基于锆、镨、镧或钕的氧化物的组合物，其制备方法和其在催化体系中的用途技术

本发明专利技术涉及一种基于氧化锆和至少一种选自镨、镧和钕的氧化物的添加剂的组合物。它在１０００℃下煅烧１０小时后具有至少２９ｍ↑［２］／ｇ的比表面积。这种组合物由下述方法得到：用碱沉淀锆和添加剂的化合物的混合物；加热由此得到的包含沉淀物的介质；然后将选自阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、聚乙二醇类、羧酸及其盐以及羧甲基化脂肪醇乙氧基化物类型表面活性剂的化合物添加至这种沉淀物中；最后煅烧该沉淀物。该组合物可被用作催化剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种基于氧化锆和选自镨、镧和钕的氧化物的添加剂的组合物，其制备方法和其在催化体系中的用途。
技术介绍
被称作多功能催化剂的催化剂目前被用于处理内燃机的废气(汽车后燃催化作用)。多功能催化剂是不仅能够让废气中存在的一氧化碳和烃氧化，而且能够让同样存在于这些气体中的氮氧化物还原的催化剂(“三效尾气净化催化剂”)。现在已知基于氧化锆或氧化铈的催化剂对这类反应特别有利。为了更为有效，这些催化剂必须具有高的比表面积，并且人们一直在寻找能在越来越高的温度下使用的催化剂，为此需要具有更为稳定的比表面积。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是研究一种满足这一要求的催化组合物。为此，本专利技术的组合物基于氧化锆，并且其特征在于它还包含至少一种选自镨、镧和钕的氧化物的添加剂，并且它在1000℃下煅烧10小时后具有至少29m2/g的比表面积。本专利技术的组合物因此具有在1000℃甚至更高温度下保持高比表面积的优点。此外，基于这种组合物的催化剂还可在低温下具有高效率，甚至是在低贵金属含量的情况下。通过阅读以下的描述以及用于揭示本专利技术的具体但非限制性的实施例，本专利技术的其它特征、细节和优点将会更加清晰。在下面的叙述中，比表面积是指根据ASTM D 3663-78标准通过氮吸附法测定的BET比表面积，该标准是以The Journal of the AmericanChemical Society，60，309(1938)中描述的BET比表面测定法为基础制定的。本专利技术说明书中涉及的元素周期表是在Supplément au Bulletin dela SociétéChimique de France No.1(1996年1月)中公开的元素周期表。稀土元素是指由钇和周期表中原子序数为57-71(包含端值在内)的元素组成的组中的元素。此外，除非另有说明，煅烧(在该煅烧之后给出比表面积值)是在空气中的煅烧。除非另有说明，含量是以氧化物的形式给出的。本专利技术组合物的主要特征是其组分的性质和其比表面积。本专利技术的组合物基于氧化锆ZrO2，这种氧化物是基本或者主要组分。该组合物还包含至少一种添加剂，它构成组合物的其余部分，而且它以氧化物的形式存在，这种添加剂选自镨、镧和钕。在此需要指出，本专利技术显然覆盖了包含各种添加剂组合的组合物的情况。添加剂含量不超过50重量％，而氧化锆占组合物的至少50重量％。这个含量是以添加剂或者在组合物包含几种添加剂情况下的所有添加剂的氧化物的重量相对于整个组合物(氧化锆加上该一种或多种添加剂氧化物)的重量来表示的。这个添加剂含量可以在很宽的范围内变化，尤其是5％-40％，更尤其是10％-40％。这个含量尤其可以是10％-30％。根据一种变化形式，本专利技术的组合物可以进一步包含氧化铝Al2O3。在这种情况下，铝含量(相对于整个组合物的Al2O3重量％)一般不超过20％，优选为1％-10％。根据另一种变化形式，本专利技术的组合物可以进一步包含与上述氧化铝比例相同的二氧化硅。本专利技术组合物的另一个主要特征是其在高温下的高比表面积。如上所述，在1000℃下煅烧10小时后，所述面积为至少29m2/g。在相同的煅烧条件下，这个面积可以是至少35m2/g，或者甚至为至少40m2/g，并且甚至更优选为至少50m2/g。可以达到约60m2/g的比表面积。在甚至更高的煅烧温度下，本专利技术组合物仍保持高比表面积。因此，在1100℃下煅烧4小时后，这些组合物可以具有至少10m2/g甚至至少15m2/g的比表面积。可以获得约20m2/g的比表面积。此外，在1200℃下煅烧10小时后，本专利技术的组合物仍可以具有至少为2m2/g，尤其为至少3m2/g的比表面积。在比上述低的温度下，例如在900℃下煅烧4小时后，并且根据本专利技术的变化形式，该组合物可以具有至少45m2/g，尤其是至少50m2/g，优选至少55m2/g，甚至更优选至少70m2/g的比表面积。可以获得约80m2/g的比表面积。本专利技术的组合物在某些情况下可以是添加剂在氧化锆中的固溶体的形式。在这种情况下，这些组合物的XR衍射图显示出与以立方晶系或正方晶系结晶的氧化锆的单一相对应的单一相的存在，从而反映出添加剂结合到了氧化锆的晶格中，由此生成了纯的固溶体。该组合物也可以是混合相的形式，特别是在高添加剂含量(至少40％)的情况下。本专利技术的组合物还具有特定的孔隙率。它们事实上含有中孔，也就是尺寸为10nm-500nm的孔，甚至在高温下煅烧以后仍然含有所述中孔。这些尺寸值通过水银孔率法(用Micromeritics制造的Autopore 9410孔隙率测定仪进行分析，该孔隙率测定仪包括两个低压测点和一个高压测点)得到。这些中孔可以在总孔体积中占有一个高比例，例如，它们可以占总孔体积的至少30％，更尤其为至少40％。本专利技术的组合物可以具有非常低的硫酸根阴离子含量。这个含量一般不超过100ppm，优选不超过50ppm(SO4-/整个组合物的重量比)。下面将描述制备本专利技术组合物的方法。这种方法的特征在于它包括以下步骤-(a)形成包含锆、添加剂和非必要的铝或硅的化合物的混合物；-(b)让所述混合物与碱性化合物接触，从而获得沉淀物；-(c)在液体介质中加热所述沉淀物； -(d)将选自阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、聚乙二醇类、羧酸及其盐以及羧甲基化脂肪醇乙氧基化物类型表面活性剂的化合物添加至在上一步骤得到的沉淀物中；-(e)锻烧由此得到的沉淀物。因此，该方法的第一步在于在液体介质中制备锆化合物、添加剂化合物和任选的铝或硅化合物的混合物。该混合一般在液体介质中进行，优选在水中进行。化合物优选是可溶性化合物。对于锆、添加剂和铝的盐来说，情况尤为如此。这些化合物可以选自例如硝酸盐、乙酸盐或氯化物。作为实例，可以提及的有硝酸氧锆或氯化氧锆。最常使用的是硝酸氧锆。还可以使用溶胶作为锆的起始化合物。溶胶是指由基于锆化合物的胶态尺寸(即，尺寸为约1nm-约500nm)的固体细颗粒悬浮在含水液相中而形成的任何系统，所述锆化合物通常是氧化锆和/或氧化锆水合物，此外，所述颗粒还任选地包含残留量的键合或吸附的离子，如硝酸根、乙酸根、氯根或铵离子。需要指出的是，在这种溶胶中，锆可以完全是胶体的形式，也可以同时是离子和胶体的形式。作为硅化合物，可以使用碱金属元素(如钠)的硅酸盐，碱金属元素(如钠或钾)的硅醇盐或者烷基硅酸盐，并且可以提及甲基硅酸钾作为实例。还可以使用硅酸溶液或者由上述前体得到的沉淀二氧化硅。作为硅化合物，还可以提及热解二氧化硅，例如由Degussa生产的Aerosil类型的二氧化硅。该二氧化硅可以以溶胶或悬浮液的形式存在。该起始混合物可以由最初为固体状态的化合物(这些化合物随后被引入到水槽底部)来获得，也可以通过直接将这些化合物的溶液以任意的顺序混合来得到。在该方法的第二步骤(b)中，所述混合物与碱性化合物进行接触。氢氧化物类型的产品可以被用作碱或者碱性化合物。可以提及的有碱金属或碱土金属氢氧化物。还可以使用仲、叔或季胺。不过，胺和氨水是优选的，因为它们能够减少碱金属或碱土金属阳离子污染的风险。还可以提及的是脲。该碱性化合物一般以水溶液的形式使用。混合物与溶液的接触方式，即它们的引入顺序，并不是关键所在。然而，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于氧化锆的组合物，其特征在于，它还包含至少一种选自镨、镧和钕的氧化物的添加剂，并且它在１０００℃下煅烧１０小时后具有至少２９ｍ↑［２］／ｇ的比表面积。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：O拉驰尔，P默森尼尔，E罗哈特，
申请(专利权)人：罗狄亚化学公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]