含有至少一种氧化稀土元素化合物的胶体分散体、其制备方法及其作为催化剂的用途技术

一种含有至少一种氧化的稀土元素化合物的胶体分散体的制备方法，其特征在于包括下列步骤： （ａ）在分散体中制备含有至少一种氧化的金属化合物的水相； （ｂ）将步骤（ａ）制备的悬浮液和含有至少一种亲水亲油试剂的有机相，并优选地是作为溶剂的有机混合物或者化合物同时或者依次接触；和 （ｃ）回收有机相； 以及其中所说的氧化的金属化合物是通过包括下列步骤的方法制备的： α）制备一种含有至少一种可溶性稀土金属盐，通常是醋酸盐和／或氯化物的溶液； β）将该溶液与碱性介质接触，并将生成的反应混合物保持在碱性ｐＨ下；以及 γ）通过雾化或者冻干来回收产生的沉淀。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有至少一种氧化稀土元素化合物的有机溶胶、其制备方法及其作为催化剂的用途本专利技术涉及含有至少一种氧化稀土元素化合物的有机溶胶、用于制备这种溶胶的方法和将这种溶胶用于催化的用途。更具体地说，本专利技术涉及在水相中制备一种或几种氧化了的化合物颗粒，还涉及在有机相中提取所说颗粒，以形成有机溶胶。一些金属氧化物的水溶胶是已知的，但是很难发现关于有机溶胶的记载。只对某些金属的溶胶或者胶体溶液有记载；对于金属混合物的溶胶来说，如果有记载，也不过是指在主要元素沉淀夹带杂质的情况下对应的金属的混合物。而且，有机溶胶通常是由水溶胶制备的，但是水溶胶的颗粒通常很少在有机溶胶中提取。为了制备有机溶胶，必须要选择从其中制备有机溶胶的水溶胶，并且通常对其进行后处理来使它们能够提取。甚至水溶胶的制备也常常很困难，而又必须寻找能够制备在水(仅构成一种分散体的溶胶)中具有良好分散性的基本颗粒的技术。另外，对多数用途来说，这些溶胶必须是稳定的并且能够适应各种外界条件(温度、搅拌等)变化。因此，这种溶胶可以在有机液相中制成催化剂或者催化剂的原料。催化剂的溶胶可用作干燥涂料(一般是交联的)和用于对燃料的燃烧过程产生催化作用，特别是用于消除或者大大降低采用下面所述技术的柴油机的污染。作为柴油机的添加剂的用途是一个这类溶胶受到限制的恰当例子。在柴油机中柴油的燃烧过程中，含碳产物有可能形成烟灰，这被认为对环境和人体健康均有害处。人们已经花了很长时间来寻找能够降低这些含碳颗粒排放的技术，所说颗粒在该本文中是指“烟灰”。很多方法已被建议用来降低这些含碳颗粒的排放。但是，废气循环需要装配能够捕集由各种燃料燃烧产生的含碳颗粒的全-->部或者绝大部分(至少80重量％)的过滤器。但是，这些技术受到过滤器储存能力的限制，这些过滤器必须被排空或者将其中的烟灰燃烧掉。提供并且进行这种再生操作的成本相当高。一种常用的解决方法是燃烧这些烟灰，烟灰的燃烧是周期性采用电加热或者采用矿物燃料来进行。但是，这种技术存在很多缺点，不只是有导致陶瓷过滤器破裂或者金属过滤器熔化的热冲击的危险。另一种令人满意的解决方法是往烟灰中加入催化剂，这种催化剂可频繁自燃收集在过滤器中的烟灰。为此，这种烟灰必须具有足够低的自燃温度，以便在发动机正常运行过程中可经常被燃烧。在研究产生本专利技术方案的过程中，已经证明有机溶胶，特别是铈溶胶可以制成一种可降低烟灰自燃温度的优良的催化剂前体。但是，为了便于使用并符合规定，添加剂应根据需要逐渐从储槽加入，该储槽每50000公里就要更换。在这些条件下，添加剂必须是高浓度的并且要有足够的稳定性，以免以任何方式受到与汽车运行有关的波动现象和在两次更换之间的多年间隔的影响。这就是本专利技术的目的之一是提供稳定的氧化物，特别是稀土元素氧化物的有机溶胶。这种稳定性可适用于溶胶被浓缩以及溶胶被稀释的情况。本专利技术的另一目的是提供一种上述类型的浓缩溶胶。本专利技术的另一目的是提供一种上述类型的溶胶，它根据需要由几种金属的氧化化合物构成。本专利技术的另一目的是提供一种制备上述类型溶胶的方法。这些目的以及下面将出现的其它目的通过溶胶的制备方法来说明，该方法包括下列步骤：(a)制备呈分散体形式的含有至少一种氧化的金属化合物的水相；(b)将步骤(a)制备的悬浮液与含有至少一种亲水亲油试剂的有机相，优选地作为溶剂存在的有机混合物或者化合物同时或者连续接触；(c)回收有机相；-->而其中所说的氧化了的金属化合物是通过包括下面步骤的方法制备的：α)制备一种含有至少一种可溶性稀土金属盐，通常是醋酸盐和／或氯化物的溶液；β)将该溶液与碱性介质接触，并将生成的反应混合物保持在碱性pH下；和γ)通过雾化或者冻干回收生成的沉淀。“稀土元素”应认为是指原子序数在57和71之间的元素以及钪和钇。根据本专利技术的有利方案，该方法可用于制备混合化合物。为此，所说的氧化了的金属化合物基于至少一种稀土元素和至少一种选自元素周期表[元素周期表参见在Supplement to the Bulletin of the Chemical Society ofFrance No．1(1966．1)]的ⅣA、ⅦA、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢB和ⅣB的其它金属元素，接着制备含有至少是作为阴抗衡离子的高浓度(至少1／2，有利的是3／4以及优选的是9／10重量的)阴离子的混合物，这些阴离子与溶液中的金属不发生络合或者仅发生很弱的络合。不络合的阴离子的例子可举出(全)卤酸根、硝酸根和磺酸根。但是，一般还可优选不能够氧化所加入的阳离子的阴离子，这就限制了选择。同时还希望阴离子不具备亲水亲油性。鉴于上述限制，妥善的折衷方法是阴离子采用高浓度的选自有机阴离子(特别是羧酸根和磺酸根，其碳链长度较短[至多是5，有利地至多是3，优选地至多是2个碳原子])、氟以上元素的卤化物和其混合物的阴离子。醋酸根和／或氯化物以及它们的混合物也可在溶液中作为所说金属元素的阴抗衡离子。如上所述，所说溶液可进一步含有至少一种盐和／或一种或几种金属元素的溶胶。因此：-将上述混合物与碱性介质接触并将生成的反应混合物保持在碱性pH下；和-采用喷雾和冻干回收生成的沉淀。另外，本专利技术涉及一种有机胶体悬浮液(或者溶胶)，它基于至少一种稀土元素和视具体情况而存在的至少一种选自元素周期表中Ⅳa、ⅦA、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢB和ⅣB族的其它元素，它是由如上获得-->的化合物制备的，并且在水中的分散性至少为50％。在本说明书中，颗粒粒度分布的特征一般是指dn型的图形，其中n是1到99的数；该图形在许多
中都是已知的，但是在化学领域不是很常用，因此有必要提醒读者其含义。这种图形表示n％(重量)颗粒的粒度小于或者等于所述粒度。在上述溶胶中氧化了的化合物的粒度是它的d90至多为20纳米(采用HRTEM，即高分辨透射电子显微镜测定)，更具体地说至多10纳米并优选地至多5纳米，并且其中硝酸盐含量至多为1000ppm。下面首先描述制备本专利技术溶胶形式的化合物颗粒的方法。该方法的第一个步骤[步骤α)]包括制备通常呈溶液或悬浮液形式的构成所需化合物的元素或者元素的混合物。这种溶液或者悬浮液含有可溶性盐，通常是稀土元素的醋酸盐和／或氯化物以及视具体情况而存在的至少一种选自元素周期表中Ⅳa、Ⅶa、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢB和ⅣB族的另一种元素的盐或者溶胶。在说明第一个步骤的其它部分和下面的用于将该溶液或悬浮液与碱性介质接触的步骤中，为了简便起见，所说的混合物是指构成这种化合物的元素或元素的混合物的溶液或悬浮液。更具体地，稀土元素选自铈、钇、钕、钆、镨和镧。在将本专利技术的化合物用于催化过程时，优选铈、镧、钕、钇和镨。在本专利技术中也可以采用主要由铈构成的同时含有较低含量[至多约(在本文中，“约”是指当最接近数右边的一个或者多个数是零时，这些零是表示位置的零，而不是具体的数，除非另有具体说明)等于10％，通常等于5重量％]以掺杂剂或者杂质的形式存在的其它价位的元素的混合物。在视具体情况而存在的其它元素的情况下，可特别提到锆、d亚层被填满的过渡元素，特别是Ⅷ族的元素(尤其是第一排的)、铜和锰。对于盐来说，优选采用稀土元素的醋酸盐。对于其它元素来说，可以举出的盐是氯化物或者羧酸盐，如醋酸盐、草酸盐或者甲酸盐。如果可能，优选采用醋酸盐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1．一种含有至少一种氧化的稀土元素化合物的胶体分散体的制备方法，其特征在于包括下列步骤：(a)在分散体中制备含有至少一种氧化的金属化合物的水相；(b)将步骤(a)制备的悬浮液和含有至少一种亲水亲油试剂的有机相，并优选地是作为溶剂的有机混合物或者化合物同时或者依次接触；和(c)回收有机相；以及其中所说的氧化的金属化合物是通过包括下列步骤的方法制备的：α)制备一种含有至少一种可溶性稀土金属盐，通常是醋酸盐和／或氯化物的溶液；β)将该溶液与碱性介质接触，并将生成的反应混合物保持在碱性pH下；以及γ)通过雾化或者冻干来回收产生的沉淀。2．权利要求1的方法，其特征在于：所说的氧化的金属化合物基于至少一种稀土元素和基于至少一种选自元素周期表中Ⅳa、ⅦA、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢB和ⅣB族的其它元素，并且制备含有至少一种所说稀土元素的醋酸盐或者氯化物和至少一种所说元素的盐或溶胶的混合物；-将上述混合物与碱性介质接触，并将生成的反应混合物保持在碱性pH下；和-采用喷雾和冻干来回收生成的沉淀。3．权利要求1和2的方法，其特征在于所说的氧化的金属化合物基于至少一种选自铈、钇、钕、钆和镨的稀土元素。4．权利要求1到3的方法，其特征在于所说的氧化的金属化合物还含有至少一种选自锆、铁、铜、镓、钯和锰的其它元素。5．权利要求1到4的方法，其特征在于当溶液或者上述混合物与碱性介质接触时，保持反应介质的pH恒定。6．权利要求1到5的方法，其特征在于上述接触操作是通过将溶液或上述混合物加入到碱性介质中来进行的。7．权利要求1到6的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·伯彻姆，P·马考迪勒，O·托莱特，
申请(专利权)人：罗狄亚化学公司，
类型：发明
国别省市：