用于废气处理应用的阴离子PGM羧酸盐辅助的PGM纳米颗粒合成制造技术

一种制造催化剂制品的方法，所述方法包括：提供包含PGM和羧酸根离子的阴离子络合物；提供载体材料；将所述阴离子络合物施用到所述载体材料来形成承载的载体材料；将所述承载的载体材料置于基材上；和加热所述承载的载体材料来形成在所述载体材料上的PGM纳米颗粒。料来形成在所述载体材料上的PGM纳米颗粒。料来形成在所述载体材料上的PGM纳米颗粒。

【技术实现步骤摘要】
用于废气处理应用的阴离子PGM羧酸盐辅助的PGM纳米颗粒合成


[0001]本专利技术涉及一种制造催化剂制品的方法，能够通过该方法获得的催化剂制品，排放处理系统，和处理废气的方法。

技术介绍

[0002]铂族金属(PGM)是废气催化剂，例如三元催化剂(TWC)、柴油氧化催化剂(DOC)和NO
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阱催化剂中的关键组分。为使效率最大化，令人期望地是将PGM选择性和/或可靠地置于目标载体材料上。常规的催化剂制品制备方法使用PGM简单盐作为PGM源，通常是PGM硝酸盐。但是，使用这样的常规方法，难以将PGM置于某些载体材料上。这是因为当制备载体涂层(washcoat)时，载体材料与PGM之间的相互作用弱。为了克服这个问题，已经考虑的方法包括通过浸渍随后煅烧、喷雾干燥和还原
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沉积来将PGM预先固定到目标载体材料上。但是，全部的这些方案需要多个/另外的加工步骤。此外，在煅烧来将PGM固定到载体材料的过程中，硝酸盐的分解会引起有害的NO
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副产物的释放。
[0003]当使用PGM硝酸盐前体时，由于缺少PGM与载体材料之间的强相互作用，所以可能会发生金属迁移，这意味着在催化剂制品内特定的不同的层排列会混合，其当这些层被包含来用于例如具体的不同目的时会引起层的失活。此外，这样的催化剂制品在暴露于进一步湿涂的载体涂层时，特别是当使用钯时，会易于发生负载的PGM催化剂穿过基材的过度芯吸。
[0004]因此，需要提供一种制造包含负载在载体材料上的PGM的催化剂制品的改进的方法，特别是这样的催化剂制品，其中PGM可以更牢固地结合到载体材料上来避免迁移和/或芯吸，在制造过程中释放更少的有害副产物，并且其需要更少的步骤来简单地制造和降低制造成本。
[0005]WO96/31275涉及PGM羧酸盐，特别是PGM乳酸盐，其用作制造催化剂制品的前体。但是没有描述阴离子PGM络合物。
[0006]“Free rhodium(II)citrate and rhodium(II)citrate magnetic carriers as potential strategies for breast cancer therapy”，Carneiro等人，Journal of Nanobiotechnology，2011，9：11；“Carboxylates of Palladium,Platinum,and Rhodium,and their Adducts”，Stephenson等人，Journal of the Chemical Society，1965，667，3632
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3640；和“Preparation and Properties of Anhydrous Rhodium(II)acetate and Some Adducts Thereof”，Johnson等人，Inorganic Chemistry，1963，2，5，960
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962，每个描述了PGM羧酸盐络合物。但是，这些公开文献都不属于制备用于例如处理废气的应用的催化剂制品的领域。

技术实现思路

[0007]本专利技术一方面涉及一种制造催化剂制品的方法，该方法包括：提供包含PGM和羧酸
根离子的阴离子络合物；提供载体材料；将阴离子络合物施用到载体材料来形成承载的载体材料；将承载的载体材料置于基材上；和加热承载的载体材料来形成在载体材料上的PGM纳米颗粒。
[0008]本专利技术另一方面涉及一种通过第一方面的方法获得的催化剂制品。
[0009]本专利技术还包括内燃机的排气系统，其包含第二方面的催化剂制品。
[0010]本专利技术还包括处理废气的方法，该方法包括：提供第二方面的催化剂制品；和使该催化剂制品与废气接触。
附图说明
[0011]图1显示了通过EPMA方法的柠檬酸钯涂覆的芯上的钯分布(实施例6)。
[0012]图2显示了通过EPMA方法的硝酸钯涂覆的芯上的钯分布(实施例6)。
具体实施方式
[0013]本专利技术寻求解决与现有技术相关的至少一些问题，或者至少提供一种针对这些问题商业上可接受的替代的解决方案。
[0014]在第一方面中，本专利技术提供一种制造催化剂制品的方法，该方法包括：
[0015]提供包含PGM和羧酸根离子的阴离子络合物；
[0016]提供载体材料；
[0017]将阴离子络合物施用到载体材料来形成承载的载体材料；
[0018]将承载的载体材料置于基材上；和
[0019]加热承载的载体材料来形成在载体材料上的PGM纳米颗粒。
[0020]本文所定义的每个方面或实施方案可以与任何其他方面或实施方案相组合，除非明确地有相反指示。特别地，表示为优选或有利的任何特征可以与表示为优选或有利的任何其他特征相组合。
[0021]令人惊讶地，当用于排放处理系统时，通过本专利技术的方法制造的催化剂制品与通过常规方法制备的催化剂制品相比，可以表现出显著减少的载体涂层穿过或进入基材的芯吸和/或载体涂层的混合。换言之，通过本专利技术的方法制造的催化剂制品与通过常规方法制造的催化剂制品相比，可以表现出PGM对于载体材料更结实/更可靠的固定。并且作为在这样的催化剂制品中的美学改进，通过本专利技术的方法制造的催化剂制品因此可以表现出改进的催化活性。这至少是因为可以减少催化剂制品中任何不同载体涂层之间的催化活性PGM的混合，这可以由此减少任何载体涂层失活的可能性。当催化剂制品是新鲜的，以及在老化后，这又可以帮助将整个催化剂制品的催化活性保持得像预期那样高。将任何不同载体涂层的PGM保持在各自的目标层中，对于保持它们的目标催化目的来说是重要的，无论例如对于氧化还是还原。例如，已知Pd与Rh之间的直接相互作用可以减少单个组分的催化活性，特别是Rh组分的催化功能。
[0022]不希望受限于理论，据信可以实现通过本专利技术的方法制造的催化剂制品所表现出的这些令人惊讶的和有利的性能，这是因为载体材料与阴离子络合物之间的强静电相互作用。当方法在低pH例如在8或更低的pH进行时，相互作用会特别强。本专利技术的阴离子络合物可以静电吸引至载体材料，该载体材料通常在溶液中会具有(弱)正电荷。因此，由于这样的
静电相互作用，阴离子络合物不太可能会从承载的载体材料脱离。此外，当制备载体涂料(washcoat)溶液时，阴离子络合物会吸引至载体材料，由此在溶液中主动集合来形成承载的载体材料。这因此会使得更高比例的PGM实际上负载(即“固定”或“承载”)在载体材料上。这与使用PGM硝酸盐前体的传统载体涂覆(washcoating)方法相反，例如在传统方法中，中性PGM硝酸盐和/或PGM阳离子将在溶液中“松脱(loose)”，即不具有对于载体材料的明显的静电吸引。还据认为，由于阴离子络合物与载体材料之间的这样更强的相互作用，可以实现负载于载体材料上的PGM在整个催化剂制品中更均匀的分散。
[0023]有利地，当加热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.制造催化剂制品的方法，所述方法包括：提供包含PGM和羧酸根离子的阴离子络合物；提供载体材料；将所述阴离子络合物施用到所述载体材料来形成承载的载体材料；将所述承载的载体材料置于基材上；和加热所述承载的载体材料来形成在所述载体材料上的PGM纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述羧酸根离子包含两个或更多个羧基官能团。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述羧酸根离子包含2
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6个碳原子。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述羧酸根离子包含羟基，优选α
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羟基酸官能团。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述羧酸根离子包含柠檬酸根，苹果酸根，丙二酸根，琥珀酸根，酒石酸根，戊二酸根，丙醇二酸根，草酸根，乳酸根和羟乙酸根中的一种或多种。6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述羧酸根离子包含柠檬酸根和/或丙二酸根。7.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述PGM选自铑，钯，铂和钌中的一种或多种。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述PGM包含铑，钯，铂或其组合，优选铑和/或钯。9.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述阴离子络合物包含以下的一种或多种：丙二酸Pt(IV)，琥珀酸Pt(IV)，草酸Pt(II，IV)，柠檬酸Pd(II)，乳酸Pd(II)，草酸Pd(II)，羟乙酸Pd(II)，苹果酸Pd(II)，柠檬酸Rh(II)，柠檬酸Rh(III)，乳酸Rh(II)，乳酸Rh(III)和草酸Ru(III)。10.根据权利要求1或2所述的方法，其中以包含所述阴离子络合物的水溶液的形式提供所述阴离子络合物，优选其中所述水...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：庄信万丰上海化工有限公司，
类型：发明
国别省市：