内径を有する円筒形状であり得、一部の実施形態では、セラミック物品キャリアは、０．８～１．２の長さ対外径比を有し得る。追加的に、セラミック物品キャリアは、１～７ｍｍの壁厚を有する中空円筒の形状であり得る、例えば、セラミック物品キャリアが用いられる触媒反応器の種類及び構成、例えば、触媒反応器内の管の長さ及び内径を考慮して、セラミック物品キャリアの好適な形状及びサイズを選択することは、本開示の利益を享受する当業者の能力の範囲内である。
【0057】
一部の実施形態では、本プロセスは、成形体を乾燥させることを更に含む。形成された成形体を乾燥させて、存在する場合には、存在する水の少なくとも一部を除去し得る。水は、後述する加熱ステップの間に蒸気に変換され、成形体の物理的完全性に悪影響を及ぼす可能性がある。乾燥は、混合物の調製及び混合物の複数の成形体への任意の成形の後に行うことができる。乾燥ステップは、オーブン又はキルンの熱プロファイルを制御することによって加熱ステップと組み合わせることができる。乾燥は、２０℃～４００℃、又は３０℃～３００℃で、典型的には約１００時間まで、好ましくは約５分～約５０時間の期間にわたって行うことができる。典型的には、乾燥は、混合物が２％ｗ／ｗ未満の水を含有する程度まで行われる。
【0058】
焼成及び／又は焼結は、概して、十分に高い温度で、十分に長い時間にわたって、約１００時間までの時間にわたって、好ましくは約５分～約５０時間にわたって行われる。一部の実施形態では、焼成及び／又は焼結は、少なくとも２種類のアルミナの混合物の少なくとも５０％、又は少なくとも７５％、又は少なくとも８５％、又は少なくとも９０％、又は少なくとも９５％を焼結するのに十分な、１以上の温度、１以上の圧力、及び１以上の期間で行われ得る。一部の実施形態では、本プロセスは、混合物を少なくとも１２００℃の温度で加熱することを含む。一部の実施形態では、本プロセスは、混合物を１６００℃までの温度で加熱することを含む。一部の実施形態では、本プロセスは、約１２００℃～約１６００℃の温度で混合物を加熱することを含む。焼成及び／又は焼結は、空気、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素、水蒸気などを含むがこれらに限定されない任意の好適な雰囲気中で行われ得る。成形体が有機バーンアウト材料を更に含む実施形態では、加熱及び／又は焼成のうちの少なくとも１つは、酸素含有雰囲気中などの酸化雰囲気中で少なくとも部分的に又は完全に行われる。本明細書で使用される場合、焼成及び／又は焼結は、粉末粒子から作製及び形成された未焼成体を焼成及び固化するプロセスを意味する。粒子は、隣接する粒子に結合して、アルミナ粒子の強固な形成物を形成する。空隙は、粒子間及び／又は粒子内に存在し、集合的にセラミック物品の多孔性に寄与し得る。
【0059】
焼成及び／又は焼結後、得られたセラミック物品は、活性触媒材料の堆積前に、任意選択的に洗浄及び／又は処理され得る。同様に、所望される場合、セラミック物品を形成するために使用される任意の原料は、焼成及び／又は焼結の前に洗浄及び／又は処理され得る。洗浄及び／又は処理のための当該技術分野で公知の任意の方法は、かかる方法が得られる担体又は触媒の性能に悪影響を及ぼさない限り、本開示に従って使用され得る。かかる方法に関する記載については、米国特許第６，３６８，９９８号、同第７，２３２，９１８号、同第７，７４１，４９９号、及び国際公開第２００７／０９２０２２号（これらは各々、本明細書中に参考として援用される）が参照される。洗浄が所望される場合、洗浄は、典型的には、１５℃～１２０℃の範囲の温度で、約１００時間まで、好ましくは約５分～約５０時間の期間にわたって行われる。洗浄は、連続式又はバッチ式のいずれかで行うことができる。好適な洗浄溶液の例としては、水、例えば、脱イオン水、１以上の塩、例えば、アンモニウム塩を含む水溶液、アミン溶液、例えば、エチレンジアミン、水性有機希釈剤、及びこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。同様に、好適な水溶液は、酸性、塩基性、又は中性であり得る。洗浄溶液の容積は、セラミック物品の初期湿潤点に達するまでセラミック物品が含浸されるようなものであり得る。代替的に、より大きい容積が使用され得、溶液の余剰は、例えば、遠心分離によって、湿潤セラミック物品から除去され得る。更に、任意の洗浄及び／又は処理ステップに続いて、触媒物品の堆積前に、セラミック物品を乾燥又は焙焼することが好ましい。例えば、セラミック物品は、空気流中で、例えば、約８０℃～約４００℃の温度で、十分な時間乾燥され得る。
【0060】
形成されたセラミック物品は、触媒として直接使用することもできるし、成形体の形成中又は形成後に触媒活性物質の溶液を含浸させ、場合によっては好適な後処理によって活性化した後に触媒担体として使用することもできる。好適な触媒活性物質としては、元素周期表のＶＢ族、ＶＩＩＩＢ族及びＩＢ族からのものなどの遷移金属元素、例えば、バナジウム、金、白金族金属などが挙げられる。一部の実施形態では、金属は、例えば、銀、コバルト、ルテニウム、及び／又は鉄を含む触媒活性金属である。特に、銀が好ましい金属である。担体が使用され得る例示的な用途としては、直接エチレン酸化が挙げられるが、セラミック物品は、任意の用途で使用されることが企図される。
【実施例】
【0061】
エポキシ化反応に使用するための担体を製造するプロセスは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，１００，８５９号明細書及び米国特許第６，８３１，０３７号明細書を含む多数の刊行物に記載されている。例えば、米国特許第５，１００，８５９号の第２欄第６行から第６欄第４３行までの開示を参照されたい。以下の実施例は、本発明の一部の実施形態を更に詳細に記載する。これらの実施例は、例示の目的のみのために提供されており、本発明を限定すると考えられるべきではない。担体Ａは比較例である。担体Ｂ、Ｃ、Ｄ、及びＥは、本明細書に記載の本発明の実施形態である。
【0062】
担体Ａ（比較例）
本開示における比較担体である担体Ａは、米国特許第５，１００，８５９号（Ｇｅｒｄｅｓ）に開示されている担体Ｌに関するその教示に従って、以下の変更を加えて調製した。比較担体Ａに使用した唯一のアルミナ粉末は、７．７ミクロンのｄ５０粒径、１．４ｍ２／ｇの表面積、０．７８ｇ／ｃｃの充填密度を有し、本明細書では第１の複数のアルミナ粒子と称する。第１の複数のアルミナ粒子を、ジルコニア、ケイ酸マグネシウム、クルミ殻粉、ホウ酸、及び押出助剤と組み合わせた。第１の複数のアルミナ粒子、ジルコニア、ケイ酸マグネシウム、及びクルミ殻粉の組み合わせは、本明細書では担体Ａの乾燥混合物として定義される。水、ホウ酸、及び押出助剤との乾燥混合物の合わせた重量は、本明細書では、担体Ａの湿潤混合物として定義され、これは押出成形され、乾燥及び焼成された中空円筒を形成した。担体Ａにおいて、第１の複数のアルミナ粒子は、担体全体にわたって単一の連続マトリックス相を形成した。担体Ａは分散相を含有しなかった。セラミック物品、担体、又は支持体と称され得る焼成された円筒の物理的及び化学的特性は、上述の分析技術を使用して判定された。担体Ａの吸水率は４８．７ｇ／ｇであり、表面積は０．７８ｍ２であった。
本開示における比較担体である担体Ａは、米国特許第５，１００，８５９号（Ｇｅｒｄｅｓ）に開示されている担体Ｌに関するその教示に従って、以下の変更を加えて調製した。比較担体Ａに使用した唯一のアルミナ粉末は、７．７ミクロンのｄ５０粒径、１．４ｍ２／ｇの表面積、０．７８ｇ／ｃｃの充填密度を有し、本明細書では第１の複数のアルミナ粒子と称する。第１の複数のアルミナ粒子を、ジルコニア、ケイ酸マグネシウム、クルミ殻粉、ホウ酸、及び押出助剤と組み合わせた。第１の複数のアルミナ粒子、ジルコニア、ケイ酸マグネシウム、及びクルミ殻粉の組み合わせは、本明細書では担体Ａの乾燥混合物として定義される。水、ホウ酸、及び押出助剤との乾燥混合物の合わせた重量は、本明細書では、担体Ａの湿潤混合物として定義され、これは押出成形され、乾燥及び焼成された中空円筒を形成した。担体Ａにおいて、第１の複数のアルミナ粒子は、担体全体にわたって単一の連続マトリックス相を形成した。担体Ａは分散相を含有しなかった。セラミック物品、担体、又は支持体と称され得る焼成された円筒の物理的及び化学的特性は、上述の分析技術を使用して判定された。担体Ａの吸水率は４８．７ｇ／ｇであり、表面積は０．７８ｍ２であった。
【0063】
担体Ｂ（本発明の一実施形態）
本発明の一実施形態である担体Ｂは、担体Ａの乾燥混合物の１０重量パーセントを、本明細書では第２の複数のアルミナ粒子と称される等質量の複数の溶融アルミナ粒子で置き換え、それによって担体Ｂの乾燥混合物を形成したことを除いて、直前に記載した比較担体Ａを作製するために使用したプロセスに従うことによって作製した。第２の複数のアルミナ粒子は、１１９．７ミクロンのｄ５０、０．２ｍ２／ｇの表面積、及び２．１ｇ／ｃｃの充填密度を有していた。担体Ｂの乾燥混合物を、水、ホウ酸、及び押出助剤と組み合わせて、担体Ｂの湿潤混合物を作製し、次いで、押出成形して中空円筒を形成し、これを乾燥させ、焼成した。焼成したシリンダーの物理的及び化学的特性を測定した。担体Ｂの吸水率は４６．７０ｇ／ｇであり、表面積は０．７４ｍ２であった。
本発明の一実施形態である担体Ｂは、担体Ａの乾燥混合物の１０重量パーセントを、本明細書では第２の複数のアルミナ粒子と称される等質量の複数の溶融アルミナ粒子で置き換え、それによって担体Ｂの乾燥混合物を形成したことを除いて、直前に記載した比較担体Ａを作製するために使用したプロセスに従うことによって作製した。第２の複数のアルミナ粒子は、１１９．７ミクロンのｄ５０、０．２ｍ２／ｇの表面積、及び２．１ｇ／ｃｃの充填密度を有していた。担体Ｂの乾燥混合物を、水、ホウ酸、及び押出助剤と組み合わせて、担体Ｂの湿潤混合物を作製し、次いで、押出成形して中空円筒を形成し、これを乾燥させ、焼成した。焼成したシリンダーの物理的及び化学的特性を測定した。担体Ｂの吸水率は４６．７０ｇ／ｇであり、表面積は０．７４ｍ２であった。
【0064】
担体Ｃ（本発明の一実施形態）
本発明の一実施形態である担体Ｃは、担体Ａの乾燥混合物の２５重量パーセントを、本明細書では第２の複数のアルミナ粒子と称される等質量の複数の溶融アルミナ粒子で置き換え、それによって担体Ｃの乾燥混合物を形成したことを除いて、上述の担体Ａを作製するために使用したプロセスに従うことによって作製した。第２の複数のアルミナ粒子は、１１９．７ミクロンのｄ５０、０．２ｍ２／ｇの表面積、及び２．１ｇ／ｃｃの充填密度を有していた。担体Ｃの乾燥混合物を、水、ホウ酸、及び押出助剤と組み合わせて、担体Ｃの湿潤混合物を作製し、次いで、押出成形して中空円筒を形成し、これを乾燥させ、焼成した。焼成したシリンダーの物理的及び化学的特性を測定した。担体Ｃの吸水率は４２．８６ｇ／ｇであり、表面積は０．６３ｍ２であった。
本発明の一実施形態である担体Ｃは、担体Ａの乾燥混合物の２５重量パーセントを、本明細書では第２の複数のアルミナ粒子と称される等質量の複数の溶融アルミナ粒子で置き換え、それによって担体Ｃの乾燥混合物を形成したことを除いて、上述の担体Ａを作製するために使用したプロセスに従うことによって作製した。第２の複数のアルミナ粒子は、１１９．７ミクロンのｄ５０、０．２ｍ２／ｇの表面積、及び２．１ｇ／ｃｃの充填密度を有していた。担体Ｃの乾燥混合物を、水、ホウ酸、及び押出助剤と組み合わせて、担体Ｃの湿潤混合物を作製し、次いで、押出成形して中空円筒を形成し、これを乾燥させ、焼成した。焼成したシリンダーの物理的及び化学的特性を測定した。担体Ｃの吸水率は４２．８６ｇ／ｇであり、表面積は０．６３ｍ２であった。
【0065】
担体Ｄ（本発明の一実施形態）
本発明の一実施形態である担体Ｄは、担体Ａの乾燥混合物の４０重量パーセントを、本明細書では第２の複数のアルミナ粒子と称される等質量の複数の溶融アルミナ粒子で置き換え、それによって担体Ｄの乾燥混合物を形成したことを除いて、上述の担体Ａを作製するために使用したプロセスに従うことによって作製した。第２の複数のアルミナ粒子は、１１９．７ミクロンのｄ５０、０．２ｍ２／ｇの表面積、及び２．１ｇ／ｃｃの充填密度を有していた。担体Ｄの乾燥混合物を、水、ホウ酸、及び押出助剤と組み合わせて、担体Ｄの湿潤混合物を作製し、次いで、押出成形して中空円筒を形成し、これを乾燥させ、焼成した。焼成したシリンダーの物理的及び化学的特性を測定した。担体Ｄの吸水率は３７．７０ｇ／ｇであり、表面積は０．５３ｍ２であった。
本発明の一実施形態である担体Ｄは、担体Ａの乾燥混合物の４０重量パーセントを、本明細書では第２の複数のアルミナ粒子と称される等質量の複数の溶融アルミナ粒子で置き換え、それによって担体Ｄの乾燥混合物を形成したことを除いて、上述の担体Ａを作製するために使用したプロセスに従うことによって作製した。第２の複数のアルミナ粒子は、１１９．７ミクロンのｄ５０、０．２ｍ２／ｇの表面積、及び２．１ｇ／ｃｃの充填密度を有していた。担体Ｄの乾燥混合物を、水、ホウ酸、及び押出助剤と組み合わせて、担体Ｄの湿潤混合物を作製し、次いで、押出成形して中空円筒を形成し、これを乾燥させ、焼成した。焼成したシリンダーの物理的及び化学的特性を測定した。担体Ｄの吸水率は３７．７０ｇ／ｇであり、表面積は０．５３ｍ２であった。
【0066】
担体Ｅ（本発明の一実施形態）
本発明の一実施形態である担体Ｅは、担体Ａの乾燥混合物の５０重量パーセントを、本明細書では第２の複数のアルミナ粒子と称される等質量の複数の溶融アルミナ粒子で置き換え、それによって担体Ｅの乾燥混合物を形成したことを除いて、上述の担体Ａを作製するために使用したプロセスに従うことによって作製した。第２の複数のアルミナ粒子は、１１９．７ミクロンのｄ５０、０．２ｍ２／ｇの表面積、及び２．１ｇ／ｃｃの充填密度を有していた。担体Ｅの乾燥混合物を、水、ホウ酸、及び押出助剤と組み合わせて、担体Ｅの湿潤混合物を作製し、次いで、押出成形して中空円筒を形成し、これを乾燥させ、焼成した。焼成したシリンダーの物理的及び化学的特性を測定した。担体Ｅの吸水率は３５．６４ｇ／ｇであり、表面積は０．４３ｍ２であった。
本発明の一実施形態である担体Ｅは、担体Ａの乾燥混合物の５０重量パーセントを、本明細書では第２の複数のアルミナ粒子と称される等質量の複数の溶融アルミナ粒子で置き換え、それによって担体Ｅの乾燥混合物を形成したことを除いて、上述の担体Ａを作製するために使用したプロセスに従うことによって作製した。第２の複数のアルミナ粒子は、１１９．７ミクロンのｄ５０、０．２ｍ２／ｇの表面積、及び２．１ｇ／ｃｃの充填密度を有していた。担体Ｅの乾燥混合物を、水、ホウ酸、及び押出助剤と組み合わせて、担体Ｅの湿潤混合物を作製し、次いで、押出成形して中空円筒を形成し、これを乾燥させ、焼成した。焼成したシリンダーの物理的及び化学的特性を測定した。担体Ｅの吸水率は３５．６４ｇ／ｇであり、表面積は０．４３ｍ２であった。
【0067】
図１は、担体の表面積及び吸水率が担体中の分散相アルミナの量に依存することを示している。曲線１０１は、担体の表面積と、担体Ａの乾燥混合物の百分率として計算された分散相の重量パーセントとの関係を示している。曲線１０２は、担体の吸水率と、担体Ａの乾燥混合物の百分率として計算された分散相の重量パーセントとの関係を示している。
【0068】
図２Ａ～図２Ｃは、本発明のセラミック物品の微細構造を示している。後方散乱電子（back-scattered electron、ＢＳＥ）顕微鏡画像は、第１のアルミナ粉末（それぞれ、図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃの領域２０８、２１０、及び２１２）中に分布した第２のアルミナ粉末相（それぞれ、図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃの領域２０２、２０４、及び２０６）を示している。第２のアルミナ粉末の粒径は、第１のアルミナ粉末の粒径よりも著しく大きい。図２Ａの倍率は、１００倍である。図２Ｂの倍率は、２５０倍である。図２Ｃの倍率は、５００倍である。
【0069】
図３Ａ及び図３Ｂは、エポキシマウントされ、１ミクロン仕上げまで研磨されたセラミック物品の研磨断面における分散相粒子の識別を示している。ＳＰＩスパッタコーターを使用して、帯電を防止するために試料を金コーティングした。Ｚｅｉｓｓ Ｍｅｒｌｉｎ ＳＥＭを使用して、２ ｋｅＶの加速電圧及び１００ｐＡのビーム電流を使用して画像を生成した。使用されるＳＥＭのタイプは、決定的に重要ではないが、分散相を識別及び単離するための画像分析ソフトウェアに好適な画像を生成することが可能である必要がある。ＳＥＭ画像は、より大きいサイズの希釈剤粒子（図３Ａ参照）については１００倍の倍率で、より小さいサイズの希釈剤粒子については２５０倍の倍率で得て、各画像において≧１００の粒子数を得る。画像分析ソフトウェアを使用して、分散相粒子を識別し、単離し、分離した。図３Ｂ参照されたい。Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ ｔｈｅ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎで開発され、ｉｍａｇｅＪ．ｎｅｔでダウンロード可能なオープンソース画像処理プログラムであるｉｍａｇｅＪソフトウェアを使用して、各画像中の分散相の総被覆面積、並びに各画像のフェレ平均粒径を判定する分析を行った。使用される画像解析ソフトウェアのタイプは重要ではなく、当業者であれば、分散相を識別及び単離するのに必要な画像操作に精通しているであろう。分散相の面積被覆率を、担体Ｅからの４つの画像及び担体Ｃからの１つの画像について判定した。これらの画像からの分散相の面積被覆率は、９～２３％の範囲であると判定された。表２のデータは、担体Ｃの面積被覆率が９．１パーセントであり、担体Ｅの４つの画像の面積被覆率が約２０パーセントであったことを示している。
【0070】
【表2】
【0071】
Ｈｉｔａｃｈｉによって製造されたＳＥＭ、モデルＳ４３００及びＯｘｆｏｒｄ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓによって製造されたＥＤＳ検出器、Ｘ－ＭａｘＮ １５０検出器を使用するシステムモデルＡｚｔｅｃ ＳＥＭ、及びＡｚｔｅｃバージョン３．３ ＳＰ１ソフトウェアを使用して、アルミナ粒子上のヨウ化物の分布を特徴付けた。研磨された試料は、帯電を防ぐために炭素被覆された。ＳＥＭ－ＥＤＳ画像は、表３に示すパラメータの範囲内で撮影した。
【0072】
【表3】
【0073】
分散相中の１つの粒子である第２のアルミナ粒子の面積は、図４Ａの領域４０２として輪郭が描かれている。ＥＤＳを使用して、領域４０２におけるヨウ素の量を判定した。図４Ｂは、図４ＡにおけるＺｎＩ２の位置を示すＥＤＳ画像である。図４Ｂの暗領域は、ＺｎＩ２の欠如を示し、明領域は、ＺｎＩ２の存在を示している。図４Ａにおいて領域４０１として識別される、マトリックス相の相当面積中のヨウ素の量も判定した。各相で回収されたヨウ素の量は、所定の相におけるヨウ化物浸透の量を表す。表４は、２つの異なる担体Ｄの実施例からの分析データを示している。表４において、分散相中のヨウ素の量は０．４３原子パーセントであり、一方マトリックス相中のヨウ化物の量は１４．６８原子パーセントであった。分散相中に存在するヨウ素の量は、マトリックス相中のヨウ素の量よりもはるかに少なく、本発明のセラミック物品が触媒担体として使用するために製造される場合、同じアルミナ粒子上に堆積される銀などの触媒活性金属の量と相関すると考えられる。
【0074】
【表4】
【0075】
表４において、百分率は原子量パーセントを意味する。
【0076】
溶融アルミナ粒子は、ＺｎＩ２によって浸透されない。ＳＥＭ画像は、図５Ａに示されるように、連続的なマトリックス全体にわたって分布した、明らかにより大きく、貫通できない粒子を示している。粒子５０２、５０４、及び５０６を参照されたい。図５Ｂは、図５ＡにおけるＺｎＩ２の位置を示すＥＤＳ画像である。図５Ｂの暗い領域は、ＺｎＩ２の欠如を示し、明るい領域は、ＺｎＩ２の存在を示している。ＺｎＩ２染料浸透試験は、マトリックス相中に分布された不浸透相を作り出す能力を実証する。
【0077】
実施形態
実施形態１．セラミック物品であって、
（ａ）複数の第１のアルミナ粒子及び複数の第２のアルミナ粒子を含む、アルミナ粒子の硬質形成物であって、両方の複数の粒子が、硬質形成物全体にわたってランダムに分布し、
１）当該第２のアルミナ粒子が、５原子パーセント以下のＺｎＩ２染料浸透試験値を有し、当該第１のアルミナ粒子が、当該第２のアルミナ粒子のＺｎＩ２染料浸透試験値の少なくとも２倍のＺｎＩ２染料浸透試験値を有し、
２）当該硬質形成物が、総断面積を有し、各複数の粒子が、総断面積の一部を占有し、当該第２のアルミナ粒子の断面積が、総断面積の５％～５０％である、硬質形成物と、
（ｂ）当該第１及び第２のアルミナ粒子上に分散された触媒活性金属と、を含む、セラミック物品。
実施形態１．セラミック物品であって、
（ａ）複数の第１のアルミナ粒子及び複数の第２のアルミナ粒子を含む、アルミナ粒子の硬質形成物であって、両方の複数の粒子が、硬質形成物全体にわたってランダムに分布し、
１）当該第２のアルミナ粒子が、５原子パーセント以下のＺｎＩ２染料浸透試験値を有し、当該第１のアルミナ粒子が、当該第２のアルミナ粒子のＺｎＩ２染料浸透試験値の少なくとも２倍のＺｎＩ２染料浸透試験値を有し、
２）当該硬質形成物が、総断面積を有し、各複数の粒子が、総断面積の一部を占有し、当該第２のアルミナ粒子の断面積が、総断面積の５％～５０％である、硬質形成物と、
（ｂ）当該第１及び第２のアルミナ粒子上に分散された触媒活性金属と、を含む、セラミック物品。
【0078】
実施形態２．当該第１のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値が、当該第２のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値よりも少なくとも３倍大きい、実施形態１に記載の物品。
【0079】
実施形態３．当該第１のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値が、当該第２のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値よりも少なくとも４倍大きい、実施形態１に記載の物品。
【0080】
実施形態４．当該第１のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値が、１０原子パーセントよりも大きい、実施形態１に記載の物品。
【0081】
実施形態５．当該第１のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値が、１５原子パーセントよりも大きい、実施形態１に記載の物品。
【0082】
実施形態６．当該第２のアルミナの染料浸透試験値が、３原子パーセント以下である、実施形態１に記載の物品。
【0083】
実施形態７．当該第１のアルミナの染料浸透試験値と当該第２のアルミナの染料浸透試験値との比が、少なくとも２：１である、実施形態１に記載の物品。
【0084】
実施形態８．当該第２のアルミナ粒子の断面積が、総断面積の８％～４０％である、実施形態１に記載の物品。
【0085】
実施形態９．当該第２のアルミナ粒子の断面積が、総断面積の１０％～３０％である、実施形態１に記載の物品。
【0086】
実施形態１０．約０．２ｃｍ３／ｇ～約０．６ｃｍ３／ｇの総細孔容積を更に含む、実施形態１に記載の物品。
【0087】
実施形態１１．総細孔容積が、約０．３ｃｍ３／ｇ～約０．５ｃｍ３／ｇである、実施形態１０に記載の物品。
【0088】
実施形態１２．総細孔容積が、約０．３５ｃｍ３／ｇ～約０．５ｃｍ３／ｇである、実施形態１０に記載の物品。
【0089】
実施形態１３．当該触媒活性金属が、銀、白金、パラジウム、ニッケル、及び銅からなる群から選択される、実施形態１に記載の物品。
【0090】
実施形態１４．アルミナ粒子の硬質形成物と、当該粒子と接触している触媒活性金属と、を含む、セラミック物品の製造ためのプロセスであって、当該プロセスが、
（ａ）既知の重量及び約０．２～１００ミクロンのｄ５０粒径を有する複数の第１のαアルミナ粒子を提供することと、
（ｂ）既知の重量を有し、溶融アルミナ及び板状アルミナからなる群から選択される、複数の第２のαアルミナ粒子を提供することであって、当該第２のアルミナ粒子が、約５～４００ミクロンのｄ５０粒径を有し、第１のアルミナ粒子のｄ５０粒径と第２のアルミナ粒子のｄ５０粒径との比が、１：４～１：４０であり、当該第１のアルミナの重量と当該第２のアルミナの重量との比が、１：１～１５：１である、提供することと、
（ｃ）当該複数のアルミナ粒子を混合し、それによって混合物を形成することであって、当該粒子が、混合物全体にランダムに分布している、混合することと、
（ｄ）当該混合物を複数の可鍛性物品に形成することと、
（ｅ）当該アルミナ粒子の焼結温度まで当該可鍛性物品を加熱し、それによって各可鍛性物品をアルミナ粒子の硬質形成物に形成することであって、各複数の粒子中の粒子が、硬質形成物全体にわたってランダムに分布している、加熱することと、
（ｆ）当該第１及び第２のアルミナ粒子上に触媒活性金属を堆積させることと、を含む、プロセス。
（ａ）既知の重量及び約０．２～１００ミクロンのｄ５０粒径を有する複数の第１のαアルミナ粒子を提供することと、
（ｂ）既知の重量を有し、溶融アルミナ及び板状アルミナからなる群から選択される、複数の第２のαアルミナ粒子を提供することであって、当該第２のアルミナ粒子が、約５～４００ミクロンのｄ５０粒径を有し、第１のアルミナ粒子のｄ５０粒径と第２のアルミナ粒子のｄ５０粒径との比が、１：４～１：４０であり、当該第１のアルミナの重量と当該第２のアルミナの重量との比が、１：１～１５：１である、提供することと、
（ｃ）当該複数のアルミナ粒子を混合し、それによって混合物を形成することであって、当該粒子が、混合物全体にランダムに分布している、混合することと、
（ｄ）当該混合物を複数の可鍛性物品に形成することと、
（ｅ）当該アルミナ粒子の焼結温度まで当該可鍛性物品を加熱し、それによって各可鍛性物品をアルミナ粒子の硬質形成物に形成することであって、各複数の粒子中の粒子が、硬質形成物全体にわたってランダムに分布している、加熱することと、
（ｆ）当該第１及び第２のアルミナ粒子上に触媒活性金属を堆積させることと、を含む、プロセス。
【0091】
実施形態１５．当該第１のアルミナの重量と当該第２のアルミナの重量との比が、１：１～１０：１である、実施形態１４に記載のプロセス。
【0092】
実施形態１６．当該第１のアルミナの重量と当該第２のアルミナの重量との比が、１：１～５：１である、実施形態１４に記載のプロセス。
【0093】
実施形態１７．第１のアルミナ粒子のｄ５０粒径と第２のアルミナ粒子のｄ５０粒径との比が、１：５～１：２０である、実施形態１４に記載のプロセス。
【0094】
実施形態１８．第１のアルミナ粒子のｄ５０粒径と第２のアルミナ粒子のｄ５０粒径との比が、１：８～１：１５である、実施形態１４に記載のプロセス。
【0095】
実施形態１９．当該第２のアルミナ粒子が、約１０～２００ミクロンのｄ５０粒径を有する、実施形態１４に記載のプロセス。
【0096】
実施形態２０．当該第２のアルミナ粒子が、約４０～１５０ミクロンのｄ５０粒径を有する、実施形態１４に記載のプロセス。
【0097】
実施形態２１．当該複数の第１のアルミナ粒子が、１．０ｍ２／ｇ～２０．０ｍ２／ｇの表面積を有する、実施形態１４に記載のプロセス。
【0098】
実施形態２２．当該複数の第１のアルミナ粒子が、１．０ｍ２／ｇ～５．０ｍ２／ｇの表面積を有する、実施形態１４に記載のプロセス。
【0099】
実施形態２３．当該複数の第１のアルミナ粒子が、１．０ｍ２／ｇ～２．０ｍ２／ｇの表面積を有する、実施形態１４に記載のプロセス。
【0100】
実施形態２４．当該複数の第２のアルミナ粒子が、０．０１ｍ２／ｇ～２．００ｍ２／ｇの表面積を有する、実施形態１４に記載のプロセス。
【0101】
実施形態２５．当該複数の第２のアルミナ粒子が、０．１０ｍ２／ｇ～０．５０ｍ２／ｇの表面積を有する、実施形態１４に記載のプロセス。
【0102】
実施形態２６．当該複数の第２のアルミナ粒子が、０．１４ｍ２／ｇ～０．３０ｍ２／ｇの表面積を有する、実施形態１４に記載のプロセス。
【0103】
実施形態２７．当該第２のアルミナ粒子が、本質的に溶融アルミナからなる、実施形態１４に記載のプロセス。
【0104】
実施形態２８．当該第２のアルミナ粒子が、溶融アルミナからなる、実施形態１４に記載のプロセス。
【0105】
実施形態２９．当該第２のアルミナ粒子が、本質的に板状アルミナからなる、実施形態１４に記載のプロセス。
【0106】
実施形態３０．当該第２のアルミナ粒子が、板状アルミナからなる、実施形態１４に記載のプロセス。
【0107】
実施形態３１．当該第２のアルミナ粒子が、板状アルミナ及び溶融アルミナから本質的になる、実施形態１４に記載のプロセス。
【0108】
実施形態３２．当該第２のアルミナ粒子が、板状アルミナ及び溶融アルミナからなる、実施形態１４に記載のプロセス。
【0109】
他に定義されない限り、本明細書中で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本発明が属する分野の当業者によって概して理解されるのと同じ意味を有する。本明細書中で言及されるすべての特許及び刊行物は、その全体が参考として援用される。
【0110】
範囲が、例えば、分子量又は化学式などの物理的又は化学的特性を記載するために本明細書で使用される場合、範囲及びその中の特定の実施形態のすべての組み合わせ及び部分的組み合わせが含まれることが意図される。数又は数値範囲に言及する場合の「約」という用語の使用は、言及される数又は数値範囲が、実験的変動性の範囲内（又は統計的実験誤差の範囲内）の近似値であり、したがって、数又は数値範囲が変動し得ることを意味する。変動は、典型的には、記載された数又は数値範囲の０％～５％である。
【0111】
「含む（comprising）」、「から本質的になる（consisting essentially of）」及び「からなる（consisting of）」という移行句は、添付の特許請求の範囲において、元の形態及び補正された形態で使用される場合、記載されていない更なる特許請求の範囲の要素又はステップが存在する場合、それらが特許請求の範囲から除外されることに関して、特許請求の範囲を定義する。「含む（comprising）」という用語は、包括的又はオープンエンドであることが意図され、いかなる追加の列挙されていない要素、方法、ステップ、又は材料も除外しない。「からなる（consisting of）」という用語は、特許請求の範囲において指定されたもの以外の任意の要素、ステップ、又は材料を除外し、後者の場合、指定された材料に通常付随する不純物を除外する。「から本質的になる（consisting essentially of）」という用語は、特許請求の範囲を、指定された要素、ステップ、又は材料、及び特許請求される発明の基本的かつ新規な特徴に実質的に影響を及ぼさないものに限定する。本発明を具体化する本明細書中に記載されるすべての化合物、組成物、配合物、及び方法は、代替の実施形態では、移行句「含む（comprising）」、「から本質的になる（consisting essentially of）」、及び「からなる（consisting of）」のいずれかによって、より具体的に定義され得る。「含む（comprising）」という用語（及び「含む（comprise）」若しくは「含む（comprises）」又は「有する（having）」若しくは「含む（including）」などの関連用語）は、例えば、記載された特徴「からなる（consist of）」又は「から本質的になる（consist essentially of）」任意の組成物、方法又はプロセスの一実施形態などの実施形態を含む。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【手続補正書】
【提出日】2023-06-28
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
セラミック物品であって、（ａ）複数の第１のアルミナ粒子及び複数の第２のアルミナ粒子を含む、アルミナ粒子の硬質形成物であって、両方の複数の粒子が、前記硬質形成物全体にわたってランダムに分布し、
１）前記第２のアルミナ粒子が、５原子パーセント以下のＺｎＩ２染料浸透試験値を有し、前記第１のアルミナ粒子が、前記第２のアルミナ粒子のＺｎＩ２染料浸透試験値の少なくとも２倍のＺｎＩ２染料浸透試験値を有し、
２）前記硬質形成物が、総断面積を有し、各複数の粒子が、前記総断面積の一部を占有し、前記第２のアルミナ粒子の断面積が、前記総断面積の５％～５０％である、硬質形成物と、
（ｂ）前記第１及び第２のアルミナ粒子上に分散された触媒活性金属と、を含む、セラミック物品。
【請求項2】
前記第１のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値が、前記第２のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値よりも少なくとも３倍大きい、請求項１に記載の物品。
【請求項3】
前記第１のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値が、前記第２のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値よりも少なくとも４倍大きい、請求項１に記載の物品。
【請求項4】
前記第１のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値が、１０原子パーセントよりも大きい、請求項１に記載の物品。
【請求項5】
前記第１のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値が、１５原子パーセントよりも大きい、請求項１に記載の物品。
【請求項6】
前記第２のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値が、３原子パーセント以下である、請求項１に記載の物品。
【請求項7】
前記第１のアルミナのＺｎＩ２染料浸透試験値と前記第２のアルミナの染料浸透試験値との比が、少なくとも２：１である、請求項１に記載の物品。
【請求項8】
前記第２のアルミナ粒子の断面積が、前記総断面積の８％～４０％である、請求項１に記載の物品。
【請求項9】
前記第２のアルミナ粒子の断面積が、前記総断面積の１０％～３０％である、請求項１に記載の物品。
【請求項10】
０．２ｃｍ３／ｇ～０．６ｃｍ３／ｇの総細孔容積を更に含む、請求項１に記載の物品。
【請求項11】
前記総細孔容積が、０．３ｃｍ３／ｇ～０．５ｃｍ３／ｇである、請求項１０に記載の物品。
【請求項12】
前記総細孔容積が、０．３５ｃｍ３／ｇ～０．５ｃｍ３／ｇである、請求項１０に記載の物品。
【請求項13】
前記触媒活性金属が、銀、白金、パラジウム、ニッケル、及び銅からなる群から選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項14】
アルミナ粒子の硬質形成物と、前記粒子と接触している触媒活性金属と、を含む、請求項１に記載のセラミック物品の製造のためのプロセスであって、前記プロセスが、（ａ）既知の重量及び０．２～１００ミクロンのｄｓｏ粒径を有する複数の第１のαアルミナ粒子を提供することと、
（ｂ）既知の重量を有し、溶融アルミナ及び板状アルミナからなる群から選択される、複数の第２のαアルミナ粒子を提供することであって、前記第２のアルミナ粒子が、５～４００ミクロンのｄ５０粒径を有し、前記第１のアルミナ粒子のｄ５０粒径と前記第２のアルミナ粒子のｄ５０粒径との比が、１：４～１：４０であり、前記第１のアルミナの重量と前記第２のアルミナの重量との比が、１：１～１５：１である、提供することと、
（ｃ）前記複数のアルミナ粒子を混合し、それによって混合物を形成することであって、前記粒子が、前記混合物全体にランダムに分布している、混合することと、
（ｄ）前記混合物を複数の可鍛性物品に形成することと、
（ｅ）前記アルミナ粒子の焼結温度まで前記可鍛性物品を加熱し、それによって各可鍛性物品をアルミナ粒子の硬質形成物に形成することであって、各複数の粒子中の前記粒子が、前記硬質形成物全体にわたってランダムに分布している、形成することと、前記第１及び第２のアルミナ粒子上に触媒活性金属を堆積させることと、を含む、プロセス。
【請求項15】
前記第１のアルミナの重量と前記第２のアルミナの重量との比が、１：１～１０：１である、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項16】
前記第１のアルミナの重量と前記第２のアルミナの重量との比が、１：１～５：１である、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項17】
前記第１のアルミナ粒子のｄｓｏ粒径と前記第２のアルミナ粒子のｄ５０粒径との比が、１：５～１：２０である、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項18】
前記第１のアルミナ粒子のｄ５０粒径と前記第２のアルミナ粒子のｄｓｏ粒径との比が、１：８～１：１５である、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項19】
前記第２のアルミナ粒子が、１０～２００ミクロンのｄｓｏ粒径を有する、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項20】
前記第２のアルミナ粒子が、４０～１５０ミクロンのｄｓｏ粒径を有する、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項21】
前記複数の第１のアルミナ粒子が、１．０ｍ２／ｇ～２０．０ｍ２／ｇの表面積を有する、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項22】
前記複数の第１のアルミナ粒子が、１．０ｍ２／ｇ～５．０ｍ２／ｇの表面積を有する、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項23】
前記複数の第１のアルミナ粒子が、１．０ｍ２／ｇ～２．０ｍ２／ｇの表面積を有する、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項24】
前記複数の第２のアルミナ粒子が、０．０１ｍ２／ｇ～２．００ｍ２／ｇの表面積を有する、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項25】
前記複数の第２のアルミナ粒子が、０．１０ｍ２／ｇ～０．５０ｍ２／ｇの表面積を有する、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項26】
前記複数の第２のアルミナ粒子が、０．１４ｍ２／ｇ～０．３０ｍ２／ｇの表面積を有する、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項27】
前記第２のアルミナ粒子が、本質的に溶融アルミナからなる、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項28】
前記第２のアルミナ粒子が、溶融アルミナからなる、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項29】
前記第２のアルミナ粒子が、本質的に板状アルミナからなる、請求項１４記載のプロセス。
【請求項30】
前記第２のアルミナ粒子が、板状アルミナからなる、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項31】
前記第２のアルミナ粒子が、本質的に板状アルミナ及び溶融アルミナからなる、請求項１４記載のプロセス。
【請求項32】
前記第２のアルミナ粒子が、板状アルミナ及び溶融アルミナからなる、請求項１４に記載のプロセス。【国際調査報告】